第一章达标检测（可编辑Word）-2022版化学选择性必修1 鲁教版（2019） 同步练习 （Word含解析）

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本章达标检测
(满分:100分;时间:90分钟)
一、选择题(本题共10小题,每小题2分,共20分。每小题只有一个选项符合题意)
1.下列关于能量变化的说法正确的是 (　　)
A.“冰,水为之,而寒于水”,说明相同质量的水和冰相比较,冰的能量高
B.化学反应在物质变化的同时,伴随着能量变化,其表现形式只有吸热和放热两种
C.已知C(s,石墨) C(s,金刚石)　ΔH>0,则金刚石比石墨稳定
D.化学反应遵循质量守恒的同时,也遵循能量守恒
2.(2021河南南阳高二上期中)用简易量热计测定中和反应的反应热的实验中,下列叙述错误的是 (　　)
A.向量热计中加入盐酸,盖上杯盖,搅拌后的温度即为初始温度
B.实验中选用不同的酸和碱时,只要操作正确,测得的反应热一定相同
C.向量热计中加入碱液时,碱液的温度应与酸液的温度相同
D.两溶液混合后,轻轻搅动溶液,准确读取混合溶液的最高温度为最终温度
3.(2021北京首都师大高二上入学考试)碘在不同状态下(固态或气态)与氢气反应的热化学方程式如下所示:
①H2(g)+I2(?) 2HI(g)　ΔH=-9.48 kJ·mol-1
②H2(g)+I2(?) 2HI(g)　ΔH=+26.48 kJ·mol-1
下列判断正确的是 (　　)
A.②中反应物的总能量比①中反应物的总能量低
B.①中的I2为固态,②中的I2为气态
C.①的产物比②的产物热稳定性更好
D.1 mol固态碘升华时将吸热17 kJ
4.(2021吉林二中高三上月考)如图所示,烧杯中盛的是水,铁圈和银圈直接相连,在接头处用一根绝缘细丝吊住,并使之平衡。小心地从烧杯中央滴入CuSO4溶液,反应一段时间后,观察到的现象是 (　　)

A.两圈仍保持平衡
B.有气泡产生,两圈摇摆不定
C.铁圈向下倾斜
D.银圈向下倾斜
5.(2021山东青岛中学高三上月考)实验测得:101 kPa时,1 mol H2完全燃烧生成液态水,放出285.8 kJ的热量;1 mol CH4完全燃烧生成液态水和CO2,放出890.3 kJ的热量。下列热化学方程式的书写正确的是 (　　)
①CH4(g)+2O2(g) CO2(g)+2H2O(l)　ΔH=890.3 kJ·mol-1
②CH4(g)+2O2(g) CO2(g)+2H2O(l)　ΔH=-890.3 kJ
③CH4(g)+2O2(g) CO2(g)+2H2O(g)　ΔH=-890.3 kJ·mol-1
④2H2(g)+O2(g) 2H2O(l)　ΔH=-571.6 kJ·mol-1
A.仅有②④　　　　B.仅有④
C.仅有②③④　　　　D.全部符合要求
6.(2021福建三明一中高二上第一次月考)下列关于如图所示原电池的说法正确的是 (　　)

A.当a为Cu,b为含有碳杂质的Al,c为稀硫酸时,b极上观察不到气泡产生
B.当a为石墨,b为Fe,c为浓硫酸时,不能产生连续的稳定电流
C.当a为Mg,b为Al,c为NaOH溶液时,根据现象可推知Al的活动性强于Mg
D.当a为石墨,b为Cu,c为FeCl3溶液时,a、b之间没有电流通过
7.(2021河北邯郸大名一中等六校高二上期中联考)利用如图所示装置,当X、Y选用不同材料时,可将电解原理广泛应用于工业生产。下列说法中正确的是 (　　)

A.氯碱工业中,X、Y均为石墨,X附近能得到氢氧化钠
B.铜的精炼中,X是纯铜,Y是粗铜,Z是CuSO4
C.电镀工业中,X是待镀金属,Y是镀层金属
D.外加电流的阴极保护法中,Y是待保护金属
8.物质的生成热可定义为:在一定温度和压力下,由稳定单质生成1 mol纯物质所放出的热量,如CO2气体的生成热就是C完全燃烧生成1 mol CO2气体时放出的热量,已知几种化合物的生成热如下表:
化合物
葡萄糖固体
H2O(l)
CO2(g)
生成热(kJ·mol-1)
1 259.8
285.8
393.5
则1 kg葡萄糖固体在人体内完全被氧化生成CO2气体和液态水,最多可提供的能量为 (　　)
A.3 225 kJ　　　　B.2 816 kJ
C.6 999 kJ　　　　D.15 644 kJ
9.(2021吉林二中高三上月考)镁及其化合物一般无毒(或低毒)、无污染,且镁原电池放电时电压高而平稳,使镁原电池越来越成为人们研制绿色原电池的关注焦点,其中一种镁原电池的反应为xMg+Mo3S4 MgxMo3S4。在镁原电池放电时,下列有关说法错误的是(　　)
A.Mg2+向正极迁移
B.正极反应为Mo3S4+2xe- Mo3S42x-
C.Mo3S4发生氧化反应
D.负极反应为xMg-2xe- xMg2+
10.(2021江西名校高三上第一次联考)利用电解原理将含硫污染物SO2资源转化大规模制备高质高值的氢气和硫酸的技术路线如图所示,下列说法正确的是 (　　)

A.N与电源正极相连
B.生成1 mol的气体,需要消耗11.2 L SO2(标准状况下)
C.H+通过质子交换膜从b室移向c室
D.连接M的电极反应为2HI-2e- 2H++I2


二、选择题(本题共5小题,每小题4分,共20分。每小题有一个或两个选项符合题意,全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
11.(2021河北邯郸高三上摸底)锌电积是利用电解原理提取锌的冶金过程,常用铝板和惰性铅银合金板做电极,其工作原理如图所示。下列说法正确的是 (　　)

A.M与直流电源正极相连
B.电解过程中,铅银合金板附近溶液的pH升高
C.铝板电极上的主要反应为Zn2++2e- Zn
D.电子由铅银合金板流出经电解液流入铝板
12.工业上,在一定条件下利用乙烯和水蒸气反应制备乙醇。反应为CH2CH2(g)+H2O(g) CH3CH2OH(g)　ΔH。已知几种共价键的键能如下:
化学键
C—H
CC
H—O
C—C
C—O
键能/kJ·mol-1
413
615
463
348
351
下列说法错误的是 (　　)
A.上述合成乙醇的反应中原子利用率为100%
B.相同时间段内,用该反应中三种物质表示的该反应的化学反应速率相等
C.碳碳双键的键能大于碳碳单键键能,但碳碳单键更稳定
D.上述反应方程式中,ΔH=+34 kJ·mol-1
13.(2021湖北“荆、荆、襄、宜”四地七校联盟高三上期中)下面是模拟金属电化学腐蚀与防护原理的示意图。下列叙述不正确的是 (　　)

A.若X为食盐水,K未闭合,Fe棒上C点铁锈最多
B.若X为食盐水,K与M连接,C(碳)处pH最大
C.若X为稀盐酸,K与N、M连接,Fe腐蚀情况前者更慢
D.若X为稀盐酸,K与M连接,C(碳)上电极反应为2H++2e- H2↑
14.电解高浓度RCOONa(羧酸钠)的NaOH溶液,在阳极RCOO-放电可得到R—R(烷烃)。下列说法不正确的是　　 (　　)
A.电解总反应方程式:2RCOONa+2H2O R—R+2CO2↑+H2↑+2NaOH
B.RCOO-在阳极放电,发生氧化反应
C.阴极的电极反应:2H2O+2e- 2OH-+H2↑
D.电解CH3COONa、CH3CH2COONa和NaOH的混合溶液可得到乙烷、丙烷和丁烷
15.(2021浙江三校联考高三第一次月考)荣获2019年诺贝尔化学奖的吉野彰是最早开发具有商业价值的锂离子电池的日本科学家,他设计的可充电电池的工作原理示意图如图所示。该可充电电池的放电反应为LixCn+Li1-xCoO2 LiCoO2+nC。NA表示阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是 (　　)

A.该电池用于电动汽车可有效减少光化学烟雾污染
B.充电时,阳极反应为LiCoO2-xe- Li1-xCoO2+xLi+
C.充电时,Li+由A极移向B极
D.若初始两电极质量相等,当转移2NA个电子时,两电极质量差为14 g


三、非选择题(本题共5小题,共60分)
16.(16分)(2021四川成都双流棠湖中学高二上第一次月考)化学反应中的能量变化是人类获取能量的重要途径。
(1)液化气是一种重要的家庭燃料,下列示意图与液化气在燃烧过程中的能量变化最相符的是　　　。 

(2)“冰袋”可用于短时间保鲜食物。将一定量的碳酸钠晶体与硝酸铵晶体密封于一塑料袋中,用线绳绑住塑料袋中间部分,使两种晶体分开,做成“冰袋”。使用时将线绳解下,用手将袋内两种固体粉末充分混合,便立即产生低温。由此判断:碳酸钠晶体与硝酸铵晶体的总能量　　　(填“高于”或“低于”)反应后生成物的总能量。 
(3)化学反应中的能量变化不仅表现为热量的变化,有时还表现为其他形式的能量变化。比如,蜡烛燃烧可用来照明,这个过程是将化学能转化为　　　和　　　　;人们普遍使用的干电池工作时是将化学能转化为　　　。 
(4)下列反应中,属于放热反应的是 
(填序号,下同),属于吸热反应的是　　　。 
①煅烧石灰石(主要成分是CaCO3)制生石灰(CaO);②燃烧木炭取暖;③炸药爆炸;④酸与碱的中和反应;⑤生石灰与水反应制熟石灰;⑥食物因氧化而腐败
(5)已知拆开1 mol H2中的化学键要吸收436 kJ的能量,拆开1 mol O2中的化学键要吸收496 kJ的能量,形成水分子中的1 mol H—O键要放出463 kJ的能量,则反应2H2(g)+O2(g) 2H2O(l)的ΔH=　　　kJ/mol。 
17.(12分)钠硫电池作为一种新型储能电池,其应用逐渐得到重视和发展。钠硫电池以熔融金属钠、熔融硫和多硫化钠(Na2Sx)分别作为两个电极的反应物,固体Al2O3陶瓷(可传导Na+)为电解质,其反应原理如图所示:

(1)根据下表数据,请你判断该电池工作的适宜温度应控制在　　　(填字母)范围内。 
物质
Na
S
Al2O3
熔点/℃
97.8
115
2 050
沸点/℃
892
444.6
2 980
A.100 ℃以下　　　　B.100~300 ℃
C.300~350 ℃　　　　D.350~2 050 ℃
(2)放电时,电极A为　　　极,电极B上发生　　　　(填“氧化”或“还原”)反应。 
(3)充电时,总反应为Na2Sx 2Na+xS,则阳极的电极反应式为　　　　　　　　。 

(4)若把钠硫电池作为电源,电解槽内装有KI-淀粉溶液,如图所示,槽内中间用阴离子交换膜隔开。通电一段时间后,发现左侧溶液变蓝色,一段时间后,蓝色逐渐变浅。则右侧发生的电极反应为　　　　　; 
试分析左侧溶液蓝色逐渐变浅的可能原因: 　　　　　　　。 
18.(8分)以CH4和H2O为原料制备二甲醚和甲醇的工业流程如下:

已知:2CO(g)+O2(g) 2CO2(g)　ΔH=-566 kJ·mol-1
CH3OCH3(g)+3O2(g) 2CO2(g)+3H2O(g)　ΔH=-1 323 kJ·mol-1
2H2(g)+O2(g) 2H2O(g)　ΔH=-484 kJ·mol-1
(1)反应室Ⅱ中发生反应:2CO(g)+4H2(g) CH3OCH3(g)+H2O(g)　ΔH=　　　　。 
(2)以反应室Ⅰ出来的CO和H2为燃料,一定比例的Li2CO3和Na2CO3的熔融混合物为电解质构成的一种碳酸盐燃料电池如图所示。

①该电池的正极反应式为　　　　　　　　　。 
②若电路中流过4 mol电子,则理论上消耗CO和H2的总体积为　　　L(标准状况)。 
19.(12分)(2021山东烟台莱州一中高二上月考)电解是最强有力的氧化还原手段,在化工生产中有着重要的应用。请回答下列问题:
(1)以铜为阳极,以石墨为阴极,用NaCl溶液作电解液进行电解,得到半导体材料Cu2O和一种清洁能源,则阳极的电极反应为　　　　　　　　　　　　　　　　,阴极的电极反应为　。 
(2)某同学设计如图1所示的装置探究金属的腐蚀情况。下列判断合理的是　　　(填序号)。 

图1
a.②区铜片上有气泡产生
b.③区铁片的电极反应为2Cl--2e- Cl2↑
c.最先观察到变成红色的区域是②区
d.②区和④区中铜片的质量均不发生变化
(3)最新研究发现,用隔膜电解法处理高浓度乙醛废水的工艺具有流程简单、能耗较低等优点,其原理是使乙醛分别在阴、阳极发生反应生成乙醇和乙酸,总反应为2CH3CHO+H2O CH3CH2OH+CH3COOH。实验室中,以一定浓度的乙醛-Na2SO4溶液为电解质溶液,模拟乙醛废水的处理过程,其装置如图2所示。

图2
①若以甲烷碱性燃料电池为直流电源,则燃料电池中b极应通入　　　　　(填化学式),电极反应为　　　　　　　　　　　　　　。电解过程中,阴极区Na2SO4的物质的量　　　　(填“增大”“减小”或“不变”)。 
②在实际工艺处理中,阴极区乙醛的去除率可达60%,若在两极区分别注入1 m3乙醛含量为3 000 mg/L的废水,可得到乙醇　　　kg(计算结果保留小数点后1位)。 
20.(12分)(2021福建厦门一中高二上月考)某小组同学利用原电池装置探究物质的性质。资料显示:原电池装置中,负极反应物的还原性越强或正极反应物的氧化性越强,原电池的电压越大。
(1)同学们利用如表中装置进行实验并记录。
装置
编号
电极A
溶液B
操作及现象

Ⅰ
Fe
pH=2的H2SO4溶液
连接装置后,石墨表面产生无色气泡;电压表指针偏转
Ⅱ
Cu
pH=2的H2SO4溶液
连接装置后,石墨表面无明显现象;电压表指针偏转,记录读数为a
①同学们认为实验Ⅰ中铁主要发生了析氢腐蚀,其正极的电极反应是　　　　　　。
②针对实验Ⅱ现象:甲同学认为不可能发生析氢腐蚀,其推导依据是  　。 
③乙同学认为实验Ⅱ中应发生吸氧腐蚀,其正极的电极反应是　　　　　　　。 
(2)同学们仍用上述装置并用Cu和石墨为电极继续实验,探究实验Ⅱ指针偏转的原因及影响O2氧化性的因素。
编号
溶液B
操作及现象
Ⅲ
经煮沸的pH=2的H2SO4溶液
溶液表面用煤油覆盖,连接装置后,电压表指针微微偏转,记录读数为b
Ⅳ
pH=2的H2SO4溶液
在石墨一侧缓慢通入O2并连接装置,电压表指针偏转,记录读数为c;取出电极,向溶液中加入数滴浓Na2SO4溶液混合后,插入电极,保持O2通入,电压表读数仍为c
Ⅴ
pH=12的NaOH溶液
在石墨一侧缓慢通入O2并连接装置,电压表指针偏转,记录读数为d
①丙同学比较实验Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的电压表读数为c>a>b,请解释原因　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
②丁同学对Ⅳ、Ⅴ进行比较,其目的是探究　　　　　　　　对O2氧化性的影响;实验Ⅳ中加入Na2SO4溶液的目的是　　　　　　　 　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
答案全解全析
1.D
2.B
3.A
4.D
5.B
6.B
7.D
8.D
9.C
10.C
11.AC
12.D
13.A
14.A
15.CD

1.D　等量的水和冰相比较,冰的能量低,A错误;发生化学反应时能量的变化有多种形式,可以表现为热能,还可以表现为光能等,B错误;ΔH>0,说明该反应吸热,石墨的能量较低,能量越低物质越稳定,故石墨更稳定,C错误;化学反应遵循质量守恒的同时,也遵循能量守恒,D正确。
2.B　反应前的温度为初始温度,向量热计中加入盐酸,盖上杯盖,搅拌后的温度为初始温度,故A正确;测定中和反应的反应热时,实验操作正确,若选择硫酸和氢氧化钡的稀溶液反应,因为生成水和硫酸钡,测得的中和反应的反应热数值偏大,故B错误;向量热计中加碱液时,碱液的温度应与酸液的温度相同,以保证初始温度相同,故C正确;中和反应是放热反应,恰好完全反应时,溶液温度最高,所以混合后准确读取混合溶液的最高温度为最终温度,故D正确。
3.A　反应①为放热反应,反应②为吸热反应,②中反应物总能量比①中反应物总能量低,则反应①中I2为气态,②中的I2为固态,故A正确,B错误;反应①②的产物都是气态碘化氢,所以二者热稳定性相同,故C错误;根据盖斯定律,②-①,得I2(s) I2(g)　ΔH=+35.96 kJ·mol-1,故D错误。
4.D　铁圈、银圈、硫酸铜溶液构成了原电池,较活泼的金属铁为负极,较不活泼的金属银为正极,负极上铁失电子生成亚铁离子进入溶液,导致铁质量减少,正极上铜离子得电子生成铜单质附着在银圈上,导致银圈质量增加,所以一段时间后,铁圈质量小于银圈质量,银圈向下倾斜,故选D。
5.B　①甲烷燃烧为放热反应,ΔH为负值,错误;②ΔH的单位是 kJ·mol-1,错误;③1 mol CH4完全燃烧生成液态水和CO2,放出890.3 kJ的热量,而方程式中水的状态为气态,错误;④1 mol H2完全燃烧生成液态水,放出285.8 kJ的热量,则H2完全燃烧的热化学方程式为2H2(g)+O2(g) 2H2O(l)　ΔH=-571.6 kJ·mol-1,正确;故选B。
6.B　因b为含有碳杂质的Al,自身构成原电池,碳为正极,铝为负极,b极上可观察到有气泡产生,故A错误;常温下,铁遇浓硫酸发生钝化,当a为石墨,b为Fe,c为浓硫酸时,不能产生连续的稳定电流,故B正确;Mg、Al及NaOH溶液构成原电池,铝与氢氧化钠反应而镁不反应,所以铝为负极,a极上产生大量气泡,但是Al的活动性弱于Mg,故C错误;2Fe3++Cu 2Fe2++Cu2+,当a为石墨,b为Cu,c为FeCl3溶液时,b为负极失去电子,a为正极,a、b之间有电流通过,故D错误。
7.D　氯碱工业中,用惰性电极电解饱和氯化钠溶液,阴极附近得到氢氧化钠,即Y附近能得到氢氧化钠,故A错误;铜的精炼中,X是粗铜,Y是纯铜,硫酸铜溶液作电解质溶液,故B错误;电镀工业上,Y是待镀金属,X是镀层金属,故C错误;外加电流的阴极保护法中,阴极是待保护金属,即Y是待保护金属,故D正确。
8.D　根据生成热的定义得下面三个热化学方程式:
6C(s)+3O2(g)+6H2(g) C6H12O6(s)　ΔH=-1 259.8 kJ·mol-1　①
C(s)+O2(g) CO2(g)　ΔH=-393.5 kJ·mol-1　②
O2(g)+2H2(g) 2H2O(l)　ΔH=-571.6 kJ·mol-1　③
根据盖斯定律,②×6+③×3-①得:C6H12O6(s)+6O2(g) 6CO2(g)+6H2O(l)　ΔH=-2 816 kJ·mol-1,故1 kg C6H12O6(s)完全被氧化时放出的能量为2 816×1 000180 kJ≈15 644 kJ。
9.C　原电池中,电解质溶液中的阳离子移向正极,故A正确;正极发生还原反应,电极反应为Mo3S4+2xe- Mo3S42x-,故B正确;放电时,Mo3S4在正极得到电子发生还原反应,故C错误;负极反应是镁失电子发生氧化反应,电极反应为xMg-2xe- xMg2+,故D正确。
10.C　由图可知,该装置是电解池,b室发生的电极反应为2I--2e- I2,该反应是氧化反应,b室是阳极室,M与电源正极相连,N与电源负极相连,故A错误;c室是阴极室,电极反应2H++2e- H2↑,生成1 mol H2转移2 mol电子,根据反应I2+SO2+2H2O 2HI+H2SO4,转移2 mol电子,消耗1 mol SO2,标准状况下的体积为22.4 L,故B错误;电解池中,阳离子向阴极移动,则H+通过质子交换膜从b室移向c室,故C正确;连接M的电极反应为2I--2e- I2,故D错误。
11.AC　惰性铅银合金板为阳极,发生氧化反应:2H2O-4e- 4H++
O2↑,M与直流电源正极相连,故A正确;铅银合金板附近氢离子浓度增大,溶液的pH减小,故B错误;铝板为阴极,发生还原反应:Zn2++2e- Zn,故C正确;电子不能通过电解质溶液,电子由铅银合金板流出经过外电路流向铝板,故D错误。
12.D　乙烯和水蒸气制乙醇的反应是加成反应,反应物全部转化为生成物,原子利用率为100%,A正确;各反应物与生成物的化学计量数相同,所以相同时间段内,反应中用三种物质表示的反应速率相等,B正确;由题中数据可知,碳碳双键中有一条键的键能小于碳碳单键,所以碳碳单键比碳碳双键更稳定,C正确;题述反应方程式中,ΔH=615 kJ·mol-1+4×413 kJ·mol-1+2×463 kJ·mol-1-348 kJ·mol-1-5×413 kJ·mol-1-463 kJ·mol-1-351 kJ·mol-1=-34 kJ·mol-1,D错误。
13.A　铁与氧气和水同时接触易被腐蚀,所以C点、A点腐蚀较慢,B点腐蚀最快,铁锈最多,故A不正确;若X为食盐水,K与M连接,构成原电池,铁为负极,电极反应为Fe-2e- Fe2+,正极上氧气得电子生成氢氧根离子,C(碳)处pH最大,故B正确;若X为稀盐酸,K与N连接,铁为正极被保护,K与M连接,铁为负极,加快腐蚀,所以Fe腐蚀情况前者更慢,故C正确;若X为稀盐酸,K与M连接,构成原电池,铁为负极,C(碳)为正极,正极的电极反应为2H++2e- H2↑,故D正确。
14.A　RCOO-在阳极放电,溶液呈碱性,RCOO-不能转化为CO2,A项错误;RCOO-在阳极放电,发生氧化反应,B项正确;水电离产生的H+在阴极得电子产生H2,其电极反应式为2H2O+2e- 2OH-+H2↑,C项正确;RCOO-转化为R—R可以理解为脱去C、O,产生—R,继而产生R—R,故电解CH3COONa、CH3CH2COONa和NaOH的混合溶液,产生—CH3、—CH2CH3,产物可能是乙烷、丙烷、丁烷,D项正确。
15.CD　使用电动汽车可有效减少光化学烟雾污染,故A正确;可充电电池的放电反应为LixCn+Li1-xCoO2 LiCoO2+nC,正极的电极反应为Li1-xCoO2+xLi++xe- LiCoO2,则充电时,阳极的电极反应为LiCoO2-xe- Li1-xCoO2+xLi+,故B正确;由图可知,A电极为电解池的阴极,B电极为电解池的阳极,充电时,Li+由B极移向A极,故C错误;若初始两电极质量相等,正极的电极反应为Li1-xCoO2+xLi++xe- LiCoO2,负极的电极反应为LixCn-xe- xLi++nC,当转移2NA个电子时,负极质量减少2 mol×7 g/mol=14 g,正极有2 mol Li+迁入,正极质量增加14 g,则两电极质量差为28 g,故D错误。
16.答案　(1)A　(2)低于　(3)热能　光能　电能　(4)②③④⑤⑥　①　(5)-484
解析　(1)A项,图像中反应物的总能量高于生成物的总能量,表示的是放热反应,符合液化气燃烧的能量变化关系;B项,图像中反应物的总能量低于生成物的总能量,表示的是吸热反应,不符合液化气燃烧的能量变化关系;C项,图像中反应物的总能量等于生成物的总能量,不符合液化气燃烧的能量变化关系;故选A。
(2)将一定量的碳酸钠晶体与硝酸铵晶体密封于一塑料袋中,使袋内两种固体粉末充分混合,便立即产生低温,可知该反应吸热,则碳酸钠晶体与硝酸铵晶体的总能量低于反应后生成物的总能量。
(3)化学能可以转化为热能、电能、光能等形式的能量,点燃蜡烛照明,是将化学能转化为光能,同时释放热量;人们普遍使用的干电池工作时是将化学能转化为电能。
(4)①高温煅烧石灰石属于吸热反应;②木炭燃烧为放热反应;③炸药爆炸属于放热反应;④酸碱中和反应为放热反应;⑤生石灰与水反应制熟石灰,属于放热反应;⑥食物因氧化而变质,属于放热反应;故属于放热反应的有②③④⑤⑥,属于吸热反应的有①。
(5)拆开1 mol H2中的化学键要吸收436 kJ的能量,拆开1 mol O2中的化学键要吸收496 kJ的能量,形成水分子中的1 mol H—O键要放出463 kJ的能量,所以H—H键的键能为436 kJ/mol,OO键的键能为496 kJ/mol,H—O键的键能为463 kJ/mol,2H2(g)+O2(g) 2H2O(l)反应中,ΔH=反应物总键能-生成物总键能=2×436 kJ/mol+496 kJ/mol-4×463 kJ/mol=-484 kJ/mol。
17.答案　(1)C　(2)负　还原　(3)Sx2--2e- xS　(4)2H2O+2e- H2↑+2OH-　右侧溶液中生成的OH-通过阴离子交换膜进入左侧溶液,并与左侧溶液中的I2反应
解析　(1)原电池工作时,控制的温度应满足Na、S为熔融状态,且低于其沸点,则温度应高于115 ℃而低于444.6 ℃,只有C符合。
(2)放电时,Na发生氧化反应,电极A为原电池的负极,电极B是正极,发生还原反应。
(3)由充电时电解池总反应可知,阳极反应式为Sx2--2e- xS。
(4)根据题给信息可知,左侧溶液变蓝色,生成I2,左侧电极为阳极,电极反应式为2I--2e- I2,右侧电极为阴极,电极反应式为2H2O+2e- H2↑+2OH-,右侧I-、OH-通过阴离子交换膜向左侧移动,发生反应:3I2+6OH- IO3-+5I-+3H2O,溶液蓝色变浅。
18.答案　(1)-211 kJ·mol-1　(2)①O2+4e-+2CO2 2CO32-　②44.8
解析　(1)2CO(g)+O2(g) 2CO2(g)　ΔH=-566 kJ·mol-1①,
CH3OCH3(g)+3O2(g) 2CO2(g)+3H2O(g)　ΔH=-1 323 kJ·mol-1②,2H2(g)+O2(g) 2H2O(g)　ΔH=-484 kJ·mol-1③,根据盖斯定律,将①+2×③-②得2CO(g)+4H2(g) CH3OCH3(g)+H2O(g),ΔH=(-566 kJ·mol-1)+2×(-484 kJ·mol-1)-(-1 323 kJ·mol-1)=-211 kJ·mol-1。
(2)①该燃料电池中,正极的电极反应为O2+4e-+2CO2 2CO32-。②1 mol CO完全转化为CO2失去2 mol电子,1 mol H2完全转化为H2O失去2 mol电子,故电路中通过4 mol电子时,消耗标准状况下CO、H2的总体积为44.8 L。
19.答案　(1)2Cu+H2O-2e- Cu2O+2H+　2H++2e- H2↑　(2)d
(3)①CH4　CH4-8e-+10OH- CO32-+7H2O　不变　②1.9
解析　(1)由于阳极材料为铜,所以铜本身失去电子被氧化为Cu2O,阳极的电极反应为2Cu+H2O-2e- Cu2O+2H+,阴极上溶液中的氢离子放电生成氢气,电极反应为2H++2e- H2↑。
(2)左半区是原电池,发生的是铁的吸氧腐蚀,负极的电极反应为Fe-2e- Fe2+,正极的电极反应为O2+2H2O+4e- 4OH-,右半区是电解池,阳极的电极反应为Fe-2e- Fe2+,阴极的电极反应为2H++2e- H2↑,由于电解引起腐蚀的速率远大于吸氧腐蚀的速率,所以最先观察到变成红色的区域是④区。
(3)①根据电解液中阳离子的移动方向可知c为阳极,d为阴极,因此直流电源中a为正极,通入氧气,b为负极,通入甲烷,甲烷在碱性条件下失电子被氧化为碳酸根离子,电极反应为CH4-8e-+10OH- CO32-+7H2O;在电解过程中由于硫酸根离子没有参与放电,且阳离子交换膜不允许阴离子自由通过,所以阴极区硫酸钠的物质的量不变。②阴极区发生还原反应,乙醛转化为乙醇,设生成乙醇的质量为x,根据碳原子守恒得到计算关系式为:
CH3CHO　　　~　　　CH3CH2OH
44 46
3 000×103106×60% kg x
解得x≈1.9 kg。
20.答案　(1)①2H++2e- H2↑　②在金属活动性顺序中,Cu在H后,Cu不能置换出H2　③O2+4H++4e- 2H2O
(2)①O2浓度越大,其氧化性越强,使电压值增大　②溶液的酸碱性　排除溶液中Na+、SO42-对实验的干扰
解析　(1)①实验Ⅰ中铁主要发生了析氢腐蚀,正极发生还原反应,电极反应为2H++2e- H2↑。②在金属活动性顺序中,Cu在H后,Cu不能置换出H2,铜与氢离子不能发生自发的氧化还原反应。③实验Ⅱ中发生吸氧腐蚀,正极上氧气得电子发生还原反应,电极反应是O2+4H++4e- 2H2O。
(2)①实验Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的电解质相同,氧气的浓度不同,电压表读数不同,根据电压表读数c>a>b可知,氧气浓度越大,电压表的读数越高,说明O2浓度越大,其氧化性越强,使电压值增大。②实验Ⅳ、Ⅴ是探究溶液酸碱性对O2氧化性的影响;实验Ⅳ中加入Na2SO4溶液的目的是排除溶液中Na+、SO42-对实验的干扰。