第1章《化学反应与能量转化》测试卷
一、单选题
1．下列实验操作规范且能达到目的的是
A B C D
除去碳酸钠中的碳酸氢钠 氯气的净化 粗铜精炼 收集NO气体
A．A B．B C．C D．D
2．化学反应中的能量变化是由化学反应中旧化学键断裂时吸收的能量与新化学键形成时放出的能量不同引起的，如图为N2(g)和O2(g)反应生成NO(g)过程中的能量变化。则下列说法正确的是
A．通常情况下，NO比N2稳定
B．通常情况下，N2(g)和O2(g)混合能直接生成NO
C．1molN2(g)和1molO2(g)反应吸收的能量为180kJ
D．1molN2(g)和1molO2(g)具有的总能量大于2molNO(g)具有的总能量
3．某反应过程中能量变化如图所示。下列说法正确的是
A．反应过程a有催化剂参与
B．该反应为吸热反应，热效应等于ΔH
C．反应过程b可能分两步进行
D．有催化剂条件下，反应的活化能等于E1—E2
4．我国利用合成气直接制烯烃获重大突破，其原理是
反应①：
反应②：
反应③：
反应④：
反应⑤：
下列说法正确的是
A．反应③使用催化剂，减小
B．反应④中正反应的活化能大于逆反应的活化能
C．
D．
5．如图所示的装置，通电较长时间后，测得甲池中某电极质量增加2.16g，乙池中某电极上析出0.64g某金属。下列说法中正确的是
A．甲池是b电极上析出金属银，乙池是c电极上析出某金属
B．甲池是a电极上析出金属银，乙池是d电极上析出某金属
C．该盐溶液可能是CuSO4溶液
D．该盐溶液可能是Mg(NO3)2溶液
6．某种利用垃圾渗透液实现发电装置示意图如下，当该装置工作时，下列说法不正确的是
A．盐桥中K+向Y极移动
B．电路中流过7.5mol电子时，共产生标准状况下N2的体积为16.8L
C．电子流由X极沿导线流向Y极
D．Y极发生的反应为2＋10e-＋6H2O===N2↑＋12OH—，周围pH增大
7．下列有关化学反应的认识错误的是
A．一定有化学键的断裂与形成 B．一定有电子转移
C．一定有新物质生成 D．一定伴随着能量变化
8．根据所示的能量图，下列说法正确的是
A．断裂和的化学键所吸收的能量之和小于断裂的化学键所吸收的能量
B．的总能量大于和的能量之和
C．和的能量之和为
D．
9．常温常压下，充分燃烧一定量的乙醇放出的热量为Q kJ，用400mL 5mol·L-1 KOH溶液吸收生成的CO2，恰好完全转变成正盐，则充分燃烧1mol C2H5OH所放出的热量为
A．Q kJ B．2Q kJ C．3Q kJ D．4Q kJ
10．利用下列装置(夹持装置略)进行实验，能达到实验目的的是
①②③④
A．图①装置可制备无水 MgCl2
B．图②装置可证明氧化性：Cl2＞Br2＞I2
C．图③装置可制乙烯并验证其还原性
D．图④装置可观察铁的析氢腐蚀
11．关于下列装置说法正确的是
A．装置①中电子由Zn流向Fe，装置中有Fe2＋生成
B．装置②工作一段时间后，a极附近溶液的pH增大
C．装置③中钢闸门应与外接电源的正极相连获得保护
D．装置④盐桥中KCl的Cl－移向乙烧杯
12．游泳池水质普遍存在尿素超标现象，一种电化学除游泳池中尿素的实验装置如下图所示(样品溶液成分见图示)，其中钌钛常用作析氯电极，不参与电解。已知：，下列说法正确的是
A．电解过程中不锈钢电极会缓慢发生腐蚀
B．电解过程中钌钛电极上发生反应为
C．电解过程中不锈钢电极附近pH降低
D．电解过程中每逸出22.4LN2，电路中至少通过6mol电子
13．图为卤素单质()和反应的转化过程，相关说法不正确的是
A．
B．生成的反应热与途径无关，
C．过程中： 则
D．化学键的断裂和形成时的能量变化是化学反应中能量变化的主要原因
14．分别取50 mL0.50 mol/L盐酸与50 mL0.55 mol/L氢氧化钠溶液混合进行中和热的测定，下列说法不正确的是
A．仪器A的名称是环形玻璃搅拌棒
B．用稍过量的氢氧化钠可确保盐酸完全反应
C．为减少热量损失，酸碱混合时需将量筒中NaOH溶液快速倒入小烧杯中
D．用稀硫酸和Ba(OH)2代替盐酸和NaOH溶液进行反应，结果也正确
15．新中国成立70年来，中国制造、中国创造、中国建造联动发力，不断塑造着中国崭新面貌，以下相关说法不正确的是
A．C919大型客机中大量使用了镁铝合金
B．华为麒麟芯片中使用的半导体材料为二氧化硅
C．北京大兴国际机场建设中使用了大量硅酸盐材料
D．港珠澳大桥在建设过程中使用的钢材为了防止海水腐蚀都进行了环氧涂层的处理
二、填空题
16．氢能是发展中的新能源，它的利用包括氢的制备、储存和应用三个环节。回答下列问题：
(1)与汽油相比，氢气作为燃料的优点是____________(至少答出两点)。但是氢气直接燃烧的能量转换率远低于燃料电池，写出碱性氢氧燃料电池的负极反应式：__________________。
(2)利用太阳能直接分解水制氢，是最具吸引力的制氢途径，其能量转化形式为__________________。
17．回答下列问题:
(1)将燃煤产生的二氧化碳回收利用，可达到低碳排放的目的。图是通过人工光合作用，以CO2和H2O为原料制备HCOOH和O2的原理示意图。电极b作___________极，发生的电极反应式为___________。
(2)浓差电池中的电动势是由于电池中存在浓度差而产生的。某浓差电池的原理如图所示，该电池从浓缩海水中提取LiCl的同时又获得了电能。
①X为___________极，Y电极反应式为___________。
②Y极生成1 mol Cl2时，___________mol Li+移向X极。
(3)一种以肼(N2H4)为液体燃料的电池装置如图所示。该电池用空气中的氧气作氧化剂，KOH溶液作电解质溶液。负极反应式为___________，正极反应式为___________。
18．电解原理在生产生活中应用广泛，请回答下列问题：
（1）①电解法制备金属铝的化学反应方程式为___。
②为了防止铁器被腐蚀常用电解法在其表面镀铜，此时铁器应与电源__极相连；电解精炼铜时，粗铜应与电源__极相连。
③利用如图装置，可以模拟铁的电化学防护。为减缓铁的腐蚀，开关K应置于__处。
（2）用石墨电极电解100mLH2SO4和CuSO4的混合溶液，通电一段时间后，阴、阳两极分别收集到2.24L和3.36L气体（标况下），溶液想恢复至电解前的状态可加入___。
A．0.2molCuO和0.1molH2O B．0.1molCuCO3
C．0.1molCu(OH)2 D．0.1molCu2(OH)2CO3
（3）汽车尾气排放的CO、NOx等气体是大气污染的主要来源，NOx也是雾霾天气的主要成因之一。利用反应NO2＋NH3→N2＋H2O(未配平)消除NO2的简易装置如图所示。
①电极a的电极反应式为___。
②常温下，若用该电池电解0.6L1mol/L的食盐水，当消耗336mLB气体（标况下）时电解池中溶液的pH=__（假设电解过程溶液体积不变）。
三、计算题
19．回答下列问题：
(1)高炉冶铁过程中，甲烷在催化反应室中产生水煤气(和)还原氧化铁，有关反应为： ①。
已知： ②。
则与反应生成和的热化学方程式为___________。
(2)已知： ①
②
写出脱水反应的热化学方程式：___________。
20．(1)实验测得16 g甲醇CH3OH(l)在氧气中充分燃烧生成二氧化碳气体和液态水时释放出363.25kJ的热量，试写出甲醇燃烧的热化学方程式：_____________。
(2)合成氨反应N(g)+3H2(g)2NH3(g) △H＝a kJ·mol-1，能量变化如图所示：
①该反应通常用铁作催化剂，加催化剂会使图中E__(填“变大”“变小”或“不变”，下同)，图中△H___。
②有关键能数据如下：
化学键 H—H N—H N≡N
键能(kJ mol-1) 436 391 945
试根据表中所列键能数据计算a为_______。
(3)发射卫星时可用肼(N2H4)为燃料，用二氧化氯为氧化剂，这两种物质反应生成氮气和水蒸气。
已知：①N2(g)+2O2(g)＝2NO2(g) △H1＝a kJ·mol-1
②N2H4(g)+O2(g)＝N2(g)+2H2O(g) △H2＝b kJ·mol-1
写出肼和二氧化氮反应生成氮气和气态水的热化学方程式：_______。
21．氮是地球上含量丰富的一种元素，氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。
(1)如图是(g)和(g)反应生成1mol(g)过程中能量的变化示意图，请写出和反应的热化学方程式∶___________
(2)若已知下列数据∶
化学键 H-H N=N
键能/kJ·mol-1 435 943
试根据表中及图中数据计算N－H的键能∶___________kJ·mol-1
(3)用催化还原NOx还可以消除氮氧化物的污染。已知：
①
②
若1mol还原NO至，则该反应过程中的反应热△H3___________kJ/mol(用含a、b的式子表示)。
(4)捕碳技术(主要指捕获)在降低温室气体排放中具有重要的作用。目前和已经被用作工业捕碳剂，它们与可发生如下可逆反应：
反应I：
反应II：
反应Ⅲ：
则△H3与△H1、△H2之间的关系是△H3=___________。
四、实验题
22．Ⅰ、某探究性学习小组为测量中和反应反应热，向20mL1.5NaOH溶液中逐滴滴加某浓度的H2SO4溶液，搅拌均匀后并迅速记录溶液温度，实验过程操作规范正确，测量的简易装置如图甲所示，根据实验数据绘制的曲线如图乙。
回答下列问题：
(1)仪器a的名称为___________。
(2)若用浓硫酸代替稀硫酸，M点将___________(填“向左上方移动”“向右上方移动”或“不移动”)，原因是___________。
(3)写出氢氧化钠溶液与稀硫酸反应的离子方程式___________；
Ⅱ、乙同学利用控制变量法探究影响硫代硫酸钠与稀硫酸反应速率的因素时，设计了如下系列实验：
实验序号 反应温度/ 浓度 稀硫酸
① 20 10.0 0.10 10.0 0.50 0
② 40 0.10 0.50
③ 20 0.10 4.0 0.50
(4)该实验①、②可探究___________对反应速率的影响，因此是___________。
(5)实验①、③可探究硫酸浓度对反应速率的影响，因此___________。
23．为探究原电池和电解池的工作原理，某研究性小组分别用如图所示装置进行实验。
（1）甲装置中，a电极的反应式为_____。
（2）乙装置中，阴极区产物为_____。
（3）丙装置是一种家用84消毒液（NaClO）发生器。外接电源a为_____ (填“正”或“负”)极，该装置内发生反应的化学方程式为_____、_____。
（4）若甲装置作为乙装置的电源，一段时间后，甲中消耗气体与乙中产生气体的物质的量之比为_____ (不考虑气体的溶解)。
（5）某工厂采用电解法处理含Cr2O72-的废水，耐酸电解槽用铁板作阴、阳极，槽内盛放含铬废水，Cr2O72-被还原成为Cr3+，Cr3在阴极区生成Cr(OH)3沉淀除去，工作原理如图。
①写出电解时阴极的电极反应式____。
②写出Cr2O72-被还原为Cr3+的离子方程式____。
24．研究金属腐蚀和防护的原理很有现实意义。
(1)图甲为探究钢铁的吸氧腐蚀的装置。某兴趣小组按该装置进行实验，发现导管中水柱上升缓慢，下列措施可以更快、更清晰地观察到水柱上升现象的有_______(填序号)。
A．用纯氧气代替具支试管内空气
B．用酒精灯加热具支试管提高温度
C．将铁钉换成铁粉和碳粉混合粉末并加入少许食盐水
D．将玻璃导管换成更细的导管，水中滴加红墨水
(2)该小组将图甲装置改进成图乙装置并进行实验，导管中红墨水液柱高度随时间的变化如表所示，根据数据可判断腐蚀的速率随时间变化逐渐_______(填“加快”“减慢”或“不变”)，你认为影响钢铁腐蚀的因素为_______。
时间/min 1 3 5 7 9
液柱高度/cm 0.8 2.1 3.0 3.7 4.2
(3)为探究图乙中a、b两点所发生的反应，进行以下实验，请完成表中空白：
实验操作 实验现象 实验结论
向NaCl溶液中滴加2~3滴酚酞溶液 a点附近溶液出现红色 a点电极反应为_______
一段时间后再滴加2~3滴铁氰化钾溶液 b点周围出现蓝色沉淀 b点电极反应为Fe-2e-=Fe2+
(4)设计图丙装置研究弱酸性环境中腐蚀的主要形式。测定锥形瓶内气压和空气中氧气的体积分数随时间变化如图丁所示，从图丁中可分析，t1~t2s之间主要发生_______(填“吸氧”或“析氢”)腐蚀，原因是_______。
(5)金属阳极钝化是一种电化学防护方法。将Fe作阳极置于H2SO4溶液中，一定条件下，Fe钝化形成致密Fe3O4氧化膜，试写出该阳极的电极反应_______。
参考答案：
1．D
【详解】A．加热固体应在坩埚中进行，A错误；
B．除去氯气中的氯化氢和水，应先通入饱和食盐水，再通入浓硫酸，B错误；
C．粗铜精炼时粗铜应作阳极，与电源正极相连，C错误；
D．NO能与氧气反应，但不溶于水，故用排水法收集NO，D正确；
答案选D。
2．C
【详解】A． N2键能为946kJ/mol，NO键能为632kJ/mol，键能越大，越稳定，则通常情况下，N2比NO稳定，选项A错误；
B． 通常情况下，N2(g)和O2(g)混合反应生成NO需要一定的条件，不能直接生成NO，选项B错误；
C． 断开化学键需要吸收能量为946kJ/mol+498kJ/mol=1444kJ/mol，形成化学键放出的能量为2×632kJ/mol=1264kJ/mol，则1mol N2(g)和1mol O2(g)反应吸收的能量为(1444-1264)kJ=180kJ，则1mol N2(g)和1mol O2(g)反应吸收的能量为180kJ，选项C正确；
D． 吸收能量为1444kJ/mol，放出的能量为1264kJ/mol，说明该反应是吸热反应，1mol N2(g)和1mol O2(g)具有的总能量小于2mol NO(g)具有的总能量，选项D错误，
答案选C。
3．C
【详解】A．催化剂能降低反应的活化能，则b中使用了催化剂，A说法错误；
B．反应物能量高于生成物，为放热反应， H=生成物能量-反应物能量，B说法错误；
C．根据图象可知，反应过程b可能分两步进行，C说法正确；
D．E1、E2表示反应过程中不同步反应的活化能，整个反应的活化能为能量较高的E1，D说法错误；
故选C。
4．C
【详解】A．催化剂不能改变焓变，A错误；
B．反应④是放热反应，其中正反应的活化能小于逆反应的活化能，B错误；
C．根据盖斯定律：①－②即得到氢气燃烧的热化学方程式，氢气燃烧是放热反应，所以ΔH1－ΔH2<0，C正确；
D．根据盖斯定律：③×3+⑤得3CO（g）+6H2（g）→CH3CH=CH2（g）+3H2O（g）△H=-301.3kJ mol-1，D错误，
故答案选C。
【点睛】
5．C
【分析】甲池中a极与电源负极相连为阴极，电极上银离子得电子析出银单质，b电极为阳极，水电离出的氢氧根放电产生氧气，同时产生氢离子；乙池中c为阴极，d为阳极，乙池电极析出0.64g金属，金属应在c极析出，说明乙池中含有氧化性比氢离子强的金属阳离子。
【详解】A．甲池a极上析出金属银，乙池c极上析出某金属，故A错误；
B．甲池a极上析出金属银，乙池c极上析出某金属，故B错误；
C．甲池的a极银离子得电子析出银单质，2.16gAg的物质的量为，由Ag++e-=Ag，可知转移0.02mol电子，乙池电极析出0.64g金属，说明乙池中含有氧化性比氢离子强的金属阳离子，Cu2+氧化性强于氢离子，会先于氢离子放电，由Cu2++2e-=Cu，转移0.02mol电子生成0.01molCu，质量为m=n M=0.01mol×64g/mol=0.64g，则某盐溶液可能是CuSO4溶液，故C正确；
D．Mg2+氧化性弱于H+，电解时在溶液中不能得电子析出金属，所以某盐溶液不能是Mg(NO3)2溶液，故D错误；
故答案为C。
6．B
【分析】根据处理垃圾渗滤液并用其发电的示意图知道：装置属于原电池装置，X是负极，氨气发生失电子的氧化反应，电极反应式为：2NH3-6e-+6OH-═N2+6H2O，Y是正极，发生得电子的还原反应，电极反应式为：2+10e-+6H2O═N2↑+12OH-，电解质里的阳离子移向正极，阴离子移向负极，电流从正极流向负极，据此回答。
【详解】A．处理垃圾渗滤液的装置属于原电池装置，盐桥中的阳离子移向正极，即盐桥中K+向Y极移动，故A正极；
B．X是负极，氨气发生失电子的氧化反应，电极反应式为：2NH3-6e-+6OH-═N2+6H2O，Y是正极，发生得电子的还原反应，电极反应式为：2+10e-+6H2O═N2↑+12OH-，则总反应式为：5NH3+3═4N2+6H2O+3OH-，则电路中流过7.5 mol电子时，共产生标准状况下N2的体积为×4mol×22.4L/mol=44.8L，故B错误；
C．电子从负极经外电路流向正极，即X极沿导线流向Y极，故C正确；
D．Y是正极，发生得电子的还原反应，2+10e-+6H2O═N2↑+12OH-，生成氢氧根离子，周围pH 增大，故D正确；
故答案为B。
7．B
【详解】A．化学反应的实质是旧化学键的断裂和新化学键的形成，所以化学反应中一定有化学键的断裂与形成，A正确；
B．化学反应中不一定有电子转移，如酸碱中和反应，B错误；
C．有新物质生成的反应为化学反应，所以化学反应中一定有新物质生成，C正确；
D．断裂化学键吸热，形成化学键放热，化学反应中有化学键的断裂和形成，所以化学反应中一定伴随着能量变化，D正确；
故选B。
8．B
【详解】A．右图示可知，该反应为吸热反应，故断裂和的化学键所吸收的能量之和大于断裂的化学键所吸收的能量，A错误；
B．右图示可知，该反应为吸热反应，故生成物的总能量高于反应物的总能量，即的总能量大于和的能量之和，B正确；
C．由图示可知，和的键能之和为，C错误；
D．反应热等于正反应的活化能减去逆反应的活化能，故该反应的热化学方程式为：，D错误；
故答案为：B。
9．B
【详解】氢氧化钾的物质的量为2mol，与二氧化碳反应转化为正盐，需要二氧化碳的物质的量为1mol，则根据乙醇燃烧方程式分析，乙醇的物质的量为0.5mol，则1mol乙醇完全燃烧放出的热量为2Q kJ。
故选B。
10．A
【详解】A．由于镁离子水解，因此得到MgCl2，需要在HCl气流中加热，因此图①装置可制备无水 MgCl2，故A符合题意；
B．图②装置不能证明氧化性：Cl2＞Br2＞I2，可能氯气过量，将KI氧化为I2，从而使淀粉变蓝，故B不符合题意；
C．由于乙醇易挥发，图③装置可制乙烯，但乙醇和乙烯都能使酸性高锰酸钾褪色，因此不能证明酸性高锰酸钾褪色是乙烯的还原性，故C不符合题意；
D．NaCl溶液是中性环境，因此图④装置可观察铁的吸氧腐蚀，故D不符合题意。
综上所述，答案为A。
11．B
【详解】A．锌比铁活泼，锌作负极，电子从负极锌流出经导线流向正极铁，铁被保护，不可能产生二价铁离子，故A错误；
B．a为与电源负极相连是阴极，氢离子得电子发生还原反应生成氢气，破坏水的电离平衡，氢氧根浓度增大，碱性增强，pH值增大，故B正确；
C．用外加电源的阴极保护法保护金属，被保护的金属应该接电源的负极，即钢闸门应与外接电源的负极相连，故C错误；
D．原电池中阴离子向负极移动，锌是负极，所以Cl－移向甲烧杯，故D错误。
答案选B。
12．B
【详解】A．根据投料及电极的性能可知，a为电源负极，b为电源正极，钢电极做电解池阴极，相当于外接电流的阴极保护，不发生腐蚀，A项错误；
B．钌钛电极上氯离子失电子生成氯气，发生的电极反应式为，B项正确；
C．电解过程中不锈钢电极上水得电子生成氢气和氢氧根，发生的电极反应式为，其附近pH升高，C项错误；
D．未强调标准状况下，无法计算，D项错误；
故选B。
13．C
【详解】A．化学键的断裂要吸收能量，即 ，A项正确；
B．依据盖斯定律进行分析，反应的焓变与始态和终态有关，与途径无关，△H1=△H2+△H3，B项正确；
C．非金属性：Cl＞Br，非金属性越强，和氢气化合放热越大，而在热化学方程式中，放热反应的焓变为负值，则，C项错误；
D．化学键的断裂要吸收能量，形成时要放出能量，即能量变化是化学反应中能量变化的主要原因，D项正确；
答案选C。
14．D
【详解】A．根据装置图可知：仪器A的名称是环形玻璃搅拌棒，A正确；
B．HCl与NaOH发生中和反应，反应方程式为：HCl+NaOH=NaCl+H2O，可见二者反应的物质的量的比是1：1。由于任何反应都具有一定的可逆性，为保证盐酸完全反应，加入的NaOH溶液中溶质的物质的量稍微过量，B正确；
C．为减少酸碱中和反应过程的热量损失，酸碱混合时需将量筒中NaOH溶液一次性快速倒入小烧杯中，C正确；
D．若用稀硫酸和Ba(OH)2代替盐酸和NaOH溶液进行反应，由于此时除H+与OH-反应产生H2O放出热量，还有Ba2+与结合形成BaSO4沉淀也放出热量，因此会导致实验结果不准确，D错误；
故合理选项是D。
15．B
【详解】A．镁铝合金密度小，强度大，C919大型客机中大量使用了镁铝合金，A项正确；
B．华为麒麟芯片中使用的半导体材料为硅，B项错误；
C．北京大兴国际机场建设中使用的玻璃属于硅酸盐材料，C项正确；
D．对钢材进行环氧涂层的处理可以防止海水腐蚀，D项正确；
答案选B。
16． 污染小、可再生、来源广、资源丰富、燃烧热值高 光能（或太阳能）转化为化学能
【详解】(1)与汽油相比，氢气作为燃料具有很多优点，如污染小、可再生、来源广、资源丰富、燃烧热值高等（至少答出两点）；碱性氢氧燃料电池中H2在负极失电子结合生成H2O，其电极反应式为：，故答案为：污染小、可再生、来源广、资源丰富、燃烧热值高；；
(2)利用太阳能直接分解水产生氢气和氧气，其能量转化形式为光能（或太阳能）转化为化学能。
17．(1) 正极 CO2+2H++2e-=HCOOH
(2) 正极 2Cl--2e-=Cl2↑ 2
(3) N2H4+4OH--4e-=N2+4H2O O2+2H2O+4e-=4OH-
【分析】（1）
图中装置没有外加电源，属于原电池装置，CO2在电极b附近转化为HCOOH，发生还原反应，因此电极b作正极；结合得失电子守恒可知发生的电极反应式为CO2+2H++2e-=HCOOH；
（2）
①由图可知原电池装置电极X附近H+转化为H2，发生还原反应，则X为正极；Y电极为负极，电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑；
②由电极反应式2Cl--2e-=Cl2↑可知Y极生成1 mol Cl2时，转移电荷数为2mol，则有2mol Li+移向X极；
（3）
燃料在负极失电子，即负极反应式为N2H4+4OH--4e-=N2+4H2O；氧气在正极得电子，正极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-。
18． 2Al2O3（熔融）4Al+3O2↑ 负极 正极 N AD 2NH3－6e-+6OH-=2N2+6H2O 13
【分析】（1）①电解法制备金属铝，三氧化铝电解生成铝和氧气；
②铁是待镀金属，此时铁器应与电源负极相连；电解精炼铜时，粗铜作阳极，粗铜应与电源正极相连。
③模拟铁的电化学防护，用外加电流的阴极保护法，铁在阴极；
（2）根据电解池中离子的放电顺序和两极上发生的变化来书写电极反应方程式进行计算，两个电极上转移的电子数目是相等的，据此计算出溶液中减少的物质的物质的量，思考需加入物质．
（3）电极a电极发生氧化反应，氨气在碱性条件下氧化为氮气：2NH3－6e-+6OH-=2N2+6H2O ；
当消耗336mLNO2气体（标况下）时，由反应2NO2+8e－+4H2O=N2+8OH－计算生成的OH-。
【详解】（1）①电解法制备金属铝，三氧化铝电解生成铝和氧气，化学反应方程式为2Al2O3（熔融）4Al+3O2↑。
故答案为：2Al2O3（熔融）4Al+3O2↑；
②为了防止铁器被腐蚀常用电解法在其表面镀铜，铁是待镀金属，此时铁器应与电源负极相连；电解精炼铜时，粗铜作阳极，粗铜应与电源正极相连。
故答案为：负极 ； 正极；
③模拟铁的电化学防护，为减缓铁的腐蚀，用外加电流的阴极保护法，开关K应置于N处。故答案为：N；
（2）电解H2SO4和CuSO4的混合溶液，阳极发生的反应为：4OH－→2H2O+O2↑+4e－，阴极上发生的电极反应为：Cu2＋+2e－→Cu，2H＋+2e－→H2↑，
阳极生成3.36L氧气，即0.15mol，由阳极电极反应式可知，转移电子为0.6mol，阴极收集到2.24L（标况）气体，即生成0.1mol的氢气，
由阴极电极反应式可知，阴极上生成的0.1molH2只得到了0.2mol电子，所以剩余0.4mol电子由铜离子获得，生成铜0.2mol，综上分析，电解H2SO4和CuSO4的混合溶液时，生成了0.2molCu，0.1mol氢气，0.15mol氧气，溶液要想恢复电解前的状态，需加入0.2molCuO（或碳酸铜）和0.1mol水，
故选AD。
（3）电极a电极发生氧化反应，氨气在碱性条件下氧化为氮气：2NH3－6e-+6OH-=2N2+6H2O ；电极b的电极发生还原反应，二氧化氮转化生成氮气，电极方程式为2NO2+8e－+4H2O=N2+8OH－，总反应：6NO2＋8NH3→7N2＋12H2O，消耗标准状况下336mL NO2时，电路中转移0.06mol电子，电解池中生成0.06mol OH－，c（OH－）=0.06mol÷0.6L=0.1mol·L－1，c（H＋）= mol·L－1=10-13mol·L－1，故pH=13，
故答案为：2NH3－6e-+6OH-=2N2+6H2O ；13。
19．(1)
(2)
【解析】（1）
观察①、②两个化学方程式，根据盖斯定律，得： 。
（2）
根据盖斯定律，得： 。
20． CH3OH(l)+ O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-726.5kJ/mol 变小 不变 -93 2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g) △H=(2b-a) kJ/mol
【分析】(1)燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物放出的热量，据此分析书写；
(2)①催化剂降低反应的活化能，但不改变焓变；②根据△H=反应物总键能-生成物总键能计算；
(3)根据盖斯定律分析解答。
【详解】(1)16gCH3OH在氧气中燃烧生成CO2和液态水，放出363.25kJ热量，则32gCH3OH即1molCH3OH在氧气中燃烧生成CO2和液态水，放出726.5kJ热量，则△H=-726.5kJ/mol，则甲醇燃烧热的热化学方程式为：CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-726.5kJ/mol，故答案为：CH3OH(l)+ O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-726.5kJ/mol；
(2)①催化剂能够降低反应的活化能，加快反应速率，但不改变焓变，则加催化剂会使图中E变小，图中△H不变，故答案为：变小；不变；
②N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)△H=反应物总键能-生成物总键能=945kJ mol-1+436kJ mol-1×3-391kJ mol-1×6=-93kJ mol-1=akJ mol-1，解得a=-93，故答案为：-93；
(3) ①N2(g)+2O2(g)＝2NO2(g) △H1＝a kJ·mol-1，②N2H4(g)+O2(g)＝N2(g)+2H2O(g) △H2＝b kJ·mol-1，根据盖斯定律，将②×2-①得：2N2H4(g)-N2(g)=2N2(g)+4H2O(g)-2NO2(g) △H=2△H2-△H1，整理得：2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g) △H=(2b-a) kJ/mol，故答案为：2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g) △H=(2b-a) kJ/mol。
【点睛】本题的易错点为(2)②，要转移1个氨气分子中含有3个N-H键。
21． 390
【分析】(1)先求出此反应的焓变，根据热化学方程式的书写规则再写出热化学方程式；
(2)根据反应热等于反应物的总键能减去生成物的总键能计算；
(3)利用盖斯定律计算；
(4)利用盖斯定律计算。
【详解】(1)反应物总能量大于生成物总能量，应为放热反应，生成1mol氨气放出46kJ热量，则反应的热化学方程式为；
故答案为；
(2)反应热等于反应物的总键能减去生成物的总键能，设N-H的键能为x，则，解得x=390kJ/mol；
故答案为390；
(3)已知①
②
利用盖斯定律将①-3×②可得△H=3b-akJ·mol－1，则1mol还原NO至的反应热为；
故答案为
(4)根据反应反应Ⅰ：
反应Ⅱ：
反应Ⅲ：
可知：反应Ⅲ=反应II×2-反应I，因此△H3=2△H2-△H1；
故答案为2△H2-△H1。
22．(1)环形玻璃搅拌器
(2) 向左上方移动 若用浓硫酸代替稀硫酸，浓硫酸浓度大需要的体积减小，浓硫酸稀释液会放热，放出的热量比原来多，故M点将向左上方移动
(3)H++OH-=H2O
(4) 反应温度 10.0
(5)6.0
【详解】（1）仪器a的名称为环形玻璃搅拌器。
（2）用浓硫酸代替稀硫酸，浓硫酸浓度大需要的体积减小，浓硫酸稀释液会放热，放出的热量比原来多，故M点将向左上方移动。
（3）氢氧化钠溶液与稀硫酸反应生成水和硫酸钠，离子方程式为：H++OH-=H2O。
（4）实验①、②的温度不同，则实验①、②是探究反应温度对反应速率的影响，而要探究温度对反应速率的影响，则必须保持其他影响因素一致，即加入的溶液的量相同，即V1=10.0mL。
（5）实验①、③是探究浓度对反应速率的影响，要探究硫酸的浓度不同对反应速率的影响，则必须保持其他影响因素一致，即加入的溶液的量相同，则V4=10.0mL，溶液总体积也须相同，溶液总体积为20.0mL，所以加入的水的体积20mL-10.0mL-4.0mL=6.0 mL。
23． H2-2e-+2OH-=2H2O 氢氧化钠和氢气 负 2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑ Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O 3:4 2H++2e-=H2↑ Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O
【分析】甲装置：该装置为氢氧燃料电池，氢气被氧化作负极，氧气被还原做作正极；
乙装置：该装置为电解池，与正极相连的一极为阳极发生氧化反应，与负极相连的为阴极发生还原反应；
丙装置：该装置为电解池，电解饱和食盐水时阳极产生氯气，阴极产生氢气和氢氧根，要制备次氯酸钠所以需要氯气到阴极与氢氧根反应，所以下端为阳极产生氯气；
(5)B电极生成氢气，说明该电极发生还原反应为阴极，氢离子放电生成氢气，导致阴极区pH变大；A电极为阳极，铁为电极材料，则铁被氧化生成Fe2+，继而将Cr2O72-还原成为Cr3+，然后迁移到阴极与OH-生成沉淀。
【详解】(1)甲装置是氢氧燃料电池，a电极通入氢气为负极，电解质溶液为KOH溶液，所以电极反应式为H2-2e-+2OH-=2H2O；
(2)乙装置是电解池，电解饱和食盐水，所以阴极区产物为氢氧化钠和氢气；
(3)根据分析可知该装置中发生电解饱和食盐水的反应，同时阳极产生的氯气与阴极产物发生反应制备次氯酸钠，下端为阳极，上端为阴极，即a电极为电源负极，该装置内发生反应的化学方程式为2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑，Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O；
(4)若甲装置作为乙装置的电源，一段时间后，甲中总反应为：2H2+O2=2H2O；乙中总反应为：2NaCl+2H2O=2NaOH+H2↑+Cl2↑；各电极转移的电子相等，假如都是4mol，甲池消耗气体2mol+1mol=3mol，乙池产生气体2mol+2mol=4mol，物质的量之比为3：4；
(5)①阴极氢离子放电生成氢气，电极方程式为：2H++2e-=H2↑；
②根据分析可知反应过程中Fe2+将Cr2O72-还原成为Cr3+，方程式为：Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O。
【点睛】第(5)题为易错点，虽然Cr2O72-被还原成为Cr3+，但根据图示可知阴极产生的是氢气，说明Cr2O72-被还原并不是电极反应，再结合阳极材料为Fe，可知是阳极产生的Fe2+将Cr2O72-还原。
24．(1)ACD
(2) 减慢 氧气的浓度
(3)O2+4e-+2H2O=4OH-
(4) 吸氧 容器内氧气含量和压强都降低，所以主要是发生吸氧腐蚀
(5)3Fe-8e-+4H2O=Fe3O4+8H+
【详解】（1）A．用纯氧气代替试管内空气，氧气的浓度增大，反应速率加快，故A正确；
B．用酒精灯加热试管提高温度，试管内气体受热压强增大，不能更快更清晰地观察到液柱上升，故B错误；
C．将铁钉换成铁粉和炭粉混合粉末，增大反应物的接触面积，反应速率加快，故C正确；
D．换成更细的导管，水中滴加红墨水，毛细尖嘴管上升的高度大于玻璃导管，且红墨水现象更明显，故D正确；
故答案为：ACD；
（2）液柱高度变化值与铁腐蚀的速率成正比，分析2min时间内液柱高度变化值即可判断腐蚀的速率变化，2min时间内：1min～3、3～5、5～7、7～9min时间段液柱上升高度分别为：1.3cm、0.9cm、0.6cm、0.5cm，则铁腐蚀的速率逐渐减慢；由于铁的锈蚀是铁与氧气、水的反应，反应过程中不断消耗氧气，容器内氧气的浓度不断减小，反应速率逐渐减慢，相同时间内液柱上升的高度逐渐减弱，故答案为：减慢；氧气的浓度；
（3）向NaCl溶液中滴加2～3滴酚酞溶液，并且a点附近溶液出现红色，说明a点电极上有OH-生成，电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-，故答案为：O2+4e-+2H2O=4OH-；
（4）由图可知，0～t1时间内锥形瓶内压强增大，则0～t1时间内发生析氢腐蚀生成氢气，随着反应进行，容器内气体的压强降低，则酸不断消耗，溶液的酸性减弱，容器内发生了吸氧腐蚀，消耗氧气使容器内气体的压强降低，故答案为：吸氧；容器内氧气含量和压强都降低，所以主要是发生吸氧腐蚀；
（5）Fe作阳极置于H2SO4溶液中，Fe钝化形成致密Fe3O4，阳极反应式为3Fe-8e-+4H2O=Fe3O4+8H+，故答案为：3Fe-8e-+4H2O=Fe3O4+8H+。
