适用于新高考新教材广西专版2025届高考化学一轮总复习章末检测卷6化学反应与能量

这是一份适用于新高考新教材广西专版2025届高考化学一轮总复习章末检测卷6化学反应与能量，共13页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1.(2023广西南宁模拟)化学与人类生活、社会可持续发展密切相关。下列说法正确的是( )
A.直接燃烧煤和将煤进行深加工后再燃烧的效率相同
B.天然气、水能属于一级能源,水煤气、电能属于二级能源
C.人们可以把放热反应释放的能量转化为其他可利用的能量,而吸热反应没有利用价值
D.地热能、风能、天然气和氢能都属于新能源
2.下列热化学方程式中,错误的是( )
A.已知P(白磷,s)P(红磷,s) ΔH=-17.6 kJ·ml-1,由此推知红磷更稳定
B.甲烷的燃烧热为890.3 kJ·ml-1,则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为
CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)
ΔH=-890.3 kJ·ml-1
C.500 ℃、30 MPa下,将0.5 ml N2(g)和1.5 ml H2(g)置于密闭容器中充分反应生成NH3(g)放热19.3 kJ,其热化学方程式为N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-38.6 kJ·ml-1
D.用CH3COOH溶液和NaOH溶液反应测定中和反应的反应热:CH3COOH(aq)+NaOH(aq)CH3COONa(aq)+H2O(l)
ΔH>-57.3 kJ·ml-1
3.(2023广西柳州模拟)“钙基固硫”是将煤中的硫元素以CaSO4的形式固定脱硫,而煤炭燃烧过程中产生的CO又会发生反应Ⅰ和反应Ⅱ,导致脱硫效率降低。某温度下,反应Ⅰ的速率(v1)大于反应Ⅱ的速率(v2),则下列反应过程能量变化示意图正确的是( )
反应Ⅰ:CaSO4(s)+CO(g)CaO(s)+SO2(g)+CO2(g) ΔH1=+218.4 kJ·ml-1
反应Ⅱ:CaSO4(s)+4CO(g)CaS(s)+4CO2(g) ΔH2=-175.6 kJ·ml-1
4.目前认为乙烯在酸催化下水合制乙醇的反应机理及能量与反应进程的关系如图所示。下列叙述正确的是( )
A.第①步反应的中间体比第②步反应的中间体稳定
B.总反应速率由第①步反应决定
C.第③步反应原子利用率为100%
D.总反应为吸热反应
5.已知:
反应Ⅰ.CH3CH2CH2CH3(g)CH2CH—CHCH2(g)+2H(g)
ΔH=+236.6 kJ·ml-1
反应Ⅱ.CH3CH2CH2CH3(g)CH3—C≡C—CH3(g)+2H2(g) ΔH=+272.7 kJ·ml-1
根据上述数据,下列推理不正确的是( )
A.无法比较反应Ⅰ和反应Ⅱ的反应速率的快慢
B.可比较等物质的量的1,3-丁二烯和2-丁炔总键能大小
C.可计算1,3-丁二烯和2-丁炔相互转化的热效应
D.可判断一个碳碳三键的键能与两个碳碳双键的键能之和的大小
6.国内某动力电池研究院运用新工艺实现熔盐电解SiO2制备硅材料,装置如图。下列说法错误的是( )
A.阳极的电极反应为C-4e-+2O2-CO2↑
B.SiO2电极减重60 g时,生成CO2的体积为22.4 L
C.电解过程中,熔盐中的Ca2+移向SiO2所在电极的方向
D.若用其他惰性电极代替石墨,可能会生成O2、Cl2
7.(2022湖北卷)含磷有机物应用广泛。电解法可实现由白磷直接制备Li[P(CN)2],过程如图所示(Me为甲基)。下列说法正确的是( )
A.生成1 ml Li[P(CN)2],理论上外电路需要转移2 ml电子
B.阴极上的电极反应为P4+8CN--4e-4[P(CN)2]-
C.在电解过程中CN-向铂电极移动
D.电解产生的H2中的氢元素来自LiOH
8.(2023广西百色模拟)在一块表面无锈的铁片上滴食盐水,放置一段时间后看到铁片上有铁锈出现,铁片腐蚀过程中发生反应的总化学方程式:2Fe+2H2O+O22Fe(OH)2,Fe(OH)2进一步被氧气氧化为Fe(OH)3,再在一定条件下脱水生成铁锈,其原理如图。
下列说法正确的是( )
A.铁片发生还原反应而被腐蚀
B.铁片腐蚀最严重的区域应该是生锈最多的区域
C.铁片腐蚀中负极发生的电极反应:2H2O+O2+4e-4OH-
D.铁片里的铁和碳与食盐水形成无数微小原电池,发生了电化学腐蚀
9.氨硼烷(NH3·BH3)电池装置如图所示(起始未加入氨硼烷之前,两极室内液体质量相等),该电池工作时的总反应为
NH3·BH3+3H2O2NH4BO2+4H2O。下列说法不正确的是( )
A.正极反应为3H2O2+6H++6e-6H2O
B.当消耗6.2 g NH3·BH3时,左右两极室内液体质量差为3.8 g
C.电池工作时,H+通过质子交换膜向左移动
D.其他条件不变,向酸性H2O2溶液中加入适量硫酸能增强溶液导电性
10.(2023浙江金华联考)在标准状况下,1 ml离子晶体完全分离成气态阳离子、阴离子所吸收的能量可以用U来表示,Li2O是离子晶体,其U的实验值可通过玻恩—哈伯热力学循环图计算得到:
已知:O(g)O-(g) ΔH3=-142 kJ·ml-1;O-(g)O2-(g) ΔH4=+845 kJ·ml-1
下列说法不正确的是( )
A.U(Li2O)=+2 908 kJ·ml-1
B.OO键能为498 kJ·ml-1
C.ΔH2=+703 kJ·ml-1
D.Li第一电离能I1=1 040 kJ·ml-1
11.纳米硅基锂电池是一种新型二次电池,电池装置如图所示,工作时硅基电极上的电极反应为LinSi-ne-Si+nLi+。下列说法正确的是( )
A.电池工作时,硅基电极的电势高于三元锂电极的电势
B.电池充电时,三元锂电极的电极反应可能为LiMxOy-ne-Li1-nMxOy+nLi+
C.将有机聚合物电解质换为锂盐水溶液,可提高电池工作效率并能延长电池使用寿命
D.若工作前电池两极的质量相等,电路中转移0.2 ml电子时,两极的质量相差1.4 g
12.煤的电化学脱硫是借助煤在电解槽阳极发生的电化学氧化反应,将煤中黄铁矿(FeS2)或有机硫化物氧化成可溶于水的含硫化合物而达到净煤目的,如图是一种脱硫机理,则下列说法正确的是( )
1—电极a 2—黄铁矿 3—MnSO4、H2SO4混合溶液 4—未反应的黄铁矿 5—电解产品
A.Mn3+充当了电解脱硫过程的催化剂
B.电极a应与电源负极相连
C.脱硫过程中存在的离子反应为8H2O+FeS2+15Mn3+Fe3++16H++2S+15Mn2+
D.阴极发生的反应:2H2O+2e-4H++O2↑
13.(2022山东卷改编)设计如图装置回收金属钴。保持细菌所在环境pH稳定,借助其降解乙酸盐生成CO2,将废旧锂离子电池的正极材料LiCO2(s)转化为C2+,工作时保持厌氧环境,并定时将乙室溶液转移至甲室。已知电极材料均为石墨材质,右侧装置为原电池。下列说法正确的是( )
A.装置工作时,甲室溶液pH逐渐增大
B.装置工作一段时间后,乙室不需补充盐酸
C.乙室电极反应式为LiCO2+2H2O+e-Li++C2++4OH-
D.若甲室C2+减少200 mg,乙室C2+增加300 mg,则此时已进行过溶液转移
14.(2023河北保定联考)采用惰性电极设计的双阴极微生物燃料电池进行同步硝化和反硝化脱氮的装置如图所示。下列说法不正确的是( )
A.缺氧室和好氧室电极均为燃料电池正极
B.缺氧室中发生的电极反应为2N+12H++10e-N2↑+6H2O
C.若好氧室消耗标准状况下44.8 L O2,则至少有1 ml N完全转化为N
D.理论上,厌氧室消耗1 ml C6H12O6,外电路转移24 ml e-
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15.(14分)科学家在碰撞理论的基础上提出化学反应的过渡态理论:化学反应并不是通过简单的碰撞就能完成的,而是在反应物到生成物的过程中经过一个高能量过渡态。分析图中信息,回答下列问题:
(1)如图是NO2和CO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图,请写出NO2和CO反应的热化学方程式: 。
(2)在反应体系中加入催化剂,对反应热 (填“有”或“没有”)影响,原因是 。
(3)根据下列要求写出热化学方程式。
已知:①Fe(s)+O2(g)FeO(s) ΔH1=-272.0 kJ·ml-1
②2Al(s)+O2(g)Al2O3(s) ΔH2=-1 675.7 kJ·ml-1
写出Al和FeO发生反应的热化学方程式: 。
(4)已知:
则:SiCl4(g)+2H2(g)Si(s)+4HCl(g)的反应热ΔH= kJ·ml-1。(已知1 ml Si中含有2 ml Si—Si)
16.(13分)目前,我们日常生活中使用的电能主要还是来自火力发电,火力发电是利用化石燃料燃烧,通过蒸汽机将产生的能量转化为电能,能量利用率低;燃料电池可以将燃料的化学能直接转化为电能,能量利用率高。
(1)火力发电厂利用燃煤发电,其能量转化形式为化学能→ → →电能。
(2)磷酸盐燃料电池(PAFC)是当前商业化发展最快的一种燃料电池,以浓磷酸为电解质,以贵金属催化的气体扩散电极为正、负电极。其优点为构造简单、稳定,电解质挥发度低。磷酸盐燃料电池正极的电极反应为 。
(3)碱性燃料电池(AFC)是最早进入实用阶段的燃料电池之一,也是最早用于车辆的燃料电池,以KOH、NaOH溶液之类的强碱性溶液为电解质溶液。其优点为性能可靠,具有较高的效率。甲烷碱性燃料电池正极的电极反应为 。
(4)固体氧化物型燃料电池(SOFC),其效率更高,可用于航空航天。如图1所示的装置中,以稀土金属材料作惰性电极,在电极上分别通入甲烷和空气,其中固体电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2固体,它在高温下能传导O2-;A通入的气体为 ;d电极上的电极反应为 。
(5)熔融碳酸盐燃料电池是由多孔陶瓷阴极、多孔陶瓷电解质隔膜、多孔陶瓷阳极、金属极板构成的,电解质通常为锂和钾的混合碳酸盐,工作温度为650 ℃,其工作原理如图2所示,M为电池的 (填“正极”或“负极”);N极的电极反应为 。
图1
图2
17.(15分)研究大气中含硫化合物(主要是SO2和H2S)的转化具有重要意义。
(1)高湿条件下,写出大气中SO2转化为HS的方程式: 。
(2)土壤中的微生物可将大气中H2S经两步反应氧化成S,两步反应的能量变化示意图如下:
1 ml H2S(g)全部氧化成S(aq)的热化学方程式为 。
(3)二氧化硫—空气质子交换膜燃料电池可以利用大气中所含的SO2快速启动,其装置示意图如下:
①质子的流动方向为 (填“从A到B”或“从B到A”)。
②负极的电极反应为 。
(4)燃煤烟气的脱硫减排是减少大气中含硫化合物污染的关键。SO2烟气脱除的一种工业流程如下:
①用纯碱溶液吸收SO2将其转化为HS,反应的离子方程式是 。
②若石灰乳过量,将其产物再排回吸收池,其中可用于吸收SO2的物质的化学式是 。
18.(16分)钒(V)及其化合物广泛应用于工业催化、新材料和新能源等领域。
(1)①V2O5可用于汽车催化剂,汽车尾气中含有CO与NO气体,用化学方程式解释产生NO的原因: 。
②汽车排气管内安装了钒(V)及其化合物的催化转化器,可使汽车尾气中的主要污染物转化为无毒的气体排出。已知:
N2(g)+O2(g)2NO(g) ΔH=+180.5 kJ·ml-1
2C(s)+O2(g)2CO(g) ΔH=-221.0 kJ·ml-1
C(s)+O2(g)CO2(g) ΔH=-393.5 kJ·ml-1
尾气转化的反应之一:2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) ΔH= 。
(2)全钒液流储能电池结构如图,其电解液中含有钒的不同价态的离子、H+和S。电池放电时,负极的电极反应为V2+-e-V3+。
①电池放电时,正极的电极反应为 ;H+通过质子交换膜向 (填“左”或“右”)移动。
②充电时,惰性电极N应该连接电源 极;充电时,电池总反应为 。
(3)若电池初始时左右两槽内均以VOSO4和H2SO4的混合液为电解液,使用前需先充电激活。充电过程分两步完成:第一步VO2+转化为V3+,第二步V3+转化为V2+,则第一步反应过程中阴极区溶液pH (填“增大”“不变”或“减小”)。
参考答案
章末检测卷(六) 化学反应与能量
1.B 解析 将煤进行深加工后,脱硫处理、气化处理能很好地减少污染气体,提高燃烧效率,燃烧的效果好,A项错误;有时需要通过吸热反应吸收热量降低环境温度,吸热反应有利用价值,如“摇摇冰”的上市就是利用了吸热反应原理,C项错误;地热能、风能和氢能都属于新能源,天然气是化石燃料,不属于新能源,D项错误。
2.C 解析 P(白磷,s)P(红磷,s) ΔH=-17.6kJ·ml-1,该反应放热,则红磷的能量更低,由此推知红磷更稳定,A项正确;燃烧热指的是1ml可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时放出的热量,则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890.3kJ·ml-1,B项正确;0.5mlN2(g)和1.5mlH2(g)置于密闭容器中充分反应生成NH3(g)放热19.3kJ,因反应为可逆反应,则热化学反应方程式中的反应热绝对值大于38.6kJ,C项错误;醋酸为弱酸,电离时吸热,则用CH3COOH溶液和NaOH溶液反应测定中和反应的反应热ΔH>-57.3kJ·ml-1,D项正确。
3.A 解析 反应Ⅰ为吸热反应,说明反应Ⅰ中生成物的总能量比反应物的总能量高;反应Ⅱ为放热反应,说明反应Ⅱ中生成物的总能量比反应物的总能量低,B、C项错误。某温度下,反应Ⅰ的速率(v1)大于反应Ⅱ的速率(v2),则说明反应Ⅰ的活化能较小,反应Ⅱ的活化能较大,A项正确、D项错误。
4.B 解析 第①步反应的中间体比第②步反应的中间体的能量高,能量越高越不稳定,则第②步反应的中间体稳定,A不符合题意;第①步反应的活化能最大,则该步反应的速率较小,总反应的快慢取决于慢反应,则总反应速率由第①步反应决定,B符合题意;由反应机理知,第③步反应还有H+产生,原子利用率不是100%,C不符合题意;从图中可以看到,反应物总能量比生成物总能量高,所以总反应为放热反应,D不符合题意。
5.D 解析 反应速率受温度、浓度、压强、催化剂等影响,单纯从焓变无法比较反应Ⅰ和反应Ⅱ的反应速率的快慢,A项正确;两者反应物相同,且均生成2分子氢气,反应焓变大于零为吸热反应,且反应Ⅱ焓变更大,则2-丁炔能量更高,焓变等于反应物总键能减去生成物总键能,故2-丁炔总键能更小,B项正确;由盖斯定律,通过反应Ⅱ-Ⅰ,可计算1,3-丁二烯和2-丁炔相互转化的热效应,C项正确;1,3-丁二烯和2-丁炔中所含碳碳单键的数目不同,故不可判断一个碳碳三键的键能与两个碳碳双键的键能之和的大小,D项错误。
6.B 解析 石墨电极生成二氧化碳,所以石墨电极为阳极,阳极的电极反应为C-4e-+2O2-CO2↑,A正确;CO2所处的温度和压强未知,不能通过物质的量计算气体的体积,B错误;电解过程中阳离子移向阴极,SiO2所在的电极为阴极,所以熔盐中的Ca2+移向SiO2所在电极的方向,C正确;若用其他惰性电极代替石墨作阳极,可能是O2-、Cl-失电子生成O2、Cl2,D正确。
7.D 解析 石墨电极发生反应的物质:P4→Li[P(CN)2]化合价升高发生氧化反应,所以石墨电极为阳极,对应的电极反应式为P4+8CN--4e-4[P(CN)2]-,则生成1mlLi[P(CN)2],理论上外电路需要转移1ml电子,A项错误;阴极上发生还原反应,应该得电子,而P4+8CN--4e-4[P(CN)2]-为阳极发生的反应,B项错误;石墨电极:P4→Li[P(CN)2]发生氧化反应,为阳极,铂电极为阴极,CN-应该向阳极移动,即移向石墨电极,C项错误;由所给图示可知HCN在阴极放电,产生CN-和H2,而HCN中的H来自LiOH,则电解产生的H2中的氢元素来自LiOH,D项正确。
8.D 解析 铁作负极,发生失电子的氧化反应,A项错误;铁片负极腐蚀最严重,由于离子的移动,在正极区域生成铁锈最多,B项错误;铁作负极,发生失电子的氧化反应,即Fe-2e-Fe2+,C项错误;在一块表面无锈的铁片上滴食盐水,铁片里的铁和碳与食盐水形成无数微小原电池,发生了电化学腐蚀,铁作负极,碳作正极,D项正确。
9.C 解析 由氨硼烷(NH3·BH3)电池工作时的总反应可知,左侧电极通入NH3·BH3为负极,发生失电子的氧化反应,电极反应为NH3·BH3+2H2O-6e-NH4BO2+6H+,右侧酸性H2O2溶液所在电极为正极,发生得电子的还原反应,电极反应为3H2O2+6H++6e-6H2O。
由分析可知,正极的电极反应为3H2O2+6H++6e-6H2O,A正确;未加入氨硼烷之前,两极室质量相等,消耗6.2g即0.2mlNH3·BH3后,转移的电子的物质的量为1.2ml,由电极反应可知左室质量增加6.2g-1.2g=5g,右室质量增加1.2g,即两室质量相差3.8g,B正确;电池内部阳离子向正极移动,右侧电极为正极,则电池工作时H+通过质子交换膜进入右侧极室,C错误;由于H2SO4是强电解质,其他条件不变,向酸性H2O2溶液中加入适量硫酸能增大溶液中自由移动离子的浓度,故能增强溶液导电性,D正确。
10.D 解析 从题图分析,2ml气态锂离子和1mlO2-(g)结合生成氧化锂晶体放热为2908kJ,则U(Li2O)=+2908kJ·ml-1,A项正确;从题图分析,0.5ml氧气变成氧原子吸收249kJ的能量,故OO键能为498kJ·ml-1,B项正确;已知O(g)O-(g) ΔH3=-142kJ·ml-1,O-(g)O2-(g) ΔH4=+845kJ·ml-1,根据盖斯定律分析,ΔH2=ΔH3+ΔH4=-142kJ·ml-1+845kJ·ml-1=+703kJ·ml-1,C项正确;从盖斯定律分析,有-598kJ·ml-1=-2908kJ·ml-1+249kJ·ml-1+703kJ·ml-1+318kJ·ml-1+ΔH1,则ΔH1=+1040kJ·ml-1,则锂的第一电离能为520kJ·ml-1,D项错误。
11.B 解析 电池工作时,硅基电极上的电极反应为LinSi-ne-Si+nLi+,故硅基电极为负极,其电势低于三元锂电极的电势,A错误;电池充电时,三元锂电极连接正极为阳极,阳极上LiMxOy失电子产生Li+,电极反应可能为LiMxOy-ne-Li1-nMxOy+nLi+,B正确;锂为活泼金属,能与锂盐水溶液中的水反应,故不能将有机聚合物电解质换为锂盐水溶液,C错误;若工作前电池两极的质量相等,电路中转移0.2ml电子时,负极0.2ml锂失电子溶解,正极0.2ml锂离子转化为LiMxOy,两极的质量相差2.8g,D错误。
12.C 解析 电解初期,电极a发生反应Mn2+-e-Mn3+,电解后期Mn3+又被还原,Mn3+充当了电解脱硫过程的中间产物,A项错误;电极a上发生反应Mn2+-e-Mn3+,电极a是电解池的阳极,应与电源的正极相连,B项错误;脱硫过程中Mn3+将FeS2氧化成Fe3+和S,存在的离子反应为8H2O+FeS2+15Mn3+Fe3++16H++2S+15Mn2+,C项正确;阴极上发生的反应:4H++4e-+O22H2O,D项错误。
13.D 解析 根据信息右侧装置为原电池,则左侧装置为电解池。电池工作时,左侧装置中乙酸盐的阴离子在细菌上失去电子被氧化为CO2气体,电极反应式为CH3COO-+2H2O-8e-2CO2↑+7H+,即左侧装置中细菌所在的电极为阳极,C2+在另一个电极(阴极)上得到电子,被还原产生金属C,为保持细菌所在环境pH稳定,也为平衡电荷,阳极上电极反应产生的H+应通过阳膜进入甲室,使甲室溶液酸性逐渐增强,pH逐渐减小,A项错误;根据得失电子关系可知,右侧装置中细菌所在的电极为负极,电极反应式为CH3COO-+2H2O-8e-2CO2↑+7H+,乙室中的电极为正极,正极材料LiCO2得电子转化为C2+,电极反应式为8LiCO2+8e-+32H+8Li++8C2++16H2O,综上可知装置工作一段时间后,乙室应该补充盐酸,B项错误;乙室中电解质溶液为酸性,不可能大量存在OH-,C项错误;若甲室C2+减少200mg,电子转移的物质的量为n(e-)=×2≈0.0068ml,根据得失电子守恒可知,乙室C2+应增加的质量为0.0068ml×59g·ml-1≈0.4g>300mg,说明此时已进行过溶液转移,D项正确。
14.C 解析 根据左侧缺氧室中N→N2可得N元素化合价降低,则左侧缺氧室电极为正极,左侧缺氧室阴极发生的电极反应为2N+12H++10e-N2↑+6H2O,右侧好氧室阴极为正极,发生的反应为O2+4e-+4H+2H2O,电极附近还发生反应N+2O2N+2H++H2O,中间厌氧室阳极为负极,厌氧室阳极上有机污染物发生失电子的氧化反应生成CO2和H+。该装置为原电池,阳离子移向正极,左侧缺氧室和右侧好氧室均为正极,A项正确;左侧缺氧室中N→N2中N元素化合价降低,得电子发生还原反应,电极反应式为2N+12H++10e-N2↑+6H2O,B项正确;若好氧室消耗标准状况下44.8LO2,其物质的量为=2ml,N+2O2N+H2O+2H+,由于N和电极之间存在着对O2的竞争,故不可能有1mlN完全转化为N,C项错误;厌氧室阳极上葡萄糖发生失电子的氧化反应生成CO2和H+,电极反应式为C6H12O6+6H2O-24e-6CO2↑+24H+,消耗1mlC6H12O6,外电路转移24mle-,D项正确。
15.答案 (1)NO2(g)+CO(g)CO2(g)+NO(g) ΔH=-234 kJ·ml-1
(2)没有 催化剂只改变反应的途径,对反应热没有影响
(3)2Al(s)+3FeO(s)Al2O3(s)+3Fe(s)
ΔH=-859.7 kJ·ml-1
(4)+236
解析 (1)根据图像分析,该反应的热化学方程式为NO2(g)+CO(g)CO2(g)+NO(g) ΔH=134kJ·ml-1-368kJ·ml-1=-234kJ·ml-1。
(2)催化剂只改变反应的途径,对反应热没有影响。
(3)根据盖斯定律分析,有②-①×3得Al和FeO发生反应的热化学方程式:2Al(s)+3FeO(s)Al2O3(s)+3Fe(s) ΔH=-1675.7kJ·ml-1+272.0kJ·ml-1×3=-859.7kJ·ml-1。
(4)根据反应热等于反应物的键能总和与生成物的键能总和之差计算,得该热化学方程式的反应热ΔH=(360×4+436×2-176×2-431×4)kJ·ml-1=+236kJ·ml-1。
16.答案 (1)热能 机械能 (2)O2+4e-+4H+2H2O
(3)O2+4e-+2H2O4OH-
(4)O2 CH4-8e-+4O2-CO2+2H2O
(5)负极 O2+4e-+2CO22C
解析 (1)火力发电的原理是发电时,利用燃料加热水产生蒸汽,利用蒸汽推动汽轮机,然后由汽轮机带动发电机发电,其能量转化关系为化学能→热能→机械能→电能。
(2)根据题意,参与磷酸盐燃料电池正极反应的为空气中的氧气,氧气在正极得电子被还原,其在酸性环境下的电极反应为O2+4e-+4H+2H2O。
(3)甲烷碱性燃料电池的正极反应为O2得电子被还原,其电极反应为O2+4e-+2H2O4OH-。
(4)原电池中,电流由c经外电路流向d,c为正极,d为负极,所以A为氧气,B为甲烷;电解质在高温下能传导O2-,则负极的电极反应为CH4-8e-+4O2-CO2+2H2O。
(5)根据图示,N极通入的是氧气,其化合价只能降低作正极,则M极为负极;电解质为熔融碳酸盐,则正极的电极反应为O2+4e-+2CO22C。
17.答案 (1)SO2+H2OH2SO3、H2SO3H++HS
(2)H2S(g)+2O2(g)S(aq)+2H+(aq) ΔH=-806.39 kJ·ml-1
(3)①从A到B ②SO2-2e-+2H2OS+4H+
(4)①H2O+2SO2+C2HS+CO2
②NaOH、Ca(OH)2
解析 (1)二氧化硫为酸性氧化物,与水反应生成亚硫酸,亚硫酸为弱电解质,部分电离产生氢离子与亚硫酸氢根离子,方程式为SO2+H2OH2SO3、H2SO3H++HS。
(2)由题图可知,第一步反应的热化学方程式为H2S(g)+O2(g)S(s)+H2O(g) ΔH=-221.19kJ·ml-1;第二步反应的热化学方程式为S(s)+O2(g)+H2O(g)2H+(aq)+S(aq) ΔH=-585.20kJ·ml-1;依据盖斯定律,第一步反应与第二步反应的热化学方程式相加得H2S(g)+2O2(g)S(aq)+2H+(aq) ΔH=-806.39kJ·ml-1。
(3)①二氧化硫发生氧化反应,氧气发生还原反应,所以二氧化硫所在电极为负极,氧气所在电极为正极,原电池中阳离子移向正极,所以质子移动方向为从A到B。
②二氧化硫在负极失去电子发生氧化反应,电极反应为SO2-2e-+2H2OS+4H+。
(4)①亚硫酸的酸性大于碳酸,向碳酸钠溶液中通入过量的二氧化硫反应生成亚硫酸氢钠和二氧化碳,离子方程式为H2O+2SO2+C2HS+CO2。
②再生池中,亚硫酸氢钠可以与石灰乳反应生成亚硫酸钙沉淀和氢氧化钠,二氧化硫为酸性氧化物,能够与碱反应,故NaOH和过量的Ca(OH)2可以用于吸收二氧化硫。
18.答案 (1)①N2+O22NO ②-746.5 kJ·ml-1
(2)①V+e-+2H+VO2++H2O 左
②负 V3++VO2++H2OV2++V+2H+
(3)增大
解析 (1)②将已知热化学方程式依次编号Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,根据盖斯定律,由Ⅲ×2-Ⅰ-Ⅱ可得2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)的ΔH=[(-393.5)×2-180.5-(-221.0)]kJ·ml-1=-746.5kJ·ml-1。
(2)①放电时,M电极发生还原反应,电极反应为V+e-+2H+VO2++H2O;H+向正极移动即向左移动;②放电时的负极在充电时应该接电源的负极。
(3)充电激活过程就是电解过程,阴极区VO2+得电子生成V3+,电极反应式为VO2++e-+2H+V3++H2O,H+浓度下降,pH增大。
化学键
Si—O
Si—Cl
H—H
460
360
436
化学键
H—Cl
Si—Si
Si—C
431
176
347