人教版 高中化学 必修二 6.1.1 化学反应与能量变化
一、单选题
1．下列属于直接利用太阳辐射能的是（ ）
①光-热转换②光-电转换③光—化学能转换④光-生物质能转换
A．①②③ B．①③④ C．①②④ D．①②③④
2．下列反应中属于放热反应的个数是（ ）
①酸碱中和反应
②碳和水蒸气高温生成CO和H2的反应
③NH4Cl固体和Ba(OH)2·8H2O固体的反应
④铝热反应
⑤Na与水的反应
⑥铁在Cl2中燃烧
⑦Mg和CO2的反应
A．2 B．3 C．4 D．5
3．反应A+B→C(ΔH＜0)分两步进行：①A+B→X(ΔH>0)，②X→C(ΔH＜0)。下列示意图中，能正确表示总反应过程中能量变化的是
A． B．
C． D．
4．下列装置可以构成原电池的是 （ ）
A． B．
C． D．
5．2020年7月23日，我国天问一号火星探测器成功发射，两年来环绕器和火星车持续工作，传回大量火星探测数据，数据表明火星大气和南极极冠都含有大量CO2，科学家提出由CO2参加反应的新型全固态电池有望为火星探测器供电。该电池以金属钠为负极，多孔碳纳米管为正极，(NZSP)为无机固态电解质，下列说法正确的是（ ）
A．放电时，CO2发生氧化反应
B．放电时，Na+通过NZSP移向正极
C．放电时，电子经外电路流向正极，再通过NZSP流回负极
D．无机固态电解质NZSP也可用电解质水溶液替代
6．下列各反应热效应中，其中一项与其它不同的是（ ）
A B C D
A．A B．B C．C D．D
7．下列反应的能量变化情况符合下图的是（ ）
A．锌片与稀硫酸的反应 B．和的反应
C．钠与水的反应 D．氢气在空气中的燃烧反应
8．下列关于化学反应与能量变化的说法正确的是（ ）
A．需要加热才能发生的反应一定是吸热反应
B．水汽化需要吸收能量，所以水汽化属于吸热反应
C．对于吸热反应，生成物总能量一定低于反应物总能量
D．X(s)=Y(s)是放热反应，则Y比X稳定
9．下列各装置，能构成原电池的是（ ）
A． B．
C． D．
10．据报道，某公司研制了一种有甲醇和氧气，以及强碱作电解质的手机电池，电量可达到镍氢电池的10倍，有关此电池的叙述错误的是（ ）
A．溶液中的阳离子移向正极
B．负极反应式：CH3OH + 8OH- -6e- = CO32-+6H2O
C．电池在使用过程中，电解质溶液的c（OH-）不变
D．当外电路通过6 mol电子时，理论上消耗1.5 mol O2
11．下列说法正确的是 （ ）
A．物质发生化学变化都伴随着能量变化
B．任何反应中的能量变化都表现为热量变化
C．伴有能量变化的物质变化都是化学变化
D．即使没有物质的变化，也可能有能量的变化
12．钠熔融盐燃料电池拥有比锂电池高一倍的能量密度，在同等电池体积下，可让电动汽车行驶距离成倍提升。如图所示是某钠熔融盐燃料电池，其中生成物Y是一种氧化物。下列说法错误的是（ ）
A．电池工作时，石墨电极Ⅰ上电极反应式为NO2 e +NO3 =N2O5
B．电池工作时，NO3-向石墨电极Ⅰ移动
C．该电池充电时，石墨电极Ⅱ连接电源的负极
D．电池工作时，外电路中流过1 mol电子，则消耗46 g NO2
13．已知：。若断裂、需要吸收的能量分别为436kJ、945.6kJ，则断裂需要吸收的能量为（ ）
A．391kJ B．737kJ C．1173kJ D．1474kJ
14．氯胺是由氯气遇到氨气反应生成的一类化合物，是常用的饮用水二级消毒剂，主要包括一氯胺、二氯胺和三氯胺(NH2Cl、NHCl2和NCl3)。已知部分化学键的键能和化学反应的能量变化如表和图所示。下列说法中正确的是（ ）
化学键 N—H N—Cl H—Cl
键能(kJ/mol) 391.3 x 431.8
A．表中的x=191.2
B．反应过程中的△H2=1405.6kJ·mol-1
C．选用合适的催化剂，可降低反应过程中的H值
D．NH3(g)+2Cl2(g)=NHCl2(g)+2HCl(g)△H= -22.6kJ·mol-1
15．我国科学家研发了一种室温下“可呼吸”的Na-CO2二次电池。将NaClO4溶于有机溶剂作电解液，钠和负载碳纳米管的镍网分别作电极材料，电池的总反应为3CO2+4Na2Na2CO3+C。下列说法错误的是（ ）
A．放电时，ClO4-向负极移动
B．充电时释放CO2，放电时吸收CO2
C．放电时，正极反应式为3CO2+4e-=2CO32-+C
D．放电时，负极反应式为Na++e-=Na
二、多选题
16．利用新型催化剂在太阳光的作用下将进行分解，反应过程如图所示。下列有关说法正确的是（ ）
A．反应Ⅰ中形成了两种新的化学键
B．中间产物的电子式：
C．总反应中1mol氮气和3mol氢气的总键能大于2mol氨气的总键能
D．通过该催化反应，实现了太阳能向化学能的转化
17．2021年我国科学家实现了二氧化碳到淀粉的人工合成。有关物质的转化过程示意如下，下列说法错误的是（ ）
A．反应①中分解制备需从外界吸收能量
B．反应②中消耗44g ，转移电子数为
C．1mol 分子含极性共价单键8 mol
D．淀粉的过程中只涉及键的断裂和形成
18．一种水性电解液Zn-离子选择双隔膜电池如图所示(KOH溶液中，以存在)。电池放电时，下列叙述错误的是（ ）
A．Ⅲ区的通过隔膜向Ⅱ区迁移
B．Ⅱ区的通过隔膜向Ⅰ区迁移
C．电极反应：
D．电路中每通过1mol电子，理论上Zn电极的质量减少32.5g
19．一种双功能结构催化剂能同时活化水和甲醇，用以解决氢气的高效存储和安全运输。下图是甲醇脱氢转化的反应历程(表示过渡态)
下列说法正确的是（ ）
A．的脱氢反应是分步进行的
B．甲醇脱氢反应历程的最大能垒(活化能)是
C．甲醇脱氢反应中断裂了极性键和非极性键
D．该催化剂的研发为醇类重整产氢的工业应用提供了新思路
20．苯在催化剂作用下与卤素单质发生取代反应，其反应机理和能量变化如图所示，下列说法不正确的是（ ）
A．反应过程中的焓变：ΔH>0
B．图中a、b、c三种物质中，c物质最稳定
C．由图可知，形成过渡态2的反应是整个反应的决速步
D．b→c的方程式：→+H
三、实验探究题
21．某小组通过观察电流表的指针偏转探究电极上发生的氧化还原反应。
（1）连接装置(如图Ⅰ所示)，断开开关K时，将铁片和铜片同时插入稀硫酸中，Fe表面产生大量无色气泡，Cu表面无明显变化；闭合开关K，电流表指针向右偏转，Fe和Cu表面均产生大量无色气泡。
①欲验证铁电极发生氧化反应的产物，实验操作和现象是 。
②分别用化学用语表示Fe和Cu表面均产生无色气泡的原因： ； 。
（2）该小组同学将(1)中装置的稀硫酸换成浓硝酸，两极均产生大量红棕色气体。改进实验装置(如图II所示)，闭合开关K后，将铁电极快速插入浓硝酸中，观察到指针快速向右偏转，约2秒后指针缓缓向左偏转，并在一段时间内电流表示数几乎不变。
①铜与浓硝酸反应的离子方程式为 。
②闭合开关K后，将铁电极快速插入浓硝酸中，观察到指针快速向右偏转的原因是 (结合铜电极反应式说明)。
③电流表指针向左偏转后，示数几乎不变的原因之一是铁电极上氧化膜放电，但氧化膜的生成速率大于(或等于)氧化膜的消耗速率。请设计实验方案证明： 。
22．某化学兴趣小组为了探索Zn电极在原电池中的作用，设计并进行了以下一系列实验。
已知：Zn与Al的化学性质基本相似，。
回答下列问题：
（1）实验1：电极材料为Mg和Zn，电解质溶液为稀盐酸，该电池工作时，电流表指针偏向Zn。
①正极的电极反应式为 。
②每转移0.1 mol电子，此时负极材料减少的质量为 g。
（2）实验2：电极材料为Cu和Zn，电解质溶液为稀盐酸，该电池工作时，电流表指针偏向Cu。
由实验1和实验2可知，Mg、Zn、Cu三种金属活动性由强到弱的顺序为 。
（3）实验3：电极材料为石墨和Zn，电解质溶液为稀盐酸，该电池工作时，电流表指针偏向石墨。
①电池工作一段时间后，电解质溶液的pH将 (填“变大”、“变小”或“不变”)。
②石墨电极上发生 (填“氧化”或“还原”)反应。
（4）实验4：电极材料为Mg和Zn，电解质溶液为氢氧化钠溶液，该电池工作时，电流表指针偏向Mg。
①负极的电极反应式为 。
②外电路中电子的流动方向为 。
（5）根据实验1、实验2、实验3、实验4，可总结出影响Zn电极在原电池中得到或失去电子的因素为 。
四、综合题
23．如图为铜锌原电池的装置示意图，其中盐桥内装琼脂－饱和KCl溶液。请回答下列问题：
（1）Zn电极为电池的 (填“正极”或“负极”)。
（2）写出电极反应式：Zn电极： Cu电极： 。
（3）盐桥中向CuSO4溶液中迁移的离子是 。
（4）若保持原电池的总反应不变，下列替换不可行的是____________(填字母)。
A．用石墨替换Cu电极
B．用NaCl溶液替换ZnSO4溶液
C．用稀H2SO4代替CuSO4溶液
（5）请选择适当的材料和试剂，将反应2Fe3+ + 2I－= 2Fe2+ + I2设计成一个原电池，请填写表格：
设计思路
负极 负极材料
负极反应物
正极 正极材料
正极反应物
电子导体
离子导体
在方框内画出简单的装置示意图，并标明使用的材料和试剂 。
24．
（1）Ⅰ．如图为原电池装置示意图。
若A为Pb，B为PbO2，电解质为H2SO4溶液，工作时的总反应为Pb＋PbO2＋2H2SO4=2PbSO4＋2H2O，写出B电极反应式： 。该电池在工作时，A电极的质量将 (填“增加”“减小”或“不变”)，若该电池反应消耗了0.1 mol H2SO4，则转移电子的数目为 。
（2）若A、B均为铂片，电解质为KOH溶液，分别从A、B两极通入H2和O2，该电池即为氢氧燃料电池，写出A电极反应式： 。该电池在工作一段时间后，溶液的碱性将 (填“增强”“减弱”或“不变”)。
（3）Ⅱ．现用图装置来测定某原电池工作时在某段时间内通过导线的电子的物质的量。量筒的规格为1000 mL，供选择的电极材料有纯铜片和纯锌片。
b电极材料为 ，其电极反应式为 。
（4）当量筒中收集到560 mL(标准状况下)气体时，通过导线的电子的物质的量为 mol，此时a电极质量 (填“增加”或“减少”) g。
（5）如果将a、b两电极的电极材料对调，U形管中将出现的现象是 。
25．电能是现代社会应用最广泛的能源之一。某原电池装置如图所示。
（1）Cu电极为原电池的 极(填“正”或“负”)，电极反应式是 。
（2）Zn电极上发生的反应属于 (填“氧化”或“还原”) 反应，当有13克Zn溶解时，导线中通过的电子数目为 。
五、推断题
26．A、B、C、D、E为五种短周期主族元素，且原子序数依次增大，五种元素的原子序数之和为39，A、D同主族，A、C能形成两种液态化合物A2C和A2C2，E元素的周期序数与主族序数相等。
（1）A2C2的结构式为 。
（2）E元素在元素周期表中的位置为 。
（3）C、D、E三种元素的简单离子半径由小到大的顺序为 (填离子符号)。
（4）若要比较D和E的金属性强弱，下列实验方案不可行的是____(填标号)。
A．将D的单质置于E的盐溶液中，若D的单质不能置换出E的单质，说明D的金属性弱
B．将少量D、E的单质分别投入水中，若D反应而E不反应，说明D的金属性强
C．比较相同条件下D和E的最高价氧化物对应水化物的碱性，若D的最高价氧化物对应水化物的碱性强，说明D的金属性强
（5）用和组成以稀硫酸为电解质溶液的质子交换膜燃料电池，结构如图所示：
电极N是 (填“正极”或“负极”)，电极M上的电极反应式为 。
答案解析部分
1．【答案】D
【解析】【解答】①光—热转换是太阳能转化为内能的装置，属于光热转换，①符合；②光—电转换是太阳能转化为电能，太阳能汽车是太阳能转化为电能，属于光电转换，②符合；③光—化学能转换，绿色植物的生长是太阳能转化为化学能，属于光化转换，③符合；④光—生物质能转换，生物质能利用基于动、植物能的物质，形成是通过绿色植物的光合作用将太阳辐射的能量以一种生物质形式固定下来的能源，是人类最重要的间接利用太阳能方式，④符合；
故答案为：D。
【分析】考查的是能量的转换方式
2．【答案】D
【解析】【解答】①酸碱中和反应为放热反应；
②碳和水蒸气高温生成CO和H2的反应为吸热反应；
③NH4Cl晶体与Ba（OH）2 8H2O混合搅拌的反应为吸热反应；
④铝热反应为大量放热的反应；
⑤Na与水的反应为放热反应；
⑥铁在Cl2中燃烧的反应为放热反应；
⑦Mg和CO2的反应为放热反应；
故属于放热反应的个数是5个，故答案为：D。
【分析】高中阶段常见的吸热反应：大多数的分解反应、C、CO、H2还原金属氧化物、NH4Cl晶体与Ba（OH）2 8H2O的反应、大多数盐的水解反应、少数化合反应（碳与二氧化碳的反应）；
常见的放热反应：大多数的化合反应，酸碱中和的反应，活泼金属与水或酸的反应，燃烧反应，爆炸反应，铝热反应。以此答题。
3．【答案】A
【解析】【解答】①A+B→X(ΔH>0)反应吸热，A、B总能量小于X；
②X→C(ΔH＜0)反应放热，X的能量大于C；
A+B→C(ΔH＜0) 反应放热，A、B总能量大于C；
故答案为：A。
【分析】反应物的总能量大于生成物的总能量，反应放热，反之反应吸热。
4．【答案】B
【解析】【解答】A.蔗糖是非电解质，不能形成闭合回路，A不符合题意；
B.具有原电池构成的四个条件，可以形成原电池反应，B符合题意；
C.没有活动性不同的电极，不能构成原电池，C不符合题意；
D.没有形成闭合回路，不能构成原电池，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】构成原电池的条件是：活泼性不同的金属或导电的非金属、能反应的电解质溶液、形成闭合回路，据此解答即可。
5．【答案】B
【解析】【解答】A．放电时，CO2在正极得电子发生还原反应，故A不符合题意；
B．放电时，阳离子向正极移动，则Na+通过NZSP移向正极，故B符合题意；
C．电子只能沿导线迁移，不能穿过电解质，故C不符合题意；
D．钠与水剧烈反应，故不能选择水溶液电解质，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A、金属钠为负极，发生失电子的氧化反应；
B、在原电池中，阳离子移向正极；
C、放电时，电子由负极经导线流向正极；
D、金属钠能与水反应；
6．【答案】D
【解析】【解答】A项中钠与水反应为放热，B项中氢气与氯气的化合为放热反应，C项中盐酸与氢氧化钠的中和反应为放热反应，D项中氢氧化钡晶体和氯化铵的反应为吸热反应；
综上所述与其它不同的是D，
故答案为：D。
【分析】根据选项分别判断反应的能量变化，即可得出答案。
7．【答案】B
【解析】【解答】A. 锌片与稀硫酸是放热反应，A不符合题意 ；
B. NH4Cl和Ba(OH)2.8H2O是吸热反应，B符合题意 ；
C. 钠与水是放热反应，C不符合题意 ；
D.氢气在空气中燃烧是放热反应，D不符合题意 ；
故答案为：B。
【分析】A. 锌片与稀硫酸是放热反应；
B. NH4Cl和Ba(OH)2.8H2O是吸热反应；
C. 钠与水是放热反应；
D.燃烧是放热反应 ；
8．【答案】D
【解析】【解答】A．需要加热才能发生的反应不一定是吸热反应，比如碳燃烧需要加热，但该反应为放热反应，故A不符合题意；
B．水汽化需要吸收能量，所以水汽化属于吸热过程，不是吸热反应，故B不符合题意；
C．对于吸热反应，生成物总能量一定高于反应物总能量，故C不符合题意；
D．X(s)=Y(s)是放热反应，根据能量越低越稳定得到Y比X稳定，故D符合题意。
故答案为：D。
【分析】A.需要加热的反应可能为吸热反应也可能为放热反应；
B.吸热反应和放热反应争对的是化学反应；
C.吸热反应生成物的总能量高于反应物的总能量。
9．【答案】C
【解析】【解答】A、两个电极没用导线连接，无法形成闭合回路，因此无法形成原电池，A不符合题意；
B、酒精是非电解质，不存在电解质溶液，无法构成原电池，B不符合题意；
C、满足原电池的形成条件，可构成骨原电池，C符合题意；
D、酒精为非电解质，不存在电解质溶液，且无法形成闭合活路，因此无法构成原电池，D不符合题意；
故答案为：C
【分析】此题是对原电池装置的考查，要形成原电池必须满足以下条件：①存在活性不同的两个电极；②存在自发进行的氧化还原反应；③形成闭合回路；④存在电解质溶液。
10．【答案】C
【解析】【解答】A．原电池工作时，溶液中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，选项A不符合题意；
B．燃料电池中，负极是燃料失电子发生氧化反应，反应为CH3OH+8OH--6e-═CO32-+6H2O，选项B不符合题意；
C．电池总反应是2CH3OH+3O2+4OH-=2CO32-+6H2O，电池在使用过程中，电解质溶液中c（OH-）减小，选项C符合题意；
D.1 mol O2消耗可转移4 mol电子，外电路通过6 mol e-时，消耗1.5 mol O2，选项D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A.在电解液中，阳离子移向正极，阴离子移向负极；
B.负极失去电子，发生的是氧化反应；
C.根据总的反应式可知电池在使用过程中，电解质溶液中c（OH-）减小；
D.根据总反应方程式可以得出当外电路通过6 mol电子时，理论上消耗1.5 mol O2。
11．【答案】A
【解析】【解答】A．物质发生化学变化都伴随着能量变化，A符合题意；
B．并不是所有的能量变化都变现为热量的变化，还可以是光的变化，磁的变化等，B不符合题意；
C．有能量变化的不一定是化学变化，如物质在融化过程当中，虽然吸收能量，但是没有新的物质生成，不是化学变化，C不符合题意；
D．能量不能离开物质单独存在，所以没有物质的变化，就没有能量的变化，D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】A．化学反应根据热效应分为放热反应和吸热反应；
B．反应中的能量变化除了表现为热能还有光能和电能等；
C．物理过程也可以伴随能量变化；
D．物理过程也可以伴随能量变化。
12．【答案】C
【解析】【解答】A、生成物Y是氧化物且为NO2被氧化后生成，即为N2O5，电极反应式为2NO2 -2e-+O2-═N2O5或NO2 -e-+NO3-═N2O5，故A不符合题意；
B、电池工作时，石墨电极Ⅰ为负极，故NO3-向石墨电极Ⅰ移动，故B不符合题意；
C、石墨电极Ⅱ为原电池的正极，所以充电时应连接电源的正极，故C符合题意；
D、根据N原子守恒关系2NO2→N2O5 ～2e-可知，转移1mol电子，消耗1molNO2即46 g，故D不符合题意；
故答案为C。
【分析】考查原电池，把握图中物质的性质、电极判断、电极反应为解答的关键，由图可知，石墨Ⅱ上氧气得到电子、发生还原反应，则石墨Ⅱ为正极，石墨I上NO2失去电子、发生氧化反应，石墨I为负极，电极反应式为2NO2 -2e-+O2-═N2O5，内电路中阳离子移向正极、阴离子移向负极，特别注意充电时：原电池正极与外加电源正极相接、负极与外加电源负极相接。
13．【答案】A
【解析】【解答】断裂需要吸收的能量为x kJ，则根据=反应物的键能之和-生成物的键能之和可知，，解得x=391，即断裂需要吸收的能量为391 kJ，A项符合题意；
故答案为：A。
【分析】根据=反应物的键能之和-生成物的键能之和计算。
14．【答案】A
【解析】【解答】A．根据图中物质转化关系，化学反应方程式为 。题中Cl—Cl键键能未知，故用△H1绝对值代入代替反应物键能和，生成物键能和 。那么由焓变计算式(1)代入数据得， ，解之，得x=191.2。A项符合题意；
B．根据焓变计算式(2)，代入已知数据，可得 ，解之，得，△H2= -1405.6 kJ mol-1。这也符合实情，毕竟△H2表示成键放热，数值前应用负号表示。故B项不符题意；
C．催化剂通过改变反应进程而改变反应活化能，进而影响化学反应速率。但反应物总能量，生成物总能量没有改变，物质H值未发生变化，所以反应的△H也不变。C项不符题意；
D．△H1数值上与1mol NH3与1mol Cl2键能和同值，设Cl—Cl键键能为y kJ mol-1，则有 ，解之，得y=243。再根据D项方程式计算相应焓变值， 。所以，D项不符题意；
故答案为：A。
【分析】本题用到的焓变(△H)计算关系：(1) △H=反应物键能和 - 生成物键能和；(2) △H=△H1 + △H2。
△H1表示的是1mol NH3与1mol Cl2断键形成原子吸收的能量，数值上与1mol NH3与1mol Cl2键能和等值。△H2表示的是中间状态的原子成键形成1mol NH2Cl和1mol HCl放出的能量，数值上与1mol NH2Cl和1mol HCl键能和等值。
15．【答案】D
【解析】【解答】A、原电池工作时，阴离子向负极移动，则ClO向负极移动，故A正确；
B、由分析可知，充电时阳极反应式为：2CO+C-4e-=3CO2，释放CO2，放电时，正极反应式为：3CO2+4e-=2CO+C，吸收CO2，故B正确；
C、由分析可知，放电时负载碳纳米管的镍网为正极，电极反应式为： 3CO2+4e-=2CO+C，故C正确；
D、由分析可知，放电时，Na为负极，电极反应式为： Na-e-=Na+，故D错误；
故答案为：D。
【分析】根据总反应可知，放电时，Na为负极，电极反应式为： Na-e-=Na+， 负载碳纳米管的镍网为正极，电极反应式为： 3CO2+4e-=2CO+C；充电时，阴极电极反应式为Na++e-=Na，负载碳纳米管的镍网为阳极，电极反应式为2CO+C-4e-=3CO2。
16．【答案】A,D
【解析】【解答】A．根据图中信息得到反应Ⅰ中形成了氢氢键、氮氮键这两种新的化学键，故A符合题意；
B．中间产物的每个氮还有一对孤对电子，其电子式：，故B不符合题意；
C．氨气分解是吸热反应，而逆反应是放热反应即断键吸收的热量小于成键放出的热量，因此总反应中1mol氮气和3mol氢气的总键能小于2mol氨气的总键能，故C不符合题意；
D．根据题意，通过该催化反应，氨气变为氮气和氢气，化学能增加，因此实现了太阳能向化学能的转化，故D符合题意。
故答案为：AD。
【分析】A.反应Ⅰ为氨气生成H2和N2H2；
B.N2H2的电子式为；
C.合成氨的反应为放热反应；
D.反应过程将太阳能转化成化学能。
17．【答案】C,D
【解析】【解答】A． 分解水是一个吸热反应，则反应①中分解制备需从外界吸收能量，故A不符合题意；
B． 反应②中转化为甲醇，C元素的化合价从+4降低为-2，44g为1mol，则消耗44g ，转移电子数为，故B不符合题意；
C.1mol 分子含有2molO-H键，2molC-O键，2molC-C键，4molC-H键，则共含极性共价单键10 mol，故C符合题意；
D． 由图可知，淀粉的过程中涉及键的断裂和C-O键断裂，故D符合题意；
故答案为：CD。
【分析】A.断裂化学键吸收热量；
B.转化为甲醇，C元素从+4价降低到-2价。
18．【答案】B,C
【解析】【解答】A．放电时，阳离子由负极向正极移动，Zn是负极，所以Ⅲ区的通过隔膜向Ⅱ区迁移，故A不符合题意；
B．放电时，阴离子由正极向负极移动，MnO2是正极，所以Ⅰ区的通过隔膜向Ⅱ区迁移，故B符合题意；
C．是正极，正极得电子发生还原反应，电极反应为，故C符合题意；
D．负极反应为，电路中每通过1mol电子，理论上消耗0.5molZn，Zn电极的质量减少32.5g，故D不符合题意；
故答案为：BC。
【分析】该原电池中，Zn为负极，发生氧化反应，电极反应式为 ，MnO2电极为正极，电极反应式为。
19．【答案】A,D
【解析】【解答】A．读图知，的脱氢反应是分步进行的，故A符合题意；
B．能垒是发生某步反应需要克服的能量，1.30-0.94=0.36、2.15-1.60=0.55，2.53-2.28=0.25、2.69-2.02=0.67、3.11-2.16=0.95，最大能垒(活化能)是0.95eV，故B不符合题意；
C．该历程为，没有非极性键断裂，故C不符合题意；
D．该催化剂的成功研发，对工业上的醇类重整产氢有重要的启示，对促进我国制氢工业的节能减排和氢能升级提供了新思路，故D符合题意。
故答案为：AD。
【分析】A.由图可知，的脱氢反应是分步进行的；
B.甲醇脱氢反应历程的最大能垒为0.95eV；
C.甲醇脱氢反应的方程式为。
20．【答案】A,D
【解析】【解答】A．据图可知反应物的总能量高于生成物，所以为放热反应，ΔH＜0，A符合题意；
B．据图可知a、b、c三种物质中，c的能量最低，最稳定，B不符合题意；
C．由图可知，形成过渡态2的过程中，活化能最大，为慢反应，决定整个反应的反应速率，C不符合题意；
D．选项所给方程式电荷不守恒，符合题意方程式为→+H+，D符合题意；
故答案为：AD。
【分析】A.直接看图，反应物的总质量高于生成物的总质量，多出的能量将释放到环境中；
B.物质的能量越低，物质越稳定；
C.活化能高，反应速率慢，非基元反应的速度由最慢的一步决定；
D.直接观察图可以写出方程式。
21．【答案】（1）取铁电极附近溶液少许于试管中，加入铁氰化钾溶液，产出蓝色沉淀；Fe+2H+=Fe2++H2↑；2H++2e-= H2↑
（2）Cu+4H++2NO= Cu2++2NO2↑+2H2O；形成原电池，Fe比Cu相对活泼失电子做负极，铜片作正极，发生还原反应，电极反应式为Cu2++2e-= Cu(或NO+2H++e-= NO2↑+H2O)；电流表示数基本不变后，每隔一段时间测定左池溶液中的铁含量，铁含量显著增多，证明氧化膜参与了反应
【解析】【解答】(1)①铁电极发生氧化反应会生成Fe2+，检验亚铁离子需要用铁氰化钾溶液，实验操作和现象是：取铁电极附近溶液少许于试管中，加入铁氰化钾溶液，产出蓝色沉淀；
②Fe表面产生无色气泡的原因是铁单质与稀硫酸发生化学反应生成硫酸亚铁和氢气，反应离子方程式为：Fe+2H+=Fe2++H2↑，Fe和Cu和稀硫酸形成原电池，Cu做正极，氢离子移至Cu表面得电子生成氢气，则Cu表面产生无色气泡的原因：2H++2e-= H2↑；
(2)①铜与浓硝酸反应生成硝酸铜和二氧化氮和水，反应的离子方程式为Cu+4H++2NO= Cu2++2NO2↑+2H2O；
②闭合开关K后，将铁电极快速插入浓硝酸中，形成原电池，铁做负极、铜做正极，电流从左流向右，则观察到指针快速向右偏转的原因是：形成原电池，Fe比Cu相对活泼失电子做负极，铜片作正极，发生还原反应，电极反应式为Cu2++2e-= Cu(或NO+2H++e-= NO2↑+H2O)；
③电流表指针向左偏转后，示数几乎不变的原因之一是铁电极上氧化膜放电，但氧化膜的生成速率大于(或等于)氧化膜的消耗速率。设计实验方案证明：电流表示数基本不变后，每隔一段时间测定左池溶液中的铁含量，铁含量显著增多，证明氧化膜参与了反应。
【分析】(1)①检验亚铁离子需要用铁氰化钾溶液；
②铁单质与稀硫酸发生化学反应生成硫酸亚铁和氢气；Fe和Cu和稀硫酸形成原电池；
(2)①铜与浓硝酸反应生成硝酸铜和二氧化氮和水；
②铁电极快速插入浓硝酸中，形成原电池；
③电流表示数基本不变后，每隔一段时间测定左池溶液中的铁含量，铁含量显著增多，证明氧化膜参与了反应。
22．【答案】（1）；1.2
（2）Mg＞Zn＞Cu
（3）变大；还原
（4）；Zn→导线→Mg
（5）另一电极的活动性及电解质溶液的化学性质(或其他合理答案)
【解析】【解答】（1）①由分析可知，该电池的总反应式为Mg＋2H＋=Mg2＋＋H2↑，其中正极发生得电子的还原反应，故正极的电极反应式为2H＋＋2e－=H2↑。
②负极的电极反应式为Mg－2e－=Mg2＋，因此每转移0.1mol电子，则参与反应n(Mg)=0.05mol，其质量m(Mg)=n×M=0.05mol×24g·mol－1=1.2g。
（2）由分析可知，该电池中Zn为负极，Cu为正极，因此活动性Zn>Cu。而Mg、Zn和稀盐酸构成原电池中，Mg做负极，因此金属活动性Mg>Zn。综上，三种金属的活动性Mg>Zn>Cu。
（3）①电池的总反应式为Zn＋2H＋=Zn2＋＋H2↑，反应过程中，电解质溶液中c(H＋)减小，因此溶液的pH变大。
②电流表指针偏向石墨，说明石墨为正极，发生得电子的还原反应。
（4）①由分析可知，该电池的总反应式为Zn＋2NaOH=Na2ZnO2＋H2↑，Zn为电池的负极，发生失电子的氧化反应生成ZnO22－，其电极反应式为：Zn－2e－＋4OH－=ZnO22－＋2H2O。
②在原电池中，电子由负极经导线流向正极，因此外电路中电子的流动方向为：Zn→导线→Mg。
（5）由上述实验过程中，相同的电解质溶液中，若电极金属活动性越强，则为负极；相同电极材料中，电解质溶液不同，则电极属性也不同。因此影响Zn电极在原电池中失去电子的因素为另一电极的活动性及电解质溶液的化学性质。
【分析】（1）Mg和Zn，电解质溶液为稀盐酸，构成的原电池中，电流表指针偏向Zn，因此Mg做负极，Zn做正极，发生的总反应为：Mg＋2H＋=Mg2＋＋H2↑。
（2）Cu、Zn和稀盐酸构成的原电池中，Cu与稀盐酸不反应，电池的总反应为Zn＋2H＋=Zn2＋＋H2↑。据此判断三种金属的活动性。
（3）石墨、Zn和稀盐酸构成的原电池中，电流表指针偏向石墨，因此石墨为正极，其电池总反应式为Zn＋2H＋=Zn2＋＋H2↑。
（4）Mg、Zn和NaOH溶液构成的原电池中，电流表指针偏向Mg，则Mg为正极、Zn为负极，其电池总反应式为Zn＋2NaOH=Na2ZnO2＋H2↑。
（5）电极材料不同、电解质溶液不同，都会影响金属得失电子的能力强弱。
23．【答案】（1）负极
（2）Zn-2e-=Zn2+；Cu2++2e-=Cu
（3）K+
（4）C
（5）石墨；KI溶液；石墨；FeCl3溶液；导线；盐桥；
【解析】【解答】(1) 该装置是原电池，Zn易失去电子做负极，故答案为：负极；(2) Zn做负极，负极反应式为：Zn-2e-=Zn2+，Cu做正极，正极反应式为Cu2++2e-=Cu，故答案为：Zn-2e-=Zn2+，Cu2++2e-=Cu；(3)原电池工作时，阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，盐桥中向CuSO4中迁移的离子应是阳离子，应是K+，故答案为K+；(4)A．若将Cu换成石墨，锌仍然为负极，石墨为正极，电极反应式为Zn+Cu2+=Zn2++Cu，电池反应不变，故A可行；
B．用NaCl溶液替换ZnSO4溶液，NaCl是电解质溶液，还是Zn失去电子，电极反应式仍然为Zn+Cu2+=Zn2++Cu，电池反应不变，故B可行；
C．若将CuSO4溶液换成稀H2SO4，电池反应变成Zn+2H+=Zn2++H2↑，电池反应发生变化，故C不可行；
故答案为：C。(5)在2Fe3+ + 2I－= 2Fe2+ + I2中，反应式中碘元素由-1价升成0价，失去电子，发生氧化反应，负极反应物为KI溶液，铁元素由+3价降低为+2价，得到电子，发生还原反应，可以选正极反应物为FeCl3溶液，正负极用石墨作电极材料，连接导线，用盐桥形成闭合回路，组成原电池，故答案为：石墨，KI溶液；石墨，FeCl3溶液；导线，盐桥， 。
【分析】（1）根据原电池设计的原理，锌活动性强于铜，锌做负极，失去电子发生氧化反应，而铜做正极，铜离子得到电子发生还原反应
（2）根据原电池设计的原理，锌活动性强于铜，锌做负极，失去电子发生氧化反应，而铜做正极，铜离子得到电子发生还原反应
（3）锌做负极，失去电子发生氧化反应，而铜做正极，铜离子得到电子发生还原反应，阴离子向负极移动，阳离子向正极移动
（4）考查的是原电池的设计，无非就是电解质溶液和电极材料，右边电极材料可以换为石墨或惰性电极，左边电解质溶液可以换成不与锌反应的即可
（5）根据原电池的设计规则：负极发生氧化反应，失去电子，而正极得电子发生还原反应，根据给出的总反应 2Fe3+ + 2I－= 2Fe2+ + I2 负极是碘离子放电，正极是铁离子放电，所以电极材料是惰性电极或者石墨电极，所以需要用到盐桥
24．【答案】（1）PbO2＋SO42-＋4H＋＋2e－=PbSO4＋2H2O；增加；0.1NA
（2）H2＋2OH－－2e－=2H2O；减弱
（3）铜；2H＋＋2e－=H2↑
（4）0.05；减少；1.625
（5）左端液面下降，右端液面上升
【解析】【解答】(1)若A为Pb，B为PbO2，则A电极为负极，B电极为正极，在B电极，PbO2得电子生成的产物与电解质作用生成PbSO4和H2O，电极反应式为PbO2＋SO42-＋4H＋＋2e－=PbSO4＋2H2O。该电池在工作时，A电极由Pb转化为PbSO4，则A电极的质量将增大；由电极总反应可得出Pb——2H2SO4——2e-，可计算出反应消耗0.1 mol H2SO4时转移电子的数目为0.1NA。答案为：PbO2＋SO42-＋4H＋＋2e－=PbSO4＋2H2O；增大；0.1NA；(2) A电极通H2，为负极，H2失电子生成的产物与OH-反应最终生成水，A电极反应式为H2＋2OH－－2e－=2H2O。该电池的总反应为2H2+O2==2H2O，工作一段时间后，KOH的物质的量不变，但水的量增多，溶液体积增大，所以溶液的碱性将减弱。答案为：H2＋2OH－－2e－=2H2O；减弱；(3)从图中可以看出，b电极生成H2，则b电极为正极，b电极材料为铜，H+得电子生成H2，其电极反应式为2H＋＋2e－=H2↑。答案为：铜；2H＋＋2e－=H2↑；(4)量筒中收集到560 mL(标准状况下)气体时，n(H2)= =0.025mol，a电极、电子、气体的关系式为Zn——2e-——H2，由此可计算出电子的物质的量为0.025mol×2=0.05mol，Zn电极溶解，质量减少，减少的质量为0.025mol×65g/mol=1.625g。答案为：0.05；减少；1.625；(5)如果将a、b两电极的电极材料对调，则a电极为正极，生成的H2因不能逸出，而使左端液面下降，右端液面上升。答案为：左端液面下降，右端液面上升。
【分析】(1)若A为Pb，B为PbO2，则A电极为负极，B电极为正极，在B电极，PbO2得电子生成的产物与电解质作用生成PbSO4和H2O。该电池在工作时，A电极由Pb转化为PbSO4，由电极总反应可得出Pb——2H2SO4——2e-，由此可计算出反应消耗0.1 mol H2SO4时转移电子的数目。(2) A电极通H2，为负极，H2失电子生成的产物与OH-反应最终生成水。该电池的总反应为2H2+O2==2H2O，工作一段时间后，碱的物质的量不变，但水的量增多。(3)从图中可以看出，b电极生成H2，则b电极为正极，H+得电子生成H2。(4)a电极、电子、气体的关系式为Zn——2e-——H2，由此可计算出电子的物质的量和电极的质量变化。(5)如果将a、b两电极的电极材料对调，则a电极为正极，生成的H2因不能逸出，而使左端液面下降。
25．【答案】（1）正；2H++2e-=H2↑
（2）氧化；0.4NA
【解析】【解答】(1)金属性锌强于铜，则Cu电极为原电池的正极，溶液中氢离子放电，电极反应式是2H++2e-=H2↑。
(2)Zn电极是负极，负极上发生的反应属于氧化反应，当有13克Zn溶解时，锌的物质的量是13g÷65g/mol＝0.2mol，根据Zn－2e－＝Zn2＋可知导线中通过的电子数目为0.4NA。
【分析】稀硫酸做电解质时，锌的活动性强于铜，因此锌做负极，发生的是氧化反应，失去带脑子变为锌离子，铜做正极，氢离子得到电子变为氢气，根据化学方程式即可计算转移的电子数
26．【答案】（1）
（2）第三周期Ⅲ族
（3）Al3+＜Na+＜O2-
（4）A
（5）正极；
【解析】【解答】 A、B、C、D、E为五种短周期主族元素 ，所以即为18号元素之前，而且为主族元素， A、C能形成两种液态化合物A2C和A2C2 ，又根据原子序数依次增大，所以A为氢元素，C为氧元素，则B为C或者N，又根据E的 周期序数与主族序数相等 ，推出只有Al符合要求，所以E为Al， 根据五种元素的原子序数之和为39 ，则B为碳元素， A、D同主族 D为钠。综上ABCDE分别对应氢、碳、氧、钠、铝
(1)、A2C2的结构式为H-O-O-H；
(2)、E元素为Al，在元素周期表中的位置为、第三周期Ⅲ族；
(3)、C、D、E三种元素的简单离子分别为O2-、Na+、Al3+、三种离子的电子层数相同，核内质子数越大，原子半径越小，所以由小到大的顺序为Al3+＜Na+＜O2-；
(4)、若要比较D和E的金属性强弱，将D的单质置于E的盐溶液中，若D的单质不能置换出E的单质，说明D的金属性弱 ，因为Na比较活泼，会先和水反应，所以无法置换，但是D的金属性比E强，所以A方案不可行；
(5)、 甲烷和氧气组成的燃料电池，甲烷为负极，氧气为正极，根据图中电子的移动方向，电子由负极走向正极，所以N为正极，M为负极，电解质溶液为酸性，所以电极反应式为 。
【分析】
(1)、A2C2为过氧化氢，其结构式为H-O-O-H；
(2)、Al，在元素周期表中的位置为、第三周期Ⅲ族；
(3)、电子层结构相同的离子，质子数越大，半径越小；
(4)、一般金属可以通过是否能将其从盐溶液置换出来，判断金属活动性，但是对于比较活泼的金属，会先于水反应，无法置换；
(5)、书写电极反应式要看电池电解质溶液的酸碱性。
精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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