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2023届新高考化学一轮复习化学反应与能量测试题含答案
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这是一份2023届新高考化学一轮复习化学反应与能量测试题含答案，共15页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
化学反应与能量
一、选择题（本题共15小题，每小题3分，共45分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求）
1.古代诗词中蕴含着许多科学知识，下列叙述正确的是（ ）
A.“冰，水为之，而寒于水”说明等质量的水和冰相比，冰的能量更高
B.于谦《石灰吟》“千锤万凿出深山，烈火焚烧若等闲”，描述的石灰石煅烧是吸热反应
C.曹植《七步诗》“煮豆燃豆萁，豆在釜中泣”，这里的变化只有化学能转化为热能
D.苏轼《石炭·并引》“投泥泼水愈光明，烁玉流金见精悍”，所指高温时碳与水蒸气的反应为放热反应
2.港珠澳大桥的设计使用寿命高达120年，主要的防腐方法有①钢梁上安装铝片；②使用高性能富锌（富含锌粉）底漆；③使用高附着性防腐涂料；④预留钢铁腐蚀量。下列分析不合理的是（ ）
A.防腐涂料可以防水、隔离O2，降低吸氧腐蚀速率
B.防腐过程中铝和锌均作为被牺牲的阳极，失去电子
C.钢铁发生吸氧腐蚀时的负极反应式为Fe－3e－===Fe3＋
D.方法①②③只能减缓钢铁腐蚀，不能完全消除
3.电化学原理在日常生活和科技领域中应用广泛。下列说法正确的是（ ）
A.甲：H＋向Zn电极方向移动，Cu电极附近溶液pH增大
B.乙：电池充电时，二氧化铅与电源的负极相连
C.丙：被保护的金属铁与电源的负极连接，该方法称为外加电流的阴极保护法
D.丁：负极的电极反应式为CH3OH－6e－＋8OH－===CO＋6H2O
4.下列说法错误的是（ ）
A.用惰性电极电解CuSO4溶液，当加入1 mol Cu（OH）2能恢复到电解前浓度时，电路中转移了4 mol e－
B.铅蓄电池在工作的过程中，两极的质量均会增大，电解液的pH也会增大
C.将铁、铜用导线连接后放入浓硝酸中组成原电池，铁作负极，其反应式为Fe－3e－===Fe3＋
D.铜碳合金铸成的铜像在酸雨中发生电化学腐蚀时，正极的电极反应式为O2＋4e－＋4H＋===2H2O
5.化学反应①A―→B ΔH1和反应②B===C ΔH2的反应过程中能量变化如图所示。下列叙述错误的是（ ）
A.反应①中断键吸收的总能量高于成键释放的总能量
B.反应②的活化能小于反应①的活化能
C.总反应A―→C ΔH＝ΔH1＋ΔH2，且ΔH一定大于0
D.升温时，反应②的正反应速率减小，逆反应速率增大，平衡向逆反应方向移动
6.下列有关热化学方程式的评价合理的是（ ）
选项
实验事实
热化学方程式
评价
A
若H＋（aq）＋OH－（aq）===H2O（l） ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，将稀硫酸和NaOH溶液混合
H2SO4（aq）＋2NaOH（aq）===Na2SO4（aq）＋2H2O（l） ΔH＝－57.3 kJ·mol－1
正确
B
醋酸和稀NaOH溶液混合
CH3COOH（aq）＋NaOH（aq）===CH3COONa（aq）＋H2O（l） ΔH＝－57.3 kJ·mol－1
不正确，因为醋酸的状态为“1”而不是“aq”
C
160 g SO3气体与足量液态水反应生成H2SO4放出热量260.6 kJ
SO3（g）＋H2O（l）===H2SO4（aq） ΔH＝－130.3 kJ·mol－1
不正确，因为反应热
ΔH＝－260.6 kJ·mol－1
D
1 mol C8H18（l）在O2（g）中燃烧生成CO2（g）和H2O（l），放出534 kJ的热量
2C8H18（l）＋25O2（g）===16CO2（g）＋18H2O（l）
ΔH＝－1 068 kJ·mol－1
正确
7.氢气与氧气生成水的反应是氢能源应用的重要途径。下列有关说法正确的是（ ）
A.一定温度下，反应2H2（g）＋O2（g）===2H2O能自发进行，该反应的ΔH<0
B.氢氧燃料电池的负极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－
C.常温常压下，氢氧燃料电池放电过程中消耗11.2 L H2，转移电子的数目为6.02×1023
D.反应2H2（g）＋O2（g）===2H2O（g）的ΔH可通过下式估算：ΔH＝反应中形成新共价键的键能之和－反应中断裂旧共价键的键能之和
8.我国利用合成气直接制烯烃获重大突破，其原理是（ ）
反应①：C（s）＋O2（g）===CO（g） ΔH1
反应②：C（s）＋H2O（g）===CO（g）＋H2（g） ΔH2
反应③：CO（g）＋2H2（g）===CH3OH（g） ΔH3＝－90.1 kJ·mol－1
反应④：2CH3OH（g）===CH3OCH3（g）＋H2O（g） ΔH4
能量变化如图所示
反应⑤：3CH3OH（g）===CH3CH===CH2（g）＋3H2O（g） ΔH5＝－31.0 kJ·mol－1
下列说法正确的是（ ）
A.反应③使用催化剂，ΔH3减小
B.ΔH1－ΔH2>0
C.反应④中正反应的活化能大于逆反应的活化能
D. 3CO（g）＋6H2（g）===CH3CH===CH2（g）＋3H2O（g） ΔH＝－301.3 kJ·mol－1
9.下列有关热化学方程式的表示及说法正确的是（ ）
A.已知C（石墨，s）===C（金刚石，s） ΔH>0，则金刚石比石墨稳定
B.已知I2（g）＋H2（g）===2HI（g） ΔH1；I2（s）＋H2（g）===2HI（g） ΔH2；则ΔH1<ΔH2
C.HCl和NaOH反应的中和热ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，则H2SO4和Ba（OH）2反应的中和热ΔH＝2×（－57.3） kJ·mol－1
D.已知H2（g）＋F2（g）===2HF（g） ΔH＝－270 kJ·mol－1，则2 L氟化氢气体分解成1 L氢气和1 L氟气吸收270 kJ热量
10.已知：①2CH3OH（g）＋3O2（g）===2CO2（g）＋4H2O（l） ΔH1
②2CO（g）＋O2（g）===2CO2（g） ΔH2
③2H2（g）＋O2（g）===2H2O（l） ΔH3
④2H2（g）＋O2（g）===2H2O（g） ΔH4
⑤CO（g）＋2H2（g）===CH3OH（g） ΔH5
下列关于上述反应焓变的判断正确的是（ ）
A.ΔH1>0，ΔH2<0
B.ΔH3>ΔH4
C.ΔH1＝ΔH2＋2ΔH3－ΔH5
D.2ΔH5＋ΔH1<0
11.氨硼烷（NH3·BH3）电池可在常温下工作，装置如图所示。该电池工作时的总反应为：NH3·BH3＋3H2O2===NH4BO2＋4H2O。下列说法正确的是（ ）
A.正极附近溶液的pH减小
B.电池工作时，H＋通过质子交换膜向负极移动
C.消耗3.1 g 氨硼烷，理论上通过内电路的电子为0.6 mol
D.负极电极反应为：
NH3·BH3＋2H2O－6e－===NH＋BO＋6H＋
12.锂空气可充电电池有望成为电池行业的“明日之星”，其工作原理如图所示。下列叙述正确的是（ ）
A.有机电解质可用Li2SO4溶液代替
B.电池工作时，正极的电极反应式为2Li＋＋O2＋2e－===Li2O2
C.充电时，多孔电极应与电源负极相连
D.电池充电时间越长，电池中Li2O2含量越多
13.我国科技创新成果斐然，下列成果与电化学无关的是（ ）
A.①环氧烷烃被有机金属材料吸附与CO2生成碳酸酯
B.②研发出水溶液锂离子电池
C.③研发出“可呼吸”Na－CO2电池
D.④常温常压下用电解法制备高纯H2
14.环保、安全的铝－空气电池的工作原理如图所示，下列有关叙述错误的是（ ）
A.NaCl的作用是增强溶液的导电性
B.正极的电极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－
C.电池工作过程中，电解质溶液的pH不断增大
D.用该电池作电源电解KI溶液制取1 mol KIO3，消耗铝电极的质量为54 g
15.科学家研制出一种“一分钟充满电”的新型铝离子电池，该电池以铝和石墨为电极材料，以AlCl和有机阳离子为电解质溶液，其工作原理如图所示。
下列说法不正确的是 （ ）
A.放电时，Al为负极，石墨为正极
B.放电时，负极发生反应：Al－3e－＋7AlCl===4Al2Cl
C.充电时，石墨电极发生氧化反应
D.充电时，有机阳离子向石墨电极方向移动
二、非选择题（本题共55分）
16.（13分）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）已知：
①2C（s）＋O2（g）===2CO（g） ΔH＝－Q1 kJ·mol－1；
②C（s）＋O2（g）===CO2（g） ΔH＝－Q2 kJ·mol－1；
③S（s）＋O2（g）===SO2（g） ΔH＝－Q3 kJ·mol－1。
工业上常用SO2将CO氧化转化为单质硫的热化学方程式是 。
（2）已知：①C（s）＋O2（g）===CO2（g） ΔH＝－437.3 kJ·mol－1
②H2（g）＋O2（g）===H2O（g） ΔH＝－285.8 kJ·mol－1
③CO（g）＋O2（g）===CO2（g） ΔH＝－283.0 kJ·mol－1
则煤的气化主要反应的热化学方程式是：C（s）＋H2O（g）===CO（g）＋H2（g） ΔH＝ kJ·mol－1。
（3）化合物AX3和单质X2在一定条件下反应可生成化合物AX5。回答下列问题： 已知AX3的熔点和沸点分别为－93.6 ℃和76 ℃，AX5的熔点为167 ℃。室温时AX3与气体X2反应生成1 mol AX5，放出热量123.8 kJ。该反应的热化学方程式为________________________________________________________________________。
（4）CuCl（s）与O2反应生成CuCl2（s）和一种黑色固体。在25 ℃、101 kPa下，已知该反应每消耗1 mol CuCl（s），放热44.4 kJ，该反应的热化学方程式是 。
17.（14分）燃料电池具有广阔的发展前途，科学家近年研制出一种微型的燃料电池，采用甲醇取代氢气作燃料可以简化电池设计，该电池有望取代传统电池。某学生在实验室利用碱性甲醇燃料电池电解Na2SO4溶液。
请根据图示回答下列问题：
（1）图中a极是 （填“正极”“负极”“阴极”或“阳极”），a电极上发生的电极反应式为 。
（2）碱性条件下，通入甲醇的一极发生的电极反应式为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（3）当消耗3.36 L氧气时（已折合为标准状况），理论上电解Na2SO4溶液生成气体的总物质的量是 。
（4）25 ℃，101 kPa时，燃烧16 g CH3OH生成CO2和H2O（l），放出的热量为363.26 kJ，写出甲醇燃烧的热化学方程式：________________________________________________
________________________________________________________________________。
18.（14分）[2021·河北石家庄栾城二中摸底]（1）实验测得16 g甲醇CH3OH（l）在氧气中充分燃烧生成二氧化碳气体和液态水时释放363.25 kJ的热量，甲醇的燃烧热的热化学方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（2）合成氨反应N2（g）＋3H2（g）⇌2NH3（g） ΔH＝a kJ·mol－1，能量变化如图甲所示：
①该反应通常用铁作催化剂，加催化剂会使图甲中E的值 （填“增大”“减小”或“不变”，下同），图甲中ΔH 。
②有关键能数据如下：
化学键
H—H
N—H
N≡N
键能/（kJ·mol－1）
436
391
945
试根据表中所列键能数据计算a＝___________________________________________。
（3）肼（N2H4）是一种重要的燃料，在工业生产中用途广泛。
①发射卫星时可用肼为燃料，二氧化氮为氧化剂，这两种物质反应生成氮气和水蒸气。已知：
Ⅰ. N2（g）＋2O2（g）===2NO2（g） ΔH1＝b kJ·mol－1；
Ⅱ.N2H4（g）＋O2（g）===N2（g）＋2H2O（g） ΔH2＝c kJ·mol－1。
写出肼和二氧化氮反应生成氮气和水蒸气的热化学方程式：
。
②肼（N2H4）空气燃料电池是一种碱性燃料电池，电解质溶液是20%～30%的KOH溶液，如图乙所示，则该电池工作时，释放1 mol N2转移电子的物质的量为 mol，电池工作一段时间后，电解质溶液的pH （填“增大”“减小”或“不变”）。
19.（14分）（1）NOx 、O2和熔融KNO3可制作燃料电池，其工作原理如图所示，该电池在使用过程中石墨Ⅰ电极上生成氧化物Y，Y可循环使用。则氧化物Y为 ，石墨Ⅱ电极发生的电极反应式为____________________________________________。
（2）电子表和电子计算器中所用的是纽扣式微型银锌电池，其电极分别为Ag2O和Zn，电解液为KOH溶液。工作时电池总反应为
Ag2O＋Zn＋H2O===2Ag＋Zn（OH）2。
①工作时电流从 极流向 极（填“Ag2O”或“Zn”）；
②负极的电极反应式为 ；
③工作时电池正极区的pH （填“增大”“减小”或“不变”）；
④外电路中每通过0.2 mol电子，锌的质量理论上减少 g。
（3）科学家设计了一种电解装置，能将甘油（C3H8O3）和二氧化碳转化为甘油醛（C3H6O3）和合成气，装置如图所示。
①催化电极b应与电源 （填“正”或“负”）极相连；
②电解一段时间后，催化电极a附近溶液的pH将 （填“增大”“减小”或“不变”），用电极反应式解释原因： ；
③当外电路转移2 mol e－时，生成的合成气在标准状况下的体积为 。
1．B 水凝固成冰时放出热量，则相同质量的水和冰相比，水的能量更高，A项错误；石灰石煅烧是分解反应，反应过程中吸收能量，属于吸热反应，B项正确；“燃豆萁”指的是豆萁的燃烧过程，该过程中存在化学能转化为热能、光能的过程，C项错误；高温时，碳与水蒸气的反应为吸热反应，D项错误。
2．C 大桥中使用的钢是铁的合金材料，易与空气和水蒸气形成原电池被腐蚀，防腐涂料可以防水、隔离O2，降低吸氧腐蚀速率，A正确；铝和锌均比铁活泼，和铁形成原电池时，均作负极，失去电子被氧化，从而保护铁不被腐蚀，B正确；钢铁发生吸氧腐蚀时，铁作负极，失电子发生氧化反应，电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，C错误；铁生锈是因为发生了电化学腐蚀，方法①②③只能减缓钢铁腐蚀，不能完全消除铁的腐蚀，D正确。
3．C 甲为原电池，金属性更强的Zn电极为负极，Cu电极为正极，原电池放电时，阳离子向正极移动，则H＋向Cu电极移动，A错误；铅蓄电池充电时，Pb电极为阴极，与电源的负极相连，B错误；金属铁与负极相连，作阴极，发生还原反应，被保护，该方法称为外加电流的阴极保护法，C正确；甲醇燃料电池在酸性条件下放电的电极反应式为CH3OH＋H2O－6e－===CO2↑＋6H＋，D错误。
4．C 用惰性电极电解CuSO4溶液，当加入1 mol Cu（OH）2能恢复到电解前浓度时，则电解生成1 mol Cu、1 mol H2和1 mol O2，阴极生成1 mol Cu和1 mol H2转移4 mol e－，阳极生成1 mol O2转移4 mol e－，则该电解过程中转移4 mol e－，A正确；铅蓄电池放电时，负极Pb转化为PbSO4，电极反应式为Pb＋SO－2e－===PbSO4，正极PbO2转化为PbSO4，电极反应式为PbO2＋4H＋＋SO＋2e－===PbSO4＋2H2O，两极质量均增大，溶液中H＋浓度减小，导致pH增大，B正确；Fe在浓硝酸中钝化，此时Cu作负极，电极反应式为Cu－2e－===Cu2＋，C错误；酸雨的酸性不会太强，则应发生吸氧腐蚀，故正极的电极反应式为O2＋4e－＋4H＋===2H2O，D正确。
5．D 根据图中信息，反应①中生成物的总能量高于反应物的总能量，为吸热反应，故断键吸收的总能量高于成键释放的总能量，A项正确；由图可知，反应②的活化能小于反应①的活化能，B项正确；根据盖斯定律计算，总反应A―→C的ΔH＝ΔH1＋ΔH2，由题图可知，反应物的总能量低于生成物的总能量，ΔH大于0，C项正确；温度升高，正、逆反应速率均增大，D项错误。
6．D 中和热是指稀溶液中，强酸和强碱反应生成1 mol液态水时所放出的热量，热化学方程式中化学计量数代表物质的量，该反应生成2 mol液态水，则放出的热量为生成1 mol液态水时放出热量的2倍，A项错误；醋酸是弱酸，存在电离平衡，而电离是吸热过程，所以醋酸与稀NaOH溶液反应生成1 mol水时，放出的热量小于57.3 kJ，B项错误；160 g SO3气体的物质的量n＝＝2 mol，热化学方程式SO3（g）＋H2O（l）===H2SO4（aq） ΔH＝－130.3 kJ·mol－1书写正确，评价错误，C项错误；1 mol C8H18（l）在O2（g）中燃烧生成CO2（g）和H2O（l），放出534 kJ的热量，所以2 mol C8H18（l）反应放出的热量为1 068 kJ，D项正确。
7．A 当ΔH－TΔS<0时，反应能自发进行，该反应是气体分子数减小的反应，即ΔS<0，所以一定温度下反应能自发进行说明ΔH<0，A正确；氢氧燃料电池为原电池，负极上H2发生失去电子的氧化反应，B错误；不能根据标准状况下的气体摩尔体积计算常温常压下11.2 L H2的物质的量，因而也无法计算出转移电子的数目，C错误；ΔH＝反应中断裂旧化学键的键能之和－反应中形成新化学键的键能之和，D错误。
8．D 焓变只与反应的始态和终态有关，催化剂不改变反应的焓变，则反应③使用催化剂，ΔH3不变，A错误；根据盖斯定律，将①－②可得H2（g）＋O2（g）===H2O（g），ΔH＝ΔH1－ΔH2，氢气燃烧放出热量，则ΔH1－ΔH2<0，B错误；反应④为放热反应，ΔH＜0，焓变为正、逆反应的活化能之差，则反应④中正反应的活化能小于逆反应的活化能，C错误；根据盖斯定律，将③×3＋⑤得到3CO（g）＋6H2（g）===CH3CH===CH2（g）＋3H2O（g） ΔH＝ΔH3×3＋ΔH5＝（－90.1 kJ·mol－1）×3＋（－31.0 kJ·mol－1）＝－301.3 kJ·mol－1，D正确。
9．B C（石墨，s）===C（金刚石，s）吸热，说明石墨能量低，所以石墨比金刚石稳定，故A错误；前者比后者放热多，所以ΔH1<ΔH2故B正确；因为中和热是指强酸与强碱中和生成1 mol水时放出的热量，因此对于强酸强碱的反应，中和热是一固定值，不会随物质的量的改变而改变，且硫酸和氢氧化钡反应生成硫酸钡的过程也放热，故C错误；已知H2（g）＋F2（g）===2HF（g） ΔH＝－270 kJ·mol－1，则2 mol氟化氢气体分解成1 mol氢气和1 mol氟气吸收270 kJ热量，故D错误。
10．D A项，甲醇燃烧是放热反应，ΔH1<0，错误；B项，H2O（g）===H2O（l），放出热量，反应③放出的热量多，ΔH小，错误；C项，根据盖斯定律，ΔH1＝ΔH2＋2ΔH3－2ΔH5，错误；D项，有2CO（g）＋4H2（g）＋3O2（g）===2CO2（g）＋4H2O（l） 2ΔH5＋ΔH1，相当于CO、H2的燃烧，均为放热反应，正确。
11．D 根据电池总反应，正极上H2O2发生还原反应：H2O2＋2e－＋2H＋===2H2O，正极附近c（H＋）减小，溶液pH增大，A项错误；原电池工作时，阳离子向正极移动，故H＋通过质子交换膜向正极移动，B项错误；NH3·BH3转化为NH4BO2，N的化合价不变，B的化合价升高，根据NH3·BH3NH4BO2，消耗3.1 g氨硼烷（0.1 mol），反应中转移0.6 mol电子，但电子不通过内电路，C项错误；根据电池总反应，负极上氨硼烷发生氧化反应：NH3·BH3＋2H2O－6e－===NH＋BO＋6H＋，D项正确。
12．B 因为Li与水反应，故不能用Li2SO4溶液作电解质溶液，A项错误；由题图可知，正极的电极反应为2Li＋＋O2＋2e－===Li2O2，B项正确；充电时，多孔电极应与电源正极相连，C项错误；电池充电时间越长，Li2O2转化为Li的量越多，则Li2O2的含量越少，D项错误。
13．A 环氧烷烃被有机金属材料吸附与CO2生成碳酸酯，无电流产生，与电化学无关，A符合题意；锂电池，能够发生自发的氧化还原反应，属于原电池，与电化学有关；Na－CO2电池，属于原电池，与电化学有关；用电解法制备H2，属于电解池，与电化学有关。
14．C 由图示可知Al电极为负极，电极反应式为Al－3e－＋3OH－===Al（OH）3，O2在正极反应：O2＋4e－＋2H2O===4OH－，总反应方程式为4Al＋3O2＋6H2O===4Al（OH）3，pH基本不变，A、B正确，C错误；1 mol KI制得1 mol KIO3转移6 mol电子，消耗2 mol Al，即54 g铝，D正确。
15．D 根据题图可知，该装置为原电池，放电时，活泼的金属铝失电子作负极，不活泼的石墨作正极，A正确；放电时负极发生氧化反应生成Al2Cl，所以电极反应式为Al－3e－＋7AlCl===4Al2Cl，B正确；充电时，铝为阴极，石墨为阳极，阳极发生氧化反应，C正确；充电时，有机阳离子向阴极（铝电极）方向移动，D错误。
16．答案：（1）SO2（g）＋2CO（g）===S（s）＋2CO2（g） ΔH＝（Q1－2Q2＋Q3） kJ·mol－1
（2）＋131.5 （3）AX3（l）＋X2（g）===AX5（s） ΔH＝－123.8 kJ·mol－1
（4）4CuCl（s）＋O2（g）===2CuCl2（s）＋2CuO（s） ΔH＝－177.6 kJ·mol－1
解析：（1）运用盖斯定律，由2×②－③－①即可求得目标反应，目标反应的ΔH＝（Q1－2Q2＋Q3） kJ·mol－1。（2）根据盖斯定律，C（s）＋H2O（g）===CO（g）＋H2（g）可以通过①－②－③得到，因此该反应的ΔH＝－437.3 kJ·mol－1－（－285.8 kJ·mol－1）－（－283.0 kJ·mol－1）＝＋131.5 kJ·mol－1。（3）室温时AX3为液体，X2是气体，AX5是固体，热化学方程式为AX3（l）＋X2（g）===AX5（s） ΔH＝－123.8 kJ·mol－1。（4）4 mol CuCl反应放热4×44.4 kJ。
17．答案：（1）阳极 4OH－－4e－===O2↑＋2H2O （2）CH3OH－6e－＋8OH－===CO＋6H2O
（3）0.45 mol （4）CH3OH（l）＋O2（g）===CO2（g）＋2H2O（l） ΔH＝－726.52 kJ·mol－1
解析：（1）通入氧气的电极是正极，通入甲醇的电极是负极，又因为a电极和电源的正极相连，则a极是阳极（失电子反应），故发生电极反应的是溶液中的氢氧根离子，即4OH－－4e－===O2↑＋2H2O。（2）碱性条件下，碳元素反应后以CO的形式存在，故电极反应是CH3OH－6e－＋8OH－===CO＋6H2O。（3）原电池中消耗氧气的物质的量等同于电解水生成的氧气量，所以生成的气体总的物质的量应是氧气的3倍，即0.45 mol。（4）25 ℃，101 kPa时，燃烧16 g CH3OH生成CO2和H2O（l），放出的热量为363.26 kJ，则燃烧1 mol CH3OH放出的热量为726.52 kJ。由此写出热化学方程式。
18．答案：（1）CH3OH（l）＋O2（g）===CO2（g）＋2H2O（l） ΔH＝－726.5 kJ·mol－1
（2）①减小 不变 ②－93
（3）①2N2H4（g）＋2NO2（g）===3N2（g）＋4H2O（g） ΔH＝（2c－b）kJ·mol－1 ②4 减小
解析：（1）根据题意，16 g CH3OH在氧气中充分燃烧生成二氧化碳气体和液态水时释放363.25 kJ的热量，则1 mol CH3OH完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水时放出的热量为726.5 kJ，甲醇的燃烧热的热化学方程式为CH3OH（l）＋O2（g）===CO2（g）＋2H2O（l） ΔH＝－726.5 kJ·mol－1。（2）①催化剂能降低反应的活化能，加快反应速率，但不改变反应的焓变，因此加催化剂会使图中E的值减小，图中ΔH不变；②ΔH＝反应物总键能－生成物总键能＝945 kJ·mol－1＋436 kJ·mol－1×3－391 kJ·mol－1×6＝－93 kJ·mol－1，a＝－93。（3）①已知Ⅰ.N2（g）＋2O2（g）===2NO2（g） ΔH1＝b kJ·mol－1，Ⅱ.N2H4（g）＋O2（g）===N2（g）＋2H2O（g） ΔH2＝c kJ· mol－1，根据盖斯定律，将Ⅱ×2－Ⅰ得2N2H4（g）＋2NO2（g）===3N2（g）＋4H2O（g） ΔH＝（2c－b）kJ·mol－1：②肼－空气碱性燃料电池负极反应式为N2H4－4e－＋4OH－===N2↑＋4H2O，则该电池工作时，释放1 mol N2会转移4 mol电子；电池总反应式为N2H4＋O2===N2＋2H2O，反应过程中生成了水，KOH溶液浓度减小，碱性减弱，则pH减小。
19．答案：（1）N2O5 O2＋4e－＋2N2O5===4NO
（2）①Ag2O Zn ②Zn－2e－＋2OH－===Zn（OH）2 ③增大 ④6.5
（3）①负 ②减小 C3H8O3－2e－＋2CO===C3H6O3＋2HCO ③22.4 L
解析：（1）燃料电池中通入O2的一极为正极，则石墨Ⅰ电极为负极，NO2失电子发生氧化反应，N元素化合价升高，则生成的氧化物Y为N2O5；石墨电极Ⅱ为正极，又已知N2O5可循环使用，则石墨Ⅱ电极反应式为O2＋4e－＋2N2O5===4NO。（2）①银锌电池工作时电池总反应为Ag2O＋Zn＋H2O===2Ag＋Zn（OH）2，则Ag2O得电子作正极，Zn失电子作负极，原电池中电流由正极流入负极，即从Ag2O极流向Zn极；②Zn在碱性溶液中发生的电极反应为Zn－2e－＋2OH－===Zn（OH）2；③电池工作时，正极反应为Ag2O＋2e－＋H2O===2Ag＋2OH－，消耗水，生成OH－，pH增大；④根据负极反应式Zn－2e－＋2OH－===Zn（OH）2可知，外电路中每通过0.2 mol电子，锌的质量理论上减少0.1 mol×65 g·mol－1＝6.5 g。（3）①该装置为电解池，甘油在催化电极a表面失电子发生氧化反应生成甘油醛，则催化电极a为阳极；二氧化碳和水在催化电极b表面得电子转化为一氧化碳和氢气，催化电极b为阴极，电解池中的阴极与电源负极相连。②电解质为Na2CO3，则催化电极a上发生的电极反应式为C3H8O3－2e－＋2CO===C3H6O3＋2HCO，pH减小。③1 mol CO2得2 mol电子转化为CO，1 mol H2O得2 mol电子转化为H2，所以当外电路转移2 mol e－时，会生成1 mol CO2和H2的混合气体，标准状况下的体积为22.4 L。
化学反应与能量
一、选择题（本题共15小题，每小题3分，共45分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求）
1.古代诗词中蕴含着许多科学知识，下列叙述正确的是（ ）
A.“冰，水为之，而寒于水”说明等质量的水和冰相比，冰的能量更高
B.于谦《石灰吟》“千锤万凿出深山，烈火焚烧若等闲”，描述的石灰石煅烧是吸热反应
C.曹植《七步诗》“煮豆燃豆萁，豆在釜中泣”，这里的变化只有化学能转化为热能
D.苏轼《石炭·并引》“投泥泼水愈光明，烁玉流金见精悍”，所指高温时碳与水蒸气的反应为放热反应
2.港珠澳大桥的设计使用寿命高达120年，主要的防腐方法有①钢梁上安装铝片；②使用高性能富锌（富含锌粉）底漆；③使用高附着性防腐涂料；④预留钢铁腐蚀量。下列分析不合理的是（ ）
A.防腐涂料可以防水、隔离O2，降低吸氧腐蚀速率
B.防腐过程中铝和锌均作为被牺牲的阳极，失去电子
C.钢铁发生吸氧腐蚀时的负极反应式为Fe－3e－===Fe3＋
D.方法①②③只能减缓钢铁腐蚀，不能完全消除
3.电化学原理在日常生活和科技领域中应用广泛。下列说法正确的是（ ）
A.甲：H＋向Zn电极方向移动，Cu电极附近溶液pH增大
B.乙：电池充电时，二氧化铅与电源的负极相连
C.丙：被保护的金属铁与电源的负极连接，该方法称为外加电流的阴极保护法
D.丁：负极的电极反应式为CH3OH－6e－＋8OH－===CO＋6H2O
4.下列说法错误的是（ ）
A.用惰性电极电解CuSO4溶液，当加入1 mol Cu（OH）2能恢复到电解前浓度时，电路中转移了4 mol e－
B.铅蓄电池在工作的过程中，两极的质量均会增大，电解液的pH也会增大
C.将铁、铜用导线连接后放入浓硝酸中组成原电池，铁作负极，其反应式为Fe－3e－===Fe3＋
D.铜碳合金铸成的铜像在酸雨中发生电化学腐蚀时，正极的电极反应式为O2＋4e－＋4H＋===2H2O
5.化学反应①A―→B ΔH1和反应②B===C ΔH2的反应过程中能量变化如图所示。下列叙述错误的是（ ）
A.反应①中断键吸收的总能量高于成键释放的总能量
B.反应②的活化能小于反应①的活化能
C.总反应A―→C ΔH＝ΔH1＋ΔH2，且ΔH一定大于0
D.升温时，反应②的正反应速率减小，逆反应速率增大，平衡向逆反应方向移动
6.下列有关热化学方程式的评价合理的是（ ）
选项
实验事实
热化学方程式
评价
A
若H＋（aq）＋OH－（aq）===H2O（l） ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，将稀硫酸和NaOH溶液混合
H2SO4（aq）＋2NaOH（aq）===Na2SO4（aq）＋2H2O（l） ΔH＝－57.3 kJ·mol－1
正确
B
醋酸和稀NaOH溶液混合
CH3COOH（aq）＋NaOH（aq）===CH3COONa（aq）＋H2O（l） ΔH＝－57.3 kJ·mol－1
不正确，因为醋酸的状态为“1”而不是“aq”
C
160 g SO3气体与足量液态水反应生成H2SO4放出热量260.6 kJ
SO3（g）＋H2O（l）===H2SO4（aq） ΔH＝－130.3 kJ·mol－1
不正确，因为反应热
ΔH＝－260.6 kJ·mol－1
D
1 mol C8H18（l）在O2（g）中燃烧生成CO2（g）和H2O（l），放出534 kJ的热量
2C8H18（l）＋25O2（g）===16CO2（g）＋18H2O（l）
ΔH＝－1 068 kJ·mol－1
正确
7.氢气与氧气生成水的反应是氢能源应用的重要途径。下列有关说法正确的是（ ）
A.一定温度下，反应2H2（g）＋O2（g）===2H2O能自发进行，该反应的ΔH<0
B.氢氧燃料电池的负极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－
C.常温常压下，氢氧燃料电池放电过程中消耗11.2 L H2，转移电子的数目为6.02×1023
D.反应2H2（g）＋O2（g）===2H2O（g）的ΔH可通过下式估算：ΔH＝反应中形成新共价键的键能之和－反应中断裂旧共价键的键能之和
8.我国利用合成气直接制烯烃获重大突破，其原理是（ ）
反应①：C（s）＋O2（g）===CO（g） ΔH1
反应②：C（s）＋H2O（g）===CO（g）＋H2（g） ΔH2
反应③：CO（g）＋2H2（g）===CH3OH（g） ΔH3＝－90.1 kJ·mol－1
反应④：2CH3OH（g）===CH3OCH3（g）＋H2O（g） ΔH4
能量变化如图所示
反应⑤：3CH3OH（g）===CH3CH===CH2（g）＋3H2O（g） ΔH5＝－31.0 kJ·mol－1
下列说法正确的是（ ）
A.反应③使用催化剂，ΔH3减小
B.ΔH1－ΔH2>0
C.反应④中正反应的活化能大于逆反应的活化能
D. 3CO（g）＋6H2（g）===CH3CH===CH2（g）＋3H2O（g） ΔH＝－301.3 kJ·mol－1
9.下列有关热化学方程式的表示及说法正确的是（ ）
A.已知C（石墨，s）===C（金刚石，s） ΔH>0，则金刚石比石墨稳定
B.已知I2（g）＋H2（g）===2HI（g） ΔH1；I2（s）＋H2（g）===2HI（g） ΔH2；则ΔH1<ΔH2
C.HCl和NaOH反应的中和热ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，则H2SO4和Ba（OH）2反应的中和热ΔH＝2×（－57.3） kJ·mol－1
D.已知H2（g）＋F2（g）===2HF（g） ΔH＝－270 kJ·mol－1，则2 L氟化氢气体分解成1 L氢气和1 L氟气吸收270 kJ热量
10.已知：①2CH3OH（g）＋3O2（g）===2CO2（g）＋4H2O（l） ΔH1
②2CO（g）＋O2（g）===2CO2（g） ΔH2
③2H2（g）＋O2（g）===2H2O（l） ΔH3
④2H2（g）＋O2（g）===2H2O（g） ΔH4
⑤CO（g）＋2H2（g）===CH3OH（g） ΔH5
下列关于上述反应焓变的判断正确的是（ ）
A.ΔH1>0，ΔH2<0
B.ΔH3>ΔH4
C.ΔH1＝ΔH2＋2ΔH3－ΔH5
D.2ΔH5＋ΔH1<0
11.氨硼烷（NH3·BH3）电池可在常温下工作，装置如图所示。该电池工作时的总反应为：NH3·BH3＋3H2O2===NH4BO2＋4H2O。下列说法正确的是（ ）
A.正极附近溶液的pH减小
B.电池工作时，H＋通过质子交换膜向负极移动
C.消耗3.1 g 氨硼烷，理论上通过内电路的电子为0.6 mol
D.负极电极反应为：
NH3·BH3＋2H2O－6e－===NH＋BO＋6H＋
12.锂空气可充电电池有望成为电池行业的“明日之星”，其工作原理如图所示。下列叙述正确的是（ ）
A.有机电解质可用Li2SO4溶液代替
B.电池工作时，正极的电极反应式为2Li＋＋O2＋2e－===Li2O2
C.充电时，多孔电极应与电源负极相连
D.电池充电时间越长，电池中Li2O2含量越多
13.我国科技创新成果斐然，下列成果与电化学无关的是（ ）
A.①环氧烷烃被有机金属材料吸附与CO2生成碳酸酯
B.②研发出水溶液锂离子电池
C.③研发出“可呼吸”Na－CO2电池
D.④常温常压下用电解法制备高纯H2
14.环保、安全的铝－空气电池的工作原理如图所示，下列有关叙述错误的是（ ）
A.NaCl的作用是增强溶液的导电性
B.正极的电极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－
C.电池工作过程中，电解质溶液的pH不断增大
D.用该电池作电源电解KI溶液制取1 mol KIO3，消耗铝电极的质量为54 g
15.科学家研制出一种“一分钟充满电”的新型铝离子电池，该电池以铝和石墨为电极材料，以AlCl和有机阳离子为电解质溶液，其工作原理如图所示。
下列说法不正确的是 （ ）
A.放电时，Al为负极，石墨为正极
B.放电时，负极发生反应：Al－3e－＋7AlCl===4Al2Cl
C.充电时，石墨电极发生氧化反应
D.充电时，有机阳离子向石墨电极方向移动
二、非选择题（本题共55分）
16.（13分）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）已知：
①2C（s）＋O2（g）===2CO（g） ΔH＝－Q1 kJ·mol－1；
②C（s）＋O2（g）===CO2（g） ΔH＝－Q2 kJ·mol－1；
③S（s）＋O2（g）===SO2（g） ΔH＝－Q3 kJ·mol－1。
工业上常用SO2将CO氧化转化为单质硫的热化学方程式是 。
（2）已知：①C（s）＋O2（g）===CO2（g） ΔH＝－437.3 kJ·mol－1
②H2（g）＋O2（g）===H2O（g） ΔH＝－285.8 kJ·mol－1
③CO（g）＋O2（g）===CO2（g） ΔH＝－283.0 kJ·mol－1
则煤的气化主要反应的热化学方程式是：C（s）＋H2O（g）===CO（g）＋H2（g） ΔH＝ kJ·mol－1。
（3）化合物AX3和单质X2在一定条件下反应可生成化合物AX5。回答下列问题： 已知AX3的熔点和沸点分别为－93.6 ℃和76 ℃，AX5的熔点为167 ℃。室温时AX3与气体X2反应生成1 mol AX5，放出热量123.8 kJ。该反应的热化学方程式为________________________________________________________________________。
（4）CuCl（s）与O2反应生成CuCl2（s）和一种黑色固体。在25 ℃、101 kPa下，已知该反应每消耗1 mol CuCl（s），放热44.4 kJ，该反应的热化学方程式是 。
17.（14分）燃料电池具有广阔的发展前途，科学家近年研制出一种微型的燃料电池，采用甲醇取代氢气作燃料可以简化电池设计，该电池有望取代传统电池。某学生在实验室利用碱性甲醇燃料电池电解Na2SO4溶液。
请根据图示回答下列问题：
（1）图中a极是 （填“正极”“负极”“阴极”或“阳极”），a电极上发生的电极反应式为 。
（2）碱性条件下，通入甲醇的一极发生的电极反应式为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（3）当消耗3.36 L氧气时（已折合为标准状况），理论上电解Na2SO4溶液生成气体的总物质的量是 。
（4）25 ℃，101 kPa时，燃烧16 g CH3OH生成CO2和H2O（l），放出的热量为363.26 kJ，写出甲醇燃烧的热化学方程式：________________________________________________
________________________________________________________________________。
18.（14分）[2021·河北石家庄栾城二中摸底]（1）实验测得16 g甲醇CH3OH（l）在氧气中充分燃烧生成二氧化碳气体和液态水时释放363.25 kJ的热量，甲醇的燃烧热的热化学方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（2）合成氨反应N2（g）＋3H2（g）⇌2NH3（g） ΔH＝a kJ·mol－1，能量变化如图甲所示：
①该反应通常用铁作催化剂，加催化剂会使图甲中E的值 （填“增大”“减小”或“不变”，下同），图甲中ΔH 。
②有关键能数据如下：
化学键
H—H
N—H
N≡N
键能/（kJ·mol－1）
436
391
945
试根据表中所列键能数据计算a＝___________________________________________。
（3）肼（N2H4）是一种重要的燃料，在工业生产中用途广泛。
①发射卫星时可用肼为燃料，二氧化氮为氧化剂，这两种物质反应生成氮气和水蒸气。已知：
Ⅰ. N2（g）＋2O2（g）===2NO2（g） ΔH1＝b kJ·mol－1；
Ⅱ.N2H4（g）＋O2（g）===N2（g）＋2H2O（g） ΔH2＝c kJ·mol－1。
写出肼和二氧化氮反应生成氮气和水蒸气的热化学方程式：
。
②肼（N2H4）空气燃料电池是一种碱性燃料电池，电解质溶液是20%～30%的KOH溶液，如图乙所示，则该电池工作时，释放1 mol N2转移电子的物质的量为 mol，电池工作一段时间后，电解质溶液的pH （填“增大”“减小”或“不变”）。
19.（14分）（1）NOx 、O2和熔融KNO3可制作燃料电池，其工作原理如图所示，该电池在使用过程中石墨Ⅰ电极上生成氧化物Y，Y可循环使用。则氧化物Y为 ，石墨Ⅱ电极发生的电极反应式为____________________________________________。
（2）电子表和电子计算器中所用的是纽扣式微型银锌电池，其电极分别为Ag2O和Zn，电解液为KOH溶液。工作时电池总反应为
Ag2O＋Zn＋H2O===2Ag＋Zn（OH）2。
①工作时电流从 极流向 极（填“Ag2O”或“Zn”）；
②负极的电极反应式为 ；
③工作时电池正极区的pH （填“增大”“减小”或“不变”）；
④外电路中每通过0.2 mol电子，锌的质量理论上减少 g。
（3）科学家设计了一种电解装置，能将甘油（C3H8O3）和二氧化碳转化为甘油醛（C3H6O3）和合成气，装置如图所示。
①催化电极b应与电源 （填“正”或“负”）极相连；
②电解一段时间后，催化电极a附近溶液的pH将 （填“增大”“减小”或“不变”），用电极反应式解释原因： ；
③当外电路转移2 mol e－时，生成的合成气在标准状况下的体积为 。
1．B 水凝固成冰时放出热量，则相同质量的水和冰相比，水的能量更高，A项错误；石灰石煅烧是分解反应，反应过程中吸收能量，属于吸热反应，B项正确；“燃豆萁”指的是豆萁的燃烧过程，该过程中存在化学能转化为热能、光能的过程，C项错误；高温时，碳与水蒸气的反应为吸热反应，D项错误。
2．C 大桥中使用的钢是铁的合金材料，易与空气和水蒸气形成原电池被腐蚀，防腐涂料可以防水、隔离O2，降低吸氧腐蚀速率，A正确；铝和锌均比铁活泼，和铁形成原电池时，均作负极，失去电子被氧化，从而保护铁不被腐蚀，B正确；钢铁发生吸氧腐蚀时，铁作负极，失电子发生氧化反应，电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，C错误；铁生锈是因为发生了电化学腐蚀，方法①②③只能减缓钢铁腐蚀，不能完全消除铁的腐蚀，D正确。
3．C 甲为原电池，金属性更强的Zn电极为负极，Cu电极为正极，原电池放电时，阳离子向正极移动，则H＋向Cu电极移动，A错误；铅蓄电池充电时，Pb电极为阴极，与电源的负极相连，B错误；金属铁与负极相连，作阴极，发生还原反应，被保护，该方法称为外加电流的阴极保护法，C正确；甲醇燃料电池在酸性条件下放电的电极反应式为CH3OH＋H2O－6e－===CO2↑＋6H＋，D错误。
4．C 用惰性电极电解CuSO4溶液，当加入1 mol Cu（OH）2能恢复到电解前浓度时，则电解生成1 mol Cu、1 mol H2和1 mol O2，阴极生成1 mol Cu和1 mol H2转移4 mol e－，阳极生成1 mol O2转移4 mol e－，则该电解过程中转移4 mol e－，A正确；铅蓄电池放电时，负极Pb转化为PbSO4，电极反应式为Pb＋SO－2e－===PbSO4，正极PbO2转化为PbSO4，电极反应式为PbO2＋4H＋＋SO＋2e－===PbSO4＋2H2O，两极质量均增大，溶液中H＋浓度减小，导致pH增大，B正确；Fe在浓硝酸中钝化，此时Cu作负极，电极反应式为Cu－2e－===Cu2＋，C错误；酸雨的酸性不会太强，则应发生吸氧腐蚀，故正极的电极反应式为O2＋4e－＋4H＋===2H2O，D正确。
5．D 根据图中信息，反应①中生成物的总能量高于反应物的总能量，为吸热反应，故断键吸收的总能量高于成键释放的总能量，A项正确；由图可知，反应②的活化能小于反应①的活化能，B项正确；根据盖斯定律计算，总反应A―→C的ΔH＝ΔH1＋ΔH2，由题图可知，反应物的总能量低于生成物的总能量，ΔH大于0，C项正确；温度升高，正、逆反应速率均增大，D项错误。
6．D 中和热是指稀溶液中，强酸和强碱反应生成1 mol液态水时所放出的热量，热化学方程式中化学计量数代表物质的量，该反应生成2 mol液态水，则放出的热量为生成1 mol液态水时放出热量的2倍，A项错误；醋酸是弱酸，存在电离平衡，而电离是吸热过程，所以醋酸与稀NaOH溶液反应生成1 mol水时，放出的热量小于57.3 kJ，B项错误；160 g SO3气体的物质的量n＝＝2 mol，热化学方程式SO3（g）＋H2O（l）===H2SO4（aq） ΔH＝－130.3 kJ·mol－1书写正确，评价错误，C项错误；1 mol C8H18（l）在O2（g）中燃烧生成CO2（g）和H2O（l），放出534 kJ的热量，所以2 mol C8H18（l）反应放出的热量为1 068 kJ，D项正确。
7．A 当ΔH－TΔS<0时，反应能自发进行，该反应是气体分子数减小的反应，即ΔS<0，所以一定温度下反应能自发进行说明ΔH<0，A正确；氢氧燃料电池为原电池，负极上H2发生失去电子的氧化反应，B错误；不能根据标准状况下的气体摩尔体积计算常温常压下11.2 L H2的物质的量，因而也无法计算出转移电子的数目，C错误；ΔH＝反应中断裂旧化学键的键能之和－反应中形成新化学键的键能之和，D错误。
8．D 焓变只与反应的始态和终态有关，催化剂不改变反应的焓变，则反应③使用催化剂，ΔH3不变，A错误；根据盖斯定律，将①－②可得H2（g）＋O2（g）===H2O（g），ΔH＝ΔH1－ΔH2，氢气燃烧放出热量，则ΔH1－ΔH2<0，B错误；反应④为放热反应，ΔH＜0，焓变为正、逆反应的活化能之差，则反应④中正反应的活化能小于逆反应的活化能，C错误；根据盖斯定律，将③×3＋⑤得到3CO（g）＋6H2（g）===CH3CH===CH2（g）＋3H2O（g） ΔH＝ΔH3×3＋ΔH5＝（－90.1 kJ·mol－1）×3＋（－31.0 kJ·mol－1）＝－301.3 kJ·mol－1，D正确。
9．B C（石墨，s）===C（金刚石，s）吸热，说明石墨能量低，所以石墨比金刚石稳定，故A错误；前者比后者放热多，所以ΔH1<ΔH2故B正确；因为中和热是指强酸与强碱中和生成1 mol水时放出的热量，因此对于强酸强碱的反应，中和热是一固定值，不会随物质的量的改变而改变，且硫酸和氢氧化钡反应生成硫酸钡的过程也放热，故C错误；已知H2（g）＋F2（g）===2HF（g） ΔH＝－270 kJ·mol－1，则2 mol氟化氢气体分解成1 mol氢气和1 mol氟气吸收270 kJ热量，故D错误。
10．D A项，甲醇燃烧是放热反应，ΔH1<0，错误；B项，H2O（g）===H2O（l），放出热量，反应③放出的热量多，ΔH小，错误；C项，根据盖斯定律，ΔH1＝ΔH2＋2ΔH3－2ΔH5，错误；D项，有2CO（g）＋4H2（g）＋3O2（g）===2CO2（g）＋4H2O（l） 2ΔH5＋ΔH1，相当于CO、H2的燃烧，均为放热反应，正确。
11．D 根据电池总反应，正极上H2O2发生还原反应：H2O2＋2e－＋2H＋===2H2O，正极附近c（H＋）减小，溶液pH增大，A项错误；原电池工作时，阳离子向正极移动，故H＋通过质子交换膜向正极移动，B项错误；NH3·BH3转化为NH4BO2，N的化合价不变，B的化合价升高，根据NH3·BH3NH4BO2，消耗3.1 g氨硼烷（0.1 mol），反应中转移0.6 mol电子，但电子不通过内电路，C项错误；根据电池总反应，负极上氨硼烷发生氧化反应：NH3·BH3＋2H2O－6e－===NH＋BO＋6H＋，D项正确。
12．B 因为Li与水反应，故不能用Li2SO4溶液作电解质溶液，A项错误；由题图可知，正极的电极反应为2Li＋＋O2＋2e－===Li2O2，B项正确；充电时，多孔电极应与电源正极相连，C项错误；电池充电时间越长，Li2O2转化为Li的量越多，则Li2O2的含量越少，D项错误。
13．A 环氧烷烃被有机金属材料吸附与CO2生成碳酸酯，无电流产生，与电化学无关，A符合题意；锂电池，能够发生自发的氧化还原反应，属于原电池，与电化学有关；Na－CO2电池，属于原电池，与电化学有关；用电解法制备H2，属于电解池，与电化学有关。
14．C 由图示可知Al电极为负极，电极反应式为Al－3e－＋3OH－===Al（OH）3，O2在正极反应：O2＋4e－＋2H2O===4OH－，总反应方程式为4Al＋3O2＋6H2O===4Al（OH）3，pH基本不变，A、B正确，C错误；1 mol KI制得1 mol KIO3转移6 mol电子，消耗2 mol Al，即54 g铝，D正确。
15．D 根据题图可知，该装置为原电池，放电时，活泼的金属铝失电子作负极，不活泼的石墨作正极，A正确；放电时负极发生氧化反应生成Al2Cl，所以电极反应式为Al－3e－＋7AlCl===4Al2Cl，B正确；充电时，铝为阴极，石墨为阳极，阳极发生氧化反应，C正确；充电时，有机阳离子向阴极（铝电极）方向移动，D错误。
16．答案：（1）SO2（g）＋2CO（g）===S（s）＋2CO2（g） ΔH＝（Q1－2Q2＋Q3） kJ·mol－1
（2）＋131.5 （3）AX3（l）＋X2（g）===AX5（s） ΔH＝－123.8 kJ·mol－1
（4）4CuCl（s）＋O2（g）===2CuCl2（s）＋2CuO（s） ΔH＝－177.6 kJ·mol－1
解析：（1）运用盖斯定律，由2×②－③－①即可求得目标反应，目标反应的ΔH＝（Q1－2Q2＋Q3） kJ·mol－1。（2）根据盖斯定律，C（s）＋H2O（g）===CO（g）＋H2（g）可以通过①－②－③得到，因此该反应的ΔH＝－437.3 kJ·mol－1－（－285.8 kJ·mol－1）－（－283.0 kJ·mol－1）＝＋131.5 kJ·mol－1。（3）室温时AX3为液体，X2是气体，AX5是固体，热化学方程式为AX3（l）＋X2（g）===AX5（s） ΔH＝－123.8 kJ·mol－1。（4）4 mol CuCl反应放热4×44.4 kJ。
17．答案：（1）阳极 4OH－－4e－===O2↑＋2H2O （2）CH3OH－6e－＋8OH－===CO＋6H2O
（3）0.45 mol （4）CH3OH（l）＋O2（g）===CO2（g）＋2H2O（l） ΔH＝－726.52 kJ·mol－1
解析：（1）通入氧气的电极是正极，通入甲醇的电极是负极，又因为a电极和电源的正极相连，则a极是阳极（失电子反应），故发生电极反应的是溶液中的氢氧根离子，即4OH－－4e－===O2↑＋2H2O。（2）碱性条件下，碳元素反应后以CO的形式存在，故电极反应是CH3OH－6e－＋8OH－===CO＋6H2O。（3）原电池中消耗氧气的物质的量等同于电解水生成的氧气量，所以生成的气体总的物质的量应是氧气的3倍，即0.45 mol。（4）25 ℃，101 kPa时，燃烧16 g CH3OH生成CO2和H2O（l），放出的热量为363.26 kJ，则燃烧1 mol CH3OH放出的热量为726.52 kJ。由此写出热化学方程式。
18．答案：（1）CH3OH（l）＋O2（g）===CO2（g）＋2H2O（l） ΔH＝－726.5 kJ·mol－1
（2）①减小 不变 ②－93
（3）①2N2H4（g）＋2NO2（g）===3N2（g）＋4H2O（g） ΔH＝（2c－b）kJ·mol－1 ②4 减小
解析：（1）根据题意，16 g CH3OH在氧气中充分燃烧生成二氧化碳气体和液态水时释放363.25 kJ的热量，则1 mol CH3OH完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水时放出的热量为726.5 kJ，甲醇的燃烧热的热化学方程式为CH3OH（l）＋O2（g）===CO2（g）＋2H2O（l） ΔH＝－726.5 kJ·mol－1。（2）①催化剂能降低反应的活化能，加快反应速率，但不改变反应的焓变，因此加催化剂会使图中E的值减小，图中ΔH不变；②ΔH＝反应物总键能－生成物总键能＝945 kJ·mol－1＋436 kJ·mol－1×3－391 kJ·mol－1×6＝－93 kJ·mol－1，a＝－93。（3）①已知Ⅰ.N2（g）＋2O2（g）===2NO2（g） ΔH1＝b kJ·mol－1，Ⅱ.N2H4（g）＋O2（g）===N2（g）＋2H2O（g） ΔH2＝c kJ· mol－1，根据盖斯定律，将Ⅱ×2－Ⅰ得2N2H4（g）＋2NO2（g）===3N2（g）＋4H2O（g） ΔH＝（2c－b）kJ·mol－1：②肼－空气碱性燃料电池负极反应式为N2H4－4e－＋4OH－===N2↑＋4H2O，则该电池工作时，释放1 mol N2会转移4 mol电子；电池总反应式为N2H4＋O2===N2＋2H2O，反应过程中生成了水，KOH溶液浓度减小，碱性减弱，则pH减小。
19．答案：（1）N2O5 O2＋4e－＋2N2O5===4NO
（2）①Ag2O Zn ②Zn－2e－＋2OH－===Zn（OH）2 ③增大 ④6.5
（3）①负 ②减小 C3H8O3－2e－＋2CO===C3H6O3＋2HCO ③22.4 L
解析：（1）燃料电池中通入O2的一极为正极，则石墨Ⅰ电极为负极，NO2失电子发生氧化反应，N元素化合价升高，则生成的氧化物Y为N2O5；石墨电极Ⅱ为正极，又已知N2O5可循环使用，则石墨Ⅱ电极反应式为O2＋4e－＋2N2O5===4NO。（2）①银锌电池工作时电池总反应为Ag2O＋Zn＋H2O===2Ag＋Zn（OH）2，则Ag2O得电子作正极，Zn失电子作负极，原电池中电流由正极流入负极，即从Ag2O极流向Zn极；②Zn在碱性溶液中发生的电极反应为Zn－2e－＋2OH－===Zn（OH）2；③电池工作时，正极反应为Ag2O＋2e－＋H2O===2Ag＋2OH－，消耗水，生成OH－，pH增大；④根据负极反应式Zn－2e－＋2OH－===Zn（OH）2可知，外电路中每通过0.2 mol电子，锌的质量理论上减少0.1 mol×65 g·mol－1＝6.5 g。（3）①该装置为电解池，甘油在催化电极a表面失电子发生氧化反应生成甘油醛，则催化电极a为阳极；二氧化碳和水在催化电极b表面得电子转化为一氧化碳和氢气，催化电极b为阴极，电解池中的阴极与电源负极相连。②电解质为Na2CO3，则催化电极a上发生的电极反应式为C3H8O3－2e－＋2CO===C3H6O3＋2HCO，pH减小。③1 mol CO2得2 mol电子转化为CO，1 mol H2O得2 mol电子转化为H2，所以当外电路转移2 mol e－时，会生成1 mol CO2和H2的混合气体，标准状况下的体积为22.4 L。
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