2021届（鲁科版）高考化学一轮复习化学反应与能量总结作业 13页

化学反应与能量 ‎(1)HCl和NaOH反应的中和热ΔH=-57.3 kJ·mol-1,则H2SO4和Ca(OH)2反应的中和热ΔH=-114.6 kJ·mol-1。 (　　)‎ 提示:×。中和热是指生成1 mol H2O(l)时释放的热量。‎ ‎(2)CO(g)的燃烧热是283.0 kJ·mol-1,则反应2CO2(g)2CO(g)+O2(g)的反应热ΔH=+566.0 kJ·mol-1。 (　　)‎ 提示:√。燃烧热是1 mol可燃物完全燃烧时释放的热量,因此2 mol CO燃烧的ΔH=-566.0 kJ·mol-1,反应逆向ΔH的数值不变,符号相反。‎ ‎(3)1 mol甲烷燃烧生成气态水和CO2所放出的热量是甲烷的燃烧热。 (　　)‎ 提示:×。表示燃烧热时水是指液态水而不是气态水。‎ ‎(4)应用盖斯定律,可计算某些难以直接测量的反应焓变。 (　　)‎ 提示:√。对于难以直接测量反应焓变的反应,可以采用盖斯定律进行计算得到。‎ ‎(5)同温同压下,H2(g)+Cl2(g)2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH不同。‎ ‎ (　　)‎ 提示:×。反应的焓变与反应的条件没有关系。‎ ‎(6)500 ℃、30 MPa下,将0.5 mol N2和1.5 mol H2置于密闭容器中充分反应生成NH3(g),放热19.3 kJ,其热化学方程式为N2(g)+3H2(g)2NH3(g)　‎ ΔH=-38.6 kJ·mol-1。 (　　)‎ 提示:×。合成氨反应为可逆反应,不能进行彻底。‎ ‎(7)已知2C(s)+2O2(g)2CO2(g)　ΔH=a kJ·mol-1,2C(s)+O2(g)2CO(g)　ΔH=b kJ·mol-1,则b>a。 (　　)‎ 提示:√。‎ ‎(8)需要加热才能发生的反应一定是吸热反应。 (　　)‎ 提示:×。反应的吸热还是放热与反应的条件没有必然关系。‎ ‎(9)根据电流方向或电子流向可判断原电池正负极;外电路中,电流由正极流向负极,电子由负极流向正极。(　　)‎ 提示:√。电子由原电池的负极出发流向正极,因此电流由原电池的正极流向负极。‎ ‎(10)根据两极发生的反应类型可判断原电池的正负极:负极上总是发生氧化反应,正极上总是发生还原反应。 (　　)‎ 提示:√。原电池的负极发生的失电子的氧化反应,正极发生的是得电子的还原反应。‎ ‎(11)电解池中电子的流向为负极→阴极→电解质→阳极→正极。 (　　)‎ 提示:×。电子不能经过溶液。‎ ‎(12)镀锡铁制品和镀锌铁制品的镀层破损时,镀锡铁中铁的腐蚀速率更快。‎ ‎(　　)‎ 提示:√。由于金属的活泼性是Zn>Fe>Sn,因此镀层破坏后,会形成原电池,在镀锡铁中铁为负极会加快腐蚀,而在镀锌铁中铁为正极会减缓腐蚀。‎ ‎(13)在轮船船体四周镶嵌锌块保护船体不受腐蚀的方法叫阳极电保护法。‎ ‎ (　　)‎ 提示:×。在轮船船体四周镶嵌锌块会形成原电池从而减缓轮船的腐蚀,是牺牲阳极的阴极保护法。‎ ‎(14)不锈钢有较强的抗腐蚀能力是因为在钢铁表面镀上了铬。 (　　)‎ 提示:×。不锈钢是合金改变了金属的内部结构从而防止腐蚀。‎ ‎(15)纯锌与稀硫酸反应时,加入少量CuSO4溶液,可使反应速率加快。 (　　)‎ 提示:√。锌会与硫酸铜反应置换出铜从而构成原电池,加快了反应的速率。‎ ‎(16)在铁上镀铜时,金属铜作阴极。 (　　)‎ 提示:×。在电镀装置中镀件作阴极。‎ ‎(17)粗铜电解精炼时,应将粗铜与直流电源的正极相连。 (　　)‎ 提示:√。电解精炼时粗铜作电解池的阳极,即与外接电源的正极相连。‎ ‎(18)燃料电池中加入燃料的电极一定是电池的负极。 (　　)‎ 提示:√。燃料在反应中失去电子发生氧化反应,因此为电池的负极。‎ ‎(19)在生产生活中,为保护钢铁器件免受腐蚀,应将该器件与直流电源的正极相连。 (　　)‎ 提示:×。为保护钢铁器件免受腐蚀,应将该器件与直流电源的负极相连。‎ ‎(20)钢铁制造的暖气管道外常涂有一层沥青,这是钢铁的电化学保护法。‎ ‎ (　　)‎ 提示:×。暖气管道外涂一层沥青属于隔绝了外界的氧化剂。‎ ‎(1)沼气是一种能源,它的主要成分是CH4,常温下,0.5 mol CH4完全燃烧生成CO2(g)和液态水时,放出445 kJ热量,则热化学方程式为____________　。 ‎ 提示:CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)　ΔH=-890 kJ·mol-1‎ ‎(2)已知N2(g)+H2(g)N(g)+3H(g)　ΔH1=+a kJ·mol-1‎ N(g)+3H(g)NH3(g)　ΔH2=-b kJ·mo NH3(g)NH3(l)　ΔH3=-c kJ·mol-1‎ 写出N2(g)和H2(g)反应生成液氨的热化学方程式:‎ ‎ _______________________________________　。 ‎ 提示:N2(g)+3H2(g)2NH3(l)　ΔH=-2(b+c-a) kJ·mol-1‎ ‎(3)SF6是一种优良的绝缘气体,分子结构中,只存在S—F键,已知1 mol S(s)转化为气态硫原子吸收能量280 kJ,F—F键能为160 kJ·mol-1,S—F键能为 ‎330 kJ·mol-1,试写出S(s)和F2(g)反应生成SF6(g)的热化学方程式:‎ ‎　_____________________________________________。 ‎ 提示:S(s)+3F2(g)SF6(g) ΔH=-1 220 kJ·mol-1‎ ‎(4)钢铁的吸氧腐蚀(负极-Fe、正极-C、电解液-中性或碱性)‎ 负极:　 　____________________________, ‎ 反应类型: 　____________________________　; ‎ 正极:　 　____________________________, ‎ 反应类型:　 　____________________________; ‎ 铁锈的生成过程的化学方程式:‎ ‎①　　____________________________; ‎ ‎②　　____________________________; ‎ ‎③　　____________________________。 ‎ 提示:2Fe-4e-2Fe2+　氧化反应 O2+2H2O+4e-4OH-　还原反应 ‎①2Fe+O2+2H2O2Fe(OH)2‎ ‎②4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3‎ ‎③2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O ‎(5)新型锂电池:电池反应方程式为8Li+3SOCl2Li2SO3+6LiCl+2S(电解液:LiAlCl4-SOCl2)‎ 负极:　 　____________________________; ‎ 正极: 　____________________________　。 ‎ 提示:8Li-8e-8Li+‎ ‎3SOCl2+8e-S+2S+6Cl-‎ ‎(6)高铁电池(负极—Zn,正极—石墨,电解质为浸湿的固态碱性物质)已知:3Zn+2K2FeO4+8H2O3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH,则:‎ 放电时:‎ 负极:　 　____________________________________; ‎ 正极: ________________________________________　。 ‎ 充电时:‎ 阴极:　 ________________________________________; ‎ 阳极:　 ________________________________________。 ‎ 提示:3Zn-6e-+6OH-3Zn(OH)2‎ ‎2Fe+6e-+8H2O2Fe(OH)3+10OH-‎ ‎3Zn(OH)2+6e-3Zn+6OH-‎ ‎2Fe(OH)3-6e-+10OH-2Fe+8H2O ‎(7)甲醇燃料电池 ‎①碱性电解质(铂为两极、电解液为KOH溶液)‎ 正极: ________________________________　; ‎ 负极:　 ________________________________; ‎ 总反应方程式:　 ________________________。 ‎ ‎②酸性电解质(铂为两极、电解液为H2SO4溶液)‎ 正极:　 ________________________________; ‎ 负极:　 ________________________________; ‎ 总反应方程式:　 ________________________________。 ‎ 提示:①3O2+12e-+6H2O12OH-‎ ‎2CH3OH-12e-+16OH-2C+12H2O ‎2CH3OH+3O2+4KOH2K2CO3+6H2O ‎②3O2+12e-+12H+6H2O ‎2CH3OH-12e-+2H2O12H++2CO2↑‎ ‎2CH3OH+3O22CO2+4H2O ‎(8)CO熔融盐燃料电池(铂为电极、Li2CO3和Na2CO3的熔融盐作电解质,CO为负极燃气,总反应方程式为2CO+O22CO2,空气与CO2的混合气为正极助燃气)‎ 正极:　 ________________________________________; ‎ 负极:　 ________________________________________。 ‎ 提示:O2+4e-+2CO22C ‎2CO+2C-4e-4CO2‎ ‎(9)用惰性电极电解下列溶液 ‎①NaCl溶液 阴极:　 ________________________________; ‎ 阳极:　 ________________________________; ‎ 总反应方程式:　 ________________________。 ‎ ‎②CuSO4溶液 阴极:　 ________________________________; ‎ 阳极:　 ________________________________; ‎ 总反应方程式:　 ________________________。 ‎ 提示:①2H++2e-H2↑‎ ‎2Cl--2e-Cl2↑‎ ‎2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑‎ ‎②2C+4e-2Cu ‎4OH--4e-2H2O+O2↑‎ ‎2CuSO4+2H2O2Cu+2H2SO4+O2↑‎ ‎(10)用惰性电极电解下列熔融态物质Al2O3‎ 阳极:　 ________________________________; ‎ 阴极:　 ________________________________; ‎ 总反应方程式:　 ________________________。 ‎ 提示:6-12e-3O2↑‎ ‎4Al3++12e-4Al ‎2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑‎ ‎(11)用铜作电极电解下列溶液 ‎①H2SO4溶液 阴极:　 ________________________________; ‎ 阳极:　 ________________________________; ‎ 总反应方程式:　 ________________________。 ‎ ‎②NaOH溶液 阴极:　 ________________________________; ‎ 阳极:　 ________________________________; ‎ 总反应方程式:　 ________________________。 ‎ 提示:①2H++2e-H2↑‎ Cu-2e-C Cu+H2SO4CuSO4+H2↑‎ ‎②2H2O+2e-H2↑+2OH-‎ Cu-2e-+2OH-Cu(OH)2‎ Cu+2H2OCu(OH)2+H2↑‎ ‎1.(2019·北京高考)下列示意图与化学用语表述内容不相符的是(水合离子用相应离子符号表示) (　　)‎ A B C D NaCl Na++Cl-‎ CuCl2‎ Cu2++2Cl-‎ CH3COOH CH3COO-+H+‎ H2(g)+Cl2(g)‎ ‎2HCl(g)‎ ΔH=-183 kJ·mol-1‎ ‎【解析】选B。氯化钠溶于水电离出Na+和Cl-,示意图与电离方程式对应,故A正确;所给示意图为电解氯化铜,电解氯化铜生成Cu和Cl2,示意图与表述内容不对应,故B错误;醋酸为弱电解质,存在电离平衡CH3COOHCH3COO-+H+,其中的微粒既有醋酸分子,又有CH3COO-和H+,示意图与表述内容对应,故C正确;由示意图可知,在反应H2(g)+Cl2(g)2HCl(g)中,ΔH =反应物总键能-生成物总键能=‎ ‎(436 kJ·mol-1+243 kJ·mol-1)-2×431 kJ·mol-1=-183 kJ·mol-1,示意图与表述内容对应,故D正确。‎ ‎2.(2019·江苏高考)氢气与氧气生成水的反应是氢能源应用的重要途径。下列有关说法正确的是 (　　)‎ A. 一定温度下,反应2H2(g)+O2(g)2H2O(g)能自发进行,该反应的ΔH<0‎ B. 氢氧燃料电池的负极反应为O2+2H2O+4e-4OH-‎ C. 常温常压下,氢氧燃料电池放电过程中消耗11.2 L H2,转移电子的数目为6.02×1023‎ D. 反应2H2(g)+O2(g)2H2O(g)的ΔH可通过下式估算:ΔH=反应中形成新共价键的键能之和-反应中断裂旧共价键的键能之和 ‎【解析】选A。A项,该反应的气体的总物质的量减少,即熵减少,但是反应能自发,说明该反应为放热反应,ΔH<0,正确;B项,负极应是H2失去电子,错误;C项,11.2 L H2不是标准状况下的体积,无法计算H2的物质的量,也无法计算反应中H2转移的电子数,错误;D项,反应的焓变可以用反应物断裂共价键的键能之和减去生成物形成共价键键能之和,错误。‎ ‎3.(2018·全国卷Ⅰ)最近我国科学家设计了一种CO2+H2S协同转化装置,实现对天然气中CO2和H2S的高效去除。示意图如下所示,其中电极分别为ZnO@石墨烯(石墨烯包裹的ZnO)和石墨烯,石墨烯电极区发生反应为:‎ ‎①EDTA-Fe2+-e-EDTA-Fe3+‎ ‎②2EDTA-Fe3++H2S2H++S+2EDTA-Fe2+‎ 该装置工作时,下列叙述错误的是 (　　)‎ A.阴极的电极反应:CO2+2H++2e-CO+H2O B.协同转化总反应:CO2+H2SCO+H2O+S C.石墨烯上的电势比ZnO@石墨烯上的低 D.若采用Fe3+/Fe2+取代EDTA-Fe3+/EDTA-Fe2+,溶液需为酸性 ‎【解析】选C。根据图中的物质转化方式可知,该电解池的左侧电极上发生还原反应为阴极,右侧电极上发生氧化反应为阳极,故该电池的阴极的电极反应式为CO2+2H++2e-CO+H2O,A正确;将电解池阴、阳极电极的反应式相加即可得到协同转化的总反应式:CO2+H2SCO+H2O+S,B正确;由于石墨烯为阳极,与电源的正极相连,石墨烯上的电势高,C不正确;若采用Fe3+/Fe2+取代EDTA-Fe3+/EDTA-Fe2+,若溶液呈碱性,则会使溶液中形成沉淀,减少Fe3+/Fe2+的含量,故溶液应呈酸性。‎ ‎4.(2016·天津高考)化工生产的副产氢也是氢气的来源。电解法制取有广泛用途的Na2FeO4,同时获得氢气:Fe+2H2O+2OH-Fe+3H2↑,工作原理如图1所示。装置通电后,铁电极附近生成紫红色Fe,镍电极有气泡产生。若氢氧化钠溶液浓度过高,铁电极区会产生红褐色物质。已知:Na2FeO4只在强碱性条件下稳定,易被H2还原。‎ ‎(1)电解一段时间后,c(OH-)降低的区域在　(填“阴极室”或“阳极室”)。 ‎ ‎(2)电解过程中,须将阴极产生的气体及时排出,其原因是 ________________ ‎ ‎________________________　。 ‎ ‎(3)c(Na2FeO4)随初始c(NaOH)的变化如图2,任选M、N两点中的一点,分析c(Na2FeO4)低于最高值的原因:‎ ‎ ________________________________ ________________　。 ‎ ‎【解析】(1)电解时,阳极反应式为Fe-6e-+8OH-Fe+4H2O,阴极反应式为2H2O+2e-H2↑+2OH-,电解过程中,阳极室消耗OH-,c(OH-)降低。‎ ‎(2)根据题意,Na2FeO4易被H2还原,由于阴极产生的气体为H2,若不及时排出,会将Na2FeO4还原,使其产率降低。‎ ‎(3)根据题意,若碱性较弱,则Na2FeO4稳定性差,且反应慢;若碱性较强,则铁电极区会产生Fe(OH)3或Fe(OH)3分解生成的Fe2O3,所以M点和N点的c(Na2FeO4)均低于最高值。‎ 答案:(1)阳极室 ‎(2)防止Na2FeO4与H2反应使产率降低 ‎(3)M点:c(OH-)低,Na2FeO4稳定性差,且反应慢或N点:c(OH-)过高,铁电极上有Fe(OH)3(或Fe2O3)生成,使Na2FeO4产率降低 ‎5.(2017·高考海南卷)一种电化学制备NH3的装置如图所示,图中陶瓷在高温时可以传输H+。下列叙述错误的是 (　　)‎ A.Pb电极b为阴极 B.阴极的反应式为N2+6H++6e-2NH3‎ C.H+由阳极向阴极迁移 D.陶瓷可以隔离N2和H2‎ ‎【命题意图】本题考查电解池的基础知识,意在考查学生对电解池基本理论的理解与应用能力。‎ ‎【解析】选A。N2和H2为原料制备NH3的反应为N2+3H22NH3,在该反应中H2发生氧化反应,即H2在电解池的阳极上(Pb电极b)反应,电极反应式为H2-2e-2H+,A选项错误;N2发生还原反应,即N2在电解池的阴极上(Pb电极a)反应,电极反应式为N2+6H++6e-2NH3,B选项正确;在电解池中阳离子向阴极移动,C选项正确;由图可知,N2通入被质子传输陶瓷隔开的石英电解池的内池,而H2则通入外池,而质子传输陶瓷是用于传输H+的,所以陶瓷可以隔离N2和H2,D选项正确。‎ ‎6.(2016·全国卷Ⅱ,11)Mg-AgCl电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池。下列叙述错误的是(　　)‎ A.负极反应式为Mg-2e-Mg2+‎ B.正极反应式为Ag++e-Ag C.电池放电时Cl-由正极向负极迁移 D.负极会发生副反应Mg+2H2OMg(OH)2+H2↑‎ ‎【解析】选B。根据题意,电池总反应式为Mg+2AgClMgCl2+2Ag,正极反应式为2AgCl+2e-2Cl-+ 2Ag,负极反应式为Mg-2e-Mg2+,A项正确,B项错误;对原电池来说,在电解质溶液的内部,阴离子由正极移向负极,C项正确;由于镁是活泼金属,则负极会发生副反应Mg+2H2OMg(OH)2+H2↑,D项正确。‎ ‎7.(2018·浙江选考)以四甲基氯化铵[(CH3)4NCl]水溶液为原料,通过电解法可以制备四甲基氢氧化铵[(CH3)4NOH],装置如图所示。‎ ‎(1)收集到(CH3)4NOH的区域是________________________　(填a、b、c或d)。 ‎ ‎(2)写出电池总反应　________________________________。 ‎ ‎【解析】(1)根据题给信息及题图,阴极的电极反应式为2H2O+2e-H2↑+2OH-,阳极的电极反应式为2Cl--2e-Cl2↑;根据阳离子交换膜只允许阳离子通过,所以收集到(CH3)4NOH的区域是d。‎ ‎(2)根据题意,参与电极反应的物质实际上是(CH3)4NCl和水,产物是(CH3)4NOH、Cl2和H2,由此可写出电池的总反应为2(CH3)4NCl+2H2O2(CH3)4NOH+H2↑+Cl2↑。‎ 答案:(1)d ‎(2)2(CH3)4NCl+2H2O2(CH3)4NOH+H2↑+Cl2↑‎