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文档简介
1、化学化学反应与能量的专项培优练习题 ( 含答案)附详细答案一、化学反应与能量练习题(含详细答案解析)1高锰酸钾( KMnO 4 )是一种常用氧化剂,主要用于化工、防腐及制药工业等。以软锰矿(主要成分为 MnO2)为原料生产高锰酸钾的工艺路线如下:回答下列问题:(1)原料软锰矿与氢氧化钾按 11的比例在 “烘炒锅”中混配,混配前应将软锰矿粉碎, 其作用是 。(2)“平炉 ”中发生的化学方程式为 。(3)“平炉 ”中需要加压,其目的是 。(4)将 K2MnO 4转化为 KMnO4 的生产有两种工艺。 “CO2歧化法 ”是传统工艺,即在 K2MnO4 溶液中通入 CO2气体,使体系呈中性或弱碱 性,
2、 K2MnO4 发生歧化反应,反应中生成 K2MnO 4, MnO 2和(写化学式)。 “电解法 ”为现代工艺,即电解 K2MnO 4水溶液,电解槽中阳极发生的电极反应为 ,阴极逸出的气体是 。 “电解法 ”和“CO2歧化法 ”中, K2MnO 4的理论利用率之比为 。(5)高锰酸钾纯度的测定:称取 1.0800 g 样品,溶解后定容于 100 mL容量瓶中,摇匀。 取浓度为 0.2000 mol ·L-1 的 H2C2O4标准溶液 20.00 mL,加入稀硫酸酸化,用 KMnO 4溶液平 行滴定三次,平均消耗的体积为 24.48 mL,该样品的纯度为 (列出计算式即可,已知 2Mn
3、O4-+5H2C2O4+6H+=2Mn 2+10CO2 +8H2O)。【答案】扩大接触面积,加快化学反应速率2MnO2+O2+4KOH2K2MnO 4+2H2O 增大反应物的浓度,可使化学反应速率加快,同时使反应物的转化率增大K2CO3 MnO42-e- =MnO4- H2 3:2 95.62%【解析】【分析】【详解】(1)MnO2 的状态是固体,对于有固体参加的化学反应,可通过增大其反应接触面积的方 法提高反应速率,故要将其粉碎成细小的颗粒;(2)根据流程图可知,在 “平炉 ”中 MnO 2、 KOH、O2 在加热时反应产生 K2MnO 4,结合质 量守恒定律可知,另外一种物质是H2O,则发
4、生的化学方程式为2MnO2+O2+4KOH2K2MnO4+2H2O ;(3)由于上述反应中氧气是气体,在“平炉 ”中加压,就可以使反应物氧气的浓度增大,根据外界条件对化学反应速率的影响,增大反应物的浓度,可以使化学反应速率加快;任何 反应都具有一定的可逆性,增大压强,可以使化学平衡向气体体积减小的正反应方向移动,故可以提高原料的转化率;(4)在 K2MnO4 溶液中通入 CO2气体,使体系呈中性或弱碱性, K2MnO 4发生歧化反 应,反应中生成 KMnO4,MnO2,根据质量守恒定律可知,另外一种生成物是K2CO3,根据氧化还原反应中的电子守恒及反应的原子守恒,可得该反应的化学方程式是:3K
5、2MnO4+2CO2= 2KMnO4+MnO2+K2CO3; “电解法”为现代工艺,即电解 K2MnO 4水溶液,在电解槽中 阳极, MnO42-失去电子,发生氧化反应,产生 MnO 4-。电极反应式是: MnO42-e-=MnO4-; 在阴极,水电离产生的 H+获得电子变为氢气逸出,电极反应式是:2H2O+2e-=H2 +2OH-。所以阴极逸出的气体是 H2;总反应方程式是: 2K2MnO 4+2H2O2KMnO 4+2H2 +2KOH;根据“电解法”方程式 2K2MnO 4+ 2H2O2KMnO 4+2H2 +2KOH可 知 K2MnO 4的理论利用率是 100%;而在“CO2歧化法” 3
6、2KMnO4+2CO2 = 2KMnO4+MnO2+K2CO3中,K2MnO4的理论利 用率是 2/3,所以二者的理论利用率之比为 3:2;(5)根据离子方程式 2MnO 4-+5H2C2O4+6H+=2Mn 2+10CO2 +8H2O 可知 KMnO4与草酸反应 的关系式是: 2 KMnO4 5H2C2O4。配制的溶液的浓度为:。则1.0800g 样品中含 KMnO4 的物质的量为:n=KMnO 4的质量为: m=" 0.006536mol"×158g/mol =1.03269g 。故其纯度为:× 100%=95.62%。2在化学反应中,只有极少数能量
7、比平均能量高得多的反应物分子发生碰撞时才可能发生 化学反应,这些分子被称为活化分子。使普通分子变成活化分子所需提供的最低限度的能 量叫活化能,其单位通常用 kJ?mol1 表示。请认真观察图 1,然后回答问题。 (1)图中所示反应是 (填“吸热”或“放热”)反应。2)已知拆开1mol HH 键、 1mol II、1mol H I键分别需要吸收的能量为436kJ、151kJ、299kJ。则由 1mol 氢气和 1mol 碘反应生成 HI 会 (填“放出”或“吸收”) kJ的热量。在化学反应过程中,是将 转化为 。(3)某实验小组同学进行如图 2 的实验,以探究化学反应中的能量变化。实验表明: 中
8、的温度降低,由此判断氢氧化钡晶体与氯化铵晶体反应是 (填“吸热”或“放 热”)反应;实验中,该小组同学在烧杯中加入 5mL 1.0mol/L 盐酸,再放入用砂纸打磨过的铝条,该反应是 (填“吸热”或“放热”)反应。【答案】放热 放出 11 化学能 热能 吸热 放热【解析】【分析】【详解】(1) 依据图象分析反应物的能量大于生成物的能量,反应放热;(2) 在反应 H2+I2?2HI 中,断裂 1molH-H 键, 1molI-I 键共吸收的能量为:1× 436kJ+151kJ=587,kJ生成 2molHI ,共形成 2molH-I 键,放出的能量为: 2× 299kJ=59
9、8k,J 吸收的能量少,放出的能量多,所以该反应为放热反应,放出的热量为: 598kJ- 587kJ=11kJ,在化学反应过程中,将化学能转化为热能;(3) 中的温度降低说明该反应是吸热反应;活泼金属置换酸中氢的反应为放热反应。3某学生为了探究锌与盐酸反应过程中的速率变化,他在100 mL 稀盐酸中加入足量的锌粉,用排水集气法收集反应放出的氢气(标准状况 ),实验记录如下 (累计值 ):时间 /min12345氢气体积 /mL50120232290310(1) 在 01 min、12 min、23 min、34 min、45 min 时间段中,反应速率最大的时 间段是 ,原因为 ;反应速率最小
10、的时间段是 ,原因为 。(2) 在 2 3 min 内,用盐酸的浓度变化表示的反应速率为 。(3) 为了减缓反应速率但不减少产生氢气的量,在盐酸中分别加入等体积的下列溶液,其中 可行的是 。A蒸馏水 BNa2SO4 溶液C NaNO3溶液 DNa2CO3 溶液【答案】 23 min 该反应是放热反应, 23 min 时溶液温度最高,反应速率最快45min 此时反应物的浓度最小,反应速率最慢 0.1 mol L 1·m·in 1 AB【解析】【详解】由表格数据可知, 01、12、23、3 4、45min 生成氢气分别为 50mL、70mL、 112mL、 58mL、20mL
11、;(1) 2 min3 min 收集的氢气比其他时间段多,反应速率最大,该反应放热,反应过程中温 度升高加快反应速率; 45 min 反应速率最小,随着反应进行氢离子浓度逐渐减小,该时 间段内 H+浓度小,反应速率最慢;0.112L(2) 2 min3 min生成的氢气的体积为 112mL,则 n(H2)=0.005mol ,反应过程中22.4L/mol发生反应 Zn+2HCl=ZnC2l+H2,则该时间段内消耗的 n(HCl)=0.01mol ,溶液体积为100mol ,则 c(HCl)=0.1mol/L , v(HCl)= c= 0.1molgL =0.1 mol L·1
12、3;min 1;t 1min(3) A加入蒸馏水,溶液的浓度减小,反应速率减小,H+的物质的量不变,氢气的量也不变,故 A 正确;B加入 Na2SO4 溶液,减小盐酸的浓度,反应速率减小,H+的物质的量不变,氢气的量也不变,故 B 正确;C加入硝酸钠溶液,锌与氢离子、硝酸根反应不产生氢气,故C 错误;D加入 Na2CO3 溶液, Na2CO3能与盐酸反应,盐酸的浓度减小,反应速率减小,H+的物质的量减小,氢气的量也减小,故 D 错误;所以选 AB。4一定条件下 2L 的密闭容器中,反应 aA(g)+bB(g)噲垐 ? cC(g)+dD(g)达到平衡。(1) 若起始时 A为 lmol ,反应 2
13、min达到平衡, A剩余 0. 4mol,则在 02min 内 A的平均反 应速率为 mo1/ (L ·min)(2) 在其他条件不变的情况下,扩大容器体积,若平衡向逆反应方向移动,则a+bc+d(选填“、”“或”“=,”)v逆 (选填“增大”、“减小”或“不变”)(3) 若反应速率 (v)与时间 (t)的关系如图所示,则导致 t1 时刻速率发生变化的原因可能是 。 (选填编号 )a增大 A 的浓度 b缩小容器体积 c加入催化剂 d升高温度【答案】 0.15 减小 b【解析】【详解】: (1)若起始时 A为 l mol,反应 2min 达到平衡, A 剩余 0.4mol ,则在 0
14、2min 内 A 的平均 1mol-0.4mol反应速率 v= c=2L=0.15mo1/(L?min) ,故答案为: 0.15;t =2min(2) 扩大容器体积减小压强,浓度减小反应速率减小,平衡向气体体积增大的方向移动,又 平衡向逆反应方向移动即为气体体积增大的方向移动,所以a+b c+d,故答案为:;减小;(3) a. 增大 A 的浓度正反应速率瞬间增大,但逆反应速率瞬间不变,故a不符合题意;b. 缩小容器条件,反应物和生成物浓度均增大,反应速率变大,但平衡会正向移动,即正b符反应速率增大的幅度要逆反应速率增大幅度要大,之后平衡正向移动,二者相等,故 合题意;c. 加入催化剂,不影响平
15、衡,正逆反应速率变化幅度应相同,故 c 不符合题意;d. 升高温度,正逆反应速率均增大,但未告知该反应为吸热反应还是放热反应,无法判断 反应移动方向,故 d 不符合题意;综上所述选 b 。5在一密闭容器中发生反应 N2+3H2? 2NH3, H< 0;达到平衡后,只改变某一个条件 时,反应速率与反应时间的关系如图所示 ,回答下列问题:(1)处于平衡状态的时间段是A t0t1Bt1t2(填选项);Ct2t3Dt3t4 Et4t5Ft5 t6(2)t1、t 3、 t 4时刻分别改变的一个条件是(填选项); A增大压强B减小压强C升高温度D降低温度E加催化剂F充入氮气t1时刻;t4时刻 ;(3
16、)依据 (2)中的结论,下列时间段中,氨的百分含量最高的是At0t1Bt2t 3Ct3t4Dt5t6(填选项);(4)如果在 t 6时刻,从反应体系中分离出部分氨,t7 时刻反应达到平衡状态,请在图中画出反应速率的变化曲线 (5)一定条件下,合成氨反应达到平衡时,测得混合气体中氨气的体积分数为20%,则反应后与反应前的混合气体体积之比为 答案】 ACDF C B5:6解析】分析】1)根据图示结合 v 正=v 逆,判断是否处于平衡状态;t 4时正逆反应速2)由图可知, t1 正逆反应速率均增大,且逆反应速率大于正反应速率;率均减小,且逆反应速率大于正反应速率;(3)由图可知, t1 平衡逆向移动
17、, t3 不移动, t 4平衡逆向移动,根据移动结果分析;(4)分离出生成物,逆反应速率瞬间减小,平衡正向移动;(5)设反应前加入 a mol N2,b mol H 2,达平衡时生成 2x mol NH3,根据三段式和氨气的体 积分数计算【详解】(1)根据图示可知, t0t1、t2t3、t3t4、t5t6时间段内, v 正、v 逆相等,反应处于平衡 状态,故答案为: ACDF;(2)由 N2(g)+3H2(g)?2NH3(g) H< 0,可知,该反应为放热反应,且为气体体积减小的 反应,则由图可知, t1 正逆反应速率均增大,且逆反应速率大于正反应速率,改变条件应 为升高温度; t4 时
18、正逆反应速率均减小,且逆反应速率大于正反应速率,改变条件应为减 小压强,故答案为: C;B;(3)由图可知, t1 平衡逆向移动, t3 不移动, t4平衡逆向移动,均使氨气的含量减少,则 t0t1 氨气的含量最大,故答案为: A;(4)t6时刻移出部分氨气,逆反应速率瞬间减小,正反应速率该瞬间不变,平衡正向移 动,逆反应速率增大,正反应速率减小,直至平衡,故答案为:5)设反应前加入 a mol N2,b mol H 2,达平衡时生成 2x mol NH 3,则有则反应后气体总的物质的量反应前的混合气体体积之比=(a+b-2x) mol,2xa+b-2x=0.2 ,解得:a+b=12x,故反应
19、后与a+b-2x 12x-2x 5a+b 12x 6故答案为:5: 6。N2 g+3H2 g ?2NH 3 g起始ab0转化x3x2x平衡a-xb-3x2x6回答下列问题:1)铅蓄电池的总反应为:Pb + PbO2 + 2H2SO4 噲垐放垎电垐? 2PbSO4 + 2H2O,放电时,负极反应式为 ,充电时,阳极反应式为 2)利用如图装置,可以模拟铁的电化学防护。 若 X 为石墨,为减缓铁的腐蚀,将开关K 置于处,该电化学防护法称为 。 若 X 为锌,开关 K 置于 M 处,该电化学防护法称为 。(3)我国的科技人员为了消除 SO2的污染,利用原电池原理,设计如图2 装置用 SO2和 O2制备
20、硫酸,电极 A、B 为多孔的材料。 B 极的电极反应式是 。【答案】 Pb + SO42-2e- PbSO4 PbSO4 + 2H2O-2e- PbO2 + 4H+ + SO42- 外加电流的阴极保护法 牺牲阳极阴极保护法4H+ + O2 + 4e-2H2O SO2 + 2H2O - 2e- SO42- + 4H+【解析】【分析】(1) 放电时,该装置是原电池,负极上铅失电子发生氧化反应,充电时,该装置是电解池, 阳极失电子发生氧化反应;(2) 作原电池正极或作电解池阴极的金属被保护;(3) 该原电池中,负极上失电子被氧化,所以负极上投放的气体是二氧化硫,二氧化硫失电 子和水反应生成硫酸根离子
21、和氢离子,正极上投放的气体是氧气,正极上氧气得电子和氢 离子反应生成水,根据硫酸和水的出口方向知,B极是负极, A 极是正极,据此书写电极反应式。【详解】:(1) 放电时,该装置是原电池,负极上铅失电子发生氧化反应,即Pb+SO42-2e-=PbSO4,在充电时,该装置是电解池,阳极上硫酸铅失电子发生氧化反应,即PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+4H+SO42-,故答案为: Pb+SO42-2e-=PbSO4; PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+4H+SO42-; (2)若 X为石墨,为减缓铁的腐蚀,将开关K置于 N 处,该装置构成电解池,铁作阴极而被保护,该电化学防护法称为外加电
22、流的阴极保护法;故答案为:外加电流的阴极保护法;若 X 为锌,开关 K 置于 M 处,该装置构成原电池,锌易失电子作负极,铁作正极而被保 护,该电化学防护法称为牺牲阳极的阴极保护法,故答案为:牺牲阳极的阴极保护法 (3)该原电池中,负极上失电子被氧化,所以负极上投放的气体是二氧化硫,即B 极是负极,负极二氧化硫失电子和水反应生成硫酸根离子和氢离子,电极反应式是SO2+2H2O-2e-=SO42-+4H+,正极上投放的气体是氧气,即A 极是正极,正极上氧气得电子和氢离子反应生成水,电极反应式是 4H+O2+4e-=2H2O,故答案为: 4H+O2+4e-=2H2O; SO2+2H2O-2e-2-
23、 + =SO42-+4H+。7如图所示, A、 B、C 三个装置中的烧杯分别盛有足量的CuCl2溶液。(1)A、B、C 三个装置中属于原电池的是 _(填标号 )。(2)A 池中 Zn是_极,电极反应式为 _;A 中总反应的离子方程式 _。(3)B 池中总反应的方程式为 _。(4)C池中 Zn是_极,发生 _反应,电极反应式为 _;反应过程中, CuCl2 溶液浓度 _(填“变大”“变小”或“不变” )。【答案】 A 负 Zn2e-=Zn2 Zn Cu2=Zn2Cu CuC2lCu+Cl2 阴 还原 Cu22e-=Cu 不变【解析】【分析】(1)A、B、C三个装置中,没有外接电源的属于原电池。(
24、2)A 池中,相对活泼的金属作负极,电极反应式为金属失电子生成金属离子;A 中总反应为负极金属与电解质发生氧化还原反应。(3)B 池中总反应为电解氯化铜。(4)C池中,与正极相连的电极为阳极,阳极失电子发生氧化反应;通过分析两电极反 应,可确定反应过程中, CuCl2 溶液浓度变化情况。【详解】(1)A、B、C 三个装置中,没有外接电源的属于原电池,则原电池是A。答案为: A;(2)A池中,相对活泼的金属是 Zn,Zn 是负极,电极反应式为 Zn 2e-=Zn2 ; A中总反应 的离子方程式为 ZnCu2=Zn2Cu。答案为:负; Zn 2e-=Zn2;ZnCu2=Zn2Cu;(3)B 池中总
25、反应,就是电解氯化铜的反应,方程式为CuCl2Cu+Cl2。答案为:CuCl2Cu+Cl2;(4)C池中,与负极相连的电极为阴极, Zn 与电源负极相连,是阴极,得电子,发生还 原反应,电极反应式为 Cu2 2e-=Cu;反应过程中,阳极 Cu-2e-=Cu2+,生成的 Cu2+与阴极 消耗的 Cu2+物质的量相等,则 CuCl2 溶液浓度不变。答案为:阴;还原; Cu22e-=Cu;不 变。【点睛】 不管是原电池还是电解池,解题的切入点都是电极的判断。通常,原电池的负极金属材料 都会失电子生成阳离子;而电解池的阳极材料是否失电子,则要看其是否为活性电极。若 阳极为活性电极,则在电解时阳极材料
26、失电子;若为惰性电极,则阳极发生溶液中阴离子失电子的反应。8燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。如图为氢氧燃料电池示意图,该电池电极表面镀一层细小的铂粉,铂吸附气体的能力强,性质稳定,请回答:(1)氢氧燃料电池的能量转化主要形式是_,在导线中电子流动方向为 _(用 a、b 表示)。(2)负极反应式为 _,正极反应式为 _。(3)用该燃料电池作电源,用 Pt 作电极电解饱和食盐水: 写出阴极的电极反应式: _。 写出总反应的离子方程式: _。 当阳极产生 7.1gCl2 时,燃料电池中消耗标况下 H2_L。 【答案】由化学能转变为电能 由 a 到 b 2H24e-+4OH-=4H2O O2
27、+4e-+2H2O=4OH- 2H2O+2e-=H2 +2OH-或 2H+ +2e-=H2 C-l2H2OH2+2OH+Cl2 2.24 【解析】【分析】(1)原电池是将化学能转变为电能的装置,原电池放电时,电子从负极沿导线流向正极;(2)负极上燃料失电子发生还原反应,正极上氧气得电子生成氢氧根离子;(3)用惰性电极电解饱和食盐水时,阳极上氯离子放电,阴极上氢离子放电; 根据转移电子守恒计算消耗氢气的物质的量【详解】(1)该装置是把化学物质中的能量转化为电能,所以是化学能转变为电能;在原电池中,负 极上失电子,正极上得电子,电子的流向是从负极流向正极,所以是由 a到 b,故答案为:由化学能转变
28、为电能;由a到 b;(2)碱性环境中,该反应中负极上氢气失电子生成氢离子,电极反应式为2H24e-+4OH-=4H2O,正极上氧气得电子生成氢氧根离子,电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-,故答案为: 2H24e-+4OH-=4H2O;O2+4e-+2H2O=4OH-;(3)用惰性电极电解饱和食盐水时,阴极上氢离子放电,电极反应式为:2H2O+2e-=H2+2OH-或 2H+ +2e-=H2,阳极上氯离子放电生成氯气,所以总反应离子方程式为:Cl-2H2OH2 +2OH+Cl2 ,根据转移电子守恒计算消耗氢气的物质的量,电解时,阳极上生成氯气,每生成 0.1mol 氯气转移电子的物质的
29、量 =0.1mol ×( 1-0) ×2=0.2mo,l燃料电池中消耗氢气的物质的量 =0.2mol/ 2=0.1mol ,所以标况下体积为 2.24L,故答案为: 2H2O+2e-=H2 +2OH-或 2H+ +2e-=H2 ; Cl- 2H2OH2 +2OH+Cl2 ;COH 2K= 。H 2O2.24。9一定温度下 10L 密闭容器中发生某可逆反应,其平衡常数表达为: 根据题意完成下列填空:;若温度升高, K增大,该反应是 _反应(填“吸热”(1)写出该反应的化学方程式或“放热”)。选填编号)。(2)能判断该反应一定达到平衡状态的是av 正(H2O)=v 逆(H2)b
30、容器中气体的相对分子质量不随时间改变c消耗 nmol H 2同时消耗 nmolCO d容器中物质的总物质的量不随时间改变(3)该反应的 v 正随时间变化的关系如图。 t 2时改变了某种条件,改变的条件可能是1molH 2O, 5min 后 H2O的物质的量是 0.8mol ,这 5min 内H2O的平均反应速率为 _。【答案】 C(s)+H2O(g)?CO(g)+H2(g) 吸热 a b 升高温度 增大水蒸汽的浓度 0.004mol/ (Lmin)【解析】【分析】C,所以该反应方程式为 C(s)(1)根据化学平衡常数表达式及元素守恒知,反应物还有 +H2O(g)?CO(g)+H2(g);升高温
31、度,平衡向吸热反应方向移动;(2)可逆反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,反应体系中各物质的物质的量不变、 物质的量浓度不变、百分含量不变以及由此引起的一系列物理量不变;(3)改变条件时反应速率增大,改变的条件可能是温度、压强、反应物浓度;c4)反应速率 =v= 。 t【详解】:( 1)根据化学平衡常数表达式及元素守恒知,反应物还有C,所以该反应方程式为 C(s)+H2O(g)?CO(g)+H2(g);升高温度,平衡向吸热反应方向移动,K增大说明平衡正向移动,所以正反应是吸热反应,故答案为:C(s)+H2O(g)?CO(g)+H2(g);吸热;(2)a当 v正(H2O)=v逆(H2)=v 逆
32、(H2O)时,正逆反应速率相等,所以反应达到平衡 状态,故正确; b反应前后气体的物质的量不相同,气体质量变化,容器中气体的平均相对分子质量不随 时间变化即达到平衡,故正确;c无论反应是否达到平衡状态都存在消耗n molH2 同时消耗 nmolCO,所以不能据此判断平衡状态,故错误;d无论反应是否达到平衡状态容器中物质的总物质的量都不随时间改变,所以不能据此判 断平衡状态,故错误;故选 a b;(3)改变条件时反应速率增大,改变的条件可能是升高温度、增大压强、增大反应物浓 度,故答案为:升高温度;增大水蒸汽的浓度;c 1-0.8(4)反应速率 v= = 5=0.004mol/ Lgmin ,故
33、答案为 0.004mol/ ( L min )。 t 1010 某些共价键的键能数据如表(单位: kJ?mol 1)(1)把 1mol Cl2分解为气态原子时,需要 _(填“吸收”或“放出”) 243kJ能量。(2)由表中所列化学键形成的单质分子中,最稳定的是_;形成的化合物分子中最不稳定的是 _。( 3)发射火箭时用气态肼( N2H4)作燃料,二氧化氮作氧化剂,两者反应生成氮气和气态 水。已知 32gN2H4(g)完全发生上述反应放出 568kJ 的热量,热化学方程式是: 。【答案】吸收 N2 HI 2N2H4(g)+2NO2(g) 3N2(g)+4H2O(g) H= 1136kJ?mol
34、1【解析】【分析】(1)化学键断裂要吸收能量;(2)键能越大越稳定,否则越不稳定,结合表中数据分析;(3)根据 n= m计算 32g N2H4的物质的量,再根据热化学方程式书写原则书写热化学方程n式。【详解】(1)化学键断裂要吸收能量,由表中数据可知把1mol Cl2分解为气态原子时,需要吸收243kJ的能量;(2)因键能越大越稳定,单质中最稳定的是H2,最不稳定的是 I2,形成的化合物分子中,最稳定的是 HCl,最不稳定的是 HI;32g(3) 32g N2H4(g)的物质的量为=1mol,与二氧化氮反应生成氮气与气态水放出 568kJ32g/mol的热量,热化学方程式是: 2N2H4(g)
35、+2NO2(g) 3N2(g)+4H2O(g) H=-1136kJ?mol-1。11将等物质的量的 A、B、C、D 4种物质混合,发生如下反应: aAbBcC(s)dD,当反应进行一定时间后,测得 A 减少了 4n mol , B减少了 2n mol , C增加了 6n mol,D 增 加了 4n mol ,此时达到化学平衡。(1) 该化学方程式各物质的化学计量数为a、b、 c、d。(2) 若只改变压强,反应速率发生变化,但平衡不发生移动,该反应中各物质的聚集状态: A、 B、 D。(3) 若只升高温度,反应一段时间后,测知 4 种物质其物质的量又达到相等,则该反应为 (填“放热”或“吸热 ”
36、反)应。【答案】 2 1 3 2 气 体 固体或液体 气体 放热【解析】【分析】(1) 化学计量数之比等于物质的量变化量之比;(2) 只改变压强,反应速率发生变化,但平衡不发生移动,说明反应前后气体的体积不变, 即反应前后气体总的化学计量数相等;(3) 若只升高温度,反应一段时间后,测知 4 种物质其物质的量又达到相等,说明平衡向逆 反应方向移动。【详解】(1) 化学计量数之比等于物质的量变化量之比,则:a: b:c:d=4n:2n:6n:4n=2:1:3:2,故 a=2、 b=1、 c=3、 d=2;对于反应: 2A+1B? 3C(s)+2D,只改变压强,反应速率发生变化,但平衡不发生移动,
37、说 明反应前后气体的体积不变,即反应前后气体总的化学计量数相等,而 C 为固体,只能 A、 D为气态, B 为固体或液体; 若只升高温度,反应一段时间后,测知 4 种物质其物质的量又达到相等,说明平衡向逆 反应方向移动,升高温度平衡向吸热反应方向移动,即该反应正反应为放热反应。12如右图所示,常温, U 形管内盛有K2,合并 K1,则:100mL 的某种溶液,请按要求回答下列问题。 A 为极, B 极的电极反应式为 反应过程中,溶液中 SO42和 OH离子向 极( A或 B)移动。(2) 若所盛溶液为滴有酚酞的 NaCl 溶液,打开 K1,合并 K2,则:A 电极可观察到的现象是 。电解过程总
38、反应的化学方程式是 。反应一段时间后打开 K2,若忽略溶液的体积变化和气体的溶解,B 极产生气体的体积(折算成标准状况)为 11.2mL,将溶液充分混合,溶液的 pH 为 。 向电解后的电解质溶液中加入或通入 (填试剂名称),能使溶液复原。电解【答案】负 Cu2+2e-=Cu A 产生气泡,电极附近溶液变红2NaCl+2H2O2NaOH+H2 +Cl2 12 氯化氢【解析】【详解】(1) 该装置是原电池,锌作负极,碳作正极,正极上铜离子得电子生成铜发生氧化反应, 电极反应式为 Cu2+2e-=Cu;原电池放电时,溶液中阳离子向正极移动,阴离子向负极移动,所以溶液中氢氧根离子 和硫酸根离子向 A
39、 极移动;(2) 该装置是电解池,碳棒是阳极,锌棒是阴极,电解时,锌棒上氢离子放电生成氢气, 同时电极附近生成氢氧根离子导致溶液呈碱性,加入酚酞后溶液变红;电解时,阳极上氯离子放电生成氯气,阴极上氢离子放电生成氢气,同时溶液中生成氢电解氧化钠,所以电池反应式为 2NaCl+2H2O2NaOH+H2 +C2l;11.2mL B 极产生氯气,生成的氯气的物质的量为11.2mL =0.0005mol ,根据电解总反应可知生22.4L/mol成的 n(NaOH)=0.001mol ,溶液中 c(OH-)= 0.001mol =0.01mol/L ,所以溶液 pH=12;0.1L 如果要想使电解后的溶液
40、恢复到原溶液,应遵循 “析出什么加入什么 ”的思想加入物质, 阳极上析出氯气,阴极上析出氢气,所以应该加入氯化氢。13短周期元素 X、Y、Z、W、R、T 在周期表中的位置如图所示。请按要求回答下列问 题。(1) R与 W形成化合物的电子式为 。(2) Y的氢化物与 T 的氢化物反应的生成物中含有的化学键为 。(3) X与 Z形成的二元化合物中,所含电子数为18 的分子的化学式为 (4) 实验室制取 T 单质的离子方程式为 。(5) 如图, a、b为多孔石墨电极 (电极不参与反应 ),插入 W 的最高价氧化物对应水化物的溶 液中,两端分别通入 X 单质和 Z单质,发现电流计指针发生偏转。电池工作
41、时,电子的移动方向为由 到 (填“a或”“b”。)该电池反应产物环保无污染,则该电池的总反应式为 。【答案】 离子键、共价键H2O2 MnO2+4H+2Cl Mn2+Cl2 2H2O ab 2H2+O2=2H2O【解析】【分析】根据元素在周期表的位置可得, X为 H元素, Y为N元素, Z为O元素,W为Na元素,R 为 S 元素, T 为 Cl 元素,据此分析解答;【详解】(1) R为S元素,W为Na元素,R与 W形成化合物为 Na2S,电子式为;(2) Y为 N元素, T为Cl元素, Y的氢化物与 T的氢化物分别为 NH3和 HCl,反应的生成物 为 NH4Cl,属于含有共价键的离子化合物,
42、其中含有的化学键为离子键、共价键;(3) X为H元素,Z为 O元素,X与 Z形成的二元化合物为 H2O、H2O2,所含电子数为 18的 分子的化学式为 H2O;(4) T为 Cl元素,实验室用二氧化锰和浓盐酸在加热的条件下制取氯气,的离子方程式为 MnO 2+4H+2Cl Mn 2+Cl2 2H2O;(5) W 为 Na元素, W 的最高价氧化物对应水化物的溶液为氢氧化钠溶液,两端分别通入H2和 O2,发现电流计指针发生偏转,说明该装置构成氢氧燃料电池。电池工作时,通入燃料的一极为负极,则如图所示,a为负极, b 为正极,电流从正极流向负极,则电子由 a到 b;装置构成氢氧燃料电池,电池反应产物只有水,环保无污染,则该电池的总反应式为 2H2+O2=2H2O。14在铜、锌、稀硫酸构成的原电池中(如图所示)(1)负极是(填“铜”或“锌”),电子(填 “失去”或“得到”),发(填“氧化”或 “还原”),电极反应方程式 ;(2)电流由 流向(填 “铜”或“锌),铜片上观察到的现象是 【答案】锌 失去 氧化 Zn-2e-=Zn2+ 铜 锌 铜片表面有气泡产生【解析】【分析】 锌比铜活泼,形成原电池反应时,锌为负极,发生氧化反应,铜为正极,正极上氢离子得 电子发生还原反应,电子从负极流向正极,阳离子从负极移向正极,以此解答。
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