专题1《化学反应与能量变化》单元练习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》单元练习 一、单选题 1．已知反应：① ②稀溶液中， 下列结论正确的是 A．碳的燃烧热等于 B．1mol碳完全燃烧放出的热量大于110.5kJ C．稀硫酸与稀氢氧化钡溶液反应的中和热为 D．稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1mol水，放出57.3kJ热量 2．铜锌原电池装置如图所示，下列分析不正确的是 A．两个隔离的半电池通过盐桥连接导通 B．原电池工作时，Cu电极流出电子，发生氧化反应 C．原电池工作时，总反应为 D．原电池工作一段时间，右侧容器中的溶液增重 3．可充电锂电池的总反应式为4Li+2CO2+O22Li2CO3，其工作原理如图所示，放电时产生的碳酸锂固体储存于碳纳米管中，TEGDME是一种有机溶剂。下列说法中不正确的是 A．放电时，M极发生氧化反应 B．充电时，N极与电源正极相连 C．放电时，N极的电极反应式为2CO2+O2+4Li++4e-=2Li2CO3 D．充电时，若有0.2mol电子发生转移，则N极产生8.8gCO2 4．下面甲、乙、丙、丁四个实验，实验现象和结论均正确的是 A．装置甲中红布条均褪色，说明氯气具有漂白性 B．装置乙中分别滴入酚酞，碳酸钠溶液呈红色，碳酸氢钠溶液呈浅红色，说明碳酸钠的水解程度大于碳酸氢钠 C．装置丙用Cu与浓硫酸反应制取SO2，紫色石蕊、品红、酸性高锰酸钾均褪色，说明SO2具有酸性、漂白性和还原性 D．装置丁中导管红墨水下降，说明铁丝发生吸氧腐蚀 5．南开大学研发了一种开放式(电极材料可随时更换)的酸性水系锌离子电池,该电池具有化学自充电/恒流充电双充电模式,电极材料分别是锌和,放电时的电池反应是,该电池化学自充电的原理是正极产物可被空气中的氧气氧化复原并释放出。下列相关说法错误的是 A．恒流充电时正极反应为: B．电池放电时,负极质量减少6.5g的同时有个电子通过外电路流向正极 C．电池自充电时电解质溶液的酸性会逐渐增强 D．电池若长时间采用化学自充电模式需要及时更换负极材料 6．双极膜是一种离子交换膜，在电场作用下能将中间层的水分子解离成和，并分别向两极移动。一种用双极膜电解法制取和丁二酸的装置如下图所示。 下列说法正确的是 A．b极应与直流电源的负极相连 B．a极上的电极反应为 C．外电路中每转移1电子，双极膜中有1水解离 D．电解一段时间后，若溶液中不足，则b极处可能有产生 7．下列设备工作时，将化学能转化为热能的是 A B C D       碱性锌锰电池 水轮发电机 太阳能热水器 燃气灶 A．A B．B C．C D．D 8．科学家设计了一种高效、低能耗制备的装置，装置如图所示。下列说法错误的是 A．a为电源的正极 B．该装置中，离子交换膜为阴离子交换膜 C．阳极区反应为 D．阴极区产生时，参加反应的在标准状况下的体积为 9．电化学气敏传感器可用于监测环境中NH3的含量，其工作原理如图所示，NH3被氧气化为N2，下列说法错误的是 A．溶液中K+向电极b移动 B．该装置工作时KOH溶液的浓度可能会减小 C．反应消耗的NH3与O2的物质的量之比为4：5 D．正极的电极反应式为：O2+4e-+2H2O = 4OH- 10．下列关于化学反应与能量变化的说法正确的是 A．晶体与晶体反应的能量变化可用上图表示 B．在一个确定的化学反应关系中，反应物的总能量总是高于生成物的总能量 C．化学反应过程中所吸收或放出的热量与参加反应的物质的量无关 D．化学反应中能量变化的主要原因是化学键的断裂和形成 11．设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 A．质量均为1g的氕、氘、氚三种原子的质子数均为NA B．8gCu2S与CuSO4的混合物含有的铜原子数大于0.05NA C．标准状况下，等体积的H2S与NH3的分子数均为NA D．电解精炼铜阳极质量减少6.4g时，转移电子数为0.2NA 12．已知。蒸发需要吸收的能量为44kJ，其它相关数据如表所示，下列说法正确的是 共价键 键能/ 436 463 A． B． C． D．表示两个氢气分子和一个氧气分子完全反应生成两个液态水分子放出572kJ热量 13．工业上可通过与催化重整制得合成气：。已知反应的断键过程为吸热过程，成键过程为放热过程，部分化学键键能如表所示。通过上述催化重整反应制备2mol CO和2mol时的能量变化是 化学键 O―H C=O H―H C≡O(CO) 键能/() 413 745 436 1075 A．吸收120kJ B．放出120kJ C．吸收353kJ D．放出353kJ 14．在生产、生活中金属腐蚀所带来的损失非常严重，下列有关金属腐蚀与防护的说法错误的是 A．生铁浸泡在食盐水中会发生吸氧腐蚀 B．喷油漆、涂油脂是金属防护的物理方法 C．插入海水中的铁棒，越靠近底端腐蚀越严重 D．将钢铁闸门与电源负极相连的防腐措施属于阴极电保护法 15．下列热化学方程式或离子方程式中，正确的是 A．0.01mol•L-1KAl(SO4)2溶液与0.02mol•L-1Ba(OH)2溶液等体积混合Al3++2SO+2Ba2++3OH-=2BaSO4↓+Al(OH)3↓ B．一定条件下，将0.5mol N2(g)和1.5molH2(g)置于密闭的容器中充分反应生成NH3(g)，放热19.3kJ，热化学方程式为：N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)   ∆H=-38.6kJ/mol C．2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)  ∆H=-571.6 kJ•mol-1，则H2的燃烧热为285.8 kJ/mol D．CO(g)的燃烧热是283.0 kJ•mol-1，则CO2分解的热化学方程式为：2CO2(g)=2CO(g)+O2(g)   ∆H=+566.0 kJ/mol 二、填空题 16．正戊烷异构化为异戊烷是油品升级的一项重要技术。正戊烷和异戊烷的部分性质如表： 名称 结构简式 熔点/℃ 沸点/℃ 燃烧热/kJ/mol 正戊烷 CH3CH2CH2CH2CH3 -130 36 3506.1 异戊烷 (CH3)2CHCH2CH3 -159.4 27.8 3504.1 回答下列问题： (1)稳定性：正戊烷 异戊烷(填“＞”或“=”或“＜”)。 (2)25℃，101kPa时，正戊烷异构化成异戊烷的热化学反应方程式为 。 (3)在正戊烷中混入一定比例的H2有利于异构化反应的进行，一种“分步法电解制氢气”的装置如图。该方法制氢气分两步，第一步在惰性电极产生H2，NiOOH/Ni(OH)2电极发生氧化反应；第二步在另一个惰性电极产生O2。 ①第一步反应时，开关K应该连接 (选填“K1”或“K2”)。 ②第二步反应时，NiOOH/Ni(OH)2发生的电极反应方程式 ③当电路中转移6.25mol电子时，产生67.2L H2 (标准状况)，则电能的利用率为 (保留三位有效数字)。 17．设计原电池 已知一个氧化还原反应，首先分析找出氧化剂、还原剂，一般 为负极材料(或在负极上被 )， (电解质溶液中的阳离子)在正极上被还原。 例如，利用Cu+2AgNO3= Cu(NO3)2+2Ag的氧化还原反应可设计成如图所示的原电池，该原电池的电极反应式为： 负极(Cu)： (氧化反应) 正极(C)： (还原反应) 18．如图所示，若电解5 min时，测得铜电极的质量增加2.16 g。试回答： (1)电源中X极是 (填“正”或“负”)极。 (2)通电5 min时，B中共收集到224 mL(标准状况)气体，溶液体积为200 mL(电解前后溶液的体积变化忽略不计)，则通电前c(CuSO4)= mol·L-1。 (3)若A中KCl溶液的体积也是200 mL，则电解后溶液的c(OH-)= mol·L-1。 19．完成下列问题。 (1)如图是某化学兴趣小组探究不同条件下化学能转变为电能的装置。    ①当电极a为Al、电极b为Cu、电解质溶液为稀硫酸时，正极的电极反应式为 ，当电路中有0.2mol电子通过时，负极的质量减少 g。 ②当电极a为Al、电极b为Mg、电解质溶液为氢氧化钠溶液时，该装置 (填“能”或“不能”)形成原电池 (2)将锌片和银片浸入硫酸铜溶液中组成原电池，两电极间连接一个电流表。 ①锌片上发生的电极反应为 ； ②银片上发生的电极反应为 。 ③溶液中的向 (填“Zn”或者“Ag”)移动。 (3)当在a附近有气泡产生，b电极逐渐溶解，则 (a或b)作负极。 20．I．实验室以K2MnO4为原料，用两种方法制备高锰酸钾。已知：K2MnO4在浓强碱溶液中可稳定存在，溶液呈墨绿色，当溶液碱性减弱时易发生反应：3+2H2O=2+MnO2↓+4OH-。 (1)CO2法。实验装置如图。 ①反应一段时间后，用玻璃棒蘸取溶液滴在滤纸上，仅有紫红色而没有绿色痕迹，由此可知 。 ②停止通入CO2，过滤除去 (填化学式，下同)，将滤液蒸发浓缩、冷却结晶，抽滤得到KMnO4粗品。若CO2通入过多，产品中可能混有的杂质是 。 (2)电解法。实验装置如图。 ①阳极的电极反应式为 ，阴极产生的气体为 (填化学式)。 ②与CO2法相比，电解法的主要优点是 (写一条)。， (3)如用氨燃料电池电解溶液，已知氨燃料电池使用的电解质溶液是KOH溶液，电池反应为4NH3+3O22N2+6H2O。则其负极反应式为 。 II．(4)若用钢铁(含Fe、C)制品盛装NaClO溶液会发生电化学腐蚀，钢铁制品表面生成红褐色沉淀，溶液会失去漂白、杀菌消毒功效。该电化学腐蚀过程中的正极反应式为 。 (5)铁器深埋地下，也会发生严重的电化学腐蚀，原因是一种称为硫酸盐还原菌的细菌，能提供正极反应的催化剂，将土壤中的还原为S2-，试写出该电化学腐蚀的正极反应式 。 21．按要求填空 (1)在25℃，101 kPa下，氢气在1.00mol氧气中完全燃烧，生成2.00mol液态水，放出571.6kJ的热量，表示氢气燃烧热的热化学方程式为 。 (2)某反应A(g)+B(g)= C(g)+D(g)过程中的能量变化如图所示，回答问题。 ①该反应是 (填“吸热”或“放热”)反应，反应的ΔH= kJ· mol-1(用含E1、E2的代数式表示)。 ②该反应过程中，断裂旧化学键吸收的总能量 (填“>”“ ＜”或“=”)形成新化学键释放的总能量 (3)由金红石(TiO2)制取单质Ti的步骤为： 已知：Ⅰ.   Ⅱ.   Ⅲ.   ①的 。 ②若已知2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g)　 ΔH1=-Q1 2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)　 ΔH2=-Q2 则Q1 Q2(填“>”、“＜”或“=”)。 22．COS氢解反应产生的CO可合成二甲醚(CH3OCH3)，二甲醚燃料电池的工作原理如图所示。 该电池的负极反应式为 。 23．含N元素的部分物质对环境有影响，如含NO、NO2的废气会引起空气污染，含NO、NO、NH的废水会引起水体富营养化，都需要经过处理后才能排放。 (1)氢气催化还原含NO烟气原理如下： 主反应：2NO(g)+2H2(g)N2(g)+2H2O(g) 副反应：2NO(g)+H2(g)N2O(g)+H2O(g) 某温度下H2的体积分数对H2还原NO反应的影响如图1所示。当H2的体积分数大于600×10-6时，N2的体积分数呈下降趋势，原因是 。 (2)工业上用电解法治理亚硝酸盐对水体的污染，模拟工艺如图2所示，写出电解时铁电极的电极反应式 。随后，铁电极附近有无色气体产生，写出有关反应的离子方程式 。 (3)工业上以钛基氧化物涂层材料为阳极，碳纳米管修饰的石墨为阴极，电解硝酸钠和硫酸钠混合溶液，可使NO转变为NH，后续再将NH反应除去。已知：电极(电催化剂)所处的环境对其催化活性起重要作用。 ①若在酸性介质中电解混合溶液，将NO转变为NH的电极反应式为 。其他条件不变，只改变混合溶液的pH，NO去除率如图3所示，pH越小，NO去除率上升可能原因是 。 ②其他条件不变，只向混合溶液中投入一定量NaCl，后续去除NH的效果明显提高，溶液中氮元素含量显著降低。可能原因是 。 24．某混合物浆液含有Al(OH)3、MnO2和少量Na2CrO4。考虑到胶体的吸附作用使Na2CrO4不易完全被水浸出，某研究小组利用设计的电解分离装置（如图所示），使浆液分离成固体混合物和含铬元素溶液，并回收利用。 用惰性电极电解时，CrO42-能从浆液中分离出来的原因是 ，分离后含铬元素的粒子是 ，阴极室生成的物质为 （写化学式）。 25．（1）高铁酸钾(K2FeO4)不仅是一种理想的水处理剂，而且高铁电池的研制也在进行中。如图是高铁电池的模拟实验装置：    ①该电池放电时正极的电极反应式为 ；若维持电流强度为1 A，电池工作十分钟，理论上消耗Zn g(计算结果保留一位小数，已知F＝96500 C·mol-1)。 ②盐桥中盛有饱和KCl溶液，此盐桥中氯离子向 (填“左”或“右”)移动；若用阳离子交换膜代替盐桥，则钾离子向 (填“左”或“右”)移动。 ③下图为高铁电池和常用的高能碱性电池的放电曲线，由此可得出高铁电池的优点有 。    （2）有人设想以N2和H2为反应物，以溶有A的稀盐酸为电解质溶液，可制造出既能提供电能，又能固氮的新型燃料电池，装置如图所示，电池正极的电极反应式是 ，A是 。    （3）利用原电池工作原理测定汽车尾气中CO的浓度，其装置如图所示。该电池中O2－可以在固体介质NASICON (固溶体)内自由移动，工作时O2－的移动方向 (填“从a到b”或“从b到a”)，负极发生的电极反应式为 。    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．B 【详解】A．碳的燃烧热是指1mol碳完全燃烧生成的稳定的氧化物CO2放出的热量，故A错误； B．由①可知1mol碳不完全燃烧放出的热量等于110.5kJ，故1mol碳完全燃烧放出的热量大于110.5kJ，故B正确； C．稀硫酸与稀氢氧化钡溶液反应本质上是两个反应：中和反应、钡离子和硫酸根离子生成硫酸钡沉淀，故稀硫酸与稀氢氧化钡溶液反应的中和热不为，故C错误； D．稀醋酸与稀NaOH溶液混合，稀醋酸是弱电解质存在电离平衡，电离过程是吸热过程，所以放出的热量小于57.3 kJ，故D错误； 故选B。 2．B 【详解】A．盐桥中阴阳离子的自由移动使整个原电池连通，故A正确； B．原电池工作时，锌为活泼电极，所以为负极，则铜电极为正极，发生还原反应，故B错误； C．锌为负极，铜为正极，总反应为锌和硫酸铜反应生成硫酸锌和铜，反应为，故C正确； D．右侧溶液中铜离子得到电子生成铜，每转移2mol电子，有1mol铜析出，减少64克，有盐桥中的2mol钾离子进入溶液中，溶液质量增加78克，故溶液的质量增加78-64=14克，故D正确； 故选B。 3．D 【分析】由电池总反应知：放电时Li被氧化，M是负极，N作正极，则充电时，M作阴极，N极作阳极； 【详解】A. 据分析，放电时，M极为负极，发生氧化反应，A正确； B. 放电时Li被氧化，M是负极，N作正极，则充电时，M作阴极，N极作阳极，故N与电源正极相连，B正确； C. 放电时，N极发生还原反应，氧气被还原，电极反应式为2CO2+O2+4Li++4e-=2Li2CO3，C正确； D. 充电时，N极反应为： 2Li2CO3-4e-=2CO2+O2+4Li+，若有0.2mol电子发生转移，则N极生成4.4gCO2，D错误； 答案选D。 4．B 【详解】A．氯气不具有漂白性，次氯酸具有漂白性，氯气遇到水生成次氯酸，所以可以观察到左侧红色布条不褪色，右侧有色布条褪色，故A错误； B．装置乙中分别滴入酚酞，碳酸钠溶液呈红色，碳酸氢钠溶液呈浅红色，说明碳酸钠的溶液碱性强，水解程度大于碳酸氢钠，故B正确； C．Cu与浓硫酸反应制取SO2需要加热，SO2遇到紫色石蕊溶液变红、SO2遇到品红溶液使其褪色、SO2遇到酸性高锰酸钾使其褪色，说明SO2具有酸性、漂白性和还原性，故C错误； D．铁丝发生吸氧腐蚀导致试管中压强减小，导管中红墨水液面上升，说明铁丝发生吸氧腐蚀，故D错误； 故选B。 5．C 【详解】A．放电时正极反应为，恒流充电时正极反应为，A正确； B．放电时负极质量减少6.5g即消耗0.1mol锌，转移电子数是，电子通过外电路流向正极，B正确； C．电池自充电时发生的反应为,溶液酸性会逐渐减弱，C错误； D．电池在化学自充电时正极材料可复原，但负极材料锌不会复原，因此若长时间采用化学自充电模式需要及时更换负极材料锌，D正确； 答案选C。 6．C 【分析】该装置为电解池，阴离子移动向阳极，阳离子移动向阴极，故a极为阴极，b极为阳极，据此解答。 【详解】A．b极为阳极，应与直流电源的正极相连，故A错误； B．a极为阴极，电极反应为，故B错误； C．外电路中每转移1电子，则由1molH+、1mol OH-移动向两极，则双极膜中有1水解离，故C正确； D．若溶液中不足，消耗完后，OH-失去电子放电生成，故D错误； 故选C。 7．D 【详解】A．碱性锌锰电池是化学能转化为电能，A不符合题意； B．水轮发电机为机械能转化为电能，B不符合题意； C．太阳能热水器是太阳能转化为热能，C不符合题意； D．燃气灶是化学能转化为热能，D符合题意； 故选D。 8．D 【分析】由图可知，右边氧气转化为双氧水，氧元素化合价降低，说明右边是阴极，则b为负极，a为正极，左边为阳极。碱性条件下在阳极失去电子发生还原反应生成和水，电极反应式为，碱性条件下氧气在阴极得到电子发生还原反应生成过氧化氢和氢氧根离子，电极反应式为。 【详解】A．由分析可知a为电源的正极，A项正确； B．该装置中，氢氧根在阳极消耗，因此阴极产生的氢氧根要转移到阳极区域，则离子交换膜为阴离子交换膜，B项正确； C．由分析可知，在阳极失去电子发生还原反应生成和水，电极反应式为，C项正确； D．由分析可知，阴极电极反应式，则阴极区产生时，参加反应的为1mol，在标准状况下的体积为22.4L，D项错误； 故选D。 9．C 【分析】NH3被氧化为常见无毒物质，应生成氮气，a电极通入氨气生成氮气，为原电池负极，则b为正极，氧气得电子被还原，结合电极方程式解答该题。 【详解】A．因为a极为负极，则溶液中的阳离子钾离子向正极移动，故A正确； B．负极是氨气发生氧化反应变成氮气，且OH-向a极移动参与反应，故电极反应式为2NH3-6e-+6OH-＝N2+6H2O，正极反应式为O2+4e－+2H2O＝4OH－，总反应式为3O2+4NH3＝2N2+6H2O，有水生成，溶剂增加，KOH的浓度减小，故B正确； C．反应中N元素化合价升高3价，O元素化合价降低2价，根据得失电子守恒，消耗NH3与O2的物质的量之比为4：3，故C错误； D．氧气具有氧化性，在原电池中被还原，应为正极反应，正极反应式为O2+4e－+2H2O＝4OH－，故D正确； 故选C。 10．D 【详解】A．由图可知该反应为放热反应，Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应属于吸热反应，A错误； B．在一个确定的化学反应关系中，反应物的总能量不一定高于生成物的总能量，B错误； C．化学反应过程中所吸收或放出的热量与参加反应的物质的量有关，C错误； D．化学键的断裂需要吸收能量，化学键的形成能够放出能量，化学键的断裂与形成是化学反应中能量变化的主要原因，D正确； 故选D。 11．B 【详解】A．质量均为1 g的氕、氘、氚三种原子，氘和氚的物质的量小于1 mol，质子数不全为NA，故A错误； B．设混合物全为Cu2S，即Cu2S质量为8g(0.05 mol)，含铜原子数为0.1NA，设混合物全为CuSO4，即CuSO4质量为8 g(0.05 mol)，含铜原子数为0.05NA，则混合物含有的铜原子数介于0.05NA与0.1NA之间，B正确； C．标准状况下，只知道H2S与NH3两种气体等体积，具体体积未知，无法确定分子数，故C错误； D．电解精炼时，阳极不光铜放电，还有锌、铁、镍等金属同时放电，当阳极质量减少6.4 g时，转移电子数无法确定，故D错误； 故答案选B。 12．C 【详解】A．蒸发需要吸收的能量为44kJ，则，故A错误； B．根据，则，又，因此，故B错误； C．△H=反应物总键能-生成物总键能，根据，因此O=O的键能为-484+4×463-2×436=496，则，故C正确； D．表示2mol氢气和1mol氧气分子完全反应生成2mol液态水分子放出572kJ热量，故D错误； 故选C。 13．B 【详解】根据化学反应的△H和键能的定义，△H=断开旧化学键的键能总和一形成新化学键的键能总和，即△H=(413kJ/mol×4+745kJ/mol×2)-(1075kJ/mol×2+436kJ/mol×2)=+120kJ/mol； 故本题选B。 14．C 【详解】A．食盐水显中性，生铁浸泡在中性溶液中易发生吸氧腐蚀，故A正确； B．喷油漆、涂油脂可以隔绝空气，是金属防护的物理方法，故B正确； C．插入海水中的铁棒，越靠近水面端腐蚀越严重，故C错误； D．将钢铁闸门与电源负极相连，负极得到电子，防腐措施属于阴极电保护法，故D正确； 答案选C。 15．D 【详解】A．0.01mol·L﹣1 KAl(SO4)2溶液与0.02mol·L﹣1Ba(OH)2溶液等体积混合，两种溶质的物质的量比之为1：2，反应生成硫酸钡、偏铝酸钠和水，反应的离子反应为Al3++2SO42﹣+2Ba2++4OH﹣=2BaSO4↓++2H2O，选项A错误； B．0.5molN2（g）和1.5molH2（g）置于密闭的容器中充分反应生成NH3（g），放热19.3kJ，反应为可逆反应，而热化学反应中为完全反应的能量变化，则N2（g）+3H2（g）2NH3（g）△H<﹣38.6kJ·mol﹣1，选项B错误； C．燃烧热指的是1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量，氢气燃烧必须生成液态水，选项C错误； D．CO（g）的燃烧热是283.0kJ•mol-1，为1molCO燃烧生成二氧化碳的能量变化，则CO2分解的热化学方程式为：2CO2(g)=2CO(g)+O2(g)   ∆H=+566.0 kJ/mol，选项D正确； 答案选D。 16．(1)＜ (2)CH3CH2CH2CH2CH3(l)=(CH3)2CHCH2CH3(l)  ∆H=-2.0 kJ/mol (3) K1 NiOOH+e-+H2O =Ni(OH)2+OH- 96.0% 【详解】（1）物质含有的能量越低，物质的稳定性就越强。等质量的正戊烷燃烧放出的热量比异戊烷多，说明正戊烷含有的能量比异戊烷高，故稳定性：正戊烷＜异戊烷； （2）根据表格数据可知：正戊烷燃烧的热化学方程式为：①CH3CH2CH2CH2CH3(l)+8O2(g)=5CO2(g)+6H2O(l)  △H=- 3506.1 kJ/mol；根据异戊烷燃烧热可得热化学方程式：②(CH3)2CHCH2CH3(l)+8O2(g)=5CO2(g)+6H2O(l)  △H=- 3504.1 kJ/mol，根据盖斯定律，将①-②，整理可得CH3CH2CH2CH2CH3(l)= (CH3)2CHCH2CH3(l)  △H=-2.0 kJ/mol； （3）①第一步反应时，NiOOH/Ni(OH)2电极发生氧化反应，则元素化合价升高，失电子被，作阳极，应该与电源的正极连接，故电路中闭合K1； ②第二步反应时，在另一个惰性电极产生O2，则应该为水电离产生的OH-失电子生成O2，故NiOOH/Ni(OH)2电极发生得到电子的还原反应，物质得电子，故NiOOH/Ni(OH)2电极反应式为NiOOH+e-+H2O =Ni(OH)2+OH-； ③产生标准状况下67.2 L H2，n(H2)=，n(e-)=2n(H2)=6 mol，电能的利用率=×100%=96%。 17． 还原剂 氧化 氧化剂 Cu-2e-=Cu2+ 2Ag++2e-= 2Ag 【详解】已知一个氧化还原反应，首先分析找出氧化剂、还原剂，一般还原剂失去电子，发生氧化反应为负极材料(或在负极上被氧化)，氧化剂(电解质溶液中的阳离子)在正极上被还原。 Cu+2AgNO3= Cu(NO3)2+2Ag的氧化还原反应可设计成如图所示的原电池： 负极(Cu)：铜失去电子发生氧化反应生成铜离子：Cu-2e-=Cu2+，(氧化反应)。 正极(C)：银离子得到电子发生还原反应生成银单质：2Ag++2e-= 2Ag，还原反应)。 18．(1)负 (2)0.025 (3)0.1 【分析】铜电极的质量增加2.16 g，则铜电极是阴极，电极反应式是，电解5 min时，电路中转移电子的物质的量是。 (1) 铜电极的质量增加2.16 g，说明铜电极是阴极，则X为负极； (2) B中阳极反应式是，通电5 min时，生成氧气的物质的量是0.02mol÷4=0.005mol， 则B中阴极生成氢气的物质的量是，生成氢气转移电子0.01mol，根据电子守恒，生成铜转移电子0.02mol-0.01mol=0.01mol，生成铜的物质的量是，溶液体积为200 mL(电解前后溶液的体积变化忽略不计)，则通电前c(CuSO4)=； (3) A中电解的总反应式是↑+H2↑ ，电解5 min时，电路中转移电子的物质的量是0.02mol，则A中生成KOH的物质的量是0.02mol，若A中KCl溶液的体积也是200 mL，则电解后溶液的c(OH-)=。 19．(1) 2H++2e-=H2↑ 1.8 能 (2) Zn-2e-=Zn2+ Cu2++2e-=Cu Zn (3)b 【详解】（1）①当电极a为Al、电极b为Cu、电解质溶液为稀硫酸时，由于铝能和稀硫酸发生自发的氧化还原反应，所以铝为负极，铜为正极，在正极溶液中的H+得到电子生成氢气，正极的电极反应式为2H++2e-=H2↑；负极的电极反应式为Al-3e-=Al3+，当电路中有0.2mol电子通过时，负极质量减轻=1.8g。 ②当电极a为Al、电极b为Mg、电解质溶液为氢氧化钠溶液时，由于铝能自发地和NaOH溶液发生氧化还原反应，该装置能形成原电池。 （2）将锌片和银片浸入硫酸铜溶液中组成原电池，锌比银活泼，且锌能和硫酸铜发生置换反应，所以锌为负极，银为正极。 ①锌为负极，负极上锌失去电子变为Zn2+，电极反应式为：Zn-2e-=Zn2+。 ②银为正极，正极上溶液中的Cu2+得到电子转变为铜单质，电极反应式为：Cu2++2e-=Cu。 ③原电池中，阴离子移向负极，所以溶液中的向Zn移动。 （3）当在a附近有气泡产生，b电极逐渐溶解，则a极有可能是溶液中的H+得到电子生成氢气，b极有可能是金属电极材料失去电子变为离子而溶解，故b为负极。 20． K2MnO4基本完全反应生成了KMnO4 MnO2 KHCO3 -e-= H2 纯度高，产率高 2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O ClO-+H2O+2e=Cl-+2OH- +8e-+4H2O=S2-+8OH- 【详解】(1)①溶液有紫红色说明生成高锰酸钾，而没有绿色痕迹，说明锰酸钾消耗完全，即K2MnO4基本完全反应生成了KMnO4； ②通入二氧化碳，溶液碱性逐渐减弱，由已知可得同时生成的还有二氧化锰沉淀析出，可通过过滤除去MnO2；若CO2通入过多，会与KOH反应生成KHCO3，故产品中还可能混有KHCO3； (2)①由图分析可得：Ni电极为阳极，阳极上被氧化为，则阳极反应方程式为-e-=；阴极上水电离产生的H+得到电子变为H2逸出，故阴极的电极反应式为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，故阴极产生的气体为H2； ②和(1)中二氧化碳法相比，电解法副产物更少，杂质更少，产品纯度更高，产率更高； (3)根据总反应方程式可知：在放电时，NH3在负极上失去电子被氧化为N2，故负极的电极反应式为：2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O； (4)若用钢铁(含Fe、C)制品盛装NaClO溶液会发生电化学腐蚀，钢铁制品失去电子被氧化，在金属表面生成红褐色Fe(OH)3沉淀，溶液会失去漂白、杀菌消毒功效，说明ClO-得到电子被还原产生Cl-。则根据在原电池反应中，负极发生氧化反应，正极上发生还原反应，可知该电化学腐蚀过程中的正极反应式为：ClO-+2e+H2O=Cl-+2OH-； (5)当铁制品被深埋地下时，Fe为负极失去电子被氧化，正极上得到电子，被还原为S2-，则正极的电极反应式为：+8e-+4H2O=S2-+8OH-。 21．(1) (2) 吸热 E1-E2 > (3) < 【详解】（1）燃烧热是1mol可燃物完全燃烧产生稳定的氧化物时放出的热量，氢气在1.00mol氧气中完全燃烧，生成2.00mol液态水，放出571.6kJ的热量，则1mol氢气完全燃烧放出285.8kJ热量，即表示氢气燃烧热的热化学方程式为，故答案为：； （2）①由图可知，该反应反应物的总能量小于生成物的总能量，为吸热反应；反应的ΔH=正反应的活化能-逆反应的活化能=(E1-E2)kJ/mol，故答案为：吸热；E1-E2； ②断裂化学键吸收热量，形成化学键放出热量，该反应为吸热反应，则断裂旧化学键吸收的总能量>形成新化学键释放的总能量，故答案为：>； （3）①根据盖斯定律，将③+①×2-②可得，则，故答案为：； ②水从气态变成液态放出热量，则生成液态水比生成气态水放出的热量多，则Q1<Q2，故答案为：<。 22．CH3OCH3-12e-+3H2O=2CO2↑+12H+ 【详解】二甲醚燃料电池中，通入二甲醚的一极为电池的负极，据图可知负极产生氢离子，所以负极的电极反应式为：CH3OCH3-12e-+3H2O=2CO2↑+12H+。 23．(1)氢气和生成的氮气反应生成氨气(或者N2O被H2还原为NH3) (2) Fe-2e-=Fe2+ 2NO+8H++6Fe2+=N2↑+6Fe3++4H2O(或2HNO2+6H++6Fe2+=N2↑+6Fe3++4H2O) (3) NO+10H++8e-=NH+3H2O 随着pH的降低，催化剂的催化活性明显上升 水中的氯离子在阳极上被氧化成氯气，氯气具有较强氧化性，与铵根离子发生氧化反应，生成N2，从而使铵根离子从水溶液中得到去除 【详解】（1）由图可知，当氢气体积分数较大时氮气含量降低，氨气含量生成高，故当H2的体积分数大于600×10-6时，N2的体积分数呈下降趋势，原因是氢气和生成的氮气反应生成氨气(或者N2O被H2还原为NH3)； （2）由阳离子的迁移方向，可确定铁电极为阳极，电解时铁电极发生的电极反应式：Fe-2e-=Fe2+。随后，铁电极附近有无色气体产生，表明生成了N2，有关反应的离子方程式为2+6Fe2++8H+=N2↑+6Fe3++4H2O。答案为：Fe-2e-=Fe2+；2NO+8H++6Fe2+=N2↑+6Fe3++4H2O(或2HNO2+6H++6Fe2+=N2↑+6Fe3++4H2O)； （3）①电解时，硝酸根离子在阴极得到电子生成铵根离子，电极方程式为：NO+10H++8e-=NH+3H2O；电极(电催化剂)所处的环境对其催化活性起到重要作用，随着pH的降低，催化剂的催化活性明显升高，去除率下降，故答案为：NO+10H++8e-=NH+3H2O；随着pH的降低，催化剂的催化活性明显上升； ②电解液中投加了一定量NaCl，水中的氯离子在阳极上被氧化为氯气，与铵根离子发生氧化反应，生成N2，从而使铵根离子从水溶液中去除，溶液中氮元素含量显著降低，故答案为：水中的氯离子在阳极上被氧化成氯气，氯气具有较强氧化性，与铵根离子发生氧化反应，生成N2，从而使铵根离子从水溶液中得到去除。 24． CrO42-通过阴离子交换膜进入阳极室 CrO42-、Cr2O72- H2、NaOH 【分析】电解时，CrO42-通过阴离子交换膜向阳极移动，阴极发生还原反应生成氢气和NaOH，以此解答该题。 【详解】电解时，CrO42-通过阴离子交换膜向阳极移动，从而从浆液中分离出来，因存在2CrO42-+2H+⇌Cr2O72-+H2O，则分离后含铬元素的粒子是CrO42-、Cr2O72-，阴极发生还原反应生成氢气和NaOH，故答案为：CrO42-通过阴离子交换膜进入阳极室；CrO42-、Cr2O72-；NaOH和H2。 【点睛】电化学题目中经常遇到离子交换膜，阳离子交换膜只允许阳离子通过，阴离子交换膜只允许阴离子通过，质子交换膜是只允许氢离子通过。 25． 0.2 右 左 使用时间长、工作电压稳定 氯化铵（或NH4Cl） 从b到a CO＋O2－－2e－=CO2 【详解】(1) ①根据电池装置，锌做负极，碳为正极，高铁酸钾的氧化性很强，正极上高铁酸钾发生还原反应生成氢氧化铁，电极反应为；若维持电离强度为1A，电池工作十分钟，通过的电子为，则理论消耗锌的质量为= 0.2g。 ②盐桥中阴离子向负极移动，盐桥起的作用是使两个半电池连成一个通路，使两溶液保持电中性，起到平衡电荷、构成闭合回路的作用，放电时盐桥中氯离子向右移动，用某种高分子材料制成阳离子交换膜代替盐桥，则钾离子向左移动。 ③由图可知高铁电池的优点有使用时间长、工作电压稳定。 (2)该电池的本质反应是合成氨的反应，电池中氢气失去电子，在负极上发生氧化反应，氮气得到电子在正极上发生还原反应，则正极反应为，氨气和氯化氢反应生成氯化铵，则电解质溶液为氯化铵。 (3)根据图可知，一氧化碳和空气形成燃料电池，一氧化碳失去电子和氧离子反应生成二氧化碳发生氧化反应，电极反应式为CO＋O2－－2e－=CO2，所以一氧化碳所在极为负极，通入空气的一极为正极，原电池放电时电子从负极流向正极，阴离子向负极移动，所以工作时氧离子的移动方向为从b到a。 【点睛】掌握原电池的工作原理，负极上失去电子发生氧化反应，正极上得到电子发生还原反应，电解质中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，电子在导线中从负极移向正极。 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 $$