2021高考真题汇编-化学反应中的能量变化

2021高考真题汇编-化学反应中的能量变化

一、单选题

1.（2分）（2021•湖南）葭1鼻常用作食盐中的补碘剂，可用"氯酸钾氧化法”制备，该方法的第一步反应为

屣#11.唆CEQ卷场后酎赋或K&j共翻冢饼冥名（。下列说法错误的是（）

A.产生22.4L（标准状况）C%时，反应中转移

B.反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为11：6

c.可用石灰乳吸收反应产生的Ch制备漂白粉

D.可用酸化的淀粉碘化钾溶液检验食盐中葭加的存在

2.（2分）（2021•湖南）锌溪液流电池是一种先进的水溶液电解质电池，广泛应用于再生能源储能和智能

电网的备用电源等。三单体串联锌澳液流电池工作原理如图所：

循环回路

下列说法错误的是（）

A.放电时，N极为正极B.放电时，左侧贮液器中幺犹嗤物的浓度不断减小

C.充电时，M极的电极反应式为商D.隔膜允许阳离子通过，也允许阴离子通过

3.（2分）（2021•河北）关于非金属含氧酸及其盐的性质，下列说法正确的是（）

A.浓H2s。4具有强吸水性，能吸收糖类化合物中的水分并使其炭化

B.NaCIO、KCIO3等氯的含氧酸盐的氧化性会随溶液的pH减小而增强

C.加热Nai与浓H3P。4混合物可制备HI,说明H3P。4比HI酸性强

D.浓HNO3和稀HNO3与Cu反应的还原产物分别为NO?和NO,故稀HNO3氧化性更强

4.（2分）（2021•河北）K-Ch电池结构如图，a和b为两个电极，其中之一为单质钾片。关于该电池，下

列说法错误的是（）

有机电解'质1有疝电解质2

A.隔膜允许K+通过，不允许02通过

B.放电时，电流由b电极沿导线流向a电极；充电时，b电极为阳极

C.产生lAh电量时，生成K02的质量与消耗5的质量比值约为2.22

D.用此电池为铅酸蓄电池充电，消耗3.9g钾时，铅酸蓄电池消耗0.9g水

5.（2分）（2021•全国乙卷）沿海电厂采用海水为冷却水，但在排水管中生物的附着和滋生会阻碍冷却水

排故并降低冷却效率。为解决这一问题，通常在管道口设置一对情性电极（如图所示），通入一定的电

流。

下列叙述错误的是（）

A.阳极发生将海水中的氧化生成C%的反应

B.管道中可以生成氧化灭杀附着生物的NaCIO

C.阴极生成的仃/应及时通风稀释安全地排入大气

D.阳极表面形成的Mg【©野%等积垢需要定期清理

6.（2分）（2021•浙江）已知共价键的键能与热化学方程式信息如下表:

共价键H-HH-0

键能/(kJ-mol")436463

热化学方程式2H2(g)+。2(g)=2H2O(g)△，=-482kJ-mori

则20（g）=Ch（g）的AH为（）

A.428kJ-mol1B.-428kJ-mol1C.498kJ-mol1D.-498kJmor1

7.（2分）（2021•浙江）关于反应8NH3+6NO2=7N2+12H2。，下列说法正确的是（）

A.NH3中H元素被氧化B.N5在反应过程中失去电子

C.还原剂与氧化剂的物质的量之比为3：4D.氧化产物与还原产物的质量之比为4：3

8.（2分）（2021•浙江）银镉电池是二次电池，其工作原理示意图如下（L为小灯泡，Ki、K2为开关，a、b

为直流电源的两极）。

下列说法错误的是（）

A.断开L、合上Ki,锲镉电池能量转化形式：化学能好电能

断开将、合上电极为阴极，发生还原反应

B.K2,A

C.电极B发生氧化反应过程中，溶液中KOH浓度不变

:婕精

银镉二次电池的总反应式：

D.Cd+2NiOOH+2H2O^Cd（OH）2+2Ni（OH）2

球箍

二、综合题

9.（10分）（2021•湖南）氨气中氢含量高，是一种优良的小分子储氢载体，且安全、易储运，可通过下面

两种方法由氨气得到氢气。

方法I：氨热分解法制氢气

相关化学键的键能数据

化学键及三黑心一日及一晚

键能困946436.0390.8

一定温度下，利用催化剂将可输分解为运生和探4回答下列问题：

（1）反应本巡簟券及螺H海燥吃r=

（2）已知该反应的ar=在下列哪些温度下反应能自发进行？（填标号）

A.25℃

B.125℃

C.225℃

D.325℃

（3）某兴趣小组对该反应进行了实验探究。在一定温度和催化剂的条件下，将Q-J窗蟠度1码通入3L的密

闭容器中进行反应（此时容器内总压为200kPa）,各物质的分压随时间的变化曲线如图所示。

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@CO2（aq）+H2O（l）=H（aq）+HCOf（aq）

25℃时，反应②的平衡常数为七。

溶液中C02的浓度与其在空气中的分压成正比（分压=总压x物质的量分数），比例系数为ymoNH・kPa-i

当大气压强为pkPa,大气中C02（g）的物质的量分数为x时，溶液中H+浓度为mol・L（写出表达

式，考虑水的电离，忽略HCO萼的电离）

（3）105℃时，将足量的某碳酸氢盐（MHCCh）固体置于真空恒容容器中，存在如下平衡：2MHCO3（S）

^M2CO3（s）+H2O（g）+CO2（g）o上述反应达平衡时体系的总压为46kPa。

保持温度不变，开始时在体系中先通入一定量的CO2（g）,再加入足量MHCO3（S）,欲使平衡时体系中水蒸气

的分压小于5kPa,CO2（g）的初始压强应大于kPa。

（4）我国科学家研究Li—C5电池，取得了重大科研成果，回答下列问题：

①Li—C5电池中，Li为单质锂片，则该电池中的C02在（填"正"或"负"）极发生电化学反应。研究

表明，该电池反应产物为碳酸锂和单质碳，且CO2电还原后与锂离子结合形成碳酸锂按以下4个步骤进

行，写出步骤ni的离子方程式。

I.2CO2+2e'=C2OSllQO十=82+8石

m.IV.CO手+2Li+=U2CO3

②研究表明，在电解质水溶液中，C02气体可被电化学还原。

I.C02在碱性介质中电还原为正丙醇（CH3cH2cH2。川的电极反应方程式为.

n.在电解质水溶液中，三种不同催化剂（a、b、c）上CO2电还原为CO的反应进程中（H+被还原为H2的反应

可同时发生），相对能量变化如图.由此判断，C02电还原为8从易到难的顺序为（用a、b、c字母

排序）。

♦CCM-H.O

0.68

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。)().51CO+*+H,O■

«

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玄

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密0.22

0.00

0.08

2H*+2c*HOCO+H，+c

反应历程反应历程

（a）CO：电还原为CO（b）JT电还原为

11.（7分）（2021•全国乙卷）氧化石墨烯具有稳定的网状结构，在能源、材料等领域有着重要的应用前

景，通过氧化剥离石墨制备氧化石墨烯的一种方法如下（装置如图所示）：

I.将浓H2s04、NaN03、石墨粉末在c中混合，置于冰水浴中。剧烈搅拌下，分批缓慢加入KMnO’粉末，塞

好瓶口。

II.转至油浴中，35℃搅拌1小时，缓慢滴加一定量的蒸储水。升温至98℃并保持1小时。

III.转移至大烧杯中，静置冷却至室温。加入大量蒸储水，而后滴加出。2至悬浊液由紫色变为土黄色。

M离心分离，稀盐酸洗涤沉淀。

V.蒸储水洗涤沉淀。

VI.冷冻干燥，得到土黄色的氧化石墨烯。

回答下列问题：

（1）装置图中，仪器a、c的名称分别是_仪器b的进水口是（填字母）。

（2）步骤I中，需分批缓慢加入KMnO’粉末并使用冰水浴，原因是.

（3）步骤II中的加热方式采用油浴，不使用热水浴，原因是.

（4）步骤川中，出。2的作用是（以离子方程式表示）.

（5）步骤IV中，洗涤是否完成，可通过检测洗出液中是否存在SO,?一来判断。检测的方法是.

（6）步骤V可用pH试纸检测来判断CI-是否洗净，其理由是.

12.（8分）（2021•全国乙卷）磁选后的炼铁高钛炉渣，主要成分有‘数辆、鼠硒、4网即、MgO、Ca。

以及少量的下磁明，为节约和充分利用资源，通过如下工艺流程回收钛、铝、镁等。

Mls

2°・热水队

离"炉*桂斗出一回*爱1久发

是r用液①

卜-]..卜

।rT।

*■弊■，水修■⑵

该工艺下，有关金属离子开始沉淀和沉淀完全的pH见下表:

金属离子产a成急军仁:后

开始沉淀的pH2.23.59.512.4

沉淀完全(c=1.0xlO*mol・L')的pH3.24.711.113.8

回答下列问题:

⑴"焙烧”中，穿眺、爵;硒几乎不发生反应，.曲翅、MgO、CaO、干逐且转化为相应的硫酸盐,

写出且均飙转化为就舜*或辞您*的化学方程式。

(2)"水浸"后"滤液"的pH约为2.0,在"分步沉淀”氨水逐步调节pH至11.6,依次析出的金属离子是

________O

(3)"母液①"中液度为mol-r"1

(4)"水浸渣"在160℃"酸溶"，最适合的酸是。"酸溶渣"的成分是、。

(5)"酸溶"后，将溶液适当稀释并加热，密:*水解析出警植还娓为◎沉淀，该反应的离子方程式是

(6)将“母液①"和"母液②"混合，吸收尾气，经处理得，循环利用。

13.(8分)(2021•全国乙卷)一氯化碘(ICI)是一种卤素互化物，具有强氧化性，可与金属直接反应，也

可用作有机合成中的碘化剂。回答下列问题：

(1)历史上海藻提碘中得到一种红棕色液体，由于性质相似，Liebig误认为是ICI,从而错过了一种新元素

的发现。该元素是.

氯钳酸根固体加热时部分分解为、和时平衡常数42在一硬

(2)(BaPtCU)BaCbPtCL,376.8°(:Kp=1.0xl0Pa„

质玻璃烧瓶中加入过量BaPtCI.抽真空后，通过一支管通入碘蒸气(然后将支管封闭)。在376.8℃,碘蒸气

初始压强为(:平衡时，测得烧瓶中压强为则反应

20QkPa.376.8°32.5kPa,PICFkPa,2ICI(g)=CI2(g)+l2(g)

的平衡常数K=(列出计算式即可).

(3)McMorris测定和计算了在136-180°(:范围内下列反应的平衡常数KP：

2NO(g)+2ICI(g)2NOCI(g)+l2(g)KPI

2N0CI(g)望2NO(g)+Cl2(g)KP2

得到lg®i和IgKpz〜斗均为线性关系，如下图所示：

①由图可知，NOCI分解为NO和CL反应的AH0(填"大于"或"小于").

②反应2ICI(g)=Cl2(g)+l2(g)的K=(用KPI、02表示)：该反应的AH0(填"大于"或"小于，

写出推理过程.

(4)Kistiakowsky曾研究了NOCI光化学分解反应，在一定频率(v)光的照射下机理为：

NOCI+hv玲NOC*

NOCI+NOCI*-2NO+CI2

其中hv表示一个光子能量，NOCI*表示NOCI的激发态。可知，分解Imol的NOCI需要吸收mol

的光子。

14.（10分）（2021•浙江）"氯碱工业”以电解饱和食盐水为基础制取氯气等产品，氯气是实验室和工业上

的常用气体。请回答：

（1）电解饱和食盐水制取氯气的化学方程式是。

（2）下列说法格镇质是。

A.可采用碱石灰干燥氯气

B.可通过排饱和食盐水法收集氯气

C.常温下，可通过加压使氯气液化而储存于钢瓶中

D.工业上，常用氢气和氯气反应生成的氯化氢溶于水制取盐酸

（3）在一定温度下，氯气溶于水的过程及其平衡常数为：

CL（g）㈤2（aq）Ki=c（CI2）/p

Cl2（aq）+出。（1）小+（aq）+C「（aq）+HCIO（aq）K2

其中p为Cb（g）的平衡压强，C©2）为Cb在水溶液中的平衡浓度。

①Cl2（g）Wl2（aq）的烙变0。（填">"、"="或"<"）

②平衡常数K2的表达式为心=。

③氯气在水中的溶解度（以物质的量浓度表示）为c,则c=。（用平衡压强p和上述平衡常数表示，

忽略HCIO的电离）

（4）工业上，常采用"加碳氯化”的方法以高钛渣（主要成分为TiO#为原料生产TiCU,相应的化学方程

式为；

129

I.TiO2（s）+2CI2（g）?TiCl4（g）+O2（g）AH|=181mol-L,Ki=-3.4xl0-

148

ll.2C（s）+O2（g）^CO（g）AHu=-221mol-L,Kn=1.2xl0

结合数据说明氯化过程中加碳的理由。

（5）在一定温度下，以L为催化剂，氯苯和CL在CS2中发生平行反应，分别生成邻二氯苯和对二氯苯，

两产物浓度之比与反应时间无关。反应物起始浓度均为OSmohP,反应30min测得氯苯15%转化为邻

二氯苯，25%转化为对二氯苯。保持其他条件不变，若要提高产物中邻二氯苯的比例，可采用的措施是

A.适当提高反应温度

B.改变催化剂

C.适当降低反应温度

D.改变反应物浓度

15.（12分）（2021•浙江）某兴趣小组用铭铁矿［Fe（CrC>2）2］制备K2Cr2O7晶体，流程如下:

已知：4Fe(CrO2)2+10Na2CO3+7O2SS8Na2CrO4+4NaFe02+10C02

+

2H+2CrOr邕5。^+H2O

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相关物质的溶解度随温度变化如下图。

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