高二 化学 专题1 专题检测.docx

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高二化学专题1专题检测

专题优化总结

专题一　盖斯定律的应用

化学反应无论是一步完成还是分几步完成，其反应焓变是一样的。

也就是说，化学反应的反应热只与反应物的始态（各反应物）和终态（各生成物）有关，而与具体反应进行的途径无关。

如果一个反应可以分几步进行，则各步反应的反应热之和与该反应一步完成时的反应热相同，这就是盖斯定律。

计算反应热时，盖斯定律可简单理解为：

如果一个化学方程式可由另外几个化学方程式相加减而得到，则该化学反应的焓变也可由这几个化学反应的焓变相加减而得到。

【典例导悟1】　已知热化学方程式：

（1）Fe2O3（s）＋3CO（g）===2Fe（s）＋3CO2（g）　ΔH＝－25kJ·mol－1

（2）3Fe2O3（s）＋CO（g）===2Fe3O4（s）＋CO2（g）　ΔH＝－47kJ·mol－1

（3）Fe3O4（s）＋CO（g）===3FeO（s）＋CO2（g）ΔH＝19kJ·mol－1

写出FeO（s）被CO还原生成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）中的有关物质才能和方程式

（1）结合起来。

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（g）===Fe（s）＋CO2（g）　ΔH＝（－25kJ·mol－1）×1/2－（－47kJ·mol－1）×1/6－19kJ·mol－1×1/3＝－11kJ·mol－1。

答案　FeO（s）＋CO（g）===Fe（s）＋CO2（g）ΔH＝－11kJ·mol－1

【变式训练1】　用CH4催化还原NOx，可以消除氮氧化物的污染。

例如：

①CH4（g）＋4NO2（g）===4NO（g）＋CO2（g）＋2H2O（g）　ΔH＝－574kJ·mol－1

②CH4（g）＋4NO（g）===2N2（g）＋CO2（g）＋2H2O（g）ΔH＝－1160kJ·mol－1

下列说法不正确的是（　　）

A．若用标准状况下4.48LCH4还原NO2生成N2和水蒸气，放出的热量为173.4kJ

B．由反应①可推知：

CH4（g）＋4NO2（g）===4NO（g）＋CO2（g）＋2H2O（l）　ΔH<－574kJ·mol－1

C．反应①②转移的电子数相同

D．反应②中当4.48LCH4反应完全时转移的电子总数为1.60mol

答案　D

解析　根据盖斯定律，将①②相加得到如下热化学方程式：

CH4（g）＋2NO2（g）===N2（g）＋CO2（g）＋2H2O（g）　ΔH＝－867kJ·mol－1，标准状况下4.48LCH4的物质的量为0.2mol，放出的热量为0.2mol×867kJ·mol－1＝173.4kJ；由于液态水生成气态水需要吸收热量，所以生成液态水的反应放出的热量多，放热越多，则ΔH越小，即ΔH<－574kJ·mol－1；反应②中每1molCH4反应完全时转移的电子总数为8mol,4.48LCH4的物质的量无法求算，因为没有指明气体的温度和压强。

【变式训练2】　下列说法中正确的是（　　）

A．在相同条件下，将等量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，后者放出热量多

B．由“C（s，石墨）===C（s，金刚石）　ΔH＝1.9kJ·mol－1”可知，金刚石比石墨稳定

C．在稀溶液中：

H＋（aq）＋OH－（aq）===H2O（l）　ΔH＝－57.3kJ·mol－1，若将含0.5molH2SO4的浓硫酸与含1molNaOH的溶液混合，放出的热量大于57.3kJ

D．在101kPa时，2gH2完全燃烧生成液态水，放出285.8kJ热量，氢气燃烧的热化学方程式表示为2H2（g）＋O2（g）===2H2O（l）　ΔH＝－285.8kJ·mol－1

答案　C

解析　等量硫蒸气的能量大于固体硫的能量，所以将等量的硫蒸气和固体硫分别完全燃烧，硫蒸气放出热量多；石墨转化为金刚石的反应为吸热反应，当反应物的能量小于产物能量时表现为吸热反应，其物质的能量越低，说明物质越稳定；浓硫酸与NaOH的溶液混合，会释放出热量，因为硫酸的稀释一定放热，该反应放出的热量大于57.3kJ；2gH2（1mol）完全燃烧生成液态水，放出285.8kJ热量，则2molH2完全燃烧生成液态水，放出571.6kJ热量。

专题二　原电池与电解池的比较

原电池

电解池

定义

将化学能转变成电能的装置

将电能转变成化学能的装置

装置

举例

形成

条件

1活动性不同的两个电极

②同时插入同一电解质溶液（一般地，电解质溶液与活泼性较强的电极发生氧化还原反应）

③用导线相互连接或直接接触组成闭合回路

①两电极接直流电源

②两电极同时插入同一电解质溶液（或熔化的电解质）

③用导线相互连接组成闭合回路

电极

名称

及判

断

负极：

电子流出的极或较活泼的金属电极或发生氧化反应的电极

正极：

电子流入的极或较不活泼的金属电极或发生还原反应的电极

电极分类（依材料分）：

有惰性电极（如石墨、Pt、Au电极）和活泼电极（除石墨、Pt、Au以外的电极）

阴极：

与电源负极相连的极

阳极：

与电源正极相连的极

反应

原理

电极

反应

负极：

电极本身或者其他某些物质失电子，发生氧化反应

正极：

电极本身不反应，溶液中的某些阳离子在正极上获得电子或者其他某些物质得电子，发生还原反应

阳极：

若为惰性电极，则电极本身不反应，溶液中的阴离子失去电子；若为活泼电极，则电极本身失电子，发生氧化反应

阴极：

电极本身不反应（不论是惰性电极还是活泼电极）

溶液中阳离子在阴极上获得电子，发生还原反应

应用

1金属的防护

2②制造新的化学电源

①电冶（冶炼Na、Mg、Al）

②精炼（如铜的电解精炼）；

③电镀（如镀铜）；

④氯碱工业

【典例导悟2】　按图所示装置进行实验，并回答下列问题：

（1）判断装置的名称：

A池为________，B池为____________。

（2）锌极为______极，电极反应式为_________________________________________；

铜极为______极，电极反应式为___________________________________________；

石墨棒C1为____极，电极反应式为_________________________________________；

石墨棒C2附近发生的实验现象为___________________________________________。

（3）当C2极析出224mL气体（标准状况）时，锌的质量________（填“增加”或“减少”）______g，CuSO4溶液的质量________（填“增加”或“减少”）________g。

解析　A池中Zn、Cu放入CuSO4溶液中构成原电池，B池中两个电极均为石墨电极，在以A为电源的情况下构成电解池，即A原电池带动B电解池，A池中Zn为负极，Cu为正极，B池中C1为阳极，C2为阴极，析出H2，周围OH－富集，酚酞变红，且n（H2）＝0.01mol，故电路上转移电子的物质的量为0.01mol×2＝0.02mol，根据得失电子守恒，锌极有0.01molZn溶解，即Zn极重量减少0.01mol×65g·mol－1＝0.65g，铜极上有0.01molCu析出，即CuSO4溶液增加了0.01mol×（65g·mol－1－64g·mol－1）＝0.01g。

答案　

（1）原电池　电解池

（2）负　Zn－2e－===Zn2＋　正　Cu2＋＋2e－===Cu　阳　2Cl－－2e－===Cl2↑　有无色气体产生，附近溶液出现红色　（3）减少　0.65　增加　0.01

【变式训练3】　2008年5月12日我国四川汶川发生特大地震，为防止在大灾之后疫病流行，全国各地向灾区运送了大量的各种消毒液，如NaClO溶液。

某校探究性学习小组对消毒液次氯酸钠（NaClO）的制备与性质等进行了探究。

甲同学：

为制备消毒液，探究并制作了一种家用环保型消毒液（NaClO溶液）发生器，设计了如图所示的装置，用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液。

请完成下列问题：

若通电时，为使生成的Cl2被完全吸收，制得有较强杀菌能力的消毒液，则电源的a电极名称为______极（填“正”、“负”、“阴”或“阳”），与其相连的电极的电极反应式为________________________________________________________________________；

装置溶液中反应生成NaClO的离子方程式为__________________________________

________________________________________________________________________。

乙同学：

从某超市中查询到某品牌消毒液包装说明的部分内容摘录如下：

主要有效成分为次氯酸钠，有效氯含量8000～10000mg·L－1。

可用于各类家居用品、餐具、棉织衣物等的消毒，对彩色织物可能有褪色作用。

切勿用于丝绸、毛、尼龙、皮革、油漆表面，勿用于铝、铜、碳钢制品。

本品须密封，置阴凉暗处保存。

请完成以下实验探究过程：

Ⅰ.阅读材料，根据学过的知识判断问题

该消毒液具有的化学性质是________（填序号）。

A．强氧化性B．强还原性

C．不稳定性D．漂白性

E．弱酸性

Ⅱ.确定要研究的问题

该消毒液对碳钢制品的腐蚀原理。

Ⅲ.设计方案，实施探究

（1）用烧杯取少量样品，将一颗光亮的普通碳钢钉放入烧杯，浸泡一段时间。

预期的实验现象是_____________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（2）为了进一步探究碳钢钉在该消毒液（NaClO）中的腐蚀原理，丁同学设计了如右图

实验装置，写出炭（C）极上发生的电极反应式____________________________。

答案　甲：

负　2H＋＋2e－===H2↑　Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O

乙：

Ⅰ.AD

Ⅲ.

（1）钢钉表面有红褐色物质生成

（2）ClO－＋2e－＋H2O===Cl－＋2OH－

专题三　电化学的有关计算

1．原电池和电解池的计算包括两极产物的定量计算，溶液中离子浓度的计算，相对原子质量和阿伏加德罗常数的计算，根据电量求产物的量与根据产物的量求电量的计算。

不论哪类计算均可概括为下列三种方法：

（1）根据电子守恒法计算：

用于串联电路、阴阳两极产物、正负两极产物、相同电量等类型的计算，其依据是电路中转移的电子数相等。

（2）根据总反应式中的计量数关系计算：

先根据电极反应式写出总反应式或直接运用总反应式列比例式计算。

（3）根据关系式计算：

由得失电子守恒定律关系建立已知量与未知量之间的桥梁，建立计算所需的关系式。

2．解决电解问题的基本思路模式

（1）通电前：

电解质溶液中含有哪些阴、阳离子（包括水电离出的H＋和OH－）。

（2）通电时：

阴离子移向阳极，阳离子移向阴极，结合放电顺序分析谁优先放电。

（3）写电极反应式，并结合题目要求分析电解结果，如两极现象、电解质溶液中pH的变化、离子浓度的变化等。

【典例导悟3】　将500mL0.1mol·L－1的CuSO4和1mol·L－1的NaCl混合溶液，用石墨为电极电解。

一段时间后在阳极收集到4.48L（标准状况下）气体，溶液体积几乎没有变化。

求：

（1）阴极析出铜的质量。

（2）电解后溶液中NaCl的物质的量浓度。

（3）电解后溶液中c（OH－）的浓度。

解析　

（1）由题知阳极得到的气体为Cl2，混合溶液中电解总反应式为：

Cu2＋＋2Cl－　

　Cu　＋　Cl2↑

2mol64g22.4L

nm4.48L

即n＝（2mol×4.48L）/22.4L＝0.4mol

m＝

＝12.8g

而在溶液中可得到Cu：

m′＝0.5L×0.1mol·L－1×64g·mol－1＝3.2g

故阳离子除Cu2＋放电外，还有H＋放电。

（2）c（NaCl）＝c（Cl－）＝（0.5L×1mol·L－1－0.4mol）/0.5L＝0.2mol·L－1

（3）c（OH－）＝（0.4mol－0.1mol）/0.5L＝0.6mol·L－1

答案　

（1）3.2g　

（2）0.2mol·L－1　（3）0.6mol·L－1

【变式训练4】　1.0LKNO3和Cu（NO3）2的混合液中c（NO

）＝4.0mol·L－1。

用石墨作电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到22.4L气体（标准状况下），则原混合液中c（K＋）为（　　）

A．0.5mol·L－1B．1.0mol·L－1

C．1.5mol·L－1D．2.0mol·L－1

答案　D

解析　电解KNO3和Cu（NO3）2的混合液时，两极的电极反应为：

阳极：

4OH－－4e－===O2↑＋2H2O

阴极

阳极收集到22.4LO2，则电路中通过了4mole－，阴极上产生1molH2时得到2mole－，那么Cu2＋放电所得到的电子为2mol，即原溶液中有1molCu2＋，c（Cu2＋）＝1.0mol·L－1。

由电荷守恒2c（Cu2＋）＋c（K＋）＝c（NO

）解得：

c（K＋）＝4.0mol·L－1－2×1.0mol·L－1＝2.0mol·L－1。

专题综合检测

（时间：

90分钟　满分：

100分）

　　　　　　　　　　　　　　第Ⅰ卷（选择题　共45分）

一、选择题（本题包括15小题，每小题3分，共45分；每小题只有一个选项符合题意）

1．化学反应中通常伴随着能量变化，下列说法中错误的是（　　）

A．煤燃烧时将部分化学能转化为热能

B．电解熔融的Al2O3时将部分化学能转化为电能

C．TNT爆炸时将部分化学能转化为动能

D．镁条燃烧时将部分化学能转化为光能

答案　B

2．0.3mol硼烷（B2H6）在氧气中完全燃烧生成B2O3固体和液态水，放出649.5kJ热量。

下列判断正确的是（　　）

A．该反应是非氧化还原反应

B．在理论上可以利用该反应的原理做成燃料电池

C．该反应的热化学方程式为：

B2H6（g）＋3O2（g）===B2O3（s）＋3H2O（l）　ΔH＝2165kJ·mol－1

D．每生成18g水，该反应转移2mol电子

答案　B

解析　B2H6燃烧属于氧化还原反应，任何一个氧化还原反应理论上都可设计成原电池，B2H6燃烧为放热反应，ΔH<0，根据方程式，每生成18g水，转移电子为4mol，故B正确。

3．有关如图装置的叙述不正确的是（　　）

A．这是电解NaOH溶液的装置

B．该装置中Pt为正极，电极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－

C．该装置中Fe为负极，电极反应为Fe＋2OH－－2e－===Fe（OH）2

D．这是一个原电池装置

答案　A

解析　装置中无外接直流电源，不可能是电解池，符合原电池的构成条件，是原电池，A错，D对；该电池是Fe的吸氧腐蚀，Fe为负极，Pt为正极，O2是正极反应物，故B、C对。

4．已知下列热化学方程式：

（1）CH3COOH（l）＋2O2（g）===2CO2（g）＋2H2O（l）　ΔH＝－870.3kJ·mol－1

（2）C（s）＋O2（g）===CO2（g）ΔH2＝－393.5kJ·mol－1

（3）H2（g）＋

O2（g）===H2O（l）ΔH3＝－285.8kJ·mol－1，

则反应2C（s）＋2H2（g）＋O2（g）===CH3COOH（l）的焓变ΔH为（　　）

A．488.3kJ·mol－1B．－244.15kJ·mol－1

C．244.15kJ·mol－1D．－488.3kJ·mol－1

答案　D

解析　运用盖斯定律，将反应

（2）×2＋（3）×2－

（1）可得目标反应方程式，其焓变ΔH＝ΔH2×2＋ΔH3×2－ΔH1＝－488.3kJ·mol－1。

5．关于原电池和电解池的叙述正确的是（　　）

A．原电池中失去电子的电极为阴极

B．原电池的负极、电解池的阳极都发生氧化反应

C．原电池的两极一定是由活泼性不同的两种金属组成

D．电解时电解池的阴极一定是阴离子放电

答案　B

解析　本题主要考查了电解池和原电池的异同。

原电池

电解池

选项

判断

电极

活泼性不同的两种金属或一种金属与一种导电的非金属

任何导电的材料

C项错

电极

反应

正极还原反应

负极氧化反应

阳极氧化反应

阴极还原反应

B项正确，A项错误

离子

移向

阳离子向正极移动

阴离子向负极移动

阴离子向阳极移动，

阳离子向阴极移动，电解池中阴极是阳离子放电

D项错

6．工业上为了处理含有Cr2O

的酸性工业废水，采用下面的处理方法：

往工业废水中加入适量NaCl，以铁为电极进行电解，经过一段时间，有Cr（OH）3和Fe（OH）3沉淀生成，工业废水中铬元素的含量已低于排放标准。

关于上述方法，下列说法错误的是（　　）

A．阳极反应：

Fe－2e－===Fe2＋

B．阴极反应：

2H＋＋2e－===H2↑

C．在电解过程中工业废水由酸性变为碱性

D．可以将铁电极改为石墨电极

答案　D

解析用石墨作电极，阳极产生Cl2,得不到Fe2＋，缺少还原剂，不能使Cr2O

→Cr3＋→Cr（OH）3↓而除去，所以D项错误。

7．下列情况下，能使反应Cu＋Zn2＋===Cu2＋＋Zn发生的是（　　）

A．铜片作原电池的负极，碳棒作原电池的正极，氯化锌作电解质溶液

B．铜锌合金在潮湿空气中发生电化学腐蚀

C．用锌片作阴、阳电极，电解硫酸铜溶液

D．用铜片作阴、阳电极，电解硫酸锌溶液

答案　D

解析　本反应是非自发进行的氧化还原反应，因此要发生此反应，就需要外加电源，把Cu＋Zn2＋===Cu2＋＋Zn拆成两个半反应，氧化反应为Cu－2e－===Cu2＋，还原反应为Zn2＋＋2e－===Zn，故铜为电解池的阳极，在阴极上反应的是电解质溶液中的Zn2＋。

8．有A、B、D、E四种金属，当A、B组成原电池时，电子流动方向为A―→B；将A、D分别投入等浓度的盐酸中，D比A反应剧烈；用惰性电极电解含有相同浓度的B2＋、E2＋的溶液时，E2＋先被还原。

则A、B、D、E金属活泼性由强到弱的顺序为（　　）

A．A>B>E>DB．A>B>D>E

C．D>E>A>BD．D>A>B>E

答案　D

解析　原电池中，电子由负极流入正极，金属活泼性：

A>B；活泼金属与酸反应剧烈，金属活泼性：

D>A；E2＋先被还原，易得电子，所以金属活泼性：

B>E。

9．四个电解装置都以Pt作电极，它们分别装着如下电解质溶液进行电解，电解一段时间后，测定其pH变化，所记录的结果正确的是（　　）

A

B

C

D

电解质溶液

HCl

AgNO3

BaCl2

KOH

pH变化

减小

增大

不变

增大

答案　D

解析　以Pt为电极，电极不参与电解，A中电解的是HCl，c（H＋）减小，pH增大；B中

电解的是H2O和AgNO3，电解生成HNO3，pH减小；C中电解的是水和BaCl2，生成

Ba（OH）2，pH增大；D中电解的是水，c（OH－）增大，pH增大。

10．如图所示装置，电流表G发生偏转，同时A极逐渐变粗，B极逐渐变细，C为电解质溶液，则A、B、C应是下列各组中的（　　）

A．A是Zn，B是Cu，C为稀H2SO4

B．A是Cu，B是Zn，C为稀H2SO4

C．A是Fe，B是Ag，C为稀AgNO3溶液

D．A是Ag，B是Fe，C为稀AgNO3溶液

答案　D

解析　A极逐渐变粗，说明A为原电池的正极，溶液中的金属阳离子得到电子后在A极上析出；B极变细，说明B为原电池的负极，失去电子后变成离子进入了溶液中。

A和B两项反应为Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑，则A选项中A极变细，B选项中A极不变；C和D两项反应为Fe＋2AgNO3===2Ag＋Fe（NO3）2，其中C选项中A极变细，D选项中A极变粗。

11．以NA代表阿伏加德罗常数，则关于热化学方程式C2H2（g）＋

O2（g）===2CO2（g）＋H2O（l）　ΔH＝－1300kJ·mol－1的说法中，正确的是（　　）

A．当有10NA个电子转移时，该反应放出1300kJ的能量

B．当有1NA个水分子生成且为液体时，吸收1300kJ的能量

C．当有2NA个碳氧共用电子对生成时，放出1300kJ的能量

D．当10NA个碳氧共用电子对生成时，放出1300kJ的能量

答案　A

解析　本题综合考查了阿伏加德罗常数和反应热的知识。

C2H2（g）＋

O10e－2（g）===2CO2（g）＋H2O（l）　ΔH＝－1300kJ·mol－1，当有10mole－转移时，生成1mol液态水，生成2molCO2（O===C===O），其含8mol碳氧共用电子对时，放出1300kJ的能量。

12．X、Y、Z、W有如图所示的转化关系，已知焓变：

ΔH＝ΔH1＋ΔH2，则X、Y可能是（　　）

①C，CO　②AlCl3，Al（OH）3　③Na2CO3，NaHCO3　④FeBr2，FeBr3

A．①②③④B．①②

C．③④D．①②③

答案　D

13．白磷会对人体造成严重的烧伤，白磷（P4）分子结构为

。

2009年1月11日，国际人权组织——人权观察曾在其报告中指责以色列在加沙人口稠密地区使用了违禁武器。

该组织在报告中指出，以军在轰炸和炮击加沙地区时使用了白磷炸弹。

下列说法不正确的是（　　）

A．白磷着火点低，在空气中可自燃

B．白磷、红磷为同素异形体

C．31g白磷中，含P—P键1.5mol

D．已知P4（白磷）＋3O2（g）===2P2O3（s）　ΔH＝－QkJ·mol－1，则白磷的燃烧热为QkJ·mol－1

答案　D

解析　D选项中的白磷燃烧产物P2O3（s）不是最稳定的化合物，白磷燃烧的最稳定化合物是P2O5（s）。

14．下图是一种染料敏化太阳能电池的示意图。

电池的一个电极由有机光敏染料（S）涂覆在TiO2纳米晶体表面制成，另一电极由导电玻璃镀铂构成，电池中发生的反应为：

TiO2/S

TiO2/S*（激发态）

TiO2/S*===TiO2/S＋＋e－

I

＋2e－===3I－

2TiO2/S＋＋3I－===2TiO2/S＋I

下列关于该电池叙述错误的是（　　）

A．电池工作时，I－在