专题1 化学反应与能量变化 单元检测题 2022-2023学年高二上学期化学苏教版(2020)选择性必修1(Word含答案)

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名称 专题1 化学反应与能量变化 单元检测题 2022-2023学年高二上学期化学苏教版(2020)选择性必修1(Word含答案)
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资源类型 教案
版本资源 苏教版(2019)
科目 化学
更新时间 2022-12-28 13:58:59

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专题1《化学反应与能量变化》单元检测题
一、单选题
1.关于如图所示转化关系,下列说法正确的是
A.△H2>0
B.△H1>△H3
C.△H3 =△H1+△H2
D.△H1=△H2+△H3
2.下面四种燃料电池中正极的反应产物为水的是
A B C D
固体氧化物燃料电池 碱性燃料电池 质子交换膜燃料电池 熔融盐燃料电池
A.A B.B C.C D.D
3.用一定浓度的NaOH溶液与稀盐酸进行中和反应反应热的测定实验时,测得生成1mol液态水时的 -,产生这种偏差的原因不可能是
A.实验用NaOH溶液的浓度过大
B.实验时搅拌速度慢
C.分2~3次把NaOH溶液倒入盛有稀盐酸的小烧杯中
D.用量取完稀盐酸的量筒直接量取氢氧化钠溶液
4.利用下列装置(夹持装置略)进行实验,能达到实验目的的是
①②③④
A.图①装置可制备无水 MgCl2
B.图②装置可证明氧化性:Cl2>Br2>I2
C.图③装置可制乙烯并验证其还原性
D.图④装置可观察铁的析氢腐蚀
5.图为卤素单质()和反应的转化过程,相关说法不正确的是
A.
B.生成的反应热与途径无关,
C.过程中: 则
D.化学键的断裂和形成时的能量变化是化学反应中能量变化的主要原因
6.反应A+BC分两步进行:①A+BX,②XC,反应过程中能量变化如下图所示,E1表示反应A+BX的活化能。下列有关叙述正确的是
A.E2表示反应XC的活化能
B.X是反应A+BC的催化剂
C.反应A+BC的ΔH<0
D.加入催化剂可改变反应A+BC的焓变
7.如图所示的装置,通电较长时间后,测得甲池中某电极质量增加2.16g,乙池中某电极上析出0.64g某金属。下列说法中正确的是
A.甲池是b电极上析出金属银,乙池是c电极上析出某金属
B.甲池是a电极上析出金属银,乙池是d电极上析出某金属
C.该盐溶液可能是CuSO4溶液
D.该盐溶液可能是Mg(NO3)2溶液
8.新中国成立70年来,中国制造、中国创造、中国建造联动发力,不断塑造着中国崭新面貌,以下相关说法不正确的是
A.C919大型客机中大量使用了镁铝合金
B.华为麒麟芯片中使用的半导体材料为二氧化硅
C.北京大兴国际机场建设中使用了大量硅酸盐材料
D.港珠澳大桥在建设过程中使用的钢材为了防止海水腐蚀都进行了环氧涂层的处理
9.“天朗气清,惠风和畅。”研究表明,利用Ir+可催化消除大气污染物N2O和CO,简化中间反应进程后,相对能量变化如图所示。已知CO(g)的燃烧热 H = -283 kJ·mol-1,则2N2O(g)=2N2(g) + O2(g)的反应热 H (kJ·mol-1)为
A.-152 B.-76 C.+76 D.+152
10.科学家采用如图所示方法,可持续合成氨,跟氮气和氢气高温高压合成氨相比,反应条件更加温和。下列说法正确的是
A.该过程中Li和H2O作催化剂
B.三步反应都是氧化还原反应
C.反应Ⅲ可能是对LiOH溶液进行了电解
D.反应过程中每生成1mol NH3,同时生成0.75mol O2
11.分别取50 mL0.50 mol/L盐酸与50 mL0.55 mol/L氢氧化钠溶液混合进行中和热的测定,下列说法不正确的是
A.仪器A的名称是环形玻璃搅拌棒
B.用稍过量的氢氧化钠可确保盐酸完全反应
C.为减少热量损失,酸碱混合时需将量筒中NaOH溶液快速倒入小烧杯中
D.用稀硫酸和Ba(OH)2代替盐酸和NaOH溶液进行反应,结果也正确
12.下列化学反应的能量变化与如图不符合的是
A.2NH4Cl+Ca(OH)22NH3↑+CaCl2+2H2O B.2Al+Fe2O32Fe+Al2O3
C.Mg+2HCl=MgCl2+H2↑ D.C+O2CO2
13.中国文化源远流长,三星堆出土了大量文物,下列有关说法正确的是。
A.测定文物年代的与互为同素异形体
B.三星堆出土的青铜器上有大量铜锈,可用明矾溶液除去
C.青铜是铜中加入铅,锡制得的合金,其成分会加快铜的腐蚀
D.文物中做面具的金箔由热还原法制得
二、填空题
14.电解原理在生产生活中应用广泛,请回答下列问题:
(1)①电解法制备金属铝的化学反应方程式为___。
②为了防止铁器被腐蚀常用电解法在其表面镀铜,此时铁器应与电源__极相连;电解精炼铜时,粗铜应与电源__极相连。
③利用如图装置,可以模拟铁的电化学防护。为减缓铁的腐蚀,开关K应置于__处。
(2)用石墨电极电解100mLH2SO4和CuSO4的混合溶液,通电一段时间后,阴、阳两极分别收集到2.24L和3.36L气体(标况下),溶液想恢复至电解前的状态可加入___。
A.0.2molCuO和0.1molH2O B.0.1molCuCO3
C.0.1molCu(OH)2 D.0.1molCu2(OH)2CO3
(3)汽车尾气排放的CO、NOx等气体是大气污染的主要来源,NOx也是雾霾天气的主要成因之一。利用反应NO2+NH3→N2+H2O(未配平)消除NO2的简易装置如图所示。
①电极a的电极反应式为___。
②常温下,若用该电池电解0.6L1mol/L的食盐水,当消耗336mLB气体(标况下)时电解池中溶液的pH=__(假设电解过程溶液体积不变)。
15.相对分子质量为44的烷烃和O2气在KOH溶液中可以组成燃料电池,装置如图所示。在石墨1极上发生的电极反应为O2 +2e-+2 H2O= 4OH-
(1)石墨1极为_______(填“负”或“正”)极。在石墨2极上发生的电极反应为_______
(2)放电时,电子流向是_______(填字母)。
a.由石墨1极流出,经外电路流向石墨2极
b.由石墨2极流出,经电解质溶液流向石墨1极
c.由石墨1极流出,经电解质溶液流向石墨2极
d.由石墨2极流出,经外电路流向石墨1极
16.物质中的化学能在一定条件下可转化为电能。
(1)将锌片、铜片按照图装置所示连接,该装置叫做_______。
(2)锌片作:_______极,实验现象是:_______。铜片作:_______极,电极反应式:_______。总反应式:_______。
(3)下列反应通过原电池装置,可实现化学能直接转化为电能的是_______(填序号)。
① ② ③
17.回答下列问题:
(1)将燃煤产生的二氧化碳回收利用,可达到低碳排放的目的。图是通过人工光合作用,以CO2和H2O为原料制备HCOOH和O2的原理示意图。电极b作___________极,发生的电极反应式为___________。
(2)浓差电池中的电动势是由于电池中存在浓度差而产生的。某浓差电池的原理如图所示,该电池从浓缩海水中提取LiCl的同时又获得了电能。
①X为___________极,Y电极反应式为___________。
②Y极生成1 mol Cl2时,___________mol Li+移向X极。
(3)一种以肼(N2H4)为液体燃料的电池装置如图所示。该电池用空气中的氧气作氧化剂,KOH溶液作电解质溶液。负极反应式为___________,正极反应式为___________。
三、计算题
18.发射卫星时常用肼(N2H4)作为燃料,用二氧化氮作为氧化剂,这两种物质反应生成氮气和水蒸气。已知:
①N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) ΔH1=+68kJ·mol-1。
②N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) ΔH2=_______kJ·mol-1
③1molH2O(l)汽化时需吸收44kJ的热量。
④N2H4的结构简式为H2N—NH2,断裂1mol化学键需吸收的能量或形成1mol化学键需释放的能量(E)如下:
化学键 N-H N-N O=O N≡N H-O
E(kJ mol-1) 391 154 498 946 463
回答下列问题:
(1)计算ΔH2=_______kJ·mol-1
(2)16gN2H4(g)与O2(g)完全反应生成H2O(l)时放出的热量为_______kJ。
(3)写出N2H4(g)与NO2(g)反应生成H2O(g)时的热化学方程式:_______。
(4)1molN2H4(g)与NO2(g)完全反应生成H2O(g)时放出的热量为_______kJ。
19.回答下列问题
(1)Zn(s)+O2(g)= ZnO(s) ΔH1= -351.1kJ/mol
Hg(l)+O2(g)= HgO(s) ΔH 2=-90.7kJ/mol
则反应Zn(s)+HgO(s)= ZnO(s)+Hg(l)的焓变为 ΔH =_______。
(2)已知下列热化学方程式:
a.2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH =-570kJ/mol ,
b.H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH =-285kJ/mol ,
c.C(s)+O2(g)=CO (g) ΔH = -55.5kJ/mol ,
d.C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH =-196.5kJ/mol
回答下列各问:
①上述反应中属于放热反应的是_______(填序号)
②H2的燃烧热ΔH =_______
③写出CO燃烧热的热化学方程式_______
(3)发射卫星时可用肼(N2H4)为燃料,用二氧化氮为氧化剂,这两种物质反应生成氮气和水蒸气。
已知:N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)  ΔH 1=+33.5 kJ/mol
N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)  ΔH 2=-267 kJ/mol
则2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g) ΔH =_______。
四、实验题
20.通过海水晾晒可得粗盐,粗盐除NaCl外,还含有还含有MgCl2、CaCl2、Na2SO4以及泥沙等杂质。以下是制备精盐的实验方案,各步操作流程如图:
(1)在第①步粗盐溶解操作中要用玻璃棒搅拌,作用是____。
(2)第②步操作加入过量的BaCl2目的是除去粗盐中的____;写出这个反应的化学方程____。
(3)第⑤步“过滤”操作中得到沉淀的成分有泥沙____(多选)。
A.BaSO4 B.CaCO3 C.BaCO3 D.Mg(OH)2
(4)在第③步操作中,选择的除杂的试剂不能用KOH代替NaOH,理由是____。
(5)在利用粗盐制备精盐过程的第⑥步操作中,加入适量盐酸的目的是除去滤液中的NaOH和____。
(6)食盐水也可以通过电解得到更多种类的化工原料,写出电解饱和食盐水的化学方程式____;电解过程中,阳极有____色氯气产生,可用湿润的____试纸检验该气体。
21.某小组同学利用如图所示装置进行铁的电化学腐蚀原理的探究实验:
装置 分别进行的操作 现象
i.连好装置一段时间后,向烧杯中滴加酚酞
ii.连好装置一段时间后,向烧杯中滴加溶液 铁片表面产生蓝色沉淀
(1)小组同学认为以上两种检验方法,均能证明铁发生了吸氧腐蚀。
①实验i中的现象是________。
②用电极反应式解释实验i中的现象:________。
(2)查阅资料:具有氧化性。
①据此有同学认为仅通过ii中现象不能证明铁发生了电化学腐蚀,理由是________。
②进行下列实验,几分钟后的记录如下:
实验 滴管 试管 现象
溶液 iii.蒸馏水 无明显变化
iv.溶液 铁片表面产生大量蓝色沉淀
v.溶液 无明显变化
a.以上实验表明:在________条件下,溶液可以与铁片发生反应。
b.为探究的存在对反应的影响,小组同学将铁片酸洗(用稀硫酸浸泡后洗净)后再进行实验iii,发现铁片表面产生蓝色沉淀。此补充实验表明的作用是________。
试卷第1页,共3页
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(北京)股份有限公司
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参考答案:
1.D
【解析】A.CO(g)+O2(g)=CO2(g)为CO的燃烧,放出热量,△H2<0,故A错误;
B.C不充分燃烧生成CO,充分燃烧生成CO2,充分燃烧放出的热量大于不充分燃烧,焓变为负值,则△H1<△H3,故B错误;
C.根据①C(s)+O2(g)=CO2(g)△H1,②CO(g)+O2(g)=CO2(g)△H2,③C(s)+O2(g)=CO(g)△H3,结合盖斯定律③=①-②,则△H3 =△H1-△H2,故C错误;
D.根据①C(s)+O2(g)=CO2(g)△H1,②CO(g)+O2(g)=CO2(g)△H2,③C(s)+O2(g)=CO(g)△H3,结合盖斯定律①=②+③,则△H1=△H2+△H3,故D正确;
故选D。
2.C
【解析】A.电解质为能够传导氧离子的固体氧化物,正极氧气得电子生成氧离子,故A不选;
B.电解质溶液是氢氧化钾,正极上氧气得电子与水反应生成氢氧根离子,故B不选;
C.存在质子交换膜,正极上氧气得电子和氢离子反应生成水,故C选;
D.电解质为熔融碳酸盐,正极氧气得电子结合二氧化碳生成碳酸根离子,故D不选;
故选C。
3.A
【解析】A.NaOH溶液稀释过程释放热量,导致中和热 -,故A符合题意;
B.实验时搅拌速度慢,导致热量散失,测得中和热 -,故B不符合题意;
C.分2~3次把NaOH溶液倒入盛有稀盐酸的小烧杯中,导致热量散失,测得中和热 -,故C不符合题意;
D.用量取完稀盐酸的量筒直接量取氢氧化钠溶液,氢氧化钠被部分反应,导致测得中和热 -,故D不符合题意。
故选A。
4.A
【解析】A.由于镁离子水解,因此得到MgCl2,需要在HCl气流中加热,因此图①装置可制备无水 MgCl2,故A符合题意;
B.图②装置不能证明氧化性:Cl2>Br2>I2,可能氯气过量,将KI氧化为I2,从而使淀粉变蓝,故B不符合题意;
C.由于乙醇易挥发,图③装置可制乙烯,但乙醇和乙烯都能使酸性高锰酸钾褪色,因此不能证明酸性高锰酸钾褪色是乙烯的还原性,故C不符合题意;
D.NaCl溶液是中性环境,因此图④装置可观察铁的吸氧腐蚀,故D不符合题意。
综上所述,答案为A。
5.C
【解析】A.化学键的断裂要吸收能量,即 ,A项正确;
B.依据盖斯定律进行分析,反应的焓变与始态和终态有关,与途径无关,△H1=△H2+△H3,B项正确;
C.非金属性:Cl>Br,非金属性越强,和氢气化合放热越大,而在热化学方程式中,放热反应的焓变为负值,则,C项错误;
D.化学键的断裂要吸收能量,形成时要放出能量,即能量变化是化学反应中能量变化的主要原因,D项正确;
答案选C。
6.C
【解析】A.E2表示活化分子转化为C时伴随的能量变化,A项错误;
B.若X是反应A+BC的催化剂,则X是反应①的反应物,是反应②的生成物,B项错误;
C.由图象可知,反应物A、 B的总能量高于生成物C的能量,反应是放热反应,ΔH<0,C项正确;
D.焓变和反应物和生成物能量有关,与反应变化过程无关,催化剂只改变反应速率,不改变反应的焓变,D项错误;
答案选C。
7.C
【解析】甲池中a极与电源负极相连为阴极,电极上银离子得电子析出银单质,b电极为阳极,水电离出的氢氧根放电产生氧气,同时产生氢离子;乙池中c为阴极,d为阳极,乙池电极析出0.64g金属,金属应在c极析出,说明乙池中含有氧化性比氢离子强的金属阳离子。
【解析】A.甲池a极上析出金属银,乙池c极上析出某金属,故A错误;
B.甲池a极上析出金属银,乙池c极上析出某金属,故B错误;
C.甲池的a极银离子得电子析出银单质,2.16gAg的物质的量为,由Ag++e-=Ag,可知转移0.02mol电子,乙池电极析出0.64g金属,说明乙池中含有氧化性比氢离子强的金属阳离子,Cu2+氧化性强于氢离子,会先于氢离子放电,由Cu2++2e-=Cu,转移0.02mol电子生成0.01molCu,质量为m=n M=0.01mol×64g/mol=0.64g,则某盐溶液可能是CuSO4溶液,故C正确;
D.Mg2+氧化性弱于H+,电解时在溶液中不能得电子析出金属,所以某盐溶液不能是Mg(NO3)2溶液,故D错误;
故答案为C。
8.B
【解析】A.镁铝合金密度小,强度大,C919大型客机中大量使用了镁铝合金,A项正确;
B.华为麒麟芯片中使用的半导体材料为硅,B项错误;
C.北京大兴国际机场建设中使用的玻璃属于硅酸盐材料,C项正确;
D.对钢材进行环氧涂层的处理可以防止海水腐蚀,D项正确;
答案选B。
9.A
【解析】已知CO(g)的燃烧热 H = -283 kJ·mol-1,可得①,由图可得N2O(g)+CO(g)=N2(g)+CO2(g) H=-330+123-229+77=-359kJ/mol②,由盖斯定律,(反应②-①)×2可得反应2N2O(g)=2N2(g) + O2(g),反应热 H =( -359+283)×2 =-152kJ·mol-1,故选:A。
10.D
【解析】A.从图中可以看出,该反应中Li参加了反应,最终又生成了Li,所以Li是催化剂。虽然在第二步水也参加了反应,第三步生成了水,但总反应为2N2+6H2O=3O2+4NH3,所以水为反应物,故A错误;
B.第二步反应是Li3N和水反应生成LiOH和NH3,没有化合价变化,不是氧化还原反应,故B错误;
C.电解LiOH溶液时,在阴极不可能是Li+得电子生成Li,故C错误;
D.根据总反应方程式:2N2+6H2O=3O2+4NH3,每生成1mol NH3,同时生成0.75mol O2,故D正确;
故选D。
11.D
【解析】A.根据装置图可知:仪器A的名称是环形玻璃搅拌棒,A正确;
B.HCl与NaOH发生中和反应,反应方程式为:HCl+NaOH=NaCl+H2O,可见二者反应的物质的量的比是1:1。由于任何反应都具有一定的可逆性,为保证盐酸完全反应,加入的NaOH溶液中溶质的物质的量稍微过量,B正确;
C.为减少酸碱中和反应过程的热量损失,酸碱混合时需将量筒中NaOH溶液一次性快速倒入小烧杯中,C正确;
D.若用稀硫酸和Ba(OH)2代替盐酸和NaOH溶液进行反应,由于此时除H+与OH-反应产生H2O放出热量,还有Ba2+与结合形成BaSO4沉淀也放出热量,因此会导致实验结果不准确,D错误;
故合理选项是D。
12.A
【解析】图示中,反应物的总能量大于生成物的总能量,为放热反应。
【解析】A.2NH4Cl+Ca(OH)22NH3↑+CaCl2+2H2O,铵盐与碱反应吸热,故选A;
B.2Al+Fe2O32Fe+Al2O3,铝热反应放热,故不选B;
C.Mg+2HCl=MgCl2+H2↑,金属与酸反应放热,故不选C;
D.C+O2CO2,燃烧反应放热,故不选D;
选A。
13.B
【解析】A.与是质子数相同,中子数不同的两种核素互为同位素,A错误;
B.铜锈为碱式碳酸铜,明矾溶于水,铝离子水解,溶液显酸性可与碱式碳酸铜反应而除去,B正确;
C.铅、锡比铜活泼,腐蚀反应中铜做正极,会减缓铜的腐蚀,C错误;
D.古代得到金的方法是淘漉法,D错误;
故选B。
14. 2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑ 负极 正极 N AD 2NH3-6e-+6OH-=2N2+6H2O 13
【解析】(1)①电解法制备金属铝,三氧化铝电解生成铝和氧气;
②铁是待镀金属,此时铁器应与电源负极相连;电解精炼铜时,粗铜作阳极,粗铜应与电源正极相连。
③模拟铁的电化学防护,用外加电流的阴极保护法,铁在阴极;
(2)根据电解池中离子的放电顺序和两极上发生的变化来书写电极反应方程式进行计算,两个电极上转移的电子数目是相等的,据此计算出溶液中减少的物质的物质的量,思考需加入物质.
(3)电极a电极发生氧化反应,氨气在碱性条件下氧化为氮气:2NH3-6e-+6OH-=2N2+6H2O ;
当消耗336mLNO2气体(标况下)时,由反应2NO2+8e-+4H2O=N2+8OH-计算生成的OH-。
【解析】(1)①电解法制备金属铝,三氧化铝电解生成铝和氧气,化学反应方程式为2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑。
故答案为:2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑;
②为了防止铁器被腐蚀常用电解法在其表面镀铜,铁是待镀金属,此时铁器应与电源负极相连;电解精炼铜时,粗铜作阳极,粗铜应与电源正极相连。
故答案为:负极 ; 正极;
③模拟铁的电化学防护,为减缓铁的腐蚀,用外加电流的阴极保护法,开关K应置于N处。故答案为:N;
(2)电解H2SO4和CuSO4的混合溶液,阳极发生的反应为:4OH-→2H2O+O2↑+4e-,阴极上发生的电极反应为:Cu2++2e-→Cu,2H++2e-→H2↑,
阳极生成3.36L氧气,即0.15mol,由阳极电极反应式可知,转移电子为0.6mol,阴极收集到2.24L(标况)气体,即生成0.1mol的氢气,
由阴极电极反应式可知,阴极上生成的0.1molH2只得到了0.2mol电子,所以剩余0.4mol电子由铜离子获得,生成铜0.2mol,综上分析,电解H2SO4和CuSO4的混合溶液时,生成了0.2molCu,0.1mol氢气,0.15mol氧气,溶液要想恢复电解前的状态,需加入0.2molCuO(或碳酸铜)和0.1mol水,
故选AD。
(3)电极a电极发生氧化反应,氨气在碱性条件下氧化为氮气:2NH3-6e-+6OH-=2N2+6H2O ;电极b的电极发生还原反应,二氧化氮转化生成氮气,电极方程式为2NO2+8e-+4H2O=N2+8OH-,总反应:6NO2+8NH3→7N2+12H2O,消耗标准状况下336mL NO2时,电路中转移0.06mol电子,电解池中生成0.06mol OH-,c(OH-)=0.06mol÷0.6L=0.1mol·L-1,c(H+)= mol·L-1=10-13mol·L-1,故pH=13,
故答案为:2NH3-6e-+6OH-=2N2+6H2O ;13。
15.(1) 正
(2)d
【解析】由题目中烷烃的相对分子质量为44,可知该烷烃为C3H8;在原电池中,负极失去电子,正极得到电子,电子由负极经导线移向正极。
(1)
在石墨1极上发生的电极反应为,在该电极O2得到电子,故为原电池的正极;在石墨2极上发生的电极反应为;
(2)
在原电池中,电子由负极经导线移向正极,故d项正确。
16.(1)原电池
(2) 负 不断溶解 正 2H++2e-=H2↑ Zn+2H+= Zn2++ H2↑
(3)②③
【解析】(1)
将锌片、铜片按照图装置所示连接,电流表显示有电流通过,将化学能转化为电能,该装置叫做原电池;
(2)
反应中Zn不断溶解,失去电子变成Zn2+,是负极,铜片上H+得到电子生成H2,为正极,电极反应式为2H++2e-=H2 ,总反应式为Zn+2H+= Zn2++ H2;
(3)
自发进行的氧化还原反应,才能将化学能直接转化为电能,①不是氧化还原反应,②③都是氧化还原反应能实现化学能直接转化为电能,故为②③。
17.(1) 正极 CO2+2H++2e-=HCOOH
(2) 正极 2Cl--2e-=Cl2↑ 2
(3) N2H4+4OH--4e-=N2+4H2O O2+2H2O+4e-=4OH-
【解析】(1)
图中装置没有外加电源,属于原电池装置,CO2在电极b附近转化为HCOOH,发生还原反应,因此电极b作正极;结合得失电子守恒可知发生的电极反应式为CO2+2H++2e-=HCOOH;
(2)
①由图可知原电池装置电极X附近H+转化为H2,发生还原反应,则X为正极;Y电极为负极,电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑;
②由电极反应式2Cl--2e-=Cl2↑可知Y极生成1 mol Cl2时,转移电荷数为2mol,则有2mol Li+移向X极;
(3)
燃料在负极失电子,即负极反应式为N2H4+4OH--4e-=N2+4H2O;氧气在正极得电子,正极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-。
18.(1)-582
(2)335
(3)2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g) ΔH=-1232kJ·mol-1
(4)616
【解析】(1)ΔH2=反应物的键能之和-生成物的键能之和=4N-H+N-N+O=O-N≡N-4H-O=4391+154+498-946-4463=-582 kJ·mol-1,故答案为:-582。
(2)根据1molH2O(l)汽化时需吸收44kJ的热量,可以写出③的热化学反应方程式H2O(l) = H2O(g) ΔH3=+44kJ·mol-1,结合②N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) ΔH2=-582kJ·mol-1,根据盖斯定律②-③2可得N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l) ΔH=-670kJ·mol-1,所以当16gN2H4(g)即0.5mol与O2(g)完全反应生成H2O(l)时放出的热量为335 kJ,故答案为:335。
(3)N2H4(g)与NO2(g)反应生成H2O(g)时的化学方程式是2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g),可由②2-①得到,根据盖斯定律可得该反应的ΔH=2ΔH2-ΔH1=2(-582kJ·mol-1)-(+68kJ·mol-1)=-1232kJ·mol-1,故答案为:2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g) ΔH=-1232kJ·mol-1。
(4)根据上一问分析可知:2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g) ΔH=-1232kJ·mol-1,该热化学方程式表示2molN2H4(g)与NO2(g)完全反应生成H2O(g)时放出的热量为1232kJ ,则1molN2H4(g)与NO2(g)完全反应生成H2O(g)时放出的热量为616kJ。故答案为:616。
19.(1)-260.4kJ mol 1
(2) a,b,c,d -285kJ/mol CO(g) +O2(g) =CO2(g) ΔH = 141 kJ mol 1
(3) 567.5 kJ mol 1
【解析】(1)根据盖斯定律,Zn(s)+HgO(s)═ZnO(s)+Hg(l)为总反应,则反应①-反应②可得总反应,所以ΔH =ΔH 1—ΔH 2=﹣351.1kJ mol 1+90.7kJ mol 1=-260.4kJ mol 1;
(2)①上述反应中焓变都小于0,因此都属于放热反应,即属于放热反应的是a,b,c,d,故答案为:a,b,c,d;
②H2的燃烧热是指常温下,1mol氢气完全燃烧生成稳定的氧化物释放的能量,因此H2的燃烧热为285kJ/mol;故答案为:-285kJ/mol;
③根据方程式d减去方程式c得到CO燃烧热的热化学方程式CO(g) +O2(g)= CO2(g) ΔH = 141 kJ mol 1;故答案为:CO(g) +O2(g) =CO2(g) ΔH = 141 kJ mol 1;
(3)将第二个方程式的2倍减去第一个方程式得到2N2H4(g)+ 2NO2(g) = 3N2(g)+4H2O(g) ΔH = 567.5 kJ mol 1,故答案为: 567.5 kJ mol 1。
20.(1)加速溶解
(2) Na2SO4 Na2SO4+BaCl2=BaSO4↓+2NaCl
(3)ABCD
(4)会引入新的杂质
(5)Na2CO3
(6) 2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑ 黄绿色 淀粉碘化钾试纸
【解析】粗盐除NaCl外,还含有MgCl2、CaCl2、Na2SO4以及泥沙等杂质,加水溶解后,加入过量的BaCl2溶液,沉淀溶液中的硫酸根离子,再加入过量的NaOH溶液,沉淀溶液中的Mg2+,再加入过量的Na2CO3溶液,沉淀溶液中的Ca2+,同时沉淀过量的Ba2+,过滤,滤去BaSO4、Mg(OH)2、BaCO3、CaCO3沉淀以及泥沙,向滤液中加入盐酸,中和过量的NaOH和Na2CO3溶液,将得到的NaCl溶液进行蒸发浓缩,同时使过量的HCl挥发掉,然后冷却结晶,洗涤、烘干、得到纯净的NaCl晶体,据此解答。
(1)
第①步粗盐溶解操作中用玻璃棒搅拌,可加速粗盐的溶解,故答案为:加速溶解;
(2)
根据以上分析可知第②步操作加入过量的BaCl2目的是除去粗盐中的Na2SO4,反应的方程式为Na2SO4+BaCl2=BaSO4↓+2NaCl;
(3)
通过过滤可把溶液中的不溶物除去,则可以除去的物质有泥沙、BaSO4、Mg(OH)2、BaCO3、CaCO3,答案选ABCD;
(4)
提纯的是氯化钠,若用氢氧化钾会引入新的杂质氯化钾;
(5)
根据以上分析可知在利用粗盐制备精盐过程的第⑥步操作中,加入适量盐酸的目的是除去滤液中的NaOH和Na2CO3。
(6)
电解饱和食盐水的化学方程式为2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑;电解过程中,阳极氯离子放电,有黄绿色氯气产生,氯气具有强氧化性,可用湿润的淀粉碘化钾试纸试纸检验该气体。
21.(1) 碳棒附近溶液变红
(2) 可能氧化Fe生成,会干扰由电化学腐蚀生成的的检验 存在 破坏铁片表面的氧化膜
【解析】(1)
①实验i中连好装置,铁片为负极,电极反应为Fe-2e-=Fe2+,碳棒为正极,由于电解质溶液呈中性,则碳棒上的电极反应为O2+4e-+2H2O=4OH-,一段时间后,向烧杯中滴加酚酞,证明铁发生了吸氧腐蚀的现象为:碳棒附近溶液变红。
②实验i中碳棒附近溶液变红的电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-。
(2)
①根据资料“K3[Fe(CN)6]具有氧化性”,故实验ii中铁电极能直接和K3[Fe(CN)6]溶液发生氧化还原反应生成Fe2+,产生的Fe2+再与K3[Fe(CN)6]反应生成蓝色沉淀,干扰对电化学腐蚀生成的Fe2+的检验。
②a.根据实验iii知,只有水时K3[Fe(CN)6]溶液和铁片不反应;再对比实验iv和v,阳离子相同、阴离子不同,结合实验现象知,在Cl-存在条件下,K3[Fe(CN)6]溶液可以和铁片发生反应。
b.小组同学将铁片酸洗(用稀硫酸浸泡后洗净)后再进行实验iii,发现铁片表面产生蓝色沉淀,稀硫酸“酸洗”的目的是除去铁表面的氧化膜,由此补充实验、结合实验iv说明,Cl-的作用是:破坏了铁表面的氧化膜。