第一章:化学反应与能量转化同步习题2023--2024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2023--2024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 2024-01-15 17:20:54

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第一章:化学反应与能量转化 同步习题
一、单选题(共13题)
1.下列叙述正确的是
A.使用催化剂是因为提高了反应物的总能量从而使反应速率加快的
B.同温同压下,在光照和点燃条件的ΔH不同
C.在光分解催化剂存在下,可利用太阳能分解水制备氢气,并放出热量
D.化学反应除了生成新的物质外,还伴随着能量的变化
2.下列说法正确的是
A.如图可表示水分解过程中的能量变化
B.若2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH=-221.0 kJ/mol,则碳的燃烧热ΔH为-110.5 kJ/mol
C.需要加热的反应一定是吸热反应,常温下能发生的反应一定是放热反应
D.已知:Ⅰ. H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) ΔH=-a kJ/mol Ⅱ.,且a、b、c均大于零,则断开1 mol H-Cl键所需的能量为(-a-b-c)。
3.某种热激活电池的结构如图所示,该电池放电后的产物为Li7Si3和LiMn2O4,下列说法正确的是
A.放电过程中,Li+移向a极区
B.该电池中火药燃烧将化学能转化为电能
C.常温时,在a、b间连接电流表,指针偏转
D.放电时,a极的电极反应方程式为3Li13Si4-11e- =4Li7Si3+11Li+
4.如图是某空间站能量转化系统的局部示意图:其中燃料池采用KOH溶液为解液,下列有关说法中不正确的是(  )

A.燃料电池系统产的能量实际上来自于太阳能
B.该能量转化系统中的水可以循环利用
C.背日面时,燃料电池负极反应为:H2+2OH﹣﹣2e﹣=2H2O
D.向日面时,水电解产生的H2和O2的体积比为1:2(相同条件)
5.101 kPa时,下列热化学方程式中的 H可用来表示燃烧热的是
A. H
B. H
C. H
D. H
6.下列说法中正确的是
A.镍氢电池、锂离子电池和锌锰干电池都是二次电池
B.氢氧燃料电池是一种高效且不会污染环境的新型电池
C.铅酸蓄电池放电的时候正极材料是铅,负极材料是二氧化铅
D.铅酸蓄电池充电时将化学能转化为电能
7.因存在浓度差而产生电动势的电池称为浓差电池。利用如图所示装置进行实验,开始先闭合K2,断开Kl,一段时间后,再断开K2,闭合Kl,形成浓差电池,电流计指针偏转(Ag+浓度越大,氧化性越强)。下列说法不正确的是
A.闭合K2,断开Kl一段时间后,X电极质量增加
B.闭合K2,断开Kl一段时间后,右池c(AgNO3)增大
C.断开K2,闭合K1,X 电极发生氧化反应
D.断开K2,闭合K1,从左池向右池移动
8.工业上用双极膜电解槽电解糠醛溶液,制备糠醇和糠酸盐,电解时MnO2/MnOOH在电极与糠醛之间传递电子,电解过程如图所示,图中的双极膜中间层中的H2O解离为H+和OH-,并在直流电场作用下分别向两极迁移。下列说法正确的是
A.电极A接直流电源的负极,糠醛被氧化为糠醇
B.电解时,阳极反应为MnOOH-e-+OH-=MnO2+H2O
C.制得0.1mol糠酸盐,理论上外电路中迁移了0.1mol电子
D.通电时双极膜将水解离为H+和OH-,H+向电极B方向移动
9.实验是化学研究的基础,关于下列各装置图的叙述中,正确的是
A.装置①是一套实验室制气装置,用于发生、干燥和收集气体,如铜屑与稀硝酸反应制取气体
B.装置②中,a为正极,d为阳极
C.装置③可用于收集H2、NH3、Cl2、HCl、NO2等
D.装置④能用于测量气体体积
10.一种在300℃下工作的新型锂——二硫化亚铁热电池的截面结构如图所示,LLZTO导体管只允许Li+通过。当用1.8V电压充电后,电池正极材料中S、Fe的原子个数比为1.02(不计Li2S,下同);2.3V电压充电后,S、Fe的原子个数比为2.01。下列说法不正确的是
A.Al2O3绝缘体隔离正负极,使化学能有效的转化为电能
B.电池工作时,负极发生反应:2Li+S2 2e-=Li2S
C.电池正级材料的变化为FeS2FeSFe
D.电池总反应可表示为2xLi+FeS2xLi2S+FeS2 x
11.介导的电催化NRR反应体系在生产氨中存在重要作用,装置及原理如图。下列说法正确的是
A.电极a应与直流电源正极相连
B.电极b上可能生成、、
C.左侧装置内发生主反应的电极反应式为
D.易溶于四氢呋喃溶液
12.下列说法不正确的是
A.FeO在空气中加热可能得到Fe3O4固体
B.结合H+和Zn2+的放电顺序,电解ZnSO4溶液不能得到Zn
C.早在1000多年前,古人就采用加热胆矾或绿矾的方法制取硫酸
D.合成氨厂利用反应CO+H2OCO2+H2制取氢气,故该条件下CO的还原性比H2强
13.一种电池工作原理如装置图所示。下列说法正确的是
A.电池工作时电能转化为化学能
B.放电过程中电极区溶液的增大
C.电池工作一段时间后浓度增大
D.极区的反应为
二、填空题(共9题)
14.(1)A、B、C三个烧杯中分别盛有相同物质的量浓度的稀硫酸。
①B中Sn极的电极反应式为 ,Sn极附近溶液的pH(填“增大”、“减小”或“不变”) 。
②A中总反应离子方程式为 。比较A、B、C中铁被腐蚀的速率,由快到慢的顺序是 。
(2)如图是甲烷燃料电池原理示意图,回答下列问题:
①电池的负极是 (填“a”或“b”),该极的电极反应是: 。
②电池工作一过程中正极pH ,负极pH值 ,一段时间后电解质溶液的pH (填“增大”、“减小”或“不变”)。
15.25℃时,用石墨电极电解2.0 L溶液。5min后,在一个石墨电极上有6.4gCu生成。试回答下列问题:
(1)发生氧化反应的是 极,电极反应为 。
(2)若电解后溶液的体积不变,则电解后溶液的pH为 。
(3)若将溶液恢复到与电解前一样,则需加入 mol的 。
(4)若用等质量的两块铜片代替石墨作电极,当析出6.4gCu时,两铜片的质量相差 g,电解液的pH (填“变小”“变大”或“不变”)。
16.下表中的数据是破坏物质中的化学键所消耗的能量:
物质
能量 243 193 151 432 366 298 436
根据上述数据回答下列问题:
(1)下列氢化物中,最稳定的是 。
A. B. C.
(2)(X代表、、)的反应是 反应(填“吸热”或“放热”)。
(3)相同条件下,(X代表、、)分别与氢气反应,消耗等物质的量的氢气时,放出或吸收热量最多的是 。
(4)若无上表中的数据,你能正确回答出问题(3)吗?请说明理由。 。
(5)写出和反应的热化学方程式: 。
17.电解氯化铜溶液实验原理
(1)放电顺序
通电时,在电场的作用下,溶液中的离子做 移动, 向阴极移动, 向a阳极移动。在阴极, 优于 在电极上发生反应,在阳极, 优于 在电极上发生反应。
(2)反应原理
电极名称 阴极 阳极
反应类型
电极反应式
电解反应
18.回答下列问题:
(1)镍镉(Ni-Cd)可充电电池在现代生活中有广泛的应用。已知某镍镉电池的电解质溶液为溶液,其充、放电按下式进行:。
负极: 。
阳极: 。
(2)某电动汽车配载一种可充放电的锂离子电池,放电时电池总反应为。则:
负极: 。
正极: 。
19.(1)有人用原电池原理除去银器皿表面的黑色硫化银,其处理方法:将一定浓度的食盐溶液放入一铝制容器中,再将变黑的银器浸入溶液中,放置一段时间后,有臭鸡蛋气味的气体放出,银表面的黑色会褪去而银不会损失。在此形成的原电池中:负极反应式是 。
(2)铅蓄电池是常见的二次电池,其放电反应和充电反应表示如下:
Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)2PbSO4(s)+2H2O(l)
写出它放电时正极的电极反应式 ;充电时阴极的电极反应式 。
(3)钢铁腐蚀主要是吸氧腐蚀,该过程中的正极电极反应式为 。
20.电解原理在化学工业中有广泛应用。如图表示一个电解池,装有电解液a;X、Y是两块电极板,通过导线与直流电源相连。请回答以下问题:
(1)若X、Y都是惰性电极,a是饱和NaCl溶液,实验开始时,同时在两边各滴入几滴石蕊试液,则:
①电解池中X极上的电极反应式是 ,在X极附近观察到的现象是 。
②Y电极上发生的反应属于 反应。
③写出电解a的总反应方程式 。
(2)如要用电解方法实现将铁片镀上一层金属铜,电解液a选用CuSO4溶液,则
①X电极的材料是 (填化学式)
②Y电极反应式是 。
③已知开始时铁片与铜片的质量相同,当电路中有0.4mol电子通过时,两极质量相差 克。
21.回答下列问题:
(1)从能量的角度看,断开化学键要 能量(填“吸收”或“释放”,下同),形成化学键要 能量。化学反应是释放能量还是吸收能量取决于 。当反应物的总能量高于生成物时,该反应为 反应。
(2)纯净的锌与稀H2SO4反应制氢气,反应速率较小。为了增大反应速率,可以向稀硫酸中加入少量某盐,该盐是 ,能增大化学反应速率的原因是 。
(3)乙醇是重要的化学试剂。完成以下问题:
a.乙醇分子中的官能团名称: 。
b.乙醇与金属钠反应的化学方程式: 。
c.乙醇在空气中完全燃烧的化学方程式: 。
d.乙醇在铜作催化剂条件下被氧气氧化为乙醛化学方程式: 。
22.(1)标准生成热指的是在某温度下,由处于标准状态的各种元素的最稳定的单质生成标准状态下 1mol 某纯物质的热效应,单位常用 kJ/mol表示,已知在 25℃的条件下:
①Ag2O(s)+2HCl(g)═2AgCl(s)+H2O(l)△H=-324.4 kJ/mol
②2Ag(s)+ O2(g)═Ag2O(s)△H=-30.56kJ/mol
③ H2(g)+ Cl2(g)═HCl(g)△H=-92.21 kJ/mol
④H2(g)+ O2(g)═H2O(l)△H=-285.6 kJ/mol
则25℃时氯化银的标准生成热为 kJ/mol;
(2)实验测得 64g 甲醇[CH3OH(l)]在氧气中充分燃烧生成 CO2气体和液态水时放出 1452.8kJ 的热量,则表示甲醇燃烧热的热化学方程式 ;
(3)以甲烷、氧气为原料,KOH 为电解质,构成燃料电池,写出其负极的电极反应式: ;
(4)电解法制取有广泛用途的 Na2FeO4,工作原理如下图所示。
已知:Na2FeO4只在强碱性条件下稳定。
①Na2FeO4能够净水的主要原因是 。
②阳极电极反应式 ;
③为使电解能较持久进行,应选用 离子交换膜(填“阴”或“阳”)。
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. 使用催化剂是降低反应活化能从而使反应速率加快的,故A错误;
B. 同温同压下,在光照和点燃条件的ΔH相同,焓变与反应条件无关,只与反应物总能量和生成物总能量有关,故B错误;
C. 在光分解催化剂存在下,可利用太阳能分解水制备氢气,吸收热量,分解水是吸热反应,故C错误;
D. 化学反应除了生成新的物质外,还伴随着能量的变化,故D正确。
综上所述,答案为D。
【点睛】焓变只与反应物总能量和生成物总能量有关,与反应途径无关。
2.A
【详解】A.根据图像信息可知,水分解过程是吸热反应,使用催化剂会降低活化能,右图可表示水分解过程中的能量变化,A正确;
B.燃烧热是1mol物质生成稳定的产物(如CO2)放出的热量,B错误;
C.加热与吸热、放热反应无关,如金属的燃烧多数需要加热,C错误;
D.根据反应物断键吸收的能量-生成物成键放出的能量=反应热,可得:b+c-2x=-2a,得x= ,则断开1 mol H-Cl键所需的能量为,D错误;
故本题选A。
3.D
【分析】根据电池放电后的产物为Li7Si3和LiMn2O4可得,在电池放电过程中,MnO2得电子发生还原反应,故b极为电池正极,a极为电池负极,以此解题。
【详解】A.放电过程中阳离子向正极移动,故放电过程中,Li+移向b极区,A错误;
B.该电池为热激活电池,故该电池中火药燃烧将化学能转化为热能,B错误;
C.该电池为热激活电池,常温下,电池不工作,在a、b间连接电流表时,指针不偏转,C错误;
D.放电时,a极的电极反应方程式为3Li13Si4 11e =4Li7Si3+11Li+,D正确;
故选D。
4.D
【详解】A、水电解系统中的能量来自于光电转换器,能量实际上来自于太阳能,选项A正确;
B、由转化图可知,水电解产生氢气和氧气,燃料电池系统中发生化合反应生成了水,故该能量转化系统中的水可以循环使用,选项B正确;
C、背日面时,碱性条件下燃料电池负极反应为:H2+2OH﹣﹣2e﹣═2H2O,选项C正确;
D、向日面时,根据电解的反应式2H2O2H2↑+O2↑,水电解产生的H2和O2的体积比为2:1(相同条件),选项D不正确;
答案选D。
【点睛】本题考查电化学基础,出题的切入点新颖,以信息的形式考查了化学反应与能量的关系,解答时要根据所学知识细心分析,根据空间站能量转化系统局部示意图,利用水的分解反应和燃料电池中的反应来分析反应中的能量变化。
5.B
【分析】燃烧热是1mol纯物质在氧气中完全燃烧生成稳定氧化物所放出的热量。
【详解】A.不是1mol纯物质完全燃烧,A错误;
B.1molC8H8完全燃烧生成的稳定的二氧化碳和液态水,放出的热量为C8H8的燃烧热,B正确;
C.不是在氧气中燃烧放出的热量,C错误;
D.不是1mol纯物质完全燃烧,D错误。
答案选B
6.B
【详解】A.镍氢电池、锂离子电池为可充电电池,为二次电池,锌锰干电池为一次电池,故A错误;
B.燃料电池有氢氧燃料电池、甲烷燃料电池、乙醇燃料电池等,产物多为CO2、H2O等,不污染环境,故B正确;
C.铅蓄电池放电时正极是PbO2,发生还原反应,负极是Pb,发生氧化反应,故C错误;
D.铅酸蓄电池充电时将电能转化为化学能,故D错误;
故选B。
7.D
【详解】A.闭合K2,断开K1后,该装置为电解池,X电极连接电源负极为阴极,发生得到电子的还原反应生成银单质,导致X电极的质量增大,A正确;
B.闭合K2,断开K1后,该装置为电解池,Y电极连接电源正极为阳极,阳极金属银失去电子被氧化变为Ag+进入溶液,阴极上Ag+得到电子被还原而析出银,向正电荷较多的阳极移动,导致右池AgNO3浓度增大,左池浓度减小,B正确;
C.断开K2,闭合K1后,装置为原电池,其中X为负极,发生失去电子的氧化反应,C正确;
D.断开K2,闭合K1后,形成浓差电池,装置为原电池,电流计指针偏转(Ag+浓度越大氧化性越强),可知Y为正极,X为负极,向负极X电极区移动,即从右池向左池移动,D错误;
故合理选项是D。
8.B
【分析】由图可知,MnOOH在电极B表面生成MnO2,Mn元素价态降低得电子,右侧为阳极,B极为正极,电极反应式为MnOOH+OH-+e-═MnO2+H2O,二氧化锰与糠醛反应生成糠醛盐,反应方程式为,MnOOH在阳极可以循环使用,左侧为阴极,A极为负极,糠醛得电子变为糠醇,通电时双极性膜将水解离为H+和OH-,H+向阴极室方向移动,OH-向阳极室方向移动。
【详解】A. 电极A接直流电源的负极,糠醛得电子被还原为糠醇,故A错误;
B. 电解时,阳极发生氧化反应,阳极反应为MnOOH-e-+OH-=MnO2+H2O,故B正确;
C. 制得0.1mol糠酸盐,由反应方程式,理论上外电路中迁移了0.2mol电子,故C错误;
D. 通电时双极膜将水解离为H+和OH-,H+向阴极室方向移动,OH-向阳极室方向移动,H+向电极A方向移动,故D错误;
故选B。
9.C
【详解】A.如铜屑与稀硝酸反应制取气体产生NO,不可以用排空法收集,错误;
B.装置②中,根据电子流动方向,a为负极,b为正极,c为阴极,d为阳极,错误;
C.装置③可用于收集H2、NH3、Cl2、HCl、NO2等,长进短出收集比空气密度大的气体,短进长出收集比空气密度小的气体,正确;
D.装置④排水法用于测量气体体积,要短进长出,错误;
答案选C。
10.B
【详解】A.为使化学能有效的转化为电能,需要用Al2O3绝缘体隔离正负极,故A正确;
B.根据LLZTO导体管只允许Li+通过,因此电池工作时,负极发生反应:Li e-=Li+,故B错误;
C.根据用1.8V电压充电后,电池正极材料中S、Fe的原子个数比为1.02(不计Li2S,下同);2.3V电压充电后,S、Fe的原子个数比为2.01,说明电池正级材料的变化为FeS2FeSFe,故C正确;
D.根据在300℃下工作的新型锂——二硫化亚铁热电池,则电池总反应可表示为2xLi+FeS2xLi2S+FeS2 x,故D正确。
综上所述,答案为B。
11.D
【分析】根据电解装置结构及左侧装置中的物质转化关系判断,在电极a上得电子,结合质子载体提供的生成,即电极a为阴极,b为阳极。
【详解】A.根据分析,电极a为阴极,应与直流电源负极相连,A错误;
B.根据分析,电极b为阳极,发生氧化反应,当质子载体为时,可能有、生成,但发生还原反应才能生成,则不可能为电极b的产物,B错误;
C.由图乙可知,左侧装置内发生反应的电极反应式为,C错误;
D.图甲中,左侧装置生成的未从体系中逸出,可知其易溶于四氢呋喃溶液中,D正确;
故选D。
12.B
【详解】A.FeO在空气中加热,在氧气充足的情况下+2价的铁能全部氧化生成+3价,可得到氧化铁,当部分+2价的铁被氧化,可得到Fe3O4固体,故A正确;
B.以铝和石墨分别为两电极电解ZnSO4溶液,制取锌,金属锌便以99.95%的纯度沉积在铝电极上,故B错误;
C.早在1000多年前,我国就已采用加热胆矾或绿矾可生成三氧化硫,三氧化硫与水反应生成硫酸,故C正确;
D.反应CO+H2O CO2+H2,CO为还原剂,H2为还原产物,还原剂的还原性强于还原产物的还原性,CO的还原性比H2强,合成氨厂利用该反应除CO,故D正确;
故选B。
13.C
【分析】由图可知该装置为原电池,主要将化学能转化为电能,则a作负极,极电极反应为Zn-2e-+4OH-=,b作正极,b极区的反应为PbO2+4H++2e-+=PbSO4+2H2O,阳离子(K+)向正极移动,阴离子()向负极移动,据此来解析;
【详解】A.电池工作时化学能转化为电能,A错误;
B.放电过程中电极,电极反应为Zn-2e-+4OH-=,消耗氢氧根,酸性增强,pH 变小,B错误;
C.阳离子(K+)向正极移动,阴离子()向负极移动,因为存在阴阳离子交换膜,K+、致使K+、,留在两个交换膜之间,电池工作一段时间后浓度增大,C正确;
D.b极区的反应为PbO2+4H++2e-+=PbSO4+2H2O,D错误;
故选C;
14. 2H+ +2e- =H2↑ 增大 Fe+2H+=Fe2+ + H2↑ BAC a CH4-8e-+10OH-=+7H2O 增大 减小 减小
【分析】(1)①该装置中,铁易失电子作负极,Sn作正极,正极上氢离子放电生成氢气;根据氢离子浓度变化确定溶液pH变化;
②该装置中,锌易失电子作负极、Fe作正极,实质上相当于锌和氢离子之间的置换反应;作原电池负极的金属加速被腐蚀,作原电池正极的金属被保护;
(2) ①燃料电池中,通入燃料的电极是负极,负极上甲烷失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水;
②根据电池反应式确定溶液pH变化。
【详解】(1) ①该装置中,铁易失电子作负极,Sn作正极,正极上氢离子放电生成氢气,电极反应为2H++2e-=H2,消耗H+,pH增大;
因此,本题正确答案是: 2H++2e- =H2,增大;
②铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,离子方程式为:Fe+2H+=Fe2+ + H2↑;C装置中,锌易失电子作负极、Fe作正极,锌被腐蚀,铁被保护;B装置中,铁做负极,Sn为正极,Fe被腐蚀;A中发生化学腐蚀,所以则A、B、C中铁被腐蚀的速率,由快到慢的顺序是B、A、C;
因此,本题正确答案是:Fe+2H+=Fe2++ H2↑ ,BAC。
(2) ①在碱性溶液中,甲烷燃料电池,甲烷在负极发生氧化反应,即a为负极,该极极反应为:CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O;
综上所述,本题正确答案:a CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O。
②在碱性溶液中,甲烷燃料电池,甲烷在负极发生氧化反应,极反应为:CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O,氢氧根离子不断被消耗,负极pH值减小;氧气在正极被还原,极反应为:O2+4e﹣+2H2O=4OH-,氢氧根离子浓度增大, 正极pH值增大;电解总反应为:CH4+2O2+2 OH-=CO32-+3H2O,氢氧根离子不断被消耗,一段时间后电解质溶液的pH减小;
综上所述,本题正确答案:增大,减小,减小。
15. 阳 1 0.1 CuO 12.8 不变
【详解】(1)电解硫酸铜溶液时,水电离出的氢氧根离子在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气,电极反应式为,故答案为:阳;;
(2)电解硫酸铜溶液时,反应生成铜、氧气和硫酸,电解的化学方程式为,由电解方程式可知电解后溶液中,则溶液的,故答案为:1;
(3)电解后生成的0.1mol Cu和0.05mol 脱离该体系,相当于0.1mo lCuO,因此若将溶液复原,则应加入0.1mol CuO,故答案为:CuO;
(4)若用等质量的两块铜片代替石墨作电极,该装置为电镀池,阳极上铜失去电子发生氧化反应生成铁离子,阴极上铜离子得到电子发生还原反应生成铜,由得失电子数目守恒可知,若阴极上析出6.4g铜,阳极溶解6.4g铜,则电解后两铜片质量差为,由于溶液中铜离子浓度不变,电解液的pH不变,故答案为:12.8g;不变。
16.(1)A
(2)放热反应
(3)氯气
(4)能;生成物越稳定,放出的热量越多,在这几种中,最稳定
(5)
【详解】(1)根据表中数据可以知道,破坏1mol物质中的化学键所消耗的能量最高,、、三者中所需要的能量最高,则说明最稳定,具有的能量最低。故答案为:A。
(2)根据反应,可以计算新键生成释放的热量均大于旧键断裂吸收的热量,所以的反应是放热反应,故答案是:放热反应。
(3)根据表中数据可以知道,破坏1mol物质中的化学键所消耗的能量越高,生成物越稳定,发生该反应放出的热量越多,故答案是:氯气。
(4)生成物越稳定,放出的热量越多,在这几种HX中,同主族元素从上到下元素的氢化物的稳定性逐渐减弱,所以HCl最稳定,当消耗等物质的量的氢气时,放出或吸收的热量最多的是氯气,故答案是:能;生成物越稳定,放出的热量越多,在这几种HX中,HCl最稳定。
(5)在反应中,反应热等于反应物的总键能减生成物的总键能,则,故答案为:。
17.(1) 定向 Cu2+、H+ Cl-、OH- Cu2+ H+ Cl- OH-
(2) 还原反应 氧化反应 Cu2++2e-=Cu 2Cl--2e-=Cl2↑ CuCl2Cu+Cl2↑
【详解】(1)通电时,在电场的作用下,溶液中的离子做定向移动,电解池中阳离子移向阴极,阴离子移向阳极,则Cu2+、H+向阴极移动,Cl-、OH-向a阳极移动。氧化性:Cu2+> H+,在阴极,Cu2+优于H+在电极上发生反应,还原性:Cl-> OH-,在阳极,则Cl-优于OH-在电极上发生反应;
(2)电解氯化铜溶液,阴极发生还原反应,阳极发生氧化反应,阴极电极反应式为Cu2++2e-=Cu,阳极电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑,电解反应为CuCl2Cu+Cl2↑。
18.(1) Cd-2e-+2OH-=Cd(OH)2 2Ni(OH)2+2OH--2e-=2NiOOH+2H2O
(2) LixC6-xe-=xLi++C6 Li1-xCoO2+xe-+xLi+=LiCoO2
【详解】(1)根据镍镉(Ni-Cd)可充电电池的反应原理可知:在放电时Cd失去电子被氧化产生Cd(OH)2,故负极的电极反应式为:Cd-2e-+2OH-=Cd(OH)2;
在充电时,Ni(OH)2失去电子被氧化产生NiOOH,故阳极的电极反应式为2Ni(OH)2+2OH--2e-=2NiOOH+2H2O;
(2)对于某电动汽车配载一种可充放电的锂离子电池,在放电时装置为原电池,其中LixC6失去电子被氧化产生Li+、C6,故负极的电极反应式为:LixC6-xe-=xLi++C6;在正极上Li1-xCoO2得到电子被还原产生LiCoO2,故正极的电极反应式为:Li1-xCoO2+xe-+xLi+=LiCoO2。
19. Al-3e-=Al3+ PbO2+4H++SO+2e-=PbSO4+2H2O PbSO4 + 2e- = Pb + SO O2+2H2O+4e-=4OH-
【详解】(1) 根据题意我们可以知道硫化银中的银元素的化合价由+ 1价降低到0价,因为放出了臭鸡蛋味的气体,所以该气体是硫化氢,所以化合价升高的元素是金属铝,故金属铝作为负极,和硫化银在食盐溶液中形成了原电池,所以负极反应式为Al-2e-=Al3+;
(2)放电时,正极上二氧化铅得电子发生还原反应,电极反应为PbO2+4H++SO+2e-=PbSO4+2H2O;充电时,阴极连电源的负极,阴极上硫酸铅得电子发生还原反应,电极反应式为PbSO4 + 2e- = Pb + SO;
(3)钢铁发生吸氧腐蚀时,铁做负极,发生失电子的氧化反应,即Fe-2e-=Fe2+,碳做正极,正极氧气得电子发生还原反应,电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-;
20. 2H++2e-=H2↑或2H2O+2e-=H2↑+2OH- 放出气体,溶液变蓝 氧化 2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑ Fe Cu-2e-=Cu2+ 25.6
【详解】该装置为电解池,与电源负极相连的X极为阴极,与电源正极相连的Y极为阳极,
(1)①X极为阴极,X极上为水电离出的氢离子放电,电极反应式是2H++2e-=H2↑或2H2O+2e-=H2↑+2OH-,则在X极附近观察到的现象是放出气体,溶液变蓝。
②Y极为阳极,Y电极上为Cl-失电子发生氧化反应2Cl- -2e-=Cl2↑;
③由阴极和阳极反应式可知,电解a的总反应方程式为2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑;
(2)①将铁片镀上一层金属铜,则铁片作阴极,发生反应Cu2+ + 2e- = Cu,则X电极的材料是Fe;
②铜作阳极,失去电子生成铜离子,Y电极上反应式是Cu-2e-=Cu2+;
③已知开始时铁片与铜片的质量相同,当电路中有0.4mol电子通过时,阳极上铜片消耗0.2mol,即质量减小12.8g,阴极铁片析出0.2mol铜,质量增加12.8g,则两极质量相差12.8g+12.8g=25.6g。
21.(1) 吸收 释放 反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小 放热
(2) CuSO4 形成铜锌硫酸原电池加快反应速率
(3) 羟基 2C2H5OH+2Na2C2H5ONa+H2 C2H5OH+3O2=2CO2+3H2O 2C2H5OH+O22CH3CHO+2H2O
【详解】(1)从能量的角度看,断开化学键要吸收能量,形成化学键要释放能量。化学反应是释放能量还是吸收能量取决于反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小,当反应物的总能量高于生成物时,表现为能量的释放,该反应为放热反应;
(2)纯净的锌与稀H2SO4反应制氢气,反应速率较小。为了增大反应速率,可以向稀硫酸中加入少量硫酸铜,锌与铜离子发生置换生成铜单质,形成铜锌硫酸原电池,加快反应速率;
(3)乙醇分子中含有羟基,可以与金属钠发生置换反应生成氢气:2C2H5OH+2Na2C2H5ONa+H2;乙醇在空气中完全燃烧生成二氧化碳和水:C2H5OH+3O2=2CO2+3H2O;乙醇在铜作催化剂条件下与氧气发生催化氧化生成乙醛:2C2H5OH+O22CH3CHO+2H2O 。
22. -126.89 CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-726.4kJ/mol CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O Na2FeO4具有强氧化性,能够杀菌消毒,在杀菌消毒的过程中被还原为+3价的铁,水解生成具有强吸附性的氢氧化铁胶体,能够吸附水中杂质 Fe-6e-+8OH-═FeO42-+4H2O 阴
【分析】(1)依据标准生成热指的是在某温度下,由处于标准状态的各种元素的最稳定的单质生成标准状态下1mol某纯物质的热效应,结合热化学方程式和盖斯定律计算分析得到;
(2)依据题干条件计算1mo甲醇燃烧放出的热量,依据热化学方程式的书写方法写出甲醇燃烧热的热化学方程式;
(3)原电池中负极上燃料失电子,碱性条件下,CH4反应生成碳酸根离子;
(4)①Na2FeO4中的铁元素为+6价,具有强氧化性,在杀菌消毒的过程中被还原为+3价的铁,能够水解生成氢氧化铁胶体,据此分析解答;②金属铁是阳极,该电极上金属铁发生失电子的氧化反应,在碱性条件下生成FeO42-;③Na2FeO4 只在强碱性条件下稳定,电解过程中OH-向阳极移动,据此分析判断。
【详解】(1)①Ag2O(s)+2HCl(g)═2AgCl(s)+H2O(l)△H=-324.4 kJ/mol,②2Ag(s)+ O2(g)═Ag2O(s) △H=-30.56kJ/mol,③ H2(g)+ Cl2(g)═HCl(g) △H=-92.21 kJ/mol,④H2(g)+ O2(g)═H2O(l) △H=-285.6 kJ/mol,根据盖斯定律:将①+②+③×2-④得到:2Ag(s)+Cl2(s)=2AgCl(s) △H=-253.78kJ/mol,所以氯化银的标准生成热为 ×(-253.78kJ/mol)=-126.89 kJ/mol,故答案为-126.89;
(2)64g液态甲醇在氧气中充分燃烧生成二氧化碳和液态水时,放出1452.8kJ的热量,则32g液态甲醇燃烧生成二氧化碳和液态水放热 ×1452.8kJ=726.4kJ,反应的热化学方程式为:CH3OH(l)+ O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-726.4kJ/mol,故答案为CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-726.4kJ/mol;
(3)原电池放电时,负极上甲烷失电子被氧化,电极反应式为:CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O,故答案为CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O;
(4)①Na2FeO4中的铁元素为+6价,具有强氧化性,能够杀菌消毒,在杀菌消毒的过程中被还原为+3价的铁,水解生成具有强吸附性的氢氧化铁胶体,能够吸附水中的细微悬浮物形成沉淀,所以是一种“绿色、环保、高效”净水剂,故答案为Na2FeO4具有强氧化性,能够杀菌消毒,在杀菌消毒的过程中被还原为+3价的铁,水解生成具有强吸附性的氢氧化铁胶体,能够吸附水中杂质;
②根据图示,金属铁是阳极,该电极上金属铁发生失电子的氧化反应,即Fe-6e-+8OH-═FeO42-+4H2O,故答案为Fe-6e-+8OH-═FeO42-+4H2O;
③Na2FeO4 只在强碱性条件下稳定,电解过程中OH-向阳极移动,则应选择阴离子交换膜,故答案为阴。
答案第1页,共2页
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