届高考化学二轮复习训练专题三含答案.docx
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届高考化学二轮复习训练专题三含答案
一、单项选择题
1.Mn2+催化H2O2分解:
2H2O2(l)===2H2O(l)+O2(g) ΔH1,其反应机理如下:
若反应Ⅱ的焓变为ΔH2,则反应Ⅰ的焓变ΔH为(反应Ⅰ、Ⅱ的计量数均为最简整数比)( )
A.ΔH1-ΔH2B.ΔH1+ΔH2
C.2ΔH1-ΔH2D.ΔH1-2ΔH2
解析 由图可知反应过程为H2O2+Mn2+===2H++MnO2(Ⅰ)、MnO2+H2O2+2H+===Mn2++H2O+O2↑(Ⅱ),题给反应可由两个反应相加获得,有ΔH1=ΔH+ΔH2,ΔH=ΔH1-ΔH2。
答案 A
2.(2015·徐州市考前模拟)已知:
H2S(g)+3/2O2(g)===SO2(g)+H2O(g) ΔH1
2H2S(g)+SO2(g)===3S(s)+2H2O(g) ΔH2
H2S(g)+1/2O2(g)===S(g)+H2O(g) ΔH3
S(s)+O2(g)===SO2(g) ΔH4
S(s)===S(g) ΔH5
下列关于上述反应焓变的判断正确的是( )
A.ΔH4<0,ΔH5<0
B.ΔH1>ΔH3
C.3ΔH3=ΔH1+ΔH2+3ΔH5
D.3ΔH3=ΔH1+ΔH2
解析 A项,硫的燃烧是放热反应,固态硫到气态硫是吸热过程,所以ΔH5>0,错误;B项,反应③为H2S的不完全燃烧,所以反应①放出热量多,ΔH1小,错误。
答案 C
3.(2016·南京、盐城一模)H2与ICl的反应分①、②两步进行,其能量曲线如下图所示,下列有关说法错误的是( )
A.反应①、反应②均为放热反应
B.反应①、反应②均为氧化还原反应
C.反应①比反应②的速率慢,与相应正反应的活化能无关
D.反应①、反应②的焓变之和为ΔH=-218kJ·mol-1
解析 A项,由图示知,两步反应的反应物的能量均比产物的能量大,所以均为放热反应,正确;B项,第一步有单质H2参加,第二步有单质I2生成,故均为氧化还原反应,正确;C项,反应的活化能越小,反应越容易进行,且反应速率也快,错误;D项,由盖斯定律知,两步反应的总焓变与一步总反应的反应物和生成物的能量有关,由图知,反应物的能量比生成物的能量大,故为放热反应,ΔH=-218kJ·mol-1,正确。
答案 C
4.(2015·苏锡常镇四市一调)如图是金属镁和卤素单质(X2)反应的能量变化示意图。
下列说法正确的是( )
A.由MgCl2制取Mg是放热过程
B.热稳定性:
MgI2>MgBr2>MgCl2>MgF2
C.常温下氧化性:
F2<Cl2<Br2<I2
D.由图可知此温度下MgBr2(s)与Cl2(g)反应的热化学方程式为:
MgBr2(s)+Cl2(g)===MgCl2(s)+Br2(g),ΔH=-117kJ·mol-1
解析 由图像分析可知,MgCl2的能量低于Mg与Cl2,依据能量守恒判断,由MgCl2制取Mg的反应是吸热反应,A错误;物质的能量越低越稳定,化合物的热稳定性顺序应为:
MgI2<MgBr2<MgCl2<MgF2,故B错误;同一主族,从上往下,非金属性减小,单质的氧化性越来越弱,故氧化性顺序应为:
F2>Cl2>Br2>I2,C错误;反应的焓变=生成物总焓-反应物总焓;MgCl2(s)的能量低于MgBr2(s),依据图像数据分析计算可知反应的焓变等于-117kJ/mol,故D正确。
答案 D
5.(2016·无锡期末)微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置(总反应方程式为C6H12O6+6O2===6CO2+6H2O),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.正极区溶液的pH减小
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.负极电极反应方程式为:
6H2O+C6H12O6-24e-===6CO2+24H+
解析 燃料电池,O2在正极反应:
4H++O2+4e-===2H2O,负极反应为:
C6H12O6-24e-+6H2O===6CO2↑+24H+,H+从负极区移向正极区,负极区pH减小,A错误,B、C、D正确。
答案 A
6.(2016·苏锡常镇高三第二次调研)硼氢化钠(NaBH4)和H2O2作原料的燃料电池,负极材料采用Pt/C,正极材料采用MnO2,其工作原理如图。
下列说法正确的是( )
A.电极a为正极,b为负极
B.放电时,Na+从b极区移向a极区
C.电极b上发生的电极反应为H2O2+2e-===2OH-
D.每生成1molBO
转移6mol电子
解析 a极,BH
(H显-1价)-8e-+8OH-===BO
+6H2O(D项错误),发生氧化反应,为负极,b极发生反应:
H2O2+2e-===2OH-,为正极,A错误,C正确;b极区生成OH-,a极区消耗OH-,Na+从a极区移向b极区,B错误。
答案 C
7.(2016·徐州、连云港、宿迁第三次模拟)以N2和H2为反应物、溶有A的稀盐酸为电解质溶液,可制成能固氮的新型燃料电池,原理如图所示。
下列说法不正确的是( )
A.b电极为负极,发生氧化反应
B.a电极发生的反应为N2+8H++6e-===2NH
C.A溶液中所含溶质为NH4Cl
D.当反应消耗1molN2时,则消耗的H2为67.2L
解析 A项,b极,H2发生氧化反应,为负极,正确;B项,a极N2发生还原反应,由于溶液呈酸性,生成NH
,正确;C项,N2和H2生成氨气,由于加入盐酸,生成NH4Cl,所以A为NH4Cl,正确;D项,没有状态,无法计算H2的物质的量,错误。
答案 D
8.(2016·南京三模)锂空气电池充放电基本原理如图所示,下列说法不正确的是( )
A.充电时,锂离子向阴极移动
B.充电时阴极电极反应式为Li++e-===Li
C.放电时正极电极反应式为O2+4e-+2H2O===4OH-
D.负极区的有机电解液可以换成水性电解液
解析 A项,放电时,负极:
Li-e-===Li+,正极:
O2+4e-+2H2O===4OH-。
因此充电时,阴极:
Li++e-===Li,阳极:
4OH--4e-===2H2O+O2↑,充电时,锂离子向阴极移动,A、B、C正确。
D项,若换成水性电解质,锂能与水反应生成LiOH和H2,错误。
答案 D
9.(2016·南京盐城徐州连云港高三二模)用图示装置(熔融CaF2-CaO作电解质)获得金属钙,并用钙还原TiO2制备金属钛。
下列说法正确的是( )
A.电解过程中,Ca2+向阳极移动
B.阳极的电极反应式为:
C+2O2--4e-===CO2↑
C.在制备金属钛前后,整套装置中CaO的总量减少
D.若用铅蓄电池作该装置的供电电源,“+”接线柱是Pb电极
解析 A项,电解过程中,阳离子(Ca2+)向阴极移动,错误;B项,从图中可以看出,阳极处有CO2生成,C化合价升高失去电子,电解质为熔融物,故用O2-平衡电荷,正确;C项,电解过程为:
CaO电离成Ca2+,Ca2+得电子生成Ca,2Ca+TiO2===2CaO+Ti,由Ca守恒知,装置中CaO的总量不变,错误;D项,铅蓄电池总反应为Pb+PbO2+2H2SO4===2PbSO4+2H2O,其中PbO2作正极,根据“正接正”原理,故“+”应接在PbO2电极上,错误。
答案 B
10.(2016·南京、盐城一模)最近中美研究人员发明了一种可快速充放电的铝离子电池,该电池电解质为离子液体{AlCl3/EMIM]Cl},放电时有关离子转化如图所示。
下列说法正确的是( )
A.放电时,负极发生:
2AlCl
-e-===Al2Cl
+Cl-
B.放电时,电路中每流过3mol电子,正极减少27g
C.充电时,泡沫石墨极与外电源的负极相连
D.充电时,阴极发生:
4Al2Cl
+3e-===Al+7AlCl
解析 A项,负极为Al,电极反应式为Al-3e-+7AlCl
===4Al2Cl
,错误;B项,负极的Al失去3mole-时,质量减少27g,错误;C项,充电时,原电池的正极材料接电源的正极,错误;D项,将原电池的负极颠倒即为电解池的阴极,正确。
答案 D
11.(2016·镇江期末)H2S废气资源化利用途径之一是回收能量并得到单质硫。
反应原理为:
2H2S(g)+O2(g)===S2(s)+2H2O(l) ΔH=-632kJ·mol-1。
如图为质子膜H2S燃料电池的示意图。
下列说法正确的是( )
A.电极a为电池的正极
B.电极b上发生的电极反应为:
O2+2H2O+4e-===4OH-
C.电路中每流过4mol电子,电池内部释放632kJ热能
D.每34gH2S参与反应,有2molH+经质子膜进入正极区
解析 A项,由图可知电极a发生:
H2S→S2(氧化反应),为负极,错误;B项,电极b发生:
O2→H2O,由质子交换膜,电极反应为:
O2+4H++4e-===2H2O,错误;C项,题给反应转移电子数为4e-,当转移4mole-时,共放出632kJ能量,化学能转化为电能、热能等,错误;D项,负极反应为2H2S-4e-===S2+4H+,当有1molH2S反应时,生成2molH+移向正极,正确。
答案 D
12.(2016·南通一调)某浓差电池的原理示意如图所示,该电池从浓缩海水中提取LiCl的同时又获得了电能。
下列有关该电池的说法正确的是( )
A.电子由X极通过外电路移向Y极
B.电池工作时,Li+通过离子导体移向b区
C.负极发生的反应为:
2H++2e-===H2↑
D.Y极每生成1molCl2,a区得到2molLiCl
解析 由图可知X极有H2生成,说明发生反应2H++2e-===H2↑(还原反应),X为正极,C项错误;Y极有Cl2生成,说明海水中的Cl-反应:
2Cl--2e-===Cl2↑(氧化反应),Y为负极,电子由Y极经外电路移向X极,A项错误;a区H+反应,正电荷减少,Li+通过离子导体移向a区,与Cl-结合生成LiCl溶液,B项错误;D项,Y极生成1molCl2,则a区2molH+反应生成1molH2,2molLi+移到a区,得2molLiCl,正确。
答案 D
13.(2016·扬州期末)利用如图电解装置从海水中提取CO2,同时获得副产品H2。
下列说法错误的是( )
A.a室的电极接电源的负极
B.该装置将电能转化为化学能
C.c室排出的碱液中含NaOH
D.a室的电极反应式为:
4OH--4e-===2H2O+O2↑
解析 A项,电解池中,H+移向阴极,由图知,c室接电源负极,错误;B项,电解池中能量变化形式为:
电能转化为化学能,正确;C项,c室为H+放电,电极反应式为2H2O+2e-===H2↑+2OH-,即有NaOH生成,正确;D项,a室接电源正极,OH-放电生成O2,正确。
答案 A
14.(2015·南京、盐城二模)一种三室微生物燃料电池污水净化系统原理如图所示,图中有机废水中有机物可用C6H10O5表示。
有关说法正确的是( )
A.b电极为该电池的负极
B.b电极附近溶液的pH减小
C.a电极反应式:
C6H10O5-24e-+7H2O===6CO2↑+24H+
D.中间室:
Na+移向左室,Cl-移向右室
解析 A项,C6H10O5中C为0价,生成CO2中C为+4价,C的价态升高,失去电子,所以a处为负极,错误;B项,由生成CO2可判断出,电解质溶液显酸性,所以b电极处方程式为:
2NO
+10e-+12H+===N2↑+6H2O,消耗H+,所以pH增大,错误;C项,失去电子为6×4e-=24e-,正确;D项,原电池中,Na+移向正极(右室),Cl-移向负极(左室),错误。
答案 C
15.铁铬氧化还原液流电池是一种低成本的储能电池,电池结构如下图所示,工作原理为Fe3++Cr2+
Fe2++Cr3+。
下列说法正确的是( )
A.电池充电时,b极的电极反应式为Cr3++e-===Cr2+
B.电池充电时,Cl-从a极穿过选择性透过膜移向b极
C.电池放电时,a极的电极反应式为Fe3++3e-===Fe
D.电池放电时,电路中每通过0.1mol电子,Fe3+浓度降低0.1mol·L-1
解析 由图可知,正极(FeCl3/FeCl2+盐酸)、负极(CrCl3/CrCl2),“负氧正还原”,负极反应为Cr2+-e-===Cr3+,正极反应为Fe3++e-===Fe2+。
充电时,b极为阴极,发生还原反应:
Cr3++e-===Cr2+,A正确;充电时,为电解池,a极(阳极)反应为Fe2++e-===Fe3+,Cl-由b极移向a极,B、C错误;没有溶液的体积,无法计算浓度变化,D错误。
答案 A
二、Ⅱ卷填空规范练
16.氨在工农业生产中应用广泛。
在压强为30MPa时,合成氨时平衡混合气体中NH3的体积分数与温度的关系如表所示:
温度/℃
200
300
400
500
600
氨的体积分数/%
89.9
71.0
47.0
26.4
13.8
请回答下列问题:
(1)根据表中数据,结合化学平衡移动原理,说明合成氨反应是放热反应的原因:
________________________________________________________________
________________________________________________________________
_____________________________________________________________。
(2)根据图写出合成氨的热化学方程式是______________________________
________________________________________________________________。
(3)将1molN2(g)和3molH2(g)放在一密闭容器中,在催化剂存在时进行反应,测得反应放出的热量________(填“大于”、“等于”或“小于”)92.2kJ,原因是______________________________________________________________
_________________________________________________________________;
若加入催化剂,ΔH________(填“变大”、“不变”或“变小”)。
(4)已知分别破坏1molN≡N键、1molH-H键时需要吸收的能量为946kJ、436kJ,则破坏1molN—H键需要吸收的能量为________kJ。
(5)N2H4可视为NH3分子中的H被-NH2取代的产物。
发射卫星时以N2H4(g)为燃料、NO2为氧化剂,二者反应生成N2和H2O(g)。
已知:
N2(g)+2O2(g)===2NO2(g)
ΔH1=+67.7kJ·mol-1
N2H4(g)+O2(g)===N2(g)+2H2O(g)
ΔH2=-534kJ·mol-1
则1molN2H4与NO2完全反应的热化学方程式为_________________________
__________________________________________________________________。
解析
(1)、
(2)见答案。
(3)合成氨的热化学方程式表示1mol氮气与3mol氢气完全反应生成2molNH3时放出92.2kJ的热量,而合成氨的反应是可逆反应,1molN2(g)和3molH2(g)不可能完全反应生成2mol的NH3(g),故测得反应放出的热量小于92.2kJ。
(4)设破坏1molN-H键需吸收的能量为xkJ,946+436×3-6x=-92.2,x≈391。
(5)首先依信息反应物为N2H4(g)和NO2(g),生成物为N2(g)和H2O(g)]写出方程式并配平得N2H4(g)+NO2(g)===
N2(g)+2H2O(g),依据盖斯定律可得此反应的ΔH=ΔH2-
ΔH1=-567.85kJ·mol-1。
答案
(1)温度升高,氨在混合气体中的体积分数减小,平衡向吸热反应方向移动,故正反应是放热反应
(2)N2(g)+3H2(g)
2NH3(g) ΔH=-92.2kJ·mol-1 (3)小于 由于该反应是可逆反应,反应物不能全部转化为生成物 不变 (4)391 (5)N2H4(g)+NO2(g)===
N2(g)+2H2O(g) ΔH=-567.85kJ·mol-1
17.电化学原理在防止金属腐蚀、能量转换、物质合成等方面应用广泛。
(1)图1中,为了减缓海水对钢闸门A的腐蚀,材料B可以选择________(填字母序号)。
a.碳棒 b.锌板 c.铜板
用电化学原理解释材料B需定期拆换的原因:
_________________________
______________________________________________________________。
(2)图2中,钢闸门C作________极。
若用氯化钠溶液模拟海水进行实验,D为石墨块,则D上的电极反应式为__________________________________
________________________________________________________________,
检测该电极反应产物的方法是________________________________________
________________________________________________________________。
(3)镁燃料电池在可移动电子设备电源和备用电源等方面应用前景广阔。
图3为“镁—次氯酸盐”燃料电池原理示意图,电极为镁合金和铂合金。
①E为该燃料电池的________极(填“正”或“负”)。
F电极上的电极反应式为_______________________________________________________________。
②镁燃料电池负极容易发生自腐蚀产生氢气,使负极利用率降低,用化学用语解释其原因:
____________________________________________________
______________________________________________________________。
(4)乙醛酸(
)是有机合成的重要中间体。
工业上用“双极室成对电解法”生产乙醛酸,原理如图4所示,该装置中阴、阳两极为惰性电极,两极室均可产生乙醛酸,其中乙二醛与M电极的产物反应生成乙醛酸。
①N电极上的电极反应式为_________________________________________。
②若有2molH+通过质子交换膜,并完全参与了反应,则该装置中生成的乙醛酸为________mol。
解析 根据电化学原理,材料B对应的金属的活泼性应强于被保护的金属,所以材料B可以为锌板。
(2)图2为外加电流的阴极保护法,被保护的金属应与电源负极相连,作阴极,则D作阳极,Cl-在阳极发生失电子反应生成Cl2。
可以用湿润的淀粉碘化钾试纸或淀粉碘化钾溶液来检验Cl2。
(3)①镁具有较强的还原性,且由图示可知Mg转化为Mg(OH)2,发生失电子的氧化反应,故E为负极。
次氯酸根离子具有强氧化性,且由图示可知在F电极(正极)ClO-转化为Cl-,发生得电子的还原反应。
②镁可与水缓慢反应生成氢气(与热水反应较快),即发生自腐蚀现象。
(4)①由H+的迁移方向可知N为阴极,发生得电子的还原反应,结合题意“两极室均可产生乙醛酸”,可知N电极为乙二酸发生得电子的还原反应生成乙醛酸。
②1mol乙二酸在阴极得到2mol电子,与2molH+反应生成1mol乙醛酸和1molH2O,同时在阳极产生的1molCl2能将1mol乙二醛氧化成1mol乙醛酸,两极共产生2mol乙醛酸。
答案
(1)b 锌等作原电池的负极,(失电子,Zn-2e-===Zn2+)不断遭受腐蚀,需定期拆换
(2)阴 2Cl--2e-===Cl2↑ 将湿润的淀粉碘化钾试纸放在阳极附近,试纸变蓝,证明生成氯气(或取阳极附近溶液滴加淀粉KI溶液,变蓝)
(3)①负 ClO-+2e-+H2O===Cl-+2OH-
②Mg+2H2O===Mg(OH)2+H2↑
(4)①HOOC—COOH+2e-+2H+===HOOC—CHO+H2O
②2
18.Ⅰ.某兴趣小组用如图装置做了两次实验。
实验①:
向甲池的Pt电极表面通氢气,发现电流计指针发生了偏转,乙池的Pt电极表面出现气泡。
实验②:
向乙池的Pt电极表面通氧气,发现电流计指针也发生了偏转,且偏转方向与实验①相同,同时甲池的Pt电极表面也出现气泡。
(1)实验①,甲池通氢气的Pt电极为________极,电极反应为__________________________________________________________________。
(2)实验②,乙池通氧气的Pt电极为________极,电极反应为________________________________________________________________。
(3)两次实验中原电池的总反应相同,总反应的离子方程式为________________________________________________________________。
Ⅱ.电解法污水处理技术已很成熟。
富含悬浮物的工业污水采用如图装置进行处理:
保持污水的pH在5.0~6.0之间,通过电解生成Fe(OH)3胶体,吸附部分悬浮物沉降,同时阴极产生的气泡将部分悬浮物带到水面形成浮渣层,然后滤去沉淀、撇掉浮渣层。
富含有机废物的生活污水也可用同样方法进行处理。
污水中的有机废物能被阳极的某一产物迅速降解成二氧化碳、水等无机物。
(1)在电解处理过程中,若污水中离子浓度较小,导电能力较差,处理效率下降,此时可向污水中加入适量的________。
a.BaSO4b.CH3COOH
c.NaNO3d.CH3OH
(2)电解处理过程中,阳极实际发生了两个电极反应,阳极的电极反应分别是①_______________________________________________________________;
②_______________________________________________________________。
解析 本题考查了电化学知识,意在考查考生对电化学知识综合运用的能力。
Ⅰ.
(1)实验①中,通氢气的一极为负极,在碱性条件下,电极反应式为H2+2OH--2e-===2H2O。
(2)实验②中,通氧气的一极为正极,在酸性条件下,电极反应式为O2+4H++4e-===2H2O。
(3)两次实验
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