2022届高考新教材化学二轮复习专题强化训练六　化学反应与能量

专题强化训练六化学反应与能量一、选择题（每小题只有一个选项符合题意）1．单斜硫和正交硫转化为二氧化硫的能量变化图如图所示。下列说法正确的是（）A.S（s，单斜）=S（s，正交）ΔH＝＋0.33kJ·mol－1B.正交硫比单斜硫稳定C.相同物质的量的正交硫比单斜硫所含有的能量高D.①式表示断裂1molO2中的共价键所吸收的能量比形成1molSO2中的共价键所放出的能量少297.16kJ2．一种可充电锂离子电池的示意图如下，已知Li1－xCoO2中x<1，下列关于锂离子电池的说法不正确的是（）A.放电时电池总反应为Li1－xCoO2＋LixC6=LiCoO2＋C6B.放电时，Li＋在电解质中由负极通过A膜向正极迁移C.充电时，若转移1mole－，左侧电极将增重7xgD.充电时，阳极的电极反应式为LiCoO2－xe－=Li1－xCoO2＋xLi＋3．一定条件下，在水溶液中1molCl－、ClOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(x))（x＝1，2，3，4）的能量（kJ）相对大小如图所示．下列有关说法正确的是（）A.d是ClOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))B.b→a＋c反应的活化能为60kJ·mol－1C.a，b，c，d中c最稳定D.b→a＋c反应的热化学方程式为3ClO－（aq）=ClOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))（aq）＋2Cl－（aq）ΔH＝－117kJ·mol－14．2019年诺贝尔化学奖已授予约翰·班宁斯特·古迪纳夫、斯坦利·惠廷汉姆和吉野彰，三位科学家的获奖理由是为锂电池的发展做出了卓越贡献。下图是我国一项电解制备金属锂的新方法发明专利装置图。下列说法不正确的是（）A.电极B的电势比电极C的电势高B.理论上该装置不需要补充电解质LiClC.电极B中氯离子和碳酸根离子放电D.A区避免了熔融碳酸锂对设备的腐蚀且减少了环境污染5．下图为氟利昂（如CFCl3）破坏臭氧层的反应过程示意图，下列说法不正确的是（）A.过程Ⅰ中断裂极性键C—Cl键B.过程Ⅲ中O＋O=O2是吸热过程C.过程Ⅱ可表示为O3＋Cl=ClO＋O2D.上述过程说明氟利昂中氯原子是破坏O3的催化剂6．现有一种锂离子二次电池，其工作原理如图。放电时生成的Li2CO3固体和碳储存于碳纳米管中。下列说法错误的是（）A.该电池中的有机溶剂不能含活性较大的氢B.充电时，Y为阳极，Li＋向X电极移动C.放电时，负极反应为2Li＋COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))－2e－=Li2CO3D.放电时，电池总反应为3CO2＋4Li=2Li2CO3＋C7．我国科研团队将电解食盐水的阳极反应与电催化CO2的阴极反应相耦合，制备CO和次氯酸盐，阴极区与阳极区用质子交换膜隔开，装置如图所示。下列说法错误的是（）A.a极为电源负极B.工作时，阳极附近溶液的pH减小C.工作时，每转移2mol电子，阳极室和阴极室质量变化相差18gD.不考虑其他副反应，整个反应过程的原子利用率为100%8．2019年9月新能源国际高峰论坛在山西大同召开，在主题为“氢能源，引领未来”的氢能专业分论坛上介绍了新型电解生物质[以葡萄糖（C6H12O6）为例]制氢技术，其工作原理如图所示，已知杂多酸一磷钼酸（简称PMo12）作催化剂使葡萄糖降解为衍生物小分子，衍生物小分子在电解过程中转化为CO2。下列说法错误的是（）A.M电极上由衍生物小分子失电子发生氧化反应B.电解池中可使用质子交换膜C.电解过程中，阴极附近的pH升高D.标准状况下，在阴极上生成11.2LH2时，阳极消耗7.5g葡萄糖9．利用零价铁的电化学腐蚀处理水中的2，4­二氯苯酚已成为水体修复研究的热点之一，水体修复的原理如图所示：下列说法不正确的是（）A.作正极材料的是铁B.向水体中补充Fe2＋，可以明显提高2，4­二氯苯酚的去除率C.Ⅱ的电极反应式为3Fe2＋＋4H2O－2e－=Fe3O4＋8H＋D.单位时间内生成xmol苯酚时，转移的电子为4xmol10．臭氧层可阻止紫外线辐射，氟利昂（如CFCl3）破坏臭氧层的反应过程如图所示。下列说法正确的是（）A.过程Ⅰ中断裂极性键C—F键B.臭氧被破坏的过程中Cl作催化剂C.过程Ⅱ和Ⅲ中不涉及电子转移D.CFCl3的空间构型是平面三角形11．挥发性有机物（VOCs）对环境易造成污染，VOCs催化燃烧处理技术具有净化率高、燃烧温度低、无明火、不会有NO2等二次污染物产生等优点。图甲是VOCs处理过程中固体催化剂的催化原理，图乙是反应过程中的能量变化图。下列叙述正确的是（）A.图甲中固体催化剂表面既有化学键断裂，也有化学键形成B.图甲中固体催化剂可提高该反应的焓变C.图乙中曲线Ⅰ使用了固体催化剂，反应活化能降低D.VOCs催化氧化过程中所有反应均为放热反应12．科学家发现对冶金硅进行电解精炼提纯可降低高纯硅制备成本。相关电解槽装置如图所示，用Cu－Si合金作硅源，在950℃利用三层液熔盐进行电解精炼，有关说法正确的是（）A.电子由液态Cu－Si合金流出，流入液态铝电极B.液态铝电极与正极相连，作为电解池的阳极C.在该液相熔体中Cu优先于Si被氧化，Si4＋优先于Cu2＋被还原D.三层液熔盐的作用是使电子能够在三层间自由流动二、非选择题13．地球上的氮元素对动植物有重要作用，其中氨的合成与应用是当前的研究热点。（1）人工固氮最主要的方法是Haber­Bosch法。通常用以铁为主的催化剂在400～500℃和10～30MPa的条件下，由氮气和氢气直接合成氨。①已知上述反应中生成1molNH3放出46kJ热量，该反应的热化学方程式为________________________________________________________________________。②该反应放热，但仍选择较高温度。其原因是。（2）常温常压下电解法合成氨的原理如图所示：①阴极生成氨的电极反应式为。②阳极氧化产物只有O2。电解时实际生成的NH3的总量远远小于由O2理论计算所得NH3的量，结合电极反应式解释原因：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。（3）氨是生产氮肥的原料，经如下转化可以得到NH4NO3。NH3eq\o(→,\s\up7(①O2))NOeq\o(→,\s\up7(②O2))NO2eq\o(→,\s\up7(③H2O))HNO3eq\o(→,\s\up7(④NH3))NH4NO3已知：氮原子利用率是指目标产物中氮的总质量与生成物中氮的总质量之比上述反应③的氮原子利用率为66.7%。要使原料NH3转化为NH4NO3的整个过程中氮原子利用率达到100%，可采取的措施是。专题强化训练六化学反应与能量1．解析：①－②得：S（s，单斜）=S（s，正交）ΔH＝－0.33kJ·mol－1，A项错误；可知单斜硫转化为正交硫时要放出热量，正交硫的能量要低，较稳定，B项正确；相同物质的量的正交硫应该比单斜硫所含有的能量要低，C项错误；①式表示断裂1molS和1molO2中的共价键所吸收的能量比形成1molSO2中的共价键所放出的能量少297.16kJ，D项错误。答案：B2．解析：由示意图可知，电池放电时，LixC6为负极，电极反应式为LixC6－xe－=xLi＋＋C6，Li1－xCoO2为正极，电极反应式为Li1－xCoO2＋xe－＋xLi＋=LiCoO2。LixC6中锂元素化合价为0价，由元素化合价变化可知，放电时LixC6为反应的还原剂，Li1－xCoO2为氧化剂，则电池总反应为Li1－xCoO2＋LixC6=LiCoO2＋C6，A正确；放电时，Li＋在电解质溶液中由负极向正极移动，B正确；充电时，左侧电极为阴极，电极反应式为xLi＋＋C6＋xe－=LixC6，转移1mole－，电极增重7g，C错误；充电时，右侧电极为阳极，电极反应式为LiCoO2－xe－=Li1－xCoO2＋xLi＋，D正确。答案：C3．解析：A项，d中Cl元素化合价为＋7价，而ClOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))中Cl元素化合价为＋5价，错误；B项，由图中数据无法确定反应b→a＋c的活化能，错误；C项，a，b，c，d中a能量最低，所以最稳定，错误；D.b→a＋c，根据转移电子守恒得该反应方程式为3ClO－=ClOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))＋2Cl－，反应热＝（63kJ/mol＋2×0kJ/mol）－3×60kJ/mol＝－117kJ·mol－1，所以该热化学反应方程式为3ClO－（aq）=ClOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))（aq）＋2Cl－（aq）ΔH＝－117kJ·mol－1，故D正确。答案：D4．解析：A项，电极B产生氯气，为阳极，C极产生锂，为阴极，电极B的电势比电极C的电势高，正确；B项，根据装置图知，电极B产生氯气，C极产生锂，总反应为：2LiCleq\o(=,\s\up7(通电))Cl2↑＋2Li，而阳极生成的氯气与碳酸锂反应又生成氯化锂，根据氯原子守恒理论上该装置不需要补充电解质LiCl，正确；C项，根据装置图知，电极B产生氯气，为阳极，反应式为2Cl－－2e－=Cl2↑，生成的氯气与碳酸锂反应生成氯化锂、二氧化碳和氧气，只有氯离子放电，错误；D项，根据图示分析，A区生成的氯气与碳酸锂反应生成氯化锂、二氧化碳和氧气，该方法设计的A区能避免熔融碳酸锂对设备的腐蚀和因氯气逸出对环境的污染，正确。答案：C5．解析：过程Ⅰ中CFCl3转化为CFCl2和氯原子，断裂极性键C—Cl键，故A正确；根据图示信息可知，过程Ⅱ可表示为：O3＋Cl=ClO＋O2，故C正确；O＋O=O2为原子结合成分子的过程，为放热过程，故B错误；上述过程说明，氟利昂中氯原子在反应前后不变，是破坏O3的催化剂，故D正确。答案：B6．解析：A项，锂是活泼金属，该电池中的有机溶剂不能含活性较大的氢，否则锂会与有机溶剂发生反应，故A正确；B项，充电时阳极发生氧化反应，Y为阳极，Li＋向阴极X电极移动，故B正确；C项，放电时，碳酸根离子不能通过有机溶剂，负极反应为Li－e－=Li＋，故C错误；D项，放电时，锂作还原剂，二氧化碳作氧化剂，电池总反应为3CO2＋4Li=2Li2CO3＋C，故D正确。答案：C7．解析：A项，M极区CO2→CO，碳元素化合价降低，发生得到电子的还原反应，M极为电解池阴极，与电解池阴极相连的a极为原电池负极，则N极是电解池的阳极，b极为原电池正极，正确；B项，N极反应为Cl－－2e－＋2OH－=ClO－＋H2O，阳极消耗OH－，附近溶液pH减小，正确；C项，阴极（M极）反应为CO2＋2H＋＋2e－=CO＋H2O，每转移2mol电子时，阴极室质量增加，Δm（阴极室）＝m（CO2）＋m（H＋）－m（CO）＝44g＋2g－28g＝18g，阳极室质量减少，Δm（阳极室）＝m（H＋）＝2g，故阴极室和阳极室的质量变化相差20g，错误。D项，两极反应相加得到的总反应为Cl－＋CO2eq\o(=,\s\up7(通电))CO＋ClO－，反应物中的原子全部转移到目标产物中，原子利用率为100%，正确。答案：C8．解析：M电极接直流电源正极，M作阳极，由信息知，M电极上由衍生物小分子失电子发生氧化反应，A正确；该装置阳极上葡萄糖失电子后生成H＋，H＋通过质子交换膜进入阴极区，N电极反应式为2H＋＋2e－=H2，在循环泵的作用下进入气流分离罐分离出去，该装置应使用质子交换膜，B正确；电解过程中，阴极反应式为2H＋＋2e－=H2，消耗H＋，pH升高，C正确；电解过程中，阳极消耗的葡萄糖逐渐降解为衍生物小分子，最终转化为CO2，但不一定全部转化为CO2，1mol葡萄糖转化的产物不同，则转移的电子数不同，即在阴极上生成标准状况下11.2LH2时，消耗的葡萄糖的质量不确定，D错误。答案：D9．解析：A.从原理图可以看出，铁失电子，发生氧化反应，为负极材料，错误。B.向水体中补充Fe2＋，更多的Fe2＋失去电子生成Fe3O4，因此为反应Ⅲ提供的电子增多，2，4­二氯苯酚的去除率提高，正确。C.根据图示信息，Ⅱ的反应为Fe2＋和H2O反应生成Fe3O4，另一种产物为H＋，正确。D.根据正极反应式＋2H＋＋4e－=＋2Cl－可知，单位时间内生成xmol苯酚时，转移的电子为4xmol，正确。答案：A10．解析：A项，过程Ⅰ中CFCl3转化为CFCl2和Cl，断裂极性键C—Cl键，错误；B项，根据题图信息可知，过程Ⅱ可表示为O3＋Cl=ClO＋O2，过程Ⅲ可表示为ClO＋O=O2＋Cl，Cl在反应前后没有发生改变，在该过程中作催化剂，正确；C项，由过程Ⅱ和Ⅲ反应的化学方程式可知，反应过程中存在电子转移，错误；D项，CFCl3的中心原子为C，价层电子对数为4，空间构型是四面体形，错误。答案：B11．解析：催化剂表面发生化学反应，反应过程中，既有化学键的断裂，又有化学键的生成，A项正确；催化剂只能改变化学反应速率，不影响化学平衡，故催化剂不能提高反应的平衡转化率，不影响反应的焓变，B项错误；图乙中曲线Ⅰ的活化能比曲线Ⅱ的活化能高，故曲线Ⅱ为使用催化剂的能量变化曲线，C项错误；由图乙可知，使用催化剂后的反应过程中有中间产物生成，其中反应物转化为中间产物的反应中，反应物的总能量比中间产物的总能量低，故反应为吸热反应，D项错误。答案：A12．解析：由图可知：液态铝为阴极，连接电源负极，所以电子流入液态铝，液态Cu－Si合金为阳极，电子由液态Cu－Si合金流出，故A正确；图中，铝电极上Si4＋得电子还原为Si，故该电极为阴极，与电源负极相连，故B错误；由图可知，电解池的阳极上Si失电子转化为Si4＋，阴极反应为Si4＋得电子转化为Si，所以Si优先于Cu被氧化，故C错误；使用三层液熔盐可