第1章 化学反应与能量转化 单元同步测试卷-高二上学期化学鲁科版（2019）选择性必修1

试卷第=page1515页，共=sectionpages1515页试卷第=page1414页，共=sectionpages1515页第1章化学反应与能量转化单元同步测试卷一、单选题1．中国新能源汽车处于世界领先地位，某品牌电动汽车使用三元锂电池，总反应式为：。下图是工作原理，隔膜只允许X离子通过，汽车加速时，电动机提供推动力，减速时，发电机将多余能量转化为电能储存。下列说法错误的是A．减速时，电池充电；加速时，电池放电B．加速时，电子的方向为：甲电极→电动机→乙电极C．减速时，乙电极的反应为：D．加速时，X离子由甲经过隔膜向乙移动2．HCl气体被氧气氧化的能量关系如图，下列叙述正确的是A．该反应、B．该反应的浓度平衡常数C．用E表示键能，则该反应D．反应

3．天然气水蒸气转化法是目前获取的主流方法。已知：则与反应完全转化为和的热化学方程式书写正确的是A．

B．

C．

D．

4．如图所示装置中，a、b都是惰性电极，通电一段时间后，b极附近溶液呈红色。下列说法中正确的是①X是正极，Y是负极②若用右侧装置在钥匙上镀铜，则将钥匙放在a处③溶液的酸性先增强，再不变④精炼粗铜时，则将粗铜放在a处A．①③ B．②③ C．①④ D．②④5．某工厂采用电解法处理含铬废水，耐酸电解槽用铁板作阴、阳极，槽中盛放酸性含铬废水，原理示意图如下，下列说法不正确的是：A．阳极区溶液中发生的反应为：B．电解过程中阳极区有、沉淀生成C．阳极的铁板换成铜板也可以完成处理酸性含铬废水的目的D．工业上常在酸性含铬废水中加入氯化钠固体，以增强溶液的导电性，提高电解效率6．下列有关反应热的说法正确的是A．25℃、时，的燃烧热大于的燃烧热B．在化学反应过程中，吸热反应需不断从外界获得能量，放热反应不需从外界获得能量C．甲烷的燃烧热，则甲烷燃烧的热化学方程式为

D．已知：

，

，则7．电解饱和的的溶液，含碳产物主要为，还有少量、和，实验装置如图，其中M、N均为纳米电极。下列说法错误的是A．b为电源的正极B．生成的电极反应式为C．若N极产生气体，则电路中转移电子为D．电解一段时间后，X、Y池中溶液碱性均增强8．石墨烯基电催化转化为等小分子燃料的装置示意图如图所示。下列叙述正确的是A．a电极应该连接电源的负极B．电催化过程溶液中的由Ⅱ室向Ⅰ室迁移C．Ⅱ室中每消耗气体，Ⅰ室生成D．转化为的反应为9．实验小组研究金属电化学腐蚀，实验如下：序号实验实验Ⅰ铁钉表面及周边未见明显变化铁钉周边零星、随机出现极少量红色和蓝色区域，有少量红棕色铁锈生成实验Ⅱ铁钉周边出现红色区域，未见蓝色出现锌片周边未见明显变化铁钉周边红色加深，区域变大，未见蓝色出现锌片周边未见明显变化下列说法不正确的是A．实验Ⅰ中铁钉发生了吸氧腐蚀B．实验Ⅱ中锌片未发生反应C．实验Ⅱ中正极的电极反应式：D．若将片换成片，推测片周边会出现红色，铁钉周边会出现蓝色10．微生物脱盐电池是一种高效、经济的能源装置。利用微生物处理有机废水，可获得电能，同时实现海水淡化。现以溶液模拟海水，采用惰性电极，用下图装置处理有机废水(以含的溶液为例)。下列说法不正确的是A．a极电极反应为B．b极为正极C．隔膜1为阴离子交换膜，隔膜2为阳离子交换膜D．当电路中转移电子时，模拟海水理论上除盐11．已知中的化学键断裂时需要吸收的能量，中的化学键断裂时需要吸收的能量，中的化学键形成时释放的能量，与反应生成的热化学方程式为A．B．C．D．12．下列示意图与化学用语表述内容不相符的是(水合离子用相应离子符号表示)AB电离方程式：总反应：CD负极反应：总反应：A．A B．B C．C D．D13．化学小组研究金属的电化学腐蚀，实验如下：序号实验Ⅰ实验Ⅱ实验现象铁钉周边出现_________色锌片周边未见明显变化铁钉周边出现蓝色铜片周边略显红色下列说法不正确的是A．实验Ⅰ中铁钉周边出现红色B．实验I中负极的电极反应式：C．实验Ⅱ中正极的电极反应式：D．对比实验I、Ⅱ可知，生活中镀锌铁板比镀铜铁板在镀层破损后更耐腐蚀14．基元反应的反应过程如下图。下列分析不正确的是A．该基元反应涉及键断裂和键形成B．该基元反应属于吸热反应C．使用催化剂，可以改变该反应D．增大，该反应单位体积内活化分子数增多二、填空题15．已知红磷和Cl2发生反应生成PCl3或PCl5，反应过程中的能量变化如图所示(图中△H表示生成1mol产物的数据)。(1)P和Cl2反应生成PCl3(g)的热化学方程式为______。(2)PCl5(g)分解生成PCl3(g)和Cl2的热化学方程式为______。(3)白磷能自燃，红磷不能自燃。白磷转变成红磷是______(“放”或“吸”)热反应，如果用白磷代替红磷和Cl2反应生成1molPCl5的反应热为△H3，则△H3______△H1(填“>”、“<”或“=”)。(4)工业上制备PCl5通常分两步进行，先将P和Cl2反应生成中间产物PCl3，然后降温，再和Cl2反应生成PCl5，其原因是______。16．2021年12月9日，神舟十三号航天员翟志刚、王亚平和叶光富在中国空间站太空授课，空间站内氧气和二氧化碳的循环利用引发了同学们强烈的好奇心。请根据有关信息回答下列问题。(1)空间站主要利用电解生活废水及尿液实现氧气再生，阳极的电极反应式为______。(2)叶光富介绍，有望在空间站利用CO2与H2反应生成水和燃料，实现呼吸产生的CO2与电解水产生的H2的高效循环利用。二氧化碳与氢气制甲醇的总反应可表示为：CO2(g)+3H2(g)→CH3OH(g)+H2O(g)

△H。该反应一般通过如下步骤来实现：i.CO2(g)+H2(g)→CO(g)+H2O(g)

△H1=+41kJ•mol-1ii.CO(g)+2H2(g)→CH3OH(g)

△H2=-90kJ•mol-1①总反应的△H=_____kJ•mol-1；若反应i为慢反应，下列示意图中能体现上述反应能量变化的是_____(填标号)，判断的理由是_____。A．

B．C．

D．②甲醇是燃料电池的重要原料，若电解质为H2SO4溶液，则负极的电极反应式为_____。(3)利用电化学原理可以将H2O和CO2转化为O2和燃料(C3H8O)，实验装量如图所示，则H+移向_____极(填“a”或“b”)。17．工业上采用电解的方法来制备活泼金属铝。纯净的氧化铝熔点很高(约为2045℃)，在实际生产中，通过加入助熔剂冰晶石()在1000℃左右就可得到熔融体。主要的电极反应为：阴极：阳极：总反应为：在阳极生成的氧气全部与石墨电极反应生成一氧化碳气体和二氧化碳气体，因此在电解过程中，需要不断补充石墨电极，则：(1)生产1t金属铝，转移电子的物质的量是___________。(2)工业生产中，生产1t铝阳极损失0.6t石墨。石墨被氧化的产物是____，质量为______。18．如图所示，某同学设计一个燃料电池并探究氯碱工业原理和电解溶液，根据要求回答相关问题：(1)通入氧气的电极为_______(填“正极”或“负极”)，铁电极为_______(填“阳极”或“阴极”)(2)正极的电极反应式为_______。(3)乙装置中电解的总反应的离子方程式为_______。(4)乙中装有2L饱和氯化钠溶液，若在标准状况下，有1.12L氧气参加反应，乙中溶液的pH=_______，丙装置中阴极增重的质量为_______g。(5)若将该燃料电池的燃料改为甲烷，则该极的电极反应式为_______。19．回答下列问题：(1)用50mL0.50mol•L﹣1的盐酸与50ml0.55mol•L﹣1的NaOH溶液在如图1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热。回答下列问题：①若将杯盖改为薄铁板，求得的反应热数值将_______(填“偏大”“偏小”或“不变”)。②若通过测定计算出产生的热量为1.42kJ，请写出该反应的热化学方程式：_______。(2)向1L1mol•L﹣1的NaOH溶液中分别加入下列物质：①浓H2SO4；②稀硫酸；③稀盐酸，恰好完全反应的热效应ΔH1、ΔH2、ΔH3的由小到大的顺序为_______。(3)①已知：CH4(g)+H2O(g)═CO(g)+3H2(g)△H=+206.2kJ•mol﹣1CH4(g)+CO2(g)═2CO(g)+2H2(g)△H=+247.4kJ•mol﹣1则CH4(g)与H2O(g)反应生成CO2(g)和H2(g)的热化学方程式为_______。②一定条件下，在水溶液中所含离子Cl﹣、ClO﹣、ClO、ClO、ClO各1mol，其相对能量的大小如图2所示(各离子在图中用氯元素的相应化合价表示)，则反应3ClO﹣(aq)═ClO(aq)+2Cl﹣(aq)的ΔH=_______kJ•mol﹣1。三、实验题20．某小组探究Cu和H2O2的反应的氧化还原反应，从电极反应角度分析物质氧化性和还原性的变化规律。【实验探究】实验i：向装有0.5gCu的烧杯中加入20mL30%H2O2溶液，一段时间内无明显现象，10小时后，溶液中有少量蓝色浑浊，Cu片表面附着少量蓝色固体。(1)①写出该反应的化学方程式：_______。②电极反应式：ⅰ.氧化反应：_______。ⅱ.还原反应：H2O2+2e-=2OH-【继续探究】针对该反应速率较慢，小组同学查阅资料，设计并完成了下列实验。装置序号试剂a现象ii20mL30%H2O2与4mL5mol/LH2SO4混合液Cu表面很快生产少量气泡，溶液逐渐变蓝，产生较多气泡iii20mL30%H2O2与4mL5mol/L氨水混合液溶液立即变为深蓝色，产生大量气泡，Cu表面有少量蓝色不溶物(2)实验ii中：溶液变蓝的原因是_______(用化学方程式表示)。(3)对比实验i和iii，为探究浓氨水对Cu的还原性或H2O2氧化性的影响，该同学利用下图装置继续实验。已知：电压大小反映了物质氧化还原性强弱的差异；物质氧化性与还原性强弱差异越大，电压越大。a.K闭合时，电压为x。b.向U型管右侧溶液中滴加浓氨水后，电压减小了y。c.继续向U型管左侧溶液中滴加浓氨水后，电压增大了z。①从电极反应角度解释产生现象c的原因：_______。②利用该方法也可证明酸性增强可提高H2O2的氧化性，具体实验操作及现象是_______。(4)总结：物质氧化性和还原性变化的一般规律是_______。21．I.有甲、乙两位同学均想利用原电池反应检测金属的活动性顺序，两人均用镁片和铝片作电极，但甲同学将电极放入6mol·L-1的H2SO4溶液中，乙同学将电极放入6mol·L-1的NaOH溶液中，如图所示。(1)写出甲中正极的电极反应式：_______(2)乙中负极为_______，总反应的离子方程式：_______(3)由此实验得出的下列结论中，正确的有_______A．利用原电池反应判断金属活动性顺序时应注意选择合适的介质B．镁的金属性不一定比铝的金属性强C．该实验说明金属活动性顺序表已过时，没有实用价值了D．该实验说明化学研究对象复杂、反应受条件影响较大，因此应具体问题具体分析II.利用反应Cu＋2FeCl3=CuCl2＋2FeCl2设计成如图所示原电池，回答下列问题：(4)写出电极反应式：正极_______；负极_______。(5)图中X溶液是_______，Y溶液是_______。四、原理综合题22．Ⅰ已知下列热化学方程式：①2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)

ΔH=-571.6kJ/mol②2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)

ΔH=-483.6kJ/mol③2C(s)+O2(g)=2CO(g)

ΔH=-221kJ/mol④C(s)+O2(g)=CO2(g)

ΔH=-393.5kJ/mol回答下列问题：(1)H2(g)的燃烧热为_________kJ/mol，C(s)的燃烧热为_________kJ/mol。(2)表示CO燃烧热的热化学方程式为_________。(3)常温下燃烧3g等体积的H2和CO的混合气体生成液态水，放出的热量为_________kJ。(4)请根据以上数据，写出C(s)与水蒸气反应制备水煤气(主要成分是CO和H2)的热化学反应方程式：_________。Ⅱ.一定温度下，反应H2+Cl2=2HCl中的某一基元反应H2+Cl·→HCl+H·，其能量变化如图所示。H…Cl…H表示反应物分子中旧化学键没有完全断裂、新化学键没有完全形成的过渡态。(5)该基元反应的活化能为_________kJ·mol-1，ΔH=_________kJ·mol-1。23．水煤气变换[]是重要的化工过程，主要用于合成氨、制氢以及合成气加工等工业领域中。我国学者结合实验与计算机模拟结果，研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程，如图所示，其中吸附在金催化剂表面上的物种用*标注。(1)水煤气变换的_______0(填“>”、“<”或“=”)。该历程中最大能垒(活化能)_______eV。(2)水煤气中的CO和在高温下反应可生成甲烷。在体积为2L的恒容密闭容器中，充入1molCO和5mol，一定温度下发生反应：。测得CO和的转化率随时间变化如图所示。①从反应开始到6min，_______mol⋅L⋅min ，6min时，_______。②下列叙述中能说明上述反应达到化学平衡状态的是_______(填字母)。a.容器中混合气体的密度保持不变b.容器中混合气体的总压强保持不变c.容器中的体积分数保持不变d.单位时间内每消耗1molCO，同时生成1mol答案第=page2525页，共=sectionpages1010页答案第=page2424页，共=sectionpages1010页参考答案：1．C【分析】放电过程中得电子结合a个Li+生成，电极反应式为+aLi++ae-=，LiaC6失电子生成6C和aLi+，电极反应式为LiaC6-ae-=aLi++6C。充电时失去a个Li生成，电极反应式为-ae-=+aLi+，6C得到ae-生成LiaC6，电极反应式为6C+ae-+aLi+=LiaC6。【详解】A．减速时发电机将多余的能量转化为电能储存，减速时电池充电，加速时电动机提供推动力，电池放电，A正确；B．加速时LiaC6放电，电子从甲电极经过电动机到乙电极，B正确；C．减速时，乙电极的反应为-ae-=+aLi+，C错误；D．加速时，乙电极为正极，X离子为Li+，Li+由甲经过隔膜向乙移动，D正确；故答案选C。2．D【详解】A．如图可知，、，故A错误；B．反应的平衡常数是产物的浓度次幂比上反应物浓度次幂，，故B错误；C．用E表示键能反应热时，水的状态应该是气态，则该反应，故C错误；D．液态水转化成气态水需要吸热，反应

，故D正确；故答案为D。3．A【详解】由图可得：反应①、②的热化学方程式为CO(g)+3H2(g)=CH4(g)+H2O(g)ΔH=—206.4kJ/mol、CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)ΔH=—41.0kJ/mol，由盖斯定律可知，②—①可得反应CH4(g)+2H2O(g)=CO2(g)+4H2(g)，则ΔH=(—41.0kJ/mol)—(—206.4kJ/mol)=+165.4kJ/mol，反应的热化学方程式为CH4(g)+2H2O(g)=CO2(g)+4H2(g)ΔH=+165.4kJ/mol，或CH4(g)+H2O(g)=CO2(g)+2H2(g)ΔH=+82.7kJ/mol，故选A。4．C【分析】如图，a、b都是惰性电极，通电一段时间后，含酚酞的食盐水，b极附近溶液呈红色，则b极有生成，作为阴极，电极反应式为，与电池的负极相连，所以Y为电池的负极；a为阳极，电极反应式为；与电源正极相连，所以电池X极为正极；【详解】①综上所述，X极为正极；Y为电池的负极，故①正确；②Y为电池的负极，与之相连的一极b极为阴极，a为阳极，若用右侧装置在钥匙上镀铜，则将钥匙放在b处，故②错误；③如图，电解硫酸铜溶液，Cu作为阴极，电极反应为；Pt电极为阳极，电极反应式为，在溶液中没有消耗完之前，溶液中增大，酸性增强，当溶液中反应完之后，开始在阴极放电，，碱小，酸性减弱，故③错误；④精炼粗铜时，粗铜作为电解池的阳极，则将粗铜放在a处，故④正确；综上所述，①④正确；故选C。5．C【详解】A．做氧化剂，与阳极产生的反应：，故A正确；B．根据知，反应过程中消耗了大量，使得和都转化为氢氧化物沉淀，故B正确；C．阳极的铁片换成铜板，则阳极不会产生具有还原性的，则不会发生还原的反应，不能完成处理酸性含铬废水的目的，故C错误；D．电解过程中消耗了大量的，使得溶液中、转化为沉淀，溶液中自由移动离子浓度降低，导电能力减弱，故为了提高溶液的导电性，加入强电解质氯化钠，提高溶液的导电性，提高电解效率，故D正确；答案为C。6．D【详解】A．燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量，25℃、时，S的燃烧热是定值，故A错误；B．有的吸热反应需要从外界获得一定的能量才能发生，故B错误；C．甲烷的燃烧热，则甲烷燃烧的热化学方程式应该对应生成液态水，

，故C错误；D．S(s)变成S(g)还需要吸热，故，故D正确；故答案为D。7．D【详解】A．生成等发生还原反应，M为阴极，a为电源的负极，b为正极，故A正确；B．生成的电极反应式为，故B正确；C．N极为阳极，产生，电路中转移电子为，故C正确；D．X池转化为和，碱性增强，Y池浓度减小，碱性减弱，故D错误。综上所述，答案为D。8．D【详解】A．a电极上转化为，O元素失电子化合价升高，则a为阳极，正极连接阳极，则a电极应该连接电源的正极，故A错误；B．电解池中阳离子由阳极移向阴极，则溶液中的由Ⅰ室向Ⅱ室迁移，故B错误；C．Ⅱ室中转化为、、等，不是只生成，则每消耗气体，转移电子不等于，则无法确定生成的物质的量，故C错误；D．b极转化为，C元素化合价降低，电极反应式为，故D正确；故答案为：D。9．B【详解】A．根据实验现象可知，实验Ⅰ中铁钉被空气中氧气氧化，随机出现极少量红色和蓝色区域，Fe2+与K3[Fe(CN6)]会生成蓝色沉淀，OH-在酚酞作用下会使溶液变红，故反应过程中溶液存在OH-、Fe2+，最后有少量红棕色铁锈生成，发生了吸氧腐蚀，A项正确；B．实验Ⅱ的反应速率比实验Ⅰ快，实验ⅠI中形成了以铁为正极，锌为负极的原电池，锌片发生氧化反应，B项错误；C．实验Ⅱ中，溶液酸性较弱，且由铁钉周边出现红色区域可知，正极的电极反应式：，C项正确；D．若将片换成片，则实验Ⅱ中，铁为负极，电极反应式为Fe-2e-=Fe2+，铁钉周边会出现蓝色；铜为正极，根据C选项正极电极反应式可知，有OH-生成，铜片周边会出现红色，D项正确；答案选B。10．D【分析】据图可知a极上CH3COOˉ转化为CO2和H+，C元素被氧化，所以a极为该原电池的负极，则b极为正极。【详解】A．a极为负极，CH3COOˉ失电子被氧化成CO2和H+，结合电荷守恒可得电极反应式为CH3COOˉ+2H2O-8eˉ=2CO2↑+7H+，故A正确；B．由以上分析可知b极为正极，故B正确；C．为了实现海水的淡化，模拟海水中的氯离子需要移向负极，即a极，则隔膜1为阴离子交换膜，钠离子需要移向正极，即b极，则隔膜2为阳离子交换膜，故C正确；D．当电路中转移1mol电子时，根据电荷守恒可知，海水中会有1molClˉ移向负极，同时有1molNa+移向正极，即除去1molNaCl，质量为58.5g，则转移电子时，模拟海水理论上除盐，故D错误；故选：D。11．D【详解】断裂1molN2(g)和1molO2(g)中化学键吸收能量分别为946kJ、498kJ，形成1molNO(g)中化学键释放出632kJ能量。反应N2(g)+O2(g)=2NO(g)中，断裂反应物中化学键吸收总能量为946kJ+498kJ=1444kJ，形成反应物中化学键释放的总能量为632kJ×2=1264kJ，则该反应是吸热反应，二者的能量差为1444kJ-1264kJ=180kJ，故△H=+180kJ/mol，与反应生成的热化学方程式为，故选D。12．D【详解】A．NaCl溶于水，在水分子作用下电离出Na+、Cl-，其电离方程式为，A项正确；B．该原电池装置，锌为负极，其电极反应为Zn-2e-=Zn2+，铜为正极，其电极反应为Cu2++2e-=Cu，故总反应为Zn+Cu2+=Zn2++Cu，B项正确；C．此装置为氢氧燃料电池，在碱性条件下负极反应为，C项正确；D．电解饱和食盐水总反应为，D项错误；答案选D。13．B【详解】A．实验Ⅰ中锌做负极，铁做正极，铁钉极氧气得到电子发生还原反应生成氢氧根离子，溶液显碱性周边出现红色，故A正确；B．实验I中锌做负极，负极的电极反应式：，故B错误；C．实验Ⅱ中铜不活泼，铜作正极，正极的电极反应式：，故C正确；D．对比实验I、Ⅱ可知，锌能保护铁，而铜铁形成原电池会加速铁锈蚀，故生活中镀锌铁板比镀铜铁板在镀层破损后更耐腐蚀，故D正确；故选B。14．C【详解】A．由图示可知，该基元反应涉及H−I键断裂和H−H键形成，A正确；B．断键吸收的能量大于成键放出的能量，该反应吸热，B正确；C．催化剂只改变活化能，影响反应速率，不影响焓变，C错误；D．增大c(HI)，该反应单位体积内活化分子数增多，反应速率加快，D正确；故选C。15．(1)P(s)+Cl2(g)=PCl3(g)△H=-306kJ•mol-1##2P(s)+3Cl2(g)=2PCl3(g)△H=-612kJ•mol-1(2)PCl5(g)=PCl3(g)+Cl2(g)△H=+93kJ•mol-1(3)

放

<(4)两步反应均为放热反应，降低温度有利于提高产率，防止产物分解【详解】（1）由图中信息P和Cl2生成1molPCl3放出399kJ-93kJ=306kJ热量，热化学方方程式为P(s)+Cl2(g)=PCl3(g)△H=-306kJ•mol-1，答案：P(s)+Cl2(g)=PCl3(g)△H=-306kJ•mol-1或2P(s)+3Cl2(g)=2PCl3(g)△H=-612kJ•mol-1；（2）由图中信息可知PCl3和Cl2生成1molPCl5，放出93kJ热量，所以PCl5(g)分解生成PCl3(g)和Cl2的热化学方程式为PCl5(g)=PCl3(g)+Cl2(g)△H=+93kJ•mol-1，答案：PCl5(g)=PCl3(g)+Cl2(g)△H=+93kJ•mol-1；（3）因为能量越低越稳定，白磷能自燃，红磷不能自燃，相同质量的白磷能量高于红磷，白磷转变成红磷是放热反应，如果用白磷代替红磷和Cl2反应生成1molPCl5，放出热量多，△H小，△H3<△H1，答案：放；<；（4）因为PCl5分解反应是吸热反应，温度太高，不利于PCl5的生成，答案：两步反应均为放热反应，降低温度有利于提高产率，防止产物分解。16．(1)2H2O-4e-=O2↑+4H+(2)

-49

A

△H1为正值，△H2和△H为负值，反应i的活化能大于反应ii的活化能

CH3OH-6e-+H2O=CO2↑+6H+(3)a【详解】（1）电解水阳极失去电子生成氧气，故电极方程式为2H2O-4e-=O2↑+4H+。（2）①已知i.CO2(g)+H2(g)→CO(g)+H2O(g)

△H1=+41kJ•mol-1ii.CO(g)+2H2(g)→CH3OH(g)

△H2=-90kJ•mol-1由盖斯定律可知总反应CO2(g)+3H2(g)→CH3OH(g)+H2O(g)等于反应i+反应ii，故△H=△H1+△H2=-49kJ•mol-1；反应i吸热反应，反应ii为放热反应，总反应为放热反应，故图像为A，理由为△H1为正值，△H2和△H为负值，反应i的活化能大于反应ii的活化能；②甲醇燃料电池中甲醇在负极上发生反应CH3OH-6e-+H2O=CO2↑+6H+。（3）根据装置可知，与电源负极相连的a为阴极，b为阳极，电解池中阳离子移向阴极，故H+移向a极。17．(1)1.11×105mol(2)

一氧化碳和二氧化碳

1.4t【详解】（1）1t铝的物质的量为≈3.7×104mol，依题意每1molAl转移3mol电子，故此时共转移1.11×105mol电子（2）石墨与阳极产生的氧气反应生成一氧化碳和二氧化碳，故被氧化的产物为一氧化碳和二氧化碳，根据质量守恒，产物的总质量为消耗的碳的质量与阳极产生的氧气质量之和，结合第一问和得失电子守恒可知，阳极产生的氧气质量为=0.8t，故一氧化碳和二氧化碳质量之和为：0.6t+0.8t=1.4t18．(1)

正极

阴极(2)O2+2H2O+4e-=4OH-(3)2H2O+2Cl-2OH-+H2↑+Cl2↑(4)

13

6.4g(5)CH4-8e-+10OH-=+7H2O【分析】甲装置：为燃料电池，正极：O2+2H2O+4e-=4OH-，负极：H2-2e-+2OH-=2H2O，总反应式：2H2+O2=2H2O；乙装置：Fe电极与电源负极相连，为阴极，阴极：2H2O+2e-=2OH-+H2↑，阳极：2Cl--2e-=Cl2↑，总电极反应式：2H2O+2Cl-2OH-+H2↑+Cl2↑；丙装置：铜的电解精炼池，粗铜为阳极，阳极：Zn-2e-=Zn2+，Fe-2e-=Fe2+，Cu-2e-=Cu2+，Ag、Au为阳极泥；精铜为阴极，阴极：Cu2++2e-=Cu，阳极上铜消耗的质量小于阴极上析出铜的质量，所以电解质溶液硫酸铜浓度略有减小，据此分析作答。；【详解】（1）通入氧气的电极为原电池的正极；铁电极为电解池的阴极；（2）甲装置为原电池，正极的电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-；（3）乙装置中电解的总反应的离子方程式为2H2O+2Cl-2OH-+H2↑+Cl2↑；（4）标况下有0.05mol氧气参加反应，根据甲装置正极反应式可知，装置中转移电子为4×0.05mol=0.2mol，根据乙装置电解总反应与转移电子关系2H2O+2Cl-=2OH-+H2↑+Cl2↑~2e-，整个装置中转移0.2mol电子时，生成n(OH-)=0.2mol，c(OH-)=0.1mol/L，c(H+)=1×10-13mol/L，乙中溶液的pH=13；根据丙装置中阴极反应可知，整个装置中转移0.2mol电子时生成n(Cu)=0.1mol，则丙装置中阴极增重的质量为0.1mol×64g/mol=6.4g；（5）甲烷燃料电池在碱性条件下的负极反应为：CH4-8e-+10OH-=+7H2O。19．(1)

偏小

HCl(aq)+NaOH(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)△H=﹣56.8kJ/mol(2)△H1＜△H2=△H3(3)

CH4(g)+2H2O(g)=CO2(g)+4H2(g)△H=+165kJ•mol﹣1

﹣117kJ•mol﹣1【详解】（1）①若将杯盖改为薄铁板，会使一部分热量散失，求得的中和热数值将会偏小，故答案为：偏小；②50mL0.50mol•L﹣1的盐酸与50mL0.55mol•L﹣1的NaOH溶液反应时，NaOH过量，生成水的物质的量为0.05L×0.50mol•L﹣1=0.025mol，则焓变△H=﹣=﹣=﹣56.8kJ/mol，结合物质的凝集状态写出反应的热化学方程式HCl(aq)+NaOH(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)△H=﹣56.8kJ/mol，故答案为：HCl(aq)+NaOH(aq)═NaCl(aq)+H2O(l)△H=﹣56.8kJ/mol；（2）硫酸和盐酸都是强酸，与NaOH溶液恰好完全反应时ΔH2=ΔH3=﹣57.3kJ/mol，浓H2SO4稀释过程放热，使反应热数值增大，但中和反应是放热反应，焓变为负值，则热效应ΔH1、ΔH2、ΔH3的由小到大的顺序为为△H1＜△H2=△H3，故答案为：△H1＜△H2=△H3；（3）①CH4(g)与H2O(g)反应生成CO2(g)和H2(g)的热化学方程式为CH4(g)+2H2O(g)=CO2(g)+4H2(g)；i、CH4(g)+H2O(g)═CO(g)+3H2(g)△H=+206.2kJ•mol﹣1；ii、CH4(g)+CO2(g)═2CO(g)+2H2(g)△H=+247.4kJ•mol﹣1结合盖斯定律可知，反应i×2﹣ii计算CH4(g)+2H2O(g)=CO2(g)+4H2(g)的焓变△H=(+206.2kJ•mol﹣1)×2﹣(+247.4kJ•mol﹣1)=+165kJ•mol﹣1，故答案为：CH4(g)+2H2O(g)=CO2(g)+4H2(g)△H=+165kJ•mol﹣1；②由图可知反应3ClO﹣(aq)═ClO3﹣(aq)+2Cl﹣(aq)的△H=(63kJ/mol+2×0kJ/mol)﹣3×60kJ/mol=﹣117kJ/mol，故答案为：﹣117。20．(1)

(2)(3)

加入氨水，氨水与形成，使减小，提高了的还原性；

向U型管右侧溶液中滴加硫酸。(4)在还原反应(氧化反应)中，增大反应物浓度或降低生成物浓度，氧化剂(还原剂)的氧化性(还原性)增强。【分析】根据实验现象可知和可反应生成氢氧化铜，为进一步探究反应原理，分别向反应中加入了5mol/L和5mol/L氨水，对比实验分析反应原理和双氧水生成氧气的原因。同时利用电化学原理探究氨水对的还原性或氧化性的影响，通过在电极两侧分别加入氨水观察电压的变化，分析物质氧化性和还原性变化的规律以及应用。（1）向装有0.5g的烧杯中加入20mL30%溶液，，一段时间后Cu表面出现少量蓝色固体，说明有氢氧化铜生成，故可推测Cu和H2O2反应生成氢氧化铜，反应方程式为；铜失电子发生氧化反应：；（2）实验ii中溶液变蓝，说明Cu与在酸性条件下可以发生反应，生成Cu2+，溶液变蓝色，反应的化学方程式为；（3）向U型管双氧水一侧加入氨水，电压未变化，说明在双氧水中加入氨水不会影响双氧水氧化性的强弱，而向U型管硫酸铜一侧加入氨水，氨水可以和Cu2+发生反应生成四氨合铜离子，这时电压发生了变化，说明氨水的加入使减小，提高了的还原性；证明酸性增强可提高的氧化性时，可向U型管右侧溶液中滴加硫酸，观察电压变化；故答案为：加入氨水，氨水与形成，使减小，提高了的还原性；向U型管右侧溶液中滴加硫酸。（4）根据以上实验，可得出结论：在还原反应(氧化反应)中，增大反应物浓度或降低生成物浓度，氧化剂(还原剂)的氧化性(还原性)增强。21．(1)2H++2e-=H2↑(2)

Al

2Al+2OH-+2H2O=2+3H2↑(3)AD(4)

2Fe3＋+2e-=2Fe2+

Cu-2e-=Cu2＋(5)

FeCl3

CuCl2【分析】I.甲中Mg和H2SO4反应生成MgSO4和H2，Mg是负极，Al是正极；乙中Al和NaOH反应生成NaAlO2和H2，Al是负极，Mg是正极；II.根据反应方程式可知，Cu是负极，C棒是正极；【详解】（1）甲中正极是Al，H+得到电子生成H2，电极反应式为2H++2e-=H2↑；（2）由以上分析可知，乙中负极为Al；总反应的离子方程式为2Al+2OH-+2H2O=2AlO+3H2↑；（3）A．与电解质溶液可以自发反应的是负极，故利用原电池反应判断金属活动性顺序时应注意选择合适的介质，A正确；B．镁的金属性一定比铝的金属性强，B错误；C．金属活动性顺序表一直是准确的，C错误；D．与电解质溶液可以自发反应的是负极，具体情况具体分析，D正确；故选AD；（4）C棒是正极，Fe3+得到电子变成Fe2+，电极反应式为2Fe3＋+2e-=2Fe2+；Cu是负极，Cu失电子变成Cu2+，电极反应式为Cu-2e-