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汇总含答案解析Word文档格式.docx

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（4）原电池负极发生氧化反应、正极发生还原反应，负极是一氧化碳失电子生成二氧化碳，负极反应式CO+O2--2e-=CO2；

A．b通入氧气，氧气发生还原反应，工作时电极b作正极，O2-通过固体介质NASICON由电极b流向电极a，故A正确；

B．电流由正极流向负极，b是正极，工作时电流由电极b通过传感器流向电极a，故B错误；

C．CO的含量越高，失电子越多，传感器中通过的电流越大，故C正确；

（5）C2O42-被酸性KMnO4氧化为CO2，根据得失电子守恒、电荷守恒、元素守恒，相应的离子方程式是5C2O42-+2MnO4-+16H+=10CO2+2Mn2++8H2O。

2．A、B、C、D、E、F是中学化学中常见的六种短周期元素，有关位置及信息如下：

A的气态氢化物能使湿润的红色石蕊试纸变蓝；

C单质在实验室一般保存在煤油中；

F的最高价氧化物对应水化物既能和酸反应又能和强碱反应，G单质是日常生活中用量最大的金属，易被腐蚀。

请回答下列问题：

（1）A元素在周期表中的位置是____________。

（2）A与B可组成质量比为7:

16的三原子分子，该分子释放在空气中可能引起的环境问题有：

（任写一种）。

__________________；

（3）同温同压下，将aLA氢化物的气体和bLD的氢化物气体通入水中，若a=b，则所得溶液的pH__7（填“>

"

或“<

”或“=”），若使所得溶液pH=7，则a_________b（填“>

”或“=”）。

（4）写出F的单质与NaOH溶液反应的离子方程式：

____________________。

（5）已知一定量的E单质能在B2（g）中燃烧，其可能的产物及能量关系如下左图所示：

请写出一定条件下EB2（g）与E（s）反应生成EB（g）的热化学方程式__________________。

（6）若在D与G组成的某种化合物的溶液甲中，加入铜片，溶液会慢慢变为蓝色，依据产生该现象的反应原理，所设计的原电池如上右图所示，其反应中正极反应式为______________。

某同学假设正极产物是Fe2+，请你设计实验证明该假设___________________。

【答案】第二周期第VA族酸雨（或光化学烟雾）＜＞2Al+2OH-+2H2O＝2AlO2-+3H2↑CO2（g）+C（s）＝2CO（g）△H＝+172.5kJ/mol或1/2CO2（g）+1/2C（s）＝CO（g）△H＝+86.25kJ/molFe3++e－＝Fe2+滴加酸性高锰酸钾溶液（或铁氰化钾溶液），若溶液紫色褪去（或产生蓝色沉淀），则产品中含有Fe2+

A的气态氢化物能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，则A是N元素；

C单质在实验室一般保存在煤油中，所以C是Na元素；

F的最高价氧化物对应的水化物既能与酸反应又能与碱反应，F是Al元素，G单质是日常生活中用量最大的金属，易被腐蚀，则G是Fe元素。

其余E是C元素，B是O元素，D是Cl元素。

（1）N元素在周期表中的位置是第二周期第VA族；

（2）N与O可组成质量比为7:

16的三原子分子，该分子的化学式是NO2，该分子释放在空气中可能引起的酸雨问题；

（3）aLA氢化物的气体和bLD的氢化物气体通入水中，若a=b，则二者恰好反应生成氯化铵，溶液呈酸性，pH＜7。

如果使溶液的pH=7，呈中性，所以氨气稍过量，a＞b；

（4）Al与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，离子方程式为2Al+2OH—+2H2O=2AlO2—+3H2↑；

（5）由图可知，1molC（s）与氧气反应生成1molCO气体放出的热量是393.5kJ-283kJ=110.5kJ，1molC（s）与氧气完全燃烧生成二氧化碳气体放出393.5kJ的热量，根据盖斯定律，所以EB2（g）与E（s）反应生成EB（g）的热化学方程式为CO2（g）+C（s）＝2CO（g）△H=（-110.5kJ/mol）×

2-（-393.5kJ/mol）＝+172.5kJ/mol；

（6）Cu与氯化铁溶液反应生成氯化亚铁和氯化铜，溶液逐渐变为蓝色，Cu作负极，发生氧化反应，则正极反应是铁离子得电子生成亚铁离子，电极反应式为Fe3++e－=Fe2+。

亚铁离子具有还原性，所以检验亚铁离子的实验方法是滴加酸性高锰酸钾溶液（或铁氰化钾溶液），若溶液紫色褪去（或产生蓝色沉淀），则产品中含有Fe2+。

3．

（1）选择适宜的材料和试剂设计一个原电池，完成下列反应：

Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu。

①画出装置图：

___。

②电极材料和电解质溶液各是什么___。

？

③写出电极反应式：

负极：

___；

正极：

（2）用锌片、铜片连接后浸入稀硫酸溶液中，构成了原电池，工作一段时间，锌片的质量减少了3.25克，铜表面析出了氢气___L（标准状况下）。

导线中通过___mol电子。

【答案】

负极：

锌片、正极：

铜片；

CuSO4溶液Zn–2e-=Zn2+Cu2++2e-=Cu1.12L0.1

（1）利用反应Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu设计原电池，根据反应可知，Zn为负极，则正极可以是活泼性不如Zn的金属如铜等，也可以是碳棒，电解质溶液应为CuSO4，根据原电池原理写出电极反应式。

（2）根据锌和氢气之间转移电子数目相等计算。

（1）①利用反应Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu设计原电池，根据反应可知，Zn为负极，则正极可以是活泼性不如Zn的金属如铜等，也可以是碳棒，电解质溶液应为CuSO4，设计的原电池装置为：

；

②根据以上设计可知，负极为锌片，正极为铜片，电解质溶液为CuSO4溶液；

③原电池中负极活泼金属失电子发生氧化反应，电极反应为：

Zn–2e-=Zn2+，正极为溶液中的阳离子得到电子发生还原反应，CuSO4溶液中的阳离子有Cu2+和H+，放电能力Cu2+大于H+，正极反应为：

，Cu2++2e-=Cu；

（2）用锌片、铜片连接后浸入稀硫酸溶液中构成的原电池中，负极：

Zn–2e-=Zn2+，正极：

2H++2e-=H2↑，由电极反应n（H2）=n（Zn）=

，V（H2）=0.05mol⨯22.4L/mol=1.12L，n（e-）=2n（Zn）=2⨯0.05mol=0.1mol。

【点睛】

原电池中负极材料一般为活泼金属，失去电子发生氧化反应，负极由于消耗而减少，正极一般是溶液中的阳离子得到电子发生还原反应，放电能力强的阳离子发生反应，正极上的现象一般为产生气体或质量增加。

4．在化学反应中，只有极少数能量比平均能量高得多的反应物分子发生碰撞时才可能发生化学反应，这些分子被称为活化分子。

使普通分子变成活化分子所需提供的最低限度的能量叫活化能，其单位通常用kJ•mol－1表示。

请认真观察图1，然后回答问题。

（1）图中所示反应是________ 

（填“吸热”或“放热”）反应。

（2）已知拆开1molH﹣H键、1molI﹣I、1molH﹣I键分别需要吸收的能量为436kJ、151kJ、299kJ。

则由1mol氢气和1mol碘反应生成HI会________ 

（填“放出”或“吸收”）________ 

kJ的热量。

在化学反应过程中，是将________ 

转化为________ 

。

（3）某实验小组同学进行如图2的实验，以探究化学反应中的能量变化。

实验表明：

①中的温度降低，由此判断氢氧化钡晶体与氯化铵晶体反应是________ 

（填“吸热”或“放热”）反应；

实验②中，该小组同学在烧杯中加入5mL1.0mol/L盐酸，再放入用砂纸打磨过的铝条，该反应是________ 

【答案】放热放出11化学能热能吸热放热

（1）依据图象分析反应物的能量大于生成物的能量，反应放热；

（2）在反应H2+I2⇌2HI中，断裂1molH-H键，1molI-I键共吸收的能量为：

1×

436kJ+151kJ=587kJ，生成2molHI，共形成2molH-I键，放出的能量为：

2×

299kJ=598kJ，吸收的能量少，放出的能量多，所以该反应为放热反应，放出的热量为：

598kJ-587kJ=11kJ，在化学反应过程中，将化学能转化为热能；

（3）①中的温度降低说明该反应是吸热反应；

活泼金属置换酸中氢的反应为放热反应。

5．

（1）二氧化硫一空气质子交换膜燃料电池可以利用大气所含SO2快速启动，其装置示意图如图：

①质子的流动方向为________________（“从A到B”或“从B到A”）。

②负极的电极反应式为________________。

（2）工业上吸收和转化SO2的电解装置示意图如下（A．B均为惰性电极）：

①B极接电源的________________极（“负”或“正”）。

②A极的电极反应式是_________________。

【答案】从A到BSO2-2e-+2H2O=SO42-+4H+正2SO32-+4H++2e-=S2O42-+2H2O

（1）①二氧化硫发生氧化反应，氧气发生还原反应，所以二氧化硫所在电极为负极，氧气所在电极为正极，原电池中阳离子移向正极，所以质子移动方向为：

从A到B；

②二氧化硫在负极失去电子发生氧化反应，电极反应式为：

SO2-2e-+2H2O═SO42-+4H+；

（2）①依据图示可知，二氧化硫被氧化为硫酸根，所以二氧化硫所在的区为阳极区，阳极与电源的正极相连，即B极接电源的正极；

②A为阴极，得电子发生还原反应由SO32-生成S2O42-，电极反应式为2SO32-+4H++2e-=S2O42-+2H2O。

6．

（1）将Al片和Cu片用导线连接，一组插入浓硝酸中，一组插入稀NaOH溶液中，分别形成原电池。

写出插入稀NaOH溶液中形成原电池的负极反应________________。

写出插入浓硝酸中形成原电池的正极反应______________。

（2）铅蓄电池是最常见的二次电池，由于其电压稳定、使用方便、安全可靠、价格低廉，所以在生产、生活中使用广泛，写出铅蓄电池放电时的正极反应______________________；

充电时的阴极反应____________________。

【答案】2Al-6e−+8OH−=2AlO2-+4H2O4H++2e−+2NO3−=2NO2↑+2H2O4H++2e−+SO42−+PbO2=PbSO4+2H2OPbSO4+2e−=Pb+SO42−

（1）Al片和Cu片用导线连接，插入稀NaOH溶液中，只有Al能与NaOH溶液反应，形成原电池，负极为Al失电子，在碱性溶液中，Al转化为AlO2-。

Al片和Cu片用导线连接，插入浓硝酸中，形成原电池，由于Al发生钝化，所以Cu作负极，Al作正极，正极为溶液中的NO3-获得电子，生成NO2气体。

（2）铅蓄电池放电时，正极反应为PbO2得电子，生成PbSO4等；

充电时的阴极反应为PbSO4获得电子转化为Pb。

（1）Al片和Cu片用导线连接，插入稀NaOH溶液中，只有Al能与NaOH溶液，在碱性溶液中，负极Al失电子转化为AlO2-，电极反应式为2Al-6e−+8OH−=2AlO2-+4H2O。

Al片和Cu片用导线连接，插入浓硝酸中，形成原电池，由于Al发生钝化，所以Cu作负极，Al作正极，正极反应为溶液中的NO3-获得电子，生成NO2气体，电极反应式为4H++2e−+2NO3−=2NO2↑+2H2O。

答案：

2Al-6e−+8OH−=2AlO2-+4H2O；

4H++2e−+2NO3−=2NO2↑+2H2O；

（2）铅蓄电池放电时，正极反应为PbO2得电子，生成PbSO4等，电极反应式为4H++2e−+SO42−+PbO2=PbSO4+2H2O；

充电时阴极为PbSO4获得电子转化为Pb，电极反应式为PbSO4+2e−=Pb+SO42−。

答案为：

4H++2e−+SO42−+PbO2=PbSO4+2H2O；

PbSO4+2e−=Pb+SO42−。

判断原电池的电极时，首先看电极材料，若只有一个电极材料能与电解质反应，该电极为负极；

若两个电极材料都能与电解质发生反应，相对活泼的金属电极作负极。

在书写电极反应式时，需要判断电极产物。

电极产物与电解质必须能共存，如Al电极，若先考虑生成Al3+，则在酸性电解质中，能稳定存在，Al3+为最终的电极产物；

若在碱性电解质中，Al3+不能稳定存在，最终应转化为AlO2-。

7．燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。

如图为氢氧燃料电池示意图，该电池电极表面镀一层细小的铂粉，铂吸附气体的能力强，性质稳定，请回答：

（1）氢氧燃料电池的能量转化主要形式是___，在导线中电子流动方向为___（用a、b表示）。

（2）负极反应式为___，正极反应式为___。

（3）用该燃料电池作电源，用Pt作电极电解饱和食盐水：

①写出阴极的电极反应式：

②写出总反应的离子方程式：

③当阳极产生7.1gCl2时，燃料电池中消耗标况下H2___L。

【答案】由化学能转变为电能由a到b2H2－4e-+4OH-=4H2OO2+4e-+2H2O=4OH-2H2O+2e-=H2↑+2OH-或2H++2e-=H2↑Cl-＋2H2O

H2↑+2OH－+Cl2↑2.24

（1）原电池是将化学能转变为电能的装置，原电池放电时，电子从负极沿导线流向正极；

（2）负极上燃料失电子发生还原反应，正极上氧气得电子生成氢氧根离子；

（3）用惰性电极电解饱和食盐水时，阳极上氯离子放电，阴极上氢离子放电；

根据转移电子守恒计算消耗氢气的物质的量

（1）该装置是把化学物质中的能量转化为电能，所以是化学能转变为电能；

在原电池中，负极上失电子，正极上得电子，电子的流向是从负极流向正极，所以是由a到b，

故答案为：

由化学能转变为电能；

由a到b；

（2）碱性环境中，该反应中负极上氢气失电子生成氢离子，电极反应式为2H2－4e-+4OH-=4H2O，正极上氧气得电子生成氢氧根离子，电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-，故答案为：

2H2－4e-+4OH-=4H2O；

O2+4e-+2H2O=4OH-；

（3）用惰性电极电解饱和食盐水时，阴极上氢离子放电，电极反应式为：

2H2O+2e-=H2↑+2OH-或2H++2e-=H2↑，阳极上氯离子放电生成氯气，所以总反应离子方程式为：

Cl-＋2H2O

H2↑+2OH－+Cl2↑，根据转移电子守恒计算消耗氢气的物质的量，电解时，阳极上生成氯气，每生成0.1mol氯气转移电子的物质的量=0.1mol×

（1-0）×

2=0.2mol，

燃料电池中消耗氢气的物质的量=0.2mol/2=0.1mol，所以标况下体积为2.24L，

2H2O+2e-=H2↑+2OH-或2H++2e-=H2↑；

Cl-＋2H2O

H2↑+2OH－+Cl2↑；

2.24。

8．酸性锌锰干电池是一种一次电池，外壳为金属锌，中间是碳棒，其周围是有碳粉，二氧化锰，氯化锌和氯化铵等组成的填充物，该电池在放电过程产生MnOOH，回收处理该废电池可以得到多种化工原料，有关数据下图所示：

溶解度/（g/100g水）

化合物

Zn（OH）2

Fe（OH）2

Fe（OH）3

Ksp近似值

10-17

10-39

回答下列问题：

（1）该电池的正极反应式为________________，电池反应的离子方程式____________

（2）维持电流强度为0.5A，电池工作五分钟，理论消耗Zn______g。

（已知F=96500C/mol）

【答案】MnO2+e-+H＋=MnOOHZn+2MnO2+2H＋=Zn2++2MnOOH0.05

（1）该电池中，负极锌被氧化生成Zn2+，正极发生还原反应，MnO2被还原生成MnOOH；

（2）电流强度为0.5A，电池工作五分钟，则变化的电量Q=0.5A×

300s=150C，转移电子的物质的量n（e-）=

，以此计算消耗锌的物质的量、质量。

（1）酸性锌锰干电池是一种一次电池，外壳为金属锌，锌是负极，电极反应式为Zn-2e-=Zn2+。

中间是碳棒，碳棒为正极，二氧化锰得到电子生成MnOOH，正极电极反应式为MnO2+e-+H+=MnOOH，故总反应式为Zn+2MnO2+2H+=Zn2++2MnOOH；

（2）维持电流强度为0.5A，电池工作五分钟，则通过的电量是Q=0.5A×

300s=150C，因此通过电子的物质的量是n（e-）=

=1.554×

10-3mol，锌在反应中失去2个电子，则理论消耗Zn的质量m（Zn）=

n（e-）×

65g/mol=

×

1.554×

10-3mol×

65g/mol=0.05g。

本题考查原电池的工作原理以及电子转移的金属质量转化关系的计算，试题有利于知识的巩固和培养学生良好的科学素养。

9．我国古代青铜器工艺精湛，有很高的艺术价值和历史价值，但出土的青铜器因受到环境腐蚀，欲对其进行修复和防护具有重要意义。

图为青铜器在潮湿环境中发生的电化学腐蚀的示意图。

①腐蚀过程中，负极是_____（填图中字母“a”或“b”或“c”）

②环境中的Clˉ̄扩散到孔口，并与正极反应产物和负极反应产物作用生成多孔铜锈Cu2（OH）3Cl，其离子方程式为_____；

③若生成4.29gCu2（OH）3Cl，则理论上耗氧体积为_____L（标准状况）。

【答案】c2Cu2++3OH-+Cl-=Cu2（OH）3Cl↓0.448

①根据图示，该装置为原电池，Cu作负极失去电子，发生氧化反应，元素的化合价升高，根据图示可知腐蚀过程中，负极是c，正极是b，a为腐蚀之后生成的产物；

②环境中的氯离子扩散到孔口，负极上Cu失去电子变为Cu2+，正极上O2得到电子变为OH-，并与正极反应产物和负极反应产物作用生成多孔铜锈Cu2（OH）3Cl，离子方程式为2Cu2++3OH-+Cl-=Cu2（OH）3Cl↓；

③4.29gCu2（OH）3Cl的物质的量n[Cu2（OH）3Cl]=

=0.02mol，每反应产生1molCu2（OH）3Cl转移4mol电子，根据同一闭合回路中电子转移数目相等，n（O2）=n[Cu2（OH）3Cl]=0.02mol，所以理论上耗氧体积V（O2）=0.02mol×

22.4L/mol=0.448L。

本题考查了原电池原理、物质性质及转移电子守恒，注意同一闭合回路中电子转移数目相等进行解答。

10．如图所示，N4分子结构与白磷分子相似，呈正四面体结构。

已知断裂1molN—N键吸收193kJ热量，断裂1molN≡N键吸收941kJ热量，则1molN4气体转化为N2时要__________填“吸收”或“放出”）热量________________kJ。

【答案】放出724kJ

根据原子守恒可知，N4转换为N2的方程式为：

N4=2N2，据此分析解答。

1molN4中N-N键完全断裂需要吸收的能量=193kJ×

6=1158kJ，形成2molN≡N需要放出的热量=2×

941kJ=1882kJ，1158kJ＜1882kJ，故需要放出（1882-1158）kJ=724kJ热量，故答案为：

放出；

724kJ。

11．氮的固定一直是科学家研究的重要课题，合成氨是人工固氮比较成熟的技术，其原理为

已知破坏

有关化学键需要的能量如表所示：

则反应生成

所释放出的热量为________

【答案】45.5

根据反应N2+3H2=NH3可知，结合表中数据可计算出破坏

键吸收的能量为

，破坏

，化学键被破坏吸收的总能量为

，形成

键放出能量

，反应生成

释放出的热量为

，则反应生成

，故答案为：

45.5。

12．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-。

（1）正极材料为___________。

（2）写出另一电极的电极反应式__________。

（3）在电池使用的过程中，电解质溶液中KOH的物质的量怎样变化？

________（增大、减小、不变）。

（4）当电池工作时通过电路对外提供了1mol电子，计算消耗的负极的质量_______。

（5）利用下列反应：

Fe+2Fe3+=3Fe2+设计一个原电池，请选择适当的材料和试剂。

①电解质溶液为_____________。

②负极反应式：

③溶液中Fe3+向__________极移