【突破课堂】第1章 化学反应与能量转化--26版高中同步达标检测卷鲁科版化学选必修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
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密 封 线 内 不 要 答 题
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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　O 16　Na 23　S 32　Cl 35.5　Pb 207。
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.中华传统文化蕴含着丰富的化学知识,下列各项中主要涉及吸热反应的是 (　　)
A.野火烧不尽,春风吹又生　　　　 B.投泥泼水愈光明,烁玉流金见精悍
C.爝火燃回春浩浩,烘炉照破夜沉沉　　　　D.春蚕到死丝方尽,蜡炬成灰泪始干
2.某装置示意图如图,下列说法正确的是(　　)
A.盐桥中阴离子进入CuSO4溶液
B.电流从铜电极流向锌电极
C.负极发生的反应是Zn2++2e- Zn
D.Zn2+既是电极反应物,也是离子导体
3.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
4.为使反应:Cu+2H2O Cu(OH)2+H2↑能够发生,下列设计方案正确的是 (　　)
A.用铜片作负极,石墨电极作正极,氯化钠溶液为电解质溶液构成原电池
B.用铜片作电极,外接直流电源,电解硫酸铜溶液
C.用铜片作阳极,铁片作阴极,电解硫酸钠溶液
D.用铜片作阴、阳电极,电解稀硫酸
5.一定条件下,氢卤酸的能量关系如图所示,下列说法正确的是 (　　)
A.已知HF气体溶于水放热,则HF的ΔH1>0
B.相同条件下,HCl的ΔH2比HBr的小
C.相同条件下,HCl的ΔH3+ΔH4比HI的大
D.气态原子生成1 mol H—X放出a kJ能量,则该条件下ΔH2=-a kJ·mol-1
6.以铁为阳极、铜 为阴极,对足量的NaOH溶液进行电解,电解结束一段时间后得到4 mol Fe(OH)3沉淀,此时消耗水的物质的量共为 (　　)
A.8 mol　　B.9 mol　　C.12 mol　　D.10 mol
7.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
8.某学习小组按如图装置探究金属电化学腐蚀与防护的原理,下列说法不正确的是 (　　)
A.相同条件下,若X溶液为食盐水,K分别连接B、C时,前者铁棒的腐蚀速率更快
B.若X溶液为模拟海水,K未闭合时铁棒上E处表面铁锈较D处和F处多
C.若b为负极,K连接A时,铁棒防腐蚀的方式称为阴极电保护法
D.若X溶液中含有KSCN溶液,可有效提升铁棒腐蚀或防腐的观察效果
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
10.一种成本低、稳定性好的全碱性多硫化物—空气液流二次电池工作时,原理如图所示,下列说法错误的是 (　　)
A.膜a为阳离子交换膜,膜b为阴离子交换膜
B.连接负载时,X极的电极反应式为2-2e-
C.连接电源时,Ⅰ室溶液中Na+数目增加
D.连接电源时,电路中每通过0.5 mol电子,Ⅱ室生成NaOH的质量为20 g
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.钠硫电池作为一种新型化学电源,具有体积小、容量大、寿命长、效率高等优点。其结构与工作原理如图所示,下列说法错误的是 (　　)
A.放电过程中,A极为正极
B.放电过程中,电池总反应为2Na+xS Na2Sx
C.充电过程中,Na+由A极移动到B极
D.充电过程中,外电路中流过0.01 mol电子,阴极材料增重0.23 g
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.电解熔融氯化钠和氯化钙混合盐制备金属钠的装置(剖面侧视图)如图所示。阳极为石墨,阴极为铁环,两极用隔膜隔开。氯气从阳极上方的抽气泵抽出,液态金属钠经铁管流入收集器。下列叙述正确的是(　　)
A.为增强导电性,可将石墨更换为铜棒
B.金属钠的密度小于熔融混合盐的密度,电解得到的钠在上层
C.隔膜为阳离子交换膜,防止生成的氯气和钠重新生成氯化钠
D.电解时阴极的电极反应为Na++e- Na,发生氧化反应,阴极上可能生成少量钙单质
14.一种清洁、低成本的三步法氯碱工艺工作原理的示意图如下。下列说法正确的是 (　　)
A.第一步的阳极反应式为Na0.44MnO2-xe- Na0.44-xMnO2+xNa+
B.第二步所示装置为原电池,工作过程中两电极质量均增大
C.第三步中石墨为阴极,发生还原反应
D.第三步外电路上每转移4 mol电子,电解池中就有4 mol HCl被电解
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+10H++8e- 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KOH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: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　　　　(填“a”或“b”)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.(13分)(1)铅酸蓄电池为常见的二次电池,其原理为Pb+PbO2+2H2SO4 2PbSO4+2H2O。放电时,能量转化形式为　　　　　　　　　　(填“化学能转化为电能”或“电能转化为化学能”),正极的电极反应为　　　　　　　　　　　　　　　,外电路每通过1 mol e-,负极质量
　　　　(填“增加”或“减少”)　　　　g。充电时,原负极应接外接电源的　　　　极。
(2)工业上采用Fe、C为电极电解碱性K2MnO4溶液制备KMnO4。电解时,应以　　　　(填“Fe”或“C”)作阴极,电解时阳极的电极反应式为　　　　　　　　　　　　　　　　,电解过程中阴极附近溶液pH将　　　　(填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)用原电池原理可以除去酸性废水中的三氯乙烯和As,其原理如图所示(导电壳内部为纳米铁)。正极电极反应式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
19.(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闭合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。
20.(14分)利用电极反应可探究物质氧化性、还原性的变化规律。
【查阅资料】　①Fe2+与铁氰化钾溶液反应产生蓝色沉淀。
②氧化还原电对的两种微粒中,电极电势越高,氧化型微粒的氧化性越强;电极电势越低,其还原型微粒的还原性越强。几组电极电势如下表:
氧化还原电对(氧化型/还原型) 标准电极电势(φ /V)
Fe3+/Fe2+ +0.77
I2/I- +0.54
回答下列问题:
(1)利用FeI2和氯水,设计实验证明还原性I->Fe2+,实验如图所示。向10 mL 0.1 mol·L-1 FeI2溶液中滴加几滴氯水,溶液变成黄色,再滴加几滴KSCN溶液,能证明还原性I->Fe2+的现象是　　　　　　　　　　,有关反应的离子方程式为　　　　　　　　　　。
(2)为进一步验证(1)中的结论,设计双液电池的实验装置如图所示。
①电极材料C1、C2均是石墨;请补充装置中乙烧杯所加试剂　　　　　　　　　　　　。
②该实验能证明还原性I->Fe2+,则取左侧烧杯中溶液滴加铁氰化钾溶液,现象为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)有同学认为还可以通过电解反应来证明还原性I->Fe2+,为此设计了如下实验:利用惰性电极电解0.1 mol·L-1的FeI2溶液,探究外界条件对电极反应产物的影响,实验数据如下表所示:
序号 电压/V pH 阳极现象 阴极现象
实验1 1.5 5.5 滴加淀粉溶液显蓝色,滴加KSCN溶液不显红色 无气泡,有银白色金属析出
实验2 3.0 5.5 滴加淀粉溶液显蓝色,滴加KSCN溶液显浅红色 无气泡,有银白色金属析出
实验3 1.5 1.0 滴加淀粉溶液显蓝色,滴加KSCN溶液不显红色 较多气泡,极少量金属析出
①实验1中,阴极反应式为　　　　　　　　　　　　。
②ⅰ.由实验1、2阳极现象差异可得出有关阳极放电规律的结论:　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。
ⅱ.由实验1、3阴极现象的差异可得出有关阴极放电规律的结论:　　　　　　　　　　　　　　　　。
答案全解全析
1.B　B项涉及高温时碳与水蒸气的反应,此反应为吸热反应。。
2.B　该装置为原电池装置,发生的总反应是Zn+Cu2+ Zn2++Cu,Zn为负极,Cu为正极。原电池中阴离子移向负极,所以盐桥中的阴离子移向ZnSO4溶液,A错误;电流从正极流向负极,即从铜电极流向锌电极,B正确;锌是负极,发生的电极反应为Zn-2e- Zn2+,C错误;Zn2+是电极生成物,是离子导体,D错误。
3.C　破坏1 mol B—B键吸收的能量大于破坏1 mol A—A键吸收的能量,则B2比A2稳定,A正确;E1=(2×436+498) kJ·mol-1=1 370 kJ·mol-1,B正确;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。
4.C　Cu+2H2O Cu(OH)2+H2↑不能自发进行,为使该反应能够发生,应该采用电解的方法,铜失去电子作阳极,金属或惰性电极作阴极,溶液中由水电离出的H+放电生成氢气,生成的OH-与Cu2+结合生成Cu(OH)2,所以电解质电离出的阳离子的氧化性应弱于H+,故选C。
5.A　已知HF气体溶于水放热,则其逆过程吸热,即HF的ΔH1>0,A正确;断键吸收能量,则ΔH2>0,相同条件下,HCl比HBr稳定,断裂H—Cl键吸收的能量多,HCl的ΔH2比HBr的大,B错误;ΔH3+ΔH4代表H(g)→H+(aq)的焓变,其大小与氢卤酸的种类无关,C错误;一定条件下,气态原子生成1 mol H—X放出a kJ能量,则断开1 mol H—X生成气态原子吸收a kJ能量,即ΔH2=+a kJ·mol-1,D错误。
6.D　根据铁原子守恒可得关系式:Fe(OH)3~Fe(OH)2,生成4 mol Fe(OH)3需要4 mol Fe(OH)2,铁作电解池阳极,氢氧化钠溶液作电解质溶液,电极反应为Fe+2H2O H2↑+Fe(OH)2,生成4 mol Fe(OH)2需要水的物质的量为8 mol,氢氧化亚铁不稳定,能被氧气氧化成氢氧化铁:4Fe(OH)2+O2+2H2O 4Fe(OH)3,说明4 mol Fe(OH)2生成4 mol Fe(OH)3需要水的物质的量为2 mol,共消耗8 mol+2 mol=10 mol H2O,故选D。
7.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。
8.D　相同条件下,若X溶液为食盐水,K连接B时构成原电池,铁棒为负极,失去电子被腐蚀;锌比铁活泼,K连接C时,铁棒为正极,被保护,故A正确;E处在溶液与空气交界处,易发生腐蚀,E处表面铁锈较D处和F处多,故B正确;若b为负极,K连接A时,铁棒为电解池的阴极,铁棒防腐蚀的方式称为阴极电保护法,故C正确;铁放电生成Fe2+,Fe2+遇KSCN溶液没有明显现象,故D不正确。
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.D　连接负载时,题述装置为原电池,电极X为负极,在负极失去电子发生氧化反应生成,Ⅰ室溶液中钠离子通过阳离子交换膜进入Ⅱ室,电极Y为正极,氧气在正极得电子,发生还原反应生成氢氧根离子,Ⅲ室溶液中氢氧根离子通过阴离子交换膜进入Ⅱ室;连接电源时,题述装置为电解池,电极X为阴极、电极Y为阳极,A、B正确。连接电源时,题述装置为电解池,Ⅱ室溶液中钠离子通过阳离子交换膜进入Ⅰ室,Ⅰ室溶液中钠离子数目增加,C正确。连接电源时,Ⅱ室溶液中钠离子通过阳离子交换膜进入Ⅰ室,氢氧根离子通过阴离子交换膜进入Ⅲ室,Ⅱ室没有氢氧化钠生成,D错误。
11.AC　由题图可知,充电时,A接电源的负极,所以放电时,A极为原电池负极,故A错误;放电过程中,钠在负极失电子,变成钠离子,Na+移向正极,在正极生成Na2Sx,电池总反应为2Na+xS Na2Sx,故B正确;充电过程中,Na+移向阴极,即由B极移动到A极,故C错误;充电过程中,外电路中流过0.01 mol电子,有0.01 mol Na+转化成钠单质,所以阴极材料增重0.23 g,故D正确。
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;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,故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.B　该装置为电解池,石墨为阳极,阳极电极反应:2Cl--2e- Cl2↑;铁环为阴极,阴极电极反应为Na++e- Na,钙离子的氧化性强于Na+,故阴极上可能生成少量钙,Cl-通过隔膜移至阳极,在阳极Cl-放电产生Cl2,隔膜应该为阴离子交换膜。将石墨更换为铜棒作阳极,铜会发生氧化反应,A项错误;由题图可知,金属钠在上部收集,所以钠的密度小于熔融混合盐的密度,电解得到的钠在上层,B项正确;隔膜为阴离子交换膜,C项错误;钠离子得到电子,发生还原反应,D项错误。
14.AB　第一步中Na0.44MnO2为阳极,阳极电极反应为Na0.44MnO2-xe- Na0.44-xMnO2+xNa+,故A正确;第二步所示装置为原电池,Na0.44-xMnO2为正极,电极反应为Na0.44-xMnO2+xNa++xe- Na0.44MnO2,Ag为负极,电极反应为Ag+Cl--e- AgCl,工作过程中两电极质量均增大,故B正确;第三步中石墨为阳极,发生氧化反应,故C错误;第三步为电解池,阴极电极反应为AgCl+e- Ag+Cl-,石墨为阳极,电极反应为2Cl--2e- Cl2↑,所以溶液中HCl浓度保持不变,故D错误。
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+10H++8e- 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(3分)
(5)ΔH1=ΔH2<ΔH3
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)用量筒量取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、KOH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可表示为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)化学能转化为电能(1分)　PbO2+2e-+S+4H+ PbSO4+2H2O　增加(1分)　48　负(1分)
(2)Fe(1分)　Mn-e- Mn　增大(1分)
(3)C2HCl3+8e-+5H+ C2H6+3Cl-
解析　(1)铅酸蓄电池为可充电电池,放电时为原电池,将化学能转化为电能;放电时,PbO2为正极,得电子发生还原反应,电极反应式为PbO2+2e-+S+4H+ PbSO4+2H2O,Pb为负极,电极反应式为Pb-2e-+S PbSO4,外电路每通过1 mol e-,负极增加的质量为0.5 mol S的质量,即0.5 mol×96 g/mol=48 g;充电时为电解池,原负极应接外接电源的负极。
(2)电解时,K2MnO4→KMnO4,Mn元素化合价升高,K2MnO4在阳极被氧化,阳极应为C,Fe为阴极;电解时,阳极的电极反应式为Mn-e- Mn,阴极的电极反应式为2H2O+2e- H2↑+2OH-,因此阴极附近溶液pH将会增大。
(3)根据题图可知,纳米铁为负极,四氧化三铁为正极,正极上C2HCl3得电子生成C2H6,则正极的电极反应式为C2HCl3+8e-+5H+ C2H6+3Cl-。
19.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闭合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。
20.答案　(每空2分)(1)溶液不变红　Cl2+2I- I2+2Cl-
(2)①0.2 mol·L-1KI溶液(其他合理答案也可)　②产生蓝色沉淀
(3)①Fe2++2e- Fe　②ⅰ.其他条件相同,若电压较低,阳极上只有I-放电,产物为I2,若电压较高,阳极上I-、Fe2+都放电,产物为I2和Fe3+　ⅱ.其他条件相同,pH小时,H+放电、Fe2+几乎不放电,pH大时,Fe2+放电,H+不放电
解析　(1)向10 mL 0.1 mol·L-1 FeI2溶液中滴加几滴氯水,溶液变成黄色,再滴加几滴KSCN溶液,能证明还原性I->Fe2+的现象是溶液不变红,有关反应的离子方程式为Cl2+2I- I2+2Cl-。
(2)①为进一步验证(1)中的结论,甲烧杯中加入了0.1 mol·L-1的FeCl3溶液,则乙烧杯中应加入含I-的浓度为0.2 mol·L-1的溶液,可加入0.2 mol·L-1的KI溶液;②证明甲烧杯中生成了Fe2+即可证明(1)中的结论。
(3)①实验1中阴极现象为无气泡,有银白色金属析出,即生成了铁单质,阴极的电极反应为Fe2++2e- Fe。②ⅰ.实验1和实验2的pH相同,造成实验现象不同的原因是电压不同。其他条件相同,电压较低时,阳极上只有I-放电,产物为I2,电压较高时,阳极上I-、Fe2+都放电,产物为I2和Fe3+。ⅱ.对比实验1、3可知,在电压相同的条件下,溶液pH较大时,只有Fe2+在阴极上得到电子发生还原反应生成Fe,溶液pH较小时,H+在阴极放电,Fe2+几乎不放电。