高三化学能与电能热能的相互转化.docx
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高三化学能与电能热能的相互转化
高三化学能与电能热能的相互转化
1.(2012·哈尔滨模拟)已知化学反应A2(g)+B2(g)===2AB(g)的能量变化如图所示,判断下列叙述中正确的是( )。
A.每生成2分子AB吸收bkJ热量
B.该反应热ΔH=+(a-b)kJ·mol-1
C.该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量
D.断裂1molA—A和1molB—B键,放出akJ能量
2.向足量H2SO4溶液中加入100mL0.4mol·L-1Ba(OH)2溶液,放出的热量是5.12kJ。
如果向足量Ba(OH)2溶液中加入100mL0.4mol·L-1盐酸时,放出的热量为2.2kJ。
则Na2SO4溶液与BaCl2溶液反应的热化学方程式为( )。
A.Ba2+(aq)+SO
(aq)===BaSO4(s)ΔH=-2.92kJ·mol-1
B.Ba2+(aq)+SO
(aq)===BaSO4(s)ΔH=-18kJ·mol-1
C.Ba2+(aq)+SO
(aq)===BaSO4(s)ΔH=-73kJ·mol-1
D.Ba2+(aq)+SO
(aq)===BaSO4(s)ΔH=-0.72kJ·mol-1
3.(2013·广元模拟)已知热化学方程式:
2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=-QkJ·mol-1(Q>0)。
下列说法正确的是
A.相同条件下,2molSO2(g)和1molO2(g)所具有的能量小于2molSO3(g)
所具有的能量
B.将2molSO2(g)和1molO2(g)置于一密闭容器中充分反应后,放出热量为
QkJ
C.增大压强或升高温度,该反应过程放出更多的热量
D.如将一定量SO2(g)和O2(g)置于某密闭容器中充分反应后放热QkJ
,则此
过程中有2molSO2(g)被氧化
4.(2012·试题调研)已知1mol白磷(s)转化为1mol红磷,放出18.39kJ热量,又知:
4P(白,s)+5O2(g)===2P2O5(s) ΔH14P(红,s)+5O2(g)===2P2O5(s) ΔH1
则ΔH1和ΔH2的关系正确的是( )
A.ΔH1=ΔH2B.ΔH1>ΔH2
C.ΔH1<ΔH2D.无法确定
5.1molCH4气体完全燃烧放出的热量为802kJ,但当不完全燃烧生成CO和H2O时,放出的热量为519kJ。
如果1molCH4与一定量O2燃烧生成CO、CO2、H2O,并放出731.25kJ的热量,则一定量O2的质量为( )
A.40gB.56g
C.60gD.无法计算
6.1molCH4气体完全燃烧放出的热量为802kJ,但当不完全燃烧生成CO和H2O时,放出的热量为519kJ。
如果1molCH4与一定量O2燃烧生成CO、CO2、H2O,并放出731.25kJ的热量,则一定量O2的质量为( )
A.40gB.56g
C.60gD.无法计算
7.已知H—H键键能(断裂时吸收或生成时释放的能量)为436kJ·mol-1,H—N键键能为391kJ·mol-1,根据热化学方程式:
N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4kJ·mol-1。
则NN键的键能是( )
A.431kJ·mol-1B.946kJ·mol-1
C.649kJ·mol-1D.896kJ·mol-1
8.白磷的化学式为P4,分子的空间构型是正四面体(如图)。
白磷在空气中燃烧生成十氧化四磷(P4O10),在十氧化四磷分子里只存在P—O和P===O两种共价键。
已知几种共价键的键能:
P—O360kJ·mol-1;
P===O585kJ·mol-1;P—P198kJ·mol-1;
O===O498kJ·mol-1。
请问:
在P4(s)+5O2(g)===P4O10(s
)中,ΔH=______________。
9.下列过程一定释放出能量的是( )
A.化合反应
B.分解反应C.分子拆成原子D.原子组成分子
10.下列说法正确的是( )
A.反应热就是反应中放出的能量
B.在101kPa时,1mol碳燃烧所放出的热量为碳的燃烧热
C.由C(石墨)―→C(金刚石) ΔH=1.9kJ·mol-1可知,金刚石比石墨稳定
D.等量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧,前者放出的热量多
11.已知H2(g)+
O2(g)===H2O(g)反应过程中能量变化如图,问:
a、b、c分别代表什么意义?
该反应是放热反应还是吸热反应,ΔH大于零还是小于零?
12.下表中的数据是破坏1mol物质中的化学键所消耗的能量(kJ):
物质
Cl2
Br2
I2
HCl
HBr
HI
H2
能量(kJ)
243
193
151
432
366
298
436
根据上述数据回答
(1)~(5)题。
(1)下列物质本身具有的能量最低的是( )
A.H2B.Cl2C.Br2D.I2
(2)下列氢化物中,最稳定的是( )
A.HClB.HBrC.HI
(3)X2+H2===2HX(X代表Cl、Br、I)的反应是吸热反应还是放热反应?
答:
____________________。
(4)相同条件下,X2(X代表Cl、Br、I)分别与氢气反应,当消耗等物质的量的氢气时,放出或吸收的热量最多的是__________。
(5)若无上表中的数据,你能正确回答出问题(4)吗?
答:
________,你的根据是_______________________________________________
________________________________________________________________________。
13.(2012·北京理综,12)人工光合作用能够借助太阳能,用CO2和H2O制备化学原料。
如图是通过人工光合作用制备HCOOH的原理示意图,下列说法不正确的是
A.该过程是将太阳能转化为化学能的过程
B.催化剂a表面发生氧化反应,有O2产生
C.催化剂a附近酸性减弱,催化剂b附近酸性增强
D.催化剂b表面的反应是CO2+2H++2e-===HCOOH
14.(2012·昆明高二期中)由盖斯定律结合下述反应方程式,回答问题:
(1)已知:
①C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH=ΔH1;
②2CO(g)+O2(g)===2CO2(g)ΔH=ΔH2;
③TiO2(g)+2Cl2(g)===TiCl4(s)+O2(g)ΔH=ΔH3;
则TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)===TiCl4(s)+2CO(g)的ΔH=________。
(列出关于ΔH1、ΔH2、ΔH3的表达式)
(2)已知Na2CO3·10H2O(s)===Na2CO3(s)+10H2O(g) ΔH3=+532.36kJ/mol
Na2CO3·10H2O(s)===Na2CO3·H2O(s)+9H2O(g)
ΔH4=+473.63kJ/mol
写出Na2CO3·H2O脱水反应的热化学方程式:
_______________________________________________________________________________
答案:
(1)2ΔH1-ΔH2+ΔH3
(2)Na2CO3·H2O(s)===Na2CO3(s)+H2O(g)
ΔH=+58.73kJ/mol
15.(2012·经典习题选萃)2SO2(g)+O2(g)===2SO3(g)反应过程的能量变化如图所示。
已知1molSO2(g)氧化为1molSO3(g)的ΔH=-99kJ·mol-1
请回答下列问题:
(1)图中A、C分别表示:
______、______;
(2)图中ΔH=______kJ·mol-1;
(3)已知单质硫的燃烧热为296kJ·mol-1,计算由S(s)生成3molSO3(g)的ΔH_________________________________________________________________________________________________________________________________________(要求计算过程)。
答案:
(1)反应物能量 生成物能量
(2)-198
(3)S(s)+O2(g)===SO2(g) ΔH1=-296kJ·mol-1①
SO2(g)+
O2(g)===SO3(g) ΔH2=-99kJ/mol-1②
①×3+②×3得 3S(s)+
O2(g)===3SO3(g)
ΔH=(ΔH1+ΔH2)×3=-1185kJ·mol-1
16.(2012·试题调研)20年来,对以氢气作为未来的动力燃料氢能源的研究获得了迅速发展,像电一样,氢是一种需要依靠其他能源如石油、煤、原子能等的能量来制取的所谓“二级能源”,而存在于自然界的可以提供现成形式能量的能源称为一级能源,如煤、石油、太阳能和原子能等。
(1)为了有效发展民用氢能源,首先必须制得廉价的氢气,下列可供开发又较经济且资源可持续利用的制氢气的方法是( )
A.电解水 B.锌和稀硫酸反应
C.光解海水D.以石油、天然气为原料
(2)氢气燃烧时耗氧量小,发热量大。
已知碳和氢气燃烧的热化学方程式为:
C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-393.5kJ·mol-1
H2(g)+
O2(g)===H2O(l) ΔH=-285.8kJ·mol-1
试通过计算说明等质量的氢气和碳燃烧时产生热量的比是___________。
(3)氢能源有可能实现能源的贮存,也有可能实现经济、高效的输送。
研究表明过渡金属型氢化物(又称间充氢化物),在这类氢化物中,氢原子填充在金属的晶格间隙之间,其组成不固定,通常是非化学计量的,如:
LaH2.76、TiH1.73、CeH2.69、ZrH1.98、PrH2.85、TaH0.78。
已知标准状况下,1体积的钯粉大约可吸收896体积的氢气(钯粉的密度为10.64g·cm-3,相对原子质量为106.4),试写出钯(Pd)的氢化物的化学式______________。
答案:
(1)C (3)4.36:
1 (3)PdH0.8
17.(2013·石家庄调研)某新型电池,以NaBH4(B的化合价为+3价)和H2O2作原料,该电池可用作深水勘探等无空气环境电源,其工作原理如图所示。
下列说法正确的是( )。
A.电池工作时Na+从b极区移向a极区
B.每消耗3molH2O2,转移3mole-
C.b极上的电极反应式为:
H2O2+2e-+2H+===2H2O
D.a极上的电极反应式为:
BH
+8OH--8e-===BO
+6H2O
18.(2013·成都二模)500mLKNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中c(NO
)=0.6mol·L-1,用石墨作电极电解此溶液,当通电一段时间后,两极均收集到2.24L气体(标准状况下),假定电解后溶液体积仍为500mL,下列说法正确的是
A.原混合溶液中c(K+)为0.2mol·L-1
B.上述电解过程中共转移0.2mol电子
C.电解得到的Cu的物质的量为0.05mol
D.电解后溶液中c(H+)为0.2mol·L-
1
19.(15分)(原创题)
(1)已
知:
7.(2013·天津六校联考)如图装置Ⅰ是一种可充电电池,装置Ⅱ为电解池。
装置Ⅰ的离子交换膜只允许Na+通过,已知电池充放电的化学方程式为:
2Na2S2+NaBr3
Na2S4+3NaBr,当闭合开关K时,X电极附近溶液变红。
下列说法正
确的是( )。
A.闭合开关
K时,钠离子从右到左通过离子交换膜
B.闭合开关K时,负极反应式为:
3NaBr-2e-===NaBr3
+2Na+
C.闭合开关K时,X电极反应式为:
2Cl--2e-===Cl2↑
D.闭合开关K时,当有0.1molNa+通过离子交换膜时,X电极上放出标准
状况下气体1.12L
20、(2012·绵阳一模)如图是一个化学过程的示意图。
已知甲池的总反应式为2CH3OH+3O2+4KOH===2K2CO3+6H2O
请回答:
(1)甲池是________池,通入O2的电极作为________极,电极反应式为_______________________________________________________________。
(2)乙池是________池,A电极名称为________极,电极反应式为__________
_____________________________________________________。
乙池中的总反应离子方程式为______________________________________________________________,
溶液的pH________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)当乙池中B(Ag)极的质量增加5.40g时,甲池中理论上消耗O2________mL(标准状况下)。
ΔH1=-272.0kJ·mol-1;
②2Al(s)+
O2(g)===Al2O3(s)
ΔH2=-1675.7kJ·mol-1。
Al和FeO发生铝热反应的热化学方程式是_______________________________________________________________
___________________________________
____________________________。
某同学认为,铝热反应可用于工业炼铁,你的判断是________(填“能”或“不能”),你的理由是___________________________________________
________________________________________________________________。
(2)反应物与生成物均为气态的某可逆反应在不同条件下的反应历程分别为A、B,如图所示。
①据图判断该反应是________(填“吸”或“放”)热反应,当反应达到平衡后,其他条件不变,升高温度,反应物的转化率将________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
②其中B历程表明此反应采用的条件为________(填字母)。
A.升高温度B.增大反应物的浓度
C.降低温度D.使用催化剂
21.(16分)(2012·长春高中毕业班调研)碘被称为“智力元素”,科学合理地补充碘可防止碘缺乏病。
碘酸钾(KIO3)是国家规定的食盐加碘剂,它的晶体为白色,可溶于水。
碘酸钾在酸性介质中与过氧化氢或碘化物作用均生成单质碘。
以碘为原料,通过电解制备碘酸钾的实验装置如图所示。
(1)碘是________(填颜色)固体物质,实验室常用________的方法来分离提纯含有少量杂质的固体碘。
(2)电解前,先将一定量的精制碘溶于过量氢氧化钾溶液,溶解时发生反应:
3I2+6KOH===5KI+KIO3+3H2O,将该溶液加入阳极区。
另将氢氧化钾溶液加入阴极区,电解槽用水冷却。
电解时,阳极上发生反应的电极反应式为_____________________________________________________________;
每生成1molKIO3,电路中通过的电子的物质的量为________。
(3)电解过程中,为确定电解是否完成,需检验电解液中是否有I-。
请设计一个检验电解液中是否有I-的实验方案,并按要求填写下表。
要求:
所需药品只能从下列试剂中
选择,实验仪器及相关用品自选。
试剂:
淀粉溶液、淀粉KI试纸、过氧化氢溶液、稀硫酸。
实验方法
实验现象及结论
(4)电解完毕,从电解液中得到碘酸钾晶体的实验过程如下:
―→
―→
―→
―→
―→
―→
步骤②的操作名称是________,步骤⑤的操作名称是________。
步骤④洗涤晶体的目的是_______________________________________________
22.(16分)(2013·日照二诊)第三代混合动力车,可以用电动机、内燃机或二者结合推动车辆。
汽车上坡或加速时,电动机提供推动力,降低汽油的消耗;在刹车或下坡时,电池处于充电状态。
(1)混合动力车的内燃机以汽油为燃料,汽油(以辛烷C8H18计)和氧气充分反应,生成1mol水蒸气放热569.1kJ。
则该反应的热化学方程式为_______________________________________________________________。
(2)混合动力车目前一般使用镍氢电池,该电池中镍的化合物为正极,储氢金属(以M表示)为负极,碱液(主要为KOH)为电解质溶液。
镍氢电池充放电原理示意如图,
其总反应式为H2+2NiOOH
2Ni(OH)2。
根据所给信息判断,混合动力车上坡或加速时,乙电极周围溶液的pH________(填“增大”、“减小”或“不变”),该电极的电极反应式为_______________________________________________________________。
(3)Cu2O是一种半导体材料,可通过如图所示的电解装置制取,电解总反应式为2Cu+H2O
Cu2O+H2↑,阴极的电极反应式是_______________________________________________________________。
用镍氢电池作为电源进行电解,当电池中有1molH2被消耗时,Cu2O的理论产量为________g。
(4)远洋轮船的钢铁船体在海水中易发生电化学腐蚀中的________腐蚀。
为防止这种腐蚀,通常把船体与浸在海水里的Zn块相连,或与
像铅酸蓄电池这样的直流电源的________(填“正”或“负”)极相连。
答案
(1)C8H18(l)+
O2(g)===8CO2(g)+9H2O(g) ΔH=-5121.9kJ·mol-1
(2)增大 NiOOH+H2O+e-===Ni(OH)2+OH-
(3)2H++2e-===H2↑ 144 (4)吸氧 负
23.(15分)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:
①碱洗的目的是除去铝材表面的自然氧化膜,碱洗时常有气泡冒出,原因是_________________________________________________________________
(用离子方程式表示)。
为将碱洗槽液中的铝以沉淀形式回收,最好向槽液中加入下列试剂中的________。
a.NH3b.CO2c.NaOHd.HNO3
②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________。
取少量废电解液,加入NaHCO3溶液后产生气泡和白色沉淀,产生沉淀的原因是______________________________________________
_______________________________________________________________。
(2)
镀铜可防止铁制品腐蚀,电镀时用铜而不用石墨作阳极的原因是_______________________________________________________________。
(3)
利用右图装置,可以模拟铁的电化学防护。
若X为碳棒,为减缓铁的腐蚀,开关K应置于________处。
若X为锌,开关K置于M处,该电化学防护法称为______________。
答案
(1)①2Al+2OH-+2H2O===2AlO
+3H2↑ b ②2Al+3H2O-6e-===Al2O3+6H+ HCO
与Al3+发生水解相互促进反应,产生Al(OH)3沉淀
(2)补充溶液中消耗的Cu2+,保持溶液中Cu2+浓度恒定 (3)N 牺牲阳极的阴极保护法
24.(14分)(2013·山西六校联考)硒是制光电池的一种原料,人体缺少硒就会得“克山病”,从电解精炼铜的阳极泥中提取硒的流程如下:
请回答下列问题:
(1)
实验室中电解精炼铜的简易装置如图所示,请在图中标出电极材料和电解液的名称。
(2)阳极泥中硒以Se、Ag2Se、Cu2Se等形式存在,Se与浓硫酸反应的化学方程式为________________________________________________________。
(3)SeO2溶于水得H2SeO3(Ka1=3.5×10-3,Ka2=5.0×10-8),亚硒酸溶液与SO2反应制硒的离子方程式为__________________________________________
________________________________________________________________。
电解亚硒酸溶液可制得强酸H2SeO4,则电解时的阳极反应式为_______________________________________________________________。
(4)上述硒的提取过程中存在的主要问题是_____________________________________________________________
_______________________________________________________________。
答案
(1)左侧:
粗铜 右侧:
精铜
电解液:
硫酸铜溶液
(2)Se+2H2SO4(浓)
SeO2↑+2SO2↑+2H2O
(3)H2SeO3+2SO2+H2O===Se+2SO
+4H+
H2SeO3-2e-+H2O===SeO
+4H+
(4)浓硫酸的腐蚀性强 焙烧过程中产生大量有毒气体SO2,污染环境(其他合理答案亦可)
25.(15分)(2013·资阳模拟)如下图装置所示,C、D、E、F、X、Y都是惰性电极,甲、乙中溶液的体积和浓度都相同(假设通电前后溶液体积不变),A、B为外接直流电源的两极。
将直流电源接通后,F极附近呈红色。
请回答:
(1)B极是电源的________,一段时间后,甲中溶液颜色________,丁中X极附近的颜色逐渐变浅,Y极附近的颜色逐渐变深,这表明____________________,在电场作用下向Y极移动。
(2)若甲、乙装置中的C、D、E、F电极均只有一种单质生成时,对应单质的物质的量之比为______________。
(3)现用丙装置给铜件镀银,则H应该是________(填“镀层金属”或“镀件”),电镀液是________溶液。
当乙中溶液的pH是13时(此时乙溶液体积
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