2020版高考化学一轮复习全程训练计划周测7化学反应与能量（含解析）.docx

周测7化学反应与能量夯基提能卷一、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()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。2H2与ICl的反应分两步进行，其能量曲线如图所示，下列有关说法错误的是()A反应、反应均为放热反应B反应、反应均为氧化还原反应C反应比反应的速率慢，与相应正反应的活化能无关D反应、反应的焓变之和为H218 kJmol1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；反应中H的化合价由01，部分I的化合价降低，属于氧化还原反应，反应中，I的化合价发生变化，属于氧化还原反应，故B说法正确；反应比反应慢，说明反应中正反应的活化能较大，反应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H218 kJmol1，故D说法正确。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：SO5H2O8e=HS9OHB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Fe2O3xH2OD管道上刷富锌油漆可以延缓管道的腐蚀答案：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SO5H2O8e=HS9OH，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ZnFe原电池，Fe变为正极，可以延缓管道的腐蚀，D正确。4为探究NaHCO3、Na2CO3与1 molL1盐酸反应(设两反应分别是反应、反应)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35 mL水2.5 g NaHCO320 18.5 35 mL水3.2 g Na2CO320 24.3 35 mL盐酸2.5 g NaHCO320 16.2 35 mL盐酸3.2 g Na2CO320 25.1 A.仅通过实验即可判断反应是吸热反应B仅通过实验即可判断反应是放热反应C通过实验可判断出反应、分别是吸热反应、放热反应D通过实验可判断出反应、分别是放热反应、吸热反应答案：C解析：因盐酸中亦有水，故综合可知为吸热反应，综合可知为放热反应，故C正确。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()Ab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4OH4e=2H2OO2DNa2SO4溶液从G口加入答案：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(mx)CeO2xCexO2(mx)CeO2xCexH2OxCO2mCeO2xH2xCO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C1 mol CeO2参加反应，共生成2x mol的气体D以CO和O2构成的碱性燃料电池的负极反应式为CO4OH2e=CO2H2O答案：C解析：通过太阳能实现总反应：H2OCO2=H2COO2，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1 mol CeO2参加反应，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。72019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1 molL1产生无色气体产生无色气体，10 min内溶液颜色无明显变化10 molL1产生大量无色气体产生大量无色气体，3 min后溶液变为浅紫红色，随后逐渐加深15 molL1产生大量无色气体产生大量无色气体，1 min后溶液变为浅紫红色，随后逐渐加深Aa为铁钉，b为石墨B阴极主要发生反应：2H2O2e=H22OHC高浓度的NaOH溶液有利于发生Fe6e8OHFeO4H2OD制备Na2FeO4时，若用饱和NaCl溶液，可有效避免阳极产生气体答案：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2H2O2e=2OHH2，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：Fe8OH6e=FeO4H2O，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：2Cl2e=Cl2，则阳极上还产生气体Cl2，D错误。二、非选择题：共43分。8(14分)(1)请用热化学方程式表示：1 mol N2(g)与适量H2(g)反应，生成2 mol NH3(g)，放出92.2 kJ热量。_1 mol N2(g)与适量O2(g)反应生成2 mol NO2(g)，吸收68 kJ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：CH3OH(g)H2O(g)=CO2(g)3H2(g)H49.0 kJmol1CH3OH(g)O2(g)=CO2(g)2H2O(g)H192.9 kJmoll由上述方程式可知，CH3OH的燃烧热_(填“大于”“等于”或“小于”)192.9 kJmol1。已知水的汽化热为44 kJmol1，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C(s)O2(g)=CO2(g)H10再燃烧水煤气：2CO(g)O2(g)=2CO2(g) H302H2(g)O2(g)=2H2O(g)H40H1、H2、H3、H4的数学关系式是_。A2H12H2H3H4B2H12H2H3H4C2H12H2H3H4DH1H2H3H4答案：(1)N2(g)3H2(g)=2NH3(g)H92.2 kJmol1N2(g)2O2(g)=2NO2(g)H68 kJmol1(2)大于H2(g)O2(g)=H2O(l)H124.6 kJmol1(3)A解析：(1)N2(g)3H2(g)=2NH3(g)H92.2 kJmol1。N2(g)2O2(g)=2NO2(g)H68 kJmol1。(2)燃烧热对应液态水，比放出更多热量，所以CH3OH的燃烧热大于 192.9 kJmol1。得到H2(g)O2(g)=H2O(g)H80.6 kJmol1，再结合H2O(g)=H2O(l)H44 kJmol1，得到氢气燃烧热的热化学方程式为H2(g)O2(g)=H2O(l)H124.6 kJmol1。(3)煤直接燃烧与制成水煤气再燃烧的能量守恒，故选A。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()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：在酸性环境下，Cr()通常以Cr2O的形式存在，Cr2OH2O2CrO2H；Cr2O的氧化能力强于CrO；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Fe3Fe2Cr3开始沉淀的pH1.97.04.3沉淀完全的pH3.29.05.6.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()。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.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2H2e=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。由图知，电解还原法应采取的最佳pH范围为_(填序号)。a24b46c610解释曲线和曲线去除率低的原因：_。答案：(1)ac(2)正Fe2e=Fe2(3)Cr2O14H6e=2Cr37H2O(4)b曲线的pH较小，此时Cr()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；曲线的pH较大，铬元素主要以CrO形式存在，其氧化能力弱于Cr2O，Cr()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Fe2eFe2；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：2H2e=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：2H2e=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Fe2eFe2。(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Cr2O14H6e2Cr37H2O。(4)由图可知，曲线对应pH4时，溶液中Cr元素去除率最大，且所用时间最短，反应速率快；曲线对应pH 6时，Cr元素去除率最终与pH4相同，但所用时间较长，反应速率比pH4慢；图中曲线、对应的Cr元素去除率偏低，故最佳pH范围为46。由题给信息可知，去除废水中Cr元素，最终要生成Cr(OH)3和Fe(OH)3沉淀排出。曲线的pH2，酸性较强，此时Cr()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；曲线的pH10，溶液呈碱性，促使平衡Cr2OH2O2CrO2H正向移动，铬元素主要以CrO形式存在，其氧化能力弱于Cr2O，Cr()难以被还原并生成沉淀，导致去除率较低。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)HK已知：N2(g)3H2(g)=2NH3(g)H192.4 kJmol1K12H2(g)O2(g)=2H2O(l)H2571.6 kJmol1K2则H_；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)Ha kJmol13AlCl(g)=2Al(l)AlCl3(g)Hb kJmol1反应Al2O3(s)3C(s)=2Al(l)3CO(g)的H_kJmol1(用含a、b的代数式表示)。(3)已知：Mg(s)H2(g)=MgH2(s)H74.5 kJmol1Mg2Ni(s)2H2(g)=Mg2NiH4(s)H64.4kJmol1则Mg2Ni(s)2MgH2(s)=2Mg(s)Mg2NiH4(s)H_kJmol1。(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_。答案：(1)硝酸盐1 530 kJmol1(2)0.5ab(3)84.6(4)N2(g)O2(g)=2NO(g)H183 kJmol1解析：(1)雷雨天气中发生自然固氮后，N2NONO2NO，N元素转化为硝酸盐而存在于土壤中，根据盖斯定律23，H92.4 kJmol123571.6 kJmol11 530 kJmol1，K。(2)2Al2O3(s)2AlCl3(g)6C(s)=6AlCl(g)6CO(g)Ha kJmol13AlCl(g)=2Al(l)AlCl3(g)Hb kJmol1依据盖斯定律得到Al2O3(s)3C(s)=2Al(l)3CO(g)H(0.5ab)kJmol1。(3)Mg(s)H2(g)=MgH2(s)H174.5 kJmol1Mg2Ni(s)2H2(g)=Mg2NiH4(s)H264.4 kJmol1Mg2Ni(s)2MgH2(s)=2Mg(s)Mg2NiH4(s)H3。由盖斯定律2得到Mg2Ni(s)2MgH2(s)=2Mg(s)Mg2NiH4(s)H364.4 kJmol12(74.5 kJmol1)84.6 kJmol1。(4)该反应中的反应热反应物的键能和生成物的键能和(945498)kJmol12630 kJmol1183 kJmol1，所以N2和O2反应生成NO的热化学反应方程式为N2(g)O2(g)=2NO(g)H183 kJmol1。探究创新卷一、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()答案：D解析：选项A，Zn应为原电池负极，Cu为原电池正极。选项B，盐桥两边的烧杯中盛装的电解质溶液应互换。选项C，粗铜应连接电源正极。选项D，电解饱和NaCl溶液，Cl在阳极放电产生Cl2，H在阴极获得电子而产生H2，正确。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：MgI2MgBr2MgCl2MgF2C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)H117 kJmol1答案：C解析：分析图象可知，MgCl2的能量低于Mg与Cl2的能量之和，依据能量守恒定律知由MgCl2制取Mg的反应为吸热反应，A项错误；物质的能量越低越稳定，化合物的稳定性顺序为MgI2MgBr2MgCl2MgF2，B项错误；根据图象分析，金属镁与卤素单质(X2)的反应都是放热反应，C项正确；分析图象可知反应的焓变等于117 kJmol1，D项错误。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()AE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BCu极上的反应为2H2O4e=4HO2CF表示反应生成H2SO4的物质的量D电解后溶液的pH增大答案：A解析：在该电解池中，阴极：Cu22e=Cu，阳极：2H2O4e=4HO2，总反应：2CuSO42H2O2Cu2H2SO4O2，从题图乙中看出，每转移4 mol e，E从02，F从01，显然，E表示生成H2SO4的物质的量、生成Cu的物质的量或表示反应消耗H2O的物质的量，F表示生成氧气的物质的量，电解后有硫酸生成，溶液pH减小。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)H221.0 kJmol1，则碳的燃烧热为110.5 kJmol1C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.反应H2(g)Cl2(g)2HCl(g)Ha kJmol1.且a、b、c均大于零，则断开1 mol HCl键所需的能量为2(abc) kJ答案：A解析：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，A正确；在一定条件下，1 mol可燃物完全燃烧生成稳定化合物时所放出的热量是燃烧热，碳的稳定氧化物是二氧化碳，B错误；需要加热的反应不一定是吸热反应，例如碳燃烧，常温下能发生的反应也不一定是放热反应，例如氢氧化钡和铵盐的反应，C错误；反应热等于断键吸收的能量和形成化学键所放出的能量差，设HCl键的键能为x kJmol1，则根据方程式可知bc2xa，因此断开1 mol HCl键所需的能量为 kJ，D错误。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()Ac极为正极，A处通入甲烷气体Bd极的反应式为O22H2O4e=4OHC固体电解质中O2由d极向c极移动De极上发生氧化反应，pH增大答案：C解析：本题是用甲烷燃料电池电解氯化钠溶液，根据e极周围变红色，表明该电极是阴极，发生还原反应：2H2O2e=H22OH，D错误，则c是负极，A处通入甲烷，A错误；d极是正极，发生反应：O24e=2O2，B错误；原电池中阴离子移向负极，C正确。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)H1a kJmol1(2)CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g)H2b kJmol1其他数据如表：化学键C=OO=OCHOH键能/(kJmol1)798x413463下列说法正确的是()A上表中x(1 796b)/2BH2O(g)=H2O(l)的S0，H(ab)kJmol1C当有4NA个CH键断裂时，反应放出的热量一定为a kJD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6.4 g答案：A解析：根据反应CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g)吸收的热量为2x kJ413 kJ4，放出的热量是798 kJ2463 kJ43 448 kJ，反应是放热的，所以2x kJ413 kJ43 448 kJb kJ，解得x，故A正确；水从气态到液态、从液态到固态的变化均是熵减的过程，根据盖斯定律得H2O(g)=H2O(l)H(ab)/2 kJmol1，故B错误；当有4NA个CH键断裂时，即消耗甲烷的物质的量是1 mol，反应放出的热量为a kJ或b kJ，故C错误；电解精炼铜的原理：负极上是金属锌、铁、镍先失电子，当负极输出0.2NA个电子时，电解槽的阳极不仅仅是减小的金属铜的质量，故D错误。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Fe3Cr2Fe2Cr3。下列说法正确的是()A电池充电时，b极的电极反应式为Cr3e=Cr2B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Fe33e=FeD电池放电时，电路中每通过0.1 mol电子，Fe3浓度降低0.1 molL1答案：A解析：由图可知，正极(FeCl3/FeCl2盐酸)、负极(CrCl3/CrCl2)，“负氧正还原”，负极反应式为Cr2e=Cr3，正极反应式为Fe3e=Fe2。充电时，b极为阴极，发生还原反应：Cr3e=Cr2，A正确；充电时，为电解池，a极(阳极)反应式为Fe2e=Fe3 ，Cl由b极移向a极，B、C错误；没有溶液的体积，无法计算浓度变化，D错误。二、非选择题：共43分。8(14分)2018全国卷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。写出电解时阴极的电极反应式_。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_。与“电解法”相比，“KClO3氧化法”的主要不足之处有_(写出一点)。答案：(1)碘酸钾(2)加热KClKH(IO3)2KOH=2KIO3H2O(或HIO3KOH=KIO3H2O)(3)2H2O2e=2OHH2K由a到b产生Cl2易污染环境等解析：(1)KIO3的名称为碘酸钾。(2)Cl2是一种易挥发且溶解度不大的气体，可通过加热法去除溶液中溶解的Cl2。加入KOH溶液“调pH”使KH(IO3)2转化为KIO3：KH(IO3)2KOH=2KIO3H2O。(3)电解法制备KIO3时，H2O在阴极得到电子，发生还原反应：2H2O2e=2OHH2。电解池中阳离子向阴极移动，即由电极a向电极b迁移，阳离子交换膜只允许阳离子通过，故主要是K通过阳离子交换膜。根据工艺流程分析，KClO3氧化法生成的Cl2有毒，且在调pH时加入KOH的量不易控制，另外，生成的KIO3中杂质较多。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：2Cu2OCu2S=6CuSO2，该反应的氧化剂是_，当生成19.2 g Cu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：根据下表数据，请你判断该电池工作的适宜温