石家莊化學(xué)化學(xué)反應(yīng)與能量變化的專項(xiàng)培優(yōu)練習(xí)題(含答案)(已修改)
2025-04-02 04:57 本頁面
【正文】 石家莊化學(xué)化學(xué)反應(yīng)與能量變化的專項(xiàng)培優(yōu)練習(xí)題(含答案)一、化學(xué)反應(yīng)與能量變化練習(xí)題（含詳細(xì)答案解析）1．我國對“可呼吸”的鈉——二氧化碳電池的研究取得突破性進(jìn)展。該電池的總反應(yīng)式為4Na+3CO22Na2CO3+C，其工作原理如圖所示(放電時產(chǎn)生的Na2CO3固體貯存于碳納米管中)。（1）鈉金屬片作為該電池的___極(填“正”或“負(fù)”，下同)；放電時，電解質(zhì)溶液中Na＋從___極區(qū)向___極區(qū)移動。（2）充電時，碳納米管連接直流電源的___極，電極反應(yīng)式為___?！敬鸢浮控?fù) 負(fù) 正 正 2Na2CO3+C4e=3CO2↑+4Na+ 【解析】【分析】（1）從電池總反應(yīng)4Na+3CO22Na2CO3+C可以看出，Na由0價升高到+1價，則鈉金屬片失電子，作為該電池的負(fù)極；放電時，電解質(zhì)溶液中陽離子向正極區(qū)移動。（2）充電時，負(fù)極連接直流電源的負(fù)極，正極連接直流電源的正極，電極反應(yīng)式為作原電池正極時反應(yīng)的逆反應(yīng)?！驹斀狻浚?）從電池總反應(yīng)4Na+3CO22Na2CO3+C可以看出，Na由0價升高到+1價，則鈉金屬片失電子，作為該電池的負(fù)極；放電時，電解質(zhì)溶液中Na＋(陽離子)從負(fù)極區(qū)向正極區(qū)移動。答案為：負(fù)；負(fù)；正；（2）充電時，負(fù)極(鈉金屬片)連接直流電源的負(fù)極，碳納米管(正極)連接直流電源的正極，電極反應(yīng)式為2Na2CO3+C4e=3CO2↑+4Na+。答案為：正；2Na2CO3+C4e=3CO2↑+4Na+?！军c(diǎn)睛】燃料電池的電極反應(yīng)式書寫起來往往比較麻煩，且易出錯。我們可以寫出一個電極的反應(yīng)式(簡單易寫的)，然后利用總反應(yīng)方程式—某電極的電極反應(yīng)式，就可得出另一電極的反應(yīng)式。2．有A、B、C、D四種金屬片，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：①A、B用導(dǎo)線連接后浸入稀H2SO4中，電流由B 導(dǎo)線 A；②C、D用導(dǎo)線相連后，同時伸入稀H2SO4 溶液中，C極為負(fù)極；③A、C相連后同時浸入稀H2SO4 中，C極產(chǎn)生大量氣泡；④B、D相連后同時浸入稀H2SO4 中，D極發(fā)生氧化反應(yīng)；試判斷四種金屬的活動順序是( )A．A＞C＞D＞B B．A＞B＞C＞D C．B＞A＞C＞D D．B＞D＞C＞A【答案】A【解析】【詳解】①A、B用導(dǎo)線連接后浸入稀H2SO4 中，電流由B 導(dǎo)線 A，A為負(fù)極，B為正極，金屬性AB②C、D用導(dǎo)線相連后，同時伸入稀H2SO4 溶液中，C極為負(fù)極，D極為正極，則金屬性CD；③A、C相連后同時浸入稀H2SO4 中，C極產(chǎn)生大量氣泡，C為正極，A為負(fù)極，則金屬性AC；④B、D相連后同時浸入稀H2SO4 中，D極發(fā)生氧化反應(yīng)，D為負(fù)極，B為正極，則金屬性DB；綜上分析：金屬性：A＞C＞D＞B；答案選A?！军c(diǎn)睛】原電池中活潑的電極做負(fù)極，不活潑的做正極，利用電極的活性來判斷電極金屬性的強(qiáng)弱，判斷原電池正負(fù)極的方法：根據(jù)兩極材料判斷。一般活潑金屬為負(fù)極，活潑性較弱的金屬或能導(dǎo)電的非金屬為正極；根據(jù)電極現(xiàn)象判斷。一般情況下電極逐漸溶解為負(fù)極，電極增重可放出氣體的為正極；根據(jù)電子流動方向來判斷。電子流出的為負(fù)極、電子流入的為正極或電流流出的正極、電流流入的負(fù)極；根據(jù)原電池里電解質(zhì)溶液內(nèi)離子的定向移動方向判斷。陰離子流向的為負(fù)極、陽離子流向的為正極；根據(jù)原電池兩極發(fā)生的變化來判斷。失去電子發(fā)生氧化的是負(fù)極、得到電子發(fā)生還原反應(yīng)是正極；3．某同學(xué)設(shè)計一個燃料電池(如圖所示)，目的是探究氯堿工業(yè)原理和粗銅的精煉原理。根據(jù)要求回答相關(guān)問題：（1）甲裝置中，通入氫氣的電極為________(填“正極”或“負(fù)極”)，該極電極反應(yīng)式為________；若將KOH溶液換成硫酸溶液，則正極電極反應(yīng)式為__________________________。（2）關(guān)于乙裝置，下列說法正確的是________(填序號)；①溶液中Na＋向C極移動②從C極處逸出的氣體能使?jié)駶櫟腒I淀粉試紙變藍(lán)③反應(yīng)一段時間后通入適量HCl可恢復(fù)到電解前電解質(zhì)的濃度④，該裝置中發(fā)生的總反應(yīng)的離子方程式為__________________________。（3）乙裝置中，X為陽離子交換膜，反應(yīng)一段時間后交換膜左側(cè)溶液中pH____(填“增大”、“減小”或“不變”)；若用飽和MgCl2溶液代替飽和氯化鈉溶液，則該裝置中發(fā)生的總反應(yīng)______(填“改變”或“不變”)。（4）如果粗銅中含有鋅、銀等雜質(zhì)，丙裝置中反應(yīng)一段時間，硫酸銅溶液濃度將________(填“增大”“減小”或“不變”)，精銅電極上的電極反應(yīng)式為_______________________________?！敬鸢浮控?fù)極 H22e+2OH=2H2O O2+4e+4H+=2H2O ②③ 2Cl+2H2O2OH+H2↑+Cl2↑ 增大 改變 減小 Cu2++2e=Cu 【解析】【分析】甲池為原電池，氧氣發(fā)生還原反應(yīng)，通入氧氣的一極為正極，氫氣發(fā)生還原反應(yīng)，通入氫氣的一極為負(fù)極；乙池中Fe電極與負(fù)極相連為陰極，石墨電極為陽極；丙池中精銅為陰極，粗銅為陽極?！驹斀狻?1)氫氧燃料電池中氫氣發(fā)生還原反應(yīng)，所以通入氫氣的一極為負(fù)極，電解質(zhì)溶液為KOH溶液，所以電極方程式為H22e+2OH=2H2O；正極為通入氧氣的一極，若電解質(zhì)為硫酸，氧氣得電子后會生成水，電極方程式為：O2+4e+4H+=2H2O；(2)①C極為陽極，電解池中陽離子流向陰極，故錯誤；②電解飽和食鹽水時陽極上氯離子放電生成氯氣，氯氣可以使?jié)駶櫟腒I淀粉試紙變藍(lán)，故正確；③電解飽和食鹽水陽極生成氯氣，陰極生成氫氣，所以反應(yīng)一段時間后通入適量HCl可恢復(fù)到電解前電解質(zhì)的濃度，故正確；④電子不能在溶液中轉(zhuǎn)移，故錯誤；綜上所述答案為②③；乙裝置中右側(cè)陽極反應(yīng)為：2Cl2e=Cl2↑，左側(cè)陰極反應(yīng)為水電離的氫離子放電：2H++2e=H2↑，總反應(yīng)為2Cl+2H2O2OH+H2↑+Cl2↑；(3)乙裝置中右側(cè)陽極反應(yīng)為：2Cl2e=Cl2↑，左側(cè)陰極反應(yīng)為水電離的氫離子放電：2H++2e=H2↑，水的電離平衡被破壞，電離出更多的氫氧根，X為陽離子交換膜，所以生成的OH無法遷移到陽極，所以左側(cè)溶液中pH增大；由于Mg2+會與OH反應(yīng)生成沉淀，所以總反應(yīng)發(fā)生改變；(4)丙池中陰極即精銅上發(fā)生反應(yīng)：Cu2++2e=Cu，而陽極即粗銅上由于由比銅活潑的金屬雜質(zhì)放電，所以轉(zhuǎn)移相同電子數(shù)目時，陽極不能生成與陰極消耗的等量的銅離子，所以硫酸銅溶液濃度減小?！军c(diǎn)睛】第2題第4個選項(xiàng)為易錯點(diǎn)，學(xué)生要注意審題，電子并不能在溶液中進(jìn)行專業(yè)，不要盲目計算，4．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)生碰撞時才可能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，這些分子被稱為活化分子。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?mol－1表示。請認(rèn)真觀察圖1，然后回答問題。（1）圖中所示反應(yīng)是________（填“吸熱”或“放熱”）反應(yīng)。（2）已知拆開1mol H﹣H鍵、1mol I﹣I、1mol
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