第1章化学反应与能量转化同步习题高二上学期化学鲁科版(2019)选择性必修1(含解析)

第一章:化学反应与能量转化同步习题
一、单选题
1.下列有关化学反应的认识错误的是
A.一定有化学键的断裂与形成 B.一定有电子转移
C.一定有新物质生成 D.一定伴随着能量变化
2.根据所示的能量图,下列说法正确的是
A.断裂和的化学键所吸收的能量之和小于断裂的化学键所吸收的能量
B.的总能量大于和的能量之和
C.和的能量之和为
D.
3.游泳池水质普遍存在尿素超标现象,一种电化学除游泳池中尿素的实验装置如下图所示(样品溶液成分见图示),其中钌钛常用作析氯电极,不参与电解。已知:,下列说法正确的是
A.电解过程中不锈钢电极会缓慢发生腐蚀
B.电解过程中钌钛电极上发生反应为
C.电解过程中不锈钢电极附近pH降低
D.电解过程中每逸出22.4LN2,电路中至少通过6mol电子
4.下列实验操作规范且能达到目的的是
A B C D
除去碳酸钠中的碳酸氢钠 氯气的净化 粗铜精炼 收集NO气体
A.A B.B C.C D.D
5.下列反应方程式书写正确的是
A.过氧化钠与水反应:2O+2H2O=O2↑+4OH-
B.用白醋除水垢:CaCO3+2H+=CO2↑+H2O+Ca2+
C.电解熔融MgCl2制镁:2Cl-+Mg2+Mg+Cl2↑
D.Al2(SO4)3溶液中加入足量Ba(OH)2溶液:Al3++SO+Ba2++3OH-=Al(OH)3↓+BaSO4↓
6.化学反应中的能量变化是由化学反应中旧化学键断裂时吸收的能量与新化学键形成时放出的能量不同引起的,如图为N2(g)和O2(g)反应生成NO(g)过程中的能量变化。则下列说法正确的是
A.通常情况下,NO比N2稳定
B.通常情况下,N2(g)和O2(g)混合能直接生成NO
C.1molN2(g)和1molO2(g)反应吸收的能量为180kJ
D.1molN2(g)和1molO2(g)具有的总能量大于2molNO(g)具有的总能量
7.某种利用垃圾渗透液实现发电装置示意图如下,当该装置工作时,下列说法不正确的是
A.盐桥中K+向Y极移动
B.电路中流过7.5mol电子时,共产生标准状况下N2的体积为16.8L
C.电子流由X极沿导线流向Y极
D.Y极发生的反应为2+10e-+6H2O===N2↑+12OH—,周围pH增大
8.白磷与氧气在一定条件下可以发生如下反应:P4+3O2=P4O6。已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为:P—P 198kJ/mol,P—O 360kJ/mol,O=O 498kJ/mol。
根据上图所示的分子结构和有关数据,计算该反应的能量变化,正确的是
A.释放1638kJ的能量 B.吸收1638kJ的能量
C.释放126kJ的能量 D.吸收126kJ的能量
9.下列化学反应的能量变化与如图不符合的是
A.2NH4Cl+Ca(OH)22NH3↑+CaCl2+2H2O B.2Al+Fe2O32Fe+Al2O3
C.Mg+2HCl=MgCl2+H2↑ D.C+O2CO2
10.某公司推出一款铁—空气燃料电池,成本仅为锂电池的,其装置放电时的工作原理如图所示。下列说法错误的是
A.放电时,M为正极
B.放电一段时间,KOH溶液浓度不变
C.充电时,N极的电极反应式中包括:
D.放电时,从M移向N
11.下面四种燃料电池中正极的反应产物为水的是
A B C D
固体氧化物燃料电池 碱性燃料电池 质子交换膜燃料电池 熔融盐燃料电池
A.A B.B C.C D.D
12.科学家采用如图所示方法,可持续合成氨,跟氮气和氢气高温高压合成氨相比,反应条件更加温和。下列说法正确的是
A.该过程中Li和H2O作催化剂
B.三步反应都是氧化还原反应
C.反应Ⅲ可能是对LiOH溶液进行了电解
D.反应过程中每生成1mol NH3,同时生成0.75mol O2
二、填空题
13.某课外小组利用原电池原理驱动某简易小车(用电动机表示)。
(1)初步设计的实验装置示意图如图1所示,CuSO4溶液在图1所示装置中的作用是_______(答两点)。
实验发现:该装置不能驱动小车。
(2)该小组同学提出假设:
可能是氧化反应和还原反应没有完全隔开,降低了能量利用率,为进一步提高能量利用率,该小组同学在原有反应的基础上将氧化反应与还原反应隔开进行,优化的实验装置示意图如图2所示,图2中A溶液和B溶液分别是_______和_______,盐桥属于_______(填“电子导体”或“离子导体”),盐桥中的Cl-移向_______溶液(填“A”或“B”)。为降低电池自重,该小组用阳离子交换膜代替盐桥,实验装置示意图如图3所示。
(3)利用改进后的实验装置示意图3,仍不能驱动小车,该小组同学再次提出假设:
可能是电压不够;可能是电流不够;可能是电压和电流都不够;
实验发现:1.5V的干电池能驱动小车,其电流为750μA;
实验装置示意图3的最大电压为1.0V,最大电流为200μA
该小组从电极材料、电极反应、离子导体等角度对装置做进一步优化,请补全优化后的实验装置示意图4,并在图中标明阳离子的流向。_______
14.下图各烧杯中盛有等浓度的食盐水,铁在其中被腐蚀的速率由快至慢的顺序为_______。
A. B. C.
15.应用电化学原理,回答下列问题:
(1)甲中电流计指针偏移时,盐桥(装有含琼胶的KCl饱和溶液)中离子移动的方向是:K+移向_______,Cl-移向_______。一段时间后,当电路中通过电子为0.5mol时,锌电极质量_______(填“增加”或“减少”,下同),铜电极质量_______了_______ g。
(2)乙中正极反应式为_______;若将H2换成CH4,则负极反应式为_______。
(3)丙中铅蓄电池放电时正极的电极反应式为:_______,放电一段时间后,进行充电时,要将外接电源的负极与铅蓄电池 _______极相连接。
16.电解原理在生产生活中应用广泛,请回答下列问题:
(1)①电解法制备金属铝的化学反应方程式为___。
②为了防止铁器被腐蚀常用电解法在其表面镀铜,此时铁器应与电源__极相连;电解精炼铜时,粗铜应与电源__极相连。
③利用如图装置,可以模拟铁的电化学防护。为减缓铁的腐蚀,开关K应置于__处。
(2)用石墨电极电解100mLH2SO4和CuSO4的混合溶液,通电一段时间后,阴、阳两极分别收集到2.24L和3.36L气体(标况下),溶液想恢复至电解前的状态可加入___。
A.0.2molCuO和0.1molH2O B.0.1molCuCO3
C.0.1molCu(OH)2 D.0.1molCu2(OH)2CO3
(3)汽车尾气排放的CO、NOx等气体是大气污染的主要来源,NOx也是雾霾天气的主要成因之一。利用反应NO2+NH3→N2+H2O(未配平)消除NO2的简易装置如图所示。
①电极a的电极反应式为___。
②常温下,若用该电池电解0.6L1mol/L的食盐水,当消耗336mLB气体(标况下)时电解池中溶液的pH=__(假设电解过程溶液体积不变)。
三、计算题
17.我国目前使用能源仍然以煤等化石能源为主体。以石墨代表煤中碳素,能量变化关系如图所示:
已知:的键能分别为498、799。估算键能为
A. B. C. D.
18.Ⅰ、某实验小组用100mL0.55mol·LNaOH溶液与100mL0.5mol·L盐酸进行中和热的测定,装置如图所示。
(1)回答下列问题:
①图中装置缺少的仪器是___________。
②若将盐酸改为相同体积、相同浓度的醋酸,测得中和热为ΔH1,NaOH溶液与盐酸反应中和热为ΔH,则ΔH1___________ΔH (填写<、>、=);若测得该反应放出的热量为2.84kJ,请写出盐酸与NaOH溶液反应的中和热的热化学方程式:___________
Ⅱ、已知1g的甲烷完全燃烧生成液态水放出akJ的热量。
(2)写出表示甲烷燃烧热的热化学方程式为___________。
Ⅲ、发射卫星可用肼做燃料,二氧化氮做氧化剂,两者反应生成氮气和水蒸气。已知:
kJ·mol
kJ·mol
(3)写出肼和二氧化氮反应的热化学方程式为:___________。
(4)有科学家预言,氢能将成为21世纪的主要能源,而且是一种理想的绿色能源。若1mol氢气完全燃烧生成1mol气态水放出241kJ的热量,已知H-O键能为463kJ·mol,O=O键能为498kJ·mol,计算H-H键能为___________kJ·mol。
四、工业流程题
19.铝是应用广泛的金属。以铝土矿(主要成分为,含和等杂质)为原料制备铝的一种工艺流程如下:
注:在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀。
(1)加快“碱溶”速率的措施有_______(至少列举2种)
(2)向“过滤I”所得滤液中加入溶液,溶液的_______(填“增大”、“不变”或“减小”)。
(3)写出“电解I”的化学方程_______。
(4)“电解Ⅱ”是电解溶液,原理如图所示。A的化学式为_______,交换膜是_______(填“阴”或“阳”)离子交换膜。
(5)以甲醇为燃料的新型电池,可做电解熔融氧化铝过程中的电源,使其成本降低,目前得到广泛的研究,如图是目前研究较多的一类固体氧化物燃料电池工作原理示意图。
①B极上的电极反应式为_______。
②若用该燃料电池做电源,用石墨做电极电解硫酸铜溶液,若阴极产物只有铜,要使溶液复原,可向电解后的溶液中加入的物质有_______。
20.叠氮化钠()不溶于乙醚,微溶于乙醇,易溶于水,常用于汽车安全防护袋的气源,汽车发生剧烈碰撞时,立即自动充气。实验室模拟尿素法制备水合肼()并利用其进一步反应制取的流程如下:
已知:①易溶于水,具有强还原性,易被氧化成;
②一定条件下,碱性NaClO溶液与尿素溶液反应生成。
回答下列问题:
(1)吸收塔内发生反应的离子方程式为_______。
(2)写出反应器1中生成水合肼反应的化学方程式:_______。
(3)反应器2中加入无水乙醚的作用是_______。
(4)已知亚硝酸乙酯的结构简式为,写出反应器2中生成和的化学方程式:_______。若生成39g ,则该反应中转移电子的物质的量为_______。
(5)反应器1要控制NaClO溶液的用量,其主要目的是_______。
(6)某实验室设计了如图所示装置制备。双极膜是阴、阳复合膜,层间的解离成和并可分别通过阴、阳膜定向移动。
①双极膜中产生的_______(填“”或“”)移向多孔铂电极。
②石墨电极反应式为_______。
参考答案:
1.B
【解析】A.化学反应的实质是旧化学键的断裂和新化学键的形成,所以化学反应中一定有化学键的断裂与形成,A正确;
B.化学反应中不一定有电子转移,如酸碱中和反应,B错误;
C.有新物质生成的反应为化学反应,所以化学反应中一定有新物质生成,C正确;
D.断裂化学键吸热,形成化学键放热,化学反应中有化学键的断裂和形成,所以化学反应中一定伴随着能量变化,D正确;
故选B。
2.B
【解析】A.右图示可知,该反应为吸热反应,故断裂和的化学键所吸收的能量之和大于断裂的化学键所吸收的能量,A错误;
B.右图示可知,该反应为吸热反应,故生成物的总能量高于反应物的总能量,即的总能量大于和的能量之和,B正确;
C.由图示可知,和的键能之和为,C错误;
D.反应热等于正反应的活化能减去逆反应的活化能,故该反应的热化学方程式为:,D错误;
故答案为:B。
3.B
【解析】A.根据投料及电极的性能可知,a为电源负极,b为电源正极,钢电极做电解池阴极,相当于外接电流的阴极保护,不发生腐蚀,A项错误;
B.钌钛电极上氯离子失电子生成氯气,发生的电极反应式为,B项正确;
C.电解过程中不锈钢电极上水得电子生成氢气和氢氧根,发生的电极反应式为,其附近pH升高,C项错误;
D.未强调标准状况下,无法计算,D项错误;
故选B。
4.D
【解析】A.加热固体应在坩埚中进行,A错误;
B.除去氯气中的氯化氢和水,应先通入饱和食盐水,再通入浓硫酸,B错误;
C.粗铜精炼时粗铜应作阳极,与电源正极相连,C错误;
D.NO能与氧气反应,但不溶于水,故用排水法收集NO,D正确;
答案选D。
5.C
【解析】A.过氧化钠和水反应生成氢氧化钠和氧气,离子方程式为:,A错误;
B.白醋可除去水壶中的水垢,白醋为弱酸,不可拆成离子形式,离子方程式为:,B错误;
C.工业上电解熔融的氯化镁制金属镁,发生反应的离子方程式为:2Cl-+Mg2+Mg+Cl2↑,C正确;
D.Ba(OH)2足量,最终会得到偏铝酸根,D错误;
故选C。
6.C
【解析】A. N2键能为946kJ/mol,NO键能为632kJ/mol,键能越大,越稳定,则通常情况下,N2比NO稳定,选项A错误;
B. 通常情况下,N2(g)和O2(g)混合反应生成NO需要一定的条件,不能直接生成NO,选项B错误;
C. 断开化学键需要吸收能量为946kJ/mol+498kJ/mol=1444kJ/mol,形成化学键放出的能量为2×632kJ/mol=1264kJ/mol,则1mol N2(g)和1mol O2(g)反应吸收的能量为(1444-1264)kJ=180kJ,则1mol N2(g)和1mol O2(g)反应吸收的能量为180kJ,选项C正确;
D. 吸收能量为1444kJ/mol,放出的能量为1264kJ/mol,说明该反应是吸热反应,1mol N2(g)和1mol O2(g)具有的总能量小于2mol NO(g)具有的总能量,选项D错误,
答案选C。
7.B
【解析】根据处理垃圾渗滤液并用其发电的示意图知道:装置属于原电池装置,X是负极,氨气发生失电子的氧化反应,电极反应式为:2NH3-6e-+6OH-═N2+6H2O,Y是正极,发生得电子的还原反应,电极反应式为:2+10e-+6H2O═N2↑+12OH-,电解质里的阳离子移向正极,阴离子移向负极,电流从正极流向负极,据此回答。
【解析】A.处理垃圾渗滤液的装置属于原电池装置,盐桥中的阳离子移向正极,即盐桥中K+向Y极移动,故A正极;
B.X是负极,氨气发生失电子的氧化反应,电极反应式为:2NH3-6e-+6OH-═N2+6H2O,Y是正极,发生得电子的还原反应,电极反应式为:2+10e-+6H2O═N2↑+12OH-,则总反应式为:5NH3+3═4N2+6H2O+3OH-,则电路中流过7.5 mol电子时,共产生标准状况下N2的体积为×4mol×22.4L/mol=44.8L,故B错误;
C.电子从负极经外电路流向正极,即X极沿导线流向Y极,故C正确;
D.Y是正极,发生得电子的还原反应,2+10e-+6H2O═N2↑+12OH-,生成氢氧根离子,周围pH 增大,故D正确;
故答案为B。
8.A
【解析】拆开反应物的化学键需要吸热能量为198×6+498×3=2682 kJ,形成生成物的化学键释放的能量为360×12=4320kJ,二者之差为释放能量4320kJ-2682 kJ=1638 kJ。
综上所述答案为A。
9.A
【解析】图示中,反应物的总能量大于生成物的总能量,为放热反应。
【解析】A.2NH4Cl+Ca(OH)22NH3↑+CaCl2+2H2O,铵盐与碱反应吸热,故选A;
B.2Al+Fe2O32Fe+Al2O3,铝热反应放热,故不选B;
C.Mg+2HCl=MgCl2+H2↑,金属与酸反应放热,故不选C;
D.C+O2CO2,燃烧反应放热,故不选D;
选A。
10.D
【解析】由图可知,放电时,N极Fe失去电子作为负极,则M极为正极,充电时,N极为阴极,M极为阳极,据此分析作答。
【解析】A.Fe为活泼金属,放电时被氧化,所以N为负极,O2被还原,所以M为正极,选项A正确;
B.放电过程中的总反应为Fe与O2反应得到Fe的氧化物,所以KOH溶液的浓度不变,选项B正确;
C.充电时,N极为阴极,铁的氧化物被还原,包括,选项C正确;
D.原电池中阳离子移向正极,则放电时,从N移向M,选项D错误;
答案选D。
11.C
【解析】A.电解质为能够传导氧离子的固体氧化物,正极氧气得电子生成氧离子,故A不选;
B.电解质溶液是氢氧化钾,正极上氧气得电子与水反应生成氢氧根离子,故B不选;
C.存在质子交换膜,正极上氧气得电子和氢离子反应生成水,故C选;
D.电解质为熔融碳酸盐,正极氧气得电子结合二氧化碳生成碳酸根离子,故D不选;
故选C。
12.D
【解析】A.从图中可以看出,该反应中Li参加了反应,最终又生成了Li,所以Li是催化剂。虽然在第二步水也参加了反应,第三步生成了水,但总反应为2N2+6H2O=3O2+4NH3,所以水为反应物,故A错误;
B.第二步反应是Li3N和水反应生成LiOH和NH3,没有化合价变化,不是氧化还原反应,故B错误;
C.电解LiOH溶液时,在阴极不可能是Li+得电子生成Li,故C错误;
D.根据总反应方程式:2N2+6H2O=3O2+4NH3,每生成1mol NH3,同时生成0.75mol O2,故D正确;
故选D。
13. 传导离子、作正极反应物 硫酸锌溶液 硫酸铜溶液 离子导体 A
【解析】(1)由可知,CuSO4是电解质,可传导离子,该原电池的负极电极反应式为Zn-2e-=Zn2+,正极的电极反应式为Cu2++2e-=Cu,故CuSO4可作正极反应物;答案为传导离子、作正极反应物。
(2)由可知,A溶液中电极为Zn,故A溶液中应为Zn2+,同理,B溶液中为Cu2+,由(1)知阴离子为;盐桥是由琼脂和饱和的KCl或KNO3组成,属于离子导体;根据在原电池中阴离子向负极移动,则Zn为负极,故Cl-向A溶液中移动;答案为硫酸锌溶液,硫酸铜溶液,离子导体,A。
(3)由可知,电子由左边移向右边,左边为负极,右边为正极,根据题中信息,要增大电压和电流,故选取电极材料Mg和石墨,阳离子向正极移动,优化后的实验装置示意图4为;答案为。
14.B、A、C
【解析】C中铁做阴极,电极表面发生还原反应受到保护,腐蚀最慢;A属于化学腐蚀,腐蚀较慢;B中Fe比Cu活泼,做原电池的负极导致铁腐蚀很快,综上分析铁在其中被腐蚀的速率由快至慢的顺序为:B、A、C。
15. CuSO4溶液 ZnSO4溶液 减小 增加 16 O2+4e-+2H2O=4OH- CH4-8e-+10OH-=CO+7H2O PbO2+4H++2e-+SO=PbSO4+2H2O 负
【解析】(1)Zn的活泼性大于Cu,则Zn作负极,内电路中阳离子向正极移动,则K+移向CuSO4溶液;Cl-移向ZnSO4溶液;电路中通过电子为0.5mol时,反应0.25mol锌,变为锌离子,则锌电极质量减小;铜电极为铜离子得电子生成铜,则铜电极质量增加0.25mol×64g/mol=16g;
(2)乙中氧气得电子,作正极,氧气与水反应生成氢氧根离子,则正极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-;负极甲烷失电子与氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水,电极反应式为CH4-8e-+10OH-=CO+7H2O;
(3)铅蓄电池放电时正极二氧化铅得电子与氢离子反应生成硫酸铅和水,电极反应式为PbO2+4H++2e-+SO=PbSO4+2H2O;充电时,电池的负极提供电子,则电解池的阴极得电子,则电源的负极与铅蓄电池负极相连。
16. 2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑ 负极 正极 N AD 2NH3-6e-+6OH-=2N2+6H2O 13
【解析】(1)①电解法制备金属铝,三氧化铝电解生成铝和氧气;
②铁是待镀金属,此时铁器应与电源负极相连;电解精炼铜时,粗铜作阳极,粗铜应与电源正极相连。
③模拟铁的电化学防护,用外加电流的阴极保护法,铁在阴极;
(2)根据电解池中离子的放电顺序和两极上发生的变化来书写电极反应方程式进行计算,两个电极上转移的电子数目是相等的,据此计算出溶液中减少的物质的物质的量,思考需加入物质.
(3)电极a电极发生氧化反应,氨气在碱性条件下氧化为氮气:2NH3-6e-+6OH-=2N2+6H2O ;
当消耗336mLNO2气体(标况下)时,由反应2NO2+8e-+4H2O=N2+8OH-计算生成的OH-。
【解析】(1)①电解法制备金属铝,三氧化铝电解生成铝和氧气,化学反应方程式为2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑。
故答案为:2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑;
②为了防止铁器被腐蚀常用电解法在其表面镀铜,铁是待镀金属,此时铁器应与电源负极相连;电解精炼铜时,粗铜作阳极,粗铜应与电源正极相连。
故答案为:负极 ; 正极;
③模拟铁的电化学防护,为减缓铁的腐蚀,用外加电流的阴极保护法,开关K应置于N处。故答案为:N;
(2)电解H2SO4和CuSO4的混合溶液,阳极发生的反应为:4OH-→2H2O+O2↑+4e-,阴极上发生的电极反应为:Cu2++2e-→Cu,2H++2e-→H2↑,
阳极生成3.36L氧气,即0.15mol,由阳极电极反应式可知,转移电子为0.6mol,阴极收集到2.24L(标况)气体,即生成0.1mol的氢气,
由阴极电极反应式可知,阴极上生成的0.1molH2只得到了0.2mol电子,所以剩余0.4mol电子由铜离子获得,生成铜0.2mol,综上分析,电解H2SO4和CuSO4的混合溶液时,生成了0.2molCu,0.1mol氢气,0.15mol氧气,溶液要想恢复电解前的状态,需加入0.2molCuO(或碳酸铜)和0.1mol水,
故选AD。
(3)电极a电极发生氧化反应,氨气在碱性条件下氧化为氮气:2NH3-6e-+6OH-=2N2+6H2O ;电极b的电极发生还原反应,二氧化氮转化生成氮气,电极方程式为2NO2+8e-+4H2O=N2+8OH-,总反应:6NO2+8NH3→7N2+12H2O,消耗标准状况下336mL NO2时,电路中转移0.06mol电子,电解池中生成0.06mol OH-,c(OH-)=0.06mol÷0.6L=0.1mol·L-1,c(H+)= mol·L-1=10-13mol·L-1,故pH=13,
故答案为:2NH3-6e-+6OH-=2N2+6H2O ;13。
17.C
【解析】根据盖斯定律,;反应热等于断裂键键能总和与形成共价能的键能总和之差,据此分析解题。
【解析】据分析可知:,解得:;
故答案选C。
18.(1) 环形玻璃搅拌棒 > HCl(aq)+NaOH(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)ΔH=-56.8kJ/mol
(2)kJ/mol
(3)kJ/mol
(4)436
【解析】(1)①由图可知,图中缺少让氢氧化钠溶液和盐酸完全反应的环形玻璃搅拌棒,故答案为:环形玻璃搅拌棒;
②醋酸是一元弱酸,在溶液中电离时会吸收热量,所以将盐酸改为相同体积、相同浓度的醋酸,会使测得的中和热ΔH1大于氢氧化钠溶液与盐酸反应的中和热ΔH;100mL0.55mol/L氢氧化钠溶液与100mL0.5mol/L盐酸完全反应生成0.05mol水,由测得该反应放出的热量为2.84kJ可知,中和热ΔH=—=—56.8kJ/mol,则反应的热化学方程式为HCl(aq)+NaOH(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)ΔH=-56.8kJ/mol,故答案为:>;HCl(aq)+NaOH(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)ΔH=-56.8kJ/mol;
(2)由1g的甲烷完全燃烧生成液态水放出akJ的热量可知,反应的反应热ΔH=—=—16a kJ/mol,则反应的热化学方程式为kJ/mol,故答案为:kJ/mol;
(3)将已知反应依次编号为①②,由盖斯定律可知,反应②—①×得到肼和二氧化氮反应,则反应热ΔH=(—534kJ/mol) —(+66.4kJ/mol)×=—567.2kJ/mol,则反应的热化学方程式为kJ/mol,故答案为:kJ/mol;
(4)设氢氢键的键能为akJ/mol,由1mol氢气完全燃烧生成1mol气态水放出241kJ的热量可得:2×463kJ/mol—(akJ/mol+498kJ/mol×)=241kJ,解得a=436,故答案为:436。
19. 搅拌、增加碱的浓度、加热、粉碎 减小 阳 或
【解析】以铝土矿(主要成分为Al2O3,含SiO2和Fe2O3等杂质)为原料制备铝,由流程可知,加NaOH溶解时Fe2O3不反应,由信息可知SiO2在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀,过滤得到的滤渣为Fe2O3、铝硅酸钠,碳酸氢钠与偏铝酸钠反应生成Al(OH)3,过滤II得到Al(OH)3,灼烧生成氧化铝,电解I为电解氧化铝生成Al和氧气,电解II为电解Na2CO3溶液;铝粉与N2反应制备AlN时,在铝粉中添加少量NH4Cl固体并充分混合,NH4Cl分解产生的HCl能够破坏Al表面的Al2O3薄膜,以此解答该题。
【解析】(1)碱溶时采取搅拌、增加碱的浓度、加热、粉碎等措施均能加快“碱溶”速率;
(2)向“过滤Ⅰ”所得滤液中加入NaHCO3溶液,与偏铝酸钠反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸钠,已知等物质的量浓度溶液pH:NaOH>NaAlO2>Na2CO3,则所得溶液的pH减小;
(3)电解氧化铝生成Al和氧气,发生反应的化学方程为;
(4)由图可知,Na+透过交换膜从左侧进入右侧,说明交换膜是阳离子交换膜;阳极上发生氧化反应,有O2生成,则电极反应为4+2H2O-4e-═4+O2↑,所得A溶液溶质化学式为;
(5)①由阴离子移动方向可知B为负极,负极发生氧化反应,甲醇被氧化生成二氧化碳和水,电极方程式为3O2-+CH3OH-6e-=CO2↑+2H2O;
②在电解硫酸铜溶液的过程中,阴极析出铜,阳极析出氧气,若要使溶液复原,根据原子守恒可知应向溶液中加入CuO或CuCO3。
【点睛】用惰性电极电解电解质溶液,电解一段时间后可根据生成的电解产物判断恢复原溶液时需要加入的物质,如电解含氧酸、强碱和活泼金属含氧酸盐的水溶液,实际是电解水,办需要加入适量水即可,而电解NaCl溶液生成H2和Cl2,则需要通入适量HCl气体即可。
20.(1)
(2)
(3)降低的溶解度,有利于结晶析出
(4) 2mol
(5)防止过量的NaClO将生成的氧化
(6)
【解析】由题中流程和信息可知,Cl2通入吸收塔中与NaOH发生反应生成NaClO,碱性NaClO溶液与尿素溶液在反应器1中MnSO4作催化剂条件下发生反应生成和Na2CO3,经过蒸馏、脱盐、精制得到Na2CO3和水合肼(),水合肼与亚硝酸乙酯和NaOH混合液在反应器2中发生反应生成NaN3和,经过结晶、抽滤、洗涤,重结晶,制得NaN3;据此解答。
(1)
由上述分析可知,Cl2通入吸收塔中与NaOH发生氧化还原反应,生成NaClO、NaCl和H2O,其离子方程式为,答案为;
(2)
由上述分析可知,在反应器1中MnSO4作催化剂条件下碱性NaClO溶液与尿素溶液发生氧化还原反应,生成、Na2CO3和NaCl,其化学方程式为CO(NH2)2+NaClO+2NaOHN2H4 H2O+Na2CO3+NaCl,答案为CO(NH2)2+NaClO+2NaOHN2H4 H2O+Na2CO3+NaCl;
(3)
由题中信息可知,叠氮化钠()不溶于乙醚,微溶于乙醇,易溶于水,所以在反应器2中加入无水乙醚,是为了降低的溶解度,有利于结晶析出,答案为降低的溶解度,有利于结晶析出;
(4)
由上述分析可知,水合肼()与亚硝酸乙酯和NaOH混合液在反应器2中发生反应生成NaN3和,其化学方程式为+CH3CH2ONO+NaOH=NaN3+CH3CH2OH+3H2O;39g的物质的量为n(NaN3)= =0.6mol,由化学方程式+CH3CH2ONO+NaOH=NaN3+CH3CH2OH+3H2O可知,CH3CH2ONO中N元素为+3价,NaN3中N元素为()价,即生成1molNaN3转移mol电子,设生成39g转移xmol电子,则1:=0.6:x,解之x=2mol,答案为+CH3CH2ONO+NaOH=NaN3+CH3CH2OH+3H2O;2mol;
(5)
由题中信息可知,易溶于水,具有强还原性,易被氧化成N2,而NaClO具有强氧化性,所以过量的NaClO会将生成的氧化,答案为防止过量的NaClO将生成的氧化;
(6)
由题中图示可知,NH3转化为N2H4,N元素的化合价由-3价变为-2价,失电子化合价升高,发生氧化反应,则多孔铂电极为负极,石墨为正极,根据原电池中阴离子向负极移动,则阴离子向多孔铂电极移动,即OH-向多孔铂电极移动;石墨为正极,NaClO中Cl元素得电子发生还原反应,其电极反应式为,答案为OH-;。

第1章化学反应与能量转化同步习题高二上学期化学鲁科版(2019)选择性必修1(含解析)

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