第一章：化学反应与能量转化同步习题（含解析）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．中国科学院天津工业生物技术研究所在淀粉人工合成方面取得突破，下列说法不正确的是
A．中国科学院的研究人员用CO2和电力，通过11步生化反应合成淀粉，这样的淀粉属于合成高分子化合物
B．人工合成淀粉不仅有利于解决人类的温饱问题，也有利于实现“碳中和”
C．人工合成淀粉一旦实现工业化既能够节省土地和淡水资源，又能够保护生态平衡
D．在自然界通过光合作用合成淀粉的总反应是吸热反应，在实验室合成淀粉的总反应是放热反应
2．锌—空气电池(原理如图所示)适宜用作城市电动车的动力电源。该电池放电时Zn转化为ZnO。该电池工作时下列说法正确的是
A．氧气在石墨电极上发生还原反应
B．该电池放电时K+向Zn电极移动
C．该电池的正极反应为Zn+H2O-2e-=ZnO+2H+
D．电池工作时，电子从石墨电极经电解质溶液流向Zn电极
3．下列说法中错误的是
A．燃料电池的反应物必须储存在电池的内部
B．锌锰干电池是一次电池，铅酸蓄电池是二次电池
C．锂电池是新一代可充电电池
D．二次电池的充电是电能转变为化学能
4．某金属Mg—空气电池装置示意图如下，下列有关说法不正确的是
A．碳材料作原电池正极，发生还原反应
B．放电时，金属Mg失去电子
C．放电时，OH-向碳材料迁移
D．电池工作的总反应为
5．微生物燃料电池在净化废水的同时能获得能源或得到有价值的化学产品，下图为其工作原理及废水中离子浓度与去除率的关系。下列说法正确的是
A．正极反应式是+7H2O+6e-=2Cr(OH)3+8OH-
B．电池工作时，N极附近溶液pH减小
C．处理1 mol时有6 mol H+从交换膜右侧向左侧迁移
D．离子浓度较大时，可能会造成还原菌失活
6．科学家设计了一种以Cu和CuS为电极的可循环电池，电解质为AlCl3等溶液，其工作原理如图所示。放电时，Cl-向Cu电极方向移动，下列说法正确的是

A．放电时Cu电极上的反应为：Cu+e-+2Cl-=CuCl
B．放电时电极上产生Al3+进入溶液
C．充电时CuS电极连接电源的正极
D．当0.45molCu转化成CuCl时，溶液中Al3+减少0.3mol
7．高氯酸铵(NH4ClO4)是火箭发射常用的固体燃料，发射时发生反应：2NH4ClO4N2↑+ Cl2↑+2O2↑+4H2O↑。下列有关该反应的说法正确的是
A．由上述反应可推知，分解反应一定是氧化还原反应
B．NH4ClO4分解所得混合气体的平均相对分子质量约为15
C．高氯酸铵在分解过程中，化学能主要转化为热能
D．在反应中氧化产物和还原产物的物质的量之比为2：1
8．下列实验装置，不能达到相应实验目的的是
选项 A B C D
实验装置
实验目的 从碘水中萃取碘 灼烧海带 证明还原性Zn>Cu 证明S、C、Si的非金属性强弱
A．A B．B C．C D．D
9．近年来，利用电化学催化方法进行转化的研究引起了世界范围内的高度关注。下图是以作为催化剂催化转化为甲酸的反应过程。下列有关说法正确的是
A．和中均含有极性共价键和非极性共价键
B．过程②和③分别在形成键和键时吸收能量
C．过程①说明在催化剂的表面形成了一种特殊的化学键
D．若该催化转化过程的催化效率为80%，则生成甲酸时，加入的为
10．下列关于化学反应与能量的说法中，不正确的是
A．化学反应必然伴随发生能量变化
B．Na与H2O的反应属于放热反应
C．原电池是电能变为化学能的装置
D．化学变化中的能量变化主要是由化学键变化引起的
11．实验发现，时，在氯化铁酸性溶液中加入少量锌粒后，立即被还原成。某夏令营兴趣小组根据该实验事实设计了如图所示的原电池装置(锌少量)。下列有关说法正确的是
A．该原电池的正极反应是
B．左侧烧杯中溶液的红色逐渐褪去
C．该原电池的铂电极上立即有气泡出现
D．该原电池总反应为
12．下列有关热化学方程式的表示及说法正确的是
A．已知 ，则氢气的燃烧热241.8 kJ/mol
B．25℃、101 kPa时，1 mol S和2 mol S的燃烧热不相等
C．含20.0g NaOH的稀溶液与稀硫酸完全中和，放出28.7 kJ的热量，则表示该反应中和热的热化学方程式为：
D．已知 ， ，则
13．为防止埋在地下的钢管道被锈蚀，以延长管道的使用寿命，可以用如图所示方法进行电化学保护。下列说法不正确的是

A．该方法是将化学能转化成了电能
B．该方法中钢管道作正极
C．该方法称为“牺牲阳极的阴极保护法”
D．镁块上发生的电极反应为
二、填空题
14．工业上利用甲酸的能量关系转换图如图所示：
反应CO2(g)+H2(g)HCOOH(g)的焓变△H= kJ·mol-1
15．I．一种利用电化学原理治污的装置如下图，其反应原理是6NO2+8NH3=7N2+12H2O
(1)A电极的电极反应式为 。
(2)下列关于该电池说法正确的是___________(填序号)。
A．电子从右侧电极经过负载后流向左侧电极
B．为使电池持续放电，离子交换膜需选用阴离子交换膜
C．电池工作一段时间，溶液的pH不变
D．当有44.8 LNO2被处理时，转移电子的物质的量为8 mol
II．全钒液流电池(VFB)是目前最成熟的液流电池技术。它通过钒离子价态的相互转化实现能量的存储和释放。下图为VFB放电工作原理。
(3)电极b为 极(填“正”或“负”)。充电时，该电极的反应为 。
(4)若负载为如图2所示的装置，A、B、C、D均为石墨电极。
①甲槽是电极电解饱和食盐水的装置，产生40 g NaOH时，VFB电池中消耗 mol H+。
②乙槽为200 mLCuSO4溶液，当C电极析出0.64 g物质时，则乙槽中生成的H2SO4的物质的量为 mol。
③若通电一段时间后，向所得的乙槽溶液中加入0.2 mol的Cu(OH)2才能恰好恢复到电解前的浓度，则电解过程中转移的电子数为 (用NA表示)
(5)锂离子电池的一种工作方式为Li+在电池两极的嵌入或迁出，以石墨做正极时，充电过程中，Li+在该石墨电极上 (填“嵌入”或“迁出”)。
16．回答下列问题
(1)在无水中电解制得单质氟。阳极反应式为 ，阴极反应式为 。
(2)电有机合成。许多有机化学反应包含电子的转移，使这些反应在电解池中进行时称为电有机合成。已知用丙烯腈电合成己二腈的总反应为。写出阳极反应式： ；阴极反应式： 。与其他有机合成反应相比，电有机合成的优点是 。
17．填空。
(1)下图烧杯中盛的是海水，铁腐蚀的速率由快到慢的顺序是 。
(2)在稀中利用电催化可将同时转化为多种燃料，其原理如图所示。
①一段时间后，极区溶液质量 (填“增加”“减少”或“不变”)。
②铜极上产生乙烯的电极反应式为 。
③若阴极只生成和，则电路中转移电子的物质的量为 mol。
(3)如图所示，某同学利用生成的甲醚设计了一个甲醚燃料电池并探究氯碱工业原理和粗铜的精炼原理，其中乙装置中X为阳离子交换膜。
①乙中铁电极是 极(填“阴、阳”)。
②乙中发生的总反应的离子方程式为 。
(4)将、、溶于水，配成溶液，用惰性电极电解一段时间后，某一电极上析出了，此时在另一电极上产生的气体体积(标准状况)为 L。
18．化学反应过程伴随有热量的变化。
(1)下列反应中属于放热反应的有 。
①燃烧木炭取暖
②C与H2O(g)反应制取水煤气
③煅烧石灰石(主要成分是CaCO3)制生石灰
④氯化铵晶体和Ba(OH)2·8H2O混合搅拌
⑤食物因氧化而腐败
⑥盐酸与NaOH溶液反应
⑦镁与稀硫酸溶液反应
(2)利用CH4可制备乙烯及合成气(CO、H2)。有关化学键键能(E)的数据如下表：
化学键 H-H C=C C-C C-H
E(kJ/mol) 436 a 348 413
①已知2CH4(g)=C2H4(g)+2H2(g)，其中1molC2H4中存在1molC=C和4molC-H键，已知每生成1molH2反应吸收83.5kJ热量，则a= 。
②已知5SO2(g)+2MnO(aq)+2H2O(l)=2Mn2+(aq)+5SO(aq)+4H+(aq)，每1molSO2参加反应放出热量mkJ，那么当放出的热量为nkJ时，该反应转移的电子数为 。(用含m、n的代数式表示，NA为阿伏加德罗常数的值。)
(3)火箭推进器中装有强还原剂液态肼(N2H4)和强氧化剂液态H2O2，当它们混合反应时，产生大量氮气和水蒸气，并放出大量的热.已知0.4mol液态肼与足量的液态H2O2反应生成氮气和水蒸气，放出256.652kJ的热量。反应的热化学方程式为 。
(4)关于氨气的催化氧化反应，先用酒精喷灯预热催化剂，然后通入反应气体，当催化剂红热后撤离酒精喷灯，催化剂始终保持红热，温度可达700℃以上。下列图示中，能够正确表示该反应过程中能量变化的是 (填序号)，说明断键吸收的能量 (填“大于”“小于”或“等于”)成键放出的能量。
19．一些制氢方案会产生有毒气体CO，可通过CO传感器监测其含量，工作原理为，示意图如下：
提示：图装置，利用有元素化合价变化的反应产生电流。
失电子，元素化合价升高；电子不能通过溶液；电子流出极为负极。
请回答下列问题：
(1)通入CO的一极为 (填“正”或“负”)极，溶液中移向 (填“A”或“B”)极。
(2)利用上述装置的相关原理可防止铁的腐蚀，图中M的电极材料可选择______(填选项)。
A．Zn B．Cu C．Ag D．Au
(3)汽车尾气中的主要污染物为CO和NO，二者可在尾气管中的三元催化器内发生反应，转化为无污染的气体。请写出对应的化学方程式 。
20．完成下列小题
(1)绿色电源“直接二甲醚燃料电池”的工作原理示意图如图所示：
正极为 (填“A电极”或“B电极”)，H+移动方向为由 到 (填“A”或“B”)，写出A电极的电极反应式： 。
(2)SO2和NOx是主要大气污染物，利用下图装置可同时吸收SO2和NO。
①a是直流电源的 极。
②已知电解池的阴极室中溶液的pH在4～7之间，阴极的电极反应为 。
③用离子方程式表示吸收NO的原理 。
(3)结合下图所示的电解装置可去除废水中的氨氮(次氯酸氧化能力强)。
①a极为 。
②d极反应式为 。
(4)VB2-空气电池是目前储电能力最高的电池。以VB2-空气电池为电源，用惰性电极电解硫酸铜溶液如图所示，该电池工作时的反应为4VB2+11O2=4B2O3+2V2O5，VB2极发生的电极反应为 。
21．按要求回答下列问题。
(1)原电池是一种可将化学能直接转化为电能的装置。如图所示的原电池装置中，锌片发生 (填“氧化”或“还原”)反应，电极反应式 ；铜片上能够观察到的现象是 ；电子流向 (填“锌片-导线-铜片”或“铜片-导线-锌片”)。
(2)有机物的性质与有机物的官能团、空间结构密切相关。
①CH4的空间结构是 。
②CH2=CH2可使溴的四氯化碳溶液褪色，写出该反应的化学方程式 。
③乙酸(CH3COOH)中官能团名称是 ，乙酸与乙醇在浓硫酸、加热条件下可发生酯化反应，写出该反应的化学方程式 。
(3)利用如图装置进行铜与稀硝酸反应的实验。反应开始后，铜丝逐渐变细，产生无色气泡，溶液变蓝。
①铜与稀硝酸反应的离子方程式为 。
②实验中观察到试管中的气体逐渐变为红棕色，其原因是 (用化学方程式表示)。
22．可燃冰是一种高效清洁能源，中国已勘探的可燃冰储量居世界第一，持续安全开采量创下了世界纪录，有望2030年实现产业化开采。科学家也对进行了重点研究。
I.与重整的工艺过程中涉及如下反应：
反应①
反应②
反应③
(1)已知：反应④，则 。
(2)一定条件下，向体积为的密闭容器中通入各及少量，测得不同温度下反应平衡时各产物产量如图所示。
①图中a和c分别代表产生 和 。由图中信息判断后产生的主要反应并说明理由 。
②平衡时，与的转化率分别为95%和90%，体系内余，反应③的平衡常数 (写出计算式)。
③密闭恒容条件下，反应②达到平衡的标志是
A．每消耗的同时消耗
B．的分压不再发生变化
C．气体平均分子量不再发生变化
D．气体密度不再发生变化
E.比值不再发生变化
Ⅱ.将与一种产生温室效应的气体利用电解装置进行耦合转化，原理示意如图。
(3)电池工作时，向电极 移动。
(4)若消耗和产生温室效应气体的体积比为3∶2，则生成乙烷和乙烯的体积比为 。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．D
【详解】A．由小分子人工合成的淀粉属于合成高分子化合物，而自然界中通过植物的光合作用合成的淀粉属于天然高分子化合物，A正确；
B．由小分子合成淀粉可以减少二氧化碳的排放，缓解温室效应，不仅有利于实现“碳中和”，B正确；
C．人工合成淀粉一旦实现工业化，减少了农作物的种植面积，节省土地和淡水资源，保护生态环境，C正确；
D．根据盖斯定律，改变反应途径不会使总反应的焓变发生改变，不管是在自然界还是在实验室，合成淀粉的总反应都是吸热反应，D错误；
故选D。
2．A
【详解】A．该电池放电时Zn转化为ZnO，说明Zn为负极，石墨电极为正极，氧气在石墨电极上得到电子，发生还原反应，故A正确；
B．根据原电池同性相吸，因此该电池放电时OH－向Zn电极移动，故B错误；
C．该电池放电时，正极反应为O2+4e-+H2O=4OH-，故C错误；
D．电池工作时，电子从Zn电极经过导线流向石墨电极，故D错误。
综上所述，答案为A。
3．A
【详解】A．燃料电池的反应物不需要储存在电池的内部，A项错误；
B．锌锰干电池为依次电池不能充电而铅蓄电池为二次电池可充电重复利用，B项正确；
C．锂电池由于其高的能量比称为新一代的可充电电池，C项正确；
D．二次电池充电即电解池将电能转化为化学能，D项正确；
故选A。
4．C
【分析】从金属Mg—空气电池装置示意图中可以看出，Mg的金属活动性强，作原电池的负极，通入空气的碳电极作原电池的正极。电池工作时，负极2Mg-4e-=2Mg2+，正极O2+2H2O+4e-=4OH-。
【详解】A．由分析可知，碳材料作原电池正极，O2得电子发生还原反应，A正确；
B．金属Mg作原电池的负极，放电时，金属Mg失去电子发生氧化反应，B正确；
C．原电池工作时，阴离子向负极移动，则放电时，OH-向Mg电极迁移，C不正确；
D．电池工作时，负极2Mg-4e-=2Mg2+，正极O2+2H2O+4e-=4OH-，则总反应为，D正确；
故选C。
5．D
【详解】A．电解质溶液呈酸性，则电极产物不可以出现OH-，正极的电极反应式为：+6e-+14H+=2Cr3++7H2O，A错误；
B．由图中信息可知，电池工作时，N极上H+与-2价的O结合产生水，溶液中c(H+)，故N附近溶液pH增大，B错误：
C．由电极反应+6e-+14H+=2Cr3++7H2O可知：处理1 mol时需要14 mol的H+，同时会有一定量O2得电子，故从交换膜左侧向右迁移的氢离子的物质的量大于14 mol，C错误；
D．由图可知，离子浓度较大时，其去除率几乎为0，因为其有强氧化性和毒性，可能会造成还原菌的蛋白质变性而失去活性，D正确；
故合理选项是D。
6．C
【分析】放电时，Cl-向Cu电极方向移动即Cu为负极，发生氧化反应Cu-e-+2Cl-=。而CuS为正极，CuS发生还原反应CuS+9e-+3Al3+=Al3CuS。
【详解】A．Cu发生氧化反应，电极反应为Cu-e-+2Cl-=，A项错误；
B．放电时CuS消耗Al3+，Al3+减少，B项错误；
C．充电时，CuS电极发生氧化反应与电源的正极相连，C项正确；
D．由得失电子守恒得到关系式为6Cu~2Al3+~6e-，当0.45molCu反应时，溶于中Al3+减少0.45×mol=0.15mol，D项错误；
故选C。
7．C
【详解】A．反应的特点为一种物质生成多种物质，为分解反应，反应中N、O、Cl化合价发生变化，属于氧化还原反应，但有些分解反应没有化合价的变化故分解反应不一定是氧化还原反应，A错误；
B．　，B错误；
C．高氯酸铵(NH4C1O4)固体燃料用于推动航天飞机飞行，则反应从能量变化的角度来说，主要是化学能转变为热能，C正确；
D．反应的还原产物为氯气，共一份，氧化产物为氮气和氧气，共三份，所以氧化产物与还原产物的物质的量之比为3:1，D错误；
故选C。
8．A
【详解】A．酒精和水互溶，不能用酒精萃取碘水中的碘，故A错误；
B．在坩埚中灼烧海带，故B正确；
C．用Zn、Cu作原电池的电极，稀硫酸作电解质溶液，Zn为负极，Cu为正极，Zn电极上，Zn失去电子生成Zn2+，Cu电极上H+得电子生成氢气，从而证明还原性：Zn>Cu，故C正确；
D．稀硫酸和碳酸钠反应生成二氧化碳，生成的二氧化碳和硅酸钠反应生成硅酸沉淀，发生了强酸制弱酸的反应，说明酸性：H2SO4>H2CO3>H2SiO3，从而证明非金属性：S>C>Si，故D正确；
答案选A。
9．C
【详解】A．分子中含有极性共价键，分子中含有键、键、键、键，均为极性共价键，选项A错误；
B．断裂化学键吸收能量，形成化学键释放能量，过程②中结合形成了键释放能量，过程③中与结合形成键释放能量，选项B错误；
C．根据图示可知，在催化转化为的过程①中，在之间形成了一种特殊的化学键，选项C正确；
D．在中C元素为价，在中C元素为价，生成甲酸时，加入的物质的量为，选项D错误。
答案选C。
10．C
【详解】A．化学反应的本质是旧化学键断裂和新化学键形成，其过程均伴随能量变化，则化学反应必然伴随发生能量变化，故A正确；
B．Na与H2O的反应过程中，钠受热融化成小球，则Na与H2O的反应属于放热反应，故B正确；
C．原电池是化学能转变为电能的装置，故C不正确；
D．化学反应的本质是旧化学键断裂和新化学键形成，断裂和形成过程中均伴随能量变化，故D正确；
本题答案C
11．B
【分析】由题意可知：加入少量锌粒后，立即被还原成，故Pt电极做原电池正极，电极反应方程式为：Fe3++e-=Fe2+，Zn做负极，电极反应方程式为：。
【详解】A．作负极，该原电池的负极反应是，A不正确；
B．在左侧烧杯中发生反应：Fe3++e-=Fe2+，，的物质的量浓度逐渐减小，溶液的红色逐渐褪去，B正确；
C．该原电池铂电极上先获得电子变为，因此不会立即产生气泡，C不正确；
D．因氧化性：，铂电极上先得到电子生成，完全消耗后，得电子生成，不能被少量还原为，故总反应为：，D不正确；
故选B。
12．C
【详解】A．燃烧热是指1mol纯物质完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量，因此1mol气态H2完全燃烧生成液态水时放出的热量为H2的燃烧热，题干热化学方程式中水为气态，因此无法计算氢气的燃烧热，故A项错误；
B．物质的燃烧热与燃烧物质的物质的量无关，故B项错误；
C．中和热：在稀溶液中，强酸跟强碱发生中和反应生成1mol液态水和可溶盐时所释放的热量。20.0g NaOH的物质的量为0.5mol，0.5mol NaOH与稀硫酸完全中和生成0.5mol水，放出28.7 kJ的热量，则中和反应生成1mol水时放出28.7kJ×2=57.4kJ能量，该反应中和热的热化学方程式为 ，故C项正确；
D．H2与I2反应生成HI为化合反应，属于放热反应，焓变为负值，I2(g)的能量高于I2(s)，因此I2(g)反应放出热量更多，即，故D项错误；
综上所述，正确的是C项。
13．D
【详解】A．金属连片-镁块-潮湿的碱性土壤构成原电池，将化学能转化成了电能，故A正确；
B．根据图片知，该金属防护措施采用的是牺牲阳极的阴极保护法，钢管道作正极，故B正确；
C．根据图片知，该金属防护措施采用的是牺牲阳极的阴极保护法，故C正确；
D．镁块作负极，电极反应：Mg-2e-+2OH-=Mg(OH)2，故D错误；
故选D。
14．-31.4
【详解】根据图示可得如下热化学方程式：
①HCOOH(g) CO(g)+H2O(g)△H1=+72.6kJ·mol-1；
②CO(g)+O2(g) CO2(g)△H2=-283.0kJ·mol-1；
③H2(g)+O2(g) H2O(g)△H3=-241.8kJ·mol-1；
反应CO2(g)+H2(g) HCOOH(g)可以由③-①-②得到，由盖斯定律可得：
△H=△H3-△H1-△H2=(-241.8kJ·mol-1)-(+72.6kJ·mol-1)-(-283.0kJ·mol-1)=-31.4kJ·mol-1；答案为：-31.4。
15．(1)2NH3+6OH--6e-=N2+6H2O
(2)B
(3) 正 VO2++H2O-e-=2H++VO
(4) 2 0.01 0.8
(5)迁出
【详解】（1）根据图示可知：在A电极上NH3失去电子被氧化为N2，故A电极的电极反应式为：2NH3+6OH--6e-=N2+6H2O；
（2）A．在该原电池中，左侧电极A上NH3失去电子被氧化为N2，右侧电极B上NO2得到电子被还原为N2，所以A电极为负极，B电极为正极，电子由负极A经外电路负载流向正极B，即电子从左侧电极经过负载后流向右侧电极，A错误；
B．左侧电极反应消耗OH-，右侧电极反应产生OH-，为使电池持续放电，离子交换膜需选用阴离子交换膜，B正确；
C．电池反应原理是6NO2+8NH3=7N2+12H2O，反应产生水，对溶液中的KOH起稀释作用，导致溶液中c(KOH)减小，因此溶液pH减小，C错误；
D．未知NO2气体所处的外界条件，因此不能确定其物质的量，也就不能计算反应过程中电子转移的数目，D错误；
故合理选项是B；
（3）根据图示可知：在右侧电极b上得到电子变为VO2+，所以b电极为正极，在充电时该电极为阳极，发生氧化反应，电极反应式为：VO2++H2O-e-=2H++VO；
（4）①根据图示可知在甲装置中电解饱和NaCl溶液，电解方程式为：2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑，每反应产生2 mol NaOH，转移2 mol电子。现在产生40 g NaOH，其物质的量n(NaOH)=，则反应转移1 mol电子，在VFB电池中正极反应式为VO+2H++e-=VO2++H2O，可见反应过程若转移1 mol电子，VFB电池中就会消耗2 mol H+；
②乙槽为200 mLCuSO4溶液，电解反应方程式为：2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4，在C电极为阴极，当C电极上产生Cu的质量0.64 g，其物质的量n(Cu)=，则反应产生H2SO4的物质的量0.01 mol；
③若通电一段时间后，向所得的乙槽溶液中加入0.2 mol的Cu(OH)2才能恰好恢复到电解前的浓度，相当于加入0.2 molCuO、0.2 mol H2O，先发生反应2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4，然后电解2H2O2Cu+2H2↑。前者反应转移电子n(e-)=0.2 mol×2=0.4 mol，后者电解0.2 mol H2O反应转移电子n(e-)=0.2 mol×2=0.4 mol，因此则电解过程中转移电子的物质的量为n(e-)=0.4 mol+0.4 mol=0.8 mol；
（5）锂离子电池的一种工作方式为Li+在电池两极的嵌入或迁出，以石墨做正极时，充电过程中，石墨电极连接电源正极作阳极，发生氧化反应，产生阳离子，使电极附近阳离子数目增多，所以Li+在该石墨电极上应该迁出。
16．(1)
(2) 反应条件温和、反应试剂纯净、生产效率高等
【详解】（1）在无水中电解，两极分别得到氟气和氢气，电极反应式为：阳极失去电子，阴极得到电子，答案为 ：，；
（2）阳极失去电子生成氧气，电极反应式：，阴极丙烯腈电合成己二腈得到电子，，与其他有机合成反应相比，电有机合成的优点是反应条件温和、反应试剂纯净、生产效率高等，答案为：，，反应条件温和、反应试剂纯净、生产效率高等。
17．(1)④>③>②>①>⑤
(2) 增加 2CO2+12H++12e-=C2H4+4H2O 0.96
(3) 阴 2Cl-+2H2O H2↑+ Cl2↑+2OH-
(4)4.48
【详解】（1）根据图知，②③⑤装置是原电池，在②③中，金属铁做负极，⑤中金属铁作正极，做负极的腐蚀速率快，并且两个电极金属活泼性相差越大，负极金属腐蚀速率越快，正极被保护，并且原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀，所以③>②>①>⑤，④装置是电解池，④中金属铁为阳极，阳极金属被腐蚀速率快，根据电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防腐蚀措施的腐蚀，并且原电池的正极金属腐蚀速率快于电解池的阴极金属腐蚀速率，综上所述，腐蚀速率由快到慢的顺序依次为：④>③>②>①>⑤；
（2）①铜电极与电源负极相连，为电解池阴极，溶液中铜电极区域是二氧化碳得到电子生成CH4、C2H4、HCOOH、CO等，甲酸与水互溶，而1molCO2气体转化为CH4、C2H4或CO时质量会减小，所以电极附近的溶液质量增加；
②二氧化碳得到电子生成乙烯，结合电荷守恒、电子守恒、原子守恒配平书写电极反应为：2CO2+12H++12e-=C2H4+4H2O；
③CO2CO碳元素化合价降低2价，所以生成0.15molCO转移0.3mol电子；CO2HCOOH碳元素的化合价降低2价，所以生成0.33molHCOOH转移0.66mol电子，共转移0.66mol+0.3mol=0.96mol；
（3）①燃料电池中通入氧气的电极为正极，则通入甲醚的电极是原电池的负极，发生氧化反应，碱性条件下生成碳酸盐，在装置乙中电解饱和食盐水，铁电极连接原电池的负极，作电解池的阴极，
②根据上问分析可知，铁作阴极发生电极反应方程式为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，石墨作阳极，电极反应为2Cl--2e-=Cl2↑，装置乙相当于惰性电极电解饱和食盐水，其总的离子方程式为：2Cl-+2H2O H2↑+ Cl2↑+2OH-；
（4）将0.2 mol AgNO3、0.4 mol Cu(NO3)2、0.4 mol KCl溶于水，相互反应后最终溶液中的溶质为0.4 mol Cu(NO3)2、0.2 mol HNO3及剩余的0.2 mol KCl。某一电极上析出了0.3 mol Cu时电子转移的物质的量为0.6 mol，且该电极为阴极，则另一极阳极的电极反应式依次为2Cl-2e- =Cl2↑、4OH-_4e-=2H2O+O2↑，根据物质的量及反应式转化关系可依次得到0.1 mol Cl2和0.1 mol O2，故在标况下该电极反应产生的气体体积为V=(0.1+0.1) mol×22.4 L/mol=4.48 L。
18． ①⑤⑥⑦ 613 (2nNA)/m N2H4(l)＋2H2O2(l)=N2(g)＋4H2O(g) ΔH=-641.63kJ/mol A 小于
【详解】(1)①木炭燃烧放出大量的热，属于放热反应，①符合题意；
②C与H2O(g)反应生成CO和H2，该反应是吸热反应，②不符题意；
③煅烧石灰石(主要成分是CaCO3)制生石灰，该反应是吸热反应，③不符题意；
④氯化铵晶体和Ba(OH)2·8H2O反应为吸热反应，④不符题意；
⑤食物因缓慢氧化而腐败，缓慢氧化为放热反应，⑤符合题意；
⑥盐酸与NaOH溶液发生中和反应，中和反应放出大量的热，⑥符合题意；
⑦活泼金属与酸反应为放热反应，故镁与稀硫酸溶液反应为放热反应，⑦符合题意；
综上所述，①⑤⑥⑦符合题意；
(2)①每生成1molH2反应吸收83.5kJ热量，则生成2molH2反应吸收83.5kJ×2=167kJ热量，则有[8×413-(a+4×413+2×436)]=167，解之得a=613；
②由反应方程式可知该反应中只有S的化合价升高，则每1molSO2参加反应放出热量mkJ的同时转移1mol×(6-4)=2mol电子，即有关系式：放mkJ~2e-，因此当放出的热量为nkJ时，该反应转移的电子物质的量为2n/m mol，电子数为(2nNA)/m；
(3)由题意可知N2H4和H2O2反应生成N2和H2O，反应的化学方程式为N2H4(l)＋2H2O2(l)=N2(g)＋4H2O(g)，又因为0.4mol液态肼与足量的液态H2O2反应生成氮气和水蒸气，放出256.652kJ的热量，则1mol液态肼与足量的液态H2O2反应生成氮气和水蒸气，放出256.652kJ×=641.63kJ的热量，因此反应的热化学方程式为N2H4(l)＋2H2O2(l)=N2(g)＋4H2O(g) ΔH=-641.63kJ/mol；
(4)当催化剂红热后撤离酒精喷灯，催化剂始终保持红热，温度可达700℃以上，说明氨的催化氧化是放热反应，反应物总能量高于生成物总能量，A符合题意；放热反应，说明断键吸收的能量小于成键放出的能量。
19．(1) 负 A
(2)A
(3)2CO+2NON2+2CO2
【详解】（1）原电池反应中一氧化碳在负极失电子发生氧化反应，则B为负极，A为正极，原电池中阳离子移向正极，故溶液中移向A；
（2）原电池中，负极失去电子，Fe-M稀硫酸原电池中，Fe被保护，故Fe为正极，M为正极，M应为比Fe活泼的金属，故为Zn；
（3）汽车尾气中的主要污染物为CO和NO，二者可在尾气管中的三元催化器内发生反应，转化为无污染的气体为N2、CO2，化学方程式2CO+2NON2+2CO2。
20．(1) B电极 A B
(2) 负
(3) 负
(4)
【详解】（1）氧气得到电子发生还原反应为正极，故B电极为正极、A电极为负极，负极上二甲醚失去电子发生氧化反应生成二氧化碳和氢离子，；原电池中阳离子向正极迁移，故H+移动方向为由A到B；
（2）①由图可知，左侧亚硫酸氢根离子得到电子发生还原生成，为阴极区，则与其相连的a是直流电源的负极、b为正极。
②已知电解池的阴极室中溶液的pH在4～7之间为酸性，阴极区亚硫酸氢根离子得到电子发生还原生成，电极反应为。
③NO和发生氧化还原反应生成氮气和亚硫酸氢根离子，氮元素化合价由+2变为0、硫元素化合价由+3变为+4，结合电子守恒可知，反应为；
（3）图所示的电解装置可去除废水中的氨氮(次氯酸氧化能力强)，根据题意可知，d极氯离子失去电子反应氧化反应生成次氯酸：，次氯酸将氨氮氧化而除去，d极为阳极，c为阴极，与阴极相连的a为负极；
①由分析可知，a极为负极。
②由分析可知，d极反应式为；
（4）由图可知，空气通入的a极为正极，氧气得到电子发生还原反应，则VB2极为负极，VB2失去电子在碱性条件下发生氧化反应生成B2O3、V2O5，反应为。
21． 氧化 Zn-2e-=Zn2+ 有无色的气泡产生 锌片-导线-铜片 正四面体结构 CH2=CH2+Br2→CH2BrCH2Br 羧基 CH3COOH+ CH3CH2OH CH3COOCH2CH3+H2O 3Cu+8H++=3Cu2++2NO↑+4H2O 2NO+ O2= 2NO2
【详解】(1)原电池是将化学能直接转换为电能的装置，在Zn、Cu、硫酸构成的原电池中，金属锌是负极，本身失电子，发生化合价升高的氧化反应，电极反应式为Zn-2e-=Zn2+；铜片上氢离子得电子产生氢气，能够观察到的现象是有无色的气泡产生；电子由负极通过导线流向正极，则流向为锌片-导线-铜片；
(2)①CH4分子是以碳原子为中心的正四面体结构；
②CH2=CH2可使溴的四氯化碳溶液褪色，反应的化学方程式为CH2=CH2+Br2→CH2BrCH2Br；
③乙酸(CH3COOH)中官能团名称是羧基，乙酸与乙醇在浓硫酸、加热条件下可发生酯化反应生成乙酸乙酯和水，反应的化学方程式为CH3COOH+ CH3CH2OH CH3COOCH2CH3+H2O；
(3)①铜与稀硝酸反应生成硝酸铜、NO和水，反应的离子方程式为3Cu+8H++=3Cu2++2NO↑+4H2O；
②实验中观察到试管中的气体逐渐变为红棕色，其原因是产生的无色NO遇氧气反应生成红棕色的NO2，反应的化学方程式为2NO+ O2= 2NO2。
22．(1)
(2) 由图知后随温度升高减小，说明升温平衡移动方向即吸热方向应该是减小方向，因此逆反应吸热的反应④为主要反应 BE
(3)B
(4)2∶1
【详解】（1）反应为反应④，由盖斯定律反应②=①-③+④，故。
（2）①由反应①②③可知，反应产物有、和，生成的会在反应②中与反应生成，的产量高于，故a曲线表示产物，b曲线表示，c表示；反应②是吸热反应，升高温度，有利于反应正向进行，的含量增大，但反应④为放热反应，升高温度，不利于反应正向进行，的含量减小，由图知后的含量减小，说明此时以的含量减小的反应为主，故后，生成的主要反应为反应④。
②时，与的转化率分别为95%、90%，则计算得平衡时，根据碳元素守恒计算得平衡时，由图可知，，则反应③的平衡常数。
③A．消耗和消耗均表示的是正反应速率，不能作为平衡判断依据，A错误；
B．产生的压强随着反应进行会增大，因此产生的压强不再发生变化能作为判断依据，B正确；
C．平均分子量=气体总质量÷气体总物质的量，二者反应前后均未发生变化，因此随着反应进行气体平均分子量也不会发生变化，故气体平均分子量不再发生变化不能作为判断依据，C错误；
D．气体密度=气体总质量÷气体体积，二者反应前后均未发生变化，因此随着反应进行气体密度也不会发生变化，故气体密度不再发生变化不能作为判断依据，D错误；
E．比值随着反应进行而减小，因此该比值不再发生变化能作为判断依据。，E正确；
故选BE。
（3）产生温室效应的气体为，且其在电极A上发生的反应为：，故电极A为电解池阴极，电极B为电解池阳极。电池工作时，产生于电极A消耗于电极B，故向电解池阳极即电极B移动。
（4）若消耗和的体积比为3∶2，根据阿伏加德罗定律，同温同压下，气体体积比等于物质的量之比，可令和物质的量分别为和，乙烷和乙烯物质的量分别为x、y，再根据得失电子守恒，电极A：、电极B：，可得方程组，求得。
答案第1页，共2页
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