高中化学单元测试——专题1化学反应与能量变化（较难版02）

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，下列说法不正确的是 A．锌片作负极 B．电子从锌片流向铜片 C．盐桥中的K+移向ZnSO4溶液 D．铜电极的反应为Cu2++2e-=Cu 2．（本题3分）21世纪是钛的世纪，在左右电解可制得钛，电解装置如图所示，下列叙述不正确的是 A．b为电源的正极 B．石墨电极上发生氧化反应 C．电极发生的反应为 D．每生成，则有移向石墨电极 3．（本题3分）下列关于电化学腐蚀、防护与利用的说法中，错误的是 A．内置镁管，热水器铁质内胆腐蚀速率减慢 B．铜板打上铁铆钉后，铜板不易被腐蚀 C．轮船表面刷油漆可防止金属腐蚀 D．钢闸门的电极反应式为Fe-2e-=Fe2+ A．A B．B C．C D．D 4．（本题3分）下列热化学方程式中，能表示物质的燃烧热的是 A．  kJ/mol B．  kJ/mol C．  kJ/mol D．  kJ/mol 5．（本题3分）用如图所示装置测定中和反应的反应热。将浓度为的盐酸和的NaOH溶液各50mL混合(溶液密度均为)，生成的溶液的比热容。下列说法正确的是 A．仪器a是玻璃搅拌器，用金属搅拌器代替玻璃搅拌器，会使偏大 B．测量反应前体系的温度时，用温度计测定盐酸起始温度后，直接测定NaOH溶液的温度 C．溶液混合后，直至温度长时间不再改变时，测量并记录反应后体系的温度 D．若进行三次实验，测得反应前后溶液温度的差值为3.3℃，则通过该实验测得的中和热的热化学方程式是 6．（本题3分）已知某种微生物燃料电池工作原理如图所示。下列有关该电池的说法中，正确的是 A．B极为原电池的负极 B．溶液中由B极区移向A极区 C．电池工作一段时间后B极区溶液的pH减小 D．A极电极反应式为： 7．（本题3分）的酸性水溶液随着浓度的增大会转化为。电解法制备的原理如图所示。下列说法错误的是 A．电解时离子交换膜为质子交换膜 B．生成和的质量比为 C．电解一段时间后阴极区溶液的浓度增大 D．的生成反应为： 8．（本题3分）我国科研人员设计了一种可处理含污水的新型尿素燃料电池(如图所示)。下列说法错误的是 A．体系中每转移，最多可产生1 mol N2 B．工作时电子从电极2通过外电路向电极1转移 C．工作时负极区pH降低 D．a是阴离子交换膜 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）载人飞船中通过如下过程实现再生： ①   ②   下列说法正确的是 A．的燃烧热 B．反应的 C．反应①中断裂反应物中的化学键所需的能量大于形成生成物中化学键所释放的能量 D．反应的 11．（本题3分）一定条件下，红磷在氯气中燃烧的产物有两种(和)，反应过程中的能量变化关系如图所示。下列说法错误的是 A．反应的为 B．固态红磷在一定量的中燃烧生成气态物质的热化学方程式： C．等质量的红磷和白磷分别在氧气中完全燃烧，两者放出的热量相同 D．红磷在(标况下)中恰好完全反应生成气态物质时，放出的热量为 12．（本题3分）硫酸盐还原菌(SRB)可以处理含Cu2+酸性硫酸盐废水，结合电解法可同时实现有机废水(用含CH3COO-的溶液模拟)的处理，原理如题10图所示，下列说法正确的是 A．电极a与直流电源的正极相连 B．电解时，H+向电极b移动 C．电解后，该酸性硫酸盐废水的pH增大 D．电极b上产生0.1 mol CO2时，可产生4.8 g CuS 13．（本题3分）电解原理在化学工业中有广泛应用。某电解装置如图所示，X、Y为电极材料，a为电解质溶液。下表中的相关表述正确的是 选项 X电极 Y电极 a中溶质 相关表述 A 粗铜 纯铜 电解精炼铜 B 石墨棒 铁棒 NaCl 制取NaOH、和 C 铁棒 银棒 铁棒上镀银 D 石墨棒 石墨棒 一段时间后加入盐酸可使溶液复原 A．A B．B C．C D．D 14．（本题3分）氟离子电池是一种前景广阔的新型二次电池，工作原理如图所示，充电时从乙电极流向甲电极。已知和均难溶于水。下列有关说法正确的是 A．放电时，甲电极为负极，其电极反应式为 B．充电时，乙电极与外接电源的负极相连 C．放电时，导线上每通过电子，乙电极的质量减少1.9克 D．充电时，电池总反应为 二、填空题 15．（本题14分）能源是现代文明的原动力，化学电池在生产、生活中有着广泛的应用，人们根据原电池原理可制造不同的电池以满足不同的需求。请回答下列问题： Ⅰ.为了探究原电池的正、负极与电解质溶液及金属活动性的关系，有同学设计了如下4个实验装置。 (1)实验1、2中Al电极的作用是否相同？_______(填“相同”或“不相同”)。 (2)实验3中电池总反应为_______；实验4中Al电极的电极反应式为_______。 (3)根据以上实验结果，在原电池中相对活泼的金属作正极还是作负极，受到哪些因素的影响？_______。 Ⅱ．铅酸蓄电池常用作汽车的启动电源，其结构如图示，放电时发生的反应为 。 (4)放电时，电解质溶液中的H⁺移向_______(填“Pb”或极，写出 电极上的电极反应式：_______，当铅酸蓄电池向外电路提供0.1mol电子时，理论上负极板的质量_______(填“增大”或“减小”)_______g。 (5)该电池工作一段时间后，电解质溶液的pH_______(填“增大”“减小”或“不变”)。 Ⅲ．燃料电池有广阔的应用前景，甲烷燃料电池装置如图所示。已知：电池的“理论比能量”指单位质量的燃料理论上能释放出的最大电能。 (6)电极b发生_______反应；通入( 一端的电极反应式为_______。 (7)当反应 时，外电路中转移6mol电子，则电池的能量转化率为_______。 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）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”)， 学法题：如何判断电源正负极___________；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)电解硝酸工业的尾气NO可制备，其工作原理如图所示： ①阴极的电极反应式为___________。 ②将电解生成的全部转化为，则通入的与实际参加反应的NO的物质的量之比至少为___________。 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，下列说法不正确的是 A．锌片作负极 B．电子从锌片流向铜片 C．盐桥中的K+移向ZnSO4溶液 D．铜电极的反应为Cu2++2e-=Cu 【答案】C 【分析】Zn为负极，负极反应为Zn-2e-=Zn2+，Cu为正极，Cu2+在正极上得电子被还原产生Cu，电极反应式为Cu2++2e-=Cu，电子从负极沿着导线流向正极，阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，以此来解答。 【详解】A．锌比铜活泼，锌片作负极，A正确； B．据分析，电子从锌片流向铜片，B正确； C．据分析，盐桥中的K+移向CuSO4溶液，C错误； D．据分析，铜电极上发生还原反应，电极反应式为Cu2++2e-=Cu，D正确； 故选C。 2．（本题3分）21世纪是钛的世纪，在左右电解可制得钛，电解装置如图所示，下列叙述不正确的是 A．b为电源的正极 B．石墨电极上发生氧化反应 C．电极发生的反应为 D．每生成，则有移向石墨电极 【答案】D 【详解】A．电解池中阴离子向阳极移动，由图可知移向石墨电极，故石墨为阳极，阳极与电源正极相连，因此b为电源正极，A正确； B．石墨为阳极，阳极上发生失电子的氧化反应，B正确； C．电极为阴极，元素化合价从+4价降低为0价，得电子发生还原反应，电极反应为，C正确； D．每生成，转移电子的物质的量为，每个带2个单位负电荷，故迁移的物质的量为，D错误； 故选D。 3．（本题3分）下列关于电化学腐蚀、防护与利用的说法中，错误的是 A．内置镁管，热水器铁质内胆腐蚀速率减慢 B．铜板打上铁铆钉后，铜板不易被腐蚀 C．轮船表面刷油漆可防止金属腐蚀 D．钢闸门的电极反应式为Fe-2e-=Fe2+ A．A B．B C．C D．D 【答案】D 【详解】A．镁的金属活泼性强于铁，形成原电池时镁为负极被消耗，铁质内胆为正极被保护，腐蚀速率减慢，A不符合题意； B．铁的金属活泼性强于铜，形成原电池时铁铆钉为负极被腐蚀，铜板为正极被保护，铜板不易被腐蚀，B不符合题意； C．轮船表面刷油漆可以隔绝金属与水、氧气的接触，阻断腐蚀发生的条件，可防止金属腐蚀，C不符合题意； D．该防护为外加电流的阴极保护法，钢闸门连接电源负极作阴极，发生还原反应，不会发生的氧化反应，D符合题意； 故答案选D。 4．（本题3分）下列热化学方程式中，能表示物质的燃烧热的是 A．  kJ/mol B．  kJ/mol C．  kJ/mol D．  kJ/mol 【答案】C 【详解】A．生成的为气态，而燃烧热要求生成液态水，A不符合题意； B．碳不完全燃烧生成CO，产物不是稳定氧化物，不符合燃烧热定义，B不符合题意； C．1 mol CO完全燃烧生成，符合燃烧热定义，C符合题意； D．方程式中为2 mol 燃烧，需对应1 mol 物质，D不符合题意； 故答案选C。 5．（本题3分）用如图所示装置测定中和反应的反应热。将浓度为的盐酸和的NaOH溶液各50mL混合(溶液密度均为)，生成的溶液的比热容。下列说法正确的是 A．仪器a是玻璃搅拌器，用金属搅拌器代替玻璃搅拌器，会使偏大 B．测量反应前体系的温度时，用温度计测定盐酸起始温度后，直接测定NaOH溶液的温度 C．溶液混合后，直至温度长时间不再改变时，测量并记录反应后体系的温度 D．若进行三次实验，测得反应前后溶液温度的差值为3.3℃，则通过该实验测得的中和热的热化学方程式是 【答案】A 【详解】A．金属的导热性较好，用金属搅拌器代替玻璃搅拌器，会导致热量散失过多，由于中和反应的是负值，则测得的偏大，A正确； B．用温度计测定盐酸起始温度后，直接测定NaOH溶液的温度，酸碱中和放热使NaOH溶液的起始温度偏高，温度差偏小，B错误； C．盐酸和NaOH溶液快速混合后，将反应过程的最高温度记为反应后体系温度，C错误； D．反应放出的热量为，盐酸完全反应，生成水的物质的量为0.025mol，生成1mol水放出的热量为，即该反应的热化学方程式为H+(aq)+OH−(aq)=H2O(l) ΔH=−55.2kJ⋅mol−1，D错误； 故选A。 6．（本题3分）已知某种微生物燃料电池工作原理如图所示。下列有关该电池的说法中，正确的是 A．B极为原电池的负极 B．溶液中由B极区移向A极区 C．电池工作一段时间后B极区溶液的pH减小 D．A极电极反应式为： 【答案】D 【详解】A．B极上得电子生成，发生还原反应，为原电池正极，A错误； B．原电池中阳离子向正极移动，应由A极区移向B极区，B错误； C．B极电极反应为，消耗，溶液增大，C错误； D．A极上失电子发生氧化反应生成，题给电极反应式配平合理，D正确； 故答案选D。 7．（本题3分）的酸性水溶液随着浓度的增大会转化为。电解法制备的原理如图所示。下列说法错误的是 A．电解时离子交换膜为质子交换膜 B．生成和的质量比为 C．电解一段时间后阴极区溶液的浓度增大 D．的生成反应为： 【答案】A 【分析】由图可知，左侧电极上生成，右侧电极上生成，知左侧电极为阳极，发生反应：，右侧电极为阴极，发生反应：；由题意知，左室中酸性水溶液随着浓度的增大会转化为，反应方程式为，因此阳极生成的H+不能通过离子交换膜，据此回答。 【详解】A．由以上分析知，电解时阳极生成的H+不能通过离子交换膜，故离子交换膜不能是质子交换膜，通过离子交换膜的是，A错误； B．根据各电极上转移电子数相同，可知生成和的物质的量之比为1∶2，其质量比为8∶1，B正确； C．根据阴极反应知，电解一段时间后阴极区溶液的浓度增大，C正确； D．电解过程中阳极区浓度增大，会转化为，反应方程式为，D正确； 故答案选A。 8．（本题3分）我国科研人员设计了一种可处理含污水的新型尿素燃料电池(如图所示)。下列说法错误的是 A．体系中每转移，最多可产生1 mol N2 B．工作时电子从电极2通过外电路向电极1转移 C．工作时负极区pH降低 D．a是阴离子交换膜 【答案】B 【详解】A．中为价，生成时共失去电子，故转移最多产生，A正确； B．电极1上失电子生成，为负极，电极2上得电子生成，为正极，电子应从负极（电极1）经外电路流向正极（电极2），B错误； C．负极反应为，生成使增大，降低，C正确； D．负极区生成后正电荷增多，需通过a膜进入负极区平衡电荷，故a为阴离子交换膜，D正确； 故选B。 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）载人飞船中通过如下过程实现再生： ①   ②   下列说法正确的是 A．的燃烧热 B．反应的 C．反应①中断裂反应物中的化学键所需的能量大于形成生成物中化学键所释放的能量 D．反应的 【答案】D 【详解】A．根据②可知。燃烧热是1 mol可燃物完全燃烧产生稳定的氧化物时放出的热量，的稳定状态是液态，2 mol完全燃烧产生液态水放出热量是571.6 kJ，则1 mol完全燃烧产生液态水放出热量是285.8 kJ，故的燃烧热，A错误； B．反应物的能量相同，当生成物是气态时含有的能量比液态高，所以反应放出热量就少，反应放出热量越少，则反应热就越大，所以反应的，B错误； C．反应①是放热反应，所以反应①中断裂反应物中的化学键所需的能量小于形成生成物中化学键所释放的能量，C错误； D．根据盖斯定律，将，整理可得反应的，D正确； 故选D。 11．（本题3分）一定条件下，红磷在氯气中燃烧的产物有两种(和)，反应过程中的能量变化关系如图所示。下列说法错误的是 A．反应的为 B．固态红磷在一定量的中燃烧生成气态物质的热化学方程式： C．等质量的红磷和白磷分别在氧气中完全燃烧，两者放出的热量相同 D．红磷在(标况下)中恰好完全反应生成气态物质时，放出的热量为 【答案】C 【详解】A．由能量变化图可知，1mol和1mol的总能量比1mol高93kJ，该反应为放热反应，反应的，A正确； B．由图可得1mol与mol反应生成1mol放热399kJ-93kJ=，则2mol与3molCl2(g)反应生成2molPCl3(g)的，热化学方程式书写正确，B正确； C．红磷和白磷互为同素异形体，二者本身具有的能量不同，等质量的红磷和白磷完全燃烧生成相同产物时，放出的热量不相等，C错误； D．红磷的物质的量为=0.2mol，标况下Cl2的物质的量为=0.4mol，n(P) ∶n(Cl)= 0.2mol∶0.8mol=1∶4，说明反应生成PCl3和PCl5，根据P守恒，n(PCl3)+n(PCl5)=0.2mol，根据Cl守恒，3n(PCl3)+5n(PCl5)=0.8mol，解得n(PCl3)=n(PCl5)=0.1mol，总放出热量为，D正确； 故选C。 12．（本题3分）硫酸盐还原菌(SRB)可以处理含Cu2+酸性硫酸盐废水，结合电解法可同时实现有机废水(用含CH3COO-的溶液模拟)的处理，原理如题10图所示，下列说法正确的是 A．电极a与直流电源的正极相连 B．电解时，H+向电极b移动 C．电解后，该酸性硫酸盐废水的pH增大 D．电极b上产生0.1 mol CO2时，可产生4.8 g CuS 【答案】C 【分析】电极b上转化为，C元素化合价升高，失电子，故b为阳极，与电源正极相连；a为阴极，与电源负极相连。 【详解】A．电极a为阴极，应与直流电源负极相连，A错误； B．电解池中阳离子向阴极移动，应向电极a移动，B错误； C．外电路每转移电子，就有通过质子交换膜从阳极迁移到阴极区，阴极反应之一为，另一个反应为，根据转移电子数等于移动的电荷数，故转移来的恰好参与了两个电极反应，故硫酸盐废水的浓度是由于极反应生成了水导致浓度降低，pH增大，C正确； D．阳极反应为，生成时转移电子；被还原为时，每生成转移电子，故转移电子时生成，质量为，但因为存在你竞争反应导致产生的CuS小于4.8g，D错误； 故选C。 13．（本题3分）电解原理在化学工业中有广泛应用。某电解装置如图所示，X、Y为电极材料，a为电解质溶液。下表中的相关表述正确的是 选项 X电极 Y电极 a中溶质 相关表述 A 粗铜 纯铜 电解精炼铜 B 石墨棒 铁棒 NaCl 制取NaOH、和 C 铁棒 银棒 铁棒上镀银 D 石墨棒 石墨棒 一段时间后加入盐酸可使溶液复原 A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【分析】电源负极连接X电极，因此X是阴极，发生还原反应；电源正极连接Y电极，因此Y是阳极，发生氧化反应。 【详解】A．电解精炼铜时，应使粗铜为阳极，纯铜为阴极，A错误； B．电解饱和食盐水制取NaOH、和时，应使石墨棒为阳极，铁棒为阴极，B错误； C．以铁棒为阴极，银棒为阳极，溶液为电解液，可实现铁棒上镀银，C正确； D．用惰性电极电解溶液，一段时间后加入适量可使溶液复原，D错误； 故选C。 14．（本题3分）氟离子电池是一种前景广阔的新型二次电池，工作原理如图所示，充电时从乙电极流向甲电极。已知和均难溶于水。下列有关说法正确的是 A．放电时，甲电极为负极，其电极反应式为 B．充电时，乙电极与外接电源的负极相连 C．放电时，导线上每通过电子，乙电极的质量减少1.9克 D．充电时，电池总反应为 【答案】B 【分析】充电时，阴离子向阳极移动，已知从乙电极流向甲电极，说明充电时甲为阳极，乙为阴极；对应放电时，甲为正极，乙为负极。据此分析解答。 【详解】A．放电时甲为正极，不是负极，甲的电极反应应为，A错误； B．充电时，阴极接外接电源的负极，乙为阴极，因此乙与外接电源负极相连，B正确； C．放电时乙为负极，电极反应为，每转移电子，乙电极结合，质量增加，不是减少，C错误； D．题干给出的总反应是放电时的总反应，充电是放电的逆过程，总反应应为，D错误； 故选B。 二、填空题 15．（本题14分）能源是现代文明的原动力，化学电池在生产、生活中有着广泛的应用，人们根据原电池原理可制造不同的电池以满足不同的需求。请回答下列问题： Ⅰ.为了探究原电池的正、负极与电解质溶液及金属活动性的关系，有同学设计了如下4个实验装置。 (1)实验1、2中Al电极的作用是否相同？_______(填“相同”或“不相同”)。 (2)实验3中电池总反应为_______；实验4中Al电极的电极反应式为_______。 (3)根据以上实验结果，在原电池中相对活泼的金属作正极还是作负极，受到哪些因素的影响？_______。 Ⅱ．铅酸蓄电池常用作汽车的启动电源，其结构如图示，放电时发生的反应为 。 (4)放电时，电解质溶液中的H⁺移向_______(填“Pb”或极，写出 电极上的电极反应式：_______，当铅酸蓄电池向外电路提供0.1mol电子时，理论上负极板的质量_______(填“增大”或“减小”)_______g。 (5)该电池工作一段时间后，电解质溶液的pH_______(填“增大”“减小”或“不变”)。 Ⅲ．燃料电池有广阔的应用前景，甲烷燃料电池装置如图所示。已知：电池的“理论比能量”指单位质量的燃料理论上能释放出的最大电能。 (6)电极b发生_______反应；通入( 一端的电极反应式为_______。 (7)当反应 时，外电路中转移6mol电子，则电池的能量转化率为_______。 【答案】(1)不相同 (2) （或） (3)金属本身的还原性、电解质溶液的成分 (4) PbO2 增大 4.8 (5)增大 (6) 还原 (7)75% 【详解】（1）实验1：Al的金属活动性强于石墨，Al作负极（失电子，发生氧化反应），石墨作正极；实验2：Mg的金属活动性强于Al，Mg作负极，Al作正极（仅导电，不参与反应），因此Al电极的作用不同； （2）实验3：Al的金属活动性强于Cu，Al作负极，Cu作正极，电解质为稀盐酸，总反应为Al与盐酸的置换反应：（或）；实验4：Mg与NaOH溶液不反应，Al能与NaOH溶液反应，因此Al作负极，失电子并与OH⁻结合生成四羟基合铝酸根：； （3）实验2（稀盐酸）中Mg比Al活泼，Mg作负极；实验4（NaOH溶液）中Al能与碱反应、Mg不能，Al作负极，说明电解质溶液的性质会改变正负极判断，所以影响因素有金属本身的还原性、电解质溶液的成分等； （4）根据总反应可知，Pb电极是电池负极，PbO2电极是电池正极，放电时，Pb转变为PbSO4，质量增加；电解质溶液中的H+移向电池正极PbO2，正极发生还原反应，电极反应式为；负极反应：，Pb电极反应生成PbSO4沉淀附着在电极表面，因此负极极板质量增大；质量变化计算：转移2 mol e-时负极生成1 mol PbSO4，质量增加：m（）=96 g/mol ×1 mol=96 g；若转移0.1 mol e-，增加的质量为：96 g ×=4.8 g； （5）根据电池反应知，反应中消耗硫酸，电解质溶液的pH增大； （6）电极b通入氧气，化合价降低，发生还原反应为正极；碱性条件下，通入CH4一端的电极由于CH4生成，碳元素化合价由-4价变为＋4价，升高8，根据电荷守恒，配平的电极反应式为； （7）根据总反应式知，反应 时理论上转移8 mol电子，所以当外电路中转移6 mol电子时，电池的能量转化率为×100%=75%。 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）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”)， 学法题：如何判断电源正负极___________；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)电解硝酸工业的尾气NO可制备，其工作原理如图所示： ①阴极的电极反应式为___________。 ②将电解生成的全部转化为，则通入的与实际参加反应的NO的物质的量之比至少为___________。 【答案】(1) 正极 与电解池阳极相连的为正极，与电解池阴极相连的为负极 增大 阳 (2) 1∶4 【分析】（1）在b极上，Cl－放电生成ClO2，所以b极为阳极，接电源的正极，电极方程式为；a极为阴极，接电源的负极，电极方程式为；在电解池中，阳离子向阴极区移动，所以Na＋通过离子交换膜进入a极区，离子交换膜为阳离子交换膜； （2）工业上电解NO制备，由装置图可知阳极发生氧化反应， NO被氧化生成，电极反应式为；阴极发生还原反应，NO被还原生成，电极反应式为；总反应方程式为：，据此分析。 【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；如何判断电源正负极：与电解池阳极相连的为正极，与电解池阴极相连的为负极，故答案为：正极；与电解池阳极相连的为正极，与电解池阴极相连的为负极；； ②a极区为阴极区，电极反应式：，阴极区OH－浓度增大，溶液的pH增大，故答案为：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，故答案为：阳； （2）①由图示可知，NO在阴极上得电子生成，电极反应式为，故答案为：； ②NO在阳极上失电子生成，电极反应式为，电解总反应式为，故当实际参加反应的NO为8 mol时，要将电解生成的HNO3全部转化为NH4NO3，还应通入2 mol NH3，则n(NH3)∶n(NO)＝2 mol∶8 mol＝1∶4，故答案为：1∶4。 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 $