2017屆 人教版 化學(xué)反應(yīng)與能量 單元測試
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1、單元檢測卷 【單元檢測卷】 專題四 化學(xué)反應(yīng)與能量變化 注意事項: 1. 本試卷分第Ⅰ卷(選擇題)和第Ⅱ卷(非選擇題)兩部分。滿分120分,考試時間100分鐘。 2. 答題前,請考生務(wù)必將自己的學(xué)校、班級、姓名填寫在密封線內(nèi)。 第Ⅰ卷(選擇題 共40分) 不定項選擇題(本題包括10小題,每小題4分。每小題有一個或兩個選項符合題意) 1. 下列說法正確的是( ) A. 鋼鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕時負(fù)極的電極反應(yīng)式:Fe-3e- Fe3+ B. 鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕時正極的電極反應(yīng)式:O2+4e-+2H2O4OH- C. 用石墨作電極電解氯化鎂溶液:2Cl-+2H2OC
2、l2↑+H2↑+2OH- D. 表示H2燃燒熱的熱化學(xué)方程式:H2(g)+O2(g)H2O(g) ΔH=-285.8kJ·mol-1 2. 下列關(guān)于原電池的敘述正確的是( ) A. 原電池是化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置 B. 構(gòu)成原電池的正極和負(fù)極必須是兩種活潑性不同的金屬 C. 在原電池中,電子流出的一極是負(fù)極,該電極被還原 D. 原電池放電時,電流的方向是從負(fù)極到正極 3. (2015·南京、鹽城一模)已知: 下列關(guān)于上述反應(yīng)焓變的判斷正確的是( ) A. ΔH1>0,ΔH2>0 B. ΔH3>0,ΔH4>0 C. ΔH2=ΔH4+ΔH
3、5 D. ΔH3=ΔH1-2ΔH2 4. 有關(guān)下列電化學(xué)裝置的說法正確的是 ( ) 圖1 圖2 圖3 圖4 A. 圖1是原電池裝置,可以實現(xiàn)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能 B. 圖2電解一段時間后,加入適量CuCO3固體,可以使硫酸銅溶液恢復(fù)到原濃度 C. 圖3中的X極若為負(fù)極,則該裝置可實現(xiàn)粗銅的精煉 D. 圖4中若M是海水,該裝置是通過“犧牲陽極的陰極保護(hù)法”使鐵不被腐蝕 5. 下列有關(guān)電化學(xué)的說法正確的是( ) A.
4、 銅的金屬活潑性比鐵弱,可在海輪外殼上鑲?cè)肴舾摄~塊以減緩鐵腐蝕 B. 原電池中,一定由活潑性強(qiáng)的金屬作負(fù)極,發(fā)生氧化反應(yīng) C. 原電池放電時的負(fù)極和電解池充電時的陰極均發(fā)生氧化反應(yīng) D. 可充電電池充電時,負(fù)極與電源負(fù)極相連,正極與電源正極相連 6. (2015·安陽月考)某興趣小組以廢棄的易拉罐、漂白粉、氫氧化鈉等為原料制造了一種新型環(huán)保電池,并進(jìn)行相關(guān)實驗,如右圖所示。電池的總反應(yīng)式為2Al+3ClO-+2OH-3Cl-+2Al+H2O。下列說法正確的是( ) A. 電池的負(fù)極反應(yīng)式為ClO-+H2O+2e-Cl-+2OH- B. 當(dāng)有0.1 mol Al完全溶解
5、時,流經(jīng)電解液的電子數(shù)為1.806×1023 C. 往濾紙上滴加酚酞試液,b極附近顏色變紅 D. b極附近會生成藍(lán)色固體 7. (2015·河北質(zhì)檢)“雙吸劑”是一種吸收水和氧氣的脫氧食品保鮮劑,主要成分為鐵粉、堿性粒子(生石灰)、無機(jī)鹽(氯化鈉)、活性炭等。下列有關(guān)分析正確的是( ) A. “雙吸劑”中的無機(jī)鹽和生石灰都有吸水作用 B. “雙吸劑”吸收水時,發(fā)生了原電池反應(yīng) C. 吸收氧氣的過程中,鐵粉作原電池的正極 D. 活性炭上發(fā)生的反應(yīng)為O2+4e-+2H2O4OH- 8. (2015·洛陽二模)下列依據(jù)熱化學(xué)方程式得出的結(jié)論正確的是( ) A.
6、已知2H2(g)+O2(g)2H2O(g) ΔH=-483.6 kJ·mol-1,則氫氣的燃燒熱為241.8 kJ·mol-1 B. 已知NaOH(aq)+HCl(aq)NaCl(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1,則含40.0 g NaOH的稀溶液與稀醋酸完全中和,放出熱量小于57.3 kJ C. 已知2C(s)+2O2(g)2CO2(g) ΔH=a,2C(s)+O2(g)2CO(g) ΔH=b,則a>b D. 已知C(石墨,s)C(金剛石,s) ΔH>0,則石墨比金剛石穩(wěn)定 9. (2015·天一聯(lián)考)甲醇(CH3OH)是一種有毒物質(zhì),檢測甲醇含量的測
7、試儀工作原理示意圖如右圖。下列說法正確的是( ) A. 該裝置為電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置 B. a電極發(fā)生的電極反應(yīng)為CH3OH-6e-+H2OCO2↑+6H+ C. 當(dāng)電路中有1 mol e-轉(zhuǎn)移時,正極區(qū)n(H+)增加1 mol D. 將酸性電解質(zhì)溶液改為堿性電解質(zhì)溶液,該測試儀不可能產(chǎn)生電流 10. (2015·南昌二模改編)乙烯催化氧化成乙醛可設(shè)計成如右圖所示的燃料電池,能在制備乙醛的同時獲得電能,其總反應(yīng)式為2CH2CH2+O22CH3CHO。下列有關(guān)說法正確的是( ) A. 每有0.1 mol O2反應(yīng),則遷移H+0.4 mol B. 負(fù)極反應(yīng)式為C
8、H2CH2-2e-+H2OCH3CHO+2H+ C. 電子移動方向:電極a→磷酸溶液→電極b D. 該電池為可充電電池 第Ⅱ卷(非選擇題 共80分) 11. (20分)(2015·全國高考改編)化學(xué)反應(yīng)中一定伴隨著能量的變化,化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱可以通過兩個途徑獲得。 (一) 實驗方法測定反應(yīng)熱——中和熱測定 (1) 實驗桌上備有燒杯(大、小兩個燒杯)、泡沫塑料、泡沫塑料板、膠頭滴管、環(huán)形玻璃棒、0.5 mol· L-1 鹽酸、0.55 mol· L-1NaOH溶液,尚缺少的玻璃儀器是 、 。 (2) 他們記錄的實驗數(shù)據(jù)如下: 實驗用品 溶液溫度 中和
9、熱ΔH T1/℃ T2/℃ ① 50mL 0.55 mol·L-1NaOH 50mL 0.5 mol·L-1HCl 20 23.3 ② 50mL 0.55 mol·L-1NaOH 50mL 0.5 mol·L-1HCl 20 23.5 已知:Q=c·m·(T2 -T1),反應(yīng)后溶液的比熱容c為4.18 kJ·kg-1·℃-1,各物質(zhì)的密度均為1 g·cm-3。 計算ΔH= 。 (3) 若向三份等體積、等物質(zhì)的量濃度的NaOH溶液中分別加入稀醋酸、濃硫酸、稀硝酸至恰好完全反應(yīng),并將上述過程中放出的熱量分別記為Q1、Q2、Q3。則三者的大小關(guān)
10、系是 。 (4) 某研究小組將V1 mL 1.0 mol·L-1稀鹽酸和V2 mL未知濃度的NaOH溶液混合均勻后測量并記錄溶液溫度,實驗結(jié)果如右圖所示(實驗中始終保持V1+V2=50 mL)。 研究小組做該實驗時環(huán)境溫度 (填“高于”、“低于”或“等于”)22 ℃,此反應(yīng)所用NaOH溶液的物質(zhì)的量濃度應(yīng)為 mol·L-1。 (二) 通過化學(xué)計算間接獲得 (5) 已知反應(yīng)2HI(g)H2(g)+I2(g)的ΔH=+11 kJ·mol-1,1 mol H2(g)、1 mol I2(g)分子中化學(xué)鍵斷裂時分別需要吸收436 kJ、151 kJ的能量,則1 mol
11、 HI(g)分子中化學(xué)鍵斷裂時需吸收的能量為 kJ。 (6) FeCO3在空氣中加熱反應(yīng)可制得鐵系氧化物材料。 已知25℃、101kPa時: 4Fe(s)+3O2(g)2Fe2O3(s) ΔH=-1 648 kJ·mol-1 C(s)+O2(g)CO2(g) ΔH=-393 kJ·mol-1 2Fe(s)+2C(s)+3O2(g)2FeCO3(s) ΔH=-1 480 kJ·mol-1 FeCO3在空氣中加熱反應(yīng)生成Fe2O3的熱化學(xué)方程式是 。 (7) 已知:2H2(g)+O2(g)2H2O (l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1 H2(g)+O2(g)H2O(
12、g) ΔH=-241.8 kJ·mol-1 根據(jù)上述反應(yīng)確定H2的燃燒熱為 kJ·mol-1。 (8) 已知:H2(g)、CO(g)和CH3CH2OH(l)的燃燒熱分別為285.8 kJ·mol-1、283.0 kJ·mol-1和1 365.5 kJ·mol-1。反應(yīng) 2CO(g)+4H2(g)CH3CH2OH(l)+H2O(l) 的ΔH= 。 12. (20分)甲醇是一種重要的化工原料,又是一種可再生能源,具有開發(fā)和應(yīng)用的廣闊前景。 (1) 已知:CH3OH(g)HCHO(g)+H2(g) ΔH=+84 kJ·mol-1 2H2(g)+O2(g)2
13、H2O(g) ΔH=-484 kJ·mol-1 ①工業(yè)上常以甲醇為原料制取甲醛,請寫出CH3OH(g)與O2(g)反應(yīng)生成HCHO(g)和H2O(g)的熱化學(xué)方程式: 。 ②在上述制備甲醛時,常向反應(yīng)器中通入適當(dāng)過量的氧氣,其目的是 。 (2) 工業(yè)上可用如下方法合成甲醇,化學(xué)方程式為CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),已知某些化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù)如下表: 化學(xué)鍵 C—C C—H H—H C—O C≡O(shè) O—H 鍵能/ kJ·mol-1 348 413 436
14、 358 x 463 請回答下列問題: ①該反應(yīng)的ΔS (填“>”或“<”)0。右圖中曲線a到曲線b的措施是 。 ②已知CO中的C與O之間為三鍵,其鍵能為x kJ·mol-1,則x= 。 (3) 由甲醇、氧氣和NaOH溶液構(gòu)成的新型手機(jī)電池,可使手機(jī)連續(xù)使用一個月才充一次電。 ①該電池負(fù)極的電極反應(yīng)式為 。 ②若以該電池為電源,用石墨作電極電解200 mL含有如下離子的溶液。 離子 Cu2+ H+ Cl- S c/mol·L-1 0.5 2 2 0.5 電解一段時間后,當(dāng)兩極收集到相同體
15、積(相同條件下)的氣體時(忽略溶液體積的變化及電極產(chǎn)物可能存在的溶解現(xiàn)象)陽極上收集到氧氣的質(zhì)量為 。 (4) 電解水蒸氣和CO2產(chǎn)生合成氣(H2+CO)。較高溫度下(700~1 000 ℃),在SOEC兩側(cè)電極上施加一定的直流電壓,H2O和CO2在氫電極發(fā)生還原反應(yīng)產(chǎn)生O2-,O2-穿過致密的固體氧化物電解質(zhì)層到達(dá)氧電極,在氧電極發(fā)生氧化反應(yīng)得到純O2。由右圖可知A為直流電源的 (填“正極”或“負(fù)極”),請寫出以H2O為原料生成H2的電極反應(yīng)式: 。 13. (20分)污染物的有效去除和資源的充分利用是化學(xué)造福人類的重要研究課題。某化學(xué)研究小組利用
16、軟錳礦(主要成分為MnO2,另含有少量鐵、鋁、銅、鎳等金屬化合物)作脫硫劑,通過如下簡化流程既脫除燃煤尾氣中的SO2,又制得電池材料MnO2(反應(yīng)條件已略去)。 請回答下列問題: (1) 上述脫硫過程實現(xiàn)了 (填字母)。 A. 廢棄物的綜合利用 B. 白色污染的減少 C. 酸雨的減少 (2) 已知:25℃、101 kPa時, Mn(s)+O2(g)MnO2(s) ΔH=-520 kJ·mol-1 S(s)+O2(g)SO2(g) ΔH=-297 kJ·mol-1 Mn(s)+S(s)+2O2(g)MnSO4(s) ΔH=-1 065 kJ·mo
17、l-1 SO2與MnO2反應(yīng)生成無水MnSO4的熱化學(xué)方程式是 。 (3) 用惰性電極電解硫酸酸化的硫酸錳溶液制備MnO2的裝置如下圖所示。 ①a應(yīng)與直流電源的 (填“正”或“負(fù)”)極相連。 ②電解過程中氫離子的作用是 和 ?。蝗艮D(zhuǎn)移的電子數(shù)為6.02×1023,左室溶液中n(H+)的變化量為 。 (4) ①MnO2是堿性鋅錳電池的正極材料。堿性鋅錳電池放電時,正極的電極反應(yīng)式是 。 ②據(jù)報道,以硼氫化合物NaBH4(B元素的化合價為+3價)和H2O2作原料的燃料電池,負(fù)極材料采用
18、Pt/C,正極材料采用MnO2,可用作空軍通信衛(wèi)星,其工作原理如下圖所示。 則該電池放電時通入H2O2的一極為 極,電極反應(yīng)式為 ; 通入NaBH4的一極作 極,電極反應(yīng)式為 。 (5) H2O2是一種不穩(wěn)定易分解的物質(zhì)。下圖是H2O2在沒有催化劑時反應(yīng)進(jìn)程與能量變化圖,請在圖上畫出使用MnO2后的能量與進(jìn)程圖。 14. (20分)(2015·宜春模擬改編)鐵是當(dāng)代社會中用量最大的金屬之一。鐵及其化合物在生產(chǎn)和生活中有著廣泛的應(yīng)用。 (1) 已知:①Fe2O3(s)+3C(s)2Fe(s)+3CO(g) ΔH=+494
19、kJ·mol-1 ②CO(g)+O2(g)CO2(g) ΔH=-283 kJ·mol-1 ③C(s)+O2(g)CO(g) ΔH=-110 kJ·mol-1 則反應(yīng)Fe2O3(s)+3C(s)+O2(g)2Fe(s)+3CO2(g)的ΔH= kJ·mol-1。理論上反應(yīng) 放出的熱量足以供給反應(yīng) 所需要的熱量(填上述熱化學(xué)方程式序號)。 (2) 某課外小組用右圖所示裝置對電解原理進(jìn)行實驗探究。實驗過程中,兩極均有氣體產(chǎn)生,Y極區(qū)產(chǎn)生氧氣,同時Y極區(qū)溶液逐漸變成紫紅色;停止實驗,鐵電極明顯變細(xì),電解液仍然澄清。查閱資料發(fā)現(xiàn),高鐵酸根(Fe)在溶液中呈紫紅色。
20、 ①電解過程中,X極區(qū)溶液的pH (填“增大”、“減小”或“不變”)。 ②電解過程中,Y極發(fā)生的兩個電極反應(yīng)為 和 。 ③若在X極收集到672 mL氣體,在Y極收集到168 mL氣體(均已折算為標(biāo)準(zhǔn)狀況時氣體體積),則Y電極(鐵電極)質(zhì)量減少 g。 ④在堿性鋅電池中,用高鐵酸鉀作為正極材料,電池總反應(yīng)為2K2FeO4+3Zn Fe2O3+ZnO+2K2ZnO2,該電池正極的電極反應(yīng)式為 。 (3) 鐵的化合物也是制備高能鋰電池的重要原料。已知LiFePO4電池總反應(yīng)為FePO4+LiLiFePO4,電池中的固體電解質(zhì)
21、可傳導(dǎo)Li+,試寫出該電池充電時的陽極反應(yīng)式: 。常溫下以該電池為電源電解500 mL飽和食鹽水,當(dāng)消耗0.35 g Li時,溶液pH為 (忽略溶液的體積變化)。 【檢測卷答案】 專題四 化學(xué)反應(yīng)與能量變化 1. B 【解析】 A項,鋼鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕時負(fù)極的電極反應(yīng)式為Fe-2e-Fe2+,錯誤;B項,鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕的正極反應(yīng)式為O2+4e-+2H2O4OH-,正確;C項,用石墨作電極電解氯化鎂溶液,Mg2+會結(jié)合OH-生成沉淀,錯誤;D項,燃燒熱是指1mol可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物所釋放的能量,應(yīng)該是液態(tài)水,錯誤。 2.
22、A 【解析】 B項,構(gòu)成原電池的兩極材料可以是活潑性不同的金屬,也可以是一個金屬一個非金屬導(dǎo)體,還可以兩個都是非金屬導(dǎo)體,錯誤;C項,負(fù)極失去電子被氧化,錯誤;D項,電流從正極流向負(fù)極,錯誤。 3. D 【解析】 H2在O2中 的燃燒是放熱反應(yīng),ΔH1<0,H2與Cl2的反應(yīng)也是放熱反應(yīng),ΔH2<0,A錯誤;N2與H2合成氨的反應(yīng)是化合反應(yīng),反應(yīng)放熱,ΔH4<0,B錯誤;將五個反應(yīng)分別編號為1、2、3、4、5,將反應(yīng)4、5相加后得到的化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)都是反應(yīng)2中各物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)的三倍,故3ΔH2=ΔH4+ΔH5,C錯誤;將反應(yīng)1-反應(yīng)2×2可得反應(yīng)3,D正確。 4.
23、 B 【解析】 A項,構(gòu)成了原電池,銅作負(fù)極,電解液必須與銅不發(fā)生反應(yīng),一般選擇CuSO4溶液,錯誤;B項,電解CuSO4溶液,從溶液中析出的是Cu和O2,因而要使電解液復(fù)原,一般要加CuO,若加CuCO3固體,CO2逸出,相當(dāng)于加CuO,正確;C項,若要實現(xiàn)粗銅的精煉,必須要粗銅作陽極,純銅作陰極,因而X極必須是正極,錯誤;D項,這是外加電流的陰極保護(hù)法,錯誤。 5. D 【解析】 犧牲陽極的陰極保護(hù)法,應(yīng)該在海輪外殼上鑲嵌比鐵活潑的金屬才能減緩鐵的腐蝕,鑲嵌銅只能加快鐵的腐蝕,A錯誤;Mg-Al-NaOH原電池中,由鋁作負(fù)極,B錯誤;電解池的陰極發(fā)生還原反應(yīng),C錯誤;可充電電池,放電
24、時的負(fù)極充電時作陰極,D正確。 6. C 【解析】 負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng),Al在負(fù)極失電子,負(fù)極反應(yīng)式為Al+4OH--3e-Al+2H2O,故A錯誤;當(dāng)有0.1 mol Al完全溶解時,流經(jīng)外電路的電子個數(shù)約為1.806×1023,電子不能流經(jīng)電解液,故B錯誤;b與Al相連為陰極,陰極上氫離子放電,同時生成氫氧根離子,則酚酞變紅色,故C正確;陰極上電極Cu不參與反應(yīng),所以b極附近不會生成藍(lán)色固體,故D錯誤。 7. D 【解析】 構(gòu)成原電池時,無機(jī)鹽作電解質(zhì),無吸水作用,A錯誤;吸水時未發(fā)生原電池反應(yīng),B錯誤;吸收氧氣時發(fā)生原電池反應(yīng),鐵作負(fù)極,C錯誤;活性炭作正極,O2得電子生成OH
25、-,D正確。 8. BD 【解析】 該熱化學(xué)方程式中水是氣體,依據(jù)燃燒熱概念可知,氫氣的燃燒熱大于241.8 kJ·mol-1,故A錯誤;醋酸是弱酸,電離吸熱,NaOH的物質(zhì)的量為1 mol,與稀醋酸完全中和,放出的熱量小于57.3 kJ,故B正確;碳完全燃燒放出的熱量多,焓變?yōu)樨?fù)值,則a
26、 mol e-轉(zhuǎn)移時,正極區(qū)n(H+)減少1 mol,故C錯誤;將酸性電解質(zhì)溶液改為堿性電解質(zhì)溶液,該測試儀一樣是原電池,同樣可以產(chǎn)生電流,故D錯誤。 10. AB 【解析】 根據(jù)正極反應(yīng)式O2+4e-+4H+2H2O, 每有0.1 mol O2反應(yīng),則遷移H+0.4 mol,A正確;負(fù)極CH2CH2失電子生成CH3CHO,B正確;電子不可能從溶液中經(jīng)過,C錯誤;該電池不可充電,D錯誤。 11. (1) 量筒 溫度計 (2) -56.8 kJ·mol-1 (3) Q2>Q3>Q1 (4) 低于 1.5 (5) 299 (6) 4FeCO3(s)+O2(g)2Fe2O3(s
27、)+4CO2(g) ΔH=-260 kJ·mol-1 (7) 285.8 (8) -343.7 kJ·mol-1 【解析】 (1) 測定中和熱時需要用量筒測量溶液的體積,用溫度計測量溶液的溫度,所以缺少的玻璃儀器是量筒、溫度計。(2) 根據(jù)表中數(shù)據(jù)可得溫度改變的平均值為(23.3-20+23.5-20)℃÷2=3.4 ℃,Q=c·m·(T2 -T1)=4.18 kJ·℃-1·kg-1×0.1 kg×3.4℃=1.421 2 kJ,則ΔH=-1.421 2 kJ÷0.025 mol=-56.8 kJ·mol-1。(3) 醋酸電離要吸熱,濃硫酸稀釋要放熱,所以Q2>Q3>Q1。(4) 根據(jù)圖像
28、可知,5 mL稀鹽酸與45 mL NaOH溶液反應(yīng)后溶液溫度為22℃,因為酸堿中和反應(yīng)為放熱反應(yīng),所以實驗時環(huán)境溫度低于22 ℃。根據(jù)圖像可知30 mL HCl與20 mL NaOH溶液反應(yīng)后溶液的溫度最高,恰好完全反應(yīng),所以0.03 L×1 mol·L-1=0.02 L·c(NaOH),解得c(NaOH)=1.5 mol·L-1。(5) 反應(yīng)物鍵能之和-生成物鍵能之和=反應(yīng)熱,故E(H—I)×2-436 kJ·mol-1-151 kJ·mol-1=11 kJ·mol-1,E(H—I)=299 kJ·mol-1。(6) 將已知的三個熱化學(xué)方程式編號為①②③,根據(jù)蓋斯定律,①-③×2+②×4可得
29、4FeCO3(s)+O2(g)2Fe2O3(s)+4CO2(g),故ΔH=-1 648 kJ·mol-1-2×(-1 480 kJ·mol-1)+4×(-393 kJ·mol-1)=-260 kJ·mol-1。(7) 1 mol可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時的反應(yīng)熱為燃燒熱,所以H2的燃燒熱為×571.6 kJ·mol-1=285.8 kJ·mol-1。(8) ①CO(g)+O2(g)CO2(g) ΔH=-283.0 kJ·mol-1,②H2(g)+O2(g)H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·mol-1,③C2H5OH(l)+3O2(g)3H2O(l)+2CO2(g) ΔH=-1 36
30、5.5 kJ·mol-1,將化學(xué)方程式①×2+②×4-③得2CO(g)+4H2(g)CH3CH2OH(l)+H2O(l) ΔH=(-283.0 kJ·mol-1)×2+(-285.8 kJ·mol-1)×4-(-1 365.5 kJ·mol-1)=-343.7 kJ·mol-1。 12. (1) ①2CH3OH(g)+O2(g)2HCHO(g)+2H2O(g) ΔH=-316 kJ·mol-1 ②提高甲醇的轉(zhuǎn)化率,且氧氣與氫氣化合放熱,為制備甲醛提供能量 (2) ①< 加入催化劑?、? 097 (3) ①CH3OH-6e-+8OH-C+6H2O ②3.2 g (4) 負(fù)極 H2O
31、+2e-H2↑+O2- 【解析】 (1) ①第一個化學(xué)方程式×2+第二個化學(xué)方程式,即可得到目標(biāo)反應(yīng)。②兩種反應(yīng)物,一種稍過量,可以保證另一種充分反應(yīng),同時甲醇的催化氧化需要加熱,H2與O2化合放熱,提供反應(yīng)所需的能量。(2) ①該反應(yīng)氣體分子數(shù)減少,所以體系的混亂程度減小,因此該反應(yīng)的ΔS<0;圖中曲線a的活化能大,而曲線b的活化能小,所以曲線a到曲線b的措施是加入催化劑。②根據(jù)圖像,可以寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH= -91 kJ·mol-1,根據(jù)反應(yīng)的ΔH等于反應(yīng)物鍵能之和減去生成物鍵能之和,x+2×436-(3×413+358+463)=
32、 -91,解得x=1 097。(3) ①由甲醇、氧氣和NaOH溶液構(gòu)成的燃料電池,通入甲醇的一極發(fā)生氧化反應(yīng)生成碳酸根離子和水,作原電池的負(fù)極,電極反應(yīng)式為CH3OH-6e-+8OH-C+6H2O。②根據(jù)題意知,陽極電極反應(yīng)為2Cl--2e-Cl2↑、4OH--4e-2H2O+O2↑,陰極電極反應(yīng)為Cu2++2e-Cu、2H++2e-H2↑;設(shè)陽極生成氧氣的物質(zhì)的量為x mol,則陽極0.4 mol Cl-先失去0.4 mol e-生成0.2 mol Cl2,OH-再失去4x mol e-生成x mol O2,陰極0.1 mol Cu2+先得到0.2 mol e-,根據(jù)得失電子守恒,H+再得到
33、0.4+4x-0.2=(0.2+4x) mol e-,生成(0.1+2x) mol H2,陰、陽兩極產(chǎn)生氣體體積相同,則0.2+x=0.1+2x,解得x=0.1,陽極上收集到氧氣的物質(zhì)的量為0.1 mol,質(zhì)量為3.2 g。(4)根據(jù)O2-的移動方向可知氧電極是陽極,所以B是正極,A是負(fù)極;根據(jù)介質(zhì)環(huán)境,H2O得到電子生成H2,O以O(shè)2-形式存在。 13. (1) AC (2) MnO2(s)+SO2(g)MnSO4(s) ΔH=-248 kJ·mol-1 (3) ①正?、趨⑴c陰極反應(yīng) 通過交換膜定向移動形成電流 1 mol (4) ①MnO2+H2O+e-MnOOH+OH-
34、 ②正 H2O2+2e-2OH- 負(fù) B-8e-+8OH-B+6H2O (5) 【解析】 (1) 白色污染主要是塑料等難降解的物質(zhì)形成的,該流程不能減少白色污染。(2) 三個熱化學(xué)方程式依次編號為①②③,則根據(jù)蓋斯定律可知③-(①+②)即得到SO2與MnO2反應(yīng)生成無水MnSO4的熱化學(xué)方程式:MnO2(s)+SO2(g)MnSO4(s) ΔH=-248 kJ·mol-1。(3) ①根據(jù)裝置圖可知左室發(fā)生MnSO4→MnO2的反應(yīng),即發(fā)生氧化反應(yīng),故a應(yīng)與直流電源的正極相連。②電解過程中陰極為H+得電子發(fā)生還原反應(yīng),又交換膜只允許H+通過,故H+的作用為參與陰極反應(yīng)且通過交換膜定向移動
35、形成電流;若轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為6.02×1023即1 mol,根據(jù)電荷守恒氫離子物質(zhì)的量變化為1 mol。(4) ①原電池中負(fù)極失去電子,正極得到電子,因此堿性鋅錳電池放電時,正極是二氧化錳得到電子,則電極反應(yīng)式是MnO2+H2O+e-MnOOH+OH-。②H2O2在反應(yīng)中得電子,因而在正極反應(yīng),在堿性介質(zhì)中,H2O2得電子轉(zhuǎn)化成OH-;B中H顯-1價,反應(yīng)后轉(zhuǎn)化為+1價,因而在負(fù)極反應(yīng)中,一個H失2個電子,一共4個H,所以共失去8個電子,在堿性介質(zhì)中,B中的O由OH-提供,同時生成H2O。(5) 使用催化劑,可以降低反應(yīng)的活化能,加快反應(yīng)速率,但反應(yīng)熱不變,所以在原圖的基礎(chǔ)上降低曲線的高度,但起
36、點與終點不變。 14. (1) -355 ②③?、? (2) ①增大 ②Fe-6e-+8OH-Fe+4H2O 4OH--4e-2H2O+O2↑?、?.28 ④2Fe+6e-+5H2OFe2O3+10OH- (3) LiFePO4-e-FePO4+Li+ 13 【解析】 (1) 利用蓋斯定律將①+②×3得到Fe2O3(s)+3C(s)+O2(g)2Fe(s)+3CO2(g) ΔH=(+494 kJ·mol-1)+3×(-283 kJ·mol-1)=-355 kJ·mol-1;因①為吸熱反應(yīng),②③為放熱反應(yīng),則②③反應(yīng)放出的熱量可供給①反應(yīng)。(2) ①X電極與電源的負(fù)極相連,作
37、陰極,溶液中的氫離子放電,因此電解過程中,X極區(qū)溶液的pH增大。②Y電極是鐵,與電源的正極相連,鐵失去電子,另外溶液中的氫氧根也失去電子,所以電解過程中,Y極發(fā)生的兩個電極反應(yīng)分別為Fe-6e-+8OH- Fe+4H2O和4OH--4e- 2H2O+O2↑。③X電極生成氫氣,物質(zhì)的量是0.672 L÷22.4 L·mol-1=0.03 mol,轉(zhuǎn)移0.06 mol電子,Y電極生成的是氧氣,物質(zhì)的量是0.168 L÷22.4 L·mol-1=0.007 5 mol,轉(zhuǎn)移0.007 5 mol×4=0.03 mol電子,則根據(jù)得失電子守恒可知鐵失去電子的物質(zhì)的量是0.03 mol,由Fe-6e-+8OH- Fe+4H2O可知消耗鐵的質(zhì)量是×56 g·mol-1=0.28 g。④原電池中,負(fù)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng),正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng),根據(jù)總反應(yīng)式2K2FeO4+3ZnFe2O3+ZnO+2K2ZnO2可知正極是高鐵酸鉀,則該電池正極的電極反應(yīng)式為2Fe+6e-+5H2OFe2O3+10OH-。(3) n(Li)=0.05 mol,則轉(zhuǎn)移的電子為0.05 mol,H+~e- ~OH-,可以計算出溶液中生成的OH-為0.05 mol,c(OH-)=0.1 mol·L-1,所以pH=13。
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