专题1《化学反应与能量变化》
一、单选题（共13题）
1．“神舟”飞船中的轨道舱和推进舱使用的电源系统为太阳能电池阵——镍镉蓄电池组系统，镍镉蓄电池工作原理如下：，通过充、放电充电过程，满足飞船在光照区和阴影区交替飞行时对能量储存和供给的需要。下列说法错误的是
A．飞船进入光照区，还原反应为
B．太阳能电池阵经过“太阳能—化学能—电能”为蓄电池充电
C．镍镉蓄电池宜采用阴离子交换膜，电池放电时，阴离子向负极移动
D．飞船进入阴影区，镍镉蓄电池放电，放电时正极附近升高
2．2021年我国科学家研究设计了可充电电池，其工作原理示意图如下所示，图中虚线箭头、实线箭头分别表示放电、充电过程。下列说法错误的是
A．该电池可选用水溶液作电解液
B．充电时，电极b应连接电源的正极
C．放电时，电子通过外电路由电极a流向电极b
D．放电时，电极b的电极反应式为
3．践行“绿水青山就是金山银山”理念，保护环境，处理厨房污水是一个重要课题。某科研小组设计使用微生物电池处理污水，装置如图所示(污水中低浓度有机物可用C6H12O6表示)，下列说法正确的是
A．b电极为电池负极
B．b电极附近溶液的pH增大
C．a电极反应式为C6H12O6+6 H2O-12e-=6CO2 +24 H+
D．x＜y
4．我国科学家设计了一种CO2捕获和利用一体化装置，利用含的废水和CO2制备甲酸铵(HCOONH4)其原理过程示意图如下。有关说法错误的是
A．参与的电极反应为： +8e-+6H2O=NH3+9OH-
B．生成HCOO-的电极反应为： +H2O-2e-=HCOO-+2OH-
C．装置Ⅱ中OH-穿过阴离子交换膜由左向右迁移
D．空气的作用是作为载气将含NH3的气体吹出反应器
5．镍镉电池是二次电池，其工作原理示意图如下(L为小灯泡，、为开关，a、b为直流电源的两极)。下列说法不正确的是
A．断开、合上，电极A为负极，发生氧化反应
B．断开、合上，电极B发生的反应为：
C．电极B发生氧化反应过程中，溶液中KOH浓度不变
D．镍镉二次电池的总反应式：
6．我国研制出一种新型复合光催化剂，利用太阳光在催化剂表面实现高效分解水，其主要过程如图所示。已知：物质中化学键键能如下表所示。若反应过程中分解了水，则下列说法不正确的是
化学键 键 键 键 键
键能
A．过程Ⅰ吸收了能量
B．过程Ⅱ放出了能量
C．过程Ⅲ属于放热反应
D．总反应为
7．某科学家用含食盐水的湿抹布夹在银板和锌板的圆形板中间，堆积成圆柱状，制造出最早的电池一伏打电池(如图)。下列叙述正确的是
A．该电池中电子由银极经导线流向锌极
B．银极上消耗(标准状况下)氧气时，转移电子
C．若用稀硫酸替代食盐水，则在正极放电的物质不变
D．该电池负极的电极反应式为
8．实验室利用原电池原理吸收制备少量硫酸(如图所示)。下列有关说法正确的是
A．放电过程中可实现化学能全部转化为电能
B．电子从a电极流出，经电解质流向b电极
C．有1mol参加反应时，通过质子交换膜的为4mol
D．a电极上的电极反应式为
9．下列实验过程可达到实验目的的是
A B C D
铁件上镀铜 测定稀硫酸和稀氢氧化钠的中和热 探究铁的析氢腐蚀 由MgCl2溶液制备无水MgCl2固体
A．A B．B C．C D．D
10．已知：NaOH + HCl = NaCl + H2O，测得反应过程中溶液温度升高。下列关于该反应的说法中，正确的是
A．属于吸热反应
B．属于氧化还原反应
C．反应物的总能量低于生成物的总能量
D．能量变化与化学键的断裂和形成有关
11．下列有关测定中和反应反应热实验的说法正确的是
A．用铜丝代替玻璃搅拌器，测得的△H偏大
B．强酸的稀溶液与强碱的稀溶液反应生成1mol H2O的△H均为-57.3kJ/mol
C．测定中和反应反应热的实验中，混合溶液的温度不再变化时，该温度为终止温度
D．某同学通过实验测出稀盐酸和稀NaOH溶液反成1mol H2O反应热，造成这一结果的原因可能是用测量过稀盐酸温度的温度计直接测量稀NaOH溶液的温度
12．催化剂Ag@AgBr/mp-TiO2可以光降解2-萘酚，将其处理成无害物，装置如图。下列说法正确的是
A．b极电势高于a极
B．该装置将化学能转化为电能
C．工作时，O2-从负极迁移到正极
D．工作时的负极发生反应：-46e-+23O2-=10CO2↑+4H2O
13．环戊二烯()是重要的有机化工原料，广泛用于农药、橡胶、塑料等生产。
已知：(g)=(g)+H2(g) ΔH1= +100.3 kJ·mol-1 ①
(g)+I2(g)= (g)+2HI(g) ΔH2= +89.3 kJ·mol-1 ②
则氢气和碘蒸气反应生成碘化氢气体的热化学方程式为
A．H2(g)+I2(s)=2HI(g) ΔH= -11.0 kJ·mol-1
B．H2(g)+I2(g)=2HI(g) ΔH= -11.0 kJ·mol-1
C．H2+I2=2HI ΔH= -11.0 kJ·mol-1
D．H2(g)+I2(g)=2HI(g) ΔH= +11.0 kJ·mol-1
二、填空题（共10题）
14．电解原理在化学工业中有广泛应用。下图表示一个电解池，其中a为电解质溶液， X、Y是两块电极板，通过导线与直流电源相连。请回答以下问题：
（1）X的电极名称是 （填写“阳极”或“阴极”）。
（2）若X、Y都是惰性电极，a是饱和食盐水，实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚酞试液，一段时间后，在X极附近观察到的现象是 ，Y极上的电极反应式为 。
（3）若X、Y都是惰性电极，a是CuSO4溶液，电解一段时间后，阳极上产生气体的体积为0.224L（标准状况下），则阴极上析出金属的质量为 g。
（4）若要用该装置电解精炼粗铜，电解液a选用CuSO4溶液，则X电极的材料是 ，Y电极的材料是 。
（5）若要用电镀方法在铁表面镀一层金属银，应该选择的方案是 。
方案 X Y a溶液
A 银 石墨 AgNO3
B 银 铁 AgNO3
C 铁 银 Fe(NO3)3
D 铁 银 AgNO3
15．图为某同学设计的原电池装置
(1)当电解质溶液为稀硫酸时：①Fe电极是 (填“正”或“负”)极，其电极反应为
②Cu电极的电极反应为 ，该电极发生 反应(填“氧化”或“还原”)反应。原电池工作一段时间后，铁片的质量减少了2.8克，铜片表面产生气体 L(标准状况下)，导线中通过 mol电子。
(2)当电解质溶液为浓硫酸时：①Fe电极是 极，其电极反应为 ，
②Cu电极是 极，其电极反应为
16．假设图中原电池产生的电压、电流强度均能满足电解、电镀要求，即为理想化。观察下列装置，回答下列问题：
(1)甲装置中通入甲烷的电极反应式为 ；
(2)写出丙池中Fe电极电极反应式 。
(3)丁池可以用来模拟氯碱工业原理，请写出丁池中电解总反应的离子方程式 ；假设NaCl溶液的浓度为1mol/L、体积2L，若甲池中消耗标况下5.6LO2，忽略溶液体积的变化，则电解后丁池中溶液的pH= (lg2=0.3)
(4)若要将乙池电解后的溶液完全恢复到电解前的浓度和pH，需要在电解后的溶液中加入0.1molCu2(OH)2CO3 ,则电路中转移的电子数为 (用NA表示阿伏加德罗常数)。
17．装置如图所示，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(假设通电前后溶液体积不变)，A、B为外接直流电源的两极。将直流电源接通后，F极附近呈红色。氢氧化铁胶体的胶粒带正电荷。请回答：
(1)B极是电源的 极，甲中C的电极反应式为 ，溶液的pH (填“变大”“变小”或“不变”)。
(2)乙溶液中总反应的离子方程式是 。一段时间后丁中X极附近的颜色逐渐 (填“变深”或“变浅”)。
(3)现用丙装置给铜件镀银，则H应该是 (填“铜”或“银”)。
(4)当外电路中通过0.04 mol电子时，甲装置内共收集到0.448 L气体(标准状况)，若甲装置内的液体体积为200 mL(电解前后溶液体积不变)，则电解前溶液的物质的量浓度是 。
18．人们应用原电池原理制作了多种电池，以满足不同的需要。以下每小题中的电池广泛使用于日常生活、生产和科学技术等方面，请根据题中提供的信息，填写空格。
（1）铅蓄电池在放电时发生的电池反应式为：Pb＋PbO2＋2H2SO4=2PbSO4＋2H2O。负极电极反应式为 。
（2）FeCl3溶液常用于腐蚀印刷电路铜板，发生2FeCl3＋Cu=2FeCl2＋CuCl2，若将此反应设计成原电池，则负极所用电极材料为 ，当线路中转移0.2 mol电子时，则被腐蚀铜的质量为 g。
（3）燃料电池是一种高效、环境友好的供电装置，以甲醇做燃料的电池，如下图所示，
①负极反应物是 ，H+从 极到 极（填a或b）。
②正极反应式为 ，负极反应式为 。
19．火箭推进器中装有还原剂肼(N2H4)和强氧化剂过氧化氢(H2O2)，当它们混合时，即产生大量氮气和水蒸气，并放出大量热。已知0.4 mol液态肼与足量液态过氧化氢反应，生成氮气和水蒸气，放出256.65 kJ 的热量。
(1)肼的结构式为 ，过氧化氢的电子式为 。
(2)写出反应的热化学方程式： 。
(3)已知H2O(l)=H2O(g)ΔH=＋44 kJ·mol—1，则16 g液态肼与足量液态过氧化氢反应生成氮气和液态水时，放出的热量是 kJ。
(4)上述反应用于火箭推进剂，除释放大量热和快速产生大量气体外，还有一个很突出的优点是 。
20．已知：
①H2O(g)=H2(g)+1/2O2(g) ΔH=+241.8kJ·mol-1
②C(s)+1/2O2(g)=CO(g) ΔH=-110.5kJ mol-1
③C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-393.5kJ mol-1
填空：
(1)上述反应中属于吸热反应的是 (填序号)。
(2)表示C的燃烧热的热化学方程式为 (填序号)。
(3)10g H2完全燃烧生成水蒸气，放出的热量为 。
(4)写出CO燃烧的热化学方程式 。
(5)计算反应C(s)+H2O(g)=H2(g)+CO(g)的ΔH= 。
21．工业上利用电解饱和食盐水可制得重要化工产品。如图所示，接通直流电源，电解饱和食盐水，一段时间后，在碳棒和铁钉表面都有气体生成
(1)在实验时阳极上产生 气 ，检验方法是 ；同时在阴极上产生 气 ， 检验方法是 。如果实验前在饱和氯化钠溶液中滴加几滴酚酞试液，又可以看到 ，说明有 生成。
(2)写出该反应的化学方程式并标出电子转移的方向和数目： 。
(3)上述反应中的氧化剂是： 还原剂：
(4)标准状况下，每转移1mol电子，可得到氯气 L；氢气 L。
22．盖斯定律的理解
(1)在一定条件下，化学反应的反应焓变只与反应体系的 有关，而与反应的途径无关。
(2)某反应始态和终态相同，反应的途径有如下(Ⅰ)、(Ⅱ)、(Ⅲ)三种。
则ΔH= = 。
23．工业电解食盐水制备烧碱
离子膜法电解食盐水原理示意图如图所示，回答下列问题。
(1)从图中b位置补充的为含有少量NaOH的水，NaOH的作用 。
(2)精制饱和食盐水从图中 位置(填“a”“b”“c”或“d”，下同)补充，NaOH溶液从图中 位置流出。图中e位置排出的气体为 ，检验该气体的方法是 。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
【分析】镍镉电池放电时，Cd发生失电子的氧化反应生成Cd(OH)2，则Cd作负极，负极反应为Cd-2e-+2OH-=Cd(OH)2，NiOOH发生得电子的还原反应生成Ni(OH)2，作正极，正极反应为NiOOH+e-+H2O═Ni(OH)2+OH-，放电时溶液中阴离子向负极移动；充电时为电解池，阴阳极反应与负正极反应相反，阳极反应为Ni(OH)2+OH--e-=NiOOH+H2O，阴极反应为Cd(OH)2+2e-═Cd+2OH-，据此分析解答。
【详解】A．飞船进入光照区为电池充电，装置为电解池，阴极发生还原反应为，故A正确；
B．当飞船进入光照区时，太阳能电池将太阳能转化为电能，为镍镉电池充电，将电能转化为化学能储存，太阳能电池阵经过“太阳能—化学能”为蓄电池充电，故B错误；
C．电池放电时，阴离子透过阴离子交换膜向负极移动，故C正确；
D．飞船进入阴影区，镍镉蓄电池放电，放电时正极反应式为NiOOH+e-+H2O═Ni(OH)2+OH-，附近升高，故D正确；
故选：B。
2．A
【分析】由题意虚线箭头、实线箭头分别表示放电、充电过程，则放电时电极b上二氧化碳得电子，作正极，电极反应式为，电极a为负极，电极反应式为KSn-e-=K++Sn。
【详解】A．该电池的负极为合金KSn，K是活泼金属，会和水剧烈反应，故电解液不可以含水，A错误；
B．放电时b为正极，则充电时，电极b应连接电源的正极，B正确；
C．原电池放电时，电子经导线从负极流向正极，则放电时，电子通过外电路由电极a流向电极b，C正确；
D．由分析可知放电时，电极b的电极反应式为，D正确；
答案选A。
3．B
【分析】由图示信息知，C6H12O6在a电极上转化为CO2，其失电子表现还原性，a电极为负极；在b电极上得电子生成N2，b电极为正极。
【详解】A．由以上分析知，b电极为电池正极，A不正确；
B．b电极上，发生反应2+10e-+6H2O=N2↑+12OH-，则电极附近溶液的pH增大，B正确；
C．a电极上，C6H12O6失电子转化为CO2等，电极反应式为C6H12O6+6 H2O-24e-=6CO2 +24 H+，C不正确；
D．在阴、阳离子交换膜之间的溶液中，为平衡两边电极溶液的电性，Cl-移向a电极，Na+移向b电极，则氯化钠溶液的浓度减小，所以x＞y，D不正确；
故选B。
4．B
【分析】由题干装置图可知，左侧装置中转化为NH3的电极反应为：+8e-+6H2O=NH3+9OH-，该电极反应为还原反应，故为阴极，另一极为阳极，电极反应为：4OH- -4e-=O2↑+2H2O，右侧装置中NH4HCO3参与的电极反应为： +H2O+2e-=HCOO-+2OH-，为还原反应，故为阴极，另一极为阳极，电极反应为：4OH- -4e-=O2↑+2H2O，据此分析解题。
【详解】A．由分析可知，参与的电极反应为： +8e-+6H2O=NH3+9OH-，A正确；
B．由分析可知，生成HCOO-的电极反应为： +H2O+2e-=HCOO-+2OH-，B错误；
C．由分析可知，装置Ⅱ中左侧为阴极，右侧为阳极，故OH-穿过阴离子交换膜由左向右迁移，C正确；
D．由题干装置可知，空气的作用是作为载气将含NH3的气体吹出反应器，D正确；
故答案为：B。
5．C
【分析】根据图示，电极A充电时为阴极，则放电时电极A为负极，负极上Cd失电子发生氧化反应生成Cd(OH)2，负极反应式为：；电极B充电时为阳极，则放电时电极B为正极，正极上NiOOH得电子发生还原反应生成Ni(OH)2，正极反应式为：；放电时总反应为：。
【详解】A．断开、合上，为放电过程，放电反应时电极A为负极，负极上Cd失电子发生氧化反应生成Cd(OH)2，负极反应式为：，故A选项正确。
B．断开K1、合上，为充电过程，电极B与直流电源的正极相连，电极B为阳极，发生氧化反应，反应为：，故B选项正确。
C．电极B发生氧化反应的电极反应式为：，则电极A发生还原反应的电极反应式为：，此时为充电过程，总反应为，溶液中KOH浓度减小，故C选项错误。
D．据分析，放电时总反应为：，则镍镉二次电池的总反应式：，故D选项正确。
故正确答案：C
6．C
【详解】A．断裂化学键吸收能量，结合表中数据可知，过程Ⅰ吸收了460kJ×2=920kJ能量，A正确；
B．形成化学键释放能量，则过程Ⅱ放出了436kJ+ 138kJ=574kJ能量，B正确；
C．由过程Ⅲ可知，H2O2中的O-H键断裂，H-H键形成，=460kJ/mol×2-134kJ/mol-436kJ/mol=350kJ/mol，为吸热反应，C错误；
D．太阳光在催化剂表面实现高效分解水，总反应为，D正确；
答案选C。
7．B
【详解】A．锌比银活泼，锌是电池的负极，银是电池的正极，电子由负极流向正极，故A错误；
B．银是电池的正极，电极方程式为：O2+2H2O+4e-=4OH-，银极上消耗(标准状况下)氧气时，消耗氧气的物质的量为0.1mol，转移电子，故B正确；
C．若用稀硫酸替代食盐水，银是电池的正极，电极方程式为：2H++2e-=2H2，故C错误；
D．锌是电池的负极，负极的电极反应式为：，故D错误；
故选B。
8．C
【分析】此装置为原电池装置，a极为负极，电极反应式为：，b极为正极，电极反应式为：，据此分析选择。
【详解】A．放电过程中有一部分化学能转化为热能，不能全部转化为电能，A错误；
B．电子从a电极流出，经导线负载流向b电极，电子不能在电解质溶液中移动，B错误；
C．a极为负极，电极反应式为：，b极为正极，电极反应式为：，根据反应方程式可知，氢离子从负极透过质子交换膜移动到正极，有1mol参加反应时转移4mol电子，所以通过质子交换膜的为4mol，C正确；
D．a极为负极，电极反应式为：，硫酸在溶液中完全电离生成氢离子和硫酸根，D错误；
答案为：C。
9．A
【详解】A．铜片连接电源的正极，镀件连接电源的负极，电解质溶液为硫酸铜溶液，故A正确；
B．测定中和热的实验中缺少环形玻璃搅拌棒，故B错误；
C．若探究铁的析氢腐蚀应该用酸性溶液浸泡的铁钉，浸泡氯化钠溶液的铁钉探究的是吸氧腐蚀，故C错误；
D．MgCl2水解生成HCl，受热HCl逸出溶液，促进水解，最终不能得到MgCl2，故D错误；
故选A。
10．D
【详解】A．根据反应过程中溶液温度升高的实验现象可知，该反应属于放热反应，A错误；
B．由反应方程式可知，反应过程中没有元素的化合价发生改变，则其属于非氧化还原反应，B错误；
C．由A项分析可知，该反应是一个放热反应，则反应物的总能量高于生成物的总能量，C错误；
D．已知断裂化学键需要吸收能量，形成化学键则将释放能量，则能量变化与化学键的断裂和形成有关，D正确；
故答案为：D。
11．A
【详解】A．Cu容易导热，若用铜丝代替玻璃搅拌器，导致热量损失，测定的反应溶液温度偏低，测得的△H偏大，A正确；
B．若强酸的稀溶液与强碱的稀溶液反应生成1 mol H2O的同时还产生了沉淀，由于形成化学键会释放热量，则其△H就不是-57.3 kJ/mol，B错误；
C．中和热的测定中，恰好完全反应时混合溶液的最高温度，此温度为终止温度﹐C错误；
D．某同学通过实验测出稀盐酸和稀NaOH溶液反成1 mol H2O反应热，中和热的数值偏小，造成这一结果的原因可能是反应过程中热量损失，实验装置的保温、隔热效果差，其影响了实验结果，D错误；
故合理选项是A。
12．D
【分析】根据装置图，氧气转化成O2-，氧元素化合价降低，通氧气一极为正极，即a为正极，b为负极，据此分析；
【详解】A．根据上述分析，a为正极，b为负极，a极电势高于b极，故A错误；
B．根据装置图可知，该装置是光能转化成化学能，故B错误；
C．根据原电池工作原理，O2-从正极移向负极，故C错误；
D．根据装置图可知，2-苯酚转化成CO2和H2O，其电极反应式为-46e-+23O2-=10CO2↑+4H2O，故D正确；
答案为D。
13．B
【详解】由反应②-①得到H2(g)+I2(g)===2HI(g)，根据盖斯定律可知ΔH= ΔH2-ΔH1=(+89.3 kJ·mol-1)-(+100.3 kJ·mol-1)= -11.0 kJ·mol-1，B正确；A、D错误；C项未注明各物质的状态，C错误；故答案为：B。
14． 阴极 放出气体，溶液变红 2Cl－ - 2e－ = Cl2↑ 1.28 纯铜（或精铜） 粗铜 D
【分析】（1）电解池中与电源负极相连的为阴极；
（2）若X、Y都是惰性电极，a是饱和食盐水，阳极上是氯离子失电子生成氯气，阴极上是溶液中氢离子得到电子生成氢气，据此分析作答；
（3）依据电极反应和电子守恒计算得到；
（4）根据电解精炼铜的原理分析作答；
（5）依据电镀原理分析判断。
【详解】（1）电解池中与电源负极相连的为阴极，与电源正极相连的为阳极，X与电源负极连接做电解池的阴极；
（2）若X、Y都是惰性电极，a是饱和食盐水，阳极上是氯离子失电子生成氯气，阴极上是溶液中氢离子得到电子生成氢气，溶液中水的电离平衡正向进行氢氧根离子浓度增大，溶液显碱性遇到酚酞变红，Y电极为电解池的阳极，溶液中氯离子失电子生成氯气，电极反应为2Cl--2e-=Cl2↑，故答案为放出气体，溶液变红；2Cl--2e-=Cl2↑；
（3）若X、Y都是惰性电极，a是CuSO4溶液，阳极是氢氧根离子失电子生成氧气，阴极铜离子得到电子生成铜，依据电极反应和电子守恒计算得到；
阳极电极反应4OH--4e-=2H2O+O2↑，阴极电极反应Cu2++2e-=Cu，依据电子守恒得到2Cu～O2～4e-，因阳极上产生气体氧气在标准状况的体积为0.224 L，则其物质的量= =0.01mol，则依据关系式可知，阴极上析出金属铜的物质的量为0.02 mol，其质量=0.02mol×64g/mol=1.28g；
（4）电解精炼粗铜时粗铜做阳极，精铜做阴极，电解液a选用CuSO4溶液，X为阴极材料是纯铜（或精铜），Y电极是阳极，材料是粗铜，故答案为纯铜（或精铜）；粗铜；
（5）电镀原理是镀层金属做阳极，待镀金属做阴极，电解质溶液中含镀层离子。
A. 铁上镀银，银做阴极不符合电镀原理，A项错误；
B. 铁上镀银，银做阴极不符合电镀原理，B项错误
C. 铁做阴极，银做阳极，硝酸铁做电解质溶液，不符合电镀原理，C项错误；
D. 铁做阴极，银做阳极，硝酸银做电解质溶液，符合电镀原理，D项正确；
故答案为D。
15． 负 Fe－2e－=Fe2+ 2H++2e－=H2↑ 还原 1.12 0.1 正 SO+4H++2e－=SO2↑+2H2O 负 Cu-2e- =Cu2+
【详解】(1)①当电解质溶液为稀硫酸时，电池总反应为Fe+H2SO4= H2↑+FeSO4，所以铁电极发生氧化反应为负极，电极反应式为Fe－2e－=Fe2+；
②铜电极上氢离子得电子生成氢气，电极反应式为2H++2e－=H2↑，发生还原反应；铁片减少2.8g，物质的量为，根据电极反应式可知转移电子为0.1mol，生成氢气的物质的量为0.05mol，标况下的体积为0.05mol×22.4L/mol=1.12L。
(2)当电解质溶液为浓硫酸时，由于Fe被浓硫酸钝化，铜能与浓硫酸反应，电池总反应为：Cu+2H2SO4=CuSO4+SO2↑+2H2O。
①Fe电极是正极，其电极反应为SO+4H++2e－=SO2↑+2H2O。
②Cu电极是负极，其电极反应为 Cu-2e- =Cu2+。
16． CH4-8e-+10OH- =+7H2O Fe-2e-+2OH- =Fe(OH)2 2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑ 13.7 0.6NA
【详解】(1)根据装置图可知甲装置为原电池，乙、丙、丁池为电解池。其中甲装置中通入甲烷的电极为负极，甲烷失去电子，发生氧化反应，由于为碱性环境，所以甲烷被氧化产生的CO2与碱反应变为CO32-，电极反应式为CH4-8e-+10OH- =CO32-+7H2O；
(2)铁连接电源的正极，作阳极，电解质溶液为氢氧化钠溶液，故电极反应为Fe-2e-+2OH- =Fe(OH)2
(3)丁池电离氯化钠，电解总反应的离子方程式为：2Cl-+2H2O 2OH-+H2↑+Cl2↑ ，甲池消耗5.6L氧气，其物质的量为n(O2)=5.6L÷22.4L/mol=0.25mol，转移电子为n(e-)=4n(O2)=4×0.25mol=1mol，根据方程式可知，每转移4mol电子，产生4molOH-，则转移电子1mol，产生OH-的物质的量为1mol，c(OH-)=1mol÷2L=0.5mol/L，c(H+)=mol/L，所以溶液的pH=13.7；
(4)由于将乙池电解后的溶液完全恢复到电解前的浓度和pH，需要在电解后的溶液中加入0.1molCu2(OH)2CO3 ，通过电解方程式可知：两个电极一个电极析出Cu、H2，另一个电极析出O2，则生成0.2molCu，0.1molH2，0.15molO2，所以根据0.15molO2可求得转移的电子数为0.6NA。
17．(1) 负 变小
(2) 变浅
(3)铜
(4)0.05mol/L
【分析】将直流电源接通后，由F极附近呈红色可知，F极发生电极反应，则F为电解池的阴极，E为电解池的阳极；则B为电源的负极，A为电源正极；C为电解池的阳极，D为电解池阴极；X为电解池阳极，Y为电解池阴极。
【详解】（1）由分析知，B极是电源的负极，C为电解池的阳极，水电离出的氢氧根离子放电生成氧气和氢离子，电极反应式为，阴极发生反应，溶液的pH变小。
（2）由图示可知，乙溶液中为电解饱和食盐水的过程，离子方程式是；由以上分析可知，B为电源的负极，故Y为阴极，X为阳极，氢氧化铁胶体粒子带正电，向Y极移动，所以X极附近的颜色逐渐变浅。
（3）由图可知，G为电镀池的阳极，则丙装置给铜件镀银时，H为镀件铜。
（4）电解CuSO4溶液阳极发生，阴极先Cu2++2e-=Cu，后2H++2e-=H2↑；当外电路中通过0.04mol电子时阳极得到氧气0.01mol，标准状况下的体积为0.224L，B装置内共收集到0.448L气体(标准状况)，则氢气体积为0.448L 0.224L=0.224L，生成氢气0.01mol，得到的电子0.02mol，根据得失电子总数相等，则溶液中Cu2+得到电子0.02mol，Cu2+物质的量为0.01mol，则电解前CuSO4溶液的物质的量浓度是。
。
18． Pb – 2e- + SO42- = PbSO4 Cu 6.4 g CH3OH b a 3O2 + 12e- + 12H+ = 6H2O 2CH3OH – 12e- + 2H2O =2 CO2 +12H+
【分析】（1）根据原电池中负极发生失电子的氧化反应书写。
（2）根据原电池的工作原理，负极电极反应式为Cu-2e-=Cu2+，正极电极反应式为2Fe3++2e-=2Fe2+，负极所用电极材料为Cu。根据电极反应式计算。
（3）根据图示CH3OH发生失电子的氧化反应生成CO2，b极为负极；O2发生得电子的还原反应生成H2O，a极为正极。结合原电池的工作原理作答，根据原子守恒、电荷守恒，结合酸性电解质书写电极反应式。
【详解】（1）在原电池中负极发生失电子的氧化反应，负极电极反应式为Pb-2e-+SO42-=PbSO4。
（2）根据原电池的工作原理，负极电极反应式为Cu-2e-=Cu2+，正极电极反应式为2Fe3++2e-=2Fe2+，负极所用电极材料为Cu。当线路中转移0.2mol电子时，被腐蚀Cu的物质的量为0.1mol，被腐蚀铜的质量为0.1mol64g/mol=6.4g。
（3）根据图示CH3OH发生失电子的氧化反应生成CO2，b极为负极；O2发生得电子的还原反应生成H2O，a极为正极。
①负极反应物为CH3OH，原电池中阳离子向正极迁移，H+从负极到正极，H+从b极到a极。
②正极O2发生得电子的还原反应生成H2O，1moO2得到4mol电子，正极电极反应式为3O2+12e-+12H+=6H2O；负极CH3OH发生失电子的氧化反应生成CO2，1molCH3OH失去6mol电子生成1molCO2，负极电极反应式为2CH3OH-12e-+2H2O=2CO2+12H+。
19．(1)
(2)N2H4(l)＋2H2O2(l)=N2(g)＋4H2O(g) ΔH=—641.625 kJ·mol—1
(3)408.8125
(4)产物是N2和H2O，对环境无污染
【分析】(1)
肼为共价化合物，结构式为，过氧化氢为共价化合物，电子式为，故答案为：；；
(2)
由0.4 mol液态肼与足量液态过氧化氢反应生成氮气和水蒸气放出256.65 kJ 的热量可知，反应的反应热ΔH=—=—641.625 kJ·mol—1，热化学方程式：N2H4(l)＋2H2O2(l)=N2(g)＋4H2O(l) ΔH=—641.625 kJ·mol—1，故答案为：N2H4(l)＋2H2O2(l)=N2(g)＋4H2O(l) ΔH=—641.625 kJ·mol—1；
(3)
将反应N2H4(l)＋2H2O2(l)=N2(g)＋4H2O(g) ΔH=—641.625 kJ·mol—1和H2O(l)=H2O(g) ΔH=＋44 kJ·mol—1依次编号为①②，由盖斯定律可知，反应①—②×4可得则液态肼与足量液态过氧化氢反应生成氮气和液态水的热化学方程式为N2H4(l)＋2H2O2(l)=N2(g)＋4H2O(l)ΔH=—817.625 kJ·mol—1，则16 g液态肼与足量液态过氧化氢反应生成氮气和液态水时，放出的热量为×817.625 kJ·mol—1=408.8125kJ，故答案为：408.8125；
(4)
由题意可知，上述反应用于火箭推进剂，除释放大量热和快速产生大量气体外，还有一个很突出的优点是生成物是氮气和水无污染，故答案为：产物是N2和H2O，对环境无污染。
20．(1)①
(2)③
(3)1209kJ
(4)CO(g)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-283kJ·mol-1
(5)+131.3kJ/mol
【详解】（1）)放热反应的焓变H<0，吸热反应的焓变H>0，所以三个化学反应中的①是吸热反应；故答案为：①；
（2）燃烧热是指1mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时放出的热量，单位为kJ/mol，所以C的燃烧热的热化学方程式为③，故答案为：③；
（3）10g氢气的物质的量 =5mol，根据热化学方程式H2(g)+O2(g)=H2O(g) H=-241.8kJ/mol，5mol氢气完全燃烧生成水蒸气放出的热量Q=5mol241.8kJ/mol =1209.0kJ，故答案为：1209.0 kJ；
（4）已知反应②C(s)+O2(g)=CO(g) H=-110.5kJmol-1，反应③C(s)+O2(g)=CO2(g) H=-393.5 kJmol-1，根据盖斯定律，③-②得H=-393.5kJ/mol+110.5KJ/mol=-283.0KJ/mol，所以CO燃烧的热化学方程式为：CO(g) + O2(g) =CO2(g) H=-283.0 kJmol-1，故答案为：CO(g) +O2(g) =CO2(g) H=-283.0 kJmol-1；
（5）根据盖斯定律，该反应=①+②，=+==+241.8kJ·mol-1-110.5 kJmol-1=+131.3，故答案为：+131.3。
21． 氯气 用湿润的淀粉-KI试纸靠近碳棒，若试纸变蓝，说明是氯气 氢气 收集阴极上产生的气体，验纯后点燃，若火焰呈淡蓝色，在火焰上方罩一干冷小烧杯，观察杯壁是否有水滴，往烧杯中倒入澄清的石灰水，若不变浑浊，则是氢气 红色 碱性物质 水 NaCl 11.2 11.2
【分析】
接通直流电源进行电解饱和食盐水，连接电源正极的碳棒为阳极，在阳极上氯离子失电子生成氯气，连接电源负极的铁钉为阴极，氢离子在阴极上得电子生成氢气；
【详解】
(1)在实验时，氯离子在阳极上失电子生成氯气，检验氯气的方法是用湿润的淀粉-KI试纸靠近碳棒，若试纸变蓝，说明是氯气；氢离子在阴极上得电子生成氢气，检验氢气的方法是收集阴极上产生的气体，验纯后点燃，若火焰呈淡蓝色，在火焰上方罩一干冷小烧杯，观察杯壁是否有水滴，往烧杯中倒入澄清的石灰水，若不变浑浊，则是氢气；电解饱和食盐水的化学方程式为：2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑，由方程式可知，电解后所得溶液呈碱性，如果实验前在饱和氯化钠溶液中滴加几滴酚酞试液，可以看到溶液呈红色；
(2)电解饱和食盐水的化学方程式为：2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑，用双线桥表示电子转移的方向和数目为：；
(3)在上述反应中，氢元素的化合价降低，氧化剂是水；氯元素的化合价升高，还原剂是NaCl；
(4)由化学方程式可知，每转移1mol电子，生成氢气和氯气的物质的量均为0.5mol，在标准状况下的体积均为：0.5mol×22.4L/mol=11.2L。
22．(1)始态和终态
(2) ΔH1＋ΔH2 ΔH3＋ΔH4＋ΔH5
【分析】盖斯定律：一定条件下（温度与压强）的反应的热效应与途径无关，只与反应的始末状态有关。
【详解】（1）根据题干信息和盖斯定律内容可知应填写反应的起始状态与终了状态；
（2）根据图象分析，从反应的起始状态到终了状态总共有三种途径，分别为：始态→终态、始态→b→c→终态、始态→a→终态，反应的热效应与途径无关，只与反应始末状态有关，可得。
23．(1)为增强溶液的导电能力
(2) a c Cl2 用湿润的淀粉 KI试纸检验，若试纸变蓝，证明该气体为Cl2
【分析】在离子膜法电解食盐水的装置中，金属钛网与电源正极相连、是阳极，碳钢网与电源负极相连、是阴极；饱和食盐水从a处进入阳极室，阳极上氯离子失去电子被氧化产生氯气，从e处逸出，为了增强导电性，稀氢氧化钠溶液从b进入阴极室，阴极上水电离产生的氢离子得到电子发生还原反应产生氢气，从d处逸出，消耗氢离子促进水电离，氢氧根浓度增大，内电路中钠离子通过阳离子交换膜移向阴极，则阴极室内产生浓氢氧化钠溶液，从c处排出；则电解饱和食盐水得到氢氧化钠、氢气和氯气，。
【详解】（1）据分析，从图中b位置补充的为含有少量NaOH的水，NaOH的作用为增强溶液的导电能力。
（2）据分析，精制饱和食盐水从图中a位置补充，NaOH溶液从图中c位置流出。图中e位置排出的气体为Cl2，检验该气体的方法是用湿润的淀粉 KI试纸检验，若试纸变蓝，证明该气体为Cl2
