专题1《化学反应与能量变化》基础练习题
一、单选题
1．下列设备工作时，将化学能转化为电能的是
A B C D
锂离子电池 硅太阳能电池 电饭煲 风力发电器
A．A B．B C．C D．D
2．工业上采用乙苯脱氢制备苯乙烯，反应体系同时发生两步可逆反应，其能量变化情况如图：
则总反应(g)+CO2(g)(g)+CO(g)+H2O(g)△H为
A．-166kJ/mol B．+166kJ/mol C．+84kJ/mol D．-84kJ/mol
3．下列说法或表示方法错误的是
A．盖斯定律实质上是能量守恒定律的体现
B．一定条件下，0.5molN2和1.5molH2充分反应后放出35.5 kJ热量，则N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-71kJ/mol
C．由于反应情况不同，反应热可分为燃烧热，中和热等
D．在稀溶液中：H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)； H =-57.3kJ/mol，若将含0.5mol H2SO4的浓硫酸与含1molNaOH的溶液混合，放出的热量大于57.3kJ
4．在冬奥会上，中国使用了多项高科技。下列说法正确的是
A．滑道使用二氧化碳超临界制冰的相变过程是物理变化
B．火炬“飞扬”使用的碳纤维和高性能树脂属于无机非金属材料
C．颁奖礼仪服饰“瑞雪样云”使用的保温材料石墨烯属于有机高分子材料
D．冬奥会场馆使用的氢燃料车是利用电解池原理提供电能
5．石墨转化为金刚石反应过程中的能量变化如图所示。下列说法正确的是
A．该反应为放热反应 B．石墨比金刚石稳定
C．该反应在常温下即可发生 D．相同质量的金刚石与石墨完全燃烧放出的热量相同
6．利用如图所示装置，当X、Y选用不同材料时，可将电解原理广泛应用于工业生产。下列法中正确的是
A．氯碱工业中，Y可为铁棒，加酚酞溶液，X附近首先变红
B．铜的精炼中，X是纯铜，Y是粗铜，Z是CuSO4溶液
C．海水提镁中，X、Y均为石墨，Z为MgCl2溶液
D．电镀工业中，X是镀层金属，Y是待镀金属
7．餐具表面镀银可达到增强抗腐蚀性、提升美观等目的。下列关于铁表面镀银的说法不正确的是
A．电路中每通过1mole-，阴极析出1mol银
B．铁电极应与电源负极相连
C．阳极电极反应式为Ag﹣e- = Ag+
D．电镀液需要不断更换
8．锂—O2电池由于具有极高的理论比能量而受到广泛关注，被认为是最具发展前景的下一代高比能二次电池体系，电池结构如图，下列关于该电池的说法错误的是
A．隔膜允许Li+通过，不允许O2通过
B．M极材料为金属锂，放电时电极反应式为Li-e-=Li+
C．产生0.5Ah电量时，生成Li2O2的物质的量与转移电子的物质的量比值为0.5
D．电解质溶液不能为非水系有机电解质溶液，只能为水系电解质溶液
9．对下列图示实验的描述正确的是
A．图1所示的实验：钢闸门连在外接电源的负极上，可以对其进行保护
B．图2所示的实验：用NaOH溶液滴定盐酸
C．图3所示的实验：用浓硫酸和NaOH溶液反应测定中和反应的反应热
D．图4所示的实验：根据两烧瓶中气体颜色的变化(热水中变深、冰水中变浅)判断2NO2(g)→N2O4(g)正反应是吸热反应
10．一种三室微生物燃料电池可用于污水净化、海水淡化，其工作原理如图所示，图中有机废水中的有机物可用表示。下列有关说法不正确的是
A． 中间室移向左室
B．X气体为
C．处理后的含废水的降低
D．电路中每通过电子，产生X气体的体积在标准状况下为
11．钢铁长时间与下列溶液接触，最容易发生吸氧腐蚀的是
A．醋酸溶液 B．氯化铵溶液
C．浓硫酸 D．食盐水
12．已知断裂1mol H2(g)中的H—H键需要吸收436.4kJ的能量，断裂1molO2(g)中的共价键需要吸收498kJ的能量，生成H2O(g)中的1mol H—O键能放出462.8kJ的能量。下列说法正确的是
A．断裂1mol H2O中的化学键需要吸收925.6kJ的能量
B．2H2(g)+ O2(g)=2H2O (g) △H=-480.4 kJ·mol-1
C．2H2O(l) = 2H2 (g) + O2(g) △H=-471.6 kJ·mol-1
D．H2(g)+ 1/2O2(g)=H2O (l) △H=-240.2 kJ·mol-1
13．全球气候变暖给人类的生存和发展带来了严峻的挑战，在此背景下，“新能源”“低碳”“节能减排”“吃干榨尽”等概念愈来愈受到人们的重视。下列有关说法不正确的是
A．太阳能、地热能、生物质能和核裂变能均属于“新能源”
B．“低碳”是指采用含碳量低的烃类作为燃料
C．如图甲烷经一氯甲烷生成低碳烯烃的途径体现了“节能减排”思想
D．让煤变成合成气，把煤“吃干榨尽”，实现了煤的清洁、高效利用
14．下列说法正确的是
A．已知2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)为放热反应，则SO2的能量一定高于SO3的能量
B．同温同压下，H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH不同
C．已知H＋(aq)＋OH-(aq)=H2O(l) ΔH=-57.3 kJ/mol，则中和热的热效应均为57.3 kJ
D．已知2C(s)＋2O2(g)=2CO2(g) ΔH1，2C(s)＋O2(g)=2CO(g) ΔH2，则ΔH1<ΔH2
二、填空题
15．下图是一个化学过程的示意图，请回答下列问题：
（1）图中甲池是____________装置，乙池是______________装置。
（2）D电极的名称是______________，A电极的名称是_______________。
（3）通入O2的电极的电极反应式为___________，通入CH4的电极的电极反应式为_________。
（4）丙池中反应的化学方程式为__________________。
（5）当乙池中B（Ag）极的质量增加4.32g时，甲池中理论上消耗O2______________________mL（标准状况下）。
16．乙醇是一种比较理想的可用于燃料电池的有机物。乙醇来源丰富，可以通过含糖有机物的发酵进行大规模的生产。下图是以乙醇燃料电池为电源，电解含NO的废气制备HNO3示意图(c、d均为石墨电极)。
(1)请写出甲池中a极上的电极反应式：___________。
(2)导线中电子转移的方向为___________→___________、___________ →___________ (用a、b、c、d表示)。___________
(3)请写出乙池中c极上的电极反应式：___________。
(4)假设电解前，乙池两侧溶液体积均为100ml，左侧溶液中c (HNO3)为0.1 mol/L。电解结束后，左侧溶液中c (HNO3)变为0.3 mol/L，则处理NO的体积为___________(标准状况)；若忽略溶液体积变化，乙池右侧溶液的pH与电解前相比___________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
17．回答下列问题：
(1)利用多晶铜高效催化电解制乙烯的原理如图所示。因电解前后电解液浓度几乎不变，故可实现的连续转化。
①电解过程中向_______(填“铂”或“多晶铜”)电极方向移动。
②多晶铜电极的电极反应式为_______；
③理论上当生产乙烯时，铂电极产生的气体在标况下体积为_______(不考虑气体的溶解)。
(2)某钠离子电池结构如图所示，电极A为含钠过渡金属氧化物(NaxTMO2)，电极B为硬碳，充电时Na+得电子成为Na嵌入硬碳中，NaTMO2失去电子生成Na1 xTMO2，充电时B极的电极反应：_______，放电时A极的电极方程式：_______。
18．Ⅰ、空气污染物NO通常用含的吸收液吸收（反应后Ce为＋3价），生成、，再利用电解法将上述吸收液中的转化为无毒物质，其原理如图所示：.
（1）已知NO被吸收的过程中，当600mL的吸收液的pH由6降为2时，转移的电子数为，试写出吸收过程中发生的离子反应方程式（反应前后溶液的体积不变）：________________________________。
（2）电解过程中从电解槽的________口（填“a、b、c、d”）流出
（3）阴极的电极反应式：______________________________________。
Ⅱ、2019年10月9日，瑞典皇家科学院宣布，将209年诺贝尔化学奖授予 John B．Goodenough、M. Stanley Whittingham、Akira Yoshino，以表彰他们对锂离子电池研发领域做出的贡献。作为电动车的“颠覆者”，特斯拉公司所采用的正是高效锂电池：电池（正极材料为，负放电极材料为石墨和Li，含导电固体为电解质），其工作原理为：。
（1）放电过程中，正极反应式为：_____________________________________；
（2）放电结束后，负极材料应与电源________极相连进行充电
（3）氢能是重要的新能源。储氢作为氢能利用的关键技术，是当前关注的热点之一。一定条件下，利用上述电池作为电源进行电解，原理如图所示，可实现有机物的电化学储氢（忽略其它有机物）。已知：电流效率
①生成目标产物的电极反应式为_____________________________________。
②该储氢装置的电流效率_________________________。（保留一位小数）
③上述锂电池正极材料的质量将增加______g；
19．回答下列问题：
(1)新型固体燃料电池的电解质是固体氧化钴和氧化钇，高温下允许氧离子()在其间通过。如图所示，其中多孔电极不参与电极反应。写出该反应的负极电极反应式：_______
(2)一氧化氮——空气质子交换膜燃料电池将化学能转化为电能的同时，实现了制硝酸、发电、环保三位一体的结合，其工作原理如图所示，写出放电过程中负极的电极反应式：_______，若过程中产生2 mol ，则消耗标准状况下的体积为_______L。
(3)以(g)为燃料可以设计甲烷燃料电池，该电池以稀作电解质溶液，写出该电池正极电极反应式：_______。
(4)利用下图装置，可以模拟铁的电化学防护。
若X为锌，开关K置于M处，该电化学防护法称为_______。
20．某科研小组为研究电化学原理，设计如图所示装置。回答下列问题：
(1)若a和b不相连，c是铜片，d是锌片，m是稀硫酸，则锌片上的现象是_______，此时能量转化的主要形式是化学能转化为_______能。
(2)若a和b用导线相连：
①c是石墨电极，d是铜片，m是硝酸银溶液，则原电池正极的电极反应式为_______。
②c、d均是Pt电极，m是NaOH稀溶液，分别向两极通入和，通入一极的电极反应式是_______。
(3)若a和b分别连接直流电源的两极：
①c，d是石墨电极，m是NaCl溶液，向溶液中滴加几滴酚酞溶液。实验开始后c极周围溶液首先出现红色，则b连接直流电源的_______(填“正极”或“负极”)，通电时总反应的离子方程式是_______，检验d极气体产物可以选用的试纸是_______(填字母)。
A．干燥的红色石蕊试纸 B．干燥的蓝色石蕊试纸
C．湿润的淀粉-KI试纸 D．干燥的淀粉-KI试纸
②c，d分别是石墨电极和铜电极，m是NaOH浓溶液，通过反应：可制得纳米级。阳极的电极反应式是_______。
21．请根据信息填空：
(1)FeCl3溶液常用于腐蚀印刷电路铜板，发生反应2FeCl3 +Cu ===2FeCl2 +CuCl2，若将此反应设计成原电池，则负极所用的电极材料为____；当线路中转移0.2mol电子时，则被腐蚀的铜的质量为____。
(2)如图所示，把试管放入盛有25℃的饱和澄清石灰水的烧杯中，试管中开始放入几小块镁片，再用滴管滴入5 mL盐酸于试管中，可观察到溶液变浑浊，试回答下列问题：
①产生上述现象的原因是___________________________；
②写出有关反应的离子方程式___________________。
③由实验推知，MgCl2和H2的总能量__________(填“大于”、“小于”或“等于”)Mg和HCl的总能量。
22．联氨(又称联肼，，无色液体)是一种应用广泛的化工原料，可用作火箭燃料，回答下列问题：
(1)联氨分子的电子式为___________，其中氮的化合价为___________
(2)实验室可用次氯酸钠溶液与氨反应制备联氨，反应的化学方程式为___________
(3)①
②
③
④
上述反应热效应之间的关系式为___________，联氨和可作为火箭推进剂的主要原因为___________
(4)联氨是一种常用的还原剂。向装有少量的试管中加入联氨溶液，观察到的现象是___；联氨可用于处理高压锅炉水中的氧，防止锅炉被腐蚀。与使用处理水中溶解的相比，联氨的优点是______
23．根据化学反应与能量转化的相关知识，试回答下列问题:
（1）已知，黑磷比白磷稳定，结构与石墨相似，下图能正确表示该反正中能量变化的是___（填序号）。
（2）已知：氢氧燃料电池的总反应方程式为2H2O+O2=2H2O。在碱性条件下，通入氢气一端的电极反应式为_________________。电路中每转移0.2mol电子，标准状况下消耗H2的体积是______L。
（3）已知断开1mol N≡N键需要946kJ的能量，断开1mol H—H键需要436kJ的能量，生成1mo N—H键放出391kJ的能量，试计算生成2mol NH3时会______（填“放出”或“吸收”）______kJ能量。当在相同的条件下向容器中充入1mol N2和3mol H2时，它们反应对应的热量______（填“大于”、“等于”或“小于”）你所计算出的值，原因是______。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．A
【详解】A.锂离子电池为原电池，将化学能转化为电能，A符合题意；
B.硅太阳能电池是将太阳能转化为电能，B项不符合题意；
C.电饭煲是将电能转化为热能，C项不符合题意；
D.风力发电器是将风能转化为电能，D项不符合题意。
故答案为：A。
2．A
【详解】由图象得反应①(g) (g)+ H2(g) △H=-125kJ/mol；由图象得反应② H2(g) +CO2(g) CO(g)+H2O(g) △H=-41kJ/mol；反应①+反应②得总反应(g)+CO2(g)(g)+CO(g)+H2O(g) △H=-166kJ/mol；故答案为：A
3．B
【详解】A．反应的热效应只与始态、终态有关，与过程无关，盖斯定律实质上是能量守恒定律的体现，A正确；
B．可逆反应不能彻底，0.5mol N2与1.5mol H2充分反应后放出35.5kJ的热量，则1molN2与3mol H2充分反应后放出的热量比71kJ要大，B错误；
C．化学反应过程中放出或吸收的热量为反应热，包括燃烧热、中和热等，C正确；
D．在稀溶液中：H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)； H =-57.3kJ/mol，由于浓硫酸稀释过程是一个放热过程，故若将含0.5mol H2SO4的浓硫酸与含1molNaOH的溶液混合，放出的热量大于57.3kJ，D正确；
故答案为：B。
4．A
【详解】A．使用二氧化碳超临界制冰的相变过程没有生成新物质，是物理变化，A正确；
B．高性能树脂属于有机合成高分子材料，B错误；
C．石墨烯属于无机非金属材料，C错误；
D．氢燃料车是将化学能转化为电能，利用原电池原理提供电能，D错误；
故选A。
5．B
【详解】A．由图可知反应物总能量低于生成物总能量，该反应为吸热反应，A项错误；
B．由能量可知石墨能量低，能量越低越稳定，石墨较稳定，B项正确；
C．该反应在高温高压下才能进行，C项错误；
D．金刚石相对能量较高，相同质量的金刚石与石墨完全燃烧，金刚石放出热量较多，D项错误。
答案选B。
6．D
【详解】A．氯碱工业中，Y是阴极可为铁棒，向溶液中加酚酞溶液，由于阴极上H+得到电子变为H2逸出，使附近溶液中c(OH-)浓度增大，因此Y电极附近首先变红色，A错误；
B．在铜的精炼中，阳极X是粗铜，阴极Y是纯铜，Z是CuSO4溶液，B错误；
C．在海水提镁中，X、Y均为石墨，电解质Z为熔融MgCl2，C错误；
D．在电镀工业中，阳极X是镀层金属，阴极Y是待镀金属，电解质溶液是含有镀层金属阳离子的电解质溶液，D正确；
故合理选项是D。
7．D
【详解】A．阴极发生反应Ag++e-=Ag，故每通过1mole-析出1mol银，A正确；
B．铁为镀件，应与电源负极相连，故B正确；
C．阳极为镀层金属，电极反应式为Ag﹣e- = Ag+，故C正确；
D．阳极发生反应为Ag﹣e- = Ag+，阴极发生反应Ag++e-=Ag，电镀液浓度不变，不需要更换，故D错误；
故选D。
8．D
【详解】A．从电池结构图可知锂离子通过隔膜与过氧根离子结合，而不能通过，A正确；
Ｂ．根据图示可知锂单质在M极失电子生成Li+，电极反应为Li-e-=Li+，B正确；
C．每生成1mol转移电子的物质的量为2mol，故生成的物质的量与转移电子的物质的量比值为0.5，C正确；
D．因为锂为活泼金属可与水发生反应，因此电解质溶液不能为水系电解质溶液，只能为有机电解质溶液，D错误；
故答案为：D。
9．A
【详解】A．该方法为外加电源的阴极保护法，钢闸门连在外接电源的负极上，则钢闸门在电解池中作阴极，可以减缓腐蚀速率，A正确；
B．图中装置的左侧滴定管为碱式滴定管，则右侧为酸式滴定管，该实验为用盐酸滴定NaOH溶液，B错误；
C．测定中和热只能使用稀酸和稀碱；由于浓硫酸遇水放热，使用浓硫酸会导致中和热测定数值偏大，C错误；
D．热水中的烧瓶中气体的颜色变深，即平衡2NO2(g)N2O4(g)逆向移动，冰水中的烧瓶中气体的颜色变浅，即平衡2NO2(g) N2O4(g)正向移动，说明该平衡的正反应是放热反应，D错误；
故选A。
10．C
【详解】右室产生氮气，说明硝酸根离子得到电子生成氮气，为原电池的正极，左室为电源的负极。
A．左室为原电池的负极，阴离子向负极移动，A正确；
B．左室为原电池的负极，有机物在负极上失去电子，产生二氧化碳，即X气体为CO2，B正确；
C．处理硝酸根离子生成氮气，电极反应为 ，氢离子参与反应，故反应后溶液的pH升高，C错误；
D．左室的电极反应为，电路中有4mol电子通过，则产生1mol二氧化碳，其标况下的体积为22.4L，D正确；
故选C。
11．D
【详解】A．醋酸溶液呈酸性，钢铁长时间接触会发生析氢腐蚀，A不符合题意；
B．氯化铵溶液呈酸性，钢铁长时间接触会发生析氢腐蚀，B不符合题意；
C．浓硫酸与钢铁长时间接触，会在钢铁表面形成钝化膜，阻止金属的进一步腐蚀，C不符合题意；
D．食盐水溶液呈中性，钢铁与其长时间接触，会因溶解氧气而发生吸氧腐蚀，D符合题意；
故选D。
12．B
【详解】A. 断裂1mol H2O中的化学键需要吸收462.8kJ的能量，A错误；
B. 2H2(g)+ O2(g)=2H2O (g) △H=436.4kJ/mol×2+498kJ/mol－4×462.8kJ/mol＝－480.4kJ·mol-1，B正确；
C. 水分解吸热，C错误；
D. 根据B中分析可知H2(g)+ 1/2O2(g)=H2O (g) △H=-240.2kJ·mol-1，D错误；
答案选B。
13．B
【详解】A．太阳能、地热能、风能、海洋能、生物质能和核裂变能等是新能源，A正确；
B．“低碳经济”是以低能耗、低污染、低排放为基础的经济模式，低碳就是指控制二氧化碳的排放量，B错误；
C．从图示分析，甲烷在温和条件下转化为低碳烯烃，控制了二氧化碳的排放，体现了“节能减排”思想，C正确；
D．让煤变成合成气，实现了煤的清洁、高效利用，D正确。
故选：B。
14．D
【详解】A．2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)为放热反应，则2molSO2(g)和1molO2(g)的总能量大于2molSO3(g)的总能量，但SO2的能量不一定高于SO3的能量，故A错误；
B．H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)的△H=HCl的总能量减H2(g)和Cl2(g)的总能量，与光照和点燃条件无关，所以光照和点燃条件下的△H相同，故B错误；
C．H＋(aq)＋OH-(aq)=H2O(l) ΔH=-57.3 kJ/mol，表示稀的强酸与稀的强碱反应生成1mol液态水时，放出热量57.3kJ，不能代表弱酸弱碱以及浓酸浓碱，故C错误；
D．因为C完全燃烧放出的热量大于不完全燃烧放出的热量，而放热焓变为负值，放热越多ΔH越小，所以2C(s)＋2O2(g)=2CO2(g) ΔH1，2C(s)＋O2(g)=2CO(g) ΔH2，则△H1<△H2，故D正确；
答案选D。
15． 原电池 电解池 阴极 阳极 224
【分析】甲池为燃料电池，通入甲烷的电极为负极，通入氧气的电极为正极；乙池为电解池，A与原电池正极相连为阳极，B为阴极；丙池为电解池，C为阳极，D为阴极，据此根据电子守恒分析回答。
【详解】甲池为燃料电池，通入燃料的电极为负极，电极反应为：，通入氧气的电极为正极，电极反应为：；乙池为电解池，A与原电池正极相连为阳极，电极反应为：；B为阴极，电极反应为：；丙池为电解池，C为阳极，电极反应为：，D为阴极，电极反应为：。
（1）甲池为原电池装置，乙池为电解池装置，故答案为：原电池；电解池；
（2）D为阴极，A为阳极，故答案为：阴极；阳极；
（3）通入甲烷的电极为负极，发生氧化反应，电极反应为：，通入氧气的电极为正极，发生还原反应，电极反应为：；
（4）丙池为电解氯化钠溶液，总反应方程式为：；
（5）当乙池中B（Ag）极的质量增加4.32g时，根据电极反应，转移电子是，由于电子守恒和电极反应可知氧气的物质的量为0.01mol，则消耗氧气的体积为，故答案为：224。
16．(1)CH3CH2OH＋3H2O-12e-=2CO2↑＋12H＋
(2)a → d、c →b
(3)NO-3e-＋2H2O = NO＋4H＋
(4) 448mL 不变
【解析】（1）
a极进入甲醇，甲醇失电子为负极，发生氧化反应，a极上的电极反应式：CH3CH2OH＋3H2O-2e－=2CO2↑＋12H＋。
（2）
电子由负极经过导线流向正极，a为负极，b为正极，导线中电子转移的方向为a → d、c →b。
（3）
乙池中c极与正极相连则为阳极，阳极NO失电子发生氧化反应，根据题意可知生成硝酸根，电极反应式：NO-3e-＋2H2O = NO＋4H＋。
（4）
乙池两侧溶液体积均为100ml，左侧溶液中c(HNO3)为0.1 mol/L。电解结束后，左侧溶液中c(HNO3)变为0.3 mol/L，反应后NO增加了(0.3 mol/L-0.1 mol/L)×0.1L=0.02mol，根据N原子守恒可知，处理NO的物质的量为0.02mol，体积为0.02mol×22.4L/mol=0.448L=448mL。生成的氢离子会通过质子交换膜向右侧移动，所以乙池右侧溶液的pH与电解前相比不变。
17．(1) 铂 14CO2＋12e－＋8H2OH2C=CH2＋12 16.8L
(2) C＋xe－＋xNa＋＝NaxC Na1 xTMO2＋xe－＋xNa＋＝NaTMO2
【详解】（1）①根据信息得到二氧化碳转变为乙烯，化合价降低，因此左边为阴极，右边为阳极；根据电解池“异性相吸”得到电解过程中向阳极即铂电极方向移动；故答案为：铂。
②多晶铜电极为阴极，则电极反应式为14CO2＋12e－＋8H2OH2C=CH2＋12，故答案为：14CO2＋12e－＋8H2OH2C=CH2＋12。
③铂电极电极反应式为2H2O 4e－＝O2↑＋4H＋，H＋＋＝CO2↑＋H2O，理论上当生产乙烯时，转移0.6mol电子，则铂电极产生0.15mol氧气和0.6mol二氧化碳共0.75mol气体，在标况下体积为0.75mol×22.4L mol 1＝16.8L；故答案为：16.8L。
（2）根据电极B为硬碳，充电时Na+得电子成为Na嵌入硬碳中，说明钠离子得到电子变为钠单质，则电极B为阴极，电极反应式为：C＋xe－＋xNa＋＝NaxC；A为阳极，充电时，NaTMO2失去电子生成Na1 xTMO2，放电时A为正极，则放电时A极的电极方程式：Na1 xTMO2＋xe－＋xNa＋＝NaTMO2；故答案为：C＋xe－＋xNa＋＝NaxC；Na1 xTMO2＋xe－＋xNa＋＝NaTMO2。
18． 5Ce4++3NO+4H2O=5Ce3++2HNO2+NO3-+6H+ a 2HNO2 + 6H++ 6e- =N2↑+4H2O FePO4+Li++e-=LiFePO4 负极 C6H6+6H++6e-=C6H12 64.3% 78.4g
【分析】Ⅰ、空气污染物NO通常用含Ce4+的吸收液吸收（反应后Ce为＋3价），生成HNO2、NO3-，再利用电解法将上述吸收液中的HNO2转化为无毒物质，同时生成Ce4+，电解过程中铈离子在阳极失电子被氧化生成Ce4+，HNO2在阴极得到电子变为N2，据此分析；
Ⅱ、电池（正极材料为，负放电极材料为石墨和Li，含导电固体为电解质），其工作原理为：，正极电极反应式为：FePO4+Li++e-=LiFePO4，根据电极反应原理进行分析。
【详解】Ⅰ、（1）已知NO被吸收的过程中，当600mL的吸收液的pH由6降为2时，n(H+)=0.6L×(10-2-10-6)mol/L6×10-3mol/L，转移的电子数为，则n(H+)：n(e-)=6×10-3mol/L：5×10-3mol/L=6：5，结合氧化还原反应原理，可推知，吸收过程中发生的离子反应方程式为5Ce4++3NO+4H2O=5Ce3++2HNO2+NO3-+6H+；
（2）电解过程中铈离子在阳极失电子被氧化生成，从电解槽的a口流出；
（3）HNO2在阴极得到电子变化为氮气，电极反应为：2HNO2 + 6H++ 6e- =N2↑+4H2O；
Ⅱ、（1）放电时，正极上FePO4得电子发生还原反应，电极反应式为：FePO4+Li++e-=LiFePO4；
（2）放电结束后，负极材料应与电源负极相连进行充电，作为阴极；
（3）①目标产物是环己烷，则生成目标产物的电极反应式为C6H6+6H++6e-=C6H12；
②阳极的电极反应式为40H--4e-=O2↑+2H2O，生成2.8mol 02，转移电子的11.2mol；阴极的电极反应式为C6H6+6H++6e-=C6H12、2H++2e-=H2↑，设参加反应的C6H6、生成H2的物质的量分别为x、y,根据图中信息及电子得失守恒，可得：6x+2y=11.2mol；；解得x=1.2mol、y=2mol；故=64.3%；
③上述锂电池正极材料上发生的电极反应为FePO4+Li++e-=LiFePO4，故质量将增加11.2mol×7g/mol=78.4g。
19．(1)
(2) 33.6
(3)
(4)牺牲阳极的阴极保护法
【详解】（1）由图知，燃料电池中的燃料为甲醇，在负极上反应失去电子转化为水和二氧化碳，由题知反应离子为氧离子，因此可写出负极反应式为；
（2）由原电池的工作原理图示可知，阳离子移向正极，即左端的铂电极为负极，其电极反应式为；产生2 mol ，时转移6mol电子，1molO2参与反应转移4mol电子，故需要1.5molO2参与反应，标准状况下体积为；
（3）甲烷燃料电池中，氧气在正极被还原，电解质为硫酸，正极反应式为；
（4）若X为锌，开关K置于M处，形成原电池，该电化学防护法称为牺牲阳极的阴极保护法；
20．(1) 锌片溶解，且锌片表面有气泡生成 热
(2)
(3) 正极 C
【详解】（1）若a和b不相连，c是铜片，d是锌片，m是稀硫酸，则锌片与稀硫酸反应，则锌片上的现象是：锌片溶解，且锌片表面有气泡生成；此时能量转化的主要形式是化学能转化为热能；
（2）若a和b用导线相连：构成原电池装置
①c是石墨电极，d是铜片，m是硝酸银溶液，则铜为负极，石墨为正极，则原电池正极的电极反应式为：；
②c、d均是Pt电极，m是NaOH稀溶液，分别向两极通入和，通入的一级为负极，通入氧气的一级为正极。通入的一极的电极反应式是：；
（3）若a和b分别连接直流电源的两极：构成电解池装置。
①c，d是石墨电极，m是NaCl溶液，向溶液中滴加几滴酚酞溶液。实验开始后c极周围溶液首先出现红色，则c极为阴极，a连直流电源的负极，b连接直流电源的正极，d为阳极；通电时总反应的离子方程式是：；d电极为阳极，产生氯气，氯气能够使湿润的淀粉-KI试纸变蓝，故检验氯气可以选用的试纸是C；
②c，d分别是石墨电极和铜电极，m是NaOH浓溶液，通过反应：可制得纳米级。阳极为铜失电子生成Cu2O，电极反应式是：。
21． Cu 6.4 镁片与稀盐酸反应为放热反应，氢氧化钙的溶解度随温度升高而减小，从而析出 Mg +2H+ =Mg2+ +H2↑ 小于
【分析】(1)该电池反应中，铜失电子发生氧化反应作负极，正极是三价铁离子得电子发生还原反应生成Fe2+，结合电子守恒进行计算；
(2)①镁与盐酸反应是放热反应，氢氧化钙的溶解度随温度升高而减小；
②镁与盐酸反应，生成氯化镁和氢气；
③放热反应是指反应物的能量高于生成物的能量。
【详解】(1)该电池反应中，铜失电子发生氧化反应作负极，负极反应式为Cu-2e-=Cu2+，正极是三价铁离子得电子发生还原反应，电极反应为：2Fe3++2e-=2Fe2+，当线路中转移0.2mol电子时，反应的Cu为0.1mol，其质量为0.1mol×64g/mol=6.4g；
(2)①镁与盐酸剧烈反应，产生氢气并放出大量的热，由于氢氧化钙的溶解度随温度升高而减小，所以饱和石灰水升温后析出的氢氧化钙使溶液呈浑浊状；
②镁与盐酸发生置换反应，生成氯化镁和氢气，反应的离子方程式为Mg +2H+ =Mg2+ +H2↑；
③当反应物的能量高于生成物的能量时，反应是放热反应，故MgCl2溶液和H2的总能量小于镁片的盐酸的总能量。
22．(1)
(2)
(3) 反应放热量大、产生大量气体
(4) 固体逐渐变黑，并有气泡产生 不产生其他杂质
【解析】(1)
根据N原子的成键规律，联氨分子的电子式为；根据化合价代数和等于0， 中氮的化合价为-2；
(2)
次氯酸钠溶液与氨反应生成联氨和氯化钠、水，反应的化学方程式为；
(3)
①
②
③
③×2-①-②×2得；
，反应放热量大、产生大量气体，所以联氨和可作为火箭推进剂；
(4)
联氨是一种常用的还原剂。向装有少量的试管中加入联氨溶液，发生反应4+=4Ag+N2+HBr，所以观察到的现象是固体逐渐变黑，并有气泡产生；联氨可用于处理高压锅炉水中的氧，生成氮气和水，与使用处理水中溶解的相比，联氨的优点是不产生其他杂质。
23． A H2-2e-+2OH-=2H2O 2.24 放出 92 小于 可逆反应，反应物不能完全转化为生成物
【详解】(1)物质含有的能量越低，物质的稳定性就越强。由于黑磷比白磷稳定，所以白磷的能量比黑磷的高，白磷转化为黑磷的反应是放热反应，能正确表示该反正中能量变化的是A图象；
(2)氢氧燃料电池的总反应方程式为2H2O+O2=2H2O。在碱性条件下，通入氢气一端是负极，负极的电极反应式为H2-2e-+2OH-=2H2O。根据总反应方程式可知：每有2mol氢气发生反应，转移电子的物质的量是4mol，则电路中每转移0.2mol电子，反应消耗标准状况下H2的物质的量是0.1mol，其体积是V=0.1mol×22.4L/mol=2.24L；
(3)已知断开1mol N≡N键需要946kJ的能量，断开1mol H—H键需要436kJ的能量，生成1mo N—H键放出391kJ的能量，则根据反应方程式N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)可知：生成2mol NH3时 H=946kJ/mol+3×436kJ/mol-6×391kJ/mol=-92kJ/mol，故会放出92kJ能量。当在相同的条件下向容器中充入1mol N2和3mol H2时，由于该反应是可逆反应，反应物不能完全转化为生成物，所以它们反应对应的热量小于计算出的值。
答案第1页，共2页
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