（浙江選考）2020版高考化學(xué)大一輪復(fù)習(xí) 專題檢測三（考查范圍：專題二 基本理論8~10講 化學(xué)反應(yīng)中的能量變化）.docx
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專題檢測三 (考查范圍:專題二 基本理論8~10講 化學(xué)反應(yīng)中的能量變化) (時間:90分鐘 滿分:100分) 可能用到的相對原子質(zhì)量:H—1 C—12 N—14 O—16 Mn—55 Cu—64 一、選擇題(本大題包括20個小題,每小題2分,共40分;每小題只有一個選項(xiàng)符合題目要求) 1.下列關(guān)于燃料與能源的說法不正確的是( ) A.煤的液化屬于物理變化,將煤液化后再作為能源,可減少PM2.5引起的危害 B.生物質(zhì)能、風(fēng)能、水能是可再生能源 C.“開發(fā)利用新能源”“汽車尾氣催化凈化”都能提高空氣質(zhì)量 D.煤、石油、天然氣為不可再生的化石燃料 答案A 解析煤液化為化學(xué)變化。 2.(2018北京朝陽統(tǒng)考)如圖為氟利昂(化學(xué)式為CFCl3)破壞臭氧層的反應(yīng)過程示意圖,下列說法不正確的是( ) A.過程Ⅰ中斷裂C—Cl極性鍵 B.過程Ⅱ可表示為O3+ClClO+O2 C.過程Ⅲ中O+OO2是吸熱過程 D.上述過程說明氟利昂中氯原子是破壞O3的催化劑 答案C 解析由題圖可知,過程Ⅰ中CFCl3在紫外輻射下生成CFCl2和Cl原子,該過程斷裂C—Cl極性鍵,A項(xiàng)正確;過程Ⅱ中Cl原子與O3反應(yīng)生成O2和ClO,可表示為O3+ClClO+O2,B項(xiàng)正確;過程Ⅲ中O與O原子結(jié)合生成O2,成鍵過程放出熱量,C項(xiàng)錯誤;綜合過程Ⅰ~Ⅲ可知,O3被氟利昂中氯原子破壞的過程可表示為2O33O2,該過程中氯原子起到催化劑作用,D項(xiàng)正確。 3.(2018湖南師大附中期中)下列有關(guān)反應(yīng)熱的說法中正確的是 ( ) A.一個化學(xué)反應(yīng)是否能在常溫下發(fā)生與該反應(yīng)的ΔH的大小沒有必然聯(lián)系 B.中和熱ΔH=-57.3 kJmol-1,所以1.00 L 1.00 molL-1硫酸與稀NaOH溶液恰好完全反應(yīng)放出57.3 kJ的熱量 C.用等體積0.50 molL-1鹽酸、0.55 molL-1NaOH溶液進(jìn)行中和熱測定實(shí)驗(yàn),會使測得的值偏大 D.在101 kPa時,1 mol CH4完全燃燒生成CO2和水蒸氣時的反應(yīng)熱就是CH4的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱 答案A 解析化學(xué)反應(yīng)能否在常溫下進(jìn)行與物質(zhì)的穩(wěn)定性有關(guān),與該反應(yīng)的ΔH大小沒有必然聯(lián)系,A項(xiàng)正確;中和熱是稀溶液中H+與OH-反應(yīng)生成1molH2O(l)放出的熱量,1.00L1.00molL-1硫酸與稀NaOH溶液恰好完全反應(yīng)生成2molH2O,故放出的熱量為114.6kJ,B項(xiàng)錯誤;用等體積的0.50molL-1鹽酸、0.55molL-1NaOH溶液進(jìn)行中和熱測定的實(shí)驗(yàn),NaOH稍過量,可保證HCl完全反應(yīng),不會使測得的中和熱的值偏大,C項(xiàng)錯誤;根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱的概念,CH4完全燃燒生成的穩(wěn)定氧化物應(yīng)為CO2(g)和H2O(l),D項(xiàng)錯誤。 4.2A(g)B(g) ΔH1(ΔH1<0);2A(g)B(l) ΔH2;下列能量變化示意圖正確的是( ) 答案B 解析由題意可知2A(g)B(l)為放熱反應(yīng),由此可排除C項(xiàng)和D項(xiàng);2molA(g)生成1molB(l)比生成1molB(g)放出的熱量要多,因此選項(xiàng)B正確。 5.(2018寧波選考適應(yīng)性考試)固態(tài)或氣態(tài)碘分別與氫氣反應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下: ①H2(g)+I2(?)2HI(g) ΔH1=-9.48 kJmol-1 ②H2(g)+I2(?)2HI(g) ΔH2=+26.48 kJmol-1 下列判斷不正確的是( ) A.①中的I2為氣態(tài),②中的I2為固態(tài) B.②的反應(yīng)物總能量比①的反應(yīng)物總能量小 C.反應(yīng)①的產(chǎn)物比反應(yīng)②的產(chǎn)物熱穩(wěn)定性更強(qiáng) D.1 mol固態(tài)碘升華時將吸熱35.96 kJ 答案C 解析根據(jù)反應(yīng)熱ΔH=生成物的總能量-反應(yīng)物的總能量,說明①中反應(yīng)物的總能量大于②中反應(yīng)物的總能量,由于物質(zhì)為氣態(tài)時的能量大于固體時的能量,則①中的I2為氣態(tài),②中的I2為固態(tài),即A、B兩項(xiàng)都正確;由于兩個反應(yīng)的產(chǎn)物相同、狀態(tài)相同,熱穩(wěn)定性也相同,故C錯誤;根據(jù)蓋斯定律,②-①即得I2(s)I2(g) ΔH=ΔH2-ΔH1=+35.96kJmol-1,說明1mol固態(tài)碘升華為碘蒸氣需要吸收35.96kJ的熱量,即D正確。 6.化學(xué)反應(yīng)的ΔH等于反應(yīng)物的總鍵能與生成物的總鍵能之差。 化學(xué)鍵 Si—O Si—Cl H—H H—Cl Si—Si Si—C 鍵能(kJmol-1) 460 360 436 431 176 347 高純硅可通過下列反應(yīng)制取:SiCl4(g)+2H2(g)Si(s)+4HCl(g),該反應(yīng)的ΔH為( ) A.+412 kJmol-1 B.-412 kJmol-1 C.+236 kJmol-1 D.-236 kJmol-1 答案C 解析Si是原子晶體,1個Si原子與周圍的4個Si形成4個Si—Si鍵,所以平均1molSi形成的共價(jià)鍵有2mol,即1molSi中含有2molSi—Si鍵。由反應(yīng)的化學(xué)方程式可知,該反應(yīng)的ΔH=4E(Si—Cl)+2E(H—H)-2E(Si—Si)-4E(H—Cl)=(4360+2436-2176-4431)kJmol-1=+236kJmol-1。 7.(2018貴州七校聯(lián)考)根據(jù)如圖所給信息,得出的結(jié)論正確的是 ( ) A.48 g碳完全燃燒放出的熱量為1 574 kJmol-1 B.2C(s)+O2(g)2CO(g) ΔH=-221.0 kJmol-1 C.2CO2(g)2CO(g)+O2(g) ΔH=+283.0 kJmol-1 D.C(s)+O2(g)CO2(s) ΔH=-393.5 kJmol-1 答案B 解析48g碳完全燃燒生成二氧化碳?xì)怏w,放出熱量為1574kJ,A項(xiàng)錯誤;根據(jù)題給圖像可知,C(s)+12O2(g)CO(g) ΔH=-110.5kJmol-1,故2C(s)+O2(g)2CO(g) ΔH=-221.0kJmol-1,B項(xiàng)正確;根據(jù)圖像可知,CO(g)+12O2(g)CO2(g) ΔH=-283.0kJmol-1,故2CO2(g)2CO(g)+O2(g) ΔH=+566.0kJmol-1,C項(xiàng)錯誤;根據(jù)題給圖像可知,C(s)+O2(g)CO2(g) ΔH=-393.5kJmol-1,D項(xiàng)中的CO2應(yīng)該是氣體,不是固態(tài),D項(xiàng)錯誤。 8.(2018嘉興9月份考試)幾種物質(zhì)的能量關(guān)系如下圖所示。下列說法正確的是( ) A.C(s)+O2(g)CO2(g) ΔH=-965.1 kJmol-1 B.2CO(g)+O2(g)2CO2(g) ΔH=-221.2 kJmol-1 C.由圖可知表示甲烷標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱的ΔH為-779.7 kJmol-1 D.通常由元素最穩(wěn)定的單質(zhì)生成1 mol純化合物時的反應(yīng)熱稱為該化合物的標(biāo)準(zhǔn)生成焓,由圖可知CH4(g)的標(biāo)準(zhǔn)生成焓為+74.8 kJmol-1 答案B 解析根據(jù)能量關(guān)系圖無法計(jì)算出C和O2生成CO2的焓變,故A錯誤;根據(jù)能量關(guān)系圖可得CO(g)+12O2(g)CO2(g) ΔH=(854.5-965.1)kJmol-1=-110.6kJmol-1,故B正確;根據(jù)能量關(guān)系圖可知,表示甲烷標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱的ΔH為-890.3kJmol-1,故C錯誤;該反應(yīng)為化合反應(yīng),屬于放熱反應(yīng),即CH4(g)的標(biāo)準(zhǔn)生成焓為(890.3-965.1)kJmol-1=-74.8kJmol-1,故D錯誤。 9.(2018臺州中學(xué)第一次統(tǒng)練)H2O2(l)在有MnO2的條件下和無MnO2的條件下分解的能量變化如下圖所示。下列說法正確的是( ) A.有MnO2條件下的反應(yīng)曲線是a曲線 B.該反應(yīng)能量變化類型與CaCO3的分解反應(yīng)相同 C.加催化劑后,正反應(yīng)速率增大,逆反應(yīng)速率減小 D.b曲線的熱化學(xué)方程式為H2O2(l)H2O(l)+12O2(g) ΔH=(E1 -E2) kJmol-1 答案D 解析催化劑能降低反應(yīng)活化能而改變化學(xué)反應(yīng)速率,但不影響焓變,所以有MnO2條件下的反應(yīng)曲線是b曲線,A錯誤;該反應(yīng)中反應(yīng)物的能量高,生成物的能量低,為放熱反應(yīng),CaCO3的分解反應(yīng)是吸熱反應(yīng),故B錯誤;加催化劑后正、逆反應(yīng)速率同時增大,故C錯誤;該反應(yīng)的焓變ΔH=(E1-E2)kJmol-1或ΔH=-(E2-E1)kJmol-1,故D正確。 10.火箭推進(jìn)器常以聯(lián)氨(N2H4)為燃料、過氧化氫為助燃劑。已知下列各反應(yīng)的熱化學(xué)方程式: N2H4(g)+O2(g)N2(g)+2H2O(g) ΔH1=-533.23 kJmol-1 H2O(g)H2O(l) ΔH2=-44 kJmol-1 2H2O2(l)2H2O(l)+O2(g) ΔH3=-196.4 kJmol-1 則聯(lián)氨與過氧化氫反應(yīng)的熱化學(xué)方程式可表示為( ) A.N2H4(g)+2H2O2(l)N2(g)+4H2O(l) ΔH=+817.63 kJmol-1 B.N2H4(g)+2H2O2(l)N2(g)+4H2O(g) ΔH=-641.63 kJmol-1 C.N2H4(g)+2H2O2(l)N2(g)+4H2O(l) ΔH=-641.63 kJmol-1 D.N2H4(g)+2H2O2(l)N2(g)+4H2O(g) ΔH=-817.63 kJmol-1 答案B 解析將題中的熱化學(xué)方程式依次編號①、②、③,生成液態(tài)水時的熱化學(xué)方程式由①+③+2②可得;生成氣態(tài)水的熱化學(xué)方程式由①+③-2②可得;B正確。 11.H2與ICl的反應(yīng)分①、②兩步進(jìn)行,其能量曲線如下圖所示,下列有關(guān)說法錯誤的是( ) A.反應(yīng)①、反應(yīng)②均為放熱反應(yīng) B.反應(yīng)①、反應(yīng)②均為氧化還原反應(yīng) C.反應(yīng)①比反應(yīng)②的速率小,與相應(yīng)正反應(yīng)的活化能無關(guān) D.反應(yīng)①、反應(yīng)②的焓變之和為ΔH=-218 kJmol-1 答案C 解析根據(jù)圖像可知,反應(yīng)①和反應(yīng)②中反應(yīng)物總能量都大于生成物總能量,故反應(yīng)①、②均為放熱反應(yīng),A正確;反應(yīng)①、②中都存在元素化合價(jià)變化,所以反應(yīng)①、②都是氧化還原反應(yīng),B正確;反應(yīng)①比反應(yīng)②的速率小,是由于反應(yīng)①中正反應(yīng)的活化能較大,反應(yīng)②中正反應(yīng)的活化能較小,C錯誤;反應(yīng)①、反應(yīng)②總的能量變化為218kJ,根據(jù)蓋斯定律可知,反應(yīng)①、反應(yīng)②的焓變之和為ΔH=-218kJmol-1,D正確。 12.(2018杭州學(xué)軍中學(xué)選考模擬考試)2016 年,《Nature》期刊報(bào)道一例CH3OH-O2在聚合物催化下的原電池,其工作示意圖如右圖所示。下列說法正確的是( ) A.電極B的電極反應(yīng)式為O2+2e-+H+HO2- B.電解質(zhì)溶液中H+由電極B流向電極A C.電極A是負(fù)極,發(fā)生還原反應(yīng) D.外電路中通過3 mol電子,生成11.2 L CO2 答案A 解析原電池工作時,CH3OH在負(fù)極上失電子,發(fā)生氧化反應(yīng),生成二氧化碳和水,則電極A為負(fù)極,電極B為正極,正極上氧氣得電子生成HO2-,電極反應(yīng)式為O2+H++2e-HO2-,故A正確;原電池工作時,陽離子向正極移動,H+向電極B移動,故B錯誤;電極A為負(fù)極,負(fù)極上CH3OH被氧化,生成二氧化碳和水,故C錯誤;未指明氣體所處的狀態(tài),無法計(jì)算氣體的體積,故D錯誤。 13.(2018嘉興9月份考試)一種新型的電池,總反應(yīng)為3Zn+2FeO42-+8H2O2Fe(OH)3+3Zn(OH)2+4OH-,其工作原理如圖所示。下列說法不正確的是( ) A.Zn電極是負(fù)極,發(fā)生氧化反應(yīng) B.隨著反應(yīng)的進(jìn)行,溶液的pH增大 C.電子由Zn電極流出到石墨電極,再經(jīng)過溶液回到Zn電極,形成回路 D.石墨電極上發(fā)生的電極反應(yīng)為FeO42-+4H2O+3e-Fe(OH)3↓+5OH- 答案C 解析根據(jù)電池總反應(yīng)可知,Zn的化合價(jià)升高,鋅作負(fù)極,發(fā)生氧化反應(yīng),故A說法正確;根據(jù)電池總反應(yīng)方程式可知,反應(yīng)生成OH-,溶液的pH增大,故B說法正確;根據(jù)原電池的工作原理,電子從Zn電極流出經(jīng)外電路流向石墨電極,電解質(zhì)溶液中是陰陽離子定向移動,沒有電子通過,故C說法錯誤;負(fù)極的電極反應(yīng)式為Zn+2OH--2e-Zn(OH)2,正極反應(yīng)式為FeO42-+4H2O+3e-Fe(OH)3+5OH-,故D說法正確。 14.如圖用石墨作電極的電解池中,放入某足量藍(lán)色溶液500 mL,進(jìn)行電解,觀察到A電極表面有紅色固體生成,B電極有無色氣體生成;通電一段時間后,取出A電極,洗滌、干燥、稱量,A電極增重1.6 g。下列說法錯誤的是( ) A.圖中B極同電源正極相連 B.該藍(lán)色溶液可能是Cu(NO3)2或CuCl2溶液 C.電解后溶液的pH約為1(溶液體積變化忽略不計(jì)) D.要使電解后溶液恢復(fù)到電解前的狀態(tài),則可加入2 g CuO 答案B 解析藍(lán)色溶液為含Cu2+的鹽溶液,Cu在A極析出,則A為陰極,B為陽極,與B相連的為電源正極,A項(xiàng)正確;B極產(chǎn)生無色氣體,若為CuCl2溶液,則產(chǎn)生黃綠色的Cl2,B項(xiàng)錯誤;A極增重1.6g為生成的Cu,轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為1.6g64gmol-12=0.05mol,則B極OH-失去0.05mol電子,電解后產(chǎn)生0.05molH+,則c(H+)=0.05mol0.5L=0.1molL-1,pH=1,C項(xiàng)正確;A電極生成Cu,B電極生成O2,故加入CuO可以恢復(fù)原狀,根據(jù)Cu守恒,加入的m(CuO)=1.6g64gmol-180gmol-1=2g,D項(xiàng)正確。 15.(2018遼寧大連模擬)某科研小組模擬“人工樹葉”電化學(xué)裝置如圖所示,該裝置能將H2O和CO2轉(zhuǎn)化為糖類(C6H12O6)和O2,X、Y是特殊催化劑型電極。已知裝置的電流效率等于生成產(chǎn)品所需的電子數(shù)與電路中通過總電子數(shù)之比。 下列說法不正確的是( ) A.該裝置中Y電極發(fā)生氧化反應(yīng) B.X電極的電極反應(yīng)式為6CO2+24e-+24H+C6H12O6+6H2O C.理論上,每生成22.4 L O2必有4 mol H+由Y極區(qū)向X極區(qū)遷移 D.當(dāng)電路中通過3 mol電子時生成18 g C6H12O6,則該裝置的電流效率為80% 答案C 解析根據(jù)裝置圖可知,Y電極與電源正極相連,Y電極為陽極,發(fā)生氧化反應(yīng),A項(xiàng)正確;X電極為陰極,發(fā)生還原反應(yīng),根據(jù)X電極上的反應(yīng)物及產(chǎn)物可寫出陰極的電極反應(yīng)式,B項(xiàng)正確;22.4LO2沒有指明是在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,C項(xiàng)不正確;n(C6H12O6)=18g180gmol-1=0.1mol,生成0.1mol葡萄糖消耗2.4mol電子,故該裝置的電流效率為2.4mol3mol100%=80%,D項(xiàng)正確。 16.(2018浙江溫州模擬)高鐵酸鹽在能源環(huán)保領(lǐng)域有廣泛用途。用鎳(Ni)、鐵作電極電解濃NaOH溶液制備高鐵酸鈉(Na2FeO4)的裝置如圖所示。下列說法正確的是 ( ) A.鐵是陽極,電極反應(yīng)為Fe-2e-+2OH-Fe(OH)2 B.電解一段時間后,鎳電極附近溶液的pH減小 C.若離子交換膜為陰離子交換膜,則電解結(jié)束后左側(cè)溶液中含有FeO42- D.每制得1 mol Na2FeO4,理論上可以產(chǎn)生67.2 L氣體 答案C 解析用鎳(Ni)、鐵作電極電解濃NaOH溶液制備高鐵酸鈉(Na2FeO4),鐵失電子生成高鐵酸鈉,則鐵作陽極,鎳作陰極,電極反應(yīng)式為Fe+8OH--6e-FeO42-+4H2O,A錯誤;鎳電極上H+放電生成H2,c(H+)減小,溶液的pH增大,B錯誤;若離子交換膜為陰離子交換膜,FeO42-穿過陰離子交換膜向左側(cè)擴(kuò)散,左側(cè)溶液中會含有FeO42-,C正確;溫度和壓強(qiáng)未知,不能計(jì)算生成氣體體積,D錯誤。 17.(2018湖北七市調(diào)研)如下圖所示,某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個燃料電池并探究氯堿工業(yè)原理和粗銅的精煉原理,其中乙裝置中X為陽離子交換膜。下列有關(guān)說法正確的是( ) A.反應(yīng)一段時間后,乙裝置中生成的氫氧化鈉在鐵電極區(qū) B.乙裝置中鐵電極為陰極,電極反應(yīng)式為Fe-2e-Fe2+ C.通入氧氣的一極為正極,發(fā)生的電極反應(yīng)為O2-4e-+2H2O4OH- D.反應(yīng)一段時間后,丙中硫酸銅溶液濃度保持不變 答案A 解析甲裝置為甲醚燃料電池,充入氧氣的一極發(fā)生還原反應(yīng),為電極的正極,充入燃料的一極為電極的負(fù)極,C項(xiàng)錯誤;乙裝置為電解飽和氯化鈉溶液的裝置,Fe電極為陰極,C極為陽極,陰極上生成H2,陰極區(qū)c(OH-)增大,Na+透過陽離子交換膜移向陰極區(qū),A項(xiàng)正確,B項(xiàng)錯誤;丙裝置為電解精煉銅的裝置,精銅為陰極,粗銅為陽極,由于粗銅中的Zn、Fe雜質(zhì)失電子,故c(CuSO4)減小,D項(xiàng)錯誤。 18.(2017河南安鶴新開四校聯(lián)考)硼化釩(VB2)-空氣電池是儲電能力較高的電池(如圖所示),電池總反應(yīng)為4VB2+11O24B2O3+2V2O5,下列敘述錯誤的是( ) A.負(fù)極反應(yīng)式為4VB2+44OH--44e-2V2O5+4B2O3+22H2O B.正極反應(yīng)式為11O2+44e-+22H2O44OH- C.OH-由負(fù)極透過選擇性透過膜向正極遷移 D.電子由硼化釩電極經(jīng)負(fù)載流向電極a 答案C 解析從電池的總反應(yīng)看,通入空氣的一極(電極a)是電池的正極,電極反應(yīng)式為O2+2H2O+4e-4OH-或11O2+44e-+22H2O44OH-①,用電池的總反應(yīng)減去①式即可得負(fù)極反應(yīng)式:4VB2+44OH--44e-2V2O5+4B2O3+22H2O,故A、B項(xiàng)正確;電池工作時,OH-應(yīng)向負(fù)極遷移,C項(xiàng)錯誤;電子由負(fù)極經(jīng)外電路流向正極,即由硼化釩電極經(jīng)負(fù)載流向電極a,D項(xiàng)正確。 19.(2017福建晉江四校聯(lián)考)一定條件下,利用如圖裝置可實(shí)現(xiàn)有機(jī)物的儲氫,下列有關(guān)說法正確的是( ) A.苯在電極D上放電時斷開的化學(xué)鍵是極性鍵 B.氣體X在反應(yīng)中通常體現(xiàn)還原性 C.若陽極區(qū)的電解質(zhì)溶液為稀硫酸,則電解一段時間后,陽極區(qū)溶液的pH增大 D.電極D的電極反應(yīng)式為C6H6+6H++6e-C6H12 答案D 解析由題圖可知,電極D上發(fā)生了如下轉(zhuǎn)化:,因此D極為陰極,A為電源的負(fù)極,從斷開的是碳碳鍵,屬于非極性鍵,故A項(xiàng)錯誤;D極的電極反應(yīng)式為+6H++6e-,故D項(xiàng)正確;B為電源的正極,E為電解池的陽極,該極的電極反應(yīng)為2H2O-4e-O2↑+4H+,所以氣體X是O2,O2在反應(yīng)中通常體現(xiàn)氧化性,故B項(xiàng)錯誤;從陽極的電極反應(yīng)式看,陽極區(qū)c(H+)不斷增大,溶液的pH逐漸減小,故C項(xiàng)錯誤。 20.將NaCl溶液滴在一塊光亮清潔的鐵板表面上,一段時間后發(fā)現(xiàn)液滴覆蓋的圓圈中心區(qū)(a)已被腐蝕而變暗,在液滴外沿形成棕色鐵銹環(huán)(b),如圖所示。導(dǎo)致該現(xiàn)象的主要原因是液滴之下氧氣含量比邊緣處少。下列說法正確的是 ( ) A.液滴中的Cl-由a區(qū)向b區(qū)遷移 B.液滴邊緣是正極區(qū),發(fā)生的電極反應(yīng)為O2+2H2O+4e-4OH- C.液滴下的Fe因發(fā)生還原反應(yīng)而被腐蝕,生成的Fe2+由a區(qū)向b區(qū)遷移,與b區(qū)的OH-形成Fe(OH)2,進(jìn)一步氧化、脫水形成鐵銹 D.若改用嵌有一銅螺絲釘?shù)蔫F板,有銅鐵接觸處滴加NaCl溶液,則負(fù)極發(fā)生的電極反應(yīng)為Cu-2e-Cu2+ 答案B 解析根據(jù)液滴之下氧氣含量比邊緣處少可知液滴下鐵為負(fù)極,失電子生成亞鐵離子,液滴外緣氧氣得電子與水化合生成氫氧根,OH-與Fe2+結(jié)合生成Fe(OH)2,進(jìn)而生成Fe2O3nH2O,陰離子移向負(fù)極,A項(xiàng)錯誤,B項(xiàng)正確;鐵為負(fù)極,失電子發(fā)生氧化反應(yīng),C項(xiàng)錯誤;鐵比銅活潑,應(yīng)為鐵失電子:Fe-2e-Fe2+,D項(xiàng)錯誤。 二、非選擇題(本大題包括6個小題,共60分) 21.(12分)過渡態(tài)理論認(rèn)為:化學(xué)反應(yīng)并不是通過簡單的碰撞就能完成的,而是從反應(yīng)物到生成物的過程中經(jīng)過一個高能量的過渡態(tài)。如圖1是1 mol NO2與1 mol CO恰好反應(yīng)生成CO2和NO過程中的能量變化示意圖。 (1)試寫出NO2和CO反應(yīng)的熱化學(xué)方程式: ,該反應(yīng)的活化能是 kJmol-1。 (2)在密閉容器中進(jìn)行的上述反應(yīng)是可逆反應(yīng),則其逆反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為 ,該反應(yīng)的活化能為 kJmol-1。 (3)圖2是某同學(xué)模仿圖1畫出的NO(g)+CO2(g)NO2(g)+CO(g)的能量變化示意圖。則圖中E3= kJmol-1,E4= kJmol-1。 答案(1)NO2(g)+CO(g)NO(g)+CO2(g) ΔH=-234 kJmol-1 134 (2)NO(g)+CO2(g)NO2(g)+CO(g) ΔH=+234 kJmol-1 368 (3)368 234 解析(1)圖中E1是正反應(yīng)的活化能,即該反應(yīng)的活化能為134kJmol-1。正反應(yīng)的活化能和逆反應(yīng)的活化能之間的能量差即為反應(yīng)熱。 (2)可逆反應(yīng)中逆反應(yīng)的反應(yīng)熱與正反應(yīng)的反應(yīng)熱的數(shù)值相等,符號相反。 (3)E3即該反應(yīng)的活化能,與E2相等,E4是反應(yīng)物與生成物的能量之差,即反應(yīng)熱。 22.(8分)(2018重慶三峽名校聯(lián)考)氫氣的制取是氫能源利用領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。 (1)納米級的Cu2O可作為太陽光分解水的催化劑。一定溫度下,在2 L密閉容器中加入納米級Cu2O并通入0.10 mol水蒸氣發(fā)生反應(yīng):2H2O(g)2H2(g)+O2(g) ΔH=+484 kJmol-1,不同時段產(chǎn)生O2的量見下表: 時間/min 20 40 60 80 n(O2)/mol 0.001 0 0.001 6 0.002 0 0.002 0 上述反應(yīng)過程中能量轉(zhuǎn)化形式為光能轉(zhuǎn)化為 能,達(dá)平衡過程中至少需要吸收光能 kJ(保留三位小數(shù))。 (2)氫氣是合成氨工業(yè)的原料,合成塔中每產(chǎn)生2 mol NH3,放出92.2 kJ熱量。已知: 則1 mol N—H鍵斷裂吸收的能量約等于 。 (3)已知:①2H2(g)+O2(g)2H2O(g) ΔH=-483.6 kJmol-1 ②N2(g)+2O2(g)2NO2(g) ΔH=+67.7 kJmol-1 則H2還原NO2生成水蒸氣和氮?dú)獾臒峄瘜W(xué)方程式是 。 答案(1)化學(xué) 0.968 (2)391 kJ (3)4H2(g)+2NO2(g)N2(g)+4H2O(g) ΔH=-1 034.9 kJmol-1 解析(1)題述反應(yīng)過程中能量轉(zhuǎn)化形式為光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。達(dá)平衡時,生成氧氣0.002mol,至少需要吸收的光能為0.002mol484kJmol-1=0.968kJ。 (2)3H2(g)+N2(g)2NH3(g),反應(yīng)的焓變=反應(yīng)物斷裂化學(xué)鍵吸收的能量-生成物形成化學(xué)鍵放出的能量=3436kJmol-1+945.8kJmol-1-6E(N—H)=-92.2kJmol-1,E(N—H)=391kJmol-1。 (3)反應(yīng)4H2(g)+2NO2(g)N2(g)+4H2O(g)可以由①2-②得到,故ΔH=-(483.6kJmol-1)2-67.7kJmol-1=-1034.9kJmol-1。 23.(12分)(2018安徽合肥質(zhì)檢)如圖所示,U形管內(nèi)盛有100 mL的溶液,按要求回答下列問題: (1)斷開K2,閉合K1,若所盛溶液為CuSO4溶液,則A極為 極,B極的電極反應(yīng)式為 。若所盛溶液為KCl溶液,則B極的電極反應(yīng)式為 。 (2)斷開K1,閉合K2,若所盛溶液為滴有酚酞的NaCl溶液,則:①A電極附近可以觀察到的現(xiàn)象是 ,Na+移向 (填“A”或“B”)極。 ②B電極上的電極反應(yīng)式為 ,總反應(yīng)的化學(xué)方程式是 。 ③反應(yīng)一段時間后斷開K2,若忽略溶液的體積變化和氣體的溶解,B極產(chǎn)生氣體的體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況)為11.2 mL,將溶液充分混合,溶液的pH約為 。若要使電解質(zhì)溶液恢復(fù)到原狀態(tài),需向U形管內(nèi)加入或通入一定量的 。 答案(1)負(fù) Cu2++2e-Cu O2+2H2O+4e-4OH- (2)①溶液變紅 A?、?Cl--2e-Cl2↑ 2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑?、?2 HCl 解析(1)斷開K2,閉合K1時,該裝置是原電池,鋅作負(fù)極,碳作正極,正極上銅離子得電子生成銅,發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)式為Cu2++2e-Cu;所盛溶液為KCl溶液時發(fā)生鋅的吸氧腐蝕,正極(B極)的電極反應(yīng)式為O2+2H2O+4e-4OH-;(2)斷開K1,閉合K2,若所盛溶液為滴有酚酞的NaCl溶液,①該裝置是電解池,碳棒是陽極,鋅棒是陰極,電解時,鋅棒上氫離子放電生成氫氣,同時電極附近生成的氫氧根離子導(dǎo)致溶液呈堿性,使酚酞變紅;溶液中的Na+向陰極移動,即向A電極移動;②電解時,陽極B上氯離子放電生成氯氣:2Cl--2e-Cl2↑,陰極上氫離子放電生成氫氣,同時溶液中生成氫氧化鈉,所以電池總反應(yīng)式為2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑;③由②可知,B極產(chǎn)生(標(biāo)準(zhǔn)狀況)11.2mLCl2,生成0.001molNaOH。故c(OH-)=0.01molL-1,c(H+)=KWc(OH-)=10-140.01molL-1=10-12molL-1,故pH=12。兩極逸出的氣體分別是H2和Cl2,故要使電解質(zhì)溶液恢復(fù)到原狀態(tài),需向U形管內(nèi)通入一定量的HCl氣體。 24.(8分)對金屬制品進(jìn)行抗腐蝕處理,可延長其使用壽命。 (1)以下為鋁材表面處理的一種方法: ①堿洗的目的是除去鋁材表面的自然氧化膜,堿洗時常有氣泡冒出,原因是 (用離子方程式表示)。為將堿洗槽液中的鋁以沉淀形式回收,最好向槽液中加入下列試劑中的 。 a.NH3 b.CO2 c.NaOH d.HNO3 ②以鋁材為陽極,在H2SO4溶液中電解,鋁材表面形成氧化膜,陽極電極反應(yīng)式為 。取少量廢電解液,加入NaHCO3溶液后產(chǎn)生氣泡和白色沉淀,產(chǎn)生沉淀的原因是 。 (2)鍍銅可防止鐵制品腐蝕,電鍍時用銅而不用石墨作陽極的原因是 。 (3)利用下圖裝置,可以模擬鐵的電化學(xué)防護(hù)。 若X為碳棒,為減緩鐵的腐蝕,開關(guān)K應(yīng)置于 處。 若X為鋅,開關(guān)K置于M處,該電化學(xué)防護(hù)法稱為 。 答案(1)①2Al+2OH-+6H2O2[Al(OH)4]-+3H2↑(或2Al+2OH-+2H2O2AlO2-+3H2↑) b ②2Al+3H2O-6e-Al2O3+6H+ HCO3-與H+反應(yīng)使H+的濃度減小,產(chǎn)生Al(OH)3沉淀 (2)補(bǔ)充溶液中消耗的Cu2+,保持溶液中Cu2+的濃度恒定 (3)N 犧牲陽極的陰極保護(hù)法(或犧牲陽極保護(hù)法) 解析(1)①Al能與NaOH溶液反應(yīng)生成H2,Al2O3與NaOH溶液反應(yīng)時不能生成H2,則根據(jù)氣泡冒出的現(xiàn)象斷定Al與NaOH溶液發(fā)生了化學(xué)反應(yīng);[Al(OH)4]-(或AlO2-)轉(zhuǎn)化成Al(OH)3須加入酸,而Al(OH)3能溶于強(qiáng)酸,所以選擇CO2;②Al在陽極失電子生成氧化膜(Al2O3),Al2O3中的氧是由水提供的,溶液顯酸性,所以有H+生成;廢電解液中含有Al3+,Al3++3H2OAl(OH)3+3H+,NaHCO3水解顯堿性,與Al3+的水解互相促進(jìn)。 (2)電鍍時銅作陽極,失去電子生成Cu2+,陰極Cu2+得電子生成Cu。 (3)碳棒的活潑性小于鐵的,則需用電解池的原理,利用鐵作陰極與電源負(fù)極相連從而保護(hù)鐵不受腐蝕;Zn的活潑性大于鐵的,則二者形成原電池時,Zn作負(fù)極從而保護(hù)鐵不受腐蝕。 25.(8分)Zn-MnO2干電池應(yīng)用廣泛,其電解質(zhì)溶液是ZnCl2-NH4Cl混合溶液。 (1)該電池的負(fù)極材料是 。電池工作時,電子流向 (填“正極”或“負(fù)極”)。 (2)若ZnCl2-NH4Cl混合溶液中含有雜質(zhì)Cu2+,會加速某電極的腐蝕,其主要原因是 。 欲除去Cu2+,最好選用下列試劑中的 (填代號)。 a.NaOH b.Zn c.Fe d.NH3H2O (3)MnO2的生產(chǎn)方法之一是以石墨為電極,電解酸化的MnSO4溶液。陰極的電極反應(yīng)式是 。若電解電路中通過2 mol電子,MnO2的理論產(chǎn)量為 g。 答案(1)Zn(或鋅) 正極 (2)鋅與還原出的銅構(gòu)成銅鋅原電池而加快鋅的腐蝕 b (3)2H++2e-H2↑ 87 解析(1)由原電池原理可知,負(fù)極材料是Zn,電池工作時,電子由負(fù)極經(jīng)外電路流向正極。(2)在金屬活動性順序中,Cu排在Zn的后面,Cu2+能將Zn氧化為Zn2+,從而使Zn電極受到腐蝕,利用反應(yīng)Cu2++ZnCu+Zn2+,可用Zn除去Cu2+,另外幾種試劑在除Cu2+時會引入雜質(zhì)。(3)電解時陰極發(fā)生還原反應(yīng),溶液中的H+在陰極得電子被還原。由關(guān)系式Mn2+~MnO2~2e-可得電路中通過2mol電子時,MnO2的理論產(chǎn)量為87g。 26.(12分)(2018湖北襄陽五中二模)(1)電化學(xué)沉解法可用于治理水中硝酸鹽的污染。 圖甲 電化學(xué)降解NO3-的原理如圖甲所示,電源正極為 (填“A”或“B”),陰極反應(yīng)式為 。 (2)圖乙是一種用電解原理制備H2O2,并用產(chǎn)生的H2O2處理廢氨水的裝置。 圖乙 ①為了不影響H2O2的產(chǎn)量,需要向廢氨水中加入適量HNO3調(diào)節(jié)溶液pH約為5,則所得溶液中c(NH4+) (填“>”“<”或“=”)c(NO3-)。 ②Ir-Ru惰性電極吸附O2生成H2O2,其電極反應(yīng)式為 。 圖丙 ③理論上電路中每轉(zhuǎn)移3 mol e-,最多可以處理廢氨水中溶質(zhì)(以NH3計(jì))的質(zhì)量是 g。 (3)電解法也可以利用KHCO3使K2CO3溶液再生。其原理如圖丙所示,KHCO3應(yīng)進(jìn)入 (填“陰極”或“陽極”)室。 結(jié)合方程式簡述再生K2CO3的原理是 。 答案(1)A 2NO3-+12H++10e-N2↑+6H2O (2)①c(OH-),故c(NH4+)下載提示(請認(rèn)真閱讀)
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