（新課標）廣西2022高考化學二輪復習 題型五 化學反應與能量專項練1.研究表明N2O與CO在Fe+作用下發(fā)生反應的能量變化及反應歷程如圖所示,下列說法錯誤的是()A.反應總過程H<0B.Fe+使反應的活化能減小C.FeO+也是該反應的催化劑D.Fe+N2OFeO+N2、FeO+COFe+CO2兩步反應均為放熱反應答案C解析反應總過程為N2O+CON2+CO2,根據(jù)圖示可知,反應物總能量高于生成物總能量,為放熱反應,H<0,A正確。根據(jù)反應歷程,Fe+為催化劑,能夠降低反應的活化能,B正確。FeO+為中間產(chǎn)物,而不是催化劑,C錯誤。根據(jù)圖示,Fe+N2OFeO+N2、FeO+COFe+CO2兩反應中反應物總能量均大于生成物總能量,均為放熱反應,D正確。2.已知:2C(s)+O2(g)2CO(g)H=-217 kJ·mol-1C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)H=b kJ·mol-1。HH、OH和OO鍵的鍵能分別為436 kJ·mol-1、462 kJ·mol-1和495 kJ·mol-1,則b為()A.+352B.+132C.-120D.-330答案B解析根據(jù)蓋斯定律:×2-得:2H2O(g)O2(g)+2H2(g)H=(2b+217) kJ·mol-1;而2H2O(g)O2(g)+2H2(g)H=(4×462-495-436×2) kJ·mol-1,即2b+217=4×462-495-436×2,解得b=+132。3.下列裝置由甲、乙部分組成(如圖所示),甲是將廢水中乙二胺H2N(CH2)2NH2氧化為環(huán)境友好物質形成的化學電源。當電池工作時,下列說法錯誤的是()A.甲中H+透過質子交換膜由左向右移動B.M極電極反應式:H2N(CH2)2NH2+4H2O-16e-2CO2+N2+16H+C.一段時間后,乙中CuSO4溶液濃度基本保持不變D.當N極消耗0.25 mol O2時,則鐵極增重16 g答案D解析甲圖中裝置是將化學能轉化為電能的原電池,M是負極,N是正極,電解質溶液為酸性溶液,負極上失電子發(fā)生氧化反應,正極上得電子發(fā)生還原反應。M是負極,N是正極,質子透過質子交換膜由M極移向N極,即由左向右移動,A正確。H2N(CH2)2NH2在負極M上失電子發(fā)生氧化反應,生成氮氣、二氧化碳和H+,電極反應式為H2N(CH2)2NH2+4H2O-16e-2CO2+N2+16H+,B正確。乙部分是在鐵上鍍銅,電解質溶液濃度基本不變,所以乙中CuSO4溶液濃度基本保持不變,C正確。當N電極消耗0.25 mol氧氣時,則轉移0.25 mol×4=1 mol電子,所以鐵電極增重 mol×64 g·mol-1=32 g,D錯誤。4.已知:2H2(g)+O2(g)2H2O(l)H=-571.6 kJ·mol-12CH3OH(l)+3O2(g)2CO2(g)+4H2O(l)H=-1 452 kJ·mol-1H+(aq)+OH-(aq)H2O(l)H=-57.3 kJ·mol-1下列說法正確的是()A.H2(g)的燃燒熱為142.9 kJ·mol-1B.同質量的H2(g)和CH3OH(l)完全燃燒,H2(g)放出的熱量多C.H2SO4(aq)+Ba(OH)2(aq)BaSO4(s)+H2O(l)H=-57.3 kJ·mol-1D.3H2(g)+CO2(g)CH3OH(l)+H2O(l)H=+131.4 kJ·mol-1答案B解析根據(jù)燃燒熱的定義可知,H2(g)的燃燒熱為285.8 kJ·mol-1,A錯誤。2 mol(即4 g) H2(g)完全燃燒放出571.6 kJ的熱量,2 mol(即64 g) CH3OH(l)完全燃燒放出1 452 kJ的熱量,單位質量的H2(g)放出的熱量多,B正確。中和反應是放熱反應,硫酸與氫氧化鋇溶液反應,由于有硫酸鋇沉淀生成,所以反應的H-57.3 kJ·mol-1,C錯誤。根據(jù)蓋斯定律,由,可得熱化學方程式:3H2(g)+CO2(g)CH3OH(l)+H2O(l)H=-131.4 kJ·mol-1,D錯誤。5.混合動力汽車(HEV)中使用了鎳氫電池,其工作原理如圖所示:其中M為儲氫合金,MH為吸附了氫原子的儲氫合金,KOH溶液作電解液。關于鎳氫電池,下列說法不正確的是()A.充電時,陰極附近pH降低B.電動機工作時溶液中OH-向甲移動C.放電時正極反應式為:NiOOH+H2O+e-Ni(OH)2+OH-D.電極總反應式為:MH+NiOOHM+Ni(OH)2答案A解析充電時陰極發(fā)生還原反應,電極反應為M+H2O+e-MH+OH-,生成氫氧根,pH增大,A錯誤。電動機工作時是放電過程,原電池工作時,溶液中氫氧根離子向負極即甲電極遷移,B正確。正極得電子發(fā)生還原反應,電極反應式為NiOOH+H2O+e-Ni(OH)2+OH-,C正確。放電過程的正極反應為NiOOH+H2O+e-Ni(OH)2+OH-,負極反應為MH+OH-e-M+H2O,則電池總反應為MH+NiOOHM+Ni(OH)2,D正確。6.已知:2H2(g)+O2(g)2H2O(g)H1H2(g)+Cl2(g)2HCl(g)H24HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)H3N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H42NH3(g)+3Cl2(g)N2(g)+6HCl(g)H5下列關于上述反應焓變的判斷正確的是()A.H1>0,H2>0B.H3>0,H4>0C.H2=H4+H5D.H3=H1-2H2答案D解析2H2(g)+O2(g)2H2O(g)屬于放熱反應,H1<0;H2(g)+Cl2(g)2HCl(g)屬于放熱反應,H2<0;N2(g)+3H2(g)2NH3(g)屬于放熱反應,H4<0,A、B錯誤;根據(jù)蓋斯定律,H2=(H4+H5)×,C錯誤;根據(jù)蓋斯定律,H3=H1-2H2,D正確。7.近幾年科學家發(fā)明的一種新型可控電池鋰水電池,工作原理如圖所示。下列有關說法不正確的是()A.石墨極發(fā)生的反應是2H2O+2e-H2+2OH-B.有機電解質和水溶液不可以互換區(qū)域C.標準狀況下產(chǎn)生22.4 L的氫氣時,正極消耗鋰的質量為14 gD.該裝置不僅可提供電能,還可得到清潔的氫氣答案C解析根據(jù)圖示信息可知,石墨電極上產(chǎn)生氫氣,應該是正極,該電極上發(fā)生得電子的還原反應:2H2O+2e-H2+2OH-,A正確。由于金屬Li可以與水反應生成氫氧化鋰和氫氣,但是與有機電解質不反應,所以有機電解質和水溶液不可以互換區(qū)域,B正確。金屬Li與水發(fā)生反應2Li+2H2O2LiOH+H2,標準狀況下產(chǎn)生22.4 L的氫氣時,金屬鋰是負極,負極消耗鋰的質量為14 g,C錯誤。該裝置是將化學能轉化為電能的裝置,裝置不僅可提供電能,并且反應產(chǎn)物是氫氣,能提供能源,D正確。8.已知反應:H2(g)+O2(g)H2O(g)H1N2(g)+O2(g)NO2(g)H2N2(g)+H2(g)NH3(g)H3則反應2NH3(g)+O2(g)2NO2(g)+3H2O(g)的H為()A.2H1+2H2-2H3B.H1+H2-H3C.3H1+2H2+2H3D.3H1+2H2-2H3答案D解析根據(jù)蓋斯定律,×3+×2-×2得2NH3(g)+O2(g)2NO2(g)+3H2O(g)H=3H1+2H2-2H3。9.瓦斯爆炸是煤礦開采中的重大危害,一種瓦斯分析儀(圖甲)能夠在煤礦巷道中的甲烷達到一定濃度時,可以通過傳感器顯示。該瓦斯分析儀工作原理類似燃料電池的工作原理,其裝置如圖乙所示,其中的固體電解質是Y2O3-Na2O,O2-可以在其中自由移動。下列有關敘述正確的是()A.瓦斯分析儀工作時,電池內電路中電子由電極b流向電極aB.電極b是正極,O2-由電極a流向電極bC.電極a的反應式為CH4+4O2-8e-CO2+2H2OD.當固體電解質中有1 mol O2-通過時,電子轉移4 mol答案C解析電子不能在電池內電路流動,只能在外電路中流動,A錯誤。O2-是陰離子,應向負極移動,即O2-由正極(電極b)流向負極(電極a),B錯誤。甲烷所在電極a為負極,電極反應式為CH4+4O2-8e-CO2+2H2O,C正確。1 mol O2得4 mol電子生成2 mol O2-,故當固體電解質中有1 mol O2-通過時,電子轉移2 mol,D錯誤。10.LiOH和鈷氧化物可用于制備鋰離子電池正極材料。利用如圖裝置電解制備LiOH,兩電極區(qū)電解液分別為LiOH溶液和LiCl溶液。下列說法不正確的是()A.B極區(qū)電解液為LiOH溶液B.每產(chǎn)生標準狀況下2.24 L氫氣,就有0.1 mol陽離子通過交換膜進入陰極區(qū)C.電解過程中Li+向B電極遷移D.陽極電極反應式為2Cl-2e-Cl2答案B解析根據(jù)圖知,B電極上有氫氣生成,則B為電解池陰極,A為陽極。B電極反應式為2H2O+2e-2OH-+H2,有氫氧根離子生成,所以B極區(qū)電解液為LiOH溶液,A極區(qū)電解液為LiCl溶液,A正確。每產(chǎn)生標準狀況下2.24 L氫氣,有0.2 mol電子轉移,根據(jù)電荷守恒知,有0.2 mol陽離子通過交換膜進入陰極區(qū),B錯誤。電解池工作時,電解質溶液中的陽離子向陰極移動,即電解過程中Li+向B電極遷移,C正確。A電極為陽極,電極上氯離子放電,電極反應式為2Cl-2e-Cl2,D正確。11.(1)氫氣是一種清潔能源,氫氣的制取與儲存是氫能源利用領域的研究熱點。已知:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)H=+206.2 kJ·mol-1CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)H=+247.4 kJ·mol-1以甲烷為原料制取氫氣是工業(yè)上常用的制氫方法。CH4(g)與H2O(g)反應生成CO2(g)和H2(g)的熱化學方程式為 。 (2)科學家利用太陽能分解水生成的氫氣在催化劑作用下與二氧化碳反應生成甲醇,并開發(fā)出直接以甲醇為燃料的燃料電池。已知表示H2(g)、CO(g)和CH3OH(l)燃燒熱的H分別為-285.8 kJ·mol-1、-283.0 kJ·mol-1和-726.5 kJ·mol-1。請回答下列問題:用太陽能分解10 mol水消耗的能量是 kJ。 甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和液態(tài)水的熱化學方程式為 。 答案(1)CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g)H=+165.0 kJ·mol-1(2)2 858CH3OH(l)+O2(g)CO(g)+2H2O(l)H=-443.5 kJ·mol-1解析(1)CH4(g)+2H2O(g) CO2(g)+4H2(g)可通過式×2-式得到,故H=+165.0 kJ·mol-1。(2)因為1 mol氫氣燃燒生成1 mol水放出的熱量是285.8 kJ,則1 mol水分解需要吸收285.8 kJ的能量,所以用太陽能分解10 mol水需要的能量是2 858 kJ。根據(jù)題意寫出如下熱化學方程式:.CO(g)+O2(g)CO2(g)H=-283.0 kJ·mol-1,.CH3OH(l)+O2(g)CO2(g)+2H2O(l)H=-726.5 kJ·mol-1,應用蓋斯定律,由式-式得CH3OH(l)+O2(g)CO(g)+2H2O(l)H=(-726.5+283.0) kJ·mol-1=-443.5 kJ·mol-1。12.利用電化學原理,將NO2、O2和熔融KNO3制成燃料電池,模擬工業(yè)電解法來處理含Cr2廢水,如下圖所示;電解過程中溶液發(fā)生反應:Cr2+6Fe2+14H+2Cr3+6Fe3+7H2O。(1)甲池工作時,NO2轉變成綠色硝化劑Y,Y是N2O5,可循環(huán)使用。則石墨是電池的極;石墨附近發(fā)生的電極反應式為。 (2)工作時,甲池內的N向極移動(填“石墨”或“石墨”);在相同條件下,消耗的O2和NO2的體積比為。 (3)乙池中Fe()棒上發(fā)生的電極反應為。 (4)若溶液中減少了0.01 mol Cr2,則電路中至少轉移了 mol電子。 (5)向完全還原為Cr3+的乙池工業(yè)廢水中滴加NaOH溶液,可將鉻以Cr(OH)3沉淀的形式除去,已知Cr(OH)3存在以下溶解平衡:Cr(OH)3(s)Cr3+(aq)+3OH-(aq),常溫下Cr(OH)3的溶度積Ksp=c(Cr3+)·c3(OH-)=1.0×10-32,要使c(Cr3+)降至1.0×10-5 mol·L-1,溶液的pH應調至。 答案(1)正NO2+N-e-N2O5(2)石墨14(3)Fe-2e-Fe2+(4)0.12(5)5解析(1)根據(jù)圖示知甲池為燃料電池,電池工作時,石墨附近NO2轉變成N2O5,發(fā)生氧化反應,電極反應式為NO2+N-e-N2O5;石墨是電池的正極,O2得電子發(fā)生還原反應,電極反應式為O2+2N2O5+4e-4N。(2)電池工作時,電解質溶液中的陰離子移向負極,即甲池內的N向石墨極移動;根據(jù)兩極的電極反應式結合得失電子守恒知,在相同條件下,消耗O2和NO2的體積比為14。(3)乙池為電解池,Fe()棒為電解池的陽極,發(fā)生的電極反應為Fe-2e-Fe2+。(4)根據(jù)反應Cr2+6Fe2+14H+2Cr3+6Fe3+7H2O知,若溶液中減少了0.01 mol Cr2,則參加反應的Fe2+為0.06 mol,根據(jù)電極反應:Fe-2e-Fe2+知電路中至少轉移了0.12 mol電子。(5)常溫下Cr(OH)3的溶度積Ksp=c(Cr3+)·c3(OH-)=1.0×10-32,c(Cr3+)=10-5 mol·L-1,則c3(OH-)=1.0×10-27,c(OH-)=1.0×10-9 mol·L-1,c(H+)=10-5 mol·L-1,溶液的pH應調至5。