答案:
AC
例2.已知化学反应2C(s)+O2(g)=2CO(g)、2CO(g)+O2=2CO2(g)都是放热反应据此判断,下列说法不正确的是(其他条件相同)
A.12gC所具有的能量一定高于28gCO所具有的能量
B.56gCO和32gO2所具有的总能量大于88gCO2所具有的总能量
C.12gC和32gO2所具有的总能量大于44gCO2所具有的总能量
D.将一定量的C燃烧、生成CO2比生成CO时放出的热量多
〔解析〕放出热量的化学反应,反应物的总能量一定高于生成物的总能量。
C和CO的燃烧反应都是放热反应因此,B、C两项的说法正确。
12g并不是全部的反应物,所以A项的说法不正确。
由于CCO放热、COCO2放热,根据盖斯定律得CCO2比CCO放热多,即D项说法正确。
本题考察的主要是化学反应中的能量变化及其原理的理解和应用。
答案:
A
例3.已知热化学方程式:
(1)Fe2O3(s)+3CO(s)=2Fe(s)+3CO2(g);△H=-25kJ/mol
(2)3Fe2O3(s)+CO(s)=2Fe3O4(s)+CO2(g);△H=-47kJ/mol
(3)Fe3O4(s)+CO(s)=4FeO(s)+CO2(g);△H=+19kJ/mol
写出FeO(s)被CO还原成Fe和CO2的热化学方程式。
〔解析〕依据盖斯定律:
不管反应是一步完成还是分几步完成,其反应热是相同的。
我们可以从题目中的有关方程式分析:
从方程式(3)与方程式
(1)可看出有我们需要的物质。
但是方程式(3)必须通过方程式
(2)有关物质才能和方程式
(1)结合起来。
答案:
将方程式
(1)×1/2-方程式
(2)×1/6-方程式(3)×1/3;
可表示为
(1)×1/2-
(2)×1/6-(3)×1/3得:
FeO(s)+CO(s)=Fe(s)+CO2;△H=(-25kJ/mol)×1/2-(-47kJ/mol)×1/6-(+19kJ/mol)×1/3=-11kJ/mol
电化学
一.基础知识回顾
原电池
电解池
电镀池
定义
将化学能转化成电能的装置
将电能转化成化学能的装置
应用电解原理在某些金属表面镀上一层其他金属的装置
装置
形成条件
①活泼性不同
的两电极
②电解质溶液
③形成闭合回路
①两电极接直流电源
②两电极插入电解质溶液中
③形成闭合回路
①镀层金属接电源正极,作为阳极;待镀金属接电源负极,作为阴极
②电镀液必须含有镀层金属的离子
电极名称
负极:
较活泼金属
正极:
较不活泼金属(或能导电的非金属)
阳极:
与电源正极相连
阴极:
与电源负极相连
名称同电解池,但有限制条件
阳极:
必须是镀层金属
阴极:
镀件(待镀的物件)
电极反应
负极:
氧化反应(负失氧)
正极:
还原反应(正得还),原电池的电极反应较为复杂,不易总结出明显的规律特征
阳极:
氧化反应,溶液中的阴离子或金属电极失电子(阳失氧)
阴极:
还原反应,一定是溶液中的阳离子得电子(阴得还)
阳极:
氧化反应,金属电极失电子,并不断溶解(阳失氧)
阴极:
还原反应,电镀液中的镀层金属阳离子得电子(阴得还)
电子流向
(外电路)
负极→正极
负极→阴极→阳极→正极
同电解池
电流方向
(外电路)
正极→负极
正极→阳极→电解质溶液→阴极→负极
同电解池
对比
电解质导电的过程实质上就是电解过程;电解是在外电源的作用下被迫发生氧化还原的过程,把电能转化为化学能,而在原电池中正好相反,是自发的氧化还原反应的过程,把化学能转化为电能
还原性:
S2-〉I-〉Br-〉Cl-〉OH-〉SO42-、NO3-
电化学解题策略:
(P14)
1、认真审题,弄清是原电池还是电解池
(原电池:
负失氧;电解池:
正阳氧);
2、若是电解池,看清阳极是惰是活;
3、突破关键(分析现象);
4、抓住守恒(电子、电荷)
例1.依据氧化还原反应:
2Ag+(aq)+Cu(s)==Cu2+(aq)+2Ag(s)
设计的原电池如图所示。
请回答下列问题:
(1)电极X的材料是 ;
电解质溶液Y是 ;
(2)银电极为 极,
发生的电极反应为 ;
X电极上发生的电极反
应为 ;
(3)外电路中的电子是
从 电极流向 电极。
例2.关于电解NaCl水溶液,下列叙述正确的是()
A.电解时在阳极得到氯气,在阴极得到金属钠
B.若在阳极附近的溶液中滴入KI试液,溶液呈棕色
C.若在阴极附近的溶液中滴入酚酞试液,溶液呈无色
D.电解一段时间后,将全部电解液转移到烧杯中,充分搅拌后溶液呈中性
例3.如下图所示,哪个是原电池:
________,哪个是电解池:
________,电极反应分别为a:
________,b:
________,c:
________,d:
________。
例4.工业品氢氧化钾的溶液中含有某些含氧酸根杂质,可用离子交换膜法电解提纯。
电解槽内装有阳离子交换膜(只允许阳离子通过),其工作原理如图所示。
①该电解槽的阳极反应式为;
②通电开始后,阴极附近溶液pH会增大;其原因是;
③除去杂质后的氢氧化钾溶液从液体出品(填写“A”或“B”)导出。
练习:
1.某碱性蓄电池在充电和放电时发生的反应为:
Fe+NiO2+2H2O
Fe(OH)2+Ni(OH)2,下列说法中正确的是:
A.放电时,负极上发生反应的物质是Fe.
B.放电时,正极反应是:
NiO2+2e-+2H+=Ni(OH)2
C.充电时,阴极反应是:
Ni(OH)2-2e-+2OH-=NiO2+2H2O
D.充电时,阳极附近pH值减小.
【答案】AD
【方法要领】根据原电池在放电时,负极发生氧化反应,正极发生还原反应,再根据元素化合价变化,可判断该电池负极发生反应的物质为Fe,正极为NiO2,此电池为碱性电池,在书写电极反应和总电池反应方程式时不能出现H+,故放电时的电极反应是:
负极:
Fe-2e-+2
=Fe(OH)2,正极:
NiO2+2e-+2H2O=Ni(OH)2+2
。
原电池充电时,发生电解反应,此时阴极反应为原电池负极反应的逆反应,阳极反应为原电池正极反应的逆反应,由此可判断正确选项应为A、D。
2.下列说法正确的是( )
A.钢铁因含杂质而容易发生电化学腐蚀,所以合金都不耐腐蚀
B.原电池反应是导致金属腐蚀的主要原因,故不能用来减缓金属的腐蚀
C.钢铁电化学腐蚀的两种类型主要区别在于水膜的pH不同,引起的正极反应不同
D.无论哪种类型的腐蚀,其实质都是金属被氧化
【答案】CD
【方法要领】金属的腐蚀就是金属失电子而被氧化的过程,因此D是正确的。
依据电化学腐蚀中析氢腐蚀和吸氧腐蚀的原理可知,C也是正确的。
原电池反应既可以加快金属的腐蚀,也可用以防止金属的腐蚀。
例如不锈钢,镀锌铁等中的Fe均不易腐蚀,所以A、B是不正确的
3.金属防护的方法不正确的是()
A.对健身器材涂油漆以防止生锈
B.对某些工具的“机械转动部位”选用刷油漆的方法来防锈
C.用牺牲锌块的方法来保护船身
D.自行车的钢圈上镀上一层铬防锈
【答案】B
【方法要领】机械转动部位应涂油脂防锈,油脂既防水又能防止气体对金属的腐蚀,还能使转动部位灵活
4.Cu2O是一种半导体材料,基于绿色化学理念设计的制取.Cu2O的电解池示意图如下,点解总反应:
2Cu+H2O==Cu2O+H2O
。
下列说法正确的是
A.石墨电极上产生氢气
B.铜电极发生还原反应
C.铜电极接直流电源的负极
D.当有0.1mol电子转移时,有0.1molCu2O生成。
【答案】A
【方法要领】由电解总反应可知,Cu参加了反应,所以Cu作电解池的阳极,发生氧化反应,B选项错误;石墨作阴极,阴极上是溶液中的H+反应,电极反应为:
2H++2e-=H2↑,A选项正确;阳极与电源的正极相连,C选项错误;阳极反应为2Cu+2
-2e-=Cu2O+H2O,当有0.1mol电子转移时,有0.05molCu2O生成,D选项错误
5.以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构示意图如图所示。
关于该电池的叙述正确的是()
A.该电池能够在高温下工作
B.电池的负极反应为:
C.放电过程中,
从正极区向负极区迁移
D.在电池反应中,每消耗1mol氧气,理论上能生成标准状况下
气体
【答案】B
【方法要领】A项,高温条件下微生物会变性,所以A错;B项,负极是葡萄糖失电子生成二氧化碳,所以B对;C项,原电池内部阳离子应向正极移动,所以C错;D项,消耗1mol氧气生成1mol二氧化碳,标准状况下体积是22.4L,D错
6.镍氢电池是近年来开发出来的可充电电池,它可以取代会产生镉污染的镍镉电池。
镍氢电池的总反应式是:
1/2H2+NiO(OH)
Ni(OH)2。
根据此反应式判断,下列叙述中正确的是()
A.电池放电时,电池负极周围溶液的pH不断增大
B.电池放电时,镍元素被氧化
C.电池充电时,氢元素被还原
D.电池放电时,氢气是负极
【答案】CD。
【方法要领】本题考查在题目创设的新情景中运用所学电化学知识,解决具体问题的能力。
首先是区别出充电运用的是电解原理,放电则是运用了原电池原理。
抓住电解池、原电池各极发生氧化还原反应的特点,结合题给的信息进行分析判断:
A:
原电池负极反应式为:
H2+OH-+e-
Ni(OH)2,pH下降。
故A不正确。
B:
原电池,NiO(OH)→Ni(OH)2,镍被还原。
故B也不正确。
同理可判断得:
正确答案为CD
7.关于电解NaCl溶液,下列叙述正确的是( )
A.电解时在阳极得到氯气,在阴极得到金属钠
B.若在阳极附近溶液中滴入KI溶液,溶液呈棕色
C.若在阴极附近的溶液中滴入酚酞试液,溶液呈无色
D.电解一段时间后,将全部电解液转移到烧杯中,充分搅拌后溶液呈中性
【答案】B
方法要领A项中在阴极得到氢气;C项中在阴极附近的溶液中滴入酚酞试液,溶液呈红色;D
20080801
项中因为反应生成了NaOH,所以溶液呈碱性
8.下列叙述正确的是( )
A.在原电池的负极和电解池的阴极上都发生失电子的氧化反应
B.用惰性电极电解Na2SO4溶液,阴阳两极产物的物质的量之比为1:
2
C.用惰性电极电解饱和NaCl溶液,若有1mol电子转移,则生成1molNaOH
D.镀层破损后,镀锡铁板比镀锌铁板更耐腐蚀
【答案】C
【方法要领】在原电池的负极和电解池的阳极都发生氧化反应,所以A错;电解Na2SO4实质是电解水,在阴极产生H2,在阳极产生O2,二者体积比为2:
1,所以B错;根据电解NaCl的方程式:
2NaCl+2H2O
2NaOH+Cl2↑+H2↑可知,每转移1mol电子,生成1molNaOH,故C对;镀层破损后,镀锌铁板更耐腐蚀,因为锌做负极,铁做正极被保护,所以D说法错误
化学反应速率
例1.将4molA气体和2molB气体在2L的容器中混合并在一定条件下发生反应:
2A(气)+B(气)==2C(气),若经2s后测得C的浓度为0.6mol/L,现有下列几种说法:
用物质A表示的反应的平均速率为0.3mol/(L·s)用物质B表示的反应的平均速率为0.6mol/(L·s)2s时物质A的转化率为70%2s时物质B的浓度为0.7mol/L
其中正确的是()
A.B.C.D.
例2已知反应A+3B=2C+D在某段时间内以A的浓度表示的化学反应速率为1mol/(L·min),则此段时间内以C的浓度表示的化学反应速率为()
A.0.5mol/(L·min)B.1mol/(L·min)C.2mol/(L·min)D.3mol/(L·min)
例3在四个不同的容器中,采用不同条件进行合成氨反应,根据下列在相同时间内测定的结果判断,生成氨的速率最快的是()
A.用H2表示的反应速率为0.1mol/(L·min)B.用NH3表示的反应速率为0.3mol/(L·min)
C.用N2表示的反应速率为0.2mol/(L·min)D.用H2表示的反应速率为0.3mol/(L·min)
影响化学反应速率的因素(阅读P33)
例4把下列四种X溶液分别加入四个盛有10ml,2mol/L盐酸的烧杯中,均加水稀释到50mL,此时,X和盐酸缓慢地进行反应,其中反应最快的是
A.10℃20mL3mol/L的X溶液B.20℃30mL2molL的X溶液
C.10℃10mL4mol/L的X溶液D.10℃10mL2mol/L的X溶液
例5铁片和稀硫酸反应制取氢气时,下列措施不能使氢气生成速率加快的是()
A.加热B.不用稀硫酸,改用98%浓硫酸
C.滴加少量CuSO4溶液D.不用铁片,改用铁粉
练习:
1.化学反应速率受条件的影响很大,下列肯定可以加快化学反应速率的措施是()
A.使用催化剂B.改变浓度C.升高温度D.降低温度
2.下列反应不属于可逆反应的是()
A.工业上利用氮气和氢气合成氨气
B.水电解生成氢氧混和气体和氢氧混和气体爆炸生成水
C.密闭容器中的二氧化氮和四氧化二氮在一定压力下可以相互转化
D.密闭容器中的二氧化硫和氧气在一定的条件下可以生成三氧化硫,同时三氧化硫又可以分解为二氧化硫和氧气
3.当一个可逆反应进行到正反应速率与逆反应速率相等的时候,就达到了“化学平衡”。
对于化学平衡的下列说法中正确的是()
①化学反应达到化学平衡时,反应物与生成物的浓度(含量)保持不变;②化学反应达到化学平衡时,整个反应处于停滞状态;③影响化学平衡的外界条件发生改变,平衡状态就会被破坏。
A.只有①B.只有①②C.只有①③D.①②③
4.化学反应速率是有单位的,下列表示的是化学反应速率的单位的是()
A.mol/minB.mol/sC.mol/LD.mol/(L·s)
5.在一个2L的容器中,放入2mol气体A,5分钟后,测得这种气体A还剩余0.5mol,该反应中气体A的化学反应速率是()
A.1.5mol/(L·min)B.0.15mol/(L·min)
C.0.75mol/(L·min)D.0.075mol/(L·min)
6.下列反应中,产生氢气速度最快的是()
A.常温下铝与6mol/L的硝酸B.常温下镁与3mol/L的醋酸
C.常温下铁与3mol/L的盐酸D.常温下镁与3mol/L的硫酸
7.化学反应A(g)+3B(g)
2C(g)+2D(g),在下列四个选项中是不同的情况下测得的不同物质的反应速率,其中表示该化学反应的反应速率最快的是()
A.υ(A)=0.2mol(L·min)B.υ(B)=0.45mol(L·s)
C.υ(C)=0.45mol(L·min)D.υ(D)=0.35mol(L·min)
8.可逆反应2A(g)+3B(g)
2C(g)+D(g)在四种不同条件下的反应速率分别为:
①υ(A)=0.5mol·L-1·s-1;②υ(B)=0.6mol·L-1·s-1;③υ(C)=0.35mol·L-1·s-1;④υ(D)=0.4mol·L-1·s-1,则该反应在不同条件下反应速率最快的是()
A.①B.②C.③D.④
参考答案:
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
答案
C
B
C
D
B
D
C
D