化学反应与能量专题练习.docx

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化学反应与能量专题练习

化学反应与能量专题训练

一、热化学方程式的书写

1.沼气是一种能源，它的主要成分是CH4，常温下，0.5molCH4完全燃烧生成CO2（g）和液态水时，放出445kJ热量，则热化学方程式为____________________________________。

2.已知H2S完全燃烧生成SO2（g）和H2O（l），H2S的燃烧热为akJ·mol－1，写出H2S燃烧的热化学方程式________________________________________________________________。

3.已知

N2（g）＋

H2（g）===N（g）＋3H（g）ΔH1＝＋akJ·mol－1

N（g）＋3H（g）===NH3（g）　ΔH2＝－bkJ·mol－1

NH3（g）===NH3（l）　ΔH3＝－ckJ·mol－1

写出N2（g）和H2（g）反应生成液氨的热化学方程式________________________________________________________________。

4.已知：

①HF（aq）＋OH－（aq）===F－（aq）＋H2O（l）

ΔH＝－67.7kJ·mol－1

②H＋（aq）＋OH－（aq）===H2O（l）

ΔH＝－57.3kJ·mol－1

试写出HF电离的热化学方程式_______________________________________。

5.SF6是一种优良的绝缘气体，分子结构中，只存在S－F键，已知1molS（s）转化为气态硫原子吸收能量280kJ，F－F键能为160kJ·mol－1，S－F键能为330kJ·mol－1，试写出S（s）和F2（g）反应生成SF6（g）的热化学方程式____________________________________________。

6.[2014·山东临沂模拟]肼（N2H4）是火箭发动机的燃料，它与N2O4反应时，N2O4为氧化剂，生成氮气和水蒸气。

已知：

N2（g）＋2O2（g）===N2O4（g）　ΔH1＝＋8.7kJ·mol－1；N2H4（g）＋O2（g）===N2（g）＋2H2O（g）　ΔH2＝－534.0kJ·mol－1，肼跟N2O4反应的热化学方程式

________________________________________________________________________。

7.CH4（g）＋H2O（g）CO（g）＋3H2（g）

ΔH＝＋206kJ·mol－1；

CH4（g）＋2O2（g）===CO2（g）＋2H2O（g）

ΔH＝－802kJ·mol－1

写出由CO2生成CO的热化学方程式：

_________________________________。

8.在298K、1.01×105Pa下，将22gCO2通入750mL1mol·L－1NaOH溶液中充分反应，测得反应放出xkJ的热量。

已知该条件下，1molCO2通入1L2mol·L－1NaOH溶液中充分反应放出ykJ的热量。

则CO2与NaOH溶液反应生成NaHCO3的热化学方程式是________________________________________________________________。

二、原电池电极反应式或总反应式的书写规范再落实

1.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____________________________________________________。

2.碱性锌锰干电池（负极－Zn、正极－C、电解液－KOH、MnO2的糊状物）

电池反应方程式：

Zn＋2MnO2＋2H2O===Zn（OH）2＋2MnOOH

负极：

__________________________________________；

正极：

__________________________________________。

3.镁铝电池（镁铝两个金属电极用导线连接插入KOH溶液中）

负极（Al）：

__________________________（氧化反应）；

正极（Mg）：

________________________（还原反应）；

总的离子方程式：

____________________。

4.新型锂电池

电池反应方程式：

8Li＋3SOCl2===Li2SO3＋6LiCl＋2S（电解液：

LiAlCl4SOCl2）

负极：

__________________________________________；

正极：

__________________________________________。

5.钠硫电池

电池反应方程式：

2Na＋xS===Na2Sx（熔融Na2OAl2O3电解质）

负极：

__________________________________________，

反应类型：

________；

正极：

__________________________________________，

反应类型：

________。

6.LiAl/FeS车载电池

电池反应方程式：

2Li＋FeS===Li2S＋Fe

负极：

__________________________________________，

反应类型：

________；

正极：

__________________________________________，

反应类型：

________。

7.氢氧燃料电池

氢氧燃料电池一般是以惰性金属铂（Pt）或石墨作电极材料，负极通入H2，正极通入O2，总反应为2H2＋O2===2H2O

电极反应特别要注意电解质，常有下列两种情况：

（1）电解质是KOH溶液（碱性电解质）

负极：

______________________________________________（氧化反应）；

正极：

_________________________________________（还原反应）。

（2）电解质是H2SO4溶液（酸性电解质）

负极：

_______________________________________________（氧化反应）；

正极：

_________________________________________（还原反应）。

8.甲烷燃料电池

（1）碱性电解质（铂为电极、电解液为KOH溶液）

正极：

_________________________________________（还原反应）；

负极：

__________________________________________（氧化反应）；

总反应方程式：

_______________________________________。

（2）酸性电解质（铂为电极、电解液为H2SO4溶液）

正极：

____________________________________________（还原反应）；

负极：

___________________________________（氧化反应）；

总反应方程式：

___________________________。

9.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＋O2===2CO2，空气与CO2的混合气为正极助燃气）

正极：

_______________________________________________（还原反应）；

负极：

_____________________________________________（氧化反应）。

10.其他燃料电池

（1）上图为绿色电源“直接二甲醚燃料电池”的工作原理示意图。

b电极是________极，电极反应式：

__________________；

a电极是________极，电极反应式：

__________________________________。

（2）微生物燃料电池（MFC）是燃料电池中特殊的一类，它利用微生物作为反应主体，将有机物的化学能转化为电能。

以葡萄糖溶液作底物为例，其工作原理如图所示。

已知石墨电极上反应为C6H12O6＋6H2O－24e－

6CO2＋24H＋电池中的质子交换膜只允许质子和水分子通过。

电池工作时，质子移向电源的________极，铂炭上所发生的电极反应式为________________。

11.铁－镍电池（负极－Fe，正极－NiO2，电解液－KOH溶液）

已知Fe＋NiO2＋2H2O

Fe（OH）2＋Ni（OH）2，则：

负极：

___________________________________________；

正极：

___________________________________________。

阴极：

___________________________________________；

阳极：

___________________________________________。

12.LiFePO4电池（正极－LiFePO4，负极－Li，含Li＋导电固体为电解质）

已知FePO4＋Li

LiFePO4，则

负极：

___________________________________________；

正极：

___________________________________________。

阴极：

___________________________________________；

阳极：

___________________________________________。

13.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＋8H2O

3Zn（OH）2＋2Fe（OH）3＋4KOH，则：

负极：

____________________；正极：

_________________________。

阴极：

_____________________；阳极：

___________________________。

14.镍镉电池（电解质溶液为KOH溶液）

总化学方程式：

Cd＋2NiOOH＋2H2O

Cd（OH）2＋2Ni（OH）2

负极：

_________________________________________（氧化反应）；

正极：

_________________________________________（还原反应）。

阴极：

____________________________________________（还原反应）；

阳极：

_____________________________________________（氧化反应）。

15.铅蓄电池（负极－Pb，正极－PbO2，电解液－硫酸）

总化学方程式：

Pb＋PbO2＋2H2SO4

2PbSO4＋2H2O

负极：

_________________________________________；

正极：

_________________________________________。

阴极：

_________________________________________；

阳极：

_________________________________________。

三、电解池电极反应式的书写规范再落实

1.氯碱工业

阳极：

_________________；阴极：

_______________________；

电解总反应式：

______________________________________。

2.电解精炼铜（如图）

阳极（粗铜）：

_____________________；

阴极（纯铜）：

____________________________。

3.用惰性电极电解硫酸铜溶液

阴极：

__________________________；阳极：

___________________________；

电解总反应式：

_________________________________。

4.用惰性电极电解下列熔融态物质

（1）MgCl2

阳极：

______________________________；阴极：

___________________________；

总反应式：

____________________________________。

（2）Al2O3

阳极：

______________________________；阴极：

___________________________；

总反应式：

_______________________________________。

5.下图所示装置可用于制备N2O5，则阳极的电极反应式为________________；

阴极的电极反应式为_______________________________________________。

6.Cu2O是一种半导体材料，基于绿色化学理念设计的制取Cu2O的电解池示意图如下，电解总反应式为2Cu＋H2O

Cu2O＋H2↑。

石墨电极为________极，电极反应式：

_____________________；

Cu电极为________极，电极反应式：

______________________。

四、化学反应与能量正误判断再落实

1.HCl和NaOH反应的中和热ΔH＝－57.3kJ·mol－1，则H2SO4和Ca（OH）2反应的中和热ΔH＝2×（－57.3）kJ·mol－1。

（　　）

2.CO（g）的燃烧热是283.0kJ·mol－1，则反应2CO2（g）===2CO（g）＋O2（g）的反应热ΔH＝2×（＋283.0）kJ·mol－1。

（　　）

3.1mol甲烷燃烧生成气态水和CO2所放出的热量是甲烷的燃烧热。

（　　）

4.应用盖斯定律，可计算某些难以直接测量的反应焓变。

（　　）

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。

（　　）

6.某反应的ΔH＝＋100kJ·mol－1，则正反应活化能不小于100kJ·mol－1。

（　　）

7.500℃、30MPa下，将0.5molN2和1.5molH2置于密闭容器中充分反应生成NH3（g），放热19.3kJ，其热化学方程式为N2（g）＋3H2（g）

2NH3（g）　ΔH＝－38.6kJ·mol－1。

（　　）

8.任何化学反应的反应热均可通过实验直接测定。

（　　）

9.在101kPa时，2gH2完全燃烧生成液态水，放出285.8kJ热量，氢气燃烧的热化学方程式为2H2（g）＋O2（g）===2H2O（l）　ΔH＝－571.6kJ·mol－1。

（　　）

10.已知2C（s）＋2O2（g）===2CO2（g）　ΔH＝a,2C（s）＋O2（g）===2CO（g）　ΔH＝b，则b>a。

（　　）

11.需要加热才能发生的反应一定是吸热反应。

（　　）

12.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。

（　　）

13.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。

（　　）

14.电解池的工作原理：

电解池中与直流电源正极相连的是阳极，阳极发生氧化反应；与电源负极相连的是阴极，阴极发生还原反应。

通电时，电子的流向为负极→阴极→电解质→阳极→正极。

（　　）

15.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。

（　　）

16.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化学保护法。

（　　）

17.不锈钢有较强的抗腐蚀能力是因为在钢铁表面镀上了铬。

（　　）

18.纯锌与稀硫酸反应时，加入少量CuSO4溶液，可使反应速率加快。

（　　）

19.甲醇和氧气以及KOH溶液构成的新型燃料电池中，其负极上发生的反应为CH3OH＋6OH－＋6e－===CO2＋5H2O。

（　　）

20.在铁上镀铜时，金属铜作阴极。

（　　）

21.电解精炼铜时，电解质溶液中铜离子浓度不变。

（　　）

22.电解稀硫酸溶液实质上是电解水，故溶液pH不变。

（　　）

23.电解稀氢氧化钠溶液要消耗OH－，故溶液pH减小。

（　　）

24.电解硫酸钠溶液，在阴极上发生反应：

4OH－－4e－===2H2O＋O2↑。

（　　）

25.电解氯化铜溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1∶1。

（　　）

26.原电池工作时，正极表面一定有气泡产生。

（　　）

27.原电池工作时，可能会伴随着热能变化。

（　　）

28.粗铜电解精炼时，应将粗铜与直流电源的正极相连。

（　　）

29.金属的吸氧腐蚀的过程中，正极的电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－。

（　　）

30.燃料电池中加入燃料的电极一定是电池的负极。

（　　）

31.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。

（　　）

32.合金的熔点都高于它的成分金属，合金的耐腐蚀性也都比其成分金属强。

（　　）

33.铜板上的铁铆钉处在潮湿的空气中直接发生反应：

Fe－3e－===Fe3＋，继而形成铁锈。

（　　）

34.电解池的阳极上发生氧化反应，阴极上发生还原反应。

（　　）

35.原电池的正极上发生氧化反应，负极上发生还原反应。

（　　）

36.电镀时，电镀池里的阳极材料发生氧化反应。

（　　）

37.用原电池作电源进行电解时，电子从原电池负极流向电解池阴极。

（　　）

38.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。

（　　）

化学反应与能量专题训练答案

一、

1.CH4（g）＋2O2（g）===CO2（g）＋2H2O（l）　ΔH＝－890kJ·mol－1

2.2H2S（g）＋3O2（g）===2SO2（g）＋2H2O（l）　ΔH＝－2akJ·mol－1

3.N2（g）＋3H2（g）===2NH3（l）　ΔH＝－2（b＋c－a）kJ·mol－1

4.HF（aq）F－（aq）＋H＋（aq）　ΔH＝－10.4kJ·mol－1

5.S（s）＋3F2（g）===SF6（g）　ΔH＝－1220kJ·mol－1

6.2N2H4（g）＋N2O4（g）===3N2（g）＋4H2O（g）ΔH＝－1076.7kJ·mol－1

7.CO2（g）＋3H2O（g）===CO（g）＋3H2（g）＋2O2（g）ΔH＝＋1008kJ·mol－1

8.CO2（g）＋NaOH（aq）===NaHCO3（aq）ΔH＝－（4x－y）kJ·mol－1

二、

1.2Fe－4e－===2Fe2＋　氧化反应　O2＋2H2O＋4e－===4OH－　还原反应　①2Fe＋O2＋2H2O===2Fe（OH）2　②4Fe（OH）2＋O2＋2H2O===4Fe（OH）3

③2Fe（OH）3===Fe2O3＋3H2O

2.Zn＋2OH－－2e－===Zn（OH）2　2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnOOH＋2OH－

3.2Al＋8OH－－6e－===2AlO

＋4H2O　6H2O＋6e－===3H2↑＋6OH－　2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO

＋3H2↑

4.8Li－8e－===8Li＋　3SOCl2＋8e－===SO

＋2S＋6Cl－

5.2Na－2e－===2Na＋　氧化反应　xS＋2e－===S

或xS＋2Na＋＋2e－===Na2Sx　还原反应

6.2Li－2e－===2Li＋　氧化反应　2Li＋＋FeS＋2e－===Li2S＋Fe　还原反应

7.

（1）2H2－4e－＋4OH－===4H2O　O2＋2H2O＋4e－===4OH－　

（2）2H2－4e－===4H＋　O2＋4H＋＋4e－===2H2O

8.

（1）2O2＋4H2O＋8e－===8OH－　CH4＋10OH－－8e－===CO

＋7H2O　CH4＋2KOH＋2O2===K2CO3＋3H2O

（2）2O2＋8e－＋8H＋===4H2O　CH4－8e－＋2H2O===8H＋＋CO2　CH4＋2O2===CO2＋2H2O

9.O2＋4e－＋2CO2===2CO

　2CO＋2CO

－4e－===4CO2

10.

（1）正　3O2＋12H＋＋12e－===6H2O　负

CH3－O－CH3＋3H2O－12e－===2CO2＋12H＋

（2）正　6O2＋24e－＋24H＋===12H2O11.Fe－2e－＋2OH－===Fe（OH）2

NiO2＋2H2O＋2e－===Ni（OH）2＋2OH－

Fe（OH）2＋2e－===Fe＋2OH－

Ni（OH）2－2e－＋2OH－===NiO2＋2H2O

12.Li－e－===Li＋FePO4＋Li＋＋e－===LiFePO4

Li＋＋e－===Li

LiFePO4－e－===FePO4＋Li＋

13.3Zn－6e－＋6OH－===3Zn（OH）2

2FeO

＋6e－＋8H2O===2Fe（OH）3＋10OH－

3Zn（OH）2＋6e－===3Zn＋6OH－

2Fe（OH）3－6e－＋10OH－===2FeO

＋8H2O

14.Cd－2e－＋2OH－===Cd（OH）2

2NiOOH＋2e－＋2H2O===2Ni（OH）2＋2OH－

Cd（OH）2＋2e－===Cd＋2OH－

2Ni（OH）2－2e－＋2OH－===2NiOOH＋2H2O

15.Pb－2e－＋SO

===PbSO4

PbO2＋2e－＋4H＋＋SO

===PbSO4＋2H2O

PbSO4＋2e－===Pb＋SO

PbSO4＋2H2O－2e－===PbO2＋SO

＋4H＋

三、

1.2Cl－－2e－===Cl2↑　2H＋＋2e－===H2↑

2NaCl＋2H2O

2NaOH＋Cl2↑＋H2↑

2.Cu－2e－===Cu2＋　Cu2＋＋2e－===Cu

3.2Cu2＋＋4e－===2Cu　4OH－－4e－===O2↑＋2H2O　2CuSO4＋2H2O

O2↑＋2Cu＋2H2SO4

4.

（1）2Cl－－2e－===Cl2↑Mg2＋＋2e－===MgMgCl2（熔融）

Mg＋Cl2↑

（2）6O2－－12e－===3O2↑4Al3＋＋12e－===4Al2Al2O3（熔融）

4Al＋3O2↑

5.N2O4＋2HNO3－2e－===2N2O5＋2H＋　2H＋＋2e－===H2↑

6.阴　2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－　阳　2Cu－2e－＋2OH－===Cu2O＋H2O