第一章：化学反应与能量转化（含解析）同步习题2023---2024学年上学期高二化学鲁科版（2019）选择性必修1

第一章：化学反应与能量转化 同步习题
一、单选题
1．一种由聚偏氟乙烯–六氟丙烯共聚物为主的准固态聚合物电解质(QPE)制备的 Na-O2 电池结构如图所示，QPE 中的 F-C 链有利于 Na+的转移。下列有关说法中正确的是
A．该电池放电时正极的电极反应式为：O2+e–+Na+=NaO2
B．负极质量每减少 23 g，需要消耗 O2 的体积为 22.4 L
C．偏氟乙烯与六氟丙烯互为同系物
D．该电池充电时阳极反应物为 O2
2．某原电池装置示意图如图所示，下列有关该原电池的说法正确的是
A．锌片是正极，铁片是负极
B．锌片上发生的电极反应：
C．电子由铁电极经导线流向锌电极
D．如果将锌片换成铜片，电路中的电流方向改变
3．最近，江汉大学某科研团队在国际上首次提出锂离子过滤膜概念。团队以石墨烯和聚丙烯腈为基础材料，制备了新型碳膜，具有锂离子导通、溶剂阻挡等特殊功能。下列说法正确的是
A．电路工作时，锂离子穿过隔膜移向b极
B．新型碳膜只允许直径小于1nm的粒子通过
C．a极的电极反应式为
D．当电路中转移电子时，右室生成气体
4．下列说法正确的是
A．钢铁吸氧腐蚀时铁锈较易出现在上图A点处
B．铜锌原电池工作时盐桥中阳离子向电池负极移动
C．用导线将地下钢铁管道连接电源正极可减缓其腐蚀
D．燃料电池，将燃料通入正极
5．某研究所用乙烷(CH3CH3)燃料电池电解甲基肼(CH3—NH—NH2)制氢，其装置如图，其中A、B、C、D均为惰性电极。下列说法不正确的是
A．B电极为正极，电极反应为O2+4H++4e-=2H2O
B．装置Ⅰ和Ⅱ工作后电解质溶液的pH都减小
C．装置Ⅱ中交换膜为阴离子交换膜，OH-由右室移向左室
D．理论上，标准状况下生成7.84LH2，消耗CH3CH3的质量为1.5g
6．如图是铅蓄电池的构造示意图，下列说法错误的是
A．铅蓄电池属于二次电池 B．负极反应为Pb-2e-+=PbSO4
C．PbO2的氧化性比H+强 D．放电过程中，正极附近氢离子浓度增大
7．下列实验现象叙述正确的是( )
A．滴入硝酸酸化的BaCl2 溶液，产生白色沉淀，溶液中一定存在SO42-
B．硫粉在纯氧中燃烧：产生明亮的蓝紫色火焰，放热，生成有刺激性气味的气体
C．铁粉加入稀硫酸，银白色固体表面有气泡产生，固体减少，放热，溶液由无色变浅绿色
D．水通电：两极均有气体生成，正极多，负极少，体积比约为1：2
8．某大学科研团队，在光电催化体系中，利用双极膜处理烟气中的SO2，工作原理如图所示。O2在电极上生成一种具有强氧化性的羟基自由基(HO·)。下列说法正确的是
A．22.4LSO2发生反应，转移2mol电子
B．阴极反应是O2+4e-+2HO=4OH-
C．该装置中总反应方程式：2SO2+O2+2H2O2H2SO4
D．改装置只涉及电能和化学能之间的转化
9．如图所示方法中，地下铁管腐蚀最快的是（ ）
A． B．
C． D．
10．镁一空气电池的工作原理如图所示，电池反应方程式为：2Mg+O2+2H2O=2Mg(OH)2。有关该电池的说法正确的是
A．通入氧气的电极为负极
B．电池工作时，溶液中的Na+由负极移向正极
C．负极的电极反应为Mg-2e-+2OH-=Mg(OH)2
D．当电路中转移0.04 mol电子时，参加反应的O2为体积224mL
11．已知红磷比白磷稳定。常温常压下，31g红磷或白磷分别与等量的发生反应的能量变化如图所示，下列说法正确的是
A．A物质是红磷和氯气
B．B→C的过程是放热反应，不需要加热
C．C物质一定是PCl3(g)或PCl5(s)中的一种
D．4P(红磷，s)=P4(白磷，s)
12．已知在101 kPa，298 K条件下，2g氢气燃烧生成水蒸气放出242kJ热量，下列热化学方程式正确的是
A．2H2O(g)=2H2(g)+O2(g)　ΔH=+484 kJ·mol-1
B．H2O(g)=H2(g)+O2(g)　ΔH=-242 kJ·mol-1
C．H2(g)+O2(g)=H2O(l)　ΔH=+484 kJ·mol-1
D．H2(g)+O2(g)=H2O(g)　ΔH=-484 kJ·mol-1
13．下列设备工作时，将化学能主要转化为电能的是
A．燃气灶 B．锌锰电池 C．风力发电 D．太阳能热水器
A．A B．B C．C D．D
14．环己酮（）在生产生活中有重要的用途，可在酸性溶液中用环己醇间接电解氧化法制备，其原理如下图所示。下列说法正确的是
A．a极与电源负极相连
B．a极电极反应式是2Cr3++7H2O —6e-=Cr2O72-+14H+
C．b极发生氧化反应
D．理论上有1mol环己酮生成时，有2mol氢气放出
15．2008年北京奥运会“祥云”奥运火炬所用环保型燃料为丙烷(C3H8)，悉尼奥运会所用火炬燃料为65%丁烷(C4H10)和35%丙烷，已知：
①CO：2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H=-566.0kJ/mol
②丙烷：C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l) △H=-2221.5kJ/mol
③正丁烷：C4H10(l)+6.5O2(g)=4CO2(g)+5H2O(l) △H=-2855.4kJ/mol
④异丁烷：C4H10(g)+6.5O2(g)=4CO2(g)+5H2O(l) △H=-2869.6kJ/mol
下列说法正确的是（ ）
A．常温常压下，正丁烷的燃烧热为-2855.4kJ/mol
B．相同质量的丙烷和正丁烷分别完全燃烧，前者需要的氧气多，产生的热量也多
C．常温下，CO的燃烧热为566.0kJ/mol
D．人类利用的能源都是通过化学反应获得的
二、填空题
16．下图对三种不同类型汽车(以序号1、2、3表示)的废气排放情况进行了比较。废气中的有害成分主要是：碳氢化合物、一氧化碳(CO)、氮氧化物(NOx)、二氧化碳(CO2)，这三种汽车分别是以汽油为燃料的汽车、以天然气(主要成分是甲烷)为燃料的汽车和电动汽车。请判断其中序号为1的是 汽车，序号为3的是 汽车。
17．(1)已知下列热化学方程式：
①H2O(l)=H2(g)＋O2(g) ΔH＝＋285.8 kJ/mol
②H2(g)＋O2(g)=H2O(g) ΔH＝－241.8 kJ/mol
③NaOH(aq)＋HCl(aq)=NaCl(aq)＋H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ/mol
④C(s)＋O2(g)=CO(g) ΔH＝－110.5 kJ/mol
⑤C(s)＋O2(g)=CO2(g) ΔH＝－393.5 kJ/mol
回答下列问题：如果反应物所具有的总能量大于生成物所具有的总能量，反应物转化为生成物时 (填“吸收”或“放出”)热量，△H 0(填“>”或“<”)，上述反应中属于吸热反应的是 ，C(s)的燃烧热为 。
(2)习近平总书记提出：绿水青山就是金山银山。我们在发展经济的同时要坚持节约资源和保护环境。
①用NH3催化还原NOx还可以消除氮氧化物的污染。已知：
4NH3(g)＋3O2(g)=2N2(g)＋6H2O(g) ΔH1＝－a kJ·mol－1 ①
N2(g)＋O2(g)=2NO(g) ΔH2＝－b kJ·mol－1 ②
若1molNH3还原NO至N2，则该反应过程中的反应热ΔH3＝ kJ·mol－1(用含a、b的式子表示)。
②捕碳技术(主要指捕获CO2)在降低温室气体排放中具有重要的作用。目前NH3和(NH4)2CO3已经被用作工业捕碳剂，它们与CO2可发生如下可逆反应：
反应Ⅰ：2NH3(l)＋H2O(l)＋CO2(g)(NH4)2CO3(aq) ΔH1
反应Ⅱ：NH3(l)＋H2O(l)＋CO2(g)NH4HCO3(aq) ΔH2
反应Ⅲ：(NH4)2CO3(aq)＋H2O(l)＋CO2(g)2NH4HCO3(aq) ΔH3
请回答下列问题： ΔH3与ΔH1、ΔH2之间的关系是ΔH3＝ 。
18．燃料电池是利用燃料与氧气反应从而将化学能转化为电能的装置。
(1)以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构示意图如图所示。

①A为生物燃料电池的 (填“正”或“负”)极。
②正极反应式为 。
③放电过程中，H+由 极区向 极区迁移(填“正”或“负”)。
④在电池反应中，每消耗0.1mol氧气，理论上生成标准状况下二氧化碳的体积是 。
(2)一氧化碳无色无味有毒，世界各国每年均有不少人因一氧化碳中毒而失去生命。一种一氧化碳分析仪的工作原理如图所示，该装置中电解质为氧化忆一氧化钠，其中O2-可以在固体介质NASICON中自由移动，传感器中通过的电流越大，尾气中一氧化碳的含量越高。

①电子由电板 通过传感器流向电极 (填“a”或“b”)；
②负极反应式为 。
19．下图是一个化学过程的示意图。

（1）图中甲池中OH-移向 极(填“CH3OH”或“O2”)。
（2）写出通入CH3OH的电极的电极反应式： 。
（3）向乙池两电极附近滴加适量紫色石蕊试液，附近变红的电极为 极(填“A”或"B”)，并写出此电极的反应式： 。
（4）乙池中总反应的离子方程式： 。
（5）当乙池中B(Ag)极的质量增加5.4g时，乙池的pH是 (若此时乙池中溶液的体积为500mL)；此时丙池某电极析出1.60g某金属，则丙中的某盐溶液可能是 (填序号)。
A．MgSO4 B．CuSO4 C．AgNO3 D．AlCl3
20．化学电池在通讯、交通及日常生活中有着广泛的应用。

(1)右图是锌锰干电池的基本构造图，关于该电池的使用和性能，说法正确的是
A．该电池可充电后反复使用
B．该电池可用于闹钟、收音机、照相机等
C．该电池使用后能投入火中，也可投入池塘中
(2)目前常用的镍（Ni）镉（Cd）电池，其电池总反应可表示为：2Ni(OH)2+Cd(OH)2Cd+2NiO(OH)+2H2O
已知Ni（OH）2和Cd（OH）2均难于溶于但酸，以下说法正确的是
A．以上反应是可逆反应 B．反应环境为碱性
C．电池放电时Cd做负极 D．是一种二次电池
(3)美国阿波罗的氢氧燃料电池是一种新型电源，其构造如图所示，a、b两个电极均由多孔的碳块组成，通入氢气和氧气由孔隙中逸出，并在电极表面发生电极反应而放电。

①其电极为a是 极（填正或负）
②若为飞行员提供了360kg的水，则电路中通过了 mol电子。
21．图中甲池的总反应式为。
（1）甲池中负极上的电极反应式为 。
（2）乙池中石墨电极上电极反应式为 。
（3）要使乙池恢复到电解前的状态，应向溶液中加入适量的 。
A．CuO B．Cu(OH)2 C．CuCO3 D．CuSO4
（4）若将乙池中两个电极改成等质量的Fe和Cu，实现在Fe上镀Cu，当甲中消耗1.6gN2H4时，乙池中两个电极质量差为 g。
22．化学反应所提供的能量大大促进了社会的发展。请回答下列问题：
(1)将石墨、铝粉和二氧化钛按一定比例混合在高温下煅烧，所得物质可作火箭和导弹表面的耐高温材料： ，该反应过程中，每转移1 mol电子放出的热量为 。
(2)键能可用于估算化学反应的反应热。已知白磷的燃烧热，白磷完全燃烧的产物结构如图所示，下表是部分化学键的键能数据，其中X= 。
化学键 P-P P-O O=O P=O
键能/() X 335 498 470
(3)我国科学家实现了在铜催化条件下将转化为。计算机模拟单个分子在铜催化剂表面的反应历程如图所示。
用相对能量的变化来表示，写出该反应的热化学方程式 。
(4)处理废水中的可在微生物的作用下经过两步反应转化为，两步反应的能量变化如图所示：
则1 mol 被氧化成的热化学方程式是 。
(5)已知25℃和101 kPa下：
①
②
③
则表示燃烧热的热化学方程式为 。
23．化学电池在通讯、交通及日常生活中有着广泛的应用。
（1）锌锰干电池是应用最普遍的电池之一，图1为锌锰干电池的构造示意图，锌锰干电池的负极材料是 （填物质名称），负极发生的电极反应为 。若反应消耗32.5g负极材料，则电池中转移电子的数目为 。
（2）目前常用的镍-镉（Ni—Cd）可充电电池的总反应式可表示为Cd+2NiO(OH)+2H2O2Ni(OH)2+Cd(OH)2，已知Ni(OH)2和Cd(OH)2均难溶于水，但能溶于酸，以下说法正确的是 （填序号）。
①该电池可以在酸性条件下进行充、放电。
②该电池放电时，负极的电极反应式为Cd+2OH--2e-=Cd(OH)2
③该电池放电时，Cd极的质量减少
④该电池放电时，化学能转变为电能。
（3）图2为氢氧燃料电池的构造示意图，电解质溶液是KOH溶液。则X极为电池的 （填“正”或“负”）极，X极的电极反应式为 。
24．已知几种烷烃的燃烧热如下：
名称 甲烷 乙烷 丙烷 丁烷
△H/kJ·mol-1 -891 -1560 -2220 -2878
请回答下列问题∶
(1)写出丁烷燃烧热的热化学方程式为
(2)等质量的甲烷和乙烷充分燃烧放热较多的是
(3)某家用石油气(丙烷和丁烷的混合气)3.36L(标准状况下，下同)充分燃烧生成(g)和(g)时放出的热量为365.9kJ，则石油气中丁烷的体积分数为 (保留一位小数)。
25．如图甲、乙是电化学实验装置。
(1)若甲、乙两烧杯中均盛有NaCl溶液，则：
①甲中石墨棒上的电极反应式为 ；
②乙中总反应的离子方程式为 ；
③将湿润的淀粉KI试纸放在乙烧杯上方，发现试纸先变蓝后褪色，这是因为过量的Cl2氧化了生成的I2 。若反应中Cl2和I2的物质的量之比为5∶1，且生成两种酸，该反应的化学方程式为 。
(2)若甲乙两烧杯中均盛有足量CuSO4溶液，则：
①甲中铁棒上的电极反应式为 ；
②乙烧杯中石墨电极上发生的反应式为： ； Fe电极上发生的反应式为： ；总的电解方程式： 。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．A
【分析】由电池的总反应式可知，放电时负极反应式为：Na-e–= Na+，正极反应式为：O2+e–+ Na+ =NaO2，充电时阴极反应式为Na++e–=Na，阳极反应式为NaO2-e–=O2↑+Na+。
【详解】A．该原电池中的电解质是由聚偏氟乙烯–六氟丙烯共聚物为主的准固态聚合物电解质，由总反应式可知，该电池放电时正极的电极反应式为：O2+e–+Na+=NaO2，故A正确；
B．未说明氧气所处的状态，无法计算消耗 O2 的体积，故B错误；
C．偏氟乙烯与六氟丙烯的结构简式分别为CH2=CF2、CF3-CF=CF2，二者的分子组成上不是相差“CH2”原子团，二者不互为同系物，故C错误；
D．该电池放电时正极的电极反应式为：O2+e–+Na+=NaO2，则该电池充电时的阳极反应式为：NaO2-e–=O2↑+Na+，阳极反应物为NaO2，故D错误；
答案选A。
2．D
【分析】该装置是原电池，Zn易失电子作负极、Fe作正极，负极反应式为Zn-2e-=Zn2+、正极反应式为2H++2e-=H2↑，放电时，电子从负极沿导线流向正极，电流与此相反。
【详解】A．Zn易失电子作负极、Fe作正极，故A错误；
B．铁片上电极反应式为2H++2e-=H2↑，故B错误；
C．电子从锌电极沿导线流向铁电极，故C错误；
D．Zn作负极、Fe作正极时，电流从Fe沿导线流向Zn，如果将锌片换成Cu，Fe是负极、Cu是正极，则电流从Cu流向Fe，所以电路中的电流方向将会改变，故D正确；
故选：D。
3．A
【解析】电路工作利用的是电解池原理，a极连接电源的正极，作电解池的阳极，氢氧根离子发生失电子的氧化反应生成氧气；b极连接电源的负极，作电解池的阴极，氢离子发生得电子的还原反应生成氢气，据此分析解答。
【详解】A．根据上述分析和题干信息可知，电路工作利用的是电解池原理，锂离子可穿过隔膜移向电解池的阴极，即b极，A正确；
B．新型碳膜，具有锂离子导通、溶剂阻挡等特殊功能，说明新型碳膜允许锂离子通过，B错误；
C．a极的电极反应式为，C错误；
D．当电路中转移电子时，右室生成气体（氢气）的物质的量为0.5mol，但未指明是否为标准状况，所以无法计算右室生成气体的体积，D错误；
故选A。
4．A
【详解】A．钢铁充分接触水膜和空气时容易发生吸氧腐蚀，由图可知，A点介于空气和水膜交汇处，B点在水膜中，没有与空气接触，所以A点易出现铁锈，故A正确；
B．铜锌原电池工作时，盐桥中的阳离子向电池正极移动，故B错误；
C．用导线将地下钢铁管道连接电源负极，采用外加直流电源的阴极保护法可减缓钢铁管道腐蚀，故C错误；
D．燃料电池工作时，通入燃料的一极为燃料电池的负极，故D错误；
故选A。
5．B
【详解】A．根据装置Ⅱ中D电极上产生，发生还原反应，可知D电极作阴极，A电极作负极，B电极作正极，c为，B电极上发生反应，A正确；
B．装置Ⅰ的总反应为，有水生成，酸性电解质溶液被稀释，pH增大，B错误；
C．因为C电极反应式为，消耗，故装置Ⅱ中交换膜为阴离子交换膜，由右室移向左室，C正确；
D．由电子得失守恒可知，，标准状况下生成7.84L(0.35mol)，消耗0.05mol，即，D正确；
故选B。
6．D
【详解】A．铅蓄电池可以反复充电、放电，属于二次电池，选项A正确；
B．负极上Pb失电子发生氧化反应，电极反应式为负极反应为Pb-2e-+=PbSO4，选项B正确；
C．PbO2和H+均有氧化性，电池放电时，正极上PbO2发生得电子的还原反应，而H+只显示出酸性，则PbO2的氧化性比H+强，选项C正确；
D．放电时，正极反应为PbO2++4H++2e-= PbSO4+2H2O，消耗氢离子，则正极附近氢离子浓度减小，选项D错误；
答案选D。
7．B
【详解】A. 亚硫酸根离子能够被强氧化剂硝酸氧化为硫酸根离子，故滴入硝酸酸化的BaCl2溶液，产生白色沉淀，溶液中可能存在SO32-，A项错误；
B. 硫粉在纯氧中燃烧产生二氧化硫，现象为：产生明亮的蓝紫色火焰，放热，生成有刺激性气味的气体，B项正确；
C. 铁粉为黑色粉末，所以铁粉加入稀硫酸，黑色固体表面有气泡产生，C项错误；
D. 水通电，两极均有气体生成，正极为氧气，体积少，负极为氢气，体积多，体积比约为1：2，D项错误；
答案选B。
8．C
【分析】根据图示知，该装置为电解池，将电能转化为化学能，左侧电极为SO2转化为SO的过程，S元素化合价升高，失电子，做阳极，H2O电离出的OH-经过阴离子交换膜(膜b)进入阳极室，电解池右侧是阴极室，H2O电离出的H+经过阳离子交换膜(膜a)进入阴极室，氧气在阴极得电子被还原为羟基自由基。
【详解】A．SO2不一定是标准状况下，无法计算物质的量，故A错误；
B．阴极反应是O2+2e-+2H+=2HO·，故B错误；
C．根据图示和分析可知，总反应为2SO2+O2+2H2O2H2SO4，故C正确；
D．该装置涉及电能、光能和化学能、热能之间的转化，故D错误；
故选C。
9．A
【详解】图A铁管做阳极，腐蚀速度加快；图B中铁管做阴极，被保护，不被腐蚀；图C中形成原电池，铁比锡活泼做负极，腐蚀速度加快；图D中形成原电池，锌作负极，铁管做正极，正极金属被保护，不被腐蚀，而电解原理引起的腐蚀速率大于原电池原理引起的腐蚀速率，故A的腐蚀速率最快。
故选：A。
10．C
【详解】A、氧气在正极发生还原反应，所以通入氧气的电极为正极，故A错误；
B、原电池中阴离子向负极移动，所以溶液中的OH-由正极移向负极，Na+不能通过阴离子交换膜，故B错误；
C、负极镁失电子变成镁离子，正极移过来的氢氧根离子结合生成氢氧化镁，所以电极反应式为：Mg-2e-+2OH-＝Mg(OH)2，故C正确；
D、未注明是否为标准状况，无法确定氧气的体积，故D错误；
故选C。
【点睛】本题考查原电池原理，本题中负极上Mg失电子生成Mg2+，而正极上氧气发生还原反应，电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-。本题的易错点为B，要注意阳离子不能通过阴离子交换膜。
11．D
【详解】A．已知红磷比白磷稳定，则等质量的红磷比白磷能量低，A物质是白磷和氯气，A错误；
B． 有的放热反应也需要加热以克服活化能，B→C是放热反应，但红磷在氯气中反应需要先加热， B错误；
C． 磷在氯气中燃烧可以发生的反应为：2P+3Cl22PCl3或2P+5Cl22PCl5，反应更常见的是得到 PCl3或PCl5的混合物，且常温常压下PCl3是液态，C错误；
D．图知所示为31g红磷或白磷分别与等量的生成相同的产物时的能量变化，按盖斯定律，1molP(红磷，s)转化为0.25molP4(白磷，s)时吸收 热量，则可得4P(红磷，s)=P4(白磷，s) ，D正确；
答案选D。
12．A
【详解】已知在101 kPa，298 K条件下，2g氢气的物质的量为1mol，燃烧生成水蒸气放出242kJ热量，热化学反应式为：H2(g)+O2(g)=H2O(g)　ΔH=-242kJ·mol-1，2mol氢气燃烧生成水蒸气应放出484kJ热量，水蒸气分解生成2mol氢气则需要吸收484kJ热量，热化学反应式为：2H2O(g)=2H2(g)+O2(g)　ΔH=+484 kJ·mol-1，
A．根据分析，水蒸气分解生成2mol氢气则需要吸收484kJ热量，热化学反应式为：2H2O(g)=2H2(g)+O2(g)　ΔH=+484 kJ·mol-1，故A正确；
B．正反应与逆反应的反应热符号相反，H2O(g)=H2(g)+O2(g)　ΔH=+242 kJ·mol-1，故B错误；
C．H2(g)+O2(g)=H2O(l)是放热反应，ΔH＜0，水由气态变为液态会继续放热，1mol氢气燃烧生成液态水放出热量的热量大于242kJ，根据题中数据无法计算，故C错误；
D．根据分析，1mol氢气燃烧生成水蒸气放出242kJ热量，热化学反应式为：H2(g)+O2(g)=H2O(g)　ΔH=-242kJ·mol-1，故D错误；
答案选A。
13．B
【详解】A．燃气灶中燃料燃烧时，能量转化的主要形式为化学能转化为热能，故A不符合题意；
B．锌锰电池工作时，能量转化的主要形式为化学能转化为电能，故B符合题意；
C．风力发电工作时，能量转化的主要形式为风能转化为电能，故C不符合题意；
D．太阳能热水器工作时，能量转化的主要形式为太阳能转化为热能，故D不符合题意；
答案选B。
14．B
【分析】根据装置图可知，a极为电解池的阳极，Cr3+失电子发生氧化反应，电极反应式是2Cr3++7H2O-6e-═Cr2O72-+14H+，b极为阴极，氢离子得电子发生还原反应，结合转移电子数相等计算，据此分析解答。
【详解】A．根据装置图可知，a极为电解池的阳极，则与电源正极相连，故A错误；
B．根据装置图可知，a极为电解池的阳极，Cr3+失电子发生氧化反应，电极反应式是2Cr3++7H2O-6e-═Cr2O72-+14H+，故B正确；
C．b极为阴极，氢离子得电子发生还原反应，故C错误；
D．理论上由环己醇(C6H12O)生成1mol环己酮(C6H10O)时，转移2mol电子，根据电子守恒可知阴极有1mol氢气放出，故D错误；
故选：B。
15．B
【详解】A.由热化学方程式③可知，常温常压下，正丁烷的燃烧热为2855.4kJ/mol，故A错误；
B.1g丙烷完全燃烧需要氧气的物质的量为×5≈0.113mol，放出的热量为×2221.5kJ/mol≈50.5kJ，1g正丁烷完全燃烧需要氧气的物质的量为×6.5≈0.112mol，放出的热量为×2855.4kJ/mol≈49.2kJ，则相同质量的丙烷和正丁烷分别完全燃烧，前者需要的氧气多，产生的热量也多，故B正确；
C.由热化学方程式①可知，CO的燃烧热为=283.0 kJ/mol，故C错误；
D.人类利用的能源可以不通过化学反应获得，如水力发电、风力发电、太阳能等，故D错误；
故选B。
16． 电动 以汽油为燃料的
【详解】电动汽车对环境的污染较轻，因此序号为1的是电动汽车；汽油汽车对环境的污染较重，所以序号为3的是以汽油为燃料的汽车。
17． 放出 < ① 393.5 kJ/mol 2ΔH2-ΔH1
【详解】(1)如果反应物所具有的总能量大于生成物所具有的总能量，反应物转化为生成物时放出热量，焓变=生成物能量-反应物能量，所以ΔH<0；吸热反应的焓变大于0，所以上述反应中吸热反应为①；C(s)的燃烧热是指1molC(s)完全燃烧生成气态二氧化碳时放出的热量，根据热化学方程式⑤可知C(s)的燃烧热为393.5 kJ/mol；
(2)①1molNH3还原NO至N2的化学方程式为NH3(g)+NO(g)=N2(g)+H2O(g)，根据盖斯定律将可得该反应的ΔH3=kJ/mol；
②根据盖斯定律Ⅱ2-Ⅰ可得反应Ⅲ的ΔH3=2ΔH2-ΔH1。
18．(1) 正 O2+4H++4e—=2H2O 负 正 2.24L
(2) a b CO—2e—+ O2—=CO2
【详解】（1）由图可知，A电极为生物燃料电池的正极，氢离子作用下氧气在正极得到电子发生还原反应生成水，B电极为负极，水分子作用下葡萄糖在负极失去电子发生氧化反应生成二氧化碳和水；
①由分析可知，A电极为生物燃料电池的正极，故答案为：正；
②由分析可知，A电极为生物燃料电池的正极，氢离子作用下氧气在正极得到电子发生还原反应生成水，电极反应式为O2+4H++4e—=2H2O，故答案为：O2+4H++4e—=2H2O；
③由分析可知，放电过程中，阳离子氢离子由负极区向正极区迁移，故答案为：负；正；
④由分析可知，B电极为负极，水分子作用下葡萄糖在负极失去电子发生氧化反应生成二氧化碳和水，电极反应式为C6H12O6—24e－+6H2O=6CO2+24H+，则由得失电子数目守恒可知，在电池反应中，每消耗0.1mol氧气，理论上生成标准状况下二氧化碳的体积0.1mol×22.4L/mol=2.24L，故答案为：2.24L；
（2）由图可知，通入一氧化碳的电极a为燃料电池的负极，氧离子作用下一氧化碳在负极失去电子发生氧化反应生成二氧化碳，通入氧气的电极b为正极，氧气在正极得到电子发生还原反应生成氧离子；
①由分析可知，电极a为燃料电池的负极，b为正极，则电子由电板a通过传感器流向电极b，故答案为：a；b；
②由分析可知，通入一氧化碳的电极a为燃料电池的负极，氧离子作用下一氧化碳在负极失去电子发生氧化反应生成二氧化碳，电极反应式为CO—2e—+ O2—=CO2，故答案为：CO—2e—+ O2—=CO2。
19． CH3OH CH3OH－6e－＋8OH－＝＝CO32-＋6H2O A 4OH－－4e－＝＝O2↑＋2H2O 4Ag＋＋2H2O4Ag＋O2↑＋4H＋ 1 BC
【详解】（1）燃料电池中，投放燃料的电极是负极，投放氧化剂的电极是正极，原电池放电时，电解质溶液中氢氧根离子向负极移动，即向投放甲醇的电极移动，故答案为CH3OH；
（2）该燃料电池中，甲醇失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水，电极反应式为：CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O，故答案为CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O；
（3）乙池有外接电源属于电解池，连接原电池正极的A是阳极，连接原电池负极的B是阴极，电解硝酸银溶液时，A电极上氢氧根离子放电导致电极附近氢离子浓度大于氢氧根离子浓度，溶液呈酸性，加热紫色石蕊试液呈红色，电极反应式为4OH--4e-=O2↑+2H2O，故答案为A，4OH--4e-=O2↑+2H2O；
（4）电解硝酸银溶液时，银离子得电子生成银、水失电子生成氧气和氢离子，离子方程式为4Ag++2H2O=4Ag+O2↑+4H+，故答案为4Ag++2H2O4Ag+O2↑+4H+；
（5）当乙池中B(Ag)极的质量增加5.40g时，设氢离子浓度为xmol/L，
4Ag++2H2O=4Ag+O2↑+4H+；
432g 4mol
5.40g 0.5xmol
x=0.1，则溶液的pH=1，阴极上析出金属，则在金属活动性顺序表中金属元素处于H元素后，根据串联电池中转移电子数相等知，丙中析出金属元素需要的电子等于或小于乙池中转移电子数，据此确定含有的金属元素，析出5.40g时转移电子是0.05mol，
A、硫酸镁中镁元素处于H元素前，所以阴极上不析出金属单质，故错误；
B、电解硫酸铜溶液时，阴极上析出1.60g铜需要转移电子0.05mol，故正确；
C、电解硝酸银溶液时，阴极上析出1.60g银需要转移电子0.0148mol＜0.05mol，故正确；
D、氯化铝中铝元素处于氢元素前，所以阴极上不析出金属单质，故错误；
故选BC；
故答案为1；BC。
20．(1)B
(2)B、C、D
(3) 负 40000
【详解】（1）锌锰干电池属于一次电池，不能充电反复使用；该电池含有重金属离子不能随意丢弃；可用于闹钟、收音机、照相机等；故答案为B；
（2）A．充电和放电时的反应条件不同，所以以上反应不是可逆反应，故A错误；
B．放电时生成碱性物质Ni(OH)2和Cd(OH)2，所以反应环境为碱性，故B正确；
C．根据电池反应可知，电池放电时Cd失电子，做负极，故C正确；
D．该电池可充电后反复使用，是一种二次电池，故D正确；
故答案为BCD；
（3）①氢氧燃料电池中，氢气失电子在负极上反应，则通入氢气的一极为电源的负极，即a为负极；
②氢氧燃料电池的总反应为氢气与氧气反应生成水，即2H2+O2=2H2O，在2H2+O2=2H2O中，化合价升高值=化合价降低值=4，即当转移电子4mol时，会有2mol即36g的水生成，当为飞行员提供了360kg即2×104mol的水时，会转移电子4×104mol。
21． N2H4＋4OH－－4e－=N2↑＋4H2O 2H2O－4e－=O2↑＋4H＋或4OH－－4e－=2H2O＋O2↑ A、C 12.8
【分析】从图中可以看出，甲池为燃料电池，乙池为电解池。通N2H4的电极为负极，通O2的电极为正极；乙池中，石墨电极为阳极，铁电极为阴极。
（1）甲池中通入N2H4的电极为负极，N2H4在碱性条件下失电子，生成N2等。
（2）乙池中石墨电极为阳极，H2O失电子，生成O2等。
（3）要使乙池恢复到电解前的状态，应先看阴、阳极的产物，离开溶液的两电极产物反应后，加入电解后的乙池电解质溶液中，即可恢复原来的性质。
（4）乙池电极得失电子的物质的量，与N2H4失电子的物质的量相等，当甲中消耗1.6gN2H4时，线路中通过的电子为=0.2mol，即可求出乙池中两个电极质量差。
【详解】（1）甲池中通入N2H4的电极为负极，N2H4在碱性条件下失电子，生成N2等，电极反应式为N2H4＋4OH－－4e－=N2↑＋4H2O。答案为：N2H4＋4OH－－4e－=N2↑＋4H2O；
（2）乙池中石墨电极为阳极，H2O失电子，生成O2等，电极反应式为2H2O－4e－=O2↑＋4H＋或4OH－－4e－=2H2O＋O2↑。答案为：2H2O－4e－=O2↑＋4H＋或4OH－－4e－=2H2O＋O2↑；
（3）乙池中石墨电极反应式为2H2O－4e－=O2↑＋4H＋，铁电极反应式为Cu2++2e-=Cu，O2与Cu反应生成CuO，所以应往溶液中加入CuO或CuO CO2。答案为：A、C；
（4）在乙池中，石墨电极换为铜电极，电极反应式为Cu-2e-=Cu2+，铁电极不变，铁电极发生的反应式为Cu2++2e-=Cu。当甲中消耗1.6gN2H4时，线路中通过的电子为=0.2mol，即可求出乙池中，铜电极质量减轻0.1mol×64g/mol=6.4g，Fe电极质量增重0.1mol×64g/mol=6.4g，两个电极质量差为6.4g-(-6.4g)=12.8g。答案为：12.8。
【点睛】电解结束后，溶液的性质通常会发生一定的改变。若想让电解质恢复电解前的性质，应在电解后的溶液中加入某物质，此物质为两电极产物(离开溶液)发生反应的产物，或者相当于该物质的物质。如此题中，阴极生成Cu，阳极生成O2，二者反应生成CuO，则应往电解后的溶液中加入CuO，加入的量与电解时生成量相同。也可加入CuCO3(分解产物为CuO、CO2)，但不能加入Cu(OH)2(分解产物为CuO、H2O)。
22．(1)98 kJ
(2)172
(3)
(4)
(5)
【详解】（1）由题干提供的热化学反应方程式可知: ，每转移12mol电子，反应放出1176kJ的热量，故该反应过程中，每转移1 mol电子放出的热量为=98kJ，故答案为：98kJ；
（2）已知表示白磷燃烧热的热化学方程式为：P4(s)+5O2(g)=P4O10(s) =-2378.0kJ/mol，结合反应热=反应物的键能总和减去生成物的键能总和，故有：6E(P-P)+5E(O=O)-12E(P-O)-4E(P=O)=6X+5×498-12×335-4×470=-2378，解得：X=172，故答案为：172；
（3）由反应历程图可知，反应物的总能量比生成物的总能量高出1.02NAeV，故该热化学方程式为：(CH3)2NCHO(g)+2H2(g)=N(CH3)3(g)+H2O(g) ，故答案为：(CH3)2NCHO(g)+2H2(g)=N(CH3)3(g)+H2O(g) ；
（4）由图可知，反应I：(aq)+O2(g)=2H+(aq)+(aq)+H2O(l) =-273kJ/mol 反应II：(aq)+ O2(g)=(aq) =-73kJ/mol，根据盖斯定律可知，目标反应：(aq)+2O2(g)=2H+(aq)+(aq)+H2O(l)可由I+II，故=+=(-273kJ/mol)+( -73kJ/mol)=-346kJ/mol，故答案为： (aq)+2O2(g)=2H+(aq)+(aq)+H2O(l) =-346kJ/mol；
（5）已知：① ② ③
CH3OH燃烧的反应方程式为：CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)可由①+②+2③，根据盖斯定律可知，，故表示燃烧热的热化学方程式为 ，故答案为： 。
23． 锌 Zn-2e-=Zn2+ 6.02×1023 ②④ 负 H2-2e-+2OH-=2H2O
【分析】锌锰干电池是应用最普遍的电池之一，锌为负极，发生氧化反应；镍-镉（Ni—Cd）可充电电池，放电为原电池，充电为电解池，氢氧燃料电池属于新型电池，氢气做负极，发生氧化反应，氧气在正极发生还原反应，在分析和书写极反应时，要注意电解质溶液的性质。
【详解】（1）负极发生氧化反应，锌失去电子被氧化，所以负极材料为锌，电极反应式为Zn-2e-=Zn2+，32.5g锌的物质的量为0.5mol，1mol锌参与反应失去2mol电子，所以32.5g锌参与反应时转移电子的物质的量为1mol，数目为6.021023。
答案为：锌；Zn-2e-=Zn2+；6.021023。
（2）①Ni(OH)2与Cd(OH)2可以与酸反应，则该电池不能在酸性条件下进行充、放电，①错误；
②电池放电时，负极的电极反应式为Cd+2OH--2e-=Cd(OH)2，②正确；
③电池放电时，Cd为负极，发生氧化反应生成Cd(OH)2，Cd极的质量增加，③错误；
④该电池放电时为原电池，化学能转化为电能，④正确。
答案选②④。
（3）电解质溶液为KOH溶液，X电极上失去电子，为负极，氢气在负极失电子被氧化，电极反应式为:H2+2OH--2e-=2H2O。
答案为：H2+2OH--2e-=2H2O。
【点睛】首先根据有没有外接电源确定是电解池还是原电池，再根据溶液的酸碱性确定电极反应，然后用原电池或电解池原理进行解答。
24． 甲烷 33.3%
【详解】(1)由表中燃烧热数值可知，乙烷燃烧生成二氧化碳与液态水，放出的热量为2878kJ·mol-1，丁烷燃烧热的热化学方程式，
故答案为：；
(2)甲烷的燃烧热为891kJ/mol，乙烷的燃烧热为1560kJ/mol，则1g甲烷放热kJ，1g乙烷放热kJ，故甲烷放热更多，答案为：甲烷；
(3)设丙烷的物质的量为xmol，则丁烷的物质的量为(0.15-x)mol，根据放出的热量为365.9kJ，可得方程，解的x=0.1mol，则丁烷的物质的量为0.05mol，丁烷的物质的量分数为，故答案为：33.3%。
25． O2+2H2O—4e—=4OH— 2Cl—+ 2H2O 2NaOH +H2↑+Cl2↑ 5Cl2+ I2 + 6H2O=10HCl+ 2HIO3 Fe—2e—=Fe2+ 4OH——4e—=O2↑+2H2O Cu2+ + 2e— =Cu 2CuSO4+2H2O2 Cu+2H2SO4+O2↑
【详解】(1) ①由图可知，甲池为原电池，铁电极为电池的负极，石墨电极为正极，氧气在正极得到电子发生还原反应生成氢氧根离子，电极反应式为O2+2H2O—4e—=4OH—，故答案为：O2+2H2O—4e—=4OH—；
②由图可知，乙池为电解池，池中发生的反应为饱和食盐水电解生成氢氧化钠、氢气和氯气，电解的离子方程式为2Cl—+ 2H2O 2OH- +H2↑+Cl2↑，故答案为：2Cl—+ 2H2O 2OH- +H2↑+Cl2↑；
③由题意可知，电解生成的过量氯气与碘化钾溶液发生氧化还原反应生成盐酸和碘酸，反应的化学方程式为5Cl2+ I2 + 6H2O=10HCl+ 2HIO3，故答案为：5Cl2+ I2 + 6H2O=10HCl+ 2HIO3；
(2) ①由图可知，甲池为原电池，铁电极为电池的负极，铁失去电子发生氧化反应生成亚铁离子，电极反应式为Fe—2e—=Fe2+，故答案为：Fe—2e—=Fe2+；
②由图可知，乙池为电解池，石墨电极是电解池的阳极，水电离出的氢氧根离子在阳极上失去电子发生氧化反应生成氧气和水，电极反应式为4OH——4e—=O2↑+2H2O，铁电极为电解池的阴极，铜离子在阴极上得到电子发生还原反应生成铜，电极反应式为Cu2+ + 2e— =Cu，电解的总反应为硫酸铜溶液电解生成铜、硫酸和氧气，电解的反应方程式为2CuSO4+2H2O2 Cu+2H2SO4+O2↑，故答案为：4OH——4e—=O2↑+2H2O；Cu2+ + 2e— =Cu；2CuSO4+2H2O2 Cu+2H2SO4+O2↑。
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