2024苏教版新教材高中化学选择性必修1
本专题复习提升
易混易错练
易错点1 对标准燃烧热定义认识不清
1.(2021安徽示范高中培优联盟冬季联赛)下列有关说法正确的是( )
A.C(石墨,s) C(金刚石,s) ΔH=+1.5 kJ·mol-1,则金刚石比石墨稳定
B.甲烷的标准燃烧热为-890.3 kJ·mol-1,则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为CH4(g)+2O2(g) CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-890.3 kJ·mol-1
C.肼(N2H4)是一种用于火箭或燃料电池的燃料,已知:2H2O(g)+O2(g) 2H2O2(l) ΔH1=+108.3 kJ·mol-1①;N2H4(l)+O2(g) N2(g)+2H2O(g) ΔH2=-534.0 kJ·mol-1②。则有反应:N2H4(l)+2H2O2(l) N2(g)+4H2O(g) ΔH=-642.3 kJ·mol-1
D.含20.0 g NaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和,放出28.7 kJ的热量,则稀醋酸和稀NaOH溶液反应的热化学方程式为NaOH(aq)+CH3COOH(aq) CH3COONa(aq)+H2O(l) ΔH= -57.4 kJ·mol-1
2.(2021湖北襄阳五校期中)已知E1=134 kJ·mol-1、E2=368 kJ·mol-1,根据要求回答问题。
图Ⅰ
图Ⅱ
(1)图Ⅰ是1 mol NO2(g)和1 mol CO(g)反应生成1 mol CO2和 1 mol NO过程中的能量变化示意图,若在反应体系中加入催化剂,反应速率增大,E1将 (填“增大”“减小”或“不变”,下同),ΔH将 。请写出NO2和CO反应的热化学方程式: 。
(2)如表所示是部分化学键的键能参数。
化学键 P—P P—O OO PO
键能/kJ·mol-1 a b c x
已知白磷的标准燃烧热为-d kJ·mol-1,白磷及其完全燃烧的产物的结构如图Ⅱ所示。1个P4O10分子中P—O键的个数为 ,表中 x= (用含a、b、c、d的代数式表示)。
易错点2 盖斯定律应用错误
3.(2021河南林州一中开学考)将甲醇蒸气转化为氢气的两种反应的热化学方程式如下:
①CH3OH(g)+H2O(g) CO2(g)+3H2(g) ΔH=+49.0 kJ·mol-1
②CH3OH(g)+O2(g) CO2(g)+2H2(g) ΔH=-192.9 kJ·mol-1
又知③H2O(g) H2O(l) ΔH=-44 kJ·mol-1,写出表示甲醇蒸气燃烧生成液态水的热化学方程式: 。
易错点3 忽视ΔH的正、负,不能正确比较相对大小
4.(2020山西大学附属中学月考)在同温同压下,下列各组热化学方程式中,ΔH1>ΔH2的是 ( )
A.2H2(g)+O2(g) 2H2O(l) ΔH1
2H2(g)+O2(g) 2H2O(g) ΔH2
B.S(g)+O2(g) SO2(g) ΔH1
S(s)+O2(g) SO2(g) ΔH2
C.C(s)+O2(g) CO(g) ΔH1
C(s)+O2(g) CO2(g) ΔH2
D.H2(g)+Cl2(g) 2HCl(g) ΔH1
H2(g)+Cl2(g) HCl(g) ΔH2
易错点4 忽略电池中介质的作用
5.(2020重庆育才中学期中)原电池电极的“正”与“负”不仅与电极材料的性质有关,也与电解质溶液有关。下列说法正确的是( )
A.由Fe、Cu和FeCl3溶液组成的原电池中,负极反应式为Cu-2e- Cu2+
B.由Al、Cu和稀硫酸组成的原电池中,负极反应式为Cu-2e- Cu2+
C.由Al、Mg和NaOH溶液组成的原电池中,负极反应式为Al+4OH--3e- Al+2H2O
D.常温下,由Al、Cu和浓HNO3组成的原电池中,负极反应式为Al-3e- Al3+
易错点5 混淆原电池与电解池的电极反应
6.(2020天津静海一中期末)电浮选凝聚法是工业上采用的一种污水处理方法,即保持污水的pH在5.0~6.0之间,通过电解生成Fe(OH)3胶体,Fe(OH)3胶体具有吸附作用,可吸附水中的污物而使其沉淀下来,起到净水的作用,其原理如图所示。下列说法正确的是( )
A.石墨电极上发生氧化反应
B.通甲烷一极发生的电极反应为CH4+4C-8e- 5CO2+2H2O
C.通空气一极发生的电极反应为O2+4e- 2O2-
D.甲烷燃料电池中C向通空气的一极移动
7.(2022江苏扬州中学阶段检测)液流电池是一种新的蓄电池,是利用正、负极电解液分开,各自循环的一种高性能蓄电池,具有容量高、使用领域(环境)广、循环使用寿命长的特点。如图是一种锌溴液流电池,电解液为溴化锌的水溶液。下列说法正确的是( )
A.充电时阳极的电极反应式:Zn-2e- Zn2+
B.充电时电极a为外接电源的负极
C.放电时Br-向右侧电极移动
D.放电时左侧电解质储罐中的离子总浓度增大
思想方法练
建模思想在电化学中的应用
方法概述
针对电化学中电池工作原理、电解的工作原理的分析和电极反应式的书写等问题,构建“定物、定极、定流向”的思维模型,有利于快速解答相关问题。
(1)“定物”——在方程式中先选择好相应的物质,根据其中元素化合价的变化判断各物质发生反应的类型。
(2)“定极”——根据物质发生反应的类型确定电极的名称。
(3)“定流向”——根据电极反应或反应现象,分析电子流向和电解质溶液中阴、阳离子的移动方向。
1.(2021浙江丽水五校共同体阶段性考试)某模拟“人工树叶”电化学实验装置如图所示,该装置能将H2O和CO2转化为O2和燃料(C3H8O)。下列说法正确的是( )
A.该装置将化学能转化为光能和电能
B.该装置工作时,H+从b极区向a极区迁移
C.每生成1 mol O2,有44 g CO2被还原
D.a电极的反应为3CO2+18H+-18e- C3H8O+5H2O
2.(2020江苏如皋中学期末)“锂—呼吸CO2电化学装置”放电时的原理如下图所示,下列说法正确的是( )
A.金属Li电极发生还原反应
B.多孔碳电极的电极反应式为2CO2+2e- C2
C.每生成0.1 mol Li2C2O4,电路中有0.1 mol e-发生转移
D.电池“吸入”CO2时将电能转化为化学能
3.(2020北京房山期末)为减少二氧化碳排放,我国科学家设计熔盐电解池捕获二氧化碳的装置,如下图所示。下列说法不正确的是 ( )
A.CO2过量排放是导致温室效应的原因之一
B.过程②中C2在a极上发生了还原反应
C.过程③中的反应可表示为CO2+O2- C
D.CO2最终转化为C和O2
4.(2022江西赣州期中)控制合适的条件,将反应2Fe3++2I- 2Fe2++I2设计成如图所示原电池(盐桥中含有饱和KCl溶液),下列判断不正确的是( )
A.反应开始时,电流方向是从甲中石墨经导线流向乙中石墨
B.反应开始时,甲中石墨电极上Fe3+被还原
C.灵敏电流计示数为零时,反应达到化学平衡状态
D.灵敏电流计示数为零后,在甲中加入FeCl2固体,乙中石墨电极为负极
5.双极膜(BP)是阴、阳复合膜,在直流电的作用下,阴、阳复合膜层间的H2O解离成H+和OH-,作为H+和OH-的离子源。利用双极膜电渗析法电解食盐水可获得淡水、NaOH和HCl,其工作原理如图所示,M、N为离子交换膜。下列说法错误的是( )
A.阴极室发生的反应为2H++2e- H2↑
B.M为阳离子交换膜,N为阴离子交换膜
C.若去掉双极膜(BP),阳极室会有Cl2生成
D.电路中每转移1 mol电子,两极共得到0.5 mol气体
6.下图所示的电解装置可实现低电位下高效催化还原CO2。下列说法不正确的是( )
A.a极连接外接电源的负极
B.电解过程中Na+从右池移向左池
C.b极的电极反应式为Cl--2e-+H2O ClO-+2H+
D.外电路中每转移1 mol电子,理论上可催化还原标准状况下CO2气体11.2 L
7.(2021福建宁德期末)为了减少对环境的污染,煤在燃烧前要进行脱硫处理。应用电解法对煤进行脱硫处理的基本原理如图所示,下列说法不正确的是( )
A.阳极的电极反应:Mn2+-e- Mn3+
B.每处理1 mol FeS2,导线上转移15 mol e-
C.H+在阴极放电生成氢气
D.电解过程中,混合液中H+的物质的量浓度将变小
8.(2021江苏如皋中学阶段考试)某同学利用一氧化氮—空气质子交换膜燃料电池将化学能转化为电能,实现了制硝酸、发电、环保三位一体的结合。
(1)甲装置中Pt1电极上的电极反应式为 ,每转移1 mol电子,通过质子交换膜的H+的物质的量为 。
(2)乙装置中C2上的电极反应式为 ,乙装置中物质X是 (填化学式)。
(3)装置丙用于粗铜的精炼。装置中电极A是 (填“粗铜”或“纯铜”),工作一段时间后,CuSO4溶液的浓度将 (填“增大”“减小”或“不变”)。
答案全解全析
易混易错练
1.C 石墨生成金刚石的反应是吸热反应,能量越低越稳定,因此石墨比金刚石稳定,故A错误;甲烷的标准燃烧热为-890.3 kJ·mol-1,是生成液态水,因此甲烷燃烧的热化学方程式可表示为CH4(g)+2O2(g) CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890.3 kJ·mol-1,故B错误;②-①得到N2H4(l)+2H2O2(l) N2(g)+4H2O(g) ΔH=-642.3 kJ·mol-1,故C正确;醋酸电离会吸收热量,则稀醋酸和稀NaOH溶液反应生成1 mol H2O(l)放出的热量小于57.4 kJ,即题中ΔH>-57.4 kJ·mol-1,故D错误。
易错警示
明确标准燃烧热定义是解答的关键,注意几个要点:1 mol可燃物,101 kPa,完全燃烧[N→N2(g),H→H2O(l),C→CO2(g)]。
2.答案 (1)减小 不变 NO2(g)+CO(g) CO2(g)+NO(g) ΔH=-234 kJ·mol-1
(2)12
解析 (1)催化剂能降低反应的活化能,则E1和E2都减小,催化剂不能改变反应物的总能量和生成物的总能量,所以催化剂对反应热无影响;由图Ⅰ可知,1 mol NO2和1 mol CO反应生成1 mol CO2和1 mol NO放出热量368 kJ-134 kJ=234 kJ,该反应的热化学方程式为NO2(g)+CO(g) NO(g)+CO2(g) ΔH=-234 kJ·mol-1。(2)白磷燃烧的化学方程式为P4+5O2 P4O10,根据图Ⅱ,1 mol白磷完全燃烧断裂6 mol P—P键、5 mol 键,形成12 mol P—O键、4 mol 键,所以-d kJ·mol-1=6a kJ·mol-1+5c kJ·mol-1-12b kJ·mol-1-4x kJ·mol-1, x=。
3.答案 CH3OH(g)+O2(g) CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-764.7 kJ·mol-1
解析 根据盖斯定律,② 3-① 2+③ 2可得CH3OH(g)+O2(g) CO2(g)+2H2O(l),则ΔH=(-192.9 kJ·mol-1) 3-(+49.0 kJ·mol-1) 2+ (-44 kJ·mol-1) 2=-764.7 kJ·mol-1,表示甲醇蒸气燃烧生成液态水的热化学方程式为CH3OH(g)+O2(g) CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-764.7 kJ·mol-1。
易错警示
观察不仔细,在根据盖斯定律进行方程式相加或相减时计算错误。根据目标反应的各种组分,判断条件反应的处理方式,同向相加,异向相减,要根据化学计量数适当扩大或缩小倍数。
4.C 燃烧反应的焓变是负值,液态水变为气态水的过程是吸热的,ΔH1<ΔH2,A不符合题意;固态硫变为气态硫需要吸收热量,所以ΔH1<ΔH2,B不符合题意;1 mol C完全燃烧生成二氧化碳放出的热量多于不完全燃烧生成一氧化碳放出的热量,故ΔH1>ΔH2,C符合题意;题给反应是放热反应,所以焓变是负值,ΔH1=2ΔH2,ΔH1<ΔH2,D不符合题意。
易错警示
放出的热量越多,ΔH越小,进行ΔH的大小比较时往往会忽视这一点。
5.C Fe易失电子作为负极,电极反应式为Fe-2e- Fe2+,A错误;Al易失电子作为负极,电极反应式为Al-3e- Al3+,B错误;Al可以与NaOH溶液反应,作为负极,Mg作为正极,负极反应式为Al+4OH--3e- Al+2H2O,C正确;常温下,Al遇浓HNO3钝化,Cu可与浓HNO3反应,故Cu作为负极,负极反应式为Cu-2e- Cu2+,D错误。
易错警示
忽视电解质溶液对电极材料的影响导致出错。
6.B 由题图可知充入CH4的一极为原电池的负极, 与之相连的石墨电极作为电解池的阴极,通入空气的一极为原电池的正极,与之相连的Fe电极作为电解池的阳极。阴极上发生还原反应,A错误;以熔融的碳酸盐为电解质,通甲烷的一极作为负极,电极反应为CH4+4C-8e- 5CO2+2H2O,B正确;通空气的一极为正极,电极反应为O2+2CO2+4e- 2C,C错误;在原电池内部,阴离子向负极移动,所以甲烷燃料电池中C向通甲烷的一极移动,D错误。
易错警示
对原电池和电解池的组合装置解读不到位,误以为左边也是原电池,导致错选。
7.D 该电池的负极为锌,放电时负极的电极反应式为Zn-2e- Zn2+,A错误;在充电时,原电池的正极连接电源的正极,是电解池的阳极,所以充电时电极a为外接电源的正极,B错误;放电时为原电池,在原电池中间隔着一个阳离子交换膜,所以Br-不能向右侧电极移动,C错误;放电时左侧生成溴离子,右侧生成的锌离子通过阳离子交换膜移向左侧,左侧电解质储罐中的离子总浓度增大,D正确。
思想方法练
1.B 该装置将电能和光能转化为化学能,A项错误;该装置工作时,H+从阳极区向阴极区迁移,B项正确;6CO2~9O2,每生成1 mol O2,有 mol CO2被还原,其质量是 g,C项错误;根据图示可知与电源负极连接的a电极为阴极,发生还原反应,电极反应式为3CO2+18H++18e- C3H8O+5H2O,D项错误。
方法点拨
含离子交换膜电化学装置题的解题步骤:
2.B 由题给信息知,电池工作时,Li电极作为负极,电极反应式为2Li-2e- 2Li+,金属锂发生氧化反应,A项错误;多孔碳电极的电极反应式为2CO2+2e- C2,B项正确;由以上分析可知,每生成 0.1 mol Li2C2O4,电路中有0.2 mol e-转移,C项错误;电池工作时化学能转化为电能,D项错误。
3.B 二氧化碳过量排放导致大气中二氧化碳含量过高,形成“温室效应”,A项正确;过程②中,a极的电极反应为2C2-4e- 4CO2↑+O2↑,该电极反应为氧化反应,B项错误;根据题中信息,可以推出过程③中的反应可表示为CO2+O2- C,C项正确;熔盐电解池总反应的化学方程式为CO2 C+O2,D项正确。
4.D 分析题图、电池总反应确定正、负极→联系原电池工作原理,确定电子、电流、离子的移动方向→结合选项解答问题。
第1步:确定正、负极。由2Fe3++2I- 2Fe2++I2可知,开始时乙中碘离子失电子生成碘单质,乙中石墨电极为负极,而甲中铁离子发生得电子的还原反应生成亚铁离子,甲中石墨电极为正极。
第2步:分析移动方向。
(1)电子移动方向:从负极流出沿导线流入正极;
(2)电流移动方向:从正极沿导线流向负极;
(3)离子移动方向:电解质溶液中,阴离子向负极迁移,阳离子向正极迁移。
第3步:分析选项。电流方向是从甲中石墨经导线流向乙中石墨,A正确;由电池总反应知,Fe3+得电子被还原成Fe2+,B正确;当灵敏电流计示数为零时,各物质的浓度不变,则反应达到平衡状态,C正确;灵敏电流计示数为零后,甲中加入FeCl2,c(Fe2+)增大,导致平衡逆向移动,则Fe2+失去电子生成Fe3+,甲中石墨电极为负极,乙中石墨电极为正极,D错误。
反思升华
分析陌生原电池反应时,难点是判断原电池的正、负极。在确定原电池正、负极时需把握一个原则,就是负极发生氧化反应,正极发生还原反应,找出题中化合价发生变化的元素,进而确定正、负极的电极反应。
5.D 阴极室氢离子得电子生成氢气,发生的反应为2H++2e- H2↑,故A正确;电解过程中钠离子向阴极移动,氯离子向阳极移动,所以M为阳离子交换膜,N为阴离子交换膜,故B正确;若去掉双极膜(BP),氯离子进入阳极室放电,生成氯气,故C正确;电路中每转移1 mol电子,阳极生成0.25 mol氧气,阴极生成0.5 mol氢气,两极共得到0.75 mol气体,故D错误。
6.C 分析题图可知b电极上Cl-失去电子生成ClO-,b电极为电解池阳极,a电极上CO2得到电子生成CO,a电极为电解池阴极,b极与电源正极相连,a极与电源负极相连,A项正确;电解池中阳离子移向阴极,故Na+向左池移动,B项正确;因右池电解液中含有大量的OH-,故电极反应式中不出现H+,正确的电极反应式为Cl--2e-+2OH- H2O+ClO-,C项错误;根据阴极的电极反应,每转移2 mol电子,可还原1 mol CO2,故电路中转移1 mol电子,可还原标准状况下11.2 L的CO2,D项正确。
7.D Mn2+在阳极失电子生成Mn3+,阳极的电极反应:Mn2+-e- Mn3+,A正确;FeS2与Mn3+反应生成Mn2+、Fe3+、S,离子方程式为FeS2+15Mn3++8H2O Fe3++15Mn2++2S+16H+,根据化合价的变化可知每处理1 mol FeS2,导线上转移15 mol e-,B正确;H+在阴极得电子,生成氢气,C正确;电解过程中,当转移15 mol电子时,阴极消耗15 mol氢离子,混合液中发生反应FeS2+15Mn3++8H2O Fe3++15Mn2++2S+16H+,生成16 mol氢离子,则混合液中H+的物质的量浓度将增大,D错误。
8.答案 (1)NO-3e-+2H2O N+4H+ 1 mol (2)NO+5e-+6H+ N+H2O H2SO4 (3)粗铜 减小
解析 (1)甲装置是原电池,Pt1上NO失电子生成硝酸,电极反应式为NO-3e-+2H2O N+4H+;Pt2的电极反应式为4H++O2+4e- 2H2O,每转移1 mol电子,通过质子交换膜的H+的物质的量为1 mol。(2)装置乙是电解池,C1为阳极,C2为阴极,NO在C2上得电子生成N,电极反应式为NO+5e-+6H+ N+H2O;SO2在C1极上失电子,电极反应式为SO2-2e-+2H2O S+4H+,则乙中有硫酸生成,物质X是H2SO4。(3)装置丙用于粗铜的精炼,A为阳极,B为阴极,A极是粗铜;因为粗铜中存在比铜活泼的金属杂质,在阳极也会放电,所以工作一段时间后,CuSO4溶液的浓度将减小。
方法点拨
建立化学电源和电解原理的认知模型,确定电极,确定电解质溶液中离子移动方向,并能运用模型解释电极的现象,揭示现象的本质和规律。
精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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