高考化學(xué)化學(xué)反應(yīng)與能量變化-經(jīng)典壓軸題含答案解析

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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．X、Y、Z、W、Q是原子序數(shù)依次增大的短周期主族元素，X與Y位于別同周期，X與W位于同一主族；原子最外層電子數(shù)之比N（Y）：N（Q）=3：4；Z的原子序數(shù)等于Y、W、Q三種元素原子的最外層電子數(shù)之和。請回答下列咨詢題：

（1）Y元素在周期表中的位置是______________;QX4的電子式為_____________。

（2）一種名為“PowerTrekk”的新型充電器是以化合物W2Q和X2Z為原料設(shè)計(jì)的，這兩種化合物相遇會反應(yīng)生成W2QZ3和藹體X2，利用氣體X2組成原電池提供能量。

①寫出W2Q和X2Z反應(yīng)的化學(xué)方程式：______________。

②以稀硫酸為電解質(zhì)溶液，向兩極分不通入氣體X2和Z2可形成原電池，其中通入氣體X2的一極是_______（填“正極”或“負(fù)極”）。

③若外電路有3mol電子轉(zhuǎn)移，則理論上需要W2Q的質(zhì)量為_________。

NaSi+3HO=NaSiO+3H↑負(fù)極【答案】第二周期第ⅢA族

22232

37g

【解析】

【分析】

原子最外層電子數(shù)之比N（Y）：N（Q）=3：4，因?yàn)槎紴橹髯逶?，最外層電子?shù)小于8，因此Y的最外層為3個電子，Q的最外層為4個電子，則Y為硼元素，Q為硅元素，則X為氫元素，W與氫同主族，為鈉元素，Z的原子序數(shù)等于Y、W、Q三種元素原子的最外層電子數(shù)之和，為氧元素。即元素分不為氫、硼、氧、鈉、硅。

【詳解】

(1)依照分析，Y為硼元素，位置為第二周期第ⅢA族；QX4為四氫化硅，電子式為

；

NaSi+3HO=NaSiO+3H↑；

(2)①依照元素分析，該反應(yīng)方程式為

22232

②以稀硫酸為電解質(zhì)溶液，向兩極分不通入氣體氫氣和氧氣可形成原電池，其中通入氣體氫氣的一極是負(fù)極，失去電子；

③外電路有3mol電子轉(zhuǎn)移時，需要消耗1.5mol氫氣，則依照方程式分析，需要0.5mol

硅化鈉，質(zhì)量為37g。

2．A、B、C、D、E、F六種物質(zhì)的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系如下圖所示（反應(yīng)條件未標(biāo)出），其中反應(yīng)①是置換反應(yīng)，B、C、F基本上氣態(tài)單質(zhì)，且B為黃綠群：反應(yīng)③中有水生成，反應(yīng)②需要放電才干發(fā)生，A是—種極易溶于水的氣體，A和D相遇有白煙生成。

(1)反應(yīng)③的化學(xué)方程式為_______________________________________________。

(2)反應(yīng)①中每生成1molC，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為_______________________________。

(3)A與D的水溶液恰好徹底反應(yīng)時，其生成物的水溶液呈性___________（填“酸”“堿”或“中’’），該水溶液中存在著如下關(guān)系，用粒子濃度符號填寫：

①c(H＋)+_________＝c(OH－)+_____________；

②c(H＋)＝c(OH－)+_____________。

(4)元素X與組成B的元素同周期，X的單質(zhì)既可與酸反應(yīng)也可與堿反應(yīng)且都生成H2，則

①X的單質(zhì)與堿反應(yīng)的離子方程式____________________________________；

②X、空氣、海水能夠組成新型海水標(biāo)志燈的電池。該種燈以海水為電解質(zhì)溶液，靠空氣中的氧氣使X別斷氧化而源源別斷產(chǎn)生電流。則該新型電池的正極的電極反應(yīng)式為

___________________________；原電池的總反應(yīng)方程式為__________________________。

【答案】4NH3＋5O24NO＋6H2O3.612×1024酸c(NH4＋)c(Cl－)c(NH3·H2O)2Al＋2OH－＋2H2O＝2AlO2－＋3H2↑O2＋2H2O＋4e－＝4OH－4Al＋3O2＋6H2O＝4Al(OH)3

【解析】

【分析】

B、C、F基本上氣態(tài)單質(zhì)，且B為黃綠XXX，所以B是氯氣。A是—種極易溶于水的氣體，A和D相遇有白煙生成，這講明A應(yīng)該是氨氣，D是氯化氫。由于氯氣具有強(qiáng)氧化性，且反應(yīng)①是置換反應(yīng)，所以反應(yīng)①是氯氣與氨氣發(fā)生的氧化還原反應(yīng)，生成物是氮?dú)馀c氯化氫，其中C是氮?dú)?。反?yīng)②需要放電才干發(fā)生，所以F是氧氣，在放電的條件下與氮?dú)夥磻?yīng)生成NO，則E是NO。反應(yīng)③中有水生成，因此該反應(yīng)是氨氣與氧氣發(fā)生的催化氧化生成NO與水，結(jié)合題目要求和物質(zhì)的性質(zhì)可解答該題。

【詳解】

B、C、F基本上氣態(tài)單質(zhì)，且B為黃綠群，所以B是氯氣。A是—種極易溶于水的氣體，A和D相遇有白煙生成，這講明A應(yīng)該是氨氣，D是氯化氫。由于氯氣具有強(qiáng)氧化性，且反應(yīng)①是置換反應(yīng)，所以反應(yīng)①是氯氣與氨氣發(fā)生的氧化還原反應(yīng)，生成物是氮?dú)馀c氯化氫，其中C是氮?dú)?。反?yīng)②需要放電才干發(fā)生，所以F是氧氣，在放電的條件下與氮?dú)夥磻?yīng)生成NO，則E是NO。反應(yīng)③中有水生成，因此該反應(yīng)是氨氣與氧氣發(fā)生的催化氧化生成NO與水，

（1）反應(yīng)③的化學(xué)方程式為4NH3＋5O24NO＋6H2O；

（2）在反應(yīng)①中氮元素的化合價從－3價升高到0價失去3個電子，所以每生成1mol氮?dú)廪D(zhuǎn)移6mol電子，其電子數(shù)為6.02×1023/mol×6mol＝3.612×1024；

（3）鹽酸與氨水恰好反應(yīng)時生成氯化銨，由于溶液中NH4＋水解，因此溶液顯酸性；

①依照電荷守恒可知，在氯化銨溶液中存在c(H＋)+c(NH4＋)＝c(OH－)+c(Cl－)；

②依照物料守恒可知c(Cl－)＝c(NH3·H2O)+c(NH4＋)，則依照電荷守恒可知，溶液中c(H＋)＝c(OH－)+c(NH3·H2O)；

（4）元素X與組成B的元素同周期，X的單質(zhì)既可與酸反應(yīng)也可與堿反應(yīng)且都生成H2，則X應(yīng)該是金屬鋁；

①鋁單質(zhì)與堿反應(yīng)的離子方程式為2Al＋2OH－＋2H2O＝2AlO2－＋3H2↑；

②原電池中較爽朗的金屬失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，電子沿導(dǎo)線傳遞到正極，正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)。因此該原電池中負(fù)極是鋁，正極是氧氣得到電子，電極反應(yīng)式為O2＋2H2O＋4e－＝4OH－。由于負(fù)極是鋁失去電子，產(chǎn)生的鋁離子與OH－結(jié)合生成氫氧化鋁，因此總反應(yīng)式為4Al＋3O2＋6H2O＝4Al(OH)3。

3．為探索原電池和電解池的工作原理，某研究性小組分不用如圖所示裝置舉行實(shí)驗(yàn)。

（1）甲裝置中，a電極的反應(yīng)式為_____。

（2）乙裝置中，陰極區(qū)產(chǎn)物為_____。

（3）丙裝置是一種家用84消毒液（NaClO）發(fā)生器。外接電源a為_____(填“正”或“負(fù)”)極，該裝置內(nèi)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____、_____。

（4）若甲裝置作為乙裝置的電源，一段時刻后，甲中消耗氣體與乙中產(chǎn)生氣體的物質(zhì)的量之比為_____(別思考?xì)怏w的溶解)。

（5）某工廠采納電解法處理含Cr2O72-的廢水，耐酸電解槽用鐵板作陰、陽極，槽內(nèi)盛放含鉻廢水，Cr2O72-被還原成為Cr3+，Cr3在陰極區(qū)生成Cr(OH)3沉淀除去，工作原理如圖。

①寫出電解時陰極的電極反應(yīng)式____。

②寫出Cr2O72-被還原為Cr3+的離子方程式____。

【答案】H2-2e-+2OH-=2H2O氫氧化鈉和氫氣負(fù)2NaCl+2H2O電解2NaOH+H2↑+Cl2↑Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O3:42H++2e-=H2↑Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O

【解析】

【分析】

甲裝置：該裝置為氫氧燃料電池，氫氣被氧化作負(fù)極，氧氣被還原做作正極；

乙裝置：該裝置為電解池，與正極相連的一極為陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，與負(fù)極相連的為陰極發(fā)生還原反應(yīng)；

丙裝置：該裝置為電解池，電解飽和食鹽水時陽極產(chǎn)生氯氣，陰極產(chǎn)生氫氣和氫氧根，要制備次氯酸鈉因此需要氯氣到陰極與氫氧根反應(yīng)，因此下端為陽極產(chǎn)生氯氣；

(5)B電極生成氫氣，講明該電極發(fā)生還原反應(yīng)為陰極，氫離子放電生成氫氣，導(dǎo)致陰極區(qū)pH變大；A電極為陽極，鐵為電極材料，則鐵被氧化生成Fe2+，繼而將Cr2O72-還原成為Cr3+，然后遷移到陰極與OH-生成沉淀。

【詳解】

(1)甲裝置是氫氧燃料電池，a電極通入氫氣為負(fù)極，電解質(zhì)溶液為KOH溶液，因此電極反應(yīng)式為H2-2e-+2OH-=2H2O；

(2)乙裝置是電解池，電解飽和食鹽水，因此陰極區(qū)產(chǎn)物為氫氧化鈉和氫氣；

(3)依照分析可知該裝置中發(fā)生電解飽和食鹽水的反應(yīng)，并且陽極產(chǎn)生的氯氣與陰極產(chǎn)物發(fā)生反應(yīng)制備次氯酸鈉，下端為陽極，上端為陰極，即a電極為電源負(fù)極，該裝置內(nèi)發(fā)生反

應(yīng)的化學(xué)方程式為2NaCl+2H2O電解

2NaOH+H2↑+Cl2↑，Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O；

(4)若甲裝置作為乙裝置的電源，一段時刻后，甲中總反應(yīng)為：2H2+O2=2H2O；乙中總反應(yīng)為：2NaCl+2H2O=2NaOH+H2↑+Cl2↑；各電極轉(zhuǎn)移的電子相等，如果基本上4mol，甲池消耗氣體2mol+1mol=3mol，乙池產(chǎn)生氣體2mol+2mol=4mol，物質(zhì)的量之比為3：4；

(5)①陰極氫離子放電生成氫氣，電極方程式為：2H++2e-=H2↑；

②依照分析可知反應(yīng)過程中Fe2+將Cr2O72-還原成為Cr3+，方程式為：Cr2O72-

+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O。

【點(diǎn)睛】

第(5)題為易錯點(diǎn)，盡管Cr2O72-被還原成為Cr3+，但依照圖示可知陰極產(chǎn)生的是氫氣，講明Cr2O72-被還原并別是電極反應(yīng)，再結(jié)合陽極材料為Fe，可知是陽極產(chǎn)生的Fe2+將Cr2O72-還原。

4．電化學(xué)在化學(xué)工業(yè)中有著廣泛應(yīng)用。依照圖示電化學(xué)裝置，

（1）甲池通入乙烷(C2H6)一極的電極反應(yīng)式為___。

（2）乙池中，若X、Y基本上石墨，A是Na2SO4溶液，實(shí)驗(yàn)開始時，并且在兩極附近溶液中各滴入幾滴酚酞溶液，X極的電極反應(yīng)式為___；一段時刻后，在Y極附近觀看到的現(xiàn)象是___。

（3）工業(yè)上經(jīng)過電解濃NaOH溶液制備Na2FeO4，其工作原理如圖所示，則陽極的電極反

應(yīng)式為__，陰極反應(yīng)式為___。

【答案】C2H6+18OH--14e-=12H2O+2CO32-4OH--4e-=O2↑+2H2O電極表面產(chǎn)生氣泡，附近溶液顯紅群Fe+8OH--6e-=FeO42-+4H2O2H2O+2e-=H2↑+2OH-

【解析】

【分析】

甲池為乙烷燃料電池，因此反應(yīng)過程中乙烷被氧化，則通入乙烷的一極應(yīng)為負(fù)極，通入氧氣的一極為正極；乙池為電解池，X與電池正極相連為陽極，Y與負(fù)極相連為陰極。

【詳解】

(1)通入乙烷的一極為負(fù)極，乙烷被氧化，由于電解質(zhì)溶液KOH，因此生成碳酸根和水，電極方程式為：C2H6+18OH--14e-=12H2O+2CO32-；

(2)X為陽極，硫酸鈉溶液中水電離出的OH-在陽極放電生成氧氣，電極方程式為：4OH--4e-=O2↑+2H2O；Y電極為陰極，水電離出的氫離子在陰極放電生成氫氣，水的電離受到促進(jìn)電離出更多的氫氧根，Y電極附近顯堿性，電極附近滴有酚酞，因此能夠觀看到Y(jié)電極附近有氣泡產(chǎn)生且溶液顯紅群；

(3)陽極是鐵，故陽極上鐵放電生成FeO42-，由于是堿性環(huán)境，故電極方程式為：Fe+8OH--6e-=FeO42-+4H2O；電解時，水電離的H+在陰極放電生成氫氣，電極方程式為：2H2O+2e-

=H2↑+2OH-。

【點(diǎn)睛】

陌生電極反應(yīng)式的書寫步驟：①依照題干找出反應(yīng)物以及部分生成物，依照物質(zhì)變化分析化合價變化并據(jù)此寫出得失電子數(shù)；②依照電荷守恒配平電極反應(yīng)式，在配平常需注意題干中電解質(zhì)的環(huán)境；③檢查電極反應(yīng)式的守恒關(guān)系(電荷守恒、原子守恒、轉(zhuǎn)移電子守恒等)。

5．高鐵電池是一種新型可充電電池該電池能較長時刻保持穩(wěn)定的放電電壓。高鐵電池的總反應(yīng)為3Zn+2K2FeO4+8H2O3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH。

（1）高鐵電池的負(fù)極材料是___。

（2）放電時，正極發(fā)生__（填“氧化”或“還原”）反應(yīng)；負(fù)極的電極反應(yīng)式為__。

（3）放電時，__（填“正”或“負(fù)”）極附近溶液的堿性增強(qiáng)。

【答案】Zn還原Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2正

【解析】

【分析】

放電時該裝置相當(dāng)于原電池，依照原電池有關(guān)原理舉行解答。

【詳解】

（1）電池的負(fù)極上發(fā)生氧化反應(yīng)，正極上發(fā)生還原反應(yīng)。由高鐵電池放電時的總反應(yīng)方程式可知，負(fù)極材料應(yīng)為Zn。

答案為：Zn。

（2）原電池放電時，正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，負(fù)極材料為鋅，失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，由總反應(yīng)可知溶液為堿性，因此負(fù)極反應(yīng)式為：Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2。

答案為：還原；Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2。

（3）放電時K2FeO4中的Fe的化合價由+6價變?yōu)?3價，發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：FeO42-+4H2O+3e-=Fe(OH)3+5OH-，正極上生成氫氧根離子導(dǎo)致溶液中氫氧根離子濃度增大，溶液的堿性增強(qiáng)。

答案為：正。

6．(1)二氧化硫一空氣質(zhì)子交換膜燃料電池能夠利用大氣所含SO2快速啟動，其裝置示意圖如圖：

①質(zhì)子的流淌方向?yàn)開_______________（“從A到B”或“從B到A”）。

②負(fù)極的電極反應(yīng)式為________________。

(2)工業(yè)上汲取和轉(zhuǎn)化SO2的電解裝置示意圖如下（A．B均為惰性電極）：

①B極接電源的________________極（“負(fù)”或“正”）。

②A極的電極反應(yīng)式是_________________。

【答案】從A到BSO2-2e-+2H2O=SO42-+4H+正2SO32-+4H++2e-=S2O42-+2H2O

【解析】

【詳解】

(1)①二氧化硫發(fā)生氧化反應(yīng)，氧氣發(fā)生還原反應(yīng)，因此二氧化硫所在電極為負(fù)極，氧氣所在電極為正極，原電池中陽離子移向正極，因此質(zhì)子挪移方向?yàn)椋簭腁到B；

②二氧化硫在負(fù)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：SO2-2e-+2H2O═SO42-+4H+；

(2)①依據(jù)圖示可知，二氧化硫被氧化為硫酸根，因此二氧化硫所在的區(qū)為陽極區(qū)，陽極與

電源的正極相連，即B極接電源的正極；

②A為陰極，得電子發(fā)生還原反應(yīng)由SO32-生成S2O42-，電極反應(yīng)式為2SO32-+4H++2e-=S2O42-+2H2O。

7．按要求回答下列咨詢題：

（1）甲烷燃料電池是常見的燃料電池之一，該電池在正極通入氧氣，在負(fù)極通入甲烷，電解質(zhì)溶液通常是KOH溶液，請寫出該電池的負(fù)極反應(yīng)式___。

（2）常溫下，將等濃度的Na2S2O3溶液與硫酸溶液混合，2min后溶液中明顯浮現(xiàn)渾濁，請寫出相關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式：___；若將此混合溶液置于50℃的水浴中，則浮現(xiàn)渾濁的時刻將___(填“增加”、“減少”或“別變”)。

【答案】CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2ONa2S2O3+H2SO4=Na2SO4+S↓+SO2↓+H2O減少

【解析】

【分析】

（1）甲烷燃料電池正極通入氧氣，負(fù)極通入甲烷，電解質(zhì)溶液是KOH溶液，則發(fā)生反應(yīng)為CH4+2O2=CO2+2H2O，CO2+2KOH=K2CO3+H2O，總反應(yīng)的化學(xué)方程式為：

CH4+2O2+2KOH=K2CO3+H2O，該電池的負(fù)極反應(yīng)為：CH4失電子，轉(zhuǎn)化為CO32-和H2O。（2）將等濃度的Na2S2O3溶液與硫酸溶液混合，相關(guān)反應(yīng)為：

Na2S2O3+H2SO4→Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O；若將此混合溶液置于50℃的水浴中，則溫度升高，浮現(xiàn)渾濁的時刻將減少。

【詳解】

（1）甲烷燃料電池正極通入氧氣，負(fù)極通入甲烷，電解質(zhì)溶液是KOH溶液，則發(fā)生反應(yīng)為CH4+2O2=CO2+2H2O，CO2+2KOH=K2CO3+H2O，總反應(yīng)的化學(xué)方程式為：

CH4+2O2+2KOH=K2CO3+H2O，該電池的負(fù)極反應(yīng)式為CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O。答案為：CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O；

（2）將等濃度的Na2S2O3溶液與硫酸溶液混合，相關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式為：

Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+S↓+SO2↓+H2O；若將此混合溶液置于50℃的水浴中，則溫度升高，浮現(xiàn)渾濁的時刻將減少。答案為：Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+S↓+SO2↓+H2O；減少?！军c(diǎn)睛】

燃料電池中，兩電極通入的物質(zhì)相同，電解質(zhì)別并且，電極反應(yīng)式也許別同。在書寫電極反應(yīng)式時需注意，在堿性電解質(zhì)中，負(fù)極CH4的反應(yīng)產(chǎn)物別是CO2和水，而是K2CO3和水，這是我們解題時的易錯點(diǎn)。

8．依據(jù)氧化還原反應(yīng)：2Ag＋(aq)＋Cu(s)===Cu2＋(aq)＋2Ag(s)設(shè)計(jì)的原電池如圖所示。請回答下列咨詢題：

(1)電極X的材料是________；電解質(zhì)溶液Y是________。

(2)銀電極為電池的________極，發(fā)生的電極反應(yīng)為________；X電極上發(fā)生的電極反應(yīng)為________(填反應(yīng)類型)。

(3)外電路中的電子是從________電極流向________電極。

(4)當(dāng)有1.6g銅溶解時，銀棒增重__________________________________。

【答案】CuAgNO3正極Ag++e-=Ag氧化反應(yīng)X（或Cu）Ag5.4g

【解析】

【分析】

【詳解】

試題分析：在原電池的總反應(yīng)方程式中，化合價升高的做負(fù)極，因此在那個原電池中，銅做負(fù)極，而負(fù)極的爽朗性大于正極，所以，正極我們能夠挑選銀或者碳棒?？偡磻?yīng)式中有銀離子參與反應(yīng)，因此在電解質(zhì)溶液中會含有銀離子。所以電解質(zhì)溶液，我們能夠挑選硝酸銀。正極發(fā)生的是氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為Ag++e-=Ag。電子的流淌方向是負(fù)極指向正極，因此應(yīng)是銅流向銀。1.6克的銅相當(dāng)于0.025摩爾的銅。即失去0.025乘以2等于0.05摩爾的電子。而據(jù)得失電子總數(shù)相等可知，銀離子應(yīng)得到0.05摩爾的電子由Ag++e-=Ag可知會得到0.05摩爾的銀則銀的質(zhì)量為0.05乘以108等于5.4克。

考點(diǎn)：考查原電池的相關(guān)知識點(diǎn)

9．化學(xué)反應(yīng)中的能量變化，是由化學(xué)反應(yīng)中舊化學(xué)鍵斷裂時汲取的能量與新化學(xué)鍵形成時放出的能量別同所致。

（1）鍵能也能夠用于估算化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱(ΔH)下表是部分化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù)：

化學(xué)鍵P—PP—OO＝OP＝O

鍵能/(kJ·mol－1)172335498X

已知白磷的燃燒熱為2378.0kJ/mol，白磷徹底燃燒的產(chǎn)物結(jié)構(gòu)如圖所示，則上表中X＝________。

（2）1840年，俄國化學(xué)家蓋斯在分析了許多化學(xué)反應(yīng)熱效應(yīng)的基礎(chǔ)上，總結(jié)出一條規(guī)律：“一具化學(xué)反應(yīng)，別論是一步完成，依然分幾步完成，其總的熱效應(yīng)是徹底相同的．”那個規(guī)律被稱為蓋斯定律．有點(diǎn)反應(yīng)的反應(yīng)熱盡管無法直截了當(dāng)測得，但能夠利用蓋斯定律間接計(jì)算求得。

①已知：

C(石墨)＋O2(g)===CO2(g)ΔH1＝－393.5kJ/mol①

2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)ΔH2＝－571.6kJ/mol②

2C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(l)ΔH3＝－2599.2kJ/mol③

則由C(石墨)和H2(g)反應(yīng)生成1molC2H2(g)的焓變?yōu)開_________________。

②已知3.6g碳在6.4g的氧氣中燃燒，至反應(yīng)物耗盡，并放出xkJ熱量。已知單質(zhì)碳的燃燒熱為ykJ/mol，則1molC與O2反應(yīng)生成CO的反應(yīng)熱ΔH為______________。

【答案】470＋226.8kJ/mol－(5x－0.5y)kJ/mol

【解析】

【分析】

(1)白磷燃燒的方程式為P4+5O2＝P4O10，依照化學(xué)鍵的斷裂和形成的數(shù)目舉行計(jì)算；

(2)①能夠先依照反應(yīng)物和生成物書寫化學(xué)方程式，依照蓋斯定律計(jì)算反應(yīng)的焓變，最終依照熱化學(xué)方程式的書寫辦法來書寫熱化學(xué)方程式；

②首先推斷碳的燃燒產(chǎn)物，然后依據(jù)反應(yīng)熱計(jì)算。

【詳解】

(1)白磷燃燒的方程式為P4+5O2＝P4O10，1mol白磷徹底燃燒需拆開6molP-P、5mol

O=O，形成12molP-O、4molP=O，因此12mol×335kJ/mol+4mol×xkJ/mol-(6mol×172

kJ/mol+5mol×498kJ/mol)=2378.0kJ，解得x=470；

(2)①已知：①C(s，石墨)+O2(g)＝CO2(g)△H1=-393.5kJ?mol-1；②2H2(g)+O2(g)＝

2H2O(l)△H2=-571.6kJ?mol-1；③2C2H2(g)+5O2(g)＝4CO2(g)+2H2O(l)△H2=-2599kJ?mol-1；

2C(s，石墨)+H2(g)=C2H2(g)的反應(yīng)能夠依照①×2+②×1

2

-③×

1

2

得到，因此反應(yīng)焓變

△H=2×(-393.5kJ?mol-1)+(-571.6kJ?mol-1)×1

2

-(-2599kJ?mol-1)×

1

2

=+226.7kJ?mol-1；

②碳在氧氣中燃燒，氧氣別腳發(fā)生反應(yīng)2C+O22CO，氧氣腳量發(fā)生反應(yīng)

C+O2CO2；3.6g碳的物質(zhì)的量為

3.6

12g/mol

g

=0.3mol，6.4g的氧氣的物質(zhì)的量為

6.4g

32g/mol

=0.2mol，n(C):n(O2)=3:2；介于2:1與1:1之間，因此上述反應(yīng)都發(fā)生．令生成的CO為xmol，CO2為ymol；依照碳元素守恒有x+y=0.3，依照氧元素守恒有

x+2y=0.2×2，聯(lián)立方程，解得x=0.2，y=0.1；單質(zhì)碳的燃燒熱為YkJ/mol，因此生成0.1mol二氧化碳放出的熱量為0.1mol×YkJ/mol=0.1YkJ，所以生成0.2molCO放出的熱量為XkJ-0.1YkJ。由于碳燃燒為放熱反應(yīng)，因此反應(yīng)熱△H的符號為“-”，故1molC與O2

反應(yīng)生成CO的反應(yīng)熱△H=-XkJ0.1YkJ

0.2mol

=-(5X-0.5Y)kJ/mol。

【點(diǎn)睛】

利用蓋斯定律計(jì)算反應(yīng)熱，熟悉已知反應(yīng)與目標(biāo)反應(yīng)的關(guān)系是解答本題的關(guān)鍵。應(yīng)用蓋斯定律舉行簡單計(jì)算的基本辦法是參照新的熱化學(xué)方程式(目標(biāo)熱化學(xué)方程式)，結(jié)合原熱化學(xué)方程式(普通2～3個)舉行合理“變形”，如熱化學(xué)方程式顛倒、乘除以某一具數(shù)，然后將它們相加、減，得到目標(biāo)熱化學(xué)方程式，求出目標(biāo)熱化學(xué)方程式的ΔH與原熱化學(xué)方程式之間ΔH的換算關(guān)系。

10．拆開1mol共價鍵所需汲取的能量如下表：

(1)1molN2徹底反應(yīng)為NH3_____(填：汲取或放出)_____kJ能量

(2)其實(shí)，將1molN2和3molH2放在反應(yīng)容器中，使它們充分反應(yīng)，反應(yīng)的熱量變化總小于計(jì)算值，緣故是______________________________。

【答案】放出92該反應(yīng)是可逆反應(yīng)，充分反應(yīng)的最后結(jié)果是達(dá)到最大限度(既化學(xué)平衡狀態(tài))，所以放出的熱量總是小于理論計(jì)算值

【解析】

【分析】

(1)化學(xué)反應(yīng)中，化學(xué)鍵斷裂汲取能量，形成新化學(xué)鍵放出能量，依照方程式分不計(jì)算斷鍵汲取和成鍵放出的能量，以此計(jì)算反應(yīng)熱并推斷吸熱依然放熱；

(2)從可逆反應(yīng)的特征分析。

【詳解】

(1)在反應(yīng)N2+3H2?2NH3中，1molN2徹底反應(yīng)為NH3，斷裂3molH-H鍵、1molN三N鍵共汲取的能量為：3×436kJ+946kJ=2254kJ，生成2molNH3，共形成6molN-H鍵，放出的能量為：6×391kJ=2346kJ，汲取的能量少，放出的能量多，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，放出的熱量為：2346kJ-2254kJ=92kJ；

(2)該反應(yīng)為可逆反應(yīng)，別能徹底轉(zhuǎn)化，將1molN2和3molH2放在反應(yīng)容器中，使它們充分反應(yīng)，生成NH3的小于2mol，放出的熱量小于92kJ。

11．氫氣是一種理想的綠XXX能源。在101kP下，1g氫氣徹底燃燒生成液態(tài)水放出142.9kJ的熱量，請回答下列咨詢題：

（1）該反應(yīng)物的總能量___生成物的總能量(填“大于”“等于”或“小于”)。

（2）氫氣的燃燒熱為___。

（3）該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為___。

（4）氫能的存儲是氫能利用的前提，科學(xué)家研究出一種儲氫合金Mg2Ni，已知：

Mg(s)＋H2(g)=MgH2(s)ΔH1＝－74.5kJ·mol-1

Mg2Ni(s)＋2H2(g)=Mg2NiH4(s)ΔH2

Mg2Ni(s)＋2MgH2(s)=2Mg(s)＋Mg2NiH4(s)ΔH3＝+84.6kJ·mol-1

則ΔH2＝___kJ·mol-1

【答案】大于285.8kJ?mol-12H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H=-571.6kJ?mol-1-64.4

【解析】

【分析】

(2)由①M(fèi)g(s)+H2(g)═MgH2(s)△H1=-74.5kJ?mol-1，

②Mg2Ni(s)+2MgH2(s)=2Mg(s)+Mg2NiH4(s)△H3=+84.6kJ?mol-1，結(jié)合蓋斯定律可知，②+①×2

得到Mg2Ni(s)+2H2(g)═Mg2NiH4(s)，以此來解答。

【詳解】

(1)氫氣燃燒是放熱反應(yīng)，則該反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量；

(2)1g氫氣徹底燃燒生成液態(tài)水放出142.9kJ的熱量，則1mol氫氣徹底燃燒生成液態(tài)水放出的熱量為142.9kJ×2=285.8kJ，則氫氣的燃燒熱為285.8kJ?mol-1；