第一章 化学反应与能量转化 单元练习 2024-2025学年高二上学期化学鲁科版（2019）选择性必修1

第一章：化学反应与能量转化单元练习 一、单选题 1．一种利用 LiCl、Li2CO3制备金属锂的装置如图所示。下列说法正确的是 A．电极M 应与电源的负极相连 B．每产生 22.4 L Cl2，将有 2 mol Li+通过隔膜 C．隔膜右电极室每产生 1.4 g Li，消耗 7.4 g Li2CO3 D．电解过程中，需要不断补充 LiCl 2．工业上，以碱性锌锰电池为电源，用铁和石墨作电极电解酸性废水，可将废水中以FePO4(不溶于水)的形式除去，其装置如图所示。 下列说法不正确的是 A．X极材料为石墨 B．电子流向：Zn→X，Y→MnO2 C．阳极发生的反应为4Fe−8e+O2+4H+4=4FePO4↓+2H2O D．每消耗19.5gZn理论上沉淀0.2mol 3．我国科学家在研究HCOOH燃料电池方面有重大进展，装置如图所示，两电极区间用离子交换膜隔开。下列说法正确的是 A．正极电极反应式为HCOO--2e-+2OH-=HCO+H2O B．隔膜为阴离子交换膜，储液池中需补充的物质A为H2SO4 C．放电时，1mol HCOOH转化为KHCO3时，消耗11.2L氧气 D．当电路中转移1mol电子时，理论上生成87g K2SO4 4．锌-空气电池由活性炭(空气扩散极)、锌、苛性碱溶液构成,其中活性炭部分浸泡在苛性碱溶液中,其工作原理如图所示，负极产物是ZnO。下列说法正确的是 A．活性炭的作用是吸附空气，为电池提供氧化剂 B．原理图中的隔离膜为质子交换膜 C．负极反应式为Zn+H2O-2e-=ZnO+2H+ D．电池工作时，当电路中通过0.2mol电子,消耗3.2gO2 5．、下：①  ②  下列说法正确的是 A．反应①中反应物的总键能大于生成物的总键能 B．反应②中反应物的总能量低于生成物的总能量 C．常温下与足量反应生成，随温度升高生成的速率逐渐加快 D．、下，   6．利用燃料电池原理可处理高浓度的氨氮废水，同时电解含有苯酚、乙腈()的水溶液合成扑热息痛()，装置如图所示，其中a、b的电极材料为石墨。 下列说法正确的是 A．溶液中的由甲室向乙室迁移 B．工作一段时间后，甲室溶液pH下降 C．乙室每产生1mol ，a电极理论上可产生33.6L(标准状况下) D．丙室中反应的总方程式为： 7．电化学在8常生活中用途广泛，图甲是原电池，电池总反应为，图乙是电解池，用于含的工业废水的处理。下列说法错误的是 A．图甲中发生的氧化反应是 B．图乙中惰性电极作电解池的阴极，电极棒上有放出 C．图乙中向惰性电极移动 D．若图甲作为图乙的电源，当消耗3.6gMg时，理论上也消耗8.4gFe 8．在如图所示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程中放出的热量可测定中和热。下列关于该实验的说法正确的是（    ） A．烧杯间的碎泡沫塑料的作用是固定烧杯的位置 B．如果没有环形玻璃搅拌棒，酸碱混合后可用温度计轻轻搅拌 C．做完一次完整的中和热测定实验，温度计需要使用2次，混合液的初始温度和反应最高温度 D．由H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)△H=-57.3kJ•mol-l可知，1mol稀H2SO4溶液与2molNaOH溶液反应的中和热为57.3kJ•mol-l 9．工业上利用工业废气中的CO、CO2合成有机物以实现“碳中和”的目的。 已知：①CO(g)+H2O(g)=HCOOH(g)   △H1=-72.6kJ·mol-1 ②2CO2(g)+6H2(g)=C2H4(g)+4H2O(g)   △H2=-127.9kJ·mol-1 ③CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)    △H3=+41.2kJ·mol-1 下列选项错误的是 A．2CO(g)+4H2(g)=C2H4(g)+2H2O(g)   △H4=-210.3kJ·mol-1 B．CO2(g)+H2(g)=HCOOH(g)   △H5=-31.4kJ·mol-1 C．由反应①可知HCOOH的氧化反应一定是吸热反应 D．反应③的正反应活化能大于逆反应的活化能 10．为增强铝的耐腐蚀性，现以铅蓄电池为外电源，以Al作阳极、Pb作阴极，电解稀硫酸，使铝表面的氧化膜增厚。其反应原理如下： 电池：Pb(s) + PbO2(s) + 2H2SO4(aq) = 2PbSO4(s) + 2H2O(l) 电解池：2Al + 3H2O = Al2O3 + 3H2↑ 对该电解过程，以下判断正确的是 电池 电解池 A H+ 移向Pb电极 H+ 移向Pb电极 B 每消耗3mol Pb 生成1mol Al2O3 C 正极：PbO2+4H++2e-=Pb2++2H2O 阳极：2Al+3H2O-6e-=Al2O3+6H+ D Pb电极反应质量不变 Pb电极反应质量不变 A．A B．B C．C D．D 11．金属的冶炼体现了人类文明的发展历程，下列关于金属冶炼的说法不正确的是 A．炼铁：用焦炭和空气反应产生的CO在高温下还原铁矿石中铁的氧化物 B．制镁：用还原氧化镁制得金属Mg C．制钠：电解熔融的NaCl获得金属Na D．制铝：用作培剂，电解熔融制得金属铝 12．N2和H2在催化剂表面合成氨的微观历程及能量变化的示意图如下，用、、分别表示N2、H2、NH3，已知：N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)，该反应属于放热反应。下列说法不正确的是    A．②→③过程，是吸热过程 B．③→④过程，N原子和H原子形成了含有共价键的NH3 C．合成氨反应中，反应物断键吸收的能量大于生成物形成新键释放的能量 D．合成氨反应中，反应物总能量大于生成物总能量 13．钠离子电池有望得到广泛应用，某种钠离子电池放电过程如下图。下列说法正确的是 A．放电时，N极发生氧化反应 B．充电时，M极接电源正极 C．充电时，N极质量减少 D．放电时，M极电极反应式为 14．以硝酸盐为离子导体的电池装置与其某一电极附近的反应机理如图所示。下列说法错误的是    A．镍电极上发生还原反应 B．的电极反应为 C．是该过程中的中间产物 D．固体电解质能起到隔绝空气的作用 15．燃料敏化太阳能电池因其工艺简单、性能稳定等特点深受科学家的青睐。一种钌基配合物作为光敏剂(S)的太阳能电池的工作原理如图所示，其中一个电极可表示为，电极反应为(激发态)→。下列说法错误的是 A．该电池工作时，光能→化学能→电能 B．电池的正极反应为 C．电解质溶液中可发生反应： D．电池的电解质溶液中和的浓度不会减少 二、填空题 16．蓄电池是一种可以反复充电、放电的装置。有一种蓄电池在充电和放电时发生的反应是： (1)若此蓄电池放电时，该电池某一电极发生还原反应的物质是_______(填序号)。 A． B． C． D． (2)用此蓄电池分别电解以下两种溶液，假如电路中转移了，且电解池的电极均为惰性电极，试回答下列问题： ①电解溶液时某一电极增加了，则金属M的相对原子质量为 (用含“a、x”的表达式表示)。 ②用此蓄电池电解含有和的混合溶液，阳极产生的气体在标准状况下的体积是 L；将电解后的溶液加水稀释至，此时溶液的 。 (3)利用反应可制备，若将该反应设计为原电池，其正极电极反应式为： 。 17．科学家用氮化镓材料与铜组装如图所示的人工光合系统，利用该装置成功地实现了以和合成。该电池负极是 ，负极产物是 ，正极是 ，正极产物是 。 18．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、广谱、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图中应使用 (填“阴”或“阳”)离子交换膜。 (2)电解溶液制备。工业上，通常以软锰矿(主要成分是)与KOH的混合物在铁坩埚(熔融池)中混合均匀，小火加热至熔融，即可得到绿色的，化学方程式为 。用镍片作阳极(镍不参与反应)，铁板为阴极，电解溶液可制备。上述过程用流程图表示如下： 则物质B的名称为 ；物质D的化学式为 ；阳极的电极反应式为 。 19．如图所示，某同学设计了一个甲醚（CH3OCH3）燃料电池并探究氯碱工业原理和原理和粗铜的精炼原理，乙装置中X为阳离子交换膜。根据要求回答下列相关问题： （1）通入氧气的电极为 (填“正极”或“负极”)，写出负极的电极反应式 ． （2）铁电极为 (填“阳极”或“阴极”)，石墨电极的电极反应式为 ． （3）反应一段时间后，乙装置中生成NaOH主要在 (填“铁极”或“石墨极”)区． （4）如果粗铜中含有锌、银等杂质，丙装置中阳极上电极反应式为 ，反应一段时间，硫酸铜溶液浓度将 (填“增大”“减小”或“不变”)． （5）若在标准状况下，有2.24L氧气参加反应，则乙装置中铁电极上生成的气体在标准状况下的体积为 ；丙装置中阴极析出铜的质量为 ． 20．2016年9月我国成功利用大功率运载火箭发射“天宫二号”空间实验室。火箭推进器中装有还原剂肼(N2H4)（液态）和强氧化剂过氧化氢(H2O2)，如图是一定量肼完全反应生成氮气和1 mol气态水过程中的能量变化图。 （1）该反应属于 （填“吸热”或“放热”）反应。 （2）写出该火箭推进器中相关反应的热化学方程式： 。 （3）若该火箭推进器中H2O2有12 mol共价键发生断裂，则反应释放出的热量 kJ。 21．CH4、H2、C 都是优质的能源物质，根据下列信息回答问题： ①CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH＝－890.3kJ·mol－1 ②2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH＝－571.6kJ·mol－1 ③C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH＝－393.5kJ·mol－1 ④2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH=－566.0 kJ·mol-1 (1)在深海中存在一种甲烷细菌，它们依靠酶使甲烷与 O2作用产生的能量存活，甲烷细菌使1mol 甲烷生成 CO2气体与液态水，放出的能量 (填“＞”“＜”或“＝”)890.3kJ。 (2)若 1mol CH4气体完全燃烧生成 CO2 气体和水蒸气，放出的热量 (填“大于”“等于”或“小于”)890.3kJ。 (3)计算 CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(l)的焓变 ΔH= 。 (4)①石墨中C－C 键键能 金刚石中 C－C 键键能。(填“大于”“小于”或“等于”)。 ②写出石墨转化为金刚石的热化学方程式： 。 22．热化学方程式的书写方法 (1)热化学方程式中各物质化学式前的化学计量数只表示其 ，可以是整数或分数。 (2)标注反应的 和 。没有特殊说明是指 。不用标明反应条件(如“加热”“高温”“催化剂”等)。 (3)标注各物质 。在物质后面用括号标注各物质的聚集状态： 用“g”， 用“l”， 用“s”， 用“aq”。 (4)标注ΔH的 。化学方程式后面空一格标注ΔH，若为放热反应，ΔH为“ ”；若为吸热反应，ΔH为“ ”。 (5)计算ΔH的数值。根据化学方程式中的 计算写出ΔH的数值。ΔH单位是kJ·mol-1. 23．镍镉电池 (1)电极材料 负极材料：Cd(镉)； 正极材料：NiOOH 电解质：KOH (2)电极反应 总反应式：2NiOOH＋Cd＋2H2O2Ni(OH)2＋Cd(OH)2 放电过程： 负极(Cd)： 正极(NiOOH)： 充电过程： 阴极： 阳极： 特点：比铅蓄电池更耐用，可密封反复使用 24．（1）某课外活动小组同学用如图装置进行实验，试回答下列问题： ①若开始时开关K与a连接，则铁发生电化学腐蚀中的 腐蚀。 ②若开始时开关K与b连接，则总反应的离子方程式为 。 （2）芒硝化学式为Na2SO4·10H2O，无色晶体，易溶于水，是一种分布很广泛的硫酸盐矿物。该小组同学设想，如果模拟工业上离子交换膜法制烧碱的方法，用如图所示装置电解硫酸钠溶液来制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钠，无论从节省能源还是从提高原料的利用率而言都更加符合绿色化学理念。 ①该电解槽的阳极反应式为 。 此时通过阴离子交换膜的离子数 (填“大于”、“小于”或“等于”)通过阳离子交换膜的离子数 ②制得的氢氧化钠溶液从出口(填写“A”、“B”、“C”或“D”) 导出。 ③通电开始后，阴极附近溶液pH会增大，请简述原因： 。 ④若将制得的氢气、氧气和氢氧化钠溶液组合为氢氧燃料电池，则电池负极的电极反应式为 。 25．化学能与电能之间的相互转化与人类的生活实际密切相关，在生产、生活中有重要的应用，同时也是学生形成化学学科素养的重要组成部分。 (1)熔融状态下，钠的单质和氯化亚铁能组成可充电电池，工作原理示如图所示，反应原理为2Na＋FeCl2Fe＋2NaCl，该电池放电时，正极反应式为 ；充电时， (写物质名称)电极接电源的负极；该电池的电解质为 。 (2)某同学用铜片、石墨作电极电解一定浓度的硫酸铜溶液，工作原理如图所示，一段时间停止通电取出电极。若在电解后的溶液中加入0.98 g氢氧化铜粉末恰好完全溶解，经测定所得溶液与电解前完全相同。请回答下列问题： ①Y电极材料是 ，发生 (填“氧化”或“还原”)反应。 ②电解过程中X电极上发生的电极反应式是 。 ③如在电解后的溶液中加入足量的小苏打，充分反应后产生气体在标准状况下所占的体积是 。 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】据图可知，有外接电源，所以该装置为电解池，在该电解池中，根据 Li+由左向右移动可知，M 为阳极，电极反应：2Cl——2e—=Cl2，N 为阴极，电极反应：Li++ e—=Li。 【详解】A.M 为阳极，应与电源的正极相连，故A 错误； B.根据电荷守恒，当有 2 mol Li+通过隔膜，左侧电极室消耗2molCl-则电路中转移 2mol 电子，产生 1 mol Cl2，但没有说明温度和压强，故不能确定氯气体积，故B 错误； C.根据电极反应式，阴极产生 1.4 g Li，即 0.2 mol Li，转移 0.2 mol 电子，产生 0.1 mol Cl2， 电解池左侧的反应为 2Cl2+2Li2CO3=4LiCl+2CO2+O2，消耗 0.1 mol Li2CO3，即 7.4 g Li2CO3，故 C 正确； D.由图可知，补充到电解池中的 LiCl 是由碳酸锂和Cl2反应产生的，故需要不断补充的是Li2CO3，故 D  错误； 故答案选C。 2．D 【分析】根据题意，左边装置为电池，右边装置为电解池，将废水中以FePO4形式沉淀，根据电解原理，铁单质为活动金属，铁作阳极，被氧化生成Fe2，Fe2被O2氧化成Fe3，沉淀，据此分析； 【详解】A.碱性锌锰干电池中Zn为负极，根据电解原理，X极为阴极，X极为石墨，二氧化锰极为正极，Y极为阳极，Y极为铁，故A说法正确； B.电子在导线上流动，由负极流向正极，因此电子流向：Zn→X，Y→MnO2，故B说法正确； C.阳极上铁被氧化成Fe2，Fe−2e=Fe2，后续反应为4Fe2++O2+4H+4=4FePO4↓+2H2O，因此阳极总反应为4Fe−8e+O2+4H+4=4FePO4↓+2H2O，故C说法正确； D.阳极反应为4Fe−8e+O2+4H+4=4FePO4↓+2H2O，负极反应式为Zn−2e+2OH=Zn(OH)2，建立4Zn～8e-～4，n(Zn)==0.3mol，理论上沉淀0.3mol，故D说法错误； 故答案为D。 【点睛】电化学计算中，常常利用转移电子物质的量相等，建立关系式，如本题中1molZn失去2mol电子，根据阳极反应式4Fe−8e+O2+4H+4=4FePO4↓+2H2O，因此有4Zn～8e-～4，这样解决问题相对简单。 3．D 【详解】A．负极反应式为HCOO--2e-+2OH-=HCO+H2O，A项错误； B．隔膜为阳离子交换膜，B项错误； C．放电时，1mol HCOOH转化为KHCO3时，消耗0.5mol氧气，标准状况下消耗11.2L氧气，C项错误； D．当电路中转移2mol电子时，生成1mol硫酸钾，当电路中转移1mol电子时，理论上生成0.5mol K2SO4，故生成87g硫酸钾，D项正确； 答案选D。 4．A 【详解】A. 活性炭有很强的吸附作用，是吸附空气，为电池提供氧化剂，选项A正确；B、原理图中的隔离膜为离子交换膜，防止产生的氢氧根离子与锌离子反应生成氢氧化锌，选项B错误；C、负极反应式为Zn+2OH--2e-=ZnO+H2O，选项C错误；D、电池工作时，当电路中通过0.2mol电子,消耗1.6gO2，选项D错误。答案选A。 5．D 【详解】A．反应①中，为放热反应，反应物的总键能小于生成物的总键能，故A错误； B．反应②中，为放热反应，反应物的总能量高于生成物的总能量，故B错误； C．常温下与足量反应生成，随温度升高生成且速率逐渐加快，故C错误； D．、下，①②根据盖斯定律，①×2-②可得：  ，故D正确； 故选D。 6．D 【分析】燃料电池甲通入空气为正极，发生得电子还原反应，乙中铵根离子发生氧化反应生成氮气，为负极；与燃料电池正极相连的b极为电解池阳极，与燃料电池负极相连的a极为电解池阴极； 【详解】A．原电池中阳离子由负极移向正极，即溶液中的由乙室向甲室迁移，A错误； B．甲室为燃料电池正极，电极反应：，溶液pH增大，B错误； C．乙室每产生1mol ，转移电子6mol电子，根据得失电子守恒，可生成标准状况下3mol，对应气体体积67.2L，C错误； D．丙室中反应的总方程式为：，D正确； 答案选D。 7．C 【分析】图甲是原电池，分析总反应可知Mg发生氧化反应，作负极，惰性电极作正极，电极反应式为ClO-+2e-+H2O=Cl-+2OH-； 图乙是电解池，Fe作阳极，电极反应式为Fe-2e-=Fe2+，惰性电极作阴极，电极反应式为，然后发生6Fe2+++10OH-+7H2O=2Cr(OH)3↓+6Fe(OH)3↓。 【详解】A. 甲是原电池，Mg失电子发生氧化反应：，故A正确； B. 图乙为电解池，惰性电极与电源负极相连，作电解池的阴极，阴极反应式是，所以电极棒上有氢气生成，故B正确； C. 电解池中阴离子向阳极移动，向阳极Fe电极移动，与亚铁离子发生氧化还原反应生成的Cr3+与惰性电极附近的结合转化成沉淀而除去，故C错误； D. 串联电路中转移电子数相等，若图甲中镁溶解，电极反应式为，图乙阳极反应式是，则图乙中溶解，，故D正确； 故选C。 8．D 【详解】A．烧杯间的碎泡沫塑料的作用是保温隔热，防止热量散失，故A错误； B．温度计不能用于搅拌，故B错误； C．做完一次完整的中和热测定实验，要测定反应前酸的温度，碱的温度和反应最高温度，所以温度计需要使用3次，故C错误； D．中和热是强酸强碱的稀溶液发生酸碱中和生成1mol水放出的热量，与反应的量无关，所以由H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)△H=-57.3kJ•mol-l可知，1mol稀H2SO4溶液与2molNaOH溶液反应的中和热为57.3kJ•mol-l，故D正确； 故选D。 9．C 【详解】A．由盖斯定律2×③-②可得，2CO(g)+4H2(g)=C2H4(g)+2H2O(g)   △H4=-210.3kJ·mol-1，A正确； B．由盖斯定律①+③可得CO2(g)+H2(g)=HCOOH(g)   △H5=-31.4kJ·mol-1，B正确； C．①的逆反应为吸热反应，HCOOH的氧化反应为2HCOOH(g)+O2(g)= 2CO2(g)+2H2O(g)不一定是吸热反应，C错误； D．如果△H＜0，正反应活化能＜逆反应活化能，△H3=+41.2kJ·mol-1＞0，反应③的正反应活化能大于逆反应的活化能，D正确； 答案选C。 10．B 【详解】A．电池中，溶液中氢离子向正极二氧化铅电极移动，故A错误； B．串联电池中转移电子数相等，每消耗3molPb，根据电子守恒生成lmolAl2O3，故B正确； C．原电池正极上二氧化铅得电子生成硫酸铅，故C错误； D．原电池中铅作负极，负极上铅失电子和硫酸根离子反应生成难溶性的硫酸铅，所以质量增加，在电解池中，Pb阴极，阴极上氢离子得电子生成氢气，所以铅电极质量不变，故D错误； 答案选B。 11．B 【详解】A．炼铁：用焦炭和空气反应产生的CO在高温下还原铁矿石中铁的氧化物,即实际起还原作用的是CO，A正确； B．制镁：电解熔融的氯化镁制得金属Mg，氢气还原性小于镁的还原性，B错误； C．制钠：电解熔融的NaCl获得金属Na，C正确； D．制铝：用作培剂，电解熔融制得金属铝，D正确； 故选B。 12．C 【详解】A．②→③过程是断开化学键，是吸热过程，故A正确； B．③→④过程是形成化学键，N原子和H原子形成了含有极性键的NH3，故B正确； C．合成氨反应是放热反应，则反应物断键吸收的能量小于生成物形成新键释放的能量，故C错误； D．合成氨反应是放热反应，则反应物总能量大于生成物总能量，故D正确。 综上所述，答案为C。 13．C 【分析】放电时Na+移向N极，说明N极为正极，M极为负极。 【详解】A．放电时，N极为正极，发生还原反应，A错误； B．充电时，M极为阴极，接电源负极，B错误； C．充电时，N极为阳极，Na+脱嵌移向阴极M极，质量减少，C正确； D．放电时，M极为负极，电极反应式为，D错误。 故选C。 14．B 【分析】该装置为电池装置，液态钠为活泼金属，根据原电池工作原理，液态钠电极为负极，镍电极为正极。 【详解】A．金属钠为活泼金属，作负极，镍电极为正极，正极上得到电子，发生还原反应，故A说法正确； B．根据原理图可知，M电极的电极反应为，然后又发生2+O2=2Na2O2和2+ O2=2 ，故B说法错误； C．由原理图可知，Na2O属于该过程中的中间产物，故C说法正确； D．固体电解质能够防止钠直接与氧气反应，能起到隔绝空气的作用，故D说法正确； 答案为B。 15．A 【分析】由图电子的移动方向可知，半导材料TiO2与染料为原电池的负极，电池的负极反应为TiO2/S*→TiO2/S++e−，铂电极为原电池的正极，电解质为 和I-的混合物，在正极上得电子被还原，正极反应为+2e-=3I-。 【详解】A．该电池是将太阳能转化为电能的装置，光能直接转化为电能，故A错误； B．由反应装置可知，电池工作时的正极反应为+2e-=3I-，故B正确； C．电池的负极反应为TiO2/S*→TiO2/S++e−，电解质溶液中发生反应，故C正确； D．电池的电解质溶液中I-的浓度和的浓度不变，故D正确。 答案选A。 16．(1)A (2) 50ax 0.168 0.01mol/L (3)O2+4e-+4H+=2H2O 【详解】（1）根据原电池在放电时，负极发生氧化反应，正极发生还原反应，再根据元素化合价变化，可判断该电池负极发生反应的物质为Fe被氧化发生氧化反应，正极为NiO2，被还原发生还原反应，此电池为碱性电池，在书写电极反应和总电池反应方程式时不能出现H+，故放电时的电极反应是：负极：Fe-2e-+2OH-=Fe(OH)2，正极：NiO2+2e-+2H2O=Ni(OH)2+2OH-，故答案为：A； （2）①由电子守恒可知，电解M(NO3)x溶液时，某一极增加了agM，2M～2xe-～xH2O，则设M的相对原子质量为y，，解得y=50ax，故答案为：50ax； ②电解含有0.01mol CuSO4和0.01molNaCl的混合溶液100mL，电路中转移了0.02mol e-，阳极：、，阴极：，所以阳极上生成的气体在标准状况下的体积=(0.005mol+0.0025mol)×22.4L/mol=0.168L；阳极氢氧根离子减少0.01mol，则溶液中氢离子增加0.01mol，将电解后的溶液加水稀释至1L，溶液中氢离子浓度，故答案为：0.168；0.01mol/L； （3）由反应2Cu+O2+2H2SO4═2CuSO4+2H2O可知，氧气得电子价态降低，为正极反应物，电极反应式为O2+4e-+4H+═2H2O，故答案为：O2+4e-+4H+═2H2O。 17． 【详解】原电池中电子由负极流向正极，根据图中信息可知，电子由极流向极，故该电池的负极是；负极上水失电子产生氧气，故负极产物是；正极是，正极上二氧化碳得电子产生甲烷，故正极产物是。 18．(1) 正极 增大 阳 (2) 氢气 KOH 【分析】(1)b区电解饱和食盐水制取，Cl-放电生成ClO2的电极为阳极，电极反应式为Cl--5e-+2H2O=ClO2↑十4H+，则a极区为阴极区，电极反应式：2H2O+2e-=H2↑+2OH-； (2)电解锰酸钾溶液时，阴极上水得电子生成氢气和氢氧根离子，阴极室电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，阳极上MnO失电子生成MnO，阳极室电极反应式为MnO-e-=MnO。 【详解】（1）①根据题意可知，Cl-放电生成ClO2的电极为阳极，接电源的正极。根据元素守恒，有水参加反应，同时生成H+，电极反应式为Cl--5e-+2H2O=ClO2↑十4H+； ②a极区为阴极区，电极反应式：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，阴极区OH-浓度增大，溶液的pH增大； ③根据溶液中电荷守恒的规律，图中应使用阳离子交换膜。 （2）软锰矿(主要成分是MnO2)与KOH小火加热至熔融，得到K2MnO4，Mn元素化合价由+4价升为+6价，则空气中的O2作氧化剂，化学方程式为2MnO2+4KOH+O22K2MnO4+2H2O；电解锰酸钾溶液时，阴极上水得电子生成氢气和氢氧根离子，电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，所以B是氢气，K+通过阳离子交换膜由左侧向右侧迁移，D是KOH溶液；阳极上MnO失电子生成MnO，电极反应式为MnO-e-=MnO。 19． 正极 CH3OCH3-12e-+16OH-=2CO32-+11H2O 阴极 2Cl--2e-═Cl2↑ 铁极 Zn-2e-=Zn2+、Cu-2e-=Cu2+ 减小 4.48L 12.8 g． 【详解】（1）燃料电池中，通入燃料的电极是负极，通入氧化剂的电极是正极，所以通入氧气的电极是正极；碱性电解质溶液，负极上甲醚失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水，故电极反应式为：CH3OCH3-12e-+16OH-=2CO32-+11H2O。 （2）乙池属于电解池，铁电极连接燃料电池的负极，所以是阴极，石墨电极是阳极，在阳极上氯离子失电子生成氯气，电极反应式为：2Cl--2e-=Cl2↑。 （3）乙池中阳极是碳，阴极是铁，阳极上氯离子失电子生成氯气，阴极上氢离子得电子生成氢气，使阴极附近氢氧根离子浓度大于氢离子浓度溶液而呈碱性，所以乙装置中生成氢氧化钠主要在阴极区，即铁极区。 （4）丙装置如果粗铜中含有锌、银等杂质，锌比铜还原性更强，所以阳极上锌和铜放电，电极反应式为Zn-2e-=Zn2+、Cu-2e-=Cu2+；阴极上析出铜单质，根据得失电子数相等，阳极上溶解的铜小于阴极上析出的铜，所以反应一段时间后，丙装置中硫酸铜溶液浓度将减小。 （5）根据串联电路中转移电子数相等可得关系式：O2~2H2~2Cu~4e-，标准状况下，2.24L氧气是0.1mol，所以铁电极上生成H2是0.2mol，在标准状况下的体积为4.48L；丙装置中阴极析出铜0.2mol，质量为12.8g。 点睛：本题综合考查电化学知识，以原电池和电解池为载体考查了电极的判断、电极反应式的书写、有关计算等知识点，注意燃料电池中电极反应式的书写要结合电解质溶液的酸碱性，根据得失电子守恒进行有关计算。 20． 放热 N2H4(l)+2H2O2(l)N2(g)+4H2O(g)  ΔH= −641.6 kJ·mol−1 1283.2 【详解】(1)由图可知反应物的总能量大于生成物的总能量，此反应属于放热反应； (2)由图示可知一定量肼完全反应生成氮气和1 mol气态水放出160.4kJ的热量，则生成4mol气态水放出的热量为160.4kJ×4= 641.6 kJ·mol−1； 该火箭推进器中相关反应的热化学方程式为 N2H4(l)+2H2O2(l)N2(g)+4H2O(g)  ΔH= −641.6 kJ·mol−1 ； (3)由H2O2的结构式可知，每个H2O2分子内有3个共价键，该火箭推进器中H2O2有12 mol共价键发生断裂，说明参加反应的过氧化氢是4mol，则反应释放出的热量641.6 kJ×2=1283.2kJ。 21． = ＜ -252.9kJ/mol 大于 C(石墨，s)=C(金刚石，s)    ∆H=+1.9kJ/mol 【详解】(1)给定反应的反应热只取决于反应物和生成物的多少和状态，与中间过程无关，所以该反应热仍为890.3kJ，故答案为：=； (2) 因为液态水变水蒸气是吸热的，所以1mol CH4气体完全燃烧生成CO2 气体和水蒸气，放出的热量小于890.3kJ，故答案为：＜； (3)根据盖斯定律，有②×2-①可得CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(l)  ΔH=-252.9kJ/mol，故本题答案为：-252.9kJ/mol； (4)①从图分析，等物质的量的石墨的能量比金刚石低，所以石墨中的键能大于金刚石中的键能，故本题答案为：大于； ②根据图有热化学方程式为：a：C(石墨，s)+O2(g)=CO2(g) ΔH =-393.5 kJ/mol， b：C(金刚石，s) +O2(g)=CO2(g) ΔH =-395.4 kJ/mol，，根据盖斯定律分析a-b可以得热化学方程式为C(石墨，s) = C(金刚石，s) △H=+1.9 kJ/mol，故答案为：C(石墨，s)=C(金刚石，s)    ∆H=+1.9kJ/mol。 【点睛】反应热只取决于反应物和生成物的多少和状态，与中间过程无关，但要注意键能是表示气态物质中化学键断开需要吸收的能量。 22．(1)物质的量 (2) 温度 压强 25℃、101kPa (3) 聚集状态 气体 液体 固体 溶液 (4) 正负 - ＋ (5)化学计量数 【详解】（1）热化学方程式中各物质化学式前的化学计量数只表示其物质的量。 （2）标注反应的温度和压强，没有特殊说明是指25℃、101kPa。 （3）在物质后面用括号标注各物质的聚集状态：气体用“g”，液体用“l”，固体用“s”，溶液用“aq”。 （4）化学方程式后面空一格标注ΔH，若为放热反应，ΔH为“”；若为吸热反应，ΔH为“+”。 （5）根据化学方程式中的化学计量数计算写出ΔH的数值。 23． Cd-2e-＋2OH-=Cd(OH)2 2NiOOH＋2H2O＋2e-=2Ni(OH)2＋2OH– Cd(OH)2＋2e-=Cd＋2OH– 2Ni(OH)2-2e-＋2OH-=2NiOOH＋2H2O 【详解】放电过程，根据总反应式：2NiOOH＋Cd＋2H2O2Ni(OH)2＋Cd(OH)2可知，负极材料Cd失去电子生成Cd(OH)2，发生氧化反应，正极材料NiOOH得到电子生成Ni(OH)2，发生还原反应，故负极(Cd)的电极反应式为：Cd-2e-＋2OH-=Cd(OH)2；正极(NiOOH) 的电极反应式为：2NiOOH＋2H2O＋2e-=2Ni(OH)2＋2OH–。 充电过程，相当于电解池，阴极上发生还原反应，电极反应式：Cd(OH)2＋2e-=Cd＋2OH–；阳极上，发生氧化反应，电极反应式：2Ni(OH)2-2e-＋2OH-=2NiOOH＋2H2O。 24． 吸氧   2Cl－＋2H2O2OH－＋Cl2↑＋H2↑ 4OH－－4e－==2H2O＋O2↑ 小于 D H＋放电促进水的电离，使OH－浓度增大 H2－2e－＋2OH－==2H2O 【分析】 【详解】(1)①开始时开关K与a连接，是原电池，铁为负极，发生氧化反应，失去电子生成亚铁离子，电极方程式为Fe-2e－=Fe2＋，石墨电极A极上氧气得电子被还原，电极方程式为O2+2H2O+4e－=4OH－，为铁的吸氧腐蚀； ②开关K与b连接，装置为电解池，铁为阴极，发生还原反应，氢离子得到电子生成氢气，电解饱和食盐水生成氢氧化钠、氢气和氯气，总反应式为2Cl－＋2H2O2OH－＋Cl2↑＋H2↑ ； (2)①电解时，阳极上失电子发生氧化反应，溶液中的氢氧根离子的放电能力大于硫酸根离子的放电能力，所以阳极上氢氧根离子失电子生成水和氧气4OH－-4e－=2H2O+O2↑；阳极氢氧根离子放电，因此硫酸根离子向阳极移动，阴极氢离子放电，因此钠离子向阴极移动，所以通过相同电量时，通过阴离子交换膜的离子数小于通过阳离子交换膜的离子数； ②通电开始后，阴极上氢离子放电生成氢气，生成OH-，制得的氢氧化钠溶液从出口D处导出。 ③通电开始后，阴极上氢离子放电生成氢气，氢离子来自于水，所以促进水的电离，导致溶液中氢氧根离子的浓度大于氢离子的浓度，所以溶液的pH值增大．即： H＋放电促进水的电离，使OH－浓度增大。 ④氢气、氧气和氢氧化钠溶液组合为氢氧燃料电池，负极上氢气失去电子和氢氧根离子反应生成水，电极反应式为H2+2OH－-2e－=2H2O。 【点睛】本题考查电解原理及金属腐蚀与防护，解题关键：明确各个电极上发生的反应，难点是电极反应式的书写，要结合电解质溶液酸碱性书写，易错点是（2）①判断通过交换膜阴阳离子个数相对大小，要结合电荷守恒判断。 25． Fe2＋＋2e－===Fe 钠 β—Al2O3 石墨 氧化 Cu2＋＋2e－=Cu、2H＋＋2e－=H2↑或2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－ 0.448 L或448 mL 【详解】(1)该电池的电解质为熔融的β－Al2O3，熔融的钠电极作负极，钠发生失电子的氧化反应；熔融的FeCl2电极作正极，Fe2＋发生得电子还原反应，充电时，电池负极接电源负极，电池正极接电源正极； (2)①由加入Cu(OH)2可使电解质溶液复原，可知阳极为石墨，阴极为铜片，根据外电路电子移动方向可以判断，Y电极是阳极，发生氧化反应，Y电极材料是石墨； ②相当于惰性电极电解硫酸铜溶液，硫酸铜消耗完后又电解的水，故阴极首先发生的反应为Cu2＋＋2e－=Cu，Cu2＋消耗尽后又发生反应2H＋＋2e－=H2↑； ③根据电子守恒和铜元素的守恒，溶液中生成的n(H＋)＝2n(Cu2＋)＝2×＝0.02 mol，与足量NaHCO3反应可产生0.02 mol CO2，其体积为。 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 $$