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专题1《化学反应与能量变化》基础练习
一、单选题
1.氯气-铝电池是一种新型的燃料电池,若电解质溶液为溶液,则下列说法中不正确的是
A.通入氯气的电极是正极
B.电池工作时,电子从电极流出
C.负极反应为
D.该电池总反应为
2.下列推论正确的是
A.2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH=-221kJ·mol-1,则碳的燃烧热等于110.5kJ·mol-1
B.C(石墨,s)=C(金刚石,s) ΔH=+1.9kJ·mol-1,则由石墨制取金刚石的反应是吸热反应,金刚石比石墨稳定
C.OH-(aq)+H+(aq)=H2O(l) ΔH=-57.4kJ·mol-1,则含20gNaOH的稀溶液与稀硫酸完全反应,放出的热量为28.7kJ
D.S(g)+O2(g)=SO2(g) ΔH1;S(s)+O2=SO2(g) ΔH2,则ΔH1>ΔH2
3.某学生用如图装置研究原电池原理,下列说法正确的是
A.(1)中不能形成电流,因为没有化学反应发生
B.(2)中Zn是负极,电子由Zn经电流表流向铜,再从溶液中流回Zn极
C.反应一段时间后,(2)和(3)中铜片的质量均增加
D.(3)中Cu电极反应式为:Cu2++2e-=Cu,向负极迁移
4.可用惰性电极通过电解法制备KMnO4,下列说法正确的是
A.图中离子交换膜为阴离子交换膜
B.X极的电极反应为MnO—e—=MnO
C.Y极区可以产生O2和较浓的KOH溶液
D.电解一段时间后阴极区溶液的pH减小
5.下列离子方程式不正确的是
A.用惰性电极电解溶液:
B.实验室用石灰石和稀盐酸制取:
C.向溶液中通一定量的氯气:
D.溶液中滴入少量NaOH溶液:
6.羟基自由基是自然界中氧化性仅次于氟的氧化剂。我国科学家设计了一种能将苯酚氧化为的原电池-电解池组合装置(如图),该装置能实现发电、环保二位一体。下列说法正确的是
A.装置工作时,b为阳极,电极反应为
B.a极每单个参与反应,通过质子交换膜的数理论上有个
C.d电极附近增大
D.右侧装置中,每转移电子,c极产生气体(折算成标准状况)
7.建立清洁低碳、安全高效的能源体系,消除目前燃料燃烧时产生的环境污染,同时缓解能源危机,有关专家提出了利用太阳能制取氢能的构想(如图)。下列说法不正确的是
A.电能属于一次能源
B.氢能是一种燃烧无害、十分清洁的能源
C.太阳能能量巨大,取之不尽,用之不竭
D.氢能的广泛使用还有待各位同学不懈努力,加强技术研发。
8.下列变化对应的离子(或化学)方程式正确的是
A.苯酚钠溶液中通入,出现白色浑浊:
B.用氯化铁溶液腐蚀铜印刷电路板:
C.以铁作电极电解NaCl溶液:
D.实验室制取乙酸乙酯:
9.如图所示是298K时,A2与B2反应过程中能量变化的曲线图,下列叙述正确的是
A.每生成2molAB吸收bkJ热量
B.加入催化剂,反应的活化能和反应热都改变
C.断裂1molA-A和1molB-B键,放出akJ能量
D.该反应的热化学方程式为A2(g)+B2(g)=2AB(g) ∆H=+(a-b)kJ•mol-1
10.风力发电是崇明东滩湿地旅游区的一道独特景观,下列有关风力发电的叙述不正确的是
A.可节约大量煤、天然气、石油等燃料 B.有效减少二氧化碳,控制温室效应
C.风能是一种清洁的环保型能源 D.风力发电是化学能转变为电能
11.利用CH4燃料电池电解制备Ca(H2PO4)2,装置如图所示。下列说法不正确的是
A.a极反应:
B.A、C膜均为阳离子交换膜,B膜为阴离子交换膜
C.该装置工作时还可得到产物NaOH、、
D.a极上通入2.24L甲烷(标准状况),阳极室减少0.8mol
12.已知:2Fe3+++H2O2Fe2+++2H+,如图所示是一套电化学实验装置,图中C、D 均为铂电极,U 为盐桥,G 是灵敏电流计,其指针总是偏向电源负极。A 杯中为FeCl3溶液,B 杯中为Na2SO3溶液。以下关于该装置的说法错误的是( )
A.G 的指针指向 D 极 B.U 中阳离子向 A 杯移动
C.电流的方向由 C 极到 D 极 D.一段时间后,B 中溶液 pH 增大
13.下列解释事实的化学用语正确的是
A.甲烷的燃烧热为:
B.溶液显碱性:
C.中和反应的反应热为:
D.用除去废水中的:
二、填空题
14.某混合物浆液含有Al(OH)3、MnO2和少量Na2CrO4。考虑到胶体的吸附作用使Na2CrO4不易完全被水浸出,某研究小组利用设计的电解分离装置(如图所示),使浆液分离成固体混合物和含铬元素溶液,并回收利用。
用惰性电极电解时,CrO42-能从浆液中分离出来的原因是 ,分离后含铬元素的粒子是 ,阴极室生成的物质为 (写化学式)。
15.煤的综合利用是合理利用资源,实现“绿色发展”的重要途径。图是某煤化工产业链的一部分
(1)已知:
a. C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-393.5kJ·mol-1
b. 2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH=-484.0 kJ·mol-1
c. CO(g)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-283.0 kJ·mol-1
①计算反应a消耗24 g C(s)时,反应放出的热量为 kJ。
②为加快水煤气(CO和H2混合气)的生产速率可采取措施有 。
A.将煤炭粉碎 B.降低温度 C. 增大反应容器体积 D.使用催化剂
③根据已知,写出 C(s)与H2O(g)反应制备水煤气的热化学方程式是 。
(2)煤气化后得到气体中的氢气是一种新型的绿色能源,根据如图,写出表示氢气燃烧热的热化学方程式为
(3)工业合成氨用途广泛,其能量变化如图所示,根据图示,写出合成N2(g)和H2(g)合成液态氨的热化学方程式 。
16.已知: ;
。
试回答下列问题。
(1)的燃烧热为 ,的燃烧热为 。
(2)和组成的混合气体完全燃烧生成和时放出的热量为 。
(3)和的混合气体完全燃烧生成和时放出热量,则在混合气体中和的物质的量之比是 。
17.按要求填空
(1)在25℃,101 kPa下,氢气在1.00mol氧气中完全燃烧,生成2.00mol液态水,放出571.6kJ的热量,表示氢气燃烧热的热化学方程式为 。
(2)某反应A(g)+B(g)= C(g)+D(g)过程中的能量变化如图所示,回答问题。
①该反应是 (填“吸热”或“放热”)反应,反应的ΔH= kJ· mol-1(用含E1、E2的代数式表示)。
②该反应过程中,断裂旧化学键吸收的总能量 (填“>”“ <”或“=”)形成新化学键释放的总能量
(3)由金红石(TiO2)制取单质Ti的步骤为:
已知:Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
①的 。
②若已知2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH1=-Q1
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH2=-Q2
则Q1 Q2(填“>”、“<”或“=”)。
18.热化学方程式书写
(1)1克甲醇燃烧生成二氧化碳和液态水时放热22.68kJ;
(2)已知下列热化学方程式:
①H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH1=-285.8 kJ·mol-1 ②H2(g)=H2(l) ΔH2=-0.92 kJ·mol-1
③O2(g)=O2(l) ΔH3=-6.84 kJ·mol-1 ④H2O(l)=H2O(g) ΔH4=+44.0 kJ·mol-1
则反应H2(l)+O2(l)=H2O(g)的反应热ΔH为
19.氯化钠是日常生活必需品和重要的化工原料。
(1)请写出氯化钠的电子式 。
(2)氯碱工业是以电解饱和食盐水为基础,生产一系列含氯、含钠化工产品的工业,请写出相关的化学方程 。
(3)电解饱和食盐水装置中,产生氯气的电极为___________。
A.正极 B.负极 C.阴极 D.阳极
(4)如何检验该极产生氯气 。
(5)下列物质属于电解质,熔融状态下不能导电的是___________。
A. B. C. D.Cu
(6)该方法制得的烧碱中可能混有少量,请写出检验是否混有的买验方法 。
(7)生活中常用漂白粉对衣物进行漂白,已知漂白效果优于漂白粉,下列物质对提高漂白粉的漂白作用无明显效果的是___________。
A.食盐 B.和水蒸气 C.稀盐酸 D.食醋
(8)用玻璃棒蘸取饱和氯水滴在pH试纸中部,观察到的现象如图所示:
使pH试纸变红的物质X是 (填化学式),使pH试纸变白的物质Y是 (填化学式)。通过pH试纸颜色变化情况说出X、Y两种物质某项性质的差异 (任写一条)。
20.回答下列问题
(1)用NaOH溶液吸收烟气中的SO2,将所得的Na2SO3溶液进行电解,可循环再生NaOH,同时得到更多H2SO4,其原理如图所示(电板材料为石墨)。
①图中a板要连接电源的 (填“正”或“负”)板,上图中硫酸的质量分数比较a% b%(填“>”“﹤”或“=”)。
②在b极上的电极反应式为 。
(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,电池装置如下图所示。该电池在正极生成的电极反应式为 ,A物质是 。
(3)某公司开发了一种以甲醇为原料,以KOH为电解质的用于手机的可充电的高效燃料电池,充一次电可连续使用一个月。其中B电极的电极材料为碳,如下图是一个电化学过程的示意图。请填空:
①充电时,原电池的负极与电源 极相连,B极的电极反应式为 。
②放电时,负极的电极反应式为 。
③在此过程中若完全反应,乙池中A极的质量增加648g,则甲池中理论上消耗O2 L(标准状况下)。
21.铅蓄电池在日常生活中应用广泛。回答下列问题:
(1)铅蓄电池放电时的工作原理为Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O,现用如图装置进行电解(电解液足量),测得当铅蓄电池中转移0.4 mol电子时铁电极的质量减少11.2 g。请回答下列问题:
①A是铅蓄电池的 极。
②Ag电极的电极反应式是 ,该电极的电极产物共 g。
③Cu电极的电极反应式是 ,CuSO4溶液的浓度 (填“减小”“增大”或“不变”)。
(2)铅蓄电池的PbO2可由PbO与次氯酸钠溶液反应制得,反应的离子方程式为 ;
PbO2也可以石墨为电极,Pb(NO3)2和Cu(NO3)2的混合溶液为电解液制取。阳极发生的电极反应式为 ,阴极上观察到的现象是 ;若电解液中不加入Cu(NO3)2,阴极发生的电极反应式为 ,这样做的主要缺点是 。
(3)将Na2S溶液加入如图所示的电解池的阳极区,用铅蓄电池进行电解,电解过程中阳极区发生如下反应:S2--2e-=S,(n-1)S+S2-=Sn2-。
电解时阴极的电极反应式: 。电解后阳极区的溶液用稀硫酸酸化得到硫单质,其离子方程式可写成 。
22.电解原理具有广泛应用。氯碱工业是以电解饱和食盐水为基础的工业生产和应用。图1为实验室模拟电解饱和食盐水的装置。图2为离子交换膜法电解饱和食盐水原理示意图。图3为人工肾脏利用间接电化学方法除去代谢产物中的尿素的原理示意图。结合所学知识回答:
(1)写出用惰性电极电解饱和食盐水的化学方程式: 。
(2)写出检验极产生气体的方法 。
(3)图2中采用的离子交换膜为 (填“阳离子交换膜”“阳离子交换膜”或“质子交换膜”),应添加的原料为 (填物质名称)。
(4)图3左侧为电源 (填“正极”或“负极”),写出该电极区域发生的总反应方程式 (尿素的化学式),每转化尿素,电解池右侧电极上生成气体的体积为 (标准状况)。
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.D
【分析】原电池原理即有氧化还原反应发生,且失去电子的为负极,化合价升高,电子流出,得到电子的一极为正极,化合价降低,电子流入,结合电解质溶液为碱性,可知Al失去电子后形成偏铝酸根,故电极反应分别为负极:,正极为:Cl2+2e-=2Cl-,据此分析解题。
【详解】A.依据分析可知,氯气得到电子,则通入氯气的电极是正极,故A正确;
B.依据分析可知,Al失去电子为负极,氯气得到电子为正极,则外电路中电子由负极流向正极即由铝的一极流向氯气的一极,B正确;
C.加入铝的电极是负极,由于此溶液为KOH,故电极反应方程式为:2Al-6e-+8OH-=2AlO2-+4H2O,C正确;
D.由分析可知,负极:,正极为:Cl2+2e-=2Cl-,故该电池总反应为,D错误;
故答案为:D。
2.C
【详解】A.燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物反应放出的热量,1mol碳不完全燃烧释放的能量是110.5kJ,则碳的燃烧热大于110.5kJ/mol,故A错误;
B.C(石墨,s)=C(金刚石,s) ΔH=+1.9kJ·mol-1,说明石墨的能量比金刚石低,则石墨比金刚石稳定,故B错误;
C. OH-(aq)+H+(aq)=H2O(l) ΔH=-57.4kJ·mol-1,即在稀溶液中1molNaOH与强酸完全反应生成1mol水时,放出57.4kJ热量,20gNaOH物质的量为0.5mol,故0.5molNaOH稀溶液与稀硫酸完全反应,放出的热量为28.7kJ,故C正确;
D.固体硫燃烧时要先变为气态硫,过程吸热,气体与气体反应生成气体比固体和气体反应生成气体产生热量多,但反应热为负值,所以ΔH1<ΔH2,故D错误;
故选A。
3.D
【详解】A. (1) 有化学反应发生、不能形成电流的原因为不存在闭合回路,A错误;
B. (2)中Zn是负极,电子由Zn经电流表流向铜,电子不能进入溶液,B错误;
C. 反应一段时间后,(2)中铜片上产生氢气、质量不变,(3)中铜片上析出铜、质量增加,C错误;
D.(3)中Zn是负极,Cu为正极, Cu电极反应式为:Cu2++2e-=Cu, 向负极迁移,D正确;
答案选D。
4.B
【分析】由图可知,与直流电源正极a相连的X电极为电解池的阳极,锰酸根离子在阳极失去电子发生氧化反应生成高锰酸根离子,电极反应式为MnO—e—=MnO,与直流电源负极b相连的Y电极是阴极,水在阴极得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子,电极反应式为2H2O+2e—=H2↑+2OH—,电解过程中钾离子通过阳离子交换膜进入阴极区,在阴极区得到浓度较大的氢氧化钾溶液。
【详解】A.由分析可知,装置中的离子交换膜为阳离子交换膜,故A错误;
B.由分析可知,与直流电源正极a相连的X电极为电解池的阳极,锰酸根离子在阳极失去电子发生氧化反应生成高锰酸根离子,电极反应式为MnO—e—=MnO,故B正确;
C.由分析可知,与直流电源负极b相连的Y电极是阴极,水在阴极得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子,故C错误;
D.与直流电源负极b相连的Y电极是阴极,水在阴极得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子,电极反应式为2H2O+2e—=H2↑+2OH—,电解过程中阴极区氢氧根离子浓度增大,溶液pH增大,故D错误;
故选B。
5.D
【详解】A. 阴极铜离子比水电离的氢离子先放电、阳极溴离子比水电离的氢氧根离子先放电,则用惰性电极电解溶液得到铜和溴单质:,A正确;
B.石灰石和稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水,实验室用石灰石和稀盐酸制取:,B正确;
C. 亚铁离子的还原性大于溴离子,FeBr2溶液中通入少量Cl2, Cl2优先氧化:,与过量的反应得到氯化铁和溴单质:,当向溶液中通等物质的量的氯气:,C正确;
D. 一水合氨能与亚铁离子反应产生氢氧化亚铁沉淀,或者说:Fe2+结合氢氧根离子的能力大于铵根离子,则溶液中滴入少量NaOH溶液时,亚铁离子先沉淀: ,D不正确;
答案选D。
6.D
【分析】在a极发生还原反应,a电极为原电池正极,电极反应式为,b极苯酚失电子被氧化为CO2,b电极为原电池负极,电极反应式为;c极为电解池阴极,电极反应为,d极为电解池阳极,电极反应为,羟基自由基(•OH)是自然界中氧化性仅次于氟的氧化剂,进一步氧化苯酚,方程式为。
【详解】A. 电池工作时,a和b形成原电池,b为原电池的负极,苯酚在负极发生氧化反应,电极反应式为,故A错误;
B.a电极为原电池正极,电极反应式为,每有参与反应,转移6mol电子,通过质子交换膜的H+数理论上有6NA个,则a极每单个参与反应,通过质子交换膜的H+数理论上有6个,故B错误;
C.d极为电解池阳极,电极反应为,d电极产生大量氢离子,pH减小,故C错误;
D.c极为电解池阴极,电极反应为,每转移0.7mol e-,c极生成的气体在标准状况的体积为,故D正确;
答案选D。
7.A
【详解】A. 电能属于二次能源,A错误;
B. 氢能是一种燃烧无害、十分清洁的能源,B正确;
C. 太阳能能量巨大,取之不尽,用之不竭,C正确;
D. H2不易贮存和运输,所以氢能源利用并未普及,氢能的广泛使用还有待各位同学不懈努力,加强技术研发,D正确。
答案为A。
8.D
【详解】A.苯酚钠溶液与反应生成苯酚和碳酸氢钠,A错误;
B.用氯化铁溶液腐蚀铜电路板的原理是氧化Cu生成和,该离子方程式电荷不守恒,B错误;
C.铁为活性电极,电解时Fe失电子生成,发生氧化反应,不会生成氯气,C错误;
D.制备乙酸乙酯时,根据酸脱羟基醇脱氢的规则,反应为,D正确;
故选D。
9.D
【详解】A.由图可知,每2mol气态AB分子被破坏生成气态A原子与气态B原子,吸收bkJ热量, A错误;
B.加入催化剂,能降低反应的活化能,但不改变反应热,B错误;
C.破坏化学键吸收能量,断裂1molA-A和1molB-B键,吸收akJ能量,C错误;
D.反应的热效应与物质的状态有关,每1mol A2(g)与B2(g)反应生成2molAB(g},吸收(a-b)kJ热量,则该反应的热化学方程式为A2(g)+B2(g)=2AB(g) ∆H=+(a-b)kJ•mol-1,D正确;
故选D。
10.D
【详解】A.风力发电可以减少热力发电的需要,从而节约大量煤、天然气、石油等燃料,故A正确;
B.风力发电过程中没有化石燃料的燃烧,且可以减少热力发电,有效减少二氧化碳,控制温室效应,故B正确;
C.风力发电不会对环境造成污染,为清洁能源,故C正确;
D.风力发电是把风能转化为电能,故D错误;
综上所述答案为D。
11.D
【分析】CH4燃料原电池中,甲烷失电子在负极发生氧化反应,所以a极为负极,通入氧气的b极为原电池的正极,电池总反应为:CH4+2O2=CO2+2H2O,根据电池中移动的O2-可知电解质为熔融的金属氧化物;与电源的正极相连接的为电解池的阳极,在阳极为氯离子放电,电极反应为:2Cl--2e-═Cl2↑,电解池中阳离子移向阴极,阴离子移向阳极,则A膜应为阳离子交换膜;磷酸二氢根离子由原料是通过B膜进入产品室,所以B膜为阴离子交换膜;阴极附近氢离子放电生成氢气,破坏水的电离平衡,氢氧根离子浓度增大,结合钠离子生成氢氧化钠,则C膜也应为阳离子交换膜,且总电路中得失电子和电荷守恒,据此分析解题。
【详解】A.a极为负极,甲烷失去电子发生氧化反应放电,电极反应为:CH4-8e-+4O2-═CO2+2H2O,A正确;
B.据分析可知,A膜和C膜均为阳离子交换膜,B膜为阴离子交换膜,B正确;
C.由分析可知,该装置工作时还可得到产物NaOH、H2、Cl2,C正确;
D. 左侧为原电池,右侧为电解池,构成闭合回路,若a极上通入标况下2.24L甲烷,n(CH4)==0.1mol,根据CH4-8e-+4O2-═CO2+2H2O,1molCH4~8mole-,标况下2.24L甲烷提供0.8mol电子,根据电荷守恒,阳极室Ca2+通过A膜进入产品室减少0.4mol,D错误;
故答案为:D。
12.D
【分析】该装置为原电池,在反应2Fe3+++H2O2Fe2+++2H+中,Fe3+发生还原反应,发生氧化反应,A 杯中为FeCl3溶液,B 杯中为Na2SO3溶液,则C极为正极,D极为负极,据此分析解答。
【详解】A. 由分析知,D极为负极,G是灵敏电流计,其指针总是偏向电源负极,则G的指针指向D极,故A正确;
B. A杯中C极为正极,原电池工作时,阳离子向正极移动,故B正确;
C. 电子从D极经导线流向C极,则电流的方向由 C 极到 D 极,故C正确;
D. B为负极,电极方程式为-2e- +H2O=+2H+,反应产生氢离子,则pH减小,故D错误;
答案选D。
13.D
【详解】A.燃烧热为1mol可燃物完全燃烧生成稳定的化合物所放出的热量,水的稳定状态为液体,A错误;
B.碳酸钠溶液显碱性的原因为碳酸根水解,且水解为多步水解,、,B错误;
C.中和热为强酸强碱的稀溶液反应生成1mol水所放出的热量为中和热,,C错误;
D.用FeS除去废水中的Hg2+,D正确;
故答案为:D。
14. CrO42-通过阴离子交换膜进入阳极室 CrO42-、Cr2O72- H2、NaOH
【分析】电解时,CrO42-通过阴离子交换膜向阳极移动,阴极发生还原反应生成氢气和NaOH,以此解答该题。
【详解】电解时,CrO42-通过阴离子交换膜向阳极移动,从而从浆液中分离出来,因存在2CrO42-+2H+⇌Cr2O72-+H2O,则分离后含铬元素的粒子是CrO42-、Cr2O72-,阴极发生还原反应生成氢气和NaOH,故答案为:CrO42-通过阴离子交换膜进入阳极室;CrO42-、Cr2O72-;NaOH和H2。
【点睛】电化学题目中经常遇到离子交换膜,阳离子交换膜只允许阳离子通过,阴离子交换膜只允许阴离子通过,质子交换膜是只允许氢离子通过。
15.(1) 787 AD C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)△H=+131.5 KJ•mol-1
(2)H2(g)+O2(g) = H2O(l) △H= -286KJ/mol
(3)N2 (g)+3H2 (g)=2NH3(g) △H= -2(b-a+c)KJ/mol
【详解】(1)①由a. C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-393.5kJ·mol-1可知,1mol C(s)完全燃烧放出393.5 kJ能量,故消耗24 g C(s),即1mol C(s)完全燃烧放出787 kJ能量;
②A.将煤炭粉碎增加固体表面积,反应速率加快,A正确;
B.降低温度,反应速率减慢,B错误;
C.增大反应容器体积,压强减小,反应速率减慢,C错误;
D.使用催化剂,反应速率加快,D正确;
故选AD;
③由盖斯定律,根据a-×b-c,得出 C(s)与H2O(g)反应制备水煤气的热化学方程式是C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)△H=+131.5 kJ•mol-1;
(2)表示氢气燃烧热应为1mol H2(g)完全燃烧生成液态水,根据图示,写出表示氢气燃烧热的热化学方程式为H2(g)+ O2(g) = H2O(l) △H= -286kJ/mol;
(3)根据图中能量变化如图所示,1molN2完全反应放出2(b-a+c) kJ能量,则合成N2(g)和H2(g)合成液态氨的热化学方程式为N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) △H= -2(b-a+c)kJ/mol。
16.
【详解】(1)由 ;可知,、的燃烧热分别为、;
(2)
和的混合气体完全燃烧生成和放出的热量;
(3)设混合气体中和的物质的量分别为、,则有,,解得、,则。
17.(1)
(2) 吸热 E1-E2 >
(3) <
【详解】(1)燃烧热是1mol可燃物完全燃烧产生稳定的氧化物时放出的热量,氢气在1.00mol氧气中完全燃烧,生成2.00mol液态水,放出571.6kJ的热量,则1mol氢气完全燃烧放出285.8kJ热量,即表示氢气燃烧热的热化学方程式为,故答案为:;
(2)①由图可知,该反应反应物的总能量小于生成物的总能量,为吸热反应;反应的ΔH=正反应的活化能-逆反应的活化能=(E1-E2)kJ/mol,故答案为:吸热;E1-E2;
②断裂化学键吸收热量,形成化学键放出热量,该反应为吸热反应,则断裂旧化学键吸收的总能量>形成新化学键释放的总能量,故答案为:>;
(3)①根据盖斯定律,将③+①×2-②可得,则,故答案为:;
②水从气态变成液态放出热量,则生成液态水比生成气态水放出的热量多,则Q1<Q2,故答案为:<。
18.(1)
(2)
【详解】(1)1g甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热22.68kJ,则1mol甲醇完全燃烧生成二氧化碳和液态水放热为,所以甲醇燃烧热的热化学方程式为:,故答案为:;
(2)根据盖斯定律,将可得H2(l)+O2(l)=H2O(g),则ΔH=,故答案为:。
19.(1)
(2)
(3)D
(4)用湿润的淀粉碘化钾试纸,观察是否变蓝
(5)B
(6)取样放入试管,加水溶解,加入足量硝酸溶液酸化,再加入硝酸银溶液,若出现白色沉淀,则说明混有氯化钠
(7)A
(8) H+ HClO HClO有漂白性,H+无(或H+的扩散速度大于HClO)
【详解】(1)氯化钠属于离子化合物,电子式为:;
(2)电解氯化钠溶液可以得到氯气,氢气和氢氧化钠,方程式为:;
(3)电解饱和食盐水装置中氯离子在阳极失去电子生成氯气,故选D;
(4)氯气有强氧化性,可以使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝,则检验方法为:用湿润的淀粉碘化钾试纸,观察是否变蓝;
(5)A.氯化钠属于电解质,熔融状态下可以导电,A错误;
B.氯化氢属于电解质,熔融状态不能导电,B正确;
C.二氧化硫不是电解质,C错误;
D.铜是单质,既不是电解质,也不是非电解质,D错误;
故选B;
(6)工业氯通过电解饱和食盐水制得,同时还能得到烧喊和氢气,称为氯碱工业;该方法制得的烧碱中可能混有少量NaCl,检验NaCl时, 可加入硝酸酸化的硝酸银溶液,则检验是否混有NaCl的实验方法:取样放入试管,加水溶解,加入足量硝酸溶液酸化,再加入硝酸银溶液,若出现白色沉淀,则说明混有氯化钠;
(7)A.食盐的主要成分是NaCl,对漂白精的漂白效果不产生影响,A符合题意;
B.发生反应Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3+2HClO,漂白能力增强,B不符合题意;
C.加入稀盐酸与次氯酸钙反应生成次氯酸,次氯酸浓度增加,促进漂白效果,C不符合题意;
D.发生反应2CH3COOH+Ca(ClO)2=(CH3COO)2Ca+2HClO,D不符合题意;
故选A;
(8)使pH试纸变红的微粒X是H+,使pH试纸变白的微粒Y是HClO;通过pH试纸颜色变化情况,可以得知HClO有漂白性,H+无;此外,pH试纸颜色最终呈现为红色在外部,内部变为白色,说明H+的扩散速度大于HClO。
20.(1) 负 <
(2)
(3) 负 33.6
【解析】(1)
①根据电解池中阴离子向阳极移动,阳离子向阴极移动可知,图中钠离子移向a极,亚硫酸根离子移向b极,所以a极为阴极,连接电源的负极,b极为阳极,连接电源的正极,在阳极失去电子变成,所以C口流出的物质是H2SO4,其浓度变大,所以a%<b%;答案为负;<。
②亚硫酸根离子在阳极失去电子发生氧化反应生成硫酸根离子,其电极反应式为;答案为。
(2)
由题中图示可知,该电池的本质是合成氨反应,电池中氢气失电子,在负极发生氧化反应,氮气得电子在正极发生还原反应,则正极反应式为,氨气与HCl反应生成NH4Cl,则电解质溶液为NH4Cl溶液;答案为;NH4Cl。
(3)
①由题中图示可知,充电时,原电池负极与电源负极相连,乙池为电解池,A电极为阴极,B电极为阳极,阳极上氢氧根离子失电子发生氧化反应,其电极反应式为;答案为负;。
②放电时,甲醇失电子发生氧化反应生成CO2,CO2和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水,其电极反应式为;答案为。
③乙池中A极上银离子得电子发生还原反应,其电极反应为Ag++e-=Ag,甲池中正极反应为2H2O+O2+4e-═4OH-,根据电子守恒得到关系式为4Ag~4e-~O2,n(O2)=n(Ag)=×=1.5mol,标准状况下消耗O2的体积V(O2)=nVm=1.5mol×22.4L/mol=33.6L;答案为33.6。
21. 负 2H++2e-=H2↑ 0.4 Cu-2e-=Cu2+ 不变 PbO+ClO-=PbO2+Cl- Pb2++2H2O-2e-=PbO2↓+4H+ 石墨上有红色物质析出 Pb2++2e-=Pb↓ 不能有效利用Pb2+ 2H++2e-=H2↑(或2H2O+2e-=H2↑+2OH-) +2H+=(n-1)S↓+H2S↑
【分析】(1)当铅蓄电池中转移0.4mol电子时铁电极的质量减小11.2g,说明铁作阳极,银作阴极,结合电解池原理分析解答;
(2)PbO和次氯酸钠反应生成二氧化铅和氯化钠;电解时,阳极上铅离子失电子和水反应生成二氧化铅;
(3)阴极上氢离子放电生成氢气,阳极上硫离子放电;Sn2-和氢离子反应生成S单质,S元素失电子发生氧化反应,同时S元素得电子生成H2S,据此分析解答。
【详解】(1)①当铅蓄电池中转移0.4mol电子时铁电极的质量减小11.2g,说明铁作阳极,银作阴极,阴极连接原电池负极,所以A是负极,B是正极,故答案为负;
②银作阴极,阴极上氢离子放电生成氢气,电极反应式为2H++2e-═H2↑,生成氢气的质量=×2g/mol=0.4g,故答案为2H++2e-═H2↑;0.4;
③铜作阳极,阳极上铜失电子发生氧化反应,电极反应式为Cu-2e-═Cu2+,阴极上析出铜,所以该装置是电镀池,电解质溶液中铜离子浓度不变,故答案为Cu-2e-═Cu2+;不变;
(2)PbO和次氯酸钠反应生成二氧化铅和氯化钠,离子方程式为PbO+ClO-=PbO2+Cl-;PbO2也可以石墨为电极,Pb(NO3)2和Cu(NO3)2的混合溶液为电解液制取,电解时,阳极上铅离子失电子和水反应生成二氧化铅,电极反应式为Pb2++2H2O-2e-=PbO2↓+4H+;阴极上铜离子放电生成Cu单质,所以阴极上有铜析出;若电解液中不加入Cu(NO3)2,阴极上铅离子得电子生成铅,电极反应式为Pb2++2e-=Pb;Pb2+生成PbO2的量减少,则Pb2+利用率降低,故答案为PbO+ClO-=PbO2+Cl-;Pb2++2H2O-2e-=PbO2↓+4H+;石墨上有红色物质析出;Pb2++2e-=Pb;不能有效利用Pb2+;
(3)阳极上硫离子放电,电极反应式为S2--2e-═S,阴极上氢离子放电生成氢气,电极反应式为 2H++2e-=H2↑或2H2O+2e-=H2↑+2OH-;电解后阳极区离子为Sn2-,酸性条件下,Sn2-和氢离子反应生成S单质,S元素失电子发生氧化反应生成S单质,同时S元素得电子生成H2S,反应方程式为Sn2-+2H+=(n-1)S↓+H2S↑,故答案为2H++2e-=H2↑(或2H2O+2e-=H2↑+2OH-);Sn2-+2H+=(n-1)S↓+H2S↑。
22.(1)
(2)将湿润的淀粉-碘化钾试纸靠近,观察到试纸变蓝色,则该电极有氯气生成
(3) 阳离子交换膜 稀氢氧化钠溶液(只写氢氧化钠不给分)
(4) 正极
【分析】图1中a电极为阴极,H2O在阴极上被电解生成H2和,b极为阳极,在阳极被电解生成Cl2;氯碱工业电解饱和食盐水时,阳极室加入精制饱和NaCl溶液,电解时生成Cl2,阴极室加入稀的NaOH溶液,H2O被电解后生成H2和,从阳极室通过阳离子交换移向阴极室,从而得到浓的NaOH溶液,故图2中,左室为阳极室,右室为阴极室;图3中,根据右侧产生H2可判断电解池右侧电极是阴极,H2O被电解生成H2,左侧为阳极。据此答题。
【详解】(1)用惰性电极电解饱和食盐水的化学方程式:。
(2)根据分析知,b极生成Cl2,检验Cl2的方法为:将湿润的淀粉-碘化钾试纸靠近,观察到试纸变蓝色,则该电极有氯气生成。
(3)根据分析知,离子交换膜为阳离子交换膜,B应添加的原料为稀NaOH溶液。
(4)根据分析知,电解池左侧电极为阳极,故电源的左侧为正极,阳极室发生的反应依次为2Cl - -2e - =Cl 2 ↑、氯气将尿素氧化为CO 2 和N 2 ,氯气自身被还原为氯离子,则阳极区总反应为:。6.0g尿素物质的量为,转化时共转移0.6mol电子,右侧电极的反应式为:,转移0.6mol电子时,生成0.3molH2,标准状况下这些H2体积为6.72L。
答案第1页,共2页
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