高考化學(xué) （真題+模擬新題分類匯編） 化學(xué)反應(yīng)與能量

化學(xué)反應(yīng)與能量F1化學(xué)反應(yīng)與能量變化20.F1B3H1K1[·江蘇卷]磷是地殼中含量較為豐富的非金屬元素，主要以難溶于水的磷酸鹽如Ca3(PO4)2等形式存在。它的單質(zhì)和化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有著重要的應(yīng)用。(1)白磷(P4)可由Ca3(PO4)2、焦炭和SiO2在一定條件下反應(yīng)獲得。相關(guān)熱化學(xué)方程式如下：2Ca3(PO4)2(s)＋10C(s)=6CaO(s)＋P4(s)＋10CO(g)ΔH1＝＋3359.26kJ·mol－1CaO(s)＋SiO2(s)=CaSiO3(s)ΔH2＝－89.61kJ·mol－12Ca3(PO4)2(s)＋6SiO2(s)＋10C(s)=6CaSiO3(s)＋P4(s)＋10CO(g)ΔH3則ΔH3＝______________kJ·mol－1。(2)白磷中毒后可用CuSO4溶液解毒，解毒原理可用下列化學(xué)方程式表示：11P4＋60CuSO4＋96H2O=20Cu3P＋24H3PO4＋60H2SO460molCuSO4能氧化白磷的物質(zhì)的量是__________。(3)磷的重要化合物NaH2PO4、Na2HPO4和Na3PO4可通過(guò)H3PO4與NaOH溶液反應(yīng)獲得，含磷各物種的分布分?jǐn)?shù)(平衡時(shí)某物種的濃度占各物種濃度之和的分?jǐn)?shù))與pH的關(guān)系如下圖所示。圖0①為獲得盡可能純的NaH2PO4，pH應(yīng)控制在________；pH＝8時(shí)，溶液中主要含磷物種濃度大小關(guān)系為____________。②Na2HPO4溶液顯堿性，若向溶液中加入足量的CaCl2溶液，溶液則顯酸性，其原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________(用離子方程式表示)。(4)磷的化合物三氯氧磷(PClOClCl)與季戊四醇(CHOH2CHOH2CCH2OHCH2OH)以物質(zhì)的量之比2∶1反應(yīng)時(shí)，可獲得一種新型阻燃劑中間體X，并釋放出一種酸性氣體。季戊四醇與X的核磁共振氫譜如下圖所示。圖0①酸性氣體是____________(填化學(xué)式)。②X的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為________________。20．[答案](1)2821.6(2)3mol(3)①4～5.5(介于此區(qū)間內(nèi)的任意值或區(qū)間均可)c(HPOeq\o\al(2－,4))>c(H2POeq\o\al(－,4))②3Ca2＋＋2HPOeq\o\al(2－,4)=Ca3(PO4)2↓＋2H＋(4)①HCl②POClOOCH2CCH2CH2OPOClOCH2[解析](1)依據(jù)蓋斯定律，將“上式＋下式×6”，即得所求反應(yīng)的ΔH＝＋3359.26kJ·mol－1＋(－89.61kJ·mol－1)×6＝2821.6kJ·mol－1。(2)P的化合價(jià)有升有降，Cu的化合價(jià)只降低。P從0價(jià)升到＋5價(jià)，1molP4共失去20mol電子，根據(jù)得失電子守恒有：n(P4)×20＝n(CuSO4)×1，所以60molCuSO4可以氧化3molP4。(3)①?gòu)膱D中不難看出，pH在4～5.5之間時(shí)，H2POeq\o\al(－,4)的含量最高。在pH＝8時(shí)，溶液中含有HPOeq\o\al(2－,4)和H2POeq\o\al(－,4)兩種離子，且前者大于后者。②足量的Ca2＋與HPOeq\o\al(2－,4)部分電離出的POeq\o\al(3－,4)結(jié)合，生成難溶的Ca3(PO4)2沉淀，促進(jìn)了HPOeq\o\al(2－,4)的電離，故溶液顯酸性。(4)三氯氧磷與季戊四醇以2∶1反應(yīng)，核磁共振氫譜中的峰由2組變成1組，顯然應(yīng)為四個(gè)羥基上的H原子被取代了，生成了HCl及POClOOCH2CCH2CH2OPOClOCH2。7．E3F1[·安徽卷]我國(guó)科學(xué)家研制出一種催化劑，能在室溫下高效催化空氣中甲醛的氧化，其反應(yīng)如下：HCHO＋O2eq\o(→,\s\up7(催化劑))CO2＋H2O。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是()A．該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)B．CO2分子中的化學(xué)鍵為非極性鍵C．HCHO分子中既含σ鍵又含π鍵D．每生成1.8gH2O消耗2.24LO27．C[解析]甲醛發(fā)生氧化反應(yīng)屬于放熱反應(yīng)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；CO2分子中化學(xué)鍵為碳氧雙鍵，該化學(xué)鍵是不同非金屬元素間形成的極性鍵，B項(xiàng)錯(cuò)誤；在HCHO中C—H鍵為σ鍵，在碳氧雙鍵中一條為σ鍵、一條為π鍵，C項(xiàng)正確；根據(jù)HCHO＋O2eq\o(→,\s\up7(催化劑))CO2＋H2O可知，每生成1.8g(即0.1mol)水，消耗0.1molO2，因不知氧氣所處溫度、壓強(qiáng)，無(wú)法確定其體積，D項(xiàng)錯(cuò)誤。11．F1F2F3[·福建卷]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：mCeO2eq\o(→,\s\up7(太陽(yáng)能),\s\do5(①))(m－x)CeO2·xCe＋xO2(m－x)CeO2·xCe＋xH2O＋xCO2eq\o(→,\s\up7(900℃),\s\do5(②))mCeO2＋xH2＋xCO下列說(shuō)法不正確的是()A．該過(guò)程中CeO2沒有消耗B．該過(guò)程實(shí)現(xiàn)了太陽(yáng)能向化學(xué)能的轉(zhuǎn)化C．圖0中ΔH1＝ΔH2＋ΔH3圖0D．以CO和O2構(gòu)成的堿性燃料電池的負(fù)極反應(yīng)式為CO＋4OH－－2e－=COeq\o\al(2－,3)＋2H2O11．C[解析]H2O、CO2轉(zhuǎn)變?yōu)镠2、CO的過(guò)程分兩步進(jìn)行，第1步反應(yīng)消耗CeO2的物質(zhì)的量與第2步反應(yīng)生成CeO2的物質(zhì)的量相同，則該過(guò)程中CeO2沒有消耗，A項(xiàng)正確；上述轉(zhuǎn)變將化學(xué)能較低的H2O、CO2轉(zhuǎn)化為化學(xué)能較高的H2、CO，將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲(chǔ)存在燃料(水煤氣或H2和CO)中，B項(xiàng)正確；讀圖可得3個(gè)熱化學(xué)方程式：①H2O(g)=H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)ΔH1，②H2O(l)=H2O(g)ΔH2，③H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(l)ΔH3，觀察發(fā)現(xiàn)①＋②＝－③，由蓋斯定律可得：ΔH1＋ΔH2＝－ΔH3，則ΔH1＝－ΔH2－ΔH3＝－(ΔH2＋ΔH3)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；CO是燃料，在負(fù)極上發(fā)生氧化反應(yīng)，其產(chǎn)物不是CO2，因?yàn)镃O2是酸性氧化物，與過(guò)量堿溶液易反應(yīng)生成碳酸根離子，根據(jù)電子、電荷和原子守恒原理可得負(fù)極反應(yīng)式為CO＋4OH－－2e－=COeq\o\al(2－,3)＋2H2O，D項(xiàng)正確。12．F1G1[·山東卷]對(duì)于反應(yīng)CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)ΔH＜0，在其他條件不變的情況下()A．加入催化劑，改變了反應(yīng)的途徑，反應(yīng)的ΔH也隨之改變B．改變壓強(qiáng)，平衡不發(fā)生移動(dòng)，反應(yīng)放出的熱量不變C．升高溫度，反應(yīng)速率加快，反應(yīng)放出的熱量不變D．若在原電池中進(jìn)行，反應(yīng)放出的熱量不變12．B[解析]反應(yīng)的ΔH大小只取決于反應(yīng)物、生成物的狀態(tài)與反應(yīng)條件，而和反應(yīng)是否使用催化劑、反應(yīng)途徑無(wú)關(guān)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；該反應(yīng)在反應(yīng)前后氣體的總體積不變，因此改變壓強(qiáng)，平衡不移動(dòng)，反應(yīng)放出的熱量不變，B項(xiàng)正確；升高溫度，平衡逆向進(jìn)行，反應(yīng)放出熱量減小，C項(xiàng)錯(cuò)誤；在原電池中，隨反應(yīng)進(jìn)行，能量轉(zhuǎn)化形式是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，而不再是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能，D項(xiàng)錯(cuò)誤。6．F1[·北京卷]下列設(shè)備工作時(shí)，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能的是()ABCD硅太陽(yáng)能電池鋰離子電池太陽(yáng)能集熱器燃?xì)庠?.D[解析]硅太陽(yáng)能電池將太陽(yáng)能直接轉(zhuǎn)化為電能，A項(xiàng)錯(cuò)誤；鋰離子電池將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，B項(xiàng)錯(cuò)誤；太陽(yáng)能集熱器將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為熱能，C項(xiàng)錯(cuò)誤；燃?xì)庠顚⒒瘜W(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能，D項(xiàng)正確。27．F1G3[·浙江卷]捕碳技術(shù)(主要指捕獲CO2)在降低溫室氣體排放中具有重要的作用。目前NH3和(NH4)2CO3已經(jīng)被用作工業(yè)捕碳劑，它們與CO2可發(fā)生如下可逆反應(yīng)：反應(yīng)Ⅰ：2NH3(l)＋H2O(l)＋CO2(g)(NH4)2CO3(aq)ΔH1反應(yīng)Ⅱ：NH3(l)＋H2O(l)＋CO2(g)NH4HCO3(aq)ΔH2反應(yīng)Ⅲ：(NH4)2CO3(aq)＋H2O(l)＋CO2(g)2NH4HCO3(aq)ΔH3請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)ΔH3與ΔH1、ΔH2之間的關(guān)系是：ΔH3＝________。(2)為研究溫度對(duì)(NH4)2CO3捕獲CO2效率的影響，在某溫度T1下，將一定量的(NH4)2CO3溶液置于密閉容器中，并充入一定量的CO2氣體(用氮?dú)庾鳛橄♂寗?，在t時(shí)刻，測(cè)得容器中CO2氣體的濃度。然后分別在溫度為T2、T3、T4、T5下，保持其他初始實(shí)驗(yàn)條件不變，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，經(jīng)過(guò)相同時(shí)間測(cè)得CO2氣體濃度，得到趨勢(shì)圖[見圖(a)]。則：①ΔH3________0(填“>”“＝”或“<”)。②在T1～T2及T4～T5二個(gè)溫度區(qū)間，容器內(nèi)CO2氣體濃度呈現(xiàn)如圖(a)所示的變化趨勢(shì)，其原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。③反應(yīng)Ⅲ在溫度為T1時(shí)，溶液pH隨時(shí)間變化的趨勢(shì)曲線如圖(b)所示。當(dāng)時(shí)間到達(dá)t1時(shí)，將該反應(yīng)體系溫度迅速上升到T2，并維持該溫度。請(qǐng)?jiān)谠搱D中畫出t1時(shí)刻后溶液的pH變化總趨勢(shì)曲線。(a)(b)圖0(3)利用反應(yīng)Ⅲ捕獲CO2，在(NH4)2CO3初始濃度和體積確定的情況下，提高CO2吸收量的措施有________________________________________________________________________________________________________________________________________________(寫出2個(gè))。(4)下列物質(zhì)中也可能作為CO2捕獲劑的是__________。A．NH4ClB．Na2CO3C．HOCH2CH2OHD．HOCH2CH2NH227．[答案](1)2ΔH2－ΔH1(2)①<②T1～T2區(qū)間，化學(xué)反應(yīng)未達(dá)到平衡，溫度越高，化學(xué)反應(yīng)速率越快，所以CO2被捕獲的量隨溫度升高而提高。T4～T5區(qū)間，化學(xué)反應(yīng)已達(dá)到平衡，由于正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，溫度升高平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，所以不利于CO2捕獲③(3)降低溫度；增加CO2濃度(或分壓)(4)B、D[解析](1)根據(jù)蓋斯定律可得出，將“反應(yīng)Ⅱ×2－反應(yīng)Ⅰ”，即得反應(yīng)Ⅲ，所以ΔH3＝2ΔH2－ΔH1。(2)①?gòu)膱D(a)分析，T3時(shí)CO2吸收率最高，當(dāng)溫度再高時(shí)，平衡會(huì)逆向移動(dòng)，導(dǎo)致CO2的量增多，故該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，即ΔH3<0。②當(dāng)溫度低于T3時(shí)，反應(yīng)未達(dá)平衡，當(dāng)溫度高時(shí)，CO2的吸收率加快。③溫度從T1升到T2時(shí)，CO2的吸收率減小，則溶液中的CO2含量少，pH增大，當(dāng)溫度不變時(shí)，反應(yīng)達(dá)平衡，則CO2含量不變，pH不變。(3)反應(yīng)Ⅲ為氣體體積減小的放熱反應(yīng)，故可以采用低溫、高壓以提高CO2的吸收量。(4)CO2與Na2CO3反應(yīng)可生成NaHCO3，HOCH2CH2NH2中的氨基顯堿性，也可以吸收酸性氣體CO2。F2反應(yīng)熱的計(jì)算與重要的反應(yīng)熱25.F2N1[·安徽卷]X、Y、Z、W是元素周期表中原子序數(shù)依次增大的四種短周期元素，其相關(guān)信息如下表：元素相關(guān)信息XX的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物化學(xué)式為H2XO3YY是地殼中含量最高的元素ZZ的基態(tài)原子最外層電子排布式為3s23p1WW的一種核素的質(zhì)量數(shù)為28，中子數(shù)為14(1)W位于元素周期表第________周期第________族；W的原子半徑比X的________(填“大”或“小”)。(2)Z的第一電離能比W的________(填“大”或“小”);XY2由固態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)所需克服的微粒間作用力是________________________________________________________________________；氫元素、X、Y的原子可共同形成多種分子，寫出其中一種能形成同種分子間氫鍵的物質(zhì)名稱________。(3)振蕩下，向Z單質(zhì)與鹽酸反應(yīng)后的無(wú)色溶液中滴加NaOH溶液直至過(guò)量，能觀察到的現(xiàn)象是________________________________________________________________________________________________________________________________________________；W的單質(zhì)與氫氟酸反應(yīng)生成兩種無(wú)色氣體，該反應(yīng)的化學(xué)方程式是________________________________________________________________________。(4)在25℃、101kPa下，已知13.5g的Z固體單質(zhì)在Y2氣體中完全燃燒后恢復(fù)至原狀態(tài)，放熱419kJ，該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是________________________________________________________________________。25．[答案](1)三ⅣA大(2)小分子間作用力乙酸(其他合理答案均可)(3)先生成白色沉淀，后沉淀逐漸溶解，最后變成無(wú)色溶液Si＋4HF=SiF4↑＋2H2↑(4)4Al(s)＋3O2(g)=2Al2O3(s)ΔH＝－3352kJ·mol－1(其他合理答案均可)[解析]利用X的信息知其為ⅣA族元素，Y是地殼中含量最高的元素，故Y為氧元素，結(jié)合X、Y、Z、W是原子序數(shù)依次增大的短周期元素可知X為碳元素；Z的基態(tài)原子的電子排布式為3s23p1，則Z為13號(hào)元素鋁；W元素的一種核素的質(zhì)量數(shù)為28，中子數(shù)為14，則質(zhì)子數(shù)為14，則W為硅元素。(1)Si核外電子層數(shù)為3、最外層電子數(shù)為4，因此Si位于第三周期ⅣA族；同主族元素隨核電荷數(shù)增大原子半徑增大，故Si的原子半徑比C的大。(2)鋁為較活潑金屬，最外層3p1電子容易失去，因此Al、Si相比，第一電離能較小的是Al；CO2晶體轉(zhuǎn)化為氣體，分子沒有改變，只是分子間間距變大，因此破壞的作用力是分子間作用力；由H、C、O形成的分子：乙酸、乙醇等同種分子間均存在氫鍵。(3)Al與鹽酸反應(yīng)后的溶液中含有Al3＋，因此向該溶液中加入NaOH至過(guò)量，依次發(fā)生反應(yīng)為Al3＋＋3OH－=Al(OH)3↓、Al(OH)3＋OH－=AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O，可看到的現(xiàn)象是先生成白色沉淀，后沉淀逐漸溶解，最終變?yōu)闊o(wú)色溶液；Si與HF反應(yīng)可置換出H2，同時(shí)還生成SiF4氣體。(4)13.5gAl物質(zhì)的量為0.5mol，由題中數(shù)據(jù)可知4molAl與氧氣完全反應(yīng)生成固態(tài)Al2O3時(shí)，放出熱量為419kJ×eq\f(4mol,0.5mol)＝3352kJ。11．F1F2F3[·福建卷]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：mCeO2eq\o(→,\s\up7(太陽(yáng)能),\s\do5(①))(m－x)CeO2·xCe＋xO2(m－x)CeO2·xCe＋xH2O＋xCO2eq\o(→,\s\up7(900℃),\s\do5(②))mCeO2＋xH2＋xCO下列說(shuō)法不正確的是()A．該過(guò)程中CeO2沒有消耗B．該過(guò)程實(shí)現(xiàn)了太陽(yáng)能向化學(xué)能的轉(zhuǎn)化C．圖0中ΔH1＝ΔH2＋ΔH3圖0D．以CO和O2構(gòu)成的堿性燃料電池的負(fù)極反應(yīng)式為CO＋4OH－－2e－=COeq\o\al(2－,3)＋2H2O11．C[解析]H2O、CO2轉(zhuǎn)變?yōu)镠2、CO的過(guò)程分兩步進(jìn)行，第1步反應(yīng)消耗CeO2的物質(zhì)的量與第2步反應(yīng)生成CeO2的物質(zhì)的量相同，則該過(guò)程中CeO2沒有消耗，A項(xiàng)正確；上述轉(zhuǎn)變將化學(xué)能較低的H2O、CO2轉(zhuǎn)化為化學(xué)能較高的H2、CO，將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲(chǔ)存在燃料(水煤氣或H2和CO)中，B項(xiàng)正確；讀圖可得3個(gè)熱化學(xué)方程式：①H2O(g)=H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)ΔH1，②H2O(l)=H2O(g)ΔH2，③H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(l)ΔH3，觀察發(fā)現(xiàn)①＋②＝－③，由蓋斯定律可得：ΔH1＋ΔH2＝－ΔH3，則ΔH1＝－ΔH2－ΔH3＝－(ΔH2＋ΔH3)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；CO是燃料，在負(fù)極上發(fā)生氧化反應(yīng)，其產(chǎn)物不是CO2，因?yàn)镃O2是酸性氧化物，與過(guò)量堿溶液易反應(yīng)生成碳酸根離子，根據(jù)電子、電荷和原子守恒原理可得負(fù)極反應(yīng)式為CO＋4OH－－2e－=COeq\o\al(2－,3)＋2H2O，D項(xiàng)正確。31．F2G4G1C3G2G3G5[·廣東卷]大氣中的部分碘源于O3對(duì)海水中I－的氧化。將O3持續(xù)通入NaI溶液中進(jìn)行模擬研究。(1)O3將I－氧化成I2的過(guò)程由3步反應(yīng)組成：①I－(aq)＋O3(g)=IO－(aq)＋O2(g)ΔH1；②IO－(aq)＋H＋(aq)HOI(aq)ΔH2；③HOI(aq)＋I(xiàn)－(aq)＋H＋(aq)I2(aq)＋H2O(l)ΔH3?？偡磻?yīng)的化學(xué)方程式為________________________________________________________________________________________________________________________________________________，其反應(yīng)熱ΔH＝________。(2)在溶液中存在化學(xué)平衡：I2(aq)＋I(xiàn)－(aq)Ieq\o\al(－,3)(aq)，其平衡常數(shù)表達(dá)式為______________。(3)為探究Fe2＋對(duì)O3氧化I－反應(yīng)的影響(反應(yīng)體系如圖0)，某研究小組測(cè)定兩組實(shí)驗(yàn)中Ieq\o\al(－,3)濃度和體系pH，結(jié)果見圖1和下表。圖0圖1編號(hào)反應(yīng)物反應(yīng)前pH反應(yīng)后pH第1組O3＋I(xiàn)－5.211.0第2組O3＋I(xiàn)－＋Fe2＋5.24.1①第1組實(shí)驗(yàn)中，導(dǎo)致反應(yīng)后pH升高的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。②圖0中的A為________。由Fe3＋生成A的過(guò)程能顯著提高I－的轉(zhuǎn)化率，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。③第2組實(shí)驗(yàn)進(jìn)行18s后，Ieq\o\al(－,3)濃度下降。導(dǎo)致下降的直接原因有(雙選)________。A．c(H＋)減小B．c(I－)減小C．I2(g)不斷生成D．c(Fe3＋)增加(4)據(jù)圖1，計(jì)算3～18s內(nèi)第2組實(shí)驗(yàn)中生成Ieq\o\al(－,3)的平均反應(yīng)速率(寫出計(jì)算過(guò)程，結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。31．[答案](1)（1）2I－+O3+2H+==I2+O2+H2O（其他合理答案也給分）ΔH1＋ΔH2＋ΔH3(2)K＝eq\f(c（Ieq\o\al(－,3)）,c（I2）·c（I－）)(3)①O3氧化I－生成I2的反應(yīng)消耗H+，使H+濃度減?。ㄆ渌侠肀磉_(dá)也給分）②Fe(OH)3由于Fe3+的水解，體系中H+濃度增加，使O3氧化I－的兩個(gè)分步反應(yīng)②和③的平衡向右移動(dòng)，I－的轉(zhuǎn)化率提高③BC(4)v(I3－)==≈5.5×10－4mol?L－1?s－1（其他合理答案也給分）[解析](1)臭氧在酸性條件下將碘離子氧化成碘單質(zhì)的過(guò)程由3步反應(yīng)組成，觀察已知3個(gè)熱化學(xué)方程式中的反應(yīng)物和生成物，發(fā)現(xiàn)①＋②＋③可以得出總反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為2I－(aq)＋O3(g)＋2H＋(aq)I2(aq)＋O2(g)＋H2O(l)，根據(jù)蓋斯定律可得其焓變?chǔ)＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3；氫離子表示強(qiáng)酸如硫酸等，將臭氧持續(xù)通入NaI溶液中，總反應(yīng)的化學(xué)方程式是2NaI＋O3＋H2SO4Na2SO4＋I(xiàn)2＋O2＋H2O或2NaI＋O3＋H2SO4=Na2SO4＋I(xiàn)2＋O2＋H2O等；(2)由化學(xué)平衡常數(shù)定義式可得，I2(aq)＋I(xiàn)－(aq)Ieq\o\al(－,3)(aq)的平衡常數(shù)表達(dá)式為eq\f(c（Ieq\o\al(－,3)）,c（I2）·c（I－）)；(3)①導(dǎo)致前者反應(yīng)后pH升高的原因是臭氧將碘離子氧化為I2的總反應(yīng)的離子方程式為2I－＋O3＋2H＋I(xiàn)2＋O2(g)＋H2O(或者第②③步反應(yīng)的反應(yīng)物中都有氫離子，第③步反應(yīng)的生成物中有水)，既消耗氫離子又生成水，導(dǎo)致溶液的酸性減弱、pH升高；②圖13中A不可能為Fe2+，因?yàn)榧尤隖e2+后，發(fā)生如下反應(yīng)：2Fe2++O3+2H+==2Fe3++H2O、2Fe3++2I－==2Fe2++I2，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，I－消耗貽盡，持續(xù)通入O3，F(xiàn)e2+完全轉(zhuǎn)化為Fe3+，即鐵元素只能以正三價(jià)的價(jià)態(tài)存在；圖13中A為Fe(OH)3，依題意可知第2組反應(yīng)后pH=4.1，則c(H+)=1.0×10－4.1mol/L，c(OH－)=1.0×10－9..9mol/L，由于Fe(OH)3(s)Fe3+(aq)+3OH－(aq)，Ksp[Fe(OH)3]=c(Fe3+)×c3(OH－)=4.0×10－38，則c(Fe3+)==≈4.0×10－8.3mol/L，由于4.0×10－8.3mol/L遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于1.0×10－5mol/L，說(shuō)明Fe3+已經(jīng)完全沉淀，則A為Fe(OH)3；由于Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+，F(xiàn)e3+的水解導(dǎo)致體系中H+濃度增加，使O3氧化I－的兩個(gè)分步反應(yīng)②和③的平衡向右移動(dòng)，I－的轉(zhuǎn)化率提高；③對(duì)比表格中第1、2組實(shí)驗(yàn)前后pH可得，第1組pH增大，c(H＋)減小，圖中第1組實(shí)驗(yàn)所得Ieq\o\al(－,3)濃度曲線先略為增大后幾乎不變，第2組pH減小，c(H＋)增大，圖中第2組實(shí)驗(yàn)所得Ieq\o\al(－,3)濃度曲線先顯著增大后逐漸減小至無(wú)，根據(jù)上述分析可得，若c(H＋)減小，Ieq\o\al(－,3)濃度不會(huì)下降，A項(xiàng)錯(cuò)誤；若c(I－)減小，則反應(yīng)③HOI(aq)＋I(xiàn)－(aq)＋H＋(aq)I2(aq)＋H2O(l)的平衡左移，c(I2)也減小，導(dǎo)致I2(aq)＋I(xiàn)－(aq)Ieq\o\al(－,3)(aq)的平衡左移，所以Ieq\o\al(－,3)濃度下降，B項(xiàng)正確；若I2(g)不斷生成，導(dǎo)致I2(aq)I2(g)的溶解平衡右移，既使溶液中c(I2)減小，又使I2(aq)＋I(xiàn)－(aq)Ieq\o\al(－,3)(aq)的平衡左移，則Ieq\o\al(－,3)濃度下降，C項(xiàng)正確；若c(Fe3＋)增加，F(xiàn)e3＋將I－直接氧化成I2或發(fā)生反應(yīng)2Fe3＋＋2I－=2Fe2＋＋I(xiàn)2，則溶液中c(I2)增大，而海水中c(I－)略為減小或忽略不計(jì)，導(dǎo)致I2(aq)＋I(xiàn)－(aq)Ieq\o\al(－,3)(aq)的平衡右移，Ieq\o\al(－,3)濃度增大，D項(xiàng)錯(cuò)誤；(4)讀圖，3～18s內(nèi)第2組實(shí)驗(yàn)中Ieq\o\al(－,3)濃度由3.5×10－3mol/L增加到11.8×10－3mol/L，則生成Ieq\o\al(－,3)的平均反應(yīng)速率v(Ieq\o\al(－,3))＝eq\f(Δc（Ieq\o\al(－,3)）,Δt)＝eq\f(（11.8－3.5）×10－3mol·L－1,18s－3s)≈5.5×10－4mol/(L·s)，此問(wèn)需要注意縱坐標(biāo)中“c(Ieq\o\al(－,3))/10－3mol·L－1”隱含的信息，計(jì)算時(shí)需要圖中所得數(shù)據(jù)乘以“×10－3mol·L－1”。10．F2G2H2[·天津卷]某市對(duì)大氣進(jìn)行監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)該市首要污染物為可吸入顆粒物PM2.5(直徑小于等于2.5μm的懸浮顆粒物)，其主要來(lái)源為燃煤、機(jī)動(dòng)車尾氣等。因此，對(duì)PM2.5、SO2、NOx等進(jìn)行研究具有重要意義。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)將PM2.5樣本用蒸餾水處理制成待測(cè)試樣。若測(cè)得該試樣所含水溶性無(wú)機(jī)離子的化學(xué)組分及其平均濃度如下表：離子K＋Na＋NHeq\o\al(＋,4)SOeq\o\al(2－,4)NOeq\o\al(－,3)Cl－濃度/mol·L－14×10－66×10－62×10－54×10－53×10－52×10－5根據(jù)表中數(shù)據(jù)判斷PM2.5的酸堿性為________，試樣的pH＝________。(2)為減少SO2的排放，常采取的措施有：①將煤轉(zhuǎn)化為清潔氣體燃料。已知：H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(g)ΔH＝－241.8kJ·mol－1C(s)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO(g)ΔH＝－110.5kJ·mol－1寫出焦炭與水蒸氣反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。②洗滌含SO2的煙氣。以下物質(zhì)可作洗滌劑的是________________________________________________________________________。a．Ca(OH)2b．Na2CO3c．CaCl2d．NaHSO3(3)汽車尾氣中NOx和CO的生成及轉(zhuǎn)化①已知汽缸中生成NO的反應(yīng)為N2(g)＋O2(g)2NO(g)ΔH>0若1mol空氣含0.8molN2和0.2molO2，1300℃時(shí)在密閉容器內(nèi)反應(yīng)達(dá)到平衡，測(cè)得NO為8×10－4mol。計(jì)算該溫度下的平衡常數(shù)K＝________。汽車啟動(dòng)后，汽缸溫度越高，單位時(shí)間內(nèi)NO排放量越大，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。②汽車燃油不完全燃燒時(shí)產(chǎn)生CO，有人設(shè)想按下列反應(yīng)除去CO：2CO(g)=2C(s)＋O2(g)己知該反應(yīng)的ΔH>0，簡(jiǎn)述該設(shè)想能否實(shí)現(xiàn)的依據(jù)：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。③目前，在汽車尾氣系統(tǒng)中裝置催化轉(zhuǎn)化器可減少CO和NO的污染，其化學(xué)反應(yīng)方程式為________________________________________________________________________________________________________________________________________________。10．[答案](1)酸性4(2)①C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g)ΔH＝＋131.3kJ·mol－1②a、b(3)①4×10－6溫度升高，反應(yīng)速率加快，平衡右移②該反應(yīng)是焓增、熵減的反應(yīng)，任何溫度下均不自發(fā)進(jìn)行③2CO＋2NO催化劑,Ｆ2CO2＋N2[解析](1)PM2.5中含NHeq\o\al(＋,4)，因NHeq\o\al(＋,4)的水解而顯酸性；根據(jù)電荷守恒得c(H＋)＋c(K＋)＋c(Na＋)＋c(NHeq\o\al(＋,4))＝2c(SOeq\o\al(2－,4))＋c(NOeq\o\al(－,3))＋c(Cl－)，將表格中的數(shù)據(jù)代入求得c(H＋)＝10－4mol·L－1，pH＝4。(2)①第2個(gè)方程式減第1個(gè)方程式得目標(biāo)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g)ΔH＝＋131.3kJ·mol－1。②SO2是酸性氧化物，可用堿性物質(zhì)吸收，故正確答案為a、b。(3)①K＝eq\f(c2（NO）,c（N2）×c（O2）)＝eq\f(（8×10－4）2,0.8×0.2)＝4×10－6；該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，升高溫度，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，且升高溫度，反應(yīng)速率加快。②該反應(yīng)ΔH＞0、且ΔS＜0，故反應(yīng)在任何溫度下都不能自發(fā)。③NO具有氧化性，能將CO氧化成CO2，自身被還原為N2。26．D4F2G2F3[·北京卷]NOx是汽車尾氣中的主要污染物之一。(1)NOx能形成酸雨，寫出NO2轉(zhuǎn)化為HNO3的化學(xué)方程式：________________________________________________________________________。(2)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)會(huì)引發(fā)N2和O2反應(yīng)，其能量變化示意圖如下：eq\a\vs4\al(\o(→,\s\up7(2×（－630）kJ·mol－1))2NO（g）)eq\a\vs4\al(N2（g）\o(→,\s\up7(945kJ·mol－1))2N（g）)eq\a\vs4\al(O2（g）\o(→,\s\up7(498kJ·mol－1))2O（g）)①寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：________________________________________________________________________。②隨溫度升高，該反應(yīng)化學(xué)平衡常數(shù)的變化趨勢(shì)是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)在汽車尾氣系統(tǒng)中裝置催化轉(zhuǎn)化器，可有效降低NOx的排放。①當(dāng)尾氣中空氣不足時(shí)，NOx在催化轉(zhuǎn)化器中被還原成N2排出。寫出NO被CO還原的化學(xué)方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。②當(dāng)尾氣中空氣過(guò)量時(shí)，催化轉(zhuǎn)化器中的金屬氧化物吸收NOx生成鹽。其吸收能力順序如下：12MgO<20CaO<38SrO<56BaO。原因是________________________________________________________________________，元素的金屬性逐漸增強(qiáng)，金屬氧化物對(duì)NOx的吸收能力逐漸增強(qiáng)。(4)通過(guò)NOx傳感器可監(jiān)測(cè)NOx的含量，其工作原理示意圖如下：圖0①Pt電極上發(fā)生的是________反應(yīng)(填“氧化”或“還原”)。②寫出NiO電極的電極反應(yīng)式：________________________________________________________________________。26．[答案](1)3NO2＋H2O=2HNO3＋NO(2)①N2(g)＋O2(g)=2NO(g)ΔH＝＋183kJ·mol－1②增大(3)①2CO＋2NOeq\o(=,\s\up7(催化劑))N2＋2CO2②根據(jù)Mg、Ca、Sr和Ba的質(zhì)子數(shù)，得知它們均為ⅡA族元素。同一主族的元素，從上到下，原子半徑逐漸增大(4)①還原②NO＋O2－－2e－=NO2[解析](1)NO2與水反應(yīng)的化學(xué)方程式為3NO2＋H2O=2HNO3＋NO。(2)①N2(g)＋O2(g)=2NO(g)ΔH＝945kJ·mol－1＋498kJ·mol－1－2×630kJ·mol－1＝＋183kJ·mol－1。②該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，隨溫度升高，化學(xué)平衡常數(shù)增大。(3)根據(jù)題意NO被還原為N2，則CO被氧化為CO2。(4)Pt電極上O2得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為O2＋4e－=2O2－，電池總反應(yīng)式為2NO＋O2=2NO2，用電池總反應(yīng)式減去Pt電極的電極反應(yīng)式并化簡(jiǎn)得NiO電極的電極反應(yīng)式：NO＋O2－－2e－=NO2。28.C2F2F3[·新課標(biāo)全國(guó)卷Ⅰ]二甲醚(CH3OCH3)是無(wú)色氣體，可作為一種新型能源。由合成氣(組成為H2、CO和少量的CO2)直接制備二甲醚，其中的主要過(guò)程包括以下四個(gè)反應(yīng)：甲醇合成反應(yīng)：(Ⅰ)CO(g)＋2H2(g)=CH3OH(g)ΔH1＝－90.1kJ·mol－1(Ⅱ)CO2(g)＋3H2(g)=CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH2＝－49.0kJ·mol－1水煤氣變換反應(yīng)：(Ⅲ)CO(g)＋H2O(g)=CO2(g)＋H2(g)ΔH3＝－41.1kJ·mol－1二甲醚合成反應(yīng)：(Ⅳ)2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)＋H2O(g)ΔH4＝－24.5kJ·mol－1回答下列問(wèn)題：(1)Al2O3是合成氣直接制備二甲醚反應(yīng)催化劑的主要成分之一。工業(yè)上從鋁土礦制備較高純度Al2O3的主要工藝流程是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(以化學(xué)方程式表示)。(2)分析二甲醚合成反應(yīng)(Ⅳ)對(duì)于CO轉(zhuǎn)化率的影響________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)由H2和CO直接制備二甲醚(另一產(chǎn)物為水蒸氣)的熱化學(xué)方程式為________________________________________________________________________。根據(jù)化學(xué)反應(yīng)原理，分析增加壓強(qiáng)對(duì)直接制備二甲醚反應(yīng)的影響________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)有研究者在催化劑(含Cu－Zn－Al－O和Al2O3)、壓強(qiáng)為5.0MPa的條件下，由H2和CO直接制備二甲醚，結(jié)果如圖0所示。其中CO轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而降低的原因是________________________________________________________________________。圖0(5)二甲醚直接燃料電池具有啟動(dòng)快、效率高等優(yōu)點(diǎn)，其能量密度高于甲醇直接燃料電池(5.93kW·h·kg－1)。若電解質(zhì)為酸性，二甲醚直接燃料電池的負(fù)極反應(yīng)為________________________________________________________________________________________________________________________________________________，一個(gè)二甲醚分子經(jīng)過(guò)電化學(xué)氧化，可以產(chǎn)生________個(gè)電子的電量；該電池的理論輸出電壓為1.20V，能量密度E＝________________________________________________________________________(列式計(jì)算。能量密度＝eq\f(電池輸出電能,燃料質(zhì)量)，1kW·h＝3.6×106J)。28．[答案](1)Al2O3＋2NaOH=2NaAlO2＋H2ONaAlO2＋CO2＋2H2O=Al(OH)3↓＋NaHCO32Al(OH)3eq\o(=,\s\up7(△))Al2O3＋3H2O(2)消耗甲醇，促進(jìn)甲醇合成反應(yīng)(Ⅰ)平衡右移，CO轉(zhuǎn)化率增大；生成的H2O，通過(guò)水煤氣變換反應(yīng)(Ⅲ)消耗部分CO(3)2CO(g)＋4H2(g)=CH3OCH3(g)＋H2O(g)ΔH＝－204.7kJ·mol－1該反應(yīng)分子數(shù)減少，壓強(qiáng)升高使平衡右移，CO和H2轉(zhuǎn)化率增大，CH3OCH3產(chǎn)率增加。壓強(qiáng)升高使CO和H2濃度增加，反應(yīng)速率增大(4)反應(yīng)放熱，溫度升高，平衡左移(5)CH3OCH3＋3H2O－12e－=2CO2＋12H＋12eq\f(1.20V×\f(1000g,46g·mol－1)×12×96500C·mol－1,1kg)÷(3.6×106J·kW－1·h－1)＝8.39kW·h·kg－1[解析](2)反應(yīng)(Ⅰ)、(Ⅲ)與CO有關(guān)。反應(yīng)(Ⅰ)中的CH3OH是反應(yīng)(Ⅳ)的反應(yīng)物，反應(yīng)(Ⅳ)生成的H2O是反應(yīng)(Ⅲ)的反應(yīng)物，從影響平衡的因素分析知兩者均使CO轉(zhuǎn)化率變大。(3)由蓋斯定律(Ⅰ)×2＋(Ⅳ)得：4H2(g)＋2CO(g)=CH3OCH3(g)＋H2O(g)ΔH＝－204.7kJ·mol－1。(4)該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，其他條件不變的情況下，溫度升高，平衡逆向移動(dòng)，轉(zhuǎn)化率降低。(5)正極反應(yīng)為O2＋4e－＋4H＋=2H2O；負(fù)極反應(yīng)必有H＋生成，由電荷守恒、元素守恒得3H2O＋CH3OCH3－12e－=2CO2＋12H＋；1個(gè)CH3OCH3分子失去12e－；假定燃料質(zhì)量為1kg，由能量密度計(jì)算方法列式計(jì)算即可。12．F2F5[·新課標(biāo)全國(guó)卷Ⅱ]在1200℃時(shí)，天然氣脫硫工藝中會(huì)發(fā)生下列反應(yīng)：H2S(g)＋eq\f(3,2)O2(g)=SO2(g)＋H2O(g)ΔH1；2H2S(g)＋SO2(g)=eq\f(3,2)S2(g)＋2H2O(g)ΔH2；H2S(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=S(g)＋H2O(g)ΔH3；2S(g)=S2(g)ΔH4。則ΔH4的正確表達(dá)式為()A．ΔH4＝eq\f(2,3)(ΔH1＋ΔH2－3ΔH3)B．ΔH4＝eq\f(2,3)(3ΔH3－ΔH1－ΔH2)C．ΔH4＝eq\f(3,2)(ΔH1＋ΔH2－3ΔH3)D．ΔH4＝eq\f(3,2)(ΔH1－ΔH2－3ΔH3)12．A[解析]將方程式依次標(biāo)號(hào)①～④，可知反應(yīng)④是通過(guò)方程式疊加得到：(②＋①)×eq\f(2,3)－③×2，那么：ΔH4＝(ΔH2＋ΔH1)×eq\f(2,3)－ΔH3×2＝eq\f(2,3)(ΔH2＋ΔH1－3ΔH3)，A項(xiàng)正確。F3原電池原理9.F3[·江蘇卷]Mg—H2O2電池可用于驅(qū)動(dòng)無(wú)人駕駛的潛航器。該電池以海水為電解質(zhì)溶液，示意圖如下。該電池工作時(shí)，下列說(shuō)法正確的是()圖0A．Mg電極是該電池的正極B．H2O2在石墨電極上發(fā)生氧化反應(yīng)C．石墨電極附近溶液的pH增大D．溶液中Cl－向正極移動(dòng)9．C[解析]在原電池中活潑金屬作負(fù)極，即Mg為負(fù)極，A項(xiàng)錯(cuò)誤；通入H2O2的一極為正極，故在反應(yīng)過(guò)程中發(fā)生還原反應(yīng)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；石墨電極處的電極反應(yīng)式為H2O2＋2e－=2OH－，溶液pH增大，C項(xiàng)正確；原電池中，電解質(zhì)溶液中的陰離子向負(fù)極移動(dòng)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。10．F3[·安徽卷]熱激活電池可用作火箭、導(dǎo)彈的工作電源。一種熱激活電池的基本結(jié)構(gòu)如圖0所示，其中作為電解質(zhì)的無(wú)水LiCl－KCl混合物受熱熔融后，電池即可瞬間輸出電能。該電池總反應(yīng)為PbSO4＋2LiCl＋Ca=CaCl2＋Li2SO4＋Pb。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是()圖0A．正極反應(yīng)式：Ca＋2Cl－－2e－=CaCl2B．放電過(guò)程中，Li＋向負(fù)極移動(dòng)C．每轉(zhuǎn)移0.1mol電子，理論上生成20.7gPbD．常溫時(shí)，在正負(fù)極間接上電流表或檢流計(jì)，指針不偏轉(zhuǎn)10．D[解析]正極上應(yīng)是得電子發(fā)生還原反應(yīng)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；電池工作時(shí)，電解質(zhì)中的陽(yáng)離子移向電池正極，B項(xiàng)錯(cuò)誤；利用總反應(yīng)方程式知每轉(zhuǎn)移2mol電子生成1molPb，故轉(zhuǎn)移0.1mol電子時(shí)，生成m(Pb)＝0.05mol×207g·mol－1＝10.35g，C項(xiàng)錯(cuò)誤；常溫下，電解質(zhì)LiCl－KCl為固態(tài)，該電池不能形成閉合回路，因此常溫下該電池不能工作，D項(xiàng)正確。11．F1F2F3[·福建卷]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：mCeO2eq\o(→,\s\up7(太陽(yáng)能),\s\do5(①))(m－x)CeO2·xCe＋xO2(m－x)CeO2·xCe＋xH2O＋xCO2eq\o(→,\s\up7(900℃),\s\do5(②))mCeO2＋xH2＋xCO下列說(shuō)法不正確的是()A．該過(guò)程中CeO2沒有消耗B．該過(guò)程實(shí)現(xiàn)了太陽(yáng)能向化學(xué)能的轉(zhuǎn)化C．圖0中ΔH1＝ΔH2＋ΔH3圖0D．以CO和O2構(gòu)成的堿性燃料電池的負(fù)極反應(yīng)式為CO＋4OH－－2e－=COeq\o\al(2－,3)＋2H2O11．C[解析]H2O、CO2轉(zhuǎn)變?yōu)镠2、CO的過(guò)程分兩步進(jìn)行，第1步反應(yīng)消耗CeO2的物質(zhì)的量與第2步反應(yīng)生成CeO2的物質(zhì)的量相同，則該過(guò)程中CeO2沒有消耗，A項(xiàng)正確；上述轉(zhuǎn)變將化學(xué)能較低的H2O、CO2轉(zhuǎn)化為化學(xué)能較高的H2、CO，將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲(chǔ)存在燃料(水煤氣或H2和CO)中，B項(xiàng)正確；讀圖可得3個(gè)熱化學(xué)方程式：①H2O(g)=H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)ΔH1，②H2O(l)=H2O(g)ΔH2，③H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(l)ΔH3，觀察發(fā)現(xiàn)①＋②＝－③，由蓋斯定律可得：ΔH1＋ΔH2＝－ΔH3，則ΔH1＝－ΔH2－ΔH3＝－(ΔH2＋ΔH3)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；CO是燃料，在負(fù)極上發(fā)生氧化反應(yīng)，其產(chǎn)物不是CO2，因?yàn)镃O2是酸性氧化物，與過(guò)量堿溶液易反應(yīng)生成碳酸根離子，根據(jù)電子、電荷和原子守恒原理可得負(fù)極反應(yīng)式為CO＋4OH－－2e－=COeq\o\al(2－,3)＋2H2O，D項(xiàng)正確。33．J3J1D2J4J5F3F5C5[·廣東卷]化學(xué)實(shí)驗(yàn)有助于理解化學(xué)知識(shí)，形成化學(xué)觀念，提高探究與創(chuàng)新能力，提升科學(xué)素養(yǎng)。(1)在實(shí)驗(yàn)室中用濃鹽酸與MnO2共熱制取Cl2并進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)。①下列收集Cl2的正確裝置是________。ABCD圖0②將Cl2通入水中，所得溶液中具有氧化性的含氯粒子是________。③設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)比較Cl2和Br2的氧化性，操作與現(xiàn)象是：取少量新制氯水和CCl4于試管中，________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)能量之間可以相互轉(zhuǎn)化：電解食鹽水制備Cl2是將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，而原電池可將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。設(shè)計(jì)兩種類型的原電池，探究其能量轉(zhuǎn)化效率。限選材料：ZnSO4(aq)、FeSO4(aq)、CuSO4(aq)；銅片、鐵片、鋅片和導(dǎo)線。①完成原電池甲的裝置示意圖(見圖0)，并作相應(yīng)標(biāo)注。圖0要求：在同一燒杯中，電極與溶液含相同的金屬元素。②以銅片為電極之一，CuSO4(aq)為電解質(zhì)溶液，只在一個(gè)燒杯中組裝原電池乙，工作一段時(shí)間后，可觀察到負(fù)極________________________________________________________________________________。③甲乙兩種原電池中可更有效地將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的是________，其原因是________________________________________________________________________。(3)根據(jù)犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法原理，為減緩電解質(zhì)溶液中鐵片的腐蝕，在(2)的材料中應(yīng)選________作陽(yáng)極。33．[答案](1)①C②HClO、Cl2、ClO－③滴加NaBr溶液，振蕩后靜置，下層溶液呈紅棕（或棕黃）色（其他合理說(shuō)法也給分）(2)①(其他合理畫法均給分)②有紅色固體析出，負(fù)極被腐蝕（其他合理答案也給分）③甲電池乙的負(fù)極可與CuSO4溶液直接發(fā)生反應(yīng)，導(dǎo)致部分化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能；電池甲的負(fù)極不與所接觸的電解質(zhì)溶液反應(yīng)，化學(xué)能在轉(zhuǎn)化為電能時(shí)損耗較小（其他合理解釋也可得分）(3)Zn[解析](1)①集氣瓶中使用單孔橡膠塞，則瓶?jī)?nèi)氣體壓強(qiáng)增大到一定程度會(huì)發(fā)生爆炸等，A項(xiàng)錯(cuò)誤；倒立的集氣瓶中有雙孔橡膠塞，由于氯氣的密度比空氣大，氯氣從長(zhǎng)導(dǎo)氣管中進(jìn)，從短導(dǎo)氣管中逸出，因此不能排出空氣收集氯氣，B項(xiàng)錯(cuò)誤；正立的集氣瓶中有雙孔橡膠塞，氯氣從長(zhǎng)導(dǎo)管中進(jìn)，空氣從短導(dǎo)管排出，排出的氣體通過(guò)倒扣漏斗、NaOH溶液吸收處理，既防止倒吸又防止排出氯氣污染空氣，C項(xiàng)正確；氯氣與NaOH溶液反應(yīng)Cl2＋2NaOH=NaClO＋NaCl＋H2O，因此不能用排NaOH溶液的方法收集氯氣，D項(xiàng)錯(cuò)誤；②氯氣與水發(fā)生可逆反應(yīng)Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO，所得氯水中含H2O、Cl2、H＋、Cl－、HClO、ClO－、OH－等離子，其中具有強(qiáng)氧化性的含氯粒子是Cl2、HClO、ClO－；(2)①帶鹽橋的原電池甲可以設(shè)計(jì)鋅銅原電池(或鐵銅原電池、鋅鐵原電池)，由于外電路中電子從左移向右，說(shuō)明左邊燒杯中電極的金屬性較強(qiáng)，則左、右兩邊燒杯中電極材料及電解質(zhì)溶液可以為鋅片和硫酸鋅溶液、銅片和硫酸銅溶液(或者鐵片和硫酸亞鐵溶液、銅片和硫酸銅溶液，鋅片和硫酸鋅溶液、鐵片和硫酸亞鐵溶液)；②金屬活動(dòng)性Zn>Fe>Cu，則原電池乙中銅片作正極，鋅片或鐵片作負(fù)極，工作一段時(shí)間后，負(fù)極金屬鋅或鐵被氧化，質(zhì)量減輕，溶液中藍(lán)色變淺；③甲、乙兩種原電池都能將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，其中帶有鹽橋的原電池甲中的負(fù)極金屬鋅(或鐵)和硫酸銅沒有直接接觸，二者不會(huì)直接發(fā)生置換反應(yīng)，化學(xué)能不會(huì)轉(zhuǎn)化為熱能，幾乎全部轉(zhuǎn)化為電能；而原電池乙中的負(fù)極金屬鋅(或鐵)和硫酸銅直接接觸發(fā)生置換反應(yīng)，部分化學(xué)能會(huì)轉(zhuǎn)化為熱能，化學(xué)能不能全部轉(zhuǎn)化為電能；(3)鐵片作正極(陰極)時(shí)被保護(hù)，而鐵作負(fù)極(陽(yáng)極)時(shí)被腐蝕，為了減緩電解質(zhì)溶液中鐵片的腐蝕，在(2)的材料中應(yīng)選擇比鐵活潑的鋅片作負(fù)極(陽(yáng)極)，使鐵片作正極(陰極)，從而犧牲鋅片保護(hù)鐵片；不能選擇銅片，因?yàn)殂~作正極(陰極)，而鐵片作負(fù)極(陽(yáng)極)，此時(shí)鐵片的腐蝕速率加快，而不是延緩。6．F3F4[·天津卷]為增強(qiáng)鋁的耐腐蝕性，現(xiàn)以鉛蓄電池為外電源，以Al作陽(yáng)極、Pb作陰極，電解稀硫酸，使鋁表面的氧化膜增厚。反應(yīng)原理如下：電池：Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)=2PbSO4(s)＋2H2O(l)電解池：2Al＋3H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))Al2O3＋3H2↑電解過(guò)程中，以下判斷正確的是()電池電解池AH＋移向Pb電極H＋移向Pb電極B每消耗3molPb生成2molAl2O3C正極：PbO2＋4H＋＋2e－=Pb2＋＋2H2O陽(yáng)極：2Al＋3H2O－6e－=Al2O3＋6H＋D6.D[解析]電池中Pb電極是負(fù)極，PbO2電極是正極，H＋移向PbO2電極，A項(xiàng)錯(cuò)誤；每消耗3molPb，電路中通過(guò)電子的物質(zhì)的量為6mol，據(jù)電子守恒得n(Al2O3)＝1mol，B項(xiàng)錯(cuò)誤；電池正極反應(yīng)式應(yīng)為PbO2＋4H＋＋SOeq\o\al(2－,4)＋2e－=PbSO4＋2H2O，C項(xiàng)錯(cuò)誤；電池Pb電極的電極反應(yīng)式為Pb＋SOeq\o\al(2－,4)－2e－=PbSO4，Pb電極質(zhì)量增大，電解池Pb電極的電極反應(yīng)式為2H＋＋2e－=H2↑，電極質(zhì)量不變，D項(xiàng)正確。8．C5E2F3N1[·重慶卷]合金是建造航空母艦的主體材料。(1)航母升降機(jī)可由鋁合金制造。①鋁元素在周期表中的位置為____________。工業(yè)煉鋁的原料由鋁土礦提取而得，提取過(guò)程中通入的氣體為________。②Al－Mg合金焊接前用NaOH溶液處理Al2O3膜，其化學(xué)方程式為________________________________________________________________________。焊接過(guò)程中使用的保護(hù)氣為________(填化學(xué)式)。(2)航母艦體材料為合金鋼。①艦體在海水中發(fā)生的電化學(xué)腐蝕主要為________。②航母用鋼可由低硅生鐵冶煉而成，則在煉鐵過(guò)程中為降低硅含量需加入的物質(zhì)為________。(3)航母螺旋槳主要用銅合金制造。①80.0gCuAl合金用酸完全溶解后，加入過(guò)量氨水，過(guò)濾得白色沉淀39.0g，則合金中Cu的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為________________________________________________________________________。②為分析某銅合金的成分，用酸將其完全溶解后，用NaOH溶液調(diào)節(jié)pH，當(dāng)pH＝3.4時(shí)開始出現(xiàn)沉淀，分別在pH為7.0、8.0時(shí)過(guò)濾沉淀。結(jié)合圖中信息推斷該合金中除銅外一定含有________。圖08．[答案](1)①第三周期第ⅢA族CO2②Al2O3＋2NaOH=2NaAlO2＋H2OAr(其他合理答案均可)(2)①吸氧腐蝕②CaCO3或CaO(3)①83.1%②Al、Ni[解析]從鋁土礦(主要成分是Al2O3，含SiO2、Fe2O3、MgO等雜質(zhì))中提取氧化鋁通常有兩種工藝，其流程圖示如下：無(wú)論是流程甲或乙，都有一道工序是通入過(guò)量CO2，目的是將AlOeq\o\al(－,2)全部轉(zhuǎn)化為Al(OH)3；Al－Mg合金焊接前，為防止高溫下金屬與空氣中的O2、N2、CO2等發(fā)生反應(yīng)，應(yīng)使用稀有氣體作保護(hù)氣；煉鐵過(guò)程中，需加入生石灰或石灰石，跟原料中的SiO2等物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，將其轉(zhuǎn)化為爐渣而除去；Cu－Al合金用酸完全溶解后，加入過(guò)量氨水，因Cu(OH)2可溶于氨水，所得白色沉淀必為Al(OH)3，其物質(zhì)的量為0.5mol，則原合金中Al的質(zhì)量為13.5g；當(dāng)pH＝3.4時(shí)開始沉淀，說(shuō)明該合金中含Al，在pH為7.0、8.0時(shí)過(guò)濾沉淀，說(shuō)明含Ni。26．D4F2G2F3[·北京卷]NOx是汽車尾氣中的主要污染物之一。(1)NOx能形成酸雨，寫出NO2轉(zhuǎn)化為HNO3的化學(xué)方程式：________________________________________________________________________。(2)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)會(huì)引發(fā)N2和O2反應(yīng)，其能量變化示意圖如下：eq\a\vs4\al(\o(→,\s\up7(2×（－630）kJ·mol－1))2NO（g）)eq\a\vs4\al(N2（g）\o(→,\s\up7(945kJ·mol－1))2N（g）)eq\a\vs4\al(O2（g）\o(→,\s\up7(498kJ·mol－1))2O（g）)①寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：________________________________________________________________________。②隨溫度升高，該反應(yīng)化學(xué)平衡常數(shù)的變化趨勢(shì)是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)在汽車尾氣系統(tǒng)中裝置催化轉(zhuǎn)化器，可有效降低NOx的排放。①當(dāng)尾氣中空氣不足時(shí)，NOx在催化轉(zhuǎn)化器中被還原成N2排出。寫出NO被CO還原的化學(xué)方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。②當(dāng)尾氣中空氣過(guò)量時(shí)，催化轉(zhuǎn)化器中的金屬氧化物吸收NOx生成鹽。其吸收能力順序如下：12MgO<20CaO<38SrO<56BaO。原因是________________________________________________________________________，元素的金屬性逐漸增強(qiáng)，金屬氧化物對(duì)NOx的吸收能力逐漸增強(qiáng)。(4)通過(guò)NOx傳感器可監(jiān)測(cè)NOx的含量，其工作原理示意圖如下：圖0①Pt電極上發(fā)生的是________反應(yīng)(填“氧化”或“還原”)。②寫出NiO電極的電極反應(yīng)式：________________________________________________________________________。26．[答案](1)3NO2＋H2O=2HNO3＋NO(2)①N2(g)＋O2(g)=2NO(g)ΔH＝＋183kJ·mol－1②增大(3)①2CO＋2NOeq\o(=,\s\up7(催化劑))N2＋2CO2②根據(jù)Mg、Ca、Sr和Ba的質(zhì)子數(shù)，得知它們均為ⅡA族元素。同一主族的元素，從上到下，原子半徑逐漸增大(4)①還原②NO＋O2－－2e－=NO2[解析](1)NO2與水反應(yīng)的化學(xué)方程式為3NO2＋H2O=2HNO3＋NO。(2)①N2(g)＋O2(g)=2NO(g)ΔH＝945kJ·mol－1＋498kJ·mol－1－2×630kJ·mol－1＝＋183kJ·mol－1。②該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，隨溫度升高，化學(xué)平衡常數(shù)增大。(3)根據(jù)題意NO被還原為N2，則CO被氧化為CO2。(4)Pt電極上O2得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為O2＋4e－=2O2－，電池總反應(yīng)式為2NO＋O2=2NO2，用電池總反應(yīng)式減去Pt電極的電極反應(yīng)式并化簡(jiǎn)得NiO電極的電極反應(yīng)式：NO＋O2－－2e－=NO2。7．F3F4[·北京卷]下列金屬防腐的措施中，使用外加電流的陰極保護(hù)法的是()A．水中的鋼閘門連接電源的負(fù)極B．金屬護(hù)欄表面涂漆C．汽車底盤噴涂高分子膜D．地下鋼管連接鎂塊7．A[解析]A項(xiàng)使用的是外加電流的陰極保護(hù)法，正確；金屬護(hù)攔表面涂漆、汽車底盤噴涂高分子膜屬于物理防腐，不是電化學(xué)防護(hù)法，B、C項(xiàng)錯(cuò)誤；地下鋼管連接鎂塊是犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法，D項(xiàng)錯(cuò)誤。28.C2F2F3[·新課標(biāo)全國(guó)卷Ⅰ]二甲醚(CH3OCH3)是無(wú)色氣體，可作為一種新型能源。由合成氣(組成為H2、CO和少量的CO2)直接制備二甲醚，其中的主要過(guò)程包括以下四個(gè)反應(yīng)：甲醇合成反應(yīng)：(Ⅰ)CO(g)＋2H2(g)=CH3OH(g)ΔH1＝－90.1kJ·mol－1(Ⅱ)CO2(g)＋3H2(g)=CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH2＝－49.0kJ·mol－1水煤氣變換反應(yīng)：(Ⅲ)CO(g)＋H2O(g)=CO2(g)＋H2(g)ΔH3＝－41.1kJ·mol－1二甲醚合成反應(yīng)：(Ⅳ)2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)＋H2O(g)ΔH4＝－24.5kJ·mol－1回答下列問(wèn)題：(1)Al2O3是合成氣直接制備二甲醚反應(yīng)催化劑的主要成分之一。工業(yè)上從鋁土礦制備較高純度Al2O3的主要工藝流程是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(以化學(xué)方程式表示)。(2)分析二甲醚合成反應(yīng)(Ⅳ)對(duì)于CO轉(zhuǎn)化率的影響________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)由H2和CO直接制備二甲醚(另一產(chǎn)物為水蒸氣)的熱化學(xué)方程式為________________________________________________________________________。根據(jù)化學(xué)反應(yīng)原理，分析增加壓強(qiáng)對(duì)直接制備二甲醚反應(yīng)的影響________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)有研究者在催化劑(含Cu－Zn－Al－O和Al2O3)、壓強(qiáng)為5.0MPa的條件下，由H2和CO直接制備二甲醚，結(jié)果如圖0所示。其中CO轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而降低的原因是________________________________________________________________________。圖0(5)二甲醚直接燃料電池具有啟動(dòng)快、效率高等優(yōu)點(diǎn)，其能量密度高于甲醇直接燃料電池(5.93kW·h·kg－1)。若電解質(zhì)為酸性，二甲醚直接燃料電池的負(fù)極反應(yīng)為________________________________________________________________________________________________________________________________________________，一個(gè)二甲醚分子經(jīng)過(guò)電化學(xué)氧化，可以產(chǎn)生________個(gè)電子的電量；該電池的理論輸出電壓為1.20V，能量密度E＝________________________________________________________________________(列式計(jì)算。能量密度＝eq\f(電池輸出電能,燃料質(zhì)量)，1kW·h＝3.6×106J)。28．[答案](1)Al2O3＋2NaOH=2NaAlO2＋H2ONaAlO2＋CO2＋2H2O=Al(OH)3↓＋NaHCO32Al(OH)3eq\o(=,\s\up7(△))Al2O3＋3H2O(2)消耗甲醇，促進(jìn)甲醇合成反應(yīng)(Ⅰ)平衡右移，CO轉(zhuǎn)化率增大；生成的H2O，通過(guò)水煤氣變換反應(yīng)(Ⅲ)消耗部分CO(3)2CO(g)＋4H2(g)=CH3OCH3(g)＋H2O(g)ΔH＝－204.7kJ·mol－1該反應(yīng)分子數(shù)減少，壓強(qiáng)升高使平衡右移，CO和H2轉(zhuǎn)化率增大，CH3OCH3產(chǎn)率增加。壓強(qiáng)升高使CO和H2濃度增加，反應(yīng)速率增大(4)反應(yīng)放熱，溫度升高，平衡左移(5)CH3OCH3＋3H2O－12e－=2CO2＋12H＋12eq\f(1.20V×\f(1000g,46g·mol－1)×12×96500C·mol－1,1kg)÷(3.6×106J·kW－1·h－1)＝8.39kW·h·kg－1[解析](2)反應(yīng)(Ⅰ)、(Ⅲ)與CO有關(guān)。反應(yīng)(Ⅰ)中的CH3OH是反應(yīng)(Ⅳ)的反應(yīng)物，反應(yīng)(Ⅳ)生成的H2O是反應(yīng)(Ⅲ)的反應(yīng)物，從影響平衡的因素分析知兩者均使CO轉(zhuǎn)化率變大。(3)由蓋斯定律(Ⅰ)×2＋(Ⅳ)得：4H2(g)＋2CO(g)=CH3OCH3(g)＋H2O(g)ΔH＝－204.7kJ·mol－1。(4)該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，其他條件不變的情況下，溫度升高，平衡逆向移動(dòng)，轉(zhuǎn)化率降低。(5)正極反應(yīng)為O2＋4e－＋4H＋=2H2O；負(fù)極反應(yīng)必有H＋生成，由電荷守恒、元素守恒得3H2O＋CH3OCH3－12e－=2CO2＋12H＋；1個(gè)CH3OCH3分子失去12e－；假定燃料質(zhì)量為1kg，由能量密度計(jì)算方法列式計(jì)算即可。27．B4F3F4[·新課標(biāo)全國(guó)卷Ⅰ]鋰離子電池的應(yīng)用很廣，其正極材料可再生利用。某鋰離子電池正極材料有鈷酸鋰(LiCoO2)、導(dǎo)電劑乙炔黑和鋁箔等。充電時(shí)，該鋰離子電池負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)為6C＋xLi＋＋xe－=LixC6?，F(xiàn)欲利用以下工藝流程回收正極材料中的某些金屬資源(部分條件未給出)。圖0回答下列問(wèn)題：(1)LiCoO2中，Co元素的化合價(jià)為________。(2)寫出“正極堿浸”中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)“酸浸”一般在80℃下進(jìn)行，寫出該步驟中發(fā)生的所有氧化還原反應(yīng)的化學(xué)方程式________________________________________________________________________________________________________________________________________________；可用鹽酸代替H2SO4和H2O2的混合液，但缺點(diǎn)是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)寫出“沉鈷”過(guò)程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(5)充放電過(guò)程中，發(fā)生LiCoO2與Li1－xCoO2之間的轉(zhuǎn)化，寫出放電時(shí)電池反應(yīng)方程式________________________________________________________________________。(6)上述工藝中，“放電處理”有利于鋰在正極的回收，其原因是________________________________________________________________________。在整個(gè)回收工藝中，可回收到的金屬化合物有________(填化學(xué)式)。27．[答案](1)＋3(2)2Al＋2OH－＋2H2O=2AlOeq\o\al(－,2)＋3H2↑(3)2LiCoO2＋3H2SO4＋H2O2eq\o(=,\s\