高考化学易错题专题训练-化学反应与能量变化练习题附答案解析

高考化学易错题专题训练-化学反应与能量变化练习题附答案解析
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 三个烧杯中分别盛有相同物质的量浓度的稀硫酸。

①B中Sn极的电极反应式为__________，Sn极附近溶液的 pH(填“增大”、“减小”或“不变”) __________。

②C中总反应离子方程式为__________，比较 A、B、C 中铁被腐蚀的速率，由快到慢的顺序是__________。

【答案】2H++2e-=H2↑增大 Zn+2H+=Zn2++H2↑ B>A>C
【解析】
【分析】
①B中形成Sn-Fe原电池，Fe比Sn活泼，则Sn为正极发生还原反应；
②C中形成Zn-Fe原电池，总反应为Zn+2H+=Zn2++H2↑，电化学腐蚀的速率大于化学腐蚀的速率，金属作原电池正极时得到保护。

【详解】
①B中形成Sn-Fe原电池，由于Fe比Sn活泼，所以Sn为正极，溶液中的H+在Sn上获得电子，发生还原反应，电极反应式为：2H++2e-=H2↑；由于氢离子不断消耗，所以Sn附近溶液中c(H+)减小，溶液的pH值增大；
②锌比铁活泼，锌为原电池负极，被腐蚀，负极电极反应式为Zn-2e-=Zn2+，正极：2H++2e-=H2↑，总反应方程式为Zn+2H+=Zn2++H2↑。

A发生化学腐蚀，B发生电化学腐蚀，C中发生电化学腐蚀，由于锌比铁活泼，所以铁作原电池的正极而被保护，电化学腐蚀的速率大于化学腐蚀的速率，所以由快到慢的顺序是B>A>C。

【点睛】
本题考查了原电池的工作原理和电极反应式的书写以及金属的活泼性。

一般情况下，在原电池反应中，活动性强的电极在负极，失去电子，发生氧化反应；但也有例外。

如Mg-Al-NaOH溶液构成的原电池中，活动性弱的Al为负极，活动性强的Mg为正极。

知道金属腐蚀快慢的判断规律为：电解池的阳极>原电池的负极>化学腐蚀>原电池的正极>电解池的阴极。

3．为探究原电池和电解池的工作原理，某研究性小组分别用如图所示装置进行实验。

（1）甲装置中，a 电极的反应式为_____。

（2）乙装置中，阴极区产物为_____。

（3）丙装置是一种家用84消毒液（NaClO ）发生器。

外接电源a 为_____ (填“正”或“负”)极，该装置内发生反应的化学方程式为_____、_____。

（4）若甲装置作为乙装置的电源，一段时间后，甲中消耗气体与乙中产生气体的物质的量之比为_____ (不考虑气体的溶解)。

（5）某工厂采用电解法处理含Cr 2O 72-的废水，耐酸电解槽用铁板作阴、阳极，槽内盛放含铬废水，Cr 2O 72-被还原成为Cr 3+，Cr 3在阴极区生成Cr(OH)3沉淀除去，工作原理如图。

①写出电解时阴极的电极反应式____。

②写出Cr 2O 72-被还原为Cr 3+的离子方程式____。

【答案】H 2-2e -+2OH -=2H 2O 氢氧化钠和氢气 负 2NaCl+2H 2O 电解2NaOH+H 2↑+Cl 2↑ Cl 2+2NaOH=NaCl+NaClO+H 2O 3:4 2H ++2e -=H 2↑ Cr 2O 72-+6Fe 2++14H +=2Cr 3++6Fe 3++7H 2O
【解析】
【分析】
甲装置：该装置为氢氧燃料电池，氢气被氧化作负极，氧气被还原做作正极；
乙装置：该装置为电解池，与正极相连的一极为阳极发生氧化反应，与负极相连的为阴极发生还原反应；
丙装置：该装置为电解池，电解饱和食盐水时阳极产生氯气，阴极产生氢气和氢氧根，要制备次氯酸钠所以需要氯气到阴极与氢氧根反应，所以下端为阳极产生氯气；
(5)B 电极生成氢气，说明该电极发生还原反应为阴极，氢离子放电生成氢气，导致阴极区pH 变大；A 电极为阳极，铁为电极材料，则铁被氧化生成Fe 2+，继而将Cr 2O 72-还原成为Cr 3+，然后迁移到阴极与OH -生成沉淀。

【详解】
(1)甲装置是氢氧燃料电池，a电极通入氢气为负极，电解质溶液为KOH溶液，所以电极反应式为H2-2e-+2OH-=2H2O；
(2)乙装置是电解池，电解饱和食盐水，所以阴极区产物为氢氧化钠和氢气；
(3)根据分析可知该装置中发生电解饱和食盐水的反应，同时阳极产生的氯气与阴极产物发生反应制备次氯酸钠，下端为阳极，上端为阴极，即a电极为电源负极，该装置内发生反
应的化学方程式为2NaCl+2H2O 电解
2NaOH+H2↑+Cl2↑，Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O；
(4)若甲装置作为乙装置的电源，一段时间后，甲中总反应为：2H2+O2=2H2O；乙中总反应为：2NaCl+2H2O=2NaOH+H2↑+Cl2↑；各电极转移的电子相等，假如都是4mol，甲池消耗气体2mol+1mol=3mol，乙池产生气体2mol+2mol=4mol，物质的量之比为3：4；
(5)①阴极氢离子放电生成氢气，电极方程式为：2H++2e-=H2↑；
②根据分析可知反应过程中Fe2+将Cr2O72-还原成为Cr3+，方程式为：Cr2O72-
+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O。

【点睛】
第(5)题为易错点，虽然Cr2O72-被还原成为Cr3+，但根据图示可知阴极产生的是氢气，说明Cr2O72-被还原并不是电极反应，再结合阳极材料为Fe，可知是阳极产生的Fe2+将Cr2O72-还原。

4．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。

5．Li－SOCl2电池可用于心脏起搏器。

该电池的电极材料分别为锂和碳，电解液是LiAlCl4－SOCl2。

电池的总反应可表示为4Li＋2SOCl2＝4LiCl＋S＋SO2。

请回答下列问题：
(1)电池的负极材料为_____，发生的电极反应为______________。

(2)电池正极发生的电极反应为_______________。

【答案】Li 4Li－4e－＝4Li＋ 2SOCl2＋4e－＝4Cl－＋S＋SO2
【解析】
【分析】
(1)原电池中，失电子发生氧化反应的极是负极，该极上发生失电子的氧化反应；
(2)原电池的正极上发生得电子的还原反应。

【详解】
(1)该原电池中锂的活泼性大于碳的，所以锂作负极，负极上Li失电子，发生氧化反应，电极反应4Li－4e－＝4Li＋；
(2)正极上得电子发生还原反应，根据反应方程式知，SOCl2得电子生成Cl-、S、SO2，电极方程式为2SOCl2+4e-=4Cl-+S+SO2。

6．微型纽扣电池在现代生活中应用广泛。

有一种银锌电池，其电极分别是Ag2O和Zn，电解质溶液为KOH溶液，总反应是Zn＋Ag2O＝ZnO＋2Ag。

请回答下列问题。

(1)该电池属于_________电池(填“一次”或“二次”)。

(2)负极是_________，电极反应式是__________________________。

(3)使用时，正极区的pH_________(填“增大”、“减小”或“不变”)。

(4)事实证明，能设计成原电池的反应通常是放热反应，下列化学反应在理论上可以设计成原电池的是_____。

(填字母)
A．C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)△H>0
B．NaOH(aq)+HC1(aq)=NaC1(aq)+H2O(1)△H<0
C．2CO(g)+O2(g)=2CO2(1)△H<0
(5)以KOH溶液为电解质溶液，依据所选反应设计一个原电池，其负极的电极反应式为
__________。

【答案】一次 Zn Zn-2e-+2OH-=ZnO+H2O 增大 C CO－2e－+4OH－=C O 32－+2H2O
【解析】
【分析】
（1）纽扣电池为一次电池；
（2）根据电池的总反应可知Zn为负极，失去电子，发生氧化反应，Ag2O为正极，得到电子，发生还原反应，据此分析作答；
（3）根据电池的总反应可知，Ag2O为正极，得到电子，发生还原反应，根据电极反应确定c(OH-)的变化以判断pH的变化；
（4）可设计成原电池的反应应为氧化还原反应；
（5）燃料电池中，负极通入燃料，燃料失电子发生氧化反应，正极通入氧化剂，得电子发生还原反应，据此作答。

【详解】
（1）纽扣电池为一次电池；
（2）根据电池的总反应可知Zn为负极，失去电子，发生氧化反应，电极反应为：Zn-2e-+2OH-=ZnO+H2O；
（3）根据电池的总反应可知，Ag2O为正极，得到电子，发生还原反应，电极反应为：Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-，使用时，c(OH-)增大，因此正极区的pH逐渐增大；
（4）A. 能设计成原电池的反应通常是放热反应，由于反应C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)是氧化还原反应，但该反应为吸热反应，因而不能设计成原电池，A项错误；
B. 反应NaOH(aq)+HC1(aq)=NaC1(aq)+H2O(1)为复分解反应，不能设计成原电池，B项错误；
C. 反应2CO(g)+O2(g)=2CO2(1)为氧化还原反应，且该反应为放热反应，可设计成原电池，C 项正确；
答案选C。

（5）燃料电池中，负极通入燃料，燃料失电子发生氧化反应，电极反应为CO-2e－+4OH－=CO32- +2H2O。

【点睛】
设计制作化学电源的过程为：
7．（1）用惰性电极电解下列溶液，写出电极反应式和总反应式以及溶液复原需加入的物质
①NaCl溶液
阴极：_________；阳极：_________；总反应式：_______________；溶液复原需加入的物质____________。

②CuSO4溶液
阴极：_________；阳极：______；总反应式：____________________________；溶液复原需加入的物质____________。

（2）写出下列原电池电极反应式和总反应式
①氢氧燃料电池（电解质是KOH溶液）
负极反应：______________________；
正极反应：__________________；
总反应：_____________。

②甲烷燃料电池。

碱性介质(如KOH)
负极：____________；
正极：______________；
总反应式：_________。

【答案】2H＋＋2e－=H2↑ 2Cl－－2e－=Cl2↑ 2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑通HCl气体 2Cu2＋＋4e－=2Cu 4OH－－4e－=2H2O＋O2↑ 2CuSO4＋2H2O2Cu＋2H2SO4＋O2↑加CuO或CuCO3固体 2H2－4e－＋4OH－=4H2O O2＋2H2O＋4e－=4OH－ 2H2＋
O2=2H2O CH4－8e－＋10OH－=CO32-＋7H2O 2O2＋8e－＋4H2O=8OH－ CH4＋2O2＋2OH－
=CO32-＋3H2O
【解析】
【详解】
（1）①用惰性电极电解NaCl溶液时，阳极上氯离子放电生成氯气，阴极上氢离子放电生成氢气，所以阴极、阳极、电池反应式分别为2H＋＋2e－=H2↑、2Cl－－2e－=Cl2↑、2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，溶液复原需加入的物质是通HCl气体；
②用惰性电极电解CuSO4溶液时，阳极上氢氧根离子放电生成氧气，阴极上铜离子放电生成铜单质，所以阴极、阳极、电池反应式分别为2Cu2＋＋4e－=2Cu、4OH－－4e－=2H2O＋
O2↑、2CuSO4＋2H2O2Cu＋2H2SO4＋O2↑，溶液复原需加入的物质是加CuO或CuCO3固体；
（2）①氢氧燃料电池（电解质是KOH溶液）工作时，氢气失电子是还原剂，发生氧化反应；氧气得电子是氧化剂，发生还原反应。

负极上氢气失电子在碱性条件下生成水，发生的电极反应为： 2H2－4e－＋4OH－=4H2O；
正极是O2得到电子生成水，发生的电极反应式为：O2＋2H2O＋4e－=4OH－；
电极的总反应式为2H2＋O2=2H2O；
②甲烷燃料电池。

碱性介质(如KOH)工作时，负极上甲烷失电子在碱性条件下生成碳酸盐和水，反应的电极方程式为：CH4－8e－＋10OH－=CO32-＋7H2O；
正极上氧气得电子产生氢氧根离子，反应的电极方程式为：2O2＋8e－＋4H2O=8OH－；
电极总反应式为：CH4＋2O2＋2OH－=CO32-＋3H2O。

8．Ⅰ．铁及铁的化合物应用广泛，如FeCl3可用作印刷电路铜版腐蚀剂和外伤止血剂等。

(1)写出FeCl3溶液腐蚀印刷电路板的离子方程式_________________。

(2)若将(1)中的反应设计成原电池，请在方框内画出原电池的装置图，标出正、负极，并写出电极反应式。

________
负极反应：_________________；正极反应：_________________．
Ⅱ．写出甲烷燃料电池在酸性溶液中的电极反应和总电池反应：
正极：________________________________________________；
负极：_________________________________________________；
总反应：_______________________________________________。

【答案】2Fe3＋+Cu＝2Fe2＋+Cu2＋ Cu-2e- ==Cu2+ 2Fe3++2e-
==2Fe2+ 2O2+8e-+8H+==4H2O CH4-8e-+2H2O==CO2+8H+ CH4+2O2==CO2+2H2O
【解析】
【分析】
Ⅰ．(1)FeCl3溶液腐蚀印刷电路板时，Fe3+将Cu氧化生成Fe2+和Cu2+。

(2)若将(1)中的反应设计成原电池，则需用Cu、C(或Ag、Au、Pt等)作电极，FeCl3溶液作电解质。

负极为Cu失电子生成Cu2+；正极为Fe3+得电子生成Fe2+。

Ⅱ．正极：O2在酸性溶液中得电子，生成水；
负极：CH4在酸性溶液中失电子生成CO2等；
总反应：甲烷燃烧生成二氧化碳和水。

【详解】
Ⅰ．(1)FeCl3溶液腐蚀印刷电路板时，Fe3+将Cu氧化生成Fe2+和Cu2+，离子方程式为2Fe3＋+Cu＝2Fe2＋+Cu2＋。

答案为：2Fe3＋+Cu＝2Fe2＋+Cu2＋；
(2)若将(1)中的反应设计成原电池，则需用Cu、C(或Ag、Au、Pt等)作电极，FeCl3溶液作电解质。

负极反应：Cu-2e- ==Cu2+；正极反应：2Fe3++2e- ==2Fe2+。

答案为：Cu-2e- ==Cu2+；2Fe3++2e- ==2Fe2+；
Ⅱ．正极：O2在酸性溶液中得电子生成水，电极反应为2O2+8e-+8H+==4H2O；
负极：CH4在酸性溶液中失电子生成CO2等，电极反应为CH4-8e-+2H2O==CO2+8H+
；总反应：甲烷燃烧生成二氧化碳和水，总反应式为CH4+2O2==CO2+2H2O。

答案为：2O2+8e-+8H+==4H2O；CH4-8e-+2H2O==CO2+8H+；CH4+2O2==CO2+2H2O。

【点睛】
设计原电池时，应从电池反应出发，电池反应中失电子的物质即为负极材料，得电子的物质为电解质中的某成分，从电池反应中不能得出正极材料，但此材料必须导电，且还原性弱于负极材料。

9．拆开1mol共价键所需吸收的能量如下表：
共价键H－H N≡N N－H
吸收的能量/kJ436946391
(1)1mol N2完全反应为NH3_____(填：吸收或放出)_____kJ能量
(2)事实上，将1molN2和3molH2放在反应容器中，使它们充分反应，反应的热量变化总小于计算值，原因是______________________________。

【答案】放出 92 该反应是可逆反应，充分反应的最终结果是达到最大限度(既化学平衡状态)，因此放出的热量总是小于理论计算值
【解析】
【分析】
(1)化学反应中，化学键断裂吸收能量，形成新化学键放出能量，根据方程式分别计算断键吸收和成键放出的能量，以此计算反应热并判断吸热还是放热；
(2)从可逆反应的特征分析。

【详解】
(1)在反应N2+3H2⇌2NH3中，1mol N2完全反应为NH3，断裂3mol H-H键、1mol N三N键共吸收的能量为：3×436kJ+946kJ=2254kJ，生成2mol NH3，共形成6molN-H键，放出的能量为：6×391kJ=2346kJ，吸收的能量少，放出的能量多，该反应为放热反应，放出的热量为：2346kJ-2254kJ=92kJ；
(2)该反应为可逆反应，不能完全转化，将1molN2和3molH2放在反应容器中，使它们充分
反应，生成NH3的小于2mol，放出的热量小于92kJ。

10．1g葡萄糖（C6H12O6）完全氧化放出16.7kJ的热量，则1mol葡萄糖完全氧化能放出_________的热量。

【答案】3006 kJ
【解析】
【分析】
1g葡萄糖完全氧化，放出约16.7 kJ的能量，1mol葡萄糖的质量为180g，据此分析计算。

【详解】
1g葡萄糖完全氧化，放出约16.7 kJ的能量，所以1mol葡萄糖完全氧化，放出的能量是16.7 kJ×180=3006kJ，故答案为：3006 kJ。

11．某化学兴趣小组的同学设计了如图所示的装置，完成下列问题：
(1)反应过程中，_____棒质量减少，当一电极质量增加2 g，另一电极减轻的质量_____(填“大于”、“小于”或“等于”)2g，正极的电极反应为_______。

(2)盐桥的作用是向甲、乙两烧杯中提供NH和Cl－，使两烧杯溶液中保持电荷守恒。

①反应过程中Cl－将进入______(填“甲”或“乙”)烧杯。

②当外电路中转移0.2 mol电子时，乙烧杯中浓度最大的阳离子是______。

【答案】锌大于 Cu2＋＋2e－=Cu 甲 NH4+
【解析】
【分析】
锌比铜活泼，锌为负极，发生氧化反应，电极方程式为Zn-2e-=Zn2+，铜为正极，发生还原反应，电极方程式为Cu2++2e-=Cu，结合电极方程式解答该题；
(1) 锌比铜活泼，锌为负极，铜为正极，铜电极析出铜；
(2)盐桥的作用是向甲、乙两烧杯中提供NH和Cl－，使两烧杯溶液中保持电荷守恒。

①原电池中阴离子移向负极，阳离子移向正极；
②乙烧杯中铜离子析出，电荷守恒计算铵根离子浓度。

【详解】
锌比铜活泼，锌为负极，发生氧化反应，电极方程式为Zn-2e-=Zn2+，铜为正极，发生还原反应，电极方程式为Cu2++2e-=Cu；
(1)反应过程中，锌棒是负极，发生氧化反应，质量减小，而铜棒是正极，发生还原反应，电极反应式为Cu2＋＋2e－=Cu，则正极上质量增重，当正极质量增加2g时，转移电子的物
质的量为
2g
64g/mol
×2mol=
1
16
mol，此时负极质量减少
1
16
mol×65g/mol×
1
2
＞2g；
(2) ①反应过程中，盐桥中的Cl－移向负极锌，Cl－进入甲杯；
②当外电路中转移0.2mol电子时，Cu2++2e-=Cu，铜离子减少0.1mol，电荷减少0.2mol，溶
液中进入NH4+0.2mol，乙烧杯中浓度最大的阳离子是NH4+，其浓度=0.2mol
0.1L
=2mol/L。

12．通常人们把拆开1mol某化学键所吸收的能量或形成1mol某化学键所释放的能量看作该化学键的键能，键能的大小可用于估算化学反应的反应热（△H），已知：
则下列热化学方程式不正确
．．．的是___（把正确的一个选项填在横线上）
a．1
2
H2（g）+
1
2
Cl2（g）═HCl（g）△H=﹣91.5kJ•mol﹣1
b．H2（g）+Cl2（g）═2HCl（g）△H=﹣183kJ•mol﹣1 c．2HCl（g）═H2（g）+Cl2（g）△H=+183kJ•mol﹣1
d．1
2
H2（g）+
1
2
Cl2（g）═HCl（g）△H=+91.5kJ•mol﹣1
【答案】d
【解析】
【分析】
根据所给的反应和表格中的键能，先判断出断键吸收的热量和成键放出的热量，然后用断键吸收的热量减去成键放出的热量既得反应热，据此计算。

【详解】
a．1
2
H2(g)+
1
2
Cl2(g)=HCl(g)△H=
1
2
×436kJ•mol-1+
1
2
×243 kJ•mol-1-431kJ•mol-1=-91.5kJ•mol-1，
故a正确；
b．H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) △H=436kJ•mol-1+243 kJ•mol-1-(2×431)kJ•mol-1=-183 kJ•mol-1，故b正确；
c．2HCl(g)=H2(g)+Cl2(g) △H=(2×431)kJ•mol-1-(436kJ•mol-1+243 kJ•mol-1)△H=+183 kJ/mol，故c 正确；
d．1
2
H2(g)+
1
2
Cl2(g)=HCl(g)△H=
1
2
×436kJ•mol-1+
1
2
×243 kJ•mol-1-431kJ•mol-1=-91.5kJ•mol-1，
故d错误；
故答案为d 。

13．(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。

14．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。

15．如图为原电池装置示意图。

（1）将铝片和铜片用导线相连，一组插入浓硝酸中，一组插入烧碱溶液中，分别形成了原电池，在这两个原电池中，作负极的分别是__（填字母）。

A 铝片、铜片
B 铜片、铝片
C 铝片、铝片
D 铜片、铜片
写出插入烧碱溶液中形成的原电池的负极反应式：____。

（2）若A为Pb，B为PbO2，电解质为H2SO4溶液，工作时的总反应为Pb＋PbO2＋
2H2SO4=2PbSO4＋2H2O。

写出B电极反应式：___；该电池在工作时，A电极的质量将_（填“增加”“减小”或“不变”）。

若该电池反应消耗了0.1 mol H2SO4，则转移电子的数目为__。

（3）若A、B均为铂片，电解质为KOH溶液，分别从A、B两极通入H2和O2，该电池即为氢氧燃料电池，写出B电极反应式：_________；该电池在工作一段时间后，溶液的碱性将___（填“增强”“减弱”或“不变”）。

（4）若A、B均为铂片，电解质为H2SO4溶液，分别从A、B两极通入CH4和O2，该电池即为甲烷燃料电池，写出A电极反应式：________；若该电池反应消耗了6.4克CH4，则转移电子的数目为__。

【答案】B Al-3e-+4OH-=AlO2-+2H2O PbO2＋2 e-＋4H＋＋SO42-=PbSO4＋2H2O 增加
6.02⨯1022 O2+4e-+2H2O=2H2O 减弱 CH4+8e-+2H2O=CO2+8H+ 3.2⨯6.02⨯1023
【解析】
【分析】
根据原电池原理进行分析。

【详解】
（1）将铝片和铜片用导线相连，一组插入浓硝酸中，由于铝遇浓硫酸发生钝化，而铜可以被浓硝酸溶解，故铜为负极、铝为正极；另一组插入烧碱溶液中，由于铝可以被其溶解，而铜不能，故铝为负极、铜为正极。

综上所述，在这两个原电池中，作负极的分别是铜片、铝片，故选B 。

插入烧碱溶液中形成的原电池，负极上铝被氧化为偏铝酸根离子，电极反应式为：Al-3e-+4OH-=AlO2-+2H2O。

（2）若A为Pb，B为PbO2，电解质为H2SO4溶液，工作时的总反应为Pb＋PbO2＋
2H2SO4=2PbSO4＋2H2O。

B电极为正极，其被还原为硫酸铅，电极反应式为PbO2＋2 e-＋4H ＋＋SO42-=PbSO4＋2H2O；该电池在工作时，A电极被氧化为硫酸铅，故其质量将增加；由总反应可知，该反应若转移2mol电子可以消耗2mol H2SO4，若该电池反应消耗了0.1 mol
H2SO4，则转移电子的数目为6.02⨯1022。

（3）若A、B均为铂片，电解质为KOH溶液，分别从A、B两极通入H2和O2，该电池即为氢氧燃料电池， B电极为正极，其电极反应式为：O2+4e-+2H2O=2H2O；该电池在工作一段时间后，虽然总反应中不消耗KOH，但是由于电池总反应的产物是水，故溶液的碱性将减弱。

（4）若A、B均为铂片，电解质为H2SO4溶液，分别从A、B两极通入CH4和O2，该电池即为甲烷燃料电池， A电极为负极，甲烷被氧化为二氧化碳，其电极反应式为：CH4+8e-+2H2O=CO2+8H+；由负极的电极反应可知，16g CH4参加反应时，可以转移8mol e-，因此，若该电池反应消耗了6.4克CH4（其物质的量为0.4mol），则转移电子的数目为
3.2⨯6.02⨯1023。

【点睛】
在判断原电池中金属电极的极性时，不能仅根据金属活动性分析，还要根据金属与电解质溶液之间的具体反应进行分析。

在书写电极反应式时，要注意反应产物在所给定的电解质溶液中能否大量存在，若不能与电解质溶液中的离子大量共存，则要写出其与电解质溶液中的某些离子或分子反应后的产物。