1、专题针对训练一、选择题1下列说法正确的是()A等量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，后者放出热量多B已知C(石墨，s)=C(金刚石，s)H0，则金刚石比石墨稳定CBa(OH)28H2O与NH4Cl反应是氧化还原反应，且反应的焓变大于零D含20.0 g NaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和，放出28.7 kJ的热量，则表示该反应中和热的热化学方程式为NaOH(aq)HCl(aq)=NaCl(aq)H2O(l)H57.4 kJmol1解析：选D。等量的硫蒸气和硫固体，硫蒸气的能量高，能量越高，燃烧放出的热量越多，A项错误；由C(石墨，s)=C(金刚石，s)H0，可知金刚石的能量比石墨的能量高，能量越高，越
2、不稳定，所以石墨比金刚石稳定，B项错误；Ba(OH)28H2O与NH4Cl反应中无元素化合价变化，属于非氧化还原反应，反应需要吸热，焓变大于零，C项错误；含20.0 g NaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和生成0.5 mol水，放出28.7 kJ的热量，则中和热的热化学方程式可表示为NaOH(aq)HCl(aq)=NaCl(aq)H2O(l)H57.4 kJmol1，D项正确。2已知2H2(g)O2(g)=2H2O(g)，1 mol H2完全燃烧放出热量241.8 kJ，有关键能数据如下：化学键HOO=O键能/(kJmol1)463.4498则HH键键能为()A413 kJmol1B557 kJm
3、ol1C221.6 kJmol1 D436 kJmol1解析：选D。设HH键键能为x kJmol1，根据反应热和键能关系可知，H反应物键能总和生成物键能总和(2x4984463.4) kJmol1(241.82) kJmol1，解得x436。3一定条件下，在水溶液中1 mol Cl、ClO(x1，2，3，4)的能量(kJ)相对大小如图所示。下列有关说法正确的是()Ae是ClOBbac反应的活化能为60 kJ/molCa、b、c、d、e中c最稳定Dbad反应的热化学方程式为3ClO(aq)=ClO(aq)2Cl(aq)H116 kJ/mol解析：选D。 Ae中Cl元素化合价为7价，而ClO中Cl
4、元素化合价为5价，故A错误；B.根据图中数据无法判断bac反应的活化能，故B错误；C.a、b、c、d、e中a能量最低，所以a最稳定，故C错误；D.bad，根据得失电子守恒得该反应方程式为3ClO=ClO2Cl，反应热(64 kJ/mol20 kJ/mol)360 kJ/mol116 kJ/mol，所以该反应的热化学方程式为3ClO(aq)=ClO(aq)2Cl(aq)H116 kJ/mol，故D正确。4选择性催化还原法(SCR)烟气脱硝技术是一种成熟的NOx控制处理方法，主要反应如下：4NH3(g)4NO(g)O2(g)4N2(g)6H2O(g)H1a kJmol14NH3(g)2NO2(g)
5、O2(g)3N2(g)6H2O(g)H2b kJmol1副反应4NH3(g)5O2(g)4NO(g)6H2O(g) H3d kJmol1则反应2NO(g)O2(g)2NO2(g)的H为()A(4b3ad)/4 kJmol1B(4a3bd)/4 kJmol1C(3b4ad)/4 kJmol1D(3a4bd)/4 kJmol1解析：选D。4NH3(g)4NO(g)O2(g)4N2(g)6H2O(g)H1a kJmol1，4NH3(g)2NO2(g)O2(g)3N2(g)6H2O(g)H2b kJmol1，4NH3(g)5O2(g)4NO(g)6H2O(g)H3d kJmol1，根据盖斯定律可知，将
6、即得反应：2NO(g)O2(g)=2NO2(g)Ha kJmol1b kJmol1d kJmol1 kJmol1，故选D。5NO2、O2 和熔融KNO3 可制作燃料电池，其原理如图，该电池在使用过程中石墨电极上生成氧化物Y，Y可循环使用。下列说法正确的是()AO2 在石墨附近发生氧化反应B该电池放电时NO向石墨电极迁移C石墨附近发生的反应：3NO2 2e=NO2NOD相同条件下，放电过程中消耗的NO2 和O2 的体积比为41解析：选D。石墨通入氧气，发生还原反应，为原电池的正极，电极反应式为O22N2O54e=4NO，A错误；原电池中阴离子移向负极，NO向石墨电极迁移，B错误；石墨为原电池的负
7、极，发生氧化反应，电极反应式为NO2NOe=N2O5，C错误；由电极反应式知放电过程中消耗的NO2 和O2 的体积比为41，D正确。6载人空间站中为循环利用人体呼出的CO2 并提供氧气，我国科学家设计了一种装置(如图所示)，实现“太阳能电能化学能”转化，总反应为2CO2=2COO2。下列有关说法不正确的是()A该装置属于电解池BX极发生氧化反应，Y极发生还原反应C人体呼出的水蒸气参与Y极反应：CO2H2O2e=CO2OHDX极每产生标准状况下22.4 L气体，有2 mol的OH从Y极移向X极解析：选D。A.该装置实现“太阳能电能化学能”转化，将电能转化为化学能的装置为电解池，故A正确；B.根据
8、题图中电子的流向可知，X极为阳极，失电子发生氧化反应，Y极为阴极，得电子发生还原反应，故B正确；C.Y为阴极，根据总反应可知，阴极为CO2得电子，生成CO，电极反应为CO2H2O2e=CO2OH，故C正确；D.X极为阳极，OH放电生成氧气，电极反应为4OH4e=2H2OO2，每产生标准状况下22.4 L O2，即1 mol O2，阳极有4 mol OH放电，根据溶液电中性原理，X电极区阴离子减少，则会有4 mol OH从Y极通过阴离子交换膜移向X极，使得溶液保持电中性，故D错误。7下图是半导体光电化学电池光解水制氢的反应原理示意图。在光照下，电子由价带跃迁到导带后，然后流向对电极。下列说法不正
9、确的是()A对电极的电极反应为2H2O2e=H22OHB半导体电极发生还原反应C电解质溶液中阳离子向对电极移动D整个过程中实现了太阳能电能化学能的转化解析：选B。分析图示可知在对电极上发生的电极反应为2H2O2e=H22OH，A正确；在光照下，e由价带跃迁到导带后，然后流向对电极，所以半导体电极为负极，发生氧化反应，B错误；阳离子向阴极移动，对电极为阴极，因此电解质溶液中阳离子向对电极移动，C正确；该装置是光能转化为电能，电能转化为化学能的过程，整个过程中实现了太阳能电能化学能的转化，D正确。8高铁酸盐在能源环保领域有广泛用途。用镍(Ni)、铁做电极电解浓NaOH溶液制备高铁酸钠(Na2FeO
10、4)的装置如图所示。下列说法正确的是()A铁是阳极，电极反应为Fe2e2OH=Fe(OH)2B电解一段时间后，镍电极附近溶液的pH减小C每制得1 mol Na2FeO4，理论上可以产生67.2 L气体D若离子交换膜为阴离子交换膜，则电解结束后左侧溶液中含有FeO解析：选D。制备高铁酸钠(Na2FeO4)，铁失电子生成高铁酸根离子，则铁做阳极，电极反应为Fe8OH6e=FeO4H2O，故A错误；镍做阴极，镍电极上由水电离的氢离子放电生成氢气，氢氧根离子浓度增大，所以溶液的pH增大，故B错误；不能确定温度和压强，生成气体的体积无法确定，故C错误；若离子交换膜为阴离子交换膜，则电解结束后由于浓度差左
11、侧溶液中会含有FeO，故D正确。二、非选择题9按要求回答下列问题：(1)以天然气为原料制取氢气是工业上常用的制氢方法。已知：CH4(g)H2O(g)=CO(g)3H2(g)H1 a kJmol1CH4(g)CO2(g)=2CO(g)2H2(g)H2 b kJmol1CH4(g)2H2O(g)=CO2(g)4H2(g)H3请计算反应的反应热H3_(用a、b表示)kJmol1。(2)已知：2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H12CO(g)O2(g)=2CO2(g)H2C(s)O2(g)=CO2(g)H3C(s)H2O(g)CO(g)H2(g)H则H_(用含H1、H2、H3的式子表示)。(3)某
12、课题组实现了在常温常压下，以氮气和液态水为原料制备氨同时有氧气生成。已知，在一定温度和压强下，由最稳定的单质生成1 mol纯物质的热效应，称为该物质的生成热(H)。常温常压下，相关物质的生成热如下表所示：物质NH3(g)H2O(l)H/(kJmol1)46242上述合成氨反应的热化学方程式为_。(4)已知：COS(g)H2(g)H2S(g)CO(g)H117 kJmol1COS(g)H2O(g)H2S(g)CO2(g)H235 kJmol1CO(g)H2O(g)H2(g)CO2(g)H3则H3_。(5)下图所示为1 mol CH4完全燃烧生成气态水的能量变化和1 mol S(g)燃烧的能量变化
13、。在催化剂作用下，CH4可以还原SO2生成单质S(g)、H2O(g)和CO2，写出该反应的热化学方程式：_。(6)汽车排气管内的催化转化器可实现尾气无毒处理。已知：N2(g)O2(g)=2NO(g)H180.5 kJmol12C(s)O2(g)=2CO(g)H221.0 kJmol1CO2(g)=C(s)O2(g)H393.5 kJmol1则反应2NO(g)2CO(g)=N2(g)2CO2(g)的H_ kJmol1。解析：(1)根据盖斯定律可得2，所以H32H1H2(2ab) kJmol1。(2)已知：2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H1；2CO(g)O2(g)=2CO2(g)H2；C(
14、s)O2(g)=CO2(g)H3；根据盖斯定律，由得反应C(s)H2O(g)CO(g)H2(g)HH3H1H2。(3)由题意知式：N2(g)3H2(g)=2NH3(g)H1(462) kJmol1，式：2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H2(2422) kJmol1，23得方程式为2N2(g)6H2O(l)=3O2(g)4NH3(g)H2H13H21 268 kJmol1。(4)根据盖斯定律由可得H3H2H135 kJmol1(17 kJmol1)18 kJmol1。(5)根据图像可知：CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g)HEa1Ea2126 kJmol1928 kJmol
15、1802 kJmol1S(g)O2(g)=SO2(g)H577 kJmol1；根据盖斯定律可知2即得到CH4和SO2反应的热化学方程式：CH4(g)2SO2(g)=CO2(g)2S(g)2H2O(g)H352 kJmol1。(6)将已知热化学方程式依次编号为，根据盖斯定律，由2得N2(g)2CO2(g)=2NO(g)2CO(g)H(180.5 kJmol1)(221.0 kJmol1)(393.5 kJmol1)2746.5 kJmol1，则反应2NO(g)2CO(g)=N2(g)2CO2(g)的H746.5 kJmol1。答案：(1)2ab(2)H3H1H2(3)2N2(g)6H2O(l)=
16、3O2(g)4NH3(g)H1 268 kJmol1(4)18 kJmol1(5)CH4(g)2SO2(g)=2S(g)CO2(g)2H2O(g)H352 kJmol1(6)746.510按要求回答下列问题：(1)Journal of Energy Chemistry报道我国科学家设计CO2熔盐捕获与转化的装置如图，电源负极为_(填“a”或“b”)，d极的电极反应式为_。(2)利用生物电池，以H2、N2为原料合成氨的装置如图所示。Q、R均为催化剂，据图示判断，负极反应的催化剂为_(填“Q”或“R”)；正极的电极反应式为_。(3)对废水中氮、磷元素的去除已经逐渐引起科研人员的广泛关注。采用两级电
17、解体系对废水中硝态氮和磷进行降解实验取得了良好的去除效果。装置如图所示，由平板电极(除氮时a极为催化电极，b极为钛电极；除磷时a极为铁，b极为钛板)构成二维两级电解反应器。a电极上的电势比b电极上的电势_(填“低”或“高”)。除氮时，b极的电极反应式为_。(4)用电化学法模拟工业处理SO2。将硫酸工业尾气中的SO2通入如图装置(电极均为惰性材料)进行实验，可用于制备硫酸，同时获得电能：M极的电极反应式为_。当外电路通过0.2 mol电子时，质子交换膜左侧的溶液质量_(填“增大”或“减小”)_g。(5)某种燃料电池以熔融碳酸钠、碳酸钾为电解质，其工作原理如图所示，该电池负极的电极反应式为_。若电
18、极B附近通入1 m3空气(假设空气中O2的体积分数为20%)并完全反应，理论上可消耗相同条件下CH4的体积为_m3。解析：(1)由题图所示，c电极上发生失电子的氧化反应，故c做阳极，则a为电源正极，b为电源负极；d极得电子，电极反应式为CO4e=C3O2。(2)根据原电池工作原理，负极上失去电子，元素化合价升高，所以通氢气的一端为负极，根据装置图判断，Q为负极催化剂；通氮气的一端为正极，根据工作原理，正极反应式为N26H6e=2NH3。(3)由电极反应可知b电极为阴极，a电极为阳极，所以a电极上的电势比b电极上的电势高；除氮时，因电解质溶液呈酸性，故b极的电极反应式为2NO10e12H=N26
19、H2O。(4)反应本质是二氧化硫、氧气与水反应生成硫酸，M电极为负极，N电极为正极，M电极上二氧化硫失去电子被氧化生成SO，根据原子守恒和电荷守恒可知，有水参加反应，有氢离子生成，电极反应式为SO22H2O2e=SO4H。正极反应式为O24e4H=2H2O，当外电路通过0.2 mol电子时，负极反应的二氧化硫为0.1 mol，质量为6.4 g，同时有0.2 mol氢离子通过质子交换膜进入右侧，左侧溶液质量增大6.4 g0.2 g6.2 g。(5)燃料电池通O2的电极为正极，通CH4的电极为负极，即电极A为负极，负极上CH4失电子发生氧化反应，生成CO2，电极反应式为CH44CO8e=5CO22H2O；若电极B附近通入1 m3空气(假设空气中O2的体积分数为20%)，则参加反应的O2的物质的量为1 000 L20%22.4 Lmol1，根据得失电子守恒可知，消耗CH4的体积为1 000 L20%22.4 Lmol122.4 Lmol1100 L0.1 m3。答案：(1)bCO4e=C3O2(2)QN26H6e=2NH3(3)高2NO12H10e=N26H2O(4)SO22H2O2e=SO4H增大6.2(5)CH44CO8e=5CO22H2O0.1
