6.1 化学反应与能量变化 课后练习 （含解析）2023-2024学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

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6.1 化学反应与能量变化 课后练习
一、单选题
1．2020年7月23日，我国天问一号火星探测器成功发射，两年来环绕器和火星车持续工作，传回大量火星探测数据，数据表明火星大气和南极极冠都含有大量CO2，科学家提出由CO2参加反应的新型全固态电池有望为火星探测器供电。该电池以金属钠为负极，多孔碳纳米管为正极，(NZSP)为无机固态电解质，下列说法正确的是（　　）
A．放电时，CO2发生氧化反应
B．放电时，Na+通过NZSP移向正极
C．放电时，电子经外电路流向正极，再通过NZSP流回负极
D．无机固态电解质NZSP也可用电解质水溶液替代
2．下列关于ΔH(焓变)的说法正确的是（　　）
A．在恒压件下，化学反应的焓变等于化学反应的反应热
B．ΔH>0时，反应放出热量；ΔH<0时，反应吸收热量
C．需要加热才能发生的反应一定是吸热反应
D．任何放热反应在常温下一定能发生反应
3．下列说法中正确的是（　　）
A．因为3O2＝2O3是吸热反应，所以臭氧比氧气更稳定
B．物质发生化学反应时都伴随着能量变化，伴随能量变化的物质变化一定是化学变化
C．需要加热的化学反应一定是吸热反应，不需要加热就能进行的反应一定是放热反应
D．吸热反应就是反应物的总能量比生成物的总能量低，也可以理解为化学键断裂时吸收的能量比化学键形成时放出的能量多
4．如图是“即热饭盒”的结构示意图，撤去隔板，水与下层物质接触，一段时间后食物就变热了。以下物质中适合作下层物质的是（　　）
A．食盐 B．生石灰 C．熟石灰 D．浓硫酸
5．下列反应属于吸热反应的是（　　）
A．镁与稀硫酸反应 B．碳与水反应
C．铝与五氧化二钒反应 D．铜与氯气反应
6．下列有关铁及其化合物说法不正确的是（　　）
A．补铁剂制成糖衣片，可防止其中的铁被氧化
B．未充分酸化的铁盐水溶液中由于有[Fe(OH)]2+存在而显黄色
C．只要溶液中存在Fe2+，都可以用邻二氮菲()检验
D．用惰性电极电解氯化亚铁溶液时，阳极电极反应为Fe2+-e-=Fe3+
7．根据下面的信息，判断下列叙述正确的是（　　）
A．氢气跟氧气反应生成水的同时吸收能量
B．氢气跟氧气反应生成水的同时释放能量
C．2 mol H2(g)跟1 mol O2(g)反应生成2 mol H2O(g)吸收能量490 kJ
D．1 mol H2跟1/2 mol O2反应生成1 mol H2O一定释放能量245 kJ
8．一种肼(N2H4)—空气碱性燃料电池工作原理如图所示。下列说法错误的是（　　）
A．a为空气，b为N2H4
B．M为正极，电极反应为O2+4e-+4H+=2H2O
C．电路中通过1mole-时，同时有1molOH-从左室通过阴离子交换膜移到右室
D．当有16gN2H4完全反应生成N2，消耗标准状况下11.2LO2
9．我国科学家成功研制出二次电池，在潮湿条件下的放电反应：，模拟装置如图所示(已知放电时，由负极向正极迁移)。下列说法正确的是（　　）
A．放电时，电子由镁电极经电解质溶液流向石墨电极
B．放电时，正极的电极反应式为：
C．充电时，Mg电极接外电源的正极
D．充电时，每生成转移的电子的物质的量为0.2mol
10．下列反应一定属于吸热反应的是（　　）
A．铁的缓慢氧化
B．全部分解反应
C．氯化铵晶体和氢氧化钡晶体混合搅拌
D．Ba(OH)2溶液和HCl溶液混合
11．下列装置工作时，将电能转化为化学能的是（　　）
A．风力发电
B．电解氯化铜溶液
C．南孚电池放电
D．天然气燃烧
12．氯胺是由氯气遇到氨气反应生成的一类化合物，是常用的饮用水二级消毒剂，主要包括一氯胺、二氯胺和三氯胺(NH2Cl、NHCl2和NCl3)。已知部分化学键的键能和化学反应的能量变化如表和图所示。下列说法中正确的是（　　）
化学键 N—H N—Cl H—Cl
键能(kJ/mol) 391.3 x 431.8
A．表中的x=191.2
B．反应过程中的△H2=1405.6kJ·mol-1
C．选用合适的催化剂，可降低反应过程中的H值
D．NH3(g)+2Cl2(g)=NHCl2(g)+2HCl(g)△H= -22.6kJ·mol-1
13．为了应对气候变化，我国提出了“力争2030年前实现碳达峰，努力争取2060年前实现碳中和”的庄严承诺。中国科学家发明了一种新型电池，可把CO2转化为HCOOH(甲酸)的同时还能对外提供电能，装置如下图所示双极膜的阴、阳膜复合层间的可解离成和，并可分别通过阳膜和阴膜。下列说法错误的是（　　）
A．放电时，电极为负极，发生氧化反应
B．放电时，电流由极流向极
C．放电时，极的电极反应为
D．多孔钯纳米材料可增大的接触面积，加快反应速率
14．下图为铜锌原电池工作示意图，下列说法错误的是（　　）
A．锌片逐渐溶解 B．铜片表面产生大量气泡
C．烧杯中溶液酸性逐渐减弱 D．溶液中的H+向锌片移动
15．最近我国科学家设计了一种CO2+H2S协同转化装置，实现对天然气中CO2和H2S的高效去除。示意图如图所示，其中电极分别为ZnO@石墨烯（石墨烯包裹的ZnO）和石墨烯，石墨烯电极区发生反应为：
①EDTA-Fe2+-e-=EDTA-Fe3+
②2EDTA-Fe3++H2S=2H++S+2EDTA-Fe2+该装置工作时，下列叙述错误的是（　　）
A．阴极的电极反应：CO2+2H++2e-=CO+H2O
B．协同转化总反应：CO2+H2S=CO+H2O+S
C．石墨烯上的电势比ZnO@石墨烯上的低
D．若采用Fe3+/Fe2+取代EDTA-Fe3+/EDTA-Fe2+，溶液需为酸性
16．a、b、c、d、e五种金属，将a与b用导线接起来浸入电解质溶液中，a金属溶解；将a、d分别投入等浓度的盐酸中，d比a反应强烈；将铜浸入b的盐溶液里，无明显变化，把铜浸入c的盐溶液里，有c析出；将a与e用导线连接浸入电解质溶液中，电子沿导线流向a。则活动性顺序为（　　）
A．a＞c＞e＞d＞b B．d＞a＞b＞c＞e
C．d＞b＞a＞c＞e D．e＞d＞a＞b＞c
17．金属—空气电池具有优良的性能，利用金属材料包括铝、锌（碱性条件生成等作电极，靠空气中的使金属氧化而源源不断地产生电流，可应用于航海灯、电动车的动力能源等，下列说法错误的是（　　）
A．放电时，空气电极为正极，发生氧化反应
B．放电时，若以碱性溶液为电解质溶液，逐渐减小
C．以海水为电解质溶液，铝电极放电的电极反应式为
D．放电时，电路中通过电子，理论上消耗（标准状况）氧气
18．下列关于原电池的叙述，正确的是（　　）
A．构成原电池的正极和负极材料必须是两种活泼性不同的金属
B．原电池是将化学能转变为电能的装置
C．在原电池中，电子流出的一极是负极，该电极被还原
D．原电池放电时，电流的方向是从负极到正极
19．《Nature》期刊曾报道一例CH3OH-O2原电池，其工作示意图如下。下列说法错误的是（　　）
A．电极A是负极，发生氧化反应
B．电极B的电极反应为：O2 + 2e- + H+ = HO2-
C．电解质溶液中H+由电极A流向B极
D．外电路中通过6 mol电子，生成22.4 L CO2
20．一种镁燃料电池以镁片、石墨作为电极，电池反应为 。电池工作时，下列说法正确的是（　　）
A．石墨电极反应为
B．电子由石墨经导线流向镁片
C．镁片的质量减小
D．混合溶液中 向镁片移动
二、综合题
21．依据化学能与热能的相关知识回答下列问题：
Ⅰ.共价键的键能是指形成1mol某种共价键的过程中所放出的能量或断裂1mol某种共价键的过程中所吸收的能量。显然共价键的键能越大，该共价键越牢固，含有该共价键的分子越稳定。如H—H键的键能是436kJ·mol-1，是指使1molH2分子变成2molH原子需要吸收436kJ能量。
（1）已知H—O键的键能为463kJ·mol-1，下列叙述正确的是__（填标号，下同）。
A．每形成1molH—O键吸收463kJ能量
B．每形成1molH—O键放出463kJ能量
C．每断裂1molH—O键吸收463kJ能量
D．每断裂1molH—O键放出463kJ能量
（2）已知键能：H—H键为436kJ·mol-1；H—F键为565kJ·mol-1；H—Cl键为431kJ·mol-1；H—Br键为366kJ·mol-1，则下列分子受热时最稳定的是__。
A．HF B．HCl C．HBr D．H2
（3）Ⅱ.已知化学反应N2H4（g）+O2（g）=N2（g）+2H2O（g）的能量变化如图所示，回答下列问题：
1molN2H4（g）和1molO2（g）生成2molN原子、4molH原子、2molO原子的过程中　 　（填“吸收”或“放出”）　 　kJ能量。
（4）1molN2H4（g）和1molO2（g）生成1molN2（g）和2molH2O（g）的反应中　 　（填“吸收”或“放出”）　 　kJ能量。
（5）Ⅲ.已知A、B、C、D均为气体，其能量变化如图：
若E1>E2，则该反应为　 　（填“放热反应”或“吸热反应”）。
（6）下列有关反应A+B=C+D的说法正确的是 （填标号）。
A．反应前后原子的种类和数目一定不变
B．该反应若有热量变化，则一定是氧化还原反应
C．若该反应为放热反应，则不需要加热该反应就一定能进行
D．反应物的总质量、总能量与生成物的总质量、总能量均相等
22．根据原电池原理，结合装置图，按要求解答问题：
（1）若X为Zn，Y为硫酸铜溶液，则X为　 　(填电极名称)，判断依据：　 　；铜电极的名称是　 　，溶液中的Cu2＋移向　 　(填“Cu”或“X”)电极。
（2）若X为Fe，Y为浓硝酸，则Cu为　 　(填电极名称)，铜电极可能观察到的现象是　 　；X电极的名称是　 　。
23．锌锰干电池是生活中常见的一种一次电池，其构造如图所示。
（1）锌筒上发生反应的电极反应式是　 　，从氧化还原反应的角度分析，该电极上发生的反应属于　 　反应。
（2）石墨棒是电池的　 　极(填“正”或“负”)。
（3）该电池在工作过程中，外电路中电子的流动方向是　 　。
24．阿波罗宇宙飞船使用的是氢氧燃料电池，其电极反应为：2H2＋4OH－－4e－=4H2O O2＋2H2O＋4e－=4OH－
（1）在负极发生反应的物质是　 　，负极发生的是　 　(填“氧化”或“还原”)反应。
（2）在正极发生反应的物质是　 　，正极发生的是　 　(填“氧化”或“还原”)反应。电池总反应是　 　。
25．工厂烟气(主要污染物有SO2、NO)直接排放会造成空气污染，水溶性硝态氮(NO、NO等)是水体污染物，需要处理才能排放。
（1）CO(NH2)2溶液脱硫的反应为：SO2+CO(NH2)2+2H2O=(NH4)2SO3+CO2(该反应为非氧化还原反应)。若吸收烟气时通入少量ClO2，可同时实现脱硫、脱硝。脱硝的反应分为两步。
第一步：5NO+2ClO2+H2O=5NO2+2HCl
第二步：NO2和CO(NH2)2反应生成N2、CO2和水。
请写出第二步反应的化学方程式为　 　。
（2）“纳米零价铁—H2O2”体系可将烟气中难溶的NO氧化为可溶的NO。
在一定温度下，将H2O2溶液和HCl溶液雾化后与烟气按一定比例混合，以一定流速通过装有纳米零价铁的反应装置，可将烟气中的NO氧化。
①NO与H2O2反应生成HNO3的化学方程式为　 　。
②Fe2+催化H2O2分解产生HO ，HO 将NO氧化为NO的机理如图所示，Y的化学式为　 　。
③通过NO传感器可监测汽车尾气中NO的含量，其工作原理如图所示。已知O2－可在固体电解质中自由移动。NiO电极上的电极反应式为__。
（3）纳米铁粉可用于去除废水中的硝态氮(以NO表示)可大致分为2个过程，反应原理如图所示。
①有研究发现，在铁粉总量一定的条件下，水中的溶解氧过少或过多均不利于硝态氮去除。若水中的溶解氧过少，硝态氮去除率下降的原因是__。
②利用纳米铁粉与活性炭混合物可提升硝态废水中硝态氮的去除效率，可能原因是　 　。
答案解析部分
1．【答案】B
【解析】【解答】A．放电时，CO2在正极得电子发生还原反应，故A不符合题意；
B．放电时，阳离子向正极移动，则Na+通过NZSP移向正极，故B符合题意；
C．电子只能沿导线迁移，不能穿过电解质，故C不符合题意；
D．钠与水剧烈反应，故不能选择水溶液电解质，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A、金属钠为负极，发生失电子的氧化反应；
B、在原电池中，阳离子移向正极；
C、放电时，电子由负极经导线流向正极；
D、金属钠能与水反应；
2．【答案】A
【解析】【解答】A.恒压条件、不做其他功情况下，化学反应的反应热等于化学反应焓变，故A符合题意；
B. ΔH>0时，反应吸收热量；ΔH<0时，反应放出热量，故B不符合题意；
C.需要加热才能发生的反应不一定是吸热反应，比如木炭的燃烧反应、铝热反应等都是放热反应，但反应需要加热才能发生，故C不符合题意；
D.放热反应在常温下不一定能发生，比如铝热反应是放热反应，需要高温引发，故D不符合题意；
故答案为A。
【分析】A、恒压条件， ΔH 数值上等于恒压反应热；
B、放热反应的焓变小于0，吸热反应的焓变大于0；
C、需要加热才能发生的反应不一定是吸热反应；
D、不是所有的放热反应在常温下都可以发生，据此分析解答。
3．【答案】D
【解析】【解答】A．物质的能量越低越稳定，由于3O2＝2O3是吸热反应，则反应物的总能量低于生成物的总能量，即氧气能量比臭氧低，臭氧比氧气活泼，所以氧气比臭氧更稳定，故A不符合题意；
B．物质的三态变化有能量变化，但属于物理变化，故B不符合题意；
C．铝热反应是放热反应，但需要在高温下进行；氯化铵与Ba(OH)2 8H2O的反应是吸热反应，但在室温下发生，不需要加热条件，故C不符合题意；
D．吸热反应就是反应物的总能量比生成物的总能量低，化学反应的实质为旧化学键的断裂和新化学键的形成过程，反应过程中反应物断裂化学键，生成物形成化学键，故可以理解为化学键断裂时吸收的能量比化学键形成时放出的能量多，故D符合题意；
故答案为：D。
【分析】此题考查反应类型，放热和吸热反应实质是反应物和生成物之间的能量不同，物质的稳定性和本身能量有关，能量越低越稳定。
4．【答案】B
【解析】【解答】撤去隔板，水与下层物质接触，一段时间后食物就变热了，说明有大量的热量释放出来，食盐溶于水热量变化不明显，生石灰溶于水生成氢氧化钙，放出大量的热量，熟石灰溶于水放热不如生石灰，浓硫酸是液体，且具有腐蚀性，因此适合作下层物质的是生石灰。
故答案为：B。
【分析】下层物质溶于水放出大量热量。
5．【答案】B
【解析】【解答】A．镁与稀硫酸的反应为放热反应，故A不符合题意；
B．碳与水的反应为吸热反应，故B符合题意；
C．铝与五氧化二钒的反应为放热反应，故C不符合题意；
D．铜与氯气的反应为放热反应，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】根据放热反应中反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量，吸热反应中反应物具有的总能量小于生成物具有的总能量。
6．【答案】C
【解析】【解答】A．补铁剂中铁元素呈+2价的亚铁，易被空气中的氧气氧化，制成糖衣片的目的是防止其中的铁被氧化，A不符合题意；
B．由于Fe3+易发生水解，而且水解是分步进行的，故未充分酸化的铁盐水溶液中由于有[Fe(OH)]2+存在而显黄色，B不符合题意；
C．邻二氮菲与Fe2+在pH=3～9的溶液中，会形成一种稳定的橙红色络合物，故不时只要溶液中存在Fe2+，都可以用邻二氮菲()检验，还需调节pH值，C符合题意；
D．由于Fe2+的还原性比Cl-的强，故用惰性电极电解氯化亚铁溶液时，阳极电极反应为Fe2+-e-=Fe3+，D不符合题意；
【分析】A.补铁剂中一般为亚铁离子，易被氧化
B.考虑铁离子的水解
C.离子的检验需要控制pH
D.根据离子的氧化性和还原性即可判断
7．【答案】B
【解析】【解答】A.氢气跟氧气反应属于燃烧反应，生成水的同时放出能量，A不符合题意；
B.氢气跟氧气反应属于燃烧反应，生成水的同时释放能量，B符合题意；
C.2 mol H2(g)跟1 mol O2(g)反应生成2 mol H2O(g)放出能量，而不是吸收能量，C不符合题意；
D.1 mol H2跟1/2 mol O2反应生成1 mol H2O(g)，放出的能量为，930kJ－436kJ－249kJ＝245kJ，但由于水的状态不确定，则不一定释放能量245 kJ，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】对于反应是放热还是吸热，通过反应过程中吸收和放出的能量大小进行判断。
8．【答案】B
【解析】【解答】A．燃料电池中，通入燃料的一极为负极、电子从负极流出，通入助燃物的一极为正极，则a为空气，b为N2H4，A不符合题意；
B．此电池为碱性燃料电池，M为正极，则电极反应为O2+4e-+2H2O =4OH-，B符合题意；
C．燃料电池中，阴离子移向负极、按电子数守恒， 有关系式 ，则电路中通过1mole-时，同时有1molOH-从左室正极区通过阴离子交换膜移到右室负极区，C不符合题意；
D．负极反应式为：，正极电极反应为O2+4e-+2H2O =4OH-，按电子数守恒，，当有1mol即32gN2H4完全反应生成N2，消耗1molO2，则当有16gN2H4完全反应生成N2，消耗0.5molO2、即标准状况下11.2LO2，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】对于燃料电池，通入燃料为负极，通入杨奇伟正极，在书写电极反应方程式时，要注意溶液的酸碱性环境。
9．【答案】B
【解析】【解答】A．放电时，电子由镁电极经导线流向石墨电极，不经过电解质溶液，A不符合题意 ；
B．放电时，石墨作正极，电极反应式为 ，B符合题意 ；
C．充电时，Mg作阴极，连接电源的负极，C不符合题意 ；
D．未给标准状况，不能使用22.4L/mol计算，D不符合题意 ；
故答案为：B
【分析】A．放电时，Mg做负极，石墨做正极，充电时，Mg连接电源负极，石墨连接电源的正极。
放电时，电子由镁电极经导线流向石墨电极，不经过电解质溶液 ；
B．放电时，石墨作正极，电极反应式为 ；
C．阴极连接电源的负极；
D．未给标准状况，不能使用22.4L/mol计算。
10．【答案】C
【解析】【解答】A．铁的缓慢氧化是铁和氧气发生的化合反应，为放热反应，故A不符合题意；
B．绝大数分解反应为吸热反应，但不全是，如过氧化氢的分解反应为放热反应，故B不符合题意；
C．氢氧化钡晶体和氯化铵晶体的反应吸收能量，为吸热反应，故C符合题意；
D．Ba(OH)2溶液和HCl溶液混合为中和反应，反应是放热反应，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】常见的放热反应有：所有的物质燃烧、所有金属与酸或与水、所有中和反应、绝大多数化合反应、铝热反应；常见的吸热反应有：绝大数分解反应、个别的化合反应(如C和CO2)、工业制水煤气、碳(一氧化碳、氢气)还原金属氧化物、某些复分解(如铵盐和强碱)，以此来解答。
11．【答案】B
【解析】【解答】A．风力发电是将风能转化为电能，故A不符合题意；
B．电解氯化铜溶液是电解池原理的应用，电解池是将电能转化为化学能的装置，故B符合题意；
C．南孚电池放电是原电池原理的应用，原电池是将化学能转化为电能的装置，故C不符合题意；
D．天然气燃烧是化学能转化为热能和光能，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A．风能转化为电能；
B．电解池是将电能转化为化学能的装置；
C．原电池是将化学能转化为电能的装置；
D．燃烧是化学能转化为热能和光能；
12．【答案】A
【解析】【解答】A．根据图中物质转化关系，化学反应方程式为 。题中Cl—Cl键键能未知，故用△H1绝对值代入代替反应物键能和，生成物键能和 。那么由焓变计算式(1)代入数据得， ，解之，得x=191.2。A项符合题意；
B．根据焓变计算式(2)，代入已知数据，可得 ，解之，得，△H2= -1405.6 kJ mol-1。这也符合实情，毕竟△H2表示成键放热，数值前应用负号表示。故B项不符题意；
C．催化剂通过改变反应进程而改变反应活化能，进而影响化学反应速率。但反应物总能量，生成物总能量没有改变，物质H值未发生变化，所以反应的△H也不变。C项不符题意；
D．△H1数值上与1mol NH3与1mol Cl2键能和同值，设Cl—Cl键键能为y kJ mol-1，则有 ，解之，得y=243。再根据D项方程式计算相应焓变值， 。所以，D项不符题意；
故答案为：A。
【分析】本题用到的焓变(△H)计算关系：(1) △H=反应物键能和 - 生成物键能和；(2) △H=△H1 + △H2。
△H1表示的是1mol NH3与1mol Cl2断键形成原子吸收的能量，数值上与1mol NH3与1mol Cl2键能和等值。△H2表示的是中间状态的原子成键形成1mol NH2Cl和1mol HCl放出的能量，数值上与1mol NH2Cl和1mol HCl键能和等值。
13．【答案】C
【解析】【解答】A. 放电时，a极为负极，失电子生成锌离子，发生氧化反应，A不符合题意；
B. 放电时，b极为正极，电流由b极经外电路流向a极，B不符合题意；
C. 放电时，b极为正极，得电子发生还原反应，电极反应式应该为，C符合题意；
D. 多孔钯纳米材料，可以增大接触面积，加快反应速率，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】放电时，Zn发生氧化反应生成Zn2+，则a极为负极，负极发生氧化反应，b极为正极，正极发生还原反应，电子由负极经导线流向正极，电流由正极经导线流向负极，据此解答。
14．【答案】D
【解析】【解答】A．锌、铜和稀硫酸组成的原电池，电池总反应为Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑，锌片逐渐溶解，故A不符合题意；
B．铜作正极，正极上氢离子得电子发生还原反应生成氢气，所以Cu上有气泡生成，故B不符合题意；
C．电池总反应为Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑，不断消耗硫酸，烧杯中溶液酸性逐渐减弱，故C不符合题意；
D．原电池的内部，阳离子移向正极，溶液中的H+向铜片移动，故D符合题意；
故答案为：D。
【分析】锌、铜和稀硫酸组成的原电池中，锌作负极，负极上锌失电子发生氧化反应；铜作正极，正极上氢离子得电子发生还原反应；电池总反应为Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑，电子从负极沿导线流向正极；原电池是化学能转化为电能的装置。
15．【答案】C
【解析】【解答】A.由分析可知，阴极的电极反应式为CO2＋2H＋＋2e－=CO＋H2O，选项正确，A不符合题意；
B.由阳极电极反应和阴极电极反应可得协同转化的总反应为CO2＋H2S=CO＋H2O＋S，选项正确，B不符合题意；
C.石墨烯为阳极，因此石墨烯上的电势比 ZnO@石墨烯上的高，选项错误，C符合题意；
D.由于Fe3＋和Fe2＋均易水解，因此若用Fe3＋/Fe2＋取代EDTA-Fe3＋/EDTA-Fe2＋，则需控制溶液显酸性，以抑制Fe3＋、Fe2＋的水解，选项正确，D不符合题意；
故答案为：C
【分析】由题干信息可知，石墨烯电极发生失电子的氧化反应，因此石墨烯电极为阳极，则“ ZnO@石墨烯 ”电极为阴极，发生得电子的还原反应，由图示物质转化可得，该电极反应式为：CO2＋2H＋＋2e－=CO＋H2O；据此结合选项分析。
16．【答案】D
【解析】【解答】将a与b用导线接起来，浸入电解质溶液中，a金属溶解，a为负极，则活动性a＞b，将a、d分别投入等浓度的盐酸中，d比a反应强烈，可知活动性d＞a；将铜浸入b的盐溶液里，无明显变化，把铜浸入c的盐溶液里，有c析出，可知活动性b＞Cu＞c；将a与e用导线连接浸入电解质溶液中，电子沿导线流向a，则金属活动性e＞a，则活动性顺序由强到弱为e＞d＞a＞b＞c。
故答案为：D。
【分析】根据原电池中负极金属的活泼性大于正极金属、金属性越活泼反应越剧烈、活泼金属能被不活泼金属置换出来等进行比较金属的活泼性。
17．【答案】A
【解析】【解答】A、放电时，空气电极为正极，发生还原反应，故A选项错误；
B、放电时，以碱性溶液为电解质溶液，OH-被消耗，C(OH-)逐渐减小，故B选项正确；
C、以海水为电解质溶液，铝电极为负极，电极反应式为，故C选项正确；
D、根据关系式O2~4e-可知，电路中通过4mol电子，消耗1molO2，标准状况下的体积为22.4L，故D选项正确。
故答案为：A.
【分析】易错点：标准状况下的体积为22.4L。
18．【答案】B
【解析】【解答】A．构成原电池的正极和负极可以是两种活泼性不同的金属，也可以是导电的非金属(如石墨)和金属，A不符合题意；
B．原电池是将化学能转变为电能的装置，B符合题意；
C．在原电池中，负极上发生失去电子的氧化反应，正极上发生得到电子的还原反应，所以电子从负极沿导线流向正极，C不符合题意；
D．原电池放电时，电子从负极沿导线流向正极，则电流的方向是从正极到负极，D不符合题意；
故答案为：B；
【分析】A．构成原电池的正极和负极也可以是导电的非金属(如石墨)和金属；
B．原电池是将化学能转变为电能的装置；
C．在原电池中，电子从负极沿导线流向正极；
D．原电池，电流的方向是从正极到负极。
19．【答案】D
【解析】【解答】A．通入CH3OH的一极A为负极，失去电子发生氧化反应，反应式为CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+，故A项不符合题意；
B．B极为正极，得电子发生还原反应，反应为O2+2e-+H+=HO2-，故B项不符合题意；
C．阳离子向正极移动，则电解质溶液中H+由A极流向B极，故C项不符合题意；
D．没有说明是否在标准状况下，无法计算气体的体积，故D项符合题意；
故答案为：D。
【分析】本题考查原电池原理，根据元素化合价变化来判断正负极，再结合反应物、生成物及得失电子书写电极反应式，注意书写电极反应式时要结合电解质特点。
20．【答案】C
【解析】【解答】A． 中镁失去电子，最还原剂，是负极，双氧水得到电子，所以石墨电极是正极，反应为 ，A不符合题意；
B．镁是负极，石墨电极是正极，电子由镁片经导线流向石墨，B不符合题意；
C．镁是负极，镁失去电子转化为镁离子，镁片的质量减小，C符合题意；
D．原电池中阳离子移向正极，则混合溶液中 向石墨电极移动，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】根据反应方程式，即可判断镁失去电子，发生的氧化反应是做电池的负极，镁不断的消耗。石墨做的是正极，发生的得电子的还原反应，因此正极是过氧化氢得电子和氢离子形成水的过程，电子是从负极流向石墨电极。
21．【答案】（1）B；C
（2）A
（3）吸收；2218
（4）放出；534
（5）放热反应
（6）A
【解析】【解答】（1）已知H—O键的键能为463kJ·mol-1，结合键能的定义可知每形成1molH—O键放出463kJ能量、每断裂1molH—O键吸收463kJ能量，
故答案为：BC；
（2）共价键的键能越大，该共价键越牢固，含有该共价键的分子越稳定，根据题干所给数据可知H-F键的键能最大，所以HF最稳定，
故答案为：A；
（3）据图可知Q3=2752kJ/mol-534 kJ/mol =2218 kJ/mol，断键吸收能量，则1molN2H4（g）和1molO2（g）生成2molN原子、4molH原子、2molO原子的过程中吸收2218 kJ能量；
（4）据图可知反应物总能量比生成物总能量多534 kJ/mol，所以1molN2H4（g）和1molO2（g）生成1molN2（g）和2molH2O（g）的反应中放出534 kJ能量；
（5）E1>E2，即反应物总能量高于生成物总能量，该反应为放热反应；
（6）A．化学反应中遵循质量守恒定律，反应前后原子的种类和数目一定不变，A正确；
B．任何化学反应都有热量变化，所以有热量变化不一定是氧化还原反应，B不正确；
C．反应的吸放热与反应条件无关，放热反应可能也需要加热引发，如铝热反应，C不正确；
D．反应物的总质量与生成物的总质量相等，当总能量不相等，D不正确；
故答案为：A。
【分析】（1）根据键能的定义即可判断
（2）根据给出的数据计算出键能最大的即可
（3）键的断裂需要吸收能量，结合图示即可计算
（4）根据焓变=反应物的键能-生成物的键能即可计算
（5）根据焓变=生成物的能量-生成物的能量即可判断
（6）根据质量守恒定律反应前后原子种类和质量一定不变，有元素化合价变化即为氧化还原反应，焓变与反应物和生成物的能量有关
22．【答案】（1）负极；锌的活泼性比铜强(或Zn的还原性比Cu强)；正极；Cu
（2）负极；铜电极逐渐溶解，溶液变蓝；正极
【解析】【解答】根据原电池构成的条件，两个活泼性不同的电极，一般负极的活泼性比正极的强，负极与电解质溶液发生自发的氧化还原反应；根据反应过程中微粒的变化判断电极周围的现象；
(1)根据原电池发生自发的氧化还原反应，一般负极的活泼性大于正极，故X极为负极；铜电极为正极，溶液中离子移动根据异性相吸原理判断铜离子移向Cu（正极）；故答案为：负极；锌的活泼性比铜强(或Zn的还原性比Cu强)；正极；Cu。
(2)因为铁在浓硝酸中发生钝化，铜与浓硝酸可以发生自发的氧化还原反应，故Cu为负极；铜电极可能观察到的现象：铜电极逐渐溶解，溶液变蓝；X电极的名称为正极；故答案为：负极、铜电极逐渐溶解，溶液变蓝、正极；
【分析】（1）Zn比Cu活泼，Zn发生氧化反应，做原电池的负极，Cu是正极，原电池中阳离子移向正极；
（2）由于Fe遇浓硝酸发生钝化，所以被氧化的电极是Cu，所以Cu是负极，Fe是正极。
23．【答案】（1）Zn-2e-=Zn2+；氧化
（2）正
（3）从锌筒流向石墨棒
【解析】【解答】(1)锌锰干电池中，锌作负极，石墨棒作正极，负极锌失电子生成锌离子，负极反应式为：Zn-2e-=Zn2+，从氧化还原反应的角度分析，失电子作还原剂，发生氧化反应。
(2)锌锰干电池中，锌作负极，石墨棒作正极。
(3)原电池中电子由负极经外电路流向正极，而锌作负极，石墨棒作正极，因此该电池在工作过程中，外电路中电子的流动方向是：从锌筒流向石墨棒。
【分析】（1）锌为负极，电极反应为Zn-2e-=Zn2+，负极上发生氧化反应；
（2） 石墨棒为正极；
（3）原电池中电子由负极经导线流向正极。
24．【答案】（1）H2；氧化
（2）O2；还原；2H2＋O2=2H2O
【解析】【解答】（1）根据氢氧燃料电池的电极反应方程式可知，负极上燃料失去电子发生氧化反应，所以在负极发生反应的物质是H2，故答案为：H2，氧化。
（2）根据氢氧燃料电池的电极反应方程式可知，正极上燃料得到电子发生还原反应，所以在正极发生反应的物质是O2，总反应方程式为：2H2＋O2=2H2O，故答案为：O2，还原，2H2＋O2=2H2O。
【分析】此题考查燃料电池的基本知识，根据燃料做负极、氧气做正极进行判断，其次可以根据元素化合价所处的状态判断化合价的升降，再根据化合价的升降判断正负极。
25．【答案】（1）6NO2+4CO(NH2)2=7N2+4CO2+8H2O
（2）2NO+3H2O2=2HNO3+2H2O；Fe3+/FeCl3|NO－2e－+O2 =NO2
（3）水中的溶解氧过少，生成Fe2+浓度低，还原NO 速率慢，硝态氮去除率下降 纳米铁粉与活性炭形成原电池，加快反应速率，硝态氮去除率上升
【解析】【解答】
(1)、根据反应物和生成物的化学式，利用原子守恒、得失电子守恒分析，反应方程式为：6NO2+4CO(NH2)2=7N2+4CO2+8H2O，故答案为：6NO2+4CO(NH2)2=7N2+4CO2+8H2O；
(2)、①NO与H2O2反应生成HNO3 ， 根据得失电子守恒配平化学方程式为2NO+3H2O2=2HNO3+2H2O ；故答案为：2NO+3H2O2=2HNO3+2H2O
②利用氧化还原反应原理，根据Fe2+催化H2O2分解产生HO ，HO 将NO氧化为NO的机理图，Y的化学式为Fe3+/FeCl3；故答案为：Fe3+/FeCl3
③由图可知，NO在NiO电极上发生反应生成NO2，氮元素化合价升高，发生氧化反应，电极反应式为NO－2e－+O2 =NO2 ；故答案为：NO－2e－+O2 =NO2 ；
(3)、①若水中的溶解氧过少，硝态氮去除率下降的原因是水中的溶解氧过少，生成Fe2+浓度低，还原NO 速率慢，硝态氮去除率下降；故答案为：水中的溶解氧过少，生成Fe2+浓度低，还原NO 速率慢，硝态氮去除率下降 ；
②利用纳米铁粉与活性炭混合物可提升硝态废水中硝态氮的去除效率，可能原因是纳米铁粉与活性炭形成原电池，加快反应速率，硝态氮去除率上升 ；故答案为：纳米铁粉与活性炭形成原电池，加快反应速率，硝态氮去除率上升 。
【分析】
(1)、根据反应物和生成物的化学式，利用原子守恒、得失电子守恒分析；
(2)、①NO与H2O2反应生成HNO3 ， 根据得失电子守恒配平；
②利用氧化还原反应原理；
③负极失电子，发生氧化反应；
(3)、①依据影响反应速率的因素分析； ；
②原电池反应速率比化学反应快。

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