章末质量检测(一) 化学反应与能量转化(Word练习)-【学霸笔记·同步精讲】2026-2027学年高中化学选择性必修第一册(鲁科版)
2026-08-20
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | 高中化学鲁科版选择性必修1 化学反应原理 |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | 本章自我评价 |
| 类型 | 作业-单元卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-单元练习 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | DOCX |
| 文件大小 | 2.06 MB |
| 发布时间 | 2026-08-20 |
| 更新时间 | 2026-08-20 |
| 作者 | 高智传媒科技中心 |
| 品牌系列 | 学霸笔记·高中同步精讲 |
| 审核时间 | 2026-08-20 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/59245344.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
本单元卷聚焦“化学反应与能量转化”,通过15道选择(45分)和4道综合题(55分),融合化学观念与科学思维,适配高中化学单元复习,突出能量变化与电化学应用的核心素养考查。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|选择题|15/45|反应热测定、燃烧焓、键能计算、电化学腐蚀、电解池|结合科技前沿(锂离子电池、光热分解CO₂),考查科学思维中的证据推理|
|非选择题|4/55|键能计算、电解制备高铁酸钾、金属防护、中和热测定|综合实验与理论(如电解池分析、中和热数据处理),体现科学探究与实践素养|
内容正文:
章末质量检测(一) 化学反应与能量转化
(时间:75分钟 分值:100分)
一、选择题(本题共15小题,每小题3分,共45分。每小题只有一个选项符合题意)
1.下列有关中和反应反应热测定实验的说法正确的是( )
A.酸碱溶液混合后,应先冷却再测温
B.向内筒中加入稀碱液时,应当缓慢而匀速地加入
C.玻璃搅拌器若用铜丝代替,则测定出的中和反应反应热偏大
D.任何酸碱之间发生中和反应生成1 mol H2O(l)时放出的热量都是57.3 kJ
2.(2026•福建龙岩高二检测)下列关于化学反应与能量的说法正确的是( )
A.C(g)+O2(g)CO(g) ΔH=-Q kJ•mol-1,则碳的摩尔燃烧焓为Q kJ•mol-1
B.Ba(OH)2•8H2O与NH4Cl不需加热就能反应,故该反应是放热反应
C.已知相同条件下的两反应:S(s)+O2(g)SO2(g) ΔH1;S(g)+O2(g)SO2(g) ΔH2,则ΔH1>ΔH2
D.已知:N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) ΔH=-38.6 kJ•mol-1,则0.1 mol N2和足量H2反应放出3.86 kJ热量
3.(2026•广东深圳高二期中)已知:①白磷(P4)和P4O6的分子结构和部分化学键的键能分别如下:
化学键
P—P
OO
P—O
键能/(kJ•mol-1)
a
b
c
②P4(白磷,s)4P(红磷,s) ΔH=-16.7 kJ•mol-1。
下列说法错误的是( )
A.白磷和红磷互为同素异形体
B.相同条件下红磷比白磷稳定
C.等质量的白磷、红磷分别完全燃烧,放出热量更多的是红磷
D.P4(白磷,s)+3O2(g)P4O6(s) ΔH=(6a+3b-12c)kJ•mol-1
4.(2026•安徽蚌埠高二期中)日常生活中,我们经常看到铁制品生锈、铝制品表面出现白斑等金属腐蚀现象。下列说法不正确的是( )
A.图1中X为锌时可以防止海港码头埋设管道的钢制阀门腐蚀
B.图2中,负极生成Fe2+
C.铝制品表面出现白斑可以通过图3装置进行探究,Cl-由活性炭区向铝箔表面区迁移,其中负极反应式为2Cl--2e-Cl2↑
D.图3装置的总反应为4Al+3O2+6H2O4Al(OH)3,生成的Al(OH)3进一步脱水形成氧化铝白斑
5.实验室用铅蓄电池作为电源电解饱和食盐水制取Cl2,已知铅蓄电池放电时发生如下反应。
负极:Pb+S-2e-PbSO4
正极:PbO2+4H++S+2e-PbSO4+2H2O
现欲制得0.050 mol Cl2,这时电池内消耗的H2SO4的物质的量至少是( )
A.0.025 mol B.0.050 mol
C.0.100 mol D.0.200 mol
6.以TiO2为催化剂的光热化学循环分解CO2反应为温室气体减排提供了一个新途径,该反应的机理及各分子化学键完全断裂时的能量变化如图所示。
下列说法正确的是( )
A.过程①中钛氧键断裂会释放能量
B.该反应中,光能和热能转化为化学能
C.使用TiO2做催化剂可以降低反应的焓变,从而提高化学反应速率
D.CO2分解反应的热化学方程式为2CO2(g)2CO(g)+O2(g) ΔH=+30 kJ•mol-1
7.如图是一种酸性燃料电池酒精检测仪,具有自动吹起、流量侦测与控制的功能,非常适合进行现场酒精检测。下列说法正确的是( )
A.电子由氧气通入的Pt电极流出
B.质子(H+)通过质子交换膜从负极流向正极
C.每消耗22.4 L O2,会产生1 mol醋酸
D.左侧Pt电极表面发生的反应:CH3CH2OH+2e-CH3COOH+2H+
8.(2026•河北沧州高二期中)锂离子电池因其高能量密度、快速充电等优点受到广泛的应用。某种可充电锂离子电池装置如图所示,电池总反应为LixCy+Li1-xCoO2LiCoO2+Cy,LixCy可视为Li+镶嵌在石墨中。下列说法错误的是( )
A.充电时,LixCy为阴极
B.放电时,Li+从石墨中脱嵌移向负极,嵌入钴酸锂晶体中
C.放电时,LiCoO2侧电极反应为Li1-xCoO2+xLi++xe-LiCoO2
D.充电时,Li+从LiCoO2侧移向LixCy侧
9.由N2O和NO反应生成N2和NO2的能量变化如图所示。下列说法不正确的是( )
A.反应生成1 mol N2时转移2 mol e-
B.反应物能量之和小于反应产物能量之和
C.N2O(g)+NO(g)N2(g)+NO2(g)ΔH=-139 kJ•mol-1
D.断键吸收能量之和小于成键释放能量之和
10.下列关于如图装置的叙述中正确的是( )
A.用此装置给铁镀铜,镀件应放在b电极
B.用此装置给铁镀铜,反应一段时间后溶液中铜离子浓度基本不变
C.用此装置电解精炼铜,反应一段时间后溶液中铜离子浓度基本不变
D.用此装置电解精炼铜,粗铜应放在a电极
11.向Na2CO3溶液中滴加盐酸,反应过程中能量变化如图所示,下列说法正确的是( )
A.反应HC(aq)+H+(aq)CO2(g)+H2O(l)为放热反应
B.C(aq)+2H+(aq)CO2(g)+H2O(l)ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3
C.ΔH1>ΔH2,ΔH2<ΔH3
D.H2CO3(aq)CO2(g)+H2O(l),若使用催化剂,则ΔH3变小
12.(2026•辽宁大连高二期中)手持技术测定中和反应反应热的装置和测定结果如图。已知:混合溶液的密度近似为1 g•cm-3,比热容近似为4.18 J•g-1•℃-1。下列相关说法正确的是( )
A.分批加入NaOH溶液,反应更充分,测量结果更准确
B.本实验中测定的中和反应的反应热ΔH=-55.176 kJ•mol-1
C.用量筒量取盐酸时仰视读数,ΔH将偏大
D.若将NaOH溶液换成同浓度、同体积的氨水,反应放出的热量将偏多
13.次磷酸钴[Co(H2PO2)2]广泛应用于化学电镀,工业上利用电渗析法制取次磷酸钴的原理如图所示:
已知:①该装置的电极材料分别为金属钴和不锈钢。
②Co(H2PO2)2溶液在强碱性条件下通过自身催化发生氧化还原反应,实现化学镀钴。
下列说法中正确的是( )
A.膜Ⅱ、膜Ⅲ均为阳离子交换膜
B.M电极的电极反应为Co-2e-+2H2PCo(H2PO2)2
C.a为电源的正极
D.Co(H2PO2)2溶液化学镀钴过程中的反应可能为Co2++H2P+3OH-Co+HP+2H2O
14.(2026•河南郑州高二期中)碳酸二乙酯[(CH3CH2O)2CO]在工业上应用广泛,电化学法制备碳酸二乙酯的工作原理如图所示,工作过程中n室硫酸的物质的量不变。下列说法正确的是( )
A.a极与电源的正极连接
B.离子交换膜为阴离子交换膜
C.b极电极反应式:2CH3CH2OH+CO-2e-(CH3CH2O)2CO+2H+
D.电解结束后,向n室加入适量的水,可使稀硫酸恢复到电解前的浓度
15.一种双阴极微生物燃料电池装置如图所示。该装置可以同时进行硝化和反硝化脱氮,下列叙述正确的是( )
A.电池工作时,H+的迁移方向:左→右
B.电池工作时,“缺氧阴极”电极附近的溶液pH减小
C.“好氧阴极”存在反应:N-6e-+8OH-N+6H2O
D.“厌氧阳极”区质量减少28.8 g时,该电极输出电子的物质的量为2.4 mol
二、非选择题(本题共4小题,共55分)
16.(13分)化学反应过程伴随着热量的变化。利用CH4可制备乙烯及合成气(CO、H2)。有关化学键的键能(E)数据如表:
化学键
H—H
CC
C—C
C—H
E/(kJ•mol-1)
436
a
348
413
(1)已知2CH4(g)CH2CH2(g)+2H2(g)
ΔH=+167 kJ•mol-1,则a= 。
(2)已知5C2H4(g)+12Mn(aq)+36H+(aq)12Mn2+(aq)+10CO2(g)+28H2O(l)
ΔH=-m kJ•mol-1,当放出的热量为n kJ时,该反应转移的电子数为 (用含m、n的代数式表示)。
(3)制备合成气反应历程分两步(步骤Ⅰ、步骤Ⅱ),反应中C(ads)为吸附性活性炭,反应历程的能量变化如图:
①步骤Ⅰ反应的焓变ΔH1为 (用E1~E5的关系式表示)kJ•mol-1。
②反应CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)的焓变为ΔH2,与步骤Ⅰ反应的焓变ΔH1相比,ΔH1 (填“>”或“<”)ΔH2。
17.(13分)(2026•北京高二期中)高铁酸钾是一种新型环保的水处理剂,电解法制取K2FeO4的简化装置如图所示。
已知:高铁酸钾(K2FeO4)固体呈紫色,能溶于水,微溶于饱和KOH溶液。
(1)Ni电极上产生气体,该气体为 。
(2)Fe电极发生的电极反应为 。
(3)阳极室每生成1 mol K2FeO4,消耗OH- mol。
(4)向阳极流出液中加入饱和KOH溶液,析出紫色固体。从平衡的角度解释析出固体的原因:
。
(5)用高铁酸钾处理工业废水,不仅能氧化灭菌、去除水体污染物,还能产生可吸附、絮凝水中悬浮物的物质。该物质是 。
18.(15分)(2026•福建福州高二期中)回答下列问题:
(1)对金属制品进行抗腐蚀处理可延长其使用寿命。
①以下为铝材表面处理的一种方法:
以铝材为阳极,在H2SO4溶液中电解,铝材表面形成氧化膜,阳极电极反应式为
。
②利用上图装置可以模拟铁的两种电化学防护的方法:若X为碳棒,为减缓铁的腐蚀,开关K应置于 (填“M”或“N”)处。若X为锌,开关K置于M处,该电化学保护法称为 。
(2)根据所学电化学知识,回答下列问题。
①甲池中通入CH3OH的电极名称是 极;乙池中石墨电极反应式为 ;
丙池中反应的离子方程式为 。
②反应一段时间后,甲池中消耗560 mL(标准状况下)O2,此时乙池溶液的c(H+)= ;若向乙池中加入 ,其质量为 g,能使CuSO4溶液恢复到原浓度(假设电解前后溶液的体积不变,均为100 mL)。
19.(14分)不同的化学反应具有不同的反应热,人们可以通过多种方法获得反应热的数据,通常用实验进行测定,也可以进行理论推算。
在科学研究中,科学家常用量热计来测量反应热。我校某化学兴趣小组的同学欲测定硫酸与氢氧化钠溶液反应的反应热,则:
(1)用98%浓硫酸(密度为1.84 g•cm-3)配制450 mL 0.5 mol•L-1稀硫酸。
①所需浓硫酸的体积为 mL;
②选用的主要仪器有烧杯、量筒、 、 、 。
(2)测定中和反应反应热的装置如图所示。
①从实验装置上看,图中尚缺少的一种仪器是 ;
②做一次完整的中和反应反应热测定实验,温度计需使用 次;
③现用25 mL 0.5 mol•L-1稀硫酸与50 mL 0.55 mol•L-1氢氧化钠溶液反应测定,以下操作可能会导致测得的中和反应反应热数值偏大的是 (填字母)。
A.实验装置保温、隔热效果差
B.量取稀硫酸的体积时仰视读数
C.分多次把氢氧化钠溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中
章末质量检测(一) 化学反应与能量转化
1.C 酸碱溶液混合后,应立即测量温度且取最高温度作为最终温度,A错误;向内筒中加入稀碱液时,应当迅速而匀速地加入,B错误;玻璃搅拌器若用铜丝代替,会有热量散失,使放出热量偏小,所以测定出的中和反应反应热ΔH偏大,C正确;稀的强酸和强碱之间发生中和反应生成可溶性盐和1 mol H2O(l)时放出的热量是57.3 kJ,D错误。
2.C 摩尔燃烧焓是指1 mol物质完全燃烧生成指定产物时的焓变,碳指定的产物是CO2,该反应不能表示碳的摩尔燃烧焓,A错误;反应的吸放热与反应是否需要加热没有关系,Ba(OH)2•8H2O与NH4Cl的反应是吸热反应,该反应不需要加热,B错误;1 mol固态硫的能量低于1 mol气态硫,燃烧时S(g)释放的热量更多,ΔH(负值)更小,因此ΔH1>ΔH2,C正确;合成氨为可逆反应,0.1 mol N2无法完全反应,实际放出的热量小于3.86 kJ,D错误。
3.C 白磷和红磷为磷元素形成的不同单质,互为同素异形体,A正确;P4(白磷,s)4P(红磷,s) ΔH=-16.7 kJ•mol-1为放热反应,白磷的能量高于红磷,所以红磷比白磷更稳定,B正确;白磷的能量高于红磷,等质量的白磷、红磷分别完全燃烧,放出热量更多的是白磷,C错误;根据反应热等于反应物的总键能减去反应产物的总键能,P4(白磷,s)+3O2(g)P4O6(s) ΔH=(6a+3b-12c)kJ•mol-1,D正确。
4.C 图1中X为锌时,锌比铁活泼,形成原电池,锌作负极被腐蚀,铁作正极被保护,这种方法称为牺牲阳极保护法,可以防止海港码头埋设管道的钢制阀门腐蚀,A正确;图2中,铁、铜和电解质溶液构成原电池,铁比铜活泼,铁作负极,铁失去电子生成Fe2+,B正确;图3中,铝箔为负极,活性炭为正极,在原电池中,阴离子向负极移动,Cl-由活性炭区向铝箔表面区迁移,负极上铝失去电子生成铝离子,电极反应式为Al-3e-Al3+,C错误;图3装置中,铝在负极失去电子生成铝离子,氧气在正极得到电子生成氢氧根离子,总反应为4Al+3O2+6H2O4Al(OH)3,生成的Al(OH)3进一步脱水形成氧化铝白斑,D正确。
5.C 要求消耗的H2SO4的量,首先需找出铅蓄电池的总反应。将题述两个电极反应合并可得:Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O。而在制取Cl2时,每生成1 mol Cl2,转移2 mol电子。由铅蓄电池的总反应可知,每转移0.100 mol电子,将消耗0.100 mol H2SO4。
6.B 化学键断裂需要吸收能量,过程①中钛氧键断裂会吸收能量,A错误;根据图示,反应过程中吸收光能和热能,转化为CO和O2的化学能,B正确;催化剂通过降低反应的活化能提高化学反应速率,催化剂不能降低反应的焓变,C错误;ΔH=反应物总键能-生成物总键能,CO2分解反应的热化学方程式为2CO2(g)2CO(g)+O2(g) ΔH=(1 598×2-1 072×2-496)kJ•mol-1=+556 kJ•mol-1,D错误。
7.B 乙醇酸性燃料电池中,乙醇所在铂电极为负极,电极反应式为CH3CH2OH-4e-+H2O4H++CH3COOH,O2所在的铂电极为正极,正极电极反应式为O2+4e-+4H+2H2O。氧气通入的Pt电极做电池正极,电子流入正极,A项错误;电池工作时,质子(H+)通过质子交换膜从负极流向正极,B项正确;不是标准状况下,O2的物质的量无法判断,C项错误;左侧Pt电极表面发生的反应为CH3CH2OH-4e-+H2O4H++CH3COOH,D项错误。
8.B 由电池总反应可知,放电时为原电池,LixCy电极发生氧化反应:LixCy-xe-+xLi++Cy,作负极;LiCoO2电极发生还原反应:Li1-x+CoO2+xLi++xe-LiCoO2,作正极;充电时为电解池,原电池负极作电解池阴极,正极作电解池阳极,A、C正确;放电时为原电池,阳离子移向正极,即Li+从石墨中脱嵌移向正极,B错误;充电时,阳离子移向阴极,即Li+从LiCoO2侧移向LixCy侧,D正确。
9.B 根据反应N2O+NON2+NO2可知,只有N元素的化合价发生变化,分别由+1价降低到0价,+2价升高到+4价,转移2个电子,因此生成1 mol氮气时转移2 mol电子,A正确;根据图像可知,N2O(g)+NO(g)N2(g)+NO2(g)反应的反应物总能量大于反应产物总能量,B错误;根据图像可知,N2O(g)+NO(g)N2(g)+NO2(g)反应放热348 kJ-209 kJ=139 kJ,故热化学方程式为N2O(g)+NO(g)N2(g)+NO2(g) ΔH=-139 kJ•mol-1,C正确;ΔH=断键吸收的能量-成键放出的能量,由于此反应放热,即ΔH小于0,故断键吸收的能量小于成键放出的能量,D正确。
10.B 用此装置给铁镀铜,镀件应放在阴极(a电极),A项错误;给铁镀铜时,阳极:Cu-2e-Cu2+,阴极:Cu2++2e-Cu,溶液中铜离子浓度基本不变,B项正确;电解精炼铜时,若粗铜中含有Fe、Zn等杂质,阳极:Fe-2e-Fe2+,Zn-2e-Zn2+,Cu-2e-Cu2+,阴极:Cu2++2e-Cu,反应一段时间后溶液中的铜离子浓度减小,C项错误;用此装置电解精炼铜,粗铜应放在阳极(b电极),D项错误。
11.B 由图可知反应HC(aq)+H+(aq)CO2(g)+H2O(l)为吸热反应,ΔH>0,A错误;由盖斯定律可知,C(aq)+2H+(aq)CO2(g)+H2O(l) ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3,B正确;由图可知,能量差值越大,反应热的绝对值越大,ΔH1、ΔH2都为放热反应,则ΔH1<ΔH2,C错误;加入催化剂,改变反应历程,但反应热不变,D错误。
12.B 中和反应反应热测定需一次性快速加入NaOH溶液,若分批加入,会导致热量散失过多,测量结果不准确,A项错误;溶液总质量m=(40+40)mL×1 g•cm-3=80 g,温度变化ΔT=T2-21.0 ℃=24.3 ℃-21.0 ℃=3.3 ℃(从图像看,初始温度为21.0 ℃,最高温度为T2=24.3 ℃),放出热量Q=cmΔT=4.18 J•g-1•℃-1×80 g×3.3 ℃=1 103.52 J=1.103 52 kJ,生成H2O的物质的量n=0.04 L×0.5 mol•L-1=0.02 mol,中和反应的反应热ΔH=-=-=-55.176 kJ•mol-1,B项正确;用量筒量取盐酸时仰视读数,会导致盐酸体积偏大(溶质物质的量偏多),与NaOH反应生成H2O的物质的量偏多,放出热量偏多,由于ΔH<0,所以ΔH偏小,C项错误;氨水是弱碱,电离过程吸热,若将NaOH换成同浓度同体积的氨水,反应放出的热量会偏少(因部分热量用于氨水电离),D项错误。
13.C 该装置为电解池,M电极为阳极,电极材料为金属钴,钴失去电子生成钴离子,钴离子通过膜Ⅰ进入产品室,H2P通过膜Ⅱ、Ⅲ进入产品室与钴离子生成Co(H2PO2)2。综上分析,膜Ⅱ、膜Ⅲ均为阴离子交换膜,A错误;Co(H2PO2)2在产品室生成,不是在阳极生成,阳极反应为Co-2e-Co2+,B错误;M电极为阳极,应接电源的正极,故a为电源的正极,C正确;离子方程式中电荷不守恒,应为Co2++H2P+3OH-Co+HP+2H2O,D错误。
14.C a极发生还原反应(O2得电子生成H2O),为阴极,应与电源负极连接,A错误;n室硫酸物质的量不变,因a极消耗H+需由m室生成的H+补充,离子交换膜允许H+通过,为阳离子交换膜,B错误;b极是阳极,CH3CH2OH和CO发生氧化反应生成(CH3CH2O)2CO,电极反应式为2CH3CH2OH+CO-2e-(CH3CH2O)2CO+2H+,C正确;n室因a极生成H2O使硫酸稀释,需减少水恢复浓度,而非加水,D错误。
15.D 如图所示,“厌氧阳极”上,C6H12O6失去电子生成CO2和H+,电极反应式为C6H12O6+6H2O-24e-6CO2↑+24H+;“缺氧阴极”上,N得到电子生成NO2,NO2再转化为N2,电极反应式分别为N+e-+2H+NO2↑+H2O、2NO2+8e-+8H+N2↑+4H2O;“好氧阴极”上,O2得到电子生成H2O,电极反应式为O2+4H++4e-2H2O,同时O2还能氧化N生成N,N还可以被O2氧化为N,反应方程式分别为2N+3O22N+2H2O+4H+、2N+O22N。电池工作时,“厌氧阳极”失去的电子沿外电路流向“缺氧阴极”和“好氧阴极”,则“厌氧阳极”产生的H+通过质子交换膜向“缺氧阴极”和“好氧阴极”迁移,故H+的迁移方向既有左(“厌氧阳极”)→右(“好氧阴极”),又有右(“厌氧阳极”)→左(“缺氧阴极”),A错误;电池工作时,“缺氧阴极”上消耗H+,其附近的溶液pH增大,B错误;“好氧阴极”上的反应有O2+4H++4e-2H2O、2N+3O22N+2H2O+4H+、2N+O22N,C错误;“厌氧阳极”的电极反应式为C6H12O6+6H2O-24e-6CO2↑+24H+,每1 mol C6H12O6发生反应,消耗6 mol H2O,转移24 mol电子,“厌氧阳极”区质量减少288 g,故“厌氧阳极”区质量减少28.8 g时,该电极输出电子的物质的量为2.4 mol,D正确。
16.(1)613 (2) (3)①(E2-E1) ②<
解析:(1)ΔH=反应物的总键能-生成物的总键能=8×413 kJ•mol-1-(4×413 kJ•mol-1+a kJ•mol-1+2×436 kJ•mol-1)=+167 kJ•mol-1,解得a=613。(2)反应中Mn元素的化合价由+7价降低至+2价,12 mol Mn被还原时转移60 mol电子,放出m kJ热量,当放出的热量为n kJ时,该反应转移的电子的物质的量为 mol,转移的电子数为。(3)①ΔH=生成物总能量-反应物总能量,则根据题图可知,步骤Ⅰ反应的焓变ΔH1=(E2-E1)kJ•mol-1。②根据图示,ΔH1、ΔH2都大于0,反应CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)的焓变ΔH2=(E3-E1)kJ•mol-1,E3>E2,则ΔH1<ΔH2。
17.(1)H2 (2)Fe-6e-+8OH-Fe+4H2O (3)2 (4)增大c(K+),2K+(aq)+Fe(aq)⇌K2FeO4(s)平衡正向移动,有利于析出K2FeO4固体 (5)Fe(OH)3胶体
解析:该电解池以Fe为阳极、Ni为阴极,电解质为KOH浓溶液,中间有阴离子交换膜。阳极Fe失去电子并结合OH-发生氧化反应生成Fe,阳极式为Fe-6e-+8OH-Fe+4H2O;阴极Ni上H2O电离产生的H+得到电子被还原为H2,阴极式为2H2O+2e-H2↑+2OH-。(1)在Ni电极上H2O电离产生的H+得到电子变为H2,发生还原反应。(2)在Fe电极上Fe失去电子变为Fe,发生氧化反应,则Fe电极为阳极,阳极Fe上发生的电极反应式为Fe-6e-+8OH-Fe+4H2O。(3)由阳极反应Fe-6e-+8OH-Fe+4H2O知,阳极室每生成1 mol K2FeO4,消耗8 mol OH-;由于同时会有6 mol OH-从阴极室通过阴离子交换膜迁移到阳极室,故阳极室实际消耗2 mol OH-。(4)向阳极流出液中加入饱和KOH溶液,增大了c(K+),使2K+(aq)+Fe(aq)⇌K2FeO4(s)平衡正向移动,有利于析出紫色的K2FeO4固体。(5)高铁酸钾具有强氧化性,处理废水时自身被还原为Fe3+,Fe3+水解生成Fe(OH)3胶体,该胶体可吸附、絮凝水中悬浮物。
18.(1)①2Al-6e-+3H2OAl2O3+6H+ ②N 牺牲阳极保护法 (2)①负 2H2O-4e-4H++O2↑ Mg2++2Cl-+2H2OH2↑+Cl2↑+Mg(OH)2↓ ②1 mol•L-1 CuO(或CuCO3) 4(或6.2)
解析:(1)①铝在阳极失电子生成氧化铝,电极方程式:2Al-6e-+3H2OAl2O3+6H+;②若X为碳棒,为减缓铁的腐蚀,开关K应置于N处,形成电解池装置,铁与电源负极相连作阴极;若X为锌,开关K置于M处,则锌比铁活泼,锌作负极,铁作正极,形成原电池装置,该保护方法称为牺牲阳极保护法。(2)①甲池中CH3OH与氧气发生反应,CH3OH失电子,则通入CH3OH的电极作负极,通氧气的电极作正极,则乙池中石墨电极作阳极,电极反应式为2H2O-4e-4H++O2↑;丙池中为电解氯化镁溶液,电解反应的离子方程式为Mg2++2Cl-+2H2OH2↑+Cl2↑+Mg(OH)2↓;②甲池中正极反应为2H2O+O2+4e-4OH-,当消耗560 mL(标准状况下)O2,即0.025 mol O2,转移电子:0.1 mol;结合乙池中电极反应:2H2O-4e-4H++O2↑,当转移0.1 mol电子时,生成0.1 mol氢离子,c(H+)==1 mol•L-1;乙池中总反应为2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4,电解后可向溶液中加0.05 mol CuO或0.05 mol CuCO3使溶液恢复到原浓度,若加CuO,则质量为0.05 mol×80 g•mol-1=4 g,若加碳酸铜,则质量为0.05 mol×124 g•mol-1=6.2 g。
19.(1)①13.6 ②玻璃棒 500 mL容量瓶 胶头滴管 (2)①温度计 ②3 ③B
解析:(1)①根据c=可得98%浓硫酸的物质的量浓度c1=18.4 mol•L-1。需要配制的稀硫酸c2=0.5 mol•L-1,因实验室无450 mL的容量瓶,需选用500 mL容量瓶进行配制所需溶液,因此V2=500 mL=0.5 L。根据溶液稀释前后溶质物质的量不变可得c1V1= c2V2,将数据代入即可求得V1≈13.6 mL。②根据溶液稀释的过程可知需要的主要实验仪器有烧杯、量筒、玻璃棒、500 mL容量瓶和胶头滴管。
(2)①由量热计的构造可知该装置缺少的仪器是温度计。
②需要使用温度计测量反应前酸溶液的温度、反应前碱溶液的温度和发生中和反应后混合溶液的最高温度,共需要使用三次。③量取稀硫酸的体积时仰视读数导致量取的稀硫酸体积增大,反应放出的热量偏多,故测得中和反应反应热数值偏大。实验装置保温、隔热效果差和分多次把氢氧化钠溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中,都会导致热量损失,从而导致测量的中和反应反应热数值偏小。
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