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1、综合练习题（化学反应与能量变化）一、二氧化氯是一种黄绿色具有刺激性气味的气体。沸点11，凝固点-59，易溶于水。不稳定，易挥发，易爆炸。1.在常温常压下，断开（或形成）1mol化学键所需要（或放出）的能量叫键能（D）。已知：键能D(ClO)209kJ/mol、D(ClCl)243kJ/mol、D(O2)499kJ/mol。干燥的ClO2 可分解为单质。试写出该反应的热化学方程式，并判断该反应的自发性，简要叙述做出该判断的依据。2.ClO2为高效低毒的消毒剂，其消毒的效率是等物质的量的Cl2 的2.5倍。你能解释这个“2.5倍”是怎么来的吗？3.某同学查阅某资料发现有这样的叙述：“1797 年H
2、oyle在用浓H2SO4 和氯酸钾反应时得到了ClO2”，该同学马上得出了一个结论：该反应同时产生了二氧化硫。试分析该结论的正确性。4.化学家在研究某生产ClO2的反应时，提出了如下反应的机理：H2O2 + HClO3HClO2 + H2O + O2 (1)5HClO23HClO3 + Cl2 + H2O (2)H2O2 + Cl2 2H+ + 2Cl - + O2 (3)HClO3 + HClO22ClO2 + H2O (4)上述反应中，属于置换反应的是 。有同学认为反应（1）中的O2实际是H2O2分解产生的。你认为他的观点正确吗？为什么？写出该反应的总反应式 。已知反应（3）进行的速度很快
3、，产生的Cl 是反应（4）的催化剂。请设计一个实验方案，证明Cl 是该反应的催化剂？5.ClO2 的工业化制备几乎全是用氯酸盐在强酸性条件下(45 mol/ L H2SO4 ) 被还原制得。少量的ClO2 可用饱和草酸（H2C2O4）溶液与KClO3 粉末在60时反应制得，反应生成ClO2之外，还有CO2等。试写出反应的化学方程式 。某科研小组利用该原理制取少量的二氧化氯，设计了如下的实验装置图，完成下列问题：（1）B为收集二氧化氯的装置，请在图中的虚线框中画出收集二氧化氯（液态）的装置图。（2）液体c是水，其作用是 。（3）液体d是 。二、美国俄勒冈州立大学的研究团队近日在英国能源与环境科学
4、期刊发表了一篇文章，阐述了他们的发明：利用微生物燃料电池从废水里面提取出电能。参与该研究的一位教授解释说：“废水中其实含有巨大的电能，但它们通常都被捆绑在有机分子上，非常难提取和利用。我们发明了一种新型的微生物燃料电池，里面的微生物在产出净水的时候，是要吃进有机物的，但我们给系统接上了阴极和阳极，利用两电极之间的吸力先将附在有机分子上的电子吸出来，让它们形成一股电流，从而产生了电能。”1.请你用“化学语言”简要复述这位教授的解释。2.请你分析这项发明的前景。3.利用微生物发电也有其他形式，比如沼气发电，其原理是利用微生物先生成甲烷，再转化为电能。在通常情况下，8gCH4完全燃烧生成CO2和液态
5、H2O时，放出445 kJ的热量。写出热化学方程式 现有一碱性（利用KOH溶液做电解质溶液）甲烷燃料电池，请你写出该电池的电极反应式：负极： 正极： 在电池工作时，负极周围溶液的pH（忽略溶液体积的变化） （选填“变大”“变小”或“基本不变”）若用甲烷燃料电池作为电源电解饱和食盐水制备烧碱和氯气，从理论上计算，160kgCH4产生的电能最多可制取多少吨30%的烧碱溶液？同时获得多少立方米（标准状况）氯气？三、1.电解法用来制备比较活泼的金属。其前提是该化合物必须是（ ）A.碱性氧化物 B.金属氧化物 C.共价化合物 D.离子化合物2.制备铝单质就是在加入冰晶石（助熔剂）的条件下，高温电解熔融A
6、l2O3，电解槽的阳极材料一般选用 ，在实际生产过程中，需要定期补充该材料，这是因为 。3.过去认为不可能用电解AlCl3来制铝的，但近年来，这种说法被打破，比如电解NaCl-AlCl3熔盐体系制金属铝，并取得初步研究成果。工艺如下：用氧化铝为原料，制得无水AlCl3，再制备AlCl3离子型液体（例如AlCl3NaCl），以此AlCl3离子型液体进行电解。实验证明，在阳极发生的电解反应是AlCl4-失去电子生成离子Al2Cl7-，试写出该电极反应式 。生成的Al2Cl7-离子移动到阴极，并在阴极得电子生成A l单质。试写出该电极反应式 四、化合物肼的分子式是N2H4，可以看成是氨分子中的一个氢
7、原子被氨基取代的产物，即其结构为H2N-NH2。1.请分析该分子中的化学键类型 。2.其中氮元素的化合价是 。3.该化合物属于 （共价化合物或离子化合物）。4.1mol N2H4（气体）与二氧化氮反应生成氮气和水（气态），放出567.85kJ的热量，写出该反应的热化学方程式 。5.若将该反应设计为原电池，写出电极反应式：正极： 负极： 6.若在某原电池中肼做正极，电解质溶液为KOH溶液，写出电极反应式 。五、二氧化碳的研究方兴未艾，甚至形成了叫做一碳化学的学科分支。某研究小组查阅搜集了相关资料，进一步丰富了有关二氧化碳的知识。1.民间用小苏打和白醋反应制备CO2，写出反应的离子方程式 某同学仿
8、照实验室制取CO2的方法设计了如图所示的实验装置。但有同学提出异议。你认为这套装置的缺陷是 。2.利用电解法可以电解CO2，可以使之转变为可溶性的物质。在丙烯酸碳酸酯和乙腈介质中，用铅做电极电解CO2，其过程如下：CO2+e-=CO2-，CO2+ CO2- = (CO2)2-，(CO2)2-+e- =C2O42-（1）电解过程中，发现有CO、CO32-生成，写出相关的反应式 （2）如果用水做介质，二氧化碳大部分转化为甲酸根离子（HCOO-），写出电极反应式 。3.中科院广州化学研究所的孟跃中博士成功进行了世界上首次“CO2的聚合与利用”的工业生产，制成了性能与聚乙烯相当而且能降解的塑料。请说明
9、这项技术的优点。4. “碳捕捉技术”是指通过一定的方法，将工业生产中产生的CO2分离出来进行储存和利用的工艺和技术。其中一类技术是将CO2埋藏在地下。另一类是所谓的化学方法，即使用某些试剂，利用化学反应先将其吸收，然后再分离出来。该小组对利用无机物的化学方法进行了研究：（1）他们讨论、提出了无机化学反应法的基本原理： 。（2）他们罗列排查了很多化学物质，根据CO2的性质从中筛选出了三大类物质，选择确定了代表物，设计了实验。物质类别单质氧化物酸碱盐两性氢氧化物氢化物确定类别（在你选择的栏中画）选择代表物（写出化学式）（3）该小组模仿科学家提出的“绿色自由”构想，设计了一个生产流程图。请你完成相关
10、问题：X溶液可能是 合成塔中发生的反应为CO2+3H2=CH3OH(l)+H2O(l) H。该研究小组探究该反应的自发性，查阅得到了如下资料：CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) H1=283kJ/mol2H2(g)+O2(g)=2H2O (l) H2=571.6kJ/molCH3OH(l)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(1) H3=725.76kJ/mol如要求算H，还需要知道 （填写反应的方程式）的焓变。除此之外，还需要知道 的数值。（4）该研究小组查得还有一种方法叫做化学循环法。这种方法的目的是提高火力发电厂排放气体中的CO2含量，减少排放气体中的氮气含量。该法选用了某
11、种常见金属，使其与排放的气体中的氧气反应生成氧化物，氮气就被分离出来，再把该氧化物与煤混合燃烧，产生了高纯度的CO2，金属又被分离出来。你认为该金属可以选用 六、Li-SOCl2电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和碳，电解液是LiAlCl4SOCl2。电池的总反应可表示为：4Li+2SOCl2 = 4LiCl +S +SO2高考资源网 请回答下列问题： (1)电池的负极材料为 ，发生的电极反应为 ； (2)电池正极发生的电极反应为 ；(3)SOCl2易挥发，实验室中常用NaOH溶液吸收SOCl2，有Na2SO3和NaCl生成。 如果把少量水滴到SOCl2中，实验现象是 ，反应的化学方程式为 ；(4)组装该电池必须在无水、无氧的条件下进行，原因是 。七、某厂废水中含5.0010-3molL-1的，其毒性较大。某研究性学习小组为了变废为宝，将废水处理得到磁性材料（的化合价依次为+3、+2），设计了如下实验流程：（1）第步反应的离子方程式是 （2）第步中用PH试纸测定溶液PH的操作是： （3）第步过滤得到的滤渣中主要成分除Cr（OH）3外，还有 （4）欲使1L该废水中的完全转化为。理论上需要加入 GFeSO47H2O八、磷单质及其化合物的有广泛应用。(1) 由磷灰石主要成分Ca5(PO4)3F在高温下制备黄磷（P
