第一章:化学反应与能量转化同步习题(含解析)2022-2023学年 上学期高二化学鲁科版(2019)选择性必修1

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名称 第一章:化学反应与能量转化同步习题(含解析)2022-2023学年 上学期高二化学鲁科版(2019)选择性必修1
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资源类型 教案
版本资源 鲁科版(2019)
科目 化学
更新时间 2023-07-06 21:55:37

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第一章:化学反应与能量转化同步习题
一、单选题
1.化学反应可视为旧键断裂和新键形成的过程。化学键的键能是形成(或拆开)1mol化学键时释放(或吸收)出的能量。已知白磷和P4O6的分子结构如图所示,现提供以下化学键的键能(kJ·mol1):P-P:198 P-O:360 O=O:498,则反应P4(白磷)+3O2= P4O6的反应热△H为
A.-1638 kJ·mol1 B.+1638 kJ·mol1
C.-126 kJ·mol1 D.+126 kJ·mol1
2.科学家研发了一种绿色环保“全氢电池”,某化学兴趣小组将其用于铜片上镀银作为奖牌奖给优秀学生,工作原理如图所示。下列说法错误的是
A.负极的电极反应式:
B.当吸附层a通入2.24L(标况)氢气时,溶液中有0.2mol离子透过交换膜
C.离子交换膜既可以是阳离子交换膜也可以是阴离子交换膜
D.电池工作时,m电极质量逐渐增重
3.下列离子方程式书写正确的是
A.用铁电极电解饱和食盐水:
B.溶液与过量的溶液反应:
C.向少量苯酚稀溶液中滴加饱和溴水,生成白色沉淀:
D.向酸性溶液中滴入双氧水:
4.如图所示,下列分析错误的是
A.只闭合,该装置将电能转化为化学能
B.只闭合,石墨棒周围溶液pH逐渐升高
C.只闭合,铁棒不会被腐蚀,属于牺牲阳极的阴极保护法
D.铁腐蚀的速度由大到小的顺序是:只闭合>都断开>只闭合
5.中和热是指在稀溶液中,强酸、强碱发生中和反应生成可溶性盐和液态水时放出的热量.科学实验测定,中和热为.下列表达正确的是
A.
B.在中和反应反应热的测定过程中,可让酸(或碱)稍稍过量,使碱(或酸)被完全中和
C.
D.在中和反应反应热的测定过程中可用温度计代替环形玻璃搅拌棒
6.中学阶级介绍的电解原理的应用主要有三种:一是氯碱工业、二是电解精炼铜、三是电镀。下列关于这三个工业生产的描述中正确的是
A.铁钉镀铜时铁钉与电源的正极相连
B.氯碱工业和电解精炼铜中,阳极都是氯离子放电放出氯气
C.在氯碱工业中,电解池中的阴极产生的是H2,NaOH在阳极附近产生
D.电解精炼铜时,应用粗铜作阳极、精铜作阴极,可溶性铜盐作电解质溶液
7.我国最近在太阳能光电催化—化学耦合分解硫化氢研究中获得新进展,相关装置如图所示。下列说法正确的是
A.a极上发生的电极反应为Fe3++e-=Fe2+
B.a极区Fe3+和Fe2+的浓度会影响H2S分解效率
C.该装置工作时,H+由b极区流向a极区
D.从工艺可知反应2Fe2++2H+=2Fe3++H2可自发进行
8.下列关于热化学反应的描述正确的是
A.已知,用含的稀溶液与稀盐酸反应测出的中和反应反应热为
B.的燃烧热,则反应的
C.甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷的燃烧热
D.稀醋酸与稀溶液反应生成水,放出热量
9.微生物燃料电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置。某微生物燃料电池的工作原理如下图所示(a、b为电极)。
下列说法正确的是
A.a是正极,b是负极
B.b电极发生的电极反应为O2+4H++4e→2H2O
C.电子从a流出,经质子交换膜流向b
D.该电池在高温下进行效率更高
10.电解装置如图所示,电解槽内装有KI及淀粉溶液,中间用阴离子交换膜隔开。在一定的电压下通电,发现左侧溶液变蓝色,一段时间后,蓝色逐渐变浅。已知:,下列说法不正确的是
A.左侧电极为阳极,电极反应为:;一段时间后,蓝色变浅,发生反应=
B.电解槽内发生反应的总化学方程式KI+3H2OKIO3+3H2↑
C.如果用阳离子交换膜代替阴离子交换膜,电解槽内发生的总化学方程式不变
D.电解结束时,右侧溶液中含有
11.某化学小组为了探究原电池的基本原理,设计装置如图。下列相关分析错误的是
A.电池工作时,石墨电极发生反应:Ag++e-=Ag
B.电池中Cu块取出前后灯泡亮度会发生变化
C.一段时间后铜块无明显变化
D.Zn为该电池的负极,发生氧化反应
12.水系钠离子电池有望代替锂离子电池和铅酸电池,工作原理如图所示。下列说法错误的是
A.放电时,电极N上的电势高于电极M上的电势
B.充电时,光电极参与该过程
C.该交换膜为阴离子交换膜
D.放电时总反应为:
13.氯碱工业用离子交换膜法电解饱和食盐水,装置示意图如图。下列说法错误的是
A.a为阳极,发生氧化反应生成氯气
B.b极的电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-
C.电解时,Na+穿过离子交换膜进入阴极室
D.饱和食盐水从c处进入,淡盐水从e处流出
14.通常人们把拆开1 mol某化学键吸收的能量看成该化学键的键能。键能的大小可以衡量化学键的强弱,也可以估计化学反应的反应热(ΔH),化学反应的ΔH等于反应中断裂旧化学键的键能之和与反应中形成新化学键的键能之和的差。下列是一些化学键的键能。
化学键 C—H C—F H—F F—F
键能/(kJ·mol-1) 414 489 565 155
根据键能数据估算反应CH4(g)+4F2(g)===CF4(g)+4HF(g)的反应热ΔH为
A.-1 940 kJ·mol-1 B.1 940 kJ·mol-1
C.-485 kJ·mol-1 D.485 kJ·mol-1
15.摩拜单车利用车篮处的太阳能电池板向智能锁中的锂离子电池充电,电池反应原理为:LiCoO2+6C Li1-xCoO2+LixC6,结构如图所示。下列说法正确的是
A.放电时,正极质量增加
B.充电时,锂离子由右向左移动
C.该锂离子电池工作时,正极锂元素化合价降低
D.充电时,阳极的电极反应式为:Li1-xCoO2+ xLi+ + xe- = LiCoO2
二、填空题
16.能源是国民经济发展的重要基础,如何合理利用现有能源以及开发新能源一直是研究的重点课题。
(1)在、时,完全燃烧生成液态水时放出的热量是。在直接以甲烷为燃料电池时,电解质溶液为酸性,负极的反应式为___________。理想状态下,该燃料电池消耗甲烷所能产生的最大电能为,则该燃料电池的理论效率(燃料电池的理论效率是指电池所产生的最大电能与燃料电池反应所能释放的全部能量之比)为___________。
(2)已知部分键能(E)数据如下:
化学键
946 389 243 431
反应___________。
(3)将煤转化为水煤气的方法是通过化学高温方法将煤转化为洁净燃料的方法之一,煤转化为水煤气的主要反应为。有关物质的燃烧热数据如下表所示:
物质 C
已知:转化为放出的热量。
①写出C完全燃烧的热化学方程式___________。
②写出煤转化为水煤气的主要反应的热化学方程式:___________。
17.用惰性电极电解AgNO3溶液,写出该电解反应的化学方程式________;若在阳极收集到0.32g O2,中和电解生成的酸需0.4mol L﹣1 NaOH溶液________mL。
18.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。当闭合该装置的电键时,观察到电流表的指针发生了偏转。请回答下列问题:
(1)甲池为_______(填“原电池”“电解池”或“电镀池”),通入CH3OH电极的反应式为_______。
(2)乙池中A(石墨)电极的名称为_______(填“正极”“负极”“阴极”或“阳极”),总反应式为_______。
(3)当乙池中B极质量增加21.6g时,甲池中理论上消耗O2的体积为_______L(标准状况下),丙池中D极析出_______g铜。
(4)若丙中电极不变,将其溶液换成NaCl溶液,电键闭合一段时间后,甲中溶液的pH将_______(填“增大”“减小”或“不变”)。
19.在火箭推进器中装有强还原剂肼(N2H4)和强氧化剂(H2O2),当它们混合时,即产生大量N2和水蒸气,并放出大量热.已知0.4mol液态肼和足量液态H2O2反应,生成氮气和水蒸气,放出256kJ的热量。
(1)写出该反应的热化学方程式________________。
(2)已知H2O(l)═H2O(g);△H=+44kJ·mol 1,则16g液态肼燃烧生成氮气和液态水时,放出的热量是________kJ。
(3)丙烷燃烧可以通过以下两种途径:
途径I:C3H8(g)+5O2(g)═3CO2(g)+4H2O(l)△H= a kJ·mol 1
途径II:C3H8(g)═C3H6(g)+H2(g)△H=+b kJ·mol 1
2C3H6(g)+9O2(g)═6CO2(g)+6H2O(l)△H= c kJ·mol 1
2H2(g)+O2(g)═2H2O(l)△H= d kJ·mol 1(abcd均为正值)
①判断等量的丙烷通过两种途径放出的热量,途径I放出的热量_______(填“大于”、“等于”或“小于”)途径II放出的热量。
②在C3H8(g)═C3H6(g)+H2(g) 的反应中,反应物具有的总能量________(填“大于”、“等于”或“小于”)生成物具有的总能量。
③b 与a、c、d的数学关系式是_____________。
20.简答题,依据事实,写出下列反应的热化学方程式。
(1)1molN2(g)与适量H2(g)反应生成NH3(g)放出92.4kJ热量,写出该反应的热化学方程式:_______________________
(2)1molC(s)与适量H2O(g)反应生成CO(g)和H2(g),吸收131.5kJ热量,写出该反应的热化学方程式:____________________
(3)常温常压下,乙烯(C2H4)燃烧热△H=—1411.0kJ·mol-1,则表示乙烯燃烧热的热化学方程式_______________
(4)常温常压下,乙醇【C2H5OH】(l)的燃烧热△H=—1366.8kJ·mol-1,则表示乙醇燃烧热的热化学方程式____________________
(5)SiH4是一种无色气体,遇到空气能发生爆炸性自燃,生成固体SiO2和液态H2O。已知室温下,2gSiH4自燃放出89.2kJ热量,写出该反应的热化学方程式______________________
21.已知下列热化学方程式:




回答下列问题:
(1)上述反应中属于放热反应的是___________(填写序号)。
(2)的燃烧热为___________。
(3)燃烧生成液态水,放出的热量为___________。
(4)的燃烧热的热化学方程式为___________。
(5)___________。
22.利用反应Cu+2Ag+=2Ag+Cu2+设计了如图所示的原电池。回答下列问题:
(1)该原电池的负极材料是__________,发生________(填“氧化”或“还原”)反应。
(2)X是__________,Y是__________。
(3)正极上出现的现象是____________。
(4)在外电路中,电子从________(填写电极材料)极流向________极。
23.元素周期表中第VIIA族元素的单质及其化合物的用途广泛。
(1)与氯元素同族的短周期元素的原子结构示意图为__________________。
(2)能作为氯、溴、碘元素非金属性(原子得电子能力)递变规律的判断依据为______(填字母)。
A.Cl2、Br2、I2的熔点 B.Cl2、Br2、I2的氧化性
C.HCl、HBr、HI的热稳定性 D.HCl、HBr、HI的酸性
(3)一定条件,在水溶液中1 mol Cl-、ClO(x=1,2,3,4)的能量(kJ)相对大小如图所示。
①D为______________(填离子符号)。
②B→A+C反应的热化学方程式为_______________________(用离子符号表示)。
(4)某化合物是一种不稳定的物质,其分子组成可用OxFy表示,10mLOxFy气体能分解生成15mLO2和10mLF2(同温同压)。
①该化合物的化学式为___________。
②已知该化合物分子中x个氧原子呈…O—O—O…链状排列,则其电子式为__________,…O—O—O…链状排列中中间氧的价态为________。
24.分(1)反应A(g)+B(g) C(g) +D(g)过程中的能量变化如图所示(E1>0,E2>0),回答下列问题。
①图中该反应是_________反应(填“吸热”、“放热”)。反应热△H的表达式为__________。
②在反应体系中加入催化剂,反应速率增大,E1和E2的变化是:E1_________,E2_________(填“增大”、“减小”或“不变”)
(2)丙烷是一种价格低廉的常用燃料,其主要成分是碳和氢两种元素,燃烧后只有二氧化碳和气态水,不会对环境造成污染。已知1 g丙烷完全燃烧放出50.45 kJ的热量。试回答下列问题。丙烷在室温下燃烧的热化学方程式为_______________。
(3)C3H8(g)→CH4(g)+HC≡CH(g)+H2(g)△H1=+156.6kJ·mol-1;
CH3CH=CH2(g)→CH4(g)+HC≡CH(g)△H2=+32.4kJ·mol-1。
则相同条件下,反应:C3H8(g)→CH3CH=CH2(g)+H2(g)的△H=_________kJ·mol-1。
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.A
【详解】根据反应物键能之和—生成物键能之和,则反应的,故选A。
2.D
【分析】由电子流向可知,左边吸附层a为负极,发生了氧化反应,电极反应是H2-2e-+2OH-=2H2O,右边吸附层b为正极,发生了还原反应,电极反应是2H++2e-=H2↑,原电池工作时,电解质溶液中阳离子移向正极,阴离子移向负极,电池的总反应为H++OH-=H2O,则m为阳极,p为阴极;
【详解】A.根据图知,吸附层a上,氢气失电子发生氧化反应,则吸附层a为负极,氢气失电子和OH-反应生成H2O,电极反应式为H2-2e-+2OH-=2H2O,故A正确;
B.吸附层a的电极反应式为H2-2e-+2OH-=2H2O,标况下2.24L氢气的物质的量为,转移0.2mol电子,则有0.2mol氢离子透过交换膜,故B正确;
C.H+在吸附层b上得电子生成氢气,所以离子交换膜还允许H+通过,可以是阳离子交换膜,移向吸附层a移动,因此也可以是阴离子交换膜,故C正确;
D.吸附层b为正极,则m为阳极,为了在铜片上镀银,则m电极材料为银,阳极发生氧化反应,Ag失电子生成Ag+,m电极质量逐渐减小,故D错误;
故选:D。
3.A
【详解】A.用铁电极电解饱和食盐水,阳极铁放电,离子方程式为:,故A正确;
B.溶液中和都将和溶液反应,离子方程式为,故B错误;
C.向少量苯酚稀溶液中滴加饱和溴水,生成白色沉淀为2,4,6-三溴苯酚,离子方程式为 3H++3Br-+,故C错误;
D.向酸性溶液中滴入双氧水生成氧气,离子方程式为:,故D错误;
故答案选A。
4.C
【详解】A. 只闭合K2,形成电解池,电解池将电能转化为化学能,A正确;
B. 只闭合K1,形成原电池,发生吸氧腐蚀,石墨作正极,电极反应式为O2+4e﹣+2H2O=4OH﹣,即石墨棒周围溶液pH逐渐升高,B正确;
C. 只闭合K2,形成电解池,Fe作阴极,阴极上发生得电子的还原反应,所以铁棒得到保护,属于外加电流的阴极保护法,C错误;
D. 只闭合K1,形成原电池,Fe作负极,发生失去电子的氧化反应,铁被腐蚀;都断开,铁发生化学腐蚀,腐蚀速率比作原电池的负极慢;只闭合K2,形成电解池,Fe作阴极,阴极上发生得电子的还原反应,所以铁棒得到保护,故铁腐蚀的速度由大到小的顺序是:只闭合>都断开>只闭合,D正确;
答案选C。
5.B
【详解】A.Fe(OH)3(S)是难溶于水的弱碱,弱电电解质电离要吸热,放出的热量少于3×57.3kJ,A错误;
B.在中和反应反应热的测定过程中,可让酸(或碱)稍稍过量,使碱(或酸)被完全中和,减少误差,B正确;
C.HClO是弱酸,弱电电解质电离要吸热吸热,放出的热量少于57.3kJ,C错误;
D.用温度计代替环形玻璃搅拌棒,容易损坏温度计,且会导致搅拌不均匀,测温不准确,D错误;
故选B。
6.D
【详解】A.向铁钉上镀铜时,镀件铁钉连接直流电源的负极,镀层金属连接在电源的正极上,故A错误;
B.电解精炼铜中,阳极铜和比铜活泼的金属杂质放电产生铜离子等金属阳离子,故B错误;
C.在电解饱和NaCl溶液中,电解池中的阴极上氢离子得电子产生H2,所以水电离出的氢氧根离子在阴极附近产生,导致NaOH在阴极附近产生,故C错误;
D.电解精炼铜时,应用粗铜作阳极、精铜作阴极,可溶性铜盐作电解质溶液,故D正确;
故选D。
7.B
【分析】由图可知:a为电子流出端作为原电池的负极,发生氧化反应;b为电子流入端,为原电池的正极,发生氧化反应,以此分析解答。
【详解】A.根据上述分析:a极为原电池的负极,发生的电极反应为Fe2+-e-=Fe3+,故A错误;
B.a极区Fe3+属于催化剂,所以Fe3+和Fe2+的浓度会影响H2S分解效率,故B正确;
C.H+为阳离子,在原电池中向正极移动,所以H+由a极区流向b极区,故C错误;
D.从工艺可知,该过程为原电池,故反应2Fe3++H2=2Fe2++2H+可自发进行,故D错误;
故答案:B 。
8.B
【详解】A.中和反应反应热是以生成(1)作为标准的,A错误;
B.燃烧热是指1mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量,CO(g)的燃烧热ΔH是-283.0 kJ·mol-1,则2mol一氧化碳完全燃烧放出的热量为(2×283.0) kJ·mol-1,所以2CO(g)+O2(g) =2CO2(g)反应的ΔH=-(2×283.0) kJ·mol-1,则2CO2(g)=2CO(g)+O2(g)反应的ΔH=+(2×283.0) kJ·mol-1,B正确;
C.燃烧热是指1mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量,应为生成液态水而不是气态水放出的热量,C错误;
D.醋酸为弱酸,稀释促进醋酸的电离,电离吸热,所以放出的热量小于57.3 kJ热量,D错误;
故答案为:B。
9.B
【分析】根据图示可知,电极b发生电极反应:,电极b得电子,发生还原反应,为正极,电极a为负极,再根据原电池反应原理解答。
【详解】A.电极b发生电极反应:,电极b得电子,为正极,电极a为负极,故A错误;
B.b电极发生的电极反应:,B正确;
C.电子从负极流出,经导线流入正极,故C错误;
D.在高温下微生物被杀死,效率更低,故D错误;
答案选B。
10.C
【详解】A.左侧溶液变蓝色,生成I2,左侧电极为阳极,I-离子失电子,发生氧化反应,电极反应为2I--2e-=I2,一段时间后,蓝色变浅,发生反应,故A正确;
B.左侧电极为阳极,电极反应为2I--2e-=I2,同时发生反应,右侧电极为阴极,电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-,总的化学方程式为KI+3H2OKIO3+3H2↑,故B正确;
C.如果用阳离子交换膜代替阴离子交换膜,左侧电极为阳极,电极反应为2I--2e-=I2,右侧电极为阴极,电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-,保证两边溶液呈电中性,左侧多余K+通过阳离子交换膜迁移至阴极,左侧生成I2,右侧溶液中有KOH生成,碘单质与KOH隔开不能反应,总反应化学方程式为2KI+2H2O2KOH+I2+H2↑,故C错误;
D.一段时间后,蓝色变浅,发生反应,中间为阴离子交换膜,右侧I-、OH-通过阴离子交换膜向左侧移动,保证两边溶液呈电中性,左侧的通过阴离子交换膜向右侧移动,右侧溶液中含有,故D正确;
答案为C。
11.C
【详解】A.锌是活泼金属,锌能与硝酸银反应生成,锌是负极、石墨是正极,电池工作时,石墨电极发生反应:Ag++e-=Ag,故A正确;
B.电池中Cu块取出前,锌是负极、石墨是正极,中央铜块的左端为正极、右端为负极,形成2个原电池串联供电;电池中Cu块取出后,是1个原电池供电,所以灯泡亮度会发生变化,故B正确;
C.中央铜块的左端为正极、右端为负极,正极发生反应Ag++e-=Ag,负极反应为Cu-2e-=Cu2+,一段时间后铜左端有银白色金属银生成,右端溶解,溶液变蓝,故C错误;
D.锌是活泼金属,锌能与硝酸银反应生成,锌是负极,发生氧化反应,故D正确;
选C。
12.C
【分析】放电时,电极M上在负极上被氧化为,负极电极反应式为,电极N上得电子转化为,正极电极反应式为;
【详解】A.由图可知,放电时,电极N上转化为,碘元素的被还原,因此电极N为正极,电极M为负极,电极N上的电势高于电极M上的电势,故A正确;
B.充电时在光电极上失电子被氧化为,因此充电时,光电极参与该过程,故B正确;
C.由图可知,交换膜允许钠离子自由通过,所以该交换膜为阳离子交换膜,故C错误;
D.在负极上被氧化为,电极反应式为,正极电极反应式为,总反应为,故D正确;
故选:C。
13.D
【详解】A.a和电源的正极相连,为阳极,溶液中的Cl-在阳极失去电子发生氧化反应生成氯气,故A正确;
B.b为阴极,溶液中水电离出来的H+得到电子生成氢气,电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-,故B正确;
C.离子交换膜为阳离子交换膜,电解时,阳离子移向阴极,所以Na+穿过离子交换膜进入阴极室,故C正确;
D.由于溶液中的Cl-在阳极放电,所以饱和食盐水从c处进入阳极室,Cl-放电生成氯气逸出,Na+穿过离子交换膜进入阴极室,所以淡盐水从d处流出,故D错误;
故选D。
14.A
【详解】当有1molCH4发生反应:CH4(g)+4F2(g)=CF4(g)+4HF(g),其中的能量变化为断开4mol F—F 键、4molC—H键吸收的热量与形成4molC—F键、4molH—F 键释放的热量之差,即1molCH4发生反应的能量变化为(414×4+155×4-489×4-565×4) kJ·mol-1=-1940 kJ·mol-1,故ΔH=-1940 kJ·mol-1;
综上所述,本题选A。
15.A
【详解】A.放电时,正极发生反应:,正极质量增加,A正确;
B.充电时,阳极(左侧)生成锂离子,向阴极(右侧)移动,锂离子由左向右移动,故B错误;
C.整个充放电过程中,锂元素化合价均不变,C错误;
D.充电时,阳极失去电子,发生氧化反应,故D错误;
答案选A。
16.(1) CH4-8e-+2H2O=CO2+8H+ 85%
(2)-469kJ/mol
(3) C(s)+O2(g)=CO2(g) H=-393.5kJ/mol C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) H=+131.0kJ/mol
【详解】(1)由燃料电池是原电池的一种,负极失电子发生氧化反应,正极得电子发生还原反应,甲烷燃烧生成二氧化碳和水,但在酸性介质中,正极不会生成大量氢离子,则电解质参与电极反应,甲醇燃料电池的负极反应式为CH4+2H2O-8e-=CO2+8H+,正极反应式为2O2+8H++8e-=4H2O,又该电池的理论效率为消耗1mol甲烷所能产生的最大电能与其燃烧热之比,则电池的理论效率为=×100%=85% ,故答案为CH4+2H2O-8e-=CO2+8H+;85%;
(2)根据反应物的键能总和减去生成物的键能总和计算反应热,该反应的ΔH=6×389+3×243-946-6×431=-469kJ/mol;
(3)①碳完全燃烧生成二氧化碳的反应,标注物质聚集状态和对应反应的焓变,C完全燃烧的热化学方程式为:C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-393.5kJ/mol,故答案为C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-393.5kJ/mol;
②由a:C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-393.5kJ/mol
b:CO(g)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-283.0kJ/mol
c:H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH=-285.8kJ/mol
d:H2O(g)=H2O(l) ΔH=-44.0kJ/mol,
根据盖斯定律,a-b-c+d得:C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) H=+131.0kJ/mol,故答案为C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) H=+131.0kJ/mol。
17. 4AgNO3+2H2O4Ag↓+4HNO3+O2↑ 100
【分析】根据电解池的阴阳两极反应写出总反应方程式;根据产生O2的量计算生成HNO3的量,求出所需NaOH的体积;据此解答。
【详解】用惰性电极电解AgNO3溶液,阳极发生4OH--4e-=2H2O+O2↑,阴极发生4Ag++4e-=4Ag,所以电解总反应方程式为4AgNO3+2H2O4Ag↓+4HNO3+O2↑,在阳极上收集到0.32g O2即0.01mol氧气(标准状况下),转移电子是0.04mol,根据反应4AgNO3+2H2O4Ag↓+4HNO3+O2↑,生成硝酸是0.04mol,消耗0.04mol氢氧化钠来将之中和,所以需要NaOH溶液的体积为V(NaOH)==0.1L=100mL。
18.(1) 原电池 CH3OH 6e-+8OH-=CO+6H2O
(2) 阳极 4AgNO3+2H2O4Ag+O2↑+4HNO3
(3) 1.12 6.4
(4)减小
【分析】甲池中通入甲醇氧气燃料电池,甲醇为燃料,化合价升高,失去电子,作原电池负极,氧气是氧化剂,为正极,乙、丙池为电解池,A、C为电解池的阳极,B、D为电解池的阴极。
【详解】(1)根据前面分析甲池为原电池,通入CH3OH电极的反应式为CH3OH 6e-+8OH-=CO+6H2O;故答案为:原电池;CH3OH 6e-+8OH-=CO+6H2O。
(2)乙池中A(石墨)与原电池正极相连,因此A电极的名称为阳极,阳极是水中氢氧根失去电子变为氧气和水,阴极是银离子得到电子变为银单质即总反应式为4AgNO3+2H2O4Ag+O2↑+4HNO3;故答案为:阳极;4AgNO3+2H2O4Ag+O2↑+4HNO3。
(3)根据关系式4Ag~ O2~2Cu,当乙池中B极质量增加21.6g时(物质的量为0.2mol),甲池中理论上消耗O2物质的量为0.05mol,则标准状况下体积为11.2L,丙池中D极析出0.1mol铜,其质量为6.4g铜;故答案为:11.2;6.4。
(4)若丙中电极不变,将其溶液换成NaCl溶液,电键闭合一段时间后,甲中甲醇、氧气、KOH溶液反应生成碳酸钾和水,碱性减弱即甲中溶液的pH将减小;故答案为:减小。
19. N2H4(1)+2H2O2(1)=N2(g)+4H2O(g) △H= 640kJ/mol 408 等于 小于 b= a
【详解】(1)已知0.4mol液态肼和足量H2O2(l)反应生成氮气和水蒸气时放出256.64kJ的热量,依据热化学方程式的书写原则,结合定量关系写出,1mol肼和过氧化氢反应生成氮气和水蒸气放出的热量==640 kJ,所以热化学方程式为 N2H4(1)+2H2O2(1)=N2(g)+4H2O(g)△H= 640kJ/mol;
答案:N2H4(1)+2H2O2(1)=N2(g)+4H2O(g)△H= 640kJ/mol;
(2)16g液态肼物质的量==0.5mol,由①N2H4(1)+2H2O2(1)=N2(g)+4H2O(g);△H= 641.6kJ/mol;②H2O(1)=H2O(g)△H=+44kJ/mol,结合盖斯定律,可以把②×4方向倒转得到③4H2O(g)=4H2O(l)△H= 44×4kJ/mol= 176kJ/mol,①+③得到N2H4(1)+2H2O2(1)=N2(g)+4H2O(l) △H= 816kJ/mol,所以0.5mol液态肼与足量双氧水反应生成氮气和液态水时,放出的热量==408kJ;
故答案为:408;
(3)①根据盖斯定律,煤作为燃料不管是一步完成还是分两步完成,反应物和产物的焓值是一定的,所以两途径的焓变值一样,放出的热量一样;
故答案为:等于;
②该反应属于吸热反应,因此反应物具有的总能量小于生成物的总能量;
故答案为:小于;
③ C3H8(g)+5O2(g)═3CO2(g)+4H2O(l)△H= a kJ·mol 1 ①
2C3H6(g)+9O2(g)═6CO2(g)+6H2O(l)△H= c kJ·mol 1 ②
2H2(g)+O2(g)═2H2O(l)△H= d kJ·mol 1 ③
根据盖斯定律:① ②/2 ③/2得C3H8(g)═C3H6(g)+H2(g)△H=(+ a )kJ·mol 1再根据已知可得b=+ a;
故答案为:b= a
20.(1)N2(g)+H2(g)=2NH3(g)ΔH=-92.4kJ/mol
(2)C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)ΔH=+131.5kJkJ/mol
(3)C2H4(g)+3O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l)△H=-1411.0kJ·mol-1
(4)C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)△H=-1366.8kJ·mol-1
(5)SiH4(g)+2O2(g)=SiO2(s)+2H2O(l)△H=-1427.2kJ·mol-1
【分析】书写热化学方程式除了要遵循书写化学方程式的要求外,还应注意必须注明各反应物、生成物的状态(s、1、g、aq)等要质的量与热量成正比,还要主要吸热放热的+、-号,还要注意中和热(1molH2O)、燃烧热(1mol可燃物)的热化学方程式的书写,根据热化学方程式的书写方法解答;
(1)1molN2(g)与适量H2(g)反应生成NH3(g)放出92.4kJ热量,该反应的热化学方程式:N2(g)+H2(g)=2NH3(g)ΔH=-92.4kJ/mol;
(2)1molC(s)与适量H2O(g)反应生成CO(g)和H2(g),吸收131.5kJ热量,该反应的热化学方程式:C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)ΔH=+131.5kJkJ/mol;
(3)常温常压下,乙烯(C2H4)燃烧热△H=-1411.0kJ·mol-1,乙烯燃烧热的热化学方程式:C2H4(g)+3O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l)△H=-1411.0kJ·mol-1;
(4)常温常压下,乙醇【C2H5OH】的燃烧热△H=-1366.8kJ·mol-1,乙醇燃烧热的热化学方程式:C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)△H=-1366.8kJ·mol-1;
(5)写出该反应化学方程式为:SiH4+2O2=SiO2+2H2O,2gSiH4自燃放出89.2kJ热量,1molSiH4放出的热量为:kJ=1427.2kJ,该反应的热化学方程式为:SiH4(g)+2O2(g)=SiO2(s)+2H2O(l)△H=-1427.2kJ·mol-1;
21.(1)①③④
(2)(或)
(3)
(4)
(5)
【详解】(1)放热反应的ΔH<0,则①③④属于放热反应,故答案为:①③④;
(2)1mol氢气完全燃烧生成液态水放出的热量为燃烧热,由①可知燃烧热为285kJ/mol(或ΔH=-285kJ/mol),故答案为:285kJ/mol(或ΔH=-285kJ/mol);
(3)10g H2为5mol,由燃烧热为285kJ/mol 可知放出的热量为5mol×285kJ/mol=1425 kJ,故答案为:1425 kJ;
(4)利用盖斯定律,将④-×③可得CO的燃烧热的热化学方程式为,故答案为:;
(5)利用盖斯定理,将(①+②)×(-)可得+43.2 kJ/mol,答案为:+43.2 kJ/mol。
22. 铜 氧化 CuSO4溶液 AgNO3溶液 银棒上有银白色物质析出 Cu Ag
【详解】(1)反应Cu+2Ag+=2Ag+Cu2+中铜失去电子,银离子得到电子,因此该原电池的负极材料是铜,发生氧化反应。
(2)铜是负极,则X是硫酸铜,银是正极,则Y是硝酸银。
(3)正极上银离子得到电子析出单质银,则出现的现象是银棒上有银白色物质析出。
(4)铜是负极,银是正极,在外电路中,电子从铜极流向银极。
23.(1)
(2)BC
(3) ClO 3ClO-(aq)= ClO(aq)+2Cl-(aq) △H=-117kJ·mol-1
(4) O3F2 0
【详解】(1)与氯元素同族的短周期元素为氟元素,其原子结构示意图为 。
(2)非金属单质的氧化性、非金属元素的氢化物的稳定性能作为判断非金属性递变规律的判断依据,而非金属单质的熔点(物理性质)、非金属元素的氢化物的酸性(没有相似的递变规律)不能作为判断非金属性递变规律的判断依据。选项BC符合题意;
(3)据图知D对应的化合价为+7,则其含氯的离子为ClO。
②据图知A为Cl-,B为ClO-,C为ClO,则B→A+C反应的化学方程式(并标出状态)为:3ClO-(aq)=ClO(aq)+2Cl-(aq),反应放出热量:(60×3-63×1-0×2) kJ/mol=117kJ/mol,故其反应热ΔH=-117kJ /mol,发生反应的热化学方程式:3ClO-(aq)= ClO(aq)+2Cl-(aq) △H=-117kJ·mol-1。
(4)①依题意V(A):V(O2):V(F2)=10:15:10=2:3:2,根据阿伏加德罗定律有2A=3O2+2F2,再根据质量守恒定律,A的化学式O3F2。
②O3F2的结构式为F-O-O-O-F,则电子式为:,因为氟为-1价,故中间氧的化合价为0。
24. 放热 -(E2—E1) 减小 减小 C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(L)△H=-2219.8kJ·mol-1 +124.2
【详解】(1)①根据图中信息得到:反应物的能量高于生成物的能量,反应是放热反应,焓变=产物的能量-反应物的能量,图中,E1是普通分子变为活化分子吸收的能量,E2 是活化分子之间的反应生成产物的能量变化,E1-E2 是反应物和产物的能量之差,反应是放热的,所以焓变=E1-E2 <0,故答案为放热;-(E2—E1);
②加入催化剂能降低反应的活化能,所以E1减小,E2减小;催化剂对反应物的总能量和生成物的总能量的相对大小无影响,所以不改变反应热的大小,故答案为减小;减小;
(2)因1g丙烷完全燃烧生成液态水时放出50.452kJ的热量,所以44g丙烷完全燃烧生成液态水,放出热量2219.9KJ,则丙烷完全燃烧的热化学方程式:C3H8(g)+5O2(g)→3CO2(g)+4H2O(l) △H=-2219.8KJ/mol,故答案为C3H8(g)+5O2(g )→3CO2(g )+4H2O(l)△H=-2219.8 KJ/mol;
(3)①C3H8(g)→CH4(g)+HC≡CH(g)+H2(g) △H1=156.6kJ mol-1,②CH3CH=CH2(g)→CH4(g)+HC≡CH(g) △H2=32.4kJ mol-1,
依据盖斯定律①-②得到C3H8(g)→CH3CH=CH2(g)+H2(g) △H=+124.2KJ/mol,
则相同条件下,反应C3H8(g)→CH3CH=CH2(g)+H2(g) △H=+124.2KJ/mol;故答案为+124.2。
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