[答案]C
[解析]反应物总能量高于生成物总能量的化学反应为放热反应，反之为吸热反应。
此反应为放热反应，则EA＋EB>EC＋ED，故C项正确。
4．（2012·威海一模）一种化学冰袋中含有Na2SO4·10H2O（96g）、NH4NO3（50g）、（NH4）2SO4（40g）、NaHSO4（40g）。
将Na2SO4·10H2O和其他三种盐分别盛于2只塑料袋中，用时使它们混合并用手搓揉就可制冷，制冷效果能维持2～3h。
以下关于制冷原因的猜测肯定错误的是（ ）
A．Na2SO4·10H2O脱水是吸热过程
B．较长时间制冷是由于Na2SO4·10H2O脱水是较慢的过程
C．铵盐在该条件下发生复分解反应是吸热过程
D．NH4NO3溶于结晶水会吸收热量
[答案]C
5．Li/SO2电池具有输出功率高和低温性能好等特点，其电解质是LiBr，溶剂是碳酸丙烯酯和乙腈，电池反应式为2Li＋2SO2
Li2S2O4。
下列说法正确的是（ ）
A．该电池反应为可逆反应
B．放电时，Li＋向负极移动
C．充电时，阴极反应式为Li＋＋e－===Li
D．该电池的电解质溶液可以换成LiBr的水溶液
[答案]C
[解析]本题考查电化学知识。
电池的放电和充电是在不同的反应条件下发生的，故该电池反应不能叫可逆反应，A项错误。
放电时，阳离子Li＋向正极移动，B项错误。
充电时，阴极发生还原反应：
Li＋＋e－===Li，C项正确。
若电解质溶液换成LiBr的水溶液，则碱金属锂会和水发生反应，D项错误。
二、选择题（本题包括12个小题，每题3分，共36分，每题只有一个选项符合题意。
）
6．（2012·济宁一模）如图表示某可逆反应分别在使用和未使用催化剂时，反应过程和能量的对应关系。
下列说法一定正确的是（ ）
A．该反应为吸热反应
B．a与b相比，a的反应速率更快
C．a与b相比，反应的平衡常数一定不同
D．反应物吸收的总能量小于生成物释放的总能量
[答案]D
[解析]本题结合图像考查化学反应中能量的变化。
由图可知反应物的总能量大于生成物的总能量，该反应是放热反应，A错；由于使用了催化剂，降低了反应的活化能，化学反应速率加快，所以b的反应速率更快，B错；反应的平衡常数只是温度的函数，当温度不变时，平衡常数一定不变，C错。
7．（2012·临沂一模）下列有关电化学装置完全正确的是（ ）
A
B
C
D
铜的精炼
铁上镀银
防止Fe被腐蚀
构成铜锌原电池
[答案]C
[解析]电解精炼铜时，应该用粗铜作阳极，精铜作阴极，故A错误。
铁上镀银时，应该用银作阳极，铁作阴极，故B错误。
C是外接电源的阴极保护法，正确。
铜锌原电池中，锌应插入硫酸锌溶液中，铜应插入硫酸铜溶液中，故D错误。
8．（2012·青岛一模）灰锡（以粉末状存在）和白锡是锡的两种同素异形体，已知：
①Sn（s，白）＋2HCl（aq）===SnCl2（aq）＋H2（g） ΔH1＝akJ·mol－1；
②Sn（s，灰）＋2HCl（aq）===SnCl2（aq）＋H2（g）
ΔH2＝bkJ·mol－1；
③Sn（s，灰）
Sn（s，白）
ΔH3＝＋2.1kJ·mol－1。
下列说法正确的是（ ）
A．a>b
B．a－b＝2.1
C．灰锡转化为白锡的反应是放热反应
D．锡制器皿长期处在低于13.2℃的环境中，会自行毁坏
[答案]D
[解析]根据盖斯定律，由②－①得：
Sn（s，灰）===Sn（s，白）ΔH3＝ΔH2－ΔH1＝（b－a）kJ·mol－1＝＋2.1kJ·mol－1，据此可知ΔH1<ΔH2，且灰锡转化为白锡的反应为吸热反应，故A、B、C错误。
由③可看出，在低于13.2℃的环境下，白锡会变成粉末状的灰锡，即锡制器皿会自行毁坏。
9．镁－H2O2酸性燃料电池采用海水作为电解质（加入一定量的酸），下列结论不正确的是（ ）
A．电池总反应式为Mg＋H2O2===Mg（OH）2
B．该电池的正极反应式为H2O2＋2H＋＋2e－===2H2O
C．工作时，正极周围海水的pH增大
D．电池工作时，负极的镁被氧化
[答案]A
[解析]在酸性电解质溶液中，镁－H2O2酸性燃料电池的总反应式为Mg＋2H＋＋H2O2===Mg2＋＋2H2O，故A错误；正极反应式为H2O2＋2H＋＋2e－===2H2O，故B正确；正极氢离子不断反应，pH增大，C正确；镁是活泼金属，作为电池的负极，化合价升高，被氧化，D正确。
10．（2012·济南）两串联的电解池，甲池盛有CuSO4溶液，乙池盛有一定量某硝酸盐的稀溶液，用惰性电极电解，当甲池的阴极上析出1.6gCu时，乙池的阴极上析出0.45g固体，则乙池的溶质可能是（ ）
A．Cu（NO3）2B．Al（NO3）3
C．NH4NO3D．Mg（NO3）2
[答案]A
[解析]从离子的放电顺序分析，分别电解Al（NO3）3、NH4NO3、Mg（NO3）2的溶液时，阴极都不会析出固体，只有电解Cu（NO3）2溶液时才会在阴极析出铜。
11．（2012·青岛一模）镁及其化合物一般无毒（或低毒）、无污染，镁电池放电时电压高而平稳，使镁电池越来越成为人们研制绿色电池的关注焦点。
其中一种镁电池的反应为xMg＋Mo3S4
MgxMo3S4。
在镁电池放电时，下列说法错误的是（ ）
A．Mg2＋向正极迁移
B．正极反应式为：
Mo3S4＋2xe－===Mo3S
C．Mo3S4发生氧化反应
D．负极反应式为：
xMg－2xe－===xMg2＋
[答案]C
[解析]C项，镁在反应中失电子，则Mo3S4在反应中得电子，故放电时Mo3S4发生还原反应，不正确。
12．分析如图所示的能量变化，下列热化学方程式正确的是（ ）
A．S（s，单斜）＋O2（g）===SO2（g）
ΔH＝＋297.16kJ·mol－1
B．S（s，单斜）＋O2（g）===SO2（g）
ΔH＝－296.83kJ·mol－1
C．S（s，正交）＋O2（g）===SO2（g）
ΔH＝－296.83kJ·mol－1
D．单斜硫的稳定性大于正交硫的稳定性
[答案]C
[解析]本题侧重根据图像找出数据，并写出热化学方程式。
根据图像可知硫的燃烧反应为放热反应，故A错；1mol单斜硫完全燃烧放出的能量为297.16kJ，故B错；相同物质的量的单斜硫燃烧所放出的热量比正交硫燃烧放出的要多，说明相同物质的量的单斜硫所具有的能量大于正交硫的，且由图像也可以看出，单斜硫具有的能量大于正交硫的，能量越高越不稳定，故单斜硫的稳定性弱于正交硫的，故D错。
13．（2012·威海一模）下列热化学方程式中，正确的是（ ）
A．甲烷的燃烧热为890.3kJ·mol－1，则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为CH4（g）＋2O2（g）===CO2（g）＋2H2O（g） ΔH＝－890.3kJ·mol－1
B．500℃、30MPa下，将0.5molN2和1.5molH2置于密闭容器中充分反应生成NH3（g），放热19.3kJ，其热化学方程式为N2（g）＋3H2（g）2NH3（g） ΔH＝－38.6kJ·mol－1
C．HCl和NaOH反应的中和热为－57.3kJ·mol－1，则H2SO4和Ca（OH）2反应的中和热ΔH＝2×（－57.3kJ·mol－1）
D．在101kPa时，2gH2完全燃烧生成液态水，放出285.8kJ热量，氢气燃烧的热化学方程式为2H2（g）＋O2（g）===2H2O（l） ΔH＝－571.6kJ·mol－1
[答案]D
[解析]燃烧热是指在25℃，101kPa下，1mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时放出的热量，A项的热化学方程式中生成的水为气态，不属于稳定的氧化物，故ΔH>－890.3kJ/mol；B项由反应是可逆反应，可知放出19.3kJ的热量时生成NH3的量一定小于1mol，故N2（g）＋3H2（g）2NH3（g） ΔH<－38.6kJ/mol；中和热是指酸、碱的稀溶液发生中和反应生成1molH2O时放出的热量，故硫酸与氢氧化钙反应的中和热ΔH＝－57.3kJ/mol。
14．用吸附了氢气的碳纳米管等材料制作的二次电池的原理如图所示。
下列说法正确的是（ ）
A．放电时，负极的电极反应式为H2－2e－＋2OH－===2H2O
B．充电时，阴极的电极反应式为Ni（OH）2＋OH－－e－===NiO（OH）＋H2O
C．放电时，OH－移向镍电极
D．充电时，将电池的碳电极与外电源的正极相连
[答案]A
[解析]根据题图中用电器上的电子流向可知碳电极是负极，镍电极是正极。
A项，负极发生氧化反应，故正确；B项，放电时的正极在充电时与电源的正极相连，即为阳极，阳极发生氧化反应，充电过程即补充电极材料的过程，故不正确；C项，放电时，阴离子向负极移动，即向碳电极移动，故不正确；D项，充电时应将碳电极与外电源的负极相连，不正确。
下面两套实验装置，都涉及金属的腐蚀反应，假设其中的金属块和金属丝都是足量的。
请同学们仔细观察，完成15～16题。
15．下列叙述正确的是（ ）
A．装置Ⅰ在反应过程中自始至终只生成NO2气体
B．装置Ⅱ开始阶段铁丝只发生析氢腐蚀
C．装置Ⅱ在反应过程能产生氢气
D．装置Ⅰ在反应结束时溶液中的金属阳离子只有Cu2＋
[答案]C
[解析]装置Ⅰ中，铁首先被浓硝酸钝化，铜与浓硝酸剧烈反应，在这种条件下，铜作原电池的负极，铁作正极，反应生成棕色的NO2。
随着反应的进行，浓硝酸逐渐变为稀硝酸，随后铁与稀硝酸反应，此时铁作负极，铜作正极，反应生成无色的NO，溶液中既有Fe3＋，又有Cu2＋。
因为装置Ⅱ中充满氧气，一开始发生吸氧腐蚀，消耗氧气导致左边液面上升，铁与稀硫酸反应产生氢气。
16．下列反应原理相关的叙述不正确的是（ ）
A．装置Ⅰ中不可能发生如下反应：
Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋
B．装置Ⅱ在反应结束时溶液中存在Fe2＋
C．装置Ⅰ的溶液若换为稀硝酸，则腐蚀过程与原装置不同
D．装置Ⅱ中的铁丝能发生电化学腐蚀
[答案]A
[解析]反应后装置Ⅰ溶液中含有Fe3＋，有可能发生Fe3＋的反应；若将装置Ⅰ中的溶液换成稀硝酸，则铁不会被钝化，铁始终作负极。
装置Ⅱ中，铁与稀硫酸反应的产物是Fe2＋；铁在与稀硫酸接触之前发生电化学腐蚀。
17．在25℃时，将两根铂电极插入一定量的硫酸钠饱和溶液中进行电解，当电路中有amol电子转移时，溶液中析出mgNa2SO4·10H2O晶体。
若温度不变，在剩余溶液中溶质的质量分数为（ ）
A.
×100%B.
×100%
C.
×100%D.
×100%
[答案]D
[解析]原溶液为饱和溶液，剩余溶液也为饱和溶液，因此电解析出的晶体和消耗的水构成的溶液仍为饱和溶液，三者的质量分数相等。
根据2H2O
2H2↑＋O2↑，转移amol电子时，消耗的水为0.5amol，溶质的质量分数为m×
÷（m＋0.5a×18）×100%，D对。
第Ⅱ卷（非选择题 共54分）
三、填空题（本题包括5个小题，共54分）
18．（本小题满分9分）（2012·南京）汽车尾气中含有CO、NO2等有毒气体，对汽车加装尾气净化装置，可使有毒气体相互反应转化成无毒气体。
（1）汽油在不同空燃比（空气与燃油气的体积比）时尾气的主要成分不同，空燃比较小时的有毒气体主要是________（填化学式）。
（2）人们把拆开1mol化学键所吸收的能量看成该化学键的键能。
已知N2、O2分子中化学键的键能分别是946kJ·mol－1、497kJ·mol－1。
查阅资料获知如下反应的热化学方程式。
N2（g）＋O2（g）===2NO（g） ΔH＝＋180kJ·mol－1；
N2（g）＋2O2（g）===2NO2（g） ΔH＝＋68kJ·mol－1；
2C（s）＋O2（g）===2CO（g） ΔH＝－221kJ·mol－1；
C（s）＋O2（g）===CO2（g） ΔH＝－393.5kJ·mol－1。
①一定条件下，N2与O2反应生成NO能够自发进行，其原因是________，NO分子中化学键的键能为________kJ·mol－1。
②CO与NO2反应的热化学方程式为4CO（g）＋2NO2（g）===4CO2（g）＋N2（g） ΔH＝________。
[答案]
（1）CO
（2）①ΔS>0 631.5
②－1200kJ·mol－1
[解析]
（1）空燃比较小时，汽油燃烧不充分，有毒气气体主要是CO。
（2）①一个反应要能自发进行，须满足ΔG<0，ΔG＝ΔH－TΔS，现ΔH>0，则需要ΔS>0，且要达到一定温度时才可以自发进行；由反应N2（g）＋O2（g）===2NO（g） ΔH＝＋180kJ·mol－1，断开反应物的化学键要吸热，共吸热：
946kJ＋497kJ＝1443kJ，则NO分子中化学键键能为（1443kJ·mol－1－180kJ·mol－1）÷2＝631.5kJ·mol－1，②若将题目中所给的4个热化学方程式依次编号为①②③④，则由4×④－（2×③＋2）即可得：
4CO（g）＋2NO2（g）===4CO2（g）＋N2（g），故该反应的ΔH＝4×（－393.5）－[2×（－221）＋68]＝－1200（kJ·mol－1）。
19．（本小题满分10分）一种新型锂离子电池是将尖晶石型Li4Ti5O12作为电池的正极材料，在嵌锂过程中变为盐岩型Li7Ti5O12。
请回答下列问题：
（1）Li4Ti5O12中Ti元素的化合价为________，锂离子电池的突出优点是________________。
（2）该锂离子电池是一种二次电池，电池在充电时的阳极反应式为__________________。
（3）将金红石（TiO2）与Li2CO3混合后在空气中加热到1073K，可得到Li4Ti5O12，该反应的化学方程式为________________。
（4）TiO2的水化物H4TiO4不溶于水，但在一定条件下既能溶于强酸，又能溶于强碱。
请用电离方程式解释H4TiO4既能溶于强酸又能溶于强碱的原因：
________________________。
（5）已知：
Ti（s）＋2Cl2（g）===TiCl4（l）
ΔH＝－804.2kJ/mol，
2Na（s）＋Cl2（g）===2NaCl（s） ΔH＝－882.0kJ/mol，
Na（s）===Na（l） ΔH＝＋2.6kJ/mol，
则TiCl4（l）＋4Na（l）===Ti（s）＋4NaCl（s）
ΔH＝________kJ/mol。
[答案]
（1）＋4 体积小，比能量高，携带方便
（2）Li7Ti5O12－3e－===Li4Ti5O12＋3Li＋
（3）5TiO2＋2Li2CO3
Li4Ti5O12＋2CO2↑
（4）H＋＋HTiO
＋H2OH4TiO4Ti4＋＋4OH－
（5）－970.2
[解析]
（1）锂呈＋1价，氧呈－2价，由此可确定钛为＋4价。
由于金属锂的摩尔质量小，因此锂离子电池的比能量特别高。
（2）根据题意锂离子电池的嵌锂过程即为放电过程，其负极反应式为Li－e－===Li＋，正极反应式为Li4Ti5O12＋3Li＋＋3e－===Li7Ti5O12，现题中要求写出充电时的阳极反应式，阳极发生氧化反应，由此可得电极反应式为Li7Ti5O12－3e－===Li4Ti5O12＋3Li＋。
（3）根据钛的化合价可判断该反应是非氧化还原反应，在高温下碳酸根离子转化为CO2气体，由此可得化学方程式。
（4）H4TiO4不溶于水，则电离方程式中应用可逆符号表示，其两性电离可与Al（OH）3相类比。
（5）可根据盖斯定律计算。
20．（本小题满分12分）（2012·潍坊一模）自洁面料就是在普通的面料纤维中加入一层薄薄的纳米二氧化钛。
以含有Fe2O3的钛铁矿（主要成分为FeTiO3，Ti的最高价为＋4）为原料制取纳米级TiO2的流程如下：
（1）步骤①中发生的主要反应是__________________（用离子方程式表示）。
（2）上述制备二氧化钛的过程中，可以利用的副产物是____________；考虑成本和废物综合利用等因素，废液中应加入____________处理。
（3）由金红石制备单质钛，涉及的步骤为：
TiO2―→TiCl4
Ti。
已知：
①C（s）＋O2（g）===CO2（g）
ΔH＝－393.5kJ·mol－1；
②2CO（g）＋O2（g）===2CO2（g）
ΔH＝－566.0kJ·mol－1；
③TiO2（s）＋2Cl2（g）===TiCl4（s）＋O2（g）
ΔH＝＋141.0kJ·mol－1。
则TiO2（s）＋2Cl2（g）＋2C（s）===TiCl4（s）＋2CO（g）的ΔH＝________kJ·mol－1。
反应TiCl4＋2Mg===2MgCl2＋Ti的氩气气氛中进行的理由是______________________。
（4）TiO2的白色粉末，不溶于水，也不溶于酸，但能溶于氢氟酸和热的浓硫酸。
请写出TiO2与浓硫酸反应的化学方程式________。
[答案]
（1）2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋
（2）FeSO4·7H2O（或绿矾） 生石灰（或碳酸钙、废碱）
（3）－80.0 防止高温下镁和钛与空气中的氧气（或二氧化碳、或氮气）作用
（4）TiO2＋2H2SO4（浓）
Ti（SO4）2＋2H2O[或TiO2＋H2SO4（浓）
TiOSO4＋H2O]
[解析]
（1）步骤①中主要发生Fe3＋和Fe的反应：
2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋。
（2）制备过程中得到的FeSO4·7H2O可以利用。
废液中含有少量的TiO2＋、Fe2＋，可加入生石灰（或碳酸钙、废碱）降低H＋的浓度，使之转化为沉淀析出，进行循环利用。
（3）根据盖斯定律，由③＋2×①－②得：
TiO2（s）＋2Cl2（g）＋2C（s）===TiCl4（s）＋2CO（g） ΔH＝－80.0kJ·mol－1。
该反应在氩气气氛中进行是为了防止高温下镁和钛与空气中的氧气等作用。
（4）根据钛铁矿加入浓硫酸得到TiO2＋、SO
，则TiO2与热的浓硫酸反应时可生成TiOSO4，继续反应可得到Ti（SO4）2。
21．（本小题满分11分）全钒液流电池是一种活性物质呈循环流动液态的电池，目前钒电池技术已经趋近成熟。
下图是钒电池基本工作用原理示意图：
请回答下列问题：
（1）硫酸在电池技术和实验中具有广泛的应用，在传统的铜锌原电池中，硫酸是________，实验室中配制硫酸亚铁时需要加入少量硫酸，硫酸的作用是________。
（2）钒电池是以溶解于一定浓度硫酸溶液中的不同价态的钒离子（V2＋、V3＋、VO2＋、VO
）为正极和负极电极反应的活性物质，电池总反应为VO2＋＋V3＋＋H2O
V2＋＋VO
＋2H＋。
放电时的正极反应式为_________________，充电时的阴极反应式为______________。
放电过程中，电解液的pH________（选填“升高”、“降低”或“不变”）。
（3）钒电池基本工作原理示意图中“正极电解液”可能是________。
a．VO
、VO2＋混合液 b．V3＋、V2＋溶液
c．VO
溶液d．VO2＋溶液
e．V3＋溶液f．V2＋溶液
（4）能够通过钒电池基本工作原理示意图中“隔膜”的离子是________。
[答案]
（1）电解质溶液 抑制硫酸亚铁的水解
（2）VO
＋2H＋＋e－===VO2＋＋H2O
V3＋＋e－===V2＋
（3）acd （4）H＋
[解析]
（1）传统的铜锌原电池中，锌与酸反应生成氢气，故硫酸为电解质溶液；硫酸亚铁容易水解，且水解显酸性，加入少量硫酸，可以抑制其水解变质。
（2）正极反应是还原反应，由电池总反应可知放电时的正极反应为VO
＋2H＋＋e－===VO2＋＋H2O；充电时，阴极反应为还原反应，故为V3＋得到电子生成V2＋的反应。
（3）充电时阳极反应式为VO2＋＋H2O－e－===VO
＋2H＋，故充电完毕的正极电解液为VO
溶液，而放电完毕的正极电解液为VO2＋溶液，故正极电解液可能是选项acd。
（4）充电和放电过程中，正极电解液与负极电解液不能混合，起平衡电荷作用的是加入的酸，故H＋可以通过隔膜。
22．（本小题满分12分）含铬（Cr）工业废水的处理原理是将Cr2O
转化为Cr3＋，再将Cr3＋转化为沉淀。
转化过程中，废水pH与Cr2O
转化为Cr3＋的转化率的关系如图1所示，实验室模拟工业电解法处理含铬废水的装置如图2所示：
请根据以上回答下列问题：
（1）含铬废水预处理的方法是____________________________。
（2）写出下列反应的离子方程式：
①电解过程中的阴极反应式____________；②Cr2O
转化为Cr3＋的离子方程式________________________________________________________________________。
（3）当废水颜色不再发生明显变化时，切断电源，取出电极，再调节电解液的pH至8左右。
调节pH的目的是
______________________________________________________。
（4）含铬废水国家排放标准为
含量≤0.1000mg/L。
取上述电解后的废水200.00mL，调节pH＝1后置于锥形瓶中，用浓度为0.0001mol/L的KI溶液滴定，至滴定终点时，用去KI溶液9.00mL。
已知酸性条件下，I－被Cr2O
氧化的产物为I2。
用计算所得数据说明上述电解法处理后的废水是否符合国家排放标准：
________。
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