周周测04 第一章 化学反应与能量变化 第1-3节（周测）化学鲁科版选择性必修1

**基本信息** 聚焦化学反应与能量转化，融合新型电池、工业合成等科技前沿情境，梯度考查化学观念与科学思维，适配周测限时巩固需求。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单选题|15/30|反应热计算、焓变比较、电化学基础|结合硫的同素异形体转化考查焓变（题1），键能数据计算合成甲胺反应热（题5）| |非选择题|4/30|电化学应用、热化学方程式、盖斯定律|16题综合氢氧燃料电池、电解食盐水及电镀，19题关联航天CO₂转化考查能量计算，体现真实应用情境|

周周测04 一、选择题：本题共15小题，每小题2分，共30分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 A C A B B D C C B B B B D B C 二、非选择题：本题共4小题，除标明外，每空1分，共30分。 16．（9分） (1) (2) 正 阴极发生反应 ，破坏了水的电离平衡，使阴极区浓度增大；同时阳极区的通过离子交换膜移向阴极区，从而在阴极区得到溶液。 (3) F 阳极发生反应 ，阴极发生反应 ，阳极生成的速率与阴极消耗的速率相等，故溶液中浓度基本不变。 (4) 17．（7分） (1)阴极 (2) 黄色 (3) +4 阳离子 15 18． （7分） (1) (2)或 (3) (4) 电极a 0.6 19．（7分） (1)吸热 (2)-890.3 (3) 和的总能量 (4) -74.8 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 1 / 9 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 $ 周周测04 （范围：第一章 化学反应与能量转化 第1-3节 限时：45分钟 总分：60分） 一、选择题：本题共15小题，每小题2分，共30分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 一、单选题 1．硫是一种重要的非金属元素，正交硫（Orthogonal sulfur）是硫稳定存在的唯一形式，单斜硫是硫的同素异形体之一。下列说法不正确的是 已知：①   ②   ③S（单斜，s）=S（正交，s）   A．硫黄是一种黄色晶体，不溶于水，易溶于酒精 B． C． D．1 mol S（单斜，s）和1 mol 的总能量高于1 mol 的能量 2．反应  可用于纯硅的制备，其中1 mol Si(s)中有2 mol Si—Si键。下列有关该反应的说法错误的是 A．该反应的反应物的总能量小于生成物的总能量 B．该反应中为氧化剂，被还原 C．高温下该反应每消耗44.8 L ，需吸收a kJ的能量 D．用E表示键能，该反应的 3．下列依据热化学方程式得出的结论正确的是 A．(g)＋2(g)=(g)＋2 Δ；(g)＋2(g)=(g)＋2 Δ，则Δ>Δ B．已知：2(g)＋6(g)=4(g)＋4 ·mol-1，则(g)的燃烧热·mol-1 C．已知：4P(红磷，s)=(白磷，s) ∙mol−1，则等质量的红磷比白磷所具有的能量高 D．已知：(aq)+(aq)= ∙mol−1，则(aq)+()2(aq)=(s)+2 ∙mol−1 4．环丙烷(△)与丙烷(CH3CH2CH3)都是重要的化学燃料，已知：，环丙烷(g)的燃烧热为ΔH2，丙烷(g)的燃烧热ΔH3，1 mol液态水蒸发为气态水的焓变为ΔH4。则1 mol氢气完全燃烧生成气态水的(kJ·mol-1)为 A．ΔH1−ΔH2+ΔH3-ΔH4 B．ΔH1−ΔH2+ΔH3+ΔH4 C．ΔH1+ΔH2+ΔH3+ΔH4 D．ΔH1−ΔH2-ΔH3-ΔH4 5．工业上合成甲胺（）的主要反应为。已知上述反应中相关的化学键键能数据如下表，则该反应的_______ 化学键 键能/ 351 463 391 293 414 A．+14 B．-14 C．+58 D．-58 6．我国学者发明了一种新型多功能甲醛-硝酸盐电池，可同时处理废水中的甲醛和硝酸根离子(如图)。下列说法正确的是 A．放电过程中，通过质子交换膜从左室传递到右室 B．处理废水过程中溶液不变，无需补加 C．电极反应为 D．电极反应为 7．在煤矿巷道中要安装瓦斯报警器。当巷道空间内甲烷达到一定浓度时，传感器随即产生电信号并联动报警。瓦斯报警器的工作原理如图所示，固体电解质是，可以在其中自由移动。 当报警器被触发时，下列说法正确的是 A．多孔电极的电势比多孔电极高 B．电流方向为由多孔电极a经导线流向多孔电极b C．多孔电极的电极反应为 D．标准状况下在多孔电极上完全反应时，流入传感控制器电路的电子的物质的量为 8．一种的脱除与的制备协同进行的装置如图(在电场作用下，双极膜中间层的解离为和，并向两极迁移)。下列说法正确的是 A．a电极为负极 B．向a电极移动 C．b电极电极反应： D．若左室制备得到 3.4 g，则右室溶液质量增加6.4 g 9．微生物电池除去废水中的装置如图所示。下列说法不正确的是 A．高温下微生物容易失去活性，该电池不能在高温下工作 B．石墨电极表面发生的电极反应为： C．不锈钢表面发生了还原反应 D．电池工作时，每消耗，有从质子交换膜左侧向右侧迁移 10．科学家开发了一种可植入体内的燃料电池，血糖过高时会激活电池产生电流，通过传感器刺激人造胰岛细胞分泌胰岛素，降低血糖。电池工作时的原理如下图所示(G-CHO代表葡萄糖)。 下列关于该电池工作时的说法不正确的是 A．电极Ⅱ作负极 B．电子移动路径：电极Ⅰ→传感器→电极Ⅱ C．人体内的血糖水平越接近正常值，两极的电势差越小 D．电极Ⅱ的电极反应式为：G-CHO+H2O-2e-=G-COOH+2H+ 11．某团队研究发现三价水系(酸性电解质溶液)铟(Ar=115)金属电池的比容量大，循环寿命长。其工作原理如图，已知MnOOH(羟基氧化锰)难溶于水。下列说法错误的是 A．充电时，H+移向电极甲 B．放电时，电路中每转移3 mol电子，电极甲质量变化3 g C．放电时，总反应为In+3MnO2+3H+=3MnOOH+In3+ D．充电时，阳极反应为MnOOH-e-=MnO2+H+ 12．将电化学法和生物还原法有机结合，利用微生物电化学方法可生产甲烷，装置如图。下列说法正确的是 A．a为电源负极 B．阴极区溶液的pH增大 C．阳极的电极反应式为 D．该技术能实现“零排放” 13．关于下列装置说法错误的是 A．装置①中，盐桥中的阳离子移向溶液 B．装置②工作一段时间后，a极附近溶液的增大 C．用装置③精炼铜时，c极为精铜 D．装置④中电子由流向 14．电催化制主要有以下几种类型： 下列说法错误的是 A．a、c的电解总反应相同 B．a、c的阳极发生的反应相同 C．b的阴极反应为 D．每生成，a、b和c转移的电子数相同 15．一种利用、制备金属锂的装置如图所示。下列说法正确的是 A．的电势高于的电势 B．隔膜为阴离子交换膜 C．消耗可产生 D．利用该装置制备金属锂可在常温下进行 2、 非选择题：本题共4小题，除标明外，每空1分，共30分。 16．电化学现象和反应在工业生产中有广泛的应用价值。 (1)图1为氢氧燃料电池的工作原理示意图。 ①写出电池的正极方程式__________________________________。 ②若将氢气换成甲烷，则电极反应式为____________________________________。 (2)电解饱和食盐水的原理如图2所示。 ①电解饱和食盐水的化学方程式是___________________________________。 ②电极a接电源的________(填“正”或“负”)极。 ③若阳极生成标况下5.6 L气体，则从电源负极流出电子的物质的量为______________mol ④结合电极反应式解释阴极区得到NaOH溶液的原因________________________________。 (3)图3的实验目的是在铁棒上镀铜，铁棒为________(填“E”或“F”)。通电一段时间后，溶液中浓度基本不变，结合化学用语说明原因：_______________________________。 (4)利用反应构成电池的方法，能实现有效消除氮氧化物的排放，减轻环境污染，装置如下图所示 写出电极B的电极反应式：________________________________________。 17．液流电池储能容量大，使用寿命长。下图为钒液流电池的结构及充电时工作原理示意图。 已知：酸性溶液中钒的存在形式及颜色 离子种类 颜色 黄色 蓝色 绿色 紫色 回答下列问题： (1)充电时，电极b为___________(填“阳极”或“阴极”)。 (2)充电完成时，阳极溶液的颜色是___________，该电极的电极反应式为___________。 (3)研究发现，电催化和含氮物质在常温常压下合成尿素，有助于实现碳中和及解决含氮废水污染问题。向一定浓度的溶液中通至饱和，在电极上反应生成尿素，电解原理如图所示。 ①中C元素的化合价是___________。 ②图中离子交换膜为___________(填“阴离子”或“阳离子”)交换膜。 ③B电极的电极反应式为___________。 ④电解过程中，当B极产生22.4 L (标准状况)时，A极生成尿素___________g。 18．化学反应伴随着能量变化，根据所学知识，回答下列问题： (1)生活中常用的打火机内装有的气体通常为丁烷，完全燃烧生成和放出287.8 kJ热量，燃烧热的热化学方程式为________________________。 (2)把煤作为燃料可通过下列两种途径： 途径Ⅰ：   途径Ⅱ： 先制成水煤气：①   再燃烧水煤气：②   ③   则、、、之间的数学关系式是________________________________。 (3)氢气与氟气在冷暗处即可剧烈反应，和反应生成过程中的能量变化示意图如图，氢气与氟气反应生成的热化学方程式为________________________________。 (4)以乙醇和氧气的燃烧为原理设计燃料电池，装置如图所示。 ①燃料电池中为负极的是________(填“电极a”或“电极b”)。 ②A处加入(或通入)的是________(写化学式)。 ③电极b上发生的电极反应为________________________________。 ④当电极b处消耗标准状况下气体时，导线上转移的电子的物质的量是________。 19．甘肃酒泉发射中心是中国组建最早的航天发射场，也是中国唯一的载人航天发射场。载人航天器中，可将航天员呼出的转化为，再通过电解获得，实现的再生，同时还能制备。回答下列问题： 已知：①     ②     (1)反应②属于_________(填“吸热”或“放热”)反应。 (2)反应  =_________。 (3)①甲醇是一种新型的汽车动力燃料。以和为原料合成甲醇()，反应的能量变化如下图所示，则图中A点表示的意义是___________________________。 ②工业上利用CO和来制备甲醇(，结构式为)气体。已知某些化学键的键能数据如下表： 化学键 键能/ 348 413 436 351 1072 463 已知CO由键构成，则工业制备甲醇的热化学方程式为_________。 (4)已知下列热化学方程式(298 K)：       ①通过计算说明等质量的、、C完全燃烧时放出热量最少的是_________(填化学式)，等物质的量的、、C完全燃烧时放出热量最多的是_________(填化学式)。 ②根据以上反应，则的焓变=_________。 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 周周测04 （范围：第一章 化学反应与能量转化 第1-3节 限时：45分钟 总分：60分） 一、选择题：本题共15小题，每小题2分，共30分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 一、单选题 1．硫是一种重要的非金属元素，正交硫（Orthogonal sulfur）是硫稳定存在的唯一形式，单斜硫是硫的同素异形体之一。下列说法不正确的是 已知：①   ②   ③S（单斜，s）=S（正交，s）   A．硫黄是一种黄色晶体，不溶于水，易溶于酒精 B． C． D．1 mol S（单斜，s）和1 mol 的总能量高于1 mol 的能量 【答案】A 【详解】A．硫（俗称硫磺）是一种黄色晶体，质脆，不溶于水，微溶于酒精，易溶于二硫化碳，A错误； B．根据盖斯定律，用反应②-反应①可得反应③，即。正交硫（Orthogonal sulfur）是硫稳定存在的唯一形式，可知正交硫能量更低，单斜硫转化为正交硫是放热过程，，因此可推导出，所以，B正确； C．根据盖斯定律，用反应②-反应①可得反应③，即。正交硫（Orthogonal sulfur）是硫稳定存在的唯一形式，可知正交硫能量更低，单斜硫转化为正交硫是放热过程，，C正确； D．硫的燃烧反应属于放热反应，反应物总能量高于生成物总能量，因此1 mol S(单斜,s)和1 mol 的总能量高于1 mol 的能量，D正确； 故选A。 2．反应  可用于纯硅的制备，其中1 mol Si(s)中有2 mol Si—Si键。下列有关该反应的说法错误的是 A．该反应的反应物的总能量小于生成物的总能量 B．该反应中为氧化剂，被还原 C．高温下该反应每消耗44.8 L ，需吸收a kJ的能量 D．用E表示键能，该反应的 【答案】C 【详解】A．该反应，为吸热反应，反应物总能量小于生成物总能量，A不符合题意； B．中元素化合价从+4价降低为0价，得电子作氧化剂，发生还原反应被还原，B不符合题意； C．未指明气体处于标准状况下，无法根据的体积计算其物质的量，故无法确定吸收的能量，C符合题意； D．焓变等于反应物总键能减去生成物总键能，反应物总键能为，生成物总键能为，该计算式成立，D不符合题意； 故答案选C。 3．下列依据热化学方程式得出的结论正确的是 A．(g)＋2(g)=(g)＋2 Δ；(g)＋2(g)=(g)＋2 Δ，则Δ>Δ B．已知：2(g)＋6(g)=4(g)＋4 ·mol-1，则(g)的燃烧热·mol-1 C．已知：4P(红磷，s)=(白磷，s) ∙mol−1，则等质量的红磷比白磷所具有的能量高 D．已知：(aq)+(aq)= ∙mol−1，则(aq)+()2(aq)=(s)+2 ∙mol−1 【答案】A 【详解】A．液态水的能量低于气态水，同量甲烷完全燃烧生成液态水时放出的热量更多，因此，即，A正确； B．燃烧热要求可燃物完全燃烧生成稳定产物，水应为液态；题给热化学方程式生成的是，所以即使按每摩尔乙烯折算得到，该数值也不能称为乙烯的燃烧热，B错误； C．红磷转化为白磷的热化学方程式中，说明等质量白磷具有的能量高于红磷，C错误； D．强酸与强碱生成水的中和热为，但该反应还生成沉淀，沉淀过程也有热效应，所以总反应的焓变不等于，D错误； 故选A。 4．环丙烷(△)与丙烷(CH3CH2CH3)都是重要的化学燃料，已知：，环丙烷(g)的燃烧热为ΔH2，丙烷(g)的燃烧热ΔH3，1 mol液态水蒸发为气态水的焓变为ΔH4。则1 mol氢气完全燃烧生成气态水的(kJ·mol-1)为 A．ΔH1−ΔH2+ΔH3-ΔH4 B．ΔH1−ΔH2+ΔH3+ΔH4 C．ΔH1+ΔH2+ΔH3+ΔH4 D．ΔH1−ΔH2-ΔH3-ΔH4 【答案】B 【详解】由题意可得如下反应：①，②，③，④，由盖斯定律可知，①-②+③+④得反应，则，故选B。 5．工业上合成甲胺（）的主要反应为。已知上述反应中相关的化学键键能数据如下表，则该反应的_______ 化学键 键能/ 351 463 391 293 414 A．+14 B．-14 C．+58 D．-58 【答案】B 【详解】分析反应物断键情况： 反应物为1 mol和1 mol：含3个键、1个键、1个键；含3个键，反应物总键能 =；分析生成物成键情况：生成物为1 mol和1 mol：含3个键、1个键、2个键；含2个键，生成物总键能 =；计算焓变：，故选B。 6．我国学者发明了一种新型多功能甲醛-硝酸盐电池，可同时处理废水中的甲醛和硝酸根离子(如图)。下列说法正确的是 A．放电过程中，通过质子交换膜从左室传递到右室 B．处理废水过程中溶液不变，无需补加 C．电极反应为 D．电极反应为 【答案】D 【详解】A．质子交换膜仅允许通过，无法通过质子交换膜，A错误； B．总反应消耗，溶液减小，需要补加，B错误； C．为负极，碱性环境下失电子的反应反应物应含，电极反应为，C错误；　 D．为正极，中从价降为中价，得，结合电荷、原子守恒配平得电极反应为，D正确； 故选D。 7．在煤矿巷道中要安装瓦斯报警器。当巷道空间内甲烷达到一定浓度时，传感器随即产生电信号并联动报警。瓦斯报警器的工作原理如图所示，固体电解质是，可以在其中自由移动。 当报警器被触发时，下列说法正确的是 A．多孔电极的电势比多孔电极高 B．电流方向为由多孔电极a经导线流向多孔电极b C．多孔电极的电极反应为 D．标准状况下在多孔电极上完全反应时，流入传感控制器电路的电子的物质的量为 【答案】C 【分析】由图可知，气体传感器为燃料电池装置，通入空气的多孔电极b为燃料电池的正极，电极反应为，通入甲烷的多孔电极a为燃料电池的负极，电极反应为。 【详解】A．多孔电极a为负极，多孔电极b为正极，负极的电势低于正极，A项错误； B．电池工作时，阴离子向负极多孔电极a移动，电流方向为由正极多孔电极b经导线流向负极多孔电极a，B项错误； C．多孔电极a的电极反应为，C项正确； D．流入传感控制器电路的电子的物质的量为，D项错误。 故选C。 8．一种的脱除与的制备协同进行的装置如图(在电场作用下，双极膜中间层的解离为和，并向两极迁移)。下列说法正确的是 A．a电极为负极 B．向a电极移动 C．b电极电极反应： D．若左室制备得到 3.4 g，则右室溶液质量增加6.4 g 【答案】C 【详解】A．a极：O2→ H2O2，O化合价降低，得电子，发生还原反应，a为正极；b极：→，S化合价升高，失电子，发生氧化反应，b为负极，A错误； B．向b电极移动，B错误； C．b是阳极，碱性环境，亚硫酸根被氧化，电极反应为：，C正确； D．，生成0.1mol H2O2转移0.2 mol e-，b极每转移0.2 mol e-会消耗0.1 mol SO2，，同时双极膜向b室迁入0.2 mol OH-，，D错误； 故选C。 9．微生物电池除去废水中的装置如图所示。下列说法不正确的是 A．高温下微生物容易失去活性，该电池不能在高温下工作 B．石墨电极表面发生的电极反应为： C．不锈钢表面发生了还原反应 D．电池工作时，每消耗，有从质子交换膜左侧向右侧迁移 【答案】B 【分析】根据装置内物质转化的化合价变化判断电极类型，石墨电极上转化为，C元素化合价升高，发生失电子的氧化反应，故石墨为负极；不锈钢电极上转化为，Fe元素化合价降低，发生得电子的还原反应，故不锈钢为正极。 【详解】A．高温会使微生物中的蛋白质变性失活，因此该电池不能在高温下工作，A正确； B．石墨电极为负极，失电子发生氧化反应，电极反应应为，B错误； C．不锈钢为正极，表面得电子生成，发生还原反应，C正确； D．每消耗时转移电子，原电池中阳离子向正极移动，故有从质子交换膜左侧向右侧迁移，D正确； 故答案为：B。 10．科学家开发了一种可植入体内的燃料电池，血糖过高时会激活电池产生电流，通过传感器刺激人造胰岛细胞分泌胰岛素，降低血糖。电池工作时的原理如下图所示(G-CHO代表葡萄糖)。 下列关于该电池工作时的说法不正确的是 A．电极Ⅱ作负极 B．电子移动路径：电极Ⅰ→传感器→电极Ⅱ C．人体内的血糖水平越接近正常值，两极的电势差越小 D．电极Ⅱ的电极反应式为：G-CHO+H2O-2e-=G-COOH+2H+ 【答案】B 【详解】A．电极上发生氧化反应生成，失电子，故电极作负极，A正确，不符合题意； B．原电池中电子从负极经外电路流向正极，电子移动路径应为：电极→传感器→电极，B错误，符合题意； C．血糖过高时电池激活工作，血糖水平越接近正常值，反应物葡萄糖浓度越低，电池反应强度越弱，两极电势差越小，C正确，不符合题意； D．电极上醛基被氧化为羧基，反应失电子，电极反应式为，D正确，不符合题意； 故选B。 11．某团队研究发现三价水系(酸性电解质溶液)铟(Ar=115)金属电池的比容量大，循环寿命长。其工作原理如图，已知MnOOH(羟基氧化锰)难溶于水。下列说法错误的是 A．充电时，H+移向电极甲 B．放电时，电路中每转移3 mol电子，电极甲质量变化3 g C．放电时，总反应为In+3MnO2+3H+=3MnOOH+In3+ D．充电时，阳极反应为MnOOH-e-=MnO2+H+ 【答案】B 【分析】由题干图示信息可知，放电时，甲电极为负极，电极反应为：In-3e-=In3+，电极乙为正极，电极反应为：MnO2+e-+H+=MnOOH，充电时电极甲接电源负极是阴极，电极乙接电源正极是阳极，据此分析解题。 【详解】A．充电时电极甲为阴极，阳离子向阴极移动，故移向电极甲，A正确； B．放电时电极甲为负极，电极反应为，每转移3mol电子，溶解1mol，电极甲质量减少，不是3g，B错误； C．放电时负极反应为，正极反应为，正负极反应相加可得总反应，C正确； D．充电时阳极发生氧化反应，为放电正极反应的逆过程，反应为，D正确； 故选B。 12．将电化学法和生物还原法有机结合，利用微生物电化学方法可生产甲烷，装置如图。下列说法正确的是 A．a为电源负极 B．阴极区溶液的pH增大 C．阳极的电极反应式为 D．该技术能实现“零排放” 【答案】B 【分析】由图示知，左池中在电极上失电子被氧化为，故左池为电解池的阳极室，右池为电解池的阴极室，电源a为正极，b为负极。 【详解】A．由分析可知，a连接电源正极，A错误； B．由图示知，阳极反应产生，阴极反应消耗，阴极区pH增大，B正确； C．根据图示可得电极反应式为，C错误； D．据得失电子守恒，则左侧有，右侧有，二氧化碳不能零排放，D错误； 故选B。 13．关于下列装置说法错误的是 A．装置①中，盐桥中的阳离子移向溶液 B．装置②工作一段时间后，a极附近溶液的增大 C．用装置③精炼铜时，c极为精铜 D．装置④中电子由流向 【答案】D 【分析】装置①为带盐桥的铜锌原电池，Zn 作负极、Cu 作正极，盐桥阳离子向正极硫酸铜溶液迁移；装置②是电解氯化钠溶液的电解池，a 为阴极，水电离出的氢离子放电生成氢气与氢氧根，使得 a 极附近 pH 升高；装置③可用于电解精炼铜，c 电极连接电源负极作阴极，能够析出纯铜充当精铜电极；装置④是以酸化氯化钠溶液为电解质、Zn-Fe 构成的原电池，Zn 金属活泼性更强而为负极，Fe 为正极，电子沿导线从负极 Zn 流向正极 Fe。 【详解】A．装置①为原电池，是负极，是正极，盐桥中的阳离子移向正极，即移向硫酸铜溶液，A正确； B．装置②为电解池，在阴极极上，氢离子发生得电子生成氢气，该极附近碱性增强，所以极附近溶液的浓度增大，即增大，B正确； C．用装置③精炼铜时，粗铜作阳极，与电源的正极相连，所以用装置③精炼铜时，极为粗铜，极是精铜，C正确； D．装置④为原电池，锌比铁活泼，锌是负极失电子，负极反应式为，电子由流向，D错误； 故选D。 14．电催化制主要有以下几种类型： 下列说法错误的是 A．a、c的电解总反应相同 B．a、c的阳极发生的反应相同 C．b的阴极反应为 D．每生成，a、b和c转移的电子数相同 【答案】B 【分析】逐一分析三个电解装置的反应：装置a（固态质子导电） 阳极反应：，阴极反应：，总反应：；装置b（固态导电） 阳极反应：，阴极反应：，总反应：；装置c（含熔融盐） 阳极反应：，阴极反应：，总反应：； 【详解】A．a和c的总反应均为，总反应相同，A正确； B．a的阳极是失电子生成，c的阳极是和共同反应失电子生成，阳极反应完全不同，B错误； C．b中阴极得电子，结合迁移过来的中的H生成，同时生成，给出的阴极反应式配平、电荷、产物均符合装置特征，C正确； D．三个装置中，生成时N元素均从0价变为-3价，每生成1 mol ，N得到3 mol电子，转移电子数均为，转移电子数相同，D正确； 故选B。 15．一种利用、制备金属锂的装置如图所示。下列说法正确的是 A．的电势高于的电势 B．隔膜为阴离子交换膜 C．消耗可产生 D．利用该装置制备金属锂可在常温下进行 【答案】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，根据由左向右移动可知，M为阳极，电极反应：；N为阴极，电极反应：。 【详解】A．由分析知，M为阳极、N为阴极，所以a为电源正极、为电源的负极，a的电势高于b的电势，A错误； B．电解过程中，阳极区的需要通过隔膜向阴极区移动，补充阴极区参与反应的，因此隔膜为阳离子交换膜，不是阴离子交换膜，B错误； C．由电极反应式可知，产生，即，转移，产生0.1 mol Cl2，电解池左侧的反应为，0.1 mol Cl2消耗，即， C正确； D．金属是活泼碱金属，常温下为固体、不导电无法电解，且会与水剧烈反应，因此该电解过程需要在高温熔融状态下进行，D错误； 故选C。 2、 非选择题：本题共4小题，除标明外，每空1分，共30分。 16．电化学现象和反应在工业生产中有广泛的应用价值。 (1)图1为氢氧燃料电池的工作原理示意图。 ①写出电池的正极方程式__________________________________。 ②若将氢气换成甲烷，则电极反应式为____________________________________。 (2)电解饱和食盐水的原理如图2所示。 ①电解饱和食盐水的化学方程式是___________________________________。 ②电极a接电源的________(填“正”或“负”)极。 ③若阳极生成标况下5.6 L气体，则从电源负极流出电子的物质的量为______________mol ④结合电极反应式解释阴极区得到NaOH溶液的原因________________________________。 (3)图3的实验目的是在铁棒上镀铜，铁棒为________(填“E”或“F”)。通电一段时间后，溶液中浓度基本不变，结合化学用语说明原因：_______________________________。 (4)利用反应构成电池的方法，能实现有效消除氮氧化物的排放，减轻环境污染，装置如下图所示 写出电极B的电极反应式：________________________________________。 【答案】(1) (2) 正 阴极发生反应 ，破坏了水的电离平衡，使阴极区浓度增大；同时阳极区的通过离子交换膜移向阴极区，从而在阴极区得到溶液。 (3) F 阳极发生反应 ，阴极发生反应 ，阳极生成的速率与阴极消耗的速率相等，故溶液中浓度基本不变。 (4) 【详解】（1）① 氢氧燃料电池中，通入氧气的一极为正极，发生还原反应。由于电解质溶液为碱性溶液，氧气得电子生成氢氧根离子，电极反应式为 ； ② 若将氢气换成甲烷，甲烷在负极发生氧化反应，失去电子。在碱性条件下，碳元素由 价升高到价生成碳酸根离子，电极反应式为 ； （2）①电解饱和食盐水生成氢氧化钠、氢气和氯气，化学方程式为 ； ②图2中电极a处产生，说明氯离子在此处失电子发生氧化反应，故电极a为阳极，阳极应连接电源的正极； ③阳极生成标况下气体（即），其物质的量。根据阳极反应 可知，转移电子的物质的量为。串联电路中转移电子数相等，故从电源负极流出电子的物质的量也为； ④阴极（电极b）处水分子中的氢离子得电子生成氢气：，导致阴极区氢氧根离子浓度增大；同时，为了保持电荷守恒，阳极区的通过阳离子交换膜向阴极区移动，两者结合形成溶液； （3）在铁棒上镀铜，属于电镀工艺。电镀时，待镀件（铁棒）应作阴极，连接电源负极；镀层金属（铜）作阳极，连接电源正极。根据图3电源符号可知，F端连接电源负极，故铁棒为F； 电镀过程中，阳极纯铜不断溶解：，阴极不断析出铜：。根据电子守恒，阳极溶解的铜离子与阴极消耗的铜离子物质的量相等，因此溶液中的浓度基本保持不变； （4）根据总反应 可知，中氮元素化合价由降至价，发生还原反应，故通入的电极B为正极。结合左侧电极A的溶液环境，推断该电池在碱性条件下工作。正极得电子生成，结合水生成，配平后的电极反应式为 。 17．液流电池储能容量大，使用寿命长。下图为钒液流电池的结构及充电时工作原理示意图。 已知：酸性溶液中钒的存在形式及颜色 离子种类 颜色 黄色 蓝色 绿色 紫色 回答下列问题： (1)充电时，电极b为___________(填“阳极”或“阴极”)。 (2)充电完成时，阳极溶液的颜色是___________，该电极的电极反应式为___________。 (3)研究发现，电催化和含氮物质在常温常压下合成尿素，有助于实现碳中和及解决含氮废水污染问题。向一定浓度的溶液中通至饱和，在电极上反应生成尿素，电解原理如图所示。 ①中C元素的化合价是___________。 ②图中离子交换膜为___________(填“阴离子”或“阳离子”)交换膜。 ③B电极的电极反应式为___________。 ④电解过程中，当B极产生22.4 L (标准状况)时，A极生成尿素___________g。 【答案】(1)阴极 (2) 黄色 (3) +4 阳离子 15 【分析】由图可知，充电时，氢离子向右移动，则右侧为阴极，电极反应式为，左侧电极是阳极，电极反应式为，右侧为阴极；由图中信息可知，电极A上硝酸根得到电子生成尿素，发生还原反应；电极B是阳极，氢氧根放电产生氧气，据此作答。 【详解】（1）根据以上分析可知充电时，电极b为阴极； （2）阳极电极反应式为，所以充电完成时阳极溶液的颜色是黄色； （3）① 中N是-3价，O是-2价，依据化合价代数和为0可知C元素的化合价是+4价； ②阳极B是产生氧气，同时产生氢离子，而阴极A需要消耗氢离子，所以图中离子交换膜为阳离子交换膜； ③B电极的电极反应式为； ④电解过程中，当B极产生22.4 L O2（标准状况）即1 mol 氧气时，转移4 mol 电子，根据A电极反应式，可知A极生成尿素是0.25 mol，质量是； 18．化学反应伴随着能量变化，根据所学知识，回答下列问题： (1)生活中常用的打火机内装有的气体通常为丁烷，完全燃烧生成和放出287.8 kJ热量，燃烧热的热化学方程式为________________________。 (2)把煤作为燃料可通过下列两种途径： 途径Ⅰ：   途径Ⅱ： 先制成水煤气：①   再燃烧水煤气：②   ③   则、、、之间的数学关系式是________________________________。 (3)氢气与氟气在冷暗处即可剧烈反应，和反应生成过程中的能量变化示意图如图，氢气与氟气反应生成的热化学方程式为________________________________。 (4)以乙醇和氧气的燃烧为原理设计燃料电池，装置如图所示。 ①燃料电池中为负极的是________(填“电极a”或“电极b”)。 ②A处加入(或通入)的是________(写化学式)。 ③电极b上发生的电极反应为________________________________。 ④当电极b处消耗标准状况下气体时，导线上转移的电子的物质的量是________。 【答案】(1) (2)或 (3) (4) 电极a 0.6 【详解】（1）丁烷（）的摩尔质量为 ，丁烷的物质的量为 ；丁烷完全燃烧放出 热量，则丁烷完全燃烧放出的热量为 ；表示燃烧热的热化学方程式要求可燃物的化学计量数为，且生成稳定的氧化物（即液态水和气态二氧化碳），故该反应的热化学方程式为：。 （2）已知途径Ⅱ中的反应为：① ② ③ 根据盖斯定律，将反应 ① ② ③，即可消去中间产物 、 和 ，得到途径Ⅰ的反应：；因此其焓变之间的关系为：或。 （3）由能量变化示意图可知，生成 的反应热 =正反应活化能-逆反应活化能==；因此，生成的焓变为 ，对应的热化学方程式为 。 （4）① 由装置图可知，外电路中电子（）从电极a流向电极b；在原电池中，电子由负极流向正极，故电极a为负极，电极b为正极； ② 燃料电池中，燃料在负极发生氧化反应，故A处通入的是燃料乙醇，其化学式为 ； ③ 电极b为正极，通入的是氧化剂氧气（），发生还原反应；由于电解质溶液为足量 溶液，环境呈碱性，故正极反应式为 ； ④ 标准状况下的物质的量为 ；根据正极反应式可知，参与反应会转移 电子，故消耗 时，导线上转移的电子的物质的量为。 19．甘肃酒泉发射中心是中国组建最早的航天发射场，也是中国唯一的载人航天发射场。载人航天器中，可将航天员呼出的转化为，再通过电解获得，实现的再生，同时还能制备。回答下列问题： 已知：①     ②     (1)反应②属于_________(填“吸热”或“放热”)反应。 (2)反应  =_________。 (3)①甲醇是一种新型的汽车动力燃料。以和为原料合成甲醇()，反应的能量变化如下图所示，则图中A点表示的意义是___________________________。 ②工业上利用CO和来制备甲醇(，结构式为)气体。已知某些化学键的键能数据如下表： 化学键 键能/ 348 413 436 351 1072 463 已知CO由键构成，则工业制备甲醇的热化学方程式为_________。 (4)已知下列热化学方程式(298 K)：       ①通过计算说明等质量的、、C完全燃烧时放出热量最少的是_________(填化学式)，等物质的量的、、C完全燃烧时放出热量最多的是_________(填化学式)。 ②根据以上反应，则的焓变=_________。 【答案】(1) 吸热 (2) -890.3 (3) 和的总能量 (4) -74.8 【详解】（1）反应②的焓变 ，因此该反应属于吸热反应。 （2）已知：① ， ② 根据盖斯定律，目标反应 可由 得到，故 ； （3）① 根据图示，反应生成物为 和 ，根据原子守恒，反应物应为 和 。A点代表反应物的总能量，即 和 的总能量； ② 工业制备甲醇的反应方程式为 。反应的焓变 。故热化学方程式为：； （4）（4）① 假设质量均为 ，、、 完全燃烧放出的热量分别为 、、，故放出热量最少的是 ；假设物质的量均为 ，、、 完全燃烧放出的热量分别为 、、，故放出热量最多的是 ； ② 已知：I． ， II．， III． ，根据盖斯定律，由反应 可得 ，则 。 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $