专题1《化学反应与能量变化》单元卷 2023--2024学年上学期高二苏教版（2019）高中化学选择性必修1

专题1《化学反应与能量变化》基础练习题 一、单选题 1．下列电池不属于二次电池(可充电电池)的是 A．锌锰电池 B．锂离子电池 C．铅蓄电池 D．镍镉电池 A．A B．B C．C D．D 2．已知断开中键需要吸收的能量。根据能量变化图，下列不正确的是 A．生成中的键放出能量 B． C．断开中的键要吸收能量 D． 3．已知反应：CH3OH(g)+H2O(g)=CO2(g)+3H2(g)△H分两步进行，反应机理如下(a、b均大于0且a＞b)： 反应I：CH3OH(g)=CO(g)+2H2(g)△H1=+akJ•mol-1； 反应II：CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)△H2=-bkJ•mol-1。 能正确反映该变化过程中能量与反应历程关系的图象是 A． B． C． D． 4．化学家正在研究尿素燃料电池，尿素燃料电池结构如图所示，用这种电池直接去除城市废水中的尿素，下列有关描述正确的是 A．甲电极为电池的正极 B．乙电极的电极反应式为： C．电池工作时氢离子向甲电极移动 D．电池工作时，理论上净化消耗标准状况下 5．苯甲酸是一种重要的化工原料。以苯乙酮为原料，以为电解质，利用电化学方法合成苯甲酸的原理(部分)如图所示。下列说法错误的是 A．电解池阳极的电极反应式为 B．苯乙酮与反应的离子方程式为→ C．外电路通过6mol电子时，理论上可制备6mol苯甲酸(不考虑副反应) D．电解过程中，阴极附近溶液的pH增大 6．下列说法正确的是 A．钢闸门通常连接一块锌板以减缓铁腐蚀，其原理为牺牲阳极法 B．电解精炼铜时，每转移电子，阳极质量减少 C．电解饱和食盐水时，阳极产生NaOH和H2 D．铜上镀银，在电镀过程中，铜应做阳极 7．科技工作者利用催化剂和电化学原理还原CO2，使其转化为可被利用的燃料。如图所示装置就可以将CO2转化为燃料CO。下列有关判断正确的是    A．该装置中只有2种能量形式的转换 B．该装置工作时，N电极的电极反应为CO2+2H++2e-=CO+H2O C．质子由N电极区通过质子交换膜移向M电极区 D．外电路中流过8mol电子，理论上可收集64g燃料 8．下列有关电极方程式或离子方程式正确的是 A．向溶液中通入 B．铅酸蓄电池充电时的阳极反应： C．溶液中加入产生沉淀： D．硅酸钠溶液中通入二氧化碳： 9．用原电池原理可以除去酸性废水中的，，其原理如图所示(导电壳内部为纳米零价铁)。下列说法不正确的是 A．纳米铁发生氧化反应 B．正极电极反应式： C．在溶液中，失去的电子总数等于获得的电子总数 D．工作一段时间后，废水的pH将增大 10．下列关于能量变化的说法正确的是 A．“冰，水为之，而寒于水“说明相同质量的水和冰相比较，冰的能量高 B．已知，C(s，石墨)=C(s，金刚石)△H＞0，则金刚石比石墨稳定 C．灼热的碳与CO2反应既是吸热反应，又是氧化还原反应 D．放热反应都不需要加热，吸热反应都需要加热才能发生 11．下列有关物质的工业制法合适的是 A．Na和水反应制取NaOH B．热解HgO制取金属汞 C．电解熔融NaCl制备NaOH D．电解AlCl3水溶液制备金属铝 12．化学与环境保护息息相关。下列叙述不合理的是 A．干电池低汞化、无汞化，有利于减少废电池造成的土壤污染 B．用人工合成淀粉，有利于减少农药化肥污染和促进“碳中和” C．汽车尾气中的氮氧化物来自汽油的不完全燃烧，加装催化转化器可减少其排放 D．氨氮废水(含及)可用化学氧化法或电化学氧化法处理后排放 13．我国科学家开发出了一种锌—一氧化氮电池系统，该电池具有同的合成氨和对外供电的功能，其工作原理如图所示，下列说法中错误的是 A．电极电势：电极电极 B．电极的反应式为 C．电池工作一段时间后，正极区溶液的减小 D．电子流向：电极→负载电极 14．新装修的房屋会释放出有毒的甲醛气体。银－Ferrozine法检测甲醛(HCHO)的原理如下(在原电池中完成氧化银与甲醛的反应)。下列说法正确的是 A．其他条件相同，甲醛浓度越小，所得有色配合物溶液的吸光度越大 B．电池正极的电极反应式为Ag2O+2H++2e-2Ag+H2O C．30g HCHO被氧化时，理论上电路中通过2mol电子 D．理论上，消耗HCHO和消耗Fe3+的物质的量之比为4∶1 15．有机物液流电池因其电化学性能可调控、有机氧化还原电对反应活性高等优点而备受关注。南京大学研究团队设计了一种水系分散的聚合物微粒“泥浆”电池，该电池(图1)在充电过程中，聚对苯二酚(图2)被氧化，能通过半透膜，而有机聚合物不能通过半透膜，下列说法错误的是 A．充电时，电极接外接电源的负极 B．充电时，电极的电极反应方程式为-2ne-→ +2nH+ C．放电时，从极区向极区迁移 D．放电时，电极附近的减小 二、填空题 16．电化学方法是化工生产及生活中常用的一种方法。回答下列问题： (1)二氧化氯()为一种黄绿色气体，是国际上公认的高效，快速，安全的杀菌消毒剂。目前已开发出用电解法制取的新工艺，其装置如图所示。 ①图中用石墨作电极，在一定条件下电解饱和食盐水制取。产生的电极应连接电源的 (填“正极”或“负极”)，对应的电极反应式为 。 ②a极区pH ，(填“增大”“减小”或“不变”)。 ③装置中应使用 (填“阴”或“阳”)离子交换膜。 (2)燃料电池因具有发电效率高，环境污染小等优点而备受人们关注。某燃料电池以足量NaOH溶液为电解质，甲烷为燃料，空气为氧化剂，并以具有催化作用和导电性能的某金属材料为电极，则电池负极的电极反应式为 。 (3)银白光亮的银器用久后表面易出现黑斑()，利用电化学原理可处理黑斑。将银器置于含食盐水的铝制容器中并与铝接触，转化为Ag，则正极的电极反应式为 。 17．研究化学能与电能相互转化的电化学知识应用十分广泛。回答下列问题： (1)二次电池又称为充电电池或蓄电池，是指在电池放电后可通过充电的方式使活性物质激活而继续使用的电池。利用化学反应的可逆性，可以组建成一个新电池，即当一个化学反应转化为电能之后，还可以用电能使化学体系修复，然后再利用化学反应转化为电能，所以叫二次电池(可充电电池)。最常见的二次电池是铅蓄电池二次电池。以铅蓄电池为例)请写出充电时阳极电极反应式： (氧化反应)； (2)如下图所示的装置，C、D、E、F、X、Y都是惰性电极。将电源接通后，向乙中滴入酚酞溶液，在F极附近显红色。那么电源A极的名称是 。 (3)燃料电池是很有发展前途的新的动力电源，一般以氢气、碳、甲醇、硼氢化物、煤气或天然气为燃料，作为负极，用空气中的氧作为正极。和一般电池的主要区别在于一般电池的活性物质是预先放在电池内部的，因而电池容量取决于贮存的活性物质的量，而燃料电池的活性物质(燃料和氧化剂)是在反应的同时源源不断地输入的，因此，这类电池实际上只是一个能量转换装置。这类电池具有转换效率高、容量大、比能量高等优点。新型高效的甲烷燃料电池采用铂为电极材料，两电极上分别通入CH4和O2，电解质溶液为KOH溶液。某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源，进行饱和氯化钠溶液电解实验，如图所示。回答下列问题： ①甲烷燃料电池负极的电极反应分别为 ； ②闭合K开关后，a、b电极上均有气体产生，电解氯化钠溶液的总反应方程式为 ； ③若每个电池中甲烷通入量均为1L(标准状况)，且反应完全，则理论上最多能产生的氯气体积为 L(标准状况)。 18．根据要求回答下列问题： ①和  ②和  ③CH4和CH3CH2CH3 ④金刚石和石墨    ⑤H、D、T   ⑥乙醇（CH3CH2OH）和甲醚（CH3OCH3）⑦臭氧（O3）和氧气（O2）⑧和   ⑨和  ⑩CuSO4•5H2O与CuSO4•3H2O （1）这10组物质中，是同素异形体的是 （填序号，下同）；是同位素的是 ；是同分异构体的是 ；是同一物质的是 ；是同系物的是 。 （2）写出支链只有一个乙基且相分子质量最小的烷烃的结构简式 。 （3）一定量的稀硫酸和稀NaOH溶液反应，当生成1molH2O时放出的热量为57.3kJ，则中和热的热化学方程式为 。 （4）事实证明，能设计成原电池的反应通常是放热反应，下列化学反应在理论上可以设计成原电池的是 。 A．C（s）+H2O（g）═CO（g）+H2（g）△H＞0 B．2H2（g）+O2（g）=2H2O（l）△H＜0 C．NaOH（aq）+HCl（aq）=NaCl（aq）+H2O（l）△H＜0． 19．一种生产高铁酸钾的流程如图所示，写出下列反应的离子方程式 (1)反应①： (2)反应②： (3)反应③： (4)反应④： 20． (1)在一定条件下N2与H2反应生成NH3，请回答: ①若反应物的总能量为E1，生成物的总能最为E2，且E1>E2，则该反应为 ，(填“吸热”或“放热”)反应。 ②已知拆开1molH-H键，1molN-H键，1mol N≡N键分别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ，则N2与H2反应生成NH3的热化学方程式为 。 (2)N2H4和H2O2混合可作火箭推进剂，已知： 16g液态N2H4和足量氧气反应生成N2(g)和H2O(1)，放出310.6 kJ的热量; 2H2O2(1)=O2(g)+2H2O(1) ΔH=-196.4kJ/mol.反应N2H4(1)+2H2O2(g)=N2(g)+4H2O(l)的ΔH= kJ•mol-1. (3)实验室用50mL  0.50mol/L盐酸与50mL某浓度的NaOH溶液在如图所示装置中反应，通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。该装置有两处明显的错误，其中一处是缺少一种玻璃仪器，该仪器的名称为 ；实验室提供了0.50mol/L和0.55mol/L两种浓度的NaOH溶液。应选择 mol/L的溶液进行实验。 21．根据装置图，写反应式。 (1)若A、B均为惰性电极，电解质溶液为MgCl2溶液 阳极：    阴极： 总反应化学方程式： (2)若A为Cu， B为碳棒，电解质溶液为CuSO4溶液。 阳极： 阴极： 22．如图所示，U形管内盛有100mL的溶液，按要求回答下列问题： (1)打开K2，闭合K1，若所盛溶液为溶液，则A为 极，B极的电极反应式为 ； (2)打开K1，闭合K2，若所盛溶液为滴有酚酞的溶液， ①A电极附近可观察到的现象是 ，电极反应式为 。 ②反应一段时间后打开K2，B极产生气体的体积(标准状况)为，将溶液充分振荡混匀，如果忽略溶液的体积变化和气体的溶解等，则该溶液中的浓度为 。 (3)如要用电解方法精炼粗铜，打开K1，闭合K2，电解液选用溶液，则A电极的材料应换成是 ，B极的电极反应式为 ；反应一段时间后电解质溶液中浓度 (填“增大”、“减小”、“不变”)。 23．Ⅰ.判断： (1)下列化学(或离子)方程式正确且能设计成原电池的是_______(填字母，下同)。 A． B． C． D． Ⅱ.常温下，将除去表面氧化膜的Al、Cu片插入浓中组成原电池(图1)，测得原电池的电流强度(I)随时间(t)的变化如图2所示。反应过程中有红棕色气体产生。 (2)O～t1时，原电池的负极是Al片，此时，正极的电极反应式是 ，溶液中的向 移动(填“正极”或“负极”)；t1时，原电池中电子流动方向发生改变，其原因是 。 24．(1)科研人员设想用如图所示装置生产硫酸。 ①上述生产硫酸的总反应方程式为 ，b是 极，b电极反应式为 ，生产过程中向 (填“a”或“b”)电极区域运动。 ②该小组同学反思原电池的原理，其中观点正确的是 (填字母)。 A．原电池反应的过程中可能没有电子发生转移 B．原电池装置一定需要2个活泼性不同的金属电极 C．电极一定不能参加反应 D．氧化反应和还原反应可以拆开在两极发生 (2)CO与H2反应还可制备CH3OH，CH3OH可作为燃料使用，用CH3OH和O2组合形成的含有质子交换膜(只允许通过)的燃料电池的结构示意图如下： 质子交换膜左右两侧的溶液均为H2SO4溶液。电池总反应为，c电极为 (填“正极”或“负极”)，c电极的电极反应式为 。 25．由化学能转变的热能仍然是人类目前使用的最主要能源之一。回答下列问题： (1)CH3OH是优质液体燃料。在25℃、101kPa下，每充分燃烧1gCH3OH并恢复到原状态，会释放22.68kJ的热量。请写出表示CH3OH燃烧热的热化学反应方程式： 。 (2)利用CO和H2在催化剂的作用下合成CH3OH，发生的主反应为CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)△H1，已知键能是指断裂1mol化学键所需要吸收的能量。相关化学键的键能数据如下：(其中CO中的碳氧键为C O) 化学键 H—H C—O C O H—O C—H E/(kJ‧mol-1) 436 343 1076 465 413 由此计算△H1＝ kJ·mol-1。 (3)纳米级Cu2O由于具有优良的催化性能而受到关注。已知： 2Cu(s)＋O2(g)＝Cu2O(s) △H＝－169 kJ·mol-1 C(s)＋O2(g)＝CO(g)    △H＝－110.5 kJ·mol-1 2Cu(s)＋O2(g)＝2CuO(s)  △H＝－314 kJ·mol-1 则工业上用炭粉在高温条件下还原CuO制取Cu2O和CO的热化学方程式为 。 (4)N2和H2反应生成2 mol NH3的过程中能量变化如图所示，计算该反应中每生成1 mol NH3放出热量为 。若起始时向容器内放入1 mol N2和3 mol H2，达平衡时有20%的N2转化，则反应中放出的热量为 。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案： 1．A 【详解】铅蓄电池、镍镉电池、锂离子电池等可以反复充电放电属于可充电电池，是二次电池；碱性锌锰电池不能充电，完全放电后不能再使用，是一次电池；答案选A。 2．B 【详解】A．如图所示，断开中键和中的键共需要吸收679kJ能量，已知断开中键需要吸收的能量，则生成中的键放出679 kJ-436kJ=能量，故A正确； B．如图所示，该反应的反应热为断键吸收的能量减去成键释放的能量，即679 kJ -864 kJ =185kJ，，故B错误； C．如图所示，生成中的键要吸收能量，则断开中的键要吸收能量，故C正确； D．由选项B的分析可得：，故D正确。 故选B。 3．A 【分析】由方程式可知，总反应是反应物总能量小于生成物总能量的吸热反应，反应Ⅰ为反应物总能量小于生成物总能量的吸热反应，反应Ⅱ为反应物总能量高于生成物总能量的放热反应。 【详解】A．由图可知，总反应和反应Ⅰ为吸热反应，反应Ⅱ为放热反应，故A符合题意； B．由图可知，反应Ⅱ为吸热反应，故B不符合题意； C．由图可知，总反应和反应Ⅰ为放热反应，故C不符合题意； D．由图可知，总反应为放热反应，故D不符合题意； 故选A。 4．D 【分析】由尿素燃料电池结构图 可知，甲电极中氮元素由-3价上升为0价，失电子发生氧化反应作负极，电极反应式为CO(NH2)2-6e-+H2O=CO2↑+N2↑+6H+，乙电极得电子价态降低，作正极发生还原反应，电极反应式为O2+4e-+4H+═2H2O，电池总反应为2CO(NH2)2+3O2=2CO2↑+2N2↑+4H2O，负极产生氢离子，透过质子交换膜移向正极，两极转移电子数目相等；据此作答。 【详解】A．由上述分析可知，甲电极为电池的负极，乙电极为电池的正极，故A错误； B．由上述分析可知，乙电极得电子价态降低，作正极发生还原反应，电极反应式为O2+4e-+4H+═2H2O，故B错误； C．由上述分析可知，电池工作时，负极产生氢离子，透过质子交换膜移向正极，即氢离子向乙电极移动，故C错误； D．由上述分析可知，电池总反应为2CO(NH2)2+3O2=2CO2↑+2N2↑+4H2O，电池工作时，理论上净化，生成1molN2，转移6mol e-，消耗标准状况下1.5molO2，即标况下O2的体积为V(O2)=1.5mol×22.4L/mol=33.6L，故D正确； 答案为D。 5．C 【详解】A．由图可知，电解装置阳极碘离子生成碘单质，阳极的电极反应式为，A正确； B．由图可知，苯乙酮与反应的离子方程式为→，B正确； C．因为I2与KOH溶液反应的化学方程式为，根据关系式6e-~6KI~3I2~3KIO~可知，外电路通过6mol电子时，理论上可制备1mol苯甲酸(不考虑副反应)，C错误； D．由图可知，阴极水放电生成氢气，同时生成OH-，电解过程中，阴极附近溶液的pH增大，D正确； 故答案选C。 6．A 【详解】A．钢闸门通常连接锌块，锌为负极，保护铁不受腐蚀，为牺牲阳极的阴极保护法，故A正确； B．电解精炼铜时，阳极并非只有铜失去电子，所以每转移电子，阳极质量不一定减少，故B错误； C．电解饱和食盐水时，阳极产生氯气，阴极生成NaOH和H2，故C错误； D．电镀时，镀层作阳极，镀件作阴极，所以铜上镀银，在电镀过程中，铜应做阴极，连接电源负极，故D错误； 故选A。 7．B 【详解】A．该电化学装置为原电池装置，将化学能转化成电能，只有1种能量形式的转换，故A错误； B．M为负极，N为正极，CO2得到电子被还原为CO，在质子交换膜工作下，N电极的电极反应为CO2+2H++2e-=CO+H2O，故B正确； C．电池工作时，H+从负极移向正极，即从M电极区移向N电极区，故C错误； D．对比两个电极的反应物与生成物可知，外电路中流过2mol电子时，生成1molCO，因此外电路中流过8mol电子，理论上可生成4molCO，即质量为，故D错误； 故选B。 8．C 【详解】A．氯化钙和二氧化碳不反应，A错误； B．铅酸蓄电池充电时的阳极反应硫酸铅发生氧化反应：，B错误； C．溶液中加入，过氧化氢将亚铁离子氧化为氢氧化铁沉淀，，C正确； D．硅酸钠溶液中通入二氧化碳生成硅酸沉淀和碳酸氢钠：，D错误； 故选C。 9．C 【详解】A．根据图中信息四氧化三铁起导电作用，而铁变为亚铁离子，因此纳米铁发生氧化反应，故A正确； B．根据图中信息，左边变化，碳化合价降低，发生还原反应，在正极反应，因此正极电极反应式：，故B正确； C．根据图中信息As化合价发生了变化，因此在溶液中，失去的电子总数等于、获得的电子总数，故C错误； D．工作一段时间后，根据，溶液中氢离子浓度不断消耗，因此废水的pH将增大，故D正确。 综上所述，答案为C。 10．C 【详解】A．冰融化为水需要吸热，故水的能量比冰高，A错误； B．由C(s，石墨)=C(s，金刚石)△H＞0可知，石墨转化为金刚石需要吸热，故金刚石的能量高，能量越高的物质越不稳定，B错误； C．C+CO22CO是吸热反应，反应中C的化合价发生变化，是氧化还原反应，C正确； D．有的放热反应刚开始也需要加热反应才能进行，如2Na+O2Na2O2，有的吸热反应常温下也能发生，如NH4Cl晶体与Ba(OH)2∙8H2O晶体的反应，D错误； 故选C。 11．B 【详解】A．钠和水反应生成氢氧化钠和氢气，但是成本太高，工业不用于制备氢氧化钠，工业上用电解饱和食盐水的方法制备氢氧化钠，A错误； B．汞是不活泼金属，加热氧化汞分解可以制得金属汞，工业上用热分解法制备汞，B正确； C．工业上用电解熔融氯化钠得到金属钠和氯气，C错误； D．电解氯化铝溶液不能得到铝，工业上用电解熔融氧化铝制备金属铝，D错误； 故选B。 12．C 【详解】A．干电池的低汞化、无汞化，可以减少重金属汞元素对土壤的污染，A合理； B．用CO2合成淀粉，有利于减少人类对粮食产量的依赖，从而减少农药化肥的使用，同时可促进碳中和，B合理； C．汽油成分中不含氮元素，汽车尾气中的氮氧化物主要来自于空气中N2和O2在气缸的高温环境中反应生成，C不合理； D．利用氧化还原原理，可将氨氮氧化为无污染的N2，D合理； 故答案选C。 13．C 【详解】A．电极为负极，电极为正极，正极电势高于负极电势，A正确； B．电极的反应式为，B正确； C．电极区消耗的源于双极膜解离出的，且产生的会部分溶解，所以正极区溶液的不会降低，C错误； D．电子流向：负极→负载→正极，D正确。 答案选C。 14．B 【详解】A．甲醛浓度越大，反应生成的Fe2+的物质的量浓度越大，形成有色配合物的浓度越大，吸光度越大，反之甲醛浓度越小，所得有色配合物溶液的吸光度越小，故A错误； B．由题意和流程可知，Ag2O与HCHO发生原电池反应生成Ag、CO2和H2O，原电池正极发生得电子的还原反应，电极反应式为Ag2O+2e-+2H+=2Ag+H2O，故B正确； C．HCHO中C元素化合价为0价，充分氧化为CO2，碳元素化合价从0价升高到+4价，则30g HCHO被氧化时，即消耗1mol HCHO理论上电路中通过4mol电子，故C错误； D．HCHO充分被氧化为CO2，碳元素化合价从0价升高到+4价，转移电子数为4，Fe3+反应生成Fe2+转移电子数为1，则关系式为HCHO~4Fe2+，则理论上消耗HCHO和消耗Fe3+的物质的量之比为1:4，故D错误； 答案选B。 15．C 【分析】由题干信息，该电池在充电过程中，聚对苯二酚被氧化，可知a电极为电解池的阳极，放电时为原电池的正极，则b电极为电解池的阴极，放电时为原电池的负极； 【详解】A．充电时，聚对苯二酚被氧化，可知a电极为电解池的阳极，则b电极为电解池的阴极，接外接电源的负极，选项A正确； B．充电时，聚对苯二酚在a电极被氧化，释放出H+，电极反应方程式为-2ne-→+2nH+ ，选项B正确； C．放电为原电池，阳离子从负极移动到正极，即从b极区向a极区迁移，选项C错误； D．放电时，b电极上发生电极反应式为，释放出H+，酸性增强，pH减小，选项D正确； 答案选C。 16． 正极 增大 阳 【详解】(1)①根据题意可知，氯离子失电子生成，故产生的电极应接电源的正极，电极反应式为。 ②a极区为阴极区，电极反应式为，a极区浓度增大，溶液的pH增大。 ③为防止与反应，装置中应使用阳离子交换膜。 (2)以甲烷为燃料，空气为氧化剂，NaOH溶液为电解质溶液，负极的电极反应。 (3)将银器置于含食盐水的铝制容器中并与铝接触形成原电池，铝作负极失电子，生成，正极得电子，转化为银，正极的电极反应式为。 17．(1)PbSO4(s)＋2H2O(l)-2e-=PbO2(s)＋4H＋(aq)＋(aq) (2)正极 (3) CH4＋10OH--8e-=＋7H2O 2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑ 4 【详解】（1）铅蓄电池总的化学方程式为：Pb+PbO2+2H2SO42H2O+2PbSO4，故充电时阳极电极反应为PbSO4(s)＋2H2O(l)-2e-=PbO2(s)＋4H＋(aq)＋(aq)。 （2）将电源接通后，向乙中滴入酚酞溶液，F极附近呈现红色，说明F极附近生成了OH-，电解饱和食盐水的方程式：2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑，放氢生碱，阴极生成碱。F、D、H、Y为阴极，C、E、G、X为阳极，A为正极，B为负极。 （3）①甲烷燃料电池正极氧气得电子，故电极反应为O2+2H2O+4e-=4OH-，甲烷燃料电池负极为甲烷失电子，故电极反应为CH4＋10OH--8e-=＋7H2O。 ②a、b电极上均有气体产生，电解氯化钠溶液的总反应方程式为2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑。 ③根据CH4＋10OH--8e-=＋7H2O、2Cl--2e-=Cl2↑和电子守恒知，计算关系式为CH4~8e-~4Cl2，所以标准状况下氯气体积为4L。 18． ④⑦ ⑤ ②⑥ ①⑧⑨ ③ 1/2H2SO4（aq）+NaOH（aq）=1/2Na2SO4（aq）+H2O（l）；△H=﹣57.3kJ/mol B 【分析】（1）同种元素形成的不同单质互为同素异形体； 质子数相同质量数（或中子数）不同的原子互称同位素； 具有相同分子式而结构不同的化合物互为同分异构体； 组成和结构都相同的物质为同一物质，同一物质组成、结构、性质都相同，结构式的形状及物质的聚集状态可能不同； 同系物指结构相似、通式相同，组成上相差1个或者若干个CH2原子团的化合物，官能团数目和种类相等； （2）烷烃中出现乙基，则主链至少含有5个C，据此写出该有机物的结构简式； （3）根据中和热的概念：稀的强酸和强碱反应生成1mol水所放出的热量书写中和热的热化学方程式； （4）能设计成原电池的反应通常是放热反应，且必须是能自发进行的氧化还原反应． 【详解】（1）①①和 名称与结构简式一致，为同一种物质，为2-甲基丁烷； ②和  分子式相同C5H12，结构不同，为碳链异构，其名称分别为：2，2-二甲基丙烷、2-甲基丁烷，互为同分异构体； ③CH4和CH3CH2CH3结构相似，都属于烷烃，形成2个CH2原子团，互为同系物； ④金刚石和石墨是由碳元素组成的不同单质，互为同素异形体； ⑤H、D、T中子数不同，是氢元素的不同核素，互为同位素； ⑥乙醇（CH3CH2OH）和甲醚（CH3OCH3）分子式相同C2H6O，结构不同，互为同分异构体； ⑦臭氧（O3）和氧气（O2）是由氧元素组成的不同单质，互为同素异形体； ⑧和 名称与结构简式一致，为同一种物质； ⑨和 名称与结构简式一致，为同一种物质，为2-甲基丁烷； ⑩CuSO4·5H2O与CuSO4·3H2O都为铜盐，结晶水数量不同，什么都不是； 故答案为④⑦；⑤；②⑥；①⑧⑨；③； （2）烷烃中含有乙基，则乙基至少在3号位，所以只有一个乙基且式量最小的烷烃的结构简式为； （3）中和热指稀的强酸和强碱反应生成1mol水所放出的热量，H2SO4和NaOH反应的中和热是指反应生成1mol水放出57.3kJ的热量，反应的热化学方程式为1/2H2SO4（aq）+NaOH（aq）=1/2Na2SO4（aq）+H2O（l）；△H=-57.3kJ·mol－1； （4）能设计成原电池的反应通常是放热反应，且必须是能自发进行的氧化还原反应， A．该反应是吸热反应，所以不能设计成原电池，故A不选； B．该反应是放热反应且能自发的进行氧化还原反应，所以能设计成原电池，故B选； C．该反应不是氧化还原反应，所以不能设计成原电池，故C不选； 故选B． 【点睛】本题考查同系物、同分异构体、同位素、同素异形体、同一物质的区别、烷烃的结构、中和热方程式的书写、原电池等知识，难点：注意把握概念的内涵与外延． 19．(1)Mg2++2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+Mg(OH)2↓ (2)Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O (3)3Fe3O4+28H＋+NO=9Fe3＋+NO↑+14H2O (4)2Fe3＋+3ClO-+10OH-=2FeO+3Cl-+5H2O 【详解】（1）反应①是MgCl2溶液电解，阳极是Cl-放电生成氯气，阴极是水电离产生的H+得到电子生成氢气，水电离产生的OH-和Mg2+结合生成Mg(OH)2沉淀，离子方程式为：Mg2++2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+Mg(OH)2↓。 （2）反应②是氯气和KOH溶液反应生成氯化钾、KClO和水，反应的离子方程式为：Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O。 （3）反应③是Fe3O4和稀硝酸反应，Fe3O4中的+2价铁和硝酸发生氧化还原反应，+2价铁被氧化为+3价，稀硝酸的还原产物是NO，根据电子守恒、电荷守恒写出该反应的离子方程式为：3Fe3O4+28H++ =9Fe3++NO↑+14H2O。 （4）反应④是硝酸铁溶液和碱性KClO浓溶液反应生成K2FeO4，铁的化合价升高，则KClO中Cl的化合价降低，从+1价降低到-1价，根据电子守恒、电荷守恒写出该反应的离子方程式为：2Fe3++3ClO-+10OH-=2+3Cl-+5H2O。 20．(1) 放热 N2(g)+3H2(g)2NH3(g)  ΔH=-92kJ/mol (2)-817.6 (3) 环形玻璃搅拌棒 0.55 【详解】（1）①反应物的总能量为E1，生成物的总能量为E2，而当反应物的总能量大于生成物的总能量时，E1＞E2，反应为放热反应； ②在反应N2+3H22NH3中，断裂3molH-H键，1mol NN键共吸收的能量为：3×436kJ+946kJ=2254kJ，生成2mol NH3，共形成6mol N-H键，放出的能量为：6×391kJ=2346kJ，吸收的能量少，放出的能量多，该反应为放热反应，放出的热量为：2346kJ-2254kJ=92kJ，即N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92kJ/mol； （2）16g液态N2H4的物质的量为0.5mol，足量氧气反应生成N2(g)和H2O(l)，放出310.6kJ的热量，则热化学方程式为①N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l)ΔH=-621.2 kJ·mol-1，②2H2O2(l)=2H2O(l)+O2(g)ΔH=-196.4kJ·mol-1 ，根据盖斯定律，①+②得：N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(l)ΔH=-817.6kJ·mol-1； （3）根据量热计的构造可知该装置的缺少仪器是环形玻璃搅拌棒；为了使反应充分，NaOH应过量，所以选择0.55mol·L-1的溶液进行实验。 21．(1) 2Cl--2e-=Cl2↑ 2H2O+2e-+Mg2+=Mg(OH)2↓+H2↑ Mg2++2Cl-+ (2) Cu-2e-=Cu2+ Cu2++2e-=Cu 【详解】（1）电解氯化镁溶液，阳极生成氯气，阴极生成氢气和氢氧化镁沉淀，阳极反应为2Cl--2e-=Cl2↑，阴极反应为2H2O+2e-+Mg2+=Mg(OH)2↓+H2↑，总反应电解式为：Mg2++2Cl-+； （2）若A为Cu，B为碳棒，电解质溶液为CuSO4溶液，为电镀铜装置，阳极反应为Cu-2e-=Cu2+，阴极反应为Cu2++2e-=Cu。 22．(1) 负 (2) 电极上有无色气体生成，溶液变红 0.01 (3) 精铜 减小 【分析】根据开关确定装置类型，根据原电池和电解池的原理进行分析。 (1) 打开K2，闭合K1，该装置为原电池，若所盛溶液为溶液，则A是锌，为原电池的负极，B为正极，电极反应式为； (2) 打开K1，闭合K2，该装置为电解池，若所盛溶液为滴有酚酞的溶液，①A为阴极，溶液中的氢离子放电生成无色气体氢气，溶液中的氢氧根离子增多，溶液显碱性，变红，电极附近可观察到的现象是变红，电极反应式为。 ②反应一段时间后打开K2，B极产生的气体为氯气，体积(标准状况)为，即0.0005mol，将溶液充分振荡混匀，如果忽略溶液的体积变化和气体的溶解等，则该溶液中的物质的量为0.001mol，浓度为=0.01。 (3) 如要用电解方法精炼粗铜，打开K1，闭合K2，电解液选用溶液，则A电极的材料应换成是精铜，B极为阳极，粗铜杂质一般为锌，电极反应式为；阳极上析出铜，反应一段时间后电解质溶液中浓度减小。 23．(1)D (2) 正极 Al在浓硝酸中发生钝化，形成的氧化膜阻止了Al进一步反应 【详解】（1）原电池是将化学能转变为电能的装置，只有氧化还原反应才有电子的转移，才能形成原电池，B、D为氧化还原反应，但选项B的化学方程式未配平，A、C为非氧化还原反应，不可以设计成原电池，故答案为：D； （2）O～t1时，Al在浓硝酸中发生钝化过程，Al为负极，铜为正极，溶液中的硝酸根离子得到电子，正极电极反应式为：，原电池中阳离子向正极移动，则溶液中的H+向正极移动；由于随着反应进行铝表面钝化形成氧化膜阻碍反应进行，t1时，铜做负极反应，Al为正极，因此电流方向发生改变。 24． 正 b D 负极 【详解】(1)①根据装置图可知，a电极通入SO2，SO2发生失去电子的氧化反应，在b电极上通入O2，则生产硫酸的总反应方程式为；b电极是正极，O2在酸性条件下得电子生成水，电极反应式为；原电池中阳离子向正极移动，则生产过程中向b电极区域运动，故答案为：；正；；b； ②A．原电池反应为氧化还原反应，反应过程中一定有电子发生转移，故A错误； B．原电池装置不一定需要2个活泼性不同的金属电极，例如燃料电池等，故B错误； C．原电池中电极可以参加反应，例如铜、锌、稀硫酸组成的原电池，锌电极参加反应，故C错误； D．原电池中氧化反应和还原反应拆开在两极发生，故D正确； 答案选D。 (2)根据装置图可知，电子从c电极流出，则c电极是负极，电池总反应式为，所以CH3OH在负极(c电极)发生失去电子的氧化反应，电极反应式为，故答案为：负极；。 25． CH3OH(l)+O2(g) ＝CO2(g)+2H2O(l)   ∆H=-725.76kJ‧mol-1 -99 C(s)+2CuO(s) ＝Cu2O(s)+CO(g)  ∆H=+34.5kJ‧mol-1 46.1kJ 18.44 kJ 【分析】(1)依据燃烧热概念是1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量，结合题干所给量计算32g甲醇燃烧生成二氧化碳和液态水放出的热量，在书写热化学方程式； (2)根据反应热=反应物总键能-生成物总键能计算； (3)根据盖斯定律结合热化学方程式分析解答； (4)根据反应焓变=断裂化学键吸收能量-形成化学键放出能量计算得到1mol氨气放出热量；依据反应的氮气计算生成氨气放出的热量。 【详解】(1)在25℃、101kPa下，1g甲醇(CH3OH)燃烧生成CO2和液态水时放热22.68kJ，则32g甲醇燃烧生成二氧化碳和液态水放出热量为725.76kJ，表示甲醇燃烧热的热化学方程式为：CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-725.76kJ•mol-1，故答案为：CH3OH(l)+ O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-725.76kJ•mol-1 (2)反应热=反应物的总键能-生成物的总键能，故△H1=1076kJ·mol-1+2×436kJ·mol-1-(3×413+343+465)kJ·mol-1=-99kJ·mol-1；故答案为：-99； (3)已知：①2Cu(s)+O2(g)═Cu2O(s)△H=-169kJ•mol-1，②C(s)+ O2(g)═CO(g)△H=-110.5kJ•mol-1，③2Cu(s)+O2(g)═CuO(s)△H=-314kJ•mol-1，用炭粉在高温条件下还原CuO制取Cu2O和CO的化学方程式为C(s)+2CuO (s)=Cu2O (s)+CO(g)，根据盖斯定律，该反应可以由②-③-×①得到，因此反应的焓变=(-110.5kJ•mol-1)-(-314kJ•mol-1)- ×(-169kJ•mol-1)=34.5kJ•mol-1，故答案为：C(s)+2CuO(s)=Cu2O(s)+CO(g)△H=+34.5kJ•mol-1； (4)根据N2和H2反应生成2mol NH3过程中能量变化示意图，反应焓变△H=335kJ/mol-427.2kJ/mol=-92.2kJ•mol-1，所以生成1mol氨气放热46.1kJ； 若起始时向容器内放入1 mol N2和3 mol H2，达平衡时有20%的N2转化，即有0.2mol N2反应，则反应中放出的热量为92.2kJ•mol-1×0.2mol=18.44 kJ，故答案为：46.1 kJ；18.44 kJ。 【点睛】本题的易错点为(1)，要注意燃烧热的热化学方程式中可燃物的化学计量数为1，难点为(3)，要注意盖斯定律的理解和应用。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$