2021版江苏新高考选考化学（苏教版）一轮复习教师用书：专题6 6 专题综合检测（六） 化学反应与能量变化 .doc

专题综合检测(六) (时间：90分钟；满分：100分)一、单项选择题：本题共10小题，每小题2分，共20分。每小题只有一个选项符合题意。1化学与生产、生活息息相关， 下列叙述错误的是()A铁表面镀锌可增强其抗腐蚀性B用聚乙烯塑料代替聚乳酸塑料可减少白色污染C我国在南海开采成功的可燃冰属于清洁能源D含重金属离子的电镀废液不能随意排放解析：选B。铁表面镀锌，发生电化学腐蚀时，Zn做负极，失去电子发生氧化反应；Fe做正极，O2、H2O在其表面得到电子发生还原反应，铁受到保护，A正确。聚乳酸塑料能自行降解，聚乙烯塑料则不能，因此用聚乙烯塑料代替聚乳酸塑料，将加剧白色污染，B不正确。可燃冰是由天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状的结晶物质，是一种清洁能源，C正确。重金属离子有毒性，含有重金属离子的电镀废液随意排放，易引起水体污染和土壤污染，应进行处理达标后再排放，D正确。2中国学者在水煤气变换CO(g)H2O(g)=CO2(g)H2(g)H中突破了低温下高转化率与高反应速率不能兼得的难题，该过程是基于双功能催化剂(能吸附不同粒子)催化实现的。反应过程示意图如下：下列说法正确的是()A过程、过程均为放热过程B过程生成了具有极性共价键的H2、CO2C使用催化剂降低了水煤气变换反应的HD图示过程中的H2O均参与了反应过程解析：选D。A.根据反应过程示意图，过程是水分子中的化学键断裂的过程，为吸热过程，故A错误；B.过程中CO、氢氧原子团和氢原子形成了二氧化碳、水和氢气，H2中的化学键为非极性键，故B错误；C.催化剂不能改变反应的H，故C错误；D.根据反应过程示意图，过程中一个水分子中的化学键断裂，过程中另一个水分子中的化学键断裂，过程中形成了水分子，因此H2O均参与了反应过程，故D正确。3为保护地下钢管不受腐蚀，可采取的措施有()A与石墨棒相连B与铜板相连C埋在潮湿、疏松的土壤中D与锌板相连解析：选D。A项，石墨棒与铁构成原电池，铁活泼，失电子做负极，被腐蚀；B项，铜板与铁构成原电池，铁比铜活泼，失电子做负极，被腐蚀；C项，在潮湿、疏松的土壤中，铁与土壤中的碳、水、空气构成原电池，铁失电子做负极，被腐蚀；D项，锌板与铁构成原电池，锌比铁活泼，锌失电子做负极，锌被腐蚀，铁被保护。4关于下列装置的说法正确的是()A装置中盐桥内的K 向CuSO4溶液移动B装置是将电能转变成化学能的装置C若装置用于铁棒镀铜，则N极为铁棒D若装置用于电解精炼铜，溶液中Cu2浓度保持不变解析：选A。装置为原电池，将化学能转化为电能，Cu为正极，溶液中的Cu2得电子生成Cu，c(Cu2)减小，盐桥内的K移向CuSO4溶液补充正电荷，A正确，B错误；若铁棒镀铜，铁做阴极(M)，铜做阳极(N)，C错误；电解精炼铜，阳极除铜外还有比铜活泼的金属如Zn、Fe的溶解，而阴极只有Cu2放电，所以Cu2浓度会减小，D错误。5HBr被O2氧化依次由如下、三步反应组成，1 mol HBr被氧化为Br2放出12.67 kJ热量，其能量与反应过程曲线如图所示。()HBr(g)O2(g)=HOOBr(g)()HOOBr(g)HBr(g)=2HOBr(g)()HOBr(g)HBr(g)=H2O(g)Br2(g)下列说法中正确的是()A三步反应均为放热反应B步骤()的反应速率最慢C步骤()中HOOBr比HBr和O2稳定D热化学方程式为4HBr(g)O2(g)=2H2O(g)2Br2(g)H12.67 kJmol1解析：选B。放热反应中反应物的总能量高于生成物的总能量，根据题图可知，第一步反应为吸热反应，A项错误；步骤()为吸热反应，导致体系温度降低，反应速率减慢，其余反应均为放热反应，温度升高，反应速率加快，B项正确；步骤()中HOOBr的能量比HBr和O2的总能量高，能量越高，物质越不稳定，C项错误；1 mol HBr被氧化为Br2放出12.67 kJ热量，则热化学方程式为4HBr(g)O2(g)=2H2O(g)2Br2(g)H50.68 kJmol1，D项错误。6下列说法正确的是()A任何酸与碱发生中和反应生成1 mol H2O的过程中，能量变化均相同B氢气不易贮存和运输，无开发利用价值C已知：2H2(g)O2(g)=2H2O(g)Ha kJ/mol，2H2(g)O2(g)=2H2O(l)Hb kJ/mol，则a>bD已知：C(石墨，s)O2(g)=CO2(g)H393.5 kJ/mol，C(金刚石，s)O2(g)=CO2(g)H395.0 kJ/mol，则C(石墨，s)=C(金刚石，s)H1.5 kJ/mol解析：选D。只有在稀溶液中，强酸与强碱发生中和反应生成1 mol H2O时，能量变化才相同，A错误；氢气虽不易贮存和运输，但它却是可再生、无污染的新能源，有开发利用价值，B错误；气态水转化为液态水时，会放出热量，即H2O(g)=H2O(l)Hx kJ/mol，根据盖斯定律可得出ab2x，a<b，C错误；由选项D中可得C(石墨，s)=C(金刚石，s)H1.5 kJ/mol，D正确。7可充电氟镁动力电池比锂电池具有更高的能量密度和安全性，其电池反应为Mg2MnF3=2MnF2MgF2。下列有关说法不正确的是()A镁为负极材料B正极的电极反应式为MnF3e=MnF2FC电子从镁极流出，经电解质流向正极D每生成1 mol MnF2时转移1 mol电子解析：选C。由电池反应可知，镁做还原剂，发生氧化反应，为负极，A项正确；电池反应中，三氟化锰发生还原反应，为正极，B项正确；电子由负极(镁极)流出经外电路流向正极，C项不正确；锰元素由3价降至2价，每生成1 mol MnF2转移1 mol电子，D项正确。8我国多条高压直流电线路的瓷绝缘子出现铁帽腐蚀现象，在铁帽上加锌环能有效防止铁帽的腐蚀，防护原理如图所示。下列说法错误的是()A通电时，锌环是阳极，发生氧化反应B通电时，阴极上的电极反应为2H2O2e=H22OHC断电时，锌环上的电极反应为Zn22e=ZnD断电时，仍能防止铁帽被腐蚀解析：选C。锌环与电源的正极相连，为阳极，发生氧化反应，A项正确；断电时，Zn比铁活泼，做负极，电极反应为Zn2e=Zn2，C项错误。9已知：(1)CH3COOH(l)2O2(g)=2CO2(g)2H2O(l)H1；(2)C(s)O2(g)=CO2(g)H2；(3)2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H3；(4)2CO2(g)4H2(g)=CH3COOH(l)2H2O(l)H4；(5)2C(s)2H2(g)O2(g)=CH3COOH(l)H5。下列关于上述反应的焓变的判断正确的是()AH1>0，H2<0BH52H2H3H1CH3>0，H5<0DH4H12H3解析：选B。反应(1)(2)(3)(5)均有O2参加，属于放热反应，焓变小于0，A、C项错；依据盖斯定律，由反应(2)2反应(3)反应(1)可得反应(5)，B项正确；将反应(3)2反应(4)得反应(1)，即H42H3H1，D项错误。10(2020无锡高三模拟)已知高能锂电池的总反应为2LiFeS=FeLi2SLiPF6SO(CH3)2为电解质，以该电池为电源进行如图的电解实验，电解一段时间测得甲池产生标准状况下4.48 L H2。下列有关叙述不正确的是()A从阳离子交换膜中通过的离子数目为0.4NAB若电解过程中溶液体积变化忽略不计，则电解后甲池中溶液浓度为4 molL1CA电极为阳极D电源正极反应式为FeS2Li2e=FeLi2S解析：选C。由反应FeS2Li=FeLi2S可知，Li被氧化，应为原电池的负极，FeS被还原，应为原电池的正极，以该电池为电源电解一段时间，甲池产生H2，则A电极为阴极，连接原电池的负极。A项，A电极为阴极，电极反应式为2H2O2e=H22OH，n(H2)0.2 mol，转移0.4 mol电子，生成0.4 mol OH，则从阳离子交膜中通过的K数目为0.4NA，正确；B项，根据以上分析可知，电解后甲池中c(KOH)4 molL1，即电解后甲池中溶液浓度为4 molL1，正确；C项，根据以上分析可知，A电极为阴极，错误；D项，FeS为原电池的正极，电极反应式为FeS2Li2e=FeLi2S，正确。二、不定项选择题：本题共5小题，每小题4分，共20分。每小题有一个或两个选项符合题意。11某科学家利用二氧化铈(CeO2)在太阳能作用下将H2O、CO2转变成H2、CO。其过程如下：mCeO2(mx)CeO2xCexO2(mx)CeO2xCexH2OxCO2mCeO2xH2xCO下列说法不正确的是()A该过程中CeO2没有消耗B该过程实现了太阳能向化学能的转化C如图中H1H2H3D以CO和O2构成的碱性燃料电池的负极反应式为CO4OH2e=CO2H2O解析：选C。A.根据题干中已知的两个反应可以看出，CeO2在反应前后没有变化，CeO2应是水和二氧化碳转化为氢气和一氧化碳的催化剂。B.在太阳能的作用下，水和二氧化碳转化为氢气和一氧化碳，太阳能转化为化学能。C.根据盖斯定律可知，H1H2H3。D.以一氧化碳和氧气构成的碱性燃料电池，负极应为一氧化碳失电子，在碱性条件下一氧化碳应变为碳酸根离子，结合选项中所给的电极反应式，再根据电荷守恒、得失电子守恒则可判断其正确。12(2020扬州模拟)一种三室微生物燃料电池可用于污水净化、海水淡化，其工作原理如图所示，下列说法正确的是()A该电池能在高温下工作B该电池工作时，中间室中的Cl移向右室C正极上发生的电极反应：2NO6H2O10e=N212OHD若有机废水中有机物用C6H12O6表示，每消耗1 mol C6H12O6转移24 mol电子解析：选CD。活性菌不能在高温下工作，故A错误；右室硝酸根离子生成氮气，发生还原反应，右室为正极，Cl移向左室，故B错误；右室为正极，正极上发生的电极反应为2NO6H2O10e=N212OH，故C正确；若有机废水中有机物用C6H12O6表示，每消耗1 mol C6H12O6转移24 mol电子，故D正确。13如图所示的C/Na4Fe(CN)6钠离子电池是一种新型电池。下列有关说法正确的是()A电极a在放电时做正极，充电时做阴极B放电时，电极b上的电极反应为NaxCe=NaNax1CC电池工作时，Na向电极a移动D该电池通过Na的定向移动产生电流，不发生氧化还原反应解析：选BC。原电池中电子从负极流出经外电路流回正极；电解池中电子从电源负极流向电解池的阴极，电解质中离子定向移动传递电荷，阳极上失去电子，流回电源正极。从题图中电池放电时电子流动方向知，电极b是原电池负极，电极a是原电池正极；从充电时电子移动方向知，电极a是电解池的阳极，电极b是电解池的阴极。A.电极a在放电时做正极，充电时做阳极，A错误；B.放电时，电极b上发生氧化反应，电极反应为NaxCe=NaNax1C，B正确；C.电池工作时，阳离子移向正极，即Na向电极a移动，C正确；D.电池工作时发生氧化还原反应，D错误。14某些无公害免农药果园利用如图所示电解装置，进行果品的安全生产，解决了农药残留所造成的生态及健康危害问题。下列说法正确的是()Aa为直流电源的负极，与之相连的电极为阴极B离子交换膜为阳离子交换膜C酸性水具有强氧化性，能够杀菌D阴极反应式为H2O2e=H2O2解析：选BC。由题图可推知b为直流电源的负极，a为直流电源的正极，与a相连的电极为阳极，A项错误；右侧生成OH，K穿过离子交换膜移到右侧，即该离子交换膜为阳离子交换膜，B项正确；阳极反应为2Cl2e=Cl2，生成的Cl2与水反应：Cl2H2OHClHClO，故酸性水中含HClO，具有强氧化性，能够杀菌，C项正确；水溶液中不可能存在O2，应生成OH，D项错误。15利用小粒径零价铁(ZVI)的电化学腐蚀处理三氯乙烯，进行水体修复的过程如图所示。H、O2、NO等共存物的存在会影响水体修复效果，定义单位时间内ZVI释放电子的物质的量为nt，其中用于有效腐蚀的电子的物质的量为ne。下列说法错误的是()A反应均在正极发生B单位时间内，三氯乙烯脱去a mol Cl时nea molC的电极反应式为NO10H8e=NH3H2OD增大单位体积水体中小粒径ZVI的投入量，可使nt增大解析：选B。A.由修复过程示意图中反应前后元素化合价变化可知，反应均为得电子的反应，所以应在正极发生；B.三氯乙烯C2HCl3中C原子化合价为1价，乙烯中C原子化合价为2价，1 mol C2HCl3转化为1 mol C2H4时，得到6 mol电子，脱去3 mol氯原子，所以脱去a mol Cl时ne2a mol；C.由示意图及N元素的化合价变化可写出如下转化：NO8eNH，由于生成物中有NH，所以只能用H和H2O来配平该反应，而不能用H2O和OH来配平，所以的电极反应式为NO10H8e=NH3H2O；D.增大单位体积水体中小粒径ZVI的投入量，可以增大小粒径ZVI和正极的接触面积，加快ZVI释放电子的速率，可使nt增大。三、非选择题：本题共5小题，共60分。16(10分)(1)如图是1 mol NO2(g)和1 mol CO(g)反应生成CO2和NO过程中的能量变化示意图，E1134 kJmol1，E2368 kJmol1。根据要求回答问题：若在反应体系中加入催化剂，反应速率增大，E1的变化是_(填“增大”“减小”或“不变”，下同)，H的变化是_。请写出NO2和CO反应的热化学方程式：_。(2)甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的两种反应的热化学方程式如下：CH3OH(g)H2O(g)=CO2(g)3H2(g)H49.0 kJmol1CH3OH(g)O2(g)=CO2(g)2H2(g)H192.9 kJmol1又知H2O(g)=H2O(l)H44 kJmol1，则甲醇蒸气燃烧生成二氧化碳和液态水的热化学方程式为_。(3)已知在常温常压下：2CH3OH(l)3O2(g)=2CO2(g)4H2O(g)H1 275.6 kJmol12CO(g)O2(g)=2CO2(g)H566.0 kJmol1H2O(g)=H2O(l)H44.0 kJmol1请写出1 mol液态甲醇不完全燃烧生成1 mol一氧化碳和液态水的热化学方程式：_。解析：(1)观察图像，E1应为反应的活化能，加入催化剂降低反应的活化能，但是H不变；1 mol NO2(g)和1 mol CO(g)反应生成CO2(g)和NO(g)的反应热数值，即生成物和反应物的能量差，因此该反应的热化学方程式为NO2(g)CO(g)=CO2(g)NO(g)H234 kJmol1。(2)观察热化学方程式，利用盖斯定律，将所给热化学方程式做如下运算：322，即可求出甲醇蒸气燃烧的热化学方程式。(3)根据盖斯定律，由(4)2得CH3OH(l)O2(g)=CO(g)2H2O(l)H442.8 kJmol1。答案：(1)减小不变NO2(g)CO(g)=CO2(g)NO(g)H234 kJmol1(2)CH3OH(g)O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H764.7 kJmol1(3)CH3OH(l)O2(g)=CO(g)2H2O(l)H442.8 kJmol117(8分)铁是用途最广的金属材料之一，但生铁易生锈。请讨论电化学实验中有关铁的性质。(1)某原电池装置如图所示，右侧烧杯中的电极反应式为_，左侧烧杯中的c(Cl)_(填“增大”“减小”或“不变”)。(2)已知下图甲、乙两池的总反应式均为FeH2SO4=FeSO4H2，且在同侧电极(指均在“左电极”或“右电极”)产生H2。请在两池上标出电极材料(填“Fe”或“C”)。(3)装置丙中，易生锈的是_点(填“a”或“b”)。解析：(1)原电池反应中Fe做负极，石墨棒做正极，右侧烧杯中电极反应式为2H2e=H2。由于平衡电荷的需要，盐桥中的Cl向负极迁移，故NaCl溶液中 c(Cl)增大。(2)装置乙是电解装置，阴极(右侧)产生H2，同时根据总反应式可知Fe只能做阳极(左侧)。由已知条件知，在装置甲中，Fe做原电池的负极，在左侧，C做原电池的正极，在右侧。(3)装置丙中由于a点既与电解质溶液接触，又与空气接触，故易生锈。答案：(1)2H2e=H2增大(2)甲池中：左Fe，右C乙池中：左Fe，右C(3)a18(14分)磷酸二氢钾是高效的磷钾复合肥料，也是重要的植物生长调节剂，电解法制备KH2PO4的装置如图所示。(1)阴极的电极反应式为_，阳极的电极反应式为_。(2)KH2PO4在_(填“a”或“b”)区生成。(3)25 时，KH2PO4溶液的pH<7，其原因是_(用离子方程式和文字表述)。(4)若该电解池的电源是高铁电池，且电池总反应为3Zn2K2FeO48H2O3Zn(OH)22Fe(OH)34KOH，当KCl浓度由3 molL1降低为1 molL1时(溶液体积不变)，则：高铁电池正极反应式为_。a区溶液中溶质及其物质的量为_。解析：反应原理是H3PO4中H放电，KCl中Cl放电，K通过阳离子交换膜从b区移动到a区。(4)a区原有3 mol H3PO4，b区原有3 mol KCl，反应后剩余1 mol KCl，说明有2 mol K通过阳离子交换膜进入a区生成2 mol KH2PO4，剩余1 mol H3PO4。答案：(1)2H2e=H22Cl2e=Cl2(2)a(3)H2POHHPO、H2POH2OH3PO4OH，H2PO电离程度大于水解程度(4)FeO4H2O3e=Fe(OH)35OH1 mol H3PO4、2 mol KH2PO419(14分)短周期元素A、B、C、D在元素周期表中的相对位置如图所示，B、D最外层电子数之和为12。ABCDDB2通过下列工艺流程可制化工工业原料H2DB4和清洁能源H2。(1)查阅资料可得：化学键HHBrBrHBr键能/(kJmol1)436194362试写出通常条件下电解槽中发生总反应的热化学方程式：_。(2)根据资料：化学式Ag2SO4AgBr溶解度/g0.7968.4106为检验分离器的分离效果，取分离后的H2DB4溶液于试管中，向其中逐滴加入AgNO3溶液至充分反应，若观察到_，证明分离效果较好。(3)在原电池中，负极发生的电极反应式为_。(4)在电解过程中，电解槽阴极附近溶液pH_(填“变大”“变小”或“不变”)。(5)将该工艺流程用总反应的化学方程式表示为_ (不用写反应条件)。该生产工艺的优点有_ (答一点即可)。解析：由短周期元素A、B、C、D在元素周期表中的相对位置可知，A、B处于第2周期，C、D处于第3周期，B、D同主族，二者原子最外层电子数之和为12，则B为O，D为S，可推知A为N，C为Si。由工艺流程图可知，原电池原理为SO2Br22H2O=H2SO42HBr，分离出硫酸，再电解HBr的反应为2HBrH2Br2，获得氢气，电解得到的溴可循环利用。(1)电解槽中电解HBr生成H2与Br2，反应的化学方程式为2HBrH2Br2，由表中数据可知，H2362 kJmol1436 kJmol1194 kJmol194 kJmol1，故热化学方程式为2HBr(aq)=H2(g)Br2(g)H94 kJmol1。(2)取分离后的硫酸于试管中，向其中逐滴加入AgNO3溶液至充分反应，若观察到无淡黄色沉淀(AgBr)产生，最终只生成白色沉淀(Ag2SO4)，说明分离效果较好。(3)在原电池中，负极发生氧化反应，SO2在负极失去电子生成H2SO4，电极反应式为SO22H2O2e=4HSO。(4)在电解过程中，电解槽阴极发生还原反应，电极反应式为2H2e=H2，H浓度降低，溶液pH变大。(5)原电池的总反应为SO2Br22H2O=H2SO42HBr，电解池的总反应为2HBrH2Br2，故该工艺流程用总反应的化学方程式表示为SO22H2O=H2SO4H2；该生产工艺的优点有溴可以循环利用、获得清洁能源氢气等。答案：(1)2HBr(aq)=H2(g)Br2(g)H94 kJmol1(2)无淡黄色沉淀产生，最终生成白色沉淀(3)SO22H2O2e=4HSO(4)变大(5)SO22H2O=H2H2SO4溴可以循环利用(答案合理即可)20(14分)钒(V)及其化合物广泛应用于工业催化、新材料和新能源等领域。(1)V2O5可用于汽车催化剂，汽车尾气中含有CO与NO气体，用化学方程式解释产生NO的原因：_。汽车排气管内安装了钒(V)及其化合物的催化转化器，可使汽车尾气中的主要污染物转化为无毒的气体排出。已知：N2(g)O2(g)=2NO(g)H180.5 kJ/mol2C(s)O2(g)=2CO(g)H221.0 kJ/molC(s)O2(g)=CO2(g)H393.5 kJ/mol尾气转化的反应之一：2NO(g)2CO(g)=N2(g)2CO2(g)H_。(2)全钒液流储能电池结构如下图，其电解液中含有钒的不同价态的离子、H和SO。电池放电时，负极的电极反应为V2e=V3。电解质溶液交换膜左边为VO/VO2，右边为V3/V2，电池放电时，正极反应式为_，H通过交换膜向_移动(填“左”或“右”)。充电时，惰性电极N应该连接电源_极，充电时，电池总的反应式为_。(3)若电池初始时左右两槽内均以VOSO4和H2SO4的混合液为电解液，使用前需先充电激活。充电过程分两步完成：第一步VO2转化为V3，第二步V3转化为V2，则第一步反应过程中阴极区溶液pH_(填“增大”“不变”或“减小”)，阳极区的电极反应式为_。解析：(1)按题干顺序给3个热化学方程式编号、，由盖斯定律 2 得2NO(g)2CO(g)=N2(g)2CO2(g)的H(393.5)2180.5(221.0)kJ/mol746.5 kJ/mol。(2)全钒液流储能电池正极为V()和V()之间的转换，负极为V()和V()之间的转换，放电时，H向正极移动；放电时的负极在充电时应该接电源的负极，充电时电池总反应就是V() 和V()反应生成V()和V()。(3)充电激活过程就是电解过程，阴极区VO2得电子生成V3，电极反应式为VO2e2H=V3H2O，H浓度下降，pH增大。答案：(1)N2O22NO746.5 kJ/mol (2)VOe2H=VO2H2O左负V3VO2H2O=V2VO2H(3)增大VO2H2Oe=VO2H