高中化学单元测试——第1章化学反应与能量转化（较易版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）保护甲午海战致远舰，控制海水腐蚀至关重要。我国水下考古队员们潜入海底，把30公斤重的锌块固定在致远舰残存的铁甲表面。下列说法错误的是 A．致远舰在海水中主要发生电化学腐蚀 B．时间久了，锌块质量会越来越小 C．该法利用了牺牲阳极法的原理 D．将锌块换成铜块也能达到相同目的 3．（本题3分）如图是电解溶液的装置，其中c、d均为石墨电极。下列有关判断正确的是 A．a为负极，b为正极 B．a为阳极，b为阴极 C．电解过程中，c电极质量增加 D．电解过程中，氯离子浓度减小 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）用的盐酸与的氢氧化钠溶液在如图所示的装置中进行中和反应，通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和反应的反应热。下列说法错误的是 A．环形玻璃搅拌棒的作用是使盐酸与氢氧化钠溶液充分混合 B．氢氧化钠溶液浓度较大的原因是保证盐酸充分反应 C．为了使反应充分发生，可向酸溶液中分次加入碱溶液 D．若用同浓度的醋酸溶液代替盐酸进行实验，所测得的中和反应的反应热偏大 6．（本题3分）还原铁粉、氯化钠、炭粉组成的脱氧剂，可以用于糕点等食品的保存，其脱氧原理与铁的吸氧腐蚀相同。下列分析正确的是 A．脱氧原理为反应吸热，可以降低温度，从而延长糕点保质期 B．脱氧过程中铁作负极，电极反应式为 C．脱氧过程中炭粉作正极，电极反应式为 D．含有1.12 g铁粉的脱氧剂，理论上最多能吸收 224 mL（标准状况） 7．（本题3分）厦门大学国家重点实验室，受根瘤菌中固氮酶反应机理的启发，制备出生态友好经济高效的仿生纳米片电催化剂，可用于电化学法还原硝酸盐制，原理如图所示。下列说法正确的是 A．纳米片作阳极 B．向a电极移动 C．标准状况下，生成，转移电子 D．b电极表面发生的电极反应： 8．（本题3分）某新型电池可以处理含CN-的碱性废水，同时还可以淡化海水，电池构造示意图如图所示。下列关于电池工作时的说法正确的是 A．a极发生还原反应 B．b极上电极方程式为： C．Na+通过交换膜向左室迁移 D．反应中每消耗1molCN-，转移电子数为 9．（本题3分）市场上经常见到的标记为Li-ion的电池称为“锂离子电池”。它的负极材料是金属锂和碳的复合材料(碳作为金属锂的载体)，电解质为一种能传导的高分子材料。这种锂离子电池的电池反应为：，下列说法不正确的是 A．放电时负极材料中Li失去电子发生氧化反应 B．充电时外电路每转移1 mol ，阳极质量减少7 g C．该电池可用水溶液作为电解质 D．充电过程中向原电池负极移动 10．（本题3分）已知下列反应： ① ② ③，则反应③的反应热为 A． B． C． D． 11．（本题3分）N2O和CO反应可转化为无毒气体：。已知该反应分两步进行，反应进程中能量变化如图所示。 下列说法正确的是 A． B．改变反应条件可改变的值 C．，故反应无需加热即可发生 D．反应①的焓变小于反应②的焓变 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）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）钠离子电池凭借低成本、高安全性与优异电化学属性，成为锂离子电池在资源、成本、安全等维度的互补性技术选择。某种钠离子电池总反应方程式为：，其放电过程的工作原理如图。下列说法正确的是 A．放电时，电极B发生还原反应 B．放电时，电流从电极B流向电极A C．充电时，阳极电极反应为： D．充放电过程中，在正负极间进行可逆嵌脱 二、填空题 15．（本题14分）高铁电池是一种新型可充电电池，与普通电池相比，该电池能较长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应式为。请回答下列问题： (1)高铁电池的负极材料是_______，放电时负极的电极反应式为_______。 (2)放电时，正极发生_______(填“氧化”或“还原”)反应；正极的电极反应式为_______。放电时，_______(填“正”或“负”)极附近溶液的碱性增强。 以甲烷等碳氢化合物为燃料的新型燃料电池成本大大低于以氢气为燃料的传统燃料电池。一种以甲烷为燃料的电池装置示意图如下： (3)M口通入的气体是_______(填化学式)。 (4)外电路中电流的流向是_______(填“由a极到b极”或“由b极到a极”)。 (5)若转化为正盐，则消耗溶液时，需要标准状况下的体积是_______。 16．（本题14分）回答下列问题： (1)现将一定量的稀溶液、稀溶液、稀氨水分别和的稀盐酸恰好完全反应，其反应热分别为，则的大小关系为_____。 (2)在发射“神舟”七号的火箭推进器中装有肼和过氧化氢，当两者混合时即产生气体，并放出大量的热。已知：  ；  ，若用液态肼与足量过氧化氢反应生成氮气和液态水，则整个过程中放出的热量为__________。 (3)同素异形体相互转化的反应热相当小而且转化速率较慢，有时还很不完全，测定反应热很困难。 已知    ①     ② 则白磷转化为红磷的热化学方程式为_______________。相同状况下，白磷的稳定性比红磷_______________(填“高”或“低”)。 (4)用生产某些含氯有机物时会产生副产物。利用反应，可实现氯的循环利用。 已知：反应 (Ⅰ)：一定条件下反应中(为气态)有被氧化，放出的热量。 (Ⅱ)：①写出此条件下，反应A的热化学方程式______________________________。 ②断开键与断开键所需能量相差约为__________，中键比中键(填“强”或“弱”)_________。 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）氨燃料电池在航运、电力、交通等领域发挥着重要的作用。一种以氨燃料电池为电源的电解装置如下图所示，若A池工作5min时f极铁钥匙增重3.2g。 回答下列问题： (1)b电极为燃料电池的________极，A 池工作5 min 时 b 电极消耗O2(标准状况下)的体积为_________mL，a极电极反应式为_____________________________，A池中的离子交换膜为________交换膜(填“阳离子”或“阴离子”)。 (2)B池 NaCl溶液充足，若常温下溶液体积为1L，则5 min时该溶液的pH为_________。 (3)若用C池进行电解精炼铜，则应将_________(填“e”或“f”)极更换为粗铜；电解一段时间后，溶液中Cu2+浓度_________(填“减小”“增大”或“不变”)。 (4)D池工作5min时，h电极________(填“增重”或“减轻”)________g；g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）保护甲午海战致远舰，控制海水腐蚀至关重要。我国水下考古队员们潜入海底，把30公斤重的锌块固定在致远舰残存的铁甲表面。下列说法错误的是 A．致远舰在海水中主要发生电化学腐蚀 B．时间久了，锌块质量会越来越小 C．该法利用了牺牲阳极法的原理 D．将锌块换成铜块也能达到相同目的 【答案】D 【详解】A．致远舰的铁甲中含有碳，在海水（电解质溶液）中易形成无数个微小原电池，因此致远舰在海水中主要发生电化学腐蚀（吸氧腐蚀），A正确； B．已知锌比铁活泼，铁和锌发生原电池反应时，锌作负极失去电子，故时间久了，锌块质量会越来越小，B正确； C．由题干信息可知，将锌块固定在致远舰的甲板上，则锌块、铁板和海水能发生原电池反应，该法利用了牺牲阳极法的原理，C正确； D．由于铜比铁更不活泼，故将锌块换成铜块，则将加快甲板的腐蚀，故不能达到相同目的，D错误； 故答案为：D。 3．（本题3分）如图是电解溶液的装置，其中c、d均为石墨电极。下列有关判断正确的是 A．a为负极，b为正极 B．a为阳极，b为阴极 C．电解过程中，c电极质量增加 D．电解过程中，氯离子浓度减小 【答案】D 【详解】A．根据电流方向可知，a为正极，b为负极，A错误， B．根据电流方向可知，a为正极，b为负极，则c为阳极，d为阴极，B错误； C．电解过程中，d电极附近铜离子得到电子变为铜单质，并附着在d电极上，所以d电极质量增加，C错误； D．电解过程中，c电极附近氯离子失去电子变为氯气，因此浓度减小，D正确； 故选D。 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）用的盐酸与的氢氧化钠溶液在如图所示的装置中进行中和反应，通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和反应的反应热。下列说法错误的是 A．环形玻璃搅拌棒的作用是使盐酸与氢氧化钠溶液充分混合 B．氢氧化钠溶液浓度较大的原因是保证盐酸充分反应 C．为了使反应充分发生，可向酸溶液中分次加入碱溶液 D．若用同浓度的醋酸溶液代替盐酸进行实验，所测得的中和反应的反应热偏大 【答案】C 【详解】A．中和热测定装置中，通过上下移动环形玻璃搅拌棒使盐酸和氢氧化钠溶液充分混合，A项正确； B．为了保证的盐酸完全被氢氧化钠溶液中和，采用稍过量的氢氧化钠溶液，B项正确； C．为了使反应充分发生，同时减少热量损失，应向酸溶液中一次性快速加入碱溶液，C项错误； D．醋酸为弱酸，电离时吸收热量，导致最终放出的热量减少，使反应热数值偏低，偏大，D项正确； 答案选C。 6．（本题3分）还原铁粉、氯化钠、炭粉组成的脱氧剂，可以用于糕点等食品的保存，其脱氧原理与铁的吸氧腐蚀相同。下列分析正确的是 A．脱氧原理为反应吸热，可以降低温度，从而延长糕点保质期 B．脱氧过程中铁作负极，电极反应式为 C．脱氧过程中炭粉作正极，电极反应式为 D．含有1.12 g铁粉的脱氧剂，理论上最多能吸收 224 mL（标准状况） 【答案】C 【详解】A．由题意可知，脱氧原理为原电池反应，属于放热反应，A错误； B．由题意可知，脱氧过程中铁是原电池的负极，铁失去电子发生氧化反应生成亚铁离子，电极反应式为：，B错误， C．由题意可知，脱氧过程中炭粉是原电池的正极，水分子作用下氧气在正极得到电子发生还原反应生成氢氧根离子，电极反应式为：，C正确； D．由题意可知，脱氧过程中铁转化为铁离子，由得失电子数目守恒可知，含有1.12 g铁粉的脱氧剂，理论上最多能吸收标准状况下氧气的体积为：××22.4 L/mol=336 mL，D错误； 故选C。 7．（本题3分）厦门大学国家重点实验室，受根瘤菌中固氮酶反应机理的启发，制备出生态友好经济高效的仿生纳米片电催化剂，可用于电化学法还原硝酸盐制，原理如图所示。下列说法正确的是 A．纳米片作阳极 B．向a电极移动 C．标准状况下，生成，转移电子 D．b电极表面发生的电极反应： 【答案】C 【分析】右侧b电极与太阳能电池正极相连，则为阳极，发生失去电子的氧化反应，其电极反应为，a电极为阴极，其电极反应为，据此解答。 【详解】A．a电极纳米片与太阳能电池负极相连，作为极，故A错误； B．电解池中阴离子向阳极移动，则向b电极移动，故B错误； C．阴极的反应为，标准状况下，生成，即1mol，转移电子，故C正确； D．b电极为阳极，表面发生的电极反应为，故D错误； 故选C。 8．（本题3分）某新型电池可以处理含CN-的碱性废水，同时还可以淡化海水，电池构造示意图如图所示。下列关于电池工作时的说法正确的是 A．a极发生还原反应 B．b极上电极方程式为： C．Na+通过交换膜向左室迁移 D．反应中每消耗1molCN-，转移电子数为 【答案】D 【分析】从图中可以看出，在a极，CN-转化为和N2，C元素由+2价升高到+4价，N元素由-3价升高到0价，则a极失电子发生氧化反应，为该电池的负极；b极为正极。电池工作时，海水中的阴离子通过交换膜Ⅰ向a极区移动，海水中的阳离子通过交换膜Ⅱ向b极区移动。 【详解】A．由分析可知，a极为负极，失电子发生氧化反应，A不正确； B．b极为正极，H+得电子生成H2，电极反应式为：2H++2e-=H2↑，B不正确； C．a极为负极，b极为正极，电池工作时阳离子向正极移动，则Na+通过交换膜Ⅱ向右室迁移，C不正确； D．CN-转化为和N2，存在下列关系式：CN-——5e-，则反应中每消耗1molCN-，转移电子数为，D正确； 故选D。 9．（本题3分）市场上经常见到的标记为Li-ion的电池称为“锂离子电池”。它的负极材料是金属锂和碳的复合材料(碳作为金属锂的载体)，电解质为一种能传导的高分子材料。这种锂离子电池的电池反应为：，下列说法不正确的是 A．放电时负极材料中Li失去电子发生氧化反应 B．充电时外电路每转移1 mol ，阳极质量减少7 g C．该电池可用水溶液作为电解质 D．充电过程中向原电池负极移动 【答案】C 【详解】A．由总反应可知，放电时，负极锂失去电子发生氧化反应：，A正确； B．充电时，阳极失去电子发生氧化反应：，外电路每转移1 mol ，阳极释放出1mol锂离子，质量减少1mol×7 g/mol=7g，B正确； C．Li很活泼，会与水反应，不能用水溶液，C错误； D．充电过程为电解池，则向阴极也就是原电池负极移动，D正确； 故选C。 10．（本题3分）已知下列反应： ① ② ③，则反应③的反应热为 A． B． C． D． 【答案】D 【详解】由盖斯定律可知，②×2+①可得反应，其反应热。 故答案选D。 11．（本题3分）N2O和CO反应可转化为无毒气体：。已知该反应分两步进行，反应进程中能量变化如图所示。 下列说法正确的是 A． B．改变反应条件可改变的值 C．，故反应无需加热即可发生 D．反应①的焓变小于反应②的焓变 【答案】D 【详解】A．∆H=生成物的总能量-反应物的总能量或∆H=正反应的活化能-逆反应的活化能，根据图像可知ΔH≠E1-E2，A错误； B．改变反应条件，不能改变反应物、生成物的总能量，则不能改变焓变，即不能改变ΔH的值，B错误； C．由图可知该反应放热，ΔH<0，但反应条件与反应是放热还是吸热没有关系，C错误； D．根据图像可知反应①放出的热量多，由于∆H小于0，所以反应①的焓变ΔH1小于反应②的焓变ΔH2，D正确； 选D。 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）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）钠离子电池凭借低成本、高安全性与优异电化学属性，成为锂离子电池在资源、成本、安全等维度的互补性技术选择。某种钠离子电池总反应方程式为：，其放电过程的工作原理如图。下列说法正确的是 A．放电时，电极B发生还原反应 B．放电时，电流从电极B流向电极A C．充电时，阳极电极反应为： D．充放电过程中，在正负极间进行可逆嵌脱 【答案】D 【分析】放电时向电极A移动，可知电极A为正极，电极B为负极。放电时负极电极B的电极反应为，正极电极A的电极反应为。充电时阳极对应放电时正极的逆反应，阴极对应放电时负极的逆反应，放电时外电路电流从正极流向负极。 【详解】A．放电时电极B为负极，发生失电子的氧化反应，A错误； B．放电时外电路电流从正极电极A流向负极电极B，B错误； C．充电时阳极电极反应为，选项给出的是放电时负极的反应，C错误； D．放电时从负极脱嵌移向正极嵌入，充电时从正极脱嵌移向负极嵌入，可在正负极间可逆嵌脱，D正确； 故选 D。 二、填空题 15．（本题14分）高铁电池是一种新型可充电电池，与普通电池相比，该电池能较长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应式为。请回答下列问题： (1)高铁电池的负极材料是_______，放电时负极的电极反应式为_______。 (2)放电时，正极发生_______(填“氧化”或“还原”)反应；正极的电极反应式为_______。放电时，_______(填“正”或“负”)极附近溶液的碱性增强。 以甲烷等碳氢化合物为燃料的新型燃料电池成本大大低于以氢气为燃料的传统燃料电池。一种以甲烷为燃料的电池装置示意图如下： (3)M口通入的气体是_______(填化学式)。 (4)外电路中电流的流向是_______(填“由a极到b极”或“由b极到a极”)。 (5)若转化为正盐，则消耗溶液时，需要标准状况下的体积是_______。 【答案】(1) Zn (2) 还原 正 (3) (4)由b极到a极 (5)2.24L 【详解】（1）根据高铁电池的总反应式，负极材料是Zn，失电子发生氧化反应，放电时负极的电极反应式为； （2）放电时，正极发生还原反应；正极的电极反应式为；根据两极电极反应式，可知放电时，正极附近溶液的氢氧根浓度增大，碱性增强； （3）根据电解质溶液中离子移向，可知a为负极，M口通入，b为正极，N口通入氧气； （4）外电路中电流的流向是正极流向负极，即由b极到a极； （5）电池总反应为，可知消耗0.2molKOH时，需要0.1mol，标况下体积为2.24L。 16．（本题14分）回答下列问题： (1)现将一定量的稀溶液、稀溶液、稀氨水分别和的稀盐酸恰好完全反应，其反应热分别为，则的大小关系为_____。 (2)在发射“神舟”七号的火箭推进器中装有肼和过氧化氢，当两者混合时即产生气体，并放出大量的热。已知：  ；  ，若用液态肼与足量过氧化氢反应生成氮气和液态水，则整个过程中放出的热量为__________。 (3)同素异形体相互转化的反应热相当小而且转化速率较慢，有时还很不完全，测定反应热很困难。 已知    ①     ② 则白磷转化为红磷的热化学方程式为_______________。相同状况下，白磷的稳定性比红磷_______________(填“高”或“低”)。 (4)用生产某些含氯有机物时会产生副产物。利用反应，可实现氯的循环利用。 已知：反应 (Ⅰ)：一定条件下反应中(为气态)有被氧化，放出的热量。 (Ⅱ)：①写出此条件下，反应A的热化学方程式______________________________。 ②断开键与断开键所需能量相差约为__________，中键比中键(填“强”或“弱”)_________。 【答案】(1)(顺序合理即可) (2)163.52 (3) (白磷，s)=4P(红磷，s)   低 (4) 31.9 强 【详解】（1）稀NaOH、稀Ba(OH)₂均为强碱，和1mol HCl完全中和时都生成1mol H2O，放出的中和热数值相等，由于放热反应为负值，因此；稀氨水是弱碱，电离过程需要吸收热量，中和反应放出的总热量小于强酸强碱的中和热，对应更大（负值更小），因此三者关系为； （2）首先根据盖斯定律，将已知反应调整得到生成液态水的总反应： 已知反应1：，反应2：用反应1−4×反应2，可得：， 6.4g液态肼的物质的量为，对应放出的热量为； （3）根据盖斯定律，用反应① −4×反应②，消去中间产物： ，得到白磷转化为红磷的热化学方程式(白磷，s)=4P(红磷，s)  ；该反应为放热反应，说明白磷的能量高于红磷，能量越高物质越不稳定，因此白磷的稳定性比红磷低； （4）① 36.5g HCl（物质的量为1mol）被氧化放出28.9kJ热量，反应A中4mol HCl完全被氧化，放出的总热量为，热化学方程式为； ② 反应的焓变=反应物总键能之和 - 生成物总键能之和，设、分别为H-O键、H-Cl键的键能： ，整理得：，因此，说明断开1mol H-O键比断开1mol H-Cl键需要更多能量，H-O键更强。 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）氨燃料电池在航运、电力、交通等领域发挥着重要的作用。一种以氨燃料电池为电源的电解装置如下图所示，若A池工作5min时f极铁钥匙增重3.2g。 回答下列问题： (1)b电极为燃料电池的________极，A 池工作5 min 时 b 电极消耗O2(标准状况下)的体积为_________mL，a极电极反应式为_____________________________，A池中的离子交换膜为________交换膜(填“阳离子”或“阴离子”)。 (2)B池 NaCl溶液充足，若常温下溶液体积为1L，则5 min时该溶液的pH为_________。 (3)若用C池进行电解精炼铜，则应将_________(填“e”或“f”)极更换为粗铜；电解一段时间后，溶液中Cu2+浓度_________(填“减小”“增大”或“不变”)。 (4)D池工作5min时，h电极________(填“增重”或“减轻”)________g；g电极的电极反应式为_________________。 【答案】(1) 正 560 阴离子 (2)13 (3) e 减小 (4) 减轻 4.8 【详解】（1）由图可知，A池为氨燃料电池，通入氨气的a电极发生氧化反应生成氮气，故a电极为燃料电池的负极，b电极为燃料电池的正极；A池工作5min时f极铁钥匙增重，说明Fe表面析出Cu，是电镀池的阴极，f极反应为，增重3.2 g Cu的物质的量为，电路中转移电子总物质的量为0.1 mol。b极得电子反应为，转移0.1mol电子时消耗为0.025 mol，标况体积；a极是负极，碱性条件下被氧化为，电极反应式为；a极消耗，b极生成，为维持两侧NaOH溶液浓度稳定，需要从b侧移向a侧，因此离子交换膜为阴离子交换膜。 （2）B池为电解NaCl溶液的装置，总反应为，由（1）可知，A池工作5min时，电路转移0.1mol电子，则5 min时B池生成0.1 mol ，溶液体积为1L，则，常温下，pH=13。 （3）电解精炼铜时，粗铜作阳极接电源正极，因此需将e极（阳极）更换为粗铜；粗铜中比Cu活泼的杂质金属（如Zn、Fe等）会优先于Cu在阳极失电子，而阴极只有得电子析出Cu，同一时间内阳极溶解的Cu的物质的量小于阴极析出的Cu的物质的量，因此溶液中浓度减小。 （4）D池工作时是铅蓄电池充电过程，阴极(h极)反应为，故工作5min时转移0.1 mol e-阴极质量减少4.8 g；阳极(g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 $