第1章 化学反应与能量转化 单元卷 2023-2024学年高二上学期鲁科版（2019）化学选择性必修1

第1章 化学反应与能量转化 测试题 一、选择题 1．设计如图装置回收金属钴。保持细菌所在环境稳定，借助其降解乙酸盐生成，将废旧锂离子电池的正极材料转化为，工作时保持厌氧环境，并定时将乙室溶液转移至甲室。已知电极材料均为石墨材质，右侧装置为原电池。下列说法正确的是 A．装置工作时，甲室溶液逐渐增大 B．装置工作一段时间后，乙室不需要补充盐酸 C．乙室电极反应式为 D．若甲室减少，乙室增加，则此时已进行过溶液转移 2．2022年4月16日9时56分，在太空遨游半年的神舟十三号飞船在东风着陆场平安降落.下列有关说法错误的是 A．飞船的天线是用钛镍形状记忆合金制造的，低温下折叠，进入太空后在阳光照射下重新展开 B．载人飞船中的太阳能电池和储能电池均可将化学能转化为电能 C．返回舱表面的“烧蚀层”熔点很高，因此可以保护返回舱不因高温而烧毁 D．硅橡胶密封材料既耐低温又耐高温，在飞船上得到广泛应用 3．利用下图所示装置能达到相应目的的是 A．利用甲装置制取少量 B．利用乙装置测量化学反应速率 C．利用丙装置制备乙酸乙酯 D．利用丁装置对铁件进行保护 4．化学与生产、生活密切相关。下列说法正确的是 A．如图，对钢管的防护措施为牺牲阳极保护法 B．硅太阳能电池将化学能转化为电能 C．燃料电池的能量转化率为 D．太阳能、氢能、核能、生物质能、水能都属于新能源 5．已知电极材料均为石墨材质，氧化性：。设计如图装置将转化为，并在甲处回收金属钴；工作时保持厌氧环境，并定时将乙室溶液转移至甲室；保持细菌所在环境稳定，借助其降解乙酸盐生成。下列说法正确的是 A．装置1为原电池 B．乙池电极附近不断减小 C．细菌所在电极均发生反应： D．乙室得到的全部转移至甲室，恰好能补充甲室消耗的的物质的量 6．开关K置于a处时，两极均有气泡产生，U形管中的液面上升，一段时间后，再将开关K置于b处，可观察到两极的气体逐渐减少。据此分析，下列说法正确的是 A．开关K置于a处时，铁电极与直流电源的正极相连 B．开关K置于a处时，产生气体的原因为：2H++2Cl-H2↑+Cl2↑ C．开关K置于b处时，阳离子通过阳离子交换膜移向石墨电极 D．开关K置于b处时，铁电极上的电极反应式为H2-2e-=2H+ 7．用石墨作电极电解与NaCl的混合溶液，阴极和阳极上最先析出的物质分别为 A．和 B．Cu和 C．和 D．Cu和 8．下列实验装置设计或操作正确的是 A．装置A滴定管的读数 B．操作B是酸式滴定管排气泡的方法 C．装置C组装铜银原电池 D．装置D用于制备少量含的消毒液 9．有关下图所示该熔融碳酸盐燃料电池的说法正确的是 A．电极A上发生的电极反应为 B．脱水操作可以减少能量损失，从而实现化学能向电能的完全转化 C．每消耗，理论上外电路中转移8mol电子 D．A电极电势高于B电极电势，同时电池工作时，向电极B移动 10．甲烷是重要的能源物质，下列关于甲烷的叙述不正确的是 已知： kJ⋅mol A．甲烷的燃烧热是890.3 kJ⋅mol B．上述反应每消耗1 mol 转移8 mol C．甲烷燃料电池中，通入甲烷的电极上发生还原反应 D．1 mol 完全燃烧生成时，放出的热量少于890.3 kJ 11．不能正确表示下列反应的离子方程式的为 A．铜和稀硝酸反应：3Cu +2NO+8H+=3Cu2++2NO↑+4H2O B．向酸性高锰酸钾溶液中通入少量二氧化硫：2MnO+5SO2+2H2O= 5SO+2Mn2++4H+ C．氢氧化钡溶液中滴加少量明矾溶液：2Ba2++4OH-+Al3++2SO=AlO+2BaSO4↓+2H2O D．铅酸蓄电池正极充电时的反应式：Pb+SO_2e-=PbSO4 12．下列有关说法不正确的是 A．某燃料电池用熔融碳酸盐作电解质，两极分别通入CO和O2，则通入CO的一极为负极，电极反应式为 B．在化学反应中，所有自发的放热反应均可设计成原电池 C．根据自发氧化还原反应设计原电池，可在常温下用铜和铁作电极，使用浓硝酸作电解质溶液 D．纽扣电池用KOH作电解质溶液，已知电池的总反应式为：，则正极的电极反应式为： 13．关于如图所示转化关系(X代表卤素)，说法错误的是 A． B． C．由途径Ⅰ生成HI的小于生成HBr的 D．H-Cl、H-Br、H-I键稳定性依次减小，所以途径Ⅲ放出的热量依次减少 14．25℃、101kPa下、煤炭、氢气、天然气和甲醇(CH3OH)等几种燃料的热值(指一定条件下单位质量的物质完全燃烧所放出的热量)依次是33kJ•g-1、143kJ•g-1、56kJ•g-1、23kJ•g-1，则下列热化学方程式书写正确的是 A．H2(g)+O2(g)=H2O(l) △H=286kJ•mol-1 B．C(s)+O2(g)=CO(g) △H=-396kJ•mol-1 C．CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-736kJ•mol-1 D．CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) △H=-896kJ•mol-1 15．下列各组热化学方程式中，化学反应的前者大于后者的是 A． ， B． ， C． ， D． ， 二、填空题 16．从金属材料到无机非金属材料，再到高分子材料，不同的组成和性能决定了材料独特的功能和用途。 (1)合金是生活中常见的材料。某合金具有密度小、强度高的优良性能，常用于制造门窗框架，该合金中含量最高的金属为 (填元素符号)。 (2)铁锈的主要成分是 (填化学式)，它是钢铁在潮湿的空气中发生 腐蚀的结果。 (3)生产、生活中常见的无机非金属材料主要有 。 (4)结合实例比较金属材料与无机非金属材料各有什么优缺点 。 17．钢铁工业是国家工业的基础。请回答下列钢铁腐蚀、防护过程中的有关问题： (1)生产中可用盐酸来除铁锈。现将一生锈的铁片放入盐酸中，当铁锈被除尽后，溶液中发生的化合反应的化学方程式是 。 (2)下列装置可防止铁棒被腐蚀的是 。 (3)在实际生产中，可在铁件的表面镀铜防止铁被腐蚀，装置如图所示。 ①A电极对应的金属是 (填元素名称)，B电极的电极反应是 。 ②若电镀前铁、铜两片金属质量相同，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。 ③镀层破损后，镀铜铁比镀锌铁更易被腐蚀，简要说明原因 。 18．2021年12月9日，神舟十三号航天员翟志刚、王亚平和叶光富在中国空间站太空授课，空间站内氧气和二氧化碳的循环利用引发了同学们强烈的好奇心。请根据有关信息回答下列问题。 (1)空间站主要利用电解生活废水及尿液实现氧气再生，阳极的电极反应式为 。 (2)叶光富介绍，有望在空间站利用CO2与H2反应生成水和燃料，实现呼吸产生的CO2与电解水产生的H2的高效循环利用。二氧化碳与氢气制甲醇的总反应可表示为：CO2(g)+3H2(g)→CH3OH(g)+H2O(g) △H。 该反应一般通过如下步骤来实现： i.CO2(g)+H2(g)→CO(g)+H2O(g) △H1=+41kJ•mol-1 ii.CO(g)+2H2(g)→CH3OH(g) △H2=-90kJ•mol-1 ①总反应的△H= kJ•mol-1；若反应i为慢反应，下列示意图中能体现上述反应能量变化的是 (填标号)，判断的理由是 。 A． B． C． D． ②甲醇是燃料电池的重要原料，若电解质为H2SO4溶液，则负极的电极反应式为 。 (3)利用电化学原理可以将H2O和CO2转化为O2和燃料(C3H8O)，实验装量如图所示，则H+移向 极(填“a”或“b”)。 19．硫化氢广泛存在于燃气及废水中、热分解或氧化硫化氢有利于环境保护并回收硫资源。回答下列问题： (1)写出的电子式： 。 (2)与溶液反应可生成两种酸式盐，该反应的离子方程式为 。 (3)氯气可用于除去废水中，写出反应的化学方程式： 。 (4)将含尾气的空气按一定流速通入酸性溶液中，可实现含尾气的空气脱硫，在溶液吸收的过程中也发生了反应，溶液中的及被吸收的随时间t的变化如图所示。时刻前，溶液中减小速率较快，时刻后，溶液中基本不变，其原因是 。 (5)科学家设计出质子膜燃料电池，实现了利用废气资源回收能量并得到单质硫。质子膜燃料电池的结构如图所示。 ①电极b极为 (填“正极”或“负极”)，写出该电极的电极反应式： 。 ②电池工作时，经质子膜进入 (填“a极”或“b极”)区。 20．氢氧燃料电池是最具发展前途的发电技术之一。设计简单氢氧燃料电池，示意如图： (1)闭合K1，一段时间后断开K1、闭合K2，电极b发生的电极反应式为 。 (2)不选用NaCl溶液做电解质溶液的原因是 。 21．已知下列反应的反应热为： (1)CH3COOH(l)+2O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l) ΔH1=−870.3 kJ∙mol−1 (2)C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=−393.5 kJ∙mol−1 (3)H2(g)+ O2(g)=H2O(l) ΔH=−285.8 kJ∙mol−1试计算下列反应的反应热： 2C(s)+2H2(g)+O2(g)=CH3COOH(l) ΔH= 。 22．（1）碳（s）在氧气供应不充足时，生成同时还部分生成，因此无法通过实验直接测得反应：的。但可设计实验利用盖斯定律计算出该反应的，计算时需要测得的实验数据有 。 （2）硝酸厂的尾气直接排放将污染空气，目前科学家探索利用燃料气体中的甲烷等将氮氧化物还原为氮气和水，其反应机理为 则甲烷直接将还原为的热化学方程式为 。 （3）由和反应生成和的能量变化如图所示，若生成，其 。 （4）可用于合成甲醇和甲醚，其反应为（m、n均大于0）： 反应①： 反应②： 反应③： 则m与n的关系为 。 （5）氨是最重要的化工产品之一。合成氨使用的氢气可以甲烷为原料制得：。有关化学反应的能量变化如图所示，则与反应生成和的热化学方程式为 。 23．地下水中硝酸盐造成的氮污染已成为一个世界的环境问题。水体除主要有电化学法、催化还原法等。电化学去除弱酸性水体中的反应原理如图所示： (1)作负极的物质是 。 (2)正极的电极反应式是 。 (3)取两份完全相同的含废液A和B，调节废液A、B的pH分别为2.5和4.5，向废液A、B中加入足量铁粉，经相同时间充分反应后，废液A、B均接近中性。废液A、B中铁的最终物质存在形态分别如图所示。溶液的初始pH对铁的氧化产物有影响，具体影响为 。废液中的去除率较低的是 (“废液A”和“废液B”)，的去除率低的原因是 。 【参考答案】 一、选择题 1．D 解析：A．装置工作时，左边细菌所在电极作阳极，发生反应，产生的H+通过阳膜进入阴极，故甲室溶液pH逐渐减小，A错误； B．装置工作时，左边细菌所在电极作负极，发生反应，产生的H+通过阳膜进入正极区参与反应，转移8 mol电子时，产生7 mol H+，正极消耗32 mol H+，故乙室的H+浓度仍是减小的，故装置工作一段时间后，需要补充盐酸，B错误； C．由题意知将转化为，Co的化合价降低，作正极，结合溶液显酸性，则电极反应式为，且酸性溶液中不可能出现OH-，C错误； D．作阴极，发生反应，若Co2+减少200 mg(约为0.0034mol)，则转移电子约为0.0068mol，乙室增加300 mg(约为0.0051mol) Co2+，转移电子约为0.0051 mol，二者转移电子的物质的量不相等，说明此时已进行过溶液转，D正确； 故答案选D。 2．B 解析：A．用镍钛合金制成的宇宙飞船自展天线具有形状记忆功能、良好的延展性、良好的导热性，在低温下被折叠，进入太空后，在阳光照射下可重新展开，恢复成原状，故A正确； B．太阳能电池是将太阳能转化为电能，故B错误； C．“烧蚀层“物质熔点很高，在遇到高温时会发生熔化和汽化现象，在熔化和汽化时能吸收大量的热，可以保证保护返回舱不因高温而烧毁，故C正确； D．硅橡胶具有空间网状结构，具有耐磨、耐高温、耐低温等性能，硅橡胶是目前最好的既耐高温又耐低温的橡胶，广泛应用于航天航空工业，故D正确； 答案选B。 3．C 解析：A．甲装置中产生的NH3不能用酸性干燥剂P2O5进行干燥，应该用碱石灰作干燥剂，故A项错误； B．长颈漏斗不能起到密封的作用，应该将长颈漏斗换为分液漏斗，故B项错误； C．出气管插入饱和碳酸钠溶液中，但干燥管的球体位置可以起到防倒吸的作用，故C项正确； D．铜与铁连接，铁做负极被氧化，被保护的是铜，故D项错误； 答案选C。 4．A 解析：A．Mg比Fe活泼，钢管上连接一块金属镁，形成原电池，Mg作负极失电子，钢管作正极被保护，属于牺牲阳极保护法，A正确； B．硅太阳能电池将太阳能转化为电能，B错误； C．燃料电池使用过程中有能量以热量的形式损失，因此燃料电池的能量转化率小于，C错误； D．水能属于常规能源，不属于新能源，D错误； 答案选A。 5．C 【分析】氧化性：，则将转化为为自发的反应，装置将转化为，并在甲处回收金属钴，则乙处发生还原反应得到，乙为正极，装置2为原电池；甲处发生还原生成钴单质，甲为阴极，装置1为电解池； 解析：A．由分析可知，装置1为电解池，A错误； B．乙池电极为正极，反应为，则氢离子浓度减小，附近不断增大，B错误； C．细菌所在电极附近乙酸盐均发生氧化反应生成二氧化碳，故均发生反应：，C正确； D．甲处发生还原生成钴单质，，根据电子守恒可知，转移2mol电子甲消耗1mol，而乙处得到2mol，D错误； 故选C。 6．C 解析：A．开关K置于a处时构成电解池，两极均有气泡产生，U形管中的液面上升，阳极产生氯气，阴极产生氢气，因此铁电极一定是阴极，即铁电极与直流电源的负极相连，A错误； B．开关K置于a处时铁电极是阴极，相当于是电解饱和食盐水，产生气体的原因为：2H2O+2Cl－H2↑+2OH－+Cl2↑，B错误； C．开关K置于b处时构成原电池，氢气失去电子，铁作负极，石墨电解是正极，所以阳离子通过阳离子交换膜移向石墨电极，C正确； D．开关K置于b处时构成原电池，氢气失去电子，铁作负极，铁电极上的电极反应式为H2-2e-+2OH-=2H2O，D错误； 答案选C。 7．B 解析：用石墨作电极电解与NaCl的混合溶液，阳极放电顺序为：Cl->OH->SO ,阳极产物为氯气，阴极的放电顺序为：Cu2+>H+>Na+，所以阴极先出现铜；故B符合题意； 故选B； 8．D 解析：A．由图可知，装置A滴定管的读数，故A错误； B．操作B是碱式滴定管排气泡的方法，故B错误； C．装置C盐桥中的氯化钾饱和溶液会与硝酸银生成氯化银沉淀，C错误； D．装置D电解池中底部为阳极，氯离子放电生成氯气；上部为阴极，水放电生成氢气和氢氧化钠，则上升的氯气和氢氧化钠反应生成，故D正确。 故选D。 9．C 【分析】甲烷和水蒸气发生催化重整反应CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)。A电极一氧化碳、氢气失电子生成水、二氧化碳，A是负极；B电极氧气得电子生成碳酸根离子，B是正极。 解析：A．甲烷和水蒸气发生催化重整反应CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)。A极参与反应的一氧化碳和氢气的物质的量比为1:3，电极A上发生的电极反应为，故A错误； B．燃料电池放电时，只有一部分能量转化为电能，所以能量转化率不可能达100%，故B错误； C．CH4最终生成二氧化碳、水，C元素化合价由-4升高为+4，根据电子守恒，每消耗，理论上外电路中转移8mol电子，故C正确； D．A是负极、B是正极，A电极电势低于B电极电势，故D错误； 选C。 10．C 解析：A．燃烧热是101kPa时，1mol纯物质完全燃烧生成指定产物时的反应热，常见元素的指定产物：C→CO2(g)、H→H2O(l)，则甲烷的燃烧热是890.3 kJ⋅mol，A正确； B． 上述反应中，碳元素从-4升高到+4，升高了8价，则每消耗1 mol 转移8 mol ，B正确； C．甲烷燃料电池中，通入甲烷的电极上甲烷失去电子转变为二氧化碳或碳酸根离子等，碳元素从-4升高到+4，发生了氧化反应，C不正确； D．水蒸气能量比等量的液态水高，则1 mol 完全燃烧生成时，放出的热量比1 mol 完全燃烧生成时，即少于890.3 kJ，D正确； 答案选C。 11．D 解析：A．铜与稀硝酸发生氧化还原反应，化学方程式为，离子反应方程式为，A正确； B．酸性高锰酸钾有强氧化性，二氧化硫有还原性，二者可发生氧化还原反应，化学方程式为，离子反应方程式为，B正确； C．明矾是，氢氧化钡溶液中滴加少量明矾溶液，表明溶液过量，转变为，即溶液与明矾溶液按2：1反应，化学反应方程式为，离子方程式为，C正确； D．铅酸蓄电池正极电极反应式为，故充电时的反应式为，D错误； 故合理选项为D。 12．B 解析：A．在熔融碳酸盐作电解质的燃料电池中，参与反应，根据电子守恒及电极反应式书写方法可知，负极的电极反应式为，故A正确； B．所有自发的放热的氧化还原反应才能设计成原电池，故B错误； C．根据设计原电池，铜和铁作电极，由于铁常温下遇浓硝酸钝化，和浓硝酸常温下可以反应，所以作负极，硝酸作电解质溶液可以实现该氧化还原反应，故C正确； D．依据电池总反应式可判断为正极，在碱性电解质溶液中，正极的电极反应式为，故D正确； 故选B。 13．C 解析：A．依据盖斯定律，，A正确； B．过程Ⅱ中，断裂H-H、X-X键，需要吸收热量，所以，B正确； C．由于I的非金属性比Br弱，由途径Ⅰ生成HI放出的热量小于生成HBr放出的热量，所以由途径Ⅰ生成HI的大于生成HBr的，C错误； D．形成化学键时放出热量，非金属性越强，形成的氢化物越稳定，放出的热量越多，H-Cl、H-Br、H-I键稳定性依次减小，所以途径Ⅲ放出的热量依次减少，D正确； 故选C。 14．C 解析：A．氢气的热值是143kJ•g-1，则2gH2燃烧放出的热量为286kJ，所以热化学方程式：H2(g)+O2(g)=H2O(l) △H=-286kJ•mol-1，A错误； B．煤炭的热值是33kJ•g-1，则12g煤炭完全燃烧放出的热量为396kJ，所以热化学方程式为：C(s)+O2(g)=CO2(g) △H=-396kJ•mol-1，B错误； C．甲醇(CH3OH)的热值是23kJ•g-1，则32gCH3OH完全燃烧放出的热量为736kJ，所以热化学方程式：CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-736kJ•mol-1，C正确； D．天然气（CH4）的热值是56kJ•g-1，则16gCH4完全燃烧放出的热量为896kJ，所以热化学方程式：CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-896kJ•mol-1，D错误； 故选C。 15．B 解析：A．是1molC（s）的完全燃烧，而是1molC(s)的不完全燃烧，相同物质的量的可燃物在完全燃烧时放出的热量要多于不完全燃烧放出的热量，对于放热反应，放出的热量越多，焓变的值越小，故△H1＜△H2，故A错误； B．反应 ， 均为放热反应，1molS(s)的能量低于1molS(g)，当产物相同，反应物的能量越高，则反应放热越多，故△H3＞△H4，故B正确； C． ， 计量数不同，而反应热与计量数成正比，故前者放出的热量是后者的2倍，则△H5＜△H6，故C错误； D． ， ，由于前者是放热反应，即△H7是负值，后者为吸热反应，则△H8为正值，故△H7＜△H8，故D错误； 故选B。 二、填空题 16．(1)Al (2)Fe2O3 吸氧 (3)水泥、玻璃、陶瓷 (4) 材料 实例 优点 缺点 金属材料 钢材 硬度大、强度较高、导电和导电性能好、机械加工性能好等 易被腐蚀 无机非金属材料 玻璃 性质稳定，抗腐蚀等 质脆，经不起冲击 解析：（1）铝合金具有密度小、强度高的优良性能，常用于制造门窗框架，铝合金中含量最高的金属为铝，故答案为：Al； （2）钢铁在潮湿的空气中易发生吸氧腐蚀生成铁锈，铁锈的主要成分为氧化铁，故答案为：Fe2O3；吸氧； （3）常见的无机非金属材料有玻璃、陶瓷、水泥等，故答案为：玻璃、陶瓷、水泥； （4）常见的金属材料为钢材，具有硬度大、强度较高、机械性能好等优点，但易被腐蚀，常见的无机非金属材料有玻璃、陶瓷、水泥等，如玻璃具有性质稳定，抗腐蚀等优点，但质脆，经不起冲击，故答案如下表： 材料 实例 优点 缺点 金属材料 钢材 硬度大、强度较高、导电和导电性能好、机械加工性能好等 易被腐蚀 无机非金属材料 玻璃 性质稳定，抗腐蚀等 质脆，经不起冲击 17．2FeCl3+Fe=3FeCl2 BD 铜 Cu2++2e-=Cu 0.08 铁比铜活泼，镀层破坏后，在潮湿环境中形成原电池，铁为负极，加速铁的腐蚀(其他合理答案也可) 解析：(1)铁锈的主要成分是Fe2O3，与盐酸反应生成FeCl3，FeCl3与Fe反应生成FeCl2，该反应属于化合反应； (2) A．Fe是金属，比石墨活泼，作为原电池的负极，被腐蚀，A不符合题意； B．Zn比Fe活泼，作为原电池的负极，被腐蚀，可以保护Fe棒，B符合题意； C．Fe棒浸入水中，水中溶解的氧气会使Fe发生吸氧腐蚀，C不符合题意； D．Fe棒作为电解池的阴极，属于外加电源的阴极保护法，可以保护Fe棒，D符合题意； 故选BD； (3)①电镀池中，铁上镀铜，待镀金属为铁，做阴极，镀层铜做阳极，故A极的材料为Cu； ②根据电极反应：阳极Cu-2e-=Cu2+，阴极Cu2++2e-=Cu，可知阳极被氧化的铜和阴极析出的铜相等，两极相差5.12g时，两极的质量变化均为2.56 g，转移电子的物质的量为×2=0.08 mol； ③根据金属活动性：Zn>Fe>Cu，铁比铜活泼，镀铜铁的镀层破坏后，在潮湿环境中形成原电池，铁为负极，加速铁的腐蚀，而镀锌铁的镀层破坏后，Zn为原电池的负极，被腐蚀，正极的Fe不会被腐蚀； 18．(1)2H2O-4e-=O2↑+4H+ (2) -49 A △H1为正值，△H2和△H为负值，反应i的活化能大于反应ii的活化能 CH3OH-6e-+H2O=CO2↑+6H+ (3)a 解析：（1）电解水阳极失去电子生成氧气，故电极方程式为2H2O-4e-=O2↑+4H+。 （2）①已知i.CO2(g)+H2(g)→CO(g)+H2O(g) △H1=+41kJ•mol-1 ii.CO(g)+2H2(g)→CH3OH(g) △H2=-90kJ•mol-1 由盖斯定律可知总反应CO2(g)+3H2(g)→CH3OH(g)+H2O(g)等于反应i+反应ii，故△H=△H1+△H2=-49kJ•mol-1；反应i吸热反应，反应ii为放热反应，总反应为放热反应，故图像为A，理由为△H1为正值，△H2和△H为负值，反应i的活化能大于反应ii的活化能； ②甲醇燃料电池中甲醇在负极上发生反应CH3OH-6e-+H2O=CO2↑+6H+。 （3）根据装置可知，与电源负极相连的a为阴极，b为阳极，电解池中阳离子移向阴极，故H+移向a极。 19．(1) (2) (3) (4)时刻前，溶液中的浓度较大，与反应速率较快；时刻后，溶液中的被空气氧化为，生成的与发生氧化还原反应，这两个反应的速率近似相等。因此溶液中的的物质的量基本不变 (5)正极 b极 【分析】转化为S2的一极，硫元素化合价升高，该极为负极，则a极为负极；O2转化为H2O，氧元素化合价降低，该极为正极，则b极为正极；据此分析解答。 解析：（1）是共价化合物，其电子式是 ； （2）与溶液反应可生成两种酸式盐，该反应的离子方程式为； （3）氯气可用于除去废水中，根据氧化还原反应的特点可写出反应的化学方程式：Cl2+=2HCl+S↓； （4）酸性具有一定的氧化性，具有一定的还原性，两者发生反应如下：2+=2+S↓+2HCl，还原性较强，能被空气中的氧气氧化生成。分析图像，时刻前，溶液中减小速率较快，时刻后，溶液中基本不变，其原因可能是时刻前，溶液中较大，与反应速率较快，反应得到的逐渐增大，并被空气中的氧气氧化得到，消耗的反应速率与生成反应速率近似相等，所以时刻后，溶液中基本不变； （5）①转化为S2的一极，硫元素化合价升高，该极为负极，则a极为负极，b极为正极，b极由O2转化为为H2O，电极方程式是； ②电池工作时，经质子膜进入正极，即b极区。 20．(1)H2-2e-+2OH-=2H2O (2)闭合K1，a极发生2Cl--2e-=Cl2；闭合K2，a极发生Cl2+2e-=2Cl-，形成的不是氢氧燃料电池 解析：（1）闭合K1，a为电解池阳极生成氧气，b为阴极生成氢气；一段时间后断开K1、闭合K2，电极b处氢气发生氧化反应生成水，为原电池负极，发生的电极反应式为H2-2e-+2OH-=2H2O。 （2）选用NaCl溶液做电解质溶液，闭合K1，a极发生2Cl--2e-=Cl2；闭合K2，a极发生Cl2+2e-=2Cl-，形成的不是氢氧燃料电池。 21．−488.3 kJ∙mol−1 解析：根据盖斯定律分析，第二个方程式的2倍加上第三个方程式的2倍，再减去第一个方程式得到2C(s)+2H2(g)+O2(g)=CH3COOH(l) ΔH=−488.3 kJ∙mol−1；故答案为：−488.3 kJ∙mol−1。 22． 碳和一氧化碳的摩尔燃烧焓 解析：（1）已知①；②，根据盖斯定律，由①-②可得，则设计实验利用盖斯定律计算的，需要知道碳和一氧化碳的摩尔燃烧焓； （2）将已知的两个热化学方程式依次编号为①、②，根据盖斯定律，由可得目标热化学方程式为 ； （3）由题图可得，； （4）根据盖斯定律，由可得热化学方程式③：，所以； （5）根据题图所示能量变化可写出热化学方程式： ① ② ③ 根据盖斯定律，由可得目标热化学方程式： 。 23．(1)Fe (2) (3)酸性较强时，铁的氧化产物主要为，酸性较弱时，铁的氧化产物主要为FeOOH 废液B pH越高，越易水解生成FeOOH，FeOOH不导电，阻碍电子转移 解析：（1）由图可知，铁失去电子，得到电子，则作负极的物质是Fe； （2）酸性条件下，得到电子生成，所在电极为正极，正极反应式为； （3）由图可知，pH=2.5时铁的氧化产物主要是Fe3O4，pH=4.5时铁的氧化产物主要是FeOOH，则溶液的初始pH对铁的氧化产物有影响，具体影响为酸性较强时，铁的氧化产物主要为，酸性较弱时，铁的氧化产物主要为FeOOH；由于Fe3O4能导电，FeOOH不能导电，导致废液B中的去除率较低，则的去除率低的原因是pH越高，越易水解生成FeOOH，FeOOH不导电，阻碍电子转移。 学科网（北京）股份有限公司 $$