2025年高考化学一轮复习专题突破卷07化学反应与能量(一)(新教材新高考)(含解析)

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名称 2025年高考化学一轮复习专题突破卷07化学反应与能量(一)(新教材新高考)(含解析)
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资源类型 试卷
版本资源 通用版
科目 化学
更新时间 2024-07-26 13:11:10

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专题突破卷07 化学反应与能量(一)
——化学反应的热效应 原电池、化学电源
(考试时间:75分钟 试卷满分:100分)
一、选择题(本题共15小题,每小题3分,共45分。每小题只有一项是符合题目要求的)
(2024·广东揭阳模拟)
1.“蒸汽眼罩”通过发热产生温和蒸汽促进眼部血液微循环,放松眼部肌肉,消解眼部疲劳。“蒸汽眼罩”由透氧无纺布、铁粉、碳粉、食盐、吸水树脂等组成。下列关于“蒸汽眼罩”的说法正确的是
A.“蒸汽眼罩”工作时利用了原电池原理,发热时负极反应式为Fe-3e-=Fe3+
B.食盐作电解质,起到了导电的作用
C.透氧膜的透氧速率越快越好
D.“蒸汽眼罩”可以反复使用
2.我国力争二氧化碳排放2030年前达到峰值、2060年前实现碳中和。要加快调整优化产业结构、能源结构,太阳能光催化分解水制氢、太阳能光催化二氧化碳转化为燃料等都是加快推动绿色低碳发展,降低碳排放强度的有效措施。下列说法错误的是
A.太阳能燃料属于一次能源
B.直接电催化CO2制取燃料时,燃料是阴极产物
C.用光催化分解水产生的H2是理想的绿色能源
D.研发和利用太阳能燃料,有利于经济的可持续发展
3.某学习小组的同学查阅相关资料知氧化性:,设计了盐桥式的原电池,如图所示,盐桥中装有琼脂与饱和溶液。下列叙述中正确的是
A.甲烧杯的溶液中发生还原反应
B.乙烧杯中发生的电极反应为
C.电池工作时,盐桥中的移向乙烧杯
D.外电路的电流方向为从b到a
4.最新报道:科学家首次用X射线激光技术观察到CO与O在催化剂表面形成化学键的过程。反应过程的示意图如下:
下列说法中正确的是
A.CO和O生成CO2是吸热反应
B.在该过程中,CO断键形成C和O
C.CO和O生成了具有极性共价键的CO2
D.状态Ⅰ →状态Ⅲ表示CO与O2反应的过程
5.将过量的等质量的两份锌粉a、b,分别加入相同质量、相同浓度的稀硫酸,同时向a中加少量CuSO4溶液,图中产生H2的体积V(L)与时间t(min)的关系,其中正确的是
A. B. C. D.
6.研究表明:MgO基催化剂广泛应用于的转化过程,图是我国科研工作者研究MgO与作用最终生成Mg与的物质相对能量-反应进程曲线。下列说法不正确的是
A.反应中甲烷被氧化
B.中间体比更稳定
C.该反应的速率控制步骤对应的活化能是29.5kJ/mol
D.转化为的焓变为-145.1 kJ/mol
7.研究发现,在酸性乙醇燃料电池中加入硝酸,可使电池持续大电流放电,其工作原理如图所示。
下列说法错误的是
A.加入HNO3降低了正极反应的活化能
B.电池工作时正极区溶液的pH增大
C.1 mol CH3CH2OH被完全氧化时有6 mol O2被还原
D.负极反应为CH3CH2OH+3H2O-12e-=2CO2+12H+
(2024·河南安阳一中月考)
8.下列有关及应热和热化学方程式的描述不正确的是
A.已知:,则稀氨水和稀溶液完全反应生成时,放出热量少于
B.热化学方程式各物质前的化学计量数既可以是整数也可以是分数,既表示分子数也表示物质的量
C.,20℃和25℃时,的燃烧热不同
D.键能数值为平均值,用键能求出的反应热是估算值
(2024·吉林一调)
9.图1是铜锌原电池示意图。图2中,x轴表示实验时流入正极的电子的物质的量,y轴表示
A.铜棒的质量 B.c(Zn2+) C.c(H+) D.c(SO)
10.CO(g)与H2O(g)反应过程的能量变化如图所示,下列说法中正确的是
A.该反应为吸热反应
B.CO(g)和H2O(g)的总能量大于CO2(g)和H2(g)的总能量
C.该反应的热化学方程式:CO(g)+H2O(g)=CO2 (g)+H2(g) △H= +41 kJ/mol
D.1molCO2(g)和1 mol H2(g)反应生成1molCO(g)和1 mol H2O(g)要放出41kJ的热量
11.一种太阳能电池的工作原理如图所示,电解质为铁氰化钾K3[Fe(CN)6]和亚铁氰化钾K4[Fe(CN)6]的混合溶液。下列说法不正确的是
A.K+ 移向催化剂b
B.催化剂a表面发生的化学反应:-e-=
C.在催化剂b表面被氧化
D.电解池溶液中的和浓度基本保持不变
12.通过以下反应均可获取H2。下列有关说法不正确的是
①太阳光催化分解水制氢:2H2O(l)=2H2(g)+O2(g) ΔH1=+571.6kJ mol–1
②焦炭与水反应制氢:C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ΔH2=+131.3kJ mol–1
③甲烷与水反应制氢:CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) ΔH3=+206.1kJ mol–1
A.H2的燃烧热为285.8kJ mol-1
B.反应②中E(反应物键能总和)>E(生成物键能总和)
C.反应C(s)+2H2(g)=CH4(g)的ΔH=+74.8kJ mol–1
D.2H2O(g)=2H2(g)+O2(g) ΔH<+571.6kJ mol-1
(2024·江苏盐城二模)
13.某储能电池原理如图1,其俯视图如图2,已知放电时N是负极(NA是阿伏加德罗常数的值)。下列说法正确的是

A.放电时,每转移NA个电子,理论上CCl4吸收0.5NA个Cl2
B.放电时,负极反应为Na3Ti2(PO4)3-2e-=NaTi2(PO4)3+2Na+
C.充电时,每转移1mol电子,N极理论质量减小23g
D.充电过程中,右侧储液器中NaCl溶液浓度增大
14.利用微生物可将废水中苯酚的化学能直接转化为电能,装置如图所示。电池工作时,下列说法正确的是(  )
A.a极为正极,发生氧化反应
B.b极的电极反应式为:2NO+12H+-10e-=N2↑+6H2O
C.中间室的Cl-向左室移动
D.左室消耗苯酚(C6H5OH)9.4 g时,用电器流过2.4 mol电子
(2024·江苏盐城质检)
15.甲烷与氯气在光照条件下发生取代反应的部分机理与能量变化如下:
链引发:,
链增长:部分反应进程与势能变化关系如图(所有物质状态为气态)……
链终止:,
下列说法不正确的是
A.的键能为
B.链增长中反应速率较快的一步的热化学方程式为:
C.链增长过程中可能产生,,
D.链终止反应的过程中,还可能会生成少量的乙烷
二、非选择题(本题包括4小题,共55分)
16.某实验小组用0.50 mol·L-1 NaOH溶液和0.50 mol·L-1硫酸溶液进行反应热的测定,实验装置如图所示。
(1)装置中碎泡沫塑料的作用是 。
(2)写出该反应的热化学方程式[生成1 mol H2O(l)时的反应热为-57.3 kJ·mol-1]: 。
(3)取50 mL NaOH溶液和30 mL硫酸溶液进行实验,实验数据如表所示。
①请填写表格中的空白:
温度次数 起始温度t/℃ 终止温度t2/°C 温度差平均值(t2-t1)/°C
H2SO4 NaOH 平均值
1 26.2 26.0 26.1 30.1
2 27.0 27.4 27.2 33.3
3 25.9 25.9 25.9 29.8
4 26.4 26.2 26.3 30.4
②近似认为0.50 mol·L-1 NaOH溶液和0.50 mol·L-1 硫酸溶液的密度都是1.0 g·mL-1,中和后生成溶液的比热容c=4.18 J·(g·℃)-1。则生成1 mol H2O(l)时的反应热ΔH= (取小数点后一位)。
③上述实验数值结果与-57.3 kJ·mol-1有偏差,产生偏差的原因不可能是 (填字母)。
a.实验装置保温、隔热效果差
b.量取NaOH溶液的体积时仰视读数
c.分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中
d.用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定H2SO4溶液的温度
17.低碳经济已成为人们一种新的生活理念,二氧化碳的捕捉和利用是能源领域的一个重要研究方向。回答下列问题:
(1)用催化加氢可以制取乙烯:,该反应体系的能量随反应过程变化关系如图所示,则该反应的 (用含a、b的式子表示)。相关化学键的键能如下表,实验测得上述反应的,则表中反应过程的 。
化学键 C=O H-H C=C C-H H-O
键能() x 436 764 414 464
(2)工业上用和反应合成二甲醚。
已知:


则 。
(3)用表示阿伏加德罗常数的值,在(g)完全燃烧生成和液态水的反应中,每有5个电子转移时,放出650kJ的热量。的热值为 。
(4)二氧化碳的捕集、利用是我国能源领域的一个重要战略方向。科学家提出由制取C的太阳能工艺如图。
①工艺过程中的能量转化形式为 。
②已知“重整系统”发生的反应中,则(y<8)的化学式为 ,“热分解系统”中每转移2mol电子,需消耗 mol。
18.(1)高铁酸钾( K2FeO4)不仅是一种理想的水处理剂(胶体),而且高铁电池的研制也在进行中。如图1是高铁电池的模拟实验装置:
①该电池放电时正极的电极反应式为 ;
②盐桥中盛有饱和KCl溶液,此盐桥中氯离子向 (填“左”或“右”)移动;若用阳离子交换膜代替盐桥,则钾离子向 (填“左”或“右”)移动。
③图2为高铁电池和常用的高能碱性电池的放电曲线,由此可得出高铁电池的优点有 。
(2)有人设想以N2和H2为反应物,以溶有A的稀盐酸为电解质溶液,可制造出既能提供电能,又能固氮的新型燃料电池,装置如图所示,电池正极的电极反应式是 ,A是 。
(3)利用原电池工作原理测定汽车尾气中CO的浓度,其装置如图所示。该电池中O2-可以在固体介质NASICON(固溶体)内自由移动,工作时O2-的移动方向 (填“从a到b”或“从b到a”),负极发生的电极反应式为 。
19.氯及其化合物在生产、生活中应用广泛。
(1)已知:①Cl2(g)+2NaOH(aq)=NaCl(aq)+NaClO(aq)+H2O(l) ΔH1=-101.1kJ·mol-1
②3NaClO(aq)=NaClO3(aq)+2NaCl(aq) ΔH2=-112.2kJ·mol-1
则反应3Cl2(g)+6NaOH(aq)=5NaCl(aq)+NaClO3(aq)+3H2O(l)的ΔH= kJ·mol-1
(2)几种含氯离子的相对能量如下表所示:
离子 Cl-(aq) ClO-(aq) (aq) (aq) (aq)
相对能量/(kJ·mol-1) 0 60 101 63 38
①在上述五种离子中,最不稳定的离子是 (填离子符号)。
②反应3ClO-(aq)= (aq)+2Cl-(aq)的ΔH= 。
③写出由反应生成和Cl-的热化学方程式: 。
(3)以HCl为原料,用O2氧化制取Cl2,可提高效益,减少污染,反应如下:
4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g) ΔH=-115.4kJ·mol-1
上述反应在同一反应器中,通过控制合适条件,分两步循环进行,可使HCl转化率接近100%。其基本原理如图所示:
已知过程Ⅰ的反应为2HCl(g)+CuO(s)CuCl2(s)+H2O(g) ΔH1=-120.4kJ·mol-1
①过程Ⅱ反应的热化学方程式为 。
②过程Ⅰ流出的气体通过稀NaOH溶液(含少量酚酞)进行检测,氯化初期主要为不含HCl的气体,判断氯化结束时溶液的现象为 。
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试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.B
【详解】A.“蒸汽眼罩”工作时利用了原电池原理,Fe粉为负极,1molFe失去2mol电子被氧化为1mol,则发热时负极反应式为,故A错误;
B.原电池的构成条件之一是形成闭合回路,食盐作电解质能形成闭合回路,起到了导电的作用,故B正确;
C.透氧膜的透氧速率过快,反应速率加快,反应发热过快导致水温升高过快,达不到放松眼部肌肉、消除眼部疲劳的作用,故C错误;
D.“蒸汽眼罩”不能充电,不可重复使用,故D错误;
答案选B。
2.A
【详解】A.太阳能属于一次能源,但太阳能燃料属于二次能源,故A错误;
B.直接电催化CO2制取燃料时,C化合价降低,在阴极反应,因此燃料是阴极产物,故B正确;
C.H2燃烧放出的热量多,无污染,是理想的绿色能源,故C正确。
D.研发和利用太阳能燃料,消耗能量最低,有利于经济的可持续发展,故D正确;
答案选A。
3.D
【分析】氧化性: ,所以原电池反应为亚铁离子和重铬酸钾在酸性条件下反应生成铁离子、铬离子和水,则Cr2O在b极得电子发生还原反应,b是正极;Fe2+在a极失去电子发生氧化反应生成Fe3+,a是负极。
【详解】A.据分析,甲烧杯中Fe2+在a极失电子发生氧化反应生成Fe3+,a是负极,故A错误;
B.乙烧杯中Cr2O在b极得电子发生还原反应生成Cr3+,b电极反应为Cr2O+14H++6 e-=2Cr3++7H2O,故B错误;
C.a是负极、b是正极,电池工作时,盐桥中的SO移向甲烧杯,故C错误;
D.a是负极、b是正极,外电路的电流方向为从b到a,故D正确;
答案选D。
4.C
【详解】A.根据能量--反应过程的图像知,状态I的能量高于状态Ⅲ的能量,故该过程是放热反应,A错误;
B.根据状态I、Ⅱ、Ⅲ可以看出整个过程中CO中的C和O形成的化学键没有断裂,故B错误;
C.由图Ⅲ可知,生成物是CO2,具有极性共价键,故C正确;
D.状态Ⅰ →状态Ⅲ表示CO与O反应的过程,故D错误。
故选C。
5.B
【详解】足量的锌和相同量的稀硫酸反应,a中加入硫酸铜溶液,会置换出金属铜,形成锌、铜、稀硫酸原电池,加速金属铁和硫酸反应的速率,所以反应速率:a>b,速率越大,锌完全反应时所用的时间越短,所以a所用的时间小于b所用的时间;产生氢气的量取决于稀硫酸的物质的量,而a、b中金属锌均过量,和相同量的硫酸反应生成氢气的量相等,所以氢气的体积:a=b,综上所述,故选B。
6.C
【详解】A.由图可知,该过程的总反应为,反应过程中CH4中C元素的化合价升高,作还原剂,被氧化,故A正确;
B.能量越低越稳定,由图可知,中间体的能量比更低,则比更稳定,故B正确;
C.该反应的反应速率取决于活化能最大的步骤,由图可知,该反应中活化能最大的步骤是HOMgCH3到过渡态2的步骤,该步骤的活化能为299.8kJ/mol,故C错误;
D.由图可知,转化为的焓变为-149.4kJ/mol-(-4.3kJ/mol)=-145.1 kJ/mol,故D正确;
答案选C。
7.C
【详解】A.由分析知,HNO3在正极起催化作用,作催化剂,则加入HNO3降低了正极反应的活化能,因而可以加快反应速率,A正确;
B.电池工作时正极上O2得到电子发生还原反应,由于电解质溶液显酸性,因此正极的的总反应为:O2+4e-+4H+=2H2O,反应消耗H+,使溶液中氢离子浓度减小,pH增大,B正确;
C.乙醇燃烧的化学方程式为:CH3CH2OH+3O22CO2+3H2O。根据反应过程中电子转移数目相等,结合得失电子守恒可知,1 mol CH3CH2OH被完全氧化产生CO2、H2O时,转移12 mol电子,同时有3 mol O2得到电子被还原,C错误;
D.在乙醇燃料电池中,通入燃料乙醇的电极为负极,负极发生失去电子的氧化反应,由于电解质溶液为酸性,因此负极的电极反应式为:CH3CH2OH-12e-+3H2O=2CO2+12H+,D正确;
故合理选项是C。
8.B
【详解】A.已知:,由于氨水是弱碱,属于弱电解质,其在水溶液中边反应边电离,电离是一个吸热过程,则稀氨水和稀溶液完全反应生成时,放出热量少于,A正确;
B.热化学方程式各物质前的化学计量数用于表示其物质的量,而不是其分子数,故热化学方程式各物质前的化学计量数既可以是整数也可以是分数,B错误;
C.燃烧热与外界的压强和温度有关,相同质量的物质在不同温度下具有的总能量不同,故101kpa,20℃和25℃时,CH4的燃烧热不同,C正确;
D.化学反应的微观本质为旧化学键的断裂和新化学键的形成过程,可以用反应物的总键能减去生成物的总键能来估算反应热,即键能数值为平均值,用键能求出的反应热是估算值,D正确;
故答案为:B。
9.C
【详解】铜锌原电池中,Zn是负极,失去电子发生氧化反应,电极反应为Zn-2e-=Zn2+,Cu是正极,氢离子得电子发生还原反应,电极反应为 2H++2e-=H2↑。则
A.Cu是正极,氢离子得电子发生还原反应,Cu棒的质量不变,故A错误;
B.由于Zn是负极,不断发生反应Zn-2e-=Zn2+,所以溶液中c(Zn2+)增大,故B错误;
C.由于反应不断消耗H+,所以溶液的c(H+)逐渐降低,故C正确;
D.SO42-不参加反应,其浓度不变,故D错误;
故选C。
10.B
【详解】A.从题图数据可知,该反应的△H<0,为放热反应,故A错误;
B.从题图可知,反应物的总能量高,生成物的总能量低,CO(g)与H2O(g)所具有的总能量大于CO2(g)与H2(g)所具有的总能量,故B正确;
C.从题图数据可知,该反应的△H<0,反应的热化学方程式:CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) △H=-41kJ mol-1,故C错误;
D.从题图数据可知,该反应的△H<0,正反应为放热反应,则逆反应为吸热反应,所以1molCO2(g)和1molH2(g)反应生成1molCO(g)和1molH2O(g)要吸收41kJ热量,故D错误;
故选B。
11.C
【解析】由图可知,电子从负极流向正极,则a为负极,b为正极,负极发生氧化反应,正极发生还原反应,阳离子向正极移动,由此分析解题。
【详解】A.b为正极,则K+移向催化剂b,A正确;
B.a为负极,发生氧化反应,则催化剂a表面发生反应:-e-═,B正确;
C.b为正极,b上发生还原反应,发生+e-═,所以在催化剂b表面被还原,C错误;
D.由B、C中的电极反应可知,二者以1:1相互转化,电解质溶液中和 浓度基本保持不变,D正确;
故答案为:C。
12.C
【详解】A.由反应①,可得出H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH1=-285.8kJ mol–1,则H2的燃烧热为285.8kJ mol-1,A正确;
B.反应②的ΔH2=+131.3kJ mol–1>0,则E(反应物键能总和)>E(生成物键能总和),B正确;
C.利用盖斯定律,将反应②-③得,反应C(s)+2H2(g)=CH4(g)的ΔH=(+131.3kJ mol–1)-(+206.1kJ mol–1)=-74.8kJ mol–1,C不正确;
D.因为2H2O(l)=2H2(g)+O2(g) ΔH1=+571.6kJ mol–1,而2H2O(g)= 2H2O(l) ΔH<0,所以2H2O(g)=2H2(g)+O2(g) ΔH<+571.6kJ mol-1,D正确;
故选C。
13.B
【分析】放电时N是负极,负极反应:Na3Ti2(PO4)3-2e-=NaTi2(PO4)3+2Na+,正极反应:Cl2+2e-=2Cl-,消耗氯气,放电时,阴离子移向负极,充电时阳极:2Cl--2e-=Cl2↑,由此解析。
【详解】A.在放电时,正极反应为Cl2+2e-=2C1-,电路中转移NA个电子即1mol电子,理论上氯气的CCl4溶液中释放0.5 mol Cl2,A错误;
B.放电时N为负极,失去电子,Ti元素价态升高,电极反应为Na3Ti2(PO4)3-2e-=NaTi2(PO4)3+2Na+,B正确;
C.充电时,N极为阴极,电极反应为NaTi2(PO4)3+2Na++2e-=Na3Ti2(PO4)3,每转移1mol电子,N极理论质量增加23g,C错误;
D.充电过程中,阳极2Cl--2e-=Cl2↑,消耗Cl-,NaCl溶液浓度减小,D错误;
故选B。
14.C
【详解】A.由题图可知,在b极上NO转化为N2,发生得电子的还原反应,故b极为正极,a极为负极,A项错误;
B.b极的电极反应式为2NO+12H++10e-=N2↑+6H2O,B项错误;
C.原电池中阴离子向负极移动,故C项正确;
D.左室消耗苯酚的电极反应式为C6H5OH-28e-+11H2O=6CO2↑+28H+,9.4 g苯酚的物质的量为0.1 mol,故用电器应流过2.8 mol电子,D项错误。
故选C。
【点睛】对于原电池,不管是一般的原电池、干电池还是燃料电池,都是将化学能转化为电能的装置。负极,失电子,发生氧化反应;正极,得电子,发生还原反应。电子由负极沿导线流入正极,电流由正极沿导线流入负极;阳离子向正极移动,阴离子向负极移动。这些模式是相同的,所以只要我们记住了一般原电池中电极发生的变化、电子流动及离子迁移方向,就可类推其它类型的原电池。
15.B
【详解】A.根据,可知,的键能为,A正确;
B.反应速率较快的一步应该是活化能较低的一步,由图可知,反应速率较快的一步的热化学方程式为:,B错误;
C.由图可知,链增长中碳上的氢原子可能失去,故链增长过程中可能产生,,,C正确;
D.链终止反应的过程中,两个结合在一起可以形成乙烷,D正确;
故选B。
16.(1)隔热保温
(2)NaOH(aq)+H2SO4(aq)=Na2SO4(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1
(3) 4.0 -53.5 kJ·mol-1 b
【分析】测定中和热,关键是做好保温工作。中和热是强酸与强碱在稀溶液中反应产生1 mol H2O时放出的热量。为使NaOH溶液中的OH-完全反应,使用的H2SO4溶液要适当过量,根据OH-的物质的量计算反应产生的H2O的物质的量,进而计算中和热。在进行实验时,为减少实验的偶然性,使测定值更接近真实值,要进行多次平行实验,分析实验数据,去除无效实验数据,利用有效实验,根据测定的反应前后平均温度差,结合Q=c·m·△t计算反应过程释放的热量,再根据△H=-计算中和热。
【详解】(1)装置中碎泡沫塑料的作用是隔热保温,减少实验过程中的热量损失;
(2)根据已知信息:生成1 mol H2O(l)时的反应热为-57.3 kJ·mol-1,则硫酸与NaOH发生反应产生Na2SO4溶液和1 mol水,放出热量是-57.3 kJ,该反应的热化学方程式为:NaOH(aq)+H2SO4(aq)=Na2SO4(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1;
(3)①进行的四个实验反应前后的温度差分别是:4.0℃、6.1℃、3.9℃、4.1℃,可见第2次实验误差太大,应该舍去,三次有效实验平均温度差是△t =℃=4.0℃;
②混合溶液质量m=50 g+30g=80 g,反应放出热量Q=c·m·△t=4.18 J·(g·℃)-1.×10-3 kJ/J×80 g×4.0℃=1.3376 kJ,50 mL0.50 mol/LNaOH溶液中含有OH-的物质的量n(OH-)=n(NaOH)=0.50 mol/L×0.05 L=0.025 mol,30 mL0.50 mol/LH2SO4溶液中含有H+的物质的量n(H+)=2×0.50 mol/L×0.03 L=0.03 mol,n(H+)>n(OH-),则说明酸过量,中和反应产生H2O的物质的量以不足量的NaOH为标准计算,则中和热△H=-=-53.5 kJ/mol;
③上述实验数值结果与-57.3 kJ·mol-1有偏差,反应热比理论值偏大,说明反应过程中放出热量偏少。
a.实验装置保温、隔热效果差,导致热量损失,因而会使中和热测定值偏大,a不符合题意;
b.若量取NaOH溶液的体积时仰视读数,则NaOH溶液体积偏大,NaOH的物质的量就会偏多,依次为标准计算的反应放出热量偏多,导致中和热偏小,b符合题意;
c.分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中,使实验过程热量损失偏多,溶液温度差减小,反应放出热量偏小,因而会导致中和热偏大,c不符合题意;
d.若用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定H2SO4溶液的温度,导致因在温度计上的部分碱与H2SO4溶液反应,使硫酸溶液起始温度偏高,则反应前后温度差减小,以次为标准计算的反应放出的热量偏小,因而会导致中和热偏大,d不符合题意;
故合理选项是b。
17.(1) 803
(2)
(3)50KJ·g-1
(4) 太阳能转化为化学能 1
【详解】(1)根据反应热等于正反应活化能-逆反应的活化能分析,该反应热为。根据反应热=反应物的键能总和-生成物的键能总和计算,有 ,解x=803。
(2)根据盖斯定律分析,① ,② ,有①×2-②得 -53.7×2-23.4=-130.8。
(3)表示阿伏加德罗常数的值,在(g)完全燃烧生成和液态水的反应中,每有5个电子转移时,说明有0.5mol乙炔反应,放出650kJ的热量,则1mol乙炔完全燃烧放出的热量为1300kJ,则的热值为 。
(4)①工艺过程中的能量转化形式为太阳能变化学能。
②已知“重整系统”发生的反应中,根据反应中的质量守恒分析,则x:y=6:8,则(y<8)的化学式为,反应方程式为,反应中转移4个电子,故“热分解系统”中每转移2mol电子,需消耗1mol。
18. FeO42-+3e-+4H2O=Fe(OH)3+5OH- 右 左 放电时间长且电压稳定 N2+6e-+8H+=2NH4+ NH4Cl 从b到a CO-2e-+O2-=CO2
【分析】(1)①根据电池装置可知C为正极,Zn为负极,高铁酸钾具有较强的氧化性,正极上高铁酸钾发生还原反应生成Fe(OH)3;
②盐桥可以起到平衡电荷的作用,阴离子向负极移动,阳离子向正极移动;
③由图可知高铁电池的优点:使用时间长,工作时电压稳定;
(2)由图可知电池中氢气失去电子,在负极发生氧化反应,氮气得到电子在正极发生还原反应,氨气与HCl反应生成NH4Cl;
(3)电解质溶液中阳离子向正极移动,阴离子向负极移动,电子由负极流向正极;该装置属于燃料电池即原电池的装置,CO为燃料,在负极通入,失电子发生氧化反应,空气中的氧气在正极通入,得到电子发生还原反应。
【详解】(1)①根据电池装置可知C为正极,Zn为负极,高铁酸钾具有较强的氧化性,正极上高铁酸钾发生还原反应生成Fe(OH)3,电极反应为:FeO42-+3e-+4H2O=Fe(OH)3+5OH-;
②盐桥中阴离子向负极移动,阳离子向正极移动,因此氯离子向右侧移动,K+向左侧移动;若用阳离子交换膜代替盐桥,则K+向左侧移动;
③由图可知高铁电池的优点:使用时间长,工作时电压稳定;
(2)由图可知,该装置的总反应是合成氨的反应,氢气失去电子,在负极发生氧化反应,氮气得到电子,在正极发生还原反应,那么正极的电极反应为:N2+6e-+8H+=2NH4+,氨气与HCl反应生成NH4Cl,因此电解质是NH4Cl;
(3)电解质溶液中阳离子向正极移动,阴离子向负极移动,电子由负极流向正极,因此O2 由电极b向电极a移动电子由电极a通过传感器流向电极b;该装置中CO为燃料,在负极(即a极)通入,失电子发生氧化反应,电极反应为:。
19.(1)-415.5
(2) -117kJ·mol-1 4 (aq)=3 (aq)+Cl-(aq) ΔH=-138kJ·mol-1
(3) 2CuCl2(s)+O2(g)=2CuO(s)+2Cl2(g) ΔH=+125.4kJ·mol-1 溶液由红色变为无色(或溶液红色变浅)
【详解】(1)已知:①Cl2(g)+2NaOH(aq)=NaCl(aq)+NaClO(aq)+H2O(l) ΔH1=-101.1kJ·mol-1
②3NaClO(aq)=NaClO3(aq)+2NaCl(aq) ΔH2=-112.2kJ·mol-1,根据盖斯定律,由①×3+②可得3Cl2(g)+6NaOH(aq)=5NaCl(aq)+NaClO3(aq)+3H2O(l) ΔH=3ΔH1+ΔH2=(-101.1kJ·mol-1)×3+(-112.2kJ·mol-1)=-415.5kJ·mol-1;
(2)①物质具有的能量越高,其稳定性越弱,故最不稳定的离子是;
②ΔH=生成物的总能量-反应物的总能量,则反应3ClO-(aq)= (aq)+2Cl-(aq)的ΔH=63kJ·mol-1-3×60kJ·mol-1=-117kJ·mol-1;
③由生成和Cl-的反应为4 (aq)=3 (aq)+Cl-(aq),该反应的ΔH=3×
38kJ·mol-1-4×63kJ·mol-1=-138kJ·mol-1;
(3)①由图可知,过程Ⅱ(氧化)发生的反应为2CuCl2(s)+O2(g)=2CuO(s)+2Cl2(g),将题给O2氧化HCl的热化学方程式编号为ⅰ,将过程Ⅰ反应的热化学方程式编号为ⅱ,根据盖斯定律,由ⅰ-ⅱ×2可得2CuCl2(s)+O2(g)=2CuO(s)+2Cl2(g) ΔH=(-115.4kJ·mol-1)-
(-120.4kJ·mol-1)×2=+125.4kJ·mol-1。
②过程Ⅰ流出的气体通过稀NaOH溶液(含少量酚酞)进行检测,氯化初期主要为不含HCl的气体,氯化结束时HCl被氢氧化钠中和,则判断氯化结束时溶液的现象为溶液由红色变为无色(或溶液红色变浅)。
答案第1页,共2页
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