专题1 化学反应与能量 单元检测题(含解析) 2023-2024学年高二上学期化学苏教版(2019)选择性必修1

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名称 专题1 化学反应与能量 单元检测题(含解析) 2023-2024学年高二上学期化学苏教版(2019)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 2023-12-10 12:44:33

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专题1 化学反应与能量 单元检测题
一、单选题
1.实验测得:101kPa时,1molH2完全燃烧生成液态水,放出285.8kJ的热量;1molCH4完全燃烧生成液态水和CO2,放出890.3kJ的热量。下列热化学方程式的书写正确的是(  )




A.②④ B.④ C.②③④ D.①②③④
2.下列反应既属于吸热反应又属于氧化还原反应的是(  )
A.C+CO22CO
B.Ba(OH)2 8H2O+2NH4Cl=BaCl2+2NH3↑+10H2O
C.CaO+H2O=Ca(OH)2
D.2Na+2H2O=2NaOH+H2↑
3.如图所示装置中,能形成原电池且溶液会变蓝的是(  )
A. B.
C. D.
4.下列事实不能用电化学理论解释的是(  )
A.纯铁制品比钢铁制品更耐腐蚀
B.同种金属作为原电池的正极比作为电解池的阳极腐蚀得更慢
C.钢管镀锌时,锌棒做阳极,钢管做阴极,锌盐溶液做电解质溶液
D.铝片不用特殊方法保存
5.如图所示,有关化学反应和能量变化的说法正确的是(  )
A.铝热反应属于氧化还原反应,故能量变化不符合该图
B.Ba(OH)2·8H2O晶体和NH4Cl品体反应能量变化如图所示
C.反应物总键能小于产物总键能的反应符合该图的能量变化
D.符合该能量变化的化学反应均可用于设计成原电池
6.如图所示,a、b是两根石墨棒。下列叙述正确的是(  )
A.a是正极,发生还原反应
B.b是阳极,发生氧化反应
C.烧杯中SO42-的物质的量不变
D.往滤纸上滴加酚酞试液,a极附近颜色变红
7.已知化学键的键能数据如下表所示,根据图中的能量关系,求得为(  )
化学键 C—H H—H
键能/() 413.4 436.0
A. B.
C. D.
8.液流电池可以实现光伏发电和风力发电电能的储存和释放,一种无需离子交换膜的氯流电池的工作原理如图所示。
下列说法错误的是(  )
A.放电时,正极反应式为
B.充电时,溶液储液罐中溶液的减小
C.放电时,负极转化为
D.放电时,每有参与反应,溶液增重
9.某固体酸燃料电池以CsHSO4固体为电解质传递H+,其基本结构见下图,电池总反应可表示为:2H2+O2=2H2O,下列有关说法正确的是(  )
A.电子通过外电路从b极流向a极
B.b极上的电极反应式为:O2+2H2O+4e--=4OH--
C.每转移0.1mol电子,消耗1.12L的H2
D.H+由a极通过固体酸电解质传递到b极
10.我国科学家最近发明了一种Zn-PbO2二次电池,内部结构如图所示。电解质分别为K2SO4、H2SO4和KOH,由a和b两种离子交换膜隔开,形成A、B、C三个区域。放电后B区域电解质溶液浓度增加。下列说法错误的是(  )
A.电池中PbO2为正极
B.B区域的电解质为K2SO4溶液
C.图中的b膜为阳离子交换膜
D.当电路中转移0.2mol电子时,B区溶质质量增大17.4g
11.关于下图所示两个装置的叙述中不正确的是(  )
A.c(H+)浓度变化:①减小,②减小
B.装置名称:①是电解池,②是原电池
C.离子移动方向:①中H+向阴极方向移动,②中H+向正极方向移动
D.电极反应式:①中阳极:2H2O-4e-=4H++O2↑,②中负极中Zn+2e-=Zn2+
12.关于二次电池铅蓄电池的说法中错误的是(  )
A.在放电时,该电池的负极质量增加
B.在放电时,电池中硫酸的浓度减小
C.当两极物质都转化为PbSO4时,铅蓄电池将停止工作
D.在放电时,正极发生的反应是:Pb+ =PbSO4+2e-
13.已知2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1,则下列关于方程式2H2O(l)=2H2(g)+O2(g)的说法中正确的是(  )
A.方程式中的化学计量数表示分子数
B.该反应ΔH大于零
C.该反应ΔH=-571.6 kJ·mol-1
D.该反应可表示36 g水分解时的热效应
14.化学性质类似的盐酸羟胺()是一种常见的还原剂和显像剂。工业上主要采用图1所示的方法制备,其电池装置中含Fe的催化电极反应机理如图2所示。图3是用图1的电池电解处理含有(、的酸性废水的装置。下列说法正确的是
A.图1电池工作时,Pt电极是正极
B.图2中,A为和,B为
C.电极b接电源负极,处理1 mol ,电路中转移5 mol
D.电池工作时,每消耗2.24 L NO(标准状况下),左室溶液质量增加3.3 g
15.下列热化学方程式正确的是(  )
A.甲烷的标准燃烧热为890.3 kJ mol﹣1,则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为:CH4(g)+2O2(g)═CO2(g)+2H2O(g)△H=﹣890.3 kJ mol﹣1
B.已知:H2(g)+ O2(g)=H2O(g)△H=﹣Q1kJ/mol,则2H2O(l)=2H2(g)+O2(g)△H=﹣2Q1kJ/mol
C.已知1 g液态肼和足量液态过氧化氢反应生成氮气和水蒸气时放出20.05 kJ的热量,其热化学方程式为N2H4(l)+2H2O2(l)═N2(g)+4H2O(g)△H=﹣641.6 kJ mol﹣1
D.已知:强酸和强碱的稀溶液中和热可表示为:H+(aq)+OH﹣(aq) H2O(l)△H=﹣57.3kJ/mol,则H2SO4(aq)+Ba(OH)2(aq)=BaSO4(aq)+2H2O(l)△H=﹣114.6kJ/mol
16.下列有关反应原理的说法正确的是(  )
A.放热反应的反应速率总是大于吸热反应的反应速率
B.化学反应速率越快可逆反应正向进行的程度越大
C.纯银器表面在空气中因发生电化学腐蚀生成Ag2O而变暗
D.应用盖斯定律可计算某些难以直接测量的反应的焓变
17.有关下列四个常用电化学装置的叙述中,正确的是(  )
图Ⅰ 碱性锌锰电池 图Ⅱ 铅 硫酸蓄电池 图Ⅲ 电解精炼铜 图Ⅳ 银锌纽扣电池
A.图Ⅰ所示电池中,MnO2的作用是催化剂
B.图Ⅱ所示电池放电过程中,硫酸浓度不断增大
C.图Ⅲ所示装置工作过程中,电解质溶液中Cu2+浓度始终不变
D.图Ⅳ所示电池中,Ag2O是氧化剂,电池工作过程中还原为Ag
18.我国科学家研制了一种新型的高比能量锌-碘溴液流电池,其工作原理示意图如图。图中贮液器可储存电解质溶液,提高电池的容量。下列叙述正确的是(  )
A.放电时,b电极反应式为Zn2++2e-=Zn
B.放电时,a电极I-被氧化
C.充电时,导线中每通过0.2mole-,b电极增重6.5g
D.充电时,a电极接外电源负极
二、综合题
19.化学在能源开发与利用中起着十分关键的作用。
(1)蕴藏在海底的“可燃冰”是高压下形成的外观像冰的甲烷水合物固体。燃烧a g 生成二氧化碳气体和液态水,放出热量44.5kJ。经测定,生成的与足量澄清石灰水反应得到5g沉淀,则    ,其中   。
(2)以太阳能为热源,经由铁氧化合物循环分解液态水的过程如图所示。已知:
过程Ⅰ:
①氢气的燃烧热   。
②过程Ⅱ的热化学方程式为   。
(3)通氧气自热法生产包含下列反应:
若不考虑热量耗散,物料转化率均为100%,最终炉中出来的气体只有CO。为了维持热平衡,每生产1mol ,投料的量为1mol CaO、   mol C及   mol 。
20.铁炭混合物(铁屑和活性炭的混合物)、纳米铁粉均可用于处理水中污染物.
(1)铁炭混合物在水溶液中可形成许多微电池.将含有Cr2O72﹣的酸性废水通过铁炭混合物,在微电池正极上Cr2O72﹣转化为Cr3+,其电极反应式为   .
(2)在相同条件下,测量总质量相同、铁的质量分数不同的铁炭混合物对水中Cu2+和Pb2+的去除率,结果如图1所示.
①当铁炭混合物中铁的质量分数为0时,也能去除水中少量的Cu2+和Pb2+,其原因是   .
②当铁炭混合物中铁的质量分数大于50%时,随着铁的质量分数的增加,Cu2+和Pb2+的去除率不升反降,其主要原因是   .
(3)纳米铁粉可用于处理地下水中的污染物.
①一定条件下,向FeSO4溶液中滴加碱性NaBH4溶液,溶液中BH4﹣(B元素的化合价为+3)与Fe2+反应生成纳米铁粉、H2和B(OH)4﹣,其离子方程式为   .
②纳米铁粉与水中NO3﹣反应的离子方程式为4Fe+NO3﹣+10H+=4Fe2++NH4++3H2O
研究发现,若pH偏低将会导致NO3﹣的去除率下降,其原因是   .
③相同条件下,纳米铁粉去除不同水样中NO3﹣的速率有较大差异(见图2),产生该差异的可能原因是   .
21.CO2的固定、利用有利于缓解温室效应和人类的可持续发展。
(1)在催化剂作用下,可用CO2与H2反应制取甲酸。已知:
共价键
键能( ) 799 343 436 463 413
则 的△H=    。
(2)我国科研人员发现,320℃左右时,在新型纳米催化剂 和 的表面可以将CO2和H2转化为烷烃X,其过程如图-1所示。
①用系统命名法命名X:   。
②已知: △H=41 kJ/mol
△H=-128 kJ/mol
写出 气体转化为乙烯的热化学方程式:   。
(3)利用太阳能光解Fe3O4,制备的FeO用于还原CO2合成炭黑,可实现资源的再利用。其转化关系如图2所示。过程Ⅱ反应的化学方程式是   
(4)在酸性电解质溶液中,以太阳能电池作电源,惰性材料作电极,可将CO2转化为乙烯。实验装置如图所示。
①若电解过程中生成3.36 L (标准状况下) O2,则电路中转移的电子至少为   mol。
②生成乙烯的电极反应式是   。
22.已知下列热化学方程式:
①H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·mol-1
②H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g) ΔH=-241.8 kJ·mol-1
③C(s)+1/2O2(g)=CO(g) ΔH=-110.5 kJ·mol-1
④C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-393.5 kJ·mol-1
回答下列各问题:
(1)上述反应中属于放热反应的是   。
(2)燃烧10 g H2生成液态水,放出的热量为   。
(3)CO的燃烧热为   ;其热化学方程式为   。
23.已知下列反应:2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH=-566 kJ·mol-1
Na2O2(s)+CO2(g)=Na2CO3(s)+1/2O2(g) ΔH=-266 kJ·mol-1
试回答:
(1)CO的燃烧热ΔH=   。
(2)在催化剂作用下,一氧化碳可与过氧化钠反应生成固体碳酸钠,该反应的热化学方程式为   
(3)工业废气中的CO2可用碱液吸收。所发生的反应如下:
CO2(g)+2NaOH(aq)=Na2CO3(aq)+H2O(l) ΔH=-a kJ·mol-1
CO2(g)+NaOH(aq)=NaHCO3(aq) ΔH=-b kJ·mol-1
则:①反应CO2(g)+H2O(l)+Na2CO3(aq)=2NaHCO3(aq)的ΔH=    kJ·mol-1(用含a、b的代数式表示)。
②标况下,11.2
L CO2与足量的NaOH溶液充分反应后,放出的热量为    kJ(用含a或b的代数式表示)。
答案解析部分
1.【答案】B
【解析】【解答】①由1molCH4完全燃烧生成液态水和CO2,放出890.3kJ的热量,则热化学方程式为 △H=-890.3kJ/mol,即△H为负值,故①不符合题意;
②由1molCH4完全燃烧生成液态水和CO2,放出890.3kJ的热量,则热化学方程式为 △H=-890.3kJ/mol,即△H的单位为kJ/mol,故②不符合题意;
③由1molCH4完全燃烧生成液态水和CO2,放出890.3kJ的热量,则热化学方程式为 △H=-890.3kJ/mol,即生成水的状态为液态,故③不符合题意;
④由101kPa时,1molH2完全燃烧生成液态水,放出285.8kJ的热量,则2mol氢气完全燃烧放出热量应该为285.8 kJ×2=571.6kJ,则热化学方程式为 ,故④符合题意;
经上述分析,只有④符合题意,B选项符合题意;
故答案为B。
【分析】1molH2完全燃烧生成液态水的热化学方程式为:2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-571.6kJ·mol-1;1molCH4完全燃烧的热化学方程式为:CH4(g)+2O(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890.3kJ·mol-1。
2.【答案】A
【解析】【解答】A.C+CO22CO是吸热反应,也是氧化还原反应,故A符合题意;
B.Ba(OH)2 8H2O+2NH4Cl=BaCl2+2NH3↑+10H2O是吸热反应,属于非氧化还原反应,故B不符合题意;
C.CaO+H2O=Ca(OH)2是放热反应,属于非氧化还原反应,故C不符合题意;
D.2Na+2H2O=2NaOH+H2↑是放热反应,属于氧化还原反应,故D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】氧化还原反应中一定有元素的化合价发生变化;
常见的放热反应有:绝大多数的化合反应(灼热的炭与二氧化碳反应除外)、燃烧反应、金属与水或酸的反应、酸碱中和,铝热反应等;
常见的吸热反应有:绝大多数的分解反应、个别的化合反应(如灼热的炭与二氧化碳反应)、少数的复分解反应(如盐酸与碳酸氢钠反应)、以C、CO、H2为还原剂的氧化还原反应反应等。
3.【答案】B
【解析】【解答】A.构成铜锌原电池,锌是负极,总反应为 ,反应后溶液无色,故不选A;
B.构成原电池,铜是负极,总反应为,有硝酸铜生成,溶液变蓝,
故答案为:B;
C.铜、银和硫酸都不反应,不能构成原电池,故不选C;
D.构成原电池,锌是负极,总反应为 ,溶液由蓝色变为无色,故不选D;
选B。
【分析】原电池构成条件:两根不同材料的导体作为电极,有电解质溶液,形成自发的氧化还原反应,有导线连接形成闭合回路;
A、铜为正极不反应;
B、铜为负极失电子被氧化;
C、铜不跟硫酸反应;
D、铜为正极不反应。
4.【答案】D
【解析】【解答】A.纯铁制品不易形成电化学腐蚀,而钢铁制品中含C等易形成电化学腐蚀,加快腐蚀速率,不符合题意;
B.原电池正极一般只起到导电作用,电解池阳极易发生氧化反应加快腐蚀,不符合题意;
C.钢管镀锌时,阳极发生氧化反应,锌变为锌离子,阴极发生还原反应,锌离子变为锌镀在钢管表面,不符合题意;
D.铝在空气中易与氧气形成致密氧化膜,阻止了反应进一步进行。综上,D不能用电化学理论解释,符合题意。
故答案为:D
【分析】D中是因为铝本身能形成致密的氧化铝薄膜,与电化学无关。
5.【答案】C
【解析】【解答】A.铝热反应属于氧化还原反应,也属于放热反应,放热反应中反应物总能量高于生成物总能量,能量变化符合该图,A不符合题意;
B.二者的反应为吸热反应,反应物总能量低于生成物总能量,因此能量变化不能用图示表示,B不符合题意;
C.符合图示能量变化的反应为放热反应,反应物总键能小于生成物总键能的反应为放热反应,C符合题意;
D.是否可设计为原电池,与反应过程中放热或吸热无关,可设计成原电池的反应为氧化还原反应,而氧化还原反应可以是吸热反应或放热反应,D不符合题意;
故答案为:C
【分析】A.铝热反应为氧化还原反应,也为放热反应;
B.Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应为吸热反应;
C.根据图示能量大小分析;
D.是否可设计为原电池与放热或吸热无关;
6.【答案】C
【解析】【解答】左边装置能自发的进行氧化还原反应,属于原电池,右边是电解池,锌易失电子作负极,铜作正极,则与正极相连的a是阳极,与负极相连的b是阴极,正极和阴极上都得电子发生还原反应,负极和阳极上都失电子发生氧化反应,
A.a是阳极,阳极上失电子发生氧化反应,故A不符合题意;
B.b是阴极,阴极上得电子发生还原反应,故B不符合题意;
C.左边装置中,负极上锌失电子生成锌离子,正极上氢离子得电子生成氢气,硫酸根离子不参加反应,则其物质的量不变,故C符合题意;
D.a电极上氯离子放电生成氯气,b电极上氢离子放电生成氢气,同时b电极附近还生成氢氧根离子,导致碱性增强,所以b极附近颜色变红,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】铜、锌和稀硫酸组成原电池,活泼金属锌为负极,铜为正极,以原电池为电源电解饱和食盐水生成氢氧化钠、氯气和氢气,连接原电池正极的电机为阳极,据此解答即可。
7.【答案】A
【解析】【解答】根据图中的能量可知: ,根据盖斯定律,反应热===,解得,
故答案为:A。
【分析】根据盖斯定律计算。
8.【答案】B
【解析】【解答】A.放电时,正极氯气发生还原反应生成氯离子,反应式为,A不符合题意;
B.充电时,左侧为阴极,发生还原反应,,反应中不涉及氢离子、氢氧根离子浓度变化,pH不变,B符合题意;
C.放电时,负极反应为,转化为,C不符合题意;
D.放电时,每有参与反应,转移电子的物质的量为2mol,反应会生成2mol氯化钠,故溶液增重,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.放电时,正极发生还原反应;
B.反应中不涉及氢离子、氢氧根离子浓度变化;
C.依据沉淀转化判断;
D.依据得失电子守恒计算。
9.【答案】D
【解析】【解答】A.燃料电池中,通入燃料氢气的电极是负极,则a是负极,通入氧化剂的电极b是正极,电子从负极a沿导线流向正极b,A不符合题意;
B.b是正极,电极反应式为O2+4e-+4H+=2H2O,B不符合题意;
C.温度和压强未知,导致气体摩尔体积未知,所以无法计算氢气体积,C不符合题意;
D.放电时,a是负极、b是正极,阳离子氢离子从负极a通过固体酸电解质传递到b极,D符合题意,
故答案为:D。
【分析】根据电池总反应:2H2+O2=2H2O可知:通入氢气的一极为电池的负极,发生氧化反应,反应为H2-2e-═2H+,通入氧气的一极为电池的正极,发生还原反应,反应为O2+4e-+4H+=2H2O;电池工作时,电子通过外电路从负极流向正极,即从a极流向b极,电解质溶液中阳离子向正极移动,即H+由a极通过固体酸电解质传递到b极;每转移0.1mol电子,消耗0.05mol的H2,标准状况下的体积为1.12L。
10.【答案】C
【解析】【解答】A.Zn与PbO2构成原电池,Zn Zn(OH)42-,Zn失电子为负极,则PbO2为正极,故A不符合题意;
B.A区域发生反应:Zn Zn(OH)42-,A为碱性区域,故A为KOH,C中应为酸性条件,故C为H2SO4,故B为K2SO4溶液,故B不符合题意;
C.B为K2SO4,B中的SO42-是由C中硫酸溶液提供,b需要能使阴离子通过,故b为阴离子交换膜,故C符合题意;
D.闭合回路中电荷转移守恒可知,0.2mol电子转移时,溶液中应该有0.2molK+和0.1molSO42-,B区域中K2SO4物质的量增加0.1mol,质量增加17.4g,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】根据图示,A区是负极,电解质溶液是氢氧化钾,C区是正极区,电解质溶液是硫酸,B区的电解质是硫酸钾溶液,c中的硫酸根进入B,A中的钾离子进入B中,写出B电极的电极式即可计算出转移电子数与电极质量的关系
11.【答案】A
【解析】【解答】A、①电解硫酸相对于电解水,硫酸浓度增大,c(H+)浓度增大,②正极上氢离子放电生成氢气,硫酸浓度减小,c(H+)浓度减小,故A符合题意;
B、①中有电源,是用惰性电极电解硫酸溶液的装置,为电解池,②为Zn、Cu原电池,故B不符合题意;
C、电解池中氢离子移向阴极,原电池中氢离子移向正极,故C不符合题意;
D、①为电解池,阳极上氢氧根离子放电生成氧气,②为Zn、Cu原电池,Zn为负极,Zn+2e-=Zn2+,故D不符合题意。
故答案为:A
【分析】①中有电源,是用惰性电极电解硫酸溶液的装置,为电解池,阳极上氢氧根离子放电生成氧气,阴极上氢离子放电生成氢气,相对于电解水,阳离子移向阴极,②为Zn、Cu原电池,Zn为负极,正极上氢离子放电生成氢气,原电池中阳离子移向正极,据此解答即可.
12.【答案】D
【解析】【解答】A.放电时,负极发生的反应为Pb-2e+SO42-=PbSO4,质量增加,故A不符合题意;
B.放电时消耗硫酸,导致浓度降低,故B不符合题意;
C.正极和负极产物均得到硫酸铅,当两电极均是硫酸铅时,停止工作,故C不符合题意;
D.放电时正极是PbO2+2e+4H++SO42-=2H2O+PbSO4,故D符合题意;
故答案为:D
【分析】根据铅蓄电池总反应是Pb+PbO2+2H2SO4=2H2O+2PbSO4,负极:Pb-2e+SO42-=PbSO4,正极:PbO2+2e+4H++SO42-=2H2O+PbSO4,结合选项即可判断。
13.【答案】B
【解析】【解答】A.热化学方程式的化学计量数表示的是参加反应的物质的量,故A不符合题意
B.氢气和氧气化合形成水是放热,故水的分解是吸热反应,故B符合题意
C.该反应是吸热反应,因此 该反应ΔH=+571.6 kJ·mol-1,故C不符合题意
D.可表示分解36g液态水的热效应,故D不符合题意
故答案为:B
【分析】根据水的合成热化学反应方程式以及焓变,即可判断水的分解反应是吸热反应,同时可以计算出焓变。化学方程式中系数表示的是反应物和生成物的物质的量,此反应描述物质的热效应时需要标注物质的状态
14.【答案】D
【解析】【解答】A.铁电极上,,N元素的化合价降低,为正极,Pt电极上,,元素化合价升高,发生氧化反应,为负极,A不符合题意;
B.根据题意可知,与的性质相似,能与盐酸反应生成,所以缺少反应:,所以图2中,a为,B为,B不符合题意;
C.电解时,b电极发生:,发生还原反应,为阴极,接电源的负极,处理1 mol ,电路中转移8mol ,C不符合题意;
D.含铁的催化电极为正极,发生反应:,4个氢离子中有1个是左侧溶液中盐酸提供的,3个是右侧迁移的,标况下消耗的,左室增加的质量为0.1molNO和0.3mol氢离子,质量为:,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】图1中,含Fe的催化电极上,,则含Fe的催化电极为正极,Pt电极为负极;
图2中,A、B转化的方程式为,A为,B为;
图3中,a电极上,Cl-转化为HClO,电极a发生氧化反应,为阳极,电极b为阴极。
15.【答案】C
【解析】【解答】解:A.甲烷燃烧热是1mol甲烷完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量,热化学方程式中水是气体,正确的热化学方程式为:甲烷燃烧的热化学方程式可表示为:
CH4(g)+2O2(g)═CO2(g)+2H2O(l)△H=﹣890.3 kJ mol﹣1,故A错误;
B.已知H2(g)+ O2(g)=H2O(g)△H=﹣Q1kJ/mol,若生成1mol液态水时放出的热量会大于Q1kJ,则2H2O(l)=2H2(g)+O2(g)△H>2Q1kJ/mol,故B错误;
C.1 g液态肼的物质的量为: = mol,则1mol液态肼完全反应放出的热量为:20.05 kJ× =641.6kJ,该反应的化学方程式为:N2H4(l)+2H2O2(l)═N2(g)+4H2O(g)△H=﹣641.6 kJ mol﹣1,故C正确;
D.强酸强碱的中和热为﹣57.3 kJ/mol,而Ba(OH)2(aq)+H2SO4(aq)=BaSO4(S)+2H2O(l)反应过程包括中和热和沉淀热,△H不是114.6 kJ,故D错误;
故选C.
【分析】A.燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物时放出的热量,生成的水应该为液态水;
B.生成气态水时放出的热量偏小,则2mol液态水分解吸收的热量大于2Q1kJ,且水分解的焓变应该大于0;
C.根据n= 计算出1g肼的物质的量,然后可计算出1mol肼完全燃烧放出的热量,再根据热化学方程式的书写原则分析;
D.中和热是强酸强碱稀溶液生成1mol水放出的热量,氢氧化钡和硫酸中和反应生成水和沉淀,沉淀过程含有沉淀热.
16.【答案】D
【解析】【解答】A、反应速率与反应是吸热还是放热无关,反应速率与反应物本身的性质及外界条件有关,故A不符合题意;
B、化学反应速率的快慢与化学反应的限度无关,故B不符合题意;
C、空气中会存在少量H2S气体,与银生成黑色Ag2S而导致表面变暗,属于化学腐蚀,故C不符合题意;
D、有些化学反应的焓变难以通过实验测得,通过盖斯定律可以求得,故D符合题意。
故答案为:D。
【分析】A.反应速率与放热反应还是吸热反应无关,与反应物的性质和外界条件有关;
B.反应速率的快慢与化学平衡无关;
C.银表面变暗是生成了硫化银;
D.根据盖斯定律的作用进行分析。
17.【答案】D
【解析】【解答】A.该电池反应中二氧化锰得到电子被还原,为原电池的正极,A不符合题意;
B.铅蓄电池放电时电池反应为:Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O,该反应中硫酸参加反应,浓度降低,B不符合题意;
C.粗铜中不仅含有铜还含有其它金属,电解时,粗铜中有铜和其它金属失电子,纯铜上只有铜离子得电子,所以阴极上析出的铜大于阳极上减少的铜,所以溶液中铜离子浓度降低,C不符合题意;
D.该原电池中,正极上氧化银得电子生成银,所以Ag2O是氧化剂,发生还原反应生成Ag,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.原电池,锌做负极材料,失去电子,被氧化,二氧化锰做正极材料,得电子被还原
B.放电做的原电池,负极铅失电子变成铅离子,结合硫酸根离子,形成硫酸铅,使得硫酸浓度减小
C.电解精炼铜,电解阳极是粗铜中得金属失去电子,不一定是铜,还有可能是其他得金属,但阴极是铜离子放电,不断得减小
D.氧化银做正极,发生还原反应
18.【答案】C
【解析】【解答】A.放电时,b电极是负极,发生氧化反应,反应式为 ,A不符合题意;
B.放电时,a电极 得到电子生成 ,发生还原反应,B不符合题意;
C.充电时,b电极生成 ,电极反应式为 ,每转移 电子,增重 ,C符合题意;
D.放电时,a时正极,故充电时,a为阳极,接外电源的正极, D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】根据图示可知,放电时,a电极 得到电子生成 ,发生还原反应,为原电池的正极;b电极 失电子生成 ,电极反应式为 ,发生氧化反应,为原电池的负极。根据选项即可判断
19.【答案】(1)-890;0.8
(2)-285.8;
(3)7.2;2.1
【解析】【解答】(1)生成的与足量澄清石灰水反应,生成二氧化碳的物质的量为,由方程式可知有0.05mol CH4燃烧放出热量44.5kJ,燃烧甲烷质量a=,则生成1molCO2放热=890 kJ, ,,答案:-890;0.8;
(2)氢气燃烧热是1mol氢气完全燃烧生成液态水放出的热量,给方程式编号 ①,
②,③,根据盖斯定律,得,氢气燃烧热的为,根据盖斯定律,,得过程Ⅱ反应为,,答案:-285.8; ;
(3)由方程式可知,生成1mol消耗1mol CaO、3molC,同时吸收464.1kJ热量,为了维持热平衡,需要和氧气反应的碳mol,消耗氧气2.1mol,整个过程共消耗碳7.2mol,答案:7.2;2.1。
【分析】(1)热化学方程式能表示反应的热效应,反应的热效应与物质的状态、物质的量有关;
(2)燃烧热是101kP时,1mol可燃物完全燃烧生成稳定产物时的反应热;根据盖斯定律;
(3)依据反应热与反应物的物质的量成比例计算。
20.【答案】(1)Cr2O72﹣+14H++6e﹣=2Cr3++7H2O
(2)活性炭对Cu2+和Pb2+有吸附作用;铁的质量分数增加,铁炭混合物中微电池数目减少
(3)2Fe2++BH4﹣+4OH﹣=2Fe+B(OH)4﹣+2H2↑;纳米铁粉与H+反应生成H2;Cu或Cu2+催化钠米铁粉去除NO3﹣的反应(或形成的Fe﹣Cu原电池增大纳米铁粉去除NO3﹣的反应速率)
【解析】【解答】解:(1)正极上Cr2O72﹣转化为Cr3+,发生还原反应,在酸性溶液中,电极方程式为Cr2O72﹣+14H++6e﹣=2Cr3++7H2O,故答案为:Cr2O72﹣+14H++6e﹣=2Cr3++7H2O;(2)①当铁炭混合物中铁的质量分数为0时,则只有碳粉,可去除水中少量的Cu2+和Pb2+,原因是碳粉具有吸附性,也可起到净水的作用,故答案为:活性炭对Cu2+和Pb2+具有吸附作用;②随着铁的质量分数的增加,形成的微电池数目减少,反应速率减小,则Cu2+和Pb2+的去除率不升反降,故答案为:铁的质量分数增加,铁炭混合物中微电池数目减少;(3)①向FeSO4溶液中滴加碱性NaBH4溶液,溶液中BH4﹣(B元素的化合价为+3)与Fe2+反应生成纳米铁粉、H2和B(OH)4﹣,反应中只有Fe、H元素化合价发生变化,发生氧化还原反应,离子方程式为2Fe2++BH4﹣+4OH﹣=2Fe+2H2↑+B(OH)4﹣,故答案为:2Fe2++BH4﹣+4OH﹣=2Fe+2H2↑+B(OH)4﹣;②pH偏低,氢离子浓度偏大,则铁可与氢离子反应生成氢气,可导致NO3﹣的去除率下降,故答案为:纳米铁粉与H+反应生成H2;③由图2可知铜离子浓度越大,去除率越大,铜离子可起到催化作用,也可能形成原电池反应,故答案为:Cu或Cu2+催化钠米铁粉去除NO3﹣的反应(或形成Fe﹣Cu原电池增大纳米铁粉去除NO3﹣的反应速率).
【分析】(1)正极上Cr2O72﹣转化为Cr3+,发生还原反应,结合电荷守恒书写电极方程式;(2)①当铁炭混合物中铁的质量分数为0时,则只有碳粉,碳粉具有吸附性,可去除水中少量的Cu2+和Pb2+;②随着铁的质量分数的增加,形成的微电池数目减少,则Cu2+和Pb2+的去除率不升反降;(3)①向FeSO4溶液中滴加碱性NaBH4溶液,溶液中BH4﹣(B元素的化合价为+3)与Fe2+反应生成纳米铁粉、H2和B(OH)4﹣,反应中只有Fe、H元素化合价发生变化,结合质量守恒、电荷守恒可写出离子方程式;②pH偏低,氢离子浓度偏大,则铁可与氢离子反应生成氢气;③由图2可知铜离子浓度越大,去除率越大,铜离子可起到催化作用,也可能形成原电池反应.
21.【答案】(1)+16
(2)2-甲基丁烷; △H=-210 kJ/mol
(3)
(4)0.6;2CO2+12H++12e-=CH2=CH2+4H2O
【解析】【解答】(1)根据反应热等于反应物总键能与生成物总键能的差,可得反应 的反应热△H=(2×799 kJ/mol+ 436 kJ/mol)-( 413 kJ/mol+ 799 kJ/mol+343 kJ/mol+463 kJ/mol)= +16 kJ/mol;
(2)①根据物质结构的球棍模型,可知X表示的是 ,该物质名称为2-甲基丁烷;
②已知:(i) △H=41 kJ/mol
(ii) △H=-128 kJ/mol
根据盖斯定律,将(ii)-(i)×2,整理可得 △H=-210 kJ/mol;
(3)根据图示可知过程II为FeO与CO2在700K条件下反应产生Fe3O4和C单质,反应方程式为: ;
(4)①n(O2)= =0.15 mol,根据图示可知:在左侧,CO2与H+反应产生乙烯和H2O,得到电子发生还原反应,则左侧电极为阴极;在右侧H2O电离产生的OH-失去电子变为O2和H+,右侧电极为阳极,每有1 mol O2反应产生,会转移4 mol电子,现在反应产生了0.15 mol的O2,因此反应过程中转移电子的物质的量为n(e-)=4n(O2)=0.6 mol;
②在左侧阴极上CO2得到电子被还原产生乙烯和水,电极反应式为:2CO2+12H++12e-=CH2=CH2+4H2O。
【分析】
22.【答案】(1)①②③④
(2)1429.0 kJ
(3)283.0 kJ·mol-1;CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) ΔH=-283.0 kJ·mol-1
【解析】【解答】(1)四个反应都为燃烧反应,都为放热反应,
故答案为:①②③④;(2). ①H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·mol-1表示1mol氢气燃烧生成液态水时的反应热,故10克水即5mol水反应放出的热量为285.8×5=1429.0 kJ;(3) 根据盖斯定律分析,③C(s)+1/2O2(g)=CO(g)ΔH=-110.5 kJ·mol-1;④C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-393.5 kJ·mol-1,有④-③得一氧化碳的燃烧热的热化学方程式,CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) ΔH=-393.5+110.5 =-283.0 kJ·mol-1,则燃烧热为283.0 kJ·mol-1。
【分析】(1)根据燃烧反应都为放热反应分析。(2)根据盖斯定律分析。(3)根据燃烧热为1mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时放出的热量进行分析。
23.【答案】(1)-283 kJ·mol-1
(2)CO(g)+Na2O2(s)=Na2CO3(s) ΔH=-549 kJ·mol-1
(3)(a-2b);a/2
【解析】【解答】(1)2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH=-566 kJ·mol-1,燃烧热是101kPa,1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物时放出热量,则一氧化碳的燃烧热为△H= 283kJ/mol。本小题答案为: 283kJ/mol。
(2)已知①2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H= 566kJ/mol
②Na2O2(s)+CO2(g)=Na2CO3(s)+1/2O2(g)△H= 266kJ/mol,
由盖斯定律:1/2×①+②得CO(g)+Na2O2(s)=Na2CO3(s)△H=1/2×( 566kJ/mol)+( 266kJ/mol)= 549kJ/mol。本小题答案为:CO(g)+Na2O2(s)=Na2CO3(s)△H= 549kJ/mol。(3)①已知CO2(g)+2NaOH(aq)=Na2CO3(aq)+H2O(l)△H= akJ/mol (1)
CO2(g)+NaOH(aq)=NaHCO3(aq)△H= bkJ/mol
(3)由盖斯定律:(2)×2 (1)得CO2(g)+H2O(l)+Na2CO3(aq)=2NaHCO3(aq)的△H=(a 2b)kJ/mol。本小题答案为:(a 2b)kJ/mol。
②CO2与足量的NaOH溶液充分反应,其反应的热化学方程式为:CO2(g)+2NaOH(aq)=Na2CO3(aq)+H2O(l)△H= akJ/mol,标况下,11.2LCO2的物质的量为
n(CO2)=11.2L/22.4L/mol=0.5mol,则放出的热量为0.5mol×akJ/mol=a/2kJ。本小题答案为:a/2。
【分析】(1)根据燃烧热的定义计算一氧化碳的燃烧热即可;
(2)根据盖斯定律计算一氧化碳与过氧化钠反应的焓变,然后书写热化学方程式即可;
(3)根据盖斯定律进行计算即可。