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- 2021-08-24 发布
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化学反应与能量
一、概念正误判断
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=2×(-57.3) kJ· mol-1( )。
2.氢气的标准燃烧热为285.8 kJ· mol-1,则氢气燃烧的热化学方程式为2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=2×(-285.8) kJ· mol-1( )。
3.1 mol H2燃烧生成水时放出的热量是H2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=+100 kJ· mol-1,则正反应活化能不小于100 kJ· mol-1( )。
7.一定条件下,将0.5 mol I2和0.5 mol H2置于密闭容器中充分反应生成HI(g),放热a kJ,其热化学方程式为I2(g)+H2(g)2HI(g) ΔH=-2a kJ· mol-1( )。
8.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( )。
9.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( )。
10.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( )。
二、热化学方程式的书写及焓变的计算
1.沼气的主要成分是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________________________________________。
2.已知H2S完全燃烧生成SO2(g)和H2O(l),H2S的燃烧热为a kJ· mol-1,写出H2S燃烧的热化学方程式为________________________________________________________。
3.已知H—H键能436 kJ· mol-1,H—N键能391 kJ· mol-1,N≡N键能945.6 kJ· mol-1,试写出N2和H2反应生成NH3的热化学方程式为___________________________。
4.已知N2(g)+H2(g)===N(g)+3H(g) ΔH1=+a kJ· mol-1
N(g)+3H(g)===NH3(g) ΔH2=-b kJ· mol-1
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:___________________________。
5.已知:①HF(aq)+OH-(aq)===F-(aq)+H2O(l) ΔH=-67.7 kJ· mol-1
②H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3 kJ· mol-1
试写出HF电离的热化学方程式为________________________________________。
6.Pb和PbO2是制备铅蓄电池的重要原料,工业上用方铅矿(PbS)制备Pb和PbO2。PbO与焦炭煅烧时可能会发生如下反应:
2Pb(s)+O2(g)===2PbO(s) ΔH
C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH1
PbO(s)+C(s)===Pb(s)+CO(g) ΔH2
PbO(s)+CO(g)===Pb(s)+CO2(g) ΔH3
则ΔH=______________________。
7.用CaSO4代替O2与燃料CO反应,既可提高燃烧效率,又能得到高纯CO2,是一种高效、清洁、经济的新型燃烧技术,反应①为主反应,反应②和③为副反应。
① CaSO4(s)+CO(g)CaS(s)+CO2(g) ΔH1=-47.3 kJ· mol-1
②CaSO4(s)+CO(g)CaO(s)+CO2(g)+SO2(g) ΔH2=+210.5 kJ· mol-1
③CO(g)C(s)+CO2(g) ΔH3=-86.2 kJ· mol-1
则反应2CaSO4(s)+7CO(g)CaS(s)+CaO(s)+6CO2(g)+C(s)+SO2(g)的ΔH=__________(用ΔH1、ΔH2和ΔH3表示)。
8.科学家在最新“人工固氮”的研究报道认为在常温、常压、光照条件下,N2在催化剂表面与水发生下列反应:2N2(g)+6H2O(l)===4NH3(g)+3O2(g) ΔH。上述反应NH3生成量与温度的关系,常压下达到平衡时测得部分实验数据如下表:
温度 T/K
303
313
323
NH3生成量/(10-6 mol)
4.8
5.9
6.0
则该反应的ΔH________0(填“>”“<”或“=”)。
三、原电池电极反应式或总反应式的书写
1.铝空气海水电池(镍作正极)。
正极:___________________________________________________________;
负极:___________________________________________________________;
总反应式:_______________________________________________________。
2.镁铝KOH电解液电池。
正极:_________________________________________________________;
负极:_________________________________________________________;
总反应离子方程式:__________________________________________。
3.锂电池(负极—Li,正极—石墨,电解液—LiAlCl4SOCl2)。
已知电池总反应式:4Li+2SOCl2===SO2↑+4LiCl+S。试写出正、负极反应式:
正极:2SOCl2+4e-===SO2↑+S+4Cl-;
负极:__________________________________________________________。
4.氢氧燃料电池(铂为两极)。
(1)电解质是KOH溶液(碱性电解质)。
正极:________________________________________________________________;
负极:________________________________________________________________;
总反应方程式:________________________________________________________。
(2)电解质是H2SO4溶液(酸性电解质)。
正极:________________________________________________________________;
负极:________________________________________________________________;
总反应方程式:________________________________________________________。
(3)电解质是NaCl溶液(中性电解质)。
正极:__________________________________________________________;
负极:__________________________________________________________;
总反应方程式:__________________________________________________。
5.甲烷燃料电池(铂为两极、正极通入O2和CO2、负极通入甲烷、电解液有三种)。
(1)电解质是熔融碳酸盐(K2CO3或Na2CO3)。
正极:___________________________________________________________;
负极:__________________________________________________________;
总反应方程式:__________________________________________________。
(2)酸性电解质(电解液为H2SO4溶液)。
正极:_________________________________________________________;
负极:_________________________________________________________;
总反应方程式:_________________________________________________。
(3)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:________________________________________________。
6.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:________________________________________________。
7.CO燃料电池(总反应方程式均为2CO+O2===2CO2)。
(1)熔融盐(铂为两极、Li2CO3和Na2CO3的熔融盐作电解质,CO为负极燃气,空气与CO2的混合气为正极助燃气)。
正极:_________________________________________________________;
负极:__________________________________________________________。
(2)酸性电解质(铂为两极、电解液为H2SO4溶液)。
正极:_________________________________________________________;
负极:_________________________________________________________。
四、电解池电极反应式的书写
1.用惰性电极电解下列溶液。
(1)NaCl溶液。
阳极:__________________________________________________________;
阴极:__________________________________________________________;
总反应式:_____________________________________________________。
(2)CuSO4溶液。
阳极:_________________________________________________________;
阴极:________________________________________________________;
总反应式:____________________________________________________。
2.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:_____________________________________________________。
3.用铜作电极电解下列溶液。
(1)H2O。
阳极:_________________________________________________________;
阴极:_________________________________________________________;
总反应式:_____________________________________________________。
(2)H2SO4溶液。
阳极:________________________________________________________;
阴极:________________________________________________________;
总反应式:____________________________________________________。
(3)NaOH溶液。
阳极:________________________________________________________;
阴极:________________________________________________________;
总反应式:____________________________________________________。
4.用Al作电极电解下列溶液。
(1)H2SO4溶液。
阳极:_________________________________________________________;
阴极:_________________________________________________________;
总反应式:_____________________________________________________。
(2)NaOH溶液。
阳极:_________________________________________________________;
阴极:_________________________________________________________;
总反应式:_____________________________________________________。
五、二次电池电极反应式的书写
1.铁镍电池(负极—Fe,正极—NiO2,电解液KOH溶液)。
已知:Fe+NiO2+2H2OFe(OH)2+Ni(OH)2,则:
负极:_________________________________________________________;
正极:_________________________________________________________;
阴极:_________________________________________________________;
阳极:_________________________________________________________。
2.LiFePO4电池(正极—FePO4,负极—Li,含Li+导电固体为电解质)。
已知:FePO4+LiLiFePO4,则:
负极:__________________________________________________________;
正极:__________________________________________________________;
阴极:__________________________________________________________;
阳极:__________________________________________________________。
3.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:
负极:____________________________________________________________;
正极:_____________________________________________________________;
阴极:_____________________________________________________________;
阳极:__________________________________________________________。
参考答案
一、1.× 2.√ 3.× 4.√ 5.× 6.√ 7.×
8.√ 9.√ 10.×
二、1.CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890 kJ· mol-1
2.2H2S(g)+3O2(g)===2SO2(g)+2H2O(l) ΔH=-2a kJ· mol-1
3.N2(g)+3H2(g)===2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ· mol-1
4.N2(g)+3H2(g)===2NH3(l) ΔH=-2(b+c-a) kJ· mol-1
5.HF(aq)===F-(aq)+H+(aq) ΔH=-10.4 kJ· mol-1
6.ΔH1-ΔH2-ΔH3
7.4ΔH1+ΔH2+2ΔH3
8.>
三、1.正极:3O2+6H2O+12e-===12OH-
负极:4Al-12e-===4Al3+
总反应式:4Al+3O2+6H2O===4Al(OH)3
2.正极:6H2O+6e-===3H2↑+6OH-
负极:2Al+8OH--6e-===2AlO+4H2O
总反应离子方程式:2Al+2OH-+2H2O===2AlO+3H2↑
3.4Li-4e-===4Li+
4.(1)正极:O2+2H2O+4e-===4OH-
负极:2H2-4e-+4OH-===4H2O
总反应方程式:2H2+O2===2H2O
(2)正极:O2+4H++4e-===2H2O
负极:2H2-4e-===4H+
总反应方程式:2H2+O2===2H2O
(3)正极:O2+2H2O+4e-===4OH-
负极:2H2-4e-===4H+
总反应方程式:2H2+O2===2H2O
5.(1)正极:2O2+8e-+4CO2===4CO
负极:CH4-8e-+4CO===5CO2↑+2H2O
总反应方程式:CH4+2O2===CO2↑+2H2O
(2)正极:2O2+8e-+8H+===4H2O
负极:CH4-8e-+2H2O===CO2↑+8H+
总反应方程式:CH4+2O2===CO2↑+2H2O
(3)正极:2O2+8e-+4H2O===8OH-
负极:CH4-8e-+10OH-===CO+7H2O
总反应方程式:CH4+2O2+2OH-===CO+3H2O
6.(1)正极:3O2+12e-+6H2O===12OH-
负极:2CH3OH-12e-+16OH-===2CO+12H2O
总反应方程式:2CH3OH+3O2+4KOH===2K2CO3+6H2O
(2)正极:3O2+12e-+12H+===6H2O
负极:2CH3OH-12e-+2H2O===12H++2CO2
总反应方程式:2CH3OH+3O2===2CO2+4H2O
7.(1)正极:O2+4e-+2CO2===2CO
负极:2CO+2CO-4e-===4CO2
(2)正极:O2+4e-+4H+===2H2O
负极:2CO-4e-+2H2O===2CO2+4H+
四、1.(1)阳极:2Cl--2e-===Cl2↑
阴极:2H++2e-===H2↑
总反应式:2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑
(2)阳极:4OH--4e-===2H2O+O2↑
阴极:2Cu2++4e-===2Cu
总反应式:2CuSO4+2H2O2Cu+2H2SO4+O2↑
2.(1)阳极:2Cl--2e-===Cl2↑
阴极:Mg2++2e-===Mg
总反应式:MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑
(2)阳极:6O2--12e-===3O2↑
阴极:4Al3++12e-===4Al
总反应式:2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑
3.(1)阳极:Cu-2e-===Cu2+
阴极:2H++2e-===H2↑
总反应式:Cu+2H2OCu(OH)2↓+H2↑
(2)阳极:Cu-2e-===Cu2+
阴极:2H++2e-===H2↑
总反应式:Cu+H2SO4CuSO4+H2↑
(3)阳极:Cu-2e-+2OH-===Cu(OH)2↓
阴极:2H2O+2e-===H2↑+2OH-
总反应式:Cu+2H2OCu(OH)2↓+H2↑
4.(1)阳极:2Al-6e-===2Al3+
阴极:6H++6e-===3H2↑
总反应式:2Al+3H2SO4Al2(SO4)3+3H2↑
(2)阳极:2Al-6e-+8OH-===2AlO+4H2O
阴极:6H2O+6e-===3H2↑+6OH-
总反应式:2Al+2H2O+2NaOH2NaAlO2+3H2↑
五、1.负极:Fe-2e-+2OH-===Fe(OH)2
正极:NiO2+2H2O+2e-===Ni(OH)2+2OH-
阴极:Fe(OH)2+2e-===Fe+2OH-
阳极:Ni(OH)2-2e-+2OH-===NiO2+2H2O
2.负极:Li-e-===Li+
正极:FePO4+Li++e-===LiFePO4
阴极:Li++e-===Li
阳极:LiFePO4-e-===FePO4+Li+
3.负极:3Zn-6e-+6OH-===3Zn(OH)2
正极:2FeO+6e-+8H2O===2Fe(OH)3+10OH-
阴极:3Zn(OH)2+6e-===3Zn+6OH-
阳极:2Fe(OH)3-6e-+10OH-===2FeO+8H2O