天津高考化學(xué)二輪化學(xué)反應(yīng)與能量變化專項(xiàng)培優(yōu)易錯難題一、化學(xué)反應(yīng)與能量變化練習(xí)題（含詳細(xì)答案解析）1．從本質(zhì)入手看物質(zhì)及其能量的變化，可以讓我們更加深入的去理解所學(xué)知識的內(nèi)涵及外延應(yīng)用。對于《原電池》這部分知識也是如此，如圖是原電池的基本構(gòu)造模型：（1）若a和b的電極材料為Al或Mg。①若c為稀NaOH溶液時，則a的電極材料為__，該極電極方程式為___。②若c為稀H2SO4時，則a的電極材料為___，該極電極方程式為__。（2）對于原電池的應(yīng)用，以下說法正確的是__。A．選擇構(gòu)成原電池兩極材料時，必須選擇活潑性不同的兩種金屬材料B．構(gòu)成原電池時，負(fù)極材料的活潑性一定比正極材料的強(qiáng)C．構(gòu)成原電池時，作為負(fù)極材料的金屬受到保護(hù)D．從能量轉(zhuǎn)化角度去看，如圖的氧化還原反應(yīng)能量變化曲線，則不能夠設(shè)計(jì)原電池【答案】AlAl-3e-+4OH-=AlO2-+2H2OMgMg-2e-=Mg2+D【解析】【分析】(1)原電池中電極由負(fù)極經(jīng)導(dǎo)線流向正極，所以a為負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，b為正極發(fā)生還原反應(yīng)?！驹斀狻?1)①若c為稀NaOH溶液時，電池總反應(yīng)應(yīng)為2Al+2H2O+2OH-=2AlO2-+3H2↑，Al被氧化做負(fù)極，即a的電極材料為Al，該電極方程式為Al-3e-+4OH-=AlO2-+2H2O；②若c為稀H2SO4時，Mg比Al活潑，所以電池總反應(yīng)式為Mg+2H+=Mg2++H2↑，Mg被氧化做負(fù)極，即a的電極材料為Mg，電極方程式為：Mg-2e-=Mg2+；(2)A．構(gòu)成原電池兩極材料不一定選擇活潑性不同的兩種金屬材料，可以是活潑性相同的Pt電極、也可以是非金屬材料，如燃料原電池的兩極材料常選擇石墨電極，故A錯誤；B．堿性原電池中，作為負(fù)極的材料的活潑性不一定比正極材料的強(qiáng)，如Al-Mg-NaOH原電池中，活潑金屬M(fèi)g作正極，Al作負(fù)極，故B錯誤；C．原電池中正極發(fā)生得到電子的還原反應(yīng)，所以作為正極材料的金屬受到保護(hù)，而負(fù)極材料的金屬會加速腐蝕，故C錯誤；D．原電池中發(fā)生氧化還原反應(yīng)，會以電能的形式放出能量，所以一般為放熱的氧化還原反應(yīng)，而圖示反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，所以從能量轉(zhuǎn)化角度看，一般不設(shè)計(jì)成原電池或不能夠設(shè)計(jì)原電池，故D正確；綜上所述選D?！军c(diǎn)睛】構(gòu)成原電池的兩個電極中并不是較為活潑的金屬一定就會做負(fù)極，要結(jié)合具體的環(huán)境去判斷發(fā)生的總反應(yīng)，再判斷正負(fù)極。2．依據(jù)氧化還原反應(yīng)：2Ag+(aq)+Cu(s)=Cu2+(aq)+2Ag(s)設(shè)計(jì)的原電池如圖所示。請回答下列問題：(1)電極X的材料是_______；電解質(zhì)溶液Y是________；(2)銀電極上發(fā)生的電極反應(yīng)式為___________________；(3)外電路中的電子是從______→______；(4)當(dāng)有1.6g銅溶解時，銀棒增重______g?！敬鸢浮緾uAgNO3Ag++e-=AgX(或Cu)Ag5.4【解析】【分析】(1)根據(jù)電池反應(yīng)式知，Cu失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，作負(fù)極，Ag作正極，電解質(zhì)溶液為含有銀離子的可溶性銀鹽溶液；(2)銀電極上是溶液中的Ag+得到電子發(fā)生還原反應(yīng)；(3)外電路中的電子是從負(fù)極經(jīng)導(dǎo)線流向正極；(4)先計(jì)算Cu的物質(zhì)的量，根據(jù)反應(yīng)方程式計(jì)算出正極產(chǎn)生Ag的質(zhì)量，即正極增加的質(zhì)量?！驹斀狻?1)根據(jù)電池反應(yīng)式知，Cu失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，Cu作負(fù)極，則Ag作正極，所以X為Cu，電解質(zhì)溶液為AgNO3溶液；(2)銀電極為正極，正極上Ag+得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，正極的電極反應(yīng)式為：Ag++e-=Ag；(3)外電路中的電子是從負(fù)極Cu經(jīng)導(dǎo)線流向正極Ag；(4)反應(yīng)消耗1.6g銅的物質(zhì)的量為n(Cu)==0.025mol，根據(jù)反應(yīng)方程式2Ag+(aq)+Cu(s)=Cu2+(aq)+2Ag(s)可知：每反應(yīng)消耗1molCu，正極上產(chǎn)生2molAg，則0.025molCu反應(yīng)，在正極上產(chǎn)生0.05molAg，該Ag的質(zhì)量為m(Ag)=0.05mol×108g/mol=5.4g，即正極銀棒增重5.4g。【點(diǎn)睛】本題考查原電池原理，明確元素化合價變化與正負(fù)極的關(guān)系是解本題關(guān)鍵，計(jì)算正極增加的質(zhì)量時，既可以根據(jù)反應(yīng)方程式計(jì)算，也可以根據(jù)同一閉合回路中電子轉(zhuǎn)移數(shù)目相等計(jì)算。3．理論上講，任何自發(fā)的氧化還原反應(yīng)都可以設(shè)計(jì)成原電池。某同學(xué)利用“Cu＋2Ag+＝2Ag+Cu2+”反應(yīng)設(shè)制一個化學(xué)電池，如圖所示，已知該電池在外電路中，電流從a極流向b極。請回答下列問題：（1）b極是電池的_____________極，材料是_____________，寫出該電極的反應(yīng)式_____________。（2）a可以為_____________A、銅B、銀C、鐵D、石墨（3）c溶液是_____________A、CuSO4溶液B、AgNO3溶液C、酒精溶液（4）若該反應(yīng)過程中有0.2mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移，則生成Ag為_____________克?！敬鸢浮控?fù)CuCu–2e-=Cu2+BDB21.6【解析】【分析】有題干信息可知，原電池中，電流從a極流向b極，則a為正極，得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)，b為負(fù)極，失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，據(jù)此分析解答問題?！驹斀狻?1)根據(jù)上述分析知，b是電池的負(fù)極，失去電子，反應(yīng)Cu＋2Ag+＝2Ag+Cu2+中Cu失去電子，故Cu作負(fù)極，發(fā)生的電極反應(yīng)為Cu–2e-=Cu2+，故答案為：負(fù)；Cu；Cu–2e-=Cu2+；(2)a是電池的正極，電極材料可以是比銅更穩(wěn)定的Ag，也可以是惰性的石墨，故答案為：BD；(3)電解質(zhì)溶液c是含有Ag+的溶液，故答案為：B；(4)根據(jù)得失電子守恒可得，反應(yīng)過程中轉(zhuǎn)移1mol電子，生成2molAg，質(zhì)量為108×2=21.6g，故答案為：21.6。4．硫化氫（H2S）是一種有毒的可燃性氣體，用H2S、空氣和KOH溶液可以組成燃料電池，其電池總反應(yīng)為2H2S+3O2+4KOH=2K2SO3+4H2O。（1）該電池工作時正極應(yīng)通入___。（2）該電池負(fù)極的電極反應(yīng)式為___。（3）該電池工作一段時間后負(fù)極區(qū)溶液的pH__（填“升高”“不變”或“降低”）?！敬鸢浮縊2H2S+8OH--6e-=SO32-+5H2O降低【解析】【分析】【詳解】（1）由電池總反應(yīng)可知，反應(yīng)中硫元素的化合價升高，發(fā)生氧化反應(yīng)，氧氣中氧的化合價降低，發(fā)生還原反應(yīng)，則通入硫化氫的電極為負(fù)極，通入氧氣的電極為正極。答案為：O2。（2）堿性溶液中正極的電極反應(yīng)式為：O2+2H2O+4e-=4OH-，總反應(yīng)減去正極反應(yīng)得到負(fù)極反應(yīng)式為：H2S+8OH--6e-=SO32-+5H2O。答案為：H2S+8OH--6e-=SO32-+5H2O。（3）由負(fù)極反應(yīng)式可知，負(fù)極反應(yīng)消耗OH-，同時生成水，則負(fù)極區(qū)溶液中c(OH-)減小，pH降低。答案為：降低。【點(diǎn)睛】電池反應(yīng)中有氧氣參加，氧氣在反應(yīng)中得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，根據(jù)原電池原理，負(fù)極發(fā)生氧化，正極發(fā)生還原，所以通入氧氣的電極為電池的正極，酸性條件下的反應(yīng)：O2+4H++4e-=2H2O，堿性條件下的反應(yīng)：O2+2H2O+4e-=4OH-。5．乙醇(C2H5OH)燃料電池(DEFC)具有很多優(yōu)點(diǎn)，引起了人們的研究興趣?，F(xiàn)有以下三種乙醇燃料電池。(1)三種乙醇燃料電池中正極反應(yīng)物均為_________________。(填化學(xué)式)(2)熔融鹽乙醇燃料電池中若選擇熔融碳酸鉀為介質(zhì)，電池工作時，CO32－向電極___(填“a”或“b”)移動。(3)酸性乙醇燃料電池中，若電池消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下2.24LO2，則電路中通過了的電子數(shù)目為___________?！敬鸢浮縊2a0.4NA【解析】【分析】（1）燃料電池中，負(fù)極通入燃料，正極通入氧化劑；（2）根據(jù)裝置圖可知，a為負(fù)極，原電池中陰離子由正極向負(fù)極移動；（3）酸性乙醇燃料電池中，電極b上發(fā)生的電極反應(yīng)為：3O2+12H++12e-=6H2O，根據(jù)電極反應(yīng)計(jì)算轉(zhuǎn)移的電子的數(shù)目?！驹斀狻浚?）燃料電池中，負(fù)極通入燃料，正極通入氧化劑，由裝置圖可知，三種乙醇燃料電池中正極反應(yīng)物均為O2；（2）根據(jù)裝置圖可知，a為負(fù)極，原電池中陰離子由正極向負(fù)極移動，因此CO32－向電極a移動；（3）酸性乙醇燃料電池中，電極b上發(fā)生的電極反應(yīng)為：3O2+12H++12e-=6H2O，若電池消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下2.24L(即0.1mol)O2時，電子轉(zhuǎn)移0.4mol，轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目為0.4NA。6．按要求回答下列問題：（1）甲烷燃料電池是常見的燃料電池之一，該電池在正極通入氧氣，在負(fù)極通入甲烷，電解質(zhì)溶液通常是KOH溶液，請寫出該電池的負(fù)極反應(yīng)式___。（2）常溫下，將等濃度的Na2S2O3溶液與硫酸溶液混合，2min后溶液中明顯出現(xiàn)渾濁，請寫出相關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式：___；若將此混合溶液置于50℃的水浴中，則出現(xiàn)渾濁的時間將___(填“增加”、“減少”或“不變”)。【答案】CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2ONa2S2O3+H2SO4=Na2SO4+S↓+SO2↓+H2O減少【解析】【分析】（1）甲烷燃料電池正極通入氧氣，負(fù)極通入甲烷，電解質(zhì)溶液是KOH溶液，則發(fā)生反應(yīng)為CH4+2O2=CO2+2H2O，CO2+2KOH=K2CO3+H2O，總反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CH4+2O2+2KOH=K2CO3+H2O，該電池的負(fù)極反應(yīng)為：CH4失電子，轉(zhuǎn)化為CO32-和H2O。（2）將等濃度的Na2S2O3溶液與硫酸溶液混合，相關(guān)反應(yīng)為：Na2S2O3+H2SO4→Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O；若將此混合溶液置于50℃的水浴中，則溫度升高，出現(xiàn)渾濁的時間將減少?！驹斀狻浚?）甲烷燃料電池正極通入氧氣，負(fù)極通入甲烷，電解質(zhì)溶液是KOH溶液，則發(fā)生反應(yīng)為CH4+2O2=CO2+2H2O，CO2+2KOH=K2CO3+H2O，總反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CH4+2O2+2KOH=K2CO3+H2O，該電池的負(fù)極反應(yīng)式為CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O。答案為：CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O；（2）將等濃度的Na2S2O3溶液與硫酸溶液混合，相關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+S↓+SO2↓+H2O；若將此混合溶液置于50℃的水浴中，則溫度升高，出現(xiàn)渾濁的時間將減少。答案為：Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+S↓+SO2↓+H2O；減少?！军c(diǎn)睛】燃料電池中，兩電極通入的物質(zhì)相同，電解質(zhì)不同時，電極反應(yīng)式可能不同。在書寫電極反應(yīng)式時需注意，在堿性電解質(zhì)中，負(fù)極CH4的反應(yīng)產(chǎn)物不是CO2和水，而是K2CO3和水，這是我們解題時的易錯點(diǎn)。7．某些共價鍵的鍵能數(shù)據(jù)如表（單位：kJ?mol－1）：（1）把1molCl2分解為氣態(tài)原子時，需要___（填“吸收”或“放出”）243kJ能量。（2）由表中所列化學(xué)鍵形成的單質(zhì)分子中，最穩(wěn)定的是___；形成的化合物分子中最不穩(wěn)定的是___。（3）發(fā)射火箭時用氣態(tài)肼（N2H4）作燃料，二氧化氮作氧化劑，兩者反應(yīng)生成氮?dú)夂蜌鈶B(tài)水。已知32gN2H4（g）完全發(fā)生上述反應(yīng)放出568kJ的熱量，熱化學(xué)方程式是：____?！敬鸢浮课誑2HI2N2H4（g）+2NO2（g）═3N2（g）+4H2O（g）△H=﹣1136kJ?mol﹣1【解析】【分析】(1)化學(xué)鍵斷裂要吸收能量；(2)鍵能越大越穩(wěn)定，否則越不穩(wěn)定，結(jié)合表中數(shù)據(jù)分析；(3)根據(jù)n=計(jì)算32gN2H4的物質(zhì)的量，再根據(jù)熱化學(xué)方程式書寫原則書寫熱化學(xué)方程式?！驹斀狻?1)化學(xué)鍵斷裂要吸收能量，由表中數(shù)據(jù)可知把1molCl2分解為氣態(tài)原子時，需要吸收243kJ的能量；(2)因鍵能越大越穩(wěn)定，單質(zhì)中最穩(wěn)定的是H2，最不穩(wěn)定的是I2，形成的化合物分子中，最穩(wěn)定的是HCl，最不穩(wěn)定的是HI；(3)32gN2H4(g)的物質(zhì)的量為=1mol，與二氧化氮反應(yīng)生成氮?dú)馀c氣態(tài)水放出568kJ的熱量，熱化學(xué)方程式是：2N2H4(g)+2NO2(g)═3N2(g)+4H2O(g)△H=-1136kJ?mol-1。8．Ⅰ．鐵及鐵的化合物應(yīng)用廣泛，如FeCl3可用作印刷電路銅版腐蝕劑和外傷止血劑等。(1)寫出FeCl3溶液腐蝕印刷電路板的離子方程式_________________。(2)若將(1)中的反應(yīng)設(shè)計(jì)成原電池，請?jiān)诜娇騼?nèi)畫出原電池的裝置圖，標(biāo)出正、負(fù)極，并寫出電極反應(yīng)式。________負(fù)極反應(yīng)：_________________；正極反應(yīng)：_________________．Ⅱ．寫出甲烷燃料電池在酸性溶液中的電極反應(yīng)和總電池反應(yīng)：正極：________________________________________________；負(fù)極：_________________________________________________；總反應(yīng)：_______________________________________________。【答案】2Fe3＋+Cu＝2Fe2＋+Cu2＋Cu-2e-==Cu2+2Fe3++2e-==2Fe2+2O2+8e-+8H+==4H2OCH4-8e-+2H2O==CO2+8H+CH4+2O2==CO2+2H2O【解析】【分析】Ⅰ．(1)FeCl3溶液腐蝕印刷電路板時，F(xiàn)e3+將Cu氧化生成Fe2+和Cu2+。(2)若將(1)中的反應(yīng)設(shè)計(jì)成原電池，則需用Cu、C(或Ag、Au、Pt等)作電極，F(xiàn)eCl3溶液作電解質(zhì)。負(fù)極為Cu失電子生成Cu2+；正極為Fe3+得電子生成Fe2+。Ⅱ．正極：O2在酸性溶液中得電子，生成水；負(fù)極：CH4在酸性溶液中失電子生成CO2等；總反應(yīng)：甲烷燃燒生成二氧化碳和水。【詳解】Ⅰ．(1)FeCl3溶液腐蝕印刷電路板時，F(xiàn)e3+將Cu氧化生成Fe2+和Cu2+，離子方程式為2Fe3＋+Cu＝2Fe2＋+Cu2＋。答案為：2Fe3＋+Cu＝2Fe2＋+Cu2＋；(2)若將(1)中的反應(yīng)設(shè)計(jì)成原電池，則需用Cu、C(或Ag、Au、Pt等)作電極，F(xiàn)eCl3溶液作電解質(zhì)。負(fù)極反應(yīng)：Cu-2e-==Cu2+；正極反應(yīng)：2Fe3++2e-==2Fe2+。答案為：Cu-2e-==Cu2+；2Fe3++2e-==2Fe2+；Ⅱ．正極：O2在酸性溶液中得電子生成水，電極反應(yīng)為2O2+8e-+8H+==4H2O；負(fù)極：CH4在酸性溶液中失電子生成CO2等，電極反應(yīng)為CH4-8e-+2H2O==CO2+8H+；總反應(yīng)：甲烷燃燒生成二氧化碳和水，總反應(yīng)式為CH4+2O2==CO2+2H2O。答案為：2O2+8e-+8H+==4H2O；CH4-8e-+2H2O==CO2+8H+；CH4+2O2==CO2+2H2O。【點(diǎn)睛】設(shè)計(jì)原電池時，應(yīng)從電池反應(yīng)出發(fā)，電池反應(yīng)中失電子的物質(zhì)即為負(fù)極材料，得電子的物質(zhì)為電解質(zhì)中的某成分，從電池反應(yīng)中不能得出正極材料，但此材料必須導(dǎo)電，且還原性弱于負(fù)極材料。9．化學(xué)反應(yīng)中的能量變化，是由化學(xué)反應(yīng)中舊化學(xué)鍵斷裂時吸收的能量與新化學(xué)鍵形成時放出的能量不同所致。（1）鍵能也可以用于估算化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱(ΔH)下表是部分化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù)：化學(xué)鍵P—PP—OO＝OP＝O鍵能/(kJ·mol－1)172335498X已知白磷的燃燒熱為2378.0kJ/mol，白磷完全燃燒的產(chǎn)物結(jié)構(gòu)如圖所示，則上表中X＝________。（2）1840年，俄國化學(xué)家蓋斯在分析了許多化學(xué)反應(yīng)熱效應(yīng)的基礎(chǔ)上，總結(jié)出一條規(guī)律：“一個化學(xué)反應(yīng)，不論是一步完成，還是分幾步完成，其總的熱效應(yīng)是完全相同的．”這個規(guī)律被稱為蓋斯定律．有些反應(yīng)的反應(yīng)熱雖然無法直接測得，但可以利用蓋斯定律間接計(jì)算求得。①已知：C(石墨)＋O2(g)===CO2(g)ΔH1＝－393.5kJ/mol①2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)ΔH2＝－571.6kJ/mol②2C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(l)ΔH3＝－2599.2kJ/mol③則由C(石墨)和H2(g)反應(yīng)生成1molC2H2(g)的焓變?yōu)開_________________。②已知3.6g碳在6.4g的氧氣中燃燒，至反應(yīng)物耗盡，并放出xkJ熱量。已知單質(zhì)碳的燃燒熱為ykJ/mol，則1molC與O2反應(yīng)生成CO的反應(yīng)熱ΔH為______________。【答案】470＋226.8kJ/mol－(5x－0.5y)kJ/mol【解析】【分析】(1)白磷燃燒的方程式為P4+5O2＝P4O10，根據(jù)化學(xué)鍵的斷裂和形成的數(shù)目進(jìn)行計(jì)算；(2)①可以先根據(jù)反應(yīng)物和生成物書寫化學(xué)方程式，根據(jù)蓋斯定律計(jì)算反應(yīng)的焓變，最后根據(jù)熱化學(xué)方程式的書寫方法來書寫熱化學(xué)方程式；②首先判斷碳的燃燒產(chǎn)物，然后依據(jù)反應(yīng)熱計(jì)算?！驹斀狻?1)白磷燃燒的方程式為P4+5O2＝P4O10，1mol白磷完全燃燒需拆開6molP-P、5molO=O，形成12molP-O、4molP=O，所以12mol×335kJ/mol+4mol×xkJ/mol-(6mol×172kJ/mol+5mol×498kJ/mol)=2378.0kJ，解得x=470；(2)①已知：①C(s，石墨)+O2(g)＝CO2(g)△H1=-393.5kJ?mol-1；②2H2(g)+O2(g)＝2H2O(l)△H2=-571.6kJ?mol-1；③2C2H2(g)+5O2(g)＝4CO2(g)+2H2O(l)△H2=-2599kJ?mol-1；2C(s，石墨)+H2(g)=C2H2(g)的反應(yīng)可以根據(jù)①×2+②×-③×得到，所以反應(yīng)焓變△H=2×(-393.5kJ?mol-1)+(-571.6kJ?mol-1)×-(-2599kJ?mol-1)×=+226.7kJ?mol-1；②碳在氧氣中燃燒，氧氣不足發(fā)生反應(yīng)2C+O22CO，氧氣足量發(fā)生反應(yīng)C+O2CO2；3.6g碳的物質(zhì)的量為=0.3mol，6.4g的氧氣的物質(zhì)的量為=0.2mol，n(C):n(O2)=3:2；介于2:1與1:1之間，所以上述反應(yīng)都發(fā)生．令生成的CO為xmol，CO2為ymol；根據(jù)碳元素守恒有x+y=0.3，根據(jù)氧元素守恒有x+2y=0.2×2，聯(lián)立方程，解得x=0.2，y=0.1；單質(zhì)碳的燃燒熱為YkJ/mol，所以生成0.1mol二氧化碳放出的熱量為0.1mol×YkJ/mol=0.1YkJ，因此生成0.2molCO放出的熱量為XkJ-0.1YkJ。由于碳燃燒為放熱反應(yīng)，所以反應(yīng)熱△H的符號為“-”，故1molC與O2反應(yīng)生成CO的反應(yīng)熱△H=-=-(5X-0.5Y)kJ/mol?！军c(diǎn)睛】利用蓋斯定律計(jì)算反應(yīng)熱，熟悉已知反應(yīng)與目標(biāo)反應(yīng)的關(guān)系是解答本題的關(guān)鍵。應(yīng)用蓋斯定律進(jìn)行簡單計(jì)算的基本方法是參照新的熱化學(xué)方程式(目標(biāo)熱化學(xué)方程式)，結(jié)合原熱化學(xué)方程式(一般2～3個)進(jìn)行合理“變形”，如熱化學(xué)方程式顛倒、乘除以某一個數(shù)，然后將它們相加、減，得到目標(biāo)熱化學(xué)方程式，求出目標(biāo)熱化學(xué)方程式的ΔH與原熱化學(xué)方程式之間ΔH的換算關(guān)系。10．拆開1mol共價鍵所需吸收的能量如下表：共價鍵H－HN≡NN－H吸收的能量/kJ436946391(1)1molN2完全反應(yīng)為NH3_____(填：吸收或放出)_____kJ能量(2)事實(shí)上，將1molN2和3molH2放在反應(yīng)容器中，使它們充分反應(yīng)，反應(yīng)的熱量變化總小于計(jì)算值，原因是______________________________?！敬鸢浮糠懦?2該反應(yīng)是可逆反應(yīng)，充分反應(yīng)的最終結(jié)果是達(dá)到最大限度(既化學(xué)平衡狀態(tài))，因此放出的熱量總是小于理論計(jì)算值【解析】【分析】(1)化學(xué)反應(yīng)中，化學(xué)鍵斷裂吸收能量，形成新化學(xué)鍵放出能量，根據(jù)方程式分別計(jì)算斷鍵吸收和成鍵放出的能量，以此計(jì)算反應(yīng)熱并判斷吸熱還是放熱；(2)從可逆反應(yīng)的特征分析?！驹斀狻?1)在反應(yīng)N2+3H2?2NH3中，1molN2完全反應(yīng)為NH3，斷裂3molH-H鍵、1molN三N鍵共吸收的能量為：3×436kJ+946kJ=2254kJ，生成2molNH3，共形成6molN-H鍵，放出的能量為：6×391kJ=2346kJ，吸收的能量少，放出的能量多，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，放出的熱量為：2346kJ-2254kJ=92kJ；(2)該反應(yīng)為可逆反應(yīng)，不能完全轉(zhuǎn)化，將1molN2和3molH2放在反應(yīng)容器中，使它們充分反應(yīng)，生成NH3的小于2mol，放出的熱量小于92kJ。11．某化學(xué)興趣小組的同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的裝置，完成下列問題：(1)反應(yīng)過程中，_____棒質(zhì)量減少，當(dāng)一電極質(zhì)量增加2g，另一電極減輕的質(zhì)量_____(填“大于”、“小于”或“等于”)2g，正極的電極反應(yīng)為_______。(2)鹽橋的作用是向甲、乙兩燒杯中提供NH和Cl－，使兩燒杯溶液中保持電荷守恒。①反應(yīng)過程中Cl－將進(jìn)入______(填“甲”或“乙”)燒杯。②當(dāng)外電路中轉(zhuǎn)移0.2mol電子時，乙燒杯中濃度最大的陽離子是______?！敬鸢浮夸\大于Cu2＋＋2e－=Cu甲NH4+【解析】【分析】鋅比銅活潑，鋅為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，電極方程式為Zn-2e-=Zn2+，銅為正極，發(fā)生還原反應(yīng)，電極方程式為Cu2++2e-=Cu，結(jié)合電極方程式解答該題；(1)鋅比銅活潑，鋅為負(fù)極，銅為正極，銅電極析出銅；(2)鹽橋的作用是向甲、乙兩燒杯中提供NH和Cl－，使兩燒杯溶液中保持電荷守恒。①原電池中陰離子移向負(fù)極，陽離子移向正極；②乙燒杯中銅離子析出，電荷守恒計(jì)算銨根離子濃度?！驹斀狻夸\比銅活潑，鋅為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，電極方程式為Zn-2e-=Zn2+，銅為正極，發(fā)生還原反應(yīng)，電極方程式為Cu2++2e-=Cu；(1)反應(yīng)過程中，鋅棒是負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，質(zhì)量減小，而銅棒是正極，發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為Cu2＋＋2e－=Cu，則正極上質(zhì)量增重，當(dāng)正極質(zhì)量增加2g時，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為×2mol=mol，此時負(fù)極質(zhì)量減少mol×65g/mol×＞2g；(2)①反應(yīng)過程中，鹽橋中的Cl－移向負(fù)極鋅，Cl－進(jìn)入甲杯；②當(dāng)外電路中轉(zhuǎn)移0.2mol電子時，Cu2++2e-=Cu，銅離子減少0.1mol，電荷減少0.2mol，溶液中進(jìn)入NH4+0.2mol，乙燒杯中濃度最大的陽離子是NH4+，其濃度==2mol/L。12．通常人們把拆開1mol某化學(xué)鍵所吸收的能量或形成1mol某化學(xué)鍵所釋放的能量看作該化學(xué)鍵的鍵能，鍵能的大小可用于估算化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱（△H），已知：化學(xué)鍵H-HCl-ClH-Cl鍵能436kJ/mol243kJ/mol431kJ/mol則下列熱化學(xué)方程式不正確的是___（把正確的一個選項(xiàng)填在橫線上）a．H2（g）+Cl2（g）═HCl（g）△H=﹣91.5kJ?mol﹣1b．H2（g）+Cl2（g）═2HCl（g）△H=﹣183kJ?mol﹣1c．2HCl（g）═H2（g）+Cl2（g）△H=+183kJ?mol﹣1d．H2（g）+Cl2（g）═HCl（g）△H=+91.5kJ?mol﹣1【答案】d【解析】【分析】根據(jù)所給的反應(yīng)和表格中的鍵能，先判斷出斷鍵吸收的熱量和成鍵放出的熱量，然后用斷鍵吸收的熱量減去成鍵放出的熱量既得反應(yīng)熱，據(jù)此計(jì)算。【詳解】a．H2(g)+Cl2(g)=HCl(g)△H=×436kJ?mol-1+×243kJ?mol-1-431kJ?mol-1=-91.5kJ?mol-1，故a正確；b．H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)△H=436kJ?mol-1+243kJ?mol-1-(2×431)kJ?mol-1=-183kJ?mol-1，故b正確；c．2HCl(g)=H2(g)+Cl2(g)△H=(2×431)kJ?mol-1-(436kJ?mol-1+243kJ?mol-1)△H=+183kJ/mol，故c正確；d．H2(g)+Cl2(g)=HCl(g)△H=×436kJ?mol-1+×243kJ?mol-1-431kJ?mol-1=-91.5kJ?mol-1，故d錯誤；故答案為d。13．(1)已知拆開鍵、鍵、鍵分別需要吸收的能量為、、。則由和反應(yīng)生成1molHCl需要_______填“放出”或“吸收”_________的熱量。(2)H2可以在中安靜地燃燒。甲、乙兩圖中，能表示該反應(yīng)能量變化的是圖_____填“甲”或“乙”?！敬鸢浮糠懦?2.25甲【解析】【分析】（1）若斷裂化學(xué)鍵吸收的能量大于形成化學(xué)鍵放出的能量，該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，若斷裂化學(xué)鍵吸收的能量小于形成化學(xué)鍵放出的能量，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)；（2）H2和Cl2的燃燒反應(yīng)為放熱反應(yīng)?！驹斀狻浚?）由氫氣和碘單質(zhì)反應(yīng)生成1molHCl，需斷裂0.5molH—H鍵和0.5molCl—Cl鍵，需吸收的能量為0.5×436.4kJ+0.5×242.7kJ=339.55kJ，形成1molH—Cl鍵放出的能量為431.8kJ，形成化學(xué)鍵放出的熱量大于斷裂化學(xué)鍵吸收的熱量，則該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，放出的熱量為（431.8kJ—339.55kJ）=92.25kJ，故答案為：放出；92.25；（2）H2和Cl2的燃燒反應(yīng)為放熱反應(yīng)，反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量，由圖可知，甲中反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量，乙中反應(yīng)物的總能量小于生成物的總能量，故選甲，故答案為：甲?！军c(diǎn)睛】由斷裂化學(xué)鍵吸收能量和形成化學(xué)鍵放出能量的相對大小判斷反應(yīng)是放熱，還是吸熱是解答關(guān)鍵。14．碳和碳的化合物在人類生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用非常廣泛?！暗吞忌睢辈辉僦皇且环N理想，更是一種值得期待的生活方式。(1)甲烷燃燒時放出大量的熱，可作為能源應(yīng)用于人類的生產(chǎn)和生活。已知：①2CH4(g)+3O2(g)=2CO(g)+4H2O(1)△H1=-1214.6kJ/mol；②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H2=-566kJ/mol；則反應(yīng)CH4(g)+2O2(g)==CO2(g)+2H2O(1)的△H=___。(2)將兩個石墨電極插入KOH溶液中，向兩極分別通入CH4和O2，構(gòu)成甲烷燃料電池。其負(fù)極電極反應(yīng)式是___。(3)將不同量的CO(g)和H2O(g)分別通入到體積為2L的恒容密閉容器中，進(jìn)行反應(yīng)：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)，得到如下三組數(shù)據(jù)：起始量/mol平衡量/mol實(shí)驗(yàn)組溫度/℃H2OCOCO2CO達(dá)到平衡所需時間/min1650241.62.452900120.41.633900abcdt①實(shí)驗(yàn)1中，以v(H2)表示的平均反應(yīng)速率為___；②該反應(yīng)的正反應(yīng)為___(填“吸”或“放”)熱反應(yīng)；③若要實(shí)驗(yàn)3達(dá)到與實(shí)驗(yàn)2相同的平衡狀態(tài)(即各物質(zhì)的體積分?jǐn)?shù)分別相等)，則a、b應(yīng)滿足的關(guān)系是___（用含a、b的數(shù)學(xué)式表示)?！敬鸢浮?890.3kJ/molCH4-8e-+l0OH-=CO32-+7H2O0.16mol·L-1·min-1放a∶b=1∶2(或b=2a)【解析】【分析】(1)利用蓋斯定律，將(①+②)×，即得反應(yīng)CH4(g)+2O2(g)==CO2(g)+2H2O(1)的△H。(2)將兩個石墨電極插入KOH溶液中，向兩極分別通入CH4和O2，構(gòu)成甲烷燃料電池。其負(fù)極為CH4失電子的產(chǎn)物與OH-反應(yīng)最終生成CO32-和水。(3)①由反應(yīng)式可以看出，生成H2的物質(zhì)的量與CO2相同，根據(jù)速率計(jì)算公式可以計(jì)算出v(H2)；②通過表中兩組數(shù)據(jù)求出不同溫度下轉(zhuǎn)化率，比較改變溫度時轉(zhuǎn)化率的變化判斷化學(xué)平衡移動的方向，判斷反應(yīng)的熱效應(yīng)；③根據(jù)等效平衡原理解答。【詳解】(1)①2CH4(g)+3O2(g)=2CO(g)+4H2O(1)△H1=-1214.6kJ/mol；②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H2=-566kJ/mol；利用蓋斯定律，將(①+②)×，即得反應(yīng)CH4(g)+2O2(g)==CO2(g)+2H2O(1)的△H=-890.3kJ/mol；故答案為：-890.3kJ/mol；(2)負(fù)極為CH4失電子的產(chǎn)物與OH-反應(yīng)最終生成CO32-和水，電極反應(yīng)式為CH4-8e-+l0OH-=CO32-+7H2O；故答案為：CH4-8e-+l0OH-=CO32-+7H2O；(3)①由反應(yīng)式可以看出，生成H2的物質(zhì)的量與CO2相同，即為1.6mol，則實(shí)驗(yàn)1中，v(H2)==0.16mol·L-1·min-1；故答案為：0.16mol·L-1·min-1；②實(shí)驗(yàn)1中CO的轉(zhuǎn)化率為：×100%=40%，實(shí)驗(yàn)2中CO的轉(zhuǎn)化率為：×100%=20%，溫度升高，反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率降低，平衡向逆向移動，逆向?yàn)槲鼰岱磻?yīng)，所以正向?yàn)榉艧岱磻?yīng)；故答案為：放；③若要實(shí)驗(yàn)3達(dá)到與實(shí)驗(yàn)2相同的平衡狀態(tài)(即各物質(zhì)的體積分?jǐn)?shù)分別相等)，因?yàn)榉磻?yīng)3達(dá)平衡的時間短，反應(yīng)速率快，反應(yīng)3相當(dāng)于反應(yīng)2加壓，但平衡不移動，所以a、b的比值不變，即a、b應(yīng)滿足的關(guān)系為a∶b=1∶2(或b=2a)；故答案為：a∶b=1∶2(或b=2a)?！军c(diǎn)睛】對于反應(yīng)前后氣體分子數(shù)相等的可逆反應(yīng)，同等程度改變反應(yīng)物或生成物濃度，平衡不發(fā)生移動，各物質(zhì)的百分含量不變，但若各物質(zhì)的改變倍數(shù)不等，則平衡會發(fā)生移動。15．一種甲醇燃料電池采用鉑作電極催化劑,電池中的質(zhì)子交換膜只允許質(zhì)子和水分子通過。其工作原理的示意圖:請回答下列問題:（1）Pt(a)電極反應(yīng)為________;如果該電池工作時電路中通過2mol電子,則消耗的CH3OH有________mol。（2）鎂燃料電池在可移動電子設(shè)備