第一章：化学反应与能量转化 同步习题
一、单选题
1．下列说法不正确的是
A．钢铁在潮湿空气中生锈主要是因为发生了电化学腐蚀
B．强酸、强碱、砂纸打磨、Cl-均会破坏铝表面的氧化膜
C．工业制硝酸时氨气的催化氧化在热交换器中进行
D．分子筛中有许多笼状空穴和通道，很容易可逆地吸收水及其他小分子
2．下列说法正确的是
A．需要加热才能发生的反应一定是吸热反应
B．放热反应在常温下一定很容易发生
C．化学反应中的能量变化主要是由化学键变化引起的
D．化学反应中能量变化的大小与反应物的质量多少无关
3．下列说法或表示方法正确的是
A．等物质的量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，后者放出热量多
B．由C(s，石墨)=C(s，金刚石)ΔH=+1.90kJ·mol-1可知，金刚石比石墨稳定
C．在101kPa时，2gH2完全燃烧生成液态水，放出285.8kJ热量，氢气燃烧的热化学方程式表示为2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)ΔH=-285.8kJ·mol-1
D．在稀溶液中，H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)ΔH=-57.3kJ·mol-1，若将含0.5molH2SO4的浓硫酸与含1molNaOH的溶液混合，放出的热量大于57.3kJ
4．下列说法中正确的是（ ）
A．放热反应一定不用加热，吸热反应一定需加热
B．化学反应中，当反应物的总能量小于生成物的总能量时，反应放热，ΔH为“－”
C．未来新能源的特点是资源丰富，在使用时对环境无污染或污染很小且可以再生，所以风能、氢能、太阳能和生物质能都属于未来新能源
D．升高温度或加入催化剂，都可以改变化学反应的反应热
5．用碱性丙烷燃料电池电解苦卤水(含、、、)的装置如图所示(a、b为石墨电极)，下列说法正确的是
A．电池工作时，负极反应式为：
B．电解时，a电极周围首先放电的是而不是，说明当其他条件相同时后者的还原性强于前者
C．电解时，电子流动的路径是：负极外电路阴极溶液阳极正极
D．忽略能量损耗，当电池中消耗0.16g时，a极周围会产生0.71g
6．已知：反应I：2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH=-566kJ/mol
反应II：Na2O2(s)+CO2(g)=Na2CO3(s)+1/2O2(g) ΔH=-226kJ/mol
根据以上热化学方程式判断，下列说法不正确的是
A．CO(g)与Na2O2(s)反应放出509kJ热量时，电子转移数为NA
B．2Na2O2(s)+2CO2(s)=2Na2CO3(s)+O2(g) ΔH>-452kJ/mol
C．Na2O2固体中阳离子和阴离子的个数比为2：1
D．上图可表示反应I的能量关系
7．下列反应中，生成物总能量高于反应物总能量的是
A．NaOH溶液与稀盐酸的反应 B．Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应
C．木炭的燃烧 D．钠与水反应
8．化学让世界更美好，下列说法不正确的是
A．电解Na2CO3溶液过程中，O2在阴极区生成
B．脱氧核糖核酸(缩写为DNA)属于高分子化合物
C．NaHCO3可用作食品膨松剂
D．SO2是大气污染物，“燃煤固硫”能提高空气质量
9．中华优秀传统文化涉及了很多化学知识。下列有关说法错误的是
A．《神农本草经》中“石胆……能化铁为铜、成金银”描述的是湿法炼铜
B．刘长卿诗云“水声冰下咽，砂路雪中平”，固态冰转化为液态水需要吸热
C．《本草纲目拾遗》中对强水的记载：“性最猛烈，能蚀五金。”强水为电解质
D．“火树银花合，星桥铁锁开”中涉及化学能转化为热能和光能
10．21世纪是钛的世纪。在800~1000℃时电解熔融TiO2可制得钛单质，装置如图所示。下列叙述错误的是
A．理论上每生成4.8g钛，转移电子0.2mol
B．a出口放出O2
C．TiO2连接电源负极，发生的反应为：TiO2 +4e- =Ti +2O2-
D．制得的钛单质要用高纯氩气保护下冷却
11．对下列化学反应热,说法不正确的是
①放热反应发生时不必加热 ②化学反应一定有能量变化 ③吸热反应需要加热后才能发生
④化学反应热效应数值与参加反应的物质多少有关
A．①② B．②③
C．①③ D．②④
12．下列说法正确的是
A．已知的燃烧热：，则反应的
B．已知，则含的稀溶液与稀醋酸完全中和，放出的热量
C．生成物的总能量大于反应物的总能量时，
D．一定条件下将和置于密闭容器中充分反应，放出热量，则：
二、填空题
13．一氧化氮—空气质子交换膜燃料电池将化学能转化为电能，实现了制硝酸、发电环保三位一体的结合。如图所示，某同学设计用该电池探究将雾霾中的SO2、NO转化为的原理和粗铜的精炼原理。
(1)燃料电池放电过程中正极的电极反应式________。
(2)乙装置中物质A是________(填化学式)，该装置电解过程阴极的电极反应式________。
(3)如果粗铜中含有锌、银等杂质，丙装置中反应一段时间，CuSO4溶液的浓度将________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(4)若在标准状况下，甲装置有22.4 L O2参加反应，则乙装置中转化SO2和NO的物质试的量共有________mol；丙装置中阴极析出的质量为________g。
14．如图装置中，小试管内为红墨水，具支试管内盛有pH=4久置的雨水和生铁片。实验时观察到：开始时导管内液面下降，一段时间后导管内液面回升，略高于小试管内液面。
(1)开始时，生铁发生_____腐蚀，负极反应式为______。
(2)一段时间后，生铁发生______腐蚀，正极反应式为______，具支试管内雨水的pH的变化情况为_____，最后生铁片表面形成红棕色铁锈(Fe2O3 xH2O)，那么后期溶液中发生的反应方程式有______、2Fe(OH)3=Fe2O3 xH2O+(3-x)H2O。
15．（1）无水氯化铝在生产、生活中应用广泛。
①氯化铝在水中形成具有净水作用的氢氧化铝胶体,其反应的离子方程式为__________。
② 已知:Al2O3(s)+3C(s)2Al(s)+3CO(g) ΔH1= + 1344.1 kJ·mol-1
2AlCl3(g)2Al(s)+3Cl2(g) ΔH2= + 1169.2 kJ·mol-1
由Al2O3、C和Cl2反应生成AlCl3的热化学方程式为________________________。
（2）下图是实验室研究海水对铁闸不同部位腐蚀情况的剖面示意图。
①该电化腐蚀称为 _________________。
②图中A、B、C、D四个区域,生成铁锈最多的是 ____(填字母)。
（3）酸性锌锰干电池是一种一次性电池,外壳为金属锌,中间是碳棒,其周围是由碳粉、MnO2、ZnCl2和NH4Cl等组成的糊状填充物。该电池放电过程产生MnOOH。回收处理该废电池可以得到多种化工原料。
①该电池的负极反应式为 _______________；
②该电池的正极反应式为 _______________；
③电池反应的离子方程式为 ______________________________。
16．用下图甲所示装置电解饱和食盐水制Cl2、H2和NaOH。
（1）b为电源的______极，Cu极的电极反应式为________。
（2）某同学在进行上述实验时，发现铜电极下方产生红色沉淀，石墨电极上产生无色无味的气体，则该同学将石墨连接到了电源的______极。
（3）电解粗铜制精铜时，可采用NO2、O2和熔融NaNO3制作的燃料电池作电源，其原理如图，该电池在使用过程中石墨 I电极上生成氧化物Y，则其正极的电极反应为：__________。
17．国际非政府组织“全球碳计划”发布报告显示，全球二氧化碳排放量增速趋缓。将CO2转化成有机物实现碳循环是解决温室问题的有效途径。
(1)已知：
C2H4(g)＋H2O(l)=C2H5OH(l) ΔH1＝－44.2kJ/mol
2CO2(g)＋2H2O(l)=C2H4(g)+3O2(g) ΔH2＝+1411.0kJ/mol
则CO2与H2O反应生成C2H5OH的热化学方程式为：________________。
(2)CO2镍催化氢化制甲烷，甲酸(HCOOH)是CO2转化为CH4的中间体：
当镍粉用量增加10倍后，甲酸的产量迅速减少，当增加镍粉用量时，CO2镍催化氢化制甲烷的两步反应中反应速率增加较大的一步是________(填“I”或“Ⅱ”)。
(3)以CO2(g)和H2(g)为原料合成甲醇，反应的能量变化如图所示。
①图中A处应填入_________。
②该反应需要加入铜-锌基催化剂。加入催化剂后，该反应ΔH________(填“变大”“变小”或“不变”)。
③已知：
2CO(g)＋O2(g)=2CO2(g) ΔH1＝－566kJ/mol
2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g) ΔH2＝－484kJ/mol
2CH3OH(g)＋3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g) ΔH3＝－1352kJ/mol
以CO(g)和H2(g)为原料合成甲醇的反应为CO(g)＋2H2(g)=CH3OH(g)，该反应的ΔH＝_________kJ/mol。
(4)下列将CO2转化成有机物的反应中，原子利用率最高的是_________(填序号)。
A．6CO2+6H2OC6H12O6+6O2
B．CO2+3H2CH3OH+H2O
C．CO2+CH4CH3COOH
D．2CO2+6H2CH2=CH2+4H2O
18．化学反应中内能的变化
(1)内能变化： U=___________。 U＞0，表示反应吸收能量； U＜0，表示反应释放能量。
(2)化学反应中内能的变化 U与反应热Q的关系
①化学反应体系与环境进行能量交换的两种形式是___________，根据能量守恒定律，△U=___________；
②如反应前后体系体积不变且没有做电功等其他功，ΔU=Q。
(3)内能变化与放热反应和吸热反应的关系
如果 U＞0(反应后体系的内能增加)，则Q___________0，反应___________热；
如果 U＜0(反应后体系的内能减少)，则Q___________0，反应___________热。
19．化学电池的发明，是贮能和供能技术的巨大进步。
(1)图所示装置中，Zn片是_______(填“正极”或“负极”)。
(2)图所示装置可将_______(写离子反应方程式)反应释放的能量直接转变为电能；能证明产生电能的实验现象是_______。
(3)下列反应通过原电池装置，可实现化学能直接转化为电能的是_______(填序号)。
①2H2＋O22H2O
②Cu＋2Ag+=Cu2+＋2Ag
③NaOH+HCl=NaOH+H2O
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
【详解】A．钢铁在潮湿空气中，铁、碳构成原电池，生锈主要是因为发生了电化学腐蚀，故A正确；
B．强酸、强碱都与氧化铝反应，砂纸打磨使氧化膜磨损，氯离子很容易被吸附在氧化膜上把氧化膜中的氧离子取代出来，所以强酸、强碱、砂纸打磨、Cl-均会破坏铝表面的氧化膜，故B正确；
C．工业制硝酸时氨气的催化氧化在氧化炉中进行，故C错误；
D．分子筛中有许多笼状空穴和通道，很容易可逆地吸收水及其他小分子，如二氧化碳、氨、甲醇、乙醇等，故D正确；
选C。
2．C
【详解】A．铝热反应是放热反应，但需要加热才能发生反应，故A说法错误；
B．铝热反应是放热反应，在常温下不能进行，故B错误；
C．化学反应过程就是旧键断裂和新键形成的过程，断键吸收能量，成键释放能量，一定伴随能量变化，则化学反应中的能量变化主要是由化学键变化引起的，故C正确；
D．化学反应中能量变化的大小和反应物物质的量、反应物的质量有关，和物质的聚集状态有关，故D错误；
答案选C。
3．D
【详解】A．硫蒸汽的能量比硫固体能量高，则等物质的量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，后者放出热量少，故A错误；
B．石墨转化为金刚石的反应为吸热反应，反应物石墨的能量比生成物金刚石的能量低，能量越高的物质越不稳定，则石墨比金刚石稳定，故B错误；
C．2g氢气的物质的量为1mol，若1mol氢气完全燃烧生成液态水放出285.8kJ热量，2mol氢气完全燃烧生成液态水应放出571.6kJ热量，故C错误；
D．浓硫酸溶于水时会放出热量，则将含0.5molH2SO4的浓硫酸与含1molNaOH的溶液混合，放出的热量大于57.3kJ，故D正确；
故选D。
4．C
【详解】A. 反应吸热还是放热与反应条件没有必然联系，有的放热反应需要加热，有的吸热反应不需要加热，故A错误；
B. 放热反应中，反应物的总能量大于生成物的总能量，吸热反应中，反应物的总能量小于生成物的总能量，放热反应的△H为负值，吸热反应的△H为正值，故B错误；
C. 未来新能源的特点是资源丰富，在使用时对环境无污染或污染很小且可以再生，所以风能、氢能、太阳能和生物质能都属于未来新能源，故C正确；
D. 使用催化剂前后，反应物和生成物的能量是不变化的，化学反应的反应热是不变的，故D错误；
正确答案是C。
【点睛】本题考查吸热反应和放热反应，难度不大，注意反应吸热还是放热与反应条件没有必然联系。
5．A
【分析】左边能自发的进行氧化还原反应，为原电池，燃料C3H8通入负极，失电子发生氧化反应，通入氧气的电极是正极，得到电子发生还原反应O2+4e-+2H2O=4OH-，右边是电解池，与电源正极相连的是a作阳极，与电源负极相连的是b作阴极，阳极上溴离子放电2Br--2e-=Br2↑，阴极上氢离子放电2H++2e-=H2↑，电子从负极流向阴极，从阳极流向正极，据此分析解答。
【详解】A．碱性介质中，燃料C3H8在负极上失电子发生氧化反应，电极反应式为，A正确；
B．还原性强的离子在阳极先放电，电解时，a电极周围首先放电的是Br-而不是Cl-，说明还原性：Br-＞Cl-，B错误；
C．电解时，电子流动路径是：负极→外电路→阴极，阳极→外电路→正极，电子不能在溶液中流动，C错误；
D．根据转移电子相等知，当电池中消耗0.16gO2时，转移电子0.02mol，a极电极反应式为2Br--2e-=Br2↑，转移0.02mol电子生成0.01molBr2，D错误；
故答案选A。
6．A
【详解】A．根据盖斯定律：反应I+反应II可得：Na2O2(s)+CO(g)=Na2CO3(s)△H=-509 kJ/mol，此时放热509kJ，因为CO是1mol，所以转移电子数是2NA，故A错误；
B．反应II×2倍可得：2Na2O2(s)+2CO2(g)=2Na2CO3(s)+O2(g)△H=-452 kJ/mol， CO2(s)变为气体CO2(g)是吸热的过程，所以放出的热量就少于452，但是△H＞-452 kJ/mol，故B正确；
C．Na2O2由2个钠离子和1个过氧根离子构成，阳离子和阴离子的个数比为2：1，故C正确；
D．反应I的ΔH=-566kJ/mol是放热反应，反应物的总能量大于生成物总能量，上图可表示反应I的能量关系，故D正确；
故选：A。
7．B
【分析】生成物总能量高于反应物总能量，说明该反应为吸热反应，据此分析；
【详解】A．酸碱中和为放热反应，故A不符合题意；
B．Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应为吸热反应，故B符合题意；
C．木炭的燃烧是放热反应，所有燃烧是放热反应，故C不符合题意；
D．活泼金属与水反应属于放热反应，钠与水反应是放热反应，故D不符合题意；
答案为B。
8．A
【详解】A．电解Na2CO3溶液过程中，阳极上氢氧根离子失电子产生O2，阴极上水电离产生的氢离子得电子产生氢气，选项A不正确；
B．DNA又称脱氧核糖核酸，它是一种高分子化合物，组成它的基本单位是脱氧核苷酸，选项B正确；
C．碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠和二氧化碳、水，所以NaHCO3可作为食品膨松剂，选项C正确；
D．SO2是大气污染物，“燃煤固硫”，发生反应CaO+SO2CaSO3，能提高空气质量，减少SO2的排放，选项D正确；
答案选A。
9．C
【详解】A．石胆是硫酸铜，其溶液中加入铁，能生成铜单质，该发生可用于湿法炼铜，选项A正确；
B．冰转化成水需要破坏水分子间的氢键作用，需要吸收能量，选项B正确；
C．强水为溶液，混合物，不属于电解质，选项C错误；
D．火树银花描述的是灯光和焰火，发生了燃烧反应，化学能转化成了热能和光能，选项D正确；
答案选C。
10．A
【详解】A．4.8gTi物质的量为=0.1mol，电解熔融TiO2可制得Ti单质，则生成Ti的电极反应式为TiO2+4e-=Ti+2O2-，理论上每生成4.8g钛，转移电子0.4mol，A错误；
B．a出口所在区域为阳极区，电极反应为2O2--4e-=O2↑，a出口放出O2，B正确；
C．电解熔融TiO2可制得Ti单质，TiO2发生得电子的还原反应，TiO2在阴极反应，TiO2连接电源负极，发生的反应为：TiO2 +4e- =Ti +2O2-，C正确；
D．为防止Ti在冷却过程中与空气中O2反应，故制得的钛单质要用高纯氩气保护下冷却，D正确；
答案选A。
11．C
【详解】①放热的反应在常温下不一定很容易发生。如：铝热反应是放热反应，但需在高热条件下以保证足够的热量引发氧化铁和铝粉反应，故①错误；
②由于反应物、生成物具有的能量不同，化学反应中一定有能量变化，其表现形式有热量、光能和电能等，如木材燃烧，放出热量的同时发光，故②正确；
③有的吸热反应不需要任何条件即可发生，如氯化铵和氢氧化钡晶体的反应，故③错误；
④不论是吸热还是放热，反应热效应的数值均与参加反应的物质的多少有关．参加反应的物质越多，反应热的数值就越大，反之，越小，故④正确；
综上，不正确的：①③；
故答案为：C。
12．A
【详解】A．燃烧热是指1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物所放出的热量，根据的燃烧热为，可知反应的，A正确；
B．稀醋酸在水中发生部分电离，电离过程吸热，所以的稀溶液与稀醋酸完全中和，放出的热量小于，B错误；
C．=生成物的总能量之和-反应物的总能量之和，所以当生成物的总能量大于反应物的总能量时，＞0，C错误；
D．二氧化硫与氧气反应为可逆反应，一定条件下将和置于密闭容器中充分反应，转化率达不到100%，则无法准确计算的焓变，D错误；
故选A。
13． H2SO4 减小 2.8 128
【分析】根据题中图示，判断原电池甲的正负极，写出燃料电池电极反应；根据题中图示，判断电解池乙的阴阳极，写出阴阳极电极反应，据此分析解答；根据粗铜精炼原理，判断Cu2+减少；根据转移电子守恒，计算相应的物质的量及质量。
【详解】(1)由题中图示可知，左端NO中N元素化合价由+2价失电子变成+5价，发生氧化反应，右端氧气得电子发生还原反应，由原电池的工作原理图示可知，右端的铂电极为原电池正极，其电极反应式为：，故答案为：；
(2)由题中图示可知，通SO2的石墨电极与电源正极相连，为阳极，失电子发生氧化反应，其电极反应为SO2-2e-+2H2O=+4H+，通NO的石墨电极为阴极，得电子发生还原反应，其电极反应为NO+5e-+6H+= +H2O，总反应方程式为5SO2+2NO+8H2O (NH4)2SO4+4H2SO4，产物中除有(NH4)2SO4外还有H2SO4或阳极的电极反应为SO2-2e-+2H2O=+4H+，A为H2SO4，由阳极的电极反应为SO2-2e-+2H2O=+4H+，可知电解过程中阳极附近pH减小，阴极的电极反应式是，故答案为：H2SO4；；
(3)丙装置中，粗铜作阳极，粗铜中含有锌、银等杂质，阳极上金属失电子发生氧化反应，阴极上铜离子得电子生成铜，根据转移电子守恒，阳极上Zn比Cu活泼，Zn会失电子变成Zn2+，阳极上铜消耗的质量小于阴极上析出铜的质量，所以溶液中硫酸铜浓度减小，故答案为：减小；
(4)在标准状况下，甲装置有22.4 L O2参加反应，即1molO2参加反应，转移4mol电子，由转移电子守恒得，阳极SO2-2e-+2H2O=+4H+，转移4mol电子，参加反应SO2为2mol，阴极，转移4mol电子，参加反应NO为0.8mol，乙装置中转化SO2和NO的物质的量共有2mol+0.8mol=2.8mol，丙装置中阴极电极反应为Cu2++2e-=Cu，转移4mol电子，析出2molCu，析出铜的质量为2mol×64g/mol=128g，故答案为：2.8；128。
【点睛】本题关键是要准确判断装置甲原电池的正负极，根据题中图示，左边Pt电极通入NO转化为HNO3，N元素的化合价升高，失电子，发生氧化反应，作负极，右边Pt电极通入O2，得电子，发生还原反应，作正极。
14．(1) 析氢 Fe-2e-=Fe2+
(2) 吸氧 O2+2H2O+4e-=4OH- 增大 Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓、4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3
【详解】（1）开始时电解质溶液酸性较强，以析氢腐蚀为主，负极发生反应：Fe-2e-=Fe2+，故答案为：析氢；Fe-2e-=Fe2+；
（2）一段时间后，氢离子浓度减小，pH增大，生铁在中性或碱性条件下以吸氧腐蚀为主，正极氧气得电子生成氢氧根离子，电极反应为：O2+2H2O+4e-=4OH-，负极反应为：Fe-2e-=Fe2+，负极生成氢氧根离子与正极生成的氢氧根离子结合生成氢氧化亚铁Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓，氢氧化亚铁继续与氧气反应生成氢氧化铁4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3，氢氧化铁分解得到铁锈，故答案为：吸氧；O2+2H2O+4e-=4OH-；增大；Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓，4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3；
15． Al3++3H2OAl(OH)3+3H+ Al2O3(s)+3C(s)+3Cl2(g)2AlCl3(g)+3CO(g) ΔH=+174.9 kJ·mol-1 吸氧腐蚀 B Zn-2e-Zn2+ MnO2+e-+H+MnOOH Zn+2MnO2+2H+Zn2++2MnOOH
【详解】试题分析：（1）①氯化铝是强酸弱碱盐，铝离子水解形成氢氧化铝胶体；② 根据盖斯定律计算Al2O3、C和Cl2反应生成AlCl3的焓变；（2）①钢铁在海水(中性环境)中发生的应该是吸氧腐蚀；②在B点的海水中氧气浓度最大，是钢铁吸氧腐蚀的正极；（3）电池放电过程产生MnOOH，MnO2→MnOOH发生还原反应，应是电池的正极反应；Zn→Zn2+发生氧化反应，是电池的负极反应；电池总反应是Zn和2MnO2生成Zn2+和2MnOOH。
解析：（1）①氯化铝是强酸弱碱盐，铝离子水解形成氢氧化铝胶体，铝离子水解的离子方程式是Al3++3H2OAl(OH)3+3H+；
② Ⅰ、Al2O3(s)+3C(s)2Al(s)+3CO(g) ΔH1= + 1344.1 kJ·mol-1
Ⅱ、2AlCl3(g)2Al(s)+3Cl2(g) ΔH2= + 1169.2 kJ·mol-1根据盖斯定律Ⅰ－Ⅱ得Al2O3(s)+3C(s)+3Cl2(g)2AlCl3(g)+3CO(g) ΔH=+174.9 kJ·mol-1；（2）①钢铁在海水(中性环境)中发生的是吸氧腐蚀；②在B点的海水中氧气浓度最大，是钢铁吸氧腐蚀的正极，正极反应为 ，生成大量氢氧根离子，所以B点生成的铁锈最多；（3）电池放电过程产生MnOOH，MnO2→MnOOH得电子发生还原反应，应是电池的正极反应；Zn→Zn2+失电子发生氧化反应，是电池的负极反应；电池总反应是Zn和2MnO2生成Zn2+和2MnOOH。①该电池的负极反应式为Zn-2e-Zn2+；②该电池的正极反应式为MnO2+e-+H+MnOOH；③电池反应的离子方程式为Zn+2MnO2+2H+Zn2++2MnOOH。
16． 正 2H++2e-=H2 ↑ 负 O2+4e-+2N2O5=4NO3-
【分析】根据电解池原理分析电解饱和食盐水时所用电极及对应的电极反应；根据燃料电池原理书写电极反应式。
【详解】（1）用惰性电极电解饱和食盐水时，在阳极上产生氯气，在阴极上产生氢气和氢氧化钠，此时阳极是惰性电极，即b为电源的正极，Cu作阴极，发生还原反应，电极反应式为： 2H++2e-=H2 ↑；
（2）发现铜电极下方产生红色沉淀，则金属铜是阳极，a为电源的正极，石墨连接到了电源的负极，阳极的电极反应式为：2OH-+2Cu-2e-=Cu2O↓+H2O，故答案为负极；
（3）根据燃料电池的构造得总反应为4NO2 + O2 = 2N2O5，氧化物Y为N2O5，正极得电子，发生还原反应，则电极反应为：O2+4e-+2N2O5=4NO3-。
17． 2CO2(g)＋3H2O(l)=C2H5OH(l)＋3O2(g) ΔH＝＋1366.8kJ/mol Ⅱ 1molCO2(g)＋3molH2(g) 不变 －91 C
【分析】根据盖斯定律计算反应热，根据质量守恒定律判断反应物物质的量和化学式，催化剂降低反应的活化能，但不影响反应平衡状态。
【详解】(1)根据盖斯定律，将两个热化学方程式相加，可得CO2与H2O反应生成C2H5OH的热化学方程式为2CO2(g)+3H2O(l)=C2H5OH(l)+3O2(g) ΔH＝+1366.8kJ/mol；
(2)当镍粉用量增加10倍后，甲酸的产量迅速减少，表明催化剂对第Ⅱ步反应影响较大，故当增加镍粉用量，第Ⅱ步反应速率增加较大；
(3)①以CO2(g)和H2(g)为原料合成甲醇，反应生成1mol甲醇和1mol水，根据质量守恒，需要1mol二氧化碳和3mol氢气，因此图中A处应填入1molCO2(g)＋3molH2(g)；
②加入催化剂，不能改变反应的焓变，因此ΔH不变；
③根据盖斯定律，CO(g)＋2H2(g)=CH3OH(g) ΔH＝0.5ΔH1＋ΔH2－0.5ΔH3＝(－566kJ/mol)×0.5+(－484kJ/mol)－(－1352kJ/mol)×0.5＝－91kJ/mol；
(4) A、B、D均有2个产物，C仅为一个产物，原子利用率100%，原子利用率最高。答案为C。
18．(1)U(反应产物) -U(反应物)
(2) 热和功 Q+W
(3) ＞ 吸 ＜ 放
【解析】略
19．(1)负极
(2) Zn + 2H+ = Zn2+ + H2↑ 电流表指针偏转
(3)①②
【解析】（1）图所示装置为原电池，Zn比Cu活泼，Zn失电子作负极。
（2）该电池的总反应为：Zn+H2SO4= Zn SO4+H2↑，通过该原电池装置将化学能转化为电能，反应过程中电流表的指针会发生偏转，则离子反应方程式为：Zn + 2H+ = Zn2+ + H2↑；能证明产生电能的实验现象是电流表指针偏转。
（3）放热的氧化还原反应才可以设计为原电池反应。①反应2H2+O22H2O是放热的氧化还原反应，可以设计为原电池，①不符合题意；②反应Cu+2Ag+=Cu2++2Ag是放热的氧化还原反应，可以设计为原电池，②符合题意；③NaOH+HCl=NaOH+H2O是非氧化还原反应，不可以设计为原电池，③不符合题意；故合理选项是②①。
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