内容正文:
化学 选择性必修1 化学反应原理 SJ
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1.[重庆化学2024·13,3分]二氧化碳-甲烷重整是 资源化利用的重要研究方向,涉及的主
要热化学方程式有
已知键能为,键能为,键能为,则 中的
碳氧键键能(单位: )为( )
B
A. B.
C. D.
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解析 反应①②③中,未被提及键能的物质为 、C,因此在构建新反应时,应将其抵消掉,由
可得 ,根据盖斯定律可得,新反应的
,由反应物总键能-生成物总键能可知, 中
碳氧键键能为 ,B正确。
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2.[江苏化学2024·8,3分]碱性锌锰电池的总反应为
,电池构造示意图如图所示。下列有
关说法正确的是( )
C
A.电池工作时, 发生氧化反应
B.电池工作时, 通过隔膜向正极移动
C.环境温度过低,不利于电池放电
D.反应中每生成,转移电子数为
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【思路导引】
电极 电极反应式
负极
正极
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解析 电池工作时,作负极,作正极,元素的化合价由价降为 价,发生还原反
应,A错误;原电池中阴离子移向负极,故 通过隔膜向负极移动,B错误;由正极反应式知,
反应中每生成,转移电子数为 ,D错误。
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3.[江西化学2024·11,3分]我国学者发明了一种新型多功能甲醛-硝
酸盐电池,可同时处理废水中的甲醛和硝酸根离子(如图)。下列说法
正确的是( )
B
A.电极反应为
B.电极反应为
C.放电过程中, 通过质子交换膜从左室传递到右室
D.处理废水过程中溶液不变,无需补加
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【思路导引】
原电池中,电子由负极经导线流向正极,由题图中电子流向可知,电极为负极, 电极
为正极。
电极 电极反应
电极(负极) (A错误)
电极(正极) (B正确)
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解析 电极为原电池负极,题给电极反应式电荷不守恒,A错误; 不能通过质子交换膜,
C错误;电池总反应为 ,总反应会消
耗,则溶液会发生改变,且左室需要补加 ,D错误。
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4.[北京化学2023·5,3分]回收利用工业废气中的和 ,实验原理示意图如图。
下列说法不正确的是( )
C
A.废气中 排放到大气中会形成酸雨
B.装置中溶液显碱性的原因是的水解程度大于
的电离程度
C.装置中溶液的作用是吸收废气中的和
D.装置 中的总反应为
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解析 A、B正确;与溶液不反应,装置中的溶液不能吸收,C错误;装置 中,
阳极反应式为,阴极反应式为 ,
总反应为 ,D正确。
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5.[广东化学2023·16,4分]用一种具有“卯榫”结构
的双极膜组装电解池(如图),可实现大电流催化电解
溶液制氨。工作时, 在双极膜界面处被催化解
离成和 ,有利于电解反应顺利进行。下列说法不
正确的是( )
B
A.电解总反应:
B.每生成,双极膜处有的 解离
C.电解过程中,阳极室中 的物质的量不因反应而改变
D.相比于平面结构双极膜,“卯榫”结构可提高氨生成速率
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【思路导引】
已知图示电解池可实现大电流催化电解溶液制氨,说明元素化合价由价变为 价,则
电极上发生还原反应,为阴极,因此电极 为阳极。
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解析 阴极发生反应: ,阳极发生反应:
,电极反应式相加可得电解的总反应,A正确;根据电极反应式,
每生成,阳极需要消耗,此时双极膜处需解离出
参与反应,B错误;电解总反应中生成的出现在阴极室中,阳极室中 的物质的量不发生
变化,C正确;“卯榫”结构的双极膜与水的接触面积较大,水可更快解离产生和 ,进而
提高氨生成速率,D正确。
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6.[全国甲理综2023·12,6分]用可再生能源电还原时,采用高浓度的 抑制酸性电解液中
的析氢反应,并提高多碳产物(乙烯、乙醇等)的生成率,装置如图所示。下列说法正确的是
( )
C
A.析氢反应发生在 电极上
B.从电极迁移到 电极
C.阴极发生的反应有
D.每转移电子,阳极生成 气体
(标准状况)
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【思路导引】
电极 电极反应式 反应情况 电极判定
电极 生成和 阳极
电极
(被抑制) 消耗 阴极(C正确)
由 抑制析氢反应的发生知,电解池工作时,氢离子通过质子交换膜由阳极室进入阴极室,与
反应生成有机物。
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解析 析氢反应即 ,为还原反应,在阴极( 电极)发生,A错误;由题图
可知装置中为质子交换膜,只允许氢离子通过, 不能通过,也不能顺着导线迁移,B错误;阳
极反应式为,每转移电子,生成 ,在标准状况下的
体积为 ,D错误。
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7.[山东化学2024·13,4分]以不同材料修饰的 为电极,一定浓
度的 溶液为电解液,采用电解和催化相结合的循环方式,可实
现高效制和 ,装置如图所示。下列说法错误的是( )
B
A.电极 连接电源负极
B.加入的目的是补充
C.电解总反应式为
D.催化阶段反应产物物质的量之比
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图解
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解析 根据图解可知电极为阴极,连接电源负极,A正确; 在电解阶段被消耗,在催化阶段
又重新生成,不需要补充,加入物质的目的是补充,B错误;阴极生成,阳极生成 ,
电解总反应为 ,C正确;催化阶段反应为
,故 ,D正确。
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8.[浙江化学2022年6月·18,2分]标准状态下,下列物质气态时的相对能量如下表:
物质
能量/( ) 249 218 39 10 0 0
可根据计算出中氧氧单键的键能为 。下列说法不正
确的是( )
C
A.的键能为
B.的键能大于 中氧氧单键的键能的两倍
C.解离氧氧单键所需能量:
D.
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解析 根据表格中的数据可知,的键能为 ,A正确;氧气中
键的键能为,中氧氧单键的键能为 ,
由 可知,B正确;
,
则解离中的氧氧单键需要的能量大于 ,C错误;
,D正确。
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9.[湖北化学2024·14,3分]我国科学家设计了一
种双位点电催化剂,用和 电化
学催化合成甘氨酸,原理如图,双极膜中 解离的
和在电场作用下向两极迁移。已知在 溶
液中,甲醛转化为 ,存在平衡
。 电极上
B
A.电解一段时间后阳极区 减小
B.理论上生成双极膜中有 解离
C.阳极总反应式为
D.阴极区存在反应
发生的电子转移反应为 。下列说法错误的是( )
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图解
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阳极区:
总:
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阴极区:
总:
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解析 由阳极总反应可知,每转移2个,消耗4个,双极膜中解离出2个 向阳极移动,
阳极区减小,A正确;由阴极反应式可知,每生成转移 ,
则双极膜中有 解离,B错误;阳极总反应为
,C正确;在电极的 活性位上发生了反
应 ,D正确。
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快解
电极反应式中的转移电子数目可以根据分子式中、原子的增加或减少判断。增加1个 原子,
失去2个,减少1个原子,失去1个,发生氧化反应。减少1个原子,得到2个 ,增加1个
原子,得到1个 ,发生还原反应。
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10.(1)[湖南化学2023·16节选]已知下列反应的热化学方程式:
①
②
③
计算反应的_________ 。
解析 根据盖斯定律,由可得, 。
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(2)[全国乙理综2023·28节选]已知下列热化学方程式:
则的___________ 。
解析 按题给热化学方程式顺序依次编号为①②③,根据盖斯定律,由 可得,
。
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11.[北京化学2021·15题节选]环氧乙烷( ,简称 )是一种重要的工业原料和消
毒剂。由乙烯经电解制备 的原理示意图如图。
(1)阳极室产生 后发生的反应有:________________________、
。
解析 阳极室产生后,会与水反应生成、,化学方程式为 。
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(2)结合电极反应式说明生成溶液 的原理:____________________________________________
_____________________________。
阴极反应:,穿过阳离子膜进入阴极室形成
解析 阴极发生反应:,增多,该区域电荷不再守恒,使得
穿过阳离子膜进入阴极室形成 。
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刷原创
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1.图甲是一种将氨氮废水(以 形式存在)进行无害化处理的微生物电池装置,图乙是利用此
微生物电池电催化 制备乙烯的装置。下列有关说法正确的是( )
C
A.电催化制备乙烯时,C极应连接 极
B.工作过程中,极附近 减小
C.工作过程中D极反应式:
D.每处理氨氮废水,将生成 乙烯
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解析 题图乙为电解池,C极转化为发生氧化反应,则C为阳极,题图甲为原电池,极
转化为发生还原反应作正极,则作负极,故C极应连接极,A错误; 极的电极反应式为
,消耗的同时转移电子,通过质子交换膜的 的物质的
量也为,的物质的量不变,但电极反应有水生成,则极附近溶液中减小, 增
大,B错误;工作过程中D极为电解池阴极,电极反应式为
,C正确; 极的电极反应式为
,每处理氨氮废水时,转移 ,生成乙烯的物
质的量为,质量为 ,D错误。
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2.利用 作为氧化还原电对实现了双电子转移电化学反应,其放电时的工作原理如图所
示,通过 实现双电子转移,成为低成本和高氧化还原电位、高能量密度的溴
基液流电池。下列有关说法不正确的是( )
C
A.放电时,A为正极
B.放电时,B极发生的电极反应为
C.充电时,每生成,有 穿过质子交换
膜进入B极室
D.充电时,总反应为
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思路导
由题意知,放电时含微粒的转化过程为,则元素由价升高到 价,故
B极为负极,A极为正极。各电极在充、放电过程中的电极反应式如表:
电极名称 电极反应式
放电时(原电池原理) 正极
负极
充电时(电解原理) 阳极
阴极
总反应
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解析 由【思路导引】可知,A、B正确;依据电极反应式及电荷守恒知,充电时,每生成
,转移,有 穿过质子交换膜进入B极室,C错误;由分析知,充电总
反应为 ,D正确。
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3.利用催化加氢合成二甲醚 可有效降低空气中二氧化碳的含量,其中涉及的主要
反应:
反应Ⅰ.
反应Ⅱ.
反应Ⅲ.
(1)催化加氢合成二甲醚 的热化学方程式为________________________________
__________________________________。
解析 根据盖斯定律由反应Ⅱ 反应Ⅲ可得到反应:
。
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(2)标准压力下,由最稳定单质生成 化合物的焓变为该物质的标准摩尔生成焓。下表为几
种物质在 的标准摩尔生成焓:
物质
标准摩尔生成焓/ 0
则二甲醚的标准摩尔生成焓为_________ 。
解析 由标准摩尔生成焓的定义可知,化合物在 时的标准摩尔生成焓可看作以稳定物质为参
照物时该化合物的焓,焓变是生成物与反应物的焓值差。因为 生成物的总焓-反应物的总焓,
则 所有产物标准摩尔生成焓的总和-所有反应物标准摩尔生成焓的总和,根据(1)的热化
学方程式 ,设二甲醚
的标准摩尔生成焓为 ,则
,解得
。
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$$