【新高考】2021高考化学一轮考评特训：单元检测7 化学反应与能量

【新高考】2021高考化学一轮考评特训：单元检测7 化学反应与能量

www.ks5u.com 单元检测7　化学反应与能量 一、选择题：本题共10小题，每小题2分，共20分。每小题只有一个选项符合题意。‎ ‎1．[2019·吉林长春质量监测(一)]下列有关四个常用电化学装置的叙述，正确的是(　　)‎ 图Ⅰ 碱性锌锰电池 图Ⅱ 铅蓄电池 图Ⅲ 电解精炼铜 图Ⅳ 纽扣式锌银电池 A.图Ⅰ所示电池中，MnO2是催化剂 B．图Ⅱ所示电池放电过程中，硫酸浓度保持不变 C．图Ⅲ所示装置工作过程中，电解质溶液中Cu2＋浓度不断增大 D．图Ⅳ所示电池工作过程中，外电路中电子由锌极流向氧化银极 ‎2．[2019·河北衡水中学期中考试]下列说法正确的是(　　)‎ A．将NaOH溶液分多次缓慢注入盐酸中，或一次性快速注入盐酸中，都不影响中和热测定 B．已知反应的中和热为57.3 kJ·mol－1，则稀H2SO4和稀Ca(OH)2溶液反应的中和热为2×57.3 kJ·mol－1‎ C．已知S(s)＋O2(g)===SO3(g)　ΔH＝－315 kJ·mol－1则硫的燃烧热为315 kJ·mol－1‎ D．在稀溶液中：H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ·mol－1若将含0.5 mol H2SO4的浓硫酸与含1 mol NaOH的溶液混合，则放出的热量大于57.3 kJ ‎3．[2019·河南开封定位考试]H2与ICl的反应分①、②两步进行，其能量曲线如图所示，下列有关说法错误的是(　　)‎ A．反应①、反应②均为放热反应 B．反应①、反应②均为氧化还原反应 C．反应①比反应②的速率慢，与相应正反应的活化能无关 D．反应①、反应②的焓变之和ΔH＝－218 kJ·mol－1‎ ‎4．[2019·江西红色七校第一次联考]微生物燃料电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置。某微生物燃料电池的工作原理如图所示，下列说法正确的是(　　)‎ A．HS－在硫氧化菌作用下转化为SO的反应为HS－＋4H2O－8e－===SO＋9H＋‎ B．电子从b流出，经外电路流向a C．如果将反应物直接燃烧，能量的利用率不会变化 D．若该电池中有0.4 mol电子发生转移，则有0.45 mol H＋通过质子交换膜 ‎5．[2019·湖南益阳、湘潭调研]处理含CO、SO2烟道气的一种方法，是将烟道气在催化剂作用下转化为单质S等物质。已知：‎ ‎2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH1＝－566.0 kJ/mol S(g)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH2＝－296.0 kJ/mol S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH3‎ 下列说法不正确的是(　　)‎ A．ΔH3＜ΔH2‎ B．将少量CO2、SO2分别通入澄清石灰水，二者都能使澄清碳水变浑浊 C．CO2分子中各原子最外层均为8电子稳定结构 D．相同条件下：2CO(g)＋SO2(g)===S(g)＋2CO2(g)　ΔH＝－270.0 kJ/mol ‎6．[2019·湖北华中师范大学第一附属中学期中考试]如图是一种正投入生产的大型蓄电系统。放电前，被膜隔开的电解质为Na2S2和NaBr3，放电后分别变为Na2S4和NaBr。下列叙述正确的是(　　)‎ A．放电时，负极反应为3NaBr－2e－===NaBr3＋2Na＋‎ B．充电时，阳极反应为2Na2S2－2e－===Na2S4＋2Na＋‎ C．放电时，Na＋经过离子交换膜，由b池移向a池 D．用该电池电解饱和食盐水，产生2.24 L H2时，b池生成17.40 g Na2S4‎ ‎7．双极膜(BP)是阴、阳复合膜，在直流电的作用下，阴、阳膜复合层间的H2O解离成H＋和OH－，作为H＋和OH－的离子源。利用双极膜电渗析法电解食盐水可获得淡水、NaOH溶液和盐酸，其工作原理如图所示，M、N为离子交换膜。下列说法正确的是(　　)‎ A．将阴极室双极膜左侧的溶液排出，也可获得淡水 B．M为阴离子交换膜，N为阳离子交换膜 C．若去掉双极膜，阳极室会有Cl2生成 D．电路中每转移1 mol电子，两极共得到0.5 mol气体 ‎8．如图所示装置由甲、乙两部分组成，甲是将废水中乙二胺[H2N(CH2)2NH2]‎ 氧化为无污染的物质形成的化学电源。当电池工作时，下列说法正确的是(　　)‎ A．电子的流动方向M→Fe→CuSO4溶液→Cu→N B．M极电极反应式：H2N(CH2)2NH2＋16OH－－16e－===2CO2↑＋N2↑＋12H2O C．当N极消耗5.6 L O2时，则铁极增重32 g D．一段时间后，乙中CuSO4溶液浓度基本保持不变 ‎9．工业上，氯化亚砜(SOCl2)可用如下反应制得：‎ ‎①SO3(g)＋SCl2(g)===SOCl2(g)＋SO2(g)‎ ΔH1＝＋302 kJ·mol－1‎ ‎②SO2(g)＋PCl5(g)===SOCl2(g)＋POCl3(g)‎ ΔH2＝－268 kJ·mol－1‎ ‎③SO3(g)＋SCl2(g)＋PCl5(g)===2SOCl2(g)＋POCl3(g)‎ ΔH3‎ 已知各分子中化学键的键能如表所示：‎ 分子 SO2(g)‎ PCl5(g)‎ POCl3(g)‎ SOCl2(g)‎ 化学键 S===O P—Cl P===O P—Cl S—Cl S===O 键能 ‎/(kJ·mol－1)‎ ‎364‎ ‎331‎ ‎585‎ ‎320‎ a ‎382‎ 下列推断正确的是(　　)‎ A．ΔH3＝＋570 kJ·mol－1、a＝724‎ B．ΔH3＝＋34 kJ·mol－1、a＝362‎ C．ΔH3＝＋34 kJ·mol－1、a＝724‎ D．ΔH3＝－570 kJ·mol－1、a＝362‎ ‎10．我国新能源电动汽车使用三元电池已经成为趋势，镍、钴、锰三元材料通常可以表示为LiNixCoyMnzO2，其中镍、钴、锰3种元素的主要化合价分别是＋2、＋3和＋4，且x＋y＋z＝1。充电时电池总反应为LiNixCoyMnzO2＋6C===Li1－aNixCoyMnzO2＋LiaC6，其电池工作原理如图所示，两极之间有一个允许特定离子X通过的隔膜。下列说法不正确的是(　　)‎ A．允许离子X通过隔膜属于阳离子交换膜 B．充电时，A为阴极，发生还原反应 C．放电时，正极反应式为Li1－aNixCoyMnzO2＋aLi＋＋ae－===LiNixCoyMnzO2‎ D．可从无法充电的废旧电池的石墨电极中回收金属锂 二、选择题：本题共3小题，每小题4分，共12分。每小题有一个或两个选项符合题意，全部选对得4分，选对但不全的得1分，有选错的得0分。‎ ‎11．2019年诺贝尔化学奖颁给了约翰·班尼斯特·古迪纳夫、迈克尔·斯坦利·惠廷汉姆和吉野彰，以表彰他们对锂离子电池研发的贡献。目前最安全的锂离子电池是LiFePO4电池，结构如图所示，电池中间是聚合物的隔膜，只允许Li＋通过。‎ 原理如下：‎ ‎(1－x)LiFePO4＋xFePO4＋LixCnLiFePO4＋nC。‎ 下列说法不正确的是(　　)‎ A．放电时，B电极发生氧化反应 B．放电时，导线转移1 mol电子，B电极室质量减少7x g C．充电时，A电极电极反应式：xLiFePO4－xe－===xFePO4＋xLi＋‎ D．充电时，Li＋从B电极室向A电极室移动 ‎12．已知：C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH＝－110.4 kJ·mol－1，氧化亚铜与氧化反应的能量变化如图所示。‎ 下列叙述正确的是(　　)‎ A．1 mol C(s)完全燃烧的反应热小于－110.4 kJ·mol－1‎ B．CuO分解生成Cu2O的反应为放热反应 C．由图可知在隔绝空气的条件下CuO的热稳定性比Cu2O差 D．足量炭粉与CuO反应生成Cu2O的热化学方程式为C(s)＋2CuO(s)===Cu2O(s)＋CO(g)　ΔH＝＋35.6 kJ·mol－1‎ ‎13．某科研团队研制出“TM－LiH(TM表示过渡金属)”双催化剂体系，显著提高了在温和条件下氮气与氢气合成NH3的效率，原理示意如图：‎ 下列分析不合理的是(　　)‎ A．状态Ⅰ，放出能量并有N≡N键发生断裂 B．合成NH3总反应的原子利用率是100%‎ C．“TM－LiH”能降低合成氨反应的ΔH D．生成NH3：2LiNH＋3H2===2LiH＋2NH3‎ ‎14．生活污水中的氮和磷主要以铵盐和磷酸盐的形式存在，可用铁、石墨作电极，用电解法从溶液中去除。电解时，利用如图甲原理所示可进行除氮，有Cl－存在时，主要依靠有效氯(HClO、ClO－)将NH或NH3氧化为N2；翻转电源正负极，可进行除磷，原理是利用Fe2＋将PO转化为Fe3(PO4)2沉淀，图乙为某含Cl－的污水在氮磷联合脱除过程中溶液pH的变化。下列说法正确的是(　　)‎ A．电解法除氮时有效氯HClO氧化NH的离子方程式为3HClO＋2NH===3Cl－＋N2↑＋3H2O＋5H＋‎ B．溶液pH越小，有效氯浓度越大，氮的去除率越高 C．图乙中20～40 min时脱除的元素是磷元素，此时阴极电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑‎ D．图乙中0～20 min时脱除的元素是氮元素，此时铁作阳极 ‎15．图1为光伏并网发电装置示意图。图2为电解尿素[CO(NH2)2]的碱性溶液制氢装置示意图(电解池中隔膜仅阻止气体通过，阴、阳极均为惰性电极)。‎ 下列叙述正确的是(　　)‎ A．图1中N型半导体为正极，P型半导体为负极 B．图2溶液中电子从B极流向A极 C．X2为氧气 D．工作时，A极的电极反应式为CO(NH2)2＋8OH－－6e－===CO＋N2↑＋6H2O 三、非选择题：本题共5小题，共60分。‎ ‎16．(12分)利用如图所示装置测定中和热的实验步骤如下：‎ ‎①用量筒量取50 mL 0.50 mol·L－1盐酸倒入小烧杯中，测出盐酸温度；②用另一量筒量取50 mL 0.55 mol·L－1 NaOH溶液，并用同一温度计测出其温度；③将NaOH溶液倒入小烧杯中，使之混合均匀，测得混合溶液最高温度。回答下列问题：‎ ‎(1)所用NaOH溶液要稍过量，理由是________________________________。‎ ‎(2)如图装置中碎泡沫塑料及泡沫塑料板的作用是________________________________。‎ ‎(3)环形玻璃搅拌棒搅拌溶液的操作是____________________________________________________。‎ ‎(4)假设盐酸和NaOH溶液的密度都是1 g·cm－3，又知中和反应后生成溶液的比热容c＝4.18 J·g－1·℃－1。为了计算中和热，某学生实验记录数据如表所示：‎ 实验序号 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 依据该学生的实验数据计算，该实验测得的中和热|ΔH|＝________(小数点后保留1位数字)。‎ ‎(5)________(填“能”或“不能”)用Ba(OH)2溶液和H2SO4溶液代替NaOH溶液和盐酸，理由是________________________________________。‎ ‎(6)现将一定量的稀NaOH溶液、Ca(OH)2溶液、稀氨水分别和l L 1 mol·L－1的稀盐酸恰好完全反应，其反应热分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3，则ΔH1、ΔH2、ΔH3的大小关系为________。‎ ‎17．(12分)氢能是新能源，它的利用包括氢的制备、储存和应用三个环节。回答下列问题：‎ ‎(1)与汽油相比，氢气作为燃料的优点是__________________(至少答出两点)。但是氢气直接燃烧的能量转换率远低于燃料电池，写出碱性氢氧燃料电池的负极反应式：________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)化工生产的副产物氢是氢气的来源之一。可通过电解法制取有广泛用途的Na2FeO4，同时获得氢气：Fe＋2H2O＋2OH－FeO＋3H2↑，工作原理如图1所示。装置通电后，铁电极附近生成紫红色FeO，镍电极附近有气泡产生。若氢氧化钠溶液浓度过高，铁电极区会产生红褐色物质。已知：Na2FeO4在强碱性条件下稳定存在，易被H2还原。‎ ‎①电解一段时间后，c(OH－)降低的区域在________(填“阴极室”或“阳极室”)。‎ ‎②电解过程中，需要将阴极产生的气体及时排出，其原因为____________________________。‎ ‎③c(Na2FeO4)随初始c(NaOH)的变化如图2所示，任选M、N两点中的一点，分析c(Na2FeO4)低于最高值的原因：________________________________________________________。‎ ‎(3)图3为青铜器在潮湿环境中发生电化学腐蚀的原理示意图。‎ ‎①腐蚀过程中，负极是________(填“a”“b”或“c”)。‎ ‎②环境中的Cl－扩散到孔口，并与正极反应产物和负极反应产物作用生成多孔粉状锈Cu2(OH)3Cl，其离子方程式为____________________________。‎ ‎③若生成4.29 g Cu2(OH)3Cl，则理论上消耗氧气的体积为________ L(标准状况)。‎ ‎18．(12分)氮的固定及CO2的资源化利用是科学家目前研究的重要课题。‎ ‎(1)请选择下表中的数据计算ΔH1和ΔH2。‎ 物质 石墨 H2‎ CO CH4‎ 燃烧热/(kJ·mol－1)‎ ‎393.5‎ ‎285.8‎ ‎283.0‎ ‎890.3‎ 化学键 H—H C===O CO H—O C—H E/(kJ·mol－1)‎ ‎436‎ ‎799‎ ‎1 076‎ ‎465‎ ‎413‎ CO2(g)＋4H2(g)===CH4(g)＋2H2O(g)的ΔH1＝________ kJ·mol－1；‎ CH4(g)＋H2O(l)===3H2(g)＋CO(g)的ΔH2＝________ kJ·mol－1。‎ ‎(2)某同学对工业合成氨反应进行了探究。回答下列问题：‎ ‎①模拟工业合成氨 按如图装置实验，观察到B中的现象是________，铁触媒能加快反应速率的原因是__________________________________。‎ ‎②查阅文献，几种化学键键能数据如下：‎ 化学键 H—H N≡N N—H E/(kJ·mol－1)‎ ‎436‎ ‎946‎ ‎391‎ 氨分解反应[NH3(g)N2(g)＋H2(g)]的活化能Ea1＝300 kJ·mol－1，由此计算合成氨反应[N2(g)＋H2(g)NH3(g)]的活化能Ea2＝________ kJ·mol－1。‎ ‎③一定条件下，1 mol N2与4 mol H2在密闭容器中充分反应，测得放出热量13.8 kJ，H2的转化率为________，为提高原料的利用率，工业合成氨应该采取的措施是________________________。‎ ‎19．(12分)膜技术原理在化工生产中有着广泛的应用，有人设想利用电化学原理制备少量H2SO4和绿色硝化剂N2O5，制备装置如图1所示：‎ ‎(1)A装置是________(填“原电池”或“电解质”，下同)，B装置是________________________________________________________________________。‎ ‎(2)N2O5在电解池的________(填“阳极”或“阴极”)区生成，其电极反应式为________________________________________________________________________。‎ ‎(3)通入O2一极的电极反应式为______________________________。‎ ‎(4)若通入SO2的速率为2.24 L·min－1(标准状况)，为持续稳定生产，H2SO4溶液的浓度应维持不变，则左侧水的注入速率应为________ g·min－1。‎ ‎(5)电解NO可以制备NH4NO3，其工作原理如图2所示。为使电解产物全部转化为NH4NH3，需补充物质A。A是________________(填化学式)，说明理由：____________________________________。‎ ‎(6)电化学降解NO的原理如图3所示。若电解过程转移了2 mol电子，则膜两侧电解液的质量变化差(Δm左－Δm右)为________ g。‎ ‎20．(12分)某课外化学兴趣小组设计两组实验，探究KI的性质。‎ Ⅰ.探究KI与FeCl3的反应，设计方案如图1所示：‎ ‎(1)请用离子方程式表示上述实验现象所得的结论：__________________________________。‎ ‎(2)小组成员经过讨论，认为还有必要补充做FeCl2溶液与碘水的实验，则该实验操作和相应的现象是________________________________________。‎ Ⅱ.为了探究KBrO3溶液与KI溶液的反应。该小组查阅资料，得知氧化性强弱顺序为BrO＞IO＞Br2＞Fe3＋，并设计如图2所示装置。电极均为碳电极，盐桥中的电解质为硫酸钾。在右池中加入100 mL 0.6 mol·L－1 KI溶液及少许淀粉溶液，左池中先加入足量的稀硫酸，再通过滴定管逐滴滴加0.1 mol·L－1 KBrO3溶液，观察到以下现象：当滴加KBrO3溶液时，电流计的指针发生偏转，同时右池中的溶液变蓝，继续滴加KBrO3溶液时，发现滴加过程中有一段时间电流计的指针不再偏转，再继续滴加，发现电流计的指针又开始发生偏转，同时右池溶液蓝色逐渐变浅。‎ ‎(3)当开始滴加KBrO3溶液时，右池中的电极反应式为____________________________。‎ ‎(4)在电流计指针不再发生偏转的这段时间里，滴加的KBrO3溶液的体积为________mL。‎ ‎(5)当电流计的指针重新发生偏转时，左池中的电极反应式为________________________________________________________________________。‎ ‎(6)利用上述电化学装置，可以进行氧化还原滴定，则反应达到滴定终点的现象是________________。称量10.0 g绿矾(FeSO4·7H2O)固体溶于水，加入到上述装置的右池中，左池中先加入适量的稀硫酸，若终点时消耗0.25 mol·L－1KBrO3溶液20.00 mL，则绿矾的质量分数为________。‎ 单元检测7　化学反应与能量 ‎1．D　图Ⅰ所示电池中MnO2是氧化剂，作正极，得电子，发生还原反应，A项错误；图Ⅱ所示铅蓄电池放电过程的总反应为Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O，放电过程中消耗H2SO4，生成H2O，使硫酸浓度减小，B项错误；图Ⅲ所示电解精炼铜的过程中，阳极粗铜中比铜活泼的金属优先失去电子，之后是铜失电子，阴极上Cu2＋得电子生成Cu，因此电解质溶液中Cu2＋浓度减小，C项错误；图Ⅳ所示电池工作过程中，外电路中电子由锌极流向氧化银极，D项正确。‎ ‎2．D　将NaOH溶液分多次缓慢注入盐酸中，会有较多热量损失，测定的中和热数值偏小，必须一次性快速注入盐酸中，以减小热量损失，故A错误；中和热是指在稀溶液中，强酸与强碱发生中和反应生成1 mol H2O(l)和可溶性盐放出的热量，与酸、碱的元数无关，故B错误；S的燃烧热是指1 mol S固体完全燃烧生成SO2(g)放出的热量，故C错误；浓硫酸溶于水时放热，其与含1 mol NaOH的溶液混合，放出的热量大于57.3 kJ，故D正确。‎ ‎3．C　根据图像可知，反应①和反应②中反应物的总能量都大于生成物的总能量，则反应①、反应②均为放热反应，故A项正确；反应①中氢气参与反应，反应产物中都是化合物，则一定存在化合价变化，反应②中反应物都是化合物，生成物中有碘单质，也一定存在化合价变化，所以反应①②均为氧化还原反应，故B项正确；反应①比反应②的速率慢，说明反应①中正反应的活化能较大，反应②中正反应的活化能较小，故C项错误；反应①、反应②总的能量变化为218 kJ·mol－1，根据盖斯定律可知，反应①、反应②的焓变之和ΔH＝－218 kJ·mol－1，故D项正确。‎ ‎4．A　根据图示，HS－在硫氧化菌作用下转化为SO，发生氧化反应：HS－＋4H2O－8e－===SO＋9H＋，A项正确；电极a上发生氧化反应，电极a为负极，电子从电极a流出，经外电路流向电极b，B项错误；如果将反应物直接燃烧，有化学能转化为热能或光能，能量的利用率降低，C项错误；若该电池中有0.4 mol电子发生转移，则有0.4 mol H＋通过质子交换膜，D项错误。‎ ‎5．A　设S(g)===S(s)　ΔH4，则ΔH4＜0，由盖斯定律，得ΔH3＝ΔH2－ΔH4，所以ΔH3＞ΔH2，A错误；少量CO2和SO2都能与Ca(OH)2反应，且生成的CaCO3和CaSO3都是难溶于水的白色沉淀，故B正确；CO2的电子式为，分子中各原子最外层均为8电子稳定结构，C正确；①2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH1＝－566.0 kJ·mol－1，②S(g)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH2＝－296.0 kJ·mol－1，由盖斯定律，①－②得：2CO(g)＋SO2(g)===S(g)＋2CO2(g)　ΔH＝－270.0 kJ·mol－1，D正确。‎ ‎6．C　根据放电后Na2S2转化为Na2S4，S元素化合价升高，知Na2S2被氧化，故负极反应为2Na2S2－2e－===Na2S4＋2Na＋，A项错误；充电时阳极上发生氧化反应，NaBr转化为NaBr3，电极反应为3NaBr－2e－===NaBr3＋2Na＋，B项错误；放电时，阳离子向正极移动，故Na＋经过离子交换膜，由b池移向a池，C项正确；放电时，b池为负极区域，发生氧化反应2Na2S2－2e－===Na2S4＋2Na＋，用该电池电解饱和食盐水，产生标准状况下2.24 L H2时转移0.2 mol电子，生成0.1 mol Na2S4，其质量为17.40 g，但题中没有说明H2所处的状况，D项错误。‎ ‎7．C　阴极室发生还原反应，电极反应为2H＋＋2e－===H2↑，H＋放电，破坏了水的电离，使溶液的酸碱性发生改变，且阴极室的溶液中必须加入强电解质以增强溶液的导电性，将阴极室双极膜左侧的溶液排出，不能获得淡水，A错误；盐室中的Na＋向阴极移动，离子交换膜M为阳离子交换膜，使Na＋进入阴极室双极膜的右侧，获得NaOH溶液。Cl－向阳极移动，离子交换膜N为阴离子交换膜，使Cl－进入阳极室双极膜的左侧，得到盐酸，B错误；若去掉双极膜，盐室中的Cl－进入阳极室，在阳极放电生成Cl2，C正确；阴、阳极的电极反应分别为2H＋＋2e－===H2↑，4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，电路中每转移1 mol电子，阴极产生0.5 mol H2，阳极产生0.25 mol O2，两极共得到0.75 mol气体，D错误。‎ ‎8．D　根据甲中N极上O2转化为H2O，O2发生还原反应，知N极为正极，M极为负极，故电子的流动方向为M→Fe、Cu→N，电子不能通过电解质溶液，A项错误；根据乙二胺被氧化为无污染的物质，推知乙二胺转化为CO2、N2，故M极电极反应式为H2N(CH2)2NH2＋‎ ‎4H2O－16e－===2CO2↑＋N2↑＋16H＋，B项错误；N极上发生反应：O2＋4H＋＋4e－===2H2O，铁极上发生反应：Cu2＋＋2e－===Cu，根据各电极上通过电荷量(或转移电子数)相等，可得关系式：O2～2Cu，当N极消耗标准状况下5.6 L O2时，铁极增加的质量为×2×64 g＝32 g，但题中没有说明O2所处的状况，C项错误；乙中Cu为阳极，Fe为阴极，原理为铁上镀铜，CuSO4溶液浓度基本保持不变，D项正确。‎ ‎9．B　根据盖斯定律知，ΔH3＝ΔH1＋ΔH2＝＋(302－268) kJ·mol－1＝＋34 kJ·mol－1；选择反应②计算键能。反应热＝反应物的总键能－生成物的总键能＝[364×2＋331×5－(585＋320×3＋2a＋382)] kJ·mol－1＝－268 kJ·mol－1，解得a＝362。‎ ‎10．D　根据充电时电池总反应知，放电时负极反应式为LiaC6－ae－===6C＋aLi＋，正极反应式为Li1－aNixCoyMnzO2＋aLi＋＋ae－===LiNixCoyMnzO2，将放电时负极、正极反应式左右颠倒，即分别得到充电时阴极、阳极反应式。放电时，A是负极、B是正极，Li＋向正极移动，则X是Li＋，允许阳离子通过的隔膜为阳离子交换膜，A项正确；充电时，A是阴极，发生还原反应，B项正确；由上述分析可知，C项正确；根据充电时电池总反应知，充电时石墨电极发生C→LiaC6的反应，无法充电的废旧电池的石墨电极中不含有锂元素，不能回收金属锂，D项错误。‎ ‎11．BD　由总反应(1－x)LiFePO4＋xFePO4＋LixCnLiFePO4＋nC，放电时，作为原电池，LixCn为负极，失去电子，发生氧化反应，电极反应式为LixCn－xe－===xLi＋＋nC，电子由负极由正极移动；FePO4为正极，得到电子，发生还原反应，电极反应式为xFePO4＋xLi＋＋xe－===xLiFePO4。充电时，作为电解池，LiFePO4参与阴极与阳极的反应，阳离子向阴极移动。放电时，A电极为正极，B电极为负极，负极失去电子，发生氧化反应，故A正确；放电时，根据电极反应式，导线转移1 mol电子，内电路中通过膜转移了1 mol Li＋，B电极室质量减少7 g，故B错误；充电时，A为阳极，阳极失电子，发生氧化反应，A极电极反应式：xLiFePO4－xe－===xFePO4＋xLi＋，故C正确；充电时，作为电解池，阳离子向阴极移动，Li＋从A电极室向B电极室移动，故D错误。‎ ‎12．AD　1 mol C(s)完全燃烧生成CO2(g)所放出的热量大于生成CO(g)所放出的热量，则其反应热小于－110.4 kJ·mol－1，A正确；由图可知，CuO(s)的能量低于Cu2O(s)和O2(g)的能量之和，所以CuO分解生成Cu2O的反应为吸热反应，B错误；由图中数据可知，CuO(s)的能量比Cu2O(s)和O2(g)的总能量低，但无法比较CuO(s)和Cu2O(s)的能量高低，则CuO与Cu2O的稳定性也无法比较，C错误；由题干信息可知，2C(s)＋O2(g)===2CO(g)的ΔH1＝－220.8 kJ·mol－1，反应4CuO(s)===2Cu2O(s)＋O2(g)的ΔH2＝292 kJ·mol－1，则反应C(s)＋2CuO(s)===Cu2O(s)＋CO(g)的ΔH3＝ΔH1/2＋ΔH2/2＝＋35.6 kJ·mol－1，D正确。‎ ‎13．AC　由流程可知氮气在TM－LiH催化作用下与LiH反应生成LiNH，LiNH与氢反应生成氨和LiH，发生反应：2LiNH＋3H2===2LiH＋2NH3。A项，状态Ⅰ为氮气生成LiNH的过程，吸收能量并存在N≡N键发生断裂，错误；B项，由流程可知氮气和氢气反应只生成氨气，原子利用率为100%，正确；C项，催化剂可降低反应的活化能，但不能降低反应物和生成物的总能量，不能改变反应焓变，错误；D项，由状态Ⅲ可知生成NH3：2LiNH＋3H2===2LiH＋2NH3，正确。‎ ‎14．AC　电解法除氮时有效氯HClO将NH氧化为N2的离子方程式为3HClO＋2NH===3Cl－＋N2↑＋3H2O＋5H＋，故A正确；随溶液pH降低，c(H＋)增大，Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO平衡逆向移动，溶液中c(HClO)减小，使NH的氧化率下降，则氮的去除率随pH的降低而下降，故B错误；除磷时，Fe失电子作阳极，石墨作阴极，阴极电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，溶液pH会增大，图乙中20～40 min时溶液pH增大，故脱除的元素是磷元素，故C正确；由图乙中0～20 min时溶液pH减小得出脱除的元素是氮元素，此时铁作阴极，故D错误。‎ ‎15．D　题图1中N型半导体为负极，P型半导体为正极，A项错误；电解质溶液中是离子定向移动而导电，没有电子的移动，B项错误；B极与外接电源负极相连，为电解池的阴极，放出的是氢气，而不是氧气，C项错误；A极为阳极，阳极上发生的是CO(NH2)2失电子生成N2的反应，则电极反应式为：CO(NH2)2－6e－＋8OH－===N2↑＋CO＋6H2O，D项正确。‎ ‎16．答案：(1)确保盐酸被完全中和 ‎(2)保温、隔热，减少实验过程中热量的损失 ‎(3)用环形玻璃搅拌棒轻轻搅动溶液 ‎(4)51.8 kJ·mol－1‎ ‎(5)不能　H2SO4与Ba(OH)2反应生成BaSO4沉淀，沉淀的生成热会影响中和热的测定 ‎(6)ΔH1＝ΔH2＜ΔH3‎ 解析：(1)在中和热的测定实验中为了确保反应物被完全中和，常常使加入的一种反应物稍微过量一些。(4)三次实验温度变化的平均值为3.1 ℃，ΔH＝－≈－51.8(kJ·mol－1)。(5)H2SO4与Ba(OH)2溶液反应生成BaSO4沉淀的生成热会影响中和热的测定，故不能用Ba(OH)2溶液和H2SO4溶液代替NaOH溶液和盐酸。(6)稀NaOH溶液和稀Ca(OH)2溶液中溶质都完全电离，它们的中和热相同，稀氨水中的溶质是弱电解质，它与盐酸的反应中NH3·H2O的电离要吸收热量，故焓变大一些。‎ ‎17．答案：(1)污染小、可再生、来源广、资源丰富、燃烧热值高(任写其中2点，其他合理答案也可)　H2－2e－＋2OH－===2H2O ‎(2)①阳极室　②防止Na2FeO4与H2反应使产率降低 ‎③M点：c(OH－)相对较低，Na2FeO4稳定性差，且反应慢，产率较低[或N点：c(OH－)过高，铁电极上有Fe(OH)3生成，使Na2FeO4产率降低]‎ ‎(3)①c　②2Cu2＋＋3OH－＋Cl－===Cu2(OH)3Cl↓　③0.448‎ 解析：(1)氢气相对于汽油，其主要优点有污染小、可通过水制备而再生、以水制备来源广、资源丰富、燃烧热值高等。碱性氢氧燃料电池中氢气在负极放电，电极反应为H2－2e－＋2OH－===2H2O。(2)①该电解池的阳极反应为Fe－6e－＋8OH－===FeO＋4H2O，阴极的电极反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，电解过程中阳极室消耗OH－，c(OH－)降低，阴极室消耗H＋，c(OH－)增大。②由于Na2FeO4易被H2还原，若不及时排出H2，生成的H2会将FeO还原，使FeO的产率降低。③M点至最高点：由于Na2FeO4在强碱性条件下稳定存在，此时c(OH－)相对较低，生成的FeO不稳定，容易反应，且c(OH－)较低，反应速率较小，所以溶液中的c(Na2FeO4)低于最高值；最高点至N点：由于氢氧化钠溶液浓度过高会在铁电极区产生红褐色的Fe(OH)3沉淀，使Fe元素的利用率降低而导致Na2FeO4产率降低。(3)①根据图示，青铜基体发生氧化反应被腐蚀，转化为Cu2＋，故c作负极。②负极上Cu被氧化生成Cu2＋，正极O2被还原为OH－，环境中的Cl－扩散到孔口，与Cu2＋、OH－反应，反应的离子方程式为2Cu2＋＋3OH－＋Cl－===Cu2(OH)3Cl↓。③n[Cu2(OH)3Cl]＝＝0.02 mol，由于负极反应为Cu－2e－===Cu2＋，则反应中转移的电子的物质的量n(e－)＝0.02 mol×2×2＝0.08 mol。正极反应为O2＋4e－＋2H2O===4OH－，根据得失电子守恒，反应的氧气的物质的量n(O2)＝0.02 mol，标准状况下V(O2)＝0.02 mol×22.4 L/mol＝0.448 L。‎ ‎18．答案：(1)－170　＋250.1‎ ‎(2)①溶液由无色变为浅红色，有气泡逸出　降低反应的活化能　②254　③11.25%　循环利用未反应的N2、H2；适当增大反应体系压强 解析：(1)ΔH1＝2E(C===O)＋4E(H—H)－4E(C—H)－4E(H—O)＝(2×799＋4×436－4×413－4×465) kJ·mol－1＝－170 kJ·mol－1。根据燃烧热写出如下热化学方程式：CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH3＝－890.3 kJ·mol－1；H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH4＝－285.8 kJ·mol－1；CO(g)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH5＝－283.0 kJ·mol－1；ΔH2＝ΔH3－3ΔH4－ΔH5＝(－890.3＋3×285.8＋283.0) kJ·mol－1＝＋250.1 kJ·mol－1。‎ ‎(2)①氨溶于水生成一水合氨，一水合氨电离出OH－使溶液显碱性(NH3＋H2ONH3·H2O，NH3·H2ONH＋OH－)，可观察到酚酞溶液由无色变为浅红色，氮气、氢气不溶于水，试管B中产生气泡；铁触媒能加快反应速率的原因：降低反应的活化能，从而增大活化分子百分数，增加有效碰撞次数。②氨分解反应的ΔH＝3E(N－H)－E(N≡N)－E(H－H)＝3×391 kJ·mol－1－×946 kJ·mol－1－×436 kJ·mol－1＝＋46 kJ·mol－1。ΔH等于正反应的活化能与逆反 应的活化能之差，则ΔH＝Ea1－Ea2，Ea2＝300 kJ·mol－1－46 kJ·mol－1＝254 kJ·mol－1。‎ ‎③设H2的转化率为x，列式计算如下：‎ N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＝－92 kJ·mol－1‎ ‎ 3 －92‎ ‎ 4x －13.8‎ ＝，x＝11.25%。‎ 工业合成氨为了提高原料的利用率，要采用循环操作，也就是把未反应的氮气、氢气从反应混合气中分离出来，重新送回反应器中；由于合成氨是气体体积减小的反应，为提高原料利用率，也可适当增大反应体系压强。‎ ‎19．答案：(1)原电池　电解池 ‎(2)阳极　N2O4＋2HNO3－2e－===2N2O5＋2H＋‎ ‎(3)O2＋4e－＋4H＋===2H2O ‎(4)13.4‎ ‎(5)NH3　根据总反应8NO＋7H2O3NH4NO3＋2HNO3，可知反应中有HNO3生成，需要补充NH3将HNO3转化为NH4NO3(其他合理答案也可)‎ ‎(6)14.4‎ 解析：(1)A装置中SO2与O2自发反应生成H2SO4，符合原电池原理，且B装置中c、d两极均为惰性电极，不符合构成原电池的条件，因此可推知A装置为原电池，用来制备H2SO4；B装置为电解池，用来制备N2O5。‎ ‎(2)装置B中，N2O4被氧化生成N2O5，N2O5在阳极区即c电极生成(N2O5是硝酸的酸酐，极易和水反应，不可能在d极生成)。阳极区是无水硝酸，HNO3没有电离，溶液中不存在H＋和NO，在电极反应式中应保留其化学式，所以阳极的电极反应式为N2O4＋2HNO3－2e－===2N2O5＋2H＋。‎ ‎(3)通入O2的电极为正极，O2得到电子被还原，电极反应式为O2＋4e－＋4H＋===2H2O。‎ ‎(4)A装置中通入SO2的一极发生氧化反应，电极反应式为SO2－2e－＋2H2O===4H＋＋SO，为持续稳定生产，H2SO4溶液的浓度维持不变，SO2的消耗速率为0.1 mol·min－1，消耗H2O的速率为0.2 mol·min－1，同时生成H2SO4的速率为0.1 mol·min－1，即9.8 g·min－1，所以加入水的速率为(0.2×18＋9.8)g·min－1＝13.4 g·min－1。‎ ‎(5)方法一：电解的总反应为8NO＋7H2O3NH4NO3＋2HNO3，在电解过程中有HNO3产生，需要补充NH3将HNO3转化为NH4NO3；‎ 方法二：由图示可知，阴极电极反应为NO＋5e－＋6H＋===NH＋H2O，阳极反应为NO－3e－＋2H2O===NO＋4H＋，根据得失电子守恒可判断出：当转移的电子数目相同时，阳极产生的NO的物质的量多于阴极产生的NH的物质的量，为使电解产物全部转化为NH4NO3，需要补充NH3。‎ ‎(6)右室中NO被还原生成N2，右室是阴极室，阴极电极反应为2NO＋10e－＋6H2O===N2↑＋12OH－；阳极电极反应为2H2O－4e－===4H＋＋O2↑。若反应中转移2 mol电子，阳极放出0.5 mol O2，同时生成的2 mol H＋经质子交换膜进入电解池的右侧，则Δm左＝0.5×32 g＋2×1 g＝18 g；阴极放出0.2 mol N2，同时有2 mol H＋进入，则Δm右＝0.2×28 g－2×1 g＝3.6 g；故Δm左－Δm右＝18 g－3.6 g＝14.4 g。‎ ‎20．答案：(1)2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2‎ ‎(2)取少许FeCl2溶液于试管中，加入2～3滴KSCN溶液，无明显现象，再加入碘水，溶液变红 ‎(3)2I－－2e－===I2　(4)20.00‎ ‎(5)2BrO＋10e－＋12H＋===Br2＋6H2O ‎(6)电流计的指针不再偏转　83.4%‎ 解析：(1)结合分组实验方案可知KI与FeCl3反应后的溶液中含有I2和Fe3＋，即该反应为可逆反应，其离子方程式为2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2。(2)要补充做FeCl2溶液与碘水的实验，在实验时应向FeCl2溶液中加入KSCN溶液，无明显现象，滴入碘水后，看到溶液变成红色，则说明碘水能将Fe2＋氧化成Fe3＋，从而说明反应可逆。(3)开始滴加KBrO3‎ 溶液时，看到右池中溶液变蓝，说明有I2生成，则右池中的电极反应式为2I－－2e－===I2。(4)电流计指针不再发生偏转时，右池中I－完全被氧化为I2，根据2I－－2e－===I2知转移电子的物质的量为n(e－)＝n(KI)＝0.1 L×0.6 mol·L－1＝0.06 mol；左池中的电极反应式为BrO＋6e－＋6H＋===Br－＋3H2O，转移0.06 mol电子消耗0.01 mol KBrO3，生成0.01 mol Br－，在电流计指针不再发生偏转的这段时间内，左池中发生氧化还原反应BrO＋5Br－＋6H＋===3Br2＋3H2O，在将生成的Br－完全反应掉之前电流计指针都不发生偏转，则这段时间内加入的n(KBrO3)＝n(Br－)＝0.002 mol，滴加的KBrO3溶液的体积为20.00 mL。(5)电流计的指针重新发生偏转时看到右池中溶液蓝色逐渐变浅，说明右池中I2被氧化成IO，则左池中BrO在酸性条件下得电子被还原为Br2，其电极反应式为2BrO＋10e－＋12H＋===Br2＋6H2O。(6)利用该装置进行氧化还原滴定，达到滴定终点时，电流计的指针不再发生偏转。在题述装置右池中加入绿矾，结合题中已知氧化性顺序：BrO＞IO＞Br2＞Fe3＋可知，还原性：Fe2＋＞Br－，即BrO被还原为Br－，则装置中发生的总反应为2BrO＋12Fe2＋＋12H＋===2Br－＋12Fe3＋＋6H2O，根据题中数据可求出绿矾的质量为 ＝8.34 g，则绿矾的质量分数为×100%＝83.4%。‎