6.1 化学反应与能量变化（含解析） 同步训练 2023-2024学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

6.1 化学反应与能量变化 同步训练
一、单选题
1．下列反应属于吸热反应的是（　　）
A．碘化氢分解 B．二氧化碳和氧化钙化合
C．氢气在氧气中燃烧 D．铝条溶于盐酸
2．如图所表示的反应是吸热反应的是（　　）
A． B．
C． D．
3．下列化学反应属于吸热反应的是（　　）
A．工业合成氨
B．二氧化硫的催化氧化
C．Ba(OH)2·8H2O(s)与NH4Cl(s)的反应
D．汽油的燃烧
4．下列反应中，属于吸热反应的是（　　）
A．Zn与硫酸的反应 B．生石灰与水的反应
C．Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应 D．NaOH与盐酸的反应
5．由图分析，下列说法正确的是（　　）
A．A→B＋C和B＋C→A两个反应吸收或放出的能量不等
B．A→B＋C ΔH<0
C．A具有的焓高于B和C具有的焓的总和
D．A→B＋C ΔH>0，则B＋C→A ΔH<0
6．某实验兴趣小组按如图装置实验后，所记录内容合理的是（　　）
实验 记录 ①Zn质量减少，Cu质量不变； ②外电路电流方向是：由Cu→Zn； ③SO42﹣ 向Cu极移动； ④Zn电极发生氧化反应； ⑤正极反应式：Cu2++2e﹣═Cu
A．①②④ B．②③④ C．②④⑤ D．①③⑤
7．根据碘与氢气反应的热化学方程式
（1.）I2（g）+H2（g） 2HI（g）△H=﹣9.48kJ/mol
（2.）I2（S）+H2（g） 2HI（g）△H=+26.48kJ/mol
下列判断正确的是（　　）
A．254 g I2（g）中通入2 g H2（g），反应放热9.48 kJ
B．1 mol固态碘与1 mol气态碘所含的能量相差17.00 kJ
C．反应（1）的产物比反应（2）的产物稳定
D．反应（2）的反应物总能量比反应（1）的反应物总能量低
8．下列“类比”合理的是（　　）
A．Ca(ClO)2与CO2反应生成CaCO3和HClO，则Ca(ClO)2与SO2反应生成CaSO3和HClO
B．C在足量O2中燃烧生成CO2，则S在足量O2中燃烧生成SO3
C．Mg-Al原电池，Mg的活泼性比Al强，在稀硫酸介质中，Mg做负极，则在稀氢氧化钠介质中，也是Mg做负极
D．NH3与HCl反应生成NH4Cl，则H2NCH2COOH也可以与HCl反应生成HOOCCH2NH3Cl
9．质子交换膜燃料电池(PEMFC)常作为电动汽车的动力源。该燃料电池以氢气为燃料，空气为氧化剂，铂作催化剂，导电离子是H+。下列对该燃料电池的描述中正确的是（　　）
①正极反应为：O2+4H++4e-=2H2O
②负极反应为：2H2-4e-=4H+
③总的化学反应为：2H2+O2 2H2O
④氢离子通过电解质向负极移动
A．①② B．②③④ C．①② ③ D．①②③④
10．已知：4P(红磷, s)＋5O2(g)==2P2O5(s) 放热a kJ；4P(白磷, s)＋5O2(g)=2P2O5(s) 放热bkJ；常温下红磷比白磷稳定，则a与b的大小关系是（　　）
A．a＜b B．a＝b C．a＞b D．无法确定
11．研究人员研制出一种新型复合光催化剂，利用太阳光在催化剂表面实现高效分解水，主要过程如图所示。下列说法正确的是（　　）
A．过程Ⅰ有H-O键断裂并放出能量
B．过程Ⅱ既有极性键形成，又有非极性键形成
C．过程Ⅲ存在着H-O键断裂和O=O键的形成
D．2mol 的总能量大于2mol 和1mol 的总能量
12．某兴趣小组设计了如图所示原电池装置(盐桥中吸附有饱和K2SO4溶液）。下列说法正确的是（　　）
A．该原电池的正极反应是Cu2++2e－=Cu
B．甲烧杯中溶液的血红色逐渐变浅
C．盐桥中的SO42－流向甲烧杯
D．Cu电极质量减少，Pt电极质量增加
13．下列物质间的反应，其能量变化符合如图的是（　　）
A．Mg与硫酸反应
B．灼热的碳与二氧化碳反应
C．Ba（OH）2·8H2O晶体和NH4Cl晶体混合
D．碳酸钙的分解
14．如图所示的原电池装置，X，Y为两电极，电解质溶液为稀硫酸，外电路中的电子流向如图所示，对此装置的下列说法正确的是（　　）
A．外电路的电流方向为：X→外电路→Y
B．若两电极分别为Zn和石墨棒，则X为石墨棒，Y为Zn
C．若两电极都是金属，则它们的活动性为X＞Y
D．X极上发生的是还原反应，Y极上发生的氧化反应
15．我国计划在2060年实现“碳中和”的目标。为减少二氧化碳排放，我国科学家设计熔盐电解池捕获二氧化碳。工作原理如图所示，下列说法错误的是（　　）
A．熔盐中的用于捕获而消耗
B．过程②中在a极上发生了氧化反应
C．电极b连接电源的负极
D．电解总反应为
16．工业上利用氨的催化氧化法制备硝酸,生成一氧化氮的反应为 ,已知该反应为放热反应,下列有关该反应的说法正确的是（　　）
A．该反应历程中所有过程都是放热过程
B．4 mol NH3和5 mol O2的总能量小于4molNO和6molH2O的总能量
C．氧化剂和还原剂的物质的量之比为4:5
D．该反应中所涉及的物质均只含共价键
17．铜-锌原电池如图所示，电解质溶液为硫酸铜溶液。下列说法错误的是（　　）
A．锌电极为负极，发生氧化反应
B．电子从锌电极经过硫酸铜溶液流向铜电极
C．铜电极上的反应为Cu2++2e-=Cu
D．溶液中的SO42-向锌电极移动
18．下图为N2(g)和O2(g)反应生成NO(g)过程中的能量变化，下列说法正确的是（　　）
A．在通常情况下，O2比N2稳定
B．吸热反应一定需要加热才能发生
C．1 mol N2(g)和1 mol O2(g)具有总能量小于2 mol NO(g)具有的总能量
D．1 mol N2(g)和NA个O2(g)充分反应生成2 mol NO(g)放出的能量为180kJ
19．下列属于放热的氧化还原反应的是（　　）
A．二氧化碳与赤热的炭反应生成一氧化碳
B．葡萄糖在人体内氧化
C．生石灰制熟石灰
D．Ba（OH）2 8H2O与NH4Cl反应
20．按下图装置实验，若x轴表示流出负极的电子的物质的量，则y轴应表示（　　）
①c(Ag+) 　②c(NO3-)　 ③a棒的质量 　④b棒的质量 ⑤溶液的质量
A．①②⑤ B．③④
C．①②④ D．②
二、综合题
21．
（1） 与 均能发生反应，如图为 与 发生反应生成 过程中的能量变化示意图。请回答下列问题：
①完成转化I、II　 　（填“吸收”或“放出”）能量。
② 和 反应的能量变化图可用　 　（填“A”或“B）表示。
（2）科研人员设想用如图所示装置生产硫酸。
①a电极反应式为　 　，b是　 　极，生产过程中 向　 　（填“a”或“b”）电极域运动。
②该小组同学反思原电池的原理，其中观点正确的是　 　（填字母）。
A．原电池反应的过程中可能没有电子发生转移
B．原电池装置一定需要2个活泼性不同的金属电极
C．负极电极材料不一定参加电极反应
D．氧化反应和还原反应可以拆开在两极发生
22．连二亚硫酸钠 ，俗称保险粉，易溶于水，常用于印染、纸张漂白等。回答下列问题：
（1） 中S的化合价为　 　。
（2）向锌粉的悬浮液中通入 ，制备 ，生成 ，反应中转移的电子数为　 　mol；向 溶液中加入适量 ，生成 并有沉淀产生，该反应的化学方程式为　 　
（3） 电池具有高输出功率的优点。其正极为可吸附 的多孔碳电极，负极为金属锂，电解液为溶解有 的碳酸丙烯酯-乙腈溶液。电池放电时，正极上发生的电极反应为 ，电池总反应式为　 　。该电池不可用水替代混合有机溶剂，其原因是　 　。
23．
（1）在下图的8个装置中，属于原电池的是　 　。
（2）依据氧化还原反应：2Ag＋(aq)＋Zn(s)=Zn2＋(aq)＋2Ag(s)设计的原电池如图所示。请回答下列问题：
①电极X的材料是　 　；电解质溶液Y是　 　；
②银电极为电池的　 　极，发生的电极反应为　 　；
（3）航天飞机常采用燃料电池作为电能来源，燃料电池一般指采用H2、CH4、CO、C2H5OH等可燃物质与O2一起构成的电池装置，它可直接将化学能转化为电能。如图是甲烷燃料电池原理示意图，回答下列问题：
①电池的负极是　 　(填“a”或“b”)，该极的电极反应是　 　。
②消耗标准状况下5.6 L O2时，有　 　mol电子发生转移。
③开始放电时，正极附近溶液的pH　 　(填“增大”“减小”或“不变”)
④以铜为电极，用此电池作电源，电解以下溶液，开始阶段发生反应Cu＋2H2O=Cu(OH)2＋H2↑的有　 　。
A．稀H2SO4 B．NaOH溶液 C．Na2SO4溶液
D．CuSO4溶液 E．NaCl溶液
24．C、N、O、Al、Si、Cu是常见的六种元素．
（1）Si位于元素周期表第　 　周期第　 　族．
（2）N原子的原子结构示意图为　 　；Cu的低价氧化物的颜色为　 　．
（3）用“＞”或“＜”填空：
原子半径 电负性 熔点 沸点
Al　 　Si N　 　O 金刚石　 　晶体硅 CH4　 　SiH4
（4）常温下，将除去表面氧化膜的Al、Cu片插入浓HNO3中组成原电池（图1），测得原电池的电流强度（I）随时间（t）的变化如图2所示，反应过程中有红棕色气体产生．
0﹣t1时，原电池的负极是Al片，此时，正极的电极反应式是　 　，溶液中的H+向　 　极移动，t1时，原电池中电子流动方向发生改变，其原因是　 　．
25．有如下两个反应：
A.2HCl+Ba（OH）2═BaCl2+2H2O
B.2Fe3++Cu═2Fe2++Cu2+
（1）根据两反应的本质，判断　 　能设计成原电池．（填“A”或“B”）
（2）根据能设计成原电池的反应选择适合的材料和试剂设计一个原电池负极材料是　 　，正极材料是　 　，电解质溶液是　 　；
（3）写出负极的电极反应式　 　；（发生　 　反应），原电池工作时溶液中的Cl﹣移向　 　极移动（填正或负）
答案解析部分
1．【答案】A
【解析】【解答】A.由分析可知，分解反应属于吸热反应，A正确；
B.二氧化碳和氧化钙化合属于放热反应，B错误；
C.燃烧反应属于放热反应，C错误；
D.金属与酸发生的氧化还原反应属于放热反应，D错误。
故答案为：A。
【分析】本题主要考查吸热反应的判断。
吸热反应：
a.大多数化合相对应的分解反应；
b.一些盐类的水解；
c.电解质的电离；
d.其他的一些反应：如KNO3的溶解等。
放热反应：
a.大多数化合反应；
b.中和反应，（典型的放热反应）；
c.活泼性强的金属或其氧化物与酸或水发生的氧化还原反应；
d.常见的燃烧反应；
e.强酸，碱固体的溶解放热。
2．【答案】A
【解析】【解答】解：正反应是吸热反应，所以反应物的总能量＜生成物的总能量，且反应物的总能量是先增大，
故选：A．
【分析】根据反应物的总能量＞生成物的总能量，则反应为放热反应，若反应物的总能量＜生成物的总能量，则反应为吸热热反应，无论是吸热还是放热，反应物的总能量都是先增大来解答．
3．【答案】C
【解析】【解答】A.工业合成氨属于放热反应，A选项是错误的；
B. 二氧化硫的催化氧化 属于放热反应，B选项是错误的；
C.Ba(OH)2·8H2O(s)与NH4Cl(s)的反应属于吸热反应，C选项是正确的；
D.汽油的燃烧属于放热反应，D选项是错误的。
故答案为：C。
【分析】反应物的总能量大于生成物总能量的反应属于放热反应；反之反应物的总能量小于生成物的总能量的反应属于吸热反应。
4．【答案】C
【解析】【解答】A.Zn与硫酸反应生成硫酸锌和氢气的反应为放热反应，A不符合题意；
B.生石灰与水反应生成氢氧化钙的的反应为放热反应，B不符合题意；
C.八水合氢氧化钡与氯化铵反应生成氯化钡、氨气和水的反应为吸热反应，C符合题意；
D.氢氧化钠与盐酸反应生成氯化钠和水的中和反应为放热反应，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】根据常见的放热反应有：所有的物质燃烧、所有金属与酸反应、金属与水反应，所有中和反应、绝大多数化合反应和铝热反应；
常见的吸热反应有：绝大数分解反应，个别的化合反应（如C和CO2），少数分解置换以及某些复分解（如铵盐和强碱）。
5．【答案】D
【解析】【解答】由图可看出，B和C的焓之和高于A的焓，则反应B＋C→A一定是放热反应，ΔH<0；反之，A→B＋C的反应一定是吸热反应。根据能量守恒定律，两反应吸收和放出的能量一定相等。
故答案为：D
【分析】反应物的焓之和大于生成物的焓之和为放热反应，反之为吸热反应。
6．【答案】C
【解析】【解答】解：①铜为正极，发生Cu2++2e﹣=Cu，铜极质量增大，故①错误；
②电流由正极流向负极，即由Cu电极流向Zn电极，故②正确；
③原电池工作时，阴离子向负极移动，故③错误；
④Zn电极发生氧化反应，故④正确；
⑤正极发生还原反应，电极方程式为Cu2++2e﹣═Cu，故⑤正确．
故选C．
【分析】Zn﹣Cu原电池中，Zn作负极，发生电池反应Zn+Cu2+=Zn2++Cu，电子由负极流向正极，阳离子向正极移动，以此来解答．
7．【答案】D
【解析】【解答】解：A、因为是可逆反应，所以不能进行完全，放热小于9.48kJ，故A错误；
B、由盖斯定律知（1）﹣（2）得，I2（g）=I2（S）△H=﹣35.96KJ/mol，故B错误；
C、都是HI的气态一样稳定；故C错误；
D、对于同一物质，固态物质的能量比气态物质能量低；因此反应（2）的反应物总能量比反应（1）的反应物总能量低；故D正确；
故选D．
【分析】热化学方程式的书写一般是结合计算进行考查，所以应分两步：（1）写，特别注意注明各物质的状态，计量数可以是分数；（2）算，根据题意计算反应热；并注意盖斯定律在计算反应热中的应用来解答．
8．【答案】D
【解析】【解答】A.ClO－具有氧化性，能将SO2氧化成SO42－，因此反应生成CaSO4和HCl，A不符合题意；
B.S与O2反应只能生成SO2，SO2与O2需在催化剂、高温高压条件下，才能进一步反应生成SO3，B不符合题意；
C.稀NaOH溶液中，Mg与NaOH不反应，Al能与NaOH反应，因此Al作负极，Mg作正极，C不符合题意；
D.NH3能与HCl反应，则H2NCH2COOH中－NH2能与HCl反应，因此反应生成HOOCCH2NH3Cl，D符合题意；
故答案为：D
【分析】A、ClO－具有氧化性，能将SO2氧化成SO42－；
B、S在氧气中燃烧只能生成SO2；
C、碱性条件下，Mg与NaOH不反应，Al能与NaOH溶液反应；
D、NH3与HCl反应，则－NH2也能与HCl反应；
9．【答案】A
【解析】【解答】①正极上氧气得电子和氢离子反应生成水，电极反应式为：O2+4H＋+4e－═2H2O，故符合题意；
②通入燃料的电极是负极，负极上燃料失电子发生氧化反应，负极反应为：2H2-4e-=4H+，故符合题意；
③将正负极电极反应式相加得总的化学反应为：2H2+O2═2H2O，不是点燃生成水，故不符合题意；
④该电池放电时，阳离子向正极移动，所以H＋通过电解质向正极移动，故不符合题意；
故答案为：A。
【分析】关于原电池的相关题目，核心在于判断正负极，掌握正向正、负向负的电荷移动原理，结合核心产物、电荷守恒溶液环境书写电极反应式，综合判断得出答案。
10．【答案】A
【解析】【解答】常温下红磷比白磷稳定，能量越低越稳定，这说明红磷的总能量低于白磷，因此白磷完全燃烧放热多，则b＞a，
故答案为：A。
【分析】能量越低越稳定，则红磷的能量比白磷低，等物质的量的红磷和白磷完全燃烧，白磷放热多。
11．【答案】C
【解析】【解答】A．由图可知，过程Ⅰ有H-O键断裂，而化学键断裂需要吸收能量，A不符合题意；
B．过程Ⅱ中实际上是2个H结合为H2以及2个羟基结合成H2O2，所以形成了1个H—H键和1个O—O键，新键均为非极性键，B不符合题意；
C．由图可知，过程Ⅰ有H-O键断裂，过程Ⅲ存在氧气中O=O的形成，C符合题意；
D．氢气在氧气中燃烧生成水的过程为放热过程，故2mol的总能量小于2mol和1mol的总能量，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A.过程Ⅰ是断裂化学键的过程，吸收能量；
B.过程Ⅱ形成了H-H键和O-O键；
D.水分解成氧气和氢气的反应为吸热反应。
12．【答案】B
【解析】【解答】A.正极发生还原反应，为Fe3++e-=Fe2+，A不符合题意；
B.左边烧杯中发生Fe3++e-=Fe2+，则左烧杯中溶液的红色逐渐变浅，B符合题意；
C.阴离子向负极移动，C不符合题意；
D.Cu电极和Pt电极质量均不变，D不符合题意；
故答案为：B
【分析】该原电池中，总反应为Cu＋2Fe3＋=Cu2＋2Fe2＋；则负极的电极反应式为：Cu－2e－=Cu2＋，正极的电极反应式为：2DE3＋2e－=2Fe2＋。据此结合选项进行分析。
13．【答案】A
【解析】【解答】A、金属与酸的反应是放热反应，故A符合题意；
B、灼热的碳与二氧化碳的反应是吸热反应，故B不符合题意；
C、Ba（OH）2·8H2O晶体和NH4Cl晶体混合发生的反应是吸热反应，故C不符合题意；
D、碳酸钙的分解反应是吸热反应，故D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】此图像是放热反应，常见的放热反应是酸和金属的反应、绝大多数化合反应、酸碱中和反应、铝热反应等即可判断
14．【答案】C
【解析】【解答】解：由外电路中的电子流向可知，X为负极，Y为正极，
A．由图可知电子的流动方向是X→外电路→Y，则电流的方向应该为Y→外电路→X，故A错误；
B．X为原电池的负极，Y为正极，则X应为Zn，故B错误；
C．两个电极都是金属，X为负极，则X的活动性比Y强，故C正确；
D．X极上发生的是氧化反应，Y极上发生的是还原反应，故D错误；
故选C．
【分析】原电池装置，X、Y为两个电极，电解质溶液为稀硫酸，由外电路中的电子流向可知，X为负极，Y为正极，结合负极发生氧化反应、负极金属活泼等来解答．
15．【答案】A
【解析】【解答】A．根据上述分析，阴极上消耗O2-，阳极上产生O2-，且消耗量等于生成量，即整个过程O2-并没有被消耗，故A说法符合题意；
B．电极a的电极反应式为C2O+O2-－4e-=2CO2↑+O2↑，该过程失电子，化合价升高，发生氧化反应，故B说法不符合题意；
C．电极b的电极反应式为CO+4e-=C+3O2-，该电极为阴极，根据电解原理，电极b连接电源的负极，故C说法不符合题意；
D．过程①的反应为2CO2+O2-= C2O，电极a的电极反应式为C2O+O2-－4e-=2CO2↑+O2↑，过程③反应为CO2+O2-= CO，电极b的电极反应式为CO+4e-=C+3O2-，因此总反应方程式为CO2C+O2，故D说法不符合题意；
故答案为：A。
【分析】电极a上发生反应C2O+O2-－4e-=2CO2↑+O2↑，电极b上发生反应CO+4e-=C+3O2-，总反应为CO2C+O2。
16．【答案】D
【解析】【解答】A.该反应需要加热，因此在反应还没开始之前，为吸热过程，A不符合题意；
B.由于该反应为放热反应，因此反应物的总能量大于生成物的总量，故4molNH3和5molO2的总能量大于4molNO和6molH2O的总能量，B不符合题意；
C.该反应中，氮元素由-3价变为+2价，化合价升高，NH3为还原剂，氧元素由0价变为-2价，化合价降低，为氧化剂，由反应的化学方程式可知，氧化剂和还原剂的物质的量之比为5:4，C不符合题意；
D.该反应中NH3、O2、NO和H2O都为共价化合物，都只含有共价键，D符合题意；
故答案为：D
【分析】A.结合反应条件分析；
B.根据反应的热效应分析；
C.根据反应的化学方程式分析；
D.根据反应物和生成物的结构分析；
17．【答案】B
【解析】【解答】A、在上述原电池中金属锌比铜活泼，因此锌作负极，失去电子，发生氧化反应，本身被氧化。铜电极作正极，得到电子，发生还原反应，被还原。不符合题意；
B、电子从负极经外接导线流向正极。符合题意；
C、铜电极作正极，得到电子，发生还原反应，被还原，反应为Cu2++2e-=Cu。不符合题意；
D、电解质溶液中，阳离子铜离子向正极移动，阴离子硫酸根向负极移动。不符合题意；
故答案为：B。
【分析】在原电池中，活泼性更强的电极失去电子，发生氧化反应，活泼性较弱的电极得到电子，发生还原反应，失去电子和得到电子的数目是相等的。
18．【答案】C
【解析】【解答】A．N原子半径大于O原子，实心黑球表示O原子，据图可知1mol N2(g)中化学键断裂吸收的能大于1mol O2(g)中化学键断裂吸收的能量，所以N2更稳定，A不符合题意；
B．吸热反应不一定需要加热才能发生，例如Ba(OH)·8H2O和NH4Cl的反应，B不符合题意；
C．由图中数据可得反应物断键吸收(946+498)kJ/mol=1444kJ/mol的能量，生成物成键放出2×632kJ/mol=1264kJ/mol的能量，故该反应是吸热反应，即1 mol N2(g)和1 mol O2(g)具有的总能量小于2 mol NO(g)具有的总能量，C符合题意；
D．NA个O2(g)即1mol O2(g)，根据C项可知1 mol N2(g)和NA个O2(g)充分反应生成2 mol NO(g)吸收的能量为1444kJ -1264kJ =180kJ，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A.N比O小，从图可以看出氮氮键比氧氧键的键能大，键能越大，物质的能量越低，越稳定；
B.吸热反应不一定需要加热；
C.从图可以看出反应物断键吸收的热量比生成物键的形成放热多，反应吸热，反应物的总能量小于生成物的总能量；
D.从图可知该反应为吸热反应。
19．【答案】B
【解析】【解答】解：A．C元素的化合价变化，为氧化还原反应，但属于吸热反应，故A不选；
B．葡萄糖在人体内氧化，C元素的化合价变化，为氧化还原反应，且为放热反应，故B选；
C．生石灰制熟石灰，无元素的化合价变化，为非氧化还原反应，为放热反应，故C不选；
D．Ba（OH）2 8H2O与NH4Cl反应，无元素的化合价变化，为非氧化还原反应，为吸热反应，故D不选；
故选B．
【分析】含元素化合价变化的反应为氧化还原反应，反应物总能量大于生成物总能量的为放热反应，结合常见的放热反应来解答．
20．【答案】D
【解析】【解答】根据图中装置实验，Fe、Ag、AgNO3构成的原电池中，活泼金属Fe为负极，Ag为正极，Fe和硝酸银之间发生氧化还原反应，在负极上金属铁本身失电子，即a棒质量减轻，正极Ag上析出金属银，银离子得电子析出金属Ag，所以正极质量增加，银离子浓度减小，硝酸根浓度不变，溶液的质量是增加了Fe3+，但是析出了Ag，在转移电子相等情况下，析出金属多，所以溶液质量减轻，
故答案为：D。
【分析】在原电池中，Fe为负极，Ag为正极，反应时Fe会逐渐溶解，质量减少，Ag上会产生新的Ag，质量增加，溶液中只有NO3-没有收到影响，根据图象，纵坐标为定值，可以知道为NO3-。
21．【答案】（1）吸收；A
（2）；正；b；CD
【解析】【解答】（1）断开化学键吸收能量，形成化学键释放能量。转化I、II是断开化学键的过程，吸收能量；转化II是形成化学键的过程，放出能量。
（2）如图可知，H2和F2生成HF的反应能量变化为154kJ·mol-1+436 kJ·mol-1-2×565 kJ·mol-1= -540 kJ·mol-1是放热反应，则反应物的总能量大于生成物的总能量，A正确。
（3）①根据装置图可知，a 电极通入SO2，SO2发生失去电子的氧化反应，在b电极上通入O2，则生产硫酸的总反应方程式为 ；b电极是正极，O2在酸性条件下得电子生成水，电极反应式为O2 +4e-+4H+=2H2O；原电池中阳离子向正极移动，则生产过程中H向b电极区域运动。
②A．原电池反应的过程中一定有电子发生转移，A项不正确；
B．原电池装置不一定需要2个活动性不同的金属电极，例如燃料电池等，B项不正确；
C．负极电极材料不一定参加电极反应，如氢氧燃料电池,是在铂或活性石墨表面分别通入氢气和氧气，此时正负极材料本身都不参与反应,是氢气和氧气反应生成水，C项正确；
D．原电池中氧化反应和还原反应可以拆开在两极发生，D项正确；
故答案为：CD。
【分析】
（1）① I和II是化学键断裂吸收能量② 根据焓变=反应物的键能-生成物的键能即可判断
（2）①根据通入物质化合价的变化即可判断a为负极，二氧化硫失去电子结合水变为硫酸根离子和氢离子，b为正极，氢离子向正极移动 ② 原电池的构造是两个电极以及自发的氧化还原反应以及电解质溶液和闭合回路，即可判断正误
22．【答案】（1）+3
（2）2；ZnS2O4＋Na2CO3=Na2S2O4＋ZnCO3↓
（3）； 与水反应
【解析】【解答】（1）在Na2S2O4中，钠元素的化合价为+1价，氧元素的化合价为-2价， 结合化合物中化合价代数和为0可得，硫元素的化合价为+3价；
（2）SO2中硫元素为+4价，ZnS2O4中硫元素的化合价为+3价，因此生成1molZnS2O4时，转移电子数为2mol；由题干信息可知，该反应的反应物为ZnS2O4和Na2CO3，生成物为ZnCO3和Na2S2O4，因此该反应的化学方程式为：ZnS2O4＋Na2CO3=Na2S2O4＋ZnCO3↓；
（3）该电池中，负极的电极反应式为：Li－e－=Li＋，结合得失电子守恒可得，电池的总反应式为：2Li＋2SO2=Li2S2O4；由于金属Li的活动性较强，能与水发生反应，因此不能用水代替混合有机溶剂；
【分析】（1）根据化合物中化合价代数和为0计算硫元素的化合价；
（2）结合化合价变化确定转移电子数；根据题干信息确定反应物和生成物，从而确定反应的化学方程式；
（3）结合负极的电极反应确定电池总反应；根据Li性质分析；
23．【答案】（1）4，6，7
（2）锌；AgNO3；正；Ag++e－=Ag
（3）a；CH4＋10OH－－8e－=CO32-＋7H2O；1；增大；BCE
【解析】【解答】解：(1) 根据原电池中有两个电极可以排除掉①②；而且两电极活泼性不同，排除③；注意④⑥⑦都含有两种活泼性不同的金属或非金属，即含两个电极；必须存在电解质溶液，可排除⑤；电极与电解质溶液要形成闭合回路，⑧不符合要求；④⑥⑦都满足形成原电池的条件。因此，本题正确答案是： ④⑥⑦；(2) ①由反应2Ag＋(aq)＋Zn(s)=Zn2＋(aq)＋2Ag(s)可以知道，在反应中， Zn被氧化，失电子，应为原电池的负极， Ag＋在正极上得电子被还原，电解质溶液为AgNO3，
因此，本题正确答案是： 锌；AgNO3 ；
②正极为活泼性较Zn弱的Ag， Ag＋在正极上得电子被还原，电极反应为Ag++e－=Ag，
因此，本题正确答案是：正极； Ag++e－=Ag ；（3）①甲烷燃料电池中，甲烷在负极失电子，a为负极，氧气在正极得电子，电极反应式为：O2+4e-+2H2O=4OH-，用总反应式减去正极反应式得负极反应式： CH4＋10OH－－8e－=CO32-＋7H2O，因此，本题正确答案是： a；CH4＋10OH－－8e－=CO32-＋7H2O；
②5.6 L氧气的物质的量为： =0.25mol，根据电极反应： O2+4e-+2H2O=4OH-，消耗5.6 L (标准状况下)O2时，转移电子数为：0.25mol×4═1mol，因此，本题正确答案是：1；
③开始放电时，正极上是氧气发生得电子得还原反应，即O2+4e-+2H2O=4OH-，产生氢氧根，在该极附近溶液氢氧根离子浓度增大，因此，本题正确答案是：增大；
④以铜为电极，用此电池作电源，电解以下溶液，开始阶段发生反应：Cu+2H2O═Cu（OH）2+H2↑，说明阴极为水中氢离子得电子发生还原反应，所以可以为活泼的金属阳离子的溶液，故BCE符合，AD不符合，
故答案为：BCE；
【分析】（1）原电池的构成条件：电极材料由两种金属活泼性不同的金属或由金属与其他导电的材料（非金属或某些氧化物等）组成；电解质存在；两电极之间有导线连接，形成闭合回路；
（2）原电池负极失电子，发生氧化反应；正极得电子，发生还原反应；
（3）负极是甲烷，发生氧化反应；正极是氧气，发生还原反应；由于氢氧根向正极移动，因此正极附近溶液的pH逐渐增大。
24．【答案】（1）三；IVA
（2）；砖红色
（3）＞；＜；＞；＜
（4）2H++NO3﹣+e﹣=NO2↑+H2O；正；铝在浓硝酸中发生钝化，氧化膜阻止了Al进一步发生反应，Al作正极，当硝酸浓度降为一定浓度时变为稀硝酸，Al开始做负极，电子流动方向发生改变
【解析】【解答】解：（1）Si原子核外有3个电子层、最外层电子数为4，所以位于第三周期第IVA族，故答案为：三；ⅣA；（2）N原子结构示意图为 ，氧化亚铜为砖红色，故答案为： ；砖红色；（3）同一周期元素原子半径随着原子序数增大而减小，所以原子半径Al＞Si；
同一周期元素电负性随着原子序数增大而增大，所以电负性N＜O；原子晶体熔沸点与原子半径成反比，原子半径C＜Si，所以熔沸点金刚石＞晶体硅；不含氢键的分子晶体熔沸点与相对分子质量成正比，相对分子质量甲烷＜硅烷，所以熔沸点甲烷＜硅烷；
原子半径 电负性 熔点 沸点
Al＞Si N＜O 金刚石＞晶体硅 CH4＜SiH4
4）该原电池中，Al发生钝化现象，Cu易失电子而作负极，Al作正极，正极反应式为2H++NO3﹣+e﹣=NO2↑+H2O，溶液中阳离子向正极移动，所以氢离子向正极移动；当浓硝酸浓度降低到一定程度是变为稀硝酸，Al易失电子而作负极，所以电子流动方向发生改变，故答案为：2H++NO3﹣+e﹣=NO2↑+H2O；正；铝在浓硝酸中发生钝化，氧化膜阻止了Al进一步发生反应，Al作正极，当硝酸浓度降为一定浓度时变为稀硝酸，Al开始做负极，电子流动方向发生改变．
【分析】（1）主族元素原子核外电子层数与其周期数相等，最外层电子数与其族序数相等；（2）N原子核内有7个质子、核外有7个电子、两个电子层；氧化亚铜为砖红色；（3）同一周期元素原子半径随着原子序数增大而减小；同一周期元素电负性随着原子序数增大而增大；原子晶体熔沸点与原子半径成反比；不含氢键的分子晶体熔沸点与相对分子质量成正比；（4）该原电池中，Cu作负极、Al作正极，正极上硝酸根离子得电子生成二氧化氮；电解质溶液中阳离子向正极移动、阴离子向负极移动，当浓硝酸浓度降低到一定程度是变为稀硝酸，Al易失电子而作负极．
25．【答案】（1）B
（2）铜（Cu）；石墨（C）；FeCl3溶液或Fe2（SO4）3溶液
（3）Cu﹣2e﹣=Cu2+；氧化；负
【解析】【解答】解：（1）自发的进行的放热的氧化还原反应能设计成原电池，A不是氧化还原反应，所以不能设计成原电池，B是自发进行的放热的氧化还原反应，所以能设计成原电池，故答案为：B；（2）根据电池反应式知，失电子化合价升高的金属作负极，不如该金属活泼的金属或导电的非金属作正极，发生还原反应的电解质为该原电池的电解质，所以Cu作负极，正极可以是Ag、石墨等，可溶性铁盐溶液作电解质溶液，如FeCl3溶液或Fe2（SO4）3溶液，
故答案为：铜（Cu）；石墨（C）；FeCl3溶液或Fe2（SO4）3溶液；（3）负极铜发生氧化反应，电极反应式为：Cu﹣2e﹣=Cu2+，原电池中阴离子向负极移动，故答案为：Cu﹣2e﹣=Cu2+；氧化；负．
【分析】（1）自发的进行的放热的氧化还原反应能设计成原电池；（2）根据电池反应式知，失电子化合价升高的金属作负极，不如该金属活泼的金属或导电的非金属作正极，发生还原反应的可溶性电解质为该原电池的电解质，该原电池中，负极上Cu失电子发生氧化反应；（3）负极铜发生氧化反应，原电池中阴离子向负极移动．