鲁科版高中化学选择性必修1第1章章末复习建构课学案

1．化学反应的热效应
考向一化学反应的热效应
1．(2022·浙江6月选考，T18)标准状况下，下列物质气态时的相对能量如下表：
物质(g)O H HO HOO H2O2H2O2H2O
能量/
249218391000－136－242 (kJ·mol-1)
可根据HO(g)＋HO(g)===H2O2(g)计算出H2O2中氧氧单键的键能为214
kJ·mol-1。

下列说法不正确的是()
A．H2的键能为436 kJ·mol-1
B．O2的键能大于H2O2中氧氧单键的键能的两倍
C．解离氧氧单键所需能量：HOO<H2O2
D．H2O(g)＋O(g)===H2O2(g)ΔH＝－143 kJ·mol-1
[答案]C
2．(2022·浙江1月选考，T18)相关有机物分别与氢气发生加成反应生成1 mol 环己烷()的能量变化如图所示：
下列推理不正确的是()
A．2ΔH1≈ΔH2，说明碳碳双键加氢放出的热量与分子内碳碳双键数目成正比B．ΔH2<ΔH3，说明单双键交替的两个碳碳双键间存在相互作用，有利于物质稳定
C．3ΔH1<ΔH4，说明苯分子中不存在三个完全独立的碳碳双键
D．ΔH3－ΔH1<0，ΔH4－ΔH3>0，说明苯分子具有特殊稳定性
A[由2ΔH1≈ΔH2<ΔH3可知碳碳双键加氢放出的热量不仅与碳碳双键数目有关，还和碳碳双键的位置有关，即与碳碳双键数目不成正比。

]
3．(1)(2022·湖北选择性考试)已知：
①CaO(s)＋H2O(l)===Ca(OH)2(s)ΔH1＝－65.17 kJ·mol-1
②Ca(OH)2(s)===Ca2+(aq)＋2OH－(aq)ΔH2＝－16.73 kJ·mol-1
H2(g)ΔH3＝
③Al(s)＋OH－(aq)＋3H2O(l)===[Al(OH)4]－(aq)＋3
2
-415.0 kJ·mol-1
则CaO(s)＋2Al(s)＋7H2O(l)===Ca2+(aq)＋2[Al(OH)4]－(aq)＋3H2(g)的ΔH4＝_________ kJ·mol-1。

(2)(2022·海南等级考)已知：电解液态水制备1 mol O2(g)，电解反应的ΔH＝+572 kJ·mol-1。

由此计算H2(g)的燃烧热(焓)ΔH＝____________ kJ·mol-1。

(3)(2022·山东等级考)利用γ-丁内酯(BL)制备1，4-丁二醇(BD)，反应过程中伴有生成四氢呋喃(THF)和1-丁醇(BuOH)的副反应，涉及反应如下：
以5.0×10-3 mol BL或BD为初始原料，在493 K、3.0×103 kPa的高压H2氛围下，分别在恒压容器中进行反应。

达平衡时，以BL为原料，体系向环境放热X kJ；以BD为原料，体系从环境吸热Y kJ。

忽略副反应热效应，反应Ⅰ焓变ΔH(493 K，3.0×103 kPa)＝_______ kJ·mol-1。

[答案](1)－911.9(2)－286(3)－200(X＋Y)
4．(2022·广东选择性考试，T19节选)铬及其化合物在催化、金属防腐等方面具有重要应用。

催化剂Cr2O3可由(NH4)2Cr2O7加热分解制备，反应同时生成无污染气体。

(1)完成化学方程式：(NH4)2Cr2O7 △ Cr2O3＋________＋________。

(2)Cr2O3催化丙烷脱氢过程中，部分反应历程如图，X(g)―→Y(g)过程的焓变为________________(列式表示)。

[答案](1)N2↑4H2O(2)(E1－E2)＋ΔH＋(E3－E4)
考向二原电池
5．(2022·湖南选择性考试，T8)海水电池在海洋能源领域备受关注，一种锂-海水电池构造示意图如下，下列说法错误的是()
A．海水起电解质溶液作用
B．N极仅发生的电极反应：2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑
C．玻璃陶瓷具有传导离子和防水的功能
D．该锂-海水电池属于一次电池
B[锂海水电池的总反应为4Li＋2H2O＋O2===4LiOH, M极上Li失去电子发生氧化反应，则M电极为负极，电极反应为Li－e－===Li＋，N极为正极，电极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－。

]
6．(2022·全国甲卷，T10)一种水性电解液Zn－MnO2离子选择双隔膜电池如图所示[KOH溶液中，Zn2+以Zn(OH)42−存在]。

电池放电时，下列叙述错误的是()
A．Ⅱ区的K＋通过隔膜向Ⅲ区迁移
B．Ⅰ区的S O42−通过隔膜向Ⅱ区迁移
C．MnO2电极反应：MnO2＋2e－＋4H＋===Mn2+＋2H2O
D．电池总反应：Zn+4OH－+MnO2+4H＋===Zn(OH)42−＋Mn2+＋2H2O
A[MnO2电极为正极，Zn电极为负极，电池放电时，电解质溶液中阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，A项错误；Ⅰ区中的S O42−通过隔膜向Ⅱ区迁移，B项正确；MnO2电极为正极，电极反应式为MnO2＋2e－＋4H＋===Mn2+＋2H2O，C项正确；根据正负两极的电极反应式可得电池总反应，D项正确。

] 7．(2022·广东选择性考试，T16)科学家基于Cl2易溶于CCl4的性质，发展了一种无需离子交换膜的新型氯流电池，可作储能设备(如图)。

充电时电极a的反应为NaTi2(PO4)3＋2Na＋＋2e－===Na3Ti2(PO4)3。

下列说法正确的是()
A．充电时电极b是阴极
B．放电时NaCl溶液的pH减小
C．放电时NaCl溶液的浓度增大
D．每生成1 mol Cl2，电极a质量理论上增加23 g
C[由充电时电极a的反应可知，电极a发生还原反应，则电极a是阴极，电极b是阳极，故A错误；放电时电极反应和充电时相反，则放电时电极a的反应为Na3Ti2(PO4)3－2e－=== NaTi2(PO4)3＋2Na＋可知，NaCl溶液的pH不变，故B错误；充电时阳极反应为2Cl－－2e－===Cl2↑，阴极反应为Na3Ti2(PO4)3＋2Na ＋＋2e－===Na3Ti2(PO4)3，由得失电子守恒可知，每生成1 mol Cl2，电极a质量理论上增加23 g/mol×2 mol＝46 g，故D错误。

]
8．(2022·辽宁选择性考试)某储能电池原理如图。

下列说法正确的是()
A．放电时负极反应：Na3Ti2(PO4)3－2e－=== NaTi2(PO4)3＋2Na＋
B．放电时Cl－透过多孔活性炭电极向CCl4中迁移
C．放电时每转移1 mol电子，理论上CCl4吸收0.5 mol Cl2
D．充电过程中，NaCl溶液浓度增大
A[放电时负极失电子，发生氧化反应，电极反应：Na3Ti2(PO4)3－2e－===NaTi2(PO4)3＋2Na＋，A正确；放电时，阴离子移向负极，放电时Cl－透过多孔活性炭电极向NaCl中迁移，B错误；放电时每转移1 mol电子，正极：Cl2＋2e－===2Cl－，理论上CCl4释放0.5 mol Cl2，C错误；充电过程中，阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑，消耗氯离子，NaCl溶液浓度减小，D错误。

] 9．(2022·全国乙卷，T12)Li-O2电池比能量高，在汽车、航天等领域具有良好的应用前景。

近年来科学家研究了一种光照充电Li-O2电池(如图所示)。

光照时，光催化电极产生电子(e－)和空穴(h＋)，驱动阴极反应(Li＋＋e－===Li)和阳极反应(Li2O2＋2h＋===2Li＋＋O2)对电池进行充电。

下列叙述错误的是()
A．充电时，电池的总反应Li2O2===2Li＋O2
B．充电效率与光照产生的电子和空穴量有关
C．放电时，Li＋从正极穿过离子交换膜向负极迁移
D．放电时，正极发生反应O2＋2Li＋＋2e－===Li2O2
C[放电时，金属锂电极为负极，光催化电极为正极，Li＋从负极穿过离子交换膜向正极迁移，C错误。

]
10．(2022·浙江1月选考，T21)pH计是一种采用原电池原理测量溶液pH的仪
器。

如图所示，以玻璃电极(在特制玻璃薄膜球内放置已知浓度的HCl溶液，并插入Ag-AgCl电极)和另一Ag-AgCl电极插入待测溶液中组成电池，pH与电池的电动势E存在关系：pH＝(E－常数)/0.059。

下列说法正确的是()
A．如果玻璃薄膜球内电极的电势低，则该电极反应式为AgCl(s)＋e－===Ag(s)＋Cl－(0.1 mol·L-1)
B．玻璃膜内外氢离子浓度的差异不会引起电动势的变化
C．分别测定含已知pH的标准溶液和未知溶液的电池的电动势，可得出未知溶液的pH
D．pH计工作时，电能转化为化学能
C[A项，玻璃薄膜球内电极电势低，则该极为负极，发生失电子的氧化反应，错误；B项，pH计是测量溶液pH的仪器，玻璃膜内外氢离子浓度差异会引起电动势的变化，错误；D项，pH计采用原电池原理，工作时化学能转化为电能，错误。

]
考向三电解池
11．(2022·广东选择性考试，T10)以熔融盐为电解液，以含Cu、Mg和Si等的铝合金废料为阳极进行电解，实现Al的再生。

该过程中()
A．阴极发生的反应为Mg－2e－===Mg2+
B．阴极上Al被氧化
C．在电解槽底部产生含Cu的阳极泥
D．阳极和阴极的质量变化相等
C[阴极应该发生得电子的还原反应，Mg在阳极失电子生成Mg2+，A错误；Al在阳极被氧化生成Al3+，B错误；阳极材料中Cu和Si不参与氧化反应，在电解槽底部可形成阳极泥，C正确；因为阳极上镁、铝均失电子变成离子进入电解液中，除了铝参与电子转移，镁也参与了电子转移，且还会形成阳极泥，而阴极只有铝离子得电子生成铝单质，根据得失电子守恒及元素守恒可知，阳极与阴极的质量变化不相等，D错误。

]
12．(2022·海南等级考)一种采用H2O(g)和N2(g)为原料制备NH3(g)的装置示意图如下。

下列有关说法正确的是()
A．在b电极上，N2被还原
B．金属Ag可作为a电极的材料
C．改变工作电源电压，反应速率不变
D．电解过程中，固体氧化物电解质中O2-不断减少
A[由图可知，N2→NH3，发生还原反应，b为阴极，a为阳极。

] 13．(2022·湖北选择性考试)含磷有机物应用广泛。

电解法可实现由白磷直接制备Li[P(CN)2]，过程如图所示(Me为甲基)。

下列说法正确的是()
A．生成1 mol Li[P(CN)2]，理论上外电路需要转移2 mol电子
B．阴极上的电极反应为：P4+8CN－-4e－===4[P(CN)2]－
C．在电解过程中CN－向铂电极移动
D．电解产生的H2中的氢元素来自LiOH
D[石墨电极发生反应：P4→Li[P(CN)2]，P化合价升高发生氧化反应，所以石墨电极为阳极，对应的电极反应式为P4＋8CN－－4e－===4[P(CN)2]－，则生成1 mol Li[P(CN)2]，理论上外电路需要转移1 mol电子，A错误；阴极上发生还原反应，应该得电子，P4＋8CN－－4e－===4[P(CN)2]－为阳极发生的反应，B错误；石墨电极发生氧化反应，为阳极，铂电极为阴极，CN－应该向阳极移动，即移向石墨电极，C错误；由所给图示可知HCN在阴极放电，产生CN－和H2，而HCN 中的H来自LiOH，则电解产生的H2中的氢元素来自LiOH，D正确。

]
化学反应与能量转化一、选择题(每小题只有一个选项符合题目要求)
1．锡是大名鼎鼎的“五金”——金、银、铜、铁、锡之一、早在远古时代，人们便发现并使用锡了。

灰锡(以粉末状存在)和白锡是锡的两种同素异形体。

已知：
①Sn(s，白)＋2HCl(aq)===SnCl2(aq)＋H2(g)ΔH1
②Sn(s，灰)＋2HCl(aq)===SnCl2(aq)＋H2(g)ΔH2
③Sn(s，灰)Sn(s，白)ΔH3＝＋2.1 kJ·mol-1
下列说法正确的是()
A．ΔH1＞ΔH2
B．锡在常温下以灰锡状态存在
C．灰锡转化为白锡的反应是放热反应
D．锡制器皿长期处在低于13.2 ℃的环境中，会自行毁坏
D[依据盖斯定律，由②－①可得反应③，③反应为吸热反应，所以ΔH3＝ΔH2－ΔH1>0，即ΔH1<ΔH2，A错误；根据③Sn(s，灰)Sn(s，白)可知，温度高于13.2 ℃时，灰锡会转变为白锡，所以在常温下，锡以白锡状态存在，B 错误；根据反应③Sn(s，灰)Sn(s，白) ΔH3＝＋2.1 kJ·mol-1可知，由灰锡变为白锡是吸热反应，C错误；由③Sn(s，灰)Sn(s，白)可知，温度低于13.2 ℃时，白锡会转变为灰锡，而灰锡以粉末状态存在，即锡制器皿长期处在低于13.2 ℃的环境中，会自行毁坏，D正确。

]
2．已知煤炭的摩尔燃烧焓为393.5 kJ/mol，氢气的摩尔燃烧焓为285.8 kJ/mol，一氧化碳的摩尔燃烧焓为283.0 kJ/mol。

某同学发现在灼热的煤炭上洒少量水，煤炉中会产生淡蓝色火焰，煤炭燃烧更旺，因此该同学得出结论“煤炭燃烧时加少量水，可使煤炭燃烧放出更多的热量。

”下列有关说法正确的是()
A．反应2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)的ΔH＜－571.6 kJ·mol-1
B．CO的燃烧的热化学方程式为2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)ΔH＝－283.0 kJ·mol-1
C．“煤炭燃烧得更旺”是因为少量固体碳与水反应生成了可燃性气体
D．因285.8 kJ·mol-1＋283.0 kJ·mol-1＞393.5 kJ·mol-1，故该同学的结论是对的
C[氢气的摩尔燃烧焓为285.8 kJ/mol，则反应2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)的ΔH ＝－571.6 kJ·mol-1，由于液态水转化为气态水吸热，则反应2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)的ΔH＞－571.6 kJ·mol-1，A错误；一氧化碳的摩尔燃烧焓为283.0 kJ/mol，则CO的燃烧的热化学方程式为CO(g)＋1
O2(g)===CO2(g)ΔH
2
＝－283.0 kJ·mol-1，B错误；“煤炭燃烧得更旺”是因为少量固体碳在高温下与水反应生成了可燃性气体氢气和CO，C正确；由于能量是守恒的，所以“煤炭燃烧时加少量水，不可能使煤炭燃烧放出更多的热量。

”故该同学的结论错误，D错误。

]
3．甲烷分子结构具有高对称性且断开1 mol C—H键需要吸收440 kJ能量。

无催化剂作用下甲烷在温度达到1200 ℃以上才可裂解。

在催化剂及一定条件下，CH4可在较低温度下发生裂解反应，甲烷在镍基催化剂上转化过程中的能量变化如图所示。

下列说法错误的是()
A．甲烷催化裂解成C和H2需要吸收1760 kJ能量
B．步骤②、③反应均为放热反应
C．催化剂使用一段时间后失活的原因可能是碳在催化剂表面沉积
D．使用该催化剂，反应的焓变不变
A[断开1 mol C—H键需要吸收440 kJ能量，1 mol甲烷分子中有4 mol C—H键，完全断开需要吸收1760 kJ能量，即1 mol甲烷中的化学键完全断开需要吸收1760 kJ能量，而不是甲烷催化裂解成C和H2需要吸收1760 kJ能量，A 错误；步骤②、③反应中，反应物的总能量均高于反应产物的总能量，所以均为放热反应，B正确；从图中可以看出，甲烷在镍基催化剂上转化是在催化剂表面
上发生的，催化剂使用一段时间后失活的原因可能是碳在催化剂表面沉积，堵塞了催化剂表面的活性中心，C正确；催化剂不影响反应物和反应产物的总能量，使用该催化剂，反应的焓变不变，D正确。

]
4．如图所示是298 K时，A2与B2反应过程中能量变化的曲线图，下列叙述正确的是()
A．每生成2 mol AB吸收b kJ热量
B．加入催化剂，反应的活化能和反应热都改变
C．该反应的热化学方程式为A2(g)＋B2(g)===2AB(g)ΔH＝＋(a－b) kJ·mol-1 D．断裂1 mol A—A键和1 mol B—B键，放出a kJ能量
C[每2 mol气态AB分子被破坏生成气态A原子与气态B原子，吸收b kJ热量，A错误；加入催化剂，能降低反应的活化能，但不改变反应热，B错误；反应的热效应与物质的状态有关，每1 mol A2(g)与B2(g)反应生成2 mol AB(g)，吸收(a－b)kJ热量，则该反应的热化学方程式为A2(g)＋B2(g)===2AB(g)ΔH＝＋(a－b)kJ·mol-1，C正确；破坏化学键吸收能量，断裂1 mol气态A2分子内的A—A键和1 mol气态B2分子内的B—B键，吸收a kJ能量，D错误。

]
5．镍镉电池是二次电池，其工作原理示意图如下(L 为小灯泡，K1、K2为开关，a、b为直流电源的两极)。

下列说法不正确的是()
A．断开K2、合上K1，镍镉电池能量转化形式：化学能→电能
B．断开K1、合上K2，电极A为阴极，发生还原反应
C．电极B发生氧化反应过程中，溶液中KOH浓度不变
D．镍镉二次电池的总反应式：Cd＋2NiOOH＋2H2O Cd(OH)2＋2Ni(OH)2 [答案]C
6．如图为一种利用原电池原理设计测定O2含量的气体传感器示意图，RbAg4I5是只能传导Ag＋的固体电解质。

O2可透过聚四氟乙烯膜，并与AlI3，反应生成Al2O3和I2。

通过电池电位计的变化可测得O2的含量。

下列说法正确的是()
A．正极反应为3O2＋12e－＋4Al3+===2Al2O3
B．气体传感器中发生的总反应为3O2＋4AlI3＋12Ag===2Al2O3＋12AgI
C．外电路中流过0.1 mol电子消耗O2 0.4 g
D．给传感器充电时，Ag＋向多孔石墨电极移动
B[根据题意可知传感器中发生反应4AlI3＋3O2===2Al2O3＋6I2，Ag电极作为原电池的一极则电极反应应为Ag－e－===Ag＋，所以Ag电极为负极，则石墨电极为正极，碘单质得电子后与传导到正极的Ag＋结合生成AgI，电极反应式为I2＋2Ag＋＋2e－===2AgI，充电时，阳极与外加电源正极相接、阴极与外加电源负极相接，反应式与正极、负极反应式正好相反。

原电池正极电极反应为I2＋2Ag ＋＋2e－===2AgI，A错误；传感器中首先发生反应①4AlI3＋3O2===2Al2O3＋6I2，然后发生原电池反应②2Ag＋I2===2AgI，①＋6×②得到总反应为3O2＋4AlI3＋12Ag===2Al2O3＋12AgI，B正确；根据得失电子守恒可知流过0.1 mol电子时消＝0.025 mol O2，质量为0.025 mol×32 g/mol＝0.8 g，C错误；给传感器耗0.1 mol
4
充电时为电解池，Ag＋向阴极移动，即向Ag电极移动，D错误。

]
7．利用电解法将CO2转化为CH4的原理如图所示。

下列说法正确的是() A．电解过程中，H＋由a极区向b极区迁移
B．电极b上反应为C O2+8HCO3−−8e−===CH4+CO32−＋2H2O
C．电解过程中化学能转化为电能
D．电解时Na2SO4溶液浓度保持不变
A[由题意可知该装置为电解池，由a极生成O2可以判断出a极为阳极，则b 极为阴极。

阳离子向阴极移动。

则H＋由a极区向b极区迁移，A正确；电极b 上反应为C O2+8HCO3−+8e−===CH4+8CO32−＋2H2O，B错误；电解过程中电能转化为化学能，C错误；电解时OH－比S O42−更容易失去电子，所以电解Na2SO4溶液的实质是电解水，溶液中的水发生消耗，所以Na2SO4溶液的浓度是增大的，D错误。

]
二、选择题(每小题有一个或两个选项符合题目要求)
8．如图是电化学膜法脱硫过程示意图，电化学膜的主要材料是碳和熔融的碳酸盐。

下列说法错误的是()
A．工作一段时间后，生成H2和S2的物质的量之比为2∶1
B．净化气中CO2含量明显增加，是电化学膜中的碳被氧化
C．阴极反应式为H2S＋2e－===S2-＋H2↑
D．b电极为阴极，发生氧化反应
BD[H2和e－的关系式为H2～2e－，S2和e－的关系式为S2～4e－，因通过整个电路的电量一样，所以H2和S2的关系式为2H2～S2，因此工作一段时间后，生成H2和S2的物质的量之比为2∶1，A正确；净化气中CO2含量明显增加，不是电化学膜中的碳被氧化，整个体系中并没有可氧化碳的物质，是来自于熔融碳酸盐的分解，B错误；a电极为H2S得电子被还原变为H2，并产生S2-移动到b电极，所以a电极为阴极，电极反应式为H2S＋2e－===S2-＋H2↑，C正确；b电极上a电极迁移过来的S2-变为S2，失电子被氧化、S元素的化合价升高，所以b 电极为阳极，发生氧化反应，D错误。

]
9．利用如图所示的光电催化体系，双极膜可以实现烟气脱SO2。

双极膜是阴、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－离子源。

下列说法正确的是()
A．a极为负极
B．阳极反应为2OH−+SO32−−2e−===SO42−＋H2O
C．阴极附近pH减小
D．每生成1 mol SO42−，同时生成0.5 mol H2O2
[答案]B
10．利用如图所示电解法吸收CO2并制得HCOOK，下列说法错误的是()
A．Pt片为电解池的阳极
B．Sn片上发生的电极反应为C O2+2e−+HCO3−===HCOO−+CO32−
C．标准状况下，电路中转移1 mol e－阳极产生5.6 L气体
D．电解一段时间后，阴极区需要补充KHCO3溶液
CD[由图可知，铂片为电解池的阳极，水在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，氢离子与溶液中的碳酸氢根离子反应生成二氧化碳和水，锡片为阴极，二氧化碳在碳酸氢根离子作用下在阴极得到电子发生还原反应生成甲酸根离子和碳酸根离子。

铂片为电解池的阳极，A正确；锡片为阴极，二氧化碳在碳酸氢根离子作用下在阴极得到电子发生还原反应生成甲酸根离子和碳酸根离子，电极反应式为C O2+2e−+HCO3−===HCOO−+CO32−，B正确；铂片为电解池的阳极，水在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，氢离子与溶液中的碳酸氢根离子反应生成二氧化碳和水，所以电路中转移1 mol电子时，阳极产
×22.4 L/mol＝5.6 L，C错误；锡片为阴极，二氧化生气体的体积大于1 mol×1
4
碳在碳酸氢根离子作用下在阴极得到电子发生还原反应生成甲酸根离子和碳酸根离子，所以电解一段时间后，向阴极通入过量的二氧化碳，将溶液中的碳酸根离子转化为碳酸氢根离子，不需要补充碳酸氢钾溶液，故D错误。

]
11．羟基自由基(·OH)具有强氧化性，可用于处理废水中还原性污染物。

利用电化学方法可产生羟基自由基，其原理如图所示。

下列说法正确的是()
A．电子移动方向为a→Y→X→b
B．甲池中离子交换膜为质子交换膜
C．Y电极上得到H2O2的反应为O2－2e－＋2H＋===H2O2
D．当乙池中产生1 mol 羟基自由基(·OH)时，甲池中理论上至少消耗标准状况下8.4 L CH4
BD[根据电极上的反应可知，甲为燃料电池，通入燃料CH4的a电极为负极，通入氧气的b电极为正极，乙为电解池，X电极为阳极，Y电极为阴极。

串联装置中，电子由原电池负极流向电解池阴极，即a→Y，由电解池的阳极流向原电池正极，即X→b，电子不能在电解质溶液中移动，A错误；甲池中，a电极反应式为CH4－8e－＋2H2O===CO2＋8H＋，b电极反应式为2O2＋8e－＋8H＋===4H2O，根据溶液呈电中性，应让H＋从左向右移动，所以离子交换膜为质子交换膜，B正确；据图可知O2在Y电极上得电子生成H2O2，电解质溶液呈酸性，可得Y电极上生成H2O2的电极反应式为O2＋2e－＋2H＋===H2O2，C错误；乙池中生成羟基自由基的反应为Fe2+＋H2O2＋H＋===Fe3+＋·OH＋H2O，所以产生1 mol羟基自由基时，消耗1 mol Fe2+和1 mol H2O2，根据电极反应可知转移3 mol电子，甲池中理论上至少消耗标准状况下8.4 L CH4，D正确。

]
三、非选择题
12．回答下列问题。

(1)水煤气变换[CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)]是重要的化工过程，主要用于合成氨、制氢以及合成气加工等工业领域中。

我国学者结合实验与计算机模拟结
果，研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程，如图所示，其中吸附在金催化剂表面上的物种用*标注。

可知水煤气变换的ΔH________(填“大于”“等于”或“小于”)0。

该历程中最大能垒(活化能)E
＝________eV。

正
(2)已知：
P(s，白磷)===P(s，黑磷)ΔH＝－39.3 kJ·mol-1；
P(s，白磷)===P(s，红磷)ΔH＝－17.6 kJ·mol-1；
由此推知，其中最稳定的磷单质是________。

(3)已知反应器中还存在如下反应：
ⅰ.CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g)ΔH1
ⅱ.CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)ΔH2
ⅲ.CH4(g)===C(s)＋2H2(g)ΔH3
……
ⅲ为积炭反应，利用ΔH1和ΔH2计算ΔH3时，还需要利用________反应的ΔH。

[解析](1)根据图像，初始时反应物的总能量为0，反应后生成物的总能量为－0.72 eV，则ΔH＝－0.72 eV，即ΔH小于0；由图像可看出，反应的最大能垒在
＝1.86 eV－(－0.16 eV)＝2.02 eV。

(2)由盖斯定律得P(s，过渡态2，此能垒E
正
黑磷)===P(s，红磷)ΔH＝＋21.7 kJ·mol-1，能量越低越稳定，P的三种同素异形体的稳定性顺序为P(s，黑磷)>P(s，红磷)>P(s，白磷)，因此黑磷最稳定。

(3)根据盖斯定律，ⅰ式＋ⅱ式可得：CH4(g)＋2H2O(g)===CO2(g)＋4H2(g)ΔH1＋ΔH2，则(ⅰ式＋ⅱ式)－ⅲ式可得：C(s)＋2H2O(g)===CO2(g)＋2H2(g)ΔH；ⅰ式－ⅱ式可得：CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g)ΔH1－ΔH2，则(ⅰ式－ⅱ式)－ⅲ式可得：C(s)＋CO2(g)===2CO(g)ΔH，因此，计算反应ⅲ式的ΔH3，还
必须利用反应C(s)＋2H2O(g)===CO2(g)＋2H2(g)或C(s)＋CO2(g)===2CO(g)的ΔH。

[答案](1)小于 2.02(2)黑磷(3)C(s)＋2H2O(g)===CO2(g)＋2H2(g)或C(s)＋CO2(g)===2CO(g)
13．解答下列问题。

(1)2017年中科院某研究团队通过设计一种新型Na—Fe3O4/HZSM-5多功能复合催化剂，成功实现了CO2直接加氢制取辛烷值汽油，该研究成果被评价为“CO2催化转化领域的突破性进展”。

O2(g)===H2O(l)ΔH1＝－a kJ·mol-1
已知：H2(g)＋1
2
O2(g)===8CO2(g)＋9H2O(l)ΔH2＝－b kJ·mol-1
C8H18(l)＋25
2
试写出25 ℃、101 kPa条件下，CO2与H2反应生成汽油(以C8H18表示)的热化学方程式：_________________________________________________________ __________________________________________________________________。

(2)合成氨在工业生产中具有重要意义。

在合成氨工业中I2O5常用于定量测定CO 的含量。

已知2I2(s)＋5O2(g)===2I2O5(s)ΔH＝－76 kJ·mol-1；2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)ΔH＝－566 kJ·mol-1。

则该测定反应的热化学方程式为_________________________________。

(3)化学反应原理研究物质转化过程中的规律并在生产生活中有广泛的应用。

汽车排气管内的催化转化器可实现尾气无毒处理。

已知：N2(g)＋O2(g)===2NO(g)ΔH＝＋180.5 kJ·mol-1
2C(s)＋O2(g)===2CO(g)ΔH＝－221.0 kJ·mol-1
CO2(g)===C(s)＋O2(g)ΔH＝＋393.5 kJ·mol-1
则反应2NO(g)＋2CO(g)===N2(g)＋2CO2(g)的ΔH＝________ kJ·mol-1。

(4)氮及其化合物与人类生产、生活密切相关。

氮氧化物是造成光化学烟雾和臭氧层损耗的主要气体。

已知：CO(g)＋NO2(g)===NO(g)＋CO2(g)ΔH＝－a kJ·mol-1(a>0)
2CO(g)＋2NO(g)===N2(g)＋2CO2(g)ΔH＝－b kJ·mol-1(b>0)
若用CO还原NO2至N2，当消耗标准状况下 3.36 L CO时，放出的热量为___________ kJ(用含有a和b的代数式表示)。

[解析] (1)已知：①H 2(g)＋12O 2(g)===H 2O(l) ΔH 1＝－a kJ ·mol -1，②C 8H 18(l)＋252 O 2(g)===8CO 2(g)＋9H 2O(l) ΔH 2＝－b kJ ·mol -1；根据盖斯定律，由①×25－②得8CO 2(g)＋25H 2(g)===C 8H 18(l)＋16H 2O(l) ΔH ＝25ΔH 1－ΔH 2＝－(25a －b )kJ ·mol -1。

(2)依次设反应为①、②，根据盖斯定律，反应①×(－12)＋②×52得到5CO(g)＋I 2O 5(s)===5CO 2(g)＋I 2(s) ΔH ＝－1377 kJ ·mol -1。

(3)将反应编号，N 2(g)＋O 2(g)===2NO(g) ΔH ＝＋180.5 kJ ·mol -1 ①
2C(s)＋O 2(g)===2CO(g) ΔH ＝－221.0 kJ ·mol -1 ②
CO 2(g)===C(s)＋O 2(g) ΔH ＝＋393.5 kJ ·mol -1 ③
应用盖斯定律，由－(①＋②＋③×2)得反应2NO(g)＋2CO(g)===N 2(g)＋2CO 2(g) ΔH ＝－746.5 kJ ·mol -1。

(4)依次设反应为①、②，根据盖斯定律①×2＋②得4CO(g)＋2NO 2(g)===N 2(g)＋4CO 2(g) ΔH ＝－(2a ＋b )kJ ·mol -1，标准状况下
3.36 L CO 的物质的量是0.15 mol ，放出的热量为0.3a+0.15b
4 kJ 。

[答案] (1)8CO 2(g)＋25H 2(g)===C 8H 18(l)＋16H 2O(l) ΔH ＝－(25a －b ) kJ ·mol -1 (2)5CO(g)＋I 2O 5(s)===5CO 2(g)＋I 2(s) ΔH ＝－1 377 kJ ·mol -1 (3)－746.5 (4)0.3a+0.15b
4或6a+3b
80
14．如图，p 、q 为直流电源两极，A 由＋2价金属单质X 制成，B 、C 、D 为铂电极，接通电源，金属X 沉积于B 极，同时C 、D 产生气泡。

试回答：
(1)p 为________极，A 极发生________反应。

(2)C 为________极，试管里收集到的气体是________；D 为________极，试管里收集到的气体是________。

(3)C 极的电极反应是_______________________________________________ __________________________________________________________________。

(4)当反应进行一段时间后，A 、B 电极附近溶液的pH________(填“增大”“减小” 或“不变” )。

(5)当电路中通过0.004 mol电子时，B电极上沉积金属X为0.128 g，则此金属的摩尔质量为________。

[解析](1)接通电源，X沉积于B极，说明B为阴极，则A为阳极，故q为负极，p为正极，A上发生氧化反应。

(2)H2SO4电解池中，C为阳极，C试管内得O2，D为阴极，D试管内得H2。

(4)A极：X－2e－===X2+，B极：X2+＋2e－===X，溶液中XSO4浓度不变，两极附近溶液的pH不变。

(5)设X的摩尔质量为M g/mol，则
X2+＋2e－===X
2 mol M g
0.004 mol 0.128 g
解得M＝64。

[答案](1)正氧化(2)阳氧气阴氢气(3)2H2O－4e－===O2↑＋4H＋(4)不变(5)64 g/mol
15．电解原理在化学工业中有广泛应用。

(1)电解食盐水是氯碱工业的基础。

目前比较先进的方法是阳离子交换膜法，电解示意图如图所示，图中的阳离子交换膜只允许阳离子通过，请回答以下问题：
①电解饱和食盐水的总反应的离子方程式是____________________________
__________________________________________________________________。

②精制饱和食盐水在b口加入的物质为________(写化学式)。

(2)全钒液流电池是一种新型的绿色环保储能系统，工作原理如图：
离子种类V O2+VO2+V3+V2+颜色黄色蓝色绿色紫色
①全钒液流电池放电时V2+发生氧化反应，该电池放电时总反应式是________。

②当完成储能时，阴极溶液的颜色是________。

(3)将PbO溶解在HCl和NaCl的混合溶液中，得到含Na2PbCl4的电解液，电解Na2PbCl4溶液生成Pb的装置如图所示。

①写出电解时阴极的电极反应式______________________________________
__________________________________________________________________。

②电解过程中通过阳离子交换膜的离子主要为________。

③电解过程中，Na2PbCl4电解液浓度不断减小，为了恢复其浓度，应该向______(填“阴”或者“阳”)极室加入__________(填化学式)。

[解析]由电解食盐水装置图可知，钠离子移向右边，则左边电极为阳极，右边电极为阴极，据此分析解答。

全钒液流电池放电时V2+发生氧化反应生成V3+，则 VO2+发生还原反应生成VO2+，据此书写反应的总方程式，电池储能时为电解池，电解的总反应为放电总反应的逆反应，据此分析解答。

将PbO溶解在HCl 和NaCl的混合溶液中，得到含Na2PbCl4的电解液，电解Na2PbCl4溶液生成Pb，阴极发生还原反应生成Pb，阳极发生氧化反应生成氧气。

(1)①电解饱和食盐水总反应的离子方程式是2Cl－＋2H2O Cl2↑＋H2↑＋2OH－。

②由电解食盐水的装置图可知，钠离子移向右边，则左边电极为阳极，A连接电源正极，电极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑，所以精制饱和食盐水从图中a位置补充，右边
电极为阴极，B连接电源负极，电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－或2H ＋＋2e－===H2↑，生成氢氧化钠从图中d位置流出，b口加入的物质是稀氢氧化钠溶液。

(2)①全钒液流电池放电时V2+发生氧化反应，则V O2+发生还原反应，反应的总方程式为V2++VO2+＋2H＋===V3+＋VO2+＋H2O。

②电池储能时为电解池，电解的总反应为V3++VO2++H2O===V2++VO2+＋2H＋，阴极发生还原反应，阴极反应式为V3+＋e－===V2+，阴极溶液颜色变为紫色。

(3)①阴极发生还原反应，Na2PbCl4被还原生成Pb，阴极反应式为PbCl42−＋2e－===Pb＋4Cl－。

②电解时阳离子向阴极移动，通过阳离子交换膜的离子主要为氢离子。

③电解过程中，Na2PbCl4在阴极发生还原反应，阴极发生还原反应生成Pb，阳极发生氧化反应生成氧气，Na2PbCl4浓度不断减小，为恢复浓度，则应在阴极加入PbO，溶解在HCl和NaCl的混合溶液中，得到含Na2PbCl4的电解液。

[答案](1)2Cl－＋2H2O 通电
2OH－＋Cl2↑＋H2↑NaOH(2)V2++VO2+＋
2H＋===V3+＋VO2+＋H2O紫色(3)PbCl42−＋2e－===Pb＋4Cl－H＋阴PbO
16．请用如图所示仪器装置设计一个包括：电解饱和食盐水并测定电解时产生的氢气的体积和检验氯气的氧化性的实验装置。

(1)所选仪器连接时，各接口的顺序是(填各接口的代号字母)：A接________、________接________；B接________、________接________。

(2)实验时，装置中的石墨电极接电源的________极，所发生的电极反应式为__________________________________________________________________
__________________________________________________________________；。