专题　化学反应与能量--基础巩固练(共32张PPT)

(共32张PPT)
专题　化学反应与能量--基础巩固练
　基础巩固练
1.(2023·北京朝阳区统考)已知某些化学键的键能如下,下列说法不正确的是(　　)
化学键 H—H Cl—Cl Br—Br H—Cl H—Br
键能/(kJ·mol-1) 436 243 194 432 a
A.根据键能可估算反应H2(g)+Cl2(g) ══ 2HCl(g)的ΔH=-185 kJ·mol-1
B.根据原子半径可知键长:H—ClC.H2(g)与Br2(g)反应生成2 mol HBr(g)时,放出热量小于185 kJ
D.常温下Cl2和Br2的状态不同,与Cl—Cl和Br—Br的键能有关
D
解析 根据反应热ΔH=反应物总键能-生成物总键能,则反应H2(g)+Cl2(g) ══ 2HCl(g)的ΔH=+436 kJ·mol-1+243 kJ·mol-1-2×432 kJ·mol-1=-185 kJ·mol-1,A正确;Cl原子半径小于Br原子,H—Cl的键长比H—Br键长短,H—Cl的键能比H—Br的键能大,进而推测a<432,B正确;键能:Cl—Cl>Br—Br,反应生成HBr比生成HCl更难,放出的热量更少,故生成2 mol HBr(g)时,放出热量小于185 kJ,C正确;常温下物质的状态由分子间作用力决定,D错误。
2.(2023·安徽淮北一模)芬顿试剂是以H2O2和Fe2+组成的水溶液体系,具有极强的氧化能力,其机理如图所示。下列说法错误的是(　　)
A.Fe2+起到催化作用
B.基元反应1的方程式为H2O2+Fe2++H+ ══ Fe3++·OH+H2O
C.基元反应1的活化能比基元反应2的大
D.图示过程中,pH会发生变化
C
解析 Fe2+参与基元反应1,在基元反应2中又生成Fe2+,则Fe2+起到催化作用,A正确;由图可知,基元反应1的方程式为H2O2+Fe2++H+ ══ Fe3++·OH+H2O,B正确;基元反应1为快反应,而基元反应2为慢反应,则基元反应1的活化能比基元反应2小,C错误;基元反应1的方程式为H2O2+Fe2++H+ ══ Fe3++·OH+H2O,基元反应2为Fe3++H2O2 ══ Fe2++HO2·+H+,基元反应1为快反应,而基元反应2为慢反应,则图示过程中,pH会发生变化,D正确。
3.(2023·北京房山区一模)如图是某种培根型碱性氢氧燃料电池示意图,下列有关该电池的说法不正确的是(　　)
A.电池放电时,K+向镍电极Ⅰ的方向迁移
B.正极电极反应为O2+2H2O+4e- ══ 4OH-
C.出口Ⅰ处有水生成
D.循环泵可使电解质溶液不断浓缩、循环
A
解析 氢氧燃料电池中,通入O2的电极是正极,则镍电极Ⅱ为正极。原电池中阳离子向正极移动,则K+向镍电极Ⅱ方向迁移,A错误;镍电极Ⅱ上电极反应为O2+2H2O+4e- ══ 4OH-,B正确;镍电极Ⅰ为负极,电极反应为H2-2e-+2OH- ══ 2H2O,出口Ⅰ处有水生成,C正确;由图示可知,循环泵可使电解质溶液不断浓缩、循环,D正确。
4.(2023·湖北十堰一模) 1,2-二氯乙烷主要用作聚氯乙烯单体制取过程的中间体,用电有机合成法合成1,2-二氯乙烷的装置如图所示。下列说法中正确的是(　　)
A.直流电源a极为负极
B.X为阳离子交换膜,Y为阴离子交换膜
C.液相反应中,C2H4被氧化为1,2-二氯乙烷
D.该装置总反应为2Cl-+2H2O 2OH-+H2↑+Cl2↑
C
解析 由电解池装置图可知,左侧CuCl被氧化为CuCl2,为电解池的阳极,则a极为电源正极,A错误;溶液中Cl-经过阴离子交换膜X移向阳极,溶液中Na+经过阳离子交换膜Y移向阴极,同时生成NaOH,故X为阴离子交换膜,Y为阳离子交换膜,B错误;液相反应中,C2H4与CuCl2反应生成1,2-二氯乙烷时碳元素化合价升高,发生氧化反应,应为C2H4被CuCl2氧化为1,2-二氯乙烷,C正确;以NaCl溶液和乙烯为原料合成1,2-二氯乙烷的过程中,CuCl循环使用,其实质是NaCl、H2O与CH2=CH2反应,故总反应为CH2=CH2+2H2O+2NaCl H2↑+2NaOH+ClCH2CH2Cl,D错误。
5.(2023·江西赣州一模)工业上在催化剂的作用下用CO可以合成甲醇,利用计算机模拟单个CO分子合成甲醇的反应历程如图。下列说法正确的是(　　)
A.反应过程中有极性键的断裂和生成
B.反应的决速步骤为Ⅲ→Ⅳ
C.使用催化剂降低了反应的ΔH
D.反应的热化学方程式为CO(g)+2H2(g)══CH3OH(g)　ΔH=-1.0 eV· mol-1
A
解析 由图可知,总反应为CO(g)+2H2(g) ══ CH3OH(g),则涉及CO中化学键的断裂和C—H、O—H的生成,A正确;活化能越大反应越慢,据图可知反应的决速步骤为Ⅱ→Ⅲ,B错误;催化剂能改变反应速率,但是不能改变反应的焓变,C错误;生成物的能量低于反应物的能量,该反应为放热反应,单个CO分子合成甲醇放热1.0 eV,则反应的热化学方程式为CO(g)+2H2(g) ══ CH3OH(g)　ΔH=-NA eV· mol-1(设NA为阿伏加德罗常数的值),D错误。
6.(2023·陕西榆林一模)我国科学家成功研制出CO2/Mg二次电池,在潮湿条件下的放电反应为3CO2+2Mg+2H2O ══ 2MgCO3·H2O+C,模拟装置如图所示(已知放电时,Mg2+由负极向正极迁移)。下列说法正确的是(　　)
A.充电时,Mg电极接外电源的正极
B.放电时,电子由镁电极经电解质溶液流向石墨电极
C.充电时,阳极的电极反应为2MgCO3·H2O+C-4e- ══ 3CO2↑+2Mg2++2H2O
D.放电时,CO2在正极被还原,每消耗6.72 L CO2转移电子的物质的量为1.2 mol
C
解析 由图可知,放电时Mg作负极,电极反应为Mg-2e- ══ Mg2+,石墨作正极,电极反应为3CO2+2Mg2++2H2O+4e- ══ 2MgCO3·H2O+C。充电时,Mg作阴极,Mg电极接外电源的负极,A错误;放电时为原电池,电子经导线由负极传导到正极,不能进入电解质溶液,B错误;充电时,石墨作阳极,电极反应为2MgCO3·H2O+C-4e- ══ 3CO2↑+2Mg2++2H2O,C正确;放电时,CO2在正极被还原为C,C元素由+4价变为0价,未指明6.72 L CO2是否处于标准状况下,不能确定转移的电子数,D错误。
7.(2023·辽宁鞍山一模)处理高浓度的乙醛废水的新方法是隔膜电解法,其总反应为2CH3CHO+H2O CH3CH2OH+CH3COOH(不考虑其他反应)。实验室中,以一定浓度的乙醛和H2SO4溶液为电解质溶液,模拟含乙醛的工业废水,用惰性电极进行电解,其装置如图所示,下列说法错误的是(　　)
A.b电极反应为CH3CHO+H2O-2e- ══ CH3COOH+2H+
B.电解一段时间后,电解池右侧pH增大
C.若以CH4-空气燃料电池为直流电源,a电极应该与燃料电池中通入CH4的一极相连
D.理论上处理1 mol乙醛,将有1 mol H+通过质子交换膜
B
解析 b电极为阳极,电极反应为CH3CHO+H2O-2e- ══ CH3COOH+2H+,A正确;电解一段时间后,电解池右侧消耗水,生成弱酸CH3COOH和H+,H+通过质子交换膜移向左侧,故右侧溶液pH减小,B错误;若以CH4-空气燃料电池为直流电源,燃料电池中通入CH4的一极应与a电极相连,C正确;根据电池总反应可知,理论上处理1 mol乙醛,有1 mol电子发生转移,将有1 mol H+通过质子交换膜,D正确。
8.(2023·广东汕头一模)我国科学家利用Zn-BiOI电池,以ZnI2水溶液作为锌离子电池的介质,可实现快速可逆的协同转化反应。如图所示,放电时该电池总反应为3Zn+6BiOI===2Bi+2Bi2O3+3ZnI2。下列说法正确的是(　　)
A.放电时,BiOI为负极,发生氧化反应
B.放电时,1 mol BiOI参与反应,转移3 mol e-
C.充电时,Zn2+通过阳离子交换膜从Zn极移向BiOI极
D.充电时,阳极发生反应:Bi+Bi2O3+3I--3e-3BiOI
D
解析 由总反应可知,放电时Zn为负极,发生氧化反应,A错误;由电池总反应可知,6 mol BiOI反应时生成2 mol Bi,共转移6 mol电子,则1 mol BiOI参与反应时转移1 mol e-,B错误;充电时,Zn电极作阴极,BiOI极作阳极,溶液中阳离子向阴极移动,则Zn2+通过阳离子交换膜从BiOI极移向Zn极,C错误;充电时的总反应为2Bi+2Bi2O3+3ZnI2 ══ 3Zn+6BiOI,阳极反应为Bi+Bi2O3+3I--3e- ══ 3BiOI,D正确。
9.(2023·北京房山区一模)锌铁液流电池由于安全、稳定、电解质溶液成本低等优点成为电化学储能热点技术之一,下图是以[Zn(OH)4]2-/Zn和[Fe(CN)6]3-/[Fe(CN)6]4-作为电极氧化还原电对的碱性锌铁液流电池放电时的工作原理示意图。
下列说法不正确的是(　　)
A.放电过程中,左侧池中溶液pH逐渐减小
B.放电过程中,总反应为2[Fe(CN)6]3-+Zn+4OH- ══[Zn(OH)4]2-+2[Fe(CN)6]4-
C.充电过程中,阴极的电极反应为[Zn(OH)4]2-+2e- ══ Zn+4OH-
D.充电过程中,当2 mol OH-通过聚苯并咪唑膜时,导线中通过1 mol e-
答案 D　
解析 由图可知,Zn失去电子生成[Zn(OH)4]2-,则Zn极为负极,电极反应为Zn+4OH--2e- ══[Zn(OH)4]2-,则左侧池中OH-通过聚苯并咪唑膜进入右侧池,左侧池中OH-浓度降低,溶液酸性增强,pH逐渐减小,A正确;正极反应为[Fe(CN)6]3-+e- ══[Fe(CN)6]4-,综合负极反应可得,总反应为2[Fe(CN)6]3-+Zn+4OH- ══[Zn(OH)4]2-+2[Fe(CN)6]4-,B正确;充电过程中,阴极[Zn(OH)4]2-转化为Zn,电极反应为[Zn(OH)4]2-+2e- ══ Zn+4OH-,C正确;充电过程中,当2 mol OH-通过聚苯并咪唑膜时,导线中通过2 mol e-,D错误。
10.(2023·河南郑州一模)下图原电池装置中,用盐桥连接两烧杯中的电解质溶液。盐桥中阴、阳离子的电迁移率应尽可能地相近。(电迁移率用u∞表示,单位:m2·s-1·V-1)。下列有关说法不正确的是(　　)
已知:左、右烧杯中溶液体积相同。
阳离子 u∞/(m2·s-1·V-1) 阴离子 u∞/(m2·s-1·V-1)
Li+ 4.07×108 4.61×108
Na+ 5.19×108 7.40×108
Ca2+ 6.59×108 Cl- 7.91×108
K+ 7.62×108 8.27×108
A.盐桥中的电解质可以为KNO3
B.盐桥中的阳离子进入右侧烧杯溶液中
C.电流表读数不变时,向右侧烧杯中加入硫酸铁固体,指针会继续偏转
D.电池反应一段时间后,测得左侧溶液中c(Fe2+)增加了0.01 mol·L-1,则右侧溶液中c(Fe2+)为0.07 mol·L-1
答案 A　
解析 在盐桥中,为维持两个烧杯中溶液的电荷平衡,盐桥中阴、阳离子的电迁移率应尽可能接近,由表格可知,K+和Cl-、 的电迁移率最接近,但 在酸性条件下可将Fe2+氧化,故不能选择KNO3作为电解质,A错误;电流表显示电子由铁电极流向石墨电极,则铁电极为负极,石墨电极为正极,盐桥中阳离子向正极移动,则盐桥中的阳离子进入右侧烧杯溶液中,B正确;电流表读数不变时,说明右侧三价铁反应完,此时向右侧烧杯中加入硫酸铁固体,则Fe3+可以继续参与反应,指针会继续偏转,C正确;铁电极发生的反应为Fe-2e- ══ Fe2+,石墨电极发生的反应为2Fe3++2e- ══ 2Fe2+,当铁电极溶液中c(Fe2+)增加了0.01 mol·L-1时,根据石墨电极的电极反应可计算得出右侧烧杯溶液中增加的c(Fe2+)为0.02 mol·L-1,原溶液中c(Fe2+)为0.05 mol·L-1,故反应后c(Fe2+)=0.02 mol·L-1+0.05 mol·L-1=0.07 mol·L-1,D正确。
11.(2023·湖南岳阳一模)中国科学院于良等科学研究者实现了常温常压下利用铜催化乙炔选择性氢化制乙烯,其反应机理如图所示(其中吸附在铜催化剂表面上的物种用*标注)。
图1
图2
下列说法正确的是(　　)
C
12.(2023·黑龙江齐齐哈尔一模)以乙烷燃料电池为电源进行电解的实验装置如图所示。下列说法错误的是(　　)
A.燃料电池工作时,正极反应为O2+4H++4e- ══ 2H2O
B.若a极是铜,b极是铁,电解后溶液中CuSO4浓度减小
C.若a、b两极是石墨,在同温同压下b极产生的气体与电池中消耗乙烷的体积之比为7∶1
D.若a极是纯铜,b极是粗铜,a极上有铜析出,b极逐渐溶解,两极质量变化不相同
C
解析 根据图示知,乙烷燃料电池中左侧电极为正极,右侧电极为负极,则a极为电解池的阴极,b极为电解池的阳极。该燃料电池工作时,负极产物为CO2,电解质溶液呈酸性,正极反应为O2+4H++4e- ══ 2H2O,A正确;若a极是铜,b极是铁,电解总反应为Fe+CuSO4 FeSO4+Cu,则硫酸铜溶液浓度减小,B正确;若a、b两极是石墨,b极电极反应为2H2O-4e- ══ O2↑+4H+,原电池中乙烷发生的反应为C2H6+4H2O-14e- ══ 2CO2+14H+,根据串联电路中各电极转移电子守恒可知,b极生成氧气和电池中消耗乙烷的体积之比为7∶2,C错误;若a极是纯铜,b极是粗铜,题给装置为铜的电解精炼,a极上有铜析出,b极逐渐溶解,b极粗铜中比铜活泼的金属优先失电子,则两极质量变化不相同,D正确。
13.(2023·北京顺义区一模)H2O2是重要的化学试剂,在实验室和实际生产中应用广泛。
Ⅰ.蒽醌法是工业上合成H2O2的主要方法,蒽醌法的反应过程如下。
(1)已知:①2H2(g)+O2(g)══2H2O(l)
ΔH1=-572 kJ·mol-1
②2H2O2(l) ══ 2H2O(l)+O2(g)　ΔH2=-196 kJ·mol-1
蒽醌法生产H2O2总反应的热化学方程式为H2(g)+O2(g) ══ H2O2(l)的
ΔH3=　　　　 kJ·mol-1。
-188
(2)向反应b后的溶液可以加入蒸馏水为萃取剂,分析蒸馏水能作为萃取剂的原因:
　　　　　　 　　　。
为有机化合物,与水不互溶,而H2O2易溶于水
Ⅱ.我国科学家设计如图所示的光电催化体系,该体系利用双极膜既能将SO2转化为 所释放的化学能用于驱动阴极H2O2的高效生成,同时还可以实现烟气脱SO2。
(3)阳极的电极反应为　 　　　　　 　　　。
(4)理论上每生成1.5 mol H2O2,可以实现烟气脱SO2的物质的量为
　　　　　 mol。
1.5
(4)右侧电极反应为O2+2H++2e- ══ H2O2,理论上生成1.5 mol H2O2时转移3 mol电子;根据得失电子守恒可知,转移3 mol电子时,可实现烟气脱SO2的物质的量为1.5 mol。