高考化学易错题精选-化学反应与能量变化练习题

高考化学易错题精选-化学反应与能量变化练习题
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、R、T在周期表中的位置如图所示。

请按要求回答下列问题。

(1)R与W形成化合物的电子式为________________________。

(2)Y的氢化物与T的氢化物反应的生成物中含有的化学键为_________。

(3)X与Z形成的二元化合物中，所含电子数为18的分子的化学式为______。

(4)实验室制取T单质的离子方程式为______________________________。

(5)如图，a、b为多孔石墨电极(电极不参与反应)，插入W的最高价氧化物对应水化物的溶液中，两端分别通入X单质和Z单质，发现电流计指针发生偏转。

①电池工作时，电子的移动方向为由_____到_____(填“a”或“b”)。

②该电池反应产物环保无污染，则该电池的总反应式为____________。

【答案】离子键、共价键 H2O2 MnO2+4H++2Cl－Δ
Mn2++Cl2↑＋2H2O a
b 2H2+O2=2H2O
【解析】
【分析】
根据元素在周期表的位置可得，X为H元素，Y为N元素，Z为O元素，W为Na元素，R 为S元素，T为Cl元素，据此分析解答；
【详解】
(1) R为S元素，W为Na元素，R与W形成化合物为Na2S，电子式为；
(2) Y为N元素，T为Cl元素，Y的氢化物与T的氢化物分别为NH3和HCl，反应的生成物为NH4Cl，属于含有共价键的离子化合物，其中含有的化学键为离子键、共价键；
(3) X为H元素，Z为O元素，X与Z形成的二元化合物为H2O、H2O2，所含电子数为18的分子的化学式为H2O；
(4) T为Cl元素，实验室用二氧化锰和浓盐酸在加热的条件下制取氯气，的离子方程式为
MnO 2+4H ++2Cl －ΔMn 2++Cl 2↑＋2H 2O ；
(5) W 为Na 元素，W 的最高价氧化物对应水化物的溶液为氢氧化钠溶液，两端分别通入H 2和O 2，发现电流计指针发生偏转，说明该装置构成氢氧燃料电池。

①电池工作时，通入燃料的一极为负极，则如图所示，a 为负极，b 为正极，电流从正极流向负极，则电子由a 到b ；
②装置构成氢氧燃料电池，电池反应产物只有水，环保无污染，则该电池的总反应式为2H 2+O 2=2H 2O 。

2．用零价铁(Fe )去除水体中的硝酸盐(NO 3-)已成为环境修复研究的热点之一。

Fe 还原水体中NO 3-的反应原理如图所示。

①作负极的物质是________。

②正极的电极反应式是_________。

【答案】铁 NO 3-+8e -+10H +=NH 4++3H 2O
【解析】
【分析】
【详解】
根据图示可知在反应中Fe 单质失去电子变为Fe 3O 4，NO 3-得到电子被还原产生NH 4+，所以Fe 作负极，正极上NO 3-得到电子被还原产生NH 4+，正极的电极反应式为：NO 3-+8e -+10H +=NH 4++3H 2O 。

3．在我国南海、东海海底均存在大量的可燃冰（天然气水合物，可表示为
42 CH xH O g ）。

2017年5月，中国首次海域可燃冰试采成功。

2017年11月3日，国务院正式批准将可燃冰列为新矿种。

可燃冰的开采和利用，既有助于解决人类面临的能源危机，又能生成一系列的工业产品。

(1)对某可燃冰矿样进行定量分析，取一定量样品，释放出的甲烷气体体积折合成标准状况后为166 m 3，剩余 H 2O 的体积为0.8m 3，则该样品的化学式中 x=_________________。

(2)已知下表数据，且知 H 2O(l)=H 2O(g) △H =+411kJ mol -⋅ 化学键
C —H O=O C=O H —O 键能/ 1kJ mol -⋅ 413 498 803 463
用甲烷燃烧热表示的热化学方程式为
_____________________________________________________。

(3)甲烷燃料电池相较于直接燃烧甲烷有着更高的能量转化效率，某甲烷燃料电池，正极通入空气，以某种金属氧化物为离子导体（金属离子空穴中能传导 O 2-），该电池负极的电极反应式为__________________________________________。

(4)甲烷与水蒸气重整制氢是工业上获得氢气的重要手段。

若甲烷与脱盐水在一定条件下反应生成H 2，同时得到体积比为1:3的CO 2和CO ，该反应的化学方程式为
_____________________________________。

混合气体中的CO 2可用浓氨水脱除，同时获得氮肥NH 4HCO 3，该反应的离子方程式是
_________________________________________________________。

【答案】6 CH 4（g ）+2O 2（g ）=CO 2（g ）+2H 2O （l ）△H = -892 kJ·
mol -1 CH 4-8e -+4O 2-=CO 2+2H 2O 42224CH +5H O=CO +3CO+13H NH 3·H 2O+CO 2=NH 4++3HCO -
【解析】
【分析】
【详解】
(1)n(CH 4)=316610L 22.4L/mol
⨯=3
1661022.4⨯mol ，n(H 2O)=60.810g 18g/mol ⨯=60.81018⨯mol ，n(CH 4):n(H 2O)=31661022.4⨯:6
0.81018
⨯≈1:6，所以x=6，故答案为：6； (2) 由表格可知①CH 4(g )+2O 2(g )=CO 2(g )+2H 2O (g )的△H =（4×413+2×498-2×803×-4×463）kJ·mol -1= -810 kJ·mol -1，又因为②H 2O(l)=H 2O(g) △H =411kJ mol -⋅，将①-2×②得：CH 4(g )+2O 2(g )=CO 2(g )+2H 2O (l) △H =（-810-2×41）1kJ mol -⋅= -892 kJ·mol -1，故答案为：CH 4(g )+2O 2(g )=CO 2(g )+2H 2O (l) △H = -892 kJ·mol -1；
(3)甲烷在负极失电子，被氧化，结合电解质、原子守恒、电荷守恒可得负极反应为：CH 4-8e -+4O 2-=CO 2+2H 2O ，故答案为：CH 4-8e -+4O 2-=CO 2+2H 2O ；
(4)由已知可知道，反应物为甲烷和水，生成物为氢H 2、CO 和CO 2，结合CO 2 和 CO 的体积比为1:3可得方程式为：42224CH +5H O=CO +3CO+13H 。

二氧化碳和氨水反应生成NH 4HCO 3的离子方程式为：NH 3·H 2O+CO 2=NH 4++3HCO -
，故答案为：
42224CH +5H O=CO +3CO+13H ；NH 3·H 2O+CO 2=NH 4++3HCO -。

【点睛】
燃料电池电极反应的书写：燃料在负极失电子，O 2在正极得电子。

4．甲醇（CH 3OH ）是一种无色有刺激性气味的液体，在生活中有重要用途，同时也是一种重要的化工原料。

（1）甲醇燃料电池是目前开发最成功的燃料电池之一，这种燃料电池由甲醇、空气、KOH
溶液（电解质溶液）构成，则下列说法正确的是___。

（已知甲醇在空气中燃烧生成CO 2和H 2O ）
A ．电池放电时通入空气的电极为负极
B ．电池放电时负极的电极反应式为CH 3OH-6e -=CO 2↑+2H 2O
C ．电池放电时，电解质溶液的碱性逐渐减弱
D ．电池放电时每消耗6.4gCH 3OH 转移1.2mol 电子
（2）写出甲醇燃料电池在酸性条件下负极的电极反应式：___。

【答案】CD CH 3OH+H 2O-6e -=CO 2↑+6H +
【解析】
【分析】
【详解】
(1) A. 通甲醇的电极为负极，通空气的电极为正极，A 项错误；
B. 在碱性电解质溶液中负极的电极反应式为2332CH OH+8OH 6e =CO +6H O ---
-，B 项错误；
C. 在放电过程中，OH -参与电极反应，不断被消耗，导致电解质溶液碱性减弱，C 项正确；
D. 电池放电时每消耗6.4gCH 3OH ，即0.2molCH 3OH ，转移电子数60.2mol=1.2mol ⨯，D 项正确；故答案选CD ；
(2)甲醇燃料电池中，在酸性条件下甲醇在负极失电子生成CO 2，电极反应式为
CH 3OH+H 2O-6e -=CO 2↑+6H +，故答案为：CH 3OH+H 2O-6e -=CO 2↑+6H +。

5．有甲、乙两位学生利用原电池反应检测金属的活动性顺序，两人都使用镁片与铝片作电
极，但甲同学将电极放入6mol·
L -1硫酸溶液中，乙同学将电极放入6mol·L -1的氢氧化钠溶液中，如图所示。

（1）写出甲池中正极的电极反应式__。

（2）写出乙池中负极的电极反应式__。

（3）写出乙池中总反应的离子方程式__。

（4）如果甲与乙同学均认为“构成原电池的电极材料如果都是金属，则构成负极材料的金属应比构成正极材料的金属活泼”，则甲会判断出__活动性更强，而乙会判断出__活动性更强(填写元素符号)。

（5）由此实验，可得到如下哪些结论正确（________）
A ．利用原电池反应判断金属活动顺序时应注意选择合适的介质
B ．镁的金属性不一定比铝的金属性强
C ．该实验说明金属活动顺序已过时，已没有实用价值
D ．该实验说明化学研究对象复杂、反应受条件影响较大，因此应具体问题具体分析 （6）上述实验也反过来证明了“直接利用金属活动顺序判断原电池中的正负极”这种做法__(可靠或不可靠)。

如不可靠，请你提出另一个判断原电池正负极的可行实验方案__(如可靠，此空可不填)。

【答案】2H ＋＋2e -=H 2↑ 2Al ＋8OH -－6e -=2AlO 2-＋4H 2O 2Al ＋2OH -＋2H 2O=2AlO 2-＋3H 2↑
Mg Al AD 不可靠 将两种金属作电极连上电流计后插入电解质溶液，构成原电池，利用电流计测定电流的方向，从而判断电子流动方向，再确定原电池正负极
【解析】
【分析】
甲同学依据的化学反应原理是Mg ＋H 2SO 4=MgSO 4＋H 2↑，乙同学依据的化学反应原理是2Al ＋2NaOH ＋2H 2O=2NaAlO 2＋3H 2↑。

由于铝与碱的反应是一个特例，不可作为判断金属性强弱的依据。

判断原电池的正极、负极要依据实验事实。

【详解】
（1）甲中镁与硫酸优先反应，甲池中正极上氢离子得电子产生氢气，电极反应式为：2H ＋＋2e -=H 2↑；
（2）乙池中负极上铝失电子在碱性条件下生成AlO 2-，电极反应式为2Al ＋8OH -－6e -=2AlO 2-＋4H 2O ；
（3）乙池中铝与氢氧化钠反应，镁与氢氧化钠不反应，总反应的离子方程式为：2Al ＋2OH -＋2H 2O=2AlO 2-＋3H 2↑；
（4）甲中镁作负极、乙中铝作负极，根据作负极的金属活泼性强判断，甲中镁活动性强、乙中铝活动性强，故答案为：Mg ；Al ；
（5）A ．根据甲、乙中电极反应式知，原电池正负极与电解质溶液有关，故A 正确； B ．镁的金属性大于铝，但失电子难易程度与电解质溶液有关，故B 错误；、
C ．该实验说明电解质溶液性质影响电极的正负极，不能说明金属活动性顺序没有使用价值，故C 错误；
D ．该实验说明化学研究对象复杂，反应与条件有关，电极材料相同其反应条件不同导致其产物不同，所以应具体问题具体分析，故D 正确；
故选AD ；
（6）上述实验也反过来证明了“直接利用金属活动顺序表判断原电池中的正负极”这种做法不可靠。

可行实验方案如：将两种金属作电极连上电流计后插入电解质溶液，构成原电池，利用电流计测定电流的方向，从而判断电子流动方向，再确定原电池正负极。

【点睛】
本题考查了探究原电池原理，明确原电池中各个电极上发生的反应是解本题关键，注意不能根据金属的活动性强弱判断正负极，要根据失电子难易程度确定负极，为易错点。

利用原电池反应判断金属活动性顺序时应注意选择合适的介质；该实验还说明化学研究对象复杂，反应受条件影响较大，因此应具体问题具体分析。

6．某含镍()NiO 废料中有FeO 、23Al O 、MgO 、2SiO 等杂质，用此废料提取4NiSO 的工艺流程如图1：
已知：①有关金属离子生成氢氧化物沉淀所需的pH 如图．
②25℃时，32NH H O ⋅的电离常数5b K 1.810.HF -=⨯的电离常数4a K 7.210-=⨯，
sp K ()112MgF 7.410-=⨯．
(1)加23Na CO 调节溶液的pH 至5，得到废渣2的主要成分是______(填化学式)．
(2)Mg 能与饱和4NH Cl 溶液反应产生3NH ，请用化学平衡移动原理解释(用必要的文字和离子方程式回答)______．
(3)25℃时，11mol L -⋅的NaF 溶液中()c OH -=______ 1mol L (-⋅列出计算式即可4).NH F 溶液呈______(填“酸性”、“碱性”或“中性”)．
(4)已知沉淀前溶液中()231c Mg 1.8510mol L +--=⨯⋅，当除镁率达到99%时，溶液中()
c F -=______ 1mol L -⋅．
(5)在NaOH 溶液中用NaClO 与4NiSO 反应可得()NiO OH ，化学方程式为
____________；()NiO OH 与贮氢的镧镍合金可组成镍氢碱性电池(KOH 溶液)，工作原理为：()5652LaNi H 6NiO OH LaNi 6NiO 6H O +++ƒ放电充电，负极的电极反应式：______． 【答案】3Al(OH)、3Fe(OH) 氯化铵水解生成盐酸和一水合氨，
4232NH H O NH H O H +++⋅+ƒ
，镁和氢离子反应生成氢气，氢离子浓度减小，促进平衡正向进行，生成的一水合氨分解生成氨气，2432Mg 2NH Mg 2NH H +++=+↑+↑
14
4
107.210--⨯酸性 32.010-⨯ ()42422NiSO NaClO 4NaOH 2Na SO NaCl 2NiO OH H O ++=+++
5652LaNi H 6OH 6e LaNi 6H O --+-=+
【解析】
【分析】
某NiO 的废料中有FeO 、23Al O 、MgO 、2SiO 等杂质，加入稀硫酸溶解后过滤得到滤渣1为2SiO ，滤液为4NiSO 、4FeSO 、243Al (SO )、4MgSO ，加入过氧化氢氧化亚铁离子为铁离子，再加入碳酸钠溶液调节溶液pH ，使铁离子，铝离子全部沉淀，过滤得到滤渣2为氢氧化铁和氢氧化铝沉淀，滤液中加入4NH F 沉淀2Mg +，生成沉淀滤渣3为2MgF ，过滤得到的滤液，滤液中获得42NiSO 6H O ⋅晶体的方法是通过蒸发浓缩，冷却结晶，过滤洗涤，干燥得到晶体，失去结晶水得到硫酸镍，据此分析。

【详解】
某NiO 的废料中有FeO 、23Al O 、MgO 、2SiO 等杂质，加入稀硫酸溶解后过滤得到滤渣1为2SiO ，滤液为4NiSO 、4FeSO 、243Al (SO )、4MgSO ，加入过氧化氢氧化亚铁离子为铁离子，再加入碳酸钠溶液调节溶液pH ，使铁离子，铝离子全部沉淀，过滤得到滤渣2为氢氧化铁和氢氧化铝沉淀，滤液中加入4NH F 沉淀2Mg +，生成沉淀滤渣3为2MgF ，过滤得到的滤液，滤液中获得42NiSO 6H O ⋅晶体的方法是通过蒸发浓缩，冷却结晶，过滤洗涤，干燥得到晶体，失去结晶水得到硫酸镍，
()1加入碳酸钠溶液调节溶液pH ，使铁离子，铝离子全部沉淀生成氢氧化铁和氢氧化铝沉淀，得到废渣2的主要成分是3Al(OH)、3Fe(OH)，
故答案为：3Al(OH)、3Fe(OH)；
()2Mg 能与饱和4NH Cl 溶液反应产生3NH ，氯化铵水解生成盐酸和一水合氨，4232NH H O NH H O H +++⋅+ƒ
，镁和氢离子反应生成氢气，氢离子浓度减小，促进平衡正向进行，生成的一水合氨分解生成氨气，2432Mg 2NH Mg 2NH H +++=+↑+↑，
故答案为：氯化铵水解生成盐酸和一水合氨，4232NH H O NH H O H +++⋅+ƒ，镁和氢
离子反应生成氢气，氢离子浓度减小，促进平衡正向进行，生成的一水合氨分解生成氨
气，2432Mg 2NH Mg 2NH H +++=+↑+↑；
()325℃时，11mol L -⋅的NaF 溶液中()c F 1mol /L -=，结合电离平衡常数
4a K 7.210-=⨯，()()()h w a c HF c OH K K /K c F -
-⨯==，水解平衡时F -近似取1mol /L ，
()()c HF c OH -=，则(
)c OH /L -=，一水合氨电离平衡常数5b K 1.810-=⨯。

HF 的电离常数4a K 7.210-=⨯，a b K K >，则4NH F 溶液中铵根离子水解程度大，溶液显酸性，
；酸性；
()4已知沉淀前溶液中()231c Mg 1.8510mol L +--=⨯⋅，当除镁率达到99%时，()251c Mg 1.8510mol L +--=⨯⋅，()()()
2211sp 2K MgF c Mg c F 7.410+--==⨯，()11257.410c F mol /L 1.8510---⨯=⨯，()
11
357.410c F 2.010mol /L 1.8510----⨯==⨯⨯， 故答案为：32.010-⨯；
()5在NaOH 溶液中用NaClO 与4NiSO 反应可得()NiO OH ，同时生成硫酸钠和氯化钠，反应的化学方程式为：
()42422NiSO NaClO 4NaOH 2Na SO NaCl 2NiO OH H O ++=+++，()NiO OH 与贮氢的镧镍合金可组成镍氢碱性电池(KOH 溶液)，工作原理为：
()56LaNi H 6NiO OH +52LaNi 6NiO 6H O ++，负极是56LaNi H 失电子生成5LaNi ，电极反应为：5652LaNi H 6OH 6e LaNi 6H O --+-=+，
故答案为：()42422NiSO NaClO 4NaOH 2Na SO NaCl 2NiO OH H O ++=+++；5652LaNi H 6OH 6e LaNi 6H O --+-=+。

7．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H 2O 2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H 2O 2。

（4）碱性锌锰干电池的电解质为KOH ，总反应为Zn+2MnO 2+2H 2O=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)+MnO 2+2H 2C 2O 4+3H 2SO 4=2MnSO 4+4CO 2↑+6H 2O 。

①当1 mol MnO 2参加反应时，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 ＋H 2O 2＋H 2SO 4=CuSO 4＋2H 2O 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。

8．I已知下列热化学方程式：
①H2（g）+1
2
O2（g）═H2O（l）；△H=-285.8kJ•mol-1
②H2（g）+1
2
O2（g）═H2O（g）；△H=-241.8kJ•mol-1
③CO（g）═C（s）+1
2
O2（g）；△H=+110.5kJ•mol-1
④C（s）+O2（g）═CO2（g）；△H=-393.5kJ•mol-1
回答下列问题：
(1)上述反应中属于放热反应的是_________________
(2)H2的燃烧热△H=___________________
(3)燃烧10gH2生成液态水，放出的热量为________________
(4)表示CO燃烧热的热化学方程式为．________________
II已知：(1)P4（s，白磷）+5O2(g)==P4O10（s）△H1＝－2983．2kJ/mol
(2)P(s,红磷)+ 5
4
O2(g)=
1
4
P4O10(s) △H1＝－738.5kJ/mol,则白磷转化为红磷的热化学方程式
_________________。

相同的状况下，能量较低的是_________________；白磷的稳定性比红磷_________________（填“高”或“低”）
【答案】①②④ -285.8kJ•mol-1 1429KJ C（s）+O2（g）═CO2（g）；△H=-393.5kJ•mol-1 P4（s，白磷）=4P(s,红磷)△H＝－29．2kJ/mol 红磷低
【解析】
【分析】
I (1)根据热化学方程式中△H的符号判断；
(2)燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物时放出的热量；
(3)根据物质的量之比等于热量比求算；
(4)结合盖斯定律计算得到,燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物时放出的热量；II根据盖斯定律进行求算；物质的能量越低越稳定。

【详解】
I (1)由已知热化学方程式中△H的符号可知，四个反应的△H①②④均为负值，即都是放热反应；③的为正值，即为吸热反应；
故答案为:①②④；
(2) H2（g）+1
2
O2（g）═H2O（l）；△H=-285.8kJ•mol-1，依据燃烧热概念可知H2的燃烧热
△H=-285.8kJ•mol-1;
(3) H2（g）+1
2
O2（g）═H2O（l）；△H=-285.8kJ•mol-1，燃烧10g H2的物质的量为
5mol ，则燃烧10g H2生成液态水，放出的热量为285.8 5= 1429.0k J ；
(4) ③CO（g）═C（s）+1
2
O2（g）；△H=+110.5kJ•mol-1
④C（s）+O2（g）═CO2（g）；△H=-393.5kJ•mol-1
依据盖斯定律④+③得到CO(g)+ 1
2
O2(g)=CO2(g) △H = - 283.0kJ/mol；CO燃烧热的热化学
方程式为CO(g)+ 1
2
O2(g)=CO2(g) △H = - 283.0kJ/mol；
II红磷转化为白磷的化学方程式为：4P（s、红磷）=P4（s、白磷），可以看成是下列两个反应方程式的和：(1)P4O10（s）=P4（s、白磷）+5O2（g）；△H=2983.2kJ/mol；
(2)4P（s、红磷）+5O2（g）=P4O10（s）；△H=-738.5×4kJ/mol=-2954kJ/mol；
根据盖斯定律，红磷转化为白磷4P（s、红磷）=P4（s、白磷）的△H=2983.2kJ/mol-2954kJ/mol=+29.2kJ/mol；
故答案为：4P（s、红磷）=P4（s、白磷）△H=+29.2kJ/mol;
相同的状况下，能量较低的是红磷；能量越低越稳定，则白磷的稳定性比红磷低。

9．氢气是一种理想的绿色能源。

在101kP下，1g氢气完全燃烧生成液态水放出142.9kJ的热量，请回答下列问题：
（1）该反应物的总能量___生成物的总能量(填“大于”“等于”或“小于”)。

（2）氢气的燃烧热为___。

（3）该反应的热化学方程式为___。

（4）氢能的存储是氢能利用的前提，科学家研究出一种储氢合金Mg2Ni，已知：
Mg(s)＋H2(g)=MgH2(s) ΔH1＝－74.5kJ·mol-1
Mg2Ni(s)＋2H2(g)=Mg2NiH4(s) ΔH2
Mg2Ni(s)＋2MgH2(s)=2Mg(s)＋Mg2NiH4(s) ΔH3＝+84.6kJ·mol-1
则ΔH2＝___kJ·mol-1
【答案】大于285.8 kJ•mol-1 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H=-571.6kJ•mol-1 -64.4
【解析】
【分析】
(2)由①Mg(s)+H2(g)═MgH2(s)△H1=-74.5kJ•mol-1，
②Mg2Ni(s)+2MgH2(s)=2Mg(s)+Mg2NiH4(s)△H3=+84.6kJ•mol-1，结合盖斯定律可知，②+①×2得到Mg2Ni(s)+2H2(g)═Mg2NiH4(s)，以此来解答。

【详解】
(1)氢气燃烧是放热反应，则该反应物的总能量大于生成物的总能量；
(2)1g氢气完全燃烧生成液态水放出142.9kJ的热量，则1mol氢气完全燃烧生成液态水放出的热量为142.9kJ×2=285.8kJ，则氢气的燃烧热为285.8 kJ•mol-1；
(3)物质的量与热量成正比，结合焓变及状态可知该反应的热化学方程式为
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H=-571.6kJ•mol-1；
(4)由①Mg(s)+H2(g)═MgH2(s)△H1=-74.5kJ•mol-1，
②Mg2Ni(s)+2MgH2(s)=2Mg(s)+Mg2NiH4(s)△H3=+84.6kJ•mol-1，结合盖斯定律可知，②+①×2得到Mg2Ni(s)+2H2(g)═Mg2NiH4(s)，△H2=(-74.5kJ•mol-1)×2+(+84.6kJ•mol-1)=-64.4kJ•mol-1。

【点睛】
考查利用盖斯定律计算反应热，熟悉已知反应与目标反应的关系是解答本题的关键。

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。

10．(1)写出符合要求的一个反应：
①吸热的分解反应的化学方程式：______________________。

②表示一类放热反应的离子方程式：____________________。

(2)化学键的键能是形成(或拆开)1 mol化学键时释放(或吸收)的能量。

已知：N≡N键的键能是948.9 kJ·mol－1，H—H键的键能是436.0 kJ·mol－1；由N2和H2合成1 mol NH3时可放出46.2 kJ的热量。

则N—H键的键能是_______。

(3)根据下列3个热化学反应方程式：
Fe2O3(s)＋3CO(g)=2Fe(s)＋3CO2(g)ΔH＝－24.8 kJ·mol－1；
3Fe2O3(s)＋CO(g)=2Fe3O4(s)＋CO2(g)ΔH＝－47.2 kJ·mol－1；
Fe3O4(s)＋CO(g)=3FeO(s)＋CO2(g)ΔH＝＋640.5 kJ·mol－1。

写出CO气体还原FeO固体得到Fe 固体和CO2气体的热化学反应方程式：_______
【答案】CaCO3CaO+CO2↑ H++OH-=H2O 391.55 kJ•mol-1
CO(g)+FeO(s)=Fe(s)+CO2(g)△H=-218.0kJ/mol
【解析】
【分析】
(1)①绝大多数分解反应是吸热反应，如碳酸钙高温分解；
②酸碱中和是放热反应，也是离子反应；
(2) 化学反应的本质是旧化学键的断裂以及新化学键的形成，旧化学键的断裂需要吸收热量，形成化学键需要放出热量，N2+3H2=2NH3，根据反应需要断开N≡N键和H-H键，形成N-H键；由N2和H2合成1molNH3时可放出46.2kJ的热量，分别算出吸收的热量和放出的热量，再结合△H，即可得出答案；
(3) 根据盖斯定律将三个化学方程式进行处理计算得到所需热化学方程式。

【详解】
(1)①绝大多数分解反应是吸热反应，如碳酸钙高温分解，发生反应的化学方程式为CaCO3CaO+CO2↑；
②酸碱中和是放热反应，也是离子反应，如盐酸和NaOH溶液反应的离子方程式为H++OH-=H2O；
(2) 由N2和H2合成1molNH3时可放出46.2kJ/mol的热量，N2和H2合成NH3的热化学方程式为：N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)△H=-2×46.2=-92.4kJ/mol，1molN2和3molH2反应断裂化学键需要吸收的能量为：1mol×948.9kJ•mol-1+3×436.0kJ•mol-1=2256.9kJ；设N-H键的键能为x，则形成2molNH3需要形成6molN-H键，则形成6molN-H键放出的能量为6x，则2256.9-6×x=-92.4kJ/mol，解得x=391.55 kJ•mol-1；
(3) Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g)△H=-24.8kJ/mol ①，
3Fe2O3(s)+CO(g)=2Fe3O4(s)+CO2(g)△H=-47.2kJ/mol ②，
Fe3O4(s)+CO(g)=3FeO(s)+CO2(g)△H=+640.5kJ/mol ③，由盖斯定律可知①×3-②-③×2得：6CO(g)+6FeO(s)=6Fe(s)+6CO2(g)△H=(-24.8kJ/mol)×3-(-47.2kJ/mol)-(+640.5kJ/mol)×2=-
1308.0kJ/mol，即 CO(g)+FeO(s)=Fe(s)+CO2(g)△H=-218.0kJ/mol 。

【点睛】
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。

11．（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。

12．碳和碳的化合物在人类生产、生活中的应用非常广泛。

“低碳生活”不再只是一种理想，更是一种值得期待的生活方式。

(1)甲烷燃烧时放出大量的热，可作为能源应用于人类的生产和生活。

已知：①2CH 4(g)+3O 2(g)=2CO(g)+4H 2O(1) △H 1=-1214.6kJ/mol ； ②2CO(g)+O 2(g)=2CO 2(g) △H 2=-566kJ/mol ； 则反应CH 4(g)+2O 2(g)==CO 2(g)+2H 2O(1)的△H =___。

(2)将两个石墨电极插入KOH 溶液中，向两极分别通入CH 4和O 2，构成甲烷燃料电池。

其负极电极反应式是___。

(3)将不同量的CO(g)和H 2O(g)分别通入到体积为2L 的恒容密闭容器中，进行反应：CO(g)+H 2O(g)
CO 2(g)+H 2(g)，得到如下三组数据：
起始量/mol
平衡量/mol
实验组 温度/℃ H 2O CO CO 2 CO 达到平衡所需时间/min 1 650 2 4 1.6 2.4 5 2 900 1 2 0.4 1.6 3 3
900
a
b
c
d
t
①实验1中，以v(H 2)表示的平均反应速率为___； ②该反应的正反应为___ (填“吸”或“放”)热反应；
③若要实验3达到与实验2相同的平衡状态(即各物质的体积分数分别相等)，则a 、b 应满足的关系是___（用含a 、b 的数学式表示)。

【答案】-890.3kJ/mol CH 4-8e - +l0OH - =CO 32- +7H 2O 0.16mol·L -1·min -1 放 a ∶b=1∶2(或b=2a) 【解析】 【分析】
(1)利用盖斯定律，将(①+②)×
1
2
，即得反应CH 4(g)+2O 2(g)==CO 2(g)+2H 2O(1)的△H 。

(2)将两个石墨电极插入KOH 溶液中，向两极分别通入CH 4和O 2，构成甲烷燃料电池。

其负极为CH 4失电子的产物与OH -反应最终生成CO 32-和水。

(3)①由反应式可以看出，生成H 2的物质的量与CO 2相同，根据速率计算公式可以计算出v (H 2)；
②通过表中两组数据求出不同温度下转化率，比较改变温度时转化率的变化判断化学平衡移动的方向，判断反应的热效应； ③根据等效平衡原理解答。

【详解】
(1)①2CH 4(g)+3O 2(g)=2CO(g)+4H 2O(1) △H 1=-1214.6kJ/mol ； ②2CO(g)+O 2(g)=2CO 2(g) △H 2=-566kJ/mol ； 利用盖斯定律，将(①+②)×1
2
，即得反应CH 4(g)+2O 2(g)==CO 2(g)+2H 2O(1)的△H=-890.3kJ/mol ；
故答案为：-890.3kJ/mol ；
(2)负极为CH 4失电子的产物与OH -反应最终生成CO 32-和水，电极反应式为CH 4-8e - +l0OH -=CO 32-+7H 2O ；
故答案为：CH 4-8e - +l0OH - =CO 32-+7H 2O ；
(3)①由反应式可以看出，生成H 2的物质的量与CO 2相同，即为1.6mol ，则实验1中，
v (H 2)=1.6mol
2L 5min
= 0.16mol·L -1·min -1；
故答案为：0.16mol·
L -1·min -1； ②实验1中CO 的转化率为：4 2.4
4
-×100%=40%，实验2中CO 的转化率为：
2 1.62
-（）
×100%=20%，温度升高，反应物转化率降低，平衡向逆向移动，逆向为吸热反应，所以正向为放热反应； 故答案为：放；
③若要实验3达到与实验2相同的平衡状态(即各物质的体积分数分别相等)，因为反应3达平衡的时间短，反应速率快，反应3相当于反应2加压，但平衡不移动，所以a 、b 的比值不变，即a 、b 应满足的关系为a ∶b=1∶2(或b=2a)； 故答案为：a ∶b=1∶2(或b=2a)。

【点睛】
对于反应前后气体分子数相等的可逆反应，同等程度改变反应物或生成物浓度，平衡不发生移动，各物质的百分含量不变，但若各物质的改变倍数不等，则平衡会发生移动。

13．一种甲醇燃料电池采用铂作电极催化剂,电池中的质子交换膜只允许质子和水分子通过。

其工作原理的示意图:
请回答下列问题:
（1）Pt(a)电极反应为________;如果该电池工作时电路中通过2mol电子,则消耗的CH3OH 有________mol。

（2）镁燃料电池在可移动电子设备电源和备用电源等方面应用前景广阔。

图3为“镁—次氯酸盐”燃料电池原理示意图,电极为镁合金和铂合金。

E为该燃料电池的________(填“正”或“负”)极。

F电极上的电极反应式________。

（3）乙醛酸(HOOC—CHO)是有机合成的重要中间体。

工业上用“双极室成对电解法”生产乙醛酸,原理如图4所示,该装置中阴、阳两极为惰性电极,两极室均可产生乙醛酸,其中乙二醛(OHC—CHO)与M电极的产物反应生成乙醛酸。

①N电极上的电极反应式为________。

②若2molH+通过质子交换膜,并完全参与了反应,则该装置中生成的乙醛酸为________mol。

【答案】CH3OH+H2O-6e-CO2↑+6H+1
3
负 ClO-+2e－+H2O Cl-+2OH－ HOOC—
COOH+2e－+2H+=HOOC-CHO+H2O 2
【解析】
【分析】
(1)燃料电池中，通入燃料的电极为负极，负极上失去电子发生氧化反应，根据氧化还原反应得失电子规律进行计算；
(2)由示意图可知，“镁﹣次氯酸盐”燃料电池中失电子的为负极，则镁合金为负极，电极反应式为Mg-2e-＋2OH-===Mg(OH)2，铂合金为正极，正极上ClO﹣得电子生成氯离子，则正极的电极反应式为ClO﹣+2e﹣+H2O===Cl﹣+2OH﹣；
(3)根据H+的移动方向可知，M电极是阳极，Cl-在阳极上发生失电子的氧化反应生成Cl2，电极反应式为2Cl--2e-===Cl2↑，N电极为阴极，HOOC-COOH在阴极上得电子发生还原反应。