专题1《化学反应与能量变化》
一、单选题(共13题)
1．下列热化学方程式正确的是
A．表示硫的燃烧热的热化学方程式：
B．表示甲烷燃烧热的热化学方程式：
C．表示燃烧热的热化学方程式：
D．表示燃烧热的热化学方程式：
2．氢氧燃料电池可以使用在航天飞机上，其反应原理示意图如图。下列有关氢氧燃料电池的说法正确的是( )
A．该电池工作时电能转化为化学能
B．该电池中电极b是负极
C．外电路中电子由电极b通过导线流向电极a
D．该电池是绿色环保电池
3．已知：M、N为多孔的惰性电极；P、R为两个铂电极夹，夹在被混有酚酞的溶液浸湿的滤纸上；电源a、b两极(装置如图)。若在试管中充满溶液后将其倒立于盛有溶液的水槽中，断开，闭合、，通直流电，一段时间后实验装置如图所示(整个过程无晶体析出)，下列说法正确的是
A．M电极上发生还原反应 B．M、N电极上产生的气体质量之比为
C．电池工作一段时间后，溶液的变大 D．电池工作时，R极滤纸变红
4．单斜硫和正交硫是硫的两种同素异形体。已知：
①S(单斜，s)+O2(g)=SO2(g) ΔH1=-297.16kJ·mol-1
②S(正交，s)+O2(g)=SO2(g) ΔH2=-296.83kJ·mol-1
下列说法正确的是
A．S(单斜，s)=S(正交，s) ΔH3=+0.33kJ·mol-1
B．单斜硫比正交硫稳定
C．相同物质的量的正交硫比单斜硫所含有的能量低
D．①式表示断裂1molO2中的化学键所吸收的能量比形成1molSO2中的化学键所放出的能量多297.16kJ
5．CH4和CO2都是比较稳定的分子，科学家利用电化学装置实现两种分子的耦合转化，其原理如图所示。下列说法错误的是
A．电极B为阳极，发生氧化反应
B．电极A上的反应式为
C．固体电解质中的O2-由电极A移向电极B
D．若生成的乙烯和乙烷的体积比为2：1，则消耗相同状况下的CH4和CO2的体积比为5：6
6．下列说法正确的是
A．吸热反应使环境的温度升高
B．当反应放热时ΔH>0，反应吸热时ΔH<0
C．化学反应中，当反应物的总能量小于生成物的总能量时，反应吸热，ΔH为“+”
D．化学反应中，当反应物断键吸收的总能量大于生成物成键释放的的总能量时，反应放热，ΔH为“-”
7．用碱性丙烷燃料电池电解苦卤水(含、、、)的装置如图所示(a、b为石墨电极)，下列说法正确的是
A．电池工作时，负极反应式为：
B．电解时，a电极周围首先放电的是而不是，说明当其他条件相同时后者的还原性强于前者
C．电解时，电子流动的路径是：负极外电路阴极溶液阳极正极
D．忽略能量损耗，当电池中消耗0.16g时，a极周围会产生0.71g
8．《Science》杂志报道了王浩天教授团队发明制取的绿色方法，原理如图所示。已知：，。下列说法错误的是
A．该过程中主要的能量转化形式为化学能转化为电能
B．Y膜为选择性阴离子交换膜
C．每生成，理论上需消耗标准状况下
D．b极上的电极反应式为
9．“自煮火锅”发热包的成分为碳酸钠、硅藻土、铁粉、铝粉、活性炭、焦炭粉、NaCl、生石灰，向发热包中加入冷水，可用来蒸煮食物。下列说法错误的是
A．活性炭作正极，正极上发生还原反应
B．负极反应为
C．Na+由活性炭区向铝粉表面区迁移
D．硅藻土结构疏松，使各物质分散并均匀混合，充分接触
10．用氯化钠溶液润湿的滤纸分别做甲、乙两个实验，下列判断不正确的是
A．a极上发生氧化反应
B．b极上发生的反应为：
C．d极上发生的反应为：
D．铁片腐蚀速率：甲＞乙
11．已知：2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g) ΔH，不同条件下反应过程能量变化如图所示。下列说法中正确的是
A．反应的ΔH>0
B．过程b使用了催化剂
C．使用催化剂可以提高SO2的平衡转化率
D．过程b发生两步反应，第一步为放热反应
12．处理高浓度的乙醛废水的新方法——隔膜电解法，总反应为2CH3CHO+H2OCH3CH2OH+CH3COOH(不考虑其它反应)。实验室中，以一定浓度的乙醛和H2SO4溶液为电解质溶液，模拟含乙醛的工业废水，用惰性电极进行电解，其装置如图所示，下列说法错误的是
A．b电极反应式为：CH3CHO-2e-+H2O=CH3COOH+2H+
B．电解一段时间后，电解池右侧pH值增大
C．若以CH4－空气燃料电池为直流电源，a极应该与燃料电池中通入CH4的一极相连
D．理论上处理1mol乙醛，将有1molH+通过质子交换膜
13．碳酸二甲酯[(CH3O)2CO]是一种具有发展前景的“绿色”化工产品，电化学合成碳酸二甲酯的工作原理如图所示(加入两极的物质均是常温常压下的物质)。下列说法错误的是
A．石墨1极与直流电源正极相连
B．电解一段时间后，阴极和阳极消耗的气体的物质的量之比为1:3
C．石墨1极发生的电极反应为2CH3OH+CO-2e-=(CH3O)2CO+2H+
D．H+由石墨1极通过质子交换膜向石墨2极移动
二、填空题(共8题)
14．原电池反应一般是氧化还原反应，但区别于一般的氧化还原反应的是，电子转移不是通过氧化剂和还原剂之间的有效碰撞完成的，而是还原剂在负极上失电子，电子通过外电路输送到正极上，氧化剂在正极上得电子，使两个电极反应不断进行，发生有序的电子转移过程，产生电流，实现化学能向电能的转化。
(1)甲醇燃料电池结构简单、能量转化率高，工作原理如图所示。加入的a是 (填名称)，其电极反应式为 ，b极电极反应式为
(2)我国科学工作者从环境污染物中分离出一株假单胞菌，该菌株能够在分解有机物的同时产生电能，其原理如图所示。
①该电池的电流方向：由 (填“左”或“右”，下同)侧电极经过负载流向 侧电极。
②当1molO2参与电极反应时，从左侧穿过质子交换膜进入右侧的H+数目为 NA。
15．某兴趣小组的同学用如图所示装置研究有关电化学的问题(甲、乙、丙三池中溶质足量)，当闭合该装置的电键K时，观察到电流计的指针发生了偏转。请回答下列问题：
(1)丙池中E电极为 (填“正极”、负极”、“阴极”或“阳极”)，丙池总反应的离子方程式为 。
(2)当乙池中C极质量减轻5.4g时，甲池中B电极理论上消耗O2的体积为 mL(标况)
(3)一段时间后，断开电键K，下列物质能使丙池恢复到反应前浓度的是 (填选项字母)。
A．Cu B．CuO C．Cu(OH)2 D．Cu2(OH)2CO3
(4)爱迪生蓄电池的反应式为：Fe+NiO2+2H2O=Fe(OH)2+Ni(OH)2；高铁酸钠(Na2FeO4)易溶于水，是一种新型净水剂。用如图装置可以制取少量高铁酸钠。
①此装置中爱迪生蓄电池的正极是 (填“a”或“b”)，该电池工作一段时间后必须充电，充电时阴极的电极反应式为 。
②写出在用电解法制取高铁酸钠时，阳极的电极反应式为 。
16．电解饱和食盐水装置的结构如图所示：
(1)写出电解食盐水的化学方程式
(2)滴入酚酞显红色的是 极(填a或b，下同)， 极产生的气体可使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝。
(3)工业上可以用生产的氯气制备漂白粉，该反应的化学方程式
17．高氯酸盐(ClO4－)有高稳定性和强氧化性，常作为氧化剂用于工业生产。
(1)高氯酸盐中氯元素的化合价为 。
(2)下列叙述中可说明氯元素比硫元素非金属性强的是 。
① HCl比H2S稳定
② HClO4的酸性比H2SO3的强
③ Cl2可与Na2S发生置换反应
(3)NH4ClO4是复合火箭推进剂的重要成分，实验室可通过反应NaClO4＋NH4ClNH4ClO4＋NaCl制取。相关物质的溶解度曲线如图：
① 结合溶解度，分析该反应能够发生的原因 。
② 从反应后热的混合液中获得较多NH4ClO4晶体的实验操作依次为 、蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、冰水洗涤。
(4)高氯酸盐是一种新型的无机污染物，ClO4－的主要危害是与碘离子竞争进入人体甲状腺，影响甲状腺的正常功能。利用电化学催化法，酸性环境中，可将ClO4－还原为Cl－，该电极反应式为 。
(5)已知，加热时Cu(ClO4)2的分解方式有以下两种：
2Cu(ClO4)2 2CuO+7O2↑+2Cl2↑
Cu(ClO4)2 CuCl2+4O2↑
取一定质量的Cu(ClO4)2·6H2O样品，加热至某温度使其完全分解，若测得V(O2)∶V(Cl2)＝5∶1，则分解所得固体产物中CuO与CuCl2的物质的量之比为 。
18．请完成下列填空
(1)已知甲烷的燃烧热为890.3 kJ·mol-1，写出表示甲烷燃烧热的热化学方程式：
(2)如图是一个电化学过程的示意图，据图回答下列问题：
①甲池是 装置。
②请回答电极的名称：Fe电极的电极名称是
③写出电极反应式：通入CH4的电极反应式是 ；Fe电极的电极反应式为
④乙池中反应的化学方程式为 ；当乙池中石墨(C)电极上生成的气体体积在标准状况下为112mL时，200mL AgNO3溶液(设乙池溶液的体积变化可以忽略)的pH值= 。
19．二氧化碳的再利用是实现温室气体减排的重要途径之一。
(1)二氧化碳的电子式为 。
(2)下列二氧化碳所参与的反应中原子利用率达到100%的是 (填字母)。
a.CO2+2NH3CO(NH2)2+H2O
b.CO2+CH4CH3COOH
c.CO2+3H2CH3OH+H2O
d.n+nCO2
(3)在稀H2SO4中利用电催化可将CO2同时转化为多种燃料，其原理如图所示。
①一段时间后，Cu极区溶液质量 (填“增加”“减少”或“不变”)。
②铜极上产生乙烯的电极反应式为 。
③若阴极只生成0.17molCO和0.33molHCOOH，则电路中转移电子的物质的量为 mol。
(4)如图所示，某同学利用CO2生成的甲醚设计了一个甲醚(CH3OCH3)燃料电池并探究氯碱工业原理和粗铜的精炼原理，其中乙装置中X为阳离子交换膜。
①写出甲中负极的电极反应式 。
②假设乙装置中氯化钠溶液足够多，若在标准状况下，有224mL氧气参加反应，则乙装置中阳离子交换膜左侧溶液质量将 (填“增大”、“减小”或“不变”)，且变化了 克；丙中阴极增重 克。
③若将乙装置中铁电极与石墨电极位置互换，其他装置不变，此时乙装置中发生的总反应式为 。
20．为了合理利用化学能，确保安全生产，化工设计需要充分考虑化学反应的反应热，并采取相应措施。化学反应的反应热通常用实验进行测定，也可进行理论推算。
(1)实验测得，5 g 液态甲醇在氧气中充分燃烧生成二氧化碳气体和液态水时释放出 113.5 kJ 的热量，试写出甲醇燃烧的热化学方程式 。
(2)今有如下两个热化学方程式：则 a b(选填“>”、“ < ”或“ = ”)
(3)由气态基态原子形成 1 mol 化学键释放的最低能量叫键能。从化学键的角度分析，化学反应的过程就是反应物的化学键的破坏和生成物的化学键的形成过程。
化学键 H-H N-H N≡N
键能/kJ·mol-1 436 391 945
已知反应。试根据表中所列键能数据估算 a 的值： 。
(4)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反应热进行推算。
已知：
根据盖斯定律，计算 298 K 时由 C(s)和 H2(g)生成 1 mol C2H2(g)反应的反应热△H = 。
21．某同学用40 mL 0.50 mol/L盐酸和40 mL 0.55 mol/L NaOH溶液反应，测定强酸与强碱反应的反应热，装置如图所示。请回答下列问题。
(1)图示实验装置中缺少的一种仪器是 ，大、小烧杯间填满泡沫塑料的作用是 。
(2)若大烧杯上不盖硬纸板，测得的ΔH将 (填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
(3)该同学实验数据记录如表。
温度 实验次数 起始温度t1/℃ 终止温度t2/℃
盐酸 NaOH溶液 混合溶液
1 20.0 20.1 23.2
2 20.2 20.4 23.4
3 20.5 20.6 23.6
假设0.50 mol/L盐酸和0.55 mol/LNaOH溶液的密度都是1 g/cm3，中和后生成溶液的比热容c=4.18J/(g·℃)。依据实验数据计算，生成1 mol水时的反应热ΔH = 。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
【分析】表示燃烧热的热化学方程式中，可燃物的化学计量数为1，反应生成指定产物，据此分析解答。
【详解】A．硫燃烧的产物应为，故A错误；
B．甲烷的化学计量数为1，产物也是稳定氧化物，该热化学方程式能表示甲烷燃烧热，故B正确；
C．产物不是稳定氧化物，产物应为，故C错误；
D．的化学计量数应不是1，故D错误；
答案选B。
【点睛】燃烧热从定量、定性两个角度进行了限制：对可燃物限定为“1”，对产物限定为“指定产物”。对相关问题进行分析和讨论时，必须严格把控这两个角度。
2．D
【详解】A．该装置属于原电池，是将化学能转化为电能的装置，故A错误；
B．燃料电池中，通入燃料氢气的一极为负极，所以a是负极，故B错误；
C．电子从负极沿导线流向正极，a是负极、b是正极，则电子由电极a通过导线流向电极b，故C错误；
D．氢氧燃料电池的总反应式为2H2+O2═2H2O，产物是水，对环境无污染，是绿色环保电池，故D正确；
答案选D。
3．C
【分析】断开，闭合、，电源与溶液、电极M和N构成电解池，阳极反应为，阴极反应为，则氢气与氧气的体积比为2:1，则电极N产生氢气，电极N为阴极，电极M为阳极，故电极a为负极，电极b为正极，电源与溶液、电极P和R也构成电解池，电极P为阴极，电极R为阳极，阳极反应为，阴极反应为。
【详解】A． M电极为阳极，发生氧化反应，故A错误；
B． 电极M产生氧气，电极N产生氢气，且物质的量之比为1：2，故M、N电极上产生的气体质量之比为，故B错误；
C． 电解溶液，实际为电解水，则溶液的浓度增大，溶液变大，故C正确；
D． 电极R为阳极，电极反应为，则电池工作时，R极处溶液酸性增强，滤纸不变色，故D错误；
故选C。
4．C
【详解】A．根据盖斯定律，反应S(单斜，s)=S(正交，s)可由反应①-②得到，则ΔH3=-0.33kJ·mol-1，故A错误；
B．根据热化学方程式可知，正交硫能量低于单斜硫，所以正交硫稳定，故B错误；
C．根据热化学方程式可知，相同物质的量的正交硫比单斜硫所含有的能量低，故C正确；
D．①式表示断裂1molO2中的化学键和断裂S(单斜，s)所吸收的能量比形成1molSO2中的化学键所放出的能量少297.16kJ，故D错误；
故选C。
5．D
【详解】A．由图可知，B连接电源的正极，为阳极，发生氧化反应，A正确；
B．A连接电源的负极，为阴极，在阴极得电子发生还原反应，电极反应为，B正确；
C．在电解池中，阴离子移向阳极，因此由电极移向电极B，C正确；
D．令生成乙烯和乙烷分别为2体积和1体积，根据阿伏加德罗定律，同温同压下，气体的体积比等于物质的量之比，再根据得失电子守恒，得到发生的总反应为，即消耗和的体积比为6：5，D错误；
故选：D。
6．C
【详解】A．吸热反应是体系从环境中吸收热量的反应，使环境的温度降低，故A错误；
B．当反应放热时ΔH<0，反应吸热时ΔH>0，故B错误；
C．一个化学反应，当反应物的总能量小于生成物的总能量时，则反应为吸热反应，ΔH=生成物的总能量-反应物的总能量>0，ΔH为“+”，故C正确；
D．化学反应中，ΔH=反应物断键吸收的总能量-生成物成键释放的的总能量>0，当反应物断键吸收的总能量大于生成物成键释放的的总能量时，反应吸热，ΔH为“+”，故D错误；
故选C。
7．A
【分析】左边能自发的进行氧化还原反应，为原电池，燃料C3H8通入负极，失电子发生氧化反应，通入氧气的电极是正极，得到电子发生还原反应O2+4e-+2H2O=4OH-，右边是电解池，与电源正极相连的是a作阳极，与电源负极相连的是b作阴极，阳极上溴离子放电2Br--2e-=Br2↑，阴极上氢离子放电2H++2e-=H2↑，电子从负极流向阴极，从阳极流向正极，据此分析解答。
【详解】A．碱性介质中，燃料C3H8在负极上失电子发生氧化反应，电极反应式为，A正确；
B．还原性强的离子在阳极先放电，电解时，a电极周围首先放电的是Br-而不是Cl-，说明还原性：Br-＞Cl-，B错误；
C．电解时，电子流动路径是：负极→外电路→阴极，阳极→外电路→正极，电子不能在溶液中流动，C错误；
D．根据转移电子相等知，当电池中消耗0.16gO2时，转移电子0.02mol，a极电极反应式为2Br--2e-=Br2↑，转移0.02mol电子生成0.01molBr2，D错误；
故答案选A。
8．C
【分析】
按照如图所示原电池装置制备，氢气在负极放电得到，氧气在正极放电得到，通过阳离子交换膜(X膜)，通过阴离子交换膜(Y膜)，二者结合生成；
【详解】
A．图示装置为原电池，主要的能量转化形式为化学能转化为电能，故A不符题意；
B．电极b产生的需要通过Y膜与电极a产生的形成，Y膜为选择性阴离子交换膜，故B不符合题意；
C．生成的的物质的量为，转移的电子为，需要，即标准状况下，故C符合题意；
D．b极上的电极反应式为，故D不符合题意；
综上，本题选C。
9．C
【分析】发热包发热过程中有微小原电池形成，如铝粉和活性炭在水溶液中，活性炭作正极，O2得到电子发生还原反应，电极反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH-，铝粉作负极，失去电子发生氧化反应，电极反应式为：，据此分析解答。
【详解】A．根据分析，活性炭作正极，O2得到电子发生还原反应，A正确；
B．若铝粉作负极，失去电子发生氧化反应，电极反应式为：，B正确；
C．活性炭作正极，铝粉作负极，原电池中阳离子向正极移动，即Na+向活性炭区迁移，C错误；
D．硅藻土结构疏松，可以使各物质分散并均匀混合，充分接触，D正确；
答案选C。
10．C
【详解】A甲发生吸氧腐蚀，铁是活泼金属，则a极为负极，发生氧化反应，故A正确；
B．b极是正极，正极是氧气得到电子变为氢氧根，发生的反应为：，故B正确；
C．d极为阴极，电极发生的反应为：，故C错误；
D．原电池的腐蚀速率大于电解质阴极的腐蚀速率即铁片腐蚀速率：甲＞乙，故D正确。
综上所述，答案为C。
11．B
【详解】A．由图中信息可知，该反应的反应物的总能量高于生成物的总能量，故该反应为放热反应，反应的ΔH＜0，A说法错误；
B．使用催化剂可以降低反应的活化能。由图中信息可知，过程b的活化能比过程a的低，因此可以判断过程b使用了催化剂，B说法正确；
C．催化剂可以同等程度地加快正反应速率和逆反应速率，因此，使用催化剂不能提高SO2的平衡转化率，C说法错误；
D．由图中信息可知，过程b发生两步反应，第一步生成中间产物，中间产物的总能量高于反应，因此第一步为吸热反应，D说法错误；
故选B。
12．B
【详解】A．b电极为阳极，反应式为：CH3CHO-2e-+H2O=CH3COOH+2H+，故A正确；
B．电解一段时间后，电解池右侧消耗水，生成弱酸CH3COOH和H+，H+通过质子交换膜移向左侧，右侧因为水减少了，浓度增加，因此pH值减小，故B错误；
C．若以CH4-空气燃料电池为直流电源，燃料电池的a极应该通入CH4，故C正确；
D．理论上处理1mol乙醛，ab两极各消耗0.5mol，由电极式CH3CHO-2e-+H2O=CH3COOH+2H+可知有1mol电子发生转移，将有1molH+通过质子交换膜，故D正确。
故选B选项。
13．B
【分析】通氧气的一极，氧气得到电子生成水，发生还原反应，为阴极，则阳极上是甲醇和一氧化碳失电子发生氧化反应，所以A电源正极，B为电源负极。
【详解】A．根据分析可知石墨1极为阳极，与直流电源正极相连，A正确；
B．阳极上是甲醇和一氧化碳反应失电子发生氧化反应，电极反应为：2CH3OH+CO-2e-=(CH3O)2CO+2H+，通入氧气的为阴极，电极反应式为O2 + 4e- + 4H+ == 2H2O，甲醇不是气体，根据电极反应式可知阴极和阳极消耗的气体的物质的量之比为l：2，B错误；
C．石墨1极为阳极，阳极上是甲醇和一氧化碳反应失电子发生氧化反应，电极反应为：2CH3OH+CO-2e-=(CH3O)2CO+2H+，C正确；
D．电解池中阳离子由阳极流向阴极，所以H+由石墨1极通过质子交换膜向石墨2极移动，D正确；
综上所述答案为B。
14．(1) 甲醇 2CH3OH+2H2O-12e-=2CO2↑+12H+ 3O2+12e-+12H+=6H2O
(2) 右 左 4
【详解】（1）根据甲醇燃料电池工作原理图，左边加入a，在电极上失去电子，发生氧化反应，作电源的负极，所以加入的a是甲醇，甲醇失电子产物与电解质反应，生成二氧化碳等，电极反应式为：2CH3OH+2H2O-12e-=2CO2↑+12H+，右侧为电源的正极，O2得电子产物与电解质反应生成水，电极反应式为3O2+12e-+12H+=6H2O。答案为：甲醇；2CH3OH+2H2O-12e-=2CO2↑+12H+；3O2+12e-+12H+=6H2O；
（2）从图中可以看出，右侧O2得电子，转化为H2O，所以右侧为正极，左侧为负极，电流由右侧电极(正极)经过负载后流向左侧电极(负极)；在正极，O2得电子产物与电解质反应生成水，电极反应为O2+4H++ 4e-=2H2O，当1molO2参与反应时消耗4molH+，故有4molH+从左侧穿过质子交换膜进入右侧。答案为：右；左；4。
【点睛】电子或电流不能经过电解质溶液，只能沿导线流动。
15．(1) 阳极 2Cu2++ 2H2O2Cu +O2↑+4H+
(2)280
(3)B
(4) b Fe(OH)2 +2e-=Fe+ 2OH-
【分析】甲池是甲醇碱式燃料电池，所以乙丙两池均是电解池，根据图象信息及电解池工作原理，则A为负极、B为正极；C、E为阳极、D、F为阴极。
【详解】（1）E电极为阳极，丙池整体结构是惰性电极电解硫酸铜溶液，阳极附近H2O失电子生成O2和H+，阴极附近Cu2+得电子生成Cu，所以丙池离子方程式为“2Cu2++ 2H2O2Cu +O2↑+4H+”；
（2）甲乙丙池中每个电极转移电子数相等。乙池C电极Ag失电子变成Ag+，消耗Ag的物质的量为： ，则电极上转移电子0.05mol， 由关系式O2~4e-，参与反应的O2物质的量是0.0125mol，则甲池中B电极理论上消耗O2的体积为280mL(标况)。
（3）丙池电解硫酸铜溶液，阳极产生O2，阴极产生Cu，产物对应的元素是电解液在电解过程中损失的元素成分，且n(O2):n(Cu)=1:2，则原子个数比为n(O):n(Cu)=1:1，所以只要加入一定量符合这个比例关系的铜氧化合物，即可使电解液恢复至电解之前的状态，即补充CuO，选B。
（4）①用该电解装置制备Na2FeO4， Fe电极做阳极，所以爱迪生电池正极应是b电极；根据爱迪生电池的总反应方程式，二次电池充电时，阴极上发生还原反应，即Fe(OH)2得电子重新生成Fe，电极方程式为：Fe(OH)2 +2e-=Fe+ 2OH-”。
②用电解法制取高铁酸钠时，阳极铁失去电子被氧化为高铁酸根，电极反应式为。
16．(1)
(2) a b
(3)2Ca(OH)2+2Cl2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O
【分析】铁做阴极，石墨做阳极，电解饱和食盐水，阳极产生氯气：2Cl--2e﹣═Cl2↑；阴极产生氢气：2H++2e-=H2↑；总反应为；反应后在阴极附近溶液显碱性；工业上，可以用氯气与石灰乳反应制备漂白粉；据以上分析解答。
【详解】（1）根据电解装置图可知，石墨做阳极， 铁做阴极；电解饱和食盐水，阳极得到氯气，阴极得到氢氧化钠和氢气，总反应的化学方程式为：；
（2）根据电解装置图可知，石墨做阳极， 铁做阴极；溶液中氢离子在阴极得电子生成氢气，极反应为：2H++2e-=H2↑，阴极附近氢离子浓度减小，氢氧根离子浓度增大，碱性增强，滴入酚酞的溶液变红色；在阳极，氯离子失电子生成氯气，极反应为：2Cl--2e﹣═Cl2↑；氯气具有氧化性，能够把碘离子氧化为碘单质，碘与淀粉相遇变蓝；因此，本题答案选a，b。
（3）工业上，可以用氯气与石灰乳反应制备漂白粉，反应的化学方程式为：2Ca(OH)2+2Cl2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O。
17． ＋7 ①③ 80℃时，氯化钠溶解度小于其他物质(生成物溶解度小于反应物) 趁热过滤 ClO4－+8H++8e－=Cl－+4H2O 8∶3
【分析】(1)根据高氯酸盐的化合价之和等于0判断氯元素的化合价；
(2)根据元素周期律判断非金属性强弱；
(3) ①根据反应条件在80℃时，溶解度的变化判断；
②利用NH4ClO4和NaCl的溶解度差异判断；
(4)根据根据酸性条件下化合价的变化判断电极反应；
(5)根据反应：2Cu(ClO4)2 2CuO+7O2↑+2Cl2↑、Cu(ClO4)2 CuCl2+4O2↑由氧气和氯气的关系可确定氧化铜和氯化铜的物质的量的关系。
【详解】(1)高氯酸盐(ClO4－)中氧为-2价，离子化合价之和等于-1，氯元素的化合价为+7价；
(2) ①气态氢化物的稳定可以用来比较非金属性的强弱，故HCl比H2S稳定，故①正确；
② HClO4的酸性比H2SO3的强不能比较，亚硫酸不是最高价氧化物对应的水化物，故②错误；
③ Cl2可与Na2S发生置换反应，单质的氧化性越强，元素的非金属性越强，可以比较，故③正确；
答案选①③；
(3)①结合溶解度，80℃时，氯化钠溶解度小于其他物质(生成物溶解度小于反应物)，该反应能够发生；
②从反应后热的混合液中获得较多NH4ClO4晶体的实验操作依次为趁热过滤、蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、冰水洗涤；
(4)酸性环境中，可将ClO4－还原为Cl－，氯元素的化合价降低了8，得到8个电子，氢离子存在时，该电极反应式为ClO4－+8H++8e－=Cl－+4H2O；
(5)已知，加热时Cu(ClO4)2的分解方式有以下两种：2Cu(ClO4)2 2CuO+7O2↑+2Cl2↑、Cu(ClO4)2 CuCl2+4O2↑。设分解所得固定产物中CuO的物质的量为xmol，CuCl2的物质的量为ymol，根据反应生成氧气的物质的量为（3.5x+4y）mol，氯气的物质的量为xmol，根据题意V（O2）：V（Cl2）=（3.5x+4y）：x=5：1，所以x：y=8：3，分解所得固体产物中CuO与CuCl2的物质的量之比为8:3。
【点睛】写电极反应时，根据化合价的变化判断转移的电子数，根据元素守恒配平电极反应。
18．(1)CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－890.3 kJ·mol-1
(2) 原电池 阴极 CH4－8e-＋10OH-=+7H2O Ag+＋e-=Ag 4AgNO3＋2H2O4Ag＋O2↑＋4HNO3 1
【详解】（1）甲烷的燃烧热是指1mol甲烷在氧气燃烧反应生成二氧化碳和液态水时放出的热量，所以表示某物质燃烧热的热化学方程式可燃物前面的系数必须是1。故答案为CH4(g)+2O2(g)═2CO2(g)+2H2O(l)△H=-890.3kJ mol-1；
（2）由电化学过程的示意图可知，甲池是燃料电池，将化学能转化为电能，属于原电池，通入甲烷的一极为负极，发生氧化反应，通入氧气的一极为正极，发生还原反应；乙池为电解硝酸银溶液的电解池，C电极连接原电池正极，为电解池的阳极，铁与电源负极，为电解池的阴极。负极上甲烷失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水，电极反应式为CH4+10OH--8e-=+7H2O；铁与电源负极相连作阴极，溶液中银离子在阴极A得电子发生还原反应，电极反应式为Ag++e-=Ag。乙池为电解硝酸银溶液的电解池，乙池中氢氧根离子在阳极放电、银离子在阴极上放电，则乙池电池反应式为；氢氧根在阳极失电子发生氧化反应生成O2，标准状况下112mL O2的物质的量为0.005mol，由电解方程式可知，电解生成0.02molHNO3，溶液中c(H+)=0.02mol/0.2L=0.1mol/L，则pH=1。
19．(1)
(2)bd
(3) 增加 2CO2+12H++12e-=C2H4+4H2O 1
(4) CH3OCH3-12e-+16OH-═2CO+11H2O 增大 0.88 1.28 Fe+2H2OFe(OH)2+H2↑
【分析】第三问根据图知，Cu作阴极，阴极上二氧化碳得电子和氢离子反应生成HCOOH；第四问由图可知，甲池为燃料电池，燃料电池是将化学能转变为电能的装置，通入甲醚的一极为原电池负极，碱性条件下，甲醚在负极失去电子发生氧化反应生成碳酸根，电极反应式为CH3OCH3-12e-+16OH-═2CO+11H2O，通入氧气的一极为正极，氧气在正极上得到电子发生还原反应生成氢氧根，电极反应式为；乙池为电解池，与燃料电池负极相连的铁电极为阴极，水电离出的氢离子在阴极得到电子发生还原反应生成氢气，与正极相连的石墨电极为阳极，溶液中氯离子在阳极失去电子发生氧化反应生成氯气；丙池为精炼池，精铜为精炼池的阴极，溶液中铜离子在阴极得到电子发生还原反应生成铜，粗铜为阳极，粗铜中锌和铜在阳极失去电子发生氧化反应生成锌离子和铜离子。
(1)
二氧化碳分子中碳原子与两个氧原子分别共用两对电子，电子式为: ；
(2)
a．有副产品水生成，原子利用率没有达到100%，故a错误；
b．反应为化合反应，反应物全部转化为生成物，没有其它物质生成，则原子利用率达100%，故b正确；
c．有副产物水生成，原子利用率没有达到100%，故C错误；
d．该反应为聚合反应，原子利用率达到100%，故d正确；
故答案为：bd；
(3)
①铜电极与电源负极相连，为电解池阴极，溶液中铜电极区域是二氧化碳得到电子生成CH4、C2H4、HCOOH、CO等，甲酸与水互溶，而1molCO2气体转化为CH4、C2H4或CO时质量会减小，所以电极附近的溶液质量增加；
②二氧化碳得到电子生成乙烯，结合电荷守恒、电子守恒、原子守恒配平书写电极反应为：2CO2+12H++12e-=C2H4+4H2O；
③CO2CO碳元素化合价降低2价，所以生成0.17molCO转移0.34mol电子；CO2HCOOH碳元素的化合价降低2价，所以生成0.33molHCOOH转移0.66mol电子，共转移0.66mol+0.34mol=1mol；
(4)
①燃料电池中通入氧气的电极为正极，则通入甲醚的电极是原电池的负极，发生氧化反应，碱性条件下生成碳酸盐，所以负极的电极反应式为CH3OCH3-12e-+16OH-═2CO+11H2O；
②乙装置中阳离子交换膜左侧为阴极室，水电离出的氢离子在阴极得到电子发生还原反应生成氢气，破坏水的电离平衡，使阴极室有大量的氢氧根离子，阳极室中的钠离子通过阳离子交换膜进入阴极室，使溶液的质量增大；标准状况下，224mL氧气的物质的量为，，由得失电子数目守恒可知，阴极室消耗0.04mol水，生成0.04mol氢氧化钠，则阴极室溶液增加的质量为(0.04mol×40g/mol—0.04mol×18g/mol)=0.88g，故答案为:增加：0.88；消耗0.04mol氧气转移0.04mole-，丙中阴极为Cu2++2 e-=Cu，则产生的铜的物质的量为0.02mol，质量为0.02mol×64g/mol=1.28g；
③若将乙装置中铁电极与石墨电极位置互换，铁电极为电解池的阳极，铁电极失去电子发生氧化反应生成亚铁离子，石墨电极为阴极，水电离出的氢离子在阴极得到电子发生还原反应生成氢气，破坏水的电离平衡，在阴极室云集大量氢氧根离子,使溶液呈碱性，阳极室生成的亚铁离子通过阳离子交换膜进入阴极室，与氢氧根离子反应生成氢氧化亚铁沉淀，则乙装置中发生的总反应式为Fe+2H2OFe(OH)2+H2↑，故答案为：Fe+2H2OFe(OH)2+H2↑。
20． > - 93 + 226.7 kJ·mol-1
【详解】(1)5 g 液态甲醇在氧气中充分燃烧生成二氧化碳气体和液态水时释放出 113.5 kJ 的热量，则1mol甲醇(即32g甲醇)充分燃烧生成二氧化碳气体和液态水时释放出 =726.4kJ 的热量，2mol甲醇充分燃烧生成二氧化碳气体和液态水时释放出 726.4kJ×2=1452.8kJ 的热量，所以甲醇燃烧的热化学方程式为2CH3OH(1)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(1) ΔH=-1452.8kJ/mol。
(2)气态水转化为液态水要放出热量，由于放热反应的反应热为负值，则a＞b；
(3)ΔH=反应物的总键能-生成物的总键能，N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=945kJ mol-1+436kJ mol-1×3-391kJ mol-1×6=-93kJ mol-1=a kJ mol-1，因此a=-93；
(4)已知：①C(s)+O2(g)=CO2(g)ΔH1= -393.5kJ mol-1，②2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)ΔH2= -571.6kJ mol-1，③2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l)Δ H3= -2599kJ mol-1，根据盖斯定律，[①×4+②-③]÷2得到反应的热化学方程式为：2C(s)+H2(g)=C2H2(g)ΔH=[-393.5kJ mol-1×4 -571.6kJ mol-1-( -2599kJ mol-1)]÷2=+226.7kJ mol-1。
21．(1) 环形玻璃搅拌棒 减少实验过程中的热量损失
(2)偏大
(3)-51.8 kJ/mol
【详解】（1）图中缺少搅拌用的环形玻璃搅拌棒；中和热测定实验成败的关键是保温工作，大、小烧杯间填满泡沫塑料可以起到保温效果，减少实验过程中的热量损失，提高实验的准确性；
（2）若大烧杯上不盖硬纸板，造成热量的散失，测得的放出的热量偏少，ΔH将偏大；
（3）三组实验的温差分别为()℃=3.15℃、()℃=3.1℃、()℃=3.05℃，则平均温差为℃=3.1℃，40 mL 0.50 mol/L盐酸和40 mL 0.55 mol/L NaOH溶液完全反应可以生成0.02mol水，溶液总质量为(40+40)mL×1g/cm3=80g，所以ΔH =kJ/mol=-51.8 kJ/mol。
答案第1页，共2页
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