【化学】化学化学反应与能量变化的专项培优易错试卷练习题(含答案)含答案解析
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【化学】化学化学反应与能量变化的专项培优易错试卷练习题(含答案)含答案解析一、化学反应与能量变化练习题(含详细答案解析)1.部分中学化学常见元素原子结构及性质如表所示:序号元素结构及性质A A单质是生活中常见金属,它有两种氯化物,相对分子质量相差35.5B B原子最外层电子数是内层电子总数的1/5③C C是常见化肥的主要元素,单质常温下呈气态④D D单质被誉为“信息革命的催化剂”,是常用的半导体材料①E 通常情况下,E没有正化合价,A、B、C、D、F都能与E形成化合物②F F在周期表中可以排在ⅠA族,也有人提出排在ⅦA族(1)A元素在周期表中的位置为____________________________________________。
(2)B与C形成的化合物的化学式为________,它属于________(填“离子”或“共价”)化合物。
(3)①F与E可以形成原子个数比分别为2∶1、1∶1的两种化合物X和Y,区别X与Y的水溶液的实验方法是____________________②F与C组成的两种化合物M和N所含的电子数分别与X、Y相等,则M的水溶液显________性,N的结构式为________。
(4)C与E都是较活泼的非金属元素,用化学方程式表明这两种单质的氧化性强弱____。
(5)有人认为B、D的单质用导线连接后插入氯化钠溶液中可以形成原电池,你认为是否可以,若可以,试写出正极的电极方程式(若认为不行可不写)___________________【答案】第四周期第Ⅷ族 Mg3N2离子分别取X、Y各少许置于试管中,再各加入少量的MnO2粉末,迅速产生无色气体的是H2O2,无明显现象的是H2O 三角锥形4NH3+3O22N2+6H2O Si﹣4e﹣+6OH﹣═SiO32﹣+3H2O【解析】【分析】A单质是生活中常见金属,它有两种氯化物,相对分子质量相差35.5,则A为Fe元素;B 元素原子最外层电子数是内层电子总数的,B有3个电子层,最外层电子数为2,则B为Mg元素;C是常见化肥的主要元素,单质常温下呈气态,C为N元素;D单质被誉为“信息革命的催化剂”,是常用的半导体材料,则D为Si;F在周期表中可以排在ⅠA族,也有人提出排在ⅦA族,其化合价表现+1、﹣1,故F为H元素;通常情况下,E没有最高正化合价,A、B、C、D、F都能与E形成化合物,则E为O元素,据此解答。
【详解】A单质是生活中常见金属,它有两种氯化物,相对分子质量相差35.5,则A为Fe元素;B 元素原子最外层电子数是内层电子总数的,B有3个电子层,最外层电子数为2,则B为Mg元素;C是常见化肥的主要元素,单质常温下呈气态,C为N元素;D单质被誉为“信息革命的催化剂”,是常用的半导体材料,则D为Si;F在周期表中可以排在ⅠA族,也有人提出排在ⅦA族,其化合价表现+1、﹣1,故F为H元素;通常情况下,E没有最高正化合价,A、B、C、D、F都能与E形成化合物,则E为O元素;(1)A为Fe元素,在周期表中的位置为:第四周期第Ⅷ族;(2)Mg与N元素形成的化合物的化学式为Mg3N2,它属于离子化合物;(3)①H与O元素可以形成原子个数比分别为2:1、1:1的两种化合物X和Y,则X为H2O、Y为H2O2,区别X与Y的水溶液的实验方法是:分别取X、Y各少许置于试管中,再各加入少量的MnO2粉末,迅速产生无色气体的是H2O2;无明显现象的是H2O;②H与N组成的两种化合物M和N所含的电子数分别与H2O、H2O2相等,则M为NH3、N 为N2H4,NH3分子构型为三角锥形,N2H4的结构式为;(4)利用氧化剂的氧化性处于氧化产物的氧化性,可以说明单质氧化性强弱,表明氮气、氧气的氧化性强弱的方程式为:4NH3+3O22N2+6H2O;(5)Mg、Si的单质用导线连接后插入NaOH溶液中,Si与氢氧化钠反应生成硅酸钠与氢气,可以形成原电池,Si发生氧化反应,故负极上Si失去电子,碱性条件下生成硅酸根与水,负极电极反应式为:Si﹣4e﹣+6OH﹣═SiO32﹣+3H2O。
2.W、X、Y、Z是四种原子序数依次增大的短周期元素,W、X两种元索可组成W2x和W2X2两种常见的无色液体化合物, Y2X2为淡黄色固体化合物,Z的原子序数是X的原子序数的两倍。
请回答下列问题:(1)Z元素的名称是___________ 。
(2)W、X、Y三种元素形成的化合物的电子式_____________(3)写出Y2X2中所含化学键有:___________。
(4)写出Y2X2和W2X反应的化学方程式:_______________(5)W2和X2是组成某种燃料电池的两种常见物质,如图所示,通人X2的电极是___(填“正极”或“负极”),写出通人W2的电极的电极反应式:________________【答案】硫离子键和共价键 2Na2O2 + 2H2O=4NaOH + O2↑正H2-2e-=2H+【解析】【分析】W、X两种元素可组成W2X和W2X2两种常见的无色液体化合物,故W为H元素;X为O 元素;Y2X2为淡黄色固体化合物,故Y为Na元素;Z的原子序数是X的原子序数的两倍,故Z为S元素,据此进行分析。
【详解】W、X两种元素可组成W2X和W2X2两种常见的无色液体化合物,故W为H元素;X为O 元素;Y2X2为淡黄色固体化合物,故Y为Na元素;Z的原子序数是X的原子序数的两倍,故Z为S元素;(1) Z元素的名称是S元素;(2)W、X、Y三种元素分别为H、O、Na,形成的化合物是NaOH,是离子化合物,其电子式为;(3) Y2X2为Na2O2,是离子化合物,所含化学键有离子键和共价键;(4) Y2X2为Na2O2,W2X为H2O,两者反应生成NaOH和O2,反应的化学方程式为2Na2O2 + 2H2O=4NaOH + O2↑;(5) X2为O2,氢氧燃料电池,负极通氢气,正极通氧气,发生还原反应,故通入O2的电极是正极;W2为H2,通H2的极负极,负极发生氧化反应,故电极反应方程式为H2-2e-=2H+。
3.我国对“可呼吸”的钠——二氧化碳电池的研究取得突破性进展。
该电池的总反应式为4Na+3CO22Na2CO3+C,其工作原理如图所示(放电时产生的Na2CO3固体贮存于碳纳米管中)。
(1)钠金属片作为该电池的___极(填“正”或“负”,下同);放电时,电解质溶液中Na+从___极区向___极区移动。
(2)充电时,碳纳米管连接直流电源的___极,电极反应式为___。
【答案】负负正正2Na2CO3+C-4e-=3CO2↑+4Na+【解析】【分析】(1)从电池总反应4Na+3CO22Na2CO3+C可以看出,Na由0价升高到+1价,则钠金属片失电子,作为该电池的负极;放电时,电解质溶液中阳离子向正极区移动。
(2)充电时,负极连接直流电源的负极,正极连接直流电源的正极,电极反应式为作原电池正极时反应的逆反应。
【详解】(1)从电池总反应4Na+3CO22Na2CO3+C可以看出,Na由0价升高到+1价,则钠金属片失电子,作为该电池的负极;放电时,电解质溶液中Na+(阳离子)从负极区向正极区移动。
答案为:负;负;正;(2)充电时,负极(钠金属片)连接直流电源的负极,碳纳米管(正极)连接直流电源的正极,电极反应式为2Na2CO3+C-4e-=3CO2↑+4Na+。
答案为:正;2Na2CO3+C-4e-=3CO2↑+4Na+。
【点睛】燃料电池的电极反应式书写起来往往比较麻烦,且易出错。
我们可以写出一个电极的反应式(简单易写的),然后利用总反应方程式—某电极的电极反应式,就可得出另一电极的反应式。
4.某小组按图1所示的装置探究铁的吸氧腐蚀。
(1)图2是图1所示装置的示意图,在图2的小括号内填写正极材料的化学式_________;在方括号内用箭头表示出电子流动的方向___________。
(2)正极反应式为_____________________,负极反应式为__________________。
(3)按图1装置实验,约8min时才看到导管中液柱上升,下列措施可以更快更清晰地观察到液柱上升的是________。
a.用纯氧气代替具支试管内的空气b.将食盐水浸泡过的铁钉表面撒上铁粉和碳粉的混合物c.用毛细尖嘴管代替玻璃导管,并向试管的水中滴加少量红墨水【答案】C O2+2H2O+e-=4OH- Fe-2e-=Fe abc【解析】【分析】(1)铁钉的吸氧腐蚀中,碳作正极,铁作负极;(2)负极上铁失电子发生氧化反应,正极上氧气得电子发生还原反应;(3)要使现象更快、更清晰,可采取增大反应速率等方法。
【详解】(1)在食盐水中,铁钉发生吸氧腐蚀,活动性较强的铁作负极,其中含有的活动性弱的杂质碳作正极,正极的化学式为C ;电子从负极Fe 沿导线流向正极C ,其图象为;(2)该装置中,负极上铁失电子发生氧化反应,负极的电极反应式为:Fe -2e -=Fe 2+;正极C上O 2得电子发生还原反应,正极的电极反应式为:2H 2O +O 2+4e -=4OH -;(3)a .用纯氧气代替具支试管内的空气,氧气的浓度增大,反应速率加快,a 正确; b .用食盐水浸泡过的铁钉再蘸取铁粉和炭粉的混合物,增大反应物的接触面积,反应速率加快,b 正确;c .用毛细尖嘴管代替玻璃导管,并向试管的水中滴加少量红墨水,改变相同的压强即改变相同的体积,毛细尖嘴管上升的高度大于玻璃导管,且红墨水现象更明显,c 正确; 故合理选项是abc 。
5.根据如图所示电化学实验装置图,回答有关问题。
(1)若只闭合S 1,该装置属于_______,能量转化形式为_______,锌极作_______极。
(2)若只闭合S 2,该装置属于_______,能量转化形式为_______,锌极上的电极反应式为_______。
(3)若只闭合S 3,该装置属于_______,铜极作_______极,锌极上的电极反应式为_______,总反应的化学方程式为_______。
【答案】原电池 化学能转化为电能 负 电解池 电能转化为化学能 -2+Zn-2e =Zn电解池 阳 2+-2H +2e =H 2442通电Cu+H SO CuSO +H ↑【解析】【分析】原电池是将化学能转化为电能,较活泼金属作负极,发生氧化反应,正极发生还原反应;电解池是将电能转化为化学能,需要外接电源,与电源正极相连的为阳极,阳极发生氧化反应,阴极发生还原反应,据此解答。
【详解】(1)若只闭合S 1,没有外接电源,则Zn 、Cu 、稀硫酸构成原电池,该装置将化学能转化为电能,较活泼的锌作负极。
答案为:原电池;化学能转化为电能;负。
(2)若只闭合S 2,装置中有外接电源,该装置为电解池,将电能转为化学能,与电源正极相连的锌极作阳极,发生氧化反应,电极反应为Zn-2e -=Zn 2+。