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汇总附答案

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汇总附答案
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．依据氧化还原反应：2Ag+(aq)+Cu(s)=Cu2+(aq)+2Ag(s)设计的原电池如图所示。

请回答下列问题：
(1)电极X的材料是_______；电解质溶液Y是________；
(2)银电极上发生的电极反应式为___________________；
(3)外电路中的电子是从______→______；
(4)当有1.6 g铜溶解时，银棒增重______g 。

【答案】Cu AgNO3 Ag++e- =Ag X(或Cu) Ag 5.4
【解析】
【分析】
(1)根据电池反应式知，Cu失电子发生氧化反应，作负极，Ag作正极，电解质溶液为含有银离子的可溶性银盐溶液；
(2)银电极上是溶液中的Ag+得到电子发生还原反应；
(3)外电路中的电子是从负极经导线流向正极；
(4)先计算Cu的物质的量，根据反应方程式计算出正极产生Ag的质量，即正极增加的质量。

【详解】
(1)根据电池反应式知，Cu失电子发生氧化反应，Cu作负极，则Ag作正极，所以X为
Cu，电解质溶液为AgNO3溶液；
(2)银电极为正极，正极上Ag+得到电子发生还原反应，正极的电极反应式为：Ag++e-=Ag；
(3)外电路中的电子是从负极Cu经导线流向正极Ag；
(4)反应消耗1.6 g铜的物质的量为n(Cu)=m 1.6g
M64g/mol
=0.025 mol，根据反应方程式
2Ag+(aq)+Cu(s)=Cu2+(aq)+2Ag(s)可知：每反应消耗1 mol Cu，正极上产生2 mol Ag，则0.025 mol Cu反应，在正极上产生0.05 mol Ag，该Ag的质量为m(Ag)=0.05 mol×108 g/mol=5.4 g，即正极银棒增重5.4 g。

【点睛】
本题考查原电池原理，明确元素化合价变化与正负极的关系是解本题关键，计算正极增加的质量时，既可以根据反应方程式计算，也可以根据同一闭合回路中电子转移数目相等计算。

3．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“Cu＋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。

4．有甲、乙两位学生利用原电池反应检测金属的活动性顺序，两人都使用镁片与铝片作电极，但甲同学将电极放入6mol·L-1硫酸溶液中，乙同学将电极放入6mol·L-1的氢氧化钠溶液中，如图所示。

（1）写出甲池中正极的电极反应式__。

（2）写出乙池中负极的电极反应式__。

（3）写出乙池中总反应的离子方程式__。

（4）如果甲与乙同学均认为“构成原电池的电极材料如果都是金属，则构成负极材料的金属应比构成正极材料的金属活泼”，则甲会判断出__活动性更强，而乙会判断出__活动性更强(填写元素符号)。

（5）由此实验，可得到如下哪些结论正确（________）
A．利用原电池反应判断金属活动顺序时应注意选择合适的介质
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顺序已过时，已没有实用价值
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
（6）上述实验也反过来证明了“直接利用金属活动顺序判断原电池中的正负极”这种做法__(可靠或不可靠)。

如不可靠，请你提出另一个判断原电池正负极的可行实验方案__(如可靠，此空可不填)。

【答案】2H＋＋2e-=H2↑ 2Al＋8OH-－6e-=2AlO2-＋4H2O 2Al＋2OH-＋2H2O=2AlO2-＋3H2↑Mg Al AD 不可靠将两种金属作电极连上电流计后插入电解质溶液，构成原电池，利用电流计测定电流的方向，从而判断电子流动方向，再确定原电池正负极
【解析】
【分析】
甲同学依据的化学反应原理是Mg＋H2SO4=MgSO4＋H2↑，乙同学依据的化学反应原理是
2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑。

由于铝与碱的反应是一个特例，不可作为判断金属性强弱的依据。

判断原电池的正极、负极要依据实验事实。

【详解】
（1）甲中镁与硫酸优先反应，甲池中正极上氢离子得电子产生氢气，电极反应式为：2H＋＋2e-=H2↑；
（2）乙池中负极上铝失电子在碱性条件下生成AlO2-，电极反应式为2Al＋8OH-－6e-
=2AlO2-＋4H2O；
（3）乙池中铝与氢氧化钠反应，镁与氢氧化钠不反应，总反应的离子方程式为：2Al＋
2OH-＋2H2O=2AlO2-＋3H2↑；
（4）甲中镁作负极、乙中铝作负极，根据作负极的金属活泼性强判断，甲中镁活动性强、乙中铝活动性强，故答案为：Mg；Al；
（5）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，故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，故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，故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，故D正确；
故选AD；
（6）上述实验也反过来证明了“直接利用金属活动顺序表判断原电池中的正负极”这种做法不可靠。

可行实验方案如：将两种金属作电极连上电流计后插入电解质溶液，构成原电池，利用电流计测定电流的方向，从而判断电子流动方向，再确定原电池正负极。

【点睛】
本题考查了探究原电池原理，明确原电池中各个电极上发生的反应是解本题关键，注意不能根据金属的活动性强弱判断正负极，要根据失电子难易程度确定负极，为易错点。

利用原电池反应判断金属活动性顺序时应注意选择合适的介质；该实验还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。

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．(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-。

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．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Clˉ̄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
Cu2(OH)3Cl，其离子方程式为_____；
③若生成4.29 g Cu2(OH)3Cl，则理论上耗氧体积为_____L(标准状况)。

【答案】c 2Cu2++3OH-+Cl-=Cu2(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Cu2+，正极上O2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Cu2(OH)3Cl，离子方程式为
2Cu2++3OH-+Cl-=Cu2(OH)3Cl↓；
③4.29 gCu2(OH)3Cl的物质的量n[Cu2(OH)3Cl]=
4.29?g
241.5?g/mol
=0.02 mol，每反应产生1 mol
Cu2(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(O2)=n[Cu2(OH)3Cl]=0.02 mol，所以理论上耗氧体积V(O2)=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。

9．1g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。

10．氢能的优点是燃烧热值高，无污染。

目前工业制氢气的一个重要反应为CO(g)＋
H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)ΔH，反应过程和能量的关系如图所示：
（1）CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)ΔH______(填“>”“<”或“＝”)0。

（2）过程Ⅱ是加入催化剂后的反应过程，则过程Ⅰ和Ⅱ的反应热________(填“相等”或“不相等”)，原因是
____________________________________________________________________。

（3）已知：H2(g)＋1
2
O2(g)===H2O(g) ΔH＝－242.0 kJ·mol－1
H2O(l)===H2O(g)ΔH＝＋44.0 kJ·mol－1
则H2(g)燃烧生成H2O(l)的热化学方程式为_________________________________________。

【答案】＞相等化学反应的反应热仅与反应物的总能量和生成物的总能量有关，与是
否加入催化剂无关 H2(g)+1
2
O2(g)═H2O(l)△H=-286.0kJ•mol-1
【解析】
【分析】
(1)根据图知，反应物总能量小于生成物总能量，则该反应为吸热反应；
(2)催化剂只改变化学反应速率不影响平衡移动，化学反应的反应热仅与反应物的总能量和生成物的总能量有关；
(3)①H2(g)+1
2
O2(g)═H2O(g)△H=-242.0kJ•mol-1，②H2O(l)═H2O(g)△H=+44.0kJ•mol-1，将方程
式①-②得H2(g)+1
2
O2(g)═H2O(l)△H进行相应的改变。

【详解】
(1)根据图知，反应物总能量小于生成物总能量，则该反应为吸热反应，所以△H＞0；
(2)催化剂只改变化学反应速率不影响平衡移动，化学反应的反应热仅与反应物的总能量和生成物的总能量有关，与是否加入催化剂无关，所以I、II的反应热相等；
(3)①H2(g)+1
2
O2(g)═H2O(g)△H=-242.0kJ•mol-1，②H2O(l)═H2O(g)△H=+44.0kJ•mo l-1，将方程
式①-②得H2(g)+1
2
O2(g)═H2O(l)△H=-242.0kJ/mol-44kJ/mol=-286.0kJ•mol-1。

11．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。

12．(1)写出符合要求的一个反应：
①吸热的分解反应的化学方程式：______________________。

②表示一类放热反应的离子方程式：____________________。

(2)化学键的键能是形成(或拆开)1 mol化学键时释放(或吸收)的能量。

已知：N≡N键的键能是948.9 kJ·mol－1，H—H键的键能是436.0 kJ·mol－1；由N2和H2合成1 mol NH3时可放出46.2 kJ的热量。

则N—H键的键能是_______。

(3)根据下列3个热化学反应方程式：
Fe2O3(s)＋3CO(g)=2Fe(s)＋3CO2(g)ΔH＝－24.8 kJ·mol－1；
3Fe2O3(s)＋CO(g)=2Fe3O4(s)＋CO2(g)ΔH＝－47.2 kJ·mol－1；
Fe3O4(s)＋CO(g)=3FeO(s)＋CO2(g)ΔH＝＋640.5 kJ·mol－1。

写出CO气体还原FeO固体得到Fe 固体和CO2气体的热化学反应方程式：_______
【答案】CaCO3CaO+CO2↑ H++OH-=H2O 391.55 kJ•mol-1
CO(g)+FeO(s)=Fe(s)+CO2(g)△H=-218.0kJ/mol
【解析】
【分析】
(1)①绝大多数分解反应是吸热反应，如碳酸钙高温分解；
②酸碱中和是放热反应，也是离子反应；
(2) 化学反应的本质是旧化学键的断裂以及新化学键的形成，旧化学键的断裂需要吸收热量，形成化学键需要放出热量，N2+3H2=2NH3，根据反应需要断开N≡N键和H-H键，形成N-H键；由N2和H2合成1molNH3时可放出46.2kJ的热量，分别算出吸收的热量和放出的热量，再结合△H，即可得出答案；
(3) 根据盖斯定律将三个化学方程式进行处理计算得到所需热化学方程式。

【详解】
(1)①绝大多数分解反应是吸热反应，如碳酸钙高温分解，发生反应的化学方程式为CaCO3CaO+CO2↑；
②酸碱中和是放热反应，也是离子反应，如盐酸和NaOH溶液反应的离子方程式为H++OH-=H2O；
(2) 由N2和H2合成1molNH3时可放出46.2kJ/mol的热量，N2和H2合成NH3的热化学方程式为：N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)△H=-2×46.2=-92.4kJ/mol，1molN2和3molH2反应断裂化学键需要吸收的能量为：1mol×948.9kJ•mol-1+3×436.0kJ•mol-1=2256.9kJ；设N-H键的键能为x，则形成2molNH3需要形成6molN-H键，则形成6molN-H键放出的能量为6x，则2256.9-6×x=-92.4kJ/mol，解得x=391.55 kJ•mol-1；
(3) Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g)△H=-24.8kJ/mol ①，
3Fe2O3(s)+CO(g)=2Fe3O4(s)+CO2(g)△H=-47.2kJ/mol ②，
Fe3O4(s)+CO(g)=3FeO(s)+CO2(g)△H=+640.5kJ/mol ③，由盖斯定律可知①×3-②-③×2得：6CO(g)+6FeO(s)=6Fe(s)+6CO2(g)△H=(-24.8kJ/mol)×3-(-47.2kJ/mol)-(+640.5kJ/mol)×2=-
1308.0kJ/mol，即 CO(g)+FeO(s)=Fe(s)+CO2(g)△H=-218.0kJ/mol 。

【点睛】
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。

13．（1）图为氢氧燃料电池原理示意图，按照此图的提示，回答以下问题：
①下列叙述不正确的是___。

A．a电极是负极
B．b电极的电极反应为：4OH--4e-=2H2O+O2↑
C．氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源
D．氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内的新型发电装置
②若电解质溶液为KOH溶液，则电极反应式为：a极__，b极___。

（2）以硼氢化合物NaBH4(B元素的化合价为+3价)和H2O2作原料的燃料电池，负极材料采用Pt/C，正极材料采用MnO2，可用作空军通信卫星电源，其工作原理如图所示。

回答下列问题：
①电池放电时Na+移动方向是：__（填“从左向右”或“从右向左”）。

②电极b采用MnO2，MnO2的作用是__。

③该电池的负极反应为：__。

④每消耗3molH2O2，转移的电子数为__。

【答案】B 2H2-4e-+4OH-=4H2O O2+4e-+2H2O=4OH-从左向右催化作用或导电 BH4-
+8OH--8e-=BO2-+6H2O 6N A
【解析】
【分析】
(1)①在氢氧燃料电池中，氢气失电子发生氧化反应，通入氢气的电极是负极，即a为负价，氧气得电子发生还原反应，通入氧气的电极是正极，即b为正极；
②当电解质溶液是KOH时，负极上氢气失电子和氢氧根离子反应生成水，正极上氧气得电子生成氢氧根离子；
(2)根据装置图可知，H2O2得电子发生还原反应，则b电极为正极，a电极为负极，负极上BH4-得电子和氢氧根离子反应生成BO2-，结合原电池原理分析解答。

【详解】
(1)①A. 在氢氧燃料电池中，H2失电子发生氧化反应，因此通入氢气的a极为电源的负极，A选项正确；
B．在氢氧燃料电池中，通入O2的b极为原电池的正极，正极上O2得电子发生还原反应，要结合电解质溶液的酸碱性来确定其电极反应式的书写，B选项错误；
C．氢氧燃料电池的产物是水，环保无污染，是一种具有应用前景的绿色电源，C选项正确；
D．氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化剂全部储藏电池内的新型发电装置，D选项正确；
故答案为：B。

②当电解质是碱溶液时，燃料氢气失电子生成的H+在碱性溶液中不能稳定存在，它和OH-反应生成H2O，所以负极(a极)上发生的电极反应式为2H2-4e-+4OH-=4H2O，正极(b极)上O2得电子和水生成氢氧根离子，电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-，故答案为：2H2-4e-+4OH-=4H2O；O2+4e-+2H2O=4OH-；
(2)①在原电池中负极失去电子，正极得到电子，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。

b电极是双氧水放电，因此b电极是正极，a电极是负极，则Na+从a极区移向b极区，即从左向右，故答案为：从左向右；
②MnO2除了作电极材料外，还可以对H2O2的还原反应有催化作用，故答案为：催化作用或导电；
③极发生氧化反应生成BO2-，电极反应式为BH4-+8OH--8e-=BO2-+6H2O，故答案为：BH4-
+8OH--8e-=BO2-+6H2O；
④正极电极反应式为H2O2+2e-=2OH-，每消耗3molH2O2，转移的电子为6mol，数目为
6N A，故答案为：6N A。

【点睛】
本题考查了燃料电池的特点及反应式的书写的知识，在氢氧燃料电池中，燃料在负极上失电子发生氧化反应，氧化剂在正极上得电子发生还原反应，要注意的是：虽然燃料相同，但电解质溶液不同时，电极反应式不同，如氢氧燃料电池，在酸性介质和碱性介质中的电极反应式就不同，总反应方程式相同，书写电极反应要结合溶液的酸碱性进行判断。

14．微型纽扣电池在现代生活中有广泛应用，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，总反应为Ag2O+Zn=ZnO+2Ag，其中一个电极反应为
Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-。

（1）正极材料为___________。

（2）写出另一电极的电极反应式__________。

（3）在电池使用的过程中，电解质溶液中KOH的物质的量怎样变化？________（增大、减小、不变）。

（4）当电池工作时通过电路对外提供了1mol电子，计算消耗的负极的质量_______。

（5）利用下列反应：Fe+2Fe3+=3Fe2+设计一个原电池，请选择适当的材料和试剂。

①电解质溶液为_____________。

②负极反应式：____________________。

③溶液中Fe3+向__________极移动。

【答案】Ag2O Zn+2OH-—2e-=ZnO+H2O 不变 32.5g FeCl3或铁盐溶液 Fe—2e-=Fe2+正【解析】
【分析】
由总反应式和电极反应式可知，微型纽扣电池中Ag2O为正极，Ag2O在正极得到电子被还原，电极反应式为Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-，锌是负极，失电子发生氧化反应，电极反应式为Zn+2OH-—2e-=ZnO+H2O。

【详解】
（1）根据总反应式和电极反应式可知，锌失电子作负极，氧化银得电子作正极，故答案为：Ag2O；
（2）根据总反应式和电极反应式可知，锌失电子作负极，电极反应式为Zn+2OH-—2e-
=ZnO+H2O，故答案为：Zn+2OH-—2e-=ZnO+H2O；
（3）由总反应为Ag2O+Zn=ZnO+2Ag可知，反应中没有消耗或生成氢氧化钾，也没有生成或消耗水，所以KOH的物质的量不变，故答案为：不变；
（4）由负极反应式Zn+2OH-—2e-=ZnO+H2O可知，消耗1mol锌通过电路对外提供了2mol
×65g/mol=32.5g，故电子，则通过电路对外提供了1mol电子，消耗锌的质量为1mol×1
2
答案为：32.5g；
（5）在Fe+2Fe3+=3Fe2+反应中，Fe被氧化，应为原电池的负极，电极反应为：Fe-2e-
=Fe2+，Fe3+得电子被还原，应为原电池正极反应，正极材料为活泼性比Fe弱的金属或非金属材料如碳棒，电解质溶液为含Fe3+离子的溶液，如FeCl3或铁盐，溶液中Fe3+向正极移动，故答案为：FeCl3或铁盐溶液；Fe—2e-=Fe2+；正。

【点睛】
在原电池中还原剂作负极，失去电子被氧化，发生氧化反应，氧化剂在正极得到电子被还原，发生还原反应。

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。

Ⅰ.甲槽电解的是200mL一定浓度的NaCl与CuSO4的混合溶液，理论上两极所得气体的体积随时间变化的关系如图2所示(气体体积已换算成标准状况下的体积，电解前后溶液的体积变化忽略不计)。

①原混合溶液中NaCl的物质的量浓度为___，CuSO4的物质的量浓度为__。

②t2时所得溶液的pH＝__。

Ⅱ.乙槽为200mLCuSO4溶液，乙槽内电解的总离子方程式：___；
①当C极析出0.64g物质时，乙槽溶液中生成的H2SO4为__mol。

电解后，若使乙槽内的溶液完全复原，可向乙槽中加入__(填字母)。