第一章：化学反应与能量转化 同步习题
一、单选题（共12题）
1．化学反应A2+B2 = 2AB的能量变化如图所示，则下列说法正确的是
A．该反应是吸热反应
B．断裂1molA-A键和1mol B-B 键放出xkJ能量
C．断裂2molA-B键需要吸收（y-x）kJ的能量
D．1molA2和1molB2的总能量高于2molAB的总能量
2．如图连接下列装置，发现导线中产生电流，则有关叙述错误的是
A．装置为原电池，电子由铁电极经导线流向石墨电极
B．若自来水中加入少量NaCl，能加快Fe的腐蚀
C．若自来水中通入HCl，石墨表面产生气体：
D．若自来水中通入空气，铁电极反应为：
3．微生物燃料电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置。某微生物燃料电池的工作原理如下图所示，下列说法正确的是
A．电子从b流出，经外电路流向a
B．HS—在硫氧化菌作用下转化为SO的反应是：HS—+4H2O—8e—=SO+9H+
C．该电池在高温下进行效率更高
D．若该电池有0.4mol电子转移，则有0.45molH+通过质子交换膜
4．下列有关叙述正确的是
A．测定中和反应的反应热时，可以用稀硫酸与稀溶液反应
B．若用溶液，分别与盐酸和溶液充分反应，两反应测得的中和反应反应热不相等
C．测定中和反应的反应热时，不能用保温杯代替简易量热计
D．为了简化装置，中和反应的反应热测定实验中的搅拌器可以用温度计代替
5．锌汞电池总反应为，下列说法错误的是
A．锌极发生氧化反应
B．向锌极迁移
C．电解质溶液可以是稀硫酸
D．正极反应式为
6．在室温度下，1 L某溶液中含有的离子如下表：
离子 Cu2+ Al3+ NO Cl－
物质的量浓度(mol/L) 1 1 4 a
用惰性电极电解该溶液，当电路中有3 mol e―通过时（忽视电解时溶液体积的变化及电极产物可能存在的溶解现象），下列说法正确的是
A．电解后溶液的pH= 0 B．阳极与阴极析出的气体物质的量之比为1：2
C．阳极电极反应：2Cl——2e—=Cl2↑ D．阴极析出32g铜
7．下列装置或过程能实现化学能转化为热能的是
A B C D
风力发电 水果电池 燃料燃烧 手机充电
A．A B．B C．C D．D
8．2020年6月，清华大学发现了一种新型的钾离子电池。电池示意图如下，总反应为FeC2O4F+KC6C6+KFeC2O4F。下列说法错误的是
A．放电时，正极反应为FeC2O4F+e-+K+=KFeC2O4F
B．充电时，K+向碳极移动
C．用该电池电解精炼铜，粗铜溶解12.8 g时，通过隔膜的K+一定为0.4 mol
D．放电时，当电路中通过的电子为0.02 mol时，碳电极减小的质量为0.78 g
9．反应X+Y=M+N的能量变化关系如图所示。下列关于该反应的说法中，正确的是
A．X的能量一定低于M的，Y的能量一定低于N的
B．X、Y的总能量一定低于M、N的总能量
C．因为该反应为吸热反应，故一定要加热才可发生
D．断裂X、Y的化学键所吸收的能量小于形成M、N的化学键所放出的能量
10．下列关于热化学反应的描述中正确的是
A．当反应物断键吸收的总能量比生成物成键释放的总能量高时，为放热反应
B．所有的燃烧反应都是放热反应，化学能全部转化为热能
C．在100kPa时，1mol石墨转化为金刚石，要吸收1.895kJ的热能，可知石墨比金刚石稳定
D．吸热反应中由于反应物能量小于生成物能量，因而没有利用价值
11．请阅读下列材料：
铁放置时间长了就会生锈。铁容易生锈，除了由于它的化学性质活泼以外，同时与外界条件也有很大关系。水分是使铁容易生锈的物质之一。然而，光有水也不会使铁生锈，只有当空气中的氧气溶解在水里时，氧在有水的环境中与铁反应，才会生成一种叫氧化铁的东西，这就是铁锈，铁生锈总的反应为4Fe+3O2+xH2O=2Fe2O3·xH2O。铁锈是一种棕红色的物质，它不像铁那么坚硬，很容易脱落，一块铁完全生锈后，体积可胀大8倍。如果铁锈不除去，这海绵状的铁锈特别容易吸收水分，铁也就锈蚀的更快了。下列反应吸收热量的是
A．铁与稀盐酸反应 B．铁丝在氧气中燃烧
C．铝还原氧化铁 D．碳与二氧化碳反应
12．某新型水系钠离子电池工作原理如图所示。TiO2光电极能使电池在太阳光照下充电，充电时Na2S4还原为 Na2S。下列说法错误的是
A．充电时，太阳能转化为电能，电能又转化为化学能
B．放电时，a 极为负极
C．M 是阴离子交换膜
D．充电时，阳极的电极反应式为 3I－－2e－= I3－
二、填空题（共10题）
13．分别按如图甲、乙所示装置进行实验，图中两个烧杯里的溶液为同浓度的稀硫酸，乙中为电流表。请回答下列问题：
以下叙述中，正确的是 填字母。
A．甲中锌片是负极，乙中铜片是正极
B．两烧杯中铜片表面均有气泡产生
C．两烧杯中溶液均增大
D．产生气泡的速度甲中比乙中慢
E.乙的外电路中电流方向
F.乙溶液中向铜片方向移动
(2)在乙实验中，某同学发现不仅在铜片上有气泡产生，而且在锌片上也产生了气体，分析原因可能是 。
(3)在乙实验中，如果把硫酸换成硫酸铜溶液，请写出铜电极的电极反应方程式： 。
(4)当电路中转移电子时，消耗负极材料的质量为 g
14．氢氧化钠和溴化氢是重要的化工原料。可采用双极膜BMP技术电解制备。在电场的作用下，水在双极膜(BMP)作用下离解成和，分别向电解池的两极移动，工作原理如图所示：
回答下列问题：
(1)阳极的电极反应式为 。
(2)C膜为 (填“阴”或“阳”)离子交换膜。
(3)下列说法正确的是_______。
A．电解过程中，两极室浓度均不变
B．电解后NaBr溶液浓度降低
C．N室有NaOH生成
D．该装置的总反应为：
(4)可用溶液吸收可制备原料液，同时产生和 。上述反应中氧化剂和还原剂物质的量的比为 。
(5)氯碱工业也可制备，同时产生 。
15．回答下列问题
(1)甲烷是一种高效清洁的新能源，0.25mol甲烷完全燃烧生成液态水放出热量222.5kJ，则甲烷燃烧的热化学方程式为 。
(2)已知：2SO2(g)＋O2(g)=2SO3(g) ΔH=-xkJ·mol-1
2NO(g)＋O2(g)=2NO2(g) ΔH=-ykJ·mol-1
则反应NO2(g)＋SO2(g)=SO3(g)＋NO(g)的ΔH= kJ·mol-1。
(3)已知：2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g) ΔH=-483.6kJ·mol-1，
查阅文献资料，化学键的键能如下表：
化学键 H—H键 N≡N键 N—H键
E/(kJ·mol-1) 436 946 391
①氨分解反应NH3(g)=N2(g)＋H2(g)的活化能Eal=300kJ·mol-1，则合成氨反应N2(g)＋H2(g)=NH3(g)的活化能Ea2= kJ·mol-1。
②氨气完全燃烧生成N2(g)和气态水的热化学方程式为 。
(4)研究氮氧化物与悬浮的大气中海盐粒子的相互作用时，涉及如下反应：
Ⅰ.2NO2(g)＋NaCl(s)=NaNO3(s)＋ClNO(g) ΔH1＜0
Ⅱ．2NO(g)＋Cl2(g)=2ClNO(g) ΔH2＜0
则反应4NO2(g)＋2NaCl(s)=2NaNO3(s)＋2NO(g)＋Cl2(g)的ΔH= (用ΔH1、ΔH2表示)；
16．某些共价键的键能数据如下表(单位：kJ·mol-1)：
共价键 H—H Cl—Cl Br—Br H—Cl H—I
键能 436 243 193 432 298
共价键 I—I N≡N H—O H—N
键能 151 946 463 393
(1)把1 mol Cl2分解为气态原子时，需要 (填 “吸收”或“放出”) kJ能量。
(2)由表中所列化学键形成的单质分子中，最稳定的是 ，最不稳定的是 ；形成的化合物分子中最稳定的是 。
(3)试通过键能数据估算下列反应的反应热：H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g) ΔH= 。
17．甲醇作为燃料，在化石能源和可再生能源时期均有广泛的应用前景。
I. 甲醇可以替代汽油和柴油作为内燃机燃料。
（1）汽油的主要成分之一是辛烷[C8H18(l)]。已知：25℃、101 kPa时，1 mol C8H18(l)完全燃烧生成气态二氧化碳和液态水，放出5518 kJ热量。该反应的热化学方程式为 。
（2）已知：25℃、101 kPa时，CH3OH(l) + 3/2 O2(g) ==== CO2 (g) + 2H2O(l) Δ H＝-726.5 kJ/mol。相同质量的甲醇和辛烷分别完全燃烧时，放出热量较多的是 。
（3）某研究者分别以甲醇和汽油做燃料，实验测得在发动机高负荷工作情况下，汽车尾气中CO的百分含量与汽车的加速性能的关系如右所示。
根据图信息分析，与汽油相比，甲醇作为燃料的优点是 。
II. 甲醇的合成
（4）以CO2(g)和H2(g)为原料合成甲醇，反应的能量变化如下图所示。
① 补全上图：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，该反应的ΔH （填“变大”“变小”或“不变”）。
（5）已知： CO(g)＋1/2 O2(g) ==== CO2(g) ΔH1＝-283 kJ/mol
H2(g)＋1/2 O2(g) ==== H2O(g) ΔH2＝-242 kJ/mol
CH3OH(g) + 3/2 O2(g) ==== CO2 (g) + 2H2O(g) ΔH3＝-676 kJ/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为 kJ/mol。
18．电解法制取Fe(OH)2，由于Fe(OH)2易被氧化，实验室很难用亚铁盐与烧碱反应得白色纯净的Fe(OH)2沉淀，用如图所示电解实验，来探究能否制得白色纯净的Fe(OH)2沉淀，两电极的材料分别为石墨和铁。
(1)a电极材料应是 ；b电极的电极反应式是 。
(2)电解液c可以是(填编号)_______。
A．纯水 B．NaOH溶液 C．Na2SO4 D．CuCl2溶液
(3)d为苯，其作用是 ，在加入苯之前，对c溶液应作简单处理： 。可否用其他试剂来代替苯？ 。
(4)为了在较短时间内看到白色沉淀，可采取的措施是_______
A．改用稀硫酸作电解液 B．适当增大电源的电压
C．适当减小两电极间的距离 D．适当降低电解液的浓度
(5)若换为Na2SO4溶液，当电解一段时间，看到白色沉淀后，再反接电源，继续电解，除了电极上看到气体，另一明显现象为 。
19．在空气中，如图所示的四种情况里，可以加速铁的腐蚀的是 ，可以阻止铁的腐蚀的是
A． B． C． D．
20．北京时间11月1日清晨5时58分07秒，中国“长征二号F”遥八运载火箭在酒泉卫星发射中心载人航天发射场点火发射，火箭的第三级使用的推进剂是液氢和液氧。
已知下面在298K时的热化学方程式：
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1
CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O (l)ΔH=-890.3 kJ·mol-1
C(s)+O2(g)=CO2(g)ΔH=-393.5 kJ·mol-1
根据上面的热化学方程式完成下列问题：
(1)通过计算说明等质量的H2、C、CH4完全燃烧时放出热量最多的是 。
(2)根据以上反应，则C(s)+2H2(g)=CH4(g)的焓变ΔH= 。
(3)已知H2O(l)=H2O(g) ΔH=+44.0 kJ·mol-1，试写出甲烷燃烧生成二氧化碳和水蒸气的热化学方程式：
21．（1）已知：①CH3OH(g)＋H2O(g)=CO2(g)＋3H2(g) ΔH= +49.0kJ/mol
②CH3OH(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH= -192.9kJ/mol
由上述方程式可知：CH3OH的燃烧热 (填“大于”“等于”或“小于”)192.9kJ/mol。已知水的气化热为44kJ/mol。则表示氢气燃烧热的热化学方程式为 。
（2）以CO2与NH3为原料可合成化肥尿素[化学式为CO(NH2)2]。已知：
①2NH3(g)+CO2(g)=NH2CO2NH4(s) ΔH= -159.5kJ/mol
②NH2CO2NH4(s)=CO(NH2)2(s)+H2O(g) ΔH= +116.5kJ/mol
③H2O(l)=H2O(g) ΔH= +44.0kJ/mol
写出CO2与NH3合成尿素和液态水的热化学反应方程式 。
（3）已知：①Fe(s)+O2(g)=FeO(s) ΔH1= -272.0kJ/mol
②2Al(s)+O2(g)=Al2O3(s) ΔH2= -1675.7kJ/mol
Al和FeO发生铝热反应的热化学方程式是 。铝热反应的反应类型 ，某同学认为，铝热反应可用于工业炼铁，你的判断是 (填“能”或“不能”)，你的理由 。
（4）再生装置中产生的CO2和H2在一定条件下反应生成甲醇等产物，工业上利用该反应合成甲醇。已知：25℃、101KPa下：
①H2(g)+O2(g)=H2O(g) ΔH1= -242kJ/mol
②CH3OH(g)+O2(g)=CO2(g)＋2H2O(g) ΔH2= -676kJ/mol
写出CO2和H2生成气态甲醇等产物的热化学方程式 。
22．回答下列问题：
(1)有机物M经过太阳光光照可转化成N，转化过程如图：
则M、N相比，较稳定的是 。
(2)已知CH3OH(l)的燃烧热为726.5kJ mol-1，CH3OH(l)+ O2(g)═CO2(g)+2H2O(g)△H=—akJ mol-1，则a 726.5(填“＞”、“＜”或“=”)。
(3)如表是部分化学键的键能数据：
化学键 P－P P－O O=O P=O
键能/(kJ mol-1) a b c x
已知，白磷在空气中燃烧生产P4O10，白磷的燃烧热为dkJ mol-1，白磷(P4)、P4O10结构如图所示，则表中x= 。
(4)已知，氨的分解反应：2NH3(g)N2(g)+3H2(g)的活化能Ea=600kJ·mol-1，合成氨有关化学键的键能如表：
化学键 H－H N≡N N－H
E/kJ·mol-1 436 946 391
则合成氨反应：N2(g)+3H2(g)2NH3的活化能Ea= 。
(5)用O2将HCl转化为Cl2，可提高效益，减少污染。传统上该转化通过如图所示的催化循环实现。
其中，反应①为2HCl(g)+CuO(s)=H2O(g)+CuCl2(s)ΔH1，反应②生成1molCl2的反应热为ΔH2，则总反应的热化学方程式为 (反应热用ΔH1和ΔH2表示)。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．D
【详解】A．由图象可知，反应物的能量高于生成物的能量，反应是放热反应，故A错误；
B．因旧键的断裂吸收能量，而不是释放能量，所以断裂 1molA-A 键和 1mol B-B 键吸收 xkJ 能量，故B错误；
C．由图可知形成2molA-B键需要放出ykJ能量，因此断裂2mol A-B键需要吸收ykJ的能量，故C错误；
D．由图可知，1molA2和1molB2的总能量高于2molAB的总能量，故D正确；
故选：D。
2．D
【详解】A．该装置具备原电池的过程条件，因此装置为原电池，其中Fe活动性大于石墨，因此铁电极为负极，石墨电极为正极，电子由负极铁电极经导线流向正极石墨电极，A正确；
B．若自来水中加入少量NaCl，溶液中自由移动的离子浓度增大，溶液导电性增强，因此能加快Fe的腐蚀，B正确；
C．若自来水中通入HCl，电解质溶液显酸性，Fe发生析氢腐蚀，在正极石墨表面上H+得到电子变为H2逸出，产生气体的电极反应式为：，C正确；
D．若自来水中通入空气，电解质溶液显中性，Fe发生吸氧腐蚀，铁电极反应为：Fe-2e-=Fe2+，D错误；
故合理选项是D。
3．B
【分析】由氢离子的移动方向可知，电极a为微生物燃料电池的负极，在硫氧化菌作用下，硫氢根离子在负极失去电子发生氧化反应生成硫酸根离子，电极反应式为HS—+4H2O—8e—=SO+9H+，b极为正极，酸性条件下，氧气在正极得到电子发生还原反应生成水，电极反应式为O2+4e—+4H+=2H2O。
【详解】A．由分析可知，电极b是电池的正极，a是负极，则电子从a流出，经外电路流向b，故A错误；
B．由分析可知，电极a为微生物燃料电池的负极，在硫氧化菌作用下，硫氢根离子在负极失去电子发生氧化反应生成硫酸根离子，电极反应式为HS—+4H2O—8e—=SO+9H+，故B正确；
C．微生物的主要成分是蛋白质，若电池在高温下进行，蛋白质会发生变性，微生物的催化能力降低，电池的工作效率降低，故C错误；
D．由分析可知，正极的电极反应式为O2+4e—+4H+=2H2O，则当电池有0.4mol电子转移时，负极区有0.4mol氢离子通过质子交换膜加入正极区，故D错误；
故选B。
4．A
【详解】A．测定中和反应的反应热时，用稀的强酸和强碱溶液，可以用稀硫酸与稀NaOH溶液反应，故A正确；
B．可用稀硫酸与稀NaOH溶液、盐酸和稀NaOH溶液反应测定中和热，且两反应测得的中和反应反应热相等，故B错误；
C．测定中和反应的反应热时，需要做好保温措施，防止热量散失，可以用保温杯代替简易量热计，故C错误；
D．温度计不能用于搅拌，故D错误；
故答案为A。
5．C
【详解】A．根据电池总反应知，锌的化合价升高，锌为负极，发生氧化反应，A项正确；
B．放电时，阴离子向负极迁移，B项正确；
C．从电池反应的产物看，氢氧化锌能与稀硫酸反应，电解质溶液不能为稀硫酸，C项错误；
D．正极发生还原反应：，D项正确；
故选C。
6．A
【分析】根据电荷守恒，溶液中Cl-浓度为：a=1mol/L×2+1mol/L×3-4mol/L×1=1mol/L。用惰性电极电解，首先在阳极放电的是Cl-，然后是水中的OH-放电。在阴极先放电的是Cu2+，然后是水中的H+。根据Cl-、Cu2+的物质的量，电解可以分为三个阶段。第一阶段：阳极Cl-放电，阴极Cu2+放电，Cl-放电结束时，第一阶段结束。第二阶段：阳极OH-放电，阴极Cu2+放电，Cu2+消耗完时，第二阶段结束。第三阶段：阳极OH-放电，阴极H+放电，就相当于电解水。
【详解】A．电解的第一阶段，是电解CuCl2溶液，Cl-只有1mol，所以阳极失去1mol电子，阴极也得到1mol电子，需要0.5molCu2+，剩余的0.5molCu2+在第二阶段放电。0.5molCu2+在阴极得到1mol电子，那么在阳极：2H2O-4e-=4H++O2↑，通过1mol电子生成1molH+，此时溶液的c(H+)=1mol/1L=1mol/L，溶液的pH=0。第三阶段是电解水，忽略电解时溶液体积的变化，电解后溶液的pH=0。故A选；
B．阳极1molCl-失去1mol电子得到0.5molCl2，再通过2mol电子得到0.5molO2，共得到1mol气体。阴极开始时是1molCu2+得到2mol电子，然后是水中的H+得到1mol电子，生成0.5molH2，所以阳极和阴极得到的气体的体积比为1:0.5=2:1，故B不选；
C．阳极先发生的是Cl-失电子的反应，后来发生了2H2O-4e-=4H++O2↑，故C不选；
D．1molCu2+得到2mol电子，生成1molCu，是64gCu，故D不选。
故选A。
7．C
【详解】A．风力发电，是将风能转化为电能，故A错误；
B．水果电池，是将化学能转化为电能的原电池，故B错误；
C．燃料燃烧，是化学能转化为热能，故C正确；
D．手机充电，是电能转化为化学能，故D错误；
故选：C。
8．C
【详解】A．总反应为FeC2O4F+KC6C6+KFeC2O4F，放电时，正极得电子，反应为FeC2O4F+e-+K+=KFeC2O4F，A正确；
B．充电时，碳极得电子为阴极，阳离子移向阴极，所以K+向碳极移动，B正确；
C．用该电池电解精炼铜，粗铜为做阳极，粗铜混合物，溶解12.8 g时，不可算出转移电子总数，所以通过隔膜的K+不一定为0.4 mol，C错误；
D．放电时碳电极反应为：KC6-e-= C6+K+，当电路中通过的电子为0.02 mol时，碳极溶出0.02molK+，质量减少0.02mol×39g/mol=0.78g，D正确；
答案选C。
9．B
【详解】A．X+Y＝M+N为吸热反应，说明反应物总能量低于生成物总能量，但X的能量不一定低于M的，Y的能量不一定低于N的，选项A错误；
B．X+Y＝M+N为吸热反应，说明反应物总能量低于生成物总能量，因此X、Y的总能量一定低于M、N的总能量，选项B正确；
C．反应是否需要加热与反应是放热反应或吸热反应没有关系，有些吸热反应不一定需要加热，选项C错误；
D．ΔH＝反应物的化学键断裂吸收的能量－生成物的化学键形成释放的能量，由于X+Y＝M+N为吸热反应，这说明断裂X、Y的化学键所吸收的能量大于形成M、N的化学键所放出的能量，选项D错误；
答案选B。
10．C
【详解】A．当反应物断键吸收的总能量比生成物成键释放的总能量高时，应为吸热反应，A错误；
B．所有的能量转化率都达不到100%，故B错误；
C．石墨转化为金刚石，要吸收热能，可知石墨能量低，比金刚石稳定，故C正确；
D．吸热反应中反应物的总能量小于生成物的总能量，D项错误。
故选C。
11．D
【详解】A．铁与稀盐酸反应，属于放热反应，放出热量，故A不符合题意；
B．铁丝在氧气中燃烧，属于放热反应，放出热量，故B不符合题意；
C．铝还原氧化铁属于铝热反应，放出热量，故C不符合题意；
D．碳与二氧化碳反应属于吸热反应，吸收热量，故D符合题意；
答案选D。
12．C
【分析】根据题意及图示可知，TiO2光电极能使电池在太阳光照下充电，则充电时，太阳能转化为电能，电能又转化为化学能，充电时Na2S4还原为Na2S，所以a是电池的负极，b是电池的正极，在充电时，阳极上发生失电子的氧化反应：3I--2e-═I3－，阴极的电极反应式为：，据此回答。
【详解】A．根据题意：TiO2光电极能使电池在太阳光照下充电，所以充电时，太阳能转化为电能，电能又转化为化学能，A项正确；
B．充电时Na2S4还原为Na2S，则充电时电极a是阴极，放电时a是负极，B项正确；
C．根据图示可以知道离子交换膜M允许钠离子自由通过，所以是阳离子交换膜，C项错误；
D．根据图示可知，在充电时，阳极b上发生失电子的氧化反应，电极反应式为：3I--2e-═I3－，D项正确；
答案选C。
13． CD 锌片不纯，在锌片上就形成原电池 8.125
【分析】甲装置铜、锌没有构成闭合电路，不是原电池，锌与硫酸反应放出氢气；乙装置构成原电池，锌的活泼性大于铜，锌是负极，锌失电子发生氧化反应，铜是正极，铜电极是氢离子得电子发生还原反应生成氢气。
【详解】(1) A.甲装置铜、锌没有构成闭合电路，不是原电池，故A错误；
B.甲烧杯没有构成原电池，且铜与硫酸不反应，所以甲烧杯中铜片表面没有气泡产生，故B错误；
C.两烧杯中都有氢气放出，两烧杯中溶液pH均增大，故C正确；
D.乙构成原电池、甲没有构成原电池，所以产生气泡的速度甲中比乙中慢，故D正确；
E.电流由正极流向负极，乙是原电池，铜是正极，外电路中电流方向Cu→Zn，故E错误；
F.原电池中阴离子移向负极，乙溶液中向锌片方向移动，故F错误；
故答案为：CD；
(2)若锌片不纯，在锌片上锌、杂质形成原电池，此时不仅在铜片上有气泡产生，而且在锌片上也产生了气体。故答案为：锌片不纯，在锌片上就形成原电池；
(3)在乙实验中，如果把硫酸换成硫酸铜溶液，铜离子在正极得电子生成铜，铜电极的电极反应方程式，负极反应式是Zn-2e－=Zn2＋，故答案为：；
(4)当电路中转移0.25mol电子时，消耗负极材料的质量为8.125g，故答案为：8.125。
14．(1)
(2)阳
(3)BD
(4) HBr(溴化氢) 1：1
(5)、(“氢气、氯气”)
【分析】电解池中，与电源负极相连的一极作阴极，电极反应式为，与电源正极相连一极作阳极，电极反应式为；左侧BMP中，移向阴极室，移向M室，C膜为阳离子交换膜，原料室中的Na+经C膜移向M室，因而从M室可得到NaOH；右侧BMP中，移向阳极室，移向N室，原料室中的Br-经阴离子交换膜移向N室，因而从N室可得到HBr；据此分析解答。
【详解】（1）与电源正极相连一极作阳极，电极反应式为；
（2）根据分析，C膜为阳离子交换膜；
（3）A．阳极的电极反应式为，因此阳极有水生成，浓度减小，A错误；
B．原料室中的Na+经C膜移向M室，Br-经阴离子交换膜移向N室，因此电解后NaBr溶液浓度降低，B正确；
C．根据分析，M室有NaOH生成，C错误；
D．该反应的实质是电解水，同时由于离子的移动，反应有NaOH和HBr生成，则该装置的总反应为：，D正确；
故选BD。
（4）和反应生成、CO2和HBr，反应的化学方程式为；中Br元素化合价由0价降低到-1价，作氧化剂，中C元素化合价由+2价升高到+4价，作还原剂，根据化学反应方程式可知，氧化剂和还原剂物质的量之比为1：1；
（5）氯碱工业也可制备，化学反应方程式为，则电解过程中同时产生、。
15．(1)CH4(g)+2O2=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890kJ/mol
(2)
(3) 254 4NH3(g)+3O2(g) 2N2(g)+6H2O(g) ΔH=-1266.8kJ/mol
(4)2ΔH1-ΔH2
【解析】（1）
0.25mol甲烷完全燃烧生成液态水放出热量222.5kJ，则1mol甲烷完全燃烧生成液态水放出的热量为=890kJ/mol，则甲烷燃烧的热化学方程式CH4(g)+2O2=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890kJ/mol；
（2）
依次将所给的两个热化学方程式编号为①、②，根据盖斯定律×(②-①)得SO2(g)+NO2(g) SO3(g)+NO(g)的ΔH=kJ/mol；
（3）
①根据键能数据，可求出NH3(g) N2(g)+H2(g)的ΔH=3×391kJ/mol-(×946kJ/mol+×436kJ/mol)=46kJ/mol。NH3(g) N2(g)+H2(g)的活化能Ea1=300kJ/mol，则其逆反应N2(g)+H2(g) NH3(g)的活化能Ea2=Ea1-ΔH=300kJ/mol-46kJ/mol=254kJ/mol；
②把反应NH3(g) N2(g)+H2(g)的系数扩大4倍，其ΔH=+46kJ/mol×4=+184kJ/mol，把反应2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)的系数扩大3倍，其ΔH=-483.6kJ./mol×3=-1450.8kJ/mol，把两反应相加，得总反应：4NH3(g)+3O2(g) 2N2(g)+6H2O(g)，其ΔH=+184kJ/mol-1405.8kJ/mol=-1266.8kJ/mol；
（4）
根据盖斯定律，Ⅰ×2-Ⅱ得：4NO2(g)+2NaCl(s)=2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g)，ΔH=2ΔH1-ΔH2。
16．(1) 吸收 243
(2) N2 I2 H2O
(3)-185 kJ·mol-1
【详解】（1）键能是指气态基态原子形成1 mol 化学键释放的最低能量，新键形成释放能量，则旧键断裂吸收能量，根据能量守恒定律，断开1 mol Cl—Cl键吸收的能量等于形成1 mol Cl—Cl键释放的能量；
（2）键能越大，化学键越稳定，越不容易断裂，化学性质越稳定，因此最稳定的单质为N2，最不稳定的单质是I2，最稳定的化合物是H2O，最不稳定的化合物是HI；
（3）ΔH=反应物键能之和-生成物键能之和=(436＋243-2×432)kJ·mol-1=-185 kJ·mol-1。
17． C8H18(l) ＋ 25/2O2(g)＝8CO2(g) ＋ 9H2O(l) ΔH＝-5518 kJ/mol C8H18 汽车的加速性能相同的情况下，CO排放量低，污染小 1 mol CO2(g) + 3 mol H2(g) 不变 -91
【分析】(1)根据书写热化学反应方程式的方法书写；
(2)假设质量均为1g，计算出1g CH3OH和1g辛烷完全燃烧放出的热量，再判断；
(3)根据图象可知，甲醇作为燃料时，根据汽车的加速性能与 CO排放量的关系分析解答；
(4)①CO2(g)和H2(g)为原料生成1mol甲醇和1mol水，根据质量守恒分析解答；②根据催化剂与焓变的关系判断；
(5)根据盖斯定律分析解答。
【详解】(1)在25℃、101 kPa时，1 mol C8H18(l)完全燃烧生成气态二氧化碳和液态水，放出5518 kJ热量，所以其热化学反应方程式为：C8H18(l)+O2(g)=8CO2(g)+9H2O(l)△H=-5518 kJ mol-1，故答案为C8H18(l)+O2(g)=8CO2(g)+9H2O(l)△H=-5518 kJ mol-1；
(2)假设质量均为1g，则1g CH3OH完全燃烧放出的热量==22kJ，1g辛烷完全燃烧放出的热量==48kJ，相同质量的甲醇和辛烷分别完全燃烧时，放出热量较多的是C8H18(或辛烷)，故答案为C8H18(或辛烷)；
(3)根据图象可知，汽车的加速性能相同的情况下，甲醇作为燃料时CO排放量低，污染小，故答案为汽车的加速性能相同的情况下，CO排放量低，污染小；
(4)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1 mol CO2(g) + 3 mol H2(g)，故答案为1 mol CO2(g) + 3 mol H2(g)；
②加入催化剂，不能改变反应的焓变，因此Δ H不变，故答案为不变；
(5)①CO(g)＋1/2 O2(g) =CO2(g) Δ H1＝-283 kJ/mol ，②H2(g)＋1/2 O2(g) = H2O(g) Δ H2＝-242 kJ/mol，③CH3OH(g) + 3/2 O2(g) =CO2 (g) + 2H2O(g) Δ H3＝-676 kJ/mol，根据盖斯定律，将①+②×2-③，得：CO(g) + 2H2(g) =CH3OH(g) ΔH=(-283 kJ/mol)+(-242 kJ/mol)×2-(-676 kJ/mol)=-91 kJ/mol，故答案为-91。
18．(1) 铁 2H2O+2e-=2OH-+H2↑
(2)BC
(3) 隔绝空气 加热煮沸 煤油等密度小于水且与水分层的试剂
(4)BC
(5)白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色
【分析】两电极的材料分别为石墨和铁，制备氢氧化亚铁，则铁为阳极，与电源正极相连，石墨为阴极。
【详解】（1）a为阳极，发生反应Fe-2e-=Fe2+，则a材料为铁；b极反应为2H2O+2e-=2OH-+H2↑。
（2）A.纯水导电性弱，不可；B.NaOH可以；C.Na2SO4溶液可以；D.若为CuCl2溶液，则b极Cu2++2e-=Cu，不可以；选BC。
（3）苯的作用为隔绝空气，防止生成的Fe(OH)2被氧化；可对C进行煮沸除去溶解氧；可用煤油等密度小于水且与水分层的试剂。
（4）A.若用硫酸，则无法生成氢氧化亚铁；B.增大电压和C减小电极距离可加快反应；D.降低浓度减小了导电性，不能加快反应；故选BC。
（5）反接电源，发生反应2H2O2H2↑+O2↑，氧气可以氧化氢氧化亚铁，故现象为白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色。
19．【答题空1】AD
【答题空2】BC
【详解】A构成原电池，铁作负极，铁的腐蚀速率加快；B构成原电池，铁作正极、锌作负极，可以阻止铁的腐蚀；C是电解池，铁与电源负极相连，铁被保护，阻止铁的腐蚀；D是电解池，铁与电源正极相连，铁作阳极，铁的腐蚀速率加快；可以加速铁的腐蚀的是AD，可以阻止铁的腐蚀的是BC。
20． H2 -74.8 kJ·mol-1 CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-802.3 kJ·mol-1
【详解】(1)设质量都为m，根据热化学方程式可知相同质量的H2、CH4、C完全燃烧时，放出热量分别是、、、最大值应为，因此相同质量的H2、CH4、C完全燃烧时，放出热量最多的是H2；
(2)已知：
①2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1
②CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890.3 kJ·mol-1
③C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-393.5 kJ·mol-1
根据盖斯定律可知①+③-②得热化学方程式为C(s)+2H2(g)=CH4(g)△H=-74.8 kJ mol-1；
(3)已知：
①CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890.3 kJ·mol-1
②H2O(l)=H2O(g) ΔH=+44.0 kJ·mol-1
根据盖斯定律可知①+②×2即得到热化学方程式CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)△H=-802.3 kJ mol-1。
【点睛】本题考查反应热的计算，涉及盖斯定律的应用，题目难度不大，难点是如何利用盖斯定律进行反应热的计算，应用盖斯定律进行简单计算时，关键在于设计反应过程，同时注意：参照新的热化学方程式(目标热化学方程式)，结合原热化学方程式(一般2～3个)进行合理“变形”，如热化学方程式颠倒、乘除以某一个数，然后将它们相加、减，得到目标热化学方程式，求出目标热化学方程式的ΔH与原热化学方程式之间ΔH的换算关系。
21． 大于 H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH= -124.6kJ/mol 2NH3(g)+CO2(g)=CO(NH2)2(s)+H2O(l) ΔH= -87.0kJ/mol 3FeO(s)+2Al(s)=Al2O3(s)+3Fe(s) ΔH= -859.7kJ/mol 置换反应 不能 该反应的引发，需消耗大量能量，成本较高 CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) ΔH= -50kJ/mol
【分析】（1）根据盖斯定律得到所需热化学反应方程式；
（2）由已知热化学方程式和盖斯定律计算①+②-③得到CO2与NH3合成尿素和液态水的热化学反应方程式；
（3）根据盖斯定律书写目标热化学方程式；利用铝热反应大量制取金属时考虑经济效益；
（4）根据盖斯定律，①×3-②可得目标热化学方程式。
【详解】（1）反应②，燃烧热中生成的水必须是液态水，气态水变为液态水放出热量，故甲醇完全燃烧释放的热量应大于192.9kJ mol-1，
①CH3OH(g)+H2O(g)=CO2(g)+3H2(g) △H= +49.0kJ/mol
②CH3OH(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) △H= -192.9kJ/mol
③H2O(g)=H2O(l) △H= -44kJ mol-1
根据盖斯定律计算，[③×3-②-①]×,热化学反应方程式为：H2(g)＋O2(g)=H2O(l) ΔH= -124.6kJ/mol；
（2）①2NH3(g)＋CO2(g)=NH2CO2NH4(s) ΔH= -159.5kJ/mol
②NH2CO2NH4(s)=CO(NH2)2(s)＋H2O(g) ΔH= +116.5kJ/mol
③H2O(l)=H2O(g) ΔH= +44.0kJ/mol
依据热化学方程式和盖斯定律计算①+② ③得到CO2与NH3合成尿素和液态水的热化学反应方程式为：2NH3(g)+CO2(g)=CO(NH2)2(s)+H2O(l) ΔH= -87.0kJ/mol；
（3）依据盖斯定律②-①×3得到热化学方程式为：3FeO(s)+2Al(s)=Al2O3(s)+3Fe(s) ΔH= -859.7kJ/mol；该反应类型属于置换反应；利用铝热反应在工业上大面积炼铁时，需要消耗冶炼成本更高的Al，冶炼Fe的成本就太高了；
（4）①H2(g)+O2(g)=H2O(g) ΔH1= -242kJ/mol
②CH3OH(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH2= -676kJ/mol
则①×3-②可得CO2和H2生成气态甲醇等产物的热化学方程式为：CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) ΔH= -50kJ/mol。
【点睛】反应热的计算是中学化学的一个重要知识点，也是化学能与热能常考的热点，利用盖斯定律来计算反应热是常考题型，学生要学会巧用消元思想先找出目标反应方程式中的各物质，然后再从已知反应方程式中找出该物质，设法消去无关物质即可，注意计算过程中的反应热与化学计量数成正比，以及正负号的计算要格外认真。
22．(1)M
(2)＜
(3)
(4)508kJ/mol
(5)2HCl(g)+O2(g)=H2O(g)+Cl2(g)△H=△H1+△H2
【详解】（1）该反应为反应物M的能量小于生成物N的能量的吸热反应，物质的能量越高越不稳定，则M比N稳定，故答案为：M；
（2）甲醇的燃烧热为1mol甲醇完全燃烧生成二氧化碳和液态水放出的热量，气态水的能量高于液态水，则1mol甲醇燃烧生成气态水放出的热量小于生成液态水放出的热量，则a值小于726.5，故答案为：＜；
（3）由白磷在空气中燃烧生产P4O10的燃烧热为dkJ mol-1可知，表示燃烧热的热化学方程式为P4（s）+5O2（g）=P4O10（s）ΔH=-dkJ·mol-1，由反应热与反应物的键能之和生成物的键能之和的差值相等可得：(6a+5c)—(12b+4x)=-d，解得x=，故答案为：；
（4）由反应热与反应物的键能之和生成物的键能之和的差值相等可得合成氨反应的反应热为ΔH= (946 kJ/mol+ 436 kJ/mol×3)—391kJ/mol×3×2=—92kJ/mol，则由逆反应的活化能为600 kJ/mol可知，正反应的活化能为600 kJ/mol—92kJ/mol=508kJ/mol，故答案为：508kJ/mol；
（5）由图可知，反应②的热化学方程式为CuCl2(s)+ O2(g)= CuO(s) +Cl2(g)△H2，由盖斯定律可知，反应①+反应②得到总反应，则总反应的热化学方程式为2HCl(g)+O2(g)=H2O(g)+Cl2(g) △H=△H1+△H2，故答案为：2HCl(g)+O2(g)=H2O(g)+Cl2(g) △H=△H1+△H2。
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