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．我国科学家成功研制出CO2/Mg二次电池，在潮湿条件下的放电反应：3CO2+2Mg+2H2O=2MgCO3·H2O+C，模拟装置如图所示(已知放电时，Mg2+由负极向正极迁移)。下列说法正确的是
A．充电时，Mg电极接外电源的正极
B．放电时，电子由镁电极经电解质溶液流向石墨电极
C．充电时，阳极的电极反应式为2MgCO3·H2O+C- 4e- =3CO2+2Mg2++2H2O
D．放电时，CO2在正极被还原，每消耗6.72 L CO2转移的电子的物质的量为0.2 mol
2．已知：(1)H2(g)+O2(g)＝H2O(g) ΔH1=akJ/mol
(2)2H2(g)+O2(g)＝2H2O(g) ΔH2=bkJ/mol
(3)H2(g)+O2(g)＝H2O(l) ΔH3=ckJ/mol
(4)2H2(g)+O2(g)＝2H2O(l) ΔH4=dkJ/mol
则a、b、c、d的关系正确的是：
A．0d>0 C．2a=b>0 D．2c=d<0
3．电化学在日常生活中用途广泛，下图①是镁、次氯酸钠燃料电池的示意图，电池总反应式为：Mg+ClO-+H2O＝Cl-+Mg(OH)2↓，图②是含Cr2O工业废水的电化学处理示意图。下列说法正确的是(已知6Fe2++ Cr2O+14H+＝6Fe3++2Cr3++7H2O)
A．图②中Cr2O离子向惰性电极移动，与该极附近的OH-结合转化成Cr(OH)3除去
B．图②中阳极上的电极反应式为：Fe-3e-=Fe3+
C．图①中发生的还原反应是：ClO-+H2O+2e-=Cl-+2OH-
D．若图①中7.2g镁溶解产生的电量用以图②废水处理，理论可产生32.1g氢氧化铁沉淀
4．氢氧燃料电池可作为汽车动力能源。一种制H2的方法如图所示，该过程中
A．太阳能转化为电能 B．不存在键的断裂与生成
C．化学能转化为太阳能 D．太阳能转化为化学能
5．如图所示的氢氧燃料电池，下列有关该电池的说法错误的
A．b电极是正极
B．电子由b电极经过灯泡流向a电极
C．电池总反应式为O2+2H2=2H2O
D．氢氧燃料电池能量转化率很高
6．下列关于热化学方程式的描述或结论正确的是
选项 已知热化学方程式 有关描述或结论
A
B 的燃烧热
C
D
A．A B．B C．C D．D
7．表示下列变化的化学用语中，正确的是（ ）
A．钢铁吸氧腐蚀的正极反应式：4OH--4e-=O2↑+2H2O
B．NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)ΔH=+57.3kJ/mol
C．氯气和水反应的离子方程式：Cl2+H2O2H++Cl-+ClO-
D．电解硫酸钠的阴极反应式：2H2O+2e-=H2↑+2OH-
8．次氯酸的相对分子质量较小，容易扩散到细菌、病毒表面并进入菌体、病毒内部，使菌体、病毒的蛋白质、遗传物质等被氧化而导致细菌、病毒死亡。为了抑制新型冠状病毒肺炎的蔓延，确保安全复工复产，需要在电梯间、办公场所等地方使用含氯消毒剂进行消毒。氯碱工业是制备含氯消毒剂的基础。如图是工业电解饱和食盐水的装置示意图，下列有关说法中错误的是(　　)
A．装置中出口①处的物质是氯气，出口②处的物质是氢气
B．该离子交换膜只能让阳离子通过，不能让阴离子通过
C．装置中发生反应的离子方程式为Cl-+2H+Cl2↑+H2↑
D．该装置将电能转化为化学能
9．下列热化学方程式中△H代表燃烧热的是（ ）
A．CH4(g)+O2(g)=2H2O(l)+CO(g)△H1
B．S(s)+O2(g)=SO3(g)△H2
C．CO(g)+O2(g)=CO2(l)△H4
D．C6H12O6(s)+6O2(g)=6CO2(g)+6H2O(l)△H3
10．下列说法正确的是
A．的燃烧热，则
B．含的稀溶液与稀盐酸完全中和，放出的热量，则稀醋酸和稀溶液反应的热化学方程式为：
C．已知，则
D．500℃、下，将和置于密闭的容器中充分反应生成，放热，其热化学方程式为：
11．“暖宝宝”的主要原料有铁粉、活性炭、水、食盐等，其中活性炭是原电池的电极之一，食盐的作用是溶于水形成电解质溶液．下列有关“暖宝宝”的说法错误的是
A．“暖宝宝”使用前要密封保存，使之与空气隔绝
B．“暖宝宝”放出的热量是铁发生氧化反应时产生的
C．活性炭作用是作原电池正极，加速铁粉的氧化
D．活性炭最终将转化为二氧化碳
12．对下列各溶液进行电解，通电一段时间后，溶液颜色不会发生显著改变的是(　　)
A．以铜为电极，电解 1 mol·L－1 H2SO4溶液
B．以石墨为电极，电解 1 mol·L－1 KBr溶液(阴阳两极之间用阳离子交换膜隔开)
C．以石墨为电极，电解含酚酞的饱和食盐水
D．以铜为电极，电解CuSO4溶液
13．下面有关电化学的图示，完全正确的是
A．实现反应Cu+H2SO4=CuSO4+H2↑ B．铁片镀锌
C．粗铜的精炼 D．牺牲阳极的阴极保护法原理
A．A B．B C．C D．D
二、填空题
14．电化学原理在能量转换、物质合成、防止金属腐蚀等方面应用广泛。
(1)下图是常见电化学装置图
①负极材料为Zn，其在此装置中的作用是 。
②若用一根铜丝代替盐桥插入两烧杯中，电流计指针也发生偏转，推测：其中一个为原电池，一个为电解池，写出a端发生的电极反应 。
(2)下图是氯碱工业电解饱和NaCl溶液的示意图
①电解饱和NaCl溶液的离子方程式是 。
②NaOH溶液从 (填b或c)口导出。结合化学用语解释NaOH在此区域生成的原因 。
③电解时用盐酸控制阳极区溶液的pH在2~3，用化学平衡移动原理解释盐酸的作用 。
(3)下图探究金属Fe是否腐蚀的示意图
在培养皿中加入一定量的琼脂和饱和NaCl溶液混合，滴入5~6滴酚酞溶液，混合均匀，将缠有铜丝的铁钉放入培养皿中。溶液变红的部位为 端(填“左”或“右”)，结合化学用语解释变红的原因 。
15．按要求填空
(1)SiH4是一种无色气体，在空气中能发生爆炸性自燃生成固态SiO2和液态H2O。已知室温下16gSiH4(g)自燃放出热量713.6kJ。写出室温下SiH4(g)自燃的热化学方程式 。
(2)一定量N2(g)和H2(g)在一定条件下反应生成2molNH3(g)，放出92.2kJ热量，若在相同条件下，0.5molN2(g)和1.5molH2(g)反应放出的热量 (填“＞”、“＜”或“=”) 46.1kJ。
(3)在25℃、101kPa下，一定质量的无水乙醇完全燃烧时放出热量QkJ，燃烧生成的CO2用过量饱和石灰水吸收可得100gCaCO3沉淀，则在此条件下，1mol乙醇完全燃烧的△H= kJ/mol
(4)CuCl(s)与O2反应生成CuCl2(s)和一种黑色固体。在25℃、101kPa下，已知该反应每转移1mole﹣，放热44.4kJ，该反应的热化学方程式 。
16．现以甲醇燃料电池，采用电解法来处理酸性含铬废水(主要含有)，实验室利用如图装置模拟该方法：
(1)N电极为电池的 (填“正”或“负”)极，N电极的电极反应式为 。
(2)下图电解法除去含铬废水中铁电极为 电极(填“活性”或“惰性”)请写出该电解池的阳极电极反应式 。
17．利用电解原理制备物质可分为两个类型：
类型 “解离”型 “组合”型
电解池构造
膜类型 ①膜1： ； 膜2： ②膜3： ， 膜4：
18．煤的综合利用是合理利用资源，实现“绿色发展”的重要途径。图是某煤化工产业链的一部分
(1)已知：
a. C(s)＋O2(g)=CO2(g)　ΔH=-393.5kJ·mol-1
b. 2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g)　ΔH=-484.0 kJ·mol-1
c. CO(g)＋O2(g)=CO2(g)　ΔH=-283.0 kJ·mol-1
①计算反应a消耗24 g C(s)时，反应放出的热量为 kJ。
②为加快水煤气(CO和H2混合气)的生产速率可采取措施有 。
A．将煤炭粉碎 B．降低温度 C． 增大反应容器体积 D．使用催化剂
③根据已知，写出 C(s)与H2O(g)反应制备水煤气的热化学方程式是 。
(2)煤气化后得到气体中的氢气是一种新型的绿色能源，根据如图，写出表示氢气燃烧热的热化学方程式为
(3)工业合成氨用途广泛，其能量变化如图所示，根据图示，写出合成N2(g)和H2(g)合成液态氨的热化学方程式 。
19．将锌片和铜片用导线连接后插入稀硫酸中，并在中间串联一个电流表，装置如图所示。
(1)该装置可以将 能转化为 能。
(2)装置中的负极材料是 。
(3)铜片上的电极反应式是 ，该电极上发生了 (填“氧化”或“还原”)反应。
(4)稀硫酸中的SO向 (填“锌”或“铜”)片移动。
20．A、B、C三种强电解质，它们在水中电离出的离子的离子如下表所示：
阳离子 Na+、K+、Cu2+、
阴离子 、OH-，
在如图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放足量的A、B、C三种溶液，电极均为石墨电极。接通电源，经过一段时间后，测得乙烧杯中c电极质量增加了16.0 g。常温下各烧杯中溶液的pH与电解时间t的关系如图所示。据此回答下列问题：
(1)b电极上的电极反应式为： ；
(2)计算电极e上生成的气体在标况下的体积为 ；
(3)写出乙烧杯中的电解反应方程式： ；
(4)要使丙烧杯中的C溶液恢复到原来的浓度，需要向丙烧杯中加入 (填加入物质的名称和质量)。
(5)酸性锌锰干电池是一种一次性电池，外壳为金属锌，中间是碳棒，其周围是由碳粉、MnO2、ZnCl2和NH4Cl等组成的糊状填充物，该电池放电产生的MnOOH。电池反应的离子方程式为： ；维持电流强度为0.5A，电池工作5min，理论上消耗锌 g(已知F=96500C·mol-1)。
21．I．原电池可将化学能转化为电能。由A、B、C、D四种金属按下表中装置进行实验：
装置
现象 B上有气体产生 D不断溶解 C质量增加
(1)装置甲中向 极移动(填“A”或“B”)；
(2)四种金属活动性由强到弱的顺序是 ；
(3)若装置丙中的电极为质量相等的铁棒和铜棒，电池工作一段时间后，取出洗净、干燥、称量，两电极质量差为6g．则导线中通过电子的物质的量为 mol。
II．化学电池在通讯、交通及日常生活中有着广泛的应用。
(1)下图为甲烷燃料电池的构造示意图，由此判断
Y极为电池的 极，X极的电极反应方程式为 ，电路中每转移0.2mol电子，标准状况下正极上消耗气体的体积是 L。
(2)为了验证Fe3+与Cu2+氧化性强弱，设计一个装置，下列装置既能产生电流又能达到实验目的的是 。
(3)铅蓄电池是常见的化学电源之一，其充电、放电的总反应是：2PbSO4+2H2OPb +PbO2+2H2SO4.铅蓄电池放电时正极是 (填物质化学式)，该电极质量 (填“增加”或“减少)。若电解液体积为2L(反应过程溶液体积变化忽略不计)，放电过程中外电路中转移3mol电子，则硫酸浓度由5mol/L下降到 mol/L。
22．氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。如图为电池示意图，该电池电极表面镀一层细小的铂粉，铂吸附气体的能力强，性质稳定。
(1)氢氧燃料电池的能量转化形式主要是 。在导线中电子流动方向为 （用a、b和箭头表示)。
(2)负极反应式为 。
(3)电极表面镀铂粉的原因为 。
(4)氢气的制备和存储是氢氧燃料电池能否有效推广的关键技术。我国拥有完全自主知识产权的氢燃料电池轿车“超越三号”，已达到世界先进水平，并加快向产业化的目标迈进，氢能具有的优点包括 ；
①原料来源广；②易燃烧、热值高；③储存方便；④制备工艺廉价易行
(5)某固体酸燃料电池以固体为电解质传递，其基本结构如图，电池总反应可表示为，b极上的电极反应式为： ，在固体酸电解质传递方向为： （填“”或“”)。
23．如图中，甲是电解饱和食盐水，乙是铜的电解精炼，丙是电镀，回答：
(1)甲电池的总反应化学方程式是 。
(2)在铜的电解精炼过程中，图中c电极的材料是 (填“精炼的铜”或“纯铜板”)；若粗铜中还含有Au、Ag、Fe等杂质，则沉积在电解槽底部(阳极泥)的杂质是 。
(3)如果要在铁制品上镀镍(二价金属)，则e电极的材料是 (填“铁制品”或“镍块”)。
(4)若e电极的质量变化118g，则a电极上产生的气体在标准状况下的体积为 。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
【分析】由图可知，放电时，Mg作负极，电极反应式为Mg 2e ＝Mg2＋，石墨作正极，电极反应式为3CO2＋2Mg2＋＋2H2O＋4e =2MgCO3 H2O＋C，充电时，Mg作阴极，石墨作阳极，据此作答。
【详解】A．充电时，Mg作阴极，石墨作阳极，故A错误；
B．放电时为原电池，电子经导线传导，故B错误；
C．充电时，石墨作阳极，电极反应式为2MgCO3·H2O+C- 4e- =3CO2+2Mg2++2H2O，故C正确；
D．放电时，CO2在正极被还原为C，C由+4价变为0价，每消耗6.72 L CO2转移的电子的物质的量为1.2 mol，故D错误；
故答案选C。
【点睛】本题考查可充电电池，题目难度中等，能依据图像和题目信息准确判断正负极和阴阳极是解题的关键，难点是电极反应式的书写。
2．D
【详解】A．H2在O2中燃烧为放热反应，所以a、b、c、d都小于0，相同物质的量的氢气，生成液态水放出的热量大于生成气态水放出的热量，所以0>a>c，故A错误；
B．H2在O2中燃烧为放热反应，所以a、b、c、d都小于0，相同物质的量的氢气，生成液态水放出的热量大于生成气态水放出的热量，所以0>b>d，故B错误；
C． H2在O2中燃烧为放热反应，所以a、b、c、d都小于0，氢气物质的量与放出热量呈正比，所以2a=b<0，故C错误；
D．H2在O2中燃烧为放热反应，所以a、b、c、d都小于0，氢气物质的量与放出热量呈正比，所以2c=d<0，故D正确；
选D。
3．D
【分析】图1是原电池，根据总反应式，Mg电极是负极，惰性电极是正极。图2是电解池，金属铁是阳极，惰性电极是阴极。
【详解】A．图②中惰性电极为阴极，Fe电极为阳极，则Cr2O离子向金属铁电极移动，与亚铁离子发生氧化还原反应生成的金属阳离子与惰性电极附近的OH-结合转化成Cr(OH)3除去，A错误；
B．图②中Fe为阳极，发生氧化反应，阳极上的电极反应式为：Fe-2e-＝Fe2+，B错误；
C．该原电池中，镁作负极，负极上镁失电子发生氧化反应，负极反应为Mg-2e-=Mg2+，电池反应式为Mg+ClO-+H2O=Mg(OH)2↓+Cl-，正极上次氯酸根离子得电子发生还原反应，则总反应减去负极反应可得正极还原反应为Mg2++ClO-+H2O+2e-=Cl-+Mg(OH)2↓，C错误；
D．由电子守恒可知，Mg～2e-～Fe2+，由原子守恒可知Fe2+～Fe(OH)3↓，则n(Mg)=7.2g÷24g/mol=0.3mol，理论可产生氢氧化铁沉淀的质量为0.3mol×107g/mol=32.1g，D正确；
答案选D。
4．D
【详解】A. 在太阳能的作用下水分解生成氢气和氧气，太阳能转化为化学能，选项A错误；
B. 水分解是化学变化，存在化学键的断裂与生成，选项B错误；
C. 制备氢气的过程中太阳能转化为化学能，选项C错误；
D. 在太阳能的作用下水分解生成氢气和氧气，太阳能转化为化学能，选项D正确；
答案选D。
5．B
【分析】根据题中图示可知，此氢氧燃料电池为酸性氢氧燃料电池，氧气在正极上放电，氢气在负极上放电，负极失去的电子经导线流到正极，氧气在正极上得电子生成水，据此解答。
【详解】A．由上述分析可知，b电极通入氧气，为正极，故A正确；
B．负极失去的电子经导线流到正极，即电子由a电极经过灯泡流向b电极，故B错误；
C．通入氢气为负极，电极反应式为H2-2e-═2H+，电极b通入氧气为正极，电极反应式为O2+4H++4e-═2H2O，电池总反应为2H2+O2═2H2O，故C正确；
D．氢氧燃料电池属于原电池，直接将化学能转化为电能，能量损耗少，能量转化率很高，故D正确；
答案为B。
6．D
【详解】A．硫和氧气反应为放热反应，焓变小于零，固体硫变为气体硫需要吸收热量，则反应放热更多，故，A错误；
B．，则，燃烧热是在101 kPa时，1 mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量；而反应中水为气态，故的燃烧热不是，B错误；
C．中和热是在稀溶液中，强酸跟强碱发生中和反应生成1 mol液态水时所释放的热量；硫酸和氢氧化钡生成水同时生成硫酸钡沉淀，故焓变不是，C错误；
D．气态水变为液体水放出热量，故生成液态水放热更多，则，D正确；
故选D。
7．D
【详解】A. 钢铁吸氧腐蚀时，正极氧气得到电子发生还原反应，正极反应式：O2↑+2H2O+4e-=4OH-，A错误；
B. 中和反应是放热反应，NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3kJ/mol，B错误；
C. 次氯酸是弱酸，氯气和水反应的离子方程式：Cl2+H2O H++Cl-+HClO，C错误；
D. 电解硫酸钠时，阴极水电离产生的氢离子放电发生还原反应得到氢气，阴极反应式：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，D正确；
答案选D。
8．C
【详解】A．出口①是电解池的阳极，溶液中的氯离子失电子生成氯气，出口②是电解池的阴极，溶液中的氢离子得到电子发生还原反应生成氢气，故A正确；
B．依据装置图可知，左侧生成氢氧化钠，右侧钠离子需要通过离子交换膜进入左侧，因此离子交换膜是阳离子交换膜，只允许阳离子通过，故B正确；
C．该装置是电解池，是电解饱和食盐水的装置，电解氯化钠溶液生成氢氧化钠和氢气、氯气，反应的离子方程式为：2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-，故C错误；
D．该装置是电解池，是将电能转化为化学能的装置，故D正确；
故选C。
9．D
【分析】燃烧热是1 mol可燃物完全燃烧，生成稳定氧化物时放出的热量。
【详解】A．CH4完全燃烧产生的稳定氧化物是CO2气体，不是CO气体，A不符合题意；
B．S 单质燃烧产生SO2，不能产生SO3，B不符合题意；
C．CO气体燃烧产生的稳定氧化物是气态CO2，不是液态CO2，C不符合题意；
D．符合燃烧热定义，热化学方程式中△H代表的是燃烧热，D符合题意；
故合理选项是D。
10．C
【详解】A．氢气的燃烧热是1mol氢气完全燃烧生成液态水放出的能量，的燃烧热，则，故A错误；
B．含物质的量为0.5mol的稀溶液与稀盐酸完全中和，放出的热量；醋酸是弱酸，电离吸热，含1molCH3COOH的稀醋酸和稀溶液反应放出的热量小于57.4kJ,则该反应热化学方程式的ΔH> 57.4kJ mol 1，故B错误；
C．碳完全燃烧生成二氧化碳放出的能量大于碳不完全燃烧生成一氧化碳放出的能量， ，则，故C正确；
D．氮气和氢气反应可逆，500℃、下，将和置于密闭的容器中充分反应生成的物质的量小于1mol，放热，则，故D错误；
选C。
11．D
【详解】A、铁粉、活性炭、水、食盐等可以构成一个原电池，发生的是铁的吸氧腐蚀，要延长使用寿命应该密封保存，A对；
B、铁是负极，发生氧化反应，B对；
C、构成原电池后铁的腐蚀会加快，C对，
D、活性炭做正极，不参与反应，D错。
答案选D。
12．D
【详解】A．铜作阳极，铜失电子生成铜离子，使溶液呈蓝色，溶液颜色发生变化，故A不选；
B．以石墨为电极，电解溴化钾溶液过程中生成溴单质，溴溶于水，溶液呈橙色，溶液颜色发生变化，故B不选；
C．以石墨为电极，电解饱和食盐水，阴极上氢离子得到电子生成氢气，附近溶液中氢氧根离子浓度增大，遇到酚酞，溶液变红，溶液颜色发生变化，故C不选；
D．以铜为电极，电解CuSO4溶液，铜作阳极，铜失电子生成铜离子，阴极铜离子得电子生成铜单质，相当于电镀，溶液浓度不变，颜色不变，故D选；
故选D。
13．A
【详解】A．Cu作阳极失去电子生成Cu2+，H+在阴极得电子生成H2，可以实现反应Cu+H2SO4=CuSO4+H2↑，A项正确；
B．该装置Fe作阳极，失去电子生成Fe2+，不能实现铁片镀锌，B项错误；
C．根据电解原理可知，粗铜作阳极，精铜作阴极，才可以实现粗铜的精炼。该装置设计的阴阳极材料反了，不能实现粗铜的精炼，C项错误；
D．该方法中有外接电源，为外加电源的阴极保护法，D项错误；
答案选A。
14．(1) 做还原剂(或失电子)，失电子的场所，电子导体 Cu 2e =Cu2+
(2) 2Cl +2H2O2OH +Cl2↑+H2↑ c c口为阴极区，阴极发生反应：2H2O+2e-=O2↑+2OH ，OH 在阴极生成，阳极的Na+通过阳离子交换膜进入阴极，因此NaOH在c口导出 Cl2+H2O HCl+HClO，用盐酸控制阳极的pH，增大氢离子浓度，平衡逆向移动，有利于氯气逸出收集
(3) 左 铜、铁和溶液构成原电池，铜为正极，发生吸氧腐蚀，反应为O2+4e +2H2O=4OH ，使左端附近溶液c(OH )>c(H+)，溶液呈碱性
【详解】（1）①负极材料为Zn，即Zn做还原剂(或失电子)，失电子的场所，同时Zn也是导电，可以作为电子导体；
②若用一根铜丝代替盐桥插入两烧杯中，则左侧烧杯中发生锌的吸氧腐蚀，为原电池，右侧烧杯为电解池，a电极与原电池的正极相连，为阳极，电极反应为Cu 2e =Cu2+；
（2）①电解饱和NaCl溶液时，阳极氯离子被氧化为氯气，阴极水电离出的氢离子被还原生成氢气，同时产生氢氧根，离子方程式为2Cl +2H2O2OH +Cl2↑+H2↑；
②c口为阴极区，阴极发生反应：2H2O+2e-=O2↑+2OH ，OH 在阴极生成，阳极的Na+通过阳离子交换膜进入阴极，因此NaOH在c口导出；
③阳极产生的氯气会和水发生反应：Cl2+H2O HCl+HClO，用盐酸控制阳极的pH，增大氢离子浓度，平衡逆向移动，有利于氯气逸出收集；
（3）铜、铁和溶液构成原电池，铜为正极，整个体系中发生Fe的吸氧腐蚀，正极反应为O2+4e +2H2O=4OH ，使左端附近溶液c(OH )>c(H+)，溶液呈碱性，所以左端变红。
15． SiH4(g)+2O2(g)=SiO2(g)+2H2O(l) △H=－1427.2kJ/mol ＜ －2Q 4CuCl(s)+O2(g)=2CuCl2(s)+2CuO(s) △H=－177.6kJ/mol
【详解】(1)室温下16gSiH4(g)自燃生成固态SiO2和液态H2O放出热量713.6kJ，则1mol SiH4(g) 自燃放出1427.2kJ的能量，室温下SiH4(g)自燃的热化学方程式是SiH4(g)+2O2(g)=SiO2(g)+2H2O(l) △H=－1427.2kJ/mol；
(2)反应可逆，生成2molNH3(g)放出92.2kJ热量，0.5molN2(g)和1.5molH2(g)反应生成NH3(g)的物质的量小于1mol，所以放出的热量＜46.1kJ。
(3)在25℃、101kPa下，一定质量的无水乙醇完全燃烧时放出热量QkJ，燃烧生成的CO2用过量饱和石灰水吸收可得100gCaCO3沉淀，则生成二氧化碳的物质的量是1mol，燃烧乙醇的物质的量是0.5mol，在此条件下，0.5mol无水乙醇完全燃烧时放出热量QkJ，所以1mol乙醇完全燃烧的△H=－2Q kJ/mol；
(4)CuCl(s)与O2反应生成CuCl2(s)和黑色固体CuO。在25℃、101kPa下，已知该反应每转移1mole﹣，放热44.4kJ，1mol CuCl(s)反应转移2mol电子，则放热88.8kJ，该反应的热化学方程式4CuCl(s)+O2(g)=2CuCl2(s)+2CuO(s) △H=－177.6kJ/mol。
16．(1) 正 O2+4H++4e-=2H2O
(2) 活性 Fe-2e-=Fe2+
【解析】(1)
氢离子由质子交换膜由M电极区移向N电极区，则M为负极、N为正极。负极上发生氧化反应，甲醇失去电子，生成二氧化碳与氢离子，负极M电极反应式为：CH3OH-6e-+H2O=6H++CO2↑；正极N发生还原反应，氧气获得电子，与通过质子交换膜的氢离子结合为水，正极电极反应式为：O2+4H++4e-=2H2O；
(2)
电解法除去含铬废水中铁电极为活性电极，与原电池正极N电极连接的Fe电极为阳极，阳极上Fe失去电子变为Fe2+进入溶液，则阳极Fe的电极反应式为：Fe-2e-=Fe2+。
17． 阳离子交换膜 阴离子交换膜 阳离子交换膜 阴离子交换膜
【详解】①根据图中由稀溶液得到了对应的浓溶液可知，中间室中的移向左侧，移向右侧，则膜1是阳离子交换膜，膜2是阴离子交换膜；
②根据离子从“原料区”移向“产品区”可知，左侧的移向中间室，右侧的移向中间室，和结合成产物，则膜3为阳离子交换膜，膜4为阴离子交换膜。
18．(1) 787 AD C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)△H=+131.5 KJ mol-1
(2)H2(g)+O2(g) = H2O(l) △H= -286KJ/mol
(3)N2 (g)＋3H2 (g)=2NH3(g) △H= -2(b-a+c)KJ/mol
【详解】（1）①由a. C(s)＋O2(g)=CO2(g)　ΔH=-393.5kJ·mol-1可知，1mol C(s)完全燃烧放出393.5 kJ能量，故消耗24 g C(s)，即1mol C(s)完全燃烧放出787 kJ能量；
②A．将煤炭粉碎增加固体表面积，反应速率加快，A正确；
B．降低温度，反应速率减慢，B错误；
C．增大反应容器体积，压强减小，反应速率减慢，C错误；
D．使用催化剂，反应速率加快，D正确；
故选AD；
③由盖斯定律，根据a-×b-c，得出 C(s)与H2O(g)反应制备水煤气的热化学方程式是C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)△H=+131.5 kJ mol-1；
（2）表示氢气燃烧热应为1mol H2(g)完全燃烧生成液态水，根据图示，写出表示氢气燃烧热的热化学方程式为H2(g)+ O2(g) = H2O(l) △H= -286kJ/mol；
（3）根据图中能量变化如图所示，1molN2完全反应放出2(b-a+c) kJ能量，则合成N2(g)和H2(g)合成液态氨的热化学方程式为N2(g)＋3H2(g)=2NH3(g) △H= -2(b-a+c)kJ/mol。
19． 化学 电 锌 2H++2e-=H2↑ 还原 锌
【详解】(1)该装置中，锌失去电子、氢离子得到电子，由于氧化反应和还原反应分开进行，故是原电池装置，可以将化学能转化为电能。
(2)装置中锌失去电子被氧化，为负极，锌是导体，故负极材料是锌。
(3)铜是正极，氢离子在铜片上得电子，电极反应式是2H++2e-=H2↑，该电极上发生了还原反应。
(4)原电池中，阴离子向负极移动，则稀硫酸中的SO向锌片移动。
20． 4OH--4e-=O2↑+2H2O 5.6L 2Cu2++2H2O2Cu+ O2↑+4H+ 水，4.5g Zn+2MnO2+2H+=Zn2++2MnOOH 0.05
【分析】根据电解时溶液pH的变化及乙烧杯中c电极质量增加了16.0 g，铜离子与氢氧根离子不能共存，可知溶液乙为硫酸铜溶液；溶液甲溶液显碱性，含有氢氧根离子；溶液丙为中性，含有硫酸根离子。乙烧杯中c电极质量增加了16.0 g，溶液中铜离子得电子生成单质铜，则c电极为阴极，则M为负极。
【详解】(1)分析可知，溶液甲为碱性溶液，b电极为阳极，溶液中的氢氧根离子失电子生成氧气和水，电极反应式为4OH--4e-=O2↑+2H2O；
(2)溶液丙为中性溶液，电解时产生氢气和氧气，乙烧杯中c电极质量增加了16.0 g，转移电子的物质的量为×2=0.5mol，e电极为阴极，生成的气体为氢气，物质的量为0.25mol，标况下的体积为5.6L；
(3)乙烧杯中的电解质为硫酸铜，阴极上铜离子得电子生成单质铜，而阳极上水失电子生成氧气和氢离子，总反应式为2Cu2++2H2O2Cu+ O2↑+4H+；
(4)根据第（2）问可知，丙烧杯中实质为电解水，生成0.25mol氢气时消耗水的物质的量为0.25mol，则水的质量为18g/mol×0.25mol=4.5g，则要使丙烧杯中的C溶液恢复到原来的浓度，需要向丙烧杯中加入4.5g的水；
(5)Zn失电子生成锌离子，MnO2得电子与氢离子反应生成MnOOH，池反应的离子方程式为Zn+2MnO2+2H+=Zn2++2MnOOH；维持电流强度为0.5A，电池工作5min，Q=It=0.5A×300s=150C，m(Zn)=×0.5×65g/mol=0.052g。
21． A D＞A＞B＞C 0.1 正 CH4-8e-+10OH-=+7H2O 1.12 B PbO2 增加 3.5
【详解】Ⅰ．(1)甲池中B电极上有气体产生，推测B为正极，A为负极，原电池中阴离子移向负极，所以移向负极，故此处填：A；
(2)一般，原电池负极的对应金属的活泼性大于正极对应金属的活泼性，由甲池知，活泼性：A＞B，乙池中D电极不断溶解，推测D为负极，A为正极，故活泼性：D＞A，丙池C电极质量增加，推测为正极，则B为负极，故活泼性：B＞C，综上所述，四种金属的活泼性强弱顺序为：D＞A＞B＞C；
(3)根据题意，丙池对应的反应为：Fe+Cu2+=Fe2++Cu，负极Fe溶解，质量减少，正极Cu2+得电子析出产生Cu，两电极质量差(△m)为溶解的Fe质量加上析出Cu的质量，得关系式：(Fe+Cu2+=Fe2++Cu)~2e-~△m=56+64=120 g，由关系式得：，解得n(转移电子)=0.1 mol；
Ⅱ．(1)根据电子移动方向知，电极X为负极，Y为正极；燃料电池中，燃料失电子被氧化，故负极通CH4，CH4被氧化为CO2，由于是碱性环境，故CO2会继续和OH-反应转化为，根据电荷守恒、元素守恒得X极电极反应为：CH4-8e-+10OH-=+7H2O；正极为O2得电子，根据关系式O2~4e-，得：，则n(O2)=×0.2 mol=0.05 mol，V(O2)=0.05 mol×22.4 L/mol=1.12 L，故此处填1.12；
(2)A．装置A中Zn比Cu活泼，故是Zn与Fe3+反应，Cu不参与反应，A不符合题意；
B．装置B中Cu比Ag活泼，故是Cu与Fe3+反应生成Cu2+和Fe2+，证明氧化性Fe3+强于Cu2+，且形成原电池能产生电流，B符合题意；
C．Fe在浓硝酸中钝化后，装置C的反应变为Cu与浓硝酸反应，不能说明Fe3+与Cu2+氧化性强弱，C不符合题意；
D．装置D中两个电极相同，不能形成原电池，D不符合题意；
故答案选B。
(3)由总反应知，放电时，PbO2得电子被还原，故正极为PbO2；该电极反应后，由PbO2转化为PbSO4，质量增加；由反应的H2SO4与转移电子关系：H2SO4~e-，得n(H2SO4)=n(转移电子)=3 mol，则反应后剩余H2SO4=5 mol/L×2 L-3 mol=7 mol，故反应后溶液中硫酸浓度=，故此处填3.5。
22． 化学能转化为电能 增大电极单位面积吸附和的分子数，加快电极反应速率。 ①②
【详解】(1)氢氧燃料电池是一种化学电源，其能量转化形式主要是化学能转化为电能。通入氢气的电极为负极，通入氧气的电极为正极，电子从负极经外电路流向正极，因此，在导线中电子流动方向为。
(2)负极上氢气被氧化，因为电解质是碱性的，故电极反应式为。
(3) 由题中信息可知，电池电极表面镀一层细小的铂粉，铂吸附气体的能力强，性质稳定。因此，电极表面镀铂粉的原因为：增大电极单位面积吸附和的分子数，加快电极反应速率。
(4)氢能具有的优点主要有：原料来源广、易燃烧、热值高。因此，选①②；氢气属于易燃易爆的气体，故储存不便，目前制备氢气的成本较高。
(5)某固体酸燃料电池以固体为电解质传递，电池总反应可表示为。通入氢气的a极为负极，通氧气的b极为正极，正极上的电极反应式为，由于正极消耗，而负极产生，且阳离子向正极迁移，故在固体酸电解质传递方向为：。
23．(1)2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑
(2) 精炼的铜 Au、Ag
(3)镍块
(4)44.8L
【详解】（1）甲是电解饱和食盐水，惰性电极电解氯化钠溶液，产物为氢氧化钠，氢气和氯气，则甲电池的总反应化学方程式是2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑。
（2）在铜的电解精炼过程中，图中c电极为阳极、则材料是精炼的铜；阳极上Cu、Fe等金属失电子，活泼性比铜弱的金属如Ag、Au，以单质的形式沉淀到池底，则沉积在电解槽底部(阳极泥)的杂质是Au、Ag。
（3）电镀时，镀层金属作阳极、待镀金属作阴极；如果要在铁制品上镀镍(二价金属)，则阳极e电极的材料是镍块。
（4）若e电极的质量变化118g，按e的电极反应Ni-2e-=Ni2+，转移电子为 ，电极上转移电子数守恒，则按a电极反应式：，a极上产生的气体为2mol氯气、在标准状况下的体积为44.8L。
答案第1页，共2页
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