周測(cè)7化學(xué)反應(yīng)與能量夯基提能卷一、選擇題：本題共7小題，每小題6分，共42分。1如圖所示的日常生活裝置中，與手機(jī)充電時(shí)的能量轉(zhuǎn)化形式相同的是()答案：A解析：手機(jī)充電為電解過(guò)程，電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。電解水為電解過(guò)程，與手機(jī)充電的能量轉(zhuǎn)化形式相同，A正確；水力發(fā)電為機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的過(guò)程，B錯(cuò)誤；太陽(yáng)能熱水器將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為熱能，C錯(cuò)誤；干電池將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，D錯(cuò)誤。2H2與ICl的反應(yīng)分兩步進(jìn)行，其能量曲線如圖所示，下列有關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A反應(yīng)、反應(yīng)均為放熱反應(yīng)B反應(yīng)、反應(yīng)均為氧化還原反應(yīng)C反應(yīng)比反應(yīng)的速率慢，與相應(yīng)正反應(yīng)的活化能無(wú)關(guān)D反應(yīng)、反應(yīng)的焓變之和為H218 kJmol1答案：C解析：反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量，反應(yīng)是放熱反應(yīng)，根據(jù)圖象，故A說(shuō)法正確；反應(yīng)中H的化合價(jià)由01，部分I的化合價(jià)降低，屬于氧化還原反應(yīng)，反應(yīng)中，I的化合價(jià)發(fā)生變化，屬于氧化還原反應(yīng)，故B說(shuō)法正確；反應(yīng)比反應(yīng)慢，說(shuō)明反應(yīng)中正反應(yīng)的活化能較大，反應(yīng)中正反應(yīng)的活化能較小，故C說(shuō)法錯(cuò)誤；根據(jù)蓋斯定律，知反應(yīng)的焓變只與始態(tài)和終態(tài)有關(guān)，與反應(yīng)的途徑無(wú)關(guān)，因此H218 kJmol1，故D說(shuō)法正確。3深埋在潮濕土壤中的鐵管道，在硫酸鹽還原菌作用下，能被硫酸根腐蝕，其電化學(xué)腐蝕原理如圖所示，下列與此原理有關(guān)的說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A正極反應(yīng)為：SO5H2O8e=HS9OHB輸送暖氣的管道不易發(fā)生此類腐蝕C這種情況下，F(xiàn)e腐蝕的最終產(chǎn)物為Fe2O3xH2OD管道上刷富鋅油漆可以延緩管道的腐蝕答案：C解析：原電池的正極發(fā)生還原反應(yīng)，由圖示可知正極發(fā)生的電極反應(yīng)為SO5H2O8e=HS9OH，A正確；硫酸鹽還原菌中的蛋白質(zhì)在高溫下易變性，失去催化活性，則輸送暖氣的管道不易發(fā)生此類腐蝕，B正確；由圖示可知，F(xiàn)e腐蝕的最終產(chǎn)物為FeO，C錯(cuò)誤；管道上刷富鋅油漆，形成ZnFe原電池，F(xiàn)e變?yōu)檎龢O，可以延緩管道的腐蝕，D正確。4為探究NaHCO3、Na2CO3與1 molL1鹽酸反應(yīng)(設(shè)兩反應(yīng)分別是反應(yīng)、反應(yīng))過(guò)程中的熱效應(yīng)，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)并測(cè)得如下數(shù)據(jù)。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是()序號(hào)液體固體混合前溫度混合后最高溫度35 mL水2.5 g NaHCO320 18.5 35 mL水3.2 g Na2CO320 24.3 35 mL鹽酸2.5 g NaHCO320 16.2 35 mL鹽酸3.2 g Na2CO320 25.1 A.僅通過(guò)實(shí)驗(yàn)即可判斷反應(yīng)是吸熱反應(yīng)B僅通過(guò)實(shí)驗(yàn)即可判斷反應(yīng)是放熱反應(yīng)C通過(guò)實(shí)驗(yàn)可判斷出反應(yīng)、分別是吸熱反應(yīng)、放熱反應(yīng)D通過(guò)實(shí)驗(yàn)可判斷出反應(yīng)、分別是放熱反應(yīng)、吸熱反應(yīng)答案：C解析：因鹽酸中亦有水，故綜合可知為吸熱反應(yīng)，綜合可知為放熱反應(yīng)，故C正確。5現(xiàn)有陽(yáng)離子交換膜、陰離子交換膜、石墨電極和如圖所示的電解槽。用氯堿工業(yè)中的離子交換膜技術(shù)原理，可電解Na2SO4溶液生產(chǎn)NaOH溶液和H2SO4溶液。下列說(shuō)法中正確的是()Ab是陽(yáng)離子交換膜，允許Na通過(guò)B從A口出來(lái)的是NaOH溶液C陰極反應(yīng)式為4OH4e=2H2OO2DNa2SO4溶液從G口加入答案：A解析：A項(xiàng)，右邊電極是陰極，氫離子放電，b是陽(yáng)離子交換膜，允許Na通過(guò)，正確；B項(xiàng)，左邊電極是陽(yáng)極，陽(yáng)極是氫氧根放電，從A口出來(lái)的是硫酸溶液，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，陰極是氫離子得到電子，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，根據(jù)分析可知Na2SO4溶液從F口加入，錯(cuò)誤。6某科學(xué)家利用二氧化鈰(CeO2)在太陽(yáng)能作用下將H2O、CO2轉(zhuǎn)變?yōu)镠2、CO。其過(guò)程如下：mCeO2(mx)CeO2xCexO2(mx)CeO2xCexH2OxCO2mCeO2xH2xCO下列說(shuō)法不正確的是()A該過(guò)程中CeO2為H2O、CO2轉(zhuǎn)變?yōu)镠2、CO的催化劑B該過(guò)程實(shí)現(xiàn)了太陽(yáng)能向化學(xué)能的轉(zhuǎn)化C1 mol CeO2參加反應(yīng)，共生成2x mol的氣體D以CO和O2構(gòu)成的堿性燃料電池的負(fù)極反應(yīng)式為CO4OH2e=CO2H2O答案：C解析：通過(guò)太陽(yáng)能實(shí)現(xiàn)總反應(yīng)：H2OCO2=H2COO2，CeO2沒(méi)有消耗，CeO2是光催化劑，A正確；該過(guò)程在太陽(yáng)能作用下將H2O、CO2轉(zhuǎn)變?yōu)镠2、CO，所以把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能，B正確；根據(jù)方程式可知1 mol CeO2參加反應(yīng)，共生成 mol的氣體，C錯(cuò)誤；CO在負(fù)極失電子生成CO2，在堿性條件下CO2再與OH反應(yīng)生成CO，故負(fù)極反應(yīng)式正確，D正確。72019北京朝陽(yáng)區(qū)模擬高鐵酸鈉(Na2FeO4)是具有紫色光澤的粉末，是一種高效綠色強(qiáng)氧化劑，堿性條件下穩(wěn)定，可用于廢水和生活用水的處理。實(shí)驗(yàn)室以石墨和鐵釘為電極，以不同濃度的NaOH溶液為電解質(zhì)溶液，控制一定電壓電解制備高鐵酸鈉，電解裝置和現(xiàn)象如下。下列說(shuō)法不正確的是()c(NaOH)陰極現(xiàn)象陽(yáng)極現(xiàn)象1 molL1產(chǎn)生無(wú)色氣體產(chǎn)生無(wú)色氣體，10 min內(nèi)溶液顏色無(wú)明顯變化10 molL1產(chǎn)生大量無(wú)色氣體產(chǎn)生大量無(wú)色氣體，3 min后溶液變?yōu)闇\紫紅色，隨后逐漸加深15 molL1產(chǎn)生大量無(wú)色氣體產(chǎn)生大量無(wú)色氣體，1 min后溶液變?yōu)闇\紫紅色，隨后逐漸加深A(yù)a為鐵釘，b為石墨B陰極主要發(fā)生反應(yīng)：2H2O2e=H22OHC高濃度的NaOH溶液有利于發(fā)生Fe6e8OHFeO4H2OD制備Na2FeO4時(shí)，若用飽和NaCl溶液，可有效避免陽(yáng)極產(chǎn)生氣體答案：D解析：以石墨和鐵釘為電極，用電解法制備Na2FeO4，F(xiàn)e發(fā)生氧化反應(yīng)，則鐵釘為陽(yáng)極，故a為鐵釘，b為石墨，A正確。陰極上發(fā)生還原反應(yīng)生成H2，電極反應(yīng)式為2H2O2e=2OHH2，B正確。由表中信息可知，c(NaOH)越大，陽(yáng)極附近溶液變?yōu)闇\紫紅色的時(shí)間越短，則生成Na2FeO4的速率越快，故高濃度的NaOH溶液有利于發(fā)生反應(yīng)：Fe8OH6e=FeO4H2O，C正確。若用飽和NaCl溶液，溶液中c(Cl)較大，Cl在陽(yáng)極發(fā)生反應(yīng)：2Cl2e=Cl2，則陽(yáng)極上還產(chǎn)生氣體Cl2，D錯(cuò)誤。二、非選擇題：共43分。8(14分)(1)請(qǐng)用熱化學(xué)方程式表示：1 mol N2(g)與適量H2(g)反應(yīng)，生成2 mol NH3(g)，放出92.2 kJ熱量。_1 mol N2(g)與適量O2(g)反應(yīng)生成2 mol NO2(g)，吸收68 kJ熱量。_(2)隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，人們研制了多種甲醇質(zhì)子交換膜燃料電池，以滿足不同的需求。有一類甲醇質(zhì)子交換膜燃料電池，需將甲醇蒸氣轉(zhuǎn)化為氫氣，兩種反應(yīng)原理是：CH3OH(g)H2O(g)=CO2(g)3H2(g)H49.0 kJmol1CH3OH(g)O2(g)=CO2(g)2H2O(g)H192.9 kJmoll由上述方程式可知，CH3OH的燃燒熱_(填“大于”“等于”或“小于”)192.9 kJmol1。已知水的汽化熱為44 kJmol1，則氫氣燃燒熱的熱化學(xué)方程式為_(kāi)。(3)把煤作為燃料可通過(guò)下列兩種途徑：途徑C(s)O2(g)=CO2(g)H1<0途徑先制成水煤氣：C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)H2>0再燃燒水煤氣：2CO(g)O2(g)=2CO2(g) H3<02H2(g)O2(g)=2H2O(g)H4<0H1、H2、H3、H4的數(shù)學(xué)關(guān)系式是_。A2H12H2H3H4B2H1<2H2H3H4C2H12H2H3H4DH1H2H3H4答案：(1)N2(g)3H2(g)=2NH3(g)H92.2 kJmol1N2(g)2O2(g)=2NO2(g)H68 kJmol1(2)大于H2(g)O2(g)=H2O(l)H124.6 kJmol1(3)A解析：(1)N2(g)3H2(g)=2NH3(g)H92.2 kJmol1。N2(g)2O2(g)=2NO2(g)H68 kJmol1。(2)燃燒熱對(duì)應(yīng)液態(tài)水，比放出更多熱量，所以CH3OH的燃燒熱大于 192.9 kJmol1。得到H2(g)O2(g)=H2O(g)H80.6 kJmol1，再結(jié)合H2O(g)=H2O(l)H44 kJmol1，得到氫氣燃燒熱的熱化學(xué)方程式為H2(g)O2(g)=H2O(l)H124.6 kJmol1。(3)煤直接燃燒與制成水煤氣再燃燒的能量守恒，故選A。9(14分)2019北京海淀區(qū)模擬電鍍行業(yè)產(chǎn)生的酸性含鉻廢水對(duì)環(huán)境有污染，其中所含的Cr()是主要污染物，可采用多種處理方法將其除去。查閱資料可知：在酸性環(huán)境下，Cr()通常以Cr2O的形式存在，Cr2OH2O2CrO2H；Cr2O的氧化能力強(qiáng)于CrO；常溫下，部分陽(yáng)離子以氫氧化物形式沉淀時(shí)溶液的pH如下表：陽(yáng)離子Fe3Fe2Cr3開(kāi)始沉淀的pH1.97.04.3沉淀完全的pH3.29.05.6.腐蝕電池法(1)向酸性含鉻廢水中投放廢鐵屑和焦炭，利用原電池原理還原Cr()。下列關(guān)于焦炭的說(shuō)法正確的是_(填序號(hào))。a作原電池的正極b在反應(yīng)中作還原劑c表面可能有氣泡產(chǎn)生.電解還原法向酸性含鉻廢水中加入適量NaCl固體，以Fe為電極電解，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，有Cr(OH)3和Fe(OH)3沉淀生成排出，從而使廢水中鉻含量低于排放標(biāo)準(zhǔn)。裝置如圖甲所示。(2)A極連接電源的_極，A極上發(fā)生的電極反應(yīng)式為_(kāi)。(3)電解開(kāi)始時(shí)，B極上主要發(fā)生的電極反應(yīng)為2H2e=H2，此外還有少量Cr2O在B極上直接放電，該反應(yīng)的電極反應(yīng)式為_(kāi)。(4)電解過(guò)程中，溶液的pH不同時(shí)，通電時(shí)間(t)與溶液中Cr元素去除率的關(guān)系如圖乙所示。由圖知，電解還原法應(yīng)采取的最佳pH范圍為_(kāi)(填序號(hào))。a24b46c610解釋曲線和曲線去除率低的原因：_。答案：(1)ac(2)正Fe2e=Fe2(3)Cr2O14H6e=2Cr37H2O(4)b曲線的pH較小，此時(shí)Cr()被還原生成的Cr3難以生成Cr(OH)3沉淀，仍以Cr3形式存在于溶液中，導(dǎo)致去除率較低；曲線的pH較大，鉻元素主要以CrO形式存在，其氧化能力弱于Cr2O，Cr()難以被還原并生成沉淀，導(dǎo)致去除率較低解析：(1)向酸性含鉻廢水中投放廢鐵屑和焦炭，形成原電池，鐵作原電池的負(fù)極，發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為Fe2eFe2；焦炭作正極，但焦炭是惰性材料，本身不能被還原，由于廢水呈酸性，正極上可能發(fā)生反應(yīng)：2H2e=H2，觀察到焦炭表面有氣泡產(chǎn)生，則a、c正確。(2)由圖可知，與電源的B極相連的一極表面產(chǎn)生H2，該電極發(fā)生反應(yīng)：2H2e=H2，則B是負(fù)極，A是正極；與A極相連的電極為電解池的陽(yáng)極，電極材料是Fe，F(xiàn)e發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為Fe2eFe2。(3)B極是陰極，發(fā)生還原反應(yīng)，少量Cr2O在B極上直接放電被還原為Cr3，電解質(zhì)溶液呈酸性，則電極反應(yīng)式為Cr2O14H6e2Cr37H2O。(4)由圖可知，曲線對(duì)應(yīng)pH4時(shí)，溶液中Cr元素去除率最大，且所用時(shí)間最短，反應(yīng)速率快；曲線對(duì)應(yīng)pH 6時(shí)，Cr元素去除率最終與pH4相同，但所用時(shí)間較長(zhǎng)，反應(yīng)速率比pH4慢；圖中曲線、對(duì)應(yīng)的Cr元素去除率偏低，故最佳pH范圍為46。由題給信息可知，去除廢水中Cr元素，最終要生成Cr(OH)3和Fe(OH)3沉淀排出。曲線的pH2，酸性較強(qiáng)，此時(shí)Cr()被還原生成的Cr3難以生成Cr(OH)3沉淀，仍以Cr3形式存在于溶液中，導(dǎo)致去除率較低；曲線的pH10，溶液呈堿性，促使平衡Cr2OH2O2CrO2H正向移動(dòng)，鉻元素主要以CrO形式存在，其氧化能力弱于Cr2O，Cr()難以被還原并生成沉淀，導(dǎo)致去除率較低。10(15分)模擬題組合(1)雷雨天氣中發(fā)生自然固氮后，N元素轉(zhuǎn)化為_(kāi)而存在于土壤中，處于研究階段的化學(xué)固氮新方法是N2在催化劑表面與水發(fā)生如下反應(yīng)：2N2(g)6H2O(l)=4NH3(g)3O2(g)HK已知：N2(g)3H2(g)=2NH3(g)H192.4 kJmol1K12H2(g)O2(g)=2H2O(l)H2571.6 kJmol1K2則H_；K_(用K1和K2表示)。(2)真空碳熱還原氯化法可實(shí)現(xiàn)由鋁礦制備金屬鋁，其相關(guān)的熱化學(xué)方程式如下：2Al2O3(s)2AlCl3(g)6C(s)=6AlCl(g)6CO(g)Ha kJmol13AlCl(g)=2Al(l)AlCl3(g)Hb kJmol1反應(yīng)Al2O3(s)3C(s)=2Al(l)3CO(g)的H_kJmol1(用含a、b的代數(shù)式表示)。(3)已知：Mg(s)H2(g)=MgH2(s)H74.5 kJmol1Mg2Ni(s)2H2(g)=Mg2NiH4(s)H64.4kJmol1則Mg2Ni(s)2MgH2(s)=2Mg(s)Mg2NiH4(s)H_kJmol1。(4)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)會(huì)引發(fā)N2和O2反應(yīng)，生成NOx等污染大氣。其中生成NO的能量變化示意圖如圖：2NO(g)該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為_(kāi)。答案：(1)硝酸鹽1 530 kJmol1(2)0.5ab(3)84.6(4)N2(g)O2(g)=2NO(g)H183 kJmol1解析：(1)雷雨天氣中發(fā)生自然固氮后，N2NONO2NO，N元素轉(zhuǎn)化為硝酸鹽而存在于土壤中，根據(jù)蓋斯定律23，H92.4 kJmol123571.6 kJmol11 530 kJmol1，K。(2)2Al2O3(s)2AlCl3(g)6C(s)=6AlCl(g)6CO(g)Ha kJmol13AlCl(g)=2Al(l)AlCl3(g)Hb kJmol1依據(jù)蓋斯定律得到Al2O3(s)3C(s)=2Al(l)3CO(g)H(0.5ab)kJmol1。(3)Mg(s)H2(g)=MgH2(s)H174.5 kJmol1Mg2Ni(s)2H2(g)=Mg2NiH4(s)H264.4 kJmol1Mg2Ni(s)2MgH2(s)=2Mg(s)Mg2NiH4(s)H3。由蓋斯定律2得到Mg2Ni(s)2MgH2(s)=2Mg(s)Mg2NiH4(s)H364.4 kJmol12(74.5 kJmol1)84.6 kJmol1。(4)該反應(yīng)中的反應(yīng)熱反應(yīng)物的鍵能和生成物的鍵能和(945498)kJmol12630 kJmol1183 kJmol1，所以N2和O2反應(yīng)生成NO的熱化學(xué)反應(yīng)方程式為N2(g)O2(g)=2NO(g)H183 kJmol1。探究創(chuàng)新卷一、選擇題：本題共7小題，每小題6分，共42分。1下列有關(guān)電化學(xué)的示意圖中正確的是()答案：D解析：選項(xiàng)A，Zn應(yīng)為原電池負(fù)極，Cu為原電池正極。選項(xiàng)B，鹽橋兩邊的燒杯中盛裝的電解質(zhì)溶液應(yīng)互換。選項(xiàng)C，粗銅應(yīng)連接電源正極。選項(xiàng)D，電解飽和NaCl溶液，Cl在陽(yáng)極放電產(chǎn)生Cl2，H在陰極獲得電子而產(chǎn)生H2，正確。2下圖是金屬鎂和鹵素單質(zhì)(X2)反應(yīng)的能量變化示意圖。下列說(shuō)法正確的是()A由MgCl2制取Mg是放熱過(guò)程B熱穩(wěn)定性：MgI2MgBr2MgCl2MgF2C金屬鎂和鹵素單質(zhì)(X2)的反應(yīng)都是放熱反應(yīng)D由圖可知此溫度下MgBr2(s)與Cl2(g)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為MgBr2(s)Cl2(g)=MgCl2(s)Br2(g)H117 kJmol1答案：C解析：分析圖象可知，MgCl2的能量低于Mg與Cl2的能量之和，依據(jù)能量守恒定律知由MgCl2制取Mg的反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；物質(zhì)的能量越低越穩(wěn)定，化合物的穩(wěn)定性順序?yàn)镸gI2MgBr2MgCl2MgF2，B項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)圖象分析，金屬鎂與鹵素單質(zhì)(X2)的反應(yīng)都是放熱反應(yīng)，C項(xiàng)正確；分析圖象可知反應(yīng)的焓變等于117 kJmol1，D項(xiàng)錯(cuò)誤。3按如圖中甲裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，若圖乙中橫坐標(biāo)x表示流入電極的電子的物質(zhì)的量，下列敘述正確的是()AE表示反應(yīng)生成Cu的物質(zhì)的量或表示反應(yīng)消耗H2O的物質(zhì)的量BCu極上的反應(yīng)為2H2O4e=4HO2CF表示反應(yīng)生成H2SO4的物質(zhì)的量D電解后溶液的pH增大答案：A解析：在該電解池中，陰極：Cu22e=Cu，陽(yáng)極：2H2O4e=4HO2，總反應(yīng)：2CuSO42H2O2Cu2H2SO4O2，從題圖乙中看出，每轉(zhuǎn)移4 mol e，E從02，F(xiàn)從01，顯然，E表示生成H2SO4的物質(zhì)的量、生成Cu的物質(zhì)的量或表示反應(yīng)消耗H2O的物質(zhì)的量，F(xiàn)表示生成氧氣的物質(zhì)的量，電解后有硫酸生成，溶液pH減小。4下列說(shuō)法正確的是()A測(cè)定HCl和NaOH中和反應(yīng)的反應(yīng)熱時(shí)，單次實(shí)驗(yàn)均應(yīng)測(cè)量3個(gè)溫度，即鹽酸起始溫度、NaOH溶液起始溫度和反應(yīng)終止溫度B若2C(s)O2(g)=2CO(g)H221.0 kJmol1，則碳的燃燒熱為110.5 kJmol1C需要加熱的反應(yīng)一定是吸熱反應(yīng)，常溫下能發(fā)生的反應(yīng)一定是放熱反應(yīng)D已知.反應(yīng)H2(g)Cl2(g)2HCl(g)Ha kJmol1.且a、b、c均大于零，則斷開(kāi)1 mol HCl鍵所需的能量為2(abc) kJ答案：A解析：測(cè)定HCl和NaOH中和反應(yīng)的反應(yīng)熱時(shí)，單次實(shí)驗(yàn)均應(yīng)測(cè)量3個(gè)溫度，即鹽酸起始溫度、NaOH溶液起始溫度和反應(yīng)終止溫度，A正確；在一定條件下，1 mol可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定化合物時(shí)所放出的熱量是燃燒熱，碳的穩(wěn)定氧化物是二氧化碳，B錯(cuò)誤；需要加熱的反應(yīng)不一定是吸熱反應(yīng)，例如碳燃燒，常溫下能發(fā)生的反應(yīng)也不一定是放熱反應(yīng)，例如氫氧化鋇和銨鹽的反應(yīng)，C錯(cuò)誤；反應(yīng)熱等于斷鍵吸收的能量和形成化學(xué)鍵所放出的能量差，設(shè)HCl鍵的鍵能為x kJmol1，則根據(jù)方程式可知bc2xa，因此斷開(kāi)1 mol HCl鍵所需的能量為 kJ，D錯(cuò)誤。5.向新型燃料電池的兩極分別通入CH4和空氣，其中固體電解質(zhì)是摻雜了Y2O3的ZrO3固體，它在高溫下能傳導(dǎo)O2。圖中濾紙用含有酚酞的氯化鈉溶液浸泡過(guò)，c、d、e、f均為惰性電極，工作后e極周圍變紅。下列敘述正確的是()Ac極為正極，A處通入甲烷氣體Bd極的反應(yīng)式為O22H2O4e=4OHC固體電解質(zhì)中O2由d極向c極移動(dòng)De極上發(fā)生氧化反應(yīng)，pH增大答案：C解析：本題是用甲烷燃料電池電解氯化鈉溶液，根據(jù)e極周圍變紅色，表明該電極是陰極，發(fā)生還原反應(yīng)：2H2O2e=H22OH，D錯(cuò)誤，則c是負(fù)極，A處通入甲烷，A錯(cuò)誤；d極是正極，發(fā)生反應(yīng)：O24e=2O2，B錯(cuò)誤；原電池中陰離子移向負(fù)極，C正確。6設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值。已知反應(yīng)：(1)CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H1a kJmol1(2)CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g)H2b kJmol1其他數(shù)據(jù)如表：化學(xué)鍵C=OO=OCHOH鍵能/(kJmol1)798x413463下列說(shuō)法正確的是()A上表中x(1 796b)/2BH2O(g)=H2O(l)的S<0，H(ab)kJmol1C當(dāng)有4NA個(gè)CH鍵斷裂時(shí)，反應(yīng)放出的熱量一定為a kJD利用反應(yīng)(1)設(shè)計(jì)的原電池電解精煉銅時(shí)，當(dāng)負(fù)極輸出0.2NA個(gè)電子時(shí)，電解槽的陽(yáng)極質(zhì)量一定減輕6.4 g答案：A解析：根據(jù)反應(yīng)CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g)吸收的熱量為2x kJ413 kJ4，放出的熱量是798 kJ2463 kJ43 448 kJ，反應(yīng)是放熱的，所以2x kJ413 kJ43 448 kJb kJ，解得x，故A正確；水從氣態(tài)到液態(tài)、從液態(tài)到固態(tài)的變化均是熵減的過(guò)程，根據(jù)蓋斯定律得H2O(g)=H2O(l)H(ab)/2 kJmol1，故B錯(cuò)誤；當(dāng)有4NA個(gè)CH鍵斷裂時(shí)，即消耗甲烷的物質(zhì)的量是1 mol，反應(yīng)放出的熱量為a kJ或b kJ，故C錯(cuò)誤；電解精煉銅的原理：負(fù)極上是金屬鋅、鐵、鎳先失電子，當(dāng)負(fù)極輸出0.2NA個(gè)電子時(shí)，電解槽的陽(yáng)極不僅僅是減小的金屬銅的質(zhì)量，故D錯(cuò)誤。7鐵鉻氧化還原液流電池是一種低成本的儲(chǔ)能電池，電池結(jié)構(gòu)如圖所示，工作原理為Fe3Cr2Fe2Cr3。下列說(shuō)法正確的是()A電池充電時(shí)，b極的電極反應(yīng)式為Cr3e=Cr2B電池充電時(shí)，Cl從a極穿過(guò)選擇性透過(guò)膜移向b極C電池放電時(shí)，a極的電極反應(yīng)式為Fe33e=FeD電池放電時(shí)，電路中每通過(guò)0.1 mol電子，F(xiàn)e3濃度降低0.1 molL1答案：A解析：由圖可知，正極(FeCl3/FeCl2鹽酸)、負(fù)極(CrCl3/CrCl2)，“負(fù)氧正還原”，負(fù)極反應(yīng)式為Cr2e=Cr3，正極反應(yīng)式為Fe3e=Fe2。充電時(shí)，b極為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)：Cr3e=Cr2，A正確；充電時(shí)，為電解池，a極(陽(yáng)極)反應(yīng)式為Fe2e=Fe3 ，Cl由b極移向a極，B、C錯(cuò)誤；沒(méi)有溶液的體積，無(wú)法計(jì)算濃度變化，D錯(cuò)誤。二、非選擇題：共43分。8(14分)2018全國(guó)卷KIO3是一種重要的無(wú)機(jī)化合物，可作為食鹽中的補(bǔ)碘劑?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)KIO3的化學(xué)名稱是_。(2)利用“KClO3氧化法”制備KIO3工藝流程如下圖所示：“酸化反應(yīng)”所得產(chǎn)物有KH(IO3)2、Cl2和KCl?！爸餋l2”采用的方法是_?！盀V液”中的溶質(zhì)主要是_。“調(diào)pH”中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)。(3)KIO3也可采用“電解法”制備，裝置如圖所示。寫出電解時(shí)陰極的電極反應(yīng)式_。電解過(guò)程中通過(guò)陽(yáng)離子交換膜的離子主要為_(kāi)，其遷移方向是_。與“電解法”相比，“KClO3氧化法”的主要不足之處有_(寫出一點(diǎn))。答案：(1)碘酸鉀(2)加熱KClKH(IO3)2KOH=2KIO3H2O(或HIO3KOH=KIO3H2O)(3)2H2O2e=2OHH2K由a到b產(chǎn)生Cl2易污染環(huán)境等解析：(1)KIO3的名稱為碘酸鉀。(2)Cl2是一種易揮發(fā)且溶解度不大的氣體，可通過(guò)加熱法去除溶液中溶解的Cl2。加入KOH溶液“調(diào)pH”使KH(IO3)2轉(zhuǎn)化為KIO3：KH(IO3)2KOH=2KIO3H2O。(3)電解法制備KIO3時(shí)，H2O在陰極得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)：2H2O2e=2OHH2。電解池中陽(yáng)離子向陰極移動(dòng)，即由電極a向電極b遷移，陽(yáng)離子交換膜只允許陽(yáng)離子通過(guò)，故主要是K通過(guò)陽(yáng)離子交換膜。根據(jù)工藝流程分析，KClO3氧化法生成的Cl2有毒，且在調(diào)pH時(shí)加入KOH的量不易控制，另外，生成的KIO3中雜質(zhì)較多。9(14分)金屬及其化合物在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中起著重要作用。(1)工業(yè)上以黃銅礦為原料，采用火法熔煉工藝生產(chǎn)銅。該工藝的中間過(guò)程會(huì)發(fā)生反應(yīng)：2Cu2OCu2S=6CuSO2，該反應(yīng)的氧化劑是_，當(dāng)生成19.2 g Cu時(shí)，反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的電子為_(kāi)mol。銅在潮濕的空氣中能發(fā)生吸氧腐蝕而生銹，銅銹的主要成分為Cu2(OH)2CO3(堿式碳酸銅)。該過(guò)程中負(fù)極的電極反應(yīng)式為_(kāi)。(2)鈉硫電池以熔融金屬鈉、熔融硫和多硫化鈉(Na2Sx)分別作為兩個(gè)電極的反應(yīng)物，固體Al2O3陶瓷(可傳導(dǎo)Na)為電解質(zhì)，其原理如圖所示：根據(jù)下表數(shù)據(jù)，請(qǐng)你判斷該電池工作的適宜溫度應(yīng)控制在_。物質(zhì)NaSAl2O3熔點(diǎn)/97.81152 050沸點(diǎn)/892444.62 980a.100以下b100300c300350 d3502 050放電時(shí)，電極A為_(kāi)極，S發(fā)生_反應(yīng)。放電時(shí)，內(nèi)電路中Na的移動(dòng)方向?yàn)開(kāi)(填寫“從A到B”或“從B到A”)。充電時(shí)，總反應(yīng)為Na2Sx=2NaSx(3<x<5)，Na所在電極與直流電源_極相連，陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為_(kāi)。答案：(1)Cu2O和Cu2S0.32Cu4OHCO24e=Cu2(OH)2CO3H2O(2)c負(fù)還原從A到B負(fù)S2e=xS解析：(1)題給反應(yīng)中，銅元素的化合價(jià)降低，硫元素的化合價(jià)升高，氧化劑為Cu2O、Cu2S，還原劑為Cu2S，根據(jù)硫元素化合價(jià)變化，可知該反應(yīng)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為6e。當(dāng)生成0.3 mol Cu時(shí)轉(zhuǎn)移電子為0.3 mol。銅發(fā)生吸氧腐蝕，正極反應(yīng)為：O24e2H2O=4OH，負(fù)極反應(yīng)為：Cu4eCu2(OH)2CO3，根據(jù)電荷守恒補(bǔ)4OH，根據(jù)碳原子守恒補(bǔ)CO2，根據(jù)原子守恒生成H2O。(2)溫度要求能熔化Na、S而不能使其為蒸氣，因此溫度高于115，而低于444.6。熔融鈉作負(fù)極，熔融硫作正極，正極電極反應(yīng)式為xS2e=S，Na在負(fù)極生成，移向正極，即如圖所示，由A到B。放電時(shí)，鈉作負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，則充電時(shí)發(fā)生還原反應(yīng)，為陰極，接電源的負(fù)極，陽(yáng)極發(fā)生放電時(shí)正極的逆反應(yīng)，即：S2e=xS。10(15分)CH4、H2、C都是優(yōu)質(zhì)的能源物質(zhì)，它們?nèi)紵臒峄瘜W(xué)方程式為CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H890.3 kJmol12H2(g)O2(g)=2H2O(l)H571.6 kJmol1C(s)O2(g)=CO2(g)H393.5 kJmol1(1)在深海中存在一種甲烷細(xì)菌，它們依靠酶使甲烷與O2作用產(chǎn)生能量而存活，甲烷細(xì)菌使1 mol甲烷生成CO2氣體與液態(tài)水，放出的能量_(填“>”“<”或“”)890.3 kJ。(2)甲烷與CO2可用于合成合成氣(主要成分是一氧化碳和氫氣)：CH4CO2=2CO2H2，1 g CH4完全反應(yīng)可釋放15.46 kJ的熱量，則：下圖能表示該反應(yīng)過(guò)程中能量變化的是_(填字母)。若將物質(zhì)的量均為1 mol的CH4與CO2充入某恒容密閉容器中，體系放出的熱量隨時(shí)間的變化如圖所示，則CH4的轉(zhuǎn)化率為_(kāi)。(3)C(s)與H2(g)不反應(yīng)，所以C(s)2H2(g)=CH4(g)的反應(yīng)熱無(wú)法直接測(cè)量，但通過(guò)上述反應(yīng)可求出C(s)2H2(g)=CH4(g)的反應(yīng)熱H_。(4)目前對(duì)于上述三種物質(zhì)的研究是燃料研究的重點(diǎn)，下列關(guān)于上述三種物質(zhì)的研究方向中可行的是_(填字母)。A尋找優(yōu)質(zhì)催化劑，使CO2與H2O反應(yīng)生成CH4與O2，并放出熱量B尋找優(yōu)質(zhì)催化劑，在常溫常壓下使CO2分解生成C與O2C尋找優(yōu)質(zhì)催化劑，利用太陽(yáng)能使大氣中的CO2與海底開(kāi)采的CH4合成合成氣(CO、H2)D將固態(tài)C合成為C60，以C60作為燃料答案：(1)(2)D63%(3)74.8 kJmol1(4)C解析：(1)給定反應(yīng)的反應(yīng)熱只取決于反應(yīng)物和生成物的多少和狀態(tài)，與中間過(guò)程無(wú)關(guān)，故甲烷細(xì)菌使1 mol甲烷生成CO2氣體與液態(tài)水，放出的能量仍等于890.3 kJ。(2)1 g CH4完全反應(yīng)釋放15.46 kJ的熱量，則1 mol CH4完全反應(yīng)放出熱量為247.36 kJ，故D圖符合題意。CH4的轉(zhuǎn)化率155.8 kJ247.36 kJ100%63%。(3)即得C(s)2H2(g)=CH4(g)H74.8 kJmol1。(4)已知CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H890.3 kJmol1，則CO2與H2O反應(yīng)生成CH4與O2的反應(yīng)吸熱，故A項(xiàng)不正確；使CO2分解生成C與O2的反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，常溫下不能發(fā)生，故B項(xiàng)不正確；利用太陽(yáng)能使大氣中的CO2與海底開(kāi)采的CH4合成合成氣(CO、H2)是合理的，故C項(xiàng)正確；將固態(tài)C合成為C60，以C60作為燃料，是極不經(jīng)濟(jì)合算的，故D項(xiàng)不正確。