专题1综合测评
满分：100分 时间：75分钟
一、选择题：本题共10小题，每小题2分，共20分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1．下列图示的能量转化中主要转化为化学能的是( )
2．下列有关电化学装置完全正确的是( )
3．最新报道：科学家首次用X射线激光技术观察到CO与O在催化剂表面形成化学键的过程。反应过程中的能量变化如图1所示，反应过程的示意图如图2所示。
下列说法正确的是( )
A．CO和O生成CO2是吸热反应
B．在该过程中，C—O键断裂形成C和O
C．CO和O生成了具有极性共价键的CO2
D．状态Ⅰ→状态Ⅲ表示CO与O2反应的过程
4．下列选项正确的是( )
A．图①可表示Fe2O3(s)＋3CO(g)===2Fe(s)＋3CO2(g) ΔH＝＋26.7 kJ·mol－1的能量变化
B．图②中ΔH表示碳的标准燃烧热
C．实验的环境温度为20 ℃，将物质的量浓度相等、体积分别为V1、V2的H2SO4、NaOH溶液混合，测得混合液最高温度如图③所示(已知V1＋V2＝60 mL)
D．已知稳定性：B
A．锌片上有气泡产生，铜片溶解
B．锌片发生还原反应
C．电子都是从铜片经外电路流向锌片
D．该装置至少有两种形式的能量转化
6.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，则下列说法正确的是( )
A．X是正极，Y是负极，CuSO4溶液的pH逐渐减小
B．X是正极，Y是负极，CuSO4溶液的pH保持不变
C．X是负极，Y是正极，CuSO4溶液的pH逐渐减小
D．X是负极，Y是正极，CuSO4溶液的pH保持不变
7．已知部分化学键的键能数据如表所示：
则下列有关反应CH2===CH2(g)＋H2(g)===CH3CH3(g)的说法正确的是( )
A．生成1 mol乙烷气体时放出热量123 kJ
B．生成1 mol乙烷气体时吸收热量123 kJ
C．该反应的热化学方程式为CH2===CH2(g)＋H2(g)===CH3CH3(g) ΔH＝＋123 kJ/mol
D．该反应为放热反应，无需加热即可发生该反应
8．2019年诺贝尔化学奖颁给了三位为锂离子电池发展做出重要贡献的科学家。磷酸铁锂锂离子电池充电时阳极反应为xLiFePO4－xe－===xLi＋＋xFePO4。下列叙述错误的是( )
A．放电时，Li＋通过隔膜移向正极
B．放电时，电子由负极经导线、用电器、导线到正极
C．放电时，正极反应为xFePO4＋xLi＋＋xe－===xLiFePO4
D．磷酸铁锂锂离子电池充放电过程通过Li＋迁移实现，C、Fe、P元素化合价均不发生变化
9．几种物质的能量关系如图所示。下列说法正确的是( )
A．C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－965.1 kJ·mol－1
B．2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g) ΔH＝－221.2 kJ·mol－1
C．由图可知，甲烷的标准燃烧热为779.7 kJ·mol－1
D．通常由元素最稳定的单质生成1 mol纯化合物时的反应热称为该化合物的标准生成焓，由图可知，CH4(g)的标准生成焓为＋74.8 kJ·mol－1
10．二甲醚(CH3OCH3)燃料电池的工作原理如图，有关叙述正确的是( )
A．该装置能实现化学能100%转化为电能
B．电子移动方向为a极→b极→质子交换膜→a极
C．a电极的电极反应式为CH3OCH3＋3H2O－12e－===2CO2＋12H＋
D．当b电极消耗22.4 L O2时，质子交换膜有4 mol H＋通过
二、选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。每小题有一个或两个选项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全得2分，有选错的得0分。
11．氢卤酸的能量关系如图所示，下列说法正确的是( )
A．已知HF气体溶于水放热，则HF的ΔH1<0
B．相同条件下，HCl的ΔH2比HBr的小
C．相同条件下，HCl的ΔH3＋ΔH4比HI的大
D．一定条件下，气态原子生成1 mol HX(g)放出a kJ能量，则该条件下ΔH2＝＋a kJ·mol－1
12.现有阳离子交换膜、阴离子交换膜、石墨电极和如图所示的电解槽。利用氯碱工业中的离子交换膜技术原理，可电解Na2SO4溶液生产NaOH溶液和H2SO4溶液。下列说法中错误的是( )
A．阳极反应式为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑
B．从A口出来的是硫酸溶液
C．b是阳离子交换膜，允许Na＋通过
D．Na2SO4溶液从E口加入
13．用铁和石墨作电极电解酸性废水，可将废水中的PO以FePO4(不溶于水)的形式除去，其装置如图所示：
下列说法正确的是( )
A．若X、Y电极材料连接反了，仍可将废水中的PO以FePO4的形式除去
B．X极为石墨，该电极上发生氧化反应
C．电解过程中Y极周围溶液的c(H＋)减小
D．电解时废水中会发生反应：4Fe2＋＋O2＋4H＋＋4PO===4FePO4↓＋2H2O
14．下列有关热化学方程式的叙述正确的是( )
A．已知：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH＝－483.6 kJ/mol，则氢气的标准燃烧热为－241.8 kJ/mol
B．已知：4P(红磷，s)===P4(白磷，s) ΔH>0，则白磷比红磷稳定
C．含20.0 g NaOH的稀溶液与稀硫酸完全中和，放出28.7 kJ的热量，则表示该反应中和热的热化学方程式为NaOH(aq)＋H2SO4(aq)===Na2SO4(aq)＋H2O(l) ΔH＝－57.4 kJ/mol
D．已知：C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1，C(s)＋O2(g)===CO(g) ΔH2，则ΔH1>ΔH2
15．常温下，NCl3是一种黄色黏稠状液体，是制备新型水消毒剂ClO2的原料，可以采用如图所示装置制备NCl3。下列说法正确的是( )
A．每生成1 mol NCl3，理论上有4 mol H＋经质子交换膜由右侧向左侧迁移
B．可用湿润的淀粉－KI试纸检验气体M
C．石墨极的电极反应式为NH＋3Cl－－6e－===NCl3＋4H＋
D．电解过程中，质子交换膜右侧溶液的c(H＋)会增大
16．利用光伏电池提供电能处理废水中的污染物(有机酸阴离子用R－表示)，并回收有机酸HR，装置如图所示。下列说法错误的是( )
A．在光伏电池中a极为正极
B．石墨(2)极附近溶液的pH降低
C．HR溶液的浓度：c2 mol·L－1
三、非选择题：本题共4小题，共56分。
17．(14分)为了探究原电池和电解池的工作原理，某研究性学习小组分别用如图所示的装置进行实验，回答下列问题。
Ⅰ.用甲装置进行第一组实验：
(1)在保证电极反应不变的情况下，下列材料不能代替左侧Cu电极的是 (填序号)。
A．石墨 B．镁
C．银 D．铂
(2)实验过程中，SO (填“从左向右”“从右向左”或“不”)移动；滤纸上能观察到的现象有 。
Ⅱ.该小组同学用乙装置进行第二组实验时发现，两极均有气体产生，且Y极溶液逐渐变成紫红色，停止实验后观察到铁电极明显变细，电解液仍然澄清。查阅资料知，高铁酸根离子(FeO)在溶液中呈紫红色。请根据实验现象及所查信息，填写下列空白：
(3)电解过程中，X极溶液的c(OH－) (填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)电解过程中，Y极发生的电极反应为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑和 。
(5)已知K2FeO4和Zn可以构成碱性电池，其中K2FeO4在电池中作正极材料，电池总反应为2K2FeO4＋3Zn===Fe2O3＋ZnO＋2K2ZnO2，则该电池正极的电极反应为 。
18．(14分)(1)将0.3 mol的气态高能燃料乙硼烷(B2H6)在氧气中燃烧，生成固态三氧化二硼和液态水，放出649.5 kJ热量，该反应的热化学方程式为 。
已知：H2O(g)===H2O(l) ΔH＝－44.0 kJ/mol，则11.2 L(标准状况)乙硼烷完全燃烧生成气态水时放出的热量
是 kJ。
(2)已知：2NO2(g)===N2O4(g) ΔH1<0
2NO2(g)===N2O4(l) ΔH2<0
下列能量变化示意图中，正确的是 (填字母)。
(3)依据盖斯定律可以对某些难以通过实验直接测定的化学反应的焓变进行推算。
已知：C(石墨，s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1＝－393.5 kJ/mol
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH2＝－571.6 kJ/mol
2C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(l) ΔH3＝－2 599 kJ/mol
根据盖斯定律，计算298 K时由C(石墨，s)和H2(g)生成1 mol C2H2(g)反应的焓变(列出简单的计算式)：
。
(4)甲醇是一种新型的汽车动力燃料，工业上可通过CO和H2化合来制备甲醇气体(结构简式为CH3OH)。部分化学键的键能数据如下表：
化学键 C－C C－H H－H C－O C≡O H－O
键能/ (kJ/mol) 348 413 436 358 1 072 463
已知CO中的C与O之间为三键连接，则工业制备甲醇的热化学方程式为 。
19．(14分)《我在故宫修文物》这部纪录片里关于古代青铜器的修复引起了某研究小组的兴趣。“修旧如旧”是文物保护的主旨。
(1)查阅中学教材得知铜锈为Cu2(OH)2CO3，俗称铜绿，可溶于酸。铜绿在一定程度上可以提升青铜器的艺术价值。参与形成铜绿的物质有Cu和 。
(2)继续查阅中国知网，了解到铜锈的成分非常复杂，主要成分有Cu2(OH)2CO3和Cu2(OH)3Cl。考古学家将铜锈分为无害锈和有害锈，结构如图1所示：
Cu2(OH)2CO3和Cu2(OH)3Cl分别属于无害锈和有害锈，请解释原因： 。
(3)文献显示有害锈的形成过程(如图2所示)中会产生CuCl(白色不溶于水的固体)，请回答下列问题：
①过程Ⅰ的正极反应物为 。
②过程Ⅰ的负极的电极反应式为 。
(4)青铜器的修复有以下三种方法。
ⅰ.柠檬酸浸法：将腐蚀文物直接放在2%～3%的柠檬酸溶液中浸泡除锈；
ⅱ.碳酸钠法：将腐蚀文物置于含Na2CO3的缓冲溶液中浸泡，使CuCl转化为难溶的Cu2(OH)2CO3；
ⅲ.BTA保护法：
请回答下列问题：
①写出碳酸钠法中发生反应的离子方程式： 。
②三种方法中，BTA保护法的应用最为普遍，分析其可能的优点有 (填序号)。
A．在青铜器表面形成一层致密的透明保护膜
B．替换出锈层中的Cl－，能够高效除去有害锈
C．和酸浸法相比，不破坏无害锈，可以保护青铜器的艺术价值，做到“修旧如旧”
20．(14分)新能源汽车所用蓄电池分为铅酸蓄电池、二次锂电池、空气电池等类型。请回答下列问题：
(1)2019年诺贝尔化学奖授予了为锂离子电池发展做出贡献的三位科学家。如图所示为水溶液锂离子电池体系。放电时，电池的负极是 (填“a”或“b”)，溶液中Li＋从 迁移(填“a向b”或“b向a”)。
(2)铅酸蓄电池是最常见的二次电池，电压稳定，安全可靠，价格低廉，应用广泛。电池总反应为Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)2PbSO4(s)＋2H2O(l)。
①放电时，正极的电极反应是 ，电解质溶液中硫酸的浓度 (填“增大”“减小”或“不变”)，当外电路通过0.5 mol e－时，理论上负极板的质量增加 g。
②用该蓄电池作电源，进行粗铜(含Ag、Pt、Au等杂质)的电解精炼。如图所示，电解液c选用 溶液，A电极的材料是 ，B电极反应是 。
③用该蓄电池作电源，A、B为石墨电极，c为氯化钠溶液，进行电解。则A电极产生的气体是 ，B电极附近溶液的c(OH－) (填“增大”“减小”或“不变”)。
专题1综合测评
满分：100分 时间：75分钟
一、选择题：本题共10小题，每小题2分，共20分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1．下列图示的能量转化中主要转化为化学能的是( A )
解析：植物通过光合作用把光能转化为化学能，A项符合题意；核电站是把核能转化为电能，B项不符合题意；发射导弹是把化学能转化为热能和机械能等，C项不符合题意；水果电池是把化学能转化为电能，D项不符合题意。
2．下列有关电化学装置完全正确的是( C )
解析：与电源负极相连的为阴极，铜的冶炼中粗铜作阳极，A错误；铁上镀银，铁应作阴极，银作阳极，硝酸银溶液作电解质溶液，B错误；铁作电解池的阴极，被保护，C正确；应将Zn插入ZnSO4溶液，Cu插入CuSO4溶液，才能构成原电池，D错误。
3．最新报道：科学家首次用X射线激光技术观察到CO与O在催化剂表面形成化学键的过程。反应过程中的能量变化如图1所示，反应过程的示意图如图2所示。
下列说法正确的是( C )
A．CO和O生成CO2是吸热反应
B．在该过程中，C—O键断裂形成C和O
C．CO和O生成了具有极性共价键的CO2
D．状态Ⅰ→状态Ⅲ表示CO与O2反应的过程
解析：由题图1可知，状态Ⅰ总能量为反应物总能量，状态Ⅲ总能量为生成物总能量，反应物总能量高于生成物总能量，因此CO和O生成CO2的反应是放热反应，A项错误；由题图2可知，反应过程中CO中的化学键没有断裂，B项错误；CO和O生成的CO2具有极性共价键，C项正确；状态Ⅰ→状态Ⅲ表示CO与O反应的过程，D项错误。
4．下列选项正确的是( D )
A．图①可表示Fe2O3(s)＋3CO(g)===2Fe(s)＋3CO2(g) ΔH＝＋26.7 kJ·mol－1的能量变化
B．图②中ΔH表示碳的标准燃烧热
C．实验的环境温度为20 ℃，将物质的量浓度相等、体积分别为V1、V2的H2SO4、NaOH溶液混合，测得混合液最高温度如图③所示(已知V1＋V2＝60 mL)
D．已知稳定性：B
5.将一张滤纸剪成四等份，用铜片、锌片、发光二极管、导线在玻璃片上连接成如图所示的装置，在四片滤纸上分别滴加稀硫酸直至全部润湿。下列叙述正确的是( D )
A．锌片上有气泡产生，铜片溶解
B．锌片发生还原反应
C．电子都是从铜片经外电路流向锌片
D．该装置至少有两种形式的能量转化
解析：锌、铜、稀硫酸构成原电池，锌为负极，铜为正极，正极上生成氢气，故A项错误；锌为负极，发生氧化反应，故B项错误；电子从锌片经外电路流向铜片，故C项错误；该装置存在化学能与电能、电能与光能的转化，故D项正确。
6.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，则下列说法正确的是( A )
A．X是正极，Y是负极，CuSO4溶液的pH逐渐减小
B．X是正极，Y是负极，CuSO4溶液的pH保持不变
C．X是负极，Y是正极，CuSO4溶液的pH逐渐减小
D．X是负极，Y是正极，CuSO4溶液的pH保持不变
解析：b极附近溶液呈红色，说明NaCl溶液中的氢离子放电，溶液中的氢氧根离子浓度增大，溶液显碱性，则b极为电解池的阴极，Y为电源的负极，X为电源的正极，电解硫酸铜溶液，Pt为阳极，Cu为阴极，在阳极上氢氧根离子失电子，所以氢离子浓度增大，溶液pH减小。
7．已知部分化学键的键能数据如表所示：
则下列有关反应CH2===CH2(g)＋H2(g)===CH3CH3(g)的说法正确的是( A )
A．生成1 mol乙烷气体时放出热量123 kJ
B．生成1 mol乙烷气体时吸收热量123 kJ
C．该反应的热化学方程式为CH2===CH2(g)＋H2(g)===CH3CH3(g) ΔH＝＋123 kJ/mol
D．该反应为放热反应，无需加热即可发生该反应
解析：该反应的反应热为(614＋413×4＋436－347－413×6) kJ/mol＝－123 kJ/mol，则生成1 mol乙烷气体时放出的热量为123 kJ，该反应的热化学方程式为CH2===CH2(g)＋H2(g)===CH3CH3(g) ΔH＝－123 kJ/mol，故A项正确，B、C项错误；该反应需在催化剂且加热条件下才能实现，故D项错误。
8．2019年诺贝尔化学奖颁给了三位为锂离子电池发展做出重要贡献的科学家。磷酸铁锂锂离子电池充电时阳极反应为xLiFePO4－xe－===xLi＋＋xFePO4。下列叙述错误的是( D )
A．放电时，Li＋通过隔膜移向正极
B．放电时，电子由负极经导线、用电器、导线到正极
C．放电时，正极反应为xFePO4＋xLi＋＋xe－===xLiFePO4
D．磷酸铁锂锂离子电池充放电过程通过Li＋迁移实现，C、Fe、P元素化合价均不发生变化
解析：A项，阳离子移向正极，正确；放电时，电子由负极沿导线流向正极，B项正确；放电时正极得电子，发生反应xFePO4＋xLi＋＋xe－===xLiFePO4，C项正确；磷酸铁锂锂离子电池充放电过程通过Li＋迁移实现，Fe元素化合价发生变化，D项错误。
9．几种物质的能量关系如图所示。下列说法正确的是( B )
A．C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－965.1 kJ·mol－1
B．2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g) ΔH＝－221.2 kJ·mol－1
C．由图可知，甲烷的标准燃烧热为779.7 kJ·mol－1
D．通常由元素最稳定的单质生成1 mol纯化合物时的反应热称为该化合物的标准生成焓，由图可知，CH4(g)的标准生成焓为＋74.8 kJ·mol－1
解析：分析图像得①C(s)＋2H2(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－965.1 kJ·mol－1，A错误；②C(s)＋2H2(g)＋2O2(g)===CO(g)＋O2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－854.5 kJ·mol－1，依据盖斯定律，由①－②得CO(g)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－110.6 kJ·mol－1，即2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g) ΔH＝－221.2 kJ·mol－1，B正确；由题图可知，③CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－890.3 kJ·mol－1，即甲烷的燃烧热为ΔH＝－890.3 kJ·mol－1，C错误；依据盖斯定律，由①－③得C(s)＋2H2(g)===CH4(g) ΔH＝－74.8 kJ·mol－1，D错误。
10．二甲醚(CH3OCH3)燃料电池的工作原理如图，有关叙述正确的是( C )
A．该装置能实现化学能100%转化为电能
B．电子移动方向为a极→b极→质子交换膜→a极
C．a电极的电极反应式为CH3OCH3＋3H2O－12e－===2CO2＋12H＋
D．当b电极消耗22.4 L O2时，质子交换膜有4 mol H＋通过
解析：A项，化学能转化为热能和电能，不可能100%转化为电能，错误；B项，电子不能经过电解质溶液，所以电子由a极流出经导线流入b极，错误；C项，a为负极，发生氧化反应，电极反应式为CH3OCH3－12e－＋3H2O===2CO2＋12H＋，正确；D项，状况不知，无法由体积求物质的量，所以通过H＋的物质的量不知，错误。
二、选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。每小题有一个或两个选项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全得2分，有选错的得0分。
11．氢卤酸的能量关系如图所示，下列说法正确的是( D )
A．已知HF气体溶于水放热，则HF的ΔH1<0
B．相同条件下，HCl的ΔH2比HBr的小
C．相同条件下，HCl的ΔH3＋ΔH4比HI的大
D．一定条件下，气态原子生成1 mol HX(g)放出a kJ能量，则该条件下ΔH2＝＋a kJ·mol－1
解析：A项，已知HF气体溶于水放热，则HF气体溶于水的逆过程吸热，即HF的ΔH1>0，错误；B项，由于HCl比HBr稳定，所以相同条件下HCl的ΔH2比HBr的大，错误；C项，ΔH3＋ΔH4代表H＋(aq)―→H(g)的焓变，与是HCl还是HI无关，错误。
12.现有阳离子交换膜、阴离子交换膜、石墨电极和如图所示的电解槽。利用氯碱工业中的离子交换膜技术原理，可电解Na2SO4溶液生产NaOH溶液和H2SO4溶液。下列说法中错误的是( D )
A．阳极反应式为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑
B．从A口出来的是硫酸溶液
C．b是阳离子交换膜，允许Na＋通过
D．Na2SO4溶液从E口加入
解析：A项，阳极上OH－放电，阳极反应式为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，正确；B项，阳极OH－放电，放氧生酸，故从A口出来的是H2SO4溶液，正确；C项，在阴极室一侧放置阳离子交换膜，只允许通过阳离子，则b是阳离子交换膜，允许Na＋通过，正确；D项，NaOH在阴极附近生成，则Na2SO4溶液从F口加入，错误。
13．用铁和石墨作电极电解酸性废水，可将废水中的PO以FePO4(不溶于水)的形式除去，其装置如图所示：
下列说法正确的是( CD )
A．若X、Y电极材料连接反了，仍可将废水中的PO以FePO4的形式除去
B．X极为石墨，该电极上发生氧化反应
C．电解过程中Y极周围溶液的c(H＋)减小
D．电解时废水中会发生反应：4Fe2＋＋O2＋4H＋＋4PO===4FePO4↓＋2H2O
解析：根据题意分析可知，X电极材料为铁，Y电极材料为石墨。若X、Y电极材料连接反了，铁就不能失电子变为离子，也就不能生成FePO4，A项错误；Y极为石墨，该电极上发生还原反应，B项错误；电解过程中Y极发生的电极反应为2H＋＋2e－===H2↑，氢离子浓度减小，C项正确；铁在阳极失电子变为Fe2＋，通入的氧气把Fe2＋氧化为Fe3＋，Fe3＋与PO反应生成FePO4，D项正确。
14．下列有关热化学方程式的叙述正确的是( C )
A．已知：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH＝－483.6 kJ/mol，则氢气的标准燃烧热为－241.8 kJ/mol
B．已知：4P(红磷，s)===P4(白磷，s) ΔH>0，则白磷比红磷稳定
C．含20.0 g NaOH的稀溶液与稀硫酸完全中和，放出28.7 kJ的热量，则表示该反应中和热的热化学方程式为NaOH(aq)＋H2SO4(aq)===Na2SO4(aq)＋H2O(l) ΔH＝－57.4 kJ/mol
D．已知：C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1，C(s)＋O2(g)===CO(g) ΔH2，则ΔH1>ΔH2
解析：产物中H2O是气态，不能据此推断H2的标准燃烧热，A错误；红磷的能量低于白磷的能量，物质具有的能量越低越稳定，所以红磷比白磷稳定，B错误；含20.0 g NaOH的稀溶液与稀硫酸完全中和，放出28.7 kJ的热量，则表示该反应中和热的热化学方程式为NaOH(aq)＋H2SO4(aq)===Na2SO4(aq)＋H2O(l) ΔH＝－57.4 kJ/mol，C正确；1 mol C完全燃烧放出的能量多于不完全燃烧放出的热量，放热反应的ΔH为负值，放热越多，ΔH越小，故ΔH1<ΔH2，D错误。
15．常温下，NCl3是一种黄色黏稠状液体，是制备新型水消毒剂ClO2的原料，可以采用如图所示装置制备NCl3。下列说法正确的是( C )
A．每生成1 mol NCl3，理论上有4 mol H＋经质子交换膜由右侧向左侧迁移
B．可用湿润的淀粉－KI试纸检验气体M
C．石墨极的电极反应式为NH＋3Cl－－6e－===NCl3＋4H＋
D．电解过程中，质子交换膜右侧溶液的c(H＋)会增大
解析：根据图示信息知道：石墨电极是阳极，该电极上发生失电子的氧化反应NH＋3Cl－－6e－===NCl3＋4H＋，每产生1 mol NCl3，理论上有6 mol H＋经质子交换膜由右侧向左侧迁移，A错误，C正确；Pt是阴极，在阴极上发生的是氢离子得电子的还原反应，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，不可用湿润的淀粉－KI试纸检验氢气，B错误；电解过程中，质子交换膜右侧电极上发生的电极反应为 NH＋3Cl－－6e－===NCl3＋4H＋，每产生1 mol NCl3同时生成4 mol H＋，理论上有6 mol H＋经质子交换膜由右侧向左侧迁移，右侧溶液的c(H＋)减小，D错误。
16．利用光伏电池提供电能处理废水中的污染物(有机酸阴离子用R－表示)，并回收有机酸HR，装置如图所示。下列说法错误的是( B )
A．在光伏电池中a极为正极
B．石墨(2)极附近溶液的pH降低
C．HR溶液的浓度：c2 mol·L－1
解析：根据电子移动的方向可知a极为正极，b极为负极，A项正确；石墨(2)连接电池负极，为阴极，H＋得电子生成H2，c(H＋)降低，附近溶液pH升高，B项错误；石墨(1)为阳极，电极反应式为2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，c(H＋)升高，H＋透过阳膜进入浓缩室；因石墨(2)为阴极，H＋得电子，R－穿过阴膜进入浓缩室，导致浓缩室中c(HR)增大，故HR溶液的浓度：c2 mol·L－1
17．(14分)为了探究原电池和电解池的工作原理，某研究性学习小组分别用如图所示的装置进行实验，回答下列问题。
Ⅰ.用甲装置进行第一组实验：
(1)在保证电极反应不变的情况下，下列材料不能代替左侧Cu电极的是B(填序号)。
A．石墨 B．镁
C．银 D．铂
(2)实验过程中，SO从右向左(填“从左向右”“从右向左”或“不”)移动；滤纸上能观察到的现象有滤纸上有蓝色沉淀产生(答出“蓝色沉淀”或“蓝色斑点”即可)。
Ⅱ.该小组同学用乙装置进行第二组实验时发现，两极均有气体产生，且Y极溶液逐渐变成紫红色，停止实验后观察到铁电极明显变细，电解液仍然澄清。查阅资料知，高铁酸根离子(FeO)在溶液中呈紫红色。请根据实验现象及所查信息，填写下列空白：
(3)电解过程中，X极溶液的c(OH－)增大(填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)电解过程中，Y极发生的电极反应为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑和Fe－6e－＋8OH－===FeO＋4H2O。
(5)已知K2FeO4和Zn可以构成碱性电池，其中K2FeO4在电池中作正极材料，电池总反应为2K2FeO4＋3Zn===Fe2O3＋ZnO＋2K2ZnO2，则该电池正极的电极反应为2FeO＋6e－＋5H2O===Fe2O3＋10OH－。
解析：Ⅰ.(1)甲装置中左侧为原电池装置，锌作负极，铜作正极，由于需保证电极反应不变，故正极材料的活泼性不能大于Zn，因此不能用镁代替铜。(2)硫酸根离子向负极移动，移动方向为从右向左。M极作阳极，失去电子有铜离子生成，铜离子结合氢氧根离子生成氢氧化铜沉淀。Ⅱ.(3)X极作阴极，H2O得到电子生成氢气和氢氧根离子，故X极溶液的c(OH－)逐渐增大。(4)由题意可知，铁作阳极，铁失去电子生成FeO。(5)K2FeO4－Zn碱性电池中锌作负极，失去电子，FeO在正极得到电子转化为氧化铁。
18．(14分)(1)将0.3 mol的气态高能燃料乙硼烷(B2H6)在氧气中燃烧，生成固态三氧化二硼和液态水，放出649.5 kJ热量，该反应的热化学方程式为B2H6(g)＋3O2(g)===B2O3(s)＋3H2O(l) ΔH＝－2 165 kJ/mol。
已知：H2O(g)===H2O(l) ΔH＝－44.0 kJ/mol，则11.2 L(标准状况)乙硼烷完全燃烧生成气态水时放出的热量是1_016.5kJ。
(2)已知：2NO2(g)===N2O4(g) ΔH1<0
2NO2(g)===N2O4(l) ΔH2<0
下列能量变化示意图中，正确的是A(填字母)。
(3)依据盖斯定律可以对某些难以通过实验直接测定的化学反应的焓变进行推算。
已知：C(石墨，s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1＝－393.5 kJ/mol
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH2＝－571.6 kJ/mol
2C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(l) ΔH3＝－2 599 kJ/mol
根据盖斯定律，计算298 K时由C(石墨，s)和H2(g)生成1 mol C2H2(g)反应的焓变(列出简单的计算式)：
[－393.5×4＋(－571.6)－(－2 599)]× kJ/mol＝＋226.7 kJ/mol。
(4)甲醇是一种新型的汽车动力燃料，工业上可通过CO和H2化合来制备甲醇气体(结构简式为CH3OH)。部分化学键的键能数据如下表：
化学键 C－C C－H H－H C－O C≡O H－O
键能/ (kJ/mol) 348 413 436 358 1 072 463
已知CO中的C与O之间为三键连接，则工业制备甲醇的热化学方程式为CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g) ΔH＝－116 kJ/mol。
解析：(1)0.3 mol气态高能燃料乙硼烷在氧气中燃烧，生成固态三氧化二硼和液态水，放出649.5 kJ的热量，则1 mol气态高能燃料乙硼烷在氧气中燃烧，生成固态三氧化二硼和液态水，放出2 165 kJ的热量，反应的热化学方程式为B2H6(g)＋3O2(g)===B2O3(s)＋3H2O(l) ΔH＝－2 165 kJ/mol。①B2H6(g)＋3O2(g)===B2O3(s)＋3H2O(l) ΔH＝－2 165 kJ/mol，②H2O(l)===H2O(g) ΔH＝＋44 kJ/mol，由盖斯定律可知①＋②×3得B2H6(g)＋3O2(g)===B2O3(s)＋3H2O(g) ΔH＝－2 033 kJ/mol,11.2 L(标准状况)即0.5 mol乙硼烷完全燃烧生成气态水时放出的热量是2 033 kJ×0.5＝1 016.5 kJ。(2)由题给信息可知，ΔH1<0，ΔH2<0，两个反应均为放热反应，所以反应物的总能量比生成物的总能量高；同种物质气态变成液态会放出热量，即液态时能量比气态时能量低，则N2O4(l)具有的能量比N2O4(g)具有的能量低，A符合。
(3)已知：①C(石墨，s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1＝－393.5 kJ/mol，②2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH2＝－571.6 kJ/mol，③2C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(l) ΔH3＝－2 599 kJ/mol，根据盖斯定律，(①×4＋②－③)×得到反应的热化学方程式为2C(石墨，s)＋H2(g)===C2H2(g) ΔH＝(4ΔH1＋ΔH2－ΔH3)×＝[－393.5×4＋(－571.6)－(－2 599)]× kJ/mol＝＋226.7 kJ/mol。(4)CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g)，焓变＝反应物总键能－生成物总键能，依据题表中提供的化学键的键能计算得ΔH＝1 072 kJ/mol＋2×436 kJ/mol－(3×413 kJ/mol＋358 kJ/mol＋463 kJ/mol)＝－116 kJ/mol，则热化学方程式为CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g) ΔH＝－116 kJ/mol。
19．(14分)《我在故宫修文物》这部纪录片里关于古代青铜器的修复引起了某研究小组的兴趣。“修旧如旧”是文物保护的主旨。
(1)查阅中学教材得知铜锈为Cu2(OH)2CO3，俗称铜绿，可溶于酸。铜绿在一定程度上可以提升青铜器的艺术价值。参与形成铜绿的物质有Cu和O2、H2O、CO2。
(2)继续查阅中国知网，了解到铜锈的成分非常复杂，主要成分有Cu2(OH)2CO3和Cu2(OH)3Cl。考古学家将铜锈分为无害锈和有害锈，结构如图1所示：
Cu2(OH)2CO3和Cu2(OH)3Cl分别属于无害锈和有害锈，请解释原因：Cu2(OH)2CO3为致密结构，可以阻止潮湿的空气进入内部腐蚀铜；而Cu2(OH)3Cl为疏松结构，潮湿的空气可以进入空隙内将内部的铜腐蚀。
(3)文献显示有害锈的形成过程(如图2所示)中会产生CuCl(白色不溶于水的固体)，请回答下列问题：
①过程Ⅰ的正极反应物为O2、H2O。
②过程Ⅰ的负极的电极反应式为Cu－e－＋Cl－===CuCl。
(4)青铜器的修复有以下三种方法。
ⅰ.柠檬酸浸法：将腐蚀文物直接放在2%～3%的柠檬酸溶液中浸泡除锈；
ⅱ.碳酸钠法：将腐蚀文物置于含Na2CO3的缓冲溶液中浸泡，使CuCl转化为难溶的Cu2(OH)2CO3；
ⅲ.BTA保护法：
请回答下列问题：
①写出碳酸钠法中发生反应的离子方程式：4CuCl＋O2＋2H2O＋2CO===2Cu2(OH)2CO3＋4Cl－。
②三种方法中，BTA保护法的应用最为普遍，分析其可能的优点有ABC(填序号)。
A．在青铜器表面形成一层致密的透明保护膜
B．替换出锈层中的Cl－，能够高效除去有害锈
C．和酸浸法相比，不破坏无害锈，可以保护青铜器的艺术价值，做到“修旧如旧”
解析：(1)铜锈为Cu2(OH)2CO3，参与形成铜绿的物质有Cu、O2、H2O和CO2。(2)结合图像可知，Cu2(OH)2CO3为致密结构，可以阻止潮湿的空气进入内部腐蚀铜，属于无害锈；Cu2(OH)3Cl为疏松结构，潮湿的空气可以进入空隙内将内部的铜腐蚀，属于有害锈。(3)①结合图像可知，正极得电子发生还原反应，过程Ⅰ的正极反应物是O2、H2O，电极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－。②结合图像可知，过程Ⅰ中Cu作负极，电极反应式为Cu－e－＋Cl－===CuCl。(4)①碳酸钠法中，含Na2CO3的缓冲溶液使CuCl转化为难溶的Cu2(OH)2CO3，发生反应的离子方程式为4CuCl＋O2＋2H2O＋2CO===2Cu2(OH)2CO3＋4Cl－。②利用BTA保护法，可在青铜器表面形成一层致密的透明保护膜，能保护内部金属铜；Cu2(OH)3Cl为疏松结构，潮湿空气可以进入空隙内将内部的铜腐蚀，属于有害锈，利用BTA保护法，可替换出锈层中的Cl－，能够高效除去有害锈；酸浸法会破坏无害锈Cu2(OH)2CO3，BTA保护法不破坏无害锈，可以保护青铜器的艺术价值，做到“修旧如旧”。
20．(14分)新能源汽车所用蓄电池分为铅酸蓄电池、二次锂电池、空气电池等类型。请回答下列问题：
(1)2019年诺贝尔化学奖授予了为锂离子电池发展做出贡献的三位科学家。如图所示为水溶液锂离子电池体系。放电时，电池的负极是b(填“a”或“b”)，溶液中Li＋从b向a迁移(填“a向b”或“b向a”)。
(2)铅酸蓄电池是最常见的二次电池，电压稳定，安全可靠，价格低廉，应用广泛。电池总反应为Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)2PbSO4(s)＋2H2O(l)。
①放电时，正极的电极反应是PbO2＋2e－＋4H＋＋SO===PbSO4＋2H2O，电解质溶液中硫酸的浓度减小(填“增大”“减小”或“不变”)，当外电路通过0.5 mol e－时，理论上负极板的质量增加24 g。
②用该蓄电池作电源，进行粗铜(含Ag、Pt、Au等杂质)的电解精炼。如图所示，电解液c选用CuSO4溶液，A电极的材料是粗铜，B电极反应是Cu2＋＋2e－===Cu。
③用该蓄电池作电源，A、B为石墨电极，c为氯化钠溶液，进行电解。则A电极产生的气体是氯气，B电极附近溶液的c(OH－)增大(填“增大”“减小”或“不变”)。
解析：(1)该电池中，Li易失电子作负极，所以a是正极，b是负极，放电时，电解质溶液中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。(2)①由铅酸蓄电池总反应可知，正极电
极反应为PbO2＋2e－＋4H＋＋SO===PbSO4＋2H2O；由PbO2＋Pb＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O可知，放电时消耗酸，则电解质溶液中硫酸的浓度减小；负极反应为Pb－2e－＋SO===PbSO4，负极板由Pb→PbSO4，增加了SO，所以通过0.5 mol e－时，理论上负极板的质量增加0.5 mol×＝24 g。②粗铜的电解精炼中，粗铜作阳极，纯铜作阴极，A是阳极，则A极材料是粗铜，B为阴极，该极上铜离子得电子生成金属铜，即电极反应为Cu2＋＋2e－===Cu，电解质溶液可选用CuSO4溶液。③根据电流方向知，A是电解池阳极，B是电解池阴极，电解氯化钠溶液时，阳极上是氯离子失电子，生成氯气，阴极上是水电离出的氢离子得电子生成氢气， OH－增多。
