届高考三化学一轮复习《物质结构及能量变化》过关检测word版 含答案.docx

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届高考三化学一轮复习《物质结构及能量变化》过关检测word版含答案

2021届高考三化学一轮复习《物质结构及能量变化》过关检测

一、选择题（本题包括16小题，每小题3分，共48分。

在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）

1（2020·聊城三中月考）课堂学习中，同学们利用铝条、锌片、铜片、导线、电流计、橙汁、烧杯等用品探究原电池的组成。

下列结论错误的是（　　）

A.原电池是将化学能转化成电能的装置

B.原电池由电极、电解质溶液和导线等组成

C.图中电极a为铝条、电极b为锌片时，导线中会通过电流

D.图中电极a为锌片、电极b为铜片时，电子由铜片通过导线流向锌片

解析　D项，电极a为负极，电子由负极（锌片）流出。

答案　D

2．下列有关氢原子（用H表示）与氢分子的说法中错误的是（　　）

A．化学能：

2molH＞1molH2

B．H原子间发生碰撞就能转化为H2

C．稳定性：

H＜H2

D．H2→2H的过程是吸热过程

答案　B

解析　由H转化为H2时要形成化学键，而形成化学键的过程会放出热量，故产物所具有的能量比反应物的低，物质具有的能量越低越稳定，A、C、D均正确；只有粒子间的有效碰撞才能引发反应，B错误。

3．某反应使用催化剂后，其反应过程中能量变化如图所示。

下列说法错误的是（　　）

A．该反应的总反应为放热反应

B．使用催化剂，可以改变反应进行的方向

C．反应①是吸热反应，反应②是放热反应

D．ΔH＝ΔH1＋ΔH2

答案　B

解析　A项，反应物总能量大于生成物总能量，为放热反应，正确；B项，使用催化剂，不能改变反应进行的方向，错误；C项，由图可知，①为吸热反应，②为放热反应，正确；D项，由图可知，ΔH＝ΔH1＋ΔH2，正确。

4高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池可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，下列叙述不正确的是（　　）

A．放电时负极反应为Zn－2e－＋2OH－===Zn（OH）2

B．充电时阳极反应为Fe（OH）3－3e－＋5OH－===FeO

＋4H2O

C．放电时每转移3mol电子，正极有1molK2FeO4被氧化

D．放电时正极附近溶液的碱性增强

答案　C

解析　根据题给总反应式，高铁电池放电时必定是锌为负极失去电子，被氧化；高铁酸钾在正极得到电子，被还原。

充电时，阳极上氢氧化铁被氧化成高铁酸钾。

放电时正极附近生成OH－，碱性增强。

5．厌氧氨化法（Anammox）是一种新型的氨氮去除技术，下列说法中正确的是（　　）

A．1molNH

所含的质子总数为10NA

B．1mol联氨（N2H4）中含有5mol共价键

C．1molNH

经过过程Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，（假设每步转化均完全）得到氮气的体积约为11.2L

D．该方法每处理1molNH

，需要的NO

为0.5mol

答案　B

解析　A项，质子数等于原子序数，1molNH

所含的质子数为11NA，错误；B项，一个联氨（N2H4）分子中共含有5个共价键，所以1mol联氨（N2H4）中含有5mol共价键，正确；C项，由图可知，经过过程Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，（假设每步转化均完全）1molNH

和1molNH2OH发生氧化还原反应生成1mol氮气，标况下的体积为22.4L，错误；D项，由电子转移守恒可知，从整个过程来看，每处理1molNH

，需要的NO

为1mol，错误。

6．如图为两种途径制备硫酸的过程（反应条件略），下列说法不正确的是（　　）

A．途径②增大O2浓度可提高SO2转化率

B．含1molH2SO4的浓溶液与足量NaOH反应，放出的热量即为中和热

C．途径②中SO2和SO3均属于酸性氧化物

D．若ΔH1＜ΔH2＋ΔH3，则2H2O2（aq）===2H2O（l）＋O2（g）为放热反应

答案　B

解析　A项，增大一种反应物的浓度可以提高另外一种反应物的转化率，故途径②增大O2浓度可提高SO2转化率，正确；B项，中和热的定义：

强酸与强碱的稀溶液混合生成1mol水放出的热量为中和热，含1molH2SO4的浓溶液与足量NaOH反应生成2mol水，且浓溶液溶于水放热，错误；C项，二氧化硫与三氧化硫均属于酸性氧化物，正确。

7．（2020·石家庄调研）下列结论错误的是（　　）

①微粒半径：

K＋＞Al3＋＞S2－＞Cl－

②氢化物的稳定性：

HF＞HCl＞H2S＞PH3＞SiH4

③离子的还原性：

S2－＞Cl－＞Br－＞I－

④氧化性：

Cl2＞S＞Se＞Te

⑤酸性：

H2SO4＞H3PO4＞H2CO3＞HClO

⑥非金属性：

O＞N＞P＞Si

A．只有①B．①③⑤C．②④⑤⑥D．①③

答案　D

解析　①离子半径的比较，一是比较电子层数，电子层数越多，半径越大，二是原子序数，电子层数相同，半径随原子序数的递增而减小，即S2－＞Cl－＞K＋＞Al3＋，错误；②非金属性越强，其氢化物越稳定，非金属性：

F＞Cl＞S＞P＞Si，其氢化物的稳定性：

HF＞HCl＞H2S＞PH3＞SiH4，正确；③单质的氧化性强，其离子的还原性弱，单质氧化性：

Cl2＞Br2＞I2＞S，其离子的还原性：

S2－＞I－＞Br－＞Cl－，错误；④同主族元素从上到下，氧化性逐渐减弱，即Cl2＞S＞Se＞Te，正确；⑤H2SO4是强酸，H3PO4属于中强酸，碳酸的酸性强于次氯酸，均属于弱酸，即酸性：

H2SO4＞H3PO4＞H2CO3＞HClO，正确；⑥同主族元素从上到下，非金属性逐渐减弱，同周期元素从左向右，非金属性逐渐增强，即非金属性：

O＞N＞P＞Si，正确。

8．短周期主族元素X、Y、Z、M的原子序数依次递增，四种原子的最外层电子数之和为20。

X与Y、Z、M位于相邻周期，Z原子最外层电子数是X原子内层电子数的2倍，Y、Z相邻，M比X族序数大1。

下列说法正确的是（　　）

A．简单离子的半径：

Y＞X

B．简单氢化物的热稳定性：

Z＞M

C．X和Z可形成ZX2分子

D．最高价氧化物对应水化物的酸性：

M＞Y

答案　D

解析　X与Y、Z、M位于相邻周期，说明X位于第二周期，Y、Z、M位于第三周期，Z原子最外层电子数是X原子内层电子数的2倍，推出Z为Si，Y、Z相邻且原子序数依次递增，Y为Al，再结合四种原子的最外层电子数之和为20和M比X族序数大1，推出M为Cl、X为O。

当电子层相同时，原子序数越大，半径越小，故简单离子的半径：

Y（Al3＋）＜X（O2－），A项错误；元素的非金属性越强，其简单氢化物的热稳定性越强，故Z（SiH4）＜M（HCl），B项错误；X和Z可形成ZX2（SiO2）为原子晶体，C项错误；元素的非金属性越强，其最高价氧化物对应水化物的酸性越强，即M（HClO4）＞Y[Al（OH）3]，D项正确。

9、W、X、Y、Z四种短周期元素，在元素周期表中的位置如图所示，其中W元素的原子序数为Z元素原子序数的两倍，则下列说法正确的是（　　）

Y

Z

X

W

A.X位于元素周期表中的第三周期第ⅥA族

B．X、Y、Z三种元素对应原子的半径依次减小

C．XZ2和YZ2的结构和化学性质相似

D．利用Y的含氧酸酸性强于W的含氧酸酸性，可证明非金属性W强于Y

答案　B

解析　由于该四种元素均是短周期元素，W元素的原子序数为Z元素原子序数的两倍，且W与Z同主族，原子序数相差8，故Z为O，W为S，则X为Si，Y为N，据以上分析解答。

10、）A、B、C、D、E是原子序数依次递增的短周期主族元素，其中A、C同主族且能形成离子化合物。

B、D同主族，由A、D两元素组成的一种化合物与B、D两元素组成的一种化合物反应，生成浅黄色固体，下列有关推断合理的是（　　）

A．简单离子半径：

E＞C＞D＞B

B．A、B、C、D四种元素能组成阴、阳离子数之比为1∶1的离子化合物

C．简单氢化物沸点：

E＞D＞B

D．A、C、D的常见氧化物在任一条件下相互之间一定能发生反应

答案　B

解析　A、B、C、D、E是原子序数依次递增的短周期主族元素，其中A、C同主族且能形成离子化合物。

B、D同主族，由A、D两元素组成的一种化合物与B、D两元素组成的一种化合物反应，生成浅黄色固体，分析知道A为H、B为O、C为Na、D为S、E为Cl。

A项，S2－、Cl－电子层结构相同，所以r（S2－）＞r（Cl－），O2－、Na＋电子层结构相同，所以r（O2－）＞r（Na＋），简单离子半径：

r（S2－）＞r（Cl－）＞r（O2－）＞r（Na＋），错误；B项，A、B、C、D四种元素能组成阴、阳离子数之比为1∶1的离子化合物为NaHSO4，正确；C项，Cl、S、O三种元素的简单氢化物HCl、H2S、H2O，因为H2O中存在氢键，所以沸点H2O＞H2S，错误；D项，A、C、D的常见氧化物分别为H2O、Na2O、SO2相互之间在一定条件下能发生反应，错误。

11．（2020·牡丹江质检）有X、Y、Z、W、M五种短周期元素，其中X、Y、Z、W同周期，Z、M同主族；X＋与M2－具有相同的电子层结构；离子半径：

Z2－＞W－；Y的单质晶体熔点高、硬度大，是一种重要的半导体材料。

下列说法中，正确的是（　　）

A．X、M两种元素只能形成X2M型化合物

B．由Y、M两种元素组成的化合物是离子化合物

C．M的简单气态氢化物的热稳定性比Z的弱

D．原子半径：

r（M）＜r（W）＜r（Z）＜r（Y）＜r（X）

答案　D

解析　X、Y、Z、W、M五种短周期元素，Y的单质晶体熔点高、硬度大，是一种重要的半导体材料，可知Y为Si；X、Y、Z、W同周期，都处于第三周期，由X＋与M2－具有相同的电子层结构，可知X为Na、M为O；Z、M同主族，则Z为S；离子半径Z2－＞W－，则W为Cl。

A项，X、M两种元素形成的化合物可以是Na2O或Na2O2，错误；B项，二氧化硅是共价化合物，错误；C项，氧元素的非金属性强于S，则水的稳定性强于硫化氢，错误；D项，同周期元素自左向右原子半径逐渐减小，同主族元素自上而下原子半径逐渐增大，则原子半径：

r（M）＜r（W）＜r（Z）＜r（Y）＜r（X），正确。

12．（2020·云南一检）用单质铁除去酸性水体中NO

的原理如图所示，下列说法错误的是（　　）

A．该原理的能量转化形式主要为化学能转化为电能

B．电极材料分别为Fe和Fe3O4

C．负极反应为NO

＋8e－＋10H＋===NH

＋3H2O

D．该原理的总反应可表示为NO

＋3Fe＋2H＋＋H2O===NH

＋Fe3O4

答案　C

解析　该原理为原电池原理，主要是将化学能转化为电能，A项正确；根据图示，电极材料分别为Fe和Fe3O4，B项正确；负极发生氧化反应，为Fe转化为Fe3O4的反应，C项错误；该原理为Fe和NO

在酸性条件下转化为NH

和Fe3O4的反应，D项正确。

13．下列说法不正确的是（　　）

A．已知冰的融化热为6.0kJ·mol－1，冰中氢键键能为20kJ·mol－1，假设1mol冰中有2mol氢键，且融化热完全用于破坏冰的氢键，则最多只能破坏冰中15%的氢键

B．已知一定温度下，醋酸溶液的物质的量浓度为c，电离度为a，电离常数Ka＝

。

若加水稀释，则CH3COOHCH3COO－＋H＋向右移动，a增大，Ka不变

C．甲烷的燃烧热为890.3kJ·mol－1，则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为：

CH4（g）＋2O2（g）===CO2（g）＋2H2O（l）　ΔH＝－890.3kJ·mol－1

D．500℃、30MPa下，将0.5molN2和1.5molH2置于密闭的容器中充分反应生成NH3（g），放热19.3kJ，其热化学方程式为：

N2（g）＋3H2（g）2NH3（g）　ΔH＝－38.6kJ·mol－1

答案　D

解析　A项，1mol冰中有2mol氢键，由氢键的键能可知，完全破坏其中的氢键要吸收40kJ的热量，由冰的融化热可知，1mol冰融化要吸收6.0kJ的热量，若熔化热完全用于破坏冰的氢键，则能破坏的氢键的百分比为

×100%＝15%，正确；B项，可知在醋酸中加水稀释，其电离平衡正向移动，电离度应增大，而电离平衡常数Ka只与温度有关，温度不变，Ka不变，正确；C项，甲烷的燃烧热是1mol甲烷完全燃烧生成稳定氧化物所放出的热量，可知热化学方程式正确，正确；D项，该反应是可逆反应，无法进行到底，可知该反应的反应热不等于－38.6kJ·mol－1，错误。

14．（2020·潍坊上学期统考，12）根据光合作用原理，设计如图原电池装置。

下列说法正确的是（　　）

A.a电极为原电池的正极

B.外电路电流方向是a→b

C.b电极的电极反应式为：

O2＋2e－＋2H＋===H2O2

D.a电极上每生成1molO2，通过质子交换膜的H＋为2mol

解析　根据图示可知，a电极上H2O转化为H＋和O2，发生氧化反应，则a电极为原电池的负极，A项错误；a电极为负极，b电极为正极，外电路电流方向应从正极到负极，即b→a，B项错误；根据图示可知，b电极上O2得电子转化为H2O2，电极反应式为：

O2＋2e－＋2H＋===H2O2，C项正确；a电极上每生成1molO2，转移4mol电子，则通过质子交换膜的H＋为4mol，D项错误。

答案　C

15．（2020·山东济宁期末）H2S废气资源化利用途径之一是回收能量并得到单质硫。

反应原理为：

2H2S（g）＋O2（g）===S2（s）＋2H2O（l）　ΔH＝－632kJ·mol－1。

下图为质子膜H2S燃料电池的示意图。

下列说法不正确的是（　　）

A.电路中每流过2mol电子，电池内部释放316kJ热能

B.每34gH2S参与反应，有2molH＋经质子膜进入正极区

C.电极a为电池的负极

D.电极b上发生的电极反应为：

O2＋4e－＋4H＋===2H2O

答案　A

解析　A项原电池中能量转换形式为化学能转化为电能，故A项错误。

16、O3是一种常见的绿色氧化剂，可由臭氧发生器（原理如图）电解稀硫酸制得。

下列说法错误的是（　　）

A．电极a为阴极

B．a极的电极反应为O2＋4H＋＋4e－===2H2O

C．电解一段时间后b极周围的pH下降

D．标准状况下，当有5.6LO2反应时，收集到O2和O3混合气体4.48L，O3的体积分数为80%

答案　D

解析　5.6L氧气物质的量为0.25mol，反应后氧气与臭氧的物质的量之和为0.2mol

3O22O3　Δn

321

n（0.25－0.2）mol

n＝0.1mol

O3的体积分数＝

×100%＝50%。

二、非选择题（本题包括4小题，共52分）

17．（12分）

（1）高铁酸钾（K2FeO4）不仅是一种理想的水处理剂，而且高铁电池的研制也在进行中，如图1是高铁电池的模拟实验装置：

①该电池放电时正极的电极反应式为_____________________________________

若维持电流强度为1A，电池工作10min，理论消耗Zn　g（已知F＝96500C·mol－1）。

②盐桥中盛有饱和KCl溶液，此盐桥中氯离子向　　　　移动（填“左”或“右”）；若用阳离子交换膜代替盐桥，则钾离子向　移动（填“左”或“右”）。

③图2为高铁电池和常用的高能碱性电池的放电曲线，由此可得出高铁电池的优点有_________________________________________________________________

____________________________________________________________________。

（2）有人设想以N2和H2为反应物，以溶有A的稀盐酸为电解质溶液，可制造出既能提供电能，又能固氮的新型燃料电池，装置如下图所示，电池正极的电极反应式是_____________________________________________________________

____________________________________________________________________，

A是　　　　。

（3）利用原电池工作原理测定汽车尾气中CO的浓度，其装置如下图所示。

该电池中O2－可以在固体介质NASICON（固溶体）内自由移动，工作时O2－的移动方向　　　　（填“从a到b”或“从b到a”），负极发生的电极反应式为____________________________________________________________________。

答案　

（1）①FeO

＋4H2O＋3e－===Fe（OH）3↓＋5OH－　0.2

②右　左

③使用时间长、工作电压稳定

（2）N2＋8H＋＋6e－===2NH

　氯化铵

（3）从b到a　CO＋O2－－2e－===CO2

18．（12分）现有A、B、C、D、E、F六种短周期主族元素，原子序数依次增大。

已知A的气态氢化物能与其最高价氧化物的水化物反应得到一种离子化合物，B的一种单质具有杀菌消毒的作用，C＋和D3＋的电子层结构相同，E的主族序数是其周期序数的2倍。

（1）F在元素周期表中的位置是____________________。

（2）上述元素形成的简单离子中，半径最大的是________（填离子符号）。

（3）由上述元素中的一种或几种组成的物质甲可以发生如下反应：

①若丙具有漂白性，则甲和水反应的离子方程式为____________________________

________________________________________________________________________。

②若乙的水溶液是强碱性溶液，物质丙为B的一种单质，则甲中含有的化学键的类型为________________，D的单质与乙的水溶液反应的离子方程式为_________________________

________________________________________________________________________。

③若甲为D和E形成的二元化合物，物质丙是气体，则丙的结构式为____________；物质乙为白色沉淀，其化学式为________。

答案　

（1）第三周期ⅦA族　

（2）S2－　（3）①Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO　②离子键、（非极性）共价键　2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO

＋3H2↑　③H—S—HAl（OH）3

19．（14分）、如图是某同学设计的一组应用燃料电池来探究电解原理的装置图。

请回答下列问题：

（1）甲池中负极的电极反应式为_____________________________________________________

________________________________________________________________________。

（2）闭合开关K后，该装置工作一段时间后甲池溶液的pH将________（填“增大”“减小”或“不变”）。

①若用乙池装置精炼铜，则电极A的材料为________（填“粗铜”或“纯铜”）。

②若乙池中A和B均为惰性电池，电解质溶液为饱和食盐水，则A电极反应产物（少量）的检验方法（操作和现象）是____________________________________________________________

________________________________________________________________________。

③若乙池中A和B均为惰性电极，电解质溶液为CuSO4溶液，工作一段时间后，向所得溶液中加入0.2molCuO粉末，恰好使CuSO4溶液恢复到电解前的浓度和pH，则电解过程中转移电子的物质的量为________。

答案　

（1）CH3OH－6e－＋8OH－===CO

＋6H2O

（2）减小　①粗铜　②将湿润的淀粉碘化钾试纸靠近A极附近，试纸变蓝，则证明该电极反应产物为氯气③0.4mol

解析　该装置中左边是原电池，右边是电解池，通氧气的一极为正极，则A为阳极，B为阴极。

（1）负极甲醇在碱性条件下失去电子，电极反应式为CH3OH－6e－＋8OH－===CO

＋6H2O。

（2）甲池中KOH逐渐转化为K2CO3，溶液的pH将减小。

①精炼铜，粗铜作阳极，故电极A用粗铜作为材料。

②A极产生氯气，用湿润的淀粉碘化钾试纸检验。

③加入0.2molCuO粉末，恰好使CuSO4溶液恢复到电解前的浓度和pH，由电解的总反应式：

2H2O＋2CuSO4

2Cu＋O2↑＋2H2SO4可知，转移电子的物质的量为加入的CuO的物质的量的2倍，故电解过程中转移电子的物质的量为0.4mol。

20．（14分）

（1）已知H—H键键能为436kJ·mol－1，H—N键键能为391kJ·mol－1，根据化学方程式：

N2（g）＋3H2（g）2NH3（g）ΔH＝－92.4kJ·mol－1。

则N≡N键的键能是________________。

（2）事实证明，能设计成原电池的反应通常是放热反应，下列化学反应在理论上可以设计成原电池的是______（填字母）。

A．C（s）＋H2O（g）===CO（g）＋H2（g）　ΔH＞0

B．2H2（g）＋O2（g）===2H2O（l）　ΔH＜0

C．NaOH（aq）＋HCl（aq）===NaCl（aq）＋H2O（l）ΔH＜0

（3）以KOH溶液为电解质溶液，依据所选反应设计一个原电池，其正极的电极反应式为________________________________________________________________________。

（4）电解原理在化学工业中有着广泛的应用。

现将你设计的原电池通过导线与图中电解池相连，其中a为电解液，X和Y均为惰性电极，则

①若a为CuSO4溶液，则电解时的化学反应方程式为_______________________________

________________________________________________________________________。

②若电解含有0.04molCuSO4和0.04molNaCl的混合溶液400mL，当阳极产生的气体为672mL

（标准状况下）时，溶液的pH＝________________（假设电解后溶液体积不变）。

③若用此电解装置模拟工业精炼铜，则a可为______溶液，并将__________（填“X”或“Y”）极换成粗铜。

（5）最近华南理工大提出利用电解法制H2O2并用产生的H2O2处理废氨水，装置如下图所示。

①常温下，为了不影响H2O2的产量，需要向废氨水加入适量硝酸调节溶液的pH约为5，则所得废氨水溶液中c（NH

）________（填“＞”“＜”或“＝”）c（NO

）。