备战高考化学与化学反应与能量有关的压轴题含答案.docx

1、备战高考化学与化学反应与能量有关的压轴题含答案备战高考化学与化学反应与能量有关的压轴题含答案一、化学反应与能量练习题（含详细答案解析）1氨气是一种重要的化工产品。(1)工业中用氯气和氢气在一定条件下合成氨气，有关方程式如下： 3H2 (g)+N2(g)2NH3 (g) + 92.4 kJ对于该反应：要使反应物尽可能快的转化为氨气，可采用的反应条件是_，要使反应物尽可能多的转化为氨气，可采用的反应条件是_：(均选填字母)A较高温度B较低温度C较高压强 D较低压强 E使用合适的催化剂工业上对合成氨适宜反应条件选择，是综合考虑了化学反应速率、化学平衡和设备材料等的影响。该反应达到平衡后，只改变其中一

2、个因素，以下分析中不正确的是_：(选填字母)A升高温度，对正反应的反应速率影响更大B增大压强，对正反应的反应速率影响更大C减小生成物浓度，对逆反应的反应速率影响更大某化工厂为了综合利用生产过程中副产品CaSO4，和相邻的合成氨厂联合设计了制备(NH4)2SO4的工艺流程(如图)，该流程中：向沉淀池中通入足量的氨气的目的是_，可以循环使用的X是_。(填化学式)(2)实验室中可以用铵盐与强碱共热得到氨气。有关的离子方程式为_。0.01 mol/L硝酸铵溶液0.5L，与足量的氢氧化钠溶液共热，可产生氨气_L(标准状态)。若有硝酸铵和硫酸铵的混合溶液0.5L，与足量的氢氧化钠溶液共热，可产生氨气0.0

3、25mol；在反应后的溶液中加入足量的氯化钡溶液，产生0.01 mol 白色沉淀，则原混合液中，硝酸铵的浓度为_mol/L。现有硝酸铵、氯化铵和硫酸铵的混合溶液V L，将混合溶液分成两等分：一份溶液与足量的氢氧化钠溶液共热，共产生氨气A mol；另一份溶液中慢慢滴入C mol/L的氯化钡溶液B L，溶液中SO42-恰好全部沉淀；将沉淀过滤后，在滤液中继续滴入硝酸银溶液至过量，又产生D mol沉淀。则原混合溶液中，氯化铵的浓度为_mol/L，硝酸铵的浓度为_mol/L。(用含有字母的代数式表示)【答案】ACE BC A 生成正盐，使Ca2+完全沉淀 CO2 NH4+OH-H2O+NH3 0.11

4、2 0.01 【解析】【分析】(1)要使反应物尽可能快的转化为氨气，需要加快反应速率，可以通过升高温度、增大压强和使用合适的催化剂实现；要使反应物尽可能多的转化为氨气，需要反应正向移动，反应3H2 (g)+N2(g)2NH3 (g) + 92.4 kJ是气体体积减小的放热反应，可以通过增大压强和较低温度实现；根据影响平衡移动的条件分析判断；在上述流程的沉淀池中通入足量氨气的目的是一方面提供反应物，另一方面使溶液呈碱性有利于CO2的吸收，在煅烧炉中发生CaCO3CaO+CO2，则X为CO2可在此制备实验中循环使用；(2)铵盐与强碱共热得到氨气和水；根据NH4+元素守恒计算；根据NH4+元素守恒计

5、算；一份溶液与足量的氢氧化钠溶液共热，共产生氨气A mol，根据NH4+OH-NH3+H2O可知每份中含有AmolNH4+，与氯化钡溶液完全反应消耗C mol/LBaCl2溶液B L，根据Ba2+SO42-BaSO4可知每份含有SO42-CBmol，将沉淀过滤后，在滤液中继续滴入硝酸银溶液至过量，又产生D mol沉淀，根据Ag+Cl-=AgCl，结合前面加入CBmol的BaCl2溶液可知，每份含有Cl-(D-2BC) mol。【详解】(1)要使反应物尽可能快的转化为氨气，需要加快反应速率，可以通过升高温度、增大压强和使用合适的催化剂实现，故选ACE；要使反应物尽可能多的转化为氨气，需要反应正向

6、移动，反应3H2 (g)+N2(g)2NH3 (g) + 92.4 kJ是气体体积减小的放热反应，可以通过增大压强和较低温度实现，故选BC；A. 反应3H2 (g)+N2(g)2NH3 (g) + 92.4 kJ是气体体积减小的放热反应，升高温度反应逆向移动，说明升高温度，对逆反应的反应速率影响更大，故A错误；B. 反应3H2 (g)+N2(g)2NH3 (g) + 92.4 kJ是气体体积减小的放热反应，增大压强反应速率加快，反应正向移动，说明增大压强对正反应的反应速率影响更大，故B正确；C. 减小生成物浓度，反应逆向移动，说明减小生成物浓度对逆反应的反应速率影响更大，故C正确；故选A。在上

7、述流程的沉淀池中通入足量氨气的目的是一方面提供反应物，另一方面使溶液呈碱性有利于CO2的吸收，在煅烧炉中发生CaCO3CaO+CO2，则X为CO2可在此制备实验中循环使用；(2)铵盐与强碱共热得到氨气和水，离子方程式为：NH4+OH-H2O+NH3；0.5L 0.01 mol/L硝酸铵溶液中硝酸铵的物质的量为：0.5L0.01 mol/L=0.005mol，根据NH4+守恒，最多生成氨气0.005mol，标况下的体积为：0.005mol22.4L/mol=0.112L；由题意可知，在反应后的溶液中加入足量的氯化钡溶液，产生0.01 mol BaSO4白色沉淀，说明原溶液中含有硫酸根0.01mo

8、l，设硝酸铵的物质的量为xmol，根据NH4+守恒有x+0.01mol2=0.025，得x=0.005mol，硝酸铵的浓度为=0.01mol/L；一份溶液与足量的氢氧化钠溶液共热，共产生氨气A mol，根据NH4+OH-NH3+H2O可知每份中含有AmolNH4+，与氯化钡溶液完全反应消耗C mol/LBaCl2溶液B L，根据Ba2+SO42-BaSO4可知每份含有SO42-CBmol，将沉淀过滤后，在滤液中继续滴入硝酸银溶液至过量，又产生D mol沉淀，根据Ag+Cl-=AgCl，结合前面加入CBmol的BaCl2溶液可知，每份含有Cl-(D-2BC) mol，则原混合溶液中，氯化铵的浓度

9、为 mol/L = mol/L；每份中硝酸根的物质的量为： n(NH4+)- n(Cl-)-2n(SO42-)=，硝酸铵的浓度为 mol/L = mol/L。2依据氧化还原反应：2Ag+(aq)+Cu(s)=Cu2+(aq)+2Ag(s)设计的原电池如图所示。请回答下列问题： (1)电极X的材料是_；电解质溶液Y是_；(2)银电极上发生的电极反应式为_；(3)外电路中的电子是从_；(4)当有1.6 g铜溶解时，银棒增重_g 。【答案】Cu AgNO3 Ag+e- =Ag X(或Cu) Ag 5.4 【解析】【分析】(1)根据电池反应式知，Cu失电子发生氧化反应，作负极，Ag作正极，电解质溶液为

10、含有银离子的可溶性银盐溶液；(2)银电极上是溶液中的Ag+得到电子发生还原反应；(3)外电路中的电子是从负极经导线流向正极；(4)先计算Cu的物质的量，根据反应方程式计算出正极产生Ag的质量，即正极增加的质量。【详解】(1)根据电池反应式知，Cu失电子发生氧化反应，Cu作负极，则Ag作正极，所以X为Cu，电解质溶液为AgNO3溶液；(2)银电极为正极，正极上Ag+得到电子发生还原反应，正极的电极反应式为：Ag+e-=Ag；(3)外电路中的电子是从负极Cu经导线流向正极Ag；(4)反应消耗1.6 g铜的物质的量为n(Cu)=0.025 mol，根据反应方程式2Ag+(aq)+Cu(s)=Cu2+

11、(aq)+2Ag(s)可知：每反应消耗1 mol Cu，正极上产生2 mol Ag，则0.025 mol Cu反应，在正极上产生0.05 mol Ag，该Ag的质量为m(Ag)=0.05 mol108 g/mol=5.4 g，即正极银棒增重5.4 g。【点睛】本题考查原电池原理，明确元素化合价变化与正负极的关系是解本题关键，计算正极增加的质量时，既可以根据反应方程式计算，也可以根据同一闭合回路中电子转移数目相等计算。3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

12、kJmol1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1mol HH键、1mol II、1mol HI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：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；实验中，该小组同学在烧杯中加入5mL 1.0mol/L盐酸，再放入用砂纸打磨过的铝条，该反应是_（填“

13、吸热”或“放热”）反应。【答案】放热 放出 11 化学能 热能 吸热 放热 【解析】【分析】【详解】(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+I22HI中，断裂1molH-H键，1molI-I键共吸收的能量为：1436kJ+151kJ=587kJ，生成2molHI，共形成2molH-I键，放出的能量为：2299kJ=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)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。4高铁电池是一种新型可充

14、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+8H2O3Zn(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

15、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。5硫化氢（H2S）是一种有毒的可燃性气体，用H2S、空气和KOH溶液可以组成燃料电池，其电池总反应为2H2S+3O2+4KOH=2K2SO3+4H2O。（1）该电池工作时正极应通入_。（2）该电池

16、负极的电极反应式为_。（3）该电池工作一段时间后负极区溶液的pH_（填“升高”“不变”或“降低”）。【答案】O2 H2S+8OH-6e-=SO32-+5H2O 降低 【解析】【分析】【详解】（1）由电池总反应可知，反应中硫元素的化合价升高，发生氧化反应，氧气中氧的化合价降低，发生还原反应，则通入硫化氢的电极为负极，通入氧气的电极为正极。答案为：O2。（2）碱性溶液中正极的电极反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH-，总反应减去正极反应得到负极反应式为：H2S+8OH-6e-=SO32-+5H2O。答案为：H2S+8OH-6e-=SO32-+5H2O。（3）由负极反应式可知，负极反应消耗OH-

17、，同时生成水，则负极区溶液中c(OH-)减小，pH降低。答案为：降低。【点睛】电池反应中有氧气参加，氧气在反应中得到电子发生还原反应，根据原电池原理，负极发生氧化，正极发生还原，所以通入氧气的电极为电池的正极，酸性条件下的反应：O2+4H+4e-=2H2O，碱性条件下的反应：O2+2H2O+4e-=4OH-。61100时，在体积固定且为5L的密闭容器中，发生可逆反应：并达到平衡。(1)平衡后，向容器中充入1mol，平衡向_(填“正反应方向”、“逆反应方向”或“不移动”)，重新达到平衡后，与原平衡相比，逆反应速率_(填“增大”、“减小”或“不变”)。(2)若混合气体的密度不变，(填“能”或“不能

18、”)_判断该反应达已经到平衡状态。若初始时加入的为2.84g，10分钟后达到平衡时的转化率(参加反应的碳酸钠占加入硫酸钠总质量的百分比)为45%，_。【答案】正反应方向 增大 能 7.210-4mol/(Lmin) 【解析】【分析】增大反应物浓度，有利于反应正向进行，最终达到新平衡时，整体浓度都是增大的，逆反应速率较原平衡也是增大的；混合气体的密度为，反应前后气体总质量发生改变，气体总体积不变，混合气体的密度发生改变，当到达化学平衡时，混合气体的密度不变；根据v=计算。【详解】（1）平衡后，向容器中充入1mol H2，增大反应物浓度，有利于反应正向进行，最终达到新平衡时，整体浓度都是增大的，逆

19、反应速率较原平衡也是增大的，故答案为：正反应方向；增大；（2）混合气体的密度为，反应前后气体总质量发生改变，气体总体积不变，混合气体的密度发生改变，当到达化学平衡时，混合气体的密度不变，所以根据混合气体的密度可以判断化学反应是否达到平衡；初始时加入的Na2SO4为2.84g，10分钟后达到平衡时Na2SO4的转化率为45%，则反应消耗n（Na2SO4）=0.009mol，根据反应方程式，则消耗n（H2）=4n（Na2SO4）=0.036mol，所以v（H2）=7.210-4mol/（Lmin），故答案为：能；7.210-4mol/（Lmin）。【点睛】本题考查化学原理部分知识，运用化学平衡移动

20、的知识分析问题，根据方程式计算化学反应速率。7一定条件下2L的密闭容器中，反应aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)达到平衡。(1)若起始时A为lmol，反应2min达到平衡，A剩余0.4mol，则在02min内A的平均反应速率为_ mo1/(Lmin)(2)在其他条件不变的情况下，扩大容器体积，若平衡向逆反应方向移动，则a+b_c+d(选填“”、“”或“”）。(2)950时，欲提高钾的熔出速率可以采取的措施是_（填序号）。a延长反应时间 b充分搅拌c增大反应体系的压强 d将钾长石粉粹成更小的颗粒(3)要使钾元素的熔出率和熔出速率都达到最大，反应温度应为_。(4)工业上常用KCl冶炼金属

21、钾。反应方程式为：Na(l)+KCl(l)NaCl(l)+K(g)用平衡移动原理解释该方法可行的原因：_。【答案】 b d 950 利用钾的状态与其他物质不同，可以将气态钾分离出来，降低了产物的浓度，使平衡正向移动 【解析】【分析】(1)由图象中曲线变化可知，温度越高钾元素的熔出率，说明升高温度，平衡向正反应方向移动，据此判断；(2)该转化过程没有气体参与，应使反应物充分接触提供反应速率；(3)根据图象曲线变化可知，温度越高，钾元素的熔出率和熔出速率都增大；(4)K为气态，将钾分离出来，降低了产物的浓度，平衡正向移动。【详解】(1)由图象曲线数据可知，温度越高钾元素的熔出率越高，说明升高温度，

22、平衡向正反应方向移动，根据平衡移动原理，升高温度，化学平衡向吸热反应方向移动，说明正反应是吸热反应，所以Q0；(2)a. 延长反应时间，不能提高反应速率，a错误；b. 充分搅拌，反应物充分接触，化学反应速率加快，b正确；c. 该反应体系没有气体参加，增大反应体系的压强，不能提高反应速率，c错误；d. 将钾长石粉粹成更小的颗粒，增大反应物的接触面积，反应速率加快，d正确；故合理选项是bd；(3)根据图象可知，温度为950时熔出率和熔出速率都最高，故合适温度是950；(4)根据反应方程式可知，金属K为气态，将钾分离出来，降低了产物的浓度，化学平衡向正反应方向移动，故合理原因是将气态钾分离出来，降低

23、了产物的浓度，平衡正向移动。【点睛】本题考查了化学平衡及其影响、反应条件的选择，要结合温度对化学反应速率和化学平衡的影响，结合平衡移动原理分析解答，注意熟练掌握化学平衡及其影响因素，题目充分考查了学生的分析、理解能力及灵活应用基础知识的能力。9回答下列问题：（1）铅蓄电池的总反应为：Pb + PbO2 + 2H2SO4 2PbSO4 + 2H2O，放电时，负极反应式为_，充电时，阳极反应式为_。（2）利用如图装置，可以模拟铁的电化学防护。若X为石墨，为减缓铁的腐蚀，将开关K置于处，该电化学防护法称为_。若X为锌，开关K置于M处，该电化学防护法称为_。（3）我国的科技人员为了消除SO2的污染，利

24、用原电池原理，设计如图2装置用SO2和O2制备硫酸，电极A、B为多孔的材料。 A极的电极反应式是_。 B极的电极反应式是_。【答案】Pb + SO42-2e- PbSO4 PbSO4 + 2H2O-2e-PbO2 + 4H+ + SO42- 外加电流的阴极保护法 牺牲阳极阴极保护法 4H+ + O2 + 4e-2H2O SO2 + 2H2O - 2e- SO42- + 4H+ 【解析】【分析】(1)放电时，该装置是原电池，负极上铅失电子发生氧化反应，充电时，该装置是电解池，阳极失电子发生氧化反应；(2)作原电池正极或作电解池阴极的金属被保护；(3)该原电池中，负极上失电子被氧化，所以负极上投放

25、的气体是二氧化硫，二氧化硫失电子和水反应生成硫酸根离子和氢离子，正极上投放的气体是氧气，正极上氧气得电子和氢离子反应生成水，根据硫酸和水的出口方向知，B极是负极，A极是正极，据此书写电极反应式。【详解】：(1)放电时，该装置是原电池，负极上铅失电子发生氧化反应，即Pb+SO42-2e-=PbSO4，在充电时，该装置是电解池，阳极上硫酸铅失电子发生氧化反应，即PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+4H+SO42-，故答案为：Pb+SO42-2e-=PbSO4；PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+4H+SO42-；(2)若X为石墨，为减缓铁的腐蚀，将开关K置于N处，该装置构成电解池，铁作阴极

26、而被保护，该电化学防护法称为外加电流的阴极保护法；故答案为：外加电流的阴极保护法；若X为锌，开关K置于M处，该装置构成原电池，锌易失电子作负极，铁作正极而被保护，该电化学防护法称为牺牲阳极的阴极保护法，故答案为：牺牲阳极的阴极保护法(3)该原电池中，负极上失电子被氧化，所以负极上投放的气体是二氧化硫，即B极是负极，负极二氧化硫失电子和水反应生成硫酸根离子和氢离子，电极反应式是SO2+2H2O-2e-=SO42-+4H+，正极上投放的气体是氧气，即A极是正极，正极上氧气得电子和氢离子反应生成水，电极反应式是4H+O2+4e-=2H2O，故答案为：4H+O2+4e-=2H2O；SO2+2H2O-2

27、e-=SO42-+4H+。10如图所示，A、B、C三个装置中的烧杯分别盛有足量的CuCl2溶液。（1）A、B、C三个装置中属于原电池的是_(填标号)。（2）A池中Zn是_极，电极反应式为_；A中总反应的离子方程式_。（3）B池中总反应的方程式为_。（4）C池中Zn是_极，发生_反应，电极反应式为_；反应过程中，CuCl2溶液浓度_(填“变大”“变小”或“不变”)。【答案】A 负 Zn2e-=Zn2 ZnCu2=Zn2Cu CuCl2Cu+Cl2 阴 还原 Cu22e-=Cu 不变 【解析】【分析】（1）A、B、C三个装置中，没有外接电源的属于原电池。（2）A池中，相对活泼的金属作负极，电极反应式为金属失电子生成金属离子；A中总反应为负极金属与电解质发生氧化还原反应。（3）B池中总反应为电解氯化铜。（4）C池中，与正极相连的电极为阳极，阳极失电子发生氧化反应；通过分析两电极反应，可确定反应过程中，CuCl2溶液浓度变化情况。【详解】（1）A、B、C三个装置中，没有外接电源的属于原电池，则原电池是A。答案为：A；（2）A池中，相对活泼的金属是Zn，Zn是负极，电极反应式为Zn2e-=Zn2；A中总反应的离子方程式为ZnCu2=Zn2Cu。答案为：负；Zn