1、2020衡水名师原创化学专题卷专题（六） 化学反应与能量变化考点14能量转化及其应用（1-3 5题） 考点15 热化学方程式的书写（6-7题）考点16 盖斯定律的应用题 （8题）考点17 原电池 （9-17题 23题）考点18 电解池（18-22题）考点19 金属腐蚀及其防护24-25 综合26-29题考试时间：90分钟 满分：100分可能用到的相对原子质量：C-12 O-16 Na-23 第I卷（选择题）一、选择题（本题共25小题，每小题2分，共50分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是最符合题目要求的。）1、如图是金属镁和卤素单质（）反应的能量变化示意图。下列说法正确的是（ ）A.由制取
2、是放热过程B.热稳定性：C.常温下氧化性：D.由图可知此温度下（s）与（g）反应的热化学方程式为： 2、肼在不同条件下分解产物不同，200时在Cu表面分解的机理如图1。已知200时：反应I： 反应II: 下列说法不正确的是（ ）A. 图l所示过程是放热反应B. 反应的能量过程示意图如图2所示C. 断开3mol中的化学键吸收的能量大于形成1mol(g)和4mol中的化学键释放的能量D. 200时，肼分解生成氮气和氢气的热化学方程式为 3、如图为氟利昂(如)破坏臭氧层的反应过程示意图,下列不正确的是( )A.过程中断裂极性键C-Cl键B.过程可表示为C.过程中是吸热过程D.上述过程说明氟利昂中氯原
3、子是破坏的催化剂4、利用人工模拟光合作用合成甲酸的原理为2CO22H2O 2HCOOHO2，装置如图所示，下列说法不正确的是( )A电极1周围pH增大B电子由电极1经过负载流向电极2C电极2的反应式：CO22H2e=HCOOHD该装置能将太阳能转化为化学能和电能5、三元WO3/C3N4/Ni(OH)x光催化剂产氢机理如图。下列说法正确的是( )A.TEOATEOA+为还原反应B.Ni(OH)x降低了H+H2的活化能C.能量转化形式为太阳能电能化学能D.WO3没有参与制氢反应过程6、下列关于反应过程中能量变化的说法正确的是（ ）A.在一定条件下，某可逆反应的，则该反应正反应活化能比逆反应活化能大
4、100B.图中A、B曲线可分别表示反应 未使用和使用催化剂时，反应过程中的能量变化C.同温同压下，反应在光照和点燃条件下的H不同D.己知 ； ，则7、下列说法正确的是( )A.已知2C(s)+2O2(g)=2CO2(g) H=a kJ/mol，2C(s)+2O2(g)=2CO (g) H =b kJ/mol，则abB.已知NaOH(aq)+HCl(aq) = NaCl(aq)+H2O(l) H =-57.3kJ/mol ,则含有40.0g NaOH的稀溶液与稀醋酸完全中和，放出小于57.3kJ的热量C.取50mL 0.55mol/L NaOH(aq)和50mL 0.50mol/L HCl(aq
5、)进行中和热的测定实验，用温度计测定HCl(aq)起始温度后，直接测定NaOH(aq)的温度，会使中和热H偏小D.已知P(白磷,s)=P(红磷,s) H0，则白磷比红磷稳定8、将转化为是工业冶炼金属钛的主要反应之一。已知:= H=+140.5kJ/mol石墨= H= -110.5kJ/mol则反应石墨=的是( )A.+30.0B.-80.5C.-30.0D.+80.59、为提升电池循环效率和稳定性，科学家近期利用三维多孔海绵状Zn（3DZn）可以高效沉积ZnO的特点，设计了采用强碱性电解质的3DZnNiOOH二次电池，结构如下图所示。电池反应为Zn(s)+2NiOOH(s)+H2O(l)ZnO
6、(s)+2Ni(OH)2(s)。则下列说法错误的是( )A三维多孔海绵状Zn具有较高的表面积，所沉积的ZnO分散度高B充电时阳极反应为Ni(OH)2(s)+OH(aq)e=NiOOH(s)+H2O(l)C放电时负极反应为Zn(s)+2OH(aq)2e=ZnO(s)+H2O(l)D放电过程中OH通过隔膜从负极区移向正极区10、有关下列四个常用电化学装置的叙述中,正确的是( )图.碱性锌锰电池图.铅-硫酸蓄电池图电解精炼铜图.银锌纽扣电池A.图所示电池中,MnO2是催化剂B.图所示电池放电过程中,硫酸浓度不断增大C.图所示装置工作过程中,电解质溶液中Cu2+浓度始终不变D.图所示电池工作过程中,电
7、子由Zn极流向Ag2O极11、使用-氧气燃料电池既能消除造成的污染,又能获得电能与重要的化工产品(硫酸),该电池的工作原理如图,下列说法正确的是( )A.A极的电极反应式:B.外电路中电流由A极流向B极C.当电路中有2mol 转移时,通过质子交换膜的离子为0.5molD.电池工作时,B极附近溶液的pH减小12、某新型电池以(B元素的化合价为+3价)和作原料，该电池可用作深水勘探等无空气环境电源，其工作原理如图所示。下列说法不正确的是( )A.每消耗3mol ，转移6mol B.电池工作时从b极区移向a极区C.b极上的电极反应式为D.a极上的电极反应式为13、微生物电池是指在微生物的作用下将化学
8、能转化为电能的装置,其工作原理如图所示。下列有关微生物电池的说法错误的是( )A.正极反应中有生成B.微生物促进了反应中电子的转移C.质子通过交换膜从负极区移向正极区D.电池总反应为14、锂空气电池由于具有较高的比能量而成为未来电动汽希望,其原理模型如图所示。下列说法中不正确的是( )A.可以用LiOH溶液作电解质溶液B.锂既是负极材料又是负极反应物C.正极反应式为2Li+O2+2e-=Li2O2D.正极采用多孔碳材料是为了更好地吸附空气15、热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源。一种热激活电池的基本结构如图所示,其中作为电解质的无水LiCl-KCl混合物受热熔融后,电池即可瞬间输出电能。该电
9、池总反应为,下列说法不正确的是( )A.工作时,电池的正极质量逐渐减轻B.放电过程中,向正极移动C.每转移0.1mol电子,理论上生成20.7g PbD.常温时,在正负极间接上电流表,指针不偏转16、利用“”电池将变废为宝。我国科研人员研制出的可充电“”电池,以钠箔和多壁碳纳米管(MWCNT)为电极材料,放电反应方程式为。放电时该电池“吸入”,其工作原理如图所示,下列说法中错误的是( )A.电流流向为:MWCNT导线钠箔B.放电时,正极的电极反应式为C.原两电极质量相等,若生成的和C全部沉积在电极表面,当转移0.2mol 时,两极的质量差为11.2gD.选用高氯酸钠-四甘醇二甲醚做电解液的优点
10、是导电性好,与金属钠不反应,难挥发17、某原电池装置如图所示,阳离子交换膜电池总反应为。下列说法正确的是( )A.正极反应为B.放电时,交换膜右侧溶液中有大量白色沉淀生成C.若用NaCl溶液代替盐酸,则电池总反应随之改变D.当电路中转移0.01mol 时,交换膜左侧溶液中约减少0.02mol离子18、电解Na2CO3溶液制取NaHCO3溶液和NaOH溶液的装置如下图所示。下列说法中,不正确的是( )A.阴极产生的物质A是H2 B.溶液中Na+由阳极室向阴极室迁移C.阳极OH-放电,H+浓度增大,转化为 D.物质B是NaCl,其作用是增强溶液导电性19、一种利用生物电化学方法脱除水体中的原理如图
11、所示。下列说法正确的是（ ）AM为电源的负极，N为电源的正极B装置工作时，电极a周围溶液的pH降低C装置内工作温度越高，的脱除率一定越大D电极b上发生的反应之一为2 +8H+8e-=N2+4H2O20、微生物电解池(MEC)是一类具有良好发展前景的绿色电解池，其制取氢气的原理如图所示，下列说法正确的是( )A.MEC可在高温下工作B.电解池工作时，化学能转变为电能C.活性微生物抑制反应中电子的转移D.阳极的电极反应式为21、电解合成 1 , 2二氯乙烷的实验装置如下图所示。下列说法中正确的是（ ）A该装置工作时，化学能转变为电能BCuCl2能将C2H4还原为 l , 2二氯乙烷CX、Y依次为阳
12、离子交换膜、阴离子交换膜D该装置总反应为CH2=CH2 + 2H2O + 2NaCl H2 + 2NaOH + ClCH2CH2Cl22、利用双离子交换膜电解法可以处理含NH4NO3的工业废水，原理如图所示，下列叙述错误的是( )A由b室向c室迁移Bc室得到的混合气体是NH3和H2C阳极反应式为D理论上外电路中流过1mol电子，可处理工业废水中0.5mol NH4NO323、通过膜电池可除去废水中的乙酸钠和对氯苯酚(),其原理如图所示,下列说法正确的是( )A.B极为电池的正极,发生还原反应B.外电路中电流由B极沿导线经小灯泡流向A极C.A极的电极反应式为D.当外电路中有0.2mol 转移时,
13、A极区增加的的数目为0.124、下列有关电化学在生产、生活中的应用分析正确的是( )A.图甲:铁钉发生析氢腐蚀B.图乙:可以在铁件上镀铜C.图丙:溶液中保持不变D.图丁:将输油管与电源负极相连可以防止腐蚀25、验证牺牲阳极的阴极保护法，实验如下（烧杯内均为经过酸化的3% NaCl溶液）在Fe表面生成蓝色沉淀试管内无明显变化试管内生成蓝色沉淀下列说法不正确的是( )A.对比，可以判定Zn保护了Fe B.对比，K3Fe(CN)6可能将Fe氧化C.验证Zn保护Fe时不能用的方法 D.将Zn换成Cu，用的方法可判断Fe比Cu活泼第卷（非选择题）26、（8分）电解原理在化学工业中有广泛应用。不仅可以制备
14、物质,还可以提纯和净化。（1）电解食盐水是氯碱工业的基础。目前比较先进的方法是阳离子交换膜法,电解示意图如图所示,图中的阳离子交换膜只允许阳离子通过,请回答以下问题:图中A极要连接电源的_(填“正”或“负”)极。精制饱和食盐水从图中_(填abcde或f,下同)位置补充,氢氧化钠溶液从图中_位置流出。电解总反应的离子方程式是_.（2）化学在环境保护中起着十分重要的作用,电化学降解法可用于治理水中硝酸盐的污染。电化学降解的原理如图所示。电源正极为_(填A或B),阴极反应式为_.若电解过程中转移了5mol电子,则膜左侧电解液的质量变化为_g.27、（12分）次磷酸是一种精细磷化工产品,具有较强还原性
15、,回答下列问题:（1）是一元中强酸,写出其电离方程式_。（2）为_(填“正盐”或“酸式盐”),其溶液显_(填“弱酸性”“中性”或“弱碱性”)。（3）也可用电渗析法制备。“四室电渗析法”工作原理如图所示(阳膜和阴膜分别允许阳离子、阴离子通过)。写出阳极的电极反应式_。分析产品室可得到的原因_。早期采用“三室电渗析法”制备:将“四室电渗析法”中阳极室的稀硫酸用稀溶液代替,并撤去阳极室与产品室之间的阳膜,从而合并了阳极室与产品室,其缺点是产品中混有_杂质,该杂质产生的原因是_。28、（14分）将H2S转化为可再利用的资源是能源研究领域的重要课题。（1）H2S的转化克劳斯法铁盐氧化法光分解法反应的化学
16、方程式是_。反应:_+1H2S=_Fe2+_S+_(将反应补充完整)。反应体现了H2S的稳定性弱于H2O。结合原子结构解释二者稳定性差异的原因:_。（2）反应硫的产率低,反应的原子利用率低。我国科研人员设想将两个反应耦合,实现由H2S高效产生S和H2,电子转移过程如下图。过程甲、乙中,氧化剂分别是_。（3）按照设计,科研人员研究如下。首先研究过程乙是否可行,装置如图。经检验,n极区产生了Fe3+,p极产生了H2。n极区产生Fe3+的可能原因:.Fe2+-e-=Fe3+.2H2O-4e-=O2+4H+,_(写离子方程式)。经确认,是产生Fe3+的原因。过程乙可行。光照产生Fe3+后,向n极区注入
17、H2S溶液,有S生成,持续产生电流,p极产生H2。研究S产生的原因,设计如下实验方案:_。经确认,S是由Fe3+氧化H2S所得,H2S不能直接放电。过程甲可行。（4）综上,反应、能耦合,同时能高效产生H2和S,其工作原理如下图。 进一步研究发现,除了Fe3+/Fe2+外,I3-/I-也能实现上图所示循环过程。结合化学用语,说明I3-/I-能够使S源源不断产生的原因:_。29、（16分）科学家对一碳化学进行了广泛深入的研究并取得了一些重要成果。（1）已知：CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) H190.1kJ/mol；3CH3OH(g) CH3CH=CH2(g)+3H2O(g) H231.
18、0kJ/mol CO与H2合成CH3CH=CH2的热化学方程式为_。（2）现向三个体积均为2L的恒容密闭容器I、II、中，均分别充入1molCO 和2mo1H2发生反应：CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) H1-90.1kJ/mol。三个容器的反应温度分别为Tl、T2、T3且恒定不变。当反应均进行到5min时H2的体积分数如图1所示，其中只有一个容器中的反应已经达到平衡状态。5min时三个容器中的反应达到化学平衡状态的是容器_（填序号）。0-5 min内容器I中用CH3OH表示的化学反应速率v(CH3OH)=_。（保留两位有效数字）当三个容器中的反应均达到平衡状态时，平衡常数最小的是容
19、器_。（填序号）（3）CO常用于工业冶炼金属，在不同温度下用CO 还原四种金属氧化物，达到平衡后气体中与温度（T）的关系如图2所示。下列说法正确的是_（填字母）。A工业上可以通过增高反应装置来延长矿石和CO接触面积，减少尾气中CO的含量BCO用于工业冶炼金属铬(Cr)时，还原效率不高C工业冶炼金属铜(Cu) 时，600下CO的利用率比1000下CO的利用率更大DCO还原PbO2的反应H0（4）一种甲醇燃料电池，使用的电解质溶液是2molL1的KOH溶液。请写出加入(通入)a物质一极的电极反应式_；每消耗6.4g甲醇转移的电子数为_。（5）.一定条件下，用甲醇与一氧化碳反应合成乙酸可以消除一氧化
20、碳污染。常温下，将a mol/L的醋酸与b mol/L Ba(OH)2溶液等体积混合后，若溶液呈中性，用含a和b的代数式表示该混合溶液中醋酸的电离常数Ka为_。 答案以及解析1答案及解析：答案：D解析：依据图象分析判断，Mg与Cl2的能量高于MgCl2，依据能量守恒判断，所以由MgCl2制取Mg是吸热反应，A错误；物质的能量越低越稳定，根据图象数据分析，化合物的热稳定性顺序为：MgI2MgBr2MgCl2MgF2，B错误；氧化性：F2Cl2Br2I2，C错误；依据图象Mg（s）+Cl2（g）=MgCl2（s） H=-641kJmol-1，Mg（s）+Br2（g）=MgBr2（s） H=-524
21、kJmol-1，将第一个方程式减去第二方程式得MgBr2（s）+Cl2（g）MgCl2（s）+Br2（g） H=-117kJmol-1，D正确。答案选D。 2答案及解析：答案：C解析：图l所示过程发生的反应是反应，该反应焓变为负值，所以是放热反应，A正确；反应是放热反应，图2所示的能量过程示意图正确，B正确；由于反应I为放热反应，因此断开3mol N2H4(g)中的化学键吸收的能量小于形成1mol N2(g)和4mol NH3(g)中的化学键释放的能量，C错误；根据盖斯定律：I-2得N2H4(g)=N2(g)+2H2(g) =+50.7kJmol-1，D正确。答案选C。 3答案及解析：答案：C
22、解析：A项,过程I中断裂C-Cl键,C-Cl键是极性键;B项,过程II中是在Cl原子作用下转化为的过程,C项,形成新键会放出热量;D项,观察氟利昂(如)破坏臭氧层的反应过程示意图知,氯原子是破坏的催化剂。 4答案及解析：答案：A解析：电极1为负极,发生氧化反应,电极反应式为 。pH减小,A项错误;电子由负极流向正极,B项正确;电极2为正极,电极反应式为 ,C项正确;该过程中有光合作用存在,太阳能转化为化学能,且有电流产生,太阳能转化为电能,D项正确。 5答案及解析：答案：B解析： 6答案及解析：答案：A解析：根据H=正反应活化能-逆反应活化能=+100kJmol1，A正确；B曲线表示未使用催化
23、剂时、A曲线表示使用催化剂时反应过程中的能量变化，B错误；反应热取决于反应物总能量和生成物总能量的大小关系，与反应的条件无关，所以，同温同压下，反应H2(g)Cl2(g)2HCl(g)在光照和点燃条件下的H相同，C错误；C（s）+O2（g）=CO2（g），H1；C（s）+O2（g）=CO（g），H2；CO（g）+O2（g）=CO2（g），H3 ；由盖斯定理知=+；又反应均为放热反应H0，故H1O,得电子能力SO,非金属性SO,氢化物稳定性H2SH2O;2. Fe3+,H+; 3.将FeSO4溶液换成H2S溶液;4.I-在电极上放电:。在溶液中氧化H2S:。I-和循环反应。解析： 29答案及解析
24、：答案：1. 3CO(g)+6H2(g) CH3CH=CH2(g)+3H2O(g)H-301.3kJ/mol2. 0.067mol/(Lmin)3.BC4.CH3OH6e+8OH=+6H2O ；1.2NA(1.26.021023) 5.210-7b/(a-2b)解析：1. 已知：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) H1-90.1kJ/mol；3CH3OH(g)CH3CH=CH2(g)+3H2O(g) H2-31.0kJ/mol 根据盖斯定律，3+可得3CO(g)+6H2(g)CH3CH=CH2(g)+3H2O(g) ，则H=(-90.1kJ/mol)3+(-31.0kJ/mol)-301
25、.3kJ/mol ，CO与H2合成CH3CH=CH2的热化学方程式为3CO(g)+6H2(g)CH3CH=CH2(g)+3H2O(g) H-301.3kJ/mol；2.2CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) H2=-90.1kJmol-1，这是一个放热反应，三个容器的反应温度分别为T1、T2、T3且T1T2T3，若未达平衡，温度越高反应速率越快，相同时间内氢气的含量越低，tmin时，氢气的含量比和高，故到达平衡； CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)起始物质的量（mol） 1 2 0变化的物质的量（mol） x 2x x变化后物质的量（mol） 1-x 2-2x x则，解得，则0-5
26、min内容器I中用CH3OH表示的化学反应速率v(CH3OH)=0.067 mol/(Lmin)；对于放热反应而言，温度高会向吸热方向进行程度更大，所以CO的转化率随温度升高而降低，当三个容器中的反应均达到平衡状态时，CO的转化率最高的是容器是温度最低的容器 I；反应进程越大，转化率越高，平衡常数越大，所以平衡常数平衡常数最小的是转化率最小的容器，即温度最高的容器； 3.A增高炉的高度，增大CO与铁矿石的接触，不能影响平衡移动，CO的利用率不变，故A错误；B由图象可知用CO工业冶炼金属铬时，一直很高，说明CO转化率很低，故不适合B正确；C由图象可知温度越低越小，故CO转化率越高，故C正确；D由
27、图象可知CO还原PbO2的温度越高越高，说明CO转化率越低，平衡逆向移动，故H0，故D错误；故选BC；4.a极应为原电池的负极，介质环境为碱性的KOH溶液，故电极反应为CH3OH6e+8OH=CO+6H2O5.发生反应为2CH3COOH+Ba(OH)2=(CH3COO)2Ba+2H2O由题给条件，常温下溶液呈中性，可知c (H+)=c (OH)=110-7mol/L再由电荷守恒c (H+)+2c(Ba2+)=c (CH3COO) +c (OH)，则2c(Ba2+)=c (CH3COO)混合后c(Ba2+)= ，则c (CH3OO)=2=bmol/L由元素守恒可知，混合后溶液中c(CH3COO)+c(CH3COOH)=，则c(CH3COOH)=由