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基础自查(一) 化学能与热能
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)发生能量变化的过程中一定伴随着化学变化 (×)
(2)需要加热的反应一定是吸热反应 (×)
(3)H2O(l)==H2O(g) ΔH>0,属于吸热反应 (×)
(4)CH4(g)+2O2(g)==CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-890.3 kJ (×)
(5)已知H2(g)+O2(g)==H2O(l) ΔH1和2H2(g)+O2(g)==2H2O(g) ΔH2,则2ΔH1=ΔH2 (×)
2.概念辨析
(1)在101 kPa时,1 mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量,叫做该物质的燃烧热。“指定产物”指可燃物中的C元素变为 ,H元素变为 ,S元素变为 ,N元素变为 等。
(2)在25 ℃和101 kPa下,强酸的稀溶液与强碱的稀溶液发生中和反应生成1 mol H2O(l)时,放出57.3 kJ的热量。
①若用弱酸代替强酸(或用弱碱代替强碱),由于电离吸热,则放出的热量 。
②若用浓硫酸(或NaOH固体)作反应物,则放出的热量 。
③若是稀硫酸和Ba(OH)2稀溶液反应,则生成1 mol H2O(l)时所释放的热量会比57.3 kJ多。原因是H+与OH-结合生成1 mol H2O(l)的同时,Ba2+和S结合生成BaSO4沉淀会 热量。
答案:(1)CO2(g) H2O(l) SO2(g) N2(g) (2)①减少 ②增加 ③放出
3.简单计算
(1)根据图1转化可推ΔH= 。
(2)根据图2数据计算反应N2(g)+H2(g)==NH3(g)的ΔH= kJ·mol-1,H2的键能为 。
答案:(1)(a-b)kJ·mol-1 (2)-45 436 kJ·mol-1
微点拨
化学能与热能的易错点
(1)有能量变化的过程不一定是放热反应或吸热反应,如:水结成冰放热,但不属于放热反应。
(2)化学反应是放热还是吸热与反应发生的条件没有必然的联系。
(3)热化学方程式中的化学计量数可以是整数,也可以是分数。
(4)方程式中各物质的化学计量数加倍时,ΔH也相应加倍,反应逆向进行时,ΔH改变符号,数值不变。
基础自查(二) 原电池与化学电源
1.一次电池
常用的酸性锌锰干电池(构造如图所示)中的电解质糊状物由ZnCl2和NH4Cl混合而成。该电池的负极材料是 。电池工作时,电子流向 (填“正极”或“负极”)。若ZnCl2和NH4Cl混合糊状物中含有杂质Cu2+,会加速某电极的反应,其主要原因是 。
答案:Zn(或锌) 正极 Zn与Cu2+反应生成Cu,Zn与Cu构成原电池,加快反应速率
2.二次电池
(1)铅酸蓄电池是常用的化学电源,其电极材料分别是Pb和PbO2,电解液为H2SO4溶液。电池的总反应为Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O,放电时,电解质溶液中的阴离子移向 (填“Pb”或“PbO2”),正极附近溶液的酸性 (填“增强”“减弱”或“不变”),负极反应式为 。
(2)据报道某新型镁⁃锂双离子二次电池如图所示。
根据图示,请回答:
①放电时,M为 极,发生 反应,Li+移向 极(填“M”或“N”),电子流入 极(填“正”或“负”)。
②充电时,N为 极,电极反应式为 ,若外电路有0.2 mol e-转移,Li+透过膜透过Li+ mol。
③充电时,外接电源的负极应接 极(填“M”或“N”)。
答案:(1)Pb 减弱 Pb-2e-+S==PbSO4 (2)①负 氧化
N 正 ②阳 LiFePO4-xe-==Li1-xFePO4+xLi+ 0.2 ③M
3.燃料电池
(1)写出不同条件下氢氧燃料电池电极反应式
酸性电解质(H2SO4)
碱性电解质(KOH)
负极反应
H2-2e-==2H+
H2-2e-+2OH-==2H2O
正极反应
O2+4e-+4H+==2H2O
O2+4e-+2H2O==4OH-
总反应
2H2+O2==2H2O
(2)甲醇燃料电池中,介质溶液为NaOH溶液,其正极反应式为O2+6e-+3H2O==6OH-,负极反应式为CH3OH-6e-+8OH-==C+6H2O,总反应方程式为CH3OH+O2+2OH-==C+3H2O。
微点拨
原电池正负极的判断
(1)口决:负活升失氧阴,正不降得还阳。
(2)说明:①负极:一般为活泼金属,元素化合价升高,失去电子,发生氧化反应,阴离子发生移动。
②正极:一般为不活泼金属,元素化合价降低,得到电子发生还原反应,阳离子发生移动。
(3)特例:电极的正负除与金属的活动性有关外,还与电解质溶液有关。活泼金属一般作负极,但不是活泼金属一定作负极,如Mg⁃Al⁃H2SO4溶液构成的原电池中,Mg为负极,而在Mg⁃Al⁃NaOH溶液构成的原电池中,Al为负极,因为Al可与NaOH溶液反应,而Mg不与NaOH溶液反应。
基础自查(三) 电解池 金属的腐蚀与防护
1.电解工作原理
根据图示,请回答:
(1)Pt1为 极,发生 反应,电极反应式为 ,Pt2电极反应式为 ,总电解的离子方程式为 。
(2)若Pt2换为Cu,则电极反应式为 。
(3)Pt1与Pt2电极产物的物质的量之比为 。
答案:(1)阴 还原 Cu2++2e-==Cu
2H2O-4e-==O2↑+4H+ 2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+
(2)Cu-2e-==Cu2+ (3)2∶1
2.电解精炼(含有Zn、Fe、Ni、Ag、Au等)
电极材料
阳极:粗铜;阴极:精铜
电解质溶液
CuSO4溶液
阳极反应式
Cu-2e-==Cu2+、Zn-2e-==Zn2+、Fe-2e-==Fe2+、Ni-2e-==Ni2+
阴极反应式
Cu2++2e-==Cu
微点拨
1.电解过程的三个流向
(1)电子流向:电源负极→电解池阴极;电解池阳极→电源正极。
(2)离子流向:阳离子→电解池的阴极,阴离子→电解池的阳极。
(3)电流方向:电源正极→电解池阳极→电解质溶液→电解池阴极→电源负极。
3.电镀
电极材料
阳极:镀层金属(银);
阴极:待镀金属制品
电镀液
含Ag+的电解质溶液
电极反应式
阳极:Ag-e-==Ag+;
阴极:Ag++e-==Ag
2.电镀过程分析
(1)一般用含有镀层金属阳离子的电解质溶液作电镀液。
(2)把待镀金属制品浸入电镀液中,与直流电源的负极相连,作阴极,发生还原反应。
(3)用镀层金属与直流电源的正极相连,作阳极,发生氧化反应。
(4)阳极金属溶解在溶液中成为阳离子,移向阴极,在阴极上得电子被还原成金属,覆盖在镀件的表面。
4.金属的腐蚀与防护
利用原
电池原理可以避免金属腐蚀,某小组同学设计了如图所示的实验方案来探究铁片的腐蚀情况。
(1) (填“甲”或“乙”)中的铁片附近会出现蓝色。
(2)甲中形成了 装置,锌片作 极,铁片的电极反应式为 。
(3)乙中 片附近会出现红色,铁片的电极反应式为 。
(4)上述装置可用于铁的保护的是培养皿 ,属于 法。
(5)将饱和食盐水换为NH4Cl,属于 腐蚀(填“吸氧”或“析氢”)。
答案:(1)乙 (2)原电池 负 O2+2H2O+4e-==4OH-
(3)铜 Fe-2e-==Fe2+ (4)甲 牺牲阳极 (5)析氢
3.电化学防护两种方法
(1)牺牲阳极法——原电池原理负极为比被保护金属活泼的金属;正极为被保护的金属设备。
(2)外加电流法——电解原理阴极为被保护的金属设备;阳极,惰性金属。
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