精品解析：福建省连城县第一中学2024-2025学年高二上学期开学化学试题

连城一中2024-2025学年高二年级暑假月考试卷 满分：100分 考试时间：75分钟 注意：1.请将答案填在答题卡上 2.可能用到的相对原子质量：H-1 C-12 O-16 Na-23 Zn-65 一、选择题(本题共14小题，每小题3分共42分，每小题只有一个正确答案) 1. 下列有关电解原理的应用的说法正确的是 A. 氯化铝是一种电解质，可用于电解法制铝 B. 电解法精炼铜时，以粗铜作阴极，纯铜作阳极 C. 用惰性电极电解饱和食盐水时，阴极反应式为 D. 在铁制品上镀银时，铁制品与电源正极相连 2. 如图为某反应的焓变示意图，下列有关反应符合该图像的是 ①CO加热分解为C和O2　　　　 ②Mg＋2HCl=MgCl2＋H2↑ ③H—Cl=H＋Cl　　　　　　　④氢氧化亚铁被氧化为氢氧化铁 A. ① B. ④ C. ①③ D. ②④ 3. 下列有关装置的说法正确的是 A. 装置I中为原电池的负极 B. 装置IV工作时，电子由锌通过导线流向碳棒 C. 装置III可构成原电池 D. 装置II为一次电池 4. H2与N2在催化剂表面生成NH3，反应历程及能量变化示意如下图。下列说法错误是 A. 该反应为放热反应 B. ①→②：断开H −H键和N≡N时需要吸收能量 C. ②→③：原子重新组合形成了N −H键 D. 选择不同的催化剂会改变此反应∆H的数值 5. 下列有关反应热的说法不正确的是 A. 在等温、等压条件下进行的化学反应，其反应热等于反应的焓变(△H) B. 反应H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) ΔH=−184.6 kJ·mol−1，表示每摩尔反应放出184.6 kJ的热量 C. 在等温条件下，酸碱中和反应是放热反应，反应体系内能减少 D. 所有反应的反应热都可以通过量热计直接测量 6. 结合下图判断，下列叙述正确是 A. I和II中正极材料均未被腐蚀 B. I和II中负极反应均是Fe－2e−= Fe2+ C. I和II中正极反应均是O2＋2H2O＋4e−＝4OH− D. I和II电解质溶液中的阳离子均向负极作定向移动 7. 某溶液中含有Cu2+、Fe2+、Mg2+、Cl-、NO3-，用石墨作电极进行电解时，肯定得不到的产物是 A. Cl2 B. Mg C. Cu D. H2 8. 某医用超声清洗器带有臭氧消毒功能，其臭氧电解发生器的原理示意图如图。下列叙述正确的是 A. 阳极可能的副产物有、 B. 阴极电极反应是 C. 装置所用的离子交换膜是阴离子交换膜 D. 容器内壁可用不锈钢、陶瓷、橡胶等材质 9. 环境监察局常用“定电位”NOx传感器来监测化工厂的氮氧化物气体是否达到排放标准，其工作原理如图所示，下列说法不正确的是 A. 对电极是负极 B. 工作电极上发生的电极反应为NO2＋2e-＋2H＋=NO＋H2O C. 对电极的材料可能为锌 D. 传感器工作时H＋由工作电极移向对电极 10. 如图是某同学设计的原电池装置，下列叙述中正确的是(　　) A. 氧化剂和还原剂必须直接接触才能发生反应 B. 电极Ⅱ上发生还原反应，作原电池的正极 C. 该原电池的总反应式为：2Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋2Fe2＋ D. 盐桥中装有含氯化钾的琼脂，K＋移向负极区 11. 已知：2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)ΔH＝＋571.6 kJ•mol－1,2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH＝－483.6 kJ•mol－1。当1 g液态水变为气态水时，对其热量变化的下列描述：①放出；②吸收；③2.44 kJ；④4.88 kJ；⑤88 kJ。其中正确的是 A. ②和⑤ B. ①和③ C. ②和④ D. ②和③ 12. 利用电化学原理还原CO2制取ZnC2O4的装置如图所示(电解液不参加反应)，下列说法正确的是 A. 可用H2SO4溶液作电解液 B. 阳离子交换膜的主要作用是增强导电性 C. 工作电路中每流过0.02 mol电子，Zn电极质量减重0.65g D. Pb电极的电极反应式是2CO2-2e-= 13. 某新型可充电电池构造如图所示，工作时(需先引发Fe 和KClO3的反应，从而使 LiCl-KCl共晶盐熔化)，某电极(记为X )的反应式之一为：xLi++ xe- +LiV3O8=Lii+xV3O8。下列说法正确的是 A. 放电时，正极的电极反应式为: Li – e- = Li+ B. 放电时，总反应式为：xLi + LiV3O8 = Lii+xV3O8 C. 充电时，X电极与外接电源负极相连 D. 充电时，X电极质量增加 14. 高铁酸钾(K2FeO4)是环保型水处理剂，以光伏电池为电源先制备高铁酸钠，再将其转化为高铁酸钾，装置如图所示，下列说法不正确的是 A. 石墨为阴极，铁电极发生氧化反应 B. a可能是H2，b为Na2FeO4溶液 C. 若电路中转移1 mol电子，则石墨电极区NaOH溶液质量增加23 g D. 铁电极反应式为Fe-6e-＋8OH-=＋4H2O 二、非选择题(本题共4小题，每空2分，共58分 ) 15. 已知：2H2＋O22H2O。 （1）该反应1g氢气完全燃烧放出热量121.6kJ，其中断裂1molH-H键吸收436kJ，断裂1molO=O键吸收496kJ，那么形成1molH-O键放出热为_______。 （2）原电池是直接把化学能转化为电能的装置。 I．航天技术上使用的氢-氧燃料电池具有高能、轻便和不污染环境等优点。下图是氢-氧燃料电池的装置图。则： ①溶液中OH-移向_______电极(填“a”或“b”)。 ②b电极附近pH_______。(填增大、减小或不变) ③如把H2改甲烷，则电极反应式为：正极：_______，负极：_______。 Ⅱ．将锌片和银片浸入稀硫酸中组成原电池，两电极间连接一个电流计。若该电池中两电极的总质量为60g，工作一段时间后，取出锌片和银片洗净干燥后称重，总质量为47g，试计算产生的氢气在标准状况体积为_______L。 （3）能源的发展已成为全世界共同关心的问题。乙烷、二甲醚的燃烧热较大，可用作燃料，如图是乙烷、二甲醚燃烧过程中的能量变化图。请回答下列问题： ①a=_______。 ②乙烷的摩尔燃烧焓为_______。 ③写出表示二甲醚燃烧热的热化学方程式：_______。 16. 在一定温度下的稀溶液中，酸与碱发生中和反应生成1 mol H2O，这时的反应热就是中和热。50 mL 0.50 mol·L-1盐酸与50 mL 0.55 mol·L-1 NaOH溶液在如图所示的装置中进行中和反应，通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热，试回答下列问题： （1）大小烧杯间填满碎纸条的作用是_______。 （2）大烧杯上如不盖硬纸板，求得的中和热数值将_______(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。 （3）实验中改用60 mL 0.50 mol·L-1盐酸与50 mL 0.55 mol·L-1 NaOH溶液进行反应，与上述实验相比，所放出的热量_______(填“相等”或“不相等”)，所求中和热_______(填“相等”或“不相等”)，简述理由：_______。 （4）用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行上述实验，测得的中和热的数值会_______(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。 17. 填空。 （1）NO2、O2和熔融NaNO3可制作燃料电池，其原理见下图，石墨I为电池的_______极，该电池在使用过程中石墨I电极上生成氧化物Y，其电极反应式为_______。 （2）下图所示是一种酸性燃料电池酒精检测仪，具有自动吹气流量检测与控制的功能，非常适合进行现场酒精检测，则该电池的负极反应为_______，正极反应为_______。 （3）化学家正在研究尿素动力燃料电池。用这种电池直接去除城市废水中的尿素，既能产生净化的水，又能发电，尿素燃料电池结构如图所示： 电池中的负极为_______(填“甲”或“乙”)，甲的电极反应式为_______，电池工作时，理论上每净化1 mol尿素，消耗O2的体积(标准状况下)约为_______L。 18. 电浮选凝聚法是工业上采用的一种污水处理方法：保持污水的pH在5.0～6.0之间，通过电解生成Fe(OH)3沉淀，Fe(OH)3有吸附性，可吸附污物而沉积下来，具有净化水的作用，阴极产生的气泡把污水中悬浮物带到水面形成浮渣层，刮去(或撇掉)浮渣层，即起到了浮选净化的作用。某科研小组用电浮选凝聚法处理污水，设计装置示意图，如图所示： （1）实验时若污水中离子浓度较小，导电能力较差，产生气泡速率缓慢，无法使悬浮物形成浮渣，此时应向污水中加入适量的_______，不选其他选项的原因是_______。 A．BaSO4　　　　　B．CH3CH2OH　　　　　C．Na2SO4　　 　　D．NaOH （2）电解池阳极发生了两个电极反应，其中一个反应生成一种无色气体，则阳极的电极反应式分别是I．_______、II．_______。 （3）该燃料电池是以熔融碳酸盐为电解质，CH4为燃料，空气为氧化剂，稀土金属材料作电极，为了使该燃料电池长时间稳定运行，电池的电解质组成应保持稳定，电池工作时必须有部分A物质参加循环(见上图 )，A物质的化学式是_______；通入空气这极的电极反应式为_______；如果转移4mol的电子，则理论上需要甲烷在标况下的体积为_______L。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 连城一中2024-2025学年高二年级暑假月考试卷 满分：100分 考试时间：75分钟 注意：1.请将答案填在答题卡上 2.可能用到的相对原子质量：H-1 C-12 O-16 Na-23 Zn-65 一、选择题(本题共14小题，每小题3分共42分，每小题只有一个正确答案) 1. 下列有关电解原理的应用的说法正确的是 A. 氯化铝是一种电解质，可用于电解法制铝 B. 电解法精炼铜时，以粗铜作阴极，纯铜作阳极 C. 用惰性电极电解饱和食盐水时，阴极反应式为 D. 在铁制品上镀银时，铁制品与电源正极相连 【答案】C 【解析】 【详解】A．氯化铝属于共价化合物，熔融状态下不导电，不可用于电解法制铝，A错误； B．电解法精炼铜时，以粗铜作阳极，发生氧化反应生成铜离子；纯铜作阴极，铜离子发生还原反应生成铜，B错误； C．用惰性电极电解饱和食盐水时，水电离出氢离子在阴极放电生成氢气，反应式为2H++2e−=H2↑，C正确； D．在铁制品上镀银时，铁制品与电源负极相连作为电解池的阴极，D错误； 故选C。 2. 如图为某反应的焓变示意图，下列有关反应符合该图像的是 ①CO加热分解为C和O2　　　　 ②Mg＋2HCl=MgCl2＋H2↑ ③H—Cl=H＋Cl　　　　　　　④氢氧化亚铁被氧化为氢氧化铁 A. ① B. ④ C. ①③ D. ②④ 【答案】D 【解析】 【详解】由图可知，符合图示的反应为反应物总能量高于生成物总能量的放热反应，一氧化碳加热分解生成碳和氧气的反应为吸热反应、镁与盐酸反应生成氯化镁和氢气的反应为放热反应、氯化氢发生共价键断裂的过程为吸热过程、氢氧化亚铁被氧化为氢氧化铁的化合反应为放热反应，则符合题意的为②④，故选D。 3. 下列有关装置的说法正确的是 A. 装置I中为原电池的负极 B. 装置IV工作时，电子由锌通过导线流向碳棒 C. 装置III可构成原电池 D. 装置II为一次电池 【答案】B 【解析】 【详解】A．Al能够与NaOH溶液反应，而Mg不能反应，所以装置I中为原电池的正极，Al为原电池的负极，A错误； B．由于电极活动性Zn比C强，所以Zn为负极，碳棒为正极，故装置IV工作时，电子由负极锌通过导线流向正极碳棒，B正确； C．装置III中2个电极都是Zn，没有活动性不同的电极，因此不可构成原电池，C错误； D．装置II可充电，为电解池；也可放电，为原电池，故装置II电池为二次电池，D错误； 故合理选项是B。 4. H2与N2在催化剂表面生成NH3，反应历程及能量变化示意如下图。下列说法错误是 A. 该反应为放热反应 B. ①→②：断开H −H键和N≡N时需要吸收能量 C. ②→③：原子重新组合形成了N −H键 D. 选择不同的催化剂会改变此反应∆H的数值 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】A．根据图中信息反应物总能量大于生成物总能量，因此该反应为放热反应，故A正确； B．断键吸收热量，因此①→②是断开H −H键和N≡N时，因此需要吸收能量，故B正确； C．②→③中是原子重新组合形成了N −H键，故C正确； D．选择不同的催化剂会改变反应的活化能，但反应∆H的数值不变，故D错误。 综上所述，答案为D。 5. 下列有关反应热的说法不正确的是 A. 在等温、等压条件下进行的化学反应，其反应热等于反应的焓变(△H) B. 反应H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) ΔH=−184.6 kJ·mol−1，表示每摩尔反应放出184.6 kJ的热量 C. 在等温条件下，酸碱中和反应是放热反应，反应体系内能减少 D. 所有反应的反应热都可以通过量热计直接测量 【答案】D 【解析】 【详解】A．在等温、等压条件下进行的化学反应，其反应热等于反应的焓变(△H)，A正确； B．反应H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) ΔH=−184.6 kJ·mol−1，表示每摩尔反应放出184.6 kJ的热量，B正确； C．在等温条件下，酸碱中和反应是放热反应，热量散失维持体系温度不变，故反应体系内能减少，C正确； D．部分反应的反应热可以通过量热计直接测量，一些不稳定存在的物质参与的反应，其反应热无法通过量热计直接测量，D错误； 故选D。 6. 结合下图判断，下列叙述正确的是 A. I和II中正极材料均未被腐蚀 B. I和II中负极反应均是Fe－2e−= Fe2+ C. I和II中正极反应均是O2＋2H2O＋4e−＝4OH− D. I和II电解质溶液中的阳离子均向负极作定向移动 【答案】A 【解析】 【详解】A选项，I和II中正极材料均未被腐蚀，受到保护，故A正确； B选项，II中负极反应均是Fe－2e−= Fe2+，I中负极是锌失去电子，故B错误； C选项，I中正极反应均是O2＋2H2O＋4e−＝4OH−，II中正极是析氢反应，故C错误； D选项，I和II电解质溶液中的阳离子均向正极作定向移动，故D错误。 综上所述，答案为A。 【点睛】铁的腐蚀分为析氢腐蚀和吸氧腐蚀，析氢腐蚀再强酸性条件下发生，吸氧腐蚀在碱性，中学，弱酸性条件下。 7. 某溶液中含有Cu2+、Fe2+、Mg2+、Cl-、NO3-，用石墨作电极进行电解时，肯定得不到的产物是 A. Cl2 B. Mg C. Cu D. H2 【答案】B 【解析】 【详解】阴极上Al3+、Fe2+的放电能力弱于H+，而Cu2+的放电能力比水电离出的H+的放电能力强，阳极上Cl-放电能力强于OH-，OH-强于NO3-。因此有Cu2+、Fe2+、Mg2+、Cl-、NO3-，用石墨作电极进行电解时，肯定得不到的产物是Mg和Fe。答案选B。 8. 某医用超声清洗器带有臭氧消毒功能，其臭氧电解发生器的原理示意图如图。下列叙述正确的是 A. 阳极可能的副产物有、 B. 阴极电极反应是 C. 装置所用的离子交换膜是阴离子交换膜 D. 容器内壁可用不锈钢、陶瓷、橡胶等材质 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】A．阳极反应是3H2O-6e-=O3+6H+，副反应是2H2O-4e-=O2+4H+，副反应中没有NO，A项错误； B．阴极反应为，B项正确； C．离子交换膜应该是阳离子交换膜，由氢离子导电，C项错误； D．容器内壁不能用不锈钢、橡胶，因为不锈钢会与固体酸反应，橡胶易与O3反应，D项错误； 答案选B。 9. 环境监察局常用“定电位”NOx传感器来监测化工厂的氮氧化物气体是否达到排放标准，其工作原理如图所示，下列说法不正确的是 A. 对电极是负极 B. 工作电极上发生的电极反应为NO2＋2e-＋2H＋=NO＋H2O C. 对电极的材料可能为锌 D. 传感器工作时H＋由工作电极移向对电极 【答案】D 【解析】 【分析】由二氧化氮转化为一氧化氮可知，工作电极为原电池的正极，酸性条件下二氧化氮在正极得到电子发生还原反应生成一氧化氮和水，对电极是负极，电极材料可能为锌，锌失去电子发生氧化反应生成锌离子。 【详解】A．由分析可知，对电极是原电池的负极，故A正确； B．由分析可知，工作电极为原电池的正极，酸性条件下二氧化氮在正极得到电子发生还原反应生成一氧化氮和水，电极反应式为NO2＋2e-＋2H＋=NO＋H2O，故B正确； C．由分析可知，对电极是负极，电极材料可能为锌，锌失去电子发生氧化反应生成锌离子，故C正确； D．由分析可知，工作电极为原电池的正极，对电极是负极，则传感器工作时氢离子由对电极移向工作电极，故D错误； 故选D。 10. 如图是某同学设计的原电池装置，下列叙述中正确的是(　　) A. 氧化剂和还原剂必须直接接触才能发生反应 B. 电极Ⅱ上发生还原反应，作原电池的正极 C. 该原电池的总反应式为：2Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋2Fe2＋ D. 盐桥中装有含氯化钾琼脂，K＋移向负极区 【答案】C 【解析】 【详解】A．原电池中氧化剂和还原剂分别在正负极上反应，不需要直接接触就能发生反应，故A错误； B．电极Ⅱ铜电极上铜失电子发生氧化反应，做原电池的负极，故B错误； C．该原电池负极上铜失电子，正极上铁离子得电子，所以其电池反应式为2Fe3++Cu═Cu2++2Fe2+，故C正确； D．盐桥的作用是平衡正负极两池的电荷，盐桥中离子的定向移动形成电流，K+移向正极区，故D错误； 故选C。 【点睛】明确正负极上得失电子是解本题关键，该原电池中，铜电极易失电子发生氧化反应而作负极，铂电极上铁离子得电子发生还原反应，则铂电极是正极，盐桥的作用是平衡正负极两池的电荷。 11. 已知：2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)ΔH＝＋571.6 kJ•mol－1,2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH＝－483.6 kJ•mol－1。当1 g液态水变为气态水时，对其热量变化的下列描述：①放出；②吸收；③2.44 kJ；④4.88 kJ；⑤88 kJ。其中正确的是 A. ②和⑤ B. ①和③ C. ②和④ D. ②和③ 【答案】D 【解析】 【详解】当1g液态水变成气态水时，需要吸热，依据盖斯定律计算得到液态水变化为气体吸收的热量；已知热化学方程式： ①2H2O(l)=2H2(g)+O2(g)；△H1=+571.6kJ/mol， ②2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)；△H2=-4836kJ/mol， 依据盖斯定律①+②得到2H2O(l)=2H2O(g)；△H3=+88kJ/mol，依据热化学方程式计算，当1g 液态水变成气态水时，需要吸热2.44kJ，所以②③正确；故选D。 12. 利用电化学原理还原CO2制取ZnC2O4的装置如图所示(电解液不参加反应)，下列说法正确的是 A. 可用H2SO4溶液作电解液 B. 阳离子交换膜的主要作用是增强导电性 C. 工作电路中每流过0.02 mol电子，Zn电极质量减重0.65g D. Pb电极的电极反应式是2CO2-2e-= 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】A．如果用H2SO4溶液作电解液，溶液中氢离子会在正极得电子生成氢气，影响2CO2+2e-=发生，A错误； B．用阳离子交换膜把阳极室和阴极室隔开，它具有选择透过性，它只允许H+透过，其它离子难以透过，B错误； C．Zn电极为负极，发生氧化反应，Zn-2e-= Zn2+，当电路中每流过0.02 mol电子，消耗锌的量为0.01 mol，质量为0.65g，C正确； D．Pb电极为正极，发生还原反应，2CO2+2e-=，D错误； 正确选项C。 13. 某新型可充电电池构造如图所示，工作时(需先引发Fe 和KClO3的反应，从而使 LiCl-KCl共晶盐熔化)，某电极(记为X )的反应式之一为：xLi++ xe- +LiV3O8=Lii+xV3O8。下列说法正确的是 A. 放电时，正极的电极反应式为: Li – e- = Li+ B. 放电时，总反应式为：xLi + LiV3O8 = Lii+xV3O8 C. 充电时，X电极与外接电源负极相连 D. 充电时，X电极的质量增加 【答案】B 【解析】 【详解】A．放电时正极发生得电子的还原反应，即反应为：正极反应式为xLi++LiV3O8+xe-═Li1+xV3O8，故A错误； B．放电时负极发生氧化反应，负极反应为xLi – xe- = xLi+(或Li – e- = Li+)，则总反应式为xLi + LiV3O8 =Lii+xV3O8，故B正确； C．X极为原电池的正极，充电时与外接电源的正极相连，故C错误； D．充电时，X电极发生氧化反应，电极反应为Li1+xV3O8– xe- = xLi++LiV3O8，电极质量减轻，故D错误； 故答案为B。 【点睛】考查原电池和电解池工作原理，正确判断图示装置中两极为解答关键，放电时，电池反应式为xLi+LiV3O8=Li1+xV3O8，负极反应式为xLi-xe-═xLi+(或Li – e- = Li+)，正极反应式为xLi++LiV3O8+xe-═Li1+xV3O8，充电时，阳极、阴极电极反应式与正极、负极电极反应式正好相反。 14. 高铁酸钾(K2FeO4)是环保型水处理剂，以光伏电池为电源先制备高铁酸钠，再将其转化为高铁酸钾，装置如图所示，下列说法不正确的是 A. 石墨为阴极，铁电极发生氧化反应 B. a可能是H2，b为Na2FeO4溶液 C. 若电路中转移1 mol电子，则石墨电极区NaOH溶液质量增加23 g D. 铁电极反应式为Fe-6e-＋8OH-=＋4H2O 【答案】C 【解析】 【分析】由图可知，与光伏电池正极相连的铁电极为阳极，碱性条件下铁失去电子发生氧化反应生成高铁酸根离子和水，电极反应式为Fe-6e-＋8OH-=＋4H2O，阳膜和阴膜之间的氢氧化钠溶液中的氢氧根离子通过阴膜移向阳极区，石墨电极为阴极，水分子在阴极得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子，电极反应式为2H2O＋2e－=2OH－＋H2↑，阳膜和阴膜之间的氢氧化钠溶液中的钠离子通过阳膜移向阴极区。 【详解】A．由分析可知，与光伏电池正极相连的铁电极为阳极，碱性条件下铁失去电子发生氧化反应生成高铁酸根离子和水，石墨电极为阴极，水分子在阴极得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子，故A正确； B．由分析可知，与光伏电池正极相连的铁电极为阳极，碱性条件下铁失去电子发生氧化反应生成高铁酸根离子和水，石墨电极为阴极，水分子在阴极得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子，则a为氢气、b为高铁酸钠，故B正确； C．由分析可知，石墨电极为阴极，水分子在阴极得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子，电极反应式为2H2O＋2e－=2OH－＋H2↑，阳膜和阴膜之间的氢氧化钠溶液中的钠离子通过阳膜移向阴极区，则电路中转移1 mol电子时，石墨电极区氢氧化钠溶液增加质量为1mol×23g/mol—1mol××2g/mol=22g，故C错误； D．由分析可知，与光伏电池正极相连的铁电极为阳极，碱性条件下铁失去电子发生氧化反应生成高铁酸根离子和水，电极反应式为Fe-6e-＋8OH-=＋4H2O，故D正确； 故选C。 二、非选择题(本题共4小题，每空2分，共58分 ) 15. 已知：2H2＋O22H2O。 （1）该反应1g氢气完全燃烧放出热量121.6kJ，其中断裂1molH-H键吸收436kJ，断裂1molO=O键吸收496kJ，那么形成1molH-O键放出的热为_______。 （2）原电池是直接把化学能转化为电能的装置。 I．航天技术上使用的氢-氧燃料电池具有高能、轻便和不污染环境等优点。下图是氢-氧燃料电池的装置图。则： ①溶液中OH-移向_______电极(填“a”或“b”)。 ②b电极附近pH_______。(填增大、减小或不变) ③如把H2改为甲烷，则电极反应式为：正极：_______，负极：_______。 Ⅱ．将锌片和银片浸入稀硫酸中组成原电池，两电极间连接一个电流计。若该电池中两电极的总质量为60g，工作一段时间后，取出锌片和银片洗净干燥后称重，总质量为47g，试计算产生的氢气在标准状况体积为_______L。 （3）能源的发展已成为全世界共同关心的问题。乙烷、二甲醚的燃烧热较大，可用作燃料，如图是乙烷、二甲醚燃烧过程中的能量变化图。请回答下列问题： ①a=_______。 ②乙烷的摩尔燃烧焓为_______。 ③写出表示二甲醚燃烧热的热化学方程式：_______。 【答案】（1）463.6kJ （2） ①. a ②. 增大 ③. O2＋2H2O＋4e-=4OH- ④. CH4-8e-＋10OH-=CO＋7H2O ⑤. 4.48 （3） ①. ②. 1560 ③.    【解析】 【小问1详解】 1g氢气完全燃烧放出热量121.6kJ，则2mol氢气即4g氢气完全燃烧放出热量为4×121.6kJ＝486.4kJ；其中断裂1molH-H键吸收436kJ，断裂1molO=O键吸收496kJ，因此有2×436+496－2×2×x＝－486.4，解得x＝463.6，即形成1molH-O键放出热量为463.6kJ； 【小问2详解】 I．根据电子的流向可知a电极是负极，b电极是正极。则 ①原电池中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，则溶液中OH-移向a电极； ②b电极是正极，氧气得到电子转化为氢氧根，氢氧根浓度增大，则b电极附近pH增大； ③如把氢气改为甲烷，由于电解质溶液显碱性，正极上氧气得电子生成氢氧根，电极反应为：O2＋2H2O＋4e-=4OH-，负极甲烷失去电子转化为碳酸根，电极反应式为CH4-8e-＋10OH-=＋7H2O； Ⅱ．以Zn和Ag为电极，稀H2SO4为电解质溶液形成的原电池中： 负极：Zn-2e- =Zn2+，正极上发生2H++2e-=H2↑，在原电池中的关系式为Zn~2e-~H2，该电池中两电极的总质量为60g，工作一段时间后，取出锌片和银片洗净干燥后称重，总质量为47g，负极消耗13gZn、即02molZn，正极产生0.2molH2，则氢气在标准状况体积为4.48L。 【小问3详解】 ①根据图示可知，C2H6与O2反应生成CO2和H2O，已知生成1molH2O，则根据氢守恒可得C2H6的物质的量为，即a=。 ②结合题图及上述分析得  ，则乙烷的燃烧热为。 ③结合题图二甲醚在氧气中燃烧的方程式为  ，则表示二甲醚燃烧热的热化学方程式为    。 16. 在一定温度下的稀溶液中，酸与碱发生中和反应生成1 mol H2O，这时的反应热就是中和热。50 mL 0.50 mol·L-1盐酸与50 mL 0.55 mol·L-1 NaOH溶液在如图所示的装置中进行中和反应，通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热，试回答下列问题： （1）大小烧杯间填满碎纸条的作用是_______。 （2）大烧杯上如不盖硬纸板，求得的中和热数值将_______(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。 （3）实验中改用60 mL 0.50 mol·L-1盐酸与50 mL 0.55 mol·L-1 NaOH溶液进行反应，与上述实验相比，所放出的热量_______(填“相等”或“不相等”)，所求中和热_______(填“相等”或“不相等”)，简述理由：_______。 （4）用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行上述实验，测得的中和热的数值会_______(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。 【答案】（1）减少实验过程中的热量损失 （2）偏小 （3） ①. 不相等 ②. 相等 ③. 因中和热是指在稀溶液中1 mol H＋和1 mol OH-发生中和反应生成1 mol H2O(l)时所放出的热量，与酸碱的用量无关 （4）偏小 【解析】 【分析】中和热测定需准确测定热量变化，尽可能防止热量损失；中和热是在稀溶液中1 mol H＋和1 mol OH－发生中和反应生成1 mol H2O时所放出的热量，与酸碱的用量无关； 【小问1详解】 中和热测定，实验成功的关键是防止热量损失，大小烧杯间填满碎纸条的作用是减少实验过程中的热量损失； 【小问2详解】 大烧杯上如不盖硬纸板，热量损失较多，求得的中和热数值将偏小。 【小问3详解】 实验中改用60 mL 0.50 mol·L-1盐酸与50 mL 0.55 mol·L-1 NaOH溶液进行反应，与上述实验相比，生成的水较多，所以放出的热量不相等；因中和热是指在稀溶液中1 mol H＋和1 mol OH-发生中和反应生成1 mol H2O(l)时所放出的热量，与酸碱的用量无关，所求中和热相等。 【小问4详解】 氨水是弱碱，电离吸热，用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行上述实验，测得的中和热的数值会偏小。 17. 填空。 （1）NO2、O2和熔融NaNO3可制作燃料电池，其原理见下图，石墨I为电池的_______极，该电池在使用过程中石墨I电极上生成氧化物Y，其电极反应式为_______。 （2）下图所示是一种酸性燃料电池酒精检测仪，具有自动吹气流量检测与控制的功能，非常适合进行现场酒精检测，则该电池的负极反应为_______，正极反应为_______。 （3）化学家正在研究尿素动力燃料电池。用这种电池直接去除城市废水中的尿素，既能产生净化的水，又能发电，尿素燃料电池结构如图所示： 电池中的负极为_______(填“甲”或“乙”)，甲的电极反应式为_______，电池工作时，理论上每净化1 mol尿素，消耗O2的体积(标准状况下)约为_______L。 【答案】（1） ①. 负 ②. NO2＋-e-=N2O5 （2） ①. CH3CH2OH＋H2O-4e-=CH3COOH＋4H＋ ②. O2＋4e-＋4H＋=2H2O （3） ①. 甲 ②. CO(NH2)2＋H2O-6e-=CO2↑＋N2↑＋6H＋ ③. 33.6 【解析】 【小问1详解】 由图可知，通入O2的石墨Ⅱ作正极，则通入二氧化氮的石墨I为原电池的负极，该电池在使用过程中石墨I电极上生成氧化物Y，即二氧化氮被氧化生成五氧化二氮，可传导离子为，则电极反应式为：NO2+-e-=N2O5； 【小问2详解】 由图可知，右边铂电极上O2被还原生成H2O，作正极，则呼入乙醇的铂电极作原电池的负极，负极上乙醇被氧化生成乙酸，可传导离子为H+，则负极反应为：CH3CH2OH＋H2O-4e-=CH3COOH＋4H＋；正极上O2被还原生成H2O，可传导离子为H+，正极反应为：O2＋4e-＋4H＋=2H2O； 【小问3详解】 由氢离子移动方向可知，电池中的负极为甲，负极上尿素被氧化生成二氧化碳和氮气，可传导离子为H+，则甲的电极反应式为：CO(NH2)2＋H2O-6e-=CO2↑＋N2↑＋6H＋，乙电极为正极，酸性条件下氧气被还原生成水，电极反应式为：O2＋4e-＋4H＋=2H2O，由得失电子守恒可知，电池工作时，理论上每净化1mol尿素，消耗标准状况下氧气的体积为。 18. 电浮选凝聚法是工业上采用的一种污水处理方法：保持污水的pH在5.0～6.0之间，通过电解生成Fe(OH)3沉淀，Fe(OH)3有吸附性，可吸附污物而沉积下来，具有净化水的作用，阴极产生的气泡把污水中悬浮物带到水面形成浮渣层，刮去(或撇掉)浮渣层，即起到了浮选净化的作用。某科研小组用电浮选凝聚法处理污水，设计装置示意图，如图所示： （1）实验时若污水中离子浓度较小，导电能力较差，产生气泡速率缓慢，无法使悬浮物形成浮渣，此时应向污水中加入适量的_______，不选其他选项的原因是_______。 A．BaSO4　　　　　B．CH3CH2OH　　　　　C．Na2SO4　　 　　D．NaOH （2）电解池阳极发生了两个电极反应，其中一个反应生成一种无色气体，则阳极的电极反应式分别是I．_______、II．_______。 （3）该燃料电池是以熔融碳酸盐为电解质，CH4为燃料，空气为氧化剂，稀土金属材料作电极，为了使该燃料电池长时间稳定运行，电池的电解质组成应保持稳定，电池工作时必须有部分A物质参加循环(见上图 )，A物质的化学式是_______；通入空气这极的电极反应式为_______；如果转移4mol的电子，则理论上需要甲烷在标况下的体积为_______L。 【答案】（1） ①. C ②. BaSO4不溶于水，CH3CH2OH为非电解质，NaOH水溶液显碱性而污水处理中要求保持污水的pH在5.0～6.0之间 （2） ①. Fe-2e-=Fe2＋ ②. 2H2O-4e-=4H＋＋O2↑ （3） ①. CO2 ②. O2＋2CO2＋4e-=2 ③. 11.2 【解析】 【分析】由图可知，通入甲烷的电极为燃料电池的负极，碳酸根离子作用下甲烷在负极失去电子发生氧化反应生成二氧化碳和水，通入氧气的电极为正极，二氧化碳作用下氧气在正极得到电子发生还原反应生成碳酸根离子，与正极相连的铁电极为阳极，铁失去电子发生氧化反应生成亚铁离子，同时还有水在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，在pH 5.0～6.0之间的条件下亚铁离子与氧气、水反应生成氢氧化铁沉淀，石墨电极为阴极，氢离子在阴极得到电子发生还原反应生成氢气。 【小问1详解】 由题意可知，污水处理时应保持污水的pH在5.0～6.0之间，通过电解生成氢氧化铁沉淀，则加入使污水导电能力增强的电解质必须是可溶于水的、显中性的盐，硫酸钡不溶于水、乙醇为非电解质，不能改变污水中的离子浓度，导电性不能增强；氢氧化钠使溶液显碱性，会改变污水的pH，不能保持污水的pH在5.0～6.0之间，所以加入的电解质我硫酸钠，故答案为：BaSO4不溶于水，CH3CH2OH为非电解质，NaOH水溶液显碱性而污水处理中要求保持污水的pH在5.0～6.0之间； 【小问2详解】 由分析可知，与正极相连的铁电极为阳极，铁失去电子发生氧化反应生成亚铁离子，同时还有水在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，在pH 5.0～6.0之间的条件下亚铁离子与氧气、水反应生成氢氧化铁沉淀，则电极反应式为Fe-2e-=Fe2＋、，故答案为：Fe-2e-=Fe2＋；2H2O-4e-=4H＋＋O2↑； 【小问3详解】 由分析可知，通入甲烷的电极为燃料电池的负极，碳酸根离子作用下甲烷在负极失去电子发生氧化反应生成二氧化碳和水，电极反应式为CH4—8e-+4=5CO2＋2H2O，通入氧气的电极为正极，二氧化碳作用下氧气在正极得到电子发生还原反应生成碳酸根离子，电极反应式为O2＋2CO2＋4e-=2，则A为二氧化碳，由电极反应式可知，移4mol的电子时，理论上需要甲烷在标况下的体积为4mol××22.4L/mol=11.2L，故答案为：CO2；O2＋2CO2＋4e-=2；11.2。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$