届高三化学一轮复习单元检测第07章 化学反应中的能量变化电化学解析版Word文档下载推荐.docx
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mol-1
3Fe2O3(s)+CO(g)=2Fe3O4(s)+CO2(g)△H=-47.2kJ·
Fe3O4(s)+CO(g)=3FeO(s)+CO2(g)△H=+640.5kJ·
则14gCO气体与足量FeO充分反应得到Fe单质和CO2气体时的反应热为()
A.-109kJ•mol-1B.-218kJ•mol-1C.+109kJ•mol-1D.+218kJ•mol-1
【答案】A
盖斯定律
3.反应A+B―→C分两步进行:
①A+B―→X,②X―→C,反应过程中能量变化如图所示,E1表示反应A+B―→X的活化能。
下列有关叙述正确的是()
A.E2表示反应X―→C的活化能
B.X是反应A+B―→C的催化剂
C.反应A+B―→C的ΔH<
D.加入催化剂可改变反应A+B―→C的焓变
【答案】C
【解析】
试题分析:
A、E2为反应X-C过程中形成化学键释放的能量不是活化能,错误,不选A;
B、若X是反应A+B―→C的催化剂,则X是反应①的反应物,是反应②的生成物,错误,不选B;
C、图像分析可知反应物AB能量高于生成物C的能量,反应是放热反应,ΔH<
0,正确,选C;
D、焓变和反应物和生成物的能量有关,与反应比那话过程无关,催化剂只改变反应速率,不改变反应的焓变,错误,不选D。
反应热和焓变
4.下列依据热化学方程式得出的结论正确的是()
A.已知C(石墨,s)=C(金刚石,s);
ΔH>
0,则金刚石比石墨稳定
B.2H2(g)+O2(g)=2H2O(g);
ΔH=-483.6kJ/mol,则氢气的燃烧热为241.8kJ•mol-1
C.500℃、30MPa下,N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)ΔH=-38.6kJ•mol-1;
将1.5molH2和过量的N2在此条件下充分反应,放出热量19.3kJ
D.H2(g)+F2(g)=2HF(g)ΔH=-270kJ•mol-1,则相同条件下,2molHF气体的能量小于1mol氢气和1mol氟气的能量之和
【答案】D
考查反应热、燃烧热的计算
5.已知:
C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)△H=akJ/mol
2C(s)+O2(g)=2CO(g)△H=-220kJ/mol
H-H、O=O和O-H键的键能分别为436、496和462kJ/mol,则a为()
A.-332B.-118C.+350D.+130
已知热化学方程式①C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)△H=akJ/mol,②2C(s)+O2(g)=2CO(g)△H=-220kJ/mol,则根据盖斯定律可知②-①×
2即得到热化学方程式O2(g)+2H2(g)=2H2O(g)△H=-(220+2a)kJ/mol。
由于反应热等于断键吸收的能量与形成新化学键所放出的能量的差值,则496kJ/mol+2×
436kJ/mol-2×
2×
462kJ/mol=-(220+2a)kJ/mol,解得a=+130,答案选D。
考查考查盖斯定律的应用和反应热计算
6.在25℃、1.01×
105Pa下,将22gCO2通入到750mL1.0mol·
L-1的NaOH溶液中充分反应,放出xkJ热量。
在该条件下1molCO2通入到2L1.0mol·
L-1的NaOH溶液中充分反应,放出ykJ热量,则CO2与NaOH反应生成NaHCO3的热化学反应方程式为()
A.CO2(g)+NaOH(aq)=NaHCO3(aq)△H=-(2y-x)kJ·
mol-1
B.CO2(g)+NaOH(aq)=NaHCO3(aq)△H=-(4x-y)kJ·
C.CO2(g)+NaOH(aq)=NaHCO3(aq)△H=-(2x-y)kJ·
D.CO2(g)+NaOH(aq)=NaHCO3(aq)△H=-(8x-2y)kJ·
考查考查热化学方程式的书写和计算
7.下列表述不正确的是()
A
B
C
D
盐桥中的Cl-移向CuSO4溶液
a极附近产生的气体能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝
粗铜的电极反应式为:
Cu2++2e-=Cu
正极反应式为:
O2+4e-+2H2O=4OH-
【答案】AC
A.具备原电池的构成条件,由于金属活动性Zn>
Cu,所以Zn是负极,Cu是正极,根据同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引的原则,盐桥中的Cl-移向正电荷较多的负极,盛有ZnSO4溶液的烧杯中,错误;
B.该装置是电解池,a电极与电源的正极连接为阳极,发生反应:
2Cl—-2e-=Cl2↑,产生的氯气有氧化性,可以将湿润的淀粉碘化钾试纸上的KI氧化为I2,而使试纸变蓝色,正确;
C.该装置为电解池,粗铜与电源的正极连接,为阳极,阳极发生氧化反应,电极反应式是:
Cu-2e-=Cu2+,错误;
D.该装置为原电池,由于金属铁的活动性比杂质碳强,铁为原电池的负极,铁发生的是吸氧腐蚀。
负极铁发生氧化反应,Fe-2e-=Fe2+,变为Fe2+进入溶液,溶解在溶液中的氧气在正极C上得到电子,发生还原反应,电极反应式是:
O2+4e-+2H2O=4OH-,正确。
考查原电池、电解池的反应原理的知识。
8.研究人员最近发现了一种“水”电池,这种电池能利用淡水与海水之间含盐量差别进行发电,在海水中电池总反应可表示为:
5MnO2+2Ag+2NaCl=Na2Mn5O10+2AgCl。
下列关于“水”电池的说法不正确的是()
A.AgCl是还原产物B.负极的电极反应为:
Ag+Cl-—e-=AgCl
C.Na+不断向“水”电池的正极移动D.每生成1molNa2Mn5O10转移2mol电子
A、反应中银化合价升高,氯化银是氧化产物,错误,选A;
B、银失去电子,做负极,正确,不选B;
C、钠离子是阳离子向正极移动,正确,不选C;
D、反应中转移2摩尔电子,正确,不选D。
原电池的原理
9.镍氢电池(NiMH)目前已经成为混合动力汽车的一种主要电池类型。
NiMH中的M表示储氢金属或合金。
该电池在充电过程中的总反应方程式是:
Ni(OH)2+M=NiOOH+MH,已知:
6NiOOH+NH3+H2O+OH-=6Ni(OH)2+NO2-,下列说法正确的是()
A.NiMH电池放电过程中,正极的电极反应式为:
NiOOH+H2O+e-=Ni(OH)2+OH-
B.充电过程中OH-离子从阳极向阴极迁移
C.充电过程中阴极的电极反应式:
H2O+M+e-=MH+OH-,H2O中的H被M还原
D.NiMH电池中可以用KOH溶液、氨水等作为电解质溶液
本题主要是考查了原电池和电解池原理的应用与有关判断
10.下列与金属腐蚀有关的说法正确的是()
A.图a中,插入海水中的铁棒,越靠近底端腐蚀越严重
B.图b中,开关由M改置于N时,Cu—Zn合金的腐蚀速率减小
C.图c中,接通开关时Zn腐蚀速率增大,Zn上放出气体的速率也增大
D.图d中,Zn—MnO2干电池自放电腐蚀主要是由MnO2的氧化作用引起的
考查金属腐蚀的正误判断的知识。
11.乙烯催化氧化成乙醛可设计成如图所示的燃料电池,能在制备乙醛的同时获得电能,其总反应为:
2CH2=CH2+O2→2CH3CHO.下列有关说法正确的是()
A.该电池为可充电电池
B.每有0.1molO2反应,则迁移H+0.4mol
C.正极反应式为:
CH2=CH2-2e-+2OH-═CH3CHO+H2O
D.电子移动方向:
电极a→磷酸溶液→电极
考查原电池的工作原理
12.科学家用氮化镓材料与铜组装成如图所示的人工光合系统,利用该装置成功地实现了以CO2和H2O合成CH4。
下列关于该电池叙述错误的是()
A.电池工作时,是将太阳能转化为电能
B.铜电极为正极,电极反应式为:
CO2+8e-+8H+=CH4+2H2O
C.电池内部H+透过质子交换膜从左向右移动
D.为提高该人工光合系统的工作效率,可向装置中加入少量盐酸
A.根据图示可知,该装置中将太阳能转化为电能的过程,故A正确;
B.根据电子流向知,Cu是正极,正极上二氧化碳得电子和氢离子反应生成甲烷,电极反应式为:
CO2+8e-+8H+=CH4+2H2O,故B正确;
C.放电时,电解质溶液中阳离子向正极移动,所以装置中的H+由左向右移动,故C正确;
D.可向装置中加入少量的酸作电解质,由于盐酸易挥发,生成的甲烷中会混有HCl气体,应加入硫酸,故D错误;
故选D。
考查原电池和电解池的工作原理
13.已知:
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)ΔH=-571.6kJ·
2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l)
ΔH=-1452kJ·
H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)
ΔH=-57.3kJ·
mol-1
下列说法正确的是()
A.H2(g)的燃烧热ΔH=-571.6kJ·
B.H2SO4(aq)+Ba(OH)2(aq)=BaSO4(s)+2H2O(l)ΔH=-57.3kJ·
C.同质量的H2(g)和CH3OH(l)完全燃烧生成液态水,H2(g)放出的热量多
D.3H2(g)+CO2(g)=CH3OH(l)+H2O(l)ΔH=+131.4kJ·
考查反应热计算
14.如图用氢氧燃料电池电解硫酸钠溶液(均为惰性电极),下列说法正确的是()
甲池
乙池
放电过程中KOH浓度不变
滴加酚酞试液d极区域溶液先变红
OH-移向a电极
OH-移向d电极
a电极消耗2.24LH2时(标准状况)
c电极生成1.12LO2(标准状况)
a电极反应:
H2-2e-=2H+
d电极反应:
4OH--4e-=O2↑+2H2O
甲池中a为负极,b为正极,乙池中c极是阳极,d极是阴极,而放电过程中会产生水,氢氧化钾的浓度降低。
甲池中氢氧根离子移向b极,乙池中氢氧根离子移向c极,故B错。
a电极消耗2.24L的氢气转移0.2mol电子,则c电极生成0.05mol氧气,故C正确。
A电极是氢气失电子但是为碱性环境,故书写错误,d电极应该进行的是还原反应,所以D错误。
串联考察电解池与原电池。
15.某同学组装了如图所示的电化学装置,则下列说法正确的是()
A.图中甲池为原电池装置,Cu电极发生还原反应
B.实验过程中,甲池左侧烧杯中NO3-的浓度不变
C.若甲池中Ag电极质量增加5.4g时,乙池某电极析出1.6g金属,则乙中的某盐溶液可能是AgNO3溶液
D.若用铜制U形物代替“盐桥”,工作一段时间后取出U形物称量,质量会减小
考查原电池和电解池的工作原理。
16.某实验小组依据反应AsO43-+2H++2I-
AsO33-+I2+H2O设计如图原电池,探究pH对AsO43-氧化性的影响,测得输出电压与pH的关系如图。
下列有关叙述错误的是()
A.c点时,正极的电极反应为ASO43-+2H++2e-=AsO33-+H2O
B.b点时,反应处于化学平衡状态
C.a点时,盐桥中K+向左移动
D.pH>
0.68时,氧化性I2>
AsO43-
考查原电池原理的应用和化学平衡移动
第II卷(共52分)
二、非选择题(4小题,共52分)
17.(12分)
(1)火箭推进器中盛有强还原剂液态肼(N2H4)和强氧化剂液态过氧化氢。
当把0.4mol液态肼和0.8molH2O2混合反应,生成氮气和水蒸气,放出257.7kJ的热量(相当于25℃、101kPa下测得的热量)。
反应的热化学方程式为。
又已知H2O(l)=H2O(g)ΔH=+44kJ/mol。
则16g液态肼与过氧化氢反应生成液态水时放出的热量是kJ。
(2)分别取40mL0.50mol/L盐酸与0.55mol/LNaOH溶液进行中和反应。
通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。
回答下列问题:
假设盐酸和氢氧化钠溶液的密度都是1g/cm3,又知中和后生成溶液的比热容c=4.18J/(g·
℃)。
实验时,还需测量的数据有。
A.反应前盐酸溶液的温度
B.反应前盐酸溶液的质量
C.反应前氢氧化钠溶液的温度
D.反应前氢氧化钠溶液的质量
E.反应后混合溶液的最高温度
F.反应后混合溶液的质量
某学生实验记录数据如下:
实验序号
起始温度t1/℃
终止温度t2/℃
盐酸
氢氧化钠
混合溶液
1
20.0
20.1
23.2
2
20.2
20.4
23.4
3
20.5
20.6
23.6
依据该学生的实验数据计算,该实验测得的中和热为ΔH=____________。
假定该学生的操作完全同上,实验中改用100mL0.50mol/L盐酸跟100mL0.55mol/LNaOH溶液进行反应,与上述实验相比,所放出的热量(填“相等”或“不相等”),所求中和热(填“相等”或“不相等”)。
【答案】
(1)N2H4(l)+2H2O2(l)==N2(g)+4H2O(g)△H=-644.25k/mol(3分)410.125(2分)
(2)A、C、E(3分)ΔH=-51.8kJ/mol(2分)不相等(1分)相等(1分)
为:
1.036kJ,所以生成1mol的水放出热量为-1.036kJ×
1mol/0.02mol=-51.8kJ/mol,即该实验测得的中和热△H=-51.8kJ/mol;
③反应放出的热量和所用酸以及碱的量的多少有关,若用100mL0.50mol/L盐酸跟100mL0.55mol/LNaOH溶液进行反应,与上述实验相比,生成水的量增加,所放出的热量偏高,但是中和热的均是强酸和强碱反应生成1mol水时放出的热,与酸碱的用量无关,所以用100mL0.50mol/L盐酸跟100mL0.55mol/LNaOH溶液进行上述实验,测得中和热数值相等。
考查热化学方程式以及反应热的计算与测定
18.(11分)回答下列问题:
(1)已知下列反应:
SO2(g)+2OH–(aq)=SO32–(aq)+H2O(l)ΔH1;
ClO–(aq)+SO32–(aq)=SO42–(aq)+Cl–(aq)ΔH2;
CaSO4(s)=Ca2+(aq)+SO42–(aq)ΔH3。
则反应SO2(g)+Ca2+(aq)+ClO–(aq)+2OH–(aq)=CaSO4(s)+H2O(l)+Cl–(aq)的ΔH=______________。
(用ΔH1、ΔH2、ΔH3表示)
(2)合成气(CO和H2为主的混合气体)不但是重要的燃料也是重要的化工原料,制备合成气的方法有多种,用甲烷制备合成气的反应为:
①2CH4(g)+O2(g)=2CO(g)+4H2(g)ΔH1=-72kJ·
mol﹣1;
②CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)ΔH2=+216kJ·
mol﹣1。
现有1mol由H2O(g)与O2组成的混合气,且O2的体积分数为x,将此混合气与足量CH4充分反应。
若x=0.2时,反应①放出的能量为________kJ;
若x=_________时,反应①与②放出(或吸收)的总能量为0。
(3)一定条件,在水溶液中1molCl-和1molClOx(x=1,2,3,4)的能量(kJ)相对大小如图所示。
①D是________(填离子符号)。
②B→A+C反应的热化学方程式为_______________(用离子符号表示)。
(1)ΔH1+ΔH2-ΔH3(2分)
(2)14.4(2分)0.75(2分)
(3)ClO4–(2分)3ClO–(aq)=ClO3–(aq)+2Cl–(aq)ΔH=-117kJ/mol(3分)
考查热化学方程式书写和反应热的计算
19.(15分)SO2是主要的大气污染气体,利用化学反应原理是治理污染的重要方法。
工业上用Na2SO3吸收尾气中的SO2使之转化为NaHSO3,再用SO2为原料设计的原电池电解(惰性电极)NaHSO3制取H2SO4,装置如下:
(1)甲图中A电极反应式为;
(2)甲图中B与乙图极(填C或D)相连,进行电解时乙图Z中Na+向中移动(填Y或W);
(3)该电解池阴极的总电极反应式;
(4)阳极室除生成硫酸外,还有少量的SO2和O2生成.则阳极发生的副反应的电极反应式为;
(5)治理SO2污染的重要方法是燃料脱硫在1200℃时,天然气脱硫工艺中会发生下列反应:
①2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(g)ΔH=-akJ·
②2H2S(g)+O2(g)=2S(g)+2H2O(g)ΔH=-bkJ·
③4H2S(g)+2SO2(g)=3S2(g)+4H2O(g)ΔH=-ckJ·
则2molS(g)全部转化为S2(g)的反应热为kJ·
mol-1(用含有a、b、c的式子表示)。
(1)SO2+2H2O-2e-===4H++SO42-(3分)
(2)D(2分)Y(2分)
(3)2HSO3﹣+2e﹣═2SO32﹣+H2↑(3分)
(4)2HSO32﹣-4e﹣═2SO2↑+O2↑+2H+(3分)
(5)b-1/3a-1/3c合理均可(2分)
电解原理和原电池原理的应用,盖斯定律
20.(14分)Ⅰ.
(1)P2O5是非氧化性干燥剂,下列气体不能用浓硫酸干燥,可用P2O5干燥的是______
a.NH3b.HIc.SO2d.CO2
(2)工业生产甲醇的常用方法是:
CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g)△H1=—90.8kJ/mol。
已知:
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H2=-571.6kJ/mol;
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H3=-566.0kJ/mol
计算2CH3OH(g)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l)△H4=。
(3)在碱性锌电池中,用高铁酸钾作为正极材料,电池反应为:
2K2FeO4+3Zn==Fe2O3+ZnO+2K2ZnO2
该电池正极发生的反应的电极反应式为。
II.用如图1所示装置进行实验。
实验过程中,两极均有气体产生,Y极区溶液逐渐变成紫红色;
停止实验,铁电极明显变细,电解液仍然澄清。
查阅资料发现,高铁酸根(FeO42-)在溶液中呈紫红色。
(4)电解过程中,X极区溶液的pH(填“增大”、
“减小”或“不变”)。
(5)电解过程中,Y极发生的电极反应为
Fe-6e-+8OH-=FeO42-+4H2O和。
(6)若在X极收集到672mL气体,在Y极收集到168mL气体
(均已折算为标准状况时气体体积),则Y电极(铁电极)质量减少g。
(1)b(2分)
(2)-1527.6KJ/mol(2分)(3)2FeO42-+6e-+5H2O=Fe2O3+10OH-(3分)
(4)增大(2分)(5)4OH--4e-=2H2O+O2↑(2分)(6)0.28(3分)
(6)X电极得到的是氢气,物质的量是0.672L÷
22.4L/mol=0.03mol,阴极得到气体是氧气,物质的量是0.168L÷
22.4L/mol=0.0075mol,根据电子得失守恒可知溶解铁的质量是
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