備戰(zhàn)高考化學化學反應與能量(大題培優(yōu))一、化學反應與能量練習題（含詳細答案解析）1．工業(yè)上利用鋅焙砂(主要含ZnO、ZnFe2O4，還含有少量FeO、CuO等雜質)制取金屬鋅的工藝流程如下?；卮鹣铝袉栴}：(1)ZnFe2O4是一種性能優(yōu)良的軟磁材料，也是一種催化劑，能催化烯類有機物氧化脫氫等反應。①ZnFe2O4中Fe的化合價是________。②工業(yè)上利用反應ZnFe2(C2O4)3·6H2OZnFe2O4＋2CO2↑＋4CO↑＋6H2O制備ZnFe2O4。該反應中每生成1molZnFe2O4轉移電子的物質的量是________。(2)酸浸時要將鋅焙砂粉碎，其目的是提高酸浸效率。為達到這一目的，還可采用的措施是________________________(任答一條)；已知ZnFe2O4能溶于酸，則酸浸后溶液中存在的金屬離子有____________________________________________。(3)凈化Ⅰ中H2O2參與反應的離子方程式為_________；試劑X的作用是_______?！敬鸢浮浚?4mol增大硫酸的濃度(或升高溫度、攪拌等其他合理答案)Zn2＋、Fe3＋、Fe2＋、Cu2＋H2O2＋2Fe2＋＋2H＋=2Fe3＋＋2H2O調節(jié)溶液的pH，促進Fe3＋水解【解析】【分析】將鋅焙砂(主要含ZnO、ZnFe2O4，還含有少量FeO、CuO等氧化物雜質)酸浸，發(fā)生反應ZnFe2O4+8H+=Zn2++2Fe3++4H2O、ZnO+2H+=Zn2++H2O、FeO+2H+=Fe2++H2O、CuO+2H+=Cu2++H2O，向溶液中加入雙氧水，發(fā)生反應2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O，調節(jié)溶液的pH將Fe3+轉化為Fe(OH)3沉淀，調節(jié)溶液pH時不能引進新的雜質，可以用ZnO，所以X為ZnO，然后向溶液中加入Zn，發(fā)生反應Cu2++Zn=Zn2++Cu，然后過濾，所以Y中含有Cu，最后電解得到Zn；(1)①ZnFe2O4中鋅的化合價+2價，氧元素化合價-2價，結合化合價代數和為0計算得到Fe的化合價；②工業(yè)上利用反應ZnFe2(C2O4)3?6H2OZnFe2O4+2CO2↑+4CO↑+6H2O制備ZnFe2O4．反應過程中鐵元素化合價+2價變化為+3價，碳元素化合價+3價變化為+4價好+2價，計算轉移電子的物質的量；(2)酸浸時要將鋅焙砂粉碎，其目的是提高酸浸效率．為達到這一目的，還可采用的措施是增大硫酸的濃度或升高溫度、空氣攪拌等，已知ZnFe2O4能溶于酸，則酸浸后溶液中存在的金屬離子有，氧化鋅溶解得到鋅離子、氧化亞鐵溶解得到亞鐵離子、氧化銅溶解得到銅離子、ZnFe2O4能溶于酸得到鐵離子；(3)凈化Ⅰ中H2O2參與反應是雙氧水具有氧化性，能將亞鐵離子氧化為鐵離子，試劑X的作用是調節(jié)溶液PH，促進Fe3+水解生成氫氧化鐵沉淀除去?！驹斀狻?1)①ZnFe2O4中鋅的化合價+2價，氧元素化合價-2價，結合化合價代數和為0計算得到Fe的化合價，+2+x×2+(-2)×4=0，x=+3；②工業(yè)上利用反應ZnFe2(C2O4)3?6H2OZnFe2O4+2CO2↑+4CO↑+6H2O制備ZnFe2O4，反應過程中鐵元素化合價+2價變化為+3價，碳元素化合價+3價變化為+4價好+2價，則氧化產物為：ZnFe2O4、CO2，每生成1molZnFe2O4，碳元素化合價+3價變化為+2價降低得到電子，每生成1molZnFe2O4，生成4molCO轉移電子的物質的量是4mol；(2)酸浸時要將鋅焙砂粉碎，其目的是提高酸浸效率．為達到這一目的，還可采用的措施是增大硫酸的濃度或升高溫度、空氣攪拌等，已知ZnFe2O4能溶于酸，則酸浸后溶液中存在的金屬離子有，氧化鋅溶解得到鋅離子、氧化亞鐵溶解得到亞鐵離子、氧化銅溶解得到銅離子、ZnFe2O4能溶于酸得到鐵離子，所以得到的金屬離子有：Zn2+、Fe3+、Fe2+、Cu2+；(3)凈化Ⅰ中H2O2參與反應是雙氧水具有氧化性，能將亞鐵離子氧化為鐵離子，離子方程式為：H2O2+2Fe2++2H+═2Fe3++2H2O，試劑X的作用是調節(jié)溶液pH，促進Fe3+水解生成氫氧化鐵沉淀除去。2．某含鎳廢料中有FeO、、MgO、等雜質，用此廢料提取的工藝流程如圖1：已知：①有關金屬離子生成氫氧化物沉淀所需的pH如圖．②時，的電離常數的電離常數，

．(1)加調節(jié)溶液的pH至5，得到廢渣2的主要成分是______填化學式．(2)能與飽和溶液反應產生，請用化學平衡移動原理解釋用必要的文字和離子方程式回答______．(3)時，的NaF溶液中______

列出計算式即可溶液呈______填“酸性”、“堿性”或“中性”．(4)已知沉淀前溶液中，當除鎂率達到時，溶液中______

．(5)在NaOH溶液中用NaClO與反應可得，化學方程式為____________；與貯氫的鑭鎳合金可組成鎳氫堿性電池溶液，工作原理為：，負極的電極反應式：______．【答案】、氯化銨水解生成鹽酸和一水合氨，，鎂和氫離子反應生成氫氣，氫離子濃度減小，促進平衡正向進行，生成的一水合氨分解生成氨氣，酸性【解析】【分析】某NiO的廢料中有FeO、、MgO、等雜質，加入稀硫酸溶解后過濾得到濾渣1為，濾液為、、、，加入過氧化氫氧化亞鐵離子為鐵離子，再加入碳酸鈉溶液調節(jié)溶液pH，使鐵離子，鋁離子全部沉淀，過濾得到濾渣2為氫氧化鐵和氫氧化鋁沉淀，濾液中加入沉淀，生成沉淀濾渣3為，過濾得到的濾液，濾液中獲得晶體的方法是通過蒸發(fā)濃縮，冷卻結晶，過濾洗滌，干燥得到晶體，失去結晶水得到硫酸鎳，據此分析。【詳解】某NiO的廢料中有FeO、、MgO、等雜質，加入稀硫酸溶解后過濾得到濾渣1為，濾液為、、、，加入過氧化氫氧化亞鐵離子為鐵離子，再加入碳酸鈉溶液調節(jié)溶液pH，使鐵離子，鋁離子全部沉淀，過濾得到濾渣2為氫氧化鐵和氫氧化鋁沉淀，濾液中加入沉淀，生成沉淀濾渣3為，過濾得到的濾液，濾液中獲得晶體的方法是通過蒸發(fā)濃縮，冷卻結晶，過濾洗滌，干燥得到晶體，失去結晶水得到硫酸鎳，加入碳酸鈉溶液調節(jié)溶液pH，使鐵離子，鋁離子全部沉淀生成氫氧化鐵和氫氧化鋁沉淀，得到廢渣2的主要成分是、，故答案為：、；能與飽和溶液反應產生，氯化銨水解生成鹽酸和一水合氨，，鎂和氫離子反應生成氫氣，氫離子濃度減小，促進平衡正向進行，生成的一水合氨分解生成氨氣，，故答案為：氯化銨水解生成鹽酸和一水合氨，，鎂和氫離子反應生成氫氣，氫離子濃度減小，促進平衡正向進行，生成的一水合氨分解生成氨氣，；時，的NaF溶液中，結合電離平衡常數，，水解平衡時近似取，，則，一水合氨電離平衡常數。HF的電離常數，，則溶液中銨根離子水解程度大，溶液顯酸性，故答案為：；酸性；已知沉淀前溶液中，當除鎂率達到時，，，，，故答案為：；在NaOH溶液中用NaClO與反應可得，同時生成硫酸鈉和氯化鈉，反應的化學方程式為：，與貯氫的鑭鎳合金可組成鎳氫堿性電池溶液，工作原理為：，負極是失電子生成，電極反應為：，故答案為：；。3．以和為原料合成尿素是利用的成功范例。在尿素合成塔中的主要反應可表示如下：反應Ⅰ：

反應Ⅱ：

總反應：

請回答下列問題：反應Ⅰ的______________。在____填“高溫”或“低溫”情況下有利于反應Ⅱ的自發(fā)進行。氨法溶浸氧化鋅煙灰制取高純鋅的工藝流程如圖所示。溶浸后氧化鋅煙灰中鋅、銅、鎘、砷元素分別以、、、的形式存在。“溶浸”中ZnO發(fā)生反應的離子方程式為_______。鋅浸出率與溫度的關系如圖所示，分析時鋅浸出率最高的原因為__________?！盀V渣3”的主要成分為_______________?！敬鸢浮扛邷氐陀跁r，溶浸反應速率隨溫度升高而增大；超過，氨氣逸出導致溶浸反應速率下降、Cd【解析】【分析】（1）依據熱化學方程式和蓋斯定律計算分析；依據反應自發(fā)進行的判斷依據是△H-T△S＜0分析；①依據流程圖可知，“溶浸”中ZnO發(fā)生反應生成；②低于時，浸出反應速率隨溫度的升高而增大；超過時，氨氣逸出導致浸出反應速率下降；依據流程圖可知，“濾渣3”的主要成分為鋅發(fā)生置換反應的產物?！驹斀狻糠磻瘢?NHNHCOONH?H1；反應Ⅱ：NHCOONH?H2=+72.49KJ/mol；總反應：2NH3（g）+CO2（g）?H3=-86.98KJ/mol；根據蓋斯定律，總反應反應II，得到反應I，則?H1=-86.98KJ/mol-（+72.49KJ/mol）=-159.47KJ/mol；故答案為：-159.47KJ/mol；反應Ⅱ：NHCOONH?H2=+72.49KJ/mol，反應?H>0，?S>0，滿足反應自發(fā)進行的判斷依據是?H-T?S<0，則需要高溫下反應自發(fā)進行；故答案為：高溫。依據流程圖可知，“溶浸”中ZnO發(fā)生反應的離子方程式為：；故答案為：；鋅浸出率與溫度的關系如圖所示，分析時鋅浸出率最高的原因為：低于時，浸出反應速率隨溫度的升高而增大；超過時，氨氣逸出導致浸出反應速率下降；故答案為：低于時，溶浸反應速率隨溫度升高而增大；超過，氨氣逸出導致溶浸反應速率下降；依據流程圖可知，“濾渣3”的主要成分為鋅發(fā)生置換反應的產物，所以主要成分為：Cu、Cd；故答案為：Cu、Cd?！军c睛】本題是對化學工藝流程知識的考查，是高考?？碱}型，難度一般，關鍵是依據流程圖合理的推導物質的轉化，側重知識的綜合能力考查。4．從本質入手看物質及其能量的變化，可以讓我們更加深入的去理解所學知識的內涵及外延應用。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）對于原電池的應用，以下說法正確的是__。A．選擇構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．構成原電池時，負極材料的活潑性一定比正極材料的強C．構成原電池時，作為負極材料的金屬受到保護D．從能量轉化角度去看，如圖的氧化還原反應能量變化曲線，則不能夠設計原電池【答案】AlAl-3e-+4OH-=AlO2-+2H2OMgMg-2e-=Mg2+D【解析】【分析】(1)原電池中電極由負極經導線流向正極，所以a為負極發(fā)生氧化反應，b為正極發(fā)生還原反應?！驹斀狻?1)①若c為稀NaOH溶液時，電池總反應應為2Al+2H2O+2OH-=2AlO2-+3H2↑，Al被氧化做負極，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，所以電池總反應式為Mg+2H+=Mg2++H2↑，Mg被氧化做負極，即a的電極材料為Mg，電極方程式為：Mg-2e-=Mg2+；(2)A．構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，作為負極的材料的活潑性不一定比正極材料的強，如Al-Mg-NaOH原電池中，活潑金屬Mg作正極，Al作負極，故B錯誤；C．原電池中正極發(fā)生得到電子的還原反應，所以作為正極材料的金屬受到保護，而負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，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，而圖示反應為吸熱反應，所以從能量轉化角度看，一般不設計成原電池或不能夠設計原電池，故D正確；綜上所述選D?！军c睛】構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極，要結合具體的環(huán)境去判斷發(fā)生的總反應，再判斷正負極。5．在一定溫度下，體積為2L的密閉容器中，NO2和N2O4之間發(fā)生反應：2NO2(g)(紅棕色)N2O4(g)(無色)，如圖所示。(1)曲線_____________(填“X”或“Y”)表示N2O4的物質的量隨時間的變化曲線。(2)3min內，以X的濃度變化表示的平均反應速率為_____________。(3)下列措施能使該反應速率加快的是________。①升高溫度②減小容器體積③通入N2O4④通入Ar使壓強增大⑤通入HCl氣體A．①③④B．①②③C．①④⑤D．①②④(4)此反應在該條件下達到限度時，X的轉化率為________。(5)下列敘述能說明該反應已達到化學平衡狀態(tài)的是____________(填標號)。

A．容器內壓強不再發(fā)生變化B．混合氣體的密度不變C．容器內混合氣體原子總數不變D．混合氣體的平均相對分子質量不變E．v(NO2)=2v(N2O4)F．相同時間內消耗nmol的Y的同時消耗2nmol的X【答案】Y0.1mol·L－1·min－1B60%A、D、F【解析】【分析】【詳解】(1)據圖可知相同時間內△n(X)是△n(Y)的兩倍，根據方程式2NO2(g)N2O4(g)可知單位時間內NO2的變化量更大，所以Y代表N2O4的物質的量隨時間的變化曲線；(2)X代表NO2，3min內，v(NO2)==0.1mol·L－1·min－1；(3)①升高溫度可以增大活化分子百分含量，增大反應速率，故正確；②減小容器體積，各物質濃度增大，反應速率加快，故正確；③通入N2O4，平衡逆向移動，反應物和生成物濃度均增大，反應速率加快，故正確；④通入Ar使壓強增大，各物質的濃度沒有發(fā)生改變，反應速率不變，故錯誤；⑤通入HCl氣體，各物質的濃度沒有發(fā)生改變，反應速率不變，故錯誤；綜上所述選①②③，答案為B；(4)據圖可知初始X的物質的量為1mol，平衡時X的物質的量為0.4mol，轉化率為=60%；(5)A．容器恒容，平衡移動時氣體的總物質的量發(fā)生改變，所以未達到平衡時體系內壓強會變，壓強不變時說明反應達到平衡，故A正確；B．氣體總體積不變，總質量不變，所以密度一直不變，故B錯誤；C．反應物和生成物均為氣體，根據質量守恒定律可知平衡移動時原子總數不變，故C錯誤；D．氣體總質量不變，平衡移動時氣體總的物質的量會發(fā)生改變，所以氣體平均相對分子質量會變，當氣體平均相對分子質量不變時說明反應達到平衡，故D正確；E．未指明是正反應速率還是逆反應速率，故E錯誤；F．相同時間內消耗nmol的Y的同時消耗2nmol的X即反應的正逆反應速率相等，說明反應達到平衡，故F正確；綜上所述選A、D、F。【點睛】判斷壓強是否影響反應速率時關鍵是要看壓強的改變是否改變了反應物和生成物的濃度，若改變了則壓強的改變影響反應速率，若不改變，則壓強的變化不影響反應速率。6．請根據化學反應與熱能的有關知識，填寫下列空白：(1)在Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl晶體反應的演示實驗中：反應物混合后需用玻璃棒迅速攪拌，其目的是____________，體現(xiàn)該反應為吸熱反應的現(xiàn)象是燒杯變涼和________。(2)下列過程中不一定釋放能量的是____(請?zhí)罹幪?。A．形成化學鍵B．燃料燃燒C．化合反應D．葡萄糖在體內的氧化反應E.酸堿中和F.炸藥爆炸(3)已知：通常條件下，酸堿稀溶液中和生成1mol水放出的熱量為中和熱。稀溶液中1molH2SO4和NaOH恰好反應時放出QkJ熱量，則其中和熱為____kJ/mol。(4)已知H2和O2反應放熱，且斷開1molH-H、1molO=O、1molO-H鍵需吸收的能量分別為Q1、Q2、Q3kJ，由此可以推知下列關正確的是___（填編號）。A．Q1+Q2>Q3B．Q1+Q2>2Q3C．2Q1+Q2<4Q3D．2Q1+Q2<2Q3【答案】攪拌，使反應物充分接觸促進反應玻璃片上水結冰而與燒杯粘在一起CC【解析】【分析】(1)通過玻璃棒的攪拌可使混合物充分接觸而促進反應進行；燒杯和玻璃片之間的水結冰會將二者粘在一起；(2)形成化學鍵釋放能量，燃燒放熱、有些化合反應是吸熱反應，如碳和二氧化碳反應制一氧化碳，大多數分解反應是吸熱反應，氧化反應、酸堿中和、炸藥爆炸都是放熱反應；(3)依據中和熱的概念是強酸、強堿的稀溶液完全反應生成1mol水和可溶性鹽放出的熱量進行分析；(4)根據舊鍵斷裂吸收的能量減去新鍵生成釋放的能量的差值即為反應熱，結合燃燒反應為放熱反應分析解答。【詳解】(1)固體參加的反應，攪拌可使反應混合物充分接觸而促進反應進行，通過玻璃片上水結冰而與燒杯粘在一起，知道氫氧化鋇晶體和氯化銨之間的反應是吸熱反應；(2)形成化學鍵、燃料的燃燒、葡萄糖在體內的氧化反應、酸堿中和反應和炸藥的爆炸過程都屬于放熱反應，而化合反應不一定為放熱反應，如CO2與C在高溫下反應產生CO的反應屬于吸熱反應，所以不一定釋放能量的為化合反應，故合理選項是C；(3)在稀溶液中1molH2SO4與NaOH溶液恰好完全反應時生成2molH2O，放出QkJ熱量，而中和熱是指強酸、強堿在稀溶液中發(fā)生中和反應生成可溶性鹽和1mol水時放出的熱量，故H2SO4與NaOH反應的中和熱為：kJ/mol；(4)1molH2O中含2molH-O鍵，斷開1molH-H、1molO=O、1molO-H鍵需吸收的能量分別為Q1、Q2、Q3kJ，則形成1molO-H鍵放出Q3kJ熱量，對于反應H2(g)+O2(g)=H2O(g)，斷開1molH-H鍵和molO=O鍵所吸收的能量(Q1+Q2)kJ，生成2molH-O新鍵釋放的能量2Q3kJ，由于該反應是放熱反應，所以2Q3-(Q1+Q2)>0，2Q1+Q2<4Q3，故合理選項是C?！军c睛】本題考查了化學反應與能量變化，注意掌握中和熱的概念，反應熱為斷裂反應物化學鍵吸收的總能量與形成生成物化學鍵釋放的總能量的差，(4)1molH2O中含2molH-O鍵為解答易錯點。7．在我國南海、東海海底均存在大量的可燃冰（天然氣水合物，可表示為）。2017年5月，中國首次海域可燃冰試采成功。2017年11月3日，國務院正式批準將可燃冰列為新礦種?？扇急拈_采和利用，既有助于解決人類面臨的能源危機，又能生成一系列的工業(yè)產品。(1)對某可燃冰礦樣進行定量分析，取一定量樣品，釋放出的甲烷氣體體積折合成標準狀況后為166m3，剩余H2O的體積為0.8m3，則該樣品的化學式中x=_________________。(2)已知下表數據，且知H2O(l)=H2O(g)△H=+41化學鍵C—HO=OC=OH—O鍵能/413498803463用甲烷燃燒熱表示的熱化學方程式為_____________________________________________________。(3)甲烷燃料電池相較于直接燃燒甲烷有著更高的能量轉化效率，某甲烷燃料電池，正極通入空氣，以某種金屬氧化物為離子導體（金屬離子空穴中能傳導O2-），該電池負極的電極反應式為__________________________________________。(4)甲烷與水蒸氣重整制氫是工業(yè)上獲得氫氣的重要手段。若甲烷與脫鹽水在一定條件下反應生成H2，同時得到體積比為1:3的CO2和CO，該反應的化學方程式為_____________________________________?；旌蠚怏w中的CO2可用濃氨水脫除，同時獲得氮肥NH4HCO3，該反應的離子方程式是_________________________________________________________?！敬鸢浮?CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H=-892kJ·mol-1CH4-8e-+4O2-=CO2+2H2ONH3·H2O+CO2=NH4++【解析】【分析】【詳解】(1)n(CH4)==mol，n(H2O)==mol，n(CH4):n(H2O)=:≈1:6，所以x=6，故答案為：6；(2)由表格可知①CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)的△H=（4×413+2×498-2×803×-4×463）kJ·mol-1=-810kJ·mol-1，又因為②H2O(l)=H2O(g)△H=41，將①-2×②得：CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=（-810-2×41）=-892kJ·mol-1，故答案為：CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-892kJ·mol-1；(3)甲烷在負極失電子，被氧化，結合電解質、原子守恒、電荷守恒可得負極反應為：CH4-8e-+4O2-=CO2+2H2O，故答案為：CH4-8e-+4O2-=CO2+2H2O；(4)由已知可知道，反應物為甲烷和水，生成物為氫H2、CO和CO2，結合CO2和CO的體積比為1:3可得方程式為：。二氧化碳和氨水反應生成NH4HCO3的離子方程式為：NH3·H2O+CO2=NH4++，故答案為：；NH3·H2O+CO2=NH4++?！军c睛】燃料電池電極反應的書寫：燃料在負極失電子，O2在正極得電子。8．甲醇（CH3OH）是一種無色有刺激性氣味的液體，在生活中有重要用途，同時也是一種重要的化工原料。（1）甲醇燃料電池是目前開發(fā)最成功的燃料電池之一，這種燃料電池由甲醇、空氣、KOH溶液（電解質溶液）構成，則下列說法正確的是___。（已知甲醇在空氣中燃燒生成CO2和H2O）A．電池放電時通入空氣的電極為負極B．電池放電時負極的電極反應式為CH3OH-6e-=CO2↑+2H2OC．電池放電時，電解質溶液的堿性逐漸減弱D．電池放電時每消耗6.4gCH3OH轉移1.2mol電子（2）寫出甲醇燃料電池在酸性條件下負極的電極反應式：___?！敬鸢浮緾DCH3OH+H2O-6e-=CO2↑+6H+【解析】【分析】【詳解】(1)A.通甲醇的電極為負極，通空氣的電極為正極，A項錯誤；B.在堿性電解質溶液中負極的電極反應式為，B項錯誤；C.在放電過程中，OH-參與電極反應，不斷被消耗，導致電解質溶液堿性減弱，C項正確；D.電池放電時每消耗6.4gCH3OH，即0.2molCH3OH，轉移電子數，D項正確；故答案選CD；(2)甲醇燃料電池中，在酸性條件下甲醇在負極失電子生成CO2，電極反應式為CH3OH+H2O-6e-=CO2↑+6H+，故答案為：CH3OH+H2O-6e-=CO2↑+6H+。9．請運用原電池原理設計實驗,驗證Cu2+、Fe3+氧化性的強弱。請寫出電極反應式。（1）負極__________________________（2）正極__________________________________（3）并在方框內畫出實驗裝置圖,要求用燒杯和鹽橋,并標出外電路中電子流向。________________________________【答案】Cu?2e?=Cu2+2Fe3++2e?=2Fe2+【解析】【分析】Fe3+氧化性比Cu2+強，可發(fā)生2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+，反應中Cu被氧化，為原電池的負極，則正極可為碳棒或不如Cu活潑的金屬，電解質溶液為氯化鐵溶液，正極發(fā)生還原反應，負極發(fā)生氧化反應，以此解答該題。【詳解】Fe3+氧化性比Cu2+強，可發(fā)生2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+，(1)Cu被氧化，為原電池的負極，負極反應為Cu?2e?=Cu2+；(2)正極Fe3+被還原，電極方程式為2Fe3++2e?=2Fe2+；(3)正極可為碳棒，電解質溶液為氯化鐵，則原電池裝置圖可設計為，電子從銅極流向碳極?！军c睛】設計原電池時，根據具體的氧化還原反應，即2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+，然后拆成兩個半反應，化合價升高的發(fā)生氧化反應，作負極，化合價降低的發(fā)生還原反應，作正極，原電池的本質就是自發(fā)進行的氧化還原反應，由于反應在一個燒杯中效率不高，所以可以設計為氧化還原反應分別在兩極發(fā)生。10．(1)將Al片和Cu片用導線連接，一組插入濃硝酸中，一組插入稀NaOH溶液中，分別形成原電池。寫出插入稀NaOH溶液中形成原電池的負極反應________________。寫出插入濃硝酸中形成原電池的正極反應______________。(2)鉛蓄電池是最常見的二次電池，由于其電壓穩(wěn)定、使用方便、安全可靠、價格低廉，所以在生產、生活中使用廣泛，寫出鉛蓄電池放電時的正極反應______________________；充電時的陰極反應____________________?！敬鸢浮?Al-6e?+8OH?=2AlO2-+4H2O4H++2e?+2NO3?=2NO2↑+2H2O4H++2e?+SO42?+PbO2=PbSO4+2H2OPbSO4+2e?=Pb+SO42?【解析】【分析】(1)Al片和Cu片用導線連接，插入稀NaOH溶液中，只有Al能與NaOH溶液反應，形成原電池，負極為Al失電子，在堿性溶液中，Al轉化為AlO2-。Al片和Cu片用導線連接，插入濃硝酸中，形成原電池，由于Al發(fā)生鈍化，所以Cu作負極，Al作正極，正極為溶液中的NO3-獲得電子，生成NO2氣體。(2)鉛蓄電池放電時，正極反應為PbO2得電子，生成PbSO4等；充電時的陰極反應為PbSO4獲得電子轉化為Pb。【詳解】(1)Al片和Cu片用導線連接，插入稀NaOH溶液中，只有Al能與NaOH溶液，在堿性溶液中，負極Al失電子轉化為AlO2-，電極反應式為2Al-6e?+8OH?=2AlO2-+4H2O。Al片和Cu片用導線連接，插入濃硝酸中，形成原電池，由于Al發(fā)生鈍化，所以Cu作負極，Al作正極，正極反應為溶液中的NO3-獲得電子，生成NO2氣體，電極反應式為4H++2e?+2NO3?=2NO2↑+2H2O。答案：2Al-6e?+8OH?=2AlO2-+4H2O；4H++2e?+2NO3?=2NO2↑+2H2O；(2)鉛蓄電池放電時，正極反應為PbO2得電子，生成PbSO4等，電極反應式為4H++2e?+SO42?+PbO2=PbSO4+2H2O；充電時陰極為PbSO4獲得電子轉化為Pb，電極反應式為PbSO4+2e?=Pb+SO42?。答案為：4H++2e?+SO42?+PbO2=PbSO4+2H2O；PbSO4+2e?=Pb+SO42?。【點睛】判斷原電池的電極時，首先看電極材料，若只有一個電極材料能與電解質反應，該電極為負極；若兩個電極材料都能與電解質發(fā)生反應，相對活潑的金屬電極作負極。在書寫電極反應式時，需要判斷電極產物。電極產物與電解質必須能共存，如Al電極，若先考慮生成Al3+，則在酸性電解質中，能穩(wěn)定存在，Al3+為最終的電極產物；若在堿性電解質中，Al3+不能穩(wěn)定存在，最終應轉化為AlO2-。11．（1）Li－SOCl2電池可用于心臟起搏器。該電池的電極材料分鋰和碳，電解液是LiAlCl4－SOCl2，電池的總反應可表示為4Li+2SOCl2=4LiCl+S+SO2。請回答下列問題：①正極發(fā)生的電極反應為___。②SOCl2易揮發(fā)，實驗室中常用NaOH溶液吸收SOCl2，有Na2SO3和NaCl生成。如果把少量水滴到SOCl2中，實驗現(xiàn)象是___。（2）用鉑作電極電解某金屬的氯化物(XCl2)溶液，當收集到1.12L氯氣時(標準狀況下)，陰極增重3.2g。①該金屬的相對原子質量為___。②電路中通過___個電子?！敬鸢浮?SOCl2＋4e-=S＋SO2＋4Cl-產生白霧，且生成有刺激性氣味的氣體640.1NA【解析】【分析】（1）①由總反應可知，Li化合價升高，失去電子，發(fā)生氧化反應，S化合價降低，得到電子，發(fā)生還原反應，因此電池中Li作負極，碳作正極；②SOCl2與水反應生成SO2和HCl，有刺激性氣味的氣體生成，HCl與水蒸氣結合生成白霧；（2）①n(Cl2)=n(X2+),根據M=計算金屬的相對原子質量；②根據電極反應2Cl－－2e-=Cl2↑計算轉移電子的物質的量，進一步計算轉移電子的數目?！驹斀狻浚?）①由分析可知碳作正極，正極上SOCl2得到電子生成S單質，電極反應為：2SOCl2＋4e-=S＋SO2＋4Cl-；②SOCl2與水反應生成SO2和HCl，有刺激性氣味的氣體生成，HCl與水蒸氣結合生成白霧；（2）①n(X2+)=n(Cl2)==0.05mol，M===64g/mol，因此該金屬的相對原子質量為64；②由電極反應2Cl－-2e-=Cl2↑可知，電路中轉移電子的物質的量為2×n(Cl2)=2×0.05mol=0.1mol，因此轉移電子的數目為0.1NA。12．如右圖所示，常溫，U形管內盛有100mL的某種溶液，請按要求回答下列問題。（1）若所盛溶液為CuSO4溶液，打開K2，合并K1，則：①A為_____極，B極的電極反應式為________________。②反應過程中，溶液中SO42－和OH－離子向_____極（A或B）移動。（2）若所盛溶液為滴有酚酞的NaCl溶液，打開K1，合并K2，則：①A電極可觀察到的現(xiàn)象是__________________________。②電解過程總反應的化學方程式是________________________。③反應一段時間后打開K2,若忽略溶液的體積變化和氣體的溶解，B極產生氣體的體積（折算成標準狀況）為11.2mL，將溶液充分混合，溶液的pH為________。④向電解后的電解質溶液中加入或通入_______（填試劑名稱），能使溶液復原?！敬鸢浮控揅u2++2e-=CuA產生氣泡，電極附近溶液變紅2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑12氯化氫【解析】【詳解】(1)①該裝置是原電池，鋅作負極，碳作正極，正極上銅離子得電子生成銅發(fā)生氧化反應，電極反應式為Cu2++2e-=Cu；

②原電池放電時，溶液中陽離子向正極移動，陰離子向負極移動，所以溶液中氫氧根離子和硫酸根離子向A極移動；(2)①該裝置是電解池，碳棒是陽極，鋅棒是陰極，電解時，鋅棒上氫離子放電生成氫氣，同時電極附近生成氫氧根離子導致溶液呈堿性，加入酚酞后溶液變紅；②電解時，陽極上氯離子放電生成氯氣，陰極上氫離子放電生成氫氣，同時溶液中生成氫氧化鈉，所以電池反應式為2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑；③B極產生氯氣，生成的氯氣的物質的量為=0.0005mol，根據電解總反應可知生成的n(NaOH)=0.001mol，溶液中c(OH-)==0.01mol/L，所以溶液pH=12；④如果要想使電解后的溶液恢復到原溶液，應遵循“析出什么加入什么”的思想加入物質，陽極上析出氯氣，陰極上析出氫氣，所以應該加入氯化氫。13．T℃時，有甲、乙兩個密閉容器，甲容器的體積為1L，乙容器的體積為2L，分別向甲、乙兩容器中加入6molA和3molB，發(fā)生反應如下：3A（g）＋bB（g）3C（g）＋2D（g），4min后甲容器內的反應達到平衡，A的濃度為2.4mol/L，B的濃度為1.8mol/L；tmin后乙容器內的反應達到平衡，B的濃度為0.8mol/L。根據題給的信息回答下列問題：（1）甲容器中反應的平均速率（B）＝____________________。（2）在溫度T℃時，該反應的化學平衡常數為__________________，由下表數據可知該反應為______________（填“吸熱”“放熱”）反應?；瘜W平衡常數K和溫度t的關系如下表：t℃70080083010001200K0.60.91.01.72.6（3）T℃時，在另一個體積與乙相同的丙容器中，為了達到平衡時B的濃度仍然為0.8mol/L，起始時，向丙容器中加入C、D的物質的量分別為3mol、2mol，則還需加入A、B的物質的量分別是___________、___________?！敬鸢浮?.3mol/(Lmin)10.8吸熱3mol2mol【解析】【分析】【詳解】(1)甲中B起始濃度為3mol/L，4min內B的濃度改變了3mol/L?1.8mol/L=1.2mol/L，(B)=1.2mol/L÷4min=0.3mol/(Lmin)，答案為0.3mol/(Lmin)；(2)由上可知甲達平衡時，B的濃度改變了1.2mol/L，A的濃度改變了3.6mol/L，因為A和B的濃度的改變量之比等于A和B的化學計量數之比，故b=1，所以B、C、D的化學計量數之比為1:3:2，所以平衡時C、D的濃度分別為3.6mol/L、2.4mol/L，溫度T℃時，該反應的化學平衡常數K==10.8；由表可知，溫度升高K增大，說明平衡正向移動，故正反應為吸熱反應。答案為10.8、吸熱；(3)該反應前后氣體體積可變，同溫同容下，要使乙和丙為等效平衡，則必須滿足等量等效，即用“一邊倒”的方法將C、D轉化為反應物A、B后，A、B的量必須與乙中A、B的量對應相等，起始時，向丙容器中加入C、D的物質的量分別為3mol、2mol，等效于A、B的物質的量分別為3mol、1mol，故還需要加入的A的物質的量=6-3=3mol，加入的B的物質的量=3-1=2mol，答案為3mol、2mol。點睛：本題考查化學反應速率計算、化學平衡常數、等效平衡等，難度中等，（3）中注意理解等效平衡規(guī)律，分清楚是等溫等容還是等溫壓下的等效平衡，并且考慮化學方程式中反應前后氣體的化學計量數的特點，然后利用規(guī)律求解。14．醋酸由于成本較低，在生產中被廣泛應用。(1)近年來化學家研究開發(fā)出用乙烯和乙酸為原料、雜多酸作催化劑合成乙酸乙酯的新工藝，不必生產乙醇或乙醛作中間體，使產品成本降低，具有明顯經濟優(yōu)勢。其合成的基本反應如下：CH2=CH2(g)+CH3COOH(l)CH3COOC2H5(l)下列描述能說明恒溫恒容條件下乙烯與乙酸合成乙酸乙酯的反應已達化學平衡的是________(填字母)。A．乙烯、乙酸、乙酸乙酯的濃度相同B．酯化合成反應的速率與酯分解反應的速率相等C．乙烯斷開1mol碳碳雙鍵的同時乙酸恰好消耗1molD．整個體系中乙烯的質量分數一定E.氣體的總壓強不變F.氣體的摩爾質量不變(2)在n(乙烯)與n(乙酸)物料比為1的條件下，某研究小組在不同壓強下進行了在相同時間乙酸乙酯的產率隨溫度變化的測定實驗，實驗結果如圖所示?；卮鹣铝袉栴}：①根據上圖判斷壓強大到小的順序是________，分析其原因_____。②壓強為p1、溫度為60℃時，若乙酸的轉化率為40％，則此時乙烯的轉化率為____。③在壓強為p1、溫度超過80℃時，分析乙酸乙酯產率下降的原因：_____④根據測定實驗結果分析，較適宜的生產條件是________(填出合適的壓強和溫度)。為提高乙酸乙酯的合成速率和產率，可以采取的措施有___________(任寫出一條)?！敬鸢浮緽Dp1>p2>p3其它條件相同時，對于有氣體參加的反應，化學反應速率越快壓強越大40%由圖象可知，壓強為p1，溫度為80℃時，反應已到達平衡，且正反應是放熱反應，故壓強不變，升高溫度平衡逆向移動，產率下降p1、80℃通入乙烯氣體(或增大壓強)【解析】【分析】(1)根據化學平衡狀態(tài)的特征分析，當反應達到平衡狀態(tài)時，正、逆反應速率相等，各物質的濃度、質量、體積分數以及百分含量不變，以及由此衍生的一些量也不發(fā)生變化；(2)①壓強越大，反應速率越大；②壓強為p1MPa、溫度60℃時，若乙酸乙酯的產率為30%，依據化學平衡物質轉化關系，計算得到乙烯反應量，轉化率=×100%；③在壓強為p1MPa、溫度超過80℃時，乙酸乙酯產率下降，說明升溫平衡逆向進行；④選擇適宜條件使得乙酸乙酯產率達到最大，為提高乙酸乙酯的合成速率和產率，贏是改變的條件加快反應速率且平衡正向進行?！驹斀狻?1)A.乙烯、乙酸、乙酸乙酯的濃度相同時，反應可能處于平衡狀態(tài)，也可能未達到平衡狀態(tài)，因此不能說明正逆反應速率相同，A錯誤；B.酯化合成反應的速率與酯分解反應的速率相等，說明正、逆反應速率相同，B正確；C.乙烯斷開1mol碳碳雙鍵的同時乙酸恰好消耗1mol，只能說明反應正向進行，不能判斷反應處于平衡狀態(tài)，C錯誤；D.體系中乙烯的百分含量一定，說明反應處于平衡狀態(tài)，D正確；E.反應混合物中只有乙烯是氣體，因此任何條件下氣體的總壓強都不變，不能據此判斷反應處于平衡狀態(tài)，E錯誤；F.只有乙烯是氣體，氣體的摩爾質量始終不變，不能據此判斷反應處于平衡狀態(tài)，F(xiàn)錯誤；故合理選項是BD；(2)①CH2=CH2(g)+CH3COOH(l)CH3COOC2H5(l)，溫度一定，壓強增大平衡正向進行，反應速率增大，圖象分析可知p1>p2>p3，則溫度在60～80℃范圍內，乙烯與乙酸酯化合成反應速率由大到小的順序是v(p1)>v(p2)>v(p3)；②反應方程式：CH2=C