河南省南阳市2024-2025学年高二上学期9月月考化学试题含答案
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化学试题(答案在最后)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案字母涂黑,如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案字母。
回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
考试时间为75分钟,满分100分可能用到的相对原子质量:H —1
Li —7C —12
N —14
O —16Cl —35.5Fe —56Cu—64Zn—65
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.下列说法错误的是(
)
A .需要加热才能发生的反应可能是吸热反应,也可能是放热反应
B .已知4P (红磷,s )4P =(白磷,s )
Δ0H >,则红磷比白磷稳定
C .“冰,水为之,而寒于水”,说明相同质量的水和冰相比较,冰的能量低
D .盐酸与碳酸氢钠的反应属于放热反应
2.在25℃、101kPa 下,碳、氢气、甲烷和葡萄糖的燃烧热依次是393.5kJ/mol 、285.8kJ/mol 、890.3kJ/mol 、2800kJ/mol ,则下列热化学方程式书写正确的是()
A .()()()21
C s O g CO g 2
+=Δ393.5H =-kJ/mol
B .()()()()4222CH g 2O g CO g 2H O l +=+Δ890.3H =-kJ/mol
C .()()()
2222H g O g 2H O l +=Δ571.6H =+kJ/mol
D .
()()()()61262221
C H O s 3O g 3CO g 3H O g 2
+=+Δ1400H =-kJ/mol
3.肼(24N H )在不同条件下分解产物不同,200℃时在Cu 表面分解的机理如图a 。
已知:反应Ⅰ:()()()24233N H g N g 4NH g =+1Δ32.9H =-kJ ⋅mol 1-反应Ⅱ:()()()
2423N H g H g 2NH g +=2Δ41.8H =-kJ ⋅mol 1
-下列说法不正确的是()
A .图a 所示过程①是放热反应
B .反应Ⅱ的能量过程示意图如图b 所示
C .断开3mol ()24N H g 的化学键吸收的能量大于形成1mol ()2N g 和4mol ()3NH g 的化学键释放的能量
D .200℃时,肼分解生成氮气和氢气的热化学方程式为
()()()
2422N H g N g 2H g =+Δ50.7H =+kJ ⋅mol 1
-4.亚硝酰氯(结构式为Cl N O -=)是有机物合成中的重要试剂,可由NO (结构式为N O ≡)与2Cl 在通常条件下反应得到。
已知几种化学键的键能数据如下表所示。
化学键N O
=Cl Cl
-Cl N
-N O
-键能/(kJ·mol
1
-)
630
a
201
607
则反应()()()22NO g Cl g 2ClNO g + 的反应热ΔH (单位为kJ·mol 1
-)是()
A .356
a -B .2892a
-C .452
a -D .356a
-5.化学反应223N 3H 2NH + 的能量变化如图所示,该反应的热化学方程式为(
)
A .
()()()22313
N g H g NH 122
+ ()H a b c ∆=--kJ·mol 1-B .()()()223N g 3H g 2NH 1+ ()2H a b c ∆=+-kJ·mol 1-C .()()()22313
N g H g NH g 22
+
()H a b ∆=+kJ·mol 1-D .()()()
223N g 3H g 2NH g + ()2H b a ∆=-kJ·mol 1
-6.某实验小组同学设计原电池装置如图所示,下列说法错误的是(
)
A .Cu 极为正极,发生还原反应
B .Zn 极质量减小,Cu 极质量增大
C .放电时,盐桥中的K +
向盛有4ZnSO 溶液的烧杯中移动
D .原电池总反应的离子方程式为22Zn Cu
Zn Cu
+
++=+7.化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用,下列说法不正确的是(
)
A .甲:2Zn
+
向Cu 电极方向移动,Cu 电极附近溶液中H +
浓度减小
B .乙:正极的电极反应式为22Ag O 2e H O 2Ag 2OH -++=+
C .丙:电子经石墨棒沿电解质溶液流向锌筒
D .丁:放电一段时间后,电解质溶液的酸性减弱,导电能力下降
8.如图是电解2CuCl 溶液的装置,其中c 、d 均为石墨电极。
下列有关判断正确的是(
)
A .a 为负极,b 为正极
B .a 为阳极,b 为阴极
C .电解过程中,c 电极质量增加
D .电解过程中,氯离子浓度减小
9.某固体电解池工作原理如图所示,下列说法正确的是(
)
A .电极1的电极反应为2222H O 4e 2H 2O ----+
B .电极2是阴极.发生还原反应:2
2O 4e 2O -+=
C .工作时2O
-
从多孔电极2迁移到乡孔电极1
D .理论上电源提供2mol 电子,则能分解1mol 2H O
10.右图是模拟金属电化学腐蚀与防护原理的示意图。
下列叙述错误的是(
)
A .若X 为食盐水,K 未闭合,Fe 棒上
B 点铁锈最多B .若X 为食盐水,K 与M 连接,石墨附近pH 最大
C .若X 为稀盐酸,K 分别与M 、N 连接,Fe 腐蚀情况前者更慢
D .若X 为稀盐酸,K 与M 连接,石墨上电极反应为:22H 2e H +
-
+=↑
11.利用电解法可将含有Fe 、Zn 、Ag 、Pt 等杂质的粗铜提纯,下列叙述错误的是()
A .电解时以粗铜作阳极
B .电解时阳极上金属的放电顺序为Zn 、Fe 、Cu
C .精铜连接电源负极,其电极反应为2Cu 2e Cu
-
+
-=D .电解后,电解槽底部会形成含少量Ag 、Pt 等金属的阳极泥
12.电解法处理含氮氧化物废气,可回收硝酸,具有较高的环境效益和经济效益。
实验室模拟电解法吸收
2NO 的装置如图所示(图中电极均为石墨电极)。
下列说法错误的是(
)
A .a 极为电源的负极
B .右室中电极反应式为223NO e H O NO 2H --+
-+=+C .若阳离子交换膜改为质子交换膜,则H +
的移动方向为右室到左室
D .电解一段时间后,左室溶液的pH 增大,右室溶液的pH 减小13.已知:①某些化学键的键能如表。
化学键N N
-O O
-N N
≡N H
-键能(kJ/mol )
154
500
942
a
②火箭燃料肼()的有关化学反应的能量变化如图所示。
则下列说法错误的是()
A .2N 比2O 稳定
B .表中的194
a =C .()()()()24222N H g O g N g 2H O g +=+Δ534H =-kJ/mol
D .图中的3Δ2218H =+kJ/mol
14.铁铬氧化还原液流电池是一种低成本的储能电池,电池结构如图所示,其工作原理为:
3223Fe Cr Fe Cr ++++
++ 放电
充电。
下列说法一定错误的是()
A .电池充电时,b 极的电极反应式为:32Cr e Cr +
-++=B .电池放电时,b 极的电极反应式为:23Cr
e Cr +
-+
-=C .电池充电时,Cl -
从b 极穿过选择性透过膜移向a 极
D .电池放电时,电路中每通过0.1mol 电子,3Fe +
浓度降低0.1mol ⋅L
1
-二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15.(14分)某化学兴趣小组用50mL 0.50mol ⋅L 1
-盐酸与50mL 0.55mol ⋅L
1
-NaOH 溶液测定中和反应
的反应热,实验装置如图所示。
试回答下列问题:
(1)实验时玻璃搅拌器的使用方法是____________;不能用铜质搅拌器代替玻璃搅拌器的理由是____________。
(2)某同学记录的实验数据如表所示(已知:实验中盐酸和NaOH 溶液的密度均为1g ⋅cm 3
-,中和反应
后溶液的比热容 4.18c =J ⋅g
1
-⋅℃
1
-)。
实验序号
起始温度1t ℃
终止温度2t /℃盐酸
NaOH 溶液混合溶液120.020.223.3220.220.423.43
20.4
20.6
23.8
依据该同学的实验数据计算,生成1mol 2H O 时的反应热为______kJ ⋅mol 1
-。
(3)下列操作会导致实验结果出现偏差的是______(填字母)。
a .用量筒量取盐酸的体积时仰视读数b .把量筒中的NaOH 溶液分多次倒入盐酸中c .将50mL 0.55mol ⋅L
1
-NaOH 溶液取成了50mL 0.55mol ⋅L
1
-KOH 溶液
d .做本实验的当天室温较高
(4)如果将NaOH 溶液换成等量的NaOH 固体,那么实验中测得的中和反应的反应热(ΔH )______(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
(5)如果用60mL 0.50mol ⋅L
1
-盐酸与50mL 0.55mol ⋅L
1
-NaOH 溶液进行实验,与上述实验相比,二
者所放出的热量______(填“相等”或“不相等”,下同),所求的中和反应的反应热(ΔH )______。
16.(14分)将煤转化为水煤气是通过化学方法将煤转化为洁净燃料的方法之一,煤转化为水煤气的主要化学反应为:()
22C H O g CO H ++高温。
()C s ,()2H g 和()CO g 完全燃烧的热化学方程式分别为:①()()()22C s O g CO g +=1Δ393.5H =-kJ ⋅mol 1
-②()()()2221
H g O g H O g 2
+
=2Δ242.0H =-kJ ⋅mol 1
-
③()()()221
CO g O g CO g 2
+
=3Δ283.0H =-kJ ⋅mol 1
-(1)请根据以上数据,写出()C s 与水蒸气反应生成CO 和2H 的热化学方程式:____________。
(2)比较反应热数据可知,1mol ()CO g 和1mol ()2H g 完全燃烧放出的热量之和,比1mol ()C s 完全燃烧放出的热量______(填“多”或“少”)。
甲同学据此认为:“煤炭燃烧时加少量水,可以使煤炭燃烧放出更多的热量。
”乙同学根据盖斯定律作出了下列循环图:
①请写出1ΔH ,2ΔH ,3ΔH ,4ΔH 之间存在的关系式:______。
②乙同学据此认为:“将煤转化为水煤气再燃烧放出的热量,与直接燃烧煤放出的热量相同。
”请分析:甲、乙两同学的观点正确的是______(填“甲”或“乙”)同学,另一同学出现错误观点的原因是____________。
(3)研究2CO 的利用对促进低碳社会的构建具有重要意义。
工业上利用废气中的2CO 合成3CH OH ,主要有以下反应:
反应Ⅰ:()()()()
2232CO g 3H g CH OH g H O g +=+1Δ49.0H =-kJ·mol 1
-反应Ⅱ:()()()()223322CO g 6H g CH OCH g 3H O g +=+2ΔH :
反应Ⅲ:()()()3323CH OCH g H O g 2CH OH g +=3Δ23.4H =+kJ·mol 1
-已知某些化学键的键能数据如下表。
化学键C O
-C O
-O H
-键能/(kJ·mol
1
-)
750
343
465
氢气中的H H -键比甲醇中的C H -键______(填“强”或“弱”)。
用盖斯定律计算反应Ⅱ中的
2ΔH =______kJ·mol 1-.
17.(15分)通常氢氧燃料电池有酸性和碱性两种,试回答下列问题:(1)写出在酸性介质中,酸性电池的电极反应负极:______,正极:______。
工作过程中,电解质溶液中的()
H c +会______(填“变大”“变小”或“不变”)。
(2)写出在碱性介质中,碱性电池的电极反应负极:______,正极:______。
工作过程中,电解质溶液中的()
OH c -会______(填“变大”“变小”或“不变”)。
(3)一种高效耐用的新型可充电电池,该电池的总反应式为:
()()242233Zn 2K FeO 8H O 3Zn OH 2Fe OH 4KOH ++++ 放电
充电
①该电池放电时负极反应式为______。
②放电时每转移3mol 电子,则正极有______mol 24K FeO 被还原。
(4)锰酸锂离子电池在混合动力车等大型蓄电池应用领域占据主导地位。
电池工作原理如图所示,电池反
应式为:144Li MnO Li LiMnO x x -+ 放电充电
,下列说法不正确的是______(填字母)。
A .放电时的正极反应式为144Li ,MnO Li e LiMnO x x +-++=
B .放电过程中,石墨没有得失电子
C .该电池也能在KOH 溶液的环境中正常工作
D .充电时电池上标有“—”标志的电极应与外接电源的负极相连
18.(15分)(1)甲醇燃料电池实现工业上用KCl 溶液制取KOH 溶液,其工作原理如图所示。
①甲醇(3CH OH )燃料电池的负极反应式为____________。
②从c 口出来的气体为______(填化学式),从d 口出来的气体为______(填化学式)。
③钾离子从电解槽______(填“左室向右室”或“右室向左室”)迁移,f 口出来的为______。
④若用该燃料电池处理酸性氨氮废水,产生无污染气体,则4NH +
在阳极上的电极反应式为______。
(2)实验小组同学利用如图实验装置进行铁钉上镀镍。
①镍电极为______(填“阳极”或“阴极”),铁钉表面发生的电极反应式为______。
②溶液中镍离子的浓度______(填“增大”“减小”或“基本不变”)。
(3)下列事实中,属于电化学腐蚀的是______(填序号)。
①金属钠置于空气中表面变暗②银牌在室内长时间摆放则颜色变暗
③生铁比软铁芯(几乎是纯铁)容易生锈④铁制器件附有铜制配件,在接触处易生铁锈⑤黄铜(铜锌合金)制作的铜锣不易产生铜绿
化学参考答案及评分意见
1.D 【解析】吸热反应与放热反应与反应条件无关,如燃烧需要加热(放热反应)、碳酸钙分解需要加热(吸热反应),A 正确;能量越低越稳定,已知4P (红磷,s )4P =(白磷,s )
Δ0H >,该反应为吸热反应,
则白磷所具有的能量高于红磷,因此红磷比白磷稳定,B 正确;相同质量的同种物质,固态的能量比液态的低,所以相同质量的水和冰相比较,水的能量高,C 正确;盐酸与碳酸氢钠反应生成氯化钠、二氧化碳和水,该反应属于吸热反应,D 错误。
2.B 【解析】生成物一氧化碳不是稳定氧化物,A 错误;甲烷的摩尔燃烧焓是1mol 甲烷完全燃烧生成2CO 和液态水时放出的热量,B 正确;氢气燃烧是放热反应,ΔH 应小于0,C 错误;生成物水蒸气不是稳定氧化物,D 错误。
3.C 【解析】过程①是24N H 分解生成2N 和3NH ,已知反应Ⅰ中ΔH 为负值,所以图a 所示过程①为放热反应,A 正确;反应Ⅱ是放热反应,能量过程示意图正确,B 正确;放热反应中,反应物的化学键能之和小于生成物的化学键能之和,C 错误;根据盖斯定律:(Ⅰ)2-⨯(Ⅱ)得()()()
2422N H g N g 2H g =+Δ32.9H =-kJ ⋅mol 1-2-⨯(-41.8kJ ⋅mol 1-)50.7=+kJ ⋅mol 1-,D 正确。
4.A 【解析】根据ΔH =反应物的总键能一生成物的总键能,可知Δ2630H =⨯kJ ⋅mol 1
-a +kJ ⋅mol 1-2-⨯
(201kJ ⋅mol
1
-607+kJ ⋅mol 1-)()356a =-kJ ⋅nnol 1
-5.A 【解析】由图可以看出
12mol ()2N g 和3
2
mol ()2H g 断键吸收的能量共为a kJ ,形成1mol ()3NH g 的放出的能量为b kJ ,所以
()()()22313
N g H g NH g 22
+ ()ΔH a b =-kJ/mol ,而1mol 的()3NH g 转
化为1mol 的()3NH 1放出的热量为c kJ ,根据盖斯定律可知:
()()()22313
N g H g NH l 22
+ ()ΔH a b c =--kJ/mol ,()()()
223N g H g 2NH l + ()Δ2H a b c =--kJ/mol ;故选A 。
6.C 【解析】该装置为双池双液原电池,Zn 极为负极,失电子,发生氧化反应,质量减小,电极反应式为
2Zn 2e Zn -+-=;Cu 极为正极,2Cu +得电子,发生还原反应,质量增大,电极反应式为2Cu 2e Cu +-
+=,
A 、
B 均正确;放电时,盐桥中的K +
进入盛有4CuSO 溶液的烧杯中,向Cu 电极方向移动,C 错误;原电
池总反应的离子方程式为22Zn Cu
Zn Cu +
++=+,D 正确。
7.C 【解析】Zn 比Cu 活泼,作负极,Zn 失电子变2Zn +
,2Zn
+
迁移至铜电极,H +
得电子变为2H ,因而
()
H c +减小,A 正确;2Ag O 作正极,得到来自Zn 失去的电子,被还原成Ag ,KOH 溶液作电解液,电极
反应式为22Ag O 2e H O 2Ag 2OH -
-
++=+,B 正确;电子在外电路中由负极锌筒流向石墨棒,C 错误;
总反应的化学方程式为22442PbO Pb 2H SO 2PbSO 2H O +++ 放电充电
,放电一段时间后,24H SO 不断被
消耗,因而电解质溶液的酸性减弱,导电能力下降,D 正确。
8.D 【解析】根据电流方向可知,a 为正极,b 为负极,A 错误,B 错误;根据电流方向可知,a 为正极,b 为负极,c 为阳极,d 为阴极,电解过程中,d 电极附近铜离子得到电子变为铜单质,并附着在d 电极上,d 电极质量增加,C 错误;电解过程中,c 极附近氯离子失去电子变为氯气,因此Cl -
浓度减小,D 正确。
9.D 【解析】多孔电极1上()2H O g 发生得电子的还原反应转化成()2H g ,则多孔电极1为阴极,其电极反应为2222H O 4e 2H 2O --+=+,A 错误;多孔电极2上2O -
发生失电子的氧化反应转化成()2O g ,则
多孔电极2为阳极,其电极反应为222O
4e O -
--=,B 错误;工作时,阴离子2O -向阳极移动,即2O -从
多孔电极1迁移到多孔电极2,C 错误;电解总反应为()
()()2222H O g 2H g O g +电解
,分解2mol 2H O
共转移4mol 电子,则理论上电源提供2mol 电子则能分解1mol 2H O ,D 正确。
10.C 【解析】若X 为食盐水,K 未闭合,Fe 棒上B 点处水面上铁与空气及水蒸气接触,最易发生腐蚀,铁锈最多,A 正确;若X 为食盐水,K 与M 连接,形成原电池,碳棒为正极,发生吸氧腐蚀,氧气得电子并与水形成OH -
,氢氧根离子浓度增大,pH 最大,B 正确;若X 为稀盐酸,K 分别与M 、N 连接,都形成原电池,接M 时铁为负极,腐蚀加快,而接N 时铁为正极,被保护,Fe 腐蚀情况前者更快,C 错误;若X 为稀盐酸,K 与M 连接,石墨上氢离子得电子产生氢气,电极反应为22H 2e H +-+=↑,D 正确。
11.C 【解析】电解法精炼金属铜时,粗铜作阳极,逐渐溶解,A 正确;越活泼的金属,越易失去电子,阳
极金属的放电顺序为Zn 、Fe 、Cu ,B 正确;精铜连接电源负极,作阴极,电极反应为2Cu
2e Cu +-+=,C
错误;Ag 、Pt 等金属不如铜活泼,沉淀在阳极底部成为阳极泥,D 正确。
12.D 【解析】结合左室产生的气体为氢气,判断左室为阴极室,a 极为电源的负极,A 正确;右室为阳极
室,阳极室通入的是氮氧化物,生成的是硝酸,右室中电极反应式为223NO e H O NO 2H --+-+=+,B 正
确;若阳离子交换膜改为质子交换膜,H +的移动方向为阳极室(右室)到阴极室(左室),C 正确;电解一段时间后,左室溶液的pH 不变,右室溶液的pH 减小,D 错误。
13.B 【解析】N N ≡的键能为942kJ/mol ,O O =的键能为500kJ/mol ,所以2N 比2O 稳定,A 正确;利用3ΔH 建立有关a 的等量关系,即3Δ15445002218H a =++=,391a =,B 错误;从图中可以看出,反应物为()()242N H g O g +,生成物为()()22N g 2H O g +,Δ534H =-kJ/mol ,C 正确;图中的3Δ2752H =kJ/mol 534-kJ/mol 2218=+kJ/mol ,D 正确。
14.D 【解析】充电时是电解池工作原理,阴极(b 极)发生得电子的还原反应,电极反应式为32Cr
e Cr +-++=,A 正确;放电时是原电池的工作原理,负极(b 极)发生失电子的氧化反应,电极反应式为23Cr
e Cr +-+-=,B 正确;电池充电时,Cl -从阴极室穿过选择性透过膜移向阳极室,即从b 极穿过选择性透过膜移向a 极,
C 正确;放电时,电路中每流过0.1mol 电子,就会有0.1mol 3Fe +
得电子,减小浓度与体积有关,因此不能确定3Fe +浓度降低数值,D 错误。
15.(14分)
(1)上下匀速搅动(2分)
金属铜是热的良导体,传热快,热量损失大(2分)(2)-53.504(2分)
(3)ab (2分,答对一个给1分,有错不给分)
(4)偏小(2分)
(5)不相等(2分)相等(2分)【解析】(1)测定中和反应的反应热实验,玻璃搅拌器的使用方法是上下匀速搅动;该实验成败的关键是防止热量损失,金属铜是热的良导体,传热快,热量损失大,所以不能用铜质搅拌器代替玻璃搅拌器。
(2)三次温度差分别为3.2℃、3.1℃、3.3℃,温度的平均值为3.2℃,溶液的总质量为100g ,该实验测得反应放出的热量为100Q =g 4.18⨯J ⋅g 1-⋅℃1- 3.2⨯℃=1337.6=J 1.3376=kJ
则生成1mol 2H O 时的反应热Δ 1.3376H =-kJ 0.025÷mol 53.504=-kJ ⋅mol
1-(3)用量筒量取盐酸的体积时仰视读数,量取盐酸的体积偏大,生成的水偏多,放出的热量偏多,选a ;把量筒中的NaOH 溶液分多次倒入盐酸中,热量损失较多,选b ;将50mL 0.55mol ⋅L 1-NaOH 溶液取成
了50mL 0.55mol ⋅L 1-KOH 溶液,生成水的量不变,放出的热量不变,不选c ;做本实验的当天室温较高,空气温度与放出的热量无关,不影响温度的变化,不选d 。
(4)NaOH 固体溶解放热,如果将NaOH 溶液换成等量的NaOH 固体,那么实验中放热偏多,测得的中和反应的反应热(ΔH )偏小。
(5)如果用60mL 0.50mol ⋅L 1-盐酸与50mL 0.55mol ⋅L 1-NaOH 溶液进行实验,由于试剂的量不同,所放出的热量与上述实验相比则不相等,但中和反应的反应热是换算成生成1mol ()2H O 1时放出的热量,所求的中和反应的反应热(ΔH )与上述反应相比则相等。
16.(14分)
(1)()()()()
22C s H O g CO g H g +=+Δ131.5H =+kJ ⋅mol 1-(2分)(2)多(2分)
①1234ΔΔΔΔH H H H =++(2分)
②乙(2分)甲同学忽略了煤转化为水煤气要吸收热量(2分)
(3)强(2分)
-121.4(2分)【解析】(1)①()()()
22C s O g CO g +=1Δ393.5H =-kJ ⋅mol 1-②()()()2221H g O g H O g 2
+=2Δ242.0H =-kJ ⋅mol 1-③()()()221CO g O g CO g 2+
=3Δ283.0H =-kJ ⋅mol 1-根据盖斯定律,将“反应①-反应②-反应③”得:()()()()
22C s H O g H g CO g +=+ΔH =(-393.5kJ ⋅mol 1-)-(-242.0kJ ⋅mol 1-)-(-283.0kJ ⋅mol 1-)131.5=+kJ ⋅mol 1
-(2)反应热数据32ΔΔH H +小于1ΔH ,对于放热反应,放热越多,焓变越小,则1mol ()CO g 和1mol ()2H g 完全燃烧放出的热量之和比1mol ()C s 完全燃烧放出的热量多;
①根据盖斯定律,焓变只与物质的始态与终态有关,与过程无关,则1234ΔΔΔΔH H H H =++;
②根据盖斯定律,煤炭的燃烧热与其反应路径无关,甲同学未考虑煤炭中加入水时要吸收热量,则乙同学正确;
甲同学出现错误观点的原因是忽略了煤转化为水煤气要吸收热量;
(3)ΔH =反应物的总键能一反应产物的总键能,根据反应Ⅰ,
()1C O H H C H C O O H Δ2333H E E E E E =----=+-++,代入题表数据可得H H C H 63E E ---=kJ ⋅mol 10->,
故氢气中的H H -键比甲醇中的C H -键强。
根据盖斯定律可知,反应Ⅱ=反应Ⅰ2⨯-反应Ⅲ,故213Δ2ΔΔ121.4H H H =-=-kJ ⋅mol
1-17.(15分)
(1)22H 4e 4H -+
-=(1分)22 O 4e 4H 2H O -+++=(2分)变小(1分)(2)222H 4e 4OH 4H O ---+=(2分)
22O 4e 2H O 4OH --++=((2分)变小(1分)(3)①()2Zn 2e 2OH Zn OH ---+=(2分)
②1(2分)
(4)C (2分)
【解析】(1)在酸性氢氧燃料电池中,石墨作电极,负极是氢气失电子生成H +,电极反应为22H 4e 4H -+-=;正极是氧气得电子,结合氢离子生成水,电极反应为22O 4e 4H 2H O -+++=,由于正、负极消耗与生成的氢离子等量,所以氢离子的总量不变,而总电极反应式为2222H O 2H O +=,水的总量增加,则氢离子的浓度减小;
(2)在碱式介质中,氢气在负极失去电子,结合氢氧根离子生成水,电极反应式为222H 4e 4OH 4H O ---+=;氧气在正极得电子生成氢氧根离子,电极反应式为22O 4e 2H O 4OH --++=.由于正、负极生成与消耗的氢氧根离子等量,所以氢氧根离子的总量不变,而总电极反应式为2222H O 2H O +=,水的总量增加,氢氧根离子的浓度减小;
(3)①放电时,负极上锌失电子发生氧化反应,电极反应式为:()2Zn 2e 2OH Zn OH ---+=②放电时,正极上1mol 24K FeO 得3mol 电子发生还原反应生成1mol ()3Fe OH ,所以每转移3mol 电子,正极有1mol 24K FeO 被还原;
(4)根据总反应式可知Li 失去电子,负极反应式为Li e Li x x x -+
-=,由总反应式减去负极反应式可得放电时的正极反应式为144Li MnO Li e LiMnO x x x +--++=,A 正确;放电过程中,根据总反应式144Li MnO Li LiMnO x x -+ 放电
充电可判断石墨没有得失电子,B 正确;Li 能与KOH 溶液中的2H O 反应,导致电池无法正常工作,C 错误;充电过程是放电的逆向过程,外界电源的负极提供的电子使原电池负极获得电子发生还原反应,所以标有“—”标志的电极应与外接电源的负极相连,D 正确。
18.(15分)
(1)①2332CH OH 8OH 6e CO 6H O ---+-=+(2分)
②2Cl (1分)2H (1分)
③左室向右室(2分)高浓度KOH 溶液(1分)
④422NH 6e N 8H +-+
-=↑+(2分)(2)①阳极(1分)
2 Ni 2e Ni +-+=(2分)
②基本不变(1分)
(3)③④⑤(2分)【解析】(1)①甲醇(3CH OH )燃料电池负极反应式为2332CH OH 8OH 6e CO 6H O
---+-=+②电解KCl 溶液,i 为阳极,氯离子失电子生成2Cl ,2Cl 从c 口出来,从d 口出来的气体为2H 。
③电解槽左侧为阳极室,钾离子从电解槽左室向右室迁移,f 口出来的为高浓度KOH 溶液。
④若用该燃料电池处理酸性氨氮废水,产生无污染气体,该气体为氮气,则4NH +
在阳极上的电极反应式为422NH 6e N 8H
+-+-=↑+(2)①镍电极与电源正极相连,作阳极,铁钉作阴极,表面发生的电极反应式为2Ni
2e Ni +-+=②阳极电极反应式为2Ni 2e Ni -+-=,阳极减少的质量等于阴极增加的质量,故溶液中镍离子的浓度基本不变。
(3)①②属于化学腐蚀,③④⑤属于电化学腐蚀。