2019年高考化學總復習 第三單元 第1節(jié) 化學反應與熱能試題.doc

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2019年高考化學總復習 第三單元 第1節(jié) 化學反應與熱能試題 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 一、單項選擇題(本大題共24分，每小題4分，每小題只有一個正確選項) 1．下列關于熱化學反應的描述中正確的是(　　)。 A．HCl和NaOH反應的中和熱ΔH＝－57.3 kJmol－1，則H2SO4和Ca(OH)2反應的中和熱 ΔH＝2(－57.3) kJmol－1 B．CO(g)的燃燒熱是283.0 kJmol－1，則 2CO2(g)===2CO(g)＋O2(g)的ΔH＝2(＋283.0)kJmol－1 C．需要加熱才能發(fā)生的反應一定是吸熱反應 D．1 mol甲烷燃燒生成氣態(tài)水和二氧化碳所放出的熱量是甲烷的燃燒熱 2．氯原子對O3分解有催化作用：O3＋Cl===ClO＋O2　ΔH1，ClO＋O===Cl＋O2　ΔH2。大氣臭氧層的分解反應：O3＋O===2O2　ΔH，該反應的能量變化示意圖如下圖所示，下列敘述中正確的是(　　)。 A．反應O3＋O===2O2的ΔH＝E1－E3 B．反應O3＋O===2O2的ΔH＝E2－E3 C．O3＋O===2O2是吸熱反應 D．ΔH＝ΔH1＋ΔH2 3．已知：2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH＝－566 kJmol－1，N2(g)＋O2(g)===2NO(g)　ΔH＝＋180 kJmol－1，則2CO(g)＋2NO(g)===N2(g)＋2CO2(g)的ΔH是(　　)。 A．－386 kJmol－1 B．＋386 kJmol－1 C．－746 kJmol－1 D．＋746 kJmol－1 4．下列說法中正確的是(　　)。 A．已知C(石墨，s)===C(金剛石，s)ΔH>0，則金剛石比石墨穩(wěn)定 B．已知2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－571.6 kJmol－1，則H2的燃燒熱為285.8 kJmol－1 C．已知2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH＝－221.0 kJmol－1，則C(碳)的燃燒熱為110.5 kJmol－1 D．已知2NaOH(aq)＋H2SO4(aq)===Na2SO4(aq)＋2H2O(l)　ΔH＝－114.6 kJmol－1，則該反應的中和熱為114.6 kJmol－1 5．下列說法中正確的是(　　)。 A．在化學反應過程中，發(fā)生物質變化的同時不一定發(fā)生能量變化 B．破壞生成物全部化學鍵所需要的能量大于破壞反應物全部化學鍵所需要的能量時，該反應為吸熱反應 C．生成物的總焓大于反應物的總焓時，反應吸熱，ΔH>0 D．ΔH的大小與熱化學方程式的化學計量數無關 6．(xx年廣東清遠質檢)已知：①H2O(g)===H2O(l) ΔH＝－Q1 kJmol－1 ②C2H5OH(g)===C2H5OH(l)　ΔH＝－Q2 kJmol－1 ③C2H5OH(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(g)ΔH＝－Q3 kJmol－1。下列判斷正確的是(　　)。 A．液態(tài)酒精的燃燒熱為Q3 kJ B．若使23 g液態(tài)酒精完全燃燒，最后恢復到室溫，釋放出的熱量為(1.5Q1－0.5Q2＋0.5Q3) kJ C．H2O(g)―→H2O(l)釋放出了熱量，所以該過程為化學變化 D．從反應③可知1 mol C2H5OH(g)的能量高于2 mol CO2(g)和3 mol H2O(g)的總能量 二、雙項選擇題(本大題共12分，每小題6分，每小題有二個正確選項。選對一個給3分，選錯一個不給分) 7．(xx年廣東質檢)下列熱化學方程式或敘述正確的是(　　)。 A．1 mol液態(tài)肼在足量氧氣中完全燃燒生成水蒸氣，放出642 kJ的熱量：N2H4(l)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝＋642 kJmol－1 B．12 g石墨轉化為CO時，放出110.5 kJ的熱量：2C(石墨，s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH＝－110.5 kJmol－1 C．已知H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－286 kJmol－1，則2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)的ΔH＝＋572 kJmol－1 D．由C、S形成的液態(tài)化合物CS2 0.2 mol在O2中完全燃燒，生成兩種氣態(tài)氧化物，25 ℃時放出熱量215 kJ，該反應的熱化學方程式為：CS2(l)＋3O2(g)===CO2(g)＋2SO2(g)　ΔH＝－1075 kJmol－1 8．下圖中，表示正反應為吸熱反應的是(　　)。 A B C D 三、非選擇題(本大題共64分) 9．(16分)2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)反應過程的能量變化如下圖所示。已知1 mol SO2(g)氧化為1 mol SO3(g)的ΔH＝－99 kJmol－1。 請回答下列問題： (1)圖中A、C分別表示__________、__________，E的大小對該反應的反應熱有無影響？________(填“有”或“無”)。該反應通常用V2O5作催化劑，加V2O5會使圖中B點升高還是降低？________，理由是________________； (2)圖中ΔH＝________kJmol－1； (3)V2O5的催化循環(huán)機理可能為：V2O5氧化SO2時，自身被還原為四價釩化合物；四價釩化合物再被氧氣氧化。寫出該催化循環(huán)機理的化學方程式：______________________； (4)已知單質硫的燃燒熱為296 kJmol－1，計算由S(s)生成3 mol SO3(g)的ΔH________。 10．(16分)(1)目前NH3和(NH4)2CO3已經被用作工業(yè)捕碳劑，它們與CO2 可發(fā)生如下可逆反應： 反應Ⅰ.2NH3(l)＋H2O(l)＋CO2(g)(NH4)2CO3(aq)　ΔH1， 反應Ⅱ.NH3(l)＋H2O(l)＋CO2(g)NH4HCO3(aq)　ΔH2， 反應Ⅲ.(NH4)2CO3(aq)＋H2O(l)＋CO2(g)2NH4HCO3(aq)　ΔH3，則ΔH3與ΔH1、ΔH2之間的關系是：ΔH3＝______________。 (2)白磷(P4)可由Ca3(PO4)2、焦炭和SiO2 在一定條件下反應獲得。相關熱化學方程式如下，則ΔH3＝________kJmol－1。 ①2Ca3(PO4)2(s)＋10C(s)===6CaO(s)＋P4(s)＋10CO(g)　ΔH1＝＋3359.26 kJmol－1 ②CaO(s)＋SiO2(s)===CaSiO3(s)　ΔH2＝－89.61 kJmol－1 ③2Ca3(PO4)2(s)＋6SiO2(s)＋10C(s)===6CaSiO3(s)＋P4(s)＋10CO(g)　ΔH3 (3)分析下圖可知，若0.5 mol CO被氧化，放出Q kJ熱量，則Q＝________；若該反應是可逆反應，則在相同條件下將0.5 mol CO與1 mol NO2混合充分反應后放出的熱量________Q kJ(填“>”“<”或“＝”)。 (4)真空碳還原－氯化法可實現(xiàn)由鋁土礦制備金屬鋁，其相關反應的熱化學方程式如下：Al2O3(s)＋AlCl3(g)＋3C(s)===3AlCl(g)＋3CO(g)　ΔH＝a kJmol－1,3AlCl(g)===2Al(l)＋AlCl3(g)　ΔH＝b kJmol－1，則反應Al2O3(s)＋3C(s)===2Al(l)＋3CO(g)的ΔH＝________kJmol－1(用含a、b的代數式表示)。 11．(16分)(1)已知：C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－393.5 kJmol－1,2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)ΔH＝－566 kJmol－1，TiO2(s)＋2Cl2(g)===TiCl4(s)＋O2(g)　ΔH＝＋141 kJmol－1，則TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s)===TiCl4(s)＋2CO(g)的ΔH＝________。 (2)硝酸廠的尾氣若直接排放將污染空氣。目前科學家探索利用燃料氣體中的甲烷等將氮的氧化物還原為氮氣和水，反應機理為：CH4(g)＋4NO2(g)===4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－574 kJmol－1，CH4(g)＋4NO(g)===2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－1160 kJmol－1，則甲烷直接將NO2還原為N2的熱化學方程式為：________________________。 (3)臭氧可用于凈化空氣，飲用水消毒，處理工業(yè)廢物和作為漂白劑。臭氧幾乎可與除鉑、金、銥、氟以外的所有單質反應。例如：6Ag(s)＋O3(g)===3Ag2O(s)　ΔH＝－235.8 kJmol－1，已知：2Ag2O(s)===4Ag(s)＋O2(g)　ΔH＝＋62.2 kJmol－1，則O3轉化為O2的熱化學方程式為：________________________________________。 (4)某些運載火箭推進器中裝有肼(N2H4)和過氧化氫，當二者混合時即產生氣體，并放出大量的熱。已知：N2H4(l)＋2H2O2(l)===N2(g)＋4H2O(g) ΔH ＝－641.6 kJmol－1，H2O(l)===H2O(g)　ΔH＝44 kJmol－1，若用6.4 g液態(tài)肼與足量過氧化氫反應生成氮氣和水蒸氣，則整個過程中轉移的電子總數的物質的量為__________，放出的熱量為________。 12．(16分)科學家一直致力于“人工固氮”的方法研究。 (1)目前合成氨的技術原理為：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＝－92.4 kJmol－1，該反應的能量變化如下圖所示。 ①在反應體系中加入催化劑，反應速率增大，E2的變化是________(填“增大”“減小”或“不變”)。 ②將一定量的N2(g)和H2(g)放入1 L的密閉容器中，在500 ℃、2107Pa下達到平衡，測得N2為0.1 mol，H2為0.3 mol，NH3為0.1 mol。該條件下H2的轉化率為________。 ③欲提高②容器中H2的轉化率，下列措施可行的是________。 A．向容器中按原比例再充入原料氣 B．向容器中再充入惰性氣體 C．改變反應的催化劑　　　　　　 D．液化生成物分離出氨 (2)xx年希臘亞里士多德大學的兩位科學家采用高質子導電性的SCY陶瓷(能傳導H＋)，從而實現(xiàn)了高轉化率的電解法合成氨。其實驗裝置如下圖所示。陰極的電極反應式為：______________。 (3)根據最新“人工固氮”的研究報道，在常溫、常壓、光照條件下，N2在催化劑(摻有少量Fe2O3和TiO2)表面與水發(fā)生下列反應：2N2(g)＋6H2O(l)4NH3(g)＋3O2(g)　ΔH＝a kJmol－1，進一步研究NH3的生成量與溫度關系，常壓下達到平衡時測得部分實驗數據如下： T/K 303 313 323 NH3生成量/(10－6 mol) 4.8 5.9 6.0 ①此合成反應的a________0(填“大于”“小于”或“等于”)。 ②已知：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＝－92.4 kJmol－1；O2(g)＋2H2(g)===2H2O(l) ΔH＝－571.6 kJmol－1；2N2(g)＋6H2O(l)4NH3(g)＋3O2(g)　ΔH＝________kJmol－1。 (4)NH4Cl溶液呈酸性，這是由于NH水解的緣故。則NH4Cl在重水(D2O)中水解的離子方程式是：________________________________。 第2節(jié)　原電池　化學電源 一、單項選擇題(本大題共24分，每小題4分，每小題只有一個正確選項) 1．(xx年全國新課標Ⅰ)銀質器皿日久表面會逐漸變黑，這是生成了Ag2S的緣故。根據電化學原理可進行如下處理：在鋁質容器中加入食鹽溶液，再將變黑的銀器浸入該溶液中，一段時間后發(fā)現(xiàn)黑色會褪去。下列說法正確的是(　　)。 A．處理過程中銀器一直保持恒重 B．銀器為正極，Ag2S被還原生成單質銀 C．該過程中總反應為：2Al＋3Ag2S===6Ag＋Al2S3 D．黑色褪去的原因是黑色Ag2S轉化為白色AgCl 2．(2011年廣東高考)可用于電動汽車的鋁－空氣燃料電池，通常以NaCl溶液或NaOH溶液為電解液，鋁合金為負極，空氣電極為正極。下列說法正確的是(　　)。 A．以NaCl溶液或NaOH溶液為電解液時，正極反應都為：O2＋2H2O＋4e－===4OH－ B．以NaOH溶液為電解液時，負極反應為Al＋3OH－－3e－===Al(OH)3↓ C．以NaOH溶液為電解液時，電池在工作過程中電解液的pH保持不變 D．電池工作時，電子通過外電路從正極流向負極 3．(xx年江蘇高考)Mg－H2O2電池可用于驅動無人駕駛的潛航器。該電池以海水為電解質溶液，示意圖如下。該電池工作時，下列說法正確的是(　　)。 A．Mg電極是該電池的正極　　 B．H2O2在石墨電極上發(fā)生氧化反應 C．石墨電極附近溶液的pH增大 D．溶液中Cl－向正極移動 4．(xx年全國新課標Ⅱ)“ZEBRA”蓄電池的結構如下圖所示，電極材料多孔Ni/NiCl2和金屬鈉之間由鈉離子導體制作的陶瓷管相隔。下列關于該電池的敘述錯誤的是(　　)。 A．電池反應中有NaCl生成 B．電池的總反應是金屬鈉還原三價鋁離子 C．正極反應為：NiCl2＋2e－===Ni＋2Cl－ D．鈉離子通過鈉離子導體在兩電極間移動 5．甲醇－空氣燃料電池(DMFC)是一種高效能、輕污染的車載電池，其工作原理如下圖。下列有關敘述正確的是(　　)。 A．H＋從正極區(qū)通過交換膜移向負極區(qū) B．負極的電極反應式為：CH3OH(l)＋H2O(l)－6e－===CO2(g)＋6H＋ C．d導出的是CO2 D．圖中b、c分別是O2、甲醇 6．一種燃料電池中發(fā)生的化學反應為：在酸性溶液中甲醇與氧作用生成水和二氧化碳。該電池負極發(fā)生的反應是(　　)。 A．CH3OH(g)＋O2(g)－2e－===H2O(l)＋CO2(g)＋2H＋(aq) B．O2(g)＋4H＋(aq)＋4e－===2H2O(l) C．CH3OH(g)＋H2O(l)－6e－===CO2(g)＋6H＋(aq) D．O2(g)＋2H2O(l)＋4e－===4OH－ 二、雙項選擇題(本大題共12分，每小題6分，每小題有二個正確選項。選對一個給3分，選錯一個不給分) 7．銅鋅原電池工作時，下列敘述正確的是(　　)。 A．正極反應為：Zn－2e－===Zn2＋ B．電池反應為：Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu C．在外電路中，電子從負極流向正極 D．鹽橋中的K＋移向ZnSO4溶液 8．燃料電池是利用燃料(如H2、CO、CH4等)跟氧氣反應從而將化學能轉化成電能的裝置。下列關于甲烷燃料電池(NaOH溶液作電解質)的說法中正確的是(　　)。 A．負極反應為：O2＋2H2O＋4e－===4OH－ B．負極反應為：CH4＋10OH－－8e－===CO＋7H2O C．放電時溶液中的陰離子向負極移動 D．隨著放電的進行，溶液的pH不發(fā)生改變 三、非選擇題(本大題共64分) 9．(16分)鐵及鐵的化合物應用廣泛，如FeCl3可用作催化劑、印刷電路銅板腐蝕劑和外傷止血劑等。 (1)寫出FeCl3溶液腐蝕印刷電路銅板的離子方程式：______________________。 (2)若將(1)中的反應設計成原電池，請在下面方框內畫出原電池的裝置圖，標出正、負極，并寫出電極反應式。正極反應：______________________；負極反應：_____________________。 (3)腐蝕銅板后的混合溶液中，若Cu2＋、Fe3＋和Fe2＋的濃度均為0.10 molL－1。請參照下表給出的數據和藥品，簡述除去CuCl2溶液中Fe3＋和Fe2＋的實驗步驟：_____________ ___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 離子 氫氧化物開始沉淀時的pH 氫氧化物沉淀完全時的pH Fe3＋ 1.9 3.2 Fe2＋ 7.0 9.0 Cu2＋ 4.7 6.7 提供的藥品：Cl2、濃硫酸、NaOHI溶液、CuO、Cu (4)某科研人員發(fā)現(xiàn)劣質不銹鋼在酸中腐蝕緩慢，但在某些鹽溶液中腐蝕現(xiàn)象明顯。請從上表提供的藥品中選擇兩種(水可任選)，設計最佳實驗，驗證劣質不銹鋼易被腐蝕。有關反應的化學方程式：______________________________________，劣質不銹鋼腐蝕的實驗現(xiàn)象：____________________。 10．(16分)LiSOCl2電池可用于心臟起搏器。該電池的電極材料分別為鋰和碳，電解液是LiAlCl4SOCl2。電池的總反應可表示為：4Li＋2SOCl2===4LiCl＋S＋SO2↑。請回答下列問題： (1)電池的負極材料為________，發(fā)生的電極反應為：______________________； (2)電池正極發(fā)生的電極反應為：________________________________； (3)SOCl2易揮發(fā)，實驗室中常用NaOH溶液吸收SOCl2，有Na2SO3和NaCl生成。如果把少量水滴到SOCl2中，實驗現(xiàn)象是____________________，反應的化學方程式為：______________________； (4)組裝該電池必須在無水、無氧的條件下進行，原因是___________________________。 11．(16分)(1)以Al和NiO(OH)為電極，NaOH溶液為電解液組成一種新型電池，放電時NiO(OH)轉化為Ni(OH)2，該電池反應的化學方程式是：______________________________。 (2)普通鋅錳電池放電時發(fā)生的主要反應為：Zn＋2NH4Cl＋2MnO2===Zn(NH3)2Cl2＋2MnOOH。該電池中，負極材料主要是________，與普通鋅錳電池相比，堿性鋅錳電池的優(yōu)點是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)原電池可將化學能轉化為電能。設計兩種類型的原電池，探究其能量轉化效率。限選材料：ZnSO4(aq)、FeSO4(aq)、CuSO4(aq)、銅片、鐵片、鋅片和導線。 以銅片為電極之一，CuSO4(aq)為電解質溶液，只在一個燒杯中組裝原電池乙，工作一段時間后，可觀察到負極______________________________。完成原電池甲的裝置示意圖(見圖)，并作相應標注。要求：在同一燒杯中，電極與溶液含相同的金屬元素。甲乙兩種原電池中可更有效地將化學能轉化為電能的是____，其原因是_______________________________。 (4)將氫氧燃料電池中的氫氣換成氨氣也可以構成燃料電池，其電池反應原理為：4NH3＋3O2===2N2＋6H2O。電解質溶液應該呈______(填“酸性”“堿性”或“中性”)，負極的電極反應式：______________________。 12．(16分)(1)銀鋅堿性電池的電解質溶液為KOH溶液，電池放電時正極的Ag2O2轉化為Ag，負極的Zn轉化為K2Zn(OH)4，寫出該電池的反應方程式：__________________。 (2)氫氧燃料電池是符合綠色化學理念的新型發(fā)電裝置。如下圖為電池示意圖，該電池電極表面鍍一層細小的鉑粉，鉑吸附氣體的能力強，性質穩(wěn)定。氫氧燃料電池的能量轉化的主要形式是________________，在導線中電子流動方向為__________(用a、b表示)，負極反應式為：_______________。電極表面鍍鉑粉的原因是：______________________________。 (3)2Ag＋(aq)＋Cu(s)===Cu2＋(aq)＋2Ag(s)設計的原電池如下圖所示。電極X的材料是______；電解質溶液Y是________，外電路中的電子是從________電極流向________電極。 (4)將兩個鉑電極插入KOH溶液中，向兩極分別通入CH4和O2，構成甲烷燃料電池。通入CH4的電極反應式是：CH4＋10OH－－8e－===CO＋7H2O，通入O2的電極反應式是：______________。  第3節(jié)　電解池　金屬的電化學腐蝕與防護 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 一、單項選擇題(本大題共24分，每小題4分，每小題只有一個正確選項) 1．關于如下圖裝置所示的兩個實驗，說法正確的是(　　)。 　 A．①②中均發(fā)生了化學變化，均是化學能轉變?yōu)殡娔艿难b置 B．②中電流方向是從Zn經導線流入Cu C．反應開始階段，①②中均有氫氣產生 D．電極反應式：①中陽極：2Cl－－2e－===Cl2↑，②中正極：2H＋＋2e－===H2↑ 2．下列與金屬腐蝕有關的說法正確的是(　　)。 　 A．圖甲中，插入海水中的鐵棒，越靠近底端腐蝕越嚴重 B．圖乙中，開關由M改置于N時，Cu－Zn合金的腐蝕速率減小 C．圖丙中，接通開關時Zn的腐蝕速率增大，Zn上放出的氣體的速率也增大 D．圖丁中，Zn－MnO2干電池自放電腐蝕主要是由MnO2的氧化作用引起的 3．下列有關鋼鐵腐蝕與防護的說法正確的是(　　)。 A．鋼管與電源正極連接，鋼管可被保護 B．鐵遇冷濃硝酸表面鈍化，可保護內部不被腐蝕 C．鋼管與銅管露天堆放在一起時，鋼管不易被腐蝕 D．鋼鐵發(fā)生析氫腐蝕時，負極反應是：Fe－3e－===Fe3＋ 4．下列裝置或操作能達到實驗目的的是(　　)。 　 　 A．①防止鐵釘生銹　　　 B．②構成銅鋅原電池 C．③構成銅銀原電池　　 D．④驗證NaCl溶液(含酚酞)電解產物 5．(2011年廣東高考)某小組為研究電化學原理，設計如下圖裝置。下列敘述不正確的是(　　)。 A．a和b不連接時，鐵片上會有金屬銅析出 B．a和b用導線連接時，銅片上發(fā)生的反應為：Cu2＋＋2e－===Cu C．無論a和b是否連接，鐵片均會溶解，溶液從藍色逐漸變成淺綠色 D．a和b分別連接直流電源正、負極，電壓足夠大時，Cu2＋向銅電極移動 6．(xx年上海高考)下圖裝置中發(fā)生反應的離子方程式為：Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑，下列說法錯誤的是(　　)。 A．a、b不可能是同種材料的電極 B．該裝置可能是電解池，電解質溶液為稀鹽酸 C．該裝置可能是原電池，電解質溶液為稀鹽酸 D．該裝置可看作是銅鋅原電池，電解質溶液是稀硫酸 二、雙項選擇題(本大題共12分，每小題6分，每小題有二個正確選項。選對一個給3分，選錯一個不給分) 7．下列有關金屬腐蝕與防護的說法正確的是(　　)。 A．純銀器表面在空氣中因化學腐蝕漸漸變暗 B．當鍍錫鐵制品的鍍層破損時，鑲層仍能對鐵制品起保護作用 C．在海輪外殼連接鋅塊保護外殼不受腐蝕是采用了犧牲陽極的陰極保護法 D．可將地下輸油鋼管與外加直流電源的正極相連以保護它不受腐蝕 8．三氧化二鎳(Ni2O3)可用于制造高能電池，其電解法制備過程如下：用NaOH調NiCl2溶液pH至7.5，加入適量硫酸鈉后進行電解。電解過程中產生的Cl2在弱堿性條件下生成ClO－，把二價鎳氧化為三價鎳。以下說法正確的是(　　)。 A．可用鐵作陽極材料　　 B．電解過程中陽極附近溶液的pH升高 C．陽極反應方程式為：2Cl－－2e－===Cl2↑ D．1 mol二價鎳全部轉化為三價鎳時，外電路中通過了1 mol電子 三、非選擇題(本大題共64分) 9．(16分)(1)利用如下圖裝置，可以模擬鐵的電化學防護。若X為碳棒，為減緩鐵的腐蝕，開關K應置于________處；若X為鋅，開關K置于M處，該電化學防護法稱為______________________。 (2)用吸收H2后的稀土儲氫合金作為電池負極材料(用MH表示)，NiO(OH)作為電池正極材料，KOH溶液作為電解質溶液，可制得高容量，長壽命的鎳氫電池。電池充放電時的總反應為：NiO(OH)＋MHNi(OH)2＋M。電池放電時，負極的電極反應式為：______________________；充電完成時，Ni(OH)2全部轉化為NiO(OH)。若繼續(xù)充電將在一個電極產生O2，O2擴散到另一個電極發(fā)生電極反應被消耗，從而避免產生的氣體引起電池爆炸，此時，陰極的電極反應式為：________________________。 (3)MnO2的生產方法之一是以石墨為電極，電解酸化的MnSO4溶液。陰極的電極反應式是：__________________________。若電解電路中通過2 mol電子，MnO2的理論產量為__________g。 10．(16分)氯堿工業(yè)中電解飽和食鹽水的原理示意圖如下圖所示： (1)溶液A的溶質是____________________； (2)電解飽和食鹽水的離子方程式是：________________________________； (3)電解時用鹽酸控制陽極區(qū)溶液的pH在2～3，用化學平衡移動原理解釋鹽酸的作用：______________________________________________； (4)電解所用的鹽水需精制，去除有影響的Ca2＋、Mg2＋、NH、SO[c(SO)＞c(Ca2＋)]。精制流程如下(淡鹽水和溶液A來自電解池)： ①鹽泥a除泥沙外，還含有的物質是__________；②過程Ⅰ中將NH轉化為N2的離子方程式是__________________________________________；③BaSO4的溶解度比BaCO3的小，過程Ⅱ中除去的離子有：________________。 11．(16分)(1)鍍鋁電解池中，金屬鋁為__________，熔融鹽電鍍中鋁元素和氯元素主要以AlCl 和Al2Cl形式存在，鋁電鍍的主要電極反應式為：____________________________。鋼材鍍鋁后，表面形成的致密氧化鋁膜能防止鋼材腐蝕，其原因是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)電解尿素[CO(NH2)2]的堿性溶液制氫的裝置示意圖見下圖(電解池中隔膜僅阻止氣體通過，陰、陽極均為惰性電極)。電解時，陽極的電極反應式為：__________________________。 (3)電鍍時，鍍件與電源的________極連接。化學鍍的原理是利用化學反應生成金屬單質沉積在鍍件表面形成鍍層。①若用銅鹽進行化學鍍銅，應選用________(填“氧化劑”或“還原劑”)與之反應。②某化學鍍銅的反應速率隨鍍液pH變化如下圖所示。該鍍銅過程中，鍍液pH控制在12.5左右。據圖中信息，給出使反應停止的方法：__________________________。 12．(16分)工業(yè)廢水中常含有一定量的Cr2O和CrO，它們會對人類及生態(tài)系統(tǒng)產生很大損害，必須進行處理。常用的處理方法有兩種。 方法1：還原沉淀法。該法的工藝流程為： CrOCr2OCr3＋Cr(OH)3↓ 其中第①步存在平衡：2CrO(黃色)＋2H＋Cr2O(橙色)＋H2O (1)若平衡體系的pH＝2，則溶液顯__________色。 (2)能說明第①步反應達平衡狀態(tài)的是________。 a．Cr2O和CrO的濃度相同 b．2v(Cr2O)＝v(CrO) c．溶液的顏色不變 (3)第②步中，還原1 mol Cr2O，需要________mol的FeSO47H2O。 (4)第③步生成的Cr(OH)3在溶液中存在以下沉淀溶解平衡：Cr(OH)3(s)Cr3＋ (aq)＋3OH－(aq)。常溫下，Cr(OH)3的溶度積Ksp＝c(Cr3＋)c3(OH－)＝10－32，要使c(Cr3＋)降至10－5 molL－1，溶液的pH應調至__________。 方法2：電解法。該法用Fe作電極電解含Cr2O的酸性廢水，隨著電解進行，在陰極附近溶液pH升高，產生Cr(OH)3沉淀。 (5)用Fe作電極的原因為________________。 (6)在陰極附近溶液pH升高的原因是(用電極反應解釋)__________________。溶液中同時生成的沉淀還有____________。  第三單元　化學反應與能量轉化 第1節(jié)　化學反應與熱能 1．B　解析：中和熱是指中和反應生成1 mol液態(tài)水的熱效應，A錯誤；C項需要加熱才能發(fā)生的反應不一定是吸熱反應，如碳燃燒；D項燃燒熱是指1mol物質燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時所放出的熱量。 2．D　解析：從能量關系圖來看，ΔH＝E3－E2，故A、B錯誤；從圖中可以看出反應物的總能量大于生成物的總能量，因此該反應是一個放熱反應，C錯誤。 3．C　解析：設提供的兩個反應分別為①、②，根據蓋斯定律，2CO(g)＋2NO(g)===N2(g)＋2CO2(g)可以通過①－②得到，故該反應的ΔH＝－746 kJmol－1。 4．B　解析：石墨轉化為金剛石時吸熱，故石墨的能量比金剛石的低，能量越低越穩(wěn)定，則石墨比金剛石穩(wěn)定，A錯誤；生成物不是穩(wěn)定的氧化物，C錯誤；中和熱是指在稀溶液中，酸、堿發(fā)生中和反應生成1 mol水時放出的熱量，D錯誤。 5．C　解析：化學反應中一定有能量變化，A錯誤；由ΔH＝斷開舊化學鍵吸收的能量－形成新化學鍵放出的能量，得ΔH<0，故為放熱反應。 6．B　解析：要確定液態(tài)酒精的燃燒熱必須確定其燃燒生成液態(tài)H2O的熱化學方程式，根據目標反應可將3個反應進行加合即③－②＋①3，故燃燒熱ΔH＝－Q3 kJmol－1－(－Q2) kJmol－1＋(－Q1 kJmol－1)3＝－(Q3－Q2＋3Q1) kJmol－1，A錯誤；23 g液態(tài)酒精的物質的量為＝0.5 mol，故釋放的熱量為0.5(Q3－Q2＋3Q1) kJ，B正確；物質的三態(tài)變化屬于物理變化，C錯誤；應該是反應物的總能量高于生成物的總能量，D錯誤。 7．CD　解析：放熱反應ΔH<0，A錯誤；12 g C的物質的量為1 mol，題目中ΔH應為－221.0 kJmol－1，B錯誤；已知反應為放熱，則其逆反應為吸熱，ΔH為“＋”，ΔH與化學計量數成正比，C正確； 1 mol CS2(l)放出的熱量為215 kJ/0.2＝1075 kJ，D正確。 8．AC　解析：A、C項中反應物能量都小于生成物能量，均表示吸熱反應，如果A項表示無催化劑的吸熱反應，則C項相當于是加入催化劑的吸熱反應，AC正確；B、D項中反應物能量都大于生成物能量，均表示放熱反應，B、D錯誤。 9．(1)反應物能量　生成物能量　無　降低　催化劑改變了反應歷程，使活化能E降低 (2)－198 (3)SO2＋V2O5===SO3＋2VO2,4VO2＋O2===2V2O5 (4)－1185 kJmol－1 解析：(1)由圖像很容易得出，縱坐標表示各種物質的能量。B是反應所必經的一個過渡狀態(tài)，它只影響反應的難易程度，而整個反應過程的反應熱只與反應的始終態(tài)有關，得出沒有影響的結論。加入催化劑改變了反應歷程，使反應活化能降低。(2)中的ΔH可根據已知1 mol SO2參加反應時放熱99 kJ，而圖像中表示的是2 mol SO2參加反應，所以ΔH＝－198 kJ mol－1。(3)化學方程式根據元素守恒即可寫出。(4)S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH1＝－296 kJ mol－1　①；SO2(g)＋O2(g)===SO3(g)　ΔH2＝－99 kJmol－1　②；①3＋②3得3S(s)＋O2(g)===3SO3(g)　ΔH＝(ΔH1＋ΔH2)3＝－1185 kJmol－1 10．(1)2ΔH2—ΔH1 (2)2821.6 (3)117 kJ　< (4)(a＋b) 解析：(1)根據蓋斯定律，利用NH3和(NH4)2CO3作工業(yè)捕碳劑與CO2反應的三個反應，將Ⅱ式2－Ⅰ式求得：(NH4)2CO3(aq)＋H2O(I)＋CO2(g)===2NH4HCO3(aq)　ΔH3＝2ΔH2－ΔH1。(2)根據反應可得①＋②6＝③，所以ΔH3＝3359.26 kJmol－1－89.61 kJmol－16＝2821.6 kJmol－1。(3)由圖知，消耗0.5 mol CO時放出的熱量為(368 kJmol－1－134 kJ mol－1)0.5 mol＝117 kJ，可逆反應過程中反應物不可能消耗完，因此放出的熱量小于Q kJ。(4)根據蓋斯定律，將題中所給的兩個熱化學方程式相加可得所求的熱化學方程式，該反應的ΔH＝(a＋b)kJmol－1。 11．(1)80 kJmol－1 (2)CH4(g)＋2NO2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)＋N2(g)　ΔH＝－867 kJmol－1 (3)2O3(g)===3O2(g)　ΔH＝－285 kJmol－1 (4)0.8 mol　163.5 kJ 解析：(1)對已知熱化學方程式編號從前到后分別為①②③，③－②＋①2即可得所求方程式，所以＋141 kJmol－1－(－566 kJmol－1)＋(－393.5 kJmol－1)2＝80 kJmol－1。(2)甲烷直接將NO2還原為N2的熱化學方程式應該是將兩個已知方程式中的NO消去即得：CH4(g)＋2NO2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)＋N2(g)　ΔH＝－867 kJmol－1。(3)首先寫出所求反應的化學方程式2O3(g)===3O2(g)，由蓋斯定律前式2＋后式3即得2O3(g)===3O2(g)　ΔH＝－285 kJmol－1。(4)6.4 g肼的物質的量為0.2 mol,1 mol肼完全被過氧化氫氧化為氮氣與水蒸氣電子轉移為4 mol，故6.4 g肼轉移的電子為0.8 mol；由蓋斯定律可知：液態(tài)肼與過氧化氫反應生成液態(tài)水的熱化學方程式：N2H4(l)＋2H2O2(l)===N2(g)＋4H2O(l)　ΔH ＝－817.6 kJmol－1，故0.2 mol肼放出的熱量為0.2 mol817.6 kJmol－1＝163.5 kJ。 12．(1)①減小?、?3.3%?、跘D (2)N2＋6H＋＋6e－===2NH3 (3)①>　②＋1530.0 (4)NH＋D2ONH3HDO＋D＋ 解析：(1)①催化劑可以減小反應物的活化能，即E1會降低，E1的變化引起E2的變化；②由氨氣的物質的量可知，參加反應的氫氣為0.15 mol，故氫氣的轉化率為＝33.3%；③催化劑以及恒容條件下充入惰性氣體對平衡均無影響，故B、C不可行。(2)陰極發(fā)生得電子的還原反應。(3)①根據表中數據可知溫度越高，平衡時氨氣越多，可知該反應為吸熱反應。②將所給兩個熱化學方程式按順序分別編號為①、②，根據蓋斯定律①2－②3可得熱化學方程式：2N2(g)＋6H2O(l)4NH3(g)＋3O2(g)　ΔH＝＋1530.0 kJ mol－1。 第2節(jié)　原電池　化學電源 1．B　解析：銀器放在鋁制容器中，由于鋁的活潑性大于銀，故鋁為負極，失電子，銀為正極，銀表面的Ag2S得電子，析出單質銀附著在銀器的表面，故銀器質量增加，A錯誤； Al2S3在溶液中不能存在，會發(fā)生雙水解反應生成H2S和Al(OH)3，C錯誤；黑色褪去是Ag2S轉化為Ag而不是AgCl，從化合價變化也可推斷，S被氧化，Ag肯定被還原，D錯誤。 2．A　解析：電池工作時，正極上O2得到電子被還原，電極反應為：O2＋2H2O＋4e－===4OH－，A正確；電解液為NaOH溶液時，在負極上產生的是NaAlO2而不是Al(OH)3，B錯誤；電池的總反應為：4Al＋3O2＋4NaOH===4NaAlO2＋2H2O，消耗NaOH，pH減小，C錯誤；電池工作時，電子通過外電路由負極流向正極，D錯誤。 3．C　解析：組成的原電池的負極被氧化，鎂為負極，而非正極，A錯誤；雙氧水作為氧化劑，在石墨上被還原變?yōu)樗?，溶液pH增大，B錯誤；溶液中Cl－移動方向同外電路電子移動方向一致，應向負極方向移動，D錯誤。 4．B　解析：根據此電池的構造可知，該電池的反應原理為：電池制備的初始原材料為Ni和NaCl(普通食鹽)，通過首次充電，Ni和NaCl反應在負極產生金屬Na，在正極形成Ni和NiCl2混合物，當電池放電時，Na和NiCl2又重新反應生成Ni和NaCl。原電池的總反應為：2Na＋NiCl2===2NaCl＋Ni，綜上分析B項是錯誤的。 5．B　解析：由H＋的遷移方向(從負極到正極)，可知甲為負極，乙為正極，故b、c分別通入甲醇、O2；a、d分別導出CO2、H2O。 6．C　解析：A項不是電極反應式；甲醇燃料電池是甲醇在負極發(fā)生氧化反應，氧氣在正極發(fā)生還原反應，故B項、D項錯誤。 7．BC　解析：Zn比Cu活潑，則Zn作負極，負極反應為：Zn－2e－===Zn2＋，A錯誤；Zn能置換出Cu，B正確；電流從正極經過外電路流向負極，電子流向與電流相反，C正確；左燒杯中Zn是流出電子的負極，右燒杯中Cu作流入電子的正極，因此前者排斥陽離子、吸引陰離子，后者吸引陽離子、排斥陰離子，鹽橋中的K＋遠離負極區(qū)的ZnSO4溶液、移向正極區(qū)的CuSO4溶液，D錯誤。 8．BC　解析：燃料電池的正極一般通入氧氣，在堿性條件下正極反應為：O2＋2H2O＋4e－===4OH－，A錯誤；隨著放電的進行，生成水而消耗OH－，故pH會降低，D錯誤。 9．(1)2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋ (2)裝置圖如下所示　2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋　Cu－2e－===Cu2＋ (3)①通入足量氯氣將Fe2＋氧化成Fe3＋；②加入CuO調節(jié)溶液的pH至3.2～4.7；③過濾[除去Fe(OH)3和多余的CuO] (4)CuO＋H2SO4===CuSO4＋H2O，CuSO4＋Fe===FeSO4＋Cu　不銹鋼表面有紅色物質生成 解析：(1)FeCl3與Cu發(fā)生反應：2FeCl3＋Cu===CuCl2＋2FeCl2。(2)依據上述氧化還原反應，設計的原電池為：Cu作負極，C(石墨)為正極，F(xiàn)eCl3溶液作電解質溶液。其中負極反應：Cu－2e－===Cu2＋，正極反應：2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋。(3)根據沉淀Fe2＋、Fe3＋和Cu2＋的pH確定。首先將溶液中的Fe2＋氧化成Fe3＋，然后利用Fe3＋的水解：Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋，往溶液中加入CuO時，CuO與H＋作用從而使上述平衡右移。pH將逐漸增大，F(xiàn)e3＋轉化成Fe(OH)3沉淀而除去。(4)不銹鋼在CuSO4中發(fā)生置換反應：CuSO4＋Fe===FeSO4＋Cu。從而在不銹鋼的表面析出了紅色Cu，這樣構成了Cu－Fe原電池，加快了不銹鋼的腐蝕。驗證的方法是先使CuO與H2SO4作用生成CuSO4，然后把劣質不銹鋼放入CuSO4溶液中，觀察表面是否有紅色物質生成。 10．(1)鋰　Li－e－===Li＋ (2)2SOCl2＋4e－===4Cl－＋S＋SO2↑ (3)出現(xiàn)白霧，有刺激性氣體生成　SOCl2＋H2O===SO2↑＋2HCl↑ (4)因為該電池的電極Li能和氧氣、水反應，電解液的主要成分SOCl2也與水反應 解析：(1)由電池總反應式可分析出Li的化合價升高，被氧化，故鋰在電池反應中失去電子，作負極，發(fā)生的電極反應式為：Li－e－===Li＋；(2)SOCl2在電池反應中得電子，其為正極，發(fā)生的電極反應式為：2SOCl2＋4e－===4Cl－＋S＋SO2↑；(3)SOCl2遇水劇烈反應生成二氧化硫和HCl，HCl遇水形成大量的白霧，同時有具刺激性氣味的氣體生成，反應的化學方程式為：SOCl2＋H2O===2HCl↑＋SO2↑；(4)鋰是活潑的金屬，能與水、氧氣等反應；SOCl2也能與水反應，所以組裝該電池必須在無水、無氧的條件下進行。 11．(1)Al＋3NiO(OH)＋NaOH＋H2O===NaAlO2＋3Ni(OH)2 (2)鋅　在堿性條件下，金屬的性質比較穩(wěn)定，電池的使用壽命大大增強 (3)電極逐漸溶解，有紅色固體析出　裝置圖如下　甲　電池乙的負極可與CuSO4溶液直接反應，導致部分化學能轉化為熱能；電池甲的負極不與所接觸的電解質溶液反應，化學能在轉化為電能時損耗較小 或或 (4)堿性　2NH3－6e－＋6OH－===N2＋6H2O 解析：(1)根據得失電子守恒有：Al＋3NiO(OH)2＋NaOH===NaAlO2＋3Ni(OH)2，再由元素守恒得：Al＋3NiO(OH)＋NaOH＋H2O===NaAlO2＋3Ni(OH)2。(2)根據普通鋅錳電池放電時發(fā)生的主要反應：Zn＋2NH4Cl＋2MnO2===Zn(NH3)2Cl2＋2MnOOH，失去電子的為負極，材料為鋅；金屬易和酸發(fā)生反應，而在堿性條件下，金屬的性質比較穩(wěn)定，電池的使用壽命大大增強。(3)由所給的電極材料可知，當銅片做電極時，銅片一定是正極，則負極是活潑的金屬(失電子發(fā)生氧化反應)，反應的現(xiàn)象是電極逐漸溶解。由題給試劑，結合原電池的形成條件可知可以組合的原電池可以是：鋅銅、鋅鐵、鐵銅原電池。由圖示所給電子移動方向可知左邊為負極(活潑金屬)。(4)NH3與酸反應生成鹽，故該電池應選用堿性電解質溶液。 12．(1)Ag2O2＋2Zn＋4KOH＋2H2O===2K2Zn(OH)4＋2Ag (2)由化學能轉變?yōu)殡娔堋∮蒩到b　2H2＋4OH－－4e－===4H2O(或H2＋2OH－－2e－===2H2O)　增大電極單位面積吸附H2、O2分子數，加快電極反應速率 (3)銅　AgNO3溶液　銅　銀 (4)2O2＋4H2O＋8e－===8OH－ 解析：(1)根據原電池反應和氧化還原反應的對應關系，初步確定氧化劑是過氧化銀，還原產物是銀；還原劑是金屬鋅，氧化產物是四羥基合鋅酸鉀；同時注意所用的介質是氫氧化鉀溶液。(2)氫氧燃料電池中，負極通H2，正極通O2，所以導線中電子由a到b。(3)原電池正極發(fā)生還原反應，負極發(fā)生氧化反應，Ag＋作氧化劑，Ag＋＋e－===Ag的反應為正極反應式，則Cu作負極，負極反應式為：Cu－2e－===Cu2＋，則Y溶液為AgNO3溶液，外電路中的電子由負極流向正極。(4)在原電池中，負極上發(fā)生氧化反應，正極上發(fā)生還原反應。 第3節(jié)　電解池　金屬的電化學腐蝕與防護 1．D　解析：A項①裝置為電解池，將電能轉化為化學能；B項②中電流方向從Cu流向Zn；C項①中產生的氣體是Cl2。 2．B　解析：圖甲中，鐵棒發(fā)生化學腐蝕，靠近底端的部分與氧氣接觸少，腐蝕程度較輕，A錯誤；圖乙中開關由M置于N，Cu－Zn合金作正極，腐蝕速率減小，B正確；圖丙中接通開關時Zn作負極，腐蝕速率增大，但氫氣在Pt上放出，C錯誤；圖丁中干電池放電時MnO2發(fā)生還原反應，體現(xiàn)還原性，D錯誤。 3．B　解析：對鋼鐵制品進行電化學防腐時，需接電源的負極，接正極會加快腐蝕，A錯誤；鐵鈍化的兩個前提是常溫、濃硝酸(或濃硫酸)，鈍化的結果是表面形成致密氧化膜，B正確；鋼管與銅管堆放在一起，當形成原電池時，鋼管作負極，腐蝕加快，C錯誤；鋼鐵發(fā)生析氫腐蝕時，F(xiàn)e只能失去2個電子生成Fe2＋，F(xiàn)e－2e－===Fe2＋，D錯誤。 4．D　解析：鐵釘應接電源負極，A錯誤； Zn電極放于CuSO4溶液中，二者直接發(fā)生置換反應而不能構成原電池，B錯誤； Cu－CuSO4溶液－Ag不能構成原電池，C錯誤；直流電源右端為陽極，發(fā)生反應：2Cl－－2e－===Cl2↑，可用KI淀粉溶液檢驗Cl2產生，陰極發(fā)生反應：2H＋＋2e－===H2↑，同時溶液中c(OH－)增大，酚酞溶液變紅，D正確。 5．D　解析：若a和b不連接，則不能構成原電池，單質鐵直接與Cu2＋發(fā)生氧化還原反應而置換出銅，方程式為：Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu，A正確；若a和b用導線連接，則構成原電池，此時鐵作負極，銅作正極，方程式分別為：Fe－2e－===Fe2＋，Cu2＋＋2e－===Cu，B正確；由A、B分析可知， C正確；若a和b分別連接直流電源正、負極，則構成電解池，此時銅作陽極，失去電子被氧化，鐵作陰極，在電解池中陽離子向陰極運動， D錯誤。 6．A　解析：若該裝置為電解池，則a、b兩電極的材料可以都為Zn，A錯誤；在保證陽極為Zn時，該電解池的電解質溶液可以為稀鹽酸，B正確；在保證其中一電極的材料為Zn，另一電極的材料的活潑性比Zn弱的情況下，該原電池的電解質溶液可以為稀鹽酸或稀硫酸，C、D正確。 7．AC　解析：銀器在空氣中久置會被O2所氧化變黑，為化學腐蝕，A正確；當鍍層破損時，Sn－Fe可形成原電池，不再起到保護作用，B錯誤；與鋅塊形成原電池，Zn作負極(陽極)，從而保護Fe正極(陰極)，C正確；外加電流保護法應該與直流電源的負極相連，D錯誤。 8．CD　解析：陽極不可能是活潑性電極如鐵，A錯誤；陽極產生Cl2與堿反應，故pH降低，B錯誤；電解時陽極產生Cl2，電極反應為2Cl－－2e－===Cl2↑，C正確；二價鎳全部轉化為三價鎳失e－， D正確。 9．(1)N　犧牲陽極的陰極保護法 (2)MH＋OH－－e－===M＋H2O　2H2O＋O2＋4e－===4OH－ (3)2H＋＋2e－===H2↑　87 解析：(1)若K置于N處，必須讓被保護的金屬接電源負極；若開關K置于M處，形成原電池，鋅作負極，為犧牲陽極保護法(或犧牲陽極的陰極保護法)。(3)電解時陰極發(fā)生還原反應，溶液中的H＋在陰極得電子被還原。由關系式Mn2＋～MnO2～2e－可得電路中通過2 mol電子時，MnO2的理論產量為87 g。(3)蓄電池放電時是原電池，充電時是電解池。只要記清原電池中“負氧化、正還原”，電解池中“陽氧化、陰還原”的規(guī)律，在寫電極反應式時先弄清楚是原電池還是電解池，然后將給出的總反應拆成氧化反應和還原反應兩個半反應按需選取即可。陰極的電極反應有兩個，第一階段是充電時的反應式：M＋H2O＋e－===MH＋OH－，