专题1《化学反应与能量变化》单元检测题（含解析）2023--2024学年上学期高二苏教版（2019）高中化学选择性必修1
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| 名称 | 专题1《化学反应与能量变化》单元检测题（含解析）2023--2024学年上学期高二苏教版（2019）高中化学选择性必修1 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.2MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 苏教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2024-01-22 14:35:47 | ||
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文档简介
专题1《化学反应与能量变化》
一、单选题
1．小组同学用如图装置探究能量的转化并制作简单的燃料电池
步骤 装置 操作 现象
① 先打开，闭合 两极均产生气体……
② 再打开，闭合 电流计指针发生偏转
下列说法不正确的是
A．①中在石墨(I)发生氧化反应
B．①中还可观察到石墨(II)电极附近的溶液变红
C．②导线中电子流动方向：从石墨(II)电极流向石墨(I)电极
D．②的溶液中(I)和(II)附近的：(I)<(II)
2．如图所示的装置，通电一段时间后，测得甲池中某电极质量增加，乙池中某电极上析出某金属。下列说法正确的是
A．甲池中电极上析出金属银，乙池中电极上析出某金属
B．甲池中电极上析出金属银，乙池中电极上析出某金属
C．某盐溶液可能是溶液
D．某盐溶液可能是溶液
3．下列物质的转化在给定条件下能实现的是
A．
B．
C．
D．
4．下图是日常生活中常见的三种化学电源，下列有关说法正确的是
A．图Ⅰ电池中，是电池反应的催化剂
B．图Ⅱ电池放电时，Pb为负极
C．图Ⅱ电池放电时，硫酸溶液的浓度不变
D．图Ⅲ电池负极的电极反应式为：
5．下列四种情况里，铁的腐蚀速率最慢的是
A． B．
C． D．
6．如图为一原电池的结构示意图，下列说法不正确的是
A．原电池工作时的总反应为Zn+Cu2+═Zn2++Cu
B．原电池工作时，Zn电极流出电子，发生氧化反应
C．若将Cu电极改为Fe电极，CuSO4溶液改为FeSO4溶液，Zn电极仍作负极
D．盐桥中装有琼脂-饱和氯化钾溶液，则盐桥中的K+移向ZnSO4 溶液
7．下列说法正确的是
A．利用原电池原理可以使许多不能自发进行的反应顺利进行
B．外加电流的阴极保护法可减少土壤、海水中金属设备的腐蚀
C．钢铁的吸氧腐蚀、印刷电路的制作均属于电化学腐蚀
D．原电池中，电子不能在电解质溶液中流动，但可以在盐桥中流动
8．水煤气变换反应为：。我国学者研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程，如图所示，其中吸附在金催化剂表面上的物种用“·”标注。下列说法正确的是
A．由图可判断水煤气变换反应的
B．步骤④是该反应历程的决速步
C．使用金催化剂可以降低反应的活化能，从而改变反应的焓变
D．步骤③中有键的形成
9．关于电解NaCl水溶液，下列叙述正确的是
A．电解时在阳极得到氯气，在阴极得到金属钠
B．若在阳极附近的溶液中滴入KI淀粉溶液，溶液呈蓝色
C．若在阴极附近的溶液中滴入酚酞溶液，溶液呈无色
D．电解一段时间后，将全部电解液转移到烧杯中，充分搅拌后溶液呈中性
10．市售一次性保暖贴的主要成分为：铁粉、水、食盐、活性炭、蛭石、吸水性树脂。下列叙述错误的是
A．保暖贴使用前要密封保存，使之与空气隔绝
B．使用时以电池反应的形式加快了铁与氧气的放热反应
C．活性炭为正极材料，食盐溶于水成为离子导体
D．使用后袋内深褐色物质的主要成分是
11．向Na2CO3溶液中滴加盐酸，发生如下转化，下列说法正确的是
A．ΔH4=ΔH1+ΔH2+ΔH3
B．CO(aq)＋2H+(aq)=H2CO3(aq)ΔH=ΔH1—ΔH2
C．HCO电离时吸热，则ΔH1＞0
D．ΔH2＜ΔH3
12．1.下列关于热化学反应的描述中正确的是
Ⅱ： 且a、b、c均大于零，则断开1摩尔H-Cl键所需的能量为(-a-b-c) kJ/mol
A．氯化氢与氢氧化钠反应的中和热△H=-57.3kJ/mol，则硫酸和氢氧化钡反应的△H =-2×(-57.3) kJ/mol
B．CO(g)的燃烧热是283.0KJ/mol，则表示一氧化碳的燃烧热的热化学方程式为CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)△H=-283.0kJ/mol
C．需要加热的反应一定是吸热反应，常温下能发生的反应一定是放热反应
D．已知：Ⅰ：对于反应：H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)△H=-a kJ/mol
13．如图是甲醇(CH3OH燃料电池的化学原理示意图，下列判断不正确的是
A．电极A发生氧化反应
B．电极B发生的反应为：O2+2H2O+4e-=4OH-
C．工作一段时间溶液pH保持不变
D．燃料电池工作时不会出现火焰
14．某种熔融碳酸盐燃料电池以Li2CO3、K2CO3为电解质、以CH4为燃料时，该电池工作原理见如图。下列说法正确的是
A．此电池在常温时也能工作
B．正极电极反应式为：O2+2CO2+4e-=2
C．向正极移动
D．a为CH4，b为CO
15．下列装置中，能构成原电池的是
A．只有(甲) B．只有(乙) C．只有(丙) D．除(乙)均可以
二、填空题
16．目前已开发出用电解法制取ClO2的新工艺。
（1）图中用石墨做电极，在一定条件下电解饱和食盐水制取ClO2。则阳极产生ClO2的电极反应式为 。
（2）电解一段时间，当阴极产生的气体体积为112 mL(标准状况)时，停止电解。通过阳离子交换膜的阳离子的物质的量为 mol
17．电化学原理在防止金属腐蚀、能量转换、物质合成等方面应用广泛。
(1)图1中，为了减缓海水对钢闸门A的腐蚀，材料B可以选择 (填字母序号)
a．碳棒 b．锌板 c．铜板
用电化学原理解释材料B需定期拆换的原因 。
(2)镁燃料电池在可移动电子设备电源和备用电源等方面应用前景广阔。图2为镁—次氯酸盐燃料电池原理示意图，电极为镁合金和铂合金。
①E为该燃料电池的 极(填正或负)。F电极上的电极反应式为 。
②镁燃料电池负极容易发生自腐蚀产生氢气，使负极利用率降低，用化学用语解释其原因 。
(3)乙醛酸(HOOC-CHO)是有机合成的重要中间体。工业上用双极室成对电解法生产乙醛酸，原理如图3所示，该装置中阴、阳两极为惰性电极，两极室均可产生乙醛酸，其中乙二醛与M电极的产物反应生成乙醛酸。
①N电极上的电极反应式为 。
②若有2molH+通过质子交换膜，并完全参与了反应，则该装置中生成的乙醛酸为 mol。
18．某兴趣小组的同学用下图所示装置研究有关电化学的问题(甲、乙、丙三池中溶质足量)，当闭合该装置的电键K时，观察到电流计的指针发生了偏转。请回答下列问题：
(1)甲池为 (填“原电池”、“电解池”或“电镀池”)，A电极的电极反应式为 。
(2)丙池中E电极为 (填“正极”、“负极”、“阴极”或“阳极”)，电极的电极反应式为 。该池总反应的化学方程式为 。
(3)当乙池中C极质量减轻10.8 g时，甲池中B电极理论上消耗O2的体积为 mL(标准状况)。
(4)一段时间后，断开电键K,下列物质能使丙池恢复到反应前浓度的是 (填选项字母)。
A．Cu B．CuO C．Cu(OH)2 D．Cu2(OH)2CO3
19．化学反应伴随能量变化，获取反应能量变化有多条途径。
(1)下列反应中，属于放热反应的是_______（填字母）。
A．碳与水蒸气反应 B．铝和氧化铁反应
C．CaCO3受热分解 D．锌与盐酸反应
(2)向的NaOH溶液中分别加入下列物质：①浓硫酸；②稀硝酸；③稀醋酸。恰好反应完全时的热效应(对应反应中各物质的化学计量数均为1)分别为、、，则三者由大到小的顺序为 。
(3)在如图所示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程中放出的热量可计算中和反应的反应热。
从实验装置上看，图中缺少的一种玻璃仪器是 。若大烧杯上不盖硬纸板，求得的中和反应反应热 (填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
(4)获取能量变化的途径
①通过化学键的键能计算。已知：
化学键种类 H－H O＝O O－H
键能/kJ·mol－1 436 496 463.4
计算可得：2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g) ΔH= 。
②通过物质所含能量计算。已知反应中M＋N＝P＋Q中M、N、P、Q所含能量依次可表示为EM、EN、EP、EQ，该反应ΔH＝ 。
(5)硝酸厂的尾气直接排放将污染空气，日前科学家探索利用燃料气体中的甲烷等将氮氧化物还原为氮气和水，其反应机理为
则甲烷直接将还原为的热化学方程式为 。
20．现有反应CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)过程中能量变化如下图所示，写出该反应的热化学方程式 ；
已知该反应中相关的化学键键能数据如下：
化学键 H—H C—O H—O C—H
E/(kJ·mol-1) 436 343 465 413
则C≡O中的键能为 KJ·mol-1；图中曲线Ⅱ表示 （填反应条件）的能量变化。
21．天然气的综合利用是各国科学家研究的重要课题。回答下列问题：
(l)天然气的要成分为甲烷，则甲的烷结构式是 ，其空间构型是 。
(2)天然气燃烧反应过程中的能量变化，符合下图中的 (填序号)。
(3)利用甲烷超干重整CO2技术可得到富含CO的气体，可将甲烷和二氧化碳转化为可利用化学品，该技术中的化学反应为：CH4(g)+3CO2(g)2H2O(g)+4CO(g)已知上述反应为吸热反应，则反应过程中断裂的化学键类型为 ，反应过程中断裂反应物中的化学键吸收的总能量 (选填“大于”“小于” 或 “等于”)形成产物的化学键释放的总能量。
(4) 燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源。下图为甲烷燃料电池的结构示意图，电解质溶液为NaOH溶液，电极材料为疏松多孔的石墨棒。
①a极通入的物质为 (填化学式)，电解质溶液中的Na+移向 极(填“负”或“正” )。
②写出此燃料电池工作时总反应的化学方程式 。
22．按下图所示装置进行实验，并回答下列问题：
(1)判断装置A和B的能量转化形式：A池为 ，B池为 。
(2)锌电极发生 反应；铜极发生 反应；石墨棒C1为 极，电极反应式为 ；石墨棒C2附近发生的实验现象 。
(3)当C2极析出44.8 L气体(标准状况下)，锌的质量变化为(增加或减少) g。CuSO4溶液的质量变化为(增加或减少) g。
23．乙烷(C2H6)作为一种新能源在化学领域应用广泛，请回答下列问题：(如图所示，装置I为乙烷燃料电池(电解质溶液为KOH溶液)，通过装置II实现铁棒上镀铜。
①a处应通入 (填“C2H6”或“O2”)，a处电极上发生的电极反应式是 。
②电镀结束后，装置I中溶液的pH (填写“变大”“变小”或“不变”，下同)，装置II中Cu2＋的物质的量浓度 。
③电镀结束后，装置I溶液中的阴离子除了OH－以外还含有 (忽略水解)；在此过程中若完全反应，装置II中阴极质量变化12.8 g，则装置I中理论上消耗乙烷 L(标准状况下)。
24．锌银电池比能量大、电压平稳，广泛用于电子手表、照相机、计算器和其他微型电子仪器。电解质溶液是KOH溶液，电池总反应为。请回答下列问题：
(1)该电池的正极材料是 ；电池工作时，阳离子向 (填“正极”或“负极”)移动；负极的反应式为 。
(2)①电极材料锌可由闪锌矿在空气中煅烧成氧化锌，然后用碳还原来制取，化学反应方程式为，此法为 。
A．电解法
B．热还原法
C．热分解法
②电极材料氧化银可回收利用得到银，其化学方程式为 。
25．电化学原理在工农业生产中有重要应用。已知N2H4是一种重要的清洁高能燃料，根据如图所示装置回答下列问题(C1～C6均为石墨电极，假设各装置在工作过程中溶液体积不变)：
(1)甲装置C2电极为 极(填“正”“负”“阳”或“阴”)，C1电极上的电极反应式为 。
(2)乙装置 (填“是”或“不是”)电镀池，若乙装置中溶液体积为400 mL，开始时溶液pH为6，当电极上通过0.04 mol电子时，溶液pH约为 。
(3)丙装置用于处理含高浓度硫酸钠的废水，同时获得硫酸、烧碱及氢气，膜X为 交换膜(填“阳离子”“阴离子”或“质子”)，当电极上通过0.04 mol电子时，中间硫酸钠废水的质量改变 g(假定水分子不能通过膜X和膜Y)。
(4)电解一段时间后，丁装置的电解质溶液中能观察到的现象是 ，丁装置中电解反应的总化学方程式为 。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．D
【分析】①作电解池：石墨(I)为阳极，石墨(II)为阴极，②作原电池：石墨(I)为正极，石墨(II)为负极，依此解答。
【详解】A．石墨(I)电极连接电源的正极作阳极，水中的氢氧根失电子化合价升高发生氧化反应生成氧气和氢离子，A正确；
B．根据分析，石墨(Ⅱ)电极连接电源的负极作阴极，水中的氢元素得电子化合价降低生成氢气和氢氧化钠，滴酚酞的溶液变红，B正确；
C．②为原电池，石墨(Ⅱ)电极是负极，发生失电子的氧化反应，故电子从石墨(Ⅱ)电极流向石墨(Ⅰ)电极，C正确；
D．根据分析，②作原电池：石墨(I)为正极，石墨(II)为负极，Na+移向正极，所以：(I)>(II)，D错误；
故选D。
2．C
【详解】A．甲池中a为电解池阴极，银离子在阴极上反应生成银单质，A错误；
B．a为电解池的阴极，银离子在a电极上生成银单质，乙池中d为阳极，溶液中的阴离子反应，不可能析出金属，B错误；
C．某盐溶液可以是硫酸铜，在c电极上析出铜，C正确；
D．若为硝酸镁，则不会析出金属，D错误；
故选C。
3．C
【详解】A．氯化钠溶液与二氧化碳不反应，不能生成碳酸钠，碳酸钠与氢氧化钙反应生成碳酸钙和氢氧化钠，故A不符合题意；
B．氯气和铁点燃反应生成氯化铁，不能生成氯化亚铁，氯化亚铁与单质碘不反应，故B不符合题意；
C．氯酸钾在二氧化锰催化剂作用下加热反应生成氯化钾，氯化钾溶液电解得到氯气和氢气、氢氧化钾，故C符合题意；
D．次氯酸钙和二氧化碳、水反应生成碳酸钙和次氯酸，次氯酸光照分解生成盐酸和氧气，故D不符合题意。
综上所述，答案为C。
4．B
【详解】A．碱性锌锰干电池的总反应是Zn+2MnO2+2H2O=2MnO(OH)+Zn(OH)2，MnO2中锰元素的化合价降低，即MnO2作氧化剂，故A错误；
B．铅蓄电池的总反应是Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O，Pb的化合价升高，根据原电池工作原理，Pb为负极，故B正确；
C．铅蓄电池的总反应是Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O，消耗硫酸，反应生成水，因此硫酸溶液浓度降低，故C错误；
D．该电池电解液为KOH，锌是活泼金属，锌作负极，电极反应式为Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2或Zn-2e-+2OH-=ZnO+H2O，故D错误；
答案为B。
5．C
【分析】金属的腐蚀速度顺序为：电解池阳极>原电池负极>原电池正极>电解池阴极；
【详解】根据分析可知铁做电解池阴极，外加电源的阴极保护腐蚀速度最慢，故答案为C
6．D
【分析】图示是典型的铜锌双液原电池，Zn作负极，Cu作正极，总反应为Zn+Cu2+═Zn2++Cu。
【详解】A．铜作正极，锌作负极，总反应为Zn+Cu2+═Zn2++Cu，A正确；
B．锌作负极，电子流出，B正确；
C．Cu电极改为Fe，Fe比Cu活泼，Cu依然作正极，Zn作负极，C正确；
D．盐桥中的K＋移向正极区(CuSO4溶液)，D错误；
答案选D。
7．B
【详解】A．自发的氧化还原反应才可以设计成原电池，A错误；
B．外加电流后减少了阴极材料被土壤和海水中的其他盐分腐蚀，在此过程中只有阳极材料被腐蚀，达到了保护了阴极的目的，B正确；
C．钢铁的吸氧腐蚀属于电化学腐蚀，印刷电路的制作属于化学腐蚀，C错误；
D．原电池中，电子不能在电解质溶液中流动，也不能在盐桥中流动，电子只能在导线和电极上移动，D错误；
故选B。
8．B
【详解】A．由图可知，相对能量初始为0最终为-0.72，生成物总能量低于反应物总能量，则该反应为放热反应，ΔH<0，A错误；
B．步骤④，反应速率的快慢由过程中活化能较高的步骤决定，故步骤④是反应的决速步，B正确；
C．催化剂可以降低反应的活化能，不可以改变反应的焓变，反应的焓变不变，C错误；
D．步骤③中，CO +OH +H +H2O(g)=COOH +H +H2O 没有O-O键形成，D错误；
故选B。
9．B
【详解】A．电解NaCl水溶液是H+在阴极放电，阴极得到H2，Cl-在阳极放电，阳极得到Cl2，A错；
B．阳极附近的溶液中滴入KI淀粉溶液，阳极得到Cl2与I-反应生成I2，溶液呈蓝色，B对；
C．H+在阴极放电所以阴极附近显碱性，滴入酚酞溶液，溶液呈红色，C错；
D．H+在阴极放电使得溶液显碱性，D错。
答案选B。
10．D
【详解】A．铁粉、水、食盐、活性炭、蛭石、吸水性树脂等物质混合构成原电池，发生吸氧腐蚀而发热，故保暖贴使用前要密封保存，使之与空气隔绝，防止失效，A正确；
B．原电池会加快反应速率，故使用时以电池反应的形式加快了铁与氧气的放热反应，B正确；
C．铁粉为负极，活性炭为正极材料，氯化钠为电解质，即食盐溶于水成为离子导体，C正确；
D．铁的存在形式的变化过程为：，使用后袋内深褐色物质的主要成分是，D错误；
故本题选D。
11．D
【详解】A．根据盖斯定律，化学反应的反应热只与反应物和生成物的总能量有关，与中间过程无关，故ΔH4=-(ΔH1+ΔH2+ΔH3)，故A错误；
B．根据图示可知，反应CO(aq)＋2H+(aq)=H2CO3(aq)的ΔH=ΔH1+ΔH2，故B错误；
C．根据图示可知，HCO电离方程式HCO(aq)=CO(aq)＋H+(aq)的反应热为-ΔH1，若电离吸热，则ΔH1＜0，故C错误；
D．H2CO3(aq)的电离吸热，逆反应放热，故ΔH2＜0；H2CO3分解反应为吸热反应，故ΔH3＞0，故ΔH2＜ΔH3，故D正确；
故选D。
12．B
【详解】A．硫酸和氢氧化钡反应生成硫酸钡沉淀和水 ，所以反应生成1mol水时放出的热量不是中和热，A错误；
B．燃烧热是指1mol可燃物完全燃烧生成指定的物质时放出的热量，B正确；
C．很多的放热反应也需要加热条件，C错误；
D．根据化学键计算反应热为假设H-Cl的键能为xkJ/mol，则有b+c-2x=-a，则x=(a+b+c)/2 kJ/mol ，D错误；
故选：B。
13．C
【分析】燃料电池中，通入燃料甲醇的电极为负极，电极反应为CH3OH-6e-+2OH-=CO+3H2O，通入氧气的电极为正极，电极反应为O2+4e-+2H2O=4OH-，负极上发生氧化反应、正极上发生还原反应，据此分析解答。
【详解】A．通入燃料的电极A为负极，电极A发生氧化反应，故A正确；
B．电解B表面上氧气得电子发生还原反应，反应为：O2+2H2O+4e-=4OH-，故B正确；
C．根据电池反应式知，KOH参加反应且生成水，导致溶液中KOH浓度降低，则溶液的pH减小，故C错误；
D．燃料电池是将化学能转化为电能，不是燃料燃烧，所以没有火焰产生，故D正确。
故选C。
14．B
【分析】燃料电池中通入燃料的电极是负极、通入氧化剂的电极是正极，根据电子流向知，左边a电极是负极、右边b电极是正极，所以a是CH4，b为空气。
【详解】A．电解质为熔融碳酸盐，需要高温条件，A错误；
B．正极上O2得电子和CO2反应生成，电极反应式为O2+2CO2-4e-═2，B正确；
C．原电池放电时，向负极移动，C错误；
D．根据分析，a是CH4，b为空气，D错误；
故选B。
15．C
【分析】原电池的构成条件是：①有两个活泼性不同的电极，②将电极插入电解质溶液中，③两电极间构成闭合回路，④能自发的进行氧化还原反应，据此判断。
【详解】A．没有用导线连接形成闭合回路，所以不能构成原电池，故A错误；
B．两电极材料相同，所以不能构成原电池，故B错误；
C．有两个活泼性不同的电极，且两电极插入电解质溶液中，两电极间构成闭合回路，能自发的进行氧化还原反应，所以该装置能构成原电池，故C正确；
D．乙醇是非电解质，且电极和乙醇不能自发的发生氧化还原反应，所以不能构成原电池，故D错误；
故选C。
16． Cl－－5e－＋2H2O=ClO2↑＋4H＋ 0.01
【详解】(1)阳极Cl－失去电子产生ClO2，发生氧化反应，电极反应式为：Cl－－5e－＋2H2O=ClO2↑＋4H＋；(2)水电离产生的H＋在阴极上放电产生氢气，转移电子的物质的量n＝2n(H2)＝2×＝0.01 mol，则在内电路中移动的电荷为0.01 mol，每个Na＋带一个单位的正电荷，则通过的Na＋为0.01 mol。
17．(1) b 锌等做原电池的负极，(Zn -2e- = Zn2+)，不断遭受腐蚀，需定期拆换
(2) 负 ClO-+2e-+H2O = Cl-+2OH- Mg+2H2O= Mg(OH)2+H2↑
(3) HOOC-COOH+2e-+2H+ =HOOC-CHO+ H2O 2
【详解】（1）形成原电池时，Fe作正极被保护，则要选择活泼性比Fe强的金属作负极，所以选锌；锌的活泼性比Fe强，作负极，不断遭受腐蚀，需定期拆换；故答案为：b；锌等做原电池的负极，( Zn-2e-=Zn2+)，不断遭受腐蚀，需定期拆换；
（2）①镁-次氯酸盐燃料电池中失电子的为负极，则Mg为负极；正极上ClO-得电子生成氯离子，则正极的电极反应式为：ClO-+2e-+H2O=Cl-+2OH-；故答案为：负；ClO-+2e-+H2O=Cl-+2OH-；
②Mg的活泼性较强，能与水反应生成氢气，反应的化学方程式为：Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2↑，故答案为：Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2↑；
（3）①N电极上HOOC-COOH得电子生成HOOC-CHO，则电极反应式为HOOC-COOH+2e-+2H+ =HOOC-CHO+H2O，故答案为：HOOC-COOH+2e-+2H+=HOOC-CHO+H2O；
②N电极附近发生反应：HOOC-COOH+2e-+2H+ =HOOC-CHO+H2O，M电极附近发生反应：Cl2+OHC-CHO+H2O=HOOC-CHO+2HCl，所以若有2molH+通过质子交换膜，并完全参与了反应，则该装置中生成的乙醛酸为2mol，故答案为：2。
18． 原电池 CH3OH - 6e-+ 8OH－= CO32－+ 6H2O 阳极 2H2O-4e-= O2↑+4H+ 2CuSO4 + 2H2O2Cu +O2↑+2H2SO4 560 B
【分析】由图可知甲图为原电池是一甲醇燃料电池，通甲醇的A为负极、B为正极；乙池为电解池，C为阳极电极反应为：Ag-e-=Ag+，D为阴极，电极反应为Cu2++2e-=Cu；丙池为电解池，E为阳极，电极反应为：2H2O-4e-=O2↑+4H+，F电极为阴极，电极反应为：Cu2++2e-=Cu，总反应方程式为：2CuSO4+2H2O2H2SO4+2Cu+O2↑，一段时间后，断开电键K，要使丙池恢复到反应前浓度需加入CuO或者CuCO3，据此分析解答。
【详解】(1)由图可知甲图为原电池，A电极通入甲醇，为负极，电极反应式为：CH3OH+8OH--6e-=CO32-+6H2O；
(2)丙池为电解池，其中E电极连接电源正极，为阳极，电极反应式为：2H2O-4e-=O2↑+4H+，F电极连接电源负极，为阴极，发生反应：Cu2++2e-=Cu，总反应方程式为：2CuSO4+2H2O2H2SO4+2Cu+O2↑；
(3)乙池中C为阳极电极反应为：Ag-e-=Ag+，D为阴极，电极反应为Cu2++2e-=Cu；n(Ag)=10.8g÷108g/mol=0.1mol，由于Ag是+1价的金属，所以转移电子的物质的量为0.1mol，由于在同一闭合回路中电子转移数目相等，所以甲池中反应消耗O2的物质的量n(O2)=×0.1mol=0.025mol，则消耗氧气在标准状况下的体积V(O2)=0.025mol×22.4L/mol=0.56L=560mL；
(4)一段时间后，断开电键K，根据少什么加什么，丙池一个电极产生Cu单质，另一个电极产生O2，相当于从溶液中出去的物质为Cu与O2反应产生的CuO。
A.Cu与硫酸不能反应，不能达到目的，A错误；
B.CuO与硫酸反应，产生硫酸铜和水，能达到目的，B正确；
C.Cu(OH)2比CuO多一个水的组成，相当于对溶液进行了稀释，不能使丙池恢复到反应前浓度，C错误；
D.Cu2(OH)2CO3与硫酸生成硫酸铜、二氧化碳和水，比等物质的量的CuO多一个水的组成，相当于对溶液进行了稀释，不能使丙池恢复到反应前浓度，D错误；
故合理选项是B。
【点睛】本题考查了原电池和电解池，侧重于电极反应式书写和电子守恒在计算中应用的考查，对于多池串联电路，通入燃料的电池为原电池，其它各池为电解池，其中在燃料电池中通入燃料的电极为负极，通入氧气或空气的电极为正极；与负极连接的电极为阴极，与正极连接的电极为阳极，原电池的负极和电解池的阳极发生氧化反应；原电池的正极和电解池的阴极发生还原反应，电极反应式书写时要结合电解质溶液的酸碱性进行。在整个闭合回路中电子转移数目相等。
19．(1)BD
(2)<<
(3) 环形玻璃搅拌器 偏大
(4) -485.6 kJ·mol－1 (EP+EQ-EM-EN) kJ·mol－1
(5)
【详解】（1）A．碳与水蒸气反应生成一氧化碳和氢气，属于吸热反应；
B．铝和氧化铁反应生成氧化铝和铁，是铝热反应，属于放热反应；
C．分解反应吸热，CaCO3受热分解是吸热反应；
D．金属与酸反应放热，锌与盐酸反应是放热反应；
属于放热反应的是BD；
（2）中和反应放热，浓硫酸溶于水放热，醋酸电离吸热，向的NaOH溶液中分别加入①浓硫酸；②稀硝酸；③稀醋酸。恰好反应完全时的热效应分别为、、，则三者由大到小的顺序为<<；
（3）从实验装置上看，图中缺少的一种玻璃仪器是环形玻璃搅拌器。若大烧杯上不盖硬纸板，热量散失多，求得的中和反应反应热偏大。
（4）①焓变=反应物总键能-生成物总键能，2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g) ΔH=436 kJ·mol－1×2+496 kJ·mol－1-463.4 kJ·mol－1×4=-485.6 kJ·mol－1。
②反应中M＋N＝P＋Q中M、N、P、Q所含能量依次可表示为EM、EN、EP、EQ，焓变=生成物总能量-反应物总能量，M＋N＝P＋Q ΔH= (EP+EQ-EM-EN) kJ·mol－1。
（5）①
②
根据盖斯定律(①+②)得甲烷直接将还原为的热化学方程式 。
20． CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g) △H= -91KJ·mol-1 1084 提供催化剂
【详解】因为反应物的总能量大于生成物的总能量，因此得出此反应是放热反应，根据反应热和能量的关系，得出△H=－(510－419)kJ·mol－1=－91kJ·mol－1，热化学反应方程式为：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g) △H= -91KJ·mol-1；设C≡O键能为a，△H=反应物的键能总和－生成物键能总和=a＋2×436－(3×413＋343＋465)=－91kJ·mol－1，a=1084kJ·mol－1；通过图象发现活化能降低了，因此是使用了催化剂。
21． 正四面体形 a 共价键 大于 CH4 正 CH4+2O2+2NaOH=Na2CO3+3H2O
【分析】根据甲烷的结构写出结构式，空间构型；天然气燃烧释放能量，反应物的总能量高于生成物的总能量；反应时断裂的是反应物的化学键，反应吸热，说明断键时吸收的总能量大于释放的总能量；根据碱性甲烷燃料电池的原理回答，据此分析。
【详解】(l)天然气的要成分为甲烷，碳原子和四个氢原子形成四对共价键，则甲的烷结构式是，其空间构型是正四面体形；
(2)天然气燃烧放热，反应物的总能量高于生成物的总能量，反应过程中的能量变化符合a；
(3) CH4(g)+3CO2(g)2H2O(g)+4CO(g)，则反应过程中断裂的化学键是甲烷和二氧化碳中的化学键，化学键类型为共价键，反应为吸热反应，反应过程中断裂反应物中的化学键吸收的总能量大于形成产物的化学键释放的总能量；
(4) 根据电子的流向可知，a是负极，b是正极，甲烷的碱性燃料电池中甲烷在负极上失去电子，a极通入的物质为CH4，发生氧化反应，生成碳酸根离子，氧气在正极得到电子发生还原反应，燃料电池发生原电池反应，原电池中阳离子移向正极，电解质溶液中的Na+移向正极，总的电极反应是甲烷、氧气和水在氢氧化钠溶液中生成碳酸钠和水，电极反应为CH4+2O2+2NaOH=Na2CO3+3H2O。
【点睛】碱性条件下，甲烷燃料电池生成的产物是碳酸根，不是二氧化碳，为易错点。
22． 化学能转化为电能 电能转化为化学能 氧化 还原 阳极 2Cl--2e-=Cl2↑ 有无色气体生成，溶液变红色 减少130 增加2
【详解】(1)A装置能自发的进行氧化还原反应,能将化学能转化为电能,所以为原电池,B装置有外接电源,属于电解池，电能转化为化学能；正确答案: 化学能转化为电能；电能转化为化学能。
(2)锌为负极,发生氧化反应，铜为正极,铜极上发生还原反应；石墨棒C1与电源正极相连，为阳极,电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑ ,石墨棒C2与电源的负极相连，为阴极,电极反应式为2H++2e-=H2↑，石墨棒C2附近还生成氢氧根离子,导致溶液碱性增强,则溶液的pH增大,酚酞遇碱变红色,所以石墨棒C2附近发生的实验现象是:有气体生成、溶液变红色；正确答案: 氧化；还原；阳极；2Cl--2e-=Cl2↑；有无色气体生成，溶液变红色 。
(3) C2极析出的气体是氢气,其物质的量=44.8/22.4=2mol,原电池中锌作负极而被腐蚀,所以随着反应的进行,锌的质量逐渐减少,生成2mol氢气转移电子的物质的量2×2=4mol,根据串联电路中转移电子相等知, 负极上电极反应式为Zn-2e-=Zn2+，锌减少的质量=2×65=130g；在原电池中,锌作负极、Cu作正极,正极电极反应式为Cu2++2e-=Cu,转移4mol电子,析出Cu质量=64×2=128g, 锌溶解进入溶液中，铜离子从溶液中析出，因此溶液质量增加130-128=2g；正确答案: 减少130；增加2。
23． C2H6 C2H6-14e-+18OH-=2+12H2O 变小 不变 0.64
【分析】I为乙烷燃料电池，装置II实现铁棒上镀铜，根据电镀原理，则Fe为阴极，Cu为阳极，Fe极与a极相连，Cu极与b极相连，a极为负极，b极为正极，故a极通C2H6，b极通氧气。
【详解】①乙烷燃料电池中，通入乙烷的一极为负极，通入O2的一极为正极，a处应通入C2H6，a极为负极，由于电解质溶液为KOH溶液，a处C2H6发生氧化反应生成，1molC2H6失去14mol电子，a处的电极反应式为C2H6-14e-+18OH-=2+12H2O。
②装置I中电池总反应为C2H6-14e-+18OH-=2+12H2O，OH-浓度减小，pH变小。装置II中Cu极的电极反应式为Cu-2e-=Cu2+，Fe极的电极反应式为Cu2++2e-=Cu，装置II中Cu2+的物质的量浓度不变。
③根据装置I中的电池总反应有生成，电镀结束后装置I溶液中的阴离子除了OH-外还含有，装置II中阴极电极反应为Cu2++2e-=Cu，装置I中负极反应式为C2H6-14e-+18OH-=2+12H2O，根据电子守恒，，=mol，消耗乙烷在标准状况下的体积为mol22.4L/mol=0.64L。
24．(1) Ag2O 正极 Zn-2e-＋2OH-=ZnO＋H2O
(2) B 2Ag2O4Ag＋O2↑
【详解】（1）正极发生还原反应，故Ag2O为正极，原电池工作时电解质溶液中阳离子向正极移动；负极发生氧化反应，Zn失电子碱性条件下生成ZnO与水，电极反应式：Zn-2e-＋2OH-=ZnO＋H2O，故答案为：Ag2O；正极；Zn-2e-＋2OH-=ZnO＋H2O；
（2）①高温下发生置换反应，属于热还原法，故答案为：B
②Ag的活泼性较差，利用热分解法回收得到银，反应方程式为：2Ag2O4Ag＋O2↑
25．(1) 正 N2H4 - 4e + 4OH = N2↑ + 4H2O
(2) 不是 1
(3) 阴离子 2.84
(4) 有白色沉淀生成(若多答“沉淀变色及产生气泡”、“铁电极溶解”也可) Fe + 2H2OFe(OH)2 + H2↑
【详解】（1）由图可知，装置甲为燃料电池，通入N2H4的一极(Cl)为负极，负极的电极反应式为：N2H4 - 4e + 4OH = N2↑ + 4H2O，通入氧气的一极(C2)为正极，乙、丙、丁为电解槽。
（2）乙装置中阳极材料和电解质溶液中阳离子不同，故不是电镀池，C3电极为阳极，阳极上4OH - 4e = 2H2O + O2↑，当电路中通过0.04 mol e 时有0.04 mol OH 放电，同时产生0.04 mol H+，此时c(H+) == 0.1 mol·L 1，pH = 1。
（3）丙装置中C4电极为阳极，阳极上4OH - 4e = 2H2O + O2↑，同时产生H+，正电荷增多，故中间室的硫酸根离子通过阴离子交换膜进入阳极室形成硫酸，C5电极为阴极，在阴极上H+放电产生氢气，同时产生OH ，阴极室负电荷增多，中间室的Na+通过阳离子交换膜进入阴极室形成NaOH，当通过0.04 mol e 时，阳极室产生0.04 mol H+，有0.02 mol SO进入阳极室，阴极室产生0.04 mol OH ，也就有0.04mol Na+进入阴极室，故中间室减少的质量 = 0.02 × 96g/mol + 0.04 × 23g/mol = 2.84 g。
（4）丁装置中Fe电极为阳极，电极反应为Fe - 2e = Fe2+，C6电极为阴极，电极反应为2H2O + 2e = H2 + 2OH ，产生OH ，故Fe2+ + 2OH = Fe(OH)2↓，故电解池中有白色沉淀生成(若多答“沉淀变色及产生气泡”、“铁电极溶解”也可)，电解的化学方程式为Fe + 2H2OFe(OH)2 + H2↑。
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一、单选题
1．小组同学用如图装置探究能量的转化并制作简单的燃料电池
步骤 装置 操作 现象
① 先打开，闭合 两极均产生气体……
② 再打开，闭合 电流计指针发生偏转
下列说法不正确的是
A．①中在石墨(I)发生氧化反应
B．①中还可观察到石墨(II)电极附近的溶液变红
C．②导线中电子流动方向：从石墨(II)电极流向石墨(I)电极
D．②的溶液中(I)和(II)附近的：(I)<(II)
2．如图所示的装置，通电一段时间后，测得甲池中某电极质量增加，乙池中某电极上析出某金属。下列说法正确的是
A．甲池中电极上析出金属银，乙池中电极上析出某金属
B．甲池中电极上析出金属银，乙池中电极上析出某金属
C．某盐溶液可能是溶液
D．某盐溶液可能是溶液
3．下列物质的转化在给定条件下能实现的是
A．
B．
C．
D．
4．下图是日常生活中常见的三种化学电源，下列有关说法正确的是
A．图Ⅰ电池中，是电池反应的催化剂
B．图Ⅱ电池放电时，Pb为负极
C．图Ⅱ电池放电时，硫酸溶液的浓度不变
D．图Ⅲ电池负极的电极反应式为：
5．下列四种情况里，铁的腐蚀速率最慢的是
A． B．
C． D．
6．如图为一原电池的结构示意图，下列说法不正确的是
A．原电池工作时的总反应为Zn+Cu2+═Zn2++Cu
B．原电池工作时，Zn电极流出电子，发生氧化反应
C．若将Cu电极改为Fe电极，CuSO4溶液改为FeSO4溶液，Zn电极仍作负极
D．盐桥中装有琼脂-饱和氯化钾溶液，则盐桥中的K+移向ZnSO4 溶液
7．下列说法正确的是
A．利用原电池原理可以使许多不能自发进行的反应顺利进行
B．外加电流的阴极保护法可减少土壤、海水中金属设备的腐蚀
C．钢铁的吸氧腐蚀、印刷电路的制作均属于电化学腐蚀
D．原电池中，电子不能在电解质溶液中流动，但可以在盐桥中流动
8．水煤气变换反应为：。我国学者研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程，如图所示，其中吸附在金催化剂表面上的物种用“·”标注。下列说法正确的是
A．由图可判断水煤气变换反应的
B．步骤④是该反应历程的决速步
C．使用金催化剂可以降低反应的活化能，从而改变反应的焓变
D．步骤③中有键的形成
9．关于电解NaCl水溶液，下列叙述正确的是
A．电解时在阳极得到氯气，在阴极得到金属钠
B．若在阳极附近的溶液中滴入KI淀粉溶液，溶液呈蓝色
C．若在阴极附近的溶液中滴入酚酞溶液，溶液呈无色
D．电解一段时间后，将全部电解液转移到烧杯中，充分搅拌后溶液呈中性
10．市售一次性保暖贴的主要成分为：铁粉、水、食盐、活性炭、蛭石、吸水性树脂。下列叙述错误的是
A．保暖贴使用前要密封保存，使之与空气隔绝
B．使用时以电池反应的形式加快了铁与氧气的放热反应
C．活性炭为正极材料，食盐溶于水成为离子导体
D．使用后袋内深褐色物质的主要成分是
11．向Na2CO3溶液中滴加盐酸，发生如下转化，下列说法正确的是
A．ΔH4=ΔH1+ΔH2+ΔH3
B．CO(aq)＋2H+(aq)=H2CO3(aq)ΔH=ΔH1—ΔH2
C．HCO电离时吸热，则ΔH1＞0
D．ΔH2＜ΔH3
12．1.下列关于热化学反应的描述中正确的是
Ⅱ： 且a、b、c均大于零，则断开1摩尔H-Cl键所需的能量为(-a-b-c) kJ/mol
A．氯化氢与氢氧化钠反应的中和热△H=-57.3kJ/mol，则硫酸和氢氧化钡反应的△H =-2×(-57.3) kJ/mol
B．CO(g)的燃烧热是283.0KJ/mol，则表示一氧化碳的燃烧热的热化学方程式为CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)△H=-283.0kJ/mol
C．需要加热的反应一定是吸热反应，常温下能发生的反应一定是放热反应
D．已知：Ⅰ：对于反应：H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)△H=-a kJ/mol
13．如图是甲醇(CH3OH燃料电池的化学原理示意图，下列判断不正确的是
A．电极A发生氧化反应
B．电极B发生的反应为：O2+2H2O+4e-=4OH-
C．工作一段时间溶液pH保持不变
D．燃料电池工作时不会出现火焰
14．某种熔融碳酸盐燃料电池以Li2CO3、K2CO3为电解质、以CH4为燃料时，该电池工作原理见如图。下列说法正确的是
A．此电池在常温时也能工作
B．正极电极反应式为：O2+2CO2+4e-=2
C．向正极移动
D．a为CH4，b为CO
15．下列装置中，能构成原电池的是
A．只有(甲) B．只有(乙) C．只有(丙) D．除(乙)均可以
二、填空题
16．目前已开发出用电解法制取ClO2的新工艺。
（1）图中用石墨做电极，在一定条件下电解饱和食盐水制取ClO2。则阳极产生ClO2的电极反应式为 。
（2）电解一段时间，当阴极产生的气体体积为112 mL(标准状况)时，停止电解。通过阳离子交换膜的阳离子的物质的量为 mol
17．电化学原理在防止金属腐蚀、能量转换、物质合成等方面应用广泛。
(1)图1中，为了减缓海水对钢闸门A的腐蚀，材料B可以选择 (填字母序号)
a．碳棒 b．锌板 c．铜板
用电化学原理解释材料B需定期拆换的原因 。
(2)镁燃料电池在可移动电子设备电源和备用电源等方面应用前景广阔。图2为镁—次氯酸盐燃料电池原理示意图，电极为镁合金和铂合金。
①E为该燃料电池的 极(填正或负)。F电极上的电极反应式为 。
②镁燃料电池负极容易发生自腐蚀产生氢气，使负极利用率降低，用化学用语解释其原因 。
(3)乙醛酸(HOOC-CHO)是有机合成的重要中间体。工业上用双极室成对电解法生产乙醛酸，原理如图3所示，该装置中阴、阳两极为惰性电极，两极室均可产生乙醛酸，其中乙二醛与M电极的产物反应生成乙醛酸。
①N电极上的电极反应式为 。
②若有2molH+通过质子交换膜，并完全参与了反应，则该装置中生成的乙醛酸为 mol。
18．某兴趣小组的同学用下图所示装置研究有关电化学的问题(甲、乙、丙三池中溶质足量)，当闭合该装置的电键K时，观察到电流计的指针发生了偏转。请回答下列问题：
(1)甲池为 (填“原电池”、“电解池”或“电镀池”)，A电极的电极反应式为 。
(2)丙池中E电极为 (填“正极”、“负极”、“阴极”或“阳极”)，电极的电极反应式为 。该池总反应的化学方程式为 。
(3)当乙池中C极质量减轻10.8 g时，甲池中B电极理论上消耗O2的体积为 mL(标准状况)。
(4)一段时间后，断开电键K,下列物质能使丙池恢复到反应前浓度的是 (填选项字母)。
A．Cu B．CuO C．Cu(OH)2 D．Cu2(OH)2CO3
19．化学反应伴随能量变化，获取反应能量变化有多条途径。
(1)下列反应中，属于放热反应的是_______（填字母）。
A．碳与水蒸气反应 B．铝和氧化铁反应
C．CaCO3受热分解 D．锌与盐酸反应
(2)向的NaOH溶液中分别加入下列物质：①浓硫酸；②稀硝酸；③稀醋酸。恰好反应完全时的热效应(对应反应中各物质的化学计量数均为1)分别为、、，则三者由大到小的顺序为 。
(3)在如图所示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程中放出的热量可计算中和反应的反应热。
从实验装置上看，图中缺少的一种玻璃仪器是 。若大烧杯上不盖硬纸板，求得的中和反应反应热 (填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
(4)获取能量变化的途径
①通过化学键的键能计算。已知：
化学键种类 H－H O＝O O－H
键能/kJ·mol－1 436 496 463.4
计算可得：2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g) ΔH= 。
②通过物质所含能量计算。已知反应中M＋N＝P＋Q中M、N、P、Q所含能量依次可表示为EM、EN、EP、EQ，该反应ΔH＝ 。
(5)硝酸厂的尾气直接排放将污染空气，日前科学家探索利用燃料气体中的甲烷等将氮氧化物还原为氮气和水，其反应机理为
则甲烷直接将还原为的热化学方程式为 。
20．现有反应CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)过程中能量变化如下图所示，写出该反应的热化学方程式 ；
已知该反应中相关的化学键键能数据如下：
化学键 H—H C—O H—O C—H
E/(kJ·mol-1) 436 343 465 413
则C≡O中的键能为 KJ·mol-1；图中曲线Ⅱ表示 （填反应条件）的能量变化。
21．天然气的综合利用是各国科学家研究的重要课题。回答下列问题：
(l)天然气的要成分为甲烷，则甲的烷结构式是 ，其空间构型是 。
(2)天然气燃烧反应过程中的能量变化，符合下图中的 (填序号)。
(3)利用甲烷超干重整CO2技术可得到富含CO的气体，可将甲烷和二氧化碳转化为可利用化学品，该技术中的化学反应为：CH4(g)+3CO2(g)2H2O(g)+4CO(g)已知上述反应为吸热反应，则反应过程中断裂的化学键类型为 ，反应过程中断裂反应物中的化学键吸收的总能量 (选填“大于”“小于” 或 “等于”)形成产物的化学键释放的总能量。
(4) 燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源。下图为甲烷燃料电池的结构示意图，电解质溶液为NaOH溶液，电极材料为疏松多孔的石墨棒。
①a极通入的物质为 (填化学式)，电解质溶液中的Na+移向 极(填“负”或“正” )。
②写出此燃料电池工作时总反应的化学方程式 。
22．按下图所示装置进行实验，并回答下列问题：
(1)判断装置A和B的能量转化形式：A池为 ，B池为 。
(2)锌电极发生 反应；铜极发生 反应；石墨棒C1为 极，电极反应式为 ；石墨棒C2附近发生的实验现象 。
(3)当C2极析出44.8 L气体(标准状况下)，锌的质量变化为(增加或减少) g。CuSO4溶液的质量变化为(增加或减少) g。
23．乙烷(C2H6)作为一种新能源在化学领域应用广泛，请回答下列问题：(如图所示，装置I为乙烷燃料电池(电解质溶液为KOH溶液)，通过装置II实现铁棒上镀铜。
①a处应通入 (填“C2H6”或“O2”)，a处电极上发生的电极反应式是 。
②电镀结束后，装置I中溶液的pH (填写“变大”“变小”或“不变”，下同)，装置II中Cu2＋的物质的量浓度 。
③电镀结束后，装置I溶液中的阴离子除了OH－以外还含有 (忽略水解)；在此过程中若完全反应，装置II中阴极质量变化12.8 g，则装置I中理论上消耗乙烷 L(标准状况下)。
24．锌银电池比能量大、电压平稳，广泛用于电子手表、照相机、计算器和其他微型电子仪器。电解质溶液是KOH溶液，电池总反应为。请回答下列问题：
(1)该电池的正极材料是 ；电池工作时，阳离子向 (填“正极”或“负极”)移动；负极的反应式为 。
(2)①电极材料锌可由闪锌矿在空气中煅烧成氧化锌，然后用碳还原来制取，化学反应方程式为，此法为 。
A．电解法
B．热还原法
C．热分解法
②电极材料氧化银可回收利用得到银，其化学方程式为 。
25．电化学原理在工农业生产中有重要应用。已知N2H4是一种重要的清洁高能燃料，根据如图所示装置回答下列问题(C1～C6均为石墨电极，假设各装置在工作过程中溶液体积不变)：
(1)甲装置C2电极为 极(填“正”“负”“阳”或“阴”)，C1电极上的电极反应式为 。
(2)乙装置 (填“是”或“不是”)电镀池，若乙装置中溶液体积为400 mL，开始时溶液pH为6，当电极上通过0.04 mol电子时，溶液pH约为 。
(3)丙装置用于处理含高浓度硫酸钠的废水，同时获得硫酸、烧碱及氢气，膜X为 交换膜(填“阳离子”“阴离子”或“质子”)，当电极上通过0.04 mol电子时，中间硫酸钠废水的质量改变 g(假定水分子不能通过膜X和膜Y)。
(4)电解一段时间后，丁装置的电解质溶液中能观察到的现象是 ，丁装置中电解反应的总化学方程式为 。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．D
【分析】①作电解池：石墨(I)为阳极，石墨(II)为阴极，②作原电池：石墨(I)为正极，石墨(II)为负极，依此解答。
【详解】A．石墨(I)电极连接电源的正极作阳极，水中的氢氧根失电子化合价升高发生氧化反应生成氧气和氢离子，A正确；
B．根据分析，石墨(Ⅱ)电极连接电源的负极作阴极，水中的氢元素得电子化合价降低生成氢气和氢氧化钠，滴酚酞的溶液变红，B正确；
C．②为原电池，石墨(Ⅱ)电极是负极，发生失电子的氧化反应，故电子从石墨(Ⅱ)电极流向石墨(Ⅰ)电极，C正确；
D．根据分析，②作原电池：石墨(I)为正极，石墨(II)为负极，Na+移向正极，所以：(I)>(II)，D错误；
故选D。
2．C
【详解】A．甲池中a为电解池阴极，银离子在阴极上反应生成银单质，A错误；
B．a为电解池的阴极，银离子在a电极上生成银单质，乙池中d为阳极，溶液中的阴离子反应，不可能析出金属，B错误；
C．某盐溶液可以是硫酸铜，在c电极上析出铜，C正确；
D．若为硝酸镁，则不会析出金属，D错误；
故选C。
3．C
【详解】A．氯化钠溶液与二氧化碳不反应，不能生成碳酸钠，碳酸钠与氢氧化钙反应生成碳酸钙和氢氧化钠，故A不符合题意；
B．氯气和铁点燃反应生成氯化铁，不能生成氯化亚铁，氯化亚铁与单质碘不反应，故B不符合题意；
C．氯酸钾在二氧化锰催化剂作用下加热反应生成氯化钾，氯化钾溶液电解得到氯气和氢气、氢氧化钾，故C符合题意；
D．次氯酸钙和二氧化碳、水反应生成碳酸钙和次氯酸，次氯酸光照分解生成盐酸和氧气，故D不符合题意。
综上所述，答案为C。
4．B
【详解】A．碱性锌锰干电池的总反应是Zn+2MnO2+2H2O=2MnO(OH)+Zn(OH)2，MnO2中锰元素的化合价降低，即MnO2作氧化剂，故A错误；
B．铅蓄电池的总反应是Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O，Pb的化合价升高，根据原电池工作原理，Pb为负极，故B正确；
C．铅蓄电池的总反应是Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O，消耗硫酸，反应生成水，因此硫酸溶液浓度降低，故C错误；
D．该电池电解液为KOH，锌是活泼金属，锌作负极，电极反应式为Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2或Zn-2e-+2OH-=ZnO+H2O，故D错误；
答案为B。
5．C
【分析】金属的腐蚀速度顺序为：电解池阳极>原电池负极>原电池正极>电解池阴极；
【详解】根据分析可知铁做电解池阴极，外加电源的阴极保护腐蚀速度最慢，故答案为C
6．D
【分析】图示是典型的铜锌双液原电池，Zn作负极，Cu作正极，总反应为Zn+Cu2+═Zn2++Cu。
【详解】A．铜作正极，锌作负极，总反应为Zn+Cu2+═Zn2++Cu，A正确；
B．锌作负极，电子流出，B正确；
C．Cu电极改为Fe，Fe比Cu活泼，Cu依然作正极，Zn作负极，C正确；
D．盐桥中的K＋移向正极区(CuSO4溶液)，D错误；
答案选D。
7．B
【详解】A．自发的氧化还原反应才可以设计成原电池，A错误；
B．外加电流后减少了阴极材料被土壤和海水中的其他盐分腐蚀，在此过程中只有阳极材料被腐蚀，达到了保护了阴极的目的，B正确；
C．钢铁的吸氧腐蚀属于电化学腐蚀，印刷电路的制作属于化学腐蚀，C错误；
D．原电池中，电子不能在电解质溶液中流动，也不能在盐桥中流动，电子只能在导线和电极上移动，D错误；
故选B。
8．B
【详解】A．由图可知，相对能量初始为0最终为-0.72，生成物总能量低于反应物总能量，则该反应为放热反应，ΔH<0，A错误；
B．步骤④，反应速率的快慢由过程中活化能较高的步骤决定，故步骤④是反应的决速步，B正确；
C．催化剂可以降低反应的活化能，不可以改变反应的焓变，反应的焓变不变，C错误；
D．步骤③中，CO +OH +H +H2O(g)=COOH +H +H2O 没有O-O键形成，D错误；
故选B。
9．B
【详解】A．电解NaCl水溶液是H+在阴极放电，阴极得到H2，Cl-在阳极放电，阳极得到Cl2，A错；
B．阳极附近的溶液中滴入KI淀粉溶液，阳极得到Cl2与I-反应生成I2，溶液呈蓝色，B对；
C．H+在阴极放电所以阴极附近显碱性，滴入酚酞溶液，溶液呈红色，C错；
D．H+在阴极放电使得溶液显碱性，D错。
答案选B。
10．D
【详解】A．铁粉、水、食盐、活性炭、蛭石、吸水性树脂等物质混合构成原电池，发生吸氧腐蚀而发热，故保暖贴使用前要密封保存，使之与空气隔绝，防止失效，A正确；
B．原电池会加快反应速率，故使用时以电池反应的形式加快了铁与氧气的放热反应，B正确；
C．铁粉为负极，活性炭为正极材料，氯化钠为电解质，即食盐溶于水成为离子导体，C正确；
D．铁的存在形式的变化过程为：，使用后袋内深褐色物质的主要成分是，D错误；
故本题选D。
11．D
【详解】A．根据盖斯定律，化学反应的反应热只与反应物和生成物的总能量有关，与中间过程无关，故ΔH4=-(ΔH1+ΔH2+ΔH3)，故A错误；
B．根据图示可知，反应CO(aq)＋2H+(aq)=H2CO3(aq)的ΔH=ΔH1+ΔH2，故B错误；
C．根据图示可知，HCO电离方程式HCO(aq)=CO(aq)＋H+(aq)的反应热为-ΔH1，若电离吸热，则ΔH1＜0，故C错误；
D．H2CO3(aq)的电离吸热，逆反应放热，故ΔH2＜0；H2CO3分解反应为吸热反应，故ΔH3＞0，故ΔH2＜ΔH3，故D正确；
故选D。
12．B
【详解】A．硫酸和氢氧化钡反应生成硫酸钡沉淀和水 ，所以反应生成1mol水时放出的热量不是中和热，A错误；
B．燃烧热是指1mol可燃物完全燃烧生成指定的物质时放出的热量，B正确；
C．很多的放热反应也需要加热条件，C错误；
D．根据化学键计算反应热为假设H-Cl的键能为xkJ/mol，则有b+c-2x=-a，则x=(a+b+c)/2 kJ/mol ，D错误；
故选：B。
13．C
【分析】燃料电池中，通入燃料甲醇的电极为负极，电极反应为CH3OH-6e-+2OH-=CO+3H2O，通入氧气的电极为正极，电极反应为O2+4e-+2H2O=4OH-，负极上发生氧化反应、正极上发生还原反应，据此分析解答。
【详解】A．通入燃料的电极A为负极，电极A发生氧化反应，故A正确；
B．电解B表面上氧气得电子发生还原反应，反应为：O2+2H2O+4e-=4OH-，故B正确；
C．根据电池反应式知，KOH参加反应且生成水，导致溶液中KOH浓度降低，则溶液的pH减小，故C错误；
D．燃料电池是将化学能转化为电能，不是燃料燃烧，所以没有火焰产生，故D正确。
故选C。
14．B
【分析】燃料电池中通入燃料的电极是负极、通入氧化剂的电极是正极，根据电子流向知，左边a电极是负极、右边b电极是正极，所以a是CH4，b为空气。
【详解】A．电解质为熔融碳酸盐，需要高温条件，A错误；
B．正极上O2得电子和CO2反应生成，电极反应式为O2+2CO2-4e-═2，B正确；
C．原电池放电时，向负极移动，C错误；
D．根据分析，a是CH4，b为空气，D错误；
故选B。
15．C
【分析】原电池的构成条件是：①有两个活泼性不同的电极，②将电极插入电解质溶液中，③两电极间构成闭合回路，④能自发的进行氧化还原反应，据此判断。
【详解】A．没有用导线连接形成闭合回路，所以不能构成原电池，故A错误；
B．两电极材料相同，所以不能构成原电池，故B错误；
C．有两个活泼性不同的电极，且两电极插入电解质溶液中，两电极间构成闭合回路，能自发的进行氧化还原反应，所以该装置能构成原电池，故C正确；
D．乙醇是非电解质，且电极和乙醇不能自发的发生氧化还原反应，所以不能构成原电池，故D错误；
故选C。
16． Cl－－5e－＋2H2O=ClO2↑＋4H＋ 0.01
【详解】(1)阳极Cl－失去电子产生ClO2，发生氧化反应，电极反应式为：Cl－－5e－＋2H2O=ClO2↑＋4H＋；(2)水电离产生的H＋在阴极上放电产生氢气，转移电子的物质的量n＝2n(H2)＝2×＝0.01 mol，则在内电路中移动的电荷为0.01 mol，每个Na＋带一个单位的正电荷，则通过的Na＋为0.01 mol。
17．(1) b 锌等做原电池的负极，(Zn -2e- = Zn2+)，不断遭受腐蚀，需定期拆换
(2) 负 ClO-+2e-+H2O = Cl-+2OH- Mg+2H2O= Mg(OH)2+H2↑
(3) HOOC-COOH+2e-+2H+ =HOOC-CHO+ H2O 2
【详解】（1）形成原电池时，Fe作正极被保护，则要选择活泼性比Fe强的金属作负极，所以选锌；锌的活泼性比Fe强，作负极，不断遭受腐蚀，需定期拆换；故答案为：b；锌等做原电池的负极，( Zn-2e-=Zn2+)，不断遭受腐蚀，需定期拆换；
（2）①镁-次氯酸盐燃料电池中失电子的为负极，则Mg为负极；正极上ClO-得电子生成氯离子，则正极的电极反应式为：ClO-+2e-+H2O=Cl-+2OH-；故答案为：负；ClO-+2e-+H2O=Cl-+2OH-；
②Mg的活泼性较强，能与水反应生成氢气，反应的化学方程式为：Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2↑，故答案为：Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2↑；
（3）①N电极上HOOC-COOH得电子生成HOOC-CHO，则电极反应式为HOOC-COOH+2e-+2H+ =HOOC-CHO+H2O，故答案为：HOOC-COOH+2e-+2H+=HOOC-CHO+H2O；
②N电极附近发生反应：HOOC-COOH+2e-+2H+ =HOOC-CHO+H2O，M电极附近发生反应：Cl2+OHC-CHO+H2O=HOOC-CHO+2HCl，所以若有2molH+通过质子交换膜，并完全参与了反应，则该装置中生成的乙醛酸为2mol，故答案为：2。
18． 原电池 CH3OH - 6e-+ 8OH－= CO32－+ 6H2O 阳极 2H2O-4e-= O2↑+4H+ 2CuSO4 + 2H2O2Cu +O2↑+2H2SO4 560 B
【分析】由图可知甲图为原电池是一甲醇燃料电池，通甲醇的A为负极、B为正极；乙池为电解池，C为阳极电极反应为：Ag-e-=Ag+，D为阴极，电极反应为Cu2++2e-=Cu；丙池为电解池，E为阳极，电极反应为：2H2O-4e-=O2↑+4H+，F电极为阴极，电极反应为：Cu2++2e-=Cu，总反应方程式为：2CuSO4+2H2O2H2SO4+2Cu+O2↑，一段时间后，断开电键K，要使丙池恢复到反应前浓度需加入CuO或者CuCO3，据此分析解答。
【详解】(1)由图可知甲图为原电池，A电极通入甲醇，为负极，电极反应式为：CH3OH+8OH--6e-=CO32-+6H2O；
(2)丙池为电解池，其中E电极连接电源正极，为阳极，电极反应式为：2H2O-4e-=O2↑+4H+，F电极连接电源负极，为阴极，发生反应：Cu2++2e-=Cu，总反应方程式为：2CuSO4+2H2O2H2SO4+2Cu+O2↑；
(3)乙池中C为阳极电极反应为：Ag-e-=Ag+，D为阴极，电极反应为Cu2++2e-=Cu；n(Ag)=10.8g÷108g/mol=0.1mol，由于Ag是+1价的金属，所以转移电子的物质的量为0.1mol，由于在同一闭合回路中电子转移数目相等，所以甲池中反应消耗O2的物质的量n(O2)=×0.1mol=0.025mol，则消耗氧气在标准状况下的体积V(O2)=0.025mol×22.4L/mol=0.56L=560mL；
(4)一段时间后，断开电键K，根据少什么加什么，丙池一个电极产生Cu单质，另一个电极产生O2，相当于从溶液中出去的物质为Cu与O2反应产生的CuO。
A.Cu与硫酸不能反应，不能达到目的，A错误；
B.CuO与硫酸反应，产生硫酸铜和水，能达到目的，B正确；
C.Cu(OH)2比CuO多一个水的组成，相当于对溶液进行了稀释，不能使丙池恢复到反应前浓度，C错误；
D.Cu2(OH)2CO3与硫酸生成硫酸铜、二氧化碳和水，比等物质的量的CuO多一个水的组成，相当于对溶液进行了稀释，不能使丙池恢复到反应前浓度，D错误；
故合理选项是B。
【点睛】本题考查了原电池和电解池，侧重于电极反应式书写和电子守恒在计算中应用的考查，对于多池串联电路，通入燃料的电池为原电池，其它各池为电解池，其中在燃料电池中通入燃料的电极为负极，通入氧气或空气的电极为正极；与负极连接的电极为阴极，与正极连接的电极为阳极，原电池的负极和电解池的阳极发生氧化反应；原电池的正极和电解池的阴极发生还原反应，电极反应式书写时要结合电解质溶液的酸碱性进行。在整个闭合回路中电子转移数目相等。
19．(1)BD
(2)<<
(3) 环形玻璃搅拌器 偏大
(4) -485.6 kJ·mol－1 (EP+EQ-EM-EN) kJ·mol－1
(5)
【详解】（1）A．碳与水蒸气反应生成一氧化碳和氢气，属于吸热反应；
B．铝和氧化铁反应生成氧化铝和铁，是铝热反应，属于放热反应；
C．分解反应吸热，CaCO3受热分解是吸热反应；
D．金属与酸反应放热，锌与盐酸反应是放热反应；
属于放热反应的是BD；
（2）中和反应放热，浓硫酸溶于水放热，醋酸电离吸热，向的NaOH溶液中分别加入①浓硫酸；②稀硝酸；③稀醋酸。恰好反应完全时的热效应分别为、、，则三者由大到小的顺序为<<；
（3）从实验装置上看，图中缺少的一种玻璃仪器是环形玻璃搅拌器。若大烧杯上不盖硬纸板，热量散失多，求得的中和反应反应热偏大。
（4）①焓变=反应物总键能-生成物总键能，2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g) ΔH=436 kJ·mol－1×2+496 kJ·mol－1-463.4 kJ·mol－1×4=-485.6 kJ·mol－1。
②反应中M＋N＝P＋Q中M、N、P、Q所含能量依次可表示为EM、EN、EP、EQ，焓变=生成物总能量-反应物总能量，M＋N＝P＋Q ΔH= (EP+EQ-EM-EN) kJ·mol－1。
（5）①
②
根据盖斯定律(①+②)得甲烷直接将还原为的热化学方程式 。
20． CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g) △H= -91KJ·mol-1 1084 提供催化剂
【详解】因为反应物的总能量大于生成物的总能量，因此得出此反应是放热反应，根据反应热和能量的关系，得出△H=－(510－419)kJ·mol－1=－91kJ·mol－1，热化学反应方程式为：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g) △H= -91KJ·mol-1；设C≡O键能为a，△H=反应物的键能总和－生成物键能总和=a＋2×436－(3×413＋343＋465)=－91kJ·mol－1，a=1084kJ·mol－1；通过图象发现活化能降低了，因此是使用了催化剂。
21． 正四面体形 a 共价键 大于 CH4 正 CH4+2O2+2NaOH=Na2CO3+3H2O
【分析】根据甲烷的结构写出结构式，空间构型；天然气燃烧释放能量，反应物的总能量高于生成物的总能量；反应时断裂的是反应物的化学键，反应吸热，说明断键时吸收的总能量大于释放的总能量；根据碱性甲烷燃料电池的原理回答，据此分析。
【详解】(l)天然气的要成分为甲烷，碳原子和四个氢原子形成四对共价键，则甲的烷结构式是，其空间构型是正四面体形；
(2)天然气燃烧放热，反应物的总能量高于生成物的总能量，反应过程中的能量变化符合a；
(3) CH4(g)+3CO2(g)2H2O(g)+4CO(g)，则反应过程中断裂的化学键是甲烷和二氧化碳中的化学键，化学键类型为共价键，反应为吸热反应，反应过程中断裂反应物中的化学键吸收的总能量大于形成产物的化学键释放的总能量；
(4) 根据电子的流向可知，a是负极，b是正极，甲烷的碱性燃料电池中甲烷在负极上失去电子，a极通入的物质为CH4，发生氧化反应，生成碳酸根离子，氧气在正极得到电子发生还原反应，燃料电池发生原电池反应，原电池中阳离子移向正极，电解质溶液中的Na+移向正极，总的电极反应是甲烷、氧气和水在氢氧化钠溶液中生成碳酸钠和水，电极反应为CH4+2O2+2NaOH=Na2CO3+3H2O。
【点睛】碱性条件下，甲烷燃料电池生成的产物是碳酸根，不是二氧化碳，为易错点。
22． 化学能转化为电能 电能转化为化学能 氧化 还原 阳极 2Cl--2e-=Cl2↑ 有无色气体生成，溶液变红色 减少130 增加2
【详解】(1)A装置能自发的进行氧化还原反应,能将化学能转化为电能,所以为原电池,B装置有外接电源,属于电解池，电能转化为化学能；正确答案: 化学能转化为电能；电能转化为化学能。
(2)锌为负极,发生氧化反应，铜为正极,铜极上发生还原反应；石墨棒C1与电源正极相连，为阳极,电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑ ,石墨棒C2与电源的负极相连，为阴极,电极反应式为2H++2e-=H2↑，石墨棒C2附近还生成氢氧根离子,导致溶液碱性增强,则溶液的pH增大,酚酞遇碱变红色,所以石墨棒C2附近发生的实验现象是:有气体生成、溶液变红色；正确答案: 氧化；还原；阳极；2Cl--2e-=Cl2↑；有无色气体生成，溶液变红色 。
(3) C2极析出的气体是氢气,其物质的量=44.8/22.4=2mol,原电池中锌作负极而被腐蚀,所以随着反应的进行,锌的质量逐渐减少,生成2mol氢气转移电子的物质的量2×2=4mol,根据串联电路中转移电子相等知, 负极上电极反应式为Zn-2e-=Zn2+，锌减少的质量=2×65=130g；在原电池中,锌作负极、Cu作正极,正极电极反应式为Cu2++2e-=Cu,转移4mol电子,析出Cu质量=64×2=128g, 锌溶解进入溶液中，铜离子从溶液中析出，因此溶液质量增加130-128=2g；正确答案: 减少130；增加2。
23． C2H6 C2H6-14e-+18OH-=2+12H2O 变小 不变 0.64
【分析】I为乙烷燃料电池，装置II实现铁棒上镀铜，根据电镀原理，则Fe为阴极，Cu为阳极，Fe极与a极相连，Cu极与b极相连，a极为负极，b极为正极，故a极通C2H6，b极通氧气。
【详解】①乙烷燃料电池中，通入乙烷的一极为负极，通入O2的一极为正极，a处应通入C2H6，a极为负极，由于电解质溶液为KOH溶液，a处C2H6发生氧化反应生成，1molC2H6失去14mol电子，a处的电极反应式为C2H6-14e-+18OH-=2+12H2O。
②装置I中电池总反应为C2H6-14e-+18OH-=2+12H2O，OH-浓度减小，pH变小。装置II中Cu极的电极反应式为Cu-2e-=Cu2+，Fe极的电极反应式为Cu2++2e-=Cu，装置II中Cu2+的物质的量浓度不变。
③根据装置I中的电池总反应有生成，电镀结束后装置I溶液中的阴离子除了OH-外还含有，装置II中阴极电极反应为Cu2++2e-=Cu，装置I中负极反应式为C2H6-14e-+18OH-=2+12H2O，根据电子守恒，，=mol，消耗乙烷在标准状况下的体积为mol22.4L/mol=0.64L。
24．(1) Ag2O 正极 Zn-2e-＋2OH-=ZnO＋H2O
(2) B 2Ag2O4Ag＋O2↑
【详解】（1）正极发生还原反应，故Ag2O为正极，原电池工作时电解质溶液中阳离子向正极移动；负极发生氧化反应，Zn失电子碱性条件下生成ZnO与水，电极反应式：Zn-2e-＋2OH-=ZnO＋H2O，故答案为：Ag2O；正极；Zn-2e-＋2OH-=ZnO＋H2O；
（2）①高温下发生置换反应，属于热还原法，故答案为：B
②Ag的活泼性较差，利用热分解法回收得到银，反应方程式为：2Ag2O4Ag＋O2↑
25．(1) 正 N2H4 - 4e + 4OH = N2↑ + 4H2O
(2) 不是 1
(3) 阴离子 2.84
(4) 有白色沉淀生成(若多答“沉淀变色及产生气泡”、“铁电极溶解”也可) Fe + 2H2OFe(OH)2 + H2↑
【详解】（1）由图可知，装置甲为燃料电池，通入N2H4的一极(Cl)为负极，负极的电极反应式为：N2H4 - 4e + 4OH = N2↑ + 4H2O，通入氧气的一极(C2)为正极，乙、丙、丁为电解槽。
（2）乙装置中阳极材料和电解质溶液中阳离子不同，故不是电镀池，C3电极为阳极，阳极上4OH - 4e = 2H2O + O2↑，当电路中通过0.04 mol e 时有0.04 mol OH 放电，同时产生0.04 mol H+，此时c(H+) == 0.1 mol·L 1，pH = 1。
（3）丙装置中C4电极为阳极，阳极上4OH - 4e = 2H2O + O2↑，同时产生H+，正电荷增多，故中间室的硫酸根离子通过阴离子交换膜进入阳极室形成硫酸，C5电极为阴极，在阴极上H+放电产生氢气，同时产生OH ，阴极室负电荷增多，中间室的Na+通过阳离子交换膜进入阴极室形成NaOH，当通过0.04 mol e 时，阳极室产生0.04 mol H+，有0.02 mol SO进入阳极室，阴极室产生0.04 mol OH ，也就有0.04mol Na+进入阴极室，故中间室减少的质量 = 0.02 × 96g/mol + 0.04 × 23g/mol = 2.84 g。
（4）丁装置中Fe电极为阳极，电极反应为Fe - 2e = Fe2+，C6电极为阴极，电极反应为2H2O + 2e = H2 + 2OH ，产生OH ，故Fe2+ + 2OH = Fe(OH)2↓，故电解池中有白色沉淀生成(若多答“沉淀变色及产生气泡”、“铁电极溶解”也可)，电解的化学方程式为Fe + 2H2OFe(OH)2 + H2↑。
答案第1页，共2页
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