专题1 化学反应与能量变化 练习卷 2023-2024学年高二上学期化学苏教版（2019）选择性必修1

专题1《化学反应与能量变化》练习卷 一、单选题 1．CO2催化加氢制甲醇有利于减少CO2的排放，实现“碳达峰”，其反应可表示为CO2 (g)+3H2 (g) =CH3OH (g)+H2O (g) ΔH= -49 kJ·mol-1。今年2月我国科研团队在CO2电化学还原反应机理的研究上取得新突破，明确两电子转移CO2电化学还原反应的控速步骤为CO2吸附过程。CO2电化学还原法中采用TiO2纳米管作电解池工作电极，惰性电极作辅助电极，以一定流速通入CO2，测得CO2生成CO的产率接近80%。下列说法不正确的是 A．辅助电极与电源正极相连 B．工作电极上主要发生的电极反应为：CO2+2+2e- =CO+2 +H2O C．电解一段时间，交换膜左侧溶液的浓度不变 D．TiO2纳米管的使用是CO产率较高的关键 2．乙烯的产量可用来衡量一个国家石油化学工业的发展水平，利用电解原理可实现乙烯的高效利用，电解装置如图所示(a、b均为惰性电极)。下列说法正确的是 A．M是电源负极 B．离子交换膜为阴离子交换膜 C．a电极反应式为2C2H4+2H2O-4e-=CH3COOC2H5+4H+ D．消耗2.24LC2H4(标况下)，阴极区溶液质量减少0.2g 3．最近我国科学家以 CO2与辛胺为原料实现了甲酸盐和辛腈的高选择性合成，该装置的工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．b为电源的负极 B．In/电极上可能有副产物 O2生成 C．每生成1mol辛腈，同时生成1mol HCOO- D．在 Ni2P 电极上发生的反应为： 4．下列离子方程式正确的是 A．将SO2通入NaClO溶液中：SO2+ H2O+ClO-=HClO+ B．草酸(H2C2O4)溶液与新制氯水混合反应生成CO2：H2C2O4+Cl2=2H+ +2CO2↑+2Cl- C．向FeI2溶液中通入足量氯气：2Cl2+2Fe2++2I-=2Fe3+ +I2+4Cl- D．电解MgCl2溶液：2Cl- +2H2OH2↑+2OH- +Cl2 ↑ 5．下列化学用语的表述正确的是 A．异丁烷的球棍模型： B．由和形成离子键的过程： C．三价铁腐蚀铜的电路板： D．电解饱和食盐水阳极的电极反应： 6．化学与生产、生活、科技、环境等关系密切。下列说法正确的是 A．汽车尾气催化转化器可有效减少，的排放，实现“碳中和” B．制造焊锡时，把铅加入锡，形成原电池，从而增加锡的抗腐蚀能力 C．2022年冬奥会衣物采用石墨烯纺织物柔性发热材料，石墨烯属于混合型晶体 D．聚氯乙烯塑料通过加聚反应制得，可用于制作不粘锅的耐热涂层 7．高载量锂硫电池是一种二次电池，具有比能量大，能量密度高，成本低，环境友好等优点，装置示意图如下。下列说法正确的是 A．放电时为负极 B．左室区电解质可为含水溶液 C．充电时极可能发生 D．当电路中转移电子时，锂电极质量变化 8．意大利罗马大学的FulvioCacace等人获得了极具理论研究意义的气态N4分子，其分子结构如图所示。已知断裂1 mol N—N吸收167 kJ热量，生成1 mol N≡N键放出942 kJ热量，根据以上信息判断，下列说法正确的是 A．1 mol N4转变成N2将放出882 kJ热量 B．N4属于一种新型的化合物 C．1 mol N4比2 mol N2的总能量低 D．N4是由极性键组成分子 9．将金属M连接在钢铁设施表面，可减缓水体中钢铁设施的腐蚀，在如图所示的情境中，下列有关说法正确的是 A．阴极的电极反应式为Fe-2e-=Fe2+ B．阳极M使用纯铜材料的效果好 C．钢铁设施表面因积累大量电子而被保护 D．钢铁设施在河水中的腐蚀速率比在海水中的快 10．下列说法正确的是 A．需要加热才能发生的反应一定是吸热反应 B．放热反应在常温下一定很容易发生 C．反应物所具有的总能量大于生成物所具有的总能量，表明该反应放热 D．化学键断裂时需要放出热量 11．一种将酸—碱双电解液分开且具有双溶解沉积反应的酸碱混合高电压水系可充电电池的充电过程如图。下列说法中错误的是 A．充电时，电极a与电源的负极相连 B．放电时，在电极a区加入溶液作电解质溶液 C．放电时，电极b的电极反应式为 D．充电时，当电极a处生成时，有通过交换膜N 12．已知一些燃料的燃烧热数据如下： 燃料 一氧化碳 甲烷 正戊烷 乙醇 使用上述燃料，最能体现“低碳经济”理念的是 A．一氧化碳 B．甲烷 C．正戊烷 D．乙醇 13．选择性电催化甲烷制取甲醇，用碳酸盐、固体氧化物分别作电解质的装置如下图甲、乙所示： 该装置工作时，下列说法错误的是 A．甲中CO、乙中O2-均向阳极移动 B．甲中阴极上发生的电极反应与乙中的相同 C．甲中阳极上发生：CH4+CO-2e- = CH3OH + CO2 D．甲、乙两电解池的电解总反应相同 14．第二代钠离子电池是负极为镶嵌在硬碳中的钠、正极为锰基高锰普鲁士白的一种新型二次电池，其工作原理如图所示。下列说法错误的是 A．放电时，B极为负极，发生氧化反应 B．充电时，在从阳极脱嵌，在阴极嵌入 C．放电时，电解质溶液中的穿过离子交换膜向A极移动 D．充电时，A极反应为 15．光电池在光照条件下可产生电压，如图所示装置可实现光能的充分利用。双极膜复合层间的H2O能解离为H+和OH－，且双极膜能实现H+和OH－的定向通过。下列说法正确的是() A．该装置将光能最终转化为电能 B．再生池中的反应为2V2++2H2O=2V3++2OH－+H2↑ C．当阳极生成33.6LO2时，电路中转移电子数为6NA D．光照过程中阳极区溶液中的n(OH－)基本不变 二、填空题 16．近年来，随着聚酯工业的快速发展，氯气的需求量和氯化氢的产出量也随之迅速增长。因此，将氯化氢转化为氯气的技术成为科学研究的热点。回答下列问题： 在传统的电解氯化氢回收氯气技术的基础上，科学家最近采用碳基电极材料设计了一种新的工艺方案，主要包括电化学过程和化学过程，如下图所示：    负极区发生的反应有 (写反应方程式)。电路中转移1 mol电子，需消耗氧气 L(标准状况)。 17．（l）食品和药物安全是国家高度重视的民生问题。根据题意，用下列选项的字母代号填空。 A．阿司匹林（乙酸水杨酸）  B．青霉素  C．抗酸药（氢氧化铝）  D．麻黄碱 ①治疗胃酸过多，但患有严重的胃溃疡，应该选择 ； ②可治疗支气管哮喘，但不宜过多服用（导致兴奋）的药物的是 ； ③是一种重要的抗生素类药，有阻止多种细菌生长的功能，该药物是 ； ④能使发热的病人体温降至正常，并起到缓解疼痛的作用，该药物是 。 （2）良好的生态环境和科学的饮食可以提升生活质量，根据题意，用下列选项的字母代号填空。 ①臭氧层的破坏导致紫外线对地球表面辐射的增加，从而使全球皮肤癌的发病率明显增加。造成这一现象的主要原因是 ； A．大量使用氟氯烃 B．炼钢时排放了大量高炉煤气 C．石油炼制厂排放了大量的甲烷、氢气 D．硝酸、硫酸工厂排放了大量的二氧化硫和一氧化氮 ②下列说法正确的是 ； A．为使火腿肠颜色更鲜红，应多加一些亚硝酸钠 B．为摄取足够的蛋白质，应多吃肉、少吃豆制品 C．为减少室内甲醛污染，应提倡居室简单装修 D．为增强婴儿的食欲，应在婴儿食品中多加着色剂 ③水体污染加剧了水资源的短缺。处理含Hg2+等重金属离子的废水常用的方法是 ； A．沉淀法    B．中和法     C．过滤法    D．混凝法 （3）材料是人类赖以生存的重要物质基础，而化学是材料科学发展的基础。材料种类很多，通常可分为金属材料、无机非金属材料（包括硅酸盐材料）、高分子合成材料及复合材料。 ①生活中的玻璃、陶瓷、水泥属于上述材料中的 ，其生产原料中不需要使用石灰石的是 ； ②金属腐蚀会造成巨大的经济损失，钢铁在潮湿的空气中更容易被腐蚀，主要原因是钢铁里的铁和碳构成许多微小的原电池，发生电化学腐蚀。其负极反应式为： 。 18．为研究铝和铜作电极在不同电解质溶液中的电极反应规律，利用下列实验装置进行实验，实验中所用Al片、Cu片均用砂纸仔细打磨过，用蒸馏水冲洗干净。 (1)实验1：把Al片、Cu片、电流表按图1所示连接，同时插入2mol·L-1稀硝酸中，电流表指针发生偏转，Al片有少量气泡，Cu片上有大量气泡，该气体遇到空气后变为红棕色。Al片为电池 (填“正极”或“负极”)，Cu片上的电极反应式为 。 (2)实验2：常温下，将Al片、Cu片插入浓硝酸中组成原电池(图2)，并连接电流传感器，测得原电池的电流强度(I)随时间(t)的变化如图3所示，反应过程中有红棕色气体产生。开始一段时间内，Al片作 (填“正极”或“负极”)，后来电流反转原因可能为铝遇冷的浓硝酸发生 ，生成致密氧化膜阻碍其与浓硝酸反应。电流反转后，负极 (填“Al片”或“Cu片”)的电极反应式 。NaOH溶液的作用是 。 19．为了比较铁、铜的还原性强弱，两位同学分别设计了如下方案： 甲方案：分别将铁片和铜片插入稀硝酸中，有气体产生的是铁，无气体产生的是铜。 乙方案：用惰性电极电解浓度均为的和的混合溶液，首先在阴极上析出的是铜。 (1)请对两位同学的方案作出评价 。 (2)请设计另外两种方案，证明铁的还原性强于铜 。 20．铜是人类使用最早的金属之一、在化学反应中，铜元素可表现为0、+1、+2价。 (1)西汉古籍记载“曾青(CuSO4)得铁即化为铜”，该反应的离子方程式为 。 (2)黄铜是铜锌合金，外观呈金黄色。鉴别黄铜和黄金，以下方法可行的是_____(双选)。 A．观察颜色 B．称量质量 C．加稀盐酸 D．高温灼烧 (3)某同学想要利用反应Cu+2H+Cu2++H2↑来制备CuSO4，应选择装置_____(单选)。 A．   B．   C．   D．   21．甲烷是常见的燃料，可作为化工原料生产一系列化工有机产品，可用多种方法进行人工合成。回答下列问题： (1)加氢制备甲烷：。已知：，298K时，几种气态物质的标准摩尔生成焓如下表： 物质 -393.5 -241.8 x 0 则x= 。 (2)一种微生物电化学方法生产甲烷的装置如图所示。 b为 (填“负极”或“正极”)，阳极电极反应式为 。理论上，每生成1L甲烷，阳极室产生 L(标准状况)。 (3)2021年中科院设计并制备了一种介孔二氧化硅纳米球催化剂，可通过催化断裂生物质中的碳氧键和碳碳键，而将木质纤维素生物质直接转化为天然气，部分反应历程如图所示：    反应历程中最大能垒 eV，写出该步的反应方程式 。 22．如图是某同学设计的一个简易的原电池装置，请回答下列问题。 (1)若a电极材料为碳、b溶液为溶液，则正极的电极反应式为 ；当有1.6g负极材料溶解时，转移的电子为 。 (2)若a电极材料为铁、b溶液为浓硝酸，电流表的指针也会偏转，则电子的流向为 → (填电极材料，下同)，溶液中的向 极移动。 (3)氢氧燃料电池已用于航天飞机。这种电池以30%溶液为电解质溶液，供电时总反应为 ，则负极的电极反应式为 。 23．(1)利用反应Cu＋2FeCl3===CuCl2＋2FeCl2设计成如下图所示的原电池，回答下列问题： ①写出正极电极反应式： ②图中X溶液是 ，原电池工作时，盐桥中的 (填“阳”、“阴”)离子向X溶液方向移动。 (2)控制适合的条件，将反应2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2设计成如图所示的原电池。 请回答下列问题： ①反应开始时，乙中石墨电极上发生 (填“氧化”或“还原”)反应，电极反应式为 。 ②电流表读数为0时，反应达到平衡状态，此时在甲中加入FeCl2固体，则乙中的石墨电极上的反应式为 。 (3)利用反应2Cu＋O2＋2H2SO4===2CuSO4＋2H2O可制备CuSO4，若将该反应设计为原电池，其正极电极反应式为 。 24．I.(1)亚硫酸钠和碘酸钾在酸性溶液中发生以下反应： Na2SO3+ KIO3+ H2SO4—— Na2SO4+ K2SO4+I2+ H2O ①配平上面的氧化还原反应方程式，将计量数填在方框内。 ②其中氧化剂是 ，若反应中有5 mol电子转移，则生成的碘是 mol。 (2)0.3 mol的气态高能燃料乙硼烷(B2H6)在氧气中燃烧，生成固态三氧化二硼和液态水，放出649.5 kJ热量，乙硼烷燃烧热的热化学方程式为 。 II.含氰化物(有CN-)的废水危害大，CN-的含量为0.01mol/L~0.04mol/L就能毒杀鱼类。其处理方法是用氧化法使其转化为低毒的氰酸钾(KCNO)，氧化剂常用次氯酸盐；而生成的CNO-可进一步降解为能直接排放到空气中的无毒气体。近期研究将把某些导体的小粒悬浮在溶液中，在光的作用下，在小粒和溶液界面发生氧化还原反应。但小粒的质量和性质不发生变化，如二氧化钛（TiO2）小粒表面就可以破坏氰化物等有毒废物。 (1)二氧化钛在上述反应中的作用是 。 (2)CNO-经进一步处理后产生的两种无毒气体应该是 和 。 (3)若用NaClO溶液处理NaCN的废液，产生另外两种盐，其化学方程式为 。 25．回答下列问题： (1)高铁酸钾(K2FeO4)的还原产物常常是Fe(OH)3，常常用于水处理剂，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。试回答下列问题： ①该电池放电时正极的电极反应式为 ； 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上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，装置如下图所示，电池正极的电极反应式是 ，A是 。 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．C 【分析】根据题中信息，CO2生成CO，C的化合价降低，根据电解原理，工作电极为阴极，辅助电极为阳极，然后根据电解原理进行分析； 【详解】A．根据上述分析，辅助电极为阳极，与电源的正极相连，故A说法正确； B．工作电极为阴极，CO2得电子转化成CO，其电极反应式为CO2+2+2e-=CO+2 +H2O；故B说法正确； C．辅助电极为阳极，电极反应式为2H2O－4e－=O2↑＋4H＋、H＋＋HCO=H2O＋CO2↑，K＋从左侧向右侧移动，左侧溶液浓度减少，故C说法错误； D．TiO2纳米管作电极，吸附CO2，增大CO2的放电效率，是CO产率较高的关键，故D说法正确； 答案为C。 2．C 【分析】由图可知，乙烯在a电极失去电子发生氧化反应生成乙酸乙酯，a极为阳极，电极方程式为：2C2H4+2H2O-4e-=CH3COOC2H5+4H+，M是电源的正极，b电极为阴极，电极方程式为：2H++2e-=H2，N是电源的负极，以此解答。 【详解】A．乙烯在a电极失去电子发生氧化反应生成乙酸乙酯，a极为阳极，M是电源的正极，A错误； B．b电极为阴极，电极方程式为2H++2e-=H2，a极为阳极，电极方程式为：2C2H4+2H2O-4e-=CH3COOC2H5+4H+，阳极产生的H+要经过阳离子交换膜进入阴极，B错误； C．a极为阳极，乙烯在a电极失去电子发生氧化反应生成乙酸乙酯，根据得失电子守恒和电荷守恒配平电极方程式为：2C2H4+2H2O-4e-=CH3COOC2H5+4H+，C正确； D．消耗2.24乙烯(标况下)，物质的量为0.1mol，转移0.2mol电子，阴极区消耗0.2mol氢离子，同时有0.2mol氢离子由阳极区通过阳离子交换膜进入阴极区，所以阴极区溶液质量不变，D错误； 故选C。 3．D 【分析】由图示知，该装置为电解池，In/In2O3-x电极发生反应CO2转化为HCOO-，C元素化合价由+4价降到+2价，得电子被还原，故In/In2O3-x电极为阴极，则Ni2P为阳极，电源a极为负极，b极为正极。 【详解】A．由分析知，b为电源正极，A错误； B．由分析知，In/In2O3-x电极为阴极，溶液中H+可能在阴极放电产生副产物H2，OH-可能在阳极放电产生副产物O2，B错误； C．由辛胺（分子式：C8H19N）→辛腈（分子式：C8H15N），C元素化合价由-2价升高到价（平均价），即转移电子关系为：辛胺~辛腈~4e-，故1 mol辛腈生成，电路中转移4 mol电子，由分析知，CO2转化为HCOO-，C元素化合价由+4价降到+2价，即生成1 mol HCOO-转移电子2 mol，故当电路中转移4 mol电子时，生成HCOO-应为2 mol，C错误； D．由C选项分析知，1 mol辛胺→辛腈转移4 mol电子，初步确定电极反应为：CH3(CH2)7NH2 - 4e-→CH3(CH2)6CN，根据图示，可在左边添加4个OH-配平电荷守恒，右边添加4个H2O配平元素守恒，最终得电极反应为：CH3(CH2)7NH2 - 4e- + 4OH- = CH3(CH2)6CN + 4H2O，D正确； 故答案选D。 4．B 【详解】A．将SO2通入NaClO溶液中，生成氯化钠和硫酸，反应的离子方程式为：SO2+ H2O+ClO-=Cl-+ +2H+，选项A错误； B．草酸(H2C2O4)溶液与新制氯水混合反应生成CO2，同时生成盐酸，反应的离子方程式为：H2C2O4+Cl2=2H+ +2CO2↑+2Cl-，选项B正确； C．向FeI2溶液中通入足量氯气生成碘单质，氯化铁，反应的离子方程式为：3Cl2+2Fe2++4I-=2Fe3+ +2I2+6Cl-，选项C错误； D．电解MgCl2溶液生成氢氧化镁、氯气和氢气，反应的离子方程式为：Mg2++2Cl- +2H2OH2↑+Mg(OH)2↓ +Cl2 ↑，选项D错误； 答案选B。 5．B 【详解】A．是正丁烷的球棍模型，异丁烷主链有3个碳原子，有1个甲基支链，其结构简式为(CH3)2CHCH3，故其球棍模型为：，A项错误； B．氯化钠为离子化合物，钠离子与氯离子通过离子键结合，用电子式表示形成过程为：，B项正确； C．三价铁腐蚀铜的电路板，离子方程式为：2Fe3++Cu═2Fe2++Cu2+，C项错误； D．碳棒作电极电解饱和食盐水，阳极发生氧化反应，氯离子被氧化生成氯气，阳极的电极反应式为2Cl--2e- ═ Cl2↑，D项错误； 故答案选B。 6．C 【详解】A．汽车尾气催化转化器可将CO转化为不能减少的排放，A错误； B．锡比铅活泼，两者形成原电池，锡做负极，加速锡的腐蚀，B错误； C．石墨烯可导电，具有金属晶体的性质，原子间形成共价键，具有共价晶体的性质，石墨烯属于混合型晶体，C正确； D．聚氯乙烯塑料中加入增塑剂会释放有毒物质，不可用于制作不粘锅的耐热涂层，D错误； 故答案选C。 7．D 【分析】由图示可知，放电时电极Li失电子，为负极；S电极依次发生S8→Li2S8→Li2S6→Li2S4→Li2S2→Li2S的反应，为还原反应，电极S为正极；充电时，电极Li接电源的负极，做阴极；电极S接电源正极，做阳极。 【详解】A．放电时，S电极依次发生S8→Li2S8→Li2S6→Li2S4→Li2S2→Li2S的反应，为还原反应，电极S为正极；选项A错误； B．Li能与水反应，则该电池通常不选择水系电解液，选项B错误； C．充电时S极做阳极，失电子，电极反应式为：8Li2S-16e-= S8+16Li+，选项C错误； D．电池放电时Li电极为负极，电极方程式为Li-e-=Li+，当外电路中流过0.3mol电子时，负极消耗的Li的物质的量为0.3mol，其质量减少2.1g；电池充电时Li电极为阴极，电极方程式为Li++e-=Li，当外电路中流过0.3mol电子时，阴极增加的Li的物质的量为0.3mol，其质量增加2.1g；故当电路中转移0.3mol电子时，锂电极质量变化2.1g；选项D正确； 故答案选D。 8．A 【详解】A．1 mol N4转变成N2时断裂6 mol N-N键吸收热量为6×167 kJ=1002 kJ，形成2 mol N≡N放出热量为2×942 kJ=1884 kJ，故反应过程中放出热量Q=1884 kJ-1002 kJ =882 kJ，A正确； B．N4中仅有N一种元素，因此N4属于单质，B错误； C．1 mol N4反应转化为2 mol N2时放出882 kJ的热量，说明1 mol N4比2 mol N2的总能量高，C错误； D．N4中的N-N键是同一元素的原子形成的共价键，属于非极性键，由于该分子空间排列对称，因此N4是由非极性键组成的非极性分子，D错误； 故合理选项是A。 9．C 【分析】该装置为原电池原理的金属防护措施，为牺牲阳极的阴极保护法，金属M作负极，钢铁设备作正极，据此分析解答。 【详解】A．阴极的钢铁设施实际作原电池的正极，正极金属被保护不失电子，故A错误； B．阳极金属M实际为原电池装置的负极，电子流出，原电池中负极金属比正极活泼，因此M活动性比Fe的活动性强，故B错误； C．金属M失电子，电子经导线流入钢铁设备，从而使钢铁设施表面积累大量电子，自身金属不再失电子从而被保护，故C正确； D．海水中的离子浓度大于河水中的离子浓度，离子浓度越大，溶液的导电性越强，因此钢铁设施在海水中的腐蚀速率比在河水中快，故D错误； 故选C。 10．C 【详解】A．需要加热才能发生的反应不一定是吸热反应，如铝热反应需要高温，但铝热反应是放热反应，A错误； B．放热反应在常温下不一定很容易发生，如铝热反应是放热反应，但却需要高温条件下才反应，B错误； C．反应物所具有的总能量大于生成物所具有的总能量，则该反应是放热反应，C正确； D．化学键断裂要吸收能量，化学键形成要释放能量，D错误； 答案选C。 11．D 【分析】 充电时，电极a上[Zn(OH)4]2-得到电子生成Zn，为电解池的阴极，与电源的负极相连，电极方程式为：[Zn(OH)4]2-+2e-=Zn+4OH-，电极b为电解池的阳极，电极方程式为：，以此解答。 【详解】A．由分析可知，充电时，电极a与电源的负极相连，A正确； B．放电时电极a发生的反应是Zn转化为Zn(OH)2，这是一个氧化反应，所以电极a是原电池的负极，需要在电极a区加入KOH溶液作电解质溶液，B正确； C．放电时电极b发生的反应是转化为Mn2+，这是一个还原反应，所以电极b是原电池的正极，电极反应式为，C正确； D．充电时电极a发生的反应是Zn(OH)2转化为Zn，发生还原反应，所以电极a是电解池的阴极，当电极a处生成6.5gZn时，转移的电子数为0.2mol，由图可知，该电解池电解过程中可以流出K2SO4溶液，因此有0.2molK+通过交换膜N，D错误； 故选D。 12．B 【详解】△H是焓变，其值为负值时，反应放热，负号后面的数字越大，放出的热量就越大；负号后面的数字越小，放出的热量就越小，一氧化碳、甲烷、正戊烷、乙醇的相对分子质量分别为28、16、72、46，所以相同质量的这4种燃料的物质的量之比就是：：：：，燃烧放出热量分别为：283.0kJ×=10.1kJ、891kJ×=55.69KJ、3761kJ×=52.2KJ、1366.8kJ×=29.7kJ，所以相同质量的一氧化碳、甲烷、正戊烷、乙醇完全燃烧时，放出热量最多的是甲烷，故选：B。 13．B 【详解】A．由装置甲、乙图可知，都属于电解池，阴离子都向阳极移动，所以甲中CO、乙中O2-均向阳极移动，故A正确； B．甲中阴极反应：O2+2CO2+4e-=2，乙中的阴极反应为O2+4e-=2O2-，电极反应不同，故B错误； C．甲烷在阳极发生氧化反应，电解质为碳酸盐，所以甲中阳极上发生：CH4+CO-2e- = CH3OH + CO2，故C正确； D．由以上分析可知，甲中阳极反应：CH4+CO-2e- = CH3OH +CO2，阴极反应为：O2+2CO2+4e-=2，总反应为：O2+2CH4=2CH3OH；乙中阳极反应为：CH4+O2--2e-=CH3OH，阴极反应：O2+4e-=2O2-，总反应为：O2+2CH4=2CH3OH；甲、乙两电解池的电解总反应相同，故D正确； 故选B。 14．D 【详解】A．原电池中正极电势高于负极，放电时，B是负极，发生氧化反应，A项正确； B．充电是放电的逆过程，充电时，钠离子从阳极脱嵌，在阴极嵌入，B项正确； C．放电时，电解质溶液中的钠离子穿过离子交换膜向A极移动，C正确； D．充电时，A是阳极，应该是失去电子发生氧化反应，D项错误； 答案选D。 15．D 【详解】A．在光照条件下光电池将光能转化为电能，电解池中电能又转化为化学能，由题图可知，电解过程中的总反应为2H2O2H2↑+O2↑，故A错误； B．放电后的溶液中含有V2+和H+，在催化剂作用下H+将V2+氧化为V3+，从而实现V3+的再生，即发生反应2V2++2H+2V3++H2↑，故B错误； C．阳极的电极反应4OH－－4e－=O2↑+2H2O，标况下每生成33.6L氧气，电路中转移电子数为6NA，题目中未指明条件，无法计算，故C错误； D．双极膜复合层间的H2O能解离为H+和OH－，且双极膜能实现H+和OH－的定向通过，右侧阳极电极反应式为4OH－－4e－=O2↑+2H2O，根据溶液呈电中性可知阳极放电消耗的OH－与从双极膜中进入右侧的OH－数目相等，故D正确； 故选D。 16． Fe3++e−=Fe2+，4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O 5.6 【分析】根据图示，电解池左侧发生反应Fe3++e-═Fe2+，该反应为还原反应，属于电解池的阴极，阴极通入氧气后Fe2+被O2氧化而再生成Fe3+，该反应为4Fe2++O2+4H+═4Fe3++2H2O；HCl气体在阳极放电的电极反应式为2HCl-2e-═Cl2↑+2H+，据此结合电子守恒解答。 【详解】根据图示，电解池左侧发生反应Fe3++e-═Fe2+，该反应为还原反应，属于电解池的阴极，负极通入氧气后Fe2+被O2氧化而再生成Fe3+，该反应为4Fe2++O2+4H+═4Fe3++2H2O；根据电子守恒及4Fe2++O2+4H+═4Fe3++2H2O可知，电路中转移1mol电子，消耗氧气的物质的量为：1mol×=0.25mol，标况下0.25mol氧气的体积为：22.4L/mol×0.25mol=5.6L。 【点睛】能准确理解电解装置中子隐含信息是解题关键，图中左侧Fe3+被还原为Fe2+，说明在电解池的阴极发生还原反应，右侧HCl被氧化为Cl2，说明右侧为电解池的阳极，再结合电解原理分析即可。 17． C D B A A C A 无机非金属材料 陶瓷 Fe-2e-=Fe2+ 【分析】（1）①抗酸药的种类很多，通常含有一种或几种能中和盐酸的化学物质如氢氧化铝； ②麻黄碱具有止咳平喘的作用，可用于治疗支气管哮喘，过量服用会产生失眠等副作用； ③青霉素是最早发现的对许多病原菌有抑制作用，对人和动物组织无毒的抗生素； ④阿司匹林是一种既能解热，又能镇痛，还有消炎、抗风湿作用的药物。 （2）①A．氟氯代烷能破坏臭氧层； B．二氧化硫是形成酸雨的主要成分； C．甲烷能产生温室效应； D．二氧化硫、氮氧化物是形成酸雨的主要物质； ②A．亚硝酸钠有毒； B．豆制品富含蛋白质； C．甲醛有毒，是一种大气污染物； D．婴儿食品不能添加着色剂； ③处理含有Hg2＋等重金属离子的废水常用沉淀法； （3）①玻璃、陶瓷、水泥中均含有硅酸盐，属于硅酸盐材料；其中陶瓷的原料为粘土，不需要使用石灰石； ②钢铁里的铁和碳构成许多微小的原电池，发生电化学腐蚀。其负极铁失电子发生氧化反应。 【详解】（1）阿司匹林是一种既能解热，又能镇痛，还有消炎、抗风湿作用的药物； 青霉素是最早发现的对许多病原菌有抑制作用，对人和动物组织无毒的抗生素； 抗酸药的种类很多，通常含有一种或几种能中和盐酸的化学物质如氢氧化铝； 麻黄碱具有止咳平喘的作用，可用于治疗支气管哮喘，过量服用会产生失眠等副作用； ①治疗胃酸过多，但患有严重的胃溃疡，应该选择抗酸药（氢氧化铝），故答案为：C； ②可治疗支气管哮喘，但不宜过多服用的药物是麻黄碱，故答案为：D； ③是一种重要的抗生素类药，有阻止多种细菌生长的功能，该药物是 青霉素，故答案为：B； ④能使发热的病人体温降至正常，并起到缓解疼痛的作用，该药物是阿司匹林，故答案为：A。 （2）①A．氟氯代烃对臭氧层有很大的破坏作用，会使臭氧层形成空洞，从而使更多的紫外线照射到地球表面，导致皮肤癌的发病率大大增加，故A正确； B．高炉煤气中含有二氧化硫，二氧化硫是导致酸雨的主要成分，故B错误； C．产生温室效应的气体主要是二氧化碳，还有甲烷、臭氧、氟利昂等，故C错误； D．二氧化硫、氮氧化物是形成酸雨的主要物质，氮氧化物还是形成光化学烟雾的罪魁祸首，所以硫酸、硝酸工厂排放了大量的二氧化硫和一氧化氮导致形成酸雨，故D错误； 故选A， 故答案为：A。 ②A．亚硝酸钠多加有毒，能致癌，应合理添加，故A错误； B．豆制品富含蛋白质，可补充蛋白质，故B错误。 C．居室简单装修可减少室内甲醛污染，故C正确； D．婴儿的抵抗力弱，身体素质不高，着色剂中的化学成分，影响婴儿健康，故D错误； 故选C。 故答案为：C； ③处理含有Hg2＋等重金属离子的废水常用沉淀法，如加入硫化钠等， 故答案为：A； （3）①玻璃、陶瓷、水泥成分中含有硅酸盐属于硅酸盐材料，也属于无机非金属材料；陶瓷的生产原料为粘土，不需要使用石灰石。故答案为：无机非金属材料；陶瓷； ②钢铁里的铁和碳构成许多微小的原电池，发生电化学腐蚀。其负极铁失电子发生氧化反应，Fe-2e-=Fe2+。故答案为：Fe-2e-=Fe2+。 【点睛】本题综合考查化学与生活及环境保护有关知识，涉及药物的使用、温室效应、酸雨、重金属离子的去除等知识，学习中注意相关基础知识的积累。 18．(1) 负极 NO +4H++3e-=NO↑+2H2O (2) 负极 钝化 Cu Cu-2e-=Cu2+ 吸收产生的NO2气体，防止污染空气 【详解】（1）电解质溶液是稀硝酸，Al片、Cu片常温下都与稀硝酸反应，更活泼的金属环做负极，故Al片为电池负极；Cu片是正极，电极反应式为NO +4H++3e-=NO +2H2O； （2）Al片、Cu片插入浓硝酸中组成原电池，开始时候Al做负极，变成三氧化二铝；后来电流反转原因可能为铝遇冷的浓硝酸发生钝化；电流反转后，负极是Cu，电极反应式Cu-2e-=Cu2+；NaOH溶液的作用是吸收产生的NO2气体，防止污染空气。 19．(1)甲不合理，乙合理 (2)Fe、Cu分别与盐酸反应，有气体生成的为Fe，Fe与硫酸铜溶液反应生成Cu，说明铁的还原性强于铜 【详解】（1）甲中Fe、Cu均与稀硝酸发生氧化还原反应生成NO，且Fe活泼，生成气体速率快，现象不合理；乙中氧化性强的先在阴极得到电子，则在阴极上铜离子先得到电子生成Cu，可知Cu的金属性弱，答：甲不合理，乙合理； （2）Fe、Cu分别与盐酸反应时，有气体生成的为Fe，Fe与硫酸铜溶液反应生成Cu，则说明铁的还原性强于铜，答：Fe、Cu分别与盐酸反应，有气体生成的为Fe，Fe与硫酸铜溶液反应生成Cu，说明铁的还原性强于铜。 20．(1)Cu2++Fe=Fe2++Cu (2)CD (3)C 【详解】（1）“曾青(CuSO4)得铁即化为铜”涉及反应为铁单质还原性强于铜单质，铁与硫酸铜发生置换反应生成铜单质和硫酸亚铁：Cu2++Fe=Fe2++Cu； （2）A．黄铜是铜锌合金，外观呈金黄色。由于二者的颜色基本一致，所以看颜色难于比较为真假，故A错误； B．没有确切的质量标准，称量质量不可行，需检测两者的密度才可行，故B错误； C．铜锌合金制成的黄铜放入盐酸中，锌与盐酸反应产生氢气使质量减轻，合金溶解并有气泡冒出，而黄金不溶于盐酸中，可鉴别，故C正确； D．高温灼烧，黄金没有变化，而铜锌合金外观上有变化，可鉴别，故D正确； 故选CD； （3）A．铜与浓硫酸发生反应生成二氧化硫气体，A错误； B．锌-铜硫酸原电池反应为锌与氢离子的反应，B错误； C．铜与电源的正极相连作阳极，失去电子发生氧化反应生成铜离子，阴极发生氢离子得电子生成氢气的还原反应，符合题意，C正确； D．铜与双氧水在酸性条件下发生反应，生成硫酸铜和水，无氢气生成，D错误； 故选C。 21．(1)-74.6 (2) 负极 2 (3) 1.42 【详解】（1）已知加氢制备甲烷：，，结合表格数据：，解得x=-74.6；故答案为：-74.6； （2）由图可知，该装置为电解池，b极连接的电极上，CO2转化为CH4，得到电子，为阴极，所以b极为电源负极；左侧电极为阳极，电极反应式为：；阴极电极反应式为：，所以相同状况下，甲烷和二氧化碳的生成量为1:2，每生成1L甲烷，阳极室产生 2L；故答案为：负极；；2L； （3）由图可知，正反应历程中最大能垒的反应为从相对能量(-3.72)至相对能量(-2.30)的这步反应，其相对能量差为最大能垒：E正=-2.30eV-(-3.72eV)=1.42eV；该步反应的方程式为：；故答案为：1.42；。 22． 铜(或) 铁(或) 铜(或) 【详解】(1)若a电极材料为碳、b溶液为FeCl3溶液，则该原电池中自发进行的氧化还原反应为2Fe3++Cu=Cu2++2Fe2+，所以铜电极为负极，碳电极为正极，电极反应式为Fe3++e-=Fe2+；负极反应为Cu-2eˉ=Cu2+，1.6gCu的物质的量为，所以转移电子0.05mol，故答案为：Fe3++e-=Fe2+；0.05； (2)若a电极材料为铁、b溶液为浓硝酸，由于Fe在浓硝酸中发生钝化，所以总反应为铜和浓硝酸的反应，铜被氧化，所以铜电极为负极，铁电极为正极，原电池中电子从负极经导线流向正极，即从铜电极→铁电极；电解质溶质中阴离子流向负极，所以向铜电极移动，故答案为：铜(或)；铁(或)；铜(或)； (3)供电时总反应为：，所以通入氧气的一极为正极，由于电解质溶液显碱性，所以氢气失去电子被还原，电极方程式为,故答案为：；。 23． 2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋ FeCl3 阳 氧化 2I－－2e－===I2 I2＋2e－===2I－ O2＋4e－＋4H＋===2H2O 【分析】(1)该反应中，Cu元素化合价由0价变为+2价、Fe元素化合价由+3价变为+2价，所以Cu作负极，不如Cu活泼的金属或导电的非金属作正极，FeCl3溶液为电解质溶液，以此解答该题； (2)①反应开始时，乙中碘离子失电子发生氧化反应，电极反应式为：2I--2e-=I2，Fe3+被还原成Fe2+，则发生还原反应，电极反应式为：Fe3++e-=Fe2+；②反应达到平衡后，向甲中加入适量FeCl2固体，Fe2+浓度增大，平衡逆向移动，则Fe2+失去电子生成Fe3+； (3)该反应中Cu元素化合价由0价变为+2价、O元素化合价由0价变为-2价，要将该反应设计成原电池，Cu作负极，正极上氧气得电子发生还原反应，据此分析解答。 【详解】(1)①该反应中，Cu元素化合价由0价变为+2价、Fe元素化合价由+3价变为+2价，所以Cu作负极，不如Cu活泼的金属或导电的非金属作正极，因此C为正极，发生还原反应，电极方程式为2Fe3++2e-=2Fe2+， 故答案为2Fe3++2e-=2Fe2+； ②铜被氧化，应为原电池负极，由装置图可知，Y是氯化铜溶液，电解质溶液X是FeCl3，右池是正极池，所以盐桥中的阳离子向X溶液方向(正极)移动，故答案为FeCl3；阳； (2)①反应开始时，乙中碘离子失电子发生氧化反应，电极反应式为：2I--2e-=I2，Fe3+被还原成Fe2+，则发生还原反应，电极反应式为：Fe3++e-=Fe2+，故答案为氧化；2I--2e-=I2； ②反应达到平衡后，电流表读数为0，向甲中加入适量FeCl2固体，Fe2+浓度增大，平衡逆向移动，则Fe2+失去电子生成Fe3+，发生2Fe2+-2e-=2Fe3+，甲为负极，乙中的石墨作正极，电极反应式为：I2+2e-=2I-，故答案为I2+2e-=2I-； (3)2Cu＋O2＋2H2SO4===2CuSO4＋2H2O反应中Cu元素化合价由0价变为+2价、O元素化合价由0价变为-2价，要将该反应设计成原电池，Cu作负极，正极上氧气得电子发生还原反应，因为在酸性条件下，所以氧气得电子和氢离子反应生成水，电极反应式为4H++O2+4e-═2H2O，故答案为4H++O2+4e-═2H2O。 【点睛】本题的易错点为(2)，要注意平衡后改变条件对平衡的影响，按照平衡的移动方向分析发生的氧化还原反应。 24． 5 2 1 5 1 1 KIO3 0.5mol B2H6(g)+3O2(g)=B2O3(s)+3H2O(l) △H=-2165 kJ/mol 催化剂或催化作用 CO2 N2 NaClO+NaCN=NaCl+NaCNO 【分析】I.(1)①反应中S元素化合价由Na2SO3中+4价升高为+6价，共升高2价，I元素化合价由KIO3中+5降低为I2中0价，共降低10价，化合价升降的最小公倍数为10，故Na2SO3系数为5，故I2系数为1，再结合原子守恒配平； ②氧化还原反应中所含元素化合价降低的是氧化剂；依据方程式中元素化合价变化计算转移电子的数目； (2)0.3molB2H6气体在氧气中燃烧生成固态三氧化二硼和液态水，放出649.5kJ热量，则1molB2H6完全反应放出2165 kJ热量，据此书写热化学反应方程式； II.由信息可知，发生KCN+2KOH+Cl2═KOCN+2KCl+H2O、2KOCN+4KOH+3Cl2=2CO2+N2↑+6KCl+2H2O，若氧化剂为NaClO，发生反应NaClO+NaCN=NaCl+NaCNO，以此来解答。 【详解】I.(1)①反应中S元素化合价由Na2SO3中+4价升高为+6价，共升高2价，I元素化合价由KIO3中+5降低为I2中0价，总共降低10价，化合价升降的最小公倍数为10，故Na2SO3系数为5，故I2系数为1，再结合原子守恒配平后方程式为5Na2SO3+2KIO3+H2SO4=5Na2SO4+K2SO4+I2+H2O， 故方程式的系数为：5；2；1；5；1；1；1； ②5Na2SO3+2KIO3+H2SO4=5Na2SO4+K2SO4+I2+H2O反应中KIO3中碘元素化合价降低，所以KIO3为氧化剂，依据方程式可知：生成1mol碘单质，转移10mol电子，若反应中有5mol电子转移，则生成的I2单质是0.5mol； (2)0.3molB2H6气体在氧气中燃烧生成固态三氧化二硼和液态水，放出649.5kJ热量，则1molB2H6完全反应放出2165kJ热量，则该热化学反应方程式为B2H6(g)+3O2(g)=B2O3(s)+3H2O(l)  △H=-2165 kJ/mol； II.(1)光的作用下，在小粒和溶液界面发生氧化还原反应．但小粒的质量不发生变化，如二氧化钛(TiO2)小粒表面就可以破坏氰化物有毒废物，可知二氧化钛在上述反应中的作用是催化作用； (2)由KCN+2KOH+Cl2═KOCN+2KCl+H2O、2KOCN+4KOH+3Cl2=2CO2+N2↑+6KCl+2H2O可知，氰化物经处理后产生的无毒气体应该是CO2、N2； (3)若用NaClO溶液处理NaCN的废液，产生另外两种盐，其化学方程式为NaClO+NaCN=NaCl+NaCNO。 25．(1) 右 左 使用时间长，工作电压稳定 (2) N2+8H++6e-=2 氯化铵 【详解】（1）电池工作时，高铁酸钾(K2FeO4)还原产物为Fe(OH)3，则C电极为正极，Zn电极为负极。 ①该电池放电时，正极K2FeO4获得电子，生成Fe(OH)3，同时生成OH-，电极反应式为； ②电池工作时，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，所以盛有饱和KCl溶液的盐桥中，氯离子向负极即向右移动；若用阳离子交换膜代替盐桥，则阳离子向正极移动，即钾离子向左移动。 ③从图中可以看出，随着放电时间的延长，高铁电池的电压高且平稳，由此得出高铁电池的优点有：使用时间长，工作电压稳定。答案为：；右；左；使用时间长，工作电压稳定； （2）此燃料电池为固氮装置，即将N2转化为氮的化合物，所以通N2的电极为正极，通H2的电极为负极。在负极，3H2-6e-=6H+；在正极，N2+8H++6e-=2。由电极反应式，可得出放电后的产物为NH4Cl，从而得出电池正极的电极反应式是N2+8H++6e-=2，A是氯化铵。答案为：N2+8H++6e-=2；氯化铵。 【点睛】在原电池中，负极材料或通入物质失电子，发生氧化反应；正极通入物质或溶液中的离子得电子，发生还原反应。 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 $$