第1章 化学反应与能量转化 同步习题(含解析)2023-2024学年高二上学期化学鲁科版(2019)选择性必修1

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名称 第1章 化学反应与能量转化 同步习题(含解析)2023-2024学年高二上学期化学鲁科版(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 2023-12-23 09:56:30

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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.已知反应:
①101kPa时,2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH=-221kJ·mol-1
②稀溶液中,H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH=-57.3kJ·mol-1
③CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(g) ΔH1=-443.64kJ/mol
④2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH2=-566.0kJ/mol
下列结论正确的是
A.碳的燃烧热大于110.5kJ·mol-1
B.反应①的反应热为221kJ·mol-1
C.甲醇的燃烧热726.64 kJ·mol-1
D.稀醋酸与稀氢氧化钠溶液反应生成1mol水时放出57.3kJ的热量
2.某学科组设计的对海水中钢闸门进行防护的四个方案如图所示,其中能达到目的的是
A. B.
C. D.
3.下列金属防护措施,属于牺牲阳极的阴极保护法的是
A.将水库中水闸钢板与直流电源负极相连
B.铁皮表面镀锡
C.在轮船船体水下部分焊接锌块
D.将生铁加工成不锈钢
4.用下图所示装置探究某浓度浓硝酸与铁的反应。装置①中Fe表面产生红棕色气泡,过一会儿停止;装置②插入铜连接导线一段时间后,Fe表面产生红棕色气泡,而后停止;随即又产生红棕色气泡,而后停止,……,如此往复多次;Cu表面始终有红棕色气泡。下列说法正确的是
A.①中现象说明该浓硝酸具有强氧化性,能将Fe钝化为Fe2O3
B.②中连接导线后,体系形成了原电池,Cu始终为负极
C.②中Fe表面产生红棕色气泡时,Fe为负极
D.Cu表面发生的反应只有:Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2 +2NO2↑+2H2O、NO+2H++e-=NO2↑+H2O
5.下列有关叙述正确的是( )
A.需要加热才能发生的反应一定是吸热反应
B.已知4P(红磷,s)= P4(白磷,s) △H>0,则白磷比红磷稳定
C.含20.0g NaOH的稀溶液与稀硫酸完全中和,放出28.7kJ的热量,则OH-(aq)+H+ (aq)= H2O(l) △H= - 57.4kJ/mol
D.已知2H2(g)+O2(g) = 2H2O(g) △H= -483.6kJ/mol,则氢气的燃烧热为241.8kJ/mol
6.下列有关物质的性质与用途的说法正确的是
A.漂白粉与二氧化硫均可用于食品增白
B.可燃冰既是一次能源,也是可再生能源
C.胶体的电泳与电解质溶液的导电均只发生了物理变化
D.工业制玻璃与炼铁均要用到石灰石,且石灰石均发生非氧化还原反应
7.下列操作不能达到实验目的的是
选项 实验目的 操作
A 比较钠、钾元素原子的失电子能力 取大小相似的一小块金属钠和金属钾,用滤纸吸干表面煤油,同时放入盛有等量水的小烧杯中
B 的还原性强于 向溶液中滴入少量氯水,振荡,充分反应,再滴加淀粉,溶液变蓝色
C 制作氢氧燃料电池 向型管中加溶液,在两端插入石墨棒电极,先通电一段时间,然后撤走电源并用导线连接两石墨棒
D 探究反应物接触面积对速率的影响 向各盛有盐酸的试管中分别加入块状碳酸钙和碳酸钙粉末
A.A B.B C.C D.D
8.某同学进行下列实验:
操作 现象
取一块打磨过的生铁片,在其表面滴1滴含酚酞和K3[Fe(CN)6]的食盐水 放置一段时间后,生铁片上出现如右图所示“斑痕”。其边缘处为红色,中心区域为蓝色,在两色环交界处出现铁锈
下列说法不合理的是
A.生铁片发生吸氧腐蚀
B.中心区:Fe–2e—==Fe2+
C.边缘处:O2+2H2O+4e—==4OH—
D.交界处:4Fe2++O2+10H2O==4Fe(OH)3+8H+
9.化学用语是学习化学的重要工具,下列用来表示物质变化的化学用语中,正确的是(  )
A.惰性电解饱和食盐水时,阳极的电极反应为2Cl﹣﹣2e﹣═Cl2↑
B.氢氧燃料电池的正极电极反应为O2+2H2O +4e﹣═4OH﹣
C.粗铜精炼时,与电源正极相连的是纯铜,电极反应为Cu﹣2e﹣═Cu2+
D.钢铁发生吸氧腐蚀时,铁作负极被氧化:Fe﹣3e﹣═Fe3+
10.CO2的转化对解决环境、能源问题意义重大,利用Al-CO2电池,能有效地将CO2转化成化工原料草酸铝Al2(C2O4)3,总反应为:2Al+6CO2=Al2(C2O4)3,下列说法正确的是
A.电流方向:多孔碳电极→含AlCl3的离子的液体→铝电极
B.电池的正极反应式:2CO2+2e-=C2O
C.正极反应过程中,O2起氧化剂作用
D.电池中转移0.1mol电子,消耗标准状况下CO2为6.72L
11.下列举措不能防止或减缓钢铁腐蚀的是
A.在钢铁表面加入锰、铬等金属,以改变钢铁的结构
B.在钢铁表面镀一层金属锌
C.将钢铁制品与电源负极相连
D.将钢铁放置在潮湿处
12.微型纽扣电池在现代生活中有广泛应用。有一种锌银电池,其电极分别是Ag2O和Zn,电解质为KOH,电极反应为Zn+2OH--2e-=Zn(OH)2;Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-。根据上述反应式,判断下列叙述中正确的是
A.在使用过程中,电池负极区溶液的pH增大
B.在使用过程中,电子由Ag2O极经外电路流向Zn极
C.Zn电极发生还原反应,Ag2O电极发生氧化反应
D.Zn是负极,Ag2O是正极
13.在如图所示的装置中进行中和热测定的实验,下列关于该实验的说法正确的是
A.图中实验装置缺少玻璃搅拌器
B.做完一次完整的中和热测定实验,温度计至少需要使用2次
C.为了使反应均匀进行,可以向酸(碱)中分次加入碱(酸)
D.由于实验过程中有热量的散失,所以测得的反应放出的热量数据偏大
二、填空题
14.能源是现代文明的原动力,通过化学方法可以使能源按人们所期望的形式转化,从而开辟新能源和提高能源的利用率。家用小轿车(燃油汽车)中的动力和能量与化学反应息息相关。
(1)关于汽油在气缸中燃烧反应的叙述正确的是 。
A.汽油燃烧过程中,化学能转化为热能
B.汽油具有的总能量高于生成物二氧化碳和水具有的总能量
C.汽车尾气中含NO的原因是汽油中含有氮元素。燃烧后生成NO
D.断裂汽油和氧气分子中化学键吸收的能量小于生成的碳氧化物和水中化学键放出的能量
(2)汽车中的电瓶为铅酸电池,,已知PbSO4难溶于水。下列说法正确的是 。
A.放电时,理论上每消耗20.7g铅,外电路中转移的电子为0.4mol
B.放电时,正极得电子的物质是PbO2
C.放电时,负极的电极反应式为:Pb-2e-=Pb2+
D.放电时,PbO2发生的是还原反应
(3)碱性氢氧燃料电池中,H2所在的电极为 极(填“正”或“负”),电极反应式为 。
(4)硫酸铵是一种固态氮肥,俗称“肥田粉”。硫酸铵可由氨与硫酸反应生成,硫酸铵中含有的化学键类型有 。
15.已知重整过程中部分反应的热化学方程式为:
①CH4(g)=C(s)+2H2(g) ΔH1=+74.8 kJ·mol-1
②CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ΔH2=-41.2 kJ·mol-1
③C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ΔH3=+131.5 kJ·mol-1
则反应CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g)的ΔH=
16.如下图所示,C、D、E、F、X、Y都是惰性电极。将电源接通后,向乙中滴入酚酞试液,在F极附近显红色。试完成以下问题:
(1)电源B极的名称是 。
(2)乙装置中电解反应的总化学方程式是 。
(3)如果收集甲装置中两极上析出的物质,两种物质的物质的量比是(阳极比阴极) 。
(4)欲用丙装置给铜镀银,G应该是 (填“铜”或“银”),电镀液的主要成分是 (填化学式)。
17.完成下列问题
(1)绿色电源“直接二甲醚(CH3OCH3)燃料电池”的工作原理示意图如图所示:
正极为 电极(填“A”或“B”),H+移动方向为 (填“由A到B”或“由B到A”),写出A电极的电极反应式: 。
(2)SO2和NOx是主要大气污染物,利用下图装置可同时吸收SO2和NO。
①a是直流电源的 极。
②已知电解池的阴极室中溶液的pH在4~7之间,阴极的电极反应为 。
③用离子方程式表示吸收NO的原理 。
(3)VB2-空气电池是目前储电能力最高的电池。以VB2-空气电池为电源,用惰性电极电解硫酸铜溶液如图所示,该电池工作时的反应为4VB2+11O2=4B2O3+2V2O5,VB2极发生的电极反应为 。
当外电路中通过0.04 mol电子时,B装置内共收集到0.448 L气体(标准状况),若B装置内的液体体积为200 mL(电解前后溶液体积不变),则电解前CuSO4溶液的物质的量浓度是多少?(写出计算过程)
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”),总反应的化学方程式为
(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)。
19.(1)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:
①,
②,
写出肼和二氧化氮反应生成氮气和气态水的热化学方程式:
(2)等质量的下列物质分别完全燃烧,放出热量较多的是反应过程 (填选项字母)。
A.固体硫 B.硫蒸气
(3)已知:通常条件下,强酸、强碱稀溶液中和生成放出的热量为中和热。稀溶液中和足量NaOH恰好反应时放出QkJ热量,则其中和热为 。
(4) 已知和反应放热,且断开键、键、键吸收的能量分别为、、,由此推知下列关系正确的是 (填选项字母)。
A. B. C. D.
20.目前我国主要使用肼(N2H4)作为卫星发射所用燃料。
(1)N2H4可作为火箭发动机的燃料,与氧化剂N2O4反应生成N2和H2O。
已知:
①N2(g)+2O2(g)=N2O4(l) ΔH=-19.5kJ·mol-1 K1
②N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) ΔH=-534.2kJ·mol-1 K2
写出反应③液体燃料N2H4与液态N2O4反应生成N2和H2O的热化学方程式: ,K1、K2、K3之间的关系: 。
(2)若已知下列数据:
化学键 N—N N≡N H—O O=O
键能/kJ·mol-1 190 946 462.8 498.8
试根据表中数据计算出N—H的键能: kJ·mol-1。
21.现在和将来的社会,对能源和材料的需求是越来越大,我们学习化学就为了认识物质,创造物质,开发新能源,发展人类的新未来。请回答以下问题:
(1)理想的新能源应具有资源丰富、可以再生、对环境无污染等特点,下列属于理想的新能源的是_______。
①天然气 ②煤 ③核能 ④石油 ⑤太阳能 ⑥地热能 ⑦风能 ⑧氢能
A.①②③④ B.⑤⑥⑦⑧ C.③⑤⑥⑦⑧ D.③④⑤⑥⑦⑧
(2)已知:CO的燃烧热为,则表示CO燃烧热的热化学方程式为: 。
(3)已知反应,在298K时断开(形成)1mol化学键要吸收(放出)的能量数据为:
化学键 H—H O—H C—H CO
436 x 413 1076
则根据反应热的计算,x=
(4)CO与NO在Rh催化剂上的氧化还原反应是控制汽车尾气对空气污染的关键反应。用Rh做催化剂时该反应的过程示意图如下:
①过程Ⅰ为过程 (填“吸热”或“放热”)。过程Ⅱ生成的化学键有 (填“极性键”、“非极性键”或“极性键和非极性键”)。
②已知过程Ⅰ的焓变为,过程Ⅱ的焓变为,则该反应的热化学方程式为 。
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.A
【详解】A.碳的燃烧热指的是1mol完全燃烧生成二氧化碳和液态水时放出的热量,根据反应①可知碳的燃烧热大于110.5kJ·mol-1,A正确;
B.反应①的反应热即ΔH=-221kJ·mol-1,B错误;
C.③+×④可得CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)的ΔH=-443.64kJ/mol+×(-566.0kJ/mol)=-726.64 kJ·mol-1,但该反应中水为气态,并不能表示甲醇的燃烧热,C错误;
D.醋酸为弱酸,稀醋酸与稀强氧化钠溶液反应过程中,醋酸不断电离吸热,所以1mol水时放出的热量小于57.3kJ,D错误;
综上所述答案为A。
2.A
【详解】A.Zn比Fe活泼,钢闸门与Zn块连接,形成原电池,钢闸门作正极,被保护,A能达到目的;
B.钢闸门与石墨相连,形成原电池,钢闸门作负极,加速腐蚀,B不能达到目的;
C.钢闸门与电源正极相连,作电解池阳极,加速腐蚀,C不能达到目的;
D.钢闸门与电源正极相连,作电解池阳极,加速腐蚀,D不能达到目的;
答案选A。
3.C
【详解】A.将水库中水闸钢板与直流电源负极相连,能起到保护钢板的作用,该方法为外加电源的阴极保护法,A不符合题意;
B.铁皮表面镀锡,相对较稳定的锡镀层起到保护铁皮的作用,B不符合题意;
C.在轮船船体水下部分焊接锌块,发生腐蚀时相对较活泼的锌块失去电子被氧化,起到保护船体的作用,该方法为牺牲阳极的阴极保护法,C符合题意;
D.将生铁加工成不锈钢,是通过改变金属的内部结构而保护金属,D不符合题意。
故选C。
4.D
【分析】由题给信息可知,图②中的铁刚开始就覆盖着钝化生成的氧化膜,插入铜连接导线后,由于铁表面已钝化,此时铜为负极,铁为正极,随着铁表面的氧化物被还原溶解后,铁重新为负极,铜为正极,然后铁表面再次发生钝化,如此往复多次,据此分析解答。
【详解】A.①中现象说明该浓硝酸具有强氧化性,能将Fe钝化,形成的致密氧化膜成分复杂,不能仅用Fe2O3表示,故A错误;
B.②中连接导线后,体系形成了原电池,当铁表面无红棕色气体时,铁为负极,Cu为正极,故B错误;
C.②中Fe表面产生红棕色气泡时,说明硝酸根在Fe的表面得到电子发生了还原反应,此时Fe 为正极,故C错误;
D.Cu作正极时,Cu表面电极反应式为:NO+2H++e -=NO2↑+H2O,Cu作负极时,Cu表面电极反应式为Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3) 2 +2NO2↑+2H2O,故D正确;
故选D。
5.C
【详解】A.需要加热才能发生的反应不一定是吸热反应,如木炭的燃烧是一个放热反应,但需要点燃,点燃的目的是使其达到着火点,故A错误;
B.由方程式可知,红磷的能量低于白磷,物质的总能量越低越稳定,则红磷比白磷稳定,故B错误;
C.20.0g NaOH的物质的量为0.5mol,由0.5molNaOH发生中和反应时放出28.7kJ的热量可知,中和热△H= - 57.4kJ/mol,则反应的热化学方程式为OH-(aq)+H+ (aq)= H2O(l) △H= - 57.4kJ/mol,故C正确;
D.氢气的燃烧热为1mol氢气完全燃烧生成液态水放出的热量,题给方程式中水为气态,则氢气的燃烧热不可能是241.8kJ/mol,故D错误;
故选C。
6.D
【详解】A.二氧化硫有毒,不可用于食品漂白,A错误;
B.可燃冰是不可再生资源,B错误;
C.电解质溶液的导电含有电离的物理变化,也含有在电极上的放电的化学变化,C错误;
D.制玻璃中石灰石与二氧化硅的反应和炼铁用到的石灰石高温分解均是非氧化还原反应,D正确;
故选D。
7.C
【详解】A.取大小相似的一小块金属钠和金属钾,用滤纸吸干表面煤油,同时放入盛有等量水的小烧杯中,钾反应越剧烈,证明钾的失电子能力强于钠,故A正确;
B.因的还原性强于,故向溶液中滴入少量氯水,生成碘单质,再滴加淀粉,溶液变蓝色,故B正确;
C.惰性电极电解KCl溶液会生成氢气和氯气,故不能制作氢氧燃料电池,故C错误;
D.相同质量的块状碳酸钙和碳酸钙粉末与相同的盐酸反应,粉末碳酸钙反应更快,可以证明反应物接触面积对速率的影响,故D正确;
故选C。
8.D
【详解】A.生铁片边缘处为红色,说明生成了氢氧根离子,电极反应式为:O2 + 2H2O +4e-= =4OH-,生铁片发生吸氧腐蚀,故A合理;
B. 根据实验现象,中心区域为蓝色,说明生成了亚铁离子,Fe – 2e-= =Fe2+,故B合理;
C.生铁片边缘处为红色,说明生成了氢氧根离子,电极反应式为: O2 + 2H2O +4e-== 4OH-,故C合理;
D.在两色环交界处出现铁锈,是因为生成的氢氧化亚铁被氧气氧化生成了氢氧化铁,不是发生了4Fe2+ + O2 + 10H2O ==4Fe(OH)3 + 8H+反应,故D不合理;
故选D。
9.A
【详解】A. 惰性电解饱和食盐水时,阳极是Cl-失去电子,其电极反应为2Cl- 2e-= Cl2↑,故A正确;
B. 氢氧燃料电池的正极电极反应为O2+2H2O +4e-= 4OH-,不清楚是氢氧燃料碱性电池还是酸性电池,故B错误;
C. 粗铜精炼时,与电源正极相连的是粗铜,电极反应主要为Cu 2e-= Cu2+,故C错误;
D. 钢铁发生吸氧腐蚀时,铁作负极被氧化:Fe 2e-= Fe2+,故D错误。
综上所述,答案为A。
【点睛】电解精炼铜,粗铜作阳极,纯铜作阴极,电解液为铜离子盐溶液;吸氧腐蚀中铁失去电子变为亚铁离子。
10.B
【分析】该装置为原电池,由方程式知铝电极是负极,电极反应是,多孔碳电极是正极,电极反应为
【详解】A.电流的实质是电子,只能通过导线移动,电流的方向是多孔碳电极→导线→铝电极,A项不符合题意;
B.根据总反应知,正极反应是,B项符合题意;
C.涉及到O2的反应是①②,所以在正极反应过程中,O2作催化剂,C项不符合题意;
D.根据6e--6CO2,转移0.1mol电子,消耗标准状况下CO2为22.4L,D项不符合题意;
故正确选项为B
11.D
【详解】A.在钢铁表面加入锰、铬等金属,以改变钢铁的结构制成不锈钢,故不选A;
B.在钢铁表面镀一层金属锌,保护内部的钢铁不受腐蚀,故不选B;
C.将钢铁制品与电源负极相连,属于外接电流的阴极保护法,故不选C;
D.将钢铁放置在潮湿处,在潮湿的环境中钢铁形成原电池,腐蚀速率加快,故选D;
选D。
12.D
【分析】已知原电池中,负极发生氧化反应,则负极的电极反应为:Zn+2OH--2e-=Zn(OH)2,即Zn作负极,正极发生还原反应,则正极的电极反应为:Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-,即Ag2O电极为正极,电子由负极经导线流向正极,据此分析解题。
【详解】A.由分析可知,在使用过程中,负极的电极反应为:Zn+2OH--2e-=Zn(OH)2,周围电池负极区溶液的pH减小,A错误;
B.已知原电池中电子由负极经导线流向正极,则在使用过程中,电子由负极Zn极经外电路流向正极Ag2O极,B错误;
C.由题干反应方程式可知,Zn电极发生氧化反应,Ag2O电极发生还原反应,C错误;
D.由分析可知,Zn是负极,Ag2O是正极,D正确;
故答案为:D。
13.A
【详解】A.实验中需要搅拌,从实验装置看,图中实验装置缺少玻璃搅拌器或环形玻璃搅拌棒,故A正确;
B.做完一次完整的中和热测定实验,需要测反应前酸的温度、碱的温度、中和反应时的最高温度,所以温度计需要使用3次,故B错误;
C.为了防止实验过程中有热量散失,要一次性迅速向酸(碱)中加入碱(酸) ,故C错误;
D. 由于实验过程中有热量的散失,所以测得的反应放出的热量数据偏小,故D错误;
答案选A。
14. AD BD 负 H2﹣2e-+2OH-=2H2O 离子键、极性共价键
【详解】(1) A.汽油燃烧放热,汽油燃烧过程中,化学能转化为热能,故A正确;
B.汽油燃烧属于放热反应,汽油和氧气具有的总能量高于生成物二氧化碳和水具有的总能量,故B错误;
C.汽油中不含氮元素,汽车尾气中含NO的原因是空气中的氮气和氧气在发动机内放电条件下生成NO,故C错误;
D.汽油燃烧放热,断裂汽油和氧气分子中化学键吸收的能量小于生成的碳氧化物和水中化学键放出的能量,故D正确;
选AD。
(2) A.放电时,负极反应为,理论上每消耗20.7g铅,外电路中转移的电子为0.2mol,故A错误;
B.放电时,正极PbO2得电子生成PbSO4,故B正确;
C.放电时,负极的电极反应式为:,故C错误;
D.放电时,PbO2得电子生成发生原反应,故D正确;
选BD。
(3)碱性氢氧燃料电池中,氢气失电子发生氧化反应,H2所在的电极为负极,电极反应式为H2﹣2e-+2OH-=2H2O;
(4)硫酸铵是离子化合物,由硫酸根离子、铵根离子构成,含有的化学键类型有离子键、极性共价键。
15.+247.5 kJ·mol-1
【详解】根据盖斯定律,由①-②+③可得:CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) ΔH=+74.8 kJ·mol-1-(-41.2 kJ·mol-1)+131.5 kJ·mol-1=+247.5 kJ·mol-1。
16. 负极 2NaCl+2H2O H2 ↑ +Cl2 ↑ + 2NaOH 1:2 银 AgNO3
【详解】试题分析:将电源接通后,向乙中滴入酚酞试液,在F极附近显红色,说明F极显碱性,则F极反应为 ,F是阴极。所以电源B是负极、A是正极。
解析:根据以上分析,(1)电源B极的名称是负极。
(2)用惰性电极电解氯化钠溶液,阳极生成氯气,阴极生成氢气,乙装置中电解反应的总化学方程式是2NaCl+2H2O H2 ↑ +Cl2 ↑ + 2NaOH。
(3)甲装置C极反应式为 ,D极的极反应式为 ,根据电子守恒,两种物质的物质的量比是1:2。
(4)电镀时镀件作阴极、镀层金属作阳极,含有镀层金属的盐溶液作电解质,G是阳极、H是阴极,欲用丙装置给铜镀银,G应该是银,电镀液的主要成分是AgNO3。
点睛:电解池中阳极失电子发生氧化反应,阴极得电子发生还原反应,如乙池中E是阳极、F是阴极,E电极反应式是 ,F电极反应式是。
17.(1) B 由A到B CH3OCH3+3H2O-12e-=2CO2+12H+
(2) 负 2HSO+2H++2e-=S2O+2H2O 2NO+2S2O+2H2O=N2+4HSO
(3) 2VB2+22OH--22e-=V2O5+2B2O3+11H2O 0.05
【详解】(1)燃料电池中燃料失去电子在负极,氧气得电子在正极,阳离子朝得电子一极移动。该燃料电池的正极为B电极,H+移动方向为由A到B,负极A电极的电极反应式为:CH3OCH3+3H2O-12e-=2CO2+12H+。
(2)从图中可看出,电解池的左槽 进入后得到电子生成的 转入吸收塔还原NO,左槽是阴极区,右槽稀硫酸和SO2一起进入后,SO2被氧化生成H2SO4,得到较浓的硫酸溶液,右槽是阳极区。
①a与左槽电极连接,是直流电源的负极;
②已知电解池的阴极室中溶液的pH在4~7之间,是酸性环境,故阴极的电极反应为2HSO+2H++2e-=S2O+2H2O;
③吸收NO的原理2NO+2S2O+2H2O=N2+4HSO。
(3)VB2-空气电池工作时的反应为4VB2+11O2=4B2O3+2V2O5,从图中可得知其电解质溶液是KOH, VB2极发生氧化反应,则电极反应为2VB2+22OH--22e-=V2O5+2B2O3+11H2O。电解CuSO4溶液阳极发生 ,阴极先 ,后 ;当外电路中通过0.04 mol电子时阳极得到氧气0.01 mol,标准状况下的体积为0.224L,B装置内共收集到0.448 L气体(标准状况),则氢气体积为0.448 L 0.224L=0.224L,生成氢气0.01 mol,得到的电子0.02 mol,根据得失电子总数相等,则溶液中Cu2+得到电子0.02 mol,Cu2+物质的量为0.01 mol,则电解前CuSO4溶液的物质的量浓度是 。
18.(1) 原电池 CH3OH 6e-+8OH-=CO+6H2O
(2) 阳极 4AgNO3+2H2O4Ag+O2↑+4HNO3
(3)1.12
【分析】该串联装置中,甲池为燃料电池,存在自发进行的反应,因此甲池为原电池,乙池和丙池为电解池。
【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。
(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。
(3)根据关系式4Ag~ O2,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。
19. B C
【分析】肼和二氧化氮反应生成氮气和气态水的热化学方程式可根据盖斯定律计算得到;等质量的同一物质,气态比固态具有的能量高,据此可判断同一物质不同状态发生反应得到相同产物时放出热量的相对大小; =反应物的总键能-生成物的总键能;
【详解】已知:,
,,根据盖斯定律可得:;
等质量的同一物质,气态比固态具有的能量高,二者生成物均为气态二氧化硫具有相同的能量,可知等质量硫燃烧时,硫蒸气释放的能量多,故答案为:;
稀溶液中和足量NaOH恰好反应时生成,放出QkJ热量,则生成(l)放出热量;
中含键,断开、、键需吸收的能量分别为、、,则生成键放出热量,对于反应断开键和键所吸收的能量,生成新键释放的能量为 kJ,该反应放热,,即,故答案为C。
20. N2O4(l)+2N2H4(l)=3N2(g)+4H2O(g) ΔH=-1048.9kJ·mol-1 393.55
【详解】(1) 已知:
①N2(g)+2O2(g)=N2O4(l) ΔH=-19.5kJ·mol-1 K1
②N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) ΔH=-534.2kJ·mol-1 K2
反应③液体燃料N2H4与液态N2O4反应生成N2和H2O的热化学方程式为:②×2-①得,N2O4(l)+2N2H4(l)=3N2(g)+4H2O(g) ΔH=-1048.9kJ·mol-1 ,K1、K2、K3之间的关系:;答案为:N2O4(l)+2N2H4(l)=3N2(g)+4H2O(g) ΔH=-1048.9kJ·mol-1 ,;
(2)根据反应②N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) ΔH=-534.2kJ·mol-1可计算出N—H的键能。
根据ΔH=反应物的键能-生成物的键能;
4×(N-H)+(N-N)+(O=O)-( N≡N)-4×(H—O)= ΔH
4×(N-H)+ 190+498.8-946-4×462.8=-534.2, (N-H)= 393.55,N—H的键能:393.55 kJ·mol-1。故答案为393.55;
21.(1)B
(2)
(3)465
(4) 吸热 极性键和非极性键
【详解】(1)新能源应具有资源丰富、可以再生、对环境无污染等特点,结合该特点可知⑤太阳能 ⑥地热能 ⑦风能 ⑧氢能符合新能源的要求,故答案为:B;
(2)CO的燃烧热为,则表示CO燃烧热的热化学方程式:,故答案为:;
(3)根据焓变等于反应物的键能和减生成物的键能和得:,解得:x=465,故答案为:465;
(4)①过程Ⅰ为断键过程,断键吸热,则过程I为吸热过程;过程Ⅱ中形成碳氧键(极性键)和氮氮键(非极性键),故答案为:吸热;极性键和非极性键;
②过程I为过程,过程Ⅱ形成化学键为放热过程,则过程I的的反应热,过程Ⅱ的反应热,,总反应的反应热:,总反应的热化学方程式为:,故答案为: