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（共14题）
1．铁的配合物离子(用表示)催化某反应的一种反应机理和相对能量的变化情况如图所示。下列说法不正确的是
A．该过程的总反应为
B．浓度过大或者过小，均导致反应速率降低
C．该催化循环中元素的化合价没有发生变化
D．该过程的总反应速率由Ⅱ→Ⅲ步骤决定
2．如图所示两个烧杯中均盛有海水。下列说法正确的是
A．图一中因铁和氯化钠不发生反应，所以铁不会腐蚀
B．图一中正极的电极反应式为：
C．图二中反应一段时间后.向铜片附近滴加少量的酚酞试液，溶液变红
D．图二中电子流向为：电源正极→铁片→溶液→铜片→电源负极
3．光电池在光照条件下可产生电压，如图装置可以实现光能源的充分利用，双极性膜可将水解离为H+和OH-，并实现其定向通过。下列说法不正确的是
A．光电池的能量转化形式：光能→电能
B．Y极发生氧化反应
C．X极为阴极
D．再生池中的反应：
4．重铬酸钾是工业合成的常用氧化剂和催化剂，如图所示的微生物电池，能利用实现含苯酚废水的有效处理，该电池工作一段时间，中间室中NaCl溶液的浓度减小，则下列叙述正确的是
A．电极a为负极，电子从电极a经过中间室到电极b
B．M为阴离子交换膜，N为阳离子交换膜
C．正极的电极反应式为
D．当电极b产生103g沉淀时，电极a产生14.4L气体
5．如图所示是Zn和Cu形成的原电池，某实验兴趣小组做完实验后，在读书卡上的记录卡如下，则卡片上的描述合理的是 （　　）
实验后的记录：
①Zn为正极，Cu为负极
②Cu极上有气泡产生，发生还原反应
③SO向Zn极移动
④若有0.5 mol电子流经导线，则产生5.6 L气体
⑤电流的流向是：Cu→Zn
⑥负极反应式：Cu－2e－=Cu2＋，发生氧化反应
A．②③⑤ B．②③④⑤ C．①④⑥ D．③④⑤⑥
6．一种将催化转化为的电化学装置如图所示。下列说法正确的是
A．该装置工作过程中化学能转化为电能
B．铂电极发生的反应为
C．工作过程中玻碳电极区溶液的pH增大
D．每产生标准状况下11.2L 时，理论上有2mol 通过质子交换膜
7．中科院通过调控N-carbon的孔道结构和表而活性位构型，成功实现了电催化二氧化碳生成乙醇和，合成过程如图所示。用表示阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是
A．标准状况下，中所含质子的数目为
B．端发生的电极反应可能为：
C．能溶于水，其分子的空间结构为V形
D．电催化过程中，若只生成，转移电子的数目为
8．全固体薄膜锂离子可充电电池的工作原理是：，下图分别表示全固体薄膜锂离子电池的充放电工作原理。下列说法不正确的是
A．锂离子电池具有质量小、体积小、储存和输出能量大等优点
B．图II为电池放电时的原理图，b处可连接灯泡
C．充电时从材料中脱嵌，经由电解质嵌入到负极中
D．放电时的正极反应式：
9．一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图。下列有关该电池的说法正确的是

A．反应CH4＋H2O3H2＋CO，每消耗1molCH4转移12mol 电子
B．电池工作时，CO向电极B移动
C．电极B上发生的电极反应为O2＋2CO2＋4e-=2CO
D．电极A上H2参与的电极反应为：H2＋2OH-_2e-=2H2O
10．化学应用于生活、生产中的各个领域，下列说法错误的是
A．过氧乙酸消毒液可用于预防新冠肺炎
B．铝合金应用广泛的原因是铝单质不活泼
C．纤维素和蛋白质均属于天然高分子化合物
D．锅炉内壁上常装有若干镁合金，起保护作用
11．已知：；
键能 803 436 463
则的为
A． B． C． D．
12．研究者利用电化学法在铜催化剂表面催化还原CO制备乙烯，同时得到副产物乙醇，反应机理如下图。
下列说法不正确的是
A．x为
B．步骤①中有生成
C．该电极上生成乙烯的总反应式为
D．可通过增强催化剂的选择性来减少副反应的发生
13．如图所示，杠杆AB两端分别挂有体积相同、质量相等的空心铜球和空心铁球，调节杠杆并使其在水中保持平衡，然后小心地向烧杯中央滴入M的浓溶液，一段时间后，下列有关杠杆的偏向判断正确的是(实验过程中，不考虑两球的浮力变化)
A．当M为溶液、杠杆为导体时，A端低，B端高
B．当M为溶液、杠杆为导体时，A端高，B端低
C．当M为盐酸、杠杆为导体时，A端高，B端低
D．当M为溶液、杠杆为绝缘体时，A端低、B端高
14．中科院院士董绍俊开辟了电解法分离稀土的新途径，而后她所在的科研小组采用电聚合过程中的掺杂反应研制成电化学传感器，获得同行承认并列入国际上有代表性的“4个研究小组之一”。近日该课题组将二氧化锰和生物质置于一个由滤纸制成的折纸通道内形成电池(如图所示)，该电池可将可乐(pH=2.5)中的葡萄糖作为燃料获得能量。下列说法正确的是
A．a极为正极
B．随着反应不断进行，负极区的pH不断增大
C．b极的电极反应为MnO2+2H2O+2e-=Mn2++4OH-
D．若能量转换效率为90%，则消耗200g葡萄糖，电路中将转移2 mol电子
二、填空题（共10题）
15．如图所示装置，C、D、E、F、X、Y都是惰性电极，A、B为外接直流电源的两极。将直流电源接通后，F极附近呈红色。请回答：
(1)电源电极A名称为 。
(2)写出C和F的电极名称，以及电极反应式
C： ；
F： ；
(3)若通过0.02mol电子时，通电后甲中溶液体积为200mL，则通电后所得的硫酸溶液的物质的量浓度为 。
(4)若通过0.02mol电子时，丁中电解足量R(NO3)m溶液时，某一电极析出了a g金属R，则金属R的相对原子质量Mr(R)的计算公式为Mr(R)＝ (用含a、m的代数式表示)。
(5)戊中X极附近的颜色逐渐变浅，Y极附近的颜色逐渐变深，这表明Fe(OH) 3胶体粒子带 电荷(填“正”或“负”)，在电场作用下向Y极移动。
(6)若甲、乙装置中的C、D、E、F电极均只有一种单质生成时，对应单质的物质的量之比为 。
(7)现用丙装置给铜件镀银，则H应该是 (填“铜件”或“银”)。
16．化学电源在生产生活中有着广泛的应用，请回答下列问题：
(1)根据构成原电池的本质判断，下列化学反应方程式正确且能设计成原电池
A．= B．=
C．= D．=
(2)为了探究化学反应中的能量变化，某同学设计了如图两个实验。有关实验现象，下列说法正确的是： 。
A．图I中温度计的示数高于图II的示数
B．B．图I和图II中温度计的示数相等，且均高于室温
C．图I和图II的气泡均产生于锌棒表面
D．图II中产生气体的速度比I慢
(3)电动汽车上用的铅蓄电池是以一组充满海绵状态铜的铅板和另一组结构相似的充满二氧化铅的铅板组成，用H2SO4作电解质溶液。放电时总反应为：=
①写出放电时正极的电极反应式： ；
②铅蓄电池放电时，负极质量将 (填“增大”、“减小”或“不变”)。当外电路上有2mol电子通过时，溶液中消耗H2SO4的物质的量为 。
17．为了验证和的氧化能力相对强弱，利用如图所示电池装置进行实验。
(1)用固体配制溶液，下列仪器中没有用到的是 (填标号)
(2)电池装置中，盐桥中盛装浸有高浓度电解质溶液的琼脂，要求该电解质溶液中阴、阳离子扩散速率相近，
即电迁移率尽可能相接近。已知、、的电迁移率分别为7.62、7.91、7.40，本实验盐桥中的电解质选择，而不选的可能原因是 。
(3)根据电流表指针偏向知，电流由电极材料X流出，则电极材料X可能为 。
(4)一段时间后，左侧溶液中浓度增大，右侧溶液中浓度减小。则电极的电极反应式为 。
(5)由实验可证明氧化性： (填“大于”或“小于”)。
(6)实验前通常将电极用特殊的酸腐蚀，造成接触面粗糙的目的是 。
18．沉淀反应、中和反应等非氧化还原反应也可以设计为原电池。如
类型 原理图及信息 电极反应式
①利用沉淀反应设计的原电池 工作一段时间后两极均增重 负极： ； 正极： ； 总反应：
②利用中和反应设计的原电池 负极： ； 正极： ； 总反应：
19．研究NOx、SO2、CO等大气污染气体的处理方法具有重要意义。
(1)处理含CO、SO2烟道气污染的一种方法是将其在催化剂作用下转化为CO2和单质S。已知：
①
②则CO、SO2气体反应生成固态硫和CO2气体的热化学方程式是 。
(2)氮氧化物是形成光化学烟雾和酸雨的一个重要原因。已知：
①
②若用标准状况下3.36LCO将NO2还原至N2(CO完全反应)，整个过程中转移电子的物质的量为 mol，放出的热量为 kJ(用含有a和b的代数式表示)。
(3)用CH4催化还原NOx，也可以消除氮氧化物的污染。例如：
①
②
若1molCH4将NO2还原至N2，整个过程中放出的热量为867.0kJ，则 。
20．（1）①CaCO3(s)＝CaO(s) + CO2(g) ΔH = + 177.7 kJ·mol-1
②C(s) + H2O(g)＝CO(g) + H2(g) ΔH = -131.3 kJ·mol-1
③1/2H2SO4(l) + NaOH(l)＝1/2Na2SO4(l) + H2O(l) ΔH = -57.3 kJ·mol-1
④C(s) + O2(g)＝CO2(g) ΔH = -393.5 kJ·mol-1
⑤CO(g) + 1/2O2(g)＝CO2(g) ΔH = -283 kJ·mol-1
（a）上述热化学方程式中表示不正确的有 （填序号）。
（b）根据上述信息，写出C转化为CO的热化学方程式 。
（2）已知热化学方程式：H2(g)+1/2O2(g)＝H2O(g)ΔH = -241.8 kJ·mol-1，该反应的活化能为167.2 kJ·mol-1，则其逆反应的活化能为 kJ·mol-1。
（3）用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。例如：
CH4(g)+ 4NO2(g)＝4NO(g)+ CO2(g)+ 2H2O(g) ΔH =﹣574 kJ·mol-1
CH4(g)+ 4NO(g)＝2N2(g)+ CO2(g)+ 2H2O(g) ΔH =﹣1160 kJ·mol-1
若用标准状况下4.48 L CH4还原NO2生成N2，反应中转移的电子总数为 （用阿伏加 德罗常数NA表示），放出的热量为 kJ。
（4）下列有关中和热的说法正确的是( )
A．表示中和热的热化学方程式：H＋(l)＋OH－(l)＝H2O(l) ΔH＝ -57.3 kJ·mol－1
B．准确测量中和热的实验过程中，至少需记录温度4次
C．中和热的实验过程中，环形玻璃搅拌棒材料若用铜代替，测量出的中和热数值偏小
D．已知2NaOH(aq)＋H2SO4(aq)＝Na2SO4(aq)＋2H2O(l) ΔH＝-114.6 kJ·mol－1，则该反应的中和热为57.3 kJ·mol－1
21．把煤作为燃料可通过下列两种途径：
途径Ⅰ C(s) + O2(g) ＝ CO2(g)；ΔH = －393.15 kJ·mol－1 ①
途径Ⅱ 先制成水煤气：
C(s) + H2O(g) ＝ CO(g) + H2(g)； ΔH2 ②
再燃料水煤气：
2CO(g) + O2(g) ＝ 2CO2(g)； ΔH= －566kJ·mol－1 ③
2H2(g) + O2(g) ＝ 2H2O(g)；ΔH= －484 kJ·mol－1 ④
请回答下列问题：
（1）途径Ⅰ放出的热量理论上 (填“大于”“等于”或“小于”)途径Ⅱ放出的热量。
（2）ΔH2＝ 。
（3）煤燃烧的烟气(主要污染物SO2、NOx)经O3预处理后用CaSO3水悬浮液吸收，可减少烟气中SO2、NOx的含量。O3氧化烟气中SO2、NOx的主要反应的热化学方程式为
NO(g)＋O3(g)==NO2(g)＋O2(g) ΔH＝－200.9kJ·mol－1
NO(g)＋O2(g)==NO2(g) ΔH＝－58.2kJ·mol－1
SO2(g)＋O3(g)==SO3(g)＋O2(g) ΔH＝－241.6kJ·mol－1
反应3NO(g)＋O3(g)==3NO2(g)的ΔH＝ kJ·mol－1。
（4）已知下列各组热化学方程式
① Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2 △H=－25kJ/mol
② 3Fe2O3(s)+CO(g)=2Fe3O4(s)+CO2(g) △H=－47kJ/mol
③ Fe3O4(s)+CO(g)=3FeO(s)+CO2(g) △H=+640kJ/mol
请写出FeO(s)被CO(g)还原成Fe和CO2(g)的热化学方程式 。
（5）在标准状况下的11.2L甲烷完全燃烧生成CO2 和液态水放出444.8kJ热量（298K），其燃烧热的热化学方程式 ； 已知断裂下列1mol化学键需要吸收的能量分别为：C=O:745kJ/mol ， O=O:496kJ/mol ， C-H:414kJ/mol 则断裂1molH-O键需要提供的能量为 kJ。
22．如图所示的装置，X、Y都是惰性电极。将电源接通后，向(甲)中滴入酚酞溶液，在Fe极附近显红色。丙池中盛有100 mL 3.00 mol。L-1的CuSO4溶液。试回答下列问题：
(1)在电源中，B电极为 极(填电极名称，下同)，A电极为 极；乙装置中粗铜为 极，精铜为 极。
(2)在甲装置中，石墨(C)电极上发生 反应(填“氧化”或“还原”)；甲装置中总的化学方程式是 。
(3)如果乙装置中精铜电极的质量增加了0.64g，请问甲装置中，铁电极上产生的气体在标准状况下为 L。
(4)在丙装置中，X电极上发生的电极反应式是 。
(5)在此过程中，若丙池中两电极产生的气体恰好相等时，理论上在乙池中精铜增加了 g。
23．回答下列问题：
(1)炒过菜的铁锅未及时洗净，不久便会因腐蚀而出现红褐色锈斑。请回答：铁锅的锈蚀是 腐蚀(填“析氢”或“吸氧”)；写出铁锅腐蚀正极的电极反应式：
(2)利用如图装置，可以模拟铁的电化学防护。
①若X为碳棒，为减缓铁件的腐蚀，开关K应置于 处。
②若X为锌，开关K置于M处，该电化学防护法称为
24．根据所学知识，按要求回答下列问题：
(1)根据氧化还原反应2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+设计的原电池如图所示，则电极X材料的材料应为 (填名称)，电解质溶液Y的溶质为 (填化学式)。
(2)原电池可以将化学能直接转化为电能，根据这一原理推测，能设计原电池的氧化还原反应应该是 (填“吸热”或“放热”反应)，下列物质之间的化学变化能设计成原电池的是 (填字母)。
A．碳与二氧化碳反应 B．碳酸氢钠与盐酸反应
C．氢气与氧气反应 D．氢氧化钠的与盐酸反应
(3)某学校化学兴趣小组的同学发现：实验室用稀硫酸和锌粒制取H2时，加入几滴硫酸铜溶液，生成氢气的速率明显加快，并且反应结束后容器中有少量红色固体剩余。已知：将氧化还原反应设计成原电池时会加快反应速率。则在本实验中，加入几滴CuSO4溶液可以加快生成氢气的速率的原因是 。实验室中现有Na2SO4、MgSO4、FeSO4、K2SO4等4种溶液，可与上述实验中CuSO4溶液起相似作用的是 。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．D
【详解】A．由图可知，该反应的反应物为HCOOH，生成CO2和H2，该过程的总反应为，A正确；
B．浓度过大导致HCOO-浓度过小，导致IⅡ反应速率降低；浓度过小，导致Ⅲ→Ⅳ反应速率降低，B正确；
C．ⅣI过程中L-Fe-H在转化时均是通过配位键结合，Fe元素的化合价没有发生变化，C正确；
D．头图像可知，IV→I步骤的正反应活化能最大，反应速率最慢，总反应的速率有慢反应决定，故该过程的总反应速率由IV→I步骤决定，D错误。
答案为D。
2．C
【详解】A．图一中铁、铜和海水构原电池，铁作负极，铁被腐蚀，A错误；
B．图一中铜作正极，氧气得到电子，正极的电极反应式为：O2+4e－+2H2O＝4OH－，B错误；
C．图二中构成电解池，铁作阳极，铜作阴极，水电离出的氢离子放电，氢氧根浓度增大，则反应一段时间后.向铜片附近滴加少量的酚酞试液，溶液变红，C正确；
D．图二中电子流向为：电源正极→铁片、铜片→电源负极，电子不能通过溶液传递，D错误；
答案选C。
3．D
【详解】A．光电池利用光照将光能转化为电能，A项正确；
B．Y极OH-失电子生成O2，发生氧化反应，B项正确；
C．Y极上发生氧化反应，为阳极，则X极为阴极，C项正确；
D．放电后的溶液进入再生池中在催化剂条件下发生反应放出氢气,反应方程式为2V2++2H+2V3++H2↑，使V3+可以循环利用，，D项错误；
综上所述答案为D。
4．C
【分析】a极，乙醇生成二氧化碳，C元素化合价升高，a为负极；b极，Cr土元素的化合价降低，b正极；电子从负极出来沿导线流向正极；中间室的氯化钠溶液浓度降低，因为电极反应生成了水；同时电池工作时，钠离子向正极移动，氯离子向负极移动，为了让他们不离开中间室，故M为阳离子交换膜，N为阴离子交换膜。
【详解】A．根据分析，a为负极，电子出来经导线流向b极，而不会经过中间室，A错误；
B．电池工作时，钠离子向正极移动，氯离子向负极移动，为了让他们不离开中间室，故M为阳离子交换膜，N为阴离子交换膜，B错误；
C．正极得到电子，发生电极反应，C正确；
D． 由于没有指明气体的摩尔体积，无法计算气体的体积，D错误；
故选C。
5．A
【分析】Zn和Cu形成的原电池中，Zn比Cu活泼，Zn作负极，发生 Zn-2e-=Zn2+； Cu电极为正极，发生2H++2e-=H2↑，总电池反应Zn+2H+=Zn2++H2↑，电子由负极流向正极，阴离子向负极移动，以此来解答。
【详解】①根据分析可知，Zn为负极，Cu为正极，故①错误；
②根据分析，Cu电极上发生的电极反应为：2H++2e-=H2↑，所以Cu极上有气泡产生，发生还原反应，故②正确；
③原电池中，阴离子向负极移动，Zn为负极，则SO向Zn极移动，故③正确；
④由2H++2e-=H2↑可知，有0.5mol电子流向导线，产生氢气0.25mol，则产生标况下5.6 L氢气，题中选项未指明气体的状态条件，故④错误；
⑤原电池外电路，电子由负极经导线流向正极，电流与电子运动方向相反，电流由正极流向负极，Zn为负极，Cu为正极，则电流的流向是：Cu→Zn，故⑤正确；
⑥根据分析，负极反应式:Zn-2e-= Zn2+，发生氧化反应，故⑥错误；
②③⑤均正确，答案选A。
6．D
【分析】由图可知，催化转化为同时水发生氧化反应生成氧气，反应中电能转化为化学能；
【详解】A．由分析可知，反应中电能转化为化学能，A错误；
B．铂电极二氧化碳得到电子发生还原反应生成乙烯，发生的反应为，B错误；
C．工作过程中玻碳电极反应为，反应生成氢离子，溶液的pH减小，C错误；
D．每产生标准状况下11.2L （为0.5mol）时，则玻碳电极生成2mol氢离子，故理论上有2mol 通过质子交换膜，D正确；
故选D。
7．B
【详解】A．二氧化碳分子中含有的质子数为22，则标准状况下，5.6L二氧化碳分子中含有的质子数为×22×NAmol—1=5.5NA，故A错误；
B．由图可知，酸性条件下二氧化碳在c—NC端得到电子发生还原反应生成甲醇，电极反应式为，故B正确；
C．二氧化碳分子中碳原子的价层电子对数为2，孤对电子对数为0，分子的空间构型为直线形，故C错误；
D．电催化过程中，若二氧化碳放电只生成1mol一氧化碳，由化合价的变化可知，放电转移电子的数目为1mol×2×NAmol—1=2NA，故D错误；
故选B。
8．B
【分析】由题干图示信息结合电池反应，并根据锂离子的移动方向可知，图I是锂离子电池的放电过程，图II是锂离子电池的充电过程，据此分析解题：
【详解】A. 单位质量的锂放出的电子最多即锂的比能量高，决定了锂离子电池具有质量小、体积小、储存和输出能量大等优点，A正确；
B. 由分析可知，图II为电池充电时的原理图，b处应该接直流电源，不可连接灯泡，B错误；
C. 由电池反应可知，充电时即图II所示从材料中脱嵌，经由电解质嵌入到负极中，C正确；
D. 由电池反应可知，放电时的正极发生还原反应，其反应式：，D正确；
故答案为：B。
9．C
【详解】A．反应CH4＋H2O3H2＋CO，每消耗1molCH4转移6mol 电子，A错误；
B．电池工作时，CO32-正电荷较多的负极A移动，B错误；
C．在正极B电极上发生还原反应，该电极反应为O2＋2CO2＋4e-=2CO，C正确；
D．电极A上H2参与的电极反应为：H2＋CO-2e-=H2O+CO2，D错误。
故选C。
10．B
【详解】A． 过氧乙酸消毒液具有强氧化性，可用于预防新冠肺炎，故A正确；
B． 铝合金应用广泛的原因是金属铝比较活泼，铝在空气中能与氧气反应，其表面生成一层致密的氧化铝薄膜，防止内部的铝进一步被氧化，因此铝制品抗腐蚀性强；且铝合金密度小、强度高，故B错误；
C． 纤维素和蛋白质均属于天然高分子化合物，故C正确；
D． 镁的合金活泼性大于铁，用牺牲镁的方法来保护铁而防止铁被腐蚀，属于牺牲阳极的阴极保护法，锅炉内壁上常装有若干镁合金，起保护作用，故D正确；
故选B。
11．A
【详解】由反应①和反应②可得①-②的反应为CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)；又根据反应CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)的=反应物的总键能和-生成物的总键能和，即+41kJ/mol=2×803kJ/mol+436kJ/mol-2×463kJ/mol-CO的键能，解得CO的键能为，则的为断裂CO吸收的能量，即为。
故选A。
12．A
【详解】A．根据前后物质的结构对比，生成乙烯或乙醇均得到8个电子，所以x为，故A错误；
B．步骤①为脱去羟基的反应，且对比前后结构，有生成，故B正确；
C．该电极上生成乙烯的总反应式为，故C正确；
D．可以增强催化剂的选择想来减少副反应的发生，故D正确；
故选A。
13．A
【分析】当杠杆是绝缘体的时候，考虑铜、铁能否和电解质溶液发生反应，再根据生成物质判断球的质量增加还是减少；当杠杆是导体时，加入电解质溶液后，形成原电池，铁作负极，被氧化，铁球质量减少。
【详解】A．当M为、杠杆为导体时，形成原电池，铁的金属活泼性强于铜，因此铁是负极失去电子，被氧化，铁球质量减小；铜是正极，溶液中的铁离子在正极得到电子生成亚铁离子，发生还原反应，铜球质量不变；因此是A端低，B端高；故A正确。
B．当M为AgNO3、杠杆为导体时，形成原电池，铁的金属活泼性强于铜，因此铁是负极失去电子，被氧化，铁球质量减小；铜是正极，溶液中的银离子在正极得到电子，发生还原反应析出银，铜球质量增大；因此是A端低，B端高；故B错误。
C．当M为盐酸、杠杆为导体时，形成原电池，铁的金属活泼性强于铜，因此铁是负极失去电子，被氧化；铜是正极，溶液中H+得到电子生成H2，铁球质量减少，铜球不变；因此A端低，B端高；故C错误。
D．当M为CuSO4、杠杆为绝缘体时，只发生Fe与硫酸铜溶液的反应，在Fe的表面附着Cu，质量变大，则A端高，B端低；故D错误；
故选A。
14．D
【分析】该装置为原电池，电池工作时，可乐(pH=2.5)中的葡萄糖作为燃料发生氧化反应，则a为原电池的负极，b为原电池的正极，溶液的pH=2.5<7，为酸性条件，据此分析解答。
【详解】A．根据以上分析，a极上葡萄糖失电子发生氧化反应，则a为负极，故A错误；
B．负极上葡萄糖失电子发生氧化反应，电极反应式为C6H12O6-2e-= C6H10O6+2H+，随着反应不断进行，负极区的H+浓度不断增大，pH不断减小，故B错误；
C．b极为正极，MnO2发生还原反应生成Mn2+，电极反应为MnO2+4H++2e-=Mn2++2H2O，故C错误；
D．根据负极反应式C6H12O6-2e-= C6H10O6+2H+，若能量转换效率为90%，消耗200g葡萄糖时，电路中将转移电子的物质的量为290%=2mol，故D正确；
答案选D。
15． 正极 阳极 4OH--4e-═O2↑+2H2O(或2H2O-4e-═O2↑+4H+) 阴极 2H++2e-═H2↑ (或2H2O+4e-═H2↑+4OH-) 0.05 mol L-1 50am 正 1∶2∶2∶2 铜件
【分析】C、D、E、F、X、Y都是惰性电极，A、B为外接直流电源的两极，将直流电源接通后，F极附近呈红色，说明F电极附近氢氧根离子浓度增大，溶液呈碱性，则F为阴极，所以C、E、G、X、I为阳极，D、F、H、Y、J为阴极，A为正极、B为负极，据此分析解答。
【详解】(1)C、D、E、F、X、Y都是惰性电极，A、B为外接直流电源的两极，将直流电源接通后，F极附近呈红色，F电极附近氢氧根离子浓度增大，溶液呈碱性，则F为阴极，所以C、E、G、X、I为阳极，D、F、H、Y、J为阴极，A为正极、B为负极，故答案为：正极；
(2)C、E、G、X、I为阳极，D、F、H、Y、J为阴极，C电极上氢氧根离子放电，电极反应式为4OH--4e-═O2↑+2H2O(或2H2O-4e-═O2↑+4H+)，F电极上氢离子放电，电极反应式为2H++2e-═H2↑ (或2H2O+4e-═H2↑+4OH-)，故答案为：阳极；4OH--4e-═O2↑+2H2O(或2H2O-4e-═O2↑+4H+)；阴极；2H++2e-═H2↑ (或2H2O+4e-═H2↑+4OH-)；
(3)若通过0.02mol电子，根据电解方程式：2CuSO4+2H2O O2↑+2Cu+2H2SO4，产生硫酸的物质的量是0.01mol，通电后甲中溶液体积为200mL，则通电后所得的硫酸溶液的物质的量浓度为=0.05 mol L-1，故答案为：0.05 mol L-1；
(4)由电子守恒可知，电解R(NO3)m溶液时，某一极增加了agR，根据Rm++me-=R可知，×m=0.02mol，解得：Mr(R)=50am，故答案为：50am；
(5)Y极是阴极，该电极颜色逐渐变深，说明氢氧化铁胶体向该电极移动，根据异性电荷相互吸引，所以氢氧化铁胶体粒子带正电荷，故答案为：正；
(6)C、D、E、F电极发生的电极反应分别为：4OH-═O2↑+2H2O+4e-、Cu2++2e-═Cu、2Cl-═Cl2↑+2e-、2H++2e-═H2↑，当各电极转移电子均为1mol时，生成单质的物质的量分别为：0.25mol、0.5mol、0.5mol、0.5mol，所以单质的物质的量之比为1∶2∶2∶2，故答案为：1∶2∶2∶2；
(7)电镀装置中，镀层金属必须做阳极，镀件做阴极，所以H应该是镀件，即H应该是铜件，故答案为：铜件。
【点睛】正确判断各电极的名称是解题的关键。本题的易错点为(6)，要注意根据电极反应式结合电子守恒判断。
16． D A = 增大 2mol
【详解】(1)A.自发进行的氧化还原反应在理论上可以设计成原电池：=是复分解反应，不是氧化还原反应，故A错误；
B.=中的电荷不守恒，离子方程式不正确，故B错误；
C.=不是氧化还原反应，故C错误；
D.=是自发进行的氧化还原反应，可以设计成原电池，故D正确：
答案选D。
(2)A.图I中发生的是锌的化学腐蚀，图Ⅱ形成铜-锌原电池，图I主要将化学能转化为热能，而图Ⅱ主要将化学能转化为电能，则图I中温度计的示数高于图Ⅱ的示数，故A正确；
B.由A中分析可知，图I和图Ⅱ中温度计的示数不相等，但均高于室温，故B错误；
C.图Ⅱ中铜为正极，铜棒的表面有气泡产生，故C错误；
D.利用原电池反应可以使金属与酸的反应速率加快，故图Ⅱ中产生气体的速率比I快，故D错误。
答案选A。
(3)①依据放电时总反应为=，正极上得电子发生还原反应，生成难溶于水的，故正极反应式为=。
②依据放电时总反应为=，负极上Pb失电子发生氧化反应，产生的结合生成难溶于水的，故负极质量将增大；根据总反应，当外电路上有2mol电子通过时，溶液中消耗的物质的量为2mol。
17．(1)③
(2)在酸性环境下可以和发生反应，所以选择电迁移率相差较大的而不选电迁移率相差较小
(3)石墨、银、铂、金等(或惰性材料)
(4)Cu-2e-=Cu2+
(5)大于
(6)增大接触面积，提高电极活性
【分析】电池装置为原电池，其中Cu电极失电子是负极，电极材料X为正极。
【详解】（1）用固体配制溶液，用天平称取固体，在烧杯中溶解，用玻璃棒搅拌加快溶解速率，再用100mL容量瓶中定容，定容时，当液面低于刻度线1~2cm时，改用胶头滴管滴加蒸馏水至刻度线，所以用不到250mL容量瓶，故选③；
（2）在酸性环境下可以和发生反应，所以选择电迁移率相差较大的而不选电迁移率相差较小；
（3）根据电流表指针偏向知，电流由电极材料X流出，说明X是正极，则电极材料X可能为石墨、银、铂、金等(或惰性材料)；
（4）一段时间后，左侧溶液中浓度增大，说明电极失电子生成，电极反应式为Cu-2e-=Cu2+；
（5）电池总反应为，Fe3+得到电子做氧化剂，Cu2+为氧化产物，证明氧化性：大于
（6）实验前通常将电极用特殊的酸腐蚀，造成接触面粗糙的目的是增大接触面积，提高电极活性。
18．
【详解】利用沉淀反应设计的原电池，左池中银失电子发生氧化反应为负极，产生的银离子与溶液中的氯离子结合成沉淀氯化银，电极反应为，右池中银作正极，银离子在正极上得电子发生还原反应，电极反应为。所以，电池的总反应是。利用中和反应设计的原电池，由电子流向可知，左边吸附层为负极，发生了氧化反应，电极反应是，右边吸附层为正极，发生了还原反应，电极反应是，所以电池的总反应是。
19． 0.3 -1160.0kJ·mol-1
【详解】(1)根据盖斯定律，将方程式①×2-②，整理可得2CO(g)+SO2(g)=S(s)+2CO2(g) △H=(-283.0 kJ/mol)×2-(-296.0 kJ/mol)=-270.0 kJ/mol；
(2)由①②两个方程式可知，CO的氧化产物均为CO2，碳元素的化合价从+2升至+4，标准状况下3.36LCO为0.15mol，根据得失电子守恒可知转移电子的物质的量为0.3mol；根据盖斯定律，将方程式①×2+②整理可得4CO(g)+2NO2(g)=N2(g)+4CO2(g) △H=(-a kJ/mol)×2+(-b kJ/mol)= -(2a+b)kJ/mol，则该过程中放出的热量为。
(3)CH4将NO2还原至N2的热化学方程式为CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-867 kJ/mol，根据盖斯定律(①+②)可得，解得△H2=-867 kJ/mol×2-(-574 kJ/mol)=-1160 kJ/mol。
20． ②③ C(s) + 1/2O2(g)＝CO(g) ΔH = -110.5 kJ·mol-1 409.0 1.6NA 173.4 C D
【详解】（1）（a）根据热化学方程式的书写方法，②③都是错误的，错误之处分别是：
②该反应为吸热反应，ΔH＞0，应为ΔH = +131.3 kJ·mol-1；
③H2SO4、NaOH、Na2SO4均为溶液，不是纯液体，应用aq表示状态；
故答案为②③；
（b）已知热化学方程式④C(s) + O2(g)＝CO2(g) ΔH = -393.5 kJ·mol-1；⑤CO(g) + 1/2O2(g)＝CO2(g) ΔH = -283 kJ·mol-1；根据盖斯定律知：C(s) + 1/2O2(g)＝CO(g)可由④-⑤得到，ΔH=-393.5 kJ·mol-1-(-283 kJ·mol-1)= -110.5 kJ·mol-1；则C转化为CO的热化学方程式为：C(s) + 1/2O2(g)＝CO(g) ΔH = -110.5 kJ·mol-1；
（2）反应的活化能是使普通分子变成活化分子所需提供的最低限度的能量，依据图象能量关系可知，逆反应的活化能=正反应的活化能+反应的焓变的绝对值；H2(g)+1/2O2(g)＝H2O(g)ΔH = -241.8 kJ·mol-1，该反应的活化能为167.2kJ mol 1，则其逆反应的活化能=167.2 kJ·mol-1+241.8 kJ·mol-1=409.0 kJ·mol-1；
（3）已知①CH4(g)+ 4NO2(g)＝4NO(g)+ CO2(g)+ 2H2O(g) ΔH = -574 kJ·mol-1；
②CH4(g)+ 4NO(g)＝2N2(g)+ CO2(g)+ 2H2O(g) ΔH = -1160 kJ·mol-1；
根据盖斯定律(①+②) /2可得：③CH4(g)+2NO2(g)＝N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H= = -867 kJ mol 1，标况下，4.48L甲烷的物质的量为：，甲烷中碳元素的化合价为－4价，反应产物二氧化碳中C元素化合价为+4价，化合价变化为8，即完全反应1mol甲烷转移了8mol(8NA)电子，则反应0.2mol甲烷转移的电子总数为：0.2mol×8NA=1.6NA；根据热化学方程式③可知，完全反应0.2mol甲烷放热的热量为：867kJ mol 1×0.2mol=173.4kJ；
（4）A. H＋、OH－不是纯液体，应用aq表示状态，应为：H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) △H= -57.3 kJ/mol，A项错误；
B. 准确测量中和热的实验过程，每一组完整的实验数据需记录三次温度，分别是第一次测盐酸起始温度，第二次测氢氧化钠起始温度，第三次测混合液的最高温度；而且需重复实验2到4次，则至少需记录温度6次，B项错误；
C. 中和热测定实验成败的关键是保温工作，金属铜的导热效果好于环形玻璃搅拌棒，所以测量出的中和热数值偏小，C项正确；
D. 中和热指的是稀溶液中，酸跟碱发生中和反应生成1 mol水时放出的热量，根据已知热化学方程式可知，生成1mol水放出57.3 kJ的热量，则该反应的中和热为57.3 kJ·mol-1，D项正确；
故答案为C D。
21． 等于 +131.85 kJ/mol －317.3 FeO(s)+CO(g)=Fe(s)+CO2(g) △H=－218 kJ/mol CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=－889.6 kJ/mol 511.9 kJ
【详解】（1）根据盖斯定律，反应热只与始态与终态有关，与途径无关，途径Ⅰ与途径Ⅱ的始态相同、终态相同反应热相等；（2）已知：①C(s) + O2(g) ＝ CO2(g)；ΔH1 = －393.15 kJ·mol－1；③2CO(g) + O2(g) ＝ 2CO2(g)； ΔH3= －566kJ·mol－1 ；④2H2(g) + O2(g) ＝ 2H2O(g)；ΔH4= －484 kJ·mol－1；根据盖斯定律，由①-×③-×④可得反应②C(s) + H2O(g) ＝ CO(g) + H2(g)，则ΔH2＝ΔH1-ΔH3-ΔH4=－393.15 kJ·mol－1-×（－566kJ·mol－1）-×（－484 kJ·mol－1）=+131.85 kJ/mol；（3）已知：①NO(g)＋O3(g)==NO2(g)＋O2(g) ΔH1＝－200.9kJ·mol－1；②NO(g)＋O2(g)==NO2(g) ΔH2＝－58.2kJ·mol－1；③SO2(g)＋O3(g)==SO3(g)＋O2(g) ΔH3＝－241.6kJ·mol－1；根据盖斯定律，由①-2×②可得反应3NO(g)＋O3(g)==3NO2(g)，则ΔH＝ΔH1+2×ΔH2=－200.9kJ·mol－1+2×（－58.2kJ·mol－1）=－317.3 kJ/mol；（4）已知① Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2 △H1=－25kJ/mol；② 3Fe2O3(s)+CO(g)=2Fe3O4(s)+CO2(g) △H2=－47kJ/mol；③ Fe3O4(s)+CO(g)=3FeO(s)+CO2(g) △H3=+640kJ/mol；根据盖斯定律，由--×②+×①可得反应FeO(s)+CO(g)=Fe(s)+CO2(g) ，则△H=-×△H2+×△H1=－218 kJ/mol；（5）在标准状况下的11．2L甲烷完全燃烧生成CO2 和液态水放出444．8kJ热量（298K，甲烷的物质的量是n(CH4)==0.5mol，所以甲烷完全燃烧生成CO2 和液态水的热化学方程式为CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) H= —889．6kJ/mol；断裂下列1mol化学键需要吸收的能量分别为：C=O:745kJ/mol， O=O:496kJ/mol ，C-H:414kJ/mol ，反应热是断裂反应物的化学键吸收的热量与产生生成物的化学键所释放的热量的差，则4×414kJ/mol+2mol×496kJ/mol-2mol×745kJ/mol -4×H-O=—889.6kJ。解得H-O的键能是511.9kJ/mol，断裂1molH-O键需要提供的能量为511.9kJ。
点睛：本题考查化学反应热方程式的应用，注重盖斯定律的应用是解答本题的关键。
22．(1) 负 正 阳 阴
(2) 氧化 2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑
(3)0.224
(4)4OH--4e-=2H2O+ O2↑或2H2O-4e-=O2↑+4H+
(5)38.4
【分析】由题意可知3个装置均为电解池装置，甲中Fe附近变红，则Fe产生氢氧根离子，发生2H2O+2e-=H2↑+2OH-，则Fe极是阴极，A是正极、B电极是负极，X是阳极，Y是阴极，粗铜为阳极，精铜为阴极。
(1)
由分析可知B电极是负极，A是正极；粗铜为阳极，精铜为阴极；
(2)
在甲装置中，石墨电极是阳极，该电极上发生氧化反应；总化学方程式为2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑；
(3)
乙装置中精铜电极的质量增加了0.64g，根据电极反应：Cu2++2e-=Cu，生成0.64g即0.01mol铜，转移电子是0.02mol，铁电极是阴极，该极上产生氢气，2H++2e-=H2↑，当转移0.02mol电子时，该极上产生的气体为0.01mol，在标准状况下体积为0.224L；
(4)
在丙装置中，X是阳极，OH-在阳极放电生成氧气，则电极反应式是4OH--4e-=2H2O+ O2↑或2H2O-4e-=O2↑+4H+；
(5)
丙池中盛有100 mL 3.00 mol·L-1的CuSO4溶液，发生的电极反应为：阳极：4OH--4e-=2H2O+ O2↑，阴极：Cu2++2e-=Cu、2H++2e-=H2↑，两电极产生的气体恰好相等，设为xmol，则4x=2x+0.3×2，解得：x=0.3mol，电路中转移的电子数为1.2mol，乙池中的精铜电极反应为Cu2++2e-=Cu，所以生成0.6mol铜，质量为0.6mol×64g/mol=38.4。
23．(1) 吸氧
(2) N 牺牲阳极的阴极保护法
【解析】(1)
炒过菜的铁锅未及时洗净，不久便会因腐蚀而出现红褐色锈斑，是由于铁与其中的碳和水渍构成原电池，造成吸氧腐蚀；其中铁作负极，空气中的氧气在正极得电子结合水生成氢氧根离子，电极反应式：。
(2)
①根据图示，若X为碳棒，为减缓铁件的腐蚀，铁件应与外加直流电源的负极相连，形成保护，故开关K应置于N处；
②若X为锌，开关K置于M处，锌比铁活泼，装置构成了以锌为负极、以铁件为正极、以海水为电解质溶液的原电池，该电化学防护法称为牺牲阳极的阴极保护法。
24．(1) 铜(棒) FeCl3或Fe2(SO4)3
(2) 放热 C
(3) 锌粒先与CuSO4反应生成Cu附着在其表面，形成原电池 FeSO4溶液
【解析】（1）
在中，作还原剂，作原电池的负极，失去电子，发生氧化反应，则电极X材料的材料应为铜，电解质是含的可溶性盐，通常是 溶液；
（2）
原电池可以将化学能直接转化为电能，故能设计原电池的氧化还原反应应该是能释放能量的放热反应；A中碳与二氧化碳反应是在高温条件下的氧化还原反应，且为吸热反应，故不能设计成原电池，B中碳酸氢钠与盐酸反应不是氧化还原反应不能设计成原电池，C中氢气与氧气反应属于氧化还原反应，且为放热反应，故能设计原电池，D中氢氧化钠的与盐酸反应不是氧化还原反应，不能设计成原电池，故选C；
（3）
锌为活泼金属，加入硫酸铜，发生反应，置换出铜，与锌形成原电池反应，化学反应速率加快；与也可与反应产生Fe，硫酸溶液与构成原电池，加快了氢气产生的速率；故答案为：与反应产生的与形成稀硫酸原电池，加快了氢气产生的速率；溶液。
答案第1页，共2页
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