专题1《化学反应与能量变化》练习题(含解析)2022-2023学年上学期高二苏教版(2019)高中化学选择性必修1

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名称 专题1《化学反应与能量变化》练习题(含解析)2022-2023学年上学期高二苏教版(2019)高中化学选择性必修1
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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 2023-06-30 20:43:42

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专题1《化学反应与能量变化》练习题
一、单选题
1.一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图。下列有关该电池的说法正确的是
A.电极B上发生的电极反应为:
B.反应,每消耗,转移电子
C.电池工作时,向电极B移动
D.电极A上和都发生了氧化反应
2.稀土金属铈(Ce)在空气中易氧化变暗,受热时燃烧,遇水很快反应。已知:①铈常见的化合价为+3和+4价;②氧化性:Ce4+> Ce3+。下列说法正确的是
A.它们互称同素异形体
B.铈溶于氢碘酸的主要化学方程式可表示为2Ce+6HI=2CeI3+3H2↑
C.工业上可以采用电解氯化铈水溶液来获得铈单质
D.工业上金属铈一般保持在敞口容器中
3.铝热反应为放热反应。已知:,。下面关于、的比较正确的是
A. B. C. D.无法判断
4.硼化钒(VB2)-空气电池是目前储电能力最高的电池,电池示意图如下。该电池工作时的反应为4VB2+11O2=4B2O3+2V2O5。下列说法正确的是
A.电极a为电池负极
B.反应过程中溶液的pH升高
C.电池连续反应过程中,选择性透过膜采用阳离子选择性膜
D.VB2极的电极反应式为:2VB2 + 22OH -22e =V2O5+ 2B2O3+ 11H2O
5.下列依据热化学方程式得出的结论正确的是。
选项 热化学方程式 结论
A 的燃烧热为
B 含40g NaOH的稀溶液与浓硫酸完全中和,放出的热量等于57.3kJ
C 完全燃烧放出787kJ热量
D C(石墨,s)= C(金刚石,s) 金刚石比石墨稳定,
A.A B.B C.C D.D
6.我国早期科技从书《金石类》中提到:“青矾(主要成分为)厂气熏人,衣服当之易烂,栽木不茂;青矾强热得赤色固体,气凝得矾油(指硫酸)”。下列说法不正确的是
A.矾油的溶液与锌铜能形成原电池
B.青矾厂气是乙烷
C.青矾主要成分中涉及的主族元素有3种
D.强热“青矾”所得赤色固体的成分是
7.现有X、Y、Z、W四种短周期元素,X、Y位于同主族,Z、W位于同主族且Z的核电荷数是W的2倍,Y、Z位于同周期,X与Z、W都不在同一周期。下列说法不正确的是
A.简单离子半径:Z>W>Y
B.气态氢化物的稳定性:ZC.Z的氢化物能与其最高价氧化物对应的水化物反应
D.在X2和W2构成的燃料电池中,W2作负极
8.电解溶液制备NaOH和的装置示意图如下。
下列说法不正确的是
A.Ⅰ区溶液pH下降
B.离子交换膜a为阳离子交换膜
C.Ⅲ区发生电极反应:
D.理论上,每生成1mol NaOH,同时有生成
9.2022年4月6日,福厦高铁安海湾特大桥成功合龙,我国高铁逐步迈入“跨海时代”。在海洋环境中,工程材料的抗腐能力尤为关键,以下说法正确的是
A.利用能形成致密钝化膜的含镍耐候钢,阻止海水中渗透,实现“以锈止锈”的长效防腐
B.使用低渗透的海工水泥,其主要成分是新型无机非金属材料
C.根据原电池原理,主桥承台底面采用外加电流的阴极保护法,防止内部钢筋锈蚀
D.使用石墨烯防腐涂料能有效抑制腐蚀介质的渗透,石墨烯与石墨互为同分异构体
10.电解法转化可实现资源化利用。电解制的原理示意图如下。下列说法正确的是
A.电解池工作过程中,向左侧移动
B.电极发生的反应为:
C.电极发生的反应为:
D.当电路中转移2电子时,理论上离子交换膜右侧质量增加44g
11.设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法中正确的是
A.标准状况下,11.2LCHCl3分子数为0.5NA
B.电解精炼铜阳极质量减少6.4g时,转移电子数为0.2NA
C.23gC2H6O分子中含有碳氧键的数目一定为0.5NA
D.常温常压下,17gH2O2中含有的质子数为9.0NA
12.乙醇燃料电池中采用磺酸类质子溶剂(如图),在200℃左右时供电,电池总反应为:C2H5OH+3O2=2CO2+3H2O,下列说法中正确的是
A.电池工作时,质子(H+)向电池的负极迁移
B.电池工作时,乙醇发生还原反应
C.电子从a极流出
D.b极上发生的电极反应是O2+4H+-4e-=4OH-
13.如图表示化学反应过程中的能量变化,据图判断下列说法中合理的是
A.CaO、浓硫酸分别溶于水时的能量变化符合图1
B.500mL2.0mol·L-1H2SO4和500mL2.0mol·L-1Ba(OH)2的反应符合图2
C.发生图1能量变化的任何反应,一定不需要加热即可发生
D.500mL2.0mol·L-1HCl和500mL2.0mol·L-1NaOH的反应符合图1
二、填空题
14.物质的摩尔燃烧焓是指在一定温度和压强条件下,1mol物质完全氧化为同温下的指定产物时的焓变,其中物质中所含的N元素氧化为N2(g)、H元素氧化为H2O(l)、C元素氧化为CO2(g)。
已知:①几种物质的摩尔燃烧焓:
物质 石墨(s) H2(g) CO(g)
△H/(kJ·mol—1) -393.5 -285.8 -283.0
②298k,101kPa时,部分化学键键能:
化学键 CO O=O C=O C-O
E/(kJ·mol-1) a 498 745 351
③H2O(l)=H2O(g) △H=+44.0kJ/mol
回答下列问题:
(1)计算反应2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)的焓变△H1=___________kJ·mol-1,由此可求CO的化学键CO键能a=___________kJ·mol-1。
(2)已知相同条件下,石墨比金刚石稳定,则1mol金刚石的燃烧放热___________393.5kJ(填“>”、“<”、“=”)。
(3)写出常温下氢气燃烧的热化学方程式___________,则反应CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)的焓变△H2=___________kJ·mol-1。
15.微型纽扣电池在现代生活中被广泛应用,有一种银锌电池,其电极分别是Ag2O和Zn,电解质溶液为KOH溶液,总反应为Ag2O+Zn+H2O=Zn(OH)2+2Ag,其中一个电极反应式为Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-。
(1)负极材料为_______,正极材料为_______。
(2)电池工作时,电子由_______(填“正极”或“负极”,下同)流向_______,溶液中的阳离子流向电池的_______,阴离子流向电池的_______。
(3)甲醇(CH3OH)燃料电池为绿色化学电源,在NaOH溶液为电解质溶液时的负极反应式为_______,正极反应式为_______。该电池工作时,外电路每流过1×103mole-,消耗标准状况下氧气_______L。
16.根据信息书写下列热化学方程式。
(1)化合物AX3和单质X2在一定条件下反应可生成化合物AX5。回答下列问题:已知AX3的熔点和沸点分别为-93.6 ℃和76 ℃,AX5的熔点为167 ℃。室温时AX3与气体X2反应生成1 mol AX5,放出热量123.8 kJ。该反应的热化学方程式为_______。
(2)在25 ℃、101 kPa下,一定质量的无水乙醇完全燃烧时放出热量Q kJ,其燃烧生成的CO2用过量饱和石灰水吸收可得100 g CaCO3沉淀,则乙醇燃烧的热化学方程式为_______。
(3)NaBH4(s)与H2O(l)反应生成NaBO2(s)和氢气,在25 ℃、101 kPa下,已知每消耗3.8 g NaBH4(s)放热21.6 kJ,该反应的热化学方程式是_______。
17.某兴趣小组的同学用如图所示装置研究有关电化学的问题(甲、乙、丙三池中溶质足量),当闭合该装置的电键K时,观察到电流计的指针发生了偏转。请回答下列问题:
(1)丙池中E电极为_______(填“正极”、负极”、“阴极”或“阳极”),丙池总反应的离子方程式为_______________。
(2)当乙池中C极质量减轻5.4g时,甲池中B电极理论上消耗O2的体积为_______mL(标况)
(3)一段时间后,断开电键K,下列物质能使丙池恢复到反应前浓度的是 (填选项字母)。
A.Cu B.CuO C.Cu(OH)2 D.Cu2(OH)2CO3
(4)爱迪生蓄电池的反应式为:Fe+NiO2+2H2O=Fe(OH)2+Ni(OH)2;高铁酸钠(Na2FeO4)易溶于水,是一种新型净水剂。用如图装置可以制取少量高铁酸钠。
①此装置中爱迪生蓄电池的正极是_______________(填“a”或“b”),该电池工作一段时间后必须充电,充电时阴极的电极反应式为_______________。
②写出在用电解法制取高铁酸钠时,阳极的电极反应式为_______________。
18.如图装置甲是某可充电电池的示意图,该电池放电的化学方程式为2K2S2+KI3=K2S4+3KI,图中的离子交换膜只允许K+通过,C、D、F均为石墨电极,E为铜电极。工作一段时间后,断开K,此时C、D两电极产生的气体体积相同,E电极质量减少 1.28 g。
(1)装置甲的A电极为电池的__极,电解质的K+向__(填“左侧”或“右侧”)迁移;B电极的电极反应式为____。
(2)装置乙中D电极析出的气体是___,体积为____mL(标准状况)。
(3)若将装置丙中的NaCl溶液改换成FeCl2和FeCl3的混合溶液。从反应初始至反应结束,丙装置溶液中金属阳离子物质的量浓度与转移电子的物质的量的变化关系如图所示。
①图中b表示的是_____(填金属离子符号)的变化曲线。
②反应结束后,若用0.5 mol·L-1NaOH溶液沉淀丙装置溶液中的金属阳离子(设溶液体积为100 mL),则至少需要0.5 mol·L-1NaOH溶液______mL。
19.根据要求回答下列问题:
(1)CH4、H2、C都是优质的能源物质,它们燃烧的热化学方程式分别为CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890.3 kJ·mol-1;2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1;C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-393.5 kJ·mol-1。
①在深海中存在一种甲烷细菌,它们依靠酶使甲烷与O2作用产生的能量存活。甲烷细菌使1 mol甲烷生成CO2气体与液态水,放出的能量____ (填“>”“<”或“=”)890.3 kJ。
②甲烷与CO2可用于合成气(主要成分是一氧化碳和氢气):CH4+CO2=2CO+2H2,1 g CH4完全反应可释放15.46 kJ的热量,能表示该反应过程中能量变化的是_______(填字母)。
(2)C(s)与H2(g)不反应,所以C(s)+2H2(g)=CH4(g)的反应热无法直接测量,但通过上述反应可求出其反应热ΔH=_____________。
(3)一定条件下,不同量的CO2与不同量的NaOH溶液充分反应放出的热量如表所示:
CO2(g)的量 NaOH的量 放出的热量
22.0 g 750 mL 1.0 mol·L-1 x kJ
1.0 mol 2.0 L 1.0 mol·L-1 y kJ
写出该条件下,CO2(g)与NaOH溶液反应生成NaHCO3的热化学方程式: ___________________。
20.请根据相关的知识,回答下列问题:
(1)下列变化:①碘的升华②冰熔化③氯化钠溶于水④氯化氢溶于水⑤氢氧化钠溶于水
化学键未被破坏的是_______(填序号),仅离子键被破坏的是_______(填序号)。
(2)已知一定条件下,1mol化学键断裂时吸收的能量相关数据如下表:
化学键 H-H O=O H-O
能量(kJ) 436 496 463
在25℃、1.013×105Pa时,H2(g)与O2(g)反应生成1molH2O(g)的热化学反应方程式为_______,该反应为_______反应(填“吸热”或“放热”),反应的能量变化可用图_______表示(填“甲”或“乙”)。
(3)已知:①CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g)ΔH1=akJ/mol
②2H2O(1)=2H2(g)+O2(g)ΔH2=bkJ/mol
③H2O(l)=H2O(g)ΔH3=ckJ/mol
则甲烷的燃烧热ΔH=_______kJ/mol(用含a、b、c的式子表示)。
(4)下列变化中,属于吸热反应的是_______(填序号)。
①铝片与稀盐酸的反应
②Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体混合反应
③铁在氯气中燃烧,
④氯酸钾分解制氧气
⑤生石灰与水反应生成熟石灰
21.I.图为铜锌原电池的装置请回答:
(1)铜是_________极,铜片上现象是_____________________
(2)锌为________ 极,电极反应式为_____________________
(3)电池反应式(离子反应)为____________________________________
II.氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。如图为电池示意图,该电池电极表面镀一层细小的铂粉,吸附气体的能力强,性质稳定,请回答:
(4)在导线中电子流动方向为_________(用a、b表示)。
(5)负极反应式为___________。正极反应式为___________。
(6)电极表面镀铂粉的原因为_____________________________________。
22.
(1)下列有关说法正确的是____。
A.用pH试纸测得新制氯水的pH为4
B.碳酸钠和硫酸钡可按溶解、过滤、蒸发的操作顺序分离
C.除去C2H5OH中的CH3COOH,先加足量的氢氧化钠溶液,再分液
D.溶液中滴加盐酸酸化的BaCl2溶液出现白色沉淀,则该溶液中一定存在
E.将乙醇与浓硫酸共热制得的气体通入酸性溶液中,检验气体中是否含有乙烯
F.用铂丝灼烧白色粉末,火焰成黄色,证明原粉末中有Na+,没有K+
G.金属氧化物不一定是碱性氧化物,但碱性氧化物一定是金属氧化物;非金属氧化物不一定是酸性氧化物,酸性氧化物也不一定是非金属氧化物
H.在两个容积相同的容器中,一盛有HCl气体,另一个盛有H2和Cl2的混合气体,在同温同压下,两容器内的气体一定具有相同的原子数
I.实验室配制1mol/L盐酸250mL,需要的仪器只有:250mL容量瓶、胶头滴管、量筒和烧杯
J.在NH4Al(SO4)2(一种复盐)的溶液中加入Ba(OH)2溶液至沉淀的质量达到最大时:
K.硝酸钡溶液中通入足量的SO2:
(2)ClO2的制备方法比较实用的有数十种,下列是几种常见的方法.
①方法一:
对于该反应,下列说法中正确的是_____。
A.该反应中Cl2是氧化产物
B.该反应中NaCl、ClO2是还原产物
C.在反应中HCl既作氧化剂又具有酸的作用
D.1mol NaClO3参加反应时,有1mol电子发生转移
E.1mol NaClO3参加反应,理论上能得到33.6L气体
方法二:氯化钠电解法
该法工艺原理如图。
②其过程是将食盐水在特定条件下电解得到的氯酸钠(NaClO3)与盐酸反应生成ClO2。指出工艺中方框中物质为______(填化学式),理由为_______。
③将NCl3与NaClO2(亚氯酸钠)按物质的量之比1:6混合,在碱性溶液中恰好反应生成ClO2,试写出该反应的离子方程式____。
23.如图A直流电源,B为浸透饱和氯化钠溶液和酚酞试液的滤纸,C为电镀槽,接通电路后,发现B上的c点显红色,请填空:
(1)电源A上的a为______极;b为____极
(2)滤纸B上发生的总化学方程式为_____;
(3)欲在电槽中实现铁上镀锌,接通K点,使c、d两点短路,则电极e上发生的反应为___,电极f上发生的反应为____。
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.D
【详解】A.电解质为熔融碳酸盐,电极B上氧气得电子生成碳酸根离子,电极反应为:,故A错误;
B.反应,碳元素化合价由-4升高为+2,每消耗,转移电子,故B错误;
C.电极B上氧气得电子生成碳酸根离子,B是正极、A是负极,电池工作时,向电极A移动,故C错误;
D.电极A上失电子生成水,失电子生成CO2,和都发生了氧化反应,故D正确;
选D。
2.B
【详解】试题分析:A、四种微粒为同位素,错误,不选A;B、根据氧化性分析,+4价的铈氧化性强,能氧化碘化氢生成碘单质,正确,选B;C、铈能和水反应,所以不用电解氯化铈水溶液的方法获得铈单质,错误,不选C;D、铈单质容易和空气中的水反应,所以一般要密封保存,错误,不选D。
考点:常见金属的性质
3.B
【详解】将题给方程式依次编号为①②,由盖斯定律可知,可得铝热反应的热化学方程式为,则=<0,则,故选B。
4.D
【分析】硼化钒-空气燃料电池中,VB2在负极失电子,电极反应为:2VB2+22OH--22e-=V2O5+2B2O3+11H2O,氧气在正极上得电子,生成OH-,OH-通过选择性透过膜向负极移动,电池总反应为:4VB2+11O2=4B2O3+2V2O5,由此分析解答。
【详解】A.硼化钒-空气燃料电池中,VB2在负极失电子,氧气在正极上得电子,所以a为正极,故A错误;
B.硼化钒-空气燃料电池中,VB2在负极失电子,氧气在正极上得电子,电池总反应为:4VB2+11O2=4B2O3+2V2O5,所以反应过程中溶液的pH不变,故B错误;
C.氧气在正极上得电子生成OH-,OH-通过选择性透过膜向负极移动,所以图中选择性透过膜应只允许阴离子通过,故C错误;
D.负极上是VB2失电子发生氧化反应,则VB2极发生的电极反应为2VB2+22OH--22e-=V2O5+2B2O3+11H2O,故D正确;
故答案选D。
5.C
【详解】A.的状态应为液态,故A选项错误;
B.浓硫酸稀释溶解于水的过程会放出大量热,则含40g NaOH的稀溶液与浓硫酸完全中和,放出的热量大于57.3kJ ,故B选项错误;
C.碳完全燃烧生成二氧化碳,方程式为:,因此完全燃烧放出787kJ热量,故C选项正确;
D.石墨转化为金刚石吸热,说明金刚石的能量高于石墨,而物质能量越低越稳定,因此石墨比金刚石稳定,给D选项错误。
故选C选项。
6.B
【详解】A.矾油指的是硫酸,硫酸是电解质,因此矾油的溶液与锌铜能形成原电池,故A正确;
B.“青矾(主要成分为)厂气熏人,衣服当之易烂,栽木不茂”,说明分解生成的气体中有二氧化硫,不是乙烷,故B错误;
C.青矾主要成分中涉及的主族元素有3种,即H、O、S,Fe是第Ⅷ族元素,故C正确;
D.强热“青矾”得红色固体是氧化铁,化学式为,故D正确。
故选B。
7.D
【分析】现有X、Y、Z、W四种短周期元素,X、Y位于同主族,Z、W位于同主族且Z的核电荷数是W的2倍,所以W是O,Z是S;Y、Z位于同周期,X与Z、W都不在同一周期,则X是H,因此Y是Na;
【详解】A. 离子的核外电子层数越多,离子半径越大。核外电子排布相同的离子,其离子半径随原子序数的增大而减小,因此简单离子半径:Z>W>Y,A正确;
B. 氧元素的非金属性强于S,则气态氢化物的稳定性:ZC. Z的氢化物H2S能与其最高价氧化物对应的水化物浓硫酸反应,C正确;
D. 在H2和O2构成的燃料电池中,O2作正极,D错误;
答案选D。
8.B
【分析】电解槽中右侧电极为阴极、左侧电极为阳极,阳极上水失电子生成氧气和氢离子,电极反应为:2H2O-4e-=O2↑+4H+,阴极上水发生得电子的还原反应生成氢气,电极反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-,则钠离子通过离子交换膜生成NaOH、b为阳离子交换膜,硫酸根通过离子交换膜a生成硫酸a为阴离子交换膜,据此分析解答。
【详解】A.据分析可知,左侧电极为阳极,阳极上水失电子生成氧气和氢离子,电极反应为:2H2O-4e-=O2↑+4H+,氢离子浓度增加Ⅰ区溶液pH下降,A正确;
B.根据分析可知,离子交换膜a为阴离子交换膜,B错误;
C.根据分析可知,Ⅲ区发生电极反应:,C正确;
D.根据2H2O-4e-=O2↑+4H+,可知理论上,—e-—H+,每生成1mol NaOH,同时有生成,D正确;
答案选B。
9.A
【详解】A.耐候钢表面是一层经过加工而形成的致密性锈层,相当于一层保护膜,阻止腐锈介质如海水Cl 的渗入和传输,实现“以锈止锈”的长效防腐,A正确;
B.海工水泥主要成分是硅酸盐,是传统无机非金属材料,B错误;
C.采用外加电流的阴极保护法,采用的是电解池原理,C错误;
D.石墨烯与石墨互为同素异形体,D错误;
故选A。
10.C
【分析】在Sn电极,CO2转化为HCOOK,碳元素化合价由+4价降为+2价,所以Sn片为阴极,Pt片为阳极。
【详解】A.电解池工作过程中,K+向阴极移动,所以应向右侧移动,A不正确;
B.Pt电极为阳极,发生的反应为:4-4e-=O2↑+4CO2↑+2H2O,B不正确;
C.Sn电极为阴极,CO2得电子产物与电解质反应生成HCOO-和,发生的反应为:,C正确;
D.当电路中转移2电子时,则吸收1molCO2,同时阳极转移入2molK+,理论上离子交换膜右侧质量增加39g×2+44g=122g,D不正确;
故选C。
11.D
【详解】A.标准状况下,CHCl3不是气态,无法利用气体摩尔体积计算分子的数目,故A错误;
B.电解精炼铜时,阳极上活泼金属单质失去电子,因此无法根据质量减少量计算参加反应的金属的物质的量,故B错误;
C.C2H6O为饱和烃类衍生物,分子结构中一定存在C-O键,若分子为乙醇,则含有1个C-O键,若分子为二甲醚,则含有2个C-O键,因此无法确定该物质中C-O键数目,故C错误;
D.17gH2O2的物质的量为0.5mol,1个H2O2中所含电子数为18,因此0.5molH2O2中含有的质子数为9.0NA,故D正确;
综上所述,正确的是D项。
12.C
【分析】由质子的移动方向可知a为负极,电解质溶液呈酸性,a极上是乙醇失电子生成CO2和H+,发生氧化反应,电极反应式为C2H5OH+3H2O-12e-═2CO2+12H+,b为正极,氧气得电子和氢离子反应生成水而发生还原反应,电极方程式为4H++O2+4e-═2H2O,电子从负极沿导线流向正极,电解质溶液中阴离子向负极移动、阳离子向正极移动。
【详解】A.放电时,电解质溶液中阳离子向正极移动,则质子(H+)向电池的正极迁移,故A错误;
B.放电时,乙醇失电子发生氧化反应,故B错误;
C.通过以上分析知,a为负极、b为正极,电子从负极a流出,故C正确;
D.电解质溶液呈酸性,所以b电极上不能生成OH-,b电极反应式为4H++O2+4e-═2H2O,故D错误;
故选:C。
13.D
【详解】A.浓硫酸溶于水没有发生化学反应,只是放热过程,故A错误;
B.H2SO4和Ba(OH)2的反应为放热反应,反应物的总能量大于生成物的总能量,故B错误;
C.图1表示放热反应,反应是否为放热反应需反应条件无关,如铝热反应属于放热反应,但需要高温条件才能发生,故C错误;
D.酸碱中和反应为放热反应,反应物的总能量高于生成物的总能量,符合图1的能量变化曲线,故D正确;
故选:D。
14. -566 958 > H2(g)+O2(g)=H2O(l) △H=-285.8kJ·mol-1 -41.2
【详解】(1)CO(g)的燃烧焓为-283.0kJ·mol-1,即1molCO完全反应生成二氧化碳时放出的热量为283.0kJ,则2molCO完全燃烧放出的热量为566kJ,2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)的焓变△H1=-566kJ·mol-1,根据△H=反应物的键能和-生成物的键能和,可知△H1=2E(CO)+E(O=O)-4E(C=O)=2a+498-4×745=-566,解得:a=958;故答案为:-566;958;
(2)相同条件下,石墨比金刚石稳定,可知金刚石的能量高于石墨,则1mol金刚石的燃烧放热大于1mol石墨燃烧放热,即大于393.5kJ,故答案为:>;
(3)H2(g)的燃烧焓为-285.8kJ·mol-1,可得氢气燃烧的热化学方程式为:①H2(g)+O2(g)=H2O(l) △H3=-285.8kJ·mol-1;结合CO的燃烧热的热化学方程式:②CO(g)+O2(g)=CO2(g) △H4=-283.0kJ·mol-1,③H2O(l)=H2O(g) △H5=+44.0kJ/mol
反应CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)可由②-①-③得到,根据盖斯定律:△H2=△H4-△H3-△H5=-283.0kJ·mol-1-(-285.8kJ·mol-1)-(+44.0kJ/mol)=-41.2kJ/mol,故答案为:H2(g)+O2(g)=H2O(l) △H=-285.8kJ·mol-1;-41.2。
15.(1) Zn Ag2O
(2) 负极 正极 正极 负极
(3) 2CH3OH+16OH--12e-=2CO+12H2O 3O2+12e-+6H2O=12OH- 5600
【解析】(1)
根据纽扣电池的总反应为:Ag2O+Zn+H2O=Zn(OH)2+2Ag,化合价升高的物质做原电池的负极材料,化合价降低的物质做原电池的正极材料,Zn的化合价从0升高到+2价,Ag2O的化合价从+1降低到0价,负极材料是Zn,正极材料是Ag2O;
(2)
纽扣电池是一种原电池,电子的流向是从负极到正极,阳离子向正极移动,阴离子向负极移动;
(3)
甲醇燃料电池的负极为甲醇,在碱性条件下,生成物为碳酸根和水,甲醇中的碳的化合价为-2价,碳酸根中的碳为+4价,一个甲醇分子化合价升高了6,故1mol甲醇失去6mol电子,结合氢氧根离子生成碳酸跟离子和水,根据原子守恒配平电极反应:2CH3OH+16OH--12e-=2CO+12H2O,正极是氧气得电子生成氢氧根离子,电极反应为3O2+12e-+6H2O=12OH-,根据正极的电极反应,3O2~12e-,得到每流过1×103mole-,需要250mol氧气,根据n(O2)=,V=Vmn(O2)=22.4L/mol×250mol=5600L。
16.(1)AX3(l)+X2(g)=AX5(s) ΔH=-123.8 kJ·mol-1
(2)C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)ΔH=-2Q kJ·mol-1
(3)NaBH4(s)+2H2O(l)=NaBO2(s)+4H2(g) ΔH=-216 kJ·mol-1
【详解】(1)室温时AX3为液态(l),AX5为固态(s),反应的热化学方程式为:AX3(l)+X2(g)=AX5(s) ΔH=-123.8 kJ·mol-1;
(2)根据碳原子守恒有:C2H5OH~2CO2~2CaCO3.生成100 gCaCO3沉淀,则乙醇为0.5 mol,反应的热化学方程式:C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-2Q kJ·mol-1;
(3)消耗1 mol NaBH4(s)放热×38 kJ=216 kJ,故反应的热化学方程式:NaBH4(s)+2H2O(l)=NaBO2(s)+4H2(g) ΔH=-216 kJ·mol-1。
17.(1) 阳极 2Cu2++ 2H2O2Cu +O2↑+4H+
(2)280
(3)B
(4) b Fe(OH)2 +2e-=Fe+ 2OH-
【分析】甲池是甲醇碱式燃料电池,所以乙丙两池均是电解池,根据图象信息及电解池工作原理,则A为负极、B为正极;C、E为阳极、D、F为阴极。
【详解】(1)E电极为阳极,丙池整体结构是惰性电极电解硫酸铜溶液,阳极附近H2O失电子生成O2和H+,阴极附近Cu2+得电子生成Cu,所以丙池离子方程式为“2Cu2++ 2H2O2Cu +O2↑+4H+”;
(2)甲乙丙池中每个电极转移电子数相等。乙池C电极Ag失电子变成Ag+,消耗Ag的物质的量为: ,则电极上转移电子0.05mol, 由关系式O2~4e-,参与反应的O2物质的量是0.0125mol,则甲池中B电极理论上消耗O2的体积为280mL(标况)。
(3)丙池电解硫酸铜溶液,阳极产生O2,阴极产生Cu,产物对应的元素是电解液在电解过程中损失的元素成分,且n(O2):n(Cu)=1:2,则原子个数比为n(O):n(Cu)=1:1,所以只要加入一定量符合这个比例关系的铜氧化合物,即可使电解液恢复至电解之前的状态,即补充CuO,选B。
(4)①用该电解装置制备Na2FeO4, Fe电极做阳极,所以爱迪生电池正极应是b电极;根据爱迪生电池的总反应方程式,二次电池充电时,阴极上发生还原反应,即Fe(OH)2得电子重新生成Fe,电极方程式为:Fe(OH)2 +2e-=Fe+ 2OH-”。
②用电解法制取高铁酸钠时,阳极铁失去电子被氧化为高铁酸根,电极反应式为。
18. 负 右侧 I3-+2e-=3I- H2(或氢气) 224 Fe2+ 28
【分析】本题解题的切入点为E,E质量减轻,则表明E为阳极,发生反应Cu-2e-=Cu2+,E电极质量减少1.28 g,则表明参加反应的Cu为0.02mol,失去电子0.04mol。E为阳极,则F为阴极,A为负极,B为正极,C为阳极,D为阴极。
【详解】(1)由上面分析知,装置甲的A电极为电池的负极。因为原电池中,阳离子向正极移动,所以电解质的K+向右侧迁移。B电极为正极,I3-得电子,它的电极反应式为I3-+2e-=3I-。
(2)D电极上首先发生反应Cu2++2e-=Cu,当Cu2+消耗尽时,发生反应2H++2e-=H2↑,所以装置乙中D电极析出的气体是H2(或氢气)。根据得失电子守恒,该电极析出的H2的体积为:。
(3)①若将装置丙中的NaCl溶液改换成FeCl2和FeCl3的混合溶液,则电解时,阳极(E电极)发生反应Cu-2e-=Cu2+,阴极(F电极)发生反应2Fe3++2e-=2Fe2+,故a、b、c分别表示Fe3+、Fe2+、Cu2+的变化曲线。所以图中b表示的是Fe2+的变化曲线。
②由题图中曲线可以看出,反应后溶液中c(Cu2+)=2×10-2 mol·L-1,c(Fe2+)=5×10-2 mol·L-1,c(Fe3+)=0,要使溶液中的金属阳离子完全沉淀,需要n(NaOH)=[n(Cu2+)+n(Fe2+)]×2=(0.02 mol·L-1+0.05 mol·L-1)×0.1 L×2=0.014 mol,V(NaOH)=。
19. = D -74.8kJ·mol-1 NaOH(aq)+CO2(g)=NaHCO3(aq) ΔH=-(4x-y) kJ·mol-1
【分析】根据能量守恒定律分析解答;根据盖斯定律计算反应热并书写热化学方程式。
【详解】(1)①给定反应的反应热只取决于反应物和生成物的多少和状态,与中间过程无关,故甲烷细菌使1 mol甲烷生成CO2气体与液态水,放出的能量仍等于890.3 kJ,故答案为:=;
②1 g CH4完全反应释放15.46 kJ的热量,则1 mol CH4完全反应放出的热量为247.36 kJ,故D项符合题意,故答案为:D;
(2)根据盖斯定律,②+③-①即得C(s)+2H2(g)=CH4(g) ΔH=-74.8 kJ·mol-1,故答案为:-74.8kJ·mol-1;
(3)由题意,CO2与NaOH物质的量之比为2:3时,热化学方程式为:①2CO2(g)+3NaOH(aq)=Na2CO3(aq)+NaHCO3(aq)+ H2O(l) ΔH=-4x kJ·mol-1;CO2与NaOH物质的量之比为1:2时,热化学方程式为:②CO2(g) +2NaOH(aq) = Na2CO3(aq) + H2O(l) ΔH =-y kJ·mol-1;①-②得:NaOH(aq)+CO2(g)=NaHCO3(aq)  ΔH =-(4x-y) kJ mol-1,故答案为:NaOH(aq)+CO2(g)=NaHCO3(aq) ΔH=-(4x-y) kJ·mol-1。
20.(1) ①② ③⑤
(2) H2(g)+O2(g)=H2O(g)ΔH=-242kJ/mol 放热 甲
(3)-a-2b+2c
(4)②④
【解析】(1)①碘的升华、②冰熔化改变了分子间作用力,并未破坏发生化学键,③氯化钠溶于水发生电离,故仅破坏了离子键,④氯化氢溶于水发生电离,因为氯化氢是共价化合物,故仅破坏了共价键,⑤氢氧化钠溶于水破坏了离子键;化学键未被破坏的是:①②;仅离子键被破坏的是:③⑤。
(2)反应H2(g)+O2(g)=H2O(g)的△H=反应物的总键能-生成物的总键能=436kJ/mol+×496kJ/mol-2×463kJ/mol=-242kJ/mol,故热反应方程式为H2(g)+O2(g)=H2O(g)ΔH=-242kJ/mol,该反应为放热反应,反应物的总能量大于生成物的总能量,故为甲。
(3)已知:①CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g)ΔH1=akJ/mol②2H2O(1)=2H2(g)+O2(g)ΔH2=bkJ/mol③H2O(l)=H2O(g)ΔH3=ckJ/mol甲烷的燃烧反应为CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l),由盖斯定律可得甲烷的燃烧反应=-①-2②+2③,故△H=-a-2b+2c。
(4)①铝片与稀盐酸的反应为放热反应;②Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体混合反应为吸热反应;③铁在氯气中燃烧为放热反应;④氯酸钾分解制氧气为吸热反应;⑤生石灰与水反应生成熟石灰为放热反应,故选②④。
21.(1) 正 Cu2+ + 2e=Cu
(2) 负 Zn - 2e=Zn2+
(3)Zn + Cu2+=Zn2++Cu
(4)由a到b
(5) 2H2+4OH--4e-=4H2O O2+4e-+2H2O=4OH-
(6)增大电极单位面积吸附H2、O2的分子数,加快电极反应速率
【分析】铜锌原电池,活泼的金属作负极,故锌作负极,发生氧化反应,电极反应式为:Zn - 2e=Zn2+;铜作正极,电极反应式为:Cu2+ + 2e=Cu;电池的总反应为:Zn + Cu2+=Zn2++Cu,据此分析。
氢氧燃料电池属于原电池,是将化学能转化为电能的装置,通入燃料的电极是负极,通入氧化剂的电极是正极,电子从负极沿导线流向正极,所以通入氢气的电极是负极,通入氧气的电极是正极,电子流动方向为a到b,据此分析。
【详解】(1)铜作正极,电极反应式为:Cu2+ + 2e=Cu,故答案为:正;Cu2+ + 2e=Cu;
(2)锌作负极,发生氧化反应,答案为:负;Zn-2e=Zn2+;
(3)根据电极反应可知电池反应式为:Zn + Cu2+=Zn2++Cu;答案为:Zn + Cu2+=Zn2++Cu;
(4)由上述分析可知,通入氢气的电极是负极,通入氧气的电极是正极,电子流动方向为a到b,故答案为:a到b;
(5)碱性氢氧燃料电池中,负极上氢气失电子和氢氧根离子反应生成水,电极反应式为:2H2+4OH--4e-=4H2O;通入氧气的电极是正极,氧气得到电子结合水,生成氢氧根,电极反应式为:O2+4e-+2H2O=4OH-,故答案为: 2H2+4OH--4e-=4H2O;O2+4e-+2H2O=4OH-;
(6)反应物与电极接触越充分,反应速率越快,电极表面镀铂粉能增大电极单位面积吸附H2、O2的分子数,所以能增大反应速率,故答案为:增大电极单位面积吸附H2、O2的分子数,加快电极反应速率。
22.(1)BGHK
(2) AD 在发生器中反应生成的少于合成所需的量
【详解】(1)A.新制氯水具有强氧化性,不能用pH试纸测得新制氯水的pH,A错误;
B.硫酸钡难溶于水而碳酸钠易溶于水,因此碳酸钠和硫酸钡可按溶解、过滤、蒸发的操作顺序分离,B正确;
C.乙醇、乙酸钠均易溶于水,因此除去中的,先加足量的氢氧化钠溶液,再分液不能除去乙酸,应蒸馏,C错误;
D.溶液中滴加盐酸酸化的溶液出现白色沉淀,则该溶液中不一定存在,如可能存在银离子,D错误;
E.将乙醇与浓硫酸共热制得的气体通入酸性溶液中,不能检验气体中是否含有乙烯,因为乙醇易挥发,生成的乙烯中含有乙醇,乙醇也能使酸性高锰酸钾溶液褪色,E错误;
F.用铂丝灼烧白色粉末,火焰成黄色,证明原粉末中有,由于没有透过蓝色钴玻璃观察,因此不一定没有,F错误;
G.金属氧化物不一定是碱性氧化物,但碱性氧化物一定是金属氧化物;非金属氧化物不一定是酸性氧化物,酸性氧化物也不一定是非金属氧化物,G正确;
H.在两个容积相同的容器中,一盛有气体,另一个盛有和的混合气体,它们的物质的量相同,且均是双原子分子,在同温同压下,两容器内的气体一定具有相同的原子数,H正确;
I.实验室配制盐酸,需要的仪器有:容量瓶、胶头滴管、量筒、烧杯,还有玻璃棒,I错误;
J.在(一种复盐)的溶液中加入溶液至沉淀的质量达到最大时:,J错误;
K.硝酸钡溶液中通入足量的发生氧化还原反应,即,K正确;
答案选BGHK;
(2)①A.Cl元素化合价升高,被氧化,则该反应中氯气是氧化产物,A正确;
B.该反应中不是还原产物,B错误;
C.在反应中既作还原剂有具有酸的作用,C错误;
D.Cl元素化合价由+5价降低到+4价,则参加反应时,有1mol电子发生转移,D正确;
E.气体存在的条件未知,不能确定体积,E错误;
答案选AD。
②电解槽中发生,和盐酸发生反应,生成,化学方程式为:,合成,发生器中生成的氯气不足,应补充氯气;
③与按物质的量之比为1:6恰好反应生成,还生成氯化钠、,结合电子守恒可知,Cl元素的化合价升高,则N元素化合价降低,还生成氨气,则该反应的离子反应为。
23. 正 负 2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑ Zn-2e-=Zn2+ Zn2++2e-=Zn
【详解】(1)B连接外接电源,所以B是电解氯化钠溶液的电解池,B上的c点显红色,说明c点有氢氧根离子生成,根据离子的放电顺序知,该极上为水电离的氢离子得电子放电,同时生成氢氧根离子,所以c是阴极,外电源b是负极,a是正极;
故答案为:正;负。
(2)电解氯化钠溶液时,溶液中的离子放电顺序为:氢离子放电能力大于钠离子,氯离子放电能力大于氢氧根离子,所以电解氯化钠时生成物是氯气、氢气、氢氧化钠,所以其反应方程式为: 2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑;
故答案为:2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑。
(3)电镀时,e是阳极,f是阴极,镀层锌作阳极,镀件铁作阴极,阳极上失电子变成离子进入溶液,阴极上锌离子得电子生成锌单质,所以阳极e上电极反应式为Zn-2e-=Zn2+;阴极f上的电极反应式为:Zn2++2e-=Zn;
故答案为:Zn-2e-=Zn2+;Zn2++2e-=Zn。
答案第1页,共2页
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