全国高考化学化学反应与能量变化的推断题综合高考真题分类汇总含详细答案

全国高考化学化学反应与能量变化的推断题综合高考真题分类汇总含详细答案
一、化学反应与能量变化练习题（含详细答案解析）
1．短周期元素X、Y、Z、W、R、T在周期表中的位置如图所示。

请按要求回答下列问题。

(1)R与W形成化合物的电子式为________________________。

(2)Y的氢化物与T的氢化物反应的生成物中含有的化学键为_________。

(3)X与Z形成的二元化合物中，所含电子数为18的分子的化学式为______。

(4)实验室制取T单质的离子方程式为______________________________。

(5)如图，a、b为多孔石墨电极(电极不参与反应)，插入W的最高价氧化物对应水化物的溶液中，两端分别通入X单质和Z单质，发现电流计指针发生偏转。

①电池工作时，电子的移动方向为由_____到_____(填“a”或“b”)。

②该电池反应产物环保无污染，则该电池的总反应式为____________。

【答案】离子键、共价键 H2O2 MnO2+4H++2Cl－Δ
Mn2++Cl2↑＋2H2O a
b 2H2+O2=2H2O
【解析】
【分析】
根据元素在周期表的位置可得，X为H元素，Y为N元素，Z为O元素，W为Na元素，R 为S元素，T为Cl元素，据此分析解答；
【详解】
(1) R为S元素，W为Na元素，R与W形成化合物为Na2S，电子式为；
(2) Y为N元素，T为Cl元素，Y的氢化物与T的氢化物分别为NH3和HCl，反应的生成物为NH4Cl，属于含有共价键的离子化合物，其中含有的化学键为离子键、共价键；
(3) X为H元素，Z为O元素，X与Z形成的二元化合物为H2O、H2O2，所含电子数为18的分子的化学式为H2O；
(4) T为Cl元素，实验室用二氧化锰和浓盐酸在加热的条件下制取氯气，的离子方程式为
MnO2+4H++2Cl－Δ
Mn2++Cl2↑＋2H2O；
(5) W为Na元素，W的最高价氧化物对应水化物的溶液为氢氧化钠溶液，两端分别通入H2和O2，发现电流计指针发生偏转，说明该装置构成氢氧燃料电池。

①电池工作时，通入燃料的一极为负极，则如图所示，a为负极，b为正极，电流从正极流向负极，则电子由a到b；
②装置构成氢氧燃料电池，电池反应产物只有水，环保无污染，则该电池的总反应式为
2H2+O2=2H2O。

2．A、B、C、D、E、F是中学化学中常见的六种短周期元素，有关位置及信息如下：A的气态氢化物能使湿润的红色石蕊试纸变蓝；C单质在实验室一般保存在煤油中；F的最高价氧化物对应水化物既能和酸反应又能和强碱反应，G单质是日常生活中用量最大的金属，易被腐蚀。

请回答下列问题：
（1）A元素在周期表中的位置是____________。

（2）A与B可组成质量比为7:16的三原子分子，该分子释放在空气中可能引起的环境问题有：（任写一种）。

__________________；
（3）同温同压下，将a L A氢化物的气体和b L D的氢化物气体通入水中，若a=b，则所得溶液的pH__7(填“>"或“<”或“=”），若使所得溶液pH=7，则a_________b(填“>"或“<”或“=”）。

（4）写出F的单质与NaOH溶液反应的离子方程式：____________________。

（5）已知一定量的E单质能在B2(g）中燃烧，其可能的产物及能量关系如下左图所示：请写出一定条件下EB2(g）与E（s）反应生成EB(g）的热化学方程式__________________。

（6）若在D与G组成的某种化合物的溶液甲中，加入铜片，溶液会慢慢变为蓝色，依据产生该现象的反应原理，所设计的原电池如上右图所示，其反应中正极反应式为
______________。

某同学假设正极产物是Fe2+，请你设计实验证明该假设
___________________。

【答案】第二周期第VA族酸雨（或光化学烟雾）＜＞ 2Al + 2OH- + 2H2O＝2AlO2- + 3H2↑ CO2(g） + C(s）＝2CO(g）△H＝+172.5kJ/mol或1/2CO2(g） + 1/2 C(s）＝ CO(g）△H ＝+86.25kJ/mol Fe3++ e－＝Fe2+滴加酸性高锰酸钾溶液（或铁氰化钾溶液），若溶液紫色褪去（或产生蓝色沉淀），则产品中含有Fe2+
【解析】
【分析】
【详解】
A的气态氢化物能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，则A是N元素；C单质在实验室一般保存在煤油中，所以C是Na元素；F的最高价氧化物对应的水化物既能与酸反应又能与碱反应，F是Al元素，G单质是日常生活中用量最大的金属，易被腐蚀，则G是Fe元素。

其余E是C元素，B是O元素，D是Cl元素。

（1）N元素在周期表中的位置是第二周期第VA族；
（2）N与O可组成质量比为7:16的三原子分子，该分子的化学式是NO2，该分子释放在空气中可能引起的酸雨问题；
（3）a L A氢化物的气体和b L D的氢化物气体通入水中，若a=b，则二者恰好反应生成氯化铵，溶液呈酸性，pH＜7。

如果使溶液的pH=7，呈中性，所以氨气稍过量，a＞b；（4）Al与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，离子方程式为2Al+2OH—+2H2O=2AlO2—+3H2↑；
（5）由图可知，1mol C(s）与氧气反应生成1molCO气体放出的热量是393.5kJ-
283kJ=110.5kJ，1mol C(s）与氧气完全燃烧生成二氧化碳气体放出393.5kJ的热量，根据盖斯定律，所以EB2(g）与E（s）反应生成EB(g）的热化学方程式为CO2(g） +C(s）＝
2CO(g）△H=（-110.5kJ/mol）×2-(-393.5kJ/mol）＝+172.5kJ/mol；
（6）Cu与氯化铁溶液反应生成氯化亚铁和氯化铜，溶液逐渐变为蓝色，Cu作负极，发生氧化反应，则正极反应是铁离子得电子生成亚铁离子，电极反应式为Fe3++e－= Fe2+。

亚铁离子具有还原性，所以检验亚铁离子的实验方法是滴加酸性高锰酸钾溶液（或铁氰化钾溶液），若溶液紫色褪去（或产生蓝色沉淀），则产品中含有Fe2+。

3．如图所示：
(1)若开始时开关K与a连接，则铁发生电化学腐蚀中的________腐蚀(填“吸氧”或“析氢”)，正极发生的电极反应式为_______________。

(2)若开始时开关K与b连接，两极均有气体产生，则N端是电源的________极(填“正”或“负”)，电解池总反应的离子方程式为_________。

【答案】吸氧O2+4e-+2H2O==4OH-负2Cl-+2H2O2OH-+Cl2↑+H2↑
【解析】
【分析】
从图中可以看出，当K与a相连时，形成原电池，Fe作负极，石墨作正极，发生吸氧腐蚀；当K与b相连时，形成电解池，若Fe电极作阳极，则发生Fe-2e-==Fe2+的反应，没有气体产生，不合题意，故Fe电极应作阴极。

【详解】
(1)若开始时开关K与a连接，则形成原电池，铁发生电化学腐蚀中的吸氧腐蚀，铁作负极，则石墨作正极，发生的电极反应式为O2+4e-+2H2O==4OH-。

答案为：吸氧；O2+4e-
+2H2O==4OH-；
(2)若开始时开关K与b连接，两极均有气体产生，由以上分析知，Fe作阴极，与电源的负极相连，则N端是电源的负极，发生H2O得电子生成H2和OH-的电极反应，阳极Cl-失电子生成Cl2，则电解池总反应的离子方程式为2Cl-+2H2O2OH-+Cl2↑+H2↑。

答案为：负；2Cl-+2H2O2OH-+Cl2↑+H2↑。

【点睛】
分析电池反应时，电极的判断是解题的切入点。

若无外接直流电源，则装置为原电池；若有外接直流电源，则装置为电解池。

在电解池中，与电源负极相连的电极为电解池的阴极，与电源正极相连的电极为电解池的阳极。

4．(1)将Al片和Cu片用导线连接，一组插入浓硝酸中，一组插入稀NaOH溶液中，分别形成原电池。

写出插入稀NaOH溶液中形成原电池的负极反应________________。

写出插入浓硝酸中形成原电池的正极反应______________。

(2)铅蓄电池是最常见的二次电池，由于其电压稳定、使用方便、安全可靠、价格低廉，所以在生产、生活中使用广泛，写出铅蓄电池放电时的正极反应______________________；充电时的阴极反应____________________。

【答案】2Al - 6e− +8OH− =2AlO2-+4H2O 4H++ 2e− +2NO3− =2NO2↑+2H2O 4H++ 2e− +SO42−
+PbO2=PbSO4+2H2O PbSO4+2e−=Pb+SO42−
【解析】
【分析】
(1) Al片和Cu片用导线连接，插入稀NaOH溶液中，只有Al能与NaOH溶液反应，形成原电池，负极为Al失电子，在碱性溶液中，Al转化为AlO2-。

Al片和Cu片用导线连接，插入浓硝酸中，形成原电池，由于Al发生钝化，所以Cu作负极，Al作正极，正极为溶液中的NO3-获得电子，生成NO2气体。

(2)铅蓄电池放电时，正极反应为PbO2得电子，生成PbSO4等；充电时的阴极反应为PbSO4获得电子转化为Pb。

【详解】
(1) Al片和Cu片用导线连接，插入稀NaOH溶液中，只有Al能与NaOH溶液，在碱性溶液中，负极Al失电子转化为AlO2-，电极反应式为2Al - 6e− +8OH− =2AlO2-+4H2O。

Al片和Cu片用导线连接，插入浓硝酸中，形成原电池，由于Al发生钝化，所以Cu作负极，Al作正极，正极反应为溶液中的NO3-获得电子，生成NO2气体，电极反应式为4H++ 2e− +2NO3− =2NO2↑+2H2O。

答案：2Al - 6e− +8OH− =2AlO2-+4H2O；4H++ 2e− +2NO3− =2NO2↑+2H2O；(2)铅蓄电池放电时，正极反应为PbO2得电子，生成PbSO4等，电极反应式为4H++ 2e−
+SO42− +PbO2=PbSO4+2H2O；充电时阴极为PbSO4获得电子转化为Pb，电极反应式为PbSO4+2e−=Pb+SO42−。

答案为：4H++ 2e− +SO42− +PbO2=PbSO4+2H2O；PbSO4+2e−=Pb+SO42−。

【点睛】
判断原电池的电极时，首先看电极材料，若只有一个电极材料能与电解质反应，该电极为负极；若两个电极材料都能与电解质发生反应，相对活泼的金属电极作负极。

在书写电极反应式时，需要判断电极产物。

电极产物与电解质必须能共存，如Al电极，若先考虑生成Al3+，则在酸性电解质中，能稳定存在，Al3+为最终的电极产物；若在碱性电解质中，Al3+不能稳定存在，最终应转化为AlO2-。

5．乙醇(C2H5OH)燃料电池(DEFC)具有很多优点，引起了人们的研究兴趣。

现有以下三种乙醇燃料电池。

(1)三种乙醇燃料电池中正极反应物均为_________________。

(填化学式)
(2)熔融盐乙醇燃料电池中若选择熔融碳酸钾为介质，电池工作时，CO32－向电极___(填“a”或“b”)移动。

(3)酸性乙醇燃料电池中，若电池消耗标准状况下2.24L O2，则电路中通过了的电子数目为___________。

【答案】O2 a 0.4N A
【解析】
【分析】
（1）燃料电池中，负极通入燃料，正极通入氧化剂；
（2）根据装置图可知，a为负极，原电池中阴离子由正极向负极移动；
（3）酸性乙醇燃料电池中，电极b上发生的电极反应为：3O2+12H++12e-=6H2O，根据电极反应计算转移的电子的数目。

【详解】
（1）燃料电池中，负极通入燃料，正极通入氧化剂，由装置图可知，三种乙醇燃料电池中正极反应物均为O2；
（2）根据装置图可知，a为负极，原电池中阴离子由正极向负极移动，因此CO32－向电极a移动；
（3）酸性乙醇燃料电池中，电极b上发生的电极反应为：3O2+12H++12e-=6H2O，若电池消耗标准状况下2.24L (即0.1mol)O2时，电子转移0.4mol，转移电子的数目为0.4N A。

6．燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。

如图为氢氧燃料电池示意图，该电池电极表面镀一层细小的铂粉，铂吸附气体的能力强，性质稳定，请回答：
（1）氢氧燃料电池的能量转化主要形式是___，在导线中电子流动方向为___(用a、b表示)。

（2）负极反应式为___，正极反应式为___。

（3）用该燃料电池作电源，用Pt作电极电解饱和食盐水：
①写出阴极的电极反应式：___。

②写出总反应的离子方程式：___。

③当阳极产生7.1gCl2时，燃料电池中消耗标况下H2___L。

【答案】由化学能转变为电能由a到b 2H2－4e-+4OH-=4H2O O2+4e-+2H2O=4OH-
2H2O+2e-=H2↑ +2OH-或2H+ +2e-=H2↑ Cl-＋2H2O H2↑+2OH－+Cl2↑ 2.24
【解析】
【分析】
（1）原电池是将化学能转变为电能的装置，原电池放电时，电子从负极沿导线流向正极；（2）负极上燃料失电子发生还原反应，正极上氧气得电子生成氢氧根离子；
（3）用惰性电极电解饱和食盐水时，阳极上氯离子放电，阴极上氢离子放电；
根据转移电子守恒计算消耗氢气的物质的量
【详解】
(1)该装置是把化学物质中的能量转化为电能，所以是化学能转变为电能；在原电池中，负极上失电子，正极上得电子，电子的流向是从负极流向正极，所以是由a到b，
故答案为：由化学能转变为电能；由a到b；
(2)碱性环境中，该反应中负极上氢气失电子生成氢离子，电极反应式为2H2－4e-+4OH-
=4H2O，正极上氧气得电子生成氢氧根离子，电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-，故答案为：2H2－4e-+4OH-=4H2O；O2+4e-+2H2O=4OH-；
（3）用惰性电极电解饱和食盐水时，阴极上氢离子放电，电极反应式为：2H2O+2e-=H2↑ +2OH-或2H+ +2e-=H2↑，阳极上氯离子放电生成氯气，所以总反应离子方程式为：Cl-＋
2H2O H2↑+2OH－+Cl2↑ ，根据转移电子守恒计算消耗氢气的物质的量，电解时，阳极上生成氯气，每生成 0.1mol 氯气转移电子的物质的量=0.1mol×（1-0）×2=0.2mol，
燃料电池中消耗氢气的物质的量=0.2mol/2=0.1mol，所以标况下体积为2.24L，
故答案为：2H2O+2e-=H2↑ +2OH-或2H+ +2e-=H2↑ ； Cl-＋2H2O H2↑+2OH－+Cl2↑ ；
2.24。

7．我国古代青铜器工艺精湛，有很高的艺术价值和历史价值，但出土的青铜器因受到环境腐蚀，欲对其进行修复和防护具有重要意义。

图为青铜器在潮湿环境中发生的电化学腐蚀的示意图。

①腐蚀过程中，负极是_____（填图中字母“a”或“b”或“c”）
②环境中的Cl ˉ̄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铜锈Cu 2(OH)3Cl ，其离子方程式为_____；
③若生成4.29 g Cu 2(OH)3Cl ，则理论上耗氧体积为_____L(标准状况)。

【答案】c 2Cu 2++3OH -+Cl -=Cu 2(OH)3Cl↓ 0.448
【解析】
【分析】
【详解】
①根据图示，该装置为原电池，Cu 作负极失去电子，发生氧化反应，元素的化合价升高，根据图示可知腐蚀过程中，负极是c ，正极是b ，a 为腐蚀之后生成的产物；
②环境中的氯离子扩散到孔口，负极上Cu 失去电子变为Cu 2+，正极上O 2得到电子变为OH -，并与正极反应产物和负极反应产物作用生成多孔铜锈Cu 2(OH)3Cl ，离子方程式为2Cu 2++3OH -+Cl -=Cu 2(OH)3Cl↓；
③4.29 gCu 2(OH)3Cl 的物质的量n [Cu 2(OH)3Cl]= 4.29?g 241.5?g /mol
=0.02 mol ，每反应产生1 mol Cu 2(OH)3Cl 转移4 mol 电子，根据同一闭合回路中电子转移数目相等，
n (O 2)=n [Cu 2(OH)3Cl]=0.02 mol ，所以理论上耗氧体积V (O 2)=0.02 mol×22.4 L/mol=0.448 L 。

【点睛】
本题考查了原电池原理、物质性质及转移电子守恒，注意同一闭合回路中电子转移数目相等进行解答。

8．氮的固定一直是科学家研究的重要课题，合成氨是人工固氮比较成熟的技术，其原理为
223N (g)3H (g)2NH (g)−−→+←−−。

已知破坏1mol 有关化学键需要的能量如表所示： H H - N H - N N -
N N ≡ 436kJ
390.8kJ
192.8kJ 945.8kJ
则反应生成1mol 3NH (g)所释放出的热量为________kJ 。

【答案】45.5
【解析】
【分析】
【详解】
根据反应N 2+3H 2= NH 3可知，结合表中数据可计算出破坏3mol H H -键吸收的能量为1308kJ ，破坏1mol N N ≡键吸收的能量为945.8kJ ，化学键被破坏吸收的总能量为2253.8kJ ，形成6mol N H -键放出能量2344.8kJ ，反应生成2mol 3NH (g)释放出的热量为2344.8kJ 2253.8kJ 91kJ -=，则反应生成1mol 3NH (g)释放出的热量为45.5kJ ，故答案为：45.5。

9．(1)已知拆开1molH H -键、1molCl Cl -键、1molH Cl -键分别需要吸收的能量为436.4kJ 、242.7kJ 、431.8kJ 。

则由2H 和2Cl 反应生成1molHCl 需要_______(填“放出”或“吸收”)_________kJ 的热量。

(2)H 2可以在2Cl 中安静地燃烧。

甲、乙两图中，能表示该反应能量变化的是图_____(填“甲”或“乙”)。

【答案】放出 92.25 甲
【解析】
【分析】
（1）若断裂化学键吸收的能量大于形成化学键放出的能量，该反应为吸热反应，若断裂化学键吸收的能量小于形成化学键放出的能量，该反应为放热反应；
（2）H 2和Cl 2的燃烧反应为放热反应。

【详解】
（1）由氢气和碘单质反应生成1molHCl ，需断裂0.5molH —H 键和0.5molCl —Cl 键，需吸收的能量为0.5×436.4kJ+0.5×242.7kJ=339.55kJ ，形成1molH —Cl 键放出的能量为431.8kJ ，形成化学键放出的热量大于断裂化学键吸收的热量，则该反应为放热反应，放出的热量为（431.8kJ —339.55kJ ）=92.25kJ ，故答案为：放出；92.25；
（2）H 2和Cl 2的燃烧反应为放热反应，反应物的总能量大于生成物的总能量，由图可知，甲中反应物的总能量大于生成物的总能量，乙中反应物的总能量小于生成物的总能量，故
选甲，故答案为：甲。

【点睛】
由断裂化学键吸收能量和形成化学键放出能量的相对大小判断反应是放热，还是吸热是解答关键。

10．将锌片和银片浸入稀硫酸中组成原电池，若该电池中两电极的总质量为80g ，工作一段时间后，取出锌片和银片洗净干燥后称重，总质量为41g ，试计算：
(1)产生氢气的体积(标准状况)为_________；
(2)通过导线的电子数为_________(用N A 表示)。

【答案】13.44L 1.2N A
【解析】
【分析】
(1)将锌片和银片浸入稀硫酸中组成原电池，电池工作时，负极锌失电子生成Zn 2+进入溶液，电极质量减轻，正极H +得电子生成H 2，银电极质量不变，由质量变化可求出参加反应的Zn 的质量，由此可求出生成H 2的体积。

(2)由电子守恒，可求出通过导线的电子数。

【详解】
(1)该电池中两电极的总质量为80g ，工作一段时间后，总质量为41g ，质量减少了39g ，根据原电池工作原理，减少的质量为参加反应的锌的质量。

根据电子守恒Zn ——H 2，产生标准状况下氢气的体积为39g 22.4L/mol 65g/mol
⨯= 13.44 L 。

答案为：13.44L ； (2)依据得失电子守恒：Zn ——2e -，则通过导线的电子数为
1A 39g 2mol 65g/mol N -⨯=1.2N A 。

【点睛】
在利用电极质量变化求解时，需弄清质量变化的原因，对于此题来说，只有负极金属失电子导致电极质量减轻，若溶液中的阳离子在正极得电子生成金属附着在正极上，则情况变得复杂，解题时需理顺关系，方能不出差错。

11．CH 4既是一种重要的能源，也是一种重要的化工原料。

（1）甲烷高温分解生成氢气和碳。

在密闭容器中进行此反应时要通入适量空气使部分甲烷燃烧，其目的是________。

（2）以CH 4为燃料可设计成结构简单、能量转化率高、对环境无污染的燃料电池，其工作原理如图甲所示，则通入a 气体的电极名称为_____，通入b 气体的电极反应式为____。

（质子交换膜只允许H +通过）
（3）在一定温度和催化剂作用下，CH4与CO2可直接转化成乙酸，这是实现“减排”的一种研究方向。

①在不同温度下，催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如图乙所示，则该反应的最佳温度应控制在__ 左右。

②该反应催化剂的有效成分为偏铝酸亚铜（CuAlO2，难溶物）。

将CuAlO2溶解在稀硝酸中生成两种盐并放出NO气体，其离子方程式为___________ 。

（4）CH4还原法是处理NO x气体的一种方法。

已知一定条件下CH4与NO x气体反应转化为N2和CO2，若标准状况下8.96L CH4可处理22.4L NO x气体，则x值为________。

【答案】提供CH4分解所需的能量负极 O2+4H++4e-=2H2O 250℃ 3CuAlO2+16H++NO3-=3Cu2++3Al3++8H2O+NO↑ 1.6
【解析】
【分析】
（1）甲烷分解需要热量，燃烧可提供部分能量；
（2）由图可知，通入气体a的一端发生氧化反应，故应通入甲烷，该极为负极，通入b为氧气，获得电子，酸性条件下生成水；
（3）①根据乙酸反应速率最大、催化活性最高选择；
②CuAlO2溶解在稀硝酸中生成两种盐并放出NO气体，生成的盐为硝酸铝、硝酸铜，反应还有水生成，配平书写离子方程式；
（4）根据电子转移守恒计算。

【详解】
(1)甲烷高温分解生成氢气和碳。

在密闭容器中进行此反应时要通入适量空气使部分甲烷燃烧，其目的是，提供CH4分解所需的能量，故答案为：提供CH4分解所需的能量；
(2)由图可知，通入气体a的一端发生氧化反应，故应通入甲烷，该极为负极，通入b为氧气，获得电子，酸性条件下生成水，正极电极反应式为：O2+4H++4e-=2H2O，故答案为：负极；O2+4H++4e-=2H2O；
(3)①250℃时乙酸反应速率最大、催化活性，故选择250℃，故答案为：250℃；
②CuAlO2溶解在稀硝酸中生成两种盐并放出NO气体，生成的盐为硝酸铝、硝酸铜，反应还有水生成，反应离子方程式为：3CuAlO2+16H++NO3-=3Cu2++3Al3++8H2O+NO↑，故答案为：3CuAlO2+16H++NO3-=3Cu2++3Al3++8H2O+NO↑；
(4)根据电子转移守恒，则：8.96L×[4−(−4)]=22.4L×2x，解得x=1.6，故答案为：1.6。

12．（1）下列各组化合物中，化学键类型和化合物类型均相同的是_________（填序
号）。

A ．CaCl 2和 Na 2S
B ．Na 2O 和 Na 2O 2
C ．CO 2和CaO
D ．HC1 和 NaOH
（2）已知1 mol 石墨转化为1 mol 金刚石要吸收能量，则1 mol 石墨的能量比1 mol 金刚石的能量____（填“高”或“低”），石墨比金刚石_______（填“稳定”或“不稳定”）。

（3）Ba （OH ）2 • 8H 2O 和NH 4Cl 反应的化学方程式是____________，该反应是___（填“吸热”或“放热”）反应，反应过程能量变化的图像符合_____________（填“图1”或“图2”）。

图1 图2
（4）如图3所示，把试管放入盛有饱和澄清石灰水（温度为25℃）的烧杯中，先在试管中放入几小块镁片，再用滴管滴入5mL 盐酸。

可以观察到烧杯中的石灰水逐渐由澄清变浑浊，出现这种现象的原因是___________________________。

图3
【答案】A 低 稳定 ()242322Ba OH 8H O+2NH Cl BaCl +2NH +10H O ↑g
吸热
图2 Mg 与盐酸反应放出热量，烧杯中饱和澄清石灰水的温度升高，Ca(OH)2的溶解度降
低，从溶液中析出 【解析】 【分析】 【详解】
（1）A ．CaCl 2和NazS 均只含有离子键，且均为离子化合物，A 项正确；
B ．虽然Na 2O 和Na 2O 2均为离子化合物，但Na 2O 只含有离子键，Na 2O 2含有离子键和共价键，B 项错误；
C ．CO 2含有共价键，是共价化合物，CaO 含有离子键，是离子化合物，C 项错误；
D ．HCl 含有共价键，是共价化合物，NaOH 含有离子键和共价键，是离子化合物，D 项错误。

故选A 。

（2）由1 mol 石墨转化为1 mol 金刚石要吸收能量，金刚石吸收能量后，能量变高，则1 mol 石墨的能量比1 mol 金刚石的能量低，石墨比金刚石稳定。

故答案为：低；稳定；
（3）Ba （OH ）2 • 8H 2O 与NH 4C1发生复分解反应，生成BaCl 2、NH 3和H 2O ，Ba （OH ）2 • 8H 2O 和NH 4Cl 反应的化学方程式是
()242322Ba OH ?8H O+2NH Cl BaCl +2NH +10H O =↑，该反应吸收热量，故生成物总能
量比反应物总能量高，图2生成物总能量高，故图2符合。

故答案为：()242322Ba OH ?
8H O+2NH Cl BaCl +2NH +10H O =↑；吸热；图2 ； （4）观察到烧杯中的石灰水逐渐由澄清变浑浊，出现这种现象的原因是：Mg 与盐酸反应放出热量，导致石灰水温度升高，而Ca(OH)2在水中的溶解度随温度的升高而减小，故析出Ca(OH)2固体，从而使溶液浑浊。

故答案为：Mg 与盐酸反应放出热量，导致石灰水温度升高，而Ca(OH)2在水中的溶解度随温度的升高而减小，故析出Ca(OH)2固体，从而使溶液浑浊。

13．碳和碳的化合物在人类生产、生活中的应用非常广泛。

“低碳生活”不再只是一种理想，更是一种值得期待的生活方式。

(1)甲烷燃烧时放出大量的热，可作为能源应用于人类的生产和生活。

已知：①2CH 4(g)+3O 2(g)=2CO(g)+4H 2O(1) △H 1=-1214.6kJ/mol ； ②2CO(g)+O 2(g)=2CO 2(g) △H 2=-566kJ/mol ； 则反应CH 4(g)+2O 2(g)==CO 2(g)+2H 2O(1)的△H =___。

(2)将两个石墨电极插入KOH 溶液中，向两极分别通入CH 4和O 2，构成甲烷燃料电池。

其负极电极反应式是___。

(3)将不同量的CO(g)和H 2O(g)分别通入到体积为2L 的恒容密闭容器中，进行反应：CO(g)+H 2O(g)
CO 2(g)+H 2(g)，得到如下三组数据：
起始量/mol
平衡量/mol
实验组 温度/℃ H 2O CO CO 2 CO 达到平衡所需时间/min 1 650 2 4 1.6 2.4 5 2 900 1 2 0.4 1.6 3 3
900
a
b
c
d
t
①实验1中，以v(H 2)表示的平均反应速率为___； ②该反应的正反应为___ (填“吸”或“放”)热反应；
③若要实验3达到与实验2相同的平衡状态(即各物质的体积分数分别相等)，则a 、b 应满足的关系是___（用含a 、b 的数学式表示)。

【答案】-890.3kJ/mol CH 4-8e - +l0OH - =CO 32- +7H 2O 0.16mol·L -1·min -1 放 a ∶b=1∶2(或b=2a) 【解析】 【分析】
(1)利用盖斯定律，将(①+②)×
1
2
，即得反应CH 4(g)+2O 2(g)==CO 2(g)+2H 2O(1)的△H 。

(2)将两个石墨电极插入KOH 溶液中，向两极分别通入CH 4和O 2，构成甲烷燃料电池。

其负极为CH 4失电子的产物与OH -反应最终生成CO 32-和水。

(3)①由反应式可以看出，生成H 2的物质的量与CO 2相同，根据速率计算公式可以计算出v (H 2)；
②通过表中两组数据求出不同温度下转化率，比较改变温度时转化率的变化判断化学平衡移动的方向，判断反应的热效应； ③根据等效平衡原理解答。

【详解】
(1)①2CH 4(g)+3O 2(g)=2CO(g)+4H 2O(1) △H 1=-1214.6kJ/mol ； ②2CO(g)+O 2(g)=2CO 2(g) △H 2=-566kJ/mol ； 利用盖斯定律，将(①+②)×1
2
，即得反应CH 4(g)+2O 2(g)==CO 2(g)+2H 2O(1)的△H=-890.3kJ/mol ；
故答案为：-890.3kJ/mol ；
(2)负极为CH 4失电子的产物与OH -反应最终生成CO 32-和水，电极反应式为CH 4-8e - +l0OH -=CO 32-+7H 2O ；
故答案为：CH 4-8e - +l0OH - =CO 32-+7H 2O ；
(3)①由反应式可以看出，生成H 2的物质的量与CO 2相同，即为1.6mol ，则实验1中，
v (H 2)=1.6mol
2L 5min
= 0.16mol·L -1·min -1；
故答案为：0.16mol·
L -1·min -1； ②实验1中CO 的转化率为：4 2.4
4
-×100%=40%，实验2中CO 的转化率为：
2 1.62
-（）
×100%=20%，温度升高，反应物转化率降低，平衡向逆向移动，逆向为吸热反应，所以正向为放热反应； 故答案为：放；
③若要实验3达到与实验2相同的平衡状态(即各物质的体积分数分别相等)，因为反应3
达平衡的时间短，反应速率快，反应3相当于反应2加压，但平衡不移动，所以a、b的比值不变，即a、b应满足的关系为a∶b=1∶2(或b=2a)；
故答案为：a∶b=1∶2(或b=2a)。

【点睛】
对于反应前后气体分子数相等的可逆反应，同等程度改变反应物或生成物浓度，平衡不发生移动，各物质的百分含量不变，但若各物质的改变倍数不等，则平衡会发生移动。

14．一种甲醇燃料电池采用铂作电极催化剂,电池中的质子交换膜只允许质子和水分子通过。

其工作原理的示意图:
请回答下列问题:
（1）Pt(a)电极反应为________;如果该电池工作时电路中通过2mol电子,则消耗的CH3OH 有________mol。

（2）镁燃料电池在可移动电子设备电源和备用电源等方面应用前景广阔。

图3为“镁—次氯酸盐”燃料电池原理示意图,电极为镁合金和铂合金。

E为该燃料电池的________(填“正”或“负”)极。

F电极上的电极反应式________。

（3）乙醛酸(HOOC—CHO)是有机合成的重要中间体。

工业上用“双极室成对电解法”生产乙醛酸,原理如图4所示,该装置中阴、阳两极为惰性电极,两极室均可产生乙醛酸,其中乙二醛(OHC—CHO)与M电极的产物反应生成乙醛酸。

①N电极上的电极反应式为________。

②若2molH+通过质子交换膜,并完全参与了反应,则该装置中生成的乙醛酸为________mol。

【答案】CH3OH+H2O-6e-CO2↑+6H+1
3
负 ClO-+2e－+H2O Cl-+2OH－ HOOC—
COOH+2e－+2H+=HOOC-CHO+H2O 2 【解析】
【分析】
(1)燃料电池中，通入燃料的电极为负极，负极上失去电子发生氧化反应，根据氧化还原反应得失电子规律进行计算；
(2)由示意图可知，“镁﹣次氯酸盐”燃料电池中失电子的为负极，则镁合金为负极，电极反应式为Mg-2e-＋2OH-===Mg(OH)2，铂合金为正极，正极上ClO﹣得电子生成氯离子，则正极的电极反应式为ClO﹣+2e﹣+H2O===Cl﹣+2OH﹣；
(3)根据H+的移动方向可知，M电极是阳极，Cl-在阳极上发生失电子的氧化反应生成Cl2，电极反应式为2Cl--2e-===Cl2↑，N电极为阴极，HOOC-COOH在阴极上得电子发生还原反应生成HOOC-CHO，电极反应式为HOOC-COOH+2e-+2H+===HOOC-CHO+H2O。

【详解】
(1)由装置图可知，电解质溶液为酸性溶液，燃料电池中，通入燃料的电极为负极，则Pt(a)是负极，失去电子发生氧化反应，电极反应式为CH3OH+H2O-6e-CO2↑+6H+，根据电极
方程式可知，电路中通过2mol电子时，消耗的CH3OH的物质的量为1
3
mol，故答案为：
CH3OH+H2O-6e-CO2↑+6H+；1
3
；
(2)由示意图可知，“镁﹣次氯酸盐”燃料电池中，E为镁合金，为燃料电池的负极，F为铂合金，为正极，正极上ClO﹣得电子生成氯离子，则正极的电极反应式为ClO﹣+2e﹣+H2O===Cl﹣+2OH﹣，故答案为：负；ClO-＋2e-＋H2O===Cl-＋2OH-；
(3)①N电极为电解池的阴极，HOOC-COOH在阴极上得电子发生还原反应生成HOOC-CHO，电极反应式为HOOC-COOH+2e-+2H+===HOOC-CHO+H2O，故答案为：HOOC-COOH+2e-
+2H+===HOOC-CHO+H2O；
②2mol H+通过质子交换膜，则电池中转移2mol电子，根据电极方程式HOOC-COOH+2e-
+2H+===HOOC-CHO+H2O，可知阴极生成1mol乙醛酸；阳极（M极）电极反应式为2Cl--2e-===Cl2↑，乙二醛与Cl2的反应为Cl2+OHC—CHO+H2O===HOOC—CHO+2HCl，根据题意和阴、阳极得失电子相等，阳极也生成1mol乙醛酸；由于两极均有乙醛酸生成，所以生成的乙醛酸为2mol，故答案为：2。

【点睛】
本题考查了电化学原理的应用，把握原电池原理和电解池原理以及电解过程中的计算是解答关键。

15．能源是国民经济发展的重要基础，我国目前使用的能源主要是化石燃料。

（1）熔融盐燃料电池具有高的发电效率，因而受到重视。

可用熔融的碳酸盐作为电解质，向负极充入燃料气CH4，用空气与CO2的混合气作为正极的助燃气，以石墨为电极材料，制得燃料电池。

工作过程中，CO32－移向__(填“正”或“负”)极，已知CH4发生反应的电极反应式为CH4＋4CO32-－8e－=5CO2＋2H2O，则另一极的电极反应式为___。

（2）利用上述燃料电池，按如图1所示装置进行电解，A、B、C、D均为铂电极，回答下列问题。