化學(xué)化學(xué)反應(yīng)與能量的專(zhuān)項(xiàng)培優(yōu)練習(xí)題(含答案)附詳細(xì)答案

化學(xué)化學(xué)反應(yīng)與能量的專(zhuān)項(xiàng)培優(yōu)練習(xí)題(含答案)附詳細(xì)答案一、化學(xué)反應(yīng)與能量練習(xí)題（含詳細(xì)答案解析）1．高錳酸鉀（KMnO4）是一種常用氧化劑，主要用于化工、防腐及制藥工業(yè)等。以軟錳礦（主要成分為MnO2）為原料生產(chǎn)高錳酸鉀的工藝路線(xiàn)如下：回答下列問(wèn)題：（1）原料軟錳礦與氫氧化鉀按1∶1的比例在“烘炒鍋”中混配，混配前應(yīng)將軟錳礦粉碎，其作用是_______________________。（2）“平爐”中發(fā)生的化學(xué)方程式為_(kāi)_____________________。（3）“平爐”中需要加壓，其目的是______________________。（4）將K2MnO4轉(zhuǎn)化為KMnO4的生產(chǎn)有兩種工藝。①“CO2歧化法”是傳統(tǒng)工藝，即在K2MnO4溶液中通入CO2氣體，使體系呈中性或弱堿性，K2MnO4發(fā)生歧化反應(yīng)，反應(yīng)中生成K2MnO4，MnO2和____________（寫(xiě)化學(xué)式）。②“電解法”為現(xiàn)代工藝，即電解K2MnO4水溶液，電解槽中陽(yáng)極發(fā)生的電極反應(yīng)為_(kāi)__________________，陰極逸出的氣體是______________。③“電解法”和“CO2歧化法”中，K2MnO4的理論利用率之比為_(kāi)_____________。（5）高錳酸鉀純度的測(cè)定：稱(chēng)取1.0800g樣品，溶解后定容于100mL容量瓶中，搖勻。L?1的H2C2O4標(biāo)準(zhǔn)溶液20.00mL，加入稀硫酸酸化，用KMnO4溶液平取濃度為0.2000mol·行滴定三次，平均消耗的體積為24.48mL，該樣品的純度為_(kāi)__________________（列出計(jì)算式即可，已知2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O）?！敬鸢浮繑U(kuò)大接觸面積，加快化學(xué)反應(yīng)速率2MnO2+O2+4KOH=MnO4-H23:295.62%【解析】【分析】【詳解】（1）MnO2的狀態(tài)是固體，對(duì)于有固體參加的化學(xué)反應(yīng)，可通過(guò)增大其反應(yīng)接觸面積的方法提高反應(yīng)速率，故要將其粉碎成細(xì)小的顆粒；（2）根據(jù)流程圖可知，在“平爐”中MnO2、KOH、O2在加熱時(shí)反應(yīng)產(chǎn)生K2MnO4，結(jié)合質(zhì)量守恒定律可知，另外一種物質(zhì)是H2O，則發(fā)生的化學(xué)方程式為2MnO2+O2+4KOH2K2MnO4+2H2O；2K2MnO4+2H2O增大反應(yīng)物的濃度，可使化學(xué)反應(yīng)速率加快，同時(shí)使反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率增大K2CO3MnO42--e-（3）由于上述反應(yīng)中氧氣是氣體，在“平爐”中加壓，就可以使反應(yīng)物氧氣的濃度增大，根據(jù)外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響，增大反應(yīng)物的濃度，可以使化學(xué)反應(yīng)速率加快；任何反應(yīng)都具有一定的可逆性，增大壓強(qiáng)，可以使化學(xué)平衡向氣體體積減小的正反應(yīng)方向移動(dòng)，故可以提高原料的轉(zhuǎn)化率；（4）①在K2MnO4溶液中通入CO2氣體，使體系呈中性或弱堿性，K2MnO4發(fā)生歧化反應(yīng)，反應(yīng)中生成KMnO4，MnO2，根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知，另外一種生成物是K2CO3，根據(jù)氧化還原反應(yīng)中的電子守恒及反應(yīng)的原子守恒，可得該反應(yīng)的化學(xué)方程式是：3K2MnO4+2CO2=2KMnO4+MnO2+K2CO3；②“電解法”為現(xiàn)代工藝，即電解K2MnO4水溶液，在電解槽中陽(yáng)極，MnO42-失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，產(chǎn)生MnO4-。電極反應(yīng)式是：MnO42--e-=MnO4-；在陰極，水電離產(chǎn)生的H+獲得電子變?yōu)闅錃庖莩觯姌O反應(yīng)式是：2H2O+2e-=H2↑+2OH-。所以陰極逸出的氣體是H2；總反應(yīng)方程式是：2K2MnO4+2H2O③根據(jù)“電解法”方程式2K2MnO4+2H2O2KMnO4+2H2↑+2KOH；2KMnO4+2H2↑+2KOH可知K2MnO4的理論利用率是100%；而在“CO2歧化法”3K2MnO4+2CO2=2KMnO4+MnO2+K2CO3中，K2MnO4的理論利用率是2/3，所以二者的理論利用率之比為3:2；（5）根據(jù)離子方程式2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O可知KMnO4與草酸反應(yīng)的關(guān)系式是：2KMnO4～5H2C2O4。配制的溶液的濃度為：1.0800g樣品中含KMnO4的物質(zhì)的量為：n=158g/mol=1.03269g。故其純度為：KMnO4的質(zhì)量為：m="0.006536mol"××100%=95.62%。。則2．在化學(xué)反應(yīng)中，只有極少數(shù)能量比平均能量高得多的反應(yīng)物分子發(fā)生碰撞時(shí)才可能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，這些分子被稱(chēng)為活化分子。使普通分子變成活化分子所需提供的最低限度的能量叫活化能，其單位通常用kJ?mol1表示。請(qǐng)認(rèn)真觀察圖1，然后回答問(wèn)題。（1）圖中所示反應(yīng)是________（填“吸熱”或“放熱”）反應(yīng)。（2）已知拆開(kāi)1molH﹣H鍵、1molI﹣I、1molH﹣I鍵分別需要吸收的能量為436kJ、151kJ、299kJ。則由1mol氫氣和1mol碘反應(yīng)生成HI會(huì)________（填“放出”或“吸收”）________kJ的熱量。在化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中，是將________轉(zhuǎn)化為_(kāi)_______。（3）某實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)進(jìn)行如圖2的實(shí)驗(yàn)，以探究化學(xué)反應(yīng)中的能量變化。實(shí)驗(yàn)表明：①中的溫度降低，由此判斷氫氧化鋇晶體與氯化銨晶體反應(yīng)是________（填“吸熱”或“放熱”）反應(yīng)；實(shí)驗(yàn)②中，該小組同學(xué)在燒杯中加入5mL1.0mol/L鹽酸，再放入用砂紙打磨過(guò)的鋁條，該反應(yīng)是________（填“吸熱”或“放熱”）反應(yīng)?！敬鸢浮糠艧岱懦?1化學(xué)能熱能吸熱放熱【解析】【分析】【詳解】(1)依據(jù)圖象分析反應(yīng)物的能量大于生成物的能量，反應(yīng)放熱；(2)在反應(yīng)H2+I2?2HI中，斷裂1molH-H鍵，1molI-I鍵共吸收的能量為：1×436kJ+151kJ=587kJ，生成2molHI，共形成2molH-I鍵，放出的能量為：2×299kJ=598kJ，吸收的能量少，放出的能量多，所以該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，放出的熱量為：598kJ-587kJ=11kJ，在化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能；(3)①中的溫度降低說(shuō)明該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)；活潑金屬置換酸中氫的反應(yīng)為放熱反應(yīng)。3．某學(xué)生為了探究鋅與鹽酸反應(yīng)過(guò)程中的速率變化，他在100mL稀鹽酸中加入足量的鋅粉，用排水集氣法收集反應(yīng)放出的氫氣(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，實(shí)驗(yàn)記錄如下(累計(jì)值)：時(shí)間/min氫氣體積/mL1502120323242905310(1)在0～1min、1～2min、2～3min、3～4min、4～5min時(shí)間段中，反應(yīng)速率最大的時(shí)間段是________，原因?yàn)開(kāi)_____________________；反應(yīng)速率最小的時(shí)間段是________，原因?yàn)開(kāi)_________________________。(2)在2～3min內(nèi)，用鹽酸的濃度變化表示的反應(yīng)速率為_(kāi)_______。(3)為了減緩反應(yīng)速率但不減少產(chǎn)生氫氣的量，在鹽酸中分別加入等體積的下列溶液，其中可行的是________。A．蒸餾水B．Na2SO4溶液C．NaNO3溶液D．Na2CO3溶液【答案】2～3min該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，2～3min時(shí)溶液溫度最高，反應(yīng)速率最快4～5min此時(shí)反應(yīng)物的濃度最小，反應(yīng)速率最慢0.1mol·L1·min1AB【解析】【詳解】由表格數(shù)據(jù)可知，0～1、1～2、2～3、3～4、4～5min生成氫氣分別為50mL、70mL、112mL、58mL、20mL；(1)2min～3min收集的氫氣比其他時(shí)間段多，反應(yīng)速率最大，該反應(yīng)放熱，反應(yīng)過(guò)程中溫度升高加快反應(yīng)速率；4～5min反應(yīng)速率最小，隨著反應(yīng)進(jìn)行氫離子濃度逐漸減小，該時(shí)間段內(nèi)H+濃度小，反應(yīng)速率最慢；(2)2min～3min生成的氫氣的體積為112mL，則n(H2)=0.112L0.005mol，反應(yīng)過(guò)程中22.4L/mol發(fā)生反應(yīng)Zn+2HCl===ZnCl2+H2，則該時(shí)間段內(nèi)消耗的n(HCl)=0.01mol，溶液體積為c0.1molgL-1100mol，則△c(HCl)=0.1mol/L，v(HCl)==0.1mol·L1·min1；=t1min(3)A．加入蒸餾水，溶液的濃度減小，反應(yīng)速率減小，H+的物質(zhì)的量不變，氫氣的量也不變，故A正確；B．加入Na2SO4溶液，減小鹽酸的濃度，反應(yīng)速率減小，H+的物質(zhì)的量不變，氫氣的量也不變，故B正確；C．加入硝酸鈉溶液，鋅與氫離子、硝酸根反應(yīng)不產(chǎn)生氫氣，故C錯(cuò)誤；D．加入Na2CO3溶液，Na2CO3能與鹽酸反應(yīng)，鹽酸的濃度減小，反應(yīng)速率減小，H+的物質(zhì)的量減小，氫氣的量也減小，故D錯(cuò)誤；所以選AB。4．一定條件下2L的密閉容器中，反應(yīng)aA(g)+bB(g)噲垐??cC(g)+dD(g)達(dá)到平衡。(1)若起始時(shí)A為lmol，反應(yīng)2min達(dá)到平衡，A剩余0.4mol，則在0～2min內(nèi)A的平均反min)應(yīng)速率為_(kāi)_______mo1/(L·(2)在其他條件不變的情況下，擴(kuò)大容器體積，若平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，則a+b_____c+d(選填“>”、“<”或“=”)，v_____(選填“增大”、“減小”或“不變”)(3)若反應(yīng)速率(v)與時(shí)間(t)的關(guān)系如圖所示，則導(dǎo)致t1時(shí)刻速率發(fā)生變化的原因可能是______。(選填編號(hào))a．增大A的濃度b．縮小容器體積c．加入催化劑d．升高溫度【答案】0.15＞減小b【解析】【詳解】：(1)若起始時(shí)A為lmol，反應(yīng)2min達(dá)到平衡，A剩余0.4mol，則在0～2min內(nèi)A的平均1mol-0.4mol=0.15mo1/(L?min)，故答案為：0.15；反應(yīng)速率v=c2L=t2min(2)擴(kuò)大容器體積減小壓強(qiáng)，濃度減小反應(yīng)速率減小，平衡向氣體體積增大的方向移動(dòng)，又平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)即為氣體體積增大的方向移動(dòng)，所以a+b＞c+d，故答案為：＞；減??；(3)a.增大A的濃度正反應(yīng)速率瞬間增大，但逆反應(yīng)速率瞬間不變，故a不符合題意；b.縮小容器條件，反應(yīng)物和生成物濃度均增大，反應(yīng)速率變大，但平衡會(huì)正向移動(dòng)，即正反應(yīng)速率增大的幅度要逆反應(yīng)速率增大幅度要大，之后平衡正向移動(dòng)，二者相等，故b符合題意；c.加入催化劑，不影響平衡，正逆反應(yīng)速率變化幅度應(yīng)相同，故c不符合題意；d.升高溫度，正逆反應(yīng)速率均增大，但未告知該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)，無(wú)法判斷反應(yīng)移動(dòng)方向，故d不符合題意；綜上所述選b。5．在一密閉容器中發(fā)生反應(yīng)N2+3H2?2NH3，△H＜0；達(dá)到平衡后，只改變某一個(gè)條件時(shí)，反應(yīng)速率與反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系如圖所示,回答下列問(wèn)題：(1)處于平衡狀態(tài)的時(shí)間段是______（填選項(xiàng)）；A．t0～t1B．t1～t2C．t2～t3D．t3～t4E．t4～t5F．t5～t6(2)t1、t3、t4時(shí)刻分別改變的一個(gè)條件是（填選項(xiàng)）；A．增大壓強(qiáng)B．減小壓強(qiáng)C．升高溫度D．降低溫度E．加催化劑F充入氮?dú)鈚1時(shí)刻__________；t4時(shí)刻__________；(3)依據(jù)(2)中的結(jié)論，下列時(shí)間段中，氨的百分含量最高的是________（填選項(xiàng)）；A．t0～t1B．t2～t3C．t3～t4D．t5～t6(4)如果在t6時(shí)刻，從反應(yīng)體系中分離出部分氨，t7時(shí)刻反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，請(qǐng)?jiān)趫D中畫(huà)出反應(yīng)速率的變化曲線(xiàn)_________；(5)一定條件下，合成氨反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，測(cè)得混合氣體中氨氣的體積分?jǐn)?shù)為20%，則反應(yīng)后與反應(yīng)前的混合氣體體積之比為_(kāi)___________________。【答案】ACDFCBA5:6【解析】【分析】（1）根據(jù)圖示結(jié)合v=v，判斷是否處于平衡狀態(tài)；（2）由圖可知，t1正逆反應(yīng)速率均增大，且逆反應(yīng)速率大于正反應(yīng)速率；t4時(shí)正逆反應(yīng)速率均減小，且逆反應(yīng)速率大于正反應(yīng)速率；（3）由圖可知，t1平衡逆向移動(dòng)，t3不移動(dòng)，t4平衡逆向移動(dòng)，根據(jù)移動(dòng)結(jié)果分析；（4）分離出生成物，逆反應(yīng)速率瞬間減小，平衡正向移動(dòng)；（5）設(shè)反應(yīng)前加入amolN2，bmolH2，達(dá)平衡時(shí)生成2xmolNH3，根據(jù)三段式和氨氣的體積分?jǐn)?shù)計(jì)算．【詳解】（1）根據(jù)圖示可知，t0～t1、t2～t3、t3～t4、t5～t6時(shí)間段內(nèi)，v、v相等，反應(yīng)處于平衡狀態(tài)，故答案為：ACDF；（2）由N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H＜0，可知，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，且為氣體體積減小的反應(yīng)，則由圖可知，t1正逆反應(yīng)速率均增大，且逆反應(yīng)速率大于正反應(yīng)速率，改變條件應(yīng)為升高溫度；t4時(shí)正逆反應(yīng)速率均減小，且逆反應(yīng)速率大于正反應(yīng)速率，改變條件應(yīng)為減小壓強(qiáng)，故答案為：C；B；（3）由圖可知，t1平衡逆向移動(dòng)，t3不移動(dòng)，t4平衡逆向移動(dòng)，均使氨氣的含量減少，則t0～t1氨氣的含量最大，故答案為：A；（4）t6時(shí)刻移出部分氨氣，逆反應(yīng)速率瞬間減小，正反應(yīng)速率該瞬間不變，平衡正向移動(dòng)，逆反應(yīng)速率增大，正反應(yīng)速率減小，直至平衡，故答案為：；（5）設(shè)反應(yīng)前加入amolN2，bmolH2，達(dá)平衡時(shí)生成2xmolNH3，則有N2g+3H2g?2NH3g起始ab0轉(zhuǎn)化x3x2x平衡a-xb-3x2x則反應(yīng)后氣體總的物質(zhì)的量=（a+b-2x）mol，反應(yīng)前的混合氣體體積之比=2xa+b-2x=0.2，解得：a+b=12x，故反應(yīng)后與a+b-2x12x-2x5==，故答案為：5：6。a+b12x66．回答下列問(wèn)題：垐垎?（1）鉛蓄電池的總反應(yīng)為：Pb+PbO2+2H2SO4噲垐?2PbSO4+2H2O，放電時(shí)，負(fù)極反放電應(yīng)式為_(kāi)__________，充電時(shí)，陽(yáng)極反應(yīng)式為_(kāi)__________。（2）利用如圖裝置，可以模擬鐵的電化學(xué)防護(hù)。充電①若X為石墨，為減緩鐵的腐蝕，將開(kāi)關(guān)K置于Ｎ處，該電化學(xué)防護(hù)法稱(chēng)為_(kāi)__________。②若X為鋅，開(kāi)關(guān)K置于M處，該電化學(xué)防護(hù)法稱(chēng)為_(kāi)_________。（3）我國(guó)的科技人員為了消除SO2的污染，利用原電池原理，設(shè)計(jì)如圖2裝置用SO2和O2制備硫酸，電極A、B為多孔的材料。①A極的電極反應(yīng)式是________。②B極的電極反應(yīng)式是________。【答案】Pb+SO42-－2e-＝PbSO4PbSO4+2H2O-2e-＝PbO2+4H++SO42-外加電流的陰極保護(hù)法犧牲陽(yáng)極陰極保護(hù)法4H++O2+4e-＝2H2OSO2+2H2O-2e-＝SO42-+4H+【解析】【分析】(1)放電時(shí)，該裝置是原電池，負(fù)極上鉛失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，充電時(shí)，該裝置是電解池，陽(yáng)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)；(2)作原電池正極或作電解池陰極的金屬被保護(hù)；(3)該原電池中，負(fù)極上失電子被氧化，所以負(fù)極上投放的氣體是二氧化硫，二氧化硫失電子和水反應(yīng)生成硫酸根離子和氫離子，正極上投放的氣體是氧氣，正極上氧氣得電子和氫離子反應(yīng)生成水，根據(jù)硫酸和水的出口方向知，B極是負(fù)極，A極是正極，據(jù)此書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)式?！驹斀狻浚?1)放電時(shí)，該裝置是原電池，負(fù)極上鉛失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，即Pb+SO42--2e-=PbSO4，在充電時(shí)，該裝置是電解池，陽(yáng)極上硫酸鉛失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，即PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+4H++SO42-，故答案為：Pb+SO42--2e-=PbSO4；PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+4H++SO42-；(2)①若X為石墨，為減緩鐵的腐蝕，將開(kāi)關(guān)K置于N處，該裝置構(gòu)成電解池，鐵作陰極而被保護(hù)，該電化學(xué)防護(hù)法稱(chēng)為外加電流的陰極保護(hù)法；故答案為：外加電流的陰極保護(hù)法；②若X為鋅，開(kāi)關(guān)K置于M處，該裝置構(gòu)成原電池，鋅易失電子作負(fù)極，鐵作正極而被保護(hù)，該電化學(xué)防護(hù)法稱(chēng)為犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法，故答案為：犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法．(3)該原電池中，負(fù)極上失電子被氧化，所以負(fù)極上投放的氣體是二氧化硫，即B極是負(fù)極，負(fù)極二氧化硫失電子和水反應(yīng)生成硫酸根離子和氫離子，電極反應(yīng)式是SO2+2H2O-2e-=SO42-+4H+，正極上投放的氣體是氧氣，即A極是正極，正極上氧氣得電子和氫離子反應(yīng)生成水，電極反應(yīng)式是4H++O2+4e-=2H2O，故答案為：①4H++O2+4e-=2H2O；②SO2+2H2O-2e-=SO42-+4H+。7．如圖所示，A、B、C三個(gè)裝置中的燒杯分別盛有足量的CuCl2溶液。（1）A、B、C三個(gè)裝置中屬于原電池的是___(填標(biāo)號(hào))。（2）A池中Zn是___極，電極反應(yīng)式為_(kāi)__；A中總反應(yīng)的離子方程式___。（3）B池中總反應(yīng)的方程式為_(kāi)__。（4）C池中Zn是___極，發(fā)生___反應(yīng)，電極反應(yīng)式為_(kāi)__；反應(yīng)過(guò)程中，CuCl2溶液濃度___(填“變大”“變小”或“不變”)?！敬鸢浮緼負(fù)Zn－2e-=Zn2Zn＋Cu2=Zn2＋CuCuCl2Cu+Cl2↑陰還原Cu2＋2e-=Cu不變【解析】【分析】（1）A、B、C三個(gè)裝置中，沒(méi)有外接電源的屬于原電池。（2）A池中，相對(duì)活潑的金屬作負(fù)極，電極反應(yīng)式為金屬失電子生成金屬離子；A中總反應(yīng)為負(fù)極金屬與電解質(zhì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)。（3）B池中總反應(yīng)為電解氯化銅。（4）C池中，與正極相連的電極為陽(yáng)極，陽(yáng)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)；通過(guò)分析兩電極反應(yīng)，可確定反應(yīng)過(guò)程中，CuCl2溶液濃度變化情況。【詳解】（1）A、B、C三個(gè)裝置中，沒(méi)有外接電源的屬于原電池，則原電池是A。答案為：A；（2）A池中，相對(duì)活潑的金屬是Zn，Zn是負(fù)極，電極反應(yīng)式為Zn－2e-=Zn2；A中總反應(yīng)的離子方程式為Zn＋Cu2=Zn2＋Cu。答案為：負(fù)；Zn－2e-=Zn2；Zn＋Cu2=Zn2＋Cu；（3）B池中總反應(yīng)，就是電解氯化銅的反應(yīng)，方程式為CuCl2CuCl2Cu+Cl2↑；Cu+Cl2↑。答案為：（4）C池中，與負(fù)極相連的電極為陰極，Zn與電源負(fù)極相連，是陰極，得電子，發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為Cu2＋2e-=Cu；反應(yīng)過(guò)程中，陽(yáng)極Cu-2e-=Cu2+，生成的Cu2+與陰極消耗的Cu2+物質(zhì)的量相等，則CuCl2溶液濃度不變。答案為：陰；還原；Cu2＋2e-=Cu；不變?！军c(diǎn)睛】不管是原電池還是電解池，解題的切入點(diǎn)都是電極的判斷。通常，原電池的負(fù)極金屬材料都會(huì)失電子生成陽(yáng)離子；而電解池的陽(yáng)極材料是否失電子，則要看其是否為活性電極。若陽(yáng)極為活性電極，則在電解時(shí)陽(yáng)極材料失電子；若為惰性電極，則陽(yáng)極發(fā)生溶液中陰離子失電子的反應(yīng)。8．燃料電池是符合綠色化學(xué)理念的新型發(fā)電裝置。如圖為氫氧燃料電池示意圖，該電池電極表面鍍一層細(xì)小的鉑粉，鉑吸附氣體的能力強(qiáng)，性質(zhì)穩(wěn)定，請(qǐng)回答：（1）氫氧燃料電池的能量轉(zhuǎn)化主要形式是___，在導(dǎo)線(xiàn)中電子流動(dòng)方向?yàn)開(kāi)__(用a、b表示)。（2）負(fù)極反應(yīng)式為_(kāi)__，正極反應(yīng)式為_(kāi)__。（3）用該燃料電池作電源，用Pt作電極電解飽和食鹽水：①寫(xiě)出陰極的電極反應(yīng)式：___。②寫(xiě)出總反應(yīng)的離子方程式：___。③當(dāng)陽(yáng)極產(chǎn)生7.1gCl2時(shí)，燃料電池中消耗標(biāo)況下H2___L?！敬鸢浮坑苫瘜W(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔苡蒩到b2H2－4e-+4OH-=4H2OO2+4e-+2H2O=4OH-2H2O+2e-=H2↑+2OH-或2H++2e-=H2↑Cl-＋2H2O【解析】【分析】（1）原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置，原電池放電時(shí)，電子從負(fù)極沿導(dǎo)線(xiàn)流向正極；（2）負(fù)極上燃料失電子發(fā)生還原反應(yīng)，正極上氧氣得電子生成氫氧根離子；（3）用惰性電極電解飽和食鹽水時(shí)，陽(yáng)極上氯離子放電，陰極上氫離子放電；根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒計(jì)算消耗氫氣的物質(zhì)的量【詳解】(1)該裝置是把化學(xué)物質(zhì)中的能量轉(zhuǎn)化為電能，所以是化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽辉谠姵刂?，?fù)極上失電子，正極上得電子，電子的流向是從負(fù)極流向正極，所以是由a到b，故答案為：由化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?；由a到b；(2)堿性環(huán)境中，該反應(yīng)中負(fù)極上氫氣失電子生成氫離子，電極反應(yīng)式為2H2－4e-+4OH-=4H2O，正極上氧氣得電子生成氫氧根離子，電極反應(yīng)式為O2+4e-+2H2O=4OH-，故答案為：2H2－4e-+4OH-=4H2O；O2+4e-+2H2O=4OH-；（3）用惰性電極電解飽和食鹽水時(shí)，陰極上氫離子放電，電極反應(yīng)式為：2H2O+2e-=H2↑+2OH-或2H++2e-=H2↑，陽(yáng)極上氯離子放電生成氯氣，所以總反應(yīng)離子方程式為：Cl-＋2H2OH2↑+2OH+Cl2↑，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒計(jì)算消耗氫氣的物質(zhì)的量，電解時(shí)，陽(yáng)極H2↑+2OH+Cl2↑2.24上生成氯氣，每生成0.1mol氯氣轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量=0.1mol×（1-0）×2=0.2mol，燃料電池中消耗氫氣的物質(zhì)的量=0.2mol/2=0.1mol，所以標(biāo)況下體積為2.24L，故答案為：2H2O+2e-=H2↑+2OH-或2H++2e-=H2↑；Cl-＋2H2O2.24。H2↑+2OH+Cl2↑；[CO][H2]9．一定溫度下10L密閉容器中發(fā)生某可逆反應(yīng)，其平衡常數(shù)表達(dá)為：K=。[H2O]根據(jù)題意完成下列填空：（1）寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程式___；若溫度升高，K增大，該反應(yīng)是___反應(yīng)（填“吸熱”或“放熱”）。（2）能判斷該反應(yīng)一定達(dá)到平衡狀態(tài)的是___（選填編號(hào)）。a．v(H2O)=v(H2)b．容器中氣體的相對(duì)分子質(zhì)量不隨時(shí)間改變c．消耗nmolH2同時(shí)消耗nmolCOd．容器中物質(zhì)的總物質(zhì)的量不隨時(shí)間改變（3）該反應(yīng)的v隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖。t2時(shí)改變了某種條件，改變的條件可能是___、___。（填寫(xiě)2項(xiàng)）（4）實(shí)驗(yàn)測(cè)得t2時(shí)刻容器內(nèi)有1molH2O，5min后H2O的物質(zhì)的量是0.8mol，這5min內(nèi)H2O的平均反應(yīng)速率為_(kāi)__?！敬鸢浮緾（s）+H2O（g）?CO（g）+H2（g）吸熱ab升高溫度增大水蒸汽的濃度0.004mol/（L﹒min）【解析】【分析】（1）根據(jù)化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式及元素守恒知，反應(yīng)物還有C，所以該反應(yīng)方程式為C（s）+H2O（g）?CO（g）+H2（g）；升高溫度，平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)；（2）可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，正逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)體系中各物質(zhì)的物質(zhì)的量不變、物質(zhì)的量濃度不變、百分含量不變以及由此引起的一系列物理量不變；（3）改變條件時(shí)反應(yīng)速率增大，改變的條件可能是溫度、壓強(qiáng)、反應(yīng)物濃度；（4）反應(yīng)速率=v=【詳解】：（1）根據(jù)化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式及元素守恒知，反應(yīng)物還有C，所以該反應(yīng)方程式為C（s）+H2O（g）?CO（g）+H2（g）；升高溫度，平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)，K增大說(shuō)明平衡正向移動(dòng)，所以正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，故答案為：C（s）+H2O（g）?CO（g）+H2（g）；吸熱；c。t（2）a．當(dāng)v（H2O）=v（H2）=v（H2O）時(shí)，正逆反應(yīng)速率相等，所以反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故正確；b．反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量不相同，氣體質(zhì)量變化，容器中氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不隨時(shí)間變化即達(dá)到平衡，故正確；；c．無(wú)論反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)都存在消耗nmolH2同時(shí)消耗nmolCO，所以不能據(jù)此判斷平衡狀態(tài)，故錯(cuò)誤；d．無(wú)論反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)容器中物質(zhì)的總物質(zhì)的量都不隨時(shí)間改變，所以不能據(jù)此判斷平衡狀態(tài)，故錯(cuò)誤；故選ab；（3）改變條件時(shí)反應(yīng)速率增大，改變的條件可能是升高溫度、增大壓強(qiáng)、增大反應(yīng)物濃度，故答案為：升高溫度；增大水蒸汽的濃度；（4）反應(yīng)速率v=c1-0.8=5=0.004mol/Lgmin，故答案為0.004mol/（L﹒min）。t1010．某些共價(jià)鍵的鍵能數(shù)據(jù)如表（單位：kJ?mol1）：（1）把1molCl2分解為氣態(tài)原子時(shí)，需要___（填“吸收”或“放出”）243kJ能量。（2）由表中所列化學(xué)鍵形成的單質(zhì)分子中，最穩(wěn)定的是___；形成的化合物分子中最不穩(wěn)定的是___。（3）發(fā)射火箭時(shí)用氣態(tài)肼（N2H4）作燃料，二氧化氮作氧化劑，兩者反應(yīng)生成氮?dú)夂蜌鈶B(tài)水。已知32gN2H4（g）完全發(fā)生上述反應(yīng)放出568kJ的熱量，熱化學(xué)方程式是：____?！敬鸢浮课誑2HI2N2H4（g）+2NO2（g）═3N2（g）+4H2O（g）△H=﹣1136kJ?mol1【解析】【分析】(1)化學(xué)鍵斷裂要吸收能量；(2)鍵能越大越穩(wěn)定，否則越不穩(wěn)定，結(jié)合表中數(shù)據(jù)分析；(3)根據(jù)n=式?！驹斀狻?1)化學(xué)鍵斷裂要吸收能量，由表中數(shù)據(jù)可知把1molCl2分解為氣態(tài)原子時(shí)，需要吸收243kJ的能量；(2)因鍵能越大越穩(wěn)定，單質(zhì)中最穩(wěn)定的是H2，最不穩(wěn)定的是I2，形成的化合物分子中，最穩(wěn)定的是HCl，最不穩(wěn)定的是HI；m計(jì)算32gN2H4的物質(zhì)的量，再根據(jù)熱化學(xué)方程式書(shū)寫(xiě)原則書(shū)寫(xiě)熱化學(xué)方程n(3)32gN2H4(g)的物質(zhì)的量為32g=1mol，與二氧化氮反應(yīng)生成氮?dú)馀c氣態(tài)水放出568kJ32g/mol的熱量，熱化學(xué)方程式是：2N2H4(g)+2NO2(g)═3N2(g)+4H2O(g)△H=-1136kJ?mol-1。11．將等物質(zhì)的量的A、B、C、D4種物質(zhì)混合，發(fā)生如下反應(yīng)：aA＋bB加了4nmol，此時(shí)達(dá)到化學(xué)平衡。(1)該化學(xué)方程式各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)為a＝____、b＝____、c＝_____、d＝____。(2)若只改變壓強(qiáng)，反應(yīng)速率發(fā)生變化，但平衡不發(fā)生移動(dòng)，該反應(yīng)中各物質(zhì)的聚集狀態(tài)：A_________、B_______、D________。(3)若只升高溫度，反應(yīng)一段時(shí)間后，測(cè)知4種物質(zhì)其物質(zhì)的量又達(dá)到相等，則該反應(yīng)為_(kāi)_____(填“放熱”或“吸熱”)反應(yīng)?！敬鸢浮?132氣體固體或液體氣體放熱【解析】【分析】(1)化學(xué)計(jì)量數(shù)之比等于物質(zhì)的量變化量之比；(2)只改變壓強(qiáng)，反應(yīng)速率發(fā)生變化，但平衡不發(fā)生移動(dòng)，說(shuō)明反應(yīng)前后氣體的體積不變，即反應(yīng)前后氣體總的化學(xué)計(jì)量數(shù)相等；(3)若只升高溫度，反應(yīng)一段時(shí)間后，測(cè)知4種物質(zhì)其物質(zhì)的量又達(dá)到相等，說(shuō)明平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)?！驹斀狻?1)①化學(xué)計(jì)量數(shù)之比等于物質(zhì)的量變化量之比，則：a：b：c：d=4n：2n：6n：4n=2：1：3：2，故a=2、b=1、c=3、d=2；②對(duì)于反應(yīng)：2A+1B?3C(s)+2D，只改變壓強(qiáng)，反應(yīng)速率發(fā)生變化，但平衡不發(fā)生移動(dòng)，說(shuō)明反應(yīng)前后氣體的體積不變，即反應(yīng)前后氣體總的化學(xué)計(jì)量數(shù)相等，而C為固體，只能A、D為氣態(tài)，B為固體或液體；③若只升高溫度，反應(yīng)一段時(shí)間后，測(cè)知4種物質(zhì)其物質(zhì)的量又達(dá)到相等，說(shuō)明平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，升高溫度平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)，即該反應(yīng)正反應(yīng)為放熱反應(yīng)。cC(s)＋dD，當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行一定時(shí)間后，測(cè)得A減少了4nmol，B減少了2nmol，C增加了6nmol，D增12．如右圖所示，常溫，U形管內(nèi)盛有100mL的某種溶液，請(qǐng)按要求回答下列問(wèn)題。（1）若所盛溶液為CuSO4溶液，打開(kāi)K2，合并K1，則：①A為_(kāi)____極，B極的電極反應(yīng)式為_(kāi)_______________。②反應(yīng)過(guò)程中，溶液中SO42和OH離子向_____極（A或B）移動(dòng)。（2）若所盛溶液為滴有酚酞的NaCl溶液，打開(kāi)K1，合并K2，則：①A電極可觀察到的現(xiàn)象是__________________________。②電解過(guò)程總反應(yīng)的化學(xué)方程式是________________________。③反應(yīng)一段時(shí)間后打開(kāi)K2,若忽略溶液的體積變化和氣體的溶解，B極產(chǎn)生氣體的體積（折算成標(biāo)準(zhǔn)狀況）為11.2mL，將溶液充分混合，溶液的pH為_(kāi)_______。④向電解后的電解質(zhì)溶液中加入或通入_______（填試劑名稱(chēng)），能使溶液復(fù)原。【答案】負(fù)Cu+2e=CuA產(chǎn)生氣泡，電極附近溶液變紅2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑12氯化氫【解析】【詳解】(1)①該裝置是原電池，鋅作負(fù)極，碳作正極，正極上銅離子得電子生成銅發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為Cu2++2e-=Cu；②原電池放電時(shí)，溶液中陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，陰離子向負(fù)極移動(dòng)，所以溶液中氫氧根離子和硫酸根離子向A極移動(dòng)；(2)①該裝置是電解池，碳棒是陽(yáng)極，鋅棒是陰極，電解時(shí)，鋅棒上氫離子放電生成氫氣，同時(shí)電極附近生成氫氧根離子導(dǎo)致溶液呈堿性，加入酚酞后溶液變紅；②電解時(shí)，陽(yáng)極上氯離子放電生成氯氣，陰極上氫離子放電生成氫氣，同時(shí)溶液中生成氫2+-電解電解氧化鈉，所以電池反應(yīng)式為2NaCl+2H2O③B極產(chǎn)生氯氣，生成的氯氣的物質(zhì)的量為成的n(NaOH)=0.001mol，溶液中c(OH-)=2NaOH+H2↑+Cl2↑；11.2mL=0.0005mol，根據(jù)電解總反應(yīng)可知生22.4L/mol0.001mol=0.01mol/L，所以溶液pH=12；0.1L④如果要想使電解后的溶液恢復(fù)到原溶液，應(yīng)遵循“析出什么加入什么”的思想加入物質(zhì)，陽(yáng)極上析出氯氣，陰極上析出氫氣，所以應(yīng)該加入氯化氫。13．短周期元素X、Y、Z、W、R、T在周期表中的位置如圖所示。請(qǐng)按要求回答下列問(wèn)題。(1)R與W形成化合物的電子式為_(kāi)_______________________。(2)Y的氫化物與T的氫化物反應(yīng)的生成物中含有的化學(xué)鍵為_(kāi)________。(3)X與Z形成的二元化合物中，所含電子數(shù)為18的分子的化學(xué)式為_(kāi)_____。(4)實(shí)驗(yàn)室制取T單質(zhì)的離子方程式為_(kāi)_____________________________。(5)如圖，a、b為多孔石墨電極(電極不參與反應(yīng))，插入W的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的溶液中，兩端分別通入X單質(zhì)和Z單質(zhì)，發(fā)現(xiàn)電流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。①電池工作時(shí)，電子的移動(dòng)方向?yàn)橛蒧____到_____(填“a”或“b”)。②該電池反應(yīng)產(chǎn)物環(huán)保無(wú)污染，則該電池的總反應(yīng)式為_(kāi)___________?！敬鸢浮縝2H2+O2=2H2O【解析】【分析】離子鍵、共價(jià)鍵H2O2MnO2+4H++2ClΔMn2++Cl2↑＋2H2Oa根據(jù)元素在周期表的位置可得，X為H元素，Y為N元素，Z為O元素，W為Na元素，R為S元素，T為Cl元素，據(jù)此分析解答；【詳解】(1)R為S元素，W為Na元素，R與W形成化合物為Na2S，電子式為；(2)Y為N元素，T為Cl元素，Y的氫化物與T的氫化物分別為NH3和HCl，反應(yīng)的生成物為NH4Cl，屬于含有共價(jià)鍵的離子化合物，其中含有的化學(xué)鍵為離子鍵、共價(jià)鍵；(3)X為H元素，Z為O元素，X與Z形成的二元化合物為H2O、H2O2，所含電子數(shù)為18的分子的化學(xué)式為H2O；(4)T為Cl元素，實(shí)驗(yàn)室用二氧化錳和濃鹽酸在加熱的條件下制取氯氣，的離子方程式為MnO2+4H++2ClΔMn2++Cl2↑＋2H2O；(5)W為Na元素，W的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的溶液為氫氧化鈉溶液，兩端分別通入H2和O2，發(fā)現(xiàn)電流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明該裝置構(gòu)成氫氧燃料電池。①電池工作時(shí)，通入燃料的一極為負(fù)極，則如圖所示，a為負(fù)極，b為正極，電流從正極流向負(fù)極，則電子由a到b；②裝置構(gòu)成氫氧燃料電池，電池反應(yīng)產(chǎn)物只有水，環(huán)保無(wú)污染，則該電池的總反應(yīng)式為2H2+O2=2H2O。14．在銅、鋅、稀硫酸構(gòu)成的原電池中（如圖所示）(1)負(fù)極是__________（填“銅”或“鋅”），_________電子（填“失去”或“得到”），發(fā)__________（填“氧化”或“還原”），電極反應(yīng)方程式______________；(2)電流由__________流向__________（填“銅”或“鋅），銅片上觀察到的現(xiàn)象是________________?！敬鸢浮夸\失去氧化Zn-2e-=Zn2+銅鋅銅片表面有氣泡產(chǎn)生【解析】【分析】鋅比銅活潑，形成原電池反應(yīng)時(shí)，鋅為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，銅為正極，正極上氫離子得電子發(fā)生