高考化学分专题训练习题专题7化学反应与能量Word版附答案解析.docx

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高考化学分专题训练习题专题7化学反应与能量Word版附答案解析

2020年高考化学分专题训练习题

专题7化学反应与能量

保分卷⑦

一、选择题：

本题共7小题，每小题6分，共42分。

1．如图所示的日常生活装置中，与手机充电时的能量转化形式相同的是（　　）

2．H2与ICl的反应分①②两步进行，其能量曲线如图所示，下列有关说法错误的是（　　）

A．反应①、反应②均为放热反应

B．反应①、反应②均为氧化还原反应

C．反应①比反应②的速率慢，与相应正反应的活化能无关

D．反应①、反应②的焓变之和为ΔH＝－218kJ·mol－1

3．深埋在潮湿土壤中的铁管道，在硫酸盐还原菌作用下，能被硫酸根腐蚀，其电化学腐蚀原理如图所示，下列与此原理有关的说法错误的是（　　）

A．正极反应为：

SO

＋5H2O＋8e－===HS－＋9OH－

B．输送暖气的管道不易发生此类腐蚀

C．这种情况下，Fe腐蚀的最终产物为Fe2O3·xH2O

D．管道上刷富锌油漆可以延缓管道的腐蚀

4．为探究NaHCO3、Na2CO3与1mol·L－1盐酸反应（设两反应分别是反应Ⅰ、反应Ⅱ）过程中的热效应，进行实验并测得如下数据。

下列有关说法正确的是（　　）

序号

液体

固体

混合前温度

混合后最高温度

①

35mL水

2.5gNaHCO3

20℃

18.5℃

②

35mL水

3.2gNa2CO3

20℃

24.3℃

③

35mL盐酸

2.5gNaHCO3

20℃

16.2℃

④

35mL盐酸

3.2gNa2CO3

20℃

25.1℃

A.仅通过实验③即可判断反应Ⅰ是吸热反应

B．仅通过实验④即可判断反应Ⅱ是放热反应

C．通过实验可判断出反应Ⅰ、Ⅱ分别是吸热反应、放热反应

D．通过实验可判断出反应Ⅰ、Ⅱ分别是放热反应、吸热反应

5．现有阳离子交换膜、阴离子交换膜、石墨电极和如图所示的电解槽。

用氯碱工业中的离子交换膜技术原理，可电解Na2SO4溶液生产NaOH溶液和H2SO4溶液。

下列说法中正确的是（　　）

A．b是阳离子交换膜，允许Na＋通过

B．从A口出来的是NaOH溶液

C．阴极反应式为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑

D．Na2SO4溶液从G口加入

6．某科学家利用二氧化铈（CeO2）在太阳能作用下将H2O、CO2转变为H2、CO。

其过程如下：

mCeO2

（m－x）CeO2·xCe＋xO2

（m－x）CeO2·xCe＋xH2O＋xCO2

mCeO2＋xH2＋xCO

下列说法不正确的是（　　）

A．该过程中CeO2为H2O、CO2转变为H2、CO的催化剂

B．该过程实现了太阳能向化学能的转化

C．1molCeO2参加反应，共生成2xmol的气体

D．以CO和O2构成的碱性燃料电池的负极反应式为CO＋4OH－－2e－===CO

＋2H2O

7．[2019·北京朝阳区模拟]高铁酸钠（Na2FeO4）是具有紫色光泽的粉末，是一种高效绿色强氧化剂，碱性条件下稳定，可用于废水和生活用水的处理。

实验室以石墨和铁钉为电极，以不同浓度的NaOH溶液为电解质溶液，控制一定电压电解制备高铁酸钠，电解装置和现象如下。

下列说法不正确的是（　　）

c（NaOH）

阴极现象

阳极现象

1mol·L－1

产生无色气体

产生无色气体，10min内溶液颜色无明显变化

10mol·L－1

产生大量无色气体

产生大量无色气体，3min后溶液变为浅紫红色，随后逐渐加深

15mol·L－1

产生大量无色气体

产生大量无色气体，1min后溶液变为浅紫红色，随后逐渐加深

A．a为铁钉，b为石墨

B．阴极主要发生反应：

2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－

C．高浓度的NaOH溶液有利于发生Fe－6e－＋8OH－＝FeO

＋4H2O

D．制备Na2FeO4时，若用饱和NaCl溶液，可有效避免阳极产生气体

二、非选择题：

共43分。

8．（14分）

（1）请用热化学方程式表示：

①1molN2（g）与适量H2（g）反应，生成2molNH3（g），放出92.2kJ热量。

________________________________________________________________________

②1molN2（g）与适量O2（g）反应生成2molNO2（g），吸收68kJ热量。

________________________________________________________________________

（2）随着科学技术的进步，人们研制了多种甲醇质子交换膜燃料电池，以满足不同的需求。

有一类甲醇质子交换膜燃料电池，需将甲醇蒸气转化为氢气，两种反应原理是：

①CH3OH（g）＋H2O（g）===CO2（g）＋3H2（g）

ΔH＝＋49.0kJ·mol－1

②CH3OH（g）＋

O2（g）===CO2（g）＋2H2O（g）

ΔH＝－192.9kJ·mol－l

由上述方程式可知，CH3OH的燃烧热________（填“大于”“等于”或“小于”）192.9kJ·mol－1。

已知水的汽化热为44kJ·mol－1，则氢气燃烧热的热化学方程式为

________________________________________________________________________。

（3）把煤作为燃料可通过下列两种途径：

途径Ⅰ　C（s）＋O2（g）===CO2（g）　ΔH1<0　①

途径Ⅱ　先制成水煤气：

C（s）＋H2O（g）===CO（g）＋H2（g）　ΔH2>0　②

再燃烧水煤气：

2CO（g）＋O2（g）===2CO2（g）ΔH3<0　③

2H2（g）＋O2（g）===2H2O（g）　ΔH4<0　④

ΔH1、ΔH2、ΔH3、ΔH4的数学关系式是________。

A．2ΔH1＝2ΔH2＋ΔH3＋ΔH4

B．2ΔH1<2ΔH2＋ΔH3＋ΔH4

C．2ΔH1＋2ΔH2＝ΔH3＋ΔH4

D．ΔH1＝ΔH2＋ΔH3＋ΔH4

9．（14分）[2019·北京海淀区模拟]电镀行业产生的酸性含铬废水对环境有污染，其中所含的Cr（Ⅵ）是主要污染物，可采用多种处理方法将其除去。

查阅资料可知：

①在酸性环境下，Cr（Ⅵ）通常以Cr2O

的形式存在，Cr2O

＋H2O2CrO

＋2H＋；

②Cr2O

的氧化能力强于CrO

；

③常温下，部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH如下表：

阳离子

Fe3＋

Fe2＋

Cr3＋

开始沉淀的pH

1.9

7.0

4.3

沉淀完全的pH

3.2

9.0

5.6

Ⅰ.腐蚀电池法

（1）向酸性含铬废水中投放废铁屑和焦炭，利用原电池原理还原Cr（Ⅵ）。

下列关于焦炭的说法正确的是________（填序号）。

a．作原电池的正极

b．在反应中作还原剂

c．表面可能有气泡产生

Ⅱ.电解还原法

向酸性含铬废水中加入适量NaCl固体，以Fe为电极电解，经过一段时间，有Cr（OH）3和Fe（OH）3沉淀生成排出，从而使废水中铬含量低于排放标准。

装置如图甲所示。

（2）A极连接电源的________极，A极上发生的电极反应式为

________________________________________________________________________。

（3）电解开始时，B极上主要发生的电极反应为2H＋＋2e－===H2↑，此外还有少量Cr2O

在B极上直接放电，该反应的电极反应式为

________________________________________________________________________。

（4）电解过程中，溶液的pH不同时，通电时间（t）与溶液中Cr元素去除率的关系如图乙所示。

①由图知，电解还原法应采取的最佳pH范围为________（填序号）。

a．2～4　　　　　b．4～6　　　　　　c．6～10

②解释曲线Ⅰ和曲线Ⅳ去除率低的原因：

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

10．（15分）模拟题组合

（1）雷雨天气中发生自然固氮后，N元素转化为________而存在于土壤中，处于研究阶段的化学固氮新方法是N2在催化剂表面与水发生如下反应：

2N2（g）＋6H2O（l）===4NH3（g）＋3O2（g）

ΔH　K　①

已知：

N2（g）＋3H2（g）===2NH3（g）

ΔH1＝－92.4kJ·mol－1　K1　②

2H2（g）＋O2（g）===2H2O（l）

ΔH2＝－571.6kJ·mol－1　K2　③

则ΔH＝________；K＝________（用K1和K2表示）。

（2）真空碳热还原氯化法可实现由铝矿制备金属铝，其相关的热化学方程式如下：

2Al2O3（s）＋2AlCl3（g）＋6C（s）===6AlCl（g）＋6CO（g）

ΔH＝akJ·mol－1

3AlCl（g）===2Al（l）＋AlCl3（g）

ΔH＝bkJ·mol－1

反应Al2O3（s）＋3C（s）===2Al（l）＋3CO（g）的ΔH＝________kJ·mol－1（用含a、b的代数式表示）。

（3）已知：

Mg（s）＋H2（g）===MgH2（s）

ΔH＝－74.5kJ·mol－1

Mg2Ni（s）＋2H2（g）===Mg2NiH4（s）　

ΔH＝－64.4kJ·mol－1

则Mg2Ni（s）＋2MgH2（s）===2Mg（s）＋Mg2NiH4（s）

ΔH＝________kJ·mol－1。

（4）汽车发动机工作时会引发N2和O2反应，生成NOx等污染大气。

其中生成NO的能量变化示意图如图：

2NO（g）

该反应的热化学方程式为____________________。

增分卷⑦

一、选择题：

本题共7小题，每小题6分，共42分。

1．下列有关电化学的示意图中正确的是（　　）

2．下图是金属镁和卤素单质（X2）反应的能量变化示意图。

下列说法正确的是（　　）

A．由MgCl2制取Mg是放热过程

B．热稳定性：

MgI2＞MgBr2＞MgCl2＞MgF2

C．金属镁和卤素单质（X2）的反应都是放热反应

D．由图可知此温度下MgBr2（s）与Cl2（g）反应的热化学方程式为MgBr2（s）＋Cl2（g）===MgCl2（s）＋Br2（g）　ΔH＝＋117kJ·mol－1

3．按如图中甲装置进行实验，若图乙中横坐标x表示流入电极的电子的物质的量，下列叙述正确的是（　　）

A．E表示反应生成Cu的物质的量或表示反应消耗H2O的物质的量

B．Cu极上的反应为2H2O－4e－===4H＋＋O2↑

C．F表示反应生成H2SO4的物质的量

D．电解后溶液的pH增大

4．下列说法正确的是（　　）

A．测定HCl和NaOH中和反应的反应热时，单次实验均应测量3个温度，即盐酸起始温度、NaOH溶液起始温度和反应终止温度

B．若2C（s）＋O2（g）===2CO（g）　ΔH＝－221.0kJ·mol－1，则碳的燃烧热为110.5kJ·mol－1

C．需要加热的反应一定是吸热反应，常温下能发生的反应一定是放热反应

D．已知Ⅰ.反应H2（g）＋Cl2（g）＝2HCl（g）

ΔH＝－akJ·mol－1

Ⅱ.

且a、b、c均大于零，则断开1molH—Cl键所需的能量为2（a＋b＋c）kJ

5.向新型燃料电池的两极分别通入CH4和空气，其中固体电解质是掺杂了Y2O3的ZrO3固体，它在高温下能传导O2－。

图中滤纸用含有酚酞的氯化钠溶液浸泡过，c、d、e、f均为惰性电极，工作后e极周围变红。

下列叙述正确的是（　　）

A．c极为正极，A处通入甲烷气体

B．d极的反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－

C．固体电解质中O2－由d极向c极移动

D．e极上发生氧化反应，pH增大

6．设NA为阿伏加德罗常数的值。

已知反应：

（1）CH4（g）＋2O2（g）===CO2（g）＋2H2O（l）

ΔH1＝akJ·mol－1

（2）CH4（g）＋2O2（g）===CO2（g）＋2H2O（g）

ΔH2＝bkJ·mol－1

其他数据如表：

化学键

C===O

O===O

C—H

O—H

键能/（kJ·mol－1）

798

x

413

463

下列说法正确的是（　　）

A．上表中x＝（1796＋b）/2

B．H2O（g）===H2O（l）的ΔS<0，ΔH＝（a－b）kJ·mol－1

C．当有4NA个C—H键断裂时，反应放出的热量一定为akJ

D．利用反应

（1）设计的原电池电解精炼铜时，当负极输出0.2NA个电子时，电解槽的阳极质量一定减轻6.4g

7．铁铬氧化还原液流电池是一种低成本的储能电池，电池结构如图所示，工作原理为Fe3＋＋Cr2＋

Fe2＋＋Cr3＋。

下列说法正确的是（　　）

A．电池充电时，b极的电极反应式为Cr3＋＋e－===Cr2＋

B．电池充电时，Cl－从a极穿过选择性透过膜移向b极

C．电池放电时，a极的电极反应式为Fe3＋＋3e－===Fe

D．电池放电时，电路中每通过0.1mol电子，Fe3＋浓度降低0.1mol·L－1

二、非选择题：

共43分。

8．（14分）[2018·全国卷Ⅲ]KIO3是一种重要的无机化合物，可作为食盐中的补碘剂。

回答下列问题：

（1）KIO3的化学名称是________。

（2）利用“KClO3氧化法”制备KIO3工艺流程如下图所示：

“酸化反应”所得产物有KH（IO3）2、Cl2和KCl。

“逐Cl2”采用的方法是__________________。

“滤液”中的溶质主要是________。

“调pH”中发生反应的化学方程式为__________________。

（3）KIO3也可采用“电解法”制备，装置如图所示。

①写出电解时阴极的电极反应式__________________。

②电解过程中通过阳离子交换膜的离子主要为________，其迁移方向是________。

③与“电解法”相比，“KClO3氧化法”的主要不足之处有______________________（写出一点）。

9．（14分）金属及其化合物在国民经济发展中起着重要作用。

（1）工业上以黄铜矿为原料，采用火法熔炼工艺生产铜。

该工艺的中间过程会发生反应：

2Cu2O＋Cu2S===6Cu＋SO2，该反应的氧化剂是________，当生成19.2gCu时，反应中转移的电子为________mol。

铜在潮湿的空气中能发生吸氧腐蚀而生锈，铜锈的主要成分为Cu2（OH）2CO3（碱式碳酸铜）。

该过程中负极的电极反应式为

________________________________________________________________________。

（2）钠硫电池以熔融金属钠、熔融硫和多硫化钠（Na2Sx）分别作为两个电极的反应物，固体Al2O3陶瓷（可传导Na＋）为电解质，其原理如图所示：

①根据下表数据，请你判断该电池工作的适宜温度应控制在________。

物质

Na

S

Al2O3

熔点/℃

97.8

115

2050

沸点/℃

892

444.6

2980

a.100℃以下　　　　b．100℃～300℃

c．300℃～350℃d．350℃～2050℃

②放电时，电极A为________极，S发生________反应。

③放电时，内电路中Na＋的移动方向为________（填写“从A到B”或“从B到A”）。

④充电时，总反应为Na2Sx===2Na＋Sx（3

________________________________________________________________________。

10．（15分）CH4、H2、C都是优质的能源物质，它们燃烧的热化学方程式为

①CH4（g）＋2O2（g）===CO2（g）＋2H2O（l）

ΔH＝－890.3kJ·mol－1

②2H2（g）＋O2（g）===2H2O（l）

ΔH＝－571.6kJ·mol－1

③C（s）＋O2（g）===CO2（g）

ΔH＝－393.5kJ·mol－1

（1）在深海中存在一种甲烷细菌，它们依靠酶使甲烷与O2作用产生能量而存活，甲烷细菌使1mol甲烷生成CO2气体与液态水，放出的能量________（填“>”“<”或“＝”）890.3kJ。

（2）甲烷与CO2可用于合成合成气（主要成分是一氧化碳和氢气）：

CH4＋CO2===2CO＋2H2，1gCH4完全反应可释放15.46kJ的热量，则：

①下图能表示该反应过程中能量变化的是________（填字母）。

②若将物质的量均为1mol的CH4与CO2充入某恒容密闭容器中，体系放出的热量随时间的变化如图所示，则CH4的转化率为________。

（3）C（s）与H2（g）不反应，所以C（s）＋2H2（g）===CH4（g）的反应热无法直接测量，但通过上述反应可求出C（s）＋2H2（g）===CH4（g）的反应热ΔH＝________。

（4）目前对于上述三种物质的研究是燃料研究的重点，下列关于上述三种物质的研究方向中可行的是________（填字母）。

A．寻找优质催化剂，使CO2与H2O反应生成CH4与O2，并放出热量

B．寻找优质催化剂，在常温常压下使CO2分解生成C与O2

C．寻找优质催化剂，利用太阳能使大气中的CO2与海底开采的CH4合成合成气（CO、H2）

D．将固态C合成为C60，以C60作为燃料

答案及解析

保分卷⑦

一、选择题：

本题共7小题，每小题6分，共42分。

1．答案：

A

解析：

手机充电为电解过程，电能转化为化学能。

电解水为电解过程，与手机充电的能量转化形式相同，A正确；水力发电为机械能转化为电能的过程，B错误；太阳能热水器将太阳能转化为热能，C错误；干电池将化学能转化为电能，D错误。

2．答案：

C

解析：

反应物的总能量大于生成物的总能量，反应是放热反应，根据图象，故A说法正确；反应①中H的化合价由0→＋1，部分I的化合价降低，属于氧化还原反应，反应②中，I的化合价发生变化，属于氧化还原反应，故B说法正确；反应①比反应②慢，说明反应①中正反应的活化能较大，反应②中正反应的活化能较小，故C说法错误；根据盖斯定律，知反应的焓变只与始态和终态有关，与反应的途径无关，因此ΔH＝－218kJ·mol－1，故D说法正确。

3．答案：

C

解析：

原电池的正极发生还原反应，由图示可知正极发生的电极反应为SO

＋5H2O＋8e－===HS－＋9OH－，A正确；硫酸盐还原菌中的蛋白质在高温下易变性，失去催化活性，则输送暖气的管道不易发生此类腐蚀，B正确；由图示可知，Fe腐蚀的最终产物为FeO，C错误；管道上刷富锌油漆，形成Zn—Fe原电池，Fe变为正极，可以延缓管道的腐蚀，D正确。

4．答案：

C

解析：

因盐酸中亦有水，故综合①③可知Ⅰ为吸热反应，综合②④可知Ⅱ为放热反应，故C正确。

5．答案：

A

解析：

A项，右边电极是阴极，氢离子放电，b是阳离子交换膜，允许Na＋通过，正确；B项，左边电极是阳极，阳极是氢氧根放电，从A口出来的是硫酸溶液，错误；C项，阴极是氢离子得到电子，错误；D项，根据分析可知Na2SO4溶液从F口加入，错误。

6．答案：

C

解析：

通过太阳能实现总反应：

H2O＋CO2===H2＋CO＋O2，CeO2没有消耗，CeO2是光催化剂，A正确；该过程在太阳能作用下将H2O、CO2转变为H2、CO，所以把太阳能转变成化学能，B正确；根据方程式可知1molCeO2参加反应，共生成

mol的气体，C错误；CO在负极失电子生成CO2，在碱性条件下CO2再与OH－反应生成CO

，故负极反应式正确，D正确。

7．答案：

D

解析：

以石墨和铁钉为电极，用电解法制备Na2FeO4，Fe发生氧化反应，则铁钉为阳极，故a为铁钉，b为石墨，A正确。

阴极上发生还原反应生成H2，电极反应式为2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑，B正确。

由表中信息可知，c（NaOH）越大，阳极附近溶液变为浅紫红色的时间越短，则生成Na2FeO4的速率越快，故高浓度的NaOH溶液有利于发生反应：

Fe＋8OH－－6e－===FeO

＋4H2O，C正确。

若用饱和NaCl溶液，溶液中c（Cl－）较大，Cl－在阳极发生反应：

2Cl－－2e－===Cl2↑，则阳极上还产生气体Cl2，D错误。

二、非选择题：

共43分。

8．答案：

（1）①N2（g）＋3H2（g）===2NH3（g）

ΔH＝－92.2kJ·mol－1

②N2（g）＋2O2（g）===2NO2（g）

ΔH＝＋68kJ·mol－1

（2）大于　H2（g）＋

O2（g）===H2O（l）　ΔH＝－124.6kJ·mol－1

（3）A

解析：

（1）①N2（g）＋3H2（g）===2NH3（g）　ΔH＝－92.2kJ·mol－1。

②N2（g）＋2O2（g）===2NO2（g）　ΔH＝＋68kJ·mol－1。

（2）燃烧热对应液态水，比②放出更多热量，所以CH3OH的燃烧热大于192.9kJ·mol－1。

得到H2（g）＋

O2（g）===H2O（g）　ΔH＝－80.6kJ·mol－1，再结合H2O（g）===H2O（l）　ΔH＝－44kJ·mol－1，得到氢气燃烧热的热化学方程式为H2（g）＋

O2（g）===H2O（l）　ΔH＝－124.6kJ·mol－1。

（3）煤直接燃烧与制成水煤气再燃烧的能量守恒，故选A。

9．答案：

（1）ac

（2）正　Fe－2e－===Fe2＋

（3）Cr2O

＋14H＋＋6e－===2Cr3＋＋7H2O

（4）①b　②曲线Ⅰ的pH较小，此时Cr（Ⅵ）被还原生成的Cr3＋难以生成Cr（OH）3沉淀，仍以Cr3＋形式存在于溶液中，导致去除率较低；曲线Ⅳ的pH较大，铬元素主要以CrO

形式存在，其氧化能力弱于Cr2O

，Cr（Ⅵ）难以被还原并生成沉淀，导致去除率较低

解析：

（1）向酸性含铬废水中投放废铁屑和焦炭，形成原电池，铁作原电池的负极，发生还原反应，电极反应式为Fe－2e－＝Fe2＋；焦炭作正极，但焦炭是惰性材料，本身不能被还原，由于废水呈酸性，正极上可能发生反应：

2H＋＋2e－===H2↑，观察到焦炭表面有气泡产生，则a、c正确。

（2）由图可知，与电源的B极相连的一极表面产生H2，该电极发生反应：

2H＋＋2e－===H2↑，则B是负极，A是正极；与A极相连的电极为电解池的阳极，电极材料是Fe，Fe发生氧化反应，电极反应式为Fe－2e－＝Fe2＋。

（3）B极是阴极，发生还原反应，少量Cr2O

在B极上直接放电被还原为Cr3＋，电解质溶液呈酸性，则电极反应式为Cr2O

＋14H＋