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单元检测八 化学反应与能量
一、选择题(本题包括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
一项是符合题目要求的)
1．下列叙述正确的是( )
A．升高温度可降低活化能
B．废电池需回收，主要是要利用电池外壳的金属材料
C．乙醇和汽油都是可再生能源，应大力推广“乙醇汽油”
D．推广使用太阳能、风能、地热能、氢能，有利于缓解温室效应
2．中国化学家研究的一种新型复合催化剂[碳纳米点(CQDs)/氮化碳(C N)纳米复合物]可以
3 4
利用太阳光实现高效分解水，其原理如图所示。下列说法正确的是( )
A．C N 中C的化合价为－4
3 4
B．反应的两个阶段均为吸热过程
C．阶段Ⅱ中，HO 既是氧化剂，又是还原剂
2 2
D．通过该反应，实现了化学能向太阳能的转化
3．18O 标记的乙酸甲酯在足量 NaOH 溶液中发生水解，部分反应历程可表示为：
＋OH－ ＋CHO－能量变化如图所
3
示。已知 为快速平衡，下列说法正确的是( )
.
A．反应Ⅱ、Ⅲ为决速步B．反应结束后，溶液中存在18OH－
C．反应结束后，溶液中存在CHOH
D．反应Ⅰ与反应Ⅳ活化能的差值等于图示总反应的焓变
4．已知键能：H—H为a kJ·mol－1，Br—Br为b kJ·mol－1，H—Br为c kJ·mol－1。一定温
度下，反应Br(g)＋H(g)HBr(g)＋H(g) ΔH的反应历程与能量的关系如图所示。下列叙
2
述正确的是( )
A．该反应的正反应是放热反应
B．ΔH＝E－E，加入催化剂时，E、E 及ΔH均减小
1 2 1 2
C．已知a>c，若反应H(g)＋Br (g)2HBr(g) ΔH<0，则b>a
2 2
D．升高温度，正、逆反应速率均加快，且正反应速率加快的程度较大
5．二氧化碳甲烷化对缓解能源危机意义重大，二氧化碳在催化剂的作用下与氢气作用制备
甲烷的反应机理如图所示。下列说法错误的是( )
A．Ni和LaO 是该反应的催化剂
2 3
B．H→2H·的过程为放热过程
2
C．催化剂不能改变该反应的总体热效应
D．该反应的总反应方程式为4H＋CO=====CH＋2HO
2 2 4 2
6．铁碳微电解技术是利用原电池原理处理酸性污水的一种工艺，装置如图。若上端开口关
闭，可得到强还原性的H(氢原子)；若上端开口打开，并鼓入空气，可得到强氧化性的
·OH(羟基自由基)。下列说法错误的是( )
A．无论是否鼓入空气，负极的电极反应式均为Fe－2e－ ===Fe2＋B．不鼓入空气时，正极的电极反应式为H＋ ＋ e－ === H
C．鼓入空气时，每生成1 mol·OH有2 mol电子发生转移
D．处理含有草酸(H C O)的污水时，上端开口应打开并鼓入空气
2 2 4
7．原电池的电极名称不仅与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关，下列说法正确的是
( )
A．由Fe、Cu、FeCl 溶液组成的原电池中，负极反应式为Cu－2e－===Cu2＋
3
B．由Al、Cu、稀硫酸组成的原电池中，负极反应式为Cu－2e－===Cu2＋
C．由Al、Mg、NaOH溶液组成的原电池中，负极反应式为 Al＋4OH－－3e－===AlO＋
2HO
2
D．由Al、Cu、浓硝酸组成的原电池中，负极反应式为Al－3e－===Al3＋
8．化学与生产、生活有着密切的关系，下列叙述正确的是( )
A．钢铁发生析氢腐蚀时，H＋得电子释放出H，钢铁被腐蚀
2
B．钢铁发生吸氧腐蚀时，OH－失电子释放出O，钢铁被腐蚀
2
C．船底镶嵌锌块，锌发生还原反应而被消耗，以保护船体
D．外加电源的正极连接在海水中的钢铁闸门上，可保护闸门
9．1,3-丁二烯和2-丁炔分别与氢气反应的热化学方程式如下：
①CH==CH—CH==CH(g)＋2H(g)―→CHCHCHCH(g) ΔH＝－236.6 kJ·mol－1
2 2 2 3 2 2 3
②CH—C≡C—CH(g)＋2H(g)―→CHCHCHCH(g) ΔH＝－272.7 kJ·mol－1
3 3 2 3 2 2 3
由此不能判断( )
A．1,3-丁二烯和2-丁炔稳定性的相对大小
B．1,3-丁二烯和2-丁炔分子储存能量的相对高低
C．1,3-丁二烯和2-丁炔相互转化的热效应
D．一个碳碳三键的键能与两个碳碳双键的键能之和的大小
10 ． 常 温 下 ， 0.01 mol·L － 1 MOH 溶 液 的 pH 为 10 。 已 知 ： 2MOH(aq) ＋
HSO (aq)===MSO (aq)＋2HO(l) ΔH ＝－24.2 kJ·mol－1；H＋(aq)＋OH－(aq)===HO(l)
2 4 2 4 2 1 2
ΔH＝－57.3 kJ·mol－1。则MOH在水溶液中电离的ΔH为( )
2
A．＋33.1 kJ·mol－1
B．＋45.2 kJ·mol－1
C．－81.5 kJ·mol－1
D．－33.1 kJ·mol－1
11．全钒氧化还原液流电池是一种新型绿色的二次电池，其工作原理如图所示。下列叙述
正确的是( )A．电子由Y极流出，经质子交换膜到X极
B．放电过程中，电解质溶液pH降低
C．Y极反应式为V2＋－e－===V3＋
D．每转移1 mol电子，理论上有2 mol H＋由质子交换膜右侧向左侧迁移
12．利用反应NO ＋NH ―→N ＋HO(未配平)消除NO 的简易装置如图所示。下列说法不
2 3 2 2 2
正确的是( )
A．a电极反应式是2NH －6e－＋6OH－===N＋6HO
3 2 2
B．消耗标准状况下4.48 L NH 时，消除NO 的物质的量为0.15 mol
3 2
C．若离子交换膜是阳离子交换膜，装置右室中溶液的碱性增强
D．整个装置中NaOH的物质的量不断减少
13．HBr被O 氧化依次由如下Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三步反应组成：
2
Ⅰ.HBr(g)＋O(g)===HOOBr(g)
2
Ⅱ.HOOBr(g)＋HBr(g)===2HOBr(g)
Ⅲ.HOBr(g)＋HBr(g)===HO(g)＋Br (g)
2 2
1 mol HBr(g)被氧化为Br (g)放出12.67 kJ热量，其能量与反应进程的关系如图所示：
2
下列说法正确的是( )
A．反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均为放热反应
B．Ⅰ的反应速率最慢
C．HOOBr(g)比HBr(g)和O(g)稳定
2
D．热化学方程式为4HBr(g)＋O(g)===2HO(g)＋2Br (g) ΔH＝－12.67 kJ·mol－1
2 2 214．工业上，在强碱性条件下用电解法除去废水中的CN－，装置如图所示，依次发生的反
应有：
①CN－－2e－＋2OH－===CNO－＋HO
2
②2Cl－－2e－===Cl↑
2
③3Cl＋2CNO－＋8OH－===N＋6Cl－＋2CO＋4HO
2 2 2
下列说法正确的是( )
A．铁电极上发生的反应为Fe－2e－===Fe2＋
B．通电过程中溶液pH不断增大
C．除去1 mol CN－，外电路至少需转移5 mol电子
D．为了使电解池连续工作，需要不断补充NaCl
15．中国是一个严重缺水的国家，污水治理越来越引起人们重视，可以通过膜电池除去废
水中的乙酸钠和对氯苯酚，其原理如图所示，下列说法不正确的是( )
A．电流从A极沿导线经小灯泡流向B极
B．B极为电池的阳极，电极反应式为CHCOO－－8e－＋4HO===2HCO＋9H＋
3 2
C．当外电路中有0.2 mol e－转移时，通过质子交换膜的H＋的个数为0.2N
A
D．A极的电极反应式为 ＋2e－＋H＋=== Cl－＋
二、非选择题(本题包括5小题，共55分)
16．(10分)金属铝有广泛的应用，有人对碳还原氧化铝制备铝进行了实验研究。在2.0 L真
空密闭容器中稍过量石墨与1.0 mol Al O 混合后加热，图1是体系压强随着加热时间变化
2 3
的曲线图，图2是在不同的恒定温度下，反应达到平衡，冷却后容器内剩余固体中部分含
铝元素物质的物质的量随温度变化曲线图。已知：1.01×105 Pa下Al的熔点为933 K，沸点为2 700 K；10 Pa下Al的沸点低于1 000
K，Al O 和C的沸点高于2 000 K。
2 3
反应Ⅰ：Al O(s)＋3C(s)2Al(s)＋3CO(g) ΔH＝＋1 339.1 kJ·mol－1
2 3 1
反应Ⅱ：2Al O(s)＋9C(s)Al C (s)＋6CO(g) ΔH＝＋2 249.5 kJ·mol－1
2 3 4 3 2
反应Ⅲ：Al O(s)＋Al C (s)6Al(s)＋3CO(g) ΔH
2 3 4 3 3
请回答下列问题：
(1) 工 业 上 电 解 法 冶 炼 铝 的 化 学 方 程 式 为
_____________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)ΔH＝________。
3
(3)图1中石墨与Al O 混合物加热至150 min时容器内温度约为__________。
2 3
(4)从反应自发性推测，实验室进行碳还原氧化铝制备铝的实验需要在真空容器中进行，可
能 的 原 因 是
_______________________________________________________________________。
(5)下列说法不正确的是________(填字母)。
A．图1中约170 min后体系压强很快减小可能是反应Ⅰ、Ⅱ急剧发生，吸收了大量的热，
容器内温度降低，导致反应Ⅰ、Ⅱ平衡向逆方向移动
B．图2显示约1 650～1 700 K之间是石墨与Al O 反应制备Al的最佳温度
2 3
C．图2中T≥1 700 K时体系中一定还发生了其他副反应
D．综合分析可得，碳还原氧化铝制备铝比电解法成本更低，产率更高，适合大规模应用
17．(11分)氨广泛用于生产化肥、制冷剂等方面。回答下列问题：
(1)实验室可用如图所示装置合成氨。①亚硝酸钠与氯化铵反应的离子方程式为___________________________________________。
②锥形瓶中盛有一定量水并滴加几滴酚酞试剂。反应一段时间后，锥形瓶中溶液变红，则
气体X的成分为N、水蒸气、____________和____________(填化学式)。
2
(2)最近斯坦福大学研究人员发明了一种SUNCAT的锂循环系统，可持续合成氨，其原理如
图所示。
①图中反应Ⅱ属于____________________(填“氧化还原反应”或“非氧化还原反应”)。
②反应Ⅲ中能量转化的方式是____________________(填“电能转变为化学能”或“化学能
转变为电能”)。
(3)液氨可用作制冷剂，液氨汽化时__________(填“释放”或“吸收”)能量；液氨泄漏遇
明火会发生爆炸。已知部分化学键的键能数据如表所示：
共价键 N—H O==O N≡N O—H
键能/ (kJ·mol－1) 391 498 946 463
则反应4NH (g)＋3O(g)===2N(g)＋6HO(g)的ΔH＝____________。
3 2 2 2
18．(11分)碳是形成化合物种类最多的元素，其单质及化合物是人类生产生活中主要的能
源物质。
请回答下列问题：
(1)有机物M经过太阳光光照可转化成N，转化过程如下，ΔH＝＋88.6 kJ·mol－1，则M、N
相比，较稳定的是________。
(2)已知CHOH(l)的燃烧热ΔH＝－726.5 kJ·mol－1，CHOH(l)＋O(g)===CO(g)＋2H(g)
3 3 2 2 2
ΔH＝－a kJ·mol－1，则a______(填“>”“<”或“＝”)726.5。
(3)将Cl 和HO(g)通过灼热的炭层，生成 HCl和CO ，当有1 mol Cl 参与反应时释放出
2 2 2 2145.0 kJ 热 量 ， 写 出 该 反 应 的 热 化 学 方 程 式 ：
_____________________________________________。
(4)火箭和导弹表面的薄层是耐高温物质。将石墨、铝粉和二氧化钛按一定比例混合在高温
下煅烧，所得物质可作耐高温材料：4Al(s)＋3TiO(s)＋3C(s)===2Al O(s)＋3TiC(s) ΔH＝
2 2 3
－1 176.0 kJ·mol－1，则反应过程中，每转移1 mol电子放出的热量为__________。
(5)已知：①C(s)＋O(g)===CO(g) ΔH＝－393.5 kJ·mol－1
2 2 1
②2CO(g)＋O(g)===2CO(g)
2 2
ΔH＝－566 kJ·mol－1
2
③TiO(s)＋2Cl(g)===TiCl (s)＋O(g)
2 2 4 2
ΔH＝＋141 kJ·mol－1
3
则TiO(s)＋2Cl(g)＋2C(s)===TiCl (s)＋2CO(g)的ΔH＝__________。
2 2 4
(6)已知拆开1 mol H—H,1 mol N—H，1 mol N≡N分别需要的能量是436 kJ、391 kJ、946
kJ ， 则 N(g) 与 H(g) 反 应 生 成 NH (g) 的 热 化 学 方 程 式 为
2 2 3
___________________________________。
19．(11分)(1)用惰性电极电解200 mL一定浓度的硫酸铜溶液，实验装置如图甲所示，电解
过程中的实验数据如图乙所示，横坐标表示电解过程中转移电子的物质的量，纵坐标表示
电解过程中产生气体的总体积(标准状况)。
①下列说法正确的是________(填字母)。
A．电解过程中，a电极表面先有红色物质析出，后有气泡产生
B．b电极上的电极反应式为4OH－－4e－===2HO＋O↑
2 2
C．从P点到Q点时收集到的混合气体的平均摩尔质量为12 g·mol－1
D．OP段表示H 和O 混合气体的体积变化，PQ段表示O 的体积变化
2 2 2
②如果向所得的溶液中加入0.1 mol Cu (OH) CO 后，使溶液恰好恢复到电解前的浓度和
2 2 3
pH(不考虑CO 的溶解)，电解过程中转移的电子的物质的量为________mol。
2
(2)PbSO 热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源。基本结构如图所示，其中作为电解质
4
的无水LiCl－KCl混合物受热熔融后，电池即可瞬间输出电能。该电池总电极反应为
PbSO ＋2LiCl＋Ca===CaCl ＋LiSO ＋Pb。
4 2 2 4①放电过程中，Li＋向________(填“负极”或“正极”)移动。
②负极反应式为__________________________________________________________。
③电路中每转移0.2 mol电子，理论上生成________g Pb。
(3)过二硫酸钾可通过“电解→转化→提纯”方法制得，电解装置如图所示。
常温下，电解液中含硫微粒的主要存在形式与pH的关系如图所示。
在阳极放电的离子主要是HSO，阳极区电解质溶液的pH范围为________，阳极的电极反
应式为________________________________________________________________________。
20．(12分)氢气是未来最具有前途的能源之一，氢气不仅能将二氧化碳转化为CHOH等液
3
体燃料，也能用于燃料电池发电。
(1)以H、CO 为原料制CHOH涉及的主要反应如下：
2 2 3
i．H(g)＋CO(g)CO(g)＋HO(g) ΔH＝＋41 kJ·mol－1
2 2 2 1
ii.CO(g)＋2H(g)CHOH(g) ΔH＝－90 kJ·mol－1
2 3 2
①CO 分子中含有________键(填“极性”或“非极性”)。
2
②H(g) 、 CO(g) 转 化 为 CHOH(g) 、 HO(g) 的 热 化 学 方 程 式 为
2 2 3 2
___________________________
________________________________________________________________________。
(2)在催化剂作用下，反应温度和压强对 CO 平衡转化率、CHOH选择性影响如图所示
2 3
[CHOH的选择性＝]。
3
①比较p、p 的大小：____________________________________________________。
2 1
②随着温度的升高，CO 平衡转化率增大，CHOH 选择性减小。说明原因：
2 3
_________________
________________________________________________________________________。
(3)氢氧燃料电池是最具发展前途的发电技术之一，设计简单氢氧燃料电池，示意如图：① 闭 合 K ， 一 段 时 间 后 断 开 K ， 闭 合 K ， 电 极 b 发 生 的 电 极 反 应 式 为
1 1 2
____________________。
②不选用NaCl溶液作电解质溶液的原因是__________________________________________。
(4)大规模制H 所需能量可由太阳能提供。利用NaCO·10H O可将太阳能储存，释放，结
2 2 3 2
合 方 程 式 说 明 储 存 、 释 放 太 阳 能 的 原 理 ：
______________________________________________
________________________________________________________________________。
单元检测八 化学反应与能量答案解析
1．答案 D
解析 对于同一分子的活化能是定值，升高温度活化能不改变，选项A错误；主要回收废
电池的铁壳和其中的“黑”原料，并进行二次产品的开发制造，选项B错误；汽油是不可
再生能源，选项C错误；太阳能、风能、地热能、氢能是清洁能源，推广使用能减少二氧
化碳的排放，选项D正确。
2．答案 C
解析 依据化合物中化合价代数和为0，因C N 中N的化合价为－3，所以C的化合价为＋
3 4
4，A项错误；阶段Ⅱ过氧化氢分解生成氧气和水为放热反应，B项错误；阶段Ⅱ中，HO
2 2
发生歧化反应，既是氧化剂，又是还原剂，C项正确；利用太阳光实现高效分解水的反应，
实现了太阳能向化学能的转化，D项错误。
3．答案 B
解析 一般来说，反应的活化能越高，反应速率越慢，由图可知，反应Ⅰ和反应Ⅳ的活化
能较高，因此反应的决速步为反应Ⅰ、Ⅳ，故 A 错误；反应Ⅰ为加成反应，而
为快速平衡，反应Ⅱ的成键和断键方式为或 ，后者能生成18OH－，因此反应结束后，溶液中存在18OH－，故B正确；
反应Ⅲ的成键和断键方式为 或 ，因此反应结束后溶液中不
会存在CHOH，故C错误；该总反应对应反应物的总能量高于生成物的总能量，总反应为
放热反应，因此 和CHO－的总能量与 和OH－的总能量之差
3
等于图示总反应的焓变，故D错误。
4．答案 D
解析 由图可知，E 为正反应活化能，E 为逆反应活化能，E>E ，ΔH＝E －E>0，为吸
1 2 1 2 1 2
热反应，A错误；加入催化剂时，E 、E 减小，但ΔH不变，B错误；由于H—H的键能大
1 2
于H—Br的键能，若反应H(g)＋Br (g)2HBr(g) ΔH<0，则Br—Br的键能应小于H—Br
2 2
的键能，即c>b，又a>c，则a>b，C错误；该反应为吸热反应，升高温度，正、逆反应速
率均加快，正反应速率加快的程度大于逆反应速率加快的程度，使平衡向正反应方向移动，
D正确。
5．答案 B
解析 由图可知该循环中Ni和LaO 是该反应的催化剂，故A正确；H→2H·为断键的过
2 3 2
程，该过程为吸热过程，故B错误；催化剂可以降低反应的活化能，但不能改变该反应的
总体热效应，故C正确；根据图中信息得到该反应的总反应方程式为4H ＋CO=====CH
2 2 4
＋2HO，故D正确。
2
6．答案 C
解析 在原电池中，铁作负极，电极反应式是 Fe－2e－===Fe2＋，故A正确；不鼓入空气
时，正极发生还原反应为H＋＋ e－ === H，故B正确；鼓入空气时，氧气在正极发生的电
极反应为O＋4e－＋2HO===4·OH，每生成1 mol·OH有1 mol电子发生转移，故C错误。
2 2
7．答案 C
解析 该原电池中，Fe失电子作负极，Cu作正极，负极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，故A
错误；该原电池中，Al失电子作负极、Cu作正极，负极反应式为Al－3e－===Al3＋，故B
错误；该原电池中，Al失电子作负极、Mg作正极，负极反应式为Al＋4OH－－3e－===AlO
＋2HO，故C正确；该原电池中，铜失电子作负极、Al作正极，负极反应式为Cu－2e－
2
===Cu2＋，故D错误。
8．答案 A
解析 B项发生吸氧腐蚀时，正极反应式为O ＋2HO＋4e－===4OH－，整个过程是吸收O
2 2 2而不是释放O ，错误；C项为牺牲阳极的阴极保护法，金属锌发生氧化反应，错误；D项
2
为外加电流的阴极保护法，钢铁闸门应与外加电源的负极相连，错误。
9．答案 D
解析 根据盖斯定律可知，①－②即得到 CH==CH—CH==CH(g)―→CH—C≡C—
2 2 3
CH(g) ΔH＝＋36.1 kJ·mol－1，这说明1,3-丁二烯转化为2-丁炔是吸热反应，因此在物质
3
的量相等的条件下，1,3-丁二烯的总能量低于2-丁炔的总能量，则1,3-丁二烯比2-丁炔的稳
定性强，因此A、B、C三项均正确；反应热等于断开化学键吸收的能量与形成化学键所放
出的能量的差值，但由于不能确定碳碳单键的键能，因此根据热化学方程式不能确定一个
碳碳三键的键能与两个碳碳双键的键能之和的大小，D项错误。
10．答案 B
解析 根据常温下，0.01 mol·L－1 MOH溶液的pH＝10知，MOH为弱碱，MOH溶液与硫
酸的中和反应可以看作两个过程：MOH(aq)M＋(aq)＋OH－(aq) ΔH、H＋(aq)＋OH－
(aq)===
HO(l) ΔH ，根据盖斯定律知ΔH ＝2(ΔH＋ΔH)，则ΔH＝ΔH －ΔH ＝×(－24.2 kJ·mol－1)
2 2 1 2 1 2
－(－57.3 kJ·mol－1)＝＋45.2 kJ·mol－1，B项正确。
11．答案 C
解析 观察装置图，由物质转化可以确定右边发生氧化反应，Y极为负极，左边发生还原
反应，X极为正极。电子由Y极经导线流向X极，故A错误；放电过程中，电池反应式为
V2＋＋VO＋2H＋===V3＋＋VO2＋＋HO，消耗H＋，pH升高，故B错误；Y极为负极，发生
2
氧化反应，由离子转化关系知反应式为V2＋－e－===V3＋，故C正确；X极反应式为VO＋
2H＋＋e－===VO2＋＋HO，得失电子数决定氢离子迁移数目，转移1 mol电子，只有1 mol
2
H＋迁移，故D错误。
12．答案 D
解析 a电极通入的是NH ，发生氧化反应，电极反应式是2NH －6e－＋6OH－===N ＋
3 3 2
6HO，A项正确；标准状况下4.48 L NH 的物质的量为0.2 mol，根据得失电子守恒可得
2 3
4NH ～3NO ，列式得＝，解得n(NO )＝0.15 mol，B项正确；右室中发生的电极反应为
3 2 2
2NO ＋8e－＋4HO===N ＋8OH－，钠离子透过阳离子交换膜进入右极室，因反应生成 OH
2 2 2
－，使右室溶液的碱性增强，C项正确；因电池总反应为6NO ＋8NH ===7N ＋12HO，所
2 3 2 2
以整个装置中NaOH的物质的量不变，D项错误。
13．答案 B
解析 第一步反应的反应物总能量低于生成物总能量，所以为吸热反应，故A错误；第一
步反应需要的活化能最大，即反应Ⅰ的反应速率最慢，故 B正确；HOOBr(g)的能量比
HBr(g)和 O(g)的总能量高，能量越高，物质越不稳定，故 C 错误；根据题意，1 mol
2
HBr(g)被氧化为Br (g)放出12.67 kJ热量，则热化学方程式为4HBr(g)＋O(g)===2HO(g)＋
2 2 22Br (g) ΔH＝－50.68 kJ·mol－1，故D错误。
2
14．答案 C
解析 铁电极为电解池的阴极，则只能是水提供的氢离子得电子，A错误；根据电极反应
式，阴极为2HO＋2e－===H↑＋2OH－，阳极为①CN－－2e－＋2OH－===CNO－＋HO，
2 2 2
②2Cl－－2e－===Cl↑，③3Cl ＋2CNO－＋8OH－===N ＋6Cl－＋2CO＋4HO，得失电子数
2 2 2 2
相等时，消耗氢氧根离子，pH减小，B错误；根据反应：3Cl ＋2CNO－＋8OH－===N ＋
2 2
6Cl－＋2CO＋4HO，除去1 mol CN－，消耗1.5 mol氯气，转移3 mol电子，根据CN－－2e－
2
＋2OH－===CNO－＋HO，转移2 mol电子，所以外电路至少需转移5 mol电子，C正确；
2
根据电极反应，为了使电解池连续工作，需要补充氢氧化钠，D错误。
15．答案 B
解析 原电池工作时，电流从正极经导线流向负极，即电流从A极沿导线经小灯泡流向B
极，故 A 正确；B 极为电池的负极，失去电子，电极反应式为 CHCOO－－8e－＋
3
4HO===2HCO＋9H＋，故B错误；根据得失电子守恒可知，当外电路中有 0.2 mol e－转移
2
时，通过质子交换膜的H＋的个数为0.2N ，故C正确；A为正极，得到电子，正极有氢离
A
子参与反应，电极反应式为 ＋2e－＋H＋===Cl－＋ ，故D正确。
16．答案 (1)2AlO(熔融)=====4Al＋3O↑
2 3 2
(2)＋1 767.8 kJ·mol－1 (3)1 500 K (4)减小体系压强可以使铝的沸点降低，实验时铝呈气
态使反应Ⅰ熵变(或生成物熵)增大，有利于反应自发进行 (5)D
解析 (2)根据盖斯定律，将(Ⅰ)×3－(Ⅱ)，整理可得Al O(s)＋Al C (s)6Al(s)＋3CO(g)
2 3 4 3
ΔH＝＋1 767.8 kJ·mol－1。
3
(3)图1中石墨与Al O 混合物加热至150 min时，反应还未开始，物质的量为 1.0 mol；结
2 3
合图2中物质的量与温度关系可知：反应温度约为1 500 K。
(5)图1中约170 min后体系压强很快减小可能是反应Ⅰ、Ⅱ急剧发生，吸收了大量的热，
导致容器内温度降低，化学平衡向放热的逆方向移动，A正确；由图2显示约1 650～1 700
K之间Al生成量增加，因此是石墨与Al O 反应制备Al的最佳温度，B正确；图2中T≥1
2 3
700 K时，体系中Al的物质的量逐渐减小，一定是体系中发生了其他副反应，如发生反应
产生Al C ，C正确；综合分析可知：碳还原氧化铝所需温度太高，难以实现，制备铝比电
4 3
解法成本更高，产率更低，不适合大规模应用，D错误。
17．答案 (1)①NO＋NH=====N↑＋2HO
2 2
②H NH (2)①非氧化还原反应
2 3
②电能转变为化学能 (3)吸收 －1 262 kJ·mol－1
解析 (1)①亚硝酸钠具有强氧化性与氯化铵发生氧化还原反应生成氮气，反应的离子方程
式为NO＋NH=====N↑＋2HO。②锌与稀硫酸反应生成的氢气与亚硝酸钠和氯化铵反应
2 2
生成的氮气在催化剂作用下反应生成了氨气，因此锥形瓶中酚酞溶液变红，则气体X的成分为N、水蒸气、H、NH 。(2)①反应Ⅱ是LiN与HO反应生成NH 和LiOH的过程，反
2 2 3 3 2 3
应中没有元素化合价的变化，属于非氧化还原反应。②反应Ⅲ中氢氧化锂转变为锂、氧气
和水，发生了非自发的氧化还原反应，属于电解池反应，能量转化的方式是电能转变为化
学能。
(3)液氨可用作制冷剂，是因为液氨汽化时吸收能量，导致周围温度降低；反应 4NH (g)＋
3
3O(g)===2N(g)＋6HO(g) ΔH＝反应物的键能之和－生成物的键能之和＝391 kJ·mol－
2 2 2
1×3
×4＋498 kJ·mol－1×3－946 kJ·mol－1×2－463 kJ·mol－1×2×6＝－1 262 kJ·mol－1。
18．答案 (1)M (2)<
(3)2Cl (g)＋2HO(g)＋C(s)===4HCl(g)＋CO(g) ΔH＝－290.0 kJ·mol－1
2 2 2
(4)98.0 kJ (5)－80 kJ·mol－1
(6)N (g)＋3H(g)2NH (g) ΔH＝－92.0 kJ·mol－1
2 2 3
解析 (1)有机物M经过太阳光光照转化为N的过程吸收能量，则N能量高，比M活泼，
较稳定的化合物为M。
(2)甲醇燃烧生成CO(g)和H(g)属于不完全燃烧，放出的热量少，所以a<726.5。
2 2
(3)有1 mol Cl 参与反应时释放出145.0 kJ热量，2 mol 氯气反应放热290.0 kJ，反应的热化
2
学方程式：2Cl(g)＋2HO(g)＋C(s)===4HCl(g)＋CO(g) ΔH＝－290.0 kJ·mol－1。
2 2 2
(4)4Al(s)＋3TiO(s)＋3C(s)===2Al O(s)＋3TiC(s) ΔH＝－1 176.0 kJ·mol－1，转移12 mol电
2 2 3
子放热1 176.0 kJ，则反应过程中，每转移1 mol电子放出的热量为 kJ＝98.0 kJ。
(5)根据盖斯定律，由①×2－②＋③得：TiO(s)＋2Cl(g)＋2C(s)===TiCl (s)＋2CO(g)，其焓
2 2 4
变ΔH＝ΔH×2－ΔH＋ΔH＝－80 kJ·mol－1。
1 2 3
(6)在反应N ＋3H2NH 中，断裂3 mol H—H、1 mol N≡N共吸收的能量：3×436 kJ＋
2 2 3
946 kJ＝2 254 kJ，生成2 mol NH ，共形成6 mol N—H，放出的能量为6×391 kJ＝2 346
3
kJ，吸收的热量少，放出的热量多，该反应为放热反应，放出的热量为 2 346 kJ－2 254 kJ
＝92 kJ，则N(g)与H(g)反应生成NH (g)的热化学方程式为N(g)＋3H(g)2NH (g) ΔH
2 2 3 2 2 3
＝－92.0 kJ·
mol－1。
19．答案 (1)①ABC ②0.6 (2)①正极 ②Ca＋2Cl－－2e－===CaCl ③20.7 (3)0～2
2
2HSO－2e－===SO＋2H＋
2
解析 (1)①根据电流方向分析，判断b为阳极，a为阴极，用惰性电极电解一定浓度的硫
酸铜溶液，电池总反应：2CuSO ＋2HO=====2Cu＋O↑＋2HSO ；结合图乙可知，通过
4 2 2 2 4
0.2 mol 电子时是电解的硫酸铜溶液，然后是电解硫酸溶液，发生的电池总反应为
2HO=====2H↑＋O↑。a电极为阴极，先发生的电极反应为Cu2＋＋2e－===Cu，后发生的
2 2 2
电极反应为2H＋＋2e－===H↑，A对；b电极上发生的电极反应为4OH－－4e－===2HO＋
2 2O↑，B对；从P点到Q点时收集到H 和O 的混合气体，由电解水反应可知通过0.2 mol
2 2 2
电子时生成0.1 mol H、0.05 mol O，则混合气体的平均摩尔质量为＝12 g·
2 2
mol－1，C正确；OP段表示O 的体积变化，PQ段表示H 和O 混合气体的体积变化，D错
2 2 2
误。②0.1 mol Cu (OH) CO 可以看作0.2 mol CuO、0.1 mol H O和0.1 mol CO ，相当于有
2 2 3 2 2
0.2 mol硫酸铜和0.1 mol水被电解，则转移电子的物质的量为0.6 mol。(3)在阳极放电的离
子主要是HSO，根据阳极区含硫微粒的主要存在形式与pH的关系，电解质溶液的pH范围
为0～2，故HSO失电子生成SO，故其电极反应式为2HSO－2e－===SO＋2H＋。
2 2
20．答案 (1)①极性 ②3H(g)＋CO(g)===CHOH(g)＋HO(g) ΔH＝－49 kJ·mol－1
2 2 3 2
(2)①p＞p ②温度升高，反应ⅰ正向进行，CO 转化率增大；反应ⅱ为放热反应，温度升
2 1 2
高，不利于CHOH的生成
3
(3)①H －2e－===2H＋ ②闭合K ，a极发生反应的电极方程式：2Cl－－2e－===Cl↑；闭合
2 1 2
K，a极发生反应的电极方程式：Cl＋2e－===2Cl－，不能形成氢氧燃料电池
2 2
(4)Na CO·10H O===NaCO ＋10HO，该过程需要吸收能量，将太阳能储存；NaCO ＋
2 3 2 2 3 2 2 3
10HO===NaCO·10H O，该过程放出能量，将储存的太阳能释放
2 2 3 2
解析 (1)①CO 的结构简式为O==C==O，含有极性共价键。②根据盖斯定律，将ⅰ＋ⅱ得
2
热化学方程式：3H(g)＋CO(g)===CHOH(g)＋HO(g) ΔH＝－49 kJ·mol－1。(2)①根据温
2 2 3 2
度与CO 平衡转化率的关系，作等温线，增大压强，平衡向正反应方向移动，CO 的平衡
2 2
转化率增大，即p＞p。②反应i为吸热反应，反应ii为放热反应，升高温度，反应ⅰ正向
2 1
进行，CO 转化率增大，反应ⅱ向逆反应方向进行，不利于CHOH的生成，因此升高温度，
2 3
CO 平衡转化率增大，CHOH选择性降低。(3)①闭合K ，该装置为电解池，电极b为阴
2 3 1
极，电极反应式为2HO＋2e－===H↑＋2OH－，电极a为阳极，电极反应式为2HO－4e－
2 2 2
===O↑＋4H＋，断开K，闭合K，构成氢氧燃料电池，电极b为负极，电极反应式为H－
2 1 2 2
2e－===2H＋。②若选用NaCl溶液，阳极上发生反应的电极方程式为2Cl－－2e－===Cl↑，
2
不能构成氢氧燃料电池。
