昆明化學化學反應與能量變化的專項培優(yōu)易錯試卷練習題一、化學反應與能量變化練習題（含詳細答案解析）1．X、Y、Z、W、Q是原子序數(shù)依次增大的短周期主族元素，X與Y位于不同周期，X與W位于同一主族；原子最外層電子數(shù)之比N（Y）：N（Q）=3：4；Z的原子序數(shù)等于Y、W、Q三種元素原子的最外層電子數(shù)之和。請回答下列問題：（1）Y元素在周期表中的位置是______________;QX4的電子式為_____________。（2）一種名為“PowerTrekk”的新型充電器是以化合物W2Q和X2Z為原料設(shè)計的，這兩種化合物相遇會反應生成W2QZ3和氣體X2，利用氣體X2組成原電池提供能量。①寫出W2Q和X2Z反應的化學方程式：______________。②以稀硫酸為電解質(zhì)溶液，向兩極分別通入氣體X2和Z2可形成原電池，其中通入氣體X2的一極是_______（填“正極”或“負極”）。③若外電路有3mol電子轉(zhuǎn)移，則理論上需要W2Q的質(zhì)量為_________?！敬鸢浮康诙芷诘冖驛族負極37g【解析】【分析】原子最外層電子數(shù)之比N（Y）：N（Q）=3：4，因為都為主族元素，最外層電子數(shù)小于8，所以Y的最外層為3個電子，Q的最外層為4個電子，則Y為硼元素，Q為硅元素，則X為氫元素，W與氫同主族，為鈉元素，Z的原子序數(shù)等于Y、W、Q三種元素原子的最外層電子數(shù)之和，為氧元素。即元素分別為氫、硼、氧、鈉、硅?！驹斀狻?1)根據(jù)分析，Y為硼元素，位置為第二周期第ⅢA族；QX4為四氫化硅，電子式為；(2)①根據(jù)元素分析，該反應方程式為；②以稀硫酸為電解質(zhì)溶液，向兩極分別通入氣體氫氣和氧氣可形成原電池，其中通入氣體氫氣的一極是負極，失去電子；③外電路有3mol電子轉(zhuǎn)移時，需要消耗1.5mol氫氣，則根據(jù)方程式分析，需要0.5mol硅化鈉，質(zhì)量為37g。2．A、B、C、D、E均為短周期元素，且原子序數(shù)依次增大；A的主族序數(shù)、周期數(shù)、原子序數(shù)均相同；B為非金屬元素，其單質(zhì)有多種同素異形體，其中一種可作電極材料；C是植物生長所需的主要元素之一；D和A可形成化合物和，且是最常見的溶劑；E原子次外層電子數(shù)等于其它層電子數(shù)之和，則：的離子結(jié)構(gòu)示意圖為______，B、C、D、E與A形成的化合物中穩(wěn)定性最強的是______填化學式．在加熱和Cu作催化劑時，化合物與反應生成其中一種產(chǎn)物是的化學方程式為______．五種元素中，含同一元素的各類物質(zhì)能實現(xiàn)下列轉(zhuǎn)化的有圖______填元素符號圖所示是一種酸性燃料電池檢測儀，具有自動吹氣流量偵測與控制的功能，非常適合進行現(xiàn)場酒精檢測．則該電池的負極反應為______出口處的物質(zhì)______．【答案】2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2ON、S【解析】【分析】短周期元素中主族序數(shù)、周期數(shù)、原子序數(shù)均相同的是H，則A為H元素；B為非金屬元素，其單質(zhì)有多種同素異形體，其中一種可作電極材料，非金屬單質(zhì)常用作電極的是碳，則B為C元素；D和A可形成化合物和，且是最常見的溶劑，則D為O元素；植物生長所需元素是N、P、K，又A、B、C、D、E均為短周期元素，且原子序數(shù)依次增大，則C為N元素；E原子次外層電子數(shù)等于其它層電子數(shù)之和，則E為第三周期元素S，據(jù)此進行解答?！驹斀狻慷讨芷谠刂兄髯逍驍?shù)、周期數(shù)、原子序數(shù)均相同的是H，則A為H元素；B為非金屬元素，其單質(zhì)有多種同素異形體，其中一種可作電極材料，非金屬單質(zhì)常用作電極的是碳，則B為C元素；D和A可形成化合物和，且是最常見的溶劑，則D為O元素；植物生長所需元素是N、P、K，又A、B、C、D、E均為短周期元素，且原子序數(shù)依次增大，則C為N元素；E原子次外層電子數(shù)等于其它層電子數(shù)之和，則E為第三周期元素S；為S元素，硫離子有三個電子層，電子數(shù)依次為2、8、8，離子結(jié)構(gòu)示意圖為，非金屬性越強，對應氫化物的穩(wěn)定性越強，C、N、O、S中非金屬性O(shè)最強，穩(wěn)定性最強的為；與分別為、，在銅作催化劑條件下加熱，乙醇與氧氣反應生成乙醛，反應的化學方程式為：；根據(jù)轉(zhuǎn)化關(guān)系可知，單質(zhì)與氧氣反應生成氧化物X，X與氧氣反應生成氧化物Y，Y生成酸，酸可以生成X，這樣的元素必須有變價，5種元素中滿足條件的元素為：N、S；為，根據(jù)圖可知，該原電池的燃料為乙醇和氧氣，生成物乙酸和水，電解質(zhì)為酸性溶液，原電池負極失去電子發(fā)生了氧化反應，所以負極反應為乙醇失去電子生成乙酸，電極反應為：，正極在酸性條件下氧氣得到電子發(fā)生了還原反應：，所以A處為?！军c睛】考查位置、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)關(guān)系的綜合應用，推斷各元素為解答關(guān)鍵，注意熟練掌握原子結(jié)構(gòu)與元素周期律、元素周期表的關(guān)系，明確原電池原理及其應用，試題側(cè)重考查學生的分析、理解能力及靈活應用基礎(chǔ)知識的能力。3．如圖是常見原電池裝置，電流表A發(fā)生偏轉(zhuǎn)。(1)若兩個電極分別是鐵、銅，電解質(zhì)溶液是濃硝酸，Cu極發(fā)生反應_______（填“氧化”或“還原”），其電極反應式為________________；(2)若兩個電極分別是鎂、鋁，電解質(zhì)溶液是氫氧化鈉溶液，Al電極是_____極（填“正”或“負”），其電極反應式為_________________________________。(3)若原電池的總反應是2FeCl3＋Cu=2FeCl2＋CuCl2，則可以作負極材料的是_______，正極電極反應式為_________________________?！敬鸢浮垦趸疌u－2e－=Cu2＋負Al－3e－＋4OH－=AlO2－＋2H2OCu(或銅)Fe3＋＋e－=Fe2＋【解析】【分析】【詳解】(1)雖然鐵比銅活潑，但是鐵在濃硝酸中發(fā)生鈍化，所以該原電池中銅被氧化，即銅電極為負極，失電子發(fā)生氧化反應，電極方程式為Cu－2e－=Cu2＋；(2)鎂雖然比鋁活潑，但鎂不與氫氧化鈉溶液發(fā)生反應，所以該原電池中Al被氧化，即Al為負極，失電子發(fā)生氧化反應，電極方程式為：Al－3e－＋4OH－=AlO2－＋2H2O；(3)根據(jù)總反應2FeCl3＋Cu=2FeCl2＋CuCl2可知Cu被氧化，F(xiàn)e3+被還原，原電池中負極發(fā)生氧化反應，所以負極材料為Cu；正極發(fā)生還原反應，電極方程式為Fe3＋＋e－=Fe2＋。【點睛】第1小題為易錯點，雖然鐵和銅都能被濃硝酸氧化，但要注意鐵在濃硝酸中發(fā)生鈍化，所以該原電池中銅為負極。4．硫化氫（H2S）是一種有毒的可燃性氣體，用H2S、空氣和KOH溶液可以組成燃料電池，其電池總反應為2H2S+3O2+4KOH=2K2SO3+4H2O。（1）該電池工作時正極應通入___。（2）該電池負極的電極反應式為___。（3）該電池工作一段時間后負極區(qū)溶液的pH__（填“升高”“不變”或“降低”）?！敬鸢浮縊2H2S+8OH--6e-=SO32-+5H2O降低【解析】【分析】【詳解】（1）由電池總反應可知，反應中硫元素的化合價升高，發(fā)生氧化反應，氧氣中氧的化合價降低，發(fā)生還原反應，則通入硫化氫的電極為負極，通入氧氣的電極為正極。答案為：O2。（2）堿性溶液中正極的電極反應式為：O2+2H2O+4e-=4OH-，總反應減去正極反應得到負極反應式為：H2S+8OH--6e-=SO32-+5H2O。答案為：H2S+8OH--6e-=SO32-+5H2O。（3）由負極反應式可知，負極反應消耗OH-，同時生成水，則負極區(qū)溶液中c(OH-)減小，pH降低。答案為：降低。【點睛】電池反應中有氧氣參加，氧氣在反應中得到電子發(fā)生還原反應，根據(jù)原電池原理，負極發(fā)生氧化，正極發(fā)生還原，所以通入氧氣的電極為電池的正極，酸性條件下的反應：O2+4H++4e-=2H2O，堿性條件下的反應：O2+2H2O+4e-=4OH-。5．如圖所示，A、B、C三個裝置中的燒杯分別盛有足量的CuCl2溶液。（1）A、B、C三個裝置中屬于原電池的是___(填標號)。（2）A池中Zn是___極，電極反應式為___；A中總反應的離子方程式___。（3）B池中總反應的方程式為___。（4）C池中Zn是___極，發(fā)生___反應，電極反應式為___；反應過程中，CuCl2溶液濃度___(填“變大”“變小”或“不變”)?！敬鸢浮緼負Zn－2e-=Zn2＋Zn＋Cu2＋=Zn2＋＋CuCuCl2Cu+Cl2↑陰還原Cu2＋＋2e-=Cu不變【解析】【分析】（1）A、B、C三個裝置中，沒有外接電源的屬于原電池。（2）A池中，相對活潑的金屬作負極，電極反應式為金屬失電子生成金屬離子；A中總反應為負極金屬與電解質(zhì)發(fā)生氧化還原反應。（3）B池中總反應為電解氯化銅。（4）C池中，與正極相連的電極為陽極，陽極失電子發(fā)生氧化反應；通過分析兩電極反應，可確定反應過程中，CuCl2溶液濃度變化情況。【詳解】（1）A、B、C三個裝置中，沒有外接電源的屬于原電池，則原電池是A。答案為：A；（2）A池中，相對活潑的金屬是Zn，Zn是負極，電極反應式為Zn－2e-=Zn2＋；A中總反應的離子方程式為Zn＋Cu2＋=Zn2＋＋Cu。答案為：負；Zn－2e-=Zn2＋；Zn＋Cu2＋=Zn2＋＋Cu；（3）B池中總反應，就是電解氯化銅的反應，方程式為CuCl2Cu+Cl2↑。答案為：CuCl2Cu+Cl2↑；（4）C池中，與負極相連的電極為陰極，Zn與電源負極相連，是陰極，得電子，發(fā)生還原反應，電極反應式為Cu2＋＋2e-=Cu；反應過程中，陽極Cu-2e-=Cu2+，生成的Cu2+與陰極消耗的Cu2+物質(zhì)的量相等，則CuCl2溶液濃度不變。答案為：陰；還原；Cu2＋＋2e-=Cu；不變?！军c睛】不管是原電池還是電解池，解題的切入點都是電極的判斷。通常，原電池的負極金屬材料都會失電子生成陽離子；而電解池的陽極材料是否失電子，則要看其是否為活性電極。若陽極為活性電極，則在電解時陽極材料失電子；若為惰性電極，則陽極發(fā)生溶液中陰離子失電子的反應。6．（1）依據(jù)反應：2Ag＋(aq)＋Cu(s)Cu2＋(aq)＋2Ag(s)設(shè)計的原電池如下圖甲所示。①電極X的材料是___________；Y溶液可以是____________；②銀電極上發(fā)生的電極反應式是_________________________。③在電池放電過程中，盛有飽和KCl瓊脂溶膠的鹽橋中，向CuSO4溶液一端擴散的離子是______（填離子符號）。（2）金屬腐蝕一般可分為化學腐蝕和電化學腐蝕，可以采用電化學手段進行防腐。①炒菜的鐵鍋未及時清洗容易生銹。寫出鐵鍋生銹過程的正極反應式__________________。②為了減緩某水庫鐵閘門被腐蝕的速率，可以采用下圖乙所示的方案，其中焊接在鐵閘門上的固體材料R可以采用___________（填寫字母序號）。A．銅B．鈉C．鋅D．石墨③圖丙所示方案也可以減緩鐵閘門的腐蝕速率，則鐵閘門應連接直流電源的_______極。（3）蓄電池是一種可以反復充電、放電的裝置。有一種蓄電池在充電和放電時發(fā)生的反應是：NiO2+Fe+2H2OFe(OH)2+Ni(OH)2。①若此蓄電池放電時，該電池某一電極發(fā)生還原反應的物質(zhì)是____（填序號）。A．NiO2B．FeC．Fe(OH)2D．Ni(OH)2②該電池放電時，正極附近溶液的PH_________（填增大、減小、不變）③充電時該電池陽極的電極反應式________________?！敬鸢浮緾uAgNO3Ag＋＋e－＝AgCl-O2＋2H2O＋4e－=4OH－C負A增大Ni(OH)2-2e-+2OH-=NiO2+2H2O【解析】【分析】（1）由反應方程式可知，該原電池的電極反應式為：正極：2Ag++2e-═2Ag，負極：Cu-2e-═Cu2+，所以X極的材料應為Cu，電解質(zhì)溶液Y應為AgNO3溶液，外電路中的電子從Cu極流向Ag極．鹽橋中的K+移向正極（Ag極）；NO3-移向負極（Cu極），以此解答。（2）①生鐵的吸氧腐蝕中，負極上鐵失電子發(fā)生氧化反應，正極上是氧氣得電子的還原反應；②原電池的負極金屬易被腐蝕，根據(jù)原電池的工作原理來回答；③在電解池的陰極上的金屬被保護，根據(jù)電解池的工作原理來回答；（3）①依據(jù)電池反應分析，充電為電解池，放電為原電池；放電過程中原電池的負極上失電子發(fā)生氧化反應，正極上發(fā)生還原反應；②放電時的電極反應是：負極：Fe-2e-+2OH-=Fe（OH）2；③放電時正極發(fā)生還原反應，正極反應式為：NiO2+2e-+2H2O=Ni（OH）2+2OH-，充電時該電極發(fā)生氧化反應，是該電極反應的逆反應．【詳解】（1）①由反應“2Ag+（aq）+Cu（s）═Cu2+（aq）+2Ag（s）”可知，在反應中，Cu被氧化，失電子，應為原電池的負極，Ag+在正極上得電子被還原，電解質(zhì)溶液為AgNO3，故答案為：Cu；AgNO3；②正極為活潑性較Cu弱的Ag，Ag+在正極上得電子被還原，電極反應為Ag++e=Ag，故答案為：Ag++e-=Ag；③鹽橋中的陽離子移向正極，陰離子移向負極，Cl-移向負極向CuSO4溶液一端擴散，故答案為：Cl-；（2）①炒過菜的鐵鍋未及時清洗容易發(fā)生電化學腐蝕而生銹，在鐵的吸氧腐蝕中，負極上鐵失電子發(fā)生氧化反應，F(xiàn)e=Fe2+2e-，正極上是氧氣得電子的還原反應，O2+2H2O+4e-=4OH-，故答案為：O2+2H2O+4e-=4OH-；②為了降低某水庫的鐵閘門被腐蝕的速率，可以讓金屬鐵做原電池的正極，其中焊接在鐵閘門上的固體材料R可以是比金屬鐵的活潑性強的金屬，鉀鈣鈉都不能做電極材料，故答案為：C；③電解池的陰極上的金屬被保護，為降低鐵閘門的腐蝕速率，其中鐵閘門應該連接在直流電源的負極，故答案為：負；（3）①根據(jù)原電池在放電時，負極發(fā)生氧化反應，正極發(fā)生還原反應，再根據(jù)元素化合價變化，可判斷該電池負極發(fā)生反應的物質(zhì)為Fe被氧化發(fā)生氧化反應，正極為NiO2，被還原發(fā)生還原反應，此電池為堿性電池，在書寫電極反應和總電池反應方程式時不能出現(xiàn)H+，故放電時的電極反應是：負極：Fe-2e-+2OH-=Fe（OH）2，正極：NiO2+2e-+2H2O=Ni（OH）2+2OH-，故答案為：A；②放電時的電極反應是：負極：Fe-2e-+2OH-=Fe（OH）2，所以pH增大，故答案為：增大；③放電時正極發(fā)生還原反應，正極反應式為：NiO2+2e-+2H2O=Ni（OH）2+2OH-，充電時該電極發(fā)生氧化反應，是該電極反應的逆反應，電極反應式為：Ni（OH）2+2OH--2e-=NiO2+2H2O，故答案為：Ni（OH）2+2OH--2e-=NiO2+2H2O．7．C、N、O、Al、Si、Cu是常見的六種元素。常溫下，將除去表面氧化膜的Al、Cu片插入濃HNO3中組成原電池（圖1），測得原電池的電流強度(I)隨時間(t)的變化如圖2所示，反應過程中有紅棕色氣體產(chǎn)生。0～t1時，原電池的負極是Al片，此時，正極的電極反應式是_____，溶液中的H+向_____極移動，t1時，原電池中電子流動方向發(fā)生改變，其原因是______。【答案】2H++NO3-+e-=NO2+H2O正鋁在濃硝酸中發(fā)生鈍化，氧化膜阻止了Al進一步發(fā)生反應【解析】【分析】【詳解】0到t1這段時間，由于金屬活動性：Al>Cu，因此Al作負極，失去電子發(fā)生氧化反應，濃硝酸電離產(chǎn)生的NO3-在正極Cu上得到電子，發(fā)生還原反應產(chǎn)生NO2氣體，正極反應式為2H++NO3-+e-=NO2+H2O，溶液中的H+不斷移向正極；t1時，由于室溫下鋁被濃硝酸氧化產(chǎn)生Al2O3，覆蓋在金屬Al表面，使Al不能進一步發(fā)生反應而發(fā)生鈍化現(xiàn)象，阻礙鋁進一步發(fā)生反應，此時銅與濃硝酸發(fā)生氧化還原反應，銅作負極，鋁作正極，導致電子移動的方向發(fā)生偏轉(zhuǎn)。8．在由銅片、鋅片和150mL稀硫酸組成的原電池中，當在銅片上放出6.72L（標準狀況）的H2時，硫酸恰好用完，則：(1)產(chǎn)生這些氣體消耗的鋅的質(zhì)量是____g；(2)通過導線的電子的物質(zhì)的量是_____mol；(3)該原電池正極的電極反應式為___________________________?！敬鸢浮?9.50.62H++2e-=H2↑【解析】【分析】(1)根據(jù)鋅和氫氣之間的關(guān)系式計算鋅減少的質(zhì)量；(2)根據(jù)氫氣與電子的關(guān)系式計算；(3)鋅為負極,Cu為正極,正極上氫離子得電子生成氫氣?！驹斀狻?1)設(shè)鋅減少的質(zhì)量為m，根據(jù)Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑反應可知，65g：22.4L=m：6.72L，解之得m=19.5g；答案是:19.5；(2)根據(jù)Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑可知，有22.4LH2生成，轉(zhuǎn)移電子為2mol，所以有6.72LH2生成，轉(zhuǎn)移電子0.6mol；答案是:0.6；(3)鋅為負極,Cu為正極,正極上氫離子得電子生成氫氣,其電極方程式為:2H++2e-═H2↑；答案是:2H++2e-═H2↑。9．氫能的優(yōu)點是燃燒熱值高，無污染。目前工業(yè)制氫氣的一個重要反應為CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)ΔH，反應過程和能量的關(guān)系如圖所示：（1）CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)ΔH______(填“>”“<”或“＝”)0。（2）過程Ⅱ是加入催化劑后的反應過程，則過程Ⅰ和Ⅱ的反應熱________(填“相等”或“不相等”)，原因是____________________________________________________________________。（3）已知：H2(g)＋O2(g)===H2O(g)ΔH＝－242.0kJ·mol－1H2O(l)===H2O(g)ΔH＝＋44.0kJ·mol－1則H2(g)燃燒生成H2O(l)的熱化學方程式為_________________________________________?！敬鸢浮浚鞠嗟然瘜W反應的反應熱僅與反應物的總能量和生成物的總能量有關(guān)，與是否加入催化劑無關(guān)H2(g)+O2(g)═H2O(l)△H=-286.0kJ?mol-1【解析】【分析】(1)根據(jù)圖知，反應物總能量小于生成物總能量，則該反應為吸熱反應；(2)催化劑只改變化學反應速率不影響平衡移動，化學反應的反應熱僅與反應物的總能量和生成物的總能量有關(guān)；(3)①H2(g)+O2(g)═H2O(g)△H=-242.0kJ?mol-1，②H2O(l)═H2O(g)△H=+44.0kJ?mol-1，將方程式①-②得H2(g)+O2(g)═H2O(l)△H進行相應的改變?！驹斀狻?1)根據(jù)圖知，反應物總能量小于生成物總能量，則該反應為吸熱反應，所以△H＞0；(2)催化劑只改變化學反應速率不影響平衡移動，化學反應的反應熱僅與反應物的總能量和生成物的總能量有關(guān)，與是否加入催化劑無關(guān)，所以I、II的反應熱相等；(3)①H2(g)+O2(g)═H2O(g)△H=-242.0kJ?mol-1，②H2O(l)═H2O(g)△H=+44.0kJ?mol-1，將方程式①-②得H2(g)+O2(g)═H2O(l)△H=-242.0kJ/mol-44kJ/mol=-286.0kJ?mol-1。10．斷開1molH－H鍵、1molN－H鍵、1molN≡N鍵分別需要吸收的能量為436kJ、391kJ、946kJ，求：生成1molNH3需要___（填“吸收”或“放出”）能量___kJ。【答案】放出46【解析】【分析】化學反應中，化學鍵斷裂吸收能量，形成新化學鍵放出能量，根據(jù)方程式計算，化學反應中，反應物的總能量大于生成物的總能量，反應放熱，反之吸熱，以此計算反應熱并判斷吸熱還是放熱?！驹斀狻坎?molH-H鍵、1molN≡N、1molN-H鍵分別需要吸收的能量為436kJ、946kJ、391kJ，在反應N2+3H22NH3中，斷裂3molH-H鍵，1molN≡N鍵共吸收的能量為：3×436kJ+946kJ=2254kJ；生成2molNH3，共形成6molN-H鍵，放出的能量為：6×391kJ=2346kJ；吸收的能量少，放出的能量多，該反應為放熱反應，放出的熱量為：2346kJ-2254kJ=92kJ，所以生成1molNH3放出熱量為46kJ；故答案為：放出；46。11．能源與人類的生存和發(fā)展息息相關(guān)，化學反應在人類利用能源的歷史過程中充當重要的角色。回答下列問題：（1）科學家最近研制出利用太陽能產(chǎn)生激光，使海水分解。太陽光分解海水時，光能轉(zhuǎn)化為________能，水分解時斷裂的化學鍵是________（填“離子鍵”或“共價鍵”）（2）氫能是一種具有發(fā)展前景的理想清潔能源,氫氣燃燒時放出大量的熱。若斷開1mol氫氣中的化學鍵消耗的能量為Q1kJ，斷開1mol氧氣中的化學鍵消耗的能量為Q2kJ，形成1mol水中的化學鍵釋放的能量為Q3kJ，則下列關(guān)系正確的是____________A．Q1＋Q2＜Q3B．2Q1＋Q2＜2Q3C．2Q1＋Q2＞2Q3D．Q1＋Q2＞Q3（3）下列化學反應在理論上可以設(shè)計成原電池的是________。A．Fe+2FeCl3＝3FeCl2B．SO3+H2O＝H2SO4C．C+H2OCO+H2D．Ba(OH)2+H2SO4＝BaSO4+2H2O（4）美國NASA曾開發(fā)一種鐵·空氣電池，其原理如圖所示，電池反應為：2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2。①電極a為原電池的________（填“正極”或“負極”），該極的電極反應式為______________________；電極b上發(fā)生________反應（填“氧化”或“還原”）。②原電池工作一段時間后，若消耗鐵22.4g，則電路中通過的電子數(shù)為________。【答案】化學共價鍵BA負極Fe-2e—+2OH—=Fe(OH)2還原0.8NA或0.8×6.02×1023【解析】【分析】（1）利用太陽光分解海水生成氫氣和氧氣，水是共價化合物，含有共價鍵；（2）放熱反應，斷裂化學鍵吸收的能量小于形成化學鍵釋放的能量；（3）放熱的氧化還原反應能設(shè)計成原電池；（4）①a電極，F(xiàn)e→Fe(OH)2，鐵失電子化合價升高；b電極，氧氣得電子生成氫氧根離子；②原電池工作時，鐵元素化合價由0升高為+2；【詳解】（1）利用太陽光分解海水生成氫氣和氧氣，光能轉(zhuǎn)化為化學能，水是共價化合物，含有共價鍵，水分解斷裂的是共價鍵；（2）放熱反應，斷裂化學鍵吸收的能量小于形成化學鍵釋放的能量，2mol氫氣和1mol氧氣反應生成2mol水，氫氣燃燒時放出大量的熱，所以2Q1＋Q2＜2Q3，選B；（3）A.Fe+2FeCl3＝3FeCl2，鐵元素化合價改變，有電子轉(zhuǎn)移，反應放出能量，能設(shè)計成原電池，故選A；B.SO3+H2O＝H2SO4，沒有化合價改變，沒有有電子轉(zhuǎn)移，不能設(shè)計成原電池，故不選B；C.C+H2OCO+H2，碳元素化合價改變，有電子轉(zhuǎn)移，該反應吸收能量，不能設(shè)計成原電池，故不選C；D.Ba(OH)2+H2SO4＝BaSO4+2H2O，沒有化合價改變，沒有有電子轉(zhuǎn)移，不能設(shè)計成原電池，故不選D；（4）①a電極，F(xiàn)e→Fe(OH)2，鐵失電子化合價升高，a極電子流出，為原電池負極，電極反應式是Fe-2e-+2OH-=Fe(OH)2；b電極，氧氣得電子生成氫氧根離子，b極發(fā)生還原反應；②原電池工作時，鐵元素化合價由0升高為+2，若消耗鐵22.4g，則電路中通過的電子數(shù)為0.8NA。12．CH4既是一種重要的能源，也是一種重要的化工原料。（1）甲烷高溫分解生成氫氣和碳。在密閉容器中進行此反應時要通入適量空氣使部分甲烷燃燒，其目的是________。（2）以CH4為燃料可設(shè)計成結(jié)構(gòu)簡單、能量轉(zhuǎn)化率高、對環(huán)境無污染的燃料電池，其工作原理如圖甲所示，則通入a氣體的電極名稱為_____，通入b氣體的電極反應式為____。（質(zhì)子交換膜只允許H+通過）（3）在一定溫度和催化劑作用下，CH4與CO2可直接轉(zhuǎn)化成乙酸，這是實現(xiàn)“減排”的一種研究方向。①在不同溫度下，催化劑的催化效率與乙酸的生成速率如圖乙所示，則該反應的最佳溫度應控制在__

左右。②該反應催化劑的有效成分為偏鋁酸亞銅（CuAlO2，難溶物）。將CuAlO2溶解在稀硝酸中生成兩種鹽并放出NO氣體，其離子方程式為___________

。（4）CH4還原法是處理NOx氣體的一種方法。已知一定條件下CH4與NOx氣體反應轉(zhuǎn)化為N2和CO2，若標準狀況下8.96L

CH4可處理22.4L

NOx氣體，則x值為________?！敬鸢浮刻峁〤H4分解所需的能量負極O2+4H++4e-=2H2O250℃3CuAlO2+16H++NO3-=3Cu2++3Al3++8H2O+NO↑1.6【解析】【分析】（1）甲烷分解需要熱量，燃燒可提供部分能量；（2）由圖可知，通入氣體a的一端發(fā)生氧化反應，故應通入甲烷，該極為負極，通入b為氧氣，獲得電子，酸性條件下生成水；（3）①根據(jù)乙酸反應速率最大、催化活性最高選擇；②CuAlO2溶解在稀硝酸中生成兩種鹽并放出NO氣體，生成的鹽為硝酸鋁、硝酸銅，反應還有水生成，配平書寫離子方程式；（4）根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒計算?！驹斀狻?1)甲烷高溫分解生成氫氣和碳。在密閉容器中進行此反應時要通入適量空氣使部分甲烷燃燒，其目的是，提供CH4分解所需的能量，故答案為：提供CH4分解所需的能量；(2)由圖可知，通入氣體a的一端發(fā)生氧化反應，故應通入甲烷，該極為負極，通入b為氧氣，獲得電子，酸性條件下生成水，正極電極反應式為：O2+4H++4e-=2H2O，故答案為：負極；O2+4H++4e-=2H2O；(3)①250℃時乙酸反應速率最大、催化活性，故選擇250℃，故答案為：250℃；②CuAlO2溶解在稀硝酸中生成兩種鹽并放出NO氣體，生成的鹽為硝酸鋁、硝酸銅，反應還有水生成，反應離子方程式為：3CuAlO2+16H++NO3-=3Cu2++3Al3++8H2O+NO↑，故答案為：3CuAlO2+16H++NO3-=3Cu2++3Al3++8H2O+NO↑；(4)根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒，則：8.96L×[4?(?4)]=22.4L×2x，解得x=1.6，故答案為：1.6。13．圖甲、乙所示裝置進行實驗，圖中兩個燒杯里的溶液為同濃度的稀硫酸，乙中G為電流計。請回答下列問題乙甲(1)以下敘述中，正確的是_____。A．甲中鋅片是負極，乙中銅片是正極B．兩燒杯中銅片表面均有氣泡產(chǎn)生C．兩燒杯中溶液的pH均增大D．乙中電子從銅片經(jīng)導線流向鋅片E.乙溶液中SO42-向鋅片方向移動(2)變化過程中能量轉(zhuǎn)化的形式主要是：甲為_____；乙為____________。(3)若反應過程中有2mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移，則生成的氫氣在標況下的體積為______；(4)原電池在工作時，下列反應可以作為原電池工作時發(fā)生的反應的是：_____A．Cu2AgNO3Cu(NO3)22AgB．H2SO4＋Na2SO3==Na2SO4＋SO2＋H2OC．NaOHHClNaClH2OD．2H2O22H2O【答案】CE化學能轉(zhuǎn)化為熱能化學能轉(zhuǎn)化為電能22.4LAD【解析】【分析】鋅比銅活潑，能與稀硫酸反應，銅為金屬活動性順序表H元素之后的金屬，不能與稀硫酸反應，甲沒有形成閉合回路，不能形成原電池，乙形成閉合回路，形成原電池，根據(jù)原電池的組成條件和工作原理解答該題?！驹斀狻?1)A.甲沒有形成閉合回路，不能形成原電池，故A錯誤；B.銅為金屬活動性順序表H元素之后的金屬，不能與稀硫酸反應，甲燒杯中銅片表面沒有氣泡產(chǎn)生，故B錯誤；C.兩燒杯中硫酸都參加反應，氫離子濃度減小，溶液的pH均增大，故C正確；D.乙能形成原電池反應，Zn為負極，Cu為正極，電子從負極經(jīng)外電路流向正極，故D錯誤；E.原電池中電解質(zhì)陽離子流向正極，陰離子流向負極，乙形成原電池，Zn為負極，Cu為正極，則溶液中SO42-向鋅片方向移動，故E正確。故答案為：CE；(2)甲沒有形成閉合回路，不能形成原電池，反應放熱，將化學能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，乙形成閉合回路，形成原電池，將化學能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，故答案為：化學能轉(zhuǎn)化為熱能；化學能轉(zhuǎn)化為電能；(3)反應的關(guān)系式為2H+～H2～2e?，則，，故答案為：22.4L；(4)原電池的形成條件之一是能自發(fā)的進行氧化還原反應，A.、D均為自發(fā)進行的氧化還原反應，均能形成原電池，但B、C的反應是非氧化還原反應，所以B、C不能作為原電池工作時發(fā)生的反應，故答案為：AD?！军c睛】形成原電池的條件有：1.電極材料由兩種金屬活潑性不同的金屬或由金屬與其他導電的材料(非金屬或某些氧化物等)組成。2.電解質(zhì)存在。3.兩電極之間有導線連接,形成閉合回路。4.發(fā)生的反應是自發(fā)的氧化還原反應。14．甲、乙兩同學想利用原電池反應檢驗金屬的活動性強弱，兩人均用鎂片和鋁片作電極，但甲同學將兩電極放入6mol·L－1的H2SO4溶液中，乙同學將兩電極放入6mol·L－1的NaOH溶液中，裝置如圖所示。（1）寫出圖1中正極的電極反應式：_______________。（2）圖2中負極為_______________，總反應的離子方程式為____________。（3）甲、乙同學都認為“如果構(gòu)成原電池的電極材料都是金屬，則作負極的金屈應比作正極的金屬活潑”，則甲同學得出的結(jié)論是_______________的活動性更強，乙同學得出的結(jié)論是_______________的活動性更強。（4）由該實驗得出的下列結(jié)論中，正確的有_______________（填序號）。a．利用原電池反應判斷金屬活動性強弱時應注意原電池中的電解質(zhì)溶液b．鎂的金屬性不一定比鋁的金屬性強c．該實驗說明金屬活動性順序表已過時，沒有實用價值d．該實驗說明化學研究對象復雜，反應受條件影響較大，因此應具體問題具體分析【答案】2H＋＋2e－=H2↑鋁片2Al＋2NaOH＋6H2O=2Na[Al(OH)4]＋3H2↑MgAlad【解析】【分析】甲同學依據(jù)的化學反應原理是Mg＋H2SO4=MsSO4＋H2↑，乙同學依據(jù)的化學反應原理是2Al＋2NaOH＋6H2O=2Na[Al(OH)4]＋3H2↑。由于Al與強堿的反應是一個特例，因此不能作為判斷金屬活動性強弱的依據(jù)?！驹斀狻?1)圖1中鎂易失電子作負極、Al作正極，負極上鎂發(fā)生氧化反應、正極上氫離子發(fā)生還原反應，正極反應為2H＋+2e－=H2↑；(2)圖2中，鋁與NaOH反應，而