2022届高考化学一轮复习检测：化学反应与能量变化 电化学基础.pdf

2022 届高考化学一轮复习专题能力形成检测化学反应与能量变化 电化学基础一、单项选择题（本大题共 18 小题，每小题只有一个正确选项）1下列电化学实验装置能达到实验目的的是()2下列说法不正确的是()A.图甲：钢铁表面水膜酸性很弱或呈中性，发生吸氧腐蚀B图乙：钢铁表面水膜酸性较强，发生析氢腐蚀C图丙：钢闸门作为阴极而受到保护D图丁：将锌板换成铜板对钢闸门保护效果更好3用电解氧化法可以在铝制品表面形成致密、耐腐蚀的氧化膜，电解质溶液一般为 H2SO4H2C2O4混合溶液。下列叙述错误的是()A待加工铝质工件为阳极B可选用不锈钢网作为阴极C阴极的电极反应式为 Al33e=AlD硫酸根离子在电解过程中向阳极移动4港珠澳大桥设计寿命为 120 年，对桥体钢构件采用了多种防腐方法。下列分析错误的是()A防腐原理主要是避免发生反应 2FeO22H2O=2Fe(OH)2B钢构件表面喷涂环氧树脂涂层，是为了隔绝空气、水等，防止形成原电池C采用外加电流的阴极保护时需外接镁、锌等作辅助阳极D钢构件可采用不锈钢材料以减缓电化学腐蚀5锌铜原电池(如图)工作时，下列叙述正确的是()A正极反应为 Zn2e=Zn2B电池反应为 ZnCu2=Zn2CuC在外电路中，电子从 Cu极流向 Zn 极D盐桥中的 K移向 ZnSO4溶液6下列反应属于氧化还原反应，且生成物的总能量高于反应物的总能量的是()A铝热反应B铝与盐酸反应CBa(OH)28H2O与 NH4Cl 晶体反应D灼热的炭与 CO2反应7已知室温下，将 CuSO45H2O(s)溶于水会使溶液温度降低，将 CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高，则下列能量转化关系的判断不正确的是()AH10 BH2H3CH3H1DH2H1H38已知：CO(g)H2O(g)=CO2(g)H2(g)H1CH4(g)H2O(g)=CO(g)3H2(g)H2下列推断正确的是()A若 CO的燃烧热为H3，则 H2的燃烧热为H3H1B反应 CH4(g)CO2(g)=2CO(g)2H2(g)的HH2H1C若反应的反应物总能量低于生成物总能量，则H209以铜作催化剂的一种铝硫电池的示意图如图所示，电池放电时的反应原理为 3CuxS2Al14AlCl4=3xCu8Al2Cl73S2。下列说法错误的是()A充电时，Al2Cl7被还原B放电时，K通过阳离子交换膜向 Cu/CuxS电极移动C充电时，阳极区的电极反应式为 xCu2xeS2=CuxSD放电时，负极区的电极反应式为 Al7AlCl43e=4Al2Cl710熔融钠硫电池性能优良，是具有应用前景的储能电池。下图中的电池反应为 2NaxSNa2Sx(x53，难溶于熔融硫)，下列说法错误的是()ANa2S4的电子式为B放电时正极反应为 xS2Na2e=Na2SxCNa和 Na2Sx分别为电池的负极和正极D该电池是以 NaAl2O3为隔膜的二次电池11氢氧燃料电池被人们誉为“绿色电池”，具有广阔的发展前途。如图为电池示意图，已知电池工作时，电流从电极 a经导线流向电极 b，则下列说法正确的是()A该燃料电池能将电能转化为化学能Ba极的反应为：O22H2O4e=4OHC溶液中的 OH从右室向左室移动D电池中电解液的 pH逐渐增大12中国科学家研究出对环境污染小、便于铝回收的海水电池，其工作原理示意图如下：下列说法正确的是()A电极为阴极，其反应为 O24H4e=2H2OB聚丙烯半透膜允许阳离子从右往左通过C如果电极为活性镁铝合金，则负极区会逸出大量气体D当负极质量减少 5.4 g时，正极消耗 3.36 L气体13某种熔融碳酸盐燃料电池以 Li2CO3、K2CO3为电解质、以 CH4为燃料时，该电池工作原理如下图。下列说法正确的是()Aa为 CH4，b 为 CO2BCO23向正极移动C此电池常温时也能工作D正极电极反应式为 O22CO24e=2CO2314一种钌(Ru)基配合物光敏染料敏化太阳能电池的原理及电池中发生的主要反应如图所示。下列说法正确的是()A镀铂导电玻璃的作用是传递 IB电池工作时，光能转变为电能，X 为电池的正极C电解质溶液中发生反应：2Ru33I=2Ru2I3D电池的电解质溶液中 I和 I3的浓度均不断减小15沉积物微生物燃料电池可处理含硫废水，其工作原理如图所示。下列说法错误的是()A碳棒 b 的电极反应式为 O24e4H=2H2OB光照强度对电池的输出功率有影响C外电路的电流方向：碳棒 a碳棒 bD酸性增强不利于菌落存活，故工作一段时间后，电池效率降低16炭黑是雾霾中的重要颗粒物，研究发现它可以活化氧分子，生成活化氧，活化过程的能量变化模拟计算结果如图所示，活化氧可以快速氧化二氧化硫。下列说法错误的是()A氧分子的活化包括 OO 键的断裂与 CO键的生成B每活化一个氧分子放出 0.29 eV的能量C水可使氧分子活化反应的活化能降低 0.42 eVD炭黑颗粒是大气中二氧化硫转化为三氧化硫的催化剂17已知化学反应 A2(g)B2(g)=2AB(g)的能量变化如图所示，下列叙述中正确的是()A每生成 2 分子 AB(g)吸收 b kJ 热量B该反应的反应热H(ab)kJmol1C若使用催化剂，可以减小 a、b 的差值D1 molA2和 1 mol B2完全分解为气态原子吸收 a kJ 能量18流动电池是一种新型电池，其主要特点是可以通过电解质溶液的循环流动，在电池外部设备调节电解质溶液，以保持电池内部电极周围溶液浓度的稳定。某种流动电池如图所示，电池的总反应式为 CuPbO22H2SO4=CuSO4PbSO42H2O。下列说法不正确的是()Aa为负极，b 为正极B该电池工作时，PbO2电极附近溶液的 pH 增大Ca极的电极反应式为 Cu2e=Cu2D调节电解质溶液的方法是补充 CuSO4二、非选择题二、非选择题(本大题共本大题共 5 小题小题)19(1)用 Na2O2与 FeSO4干法制备 Na2FeO4的反应历程中包含的热化学方程式有：2FeSO4(s)Na2O2(s)=Fe2O3(s)Na2SO4(s)SO3(g)H1a kJmol12Fe2O3(s)2Na2O2(s)=4NaFeO2(s)O2(g)H2b kJmol12SO3(g)2Na2O2(s)=2Na2SO4(s)O2(g)H3c kJmol12NaFeO23Na2O2(s)=2Na2FeO42Na2OH4d kJmol1则反应 2FeSO4(s)6Na2O2(s)=2Na2FeO4(s)2Na2O(s)2Na2SO4(s)O2(g)的H_kJmol1(用含 a、b、c、d的代数式表示)；(2)用天然碱生产小苏打的母液(主要溶质为碳酸钠)吸收烟气中 SO2的相关反应的热化学方程式为2Na2CO3(aq)SO2(g)H2O(l)=Na2SO3(aq)2NaHCO3(aq)Ha kJmol12NaHCO3(aq)SO2(g)=Na2SO3(aq)2CO2(g)H2O(l)Hb kJmol1Na2SO3(aq)SO2(g)H2O(l)=2NaHSO3(aq)Hc kJmol1反应 Na2CO3(aq)SO2(g)=Na2SO3(aq)CO2(g)的H_ kJmol1。(3)铝的利用成为人们研究的热点，是新型电池研发中重要的材料。通过以下反应制备金属铝。反应 1：Al2O3(s)AlCl3(g)3C(s)=3AlCl(g)3CO(g)H1a kJmol1反应 2：Al2O3(s)3C(s)=2Al(l)3CO(g)H2b kJmol1反应 3：3AlCl(g)=2Al(l)AlCl3(g)H3则反应 3 的H3_ kJmol1。20(1)甲烷自热重整是先进的制氢方法，包含甲烷氧化和蒸气重整。向反应系统同时通入甲烷、氧气和水蒸气，发生的主要化学反应如下表：化学方程式焓变H/(kJmol1)甲烷氧化CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g)H1CH4(g)O2(g)=CO2(g)2H2(g)322.0蒸气重整CH4(g)H2O(g)=CO(g)3H2(g)206.2CH4(g)2H2O(g)=CO2(g)4H2(g)165.0反应 CO(g)H2O(g)=CO2(g)H2(g)的H_kJmol1。甲烷的燃烧热为H2，则H2_H1(填“”“”或“”“0，错误；D 项，若等物质的量的 CO 和 H2完全燃烧生成气态产物时前者放热更多，则H10，错误。9C解析：由电池放电时的反应原理可知，放电时 Al 为负极，Cu/CuxS 为正极，结合题图对充、放电时发生的电极反应进行如下分析：根据图像分析可知，A、D 正确，C 错误；放电时，Al 为负极，Cu/CuxS 为正极，阳离子向正极移动，即 K通过阳离子交换膜向 Cu/CuxS电极移动，B 正确。10C解 析：Na2S4属 于 离 子 化 合 物，4 个 硫 原 子 间 形 成 三 对 共 用 电 子 对，电 子 式 为，故 A 正确；放电时发生的是原电池反应，正极发生还原反应，电极反应为 xS2Na2e=Na2Sx，故 B 正确；放电时，Na 为电池的负极，正极为含碳粉的熔融硫，故 C 错误。11B解析：燃料电池工作时将化学能转化为电能，A 错误；电流从电极 a 经导线流向电极 b，则电极a 为正极，正极上 O2得电子生成 OH，B 正确；电极 b 的电极反应式为 H22OH2e=2H2O，右室消耗 OH，溶液中的 OH从左室向右室移动，C 错误；电池总反应为 O22H2=2H2O，不断生成水，OH的浓度逐渐减小，pH 逐渐减小，D错误。12C解析：电极为正极，电解质溶液为碱性，其反应为 O22H2O4e=4OH，A 错误；根据图中信息右边为酸性溶液，左边为碱性海水，右边氢离子不能通过聚丙烯半透膜，B 错误；当不是标准状况下，无法计算正极消耗气体的体积，D错误。13D解析：燃料电池中通入燃料的电极是负极、通入氧化剂的电极是正极，根据电子流向知，左边电极是负极，右边电极是正极，所以 a是 CH4，b 为空气，A错误；原电池放电时，CO23向负极移动，B 错误；电解质为熔融碳酸盐，需要高温条件，C错误。14C解析：由图中电子的移动方向可知，电极 X 为原电池的负极，Y 电极为原电池的正极，电解质为 I3和 I的混合物，I3在正极上得电子被还原，正极反应为 I32e=3I。镀铂导电玻璃的作用是传递电子，A 错误；电池工作时，光能转变为电能，X 极为负极，B 错误；由电池中发生的反应可知，I3在正极上得电子被还原为 I，后又被氧化为 I3，I3和 I相互转化，反应的实质是光敏有机物在激发态与基态的相互转化，所有化学物质都没有被损耗，D错误。15C解析：由题图可知，碳棒 a 为负极，碳棒 b 为正极。A 项，正极 O2得电子生成水，电极反应式为 O24e4H=2H2O，故 A 正确；B 项，CO2在光照和光合菌的作用下反应生成氧气，光照强度对电池的输出功率有影响，故 B 正确；C 项，外电路电流由正极流向负极，即由碳棒 b碳棒 a，故 C 错误；D 项，酸性增强会使菌落失活，工作一段时间后，电池效率降低，故 D 正确。16C解析：A 项，由图可知，氧分子的活化是 OO 键的断裂与 CO 键的生成过程，故 A 正确；B项，由图可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，因此每活化一个氧分子放出 0.29 eV 的能量，故 B 正确；C 项，由图可知，水可使氧分子活化反应的活化能降低 0.18 eV，故 C 错误；D项，活化氧可以快速氧化二氧化硫，而炭黑颗粒可以活化氧分子，因此炭黑颗粒可以看作大气中二氧化硫转化为三氧化硫的催化剂，故 D正确。17B解析：由图可知，1 mol A2(g)和 1 mol B2(g)生成 2 mol AB(g)时吸收的热量为(ab)kJ，A 错误；该反应的正、逆反应的活化能分别为 a kJmol1、b kJmol1，则该反应的反应热H(ab)kJmol1，B 正确；使用催化剂，可以减小 a、b 的值，但其差值(即H 的数值)不变，C 错误；1mol A2(g)和 1 mol B2(g)完全分解为气态原子吸收 a kJ 能量，若 A2、B2为液态或固态，1 mol A2和 1 mol B2完全分解为气态原子时吸收的能量大于 a kJ，D错误。18D解析：A 项，根据电池总反应式 CuPbO22H2SO4=CuSO4PbSO42H2O 可知铜为负极，PbO2为正极，正确；B 项，该电池工作时，PbO2电极发生的反应为 PbO24H2eSO24=PbSO42H2O，消耗了溶液中的 H，故溶液的 pH 增大，正确；C 项，铜电极的电极反应式为 Cu2e=Cu2，正确；D 项，通过总反应式可知 H2SO4参加了反应，故应补充H2SO4，错误。二、非选择题二、非选择题(本大题共本大题共 5 小题小题)19(1)2abc2d2(2)ab2(3)ba解析：(1)将给定的四个热化学方程式分别编号为，根据盖斯定律，将1212得到目标热化学方程式 2FeSO4(s)6Na2O2(s)=2Na2FeO4(s)2Na2O(s)2Na2SO4(s)O2(g)，故Hab2c2dkJmol12abc2d2kJmol1；(2)将给定的三个热化学方程式分别编号为，根据盖斯定律，将()/2即得目标热化学方程式 Na2CO3(aq)SO2(g)=Na2SO3(aq)CO2(g)，故Hab2kJmol1；(3)根据盖斯定律，反应 2反应 1 得到目标反应 3：3AlCl(g)=2Al(l)AlCl3(g)，则 H3(ba)kJmol1。20(1)41.2(2)C(3)5.52103kJ21方案：Fe2H=Fe2H2方案：装置如图所示2H2e=H2Fe2e=Fe2方案：将铁片置于 CuSO4溶液中，若铁片表面覆盖一层铜，说明 Fe 比 Cu 活动性强FeCu2=Fe2Cu解析：方案：铁与酸反应产生气泡，Fe2H=Fe2H2，而铜与酸不反应。方案：设计原电池时以铁、铜为电极，电解质溶液为稀硫酸或盐酸等溶液。实验现象是铁溶解，而铜极上有无色气泡产生。在负极：Fe 失去电子变为 Fe2，Fe2e=Fe2；在正极，溶液中的 H获得电子变为 H2,2H2e=H2。方案：设计简单实验时注意原理与方案及方案的原理不同，且现象明显，操作简单。将铁片置于 CuSO4溶液中，若铁片表面覆盖一层铜，说明 Fe 比 Cu 活动性强，离子方程式为 FeCu2=Fe2Cu。(合理即可)22(1)90.64(2)作催化剂CO28H8e=CH42H2O(3)吸收热量COOHH3H2(g)=CO3H2(g)H2O(g)或OHH=H2O(g)解析：(1)将已知反应依次编号为 a、b、c，根据盖斯定律知，cba，故H3H2H1(49.4741.17)kJmol190.64 kJmol1。(2)分析该装置可知，阳极上有机废水被氧化为 CO2，阴极上 CO2被还原为 CH4，在电解过程中微生物作催化剂。阴极上 CO2得到电子并结合 H生成 CH4和 H2O，电极反应式为 CO28H8e=CH42H2O。23(1)35.0(2)2NH3(g)CO2(g)H2NCOONH4(s)HEa1Ea2(3)CH4(g)2NO2(g)=N2(g)CO2(g)2H2O(g)H867 kJmol1解析：(1)已知：a.H2(g)COS(g)H2S(g)CO(g)H16.2 kJmol1，b.H2(g)CO2(g)H2O(g)CO(g)H241.2 kJmol1，根据盖斯定律，由 ab 即可得 COS 精度脱除反应H2O(g)COS(g)H2S(g)CO2(g)H(6.241.2)kJmol135.0 kJmol1。(2)由第一步反应的能量变化图像可知，热化学方程式为 2NH3(g)CO2(g)H2NCOONH4(s)HEa1Ea2。两步反应中第二步反应是生产尿素的决速步骤，说明第二步反应是慢反应，控制总反应速率，即第二步反应速度小于第一步反应速率，故第二步反应的活化能较第一步反应的活化能大。(3)根据盖斯定律，由()12，可得甲烷直接将 NO2还原为 N2的热化学方程式：CH4(g)2NO2(g)=N2(g)CO2(g)2H2O(g)H(574 kJmol11160 kJmol1)12867 kJmol1。