备战高考化学化学反应与能量变化的推断题综合题试题含答案解析

备战高考化学化学反应与能量变化的推断题综合题试题含答案解析
一、化学反应与能量变化练习题（含详细答案解析）
1．A、B、C、D、 E、F六种物质的相互转化关系如下图所示（反应条件未标出），其中反应①是置换反应，B、C、F都是气态单质，且B为黄绿色：反应③中有水生成，反应②需要放电才能发生，A是—种极易溶于水的气体，A和D相遇有白烟生成。

(1)反应③的化学方程式为_______________________________________________。

(2)反应①中每生成1 molC，转移的电子数为_______________________________。

(3)A与D的水溶液恰好完全反应时，其生成物的水溶液呈性___________（填“酸”“碱”或“中’’），该水溶液中存在着如下关系，用粒子浓度符号填写：
①c(H＋)+_________＝c(OH－)+_____________；
②c(H＋)＝c(OH－)+_____________。

(4)元素X与组成B的元素同周期，X的单质既可与酸反应也可与碱反应且都生成H2，则
①X的单质与碱反应的离子方程式____________________________________；
②X、空气、海水可以组成新型海水标志灯的电池。

该种灯以海水为电解质溶液，靠空气中的氧气使X不断氧化而源源不断产生电流。

则该新型电池的正极的电极反应式为
___________________________；原电池的总反应方程式为__________________________。

【答案】4NH3＋5O24NO＋6H2O 3.612×1024酸 c(NH4＋) c(Cl－) c(NH3·H2O) 2Al ＋2OH－＋2H2O＝2AlO2－＋3H2↑ O2＋2H2O＋4e－＝4OH－ 4Al＋3O2＋6H2O＝4Al(OH)3
【解析】
【分析】
B、C、F都是气态单质，且B为黄绿色，因此B是氯气。

A是—种极易溶于水的气体，A和D相遇有白烟生成，这说明A应该是氨气，D是氯化氢。

由于氯气具有强氧化性，且反应①是置换反应，因此反应①是氯气与氨气发生的氧化还原反应，生成物是氮气与氯化氢，其中C是氮气。

反应②需要放电才能发生，因此F是氧气，在放电的条件下与氮气反应生成NO，则E是NO。

反应③中有水生成，所以该反应是氨气与氧气发生的催化氧化生成NO与水，结合题目要求和物质的性质可解答该题。

【详解】
B、C、F都是气态单质，且B为黄绿色，因此B是氯气。

A是—种极易溶于水的气体，A和D相遇有白烟生成，这说明A应该是氨气，D是氯化氢。

由于氯气具有强氧化性，且反应①是置换反应，因此反应①是氯气与氨气发生的氧化还原反应，生成物是氮气与氯化氢，其中C是氮气。

反应②需要放电才能发生，因此F是氧气，在放电的条件下与氮气反应生成NO，则E是NO。

反应③中有水生成，所以该反应是氨气与氧气发生的催化氧化生
成NO与水，
（1）反应③的化学方程式为4NH3＋5O24NO＋6H2O；
（2）在反应①中氮元素的化合价从－3价升高到0价失去3个电子，因此每生成1mol氮气转移6mol电子，其电子数为6.02×1023/mol×6mol＝3.612×1024；
（3）盐酸与氨水恰好反应时生成氯化铵，由于溶液中NH4＋水解，所以溶液显酸性；
①根据电荷守恒可知，在氯化铵溶液中存在c(H＋) + c(NH4＋)＝c(OH－)+ c(Cl－)；
②根据物料守恒可知c(Cl－)＝c(NH3·H2O)+ c(NH4＋)，则根据电荷守恒可知，溶液中c(H＋)＝c(OH－)+ c(NH3·H2O)；
（4）元素X与组成B的元素同周期，X的单质既可与酸反应也可与碱反应且都生成H2，则X应该是金属铝；
①铝单质与碱反应的离子方程式为2Al＋2OH－＋2H2O＝2AlO2－＋3H2↑；
②原电池中较活泼的金属失去电子，发生氧化反应，电子沿导线传递到正极，正极得到电子发生还原反应。

所以该原电池中负极是铝，正极是氧气得到电子，电极反应式为O2＋
2H2O＋4e－＝4OH－。

由于负极是铝失去电子，产生的铝离子与OH－结合生成氢氧化铝，所以总反应式为4Al＋3O2＋6H2O＝4Al(OH)3。

2．有A、B、C、D四种金属片，进行如下实验：①A、B用导线连接后浸入稀H2SO4中，电流由B 导线A；②C、D用导线相连后，同时伸入稀H2SO4 溶液中，C极为负极；③A、C相连后同时浸入稀H2SO4 中，C极产生大量气泡；④B、D相连后同时浸入稀
H2SO4 中，D极发生氧化反应；试判断四种金属的活动顺序是( )
A．A＞C＞D＞B B．A＞B＞C＞D C．B＞A＞C＞D D．B＞D＞C＞A
【答案】A
【解析】
【详解】
①A、B用导线连接后浸入稀H2SO4 中，电流由B 导线A，A为负极，B为正极，金属性A>B
②C、D用导线相连后，同时伸入稀H2SO4 溶液中，C极为负极，D极为正极，则金属性
C>D；
③A、C相连后同时浸入稀H2SO4 中，C极产生大量气泡，C为正极，A为负极，则金属性
A>C；
④B、D相连后同时浸入稀H2SO4 中，D极发生氧化反应，D为负极，B为正极，则金属性
D>B；
综上分析：金属性：A＞C＞D＞B；
答案选A。

【点睛】
原电池中活泼的电极做负极，不活泼的做正极，利用电极的活性来判断电极金属性的强弱，判断原电池正负极的方法：1、根据两极材料判断。

一般活泼金属为负极，活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极；2、根据电极现象判断。

一般情况下电极逐渐溶解为负
极，电极增重可放出气体的为正极；3、根据电子流动方向来判断。

电子流出的为负极、电子流入的为正极或电流流出的正极、电流流入的负极；4、根据原电池里电解质溶液内离子的定向移动方向判断。

阴离子流向的为负极、阳离子流向的为正极；5、根据原电池两极发生的变化来判断。

失去电子发生氧化的是负极、得到电子发生还原反应是正极；
3．用零价铁(Fe)去除水体中的硝酸盐(NO3-)已成为环境修复研究的热点之一。

Fe还原水体中NO3-的反应原理如图所示。

①作负极的物质是________。

②正极的电极反应式是_________。

【答案】铁 NO3-+8e-+10H+=NH4++3H2O
【解析】
【分析】
【详解】
根据图示可知在反应中Fe单质失去电子变为Fe3O4，NO3-得到电子被还原产生NH4+，所以Fe作负极，正极上NO3-得到电子被还原产生NH4+，正极的电极反应式为：NO3-+8e-
+10H+=NH4++3H2O。

4．理论上讲，任何自发的氧化还原反应都可以设计成原电池。

某同学利用“C u＋2Ag+＝
2Ag+Cu2+”反应设制一个化学电池，如图所示，已知该电池在外电路中，电流从a极流向b 极。

请回答下列问题：
（1）b极是电池的_____________极，材料是_____________，写出该电极的反应式
_____________。

（2）a可以为_____________A、铜B、银C、铁D、石墨
（3）c溶液是_____________A、CuSO4溶液B、AgNO3溶液C、酒精溶液
（4）若该反应过程中有0.2mol电子发生转移，则生成Ag为_____________克。

【答案】负 Cu Cu–2e-=Cu2+ BD B 21.6
【解析】
【分析】
有题干信息可知，原电池中，电流从a极流向b极，则a为正极，得到电子，发生还原反应，b为负极，失去电子，发生氧化反应，据此分析解答问题。

【详解】
(1)根据上述分析知，b是电池的负极，失去电子，反应Cu＋2Ag+＝2Ag+Cu2+中Cu失去电子，故Cu作负极，发生的电极反应为Cu–2e-=Cu2+，故答案为：负；Cu；Cu–2e-=Cu2+；(2)a是电池的正极，电极材料可以是比铜更稳定的Ag，也可以是惰性的石墨，故答案为：BD；
(3)电解质溶液c是含有Ag+的溶液，故答案为：B；
(4)根据得失电子守恒可得，反应过程中转移1mol电子，生成2molAg，质量为
108×2=21.6g，故答案为：21.6。

5．在化学反应中，只有极少数能量比平均能量高得多的反应物分子发生碰撞时才可能发生化学反应，这些分子被称为活化分子。

使普通分子变成活化分子所需提供的最低限度的能量叫活化能，其单位通常用kJ•mol－1表示。

请认真观察图1，然后回答问题。

（1）图中所示反应是________ （填“吸热”或“放热”）反应。

（2）已知拆开1mol H﹣H键、1mol I﹣I、1mol H﹣I键分别需要吸收的能量为436kJ、
151kJ、299kJ。

则由1mol氢气和1mol 碘反应生成HI会________ （填“放出”或“吸收”）
________ kJ的热量。

在化学反应过程中，是将________ 转化为________ 。

（3）某实验小组同学进行如图2的实验，以探究化学反应中的能量变化。

实验表明：①中的温度降低，由此判断氢氧化钡晶体与氯化铵晶体反应是________ （填“吸热”或“放热”）反应；实验②中，该小组同学在烧杯中加入5mL 1.0mol/L盐酸，再放入用砂纸打磨过的铝条，该反应是________ （填“吸热”或“放热”）反应。

【答案】放热放出 11 化学能热能吸热放热
【解析】
【分析】
【详解】
(1)依据图象分析反应物的能量大于生成物的能量，反应放热；
(2)在反应H2+I2⇌2HI中，断裂1molH-H键，1molI-I键共吸收的能量为：
1×436kJ+151kJ=587kJ，生成2molHI，共形成2molH-I键，放出的能量为：2×299kJ=598kJ，吸收的能量少，放出的能量多，所以该反应为放热反应，放出的热量为：598kJ-
587kJ=11kJ，在化学反应过程中，将化学能转化为热能；
(3)①中的温度降低说明该反应是吸热反应；活泼金属置换酸中氢的反应为放热反应。

6．在我国南海、东海海底均存在大量的可燃冰（天然气水合物，可表示为
42 CH xH O g ）。

2017年5月，中国首次海域可燃冰试采成功。

2017年11月3日，国务院正式批准将可燃冰列为新矿种。

可燃冰的开采和利用，既有助于解决人类面临的能源危机，又能生成一系列的工业产品。

(1)对某可燃冰矿样进行定量分析，取一定量样品，释放出的甲烷气体体积折合成标准状况后为166 m 3，剩余 H 2O 的体积为0.8m 3，则该样品的化学式中 x=_________________。

(2)已知下表数据，且知 H 2O(l)=H 2O(g) △H =+411kJ mol -⋅
用甲烷燃烧热表示的热化学方程式为
_____________________________________________________。

(3)甲烷燃料电池相较于直接燃烧甲烷有着更高的能量转化效率，某甲烷燃料电池，正极通入空气，以某种金属氧化物为离子导体（金属离子空穴中能传导 O 2-），该电池负极的电极反应式为__________________________________________。

(4)甲烷与水蒸气重整制氢是工业上获得氢气的重要手段。

若甲烷与脱盐水在一定条件下反应生成H 2，同时得到体积比为1:3的CO 2和CO ，该反应的化学方程式为
_____________________________________。

混合气体中的CO 2可用浓氨水脱除，同时获得氮肥NH 4HCO 3，该反应的离子方程式是_________________________________________________________。

【答案】6 CH 4（g ）+2O 2（g ）=CO 2（g ）+2H 2O （l ）△H = -892 kJ·
mol -1 CH 4-8e -+4O 2-=CO 2+2H 2O 42224CH +5H O=CO +3CO+13H NH 3·H 2O+CO 2=NH 4++3HCO -
【解析】
【分析】
【详解】
(1)n(CH 4)=316610L 22.4L/mol
⨯=3
1661022.4⨯mol ，n(H 2O)=60.810g 18g/mol ⨯=60.81018⨯mol ，n(CH 4):n(H 2O)=31661022.4⨯:6
0.81018
⨯≈1:6，所以x=6，故答案为：6； (2) 由表格可知①CH 4(g )+2O 2(g )=CO 2(g )+2H 2O (g )的△H =（4×413+2×498-2×803×-4×463）kJ·mol -1= -810 kJ·mol -1，又因为②H 2O(l)=H 2O(g) △H =411kJ mol -⋅，将①-2×②得：CH 4(g )+2O 2(g )=CO 2(g )+2H 2O (l) △H =（-810-2×41）1kJ mol -⋅= -892 kJ·mol -1，故答案为：CH 4(g )+2O 2(g )=CO 2(g )+2H 2O (l) △H = -892 kJ·mol -1；
(3)甲烷在负极失电子，被氧化，结合电解质、原子守恒、电荷守恒可得负极反应为：CH 4-8e -+4O 2-=CO 2+2H 2O ，故答案为：CH 4-8e -+4O 2-=CO 2+2H 2O ；
(4)由已知可知道，反应物为甲烷和水，生成物为氢H 2、CO 和CO 2，结合CO 2 和 CO 的体积比为1:3可得方程式为：42224CH +5H O=CO +3CO+13H 。

二氧化碳和氨水反应生成NH 4HCO 3的离子方程式为：NH 3·H 2O+CO 2=NH 4++3HCO -
，故答案为：
42224CH +5H O=CO +3CO+13H ；NH 3·H 2O+CO 2=NH 4++3HCO -。

【点睛】
燃料电池电极反应的书写：燃料在负极失电子，O 2在正极得电子。

7．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Ag 2O 和Zn ，电解质溶液为KOH 溶液，总反应是Zn ＋Ag 2O ＝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)+H 2O(g)=CO(g)+H 2(g) △H>0
B ．NaOH(aq)+HC1(aq)=NaC1(aq)+H 2O(1) △H<0
C ．2CO(g)+O 2(g)=2CO 2(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+H 2O 增大 C CO －2e －+4OH －=C O 32－+2H 2O
【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，Ag 2O 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，Ag 2O 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：
8．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。

9．A、B、C三个烧杯中分别盛有相同物质的量浓度的稀硫酸。

（1）A中反应的离子方程式为_________________________________。

（2）B中Fe极为_______极，电极反应式为_______________________。

C中Fe极为
_______极，电极反应式为__________________________，电子从_______极流出（填“Zn”或“Fe”）。

（3）比较A、B、C中铁被腐蚀的速率，由快到慢的顺序是___________________。

【答案】Fe＋2H＋=Fe2+H2↑负极Fe－2e－=Fe2+正极2H＋＋2e－=H2↑Zn B>A>C
【解析】
【分析】
已知金属活动性：Zn＞Fe＞Sn，则A发生化学腐蚀，铁与硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，B中Fe为负极，Sn为正极，Fe被腐蚀，C中Zn为负极，Fe为正极，Fe被保护，以此解答。

【详解】
(1)铁与硫酸反应的离子方程式为：Fe+2H+=Fe2++H2↑；
(2)Fe比Sn活泼，则B中Fe为负极，Sn为正极，负极发生Fe－2e－ = Fe2+；Zn比Fe活泼，则C中Fe为正极，Zn为负极，正极反应式为2H＋＋2e－=H2↑，电子从负极即Zn极流出；
(3)A发生化学腐蚀；B中Fe为负极，Sn为正极，Fe被腐蚀；C中Zn为负极，Fe为正极，Fe被保护，Zn被腐蚀，则A、B、C中铁被腐蚀的速率，由快到慢的顺序是B＞A＞C，。

10．按要求回答下列问题：
（1）甲烷燃料电池是常见的燃料电池之一，该电池在正极通入氧气，在负极通入甲烷，电解质溶液通常是KOH溶液，请写出该电池的负极反应式___。

（2）常温下，将等浓度的Na2S2O3溶液与硫酸溶液混合，2min后溶液中明显出现浑浊，请写出相关反应的化学方程式：___；若将此混合溶液置于50℃的水浴中，则出现浑浊的时间将___(填“增加”、“减少”或“不变”)。

【答案】CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+S↓+SO2↓+H2O 减少
【解析】
【分析】
（1）甲烷燃料电池正极通入氧气，负极通入甲烷，电解质溶液是KOH溶液，则发生反应为CH4+2O2=CO2+2H2O，CO2+2KOH=K2CO3+H2O，总反应的化学方程式为：
CH4+2O2+2KOH=K2CO3+H2O，该电池的负极反应为：CH4失电子，转化为CO32-和H2O。

（2）将等浓度的Na2S2O3溶液与硫酸溶液混合，相关反应为：
Na2S2O3+H2SO4→Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O；若将此混合溶液置于50℃的水浴中，则温度升高，出现浑浊的时间将减少。

【详解】
（1）甲烷燃料电池正极通入氧气，负极通入甲烷，电解质溶液是KOH溶液，则发生反应为CH4+2O2=CO2+2H2O，CO2+2KOH=K2CO3+H2O，总反应的化学方程式为：
CH4+2O2+2KOH=K2CO3+H2O，该电池的负极反应式为CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O。

答案为：CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O；
（2）将等浓度的Na2S2O3溶液与硫酸溶液混合，相关反应的化学方程式为：
Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+S↓+SO2↓+H2O；若将此混合溶液置于50℃的水浴中，则温度升高，出现浑浊的时间将减少。

答案为：Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+S↓+SO2↓+H2O；减少。

【点睛】
燃料电池中，两电极通入的物质相同，电解质不同时，电极反应式可能不同。

在书写电极反应式时需注意，在碱性电解质中，负极CH4的反应产物不是CO2和水，而是K2CO3和水，这是我们解题时的易错点。

11．化学反应中的能量变化，是由化学反应中旧化学键断裂时吸收的能量与新化学键形成时放出的能量不同所致。

（1）键能也可以用于估算化学反应的反应热(ΔH)下表是部分化学键的键能数据：
化学键P—P P—O O＝O P＝O
键能/(kJ·mol－1)172335498X
已知白磷的燃烧热为2378.0kJ/mol，白磷完全燃烧的产物结构如图所示，则上表中X＝________。

（2）1840年，俄国化学家盖斯在分析了许多化学反应热效应的基础上，总结出一条规律：“一个化学反应，不论是一步完成，还是分几步完成，其总的热效应是完全相同的．”这个规律被称为盖斯定律．有些反应的反应热虽然无法直接测得，但可以利用盖斯定律间接计算求得。

①已知：
C(石墨)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1＝－393.5kJ/mol①
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH2＝－571.6kJ/mol②
2C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(l) ΔH3＝－2599.2kJ/mol③
则由C(石墨)和H2(g)反应生成1mol C2H2(g)的焓变为__________________。

②已知3.6g碳在6.4g的氧气中燃烧，至反应物耗尽，并放出x kJ热量。

已知单质碳的燃烧热为y kJ/mol，则1mol C与O2反应生成CO的反应热ΔH为______________。

【答案】470 ＋226.8kJ/mol －(5x－0.5y) kJ/mol
【解析】
【分析】
(1)白磷燃烧的方程式为P4+5O2＝P4O10，根据化学键的断裂和形成的数目进行计算；
(2)①可以先根据反应物和生成物书写化学方程式，根据盖斯定律计算反应的焓变，最后根据热化学方程式的书写方法来书写热化学方程式；
②首先判断碳的燃烧产物，然后依据反应热计算。

【详解】
(1)白磷燃烧的方程式为P4+5O2＝P4O10，1mol白磷完全燃烧需拆开6mol P-P、5mol
O=O，形成12molP-O、4mol P=O，所以12mol×335kJ/mol+4mol×xkJ/mol-(6mol×172
kJ/mol+5mol×498kJ/mol)=2378.0kJ，解得x=470；
(2)①已知：①C(s，石墨)+O2(g)＝CO2(g)△H1=-393.5kJ•mol-1；②2H2(g)+O2(g)＝
2H2O(l)△H2=-571.6kJ•mol-1；③2C2H2(g)+5O2(g)＝4CO2(g)+2H2O(l)△H2=-2599kJ•mol-1；
2C(s，石墨)+H2(g)=C2H2(g)的反应可以根据①×2+②×1
2
-③×
1
2
得到，所以反应焓变
△H=2×(-393.5kJ•mol-1)+(-571.6kJ•mol-1)×1
2
-(-2599kJ•mol-1)×
1
2
=+226.7kJ•mol-1；
②碳在氧气中燃烧，氧气不足发生反应2C+O22CO，氧气足量发生反应
C+O2CO2；3.6g碳的物质的量为
3.6
12g/mol
g
=0.3mol，6.4g的氧气的物质的量为
6.4g
32g/mol
=0.2mol，n(C):n(O2)=3:2；介于2:1与1:1之间，所以上述反应都发生．令生成的CO为xmol，CO2为ymol；根据碳元素守恒有x+y=0.3，根据氧元素守恒有
x+2y=0.2×2，联立方程，解得x=0.2，y=0.1；单质碳的燃烧热为Y kJ/mol，所以生成0.1mol二氧化碳放出的热量为0.1mol×Y kJ/mol=0.1YkJ，因此生成0.2molCO放出的热量为XkJ-0.1YkJ。

由于碳燃烧为放热反应，所以反应热△H的符号为“-”，故1mol C与O2
反应生成CO的反应热△H=-XkJ0.1YkJ
0.2mol
=-(5X-0.5Y)kJ/mol。

【点睛】
利用盖斯定律计算反应热，熟悉已知反应与目标反应的关系是解答本题的关键。

应用盖斯定律进行简单计算的基本方法是参照新的热化学方程式(目标热化学方程式)，结合原热化学方程式(一般2～3个)进行合理“变形”，如热化学方程式颠倒、乘除以某一个数，然后将它们相加、减，得到目标热化学方程式，求出目标热化学方程式的ΔH与原热化学方程式之间ΔH的换算关系。

12．(1)为了验证 Fe2+与 Cu2+氧化性强弱，下列装置能达到实验目的的是_______（填装置序号），其正极的电极反应式为_______；若构建该原电池时两个电极的质量相等，当导线中通过 0.4 mol 电子时，两个电极的质量差为_______g。

(2)将 CH4设计成燃料电池，其利用率更高，装置如图所示（A、B 为多孔碳棒）。

实验测得 OH-定向移向 A 电极，则_______（填 A 或 B）处电极入口通 CH4，其电极反应式
为_______。

(3)金属冶炼和处理常涉及氧化还原反应。

由下列物质冶炼相应金属时采用电解法的是
_______（填选项字母）。

a．Fe2O3 b．NaCl c．Cu2S d．Al2O3
【答案】② Cu2++2e-=Cu 24 A CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O b d
【解析】
【分析】
(1)验证 Fe2+与 Cu2+氧化性强弱，发生反应Fe+Cu2+==Fe2++Cu，由此反应确定所用装置及正极的电极反应。

当导线中通过 0.4 mol 电子时，负极Fe失电子生成Fe2+，质量减轻，正极Cu2+得电子生成Cu，质量增加，两个电极的质量差为两电极质量变化之和。

(2)OH-带负电性，应向负极移动，由此确定A 电极为负极，CH4在碱性溶液中失电子生成CO32-等。

(3)金属冶炼和处理时，由于钾、钙、钠、镁、铝活泼，难以用还原剂还原，所以常使用电解法。

【详解】
(1)A装置中Cu作负极，发生反应Cu+4HNO3(浓)==Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O，没有涉及Fe，不能验证 Fe2+与 Cu2+氧化性强弱；要发生反应Fe+Cu2+==Fe2++Cu，应使用装置②，正极的电极反应为Cu2++2e-=Cu。

在电池②中，有如下关系式：Fe—2e—Cu，则参加反应的Fe与生成的Cu都为0.2mol，两个电极的质量差为0.2mol ×64g/mol+0.2mol ×56g/mol=24g。

答案为：②；Cu2++2e-=Cu；24；
(2)在原电池中，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，因为OH-向A电极移动，所以A 电极为负极，CH4在KOH溶液中失电子生成CO32-、H2O，电极反应式为CH4-8e-+10OH-
=CO32-+7H2O。

答案为：A；CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O；
(3) a．用Fe2O3冶炼Fe，需使用还原剂(常为CO)，用还原法炼铁，a不合题意；
b．用NaCl冶炼Na，一般的还原剂不能满足要求，应使用电解法，b符合题意；
c．用Cu2S冶炼Cu，需使用氧化剂(纯氧)，用氧化法将Cu2S氧化为Cu，c不合题意；d．用Al2O3冶炼Al，一般氧化剂不能满足要求，需使用电解法，d符合题意；
故选bd。

答案为：bd。

【点睛】
在计算原电池反应发生后两电极的质量差时，我们常会错误地认为，即然是质量差，那就是两电极参加反应的金属的质量差，从而得出错误的结论。

13．如图装置闭合电键K时，电流计A的指针将发生偏转。

试回答：
(1) 丙池是____________（填“原电池”或“电解池”），甲中a 极电极名称是
________________，丙中c 极电极名称是_____________________；
(2)乙中Cu 极的电极反应式是__________，若电路中有0.02mol 电子通过，则甲中a 电极溶解的质量为__________g ；
(3)闭合电键K 一段时间后，丙池中生成两种气体和一种碱，则丙池中发生的总的化学方程式是_________________；
（4）丙池中反应进行较长时间后，收集到标准状况下氢气2.24L ，此时测得丙池溶液质量实际减少4.23 g ，含有碱0.100mol （不考虑气体在水中的溶解），则实际放出气体的物质的量是______________mol ；
（5）如果要给丙中铁片上镀上一层Cu ，则丙池应作何改进_________________________。

【答案】电解池 负极 阳极 Cu 2++2e - = Cu 0.65 2NaCl ＋2H 2O
2NaOH ＋H 2↑＋Cl 2↑ 0.165 “C”换成“Cu”、将“NaCl 溶液”换成“CuSO 4溶液”
【解析】
【分析】
【详解】
（1）甲和乙形成原电池，所以丙有外加电源，属于电解池；甲中a 失电子为负极；丙中c 电极连接原电池的正极属于阳极，故答案为：电解池；负极；阳极；
（2）乙中Cu 极上铜离子得电子生成铜单质，其电极反应为：Cu 2++2e -=Cu ；Zn 从0价升高到+2价失去2个电子，已知电路中有0.02mol 电子通过，所以消耗的Zn 为0.01mol ，m （Zn ）=nM=65g/mol ×0.01mol=0.65g ，故答案为：0.65g ；
（3）丙池中是电解NaCl 溶液生产氢气，氯气和氢氧化钠，其电解方程式：2NaCl ＋2H 2O 2NaOH ＋H 2↑＋Cl 2↑，故答案为：2NaCl ＋2H 2O 2NaOH ＋H 2↑＋Cl 2↑； （4）已知碱0.100mol ，n （H 2）=m
V V =0.1mol ，由电解方程式可知，生成碱0.100mol ，时，n （H 2）=0.05mol ，所以m （H 2）=nM=0.1mol ×2g/mol=0.2g ，m （ Cl 2）
=nM=0.05mol ×71g/mol=3.55g ，丙池溶液质量实际减少4.23g ，是氢气、氯气和氧气的质量和，所以m （O 2）=4.23g-3.55g-0.2g=0.48g ，n （O 2）=0.48g÷32g/mol=0.015mol ，因此实际放出气体的物质的量是：0.1mol+0.05mol+0.015mol=0.165mol ，故答案为：0.165；
（5）要给丙中铁片上镀上一层Cu ，则阳极应该为Cu 电极，电解质溶液为硫酸铜溶液，故答案为：把C 电极换成Cu 电极，把NaCl 溶液换为硫酸铜溶液。

14．甲、乙两同学想利用原电池反应检验金属的活动性强弱，两人均用镁片和铝片作电
极，但甲同学将两电极放入6mol·
L －1的H 2SO 4溶液中，乙同学将两电极放入6mol·L －1的NaOH 溶液中，装置如图所示。

（1）写出图1中正极的电极反应式： _______________ 。

（2）图2中负极为 _______________ ，总反应的离子方程式为 ____________ 。

（3）甲、乙同学都认为“如果构成原电池的电极材料都是金属，则作负极的金屈应比作正极的金属活泼”，则甲同学得出的结论是 _______________ 的活动性更强，乙同学得出的结论是 _______________ 的活动性更强。

（4）由该实验得出的下列结论中，正确的有 _______________ （填序号）。

a．利用原电池反应判断金属活动性强弱时应注意原电池中的电解质溶液
b．镁的金属性不一定比铝的金属性强
c．该实验说明金属活动性顺序表已过时，没有实用价值
d．该实验说明化学研究对象复杂，反应受条件影响较大，因此应具体问题具体分析
【答案】2H＋＋2e－=H2↑铝片 2Al＋2NaOH＋6H2O=2Na[Al(OH)4]＋3H2↑ Mg Al ad 【解析】
【分析】
甲同学依据的化学反应原理是Mg＋H2SO4=MsSO4＋H2↑，乙同学依据的化学反应原理是
2Al＋2NaOH＋6H2O=2Na[Al(OH)4]＋3H2↑。

由于Al与强碱的反应是一个特例，因此不能作为判断金属活动性强弱的依据。

【详解】
(1)图1中镁易失电子作负极、Al作正极，负极上镁发生氧化反应、正极上氢离子发生还原反应，正极反应为2H＋+2e－=H2↑；
(2) 图2中，铝与NaOH反应，而镁不反应，因此铝失电子作负极，负极为铝片，总反应为铝和NaOH的反应：2Al＋2NaOH＋6H2O=2Na[Al(OH)4]＋3H2↑；
(3)甲采用的方案中，镁片作负极；乙采用的方案中，铝片作负极。

根据作负极的金属活泼性强判断，甲中Mg活动性强、乙中Al活动性强；
(4)a．根据甲、乙中电极反应式知，原电池正负极与电解质溶液有关，a正确；
b．镁的金属性大于铝，但失电子难易程度与电解质溶液有关，b错误；
c．该实验说明电解质溶液性质影响电极的正负极，不能说明金属活动性顺序没有使用价值，c错误；
d．该实验说明化学研究对象复杂，反应与条件有关，电极材料相同其反应条件不同导致其产物不同，所以应具体问题具体分析，d正确。

答案为：ad。

【点睛】
该题不能简单地认为活泼金属一定作负极，应该根据具体情况具体分析，图2中能够自发进行的氧化还原反应，是Al与NaOH反应，因此Al作负极，而不是Mg。