精选备战高考化学易错题专题复习化学反应与能量变化含答案

精选备战高考化学易错题专题复习化学反应与能量变化含答案
一、化学反应与能量变化练习题（含详细答案解析）
1．短周期元素X、Y、Z、W在周期表中的位置关系如图所示，已知在同周期元素的常见简单离子中，W的简单离子半径最小，X、Y、Z、W的单质及其化合物在日常生活中用途极其广泛。

(1)X元素在元素周期表中的位置________。

(2)X、Y、Z元素的简单气态氢化物中，稳定性最差的是________（用分子式表示）。

(3)Y、Z、W三种元素对应的离子中，半径由大到小的顺序____________（用离子符号表示）。

(4)某汽车尾气分析仪以燃料电池为工作原理测定XZ的浓度，其装置如图所示，该电池中电解质为氧化钇－氧化钠，其中Z2-可以在固体介质NASICON中自由移动。

则负极的反应式_______________。

关于该电池的下列说法，正确的是_________。

A．工作时电极b作正极，Z2- 通过固体介质NASICON由电极b流向电极a
B．工作时电流由电极a通过传感器流向电极b
C．传感器中通过的电流越大，尾气中XZ的含量越高
(5)X2Z42-能被酸性KMnO4氧化，请填写相应的离子，并给予配平：
_____ ______+______MnO4- + ________H+ = ______CO2 + _______Mn2++______H2O
【答案】第二周期第ⅣA 族 CH4 r(N3-)>r(O2-)>r(Al3+) CO+O2--2e-=CO2 AC 5 C2O42- 2 16 10 2 8
【解析】
【分析】
根据短周期元素X、Y、Z、W在周期表中的位置关系，则X、Y、Z是第二周期的元素，W 是第三周期的元素；同周期元素的常见简单离子中，W的简单离子半径最小，W是Al元素；根据相对位置，X、Y、Z分别是C、N、O。

【详解】
(1)X是C元素，在元素周期表中的位置是第二周期第ⅣA 族；
(2)同周期元素从左到右非金属性增强，非金属性越强，气态氢化物越稳定，C、N、O元素的简单气态氢化物中，稳定性最差的是CH4；
(3)N、O、Al三种元素对应的离子，电子层数相同，质子数越多，半径越小，半径由大到小的顺序r(N3-)>r(O2-)>r(Al3+)；
(4)原电池负极发生氧化反应、正极发生还原反应，负极是一氧化碳失电子生成二氧化碳，负极反应式CO+O2--2e-=CO2；
A ．b 通入氧气，氧气发生还原反应，工作时电极b 作正极，O 2- 通过固体介质NASICON 由电极b 流向电极a ，故A 正确；
B ．电流由正极流向负极，b 是正极，工作时电流由电极b 通过传感器流向电极a ，故B 错误；
C ．CO 的含量越高，失电子越多，传感器中通过的电流越大，故C 正确；
(5)C 2O 42-被酸性KMnO 4氧化为CO 2，根据得失电子守恒、电荷守恒、元素守恒，相应的离子方程式是5C 2O 42-+2MnO 4- +16H + =10CO 2 +2Mn 2++8H 2O 。

2．根据如图所示电化学实验装置图，回答有关问题。

(1)若只闭合S 1，该装置属于_______，能量转化形式为_______，锌极作_______极。

(2)若只闭合S 2，该装置属于_______，能量转化形式为_______，锌极上的电极反应式为_______。

(3)若只闭合S 3，该装置属于_______，铜极作_______极，锌极上的电极反应式为_______，总反应的化学方程式为_______。

【答案】原电池 化学能转化为电能 负 电解池 电能转化为化学能 -2+Zn-2e =Zn 电解池 阳 2+-2H +2e =H 24
42通电Cu+H SO CuSO +H ↑
【解析】
【分析】
原电池是将化学能转化为电能，较活泼金属作负极，发生氧化反应，正极发生还原反应；电解池是将电能转化为化学能，需要外接电源，与电源正极相连的为阳极，阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应，据此解答。

【详解】
(1)若只闭合S 1，没有外接电源，则Zn 、Cu 、稀硫酸构成原电池，该装置将化学能转化为电能，较活泼的锌作负极。

答案为：原电池；化学能转化为电能；负。

(2)若只闭合S 2，装置中有外接电源，该装置为电解池，将电能转为化学能，与电源正极相连的锌极作阳极，发生氧化反应，电极反应为Zn-2e -=Zn 2+。

答案为：电解池；电能转化为化学能；Zn-2e -=Zn 2+。

(3)若只闭合S 3，该装置为电解池，与电源正极相连的铜极作阳极，电极反应式为：Cu-2e -
=Cu2+；锌为阴极，电极反应式为：2H++2e-=H2↑,总反应式为：Cu+H2SO4
通电CuSO4+H2↑。

答案为：电解池；阳；2H++2e-=H2↑；Cu+H2SO4通电
CuSO4+H2↑。

【点睛】
有外接电源的是电解池，没有外接电源的是原电池，原电池里负极发生氧化反应，电解池里阳极发生氧化反应。

3．理论上讲，任何自发的氧化还原反应都可以设计成原电池。

某同学利用“Cu＋2Ag+＝
2Ag+Cu2+”反应设制一个化学电池，如图所示，已知该电池在外电路中，电流从a极流向b 极。

请回答下列问题：
（1）b极是电池的_____________极，材料是_____________，写出该电极的反应式
_____________。

（2）a可以为_____________A、铜B、银C、铁D、石墨
（3）c溶液是_____________A、CuSO4溶液B、AgNO3溶液C、酒精溶液
（4）若该反应过程中有0.2mol电子发生转移，则生成Ag为_____________克。

【答案】负 Cu Cu–2e-=Cu2+ BD B 21.6
【解析】
【分析】
有题干信息可知，原电池中，电流从a极流向b极，则a为正极，得到电子，发生还原反应，b为负极，失去电子，发生氧化反应，据此分析解答问题。

【详解】
(1)根据上述分析知，b是电池的负极，失去电子，反应Cu＋2Ag+＝2Ag+Cu2+中Cu失去电子，故Cu作负极，发生的电极反应为Cu–2e-=Cu2+，故答案为：负；Cu；Cu–2e-=Cu2+；(2)a是电池的正极，电极材料可以是比铜更稳定的Ag，也可以是惰性的石墨，故答案为：BD；
(3)电解质溶液c是含有Ag+的溶液，故答案为：B；
(4)根据得失电子守恒可得，反应过程中转移1mol电子，生成2molAg，质量为
108×2=21.6g，故答案为：21.6。

4．在化学反应中，只有极少数能量比平均能量高得多的反应物分子发生碰撞时才可能发生化学反应，这些分子被称为活化分子。

使普通分子变成活化分子所需提供的最低限度的能
量叫活化能，其单位通常用kJ•mol－1表示。

请认真观察图1，然后回答问题。

（1）图中所示反应是________ （填“吸热”或“放热”）反应。

（2）已知拆开1mol H﹣H键、1mol I﹣I、1mol H﹣I键分别需要吸收的能量为436kJ、
151kJ、299kJ。

则由1mol氢气和1mol 碘反应生成HI会________ （填“放出”或“吸收”）
________ kJ的热量。

在化学反应过程中，是将________ 转化为________ 。

（3）某实验小组同学进行如图2的实验，以探究化学反应中的能量变化。

实验表明：①中的温度降低，由此判断氢氧化钡晶体与氯化铵晶体反应是________ （填“吸热”或“放热”）反应；实验②中，该小组同学在烧杯中加入5mL 1.0mol/L盐酸，再放入用砂纸打磨过的铝条，该反应是________ （填“吸热”或“放热”）反应。

【答案】放热放出 11 化学能热能吸热放热
【解析】
【分析】
【详解】
(1)依据图象分析反应物的能量大于生成物的能量，反应放热；
(2)在反应H2+I2⇌2HI中，断裂1molH-H键，1molI-I键共吸收的能量为：
1×436kJ+151kJ=587kJ，生成2molHI，共形成2molH-I键，放出的能量为：2×299kJ=598kJ，吸收的能量少，放出的能量多，所以该反应为放热反应，放出的热量为：598kJ-
587kJ=11kJ，在化学反应过程中，将化学能转化为热能；
(3)①中的温度降低说明该反应是吸热反应；活泼金属置换酸中氢的反应为放热反应。

5．高铁电池是一种新型可充电电池该电池能较长时间保持稳定的放电电压。

高铁电池的总反应为3Zn+2K2FeO4+8H2O3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH。

（1）高铁电池的负极材料是___。

（2）放电时，正极发生__（填“氧化”或“还原”）反应；负极的电极反应式为__。

（3）放电时，__（填“正”或“负”）极附近溶液的碱性增强。

【答案】Zn 还原 Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2正
【解析】
【分析】
放电时该装置相当于原电池，根据原电池有关原理进行解答。

【详解】
（1）电池的负极上发生氧化反应，正极上发生还原反应。

由高铁电池放电时的总反应方程式可知，负极材料应为Zn。

答案为：Zn。

（2）原电池放电时，正极得到电子发生还原反应，负极材料为锌，失电子发生氧化反应，由总反应可知溶液为碱性，所以负极反应式为：Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2。

答案为：还原；Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2。

（3）放电时K2FeO4中的Fe的化合价由+6价变为+3价，发生还原反应，电极反应式为：FeO42-+4H2O+3e-=Fe(OH)3+5OH-，正极上生成氢氧根离子导致溶液中氢氧根离子浓度增大，溶液的碱性增强。

答案为：正。

6．硫化氢（H2S）是一种有毒的可燃性气体，用H2S、空气和KOH溶液可以组成燃料电池，其电池总反应为2H2S+3O2+4KOH=2K2SO3+4H2O。

（1）该电池工作时正极应通入___。

（2）该电池负极的电极反应式为___。

（3）该电池工作一段时间后负极区溶液的pH__（填“升高”“不变”或“降低”）。

【答案】O2 H2S+8OH--6e-=SO32-+5H2O 降低
【解析】
【分析】
【详解】
（1）由电池总反应可知，反应中硫元素的化合价升高，发生氧化反应，氧气中氧的化合价降低，发生还原反应，则通入硫化氢的电极为负极，通入氧气的电极为正极。

答案为：O2。

（2）碱性溶液中正极的电极反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH-，总反应减去正极反应得到负极反应式为：H2S+8OH--6e-=SO32-+5H2O。

答案为：H2S+8OH--6e-=SO32-+5H2O。

（3）由负极反应式可知，负极反应消耗OH-，同时生成水，则负极区溶液中c(OH-)减小，pH降低。

答案为：降低。

【点睛】
电池反应中有氧气参加，氧气在反应中得到电子发生还原反应，根据原电池原理，负极发生氧化，正极发生还原，所以通入氧气的电极为电池的正极，酸性条件下的反应：
O2+4H++4e-=2H2O，碱性条件下的反应：O2+2H2O+4e-=4OH-。

7．如图所示：
(1)若开始时开关K与a连接，则铁发生电化学腐蚀中的________腐蚀(填“吸氧”或“析氢”)，正极发生的电极反应式为_______________。

(2)若开始时开关K与b连接，两极均有气体产生，则N端是电源的________极(填“正”或“负”)，电解池总反应的离子方程式为_________。

【答案】吸氧O2+4e-+2H2O==4OH-负2Cl-+2H2O2OH-+Cl2↑+H2↑
【解析】
【分析】
从图中可以看出，当K与a相连时，形成原电池，Fe作负极，石墨作正极，发生吸氧腐蚀；当K与b相连时，形成电解池，若Fe电极作阳极，则发生Fe-2e-==Fe2+的反应，没有气体产生，不合题意，故Fe电极应作阴极。

【详解】
(1)若开始时开关K与a连接，则形成原电池，铁发生电化学腐蚀中的吸氧腐蚀，铁作负极，则石墨作正极，发生的电极反应式为O2+4e-+2H2O==4OH-。

答案为：吸氧；O2+4e-
+2H2O==4OH-；
(2)若开始时开关K与b连接，两极均有气体产生，由以上分析知，Fe作阴极，与电源的负极相连，则N端是电源的负极，发生H2O得电子生成H2和OH-的电极反应，阳极Cl-失电子生成Cl2，则电解池总反应的离子方程式为2Cl-+2H2O2OH-+Cl2↑+H2↑。

答案为：负；2Cl-+2H2O2OH-+Cl2↑+H2↑。

【点睛】
分析电池反应时，电极的判断是解题的切入点。

若无外接直流电源，则装置为原电池；若有外接直流电源，则装置为电解池。

在电解池中，与电源负极相连的电极为电解池的阴极，与电源正极相连的电极为电解池的阳极。

8．（1）用惰性电极电解下列溶液，写出电极反应式和总反应式以及溶液复原需加入的物质
①NaCl溶液
阴极：_________；阳极：_________；总反应式：_______________；溶液复原需加入的物质____________。

②CuSO4溶液
阴极：_________；阳极：______；总反应式：____________________________；溶液复原需加入的物质____________。

（2）写出下列原电池电极反应式和总反应式
①氢氧燃料电池（电解质是KOH溶液）
负极反应：______________________；
正极反应：__________________；
总反应：_____________。

②甲烷燃料电池。

碱性介质(如KOH)
负极：____________；
正极：______________；
总反应式：_________。

【答案】2H＋＋2e－=H2↑ 2Cl－－2e－=Cl2↑ 2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑通HCl气体 2Cu2＋＋4e－=2Cu 4OH－－4e－=2H2O＋O2↑ 2CuSO4＋2H2O2Cu＋2H2SO4＋O2↑加CuO或CuCO3固体 2H2－4e－＋4OH－=4H2O O2＋2H2O＋4e－=4OH－ 2H2＋
O2=2H2O CH4－8e－＋10OH－=CO32-＋7H2O 2O2＋8e－＋4H2O=8OH－ CH4＋2O2＋2OH－
=CO32-＋3H2O
【解析】
【详解】
（1）①用惰性电极电解NaCl溶液时，阳极上氯离子放电生成氯气，阴极上氢离子放电生成氢气，所以阴极、阳极、电池反应式分别为2H＋＋2e－=H2↑、2Cl－－2e－=Cl2↑、2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，溶液复原需加入的物质是通HCl气体；
②用惰性电极电解CuSO4溶液时，阳极上氢氧根离子放电生成氧气，阴极上铜离子放电生成铜单质，所以阴极、阳极、电池反应式分别为2Cu2＋＋4e－=2Cu、4OH－－4e－=2H2O＋
O2↑、2CuSO4＋2H2O2Cu＋2H2SO4＋O2↑，溶液复原需加入的物质是加CuO或CuCO3固体；
（2）①氢氧燃料电池（电解质是KOH溶液）工作时，氢气失电子是还原剂，发生氧化反应；氧气得电子是氧化剂，发生还原反应。

负极上氢气失电子在碱性条件下生成水，发生的电极反应为： 2H2－4e－＋4OH－=4H2O；
正极是O2得到电子生成水，发生的电极反应式为：O2＋2H2O＋4e－=4OH－；
电极的总反应式为2H2＋O2=2H2O；
②甲烷燃料电池。

碱性介质(如KOH)工作时，负极上甲烷失电子在碱性条件下生成碳酸盐和水，反应的电极方程式为：CH4－8e－＋10OH－=CO32-＋7H2O；
正极上氧气得电子产生氢氧根离子，反应的电极方程式为：2O2＋8e－＋4H2O=8OH－；
电极总反应式为：CH4＋2O2＋2OH－=CO32-＋3H2O。

9．酸性锌锰干电池是一种一次电池，外壳为金属锌，中间是碳棒，其周围是有碳粉，二氧化锰，氯化锌和氯化铵等组成的填充物，该电池在放电过程产生MnOOH，回收处理该废电池可以得到多种化工原料，有关数据下图所示：
溶解度/(g/100 g水)
化合物Zn(OH)2Fe(OH)2Fe(OH)3
K sp近似值10-1710-1710-39
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____________
(2)维持电流强度为0.5A，电池工作五分钟，理论消耗Zn______g。

（已知F=96500 C/mol）【答案】MnO2+e-+H＋=MnOOH Zn+2MnO2+2H＋=Zn2++2MnOOH 0.05
【解析】
【分析】
(1)该电池中，负极锌被氧化生成Zn2+，正极发生还原反应，MnO2被还原生成MnOOH；
(2)电流强度为0.5A，电池工作五分钟，则变化的电量Q=0.5A×300 s=150 C，转移电子的物
质的量n(e-)=Q
F
，以此计算消耗锌的物质的量、质量。

【详解】
(1)酸性锌锰干电池是一种一次电池，外壳为金属锌，锌是负极，电极反应式为Zn-2e-
=Zn2+。

中间是碳棒，碳棒为正极，二氧化锰得到电子生成MnOOH，正极电极反应式为MnO2+e-+H+=MnOOH，故总反应式为Zn+2MnO2+2H+=Zn2++2MnOOH；
(2)维持电流强度为0.5A，电池工作五分钟，则通过的电量是Q=0.5A×300 s=150 C，因此通
过电子的物质的量是n(e-)=Q150?
F96500?/
C
C mol
=1.554×10-3mol，锌在反应中失去2个电
子，则理论消耗Zn的质量m(Zn)=1
2
n(e-)×65 g/mol=
1
2
×1.554×10-3mol×65 g/mol=0.05 g。

【点睛】
本题考查原电池的工作原理以及电子转移的金属质量转化关系的计算，试题有利于知识的巩固和培养学生良好的科学素养。

10．常见锌锰干电池因含有汞、酸或碱等，废弃后进入环境将造成严重危害。

某化学兴趣小组拟采用如下处理方法回收废电池中的各种资源
（1）填充物用60℃温水溶解，目的是__________。

（2）操作A的名称为____________。

（3）铜帽溶解时加入H2O2的目的是_______________________（用化学方程式表示）。

铜帽溶解完全后，可采用_____________方法除去溶液中过量的H2O2。

（4）碱性锌锰干电池的电解质为KOH，总反应为Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2，其负极的电极反应式为___________。

（5）滤渣的主要成分为含锰混合物，向含锰混合物中加入一定量的稀硫酸、稀草酸，并不断搅拌至无气泡为止。

主要反应为
2MnO(OH)+MnO2+2H2C2O4+3H2SO4=2MnSO4+4CO2↑+6H2O。

①当1 mol MnO2参加反应时，共有_____mol电子发生转移。

②MnO(OH)与浓盐酸在加热条件下也可发生反应，试写出该反应的化学方程式：
_____________。

【答案】加快溶解速率过滤 Cu＋H2O2＋H2SO4=CuSO4＋2H2O 加热 Zn＋2OH－－2e－
=Zn(OH)2 4 2MnO(OH)＋6HCl(浓)2MnCl2＋Cl2↑＋4H2O
【解析】
【详解】
（1）由于物质的溶解速率随温度的升高而增大。

所以填充物用60 ℃温水溶解，目的是加快溶解速率；
（2）分离难溶性固体与液体混合物的操作名称为过滤；
（3）H2O2具有强氧化性，Cu与稀硫酸不反应，但在酸性条件下，加入H2O2的Cu就会被溶解变为Cu2＋，反应的化学方程式是Cu＋H2O2＋H2SO4=CuSO4＋2H2O；H2O2不稳定，受热容易分解产生氧气和水，所以铜帽溶解完全后，可采用加热方法除去溶液中过量的H2O2。

（4）碱性锌锰干电池的电解质为KOH，总反应为Zn＋2MnO2＋2H2O=" 2MnOOH" ＋
Zn(OH)2，负极Zn发生氧化反应，电极反应式为Zn＋2OH－－2e－=Zn(OH)2。

（5）①根据方程式2MnO(OH)＋MnO2＋2H2C2O4 ＋3H2SO4=2MnSO4＋4CO2↑＋6H2O转移
4e－，可知：当1 mol MnO2参加反应时，共有4 mol的电子发生转移；
②MnO(OH)与浓盐酸在加热条件下也可发生反应，则该反应的化学方程式是：
2MnO(OH)＋6HCl(浓)2MnCl2＋Cl2↑＋4H2O。

11．1g葡萄糖（C6H12O6）完全氧化放出16.7kJ的热量，则1mol葡萄糖完全氧化能放出
_________的热量。

【答案】3006 kJ
【解析】
【分析】
1g 葡萄糖完全氧化，放出约16.7 kJ 的能量，1mol 葡萄糖的质量为180g ，据此分析计算。

【详解】
1g 葡萄糖完全氧化，放出约16.7 kJ 的能量，所以1mol 葡萄糖完全氧化，放出的能量是16.7 kJ×180=3006kJ ，故答案为：3006 kJ 。

12．回答下列问题：
（1）已知两种同素异形体A 、B 的热化学方程式为：A （s ）+O 2（g ）═CO 2（g ）△H=﹣393.51 kJ·mol －1；B （s ）+O 2（g ）═CO 2（g ）△H=﹣395.41 kJ·mol －1则两种同素异形体中较稳定的是（填“A”或“B”）______。

（2）已知化学反应N 2＋3H 2垐垐垎噲垐垐催化剂
高温高压2NH 3的能量变化如图所示。

①1 mol N 和3 mol H 生成1 mol NH 3(g)是_______能量的过程(填“吸收”或“释放”)。

由12mol N 2(g)和32
mol H 2(g)生成1 mol NH 3(g)过程________(填“吸收”或“释放”)___________ kJ 能量。

（用图中字母表示，②同） ②12mol N 2(g)和32
mol H 2(g)反应生成1 mol NH 3(l)的△H = _______________。

（3）工业上用H 2和Cl 2反应制HCl ，各键能为：H ﹣H ：436 kJ·
mol －1，Cl ﹣Cl ：243 kJ·mol －1，H ﹣Cl ：431 kJ·
mol －1。

该反应的热化学方程式是_______________。

【答案】A 释放 释放 b －a △H = -（b+c-a ）kJ ·mol －1 H 2（g ）+Cl 2（g ）=2HCl （g ）
△H =-183 kJ ·mol －1
【解析】
【分析】
(1)由①A(s)+O 2(g)═CO 2(g)△H=-393.51kJ/mol ；②B(s)+O 2(g)═CO 2(g)△H=-395.41kJ/mol ，根据盖斯定律：①-②分析反应的热效应，能量越高越不稳定；
(2)①原子结合为分子过程会放热；由图象可知，反应物的总能量大于生成物的总能量，反应放热；△H=生成物的活化能-反应物的活化能；
②根据反应热等于反应物总能量减去生成物总能量计算反应热并书写热化学方程式，注意反应物的物质的量和生成物的聚集状态；
(3)反应方程式为：H 2+Cl 2=2HCl ，根据吸收的能量之和与放出的能量之和的相对大小判断反应的吸放热，二者的差值即为焓变的数值。

【详解】
(1)由①A(s)+O 2(g)═CO 2(g)△H=-393.51kJ/mol ；②B(s)+O 2(g)═CO 2(g)△H=-395.41kJ/mol ，根据盖斯定律：①-②得：A(s)=B(s)△H ＞0，所以B 的能量高，能量越高越不稳定，A 稳定；
(2)①原子结合为分子过程会放热，所以1mol N 和3mol H 生成1mol NH 3(g)是释放能量的过程；由图象可知，反应物的总能量大于生成物的总能量，则该反应为放热反应，则12molN 2(g)和32
molH 2(g)生成1mol NH 3(g)过程时放热过程；△H=生成物的活化能-反应物的活化能=b-akJ/mol ，所以1mol NH 3(g)过程时放热b-akJ ；
②12mol N 2(g)和32
mol H 2(g)反应生成1 mol NH 3(l)的△H =(akJ•mol -1)-(b kJ•mol -1+c kJ•mol -1)= -(b+c-a)kJ•mol -1；
(3)反应方程式为：H 2+Cl 2=2HCl ，生成2molHCl ，需吸收能量：436kJ+243kJ=679kJ ，放出能量：2×431kJ=862kJ ，放出的能量大于吸收的能量，则该反应放热，焓变为负号，且放出的热量为：864kJ-679kJ=185kJ ，所以△H=-183KJ/mol ，所以反应的热化学方程式是
H 2(g)+Cl 2(g)=2HCl(g)△H=-183 kJ/mol 。

【点睛】
通常应用盖斯定律进行简单计算的基本方法是参照新的热化学方程式(目标热化学方程式)，结合原热化学方程式(一般2～3个)进行合理“变形”，如热化学方程式颠倒、乘除以某一个数，然后将它们相加、减，得到目标热化学方程式，求出目标热化学方程式的ΔH 与原热化学方程式之间ΔH 的换算关系。

13．(1)已知拆开1molH H -键、1molCl Cl -键、1molH Cl -键分别需要吸收的能量为436.4kJ 、242.7kJ 、431.8kJ 。

则由2H 和2Cl 反应生成1molHCl 需要_______(填“放出”或“吸收”)_________kJ 的热量。

(2)H 2可以在2Cl 中安静地燃烧。

甲、乙两图中，能表示该反应能量变化的是图_____(填“甲”或“乙”)。

【答案】放出 92.25 甲
【解析】
【分析】
（1）若断裂化学键吸收的能量大于形成化学键放出的能量，该反应为吸热反应，若断裂化学键吸收的能量小于形成化学键放出的能量，该反应为放热反应；
（2）H2和Cl2的燃烧反应为放热反应。

【详解】
（1）由氢气和碘单质反应生成1molHCl，需断裂0.5molH—H键和0.5molCl—Cl键，需吸收的能量为0.5×436.4kJ+0.5×242.7kJ=339.55kJ，形成1molH—Cl键放出的能量为431.8kJ，形成化学键放出的热量大于断裂化学键吸收的热量，则该反应为放热反应，放出的热量为（431.8kJ—339.55kJ）=92.25kJ，故答案为：放出；92.25；
（2）H2和Cl2的燃烧反应为放热反应，反应物的总能量大于生成物的总能量，由图可知，甲中反应物的总能量大于生成物的总能量，乙中反应物的总能量小于生成物的总能量，故选甲，故答案为：甲。

【点睛】
由断裂化学键吸收能量和形成化学键放出能量的相对大小判断反应是放热，还是吸热是解答关键。

14．(1)为了验证 Fe2+与 Cu2+氧化性强弱，下列装置能达到实验目的的是_______（填装置序号），其正极的电极反应式为_______；若构建该原电池时两个电极的质量相等，当导线中通过 0.4 mol 电子时，两个电极的质量差为_______g。

(2)将 CH4设计成燃料电池，其利用率更高，装置如图所示（A、B 为多孔碳棒）。

实验测得 OH-定向移向 A 电极，则_______（填 A 或 B）处电极入口通 CH4，其电极反应式为_______。

(3)金属冶炼和处理常涉及氧化还原反应。

由下列物质冶炼相应金属时采用电解法的是
_______（填选项字母）。

a．Fe2O3 b．NaCl c．Cu2S d．Al2O3
【答案】② Cu2++2e-=Cu 24 A CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O b d
【解析】
【分析】
(1)验证 Fe2+与 Cu2+氧化性强弱，发生反应Fe+Cu2+==Fe2++Cu，由此反应确定所用装置及正
极的电极反应。

当导线中通过 0.4 mol 电子时，负极Fe失电子生成Fe2+，质量减轻，正极Cu2+得电子生成Cu，质量增加，两个电极的质量差为两电极质量变化之和。

(2)OH-带负电性，应向负极移动，由此确定A 电极为负极，CH4在碱性溶液中失电子生成CO32-等。

(3)金属冶炼和处理时，由于钾、钙、钠、镁、铝活泼，难以用还原剂还原，所以常使用电解法。

【详解】
(1)A装置中Cu作负极，发生反应Cu+4HNO3(浓)==Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O，没有涉及Fe，不能验证 Fe2+与 Cu2+氧化性强弱；要发生反应Fe+Cu2+==Fe2++Cu，应使用装置②，正极的电极反应为Cu2++2e-=Cu。

在电池②中，有如下关系式：Fe—2e—Cu，则参加反应的Fe与生成的Cu都为0.2mol，两个电极的质量差为0.2mol ×64g/mol+0.2mol ×56g/mol=24g。

答案为：②；Cu2++2e-=Cu；24；
(2)在原电池中，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，因为OH-向A电极移动，所以A 电极为负极，CH4在KOH溶液中失电子生成CO32-、H2O，电极反应式为CH4-8e-+10OH-
=CO32-+7H2O。

答案为：A；CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O；
(3) a．用Fe2O3冶炼Fe，需使用还原剂(常为CO)，用还原法炼铁，a不合题意；
b．用NaCl冶炼Na，一般的还原剂不能满足要求，应使用电解法，b符合题意；
c．用Cu2S冶炼Cu，需使用氧化剂(纯氧)，用氧化法将Cu2S氧化为Cu，c不合题意；d．用Al2O3冶炼Al，一般氧化剂不能满足要求，需使用电解法，d符合题意；
故选bd。

答案为：bd。

【点睛】
在计算原电池反应发生后两电极的质量差时，我们常会错误地认为，即然是质量差，那就是两电极参加反应的金属的质量差，从而得出错误的结论。

15．（1）下列各组化合物中，化学键类型和化合物类型均相同的是_________（填序号）。

A．CaCl2和 Na2S B．Na2O 和 Na2O2
C．CO2和CaO D．HC1 和 NaOH
（2）已知1 mol石墨转化为1 mol金刚石要吸收能量，则1 mol石墨的能量比1 mol金刚石的能量____（填“高”或“低”），石墨比金刚石_______（填“稳定”或“不稳定”）。

（3）Ba（OH）2• 8H2O和NH4Cl反应的化学方程式是____________，该反应是___（填“吸热”或“放热”）反应，反应过程能量变化的图像符合_____________（填“图1”或“图2”）。

图1 图2
（4）如图3所示，把试管放入盛有饱和澄清石灰水（温度为25℃）的烧杯中，先在试管中放入几小块镁片，再用滴管滴入5mL 盐酸。

可以观察到烧杯中的石灰水逐渐由澄清变浑浊，出现这种现象的原因是___________________________。

图3
【答案】A 低 稳定 ()242322Ba OH 8H O+2NH Cl BaCl +2NH +10H O ↑g
吸热 图2 Mg 与盐酸反应放出热量，烧杯中饱和澄清石灰水的温度升高，Ca(OH)2的溶解度降
低，从溶液中析出
【解析】
【分析】
【详解】 （1）A ．CaCl 2和NazS 均只含有离子键，且均为离子化合物，A 项正确；
B ．虽然Na 2O 和Na 2O 2均为离子化合物，但Na 2O 只含有离子键，Na 2O 2含有离子键和共价键，B 项错误；
C ．CO 2含有共价键，是共价化合物，CaO 含有离子键，是离子化合物，C 项错误；
D ．HCl 含有共价键，是共价化合物，NaOH 含有离子键和共价键，是离子化合物，D 项错误。

故选A 。

（2）由1 mol 石墨转化为1 mol 金刚石要吸收能量，金刚石吸收能量后，能量变高，则1 mol 石墨的能量比1 mol 金刚石的能量低，石墨比金刚石稳定。

故答案为：低；稳定；
（3）Ba （OH ）2 • 8H 2O 与NH 4C1发生复分解反应，生成BaCl 2、NH 3和H 2O ，Ba （OH ）2 • 8H 2O 和NH 4Cl 反应的化学方程式是
()242322Ba OH ?8H O+2NH Cl BaCl +2NH +10H O =↑，该反应吸收热量，故生成物总能量比反应物总能量高，图2生成物总能量高，故图2符合。

故答案为：()242322Ba OH ?
8H O+2NH Cl BaCl +2NH +10H O =↑；吸热；图2 ； （4）观察到烧杯中的石灰水逐渐由澄清变浑浊，出现这种现象的原因是：Mg 与盐酸反应放出热量，导致石灰水温度升高，而Ca(OH)2在水中的溶解度随温度的升高而减小，故析出Ca(OH)2固体，从而使溶液浑浊。

故答案为：Mg 与盐酸反应放出热量，导致石灰水温度升高，而Ca(OH)2在水中的溶解度随温度的升高而减小，故析出Ca(OH)2固体，从而使溶液浑浊。