第一章:化学反应与能量转化(含解析) 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(含解析) 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 2024-01-19 18:10:41

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文档简介

第一章:化学反应与能量转化 同步习题
一、单选题
1.2018年5月美国研究人员成功实现在常温常压下用氮气和水生产氨,原理如图所示:
下列说法正确的是
A.图中能量转化方式只有2种
B.H+ 向a极区移动
C.a极上每产生22.4L O2流过电极的电子为4mol
D.b极发生的电极反应为:N2+6H++6e-=2NH3
2.电浮选凝聚法处理酸性污水的工作原理如图所示。下列说法不正确的是
A.铁电极的电极反应式为
B.若左池石墨电极产生(标准状况)气体,则消耗甲烷
C.通入甲烷的石墨电极的电极反应式为
D.为了增强污水的导电能力,可向污水中加入适量工业用食盐
3.将V1mL未知浓度的NaOH溶液和0.3 mol/L硫酸V2mL混合均匀后测量并记录溶液温度,实验结果如图所示(实验中始终保持V1+V2=50)。
下列叙述正确的是
A.做该实验时环境温度为28℃
B.该实验中热能转化为化学能
C.NaOH溶液的浓度约是0.4 mol/L
D.该实验可以证明有水生成的反应都是放热反应
4.工业上可利用CO2制备清洁液体燃料甲醇,有关反应为 ,下列说法正确的是
A.1mol CO2(g)和3molH2(g)的总能量低于1molCH3OH(g)和1molH2O(g)的总能量
B.可以把该反应设计成原电池,实现常温下能量的转化
C.使用催化剂可以提高反应物的平衡转化率
D.使用催化剂可以提高反应速率和改变该反应的反应热
5.常温下,将除去表面氧化膜的铝、铜片插入浓HNO3中组成原电池(图1),测得原电池的电流强度(I)随时间(t)的变化如图2所示,下列说法正确的是
A.O~t1时,原电池的负极是铜片
B.O~t1时,正极发生还原反应,产生氢气
C.t1时刻后电流方向发生变化的原因是Al在浓硝酸中发生钝化,氧化膜阻止了Al进一步反应
D.t1时刻后,电子从铝经过导线流向铜
6.一种新型可充电电池,其工作原理如图所示。下列说法正确的是
A.放电时,电极N是负极
B.充电时,通过钠离子交换膜向M极移动
C.放电时,N极电极反应为
D.充电时,每生成1mol Na,有机电解质的整体质量减小23g
7.如图所示和反应生成的能量变化示意图,由图可知

A.反应物总能量低于生成物总能量
B.
C. (Q>184.6kJ)
D.的能量高于的能量
8.下列关于钢铁的防护方法,说法不正确的是
A.图①所示方法是外加电流的阴极保护法,石墨棒做阳极。
B.图②所示方法是牺牲阳极的阴极保护法,镁做负极,钢铁输水管做正极。
C.图③所示方法是化学防护法,不属于电化学防护法。
D.图④所示方法是覆盖保护层法,不属于电化学防护法。
9.中华优秀传统文化涉及了很多化学知识,下列有关说法错误的是
A.《本草纲目拾遗》中对强水的记载:“性最猛烈,能蚀五金。”强水为强电解质
B.《神农本草经》中“石胆……能化铁为铜、成金银”描述的是湿法炼铜
C.刘长卿诗云“水声冰下咽,砂路雪中平”,固态冰转化为液态水需要吸热
D.“火树银花合,星桥铁锁开”中涉及化学能转化为热能和光能
10.Mg-AgCl电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池。下列叙述正确的是
A.正极反应式为Mg-2e-=Mg2+
B.正极反应式为Ag++e-=Ag
C.电池放电时Cl-由负极向正极迁移
D.负极会发生副反应Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2↑
11.下列关于化学反应与能量的说法中,不正确的是
A.锌与盐酸的反应属于放热反应
B.断裂化学键释放能量,形成化学键需要吸收能量
C.化学反应不仅有新物质生成而且伴随着能量变化
D.反应物的总能量高于生成物的总能量,反应时向环境释放能量
12.以一氯代乙酸钠(CH2ClCOONa)水溶液为原料,通过电解法可以制备1,2-二氯乙烷(CH2ClCH2Cl),且有CO2生成,装置如图所示。
下列有关说法不正确的是
A.阳极发生氧化反应,有CO2生成
B.阴极的反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-
C.电解过程中应选用阴离子交换膜
D.该装置的总反应式:2CH2ClCOO-+2H2OCH2ClCH2Cl+2CO2↑+H2↑+2OH-
二、填空题
13.有下图所示装置:

(1)装置A中b的电极名称为 极,a电极反应式为 ;
(2)B装置中Cu为 极,电极反应式为 ;
(3)当铜片的质量变化为12.8g时,a极上消耗的O2在标准状况下的体积为 L。
14.甲醇燃料电池以甲醇为燃料。如图所示,在有水的条件下液态甲醇在负极上被氧化,产生二氧化碳和氢离子并流出电子氢离子经过质子交换膜,在正极上与氧气和流入的电子反应生成水。

甲醇燃料电池的工作原理示意图
写出上述过程中电极上发生的半反应及总反应。
(1)半反应:
(2)总反应:
15.电化学在化学工业中有着广泛的应用。
(1)根据图示电化学装置,回答下列问题:
①甲池中通入乙烷(C2H6)一极的电极反应式为 。
②乙池中,若X、Y都是石墨电极,A溶液是Na2SO4溶液,实验开始时,同时在两极附近溶液中各滴入几滴紫色石蕊溶液,X极的电极反应式为 ;一段时间后,在Y极附近观察到的现象是 。
③乙池中,若X、Y都是石墨电极,A溶液是足量AgNO3溶液,体积为0.2L,则Y极的电极反应式为 ;电解一段时间后,甲池消耗112mL(标准状况下)O2,则乙池溶液的pH为 (忽略溶液体积的变化)。
(2)若要用(1)中装置在铁质钥匙表面镀一层金属铜,用CuSO4溶液作电解液,则乙池中:
①X极的材料是 ,电极反应式为 。
②Y极的材料是 ,电极反应式为 。
16.根据所学电化学知识填空。
(1)如图为锌铜原电池的装置示意图,其中盐桥内装有含饱和KCl溶液的琼胶。请回答下列问题:
①Zn电极为电池的 (填“正极”或“负极”)。
②写出电极反应式:Zn电极 ,Cu电极 。
③盐桥中向CuSO4溶液中迁移的离子是 (填离子符号)。
(2)金属腐蚀现象在生产生活中普遍存在,依据下列两种腐蚀现象回答下列问题:
①图1中被腐蚀的金属为 (填化学式);图2中金属腐蚀类型属于 (填字母)。
A.化学腐蚀 B.析氢腐蚀 C.吸氧腐蚀
②图1中Cu的作用是 (填“负极”或“正极”)。
③图2中铁的生锈过程中正极反应式为 。
17.回答下列问题:
(1)以NiSO4溶液为电解质溶液进行粗镍(含Fe、Zn、Cu、Pt、Au等杂质)的电解精炼,下列说法正确的是_______(填代号)。(已知氧化性:Fe2+<Ni2+<Cu2+)
A.电解过程中,化学能转化为电能
B.粗镍作阳极,发生还原反应
C.利用阳极泥可回收Cu、Pt、Au等金属
D.粗镍精炼时通过的电量与阴极析出镍的质量成正比
(2)如图回答问题:
①甲池A电极的电极反应式为 。
②丙池总反应的化学方程式为 。
③当乙池中C极质量减轻4.32 g时,甲池中B电极理论上消耗O2的体积为 mL(标准状况)。
④一段时间后,断开电键K。下列物质能使乙池恢复到反应前浓度的是 (填字母)。
A.Cu B.CuO C.Cu(OH)2 D.Cu2(OH)2CO3
(3)铁的重要化合物高铁酸钠(Na2FeO4)是一种新型饮用水消毒剂,具有很多优点。高铁酸钠生产方法之一是电解法,其原理为Fe+2NaOH+2H2O=Na2FeO4+3H2↑,则电解时阳极的电极反应式是 。
(4)合成甲醇工厂的酸性废水中含有甲醇(CH3OH),常用向废液中加入硫酸钴,再用微生物电池(葡萄糖C6H12O6酸性燃料电池)电解,电解时Co2+被氧化成Co3+,Co3+把水中的甲醇氧化成CO2,达到除去甲醇的目的。工作原理如下图(c为隔膜,甲醇不能通过,其它离子和水可以自由通过)。
①电极的名称为 。
②写出除去甲醇的离子方程式 。
18.根据所给信息,回答下列问题。
(1)11.2L(标准状况)在足量中燃烧生成气体,放出91.5kJ热量,其热化学方程式为 。
(2)甲烷的燃烧热为,则甲烷燃烧热的热化学方程式可表示为 。
(3)25℃时,1L0.5mol/L的溶液和足量稀硫酸反应,放出28.65kJ的热量,则该反应的热化学方程式为 。
(4)以、为原料生产尿素的反应历程与能量变化示意图如下。
①第一步反应的热化学方程式为 。
②第二步反应的 0(填“>”、“<”或“=”)。
③从图象分析决定生产尿素的总反应的反应速率的步骤的是第 步反应。被还原为S。
(5)在化工生产过程中,少量的存在会引起催化剂中毒。为了防止催化剂中毒,用将氧化,被还原为S。
已知:①


则氧化的热化学方程式为 。
19.研究化学反应时,既要关注物质变化, 又要关注能量变化。请回答以下问题.
(1)氢气在氧气中燃烧 ,破坏1mol H-H 键吸收Q1 kJ 的热量,破坏 1 mol O=O 键吸收Q2kJ 的热量, 形成 1 mol H—O 键释放Q3kJ 的热量,则下列关系式正确的是。 (填字母序号)
A 2Q1+Q2>4Q3 B Q1+Q 2C 2Q 1+ Q 2<4Q3 D 2 Q1+Q 2=4Q3
(2)用CH4催化还原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。
已知:①2N2(g)+ CO2(g)+ 2H2O(g)= CH4(g)+ 4NO(g) ΔH1=akJ/mol
②CH4(g)+ 4NO2(g)= 4 NO(g)+ CO2(g) + 2 H2O(g) ΔH2 = b kJ/mol
③H2O(1)= H2O(g)ΔH3 =c kJ/mol
则CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+ CO2(g)+ 2H2O(1) ΔH= kJ/mol (用含a、b、c的代数式表示)。
(3)红磷 P(s)和Cl2(g) 发生反应生成PCl3(g)和 PCl5(g), 反应过程中的热量关系如图所示(图中的ΔH表示生成 1mol 产物的数据)。
根据如图回答下列问题:
①写出P(s)和Cl2(g)反应生成PCl5(g)的热化学方程式 ;
②已知:常温时红磷比白磷稳定,比较下列反应中ΔH 的大小:ΔH1 ΔH2(填“> ”、“< ”或“= ”)。
i.P4(白磷,s)+5O2(g)= 2P2O5(s) ΔH1< 0
ii.4P(红磷,s)+5O2(g)=2P2O5(s) ΔH2< 0
20.实验小组的同学们将三种金属按照下表的装置进行实验。回答问题:
序号 甲 乙 丙
装置
现象 溶液变为浅绿色,Cu极产生大量气泡 Cu极的质量增加 M极的质量减少
(1)装置甲中铁极的电极反应式是 ,溶液中H+向 极移动(填“正”或“负”)。
(2)装置乙中铜极发生 (填“氧化”或“还原”)反应。
(3)装置丙中M极为 (填“正极”或“负极”),一段时间后溶液的酸性 (填“增强”“减弱”或“不变”)。
(4)Fe、Cu、M中金属活动性最强的是 。
21.依据叙述,写出下列反应的热化学方程式。
(1)在25℃、101kPa下,1g甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热22.68 kJ。则表示甲醇燃烧热的热化学方程式为 。
(2)工业上常用磷精矿[Ca5(PO4)3F]和硫酸反应制备磷酸。已知25 ℃,101 kPa时:CaO(s)+H2SO4(l)=CaSO4(s)+H2O(l)ΔH=-271kJ·mol-1,5CaO(s)+3H3PO4(l)+HF(g)=Ca5(PO4)3F(s)+5H2O(l)ΔH=-937kJ·mol-1,则Ca5(PO4)3F和硫酸反应生成磷酸的热化学方程式是 。
(3)用NA表示阿伏加德罗常数,在C2H2(气态)完全燃烧生成CO2和液态水的反应中,每有5NA个电子转移时,放出650kJ的热量。其热化学方程式为 。
(4)已知拆开1molH-H键、1molN-H键、1molN≡N键分别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ,则N2与H2反应生成NH3的热化学方程式为 。
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. 图中能量转化方式有风能转化为电能、太阳能转化为电能、化学能转化为电能等,故A错误;
B. b极氮气转化为氨气,氮元素化合价降低被还原为原电池的正极,故H+向正极b极区移动,故B错误;
C. a极为负极,电极反应为2H2O 4e =O2↑+4H+,但由于氧气所处的状态不明确,故22.4L氧气的物质的量不一定是1mol,故流过电极的电子不一定是4mol,故C错误;
D. b极为正极,发生的电极反应为:N2+6H++6e =2NH3,故D正确;
故选D。
2.B
【详解】A.通入空气的电极上发生还原反应,所以通入空气的电极为正极,则铁作阳极,阳极上铁失电子发生氧化反应,电极反应式为,选项A正确;
B.石墨电极上逸出的气体为氢气,生成(标准状况)氢气时转移电子的物质的量为,消耗甲烷转移电子的物质的量为,根据得失电子守恒得,消耗甲烷的物质的量为,选项B错误;
C.负极上甲烷失去电子并与结合生成和,电极反应式为,选项C正确;
D.水是弱电解质,其导电能力较弱,为了增强溶液的导电能力,可以加入强电解质,选项D正确。
答案选B。
3.C
【详解】A.由图中可知,NaOH溶液体积为5mL时,混合液温度为22℃,所以做该实验时环境温度应低于22℃,A不正确;
B.该实验中,通过发生化学反应放出热量,将化学能转化为热能,B不正确;
C.V1=30mL时,混合液的温度最高,表明此时NaOH与硫酸刚好完全反应,c(NaOH)×0.03L=0.6mol/L×0.02L,则NaOH溶液的浓度c(NaOH)约是0.4 mol/L,C正确;
D.该实验生成水后放热,但不能证明有水生成的所有反应都是放热反应,如Ba(OH)2 8H2O+2NH4Cl=BaCl2+2NH3↑+10H2O属于吸热反应,D不正确;
故选C。
4.B
【详解】A.放热反应中反应物的总能量高于生成物的总能量,A项错误;
B.该反应是一个低温自发的氧化还原反应,可以将该反应设计成原电池,常温下将化学能转化为电能,B项正确;
C.使用催化剂不影响平衡状态,不能提高反应物的平衡转化率,C项错误;
D.使用催化剂可以提高反应速率,但不能改变反应热,D项错误。
故选B。
5.C
【分析】由图象可知,在t1 s前后,电路中的电流方向是相反的,所以t1s前,因为铝比铜活泼,原电池的负极是铝片,铝发生氧化反应生成氧化铝,正极为铜,正极上硝酸根被还原为二氧化氮,正极的电极反应式为2H+++e-=NO2↑+H2O,据此分析解答。
【详解】A.根据上述分析可知,原电池的负极是铝片,A错误;
B.由分析,正极为铜,正极上硝酸根被还原为二氧化氮,正极的电极反应式为2H+++e-=NO2↑+H2O,B错误;
C.溶液中的H+向正极移动,当铝表面被全部氧化生成致密的氧化膜后,铝电极不如铜活泼,所以t1 s后,外电路中电子流动方向发生改变,其原因是Al在浓硝酸中钝化,形成的氧化膜阻止了Al的进一步反应,C正确;
D.t1 s后,外电路中电子流动方向发生改变,Al在浓硝酸中钝化,形成的氧化膜阻止了Al的进一步反应,此时Cu变成了负极,电子从铜经过导线流向铝,D错误;
答案选C。
6.B
【分析】从图示装置可看出,可充电电池放电时,Na失电子生成钠离子,所以Na电极为负极,发生氧化反应,生成的钠离子通过有机电解质移向右侧,右侧电极作正极在放电时,转化为,发生还原反应。
【详解】A.根据上述分析可知,放电时,电极M为负极,A错误;
B.充电为放电的逆过程,所以充电时,通过钠离子交换膜向阴极(M极)移动,B正确;
C.放电时,N极转化为,发生还原反应,其电极反应为,C错误;
D.充电时,每生成1mol Na,同时也会有0.5molO2-消耗,所以有机电解质的整体质量减小23g+=31g,D错误;
答案选B。
7.C
【详解】A.根据图示可知:反应物的总能量比生成物的总能量高,A错误;
B.没有标明反应物和生成物的状态,热化学方程式书写错误,故B错误;
C.根据图示可知,2molHCl比1molH2和1molCl2的能量低184.6kJ,氯化氢气体变为液态氯化氢要放出热量,故(Q>184.6kJ),故C正确;
D.1molH2和1molCl2的总能量比高184.6kJ,但是不能比较的能量与的能量的大小,故D错误;
故选C。
8.C
【详解】A.图①中C与正极相连,作为阳极,铁管道作阴极,是外加电流的阴极保护法,故A正确;
B.Mg与钢铁输水管道相连,Mg比Fe活泼,形成原电池时,镁做负极,钢铁输水管做正极,是牺牲阳极的阴极保护法,故B正确;
C.Zn比铁活泼,形成原电池时,Zn作负极,铁输水管做正极,是牺牲阳极的阴极保护法,属于化学防护法,故C错误;
D.喷油漆是覆盖保护层法,不属于电化学防护法,故D正确;
故选C。
9.A
【详解】A.强水为溶液,属于混合物,不是电解质,A错误;
B.铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,该法为湿法炼铜,B正确;
C.固态冰转化为液态水属于吸热过程,所以有“冰,水为之,而寒于水”,C正确;
D.火树银花描述的灯光和烟火,发生了燃烧反应,化学能转化为热能和光能,D正确;
故答案为:A。
10.D
【详解】A.活泼金属镁作负极,失电子发生氧化反应,反应式为Mg-2e-=Mg2+,A错误;
B.AgCl是难溶物,其正极电极反应式为:2AgCl+2e-=2C1-+2Ag,B错误;
C.原电池放电时,阴离子向负极移动,则Cl-在正极产生由正极向负极迁移,C错误;
D.镁是活泼金属,能与水反应,即负极会发生副反应Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2↑,D正确;
答案选D。
11.B
【详解】A.锌与盐酸的反应为金属与酸的反应,属于放热反应,A正确;
B.断裂化学键吸收能量,形成化学键需要释放能量,B错误;
C.化学反应从微观上分析存在旧键的断裂和新键的形成,故不仅有新物质生成而且伴随着能量变化,C正确;
D.反应物的总能量高于生成物的总能量,反应时高出的能量,以光或热的形式向环境释放能量,D正确;
答案为B。
12.C
【详解】A.电解池的阳极发生氧化反应,CH2ClCOO-在阳极发生反应生成CH2ClCH2Cl和CO2,A正确;
B.阴极发生还原反应,H2O在阴极放电生成OH-,2H2O+2e-=H2↑+2OH-,B正确;
C.若选用阴离子交换膜,阴极区生成的OH-会通过阴离子交换膜进入阳极区,卤代烃在碱性条件下容易发生水解反应,故应选择阳离子交换膜,Na+由阳极区通过交换膜进入阴极区,C错误;
D.由A、B选项分析可知,电解的总反应为2CH2ClCOO-+2H2OCH2ClCH2Cl+2CO2↑+H2↑+2OH-,D正确;
故选C。
13. 负 O2+2H2O+4e-=4OH- 阳 Cu-2 e-= Cu2+ 2.24
【详解】(1)装置A为原电池,b为负极,氢气失电子在碱溶液中生成水,电极反应为H2﹣2e﹣+2OH﹣=2H2O,a为正极,氧气得到电子生成氢氧根离子,电极反应为;O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣;(2)B装置为电解池,铜电极做电解池的阳极,铜失电子生成铜离子,电极反应Cu﹣2e﹣=Cu2+;(3)当铜片的质量变化为12.8g时物质的量==0.2mol,依据电极反应和电子守恒计算得到,铜电极电极反应:Cu﹣2e﹣=Cu2+;a电极反应为;O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣,依据电子守恒得到,O2~2Cu,a极上消耗的O2物质的量为0.1mol,标准状况下的体积=0.1mol×22.4L/mol=2.24L。 
14.(1)负极:CH3OH+H2O-6e-=CO2+6H+;正极:4H++O2+4e-=2H2O。
(2)2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O
【详解】(1)根据图示可知,电池负极上甲醇失电子生成二氧化碳和氢离子,电极反应式为CH3OH+H2O-6e-=CO2+6H+;正极上氢离子得电子与氧气反应生成水,电极反应式为4H++O2+4e-=2H2O。
(2)根据题意可知,电池总反应为2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O。
15. C2H6+18OH--14e-=2CO+12H2O 2H2O-4e-=4H++O2↑ 电极表面产生气泡,电极附近溶液变蓝 Ag++e-=Ag 1 铜 Cu-2e-=Cu2+ 铁质钥匙 Cu2++2e-=Cu
【详解】(1)①甲池中乙烷入左侧电极发生氧化反应,则左侧电极为负极,电解质溶液为溶液,故负极的电极反应式为,故答案为:C2H6+18OH--14e-=2CO+12H2O;
②乙池中,若X、Y都是石墨电极,A溶液是溶液,则X是阳极,发生氧化反应,电极反应式为,Y是阴极,电极反应式为,有和生成,则Y极附近观察到的现象是电极表面产生气泡,附近溶液变蓝,故答案为:2H2O-4e-=4H++O2↑;电极表面产生气泡,电极附近溶液变蓝;
③乙池中,若X、Y都是石墨电极,A溶液是足量溶液,Y极是阴极,电极反应式为,X极是阳极,电极反应式为。甲池中右侧电极发生的电极反应为,消耗标准状况下(即)时电路中转移电子的物质的量为。根据得失电子守恒可知,电路中转移电子时,极附近生成,则乙池溶液中,溶液,故答案为:;1;
(2)在铁质钥匙表面镀一种金属铜,则X极是阳极,要用镀层金属铜作阳极,电极反应式为,Y极是阴极,要用镀件——铁质钥匙作阴极,电极反应式为,故答案为:铜;;铁质钥匙;。
16.(1) 负极 K+
(2) Fe C 正极
【详解】(1)铜锌形成的原电池,比活泼,为负极,发生反应为:,为正极,在溶液中发生反应:,在原电池中,阳离子向正极移动,所以盐桥中向CuSO4溶液中迁移的离子是。
(2)图1中,和形成原电池的两极,比活泼,做负极,被腐蚀;图2在碱性条件下,有参与反应,故该腐蚀为吸氧腐蚀,选C;图1中,和形成原电池的两极,比活泼,做负极,作正极;图2在铁生锈的过程中,正极反应为:。
17.(1)CD
(2) CH3OH+8OH--6OH-=+6H2O 2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4 224 A
(3)Fe+8OH- -6e-=+4H2O
(4) 阳极 6Co3++CH3OH+H2O=6Co2++CO2↑+6H+
【详解】(1)A.电解是电能转化为化学能的装置,A错误;
B.阳极发生氧化反应,B错误;
C.Cu、Pt、Au等金属活动性比镍差,所以在阳极上不会在阳极溶解,而成为阳极泥,C正确;
D.电解时通过的电量越多,析出的镍物质的量越多,质量就越大,D正确;
故合理选项是CD;
(2)①甲池属于原电池,其中通入甲醇的电极为负极,通入O2的电极为正极。A电极通入CH3OH,该电极反应产生、H2O,则A电极的反应式为:CH3OH+8OH- -6OH-=+6H2O;
②丙池是电解池,其中E电极连接电源正极,为阳极,电极反应式为:2H2O-4e-=O2↑+4H+;F电极连接电源负极,作阴极,阴极上Cu2+得到电子被还原产生Cu单质,则F电极反应式为:Cu2++2e-=Cu,故总反应方程式为:2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4;
③C电极为阳极,Ag失去电子变为Ag+,当乙池中C极质量减轻4.32 g时,n(Ag)=,则电子转移的物质的量是0.04 mol,根据同一闭合回路中电子转移数目相等可知甲池中O2的物质的量n(O2)=0.01 mol,V(O2)=0.01 mol×22.4 L/mol=0.224 L=224 mL;
④乙池为电解池,C与正极相连作阳极,电极反应为:Ag-e-=Ag+;D作阴极,电极反应为:Cu2++2e-=Cu,总反应式为:2Ag+Cu2+=2Ag++Cu,反应过程中析出铜,则需加入Cu就可使乙池恢复到反应前浓度,故合理选项是A;
(3)根据该反应总方程式可知:电解时Fe失去电子被氧化产生,则阳极的电极反应式为:Fe+8OH- -6e-=+4H2O;
(4)①电解时,a电极上Co2+失去电子变为Co3+,故a电极为阳极;
②在a电极上,Co3+将CH3OH氧化为CO2、H2O,Co3+被还原为Co2+,则除去甲醇的离子方程式为6Co3++CH3OH+H2O=6Co2++CO2↑+6H+。
18.(1)
(2)
(3)
(4) > 二
(5)
【详解】(1)氢气的物质的量为0.5mol,与氯气完全反应生成氯化氢气体放出的热量为91.5kJ,1mol氢气在氯气中完全燃烧放出的热量为183kJ,热化学方程式为:;
(2)表示甲烷燃烧热的热化学方程式为:
(3)氢氧根的物质的量为:,1mol氢氧根发生中和反应放出的热量为57.3kJ,热化学方程式为:;
(4)如图所示,第一步反应为放热反应,热化学方程式为:;第二步反应反应物的总能量低于生成物的总能量,为吸热反应,故;第二步反应的活化能大,为决速步骤;
(5)二氧化硫氧化一氧化碳的化学方程式为,目标反应=-③+2②-2①,反应热为热化学方程式为:。
19. C. 1/2(b-a)-2c P(s)+5/2Cl2(g)=PCl5(g) ΔH=-399 kJ/mol <
【分析】(1)△H=反应物键能总和 生成物键能总和,该反应是放热反应,则△H<0;
(2)根据盖斯定律计算所求反应的焓变;
(3)根据反应物的总能量、中间产物的总能量以及最终产物的总能量,结合化学方程式以及热化学方程式的书写方法解答,注意盖斯定律的应用;
【详解】(1)2H2(g)+O2(g)═2H2O(g)△H<0,△H=反应物键能总和 生成物键能总和,在该反应中破坏2 mol H H键、1 mol O═O键,形成4 mol H O键,则2Q1+Q2 4Q3<0,则2Q1+Q2<4Q3,
故答案为:C;
(2) 根据盖斯定律可知,该反应可由得到,则ΔH==1/2(b-a)-2c,故答案为:1/2(b-a)-2c;
(3) ①由能量变化图可知,P(s)和Cl2(g)分两步反应生成1mol PCl5(g)的△H=(-306 kJ/mol)+(-93 kJ/mol)=-399 kJ/mol,P(s)和Cl2(g)反应生成PCl5(g)的热化学方程式P(s)+5/2Cl2(g)=PCl5(g) ΔH=-399 kJ/mol,故答案为:P(s)+5/2Cl2(g)=PCl5(g) ΔH=-399 kJ/mol;
②根据盖斯定律可知:P4(白磷,s)=4P(红磷,s)的反应可由反应i- ii得到,则该反应的反应热ΔH=ΔH1-ΔH2,由题意白磷比红磷稳定,可知白磷的能量低,红磷的能量高,该反应应为吸热反应,即ΔH=ΔH1-ΔH2<0,则ΔH1<ΔH2,故答案为:<;
20. Fe-2e-=Fe2+ 正 还原 负极 减弱 M
【分析】本题重点考查原电池的电极判断、电极反应式的书写,离子移动的方向,电流方向和利用原电池原理判断金属性的强弱。
【详解】(1)装置甲中铁比铜活泼,故铁极是负极发生氧化反应,故电极反应式为Fe-2e-=Fe2+,原电池中阳离子移向正极,阴离子移向负极,故溶液中H+向正极移动,故答案为:Fe-2e-=Fe2+;正;
(2)装置乙中铁比铜活泼,故铜极为正极,电解质溶液中的Cu2+得到电子发生还原反应,故答案为:还原;
(3)装置丙中由于M电极逐渐减少,说明M电极失电子变为离子进入溶液中,故M极为负极,原电池中发生反应是M与稀硫酸反应,故一段时间后溶液的酸性减弱,故答案为:负极;减弱;
(4)由丙装置可知M比铁活泼,又根据金属活动顺序表可知,Fe比Cu活泼,故Fe、Cu、M中金属活动性最强的是M,故答案为:M。
21. CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-725.76 kJ·mol-1 Ca5(PO4)3F(s)+5H2SO4(l)=5CaSO4(s)+HF(g)+3H3PO4(l) ΔH=-418 kJ·mol-1 C2H2(g)+O2(g)=2CO2(g)+H2O(l) ΔH=-1300 kJ·mol-1 N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92 kJ·mol-1
【分析】根据反应热和燃烧热的定义计算出相关的热量,同时注意物质的状态,再书写相应的热化学方程式即可。
【详解】(1) 燃烧热是指在101kPa下,1mol 物质完全燃烧生成稳定氧化物时放出的热量,1g甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热22.68 kJ,则1mol CH3OH完全燃烧释放的热量为226.68 kJ/gⅹ32g=725.76 kJ, 所以甲醇燃烧热的热化学方程式为CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-725.76 kJ·mol-1。
(2)根据题意Ca5(PO4)3F和硫酸反应生成磷酸的热化学方程式是:Ca5(PO4)3F(s)+5H2SO4(l)=5CaSO4(s)+HF(g)+3H3PO4(l) ΔH=?,此热化学方程式可根据盖斯定律,将题干中的两个热化学方程式分别编号为①、②,,那么此热化学方程式可由①×5-②获得,那么ΔH=-271 kJ·mol-1×5-(-937 kJ·mol-1)=-418 kJ·mol-1。所以本题的答案为Ca5(PO4)3F(s)+5H2SO4(l)=5CaSO4(s)+HF(g)+3H3PO4(l) ΔH=-418 kJ·mol-1。
(3) C2H2(气态)完全燃烧生成CO2和液态水的反应,其化学方程式可写为2C2H2+5O24CO2+2H2O,根据化合价变化规律,可知2个C2H2分子反应时转移20e-,所以1mol C2H2反应时转移电子为10mol,由每有5NA个电子转移时,放出650kJ的热量,可知1mol C2H2完全燃烧时放出的热量为1300 kJ, 故其反应的热化学方程式为C2H2(g)+O2(g)=2CO2(g)+H2O(l) ΔH=-1300 kJ·mol-1
(4)由ΔH=∑(反应物键能)-∑(生成物键能)和拆开1molH-H键、1molN-H键、1molN≡N键分别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ可知ΔH=(946+436ⅹ3-391ⅹ6)kJ =-92 kJ,所以N2与H2反应生成NH3的热化学方程式为N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92 kJ·mol-1。
答案第1页,共2页
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