专题1 化学反应与能量变化【单元卷·考点卷】-2024-2025学年高二化学单元速记·巧练（苏教版2019选择性必修1）

专题1 化学反应与能量变化 考点概览 考点1 化学反应的焓变 考点2 反应热的测量与计算 考点3 能源的充分利用 考点4 原电池的工作原理 考点5 化学电源 考点6 电解池的工作原理 考点7 电解原理的应用 考点8 金属的腐蚀与防护 考点1 化学反应的焓变 1．下列说法正确的是(　　) A．浓硫酸溶于水放出大量的热，是放热反应 B．碳酸钙受热分解的反应中生成物总能量高于反应物总能量 C．反应3O2(g)===2O3(g)的ΔH＞0，则O3比O2稳定 D．气态水比液态水稳定 2．H2(g)与ICl(g)的反应包含以下两步： Ⅰ.H2(g)＋ICl(g)===HCl(g)＋HI(g) Ⅱ.HCl(g)＋HI(g)＋ICl(g)===I2(g)＋2HCl(g)。 反应过程中的能量变化曲线如图所示，下列说法错误的是(　　) A．反应Ⅰ为吸热反应 B．反应Ⅱ为放热反应 C．反应H2(g)＋2ICl(g)===I2(g)＋2HCl(g)的ΔH＝－218 kJ·mol－1 D．反应Ⅰ、Ⅱ均为氧化还原反应 3．已知热化学方程式：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) ΔH＝－Q kJ·mol－1(Q>0)。下列说法正确的是(　　) A．相同条件下，2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)所具有的能量小于2 mol SO3(g)所具有的能量 B．将2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)置于一密闭容器中充分反应后，放出的热量为Q kJ C．此反应为放热反应，不需任何条件就能发生 D．如将一定量SO2(g)和O2(g)置于某密闭容器中充分反应后放热Q kJ，则此过程中有2 mol SO2(g)被氧化 4．下列图像分别表示有关反应的反应过程与能量变化的关系。 下列说法正确的是(　　) A．石墨转变为金刚石是吸热反应 B．白磷比红磷稳定 C．S(g)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH1 S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH2，则ΔH1>ΔH2 D．CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)　ΔH>0 5．现有如下3个热化学方程式： H2(g)＋O2(g)===H2O(g) ΔH1＝－a kJ·mol－1① H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH2＝－b kJ·mol－1② 2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH3＝－c kJ·mol－1③ 则由下表所列的原因能推导出后面结论的是(　　) 选项 原因 结论 A H2的燃烧是放热反应 a、b、c均大于零 B ①和②中物质的化学计量数相同 a＝b C ①和③中H2O的状态不同，化学计量数不同 a、c不会有任何关系 D ③的化学计量数是②的2倍 ΔH2＜ΔH3 6．依据题意，写出下列反应的热化学方程式。 (1)若适量的N2和O2完全反应生成NO2，每生成23 g NO2需要吸收16.95 kJ热量。则该反应的热化学方程式为 。 (2)用NA表示阿伏加德罗常数的值，在C2H2(气态)完全燃烧生成CO2和液态水的反应中，每有5NA个电子转移时，放出650 kJ的热量。则该反应的热化学方程式为 。 (3)已知拆开1 mol H—H、1 mol N—H、1 mol N≡N分别需要的能量是436 kJ、391 kJ、946 kJ，则N2与H2反应生成NH3的热化学方程式为 。 考点2 反应热的测量与计算 1．某同学通过实验测出稀盐酸和稀NaOH溶液(碱稍过量)反应生成1 mol水的反应热ΔH＝－52.3 kJ·mol－1，比理论数值要小，造成这一结果的原因不可能的是(　　) A．实验装置保温、隔热效果差 B．用量筒量取盐酸时仰视读数 C．分多次将NaOH溶液倒入量热计的内筒中 D．用测量盐酸的温度计直接测定NaOH溶液的温度 2．用50 mL 0.50 mol·L－1盐酸和50 mL 0.55 mol·L－1 NaOH溶液测定H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)的反应热(ΔH)的实验时，下列说法不正确的是(　　) A．酸碱混合时，量筒中NaOH溶液应缓缓倒入小烧杯中，不断用环形玻璃搅拌棒搅拌 B．装置中的大小烧杯之间填满碎泡沫塑料的作用是保温隔热，减少热量损失 C．用量筒量取NaOH溶液时，仰视取液，测得的反应热ΔH不变 D．改用25 mL 0.50 mol·L－1盐酸跟25 mL 0.55 mol·L－1 NaOH溶液进行测定，ΔH数值不变 3．已知298 K、101 kPa时： 2H2O(g)===O2(g)＋2H2(g)　ΔH1 Cl2(g)＋H2(g)===2HCl(g)　ΔH2 2Cl2(g)＋2H2O(g)===4HCl(g)＋O2(g)　ΔH3 则ΔH3与ΔH1和ΔH2间的关系正确的是(　　) A．ΔH3＝ΔH1＋2ΔH2 B．ΔH3＝ΔH1＋ΔH2 C．ΔH3＝ΔH1－2ΔH2 D．ΔH3＝ΔH1－ΔH2 4．如图为两种制备硫酸的途径(反应条件略)。下列说法不正确的是(　　) A．途径①和途径②的反应热是相等的 B．含1 mol H2SO4的浓溶液和含1 mol H2SO4的稀溶液，分别与足量的NaOH溶液反应，二者放出的热量是相等的 C．1 mol S在空气中燃烧放出的热量等于在纯氧中燃烧放出的热量 D．若ΔH1<ΔH2＋ΔH3，则2H2O2(aq)===2H2O(l)＋O2(g)为放热反应 5．室温下，CuSO4·5H2O(s)===Cu2＋(aq)＋SO(aq)＋5H2O(l)　ΔH1>0；CuSO4(s)===Cu2＋(aq)＋SO(aq)　ΔH2<0。若CuSO4·5H2O受热分解的化学方程式为CuSO4·5H2O(s)CuSO4(s)＋5H2O(l)，热效应为ΔH3，则下列判断正确的是(　　) A．ΔH1<ΔH3 B．ΔH2>ΔH3 C．ΔH1＋ΔH3＝ΔH2 D．ΔH1＋ΔH2＝ΔH3 6．强酸和强碱稀溶液的中和反应反应热可表示为H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ·mol－1。 已知：①HCl(aq)＋NH3·H2O(aq)===NH4Cl(aq)＋H2O(l)　ΔH＝－a kJ·mol－1 ②HCl(aq)＋NaOH(s)===NaCl(aq)＋H2O(l) ΔH＝－b kJ·mol－1 ③HNO3(aq)＋KOH(aq)===KNO3(aq)＋H2O(l) ΔH＝－c kJ·mol－1 则a、b、c三者的大小关系为(　　) A．a＞b＞c B．b＞c＞a C．a＝b＝c D．无法比较 7．通过以下反应可获得新型能源二甲醚(CH3OCH3)。 ①C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g) ΔH1＝a kJ·mol－1 ②CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g) ΔH2＝b kJ·mol－1 ③CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH3＝c kJ·mol－1 ④2CH3OH(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(g) ΔH4＝d kJ·mol－1 下列说法不正确的是(　　) A．反应①②为反应③提供原料气 B．反应③也是CO2资源化利用的方法之一 C．反应CH3OH(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(l)的ΔH＝ kJ·mol－1 D．反应2CO(g)＋4H2(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(g)的ΔH＝(2b＋2c＋d) kJ·mol－1 8．已知：2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)　ΔH＝571.6 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的图示与过程如下： 过程Ⅰ：…… 过程Ⅱ：3FeO(s)＋H2O(l)===H2(g)＋Fe3O4(s) ΔH＝129.2 kJ·mol－1 下列说法不正确的是(　　) A．该过程能量转化形式是太阳能→化学能→热能 B．过程Ⅰ的热化学方程式为Fe3O4(s)===3FeO(s)＋O2(g)　ΔH＝156.6 kJ·mol－1 C．氢气的标准燃烧热ΔH＝－285.8 kJ·mol－1 D．铁氧化合物循环制H2具有成本低、产物易分离等优点 9．回答下列问题： (1)丙烷燃烧可以通过以下两种途径： 途径Ⅰ：C3H8(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(l) ΔH＝－a kJ·mol－1 途径Ⅱ：C3H8(g)===C3H6(g)＋H2(g)　ΔH＝b kJ·mol－1 2C3H6(g)＋9O2(g)===6CO2(g)＋6H2O(l)　ΔH＝－c kJ·mol－1 2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－d kJ·mol－1(a、b、c、d均为正值) 判断等量的丙烷通过途径Ⅰ放出的热量 (填“大于”“等于”或“小于”，下同)途径Ⅱ放出的热量。C3H8(g)===C3H6(g)＋H2(g)的反应中，反应物具有的总能量 生成物具有的总能量，b与a、c、d的数学关系式是 。 (2)CH4—CO2催化重整反应为CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g)。 已知：C(s)＋2H2(g)===CH4(g)　ΔH＝－75 kJ·mol－1 C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－394 kJ·mol－1 C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH＝－111 kJ·mol－1 该催化重整反应的ΔH＝ kJ·mol－1。 (3)知：298 K时，相关物质的相对能量(如图)。 请根据相关物质的相对能量计算反应C2H6(g)＋2CO2(g)4CO(g)＋3H2(g)的焓变ΔH＝ 。 (4)现有下列3个热化学方程式： Fe2O3(s)＋3CO(g)===2Fe(s)＋3CO2(g) ΔH1＝－24.8 kJ·mol－1 3Fe2O3(s)＋CO(g)===2Fe3O4(s)＋CO2(g) ΔH2＝－47.2 kJ·mol－1 Fe3O4(s)＋CO(g)===3FeO(s)＋CO2(g) ΔH3＝640.5 kJ·mol－1 写出CO气体还原FeO固体得到Fe固体和CO2气体的热化学方程式： 。 考点3 能源的充分利用 1．我国提出争取在2030年前实现碳达峰，2060年实现碳中和，这对于改善环境，实现绿色发展至关重要。“碳中和”是指CO2的排放总量和减少总量相当。下列措施能促进碳中和最直接有效的是(　　) A．将重质油裂解为轻质油作为燃料 B．大规模开采可燃冰作为新能源 C．通过清洁煤技术减少煤燃烧污染 D．研发催化剂将CO2还原为甲醇 2．下列关于标准燃烧热的说法正确的是(　　) A．22.4 L H2完全燃烧生成H2O(l)时放出的热为H2的标准燃烧热 B．1 mol C燃烧生成CO(g)时放出的热为C的标准燃烧热 C．标准燃烧热和中和反应反应热都是反应热的种类之一 D．在25 ℃、101 kPa时，纯物质完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热，叫该物质的标准燃烧热 3．下列说法正确的是(　　) A．乙烯完全燃烧时，放出的热量为乙烯的标准燃烧热 B．在25 ℃、101 kPa时，1 mol碳燃烧所放出的热为碳的标准燃烧热 C．由2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH＝－566 kJ·mol－1，可知CO的标准燃烧热为－283 kJ·mol－1 D．乙炔的标准燃烧热为－1 299.6 kJ·mol－1，则2C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(g)反应的ΔH＝－2 599.2 kJ·mol－1 4．已知下列两个热化学方程式： 2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－571.6 kJ·mol－1 C3H8(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(l) ΔH＝－2 220 kJ·mol－1 请根据上面两个热化学方程式，回答下列问题： (1)H2的标准燃烧热为 ，C3H8的标准燃烧热为 。 (2)1 mol H2和2 mol C3H8组成的混合气体完全燃烧释放的热为 。 (3)现有H2和C3H8的混合气体共5 mol，完全燃烧时放热3 846.75 kJ，则在混合气体中H2和C3H8的体积比是 。 考点4 原电池的工作原理 1．实验探究是提高学习效果的有力手段。某同学用如图所示装置研究原电池原理，下列说法错误的是(　　) A．若将图1装置的Zn、Cu下端接触，Zn片逐渐溶解，Cu片上能看到气泡产生 B．图2中H＋向Cu片移动 C．若将图2中的Zn片改为Mg片，Cu片上产生气泡的速率加快 D．图2与图3中，Zn片减轻的质量相等时，正极产物的质量比为32∶1 2．将等质量的A、B两份锌粉装入试管中，分别加入过量的稀硫酸，同时向装A的试管中加入少量CuSO4溶液。如图表示产生氢气的体积V与时间t的关系，其中正确的是(　　) 3．锂电池是一代新型高能电池，它以质量轻、能量高而被重视，目前已研制成功多种锂电池。某种锂电池的总反应方程式为Li＋MnO2===LiMnO2，下列说法正确的是(　　) A．Li是正极，电极反应式为Li－e－===Li＋ B．Li是负极，电极反应式为Li－e－===Li＋ C．MnO2是负极，电极反应式为MnO2＋e－===MnO D．Li是负极，电极反应式为Li－2e－===Li2＋ 4．硝酸汞和碘化钾溶液混合后会生成红色的碘化汞沉淀，为了探究硝酸汞和碘化钾溶液之间能否发生氧化还原反应，研究人员设计了如图的实验装置，结果电流表指针发生了偏转，下列分析正确的是(　　) A．如图装置的电流方向是从C1到C2 B．C1是负极，发生的反应是2I－－2e－===I2 C．盐桥中的K＋向C1电极移动 D．装置发生的总反应是Hg2＋＋2I－===HgI2↓ 5．(1)利用反应Cu＋2FeCl3===CuCl2＋2FeCl2设计成如图所示的原电池，回答下列问题： ①写出电极反应式 正极：_____________________________；负极：_____________________________。 ②图中X是________，Y是________。 ③原电池工作时，盐桥中的____________(填“阳”或“阴”)离子向X溶液方向移动。 (2)利用反应2Cu＋O2＋2H2SO4===2CuSO4＋2H2O可制备CuSO4，若将该反应设计为原电池，其正极反应式为________________________________________。 考点5 化学电源 1．下列说法不正确的是(　　) A．原电池中发生的可逆反应达到平衡时，该电池仍有电流产生 B．铅蓄电池的缺点是比能量低、笨重 C．普通锌锰电池与碱性锌锰电池的比能量不同 D．燃料电池能量转换率高，活性物质由外界加入，可实现连续不间断供电 2．鱼雷采用Al-Ag2O动力电池，以溶有氢氧化钾的流动海水为电解质溶液，电池反应为2Al＋3Ag2O＋2KOH===6Ag＋2KAlO2＋H2O，下列说法错误的是(　　) A．Ag2O为电池的正极 B．电子由Ag2O极经外电路流向Al极 C．Al在电池反应中被氧化 D．溶液中的OH－向Al极迁移 3．锂氟化碳电池的稳定性很高。电解质溶液为LiClO4的乙二醇二甲醚(CH3OCH2CH2OCH3)溶液，总反应为xLi＋CFx===xLiF＋C，放电产物LiF沉积在正极，工作原理如图所示： 下列说法正确的是(　　) A．外电路电子由b流向a B．离子交换膜为阴离子交换膜 C．电解质溶液可用LiClO4的乙醇溶液代替 D．正极的电极反应式为CFx＋xe－＋xLi＋===xLiF＋C 4．如图所示是铅蓄电池构造图，下列说法不正确的是(　　) A．铅蓄电池是二次电池，充电时电能转化为化学能 B．电池工作时，H＋ 移向Pb极 C．电池工作时，电子由Pb极通过外电路流向PbO2极 D．电池工作时，负极发生的反应是 Pb－2e－＋SO===PbSO4 5．我国科学家设计的一种甲酸(HCOOH)燃料电池如图所示(半透膜只允许K＋、H＋通过)，下列说法错误的是(　　) A．物质A可以是硫酸氢钾 B．左侧为电池负极，HCOO－发生氧化反应生成HCO C．该燃料电池的总反应为2HCOOH＋O2＋2OH－===2HCO＋2H2O D．右侧每消耗11.2 L O2(标准状况)，左侧有1 mol K＋通过半透膜移向右侧 6．犹他大学Minter教授研制出合成氨的新工艺，原理如图所示。下列说法不正确的是(　　) A．在A极周围，氢化酶将H2还原成H＋ B．在B极周围，固氮酶催化下发生的总反应为6H＋＋N2＋6e－===2NH3 C．MV＋/MV2＋的主要作用是在电极与酶之间高效传递电子 D．该装置将化学能转化成电能 7．利用微电池技术去除天然气中的H2S并生成FeS的装置如图所示，下列说法不正确的是(　　) A．微电池负极的电极反应式为Fe－2e－＋H2S===FeS＋2H＋ B．去除过程发生的总反应为2Fe＋2H2S＋O2===2FeS＋2H2O C．通入气体一段时间后，去除速率降低的可能原因是铁减少，形成微电池的数量减少 D．该装置使用一段时间后，内部有大量的铁锈产生 8．某浓差电池的原理示意图如图所示，可用该电池从浓缩海水中提取LiCl溶液。下列有关该电池的说法不正确的是(　　) A．该装置可在提取LiCl溶液的同时获得电能 B．电子由Y极通过外电路移向X极 C．正极发生的反应为2H＋＋2e－===H2↑ D．Y极每生成22.4 L Cl2，有2 mol Li＋从b区移至a区 9．(1)据文献报道，科学家利用氮化镓材料与铜组成如图所示的人工光合系统装置，成功地以CO2和H2O为原料合成了CH4。 ①写出铜电极表面的电极反应式：___________________________。 ②为提高该人工光合系统的工作效率，可向装置中加入少量________(填“盐酸”或“硫酸”)。 (2)某负载二次镍氢电池放电时的工作原理如图所示，其中隔膜为________(填“阴”或“阳”)离子交换膜，负极的电极反应式为__________________________________。 (3)利用反应NO2＋NH3―→N2＋H2O(未配平)消除烟气中NO2的简易装置如图所示，A、B两池溶液均为200 mL 0.01 mol·L－1 NaOH溶液，过程中溶液的体积和温度变化忽略不计。 电极a的电极反应式为______________________________。 考点6 电解池的工作原理 1．用惰性电极电解物质的量浓度相同、体积比为3∶1的硫酸铜和氯化钠的混合溶液，不可能发生的反应有(　　) A．2Cu2＋＋2H2O2Cu＋4H＋＋O2↑ B．Cu2＋＋2Cl－Cu＋Cl2↑ C．2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑ D．2H2O2H2↑＋O2↑ 2．铝及铝合金经过阳极氧化，铝表面能生成几十微米厚的氧化铝膜。某研究性学习小组模拟工业法对铝片表面进行氧化处理，按照如图所示装置连接，电解40 min后取出铝片，用水冲洗，放在水蒸气中封闭处理20～30 min，即可得到更加致密的氧化膜。下列有关说法正确的是(　　) A．电解时，电子从电源负极→导线→铝极，铅极→导线→电源正极 B．在电解过程中，H＋向铝片移动，SO向铅片移动 C．电解过程阳极周围溶液的pH下降 D．电解的总反应为2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑ 3．用惰性电极电解下列溶液一段时间后，再加入一定量的某种物质(方括号内物质)，不能使溶液恢复到原来的成分和浓度的是(　　) A．AgNO3溶液[AgOH(s)] B．K2SO4溶液[H2O(l)] C．KCl溶液[HCl(g)] D．CuSO4溶液[CuCO3(s)] 4．如图甲所示的电解池中，Pt电极位于含Cu(NO3)2和AgNO3均为0.05 mol·L－1的电解液中，图乙是该电解过程中转移电子数与阴极质量的变化关系图。下列说法错误的是(　　) A．过程Ⅰ，在阴极上析出金属银 B．过程Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，溶液的pH均降低 C．过程Ⅱ，阳极上有氧气放出 D．过程Ⅱ析出固体的质量是过程Ⅰ析出固体的质量的2倍 5．利用如图所示装置(电极均为惰性电极)可吸收SO2，并用阴极排出的溶液吸收NO2。下列说法正确的是(　　) A．a为直流电源的负极 B．阴极的电极反应式为2HSO＋2H＋＋e－===S2O＋2H2O C．阳极的电极反应式为SO2＋2H2O－2e－===SO＋4H＋ D．电解时，H＋由阴极室通过阳离子交换膜转移到阳极室 6．由于Fe(OH)2极易被氧化，实验室很难直接用亚铁盐溶液与烧碱反应制得白色纯净的Fe(OH)2沉淀。若用如图所示实验装置则可制得纯净的Fe(OH)2沉淀，两极材料分别为石墨和铁。 (1)a电极材料为__________，该电极的电极反应式为______________________。 (2)若白色沉淀在电极周围生成，则电解液d是__________(填字母，下同)；若白色沉淀在两极之间的溶液中生成，则电解液d是___________。 A．纯水 B．NaCl溶液 C．NaOH溶液 D．CuCl2溶液 (3)液体c为苯，其作用是______________________________。 (4)要想尽早在两极之间的溶液中看到白色沉淀，可以采取的措施是__________(填字母)。 A．改用稀硫酸作电解液 B．适当增大电源电压 C．适当降低电解液温度 考点7 电解原理的应用 1．氯碱工业的一种节能新工艺是将电解池与燃料电池相结合，相关物料的传输与转化关系如图所示(电极未标出)。下列说法正确的是(　　) A．电解池的阴极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ B．通入空气的电极为负极 C．电解池中产生2 mol Cl2时，理论上燃料电池中消耗0.5 mol O2 D．a、b、c的大小关系为a>b＝c 2．图甲为一种新型污水处理装置，该装置可利用一种微生物将有机废水的化学能直接转化为电能，图乙是一种用惰性电极电解饱和食盐水的消毒液发生器。下列说法不正确的是(　　) A．图甲的X点要与图乙中的a极连接 B．图乙中b极的电极反应为2Cl－－2e－===Cl2↑ C．当N极消耗1 mol气体时，有2 mol H＋通过离子交换膜 D．若有机废水中主要含有淀粉，则图甲中M极反应为(C6H10O5)n＋7nH2O－24ne－===6nCO2＋24nH＋ 3．如图是利用阳离子交换膜和过滤膜制备高纯度的Cu的装置示意图，下列有关叙述不正确的是(　　) A．电极A是粗铜，电极B是纯铜 B．电路中通过1 mol电子，生成32 g铜 C．溶液中SO向电极A迁移 D．膜B是过滤膜，阻止阳极泥及杂质进入阴极区 4．氧化亚铜是杀菌剂、陶瓷和搪瓷的着色剂以及红色玻璃染色剂，利用如图所示装置制备氧化亚铜和精炼铜，已知粗铜中含有铁、碳、锌、银等杂质。下列说法错误的是(　　) A．乙池中电解后X极附近形成的阳极泥的主要成分是银和碳 B．电压过高时，乙中可能会产生有刺激性气味的气体，将CuCl2溶液换成CuSO4溶液可避免产生该气体 C．若该装置的能量转化率为80%，则当外电路有1.93×105 C电量通过(法拉第常数F＝9.65×104 C·mol－1)时可制得115.2 g的Cu2O D．由图可知装置甲中制备Cu2O的总反应式为2Cu＋H2OCu2O＋H2↑ 5．用如图所示装置除去含CN－、Cl－废水中的CN－时，控制溶液pH为9～10，CN－与阳极产生的ClO－反应生成无污染的气体，下列说法不正确的是(　　) A．用石墨作阳极，铁作阴极 B．除去CN－的反应为2CN－＋5ClO－＋2H＋===N2↑＋2CO2↑＋ 5Cl－＋ H2O C．阳极的电极反应式为Cl－＋2OH－－2e－===ClO－＋H2O D．阴极的电极反应式为2H2O ＋2e－===H2↑＋2OH－ 6．研究发现，可以用石墨作阳极、钛网作阴极、熔融CaF2-CaO作电解质，利用图示装置获得金属钙，并以钙为还原剂还原二氧化钛制备金属钛。下列说法不正确的是(　　) A．由TiO2制得1 mol 金属Ti，理论上外电路转移4 mol电子 B．阳极的电极反应式为2O2－－4e－===O2↑ C．在制备金属钛前后，整套装置中CaO的总量不会减少 D．装置中石墨电极材料需要定期更换 7．氯化氢回收氯气技术近年来成为科学研究的热点，一种新的氯化氢电解回收氯气的过程如图。下列说法正确的是(　　) A．石墨电极连接电源正极 B．H＋通过质子交换膜从铂电极向石墨电极移动 C．Fe3＋在石墨电极区域可循环再生，涉及到的反应为Fe2＋＋O2＋2H＋===Fe3＋＋H2O D．随着反应的进行，阴、阳两极电解质溶液pH均不变 8．电解原理在化学工业中有着广泛的应用。如图所示装置中，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，F极附近溶液呈红色。下列说法不正确的是(　　) A．用甲装置精炼铜时，C电极材料为粗铜 B．乙装置中E电极反应为2Cl－－2e－===Cl2↑ C．用丙装置给铜件镀银，当乙中溶液的OH－浓度是0.1 mol·L－1时(此时乙溶液体积为500 mL)，丙中镀件上析出银的质量为5.4 g D．电解一段时间后，发现丁中Y极附近溶液红褐色加深，则Fe(OH)3胶体带正电荷 9．电解Na2CO3溶液可制得NaHCO3和NaOH，原理如图1所示： (1)阳极生成HCO的电极反应式为______________________，阴极产生的物质A的化学式为____________。 (2)工作一段时间后，两极区制得NaHCO3与NaOH的物质的量之比约为________________。 (3)利用上述所得NaHCO3溶液在实验室中模拟铝制品表面“钝化”处理的过程中，发现溶液逐渐变浑浊，原理如图2所示，原因是__________________________________(用相关的电极反应式表示)。 考点8 金属的腐蚀与防护 1．下列对生铁片锈蚀对比实验的分析正确的是(　　) 序号 ① ② ③ 实验 现象 8小时未观察到明显锈蚀 8小时未观察到明显锈蚀 1小时观察到明显锈蚀 A．对比实验①②③，说明苯能隔绝O2 B．实验①中，生铁片未见明显锈蚀的主要原因是缺少O2 C．实验②中，饱和食盐水中溶解的O2不足以使生铁片明显锈蚀 D．实验③中，属于铁的吸氧腐蚀，负极反应：O2＋4e－＋2H2O===4OH－ 2．验证牺牲阳极的阴极保护法实验如下(烧杯内均为经过酸化的3%NaCl溶液)。 ① 在Fe表面生成蓝色沉淀 ② 试管内无明显变化 ③ 试管内生成蓝色沉淀 下列说法不正确的是(　　) A．对比②③，可以判定Zn保护了Fe B．对比①②，K3[Fe(CN)6]可能将Fe氧化 C．验证Zn保护Fe时不能用①的方法 D．将Zn换成Cu，用①的方法可判断Fe比Cu活泼 3．在城市地下常埋有纵横交错的管道和输电线路，有些地面上还铺有地铁的铁轨，当有电流泄漏入潮湿的土壤中，并与金属管道或铁轨形成回路时，就会引起后者的腐蚀，其腐蚀原理如图所示。下列有关说法不正确的是(　　) A．原理图可理解为两个串联电解装置 B．溶液中铁丝被腐蚀时，左侧有无色气体产生，附近产生少量白色沉淀，随后变为灰绿色 C．溶液中铁丝左侧电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋ D．地下管道被腐蚀后不易被发现，维修也不便，故应将埋在地下的金属管道表面涂绝缘膜(或油漆等) 4．在日常生活中，我们经常看到铁制品生锈、铝制品表面出现白斑等众多的金属腐蚀现象。可以通过下列装置所示实验进行探究。下列说法正确的是(　　) A．按图Ⅰ装置实验，为了更快更清晰地观察到液柱上升，采用下列方法：用酒精灯加热左边的具支试管 B．图Ⅲ装置的总反应为4Al＋3O2＋6H2O===4Al(OH)3，生成的Al(OH)3进一步脱水形成白斑 C．图Ⅱ是图Ⅰ所示装置的原理示意图，图Ⅱ的正极材料是铁 D．铝制品表面出现白斑可以通过图Ⅲ装置进行探究，Cl－由活性炭区向铝箔表面区迁移，并在铝箔上发生电极反应：2Cl－－2e－===Cl2↑ 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！9 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题1 化学反应与能量变化 考点概览 考点1 化学反应的焓变 考点2 反应热的测量与计算 考点3 能源的充分利用 考点4 原电池的工作原理 考点5 化学电源 考点6 电解池的工作原理 考点7 电解原理的应用 考点8 金属的腐蚀与防护 考点1 化学反应的焓变 1．下列说法正确的是(　　) A．浓硫酸溶于水放出大量的热，是放热反应 B．碳酸钙受热分解的反应中生成物总能量高于反应物总能量 C．反应3O2(g)===2O3(g)的ΔH＞0，则O3比O2稳定 D．气态水比液态水稳定 答案：B 解析：浓硫酸溶于水是物理变化，是放热过程，A项错误；碳酸钙受热分解在高温条件下进行，反应物吸收能量转化为生成物，因此生成物的总能量高于反应物的总能量，B项正确；O2和O3互为同素异形体，其中能量越低的物质越稳定，即O2比O3稳定，C项错误；液态水转化为气态水时要吸收能量，能量低的液态水稳定，D项错误。 2．H2(g)与ICl(g)的反应包含以下两步： Ⅰ.H2(g)＋ICl(g)===HCl(g)＋HI(g) Ⅱ.HCl(g)＋HI(g)＋ICl(g)===I2(g)＋2HCl(g)。 反应过程中的能量变化曲线如图所示，下列说法错误的是(　　) A．反应Ⅰ为吸热反应 B．反应Ⅱ为放热反应 C．反应H2(g)＋2ICl(g)===I2(g)＋2HCl(g)的ΔH＝－218 kJ·mol－1 D．反应Ⅰ、Ⅱ均为氧化还原反应 答案：A 解析：反应Ⅰ、Ⅱ中反应物总能量均大于生成物的总能量，均为放热反应，A错误，B正确；由图像可知，反应H2(g)＋2ICl(g)===I2(g)＋2HCl(g)的ΔH＝－218 kJ·mol－1，C正确；反应Ⅰ、Ⅱ均涉及单质反应，元素化合价发生变化，则均为氧化还原反应，D正确。 3．已知热化学方程式：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) ΔH＝－Q kJ·mol－1(Q>0)。下列说法正确的是(　　) A．相同条件下，2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)所具有的能量小于2 mol SO3(g)所具有的能量 B．将2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)置于一密闭容器中充分反应后，放出的热量为Q kJ C．此反应为放热反应，不需任何条件就能发生 D．如将一定量SO2(g)和O2(g)置于某密闭容器中充分反应后放热Q kJ，则此过程中有2 mol SO2(g)被氧化 答案：D 解析：该反应是放热反应，相同条件下，2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)所具有的能量大于2 mol SO3(g)所具有的能量，故A错误；将2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)置于一密闭容器中充分反应后，达到化学平衡，反应物不能全部转化，放出热量小于Q kJ，故B错误；反应吸热还是放热与反应条件无关，C错误；如将一定量SO2(g)和O2(g)置于某密闭容器中充分反应后放热Q kJ，参加反应的二氧化硫为2 mol，故一定有2 mol SO2(g)被氧化，故D正确。 4．下列图像分别表示有关反应的反应过程与能量变化的关系。 下列说法正确的是(　　) A．石墨转变为金刚石是吸热反应 B．白磷比红磷稳定 C．S(g)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH1 S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH2，则ΔH1>ΔH2 D．CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)　ΔH>0 答案：A 解析：由图像可知石墨的能量比金刚石的低，因此由石墨转变为金刚石是吸热反应，A正确；白磷具有的能量比红磷的高，根据能量越低越稳定的原理可知，红磷比白磷稳定，B错误；|ΔH1|>|ΔH2|，由于ΔH1、ΔH2均小于零，故ΔH1<ΔH2，C错误；CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)为放热反应，ΔH＜0，D错误。 5．现有如下3个热化学方程式： H2(g)＋O2(g)===H2O(g) ΔH1＝－a kJ·mol－1① H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH2＝－b kJ·mol－1② 2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH3＝－c kJ·mol－1③ 则由下表所列的原因能推导出后面结论的是(　　) 选项 原因 结论 A H2的燃烧是放热反应 a、b、c均大于零 B ①和②中物质的化学计量数相同 a＝b C ①和③中H2O的状态不同，化学计量数不同 a、c不会有任何关系 D ③的化学计量数是②的2倍 ΔH2＜ΔH3 答案：A 解析：①和②中由于生成的水的状态不同，故ΔH不同，即a、b也不同，B项错误；①和③中由于气态水转化为液态水要放热，故c＞2a，C项错误；②和③中因ΔH3＝2ΔH2，且ΔH2、ΔH3均为负值，故ΔH2＞ΔH3，D项错误。 6．依据题意，写出下列反应的热化学方程式。 (1)若适量的N2和O2完全反应生成NO2，每生成23 g NO2需要吸收16.95 kJ热量。则该反应的热化学方程式为 。 (2)用NA表示阿伏加德罗常数的值，在C2H2(气态)完全燃烧生成CO2和液态水的反应中，每有5NA个电子转移时，放出650 kJ的热量。则该反应的热化学方程式为 。 (3)已知拆开1 mol H—H、1 mol N—H、1 mol N≡N分别需要的能量是436 kJ、391 kJ、946 kJ，则N2与H2反应生成NH3的热化学方程式为 。 答案：(1)N2(g)＋2O2(g)===2NO2(g) ΔH＝67.8 kJ·mol－1 (2)C2H2(g)＋O2(g)===2CO2(g)＋H2O(l) ΔH＝－1 300 kJ·mol－1 (3)N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＝－92 kJ·mol－1 考点2 反应热的测量与计算 1．某同学通过实验测出稀盐酸和稀NaOH溶液(碱稍过量)反应生成1 mol水的反应热ΔH＝－52.3 kJ·mol－1，比理论数值要小，造成这一结果的原因不可能的是(　　) A．实验装置保温、隔热效果差 B．用量筒量取盐酸时仰视读数 C．分多次将NaOH溶液倒入量热计的内筒中 D．用测量盐酸的温度计直接测定NaOH溶液的温度 答案：B 解析：若装置保温、隔热效果差，会造成较多的热量损失，测得的反应热数值偏小，A项可能；用量筒取液体，仰视读数时，实际量取的溶液体积多于应该量取的溶液体积，会导致放出的热量变多，B项不可能；C项操作会导致较多的热量损失，C项可能；D项操作会导致测得的NaOH溶液的初始温度偏高，最后计算出的反应放出的热量比实际放出的热量少，D项可能。 2．用50 mL 0.50 mol·L－1盐酸和50 mL 0.55 mol·L－1 NaOH溶液测定H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)的反应热(ΔH)的实验时，下列说法不正确的是(　　) A．酸碱混合时，量筒中NaOH溶液应缓缓倒入小烧杯中，不断用环形玻璃搅拌棒搅拌 B．装置中的大小烧杯之间填满碎泡沫塑料的作用是保温隔热，减少热量损失 C．用量筒量取NaOH溶液时，仰视取液，测得的反应热ΔH不变 D．改用25 mL 0.50 mol·L－1盐酸跟25 mL 0.55 mol·L－1 NaOH溶液进行测定，ΔH数值不变 答案：A 解析：中和反应反应热测定实验成败的关键是做好保温工作，B正确；用量筒量取NaOH溶液时，仰视取液，氢氧化钠溶液体积大于所需体积，但生成水的量不变，放出的热量不变，测得的中和反应反应热ΔH不变，C正确；反应放出的热量与所用酸和碱的量有关，但生成1 mol水时中和反应反应热的大小与参加反应的酸碱用量无关，D正确。 3．已知298 K、101 kPa时： 2H2O(g)===O2(g)＋2H2(g)　ΔH1 Cl2(g)＋H2(g)===2HCl(g)　ΔH2 2Cl2(g)＋2H2O(g)===4HCl(g)＋O2(g)　ΔH3 则ΔH3与ΔH1和ΔH2间的关系正确的是(　　) A．ΔH3＝ΔH1＋2ΔH2 B．ΔH3＝ΔH1＋ΔH2 C．ΔH3＝ΔH1－2ΔH2 D．ΔH3＝ΔH1－ΔH2 答案：A 解析：应用盖斯定律，将第一个热化学方程式与第二个热化学方程式的2倍相加，得2Cl2(g)＋2H2O(g)===4HCl(g)＋O2(g)　ΔH3＝ΔH1＋2ΔH2，A项正确。 4．如图为两种制备硫酸的途径(反应条件略)。下列说法不正确的是(　　) A．途径①和途径②的反应热是相等的 B．含1 mol H2SO4的浓溶液和含1 mol H2SO4的稀溶液，分别与足量的NaOH溶液反应，二者放出的热量是相等的 C．1 mol S在空气中燃烧放出的热量等于在纯氧中燃烧放出的热量 D．若ΔH1<ΔH2＋ΔH3，则2H2O2(aq)===2H2O(l)＋O2(g)为放热反应 答案：B 解析：硫酸的浓溶液溶于水放热，故B错误。 5．室温下，CuSO4·5H2O(s)===Cu2＋(aq)＋SO(aq)＋5H2O(l)　ΔH1>0；CuSO4(s)===Cu2＋(aq)＋SO(aq)　ΔH2<0。若CuSO4·5H2O受热分解的化学方程式为CuSO4·5H2O(s)CuSO4(s)＋5H2O(l)，热效应为ΔH3，则下列判断正确的是(　　) A．ΔH1<ΔH3 B．ΔH2>ΔH3 C．ΔH1＋ΔH3＝ΔH2 D．ΔH1＋ΔH2＝ΔH3 答案：A 解析：已知CuSO4·5H2O(s)===Cu2＋(aq)＋SO(aq)＋5H2O(l)　ΔH1>0①，CuSO4(s)===Cu2＋(aq)＋SO(aq)　ΔH2<0②，根据盖斯定律将①－②得到CuSO4·5H2O(s)===CuSO4(s)＋5H2O(l)　ΔH3＝ΔH1－ΔH2，因为ΔH1>0，ΔH2<0，故ΔH1<ΔH3，ΔH2<ΔH3，故A正确。 6．强酸和强碱稀溶液的中和反应反应热可表示为H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ·mol－1。 已知：①HCl(aq)＋NH3·H2O(aq)===NH4Cl(aq)＋H2O(l)　ΔH＝－a kJ·mol－1 ②HCl(aq)＋NaOH(s)===NaCl(aq)＋H2O(l) ΔH＝－b kJ·mol－1 ③HNO3(aq)＋KOH(aq)===KNO3(aq)＋H2O(l) ΔH＝－c kJ·mol－1 则a、b、c三者的大小关系为(　　) A．a＞b＞c B．b＞c＞a C．a＝b＝c D．无法比较 答案：B 解析：NH3·H2O电离吸热，氢氧化钠固体溶解过程放热，且比较的都是数值大小。 7．通过以下反应可获得新型能源二甲醚(CH3OCH3)。 ①C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g) ΔH1＝a kJ·mol－1 ②CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g) ΔH2＝b kJ·mol－1 ③CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH3＝c kJ·mol－1 ④2CH3OH(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(g) ΔH4＝d kJ·mol－1 下列说法不正确的是(　　) A．反应①②为反应③提供原料气 B．反应③也是CO2资源化利用的方法之一 C．反应CH3OH(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(l)的ΔH＝ kJ·mol－1 D．反应2CO(g)＋4H2(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(g)的ΔH＝(2b＋2c＋d) kJ·mol－1 答案：C 解析：反应③中的反应物为CO2、H2，由反应可知，反应①②为反应③提供原料气，故A正确；反应③中的反应物为CO2，转化为甲醇，则反应③也是CO2资源化利用的方法之一，故B正确；由反应④可知，物质的量与热量成正比，且气态水的能量比液态水的能量高，则反应CH3OH(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(l)的ΔH≠ kJ·mol－1，故C错误；由盖斯定律可知，②×2＋③×2＋④得到2CO(g)＋4H2(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(g)，则ΔH＝(2b＋2c＋d) kJ·mol－1，故D正确。 8．已知：2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)　ΔH＝571.6 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的图示与过程如下： 过程Ⅰ：…… 过程Ⅱ：3FeO(s)＋H2O(l)===H2(g)＋Fe3O4(s) ΔH＝129.2 kJ·mol－1 下列说法不正确的是(　　) A．该过程能量转化形式是太阳能→化学能→热能 B．过程Ⅰ的热化学方程式为Fe3O4(s)===3FeO(s)＋O2(g)　ΔH＝156.6 kJ·mol－1 C．氢气的标准燃烧热ΔH＝－285.8 kJ·mol－1 D．铁氧化合物循环制H2具有成本低、产物易分离等优点 答案：A 解析：过程Ⅰ中Fe3O4分解为FeO、O2，该反应为吸热反应，由题意知过程Ⅱ中发生的反应也是吸热反应，因此不存在化学能→热能的转化，A项错误；已知反应①2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)　ΔH＝571.6 kJ·mol－1和反应②3FeO(s)＋H2O(l)===H2(g)＋Fe3O4(s)　ΔH＝129.2 kJ·mol－1，根据盖斯定律，由①×－②得Fe3O4(s)===3FeO(s)＋O2(g)　ΔH＝156.6 kJ·mol－1，B项正确；由2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)　ΔH＝571.6 kJ·mol－1可知，1 mol H2完全燃烧生成1 mol液态水放出285.8 kJ的热量，故氢气的标准燃烧热ΔH＝－285.8 kJ·mol－1，C项正确；过程Ⅱ为3FeO(s)＋H2O(l)===H2(g)＋Fe3O4(s)　ΔH＝129.2 kJ·mol－1，产物中氢气为气体，而Fe3O4为固体，故铁氧化合物循环制H2的产物易分离，且整个过程是利用太阳能完成的，成本低，D项正确。 9．回答下列问题： (1)丙烷燃烧可以通过以下两种途径： 途径Ⅰ：C3H8(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(l) ΔH＝－a kJ·mol－1 途径Ⅱ：C3H8(g)===C3H6(g)＋H2(g)　ΔH＝b kJ·mol－1 2C3H6(g)＋9O2(g)===6CO2(g)＋6H2O(l)　ΔH＝－c kJ·mol－1 2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－d kJ·mol－1(a、b、c、d均为正值) 判断等量的丙烷通过途径Ⅰ放出的热量 (填“大于”“等于”或“小于”，下同)途径Ⅱ放出的热量。C3H8(g)===C3H6(g)＋H2(g)的反应中，反应物具有的总能量 生成物具有的总能量，b与a、c、d的数学关系式是 。 (2)CH4—CO2催化重整反应为CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g)。 已知：C(s)＋2H2(g)===CH4(g)　ΔH＝－75 kJ·mol－1 C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－394 kJ·mol－1 C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH＝－111 kJ·mol－1 该催化重整反应的ΔH＝ kJ·mol－1。 (3)知：298 K时，相关物质的相对能量(如图)。 请根据相关物质的相对能量计算反应C2H6(g)＋2CO2(g)4CO(g)＋3H2(g)的焓变ΔH＝ 。 (4)现有下列3个热化学方程式： Fe2O3(s)＋3CO(g)===2Fe(s)＋3CO2(g) ΔH1＝－24.8 kJ·mol－1 3Fe2O3(s)＋CO(g)===2Fe3O4(s)＋CO2(g) ΔH2＝－47.2 kJ·mol－1 Fe3O4(s)＋CO(g)===3FeO(s)＋CO2(g) ΔH3＝640.5 kJ·mol－1 写出CO气体还原FeO固体得到Fe固体和CO2气体的热化学方程式： 。 答案：(1)等于　小于　b＝＋－a　(2)247 (3)430 kJ·mol－1　(4)CO(g)＋FeO(s)===Fe(s)＋CO2(g)　ΔH＝－218.0 kJ·mol－1 解析：(1)根据盖斯定律，等量的丙烷燃烧时，不管是一步完成还是多步完成，反应放出的热量相等；由于C3H8(g)===C3H6(g)＋H2(g)的ΔH>0，该反应是吸热反应，反应物具有的总能量小于生成物具有的总能量；将题中所给热化学方程式依次编号为①②③④，根据盖斯定律①＝②＋③×＋④×，得－a＝b＋(－c－d)，所以b＝＋－a。 (2)将题给三个反应依次编号为①、②、③： C(s)＋2H2(g)===CH4(g)　ΔH＝－75 kJ·mol－1① C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－394 kJ·mol－1② C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH＝－111 kJ·mol－1③ 根据盖斯定律，由③×2－①－②可得 CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g) ΔH＝247 kJ·mol－1。 (3)ΔH＝(－110 kJ·mol－1×4)＋0 kJ·mol－1－(－84 kJ·mol－1)－(－393 kJ·mol－1×2)＝430 kJ·mol－1。 (4)已知：①Fe2O3(s)＋3CO(g)===2Fe(s)＋3CO2(g)　ΔH1＝－24.8 kJ·mol－1；②3Fe2O3(s)＋CO(g)===2Fe3O4(s)＋CO2(g)　ΔH2＝－47.2 kJ·mol－1；③Fe3O4(s)＋CO(g)===3FeO(s)＋CO2(g)　ΔH3＝640.5 kJ·mol－1，CO气体还原FeO固体得到Fe固体和CO2气体的化学方程式为CO＋FeOCO2＋Fe，则利用盖斯定律，由可得CO(g)＋FeO(s)===CO2(g)＋Fe(s)　ΔH＝－218.0 kJ·mol－1。 考点3 能源的充分利用 1．我国提出争取在2030年前实现碳达峰，2060年实现碳中和，这对于改善环境，实现绿色发展至关重要。“碳中和”是指CO2的排放总量和减少总量相当。下列措施能促进碳中和最直接有效的是(　　) A．将重质油裂解为轻质油作为燃料 B．大规模开采可燃冰作为新能源 C．通过清洁煤技术减少煤燃烧污染 D．研发催化剂将CO2还原为甲醇 答案：D 解析：将重质油裂解为轻质油并不能减少二氧化碳的排放量，达不到碳中和的目的，故A不符合题意；大规模开采可燃冰作为新能源，会增大二氧化碳的排放量，不符合碳中和的要求，故B不符合题意；通过清洁煤技术减少煤燃烧污染，不能减少二氧化碳的排放量，达不到碳中和的目的，故C不符合题意；研发催化剂将二氧化碳还原为甲醇，可以减少二氧化碳的排放量，达到碳中和的目的，故D符合题意。 2．下列关于标准燃烧热的说法正确的是(　　) A．22.4 L H2完全燃烧生成H2O(l)时放出的热为H2的标准燃烧热 B．1 mol C燃烧生成CO(g)时放出的热为C的标准燃烧热 C．标准燃烧热和中和反应反应热都是反应热的种类之一 D．在25 ℃、101 kPa时，纯物质完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热，叫该物质的标准燃烧热 答案：C 解析：22.4 L H2在非标准状况下不一定为1 mol，A项错误；CO是C不完全燃烧的产物，B项错误；反应热包括很多种，标准燃烧热和中和反应反应热是其中的两种，C项正确；标准燃烧热必须确定可燃物的物质的量为1 mol，D项错误。 3．下列说法正确的是(　　) A．乙烯完全燃烧时，放出的热量为乙烯的标准燃烧热 B．在25 ℃、101 kPa时，1 mol碳燃烧所放出的热为碳的标准燃烧热 C．由2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH＝－566 kJ·mol－1，可知CO的标准燃烧热为－283 kJ·mol－1 D．乙炔的标准燃烧热为－1 299.6 kJ·mol－1，则2C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(g)反应的ΔH＝－2 599.2 kJ·mol－1 答案：C 解析：选项A没有指明乙烯的物质的量为1 mol，且没说明生成物水的聚集状态；选项B中没有指明1 mol碳完全燃烧生成CO2(g)；选项D中热化学方程式中生成物水应为液态，反应热ΔH与其不对应。 4．已知下列两个热化学方程式： 2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－571.6 kJ·mol－1 C3H8(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(l) ΔH＝－2 220 kJ·mol－1 请根据上面两个热化学方程式，回答下列问题： (1)H2的标准燃烧热为 ，C3H8的标准燃烧热为 。 (2)1 mol H2和2 mol C3H8组成的混合气体完全燃烧释放的热为 。 (3)现有H2和C3H8的混合气体共5 mol，完全燃烧时放热3 846.75 kJ，则在混合气体中H2和C3H8的体积比是 。 答案：(1)－285.8 kJ·mol－1　－2 220 kJ·mol－1　(2)4 725.8 kJ　(3)3∶1 解析：(1)根据标准燃烧热的概念知H2、C3H8的标准燃烧热分别为－285.8 kJ·mol－1、－2 220 kJ·mol－1。 (2)完全燃烧释放的总热为Q放＝1 mol×285.8 kJ·mol－1＋2 mol×2 220 kJ·mol－1＝4 725.8 kJ。 (3)设H2、C3H8的物质的量分别为n1、n2，则有 解得n1＝ mol，n2＝ mol，在相同p、T时，V(H2)∶V(C3H8)＝n(H2)∶n(C3H8)＝3∶1。 考点4 原电池的工作原理 1．实验探究是提高学习效果的有力手段。某同学用如图所示装置研究原电池原理，下列说法错误的是(　　) A．若将图1装置的Zn、Cu下端接触，Zn片逐渐溶解，Cu片上能看到气泡产生 B．图2中H＋向Cu片移动 C．若将图2中的Zn片改为Mg片，Cu片上产生气泡的速率加快 D．图2与图3中，Zn片减轻的质量相等时，正极产物的质量比为32∶1 答案：D 解析：Zn、Cu直接接触就能构成闭合回路而形成原电池，稀硫酸作电解质溶液，所以Cu片上可看到有气泡产生，A正确；H＋带正电荷，向正极移动，即向Cu片移动，B正确；由于Mg失电子能力强于Zn，所以将Zn片改为Mg片时，电子转移速率加快，生成H2的速率也加快，C正确；若两装置负极消耗Zn的质量均为65 g，图2正极产生2 g H2，图3正极上析出64 g Cu，正极产物的质量比为1∶32，D错误。 2．将等质量的A、B两份锌粉装入试管中，分别加入过量的稀硫酸，同时向装A的试管中加入少量CuSO4溶液。如图表示产生氢气的体积V与时间t的关系，其中正确的是(　　) 答案：D 解析：向A中滴加CuSO4溶液发生反应Zn＋CuSO4===Cu＋ZnSO4，置换出的Cu附着在Zn表面构成原电池，可以加快产生H2的速率，A的斜率要大于B的斜率，B错误；A中部分Zn与CuSO4反应，则与稀硫酸反应的Zn比B中小，产生的H2体积比B中小，A、C错误，D正确。 3．锂电池是一代新型高能电池，它以质量轻、能量高而被重视，目前已研制成功多种锂电池。某种锂电池的总反应方程式为Li＋MnO2===LiMnO2，下列说法正确的是(　　) A．Li是正极，电极反应式为Li－e－===Li＋ B．Li是负极，电极反应式为Li－e－===Li＋ C．MnO2是负极，电极反应式为MnO2＋e－===MnO D．Li是负极，电极反应式为Li－2e－===Li2＋ 答案：B 解析：根据锂电池的总反应式Li＋MnO2===LiMnO2，失电子的金属Li为负极，电极反应式为Li－e－===Li＋，A、D错误，B正确；MnO2是正极，电极反应式为MnO2＋e－===MnO，C错误。 4．硝酸汞和碘化钾溶液混合后会生成红色的碘化汞沉淀，为了探究硝酸汞和碘化钾溶液之间能否发生氧化还原反应，研究人员设计了如图的实验装置，结果电流表指针发生了偏转，下列分析正确的是(　　) A．如图装置的电流方向是从C1到C2 B．C1是负极，发生的反应是2I－－2e－===I2 C．盐桥中的K＋向C1电极移动 D．装置发生的总反应是Hg2＋＋2I－===HgI2↓ 答案：B 解析：电流表指针发生偏转说明有电流形成，此装置为原电池，I－具有还原性，C1作负极，电极反应为2I－－2e－===I2，B正确；C2作正极，溶液中Hg2＋得电子，Hg2＋＋2e－===Hg，发生还原反应，电流方向是从正极(C2)流向负极(C1)，A错误；为保持硝酸汞溶液电荷守恒，盐桥中阳离子移向硝酸汞溶液(C2电极)，C错误；装置发生的总反应为Hg2＋＋2I－===Hg＋I2，D错误。 5．(1)利用反应Cu＋2FeCl3===CuCl2＋2FeCl2设计成如图所示的原电池，回答下列问题： ①写出电极反应式 正极：_____________________________；负极：_____________________________。 ②图中X是________，Y是________。 ③原电池工作时，盐桥中的____________(填“阳”或“阴”)离子向X溶液方向移动。 (2)利用反应2Cu＋O2＋2H2SO4===2CuSO4＋2H2O可制备CuSO4，若将该反应设计为原电池，其正极反应式为________________________________________。 答案：(1)①2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋　Cu－2e－===Cu2＋　②FeCl3　CuCl2　③阳 (2)O2＋4e－＋4H＋===2H2O 解析：(1)①该原电池中Cu作负极，电极反应式为Cu－2e－===Cu2＋；石墨作正极，电极反应式为2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋。②X溶液应为FeCl3溶液，Y溶液应为CuCl2溶液。③原电池工作时，盐桥中的阳离子向正极移动。 (2)Cu作负极，O2在正极上得电子：O2＋4e－＋4H＋===2H2O。 考点5 化学电源 1．下列说法不正确的是(　　) A．原电池中发生的可逆反应达到平衡时，该电池仍有电流产生 B．铅蓄电池的缺点是比能量低、笨重 C．普通锌锰电池与碱性锌锰电池的比能量不同 D．燃料电池能量转换率高，活性物质由外界加入，可实现连续不间断供电 答案：A 解析：原电池中发生的可逆反应达到平衡时，正、逆反应速率相等，各物质的浓度不变，不再有电流产生，A错误；铅蓄电池的缺点是比能量(单位质量所蓄电能)低，十分笨重，对环境腐蚀性强，循环使用寿命短，B正确；碱性锌锰电池中负极反应更充分，比能量比普通锌锰电池高，C正确；燃料电池为一种把燃料所具有的化学能直接转换成电能的化学装置，能量转换率高，活性物质由外界加入，可实现连续不间断供电，D正确。 2．鱼雷采用Al-Ag2O动力电池，以溶有氢氧化钾的流动海水为电解质溶液，电池反应为2Al＋3Ag2O＋2KOH===6Ag＋2KAlO2＋H2O，下列说法错误的是(　　) A．Ag2O为电池的正极 B．电子由Ag2O极经外电路流向Al极 C．Al在电池反应中被氧化 D．溶液中的OH－向Al极迁移 答案：B 解析：该原电池中，Al元素化合价由0价升高为＋3价，发生氧化反应，所以Al为负极，Ag2O为正极，A、C正确；放电时，电子从负极沿导线流向正极即电子由Al极通过外电路流向Ag2O极，B错误；放电时，电解质溶液中阳离子向正极移动、阴离子向负极移动，即溶液中的OH－向Al极迁移，D正确。 3．锂氟化碳电池的稳定性很高。电解质溶液为LiClO4的乙二醇二甲醚(CH3OCH2CH2OCH3)溶液，总反应为xLi＋CFx===xLiF＋C，放电产物LiF沉积在正极，工作原理如图所示： 下列说法正确的是(　　) A．外电路电子由b流向a B．离子交换膜为阴离子交换膜 C．电解质溶液可用LiClO4的乙醇溶液代替 D．正极的电极反应式为CFx＋xe－＋xLi＋===xLiF＋C 答案：D 解析：该电池负极为Li，外电路电子由负极流向正极，即由a流向b，A错误；Li＋通过离子交换膜在正极上形成LiF，即离子交换膜为阳离子交换膜，B错误；Li是活泼金属，能与乙醇反应，所以不能用乙醇溶液代替，C错误。 4．如图所示是铅蓄电池构造图，下列说法不正确的是(　　) A．铅蓄电池是二次电池，充电时电能转化为化学能 B．电池工作时，H＋ 移向Pb极 C．电池工作时，电子由Pb极通过外电路流向PbO2极 D．电池工作时，负极发生的反应是 Pb－2e－＋SO===PbSO4 答案：B 解析：蓄电池充电时是将电能转化为化学能的装置，A正确；蓄电池放电时，负极上Pb失电子发生氧化反应，电极反应式为Pb－2e－＋SO===PbSO4，电子由Pb极通过导线流向 PbO2极，电解质溶液中的阳离子移向正极，即放电时溶液中的H＋向正极PbO2移动，C、D正确、B错误。 5．我国科学家设计的一种甲酸(HCOOH)燃料电池如图所示(半透膜只允许K＋、H＋通过)，下列说法错误的是(　　) A．物质A可以是硫酸氢钾 B．左侧为电池负极，HCOO－发生氧化反应生成HCO C．该燃料电池的总反应为2HCOOH＋O2＋2OH－===2HCO＋2H2O D．右侧每消耗11.2 L O2(标准状况)，左侧有1 mol K＋通过半透膜移向右侧 答案：D 解析：HCOOH碱性燃料电池中，左侧电极HCOO－失去电子生成HCO，所在电极为负极，电极反应式为HCOO－＋2OH－－2e－===HCO＋H2O，B正确；由图可知，原电池工作时K＋通过半透膜移向正极(右侧)，右侧电极反应为Fe3＋＋e－===Fe2＋，从装置中分离出的物质为K2SO4，放电过程中需补充的物质A是H2SO4或硫酸氢钾，A正确；右侧每消耗11.2 L O2(标准状况)，其物质的量是0.5 mol，转移2 mol电子，左侧有2 mol K＋通过半透膜移向右侧，D错误。 6．犹他大学Minter教授研制出合成氨的新工艺，原理如图所示。下列说法不正确的是(　　) A．在A极周围，氢化酶将H2还原成H＋ B．在B极周围，固氮酶催化下发生的总反应为6H＋＋N2＋6e－===2NH3 C．MV＋/MV2＋的主要作用是在电极与酶之间高效传递电子 D．该装置将化学能转化成电能 答案：A 解析：在A极周围，氢化酶将H2氧化成H＋，A错误；MV＋在负极失电子转变成MV2＋，MV2＋在氢化酶上得电子转变成MV＋，从而实现了电子在电极与酶之间的高效传递，C正确；该装置为原电池装置，能将化学能转化成电能，D正确。 7．利用微电池技术去除天然气中的H2S并生成FeS的装置如图所示，下列说法不正确的是(　　) A．微电池负极的电极反应式为Fe－2e－＋H2S===FeS＋2H＋ B．去除过程发生的总反应为2Fe＋2H2S＋O2===2FeS＋2H2O C．通入气体一段时间后，去除速率降低的可能原因是铁减少，形成微电池的数量减少 D．该装置使用一段时间后，内部有大量的铁锈产生 答案：D 解析：根据题中信息可知，铁生成FeS，铁元素的化合价升高，铁作负极，其电极反应式为Fe－2e－＋H2S===FeS＋2H＋，A正确；氧气在正极上发生反应，电极反应式为O2＋4e－＋4H＋===2H2O，总反应为2Fe＋2H2S＋O2===2FeS＋2H2O，B正确；通入气体一段时间后，去除速率降低，可能原因是产生的FeS附着在铁表面，阻碍反应进行，也可能是铁减少，形成微电池的数量减少，C正确；铁锈主要成分为Fe2O3，根据此装置的总反应可知，铁主要被氧化成FeS，D错误。 8．某浓差电池的原理示意图如图所示，可用该电池从浓缩海水中提取LiCl溶液。下列有关该电池的说法不正确的是(　　) A．该装置可在提取LiCl溶液的同时获得电能 B．电子由Y极通过外电路移向X极 C．正极发生的反应为2H＋＋2e－===H2↑ D．Y极每生成22.4 L Cl2，有2 mol Li＋从b区移至a区 答案：D 解析：X电极为正极，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，Y电极为负极，电极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑。该装置为原电池，可获得电能，产物有LiCl，故A正确；X极为正极，Y极为负极，电子由Y极通过外电路移向X极，故B正确；Y极每生成标准状况下22.4 L Cl2，转移2 mol电子，有2 mol Li＋从b区移至a区，没有说明是标准状况，故D错误。 9．(1)据文献报道，科学家利用氮化镓材料与铜组成如图所示的人工光合系统装置，成功地以CO2和H2O为原料合成了CH4。 ①写出铜电极表面的电极反应式：___________________________。 ②为提高该人工光合系统的工作效率，可向装置中加入少量________(填“盐酸”或“硫酸”)。 (2)某负载二次镍氢电池放电时的工作原理如图所示，其中隔膜为________(填“阴”或“阳”)离子交换膜，负极的电极反应式为__________________________________。 (3)利用反应NO2＋NH3―→N2＋H2O(未配平)消除烟气中NO2的简易装置如图所示，A、B两池溶液均为200 mL 0.01 mol·L－1 NaOH溶液，过程中溶液的体积和温度变化忽略不计。 电极a的电极反应式为______________________________。 答案：(1)①CO2＋8e－＋8H＋===CH4＋2H2O　②硫酸 (2)阴　LaNi5H6＋6OH－－6e－===LaNi5＋6H2O (3)2NH3－6e－＋6OH－===N2＋6H2O 解析：(1)①原电池中电子从负极流向正极，根据图像中电子流向可知，铜电极为正极，正极上二氧化碳得电子生成甲烷，则铜电极表面的电极反应式为CO2＋8e－＋8H＋===CH4＋2H2O；负极水失电子产生氧气，电极反应式为4H2O－8e－===2O2＋8H＋。②电池中有质子交换膜，说明电解质溶液显酸性，必须加入酸，在光的作用下，盐酸中的Cl－易失电子产生Cl2，且盐酸易挥发，故应选硫酸。(2)由图像可知，NiO(OH)为电池的正极，电极反应为NiO(OH)＋e－===NiO＋OH－，LaNi5H6为电池的负极，电极反应为LaNi5H6＋6OH－－6e－===LaNi5＋6H2O。根据上述分析，OH－需从正极区到负极区，因此隔膜为阴离子交换膜。(3)根据化学方程式，NO2发生还原反应，为正极反应物，NH3发生氧化反应，为负极反应物，故电极a是负极，电极反应式为2NH3－6e－＋6OH－===N2＋6H2O。 考点6 电解池的工作原理 1．用惰性电极电解物质的量浓度相同、体积比为3∶1的硫酸铜和氯化钠的混合溶液，不可能发生的反应有(　　) A．2Cu2＋＋2H2O2Cu＋4H＋＋O2↑ B．Cu2＋＋2Cl－Cu＋Cl2↑ C．2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑ D．2H2O2H2↑＋O2↑ 答案：C 解析：设混合溶液的体积为4 L，CuSO4和NaCl的物质的量浓度均为1 mol·L－1，溶液中硫酸铜和氯化钠的物质的量分别为3 mol 和1 mol，根据转移电子守恒，第一阶段：阳极上氯离子放电，阴极上铜离子放电，电解方程式是Cu2＋＋2Cl－Cu＋Cl2↑，氯离子完全反应时，剩余2.5 mol铜离子；第二阶段：阳极上氢氧根离子放电，阴极上铜离子放电，电解方程式是2Cu2＋＋2H2O2Cu＋4H＋＋O2↑；第三阶段：阳极上氢氧根离子放电，阴极上氢离子放电，电解方程式是2H2O2H2↑＋O2↑。 2．铝及铝合金经过阳极氧化，铝表面能生成几十微米厚的氧化铝膜。某研究性学习小组模拟工业法对铝片表面进行氧化处理，按照如图所示装置连接，电解40 min后取出铝片，用水冲洗，放在水蒸气中封闭处理20～30 min，即可得到更加致密的氧化膜。下列有关说法正确的是(　　) A．电解时，电子从电源负极→导线→铝极，铅极→导线→电源正极 B．在电解过程中，H＋向铝片移动，SO向铅片移动 C．电解过程阳极周围溶液的pH下降 D．电解的总反应为2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑ 答案：D 解析：电子流向和电流流向相反，电解时电子从电源负极→导线→铅极，铝极→导线→电源正极，A错误；在电解过程中，氢离子向阴极移动，硫酸根离子向阳极移动，B错误；电解时，阳极是活泼金属铝电极时，放电的是电极本身，pH基本不变，C错误；阳极是活泼金属铝电极，金属铝在该极失电子，阴极是氢离子得电子，所以电解的总反应式可表示为2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑，D正确。 3．用惰性电极电解下列溶液一段时间后，再加入一定量的某种物质(方括号内物质)，不能使溶液恢复到原来的成分和浓度的是(　　) A．AgNO3溶液[AgOH(s)] B．K2SO4溶液[H2O(l)] C．KCl溶液[HCl(g)] D．CuSO4溶液[CuCO3(s)] 答案：A 解析：电解AgNO3溶液，Ag＋在阴极放电生成Ag，水电离出的OH－在阳极放电生成O2，结合元素守恒可知，应加入AgO使溶液恢复到原来的成分和浓度，A错误；电解K2SO4溶液，水电离出的OH－在阳极放电生成O2，水电离出的H＋在阴极放电生成H2，实质为电解水，加入一定量的H2O(l)能使溶液恢复到原来的成分和浓度，B正确；电解KCl溶液，水电离出的H＋在阴极放电生成H2，Cl－在阳极放电生成Cl2，结合元素守恒可知，加入一定量的HCl(g)能使溶液恢复到原来的成分和浓度，C正确；电解CuSO4溶液，Cu2＋在阴极放电生成Cu，水电离出的OH－在阳极放电生成O2，结合元素守恒可知，应加入一定量的CuO使溶液恢复到原来的成分和浓度，由于CuCO3(s)与硫酸反应生成CuSO4、CO2和H2O，CO2从溶液中逸出，加入一定量的CuCO3(s)也可以使溶液恢复到原来的成分和浓度，D正确。 4．如图甲所示的电解池中，Pt电极位于含Cu(NO3)2和AgNO3均为0.05 mol·L－1的电解液中，图乙是该电解过程中转移电子数与阴极质量的变化关系图。下列说法错误的是(　　) A．过程Ⅰ，在阴极上析出金属银 B．过程Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，溶液的pH均降低 C．过程Ⅱ，阳极上有氧气放出 D．过程Ⅱ析出固体的质量是过程Ⅰ析出固体的质量的2倍 答案：D 解析：过程Ⅰ发生反应：4Ag＋＋2H2O4Ag＋O2↑＋4H＋，过程Ⅱ发生反应：2Cu2＋＋2H2O2Cu＋O2↑＋4H＋，过程Ⅲ发生反应：2H2O2H2↑＋O2↑。因为氧化性：Ag＋> Cu2＋，故在阴极上Ag＋先放电，析出金属银，A项正确；过程Ⅰ、Ⅱ发生的电解反应中均有H＋生成，溶液中c(H＋)增大，pH降低，过程Ⅲ发生的电解反应是电解水的反应，溶液中c(H＋)增大，pH降低，B项正确；过程Ⅱ中阳极的电极反应为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，C项正确；过程Ⅱ析出的Cu和过程Ⅰ析出的Ag的物质的量相同，则析出Cu与Ag的质量比为64∶108，D项错误。 5．利用如图所示装置(电极均为惰性电极)可吸收SO2，并用阴极排出的溶液吸收NO2。下列说法正确的是(　　) A．a为直流电源的负极 B．阴极的电极反应式为2HSO＋2H＋＋e－===S2O＋2H2O C．阳极的电极反应式为SO2＋2H2O－2e－===SO＋4H＋ D．电解时，H＋由阴极室通过阳离子交换膜转移到阳极室 答案：C 解析：在与a电极连接的电极上SO2失去电子，被氧化生成SO，所以阳极与电源正极a电极连接，A错误；a为正极，b为负极，所以阴极得电子发生还原反应，电极反应式为2HSO＋2H＋＋2e－===S2O＋2H2O，B错误；在阳极SO2失去电子被氧化产生SO，阳极的电极反应式为SO2＋2H2O－2e－===SO＋4H＋，C正确；阳离子交换膜只允许阳离子通过，电解时，阳离子移向阴极，所以H＋由阳极室通过阳离子交换膜转移到阴极室，D错误。 6．由于Fe(OH)2极易被氧化，实验室很难直接用亚铁盐溶液与烧碱反应制得白色纯净的Fe(OH)2沉淀。若用如图所示实验装置则可制得纯净的Fe(OH)2沉淀，两极材料分别为石墨和铁。 (1)a电极材料为__________，该电极的电极反应式为______________________。 (2)若白色沉淀在电极周围生成，则电解液d是__________(填字母，下同)；若白色沉淀在两极之间的溶液中生成，则电解液d是___________。 A．纯水 B．NaCl溶液 C．NaOH溶液 D．CuCl2溶液 (3)液体c为苯，其作用是______________________________。 (4)要想尽早在两极之间的溶液中看到白色沉淀，可以采取的措施是__________(填字母)。 A．改用稀硫酸作电解液 B．适当增大电源电压 C．适当降低电解液温度 答案：(1)Fe(或铁)　Fe－2e－===Fe2＋　(2)C　B (3)隔绝空气，防止白色沉淀被氧化　(4)B 解析：(1)铁作阳极与电源的正极相连，电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋。(2)若要在电极周围生成白色沉淀，则电解质溶液应该选择氢氧化钠溶液。若在两极之间的溶液中产生白色沉淀，阴极的电极反应式应该为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，氢氧根离子向阳极移动，亚铁离子向阴极移动，二者在两极之间的溶液中反应生成氢氧化亚铁白色沉淀，可选择氯化钠溶液。(3)Fe(OH)2不稳定，容易被空气中的氧气氧化，因此苯起到了隔绝空气的作用。(4)适当增大电压，反应速率加快，同时离子的迁移速率也加快，能尽早看到白色沉淀。 考点7 电解原理的应用 1．氯碱工业的一种节能新工艺是将电解池与燃料电池相结合，相关物料的传输与转化关系如图所示(电极未标出)。下列说法正确的是(　　) A．电解池的阴极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ B．通入空气的电极为负极 C．电解池中产生2 mol Cl2时，理论上燃料电池中消耗0.5 mol O2 D．a、b、c的大小关系为a>b＝c 答案：A 解析：题给电解池的阴极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，阳极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑，A项正确；题给燃料电池为氢氧燃料电池，通入空气的电极为正极，B项错误；由整个电路中得失电子守恒可知，电解池中产生2 mol Cl2，理论上转移4 mol电子，则燃料电池中消耗1 mol O2，C项错误；燃料电池的负极反应式为2H2－4e－＋4OH－===4H2O，正极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－，所以a、b、c的大小关系为c>a>b，D项错误。 2．图甲为一种新型污水处理装置，该装置可利用一种微生物将有机废水的化学能直接转化为电能，图乙是一种用惰性电极电解饱和食盐水的消毒液发生器。下列说法不正确的是(　　) A．图甲的X点要与图乙中的a极连接 B．图乙中b极的电极反应为2Cl－－2e－===Cl2↑ C．当N极消耗1 mol气体时，有2 mol H＋通过离子交换膜 D．若有机废水中主要含有淀粉，则图甲中M极反应为(C6H10O5)n＋7nH2O－24ne－===6nCO2＋24nH＋ 答案：C 解析：题图甲中N极上O2转化为H2O，发生还原反应，为正极，M极为负极，图乙通过电解饱和食盐水获得消毒液，a极生成H2，b极生成Cl2，则a极为阴极，b极为阳极，电解池的阴极与电源负极相连，故X点与a极相连，A正确；图乙中b极生成氯气，电极反应为2Cl－－2e－===Cl2↑，B正确；根据反应O2＋4e－＋4H＋===2H2O，当N极消耗1 mol气体时，转移4 mol电子，故有4 mol H＋通过离子交换膜，C错误；若有机废水中主要含有淀粉，则图甲中M极上淀粉转化为CO2，电极反应为(C6H10O5)n＋7nH2O－24ne－===6nCO2＋24nH＋，D正确。 3．如图是利用阳离子交换膜和过滤膜制备高纯度的Cu的装置示意图，下列有关叙述不正确的是(　　) A．电极A是粗铜，电极B是纯铜 B．电路中通过1 mol电子，生成32 g铜 C．溶液中SO向电极A迁移 D．膜B是过滤膜，阻止阳极泥及杂质进入阴极区 答案：D 解析：电解精炼铜时，粗铜作阳极，纯铜作阴极，则电极A为粗铜，电极B为纯铜，A正确；阴极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu，当电路中通过1 mol电子时，生成0.5 mol Cu，即生成32 g Cu，B正确；根据电解原理，SO向阳极移动，C正确；阳极泥是阳极区产物，所以膜A为过滤膜，阻止阳极泥及杂质进入阴极区，膜B为阳离子交换膜，D错误。 4．氧化亚铜是杀菌剂、陶瓷和搪瓷的着色剂以及红色玻璃染色剂，利用如图所示装置制备氧化亚铜和精炼铜，已知粗铜中含有铁、碳、锌、银等杂质。下列说法错误的是(　　) A．乙池中电解后X极附近形成的阳极泥的主要成分是银和碳 B．电压过高时，乙中可能会产生有刺激性气味的气体，将CuCl2溶液换成CuSO4溶液可避免产生该气体 C．若该装置的能量转化率为80%，则当外电路有1.93×105 C电量通过(法拉第常数F＝9.65×104 C·mol－1)时可制得115.2 g的Cu2O D．由图可知装置甲中制备Cu2O的总反应式为2Cu＋H2OCu2O＋H2↑ 答案：A 解析：C电极上H2O→H2，发生还原反应，则C电极为阴极，Cu电极为阳极，X电极为阴极，Y电极为阳极，b为电源正极，a为电源负极。X电极为阴极，Y电极为阳极，电解精炼铜时，粗铜作阳极，纯铜作阴极，所以乙池中电解后Y极附近形成的阳极泥的主要成分是银和碳，A错误；电压过高时，Cl－会在阳极放电生成Cl2，而SO不会放电，将CuCl2溶液换成CuSO4溶液可避免产生该气体，B正确；当外电路有1.93×105 C电量通过时，转移电子的物质的量为＝2 mol，该装置的能量转化率为80%，即有2 mol×80%＝1.6 mol的电子发生氧化还原反应，则生成Cu2O的物质的量为0.8 mol，其质量为115.2 g，C正确。 5．用如图所示装置除去含CN－、Cl－废水中的CN－时，控制溶液pH为9～10，CN－与阳极产生的ClO－反应生成无污染的气体，下列说法不正确的是(　　) A．用石墨作阳极，铁作阴极 B．除去CN－的反应为2CN－＋5ClO－＋2H＋===N2↑＋2CO2↑＋ 5Cl－＋ H2O C．阳极的电极反应式为Cl－＋2OH－－2e－===ClO－＋H2O D．阴极的电极反应式为2H2O ＋2e－===H2↑＋2OH－ 答案：B 解析：根据已知信息可知，阳极上Cl－失电子生成ClO－，铁不能作阳极，否则阳极铁失电子发生氧化反应，得不到ClO－，故用石墨作阳极，铁作阴极，A正确；阳极产生的ClO－将CN－氧化为两种无污染的气体，两种气体为二氧化碳和氮气，该反应在碱性条件下进行，化学方程式为2CN－＋5ClO－＋H2O===N2↑＋2CO2↑＋5Cl－＋2OH－，B错误；阳极上Cl－失电子生成ClO－，电极反应式为Cl－＋2OH－－2e－===ClO－＋H2O，C正确；电解质溶液呈碱性，则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－，D正确。 6．研究发现，可以用石墨作阳极、钛网作阴极、熔融CaF2-CaO作电解质，利用图示装置获得金属钙，并以钙为还原剂还原二氧化钛制备金属钛。下列说法不正确的是(　　) A．由TiO2制得1 mol 金属Ti，理论上外电路转移4 mol电子 B．阳极的电极反应式为2O2－－4e－===O2↑ C．在制备金属钛前后，整套装置中CaO的总量不会减少 D．装置中石墨电极材料需要定期更换 答案：B 解析：钙还原二氧化钛反应的化学方程式为2Ca＋TiO2Ti＋2CaO，由TiO2制得1 mol金属Ti，消耗2 mol Ca，电解池中阴极反应式为Ca2＋＋2e－===Ca，则生成2 mol Ca外电路中转移4 mol电子，故A正确；阳极上电极反应式为C＋2O2－－4e－===CO2↑，故B错误；电解池总反应为2CaO＋C2Ca＋CO2↑，制备金属钛的反应为2Ca＋TiO2Ti＋2CaO，所以在制备金属Ti前后，CaO的总量不会减少，故C正确；阳极上电极反应式为C＋2O2－－4e－===CO2↑，C不断被消耗，装置中石墨电极材料需要定期更换，故D正确。 7．氯化氢回收氯气技术近年来成为科学研究的热点，一种新的氯化氢电解回收氯气的过程如图。下列说法正确的是(　　) A．石墨电极连接电源正极 B．H＋通过质子交换膜从铂电极向石墨电极移动 C．Fe3＋在石墨电极区域可循环再生，涉及到的反应为Fe2＋＋O2＋2H＋===Fe3＋＋H2O D．随着反应的进行，阴、阳两极电解质溶液pH均不变 答案：B 解析：石墨电极上Fe3＋转化为Fe2＋，得电子，应该是在电解池中作阴极，连接电源负极，A错误；铂电极为阳极，HCl失电子产生Cl2和H＋，H＋通过质子交换膜从阳极(铂电极)向阴极(石墨电极)移动，B正确；涉及的反应为4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O，C错误；随着反应的进行，阳极H＋向阴极移动，移动过来的H＋在阴极又参与反应生成了水，所以阴、阳两极电解质溶液pH均升高，D错误。 8．电解原理在化学工业中有着广泛的应用。如图所示装置中，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，F极附近溶液呈红色。下列说法不正确的是(　　) A．用甲装置精炼铜时，C电极材料为粗铜 B．乙装置中E电极反应为2Cl－－2e－===Cl2↑ C．用丙装置给铜件镀银，当乙中溶液的OH－浓度是0.1 mol·L－1时(此时乙溶液体积为500 mL)，丙中镀件上析出银的质量为5.4 g D．电解一段时间后，发现丁中Y极附近溶液红褐色加深，则Fe(OH)3胶体带正电荷 答案：D 解析：由信息可知，将直流电源接通后，F极附近溶液呈红色，可知氢离子在该电极放电，所以F极是阴极，E极是阳极，则电源电极A是正极，电极B是负极，C极是阳极，D极是阴极，X极是阳极，Y极是阴极。用甲装置精炼铜时，C电极是阳极，电极材料为粗铜，A正确；乙装置中E电极是阳极，Cl－放电，电极反应为2Cl－－2e－===Cl2↑，B正确；当乙中溶液的OH－浓度是0.1 mol·L－1时(此时乙溶液体积为500 mL)时，根据电极反应2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，可知生成的OH－的物质的量为0.1 mol·L－1×0.5 L＝0.05 mol，转移电子的物质的量为0.05 mol，丙中镀件上析出银的质量m(Ag)＝0.05 mol×108 g·mol－1＝5.4 g，C正确；Y为阴极，阴极上负电荷较多，电解一段时间后Y极附近溶液红褐色加深，说明Fe(OH)3胶粒带正电荷，Fe(OH)3胶体不带电荷，D错误。 9．电解Na2CO3溶液可制得NaHCO3和NaOH，原理如图1所示： (1)阳极生成HCO的电极反应式为______________________，阴极产生的物质A的化学式为____________。 (2)工作一段时间后，两极区制得NaHCO3与NaOH的物质的量之比约为________________。 (3)利用上述所得NaHCO3溶液在实验室中模拟铝制品表面“钝化”处理的过程中，发现溶液逐渐变浑浊，原理如图2所示，原因是__________________________________(用相关的电极反应式表示)。 答案：(1)4CO＋2H2O－4e－===4HCO＋O2↑　H2　(2)1∶1　(3)Al－3e－＋3HCO===Al(OH)3↓＋3CO2↑ 解析：(1)电解时阳极区碳酸钠溶液中水电离的OH－失电子产生O2，同时生成HCO，电极反应式为4CO＋2H2O－4e－===4HCO＋O2↑；阴极区水电离的H＋得电子产生H2，物质A的化学式为H2。(2)工作一段时间后，两极区的电极反应分别为4CO＋2H2O－4e－===4HCO＋O2↑、4H2O＋4e－===4OH－＋2H2↑，制得NaHCO3与NaOH的物质的量之比约为1∶1。(3)铝与直流电源正极相连，为阳极，被氧化为Al3＋，继而和溶液中的HCO发生相互促进的水解反应，生成氢氧化铝沉淀，电极反应式为Al－3e－＋3HCO===Al(OH)3↓＋3CO2↑。 考点8 金属的腐蚀与防护 1．下列对生铁片锈蚀对比实验的分析正确的是(　　) 序号 ① ② ③ 实验 现象 8小时未观察到明显锈蚀 8小时未观察到明显锈蚀 1小时观察到明显锈蚀 A．对比实验①②③，说明苯能隔绝O2 B．实验①中，生铁片未见明显锈蚀的主要原因是缺少O2 C．实验②中，饱和食盐水中溶解的O2不足以使生铁片明显锈蚀 D．实验③中，属于铁的吸氧腐蚀，负极反应：O2＋4e－＋2H2O===4OH－ 答案：C 解析：对比①②③，说明生铁腐蚀，碳为正极，铁为负极，需足量O2和水，由实验③可知，生铁片明显锈蚀，说明苯不能隔绝O2，故A错误；原电池的形成条件：有两个活泼性不同的电极、电解质溶液、闭合回路，实验①中，苯不是电解质溶液，生铁难以腐蚀，故B错误；实验③中，铁是负极，发生氧化反应，生成Fe2＋，电极反应为Fe－2e－===Fe2＋，故D错误。 2．验证牺牲阳极的阴极保护法实验如下(烧杯内均为经过酸化的3%NaCl溶液)。 ① 在Fe表面生成蓝色沉淀 ② 试管内无明显变化 ③ 试管内生成蓝色沉淀 下列说法不正确的是(　　) A．对比②③，可以判定Zn保护了Fe B．对比①②，K3[Fe(CN)6]可能将Fe氧化 C．验证Zn保护Fe时不能用①的方法 D．将Zn换成Cu，用①的方法可判断Fe比Cu活泼 答案：D 解析：对比②③，②Fe附近的溶液中，不含Fe2＋，③Fe附近的溶液中，含Fe2＋，②中Fe被保护，A正确；①加入K3[Fe(CN)6]溶液在Fe表面产生蓝色沉淀，Fe表面产生了Fe2＋，对比①②的异同，①可能是K3[Fe(CN)6]将Fe氧化成Fe2＋，B正确；对比①②，①加入K3[Fe(CN)6]溶液在Fe表面产生蓝色沉淀，①也能检验出Fe2＋，不能用①的方法验证Zn保护Fe，C正确；由实验可知K3[Fe(CN)6]可能将Fe氧化成Fe2＋，将Zn换成Cu不能用①的方法证明Fe比Cu活泼，D错误。 3．在城市地下常埋有纵横交错的管道和输电线路，有些地面上还铺有地铁的铁轨，当有电流泄漏入潮湿的土壤中，并与金属管道或铁轨形成回路时，就会引起后者的腐蚀，其腐蚀原理如图所示。下列有关说法不正确的是(　　) A．原理图可理解为两个串联电解装置 B．溶液中铁丝被腐蚀时，左侧有无色气体产生，附近产生少量白色沉淀，随后变为灰绿色 C．溶液中铁丝左侧电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋ D．地下管道被腐蚀后不易被发现，维修也不便，故应将埋在地下的金属管道表面涂绝缘膜(或油漆等) 答案：C 解析：由原理图可知，左侧铁棒与正极相连，为阳极，铁丝左侧应为阴极，形成电解装置，铁丝右侧为阳极，右侧铁棒为阴极又组成电解装置，所以可理解为两个串联电解装置，A项正确；左侧铁棒为阳极，电极反应为Fe－2e－===Fe2＋，左侧铁丝为阴极，电极反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，OH－浓度增大，与阳极产生的Fe2＋结合生成白色Fe(OH)2沉淀，后被氧化成灰绿色，B项正确，C项错误；为了保护地下管道不被腐蚀，故应将埋在地下的金属管道表面涂绝缘膜等，D项正确。 4．在日常生活中，我们经常看到铁制品生锈、铝制品表面出现白斑等众多的金属腐蚀现象。可以通过下列装置所示实验进行探究。下列说法正确的是(　　) A．按图Ⅰ装置实验，为了更快更清晰地观察到液柱上升，采用下列方法：用酒精灯加热左边的具支试管 B．图Ⅲ装置的总反应为4Al＋3O2＋6H2O===4Al(OH)3，生成的Al(OH)3进一步脱水形成白斑 C．图Ⅱ是图Ⅰ所示装置的原理示意图，图Ⅱ的正极材料是铁 D．铝制品表面出现白斑可以通过图Ⅲ装置进行探究，Cl－由活性炭区向铝箔表面区迁移，并在铝箔上发生电极反应：2Cl－－2e－===Cl2↑ 答案：B 解析：具支试管内气体受热压强增大，部分气体逸出，冷却后，气体压强减小，对实验结果产生干扰，A错误；正极与负极反应式相加得到图Ⅲ装置的总反应为4Al＋3O2＋6H2O===4Al(OH)3，生成的Al(OH)3进一步脱水形成白斑，B正确；负极材料为铁，正极材料为碳，C错误；铝箔为负极，电极反应式为4Al－12e－===4Al3＋，活性炭为正极，电极反应式为3O2＋12e－＋6H2O===12OH－，D错误。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！9 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$