第1章 化学反应与能量转化 测试题 2023-2024学年高二上学期化学鲁科版（2019）选择性必修1

第1章 化学反应与能量转化 测试题 一、选择题 1．下列说法正确的是 A．电解水时，加入NaCl是为了增强溶液的导电性 B．利用“外加电流的阴极保护法”时，被保护的铁连接电源负极 C．“牺牲阳极的阴极保护法”利用了电解池原理 D．精炼铜时，阴极发生电极反应：Cu—2e—=Cu2+ 2．电池结构如图所示，a和b为两个电极，其中之一为单质钾片。关于该电池，下列说法错误的是 A．隔膜允许通过，不允许通过 B．放电时，电流由b电极沿导线流向a电极 C．产生电量时，生成的质量与消耗的质量比值约为2.22 D．用此电池为铅酸蓄电池充电，消耗钾时，有的离子从b跨隔膜移向a 3．处理废水中氨氮的电解装置如图1所示，向溶液中加入NaCl，测得氨氮氧化速率及去除时间如图2所示： 已知：水在阳极表面会生成具有强氧化性的羟基自由基(·OH)，会将氨氮转化为。 下列说法正确的是 A．二氧化铅阳极应与电源负极相连 B．未加入时，氨气与·OH发生反应而被除去，反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为1：3 C．加入时，阳极会发生反应溶液中会发生反应 D．利用该装置的原理可将废水中的除去 4．自由基因为不能稳定存在往往化学性质不稳定，羟基自由基(·OH)有极强的氧化性。如图是一种能将苯酚氧化为和的原电池-电解池组合装置。下列说法错误的是 A．a电极的电极反应式： B．d极区的化学方程式为 C．系统工作时，电流由b极经III、II、I室流向a极 D．系统工作时，每转移消耗1 mol苯酚 5．双极膜(CM/AM)在电场作用下能将水解离为H+和OH-，用双极膜电解槽电解糠醛()溶液制备糠醇()和糠酸盐()时，MnO2/MnOOH在电极与糠醛之间传递电子，电解过程如图所示。下列说法错误的是 A．通电时双极膜将水解离出的向电极方向移动 B．接直流电源负极，糠醛在阴极表面得到电子被还原为糠醇 C．生成糠酸盐的反应为+MnO2+OH-=+MnOOH D．电解时，阳极的反应为 6．某种熔融碳酸盐燃料电池以为电解质，以为燃料时，该电池工作原理如图。下列说法正确的是 A．a为或，b为 B．Y电极的电极反应式为 C．电池工作时，熔融碳酸盐只起到导电的作用 D．向正极移动 7．室温下，用惰性电极电解下列物质的饱和溶液，其pH增大的是 A．NaOH B．NaCl C．AgNO3 D．K2SO4 8．我国科技工作者利用水热法制备了六方钴纳米片(hcp—Co)，可应用于高效电催化NO的还原。下列说法错误的是 A．六方钴纳米片有利于NO分子的活化 B．负极的电极反应为： C．理论上每消耗1mol Zn，可放出8.96L D．该过程的总反应为： 9．下列所加的物质属于催化剂的是 A．电解水制氢气时，加入少量的Na2SO4 B．纯锌与硫酸反应制氢气时，滴入少量硫酸铜 C．实验室用浓盐酸制氯气时，需加入MnO2固体 D．利用H2O2水溶液制氧气时，加入少量的MnO2固体 10．用锌片、铜片和硫酸溶液组成的原电池，负极上发生的电极反应是 A．2H++2e-=H2↑ B．Zn-2e-=Zn2+ C．2H2O+O2+4e-=4OH- D．Cu-2e-=Cu2+ 11．下列对古诗文涉及的化学知识判断正确的是 A．《周礼》记载“煤饼烧蛎房成灰”(蛎房主要成分为CaCO3)，蛎房发生了吸热反应 B．古文说“冰，水为之，而寒于水”说明等量的水和冰相比，冰的能量更高 C．“白日登山望烽火，黄昏饮马傍交河”包含的是吸热反应 D．“欲渡黄河冰塞川，将登太行雪满山”中描述的黄河水结冰是放热反应 12．某小组为测定NaCl晶体中离子键断裂时所需要的能量(△H4)，设计了如图所示的转化关系，则△H4可表示为 A．△H1+△H2-△H3-△H5+△H6 B．△H1+△H2+△H3-△H5+△H6 C．△H1+△H2+△H3-△H5-△H6 D．△H3+△H5-△H1-△H2-△H6 13．某反应的能量变化如图所示，下列说法正确的是 A．反应物的总能量大于生成物总能量 B．反应的 C．该反应需加热才能发生 D．该反应伴随着能量的吸收 14．依据如图判断，下列说法正确的是 A．氢气的燃烧热∆H=-241.8kJ/mol B．H2O(g)生成H2O(l)时，断键吸收的能量小于成键放出的能量 C．2mol H2(g)与1mol O2(g)所具有的总能量比2mol H2O(g)所具有的总能量低 D．2mol H2(g)与1mol O2(g)所具有的总能量比2mol H2O(g)所具有的总能量高 15．钢铁在中性条件下发生电化学腐蚀时，正极上的电极反应式为 A． B． C． D． 二、填空题 16．回答下列问题 (1)以KOH溶液为电解质溶液设计氢氧燃料电池时，其负极反应的电极反应式为 。 (2)电解原理在化学工业中有着广泛的应用。如图所示装置，C、D、E、F、X、Y都是惰性电极，甲、乙中溶液的体积和浓度都相同，A、B为外接直流电源的两极。将直流电源接通后，Y极附近颜色加深。请回答： ①外接直流电源中A为 极，甲中电解时的化学反应方程式为 ，通过一段时间后向所得溶液中加入0.2 mol Cu(OH)2粉末，恰好恢复到电解前的浓度和pH，则电解过程中转移的电子的物质的量为 。 ②现用丙装置给铜件镀银，H为 (填“镀件”或“镀层”)，当乙中溶液的pH是13时(此时乙溶液体积为500 mL)，丙中镀件上析出银的质量为 。 (3)利用如图所示装置电解硝酸银溶液和饱和硫酸钠溶液(甲中盛有AgNO3溶液，乙中盛有饱和Na2SO4溶液)。 ①通电一段时间，观察到湿润的淀粉KI试纸的 (选填“C”或“D”)端变蓝。 ②装置甲中阳极为 ，阴极的电极反应式 为 。 ③电解一段时间后，装置甲、乙中共收集到气体0.168 L(标准状况下)，测得装置甲中溶液的体积为1 L，则装置甲中溶液的pH为 。 17．根据所学知识，回答下列问题。 (1)一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意图如下。电池工作时，外电路上电流的方向应从电极 (填“A”或“B”)流向用电器。内电路中，向电极 (填“A”或“B”)移动，电极A上CO参与的电极反应为 。 (2)将两铂片插入KOH溶液中作为电极，在两极区分别通入甲烷和氧气构成燃料电池，则通入甲烷气体的电极是原电池的 极，该极的电极反应式是 ，如果电池工作时消耗甲烷160g，假设化学能完全转化为电能，则转移电子的数目为 (表示阿伏加德罗常数的值)。 (3)铅蓄电池在放电时发生的电池反应为。铅蓄电池放电时正极是 (填物质化学式)。若电解液体积为2L(反应过程溶液体积变化忽略不计)，放电过程中外电路中转移3mol电子，则硫酸浓度由下降到 。 18．用惰性电极进行电解时： (1)电解NaOH稀溶液，阳极反应 ，pH （填“变大”，“变小”或“不变”）。 (2)电解NaCl溶液时，阴极反应： ，pH （填“变大”，“变小”或“不变”）。 (3)电解CuSO4溶液时，阴极反应： ，阳极反应为 。 (4)电解稀H2SO4溶液，溶液浓度 ，pH （填“变大”，“变小”或“不变”）。 19．北京冬奥会赛区内将使用氢燃料清洁能源车辆，某氢氧燃料电池工作示意图如下。请回答下列问题： (1)电极a为电池的 极(填“正”或“负”)，其电极反应式是 。 (2)向 极移动(填“a”或“b”)。 20．硼烷在近代工业和军事上具有重要用途，由于它燃烧时能放出大量的热，主要用于火箭和导弹的高能燃料。已知0.3 mol的气态高能燃料乙硼烷(B2H6)在氧气中燃烧，生成固态的三氧化二硼和液态水，放出649.5 kJ热量。 (1)写出上述反应的热化学方程式 。 (2)若H2O(l)=H2O(g) ΔH=44 kJ·mol-1。则11.2 L(标准状况)乙硼烷完全燃烧生成气态水时放出 热量。 21．回答下列问题： (1)合成氨一直是科学家研究的重要课题，已知破坏有关化学键需要的能量如表所示： a b c d 则反应生成2mol所释放出的热量为 。 (2)32.0 g Cu 与 100 mL 10.0 mol·L-1的浓硝酸反应，标准状况下测得反应产生的 NO、NO2混合气体 6.72 L，且充分反应后铜仍有剩余。请计算： ①混合气体中 NO 与 NO2的物质的量之比为 。 ②向反应后的溶液中滴加稀硫酸可使铜完全溶解，离子方程式为 。若该过程中只有 NO 气体生成，则还能产生 NO 的物质的量为 。 22．已知物质A、B、C、D、E是由短周期元素构成的单质或化合物，它们可发生如图所示的转化关系： （1）若条件①为点燃，目前60%的B都是从海水中提取的，气体D可以使湿润的红色石蕊试纸变蓝，写出C与H2O反应的化学方程式 。将气体D作为燃料电池的燃料源可以制成D­—空气燃料电池系统，总反应式为：D+O2A+H2O（未配平），写出此碱性燃料电池的负极反应式： 。 （2）若条件①为加热，E是一种两性氢氧化物，气体D是一种有臭鸡蛋气味的气体，其水溶液是还原性酸，则C为 （写化学式）。 （3）若条件①为常温，B和D为同种无色气体，常温下E的浓溶液可以使Fe钝化，写出少量Fe粉与E的稀溶液反应的离子方程式： 。 已知常温下1molC与H2O反应生成气体D和E溶液放出46kJ热量,写出C与水反应生成D和E的热化学方程式： 。 23．为验证不同化合价铁的氧化还原能力，利用下列电池装置进行实验。 回答下列问题： (1)电池装置中，盐桥连接两电极电解质溶液。盐桥中阴、阳离子不与溶液中的物质发生化学反应，并且电迁移率(u∞)应尽可能地相近。根据表中数据，盐桥中应选择 作为电解质。 阳离子 u∞×108/(m2•s-1•V-1) 阴离子 u∞×108/(m2•s-1•V-1) Li+ 4.07 HCO 4.61 Na+ 5.19 NO 7.40 Ca2+ 6.59 Cl- 7.91 K+ 7.62 SO 8.27 (2)电流表显示电子由铁电极流向石墨电极。可知，盐桥中的阳离子进入 电极溶液中。 (3)电池反应一段时间后，测得铁电极溶液中c(Fe2+)增加了0.02mol•L-1。石墨电极上未见Fe析出。可知，石墨电极溶液中c(Fe2+)= 。 (4)根据(2)、(3)实验结果，可知石墨电极的电极反应式为 ，铁电极的电极反应式为 。因此，验证了Fe2+氧化性小于 、还原性小于 。 【参考答案】 一、选择题 1．B 解析：A．氯离子的放电能力强于水电离出的氢氧根离子，会在阳极失去电子发生氧化反应生成氯气，所以电解水时，不能加入氯化钠增强溶液的导电性，故A错误； B．利用“外加电流的阴极保护法”时，被保护的铁连接电源负极做电解池的阴极，故B正确； C．“牺牲阳极的阴极保护法”利用了原电池原理，铁做原电池的正极被保护，故C错误； D．精炼铜时，铜离子在阴极上得到电子生成铜，电极反应式为Cu2++2e—=Cu，故D错误； 故选B。 2．D 【分析】由图可知，a电极为原电池的负极，单质钾片失去电子发生氧化反应生成钾离子，电极反应式为K-e-=K+，b电极为正极，在钾离子作用下，氧气在正极得到电子发生还原反应生成超氧化钾；据以上分析解答。 解析：A．金属性强的金属钾易与氧气反应，为防止钾与氧气反应，电池所选择隔膜应允许通过，不允许通过，故A正确； B．由分析可知，放电时，a为负极，b为正极，电流由b电极沿导线流向a电极，故B正确； C．由分析可知，生成1mol超氧化钾时，消耗1mol氧气，两者的质量比值为1mol×71g/mol：1mol×32g/mol≈2.22：1，故C正确； D．消耗钾时，转移电子的物质的量为0.1mol，则有0.1mol K+从a跨隔膜移向b，故D错误； 故选D。 3．C 解析：A．电解池中，阳极应与电源正极相连，故A错误； B．未加入时，氨气与·OH发生反应的化学方程式为，氧化剂为·OH，还原剂为，氧化剂与还原剂的物质的量之比为3：1，故B错误； C．加入时，会在阳极发生反应，生成的会与水反应生成HClO， HClO再氧化，故C正确； D．中N元素为+3价，需要被还原才能被除去，该装置的原理是氧化，故D错误； 选C。 4．D 【分析】根据装置图可知，左装置为化学电源装置，右装置为电解池，Cr2O→Cr(OH)3，Cr元素化合价由+6价降低为+3价，化合价降低，即a电极为正极，b电极为负极，根据电解原理，c电极为阴极，d电极为阳极，据此分析； 解析：A．根据上述分析，a电极为正极，根据电荷守恒和原子守恒，该电极反应式为Cr2O+7H2O+6e-=2Cr(OH)3+8OH-，故A说法正确； B．根据上述分析，d电极为阳极，羟基自由基具有极强氧化性，能将苯酚氧化，环境是酸性，因此苯酚被氧化成二氧化碳，即该区化学方程式为C6H5OH+28·OH=6CO2↑+17H2O，故B说法正确； C．电流方向是正电荷的移动，b电极为正极，因此电流由b电极经Ⅲ、Ⅱ、Ⅰ室流向a极，故C说法正确； D．苯酚被氧化成二氧化碳和水，有C6H5OH～28e-，每转移28mole-，b极、d极各消耗1mol苯酚，共消耗2mol苯酚，故D说法错误； 答案为D。 5．C 【分析】由题干电解过程图示可知，X极上是将糠醛转化为糠醇，发生了还原反应，故X为阴极，与电源的负极相连，则Y为阳极，与电源的正极相连，故电流方向即正电荷移动方向为有Y流向X，故双极膜（CM/AM）在电场作用下能将水解离为H+和OH-，H+流向X极，OH-移向Y极，X极电极反应为：+2H++2e-=，Y极的电极反应为：MnOOH-e-+OH-=MnO2+H2O，然后生成的MnO2将糠醛氧化为糠醛酸盐，反应为：+2MnO2+OH-→+2MnOOH，据此分析解题。 解析：A．通电时双极膜将水解离为H+和OH-，阳离子向阴极移动；X极糠醛溶液生成糖醇发生了还原反应，则X极为阴极；所以H+向X电极方向移动，A正确； B．由分析可知，X极的糠醛发生了还原反应被还原生成糖醇，为阴极，接电源的负极，B正确； C．生成糠酸盐的反应：+2MnO2+OH-→+2MnOOH，C错误； D．电解时MnOOH在阳极上失电子发生氧化反应生成MnO2，电极反应式为MnOOH-e-+OH-═MnO2+H2O，D正确； 故答案为：C。 6．B 【分析】据图示工作原理及图示中的电子流向可知a处通入，X做负极，b处通入空气，Y电极做正极，氧气在此处得电子，据此分析。 解析：A．据分析可知，b处为空气，A错误； B．Y电极处空气中的O2在此处得电子，与二氧化碳结合生成碳酸根，电极反应式为，B正确； C．电池工作时，熔融碳酸盐既能起导电的作用，也能为负极提供碳酸根离子参与负极反应，C错误； D．原电池中阴离子朝负极移动，D错误； 答案选B。 7．B 解析：A．用惰性电极电解饱和NaOH溶液，相当于电解水，但氢氧化钠溶液浓度不变，仍然是饱和溶液，pH不变，A不符合； B．用惰性电极电解饱和NaCl溶液，生成氢氧化钠、氢气和氯气，pH增大，B符合； C．用惰性电极电解饱和AgNO3溶液，生成硝酸、氧气和单质银，pH减小，C不符合； D．用惰性电极电解饱和K2SO4溶液，相当于电解水，溶液仍然显中性，D不符合； 答案选B。 8．C 【分析】由图可知，Zn电极上Zn失去电子生成ZnO，化合价升高，Zn被氧化，作原电池的负极，电极反应为：Zn-2e-+2OH-═ZnO+H2O，正极上NO得电子发生还原反应生成NH3，电极反应为：NO+5e-+5H+=NH3+H2O，据此分析。 解析：A．六方钴纳米片（hcp-Co）可应用于高效电催化NO的还原，即六方钴纳米片有利于NO分子的活化，A正确； B．负极上锌失电子和氢氧根离子反应生成氧化锌，电极反应式为：Zn+2OH--2e-═ZnO+H2O，B正确； C．未指明标准状况，不能计算氨气的体积，C错误； D．负极反应为：Zn-2e-+2OH-═ZnO+H2O，正极反应为：NO+5e-+5H+=NH3+H2O，故该过程的总反应为：5Zn+2NO+3H2O═5ZnO+2NH3，D正确； 故答案为：C。 9．D 解析：A．电解水制氢气时，加入少量的Na2SO4增强导电性，但不是催化剂，故A错误； B．纯锌与硫酸反应制氢气时，滴入少量硫酸铜，锌置换出少量的铜，形成原电池，加快反应速率，但不是催化剂，故B错误； C．实验室用浓盐酸制氯气时，需加入MnO2固体，MnO2是氧化剂是反应物，不是催化剂，故C错误； D．利用H2O2水溶液制氧气时，加入少量的MnO2固体，加快反应速率，但MnO2固体反应前后质量不变，是催化剂，故D正确； 故答案为D 10．B 解析：Zn的活动性强于Cu，在Zn和Cu组成的电池中Zn为负极，Cu为正极，负极发生失电子的反应，电极方程式为Zn-2e-=Zn2+，正极发生得电子的反应，电极方程式为2H++2e-=H2↑，综上本题选B。 11．A 解析：A．《周礼》记载“煤饼烧蛎房成灰”（蛎房主要成分为CaCO3），蛎房发生了分解反应，该反应为吸热反应，故A正确； B．冰转化为液态水是吸热过程，因此冰的能量更低，故B错误； C．白日登山望烽火，黄昏饮马傍交河，烽火涉及到燃烧，是放热反应，故C错误； D．黄河水结冰是物理变化，是放热过程，不是吸热反应，故D错误； 故选：A。 12．A 解析：由图可知，氯化钠和溴化钠固体通过过程1、2、6得到的微粒和通过过程3、4、5得到的微粒都是Na+(g)、Br-(aq)、Na+(aq)、Cl-(aq)，故两部分的反应热相同，△H3+△H4 +△H5=△H1+△H2+△H6，即△H4=△H1+△H2-△H3-△H5+△H6； 故选A。 13．D 解析：由图可知，该反应是反应物的总能量小于生成物总能量的吸热反应，反应中伴随着能量的吸收，反应的焓变ΔH大于0，吸热反应不一定需要加热才能发生，故选D。 14．D 解析：A．据图可知2mol H2(g)与1mol O2(g)生成2mol H2O(l)放出的热量为483.6kJ+88kJ=571.6kJ，所以氢气的燃烧热∆H==-285.8kJ/mol，A错误； B．H2O(g)生成H2O(l)时，没有发生化学键的断裂和生成，B错误； C．据图可知2mol H2(g)与1mol O2(g)生成2mol H2O(g)为放热反应，所以2mol H2(g)与1mol O2(g)所具有的总能量比2mol H2O(g)所具有的总能量高，C错误； D．根据C选项分析可知，D正确； 综上所述答案为D。 15．B 解析：钢铁在中性条件下发生电化学腐蚀时，正极上氧气得电子生成OH－，正极的电极反应式为O2＋4e－＋2H2O＝4OH－，B项正确。 答案选B。 二、填空题 16．(1) (2)正极 +2H2SO4 0.4mol 镀件 5.4g (3)C Pt 2 解析：（1）以KOH溶液为电解质溶液设计氢氧燃料电池时，燃料电池属于原电池，其负极发生氧化反应。负极物质为氢气，碱性环境，所以反应的电极反应式为：，故答案为：； （2）将直流电源接通后，Y极附近颜色加深，胶粒带正电荷，向阴极移动，所以Y极为阴极。可得出D、F、H、Y均为阴极，C、E、G、X均为阳极，A是电源正极，B是电源负极；故答案为：正极；在甲中C是阳极，D是阴极。在该溶液中阴离子有、，放电顺序：>，C电极发生反应：；阳离子有H+、，放电能力：> H+,所以D电极发生反应：，电解时总反应方程式为：+2H2SO4，故答案为：+2H2SO4；通电后加入0.2mol（相当于氧化铜和水）后溶液与电解前相同，根据铜元素守恒，所以析出金属铜的物质的量是0.2mol，则转移的电子是0.4mol；故答案为：0.4mol；电镀装置中，镀层金属必须作阳极连接电源的正极，镀件做阴极，连接电源的负极，所以丙装置中H应该是镀件，G是镀层金属；故答案为：镀件；当乙中溶液的pH是13时，(此时乙溶液体积为500 mL)时，根据电极反应，则放电的氢离子的物质的量为：0.1mol/L×0.5L=0.05mol，转移电子的物质的量为0.05mol电子时，丙中镀件上析出银的质量为m=0.05mol×108g/mol=5.4g; 故答案为：5.4g； （3）D端与电源负极相连，为阴极，因此C端为阳极，发生氧化反应变成I2 ， I2遇到淀粉变蓝，故答案为：C; 装置甲中Pt与正极相连为阳极，Fe为阴极，阴极上得电子生成Ag，则阴极电极方程式为：，故答案为：Pt ；甲乙装置共收集气体0.168L(标况下)，应该分别为氧气和氢气，则氧气为0.168L×=0.056L,转移电子0.01mol，甲中有AgNO3溶液，电解生成硝酸，，则，则pH=2, 故答案为：2。 17．(1)B A CO-2e-+CO =2CO2 (2)负 CH4+10OH--8e-= CO+7H2O 80NA (3)PbO2 3.5 解析：（1）由该燃料电池原理示意图可知，燃料由电极A通入，氧气和二氧化碳由电极B通入，则A为负极、B为正极，电流从正极流向负极，所以电池工作时，外电路上电流的方向应从电极B流向用电器。内电路中，向负极（电极A）移动，电极A上CO参与的电极反应，CO失电子发生氧化反应生成CO2，该电极反应为CO-2e-+CO =2CO2，故答案为：B；A；CO-2e-+CO =2CO2； （2）将两铂片插入KOH溶液中作为电极，在两极区分别通入甲烷和氧气构成燃料电池，则通入甲烷气体的电极是原电池的负极，该极的电极反应式是CH4+10OH--8e-= CO+7H2O。 160g甲烷的物质的量为10mol，根据负极电极反应式可知，消耗10mol甲烷要转移80mol电子，则转移电子的数目为80，故答案为：负；CH4+10OH--8e-= CO+7H2O；80NA； （3）放电时的总反应为，Pb失去电子化合价升高作负极，PbO2得到电子发生还原反应作正极。该原电池中，负极反应为Pb-2e-+SO =PbSO4，正极反应为PbO2+2e-+4H+= PbSO4+2H2O，可得消耗硫酸和转移电子数之间的关系式：H2SO4~e-，转移电子的物质的量为3mol，最后硫酸溶液的浓度= =3.5，故答案为：PbO2；3.5。 18． 4OH--4e-=O2↑+2H2O 变大 2H++2e-=H2↑（或2H2O+2e-=H2↑+2OH-） 变大 Cu2++2e-=Cu 4OH--4e-=O2↑+2H2O（或2H2O-4e-=O2↑+4H+） 变大 变小 【分析】根据电解池原理及放电顺序书写电极反应，判断溶液酸碱性变化。 解析：（1）电解NaOH稀溶液，阳极氢氧根离子失去电子，反应式为：4OH--4e-=O2↑+2H2O ，相当于电解水，浓度变大，pH变大，故答案为：4OH--4e-=O2↑+2H2O；变大； （2）电解NaCl溶液时，阴极氢离子得电子，发生还原反应，反应式为：2H++2e-=H2↑，氢氧根离子浓度增大，pH变大，故答案为：2H++2e-=H2↑（或2H2O+2e-=H2↑+2OH-）；变大； （3）电解CuSO4溶液时，阴极铜离子得电子，发生还原反应，反应式为：Cu2++2e-=Cu，阳极氢氧根离子得电子，反应式为4OH--4e-=O2↑+2H2O（或2H2O-4e-=O2↑+4H+），故答案为：Cu2++2e-=Cu；4OH--4e-=O2↑+2H2O（或2H2O-4e-=O2↑+4H+）； （4）电解稀H2SO4溶液，相当于电解水，溶液浓度变大，酸性增强，pH变小，故答案为：变大；变小。 19．(1)负 (2)a 解析：由图可知，该电池为碱性环境下氢氧燃料电池，电池总反应为2H2+O2=2H2O，则通入H2的失去电子为负极，通入O2的得到电子为正极。 （1）电极a通入H2，失去电子为电池的负极；其电极反应式是； （2）原电池中阴离子向负极移动，则向a极移动。 20． B2H6(g)+3O2(g)=B2O3(s)+3H2O(l) ΔH=-2 165 kJ·mol-1 1 016.5 kJ 【分析】（1）由0.3 mol的气态高能燃料乙硼烷(B2H6)在氧气中燃烧，生成固态的三氧化二硼和液态水放出649.5 kJ热量可知，1 mol B2H6燃烧放出热量=2165 kJ； （2）标准状况下，0.5mol B2H6，燃烧生成1.5 mol液态水放出热量为×2 165 kJ，1.5 mol H2O(l)变为1.5 mol H2O(g)需吸收热量为66 kJ。 解析：（1）由0.3 mol的气态高能燃料乙硼烷(B2H6)在氧气中燃烧，生成固态的三氧化二硼和液态水放出649.5 kJ热量可知，1 mol B2H6燃烧放出热量=2165 kJ，则乙硼烷在氧气中燃烧生成固态的三氧化二硼和液态水的热化学方程式为B2H6(g)+3O2(g)=B2O3(s)+3H2O(l)ΔH=-2 165 kJ·mol-1，故答案为：B2H6(g)+3O2(g)=B2O3(s)+3H2O(l) ΔH=-2 165 kJ·mol-1； （2）标准状况下，11.2 L B2H6的物质的量为=0.5mol，燃烧生成1.5 mol液态水放出热量为×2 165 kJ，1.5 mol H2O(l)变为1.5 mol H2O(g)需吸收热量为66 kJ，则0.5 mol B2H6燃烧生成气态水时放出热量为×2 165 kJ-1.5×44 kJ=1 016.5 kJ，故答案为：1 016.5 kJ。 21．(1)6b-(3a+d) (2) 2：1 3Cu+2NO+8H+=3Cu2++2NO↑+4H2O 0.100mol 解析：（1）反应的△H=反应物键能和-生成物键能和=6b-(3a+d)kJ/mol，则生成2mol NH3(g)放出热量为6b-(3a+d)kJ； （2）①铜与浓硝酸反应的化学方程式为：Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O， 铜与稀硝酸反应的化学方程式为：3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O，充分反应后铜仍有剩余，说明硝酸完全反应，设生成的NO的物质的量为xmol，NO2的物质的量为ymol，则有(x+y)mol×22.4L/mol= 6.72 L，(4x+2y)mol=10.0 mol·L-1×0.1L，联立两式解得x=0.2，y=0.1，混合气体中 NO 与 NO2的物质的量之比为0.2：0.1=2:1； ②向反应后的溶液中滴加稀硫酸后得到稀硝酸溶液，可与铜反应而完全溶解，离子方程式为3Cu+2+8H+=3Cu2++2NO↑+4H2O；原先的硝酸消耗铜为0.05+=0.35mol，32.0 g Cu的物质的量为，则剩余0.5-0.35=0.15mol，由离子方程式为3Cu+2+8H+=3Cu2++2NO↑+4H2O可知还能产生 NO 的物质的量为0.100mol。 22．Mg3N2+6H2O＝3Mg(OH)2↓+ 2NH3↑ 2NH3 - 6e-+6OH-＝N2+6H2O Al2S3 Fe + 4H++ NO3—＝Fe3+ + NO↑+ 2H2O 3NO2(g)+ H2O (l)＝2HNO3(aq)+ NO(g) △H＝－138KJ/mol 【分析】(1) 若条件①为点燃，目前60%的B都是从海水中提取的，气体D可以使湿润的红色石蕊试纸变蓝，可知D为NH3，A是N2；B是Mg；C是Mg3N2；D是NH3；E是Mg(OH)2。 (2)若条件①为加热，E是一种两性氢氧化物，气体D是一种有臭鸡蛋气味的气体，其水溶液是还原性酸，则A是S；B是Al，或A是Al；B是S，C为Al2S3。 (3)若条件①为常温，B和D为同种无色气体，常温下E的浓溶液可以使Fe钝化，则A是O2；B是NO；C是NO2；D是NO，E是HNO3。 解析：(1)根据上述分析：C是Mg3N2，与H2O反应生成NH3和Mg(OH)2，其反应的化学方程式是Mg3N2+6H2O＝3Mg(OH)2↓+ 2NH3↑；将气体NH3作为燃料电池的燃料源可以制成D­—空气燃料电池系统，总反应式为：4NH3+3O2==2N2+6H2O，此碱性燃料电池的负极材料是NH3，电极反应式是2NH3 - 6e-+6OH-＝N2+6H2O故为：Mg3N2+6H2O＝3Mg(OH)2↓+ 2NH3↑；2NH3 - 6e-+6OH-＝N2+6H2O； (2)若条件①为加热，E是一种两性氢氧化物，气体D是一种有臭鸡蛋气味的气体，其水溶液是还原性酸，则A是S；B是Al，或A是Al；B是S，C为Al2S3。D是H2S；E是Al(OH)3，故为：Al2S3； (3)若条件①为常温，B和D为同种无色气体，常温下E的浓溶液可以使Fe钝化，则A是O2；B是NO；C是NO2；D是NO，E是HNO3。Fe是变价金属，当Fe粉少量时与HNO3的稀溶液反应变为Fe3+。该反应的离子方程式Fe + 4H++ NO3—＝Fe3+ + NO↑+ 2H2O。在常温下1molC与H2O反应生成气体D和E溶液放出46kJ热量，则C与水反应生成D和E的热化学方程式是3NO2(g)+ H2O (l)＝2HNO3(aq)+ NO(g) △H＝－138KJ/mol。故为：Fe + 4H++ NO3—＝Fe3+ + NO↑+ 2H2O；3NO2(g)+ H2O (l)＝2HNO3(aq)+ NO(g) △H＝－138KJ/mol。 23．(1)KCl (2)石墨 (3)0.09mol•L-1 (4)Fe3++e-=Fe2+ Fe-2e-=Fe2+ Fe3+ Fe 解析：（1）根据盐桥中阴、阳离子不能参与反应，及、，可排除、，再根据溶液显酸性，而在酸性溶液中具有氧化性可氧化，可排除。最后根据阴、阳离子的电迁移率应尽可能地接近，知选择作盐桥中电解质较合适； （2）电子由负极流向正极，结合电子由铁电极流向石墨电极，可知铁电极为负极，石墨电极为正极。盐桥中的阳离子流向正极(石墨电极)溶液中； （3）由题意知负极反应为，正极反应为，则铁电极溶液中增加时，石墨电极溶液中增加，故此时石墨电极溶液中； （4）石墨电极的电极反应式为，铁电极的电极反应式为，故验证了氧化性，还原性； 学科网（北京）股份有限公司 $$