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新教材2023版高中化学专题1化学反应与能量变化综合检测苏教版选择性必修1
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这是一份新教材2023版高中化学专题1化学反应与能量变化综合检测苏教版选择性必修1，共12页。
专题1 综合检测一、选择题：本题共14小题，每小题3分，共42分。每小题只有一个选项符合题目要求。1．下列反应过程中的能量变化情况符合图示的是( )A．镁片与稀盐酸的反应B．碳酸钙在高温下的分解反应C．酸碱中和反应D．乙醇在氧气中的燃烧反应2．根据下表键能数据，估算反应CH4(g)＋4F2(g)===CF4(g)＋4HF(g)的ΔH为( )A.－486 kJ·mol－1 B．＋486 kJ·mol－1C．＋1 944 kJ·mol－1 D．－1 944 kJ·mol－13．下列有关中和热的说法正确的是( )A．表示中和热的热化学方程式为H＋(l)＋OH－(l)===H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ·mol－1B．准确测量中和热的整个实验过程中，共需测定3次温度C．测量中和热的实验过程中，环形玻璃搅拌棒材料若用铜代替，则测量出的中和热数值偏小D．已知2NaOH(aq)＋H2SO4(aq)===Na2SO4(aq)＋2H2O(l) ΔH＝－114.6 kJ·mol－1，则该反应的中和热为114.6 kJ·mol－14．半导体工业用石英砂作原料通过三个重要反应生产单质硅：SiO2(s)＋2C(s)===Si(s)＋2CO(g) ΔH1＝＋682.44 kJ·mol－1(石英砂) (粗硅)Si(s)＋2Cl2(g)===SiCl4(l) ΔH2＝－657.01 kJ·mol－1(粗硅)SiCl4＋2Mg(s)===Si(s)＋2MgCl2(s) ΔH3＝－625.63 kJ·mol－1 (纯硅)生产1.00 kg纯硅放出的热量为( )A．21.44 kJ B．600.20 kJC．21 435.71 kJ D．1 965.10 kJ5．据图判断，下列说法正确的是( )A．氢气的燃烧热ΔH＝－241.8kJ·mol－1B．2 mol H2(g)与1 mol O2(g)所具有的总能量比2 mol H2O(g)所具有的总能量低C．液态水分解的热化学方程式为2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g) ΔH＝＋571.6 kJ·mol－1D．H2O(g)生成H2O(l)时，断裂化学键吸收的能量小于形成化学键放出的能量6．已知几种共价键的键能(键能是气态基态原子形成1 mol化学键释放的最低能量)如下：，则ΔH等于( )A．(4a＋4c－8b－4d) kJ·mol－1B．(8b＋4d－4a－4c) kJ·mol－1C．(4a＋3c－4b－8d) kJ·mol－1D．(8b＋4d－4a－3c) kJ·mol－17．已知：H2O(g)===H2O(l) ΔH1C6H12O6(g)===C6H12O6(s) ΔH2C6H12O6(s)＋6O2(g)===6H2O(g)＋6CO2(g) ΔH3C6H12O6(g)＋6O2(g)===6H2O(l)＋6CO2(g) ΔH4下列说法正确的是( )A．ΔH1<0，ΔH2<0，ΔH3<ΔH4B．6ΔH1＋ΔH2＋ΔH3－ΔH4＝0C．－6ΔH1＋ΔH2＋ΔH3－ΔH4＝0D．－6ΔH1＋ΔH2－ΔH3＋ΔH4＝08．某同学组装了如图所示的电化学装置，电极Ⅰ为Al，其他电极均为Cu，则( )A.电流方向：电极Ⅳ→Ⓐ→电极ⅠB．电极Ⅰ发生还原反应C．电极Ⅱ逐渐溶解D．电极Ⅲ的电极反应：Cu2＋＋2e－===Cu9．如图所示，a、b是石墨电极，通电一段时间后，b极附近溶液显红色。下列说法正确的是( )A．X极是电源负极，Y极是电源正极B．a极上的电极反应是2Cl－－2e－===Cl2↑C．电解过程中CuSO4溶液的溶度不变D．b极上产生2.24 L(标准状况下)气体时，Pt极上有6.4 g Cu析出10．下列实验装置，其中按要求设计正确的是( )11.植物秸秆随意堆放，腐烂后会散发出难闻的气味，为实现秸秆变废为宝，有人提出电化学降解法，即利用微生物将秸秆中的有机物[主要化学成分是(C6H10O5)n]的化学能转化为电能，其装置如图所示，下列说法正确的是( )A．M电极是正极B．M电极的电极反应式为(C6H10O5)n＋24nOH－－24ne－===6nCO2↑＋17nH2OC．物质X是CO2D．N电极的电极反应式为O2＋4e－＋4H＋===2H2O12．下列与金属腐蚀有关的说法正确的是( )A．图a中，铁钉易被腐蚀B．图b中，燃气灶的中心部位容易生锈，主要是由于高温下铁发生化学腐蚀C．图c中，接通开关时Zn的腐蚀速率增大，Zn上放出气体的速率也增大D．钢铁发生电化学腐蚀时，负极反应式是Fe－3e－===Fe3＋13．一种新型锰氢二次电池原理如图所示。该电池以MnSO4溶液为电解液，碳纤维与Pt/C分别为电极材料，电池的总反应为Mn2＋＋2H2O eq \o(,\s\up7(充电),\s\do5(放电)) MnO2＋2H＋＋H2↑。下列说法错误的是( )A．充电时，碳纤维电极作阳极B．放电时，电子由Pt/C电极经导线流向碳纤维电极C．充电时，碳纤维电极附近溶液的pH增大D．放电时，正极反应式为MnO2＋4H＋＋2e－===Mn2＋＋2H2O14．某种酒精检测仪的传感器采用Pt作为电极，其燃烧室内充满特种催化剂。某同学用该乙醇燃料电池作为电源设计如图所示电解实验装置。下列说法不正确的是( )A．a电极为负极，d电极为阴极B．b电极的电极反应式为O2＋4H＋＋4e－===2H2OC．当装置Ⅱ中生成11.2 L(标准状况)Cl2时，有0.5 mol H＋通过装置Ⅰ中的质子交换膜D．当装置Ⅰ中生成6.0 g CH3COOH时，装置Ⅲ中CuSO4溶液的质量减少16 g二、非选择题：本题共5小题，共58分。15．(10分)氮元素是地球上含量丰富的一种元素，氮单质及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。(1)如图是N2(g)和H2(g)反应生成1 mol NH3(g)过程中的能量变化示意图，请写出N2和H2反应的热化学方程式：___________________________________________________。(2)化学键的键能是指拆开1 mol化学键所吸收的能量，单位为 kJ·mol－1。若已知下列数据：试根据表中及图中的数据计算N—H键的键能：________ kJ·mol－1。(3)用NH3还原NOx可以消除氮氧化物的污染。已知：4NH3(g)＋3O2(g)===2N2(g)＋6H2O(g) ΔH1＝－a kJ·mol－1 ①N2(g)＋O2(g)===2NO(g) ΔH2＝＋b kJ·mol－1 ②则1 mol NH3将NO还原为N2时，该反应过程中的反应热ΔH3＝________ kJ·mol－1(用含a、b的代数式表示)。16．(13分)某实验小组用0.50 mol·L－1 NaOH溶液和0.50 mol·L－1 H2SO4溶液进行中和反应反应热的测定，实验装置如图所示。 (1)实验中________(填“能”或“不能”)用铜丝搅拌器代替玻璃搅拌器，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)写出该反应的热化学方程式(已知H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ·mol－1)：________________________。(3)取50 mL NaOH溶液和30 mL H2SO4溶液进行实验，实验数据如表所示。①表中所得温度差的平均值为________℃。②近似认为0. 50 mol·L－1 NaOH溶液和0.50 mol·L－1 H2SO4溶液的密度都是1 g·mL－1，反应后所得溶液的比热容c＝4.18 J·g－1·℃－1。则该反应生成1 mol H2O(l)的反应热为________(取小数点后一位)。③上述实验结果与－57.3 kJ·mol－1有偏差，产生这种偏差的原因可能是________(填序号)。a．实验装置保温、隔热效果差b．量取NaOH溶液的体积时仰视读数c．分多次把NaOH溶液倒入盛有H2SO4溶液的内筒中(4)其他条件不变，若用KOH代替NaOH，对测定结果________(填“有”或“无”)影响；若用1.0 mol·L－1醋酸溶液代替0.50 mol·L－1 H2SO4溶液做实验，测定放出热量的数值________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。(提示：弱电解质的电离吸热)17．(11分)认真观察如图所示装置，回答下列问题：(1)装置B中PbO2上发生的电极反应方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)装置A中总反应的离子方程式为________________________________________________________________________。(3)若装置E的目的是在Cu材料上镀银，则X为________，极板M的材料为________。(4)当装置A中Cu电极质量改变6.4 g时，装置D中产生的气体体积为________L(标准状况下)。18．(12分)按要求写出对应反应的热化学方程式。(1)已知稀溶液中，1 mol H2SO4与NaOH溶液恰好完全反应时，放出114.6 kJ热量，写出表示H2SO4与NaOH反应的中和热的热化学方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)25 ℃、101 kPa条件下充分燃烧一定量的丁烷气体生成CO2和液态水时，放出的热量为Q kJ，经测定，将生成的CO2通入足量澄清石灰水中产生25 g白色沉淀，写出表示丁烷燃烧热的热化学方程式：________________________________________________________________________。(3)已知下列热化学方程式：①CH3COOH(l)＋2O2(g)===2CO2(g)＋2H2O(l) ΔH1＝－870.3 kJ·mol－1②C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH2＝－393.5 kJ·mol－1③2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH3＝－571.6 kJ·mol－1写出由C(s)、H2(g)和O2(g)化合生成CH3COOH(l)的热化学方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)甲醇既是重要的化工原料，又可作为燃料。利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂作用下合成甲醇，发生的主要反应如下：①CO(g)＋2H2(g)⇌CH3OH(g) ΔH1②CO2(g)＋3H2(g)⇌CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH2③CO2(g)＋H2(g)⇌CO(g)＋H2O(g) ΔH3已知反应①中相关的化学键键能数据如下：由此计算ΔH1＝________ kJ·mol－1；已知ΔH2＝－58 kJ·mol－1，则ΔH3＝________kJ·mol－1。19．(12分)氢能源是最具应用前景的能源之一，高纯氢的制备是目前的研究热点。可利用太阳能光伏电池电解水制高纯氢，工作示意图如图1。通过控制开关连接K1或K2，可交替得到H2和O2。(1)①制H2时，连接________，生成H2的电极反应式是________________；②改变开关连接方式，可得O2。结合①和②中电极3的电极反应式，说明电极3的作用：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)用零价铁(Fe)去除水体中的硝酸盐(NO eq \o\al(－,3) )已成为环境修复研究的热点之一、Fe还原水体中NO eq \o\al(－,3) 的反应原理如图2所示。作负极的物质是________，正极的电极反应式是________________________________。 专题1 综合检测1．解析：由题图可知，反应物的总能量小于生成物的总能量，故图示所表示的反应为吸热反应。镁片与稀盐酸的反应为放热反应，A项不符合题意；碳酸钙在高温下的分解反应为吸热反应，B项符合题意；酸碱中和反应为放热反应，C项不符合题意；乙醇在氧气中的燃烧反应为放热反应，D项不符合题意。答案：B2．解析：ΔH＝反应物的键能总和－生成物的键能总和＝413 kJ·mol－1×4＋155 kJ·mol－1×4－(489 kJ·mol－1×4＋565 kJ·mol－1×4)＝－1 944 kJ·mol－1。正确选项为D。答案：D3．解析：表示中和热的热化学方程式为H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，A项错误；准确测量中和热的实验过程中，需做三次平行实验，每次实验需测3次温度，故共需测9次温度，B项错误；因铜是热的良导体，因此中和热的实验过程中，环形玻璃搅拌棒材料若用铜代替，容易造成热量损失，则导致测量出的中和热数值偏小，C项正确；中和热是指强酸、强碱稀溶液发生中和反应生成1 mol H2O(l)时放出的热量，D项错误。答案：C4．解析：由石英砂制纯硅的不同途径如下：SiO2(石英砂) eq \o(――→,\s\up7(ΔH1)) Si(粗硅) eq \o(――→,\s\up7(ΔH2)) SiCl4 eq \o(――→,\s\up7(ΔH3)) SΔHi(纯硅)根据盖斯定律可得，SiO2(s)＋2C(s)＋2Cl2(g)＋2Mg(s)===Si(s)＋2MgCl2(s)＋2CO(g) ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＝－600.20 kJ·mol－1，故生产1.00 kg纯硅放出的热量为 eq \f(1 000 g,28 g·mol－1) ×600.20 kJ·mol－1≈21 435.71 kJ。答案：C5．解析：氢气的燃烧热是指在101 kPa时，1 mol氢气完全燃烧生成液态水时所放出的热量，则氢气的燃烧热ΔH＝ eq \f(1,2) (ΔH1＋ΔH2)＝－285.8 kJ·mol－1，A项错误；由题图可知，2 mol H2(g)与1 mol O2(g)所具有的总能量比2 mol H2O(g)所具有的总能量高，B项错误；由题图可知，2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－571.6 kJ·mol－1，则液态水分解的热化学方程式为2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g) ΔH＝＋571.6 kJ·mol－1，C项正确；H2O(g)转变成H2O(l)属于物理变化，不存在化学键的断裂和形成，D项错误。答案：C6．解析：已知化学反应中，需断裂4个C===C键、14个C—H键、9个C—C键和4个H—H键，需形成22个C—H键和13个C—C键，故在该化学反应中，ΔH＝(4a＋4c－8b－4d) kJ·mol－1，A项正确。答案：A7．解析：将题给4个已知反应依次编号为①②③④，①为液化过程，放热，则ΔH1<0，②为凝华过程，放热，则ΔH2<0，反应③④均为放热反应，且反应④所放出的热量大于反应③所放出的热量，则ΔH3>ΔH4，A项错误；由盖斯定律可知，①×6＋②＋③＝④，所以6ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＝ΔH4，B项正确，C、D项错误。答案：B8．解析：Al的活泼性强于Cu，故电极Ⅰ为原电池的负极，电极Ⅱ为原电池的正极，电极Ⅲ与原电池的正极相连，为电解池的阳极，电极Ⅳ为电解池的阴极。电流方向：电源正极(Ⅱ)→电解池的阳极(Ⅲ)，电解池的阴极(Ⅳ)→原电池的负极(Ⅰ)，A项正确；电极Ⅰ为原电池的负极，发生氧化反应，B项错误；电极Ⅱ为原电池的正极，正极反应为Cu2＋＋2e－===Cu，C项错误；电极Ⅲ为阳极，其电极材料是Cu，电极反应为Cu－2e－===Cu2＋，D项错误。答案：A9．解析：b极附近溶液显红色，所以b极上的电极反应为2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑，a极上的电极反应为2Cl－－2e－===Cl2↑，则Y为电源负极，X为电源正极，Pt为阳极，Cu为阴极，a为阳极，b为阴极，A项错误，B项正确；2CuSO4＋2H2O eq \o(=====,\s\up7(电解)) 2Cu＋O2↑＋2H2SO4，电解过程中CuSO4溶液的浓度逐渐变小，C项错误；Pt极上发生氧化反应，不会有Cu析出，D项错误。答案：B10．解析：该电解池中，阳极上Fe失电子而不是Cl－失电子，所以阳极上得不到氯气，则淀粉KI溶液不会变蓝，A项错误；含有盐桥的铜锌原电池中，Zn作负极，Cu作正极，电流由正极流向负极，符合原电池设计要求，B项正确；该电镀池中电解质溶液应是AgNO3溶液，C项错误；电解精炼铜时，粗铜作阳极，纯铜作阴极，且电解质溶液中必须含有铜离子，D项错误。答案：B11．解析：由题图分析可知，该装置相当于燃料电池，通入O2的一极为正极，则M电极为负极，N电极为正极，故A错误；M电极的电极反应式为(C6H10O5)n＋7nH2O－24ne－===6nCO2↑＋24nH＋，故B错误；负极反应产生的H＋通过阳离子交换膜进入正极区，N电极(正极)上O2得电子结合H＋生成H2O，则物质X是H2O，N电极的电极反应式为O2＋4e－＋4H＋===2H2O，故C错误，D正确。答案：D12．解析：浓硫酸有吸水性，铁钉处在干燥的环境中，不易被腐蚀，A项错误；高温条件下，煤气灶中金属因被氧气氧化而腐蚀，属于化学腐蚀，B项正确；图c中，Zn腐蚀速率增大，但Zn上无气体放出，C项错误；钢铁发生电化学腐蚀时，负极反应式是Fe－2e－===Fe2＋，D项错误。答案：B13．解析：由题意知，充电时，碳纤维电极表面Mn2＋发生氧化反应生成MnO2，则碳纤维电极作阳极，A项正确；放电时，碳纤维电极为正极，Pt/C电极为负极，则电子由Pt/C电极经导线流向碳纤维电极，B项正确；结合电池总反应知，充电时，碳纤维电极发生的反应为Mn2＋＋2H2O－2e－===MnO2＋4H＋，附近溶液的pH减小，C项错误；放电时，碳纤维电极表面MnO2发生还原反应生成Mn2＋，电极反应式为MnO2＋4H＋＋2e－===Mn2＋＋2H2O，D项正确。答案：C14．解析：本题考查乙醇燃料电池和电解饱和氯化钠溶液、电解硫酸铜溶液的串联问题。乙醇燃料电池中，O2通入b电极区，乙醇蒸气通入a电极区，则电极a是负极，电极b是正极，从而推知，电极d是阴极，A正确；b电极是正极，O2得电子发生还原反应，电解液呈酸性，则正极反应式为O2＋4H＋＋4e－===2H2O，B正确；装置Ⅱ中电解饱和氯化钠溶液，生成标准状况下11.2 L Cl2(即0.5 mol)，电路中通过1 mol电子，根据得失电子守恒和溶液呈电中性可知，装置Ⅰ中有1 mol H＋透过质子交换膜向右迁移，C错误；装置Ⅰ中负极反应式为CH3CH2OH＋H2O－4e－===CH3COOH＋4H＋，生成6.0 g CH3COOH(即0.1 mol)时，电路中通过0.4 mol电子，装置Ⅲ中阳极反应式为2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，阴极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu，据得失电子守恒推知，析出0.1 mol O2和0.2 mol Cu，故装置Ⅲ中溶液减少的质量为0.1 mol×32 g·mol－1 ＋0.2 mol×64 g·mol－1 ＝16 g，D正确。答案：C15．解析：(1)由题图可知，N2与H2的反应为放热反应，且生成1 mol NH3(g)时，放出的热量为(300－254)kJ＝46 kJ，故N2和H2反应的热化学方程式为N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g) ΔH＝－92 kJ·mol－1。(2)设N－H键的键能为x，则ΔH＝－92 kJ·mol－1＝(3×435＋943) kJ·mol－1－6x，解得x＝390 kJ·mol－1。(3)由①－3×②可得4NH3(g)＋6NO(g)===5N2(g)＋6H2O(g) ΔH3＝(－a－3b) kJ·mol－1，则1 mol NH3将NO还原为N2时，反应热ΔH3为 eq \f(－3b－a,4) kJ·mol－1。答案：(1)N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g) ΔH＝－92 kJ·mol－1(2)390 (3) eq \f(－3b－a,4) 16．解析：(1)不能将玻璃搅拌器改为铜丝搅拌器，因为金属铜是热的良导体，会导致实验中热量损失多。(3)①温度差的平均值为 eq \f(（30.3－26.1） ℃＋（31.0－27.2） ℃＋（29.8－25.9） ℃＋（30.4－26.3） ℃,4) ＝4.0 ℃。②反应放出的热量为(50＋30) mL×1 g·mL－1×4 ℃×4.18 J·g－1·℃－1＝1 337.6 J，参加反应的NaOH的物质的量为 eq \f(50,1 000) L×0.5 mol·L－1＝0.025 mol，故该反应生成1 mol H2O(l)的反应热为－ eq \f(1 337.6×10－3kJ,0.025 mol) ＝－53.5 kJ·mol－1。③实验所测中和反应放出的热量偏小。a项，实验装置保温、隔热效果差，会散失部分热量；c项，分多次加入NaOH溶液会损失部分热量；b项，仰视读数，实际量取NaOH溶液的体积偏大，会使反应放出的热量偏大。(4)KOH和NaOH都是强碱，用KOH代替NaOH，对测定结果无影响；醋酸为弱酸，电离过程吸热，所以用1.0 mol·L－1醋酸溶液代替0.5 mol·L－1 H2SO4溶液做实验，测定放出热量的数值偏小。答案：(1)不能 金属导热快，热量损失多 (2) eq \f(1,2) H2SO4(aq)＋NaOH(aq)=== eq \f(1,2) Na2SO4(aq)＋H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ·mol－1 (3)①4.0 ②－53.5 kJ·mol－1 ③ac(4)无 偏小17．解析：(1)由图可知，装置B、C构成Pb－PbO2－H2SO4原电池，其中PbO2为正极，Pb为负极，正极反应式为：PbO2＋4H＋＋SO eq \o\al(2－,4) ＋2e－===PbSO4＋2H2O。(2)装置A为电解池，Cu电极接原电池正极作阳极，Cu失电子生成Cu2＋，H＋在阴极上得电子生成H2，装置A中总反应的离子方程式为Cu＋2H＋ eq \o(=====,\s\up7(电解)) Cu2＋＋H2↑。(3)整套装置是串联电路，故装置E中极板M作阴极，极板N作阳极，所以要在Cu上镀银，用Cu作阴极，即极板M的材料为Cu，极板N的材料为Ag，X溶液是AgNO3溶液。(4)装置A中，阳极Cu极反应式为Cu－2e－===Cu2＋，其质量减少6.4 g，则转移电子物质的量为 eq \f(6.4 g,64 g·mol－1) ×2＝0.2 mol，装置D中，阴极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，阳极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑，而n(Cl－)＝1 mol·L－1×0.1 L＝0.1 mol，电路中转移电子为0.2 mol，故阳极上Cl－放电完全后，OH－又继续放电，即4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，所以阳极上产生Cl2和O2，n(Cl2)＝0.05 mol，n(O2)＝ eq \f(0.1 mol,4) ＝0.025 mol，阴极产生的H2为0.1 mol，装置D中产生的气体体积为(0.05 mol＋0.025 mol＋0.1 mol)×22.4 L·mol－1＝3.92 L。答案：(1)PbO2＋4H＋＋SO eq \o\al(2－,4) ＋2e－===PbSO4＋2H2O(2)Cu＋2H＋ eq \o(=====,\s\up7(电解)) Cu2＋＋H2↑(3)AgNO3 Cu (4)3.9218．解析：(1)1 mol H2SO4与NaOH溶液恰好完全反应，放出114.6 kJ的热量，即生成2 mol H2O(l)放出114.6 kJ的热量，中和热是稀溶液中酸碱中和反应生成1 mol液态水时放出的热量，则该反应的中和热为57.3 kJ·mol－1，表示反应中和热的热化学方程式为 eq \f(1,2) H2SO4(aq)＋NaOH(aq)=== eq \f(1,2) Na2SO4(aq)＋H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ·mol－1。(2)n(CaCO3)＝ eq \f(25 g,100 g·mol－1) ＝0.25 mol，则根据C元素守恒，可知n(CO2)＝0.25 mol，即丁烷充分燃烧生成的二氧化碳为0.25 mol，由丁烷燃烧的化学方程式2C4H10＋13O2 eq \o(――→,\s\up7(点燃)) 8CO2＋10H2O可知，反应的丁烷的物质的量n(C4H10)＝ eq \f(n（CO2）,4) ＝ eq \f(0.25 mol,4) ＝ eq \f(1,16) mol，因为充分燃烧 eq \f(1,16) mol丁烷生成CO2和液态水时放出的热量为Q kJ，所以燃烧1 mol丁烷产生CO2气体和液态水时放出的热量是16Q kJ，故丁烷的燃烧热为16Q kJ，表示丁烷燃烧热的热化学方程式为C4H10(g)＋ eq \f(13,2) O2(g)===4CO2(g)＋5H2O(l) ΔH＝－16Q kJ·mol－1。(3)利用盖斯定律将②×2＋③－①可得：2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)===CH3COOH(l) ΔH＝2×(－393.5 kJ·mol－1)＋(－571.6 kJ·mol－1)－(－870.3 kJ·mol－1)＝－488.3 kJ·mol－1，所以热化学方程式为2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)===CH3COOH(l) ΔH＝－488.3 kJ·mol－1。(4)反应①中，生成1 mol CH3OH时需要形成3 mol C—H键、1 mol C—O键和1 mol O—H键，则放出的热量为(413×3＋343＋465) kJ＝2 047 kJ，需要断开1 mol C===←O键和2 mol H—H键，吸收的热量为(1 076＋436×2) kJ＝1 948 kJ，则该反应为放热反应，ΔH1＝(1 948－2 047) kJ·mol－1＝－99 kJ·mol－1；根据盖斯定律，ΔH3＝ΔH2－ΔH1＝(－58＋99) kJ·mol－1＝＋41 kJ·mol－1。答案：(1) eq \f(1,2) H2SO4(aq)＋NaOH(aq)=== eq \f(1,2) Na2SO4(aq)＋H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ·mol－1(2)C4H10(g)＋ eq \f(13,2) O2(g)===4CO2(g)＋5H2O(l) ΔH＝－16Q kJ·mol－1(3)2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)===CH3COOH(l) ΔH＝－488.3 kJ·mol－1(4)－99 ＋4119．解析：(1)①电解水生成氢气和氧气，氧气在阳极生成，氢气在阴极生成，则制H2时，应连接K1，电极方程式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－；②电极3可分别连接K1或K2，①中电极3发生Ni(OH)2－e－＋OH－===NiOOH＋H2O，制氢气时消耗电极1产生的OH－，②中电极3发生NiOOH＋H2O＋e－===Ni(OH)2＋OH－，制氧气时补充电极2消耗的OH－，实现NiOOH⇌Ni(OH)2的转化，且可循环使用；(2)原电池中负极材料失电子，根据图2，铁失电子，所以作负极的物质为Fe；根据示意图，正极是NO eq \o\al(－,3) 得电子生成铵根离子，正极的电极反应式是NO eq \o\al(－,3) ＋8e－＋10H＋===NH eq \o\al(＋,4) ＋3H2O。答案：(1)①K1 2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ ②制氧气时补充电极2消耗的OH－ (2)Fe NO eq \o\al(－,3) ＋8e－＋10H＋===NH eq \o\al(＋,4) ＋3H2O 化学键C—HC—FH—FF—F键能/(kJ·mol－1)413489565155共价键H—HC—HC===CC—C键能/(kJ·mol－1)abcdA．电解饱和食盐水并验证产物B．铜锌原电池电流方向如箭头所示C．在钥匙上电镀银D．电解精炼铜化学键H—HN≡N键能/( kJ·mol－1)435943化学键H—HC—OC===←O(CO中)H—OC—HE/(kJ·mol－1)4363431 076465413
专题1 综合检测一、选择题：本题共14小题，每小题3分，共42分。每小题只有一个选项符合题目要求。1．下列反应过程中的能量变化情况符合图示的是( )A．镁片与稀盐酸的反应B．碳酸钙在高温下的分解反应C．酸碱中和反应D．乙醇在氧气中的燃烧反应2．根据下表键能数据，估算反应CH4(g)＋4F2(g)===CF4(g)＋4HF(g)的ΔH为( )A.－486 kJ·mol－1 B．＋486 kJ·mol－1C．＋1 944 kJ·mol－1 D．－1 944 kJ·mol－13．下列有关中和热的说法正确的是( )A．表示中和热的热化学方程式为H＋(l)＋OH－(l)===H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ·mol－1B．准确测量中和热的整个实验过程中，共需测定3次温度C．测量中和热的实验过程中，环形玻璃搅拌棒材料若用铜代替，则测量出的中和热数值偏小D．已知2NaOH(aq)＋H2SO4(aq)===Na2SO4(aq)＋2H2O(l) ΔH＝－114.6 kJ·mol－1，则该反应的中和热为114.6 kJ·mol－14．半导体工业用石英砂作原料通过三个重要反应生产单质硅：SiO2(s)＋2C(s)===Si(s)＋2CO(g) ΔH1＝＋682.44 kJ·mol－1(石英砂) (粗硅)Si(s)＋2Cl2(g)===SiCl4(l) ΔH2＝－657.01 kJ·mol－1(粗硅)SiCl4＋2Mg(s)===Si(s)＋2MgCl2(s) ΔH3＝－625.63 kJ·mol－1 (纯硅)生产1.00 kg纯硅放出的热量为( )A．21.44 kJ B．600.20 kJC．21 435.71 kJ D．1 965.10 kJ5．据图判断，下列说法正确的是( )A．氢气的燃烧热ΔH＝－241.8kJ·mol－1B．2 mol H2(g)与1 mol O2(g)所具有的总能量比2 mol H2O(g)所具有的总能量低C．液态水分解的热化学方程式为2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g) ΔH＝＋571.6 kJ·mol－1D．H2O(g)生成H2O(l)时，断裂化学键吸收的能量小于形成化学键放出的能量6．已知几种共价键的键能(键能是气态基态原子形成1 mol化学键释放的最低能量)如下：，则ΔH等于( )A．(4a＋4c－8b－4d) kJ·mol－1B．(8b＋4d－4a－4c) kJ·mol－1C．(4a＋3c－4b－8d) kJ·mol－1D．(8b＋4d－4a－3c) kJ·mol－17．已知：H2O(g)===H2O(l) ΔH1C6H12O6(g)===C6H12O6(s) ΔH2C6H12O6(s)＋6O2(g)===6H2O(g)＋6CO2(g) ΔH3C6H12O6(g)＋6O2(g)===6H2O(l)＋6CO2(g) ΔH4下列说法正确的是( )A．ΔH1<0，ΔH2<0，ΔH3<ΔH4B．6ΔH1＋ΔH2＋ΔH3－ΔH4＝0C．－6ΔH1＋ΔH2＋ΔH3－ΔH4＝0D．－6ΔH1＋ΔH2－ΔH3＋ΔH4＝08．某同学组装了如图所示的电化学装置，电极Ⅰ为Al，其他电极均为Cu，则( )A.电流方向：电极Ⅳ→Ⓐ→电极ⅠB．电极Ⅰ发生还原反应C．电极Ⅱ逐渐溶解D．电极Ⅲ的电极反应：Cu2＋＋2e－===Cu9．如图所示，a、b是石墨电极，通电一段时间后，b极附近溶液显红色。下列说法正确的是( )A．X极是电源负极，Y极是电源正极B．a极上的电极反应是2Cl－－2e－===Cl2↑C．电解过程中CuSO4溶液的溶度不变D．b极上产生2.24 L(标准状况下)气体时，Pt极上有6.4 g Cu析出10．下列实验装置，其中按要求设计正确的是( )11.植物秸秆随意堆放，腐烂后会散发出难闻的气味，为实现秸秆变废为宝，有人提出电化学降解法，即利用微生物将秸秆中的有机物[主要化学成分是(C6H10O5)n]的化学能转化为电能，其装置如图所示，下列说法正确的是( )A．M电极是正极B．M电极的电极反应式为(C6H10O5)n＋24nOH－－24ne－===6nCO2↑＋17nH2OC．物质X是CO2D．N电极的电极反应式为O2＋4e－＋4H＋===2H2O12．下列与金属腐蚀有关的说法正确的是( )A．图a中，铁钉易被腐蚀B．图b中，燃气灶的中心部位容易生锈，主要是由于高温下铁发生化学腐蚀C．图c中，接通开关时Zn的腐蚀速率增大，Zn上放出气体的速率也增大D．钢铁发生电化学腐蚀时，负极反应式是Fe－3e－===Fe3＋13．一种新型锰氢二次电池原理如图所示。该电池以MnSO4溶液为电解液，碳纤维与Pt/C分别为电极材料，电池的总反应为Mn2＋＋2H2O eq \o(,\s\up7(充电),\s\do5(放电)) MnO2＋2H＋＋H2↑。下列说法错误的是( )A．充电时，碳纤维电极作阳极B．放电时，电子由Pt/C电极经导线流向碳纤维电极C．充电时，碳纤维电极附近溶液的pH增大D．放电时，正极反应式为MnO2＋4H＋＋2e－===Mn2＋＋2H2O14．某种酒精检测仪的传感器采用Pt作为电极，其燃烧室内充满特种催化剂。某同学用该乙醇燃料电池作为电源设计如图所示电解实验装置。下列说法不正确的是( )A．a电极为负极，d电极为阴极B．b电极的电极反应式为O2＋4H＋＋4e－===2H2OC．当装置Ⅱ中生成11.2 L(标准状况)Cl2时，有0.5 mol H＋通过装置Ⅰ中的质子交换膜D．当装置Ⅰ中生成6.0 g CH3COOH时，装置Ⅲ中CuSO4溶液的质量减少16 g二、非选择题：本题共5小题，共58分。15．(10分)氮元素是地球上含量丰富的一种元素，氮单质及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。(1)如图是N2(g)和H2(g)反应生成1 mol NH3(g)过程中的能量变化示意图，请写出N2和H2反应的热化学方程式：___________________________________________________。(2)化学键的键能是指拆开1 mol化学键所吸收的能量，单位为 kJ·mol－1。若已知下列数据：试根据表中及图中的数据计算N—H键的键能：________ kJ·mol－1。(3)用NH3还原NOx可以消除氮氧化物的污染。已知：4NH3(g)＋3O2(g)===2N2(g)＋6H2O(g) ΔH1＝－a kJ·mol－1 ①N2(g)＋O2(g)===2NO(g) ΔH2＝＋b kJ·mol－1 ②则1 mol NH3将NO还原为N2时，该反应过程中的反应热ΔH3＝________ kJ·mol－1(用含a、b的代数式表示)。16．(13分)某实验小组用0.50 mol·L－1 NaOH溶液和0.50 mol·L－1 H2SO4溶液进行中和反应反应热的测定，实验装置如图所示。 (1)实验中________(填“能”或“不能”)用铜丝搅拌器代替玻璃搅拌器，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)写出该反应的热化学方程式(已知H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ·mol－1)：________________________。(3)取50 mL NaOH溶液和30 mL H2SO4溶液进行实验，实验数据如表所示。①表中所得温度差的平均值为________℃。②近似认为0. 50 mol·L－1 NaOH溶液和0.50 mol·L－1 H2SO4溶液的密度都是1 g·mL－1，反应后所得溶液的比热容c＝4.18 J·g－1·℃－1。则该反应生成1 mol H2O(l)的反应热为________(取小数点后一位)。③上述实验结果与－57.3 kJ·mol－1有偏差，产生这种偏差的原因可能是________(填序号)。a．实验装置保温、隔热效果差b．量取NaOH溶液的体积时仰视读数c．分多次把NaOH溶液倒入盛有H2SO4溶液的内筒中(4)其他条件不变，若用KOH代替NaOH，对测定结果________(填“有”或“无”)影响；若用1.0 mol·L－1醋酸溶液代替0.50 mol·L－1 H2SO4溶液做实验，测定放出热量的数值________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。(提示：弱电解质的电离吸热)17．(11分)认真观察如图所示装置，回答下列问题：(1)装置B中PbO2上发生的电极反应方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)装置A中总反应的离子方程式为________________________________________________________________________。(3)若装置E的目的是在Cu材料上镀银，则X为________，极板M的材料为________。(4)当装置A中Cu电极质量改变6.4 g时，装置D中产生的气体体积为________L(标准状况下)。18．(12分)按要求写出对应反应的热化学方程式。(1)已知稀溶液中，1 mol H2SO4与NaOH溶液恰好完全反应时，放出114.6 kJ热量，写出表示H2SO4与NaOH反应的中和热的热化学方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)25 ℃、101 kPa条件下充分燃烧一定量的丁烷气体生成CO2和液态水时，放出的热量为Q kJ，经测定，将生成的CO2通入足量澄清石灰水中产生25 g白色沉淀，写出表示丁烷燃烧热的热化学方程式：________________________________________________________________________。(3)已知下列热化学方程式：①CH3COOH(l)＋2O2(g)===2CO2(g)＋2H2O(l) ΔH1＝－870.3 kJ·mol－1②C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH2＝－393.5 kJ·mol－1③2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH3＝－571.6 kJ·mol－1写出由C(s)、H2(g)和O2(g)化合生成CH3COOH(l)的热化学方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)甲醇既是重要的化工原料，又可作为燃料。利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂作用下合成甲醇，发生的主要反应如下：①CO(g)＋2H2(g)⇌CH3OH(g) ΔH1②CO2(g)＋3H2(g)⇌CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH2③CO2(g)＋H2(g)⇌CO(g)＋H2O(g) ΔH3已知反应①中相关的化学键键能数据如下：由此计算ΔH1＝________ kJ·mol－1；已知ΔH2＝－58 kJ·mol－1，则ΔH3＝________kJ·mol－1。19．(12分)氢能源是最具应用前景的能源之一，高纯氢的制备是目前的研究热点。可利用太阳能光伏电池电解水制高纯氢，工作示意图如图1。通过控制开关连接K1或K2，可交替得到H2和O2。(1)①制H2时，连接________，生成H2的电极反应式是________________；②改变开关连接方式，可得O2。结合①和②中电极3的电极反应式，说明电极3的作用：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)用零价铁(Fe)去除水体中的硝酸盐(NO eq \o\al(－,3) )已成为环境修复研究的热点之一、Fe还原水体中NO eq \o\al(－,3) 的反应原理如图2所示。作负极的物质是________，正极的电极反应式是________________________________。 专题1 综合检测1．解析：由题图可知，反应物的总能量小于生成物的总能量，故图示所表示的反应为吸热反应。镁片与稀盐酸的反应为放热反应，A项不符合题意；碳酸钙在高温下的分解反应为吸热反应，B项符合题意；酸碱中和反应为放热反应，C项不符合题意；乙醇在氧气中的燃烧反应为放热反应，D项不符合题意。答案：B2．解析：ΔH＝反应物的键能总和－生成物的键能总和＝413 kJ·mol－1×4＋155 kJ·mol－1×4－(489 kJ·mol－1×4＋565 kJ·mol－1×4)＝－1 944 kJ·mol－1。正确选项为D。答案：D3．解析：表示中和热的热化学方程式为H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，A项错误；准确测量中和热的实验过程中，需做三次平行实验，每次实验需测3次温度，故共需测9次温度，B项错误；因铜是热的良导体，因此中和热的实验过程中，环形玻璃搅拌棒材料若用铜代替，容易造成热量损失，则导致测量出的中和热数值偏小，C项正确；中和热是指强酸、强碱稀溶液发生中和反应生成1 mol H2O(l)时放出的热量，D项错误。答案：C4．解析：由石英砂制纯硅的不同途径如下：SiO2(石英砂) eq \o(――→,\s\up7(ΔH1)) Si(粗硅) eq \o(――→,\s\up7(ΔH2)) SiCl4 eq \o(――→,\s\up7(ΔH3)) SΔHi(纯硅)根据盖斯定律可得，SiO2(s)＋2C(s)＋2Cl2(g)＋2Mg(s)===Si(s)＋2MgCl2(s)＋2CO(g) ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＝－600.20 kJ·mol－1，故生产1.00 kg纯硅放出的热量为 eq \f(1 000 g,28 g·mol－1) ×600.20 kJ·mol－1≈21 435.71 kJ。答案：C5．解析：氢气的燃烧热是指在101 kPa时，1 mol氢气完全燃烧生成液态水时所放出的热量，则氢气的燃烧热ΔH＝ eq \f(1,2) (ΔH1＋ΔH2)＝－285.8 kJ·mol－1，A项错误；由题图可知，2 mol H2(g)与1 mol O2(g)所具有的总能量比2 mol H2O(g)所具有的总能量高，B项错误；由题图可知，2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－571.6 kJ·mol－1，则液态水分解的热化学方程式为2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g) ΔH＝＋571.6 kJ·mol－1，C项正确；H2O(g)转变成H2O(l)属于物理变化，不存在化学键的断裂和形成，D项错误。答案：C6．解析：已知化学反应中，需断裂4个C===C键、14个C—H键、9个C—C键和4个H—H键，需形成22个C—H键和13个C—C键，故在该化学反应中，ΔH＝(4a＋4c－8b－4d) kJ·mol－1，A项正确。答案：A7．解析：将题给4个已知反应依次编号为①②③④，①为液化过程，放热，则ΔH1<0，②为凝华过程，放热，则ΔH2<0，反应③④均为放热反应，且反应④所放出的热量大于反应③所放出的热量，则ΔH3>ΔH4，A项错误；由盖斯定律可知，①×6＋②＋③＝④，所以6ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＝ΔH4，B项正确，C、D项错误。答案：B8．解析：Al的活泼性强于Cu，故电极Ⅰ为原电池的负极，电极Ⅱ为原电池的正极，电极Ⅲ与原电池的正极相连，为电解池的阳极，电极Ⅳ为电解池的阴极。电流方向：电源正极(Ⅱ)→电解池的阳极(Ⅲ)，电解池的阴极(Ⅳ)→原电池的负极(Ⅰ)，A项正确；电极Ⅰ为原电池的负极，发生氧化反应，B项错误；电极Ⅱ为原电池的正极，正极反应为Cu2＋＋2e－===Cu，C项错误；电极Ⅲ为阳极，其电极材料是Cu，电极反应为Cu－2e－===Cu2＋，D项错误。答案：A9．解析：b极附近溶液显红色，所以b极上的电极反应为2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑，a极上的电极反应为2Cl－－2e－===Cl2↑，则Y为电源负极，X为电源正极，Pt为阳极，Cu为阴极，a为阳极，b为阴极，A项错误，B项正确；2CuSO4＋2H2O eq \o(=====,\s\up7(电解)) 2Cu＋O2↑＋2H2SO4，电解过程中CuSO4溶液的浓度逐渐变小，C项错误；Pt极上发生氧化反应，不会有Cu析出，D项错误。答案：B10．解析：该电解池中，阳极上Fe失电子而不是Cl－失电子，所以阳极上得不到氯气，则淀粉KI溶液不会变蓝，A项错误；含有盐桥的铜锌原电池中，Zn作负极，Cu作正极，电流由正极流向负极，符合原电池设计要求，B项正确；该电镀池中电解质溶液应是AgNO3溶液，C项错误；电解精炼铜时，粗铜作阳极，纯铜作阴极，且电解质溶液中必须含有铜离子，D项错误。答案：B11．解析：由题图分析可知，该装置相当于燃料电池，通入O2的一极为正极，则M电极为负极，N电极为正极，故A错误；M电极的电极反应式为(C6H10O5)n＋7nH2O－24ne－===6nCO2↑＋24nH＋，故B错误；负极反应产生的H＋通过阳离子交换膜进入正极区，N电极(正极)上O2得电子结合H＋生成H2O，则物质X是H2O，N电极的电极反应式为O2＋4e－＋4H＋===2H2O，故C错误，D正确。答案：D12．解析：浓硫酸有吸水性，铁钉处在干燥的环境中，不易被腐蚀，A项错误；高温条件下，煤气灶中金属因被氧气氧化而腐蚀，属于化学腐蚀，B项正确；图c中，Zn腐蚀速率增大，但Zn上无气体放出，C项错误；钢铁发生电化学腐蚀时，负极反应式是Fe－2e－===Fe2＋，D项错误。答案：B13．解析：由题意知，充电时，碳纤维电极表面Mn2＋发生氧化反应生成MnO2，则碳纤维电极作阳极，A项正确；放电时，碳纤维电极为正极，Pt/C电极为负极，则电子由Pt/C电极经导线流向碳纤维电极，B项正确；结合电池总反应知，充电时，碳纤维电极发生的反应为Mn2＋＋2H2O－2e－===MnO2＋4H＋，附近溶液的pH减小，C项错误；放电时，碳纤维电极表面MnO2发生还原反应生成Mn2＋，电极反应式为MnO2＋4H＋＋2e－===Mn2＋＋2H2O，D项正确。答案：C14．解析：本题考查乙醇燃料电池和电解饱和氯化钠溶液、电解硫酸铜溶液的串联问题。乙醇燃料电池中，O2通入b电极区，乙醇蒸气通入a电极区，则电极a是负极，电极b是正极，从而推知，电极d是阴极，A正确；b电极是正极，O2得电子发生还原反应，电解液呈酸性，则正极反应式为O2＋4H＋＋4e－===2H2O，B正确；装置Ⅱ中电解饱和氯化钠溶液，生成标准状况下11.2 L Cl2(即0.5 mol)，电路中通过1 mol电子，根据得失电子守恒和溶液呈电中性可知，装置Ⅰ中有1 mol H＋透过质子交换膜向右迁移，C错误；装置Ⅰ中负极反应式为CH3CH2OH＋H2O－4e－===CH3COOH＋4H＋，生成6.0 g CH3COOH(即0.1 mol)时，电路中通过0.4 mol电子，装置Ⅲ中阳极反应式为2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，阴极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu，据得失电子守恒推知，析出0.1 mol O2和0.2 mol Cu，故装置Ⅲ中溶液减少的质量为0.1 mol×32 g·mol－1 ＋0.2 mol×64 g·mol－1 ＝16 g，D正确。答案：C15．解析：(1)由题图可知，N2与H2的反应为放热反应，且生成1 mol NH3(g)时，放出的热量为(300－254)kJ＝46 kJ，故N2和H2反应的热化学方程式为N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g) ΔH＝－92 kJ·mol－1。(2)设N－H键的键能为x，则ΔH＝－92 kJ·mol－1＝(3×435＋943) kJ·mol－1－6x，解得x＝390 kJ·mol－1。(3)由①－3×②可得4NH3(g)＋6NO(g)===5N2(g)＋6H2O(g) ΔH3＝(－a－3b) kJ·mol－1，则1 mol NH3将NO还原为N2时，反应热ΔH3为 eq \f(－3b－a,4) kJ·mol－1。答案：(1)N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g) ΔH＝－92 kJ·mol－1(2)390 (3) eq \f(－3b－a,4) 16．解析：(1)不能将玻璃搅拌器改为铜丝搅拌器，因为金属铜是热的良导体，会导致实验中热量损失多。(3)①温度差的平均值为 eq \f(（30.3－26.1） ℃＋（31.0－27.2） ℃＋（29.8－25.9） ℃＋（30.4－26.3） ℃,4) ＝4.0 ℃。②反应放出的热量为(50＋30) mL×1 g·mL－1×4 ℃×4.18 J·g－1·℃－1＝1 337.6 J，参加反应的NaOH的物质的量为 eq \f(50,1 000) L×0.5 mol·L－1＝0.025 mol，故该反应生成1 mol H2O(l)的反应热为－ eq \f(1 337.6×10－3kJ,0.025 mol) ＝－53.5 kJ·mol－1。③实验所测中和反应放出的热量偏小。a项，实验装置保温、隔热效果差，会散失部分热量；c项，分多次加入NaOH溶液会损失部分热量；b项，仰视读数，实际量取NaOH溶液的体积偏大，会使反应放出的热量偏大。(4)KOH和NaOH都是强碱，用KOH代替NaOH，对测定结果无影响；醋酸为弱酸，电离过程吸热，所以用1.0 mol·L－1醋酸溶液代替0.5 mol·L－1 H2SO4溶液做实验，测定放出热量的数值偏小。答案：(1)不能 金属导热快，热量损失多 (2) eq \f(1,2) H2SO4(aq)＋NaOH(aq)=== eq \f(1,2) Na2SO4(aq)＋H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ·mol－1 (3)①4.0 ②－53.5 kJ·mol－1 ③ac(4)无 偏小17．解析：(1)由图可知，装置B、C构成Pb－PbO2－H2SO4原电池，其中PbO2为正极，Pb为负极，正极反应式为：PbO2＋4H＋＋SO eq \o\al(2－,4) ＋2e－===PbSO4＋2H2O。(2)装置A为电解池，Cu电极接原电池正极作阳极，Cu失电子生成Cu2＋，H＋在阴极上得电子生成H2，装置A中总反应的离子方程式为Cu＋2H＋ eq \o(=====,\s\up7(电解)) Cu2＋＋H2↑。(3)整套装置是串联电路，故装置E中极板M作阴极，极板N作阳极，所以要在Cu上镀银，用Cu作阴极，即极板M的材料为Cu，极板N的材料为Ag，X溶液是AgNO3溶液。(4)装置A中，阳极Cu极反应式为Cu－2e－===Cu2＋，其质量减少6.4 g，则转移电子物质的量为 eq \f(6.4 g,64 g·mol－1) ×2＝0.2 mol，装置D中，阴极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，阳极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑，而n(Cl－)＝1 mol·L－1×0.1 L＝0.1 mol，电路中转移电子为0.2 mol，故阳极上Cl－放电完全后，OH－又继续放电，即4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，所以阳极上产生Cl2和O2，n(Cl2)＝0.05 mol，n(O2)＝ eq \f(0.1 mol,4) ＝0.025 mol，阴极产生的H2为0.1 mol，装置D中产生的气体体积为(0.05 mol＋0.025 mol＋0.1 mol)×22.4 L·mol－1＝3.92 L。答案：(1)PbO2＋4H＋＋SO eq \o\al(2－,4) ＋2e－===PbSO4＋2H2O(2)Cu＋2H＋ eq \o(=====,\s\up7(电解)) Cu2＋＋H2↑(3)AgNO3 Cu (4)3.9218．解析：(1)1 mol H2SO4与NaOH溶液恰好完全反应，放出114.6 kJ的热量，即生成2 mol H2O(l)放出114.6 kJ的热量，中和热是稀溶液中酸碱中和反应生成1 mol液态水时放出的热量，则该反应的中和热为57.3 kJ·mol－1，表示反应中和热的热化学方程式为 eq \f(1,2) H2SO4(aq)＋NaOH(aq)=== eq \f(1,2) Na2SO4(aq)＋H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ·mol－1。(2)n(CaCO3)＝ eq \f(25 g,100 g·mol－1) ＝0.25 mol，则根据C元素守恒，可知n(CO2)＝0.25 mol，即丁烷充分燃烧生成的二氧化碳为0.25 mol，由丁烷燃烧的化学方程式2C4H10＋13O2 eq \o(――→,\s\up7(点燃)) 8CO2＋10H2O可知，反应的丁烷的物质的量n(C4H10)＝ eq \f(n（CO2）,4) ＝ eq \f(0.25 mol,4) ＝ eq \f(1,16) mol，因为充分燃烧 eq \f(1,16) mol丁烷生成CO2和液态水时放出的热量为Q kJ，所以燃烧1 mol丁烷产生CO2气体和液态水时放出的热量是16Q kJ，故丁烷的燃烧热为16Q kJ，表示丁烷燃烧热的热化学方程式为C4H10(g)＋ eq \f(13,2) O2(g)===4CO2(g)＋5H2O(l) ΔH＝－16Q kJ·mol－1。(3)利用盖斯定律将②×2＋③－①可得：2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)===CH3COOH(l) ΔH＝2×(－393.5 kJ·mol－1)＋(－571.6 kJ·mol－1)－(－870.3 kJ·mol－1)＝－488.3 kJ·mol－1，所以热化学方程式为2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)===CH3COOH(l) ΔH＝－488.3 kJ·mol－1。(4)反应①中，生成1 mol CH3OH时需要形成3 mol C—H键、1 mol C—O键和1 mol O—H键，则放出的热量为(413×3＋343＋465) kJ＝2 047 kJ，需要断开1 mol C===←O键和2 mol H—H键，吸收的热量为(1 076＋436×2) kJ＝1 948 kJ，则该反应为放热反应，ΔH1＝(1 948－2 047) kJ·mol－1＝－99 kJ·mol－1；根据盖斯定律，ΔH3＝ΔH2－ΔH1＝(－58＋99) kJ·mol－1＝＋41 kJ·mol－1。答案：(1) eq \f(1,2) H2SO4(aq)＋NaOH(aq)=== eq \f(1,2) Na2SO4(aq)＋H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ·mol－1(2)C4H10(g)＋ eq \f(13,2) O2(g)===4CO2(g)＋5H2O(l) ΔH＝－16Q kJ·mol－1(3)2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)===CH3COOH(l) ΔH＝－488.3 kJ·mol－1(4)－99 ＋4119．解析：(1)①电解水生成氢气和氧气，氧气在阳极生成，氢气在阴极生成，则制H2时，应连接K1，电极方程式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－；②电极3可分别连接K1或K2，①中电极3发生Ni(OH)2－e－＋OH－===NiOOH＋H2O，制氢气时消耗电极1产生的OH－，②中电极3发生NiOOH＋H2O＋e－===Ni(OH)2＋OH－，制氧气时补充电极2消耗的OH－，实现NiOOH⇌Ni(OH)2的转化，且可循环使用；(2)原电池中负极材料失电子，根据图2，铁失电子，所以作负极的物质为Fe；根据示意图，正极是NO eq \o\al(－,3) 得电子生成铵根离子，正极的电极反应式是NO eq \o\al(－,3) ＋8e－＋10H＋===NH eq \o\al(＋,4) ＋3H2O。答案：(1)①K1 2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ ②制氧气时补充电极2消耗的OH－ (2)Fe NO eq \o\al(－,3) ＋8e－＋10H＋===NH eq \o\al(＋,4) ＋3H2O 化学键C—HC—FH—FF—F键能/(kJ·mol－1)413489565155共价键H—HC—HC===CC—C键能/(kJ·mol－1)abcdA．电解饱和食盐水并验证产物B．铜锌原电池电流方向如箭头所示C．在钥匙上电镀银D．电解精炼铜化学键H—HN≡N键能/( kJ·mol－1)435943化学键H—HC—OC===←O(CO中)H—OC—HE/(kJ·mol－1)4363431 076465413
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