五河致远、固镇汉兴2023-2024学年度第一学期期中考试
高二化学试卷
满分：100分 时间：75分钟
注意事项：
1.答题前，务必将自己的姓名、考号填写在答题卡规定的位置上。
2.所有题目必须在答题卡上作答，在试题卷上答题无效。
3.可能用到的相对原子质量：H1 C12 N14 O16 Na23 Cu64 S32 Cl35.5
第Ⅰ卷选择题(共45分)
一、选择题(本题共15小题，每题3分，共45分。每题只有一个选项符合题意)
1. 下列说法正确的是
A. 化学反应除了生成新的物质外，还伴随着能量的变化
B. 据能量守恒定律，反应物的总能量一定等于生成物的总能量
C. 放热的化学反应不需要加热就能发生
D. 吸热反应不加热就不会发生
2. 下列关于电解池的叙述不正确的是
A. 在电解池阳极发生的是氧化反应
B. 与电源负极相连的是电解池阴极
C. 与电源正极相连的是电解池阴极
D. 电子从电源负极沿导线流入电解池阴极
3. 下列事实与电化学腐蚀无关的是
A. 生铁比熟铁(几乎是纯铁)容易生锈
B. 黄铜(Cu―Zn合金)制铜锣不易生锈
C. 铜、铝电线一般不直接连接起来作导线
D. 光亮的自行车钢圈不易生锈
4. 已知；(NH4)2CO3(s)═NH4HCO3(s)+NH3(g)△H=+74.9kJ·mol﹣1，下列说法中正确的是
A. 该反应是吸热反应，因此一定不能自发进行
B. 该反应中熵变、焓变皆大于0
C. 碳酸盐分解反应中熵增加，因此任何条件下所有碳酸盐分解一定自发进行
D. 能自发进行的反应一定是放热反应，不能自发进行的反应一定是吸热反应
5. 已知某化学反应A2(g)+2B2(g)=2AB2(g)(AB2的分子结构为B-A-B)的能量变化如图所示。下列有关叙述中正确的是
A. 该反应的进行一定需要加热
B. 该反应的ΔH=-(a-b)kJ mol-1
C. 断裂1molA-A键和2molB-B键，放出akJ能量
D. 该反应为吸热反应
6. 原电池要有特定的装置。下列装置中能构成原电池的是
A. B. C. D.
7. X、Y、Z、W四块金属分别用导线两两相连浸入稀硫酸中组成原电池，X、Y相连时，X为负极；Z、W相连时，电流方向是W→Z；X、Z相连时，Z极上产生大量气泡；W、Y相连时，W极发生氧化反应。据此判断金属的活动性顺序是
A. Y>W>Z>X B. X>Z>W>Y
C. Z>X>Y>W D. X>Y>Z>W
8. 下列说法正确的是
A. 电解饱和NaCl溶液时，向阴极移动，阴极表面得电子析出
B. 电解精炼铜装置中粗铜作阴极
C. 电镀池中镀层金属作阳极
D. 通过电解溶液的方法冶炼金属镁
9. 某碱性电池的总反应式为。关于该电池的说法正确的是
A. 电池工作时，失去电子
B. 电池工作时，电子由Zn极通过外电路流向极，经KOH溶液流回Zn极
C. 电池正极为，发生氧化反应
D. 负极反应式为
10. 如图所示，用铂电极电解1L浓度均为0.1mol L-1盐酸、硫酸铜的混合溶液。下列说法正确的是
A. 电解开始时阴极有H2放出
B. 电解开始时阳极上发生反应Cu2++2e-=Cu
C. 当电路中通过电子的量超过0.1mol时，此时阴极放电的离子发生了变化
D. 整个电解过程中，SO不参与电极反应
11. 以惰性电极电解足量的CuSO4溶液。若阳极上产生气体的物质的量为0.0100 mol，则阴极上析出铜的质量为（ ）
A. 0.64 g B. 1.28 g C. 2.56 g D. 5.12 g
12. 近年来，许多城市都全面禁止燃放烟花爆竹，爆竹中用到的炸药——黑火药是中国古代的四大发明之一，其爆炸的热化学方程式为
已知：碳的摩尔燃烧焓
则x为
A. B. C. D.
13. 用于处理废水(酸性)中的有机物及脱除硝态氮的微生物电池具有发展前景，如图所示的电池说法正确的是
A. 电子由m极转移到n极
B. 可通过质子交换膜移向m极室
C. m电极反应为
D. 每生成1mol转移的物质的量为10mol
14. 将图中所示实验装置的K闭合，下列判断正确的是（ ）
A. Zn极上发生还原反应
B. 电子沿Zn→a→b→Cu路径流动
C. 片刻后，乙池中c（Cu2+）减小，c（SO42﹣）基本不变，溶液不再保持电中性
D. 片刻后可观察到滤纸a点变红色
15. 图甲是CO2电催化还原为碳氢化合物(CxHy)的工作原理示意图，用某钾盐水溶液作电解液；图乙是用H2还原CO2制备甲醇的工作原理示意图，电池用硫酸作电解质溶液。下列说法中不正确的是
A. 甲中若CxHy为C2H4，则生成1molC2H4同时生成3molO2
B. 甲中铜片作阴极，K＋向铂片电极移动
C. 乙中硫酸的作用是增强溶液的导电性
D. 乙中正极反应式为CO2＋6e－＋6H＋=CH3OH＋H2O
第Ⅱ卷非选择题(共55分)
二、非选择题
16. 某一化学反应 ，一定条件下反应过程中能量变化如图所示。
请回答下列问题：
（1）Q_____0(填“>”“<”或“=”)。
（2）熵变_____0(填“>”“<”或“=”)。
（3）该反应_____自发进行；若改为其他不变，该反应_____自发进行。(填“能”、“不能”或“可能”)。
（4）反应物键能之和数值_____生成物键能之和(填“>”“<”或“=”)
（5）该反应_____氧化还原反应(填“是”“不是”或“可能是”)
17. 钢铁很容易生锈而被腐蚀，每年因腐蚀而损失的钢材占世界钢铁年产量的四分之一、
（1）如图1装置中，U形管内为红墨水，a、b试管内分别盛有氯化铵溶液(显酸性)和食盐水，各加入生铁块，放置一段时间均被腐蚀。
①红墨水柱两边的液面变为左低右高，则_____(填“a”或“b”)试管内盛有食盐水。
②a试管中铁发生的是_____(填“析氢”或“吸氧”)腐蚀，电极反应式为_____，_____。
b试管中铁被腐蚀的总反应方程式为_____。
（2）如图2两个图都是金属防护的例子。
①为了降低某水库的铁闸门被腐蚀的速率，可以采用图2甲所示的方案，其中焊接在铁闸门上的固体材料R可以采用_____(填字母)
A．铜 B．钠 C．锌 D．石墨
②图2乙方案也可以降低铁闸门腐蚀的速率，其中铁闸门应该连接在直流电源的_____(填“正”或“负”)极。
③以上两种方法中，_____(填“甲”或“乙”)方法能使铁闸门保护得更好。
18. 电解工作原理的实际应用非常广泛。
（1）电解精炼银时，阴极反应为_____。
（2）工业上为了处理含有的酸性工业废水，采用下面的处理方法：往工业废水中加入适量NaCl，以铁为电极进行电解，经过一段时间，有和沉淀生成，工业废水中铬元素的含量可低于排放标准。关于上述方法，下列说法错误的是_____(填字母)。
A. 阳极反应：
B. 阴极反应：
C. 在电解过程中工业废水由酸性变为碱性
D. 可以将铁电极改石墨电极
（3）某同学设计了如图装置进行以下电化学实验。
①当开关K与a连接时，两极均有气泡产生。
②一段时间后，使开关K与a断开，与b连接时，虚线框内的装置可称为_____。请写出此时Fe电极上的电极反应_____。
（4）1L某溶液中含有的离子如下表：
离子
1 1 1
用惰性电极电解该溶液，当电路中有3mol通过时(忽略电解时溶液体积变化及电极产物可能存在的溶解现象)，则a=_____，阳极生成_____mol。
19. 回答下列问题：
（1）新型固体燃料电池的电解质是固体氧化锆和氧化钇，高温下允许氧离子()在其间通过。
如下图所示，其中多孔电极不参与电极反应。写出该反应的负极电极反应式：_____，当有16g甲醇发生反应时，则理论上提供的电量为_____C(保留2位有效数字)(1个电子的电量为)。
（2）一氧化氮——空气质子交换膜燃料电池将化学能转化为电能的同时，实现了制硝酸、发电、环保三位一体的结合，其工作原理如上图所示，写出放电过程中负极的电极反应式：_____，若过程中产生2mol，则消耗标准状况下的体积为_____L。
（3）某电动汽车配载一种可充放电的锂离子电池，放电时电池总反应为。负极电极反应式：_____。
（4）以为燃料可以设计甲烷燃料电池，该电池以稀作电解质溶液，写出该电池正极电极反应式：_____，已知该电池的能量转换效率为86.4%，1mol甲烷燃烧释放的热量为890.3kJ，则该电池的比能量为_____(结果保留1位小数，比能量=，)五河致远、固镇汉兴2023-2024学年度第一学期期中考试
高二化学试卷
满分：100分 时间：75分钟
注意事项：
1.答题前，务必将自己的姓名、考号填写在答题卡规定的位置上。
2.所有题目必须在答题卡上作答，在试题卷上答题无效。
3.可能用到的相对原子质量：H1 C12 N14 O16 Na23 Cu64 S32 Cl35.5
第Ⅰ卷选择题(共45分)
一、选择题(本题共15小题，每题3分，共45分。每题只有一个选项符合题意)
1. 下列说法正确的是
A. 化学反应除了生成新物质外，还伴随着能量的变化
B. 据能量守恒定律，反应物的总能量一定等于生成物的总能量
C. 放热的化学反应不需要加热就能发生
D. 吸热反应不加热就不会发生
【答案】A
【解析】
【详解】A.旧键断裂吸收能量，新键形成放出能量，化学反应有化学键的断裂和形成，都伴有能量变化，故A正确；
B.根据能量守恒定律，反应不是吸热就是放热，反应物的总能量一定不等于生成物的总能量，故B错误；
C.铝热反应为放热反应，但需在高温下进行，故C错误；
D.氯化铵与氢氧化钡晶体为吸热反应，在常温下可反应，故D错误；
故答案选A。
2. 下列关于电解池的叙述不正确的是
A. 在电解池阳极发生的是氧化反应
B. 与电源负极相连的是电解池阴极
C. 与电源正极相连的是电解池阴极
D. 电子从电源负极沿导线流入电解池阴极
【答案】C
【解析】
【详解】A．与正极相连的为阳极，阳极上得电子发生氧化反应，A正确；
B．电解池中，与外接电源负极相连的为阴极，与正极相连的为阳极，B正确；
C．电解池中，与外接电源负极相连的为阴极、与正极相连的为阳极，C错误；
D．与外接电源负极相连的为阴极，电子从负极经导线流入阴极，D正确；
故选C。
3. 下列事实与电化学腐蚀无关是
A. 生铁比熟铁(几乎是纯铁)容易生锈
B. 黄铜(Cu―Zn合金)制的铜锣不易生锈
C. 铜、铝电线一般不直接连接起来作导线
D. 光亮的自行车钢圈不易生锈
【答案】D
【解析】
【详解】A．生铁的成分中含有金属铁和碳，可以形成原电池，金属铁为负极，负极金属易被腐蚀，与电化学腐蚀有关，故A不选；
B．黄铜（铜锌合金）制作的铜锣中，金属铜做正极，是被保护的电极，不易生锈，与电化学腐蚀有关，故B不选；
C．铜、铝电线连接易形成原电池，铝做负极被腐蚀，与电化学腐蚀有关，故C不选；
D．光亮的自行车钢圈说明镀层没有磨损，自行车钢圈只有镀层和外界接触，因而不会发生电化学腐蚀，与电化学腐蚀无关，故选D；
故答案选D。
4. 已知；(NH4)2CO3(s)═NH4HCO3(s)+NH3(g)△H=+74.9kJ·mol﹣1，下列说法中正确的是
A. 该反应是吸热反应，因此一定不能自发进行
B. 该反应中熵变、焓变皆大于0
C. 碳酸盐分解反应中熵增加，因此任何条件下所有碳酸盐分解一定自发进行
D. 能自发进行的反应一定是放热反应，不能自发进行的反应一定是吸热反应
【答案】B
【解析】
【详解】A．该反应是吸热反应，△H＞0，△S＞0；反应自发进行的判断依据是△H-T△S＜0，当高温下反应可以自发进行，故A错误；
B．依据反应的特征分析(NH4)2CO3((s)=NH4HCO3(s)+NH3(g)△H=+74.9kJ mol-1，反应是熵变增大的反应，△S＞0；反应是吸热反应焓变大于0，△H＞0；故B正确；
C．碳酸盐分解反应中熵增加，△S＞0，反应是吸热反应，△H＞0，反应自发进行的判断依据是△H-T△S＜0，反应自发进行，因此低温下碳酸盐分解是非自发进行的，故C错误；
D．能自发进行的反应不一定是放热反应，不能自发进行的反应不一定是吸热反应，判断依据是△H-T△S＜0，故D错误；
故选B。
【点晴】理解自发进行的因素是由焓变和熵变、温度共同决定是解题关键，依据反应的特征分析(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g) △H=+74.9kJ mol-1，反应是熵变增大的反应，反应是吸热反应焓变大于0，再结合△H-T△S＜0时反应自发进行来判断。
5. 已知某化学反应A2(g)+2B2(g)=2AB2(g)(AB2的分子结构为B-A-B)的能量变化如图所示。下列有关叙述中正确的是
A. 该反应的进行一定需要加热
B. 该反应的ΔH=-(a-b)kJ mol-1
C. 断裂1molA-A键和2molB-B键，放出akJ能量
D. 该反应为吸热反应
【答案】D
【解析】
【详解】A．该反应中，生成物的总能量高于反应物的总能量，也就是反应过程中需要吸收能量，但不一定需要加热，也可以通过吸收周围环境中的能量让反应发生，A不正确；
B．该反应为吸热反应，ΔH=+(a-b)kJ mol-1，B不正确；
C．断键是一个吸热过程，所以断裂1molA-A键和2molB-B键，需要吸收akJ能量，C不正确；
D．该反应中，生成物的总能量高于反应物的总能量，所以该反应为吸热反应，D正确；
故选D。
6. 原电池要有特定的装置。下列装置中能构成原电池的是
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】A．该装置中，虽然有用导线连接的两个活动性不同的电极，但酒精为非电解质，不能传导电流，A不符合题意；
B．该装置中，虽然有两个用导线连接的活动性不同的电极，且与电解质溶液相接触，但不能形成闭合回路，不能形成原电池，B不符合题意；
C．两个电极都为Zn，活动性相同，不能发生电子转移，不能形成原电池，C不符合题意；
D．该装置中，虽然两个活动性不同的电极放在两个烧杯内的稀硫酸溶液中，但两烧杯内的溶液用盐桥相连，能形成闭合回路，所以能形成原电池，D符合题意；
故答案选D。
7. X、Y、Z、W四块金属分别用导线两两相连浸入稀硫酸中组成原电池，X、Y相连时，X为负极；Z、W相连时，电流方向是W→Z；X、Z相连时，Z极上产生大量气泡；W、Y相连时，W极发生氧化反应。据此判断金属的活动性顺序是
A. Y>W>Z>X B. X>Z>W>Y
C. Z>X>Y>W D. X>Y>Z>W
【答案】B
【解析】
【分析】原电池中，较活泼金属作负极，较不活泼的金属作正极，负极上失电子发生氧化反应，正极上氢离子得电子发生还原反应，电子从负极沿导线流向正极，电流从正极沿导线流向负极。
【详解】原电池中，较活泼的金属作负极，较不活泼的金属作正极，X、Y相连时，X为负极，则金属活动性顺序为X＞Y；电子从负极沿导线流向正极，电流从正极沿导线流向负极，Z、W相连时，电流方向是W→Z，则金属活动性顺序为Z＞W；负极上失电子发生氧化反应，正极上氢离子得电子发生还原反应，X、Z相连时，Z极上产生大量气泡，则金属活动性顺序为X＞Z；负极上失电子发生氧化反应，正极上发生还原反应，W、Y相连时，W极发生氧化反应，则金属活动性顺序为W＞Y，故四种金属的活动性顺序是X＞Z＞W＞Y；
故选B。
8. 下列说法正确的是
A. 电解饱和NaCl溶液时，向阴极移动，在阴极表面得电子析出
B. 电解精炼铜装置中粗铜作阴极
C. 电镀池中镀层金属作阳极
D. 通过电解溶液的方法冶炼金属镁
【答案】C
【解析】
【详解】A．电解饱和NaCl溶液时，向阴极移动，在阴极表面得电子析出氢气，A错误；
B．电解精炼铜装置中粗铜作阳极，纯铜作阴极，B错误；
C．电镀池中镀层金属作阳极，待镀件作阴极，C正确；
D．通过电解熔融的方法冶炼金属镁，D错误；
故选C。
9. 某碱性电池的总反应式为。关于该电池的说法正确的是
A. 电池工作时，失去电子
B. 电池工作时，电子由Zn极通过外电路流向极，经KOH溶液流回Zn极
C. 电池正极为，发生氧化反应
D. 负极反应式为
【答案】D
【解析】
【分析】根据电池总反应式可知，电池工作时，负极材料是Zn，Zn发生氧化反应生成ZnO，电极反应式为，正极材料为MnO2，MnO2发生还原反应，电极反应式：，电子从负极沿导线流向正极。
【详解】A．电池工作时，负极材料是Zn，Zn失电子，故A错误；
B．电池工作时，电子由负极流向正极，电流由正极通过外电路流向负极，不能通过溶液，故B错误；
C．原电池工作时，正极材料为MnO2，MnO2发生还原反应，故C错误；
D．根据分析可知，负极材料是Zn，Zn发生氧化反应生成ZnO，电极反应式为，故D正确；
故答案选D。
10. 如图所示，用铂电极电解1L浓度均为0.1mol L-1盐酸、硫酸铜的混合溶液。下列说法正确的是
A. 电解开始时阴极有H2放出
B. 电解开始时阳极上发生反应Cu2++2e-=Cu
C. 当电路中通过电子的量超过0.1mol时，此时阴极放电的离子发生了变化
D. 整个电解过程中，SO不参与电极反应
【答案】D
【解析】
【详解】A．在阴极上放电的可能是Cu2+和H+，由于Cu2+的氧化性强于H+，所以在阴极上先放电的是Cu2+，即电解开始时阴极有铜析出，故A错误；
B．阳极发生氧化反应，阳极反应是溶液中的Cl-失去电子生成氯气，故B错误；
C．在阴极先放电的是Cu2+，Cu2+的物质的量是0.1mol，0.1molCu2+得到0.2mol电子，所以当电路中通过的电子的物质的量超过0.2 mol时，阴极放电的离子才会变为H+，故C错误；
D．由于硫酸根离子很难失去电子，所以在整个电解过程中，硫酸根离子都不参与电极反应，故D正确；
故答案选D。
11. 以惰性电极电解足量的CuSO4溶液。若阳极上产生气体的物质的量为0.0100 mol，则阴极上析出铜的质量为（ ）
A. 0.64 g B. 1.28 g C. 2.56 g D. 5.12 g
【答案】B
【解析】
【详解】惰性电极电解CuSO4溶液时，阳极产生的是氧气，则转移电子是0.04mol，因此根据电子得失守恒可知，析出铜是＝0.02mol，质量是0.02mol×64g/mol＝1.28g；
答案选B。
12. 近年来，许多城市都全面禁止燃放烟花爆竹，爆竹中用到的炸药——黑火药是中国古代的四大发明之一，其爆炸的热化学方程式为
已知：碳的摩尔燃烧焓
则x为
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】碳的摩尔燃烧焓，可写出热方程式：，根据盖斯定律，=，故选C。
13. 用于处理废水(酸性)中的有机物及脱除硝态氮的微生物电池具有发展前景，如图所示的电池说法正确的是
A. 电子由m极转移到n极
B. 可通过质子交换膜移向m极室
C. m电极反应为
D. 每生成1mol转移的物质的量为10mol
【答案】B
【解析】
【分析】由图可知，电极m为微生物电池的正极，酸性条件下硝酸根离子在正极得到电子发生还原反应生成氮气和水，电极反应式为2NO+10e-+12H+=N2↑+6H2O，电极n为负极，微生物作用下C6H12O6在负极失去电子发生氧化反应生成二氧化碳和水，电极反应式为C6H12O6+24e-+24 H+=6CO2↑+6H2O。
【详解】A．由分析可知，电极m为微生物电池的正极，电极n为负极，则电子由n极转移到m极，故A错误；
B．由分析可知，电极m为微生物电池的正极，电极n为负极，则氢离子通过质子交换膜移向m极室，故B正确；
C．由分析可知，电极m为微生物电池的正极，酸性条件下硝酸根离子在正极得到电子发生还原反应生成氮气和水，电极反应式为2NO+10e-+12H+=N2↑+6H2O，故C错误；
D．由化合价变化可知，生成1mol二氧化碳时，反应转移电子的物质的量为4mol，故D错误；
故选B。
14. 将图中所示实验装置的K闭合，下列判断正确的是（ ）
A. Zn极上发生还原反应
B. 电子沿Zn→a→b→Cu路径流动
C. 片刻后，乙池中c（Cu2+）减小，c（SO42﹣）基本不变，溶液不再保持电中性
D. 片刻后可观察到滤纸a点变红色
【答案】D
【解析】
【分析】从装置图中看，甲、乙构成原电池，滤纸构成电解池。Zn为负极，则a为阴极，b为阳极，Cu为正极。
【详解】A. Zn极为负极，Zn失电子，发生氧化反应，A不正确；
B. 电子沿Zn→a，b→Cu路径流动，在a、b间，通过离子在电解质溶液中的定向移动传导电流，电子不能从溶液中通过，B不正确；
C. 片刻后，乙池中c(Cu2+)减小，c(SO42﹣)基本不变，盐桥中的阳离子进入乙池溶液中，使溶液保持电中性，C不正确；
D. 在滤纸a点，发生反应2H2O+2e-=2OH-+H2↑，片刻后可观察到滤纸a点变红色，D正确。
故选D。
15. 图甲是CO2电催化还原为碳氢化合物(CxHy)的工作原理示意图，用某钾盐水溶液作电解液；图乙是用H2还原CO2制备甲醇的工作原理示意图，电池用硫酸作电解质溶液。下列说法中不正确的是
A. 甲中若CxHy为C2H4，则生成1molC2H4的同时生成3molO2
B. 甲中铜片作阴极，K＋向铂片电极移动
C. 乙中硫酸的作用是增强溶液的导电性
D. 乙中正极反应式为CO2＋6e－＋6H＋=CH3OH＋H2O
【答案】B
【解析】
【分析】甲中电源的电子流向铜电极，说明铜为阴极，铂片为阳极。
【详解】A．甲中若CxHy为C2H4，生成1molC2H4得到12mol电子，根据电子守恒得到生成3molO2，故A正确；
B．根据图中信息分析铜片上二氧化碳得到电子，则甲中铜片作阴极，根据“异性相吸”，则K＋向铜片电极移动，故B错误；
C．乙中正极反应式为CO2＋6e－＋6H＋=CH3OH＋H2O，负极反应式为3H2 6e－=6H＋，因此硫酸的作用是增强溶液的导电性，故C正确；
D．乙中正极发生还原反应，其电极反应式为CO2＋6e－＋6H＋=CH3OH＋H2O，故D正确。
综上所述，答案为B。
第Ⅱ卷非选择题(共55分)
二、非选择题
16. 某一化学反应 ，一定条件下反应过程中的能量变化如图所示。
请回答下列问题：
（1）Q_____0(填“>”“<”或“=”)。
（2）熵变_____0(填“>”“<”或“=”)。
（3）该反应_____自发进行；若改为其他不变，该反应_____自发进行。(填“能”、“不能”或“可能”)。
（4）反应物键能之和数值_____生成物键能之和(填“>”“<”或“=”)
（5）该反应_____氧化还原反应(填“是”“不是”或“可能是”)
【答案】（1）< （2）>
（3） ①. 能 ②. 可能
（4）< （5）可能是
【解析】
【分析】通过比较反应物总能量和生成物总能量的大小可以看出反应是吸热反应还是放热反应，图中反应物的总能量大于生成物的总能量，该反应是放热反应，，E1代表反应物断键吸收的总能量，E2代表形成生成物时成键释放的总能量。
【小问1详解】
根据反应过程的能量变化可以看出反应物的总能量大于生成物的总能量，该反应是放热反应，，所以Q<0.
【小问2详解】
根据方程式可以看出反应后气体总分子数大于反应前气体总分子数，是熵增加的反应，所以熵变大于0。
【小问3详解】
由于该反应，，所以，反应能自发进行；若改为其他不变，，当温度低时可以使，所以该反应可能自发进行。
【小问4详解】
由图可知，E1代表反应物断键吸收的总能量，E2代表形成生成物时成键释放的总能量，所以反应物键能之和数值小于生成物键能之和。
【小问5详解】
该反应没有给出具体元素种类，无法进行明确判断，可能是氧化还原反应。
17. 钢铁很容易生锈而被腐蚀，每年因腐蚀而损失的钢材占世界钢铁年产量的四分之一、
（1）如图1装置中，U形管内为红墨水，a、b试管内分别盛有氯化铵溶液(显酸性)和食盐水，各加入生铁块，放置一段时间均被腐蚀。
①红墨水柱两边液面变为左低右高，则_____(填“a”或“b”)试管内盛有食盐水。
②a试管中铁发生的是_____(填“析氢”或“吸氧”)腐蚀，电极反应式为_____，_____。
b试管中铁被腐蚀的总反应方程式为_____。
（2）如图2两个图都是金属防护的例子。
①为了降低某水库的铁闸门被腐蚀的速率，可以采用图2甲所示的方案，其中焊接在铁闸门上的固体材料R可以采用_____(填字母)
A．铜 B．钠 C．锌 D．石墨
②图2乙方案也可以降低铁闸门腐蚀的速率，其中铁闸门应该连接在直流电源的_____(填“正”或“负”)极。
③以上两种方法中，_____(填“甲”或“乙”)方法能使铁闸门保护得更好。
【答案】（1） ①. b ②. 析氢 ③. ④. ⑤.
（2） ①. C ②. 负 ③. 乙
【解析】
【小问1详解】
①红墨水柱两边的液面变为左低右高，则a发生析氢腐蚀，a中盛有氯化铵溶液，b发生吸氧腐蚀，b中盛有食盐水，故答案为b；
②a试管中铁发生的是析氢腐蚀，生铁中碳为正极，正极上发生还原反应，故发生的电极反应式为，；b试管中铁发生的是吸氧腐蚀，铁被腐蚀的总反应方程式为；
【小问2详解】
①为了降低某水库的铁闸门被腐蚀的速率，可以让金属铁做原电池的正极，其中焊接在铁闸门上的固体材料R可以是比金属铁的活泼性强的金属，钠能够与水反应，不能做电极材料，所以选锌，此方法叫做牺牲阳极的阴极保护法，故选C；
②电解池的阴极上的金属被保护，为降低铁闸门的腐蚀速率，其中铁闸门应该连接在直流电源的负极，故答案为负；
③因为电解池的保护比原电池保护更好，所以方法乙能使铁闸门保护得更好；故答案为乙。
18. 电解工作原理的实际应用非常广泛。
（1）电解精炼银时，阴极反应为_____。
（2）工业上为了处理含有的酸性工业废水，采用下面的处理方法：往工业废水中加入适量NaCl，以铁为电极进行电解，经过一段时间，有和沉淀生成，工业废水中铬元素的含量可低于排放标准。关于上述方法，下列说法错误的是_____(填字母)。
A. 阳极反应：
B. 阴极反应：
C. 在电解过程中工业废水由酸性变为碱性
D. 可以将铁电极改为石墨电极
（3）某同学设计了如图装置进行以下电化学实验。
①当开关K与a连接时，两极均有气泡产生。
②一段时间后，使开关K与a断开，与b连接时，虚线框内的装置可称为_____。请写出此时Fe电极上的电极反应_____。
（4）1L某溶液中含有的离子如下表：
离子
1 1 1
用惰性电极电解该溶液，当电路中有3mol通过时(忽略电解时溶液体积变化及电极产物可能存在的溶解现象)，则a=_____，阳极生成_____mol。
【答案】（1） （2）D
（3） ①. 原电池 ②.
（4） ①. 4 ②. 0.5
【解析】
【小问1详解】
电解精炼银时，阴极反应为，故答案为：；
【小问2详解】
A．Fe为电极进行电解时，阳极铁是活性电极，则电极本身发生失电子的氧化反应，即阳极反应为：Fe-2e-═Fe2+，故A正确；
B．阴极上酸性工业废水中的氢离子得电子发生还原反应，阴极反应为：2H++2e-═H2↑，故B正确；
C．阴极反应消耗H+，溶液中的氧化还原反应也消耗H+，导致溶液中氢离子浓度降低，则在电解过程中工业废水由酸性变为碱性，最终生成Cr(OH)3和Fe(OH)3沉淀，故C正确；
D．若用石墨做电极，则无法产生还原剂Fe2+，无法使还原为Cr3+变成沉淀除去，所以不能用石墨作电极，故D错误；
故答案为：D。
【小问3详解】
当开关K与a连接时，两极均有气泡产生，因此电解时，Fe电极只能是阴极，Fe电极上的电极反应为：2H++2e-=H2↑，石墨电极上的电极反应为2Cl--2e-=Cl2↑，一段时间后，使开关K与a断开、与b连接时，形成原电池，Fe为负极，电解质溶液为NaOH，因此负极反应式为，故答案为：原电池；；
【小问4详解】
由溶液的电荷守恒可知2c(Cu2+)+3c(Al3+)=c()+c(Cl-)，可求得c()=4moL/L，即a=4，Cl-的物质的量为1 mol，阳极产生0.5 mol Cl2，故答案为：4；0.5。
19 回答下列问题：
（1）新型固体燃料电池的电解质是固体氧化锆和氧化钇，高温下允许氧离子()在其间通过。
如下图所示，其中多孔电极不参与电极反应。写出该反应的负极电极反应式：_____，当有16g甲醇发生反应时，则理论上提供的电量为_____C(保留2位有效数字)(1个电子的电量为)。
（2）一氧化氮——空气质子交换膜燃料电池将化学能转化为电能的同时，实现了制硝酸、发电、环保三位一体的结合，其工作原理如上图所示，写出放电过程中负极的电极反应式：_____，若过程中产生2mol，则消耗标准状况下的体积为_____L。
（3）某电动汽车配载一种可充放电的锂离子电池，放电时电池总反应为。负极电极反应式：_____。
（4）以为燃料可以设计甲烷燃料电池，该电池以稀作电解质溶液，写出该电池正极电极反应式：_____，已知该电池的能量转换效率为86.4%，1mol甲烷燃烧释放的热量为890.3kJ，则该电池的比能量为_____(结果保留1位小数，比能量=，)
【答案】（1） ①. ②.
（2） ①. ②. 33.6
（3）
（4） ①. ②. 13.4
【解析】
【小问1详解】
原电池中负极发生氧化反应，由图知，燃料电池中的燃料为甲醇，在负极上反应失去电子转化为水和二氧化碳，由题知电解质中传递电流的离子为氧离子，因此可写出负极反应式为：；当有16g甲醇发生反应时，则理论上提供的电量为≈；
【小问2详解】
由原电池的工作原理图示可知，左端的铂电极为负极，其电极反应式为：；若过程中产生2mol时转移6mole-，而1mol参与反应转移4mole-，故需要1.5mol参与反应，标准状况下的体积为33.6L；
【小问3详解】
放电时，负极上LixC6失电子产生Li+，电极反应式为：；
【小问4详解】
甲烷燃料电池中，氧气在正极被还原，电解质为硫酸，正极反应式为：；该电池的能量转换效率为86.4%，1mol甲烷燃烧释放的热量为890.3kJ，1mol甲烷燃烧输出的电能约为，比能量=。
