【导与练】2013-2014学年高中化学选修四：专题一 化学反应与能量变化 专题整合(苏教版)

栏目导航网络建构连线高考化学反应中的热效应原电池和电解池见附表金属的腐蚀与防护反应热的计算与热化学方程式的书写1.(高考组合题)(1)(2012年新课标全国理综节选)工业上利用天然气(主要成分为CH4)与CO2进行高温重整制备CO,已知CH4、H2、和CO的燃烧热(ΔH)分别为-890.3kJ·mol-1、-285.8kJ·mol-1和-283.0kJ·mol-1,则生成1m3(标准状况)CO所需热量为;(2)(2012年江苏化学节选)真空碳热还原-氯化法可实现由铝土矿制备金属铝,其相关反应的热化学方程式如下:Al2O3(s)+AlCl3(g)+3C(s)3AlCl(g)+3CO(g)ΔH=-1akJmol3AlCl(g)2Al(l)+AlCl3(g)ΔH=bkJ·mol-1反应Al2O3(s)+3C(s)2Al(l)+3CO(g)的ΔH=-1kJmol(用含a、b的代数式表示)。(3)(2012年海南化学节选)肼可作为火箭发动机的燃料,与氧化剂N2O4反应生成N2和水蒸气。已知:①N2(g)+2O2(g)N2O4(l)ΔH1=-19.5kJ·mol-1②N2H4(l)+O2(g)N2(g)+2H2O(g)ΔH2=-534.2kJ·mol-1写出肼和N2O4反应的热化学方程式;(4)(2011年山东理综节选)已知:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)ΔH=-196.6kJ·mol-12NO(g)+O2(g)2NO2(g)ΔH=-113.0kJ·mol-1则反应NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)的ΔH=.kJ·mol-1。(5)(2011年广东理综改编)已知:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)ΔH=206kJ·mol-1CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g)ΔH=-802kJ·mol-1写出由CO2生成CO的热化学方程式。解析:(1)据燃烧热的概念分别写出CH4、H2、CO完全燃烧的热化学方程式分别为:①CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)ΔH1=-890.3kJ·mol-1②H2(g)+21Og2H2O(l)ΔH2=-285.8kJ·mol-1③CO(g)+21Og2CO2(g)ΔH3=-283.0kJ·mol-1由盖斯定律:①-2×②-2×③可得反应④CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)ΔH4=247.3kJ·mol-1,则生成标准状况下1m3CO所需的热量为:11000L22.4Lmol×247.3kJ·mol-1×12≈5.52×103kJ。(2)根据盖斯定律,将题中所给两方程式相加得:Al2O3(s)+3C(s)2Al(l)+3CO(g)ΔH=(a+b)-1kJmol。(3)分析题给方程式,可知由2×②-①得到要求的热化学方程式,故ΔH=2ΔH2-ΔH1,写出结果:2N2H4(l)+N2O4(l)=3N2(g)+4H2O(g)ΔH=-1048.9kJ·mol-1。(4)根据盖斯定律,用第一个反应减去第二个反应,并将计量数约成最简比即得反应:NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g),则所求ΔH=[-196.6kJ·mol-1-(-113.0kJ·mol-1)]/2=-41.8kJ·mol-1(5)根据盖斯定律,将两式相减即得。答案:(1)5.52×103kJ(2)a+b(3)2N2H4(l)+N2O4(l)3N2(g)+4H2O(g)ΔH=-1048.9kJ·mol-1(4)-41.8(5)CO2(g)+3H2O(g)2O2(g)+CO(g)+3H2(g)ΔH=1008kJ·mol-1原电池原理与化学电源2.(2012年大纲全国理综)①②③④四种金属片两两相连浸入稀硫酸中都可组成原电池,①②相连时,外电路电流从②流向①;①③相连时,③为正极,②④相连时,②上有气泡逸出;③④相连时,③的质量减少,据此判断这四种金属活动性由大到小的顺序是(B)A.①③②④B.①③④②C.③④②①D.③①②④解析:电流从正极流向负极,而负极活泼,则金属活动性①②;同理,①③;H2在正极放出,则④②;质量减少的一极为负极,则③④。综上可推得,金属活动性顺序由大到小为①③④②,B项正确。3.(1)(2011年福建理综)研究人员研制出一种锂水电池,可作为鱼雷和潜艇的储备电源。该电池以金属锂和钢板为电极材料,以LiOH为电解质,使用时加入水即可放电。关于该电池的下列说法不正确的是()A.水既是氧化剂又是溶剂B.放电时正极上有氢气生成C.放电时OH-向正极移动D.总反应为:2Li+2H2O2LiOH+H2↑(2)(2012年新课标全国理综节选)铁是应用最广泛的金属,铁的卤化物、氧化物以及高价铁的含氧酸盐均为重要化合物。与MnO2—Zn电池类似,K2FeO4—Zn也可以组成碱性电池,K2FeO4在电池中作为正极材料,其电极反应式为,该电池总反应的离子方程式为。。(3)(2011年新课标全国理综节选)在直接以甲醇为燃料的燃料电池中,电解质溶液为酸性,负极的反应式为、正极的反应式为。解析:(1)Li和H2O反应,H2O是氧化剂,A项正确;放电时正极2H2O+2e-2OH-+H2↑,B项正确;放电时OH-移向负极,C项错误;结合Na与水的反应,D项正确。(2)碱性K2FeO4—Zn电池中,K2FeO4作正极,发生还原反应,其电极反应式为:24FeO+4H2O+3e-Fe(OH)3+5OH-,Zn作负极,发生氧化反应,其电极反应式为:Zn+2OH--2e-Zn(OH)2,故该电池总反应的离子方程式为:3Zn+242FeO+8H2O3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4OH-。(3)负极上甲醇失电子,在酸性条件下与水结合生成氢离子:CH3OH+H2O-6e-CO2+6H+。正极电极反应式为3/2O2+6e-+6H+3H2O。答案:(1)C(2)24FeO+3e-+4H2OFe(OH)3+5OH-242FeO+8H2O+3Zn2Fe(OH)3+3Zn(OH)2+4OH-(3)CH3OH+H2O-6e-CO2+6H+3/2O2+6e-+6H+3H2O电解原理及其应用4.(2013年新课标全国卷Ⅱ)“ZEBRA”蓄电池的结构如图所示,电极材料多孔Ni/NiCl2和金属钠之间由钠离子导体制作的陶瓷管相隔。下列关于该电池的叙述错误的是(B)A.电池反应中有NaCl生成B.电池的总反应是金属钠还原三个铝离子C.正极反应为:NiCl2+2e-Ni+2Cl-D.钠离子通过钠离子导体在两电极间移动解析:由该电池的正、负极材料可知,电池反应式为:NiCl2+2NaNi+2NaCl,因此选项A正确,B错误;正极为NiCl2,电极反应式为:NiCl2+2e-Ni+2Cl-,选项C正确;电池工作时,Na+通过钠离子导体由负极移向正极,选项D正确。金属腐蚀5.(2012年山东理综)下列与金属腐蚀有关的说法正确的是(B)A.图a中,插入海水中的铁棒,越靠近底端腐蚀越严重B.图b中,开关由M改置于N时,CuZn合金的腐蚀速率减小C.图c中,接通开关时Zn腐蚀速率增大,Zn上放出气体的速率也增大D.图d中,ZnMnO2干电池自放电腐蚀主要是由MnO2的氧化作用引起的解析:图a中,铁棒发生电学腐蚀,靠近底端的部分与氧气接触少,腐蚀程度较轻,A项错误;图b中开关由M置于N,CuZn合金作正极,腐蚀速率减小,B对;图c中接通开关时Zn作负极,腐蚀速率增大,但氢气在Pt上放出,C项错误;图d中干电池放电时MnO2发生还原反应,体现氧化性,D项错误。点击进入检测试题