第一章 化学反应与能量变化
（满分：100 分 时间：75 分）
一、选择题(本题共 14 小题，每小题 3 分，共 42 分。每小题只有一个选项符合题意)
1．室温下，将 1 mol 的 CuSO4·5H2O(s)溶于水会使溶液温度降低，热效应为 ΔH1，将 1 mol 的 CuSO4(s)溶于
水会使溶液温度升高，热效应为 ΔH2，CuSO4·5H2O 受热分解的化学方程式为 CuSO4·5H2O(s)===CuSO4(s)＋
5H2O(l)，热效应为 ΔH3，则下列判断正确的是( )
A．ΔH2＞ΔH3 B．ΔH1＜ΔH3
C．ΔH1＋ΔH3＝ΔH2 D．ΔH1＋ΔH2＞ΔH3
2．最新报道：科学家首次用 X 射线激光技术观察到 CO 与 O 在催化剂表面形成化学键的过程。反应过程的
示意图如下：
下列说法正确的是( )
A．CO 和 O 生成 CO2是吸热反应
B．在该过程中，CO 断键形成 C 和 O
C．CO 和 O 生成了具有极性共价键的 CO2
D．状态Ⅰ→状态Ⅲ表示 CO 与 O2反应的过程
3．工业上，冶炼铁的有关热化学方程式如下：
①C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1＝a kJ·mol－1
②CO －12(g)＋C(s)===2CO(g) ΔH2＝b kJ·mol
③Fe2O3(s)＋3CO(g)===2Fe(s)＋3CO (g) ΔH ＝c kJ·mol－12 3
④2Fe2O3(s)＋3C(s)===4Fe(s)＋3CO2(g) ΔH4＝d kJ·mol－1
(上述热化学方程式中，a、b、c、d 均不等于 0)下列说法正确的是( )
A．b
B．C(s)＋ O2(g)===CO(g) ΔH＝ kJ·mol－12 2
C．d＝3c＋2b
1
D．CO(g)＋ O2(g)===CO2(g) ΔH4．包覆纳米硅复合材料(GS-Si)的可充电石墨烯电池工作原理如图所示。放电时，GS-Si 包覆石墨烯电极上
的物质变化为 C6Li→C6Li1－x；多元含锂过渡金属氧化物电极上的物质变化为 Li1－xMO2→LiMO2，下列说法
错误的是( )
A．放电时，胶状聚合物电解质和固体电解质的作用均为传导离子，构成闭合回路
B．若放电前两个电极质量相等，转移 0.1 mol 电子后两个电极质量相差 0.7 g
C．充电时，与正极连接的电极反应为
LiMO2－xe－===Li ＋l－xMO2＋xLi
D．为保护电池，GS-Si 包覆石墨烯的电极反应不能进行至 C6Li－e－===C ＋Li＋6
5. 太阳能路灯蓄电池是磷酸铁锂电池，其工作原理如图。M 电极材料是金属锂和碳的复合材料(碳作为金属
锂的载体)，电解质为一种能传导 Li＋的高分子材料，隔膜只允许 Li＋通过，电池反应式为 LixC6＋Li1－xFePO4
LiFePO4＋C6。下列说法正确的是( )
A．放电时 Li＋从左边移向右边，PO 3－4 从右边移向左边
B．放电时，正极反应式为 Li FePO ＋xLi＋1－x 4 ＋xe－===LiFePO4
C．充电时 M 极连接电源的负极，电极反应式为 C ＋xe－6 ===Cx－6
D．充电时电路中通过 2.0 mol 电子，产生 28 g Li
6. 某兴趣小组设计如下微型实验装置。实验时，先断开 K2，闭合 K1，两极均有气泡产生；一段时间后，断
开 K1，闭合 K2，发现电流表指针偏转，下列有关描述正确的是( )
电解
A．断开 K2，闭合 K1时，总反应的离子方程式为 2H＋＋2Cl－ === == Cl2↑＋H2↑
B．断开 K2，闭合 K1时，石墨电极附近溶液变红
C．断开 K1，闭合 K2时，铜电极上的电极反应为 Cl2＋2e－===2Cl－
D．断开 K1，闭合 K2时，石墨电极作正极
7．氢卤酸的能量关系如图所示，下列说法正确的是( )
A．已知 HF 气体溶于水放热，则 HF 的 ΔH1<0
B．相同条件下，HCl 的 ΔH2比 HBr 的小
C．相同条件下，HCl 的 ΔH3＋ΔH4比 HI 的大
D．一定条件下，气态原子生成 1 mol HX(g)放出 a kJ 能量，则该条件下 ΔH2＝a kJ mol－1
8．CO2 的转化对解决环境、能源问题意义重大，利用 Al-CO2 电池，能有效地将 CO2 转化成化工原料草酸
铝 Al2(C2O4)3，总反应为 2Al＋6CO2===Al2(C2O4)3，下列说法正确的是( )
A．电流方向：多孔碳电极→含 AlCl3的离子的液体→铝电极
B．电池的正极反应式：2CO ＋2e－2 ===C 2－2O4
C．正极反应过程中，O2起氧化剂作用
D．电池中转移 0.1 mol 电子，消耗标准状况下 CO2为 6.72 L
9．已知 3.6 g 碳在 6.4 g 氧气中燃烧，至反应物耗尽，测得放出热量 a kJ。又知 12.0 g 碳完全燃烧，放出热
1
量为 b kJ。则热化学方程式 C(s)＋ O2(g)===CO(g) ΔH＝Q 中 Q 等于( )2
A．－(5a－0.5b) kJ mol－1
B．－(a－b) kJ mol－1
C．－(a＋b) kJ mol－1
D．－(10a－b) kJ mol－1
10．500 mL KCl 和 Cu(NO3)2 的混合溶液中 c(Cu2＋)＝0.2 mol L－1，用石墨作电极电解此溶液，通电一段时
间后，两电极均收集到 5.6 L(标准状况下)气体，假设电解后溶液的体积仍为 500 mL，下列说法正确的是( )
A．原混合溶液中 c(Cl－)＝0.3 mol L－1
B．上述电解过程中共转移 0.5 mol 电子
C．电解得到的无色气体与有色气体的体积比为 3：7
D．电解后溶液中 c(OH－)＝0.2 mol L－1
11．常温下，NCl3是一种黄色黏稠状液体，是制备新型水消毒剂 ClO2的原料，可以采用如图所示装置制备
NCl3。下列说法正确的是( )
A．每生成 1 mol NCl3，理论上有 4 mol H＋经质子交换膜由右侧向左侧迁移
B．可用湿润的淀粉-KI 试纸检验气体 M
C．石墨极的电极反应式为 NH＋4 ＋3Cl－－6e－===NCl3＋4H＋
D．电解过程中，质子交换膜右侧溶液的 c(H＋)会增大
12．工业上电解 NaHSO4溶液制备 Na2S2O8。电解时，阴极材料为 Pb；阳极(铂电极)电极反应式为 2HSO－4
－2e－===S O2－8 ＋2H＋2 。下列说法正确的是( )
A．阴极电极反应式为 Pb＋HSO－4 －2e－===PbSO4＋H＋
B．阳极反应中 S 的化合价升高
C．S O 2－2 8 中既存在非极性键又存在极性键
D．可以用铜电极作阳极
13. 如图所示装置中，a、b 都是惰性电极，通电一段时间后，b 极附近溶液呈红色。下列说法中正确的是( )
A．X 是正极，Y 是负极
B．X 是负极，Y 是正极
C．硫酸铜溶液的 pH 逐渐增大
D．硫酸铜溶液的 pH 不变
14．500 mL KNO3和 Cu(NO3)2的混合溶液中 c(NO－3 )＝6.0 mol·L－1，用石墨作电极电解此溶液，当通电一段
时间后，两极均收集到 22.4 L 气体(标准状况下)，假定电解后溶液体积仍为 500 mL，下列说法正确的是( )
A．原混合溶液中 c(K＋)为 1 mol·L－1
B．上述电解过程中共转移 4 mol 电子
C．电解得到的 Cu 的物质的量为 0.5 mol
D．电解后溶液中 c(H＋)为 2 mol·L－1
二、非选择题(本题共 4 小题，共 58 分)
15．(15 分)某学生通过测定反应过程中所放出的热量来计算中和反应的反应热，将 100 mL 0.5 mol·L－1的盐
酸与 100 mL 0.55 mol·L－1的 NaOH 溶液在如图所示的装置中进行中和反应(在稀溶液中，可以近似地认为酸、
碱的密度、比热容与水的相等)。回答下列问题：
(1)从实验装置上看，图中缺少的一种玻璃仪器是____________，其作用是___________________。
(2)简易量热计如果不盖杯盖，生成 1 mol H2O(l)时所测得中和反应的反应热(ΔH)将________(填“偏大”“偏小”
或“不变”)，判断的理由是___________________________。
(3)实验中改用 80 mL 0.50 mol·L－1 的盐酸和 80 mL 0.55 mol·L－1 的 NaOH 溶液进行反应，与上述实验相比，
二者所放出的热量________(填“相等”或“不相等”)。
(4)若用等体积等物质的量浓度的 CH3COOH 进行上述实验，生成 1 mol H2O(l)时，所测得的中和反应的反应
热的绝对值(|ΔH|)将________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)，判断的理由是
________________________________________________________________________。
(5)下列说法正确的是________(填字母)。
a．向内筒中加入稀碱时，应当缓慢而匀速地加入
b．将用量筒量取好的稀盐酸加入内筒后，应当快速用水冲洗量筒内壁剩余的稀盐酸至内筒中，以免造成测
量误差
c．用量筒量取稀酸或碱时，眼睛必须与液体凹面最低处相平
d．内筒洗净后，未及时烘干，直接用该内筒进行实验，对生成 1 mol H2O(l)时所测得的中和反应的反应热(ΔH)
无影响
16．(14 分)科学家制造出一种使用固体电解质的燃料电池，其效率更高，可用于航天航空。如图 1 所示装
置中，以稀土金属材料作惰性电极，在电极上分别通入甲烷和空气，其中固体电解质是掺杂了 Y2O3的 ZrO2
固体，它在高温下能传导 O2－(O2＋4e－===2O2－)。
(1)c 电极的名称为__________，d 电极上的电极反应式为___________________________。
(2)如图 2 所示用惰性电极电解 100 mL 0.5 mol·L－1 硫酸铜溶液，a 电极上的电极反应式为______________，
若 a 电极产生 56 mL(标准状况)气体，则所得溶液的 pH＝________(不考虑溶液体积变化)，若要使电解质溶
液恢复到电解前的状态，可加入________(填字母)。
a．CuO b．Cu(OH)2
c．CuCO3 d．Cu2(OH)2CO3
17．(14 分)(1)将 0.3 mol 的气态高能燃料乙硼烷(B2H6)在氧气中燃烧，生成固态三氧化二硼和液态水，放出
649.5 kJ 热量，该反应的热化学方程式为 。已知：H2O(g)===H2O(l) ΔH＝－44.0
kJ mol－1，则 11.2 L(标准状况)乙硼烷完全燃烧生成气态水时放出的热量是 kJ。
(2)已知：2NO2(g)===N2O4(g) ΔH1<0
2NO2(g)===N2O4(l) ΔH2<0
下列能量变化示意图中，正确的是 (填字母)。
(3)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焓变进行推算。
已知：C(石墨，s)＋O2(g)===CO2(g)
ΔH1＝－393.5 kJ mol－1
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)
ΔH2＝－571.6 kJ mol－1
2C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(l)
ΔH3＝－2 599 kJ mol－1
根据盖斯定律，计算 298 K 时由 C(石墨，s)和 H2(g)生成 1 mol C2H2(g)反应的焓变：
(列出简单的计算式)。
(4)甲醇是一种新型的汽车动力燃料，工业上可通过 CO 和 H2化合来制备甲醇气体(结构简式为 CH3OH)。部
分化学键的键能数据如下表：
化学键 C－C C－H H－H C－O C≡O H－O
键能/(kJ mol－1) 348 414 436 358 1 072 463
已知 CO 中的 C 与 O 之间为三键连接，则工业制备甲醇的热化学方程式为 。
18．(15 分)研究电化学原理与应用有非常重要的意义。
(1)与普通(酸性)锌锰电池相比较，碱性锌锰电池的优点是 (回答一条即可)。
(2)铅蓄电池是最常见的二次电池
放电
Pb＋PbO 2＋2H2SO4 2PbSO4＋2H充 电 2
O。
①充电时阴极反应为 。
②用铅蓄电池为电源进行电解饱和食盐水实验(阳极为石墨棒，阴极为铁，食盐水 500 mL，温度为常温)，
当电路中有 0.05 mol 电子转移时，食盐水中 c(OH－)为 (假设溶液体积不变，产物无损耗)。
(3)二氧化硫-空气质子交换膜燃料电池实现了制硫酸、发电、环保三位一体的结合，原理如图所示。Pt(Ⅱ)上
的电极反应式为 。
(4)高铁酸钠(Na2FeO4)易溶于水，是一种新型多功能水处理剂，可以用电解法制取，离子反应为 Fe＋2H2O＋
通电
2OH－ === == FeO2－4 ＋3H2↑，工作原理如图所示。
装置通电后，铁电极附近生成紫红色的 FeO2－4 ，镍电极有气泡产生。电解一段时间后，c(OH－)降低的区域在
(填“阴极室”或“阳极室”)；铁电极发生的反应为 。第一章 化学反应与能量变化
（满分：100 分 时间：75 分）
一、选择题(本题共 14 小题，每小题 3 分，共 42 分。每小题只有一个选项符合题意)
1．室温下，将 1 mol 的 CuSO4·5H2O(s)溶于水会使溶液温度降低，热效应为 ΔH1，将 1 mol 的 CuSO4(s)溶于
水会使溶液温度升高，热效应为 ΔH2，CuSO4·5H2O 受热分解的化学方程式为 CuSO4·5H2O(s)===CuSO4(s)＋
5H2O(l)，热效应为 ΔH3，则下列判断正确的是( )
A．ΔH2＞ΔH3 B．ΔH1＜ΔH3
C．ΔH1＋ΔH3＝ΔH2 D．ΔH1＋ΔH2＞ΔH3
【答案】B
【解析】 ①胆矾溶于水时，溶液温度降低，反应为 CuSO4·5H2O(s)===Cu2＋(aq)＋SO2－4 (aq)＋5H2O(l) ΔH1
＞0；②CuSO4(s)===Cu2＋(aq)＋SO42－(aq) ΔH2＜0；③已知 CuSO4·5H2O(s)===
CuSO4(s)＋5H2O(l) ΔH3；依据盖斯定律①－②得到③，所以 ΔH3＝ΔH1－ΔH2；ΔH2＜0，ΔH1＞0，故 ΔH3
＞0。由上述分析可知 ΔH2＜ΔH3，故 A 项错误；ΔH2＝ΔH1－ΔH3，由于 ΔH2＜0，则 ΔH3＞ΔH1，故 B 项正
确；ΔH3＝ΔH1－ΔH2，故 C 项错误；ΔH2＜0，ΔH1＞0，ΔH3＞ΔH1＋ΔH2，故 D 项错误。
2．最新报道：科学家首次用 X 射线激光技术观察到 CO 与 O 在催化剂表面形成化学键的过程。反应过程的
示意图如下：
下列说法正确的是( )
A．CO 和 O 生成 CO2是吸热反应
B．在该过程中，CO 断键形成 C 和 O
C．CO 和 O 生成了具有极性共价键的 CO2
D．状态Ⅰ→状态Ⅲ表示 CO 与 O2反应的过程
【答案】C
【解析】 A 项，由能量—反应过程图像中状态Ⅰ和状态Ⅲ知，CO 和 O 生成 CO2 是放热反应，错误；B 项，
由状态Ⅱ知，在 CO 与 O 生成 CO2的过程中 CO 没有断键形成 C 和 O，错误；C 项，由状态Ⅲ及 CO2的结
构式 O==C==O 知，CO2分子中存在碳氧极性共价键，正确；D 项，由能量—反应过程图像中状态Ⅰ(CO 和
O)和状态Ⅲ(CO2)分析，状态Ⅰ→状态Ⅲ表示 CO 和 O 原子反应生成 CO2的过程，错误。
3．工业上，冶炼铁的有关热化学方程式如下：
①C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1＝a kJ·mol－1
②CO2(g)＋C(s)===2CO(g) ΔH2＝b kJ·mol－1
③Fe2O3(s)＋3CO(g)===2Fe(s)＋3CO －12(g) ΔH3＝c kJ·mol
④2Fe2O3(s)＋3C(s)===4Fe(s)＋3CO2(g) ΔH4＝d kJ·mol－1
(上述热化学方程式中，a、b、c、d 均不等于 0)下列说法正确的是( )
A．b
B．C(s)＋ O2(g)===CO(g) ΔH＝ kJ·mol－12 2
C．d＝3c＋2b
1
D．CO(g)＋ O2(g)===CO2(g) ΔH【答案】B
【解析】 ①C(s)＋O2(g)===CO2(g)为放热反应，ΔH1＝a kJ·mol－1，a<0；②CO2(g)＋C(s)===2CO(g) 为吸
1 1
热反应，ΔH2＝b kJ·mol－1 ，b>0，因此 b>a，A 错误；根据盖斯定律可知，将(①＋②)× 可得：C(s)＋2 2
a＋b
O2(g)===CO(g) ΔH＝ kJ·mol－1，B 正确；根据盖斯定律可知，将②×3＋③×2 可得：2Fe2O3(s)＋2
3C(s)===4Fe(s)＋3CO2(g) ΔH4＝d kJ·mol－1＝(3b＋2c) kJ·mol－1，C 错误；因为碳燃烧生成一氧化碳为放热
反应，所以 1 mol 碳完全燃烧放出的热量大于 1 mol 一氧化碳完全燃烧放出的热量，而反应热包括负号和数
1
值，故 CO(g)＋ O (g)===CO (g) ΔH>a kJ·mol－12 2 ，D 错误。2
4．包覆纳米硅复合材料(GS-Si)的可充电石墨烯电池工作原理如图所示。放电时，GS-Si 包覆石墨烯电极上
的物质变化为 C6Li→C6Li1－x；多元含锂过渡金属氧化物电极上的物质变化为 Li1－xMO2→LiMO2，下列说法
错误的是( )
A．放电时，胶状聚合物电解质和固体电解质的作用均为传导离子，构成闭合回路
B．若放电前两个电极质量相等，转移 0.1 mol 电子后两个电极质量相差 0.7 g
C．充电时，与正极连接的电极反应为
LiMO2－xe－===Li ＋l－xMO2＋xLi
D．为保护电池，GS-Si 包覆石墨烯的电极反应不能进行至 C6Li－e－===C6＋Li＋
【答案】B
【解析】 结合题意可知放电时，GS-Si 包覆石墨烯为负极，电极上发生的反应为 C －6Li－xe ===C6Li1－x＋xLi
＋，多元含锂过渡金属氧化物为正极，电极上的反应为 xLi＋＋xe－＋Li1－xMO2===LiMO2，胶状聚合物电解质
和固体电解质的作用均为传导 Li＋，构成闭合回路，A 正确；由电极反应可知，放电时，转移 0.1 mol 电子
后，负极材料减少 0.1 mol Li＋，正极材料增加 0.1 mol Li＋，因此转移 0.1 mol 电子后两个电极质量相差 0.1
mol×2×7 g mol－1＝1.4 g，B 错误；放电时，正极反应式为 xLi＋＋xe－＋Li1－xMO2===LiMO2，则充电时，与
正极连接的电极反应式为 LiMO2－xe－===Li ＋l－xMO2＋xLi ，C 正确；若 GS-Si 包覆石墨烯的电极反应进行至
C6Li－e－===C6＋Li＋，石墨烯电极会被氧化，损伤电极，因此为保护电池，GS-Si 包覆石墨烯的电极反应不
能进行至 C Li－e－6 ===C6＋Li＋，D 正确。故选 B。
5. 太阳能路灯蓄电池是磷酸铁锂电池，其工作原理如图。M 电极材料是金属锂和碳的复合材料(碳作为金属
锂的载体)，电解质为一种能传导 Li＋的高分子材料，隔膜只允许 Li＋通过，电池反应式为 LixC6＋Li1－xFePO4
LiFePO4＋C6。下列说法正确的是( )
A．放电时 Li＋从左边移向右边，PO 3－4 从右边移向左边
B．放电时，正极反应式为 Li1－xFePO4＋xLi＋＋xe－===LiFePO4
C．充电时 M 极连接电源的负极，电极反应式为 C ＋xe－===Cx－6 6
D．充电时电路中通过 2.0 mol 电子，产生 28 g Li
【答案】B
【解析】 M 电极材料是金属锂和碳的复合材料(碳作为金属锂的载体)，含有 Li 单质。M 电极为负极，放
电时，阳离子向正极移动，Li＋从左向右移动，隔膜只允许 Li＋通过，PO 3－4 不能通过，A 项错误；放电时，
正极得到电子，Li1－xFePO4变成 LiFePO4，根据得失电子守恒，正极反应式为 Li ＋ －1－xFePO4＋xLi ＋xe
===LiFePO4，B 项正确；放电时，M 为负极，充电时 M 为阴极，连接电源的负极，生成 LixC6，电极反应
式为 C6＋xLi＋＋xe－===LixC6，C 项错误；碳是锂的载体，根据C ＋xLi＋＋xe－6 ===LixC6，转移 x mol e－得到 x mol
Li，则转移 2 mol e－生成 2 mol Li 单质，其质量为 14 g，D 项错误。
6. 某兴趣小组设计如下微型实验装置。实验时，先断开 K2，闭合 K1，两极均有气泡产生；一段时间后，断
开 K1，闭合 K2，发现电流表指针偏转，下列有关描述正确的是( )
电解
A．断开 K2，闭合 K1时，总反应的离子方程式为 2H＋＋2Cl－ === == Cl2↑＋H2↑
B．断开 K2，闭合 K1时，石墨电极附近溶液变红
C．断开 K1，闭合 K2时，铜电极上的电极反应为 Cl － －2＋2e ===2Cl
D．断开 K1，闭合 K2时，石墨电极作正极
【答案】D
【解析】 断开 K2，闭合 K1时，为电解池，两极均有气泡产生，表明石墨为阳极，Cu 为阴极，电解饱和
电解
食盐水的离子方程式为 2Cl－＋2H2O === == Cl2↑＋H2↑＋2OH
－，A 项错误；石墨电极处产生 Cl2，Cu 电极处
产生 H2，Cu 电极附近水的电离平衡被破坏，使 c(OH－)>c(H＋)，溶液变红，B 项错误；断开 K1，闭合 K2时，
为原电池，Cu 为负极，发生氧化反应为 H －2e－＋2OH－2 ===2H2O，而石墨为正极，发生还原反应，电极反
应为 Cl － －2＋2e ===2Cl ，C 项错误，D 项正确。
7．氢卤酸的能量关系如图所示，下列说法正确的是( )
A．已知 HF 气体溶于水放热，则 HF 的 ΔH1<0
B．相同条件下，HCl 的 ΔH2比 HBr 的小
C．相同条件下，HCl 的 ΔH3＋ΔH4比 HI 的大
D．一定条件下，气态原子生成 1 mol HX(g)放出 a kJ 能量，则该条件下 ΔH2＝a kJ mol－1
【答案】D
【解析】 已知 HF 气体溶于水放热，则 HF 气体溶于水的逆过程吸热，即 HF 的 ΔH1>0，A 错误；由于 HCl
比 HBr 稳定，所以相同条件下 HCl 的 ΔH2比 HBr 的大，B 错误；ΔH ＋3＋ΔH4代表 H (aq)―→H(g)的焓变，
与是 HCl 还是 HI 无关，C 错误。
8．CO2 的转化对解决环境、能源问题意义重大，利用 Al-CO2 电池，能有效地将 CO2 转化成化工原料草酸
铝 Al2(C2O4)3，总反应为 2Al＋6CO2===Al2(C2O4)3，下列说法正确的是( )
A．电流方向：多孔碳电极→含 AlCl3的离子的液体→铝电极
B．电池的正极反应式：2CO ＋2e－===C O2－2 2 4
C．正极反应过程中，O2起氧化剂作用
D．电池中转移 0.1 mol 电子，消耗标准状况下 CO2为 6.72 L
【答案】B
【解析】 电流的方向是多孔碳电极→导线→铝电极，A 项不符合题意；根据总反应知，正极反应是 2CO2
＋2e－===C O2－2 4 ，B 项符合题意；涉及 O2的反应是①6O2＋6e－===6O－2 ，②6CO －2＋6O2 ===3C 2－2O4 ＋6O2，所
以在正极反应过程中，O2作催化剂，C 项不符合题意；根据 6e－～6CO2，转移 0.1 mol 电子，消耗标准状况
下 CO2为 2.24 L，D 项不符合题意。故选 B。
9．已知 3.6 g 碳在 6.4 g 氧气中燃烧，至反应物耗尽，测得放出热量 a kJ。又知 12.0 g 碳完全燃烧，放出热
1
量为 b kJ。则热化学方程式 C(s)＋ O2(g)===CO(g) ΔH＝Q 中 Q 等于( )2
A．－(5a－0.5b) kJ mol－1
B．－(a－b) kJ mol－1
C．－(a＋b) kJ mol－1
D．－(10a－b) kJ mol－1
【答案】A
【解析】 碳在氧气中燃烧，氧气不足生成一氧化碳，氧气足量生成二氧化碳，3.6 g 碳的物质的量为 0.3
mol，6.4 g 氧气的物质的量为 0.2 mol，假设生成一氧化碳的物质的量为 x mol，二氧化碳的物质的量为 y
x
mol，则有 x＋y＝0.3， ＋y＝0.2，解得 x＝0.2 ，y＝0.1，则热化学方程式为①3C(s)＋2O
2 2
(g)===2CO(g)＋
CO2(g) ΔH＝－10a kJ mol－1，12.0 g 碳完全燃烧，放出热量为 b kJ，则热化学方程式为②C(s)＋O2(g)===
①－② 1
CO2(g) ΔH＝－b kJ mol－1 ，根据盖斯定律分析， 可得热化学方程式 C(s)＋ O2(g)===CO(g) ΔH＝2 2
－10a＋b
kJ mol－1＝－(5a－0.5b) kJ mol－1。故选 A。
2
10．500 mL KCl 和 Cu(NO3)2 的混合溶液中 c(Cu2＋)＝0.2 mol L－1，用石墨作电极电解此溶液，通电一段时
间后，两电极均收集到 5.6 L(标准状况下)气体，假设电解后溶液的体积仍为 500 mL，下列说法正确的是( )
A．原混合溶液中 c(Cl－)＝0.3 mol L－1
B．上述电解过程中共转移 0.5 mol 电子
C．电解得到的无色气体与有色气体的体积比为 3：7
D．电解后溶液中 c(OH－)＝0.2 mol L－1
【答案】D
【解析】电解 KCl 和 Cu(NO3)2的混合溶液，溶液中存在：Cu2＋、H＋、OH－、Cl－、K＋、NO－3 ；根据离子的
还原性顺序可知，阳极氯离子先放电，氢氧根离子后放电，电极反应式为 2Cl－－2e－===Cl2↑，4OH－－4e－
===O2↑＋2H2O；阴极铜离子先放电，氢离子后放电，电极反应式为 Cu2＋＋2e－===Cu，2H＋＋2e－===H2↑；
两电极均收集到 5.6 L(标准状况下)气体，气体的物质的量为 0.25 mol；混合溶液中 c(Cu2＋)＝0.2 mol L－1，
n(Cu2＋)＝0.1 mol，转移电子 0.2 mol；n(H2)＝0.25 mol，转移电子为 0.5 mol，所以阴极共转移电子 0.7 mol，
阳极也转移电子 0.7 mol；设生成氯气为 x mol，氧气为 y mol，则 x＋y＝0.25，2x＋4y＝0.7，解得 x＝0.15，
y＝0.1，据此解题。结合以上分析可知，n(Cl－)＝2n(Cl2)＝0.3 mol，溶液的体积为 500 mL，原混合溶液中
c(Cl－)＝0.6 mol L－1，故 A 错误；结合以上分析可知，电解过程中共转移 0.7 mol 电子，故 B 错误；电解得
到的无色气体为氢气和氧气，共计 0.25＋0.1＝0.35 mol，有色气体为氯气，为 0.15 mol，气体的体积之比和
物质的量成正比，所以无色气体与有色气体的体积比为 7：3，故 C 错误；结合以上分析可知，电解过程中
消耗氢离子 0.5 mol，消耗氢氧根离子 0.4 mol，剩余氢氧根离子 0.1 mol，假设电解后溶液的体积仍为 500
mL，电解后溶液中 c(OH－)＝0.2 mol L－1，故 D 正确。故选 D。
11．常温下，NCl3是一种黄色黏稠状液体，是制备新型水消毒剂 ClO2的原料，可以采用如图所示装置制备
NCl3。下列说法正确的是( )
A．每生成 1 mol NCl3，理论上有 4 mol H＋经质子交换膜由右侧向左侧迁移
B．可用湿润的淀粉-KI 试纸检验气体 M
C．石墨极的电极反应式为 NH＋4 ＋3Cl－－6e－===NCl3＋4H＋
D．电解过程中，质子交换膜右侧溶液的 c(H＋)会增大
【答案】C
【解析】 根据图示信息知道：石墨电极是阳极，该电极上发生失电子的氧化反应 NH＋4 ＋3Cl－－6e－===NCl3
＋4H＋，每产生 1 mol NCl3，理论上有 6 mol H＋经质子交换膜由右侧向左侧迁移，A 错误，C 正确；Pt 是阴
极，在阴极上发生的是氢离子得电子的还原反应，电极反应式为 2H＋＋2e－===H2↑，不可用湿润的淀粉-KI
试纸检验氢气，B 错误；电解过程中，质子交换膜右侧电极上发生的电极反应为 NH＋4 ＋3Cl－－6e－===NCl3＋
4H＋，每产生 1 mol NCl3同时生成 4 mol H＋，理论上有 6 mol H＋经质子交换膜由右侧向左侧迁移，右侧溶液
的 c(H＋)减小，D 错误。
12．工业上电解 NaHSO4溶液制备 Na2S2O8。电解时，阴极材料为 Pb；阳极(铂电极)电极反应式为 2HSO－4
－2e－===S O2－2 8 ＋2H＋。下列说法正确的是( )
A．阴极电极反应式为 Pb＋HSO－4 －2e－===PbSO4＋H＋
B．阳极反应中 S 的化合价升高
C．S O 2－2 8 中既存在非极性键又存在极性键
D．可以用铜电极作阳极
【答案】C
【解析】 Na S O 的结构为 ，由此结构可以判断出以下信息：S O 2－2 2 8 2 8 中含硫氧极性键和
氧氧非极性键；S 的化合价仍为＋6 价，中间的两个 O 原子均为－1 价，其他的 O 原子均为－2 价；电解时
阳极的 HSO －4 中 O 失去电子，S 未变价；阴极电极反应式为 2H＋＋2e－===H2↑；若用铜作阳极，则阳极反应
为 Cu－2e－===Cu2＋，综上所述，故选 C。
13. 如图所示装置中，a、b 都是惰性电极，通电一段时间后，b 极附近溶液呈红色。下列说法中正确的是( )
A．X 是正极，Y 是负极
B．X 是负极，Y 是正极
C．硫酸铜溶液的 pH 逐渐增大
D．硫酸铜溶液的 pH 不变
【答案】A
【解析】 由 b 极附近溶液呈红色(显碱性)，可知水中氢离子在 b 极上放电，则 b 为阴极，Y 为负极，X 为
正极； 铂作阳极，电极反应式为 2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，氢氧根离子浓度减小，氢离子浓度增大，溶液
的 pH 减小。
14．500 mL KNO － －13和 Cu(NO3)2的混合溶液中 c(NO3 )＝6.0 mol·L ，用石墨作电极电解此溶液，当通电一段
时间后，两极均收集到 22.4 L 气体(标准状况下)，假定电解后溶液体积仍为 500 mL，下列说法正确的是( )
A．原混合溶液中 c(K＋)为 1 mol·L－1
B．上述电解过程中共转移 4 mol 电子
C．电解得到的 Cu 的物质的量为 0.5 mol
D．电解后溶液中 c(H＋)为 2 mol·L－1
【答案】B
【解析】 两极都收集到 22.4 L 气体，说明阴极上发生的反应依次为：①Cu2＋＋2e－===Cu；②2H －2O＋2e
===H2↑＋2OH－，阳极只生成 O2：2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，n(H2)＝n(O2)＝1 mol，则 n(e－)＝4 mol，B 正确；
根据电子转移守恒得，原溶液中 n(Cu2＋)＝1 mol，根据电荷守恒有 n(K＋)＋n(Cu2＋)×2＝n(NO－3 )，所以 n(K＋)＝
1 mol，c(K＋)＝2 mol·L－1，A 错误；根据 Cu 析出后，溶液中只有 KNO3和 HNO3，由电荷守恒可推出 c(H＋)＝
4 mol·L－1，D 错误。
二、非选择题(本题共 4 小题，共 58 分)
15．(15 分)某学生通过测定反应过程中所放出的热量来计算中和反应的反应热，将 100 mL 0.5 mol·L－1的盐
酸与 100 mL 0.55 mol·L－1的 NaOH 溶液在如图所示的装置中进行中和反应(在稀溶液中，可以近似地认为酸、
碱的密度、比热容与水的相等)。回答下列问题：
(1)从实验装置上看，图中缺少的一种玻璃仪器是____________，其作用是___________________。
(2)简易量热计如果不盖杯盖，生成 1 mol H2O(l)时所测得中和反应的反应热(ΔH)将________(填“偏大”“偏小”
或“不变”)，判断的理由是___________________________。
(3)实验中改用 80 mL 0.50 mol·L－1 的盐酸和 80 mL 0.55 mol·L－1 的 NaOH 溶液进行反应，与上述实验相比，
二者所放出的热量________(填“相等”或“不相等”)。
(4)若用等体积等物质的量浓度的 CH3COOH 进行上述实验，生成 1 mol H2O(l)时，所测得的中和反应的反应
热的绝对值(|ΔH|)将________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)，判断的理由是
________________________________________________________________________。
(5)下列说法正确的是________(填字母)。
a．向内筒中加入稀碱时，应当缓慢而匀速地加入
b．将用量筒量取好的稀盐酸加入内筒后，应当快速用水冲洗量筒内壁剩余的稀盐酸至内筒中，以免造成测
量误差
c．用量筒量取稀酸或碱时，眼睛必须与液体凹面最低处相平
d．内筒洗净后，未及时烘干，直接用该内筒进行实验，对生成 1 mol H2O(l)时所测得的中和反应的反应热(ΔH)
无影响
【答案】(1)玻璃搅拌器 使强酸和强碱充分反应
(2)偏大 未盖杯盖会造成热量损失，所测得的数值变小，但 ΔH 为负值，所以生成 1 mol H2O(l)时的反应热
偏大
(3)不相等
(4)偏小 CH3COOH 参与反应时电离要吸收热量，使得生成 1 mol H2O(l)时的反应热|ΔH|变小
(5)c
【解析】 (2)未盖杯盖会造成热量损失，所测得的数值变小，但 ΔH 为负值，所以生成 1 mol H2O(l)时的反
应热偏大。
(3)反应放出的热量和所用酸以及碱的量的多少有关，改用 80 mL 0.50 mol·L－1盐酸与 80 mL 0.55 mol·L－1的
氢氧化钠溶液反应，与上述实验相比，生成水的量减少，所放出的热量偏小。
(4)醋酸是弱酸，电离时会吸收能量，与氢氧化钠溶液反应时生成 1 mol H2O(l)时的反应热的绝对值变小。
(5)向内筒中加入稀碱时，应当快速倒入内筒中，若缓慢而匀速地加入会造成热量散失，故 a 错误；量筒中
剩余的液体不要用水冲洗，将用量筒量取好的稀盐酸加入内筒后，若快速用水冲洗量筒内壁剩余的稀盐酸
至内筒中，会使生成水的量增大，造成测量误差，故 b 错误；内筒洗净后，未及时烘干，直接用该内筒进
行实验会使量取稀酸或碱的量偏小，对生成 1 mol H2O(l)时所测得的中和反应的反应热(ΔH)有影响，故 d 错
误。
16．(14 分)科学家制造出一种使用固体电解质的燃料电池，其效率更高，可用于航天航空。如图 1 所示装
置中，以稀土金属材料作惰性电极，在电极上分别通入甲烷和空气，其中固体电解质是掺杂了 Y2O3的 ZrO2
固体，它在高温下能传导 O2－(O2＋4e－===2O2－)。
(1)c 电极的名称为__________，d 电极上的电极反应式为___________________________。
(2)如图 2 所示用惰性电极电解 100 mL 0.5 mol·L－1 硫酸铜溶液，a 电极上的电极反应式为______________，
若 a 电极产生 56 mL(标准状况)气体，则所得溶液的 pH＝________(不考虑溶液体积变化)，若要使电解质溶
液恢复到电解前的状态，可加入________(填字母)。
a．CuO b．Cu(OH)2
c．CuCO3 d．Cu2(OH)2CO3
【答案】(1)正极 CH ＋4O2－－8e－===CO ＋2H O (2)2H O－4e－===4H＋4 2 2 2 ＋O2↑ 1 ac
【解析】 (1)原电池中电流的方向是从正极流向负极，故 c 电极为正极；d 电极为负极，通入的气体为甲烷，
d 电极反应式为 CH4＋4O2－－8e－===CO2＋2H2O。(2)用惰性电极电解 CuSO4 溶液时，阳极(a 电极)反应式：
0.056 L
2H O－4e－2 ===4H＋＋O 2＋2↑；阴极反应式：2Cu ＋4e－===2Cu，n(O2)＝ ＝2.5×10－3 mol。转移电子22.4 L·mol－1
0.01 mol
的物质的量为 2.5×10－3 mol×4＝0.01 mol，溶液中 c(H＋)＝ ＝0.1 mol·L－1，pH＝－lg 0.1＝1。加入 CuO
0.1 L
或 CuCO3与溶液中的 H＋反应，可使电解质溶液恢复到电解前的状态。
17．(14 分)(1)将 0.3 mol 的气态高能燃料乙硼烷(B2H6)在氧气中燃烧，生成固态三氧化二硼和液态水，放出
649.5 kJ 热量，该反应的热化学方程式为 。已知：H2O(g)===H2O(l) ΔH＝－44.0
kJ mol－1，则 11.2 L(标准状况)乙硼烷完全燃烧生成气态水时放出的热量是 kJ。
(2)已知：2NO2(g)===N2O4(g) ΔH1<0
2NO2(g)===N2O4(l) ΔH2<0
下列能量变化示意图中，正确的是 (填字母)。
(3)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焓变进行推算。
已知：C(石墨，s)＋O2(g)===CO2(g)
ΔH ＝－393.5 kJ mol－11
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)
ΔH2＝－571.6 kJ mol－1
2C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(l)
ΔH3＝－2 599 kJ mol－1
根据盖斯定律，计算 298 K 时由 C(石墨，s)和 H2(g)生成 1 mol C2H2(g)反应的焓变：
(列出简单的计算式)。
(4)甲醇是一种新型的汽车动力燃料，工业上可通过 CO 和 H2化合来制备甲醇气体(结构简式为 CH3OH)。部
分化学键的键能数据如下表：
化学键 C－C C－H H－H C－O C≡O H－O
键能/(kJ mol－1) 348 414 436 358 1 072 463
已知 CO 中的 C 与 O 之间为三键连接，则工业制备甲醇的热化学方程式为 。
【答案】(1)B H (g)＋3O (g)===B O (s)＋3H O(l) ΔH＝－2 165 kJ mol－1 2 6 2 2 3 2 1 016.5
（2）A
1
(3)[－393.5×4＋(－571.6)－(－2 599)] kJ mol－1× ＝226.7 kJ mol－1
2
(4)CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g) ΔH＝－119 kJ mol－1
【解析】(1)0.3 mol 气态高能燃料乙硼烷在氧气中燃烧，生成固态三氧化二硼和液态水，放出 649.5 kJ 的热
量，则 1 mol 气态高能燃料乙硼烷在氧气中燃烧，生成固态三氧化二硼和液态水，放出 2 165 kJ 的热量，反
应的热化学方程式为 B2H6(g)＋ 3O2(g)===B2O3(s)＋ 3H2O(l) ΔH＝－ 2 165 kJ mol － 1 。①B2H6(g)＋
3O2(g)===B2O3(s)＋3H2O(l) ΔH＝－2 165 kJ mol－1，②H2O(l)===H2O(g) ΔH＝44 kJ mol－1，由盖斯定律可
知①＋②×3，得 B2H6(g)＋3O2(g)===B2O3(s)＋3H2O(g) ΔH＝－2 033 kJ mol－1，11.2 L(标准状况)即 0.5 mol
乙硼烷完全燃烧生成气态水时放出的热量是 2 033 kJ×0.5＝1 016.5 kJ。
(2)由题给信息可知，ΔH1<0，ΔH2<0，两个反应均为放热反应，所以反应物的总能量比生成物的总能量高；
同种物质气态变成液态会放出热量，即液态时能量比气态时能量低，则 N2O4(l)具有的能量比 N2O4(g)具有的
能量低，A 符合。
(3)已知：①C(石墨，s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1＝－393.5 kJ mol－1，②2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH2＝－
571.6 kJ mol－1，③2C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H －12O(l) ΔH3＝－2 599 kJ mol ，根据盖斯定律，(①×4＋
1 1
②－③)× 得到反应的热化学方程式为 2C(石墨，s)＋H2(g)===C2H2 2
(g) ΔH＝(4ΔH1＋ΔH2－ΔH3)× ＝[－2
1
393.5×4＋(－571.6)－(－2 599)] kJ mol－1× ＝226.7 kJ mol－1。
2
(4)CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g)，焓变＝反应物总键能－生成物总键能，依据题表中提供的化学键的键能计
算得 ΔH＝1 072 kJ mol－1＋2×436 kJ mol－1－(3×414 kJ mol－1＋358 kJ mol－1＋463 kJ mol－1)＝－119 kJ mol－
1，则热化学方程式为 CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g) ΔH＝－119 kJ mol－1。
18．(15 分)研究电化学原理与应用有非常重要的意义。
(1)与普通(酸性)锌锰电池相比较，碱性锌锰电池的优点是 (回答一条即可)。
(2)铅蓄电池是最常见的二次电池
放电
Pb＋PbO2＋2H SO
2 4 2PbSO4＋2H充 电 2
O。
①充电时阴极反应为 。
②用铅蓄电池为电源进行电解饱和食盐水实验(阳极为石墨棒，阴极为铁，食盐水 500 mL，温度为常温)，
当电路中有 0.05 mol 电子转移时，食盐水中 c(OH－)为 (假设溶液体积不变，产物无损耗)。
(3)二氧化硫-空气质子交换膜燃料电池实现了制硫酸、发电、环保三位一体的结合，原理如图所示。Pt(Ⅱ)上
的电极反应式为 。
(4)高铁酸钠(Na2FeO4)易溶于水，是一种新型多功能水处理剂，可以用电解法制取，离子反应为 Fe＋2H2O＋
通电
2OH－ === == FeO －42 ＋3H2↑，工作原理如图所示。
装置通电后，铁电极附近生成紫红色的 FeO2－4 ，镍电极有气泡产生。电解一段时间后，c(OH－)降低的区域在
(填“阴极室”或“阳极室”)；铁电极发生的反应为 。
【答案】(1)比能量大、可存储时间长、不易发生电解质的泄漏等。
(2)PbSO4＋2e－===Pb＋SO2－4 0.1 mol/L
(3)O2＋4H＋＋4e－===2H2O
(4)阳极室 Fe＋8OH－－6e－===FeO2－4 ＋4H2O
【解析】(1)碱性锌锰电池的优点是比能量大、可存储时间长、不易发生电解质的泄漏等。
(2)①电解质溶液为硫酸，根据总反应式可知，在阴极区，硫酸铅得电子转化为铅，其电极反应式为 PbSO4＋
通电
2e－===Pb＋SO2－4 ；②电解饱和食盐水发生的总反应为 2NaCl＋2H2O ===== 2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，2NaOH～
0.05 mol
H2～2e－，则 0.05 mol 电子转移时，n(OH－) ＝0.05 mol，故 c(OH－)＝ ＝0.1 mol L－1。0.5 L
(3)二氧化硫 R000R 空气质子交换膜燃料电池中，Pt(Ⅱ)电极为电源的正极，结合质子交换膜可知，发生的电
极反应式为 O2＋4H＋＋4e－===2H2O。
(4)用铁作阳极电解氢氧化钠制备高铁酸钠，阳极室铁失去电子，发生氧化反应，结合氢氧根离子生成高铁
酸根离子和水，则电解一段时间后，c(OH－)降低的区域在阳极室，电极反应式为 Fe＋8OH－－6e－===FeO2－4 ＋
4H2O。
