2021高考真题汇编-化学反应中的能量变化.pdf
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1、2021高考真题汇编-化学反应中的能量变化一、单 选 题(共 8 题;共 16分)1.(2分)(2021湖南)9 0 3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6I2+11KCIO3+3H2O:6KH(IO3)2+5KQ+3cI T。下列说法错误的是()A.产生22.4L(标准状况)口2时,反应中转移10m o le-B.反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为11:6C.可用石灰乳吸收反应产生的a 2制备漂白粉D.可用酸化的淀粉碘化钾溶液检验食盐中1 03的存在2.(2分)(2021湖南)锌滨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
2、电源等。三单体串联锌澳液流电池工作原理如图所:循环回路泵 锌 电 极/沉积锌双极性碳和塑料电极-Br,活 性 电 极 Bq免合物贮存下列说法错误的是()A.放电时,N极为正极 B.放电时,左侧贮液器中ZnBr2的浓度不断减小C.充电时,M极的电极反应式为Zn2+2e-=Z n 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H2SO4具有强吸水性,能吸收糖类化合物中的水分并使其炭化B.NaCI。、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H I,说明H3P。4比H
3、 I酸性强D.浓HNO3和稀HNO3与Cu反应的还原产物分别为NO?和N。,故稀HNCh氧化性更强4.(2分)(2021河北)1(一5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2A.隔膜允许K*通过,不允许5 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lA h电量时,生成K02的质量与消耗02的质量比值约为2.22D.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
4、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c 氧化生成C12的反应B.管道中可以生成氧化灭杀附着生物的NaCIOC.阴极生成的点 应及时通风稀释安全地排入大气D.阳极表面形成的M g(O H)2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,moE)436463热化学方程式2H2(g)+02(g)=2HzO(g)AH=-482kJ-mol1则 2O(g)=CM。的 AH 为()A.428 kJ-mol1 B.-428 kJ-mol4 C.498
5、kJ-mol1 D.-498 kJ.mol17.(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.N02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4:38.(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,K1、”为开关,a、b为直流电源的两极)。下列说法相镇而是()A.断开L、合上Ki,银镉电池能量转化形式:化学能玲电能B.断开Ki、合上Q ,电极A为阴极,发生还原反应C.电极B发生氧化反应过程中,溶液中KOH浓度不变充 电D.银镉二次电池的总
6、反应式:Cd+2NiOOH+2H2O=Cd(OH)2+2Ni(OH)2放 电二、综合题(共8题;共64分)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N=N H-H N-H键能 E/(kJ-m o l1)946436.0 390.8一定温度下,利用催化剂将N H 3分 解 为N 2和H 2。回答下列问题:(1)反应 2NH3(g)=N2(g)+3j42(g)H=-kJ-m o l1;(2)已知该反应的4S=198.9j moX,1)固体加热时部分分解为BaCI2 P
7、t和 Cl2,376.8时平衡常数Kl.O xKTPa在一硬质玻璃烧瓶中加入过量BaPtCL,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20.0kPa.376.8平衡时,测得烧瓶中压强为32.5kPa,则 PICF kPa,反应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)W 2NOCI(g)+l2(g)KPI2NOCI(g)W 2NO(g)+CI2(g)KP2由图可知I,NOCI分解为NO和 C L反应的AH。(填 大
8、于 或 小于).反 应 21cl(g)=Cb(g)+l2(g)的 K=(用 KPI、表 示):该反应的AH 0(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+hvNOC,NOCI+NOCI*玲 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lm ol的 NOCI需要吸收 mol的光子。14.(1 0 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
9、 的 化 学 方 程 式 是。(2)下 列 说 法 错 镜 的 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:Cb(g)2(aq)Ki=c(Cl2)/pCl2(aq)+。0(1)m +(aq)+C(aq)+HCIO(aq)七其中P为Cl2(g)的平衡压强,C(Cl2)为。2在水溶液中的平衡浓度。Cl2(g)W:l2(aq)的 焰 变 0。(填或 )平衡常数K2的表达式为七=51*茨请回答:(1)步骤I,将铝铁矿粉碎有利于加快高温
10、氧化的速率,其理由是。(2)下 列 说 法 正 确 的 是。A.步骤I I,低温可提高浸取率B.步 骤I I,过滤可除去NaFeCh水解产生的Fe(OH)3C.步骤I I I,酸化的目的主要是使NazCrCU转变为Na2Cr2O7D.步 骤IV,所得滤渣的主要成分是Na2so4和Na2CO3(3)步骤V,重结晶前,为了得到杂质较少的KzCrzCb粗产品,从下列选项中选出合理的操作(操作不能重复使用)并排序:溶解KCI-f-玲重结晶。a.50蒸发溶剂;b.100蒸发溶剂;c.抽滤;d.冷却至室温;e.蒸发至溶液出现晶膜,停止加热;f.蒸发至溶液中出现大量晶体,停止加热。(4)为了测定14x463
11、kJ/m ol,解得。-。键的键能为498kJ/mol,2个氧原子结合生成氧气的过程需要释放能量,因此2O(g)=C2(g)的AH=-498kJ/mol.【分析】根据小正反应物的键能总和-生成物的键能总和计算7.【答案】D【解析】【解答】A.NH3中H元素的化合价没有发生变化,故其未被氧化,被氧化的是N元素,A不符合题意;B.N02在反应过程中得到电子,B不符合题意;C.该反应中,NH3是还原剂,N02是氧化剂。由化学方程式可知,还原剂与氧化剂的物质的量之比为4:3,C说法不符合题意;D.该反应中氧化产物和还原产物均为N2。还原剂被氧化后得到氧化产物,氧化剂被还原后得到还原产物,还原剂与氧化剂
12、的物质的量之比为4:3,因此,氧化产物与还原产物的质量之比为4:3,D说法符合题意。故答案为:Do【分析】由反应8NH3+6NO2=7N2+12H2。可知,其中NH3的N元素的化合价由-3升高到0、NCh中的N元素的化合价由-+4降低到0,因此,NH3是还原剂,NCh是氧化剂。氮气既是氧化产物又是还原产物8.【答案】C【解析】【解答】A.断开心、合上Ki,为放电过程,银镉电池能量转化形式:化学能玲电能,A不符合题意;B.断开Ki、合上心,为充电过程,电极A与直流电源的负极相连,电极A为阴极,发生还原反应,电极反应式为Cd(OH)2+2e=Cd+2OH-,B不符合题意;C.电极B发生氧化反应的电
13、极反应式为2Ni(OH)2-2e+2C)H=2NiOOH+2H2。,则电极A发生还原反应的电极通电反应式为Cd(OH)2+2e=Cd+2OH-,此时为充电过程,总反应为Cd(OH)2+2Ni(OH)2Cd+2NiOOH+2H2O,溶液中KOH浓度减小,C符合题意;D.根据分析,放电时总反应为Cd+2NiOOH+2H2O=Cd(OH)2+2Ni(OH)2 ,则银镉二次电池总反应式为充 电Cd+2NiOOH+2H2。U Cd(OH)2+2Ni(OH)2 ,D 不符合题意;放 电故答案为:Co【分析】根据图示,电极A充电时为阴极,则放电时电极A为负极,负极上Cd失电子发生氧化反应生成Cd(OH)2,
14、负极反应式为Cd-2e+2OH=Cd(OH)2 ,电极B充电时为阳极,则放电时电极B为正极,正极上NiOOH得电子发生还原反应生成Ni(OH)2,正极反应式为2NiOOH+2e+2H2O=2Ni(OH)2+2O H-,放电时总反应为Cd+2NiOOH+2H2O=Cd(OH)2+2Ni(OH)2 ,据此分析作答。结合选项进行判断二、综合题9.【答案】(1)+90.8(2)C,D(3)詈;b;开始体积减半,W分压变为原来的2倍,随后由于加压平衡逆向移动,W分压比原来2倍要小;0.48(4)从右往左(5)2NH3-6e+6OH=N2+6H2O【解析】【解答】根据方程式:2NH3(g)W N2(g)+
15、3H2(g),A H=390.8kJ-m ol1 x 3 x 2-(946 kJ-moH+436.0kJ-m ol1 x 3)=+90.8kJ-m ol1,故答案为:+90.8;(2)若反应自发进行,则需要满足AH-TA S管=黑曹州=456.5K,即温度应高于4s 198.9j/(m o)K)(456.5-273)=183.5,CD 符合,故答案为:CD;设t i时达到平衡,转化的此 的物质的量为X,列出三段式:2NH3(g)=N2(g)+3H2(g)起始小o0.100转化 1 mol2xX3%平衡 1 mol0.1-2xX3x根据同温同压下,混合气体的物质的量等于体积之比,袅=五 溪 面,
16、解得x=0.02mol,v(H2)=1=詈mol.L”min。,故答案为:詈;t2时将容器体积压缩到原来的一半,N2分压变为原来的2倍,随后由于加压平衡向左移动,导致氮气的小于2分压比原来2倍,故b曲线符合,故答案为:b;开始体积减半,止分压变为原来的2倍,随后由于加压平衡逆向移动,刈 分压比原来2倍要小;由图可知,平衡时,NH3、皿、出 的分压分别为120 kPa、40 kPa、120 k P a,反应的标准平衡常数K铲=g故答案为:048;由图可知,通NH3的一极氮元素化合价升高,发生氧化反应,为电解池的阳极,则另一电极为阴极,氢离子的得到电子变为氢气,电解过程中。H-移向阳极,则从右往左
17、移动,故答案为:从右往左;阳极NH3失电子发生氧化反应生成止,结合碱性条件,电极反应式为:2NH3-6e+6OH=N2+6H2O,故答案为:2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2。【分析】(1)根据反应热=反应物的总键能-生成物的总键能即可计算(2)根据AG=AH T A S V O,即可判断(3)利用三行式进行计算,根据压强之比等于物质的量之比,计算出物质的量即可计算出氯气的速率体积减小原来的一半,浓度增大一倍,即压强增大一倍选择b根据物质的量之比压强之比,计算出平衡时的压强,计算出压强的平衡常数即可(4)氨气中氮元素为-3价,氢元素为+1价,氨气中氮元素变为氮气,化合价升高,被氧化,做阳
18、极,因此吸引大量的阴离子,氢氧根离子向左移动,氨气中的氢元素变为氢气,化合价降低,被还原,做阴极。(5)阳极发生的是氨气失去电子变为氮气结合氢氧根变为氮气1 0.【答案】(1)6c(石墨,s)+3H2(g)=C6H6(I)H=49.1kJ-m ol1(2)1 K2Pxy(3)100.8(4)正极;2C 01+CO2=2C o|+C;12co2+18e+4H2(D=CH3cH2cH2OH+9c 0歹;c、b、a【解析】【解答】根据表格燃烧热数据可知,存在反应H2(g)+|O2(g)=H2O(l)H2=-285.8kJ-m ol1,C(石墨,s)+O2(g)=CO2(g)Hi=-393.5kJ-m
19、ol-1,C6H6(l)+y O2(g)=6CO2(g)+6H2O(l)H3=-3267.5kJ m ol1,根据盖斯定律,X 6+X 12 X g-得反应:6C(石墨,s)+3Hz(g)=C6H6(1),H=(-393.5kJ-m ol1)X 12+(-285.8kJ-m ol1)X 6 X|-(-3267.5kJ-m ol1)=49.1kJ-m ol1,故答案为:6C(石 墨,s)+3H2(g)=C6H6(I)H=49.1kJ-m ol1;由题可知,C02(s)W CO2(a q),(2)CO2(aq)+H2O(l)W H+(aq)+HCO知(aq),的平衡常数心=C(H?(H/),又因为
20、 p(C02)=p-x k P,则 c(CO2)=y(moll/ikPa-i)p(CO2)=p x-y m o l/L,在忽略 HCO3 的电C(C02)离时,C(H+)=C(HC03)所以可得 C(H+)=JK2Pxy,故答案为:K2Pxy;(3)2MHCO3(S)=M2CO3(s)+H2O(g)+CO2(g),根据阿伏伽德罗常数得出,等温等容条件下,压强之比等于物质的量之比,可用分压表示物质的量浓度,平衡常数跖=pH2Q-pco2=1 x 46 X 1 x 46=529kPa2。由于温度不变,化学平衡常数不变,达到平衡时,则pH20-pco2=529kPa2,pCQ2=掌kPa=105.8
21、kPa,CO?的初始压强等于平衡压强减去碳酸氢盐分解产生的CO2的分压,即COz(g)的初始压强应大于 105.8kPa-5kPa=100.8kPa,故答案为:100.8;由题意知,电池反应产物为碳酸锂和单质碳,Li-CCh电池的总反应式为:4Li+3CO2=2Li2CO3+C,锂发生的氧化反应,做的是负极材料,CO2发生得电子的还原反应,则CO2作为电池的正极反应材料;CO2还原后与Li+结合成U2CO3,按4个步骤进行,根 据I和II判断,产生了 CO 2-,因此步骤三是将CO 歹 转 为CO 2-o所以步骤III的离子方程式为:2C 0夕+C6=2C oj-+C,故答案为:正极;2C01
22、+CO2=2C O1-+C;I.CO2在碱性条件下得电子生成CH3cH2cH20H,根据电子守恒和电荷守恒写出电极反应式为:12CO2+18e+4H2O=CH3CH2CH2OH+9CO32-,故答案为:12co2+18e-+4H20=CH3cH2cHzOH+gCCh;II.有催化剂存在时,活化能越低反应越易发生,从a中二氧化碳还原为一氧化碳的活化能是a b c,因此催化剂是c b a,而b中氢离子还原为氢气的活化能是c a b,催化剂的活性是b a c,结合图a和b,c催化剂条件下,C 5电还原的活化能小于H+电还原的活化能,更容易发生CO2的电还原;而催化剂a和b条件下,COZ电还原的活化能
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- 2021 高考 汇编 化学反应 中的 能量 变化
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