[题目]化学变化中伴随着能量的转化.在理论研究和生产生活中有很重要的作用.Ⅰ．催化剂是化工技术的核心.绝大多数的化工生产均需采用催化工艺.(1)人们常用催化剂来选择反应进行的方向．图1所示为一定条件下1 mol CH3OH 与O2发生反应时．生成CO.CO2或HCHO的能量变化图[反应物O2(g)和生成物H2O(g)略去].在有催� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

【题目】化学变化中伴随着能量的转化，在理论研究和生产生活中有很重要的作用。

Ⅰ．催化剂是化工技术的核心，绝大多数的化工生产均需采用催化工艺。

（1）人们常用催化剂来选择反应进行的方向．图1所示为一定条件下1 mol CH3OH 与O2发生反应时．生成CO、CO2或HCHO的能量变化图[反应物O2(g)和生成物H2O(g)略去]。在有催化剂作用下，CH3OH与O2反应主要生成________（填“CO”、“CO2”或“HCHO”）；2HCHO(g)+O2(g)=2CO(g)+2H2O(g) △H=________。

Ⅱ．第三代混合动力车，可以用电动机，内燃机或二者结合推动车辆。汽车上坡或加速时，电动机提供推动力,降低汽油的消耗；在刹车或下坡时，电池处于充电状态。

（2）混合动力车的内燃机以汽油为燃料，汽油（以辛烷C8H18计）和氧气充分反应，生成1 mol 水蒸气放热550kJ；若1 g水蒸气转化为液态水放热2.5kJ，则辛烷燃烧热的热化学方程式为_____________。

（3）混合动力车目前一般使用镍氢电池，该电池中镍的化合物为正极，储氢金属（以M表示）为负极，碱液（主要为KOH）为电解质溶液。镍氢电池充放电原理示意如图，其总反应式为： H2+2NiOOH2Ni(OH)2。

根据所给信息判断，混合动力车上坡或加速时．乙电极周围溶液的pH______（填“增大”,“减小”或“不变”），该电极的电极反应式为_______________。

（4）远洋轮船的钢铁船体在海水中易发生电化学有腐蚀中的______腐蚀。为防止这种腐蚀，通常把船体与浸在海水里的Zn块相连，或与像铅酸蓄电池这样的直流电源的______（填“正”或“负”）极相连。

Ⅲ．A、B、C三种强电解质，它们在水中电离出的离子如表所示：

阳离子	Ag＋ Na＋
阴离子	NO3－ SO42 － Cl－

如图1所示的装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放足量的A、B、C三种溶液。电极均为石墨电极。接通电源，经过一段时间后，测得乙中c电极质量增加了27克。常温下各烧杯中溶液的pH与电解时间t的关系图如图2所示。据此回答下列问题：

（5）M为电源的______极(填写“正”或“负”)，甲为__________(填写化学式)。

（6）计算电极f上生成的气体在标准状况下的体积_________。

（7）写出乙烧杯中的电解池反应______________________。

（8）若电解后甲溶液的体积为25 L，则该溶液的pH为_______。

（9）要使丙恢复到原来的状态，应加入_______g______。(填写化学式)

【答案】HCHO -470kJ/molC8H18(l)+ O2(g)=8CO2(g)+9H2O(l) △H=-5355kJ/mol增大NiOOH+H2O+e-=Ni(OH)2+OH-吸氧负负NaCl1.4L4AgNO3＋2H2O4Ag＋O2↑＋4HNO3122.25H2O

【解析】

I.（1）活化能越低，普通分子越易转化为活化分子，反应越易发生。根据图表，反应2HCHO（g）+O2（g）=2CO（g）+2H2O（g）中反应物的总能量高于生成物的总能量，该反应为放热反应，结合图表数据计算。

II.（2）根据物质的状态、反应中能量的变化、燃烧热的概念、热化学方程式书写的注意事项书写热化学方程式。

（3）汽车上坡或加速时，电动机提供推动力，二次电池处于放电状态，根据电池总反应和电解质溶液书写乙电极的电极反应式。

（4）海水不呈强酸性，钢铁在海水中易发生吸氧腐蚀。防止金属腐蚀的电化学保护法有：牺牲阳极的阴极保护法和外加电流的阴极保护法。

III.根据放电顺序和乙中c电极的质量增加判断电极名称，根据电解时溶液pH与时间的关系确定各电解质溶液的组成，应用电子守恒和原子守恒进行相关计算。

I.（1）根据图像，在有催化剂作用下，CH3OH与O2反应生成HCHO的活化能<CH3OH与O2反应生成CO、CO2的活化能，在有催化剂作用下，CH3OH与O2反应主要生成HCHO。根据图示HCHO（g）与O2反应生成CO（g）和H2O（g）的反应为放热反应，1molHCHO反应放出（676-158-283）kJ=235kJ的能量，则2molHCHO反应放出235kJ×2=470kJ能量，反应2HCHO（g）+O2（g）=2CO（g）+2H2O（g）ΔH=-470kJ/mol。

II.（2）1molC8H18和O2充分反应生成9molH2O（g），1molC8H18和O2充分反应生成9molH2O（g）放热9×550kJ=4950kJ；9molH2O（g）转化为9molH2O（l）放热9mol×18g/mol×2.5kJ/g=405kJ，1molC8H18和O2充分反应生成9molH2O（l）放热4950kJ+405kJ=5355kJ，辛烷燃烧热的热化学方程式为C8H18（l）+O2（g）=8CO2（g）+9H2O（l）ΔH=-5355kJ/mol。

（3）汽车上坡或加速时，电动机提供推动力，二次电池处于放电状态，此时电池反应为H2+2NiOOH=2Ni（OH）2，乙电极上的反应为NiOOH→Ni（OH）2，Ni的化合价由+3价降至+2价，乙电极的电极反应式为NiOOH+e-+H2O=Ni（OH）2+OH-，由于生成OH-，乙电极周围溶液的pH增大。

（4）海水不呈强酸性，远洋轮船的钢铁船体在海水中易发生吸氧腐蚀。防止金属腐蚀的电化学保护法有：牺牲阳极的阴极保护法和外加电流的阴极保护法，把船体与浸在海水里的Zn块相连为牺牲阳极的阴极保护法，为了防止船体的腐蚀，也可以用外加电流的阴极保护法，将船体与像铅酸蓄电池的直流电源的负极相连。

III.阳离子的放电顺序为Ag+>H+>Na+，接通电源经一段时间后，乙中c电极质量增加了27g，c电极上析出Ag且析出Ag的物质的量为n（Ag）==0.25mol，c电极的电极反应式为Ag++e-=Ag，则电路中通过的电子物质的量为0.25mol，c电极为阴极，d电极为阳极，Ag+与SO42-、Cl-不能大量共存，乙中盛放的是AgNO3溶液；甲烧杯中溶液的pH随着时间的推移而增大，甲中盛放的是NaCl溶液；丙烧杯中溶液的pH随着时间的推移不变，丙中盛放的是NaNO3或Na2SO4溶液。

（5）c电极为阴极，c与直流电源的M相连，M为电源的负极，N为电源的正极。甲烧杯中溶液的pH随着时间的推移而增大，甲为NaCl。

（6）电路中通过的电子物质的量为0.25mol；f与N相连，f为阳极，f电极的电极反应式为4OH--4e-=O2↑+2H2O，f电极上产生O2物质的量为n（e-）=0.0625mol，在标准状况下的体积为0.0625mol×22.4L/mol=1.4L。

（7）乙烧杯中电解AgNO3溶液生成Ag、O2和HNO3，电解的总反应为4AgNO3+2H2O4Ag+O2↑+4HNO3。

（8）甲烧杯中阴极电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，电路中通过的电子物质的量为0.25mol，反应生成的OH-物质的量为n（OH-）=n（e-）=0.25mol，c（OH-）=0.25mol÷25L=0.01mol/L，则c（H+）=1×10-12mol/L，该溶液的pH=-lgc（H+）=12。