高中化学单元测试——专题1化学反应与能量变化（较难版01）

高中化学单元测试 —— 专题1 化学反应与能量变化 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．（本题3分）锌铜原电池装置如图所示，下列有关说法不正确的是 A．Cu电极为该原电池的正极 B．Zn既是电极材料，又是电极反应物 C．氯化钾盐桥中将移向CuSO4溶液 D．一段时间后有红色固体沉积在Cu电极表面 2．（本题3分）电解熔融氯化钠和氯化钙混合物制备金属钠的装置如图所示，两极用隔膜D隔开。氯气从阳极上方的抽气罩H抽出，液态金属钠经铁管F流入收集器G．下列叙述错误的是 A．电解得到的钠在熔融混合盐的上层，阴极上可能有少量的钙单质生成 B．电解时阴极的电极反应为，发生氧化反应 C．隔膜D可以防止生成的氯气和钠重新生成氯化钠 D．氯化钙的作用是降低氯化钠的熔点 3．（本题3分）尘埃落在平整的铁制品的表面上，水蒸气在尘粒下形成薄水层，尘粒覆盖的中心部分供氧较少，而在尘粒的边缘有较多的，实际腐蚀情况如图。下列说法不正确的是 A．空气中含有、会加快腐蚀 B．铁制品被腐蚀的最终产物是FeO C．铁制品的溶解主要发生在尘粒的中部 D．边缘区反应为 4．（本题3分）已知的燃烧热。下列表示燃烧热的热化学方程式正确的是 A．。 B． C． D． 5．（本题3分）某同学用50 mL 0．50 mol/L盐酸和50 mL 0．55 mol/L NaOH溶液测定中和热时，下列操作可能造成测得中和热的数值偏高的是 A．测量盐酸的温度后，温度计没有用水冲洗 B．将氢氧化钠溶液取成了氨水 C．把量筒中的氢氧化钠溶液倒入小烧杯时动作迟缓 D．在量取盐酸时仰视读数 6．（本题3分）下列用于解释事实的化学用语书写不正确的是 A．钢铁发生吸氧腐蚀的正极： B．惰性电极电解NaOH溶液的阳极： C．Mg-空气-NaOH溶液形成的原电池的负极： D．乙醇燃料电池，以KOH为电解质溶液的负极： 7．（本题3分）我国政府承诺力争2030年前二氧化碳排放达到峰值，2060年前实现碳中和。研究小组通过人工光合作用，以和为原料制备草酸（）和的原理如图所示。下列说法错误的是 A．电子经导线由电极流向电极 B．该装置将太阳能转化为电能与化学能 C．电极b发生的反应为 D．外电路转移电子，理论上极区溶液质量减少 8．（本题3分）我国科学家设计的一种甲酸(HCOOH)燃料电池如下图所示(半透膜只允许、通过)，下列说法不正确的是 A．物质A可以是硫酸氢钾 B．左侧为电池负极，发生氧化反应生成 C．右侧池内溶液变大 D．右侧每消耗(标况)，左侧有通过半透膜移向右侧 9．（本题3分）某小组研究出锰-空气二次电池，其放电时的工作原理如图所示(石墨电极允许空气中的O2通过)。下列说法正确的是 A．充电时，锰电极为阳极 B．放电时，负极存在反应： C．离子X为H+ D．放电后溶液的pH一定增大 10．（本题3分）某同学为了估算反应的，构建如下图循环。下列说法不正确的是 A． B．、、均可由相应的键能数据得到 C．按照该过程所示，断开的化学键均为非极性共价键 D．该循环过程不一定表示反应的真实历程 11．（本题3分）由N2O和NO反应生成N2和NO2的能量变化如图所示。下列说法错误的是 A．和如图中完全反应放出139kJ能量 B．反应物能量之和大于生成物能量之和 C．反应生成时有4mole-转移 D．断键吸收能量之和小于成键释放能量之和 12．（本题3分）我国科研工作者研发了一种新型复合电极材料，可将电催化转化为甲酸，电解装置如图。下列说法正确的是 A．电解时电极N为阴极 B．电解时，电极M的反应式为： C．理论上，每生成0.1 mol HCOOH，有通过阳离子交换膜 D．若改为在电极N加，则生成的甲酸全部为HCOOD 13．（本题3分）金属镍有广泛的用途，粗镍中含有Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，某研究小组用熔融碳酸盐燃料电池电解精炼镍，装置如图所示。（已知还原性：） 下列说法正确的是 A．移向b电极 B．b电极上的电极反应式是： C．精炼过程中a电极每消耗1 mol X，c电极质量减少59 g D．电解后，从阳极泥中可以回收Cu和Pt 14．（本题3分）钠离子电池在大规模储能领域的应用得到广泛关注，钠离子电池与锂离子电池工作原理相似，遵循脱嵌式的工作模式，主要依靠钠离子在正极和负极之间脱嵌来工作。一种钠离子电池的工作原理为，装置如图所示。下列有关说法正确的是 A．放电时，电极a为正极 B．充电时，钴元素的化合价升高，钠离子在阳极上嵌入 C．放电时，负极反应式为 D．充电时，外电路中转移，理论上阴极质量增加92 g 二、填空题 15．（本题14分）人们利用原电池原理制作了多种电池，以满足日常生活、生产和科技技术等方面的需要。请根据题中提供的信息，回答下列问题。 (1)铅酸蓄电池在放电时的总反应为，则其正极反应式为___________。 (2)溶液腐蚀印刷电路铜板时发生反应：。若将此反应设计成原电池，负极所用的电极材料为___________，负极电极反应式：___________。 (3)已知甲烷燃料电池的工作原理如图1所示。该电池工作时，b口通入的物质为___________(填化学式)，该电池正极上的电极反应式为___________；当甲烷完全反应生成时，有___________电子发生转移。若将电池的电解质溶液换为溶液，则负极电极反应式为___________。 (4)有人设想以和为反应物，以溶有的盐酸为电解质溶液，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2所示，电池正极的电极反应式是___________，A是___________(填名称)。 16．（本题14分）常规能源的合理利用和新能源的合理开发是当今社会面临的严峻课题。节能减排、绿色发展是建设资源节约型、环境友好型社会的必然选择。 (1)是常用的储氢材料。体系放氢的相对能量示意图如下，则  ________。 (2)化学变化中伴随着能量变化。下列生产、生活中发生的化学反应属于吸热反应的是________(填字母)。 A．铁粉暖贴工作 B．工业上煅烧石灰石 C．火箭推进剂的燃烧助推航天器 D．体育锻炼消耗糖原和脂肪 (3)已知：  ，部分共价键的键能如下表所示则键的键能为________。 化学键 键能/() 436 946 (4)已知经催化加氢可合成低碳有机物。 ①500℃时，1 mol 和一定量在某密闭容器中反应生成气态水和气态二甲醚()，达到平衡时的转化率为60%，此过程中放出0.3Q kJ的热量。此反应的热化学方程式为_____________。 ②在镍的催化作用下与氢气反应会生成甲烷。甲酸(HCOOH)是反应的中间体。 当镍粉用量增加10倍后，反应过程中甲酸的含量迅速减少，图中两步反应中反应速率增加较大的一步是________(填“ⅰ”或“ⅱ”)。加入催化剂后，该反应的________(填“增大”、“减小”或“不变”)。 (5)用NaOH溶液吸收热电企业产生的废气可以减少空气污染，转化关系如图所示，则________(用含、、的式子表示)。 17．（本题15分）氨是一种重要的化工原料，电化学合成氨在工业上起着相当重要的作用。 (1)电解法合成氨反应装置如图所示。 ①b极为_______极，a极的电极反应式为_______。 ②电解装置中通过质子交换膜的微粒移动方向为_______。 A．从左到右   B．从右到左 ③若b极产生的O2在一定条件下的体积为336L，a极中通入相同条件下N2的总体积为672L，则N2的转化率为_______%(保留两位有效数字)。 (2)近几年科学家研究通过一种生物燃料电池实现室温下合成氨，其工作原理如图。 该电池负极是电极_______(填“a”或“b”)，正极反应式为_______；对比传统的工业合成氨，生物燃料电池合成氨的优点是_______(写一条)。 (3)科学家在以悬浮的纳米Fe2O3作催化剂，H2O和N2为原料直接常压电化学合成氨方面取得了突破性进展。其工作原理如图所示。 ①Ni电极处发生的总反应为。已知该反应分为两步，其中第二步反应为，则第一步反应为_______。 ②蒙乃尔筛网处发生的电极反应为_______。 18．（本题15分）根据要求回答以下问题： Ⅰ．如图所示是某兴趣小组利用甲烷燃料电池进行电解原理(图中E、F为惰性电极)应用的探究实验设计。 (1)乙为上镀装置，则应为___________(填“A”或“B”)电极材料。若反应一段时间后，Fe棒质量增加2.6 g，则理论上消耗甲烷的体积为___________(标准状况下)。 (2)丙为粗铜的精炼装置，电解后硫酸铜溶液的浓度___________(填“增大”，“减小”或“不变”)。 (3)丁为探究氯碱工业原理的实验装置，电解过程中发生的总反应的化学方程式为___________。 Ⅱ．煤在直接燃烧前要进行脱硫处理。采用电解法脱硫的基本原理如图所示，利用电极反应将转化为，再将煤中的含硫物质(主要成分是)氧化为和，即。 已知：两电极为完全相同的惰性电极。 (4)P电极上的电极反应式为___________。 (5)电解池工作时，观察到R电极上有无色气体产生，写出电极反应式：___________。当转移电子的物质的量为0.4 mol时，则生成的无色气体在标准状况下的体积为___________L。 (6)电解池工作时，往___________(填“P”或“R”)极移动。 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 2 / 2 $ 高中化学单元测试 —— 专题1 化学反应与能量变化 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．（本题3分）锌铜原电池装置如图所示，下列有关说法不正确的是 A．Cu电极为该原电池的正极 B．Zn既是电极材料，又是电极反应物 C．氯化钾盐桥中将移向CuSO4溶液 D．一段时间后有红色固体沉积在Cu电极表面 【答案】C 【详解】A．该装置为锌铜双液原电池，活泼性，因此为负极，为正极，A正确； B．负极反应为，既是电极材料，又参与反应，B正确； C．原电池中阴离子向负极区移动，该电池负极区为左侧溶液，因此盐桥中移向溶液，而非溶液，C错误； D．正极反应为，生成的红色铜单质会沉积在电极表面，D正确； 故答案选C。 2．（本题3分）电解熔融氯化钠和氯化钙混合物制备金属钠的装置如图所示，两极用隔膜D隔开。氯气从阳极上方的抽气罩H抽出，液态金属钠经铁管F流入收集器G．下列叙述错误的是 A．电解得到的钠在熔融混合盐的上层，阴极上可能有少量的钙单质生成 B．电解时阴极的电极反应为，发生氧化反应 C．隔膜D可以防止生成的氯气和钠重新生成氯化钠 D．氯化钙的作用是降低氯化钠的熔点 【答案】B 【分析】首先根据装置产物分布判断阳极生成氯气，发生失电子的氧化反应，阴极生成金属钠，发生得电子的还原反应，阴极得电子的阳离子包括钠离子和钙离子，可能生成少量钙单质；钠的密度小于熔融混合盐，因此位于混合盐上层；隔膜D隔开两极产物，避免氯气与钠接触反应；加入氯化钙作为助熔剂，可降低氯化钠的熔点，减少电解能耗。 【详解】A．钠的密度小于熔融混合盐，因此在混合盐上层，阴极上也可能得电子生成钙单质，A正确； B．阴极发生得电子的还原反应，电极反应为，该反应为还原反应，不是氧化反应，B错误； C．隔膜D隔开阳极生成的和阴极生成的，避免二者接触重新反应生成氯化钠，C正确； D．氯化钙属于助熔剂，可降低氯化钠的熔点，降低电解所需温度，减少能耗，D正确； 故选B。 3．（本题3分）尘埃落在平整的铁制品的表面上，水蒸气在尘粒下形成薄水层，尘粒覆盖的中心部分供氧较少，而在尘粒的边缘有较多的，实际腐蚀情况如图。下列说法不正确的是 A．空气中含有、会加快腐蚀 B．铁制品被腐蚀的最终产物是FeO C．铁制品的溶解主要发生在尘粒的中部 D．边缘区反应为 【答案】B 【详解】A．、会与空气中的水分子反应生成碳酸和亚硫酸，会加快铁的腐蚀，A正确； B．铁制品被腐蚀的最终产物是，B错误； C．根据题目所给图可知，铁制品的溶解主要发生在尘粒的中部，C正确； D．根据题目所给图分析，边缘区氧气得到电子，方程式为，D正确； 故选B。 4．（本题3分）已知的燃烧热。下列表示燃烧热的热化学方程式正确的是 A．。 B． C． D． 【答案】C 【详解】A．燃烧热是指纯物质完全燃烧生成稳定产物时所放出的热量，选项未指明状态，A错误； B．单位应为，B错误； C．满足燃烧热的定义，该热化学方程式正确，C正确； D．CO不是稳定的生成物，应为，D错误； 故选C。 5．（本题3分）某同学用50 mL 0．50 mol/L盐酸和50 mL 0．55 mol/L NaOH溶液测定中和热时，下列操作可能造成测得中和热的数值偏高的是 A．测量盐酸的温度后，温度计没有用水冲洗 B．将氢氧化钠溶液取成了氨水 C．把量筒中的氢氧化钠溶液倒入小烧杯时动作迟缓 D．在量取盐酸时仰视读数 【答案】D 【详解】A．测盐酸温度后温度计未冲洗，直接测温度时，温度计表面残留的盐酸会提前反应放热，使测得的初始温度偏高，计算得到的偏小，中和热数值偏低，A错误； B．氨水是弱电解质，电离过程会吸收热量，导致总放热量减少，偏小，中和热数值偏低，B错误； C．倒入动作迟缓，会导致部分热量散失到环境中，测得的最终温度偏低，偏小，中和热数值偏低，C错误； D．量筒刻度上大下小，量取盐酸时仰视读数，实际量取的盐酸体积大于读数，原实验中本来过量，因此实际反应放热量更多，测得偏大，计算得到的中和热数值偏高，D正确； 故选D。 6．（本题3分）下列用于解释事实的化学用语书写不正确的是 A．钢铁发生吸氧腐蚀的正极： B．惰性电极电解NaOH溶液的阳极： C．Mg-空气-NaOH溶液形成的原电池的负极： D．乙醇燃料电池，以KOH为电解质溶液的负极： 【答案】B 【详解】A．钢铁发生吸氧腐蚀，正极氧气得电子生成氢氧根离子，正极反应式为，故A正确； B．惰性电极电解NaOH溶液，阳极氢氧根离子失电子生成氧气，阳极反应式为，故B错误； C．Mg-空气-NaOH溶液形成的原电池，负极镁失电子生成氢氧化镁，负极反应式为，故C正确； D．乙醇燃料电池，以KOH为电解质溶液，负极乙醇失去电子生成碳酸根离子，负极反应式为，故D正确； 选B。 7．（本题3分）我国政府承诺力争2030年前二氧化碳排放达到峰值，2060年前实现碳中和。研究小组通过人工光合作用，以和为原料制备草酸（）和的原理如图所示。下列说法错误的是 A．电子经导线由电极流向电极 B．该装置将太阳能转化为电能与化学能 C．电极b发生的反应为 D．外电路转移电子，理论上极区溶液质量减少 【答案】C 【详解】A．电极a上失电子生成，为负极，电子由负极经导线流向正极b，A正确； B．该装置利用太阳能反应生成新物质，实现了太阳能向电能、化学能的转化，B正确； C．电极b为正极，得电子生成，反应式应为，选项给出的反应为失电子的氧化反应，不符合正极反应规律，C错误； D．外电路转移电子时，a极消耗（质量为），生成的和迁移到b极的总质量为，故a极区溶液质量减少，D正确； 故本题选C。 8．（本题3分）我国科学家设计的一种甲酸(HCOOH)燃料电池如下图所示(半透膜只允许、通过)，下列说法不正确的是 A．物质A可以是硫酸氢钾 B．左侧为电池负极，发生氧化反应生成 C．右侧池内溶液变大 D．右侧每消耗(标况)，左侧有通过半透膜移向右侧 【答案】D 【详解】A．硫酸氢钾可电离出，能与迁移到右侧的结合为产物，符合要求，A正确； B．左侧中C元素化合价从+2升高到中的+4，失电子发生氧化反应，因此左侧为电池负极，B正确； C．右侧氧化的反应为，消耗，浓度降低，溶液变大，C正确； D．标况下的物质的量为，反应共转移电子，为平衡正极区负电荷，K+和H+共有2mol阳离子从左侧移向右侧，无法确定迁移K+的物质的量，D错误； 故选D。 9．（本题3分）某小组研究出锰-空气二次电池，其放电时的工作原理如图所示(石墨电极允许空气中的O2通过)。下列说法正确的是 A．充电时，锰电极为阳极 B．放电时，负极存在反应： C．离子X为H+ D．放电后溶液的pH一定增大 【答案】B 【分析】由图，放电时，氧气得到电子发生还原反应生成氢氧根离子：，为正极，锰失去电子发生氧化反应生成：，为负极，总反应为。 【详解】A．放电时，锰电极为负极，则充电时，锰电极为阴极，A错误；    B．放电时，锰失去电子发生氧化反应生成，氢氧化锰在碱性条件下又转化为二氧化锰，存在反应：，B正确； C．放电时，氧气得到电子发生还原反应生成氢氧根离子：，离子X为，C错误； D．由分析，总反应为，反应消耗水，溶液pH增大；由于氢氧化锰在碱性条件下又转化为二氧化锰，若最终产物为，总反应为，溶液pH不变，D错误； 故选B。 10．（本题3分）某同学为了估算反应的，构建如下图循环。下列说法不正确的是 A． B．、、均可由相应的键能数据得到 C．按照该过程所示，断开的化学键均为非极性共价键 D．该循环过程不一定表示反应的真实历程 【答案】A 【详解】A．由盖斯定律可知，化学反应的反应热只与反应的始态和终态有关，而与反应进行的途径无关，则，A错误； B．=反应物的总键能-生成物的总键能，、、均可由相应的键能数据得到，B正确； C．按照该过程所示，断开的化学键为H-H、Cl-Cl，均为非极性共价键，C正确； D．反应H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)的只和反应物总能量与生成物总能量有关，与反应过程无关，某同学为了估算反应H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)的构建的循环不一定是反应的真实历程，D正确； 故选A。 11．（本题3分）由N2O和NO反应生成N2和NO2的能量变化如图所示。下列说法错误的是 A．和如图中完全反应放出139kJ能量 B．反应物能量之和大于生成物能量之和 C．反应生成时有4mole-转移 D．断键吸收能量之和小于成键释放能量之和 【答案】C 【详解】A．根据能量变化图，N2O(g)＋NO(g) =N2(g)＋NO2(g)ΔH=(209－348)kJ·mol−1=－139kJ·mol−1，A正确； B．根据能量变化图，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，B正确； C．化学方程式：N2O＋NO=N2＋NO2，生成1molN2时转移电子2mol，C错误； D．断键吸收能量，成键释放能量，此反应是放热反应，因此断键吸收能量之和小于成键释放能量之和，D正确； 故选C。 12．（本题3分）我国科研工作者研发了一种新型复合电极材料，可将电催化转化为甲酸，电解装置如图。下列说法正确的是 A．电解时电极N为阴极 B．电解时，电极M的反应式为： C．理论上，每生成0.1 mol HCOOH，有通过阳离子交换膜 D．若改为在电极N加，则生成的甲酸全部为HCOOD 【答案】B 【分析】由图可知，电极M上二氧化碳得到电子发生还原反应和水生成甲酸根离子和氢氧根离子：，甲酸根离子和氢氧根离子通过阴离子膜加入中间室，则M是阴极；N是阳极，水失去电子发生氧化反应生成氧气：，氢离子通过阳离子膜进入中间室，甲酸根离子和氢离子生成甲酸； 【详解】A．电极N发生氧化反应，水分解生成氧气，N是阳极，A错误； B．M为阴极，得电子被还原为，结合原子守恒、电荷守恒配平电极反应，B正确； C．生成0.1 mol 时转移0.2 mol电子，阳极每失去0.2 mol电子会生成0.2 mol ，为平衡电荷应有0.2 mol 通过阳离子交换膜，C错误； D．N极通入时阳极生成进入中间室，但中间室原本稀甲酸含有普通，甲酸的氢存在两种来源，产物甲酸不会全部是，D错误； 故选B。 13．（本题3分）金属镍有广泛的用途，粗镍中含有Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，某研究小组用熔融碳酸盐燃料电池电解精炼镍，装置如图所示。（已知还原性：） 下列说法正确的是 A．移向b电极 B．b电极上的电极反应式是： C．精炼过程中a电极每消耗1 mol X，c电极质量减少59 g D．电解后，从阳极泥中可以回收Cu和Pt 【答案】D 【详解】A．电解精炼镍时，与纯镍电极相连的为电源负极，则a为负极，原电池中阴离子向负极移动，为燃料电池负极，应移向电极，A错误； B．该燃料电池为熔融碳酸盐体系，无液态水，极（正极）反应式为，不会生成，B错误； C．极消耗1 mol 转移2 mol电子，阳极上还原性强于的、优先失电子，故转移2 mol电子时电极减少的质量不一定是59 g，C错误； D．还原性弱于的、不会在阳极失电子，沉降形成阳极泥，可回收，D正确； 故选D。 14．（本题3分）钠离子电池在大规模储能领域的应用得到广泛关注，钠离子电池与锂离子电池工作原理相似，遵循脱嵌式的工作模式，主要依靠钠离子在正极和负极之间脱嵌来工作。一种钠离子电池的工作原理为，装置如图所示。下列有关说法正确的是 A．放电时，电极a为正极 B．充电时，钴元素的化合价升高，钠离子在阳极上嵌入 C．放电时，负极反应式为 D．充电时，外电路中转移，理论上阴极质量增加92 g 【答案】D 【分析】由图，放电时为原电池，阳离子（Na+）向正极移动，根据装置图中“放电”时Na+箭头指向右边（电极b），可知电极b为正极，电极a为负极；负极发生氧化反应，放电过程中发生的电极反应为：NaxCn-xe-=Cn+xNa+，充电时，a与电源负极相连为阴极，电极反应为：Cn+xNa++xe-=NaxCn；正极发生还原反应，电极反应为：Na1-xCoO2+xe-+xNa+=NaCoO2，充电时，b与电源正极相连作阳极，电极反应为：NaCoO2-xe-=Na1-xCoO2+xNa+； 【详解】A．通过分析可知，放电时，电极a为负极，A错误； B．充电时为电解池，总反应逆向进行，NaCoO2转化为Na1−xCoO2，Co元素化合价从+3升高到3+x（氧化反应），故含Co的电极b为阳极，阳极反应为NaCoO2-xe−=Na1−xCoO2+xNa+，Na+从阳极脱嵌而非嵌入，B错误； C．放电时负极发生氧化反应，电极a为负极，反应式应为NaxCn-xe−=Cn+xNa+，C错误； D．充电时阴极反应为Cn+xNa++xe−=NaxCn，转移xmole−时阴极结合xmolNa+，质量增加23x g，转移4mol e−时，增加4mol Na+，质量为4mol×23g/mol=92 g，D正确； 故选D。 二、填空题 15．（本题14分）人们利用原电池原理制作了多种电池，以满足日常生活、生产和科技技术等方面的需要。请根据题中提供的信息，回答下列问题。 (1)铅酸蓄电池在放电时的总反应为，则其正极反应式为___________。 (2)溶液腐蚀印刷电路铜板时发生反应：。若将此反应设计成原电池，负极所用的电极材料为___________，负极电极反应式：___________。 (3)已知甲烷燃料电池的工作原理如图1所示。该电池工作时，b口通入的物质为___________(填化学式)，该电池正极上的电极反应式为___________；当甲烷完全反应生成时，有___________电子发生转移。若将电池的电解质溶液换为溶液，则负极电极反应式为___________。 (4)有人设想以和为反应物，以溶有的盐酸为电解质溶液，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2所示，电池正极的电极反应式是___________，A是___________(填名称)。 【答案】(1) (2) (3) 1.6 (4) 氯化铵 【详解】（1）电池正极发生得电子、还原反应，根据总反应可知，为正极反应； 故答案为：； （2），在该反应中，发生失电子、氧化反应，为原电池负极变化，则设计成原电池，负极所用的电极材料为Cu，负极反应式为； 故答案为：Cu；； （3）根据装置图可知，氢离子向右侧移动，所以右侧电极是正极，左侧是负极，则该电池工作时，b口通入的物质为；氧气在正极上发生得到电子的还原反应，因此该电池正极上的电极反应式为；甲烷的物质的量为，反应中碳元素化合价从－4价升高到+4价，失去8个电子，因此完全反应生成时，有1.6mol电子发生转移；若将电池的电解质溶液换为溶液，碳元素以形式生成，则负极电极反应式为； 故答案为：；；1.6；； （4）根据题意可知，该燃料电池以和为反应物，以溶有的盐酸为电解质溶液，则电池总反应为，电池正极发生得到电子的还原反应，即电极反应式是；根据装置图中稀的的盐酸溶液为电解质，反应后为浓的A溶液，再分离出A，可知A为，即名称为氯化铵； 故答案为：；氯化铵。 16．（本题14分）常规能源的合理利用和新能源的合理开发是当今社会面临的严峻课题。节能减排、绿色发展是建设资源节约型、环境友好型社会的必然选择。 (1)是常用的储氢材料。体系放氢的相对能量示意图如下，则  ________。 (2)化学变化中伴随着能量变化。下列生产、生活中发生的化学反应属于吸热反应的是________(填字母)。 A．铁粉暖贴工作 B．工业上煅烧石灰石 C．火箭推进剂的燃烧助推航天器 D．体育锻炼消耗糖原和脂肪 (3)已知：  ，部分共价键的键能如下表所示则键的键能为________。 化学键 键能/() 436 946 (4)已知经催化加氢可合成低碳有机物。 ①500℃时，1 mol 和一定量在某密闭容器中反应生成气态水和气态二甲醚()，达到平衡时的转化率为60%，此过程中放出0.3Q kJ的热量。此反应的热化学方程式为_____________。 ②在镍的催化作用下与氢气反应会生成甲烷。甲酸(HCOOH)是反应的中间体。 当镍粉用量增加10倍后，反应过程中甲酸的含量迅速减少，图中两步反应中反应速率增加较大的一步是________(填“ⅰ”或“ⅱ”)。加入催化剂后，该反应的________(填“增大”、“减小”或“不变”)。 (5)用NaOH溶液吸收热电企业产生的废气可以减少空气污染，转化关系如图所示，则________(用含、、的式子表示)。 【答案】(1) -93 (2)B (3) 391 (4) ⅱ 不变 (5) 【详解】（1）由能量状态为 的体系转变为 的体系，消去相同的 ，可得反应①：；由能量状态为 的体系转变为 的体系，消去相同的 和 ，可得反应②：。根据盖斯定律，将上述两反应相加（①+②）即可得到：。 （2）A．铁粉暖贴工作是铁的吸氧腐蚀，属于放热反应，A不符合题意； B．工业煅烧石灰石是分解反应，绝大多数分解反应为吸热反应，B符合题意； C．所有燃烧反应均为放热反应，C不符合题意； D．糖原、脂肪在人体内的氧化反应属于放热反应，D不符合题意； 故选B。 （3）反应的焓变 反应物总键能生成物总键能。设 键的键能为 ，则代入相关数据：，解得 ，故键的键能为。 （4）①在 参与反应时转化率为 ，说明实际发生反应的 物质的量为 ，此时放热 。据此可知，当 参与该反应时，放出的热量为 。此反应的热化学方程式为：。 ②当增加催化剂用量后，中间产物甲酸的含量迅速下降，这说明消耗甲酸的第ⅱ步反应速率增加幅度远大于生成甲酸的第ⅰ步，因此速率增加较大的一步是 ⅱ。催化剂只能改变反应过程的活化能从而影响速率，但无法改变反应物与生成物初始和最终的能量状态，因此该反应的 不变。 （5）依据图中所示转化关系，从共同的起始物质（、 和 等）最终转化为同一产物 时，分别经历上方路径与下方路径。根据盖斯定律可知，无论经过什么具体途径，起始状态与最终状态一旦确定，其总焓变不变。故有等式：，移项变形可得：。 17．（本题15分）氨是一种重要的化工原料，电化学合成氨在工业上起着相当重要的作用。 (1)电解法合成氨反应装置如图所示。 ①b极为_______极，a极的电极反应式为_______。 ②电解装置中通过质子交换膜的微粒移动方向为_______。 A．从左到右   B．从右到左 ③若b极产生的O2在一定条件下的体积为336L，a极中通入相同条件下N2的总体积为672L，则N2的转化率为_______%(保留两位有效数字)。 (2)近几年科学家研究通过一种生物燃料电池实现室温下合成氨，其工作原理如图。 该电池负极是电极_______(填“a”或“b”)，正极反应式为_______；对比传统的工业合成氨，生物燃料电池合成氨的优点是_______(写一条)。 (3)科学家在以悬浮的纳米Fe2O3作催化剂，H2O和N2为原料直接常压电化学合成氨方面取得了突破性进展。其工作原理如图所示。 ①Ni电极处发生的总反应为。已知该反应分为两步，其中第二步反应为，则第一步反应为_______。 ②蒙乃尔筛网处发生的电极反应为_______。 【答案】(1) 阳 B 33 (2) a 条件温和(或生成氨的同时释放电能) (3) 【详解】（1）从图中可以看出，在a极，N2转化为NH3，则N元素得电子发生还原反应，a极为阴极；在b极，H2O转化为O2，则H2O中O元素失电子发生氧化反应，b极为阳极。 ①由分析可知，b极为阳极，a极N2得电子发生还原反应生成NH3，其电极反应式为。 ②a极为阴极，b极为阳极，阳离子向阴极移动，则电解装置中通过质子交换膜的微粒移动方向为从右到左，故选B。 ③阳极电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+，阴极电极反应式为，依据得失电子守恒可建立关系式：3O22N2，若b极产生的O2在一定条件下的体积为336L，a极中通入相同条件下N2的总体积为672L，依据关系式，可求出参加反应N2的体积为=224L，则N2的转化率为≈33%。 （2）从图中可以看出，电池工作时，a极发生反应：MV+-e-=MV2+，则该电池负极是电极a，正极为b极，MV2+得电子生成MV+，反应式为；对比传统的工业合成氨，生物燃料电池合成氨在常温下就可进行，且还能释放电能，则优点是：条件温和(或生成氨的同时释放电能)。 （3）①Ni电极处发生的总反应为。已知该反应分为两步，其中第二步反应为，将总反应减去第二步反应，可得出第一步反应为。 ②左侧Ni电极得电子发生还原反应，作电解池的阴极，则右侧电极作电解池的阳极，蒙乃尔筛网处，溶液中的OH-失电子生成O2等，依据得失电子守恒、电荷守恒和质量守恒，可得出发生的电极反应为。 【点睛】书写电极反应式时，应考虑电解质的性质。 18．（本题15分）根据要求回答以下问题： Ⅰ．如图所示是某兴趣小组利用甲烷燃料电池进行电解原理(图中E、F为惰性电极)应用的探究实验设计。 (1)乙为上镀装置，则应为___________(填“A”或“B”)电极材料。若反应一段时间后，Fe棒质量增加2.6 g，则理论上消耗甲烷的体积为___________(标准状况下)。 (2)丙为粗铜的精炼装置，电解后硫酸铜溶液的浓度___________(填“增大”，“减小”或“不变”)。 (3)丁为探究氯碱工业原理的实验装置，电解过程中发生的总反应的化学方程式为___________。 Ⅱ．煤在直接燃烧前要进行脱硫处理。采用电解法脱硫的基本原理如图所示，利用电极反应将转化为，再将煤中的含硫物质(主要成分是)氧化为和，即。 已知：两电极为完全相同的惰性电极。 (4)P电极上的电极反应式为___________。 (5)电解池工作时，观察到R电极上有无色气体产生，写出电极反应式：___________。当转移电子的物质的量为0.4 mol时，则生成的无色气体在标准状况下的体积为___________L。 (6)电解池工作时，往___________(填“P”或“R”)极移动。 【答案】(1) B 420 (2)减小 (3) (4) (5) 4.48 (6)P 【分析】Ⅰ．甲烷燃料电池中，甲烷通入负极，氧气通入正极； Ⅱ．电解脱硫装置中，Mn2+在阳极失去电子，发生氧化反应，阳极的电极反应式为；H+在阴极得到电子，发生还原反应，阴极的电极反应式为，据此分析解答问题。 【详解】（1）电镀池中，镀件作阴极，镀层金属作阳极，而乙中A是阳极，B是阴极，若要实现Fe上镀Cr，B电极材料为Fe；甲是甲烷燃料电池，甲烷在负极失电子发生氧化反应生成，负极反应式为；乙中阴极反应为，阴极质量增加2.6 g（即0.05 mol Cr）时，电路中转移0.15 mol电子，根据体系电子转移守恒，理论上消耗甲烷的物质的量为，则标准状况下的体积为； （2）粗铜精炼时，阳极杂质也参与反应，故硫酸铜溶液浓度减小； （3）丁为探究氯碱工业的实验装置，工业电解食盐水制备烧碱的总反应为； （4）在电极上转化为，因此电极反应为； （5）R电极为阴极，产生的气体为氢气，电极反应式为；转移电子0.4 mol时，产生的氢气为0.2 mol，则标准状况下体积为4.48 L； （6）电解池中，阴离子向阳极移动，即往极移动。 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 2 / 2 $