化学苏教版选修4（浙江专用）正文.docx

专题1化学反应与能量变化第一单元化学反应中的热效应(加试要求)一、化学反应的焓变1.反应热:在化学反应过程中,当反应物和生成物具有相同的温度时,所的热量称为化学反应的反应热。2.焓变:在的条件下,化学反应过程中吸收或释放的热量称为反应的焓变。符号:,单位常采用。3.吸热反应和放热反应(1)吸热反应:在化学反应过程中,吸收热量的反应称为吸热反应,吸热反应的H0(填“”或“”或“Q2B.Q1=Q2 C.Q1-57.3 kJmol-1B.氢氧化钠和盐酸的相对量不同,测得中和热不同C.氢氧化钠和盐酸的相对量不同,放出热量相等D.用氨水替代NaOH溶液,测得中和反应生成1 mol H2O(l)的反应热H-57.3 kJmol-13.某实验小组学生用50 mL 0.50 molL-1盐酸与50 mL 0.55 molL-1 NaOH溶液在如图所示的装置中进行中和反应,通过测定反应过程中放出的热量计算中和热。下列说法正确的是()A.实验过程中没有热量损失B.图中实验装置缺少环形玻璃搅拌棒C.烧杯间填满碎泡沫塑料的作用是固定小烧杯D.酸或碱的物质的量越大,所测中和热的数值越大4.强酸和强碱的稀溶液反应的中和热可表示为:H+(aq)+OH-(aq) H2O(l)H=-57.3 kJmol-1。已知:CH3COOH(aq)+NaOH(aq) CH3COONa(aq)+H2O(l)H=-Q1 kJmol-1H2SO4+2NaOH Na2SO4(aq)+2H2O(l)H=-Q2 kJmol-1HNO3(aq)+KOH(aq) KNO3(aq)+H2O(l)H=-Q3 kJmol-1上述三个热化学方程式中Q1、Q2、Q3的大小关系为()A.Q1=Q2=Q3B.Q2 Q1Q3C.Q2Q3Q1D.Q2=Q3Q1题组五利用盖斯定律书写热化学方程式1.已知:H2O(l) H2O(g)H1=+44 kJmol-12CH3OH(g) CH3OCH3(g)+H2O(g)H2=-24.52 kJmol-1CH3OCH3(g) C2H4(g)+H2O(g)H3=-5.46 kJmol-1且表示H2和CH2 CH2标准燃烧热的热化学方程式分别为:H2(g)+12O2(g) H2O(l)H4=-285.8 kJmol-1CH2 CH2(g)+3O2(g) 2CO2(g)+2H2O(l)H5=-1 411 kJmol-1下列有关说法正确的是()A.1 g氢气完全燃烧能放出285.8 kJ热量B.甲醇的标准燃烧热为:H=-764.49 kJmol-1C.反应CH3OCH3(g) C2H4(g)+H2O(l)H0D.22.4 L等物质的量比混合的H2与C2H4混合气体完全燃烧放出的热量为848.4 kJ2.下列热化学方程式能正确表示物质标准燃烧热的是()A.C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)H=+131 kJ/molB.C(s)+12O2(g) CO(g)H=-393.5 kJ/molC.S(s)+O2(g) SO2(g)H=-297.2 kJ/molD.CH4(g)+2O2(g) CO2(g)+2H2O(g)H=-890.3 kJ/mol3.下列对标准燃烧热的说法正确的是()A.1 mol纯物质完全燃烧时所放出的热量叫做该物质的标准燃烧热B.放热反应的热化学方程式中,H就是该反应物的标准燃烧热C.物质的标准燃烧热不能用仪器由实验测得D.物质燃烧必然伴随发光发热现象且肯定是氧化还原反应4.下列表示标准燃烧热的热化学方程式是()A.4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g)H=-a kJmol-1B.C6H12O6(s)+6O2(g) 6CO2(g)+6H2O(l)H=-b kJmol-1C.2CO(g)+O2(g) 2CO2(g)H=-c kJmol-1D.2CH3CH2OH(l)+O2(g) 2CH3CHO(l)+2H2O(l)H=-d kJmol-15.由生物质能经发酵制得的甲醇蒸气在一定条件下能转化为氢气,相应的热化学方程式为CH3OH(g)+H2O(g) CO2(g)+3H2(g)H=+49.0 kJmol-1CH3OH(g)+1/2O2(g) CO2(g)+2H2(g) H=-192.9 kJmol-1已知H2的标准燃烧热H=-285.8 kJmol-1下列说法不正确的是()A.反应中反应物的总能量小于生成物的总能量B.液态CH3OH的标准燃烧热H=-764.5 kJmol-1C.反应CH3OH(l)+1/2O2(g) CO2(g)+2H2(g)的H大于-192.9 kJmol-1D.反应发生需要加热,而反应发生则不需要加热题组六反应热H大小的比较1.烷烃的标准燃烧热如下表:化合物标准燃烧热(kJmol-1)化合物标准燃烧热(kJmol-1)甲烷891.0正丁烷2 878.0乙烷1 560.8异丁烷2 869.6丙烷2 221.5异戊烷3 531.3下列说法正确的是()A.正戊烷的标准燃烧热大于3 531.3 kJmol-1B.热稳定性:正丁烷异丁烷C.乙烷燃烧的热化学方程式为2C2H6(g)+7O2(g) 4CO2(g)+6H2O(l)H=-1 560.8 kJmol-1D.相同质量的烷烃,碳的质量分数越大,燃烧放出的热量越多2.在同温同压下,下列三个反应放出的热量分别用a、b、c表示,则a、b、c的关系是()2H2(g)+O2(g) 2H2O(g)H=-a2H2(g)+O2(g) 2H2O(l)H=-bH2(g)+12O2(g) H2O(l)H=-cA.ab,b=2c B.a=b=c C.a0,则金刚石比石墨稳定D.由BaSO4(s)+4C(s) 4CO(g)+BaS(s)H1=+571.2 kJmol-1BaSO4(s)+2C(s) 2CO2(g)+BaS(s)H2=+226.2 kJmol-1可得反应C(s)+CO2(g) 2CO(g)H=+172.5 kJmol-15.(2016浙江春晖中学月考,)下列关于热化学反应的描述中正确的是()A.已知中和热为57.3 kJ/mol,则HCl+NaOH NaCl+H2OH=-57.3 kJ/molB.CO(g)的标准燃烧热是283.0 kJ/mol,则2CO2(g) 2CO(g)+O2(g)H=+2283.0 kJ/molC.需要加热才能发生的反应一定是吸热反应D.1 mol甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷的标准燃烧热6.(2016浙江诸暨中学期末,) 常温下,1 mol化学键分解成气态原子所需要的能量用E表示。根据表中信息判断下列说法不正确的是()共价键HHFFHFHClHIE(kJmol-1)436157568432298A.432 kJmol-1E(HBr)298 kJmol-1 B.表中最稳定的共价键是HF键C.H2(g) 2H(g)H=+436 kJmol-1 D.H2(g)+F2(g) 2HF(g)H=-25 kJmol-17.(2016浙江温岭中学期中,)在298 K、100 kPa时,已知:2H2O(g) O2(g)+2H2(g)H1Cl2(g)+H2(g) 2HCl(g)H22Cl2(g)+2H2O(g) 4HCl(g)+O2(g)H3则H3与H1 和H2间的关系正确的是()A.H3=H1+2H2B.H3=H1+H2C.H3=H1-2H2D.H3=H1-H28.(2016浙江上虞中学月考,)下列图象分别表示有关反应的反应过程与能量变化的关系。据此判断下列说法中正确的是()A.石墨转变为金刚石是吸热反应B.S(g)+O2(g) SO2(g)H1,S(s)+O2(g) SO2(g)H2,则H1H2C.白磷比红磷稳定D.CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)H0二、非选择题(共48分)9.(2016浙江慈溪中学月考,)(12分)某化学学习小组设计如图所示实验,探究化学反应中的热效应:把试管放入盛有25 的饱和石灰水的烧杯中,在试管中先放入几小块镁片,再向其中滴加5 mL稀盐酸。试回答下列问题:(1)实验中观察到的现象是。产生上述现象的原因是。(2)写出有关反应的离子方程式:。(3)由实验推知,MgCl2和H2的总能量(填“大于”“小于”或“等于”)Mg和HCl的总能量。(4)如果将本题中“25 的饱和石灰水”换成“20 的碳酸饮料”,则烧杯中观察到的现象是,其原因是。10.(2016浙江绍兴高级中学月考,)(6分)(1)在25 、101 kPa下,1 g甲烷完全燃烧生成CO2和液态H2O,放出55 kJ的热量,写出表示甲烷标准燃烧热的热化学方程式:。(2)2Zn(s)+O2(g) 2ZnO(s)H1=-702 kJ/mol2Hg(l)+O2(g) 2HgO(s)H2=-182 kJ/mol由此可知ZnO(s)+Hg(l) Zn(s)+HgO(s)H3=。(3)20世纪30年代,Eyring和Pelzer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。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:。11.(2016浙江金华一中月考,)(8分).氢气是一种清洁能源。(1)已知2H2(g)+O2(g) 2H2O(g)H=-483.6 kJ/mol2H2(g)+O2(g) 2H2O(l)H=-571.6 kJ/mol表示氢气标准燃烧热的热化学方程式是;燃烧2 g H2生成水蒸气,放出的热量为kJ。(2)人们可以通过多种途径获取氢气,14 g CO与适量水蒸气完全反应生成CO2和H2,放出20.5 kJ热量,此反应的热化学方程式为。.煤是化石燃料。煤燃烧的反应热可通过以下两个途径来利用:a.利用煤在充足的空气中直接燃烧产生的反应热;b.先使煤与水蒸气反应得到氢气和一氧化碳,然后使得到的氢气和一氧化碳在充足的空气中燃烧。这两个过程的热化学方程式分别为:a.C(s)+O2(g) CO2(g)H=E1b.C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)H=E2H2(g)+12O2(g) H2O(g)H=E3CO(g)+12O2(g) CO2(g)H=E4请回答:(1)上述四个热化学方程式中哪个反应的H0?(填序号)。(2)等质量的煤分别通过以上两条不同的途径产生的可利用的总能量关系正确的是。A.a比b多B.a比b少C.a与b在理论上相同.已知:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)H=-92.4 kJ/molH2(g)+Cl2(g) 2HCl(g)H=-184.6 kJ/mol12N2(g)+2H2(g)+12Cl2(g) NH4Cl(s)H=-313.6 kJ/mol计算NH3(g)+HCl(g) NH4Cl(s)的反应焓变:H=。12.(2016浙江温州十校期末,)(10分)(1)化学键的键能是指气态原子间形成1 mol化学键时释放的能量。下表列出了某些化学键的键能:化学键HHO OOH键能(kJmol-1)436x463请回答下列问题:下图表示某反应的能量变化关系图,此反应为(填 “放热”或“吸热”)反应,其中H=kJmol-1(用含C和D的字母表示)。若此能量变化关系图表示反应H2(g)+1/2O2(g) H2O(g)H=-241.8 kJmol-1,则B=kJmol-1,x=。(2)火箭发射常以液态肼(N2H4)为燃料,液态过氧化氢为助燃剂。已知:N2H4(l)+O2(g) N2(g)+2H2O(g)H=-534 kJmol-1H2O2(l) H2O(l)+12O2(g)H=-98 kJmol-1H2O(l) H2O(g)H=+44 kJmol-1试写出液态N2H4和液态H2O2反应生成气态水的热化学方程式:。13.(2016浙江台州书生中学模拟,)(12分)化学反应过程中发生物质变化的同时,常常伴有能量的变化。这种能量的变化常以热量的形式表现出来,叫做反应热。由于反应的情况不同,反应热可分为许多种,如标准燃烧热和中和反应反应热等。(1)下列H表示物质标准燃烧热的是;表示中和反应反应热的是。(填“H1”“H2”“H3”等)A.2H2(g)+O2(g) 2H2O(l)H1B.C(s)+12O2(g) CO(g)H2=-Q1 kJmol-1C.CH4(g)+2O2(g) CO2(g)+2H2O(g)H3D.C(s)+O2(g) CO2(g)H4=-Q2 kJmol-1E.NaOH(aq)+HCl(aq) NaCl(aq)+H2O(l)H5(2)2.00 g C2H2气体完全燃烧生成液态水和CO2气体,放出99.6 kJ的热量,写出该反应的热化学方程式:。(3)根据题(1)中B、D判断1 mol CO(g)完全燃烧的H=。(4)反应E的H5可以用下图所示的装置进行测定。实验中直接测定的数据是;从实验装置上看,图中尚缺少的一种玻璃用品是;大烧杯上如不盖硬纸板,则测得的放出的热量(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。第二单元化学能与电能的转化(加试要求)一、原电池的工作原理1.原电池:把能转化为能的装置。2.工作原理(以锌铜原电池为例)电极名称负极正极电极材料Cu电极反应Zn-2e- Zn2+反应类型反应还原反应电子流向由沿导线流向盐桥中离子移向盐桥中装有含饱和KCl溶液的琼脂,K+移向正极,Cl-移向负极3.原电池构成条件(1)一般是两个的电极;(2)将电极插入电解质溶液中;(3)用导线连接电极构成闭合电路;(4)有能自发进行的反应。二、化学电源1.一次电池碱性锌锰干电池负极材料:;电极反应:。正极材料:;电极反应:。总反应:Zn+2MnO2+2H2O 2MnOOH+Zn(OH)22.二次电池(可充电电池)铅蓄电池是常见的二次电池,负极材料是,正极材料是。(1)放电时的反应:a.负极反应:;b.正极反应:;c.电池总反应:Pb+PbO2+2H2SO4 2PbSO4+2H2O。 (2)充电时的反应a.阴极反应:;b.阳极反应:;c.电池总反应:2PbSO4+2H2O Pb+PbO2+2H2SO4。3.燃料电池氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池,可分为酸性和碱性两种。酸性碱性负极反应式2H2+4OH-4e- 4H2O正极反应式O2+4H+4e- 2H2O电池总反应式2H2+O2 2H2O三、电解池的工作原理及应用1.电解:在直流电的作用下,在两电极上分别发生反应和反应的过程。2.电解池(也叫电解槽):将能转变为能的装置。在电解池中,与电源极相连的电极是阴极,在阴极上发生还原反应;与电源正极相连的电极是阳极,在阳极上发生反应。3.电解池的工作原理以电解CuCl2溶液为例阴极阳极电极反应2Cl-2e- Cl2反应类型还原反应电子流向电子从电源极沿导线流入电解池的极,经过阴、阳离子定向移动形成的内电路,再从电解池的极流出,并沿导线流回电源的极4.氯碱工业用电解饱和NaCl溶液的方法来制取、H2和,并以它们为原料生产一系列化工产品的工业,称为氯碱工业。5.电镀:电镀时,用作阳极,作阴极,用含的溶液作电解质溶液。理论上讲,电镀时,电解质溶液的成分及浓度是不变的。6.铜的精炼(粗铜中通常含有Zn、Fe、Ni、Ag、Au等杂质)电极名称电极材料电极反应电解质溶液阳极粗铜Zn-2e- Zn2+,Fe-2e- Fe2+,Ni-2e- Ni2+,CuSO4溶液阴极纯铜说明:粗铜中比较活泼的金属杂质形成阳离子进入溶液,金属活动性弱于铜的金属(如Ag和Au)沉淀在电解槽底部,形成7.电解冶金金属冶炼:Mn+ne- M。(1)电解熔融的氯化钠冶炼金属钠:阳极反应:;阴极反应:2Na+2e- 2Na;总反应:。(2)电解熔融的氯化镁冶炼金属镁:阳极反应:2Cl-2e- Cl2;阴极反应:Mg2+2e- Mg;总反应:MgCl2(熔融) Mg+Cl2。(3)电解熔融的氧化铝冶炼金属铝:阳极反应:;阴极反应:;总反应:。一、原电池正、负极的判断及电极反应式的书写1.(2015浙江10月学考,16,2分,)如图所示进行实验,下列说法不正确的是()A.装置甲的锌片上和装置乙的铜片上均可观察到有气泡产生B.甲、乙装置中的能量变化均为化学能转化为电能C.若装置乙中的锌、铜之间用导线连接电流计,可观察到电流计指针发生偏转D.装置乙中负极的电极反应式:Zn-2e- Zn2+思路点拨金属与酸直接反应是在金属表面产生气泡,而构成原电池后,则是在正极,即金属活泼性相对较差的电极表面产生气泡。2.(2015浙江1月学考,12,2分,)下图是铜锌原电池示意图。当该原电池工作时,下列描述不正确的是() A.溶液逐渐变蓝 B.锌片逐渐溶解C.铜片上有气泡产生 D.电流计指针发生偏转思路点拨原电池工作时,负极金属溶解,生成相应的金属离子,正极上有还原产物生成,如H2、不活泼的金属单质等。3.(2015课标,11,6分,)微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置,其工作原理如图所示。下列有关微生物电池的说法错误的是()A.正极反应中有CO2生成 B.微生物促进了反应中电子的转移C.质子通过交换膜从负极区移向正极区 D.电池总反应为C6H12O6+6O2 6CO2+6H2O思路点拨葡萄糖被氧化的过程中,葡萄糖为还原剂,则在原电池反应中,葡萄糖为负极反应物,氧气为正极反应物。4.(2015上海单科,14,3分,)研究电化学腐蚀及防护的装置如图所示。下列有关说法错误的是()A.d为石墨,铁片腐蚀加快B.d为石墨,石墨上电极反应为:O2+2H2O+4e 4OH-C.d为锌块,铁片不易被腐蚀D.d为锌块,铁片上电极反应为:2H+2e H2思路点拨原电池的负极反应是金属被腐蚀的反应。5.(2015江苏单科,10,2分,)一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图。下列有关该电池的说法正确的是()A.反应 CH4+H2O 3H2+CO,每消耗1 mol CH4转移 12 mol 电子B.电极A上H2参与的电极反应为:H2+2OH-2e- 2H2OC.电池工作时,CO32-向电极B移动D.电极B上发生的电极反应为:O2+2CO2+4e- 2CO32-思路点拨解题时注意电解质的特殊性。6.(2014浙江理综,11,6分,)镍氢电池(NiMH)目前已经成为混合动力汽车的一种主要电池类型。NiMH中的M表示储氢金属或合金。该电池在充电过程中的总反应方程式是:Ni(OH)2+M NiOOH+MH。已知:6NiOOH+NH3+H2O+OH- 6Ni(OH)2+NO2-下列说法正确的是()A.NiMH电池放电过程中,正极的电极反应式为:NiOOH+H2O+e- Ni(OH)2+OH-B.充电过程中OH-离子从阳极向阴极迁移C.充电过程中阴极的电极反应式:H2O+M+e- MH+OH-,H2O中的H被M还原D.NiMH电池中可以用KOH溶液、氨水等作为电解质溶液思路点拨充电反应中的氧化剂所对应的还原产物是负极的活性物质,而还原剂所对应的氧化产物则是正极的活性物质。7.(2015课标,26节选,)酸性锌锰干电池是一种一次性电池,外壳为金属锌,中间是碳棒,其周围是由碳粉、MnO2、ZnCl2和NH4Cl等组成的糊状填充物。该电池放电过程产生MnOOH。回收处理该废电池可得到多种化工原料。有关数据如下表所示:回答下列问题:(1)该电池的正极反应式为,电池反应的离子方程式为。(2)维持电流强度为0.5 A,电池工作5分钟,理论上消耗锌g。(已知F=96 500 Cmol-1)思路点拨干电池中锌为负极,碳棒为正极,而正极的活性物质为MnO2,MnO2放电后的还原产物为MnOOH。二、电解规律及有关电解反应式的书写8.(2015浙江理综,11,6分,)在固态金属氧化物电解池中,高温共电解H2O-CO2混合气体制备H2和CO是一种新的能源利用方式,基本原理如图所示。下列说法不正确的是()A.X是电源的负极B.阴极的电极反应式是:H2O+2e- H2+O2- CO2+2e- CO+O2-C.总反应可表示为:H2O+CO2 H2+CO+O2D.阴、阳两极生成的气体的物质的量之比是11思路点拨从反应前后元素的化合价变化来判断电极,阳极是发生氧化反应的电极,所以反应后元素化合价升高。9.(2013浙江理综,11,6分,)电解装置如下图所示,电解槽内装有KI及淀粉溶液,中间用阴离子交换膜隔开。在一定的电压下通电,发现左侧溶液变蓝色,一段时间后,蓝色逐渐变浅。已知:3I2+6OH- IO3-+5I-+3H2O下列说法不正确的是()A.右侧发生的电极反应式:2H2O+2e- H2+2OH-B.电解结束时,右侧溶液中含有IO3-C.电解槽内发生反应的总化学方程式:KI+3H2O KIO3+3H2D.如果用阳离子交换膜代替阴离子交换膜,电解槽内发生的总化学反应不变思路点拨根据电解池中的颜色变化判断两极上的反应。10.(2012浙江理综,10,6分,)以铬酸钾为原料,电化学法制备重铬酸钾的实验装置示意图如下:下列说法不正确的是()A.在阴极室,发生的电极反应为:2H2O+2e- 2OH-+H2B.在阳极室,通电后溶液逐渐由黄色变为橙色,是因为阳极区H+浓度增大,使平衡2CrO42-+2H+ Cr2O72-+H2O向右移动C.该制备过程总反应的化学方程式为:4K2CrO4+4H2O 2K2Cr2O7+4KOH+2H2+O2D.测定阳极液中K和Cr的含量,若K与Cr的物质的量之比(nK/nCr)为d,则此时铬酸钾的转化率为1-d2思路点拨铬酸钾转化为重铬酸钾的过程中Cr元素的化合价没有发生变化,但溶液的酸碱度发生了变化。11.(2015浙江10月学考,33,6分,)如图是以石墨为电极电解CuCl2溶液的装置示意图。(1)此装置的作用是。A.将化学能转化为电能B.将电能转化为化学能(2)电解过程中,a极的电极反应式为。(3)电解数分钟后,用试纸检验b极产物,观察到试纸变蓝。思路点拨电解池的能量转化方式是电能转化为化学能。12.(2013浙江学考,34,6分,)如图是以石墨为电极电解CuCl2溶液的装置示意图。(1)电解过程中,a电极为极,该电极上发生的电极反应式应为。(2)电解一段时间后,b电极上可观察到的现象是。(3)电解过程中能量转