2012届高三化学一轮复习 化学反应与能量（高考真题+模拟新题）精品资料

1 F F 单元单元 化学反应与能量化学反应与能量 F1F1 化学反应与能量变化化学反应与能量变化 2525 E5E5 F1F1 C1C1 D5D5 2011 安徽卷 W X Y Z 是四种常见的短周期元素 其原子半径随原子序数变化如 图 1 18 所示 已知 W 的一种核素的质量数为 18 中子数为 10 X 和 Ne 原子的核外电子数 相差 1 Y 的单质是一种常见的半导体材料 Z 的电负性在同周期主族元素中最大 图 1 18 1 X 位于元素周期表中第 周期第 族 W 的基态原子核外有 个 未成对电子 2 X 的单质和 Y 的单质相比 熔点较高的是 写化学式 Z 的气态氢 化物和溴化氢相比 较稳定的是 写化学式 3 Y 与 Z 形成的化合物和足量水反应 生成一种弱酸和一种强酸 该反应的化学方程 式是 4 在 25 101 kPa 下 已知 Y 的气态氢化物在氧气中完全燃烧后恢复至原状态 平均每转移 1 mol 电子放热 190 0 kJ 该反应的热化学方程式是 25 E5 F1 C1 D5 1 三 A 2 2 Si HCl 3 SiCl4 3H2O H2SiO3 4HCl 4 SiH4 g 2O2 g SiO2 s 2H2O l H 1520 0 kJ mol 1 解析 由 W 的一种核素的质量数 18 中子数为 10 可知 W 为氧元素 和 Ne 原子的 核外电子数相差 1 的元素有 F 和 Na 而 F 的原子半径要比 O 的小 故 X 只能是 Na 短周期 元素的常见单质可用做半导体材料的只有 Si 故 Y 为 Si 第三周期中电负性最大的元素是 Cl 故 Z 是 Cl 1 Na 位于元素周期表中第三周期第 IA 族 O 的基态电子排布式为 1s22s22p4 其中 2p4 中有 2 个未成对电子 2 金属 Na 熔点比 Si 单质低 Cl 的非金属性比 Br 的强 因此 HCl 比 HBr 稳定 3 Si 和 Cl 形成的 SiCl4遇水发生水解反应 SiCl4 3H2O H2SiO3 4HCl 4 Y 的气态氢化物为 SiH4 由反应方程式 SiH4 2O2SiO2 2H2O 可知 点燃 1 mol SiH4完全燃烧转移 8 mol 电子 故该热化学方程式为 SiH4 g 2O2 g SiO2 s 2H2O l H 1520 0 kJ mol 1 25 F1N1 2011 北京卷 在温度t1和t2下 X2 g 和 H2反应生成 HX 的平衡常数如下表 化学方程式 K t1 K t2 F2 H2 2HF 1 8 10361 9 1032 Cl2 H2 2HCl 9 7 10124 2 1011 Br2 H2 2HBr 5 6 1079 3 106 I2 H2 2HI 4334 1 已知t2 t1 HX 的生成反应是 反应 填 吸热 或 放热 2 HX 的电子式是 3 共价键的极性随共用电子对偏移程度的增大而增强 HX 共价键的极性由强到弱的顺 序是 2 4 X2都能与 H2反应生成 HX 用原子结构解释原因 5 K的变化体现出 X2化学性质的递变性 用原子结构解释原因 原子半径逐渐增大 得电子能力逐渐减弱 6 仅依据K的变化 可以推断出 随着卤素原子核电荷数的增加 选填字母 a 在相同条件下 平衡时 X2的转化率逐渐降低 b X2与 H2反应的剧烈程度逐渐减弱 c HX 的还原性逐渐减弱 d HX 的稳定性逐渐减弱 25 F1N1 1 放热 2 H X 3 HF HCl HBr HI 4 卤素原子的最外层电子数均为 7 5 同一主族元素从上到下原子核外电子层数依次增多 6 ad 解析 1 温度越高K值越小 说明升温平衡逆向移动 则正反应 HX 的生成反应 是 放热反应 2 卤原子最外层有 7 个电子 与 H 以共价键结合为卤化氢分子 其电子式为 H 3 F Cl Br I 原子得电子能力依次减弱 共用电子对偏移程度依次减小 因而 X HX 共价键的极性依次减弱 4 卤原子最外层有 7 个电子 易得到 1 个电子形成 8 电子稳定 结构 而氢原子最外层 1 个电子 恰好与卤原子形成一对共用电子 也达到 2 电子稳定结构 5 生成 HF HCl HBr HI 的K依次减小 即各反应进行程度依次减弱 说明 F Cl Br I 原子得电子能力依次减弱 这是由于同主族元素自上而下电子层数依次增多导 致的 6 平衡常数K表明了可逆反应进行的程度 K越小 反应进行的程度越小 即相同条 件下 平衡时 X2的转化率逐渐降低 同理说明产物 HX 越易分解 故 HX 的稳定性逐渐减弱 根据K值无法判断反应的剧烈程度 11 F1 2011 海南化学卷 某反应的 H 100 kJ mol 1 下列有关该反应的叙 述正确的是 A 正反应活化能小于 100 kJ mol 1 B 逆反应活化能一定小于 100 kJ mol 1 C 正反应活化能不小于 100 kJ mol 1 D 正反应活化能比逆反应活化能大 100 kJ mol 1 3 F2 反应热的计算与重要的反应热 10 F2 2011 北京卷 25 101 kPa 下 2Na s O2 g Na2O s 1 2 H1 414 kJ mol 2Na s O2 g Na2O2 s H2 511 kJ mol 下列说法正确的是 A 和 产物的阴阳离子个数比不相等 B 和 生成等物质的量的产物 转移电子数不同 C 常温下 Na 与足量 O2反应生成 Na2O 随温度升高生成 Na2O 的速率逐渐加快 D 25 101 kPa 下 Na2O2 s 2Na s 2Na2O s H 317 kJ mol 10 F2 解析 D Na2O2与 Na2O 阴阳离子个数比都为 1 2 注意 O是一个原子团 A 项错 2 2 误 根据钠元素的化合价变化 钠氧化生成等物质的量的 Na2O2与 Na2O 时 转移电子数相等 B 项错误 钠与氧气的反应随温度升高将会生成 Na2O2 C 项错误 根据盖斯定律 利用方程 式 2 可得 Na2O2 s 2Na s 2Na2O s H 317 kJ mol 1 D 项正确 24 F2 H5 H4 2011 福建卷 四氯化钛 TiCl4 是制取航天航空工业材料 钛合 金的重要原料 由钛铁矿 主要成为是 FeTiO3 制备 TiCl4等产品的一种工艺流程示意如下 图 0 回答下列问题 1 往 中加入铁屑至浸出液显紫色 此时溶液仍呈强酸性 该过程中有如下反应发生 2Fe3 Fe 3Fe2 2TiO2 无色 Fe 4H 2Ti3 紫色 Fe2 2H2O Ti3 紫色 Fe3 H2O TiO2 无色 Fe2 2H 加入铁屑的作用是 2 在 工艺过程中需要控制条件以形成 TiO2 nH2O 溶胶 该溶胶的分散质颗粒直 径大小在 范围 3 若把 中制得的固体 TiO2 nH2O 用酸清洗除去其中的 Fe OH 3杂质 还可以制得钛白 粉 已知 25 时 Ksp Fe OH 3 2 79 10 39 该温度下反应 Fe OH 3 3H Fe3 3H2O 的平衡常数K 4 已知 TiO2 s 2Cl2 g TiCl4 l O2 g H 140 kJ mol 1 2C s O2 g 2CO g H 221 kJ mol 1 写出 中 TiO2和焦炭 氯气反应生成 TiCl4和 CO 气体的热化学方程式 4 5 上述工艺具有成本低 可用低品位矿物为原料等优点 依据绿色化学理念 该工艺 流程中存在的不足之处是 只要求写出一项 6 依据下表信息 要精制含少量 SiCl4杂质的 TiCl4的 可采用 方法 TiCl4SiCl4 熔点 25 0 68 8 沸点 136 457 6 24 F2 H5 H4 1 使 Fe3 还原为 Fe2 生成 Ti3 保护 Fe2 不被氧化 2 10 9m 10 7m 其他合理答案也可 3 2 79 103 4 TiO2 s 2Cl2 g 2C s TiCl4 l 2CO g H 81 kJ mol 1 5 产生三废 其他合理答案也可 6 蒸馏 或分馏 或精馏 解析 1 该流程副产物之一为绿矾 加入铁屑后可以将 Fe3 还原为 Fe2 而且还 可以与 TiO2 反应生成还原性更强的 Ti3 起到保护 Fe2 不被氧化的作用 2 胶体分散质微粒直径在 1 nm 100 nm 之间 3 根据氢氧化铁的平衡常数表达式 Ksp Fe OH 3 c Fe3 c3 OH 而该反应的K 的表达式为K 又由于水的离子积KW 1 10 14 从而推得 c Fe3 c3 H K 即K 2 79 103 Ksp Fe OH 3 KW 3 2 79 10 39 1 10 14 3 4 根据盖斯定律 由反应 1 加反应 2 可得热化学方程式 TiO2 s 2Cl2 g 2C s TiCl4 l 2CO g H 81 kJ mol 1 5 由反应流程图可以看出 该过程产生了废渣 废液和废气 违背绿色化学理念 6 由题目表格可以看出 SiCl4和 TiCl4熔沸点差别较大 故可以用蒸馏 分馏或精馏的 方法进行分离 31 G3 G4 F2 2011 广东卷 利用光能和光催化剂 可将 CO2和 H2O g 转化为 CH4和 O2 紫外光照射 时 在不同催化剂 作用下 CH4产量随光照时间的变化如图 0 所示 图 0 1 在 0 30 小时内 CH4的平均生成速率v v 和v 从大到小的顺序为 反应开始后的 12 小时内 在第 种催化剂作用下 收集的 CH4最多 5 2 将所得 CH4与 H2O g 通入聚焦太阳能反应器 发生反应 CH4 g H2O g CO g 3H2 g 该反应的 H 206 kJ mol 1 画出反应过程中体系能量变化图 进行必要标注 将等物质的量的 CH4和 H2O g 充入 1 L 恒容密闭反应器 某温度下反应达到平衡 平 衡常数K 27 此时测得 CO 的物质的量为 0 10 mol 求 CH4的平衡转化率 计算结果保留两 位有效数字 3 已知 CH4 g 2O2 g CO2 g 2H2O g H 802 kJ mol 1 写出由 CO2生成 CO 的热化学方程式 31 G3 G4 F2 1 v v v 2 设 CH4的初始物质的量为x mol 则 CH4 g H2O g CO g 3H2 g 初始浓度 mol L 1 x 1 x 1 平衡浓度 mol L 1 x 0 10 1 x 0 10 1 0 10 1 0 30 1 K 27 c CO c3 H2 c CH4 c H2O 0 10 0 303 x 0 10 2 解得 x 0 11 转化率 100 91 0 10 0 11 3 CO2 g 3H2O g CO g 3H2 g 2O2 g H 1008 kJ mol 1 解析 1 0 30 小时内 CH4的平均速率 由图可知 30 小时内 CH4的产 CH4产量 30 h 量 即速率关系为 前 12 小时第 种催化剂作用下 收集的 CH4最多 2 该反应中 CH4的用量越多 放出的热量越多 成正比例关系 假设 CH4和 H2O 的起始量均为x mol 结合平衡时n CO 0 10 mol 有 CH4 g H2O g CO g 3H2 g x x 0 0 起始浓度 mol L 1 0 10 0 10 0 10 0 30 变化量 mol L 1 x 0 10 x 0 10 0 10 0 30 平衡浓度 mol L 1 结合K 27 解得x 0 11 mol L 1 CH4的 c CO c3 H2 c CH4 c H2O 0 10 0 303 x 0 10 2 转化率 100 91 0 10 0 11 3 由已知反应 CH4 g H2O g CO g 3H2 g H 206 kJ mol 1 CH4 g 2O2 g 2CO2 g 2H2O g H 802 kJ mol 1 6 式得热化学反应方程式 CO2 g 3H2O g 2O2 g CO g 3H2 g H 1008 kJ mol 1 5 F2 2011 海南化学卷 已知 2Zn s O2 g 2ZnO s H 701 0 kJ mol 1 2Hg l O2 g 2HgO s H 181 6 kJ mol 1 则反应 Zn s HgO s ZnO s Hg l 的 H为 A 519 4 kJ mol 1 B 259 7 kJ mol 1 C 259 7 kJ mol 1 D 519 4 kJ mol 1 5 F2 解析 C 利用题干中的第一个热化学方程式减去第二个热化学方程式得 2Zn s 2HgO s 2ZnO s 2Hg l H 519 4 kJ mol 1 然后再将各化学计量数 缩小一半得 Zn s HgO s ZnO s Hg l H 259 7 kJ mol 1 故答案为 C 14 C2F2 2011 海南化学卷 镁化合物具有广泛用途 请回答有关镁的下列问题 1 单质镁在空气中燃烧的主要产物是白色的 还生成少量的 填化学式 2 CH3MgCl 是一种重要的有机合成试剂 其中镁的化合价是 该化合物水解的 化学方程式为 3 下图是金属镁和卤素反应的能量变化图 反应物和产物均为 298 K 时的稳定状态 图 0 下列选项中正确的是 填序号 MgI2中 Mg2 与 I 间的作用力小于 MgF2中 Mg2 与 F 间的作用力 Mg 与 F2的反应是放热反应 MgBr2与 Cl2反应的 H 0 化合物的热稳定性顺序为 MgI2 MgBr2 MgCl2 MgF2 MgF2 s Br2 l MgBr2 s F2 g H 600 kJ mol 1 14 C2F2 1 MgO Mg3N2 2 2 CH3MgCl H2O CH4 Mg OH Cl 3 解析 1 镁在空气中燃烧的反应 2Mg O2 2MgO 3Mg N2 Mg3N2 2 镁原子最 外层电子数是 2 且镁元素没有可变化合价 只能为 2 价 3 组成和结构相似的离子化合 物 离子半径之和越大 离子键越弱 F I 故 正确 由于 Mg 与 F2的反应体系总能量 降低 因此该反应是放热反应 故 正确 Mg s Cl2 g MgCl2 s H 641 3 kJ mol 1 Mg s Br2 l MgBr2 s H 524 kJ mol 1 由盖斯定律两方程式相减 得 Cl2 g MgBr2 s Br2 l MgCl2 s H 117 3 kJ mol 1 H 0 是放热反应 故 正确 离子半径之和越大 离子键越弱 离子化合物越不稳定 F CI Br I 故 错 由盖斯定律可得 MgF2 s Br2 l MgBr2 s F2 g H 600 kJ mol 1 故 正确 7 2828 F2F2 G2G2 2011 山东卷 研究 NO2 SO2 CO 等大气污染气体的处理具有重要意义 1 NO2可用水吸收 相应的化学反应方程式为 利用反应 6NO2 8NH37N2 12H2O 也可处理 NO2 当转移 1 2 mol 电子时 消耗的 NO2在标准状 催化剂 况下是 L 2 已知 2SO2 g O2 g 2SO3 g H 196 6 kJ mol 1 2NO g O2 g 2NO2 g H 113 0 kJ mol 1 则反应 NO2 g SO2 g SO3 g NO g 的 H kJ mol 1 一定条件下 将 NO2与 SO2以体积比 1 2 置于密闭容器中发生上述反应 下列能说明反 应达到平衡状态的是 a 体系压强保持不变 b 混合气体颜色保持不变 c SO3和 NO 的体积比保持不变 d 每消耗 1 mol SO3的同时生成 1 mol NO2 测得上述反应平衡时 NO2与 SO2体积比为 1 6 则平衡常数K 图 1 14 3 CO 可用于合成甲醇 反应方程式为 CO g 2H2 g CH3OH g CO 在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图 1 14 所示 该反应 H 0 填 或 实际生产条件控制在 250 1 3 104 kPa 左右 选择此压强的理由是 28 F2 G2 1 3NO2 H2O 2HNO3 NO 6 72 2 41 8 b 2 67 或 8 3 3 c S2 c OH c HS c H 减小 2S2 O2 2H2O 2S 4OH 解析 2 负极发生氧化反应 2Na 2e 2Na 正极发生还原反应 xS 2e S 在铅蓄电池中 铅作负极 当铅蓄电池消耗a g Pb 时转移电子的物质的量为 2 x 2a 207 mol 而钠硫电池消耗a g Na 时转移电子的物质的量为 mol 故钠硫电池的理论放电量是 a 23 铅蓄电池的 4 5 倍 3 Na2S 溶液中存在水解平衡 S2 H2O HS OH 和 HS H2O H2S OH 故溶 液中离子浓度的大小顺序为c Na c S2 c OH c HS c H 当加入 CuSO4时 Cu2 与 S2 结合成 CuS 沉淀 使上述两个平衡均向左移动 使溶液中c OH 减小 溶液 pH 减小 而 Na2S 溶液长期放置有硫析出 则是由于 S2 被空气中的氧气氧化所致 10 F3 2011 浙江卷 将 NaCl 溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上 一段时间后发现 液滴覆盖的圆圈中心区 a 已被腐蚀而变暗 在液滴外沿形成棕色铁锈环 b 如图所示 导 致该现象的主要原因是液滴之下氧气含量比边缘处少 下列说法正确的是 12 1 0 F3 2011 浙江卷 解析 B 铁板为铁和碳的合金 滴入 NaCl 溶液 形成微小的原 电池 显然 a 区为负极 溶液中 Cl 由 b 区向 a 区迁移 A 错 液滴边缘为正极区 为溶解 在溶液中的 O2放电 电极反应为 O2 2H2O 4e 4OH B 对 液滴下的 Fe 因发生氧化反 应而被腐蚀 C 错 改用嵌有铜螺丝钉的铁板 则铁为负极 D 错 F4 电解原理 26 F4O2 2011 北京卷 氯碱工业中电解饱和食盐水的原理示意图如右图所示 图 0 1 溶液 A 的溶质是 2 电解饱和食盐水的离子方程式是 3 电解时用盐酸控制阳极区溶液的 pH 在 2 3 用化学平衡移动原理解释盐酸的作用 4 电解所用的盐水需精制 去除有影响的 Ca2 Mg2 NH SO c SO c Ca2 42 42 4 精制流程如下 淡盐水和溶液 A 来自电解池 13 图 0 盐泥 a 除泥沙外 还含有的物质是 过程 中将 NH转化为 N2的离子方程式是 4 BaSO4的溶解度比 BaCO3的小 过程 中除去的离子有 经过程 处理 要求盐水 c 中剩余 Na2SO3的含量小于 5 mg L 若盐水 b 中 NaClO 的含 量是 7 45 mg L 则处理 10 m3盐水 b 至多添加 10 Na2SO3溶液 kg 溶液体积变 化忽略不计 26 F4O2 1 NaOH 2 2Cl 2H2OH2 Cl2 2OH 通电 3 Cl2与水反应 Cl2 H2O HCl HClO 增大 HCl 的浓度使平衡逆向移动 减少 Cl2 在水中的溶解 有利于 Cl2的逸出 4 Mg OH 2 2NH 3Cl2 8OH N2 6Cl 8H2O 4 SO Ca2 2 4 1 76 解析 1 根据食盐水的组成 电解饱和食盐水的化学方程式是 2NaCl 2H2O 2NaOH H2 Cl2 故溶液 A 为 NaOH 溶液 2 其中 NaCl NaOH 为易溶 通电 于水的强电解质 写成离子形式 故离子方程式是 2Cl 2H2OH2 Cl2 2OH 3 阳极区生成 Cl2 Cl2与水反应的化学方 通电 程式为 Cl2 H2O HClO HCl 由于反应可逆 故增大产物 HCl 的浓度会使平衡逆向移动 降低 Cl2在水中的溶解度而有利于 Cl2逸出 4 将溶液 A 的 pH 调至 11 碱性较强 时 Mg2 会以 Mg OH 2的形式沉淀下来 故盐泥 a 含有 Mg OH 2 NH转化为 N2的过程中 N 元 4 素的化合价升高 故 Cl 元素的化合价降低 即 Cl2转化为 Cl 根据化合价升降总数相等 NH和 Cl2的化学计量数分别为 2 和 3 再根据原子守恒可得 N2和 Cl 的化学计量数分别为 4 1 和 6 再根据电荷守恒可知等号左边添加 OH 等号右边添加 H2O 最后结合原子守恒可知 二者的化学计量数分别为 8 和 8 由于 BaSO4的溶解度比 BaCO3小 根据沉淀溶解平衡原理 可知向含有 SO的溶液中加入 BaCO3后 会发生如下转化 2 4 SO BaCO3 CO BaSO4 生成的 CO会与溶液中的 Ca2 生成 CaCO3沉淀 故除去 2 42 32 3 的离子有 SO Ca2 向盐水 b 中加入 Na2SO3是为了还原其中的 NaClO 反应过程中 2 4 Na2SO3被氧化为 Na2SO4 NaClO 被还原为 NaCl 根据化合价升降总数相等 可知反应掉的 Na2SO3和 NaClO 的物质的量之比为 1 1 10 m3盐水 b 中含 NaClO 的物质的量为 7 45 mg L 10 103 L 10 3 g mg 74 5 g mol 1 mol 故反应掉的 Na2SO3的物质的量也为 1 mol 再根据已知条件可知剩余 Na2SO3的物质的量最多为 5 mg L 10 103 L 10 3 g mg 126 g mol 0 4 mol 故最多添加 10 Na2SO3溶液的质量为 126 g mol 1 mol 0 4 mol 10 1764 g 1 76 kg 12 F3F4 2011 广东卷 某小组为研究电化学原理 设计如图 0 装置 下列叙述不正确的是 14 图 0 A a 和 b 不连接时 铁片上会有金属铜析出 B a 和 b 用导线连接时 铜片上发生的反应为 Cu2 2e Cu C 无论 a 和 b 是否连接 铁片均会溶解 溶液均从蓝色逐渐变成浅绿色 D a 和 b 分别连接直流电源正 负极 电压足够大时 Cu2 向铜电极移动 12 F3F4 解析 D a 和 b 不连接时 不能构成原电池 铁置换出的铜附着在铁片上 故 A 正 确 a 和 b 用导线连接时 构成原电池 溶液中的 Cu2 得到电子生成铜在铜片上析出 故 B 正确 无论 a 和 b 是否连接 都是铁片不断溶解生成 Fe2 溶液中的 Cu2 不断得到电子生 成 Cu 从溶液中析出 溶液颜色从蓝色逐渐变成浅绿色 故 C 正确 a 和 b 分别连接直流电 源正 负极时 装置为电解池 铜电极为阳极 铁为阴极 电解质溶液中阳离子向阴极移动 因此 即使电压足够大 Cu2 也只能向阴极移动 故 D 错误 32 C2 F4 2011 广东卷 由熔盐电解法获得的粗铝含一定量的金属钠和氢气 这些杂质可采用 吹气精炼法除去 产生的尾气经处理后可用于钢材镀铝 工艺流程如下 图 0 注 NaCl 熔点为 801 AlCl3在 181 升华 1 精炼前 需清除坩埚表面的氧化铁和石英砂 防止精炼时它们分别与铝发生置换反 应产生新的杂质 相关的化学方程式为 和 2 将 Cl2连续通入坩埚中的粗铝熔体 杂质随气泡上浮除去 气泡的主要成分除 Cl2外 还含有 固态杂质粘附于气泡上 在熔体表面形成浮渣 浮渣中肯定存在 3 在用废碱液处理气体 A 的过程中 所发生反应的离子方程式为 4 镀铝电解池中 金属铝为 极 熔融盐电镀液中铝元素和氯元素主要以 AlCl 和 Al2Cl形式存在 铝电极的主要电极反应式为 4 7 5 钢材镀铝后 表面形成的致密氧化铝膜能防止钢材腐蚀 其原因是 32 C2 F4 1 Fe2O3 2AlAl2O3 2Fe 高温 3SiO2 4Al2Al2O3 3Si 高温 15 2 HCl 氯化铝 NaCl 3 Cl2 2OH ClO Cl H2O H OH H2O 4 阳 Al 3e 7AlCl 4Al2Cl 4 7 5 致密的氧化铝膜能隔绝钢材与空气中的 O2 CO2和 H2O 等接触 使电化学腐蚀和化学 腐蚀不能发生 解析 1 结合题意 即是 Fe2O3 SiO2和金属 Al 在高温下发生置换反应 2 杂质中 还存在 H2 与 Cl2结合形成 HCl 高温下 Cl2也能与 Na 和 Al 反应生成 NaCl 和 AlCl3 700 时升华形成气体 3 冷凝后的气体 Cl2和 HCl 均能与碱液反应 4 电镀时 镀层金属作阳 极 失电子形成阳离子 即 Al 失电子形成 Al3 Al3 再与 AlCl结合形成 Al2Cl 5 防 4 7 止腐蚀的原理包括隔绝金属与电解质溶液的接触 改变金属内部结构等 1111 F3F4F3F4 2011 课标全国卷 铁镍蓄电池又称爱迪生电池 放电时的总反应为 Fe Ni2O3 3H2O Fe OH 2 2Ni OH 2 下列有关该电池的说法不正确的是 A 电池的电解液为碱性溶液 正极为 Ni2O3 负极为 Fe B 电池放电时 负极反应为 Fe 2OH 2e Fe OH 2 C 电池充电过程中 阴极附近溶液的 pH 降低 D 电池充电时 阳极反应为 2Ni OH 2 2OH 2e Ni2O3 3H2O 11 F3F4 解析 C 电池充电时 阴极反应为放电时负极的逆反应 其电极方程式 为 Fe OH 2 2e Fe 2OH 故该电极反应溶液 pH 升高 C 项错误 1010 F4F4 2011 全国卷 用石墨作电极电解 CuSO4溶液 通电一段时间后 欲使电解液恢 复到起始状态 应向溶液中加入适量的 A CuSO4 B H2O C CuO D CuSO4 5H2O 10 F4 解析 C 电解 CuSO4溶液的方程式为 2CuSO4 2H2O2Cu O2 2H2SO4 离开溶液的物质为 Cu 和 O2 其中铜和氧 通电 的原子个数比为 1 1 因此需要加入 CuO 1515 F3F3 F4F4 2011 山东卷 以 KCl 和 ZnCl2混合液为电镀液在铁制品上镀锌 下列说 法正确的是 A 未通电前上述镀锌装置可构成原电池 电镀过程是该原电池的充电过程 B 因部分电能转化为热能 电镀时通过的电量与锌的析出量无确定关系 C 电镀时保持电流恒定 升高温度不改变电解反应速率 D 镀锌层破损后即对铁制品失去保护作用 15 F3 F4 解析 C Zn 的金属性强于 Fe Fe 不能从溶液中置换出 Zn 电镀前不 能形成原电池 A 项错误 电镀时 每转移 2 mol 电子析出 1 mol Zn B 项错误 电镀时保 持电流恒定 即单位时间内转移的电子数恒定 则消耗的反应物与产生的生成物的量恒定 也就是反应速率恒定 与温度无关 C 项正确 镀锌铁制品的镀层破损后 易形成 Zn Fe 原 电池 Zn 作负极优先被腐蚀 铁制品仍能受到保护 D 项错误 2626 E5E5 F4F4 2011 四川卷 甲 乙 丙 丁 戊为原子序数依次增大的短周期元素 甲 丙处于同一主族 丙 丁 戊处于同一周期 戊原子的最外层电子数是甲 乙 丙原子最外层电子数之和 甲 乙组成 的常见气体 X 能使湿润的红色石蕊试纸变蓝 戊的单质与 X 反应能生成乙的单质 同时生成 两种溶于水均呈酸性的化合物 Y 和 Z 0 1 mol L 的 Y 溶液 pH 1 丁的单质既能与丙元素最 高价氧化物的水化物的溶液反应生成盐 L 也能与 Z 的水溶液反应生成盐 丙 戊可组成化 16 合物 M 请回答下列问题 1 戊离子的结构示意图为 2 写出乙的单质的电子式 3 戊的单质与 X 反应生成的 Y 和 Z 的物质的量之比为 2 4 反应中被氧化的物质与被 还原的物质的物质的量之比为 4 写出少量 Z 的稀溶液滴入过量 L 的稀溶液中发生反应的离子方程式 5 按图 1 11 电解 M 的饱和溶液 写出该电解池中发生反应的总反应方程式 将充分电解后所得溶液逐滴加入到酚酞试液中 观察到的现象是 图 1 11 26 E5 F4 答案 1 2 N N 3 2 3 4 H AlO H2O Al OH 3 2 5 NaCl H2O NaClO H2 先变红后褪色 解析 由 X 能使湿润的红色石蕊试纸变蓝可知其为 NH3 所以甲为氢 乙为氮 由 甲 丙处于同一主族 丙 丁 戊处于同一周期 戊原子的最外层电子数是甲 乙 丙原 子最外层电子数之和 可知戊为氯 由 0 1 mol L 的 Y 溶液 pH 1 可知 Y 为弱酸或强酸 弱碱盐 结合题中其他信息可知 Y 为 NH4Cl 则 Z 为 HCl 所以 3 中反应方程式为 4NH3 3Cl2 2NH4Cl 4HCl N2 则被氧化的 NH3与被还原的 Cl2的物质的量之比为 2 3 丙 丁处于同一周期且丙的原子序数小于丁 所以丙的金属性强于丁 由 丁的单质既能与丙元 素最高价氧化物的水化物的溶液反应生成盐 L 也能与 Z 的水溶液反应生成盐 可知丙为 Na 丁为 Al 所以 L 为 NaAlO2 M 为 NaCl 4 中少量盐酸与过量偏铝酸钠溶液反应生成氢 氧化铝 5 中电解饱和食盐水 阳极上生成的 Cl2充分和阴极上生成的 NaOH 接触 所以电 解的总方程式为 NaCl H2O NaClO H2 所以充分电解后的溶液为次氯酸钠的溶液 显碱 性并具有强氧化性 所以遇酚酞先变红后褪色 10 F4G2 2011 天津卷 工业废水中常含有一定量的 Cr2O和 CrO 它们会对 2 72 4 人类及生态系统产生很大损害 必须进行处理 常用的处理方法有两种 方法 1 还原沉淀法 该法的工艺流程为 CrOCr2OCr3 Cr OH 3 2 4 H 转化2 7 Fe2 还原 OH 沉淀 其中第 步存在平衡 2CrO 黄色 2H Cr2O 橙色 H2O 2 42 7 1 若平衡体系的 pH 2 该溶液显 色 2 能说明第 步反应达平衡状态的是 a Cr2O和 CrO的浓度相同 2 72 4 b 2v Cr2O v CrO 2 72 4 17 c 溶液的颜色不变 3 第 步中 还原 1 mol Cr2O离子 需要 mol 的 FeSO4 7H2O 2 7 4 第 步生成的 Cr OH 3在溶液中存在以下沉淀溶解平衡 Cr OH 3 s Cr3 aq 3OH aq 常温下 Cr OH 3的溶度积Ksp c Cr3 c3 OH 10 32 要使c Cr3 降至 10 5mol L 溶液的 pH 应调至 方法 2 电解法 该法用 Fe 做电极电解含 Cr2O的酸性废水 随着电解进行 在阴极附近溶液 pH 升高 2 7 产生 Cr OH 3沉淀 5 用 Fe 做电极的原因为 6 在阴极附近溶液 pH 升高的原因是 用电极反应解释 溶液中同时生成的沉淀还有 10 F4G2 1 橙 2 c 3 6 4 5 5 阳极反应为 Fe 2e Fe2 提供还原剂 Fe2 6 2H 2e H2 Fe OH 3 解析 1 溶液 pH 2 时 溶液中c H 浓度较大 平衡正向移动 故溶液显橙色 2 a 项 由于反应平衡常数未知 故反应进行的程度也未知 当两者浓度相等时 反应 不一定达到平衡 b 项 没有指明这些物质的反应速率代表正反应还是逆反应 也不能说明 一定达到平衡 c 项 当溶液的颜色不变时 说明体系中各微粒浓度都不再改变 故达到平 衡状态 3 结合关系式 Cr2O 2Cr3 6e Fe2 Fe3 e 根据电子守恒可知 2 7 Cr2O 6Fe2 故需要 6 mol FeSO4 7H2O 2 7 4 因为c OH 10 9mol L 1 故c H 3 Ksp c Cr3 3 10 32 10 5 10 5mol L 1 pH 5 5 当用铁作电极时 阳极反应式为 Fe 2e Fe2 生成的 Fe2 具有还原性 将 Cr2O 还原为 Cr3 从而生成 Cr OH 3沉淀 因而铁作电极是为了生成还原剂 Fe2 2 7 6 在阴极上只能是 H 得电子生成氢气 电极反应式为 2H 2e H2 随着电极附 近c H 减小 使得溶液中c OH c H 溶液显碱性 同时 阳极上生成的 Fe2 被 Cr2O氧化为 Fe3 随着碱性的增强而生成 Fe OH 3沉淀下来 2 7 29 G5F4 2011 重庆卷 臭氧是一种强氧化剂 常用于消毒 灭菌等 1 O3与 KI 溶液反应生成的两种单质是 和 填分子式 2 O3在水中易分解 一定条件下 O3的浓度减少一半所需的时间 t 如下表所示 已知 O3的起始浓度为 0 0216 mol L pH t minT 3 04 05 06 0 2030123116958 301581084815 503126157 pH 增大能加速 O3分解 表明对 O3分解起催化作用的是 在 30 pH 4 0 条件下 O3的分解速率为 mol L min 据表中的递变规律 推测 O3在下列条件下分解速率依次增大的顺序为 填字母代号 a 40 pH 3 0 b 10 pH 4 0 c 30 pH 7 0 3 O3可由臭氧发生器 原理如题 29 图 电解稀硫酸制得 18 图 0 图中阴极为 填 A 或 B 其电极反应式为 若 C 处通入 O 2 则 A 极的电极反应式为 若 C 处不通入 O2 D E 处分别收集到x L 和y L 气体 标准状况 则 E 处收集的气体 中 O3所占的体积分数为 忽略 O3的分解 29 G5F4 2011 重庆卷 1 I2 O2 2 OH 1 00 10 4 b a c 3 A 2H 2e H2 O2 4H 4e 2H2O x 2y y 解析 1 臭氧具有强氧化性 在溶液里能将 I 氧化成 I2 自身一部分氧元素被还 原为 OH 反应的化学方程式为 2KI O3 H2O 2KOH I2 O2 因此 生成的单质为 I2和 O2 2 pH 越大 OH 浓度越大 判断起催化作用的离子为 OH 由表格可知 题目给定条件下所用时间为 108 min 而臭氧浓度减少为原来的一半 即有 0 0108 mol L 臭氧分解 速率为 1 10 4 mol L min 0 0216 mol L 2 0 0108 mol L 108 min 分析表中的递变规律可知 a 项反应所需时间的范围是 31 min t231 min c 项反应所需时间t 15 min 因此 分解速率依次增大的顺序为 b a c 3 电解硫酸时 溶液中的 OH 发生氧化反应生成氧气和臭氧 因此产生氧气和臭氧的 一极为阳极 根据装置中电极 B 处产生臭氧 则说明电极 B 为阳极 则 A 为阴极 硫酸溶液 中的 H 在阴极放电生成氢气 若 C 处通入氧气 则 A 极上产生的氢气与氧气反应生成水 D 处得到氢气 E 处生成氧气和臭氧 每生成 1 mol H2 可得到 2 mol 电子 生成x L 氢 气时 得到电子的物质的量为 2 每生成 1 mol O2 可失去 4 mol 电子 每生成 1 mol x 22 4 O3 可失去 6 mol 电子 根据得失电子守恒得 4 6 2 生成氧气 V O2 22 4 V O3 22 4 x 22 4 和臭氧的体积共y L 则V O2 V O3 y 因此 V O3 y x 2y y F5 化学反应与能量综合 19 6 F5 2011 海南化学卷 一种充电电池放电时的电极反应为 H2 2OH 2e 2H2O NiO OH H2O e Ni OH 2 OH 当为电池充电时 与外电源正 极连接的电极上发生的反应是 A H2O 的还原 B NiO OH 的还原 C H2的氧化 D Ni OH 2的氧化 6 F5 解析 D 当为电池充电时 为电解池 与外电源正极连接的电极为电解池 的阳极 发生反应为氧化反应 排除 A B 选项 电极反应式应是将放电时的电极反应式逆 回去 Ni OH 2 OH e NiO OH H2O 氧化反应 阳极 2H2O 2e H2 2OH 还原 反应 阴极 故答案为 D 20 F5 2011 江苏化学卷 氢气是一种清洁能源 氢气的制取与储存是氢能源利用 领域的研究热点 已知 CH4 g H2O g CO g 3H2 g H 206 2 kJ mol 1 CH4 g CO2 g 2CO g 2H2 g H 247 4 kJ mol 1 2H2S g 2H2 g S2 g H 169 8 kJ mol 1 1 以甲烷为原料制取氢气是工业上常用的制氢方法 CH4 g 与 H2O g 反应生成 CO2 g 和 H2 g 的热化学方程式为 2 H2S 热分解制氢时 常向反应器中通入一定比例空气 使部分 H2S 燃烧 其目的是 燃烧生成的 SO2与 H2S 进一步反应 生成物在常温下均非气体 写出该反应的化学方程 式 3 H2O 的热分解也可得到 H2 高温下水分解体系中主要气体的体积分数与温度的关系如 图 0 所示 图中 A B 表示的物质依次是 图 0 4 电解尿素 CO NH2 2 的碱性溶液制氢的装置示意图见图 0 电解池中隔膜仅阻止气体通 过 阴 阳极均为惰性电极 电解时 阳极的电极反应式为 20 图 0 5 Mg2Cu 是一种储氢合金 350 时 Mg2Cu 与 H2反应 生成 MgCu2和仅含一种金属元 素的氢化物 其中氢的质量分数为 0 077 Mg2Cu 与 H2反应的化学方程式为 20 F5 1 CH4 g 2H2O g CO2 g 4H2 g H 165 0 kJ mol 1 2 为 H2S 热分解反应提供热量 2H2S SO2 2H2O 3S 或 4H2S 2SO2 4H2O 3S2 3 H O 或氢原子 氧原子 4 CO NH2 2 8OH 6e CO N2 6H2O 2 3 5 2Mg2Cu 3H2MgCu2 3MgH2 解析 1 先写出甲烷与水生成二氧化碳和氢气的化学方程式 该反应可由已知中的 前两个反应加减得到 第一个 2 第二个即可 2 硫化氢分解是吸热反应 需要加热 所 以使部分硫化氢燃烧可以提供分解反应所需的热量 综合利用资源 但会产生 SO2污染 所 以在用硫化氢与生成的二氧化硫反应生成硫和水 3 水分解生成氢气 氧气 温度升高 氢气 氧气中化学键断裂 转化为原子 根据个数比 可分析出 A 为氢原子 B 为氧原子 4 阳极发生氧化反应 只能是尿素中氮失去电子元素化合价升高 生成氮气 碳元素在碱 性条件下生成碳酸根离子 5 根据生成的氢化物中氢的质量分数得出氢化物是 MgH2 然后 可写出方程式 2Mg2Cu 3H2MgCu2 3MgH2 2727 F5G2F5G2 2011 课标全国卷 科学家利用太阳能分解水生成的氢气在催化剂作用下与 二氧化碳反应生成甲醇 并开发出直接以甲醇为燃料的燃料电池 已知 H2 g CO g 和 CH3OH l 的燃烧热 H分别为 285 8 kJ mol 1 283 0 kJ mol 1和 726 5 kJ mol 1 请回答下列问题 1 用太阳能分解 10 mol 水消耗的能量是 kJ 2 甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式为 3 在容积为 2 L 的密闭容器中 由 CO2和 H2合成甲醇 在其他条件不变的情况下 考 察温度对反应的影响 实验结果如图所示 注 T1 T2均大于 300 21 图 1 12 下列说法正确的是 填序号 温度为T1时 从反应开始到平衡 生成甲醇的平均速率为 v CH3OH mol L 1 min 1 nA tA 该反应在T1时的平衡常数比T2时的小 该反应为放热反应 处于 A 点的反应体系从T1变到T2 达到平衡时增大 n H2 n CH3OH 4 在T1温度时 将 1 mol CO2和 3 mol H2充入一密闭恒容容器中 充分反应达到平衡 后 若 CO2转化率为 则容器内的压强与起始压强之比为 5 在直接以甲醇为燃料的燃料电池中 电解质溶液为酸性 负极的反应式为 正极的反应式为 理想状态下 该 燃料电池消耗 1 mol 甲醇所能产生的最大电能为 702 1 kJ 则该燃料电池的理论效率为 燃料电池的理论效率是指电池所产生的最大电能与燃料电池反应所能释放的全 部能量之比 27 F5G2 1 2858 2 CH3OH l O2 g CO g 2H2O l H 443 5 kJ mol 1 3 4 1 2 5 CH3OH H2O CO2 6H 6e O2 6H 6e 3H2O 96 6 3 2 解析 1 H2的燃烧热为 285 8 kJ mol 1 则分解 10 mol H2O 消耗能量为 285 8 kJ mol 1 10 mol 2858 kJ 2 CO g 和 CH3OH l 燃烧的热化学方程式分别为 CO g O2 g CO2 g 1 2 H 283 0 kJ mol 1 CH3OH l O2 g CO2 g 2H2O l 3 2 H 726 5 kJ mol 1 得 CH3OH l 不完全燃烧的热化学方程式 CH3OH l O2 g CO g 2H2O l H 443 5 kJ mol 1 3 温度为T1时 从反应到平衡 生成甲醇的平均速率为v CH3OH mol L 1 min 1 错 由图象看出T1时反应达平衡生成甲醇的物质的量大于T2时 nA 2tA 可知T1时反应限度大 平衡常数也大 错 温度为T2时反应先达到平衡 则T2 T1 但 T2时反应达到平衡生成的甲醇的物质的量比T1小 说明升高温度不利于甲醇生成 该反应为 放热反应 正确 A 点的反应体系从T1变到T2 即升高温度 平衡向逆反应方向移动 正确 4 CO2 3H2 CH3OH H2O n 1 2 2 则容器内平衡压强与起始压强之比为 1 1 mol 3 mol 2 mol 1 mol 3 mol 2 5 甲醇燃料电池中甲醇失电子发生氧化反应 负极电极方程式为 CH3OH H2O CO2 6H 6e 正极电极方程式为 O2 6H 6e 3H2O 该燃料电池的理 3 2 22 论效率为 100 96 6 702 1 kJ 762 5 kJ 2929 F5F5 G2G2 O1O1 2011 四川卷 开发氢能是实现社会可持续发展的需要 硫铁矿 FeS2 燃烧产生的 SO2通过下列碘循环 工艺过程既能制 H2SO4 又能制 H2 请回答下列问题 1 已知 1 g FeS2完全燃烧放出 7 1 kJ 热量 FeS2燃烧反应的热化学方程式为 2 该循环工艺过程的总反应方程式为 3 用化学平衡移动的原理分析 在 HI 分解反应中使用膜反应器分离出 H2的目的是 4 用吸收 H2后的稀土储氢合金作为电池负极材料 用 MH 表示 NiO OH 作为电池正极 材料 KOH 溶液作为电解质溶液 可制得高容量 长寿命的镍氢电池 电池充放电时的总反 应为 NiO OH MHNi OH 2 M 放电 充电 电池放电时 负极的电极反应式为 充电完成时 Ni OH 2全部转化为 NiO OH 若继续充电将在一个电极产生 O2 O2扩散 到另一个电极发生电极反应被消耗 从而避免产生的气体引起电池爆炸 此时 阴极的电极 反应式为 29 F5 G2 O1 答案 1 4FeS2 s 11O2 g 2Fe2O3 s 8SO2 g 高温 H 3408 kJ mol 2 2H2O SO2 H2SO4 H2 3 减小 H2浓度 使 HI 分解平衡正向移动 提高 HI 的分解率 4 MH OH e M H2O 2H2O O2 4