专题1《化学反应与能量变化》练习题
一、单选题
1．锌镍—空气液流电池具有原材料储量丰富、价格相对便宜、能量密度高、氧化还原反应可逆性好，寿命长等优点，下图是我国科学家研发的拥有自主知识产权的锌镍空气液流电池。下列叙述正确的是
A．图甲表示电池放电，图乙表示电池充电
B．充电时正极反应为Ni(OH)2-e- +OH- =NiOOH+H2O
C．放电时溶液中OH- 向Pt/C电极移动
D．充电结束后，电解质溶液的pH减小
2．下列关于金属的腐蚀及防腐说法错误的是
A．马口铁(镀锡铁)镀层破损铁的腐蚀速率加快
B．为了防止钢铁设备腐蚀，利用外加电流的阴极保护法，应另附加一惰性电极，惰性电极作阴极
C．可以采用改变金属组成或结构的方法防止金属腐蚀
D．为保护海轮的船壳，利用牺牲阳极的阴极保护法，常在船壳上镶入锌块
3．碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而得到广泛应用。碱性锌锰电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反应式为Zn＋MnO2＋H2O=ZnO＋Mn(OH)2，下列说法中，错误的是
A．电池工作时，锌失去电子作负极，发生氧化反应
B．电池正极的电极反应式为MnO2＋2H2O+2e－=Mn(OH)2＋2OH－
C．电池工作时，电解质溶液中的OH-移向负极
D．电池工作时，电流的方向是由Zn极流向MnO2极
4．关于金属的腐蚀与防护的说法错误的是
A．在酸性环境中，钢铁发生析氢腐蚀，负极反应为：Fe-2e- =Fe2+
B．钢铁表面吸附极弱酸性或中性水膜，发生吸氧腐蚀，正极反应为：2H2O+O2+4e-=4OH-
C．外加电流法是把被保护的钢闸门作为阳极，用惰性电极作为辅助阴极
D．锅炉内壁镶嵌镁块能保护锅炉的钢铁部分
5．镁-锂双离子二次电池的装置如图所示，下列说法中错误的是
A．放电时，Mg为负极
B．充电时每转移1mol电子，左侧电解质溶液质量减少5g
C．充电时，阳极的电极反应式为
D．电池工作时发挥了镁离子和锂离子电池的性能优势，并减少了锂资源的应用
6．在铁制品上镀上一定厚度的锌层，以下设计方案正确的是
A．锌做阳极，镀件做阴极，溶液中含有Zn2+
B．铂做阴极，镀件做阳极，溶液中含有Zn2+
C．锌做阳极，镀件做阴极，溶液中含有Fe2+
D．锌做阴极，镀件做阳极，溶液中含有Zn2+
7．埋在地下的钢管常用如图所示方法加以保护，使其免受腐蚀，下列说法不正确的是
A．金属棒的材料可能为镁
B．钢管附近土壤的pH增大
C．这种方法称为外加电流的阴极保护法
D．镀锌铁片的镀层破坏后铁皮仍耐腐蚀的原理与此相同
8．下列实验装置能达到相应实验目的的是
A．装置①用于验证反应是否有CO2生成
B．装置②用于焙烧胆矾晶体
C．装置③用于制备少量含NaClO的消毒液
D．装置④用于测定中和反应的反应热
9．我国科学家研发了一种室温下“可呼吸”的二次电池。将溶于有机溶剂作为电解液，钠和负载碳纳米管的镍网分别作为电极材料，电池的总反应为：。下列说法错误的是
A．充电时，阳极反应为：
B．充电时释放，放电时吸收
C．放电时，正极反应为：
D．放电时，向负极移动
10．已知在时：
(1)
(2)
(3)
则时工业制氢气的一个重要反应的反应热为
A． B． C． D．
11．某科研人员提出HCHO与在羟基磷灰石(HAP)表面催化氧化生成、的历程，该历程示意图如下(图中只画出了HAP的部分结构)
下列说法正确的是
A．HAP在反应过程中的作用是降低反应的焓变
B．反应过程中过渡态的能量低于反应物的总能量
C．反应过程中只有极性共价键发生断裂与形成
D．根据图示信息，分子中的氧原子部分来自
12．下列反应既是氧化还原反应，又是吸热反应的是
A．Ba(OH)2 8H2O与NH4Cl混合 B．Al和Fe2O3高温条件下反应
C．碳与水蒸气制取“水煤气” D．高温煅烧石灰石
13．科研小组发现反应2A(g)+B(g)C(g)△H分两步进行，反应过程中的能量变化如图所示。下列说法正确的是
A．两步反应均为放热反应
B．第一步反应为2A(g)+B(g)M(g)
C．第二步反应是总反应的决速步骤
D．升高温度，E1、E2均不变反应过程
14．室温下，将溶于水会使溶液温度降低，热效应为，将溶于水会使溶液温度升高，热效应为；受热分解的化学方程式为，热效应为。则下列判断正确的是（ ）
A． B．
C． D．
15．氢气是重要的能源物质。通过太阳光催化分解水可制氢： ，下列有关说法正确的是
A．反应生成放出的能量
B．反应物中所有化学键键能之和大于生成物中所有化学键键能之和
C．每消耗水，反应中转移电子的物质的量为
D．若使用催化剂，则减小
二、填空题
16．某兴趣小组设计了一个燃料电池，并探究氯碱工业原理和粗铜的精炼原理，如图所示，其中乙装置中为阳离子交换膜。请按要求回答相关问题：
(1)甲中通入氧气的电极是___________极(填“正”或“负”)，通甲烷气体的电极反应式是___________。
(2)乙装置中电解的总离子方程式为___________，阴极产物为___________。
(3)若在标准状况下，有氧气参加反应，则丙装置中阴极析出铜的质量为___________。
(4)某同学利用铅蓄电池设计电解法制取漂白液的实验装置如图所示，a为电池的___________极。写出与反应生成漂白液的离子方程式：___________。
17．某实验小组设计用0.55mol/L的NaOH溶液50mL与0.50mol/L的盐酸50mL置于如下图所示的装置中进行测定中和热的实验。
该实验小组做了三次实验，每次取盐酸和NaOH溶液各50mL，并记录如下原始数据：
实验 序号 起始温度t1/℃ 终止温度 t2/℃ 温差 (t2-t1)/℃
盐酸 NaOH溶液 平均值
1 25.1 24.9 25.0 28.3 3.3
2 25.1 25.1 25.1 28.5 3.4
3 25.1 25.1 25.1 28.6 3.5
已知盐酸、NaOH溶液密度均近似为1.00g/cm3，中和后混合液的比热容c=4.18×10-3kJ/(g·℃)，则该反应的中和热ΔH=___________。(保留到小数点后1位)
18．已知：25℃、101kPa时，
Mn(s)+O2(g)=MnO2(s) H=-520kJ/mol
S(s)+O2(g)=SO2(g) H=-297kJ/mol
Mn(s)+S(s)+2O2(g)=MnSO4(s) H=-1065kJ/mol
SO2与MnO2反应生成无水MnSO4的热化学方程式是___________。
19．“西气东输”是西部开发的重点工程，这里的“气”是指天然气，其主要成分是甲烷。
(1)甲烷分子具有________________结构，其结构式是_________________。
(2)通常情况下，甲烷比较稳定，但在特定条件下，甲烷也会发生某些反应，请写出甲烷在光照条件下与氯气反应生成一氯甲烷的化学方程式________________________，该反应属于____________(填反应类型)。
(3)在一定条件下甲烷也可用于燃料电池。如图是甲烷燃料电池的原理示意图：
若正极的反应式为O2＋4H＋＋4e－=2H2O，则负极反应式为________________________________；该电池工作过程中，H＋的移动方向为从________到________(填“左”或“右”)。
20．I.由A、B、C、D四种金属按下表中装置进行实验。
装置
现象 二价金属A不断溶解 C的质量增加 A上有气体产生
根据实验现象回答下列问题：
(1)装置甲中负极的电极反应式是______________________________________。
(2)装置乙中正极的电极反应式是________________________________________。
(3)四种金属活泼性由强到弱的顺序是______________________。
II．分别按图所示甲、乙装置进行实验，图中两个烧杯中的溶液为相同浓度的稀硫酸，甲中A为电流表。
(1)下列叙述正确的是________。
A．两烧杯中铜片表面均无气泡产生 B．甲中铜片作正极，乙中铜片作负极
C．两烧杯中溶液中的H＋浓度均减小 D．产生气泡的速率甲中的比乙中的慢
(2)甲装置中，某同学发现不仅铜片上有气泡产生，锌片上也产生了气体，原因可能是________________________________________________________________________。
(3)甲装置中，若把稀硫酸换成CuSO4溶液，试写出铜电极的电极反应________________________。
21．已知下列几个热化学方程式：
①
②
③
请回答下列问题：
(1)写出由CO气体和合成液态甲醇的热化学方程式_______，该反应在_______自发进行(填“低温”、“高温”)。
(2)比较、CO、三种燃料，哪种燃料最好_______(写名称)，理由是(说出两点即可)①_______，②_______。
(3)现有标况下33.6LCO和的混合气体，充分燃烧生成气体和液态水，放出热量为426kJ。则CO和的体积比是_______，消耗标况下_______L。
(4)燃烧水煤气(和CO的混合气体)的燃气灶，如果把燃气改为，进氧量应_______(填“加大”或“减小”)。如果燃烧生成生成液态水，放出热量55.5kJ，则甲烷燃烧的热化学方程式为_______。
22．某兴趣小组的同学用下图所示装置研究有关电化学的问题(甲、乙、丙三池中溶质足量)，当闭合该装置的电键 K 时，观察到电流计的指针发生了偏转。
请回答下列问题：
(1)甲池为_______(选填“原电池”、“电解池”)，A电极的电极反应式为 _______。
(2)丙池中F电极为_______(选填“正极”、“负极”、“阴极”或“阳极”)，该池的总反应的化学方程式为 _______。
(3)当池中C极质量减少10.8 g时，甲池中B电极理论上消耗O2的体积为_______ mL(标准状况下)，一段时间后，断开电键 K，下列物质能使丙池恢复到反应前浓度的是_______(填字母)。
A．Cu B．CuO C．Cu(OH)2 D．CuCO3
(4)常温下，已知丙池中的溶液为 400 mL，合上开关 K，一段时间后，丙池中，阳极共收集到气体 224 mL(标准状况下)气体，则此时溶液的pH为_______。
23．回答下列问题
(1)以KOH溶液为电解质溶液设计氢氧燃料电池时，其负极反应的电极反应式为_______。
(2)电解原理在化学工业中有着广泛的应用。如图所示装置，C、D、E、F、X、Y都是惰性电极，甲、乙中溶液的体积和浓度都相同，A、B为外接直流电源的两极。将直流电源接通后，Y极附近颜色加深。请回答：
①外接直流电源中A为_______极，甲中电解时的化学反应方程式为_______，通过一段时间后向所得溶液中加入0.2 mol Cu(OH)2粉末，恰好恢复到电解前的浓度和pH，则电解过程中转移的电子的物质的量为_______。
②现用丙装置给铜件镀银，H为_______(填“镀件”或“镀层”)，当乙中溶液的pH是13时(此时乙溶液体积为500 mL)，丙中镀件上析出银的质量为_______。
(3)利用如图所示装置电解硝酸银溶液和饱和硫酸钠溶液(甲中盛有AgNO3溶液，乙中盛有饱和Na2SO4溶液)。
①通电一段时间，观察到湿润的淀粉KI试纸的_______(选填“C”或“D”)端变蓝。
②装置甲中阳极为_______，阴极的电极反应式 为_______。
③电解一段时间后，装置甲、乙中共收集到气体0.168 L(标准状况下)，测得装置甲中溶液的体积为1 L，则装置甲中溶液的pH为_______。
24．能源是国民经济发展的重要基础，我国目前使用的能源主要是化石燃料。
（1）熔融盐燃料电池具有高的发电效率，因而受到重视。可用熔融的碳酸盐作为电解质，向负极充入燃料气CH4，用空气与CO2的混合气作为正极的助燃气，以石墨为电极材料，制得燃料电池。工作过程中，CO32－移向__(填“正”或“负”)极，已知CH4发生反应的电极反应式为CH4＋4CO32-－8e－=5CO2＋2H2O，则另一极的电极反应式为___。
（2）利用上述燃料电池，按如图1所示装置进行电解，A、B、C、D均为铂电极，回答下列问题。
Ⅰ.甲槽电解的是200mL一定浓度的NaCl与CuSO4的混合溶液，理论上两极所得气体的体积随时间变化的关系如图2所示(气体体积已换算成标准状况下的体积，电解前后溶液的体积变化忽略不计)。
①原混合溶液中NaCl的物质的量浓度为___，CuSO4的物质的量浓度为__。
②t2时所得溶液的pH＝__。
Ⅱ.乙槽为200mLCuSO4溶液，乙槽内电解的总离子方程式：___；
①当C极析出0.64g物质时，乙槽溶液中生成的H2SO4为__mol。电解后，若使乙槽内的溶液完全复原，可向乙槽中加入__(填字母)。
A．Cu(OH)2 B．CuO
C．CuCO3 D．Cu2(OH)2CO3
②若通电一段时间后，向所得的乙槽溶液中加入0.2mol的Cu(OH)2才能恰好恢复到电解前的浓度，则电解过程中转移的电子数为__。
25．利用化学反应为人类生产生活提供能量。
(1)下列反应中，属于放热反应的是___________(填序号)。
①生石灰和水反应②二氧化碳与炽热的炭反应③氢氧化钠溶于水④炸药爆炸⑤碳酸钙高温分解⑥葡萄糖的缓慢氧化⑦和反应
(2)①在如图所示的量热计中，将100mL0.50mol·L-1CH3COOH溶液与100mL0.55mol·L-1NaOH溶液混合，温度从25.0℃升高到27.7℃。下列说法错误的是___________
A．若量热计的保温瓶绝热效果不好，则所测ΔH偏小
B．搅拌器一般选用导热性差的玻璃搅拌器
C．若选用同浓度同体积的盐酸，则溶液温度将升高至不超过27.7℃
D．所加NaOH溶液过量，目的是保证CH3COOH溶液完全被中和
②上述反应的能量变化可用图___________(填“a”或“b”)表示。
(3)为实现我国政府提出的2060年碳中和目标，须控制CO2的排放。请写出CO2与C反应生成CO的热化学方程式___________。
已知：①4CO(g)+Fe3O4(s)=3Fe(s)+4CO2(g) ΔH=-14kJ·mol-1
②3Fe(s)+2O2(g)=Fe3O4(s) ΔH=-1118kJ·mol-1
③C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-394kJ·mol-1
(4)当今，世界多国相继规划了碳达峰、碳中和的时间节点。因此，研发二氧化碳利用技术，降低空气中二氧化碳含量成为研究热点。大气中的二氧化碳主要来自于煤、石油及其他含碳化合物的燃烧。已知25℃时，相关物质的燃烧热数据如表：
物质 H2(g) C(石墨，s) C6H6(l)
燃烧热ΔH/ (kJ·mol-1) -285.8 -393.5 -3267.5
则25℃时H2(g)和C(石墨，s)生成C6H6(l)的热化学方程式为___________。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．D
【分析】锌镍空气液流电池中，活泼金属锌作负极，失去电子被氧化，空气中的氧气和NiOOH得到电子被还原，图甲中锌电极为电子流入的电极，图乙中锌电极为电子流出的电极，据此可判断图甲表示电池充电，图乙表示电池放电，据此分析解答。
【详解】A．根据分析，图甲表示电池充电，图乙表示电池放电，故A错误；
B．观察图甲，充电时正极上+2价镍和-2价氧均失去电子被氧化，电极反应为Ni(OH)2-5e- +5OH- =NiOOH+O2↑+3H2O，故B错误；
C．观察图乙，电池放电时溶液中阴离子向负极移动，即OH- 向锌电极移动，故C错误；
D．充电时消耗氢氧根离子生成氧气，所以充电结束后，电解质溶液的pH减小，故D正确；
答案选D。
2．B
【详解】A．铁比锡活泼，马口铁(镀锡铁)的表面一旦破损，构成原电池，Fe为负极，则铁腐蚀加快，故A不符合题意；
B．电解池中，阳极被腐蚀，阴极被保护，故应将钢铁的设备做阴极，惰性电极作阳极，故B符合题意；
C．将金属制成合金，即改变金属的组成和结构，能起到很好的防止腐蚀的作用，故C不符合题意；
D．海轮外壳镶嵌锌块，此时铁作为原电池的正极金属而被保护，不易腐蚀，是采用了牺牲阳极的阴极保护法，故D不符合题意；
答案选B。
3．D
【分析】根据电池总反应式为：Zn+MnO2+H2O═ZnO+Mn(OH)2，可知反应中Zn被氧化，为原电池的负极，负极反应为Zn-2e-+2OH-═ZnO+H2O，MnO2为原电池的正极，发生还原反应，正极反应为MnO2+2H2O+2e-═Mn(OH)2+2OH-，以此解答该题。
【详解】A. 根据总反应可知Zn失去电子被氧化，为原电池的负极，发生氧化反应，故A正确；
B. 根据电池总反应式为：Zn＋MnO2＋H2O=ZnO＋Mn(OH)2，可知反应中Zn被氧化，为原电池的负极，负极反应为Zn 2e +2OH ═ZnO+H2O，MnO2为原电池的正极，发生还原反应，正极反应为MnO2+2H2O+2e ═Mn(OH)2+2OH ，故B正确；
C. 原电池中，电解质溶液中的阴离子移向负极，即OH-移向负极，故C正确；
D. 原电池中，电流由正极经外电路流向负极， 即从MnO2极流向Zn极，故D错误；
故选D。
4．C
【详解】A．酸性环境中，钢铁形成原电池原理发生腐蚀，铁作负极，发生氧化反应，电极方程为Fe-2e- =Fe2+，A正确；
B．钢铁表面水膜酸性较弱或中性时，发生吸氧腐蚀，正极为氧气得电子发生还原反应，电极方程式为O2+4e– + 2H2O = 4OH–，B正确；
C．外加电流的阴极保护法是利用电解池原理让被保护的金属连电源的负极作为阴极，惰性电极作为辅助阳极，若被保护的金属作阳极将会发生氧化反应被腐蚀，C错误；
D．锅炉内壁镶嵌镁块，形成原电池原理，镁作负极被氧化，钢铁作正极被保护，D正确；
故答案选C。
5．C
【分析】放电时，左边镁为负极失电子发生氧化反应，反应式为Mg-2e-=Mg2+，右边为正极得电子发生还原反应，反应式为，电解质溶液中锂离子透过锂离子交换膜移向正极，充电时，外加电源的正极与右侧相连，阳极上LiFePO4失电子发生氧化反应，负极与左侧相连，据此解答。
【详解】A．由分析可知，放电时，Mg为负极，故A正确；
B．充电时，导线上每通过1mole-，左室发生还原反应，反应式为Mg2++2e-=Mg，反应减少0.5mol Mg2+，但右侧将有1molLi+移向左室，所以溶液质量减轻12-7=5g，故B正确；
C．充电时，阳极的电极反应式为，故C错误；
D．电池工作时可发挥镁离子和锂离子电池的性能优势，能减少锂资源的应用，故D正确；
故答案选C。
6．A
【详解】电镀时，镀层作阳极、镀件作阴极，电解质中含有与镀层相同金属元素的可溶性盐，在铁制品上镀上一层锌，则镀层锌作阳极、镀件Fe作阴极，含有锌离子的可溶性盐为电解质，符合条件的为A，故答案为：A。
7．C
【分析】地下的钢管被保护，应做正极，金属棒X为负极。
【详解】A．金属棒应比Fe活泼才能保护钢管，故A正确；
B．钢管作正极，发生反应O2+4e-+2H2O=4OH-，pH增大，故B正确；
C．此为牺牲阳极的阴极保护法，故C错误；
D．镀锌铁片的镀层破坏后铁皮仍为牺牲阳极的阴极保护法，故D正确；
故选C。
8．D
【详解】A．木炭与浓硫酸加热反应可生成二氧化硫，二氧化碳和二氧化硫均可与澄清石灰水反应、使澄清石灰水变浑浊，故A不能达到实验目的；
B．焙烧胆矾晶体应在坩埚中进行，故B不能达到实验目的；
C．上端与电源正极相连为阳极，阳极上氯离子放电生成氯气，阴极上生成氢气和NaOH，上端生成的氯气无法接触到NaOH，无法制备消毒液，故C不能达到实验目的；
D．测定中和反应的反应热，应在绝热装置中进行，碎泡沫塑料起保温作用，故图示装置是简易绝热装置，环形玻璃搅拌棒用于使酸碱充分混合反应、温度计用于测量最高温度，故D能达到实验目的；
答案为D。
9．A
【分析】原电池中负极发生失去电子的氧化反应，正极发生得到电子的还原反应，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，充电可以看作是放电的逆反应，据此解答。
【详解】A．充电时是电解，正极与电源的正极相连，作阳极，发生失去电子的氧化反应，反应为2CO+C-4e-=3CO2，故A错误；
B．电池的总反应为， 因此充电时释放CO2，放电时吸收CO2，故B正确；
C．放电时是原电池，正极是二氧化碳得到电子转化为碳，反应为：，故C正确；
D．放电时是原电池，向负极移动，故D正确；
故答案为A。
10．B
【详解】(1)
(2)
(3)
根据盖斯定律(3)- (2)- (1)可得，综上所述故选B。
11．B
【详解】A．HAP在该反应中作催化剂，不能减低反应的焓变，选项A错误；
B．过渡态不稳定，能量高，选项B正确；
C．反应过程中既有C-H键的断裂，又有O=O键的断裂，则反应过程中既有极性共价键的断裂，又有非极性共价键的断裂，选项C错误；
D．根据历程示意图可以看出，CO2分子中的氧原子一个来自氧气，一个来自甲醛，选项D错误；
答案选B。
12．C
【详解】A．Ba(OH)2 8H2O与NH4Cl混合反应是吸热反应，但反应中没有元素化合价变化，是非氧化还原反应，A不符合；
B．Al和Fe2O3高温条件下反应放热，有元素化合价变化，是氧化还原反应，B不符合；
C．碳与水蒸气制取“水煤气”是吸热反应，反应中有元素化合价变化，是氧化还原反应，C符合；
D．高温煅烧石灰石是吸热反应，但反应中没有元素化合价变化，是非氧化还原反应，D不符合；
答案选C。
13．B
【详解】A．由图可知，第一步反应为吸热反应，A项错误；
B．由总反应和第二步反应，推知第一步反应为，B项正确；
C．第一步反应的活化能大于第二步反应的活化能，故第一步反应是总反应的决速步骤，C项错误；
D．升高温度，、均增大，D项错误；
故选B。
14．A
【详解】溶于水会使溶液温度降低，说明是吸热过程，则① △H1＞0；
溶于水会使溶液温度升高，说明是放热过程，则② △H2＜0；
③受热分解的化学方程式为 △H3，
A．根据盖斯定律：△H3=△H1－△H2，由于△H1＞0和△H2＜0，因此△H3=△H1－△H2＞0，即△H1＞△H2，△H2＜△H3，故A正确；
B．根据盖斯定律：△H3=△H1－△H2，由于△H1＞0和△H2＜0，因此△H3=△H1－△H2＞0，即△H1＞△H2，△H2＜△H3，△H1＜△H3，故B错误；
C．由于△H2＜0，△H1＞0，△H3=△H1－△H2＞0，则△H1＋△H3＞△H2，C项错误；
D．根据B项的分析知，△H3＞△H1，△H2＜0， H1+ H2＜ H3，故D错误；
答案选A。
15．B
【详解】A． ，则生成，吸收的能量，A错误；
B．反应物中所有化学键键能之和-生成物中所有化学键键能之和，该反应的，故反应物中所有化学键键能之和大于生成物中所有化学键键能之和，B正确；
C．每消耗水，反应转移电子，C错误；
D．催化剂不改变反应的焓变，D错误；
故选B。
16．(1) 正
(2) 和
(3)12.8
(4) 负
【分析】甲装置为原电池，氧气通入的电极为正极，甲烷通入的电极为负极，乙池和丙池为电解池，电极从左往右依次为：阴极、阳极、阴极、阳极。
(1)
根据分析，甲中通入氧气的电极是正极，通甲烷气体的电极反应式是：；
(2)
乙装置为电解饱和食盐水的装置，电池的总反应为： ；阴极发生还原反应，水得电子生成氢气和氢氧根，故阴极产物为和；
(3)
若在标准状况下，有氧气参加反应，电路中转移电子的物质的量为：，丙装置中阴极铜离子得电子生成铜，1mol铜离子得2mol电子，析出铜的质量为：；
(4)
该装置的目的是电解饱和食盐水制备漂白液，故氯气应在下方电极产生，b电极为正极；氢氧化钠在上方电极产生，a电极为负极；制备漂白液的离子方程式为：。
17．-56.8kJ/mol
【详解】平均温差Δ(t2-t1)==3.4℃，反应中生成水的物质的量为0.05L×0.5mol/L=0.025mol，反应放出的热量Q=4.18×10-3kJ/(g·℃)×1.00g/cm3×(50mL+50mL)×3.4℃=1.4212kJ，则ΔH=-=-56.8kJ/mol。
18．MnO2(s)+SO2(g)=MnSO4(s) H=-248kJ/mol
【详解】已知反应①Mn(s)+O2(g)=MnO2(s) H=-520kJ/mol；②S(s)+O2(g)=SO2(g) H=-297kJ/mol；③Mn(s)+S(s)+2O2(g)=MnSO4(s) H=-1065kJ/mol，由③-(①+②)可得MnO2(s)+SO2(g)=MnSO4(s)，则 H=(-1065)-[(-297)+(-520)]=-248kJ/mol，故SO2与MnO2反应生成无水MnSO4的热化学方程式是：MnO2(s)+SO2(g)=MnSO4(s) H=-248kJ/mol。
19． 正四面体 CH4＋Cl2CH3Cl＋HCl 取代反应 CH4－8e-+2H2O=CO2+8H+ 左 右
【分析】甲烷的电子式为，从电子式可以看出，甲烷分子中4个C-H键的性质完全相同，分子高度对称；在光照条件下，甲烷分子中的氢原子可以被氯原子所替代，断裂C-H键，形成C-Cl键。甲烷可与氧气形成燃料电池，在酸性电解质中，CH4失电子的产物与电解质溶液作用生成CO2等，O2得电子的产物与H+反应生成H2O。
【详解】(1)甲烷分子中，4个C-H键完全相同，分子高度对称，具有正四面体结构；将电子式中的共用电子改成短线，就得到其结构式，所以其结构式是。答案为：正四面体；；
(2)甲烷在光照条件下与氯气反应生成一氯甲烷和氯化氢，反应的化学方程式CH4＋Cl2CH3Cl＋HCl，该反应属于取代反应。答案为：CH4＋Cl2CH3Cl＋HCl；取代反应；
(3)从电子流动的方向看，左边电极失电子，作原电池的负极，则通入的气体为甲烷；右边电极为正极，通入的气体为氧气。若正极的反应式为O2＋4H＋＋4e－=2H2O，则负极为CH4失电子的产物与电解质溶液作用生成CO2和H+，电极反应式为CH4－8e-+2H2O=CO2+8H+；该电池工作过程中，阳离子从负极移向正极，则H＋的移动方向为从左到右。答案为：CH4－8e-+2H2O=CO2+8H+；左；右。
【点睛】在酸性电解质中，不管是负极反应式还是正极反应式，都不能出现OH-，电解质溶液中的微粒只能出现H+和H2O。
20． A－2e－===A2＋ Cu2＋＋2e－===Cu D>A>B>C C 锌片不纯，锌与杂质构成原电池 Cu2＋＋2e－===Cu
【分析】I.(1)甲装置中，金属A不断溶解说明该装置构成了原电池，且A失电子发生氧化反应而作负极，B作正极；
（2）乙中C的质量增加，说明C上铜离子得电子发生还原反应，则C作原电池正极，B作负极；
（3）丙装置中A上有气体产生，说明A上氢离子得电子发生还原反应而作正极，D作负极，通过以上分析知，四种金属活动性强弱顺序是D＞A＞B＞C；
II．锌比铜活泼，能与稀硫酸反应，铜为金属活动性顺序表H元素之后的金属，不能与稀硫酸反应，乙没有形成闭合回路，不能形成原电池，甲形成闭合回路，形成原电池，根据原电池的组成条件和工作原理解答该题。
【详解】I.(1)该装置中，金属A不断溶解说明A失电子发生氧化反应生成金属阳离子进入溶液而作负极，B作正极，装置甲中负极的电极反应式是： A－2e－===A2＋ ；
(2)乙装置中，C的质量增加说明C电极上铜离子得电子发生还原反应，则C作正极，阳离子向正极移动，装置乙中正极的电极反应式是 Cu2＋＋2e－===Cu ；丙装置中A上有气体产生，说明A上氢离子得电子发生还原反应而作正极，D作负极，通过以上分析知，四种金属活动性强弱顺序是D＞A＞B＞C；
II．（1）A、铜为金属活动性顺序表H元素之后的金属，不能与稀硫酸反应，甲烧杯中铜片表面有气泡产生，故A错误；
B、没有形成闭合回路，不能形成原电池，故B错误；
C、两烧杯中硫酸都参加反应，氢离子浓度减小，故C正确；
D、甲能形成原电池反应，较一般化学反应速率更大，所以产生气泡的速率甲中比乙中快，故D错误；
故选C。
（2）在甲实验中，某同学发现不仅在铜片上有气泡产生，而且在锌片上也产生了气体，是由于锌片不纯，在锌片上形成原电池导致；
（3）在甲实验中，如果把硫酸换成硫酸铜溶液，Cu2＋在正极上得电子被还原产生Cu，电极反应式为Cu2＋+2e－=Cu。
【点睛】本题考查原电池的组成和工作原理，侧重于学生的分析能力的考查，解题关键：注意把握原电池的构成条件、电极方程式的书写等基础知识，难点I.(3)：四种金属活动性排序．
21．(1) CO(g)+2H2(g)=CH3OH(l)△H=-127kJ/mol 低温
(2) 燃烧产物对环境无污染 相同质量的燃料氢气放出的热量多
(3) 1:1 16.8
(4) 加大 CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-888kJ/mol
【解析】（1）
由反应方程式：①
②
③
根据盖斯定律，，可得CO(g)+2H2(g)=CH3OH(l)△H=[(-572kJ/mol)×2+(-564kJ/mol)-(-1454kJ/mol)]=-127kJ/mol。根据以上信息可知CO与H2制取甲醇的反应是放热、熵减反应，即△H<0，△S<0，又△H-T△S<0反应即可自发进行，则该反应在低温条件下可自发进行。
（2）
因为氢气与氧气反应燃烧，生成的只有水，故氢气的燃烧产物对环境无污染；而甲醇、CO燃烧后生成二氧化碳和水，二氧化碳属于温室效应气体，是大气变暖的主要因素。由热化学方程式可知，相同质量的燃料氢气放出的热量多。
（3）
根据和，标况下33.6L即1.5molCO和的混合气体，充分燃烧生成气体和液态水，放出热量为426kJ，设CO的物质的量为xmol，H2的物质的量为ymol，则x+y=1.5,282x+286y=426，解得x=y=0.75。同温同压下，体积之比等于物质的量之比，故CO和H2的体积比是1:1。根据反应方程式，消耗氧气的物质的量共为0.75mol，标况下体积为0.75mol×22.4L/mol=16.8L。
（4）
相同体积的水煤气(一氧化碳和氢气)与甲烷，甲烷消耗氧气多，故应该加大进氧量。如果燃烧生成生成液态水，放出热量55.5kJ，则1mol甲烷完全燃烧放出热量为888kJ，则甲烷燃烧的热化学方程式为CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-888kJ/mol。
22．(1) 原电池
(2) 阴极
(3) 560 BD
(4)1
【解析】(1)
甲池为原电池，CH3OH发生氧化反应，电极的电极反应式为；
(2)
丙池是电解池，F电极与甲池的A电极相连，A为原电池的负极，则F为阴极，该池阳极是水中氢氧根离子失电子生成氧气，阴极是铜离子得电子生成Cu，总反应的化学方程式为；
(3)
乙池为电解池，C为阳极电极反应为：Ag-e-=Ag+，D做阴极，电极反应为Cu2++2e-=Cu，乙池中C极质量减轻10.8g，则其物质的量n(Ag)==0.1mol，则转移电子为0.1mol，故甲池消耗O2为0.1 mol×=0.025mol，所以体积为0.025 mol×22.4L/mol=0.56L=560mL；一段时间后，断开电键K，根据少什么加什么，要使丙池恢复到反应前浓度，需加入CuO或者CuCO3，CuO与硫酸生成硫酸铜和水，CuCO3与硫酸生成硫酸铜、二氧化碳和水；故答案为：BD；
(4)
丙池为电解池，惰性电极电解CuSO4溶液，总反应为2CuSO4+2H2O2H2SO4+2Cu+O2↑，阳极共收集到气体224mL，O2～4e-～4H+，n(O2)==0.01mol，n(H+)=4×0.01mol=0.04mol，c(H+)==0.1mol/L，此时溶液的pH为1。
23．(1)
(2) 正极 +2H2SO4 0.4mol 镀件 5.4g
(3) C Pt 2
【详解】（1）以KOH溶液为电解质溶液设计氢氧燃料电池时，燃料电池属于原电池，其负极发生氧化反应。负极物质为氢气，碱性环境，所以反应的电极反应式为：，故答案为：；
（2）将直流电源接通后，Y极附近颜色加深，胶粒带正电荷，向阴极移动，所以Y极为阴极。可得出D、F、H、Y均为阴极，C、E、G、X均为阳极，A是电源正极，B是电源负极；故答案为：正极；在甲中C是阳极，D是阴极。在该溶液中阴离子有、，放电顺序：>，C电极发生反应：；阳离子有H+、，放电能力：> H+,所以D电极发生反应：，电解时总反应方程式为：+2H2SO4，故答案为：+2H2SO4；通电后加入0.2mol（相当于氧化铜和水）后溶液与电解前相同，根据铜元素守恒，所以析出金属铜的物质的量是0.2mol，则转移的电子是0.4mol；故答案为：0.4mol；电镀装置中，镀层金属必须作阳极连接电源的正极，镀件做阴极，连接电源的负极，所以丙装置中H应该是镀件，G是镀层金属；故答案为：镀件；当乙中溶液的pH是13时，(此时乙溶液体积为500 mL)时，根据电极反应，则放电的氢离子的物质的量为：0.1mol/L×0.5L=0.05mol，转移电子的物质的量为0.05mol电子时，丙中镀件上析出银的质量为m=0.05mol×108g/mol=5.4g; 故答案为：5.4g；
（3）D端与电源负极相连，为阴极，因此C端为阳极，发生氧化反应变成I2 ， I2遇到淀粉变蓝，故答案为：C; 装置甲中Pt与正极相连为阳极，Fe为阴极，阴极上得电子生成Ag，则阴极电极方程式为：，故答案为：Pt ；甲乙装置共收集气体0.168L(标况下)，应该分别为氧气和氢气，则氧气为0.168L×=0.056L,转移电子0.01mol，甲中有AgNO3溶液，电解生成硝酸，，则，则pH=2, 故答案为：2。
24． 负 O2＋2CO2＋4e－=2CO32-或2O2＋4CO2＋8e－=4CO32- 0.1mol L-1 0.1mol L-1 1 2Cu2＋＋2H2O2Cu＋O2↑＋4H＋ 0.01 BC 0.8NA
【分析】（1）根据燃料电池的电极反应式进行分析；
（2）Ⅰ.电解200mL一定浓度的NaCl与CuSO4混合溶液，阳极发生2Cl--2e-=Cl2↑、4OH--4e-=O2↑+2H2O，阴极发生Cu2++2e-=Cu、2H++2e-=H2↑，结合图可知，Ⅰ为阴极气体体积与时间的关系，Ⅱ为阳极气体体积与时间的关系。
Ⅱ.乙烧杯电解硫酸铜溶液，石墨为阳极，电极反应为4OH--4e-═O2↑+H2O，Cu为阴极，电极反应为Cu2++2e-═Cu，电解的总反应为2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4，结合反应进行分析。
【详解】（1）甲烷燃料电池中，负极上甲烷被氧化，电极方程式为CH4+4CO32--8e-=5CO2+2H2O，正极发生的反应是氧气得电子的过程，电极反应为：O2+2CO2+4e-=2CO32-，生成的CO32-向负极移动；
答案为负；O2＋2CO2＋4e－=2CO32-或2O2＋4CO2＋8e－=4CO32-；
（2）Ⅰ.电解200mL一定浓度的NaCl与CuSO4混合溶液，阳极发生2Cl--2e-=Cl2↑、4OH--4e-=O2↑+2H2O，阴极发生Cu2++2e-=Cu、2H++2e-=H2↑，结合图可知，Ⅰ为阴极气体体积与时间的关系，Ⅱ为阳极气体体积与时间的关系。
①由图可知，产生氯气为224mL，则由2Cl--2e-=Cl2↑可知，n(NaCl)=×2=0.02mol，所以c(NaCl)==0.1mol/L，由t2时生成氧气为112mL，n(O2)==0.005mol，则共转移电子为0.02mol+0.005mol×4=0.04mol，根据电子守恒及Cu2++2e-=Cu可知，n(CuSO4)==0.02mol，所以c(CuSO4)==0.1mol/L；
②由t2时4OH--4e-=O2↑+2H2O～4H+，n(H+)=0.005mol×4=0.02mol，则溶液的c(H+)==0.1mol/L，因此pH=-lg c(H+)=-lg0.1=1；
Ⅱ.乙烧杯电解硫酸铜溶液，石墨为阳极，电极反应为4OH--4e-═O2↑+H2O，Cu为阴极，电极反应为Cu2++2e-═Cu，电解的总反应为2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4，故答案为：2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4；
①取出Cu电极，洗涤、干燥、称量、电极增重0.64g，则生成Cu的物质的量为=0.01mol，转移的电子的物质的量为0.01mol×2=0.02mol，阳极反应的氢氧根离子的物质的量为0.2mol，生成的硫酸为0.1mol，根据电极方程式，电解过程中损失的元素有铜和氧，A、多加了H元素，错误；B、能够补充铜和氧元素，正确；C、CuCO3与硫酸反应放出二氧化碳，相当于加入了氧化铜，正确；D．Cu2(OH)2CO3多加了H元素，错误；故选BC；
②加入0.2 mol Cu(OH)2后恰好恢复到电解前的浓度，Cu(OH)2从组成上可看成CuO H2O，根据“析出什么加入什么”的原则知，析出的物质是氧化铜和水，则阴极上析出氢气和铜，生成0.2mol铜转移电子个数=0.2mol×2 =0.4mol，根据原子守恒知，生成0.2mol水需要0.2mol氢气，生成0.2mol氢气转移电子的个数=0.2mol×2 =0.4mol，所以电解过程中共转移电子数为0.8mol，数目为0.8NA，故答案为：0.8NA。
【点睛】本题考查电解原理及其计算，明确发生的电极反应及图图象的对应关系是解答本题的关键。做题时注意电极的判断和电极反应的书写，注意串联电路中各电极转移的电子数目相等，利用反应的方程式计算。
25．(1)①④⑥
(2) AC b
(3)CO2(g)+C(s)=2CO(g) ΔH=+172
(4)3H2(g)+ 6C(石墨，s)= C6H6(l) ΔH=+49.1
【详解】（1）常见的放热反应为氧化反应、中和反应、氧化钙与水反应等，则放热反应为①④⑥。
（2）①A．若量热计的保温瓶绝热效果不好，则所测定的热量值偏小，所测ΔH偏大，故A错误；
B．为防止热量散失，搅拌器一般选用导热性差的玻璃搅拌器，故B正确；
C．若选用同浓度同体积的盐酸，则无电离吸热过程，放出热量更多，溶液温度将升高至超过27.7℃，故C错误；
D．所加NaOH溶液过量，目的是保证CH3COOH溶液完全被中和，反应放热充分，故D正确；
故答案为：AC。
②该反应为放热反应，生成物能量更低，故应选择b图像；
（3）CO2与C反应生成CO的化学方程式为CO2(g)+C(s)=2CO(g)，反应焓变ΔH=ΔH(①) +ΔH(②) +ΔH(③)==+172，对应的热化学方程式为CO2(g)+C(s)=2CO(g) ΔH=+172。
（4）H2(g)、C(石墨，s)、C6H6(l)的燃烧热的热化学方程式分别为：H2(g)+ O2(g)= H2O(l) ΔH1=-285.8；C(石墨，s) +O2(g)=CO2(g) ΔH2=-393.5kJ·mol-1；C6H6(l) +O2(g)=6CO2(g)+ 3H2O(l) ΔH3=-3267.5。25℃时H2(g)和C(石墨，s)生成C6H6(l)的化学方程式为3H2(g)+ 6C(石墨，s)= C6H6(l)，对应的ΔH=3ΔH1+6ΔH2-ΔH3==+49.1。
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