全国高考化学化学反应与能量变化的推断题综合高考模拟和真题分类汇总附答案.docx

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全国高考化学化学反应与能量变化的推断题综合高考模拟和真题分类汇总附答案

全国高考化学化学反应与能量变化的推断题综合高考模拟和真题分类汇总附答案

一、化学反应与能量变化练习题（含详细答案解析）

1．A、B、C三个烧杯中分别盛有相同物质的量浓度的稀硫酸。

①B中Sn极的电极反应式为__________，Sn极附近溶液的pH（填“增大”、“减小”或“不变”）__________。

②C中总反应离子方程式为__________，比较A、B、C中铁被腐蚀的速率，由快到慢的顺序是__________。

【答案】2H++2e-=H2↑增大Zn+2H+=Zn2++H2↑B>A>C

【解析】

【分析】

①B中形成Sn-Fe原电池，Fe比Sn活泼，则Sn为正极发生还原反应；

②C中形成Zn-Fe原电池，总反应为Zn+2H+=Zn2++H2↑，电化学腐蚀的速率大于化学腐蚀的速率，金属作原电池正极时得到保护。

【详解】

①B中形成Sn-Fe原电池，由于Fe比Sn活泼，所以Sn为正极，溶液中的H+在Sn上获得电子，发生还原反应，电极反应式为：

2H++2e-=H2↑；由于氢离子不断消耗，所以Sn附近溶液中c（H+）减小，溶液的pH值增大；

②锌比铁活泼，锌为原电池负极，被腐蚀，负极电极反应式为Zn-2e-=Zn2+，正极：

2H++2e-=H2↑，总反应方程式为Zn+2H+=Zn2++H2↑。

A发生化学腐蚀，B发生电化学腐蚀，C中发生电化学腐蚀，由于锌比铁活泼，所以铁作原电池的正极而被保护，电化学腐蚀的速率大于化学腐蚀的速率，所以由快到慢的顺序是B>A>C。

【点睛】

本题考查了原电池的工作原理和电极反应式的书写以及金属的活泼性。

一般情况下，在原电池反应中，活动性强的电极在负极，失去电子，发生氧化反应；但也有例外。

如Mg-Al-NaOH溶液构成的原电池中，活动性弱的Al为负极，活动性强的Mg为正极。

知道金属腐蚀快慢的判断规律为：

电解池的阳极>原电池的负极>化学腐蚀>原电池的正极>电解池的阴极。

2．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-=Feabc

【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-=Fe2+；正极C上O2得电子发生还原反应，正极的电极反应式为：

2H2O+O2+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。

3．请根据化学反应与热能的有关知识，填写下列空白：

（1）在Ba（OH）2·8H2O和NH4Cl晶体反应的演示实验中：

反应物混合后需用玻璃棒迅速搅拌，其目的是____________，体现该反应为吸热反应的现象是烧杯变凉和________。

（2）下列过程中不一定释放能量的是____（请填编号）。

A．形成化学键B．燃料燃烧C．化合反应D．葡萄糖在体内的氧化反应

E.酸碱中和F.炸药爆炸

（3）已知：

通常条件下，酸碱稀溶液中和生成1mol水放出的热量为中和热。

稀溶液中1molH2SO4和NaOH恰好反应时放出QkJ热量，则其中和热为____kJ/mol。

（4）已知H2和O2反应放热，且断开1molH-H、1molO=O、1molO-H键需吸收的能量分别为Q1、Q2、Q3kJ，由此可以推知下列关正确的是___（填编号）。

A．Q1+Q2>Q3B．Q1+Q2>2Q3C．2Q1+Q2<4Q3D．2Q1+Q2<2Q3

【答案】搅拌，使反应物充分接触促进反应玻璃片上水结冰而与烧杯粘在一起C

C

【解析】

【分析】

（1）通过玻璃棒的搅拌可使混合物充分接触而促进反应进行；烧杯和玻璃片之间的水结冰会将二者粘在一起；

（2）形成化学键释放能量，燃烧放热、有些化合反应是吸热反应，如碳和二氧化碳反应制一氧化碳，大多数分解反应是吸热反应，氧化反应、酸碱中和、炸药爆炸都是放热反应；

（3）依据中和热的概念是强酸、强碱的稀溶液完全反应生成1mol水和可溶性盐放出的热量进行分析；

（4）根据旧键断裂吸收的能量减去新键生成释放的能量的差值即为反应热，结合燃烧反应为放热反应分析解答。

【详解】

（1）固体参加的反应，搅拌可使反应混合物充分接触而促进反应进行，通过玻璃片上水结冰而与烧杯粘在一起，知道氢氧化钡晶体和氯化铵之间的反应是吸热反应；

（2）形成化学键、燃料的燃烧、葡萄糖在体内的氧化反应、酸碱中和反应和炸药的爆炸过程都属于放热反应，而化合反应不一定为放热反应，如CO2与C在高温下反应产生CO的反应属于吸热反应，所以不一定释放能量的为化合反应，故合理选项是C；

（3）在稀溶液中1molH2SO4与NaOH溶液恰好完全反应时生成2molH2O，放出QkJ热量，而中和热是指强酸、强碱在稀溶液中发生中和反应生成可溶性盐和1mol水时放出的热量，故H2SO4与NaOH反应的中和热为：

kJ/mol；

（4）1molH2O中含2molH-O键，断开1molH-H、1molO=O、1molO-H键需吸收的能量分别为Q1、Q2、Q3kJ，则形成1molO-H键放出Q3kJ热量，对于反应H2（g）+

O2（g）=H2O（g），断开1molH-H键和

molO=O键所吸收的能量（Q1+

Q2）kJ，生成2molH-O新键释放的能量2Q3kJ，由于该反应是放热反应，所以2Q3-（Q1+

Q2）>0，2Q1+Q2<4Q3，故合理选项是C。

【点睛】

本题考查了化学反应与能量变化，注意掌握中和热的概念，反应热为断裂反应物化学键吸收的总能量与形成生成物化学键释放的总能量的差，（4）1molH2O中含2molH-O键为解答易错点。

4．理论上讲，任何自发的氧化还原反应都可以设计成原电池。

某同学利用“Cu＋2Ag+＝2Ag+Cu2+”反应设制一个化学电池，如图所示，已知该电池在外电路中，电流从a极流向b极。

请回答下列问题：

（1）b极是电池的_____________极，材料是_____________，写出该电极的反应式_____________。

（2）a可以为_____________A、铜B、银C、铁D、石墨

（3）c溶液是_____________A、CuSO4溶液B、AgNO3溶液C、酒精溶液

（4）若该反应过程中有0.2mol电子发生转移，则生成Ag为_____________克。

【答案】负CuCu–2e-=Cu2+BDB21.6

【解析】

【分析】

有题干信息可知，原电池中，电流从a极流向b极，则a为正极，得到电子，发生还原反应，b为负极，失去电子，发生氧化反应，据此分析解答问题。

【详解】

（1）根据上述分析知，b是电池的负极，失去电子，反应Cu＋2Ag+＝2Ag+Cu2+中Cu失去电子，故Cu作负极，发生的电极反应为Cu–2e-=Cu2+，故答案为：

负；Cu；Cu–2e-=Cu2+；

（2）a是电池的正极，电极材料可以是比铜更稳定的Ag，也可以是惰性的石墨，故答案为：

BD；

（3）电解质溶液c是含有Ag+的溶液，故答案为：

B；

（4）根据得失电子守恒可得，反应过程中转移1mol电子，生成2molAg，质量为108×2=21.6g，故答案为：

21.6。

5．电化学在化学工业中有着广泛应用。

根据图示电化学装置，

（1）甲池通入乙烷（C2H6）一极的电极反应式为___。

（2）乙池中，若X、Y都是石墨，A是Na2SO4溶液，实验开始时，同时在两极附近溶液中各滴入几滴酚酞溶液，X极的电极反应式为___；一段时间后，在Y极附近观察到的现象是___。

（3）工业上通过电解浓NaOH溶液制备Na2FeO4，其工作原理如图所示，则阳极的电极反应式为__，阴极反应式为___。

【答案】C2H6+18OH--14e-=12H2O+2CO32-4OH--4e-=O2↑+2H2O电极表面产生气泡，附近溶液显红色Fe+8OH--6e-=FeO42-+4H2O2H2O+2e-=H2↑+2OH-

【解析】

【分析】

甲池为乙烷燃料电池，所以反应过程中乙烷被氧化，则通入乙烷的一极应为负极，通入氧气的一极为正极；乙池为电解池，X与电池正极相连为阳极，Y与负极相连为阴极。

【详解】

（1）通入乙烷的一极为负极，乙烷被氧化，由于电解质溶液KOH，所以生成碳酸根和水，电极方程式为：

C2H6+18OH--14e-=12H2O+2CO32-；

（2）X为阳极，硫酸钠溶液中水电离出的OH-在阳极放电生成氧气，电极方程式为：

4OH--4e-=O2↑+2H2O；Y电极为阴极，水电离出的氢离子在阴极放电生成氢气，水的电离受到促进电离出更多的氢氧根，Y电极附近显碱性，电极附近滴有酚酞，所以可以观察到Y电极附近有气泡产生且溶液显红色；

（3）阳极是铁，故阳极上铁放电生成FeO42-，由于是碱性环境，故电极方程式为：

Fe+8OH--6e-=FeO42-+4H2O；电解时，水电离的H+在阴极放电生成氢气，电极方程式为：

2H2O+2e-=H2↑+2OH-。

【点睛】

陌生电极反应式的书写步骤：

①根据题干找出反应物以及部分生成物，根据物质变化分析化合价变化并据此写出得失电子数；②根据电荷守恒配平电极反应式，在配平时需注意题干中电解质的环境；③检查电极反应式的守恒关系（电荷守恒、原子守恒、转移电子守恒等）。

6．高铁电池是一种新型可充电电池该电池能较长时间保持稳定的放电电压。

高铁电池的总反应为3Zn+2K2FeO4+8H2O

3Zn（OH）2+2Fe（OH）3+4KOH。

（1）高铁电池的负极材料是___。

（2）放电时，正极发生__（填“氧化”或“还原”）反应；负极的电极反应式为__。

（3）放电时，__（填“正”或“负”）极附近溶液的碱性增强。

【答案】Zn还原Zn-2e-+2OH-=Zn（OH）2正

【解析】

【分析】

放电时该装置相当于原电池，根据原电池有关原理进行解答。

【详解】

（1）电池的负极上发生氧化反应，正极上发生还原反应。

由高铁电池放电时的总反应方程式可知，负极材料应为Zn。

答案为：

Zn。

（2）原电池放电时，正极得到电子发生还原反应，负极材料为锌，失电子发生氧化反应，由总反应可知溶液为碱性，所以负极反应式为：

Zn-2e-+2OH-=Zn（OH）2。

答案为：

还原；Zn-2e-+2OH-=Zn（OH）2。

（3）放电时K2FeO4中的Fe的化合价由+6价变为+3价，发生还原反应，电极反应式为：

FeO42-+4H2O+3e-=Fe（OH）3+5OH-，正极上生成氢氧根离子导致溶液中氢氧根离子浓度增大，溶液的碱性增强。

答案为：

正。

7．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LiAlCl4－SOCl2。

电池的总反应可表示为4Li＋2SOCl2＝4LiCl＋S＋SO2。

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_______________。

【答案】Li4Li－4e－＝4Li＋2SOCl2＋4e－＝4Cl－＋S＋SO2

【解析】

【分析】

（1）原电池中，失电子发生氧化反应的极是负极，该极上发生失电子的氧化反应；

（2）原电池的正极上发生得电子的还原反应。

【详解】

（1）该原电池中锂的活泼性大于碳的，所以锂作负极，负极上Li失电子，发生氧化反应，电极反应4Li－4e－＝4Li＋；

（2）正极上得电子发生还原反应，根据反应方程式知，SOCl2得电子生成Cl-、S、SO2，电极方程式为2SOCl2+4e-=4Cl-+S+SO2。

8．A、B、C三个烧杯中分别盛有相同物质的量浓度的稀硫酸。

（1）A中反应的离子方程式为_________________________________。

（2）B中Fe极为_______极，电极反应式为_______________________。

C中Fe极为_______极，电极反应式为__________________________，电子从_______极流出（填“Zn”或“Fe”）。

（3）比较A、B、C中铁被腐蚀的速率，由快到慢的顺序是___________________。

【答案】Fe＋2H＋=Fe2+H2↑负极Fe－2e－=Fe2+正极2H＋＋2e－=H2↑ZnB>A>C

【解析】

【分析】

已知金属活动性：

Zn＞Fe＞Sn，则A发生化学腐蚀，铁与硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，B中Fe为负极，Sn为正极，Fe被腐蚀，C中Zn为负极，Fe为正极，Fe被保护，以此解答。

【详解】

（1）铁与硫酸反应的离子方程式为：

Fe+2H+=Fe2++H2↑；

（2）Fe比Sn活泼，则B中Fe为负极，Sn为正极，负极发生Fe－2e－=Fe2+；Zn比Fe活泼，则C中Fe为正极，Zn为负极，正极反应式为2H＋＋2e－=H2↑，电子从负极即Zn极流出；

（3）A发生化学腐蚀；B中Fe为负极，Sn为正极，Fe被腐蚀；C中Zn为负极，Fe为正极，Fe被保护，Zn被腐蚀，则A、B、C中铁被腐蚀的速率，由快到慢的顺序是B＞A＞C，。

9．在由铜片、锌片和150mL稀硫酸组成的原电池中，当在铜片上放出6.72L（标准状况）的H2时，硫酸恰好用完，则：

（1）产生这些气体消耗的锌的质量是____g；

（2）通过导线的电子的物质的量是_____mol；

（3）该原电池正极的电极反应式为___________________________。

【答案】19.50.62H++2e-=H2↑

【解析】

【分析】

（1）根据锌和氢气之间的关系式计算锌减少的质量；

（2）根据氢气与电子的关系式计算；

（3）锌为负极,Cu为正极,正极上氢离子得电子生成氢气。

【详解】

（1）设锌减少的质量为m，根据Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑反应可知，65g：

22.4L=m：

6.72L，解之得m=19.5g；

答案是:

19.5；

（2）根据Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑可知，有22.4LH2生成，转移电子为2mol，所以有6.72LH2生成，转移电子0.6mol；

答案是:

0.6；

（3）锌为负极,Cu为正极,正极上氢离子得电子生成氢气,其电极方程式为:

2H++2e-═H2↑；

答案是:

2H++2e-═H2↑。

10．1g葡萄糖（C6H12O6）完全氧化放出16.7kJ的热量，则1mol葡萄糖完全氧化能放出_________的热量。

【答案】3006kJ

【解析】

【分析】

1g葡萄糖完全氧化，放出约16.7kJ的能量，1mol葡萄糖的质量为180g，据此分析计算。

【详解】

1g葡萄糖完全氧化，放出约16.7kJ的能量，所以1mol葡萄糖完全氧化，放出的能量是16.7kJ×180=3006kJ，故答案为：

3006kJ。

11．回答下列问题：

（1）已知两种同素异形体A、B的热化学方程式为：

A（s）+O2（g）═CO2（g）△H=﹣393.51kJ·mol－1；B（s）+O2（g）═CO2（g）△H=﹣395.41kJ·mol－1则两种同素异形体中较稳定的是（填“A”或“B”）______。

（2）已知化学反应N2＋3H2

2NH3的能量变化如图所示。

①1molN和3molH生成1molNH3（g）是_______能量的过程（填“吸收”或“释放”）。

由

molN2（g）和

molH2（g）生成1molNH3（g）过程________（填“吸收”或“释放”）___________kJ能量。

（用图中字母表示，②同）

②

molN2（g）和

molH2（g）反应生成1molNH3（l）的△H=_______________。

（3）工业上用H2和Cl2反应制HCl，各键能为：

H﹣H：

436kJ·mol－1，Cl﹣Cl：

243kJ·mol－1，H﹣Cl：

431kJ·mol－1。

该反应的热化学方程式是_______________。

【答案】A释放释放b－a△H=-（b+c-a）kJ·mol－1H2（g）+Cl2（g）=2HCl（g）△H=-183kJ·mol－1

【解析】

【分析】

（1）由①A（s）+O2（g）═CO2（g）△H=-393.51kJ/mol；②B（s）+O2（g）═CO2（g）△H=-395.41kJ/mol，根据盖斯定律：

①-②分析反应的热效应，能量越高越不稳定；

（2）①原子结合为分子过程会放热；由图象可知，反应物的总能量大于生成物的总能量，反应放热；△H=生成物的活化能-反应物的活化能；

②根据反应热等于反应物总能量减去生成物总能量计算反应热并书写热化学方程式，注意反应物的物质的量和生成物的聚集状态；

（3）反应方程式为：

H2+Cl2=2HCl，根据吸收的能量之和与放出的能量之和的相对大小判断反应的吸放热，二者的差值即为焓变的数值。

【详解】

（1）由①A（s）+O2（g）═CO2（g）△H=-393.51kJ/mol；②B（s）+O2（g）═CO2（g）△H=-395.41kJ/mol，根据盖斯定律：

①-②得：

A（s）=B（s）△H＞0，所以B的能量高，能量越高越不稳定，A稳定；

（2）①原子结合为分子过程会放热，所以1molN和3molH生成1molNH3（g）是释放能量的过程；由图象可知，反应物的总能量大于生成物的总能量，则该反应为放热反应，则

molN2（g）和

molH2（g）生成1molNH3（g）过程时放热过程；△H=生成物的活化能-反应物的活化能=b-akJ/mol，所以1molNH3（g）过程时放热b-akJ；

②

molN2（g）和

molH2（g）反应生成1molNH3（l）的△H=（akJ•mol-1）-（bkJ•mol-1+ckJ•mol-1）=-（b+c-a）kJ•mol-1；

（3）反应方程式为：

H2+Cl2=2HCl，生成2molHCl，需吸收能量：

436kJ+243kJ=679kJ，放出能量：

2×431kJ=862kJ，放出的能量大于吸收的能量，则该反应放热，焓变为负号，且放出的热量为：

864kJ-679kJ=185kJ，所以△H=-183KJ/mol，所以反应的热化学方程式是H2（g）+Cl2（g）=2HCl（g）△H=-183kJ/mol。

【点睛】

通常应用盖斯定律进行简单计算的基本方法是参照新的热化学方程式（目标热化学方程式），结合原热化学方程式（一般2～3个）进行合理“变形”，如热化学方程式颠倒、乘除以某一个数，然后将它们相加、减，得到目标热化学方程式，求出目标热化学方程式的ΔH与原热化学方程式之间ΔH的换算关系。

12．

（1）为了验证Fe2+与Cu2+氧化性强弱，下列装置能达到实验目的的是_______（填装置序号），其正极的电极反应式为_______；若构建该原电池时两个电极的质量相等，当导线中通过0.4mol电子时，两个电极的质量差为_______g。

（2）将CH4设计成燃料电池，其利用率更高，装置如图所示（A、B为多孔碳棒）。

实验测得OH-定向移向A电极，则_______（填A或B）处电极入口通CH4，其电极反应式为_______。

（3）金属冶炼和处理常涉及氧化还原反应。

由下列物质冶炼相应金属时采用电解法的是_______（填选项字母）。

a．Fe2O3b．NaClc．Cu2Sd．Al2O3

【答案】②Cu2++2e-=Cu24ACH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2Obd

【解析】

【分析】

（1）验证Fe2+与Cu2+氧化性强弱，发生反应Fe+Cu2+==Fe2++Cu，由此反应确定所用装置及正极的电极反应。

当导线中通过0.4mol电子时，负极Fe失电子生成Fe2+，质量减轻，正极Cu2+得电子生成Cu，质量增加，两个电极的质量差为两电极质量变化之和。

（2）OH-带负电性，应向负极移动，由此确定A电极为负极，CH4在碱性溶液中失电子生成CO32-等。

（3）金属冶炼和处理时，由于钾、钙、钠、镁、铝活泼，难以用还原剂还原，所以常使用电解法。

【详解】

（1）A装置中Cu作负极，发生反应Cu+4HNO3（浓）==Cu（NO3）2+2NO2↑+2H2O，没有涉及Fe，不能验证Fe2+与Cu2+氧化性强弱；要发生反应Fe+Cu2+==Fe2++Cu，应使用装置②，正极的电极反应为Cu2++2e-=Cu。

在电池②中，有如下关系式：

Fe—2e—Cu，则参加反应的Fe与生成的Cu都为0.2mol，两个电极的质量差为0.2mol×64g/mol+0.2mol×56g/mol=24g。

答案为：

②；Cu2++2e-=Cu；24；

（2）在原电池中，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，因为OH-向A电极移动，所以A电极为负极，CH4在KOH溶液中失电子生成CO32-、H2O，电极反应式为CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O。

答案为：

A；CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O；

（3）a．用Fe2O3冶炼Fe，需使用还原剂（常为CO），用还原法炼铁，a不合题意；

b．用NaCl冶炼Na，一般的还原剂不能满足要求，应使用电解法，b符合题意；

c．用Cu2S冶炼Cu，需使用氧化剂（纯氧），用氧化法将Cu2S氧化为Cu，c不合题意；

d．用Al2O3冶炼Al，一般氧化剂不能满足要求，需使用电解法，d符合题意；

故选bd。

答案为：

bd。

【点睛】

在计算原电池反应发生后两电极的质量差时，我们常会错误地认为，即然是质量差，那就是两电极参加反应的金属的质量差，从而得出错误的结论。

13．微型纽扣电池在现代生活中有广泛应用，有一种银锌电池，其电极分别是Ag2O和Zn，电解质溶液为KOH溶液，总反应为Ag2O+Zn=ZnO+2Ag，其中一个电极反应为Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-。