煙臺(tái)【化學(xué)】培優(yōu)易錯(cuò)難題化學(xué)反應(yīng)與能量變化輔導(dǎo)專題訓(xùn)練一、化學(xué)反應(yīng)與能量變化練習(xí)題（含詳細(xì)答案解析）1．A、B、C、D、E、F是中學(xué)化學(xué)中常見的六種短周期元素，有關(guān)位置及信息如下：A的氣態(tài)氫化物能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)；C單質(zhì)在實(shí)驗(yàn)室一般保存在煤油中；F的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物既能和酸反應(yīng)又能和強(qiáng)堿反應(yīng)，G單質(zhì)是日常生活中用量最大的金屬，易被腐蝕。請(qǐng)回答下列問題：（1）A元素在周期表中的位置是____________。（2）A與B可組成質(zhì)量比為7:16的三原子分子，該分子釋放在空氣中可能引起的環(huán)境問題有：（任寫一種）。__________________；（3）同溫同壓下，將aLA氫化物的氣體和bLD的氫化物氣體通入水中，若a=b，則所得溶液的pH__7(填“>"或“<”或“=”），若使所得溶液pH=7，則a_________b(填“>"或“<”或“=”）。（4）寫出F的單質(zhì)與NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式：____________________。（5）已知一定量的E單質(zhì)能在B2(g）中燃燒，其可能的產(chǎn)物及能量關(guān)系如下左圖所示：請(qǐng)寫出一定條件下EB2(g）與E（s）反應(yīng)生成EB(g）的熱化學(xué)方程式__________________。（6）若在D與G組成的某種化合物的溶液甲中，加入銅片，溶液會(huì)慢慢變?yōu)樗{(lán)色，依據(jù)產(chǎn)生該現(xiàn)象的反應(yīng)原理，所設(shè)計(jì)的原電池如上右圖所示，其反應(yīng)中正極反應(yīng)式為______________。某同學(xué)假設(shè)正極產(chǎn)物是Fe2+，請(qǐng)你設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明該假設(shè)___________________?！敬鸢浮康诙芷诘赩A族酸雨（或光化學(xué)煙霧）＜＞2Al+2OH-+2H2O＝2AlO2-+3H2↑CO2(g）+C(s）＝2CO(g）△H＝+172.5kJ/mol或1/2CO2(g）+1/2C(s）＝CO(g）△H＝+86.25kJ/molFe3++e－＝Fe2+滴加酸性高錳酸鉀溶液（或鐵氰化鉀溶液），若溶液紫色褪去（或產(chǎn)生藍(lán)色沉淀），則產(chǎn)品中含有Fe2+【解析】【分析】【詳解】A的氣態(tài)氫化物能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)，則A是N元素；C單質(zhì)在實(shí)驗(yàn)室一般保存在煤油中，所以C是Na元素；F的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物既能與酸反應(yīng)又能與堿反應(yīng)，F(xiàn)是Al元素，G單質(zhì)是日常生活中用量最大的金屬，易被腐蝕，則G是Fe元素。其余E是C元素，B是O元素，D是Cl元素。（1）N元素在周期表中的位置是第二周期第VA族；（2）N與O可組成質(zhì)量比為7:16的三原子分子，該分子的化學(xué)式是NO2，該分子釋放在空氣中可能引起的酸雨問題；（3）aLA氫化物的氣體和bLD的氫化物氣體通入水中，若a=b，則二者恰好反應(yīng)生成氯化銨，溶液呈酸性，pH＜7。如果使溶液的pH=7，呈中性，所以氨氣稍過量，a＞b；（4）Al與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和氫氣，離子方程式為2Al+2OH—+2H2O=2AlO2—+3H2↑；（5）由圖可知，1molC(s）與氧氣反應(yīng)生成1molCO氣體放出的熱量是393.5kJ-283kJ=110.5kJ，1molC(s）與氧氣完全燃燒生成二氧化碳?xì)怏w放出393.5kJ的熱量，根據(jù)蓋斯定律，所以EB2(g）與E（s）反應(yīng)生成EB(g）的熱化學(xué)方程式為CO2(g）+C(s）＝2CO(g）△H=（-110.5kJ/mol）×2-(-393.5kJ/mol）＝+172.5kJ/mol；（6）Cu與氯化鐵溶液反應(yīng)生成氯化亞鐵和氯化銅，溶液逐漸變?yōu)樗{(lán)色，Cu作負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，則正極反應(yīng)是鐵離子得電子生成亞鐵離子，電極反應(yīng)式為Fe3++e－=Fe2+。亞鐵離子具有還原性，所以檢驗(yàn)亞鐵離子的實(shí)驗(yàn)方法是滴加酸性高錳酸鉀溶液（或鐵氰化鉀溶液），若溶液紫色褪去（或產(chǎn)生藍(lán)色沉淀），則產(chǎn)品中含有Fe2+。2．根據(jù)如圖所示電化學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置圖，回答有關(guān)問題。(1)若只閉合S1，該裝置屬于_______，能量轉(zhuǎn)化形式為_______，鋅極作_______極。(2)若只閉合S2，該裝置屬于_______，能量轉(zhuǎn)化形式為_______，鋅極上的電極反應(yīng)式為_______。(3)若只閉合S3，該裝置屬于_______，銅極作_______極，鋅極上的電極反應(yīng)式為_______，總反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______?！敬鸢浮吭姵鼗瘜W(xué)能轉(zhuǎn)化為電能負(fù)電解池電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能電解池陽【解析】【分析】原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，較活潑金屬作負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng)；電解池是將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，需要外接電源，與電源正極相連的為陽極，陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，陰極發(fā)生還原反應(yīng)，據(jù)此解答?！驹斀狻?1)若只閉合S1，沒有外接電源，則Zn、Cu、稀硫酸構(gòu)成原電池，該裝置將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，較活潑的鋅作負(fù)極。答案為：原電池；化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能；負(fù)。(2)若只閉合S2，裝置中有外接電源，該裝置為電解池，將電能轉(zhuǎn)為化學(xué)能，與電源正極相連的鋅極作陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)為Zn-2e-=Zn2+。答案為：電解池；電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能；Zn-2e-=Zn2+。(3)若只閉合S3，該裝置為電解池，與電源正極相連的銅極作陽極，電極反應(yīng)式為：Cu-2e-=Cu2+；鋅為陰極，電極反應(yīng)式為：2H++2e-=H2↑,總反應(yīng)式為：Cu+H2SO4CuSO4+H2↑。答案為：電解池；陽；2H++2e-=H2↑；Cu+H2SO4CuSO4+H2↑?！军c(diǎn)睛】有外接電源的是電解池，沒有外接電源的是原電池，原電池里負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，電解池里陽極發(fā)生氧化反應(yīng)。3．請(qǐng)根據(jù)化學(xué)反應(yīng)與熱能的有關(guān)知識(shí)，填寫下列空白：(1)在Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl晶體反應(yīng)的演示實(shí)驗(yàn)中：反應(yīng)物混合后需用玻璃棒迅速攪拌，其目的是____________，體現(xiàn)該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)的現(xiàn)象是燒杯變涼和________。(2)下列過程中不一定釋放能量的是____(請(qǐng)?zhí)罹幪?hào))。A．形成化學(xué)鍵B．燃料燃燒C．化合反應(yīng)D．葡萄糖在體內(nèi)的氧化反應(yīng)E.酸堿中和F.炸藥爆炸(3)已知：通常條件下，酸堿稀溶液中和生成1mol水放出的熱量為中和熱。稀溶液中1molH2SO4和NaOH恰好反應(yīng)時(shí)放出QkJ熱量，則其中和熱為____kJ/mol。(4)已知H2和O2反應(yīng)放熱，且斷開1molH-H、1molO=O、1molO-H鍵需吸收的能量分別為Q1、Q2、Q3kJ，由此可以推知下列關(guān)正確的是___（填編號(hào)）。A．Q1+Q2>Q3B．Q1+Q2>2Q3C．2Q1+Q2<4Q3D．2Q1+Q2<2Q3【答案】攪拌，使反應(yīng)物充分接觸促進(jìn)反應(yīng)玻璃片上水結(jié)冰而與燒杯粘在一起CC【解析】【分析】(1)通過玻璃棒的攪拌可使混合物充分接觸而促進(jìn)反應(yīng)進(jìn)行；燒杯和玻璃片之間的水結(jié)冰會(huì)將二者粘在一起；(2)形成化學(xué)鍵釋放能量，燃燒放熱、有些化合反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，如碳和二氧化碳反應(yīng)制一氧化碳，大多數(shù)分解反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，氧化反應(yīng)、酸堿中和、炸藥爆炸都是放熱反應(yīng)；(3)依據(jù)中和熱的概念是強(qiáng)酸、強(qiáng)堿的稀溶液完全反應(yīng)生成1mol水和可溶性鹽放出的熱量進(jìn)行分析；(4)根據(jù)舊鍵斷裂吸收的能量減去新鍵生成釋放的能量的差值即為反應(yīng)熱，結(jié)合燃燒反應(yīng)為放熱反應(yīng)分析解答?！驹斀狻?1)固體參加的反應(yīng)，攪拌可使反應(yīng)混合物充分接觸而促進(jìn)反應(yīng)進(jìn)行，通過玻璃片上水結(jié)冰而與燒杯粘在一起，知道氫氧化鋇晶體和氯化銨之間的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)；(2)形成化學(xué)鍵、燃料的燃燒、葡萄糖在體內(nèi)的氧化反應(yīng)、酸堿中和反應(yīng)和炸藥的爆炸過程都屬于放熱反應(yīng)，而化合反應(yīng)不一定為放熱反應(yīng)，如CO2與C在高溫下反應(yīng)產(chǎn)生CO的反應(yīng)屬于吸熱反應(yīng)，所以不一定釋放能量的為化合反應(yīng)，故合理選項(xiàng)是C；(3)在稀溶液中1molH2SO4與NaOH溶液恰好完全反應(yīng)時(shí)生成2molH2O，放出QkJ熱量，而中和熱是指強(qiáng)酸、強(qiáng)堿在稀溶液中發(fā)生中和反應(yīng)生成可溶性鹽和1mol水時(shí)放出的熱量，故H2SO4與NaOH反應(yīng)的中和熱為：kJ/mol；(4)1molH2O中含2molH-O鍵，斷開1molH-H、1molO=O、1molO-H鍵需吸收的能量分別為Q1、Q2、Q3kJ，則形成1molO-H鍵放出Q3kJ熱量，對(duì)于反應(yīng)H2(g)+O2(g)=H2O(g)，斷開1molH-H鍵和molO=O鍵所吸收的能量(Q1+Q2)kJ，生成2molH-O新鍵釋放的能量2Q3kJ，由于該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，所以2Q3-(Q1+Q2)>0，2Q1+Q2<4Q3，故合理選項(xiàng)是C?！军c(diǎn)睛】本題考查了化學(xué)反應(yīng)與能量變化，注意掌握中和熱的概念，反應(yīng)熱為斷裂反應(yīng)物化學(xué)鍵吸收的總能量與形成生成物化學(xué)鍵釋放的總能量的差，(4)1molH2O中含2molH-O鍵為解答易錯(cuò)點(diǎn)。4．電化學(xué)在化學(xué)工業(yè)中有著廣泛應(yīng)用。根據(jù)圖示電化學(xué)裝置，（1）甲池通入乙烷(C2H6)一極的電極反應(yīng)式為___。（2）乙池中，若X、Y都是石墨，A是Na2SO4溶液，實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，同時(shí)在兩極附近溶液中各滴入幾滴酚酞溶液，X極的電極反應(yīng)式為___；一段時(shí)間后，在Y極附近觀察到的現(xiàn)象是___。（3）工業(yè)上通過電解濃NaOH溶液制備Na2FeO4，其工作原理如圖所示，則陽極的電極反應(yīng)式為__，陰極反應(yīng)式為___?！敬鸢浮緾2H6+18OH--14e-=12H2O+2CO32-4OH--4e-=O2↑+2H2O電極表面產(chǎn)生氣泡，附近溶液顯紅色Fe+8OH--6e-=FeO42-+4H2O2H2O+2e-=H2↑+2OH-【解析】【分析】甲池為乙烷燃料電池，所以反應(yīng)過程中乙烷被氧化，則通入乙烷的一極應(yīng)為負(fù)極，通入氧氣的一極為正極；乙池為電解池，X與電池正極相連為陽極，Y與負(fù)極相連為陰極?！驹斀狻?1)通入乙烷的一極為負(fù)極，乙烷被氧化，由于電解質(zhì)溶液KOH，所以生成碳酸根和水，電極方程式為：C2H6+18OH--14e-=12H2O+2CO32-；(2)X為陽極，硫酸鈉溶液中水電離出的OH-在陽極放電生成氧氣，電極方程式為：4OH--4e-=O2↑+2H2O；Y電極為陰極，水電離出的氫離子在陰極放電生成氫氣，水的電離受到促進(jìn)電離出更多的氫氧根，Y電極附近顯堿性，電極附近滴有酚酞，所以可以觀察到Y(jié)電極附近有氣泡產(chǎn)生且溶液顯紅色；(3)陽極是鐵，故陽極上鐵放電生成FeO42-，由于是堿性環(huán)境，故電極方程式為：Fe+8OH--6e-=FeO42-+4H2O；電解時(shí)，水電離的H+在陰極放電生成氫氣，電極方程式為：2H2O+2e-=H2↑+2OH-。【點(diǎn)睛】陌生電極反應(yīng)式的書寫步驟：①根據(jù)題干找出反應(yīng)物以及部分生成物，根據(jù)物質(zhì)變化分析化合價(jià)變化并據(jù)此寫出得失電子數(shù)；②根據(jù)電荷守恒配平電極反應(yīng)式，在配平時(shí)需注意題干中電解質(zhì)的環(huán)境；③檢查電極反應(yīng)式的守恒關(guān)系(電荷守恒、原子守恒、轉(zhuǎn)移電子守恒等)。5．硫化氫（H2S）是一種有毒的可燃性氣體，用H2S、空氣和KOH溶液可以組成燃料電池，其電池總反應(yīng)為2H2S+3O2+4KOH=2K2SO3+4H2O。（1）該電池工作時(shí)正極應(yīng)通入___。（2）該電池負(fù)極的電極反應(yīng)式為___。（3）該電池工作一段時(shí)間后負(fù)極區(qū)溶液的pH__（填“升高”“不變”或“降低”）。【答案】O2H2S+8OH--6e-=SO32-+5H2O降低【解析】【分析】【詳解】（1）由電池總反應(yīng)可知，反應(yīng)中硫元素的化合價(jià)升高，發(fā)生氧化反應(yīng)，氧氣中氧的化合價(jià)降低，發(fā)生還原反應(yīng)，則通入硫化氫的電極為負(fù)極，通入氧氣的電極為正極。答案為：O2。（2）堿性溶液中正極的電極反應(yīng)式為：O2+2H2O+4e-=4OH-，總反應(yīng)減去正極反應(yīng)得到負(fù)極反應(yīng)式為：H2S+8OH--6e-=SO32-+5H2O。答案為：H2S+8OH--6e-=SO32-+5H2O。（3）由負(fù)極反應(yīng)式可知，負(fù)極反應(yīng)消耗OH-，同時(shí)生成水，則負(fù)極區(qū)溶液中c(OH-)減小，pH降低。答案為：降低。【點(diǎn)睛】電池反應(yīng)中有氧氣參加，氧氣在反應(yīng)中得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，根據(jù)原電池原理，負(fù)極發(fā)生氧化，正極發(fā)生還原，所以通入氧氣的電極為電池的正極，酸性條件下的反應(yīng)：O2+4H++4e-=2H2O，堿性條件下的反應(yīng)：O2+2H2O+4e-=4OH-。6．微型紐扣電池在現(xiàn)代生活中應(yīng)用廣泛。有一種銀鋅電池，其電極分別是Ag2O和Zn，電解質(zhì)溶液為KOH溶液，總反應(yīng)是Zn＋Ag2O＝ZnO＋2Ag。請(qǐng)回答下列問題。(1)該電池屬于_________電池(填“一次”或“二次”)。(2)負(fù)極是_________，電極反應(yīng)式是__________________________。(3)使用時(shí)，正極區(qū)的pH_________(填“增大”、“減小”或“不變”)。(4)事實(shí)證明，能設(shè)計(jì)成原電池的反應(yīng)通常是放熱反應(yīng)，下列化學(xué)反應(yīng)在理論上可以設(shè)計(jì)成原電池的是_____。(填字母)A．C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)△H>0B．NaOH(aq)+HC1(aq)=NaC1(aq)+H2O(1)△H<0C．2CO(g)+O2(g)=2CO2(1)△H<0(5)以KOH溶液為電解質(zhì)溶液，依據(jù)所選反應(yīng)設(shè)計(jì)一個(gè)原電池，其負(fù)極的電極反應(yīng)式為__________?！敬鸢浮恳淮蝂nZn-2e-+2OH-=ZnO+H2O增大CCO－2e－+4OH－=CO32－+2H2O【解析】【分析】（1）紐扣電池為一次電池；（2）根據(jù)電池的總反應(yīng)可知Zn為負(fù)極，失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，Ag2O為正極，得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)，據(jù)此分析作答；（3）根據(jù)電池的總反應(yīng)可知，Ag2O為正極，得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)，根據(jù)電極反應(yīng)確定c(OH-)的變化以判斷pH的變化；（4）可設(shè)計(jì)成原電池的反應(yīng)應(yīng)為氧化還原反應(yīng)；（5）燃料電池中，負(fù)極通入燃料，燃料失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，正極通入氧化劑，得電子發(fā)生還原反應(yīng)，據(jù)此作答。【詳解】（1）紐扣電池為一次電池；（2）根據(jù)電池的總反應(yīng)可知Zn為負(fù)極，失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)為：Zn-2e-+2OH-=ZnO+H2O；（3）根據(jù)電池的總反應(yīng)可知，Ag2O為正極，得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)為：Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-，使用時(shí)，c(OH-)增大，因此正極區(qū)的pH逐漸增大；（4）A.能設(shè)計(jì)成原電池的反應(yīng)通常是放熱反應(yīng)，由于反應(yīng)C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)是氧化還原反應(yīng)，但該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，因而不能設(shè)計(jì)成原電池，A項(xiàng)錯(cuò)誤；B.反應(yīng)NaOH(aq)+HC1(aq)=NaC1(aq)+H2O(1)為復(fù)分解反應(yīng)，不能設(shè)計(jì)成原電池，B項(xiàng)錯(cuò)誤；C.反應(yīng)2CO(g)+O2(g)=2CO2(1)為氧化還原反應(yīng)，且該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，可設(shè)計(jì)成原電池，C項(xiàng)正確；答案選C。（5）燃料電池中，負(fù)極通入燃料，燃料失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)為CO-2e－+4OH－=CO32-+2H2O?！军c(diǎn)睛】設(shè)計(jì)制作化學(xué)電源的過程為：7．甲醇是人們開發(fā)和利用的一種新能源。已知：①2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H1=-571.8kJ·mol-1②CH3OH(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2(g)△H=-192.9kJ·mol-1（1）甲醇蒸汽完全燃燒的熱化學(xué)方程式為_____________。（2）反應(yīng)②中的能量變化如下圖所示，則△H2=______（用E1和E2表示）。（3）H2(g)的燃燒熱為__________kJ·mol-1。（4）請(qǐng)你分析H2(g)作為能源比甲醇蒸汽作為能源的優(yōu)點(diǎn)：__________________（寫出一點(diǎn)）【答案】CH3OH(g)+O2(g)═CO2(g)+2H2O(l)△H2=-764.7kJ/mol；E1-E2285.9來源廣、熱值高、不污染環(huán)境【解析】【分析】(1)依據(jù)熱化學(xué)方程式和蓋斯定律計(jì)算得到所需熱化學(xué)方程式；(2)依據(jù)反應(yīng)焓變△H=生成物總能量-反應(yīng)物總能量分析；(3)依據(jù)燃燒熱的概念是1mol可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定氧化物放出的熱量，結(jié)合熱化學(xué)方程式分析計(jì)算；(4)根據(jù)氫能源的優(yōu)點(diǎn)和氫能源的開發(fā)和利用的最新動(dòng)向即可作答。【詳解】(1)①2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H1=-571.8kJ·mol-1②CH3OH(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2(g)△H=-192.9kJ·mol-1由蓋斯定律②+①得到甲醇蒸氣完全燃燒的熱化學(xué)反應(yīng)方程式為：CH3OH(g)+O2(g)═CO2(g)+2H2O(l)△H2=-764.7kJ/mol；(2)反應(yīng)②中的能量變化如圖所示，依據(jù)圖象分析，反應(yīng)焓變△H=生成物總能量-反應(yīng)物總能量，△H2=E1-E2；(3)燃燒熱的概念是1mol可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定氧化物放出的熱量，根據(jù)2H2(g)+O2(g)═2H2O(l)△H1=-571.8kJ/mol可知2mol氫氣完全燃燒生成液態(tài)水放出的熱量為571.8kJ，則1mol氫氣完全燃燒生成液態(tài)水放出的熱量為285.9kJ，故氫氣燃燒熱為285.9kJ/mol；(4)地球上水資源豐富，可以從水中提取氫氣，說明資源廣泛；依據(jù)燃燒熱計(jì)算分析，氫氣的燃燒值高；因?yàn)闅錃馊紵a(chǎn)物是水，不污染環(huán)境。8．A、B、C三個(gè)燒杯中分別盛有相同物質(zhì)的量濃度的稀硫酸。（1）A中反應(yīng)的離子方程式為_________________________________。（2）B中Fe極為_______極，電極反應(yīng)式為_______________________。C中Fe極為_______極，電極反應(yīng)式為__________________________，電子從_______極流出（填“Zn”或“Fe”）。（3）比較A、B、C中鐵被腐蝕的速率，由快到慢的順序是___________________。【答案】Fe＋2H＋=Fe2+H2↑負(fù)極Fe－2e－=Fe2+正極2H＋＋2e－=H2↑ZnB>A>C【解析】【分析】已知金屬活動(dòng)性：Zn＞Fe＞Sn，則A發(fā)生化學(xué)腐蝕，鐵與硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣，B中Fe為負(fù)極，Sn為正極，F(xiàn)e被腐蝕，C中Zn為負(fù)極，F(xiàn)e為正極，F(xiàn)e被保護(hù)，以此解答?！驹斀狻?1)鐵與硫酸反應(yīng)的離子方程式為：Fe+2H+=Fe2++H2↑；(2)Fe比Sn活潑，則B中Fe為負(fù)極，Sn為正極，負(fù)極發(fā)生Fe－2e－=Fe2+；Zn比Fe活潑，則C中Fe為正極，Zn為負(fù)極，正極反應(yīng)式為2H＋＋2e－=H2↑，電子從負(fù)極即Zn極流出；(3)A發(fā)生化學(xué)腐蝕；B中Fe為負(fù)極，Sn為正極，F(xiàn)e被腐蝕；C中Zn為負(fù)極，F(xiàn)e為正極，F(xiàn)e被保護(hù)，Zn被腐蝕，則A、B、C中鐵被腐蝕的速率，由快到慢的順序是B＞A＞C，。9．（1）依據(jù)反應(yīng)：2Ag＋(aq)＋Cu(s)Cu2＋(aq)＋2Ag(s)設(shè)計(jì)的原電池如下圖甲所示。①電極X的材料是___________；Y溶液可以是____________；②銀電極上發(fā)生的電極反應(yīng)式是_________________________。③在電池放電過程中，盛有飽和KCl瓊脂溶膠的鹽橋中，向CuSO4溶液一端擴(kuò)散的離子是______（填離子符號(hào)）。（2）金屬腐蝕一般可分為化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕，可以采用電化學(xué)手段進(jìn)行防腐。①炒菜的鐵鍋未及時(shí)清洗容易生銹。寫出鐵鍋生銹過程的正極反應(yīng)式__________________。②為了減緩某水庫鐵閘門被腐蝕的速率，可以采用下圖乙所示的方案，其中焊接在鐵閘門上的固體材料R可以采用___________（填寫字母序號(hào)）。A．銅B．鈉C．鋅D．石墨③圖丙所示方案也可以減緩鐵閘門的腐蝕速率，則鐵閘門應(yīng)連接直流電源的_______極。（3）蓄電池是一種可以反復(fù)充電、放電的裝置。有一種蓄電池在充電和放電時(shí)發(fā)生的反應(yīng)是：NiO2+Fe+2H2OFe(OH)2+Ni(OH)2。①若此蓄電池放電時(shí)，該電池某一電極發(fā)生還原反應(yīng)的物質(zhì)是____（填序號(hào)）。A．NiO2B．FeC．Fe(OH)2D．Ni(OH)2②該電池放電時(shí)，正極附近溶液的PH_________（填增大、減小、不變）③充電時(shí)該電池陽極的電極反應(yīng)式________________?！敬鸢浮緾uAgNO3Ag＋＋e－＝AgCl-O2＋2H2O＋4e－=4OH－C負(fù)A增大Ni(OH)2-2e-+2OH-=NiO2+2H2O【解析】【分析】（1）由反應(yīng)方程式可知，該原電池的電極反應(yīng)式為：正極：2Ag++2e-═2Ag，負(fù)極：Cu-2e-═Cu2+，所以X極的材料應(yīng)為Cu，電解質(zhì)溶液Y應(yīng)為AgNO3溶液，外電路中的電子從Cu極流向Ag極．鹽橋中的K+移向正極（Ag極）；NO3-移向負(fù)極（Cu極），以此解答。（2）①生鐵的吸氧腐蝕中，負(fù)極上鐵失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，正極上是氧氣得電子的還原反應(yīng)；②原電池的負(fù)極金屬易被腐蝕，根據(jù)原電池的工作原理來回答；③在電解池的陰極上的金屬被保護(hù)，根據(jù)電解池的工作原理來回答；（3）①依據(jù)電池反應(yīng)分析，充電為電解池，放電為原電池；放電過程中原電池的負(fù)極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，正極上發(fā)生還原反應(yīng)；②放電時(shí)的電極反應(yīng)是：負(fù)極：Fe-2e-+2OH-=Fe（OH）2；③放電時(shí)正極發(fā)生還原反應(yīng)，正極反應(yīng)式為：NiO2+2e-+2H2O=Ni（OH）2+2OH-，充電時(shí)該電極發(fā)生氧化反應(yīng)，是該電極反應(yīng)的逆反應(yīng)．【詳解】（1）①由反應(yīng)“2Ag+（aq）+Cu（s）═Cu2+（aq）+2Ag（s）”可知，在反應(yīng)中，Cu被氧化，失電子，應(yīng)為原電池的負(fù)極，Ag+在正極上得電子被還原，電解質(zhì)溶液為AgNO3，故答案為：Cu；AgNO3；②正極為活潑性較Cu弱的Ag，Ag+在正極上得電子被還原，電極反應(yīng)為Ag++e=Ag，故答案為：Ag++e-=Ag；③鹽橋中的陽離子移向正極，陰離子移向負(fù)極，Cl-移向負(fù)極向CuSO4溶液一端擴(kuò)散，故答案為：Cl-；（2）①炒過菜的鐵鍋未及時(shí)清洗容易發(fā)生電化學(xué)腐蝕而生銹，在鐵的吸氧腐蝕中，負(fù)極上鐵失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，F(xiàn)e=Fe2+2e-，正極上是氧氣得電子的還原反應(yīng)，O2+2H2O+4e-=4OH-，故答案為：O2+2H2O+4e-=4OH-；②為了降低某水庫的鐵閘門被腐蝕的速率，可以讓金屬鐵做原電池的正極，其中焊接在鐵閘門上的固體材料R可以是比金屬鐵的活潑性強(qiáng)的金屬，鉀鈣鈉都不能做電極材料，故答案為：C；③電解池的陰極上的金屬被保護(hù)，為降低鐵閘門的腐蝕速率，其中鐵閘門應(yīng)該連接在直流電源的負(fù)極，故答案為：負(fù)；（3）①根據(jù)原電池在放電時(shí)，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng)，再根據(jù)元素化合價(jià)變化，可判斷該電池負(fù)極發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)為Fe被氧化發(fā)生氧化反應(yīng)，正極為NiO2，被還原發(fā)生還原反應(yīng)，此電池為堿性電池，在書寫電極反應(yīng)和總電池反應(yīng)方程式時(shí)不能出現(xiàn)H+，故放電時(shí)的電極反應(yīng)是：負(fù)極：Fe-2e-+2OH-=Fe（OH）2，正極：NiO2+2e-+2H2O=Ni（OH）2+2OH-，故答案為：A；②放電時(shí)的電極反應(yīng)是：負(fù)極：Fe-2e-+2OH-=Fe（OH）2，所以pH增大，故答案為：增大；③放電時(shí)正極發(fā)生還原反應(yīng)，正極反應(yīng)式為：NiO2+2e-+2H2O=Ni（OH）2+2OH-，充電時(shí)該電極發(fā)生氧化反應(yīng)，是該電極反應(yīng)的逆反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：Ni（OH）2+2OH--2e-=NiO2+2H2O，故答案為：Ni（OH）2+2OH--2e-=NiO2+2H2O．10．按要求回答下列問題：（1）甲烷燃料電池是常見的燃料電池之一，該電池在正極通入氧氣，在負(fù)極通入甲烷，電解質(zhì)溶液通常是KOH溶液，請(qǐng)寫出該電池的負(fù)極反應(yīng)式___。（2）常溫下，將等濃度的Na2S2O3溶液與硫酸溶液混合，2min后溶液中明顯出現(xiàn)渾濁，請(qǐng)寫出相關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式：___；若將此混合溶液置于50℃的水浴中，則出現(xiàn)渾濁的時(shí)間將___(填“增加”、“減少”或“不變”)?！敬鸢浮緾H4-8e-+10OH-=CO32-+7H2ONa2S2O3+H2SO4=Na2SO4+S↓+SO2↓+H2O減少【解析】【分析】（1）甲烷燃料電池正極通入氧氣，負(fù)極通入甲烷，電解質(zhì)溶液是KOH溶液，則發(fā)生反應(yīng)為CH4+2O2=CO2+2H2O，CO2+2KOH=K2CO3+H2O，總反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CH4+2O2+2KOH=K2CO3+H2O，該電池的負(fù)極反應(yīng)為：CH4失電子，轉(zhuǎn)化為CO32-和H2O。（2）將等濃度的Na2S2O3溶液與硫酸溶液混合，相關(guān)反應(yīng)為：Na2S2O3+H2SO4→Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O；若將此混合溶液置于50℃的水浴中，則溫度升高，出現(xiàn)渾濁的時(shí)間將減少?！驹斀狻浚?）甲烷燃料電池正極通入氧氣，負(fù)極通入甲烷，電解質(zhì)溶液是KOH溶液，則發(fā)生反應(yīng)為CH4+2O2=CO2+2H2O，CO2+2KOH=K2CO3+H2O，總反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CH4+2O2+2KOH=K2CO3+H2O，該電池的負(fù)極反應(yīng)式為CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O。答案為：CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O；（2）將等濃度的Na2S2O3溶液與硫酸溶液混合，相關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+S↓+SO2↓+H2O；若將此混合溶液置于50℃的水浴中，則溫度升高，出現(xiàn)渾濁的時(shí)間將減少。答案為：Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+S↓+SO2↓+H2O；減少?！军c(diǎn)睛】燃料電池中，兩電極通入的物質(zhì)相同，電解質(zhì)不同時(shí)，電極反應(yīng)式可能不同。在書寫電極反應(yīng)式時(shí)需注意，在堿性電解質(zhì)中，負(fù)極CH4的反應(yīng)產(chǎn)物不是CO2和水，而是K2CO3和水，這是我們解題時(shí)的易錯(cuò)點(diǎn)。11．依據(jù)氧化還原反應(yīng)：2Ag＋(aq)＋Cu(s)===Cu2＋(aq)＋2Ag(s)設(shè)計(jì)的原電池如圖所示。請(qǐng)回答下列問題：(1)電極X的材料是________；電解質(zhì)溶液Y是________。(2)銀電極為電池的________極，發(fā)生的電極反應(yīng)為________；X電極上發(fā)生的電極反應(yīng)為________(填反應(yīng)類型)。(3)外電路中的電子是從________電極流向________電極。(4)當(dāng)有1.6g銅溶解時(shí)，銀棒增重__________________________________?！敬鸢浮緾uAgNO3正極Ag++e-=Ag氧化反應(yīng)X（或Cu）Ag5.4g【解析】【分析】【詳解】試題分析：在原電池的總反應(yīng)方程式中，化合價(jià)升高的做負(fù)極，所以在這個(gè)原電池中，銅做負(fù)極，而負(fù)極的活潑性大于正極，因此，正極我們可以選擇銀或者碳棒?？偡磻?yīng)式中有銀離子參與反應(yīng)，所以在電解質(zhì)溶液中會(huì)含有銀離子。因此電解質(zhì)溶液，我們可以選擇硝酸銀。正極發(fā)生的是氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為Ag++e-=Ag。電子的流動(dòng)方向是負(fù)極指向正極，所以應(yīng)是銅流向銀。1.6克的銅相當(dāng)于0.025摩爾的銅。即失去0.025乘以2等于0.05摩爾的電子。而據(jù)得失電子總數(shù)相等可知，銀離子應(yīng)得到0.05摩爾的電子由Ag++e-=Ag可知會(huì)得到0.05摩爾的銀則銀的質(zhì)量為0.05乘以108等于5.4克?？键c(diǎn)：考查原電池的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)12．如圖所示，N4分子結(jié)構(gòu)與白磷分子相似，呈正四面體結(jié)構(gòu)。已知斷裂1molN—N鍵吸收193kJ熱量，斷裂1molN≡N鍵吸收941kJ熱量，則1molN4氣體轉(zhuǎn)化為N2時(shí)要__________填“吸收”或“放出”)熱量________________kJ。【答案】放出724kJ【解析】【分析】根據(jù)原子守恒可知，N4轉(zhuǎn)換為N2的方程式為：N4=2N2，據(jù)此分析解答?！驹斀狻?molN4中N-N鍵完全斷裂需要吸收的能量=193kJ×6=1158kJ，形成2molN≡N需要放出的熱量=2×941kJ=1882kJ，1158kJ＜1882kJ，故需要放出(1882-1158)kJ=724kJ熱量，故答案為：放出；724kJ。13．回答下列問題：（1）已知兩種同素異形體A、B的熱化學(xué)方程式為：A（s）+O2（g）═CO2（g）△H=﹣393.51kJ·mol－1；B（s）+O2（g）═CO2（g）△H=﹣395.41kJ·mol－1則兩種同素異形體中較穩(wěn)定的是（填“A”或“B”）______。（2）已知化學(xué)反應(yīng)N2＋3H22NH3的能量變化如圖所示。①1molN和3molH生成1molNH3(g)是_______能量的過程(填“吸收”或“釋放”)。由molN2(g)和molH2(g)生成1molNH3(g)過程________(填“吸收”或“釋放”)___________kJ能量。（用圖中字母表示，②同）②molN2(g)和molH2(g)反應(yīng)生成1molNH3(l)的△H=_______________。（3）工業(yè)上用H2和Cl2反應(yīng)制HCl，各鍵能為：H﹣H：436kJ·mol－1，Cl﹣Cl：243kJ·mol－1，H﹣Cl：431kJ·mol－1。該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是_______________?！敬鸢浮緼釋放釋放b－a△H=-（b+c-a）kJ·mol－1H2（g）+Cl2（g）=2HCl（g）△H=-183kJ·mol－1【解析】【分析】(1)由①A(s)+O2(g)═CO2(g)△H=-393.51kJ/mol；②B(s)+O2(g)═CO2(g)△H=-395.41kJ/mol，根據(jù)蓋斯定律：①-②分析反應(yīng)的熱效應(yīng)，能量越高越不穩(wěn)定；(2)①原子結(jié)合為分子過程會(huì)放熱；由圖象可知，反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量，反應(yīng)放熱；△H=生成物的活化能-反應(yīng)物的活化能；②根據(jù)反應(yīng)熱等于反應(yīng)物總能量減去生成物總能量計(jì)算反應(yīng)熱并書寫熱化學(xué)方程式，注意反應(yīng)物的物質(zhì)的量和生成物的聚集狀態(tài)；(3)反應(yīng)方程式為：H2+Cl2=2HCl，根據(jù)吸收的能量之和與放出的能量之和的相對(duì)大小判斷反應(yīng)的吸放熱，二者的差值即為焓變的數(shù)值?！驹斀狻?1)由①A(s)+O2(g)═CO2(g)△H=-393.51kJ/mol；②B(s)+O2(g)═CO2(g)△H=-395.41kJ/mol，根據(jù)蓋斯定律：①-②得：A(s)=B(s)△H＞0，所以B的能量高，能量越高越不穩(wěn)定，A穩(wěn)定；(2)①原子結(jié)合為分子過程會(huì)放熱，所以1molN和3molH生成1molNH3(g)是釋放能量的過程；由圖象可知，反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量，則該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，則molN2(g)和molH2(g)生成1molNH3(g)過程時(shí)放熱過程；△H=生成物的活化能-反應(yīng)物的活化能=b-akJ/mol，所以1molNH3(g)過程時(shí)放熱b-akJ；②molN2(g)和molH2(g)反應(yīng)生成1molNH3(l)的△H=(akJ?mol-1)-(bkJ?mol-1+ckJ?mol-1)=-(b+c-a)kJ?mol-1；(3)反應(yīng)方程式為：H2+Cl2=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，則該反應(yīng)放熱，焓變?yōu)樨?fù)號(hào)，且放出的熱量為：864kJ-679kJ=185kJ，所以△H=-183KJ/mol，所以反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)△H=-183kJ/mol。【點(diǎn)睛】通常應(yīng)用蓋斯定律進(jìn)行簡單計(jì)算的基本方法是參照新的熱化學(xué)方程式(目標(biāo)熱化學(xué)方程式)，結(jié)合原熱化學(xué)方程式(一般2～3個(gè))進(jìn)行合理“變形”，如熱化學(xué)方程式顛倒、乘除以某一個(gè)數(shù)，然后將它們相加、減，得到目標(biāo)熱化學(xué)方程式，求出目標(biāo)熱化學(xué)方程式的ΔH與原熱化學(xué)方程式之間ΔH的換算關(guān)系。14．如圖所示，是原電池的裝置圖。請(qǐng)回答：（1）若C為稀H2SO4溶液，電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，B電極材料為Fe且作負(fù)極，則A電極上發(fā)生的電極反應(yīng)式為_____________；反應(yīng)進(jìn)行一段時(shí)間后溶液C的pH將_____（填“升高”“降低”或“基本不變”）。（2）若需將反應(yīng)：Cu＋2Fe3＋=Cu2＋＋2Fe2＋設(shè)計(jì)成如圖所示的原電池裝置，則A（負(fù)極）極材料為____，B（正極）極材料為______，溶液C為_______。（3）CO與H2反應(yīng)還可制備CH3OH，CH3OH可作為燃料使用，用CH3OH和O2組合形成的質(zhì)子交換膜燃料電池的結(jié)構(gòu)示意圖如下：電池總反應(yīng)為2CH3OH＋3O2=2CO2＋4H2O，則c電極是____（填“正極”或“負(fù)極”），c電極的反應(yīng)方程式為______________。若線路中轉(zhuǎn)移2mol電子，則上述CH3OH燃料電池，消耗的O2在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為_____?！敬鸢浮?H＋＋2e－=H2↑升高Cu石墨FeCl3溶液負(fù)極CH3OH－6e－＋H2O=CO2＋6H＋11.2L【解析】【分析】【詳解】（1）若C為稀H2SO4溶液，電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，B極電極材料為Fe且作負(fù)極，A電極為正極，電極材料為較鐵不活潑的金屬或非金屬，發(fā)生還原反應(yīng)，溶液中的氫離子得電子生成氫氣，電極反應(yīng)方程式為：2H＋＋2e－=H2↑；由原電池的總反應(yīng)可知，反應(yīng)一段時(shí)間后，溶液C的pH升高，答案為：2H＋＋2e－=H2↑；升高；（2）分析反應(yīng)Cu＋2Fe3＋=Cu2＋＋2Fe2＋，將其拆分為兩個(gè)半反應(yīng)，分別為：Cu-2e－=Cu2+，2Fe3++2e－=2Fe2+，根據(jù)原電池原理，可知負(fù)極電極反應(yīng)式為：Cu-2e－=Cu2+，正極的電極反應(yīng)式為：2Fe3++2e－=2Fe2+，正負(fù)極材料分別為：負(fù)極為Cu，正極為石墨（或Pt），含F(xiàn)e3+的溶液（如FeCl3溶液）作電解質(zhì)溶液，用導(dǎo)線連接正、負(fù)極，構(gòu)成閉合回路即可構(gòu)成原電池。答案為：Cu；石墨；FeCl3溶液；（3）根據(jù)燃料電池結(jié)構(gòu)示意圖中電子流向可知，c電極為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，其電極反應(yīng)方程式為：CH3OH-6e－+H2O=CO2+6H+，電極d為正極，O2得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)方程式為：4H++4e－+O2=2H2O；1mol氧氣在反應(yīng)中得到4mol電子，若線路中轉(zhuǎn)移2mol電子，則消耗氧氣0.5mol，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為，答案為：負(fù)極；CH3OH－6e－＋H2O=CO2＋6H＋；11.5L。15．如圖所示，某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)燃料電池并探究氯堿工業(yè)原理的相關(guān)問題，其中乙裝置中X為離子交換膜。請(qǐng)按要求回答相關(guān)問題：（1）甲烷燃料電池負(fù)極電極反應(yīng)式是：_____。（2）乙中X是交換膜，工作一段時(shí)間后若要恢復(fù)成原溶液，應(yīng)_____。（3）欲用丙裝置給