2024版新教材高考化学复习特训卷单元检测6化学反应与能量

这是一份2024版新教材高考化学复习特训卷单元检测6化学反应与能量，共14页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

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．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·ml－1，则H2SO4和Ba(OH)2反应的中和热ΔH＝2×(－57.3) kJ·ml－1
D．已知H2(g)＋F2(g)===2HF(g) ΔH＝－270 kJ·ml－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
4．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 eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) ＋6H2O
5．一种碳纳米管新型二次电池的装置如图所示。下列说法中正确的是( )
A．离子交换膜选用阳离子交换膜(只允许阳离子通过)
B．正极的电极反应为
NiO(OH)＋H2O＋e－===Ni(OH)2＋OH－
C．导线中通过1 ml电子时，理论上负极区溶液质量增加1 g
D．充电时，碳电极与电源的正极相连
6．依据图示关系，下列说法不正确的是( )
A．反应①是吸热反应
B．ΔH3＝ΔH1＋ΔH2
C．反应③是一个熵增的反应
D．数据表明：V2O5(s)的能量比V2O4(s)低，更稳定
7．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
8．某化学兴趣小组探究铁和铝在Na2SiO3溶液中腐蚀的情况，将铝片和钢片分别以全浸、半浸放置在饱和Na2SiO3溶液中，约三小时后取出，观察到实验前后铝片和钢片表面的情况如图所示，整个实验过程中未见气泡逸出。下列叙述正确的是( )
A.全浸时，铝片和钢片发生了化学腐蚀
B．半浸时，铝片和钢片发生了析氢腐蚀
C．半浸时，铝片吸氧腐蚀的正极反应为
O2＋4e－＋2H2O===4OH－
D．该实验间接证实，钢板镀铝的目的是牺牲铝阳极保护铁阴极
9．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
10．电化学还原二氧化碳为乙烯，不仅能缓解温室效应，而且能得到高附加值的石油化工产品乙烯。用纳米结构铜电极高选择性电催化CO2制乙烯的原理如图所示。下列说法正确的是( )
A．电解池的阴极和阳极，均为纳米结构的铜
B．通电时，电解质中的H＋移向右侧电极
C．左侧电极反应为
2CO2＋12H＋－12e－===C2H4＋4H2O
D．工作时电流方向为Y→阳极→电解质→阴极→X
11．一种利用碳布上生长的介孔SnO2(mSnO2/CC)和CuO纳米片(CuONS/CF)作催化电极，通电时在两极均检测到甲酸生成的新型电解池，其工作原理如图所示。下列说法错误的是( )
A．“mSnO2/CC”能降低阴极反应的活化能
B．阴极室电解质溶液的pH相对较小时，有利于阴极甲酸的生成
C．通电时阳极生成的H＋穿过质子交换膜移向左室
D．阴极反应为
CO2＋HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ＋2e－===HCOO－＋CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3))
12．高铁酸钠(Na2FeO4)是一种新型绿色水处理剂。工业上可用电解浓NaOH溶液制备Na2FeO4，其工作原理如图所示，两端隔室中离子不能进入中间隔室。下列说法错误的是( )
A．阳极反应式：
Fe－6e－＋8OH－===FeO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ＋4H2O
B．甲溶液可循环利用
C．离子交换膜a是阳离子交换膜
D．当电路中通过2 ml电子的电量时，Fe电极会有1 ml H2生成
13．电絮凝技术(EC)是一种集混凝、气浮、电化学于一体的新兴水处理技术，实验表明电絮凝技术能除去废水中96%以上的磷(主要以PO eq \\al(\s\up1(3－),\s\d1(4)) 形式存在)和油污，某化学兴趣小组用甲烷燃料电池作为电源模拟电絮凝净水，装置如图所示。下列说法正确的是( )
A．甲烷燃料电池中X是空气，Y是甲烷
B．燃料电池的负极反应为
CH4－8e－＋2H2O===CO2＋8H＋
C．电解池阳极溶解9 g Al，理论上有2 g CH4被氧化
D．电絮凝净水存在氧化、水解、吸附、上浮和下沉等过程
14．聚合物电解质薄膜的燃料电池是一种能直接将燃料和氧化剂中的化学能转化为电能的装置，具有能量转化率高、环境友好、启动快等特点，可被广泛使用。如图为某含聚合物电解质薄膜的燃料电池，下列说法不正确的是( )
A．正极发生的电极反应式为：
O2＋4H＋＋4e－===2H2O
B．负极发生氧化反应
C．该聚合物电解质薄膜可通过H＋的定向迁移导电
D．若将灯泡换成电解饱和食盐水装置，当燃料电池生成9 g水时，电解食盐水会同时产生11.2 L的H2
15．DBFC燃料电池的结构如图，该电池的总反应为NaBH4＋4H2O2===NaBO2＋6H2O。下列关于电池工作时的相关分析不正确的是( )
A．X极为正极，电流经X流向外电路
B．Y极发生的还原反应为H2O2＋2e－===2OH－
C.X极区溶液的pH逐渐减小
D．每消耗1.0 L 0.50 ml·L－1的H2O2电路中转移1.0 ml e－
二、非选择题：本题共5小题，共55分。
16．(8分)电化学原理在能量转换、物质合成、防止金属腐蚀等方面应用广泛。回答下列问题：
(1)以四甲基氯化铵[(CH3)4NCl]水溶液为原料，通过电解法可以制备四甲基氢氧化铵[(CH3)4NOH]，装置如图所示。
①收集到(CH3)4NOH的区域是______(填“a”“b”“c”或“d”)。
②电解总反应的化学方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)支撑海港码头基础的钢管桩，常采用如图所示的方法进行防腐，其中高硅铸铁为惰性辅助阳极。
①该保护方法叫做________(填“牺牲阳极法”或“外加电流法”)。
②下列有关表述正确的是______(填序号)。
a．钢管桩被迫成为阴极而受到保护，其表面的腐蚀电流接近于零
b．高硅铸铁的作用是作为损耗阳极材料和传递电流
c．通电后，调整外加电压，外电路中的电子被强制从钢管桩流向高硅铸铁
d．石墨能导电且化学性质不活泼，可用石墨代替高硅铸铁作辅助阳极
17．(12分)(1)绿色电源“直接二甲醚(CH3OCH3)燃料电池”的工作原理示意图如图所示：
正极为________电极(填“A”或“B”)，H＋移动方向为________(填“由A到B”或“由B到A”)，写出A电极的电极反应式：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)SO2和NOx是主要大气污染物，利用如图装置可同时吸收SO2和NO。
①a是直流电源的________极。
②已知电解池的阴极室中溶液的pH在4～7之间，阴极的电极反应式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
③用离子方程式表示吸收NO的原理________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)VB2－空气电池是目前储电能力最高的电池。以VB2－空气电池为电源，用惰性电极电解硫酸铜溶液如图所示，该电池工作时的反应为4VB2＋11O2===4B2O3＋2V2O5，VB2极发生的电极反应为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
当外电路中通过0.04 ml电子时，B装置内共收集到0.448 L气体(标准状况)，若B装置内的液体体积为200 mL(电解前后溶液体积不变)，则电解前CuSO4溶液的物质的量浓度是多少？(写出计算过程)
18．(11分)多室电解池在工业生产中应用广泛。回答下列问题：
(1)一种“分步法电解制氢气”的装置如图1所示，该方法制氢气分两步：第一步在其中一个惰性电极产生H2，NiOOH/Ni(OH)2电极发生氧化反应；第二步在另一个惰性电极产生O2。
图1
①第一步反应时，开关K应该连接________(填“K1”或“K2”)。
②第二步反应时，NiOOH/Ni(OH)2电极的电极反应式为________________。
③当电路中转移6.25 ml电子时，产生67.2 L(标准状况)H2，则电能的利用率为________%。
(2)砷酸可用于制造有机颜料、杀虫剂等，利用如图2所示的三室电解池电解亚砷酸钠(Na3AsO3)溶液可得到砷酸(H3AsO4)和NaOH。
则a电极应接电源的________极，b电极的电极反应式为________________。
(3)用次磷酸钠通过电渗析法制备次磷酸的装置如图3所示。交换膜A为________(填“阳离子”或“阴离子”)交换膜，电极N的电极反应式为________________________，当电路中通过3.852 8×105 C电荷量时，制得次磷酸的物质的量为________(1个电子的电荷量为1.6×10－19 C，NA的值约为6.02×1023)。
19．(12分)[2023·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·ml－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：
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·ml－1；
Ⅱ.N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)
ΔH2＝c kJ·ml－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 ml N2转移电子的物质的量为________ml，电池工作一段时间后，电解质溶液的pH________(填“增大”“减小”或“不变”)。
20．(12分)(1)氢碘酸也可以用“电解法”制备，装置如图所示。其中双极膜(BPM)是阴、阳复合膜，在直流电的作用下，阴、阳膜复合层间的H2O解离成H＋和OH－；A、B为离子交换膜。
①B膜最佳应选择________。
②阳极的电极反应式是________________________________________________。
③少量的I－因浓度差通过BPM膜，若撤去A膜，其缺点是________________________________。
(2)利用电化学高级氧化技术可以在电解槽中持续产生·OH，使处理含苯酚(C6H5OH)废水更加高效，装置如下图所示。已知a极主要发生的反应是O2生成H2O2，然后在电解液中产生·OH并迅速与苯酚反应。
①b极连接电源的________极(填“正”或“负”)。
②a极的电极反应式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
③除电极反应外，电解液中主要发生的反应方程式有________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
单元检测6 化学反应与能量
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．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 ml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·ml－1，则2 ml氟化氢气体分解成1 ml氢气和1 ml氟气吸收270 kJ热量，故D错误。
4．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。
5．B 根据装置图，碳电极通入氢气，发生氧化反应，电极反应为H2－2e－＋2OH－===2H2O，Ni电极NiO(OH)→Ni(OH)2，发生还原反应，电极反应为NiO(OH)＋H2O＋e－===Ni(OH)2＋OH－，碳电极是负极，Ni电极是正极。离子交换膜选用阴离子交换膜(只允许阴离子通过)，故A错误，B正确；导线中通过1 ml电子时，负极生成1 ml水，理论上负极区溶液质量增加18 g，故C错误；充电时，负极与电源负极相连，所以碳电极与电源的负极相连，故D错误。
6．D A．根据反应①的ΔH1>0，可知反应①是吸热反应，正确；B.根据盖斯定律，反应③可由反应①和反应②之和得到，则ΔH3＝ΔH1＋ΔH2，正确；C.反应③是固体生成气体的反应，是一个熵增的反应，正确；D.由于反应②还有三氧化硫和二氧化硫的参与，故不知道V2O5(s)和V2O4(s)的能量相对大小，不能确定V2O5(s)的能量比V2O4(s)低，更稳定，错误。
7．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。
8．C 化学腐蚀是指金属与接触到的干燥气体(如O2、Cl2、SO2等)或非电解质液体(如石油)等直接发生化学反应而引起的腐蚀，硅酸钠溶液是电解质溶液，故铝片和钢片在硅酸钠溶液中不会发生化学腐蚀，A错误。钢片在酸性溶液中会发生析氢腐蚀，硅酸钠是强碱弱酸盐，硅酸根离子水解使硅酸钠溶液显碱性，故钢片在硅酸钠溶液中不会发生析氢腐蚀，B错误。半浸时，铝片发生吸氧腐蚀，空气中的氧气在正极上得到电子被还原为OH－：O2＋4e－＋2H2O===4OH－，C正确。钢板镀铝的目的：一是增强美观，二是隔绝钢板与空气和水蒸气的接触，防止钢板被腐蚀。虽然镀铝钢板在镀层被腐蚀后，存在牺牲阳极的阴极保护过程，但不是钢板镀铝的目的，D错误。
9．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。
10．D CO2为直线形结构，故左侧电极CO2得到电子被还原为乙烯，左侧电极为阴极，X为电源负极，右侧电极为阳极，发生的是水失去电子生成氧气和H＋的反应，Y为电源正极。若纳米结构铜作阳极，为活泼阳极，铜失去电子被氧化，与题图中阳极水失去电子被氧化不符，A错误。通电时，电解质中离子的移向一般遵循“阴阳相吸”，即阳离子(H＋)移向左侧阴极，B错误。左侧阴极反应为2CO2＋12H＋＋12e－===C2H4＋4H2O，C错误。电解池工作时电流方向为正极Y→阳极→电解质→阴极→负极X，D正确。
11．B 由题图知，“mSnO2/CC”电极上CO2得到电子被还原为HCOO－，该电极为电解池的阴极，结合题干中“mSnO2/CC和CuONS/CF作催化电极”，说明“mSnO2/CC”能降低阴极反应的活化能，A正确；阴极室电解质溶液的pH相对较小时氢离子浓度相对较大，阴极将发生氢离子得到电子生成氢气的竞争反应，不利于二氧化碳在阴极被还原，B错误；题图中“CuONS/CF”电极上甲醇失去电子被氧化为甲酸，“CuONS/CF”为阳极，电极反应为CH3OH－4e－＋H2O===HCOOH＋4H＋，生成的H＋穿过质子交换膜移向左室，C正确；二氧化碳在阴极得到电子被还原为甲酸根离子，C的化合价由＋4降至＋2，先写为“CO2＋2e－―→HCOO－”，再根据电荷守恒和质量守恒，在左边补充“HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ”，右边补充“CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) ”，得CO2＋HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ＋2e－===HCOO－＋CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) ，D正确。
12．D A项，阳极发生氧化反应，电极反应式：Fe－6e－＋8OH－===FeO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ＋4H2O，正确；B项，阴极发生还原反应，水电离出的氢离子放电生成氢气和氢氧根，甲溶液为浓的氢氧化钠溶液，可循环利用，正确；C项，电解池中阳离子向阴极移动，通过离子交换膜a的是Na＋，故a为阳离子交换膜，正确；D项，Fe为阳极，发生氧化反应，错误。
13．D 铜电极上发生水得电子的还原反应，说明铜是电解池的阴极，则A是甲烷燃料电池的负极，故X是甲烷，Y是空气，A错误；氢氧化钾溶液是甲烷燃料电池的电解质溶液，负极反应为CH4－8e－＋10OH－===CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) ＋7H2O，B错误；电解池铝电极(阳极)上存在两个竞争反应，分别为Al－3e－===Al3＋、2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，阳极溶解9 g Al，理论上被氧化的CH4的质量大于2 g，C错误；电絮凝净水存在的过程有铝活泼电极失去电子被氧化为Al3＋、Al3＋水解生成氢氧化铝胶体、氢氧化铝胶体吸附水中油污等污染物、密度小的污染物上浮形成悬浮物、密度大的污染物下沉成为污泥，D正确。
14．D A．由图示可知，该电池正极氧气得电子生成水，正极的电极反应式为：O2＋4H＋＋4e－===2H2O，正确；B.由图示可知，该电池负极氢气失电子发生氧化反应，正确；C.由图示可知，该聚合物电解质薄膜可通过H＋由负极向正极的定向迁移导电，正确；D.若将灯泡换成电解饱和食盐水装置，当燃料电池生成9 g水时，电路中转移1 ml电子，电解食盐水会同时产生0.5 ml氢气，非标准状况下的体积不一定是11.2 L，错误。
15．A 由电池的总反应NaBH4＋4H2O2===NaBO2＋6H2O可知，X电极上NaBH4发生失去电子的氧化反应，作负极，则Y极作正极，电子经X流向外电路流入Y，电流经Y流向外电路，故A错误；该电池中Y极为正极，电极反应为H2O2＋2e－===2OH－，故B正确；X极为负极，电极反应式为BH－＋8OH－－8e－===BO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(2)) ＋6H2O，所以X极区溶液的pH逐渐减小，故C正确；由电极反应式H2O2＋2e－===2OH－可知，每消耗1 ml H2O2电路中转移2 ml e－，所以每消耗1.0 L 0.50 ml·L－1即0.50 ml H2O2，电路中转移1.0 ml e－，故D正确。
16．答案：(1)①b ②2(CH3)4NCl＋2H2O eq \(=====,\s\up7(通电)) 2(CH3)4NOH＋H2↑＋Cl2↑
(2)①外加电流法 ②ad
解析：(1)从题给信息和图示可知，四甲基氯化铵溶液在阳极发生氧化反应生成Cl2，四甲基铵离子通过阳离子交换膜进入阴极区，结合OH－生成四甲基氢氧化铵。①收集到(CH3)4NOH的区域是b；②电解总反应的化学方程式为2(CH3)4NCl＋2H2O eq \(=====,\s\up7(通电)) 2(CH3)4NOH＋H2↑＋Cl2↑。(2)①依图示，该防腐利用了外接直流电源，属于外加电流法防腐；②外接直流电源的负极与钢管桩连接，钢管桩被迫成为阴极而受到保护，其表面的腐蚀电流接近于零；高硅铸铁为惰性辅助阳极起到传递电流作用，也可用石墨代替；外电路中的电子被强制从外接直流电源的负极流向钢管桩，高硅铸铁上海水中阴离子失去电子流向外接直流电源的正极，与海水中离子的移动构成整个防腐电流回路。
17．答案：(1)B 由A到B CH3OCH3＋3H2O－12e－===2CO2＋12H＋
(2)①负 ②2HSO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ＋2H＋＋2e－===S2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ＋2H2O ③2NO＋2S2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ＋2H2O===N2＋4HSO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3))
(3)2VB2＋22OH－－22e－===V2O5＋2B2O3＋11H2O 0.05(计算过程见解析)
解析：(1)燃料电池中燃料失去电子在负极，氧气得电子在正极，阳离子向得电子一极移动。该燃料电池的正极为B电极，H＋移动方向为由A到B，负极A电极的电极反应式为：CH3OCH3＋3H2O－12e－===2CO2＋12H＋。(2)从图中可看出，电解池的左槽HSO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) 进入后得到电子生成的S2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) 转入吸收塔还原NO，左槽是阴极区，右槽稀硫酸和SO2一起进入后，SO2被氧化生成H2SO4，得到较浓的硫酸溶液，右槽是阳极区。①a与左槽电极连接，是直流电源的负极；②已知电解池的阴极室中溶液的pH在4～7之间，是酸性环境，故阴极的电极反应为2HSO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ＋2H＋＋2e－===S2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ＋2H2O；③吸收NO的原理2NO＋2S2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ＋2H2O===N2＋4HSO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) 。(3)VB2－空气电池工作时的反应为4VB2＋11O2===4B2O3＋2V2O5，从图中可得知其电解质溶液是KOH，VB2极发生氧化反应，则电极反应为2VB2＋22OH－－22e－===V2O5＋2B2O3＋11H2O。电解CuSO4溶液阳极发生4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，阴极先Cu2＋＋2e－===Cu，后2H＋＋2e－===H2↑；当外电路中通过0.04 ml电子时阳极得到氧气0.01 ml，标准状况下的体积为0.224 L，B装置内共收集到0.448 L气体(标准状况)，则氢气体积为0.448 L－0.224 L＝0.224 L，生成氢气0.01 ml，得到的电子0.02 ml，根据得失电子总数相等，则溶液中Cu2＋得到电子0.02 ml，Cu2＋物质的量为0.01 ml，则电解前CuSO4溶液的物质的量浓度是 eq \f(0.01 ml,0.2 L) ＝0.05 ml·L－1。
18．答案：(1)①K1 ②NiOOH＋e－＋H2O===Ni(OH)2＋OH－ ③96
(2)负 AsO eq \\al(\s\up1(3－),\s\d1(3)) －2e－＋H2O===AsO eq \\al(\s\up1(3－),\s\d1(4)) ＋2H＋
(3)阳离子 2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ 4 ml
解析：(1)①第一步反应时，NiOOH/Ni(OH)2电极发生氧化反应，作阳极，故开关应连接K1。②第二步反应时，在另一个惰性电极产生O2，则为OH－失电子生成氧气，发生氧化反应，作阳极，故NiOOH/Ni(OH)2电极作阴极，发生还原反应，电极反应式为NiOOH＋e－＋H2O===Ni(OH)2＋OH－。③产生标准状况下67.2 L(3 ml) H2，需要转移6 ml电子，电能的利用率＝ eq \f(6 ml,6.25 ml) ×100%＝96%。(2)电解池中阳离子移向阴极，故a电极是阴极，与电源负极相连，b电极是阳极，AsO eq \\al(\s\up1(3－),\s\d1(3)) 通过阴离子交换膜进入阳极区，在阳极上失去电子转化为AsO eq \\al(\s\up1(3－),\s\d1(4)) ：AsO eq \\al(\s\up1(3－),\s\d1(3)) －2e－＋H2O===AsO eq \\al(\s\up1(3－),\s\d1(4)) ＋2H＋。(3)根据题图3可知，产品室产生次磷酸，则电极M应为阳极，水电离产生的OH－放电，生成的H＋通过交换膜A移向产品室，所以变换膜A为阳离子交换膜；电极N为阴极，水电离产生的H＋放电，电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－。当电路中通过3.852 8×105 C电量时，转移的电子的物质的量为 eq \f(3.852 8×105 C,1.6×10－19 C) × eq \f(1,6.02×1023 ml－1) ＝4 ml，电解过程中每转移1 ml电子，就有1 ml H＋从阳极区移向产品室，有1 ml H2PO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(2)) 从缓冲室移向产品室，即生成1 ml次磷酸，则转移4 ml电子时生成4 ml次磷酸。
19．答案：(1)CH3OH(l)＋ eq \f(3,2) O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－726.5 kJ·ml－1
(2)①减小 不变 ②－93
(3)①2N2H4(g)＋2NO2(g)===3N2(g)＋4H2O(g) ΔH＝(2c－b)kJ·ml－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 ml 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)＋ eq \f(3,2) O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－726.5 kJ·ml－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·ml－1＋436 kJ·ml－1×3－391 kJ·ml－1×6＝－93 kJ·ml－1，a＝－93。(3)①已知Ⅰ.N2(g)＋2O2(g)===2NO2(g) ΔH1＝b kJ·ml－1，Ⅱ.N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g) ΔH2＝c kJ· ml－1，根据盖斯定律，将Ⅱ×2－Ⅰ得2N2H4(g)＋2NO2(g)===3N2(g)＋4H2O(g) ΔH＝(2c－b)kJ·ml－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 ml N2会转移4 ml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。
20．答案：(1)①Na＋交换膜 ②2H2O－4e－===O2↑＋4H＋ ③I－会在阳极失电子得到碘单质，沉积在阳极表面，损伤阳极板
(2)①正 ②O2＋2e－＋2H＋===H2O2 ③C6H6O＋28·OH===6CO2↑＋17H2O
解析：(1)①从图上看，右端的BPM膜和B膜之间产生NaOH，BPM膜提供OH－，B膜最好是Na＋交换膜；②阳极附近溶液为硫酸溶液，水电离出的氢氧根离子失电子，故阳极的电极反应式为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋；③A膜应为阳离子交换膜，阳极产生的H＋透过A膜和少量的I－反应得到少量的HI，若撤去A膜，I－会在阳极失电子得到碘单质，沉积在阳极表面，损伤阳极板。(2)①a极主要发生的反应是O2生成H2O2，O元素化合价降低、得到电子、发生还原反应，则a电极为阴极、与电源负极相接，所以b电极为阳极、与电源正极相接；②a电极为阴极，O2得到电子生成H2O2，电解质溶液显酸性，电极反应式为O2＋2e－＋2H＋===H2O2；③H2O2分解产生·OH，化学方程式为H2O2===2·OH，·OH除去苯酚生成无毒的氧化物，该氧化物为CO2，反应的化学方程式为C6H6O＋28·OH===6CO2↑＋17H2O。
化学键
H—H
N—H
N≡N
键能/(kJ·ml－1)
436
391
945