2021高考化学二轮复习专题限时集训4化学能与热能电能的相互转化含解析

1、专题限时集训(四)化学能与热能、电能的相互转化(限时：45分钟)1水煤气变换反应为co(g)h2o(g)=co2(g)h2(g)。我国学者结合实验与计算机模拟结果，研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程，如图所示，其中吸附在金催化剂表面上的物种用标注，下列说法正确的是()a水煤气变换反应的h0b步骤的化学方程式为coohh2o(g)=coohh2oc步骤只有非极性键hh键形成d该历程中最大能垒(活化能)e正1.70 evb由图可知，起始时反应物的总能量比终点时生成物的总能量大，故该水煤气变换反应为放热反应，h0，a错误；分析图示，步骤的反应物为coohhh2o(g)，生成物为coohhh2

2、o，故该步骤的总反应为coohh2o(g)=coohh2o，b正确；步骤是由cooh2hoh生成co2(g)h2(g)h2o的过程，既有非极性键hh键形成，又有极性键oh形成，c错误；选项d，该反应中最大能垒出现在过渡态2时，e正1.86 ev(0.16 ev)2.02 ev，d错误。2.(2020山东六地市联考)alh3是一种储氢材料，可作为固体火箭推进剂。通过激光加热引发alh3的燃烧反应，燃烧时温度和时间的变化关系如图所示。燃烧不同阶段发生的主要变化如下：2alh3(s)=2al(s)3h2(g)h1h2(g)o2(g)=h2o(g)h2al(s)=al(g)h3al(g)o2(g)=a

3、l2o3(s)h4下列分析正确的是()aalh3燃烧需要激光加热引发，所以alh3燃烧是吸热反应b其他条件相同时，等物质的量的al(s)燃烧放热大于al(g)燃烧放热c在反应过程中，a点时物质所具有的总能量最大d2alh3(s)3o2(g)=al2o3(s)3h2o(g)hh13h22h32h4d所有的燃烧都是放热反应，并且反应放热还是吸热与反应是否需要加热无关，故alh3燃烧为放热反应，a项错误；物质由固态变为气态时吸收热量，故其他条件相同时，等物质的量的al(s)燃烧放热小于al(g)燃烧放热，b项错误；反应过程中，a点温度最高，说明反应释放热量最多，体系能量最低，物质具有的总能量最小，c

4、项错误；将题给四个已知热化学方程式依次编号为、，根据盖斯定律，由322，可得2alh3(s)3o2(g)=al2o3(s)3h2o(g)hh13h22h32h4，d项正确。3以co与h2为原料可合成再生能源甲醇，发生反应的热化学方程式为co(g)2h2(g)ch3oh(g)ha kjmol1。反应过程中能量的变化曲线如图所示，使用某种催化剂后，反应经历了反应和反应两个历程。下列有关说法正确的是()a上述热化学方程式中的a91.0bee1e2c反应和反应均为放热反应d相同条件下，反应的反应速率比反应的大d选项a，由题图可知，co(g)2h2(g)ch3oh(g)h419.0 kjmol1510.

5、0 kjmol191.0 kjmol1，故a91.0，错误。选项b，e、e1、e2分别是三个反应的活化能，三者之间没有必然的关系，错误。选项c，由题图可知，反应是吸热反应，反应是放热反应，错误。选项d，由题图可知，反应的活化能比反应的小，故相同条件下反应的反应速率快，正确。4宝鸡被誉为“青铜器之乡”，出土了大盂鼎、毛公鼎、散氏盘等五万余件青铜器。研究青铜器(含cu、sn等)在潮湿环境中发生的腐蚀对于文物保护和修复有重要意义。下图为青铜器在潮湿环境中发生电化学腐蚀的原理示意图，下列说法不正确的是()a青铜器发生电化学腐蚀，图中c作负极，被氧化b负极发生的电极反应为o2 4e2h2o=4ohc环境

6、中的cl与正、负两极反应的产物作用生成a的离子方程式为2cu23ohcl=cu2 (oh)3cld若生成0.2 mol cu2(oh)3cl，则理论上消耗的o2体积为4.48 l(标准状况下)b负极应是氧化反应，失去电子，b项不正确。5我国科学家开发的一种“磷酸钒锂/石墨锂离子电池”在4.6 v电位区电池总反应为：li3c6v2(po4)36cli3v2(po4)3。下列有关说法正确的是()a该电池比能量高，用li3v2(po4)3做负极材料b放电时，外电路中通过0.1 mol电子，m极质量减少0.7 gc充电时，li向n极区迁移d充电时，n极反应为v2(po4)33li3e=li3v2(po

7、4)3ba项，li3v2(po4)3作正极材料，错误；c项，充电时li移向阴极即m极，错误；d项，充电时，n极反应为li3v2(po4)33e=v2(po4)33li，错误。6垃圾假单胞菌株能够在分解有机物的同时分泌物质产生电能，其原理如下图所示。下列说法正确的是()a电流由左侧电极经过负载后流向右侧电极b放电过程中，正极附近ph变小c若1 mol o2参与电极反应，有4 mol h穿过质子交换膜进入右室d负极电极反应为：h2pca2e=pca2hc根据电极上物质变化，左电极为负极，反应式为h2pca2e=pca2h，右电极为正极，反应式为o24e4h=2h2o。7硼酸(h3bo3)为一元弱酸

8、，已知h3bo3与足量naoh溶液反应的离子方程式为h3bo3oh=b(oh)，h3bo3可以通过电解的方法制备。其工作原理如下图所示(阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过)。下列说法错误的是()a阳极的电极反应式为：2h2o4e=o24hb反应一段时间以后，阴极室naoh溶液浓度增大c当电路中通过3 mol电子时，可得到1 mol h3bo3db(oh)穿过阴膜进入产品室，na穿过阳膜进入阴极室c阳极电极反应式为2h2o4e=o24h，电路中通过3 mol电子时有3 mol h生成，硼酸(h3bo3)为一元弱酸，生成1 mol硼酸需要1 mol h，所以电路中通过3 mol电子时，可得到3

9、 mol h3bo3，c错误。8环己酮()在生产生活中有重要的用途，可在酸性溶液中用环己醇间接电解氧化法制备，其原理如图所示。下列说法正确的是()aa极与电源负极相连ba极电极反应式是2cr37h2o6e=cr2o14hcb极发生氧化反应d理论上有1 mol环己酮生成时，有2 mol氢气放出b根据图示，a极为阳极，b极为阴极，a极接电源的正极，a项错误；b极为阴极，氢离子得电子发生还原反应，c错误；理论上有1 mol环己酮生成时，则转移2 mol电子，所以阴极有1 mol氢气放出，d错误。9(双选)(2020山东联考)335 时，在恒容密闭反应器中1.00 mol c10h18(l)催化脱氢的

10、反应过程如下：反应1：c10h18(l) c10h12(l)3h2(g)h1反应2：c10h12(l)c10h8(l)2h2(g)h2测得c10h12和c10h8的产率x1和x2(以物质的量分数计)随时间的变化关系及反应过程中能量的变化如图所示。下列说法错误的是()a使用催化剂能改变反应历程b更换催化剂后h1、h2也会随之改变c8 h时，反应1处于平衡状态dx1显著低于x2，是由于反应2的活化能比反应1的小，反应1生成的c10h12很快转变成c10h8bc使用催化剂，降低了反应的活化能，改变了反应历程，a项正确；使用催化剂，不能改变反应物和生成物的总能量，即不能改变反应的焓变(h)，b项错误；

11、8 h之后，c10h8的产率还在增加，说明反应2未达平衡，而c10h8是由c10h12转化而来的，且c10h12的产率几乎保持不变，说明反应1也未达平衡，c项错误；由图像可以看出反应2的活化能低于反应1的活化能，故反应1生成的c10h12快速转化为c10h8，从而使x1显著低于x2，d项正确。10一种全天候太阳能电池光照时的工作原理如图所示。下列说法不正确的是()a硅太阳能电池供电原理与该电池相同b光照时，b极的电极反应式为vo2eh2o=vo2hc光照时，每转移1 mol电子，有1 mol h由b极区经质子交换膜向a极区迁移d夜间时，该电池相当于蓄电池放电，a极发生氧化反应a硅太阳能电池是用

12、半导体原理将光能转化为电能，是物理变化，而该电池是化学能转化为电能，两者原理不同，a项错误。11(双选)(2020济南模拟)某种氨硼烷(nh3bh3)电池装置如图所示(未加入氨硼烷之前，两极室内液体质量相等)，电池反应为nh3bh33h2o2=nh4bo24h2o(不考虑其他反应的影响)。下列说法错误的是()a氨硼烷中n和b的杂化方式不同b电池正极的电极反应式为h2o22h2e=2h2oc其他条件不变，向h2o2溶液中加入适量硫酸能增大电流强度d若加入的氨硼烷全部放电后左右两极室内液体质量差为3.8 g，则电路中转移2.4 mol电子adnh3bh3中n与b间共用1对电子形成配位键，使得n、b

13、周围均有4对电子，则氨硼烷中的n、b均为sp3杂化，a项错误；电池正极为氧化剂得电子的反应，即h2o2得电子转化为h2o的反应，b项正确；向h2o2溶液中加入适量硫酸，可增大离子浓度，增大电流强度，c项正确；负极反应：nh3bh32h2o6e=nh4bo26h，若左极室加入1 mol氨硼烷(31 g)，则电极产物nh4bo2留在左极室，h穿过质子交换膜进入右极室，故左极室增加的质量为31 g6 g25 g，右极室增加的是6 mol h，其质量为6 g，则左右两极室液体质量差为25 g6 g19 g，此时转移6 mol电子，若左右两极室液体质量差为3.8 g，则转移1.2 mol电子，d项错误。

14、12以柏林绿fefe(cn)6为代表的新型可充电钠离子电池，其放电工作原理如图所示。下列说法错误的是()a放电时，正极反应为fefe(cn)62na2e=na2fefe(cn)6b充电时，mo(钼)箔接电源的正极c充电时，na通过交换膜从左室移向右室d外电路中通过0.2 mol电子的电量时，负极质量变化为3.6 gd负极反应为2mg4e2cl=mg2cl22，通过0.2 mol e时，消耗0.1 mol mg，质量减少2.4 g，d项错误。13电絮凝的反应原理是以铝、铁等金属为阳极，在直流电的作用下，阳极被溶蚀，产生金属离子，在经一系列水解、聚合及氧化过程，发展成为各种羟基络合物、多核羟基络合

15、物以及氢氧化物，使废水中的胶态杂质、悬浮杂质凝聚沉淀而分离。下列说法不正确的是()a每产生1 mol o2，整个电解池中理论上转移电子数为4nab阴极电极反应式为2h2o 2e= h22ohc若铁为阳极，则阳极电极反应式为fe2e=fe2和2h2o4e=o24hd若铁为阳极，则在处理废水的过程中阳极附近会发生：4fe2o24h=4fe32h2oa由装置图可知，若铁为阳极，阳极电极反应式有fe2e=fe2和2h2o4e=o24h，所以每产生1 mol o2，整个电解池中理论上转移电子数大于4na，故a错误。14(双选)近年来，基于零价铁(zvi)的化学还原技术因其高效性逐渐被应用于受污染地下水的

16、原位修复，其过程如图所示。零价铁作为一种高活性的电子供体，除了和目标污染物反应外，还可以与地下水中其他的氧化性物质(如o2、h或no等)反应。一般情况下，由于杂质的存在，在金属表面会形成负极和正极反应区。下列说法错误的是()a负极的电极反应式为fe2e=fe2b在负极，金属铁失去电子后全部以fe2的形式存在于水体中c增大水体中零价铁的含量，目标污染物降解程度减小d正极区发生的反应可能包含no10h8e=nh3h2obcfe作为负极，电极反应式为fe2e=fe2，a正确；金属铁失去电子后生成fe2，fe2可能继续被o2氧化成fe3，b错误；水体中零价铁的含量增大，能提供更多的电子，故目标污染物降

17、解程度增大，c错误；正极区发生得电子的还原反应，由题图可知no被还原成nh，则正极区发生的反应中可能有no10h8e=nh3h2o，d正确。 15(2020湖南名校联考)(1)在惰性气体中，将黄磷(p4)与石灰乳和碳酸钠溶液一同加入高速乳化反应器中制得nah2po2，同时还产生磷化氢(ph3)气体，该反应的化学方程式为_。(2)次磷酸(h3po2)是一元酸，常温下1.0 moll1的nah2po2溶液ph为8，则次磷酸的ka_。(3)用次磷酸钠通过电渗析法制备次磷酸。装置如图所示。交换膜a属于_(填“阳离子”或“阴离子”)交换膜，电极n的电极反应式为_，当电路中流过3.852 8105库仑电量

18、时，制得次磷酸的物质的量为_(一个电子的电量为 1.61019库仑，na数值约为6. 02 1023)。解析(1)可利用倒配法配平完全方程式。(2)根据h2poh2oh3po2oh，ph8c(h)108 mol/l，c(oh)c(h3po2)106 mol/lc(h2po)(1106) mol/l1 mol/lka1.0102。(3)根据题意：m为阳极，oh放电，n为阴极，h放电，故a、d、e为阳离子交换膜，b、c为阴离子交换膜。n(e)4 mol，生成4 mol h3po2。答案(1)2p43ca(oh)23na2co36h2o=6nah2po22ph33caco3(2)1.0102(3)阳离子2h2o2e=h22oh4 mol1