1、高考总复习首选用卷化学专题测试(五)化学反应与能量1 反 应 A BC(H0)，XC(H0)。下列示意图中，能正确表示总反应过程中能量变化的是()解析 因总反应为放热反应，反应为吸热反应，反应为放热反应，所以反应放出的热量比反应吸收的热量多。选项 A，图中反应为放热反应，反应为吸热反应，且总反应为吸热反应，A 错误；选项 B，图中反应和反应均为吸热反应，B 错误；选项 C，图中反应和反应均为放热反应，C 错误。22017东北师大附中月考下列电化学实验装置能达到实验目的的是()解析 电解饱和 NaCl 溶液时铁棒应作阴极，碳棒作阳极，B 错误；在电解镀铜时，铜片作阳极，待镀金属作阴极，C 错误；
2、构成原电池时，Fe 棒作负极，FeCl3 溶液应在右侧烧杯中，发生还原反应，D 错误。3下列各组热化学方程式中，化学反应的 H 前者大于后者的是()C(s)O2(g)=CO2(g)H1；C(s)12O2(g)=CO(g)H2S(s)O2(g)=SO2(g)H3；S(g)O2(g)=SO2(g)H4H2(g)12 O2(g)=H2O(l)H5；2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H6CaCO3(s)=CaO(s)CO2(g)H7；CaO(s)H2O(l)=Ca(OH)2(s)H8ABCD解析 中两反应都为放热反应，H0，前者完全反应，放出的热量多，H1H2，错误；中两反应都为放热反应，HH4，
3、正确；中两反应都为放热反应，HH6，正确；中前者为吸热反应，H70，后者为放热反应，H8H8，正确。4制取 H2 和 CO 通常采用：C(s)H2O(g)CO(g)H2(g)H131.4 kJmol1，下列判断不正确的是()A该反应的反应物总能量小于生成物总能量B标准状况下，上述反应生成 1 L H2 气体时吸收 131.4 kJ 的热量C若 CO(g)H2(g)C(s)H2O(l)HQ kJmol1，则 Q131.4D 若 C(s)CO2(g)2CO(g)H1；CO(g)H2O(g)H2(g)CO2(g)H2，则 H1H2131.4 kJmol1解析 题给反应是吸热反应，A 正确；B 项，热
4、化学方程式的计量数表示物质的量，每生成 1 mol H2 放热 131.4 kJ，错误；C 项，水由气体变为液体时放出热量，所以 Q131.4，正确；由盖斯定律，可知 D 正确。5强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的热效应为：H(aq)OH(aq)=H2O(l)H57.3 kJmol1。醋酸溶液、浓硫酸、稀硝酸分别与 0.1 molL1 的 NaOH 溶液恰好完全反应放出的热量关系图如下。则下列有关说法正确的是()A是稀硝酸与 NaOH 反应B是醋酸溶液与 NaOH 反应Cb 是 5.73D是浓硫酸与 NaOH 反应解析 醋酸电离吸收热量，浓硫酸稀释并电离放出热量，所以三种酸中和 NaOH 稀溶液
5、都生成 0.1 mol 水，浓硫酸放出热量最多，大于 5.73 kJ，稀硝酸放出热量为 5.73 kJ，醋酸放出热量小于 5.73 kJ。6高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池可长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应：3Zn2K2FeO48H2O 放电充电 3Zn(OH)22Fe(OH)34KOH，下列叙述不正确的是()A放电时负极反应：Zn2e2OH=Zn(OH)2B充电时阳极反应：Fe(OH)33e5OH=FeO244H2OC放电时每转移 3 mol 电子，正极有 1 mol K2FeO4 被氧化D放电时正极附近溶液的碱性增强解析 高铁电池放电时，负极发生氧化反应：
6、3Zn6e6OH=3Zn(OH)2，正极发生还原反应：2FeO24 8H2O6e=2Fe(OH)310OH。充电时，阳极发生氧化反应：2Fe(OH)36e10OH=2FeO24 8H2O，阴极发生还原反应：3Zn(OH)26e=3Zn6OH。A、B、D 三项均正确；放电时，每转移 3 mol 电子，正极有 1 mol K2FeO4 被还原，C 项错误。7标准状况下，用惰性电极电解 200 mL NaCl、CuSO4的混合溶液，阴、阳两极所得气体的体积随时间变化如图所示，则原溶液 c(CuSO4)为()A0.10 mol/L B0.15 mol/LC0.20 mol/LD0.25 mol/L解析
7、 溶液中的阳离子在阴极上的放电顺序为 Cu2、H、Na，溶液中的阴离子在阳极上的放电顺序为 Cl、OH、SO24，所以图中曲线呈现的是阴极反应产生的气体体积与时间的关系；图中曲线呈现的是阳极反应产生的气体体积与时间的关系。由曲线可知，阳极在 t2 时刻前产生 0.01 mol 氯气和 0.005 mol 氧气，共转移电子 0.04 mol，所以阴极在 t2 时刻前放电的 Cu2的物质的量为 0.02 mol，原溶液中 c(CuSO4)0.02 mol0.2 L 0.10 mol/L。82016安徽六校联考半导体工业用石英砂作原料通过三个重要反应生产单质硅：SiO2(s)(石英砂)2C(s)=S
8、i(s)(粗硅)2CO(g)H1682.44 kJ/molSi(s)(粗硅)2Cl2(g)=SiCl4(l)H2657.01 kJ/molSiCl4(l)2Mg(s)=2MgCl2(s)Si(s)(纯硅)H3625.63 kJ/mol生产 1.00 kg 纯硅放出的热量为()A21.44 kJ B600.20 kJC21435.71 kJD1965.10 kJ解析 首先将由石英砂制纯硅的不同途径图示如下：根据盖斯定律：HH1H2H3600.20 kJ/mol，生成 1.00 kg 纯硅放出热量为 1000 g28 g/mol600.20 kJ/mol21435.71 kJ。92016安徽泗县二
9、中月考下列说法正确的是()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对于反应 SO2(g)12O2(g)SO3(g)HQkJmol1，增大压强平衡右移，放出的热量增大，H 减小C已知：2H2(g)O2(g)=2H2O(g)Ha kJmol1，2H2(g)O2(g)=2H2O(l)Hb kJmol1，则 abD已知：C(s，石墨)O2(g)=CO2(g)H393.5 kJmol1，C(s，金刚石)O2(g)=CO2(g)H395.0 kJmol1，则 C(s，石墨)=C(s，金刚石)H1.5 kJmol1解析 强酸和强碱发生中和反应与弱酸和弱碱发生中和反应生成
10、1 mol H2O 时，因弱酸或弱碱电离吸热，故能量变化不同，A 错误；反应热 H 的数值与化学平衡的移动无关，B 错误；H2O(g)H2O(l)放热，2H2(g)O2(g)=2H2O(l)放热多，故 ab，C 错误；将 D 项中两个反应相减得：C(s，石墨)=C(s，金刚石)H1.5 kJmol1，D正确。103H2(g)N2(g)2NH3(g)反应过程中的能量变化如图所示。有关说法错误的是()A图中 C 表示生成物 NH3(g)的总能量B断裂 3 mol HH 键和 1 mol NN 键所吸收的总能量大于形成 6 mol NH 键所释放的总能量C逆反应的活化能 E(逆)E|H|D3H2(g
11、)N2(g)2NH3(g)H0解析 根据题图可知，C 表示生成物 NH3(g)的总能量，A正确；该反应为放热反应，所以断裂 3 mol HH键和 1 mol NN 键所吸收的总能量小于形成 6 mol NH 键所释放的总能量，B 错误；根据题图逆反应的活化能 E(逆)E|H|，C 正确；该反应为放热反应，故 3H2(g)N2(g)2NH3(g)H0，D 正确。11镁电池毒性低、污染小，电压高而平稳，它逐渐成为人们研制绿色电池的关注焦点。其中一种镁电池的反应原理为：xMgMo3S4 放电充电 MgxMo3S4下列说法不正确的是()A放电时，Mo3S4 发生氧化反应B放电时，正极反应式：Mo3S4
12、2xe=Mo3S2x4C充电时，Mg2向阴极迁移D充电时，阴极反应式：xMg22xe=xMg解析 由题意可知，放电时发生原电池反应，Mg 由 0价变为2 价，被氧化，发生氧化反应，作原电池的负极；Mo3S4 为正极，正极反应式为 Mo3S42xe=Mo3S2x4，A错误，B 正确；电池充电时发生电解反应，阴极发生还原反应，金属阳离子 Mg2放电，反应式为 xMg22xe=xMg，电解质溶液中，阳离子 Mg2向阴极移动，C、D正确。122017皖北高三模拟如图所示装置是一种可充电电池，装置为 NaCl 和酚酞的混合溶液浸湿的滤纸，离子交换膜只允许 Na通过，电池充电、放电的化学方程式为2Na2S
13、2NaBr3 放电充电 Na2S43NaBr。闭合开关 K 时，b 电极附近先变红色。下列说法正确的是()A电池充电时，电极 B 连接直流电源的正极B电池放电过程中 Na从左到右通过离子交换膜C闭合开关 K 后，b 电极附近的 pH 变小D当 b 电极上析出气体 1120 mL(标准状况)时，有 0.1 mol Na通过离子交换膜解析 闭合开关 K 时，b 极附近变红，则说明 b 为阴极，电极 B 为负极，电池充电时，B 接电源负极，A 错误；电池放电时，A 为正极，B 为负极，Na移向正极，B 项错误；闭合 K 后，b 极 H放电，电极反应式为 2H2O2e=H22OH，pH 变大，C 项错
14、误；b 电极上析出的气体为 H2，其物质的量为 0.05 mol，则需要电子的物质的量为 0.1 mol，故有 0.1 mol Na通过离子交换膜，D 正确。132016南京、淮安二模利用如图所示装置(电极均为惰性电极)可吸收 SO2，并用阴极排出的溶液吸收 NO2。下列说法正确的是()Aa 为直流电源的负极B阴极的电极反应式为 2HSO3 2He=S2O24 2H2OC阳极的电极反应式为 SO22H2O2e=SO24 4HD电解时，H由阴极室通过阳离子交换膜到阳极室解析 A 项，从反应物和产物化合价判断，左边硫的化合价从4 到6，化合价升高失去电子，电极为阳极，a为正极，错误；B 项，电极反
15、应式为 2HSO3 2H2e=S2O24 2H2O，错误；D 项，电解时阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动，错误。142016长沙四县联考关于如图所示各装置的叙述中，正确的是()A装置是原电池，总反应是 Cu2Fe3=Cu22Fe2B装置中，铁作负极，电极反应式为 Fe3e=Fe2C装置通电一段时间后石墨电极附近溶液红褐色加深D若用装置精炼铜，则 d 极为粗铜，c 极为纯铜，电解质溶液为 CuSO4 溶液解析 装置中 Fe 比 Cu 活泼，Fe 为负极，电极方程式为 Fe2e=Fe2，总反应为 2Fe3Fe=3Fe2，A、B 错误；装置为胶体的电泳实验，Fe(OH)3 胶体粒子带正电，在电场中
16、向阴极移动，石墨是阴极，C 项正确；装置由电流方向可知 c 为阳极、d 为阴极，精炼铜时阳极为粗铜、阴极为纯铜，电解液含 Cu2，D 项错误。152016乌鲁木齐质检关于下列装置的说法正确的是()A装置中盐桥内的 K移向 CuSO4 溶液B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 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 溶液补充电荷，A 正确，B 错误；C 项，若铁棒镀铜，铁作阴极(M)，铜作阳极(N)，错误；D 项，精炼铜，阳
17、极除铜外还有比铜活泼的金属如 Zn、Fe 放电，而阴极只有 Cu2放电，所以 Cu2浓度会减小，错误。16 2016石 家 庄 模 拟 快 速 充 电 电 池 的 电 解 液 为LiAlCl4-SOCl2，电池的总反应为 4LiClSSO2 充电放电 4Li2SOCl2。下列说法正确的是()A该电池的电解质可为 LiCl 水溶液B该电池放电时，负极发生还原反应C充电时阳极反应式为 4ClSSO24e=2SOCl2D放电时电子从负极经外电路流向正极，再从正极经电解质溶液流向负极解析 A 项，该电池的电解质溶液不能是 LiCl 的水溶液，因为 Li 能和水发生反应，错误；B 项，电池放电时，负极发
18、生氧化反应，错误；D 项，放电时，电子从负极经外电路流向正极，电解质溶液中移动的是阴、阳离子而不是电子，错误。17对于图、图所示装置，下列叙述正确的是()A装置和装置中石墨电极产生的气体相同B装置通电一段时间后铁电极周围溶液 pH 降低C装置 中两电极产生气体体积比为 21(同温、同压下)D实验中，可观察到装置中 U 形管左端铁电极表面析出白色物质解析 装置为电解池，铁为阴极，水电离出的 H放电生成 H2，pH 增大，石墨为阳极，溶液中的 Cl放电生成氯气，B、C 错误；装置为原电池，铁为负极，发生反应：Fe2e=Fe2，石墨为正极，发生反应：O24e2H2O=4OH，因此在铁电极表面有 Fe
19、(OH)2 沉淀生成，A 错误，D 正确。18钠离子电池具有资源广泛、价格低廉、环境友好、安全可靠的特点，特别适合于固定式大规模储能应用的需求。一种以 Na2SO4 水溶液为电解液的钠离子电池的总反应为NaTi2(PO4)3 2Na2NiFe(CN)6 放电充电 Na3Ti2(PO4)3 2NaNiFe(CN)6(注：其中 P 的化合价为5，Fe 的上标、代表其价态)。下列说法不正确的是()A放电时 NaTi2(PO4)3 在正极发生还原反应B放电时负极材料中的 Na脱离电极进入溶液，同时溶液中的 Na嵌入到正极材料中C该电池在较长时间的使用过程中电解质溶液中 Na的浓度基本保持不变D充电过程
20、中阳极反应式为 2NaNiFe(CN)62Na2e=2Na2NiFe(CN)6解析 由题给反应可知放电时，Fe转化为 Fe，发生氧化反应，负极的电极反应式为 2Na2NiFe(CN)62e=2NaNiFe(CN)62Na(该反应为充电时阴极的逆反应)，正极为 NaTi2(PO4)3 发生还原反应：NaTi2(PO4)32e2Na=Na3Ti2(PO4)3(该反应为充电时阳极的逆反应)。19(1)肼(N2H4)又称联氨，是一种可燃性的液体，可用作火箭燃料。已知在 101 kPa 时，32.0 g N2H4 在氧气中完全燃烧生成氮气和水，放出热量 624 kJ(25 时)，N2H4 完全燃烧的热化
21、学方程式为_。N2H4(l)O2(g)=N2(g)2H2O(l)H624.0 kJmol1(2)肼空气燃料电池是一种碱性燃料电池，电解质溶液是 20%30%的 KOH 溶液。肼空气燃料电池放电时，正极的电极反应式为_，负极的电极反应式为_。O24e2H2O=4OHN2H44OH4e=4H2ON2(3)下图是一个电化学过程示意图。锌片上发生的电极反应为_；假设使用肼空气燃料电池作为本过程中的电源，铜片的质量变化 128 g 时，则肼空气燃料电池理论上消耗标准状况下的空气_L(假设空气中氧气体积含量为20%)。(4)传统制备肼的方法是以 NaClO 氧化 NH3，制得肼的稀溶液。该反应的离子方程式
22、为_。Cu22e=Cu 112ClO2NH3=N2H4ClH2O解析(1)32.0 g N2H4 的物质的量是 1 mol,1 mol N2H4完全燃烧生成氮气和液态水放出的热量是 624 kJ，则 N2H4完全燃烧反应的热化学方程式为 N2H4(l)O2(g)=N2(g)2H2O(l)H624.0 kJmol1。(2)燃料电池中正极发生还原反应，元素的化合价降低，所以是氧气发生还原反应，结合电解质溶液，正极反应的电极反应式为 O24e2H2O=4OH，负极则是燃料发生反应，根据(1)判断 N2H4 的氧化产物是氮气，所以负极的电极反应式为 N2H44OH4e=4H2ON2。(3)该装置是电解
23、池装置，Zn 是阴极，发生还原反应，所以是 Cu2得电子发生还原反应，电极反应式为 Cu22e=Cu；铜片作阳极，发生氧化反应，所以 Cu 片逐渐溶解，质量减少 128 g，即 Cu 的物质的量减少 2 mol，失去电子 4 mol，根据整个过程满足得失电子守恒规律，所以氧气得电子的物质的量也是 4 mol，根据 O24e2H2O=4OH，得需要氧气的物质的量是 1 mol，标准状况下的体积是22.4 L，空气中氧气体积含量为 20%，故所需空气的体积22.4 L20%112 L。(4)NaClO 氧化 NH3，制得肼的稀溶液，则 Cl 元素被还原为 Cl，根据元素守恒，产物中还有水生成，离子
24、方程式为 ClO2NH3=N2H4ClH2O。20如图所示，某同学设计一个甲醚(CH3OCH3)燃料电池并探究氯碱工业原理和粗铜的精炼原理，乙装置中 X 为阳离子交换膜。根据要求回答下列相关问题：(1)通入氧气的电极为_(填“正极”或“负极”)，写出负极的电极反应：_。(2)铁电极为_(填“阳极”或“阴极”)，石墨电极的电极反应为_。正极 CH3OCH312e16OH=2CO23 11H2O阴极 2Cl2e=Cl2(3)反应一段时间后，乙装置中生成的氢氧化钠主要在_(填“铁极”或“石墨极”)区。(4)如果粗铜中含有锌、银等杂质，则丙装置中阳极上的电极反应为_，反应一段时间，硫酸铜溶液的浓度将_
25、(填“增大”“减小”或“不变”)。铁极 Zn2e=Zn2、Cu2e=Cu2 减小解析(1)燃料电池是将化学能转化为电能的装置，属于原电池，通入燃料的电极是负极，通入氧气的电极是正极，所以该燃料电池中通入氧气的电极是正极，负极上甲醚失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水，电极反应为 CH3OCH312e16OH=2CO23 11H2O。(2)乙池属于电解池，铁电极连接原电池的负极，所以铁电极是阴极，则石墨电极是阳极，阳极上氯离子失电子生成氯气，电极反应为 2Cl2e=Cl2。(3)乙池中阴极是铁，阳极是石墨，阳极上氯离子放电生成氯气，阴极上氢离子放电，导致阴极附近氢氧根离子浓度大于氢离子浓度使
26、溶液呈碱性，所以乙装置中生成的氢氧化钠主要在铁极区。(4)如果粗铜中含有锌、银等杂质，则阳极上铜、锌失电子进入溶液，阳极反应为 Zn2e=Zn2、Cu2e=Cu2，根据得失电子数相等知，阳极上溶解的铜少于阴极上析出的铜，所以丙装置中反应一段时间后，硫酸铜溶液的浓度将减小。21钛(Ti)被称为继铁、铝之后的第三金属，我国四川攀枝花和西昌地区的钒钛磁铁矿储量十分丰富。如图所示，将钛厂、氯碱厂和甲醇厂组成产业链可以大大提高资源利用率，减少环境污染。请回答下列问题：(1)电解饱和食盐水时，总反应的离子方程式是_。(2)写出钛铁矿经氯化法得到四氯化钛的化学方程式：_。(3)已 知：Mg(s)Cl2(g)
27、=MgCl2(s)H 641 kJ/molTi(s)2Cl2(g)=TiCl4(s)H770 kJ/mol2Cl2H2O=电解 Cl2H22OH2FeTiO36C7Cl2=2FeCl32TiCl46CO 下列说法正确的是_(填字母)。aMg 的燃烧热为 641 kJ/molbTi 的能量一定比 TiCl4 的高c等质量的 Mg(s)、Ti(s)与足量的氯气反应，前者放出的热量多d Mg 还 原 TiCl4 的 热 化 学 方 程 式 为 2Mg(s)TiCl4(s)=2MgCl2(s)Ti(s)H512 kJ/molcd(4)在上述产业链中，合成 192 t 甲醇理论上需额外补充H2_t。(不
28、考虑生产过程中物质的任何损失)(5)以甲醇、空气、氢氧化钾溶液为原料，石墨为电极可构成燃料电池。该电池中负极上的电极反应式是_。10CH3OH8OH6e=CO23 6H2O解析 本题以工业生产钛为载体，综合考查了电化学、反应热和元素及其化合物的知识，重点考查考生运用所学知识解决实际问题的能力。(1)电解饱和食盐水的化学方程式是 2NaCl2H2O=电解 Cl2H22NaOH，其离子方程式为 2Cl2H2O=电解 Cl2H22OH。(2)根据题中工艺流程图可以看出反应物有 FeTiO3、C和 Cl2，反应产物有 FeCl3、TiCl4 和 CO，然后通过观察法配平方程式。(3)燃烧热是指 1 m
29、ol 纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，a 错误；Ti 与 Cl2 的反应是放热反应，1 mol Ti(s)和 2 mol Cl2(g)的总能量大于 1 mol TiCl4(s)的能量，无法直接比较 Ti 和 TiCl4 的能量大小，b 错误；1 g Mg(s)和 1 g Ti(s)与 Cl2(g)反应放出的热量分别是64124 kJ、77048 kJ，c 正确；将2可得到 2Mg(s)TiCl4(s)=2MgCl2(s)Ti(s)H 512 kJ/mol，d 正确。(4)CO2H2CH3OH CO76Cl276H2得出 CH3OH 56H2(额外补充)32106 192 t 10
30、 t(5)碱性介质环境中，燃料电池总的反应式为 CH3OH32O22OH=CO23 3H2O，正极反应式为32O26e3H2O=6OH，两者相减得到 CH3OH8OH6e=CO23 6H2O。22硫酸盐在生产、生活中有广泛应用。.工业上 以重晶石(主要成 分 BaSO4)为 原料制备BaCl2，其工艺流程示意图如下：某研究小组查阅资料得：BaSO4(s)4C(s)=4CO(g)BaS(s)H1571.2 kJmol1 BaSO4(s)2C(s)=2CO2(g)BaS(s)H2226.2 kJmol1(1)用过量 NaOH 溶液吸收气体，得到硫化钠。该反应的离子方程式是_。(2)反应 C(s)C
31、O2(g)=2CO(g)的 H_。H2S2OH=S22H2O172.5 kJmol1(3)实际生产中必须加入过量的碳，同时还要通入空气，其目的有两个：从原料角度看，_；从能量角度看，为吸热反应，碳和氧气反应放热维持反应所需高温。使 BaSO4(s)得到充分的还原，提高BaS 的产量.某燃料电池以 CsHSO4 固体为电解质传递 H，其基本结构如下图所示，电池总反应可表示为 2H2O2=2H2O。请回答：(4)H由_极通过固体酸电解质传递到另一极(填 a 或者 b)。(5)b 极上发生的电极反应是_。aO24e4H=2H2O解析.(2)由盖斯定律得 H(H1H2)/2172.5 kJmol1。.(4)a 极为负极，H在电池内部由负极流向正极。
