化学 专题六 排查落实练十 化学反应与能量学案
排查落实练十 化学反应与能量
一、概念正误判断
1． HCl和NaOH反应的中和热ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，则H2SO4和Ca(OH)2反应的中和热ΔH＝2×(－57.3) kJ·mol－1 (×)
2．CO(g)的燃烧热是283.0 kJ·mol－1，则反应2CO2(g)===2CO(g)＋O2(g)的反应热ΔH＝2×283.0 kJ·mol－1 (√)
3．1 mol甲烷燃烧生成气态水和CO2所放出的热量是甲烷的燃烧热 (×)
4．应用盖斯定律，可计算某些难以直接测量的反应焓变 (√)
5．同温同压下，H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH不同 (×)
6．某反应的ΔH＝100 kJ·mol－1，则正反应活化能不小于100 kJ·mol－1 (√)
7．500 ℃、30 MPa下，将0.5 mol N2和1.5 mol H2置于密闭容器中充分反应生成NH3(g)，放热19.3 kJ，其热化学方程式为N2(g)＋3H2(g)500 ℃、30 MPa催化剂2NH3(g)
ΔH＝－38.6 kJ·mol－1 (×)
8．根据电流方向或电子流向可判断原电池正负极；外电路中，电流由正极流向负极，电子由负极流向正极 (√)
9．根据两极发生的反应类型可判断原电池的正负极：负极上总是发生氧化反应，正极上总是发生还原反应 (√)
10．电解池的工作原理：电解池中与直流电源正极相连的是阳极，阳极发生氧化反应；与电源负极相连的是阴极，阴极发生还原反应。通电时，电子的流向为负极―→阴极―→电解质―→阳极―→正极 (×)
二、热化学方程式的书写
1．沼气是一种能源，它的主要成分是CH4，常温下，0.5 mol CH4完全燃烧生成CO2(g)和液态水时，放出445 kJ热量，则热化学方程式为CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)
ΔH＝－890 kJ·mol－1。
2．已知H2S完全燃烧生成SO2(g)和H2O(l)，H2S的燃烧热为a kJ·mol－1，写出H2S燃烧的热化学方程式2H2S(g)＋3O2(g)===2SO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－2a kJ·mol－1。
3．已知H-H键能436 kJ·mol－1，H-N键能391 kJ·mol－1，N≡N键能945.6 kJ·mol－1，试写出N2和H2反应生成NH3的热化学方程式N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g)
ΔH＝－92.4 kJ·mol－1。
4．已知N2(g)＋H2(g)===N(g)＋3H(g)
ΔH1＝a kJ·mol－1
N(g)＋3H(g)===NH3(g) ΔH2＝－b kJ·mol－1
NH3(g)===NH3(l) ΔH3＝－c kJ·mol－1
写出N2(g)和H2(g)反应生成液氨的热化学方程式N2(g)＋3H2(g)===2NH3(l) ΔH＝－2(b＋c－a) kJ·mol－1。
5．已知：①HF(aq)＋OH－(aq)===F－(aq)＋H2O(l)
ΔH＝－67.7 kJ·mol－1
②H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)
ΔH＝－57.3 kJ·mol－1
试写出HF电离的热化学方程式HF(aq)F－(aq)＋H＋(aq) ΔH＝－10.4 kJ·mol－1。
6．SF6是一种优良的绝缘气体，分子结构中，只存在S-F键，已知1 mol S(s)转化为气态硫原子吸收能量280 kJ,F-F键能为160 kJ·mol－1，S-F键能为330 kJ·mol－1，试写出S(s)和F2(g)反应生成SF6(g)的热化学方程式S(s)＋3F2(g)===SF6(g) ΔH＝－1 220 kJ·mol－1。
三、电池电极反应式或总反应式的书写
1．铝-镍电池(负极-Al，正极-Ni，电解液-NaCl溶液、O2)
负极：4Al－12e－===4Al3＋；
正极：3O2＋6H2O＋12e－===12OH－；
总反应式：4Al＋3O2＋6H2O===4Al(OH)3。
2．镁-铝电池(负极-Al，正极-Mg，电解液-KOH溶液)
负极：2Al＋8OH－－6e－===2AlO＋4H2O；
正极：6H2O＋6e－===3H2↑＋6OH－；
总反应离子方程式：2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑。
3．锂电池一型(负极-Li，正极-石墨，电解液-LiAlCl4-SOCl2)
已知电池总反应式：4Li＋2SOCl2===SO2↑＋4LiCl＋S。试写出正、负极反应式：
负极：4Li－4e－===4Li＋；
正极：2SOCl2＋4e－===SO2↑＋S＋4Cl－。
4．铁-镍电池(负极-Fe，正极-NiO2，电解液-KOH溶液)
已知Fe＋NiO2＋2H2O放电充电Fe(OH)2＋Ni(OH)2，则：
负极：Fe－2e－＋2OH－===Fe(OH)2；
正极：NiO2＋2H2O＋2e－===Ni(OH)2＋2OH－。
阴极：Fe(OH)2＋2e－===Fe＋2OH－；
阳极：Ni(OH)2－2e－＋2OH－===NiO2＋2H2O。
5．LiFePO4电池(正极-LiFePO4，负极-Li，含Li＋导电固体为电解质)
已知FePO4＋Li放电充电LiFePO4，则
负极：Li－e－===Li＋；
正极：FePO4＋Li＋＋e－===LiFePO4。
阴极：Li＋＋e－===Li；
阳极：LiFePO4－e－===FePO4＋Li＋。
6．高铁电池(负极-Zn，正极-石墨，电解质为浸湿的固态碱性物质)
已知：3Zn＋2K2FeO4＋8H2O放电充电3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4KOH，则：
负极：3Zn－6e－＋6OH－===3Zn(OH)2；
正极：2FeO＋6e－＋8H2O===2Fe(OH)3＋10OH－。
阴极：3Zn(OH)2＋6e－===3Zn＋6OH－；
阳极：2Fe(OH)3－6e－＋10OH－===2FeO＋8H2O。
7．氢氧燃料电池
(1)电解质是KOH溶液(碱性电解质)
负极：2H2－4e－＋4OH－===4H2O；
正极：O2＋2H2O＋4e－===4OH－；
总反应方程式：2H2＋O2===2H2O。
(2)电解质是H2SO4溶液(酸性电解质)
负极：2H2－4e－===4H＋；
正极：O2＋4H＋＋4e－===2H2O；
总反应方程式：2H2＋O2===2H2O。
(3)电解质是NaCl溶液(中性电解质)
负极：2H2－4e－===4H＋；
正极：O2＋2H2O＋4e－===4OH－；
总反应方程式：2H2＋O2===2H2O。
8．甲烷燃料电池(铂为两极、正极通入O2和CO2、负极通入甲烷、电解液有三种)
(1)电解质是熔融碳酸盐(K2CO3或Na2CO3)
正极：2O2＋8e－＋4CO2===4CO；
负极：CH4－8e－＋4CO===5CO2↑＋2H2O；
总反应方程式：CH4＋2O2===CO2↑＋2H2O。
(2)酸性电解质(电解液为H2SO4溶液)
正极：2O2＋8e－＋8H＋===4H2O；
负极：CH4－8e－＋2H2O===CO2↑＋8H＋；
总反应方程式：CH4＋2O2===CO2↑＋2H2O。
(3)碱性电解质(铂为两极、电解液为KOH溶液)
正极：2O2＋8e－＋4H2O===8OH－；
负极：CH4－8e－＋10OH－===CO＋7H2O；
总反应方程式：CH4＋2O2＋2OH－===CO＋3H2O。
9．甲醇燃料电池
(1)碱性电解质(铂为两极、电解液为KOH溶液)
正极：3O2＋12e－＋6H2O===12OH－；
负极：2CH3OH－12e－＋16OH－===2CO＋12H2O；总反应方程式：2CH3OH＋3O2＋4KOH===2K2CO3＋6H2O。
(2)酸性电解质(铂为两极、电解液为H2SO4溶液)
正极：3O2＋12e－＋12H＋===6H2O；
负极：2CH3OH－12e－＋2H2O===12H＋＋2CO2；
总反应方程式：2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O。
10．CO燃料电池(总反应方程式均为2CO＋O2===2CO2)
(1)熔融盐(铂为两极、Li2CO3和Na2CO3的熔融盐作电解质，CO为负极燃气，空气与CO2的混合气为正极助燃气)
正极：O2＋4e－＋2CO2===2CO；
负极：2CO＋2CO－4e－===4CO2。
(2)酸性电解质(铂为两极、电解液为H2SO4溶液)
正极：O2＋4e－＋4H＋===2H2O；
负极：2CO－4e－＋2H2O===2CO2＋4H＋。
四、电解池电极反应式的书写
1．用惰性电极电解下列溶液
(1)NaCl溶液
阴极：2H＋＋2e－===H2↑；
阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑；
总反应式：2NaCl＋2H2O通电(通电C)2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。
(2)CuSO4溶液
阴极：2Cu2＋＋4e－===2Cu；
阳极：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑；
总反应式：2CuSO4＋2H2O通电(通电S)2Cu＋2H2SO4＋O2↑。
2．用惰性电极电解下列熔融态物质
(1)MgCl2
阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑；
阴极：Mg2＋＋2e－===Mg；
总反应式：MgCl2(熔融)通电(通电l)Mg＋Cl2↑。
(2)Al2O3
阳极：6O2－－12e－===3O2↑；
阴极：4Al3＋＋12e－===4Al；
总反应式：2Al2O3(熔融)通电(通电式)4Al＋3O2↑。
3．用铜作电极电解下列溶液
(1)H2O
阴极：2H＋＋2e－===H2↑；
阳极：Cu－2e－===Cu2＋；总反应式：Cu＋2H2O通电(通电应)Cu(OH)2↓＋H2↑。
(2)H2SO4溶液
阴极：2H＋＋2e－===H2↑；
阳极：Cu－2e－===Cu2＋
总反应式：Cu＋H2SO4通电(通电式)CuSO4＋H2↑。
(3)NaOH溶液
阴极：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－；
阳极：Cu－2e－＋2OH－===Cu(OH)2↓；
总反应式：Cu＋2H2O通电(通电式)Cu(OH)2↓＋H2↑。
4．用Al作电极电解下列溶液
(1)H2SO4溶液
阴极：6H＋＋6e－===3H2↑；
阳极：2Al－6e－===2Al3＋；
总反应式：2Al＋3H2SO4通电(通电式)Al2(SO4)3＋3H2↑。
(2)NaOH溶液
阴极：6H2O＋6e－===3H2↑＋6OH－；
阳极：2Al－6e－＋8OH－===2AlO＋4H2O；
总反应式：2Al＋2H2O＋2NaOH通电(通电O)2NaAlO2＋3H2↑。
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