微主题4 反应热 电化学
1 下列说法不正确的是________(填序号)。
①[2024连云港调研T6改编]Mg的燃烧热为610 kJ/mol，镁的燃烧：2Mg(s)＋O2(g)===2MgO(s) ΔH＝－610 kJ/mol
②[2024扬州期末T6改编]CH4的燃烧热为890.3 kJ/mol，CH4燃烧：CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－890.3 kJ/mol
③ [2023南通、泰州、扬州等七市三调改编]汽车尾气中的有害气体可通过如下反应实现转化：2NO(g)＋2CO(g)2CO2(g)＋N2(g)。该反应ΔS<0，ΔH>0
④[2023南京二模改编]反应2CO2(g)＋6H2(g) CH3OCH3(g)＋3H2O(g) ΔH<0可实现CO2的资源化，上述反应在任何温度下均可自发进行
2 [2023苏锡常镇一调]如图为某微生物燃料电池净化水的原理。下列说法正确的是( )
A. N极为负极，发生氧化反应
B. 电池工作时，N极附近溶液pH减小
C. M极发生的电极反应为(C6H10O5)n－24ne－＋7nH2O===6nCO2↑＋24nH＋
D. 处理0.1 mol Cr2O时，有1.4 mol H＋从交换膜左侧向右侧迁移
3 [2024扬州期末T8]电解法制备Na2FeO4的工作原理如图所示。下列说法正确的是( )
A. M为电源的负极
B. 阳极上的电极反应式为Fe－6e－＋4H2O===FeO＋8H＋
C. 阴离子交换膜应能允许OH－通过而能阻止FeO的扩散
D. 理论上每转移0.1 mol e－，阴极上会产生1.12 L气体
4 [2024连云港调研T10]用如图所示的新型电池可以处理含CN－的碱性废水，同时还可以淡化海水。下列说法正确的是( )
A. a极电极反应式：2CN－＋10e－＋12OH－===2CO＋N2↑＋6H2O
B. 电池工作一段时间后，右室溶液的 pH减小
C. 交换膜Ⅰ为阳离子交换膜，交换膜Ⅱ为阴离子交换膜
D. 若将含有26 g CN－的废水完全处理，理论上可除去NaCl的质量为292.5 g
5 (1) [2024南京、盐城一模T17]CO2催化加氢制备乙醇的反应为2CO2(g)＋6H2(g)===C2H5OH(l)＋3H2O(l)。若要计算该反应的ΔH，须查阅的两个数据是C2H5OH(l)的燃烧热和____________。
(2) [2023南通二调]乙硫醇(C2H5SH)的综合利用及治理是当前环境领域关注的焦点之一。家用煤气中可掺入微量具有难闻气味的乙硫醇。已知：
C2H5OH(g)＋H2S(g)===C2H5SH(g)＋H2O(g) ΔH1＝－32 kJ/mol
C2H5OH(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(g) ΔH2＝－1 277 kJ/mol
2H2S(g)＋3O2(g)===2SO2(g)＋2H2O(g) ΔH3＝－1 036 kJ/mol
则反应2C2H5SH(g)＋9O2(g)===4CO2(g)＋6H2O(g)＋2SO2(g)的ΔH＝________kJ/mol。
(3) [2023苏锡常镇一调]已知：
反应1：CH3OH(g)===CO(g)＋2H2(g) ΔH1＝＋90.6 kJ/mol
反应2：CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g) ΔH2＝－41.2 kJ/mol
则反应3：CH3OH(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋3H2(g) ΔH3＝________kJ/mol。
6 [2024泰州调研T17]空气中CO2含量的控制和CO2资源利用具有重要意义。
(1) 利用高炉炼铁尾气中的CO2制取有机物的过程如下：
相同条件下，恒定通过电解池的电量，电解得到的部分还原产物的法拉第效率(FE%)随电解电压的变化如图甲所示。
甲
FE%＝×100%，选择性S(X)＝×100%。
“电解”在质子交换膜电解池中进行，生成HCOOH的电极反应式为_______
__________________________________。当电解电压为U1时，生成C2H5OH和HCOOH的选择性之比为________。
(2) 利用铟氧化物催化CO2、H2制取CH3OH的可能机理如图乙所示。In2O3无催化活性，形成氧空位后具有较强催化活性。图乙中的反应每生成1 mol CH3OH(g)放出49 kJ的热量，其热化学方程式为_____________________________
________________________________________。
乙
7 [2024宿迁调研T17]尿素[CO(NH2)2]、过氧化尿素[CO(NH2)2·H2O2]的生产具有重要意义。
(1) 尿素的催化合成
已知：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH1＝－286.0 kJ/mol
N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g) ΔH2＝－92.2 kJ/mol
2NH3(g)＋CO2(g)===CO(NH2)2(aq)＋H2O(l) ΔH3＝－101.5 kJ/mol
①将N2、CO2按体积比1∶1通入含有CuBi2O4涂层的石墨网上，同时喷洒水微滴合成尿素，化学方程式为___________________________________________
______________________________________________________________________。
②上述反应的ΔH＝________kJ/mol。
(2) 尿素的电化学合成
①电催化CO2和NO合成尿素的装置如图，生成尿素的电极反应式为______
__________________________________________________________________。
②电催化CO2和N2合成尿素。CO2先在阴极被还原为中间体CO，再与N2合成尿素。已知：CO2在阴极还能被还原为CH4，其生成CH4的趋势比生成CO的趋势更大。但实验数据说明，一定时间内，阴极产物中CO的物质的量大于CH4，可能的原因为__________________________________________________________
______________________________________________________________________。
8 (1) [2024如皋适应性考试一T17]电解法转化CO2可实现CO2资源化利用。电解CO2制HCOOH的原理如图所示。写出阴极CO2还原为HCOO－的电极反应式：___________________________________________________________________
______________________________________________________________________。
电解一段时间后，阳极区的KHCO3溶液浓度降低，其原因是__________________
______________________________________________________________________。
(2) [2024扬州期末T14]“电解精炼”时，以粗镓为阳极、含Ga(OH)的碱性溶液为电解液，阴极析出镓的电极反应式为_________________________________；
阴极同时有少量气体产生。测得电解过程溶液中镓浓度与电流效率(η＝)随时间的变化如图所示。反应15.0 h后，η降低的原因是____________________________________________________________________________________________________________________________________________。
微主题4 反应热 电化学
1 ①②③④
解析：①燃烧热是指1 mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量，热化学方程式中Mg(s)的系数应为1，应为Mg(s)＋O2(g)===MgO(s) ΔH＝－610 kJ/mol，错误；②表示甲烷燃烧热的热化学方程式中，H2O应为液态，错误。③该反应的ΔS<0，反应能自发进行，需要满足：ΔH－TΔS<0，则ΔH<0，错误。④该反应的ΔS<0、ΔH<0，故反应能自发进行的条件是低温，错误。
2 C 由图可知，有机物失去电子发生氧化反应并生成二氧化碳，则M为负极，发生氧化反应，A错误；电池工作时，Cr2O得到电子发生还原反应生成Cr3+，电极反应式为Cr2O＋6e－＋14H＋===2Cr3+＋7H2O，故N极溶液pH变大，B错误；有机物失去电子发生氧化反应并生成二氧化碳，M极发生的电极反应为(C6H10O5)n－24ne－＋7nH2O===6nCO2↑＋24nH＋，C正确；根据得失电子守恒可知，Cr2O～2Cr3+～6e－～6H＋，则处理0.1 mol Cr2O时，有0.6 mol H＋从交换膜左侧向右侧迁移，D错误。
3 C 电解法制备Na2FeO4时，Fe失电子生成FeO，故Fe电极为阳极，与电源的正极相连，则M为电源的正极，A错误；阳极区溶液显碱性，电极反应式中不能出现H＋，B错误；在阳极(Fe电极)区生成Na2FeO4，阳极区消耗OH－，为补充OH－，该阴离子交换膜应能允许OH－从阴极区移向阳极区，同时为保证阳极区Na2FeO4的产量不减少，该阴离子交换膜还应不能透过FeO，具有阻止FeO向阴极区扩散的作用，C正确；气体所处状况未知，无法进行相关计算，D错误。
4 D a极区“CN－―→N2＋CO”，C、N元素的化合价均升高，应失去电子，A错误；b极为正极，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，c(H＋)减小，右室溶液的pH增大，B错误；由“淡化海水”知，中间室中的“Na＋、Cl－”需要进行迁移，由原电池中“阳离子移向正极，阴离子移向负极”知，交换膜Ⅰ为阴离子交换膜，交换膜Ⅱ为阳离子交换膜，C错误；26 g CN－的物质的量为1 mol，消耗1 mol CN－时转移5 mol电子，根据电荷守恒可知，可同时处理5 mol NaCl，其质量为292.5 g，D正确。
5 (1) H2(g)的燃烧热 (2) －3 526 (3) ＋49.4
解析：(2) 设给定的三个热化学方程式分别为①②③，由盖斯定律可知，③＋2×②－2×①可得：2C2H5SH(g)＋9O2(g)===4CO2(g)＋6H2O(g)＋2SO2(g) ΔH＝ΔH3＋2ΔH2－2ΔH1＝－1 036－2×1 277＋2×32＝－3 526(kJ/mol)。(3) 由盖斯定律可知，反应1＋反应2＝反应3，则CH3OH(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋3H2(g) ΔH3＝(＋90.6)＋(－41.2)＝＋49.4(kJ/mol)。
6 (1) CO2＋2H＋＋2e－===HCOOH 1∶3 (2) CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH＝－49 kJ/mol
解析：(1) 由图可知，电解电压为U1时，生成甲酸、乙醇的EF%相等，消耗的总电量相等，根据C元素的化合价变化，生成乙醇和甲酸的选择性之比＝∶＝1∶3。
7 (1) ①2CO2＋2N2＋4H2O2CO(NH2)2＋3O2
②＋470.6 (2) ①CO2＋2NO＋18H＋＋16e－===CO(NH2)2＋7H2O ②该条件下，CO2在阴极生成CO的速率比生成CH4的速率快
解析：(1) ②合成尿素及计算反应的焓变可由题给的三个反应，根据盖斯定律，将上述反应依次编号为①②③，此反应可由2×②＋2×③－①×3得到，即ΔH＝2×(－92.2)＋2×(－101.5)－3×(－286.0)＝＋470.6(kJ/mol)。(2) ①电极a上NO得电子，结合CO2生成CO(NH2)2，依据得失电子守恒、电荷守恒和质量守恒可写出电极反应式。②题给条件为一定时间内，阴极产物中CO的物质的量大于CH4，说明这一定时间内生成CO的速率比CH4的大。
8 (1) CO2＋HCO ＋2e－===HCOO－＋CO 阳极产生O2，pH减小，HCO 浓度降低；K＋部分迁移至阴极区
(2) Ga(OH)＋3e－===Ga＋4OH－ 溶液中Ga(OH)浓度增大使电流效率趋向于增大；溶液中c(H＋)增大，阴极发生产生H2的反应使电流效率趋向于减小。15 h后，后者为影响电流效率的主要因素
