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本章復習提升
易混易錯練
易錯點1　比較焓變大小時忽視焓變的正、負號
1.下列各組熱化學方程式中,化學反應的ΔH前者大于后者的是 (　　)
A.C(s)+O2(g) CO2(g)　ΔH1;C(s)+O2(g) CO(g)　ΔH2
B.S(s)+O2(g) SO2(g)　ΔH3;S(g)+O2(g) SO2(g)　ΔH4
C.2H2(g)+O2(g) 2H2O(l)　ΔH5;H2(g)+O2(g) H2O(l)　ΔH6
D.2KOH(aq)+H2SO4(濃,aq) K2SO4(aq)+2H2O(l)　ΔH7;2KOH(aq)+H2SO4(aq) K2SO4(aq)+2H2O(l)　ΔH8
2.已知:
HCl(aq)+NaOH(aq) NaCl(aq)+H2O(l)　ΔH1
CH3COOH(aq)+NaOH(aq) H2O(l)+CH3COONa(aq)　ΔH2
H2SO4(aq)+Ba(OH)2(aq) BaSO4(s)+2H2O(l)　ΔH3
則ΔH的大小順序分別為 (　　)
A.ΔH2>ΔH3>ΔH1　　　　B.ΔH2<ΔH1<ΔH3
C.ΔH2>ΔH1>ΔH3　　　　D.ΔH2<ΔH1<ΔH3
易錯點2　不能正確理解電池的工作原理
3.金屬鈉可溶于水銀形成合金“鈉汞齊”(Na·nHg),利用這一性質可通過電解飽和食鹽水得到金屬鈉,實驗裝置如圖所示,洗氣瓶中有白煙產生,下列說法不正確的是 (　　)
A.A為電源正極,鐵絲只起到導電的作用
B.生成鈉的電極反應式為Na++e-+nHg Na·nHg
C.白煙產生的原因用化學方程式表示為8NH3+3Cl2 6NH4Cl+N2
D.設NA為阿伏加德羅常數的值,當外電路轉移電子數為2NA時,過程中一定能生成2 mol Na
4.某AgNO3濃差電池的裝置如圖所示,該電池使用前先將K與M連接一段時間,K再與N連接,當正負電極室中溶液的濃度相等時,電池將停止放電。下列說法錯誤的是 (　　)
A.K與M連接,當電路中轉移0.1 mol電子時,乙室溶液質量減少17 g
B.K與N連接,甲室的電極反應式為Ag-e- Ag+
C.若換成陽離子交換膜,電池將不能正常使用
D.K分別與M、N連接時,N在電解質溶液中的移動方向相反
思想方法練
守恒思想突破電化學計算題
方法概述
電化學試題的特點是把考查的知識點以語言敘述或圖像的形式呈現出來,由于兩電極涉及的電極反應為離子反應和氧化還原反應,所以可以利用守恒法解決電化學計算問題。守恒法的特點是抓住有關變化的始態和終態,忽略中間過程,利用其中某種不變量建立關系式,從而簡化思路,快速解題。守恒思想在電化學中的應用主要表現為得失電子守恒、電荷守恒、原子守恒等。
1.某同學組裝了如圖所示的電化學裝置,則下列說法正確的是 (　　)
A.圖中甲池為原電池裝置,Cu電極發生還原反應
B.實驗過程中,甲池左側燒杯中N的濃度不變
C.若用銅制U形物代替“鹽橋”,工作一段時間后取出U形物稱量,質量不變
D.若甲池中Ag電極質量增加5.4 g,乙池某電極析出1.6 g金屬,則乙中的某鹽溶液可能是足量AgNO3溶液
2.(不定項)以濃差電池(電解質溶液濃度不同形成的電池)為電源,以石墨為電極將NH3轉化為高純H2的裝置如圖。下列說法錯誤的是 (　　)
A.轉移2 mol e-時乙室電解質溶液質量減少96 g
B.M極電極反應為2NH3-6e-+6OH- N2+6H2O
C.當濃差電池停止工作時,有4 mol OH-從丁→丙
D.停止工作后若要使濃差電池恢復原狀態,Cu(2)連接的是電源正極
3.雙極膜在直流電場作用下,可將水離解,在膜兩側分別得到H+和OH-。工業上用“雙極膜雙成對電解法”生產乙醛酸(OHCCOOH),原理如圖所示,裝置中兩極均為惰性電極。下列說法錯誤的是 (　　)
A.a為陽極,b為陰極
B.b極上草酸發生的電極反應為H2C2O4+2e-+2H+ OHCCOOH+H2O
C.HBr的作用是增強陽極室電解液的導電能力和充當間接電氧化的媒介
D.兩極均產生2.24 L(標準狀況)氣體時,理論上可得到乙醛酸7.4 g
答案與分層梯度式解析
易混易錯練
1.B 2.C 3.D 4.B
1.B　前者是碳的完全燃燒,后者是碳的不完全燃燒,相同質量的碳完全燃燒放出的熱量多,化學反應的ΔH前者小于后者,A項錯誤;固體硫變為氣態硫需要吸收熱量,所以化學反應的ΔH前者大于后者,B項正確;1 mol氫氣完全燃燒放出的熱量小于2 mol氫氣完全燃燒放出的熱量,由于放熱反應的ΔH<0,所以化學反應的ΔH前者小于后者,C項錯誤;中和反應為放熱反應,焓變是負值,放出的熱量越多,焓變越小,濃硫酸與KOH反應放出的熱量多,所以化學反應的ΔH前者小于后者,D項錯誤。
易錯分析
本題主要考查ΔH的大小比較。解答本題時易誤認為放熱越多ΔH越大,而實際上ΔH比較大小時,需帶本身的符號比較,放熱反應的ΔH<0,放出的熱量越多,焓變越小。本題中相同質量的碳完全燃燒放出的熱量多,ΔH反而小。
2.C　CH3COOH為弱酸,其電離過程是一個吸熱過程,反應CH3COOH(aq)+NaOH(aq) CH3COONa(aq)+H2O(l)放出的熱量比反應HCl(aq)+NaOH(aq) NaCl(aq)+H2O(l)少,即ΔH1<ΔH2,而反應H2SO4(aq)+Ba(OH)2(aq) BaSO4(s)+2H2O(l)生成2 mol H2O,且S和Ba2+結合成BaSO4沉淀是放熱過程,則該反應放出的熱量最多,ΔH3最小,C正確。
3.D　金屬鈉可溶于水銀形成合金“鈉汞齊”,說明在水銀處有Na析出,發生還原反應,則水銀為陰極,鐵絲只起導電作用,石墨棒為陽極,A為電源正極,A正確;陰極電極反應式為Na++e-+nHg Na·nHg,B正確;石墨棒為陽極,Cl-放電產生Cl2,進入洗氣瓶中,與揮發的NH3反應生成NH4Cl小顆粒,有白煙產生,則發生的反應為8NH3+3Cl2 6NH4Cl+N2,C正確;水銀表面可能會發生副反應2H2O+2e- H2↑+2OH-,當外電路轉移電子數為2NA時,不一定能生成2 mol Na,D錯誤。
易錯分析
本題以電解飽和食鹽水為情境,但是電解原理與氯堿工業不同,裝置打破常規認知,陰極主要是Na+放電生成Na,進而與水銀形成“鈉汞齊”,還可能發生副反應2H2O+2e- H2↑+2OH-。本題易因為不能正確理解電解時的工作原理而陷入做題困境。
4.B　裝置剖析:
K與M連接時為電解池,陽極電極反應為Ag-e- Ag+,陰極電極反應為Ag++e- Ag,當電路中轉移1 mol e-時,有1 mol N透過陰離子交換膜移向甲室,乙室溶液質量減少(108+62)g=170 g,則當電路中轉移0.1 mol電子時,乙室溶液質量減少17 g,A正確;由圖分析可知,B錯誤;若換成陽離子交換膜,形成電解池時,電路中有1 mol電子轉移時,陽極有1 mol Ag溶解、陰極析出1 mol Ag,1 mol Ag+透過陽離子交換膜進入乙室,則兩池中AgNO3溶液濃度相同,K與N相連時,不會形成濃差電池,電池將不能正常使用,C正確;由圖分析可知,D正確。
易錯分析
解答本題時易因不能正確理解濃差電池的工作原理而出錯。濃差電池是利用兩極電勢差實現兩個半反應,電解質溶液濃度較小的一極是負極,負極材料失去電子形成離子進入溶液,電解質溶液濃度較大的一極是正極,電解質溶液中的陽離子在正極得電子,最終使兩池電解質溶液濃度相等而停止放電。
思想方法練
1.C 2.AD 3.D
1.C　圖中甲池為原電池裝置,Cu電極為負極,發生氧化反應,A錯誤;實驗過程中,甲池銅放電生成銅離子,鹽橋中的硝酸根離子向左邊移動,所以左側燒杯中硝酸根離子的濃度變大,B錯誤;用銅制U形物代替“鹽橋”,中間燒杯構成原電池,最左側燒杯構成電解池,中間燒杯中U形物銅作負極,電極反應為Cu-2e- Cu2+,質量減少,而最左側燒杯中U形物銅作陰極,電極反應為Cu2++2e- Cu,質量增加,整個電路轉移電子數相等,所以減少的質量與增加的質量相等,U形物的質量不變,C正確;若甲池中Ag電極質量增加5.4 g,即生成銀5.4 g,物質的量為=0.05 mol,所以整個電路轉移0.05 mol電子,假設乙中某鹽溶液是硝酸銀溶液且硝酸銀足量,應析出5.4 g銀,而乙池某電極析出1.6 g金屬,假設不符,D錯誤。
方法點津
本題綜合考查了原電池和電解池的工作原理和應用。解答該題時,先根據兩池的結構特點和題目所給的信息判斷哪個是原電池、哪個是電解池,然后根據電化學原理和電解質溶液判斷各電極發生的電極反應,再結合得失電子守恒進行相關計算。
2.AD　由題意知,右池為電解池,左池為原電池,右池電極M上NH3失電子被氧化為N2,故M為陽極,N為陰極,Cu(2)為負極,發生反應:Cu-2e- Cu2+,Cu(1)為正極,發生反應:Cu2++2e- Cu,轉移2 mol電子時,Cu(1)極析出64 g銅,同時為了維持溶液呈電中性,有1 mol(即96 g)S從乙室進入甲室,乙室電解質溶液質量共減少64 g+96 g=160 g,A錯誤;電極M上NH3失電子被氧化為N2,電解質溶液為強堿溶液,電極反應為2NH3-6e-+6OH- N2+6H2O,B正確;甲室中n(Cu2+)=2 L×0.5 mol·L-1=1 mol,乙室中n(Cu2+)=2 L×2.5 mol·L-1=5 mol,當甲、乙室Cu2+濃度相等時停止放電,即甲、乙室n(Cu2+)=3 mol時停止放電,乙室有2 mol Cu2+放電,則此時電路中轉移4 mol e-,故有4 mol OH-從丁→丙,C正確;要使濃差電池恢復原狀態,Cu(2)電極和電源負極相連,D錯誤。
方法點津
本題綜合考查了濃差電池和電解池的工作原理和應用。濃差電池是原電池,本質是利用電解質溶液濃度差放電。利用溶液中的電荷守恒計算乙室電解質溶液減少的質量,根據得失電子守恒和電荷守恒分析OH-從丁遷移到丙的物質的量。
3.D　根據題圖可知,a極上發生氧化反應,a為陽極;b極上發生還原反應,b為陰極,A正確;陰極電極反應有:H2C2O4+2e-+2H+ OHCCOOH+H2O、2H++2e- H2↑,B正確;HBr的作用是增強陽極室電解液的導電能力,Br-在陽極發生失電子的氧化反應生成Br2,Br2將OHC—CHO氧化為OHC—COOH,HBr充當間接電氧化的媒介,C正確;當陽極生成標準狀況下2.24 L O2,轉移電子的物質的量為0.4 mol,設生成乙醛酸a mol(OHC—CHO~OHC—COOH~Br2~2e-~2Br-),當陰極(b極)生成標準狀況下2.24 L H2,轉移電子的物質的量為0.2 mol,設生成乙醛酸b mol(H2C2O4~OHCCOOH~2e-),根據得失電子守恒,有0.4+2a=0.2+2b,解得b-a=0.1,理論上可得到乙醛酸的質量一定大于0.1 mol×74 g/mol=7.4 g,D錯誤。
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