届高三化学二轮复习 化学反应与能量过关检测word版 含答案.docx
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届高三化学二轮复习化学反应与能量过关检测word版含答案
2021届高三化学二轮复习化学反应与能量(过关检测)
一、选择题(每小题4分,共48分)
1..(2020届海淀期末)某微生物电池在运行时可同时实现净化有机物污水、净化含Cr2O72-废水(pH约为6)
和淡化食盐水,其装置示意图如下图所示。
图中,D和E为阳离子交换膜或阴离子交换膜,Z为待淡化食盐水。
已知Cr3+完全沉淀所需的pH为5.6。
下列说法不正确的是
A.E为阴离子交换膜
B.X为有机物污水,Y为含Cr2O72-废水
C.理论上处理1mol的Cr2O72-的同时可脱除6mol的NaCl
D.C室的电极反应式为Cr2O72-+6e-+8H+===2Cr(OH)3↓+H2O
答案 A
2.(2020届西城)液体锌电池是一种电压较高的二次电池,具有成本低、安全性强、可循环使用等特点,其示意图如右图。
下列说法不正确的是
已知:
①Zn(OH)2+2OH−==Zn(OH)42−。
②KOH凝胶中允许离子存在、生成或迁移。
A.放电过程中,H+由正极向负极迁移
B.放电过程中,正极的电极反应:
MnO2+4H++2e−==Mn2++2H2O
C.充电过程中,阴极的电极反应:
Zn(OH)42−+2e−==Zn+4OH−
D.充电过程中,凝胶中的KOH可再生
答案 A
3.如图为两种途径制备硫酸的过程(反应条件略),下列说法不正确的是( )
A.途径②增大O2浓度可提高SO2转化率
B.含1molH2SO4的浓溶液与足量NaOH反应,放出的热量即为中和热
C.途径②中SO2和SO3均属于酸性氧化物
D.若ΔH1<ΔH2+ΔH3,则2H2O2(aq)===2H2O(l)+O2(g)为放热反应
答案 B
4.(2020年朝阳高三期末)研究小组采用电解法(惰性电极)将含有Al(OH)3、MnO2和少量Na2CrO4的浆液分离成固体混合物和含铬元素的溶液,装置如下。
下列说法不正确的是
A.阳极的电极反应式为:
2H2O-4e-===O2↑+4H+
B.CrO2-4通过阴离子交换膜进入阳极室,从而实现与浆液的分离
C.阴极室生成的物质可用于固体混合物Al(OH)3和MnO2的分离
D.适当增大电压,CrO42-也可在阴极室转化为Cr(OH)3除去
答案 D
5.“自煮火锅”发热包的成分为碳酸钠、硅藻土、铁粉、铝粉、活性炭、焦炭粉、NaCl、生石灰,往发热包中加入冷水,可用来蒸煮食物。
下列说法错误的是( )
A.活性炭作正极,正极上发生还原反应
B.负极反应为Al-3e-+4OH-===AlO
+2H2O
C.Na+由活性炭区向铝粉表面区迁移
D.硅藻土结构疏松,使各物质分散并均匀混合,充分接触
答案 C
6.锂—铜空气燃料电池容量高、成本低,具有广阔的发展前景。
该电池通过一种复杂的铜腐蚀“现象”产生电能,其中放电过程为2Li+Cu2O+H2O===2Cu+2Li++2OH-,下列说法错误的是( )
A.放电时,Li+透过固体电解质向Cu极移动
B.放电时,正极的电极反应式为O2+2H2O+4e-===4OH-
C.通空气时,铜被腐蚀,表面产生Cu2O
D.整个反应过程中,氧化剂为O2
答案 B
7.(2020·河北衡水中学一模)某研究小组在锂-空气电池方面取得了重大进展,电池工作时的总反应为4Li+O2+2H2O===4LiOH,其结构如图所示。
下列相关说法错误的是( )
A.电池工作时正极附近的pH增大
B.负极的电极反应式为2Li+O2--2e-===Li2O
C.正极每消耗1mol氧气会有4mol锂离子通过交换膜
D.负极区使用有机电解质是为了防止锂与水反应
答案 B
8.(2020·河北九校联考)某实验小组利用下列装置探究电解质溶液的浓度对金属腐蚀的影响:
装置
现象
电流计指针不发生偏转
电流计指针发生偏转
下列有关说法正确的是( )
A.装置Ⅰ中的铁片均不会发生任何腐蚀
B.铁片d上可能发生的电极反应为:
Fe-3e-===Fe3+
C.利用K3[Fe(CN)6]溶液可确定装置Ⅱ中的正、负极
D.铁片a、c所处的NaCl溶液的浓度相等,二者腐蚀速率相等
答案 C
9.通过电解乙二醛制备乙二酸(HOOC—COOH)的装置如图所示,通电后,b电极上产生的氯气将乙二醛氧化为乙二酸,下列说法正确的是( )
A.b极接电源的负极,发生还原反应
B.a极上的电极反应为2H2O-4e-===O2↑+4H+
C.盐酸的作用是提供Cl-和增强导电性
D.电路上每转移1mol电子产生45g乙二酸
答案 C
10.(2020·黑龙江重点中学联考)H2S转化是环保和资源利用的研究课题。
将烧碱吸收H2S后的溶液加入如图装置,可以回收单质硫,甲为二甲醚(CH3OCH3)-空气燃料电池。
下列推断正确的是( )
A.Y极充入二甲醚
B.电子移动方向:
X→W→溶液→Z→Y
C.电解后,乙装置右池中c(NaOH)减小
D.Z极反应式为S2--2e-===S
答案 D
11.用Na2SO3溶液吸收硫酸工业尾气中的二氧化硫,将所得的混合液进行电解循环再生,这种新工艺叫再生循环脱硫法。
其中阴、阳离子交换膜组合循环再生机理如图所示,则下列有关说法中不正确的是( )
A.X为直流电源的负极,Y为直流电源的正极
B.阳极区pH增大
C.图中的b>a
D.该过程中的产品主要为H2SO4和H2
答案 B
12.(2020·山东菏泽一模)三元锂电池是以镍钴锰为正极材料的新型电池,镍钴锰材料可表示为Li1-nNixCoyMnzO2,x+y+z=1,通常简写为Li1-nMO2,Ni、Co、Mn三种元素分别显+2、+3、+4价。
其充电时总反应为LiMO2+C6
Li1-nMO2+LinC6。
下列说法错误的是( )
A.放电和充电时,电解液的主要作用都是传递离子,构成闭合回路
B.在Li1-nMO2材料中,若x∶y∶z=2∶3∶5,则n=0.3
C.放电时,正极反应为:
Li1-nMO2+nLi++ne-===LiMO2
D.充电时,当转移0.2amol电子时,负极材料减重1.4ag
答案 D
二、非选择题(共52分)
13.(14分)按要求回答下列问题:
(1)(2020衡水中学一模)2Cu(s)+
O2(g)===Cu2O(s) ΔH=akJ·mol-1
C(s)+
O2(g)===CO(g) ΔH=bkJ·mol-1
Cu(s)+
O2(g)===CuO(s) ΔH=ckJ·mol-1
则用过量炭粉在高温条件下还原CuO制备Cu2O的反应热为________(用含a、b、c的式子表示)。
(2)(2020·广东七校联合体联考)氨催化分解既可防治氨气污染,又能得到氢能源。
已知:
①反应Ⅰ:
4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g)
ΔH1=-1266.6kJ·mol-1
②H2的燃烧热ΔH2=-285.8kJ·mol-1
③水汽化时ΔH3=+44.0kJ·mol-1
反应Ⅰ热力学趋势很大(平衡常数很大)的原因为___________________
____________________________________________________________。
NH3分解的热化学方程式为____________________________________。
(3)(2020·潍坊二模)CH4超干重整CO2的催化转化如图所示:
已知相关反应的能量变化如图所示:
过程Ⅰ的热化学方程式为_______________________________________。
答案
(1)ΔH=(-2c+b+a)kJ·mol-1
(2)该反应放出大量的热 2NH3(g)N2(g)+3H2(g) ΔH=+92.1kJ·mol-1
(3)CH4(g)+CO2(g)
2CO(g)+2H2(g) ΔH=+247.4kJ·mol-1
14.(16分)按要求回答下列问题:
(1)(2020·济宁质检)用二氧化碳可合成低密度聚乙烯(LDPE)。
常温常压下以纳米二氧化钛膜为工作电极,电解CO2,可制得LDPE,可能的机理如下图所示。
则过程Ⅰ中阴极电极反应式______________________________________,
工业上生产1.4×104g的LDPE,转移电子的物质的量为________。
(2)(2020·青岛一模)电解法也可以对亚硝酸盐污水进行处理(工作原理如图所示)。
通电后,左极区产生浅绿色溶液,随后生成无色气体。
当Fe电极消耗11.2g时,理论上可处理NaNO2含量为4.6%的污水________g。
(3)(2020·昆明一模)将黄铜矿精矿粉碎后采用如下装置进行电化学浸出实验来制取铜:
①硫酸铁与稀硫酸的混合液和黄铜矿粉反应的化学方程式为:
CuFeS2+4H+===Cu2++Fe2++2H2S↑,生成的硫化氢气体被硫酸铁氧化而除去,除去硫化氢气体的离子方程式为_________________________________________。
②选择性离子交换膜只允许________(填离子符号)通过。
电解过程中,阳极区Fe3+的浓度基本保持不变,原因是____________________________________
____________________________________________________________(用电极反应式表示)。
答案
(1)CO2+e-===CO
6×103mol
(2)100
(3)①2Fe3++H2S===2Fe2++2H++S↓
②Cu2+ Fe2+-e-===Fe3+
17、(2020届海淀期末)(16分)煤的洁净技术(包括固硫技术和脱硫技术两类)可有效降低燃煤废气中SO2的含量,已成为我国解决环境问题的主导技术之一。
I.固硫技术:
通过加入固硫剂,将硫元素以固体形式留在煤燃烧的残渣中。
石灰石是常用的固硫剂,固硫过程中涉及的部分反应如下:
①CaCO3(s)
CaO(s)+CO2(g)△H1=+178.30kJ/mol
②CaO(s)+SO2(g)+0.5O2(g)
CaSO4(s)△H2=-501.92kJ/mol
③CO(g)+0.5O2(g)
CO2(g)△H3
④CaSO4(s)+CO(g)
CaO(s)+SO2(g)+CO2(g)△H4=+218.92kJ/mol
(1)温度升高,反应①的化学平衡常数________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)△H3=________kJ/mol。
(3)在煤燃烧过程中常鼓入稍过量的空气以提高固硫率(燃烧残渣中硫元素的质量占燃煤
中硫元素总质量的百分比),结合反应②、③、④分析其原因:
________。
II.电化学脱硫技术是一种温和的净化技术,其基本原理为利用
阳极反应产生的羟基自由基(·OH,氧元素为-1价)将燃煤中的含硫
物质氧化除去,其装置示意图如右图所示。
(4)将煤打成煤浆加入电解槽的目的是________。
(5)阳极的电极反应式为________。
(6)补全用羟基自由基除去煤中二硫化亚铁(FeS2)的反应的离子方程式:
FeS2+·OH====Fe3++SO42-+H2O+________
(7)利用上述装置对某含FeS2的煤样品进行电解脱硫,测得一定时间内随溶液起始pH的
改变脱硫率(溶于水中的硫元素质量占煤样中硫元素总质量的百分比)的变化如下图
所示。
pH大于1.5后脱硫率下降的可能原因有:
随着pH的升高,反应物的氧化性或还原性
降低;________。
答案
(1)增大
(2)-283
(3)鼓入稍过量的空气,增大了反应体系中氧气的浓度,使反应②平衡正向移动,有利于固硫;同时,氧气浓度增大也会使反应③平衡正向移动,降低CO浓度,增大CO2浓度,使反应④平衡逆向移动,(或其他合理分析)有利于固硫
(4)增大接触面积,提高反应速率(或使反应更充分)
(5)H2O–e-===·OH+H+(或OH-–e-===·OH)
(6)1FeS2+15·OH====1Fe3++2SO42-+7H2O+1___H+___
(7)pH升高,促进Fe3+水解生成Fe(OH)3,覆盖在煤浆表面,阻止反应进行(或其他合理答案)
18、(2020年朝阳高三期末)(16分)合成氨对人类生存具有重大意义,反应为:
N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)∆H
(1)科学家研究在催化剂表面合成氨的反应机理,反应步骤与能量的关系如下图所示(吸附在催化剂表面的微粒用*标注,省略了反应过程中部分微粒)。
①NH3的电子式是_______。
②写出步骤c的化学方程式_______。
③由图像可知合成氨反应的∆H______0
(填“>”、“<”或“=”)。
(2)传统合成氨工艺是将N2和H2在高温、高压条件下发生反应。
若向容积为1.0L的反应容器中投入5molN2、15molH2,在不同温度下分别达平衡时,混合气中NH3的
质量分数随压强变化的曲线如下图所示。
①温度T1、T2、T3大小关系是_______。
②M点的平衡常数K=_______(可用分数表示)。
(3)目前科学家利用生物燃料电池原理(电池工作时MV2+/MV+在电极与酶之间传递电子),研究室温下合成氨并取得初步成果,示意图如下:
①导线中电子移动方向是_______。
②固氮酶区域发生反应的离子方程式是_______。
③相比传统工业合成氨,该方法的优点有_______。
答案
(1)①
②*NNH+H2
*N+NH3
③<
(2)①T1<T2<T3
②
(或7.32×10-3)
(3)①a→b
②N2+6H++6MV+===2NH3+6MV2+
③条件温和、生成氨的同时释放电能(其他答案合理给分)
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