山东省济南市钢城区2020届高三上学期高考化学一轮验收测试《化学反应与能量变化》含答案.doc

绝密启用前山东省济南市钢城区2020届高三上学期高考化学一轮验收测试化学反应与能量变化本试卷分第卷和第卷两部分，共100分，考试时间90分钟。第卷一、单选题(共10小题,每小题4.0分,共40分) 1.高铁电池是一种新型可充电电池，电解液为KOH溶液，放电时的总反应式为：3Zn+2K2FeO4+8H2O=3Zn（OH）2+2Fe（OH）3+4KOH下列叙述正确的是（）A 放电时，正极区溶液的pH减小B 该电用电可用稀H2SO4代替KOH溶液C 充电时，电解质溶液中的K+等阳离子向Zn电极移动D 充电时，每转移3 mol电子，阳极有1 mol Fe（OH）3被还原2.有一种燃料电池，所用燃料为H2和空气，电解质为熔融的K2CO3电池的总反应式为2H2+O22H2O，负极反应为H2+CO322eH2O+CO2该电池放电时，下列说法中正确的（）A 正极反应为2CO2+O2+4e2CO32B CO32向正极移动C 电子由正极经外电路流向负极D 电池中CO32的物质的量将逐渐减少3.验证牺牲阳极的阴极保护法，实验如下（烧杯内均为经过酸化的3%NaCl溶液）。下列说法不正确的是()A 对比，可以判定Zn保护了FeB 对比，K3Fe(CN)6可能将Fe氧化C 验证Zn保护Fe时不能用的方法D 将Zn换成Cu，用的方法可判断Fe比Cu活泼4.将洁净的金属片甲、乙、丙、丁分别放置在浸有某种盐溶液的滤纸上并压紧(如图所示)。在每次实验时,记录电压表指针的移动方向和电压表的读数如下表(已知构成两电极的金属其金属活泼性相差越大,电压表的读数越大):依据记录数据判断,下列结论中正确的是( )A 将甲、乙形成的合金露置在空气中,甲先被腐蚀B 金属乙能从硫酸铜溶液中置换出铜C 在四种金属中丙的还原性最弱D 甲、丁若形成原电池时,甲为正极5.Cu2O是一种半导体材料，制取Cu2O的电解池如图，总反应为：2Cu+H2OCu2O+H2下列说法不正确的是（）A 铜电极发生氧化反应B 铜电极接直流电源的负极C 石墨电极上产生氢气D 每生成1molCu2O时，就有2mol电子转移6.下列表示物质变化的化学用语中,正确的是( )A 碱性氢氧燃料电池的负极反应式为O2+2H2O+4e-4OH-B 用惰性电极电解饱和食盐水时,阳极的电极反应式为2Cl-2e-Cl2C 表示乙炔燃烧热的热化学方程式:C2H2(g)+O2(g)2CO2(g)+H2O(g)H=-1 256 kJ/molD M与N互为同素异形体,由MN H=+119 kJ/mol可知,N比M稳定7.反应A+BC分两步进行:A+BX,XC,反应过程中能量变化如图所示,E1表示反应A+BX的活化能。下列有关叙述正确的是()A E2表示反应XC的活化能B X是反应A+BC的催化剂C 反应A+BC的HH2D CO(g)H2O(g)=CO2(g)H2(g)H013.将打磨后的镁和铝平行插入1molL1NaOH溶液中，用导线相连并连接电流传感器组成原电池装置（如图a），测得电流随时间变化曲线如图b所示（起始时镁作负极，t时刻电流出现反转），且镁条表面始终无明显气泡，则下列说法中错误的是（）A 实验过程中，铝电极表面可能有气泡产生B 0t时刻，镁电极上发生反应：Mg2e+2OH=Mg（OH）2C t时刻时，铝和镁的金属活动性相同D t时刻后，电池主要的总反应方程式：4Al+3O2+4OH=4AlO2+2H2O14.下列有关说法正确的是（）A 反应2Mg（s）+CO2（g）2MgO（s）+C（s）能自发进行，则该反应的H0B 铅蓄电池放电时反应为：PbO2+Pb+2H2SO42PbSO4+H2O，正、负极质量均减小C 常温下，NH4Cl溶液加水稀释，不变D 常温下，向饱和Na2CO3溶液中加少量BaSO4粉末，充分搅拌后过滤，向洗净的沉淀中加稀盐酸，有气泡产生，说明常温下Ksp（BaCO3）Ksp（BaSO4）15.下列说法或表示方法正确的是（）A 2A（l）+B（l）=2C（l）H12A（g）+B（g）=2C（l）H2，则H1H2B 31g红磷变成31g白磷要吸收能量，说明红磷比白磷更稳定C 测定HCl和NaOH的中和热时，每次实验均应测量三个温度，即盐酸的起始温度、NaOH的起始温度和反应结束后稳定的温度D 在101kPa时，已知氢气的燃烧热为285.8kJ/mol，则氢气燃烧的热化学方程式表示为2H2（g）+O2（g）2H2O（g）H=571.6kJ/mol第卷三、填空题(共2小题,每小题10.0分,共20分) 16.为了减少CO对大气的污染，某研究性学习小组拟研究利用CO和H2O反应转化为绿色能源H2已知：2CO（g）+O2（g）2CO2（g）H=566.0kJmoL12H2（g）+O2（g）2H2O（g）H=483.6kJmoL12H2O（g）H2O（l）H=44.0kJmoL1（1）写出CO和H2O（g）作用生成CO2和H2的热化学方程式：（2）氢气是合成氨的重要原料，合成氨反应的热化学方程式如下：N2（g）+3H2（g）2NH3（g）H=92.4kJmoL1当合成氨反应达到平衡后，改变某一外界条件（不改变N2、H2和NH3的量），反应速率与时间的关系如图1所示图中t3时引起平衡移动的条件可能是，其中表示平衡混合物中NH3的含量最高的一段时间是温度为T时，将1mol N2和2mol H2放入容积为0.5L的密闭容器中，充分反应后测得N2的平衡转化率为50%则反应在T时的平衡常数为mol2L2目前工业合成氨的原理是：N2+3H22NH3如图2表示随条件改变，平衡体系中氨气体积分数的变化趋势当横坐标为压强时，变化趋势正确的是（填序号，下同），当横坐标为温度时，变化趋势正确的是（3）常温下氨气和HCl均极易溶于水，现将相同体积、相同物质的量浓度的氨水和盐酸混合，所得溶液中各离子的物质的量浓度按照由大到小的顺序排列依次为17.2SO2（g）+O2（g）2SO3（g）反应过程的能量变化如图所示。已知1 mol SO2（g）氧化为1 mol SO3（g）的H=99 kJmol-1。请回答下列问题：（1）图中A、C分别表示、，E的大小对该反应的反应热有无影响？。该反应通常用V2O5作催化剂，加V2O5会使图中B点升高还是降低？，理由是。（2）图中H=kJmol-1。（3）如果反应速率v（SO2）为0.05 molL-1min-1，则v（O2）=molL-1min-1、v（SO3）=molL-1min-1；（4）已知单质硫的燃烧热为296 kJmol-1，计算由S（s）生成3 mol SO3（g）的H=kJmol-1四、实验题(共1小题,每小题10.0分,共10分) 18.酸性锌锰干电池是一种一次性电池，外壳为金属锌，中间是碳棒，其周围是由碳粉、MnO2、ZnCl2和NH4Cl等组成的糊状填充物。该电池放电过程产生MnOOH。回收处理该废电池可得到多种化工原料。有关数据如下表所示溶解度/(g/100g水)回答下列问题：(1)该电池的正极反应式为_，电池反应的离子方程式为_。(2)维持电流强度为0.5A，电池工作5分钟，理论上消耗锌_g。(已知F96500Cmol1)(3)废电池糊状填充物加水处理后，过滤，滤液中主要有ZnCl2和NH4Cl，二者可通过_分离回收；滤渣的主要成分是MnO2、_和_，欲从中得到较纯的MnO2，最简便的方法为_，其原理是_。(4)用废电池的锌皮制备ZnSO47H2O的过程中，需除去锌皮中的少量杂质铁，其方法是：加稀H2SO4和H2O2溶解，铁变为_，加碱调节至pH为_时，铁刚好沉淀完全(离子浓度小于1105molL1时，即可认为该离子沉淀完全)；继续加碱至pH为_时，锌开始沉淀(假定Zn2浓度为0.1molL1)。若上述过程不加H2O2后果是_，原因是_。答案解析1.【答案】C【解析】A、正极反应式为FeO42+4H2O+3e=Fe（OH）3+5OH，pH增大，错误；B、硫酸能够与Zn反应，所以不能用硫酸代替NaOH，错误；C、充电时，阳离子移向阴极，正确；D、充电时，铁离子失去电子，发生Fe（OH）3转化为FeO42的反应，电极反应为Fe（OH）33e+5OH=FeO42+4H2O，每转移3mol电子，阳极有1mol Fe（OH）3被氧化，错误2.【答案】A【解析】A正极上氧气得电子和二氧化碳反应生成碳酸根离子，电极反应式为2CO2+O2+4e2CO32，正确；B放电时，阴离子向负极移动，所以CO32向负极移动，错误；C放电时，负极上失电子、正极上得电子，电子从负极沿导线流向正极，错误；D根据电池反应式知，碳酸根不参加反应，则电池中CO32的物质的量，错误3.【答案】D【解析】K3Fe(CN)6可将单质铁氧化为Fe2，Fe2与K3Fe(CN)6生成蓝色沉淀，附着在Fe表面，无法判断铁比铜活泼，D错误；实验中加入K3Fe(CN)6，溶液无变化，说明溶液中没有Fe2；实验中加入K3Fe(CN)6生成蓝色沉淀，说明溶液中有Fe2，A对；对比可知，中K3Fe(CN)6可将Fe氧化成Fe2，Fe2再与K3Fe(CN)6反应生成蓝色沉淀，B对；由以上分析可知，验证Zn保护Fe时，可以用做对比实验，C对。4.【答案】A【解析】根据题干已知信息,表中电子流动方向、电压的数值以及正负号推知,金属的活泼性丙甲丁Cu乙,因此B、C错误;甲比乙活泼,故两者的合金露置于空气中,甲先被腐蚀,A项正确;甲比丁活泼,甲、丁形成原电池时,甲为负极,丁为正极,D项错误。5.【答案】B【解析】A、电解总反应：2Cu+H2OCu2O+H2，铜电极本身失电子，发生氧化反应，正确；B、电解总反应：2Cu+H2OCu2O+H2，金属铜失电子，说明金属铜一定作阳极，接直流电源的正极，错误；C、电解总反应：2Cu+H2OCu2O+H2，金属铜失电子，说明金属铜一定作阳极，石墨做阴极，在阴极上是溶液中的氢离子得电子，产生氢气，正确；D、反应2Cu+H2OCu2O+H2失电子的量为2mol，生成氧化亚铜1mol，所以生成1molCu2O时，就有2mol电子转移，正确6.【答案】B【解析】氢氧燃料电池中,氢气一极为负极,故碱性条件下的负极反应式为H2-2e-+2OH-2H2O,A项错误;电解饱和NaCl溶液时,Cl-移向阳极,故阳极电极反应式为2Cl-2e-Cl2,B项正确;乙炔燃烧热的热化学方程式中H2O应为液态,C项错误;M与N转化的热化学方程式中未注明反应物和生成物的聚集状态,且M转化为N为吸热反应,N不如M稳定,D项错误。7.【答案】C【解析】反应XC的活化能小于E2，A错误；由可知，X是反应A+BC的中间产物，B错误；反应物A和B的总能量大于生成物C的总能量，所以反应A+BC是放热反应，即H0，C正确；加入催化剂可以加快反应速率，但反应物和生成物具有的总能量不变，则反应的焓变不改变，D错误。8.【答案】C【解析】A若该反应是反应前后气体体积不变的放热反应，压强不影响平衡移动，升高温度，平衡向逆反应方向移动，A的转化率降低，不知道反应情况，错误；B该反应是反应前后气体体积减小的可逆反应，增大压强，平衡向正反应方向移动，反应物的含量减小，错误；C由图象可知pH在4左右时Fe3+完全转化为沉淀，而此时CuSO4没有生成沉淀，可用于除杂，正确；D0.1mol/LNaOH溶液的pH=12，错误9.【答案】B【解析】A错误，正极反应应该得电子。B正确，根据方程式，每生成1 mol Na2Mn5O10时，有2 mol Ag生成2 mol Ag+，转移2 mol电子。C错误，MnO2是正极，Na2Mn5O10在正极生成，所以Na不断向“水”电池的正极移动。D错误，Ag是反应的还原剂，因此AgCl是氧化产物。10.【答案】B【解析】A放电时，Zn易失电子发生氧化反应，则b是负极，溴得电子发生还原反应，则a是正极，负极反应式为Zn2e=Zn2+，正确；B充电时，电解池阳极连接电源正极，充电时a电极上失电子发生氧化反应而作阳极，应该连接电源正极，错误；C阳离子交换膜只能阳离子通过，分子或阴离子不能通过，所以阳离子交换膜可阻止Br2与Zn直接发生反应，正确；D放电时，阳离子向正极移动，正极上溴得电子生成溴离子，所以放电时左侧电解质储罐中的离子总浓度增大，正确11.【答案】BD【解析】用甲醇燃料电池电解硫酸铜溶液的装置如图所示，左边为燃料原电池装置，X电极为负极，甲醇失电子发生氧化反应，反应式为CH3OH+H2O6eCO2+6H+，Y电极为正极，氧气得电子发生还原反应，反应式为O2+4H+4e2H2O；右边为电解池，与X电极相连的铜为阴极，反应式先Cu2+2eCu，后2H+2eH2，与Y电极相连的Z为阳极，反应式2H2O4e4H+O2；A、根据以上分析，Y电极为正极，氧气得电子发生还原反应，反应式为O2+4H+4e2H2O，错误；B、根据以上分析，Z为阳极，反应式2H2O4e4H+O2，正确；C、与X电极相连的铜为阴极，电解过程中中铜电极不会被溶解，所以其原理为有外加电源的阴极保护法，错误；D、电子从负极到正极，沿着XCuZY路径移动，在U型管的溶液汇总加入0.1molCu2（OH）2CO3，反应后恰好恢复为电解前的硫酸铜溶液，所以电解过程中共消耗了0.2molCuO和0.1mol水，根据电路中得失电子守恒，所以每个电极均通过0.2mol2+0.1mol2=0.6mole，正确12.【答案】AB【解析】由图可知：石墨的能量比金刚石低，故A项正确；白磷比红磷的能量高，白磷不如红磷稳定，B项正确；C项中应是H1H2，不能忽略H1和H2均带“”号；D项中该反应为放热反应，H0，故D项错误。13.【答案】CD【解析】A、起始时镁作负极，铝电极表面是水电离产生的氢离子放电，生成氢气，所以铝电极表面可能有气泡产生，正确；B、0t时刻，镁作为负极失去电子，生成镁离子，镁离子与氢氧根离子结合生成氢氧化镁，所以电极反应式为：Mg2e+2OH=Mg（OH）2，正确：C、指针未偏转，说明未形成电流，但镁、铝的活动性不同，错误；D、t时刻后，铝是负极发生氧化反应，镁是正极，发生还原反应，水电离产生的氢离子在正极放电，电极反应的总方程式为：2Al+2OH+2H2O=2AlO2+3H2，错误14.【答案】AC【解析】A、该反应的S0，若HTS0，则H必须小于0，正确；B、因为铅蓄电池放电时反应为：PbO2+Pb+2H2SO42PbSO4+H2O，则正负极最终都变成PbSO4，所以根据原子守恒正、负极质量均增大，错误；C、因为NH4Cl溶液加水稀释，温度没变，所以水解平衡常数不变，则不变，正确；D、饱和Na2CO3溶液中加少量BaSO4粉末，Qc（BaCO3）Ksp（BaCO3），则生成碳酸钡沉淀，该实验不能比较Ksp（BaCO3）、Ksp（BaSO4），错误15.【答案】AB【解析】A、相同物质的量的A、B，气态比液态时能量高，H=生成物能量和反应物能量和，生成物能量相同，正确；B、红磷变成白磷吸收能量，说明白磷能量高，红磷稳定，正确；C、测反应后的最高温度，不是反应结束后稳定的温度，错误；D、氢气燃烧的热化学方程式为：2H2（g）+O2（g）2H2O（l）H=571.6 kJ/mol，错误16.【答案】（1）CO（g）+H2O（g）CO2（g）+H2（g）H=41.2kJ/mol；（2）加压；t2t3； 4；c；a；（3）c（Cl）c（NH4+）c（H+）c（OH）【解析】（1）由2CO（g）+O2（g）2CO2（g）H=566KJ/mol、2H2（g）+O2（g）2H2O（g）H=483.6KJ/mol，根据盖斯定律可知得CO（g）+H2O（g）CO2（g）+H2（g），H=41.2kJ/mol，即热化学反应方程式为CO（g）+H2O（g）CO2（g）+H2（g）H=41.2kJ/mol；（2）由图象可知，t1时正逆反应速率都增大，则可能为加压或升温，该反应为放热反应，升高稳定，逆向移动，逆反应速率大于正反应速率，与图象不符，该反应是气体体积缩小的反应，加压正向移动，则正反应速率大于逆反应速率，与图象符合，则应为加压；显然图象中的t3时为升高温度，t1时加压正向移动，氨气的含量增大，t3时为升高温度，化学平衡逆向移动，氨气的含量降低，即t2t3一段时间平衡混合物中NH3的含量最高；2molH2和1molN2放入0.5L 密闭容器中，充分反应后测得N2的转化率为50%，则3H2+N22NH3开始（mol/L） 4 2 0转化 3 1 2平衡 1 1 2则该温度下反应的化学平衡常数为K=4；合成氨工业的原理是：N2+3H22NH3H0，因H0，从化学平衡的角度看，正反应为放热反应，温度越低，越有利于合成氨，增加温度，平衡向逆反应方向移动，氨气的百分含量减少；正反应为体积缩小的反应，所以压强越大，越有利于合成氨，增大压强时平衡向右进行，氨气的百分含量增大，结合图象可以知道c符合要求又因为合成氨反应是一个放热反应，可以得出随着温度的升高，平衡向氨气减少的方向移动，结合图象可以知道a符合要求；（3）将相同体积、相同物质的量浓度的氨水和盐酸混合后，反应生成氯化铵溶液，铵根离子水解，c（Cl）c（NH4+），氯化铵为强酸弱碱盐，水解后溶液呈酸性，c（H+）c（OH），水解极其微弱，所以c（NH4+）c（H+）17.【答案】（1）反应物所具有总能量 生成物所具有的总能量 无 降低 催化剂改变了反应的历程使活化能E降低（2）-198 （3）0.025 0.05 （4）-1 185【解析】（1）因图中A、C分别表示反应物总能量、生成物总能量，B为活化能，反应热可表示为A、C活化能的大小之差，活化能的大小与反应热无关，催化剂能够改变反应的历程使活化能E降低，但是不影响反应物和生成物能量高低。（2）因1 mol SO2（g）氧化为1 mol SO3的H=99 kJmol-1，所以2 mol SO2（g）氧化为2 mol SO3的H=198 kJmol-1，则2SO2（g）+O2（g）=2SO3（g）H=198 kJmol-1。（3）反应的化学方程式为2SO2（g）+O2（g）2SO3（g），反应速率之比等于系数之比，v（SO2）v（O2）v（SO3）=212，反应速率v（SO2）为0.05 molL-1min-1，依据比例计算得到v（O2）=0.025 molL-1min-1；v（SO3）=0.05 molL-1min-1。（4）因单质硫的燃烧热为296 kJmol-1，则S（s）+O2（g）=SO2（g） H=296 kJmol-1，而 1 mol SO2（g）氧化为1 mol SO3的H=99 kJmol-1，则SO2（g）+O2（g）=SO3（g）H=99 kJmol-1，由盖斯定律可得：S（s）+O2