（新課標）2020高考化學二輪復習 第一部分 專題突破方略 專題九 化學反應與能量專題強化訓練VIP

專題九 化學反應與能量專題強化訓練一、選擇題1下列說法正確的是()A等量的硫蒸氣和硫固體分別完全燃燒，后者放出熱量多B已知C(石墨，s)=C(金剛石，s)H0，則金剛石比石墨穩(wěn)定CBa(OH)28H2O與NH4Cl反應是氧化還原反應，且反應的焓變大于零D含20.0 g NaOH的稀溶液與稀鹽酸完全中和，放出28.7 kJ的熱量，則表示該反應中和熱的熱化學方程式為NaOH(aq)HCl(aq)=NaCl(aq)H2O(l)H57.4 kJmol1解析：選D。等量的硫蒸氣和硫固體，硫蒸氣的能量高，能量越高，燃燒放出的熱量越多，A項錯誤；由C(石墨，s)=C(金剛石，s)H0，可知金剛石的能量比石墨的能量高，能量越高，越不穩(wěn)定，所以石墨比金剛石穩(wěn)定，B項錯誤；Ba(OH)28H2O與NH4Cl反應中無元素化合價變化，屬于非氧化還原反應，反應需要吸熱，焓變大于零，C項錯誤；含20.0 g NaOH的稀溶液與稀鹽酸完全中和生成0.5 mol水，放出28.7 kJ的熱量，則中和熱的熱化學方程式可表示為NaOH(aq)HCl(aq)=NaCl(aq)H2O(l)H57.4 kJmol1，D項正確。2已知2H2(g)O2(g)=2H2O(g)，1 mol H2完全燃燒放出熱量241.8 kJ，有關鍵能數(shù)據(jù)如下：化學鍵HOO=O鍵能/(kJmol1)463.4498則HH鍵鍵能為()A413 kJmol1B557 kJmol1C221.6 kJmol1 D436 kJmol1解析：選D。設HH鍵鍵能為x kJmol1，根據(jù)反應熱和鍵能關系可知，H反應物鍵能總和生成物鍵能總和(2x4984463.4) kJmol1(241.82) kJmol1，解得x436。3一定條件下，在水溶液中1 mol Cl、ClO(x1，2，3，4)的能量(kJ)相對大小如圖所示。下列有關說法正確的是()Ae是ClOBbac反應的活化能為60 kJ/molCa、b、c、d、e中c最穩(wěn)定Dbad反應的熱化學方程式為3ClO(aq)=ClO(aq)2Cl(aq)H116 kJ/mol解析：選D。 Ae中Cl元素化合價為7價，而ClO中Cl元素化合價為5價，故A錯誤；B.根據(jù)圖中數(shù)據(jù)無法判斷bac反應的活化能，故B錯誤；C.a、b、c、d、e中a能量最低，所以a最穩(wěn)定，故C錯誤；D.bad，根據(jù)得失電子守恒得該反應方程式為3ClO=ClO2Cl，反應熱(64 kJ/mol20 kJ/mol)360 kJ/mol116 kJ/mol，所以該反應的熱化學方程式為3ClO(aq)=ClO(aq)2Cl(aq)H116 kJ/mol，故D正確。4選擇性催化還原法(SCR)煙氣脫硝技術(shù)是一種成熟的NOx控制處理方法，主要反應如下：4NH3(g)4NO(g)O2(g)4N2(g)6H2O(g)H1a kJmol14NH3(g)2NO2(g)O2(g)3N2(g)6H2O(g)H2b kJmol1副反應4NH3(g)5O2(g)4NO(g)6H2O(g) H3d kJmol1則反應2NO(g)O2(g)2NO2(g)的H為()A(4b3ad)/4 kJmol1B(4a3bd)/4 kJmol1C(3b4ad)/4 kJmol1D(3a4bd)/4 kJmol1解析：選D。4NH3(g)4NO(g)O2(g)4N2(g)6H2O(g)H1a kJmol1，4NH3(g)2NO2(g)O2(g)3N2(g)6H2O(g)H2b kJmol1，4NH3(g)5O2(g)4NO(g)6H2O(g)H3d kJmol1，根據(jù)蓋斯定律可知，將即得反應：2NO(g)O2(g)=2NO2(g)Ha kJmol1b kJmol1d kJmol1 kJmol1，故選D。5NO2、O2 和熔融KNO3 可制作燃料電池，其原理如圖，該電池在使用過程中石墨電極上生成氧化物Y，Y可循環(huán)使用。下列說法正確的是()AO2 在石墨附近發(fā)生氧化反應B該電池放電時NO向石墨電極遷移C石墨附近發(fā)生的反應：3NO2 2e=NO2NOD相同條件下，放電過程中消耗的NO2 和O2 的體積比為41解析：選D。石墨通入氧氣，發(fā)生還原反應，為原電池的正極，電極反應式為O22N2O54e=4NO，A錯誤；原電池中陰離子移向負極，NO向石墨電極遷移，B錯誤；石墨為原電池的負極，發(fā)生氧化反應，電極反應式為NO2NOe=N2O5，C錯誤；由電極反應式知放電過程中消耗的NO2 和O2 的體積比為41，D正確。6載人空間站中為循環(huán)利用人體呼出的CO2 并提供氧氣，我國科學家設計了一種裝置(如圖所示)，實現(xiàn)“太陽能電能化學能”轉(zhuǎn)化，總反應為2CO2=2COO2。下列有關說法不正確的是()A該裝置屬于電解池BX極發(fā)生氧化反應，Y極發(fā)生還原反應C人體呼出的水蒸氣參與Y極反應：CO2H2O2e=CO2OHDX極每產(chǎn)生標準狀況下22.4 L氣體，有2 mol的OH從Y極移向X極解析：選D。A.該裝置實現(xiàn)“太陽能電能化學能”轉(zhuǎn)化，將電能轉(zhuǎn)化為化學能的裝置為電解池，故A正確；B.根據(jù)題圖中電子的流向可知，X極為陽極，失電子發(fā)生氧化反應，Y極為陰極，得電子發(fā)生還原反應，故B正確；C.Y為陰極，根據(jù)總反應可知，陰極為CO2得電子，生成CO，電極反應為CO2H2O2e=CO2OH，故C正確；D.X極為陽極，OH放電生成氧氣，電極反應為4OH4e=2H2OO2，每產(chǎn)生標準狀況下22.4 L O2，即1 mol O2，陽極有4 mol OH放電，根據(jù)溶液電中性原理，X電極區(qū)陰離子減少，則會有4 mol OH從Y極通過陰離子交換膜移向X極，使得溶液保持電中性，故D錯誤。7下圖是半導體光電化學電池光解水制氫的反應原理示意圖。在光照下，電子由價帶躍遷到導帶后，然后流向?qū)﹄姌O。下列說法不正確的是()A對電極的電極反應為2H2O2e=H22OHB半導體電極發(fā)生還原反應C電解質(zhì)溶液中陽離子向?qū)﹄姌O移動D整個過程中實現(xiàn)了太陽能電能化學能的轉(zhuǎn)化解析：選B。分析圖示可知在對電極上發(fā)生的電極反應為2H2O2e=H22OH，A正確；在光照下，e由價帶躍遷到導帶后，然后流向?qū)﹄姌O，所以半導體電極為負極，發(fā)生氧化反應，B錯誤；陽離子向陰極移動，對電極為陰極，因此電解質(zhì)溶液中陽離子向?qū)﹄姌O移動，C正確；該裝置是光能轉(zhuǎn)化為電能，電能轉(zhuǎn)化為化學能的過程，整個過程中實現(xiàn)了太陽能電能化學能的轉(zhuǎn)化，D正確。8高鐵酸鹽在能源環(huán)保領域有廣泛用途。用鎳(Ni)、鐵做電極電解濃NaOH溶液制備高鐵酸鈉(Na2FeO4)的裝置如圖所示。下列說法正確的是()A鐵是陽極，電極反應為Fe2e2OH=Fe(OH)2B電解一段時間后，鎳電極附近溶液的pH減小C每制得1 mol Na2FeO4，理論上可以產(chǎn)生67.2 L氣體D若離子交換膜為陰離子交換膜，則電解結(jié)束后左側(cè)溶液中含有FeO解析：選D。制備高鐵酸鈉(Na2FeO4)，鐵失電子生成高鐵酸根離子，則鐵做陽極，電極反應為Fe8OH6e=FeO4H2O，故A錯誤；鎳做陰極，鎳電極上由水電離的氫離子放電生成氫氣，氫氧根離子濃度增大，所以溶液的pH增大，故B錯誤；不能確定溫度和壓強，生成氣體的體積無法確定，故C錯誤；若離子交換膜為陰離子交換膜，則電解結(jié)束后由于濃度差左側(cè)溶液中會含有FeO，故D正確。二、非選擇題9按要求回答下列問題：(1)以天然氣為原料制取氫氣是工業(yè)上常用的制氫方法。已知：CH4(g)H2O(g)=CO(g)3H2(g)H1 a kJmol1CH4(g)CO2(g)=2CO(g)2H2(g)H2 b kJmol1CH4(g)2H2O(g)=CO2(g)4H2(g)H3請計算反應的反應熱H3_(用a、b表示)kJmol1。(2)已知：2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H12CO(g)O2(g)=2CO2(g)H2C(s)O2(g)=CO2(g)H3C(s)H2O(g)CO(g)H2(g)H則H_(用含H1、H2、H3的式子表示)。(3)某課題組實現(xiàn)了在常溫常壓下，以氮氣和液態(tài)水為原料制備氨同時有氧氣生成。已知，在一定溫度和壓強下，由最穩(wěn)定的單質(zhì)生成1 mol純物質(zhì)的熱效應，稱為該物質(zhì)的生成熱(H)。常溫常壓下，相關物質(zhì)的生成熱如下表所示：物質(zhì)NH3(g)H2O(l)H/(kJmol1)46242上述合成氨反應的熱化學方程式為_。(4)已知：COS(g)H2(g)H2S(g)CO(g)H117 kJmol1COS(g)H2O(g)H2S(g)CO2(g)H235 kJmol1CO(g)H2O(g)H2(g)CO2(g)H3則H3_。(5)下圖所示為1 mol CH4完全燃燒生成氣態(tài)水的能量變化和1 mol S(g)燃燒的能量變化。在催化劑作用下，CH4可以還原SO2生成單質(zhì)S(g)、H2O(g)和CO2，寫出該反應的熱化學方程式：_。(6)汽車排氣管內(nèi)的催化轉(zhuǎn)化器可實現(xiàn)尾氣無毒處理。已知：N2(g)O2(g)=2NO(g)H180.5 kJmol12C(s)O2(g)=2CO(g)H221.0 kJmol1CO2(g)=C(s)O2(g)H393.5 kJmol1則反應2NO(g)2CO(g)=N2(g)2CO2(g)的H_ kJmol1。解析：(1)根據(jù)蓋斯定律可得2，所以H32H1H2(2ab) kJmol1。(2)已知：2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H1；2CO(g)O2(g)=2CO2(g)H2；C(s)O2(g)=CO2(g)H3；根據(jù)蓋斯定律，由得反應C(s)H2O(g)CO(g)H2(g)HH3H1H2。(3)由題意知式：N2(g)3H2(g)=2NH3(g)H1(462) kJmol1，式：2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H2(2422) kJmol1，23得方程式為2N2(g)6H2O(l)=3O2(g)4NH3(g)H2H13H21 268 kJmol1。(4)根據(jù)蓋斯定律由可得H3H2H135 kJmol1(17 kJmol1)18 kJmol1。(5)根據(jù)圖像可知：CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g)HEa1Ea2126 kJmol1928 kJmol1802 kJmol1S(g)O2(g)=SO2(g)H577 kJmol1；根據(jù)蓋斯定律可知2即得到CH4和SO2反應的熱化學方程式：CH4(g)2SO2(g)=CO2(g)2S(g)2H2O(g)H352 kJmol1。(6)將已知熱化學方程式依次編號為，根據(jù)蓋斯定律，由2得N2(g)2CO2(g)=2NO(g)2CO(g)H(180.5 kJmol1)(221.0 kJmol1)(393.5 kJmol1)2746.5 kJmol1，則反應2NO(g)2CO(g)=N2(g)2CO2(g)的H746.5 kJmol1。答案：(1)2ab(2)H3H1H2(3)2N2(g)6H2O(l)=3O2(g)4NH3(g)H1 268 kJmol1(4)18 kJmol1(5)CH4(g)2SO2(g)=2S(g)CO2(g)2H2O(g)H352 kJmol1(6)746.510按要求回答下列問題：(1)Journal of Energy Chemistry報道我國科學家設計CO2熔鹽捕獲與轉(zhuǎn)化的裝置如圖，電源負極為_(填“a”或“b”)，d極的電極反應式為_。(2)利用生物電池，以H2、N2為原料合成氨的裝置如圖所示。Q、R均為催化劑，據(jù)圖示判斷，負極反應的催化劑為_(填“Q”或“R”)；正極的電極反應式為_。(3)對廢水中氮、磷元素的去除已經(jīng)逐漸引起科研人員的廣泛關注。采用兩級電解體系對廢水中硝態(tài)氮和磷進行降解實驗取得了良好的去除效果。裝置如圖所示，由平板電極(除氮時a極為催化電極，b極為鈦電極；除磷時a極為鐵，b極為鈦板)構(gòu)成二維兩級電解反應器。a電極上的電勢比b電極上的電勢_(填“低”或“高”)。除氮時，b極的電極反應式為_。(4)用電化學法模擬工業(yè)處理SO2。將硫酸工業(yè)尾氣中的SO2通入如圖裝置(電極均為惰性材料)進行實驗，可用于制備硫酸，同時獲得電能：M極的電極反應式為_。當外電路通過0.2 mol電子時，質(zhì)子交換膜左側(cè)的溶液質(zhì)量_(填“增大”或“減小”)_g。(5)某種燃料電池以熔融碳酸鈉、碳酸鉀為電解質(zhì)，其工作原理如圖所示，該電池負極的電極反應式為_。若電極B附近通入1 m3空氣(假設空氣中O2的體積分數(shù)為20%)并完全反應，理論上可消耗相同條件下CH4的體積為_m3。解析：(1)由題圖所示，c電極上發(fā)生失電子的氧化反應，故c做陽極，則a為電源正極，b為電源負極；d極得電子，電極反應式為CO4e=C3O2。(2)根據(jù)原電池工作原理，負極上失去電子，元素化合價升高，所以通氫氣的一端為負極，根據(jù)裝置圖判斷，Q為負極催化劑；通氮氣的一端為正極，根據(jù)工作原理，正極反應式為N26H6e=2NH3。(3)由電極反應可知b電極為陰極，a電極為陽極，所以a電極上的電勢比b電極上的電勢高；除氮時，因電解質(zhì)溶液呈酸性，故b極的電極反應式為2NO10e12H=N26H2O。(4)反應本質(zhì)是二氧化硫、氧氣與水反應生成硫酸，M電極為負極，N電極為正極，M電極上二氧化硫失去電子被氧化生成SO，根據(jù)原子守恒和電荷守恒可知，有水參加反應，有氫離子生成，電極反應式為SO22H2O2e=SO4H。正極反應式為O24e4H=2H2O，當外電路通過0.2 mol電子時，負極反應的二氧化硫為0.1 mol，質(zhì)量為6.4 g，同時有0.2 mol氫離子通過質(zhì)子交換膜進入右側(cè)，左側(cè)溶液質(zhì)量增大6.4 g0.2 g6.2 g。(5)燃料電池通O2的