专题1《化学反应与能量变化》
一、单选题（共15题）
1．NOx主要来源于汽车尾气，可以利用化学方法将二者转化为无毒无害的物质。
已知：N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH=+180 kJ·mol-1
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH=-564 kJ·mol-1
则2NO(g)+2CO(g)=2CO2(g)+N2(g) ΔH=___________
A．484 kJ·mol-1 B．744 kJ·mol-1
C．-484 kJ·mol-1 D．-744 kJ·mol-1
2．铜锌原电池装置如图所示，下列分析不正确的是
A．使用盐桥可以清楚地揭示出电池中的化学反应
B．原电池工作时，Cu电极流出电子，发生氧化反应
C．原电池工作时，总反应为Zn＋Cu2+=Zn2+＋Cu
D．原电池工作一段时间，右侧容器中的溶液增重
3．已知：键能通常是指在101.3kPa、298K下，断开气态分子中1mol化学键变成气态原子时所吸收的能量；N≡N键的键能是946.2kJ·mol-1，N—H键的键能是391.1kJ·mol-1；合成氨反应为N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4kJ·mol-1。下列说法正确的是
A．合成氨反应中，断开化学键吸收的总能量大于形成化学键放出的总能量
B．常温常压下，气态氮原子和氢原子形成1molNH3会放出391.1kJ的热量
C．H—H键的键能是416.0kJ·mol-1
D．一定条件下将2molN2与足量H2置于密闭容器中充分反应，放出的热量会小于184.8kJ
4．化学与人类生产、生活密切相关，下列说法错误的是
A．“暖宝宝”工作时将化学能转化为热能
B．制备氢氧化铁胶体时应将饱和氯化铁滴入沸水中，不能用硫酸铁
C．海轮船壳上镶入锌块，利用的是阴极电保护法
D．若化学反应中体系未做任何形式的功，则△U=Q
5．下列说法正确的是
A．锌是正极，其质量不断减少 B．电子从锌片经导线流向铜片
C．该装置能将电能转化为化学能 D．铜电极发生反应为
6．钠硫电池是一种新型储能电池，电池反应为：，其装置示意图如下。关于该装置的说法正确的是
A．放电时，Y极是负极
B．放电时，通过固体氧化铝陶瓷向X极移动
C．充电时，X极发生还原反应
D．充电时，电路中每转移电子，Y极上可生成单质
7．在潮湿的深层土壤中，钢管主要发生厌氧腐蚀，有关厌氧腐蚀的机理有多种，其中一种理论为厌氧细菌可促使与反应生成，加速钢管的腐蚀，其反应原理如图所示。下列说法正确的是
A．正极的电极反应式为
B．与的反应可表示为
C．钢管腐蚀的直接产物中只有
D．在钢管表面镀锌或铜可减缓钢管的腐蚀，即使镀层破损后仍对钢管有保护作用
8．碲被誉为“现代工业、国防与尖端技术的维生素”，某精炼铜的阳极泥经过处理后的主要成分为、、CuO等，从中回收确和胆矾的工艺如下。
已知：①高温焙烧后的产物为和；②是两性氧化物，与强酸和强碱反应分别生成和。下列说法错误的是
A．“酸化”时还需要再加入一定量的，目的是将铜元素完全转化为
B．“还原”步骤中，发生的离子方程式为
C．“电解”时，若使用阳离子交换膜会降低Te的产率
D．流程中可循环使用的物质是硫酸和氢氧化钠
9．、下，、S、Se、Te分别与化合的反应焓变数据如图所示(a、b、c、d代表氢化物)。下列关于Se与化合的热化学方程式的书写正确的是
A．
B．
C．
D．
10．下列关于常见物质的制备说法正确的是
A．氯气通入冷的石灰乳中制取漂白液 B．电解氯化钠溶液可以制备金属钠
C．工业上用水吸收三氧化硫制备硫酸 D．将粗硅转化为三氯硅烷，再经氢气还原可得到高纯硅
11．常温常压下用氮氧化铬纳米颗粒()电催化氮气还原合成氨的工作原理如图1所示，氨气生成速率、电流利用率与电压的关系如图2.下列说法不正确的是
A．电极为阳极，发生氧化反应
B．该电催化装置的总反应为：2N2+6H2O4NH3+3O2
C．当产生标准状况下时，通过质子交换膜的数目为
D．其他条件相同，用电解比电解在相同时间内产生的多
12．下列说法错误的是( )
A．热化学方程式未注明温度和压强时， H表示标准状况下的数据
B．热化学方程式中各物质前的化学计量数不表示分子个数，只代表物质的量
C．同一化学反应，化学计量数不同， H不同；化学计量数相同而状态不同， H也不相同
D．化学反应过程所吸收或放出的热量与参加反应的物质的物质的量成正比
13．分析下图可知
下列有关说法不正确的是
A．HCl分解为与时吸收热量
B．断开1molHCl中化学键时吸收热量431kJ
C．甲、乙、丙中物质所具有的总能量大小关系为甲>乙>丙
D．1mol和1mol的总能量大于2molHCl的能量
14．在一定条件下，已知下列物质燃烧的热化学方程式为：
C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH= -393.5kJ·mol-1
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH= -572kJ·mol-1
CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH= -890kJ。mol-1。
在此条件下，下列叙述正确的是
A．C(s)+2H2(g)=CH4(g) ΔH= +75.5kJ·mol-1
B．相同质量的H2和C充分燃烧时，H2放出的热量约等于C放出的热量的4.36倍
C．1molH2(g)和1molCH4(g)燃烧共放热1462kJ
D．CH4(g)+O2(g)=C(s)+2H2O(g) ΔH= -1283.5kJ·mol-1
15．下列方程式不能合理解释实验现象或事实的是
A．电解饱和溶液产生黄绿色气体：
B．湿润的淀粉碘化钾试纸遇氯气变蓝：
C．钢铁发生吸氧腐蚀，正极反应：
D．用除去输水管道中的氧气：
二、填空题（共9题）
16．如图所示，某同学设计一个甲醚(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)写出负极的电极反应式 。
(2)石墨电极(C)的电极反应式为 。
(3)反应一段时间后，乙装置中生成NaOH主要在 (填“铁极”或“石墨极”)区。
(4)如果粗铜中含有锌、银等杂质，丙装置中锌先于金属铜放电进入溶液，反应一段时间，硫酸铜溶液浓度将 (填“增大”、“减小”或“不变”)
(5)若在标准状况下，有2.24L氧气参加反应，则在乙装置中铁电极上生成的气体在标准状况下的体积为
17．化学反应中伴随着能量变化。
(1)下列反应中，属于吸热反应的是_______。
A．燃烧CO
B．Ba(OH)2·8H2O晶体和NH4Cl晶体反应
C．铝和稀盐酸反应
D．NaOH溶液和稀盐酸反应
(2)按下图所示装置进行实验。
【实验现象】反应剧烈，火星四射，漏斗下方有红热熔融物流出。由此判断该反应是 (填“吸热”或“放热”)反应，其反应的化学方程式是 ，其能量变化可用图中的 (填“a”或“b”)表示。
(3)依据事实，写出下列反应的热化学方程式。
①已知拆开1molH﹣H键，1molN﹣H键，1molN≡N键分别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ，则N2与H2反应生成NH3的热化学方程式为 。
②25℃时，1gCH4气体完全燃烧生成二氧化碳和液态水，放出55.6kJ的热量，该反应的热化学方程式为 。
③已知：P4(白磷，s)+5O2(g)=P4O10(s) ΔH=-2983.2kJ·mol-1
P(红磷，s)+O2(g)=P4O10(s) ΔH=-738.5kJ·mol-1
则白磷转化为红磷的热化学方程式为 。
18．据图回答下列问题：
Ⅰ.（1）若烧杯中溶液为稀硫酸，则观察到的现象是 。 负极反应式为： 。
（2）若烧杯中溶液为氢氧化钠溶液，则负极为 （填Mg 或 Al）， 总反应化学方程式 。
Ⅱ、由 Al、Cu、浓硝酸组成原电池，其正极的电极反应式 。
Ⅲ.中国科学院长春应用化学研究所在燃料电池技术方面获得新突破，组装出了自呼吸电池及主动式电堆。甲烷燃料电池的工作原理如下图所示。
（1）该电池工作时，b 通入的物质为 ， c 通入的物质为 。
（2）该电池正极的电极反应式为： 。
（3）工作一段时间后，当 3.2 g 甲烷完全反应生成 CO2 时，有 个电子转移。
19．完成下列问题
(1)保护环境已成为当前和未来的一项全球性重大课题。为解决目前燃料使用过程中的环境污染问题，并缓解能源危机，有专家提出利用太阳能促使燃料循环使用的构想，其原理如图所示。回答下列问题：
①过程Ⅰ发生的反应为反应 (填“吸热”或“放热”)，反应过程中能量的主要转化形式为 ；
②上述转化过程中，△H1+△H2 0(填“＞”“＜”或“=”)。
(2)以NH3、CO2为原料生产尿素[CO(NH2)2]的反应历程与能量变化如图所示。回答下列问题：
①以NH3、CO2为原料生产尿素[CO(NH2)2]的热化学方程式为 ；
②从图像分析该反应分两步进行，则决定生产尿素的总反应速率的步骤是第 步反应(填“一”或“二”)。
(3)已知：N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) △H=-544 kJ/mol的部分键能数据如下表所示：
化学键 N-N O=O N≡N
键能(kJ/mol) 193 497 946
①物质的稳定性O2(g) N2(g)(填“＞”“＜”或“=”)；
②若H2O(l)=H2O(g) △H=+44 kJ/mol，则N2H4(g)的燃烧热为 ；
③已知：N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) △H=+68 kJ/mol，则N2H4(g)和NO2(g)反应生成氮气和水蒸气的热化学方程式为 。
20．随着信息技术的发展，小型化、便携式、工作寿命长的锂离子电池受到人们的青睐。某全固态薄膜锂离子电池截面结构如图1所示，集流体起导电作用；放电时电极B上发生反应的方程式为。
(1)放电时，电极A为 (填“正极”或“负极”)，发生的电极反应式为 。
(2)充电时，电极B上发生的电极反应式为 。
(3)放电过程中，薄膜电解质中的物质的量会 (填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)若用该锂离子电池电解硫酸钠溶液制备氢气、氧气、硫酸和氢氧化钠溶液，电解装置如图2。
①离子交换膜2可选用 (填“阴离子交换膜”“阳离子交换膜”或“质子交换膜”)。
②D接口应与 (填“电极A”或“电极B)连接。
③该电解反应的化学方程式为 。
21．氢气是一种十分熟悉的物质，在许多反应中既可作为反应物，也可作为生成物。
（1）电解饱和食盐水可制取氢气，反应的化学方程式 。
（2）在氢气还原氧化铜的反应中，标出电子转移的方向及数目。
H2+CuOCu+H2O
（3）在铜锌原电池中，如图，在铜极附近看到的现象是 ；电子流向从 。
（4）氢气作为燃料，有1g氢气燃烧生成液态水放出142.8kJ热量，表示该反应的热化学方程式 。
（5）实验室用锌与稀硫酸反应制取氢气，某学校实验员为了提高制氢的速度，在此溶液中加入少量硫酸铜溶液，你认为合理吗？为什么？ 。
22．随着世界工业经济的发展、人口的剧增，全球能源紧张及世界气候面临越来越严重的问题，如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2引起了全世界的普遍重视。
(1)把煤作为燃料可通过下列两种途径：
途径I：C(s)+O2(g)=CO2(g) △H1＜0 ①
途径II：先制成水煤气：C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) △H2>0 ②
再燃烧水煤气：2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H3＜0 ③
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H4＜0 ④
则途径I放出的热量 (填“大于”“等于”或“小于”)途径II放出的热量；△H1、△H2、△H3、△H4的数学关系式是 。
(2)在25℃、101kPa下，1克甲醇完全燃料放热22.68kJ，写出甲醇燃烧热的热化学方程式 。
(3)已知①
②H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH2=-285.8kJ/mol
③C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l) ΔH3=-1370kJ/mol
试计算④2CO(g)＋4H2(g)=H2O(l)＋C2H5OH(l)的ΔH= 。
23．研究NOx、SO2、CO等大气污染气体的处理具有重要意义。
（1）处理含CO、SO2烟道气污染的一种方法是将其在催化剂作用下转化为单质S。已知：1molCO（g）与适量的SO2（g）反应生成S（s）和CO2（g）时，放出135kJ的热量，则此反应的热化学方程式为 。
（2）氮氧化物是造成光化学烟雾和臭氧层损耗的主要气体，用CO（g）处理NO2（g）的能量转化关系如图所示。
标准状况下，22.4LCO和NO2发生上述反应。整个过程中，转移电子的物质的量为 mol，放出的热量为 kJ（用含有a的代数式表示）。
（3）用CH4催化还原NOx也可以消除氮氧化物的污染。例如：
①CH4（g）+4NO2（g）=4NO（g）+CO2（g）+2H2O（g） △H1="-574kJ/mol"
② CH4（g）+4NO（g）=2N2（g）+CO2（g）+2H2O（g） △H2
若1molCH4（g）直接将NO2（g）还原至N2（g），整个过程中放出的热量为867kJ，则△H2= 。
24．I.某研究性学习小组根据反应设计如图原电池，其中甲、乙两烧杯中各物质的物质的量浓度均为，溶液的体积均为，盐桥中装有饱和溶液。
回答下列问题：
(1)此原电池的负极是石墨 (填“a”或“b”)，电池工作时，盐桥中的移向 (填“甲”或“乙”)烧杯。
(2)正极反应式为： 。
II.
(3)下列反应通过原电池装置，可实现化学能直接转化为电能的是 (填序号)。
A．2H2+O22H2O B．CaO+H2O=Ca(OH)2 C．Fe+Cu2+=Cu+Fe2+
(4)双液原电池的作用 。
A、能量转化率高 B、能提供持续稳定的电流 C、形成闭合回路
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．D
【详解】已知：①N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH=+180 kJ·mol-1
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH=-564 kJ·mol-1，根据盖斯定律，将②-①，整理可得热化学方程式2NO(g)+2CO(g)=2CO2(g)+N2(g) ΔH=-744 kJ·mol-1，故合理选项是D。
2．B
【分析】该原电池中锌为负极，铜为正极。
【详解】A．使用盐桥能使电池的正负极的反应分开，清楚电池中的化学反应，A正确；
B．原电池工作时，铜电极为正极，发生还原反应，B错误；
C．锌为负极，铜为正极，总反应为锌和硫酸铜反应生成硫酸锌和铜，反应为Zn＋Cu2+=Zn2+＋Cu，C正确；
D．右侧溶液中铜离子得到电子生成铜，每转移2mol电子，有1mol铜析出，减少64克，有盐桥中的2mol钾离子进入溶液中，溶液质量增加78克，故溶液的质量增加78-64=14克，D正确；
故选B。
3．D
【详解】A．合成氨反应是放热反应，断开化学键吸收的总能量小于形成化学键放出的总能量，故A项错误；
B．形成1molNH3时，产生3molN-H键，会放出3×391.1kJ的热量，故B项错误；
C．反应热等于反应物中化学键键能之和减去生成物中化学键键能之和，即946.2+3E(H-H)-2×3×391.1=-92.4，E(H-H)=436.0kJ/mol，故C项错误；
D．合成氨反应为可逆反应，热化学方程式中的反应热为完全转化时的能量变化，实际反应时放出的热量会减少，故D项正确。
故答案为：D。
4．C
【详解】A．“暖宝宝”工作原理是利用原电池加快氧化反应速率，将化学能转化为热能，故A正确；
B．制备氢氧化铁胶体时应将饱和氯化铁滴入沸水中，利用氯化铁水解生成盐酸和氢氧化铁胶体，盐酸易挥发，因此不能用硫酸铁，故B正确；
C．海轮船壳上镶入锌块，此时锌为负极铁作原电池的正极而被保护，不易腐蚀，是利用的牺牲阳极的阴极保护法，故C错误；
D．若化学反应中体系未做任何形式的功，则△U=Q，故D正确。
综上所述，答案为C。
5．B
【详解】A．Zn的金属活动性强于铜，因此锌是负极，Zn失电子生成Zn2+，质量不断减少，A错误；
B．Zn为负极，失电子生成锌离子，电子从锌片经导线流向铜片，B正确；
C．该装置为原电池，将化学能转化为电能，C错误；
D．铜电极为正极，电极反应为2H++2e-=H2↑，D错误；
故答案选B。
6．C
【详解】A．根据总反应，放电时，钠失电子发生氧化反应， X极是负极，故A错误；
B．放电时，X是负极、Y是正极，通过固体氧化铝陶瓷向Y极移动，故B错误；
C．充电时，X极为阴极，得电子生成金属钠，发生还原反应，故C正确；
D．根据总反应，充电时，电路中每转移电子，Y极上可生成单质，故D错误；
选C。
7．B
【详解】A．钢管主要发生厌氧腐蚀，即析氢腐蚀，正极上H2O发生还原反应，电极反应式为，A项错误；
B．与在厌氧细菌的作用下发生氧化还原反应生成S2－和H2O，离子方程式为，B项正确；
C．钢管腐蚀生成Fe2+，其和正极产生的S2-及OH－反应分别生成FeS和Fe(OH)2，C项错误；
D．铁的活泼性比Cu强，在钢管表面镀铜，镀层破损会形成Fe-Cu原电池，从而加速铁的腐蚀，D项错误。
答案选B。
8．C
【分析】干燥的阳极泥有、、CuO，高温灼烧后生成和Cu2O，与硫酸反应生成物有TeOSO4和硫酸铜、铜单质（氧化亚铜与硫酸反应生成硫酸铜和铜），TeOSO4与SO2反应生成Te单质和硫酸；和Cu2O与氢氧化钠反应时，氧化亚铜不反应，分离后与生成的硫酸反应生成硫酸铜，最终得到胆矾，与氢氧化钠反应生成Na2TeO3，电解Na2TeO3得到Te单质、氢氧化钠和H2。
【详解】A．酸化时要加入H2O2，把亚铜离子和铜单质在酸性条件下转化为铜离子，故A正确；
B．还原步骤中，SO2把TeO2+中+4价的Te还原成单质，自身被氧化为硫酸根离子，根据电子守恒、电荷守恒、原子守恒，该方程式，故B正确；
C．电解Na2TeO3得到Te单质、氢氧化钠和H2，在阴极上得到H2和氢氧化钠，阳极上得到Te单质，应该选择阳离子交换膜，让钠离子通过交换膜向阴极移动形成氢氧化钠，防止阳极上生成的Te单质与氢氧化钠反应，用阴离子交换膜会让氢氧根移向阳极与生成的Te单质反应，造成产率降低，故C错误；
D．电解生成的氢氧化钠和还原得到的硫酸可以循环利用，故D正确；
答案选C。
9．D
【详解】A.物质的能量越低物质越稳定，、、、的稳定性逐渐减弱，所以b表示，其热化学反应方程式为：，故A错误；
B.物质的能量越低物质越稳定，、、、的稳定性逐渐减弱，所以b表示，其热化学反应方程式为：，故B错误；
C.Se在题述条件下是固体，所以Se与化合的热化学方程式是
，故C项错误；
D.Se在题述条件下是固体，所以Se与化合的热化学方程式是，故D正确；
故答案：D。
10．D
【详解】A．漂白粉的主要成分是氯化钙和次氯酸钙，氯气与氢氧化钙反应生成是氯化钙和次氯酸钙、水，所以工业上将氯气通入冷的石灰乳中制取漂白粉，不是漂白液，故A错误；
B．工业上通过电解熔融氯化钠获得金属钠，而电解氯化钠溶液获得NaOH、氯气和氢气，无法获得钠，故B错误；
C．工业生产硫酸时在吸收塔中常用98.3%的硫酸来吸收三氧化硫，而不是用水吸收三氧化硫，因为会形成酸雾，不利于三氧化硫的吸收，故C错误；
D．制备高纯硅时，先用C还原二氧化硅得到粗硅，粗硅再和HCl反应生成三氯硅烷，三氯硅烷再和氢气反应生成高纯硅，所以将粗硅转化为三氯硅烷，再经氢气还原可得到高纯硅，故D正确；
故选：D。
11．D
【详解】A．由题中图示图1可知，电极A中将H2OO2，氧元素由-2价失电子变为0价，发生氧化反应，电极反应为2H2O-4e-=O2+4H+，电极A为阳极，电极B为阴极，故A正确；
B．由题中图示图1可知，电极A的电极反应为2H2O-4e-=O2+4H+，电极B的电极反应为N2+6e-+6H+=2NH3，可得总反应为2N2+6H2O4NH3+3O2，故B正确；
C．当产生标准状况下，即n(NH3)==0.1mol，由阴极电极B的电极反应N2+6e-+6H+=2NH3可知，消耗H+为0.3mol，即通过质子交换膜的数目为，故C正确；
D．由题中图示图2可知，2.0V时产生NH3速率大于1.8V时产生NH3的速率，只说明相同时间内，生成NH3的浓度多，不能说明产生NH3的量多，且2.0V时电流利用率低于1.8V时电流利用率，故D错误；
答案为D。
12．A
【详解】A．热化学方程式未注明温度和压强时， H表示在25℃，101kPa条件下测定的数据，故A错误；
B．热化学方程式中的化学计量数只表示反应物或生成物的物质的量，不表示微粒数，系数可以用分数表示，故B正确；
C．化学反应的焓变( H)只与反应体系的始态和终态有关，而与反应的途径无关， H的单位是kJ/mol，与热化学方程式的化学计量数成正比，对于相同物质的反应，当化学计量数不同时，其 H不同，与反应条件无关，所以同一化学反应反应条件不同，只要热化学方程式的化学计量数一定， H值一定，故C正确；
D．化学反应放热、吸热关键看反应物和生成物所具有的总能量的相对大小或生成新化学键所释放的能量与断裂旧化学键所吸收的能量的相对大小，与化学反应发生的条件无关，化学反应过程所吸收或放出的热量与参加反应的物质的物质的量成正比，故D正确；
答案选A。
13．C
【详解】A．1molH2和1mol Cl2断键吸收总能量为(436+243)kJ=679kJ，生成2molHCl释放能量862kJ，因此生成HCl为放热反应，则HCl分解反应为吸热反应，故A说法正确；
B．生成2molH-Cl键释放能量862kJ，则断开1molH-Cl键吸收能量为=431kJ，故B说法正确；
C．甲→乙是吸热反应，乙具有能量高于甲，乙→丙是放热反应，乙具有能量高于丙，氢气与氯气反应是放热反应，则甲的能量高于丙，因此总能量大小顺序是乙＞甲＞丙，故C说法错误；
D．根据A选项分析，1mol H2和1mol Cl2的总能量大于2molHCl的能量，故D说法正确；
答案为C。
14．B
【详解】A．根据盖斯定律，，A项错误；
B．6molH2的质量等于1molC，6molH2充分燃烧放出的热量为572kJ×3=1716kJ，1molC充分燃烧放出的热量为393.5kJ，则H2充分燃烧放出的热量约为等质量C的倍，B项正确；
C．1molH2(g)和1molCH4(g)完全燃烧，共放热，C项错误；
D．根据盖斯定律，CH4(g)+O2(g)=C(s)+2H2O(l) ΔH= -496.5kJ·mol-1，D项错误。
答案选B。
15．A
【详解】A．电解饱和食盐水，阴极水放电生成氢气、氢氧化钠，阳极氯离子放电生成氯气，是黄绿色气体，方程式为：2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑，故A错误；
B．湿润的淀粉碘化钾试纸遇氯气变蓝是由于氯气与碘离子反应生成碘单质，碘单质遇淀粉变蓝，发生的反应为：Cl2+2I-=I2+2Cl-，故B正确；
C.钢铁发生吸氧腐蚀的正极反应为氧气得到电子生成氢氧根离子，电极反应式为：O2+2H2O+4e-═4OH-，故C正确；
D.Na2SO3有强还原性，能将氧气还原，自身被氧化为硫酸钠，化学方程式为2Na2SO3+O2=2Na2SO4，故D正确；
故选：A。
16． CH3OCH3-12e-+16OH-=2CO32-+11H2O 2Cl-—2e-=Cl2↑ 铁极 减小 4.48L
【分析】燃料电池是将化学能转变为电能的装置，属于原电池，投放燃料的电极是负极，投放氧化剂的电极是正极。甲池为燃料电池，在该电池中，通氧气的电极为正极，通甲醚的电极为负极；乙池中，Fe电极为阴极，C电极为阳极；丙池中，精铜为阴极，粗铜为阳极。
(1)通入甲醚的电极为负极，在该电极，甲醚失电子，最后转化为CO32-和H2O。
(2)石墨电极(C)为阳极，在该电极，Cl-失电子生成Cl2。
(3) 乙装置中，阴极H2O放电，生成H2和OH-，阳极区的Na+通过阳离子交换膜进入阴极区，所以反应一段时间后，生成NaOH主要在阴极区。
(4)如果粗铜中含有锌、银等杂质，丙装置中锌先于金属铜放电进入溶液，阳极电极方程式分别为Zn-2e-=Zn2+、Cu-2e-=Cu2+，根据转移电子数相等知，阳极上溶解的铜小于阴极上析出的铜，所以丙装置中反应一段时间，硫酸铜溶液浓度将减小。
(5)若在标准状况下，有2.24L氧气参加反应，则在乙装置中铁电极上生成的H2体积，可依据电子守恒进行计算。
【详解】(1)通入甲醚的电极为负极，在该电极，甲醚失电子，最后转化为CO32-和H2O。负极的电极反应式为CH3OCH3-12e-+16OH-=2CO32-+11H2O；答案为：CH3OCH3-12e-+16OH-=2CO32-+11H2O；
(2)石墨电极(C)为阳极，在该电极，Cl-失电子生成Cl2。电极反应式为2Cl-—2e-=Cl2↑。答案为：2Cl-—2e-=Cl2↑；
(3) 乙装置中，阴极H2O放电，生成H2和OH-，阳极区的Na+通过阳离子交换膜进入阴极区，所以反应一段时间后，生成NaOH主要在阴极区。答案为：铁极；
(4) 如果粗铜中含有锌、银等杂质，丙装置中锌先于金属铜放电进入溶液，阳极电极方程式分别为Zn-2e-=Zn2+、Cu-2e-=Cu2+，根据转移电子数相等知，阳极上溶解的铜小于阴极上析出的铜，所以丙装置中反应一段时间，硫酸铜溶液浓度将减小。答案为：减小；
(5)若在标准状况下，有2.24L氧气参加反应，则在乙装置中铁电极上生成的H2体积，可依据电子守恒建立如下关系式：O2—4e-—2H2，V(H2)=2V(O2)=2×2.24L=4.48L。答案为：4.48L。
17．(1)B
(2) 放热 Fe2O3+2Al Al2O3+2 Fe a
(3) N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)△H=-92kJ mol-1 CH4(g)+2O2(g)═CO2(g)+2H2O(l)△H=-889.6kJ mol-1 P4(白磷，s)=4P(红磷，s)△H=-29.2 kJ/mol
【详解】（1）A．燃烧CO，放出大量的热，则属于放热反应，故A错误；
B．Ba(OH)2 8H2O晶体与NH4Cl晶体反应是吸热反应，故B正确；
C．活泼金属跟酸反应放出大量的热，则属于放热反应，故C错误；
D．酸碱中和反应，是放热反应，故D错误；
故选：B；
（2）反应剧烈，火星四射，漏斗下方有红热熔融物流出，说明该反应为放热反应，方程式为：Fe2O3+2Al Al2O3+2 Fe，反应物总能量大于生成物总能量，所以可用图2中的a表示；
（3）①在反应N2+3H2 2NH3中，断裂3molH-H键，1mol N三N键共吸收的能量为：3×436kJ+946kJ=2254kJ，生成2mol NH3，共形成6mol N-H键，放出的能量为：6×391kJ=2346kJ，吸收的热量少，放出的热量多，该反应为放热反应，放出的热量为：2346kJ-2254kJ=92kJ，即N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)△H=-92kJ mol-1；
②1g CH4完全燃烧生成液态水和CO2气体，放出55.6kJ的热量，则1mol即16g CH4完全燃烧生成液态水和CO2气体，放出热量为16×55.6kJ=889.6kJ，则甲烷燃烧热的热化学方程式为：CH4(g)+2O2(g)═CO2(g)+2H2O(l)△H=-889.6kJ mol-1；
③P4(s，白磷)+5O2(g)=P4O10(s)△H1=-2983.2kJ/mol①，P(红磷，s)+O2(g)=P4O10(s) ΔH=-738.5kJ·mol-1②，根据盖斯定律：①-②×4可得：P4(s，白磷)=4P(s，红磷)△H=(-2983.2kJ/mol)-(-738.5kJ/mol)×4=-29.2kJ/mol，即：P4(白磷，s)=4P(红磷，s)△H=-29.2 kJ/mol。
18． Mg 逐渐溶解；Al 片上有气泡冒出；指针偏转 Mg-2e-=Mg2+ Al 2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑ NO3-+e－+2H＋=NO2↑+H2O CH3OH O2 或空气 O2+4e-+4H+＝2H2O 1.6NA
【详解】试题分析：Ⅰ（1）若烧杯中溶液为稀硫酸，镁、铝都能与稀硫酸反应，而Mg更活泼为负极，AL是正极，镁是负极。
（2）若烧杯中溶液为氢氧化钠溶液，铝与氢氧化钠反应放出氢气，铝是负极；镁与氢氧化钠溶液不反应，镁是正极；
Ⅱ、由 Al、Cu、浓硝酸组成原电池，铝在浓硝酸中钝化，铜与浓硝酸反应；
Ⅲ.根据氢离子移动方向，右侧电极是正极，左侧电极是负极。
解析：Ⅰ.（1）若烧杯中溶液为稀硫酸，两者都能与稀硫酸反应，而Mg更活泼为负极，AL是正极，负极：Mg-2e- =Mg2+ 镁片溶解； 正极：2H+ +2e- =H2 ↑，Al片上有气泡冒出 ，电流计指针偏转。
（2） 若烧杯中溶液为氢氧化钠溶液，只有AL能与NaOH反应，所以Al是负极，Mg是正极；总反应：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑；
II．由Al、Cu、浓硝酸组成原电池，铝在浓硝酸中钝化，铜与浓硝酸反应，正极是Al、负极是铜， 总反应是Cu+4HNO3 (浓)=Cu(NO3)2 +2NO2↑+2H2O; 负极：Cu - 2e- =Cu2+；正极：；
Ⅲ.由图可知氢离子向右侧移动，所以左侧为负极、右侧为正极。b口通入CH4，C口通入O2或空气，正极反应式：O2+4e-+4H+＝2H2O ；根据总反应：CH4+2O2 =CO2 +2H2O，1mol甲烷参加反应，转移电子8mol，当 3.2 g 甲烷即0.2mol参加反应，电子转移1.6mol，即1.6NA个电子转移。
点睛：本题考查原电池原理，①根据金属活泼性可以判断正负极，一般活泼金属的作负极；②可以根据离子移动方向判断正负极，阳离子移向正极、阴离子移向负极。
19．(1) 吸热 太阳能(光能)转化为化学能 =
(2) 2NH3(g)+CO2(g)=CO(NH2)2 (s)+H2O(g) △H=Ea1-Ea2+Ea3-Ea4 二
(3) ＜ -632 kJ/mol 2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g) △H=-1156 kJ/mol
【详解】（1）①在过程Ⅰ发生的反应2H2O=2H2+O2的反应吸热反应；
反应过程中在太阳能量作用下H2O分解变为H2、O2，因此其主要转化形式为光能转化为化学能；
②由盖斯定律和能量守恒定律定律可知，△H1=-△H2，所以△H1+△H2=0；
（2）①根据反应热等于反应物活化能与生成物活化能的差，结合盖斯定律可知以NH3、CO2为原料生产尿素[CO(NH2)2]的热化学方程式为：2NH3(g)+CO2(g)=CO(NH2)2 (s)+H2O(g)，△H=Ea1-Ea2+Ea3-Ea4；
②对于多步反应，对总化学反应速率其决定作用的步骤是活化能大的步骤，根据图示可知第二步反应的活化能比较大，因此从图像分析该反应分两步进行，则决定生产尿素的总反应速率的步骤是第二步反应；
（3）①物质含有的能量越低，物质的稳定性就越强。物质分子中键能越大，断裂其需吸收的能量就越多，则该物质的能量就越低，其稳定性就越强。由于键能：O=O＜N≡N，物质含有的能量：O=O＞N≡N，所以物质的稳定性：O2(g)＜N2(g)；
②已知N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) △H=-544 kJ/mol，若H2O(l)=H2O(g) △H=+44 kJ/mol，则1 mol N2H4(g)反应产生1 mol N2(g)和2 mol液体水放出热量Q=544 kJ+2×44 kJ=632 kJ，由于燃烧热是1 mol可燃物完全燃烧产生稳定的氧化物时所放出的热量，故N2H4(g)的表示燃烧热的热化学方程式为N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l) △H=-632 kJ/mol，其燃烧热为-632 kJ/mol；
③已知：(i)N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) △H=+68 kJ/mol，结合(ii) N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) △H=-544 kJ/mol，则根据盖斯定律，将(ii) ×2-(1)，整理可得N2H4(g)和NO2(g)反应生成氮气和水蒸气的热化学方程式为：2N2H4(g)+2NO2(g)=3 N2(g)+4H2O(g) △H=-1156 kJ/mol。
20．(1) 负极
(2)
(3)不变
(4) 阳离子交换膜 电极A
【详解】（1）放电时，电极A中失去做负极，发生的电极反应式为；
（2）充电时，电极B上发生反应的电极反应式为；
（3）放电过程中，薄膜电解质中的物质的量不变；
（4）①由图可知通过交换膜进入右池，离子交换膜2可选用阳离子交换膜；
②右池电极应得到电子，生成的同时浓度增大，D接口应连接电源负极，与电极A连接；
③该电解反应的总化学方程式为。
21． 2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑ Cu电极上产生气泡 电子从Zn电极沿导线流向Cu电极 H2(g)+O2(g)=H2O(l)△H= 285.6kJ/mol 合理；因为Zn置换出硫酸铜溶液中的Cu，Zn、Cu和稀硫酸构成原电池，原电池能加快化学反应速率，所以该操作能提高制取氢气的速率。
【详解】(1)用惰性电极电解饱和食盐水时，阳极上氯离子失电子生成氯气，阴极上水得电子生成氢气同时生成氢氧根离子，则电池反应式为2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑，
故答案为2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑；
(2)该反应中H元素化合价由0价变为+1价，Cu元素化合价由+2价变为0价，转移电子数为2，电子转移方向和数目为 ，
故答案为 ；
(3)该铜锌原电池中，Zn易失电子生成锌离子而作负极，Cu作正极，Cu电极上氢离子得电子生成氢气，则Cu电极上看到的现象是：有气泡产生，在外电路中电子从负极沿导线流向正极，所以电子从Zn电极沿导线流向Cu电极，
故答案为Cu电极上产生气泡；电子从Zn电极沿导线流向Cu电极；
(4)n(H2)==0.5mol，0.5mol氢气完全燃烧生成液态水放出142.8kJ热量，则1mol氢气完全燃烧生成液态水放出285.6kJ热量，其热化学方程式为H2(g)+O2(g)=H2O(l)△H= 285.6kJ/mol，
故答案为H2(g)+O2(g)=H2O(l) △H= 285.6kJ/mol；
(5)Zn置换出硫酸铜溶液中的Cu，Zn、Cu和稀硫酸构成原电池，原电池能加快化学反应速率，所以在此溶液中加入少量硫酸铜溶液能提高制取氢气的速度，
故答案为合理；因为Zn置换出硫酸铜溶液中的Cu，Zn、Cu和稀硫酸构成原电池，原电池能加快化学反应速率，所以该操作能提高制取氢气的速率。
22．(1) 等于
(2)
(3)
【详解】（1）根据盖斯定律可知，反应热只与始态和终态有关，而与反应的途径无关，通过观察可知途径Ⅰ和途径Ⅱ是等效的，途径Ⅰ和途径Ⅱ等量的煤燃烧消耗的氧气相等，两途径最终生成物只有二氧化碳，所以途径Ⅰ放出的热量等于途径Ⅱ放出的热量；由盖斯定律，②×2+③+④可得 ，即，故填等于；；
（2）在25℃、101kPa下，1 mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量叫做燃烧热，在25℃、101kPa下，1克甲醇完全燃料放热22.68kJ，则1mol甲醇完全燃料放热，所以甲醇燃烧热的热化学方程式为，故填；
（3）根据盖斯定律，反应④可以由①×2+②×3-③得到，即，故填。
23． 2CO（g）＋SO2（g）===S（s）＋2CO2（g） ΔH＝－270 kJ·mol－1 2 a/4 －1160 kJ·mol－1
【详解】（1）处理含CO、SO2烟道气污染的一种方法是将其在催化剂作用下转化为单质S。已知：1molCO（g）与适量的SO2（g）反应生成S（s）和CO2（g）时，放出135kJ的热量，则此反应的热化学方程式为2CO（g）＋SO2（g）===S（s）＋2CO2（g） ΔH＝－270 kJ·mol－1；
（2）根据图示可知4CO（g）+2NO2（g）=4CO2（g）+N2（g），△H<0，每有4molCO发生反应，转移电子的物质的量是8mol，则标准状况下，22.4LCO和NO2发生上述反应，标准状况下，22.4LCO的物质的量是1mol，所以转移电子的物质的量是2mol；由于4mol发生反应，放出热量是akJ/mol，则1mol发生反应，放出热量是a/4kJ；
（3）用CH4催化还原NOx也可以消除氮氧化物的污染。例如①CH4（g）+4NO2（g）=4NO（g）+CO2（g）+2H2O（g） △H1="-574kJ/mol" ；② CH4（g）+4NO（g）=2N2（g）+CO2（g）+2H2O（g） △H2，①+②可得2CH4（g）+4NO2（g）= 2N2（g）+2CO2（g）+4H2O（g） △H1+△H2，若1molCH4（g）直接将NO2（g）还原至N2（g），整个过程中放出的热量为867kJ，则△H1+△H2=-（2×867）kJ/mol，所以△H2=－1160 kJ·mol－1。
24．(1) b 乙
(2)
(3)AC
(4)ABC
【解析】(1)
由电池的总反应可知，KMnO4为氧化剂，得电子作为正极的反应物，FeSO4为还原剂，失电子作为负极的反应物，因此负极为石墨b；原电池中，阴离子向负极移动，故移向乙烧杯；
(2)
正极得电子生成Mn2+，电极反应为；
(3)
原电池的反应为自发的氧化还原反应。
A．反应2H2+O22H2O中有H、O元素化合价的变化，是自发的氧化还原反应，A符合题意；
B．反应CaO+H2O=Ca(OH)2中没有化合价的变化，不是氧化还原反应，B不符合题意；
C．反应Fe+Cu2+=Cu+Fe2+中有Fe、Cu元素化合价的变化，是自发的氧化还原反应，C符合题意；
故选AC。
(4)
A．双液原电池将正极区和负极区分开，防止两极的物质直接反应，提高能量转化率，A正确；
B．双液原电池中两极反应能持续进行，能提供持续稳定的电流，B正确；
C．双液原电池中通过盐桥形成闭合回路，使电池稳定工作，C正确；
故选ABC。
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