高中化学单元测试——第1章化学反应与能量转化（较难版02）

高中化学单元测试 —— 第1章 化学反应与能量转化 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．（本题3分）我国首创的海洋电池以铝板、铂网作电极，海水为电解质溶液，空气中的氧气与铝反应产生电流。放电时，下列说法正确的是 A．铂电极上发生还原反应 B．阴离子移向正极 C．电子由铂网经外电路流向铝板 D．一段时间后，正极区附近溶液的pH变小 2．（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 3．（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 4．（本题3分）已知25℃、101 kPa时，64 g液态肼()在足量氧气中完全燃烧生成(g)和(l)，放出1460 kJ的热量，下列热化学方程式书写正确的是 A．   B．   C．   D．   5．（本题3分）中和反应的反应热测定实验中，用50 mL 0．50 盐酸和50 mL 0.55 NaOH溶液进行实验，简易装置如图所示。下列说法正确的是 A．如果用稀溶液和稀硫酸实验，不会影响结果 B．实验中若采用50 mL 0.50 的NaOH溶液会使实验结果更加准确 C．如果用铜质搅拌器，测得中和反应放出的热量会偏低 D．为了使酸碱充分反应，应当缓慢分次倒入NaOH溶液并搅拌 6．（本题3分）下列情景中对应电极上的电极反应式书写错误的是 选项 A B C D 情景 钢铁发生析氢腐蚀，正极反应为： 常温下，铁片和铜片在浓硝酸中组成原电池，负极反应为： 铁片连电源正极，碳棒连电源负极，电解溶液，阳极电极反应为： 常温下，镁、铝在氢氧化钠中组成原电池，负极反应为： 电极反应 ↑ A．A B．B C．C D．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： 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）一种基于TEMPO衍生物作为储能活性材料的水系有机液流电池的工作原理如图： 下列说法正确的是 A．充电时，电极a发生氧化反应 B．放电时，电子从a极穿过离子交换膜流向b极 C．放电时，b极发生的反应为 D．放电时，外电路转移，理论上负极区溶液质量增加71 g 10．（本题3分）反应 ，可经两步完成，反应进程中能量变化如图所示，反应①为 。下列说法错误的是 A．总反应的焓变 B．反应①中有键的断裂和键、键的形成 C．反应②的热化学方程式为 D．的键能低于与的键能之和 11．（本题3分）已知在25℃、下，1mol 分解生成和需能量285.8kJ。反应过程中能量变化如图所示，下列说法正确的是 A．图像说明甲为气态水 B．甲→乙和丙→丁的变化都属于吸热反应 C．甲乙丙丁物质所具有的总能量大小关系为丙>丁>乙>甲 D．由甲→丁的热化学方程式为   12．（本题3分）一种采用双极膜电解硝酸盐制备氨气的方法可以提高产生氨气的法拉第效率【用FE表示，】，其工作原理如图所示。工作时双极膜中间层的解离出和并向两极移动，，。下列说法正确的是 A．双极膜中间层的解离出的向II室移动 B．电解一段时间后，I室电解质溶液pH减小 C．阴极生成的电极反应式为 D．当阳极产生标况下时，阴极产生 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）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）物质变化和能量变化在化学研究中占据核心地位，它们不仅是化学反应的基本特征，也是化学研究的重要对象。通过深入研究这些变化，可以更好地理解和利用化学反应，为人类的生产和生活带来更多的可能性。请回答以下问题： (1)如图所示，有关化学反应和能量变化的说法，不正确的是___________(填字母)。 A．反应物比生成物稳定 B．该反应一定需要加热才能发生 C．表示的是吸热反应的能量变化 D．此图可以表示强酸与强碱发生中和反应的能量变化 (2)化学反应的焓变与反应物和生成物的键能有关。 已知： 共价键 键能 436 247 则键的键能为___________。 (3)如图是与反应生成和的过程中能量变化示意图。 ①请写出该反应的热化学方程式：___________。 ②若在该反应体系中加入催化剂，则对反应热___________(填“有”或“无”)影响。 (4)金属钛()在航空航天、医疗器械等工业领域有着重要用途，目前生产钛的方法之一是将金红石()转化为，再进一步还原得到钛。转化为有直接氯化法和碳氯化法。在1000℃时反应的热化学方程式如下： i．直接氯化：   ii．碳氯化：   则反应的___________。 17．（本题15分）电化学原理在降低碳排放、实现碳中和目标中有广泛应用。回答下列问题： (1)我国科技工作者设计了工作原理如图1所示的可充电电池，以为电解质，电解液中加入1，3-丙二胺(PDA)以捕获，放电时还原为。 ①充电时电极应接电源的_______极(填“正”或“负”)，当电路中有电子通过时，通过阳离子交换膜离子的情况(包含物质的量、种类、移动方向)为_______。 ②放电时多孔碳纳米管电极上的电极反应式为_______。 (2)在稀硫酸中利用电催化可将转化为多种有机物，其原理如图2所示： ①a极是电源的_______极(填“正”或“负”)，交换膜X最好是_______(填“阳”或“阴”)离子交换膜；若将Pt电极换为Cu电极，其后果是_______。 ②写出电解时生成的电极反应式：_______；电解时电解质溶液中的数量_______(填“基本不变”、“明显变大”或“明显变小”)。 18．（本题15分）电化学原理广泛应用于日常生活、生产和科学技术等方面，根据题中提供的信息，回答相应问题： Ⅰ． (1)爱迪生蓄电池在充电和放电时发生的反应为，放电时正极的电极反应式为___________；充电时，Fe电极应为外接电源的___________相连（填“正极”或“负极”）。 Ⅱ．某兴趣小组的同学以甲醇燃料电池为电源研究有关电化学的问题。 (2)甲池中，通入甲醇一极的电极反应式为___________。 (3)乙池中，极(石墨)电极的电极反应式为___________。 (4)丙池中，通电前、两电极的质量相同，通电一段时间后： ①溶液中将___________(填“增大”“减小”或“不变”)。 ②两极的质量相差，则甲池中消耗的体积为___________(标准状况下)。 (5)丁池中，利用交换膜控制电解液中来制备纳米，离子交换膜为阴离子交换膜。 ①电极电势较高的电极是___________(填“Cu电极”或“Ti电极”)。 ②Ti电极附近溶液的碱性将___________(填“增大”“减小”或“不变”)。 ③电极的电极反应式为___________。 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 —— 第1章 化学反应与能量转化 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．（本题3分）我国首创的海洋电池以铝板、铂网作电极，海水为电解质溶液，空气中的氧气与铝反应产生电流。放电时，下列说法正确的是 A．铂电极上发生还原反应 B．阴离子移向正极 C．电子由铂网经外电路流向铝板 D．一段时间后，正极区附近溶液的pH变小 【答案】A 【分析】空气中的氧气与铝反应产生电流可知Al为负极，铂网为正极。 【详解】A．铂电极为正极，氧气在此被还原，发生还原反应，A正确； B．放电时阴离子应移向负极（铝板）以中和电荷，而非正极，B错误； C．电子从负极（铝板）经外电路流向正极（铂网），C错误； D．正极反应为O2+2H2O+4e-=4OH⁻，pH增大，D错误； 故选A。 2．（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。 3．（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。 4．（本题3分）已知25℃、101 kPa时，64 g液态肼()在足量氧气中完全燃烧生成(g)和(l)，放出1460 kJ的热量，下列热化学方程式书写正确的是 A．   B．   C．   D．   【答案】C 【详解】A．方程式物质状态正确，但未标注单位“·mol⁻¹”，且数值应为，A错误； B．未标明物质状态（如、等的状态），不符合热化学方程式书写规范，B错误； C．方程式为0.5 mol 肼燃烧，，与题目中2 mol 肼放热关系一致，且方程式配平正确、状态标注完整，C正确； D．方程式物质状态正确，但数值错误，方程式中肼的物质的量为1 mol，应为，D错误； 故答案选C。 5．（本题3分）中和反应的反应热测定实验中，用50 mL 0．50 盐酸和50 mL 0.55 NaOH溶液进行实验，简易装置如图所示。下列说法正确的是 A．如果用稀溶液和稀硫酸实验，不会影响结果 B．实验中若采用50 mL 0.50 的NaOH溶液会使实验结果更加准确 C．如果用铜质搅拌器，测得中和反应放出的热量会偏低 D．为了使酸碱充分反应，应当缓慢分次倒入NaOH溶液并搅拌 【答案】C 【详解】A．稀和稀硫酸发生反应，除中和放热外，生成沉淀会释放沉淀热，总放出热量大于强酸强碱中和生成水放出的热量，会干扰中和热测定结果，A错误； B．实验中略微过量，目的是保证盐酸完全被中和；若取，酸碱恰好理论等量，实验过程中有少量酸碱损耗，盐酸无法完全中和，增大实验误差，B错误； C．铜质搅拌器导热能力强，会将反应体系的热量传导散失至外界环境，体系测得温度变化值偏小，根据计算，测得中和反应放出的热量会偏低，C正确； D．应当一次性迅速倒入溶液；若缓慢分次倒入，反应放出热量持续散失到环境，造成偏小，增大实验误差，D错误； 故选C。 6．（本题3分）下列情景中对应电极上的电极反应式书写错误的是 选项 A B C D 情景 钢铁发生析氢腐蚀，正极反应为： 常温下，铁片和铜片在浓硝酸中组成原电池，负极反应为： 铁片连电源正极，碳棒连电源负极，电解溶液，阳极电极反应为： 常温下，镁、铝在氢氧化钠中组成原电池，负极反应为： 电极反应 ↑ A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【详解】A．钢铁发生析氢腐蚀，正极氢离子得到电子生成氢气，正极反应为↑，A正确； B．常温下，铁片和铜片在浓硝酸中组成原电池，由于铁发生钝化，所以负极是铜，负极反应为：，B错误； C．铁片连电源正极，碳棒连电源负极，电解溶液，阳极铁失去电子结合氢氧根离子生成氢氧化亚铁沉淀，电极反应为：，C正确； D．常温下，镁、铝在氢氧化钠中组成原电池，由于铝能和氢氧化钠溶液反应，铝是负极，负极反应为，D正确； 答案选B。 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）一种基于TEMPO衍生物作为储能活性材料的水系有机液流电池的工作原理如图： 下列说法正确的是 A．充电时，电极a发生氧化反应 B．放电时，电子从a极穿过离子交换膜流向b极 C．放电时，b极发生的反应为 D．放电时，外电路转移，理论上负极区溶液质量增加71 g 【答案】D 【分析】放电时该装置为原电池，由图中电极连接可知，为原电池负极，为原电池正极；充电时该装置为电解池，为电解池阴极，为电解池阳极，据此分析； 【详解】A．充电时电极a连接电源负极，为阴极，得电子发生还原反应，A错误； B．电子只能在外电路中移动，无法穿过离子交换膜，离子在电解质中迁移，B错误； C．放电时b为正极，发生得电子的还原反应，正确反应为 ，C错误； D．放电时阴离子向负极移动，转移2 mol电子时，有2 mol 进入负极区，负极区溶液质量增加，D正确； 故选D。 10．（本题3分）反应 ，可经两步完成，反应进程中能量变化如图所示，反应①为 。下列说法错误的是 A．总反应的焓变 B．反应①中有键的断裂和键、键的形成 C．反应②的热化学方程式为 D．的键能低于与的键能之和 【答案】D 【详解】A．根据盖斯定律，总反应的焓变，A正确； B．反应①为，丙烷转化为丙烯，过程中会断裂丙烷的键，同时形成丙烯中的双键，以及氢气中的键，B正确； C．由能量图可知，反应②的反应物为，生成物为，反应为吸热反应，，热化学方程式书写正确，C正确； D．反应①是吸热反应，焓变反应物总键能生成物总键能，即的键能大于与的键能之和，D错误； 故选D。 11．（本题3分）已知在25℃、下，1mol 分解生成和需能量285.8kJ。反应过程中能量变化如图所示，下列说法正确的是 A．图像说明甲为气态水 B．甲→乙和丙→丁的变化都属于吸热反应 C．甲乙丙丁物质所具有的总能量大小关系为丙>丁>乙>甲 D．由甲→丁的热化学方程式为   【答案】C 【详解】A．乙转化为甲的过程放热，气态水液化为液态水的过程放热，因此甲为液态水，乙为气态水，A错误； B．甲→乙为液态水汽化，属于吸热过程；丙→丁为原子结合形成分子，有化学键生成，属于放热过程，B错误； C．乙→甲放热，则能量乙甲；乙→丙为断裂化学键的过程，吸热，则能量丙乙；丙→丁为形成化学键的过程，放热，则能量丙丁；1mol乙（气态水）分解生成丁的过程吸热，则能量丁乙，因此总能量大小关系为丙丁乙甲，C正确； D．甲为液态水，甲→丁的热化学方程式应为，选项中反应物状态标注错误，D错误； 答案选C。 12．（本题3分）一种采用双极膜电解硝酸盐制备氨气的方法可以提高产生氨气的法拉第效率【用FE表示，】，其工作原理如图所示。工作时双极膜中间层的解离出和并向两极移动，，。下列说法正确的是 A．双极膜中间层的解离出的向II室移动 B．电解一段时间后，I室电解质溶液pH减小 C．阴极生成的电极反应式为 D．当阳极产生标况下时，阴极产生 【答案】D 【分析】该装置目的是电解硝酸盐制备，中N为+5价，生成（N为-3价）发生还原反应，因此承载该反应的电极A为阴极，连接电源负极；电极B为阳极，连接电源正极。 【详解】A．电解池中阳离子向阴极移动，双极膜解离出的应向阴极所在的I室移动，向阳极所在的II室移动，A错误； B．I室为阴极室，阴极上得电子发生还原反应生成​，同时双极膜解离出的向I室移动参与反应，对应的阴极电极反应式为： ，该反应过程中，根据电荷守恒，每消耗10个有8个H+进入阴极室，故消耗的H+逐渐增多，pH升高，B错误； C．双极膜解离的向阴极室移动，阴极室为酸性环境，会与结合为，正确电极反应式应为，C错误； D．标况下22.4L 为1mol，生成1mol 转移4mol电子，由可知，生成​转移的电子数占总通电电子数的50%，因此电路总通过电子数为；再由，生成​转移的电子为，1mol 生成需要转移8mol电子，因此得到的物质的量为，D正确； 故选D。 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）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）物质变化和能量变化在化学研究中占据核心地位，它们不仅是化学反应的基本特征，也是化学研究的重要对象。通过深入研究这些变化，可以更好地理解和利用化学反应，为人类的生产和生活带来更多的可能性。请回答以下问题： (1)如图所示，有关化学反应和能量变化的说法，不正确的是___________(填字母)。 A．反应物比生成物稳定 B．该反应一定需要加热才能发生 C．表示的是吸热反应的能量变化 D．此图可以表示强酸与强碱发生中和反应的能量变化 (2)化学反应的焓变与反应物和生成物的键能有关。 已知： 共价键 键能 436 247 则键的键能为___________。 (3)如图是与反应生成和的过程中能量变化示意图。 ①请写出该反应的热化学方程式：___________。 ②若在该反应体系中加入催化剂，则对反应热___________(填“有”或“无”)影响。 (4)金属钛()在航空航天、医疗器械等工业领域有着重要用途，目前生产钛的方法之一是将金红石()转化为，再进一步还原得到钛。转化为有直接氯化法和碳氯化法。在1000℃时反应的热化学方程式如下： i．直接氯化：   ii．碳氯化：   则反应的___________。 【答案】(1)BD (2) 434 (3) 无 (4) -223 【详解】（1） A．由图可知，反应物的总能量低于生成物的总能量，能量越低物质越稳定，故反应物比生成物稳定，A正确； B．该反应为吸热反应，但吸热反应不一定需要加热才能发生（如氢氧化钡晶体与氯化铵的反应在常温下即可发生），B错误； C．反应物总能量低于生成物总能量，表示的是吸热反应的能量变化，C正确； D．强酸与强碱发生的中和反应是放热反应，而图示为吸热反应的能量变化，故此图不可以表示中和反应的能量变化，D错误。 故答案选BD。 （2）化学反应的焓变 ，根据题意可得：，解得E(H−Cl)=434kJ⋅mol−1。 （3） ① 由图可知，该反应的焓变 ，故该反应的热化学方程式为：。 ② 若在该反应体系中加入催化剂，催化剂只能降低反应所需的活化能，改变反应途径和反应速率，但不改变反应物和生成物的总能量，因此对反应热（焓变）无影响。 （4）已知： i． ii． 根据盖斯定律，将反应 ii 减去反应 i，即可得到目标反应 。 因此，该反应的 。 17．（本题15分）电化学原理在降低碳排放、实现碳中和目标中有广泛应用。回答下列问题： (1)我国科技工作者设计了工作原理如图1所示的可充电电池，以为电解质，电解液中加入1，3-丙二胺(PDA)以捕获，放电时还原为。 ①充电时电极应接电源的_______极(填“正”或“负”)，当电路中有电子通过时，通过阳离子交换膜离子的情况(包含物质的量、种类、移动方向)为_______。 ②放电时多孔碳纳米管电极上的电极反应式为_______。 (2)在稀硫酸中利用电催化可将转化为多种有机物，其原理如图2所示： ①a极是电源的_______极(填“正”或“负”)，交换膜X最好是_______(填“阳”或“阴”)离子交换膜；若将Pt电极换为Cu电极，其后果是_______。 ②写出电解时生成的电极反应式：_______；电解时电解质溶液中的数量_______(填“基本不变”、“明显变大”或“明显变小”)。 【答案】(1) 负 有自右向左通过阳离子交换膜 (2) 正 阳 左端铜电极会被腐蚀直至消失 基本不变 【详解】（1）①放电时转化为，碳元素化合价由+4价降低为+3价，发生还原反应，所以多孔碳纳米管电极为正极、电极为负极，则充电时多孔碳纳米管电极为阳极、电极为阴极。充电时原电池的负极与电源的负极相连，会转化为，故电池中从右向左移动，电路中转移的电子所带电量与通过阳离子交换膜的所带电量相等，因此透过膜的物质的量为； ②由工作原理图可知，在多孔碳纳米管电极上得电子转化为，故有参与电极反应，相应电极反应式为。 （2）①转化为有机物时碳元素化合价降低，因此发生了还原反应，是阴极，极是阳极，是电源的正极；转化为有机物时，需要氢元素，阳极上水失去电子得到、，因此需要通过膜进入阴极区，因此交换膜最好是阳离子交换膜；若将电极换为电极，则该电极会失去电子，导致该电极被腐蚀，直至消失； ②电解时阴极的电极反应式为、、，阳极电极反应式为，由两个电极反应式可知，电解过程中溶液中的数量基本不变。 18．（本题15分）电化学原理广泛应用于日常生活、生产和科学技术等方面，根据题中提供的信息，回答相应问题： Ⅰ． (1)爱迪生蓄电池在充电和放电时发生的反应为，放电时正极的电极反应式为___________；充电时，Fe电极应为外接电源的___________相连（填“正极”或“负极”）。 Ⅱ．某兴趣小组的同学以甲醇燃料电池为电源研究有关电化学的问题。 (2)甲池中，通入甲醇一极的电极反应式为___________。 (3)乙池中，极(石墨)电极的电极反应式为___________。 (4)丙池中，通电前、两电极的质量相同，通电一段时间后： ①溶液中将___________(填“增大”“减小”或“不变”)。 ②两极的质量相差，则甲池中消耗的体积为___________(标准状况下)。 (5)丁池中，利用交换膜控制电解液中来制备纳米，离子交换膜为阴离子交换膜。 ①电极电势较高的电极是___________(填“Cu电极”或“Ti电极”)。 ②Ti电极附近溶液的碱性将___________(填“增大”“减小”或“不变”)。 ③电极的电极反应式为___________。 【答案】(1) 负极 (2) (3)（或） (4) 不变 448 (5) Cu电极 增大 【详解】（1）爱迪生蓄电池的反应为：，在放电过程中，Ni元素从+4价降至+2价，发生还原反应，是原电池正极，电极反应为：；在充电过程中，Fe从 +2价降至0价，发生还原反应，是电解池阴极，在充电时，应与外接电源负极连接； （2）甲池是燃料电池，通入的电极为负极，在碱性条件下生成和，C元素从-2价升至+4价，电极反应为：，通入的电极为正极，电极反应为：； （3）由第（2）问分析可知，甲池中通入的电极为正极，根据图像，乙池中的A电极与该极相连，则A电极为电解池阳极，B电极为电解池阴极，电极反应为：或； （4）①由第（3）问分析可知，B电极为电解池阴极，根据图像，丙池中的C电极与该极相连，在反应中失去电子，是丙电解池阳极，发生氧化反应：，则D电极是丙电解池阴极，发生还原反应：。阳极生成的与阴极消耗的的量相等，因此，溶液中的不变； ②当两电极质量相差17.28 g时，说明C电极消耗的Ag的物质的量，结合C电极反应：可知，该过程转移电子的物质的量。由第（2）问分析可知，甲池的正极反应为：，根据电子守恒，当反应转移0.08 mol电子时，该电极消耗的物质的量，在标准状况下的体积为； （5）①从图像可以看出，丁池中的Cu电极与丙池中的D电极连接，则该电极在反应中失去电子，是电解池阳极，电势更高，Ti电极与甲池的负极连接，则Ti电极是电解池阴极，电势更低； ②Ti电极是阴极，其电极反应为：，在电极附近浓度更高，使溶液碱性增强； ③Cu电极是阳极，由题干信息可知，可以通过控制在该电极制备纳米，则电极反应为： 。 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 $