（新課標(biāo)）廣西2022高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 題型五 化學(xué)反應(yīng)與能量專項(xiàng)練

（新課標(biāo)）廣西2022高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 題型五 化學(xué)反應(yīng)與能量專項(xiàng)練1.研究表明N2O與CO在Fe+作用下發(fā)生反應(yīng)的能量變化及反應(yīng)歷程如圖所示,下列說法錯(cuò)誤的是()A.反應(yīng)總過程H<0B.Fe+使反應(yīng)的活化能減小C.FeO+也是該反應(yīng)的催化劑D.Fe+N2OFeO+N2、FeO+COFe+CO2兩步反應(yīng)均為放熱反應(yīng)答案C解析反應(yīng)總過程為N2O+CON2+CO2,根據(jù)圖示可知,反應(yīng)物總能量高于生成物總能量,為放熱反應(yīng),H<0,A正確。根據(jù)反應(yīng)歷程,Fe+為催化劑,能夠降低反應(yīng)的活化能,B正確。FeO+為中間產(chǎn)物,而不是催化劑,C錯(cuò)誤。根據(jù)圖示,Fe+N2OFeO+N2、FeO+COFe+CO2兩反應(yīng)中反應(yīng)物總能量均大于生成物總能量,均為放熱反應(yīng),D正確。2.已知:2C(s)+O2(g)2CO(g)H=-217 kJ·mol-1C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)H=b kJ·mol-1。HH、OH和OO鍵的鍵能分別為436 kJ·mol-1、462 kJ·mol-1和495 kJ·mol-1,則b為()A.+352B.+132C.-120D.-330答案B解析根據(jù)蓋斯定律:×2-得:2H2O(g)O2(g)+2H2(g)H=(2b+217) kJ·mol-1;而2H2O(g)O2(g)+2H2(g)H=(4×462-495-436×2) kJ·mol-1,即2b+217=4×462-495-436×2,解得b=+132。3.下列裝置由甲、乙部分組成(如圖所示),甲是將廢水中乙二胺H2N(CH2)2NH2氧化為環(huán)境友好物質(zhì)形成的化學(xué)電源。當(dāng)電池工作時(shí),下列說法錯(cuò)誤的是()A.甲中H+透過質(zhì)子交換膜由左向右移動(dòng)B.M極電極反應(yīng)式:H2N(CH2)2NH2+4H2O-16e-2CO2+N2+16H+C.一段時(shí)間后,乙中CuSO4溶液濃度基本保持不變D.當(dāng)N極消耗0.25 mol O2時(shí),則鐵極增重16 g答案D解析甲圖中裝置是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的原電池,M是負(fù)極,N是正極,電解質(zhì)溶液為酸性溶液,負(fù)極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng),正極上得電子發(fā)生還原反應(yīng)。M是負(fù)極,N是正極,質(zhì)子透過質(zhì)子交換膜由M極移向N極,即由左向右移動(dòng),A正確。H2N(CH2)2NH2在負(fù)極M上失電子發(fā)生氧化反應(yīng),生成氮?dú)?、二氧化碳和H+,電極反應(yīng)式為H2N(CH2)2NH2+4H2O-16e-2CO2+N2+16H+,B正確。乙部分是在鐵上鍍銅,電解質(zhì)溶液濃度基本不變,所以乙中CuSO4溶液濃度基本保持不變,C正確。當(dāng)N電極消耗0.25 mol氧氣時(shí),則轉(zhuǎn)移0.25 mol×4=1 mol電子,所以鐵電極增重 mol×64 g·mol-1=32 g,D錯(cuò)誤。4.已知:2H2(g)+O2(g)2H2O(l)H=-571.6 kJ·mol-12CH3OH(l)+3O2(g)2CO2(g)+4H2O(l)H=-1 452 kJ·mol-1H+(aq)+OH-(aq)H2O(l)H=-57.3 kJ·mol-1下列說法正確的是()A.H2(g)的燃燒熱為142.9 kJ·mol-1B.同質(zhì)量的H2(g)和CH3OH(l)完全燃燒,H2(g)放出的熱量多C.H2SO4(aq)+Ba(OH)2(aq)BaSO4(s)+H2O(l)H=-57.3 kJ·mol-1D.3H2(g)+CO2(g)CH3OH(l)+H2O(l)H=+131.4 kJ·mol-1答案B解析根據(jù)燃燒熱的定義可知,H2(g)的燃燒熱為285.8 kJ·mol-1,A錯(cuò)誤。2 mol(即4 g) H2(g)完全燃燒放出571.6 kJ的熱量,2 mol(即64 g) CH3OH(l)完全燃燒放出1 452 kJ的熱量,單位質(zhì)量的H2(g)放出的熱量多,B正確。中和反應(yīng)是放熱反應(yīng),硫酸與氫氧化鋇溶液反應(yīng),由于有硫酸鋇沉淀生成,所以反應(yīng)的H-57.3 kJ·mol-1,C錯(cuò)誤。根據(jù)蓋斯定律,由,可得熱化學(xué)方程式:3H2(g)+CO2(g)CH3OH(l)+H2O(l)H=-131.4 kJ·mol-1,D錯(cuò)誤。5.混合動(dòng)力汽車(HEV)中使用了鎳氫電池,其工作原理如圖所示:其中M為儲(chǔ)氫合金,MH為吸附了氫原子的儲(chǔ)氫合金,KOH溶液作電解液。關(guān)于鎳氫電池,下列說法不正確的是()A.充電時(shí),陰極附近pH降低B.電動(dòng)機(jī)工作時(shí)溶液中OH-向甲移動(dòng)C.放電時(shí)正極反應(yīng)式為:NiOOH+H2O+e-Ni(OH)2+OH-D.電極總反應(yīng)式為:MH+NiOOHM+Ni(OH)2答案A解析充電時(shí)陰極發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)為M+H2O+e-MH+OH-,生成氫氧根,pH增大,A錯(cuò)誤。電動(dòng)機(jī)工作時(shí)是放電過程,原電池工作時(shí),溶液中氫氧根離子向負(fù)極即甲電極遷移,B正確。正極得電子發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)式為NiOOH+H2O+e-Ni(OH)2+OH-,C正確。放電過程的正極反應(yīng)為NiOOH+H2O+e-Ni(OH)2+OH-,負(fù)極反應(yīng)為MH+OH-e-M+H2O,則電池總反應(yīng)為MH+NiOOHM+Ni(OH)2,D正確。6.已知:2H2(g)+O2(g)2H2O(g)H1H2(g)+Cl2(g)2HCl(g)H24HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)H3N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H42NH3(g)+3Cl2(g)N2(g)+6HCl(g)H5下列關(guān)于上述反應(yīng)焓變的判斷正確的是()A.H1>0,H2>0B.H3>0,H4>0C.H2=H4+H5D.H3=H1-2H2答案D解析2H2(g)+O2(g)2H2O(g)屬于放熱反應(yīng),H1<0;H2(g)+Cl2(g)2HCl(g)屬于放熱反應(yīng),H2<0;N2(g)+3H2(g)2NH3(g)屬于放熱反應(yīng),H4<0,A、B錯(cuò)誤;根據(jù)蓋斯定律,H2=(H4+H5)×,C錯(cuò)誤;根據(jù)蓋斯定律,H3=H1-2H2,D正確。7.近幾年科學(xué)家發(fā)明的一種新型可控電池鋰水電池,工作原理如圖所示。下列有關(guān)說法不正確的是()A.石墨極發(fā)生的反應(yīng)是2H2O+2e-H2+2OH-B.有機(jī)電解質(zhì)和水溶液不可以互換區(qū)域C.標(biāo)準(zhǔn)狀況下產(chǎn)生22.4 L的氫氣時(shí),正極消耗鋰的質(zhì)量為14 gD.該裝置不僅可提供電能,還可得到清潔的氫氣答案C解析根據(jù)圖示信息可知,石墨電極上產(chǎn)生氫氣,應(yīng)該是正極,該電極上發(fā)生得電子的還原反應(yīng):2H2O+2e-H2+2OH-,A正確。由于金屬Li可以與水反應(yīng)生成氫氧化鋰和氫氣,但是與有機(jī)電解質(zhì)不反應(yīng),所以有機(jī)電解質(zhì)和水溶液不可以互換區(qū)域,B正確。金屬Li與水發(fā)生反應(yīng)2Li+2H2O2LiOH+H2,標(biāo)準(zhǔn)狀況下產(chǎn)生22.4 L的氫氣時(shí),金屬鋰是負(fù)極,負(fù)極消耗鋰的質(zhì)量為14 g,C錯(cuò)誤。該裝置是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置,裝置不僅可提供電能,并且反應(yīng)產(chǎn)物是氫氣,能提供能源,D正確。8.已知反應(yīng):H2(g)+O2(g)H2O(g)H1N2(g)+O2(g)NO2(g)H2N2(g)+H2(g)NH3(g)H3則反應(yīng)2NH3(g)+O2(g)2NO2(g)+3H2O(g)的H為()A.2H1+2H2-2H3B.H1+H2-H3C.3H1+2H2+2H3D.3H1+2H2-2H3答案D解析根據(jù)蓋斯定律,×3+×2-×2得2NH3(g)+O2(g)2NO2(g)+3H2O(g)H=3H1+2H2-2H3。9.瓦斯爆炸是煤礦開采中的重大危害,一種瓦斯分析儀(圖甲)能夠在煤礦巷道中的甲烷達(dá)到一定濃度時(shí),可以通過傳感器顯示。該瓦斯分析儀工作原理類似燃料電池的工作原理,其裝置如圖乙所示,其中的固體電解質(zhì)是Y2O3-Na2O,O2-可以在其中自由移動(dòng)。下列有關(guān)敘述正確的是()A.瓦斯分析儀工作時(shí),電池內(nèi)電路中電子由電極b流向電極aB.電極b是正極,O2-由電極a流向電極bC.電極a的反應(yīng)式為CH4+4O2-8e-CO2+2H2OD.當(dāng)固體電解質(zhì)中有1 mol O2-通過時(shí),電子轉(zhuǎn)移4 mol答案C解析電子不能在電池內(nèi)電路流動(dòng),只能在外電路中流動(dòng),A錯(cuò)誤。O2-是陰離子,應(yīng)向負(fù)極移動(dòng),即O2-由正極(電極b)流向負(fù)極(電極a),B錯(cuò)誤。甲烷所在電極a為負(fù)極,電極反應(yīng)式為CH4+4O2-8e-CO2+2H2O,C正確。1 mol O2得4 mol電子生成2 mol O2-,故當(dāng)固體電解質(zhì)中有1 mol O2-通過時(shí),電子轉(zhuǎn)移2 mol,D錯(cuò)誤。10.LiOH和鈷氧化物可用于制備鋰離子電池正極材料。利用如圖裝置電解制備LiOH,兩電極區(qū)電解液分別為LiOH溶液和LiCl溶液。下列說法不正確的是()A.B極區(qū)電解液為LiOH溶液B.每產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下2.24 L氫氣,就有0.1 mol陽離子通過交換膜進(jìn)入陰極區(qū)C.電解過程中Li+向B電極遷移D.陽極電極反應(yīng)式為2Cl-2e-Cl2答案B解析根據(jù)圖知,B電極上有氫氣生成,則B為電解池陰極,A為陽極。B電極反應(yīng)式為2H2O+2e-2OH-+H2,有氫氧根離子生成,所以B極區(qū)電解液為LiOH溶液,A極區(qū)電解液為LiCl溶液,A正確。每產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下2.24 L氫氣,有0.2 mol電子轉(zhuǎn)移,根據(jù)電荷守恒知,有0.2 mol陽離子通過交換膜進(jìn)入陰極區(qū),B錯(cuò)誤。電解池工作時(shí),電解質(zhì)溶液中的陽離子向陰極移動(dòng),即電解過程中Li+向B電極遷移,C正確。A電極為陽極,電極上氯離子放電,電極反應(yīng)式為2Cl-2e-Cl2,D正確。11.(1)氫氣是一種清潔能源,氫氣的制取與儲(chǔ)存是氫能源利用領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。已知:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)H=+206.2 kJ·mol-1CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)H=+247.4 kJ·mol-1以甲烷為原料制取氫氣是工業(yè)上常用的制氫方法。CH4(g)與H2O(g)反應(yīng)生成CO2(g)和H2(g)的熱化學(xué)方程式為 。 (2)科學(xué)家利用太陽能分解水生成的氫氣在催化劑作用下與二氧化碳反應(yīng)生成甲醇,并開發(fā)出直接以甲醇為燃料的燃料電池。已知表示H2(g)、CO(g)和CH3OH(l)燃燒熱的H分別為-285.8 kJ·mol-1、-283.0 kJ·mol-1和-726.5 kJ·mol-1。請回答下列問題:用太陽能分解10 mol水消耗的能量是 kJ。 甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式為 。 答案(1)CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g)H=+165.0 kJ·mol-1(2)2 858CH3OH(l)+O2(g)CO(g)+2H2O(l)H=-443.5 kJ·mol-1解析(1)CH4(g)+2H2O(g) CO2(g)+4H2(g)可通過式×2-式得到,故H=+165.0 kJ·mol-1。(2)因?yàn)? mol氫氣燃燒生成1 mol水放出的熱量是285.8 kJ,則1 mol水分解需要吸收285.8 kJ的能量,所以用太陽能分解10 mol水需要的能量是2 858 kJ。根據(jù)題意寫出如下熱化學(xué)方程式:.CO(g)+O2(g)CO2(g)H=-283.0 kJ·mol-1,.CH3OH(l)+O2(g)CO2(g)+2H2O(l)H=-726.5 kJ·mol-1,應(yīng)用蓋斯定律,由式-式得CH3OH(l)+O2(g)CO(g)+2H2O(l)H=(-726.5+283.0) kJ·mol-1=-443.5 kJ·mol-1。12.利用電化學(xué)原理,將NO2、O2和熔融KNO3制成燃料電池,模擬工業(yè)電解法來處理含Cr2廢水,如下圖所示;電解過程中溶液發(fā)生反應(yīng):Cr2+6Fe2+14H+2Cr3+6Fe3+7H2O。(1)甲池工作時(shí),NO2轉(zhuǎn)變成綠色硝化劑Y,Y是N2O5,可循環(huán)使用。則石墨是電池的極;石墨附近發(fā)生的電極反應(yīng)式為。 (2)工作時(shí),甲池內(nèi)的N向極移動(dòng)(填“石墨”或“石墨”);在相同條件下,消耗的O2和NO2的體積比為。 (3)乙池中Fe()棒上發(fā)生的電極反應(yīng)為。 (4)若溶液中減少了0.01 mol Cr2,則電路中至少轉(zhuǎn)移了 mol電子。 (5)向完全還原為Cr3+的乙池工業(yè)廢水中滴加NaOH溶液,可將鉻以Cr(OH)3沉淀的形式除去,已知Cr(OH)3存在以下溶解平衡:Cr(OH)3(s)Cr3+(aq)+3OH-(aq),常溫下Cr(OH)3的溶度積Ksp=c(Cr3+)·c3(OH-)=1.0×10-32,要使c(Cr3+)降至1.0×10-5 mol·L-1,溶液的pH應(yīng)調(diào)至。 答案(1)正NO2+N-e-N2O5(2)石墨14(3)Fe-2e-Fe2+(4)0.12(5)5解析(1)根據(jù)圖示知甲池為燃料電池,電池工作時(shí),石墨附近NO2轉(zhuǎn)變成N2O5,發(fā)生氧化反應(yīng),電極反應(yīng)式為NO2+N-e-N2O5;石墨是電池的正極,O2得電子發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)式為O2+2N2O5+4e-4N。(2)電池工作時(shí),電解質(zhì)溶液中的陰離子移向負(fù)極,即甲池內(nèi)的N向石墨極移動(dòng);根據(jù)兩極的電極反應(yīng)式結(jié)合得失電子守恒知,在相同條件下,消耗O2和NO2的體積比為14。(3)乙池為電解池,Fe()棒為電解池的陽極,發(fā)生的電極反應(yīng)為Fe-2e-Fe2+。(4)根據(jù)反應(yīng)Cr2+6Fe2+14H+2Cr3+6Fe3+7H2O知,若溶液中減少了0.01 mol Cr2,則參加反應(yīng)的Fe2+為0.06 mol,根據(jù)電極反應(yīng):Fe-2e-Fe2+知電路中至少轉(zhuǎn)移了0.12 mol電子。(5)常溫下Cr(OH)3的溶度積Ksp=c(Cr3+)·c3(OH-)=1.0×10-32,c(Cr3+)=10-5 mol·L-1,則c3(OH-)=1.0×10-27,c(OH-)=1.0×10-9 mol·L-1,c(H+)=10-5 mol·L-1,溶液的pH應(yīng)調(diào)至5。