第1章 化学反应与能量转化 测评卷-《精讲精练》26版高中同步新教材化学鲁科版（2019）选必修1

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密 ○ 封 ○ 装 ○ 订 ○ 线 密 ○ 封 ○ 装 ○ 订 ○ 线
密 封 线 内 不 要 答 题
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姓名 班级 考号
密 ○ 封 ○ 装 ○ 订 ○ 线 密 ○ 封 ○ 装 ○ 订 ○ 线
密 封 线 内 不 要 答 题
)
第1章　化学反应与能量转化
注意事项
1.全卷满分100分。考试用时90分钟。
2.可能用到的相对原子质量:H 1　C 12　N 14　O 16　Na 23　Cl 35.5Fe 56　Ni 59　Cu 64　Zn 65。
一、选择题(本题共10小题,每小题2分,共20分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.化学改变了生产、生活,推动了社会的进步和科技的发展。下列说法正确的是 (　　)
A.采用外加电流阴极保护法保护金属,阳极不能为惰性电极
B.离子交换膜在现代工业中应用广泛,氯碱工业使用阴离子交换膜
C.铁管镀锌层局部破损后,铁管仍不易生锈
D.常温常压下,氢氧燃料电池放电过程中消耗11.2 L H2,转移电子的数目为6.02×1023
2.已知:①破坏1 mol A—A键、1 mol B—B键、1 mol A—B键分别需要吸收436 kJ、498 kJ、463 kJ的能量;②反应2A2(g)+B2(g) 2A2B(g)的能量变化如图所示。下列说法中错误的是 (　　)
A.体系中B2比A2稳定　　　　B.E1=1 370 kJ·mol-1
C.ΔH=+482 kJ·mol-1　　　　D.该反应是放热反应
3.MOF衍生碳纳米棒封装的氧化铋催化剂对CO2电化学法制取HCOOH具有快速高效的选择性,其原理如图所示。下列有关说法正确的是 (　　)
A.该方法可有效消除CO2对大气造成的污染
B.该电极应与电源的正极相连
C.该电极反应为CO2-2e-+2H+ HCOOH
D.选择使用其他催化剂可能得到HCHO、CH3OH等产物
4.下列各装置能达到相应实验目的的是 (　　)
　　　　
　　　　
A.图甲:中和反应反应热的测定
B.图乙:该装置是双液铜锌原电池
C.图丙:在铁制品表面镀铜
D.图丁:制备Fe(OH)2并能较长时间观察其颜色
5.已知氢气的摩尔燃烧焓为-285.8 kJ·mol-1,以太阳能为热源分解Fe3O4,经热化学铁氧化合物循环分解水制H2的历程如图。下列说法错误的是 (　　)
过程Ⅰ:Fe3O4(s) 3FeO(s)+O2(g)　ΔH=+156.6 kJ·mol-1
过程Ⅱ:…
A.该过程总反应为2H2O(l) 2H2(g)+O2(g)　ΔH=+571.6 kJ·mol-1
B.铁氧化合物循环制H2具有成本低、产物易分离等优点
C.过程Ⅱ热化学方程式为3FeO(s)+H2O(l) H2(g)+Fe3O4(s)　ΔH=+129.2 kJ·mol-1
D.该过程能量转化形式是太阳能→化学能→热能
6.如图是我国一项电解制备金属锂的新方法发明专利装置示意图。下列说法不正确的是 (　　)
A.电极B的电势比电极C高
B.理论上该装置不需要补充电解质LiCl
C.电极B上氯离子和碳酸根离子放电
D.A区避免熔融碳酸锂对设备的腐蚀且减少了环境污染
7.一种Al-PbO2电池通过X和Y两种离子交换膜隔成M、R、N三个区域,三个区域的电解质分别为Na2SO4、H2SO4、NaOH中的一种,结构如图。下列说法错误的是 (　　)
A.a>b
B.M区电解质为NaOH
C.电池工作时R区域的电解质浓度逐渐增大
D.电池工作时,正极的电极反应为PbO2+2e-+4H+ Pb2++2H2O
8.吸附了氢气的碳纳米管等材料制作的二次电池原理如图所示,下列说法正确的是 (　　)
A.充电时,阴极的电极反应为Ni(OH)2+OH--e- NiO(OH)+H2O
B.放电时,负极的电极反应为H2-2e-+2OH- 2H2O
C.放电时,OH-移向镍电极
D.充电时,将电池的碳电极与外接电源的正极相连
9.生产硝酸钙的工业废水常含有NH4NO3,可用电解法净化。其工作原理如图所示(阳膜、阴膜分别只允许阳离子和阴离子通过)。下列有关说法正确的是 (　　)
A.a极为电源正极,b极为电源负极
B.装置工作时电子由b极流出,经导线、电解槽流入a极
C.Ⅰ室和Ⅲ室最终均能得到副产品NH4NO3
D.阴极电极反应为2N+12H++10e- N2↑+6H2O
10.某新型电池的工作原理如图所示,已知电池放电时的反应为Na1-xMnO2+NaxCn NaMnO2+nC(反应前后C的化合价不变)。下列说法错误的是 (　　)
A.电极M是电池的正极
B.电池的负极发生反应Na-e- Na+
C.电池工作时,Na+移向电极M
D.电池工作时,电流由电极M经负载流向电极N
二、选择题(本题共5小题,每小题4分,共20分。每小题有一个或两个选项符合题意,全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
11.已知:几种物质之间的能量关系如图所示,下列说法中正确的是 (　　)
A.使用合适的催化剂,不能改变反应的焓变
B.(g)+H2(g) (g)　ΔH=+28.7 kJ·mol-1
C.(g)+H2(g) (g)中,热能转化为产物的内能
D.(g)+H2(g) (g),反应物的总能量低于生成物的总能量
12.用CH4催化还原NOx,可以消除氮氧化物的污染。已知:
①CH4(g)+4NO2(g) 4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)　ΔH=-574 kJ·mol-1
②CH4(g)+4NO(g) 2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)　ΔH=-1 160 kJ·mol-1
下列说法不正确的是 (　　)
A.若标准状况下4.48 L CH4与一定量NO2完全反应生成N2、CO2和水蒸气,放出的热量为173.4 kJ
B.由反应①可推知:CH4(g)+4NO2(g) 4NO(g)+CO2(g)+2H2O(l)　ΔH<-574 kJ·mol-1
C.反应①②中,相同物质的量的CH4发生反应,转移的电子数相同
D.反应②中当4.48 L CH4反应完全时转移的电子为1.60 mol
13.科研人员发现利用低温固体质子导体作电解质,催化合成NH3,与传统的热催化合成氨相比,催化效率较高。其合成原理如图甲所示,其他条件不变,电源电压改变与生成NH3速率的关系如图乙所示。下列说法不正确的是 (　　)
　
A.Pt-C电极是该合成氨装置的阴极
B.Pt-C3N4电极出口处混合气体中可能含有H2、N2、NH3
C.若H2的进、出口流量差为22.4 L/min(标准状况),则固体质子导体中H+的流速为1 mol/min
D.当电压高于1.2 V时,随电压升高,H+在阴极放电生成H2的速率加快
14.世界某著名学术刊物介绍了一种新型中温全瓷铁—空气电池,其结构如图所示。下列有关该电池放电时的说法正确的是 (　　)
A.O2-由b极移向a极
B.正极的电极反应式为FeOx+2xe- Fe+xO2-
C.若有22.4 L(标准状况)空气参与反应,则电路中有0.14 mol电子转移
D.铁表面发生的反应为xH2O(g)+Fe FeOx+xH2
15.利用小粒径零价铁(ZVI)的电化学腐蚀处理三氯乙烯(C2HCl3)进行水体修复的过程如图所示。H+、O2、N等粒子的存在会影响水体修复效果,设单位时间内ZVI释放电子的物质的量为nt,其中用于有效腐蚀的电子的物质的量为ne。下列说法不正确的是 (　　)
A.增大单位体积水体中ZVI的投入量,可使nt增大
B.反应①在负极发生,反应②③④在正极发生
C.单位时间内,三氯乙烯脱去a mol氯原子时,ne=a mol
D.反应④为N+3H2O
三、非选择题(本题共5小题,共60分)
16.(11分)某实验小组用100 mL 0.50 mol·L-1 NaOH溶液与60 mL 0.50 mol·L-1硫酸溶液进行中和反应反应热的测定,装置如图所示。回答下列问题:
(1)若实验共需要400 mL NaOH溶液,实验室在配制该溶液时,需要称量NaOH固体　　　g。
(2)图中装置缺少的仪器是　　　　　　。
(3)硫酸稍过量的原因是　　　　　　　。
(4)上述实验测得中和反应反应热的绝对值小于57.3 kJ·mol-1,产生偏差的原因可能是　　　　(填字母)。
A.用量筒量取NaOH溶液时仰视读数
B.为了使反应充分,向酸溶液中分次加入碱溶液
C.实验装置保温隔热效果差
D.用铜丝代替玻璃搅拌器搅拌
(5)现将一定量的稀NaOH溶液、稀Ca(OH)2溶液、稀氨水分别和1 L 1 mol·L-1的稀盐酸恰好完全反应,其反应热分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3,则ΔH1、ΔH2、ΔH3的大小关系为　　　　　　。
17.(10分)甲醇(CH3OH)的合成与应用具有广阔的发展前景。合成甲醇的部分工艺流程为:原料气→预热装置→合成反应器→甲醇。
(1)甲烷与水蒸气反应制备合成甲醇的原料气CO、CO2和H2。
①CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)　ΔH=+206.2 kJ·mol-1
②CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)　ΔH=-41.0 kJ·mol-1
甲烷与水蒸气反应生成CO2和H2的热化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)在催化剂的作用下,200~300 ℃时,合成反应器内发生反应:
ⅰ.CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)　ΔH<0
ⅱ.CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)　ΔH<0
①一段时间内,记录合成反应器出、入口样品的温度,数据如图1所示。曲线　　　　表示合成反应器出口样品的温度变化。
②在催化剂的作用下,200~300 ℃时,合成反应器中有少量的副反应,会生成二甲醚(CH3OCH3)、甲酸甲酯等。CO和H2反应生成二甲醚的化学方程式是　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)图2为甲醇燃料电池的示意图。
负极的电极反应为　　　　　　　　　　　　　　;
正极的电极反应为　　　　　　　　　　　　　　。
图1　图2
18.(15分)钢铁工业是国家工业的基础,钢铁生锈现象却随处可见,为此每年国家损失大量资金。请回答钢铁腐蚀与防护过程中的有关问题。
(1)钢铁的电化学腐蚀原理如图所示:
①写出石墨电极的电极反应式:　　　　　　　　　。
②将该装置作简单修改即可成为钢铁电化学防护的装置,请在图中虚线框内所示位置作出修改,并用箭头标出导线中电子流动方向。
③写出修改后石墨电极的电极反应式:　　　　　　　　。
(2)在实际生产中,可在铁件的表面镀铜防止铁被腐蚀。原理如图:
①铜为　　　(填“A”或“B”)极,B电极的电极反应式为　　　　　　　　　。
②若电镀前铁件、铜的质量相同,电镀完成后将它们取出,洗净、烘干、称量,二者质量差为5.12 g,则电镀时电路中通过的电子为　　　　mol。
19.(12分)钠硫电池以熔融金属钠和熔融硫、多硫化钠(Na2Sx)分别作为两个电极的反应物,固体Al2O3陶瓷(可传导Na+)为电解质,其反应原理如图:
(1)放电时,电极A为　　　极,电极B上发生　　　　(填“氧化”或“还原”)反应。
(2)充电时,总反应为Na2Sx 2Na+xS,则阳极的电极反应式为　　　　　　　　　。
(3)若把钠硫电池作为电源,电解槽内装有KI-淀粉溶液,如图所示,槽中间用阴离子交换膜隔开。通电一段时间后,发现左侧溶液变蓝色,一段时间后,蓝色逐渐变浅。则右侧发生的电极反应为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;
试分析左侧溶液蓝色逐渐变浅的可能原因:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
20.(12分)高锰酸钾(KMnO4)和过氧化氢(H2O2)都是常见的消毒试剂,在日常生活和工业生产中都有广泛的应用。回答下列问题:
(1)现有如图所示电池:
①关闭K,电流表指针发生偏转。写出A电极的电极反应:　　　　　　　　　　　　　,反应后B电极附近溶液的pH　　　　(填“增大”“减小”或“不变”)。
②电子　　　　　　　　(填“从A电极流向B电极”或“从B电极流向A电极”)。
(2)某化学兴趣小组为了探究KMnO4与H2O2的氧化性强弱,设计了如图实验装置:
①当闭合K时,检流计指针向左偏转,甲烧杯中溶液颜色逐渐变浅,则石墨电极a上发生　　　　(填“氧化”或“还原”)反应,石墨电极b上发生的电极反应为　　　　　　　　　　　　　。
②反应一段时间后,向甲烧杯中滴加KOH溶液,同时向乙烧杯中滴加硫酸溶液,发现检流计指针向左偏转角度逐渐减小,最后向右偏转,说明KMnO4与H2O2的氧化性强弱与　　　　　　　　　　有关。
答案与解析
1.C 2.C 3.D 4.D 5.D 6.C 7.D 8.B
9.A 10.B 11.AB 12.D 13.AC 14.D 15.BC
1.C　采用外加电流阴极保护法保护金属,被保护金属与直流电源负极相连,作阴极,阳极可以是惰性电极,A错误;氯碱工业中的离子交换膜只能允许H+、Na+通过,不允许Cl-、OH-通过,不能用阴离子交换膜,B错误;铁管镀锌层破损后,在形成原电池时,锌作原电池的负极,铁作原电池的正极被保护,铁管不易生锈,C正确;气体所处状况为常温常压,不能用Vm=22.4 L/mol计算H2的物质的量,D错误。
2.C　破坏B—B键吸收的能量大于破坏A—A键吸收的能量,则B2比A2稳定,A正确;E1表示断开反应物中化学键所吸收的能量,则E1=(2×436+498) kJ·mol-1=1 370 kJ·mol-1,B正确;E2表示形成生成物中化学键所放出的能量,则E2=2×2×463 kJ·mol-1=1 852 kJ·mol-1,ΔH=E1-E2=(1 370-1 852) kJ·mol-1=-482 kJ·mol-1,C错误;反应物的总能量高于生成物的总能量,所以该反应是放热反应,D正确。
3.D　二氧化碳不属于大气污染物,故A错误;根据图示可知,该电极上CO2转化为HCOOH,HCOOH中C元素的化合价为+2价,碳元素化合价由+4价变为+2价,化合价降低,得电子,发生还原反应,若该装置为电解池,该电极为阴极,应与电源的负极相连,故B错误;根据B项分析,在该电极上二氧化碳得电子,发生还原反应转化为HCOOH,故C错误;不同的催化剂对反应的选择性不同,若选择使用其他催化剂可能得到HCHO、CH3OH等产物,故D正确。
4.D　图甲中缺少玻璃搅拌器,且热量易散失,不能达到实验目的,A错误;图乙所示装置,反应过程中Zn会直接与硫酸铜溶液反应,应将锌电极与铜电极互换位置,B错误;在铁表面镀铜,图丙中铁应作阴极,C错误;Fe与电源正极相连,为阳极,电极反应式为Fe-2e-+2OH- Fe(OH)2,C棒为阴极,电极反应式为2H2O+2e- H2↑+2OH-,煤油可以隔绝空气,防止Fe(OH)2被氧化,故可制备Fe(OH)2并能较长时间观察其颜色,D正确。
5.D　根据图示可知,该过程总反应为2H2O 2H2+O2,已知氢气的摩尔燃烧焓为-285.8 kJ·mol-1,热化学方程式为H2(g)+O2(g) H2O(l)　ΔH=-285.8 kJ·mol-1,则该过程总反应的热化学方程式为2H2O(l) 2H2(g)+O2(g)　ΔH=+571.6 kJ·mol-1,A正确;铁氧化合物循环制H2以太阳能为热源,以Fe3O4和水为原料,氢气和氧气分步生成,具有成本低、产物易分离的优点,B正确;由A项分析可知,2H2O(l) 2H2(g)+O2(g)　ΔH=+571.6 kJ·mol-1①,过程Ⅰ的热化学方程式为Fe3O4(s) 3FeO(s)+O2(g)　ΔH=+156.6 kJ·mol-1②,过程Ⅱ的化学方程式为3FeO(s)+H2O(l) H2(g)+Fe3O4(s),根据盖斯定律,将①×-②,可得过程Ⅱ的热化学方程式为3FeO(s)+H2O(l) H2(g)+Fe3O4(s)　ΔH=+129.2 kJ·mol-1,C正确;该过程中能量转化形式是太阳能→热能→化学能,D错误。
6.C　电极C为阴极,电极B为阳极,电解池中阳极接电源正极,正极电势比负极高,所以电极B的电势比电极C的电势高,A正确;阳极上Cl-放电生成Cl2,阴极上Li+放电生成Li,阳极产生的氯气与碳酸锂反应生成氯化锂,故理论上该装置不需要补充电解质LiCl,B正确;电极B上氯离子放电,碳酸根离子不放电,C错误;阳极产生的氯气与碳酸锂反应生成氯化锂、氧气和二氧化碳,避免熔融碳酸锂对设备的腐蚀且减少了环境污染,D正确。
7.D　由题图知,铝失去电子发生氧化反应,为负极,则PbO2极为正极;正极反应为PbO2+2e-+4H++S PbSO4+2H2O,反应消耗硫酸,硫酸浓度减小,故a>b,A正确、D错误;电池工作时,负极反应为Al-3e-+4OH- [Al(OH)4]-,M区电解质为NaOH,B正确;电池工作时,M区Na+、N区S均向R区迁移,R区电解质Na2SO4浓度逐渐增大,C正确。
8.B　放电时,碳电极为负极,镍电极为正极;充电时,碳电极为阴极,镍电极为阳极。充电时,阴极的电极反应为2H2O+2e- H2↑+2OH-,A错误;放电时,负极的电极反应为H2-2e-+2OH- 2H2O,B正确;放电时,OH-移向负极,即移向碳电极,C错误;充电时,将电池的碳电极(阴极)与外接电源的负极相连,D错误。
9.A　由题意并结合题图可知,Ⅱ室中的N通过阴膜进入Ⅰ室,N通过阳膜进入Ⅲ室,则左边石墨电极是阳极,a极为电源正极,右边石墨电极是阴极,b极为电源负极,故A正确;装置工作时电子由b极流出,经导线流向阴极,电子从阳极流出,经导线流向a极,电子不能通过电解质溶液,故B错误;阳极上H2O失去电子生成O2和H+,Ⅰ室得到较浓硝酸,阴极上H2O得到电子生成H2和OH-,Ⅲ室得到较浓氨水,故C错误,D错误。
10.B　由电池总反应可知,放电时,M电极的电极反应为Na1-xMnO2+xe-+xNa+ NaMnO2,为还原反应,则电极M是电池的正极,故A正确;放电时,N电极为电池的负极,电极反应为NaxCn-xe- xNa++nC,故B错误;电极M是正极,电极N是负极,电池工作时,Na+移向电极M,故C正确;电极M是正极,电极N是负极,电池工作时,电流由电极M经负载流向电极N,故D正确。
11.AB　催化剂不改变反应的焓变,A正确;(g)+H2(g) (g)　ΔH=237.1 kJ·mol-1-208.4 kJ·mol-1=+28.7 kJ·mol-1,B正确;(g)+H2(g) (g)　ΔH=119.6 kJ·mol-1-237.1 kJ·mol-1=-117.5 kJ·mol-1,该反应为放热反应,化学能转化为热能,C错误;(g)+H2(g) (g)　ΔH=-119.6 kJ·mol-1,该反应为放热反应,反应物的总能量高于生成物的总能量,D错误。
12.D　根据盖斯定律,(①+②)×得:CH4(g)+2NO2(g) N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)　ΔH=-867 kJ·mol-1,标准状况下4.48 L CH4的物质的量为0.2 mol,发生以上反应放出的热量为0.2 mol×867 kJ·mol-1=173.4 kJ,A正确;由于液态水转化为气态水需要吸收热量,所以生成液态水的反应放出的热量多,放热越多,ΔH越小,即目标反应的ΔH<-574 kJ·mol-1,B正确;反应①②中CH4均转化为CO2和H2O,相同物质的量的CH4发生反应,转移的电子数相同,C正确;因为没有指明气体所处的状况,则4.48 L CH4的物质的量无法计算,转移电子数也无法计算,D错误。
13.AC　Pt-C电极上H2失去电子,电极反应式为H2-2e- 2H+,Pt-C电极为阳极,A错误;Pt-C3N4电极为阴极,发生反应N2+6e-+6H+ 2NH3,还可能存在反应2H++2e- H2↑,故Pt-C3N4电极出口处混合气体中可能含有H2、N2(未反应完的)、NH3,B正确;若H2的进、出口流量差为22.4 L/min(标准状况),即1 mol/min,则反应生成H+2 mol/min,故固体质子导体中氢离子的流速为2 mol/min,C错误;由图乙可知,当电压高于1.2 V时,随电压升高,氨气生成速率变慢,说明副反应H+得电子生成H2的速率加快,D正确。
14.D　由新型中温全瓷铁—空气电池的装置图可知,a极通入空气,氧气在a极得电子发生还原反应,为正极,铁与H2O(g)反应生成氢气,氢气在b极失电子发生氧化反应,b极为负极。原电池中,阴离子向负极移动,O2-由a极移向b极,故A错误;在a极氧气得电子发生还原反应,电极反应式为O2+4e- 2O2-,故B错误;标准状况下,22.4 L空气中含有氧气约为0.2 mol,电路中约转移0.8 mol电子,故C错误;由装置图可知,铁表面发生的反应为xH2O(g)+Fe FeOx+xH2,故D正确。
15.BC　增大单位体积水体中ZVI的投入量,可以增大ZVI和正极的接触面积,加快ZVI释放电子的速率,可使nt增大,A正确;由修复过程示意图中反应前后元素化合价变化可知,反应①②③④均为得电子的反应,所以①②③④都应在正极发生,B错误;C2HCl3中C的化合价为+1价,乙烯中C的化合价为-2价,1 mol C2HCl3转化为1 mol C2H4时,得到6 mol电子,脱去3 mol氯原子,所以脱去a mol Cl时ne=2a mol,C错误;根据示意图及N元素的化合价变化可写出④的电极反应式为N+3H2O,D正确。
16.答案　(除标注外,每空2分)(1)10.0　
(2)玻璃搅拌器　
(3)使NaOH充分反应,减小实验误差
(4)BCD　
(5)ΔH1=ΔH2<ΔH3(3分)
解析　(1)实验室中没有400 mL容量瓶,实际应配制500 mL NaOH溶液,所需m(NaOH)=0.50 mol·L-1×0.5 L×40 g·mol-1=10.0 g。
(2)为减少热量损失,需缩短反应时间,需用玻璃搅拌器进行搅拌。
(3)为确保NaOH完全反应,减小实验误差,硫酸需要过量。
(4)量取NaOH溶液时仰视读数,量取的NaOH溶液体积偏大,反应放出的热量偏多,测得的中和反应反应热的绝对值偏大,A不符合题意;向酸溶液中分次加入碱溶液、实验装置保温隔热效果差、用铜丝代替玻璃搅拌器搅拌,均会造成热量散失较多,测得中和反应反应热的绝对值偏小,故B、C、D符合题意。
(5)NaOH、Ca(OH)2均为强碱,二者的稀溶液分别与1 L 1 mol·L-1的稀盐酸恰好完全反应的热化学方程式均为H+(aq)+OH-(aq) H2O(l)　ΔH,则ΔH1=ΔH2;而NH3·H2O电离需要吸收热量,稀氨水与1 L 1 mol·L-1稀盐酸恰好完全反应放出热量较少,即ΔH3较大,则ΔH1、ΔH2、ΔH3的大小关系为ΔH1=ΔH2<ΔH3。
17.答案　(每空2分)(1)CH4(g)+2H2O(g) CO2(g)+4H2(g)　ΔH=+165.2 kJ·mol-1　(2)①a　②2CO+4H2CH3OCH3+H2O　(3)2CH3OH-12e-+2H2O 2CO2↑+12H+　3O2+12e-+12H+ 6H2O
解析　(1)①CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)　ΔH=+206.2 kJ·mol-1,②CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)　ΔH=-41.0 kJ·mol-1,根据盖斯定律,将①+②得甲烷与水蒸气反应生成CO2和H2的热化学方程式:CH4(g)+2H2O(g) CO2(g)+4H2(g)　ΔH=+165.2 kJ·mol-1。(2)①反应ⅰ、反应ⅱ均为放热反应,出口样品的温度必高于入口样品的温度,故曲线a表示出口样品的温度变化。②CO与H2在催化剂、200~300 ℃条件下反应生成二甲醚,反应的化学方程式为2CO+4H2 CH3OCH3+H2O。(3)负极上可燃物甲醇失去电子生成二氧化碳,电极反应为2CH3OH-12e-+2H2O 2CO2↑+12H+,正极上氧气得到电子生成水,电极反应为3O2+12e-+12H+ 6H2O。
18.答案　(除标注外,每空2分)(1)①O2+4e-+2H2O 4OH-
②(4分)
③2Cl--2e- Cl2↑
(2)①A　Cu2++2e- Cu
②0.08(3分)
解析　(1)①在中性溶液中钢铁发生吸氧腐蚀,正极电极反应式为O2+4e-+2H2O 4OH-。②将虚线框中改为直流电源,这属于外加电流阴极保护法,外加电源后石墨电极为阳极。③阳极上氯离子失电子生成氯气。
(2)①在铁件表面镀铜,需将铁件作阴极、铜作阳极;阴极电极反应式为Cu2++2e- Cu。②当析出1 mol铜时两电极的质量差为128 g,转移2 mol电子,当质量差为5.12 g,电路中通过的电子为0.08 mol。
19.答案　(除标注外,每空2分)(1)负　还原　(2)-2e- xS　(3)2H2O+2e- H2↑+2OH-　右侧溶液中生成的OH-通过阴离子交换膜进入左侧溶液,并与左侧溶液中的I2反应(4分)
解析　(1)放电时,Na发生氧化反应,电极A为负极,电极B为正极,电极B发生还原反应。(2)由充电时总反应可知,阳极反应式为-2e- xS。(3)根据题给信息可知,左侧溶液变蓝色,生成I2,左侧电极为阳极,电极反应式为2I--2e- I2,右侧电极为阴极,电极反应式为2H2O+2e- H2↑+2OH-,右侧溶液中生成的OH-通过阴离子交换膜进入左侧溶液,发生反应:3I2+6OH- I+5I-+3H2O,左侧溶液蓝色变浅。
20.答案　(每空2分)(1)①Al+4OH--3e- [Al(OH)4]-　增大　②从A电极流向B电极
(2)①还原　H-2e-+OH- O2↑+H2O　②溶液的酸碱性
解析　(1)①关闭K,形成原电池,Al在负极发生氧化反应,碱性条件下电极反应为Al+4OH--3e- [Al(OH)4]-;B电极为正极,电极反应为H+2e-+H2O 3OH-,c(OH-)增大,则B电极附近溶液的pH增大。②电池工作时,电子从负极(A电极)流出经外电路流向正极(B电极)。
(2)①根据闭合K,检流计指针向左偏转,甲烧杯中溶液颜色逐渐变浅,可知甲烧杯中KMnO4发生还原反应生成Mn2+,则石墨电极b为负极,H发生氧化反应生成O2,其电极反应为H-2e-+OH- O2↑+H2O。②向甲烧杯中滴加KOH溶液,同时向乙烧杯中滴加硫酸溶液,根据检流计指针的变化可知,正、负极互换,说明KMnO4与H2O2的氧化性强弱与溶液的酸碱性有关。