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高中化学人教版 (2019)必修 第二册第六章 化学反应与能量第一节 化学反应与能量变化同步练习题
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这是一份高中化学人教版 (2019)必修 第二册第六章 化学反应与能量第一节 化学反应与能量变化同步练习题，共23页。试卷主要包含了单选题，填空题，判断题，解答题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题
1．下列说法不正确的是（ ）
A．放热反应不需加热即可发生
B．化学反应过程中的能量变化除了热能外，也可以是光能、电能等
C．需要加热才能进行的化学反应不一定是吸热反应
D．化学反应热效应数值与参加反应的物质多少有关
2．下列变化属于吸热反应的是
A．碘的升华B．生石灰溶于水
C．镁与稀盐酸的反应D．Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl晶体混合反应
3．下列反应前后物质的总能能量变化能用如图表示的是
A．生石灰和水的反应
B．木炭在氧气中燃烧
C．Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应
D．盐酸与氢氧化钠溶液的反应
4．已知某化学反应A2(g)+2B2(g)=2AB2(g)，能量变化如图所示，下列叙述中正确的是
A．该反应的进行一定需要加热或点燃
B．该反应若生成2mlAB2(g)时，放出的热量为(E1-E2)kJ
C．物质AB2比A2更稳定
D．该反应断开化学键吸收的总能量大于形成化学键释放的总能量
5．将纯锌与纯铜按图所示的方法插入同浓度稀硫酸中，一段时间后，以下叙述错误的是
A．两烧杯中溶液酸性均减弱
B．产生气泡的速率甲比乙快
C．甲烧杯中铜片有气泡产生，乙烧杯中铜片没有气泡产生
D．两烧杯中铜均是正极
6．电絮凝的反应原理是以金属铁为阳极，在直流电的作用下，阳极被溶蚀，产生金属离子；在经一系列水解、聚合及氧化过程，使废水中的胶态杂质、悬浮杂质凝聚沉淀而分离。下列说法不正确的是
A．阳极电极方程式为Fe-3e-=Fe3+和2H2O-4e-=O2↑+4H+
B．阴极电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-
C．每产生1mlO2，整个电解池中理论上转移电子大于4ml
D．选择铝做阳极也可起到相似的絮凝效果
7．我国科学家以金属钠和石墨作为电极，在石墨电极通入制备成Na-二次电池，有关该电池，下列说法错误的是
A．放电时发生还原反应
B．放电时阴离子向Na电极移动
C．放电时电子由石墨电极沿导线流向钠电极
D．电解质不能是水溶液
8．如图为铜锌原电池示意图，下列说法正确的是（ ）
A．锌为负极，发生还原反应
B．原电池是将电能转变为化学能的装置
C．氢离子在铜表面被氧化，产生气泡
D．电流由铜片通过导线流向锌片
9．锂一空气电池的总反应为2Li+O2=Li2O，下列有关化学用语错误的是
A．Li的原子结构示意图为
B．Li2O的电子式为
C．Li的质量数为6
D．电池负极反应式为Li-e-=Li+
10．关于下列装置，叙述不正确的是
A．石墨电极反应式： O2+4H++4e-=2H2O
B．温度计的示数会上升
C．加入少量NaCl ，会加快 Fe 生锈
D．加入 HCl，石墨电极反应式： 2H++2e-=H2↑
二、填空题
11．从能量变化和反应快慢等角度研究化学反应具有重要意义。
(1)已知一定条件下，反应N2+3H22NH3为放热反应，下图能正确表示该反应中能量变化的是 ；(填“A”或“B”)
(2)研究高效催化剂是解决汽车尾气中的NO和CO对大气污染的重要途径。
已知：C(s)+O2(g)=CO2(g) △H1= -393.5 kJ/ml
C(s)+O2(g)= CO(g) △H2= -110.5 kJ/ml
N2(g)+ O2(g)=2NO(g) △H3= +180.0 kJ/ml
则汽车尾气的催化转化反应2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)的△H = kJ/ml。
(3)某兴趣小组为研究原电池原理，设计下图装置。
①Cu为原电池 极(填“正”或“负”)，其电极反应式是 ；
②溶液中SO移向 (填“Cu”或“Zn”极)。当负极金属溶解13.0 g时，通过导线的电子数 。
③甲烷(CH4)燃料电池在碱性介质(电解质为KOH溶液)中的电极反应方程式：
负极： ，正极： 。
12．请根据反应Fe+CuSO4==Cu+FeSO4设计一个原电池，画出装置图
13．（1）选择适宜的材料和试剂设计一个原电池，完成下列反应：Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu。
①画出装置图： 。
②电极材料和电解质溶液各是什么 。？
③写出电极反应式：负极： ；正极： 。
（2）用锌片、铜片连接后浸入稀硫酸溶液中，构成了原电池，工作一段时间，锌片的质量减少了3.25克，铜表面析出了氢气 L（标准状况下）。导线中通过 ml电子。
14．载人航天器中的物质和能量资源都十分宝贵。利用萨巴蒂尔反应再生氧气的大体流程如下图所示。
(1)从元素转化角度来看，上述流程中萨巴蒂尔反应的缺点是 。
飞行时间较长时可用如下图所示的电化学富集法富集二氧化碳。
(2)电极材料采用多孔碳载镍，“多孔”的优点是 。
(3)电极a是 (填“正极”或“负极”)，电极反应式为 。
(4)电极b发生反应 (填“氧化”或还原”)，电极反应式为 。
(5)K+向电极 (填"a”或b”)方向移动。
15．完全燃烧1g金属铝放出29.8kJ的热量，则反应的热化学方程式为 。
16．如图是某化学兴趣小组探究不同条件下化学能转变为电能的装置。请回答下列问题：
(1)当电极a为Al，电极b为Cu，电解质溶液为稀硫酸时，正极的电极反应式为 ，H+移向 极(填“a”或“b”)。
(2)现设计一燃料电池，以电极a为正极，电极b为负极，甲烷为燃料，采用氢氧化钠溶液为电解液，则甲烷应通入 极(填“a”或“b”)。
(3)利用反应“Cu+2Ag+=2Ag+Cu2+”设计一个化学电池，该电池的电解质溶液是 。
(4)若这是氢氧燃料电池，当有20mlH2反应时，则导线中通过电子的物质的量为 ml。
(5)如果电极a为Al，电极b为Mg，电解质溶液为氢氧化钠溶液，当反应中收集到标准状况下224mL气体时，消耗的电极质量为 g。
17．如图所示的原电池装置中
(1)正极的电极反应方程式是 。
(2)该原电池的中反应离子方程式 。
18．如图是某同学设计的一个简易的原电池装置，请回答下列问题。
(1)若a电极材料为碳、b溶液为溶液，则正极的电极反应式为 ，当有1.6g负极材料溶解时，转移的电子为 。
(2)若a电极材料为铁、b溶液为浓硝酸，电流表的指针也会偏转，则电子的流向为 填电极材料，下同)，溶液中的向 极移动。
(3)瑞典ASES公司设计的曾用于驱动潜艇的液氨-液氧燃料电池的示意图如上，则该燃料电池工作时，负极的电极反应式为 ，电池的总反应方程式为 。
19．当物质发生化学反应时，断开反应物中的化学键要 能量（填“吸收”或“释放”）；而形成生成物中的化学键要 能量（填“吸收”或“释放”）；一个化学反应是释放能量还是吸收能量取决于 。
20．高铁电池是一种新型可充电电池，与普通电池相比，该电池能较长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为3Zn+2K2FeO4+8H2O3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH。请回答下列问题：
(1)高铁电池的负极材料是 。
(2)放电时，正极发生 (填“氧化”或“还原”)反应。
(3)已知负极反应为Zn-2e-＋2OH-=Zn(OH)2，则正极反应为
三、判断题
21．充电电池可以无限制地反复充电、放电。(__)
22．任何化学反应，都有物质变化，同时伴随着能量变化。(_______)
23．从能量角度看，断开化学键要放热，形成化学键要吸热。一个化学反应是释放能量，还是吸收能量，取决于二者的相对大小。
24．火力发电是化学能间接转化为电能的过程。(_____)
25．燃烧一定是氧化还原反应，一定会放出热量。
四、解答题
26．电浮选凝聚法是工业上采用的一种污水处理方法：保持污水的pH在5.0~6.0之间，通过电解生成Fe(OH)3沉淀。Fe(OH)3有吸附性，可吸附污物而沉积下来，具有净化水的作用。阴极产生的气泡把污水中悬浮物带到水面形成浮渣层，刮去（或撇掉）浮渣层，即起到了浮选净化的作用。
某科研小组用电浮选凝聚法处理污水，设计装置如下图所示：
（1）实验时若污水中离子浓度较小，导电能力较差，产生气泡速率缓慢，无法使悬浮物形成浮渣。此时，应向污水中加入适量的 。
a.H2SO4 e.CH3CH2OH
（2）电解池阳极的电极反应分别是① ；② 。
（3）电极反应①和②的生成物反应得到Fe(OH)3沉淀的离子方程式是： 。
（4）熔融盐燃料电池是以熔融碳酸盐为电解质，以CH4为燃料，空气为氧化剂，稀土金属材料为电极。已知负极的电极反应式为：CH4+4CO32—8e- 5CO2+2H2O。
①正极的电极反应是 。
②为了使该燃料电池长时间稳定运行，电池的电解质组成应保持稳定。为此电池工作时必须有部分A物质参加循环。则A物质的化学式是 。
（5）实验过程中，若在阴极产生了44.8L（标准状况）气体，则熔融盐燃料电池消耗CH4（标准状况） L。
27．氮及其化合物是重要的化工原料。
(1)写出实验室制氨气的化学方程式 ，证明氨气已集满的操作和现象是 。
(2)含氮废水会加速藻类和其他浮游生物的大量繁殖，使水质恶化。利用微生物对含氮废水进行处理的流程如下：
蛋白质 NH3 HNO2HNO3N2
请回答：
①过程Ⅲ发生反应的化学方程式为 。
②根据图1和图2，判断使用亚硝化菌的最佳条件为 。
③利用微生物处理含氮废水的优点为 。
(3)肼(N2H4)暴露在空气中容易爆炸，但利用其制作的燃料电池是一种理想的电池，具有容量大、能量转化率高、产物无污染等优点，其工作原理如图所示，写出该电池的正极反应式： 。
28．肼常用作火箭的燃料，实验室模拟氨和次氯酸钠反应制备肼，装置如图，回答下列问题：
(1)装置中使用的浓氨水、属于电解质的是 ，实验中装置B可能会发生倒吸，可使用如图中的 (填标号)代替；
(2)装置D中导管b的作用是 。
(3)装置C中制备肼的化学方程式为 。
(4)装置D中发生的反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为 。
(5)上述装置存在一处缺陷，会导致肼的产率降低，改进方法是 。
(6)如图是以氨为燃料的固体氧化物(含有)燃料电池可为潜水艇提供动力。
写出负极的电极反应式： 。
参考答案：
1．A
【详解】A．放热反应不一定不需加热即可发生，例如煤燃烧等，A错误；
B．化学反应过程中的能量变化除了热能外，也可以是光能、电能等，B正确；
C．需要加热才能进行的化学反应不一定是吸热反应，例如碳燃烧等，C正确；
D．化学反应热效应数值与参加反应的物质多少有关，D正确；
答案选A。
2．D
【详解】A项、碘的升华为物理变化，故A错误；
B项、生石灰与水反应为放热反应，故B错误；
C项、镁与稀盐酸的反应为放热反应，故C错误；
D项、Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl晶体混合反应是吸热反应，故D正确；
故选D。
【点睛】碘的升华、物质的溶解或稀释不属于化学变化，属于物理变化是解答易错点。
3．C
【分析】根据图示，生成物总能量大于反应物总能量，为吸热反应。
【详解】A．生石灰和水的反应是放热反应，故不选A；
B．木炭在氧气中燃烧是放热反应，故不选B；
C．Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应是吸热反应，故选C；
D．盐酸与氢氧化钠溶液的反应是放热反应，故不选D。
选C。
4．D
【详解】A．反应前后能量守恒可知，反应物能量之和小于生成物的能量之和，反应是吸热反应，吸热反应不一定都要加热，例如氢氧化钡和氯化铵在常温下就反应，A错误；
B．根据图象，该反应是吸热反应，生成2mlAB2(g)则吸收的热量为(E1－E2) kJ，B错误；
C．能量越低越稳定，物质AB2比A2能量高、则A2更稳定，C错误；
D．断裂化学键吸收热量，形成化学键放出热量，由信息可知，该反应为吸热反应，则断开化学键吸收的总能量大于形成化学键释放的总能量，D正确；
故选D。
5．D
【分析】两个装置的总反应均为氢离子和锌生成氢气和锌离子，甲中形成闭合电路形成原电池，锌做负极、铜作正极，氢气在铜极放出；乙中没有形成闭合电路，没有形成原电池，氢气在锌表面放出；
【详解】A．两个装置的总反应均为氢离子和锌生成氢气和锌离子，都会反应放出氢气，酸性都减弱，A正确；
B．甲装置中形成原电池，反应加快，B正确；
C．甲装置中形成原电池，铜片上产生气泡；乙烧杯中铜片没有气泡产生，C正确；
D．乙中不构成原电池，没有正负极，D错误；
故选D。
6．A
【详解】A．若铁为阳极，则阳极电极方程式为Fe-2e-=Fe2+，同时水电离产生的OH-失去电子变为O2，同时产生H+，电极反应式为：2H2O-4e-=O2↑+4H+，选项A不正确；
B．阴极上水电离产生的H+得到电子变为H2逸出，故电离方程式为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，B正确；
C．在阳极上的电极反应式有Fe-2e-=Fe2+、2H2O-4e-=O2↑+4H+，因此当生成1 ml O2，整个电解池中理论上转移电子大于4 ml，选项C正确；
D．Fe3+经过水解生成Fe(OH)3胶体使水中的杂质凝聚沉淀，选择铝做阳极也可起到相似的絮凝效果，选项D正确；
答案选A。
7．C
【详解】A．放电时石墨为正极在石墨电极通入，正极发生还原反应，选项A正确；
B．放电时属于原电池工作原理，Na为负极，阴离子向Na电极移动，选项B正确；
C．放电时石墨为正极，钠为负极，电子由负极钠电极流向正极石墨电极，选项C错误；
D．金属钠遇水会剧烈反应，所以电解质不能是水溶液，选项D正确；
答案选C。
8．D
【分析】由图可知，Zn为负极，失去电子发生氧化反应，Cu为正极，正极上氢离子得到电子发生还原反应，且电流从正极流向负极，原电池为化学能转化为电能的装置，以此来解答。
【详解】A．锌为负极，发生氧化反应，故A错误；
B．原电池为化学能转化为电能的装置，故B错误；
C．氢离子在铜表面被还原，故C错误；
D．Zn为负极、Cu为正极，电流由铜片通过导线流向锌片，故D正确；
答案选D。
9．A
【详解】A．Li原子的核电荷数为3，原子结构示意图为，故A错误；
B．Li2O是离子化合物，由Li+和O2-构成，其电子式为，故B正确；
C．原子符号左上角数字表示质量数，因此Li的质量数为6，故C正确；
D．由电池的总反应2Li+O2=Li2O可知，Li作负极，失电子发生氧化反应，负极反应式为Li-e-=Li+，故D正确；
答案选A。
10．A
【分析】这是一个原电池装置，铁作负极，失去电子，变成Fe2+，石墨作正极，溶解在溶液中的氧气得电子：O2+4e-+2H2O=4OH-。
【详解】A．电解质溶液不是酸性的，所以石墨电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-，故A错误；
B．原电池放电时会放出热量，所以温度计的示数会上升，故B正确；
C．加入少量NaCl，溶液中自由移动离子浓度增大，溶液导电能力增强，会加快 Fe 生锈，故C正确；
D．加入 HCl，溶液呈酸性，在正极石墨上是H+得到电子，电极反应式为 2H++2e-=H2↑，故D正确；
故选A。
11．(1)A
(2)-746
(3) 正 Cu2++2e－=Cu Zn 0.4NA或2.408×1023 CH4＋10OH--8e-=CO＋7H2O 2O2＋4H2O＋8e-=8OH-或O2＋2H2O＋4e-=4OH-
【详解】（1）反应N2+3H22NH3为放热反应，说明反应物总能量高于生成物总能量，能正确表示该反应中能量变化的是图A，故答案为：A；
（2）已知①C(s)+O2(g)=CO2(g) △H1= -393.5 kJ/ml
②C(s)+O2(g)= CO(g) △H2= -110.5 kJ/ml
③N2(g)+ O2(g)=2NO(g) △H3= +180.0 kJ/ml
由得2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)的△H =2△H1-2△H2-△H3= ，故答案为：-746；
（3）①以铜锌为电极，以硫酸铜溶液为电解质溶液组成的原电池，锌为原电池的负极，电极反应式为，Cu为原电池正极，电极反应式是；故答案为：正；；
②原电池中溶液的阴离子移向负极，即SO移向Zn极，当负极金属溶解13.0 g时，也就是溶解0.2ml锌，由得通过导线的电子为0.4ml，数目为0.4NA或2.408×1023；故答案为：Zn；0.4NA或2.408×1023；
③甲烷(CH4)燃料电池在碱性介质(电解质为KOH溶液)中，甲烷在负极发生氧化反应，与溶液中的氢氧根离子结合成碳酸根离子，正极是氧气得电子变成氢氧根离子，负极的电极反应式为：CH4＋10OH--8e-=CO＋7H2O，正极的电极反应式为：2O2＋4H2O＋8e-=8OH-或O2＋2H2O＋4e-=4OH-，故答案为：CH4＋10OH--8e-=CO＋7H2O；2O2＋4H2O＋8e-=8OH-或O2＋2H2O＋4e-=4OH-。
12．
【分析】根据原电池工作原理结合总反应方程式，还原剂作负极，不如负极活泼的金属或非金属导体作正极，氧化剂的溶液作电解质溶液，由此分析解答。
【详解】不如负极活泼的金属或导电的分金属作正极，根据反应方程式，可选铜作正极，正极上铜离子得电子生成铜单质，电极反应式为：Cu2++2e-═Cu，而CuSO4+Fe═FeSO4+Cu，该反应中，铁失电子生成二价铁离子进入溶液，所以铁作还原剂，电极反应式为：Fe-2e-═Fe2+；原电池装置图为： 。
13． 负极：锌片、正极：铜片；CuSO4溶液 Zn–2e-=Zn2+ Cu2++2e-=Cu 1.12L 0.1
【分析】（1）利用反应Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu设计原电池，根据反应可知，Zn为负极，则正极可以是活泼性不如Zn的金属如铜等，也可以是碳棒，电解质溶液应为CuSO4，根据原电池原理写出电极反应式。（2）根据锌和氢气之间转移电子数目相等计算。
【详解】（1）①利用反应Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu设计原电池，根据反应可知，Zn为负极，则正极可以是活泼性不如Zn的金属如铜等，也可以是碳棒，电解质溶液应为CuSO4，设计的原电池装置为：；
②根据以上设计可知，负极为锌片，正极为铜片，电解质溶液为CuSO4溶液；
③原电池中负极活泼金属失电子发生氧化反应，电极反应为：Zn–2e-=Zn2+，正极为溶液中的阳离子得到电子发生还原反应，CuSO4溶液中的阳离子有Cu2+和H+，放电能力Cu2+大于H+，正极反应为：，Cu2++2e-=Cu；
（2）用锌片、铜片连接后浸入稀硫酸溶液中构成的原电池中，负极：Zn–2e-=Zn2+，正极：2H++2e-=H2↑，由电极反应n(H2)=n(Zn)=，V(H2)=0.05ml22.4L/ml=1.12L，n(e-)=2 n(Zn)=20.05ml=0.1ml。
【点睛】原电池中负极材料一般为活泼金属，失去电子发生氧化反应，负极由于消耗而减少，正极一般是溶液中的阳离子得到电子发生还原反应，放电能力强的阳离子发生反应，正极上的现象一般为产生气体或质量增加。
14．(1)有50%的氢元素存在于甲烷中而没有得到利用
(2)提高电极反应物在电极表面的吸附量，并使它们与电解质溶液充分接触。
(3) 负极
(4) 还原 CO2+8e-+6H2O=CH4+8OH-
(5)b
【详解】（1）由上述流程中可看出，有50%的氢元素存在于甲烷中而没有得到利用。
（2）采用多孔导电材料，可以提高电极反应物在电极表面的吸附量，并使它们与电解质溶液充分接触。
（3）由图可知，电极a为负极，氢气失电子得到氢离子，生成的氢离子结合碳酸根离子生成二氧化碳，电极反应式为：。
（4）电极b为正极，二氧化碳得电子发生还原反应，电极反应式为：CO2+8e-+6H2O=CH4+8OH-。
（5）钾离子为阳离子，阳离子向正极b极移动。
15．4Al(s)+3O2(g)=2Al2O3(s) ∆H=-3218.4kJ/ml
【详解】铝与氧气反应的化学方程式为4Al+3O2=2Al2O3，已知完全燃烧1g金属铝放出29.8kJ的热量，则完全燃烧4×27gAl放出的热量为29.8kJ/g×4×27g=3218.4kJ，从而得出铝燃烧反应的热化学方程式为4Al(s)+3O2(g)=2Al2O3(s) ∆H=-3218.4kJ/ml。答案为：4Al(s)+3O2(g)=2Al2O3(s) ∆H=-3218.4kJ/ml。
【点睛】书写热化学方程式时，一定要标明所有反应物和生成物的状态。
16． 2H++2e-=H2↑ b b AgNO3溶液 40 0.18
【详解】(1)当电极a为Al，电极b为Cu，电解质溶液为稀硫酸时，Al的活泼性大于Cu，Al是负极、Cu正极，正极上氢离子得电子生成氢气，正极的电极反应式为2H++2e-=H2↑，阳离子移向正极，H+移向b；
(2)以电极a为正极，电极b为负极，甲烷为燃料，采用氢氧化钠溶液为电解液，甲烷失电子发生氧化反应，甲烷在负极通入，则甲烷应通入b；
(3) Cu+2Ag+=2Ag+Cu2+反应中，Ag+在正极得电子，Ag+为正极反应物，该电池的电解质溶液是AgNO3溶液；
(4)若这是氢氧燃料电池，氢气在负极失电子，1ml氢气失2ml电子，当有20mlH2反应时，则导线中通过电子的物质的量为40ml；
(5)如果电极a为Al，电极b为Mg，电解质溶液为氢氧化钠溶液，电池总反应是，当反应中收集到标准状况下224mL氢气时，消耗Al的物质的量是 ，消耗铝的质量为=0.18g。
17．(1)
(2)
【分析】锌片和铜片与稀硫酸组成的原电池中，锌作负极，负极上失电子发生氧化反应；
(1)
正极上发生得电子的还原反应，溶液中的氢离子得电子生成氢气，电极反应式为；
(2)
正负极上的电极反应式相加得电池反应式，所以该原电池的中反应离子方程式为。
18． 铜(或)→铁(或) 铜(或)
【详解】(1)若a电极材料为碳、b溶液为FeCl3溶液，则该原电池中自发进行的氧化还原反应为2Fe3++Cu=Cu2++2Fe2+，所以铜电极为负极，碳电极为正极，电极反应式为Fe3++e-=Fe2+；负极反应为Cu-2eˉ=Cu2+，1.6gCu的物质的量为，所以转移电子0.05ml，故答案为：Fe3++e-=Fe2+；0.05；
(2)若a电极材料为铁、b溶液为浓硝酸，由于Fe在浓硝酸中发生钝化，所以总反应为铜和浓硝酸的反应，铜被氧化，所以铜电极为负极，铁电极为正极，原电池中电子从负极经导线流向正极，即从铜电极→铁电极；电解质溶质中阴离子流向负极，所以向铜电极移动，故答案为：铜(或)→铁(或)；铜(或Cu)；
(3)液氨-液氧燃料电池的总反应为，负极反应为，故答案为：；。
19． 吸收 释放 .断开所有化学键吸收的总能量与形成所有化学键释放的总能量的相对大小
【详解】化学反应过程就是旧键断裂和新键形成的过程，断键吸收能量，成键释放能量，一个确定的化学反应的能量变化决定于反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小。
【点睛】本题考查化学反应中能量变化的形式、原因等化学反应的过程是原子重新组合的过程，在这个过程中断裂反应物化学键变为单个原子，要吸收能量；单个原子再重新组合形成生成物化学键要放出能量，因此分子的能量比原子能量低。一个确定的化学反应的能量变化决定于反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小。若反应物的总能量大于生成物的总能量，反应为放热反应，否则为吸热反应。
20． Zn或锌 还原
【分析】原电池中负极发生失去电子的氧化反应，正极发生得到电子的还原反应，根据高铁电池的总反应判断还原剂和氧化剂，结合原电池原理分析解答。
【详解】(1)根据总反应式可知锌失去电子，发生氧化反应，所以高铁电池的负极材料是锌；
(2)放电时，正极发生得到电子的还原反应；
(3)已知负极反应为：Zn-2e-＋2OH-=Zn(OH)2，即3Zn-6e-+6OH-＝3Zn(OH)2，则利用总反应式减去负极反应式即可得到正极反应为：。
21．错误
【解析】略
22．正确
【解析】略
23．错误
【详解】从能量角度看，断开化学键要吸热，形成化学键要放热。一个化学反应是释放能量，还是吸收能量，取决于二者的相对大小，故错误
24．正确
【解析】略
25．正确
【详解】燃烧是指可燃物与氧化剂作用发生的放热反应，通常伴有火焰、发光和(或)发烟现象，因此燃烧一定是氧化还原反应，一定是放热反应，该说法正确。
26． c Fe-2e-=Fe2+ 4OH—-4e-=O2↑+2H2O 4Fe2++10H2O+O2=4Fe(OH)3↓+8H+ O2+2CO2+4e-=2CO32-(2O2+4CO2+8e-=4CO32-) CO2 11.2
【分析】(1)从所加入物质能增大溶液离子浓度,并能保持污水的pH在5.0-6.0之间考虑；
(2)根据电极材料和离子的放电顺序考虑；
(3)根据得失电子守恒和电荷守恒即可得离子方程式；
(4)电池是以熔融碳酸盐为电解质,可以循环利用的物质只有二氧化碳；
(5)在燃料电池和电解池的串联电路中,转移的电子数目是相同的。
【详解】(1)保持污水的pH在5.0～6.0之间，通过电解生成Fe（OH）3沉淀时，加入的使导电能力增强的电解质必须是可溶于水的、显中性的盐，据此可知，添加硫酸钠；
答案是:C；
(2) 活泼金属电极做电解池的阳极是，则电极本身放电；电解时铁作阳极,因此主要发生Fe-2e-=Fe2+，同时也发生副反应,即溶液中的OH-失电子被氧化生成O2，极反应为：4OH—4e-=O2↑+2H2O；
(3)根据得失电子守恒和电荷守恒,电极反应I和Ⅱ的生成物反应得到Fe（OH）3沉淀的离子方程式是4Fe2++10H2O+O2=4Fe(OH)3↓+8H+；
(4) ①料电池中，正极反应一定是氧气的电子的过程，该电池的电解质环境是熔融碳酸盐，所以电极反应为：O2+2CO2+4e-=2CO32- （或2O2+4CO2+8e-=4CO32-）;
答案是：O2+2CO2+4e-=2CO32-（或2O2+4CO2+8e-=4CO32-）；
②电池是以熔融碳酸盐为电解质，可以循环利用的物质只有二氧化碳；
答案是：CO2；
(5)阴极的电极反应为：2H++2e-=H2↑，阴极产生了44.8L（标准状况）即2ml的氢气产生，所以转移电子的物质的量为4ml，根据电池的负极电极反应是CH4+4CO32--8e-=5CO2+2H2O，当转移4ml电子时，消耗CH4（标准状况）的体积V=nVm=0.5ml×22.4L/ml=11.2L。
27．(1) 2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3 ↑+2H2O 将湿润的红色石蕊试纸靠近导管口，试纸蓝色
(2) 2HNO2+O2=2HNO3 pH＝8、温度为32 ℃ 反应条件温和，过程中使用的物质无毒无害，最终产物无污染
(3)O2+e-+2H2O=4OH-
【详解】（1）在实验室中是利用铵盐与碱共热反应制取氨气，则实验室制氨气的化学方程式为：2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3 ↑+2H2O。
NH3的水溶液显碱性，能够使红色石蕊试液变为蓝色，故证明氨气已集满的操作和现象是将湿润的红色石蕊试纸靠近导管口，试纸蓝色。
（2）①在过程Ⅲ中HNO2、O2发生氧化还原反应产生HNO3，故根据原子守恒、电子守恒，可知发生反应的化学方程式为：2HNO2+O2=2HNO3。
②根据图示可知：在溶液pH=8，反应温度是32℃水NO2的生成率最高，故合理选项是pH＝8、温度为32 ℃。
③利用微生物处理含氮废水在室温下进行，条件温和；反应过程中使用的物质都是无毒无害的物质，最终产物无污染，故利用微生物处理含氮废水的优点为反应条件温和，过程中使用的物质无毒无害，最终产物也无污染。
（3）在该原电池反应中，负极通入N2H4，失去电子，发生氧化反应，负极的电极反应式为：N2H4-4e-+4OH-=N2+4H2O；正极通入O2，得到电子，发生还原反应，正极的电极反应式为：O2+e-+2H2O=4OH-。
28．(1) ①②
(2)平衡装置中压强使得液体能够顺利滴下
(3)
(4)1:5
(5)在CD装置中增加饱和食盐水洗气装置
(6)
【分析】A装置产生氨气，D装置中产生氯气，氯气和C在氢氧化钠转化为次氯酸钠，氨和次氯酸钠反应生成肼，尾气通过B吸收处理；
【详解】（1）电解质是溶于水或在熔融状态下能够导电的化合物；浓氨水为溶液属于混合物，属于电解质；①②中膨大部分都能防止倒吸，③中尾气接通入水中不能防止倒吸，故选①②；
（2）装置D中导管b的作用是平衡装置中压强使得液体能够顺利滴下；
（3）装置C中氨和次氯酸钠反应制备肼，根据质量守恒可知，还会生成氯化钠和水，；
（4）装置D中KClO3中氯元素化合价由+5变为0，为氧化剂；HCl中氯元素化合价由-1变为0，为还原剂；根据电子守恒可知，发生的反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为1:5；
（5）上述装置中挥发的盐酸会和C中氢氧化钠反应，会导致肼的产率降低，改进方法是在CD装置中增加饱和食盐水洗气装置，去除氯化氢气体；
（6）氨气一极失去电子发生氧化反应生成氮气和水为负极，反应为。
一、单选题
1．下列说法不正确的是（ ）
A．放热反应不需加热即可发生
B．化学反应过程中的能量变化除了热能外，也可以是光能、电能等
C．需要加热才能进行的化学反应不一定是吸热反应
D．化学反应热效应数值与参加反应的物质多少有关
2．下列变化属于吸热反应的是
A．碘的升华B．生石灰溶于水
C．镁与稀盐酸的反应D．Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl晶体混合反应
3．下列反应前后物质的总能能量变化能用如图表示的是
A．生石灰和水的反应
B．木炭在氧气中燃烧
C．Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应
D．盐酸与氢氧化钠溶液的反应
4．已知某化学反应A2(g)+2B2(g)=2AB2(g)，能量变化如图所示，下列叙述中正确的是
A．该反应的进行一定需要加热或点燃
B．该反应若生成2mlAB2(g)时，放出的热量为(E1-E2)kJ
C．物质AB2比A2更稳定
D．该反应断开化学键吸收的总能量大于形成化学键释放的总能量
5．将纯锌与纯铜按图所示的方法插入同浓度稀硫酸中，一段时间后，以下叙述错误的是
A．两烧杯中溶液酸性均减弱
B．产生气泡的速率甲比乙快
C．甲烧杯中铜片有气泡产生，乙烧杯中铜片没有气泡产生
D．两烧杯中铜均是正极
6．电絮凝的反应原理是以金属铁为阳极，在直流电的作用下，阳极被溶蚀，产生金属离子；在经一系列水解、聚合及氧化过程，使废水中的胶态杂质、悬浮杂质凝聚沉淀而分离。下列说法不正确的是
A．阳极电极方程式为Fe-3e-=Fe3+和2H2O-4e-=O2↑+4H+
B．阴极电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-
C．每产生1mlO2，整个电解池中理论上转移电子大于4ml
D．选择铝做阳极也可起到相似的絮凝效果
7．我国科学家以金属钠和石墨作为电极，在石墨电极通入制备成Na-二次电池，有关该电池，下列说法错误的是
A．放电时发生还原反应
B．放电时阴离子向Na电极移动
C．放电时电子由石墨电极沿导线流向钠电极
D．电解质不能是水溶液
8．如图为铜锌原电池示意图，下列说法正确的是（ ）
A．锌为负极，发生还原反应
B．原电池是将电能转变为化学能的装置
C．氢离子在铜表面被氧化，产生气泡
D．电流由铜片通过导线流向锌片
9．锂一空气电池的总反应为2Li+O2=Li2O，下列有关化学用语错误的是
A．Li的原子结构示意图为
B．Li2O的电子式为
C．Li的质量数为6
D．电池负极反应式为Li-e-=Li+
10．关于下列装置，叙述不正确的是
A．石墨电极反应式： O2+4H++4e-=2H2O
B．温度计的示数会上升
C．加入少量NaCl ，会加快 Fe 生锈
D．加入 HCl，石墨电极反应式： 2H++2e-=H2↑
二、填空题
11．从能量变化和反应快慢等角度研究化学反应具有重要意义。
(1)已知一定条件下，反应N2+3H22NH3为放热反应，下图能正确表示该反应中能量变化的是 ；(填“A”或“B”)
(2)研究高效催化剂是解决汽车尾气中的NO和CO对大气污染的重要途径。
已知：C(s)+O2(g)=CO2(g) △H1= -393.5 kJ/ml
C(s)+O2(g)= CO(g) △H2= -110.5 kJ/ml
N2(g)+ O2(g)=2NO(g) △H3= +180.0 kJ/ml
则汽车尾气的催化转化反应2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)的△H = kJ/ml。
(3)某兴趣小组为研究原电池原理，设计下图装置。
①Cu为原电池 极(填“正”或“负”)，其电极反应式是 ；
②溶液中SO移向 (填“Cu”或“Zn”极)。当负极金属溶解13.0 g时，通过导线的电子数 。
③甲烷(CH4)燃料电池在碱性介质(电解质为KOH溶液)中的电极反应方程式：
负极： ，正极： 。
12．请根据反应Fe+CuSO4==Cu+FeSO4设计一个原电池，画出装置图
13．（1）选择适宜的材料和试剂设计一个原电池，完成下列反应：Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu。
①画出装置图： 。
②电极材料和电解质溶液各是什么 。？
③写出电极反应式：负极： ；正极： 。
（2）用锌片、铜片连接后浸入稀硫酸溶液中，构成了原电池，工作一段时间，锌片的质量减少了3.25克，铜表面析出了氢气 L（标准状况下）。导线中通过 ml电子。
14．载人航天器中的物质和能量资源都十分宝贵。利用萨巴蒂尔反应再生氧气的大体流程如下图所示。
(1)从元素转化角度来看，上述流程中萨巴蒂尔反应的缺点是 。
飞行时间较长时可用如下图所示的电化学富集法富集二氧化碳。
(2)电极材料采用多孔碳载镍，“多孔”的优点是 。
(3)电极a是 (填“正极”或“负极”)，电极反应式为 。
(4)电极b发生反应 (填“氧化”或还原”)，电极反应式为 。
(5)K+向电极 (填"a”或b”)方向移动。
15．完全燃烧1g金属铝放出29.8kJ的热量，则反应的热化学方程式为 。
16．如图是某化学兴趣小组探究不同条件下化学能转变为电能的装置。请回答下列问题：
(1)当电极a为Al，电极b为Cu，电解质溶液为稀硫酸时，正极的电极反应式为 ，H+移向 极(填“a”或“b”)。
(2)现设计一燃料电池，以电极a为正极，电极b为负极，甲烷为燃料，采用氢氧化钠溶液为电解液，则甲烷应通入 极(填“a”或“b”)。
(3)利用反应“Cu+2Ag+=2Ag+Cu2+”设计一个化学电池，该电池的电解质溶液是 。
(4)若这是氢氧燃料电池，当有20mlH2反应时，则导线中通过电子的物质的量为 ml。
(5)如果电极a为Al，电极b为Mg，电解质溶液为氢氧化钠溶液，当反应中收集到标准状况下224mL气体时，消耗的电极质量为 g。
17．如图所示的原电池装置中
(1)正极的电极反应方程式是 。
(2)该原电池的中反应离子方程式 。
18．如图是某同学设计的一个简易的原电池装置，请回答下列问题。
(1)若a电极材料为碳、b溶液为溶液，则正极的电极反应式为 ，当有1.6g负极材料溶解时，转移的电子为 。
(2)若a电极材料为铁、b溶液为浓硝酸，电流表的指针也会偏转，则电子的流向为 填电极材料，下同)，溶液中的向 极移动。
(3)瑞典ASES公司设计的曾用于驱动潜艇的液氨-液氧燃料电池的示意图如上，则该燃料电池工作时，负极的电极反应式为 ，电池的总反应方程式为 。
19．当物质发生化学反应时，断开反应物中的化学键要 能量（填“吸收”或“释放”）；而形成生成物中的化学键要 能量（填“吸收”或“释放”）；一个化学反应是释放能量还是吸收能量取决于 。
20．高铁电池是一种新型可充电电池，与普通电池相比，该电池能较长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为3Zn+2K2FeO4+8H2O3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH。请回答下列问题：
(1)高铁电池的负极材料是 。
(2)放电时，正极发生 (填“氧化”或“还原”)反应。
(3)已知负极反应为Zn-2e-＋2OH-=Zn(OH)2，则正极反应为
三、判断题
21．充电电池可以无限制地反复充电、放电。(__)
22．任何化学反应，都有物质变化，同时伴随着能量变化。(_______)
23．从能量角度看，断开化学键要放热，形成化学键要吸热。一个化学反应是释放能量，还是吸收能量，取决于二者的相对大小。
24．火力发电是化学能间接转化为电能的过程。(_____)
25．燃烧一定是氧化还原反应，一定会放出热量。
四、解答题
26．电浮选凝聚法是工业上采用的一种污水处理方法：保持污水的pH在5.0~6.0之间，通过电解生成Fe(OH)3沉淀。Fe(OH)3有吸附性，可吸附污物而沉积下来，具有净化水的作用。阴极产生的气泡把污水中悬浮物带到水面形成浮渣层，刮去（或撇掉）浮渣层，即起到了浮选净化的作用。
某科研小组用电浮选凝聚法处理污水，设计装置如下图所示：
（1）实验时若污水中离子浓度较小，导电能力较差，产生气泡速率缓慢，无法使悬浮物形成浮渣。此时，应向污水中加入适量的 。
a.H2SO4 e.CH3CH2OH
（2）电解池阳极的电极反应分别是① ；② 。
（3）电极反应①和②的生成物反应得到Fe(OH)3沉淀的离子方程式是： 。
（4）熔融盐燃料电池是以熔融碳酸盐为电解质，以CH4为燃料，空气为氧化剂，稀土金属材料为电极。已知负极的电极反应式为：CH4+4CO32—8e- 5CO2+2H2O。
①正极的电极反应是 。
②为了使该燃料电池长时间稳定运行，电池的电解质组成应保持稳定。为此电池工作时必须有部分A物质参加循环。则A物质的化学式是 。
（5）实验过程中，若在阴极产生了44.8L（标准状况）气体，则熔融盐燃料电池消耗CH4（标准状况） L。
27．氮及其化合物是重要的化工原料。
(1)写出实验室制氨气的化学方程式 ，证明氨气已集满的操作和现象是 。
(2)含氮废水会加速藻类和其他浮游生物的大量繁殖，使水质恶化。利用微生物对含氮废水进行处理的流程如下：
蛋白质 NH3 HNO2HNO3N2
请回答：
①过程Ⅲ发生反应的化学方程式为 。
②根据图1和图2，判断使用亚硝化菌的最佳条件为 。
③利用微生物处理含氮废水的优点为 。
(3)肼(N2H4)暴露在空气中容易爆炸，但利用其制作的燃料电池是一种理想的电池，具有容量大、能量转化率高、产物无污染等优点，其工作原理如图所示，写出该电池的正极反应式： 。
28．肼常用作火箭的燃料，实验室模拟氨和次氯酸钠反应制备肼，装置如图，回答下列问题：
(1)装置中使用的浓氨水、属于电解质的是 ，实验中装置B可能会发生倒吸，可使用如图中的 (填标号)代替；
(2)装置D中导管b的作用是 。
(3)装置C中制备肼的化学方程式为 。
(4)装置D中发生的反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为 。
(5)上述装置存在一处缺陷，会导致肼的产率降低，改进方法是 。
(6)如图是以氨为燃料的固体氧化物(含有)燃料电池可为潜水艇提供动力。
写出负极的电极反应式： 。
参考答案：
1．A
【详解】A．放热反应不一定不需加热即可发生，例如煤燃烧等，A错误；
B．化学反应过程中的能量变化除了热能外，也可以是光能、电能等，B正确；
C．需要加热才能进行的化学反应不一定是吸热反应，例如碳燃烧等，C正确；
D．化学反应热效应数值与参加反应的物质多少有关，D正确；
答案选A。
2．D
【详解】A项、碘的升华为物理变化，故A错误；
B项、生石灰与水反应为放热反应，故B错误；
C项、镁与稀盐酸的反应为放热反应，故C错误；
D项、Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl晶体混合反应是吸热反应，故D正确；
故选D。
【点睛】碘的升华、物质的溶解或稀释不属于化学变化，属于物理变化是解答易错点。
3．C
【分析】根据图示，生成物总能量大于反应物总能量，为吸热反应。
【详解】A．生石灰和水的反应是放热反应，故不选A；
B．木炭在氧气中燃烧是放热反应，故不选B；
C．Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应是吸热反应，故选C；
D．盐酸与氢氧化钠溶液的反应是放热反应，故不选D。
选C。
4．D
【详解】A．反应前后能量守恒可知，反应物能量之和小于生成物的能量之和，反应是吸热反应，吸热反应不一定都要加热，例如氢氧化钡和氯化铵在常温下就反应，A错误；
B．根据图象，该反应是吸热反应，生成2mlAB2(g)则吸收的热量为(E1－E2) kJ，B错误；
C．能量越低越稳定，物质AB2比A2能量高、则A2更稳定，C错误；
D．断裂化学键吸收热量，形成化学键放出热量，由信息可知，该反应为吸热反应，则断开化学键吸收的总能量大于形成化学键释放的总能量，D正确；
故选D。
5．D
【分析】两个装置的总反应均为氢离子和锌生成氢气和锌离子，甲中形成闭合电路形成原电池，锌做负极、铜作正极，氢气在铜极放出；乙中没有形成闭合电路，没有形成原电池，氢气在锌表面放出；
【详解】A．两个装置的总反应均为氢离子和锌生成氢气和锌离子，都会反应放出氢气，酸性都减弱，A正确；
B．甲装置中形成原电池，反应加快，B正确；
C．甲装置中形成原电池，铜片上产生气泡；乙烧杯中铜片没有气泡产生，C正确；
D．乙中不构成原电池，没有正负极，D错误；
故选D。
6．A
【详解】A．若铁为阳极，则阳极电极方程式为Fe-2e-=Fe2+，同时水电离产生的OH-失去电子变为O2，同时产生H+，电极反应式为：2H2O-4e-=O2↑+4H+，选项A不正确；
B．阴极上水电离产生的H+得到电子变为H2逸出，故电离方程式为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，B正确；
C．在阳极上的电极反应式有Fe-2e-=Fe2+、2H2O-4e-=O2↑+4H+，因此当生成1 ml O2，整个电解池中理论上转移电子大于4 ml，选项C正确；
D．Fe3+经过水解生成Fe(OH)3胶体使水中的杂质凝聚沉淀，选择铝做阳极也可起到相似的絮凝效果，选项D正确；
答案选A。
7．C
【详解】A．放电时石墨为正极在石墨电极通入，正极发生还原反应，选项A正确；
B．放电时属于原电池工作原理，Na为负极，阴离子向Na电极移动，选项B正确；
C．放电时石墨为正极，钠为负极，电子由负极钠电极流向正极石墨电极，选项C错误；
D．金属钠遇水会剧烈反应，所以电解质不能是水溶液，选项D正确；
答案选C。
8．D
【分析】由图可知，Zn为负极，失去电子发生氧化反应，Cu为正极，正极上氢离子得到电子发生还原反应，且电流从正极流向负极，原电池为化学能转化为电能的装置，以此来解答。
【详解】A．锌为负极，发生氧化反应，故A错误；
B．原电池为化学能转化为电能的装置，故B错误；
C．氢离子在铜表面被还原，故C错误；
D．Zn为负极、Cu为正极，电流由铜片通过导线流向锌片，故D正确；
答案选D。
9．A
【详解】A．Li原子的核电荷数为3，原子结构示意图为，故A错误；
B．Li2O是离子化合物，由Li+和O2-构成，其电子式为，故B正确；
C．原子符号左上角数字表示质量数，因此Li的质量数为6，故C正确；
D．由电池的总反应2Li+O2=Li2O可知，Li作负极，失电子发生氧化反应，负极反应式为Li-e-=Li+，故D正确；
答案选A。
10．A
【分析】这是一个原电池装置，铁作负极，失去电子，变成Fe2+，石墨作正极，溶解在溶液中的氧气得电子：O2+4e-+2H2O=4OH-。
【详解】A．电解质溶液不是酸性的，所以石墨电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-，故A错误；
B．原电池放电时会放出热量，所以温度计的示数会上升，故B正确；
C．加入少量NaCl，溶液中自由移动离子浓度增大，溶液导电能力增强，会加快 Fe 生锈，故C正确；
D．加入 HCl，溶液呈酸性，在正极石墨上是H+得到电子，电极反应式为 2H++2e-=H2↑，故D正确；
故选A。
11．(1)A
(2)-746
(3) 正 Cu2++2e－=Cu Zn 0.4NA或2.408×1023 CH4＋10OH--8e-=CO＋7H2O 2O2＋4H2O＋8e-=8OH-或O2＋2H2O＋4e-=4OH-
【详解】（1）反应N2+3H22NH3为放热反应，说明反应物总能量高于生成物总能量，能正确表示该反应中能量变化的是图A，故答案为：A；
（2）已知①C(s)+O2(g)=CO2(g) △H1= -393.5 kJ/ml
②C(s)+O2(g)= CO(g) △H2= -110.5 kJ/ml
③N2(g)+ O2(g)=2NO(g) △H3= +180.0 kJ/ml
由得2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)的△H =2△H1-2△H2-△H3= ，故答案为：-746；
（3）①以铜锌为电极，以硫酸铜溶液为电解质溶液组成的原电池，锌为原电池的负极，电极反应式为，Cu为原电池正极，电极反应式是；故答案为：正；；
②原电池中溶液的阴离子移向负极，即SO移向Zn极，当负极金属溶解13.0 g时，也就是溶解0.2ml锌，由得通过导线的电子为0.4ml，数目为0.4NA或2.408×1023；故答案为：Zn；0.4NA或2.408×1023；
③甲烷(CH4)燃料电池在碱性介质(电解质为KOH溶液)中，甲烷在负极发生氧化反应，与溶液中的氢氧根离子结合成碳酸根离子，正极是氧气得电子变成氢氧根离子，负极的电极反应式为：CH4＋10OH--8e-=CO＋7H2O，正极的电极反应式为：2O2＋4H2O＋8e-=8OH-或O2＋2H2O＋4e-=4OH-，故答案为：CH4＋10OH--8e-=CO＋7H2O；2O2＋4H2O＋8e-=8OH-或O2＋2H2O＋4e-=4OH-。
12．
【分析】根据原电池工作原理结合总反应方程式，还原剂作负极，不如负极活泼的金属或非金属导体作正极，氧化剂的溶液作电解质溶液，由此分析解答。
【详解】不如负极活泼的金属或导电的分金属作正极，根据反应方程式，可选铜作正极，正极上铜离子得电子生成铜单质，电极反应式为：Cu2++2e-═Cu，而CuSO4+Fe═FeSO4+Cu，该反应中，铁失电子生成二价铁离子进入溶液，所以铁作还原剂，电极反应式为：Fe-2e-═Fe2+；原电池装置图为： 。
13． 负极：锌片、正极：铜片；CuSO4溶液 Zn–2e-=Zn2+ Cu2++2e-=Cu 1.12L 0.1
【分析】（1）利用反应Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu设计原电池，根据反应可知，Zn为负极，则正极可以是活泼性不如Zn的金属如铜等，也可以是碳棒，电解质溶液应为CuSO4，根据原电池原理写出电极反应式。（2）根据锌和氢气之间转移电子数目相等计算。
【详解】（1）①利用反应Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu设计原电池，根据反应可知，Zn为负极，则正极可以是活泼性不如Zn的金属如铜等，也可以是碳棒，电解质溶液应为CuSO4，设计的原电池装置为：；
②根据以上设计可知，负极为锌片，正极为铜片，电解质溶液为CuSO4溶液；
③原电池中负极活泼金属失电子发生氧化反应，电极反应为：Zn–2e-=Zn2+，正极为溶液中的阳离子得到电子发生还原反应，CuSO4溶液中的阳离子有Cu2+和H+，放电能力Cu2+大于H+，正极反应为：，Cu2++2e-=Cu；
（2）用锌片、铜片连接后浸入稀硫酸溶液中构成的原电池中，负极：Zn–2e-=Zn2+，正极：2H++2e-=H2↑，由电极反应n(H2)=n(Zn)=，V(H2)=0.05ml22.4L/ml=1.12L，n(e-)=2 n(Zn)=20.05ml=0.1ml。
【点睛】原电池中负极材料一般为活泼金属，失去电子发生氧化反应，负极由于消耗而减少，正极一般是溶液中的阳离子得到电子发生还原反应，放电能力强的阳离子发生反应，正极上的现象一般为产生气体或质量增加。
14．(1)有50%的氢元素存在于甲烷中而没有得到利用
(2)提高电极反应物在电极表面的吸附量，并使它们与电解质溶液充分接触。
(3) 负极
(4) 还原 CO2+8e-+6H2O=CH4+8OH-
(5)b
【详解】（1）由上述流程中可看出，有50%的氢元素存在于甲烷中而没有得到利用。
（2）采用多孔导电材料，可以提高电极反应物在电极表面的吸附量，并使它们与电解质溶液充分接触。
（3）由图可知，电极a为负极，氢气失电子得到氢离子，生成的氢离子结合碳酸根离子生成二氧化碳，电极反应式为：。
（4）电极b为正极，二氧化碳得电子发生还原反应，电极反应式为：CO2+8e-+6H2O=CH4+8OH-。
（5）钾离子为阳离子，阳离子向正极b极移动。
15．4Al(s)+3O2(g)=2Al2O3(s) ∆H=-3218.4kJ/ml
【详解】铝与氧气反应的化学方程式为4Al+3O2=2Al2O3，已知完全燃烧1g金属铝放出29.8kJ的热量，则完全燃烧4×27gAl放出的热量为29.8kJ/g×4×27g=3218.4kJ，从而得出铝燃烧反应的热化学方程式为4Al(s)+3O2(g)=2Al2O3(s) ∆H=-3218.4kJ/ml。答案为：4Al(s)+3O2(g)=2Al2O3(s) ∆H=-3218.4kJ/ml。
【点睛】书写热化学方程式时，一定要标明所有反应物和生成物的状态。
16． 2H++2e-=H2↑ b b AgNO3溶液 40 0.18
【详解】(1)当电极a为Al，电极b为Cu，电解质溶液为稀硫酸时，Al的活泼性大于Cu，Al是负极、Cu正极，正极上氢离子得电子生成氢气，正极的电极反应式为2H++2e-=H2↑，阳离子移向正极，H+移向b；
(2)以电极a为正极，电极b为负极，甲烷为燃料，采用氢氧化钠溶液为电解液，甲烷失电子发生氧化反应，甲烷在负极通入，则甲烷应通入b；
(3) Cu+2Ag+=2Ag+Cu2+反应中，Ag+在正极得电子，Ag+为正极反应物，该电池的电解质溶液是AgNO3溶液；
(4)若这是氢氧燃料电池，氢气在负极失电子，1ml氢气失2ml电子，当有20mlH2反应时，则导线中通过电子的物质的量为40ml；
(5)如果电极a为Al，电极b为Mg，电解质溶液为氢氧化钠溶液，电池总反应是，当反应中收集到标准状况下224mL氢气时，消耗Al的物质的量是 ，消耗铝的质量为=0.18g。
17．(1)
(2)
【分析】锌片和铜片与稀硫酸组成的原电池中，锌作负极，负极上失电子发生氧化反应；
(1)
正极上发生得电子的还原反应，溶液中的氢离子得电子生成氢气，电极反应式为；
(2)
正负极上的电极反应式相加得电池反应式，所以该原电池的中反应离子方程式为。
18． 铜(或)→铁(或) 铜(或)
【详解】(1)若a电极材料为碳、b溶液为FeCl3溶液，则该原电池中自发进行的氧化还原反应为2Fe3++Cu=Cu2++2Fe2+，所以铜电极为负极，碳电极为正极，电极反应式为Fe3++e-=Fe2+；负极反应为Cu-2eˉ=Cu2+，1.6gCu的物质的量为，所以转移电子0.05ml，故答案为：Fe3++e-=Fe2+；0.05；
(2)若a电极材料为铁、b溶液为浓硝酸，由于Fe在浓硝酸中发生钝化，所以总反应为铜和浓硝酸的反应，铜被氧化，所以铜电极为负极，铁电极为正极，原电池中电子从负极经导线流向正极，即从铜电极→铁电极；电解质溶质中阴离子流向负极，所以向铜电极移动，故答案为：铜(或)→铁(或)；铜(或Cu)；
(3)液氨-液氧燃料电池的总反应为，负极反应为，故答案为：；。
19． 吸收 释放 .断开所有化学键吸收的总能量与形成所有化学键释放的总能量的相对大小
【详解】化学反应过程就是旧键断裂和新键形成的过程，断键吸收能量，成键释放能量，一个确定的化学反应的能量变化决定于反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小。
【点睛】本题考查化学反应中能量变化的形式、原因等化学反应的过程是原子重新组合的过程，在这个过程中断裂反应物化学键变为单个原子，要吸收能量；单个原子再重新组合形成生成物化学键要放出能量，因此分子的能量比原子能量低。一个确定的化学反应的能量变化决定于反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小。若反应物的总能量大于生成物的总能量，反应为放热反应，否则为吸热反应。
20． Zn或锌 还原
【分析】原电池中负极发生失去电子的氧化反应，正极发生得到电子的还原反应，根据高铁电池的总反应判断还原剂和氧化剂，结合原电池原理分析解答。
【详解】(1)根据总反应式可知锌失去电子，发生氧化反应，所以高铁电池的负极材料是锌；
(2)放电时，正极发生得到电子的还原反应；
(3)已知负极反应为：Zn-2e-＋2OH-=Zn(OH)2，即3Zn-6e-+6OH-＝3Zn(OH)2，则利用总反应式减去负极反应式即可得到正极反应为：。
21．错误
【解析】略
22．正确
【解析】略
23．错误
【详解】从能量角度看，断开化学键要吸热，形成化学键要放热。一个化学反应是释放能量，还是吸收能量，取决于二者的相对大小，故错误
24．正确
【解析】略
25．正确
【详解】燃烧是指可燃物与氧化剂作用发生的放热反应，通常伴有火焰、发光和(或)发烟现象，因此燃烧一定是氧化还原反应，一定是放热反应，该说法正确。
26． c Fe-2e-=Fe2+ 4OH—-4e-=O2↑+2H2O 4Fe2++10H2O+O2=4Fe(OH)3↓+8H+ O2+2CO2+4e-=2CO32-(2O2+4CO2+8e-=4CO32-) CO2 11.2
【分析】(1)从所加入物质能增大溶液离子浓度,并能保持污水的pH在5.0-6.0之间考虑；
(2)根据电极材料和离子的放电顺序考虑；
(3)根据得失电子守恒和电荷守恒即可得离子方程式；
(4)电池是以熔融碳酸盐为电解质,可以循环利用的物质只有二氧化碳；
(5)在燃料电池和电解池的串联电路中,转移的电子数目是相同的。
【详解】(1)保持污水的pH在5.0～6.0之间，通过电解生成Fe（OH）3沉淀时，加入的使导电能力增强的电解质必须是可溶于水的、显中性的盐，据此可知，添加硫酸钠；
答案是:C；
(2) 活泼金属电极做电解池的阳极是，则电极本身放电；电解时铁作阳极,因此主要发生Fe-2e-=Fe2+，同时也发生副反应,即溶液中的OH-失电子被氧化生成O2，极反应为：4OH—4e-=O2↑+2H2O；
(3)根据得失电子守恒和电荷守恒,电极反应I和Ⅱ的生成物反应得到Fe（OH）3沉淀的离子方程式是4Fe2++10H2O+O2=4Fe(OH)3↓+8H+；
(4) ①料电池中，正极反应一定是氧气的电子的过程，该电池的电解质环境是熔融碳酸盐，所以电极反应为：O2+2CO2+4e-=2CO32- （或2O2+4CO2+8e-=4CO32-）;
答案是：O2+2CO2+4e-=2CO32-（或2O2+4CO2+8e-=4CO32-）；
②电池是以熔融碳酸盐为电解质，可以循环利用的物质只有二氧化碳；
答案是：CO2；
(5)阴极的电极反应为：2H++2e-=H2↑，阴极产生了44.8L（标准状况）即2ml的氢气产生，所以转移电子的物质的量为4ml，根据电池的负极电极反应是CH4+4CO32--8e-=5CO2+2H2O，当转移4ml电子时，消耗CH4（标准状况）的体积V=nVm=0.5ml×22.4L/ml=11.2L。
27．(1) 2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3 ↑+2H2O 将湿润的红色石蕊试纸靠近导管口，试纸蓝色
(2) 2HNO2+O2=2HNO3 pH＝8、温度为32 ℃ 反应条件温和，过程中使用的物质无毒无害，最终产物无污染
(3)O2+e-+2H2O=4OH-
【详解】（1）在实验室中是利用铵盐与碱共热反应制取氨气，则实验室制氨气的化学方程式为：2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3 ↑+2H2O。
NH3的水溶液显碱性，能够使红色石蕊试液变为蓝色，故证明氨气已集满的操作和现象是将湿润的红色石蕊试纸靠近导管口，试纸蓝色。
（2）①在过程Ⅲ中HNO2、O2发生氧化还原反应产生HNO3，故根据原子守恒、电子守恒，可知发生反应的化学方程式为：2HNO2+O2=2HNO3。
②根据图示可知：在溶液pH=8，反应温度是32℃水NO2的生成率最高，故合理选项是pH＝8、温度为32 ℃。
③利用微生物处理含氮废水在室温下进行，条件温和；反应过程中使用的物质都是无毒无害的物质，最终产物无污染，故利用微生物处理含氮废水的优点为反应条件温和，过程中使用的物质无毒无害，最终产物也无污染。
（3）在该原电池反应中，负极通入N2H4，失去电子，发生氧化反应，负极的电极反应式为：N2H4-4e-+4OH-=N2+4H2O；正极通入O2，得到电子，发生还原反应，正极的电极反应式为：O2+e-+2H2O=4OH-。
28．(1) ①②
(2)平衡装置中压强使得液体能够顺利滴下
(3)
(4)1:5
(5)在CD装置中增加饱和食盐水洗气装置
(6)
【分析】A装置产生氨气，D装置中产生氯气，氯气和C在氢氧化钠转化为次氯酸钠，氨和次氯酸钠反应生成肼，尾气通过B吸收处理；
【详解】（1）电解质是溶于水或在熔融状态下能够导电的化合物；浓氨水为溶液属于混合物，属于电解质；①②中膨大部分都能防止倒吸，③中尾气接通入水中不能防止倒吸，故选①②；
（2）装置D中导管b的作用是平衡装置中压强使得液体能够顺利滴下；
（3）装置C中氨和次氯酸钠反应制备肼，根据质量守恒可知，还会生成氯化钠和水，；
（4）装置D中KClO3中氯元素化合价由+5变为0，为氧化剂；HCl中氯元素化合价由-1变为0，为还原剂；根据电子守恒可知，发生的反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为1:5；
（5）上述装置中挥发的盐酸会和C中氢氧化钠反应，会导致肼的产率降低，改进方法是在CD装置中增加饱和食盐水洗气装置，去除氯化氢气体；
（6）氨气一极失去电子发生氧化反应生成氮气和水为负极，反应为。
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