第一章：化学反应与能量转化 同步习题（含解析） 2024-2025学年高二上学期化学鲁科版（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．下列实验装置设计完全正确且能达到目的的是
A B C D
铁件上镀铜 蒸发溶液制备晶体 探究铁的吸氧腐蚀 测定溶液生成的反应速率
A．A B．B C．C D．D
2．纽扣电池可作为计算器、电子表等的电源。有一种纽扣电池，其电极组成分别为Zn和Ag2O，以KOH溶液为电解质溶液，电池的总反应Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag。下列关于该电池的叙述不正确的是(　　)
A．电池工作时电子由Zn极经外电路流向Ag2O极，Zn是负极
B．电池工作时电子由Ag2O极经外电路流向Zn极，Ag2O是负极
C．正极的电极反应为Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－
D．Zn极发生氧化反应，Ag2O极发生还原反应
3．合成氨工作在国民经济中占有重要地位，对人类生存具有重大意义。合成氨反应的历程和能量变化如下图所示：
已知：① ，② ΔH，则反应②的ΔH为
A． B． C． D．
4．化学反应中的能量变化通常表现为热量的变化，下列图示能表示C与H2O反应生产水煤气过程中能量变化的是
A． B． C． D．
5．下列关于化学反应中能量变化的说法正确的是
A．能量变化必然伴随发生化学反应
B．需要加热才能发生的反应一定是吸热反应
C．化学反应中的能量变化主要是由化学键变化引起的
D．可以用图表示Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应
6．下列说法中正确的是
①电解质溶液导电属于化学变化
②碱性氧化物都是金属氧化物
③FeCl2、Fe(OH)3、Fe3O4都能通过化合反应来制取
④Na2O2不是碱性氧化物
A．②③④ B．①④
C．①②③④ D．②③
7．相同金属在其不同浓度盐溶液中可形成浓差电池。科学家利用浓差电池采用电渗析法提纯乳清(富含NaCl的蛋白质)，有价值的蛋白质的回收率达到98%，工作原理如图所示(a、b电极均为石墨电极)。
下列说法正确的是
A．电池从开始工作到停止放电，电解池理论上可制得
B．膜1为阴离子交换膜，膜2为阳离子交换膜
C．电池放电过程中，电极上的电极反应为
D．每转移1mol电子，理论上乳清质量减少29.25g
8．下列说法中错误的是
A．电解水生成氢气和氧气时，电能转化成化学能
B．绿色植物光合作用过程中太阳能转变成化学能
C．化学反应中一定有能量变化，其表现形式有热量、光能和电能等
D．化学反应一定遵循质量守恒定律，不一定遵循能量守恒定律
9．兴趣小组同学用如图所示装置进行实验(电解质溶液足量)，下列说法与实验结果相符的是
A．开关K与a连接，线路中有电流形成，电能转化为化学能
B．开关K与a连接，B极电极反应式为Fe-3e-=Fe3+
C．开关K与b连接，B极电极被保护，即牺牲阳极阴极保护法
D．开关K与b连接，一段时间后，若要使电解质溶液恢复到反应前，可通入适量HCl气体
10．尿素是重要的化工原料，也是常用复肥。以氨为原料合成尿素的相关反应如下：
①；
②；
③；
④　。
下列叙述正确的是
A．反应①是放热反应，反应②和反应③都是吸热反应
B．反应②中生成物总能量低于反应物总能量
C．在恒容密闭容器中仅发生反应②，当气体摩尔质量不变时反应达到平衡状态
D．上述反应④中
11．下列有关生活中的化学说法不正确的是
A．江河入海口三角洲的形成与胶体的性质有关
B．霓虹灯管里面填充了氦、氖、氩等稀有气体
C．废弃的锂电池属于无害垃圾没必要进行分类
D．由洗发液显碱性可以推知护发素应该为酸性
12．一种强碱性锌-空气电池工作示意图如下。下列说法正确的是
A．电流从Zn电极流出
B．气体扩散电极上的电极反应式为：
C．隔膜是阳离子选择性膜
D．该装置是将光能转变为电能
13．某学习小组为研究电化学原理，设计下图装置。下列叙述正确的是
A．K与M、N均断开，一段时间后电解质溶液质量变大
B．K分别与M、N相连时，铁均受到保护
C．K与N相连时，碳棒上产生使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝的气体
D．K与M相连时，每转移1mol电子Fe表面生成32gCu
14．下列实验装置能达到相应目的的是
A B C D
实验室制备氯气 除去中混有的泥沙 分离苯和溴苯 验证铁的析氢腐蚀
A．A B．B C．C D．D
15．某科研小组用电化学方法将转化为实现再利用，转化的基本原理如图所示，下列叙述正确的是

A．光能全部转化成电能
B．M上的电极反应方程式为
C．该电池工作时溶液中移向N极
D．若消耗标况下，溶液中转移的电子数目为
二、填空题
16．在化学反应中，只有极少数能量比平均能量高得多的反应物分子发生碰撞时才可能发生化学反应，这些分子被称为活化分子。使普通分子变成活化分子所需提供的最低限度的能量叫活化能，其单位通常用kJ mol－1表示。请认真观察图1，然后回答问题。
（1）图中所示反应是 （填“吸热”或“放热”）反应。
（2）已知拆开1mol H﹣H键、1mol I﹣I、1mol H﹣I键分别需要吸收的能量为436kJ、151kJ、299kJ。则由1mol氢气和1mol 碘反应生成HI会 （填“放出”或“吸收”） kJ的热量。在化学反应过程中，是将 转化为 。
（3）某实验小组同学进行如图2的实验，以探究化学反应中的能量变化。实验表明：①中的温度降低，由此判断氢氧化钡晶体与氯化铵晶体反应是 （填“吸热”或“放热”）反应；实验②中，该小组同学在烧杯中加入5mL 1.0mol/L盐酸，再放入用砂纸打磨过的铝条，该反应是 （填“吸热”或“放热”）反应。
17．电化学原理在能量转换、物质制备等方面应用广泛。
(1)图1中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端发生的电极反应式 。
(2)图2是氯碱工业示意图，电解饱和溶液的离子方程式是 。较浓溶液从C口导出。结合化学用语解释在此区域生成的原因 。
18．化学反应所提供的能量大大促进了社会的发展，研究化学反应中的能量变化有重要意义，回答下列问题：
(1)生活中常见燃料的燃烧热如下表所示：
燃料 CO
燃烧热/ 285.8 283.0 890.3 5518
①写出燃烧热的热化学方程式： 。
②“热值”指单位质量的燃料完全燃烧放出的热量，则的热值为 kJ/kg。
③已知：

则与反应生成和的热化学方程式为 。
④碱性氢气燃料电池可大大提高氢气的能量利用率，请写出该燃料电池负极的电极反应式： 。该燃料电池转移2 mol电子时，实际提供的电能为200.06 kJ，则该电池的能量转化率为 %(保留整数)。
(2)火箭推进剂常用液态过氧化氢作氧化剂，液态肼()作还原剂，二者混合即可剧烈反应生成氮气和水，若0.5 mol肼完全被氧化放出408.8 kJ的热量。则6.4 g液态肼完全被氧化转移电子的数目为 ，放出的热量为 kJ(保留两位小数)。
19．根据下图，回答下列问题：
(1)若闭合S1，装置属于 ，锌极作 。
(2)若闭合S2，装置属于 ，锌极上的反应为 。
(3)若闭合S3，装置属于 ，总反应为 。
20．(1)电解饱和草酸溶液可以制得高档香料乙醛酸(H2C2O3),装置如下图所示,写出复合膜电极的电极反应式: 。
(2)解NO制备NH4NO3,其工作原理如下图所示。为使电解产物全部转化为NH4NO3,需补充物质有A,A是 ,说明理由: 。
(3)电解制备Al(OH)3时,电极分别为Al片和石墨,电解总反应式为 。 一种可超快充电的新型铝电池,充放电时AlC和Al2C两种离子在Al电极上相互转化,其他离子不参与电极反应,放电时负极Al的电极反应式为 。
(4)电解尿素[CO(NH2)2]的碱性溶液制氢气的装置示意图如图，电解池中隔膜仅阻止气体通过，阴阳两极均为惰性电极，A极为 ，电极反应式为 ，B极为 ，电极反应式为 。
(5)化工生产的副产氢也是氢气的来源。电解法制取有广泛用途的Na2FeO4，同时获得氢气：Fe＋2H2O＋2OH－＋3H2↑，工作原理如图1所示。装置通电后，铁电极附近生成紫红色，镍电极有气泡产生。若氢氧化钠溶液浓度过高，铁电极区会产生红褐色物质。已知：Na2FeO4只在强碱性条件下稳定，易被H2还原。电解一段时间后，c(OH－)降低的区域在 (填“阴极室”或“阳极室”)，电解过程中，须将阴极产生的气体及时排出，其原因是 。
(6)次磷酸(H3PO2)是一种精细磷化工产品，具有较强还原性， H3PO2也可用电渗析法制备。“四室电渗析法”工作原理如下图所示(阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过)：写出阳极的电极反应式： ，分析产品室可得到H3PO2的原因： 。
(7)利用下图所示装置电解制备NCl3(氯的化合价为＋1价)，其原理是NH4Cl＋2HClNCl3＋3H2↑，b接电源的 (填“正”或“负”)极，阳极反应式是 。
(8)用NaOH溶液吸收烟气中的SO2，将所得的Na2SO3溶液进行电解，可循环再生NaOH，同时得到H2SO4，其原理如下图所示(电极材料为石墨)。图中a极要连接电源的 (填“正”或“负”)极，C口流出的物质是 ，放电的电极反应式为 ，电解过程中阴极区碱性明显增强，用平衡移动原理解释原因 。
(9)电化学沉解法可用于治理水中硝酸盐的污染。电化学降解NO的原理如图，电源正极为 (填“A”或“B”)，阴极反应式为 。
(10)电解法也可以利用KHCO3使K2CO3溶液再生。其原理如下图所示，KHCO3应进入 (填“阴极”或“阳极”)室。结合方程式简述再生K2CO3的原理是 。
21．在微生物作用的条件下，NH经过两步反应被氧化成NO。两步反应的能量变化示意图如图：
(1)第一步反应是 (填“放热”或“吸热”)反应，判断依据是 。
(2)1 molNH(aq) 全部氧化成NO(aq)的热化学方程式是 。
(3) HCl与氧气在催化剂加热条件下可生成氯气：4HCl+O22Cl2+2H2O，已知某些化学键的键能数据如表：
化学键 H-Cl O=O Cl-Cl H-O
键能/kJ/mol 431 498 243 463
该反应的热化学方程式是 。
(4)FeCl3溶液常用于腐蚀印刷电路铜板，发生的反应为2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2，若将此反应设计成原电池，则正极所用的电极材料为 ；电解质溶液为 ，当电路中转移0.2 mol 电子时，被腐蚀的负极反应物的质量为 g。
22．尽管NOx、SO2、CO都是有毒气体，但是它们在生产、医学领域中都有重要应用。合理利用或转化CO、NOx等污染性气体是人们共同关注的课题。回答下列问题：
(1)已知：①CO(g)+ H2O(g)=CO2(g)+H2(g) H=-41.0kJ·mol-1
②N2(g)+ O2(g)=2NO(g) H=+ 180.0kJ· mol-1
③H2(g)+ O2 (g)=H2O(g) H=- 241.8kJ·mol-l
CO和NO按一定比例混合，在适当催化剂作用下可生成无毒气体实现安全排放，该反应的热化学方程式为 。
(2)利用NaClO2/H2O2酸性复合吸收剂可同时对NO、SO2进行氧化得到硝酸和硫酸而除去。在温度一定时，、 溶液pH对脱硫脱硝的影响如图所示：
①由图所示可知脱硫脱硝最佳条件是 。
②根据图示SO2的去除率随pH的增大而增大，而NO的去除率在pH>5.5时反而减小，请解释NO去除率减小的可能原因是 。
23．电化学方法是化工生产及生活中常用的一种方法。回答下列问题：
(1)二氧化氯(ClO2)为一种黄绿色气体，是国际上公认的高效、广谱、快速、安全的杀菌消毒剂。目前已开发出用电解法制取ClO2的新工艺如图所示：
①图中用石墨作电极，在一定条件下电解饱和食盐水制取ClO2。产生ClO2的电极应连接电源的 (填“正极”或“负极”)，对应的电极反应式为 。
②a极区pH (填“增大”“减小”或“不变”)。
③图中应使用 (填“阴”或“阳”)离子交换膜。
(2)电解K2MnO4溶液制备KMnO4。工业上，通常以软锰矿(主要成分是MnO2)与KOH的混合物在铁坩埚(熔融池)中混合均匀，小火加热至熔融，即可得到绿色的K2MnO4，化学方程式为 。用镍片作阳极(镍不参与反应)，铁板为阴极，电解K2MnO4溶液可制备KMnO4。上述过程用流程图表示如下：
则D的化学式为 ；阳极的电极反应式为 ；阳离子迁移方向是 。
(3)电解硝酸工业的尾气NO可制备NH4NO3，其工作原理如图所示：
①阴极的电极反应式为 。
②将电解生成的HNO3全部转化为NH4NO3，则通入的NH3与实际参加反应的NO的物质的量之比至少为 。
24．甲醛是一种重要的化工产品，可利用甲醇催化脱氢制备。甲醛与气态甲醇转化的能量关系如图所示。
(1)甲醇催化脱氢转化为甲醛的反应是 (填“吸热”或“放热”)反应。
(2)过程Ⅰ与过程Ⅱ的反应热是否相同？ ，原因是 。
(3)该反应的焓变ΔH= kJ·mol-1。
25．某锂电池的反应式为，回答下列问题：
(1)为防止水体中的钢铁制品发生化学腐蚀，可采用外加电源的阴极保护法，如图是以海水中的钢铁闸门为例的保护图示，则锂电池 (填“正极”或“负极”)接钢铁闸门。
(2)碳钢管发生电化学腐蚀是因为形成了原电池，其负极的电极反应式为 。在铁制品表面镀锌也可防止铁制品被腐蚀，镀锌层即使局部破损，仍可防止破损部位被腐蚀，原因是 。
(3)下列“铁钉镀铜”实验装置设计正确的是 。
(4)若以该锂电池为电源，电解稀溶液，制备和，则阴极的电极反应式为 。
(5)该蓄电池放电过程中发生还原反应的物质是 (写化学式)，充电时外电路中转移了，则阴极产物的质量为 g。
参考答案：
1．C
【详解】A．镀件接电源负极作电解池的阴极，镀层金属接电源正极作电解池的阳极，A项错误；
B．MgCl2水解生成HCl，受热HCl逸出溶液体，促进水解，最终不能得到MgCl2，B项错误；
C．该装置可用于探究铁的吸氧腐蚀，C项正确；
D．装置中的漏斗不能使用长颈漏斗，长颈漏斗会导致生成的O2逸出，D项错误；
答案选C。
2．B
【详解】A、该电池中Zn为活泼金属，Zn作负极，Ag2O为正极，电子由Zn极经外电路流向Ag2O极，A正确；B、Zn为活泼金属，Zn作负极，Ag2O为正极，电子由Zn极经外电路流向Ag2O极，B错误；C、正极为Ag2O，Ag2O得电子生成Ag单质，电极方程式为Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－，C正确；D、Zn作负极失电子发生氧化反应，Ag2O作正极得到电子，发生还原反应，D正确。正确答案为B。
3．A
【详解】由图可知，氨气分解生成氮气和氢气的反应为吸热反应，反应ΔH=+(500—308—100) kJ/mol=+92kJ/mol，故选A。
4．A
【分析】C与H2O反应生产水煤气的过程中需要吸热，反应物的总能量低于生成物的总能量，据此分析判断。
【详解】A．图中反应物的总能量低于生成物的总能量，该反应是吸热反应，符合C与H2O反应生产水煤气的反应过程中的能量变化，故A选；
B．图中反应物的总能量高于生成物的总能量，该反应是放热反应，不符合C与H2O反应生产水煤气的反应过程中的能量变化，故B不选；
C．化学反应前后一定伴随能量的变化，反应物和生成物的总能量不可能相同，故C不选；
D．图中反应物的总能量高于生成物的总能量，该反应是放热反应，不符合C与H2O反应生产水煤气的反应过程中的能量变化，故D不选；
故选A。
5．C
【详解】A．有能量变化的不一定是化学变化，也可能是物理变化，如水蒸气变成液态水的过程是放热过程，但它是物理变化，选项A错误；
B．需要加热才能发生的反应不一定是吸热反应，如木炭的燃烧是一个放热反应，但需要点燃，点燃的目的是使其达到着火点，选项B错误；
C．化学反应的实质是旧键的断裂和新键的形成，化学反应的能量变化主要是由化学键变化引起的，选项C正确；
D．图示反应物的总能量大于生成物的总能量，为放热反应，而Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应为吸热反应，不符合，选项D错误；
答案选C。
6．C
【详解】①电解质溶液导电是阴阳离子在两个电极发生氧化还原反应，电解质溶液导电属于化学变化，故①正确；
②碱性氧化物是和酸反应生成盐和水的氧化物，碱性氧化物都是金属氧化物，故②正确；
③氯化亚铁可以由铁和氯化铁化合反应生成，氢氧化铁可以用氢氧化亚铁、氧气和水化合反应生成，四氧化三铁可以铁在氧气中燃烧化合生成，故③正确；
④碱性氧化物是和酸反应生成盐和水的氧化物，过氧化钠属于过氧化物，不是碱性氧化物，故④正确；
故选C。
7．C
【分析】浓差电池中，左侧溶液中Cu2+浓度大，Cu2+的氧化性强，则Cu(1)电极为正极、Cu(2)电极为负极，正极上Cu2+发生得电子的还原反应，正极反应为Cu2++2e﹣═Cu，负极反应式为Cu﹣2e﹣═Cu2+；电解槽中a电极为阴极、b电极为阳极，阳极上水失电子生成O2和H+，阳极反应为2H2O﹣4e﹣=O2↑+4H+，阴极上水得电子生成H2，阴极反应为2H2O+2e﹣=H2↑+2OH﹣，所以Na+通过离子交换膜1生成NaOH，Cl-通过离子交换膜2生成盐酸，即膜1、膜2离子交换膜分别为阳离子交换膜、阴离子交换膜。
【详解】A．电池从开始工作到停止放电，溶液中Cu2+浓度变为1.5mol/L，正极析出Cu：(2.5﹣1.5)mol/L×2L=2mol，正极反应为Cu2++2e﹣═Cu，阴极反应为2H2O+2e﹣=H2↑+2OH﹣，根据电子守恒有Cu～2e﹣～2NaOH，电解池理论上生成NaOH的物质的量n(NaOH)=2n(Cu)=4mol，生成NaOH的质量m(NaOH)=nM=4mol×40g/mol=160g，故A错误；
B．根据分析，膜1、膜2离子交换膜分别为阳离子交换膜、阴离子交换膜，故B错误；
C．Cu(1)电极为正极、Cu(2)电极为负极，正极上Cu2+发生得电子的还原反应，正极反应为Cu2++2e﹣═Cu，负极反应式为Cu﹣2e﹣═Cu2+，故C正确；
D．根据电荷守恒，每转移1mol电子，1molNa+移向左室，1molCl-移向右室，理论上乳清减少1molNaCl，质量减少58.5g，，故D错误；
故选C。
8．D
【详解】A．电解水生成氢气和氧气时，利用电解原理，电能转化成化学能，A正确；
B．绿色植物光合作用过程中有化学物质生成，太阳能转变成化学能，B正确；
C．由于断键吸热，形成化学键放热，因此化学反应中一定有能量变化，其表现形式有热量、光能和电能等，C正确；
D．化学反应一定遵循质量守恒定律，同时也一定遵循能量守恒定律，D错误；
答案选D。
9．D
【详解】A．开关K与a连接，形成原电池，铁作负极，化学能转化为电能，A错误；
B．开关K与a连接，形成原电池，铁作负极，B电极的反应为Fe-2e-=Fe2+，B错误；
C．开关K与b连接，形成电解池，为外接电源的阴极保护，C错误；
D．开关K与b连接，形成电解池，阴极产生氢气，阳极产生氯气，若要使电解质溶液恢复到反应前，可通入适量HCl气体，D正确；
故选D。
10．D
【详解】A．由方程式可知，③为液态水转化为气态水的过程，没有新物质生成，不是化学反应，故A错误；
B．由方程式可知，反应②是生成物总能量高于反应物总能量的吸热反应，故B错误；
C．由方程式可知，反应②只有水蒸气一种气体，反应中气体摩尔质量始终不变，则气体摩尔质量不变不能说明正逆反应速率相等，无法判断反应是否达到平衡，故C错误；
D．由盖斯定律可知，反应①+②-③得到反应④，则，故D正确；
故选D。
11．C
【详解】A．江河为胶体，遇到海水，海水中含有的电解质可以使胶体聚沉而形成三角洲，故A正确；
B．霓虹灯管是一个两端有电极的密封玻璃管，其中填充了一些低气压的气体，例如氦、氖、氩等稀有气体，故B正确；
C．废旧电池含有汞镉等重金属，用完随便丢弃容易造成环境污染，应集中回收处理，防止污染土壤与水体，故C错误；
D．碱性洗发水可以去除油脂，洗发时去油污先用显碱性的洗发水，再用显酸性的护发素中和掉残留的碱性物质，因此由洗发液显碱性可以推知护发素应该为酸性，故D正确；
故选C。
12．B
【详解】A．碱性锌-空气电池工作时，锌失电子发生氧化反应，锌是负极、气体扩散电极是正极，电子从Zn电极流出，电流从气体扩散电极流出，故A错误；
B．气体扩散电极上氧气得电子生成氢氧根离子，电极反应式为：，故B正确；
C．气体扩散电极上生成的氢氧根离子透过隔膜进入负极区参与反应，隔膜是阴离子选择性膜，故C错误；
D．该装置将化学能转变为电能，故D错误；
选B。
13．C
【详解】A．K与M、N均断开，发生的是化学腐蚀，铁和氯化铜反应生成铜，Fe+Cu2+=Cu+Fe2+，一段时间后电解质溶液质量变小，故A错误；
B．K分别与M相连形成原电池，铁做负极被腐蚀，K与N相连时形成电解池，铁做阴极被保护，故B错误；
C．K与N相连时形成电解池，碳棒是阳极，溶液中氯离子失电子生成氯气，2Cl--2e-=Cl2↑，氯气和碘化钾反应生成碘单质，使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝，故C正确；
D．K与M相连时，铁做原电池负极失电子生成亚铁离子，碳棒上是溶液中的铜离子得到电子析出铜，每转移2mol电子C表面生成1molCu，所以每转移1mol电子碳表面生成32gCu，故D错误；
故选：C。
14．B
【详解】A．实验室用浓盐酸和二氧化锰制备氯气时需要加热，则该实验装置不能达到相应目的，A项错误；
B．单质碘易升华，除去中混有的泥沙，可用升华的方法，则该实验装置能达到相应目的，B项正确；
C．温度计水银球应在略低于支管口处，则该实验装置不能达到相应目的，C项错误；
D．这是验证铁的吸氧腐蚀实验装置，析氢腐蚀应在酸性条件下进行，则该实验装置不能达到相应目的，D项错误；
答案选B。
15．B
【分析】由图可知，该装置为原电池，M电极为负极，紫外光作用下，水在负极失去发生氧化反应生成氧气和氢离子，N电极为正极，酸性条件下二氧化碳做正极得到电子生成一氧化碳和氢离子。
【详解】A．由图可知，该装置为光能转化为化学能，化学能转化为电能的装置，原电池工作时，光能不可能完全转化为电能，故A错误；
B．由分析可知，M电极为负极，紫外光作用下，水在负极失去发生氧化反应生成氧气和氢离子，电极反应式为，故B正确；
C．由分析可知，M电极为负极，N电极为正极，则原电池工作时，阴离子硫酸根离子移向负极M电极，故C错误；
D．原电池工作时，溶液只能实现离子的定向运动，不能转移电子，故D错误；
故选B。
16． 放热 放出 11 化学能 热能 吸热 放热
【详解】(1)依据图象分析反应物的能量大于生成物的能量，反应放热；
(2)在反应H2+I2 2HI中，断裂1molH-H键，1molI-I键共吸收的能量为：1×436kJ+151kJ=587kJ，生成2molHI，共形成2molH-I键，放出的能量为：2×299kJ=598kJ，吸收的能量少，放出的能量多，所以该反应为放热反应，放出的热量为：598kJ-587kJ=11kJ，在化学反应过程中，将化学能转化为热能；
(3)①中的温度降低说明该反应是吸热反应；活泼金属置换酸中氢的反应为放热反应。
17．(1)Cu 2e =Cu2+
(2) c口为阴极区，阴极发生反应，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
【详解】（1）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，锌较为活泼为负极、铜为正极；右侧烧杯为电解池，a电极与原电池的正极相连，为阳极，铜失去电子发生氧化反应，电极反应为Cu 2e =Cu2+；
（2）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，；c口为阴极区，阴极发生反应，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；
18．(1) 142900(或) 70
(2) 0.8 163.52
【详解】（1）①的燃烧热为5518kJ/mol，则燃烧热的热化学方程式为 ；
②的燃烧热为285.8kJ/mol，即2g燃烧放出热量为285.8kJ，则1kg燃烧放出热量为142900kJ；
③第一个热化学方程式标为①，第二个热化学方程式标为②，①×2-②得到目标热化学方程式： ；
④碱性环境下，氢气燃料电池，负极生成水，电极方程式为；电池转移2 mol电子，理论上可以提供的能量为285.8kJ，而实际上提供的电能为200.06 kJ，该电池的能量利用率为；
（2）6.4 g液态肼的物质的量为0.2mol，肼被氧化生成N2，则0.2mol肼被氧化转移的电子数目为0.8；0.5 mol肼完全被氧化放出408.8 kJ的热量，则0.2mol肼被氧化放出的热量为。
19． 原电池 负极 电解池 Zn - 2e-=Zn2+ 电解池 Cu + H2SO4CuSO4+ H2↑
【详解】(1)若闭合S1，符合原电池的构成条件：有活泼性不同的两个电极锌和铜，有电解质溶液硫酸，形成了闭合回路，其中活泼金属锌为负极；因此，本题正确答案是：原电池，负极；
(2)若闭合S2，则该装置是含有外加电源的装置，属于电解池，金属锌活泼金属作阳极，本身失电子，电极反应为：Zn-2e-=Zn2+；因此，本题正确答案是：电解池，Zn-2e-=Zn2+；
(3)若闭合S3，则该装置是含有外加电源的装置，属于电解池，金属锌做阴极，金属铜为阳极，电解的总反应为Cu + H2SO4 CuSO4+H2↑；因此，本题正确答案是：Cu +H2SO4CuSO4+ H2↑。
20． H2C2O4+2e-+2H+=H2C2O3+H2O NH3 根据反应8NO+7H2O3NH4NO3+2HNO3,电解产生的HNO3多 2Al+6H2O2Al(OH)3+3H2↑ Al-3e-+7AlC=4Al2C 阳极 CO(NH2)2＋8OH－－6e－=N2↑＋＋6H2O 阴极 6H2O＋6e－=3H2↑＋6OH－ 阳极室 防止Na2FeO4与H2反应使产率降低 2H2O－4e－=O2↑＋4H＋ 阳极室的H＋穿过阳膜扩散至产品室，原料室的穿过阴膜扩散至产品室，二者反应生成H3PO2 负 3Cl－－6e－＋=NCl3＋4H＋ 负 硫酸 －2e－＋H2O=＋2H＋ H2O H＋＋OH－，在阴极H＋放电生成H2，c(H＋)减小，水的电离平衡正向移动，碱性增强 A 2＋12H＋＋10e－=N2↑＋6H2O 阴极 水电离出H＋在阴极得电子生成H2，使水的平衡正移，产生的OH－和反应生成，使得K2CO3再生
【详解】(1)因为电解饱和草酸溶液可以制得高档香料乙醛酸(H2C2O3)，所以复合膜电极的电极反应是还原反应，电极反应式为H2C2O4+2e-+2H+=H2C2O3+H2O；
(2)根据工作原理装置图,可以确定阳极为NO失去电子转变为N,阴极为NO得到电子转变为N,书写电极反应式为；阳极NO-3e-+2H2ON+4H+，阴极NO+5e-+6H+N+H2O，然后根据得失电子守恒,硝酸根离子物质的量比铵根离子物质的量多,所以需要向溶液中加入的物质为NH3；
(3)Al在阳极放电,溶液中的H+在阴极放电,破坏了水的电离平衡,溶液中的OH-浓度增大,与产生的Al3+结合生成Al(OH)3,总反应式为2Al+6H2O2Al(OH)3+3H2↑。根据题意,充电和放电时AlC和Al2C两种离子在Al电极上相互转化,放电时负极Al失去电子变为Al3+,与溶液中的AlC结合产生Al2C,电极反应式为Al-3e-+7AlC4Al2C；
(4)H2产生是因为H2O电离的H＋在阴极上得电子，即6H2O＋6e－===3H2↑＋6OH－，所以B极为阴极，A极为阳极，电极反应式为CO(NH2)2－6e－＋8OH－===N2↑＋CO＋6H2O，阳极反应式容易错写成4OH－－4e－===2H2O＋O2↑；
(5)根据电解总反应：Fe＋2H2O＋2OH－FeO42-＋3H2↑，结合阳极发生氧化反应知，阳极反应式为Fe－6e－＋8OH－===FeO42-＋4H2O，结合阴极发生还原反应知，阴极反应式为2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑，则阳极室消耗OH－且无补充，故c(OH－)降低。结合题给信息“Na2FeO4易被氢气还原”知，阴极产生的氢气不能接触到Na2FeO4，故需及时排出；
（6）阳极为水电离出的OH－放电，电极反应式为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，阳极室中的H＋穿过阳膜进入产品室，原料室中的H2PO穿过阴膜扩散至产品室，二者反应生成H3PO2；
（7）b电极，H＋得电子生成H2，发生还原反应 ，所以b电极为阴极，连接电源的负极。阳极反应物为NH4Cl，生成物为NCl3，题目中给出氯的化合价为＋1价，所以氯失电子，化合价升高，氮、氢不变价，然后根据电荷守恒配平方程式，则阳极反应式是3Cl－－6e－＋NH4+===NCl3＋4H＋；
（8）根据Na＋、SO32-的移向判断阴、阳极。Na＋移向阴极区，a应接电源负极，b应接电源正极，其电极反应式分别为：阳极SO32-－2e－＋H2O===SO42-＋2H＋，阴极2H＋＋2e－===H2↑，所以从C口流出的是H2SO4，在阴极区，由于H＋放电，破坏水的电离平衡，c(H＋)减小，c(OH－)增大，生成NaOH，碱性增强，从B口流出的是浓度较大的NaOH溶液；
（9）由题给原理图可知，Ag－Pt电极上NO3-发生还原反应生成氮气，因此Ag－Pt电极为阴极，电极反应式为2NO3-＋12H＋＋10e－===N2↑＋6H2O，则B为负极，A为电源正极；
（10）电解法也可以使K2CO3溶液再生。根据图所示，可知水电离产生的H＋在阴极获得电子变为氢气逸出，水产生的OH－在阳极失去电子变为O2，产生的OH－和HCO3-反应生成CO32-，使得K2CO3再生。
21． 放热 ΔH=-273 kJ·mol-1<0(或反应物总能量大于生成物总能量) NH(aq)+2O2(g)=2H+(aq)+NO(aq)+H2O(l)　 ΔH=-346 kJ·mol-1 4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g)　 ΔH=-116 kJ·mol-1 石墨 FeCl3溶液 6.4
【详解】(1)①由图可知，第-步反应的ΔH=-273kJ.mol-1<0 ，则该反应是放热反应；
(2)②由图可知第一步热化学方程式为 (aq) + O2(g) =NO2 (aq) +2H+ (aq) +H2O (1) ΔH=-273 kJ·mol-1，第二步热化学方程式为 ( aq) + O2(g) = ( aq) ΔH=-73 kJ·mol-1 ，根据盖斯定律第一步+第二步得 ( aq) +2O2(g) =2H+ (aq) +H2O(1) + (aq) ΔH= ( -273-73 ) kJ·mol-1=-346 kJ·mol-1
(3)反应的化学方程式为: 4HCl+O22Cl2+2H2O ΔH=反应物的总键能-生成物的总键能= ( 431KJ/mol×4+ 498KJ/mol) - ( 243KJ/mol×2+463KJ/mol×4) =-116KJ/mol。
(4)反应2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2，设计成原电池，铜失去电子，做负极，氯化铁得到电子，在正极反应，正极所用的电极材料为石墨；电解质溶液为氯化铁，当电路中转移0.2 mol 电子时，被腐蚀的负极反应物铜的物质的量为0.1mol，质量为6.4克。
22．(1)2CO(g)+ 2NO(g) =2CO2(g)+N2(g) H= - 745.6kJ/mol
(2) pH在5.5~6.0， =6：1 pH>5.5 以后，随着pH增大，NO的还原性降低；或H2O2和NaClO2氧化性减弱，不能将NO氧化为硝酸
【详解】(1)①CO(g)+ H2O(g)=CO2(g)+H2(g) H=-41.0kJ·mol-1
②N2(g)+ O2(g)=2NO(g) H=+ 180.0kJ· mol-1
③H2(g)+ O2 (g)=H2O(g) H=- 241.8kJ·mol-l
CO和NO按一定比例混合，在适当催化剂作用下可生成无毒气体，反应方程式为2CO(g)+ 2NO(g) =2CO2(g)+N2(g)，根据盖斯定律①×2-②+③×2得该反应的热化学方程式为2CO(g)+ 2NO(g) =2CO2(g)+N2(g) H=-41.0kJ·mol-1×2-180.0kJ· mol-1+(- 241.8kJ·mol-l) ×2= - 745.6kJ/mol。
(2)①根据图示，pH在5.5~6.0， =6：1时NO、SO2除去率最高，所以脱硫脱硝最佳条件是pH在5.5~6.0， =6：1；
②pH>5.5 以后，随着pH增大，H2O2和NaClO2氧化性减弱，不能将NO氧化为硝酸，所以NO的去除率在pH>5.5时减小。
23．(1) 正极 Cl-－5e-＋2H2O=ClO2↑＋4H＋ 增大 阳
(2) 2MnO2＋4KOH＋O22K2MnO4＋2H2O KOH －e-= K＋由阳离子交换膜左侧向右侧迁移
(3) NO＋5e－＋6H＋=＋H2O 1∶4
【详解】（1）①根据题意可知，Cl－放电生成ClO2的电极为阳极，接电源的正极。根据元素守恒，有水参加反应，同时生成H＋，电极反应式为Cl－－5e－＋2H2O=ClO2↑＋4H＋；②a极区为阴极区，电极反应式：2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，阴极区OH－浓度增大，溶液的pH增大；③根据溶液中电荷守恒的规律，图中应使用阳离子交换膜。
（2）软锰矿(主要成分是MnO2)与KOH小火加热至熔融，得到K2MnO4，Mn元素化合价由＋4价升为＋6价，则空气中的O2作氧化剂，化学方程式为2MnO2＋4KOH＋O2 2K2MnO4＋2H2O；电解锰酸钾溶液时，阴极上水得电子生成氢气和氢氧根离子，电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，K＋通过阳离子交换膜由左侧向右侧迁移，所以D是氢氧化钾溶液，阳极上失电子生成，电极反应式为－e－===。
（3）①由图示可知，NO在阴极上得电子生成，电极反应式为NO＋5e－＋6H＋=＋H2O；②NO在阳极上失电子生成，电极反应式为NO－3e－＋2H2O =＋4H＋，电解总反应式为8NO＋7H2O 3NH4NO3＋2HNO3，故当实际参加反应的NO为8 mol时，要将电解生成的HNO3全部转化为NH4NO3，还应通入2 mol NH3，则n(NH3)∶n(NO)＝2 mol∶8 mol＝1∶4。
24．(1)吸热
(2) 相同 化学反应的热效应仅与初始状态有关，与反应路径无关
(3)E2－E1
【详解】（1）由图可知，反应物总能量小于生成物总能量，则甲醇催化脱氢转化为甲醛的反应是吸热反应；
（2）反应热取决于反应物和生成物的总能量的大小，与起始状态和反应的最终状态有关，而与反应的途径无关，则过程Ⅰ与过程Ⅱ的反应热相同；
（3）该反应的焓变ΔH=生成物总能量-反应物总能量= E2－E1。
25．(1)负极
(2) 的活泼性比强，
(3)b
(4)
(5) 14
【详解】（1）采用外加电源的阴极保护法，则钢铁闸门连接外接电源的负极，使得闸门做阴极被保护，故锂电池负极接钢铁闸门。
（2）碳钢管中铁为活泼金属，发生电化学腐蚀是因为形成了原电池，其负极的电极反应为铁失去电子被氧化，；锌比铁活泼，破损后形成原电池，做负极反应物发生反应：，使得铁做正极，保护铁不被氧化；
（3）电镀时，镀层金属为阳极，待镀金属为阴极，电解质溶液含有镀层金属离子，“铁钉镀铜”中铜为阳极，铁为阴极，电解质溶液可为硫酸铜；故选b；
（4）电解稀溶液，制备和，则阴极的电极反应为水放电得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子：；
（5）由总反应可知，该蓄电池放电过程中得到电子发生还原反应为正极，发生还原反应的物质是，充电时，锂极为阴极，锂离子得到电子发生还原反应生成锂单质：，外电路中转移了，则阴极产物得到2mol Li，质量为14g。