全国名校高考化学试题分类解析汇编 F单元+化学反应与能量含试题.docx
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全国名校高考化学试题分类解析汇编F单元+化学反应与能量含试题
F单元 物质结构元素周期律
目录
F单元 物质结构元素周期律1
F1 化学反应与能量变化1
F2 反应热的计算与重要的反应热12
F3 原电池原理19
F4电解原理30
F5化学反应与能量综合44
F1 化学反应与能量变化
28.F1F2F3G4H3【2014·宁夏银川一中三模】(14分)
运用化学反应原理知识回答下列有关碳和碳的化合物的问题:
(1)汽车尾气的主要污染物是NO以及燃料燃烧不完全所产生的CO,它们是现代化城市的重要大气污染物,为了减轻汽车尾气造成的大气污染,人们开始探索利用NO和CO在一定条件下转化为两种无毒气体E和F的方法(已知该反应△H<0).在2L密闭容器中加入一定量NO和CO,当温度分别在T1和T2时,测得各物质平衡时物质的量如下表:
物质
T/℃n/mol
NO
CO
E
F
初始
0.100
0.100
0
0
T1
0.020
0.020
0.080
0.040
T2
0.010
0.010
0.090
0.045
①请结合上表数据,写出NO与CO反应的化学方程式.
②上述反应T1℃时的平衡常数为K1,T2℃时的平衡常数为K2,根据表中数据计算K1=。
根据表中数据判断,温度T1和T2的关系是(填序号)__________。
A.T1>T2B.T1 (2)反应生成的气体E经常用氢氧化钠来吸收,现有0.4molE,若用200mL3mol/LNaOH溶液将其完全吸收,溶液中离子浓度由大到小的顺序为: . (3)已知CH4、H2和CO的燃烧热分别为890.3kJ/mol,285.8kJ/mol和283.0kJ/mol,工业上利用天然气(主要成分是CH4)与CO2进行高温重整制备CO和H2,写出该反应的热化学方程式: . (4)CO还可以用做燃料电池的燃料,某熔融盐燃料电池具有高的发电效率,因而受到重视,该电池用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质,CO为负极燃气,空气与CO2的混合气为正极助燃气,制得在650℃下工作的燃料电池,写出其负极和正极电极反应方程式: 负极: ;正极: . 【知识点】化学平衡移动、计算、热化学方程式书写、盖斯定律、电极反应式的书写 【答案解析】 (1)①2CO+2NON2+2CO2(2分) ②3200L/mol(或3200)(2分)A(2分) ⑵C(Na+)>C(HCO3-)>C(CO32-)>C(OH-)>C(H+)(2分) (3)CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)△H=+247.3 kJ•mol -1(2分) ⑷2CO+2CO32--4e-=4CO2(2分)O2+2CO2+4e-=2CO32-(2分) 解析: (1)①NO和CO在一定条件下转化为两种无毒气体E和F,是氮气和二氧化碳,反 应的方程式为2CO+2NON2+2CO2;通过平衡时各物质的物质的 量也验证这一反应;②利用“三段式”进行计算: 2CO+2NON2+2CO2 始态浓度(mol/L)0.050.0500 变化量(mol/L)0.040.040.020.04 平衡浓度(mol/L)0.010.010.020.04 则K=C(N2)·C2(CO2)/C2(CO)·C2(NO)=3200L/mol; 该反应放热,从表中看出,从T1到T2,平衡正向移动,降低温度,故A.T1>T2; (2)气体E是CO2,0.4molCO2,用200mL3mol/LNaOH溶液(物质的量是0.6mol)将其完全吸收,产物生成0.2molNa2CO3和0.2molNaHCO3,CO32-和HCO3-要水解使溶液呈碱性,前者的水解程度远大于后者,所以离子浓度大小: C(Na+)>C(HCO3-)>C(CO32-)>C(OH-)>C(H+) (3)根据CH4、H2、和CO的燃烧热可知,各物质燃烧的热化学方程式: ①O2(g)+2H2(g)=2H2O(L)△H=-571.6kJ•mol -1; ②CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(L)△H=-890.3kJ•mol-1; ③2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-566.0kJ•mol-1, 利用盖斯定律将②-①-③可得: CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)△H=+247.3 kJ•mol -1; (4)在燃料池中,正极上是CO2发生失去电子的氧化反应,电极反应为: O2+2CO2+4e-=2CO32-,负极上是CO发生失电子的氧化反应,反应式: 2CO+2CO32--4e-=4CO2,在转移电子一样多的情况下,两极反应相加得到总反应: 2CO+O2=2CO2; 【思路点拨】本题考查比较综合,可逆反应平衡常数的简单计算方法,盖斯定律的应用。 注意书写热化学方程式的要领;电极反应式的书写要看电解质中的离子存在形式。 难度中等。 11.A4F1H2【2014·宁夏银川一中三模】下列图示与对应的叙述不相符的是 A.图1表示KNO3的溶解度曲线,图中a点所示的溶液是80℃时KNO3的不饱和溶液 B.图2表示某放热反应分别在有、无催化剂的情况下反应过程中的能量变化 C.图3表示0.1000mol•L-1NaOH溶液滴定20.00mL0.1000mol•L-1醋酸溶液得到滴定曲线 D.图4表示向NH4Al(SO4)2溶液中逐滴滴入Ba(OH)2溶液,随着Ba(OH)2溶液体积V的变化,沉淀总物质的量n的变化、 【知识点】溶解曲线、中和滴定、过量计算 【答案解析】C解析: A、溶解度曲线下方的点代表未饱和状态,上方的点代表过饱和状态,故A正确;B、催化剂能改变反应所需的最高能垒,加快反应速率,故B正确; C、0.1000mol•L-1醋酸溶液PH值应大于1,曲线的起始点不应该从1开始,故C错误;D、开始滴加同时发生反应为SO42-+Ba2+=BaSO4↓,Al3++3OH-=Al(OH)3↓;(开始到a)再滴加Ba(OH)2,生成BaSO4沉淀,发生反应为SO42-+Ba2+=BaSO4↓,NH4++OH-=NH3・H2O,所以沉淀质量继续增加;(a到b)继续滴加Ba(OH)2,Al(OH)3溶解,发生反应Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O,(b到c),故D正确。 故答案选C 【思路点拨】本题考查了溶解度、催化剂的作用、酸碱中和滴定、物质间的反应,明确物质的性质及离子反应先后顺序是解本题关键,知道各个拐点溶液中存在的溶质,注意: D选项NH4+与Al3+同时存在,OH-首先与Al3+反应,而NH4+与Al(OH)3同时存在,OH-首先与NH4+反应,为易错点,题目难度较大。 36.B3F1F2F4O1【2014·江西师大附中三模】【化学——选修2: 化学与技术】(15分) 第五主族的磷单质及其化合物在工业上有广泛应用。 (1)同磷灰石在高温下制备黄磷的热化学方程式为: 4Ca5(PO4)3F(s)+21SiO2(s)+30C(s)=3P4(g)+20CaSiO3(s)+30CO(g)+SiF4(g) H 已知相同条件下: 4Ca3(PO4)2F(s)+3SiO2(s)=6Ca3(PO4)2(s)+2CaSiO3(s)+SiF4(g)△H1 2Ca3(PO4)2(s)+10C(s)=P4(g)+6CaO(s)+10CO(g)△H2 SiO2(s)+CaO(s)=CaSiO3(s)△H3 用△H1、△H2和△H3表示 H,则 H=____________________; (2)三聚磷酸可视为三个磷酸分子(磷酸结构式如图)之间脱去两个水分子产物,其结构式为________________________________,三聚磷酸钠(俗称“五钠”)是常用的水处理剂,其化学式为____________; (3)次磷酸钠(NaH2PO2)可用于工业上的化学镀镍。 ①化学镀镍的溶液中含有Ni2+和H2PO2-,在酸性等条件下发生下述反应: (a)_____Ni2++____H2PO2-+_____→___Ni++______H2PO3-+____ (b)6H2PO-2+2H+=2P+4H2PO3+3H2↑ 请在答题卡上写出并配平反应式(a); ②利用①中反应可在塑料镀件表面沉积镍—磷合金,从而达到化学镀镍的目的,这是一种常见的化学镀。 请从以下方面比较化学镀与电镀。 方法上的不同点: ______________________________________________________; 原理上的不同点: ______________________________________________________; 化学镀的优点: ________________________________________________________。 【知识点】热化学方程式、氧化还原反应方程式的配平、电解原理 【答案解析】 (1)△H1—3△H2+18△H3(2分) (2) (2分),Na5P3O10(2分) (3)2Ni2++1H2PO2-+1H2O→2Ni++1H2PO3-+2H+(3分) (4)化学镀中镀件直接与电解质溶液接触反应;(2分) 电镀通过外加电流,在镀件外形成镀层 ;化学镀是利用化学腐蚀反应;电镀是利用电解池,外加电流进行氧化还原反应 ;(2分) 装置简便,节约能源,操作简便 (2分) 解析: (1)热化学方程式4Ca5(PO4)3F(s)+2lSiO2(s)+30C(s)=3P4(g)+20CaSiO3(s)+30CO(g)+SiF4可以将下列三个反应相加得到: 4Ca5(PO4)3F(s)+3SiO2(s)=6Ca3(PO4)2(s)+2CaSiO3(s)+SiF4(g)△H1;6Ca3(PO4)2(s)+30C(s)=3P4(g)+18CaO(s)+30CO(g)3△H2;18SiO2(s)+18CaO(s)=18CaSiO3(s)18△H3;根据盖斯定律可得△H=△H1+3△H2+18△H3; (2)一个磷酸中的羟基与另一个磷酸的H之间可以脱水.结构式则为 ,“五钠”即五个钠原子,所以三聚磷酸钠的化学式为Na5P3O10,故答案为: Na5P3O10; (3)①(a)根据得失电子守恒: 镍元素的化合价降低了1价,磷元素的化合价升高的2价,所以根据原子守恒结合电荷守恒可得配平的方程式为: 2Ni2++1H2PO2-+1H2O→2Ni++1H2PO3-+2H+; ②从方法上分析,电镀是利用电解原理通过外加直流电源,在镀件表面形成的镀层,镀层一般只有镍,而化学镀是利用氧化还原反应镀件直接与电解质溶液接触,在塑料镀件表面沉积镍-磷合金,这是两者的不同;从原理上分析,无论电镀还是化学镀均有电子的转移,均是利用了氧化还原反应,这是两者的相同点, 故答案为: 化学镀中镀件直接与电解质溶液接触反应化学镀无需通电,而电镀需要通电;电镀通过外加电流,在镀件外形成镀层;化学镀是利用化学腐蚀反应;电镀是利用电解池,外加电流进行氧化还原反应;装置简便,节约能源,操作简便化学镀对镀件的导电性无特殊要求。 【思路点拨】本题考查学生对热化学方程式含义及对氧化还原反应本质的理解,综合性较强,难度较大。 28.F1F2F4G2G3G5【2014·江西师大附中三模】(15分)CO2和CH4是两种重要的温室气体,通过CH4和CO2反应制造更高价值化学品是目前的研究目标。 (1)250℃时,以镍合金为催化剂,向4L容器中通入6molCO2、6molCH4,发生如下反应: CO2(g)+CH4(g) 2CO(g)+2H2(g)。 平衡体系中各组分体积分数如下表: 物质 CH4 CO2 CO H2 体积分数 0.1 0.1 0.4 0.4 ①此温度下该反应的平衡常数K=__________ ②已知: CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)△H= 890.3kJ·mol-1 CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)△H=+2.8kJ·mol-1 2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H= 566.0kJ·mol-1 反应CO2(g)+CH4(g) 2CO(g)+2H2(g)的△H=________________ (2)以二氧化钛表面覆盖Cu2Al2O4为催化剂,可以将CO2和CH4直接转化成乙酸。 ①在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如右图所示。 250~300℃时,温度升高而乙酸的生成速率降低的原因是_____________________ ②为了提高该反应中CH4的转化率,可以采取的措施是________________________ ③将Cu2Al2O4溶解在稀硝酸中的离子方程式为___________________________ (3)Li2O、Na2O、MgO均能吸收CO2。 ①如果寻找吸收CO2的其他物质,下列建议合理的是______ a.可在碱性氧化物中寻找 b.可在ⅠA、ⅡA族元素形成的氧化物中寻找 c.可在具有强氧化性的物质中寻找 ②Li2O吸收CO2后,产物用于合成Li4SiO4,Li4SiO4用于吸收、释放CO2。 原理是: 在500℃,CO2与Li4SiO4接触后生成Li2CO3;平衡后加热至700℃,反应逆向进行,放出CO2,Li4SiO4再生,说明该原理的化学方程式是___________________________ (4)利用反应A可将释放的CO2转化为具有工业利用价值的产品。 反应A: 高温电解技术能高效实现(3)中反应A,工作原理示意图如下: CO2在电极a放电的反应式是_____________________________________________ 【知识点】反应热的计算、化学平衡常数的含义、化学平衡的影响因素、电解原理 【答案解析】⑴①64②+247.3kJ·mol-1 ⑵①温度超过250℃时,催化剂的催化效率降低 ②增大反应压强或增大CO2的浓度 ③3Cu2Al2O4+32H++2NO3-=6Cu2++6Al3++2NO↑+16H2O (3)①ab(1分)②CO2+Li4SiO4 Li2CO3+Li2SiO3 (4)CO2+2e-==CO+O2- 解析: (1)①CO2(g)+CH4(g)⇌2CO(g)+2H2(g) 起始(mol) 6 6 0 0 反应(mol) X X 2X 2X 平衡(mol) 6-X 6-X 2X 2X 由CH4的体积分数为0.1,则(6-x)/(12+2x)=0.1,解得X=4,所以K=(22×22)/(0.5×0.5)=64 ②CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)△H=-890.3kJ•mol-1 ① CO(g)+H2O (g)=CO2(g)+H2 (g)△H=2.8kJ•mol-1 ② 2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-566.0kJ•mol-1 ③ 根据盖斯定律,由①+②×2-③×2得 CO2(g)+CH4(g)⇌2CO(g)+2H2(g)△H=(-890.3+2.8×2+566.0×2)kJ•mol-1=+247.3 kJ•mol-1; (2)①温度超过250℃时,催化剂的催化效率降低,所以温度升高而乙酸的生成速率降低; ②增大反应压强、增大CO2的浓度,平衡正向移动,反应物转化率增大; ③Cu2Al2O4拆成氧化物的形式: Cu2O•Al2O3,与酸反应生成离子方程式: 3Cu2Al2O4+32H++2NO3-=6Cu2++6Al3++2NO↑+16H2O; (3)①a.Li2O、Na2O、MgO均属于碱性氧化物,均能吸收酸性氧化物CO2,可在碱性氧化物中寻找吸收CO2的其他物质,故a正确; b.Li2O、Na2O、MgO均能吸收CO2,钠、镁、铝为ⅠA、ⅡA族元素,所以可在ⅠA、ⅡA族元素形成的氧化物中寻找吸收CO2的其他物质,故b正确; c.Li2O、Na2O、MgO均能吸收CO2,但它们都没有强氧化性,且吸收二氧化碳与氧化还原无关,故c错误;故答案为: ab; ②在500℃,CO2与Li4SiO4接触后生成Li2CO3,反应物为CO2与Li4SiO4,生成物有Li2CO3,根据质量守恒可知产物还有Li2SiO3,所以化学方程式为CO2+Li4SiO4 Li2CO3+Li2SiO3; (4)二氧化碳在a极得到电子发生还原反应生成一氧化碳同时生成氧离子,反应电极反应式为: CO2+2e-═CO+O2-; 【思路点拨】本题主要考查了综合利用CO2,涉及热化学反应、电化学、化学平衡影响因素等,较为综合,题目难度中等 26、E1E2E5F1H5【2014·临川二中一模】A、B、C、D、E、F、G为原子序数依次递增的7种短周期主族元素。 A、B元素的最高正价与最低负价的代数和均为零;C元素是植物生长三大营养元素之一;D的单质具有强氧化性,其氢化物能和一种半导体材料反应生成常温常压下的两种气体;E原子核外K层电子数与M层电子数相等;F原子的价电子数等于电子层数的两倍。 请回答下列问题: (1)CD3的电子式为; (2)用离子方程式表示G的非金属性比F强; (3)EF在空气中充分灼烧生成一种稳定性的盐,则此反应方程式为; (4)C的氢化物与G的单质以物质的量之比1: 3反应,生成二元化合物X和一种气体,该气体遇氨气产生“白烟”,则X的化学是为,X与水反应的产物名称是 ; (5)已知充分燃烧一定量的B2A2放出QkJ的能量,燃烧生成的产物恰好与100ml5mol·L-1的NaOH溶液完全反应生成正盐,则燃烧1molB2A2放出的热量为KJ; (6)常温下,E(OH)2在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示(单位mol·L-1)。 要使c(E2+)为0.001mol·L-1的溶液形成沉淀,则溶液的PH值至少升高到。 【知识点】位置、结构、性质间关系,元素周期律 【答案解析】 (1) (2分) (2)Cl2+H2S=S↓+2HCl(2分) (3)MgS+2O2 MgSO4(2分)(4)NCl3(2分)次氯酸和氨气(2分) (5)8QKJ(2分)(6)8(2分) 解析: A、B元素的最高正价与最低负价的代数和均为零,则A是氢元素,B是碳元素;C元素是植物生长三大营养元素之一,原子序数大于硅,则C是氮元素;D的单质具有强氧化性,其氢化物能和一种半导体材料反应生成常温常压下的两种气体,D是氟元素;E原子核外K层电子数与M层电子数相等,为镁元素;F原子的价电子数等于电子层数的两倍,则F为硫元素,G为氯元素; (1)CD3是NF3,其电子式为 ; (2)用离子方程式表示Cl的非金属性比S强: Cl2+H2S=S↓+2HCl;(3)MgF在空气中充分灼烧生成一种稳定性的盐,则此反应方程式为: MgS+2O2 MgSO4,(4)N的氢化物(NH3)与Cl的单质以物质的量之比1: 3反应,生成二元化合物X和一种气体,该气体遇氨气产生“白烟”,(应该是HCl),方程式为: NH3+3Cl2=NCl3+3HCl,则X的化学是为NCl3;X与水反应: NCl3+3H2O==NH3+3HClO;产物名称是: 次氯酸和氨;(5)充分燃烧一定量的C2H2放出QkJ的能量,燃烧生成的产物CO2恰好与100ml5mol·L-1的NaOH溶液完全反应生成正盐,则CO2的物质的量为0.25mol,燃烧1molC2H2生成CO22mol,放出的热量为8Q; (6)根据Mg(OH)2在水中的沉淀溶解平衡曲线得出Ksp=C(Mg2+)·C2(OH-)=10-5×(10-5)2=10-15;要使c(Mg2+)为0.001mol·L-1的溶液形成沉淀,带入Ksp,C(OH-)=10-6mol/L,PH=8; 【思路点拨】本题考查结构性质位置关系、电子式、热化学方程式、难溶沉淀溶解平衡,难度中等。 31.F1F2G1G2G3H5【2014·中山一中高考内部调研】(16分)运用化学反应原理研究元素及其化合物的反应有重要意义。 (1)硫酸生产中,SO2催化氧化生成SO3: 2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g),混合体系中SO3的百分含量和温度的关系如右图所示(曲线上任何一点都表示平衡状态)。 根据图示回答下列问题: ①2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)的△H____0(填“>”、“<”)。 若在恒温、恒压条件下向上述平衡体系中通入氦气,平衡移动(填“向左”“向右”或“不移动”)。 ②若温度为T1时,反应进行到状态D时,V正_______V逆(填“>”“<”或“=”) (2)氮是地球上含量丰富的一种元素,氮及其化合物在工农业生产中有重要作用。 ①右图是一定的温度和压强下N2和H2反应生成lmolNH3过程中能量变化示意图,请写出工业合成氨的热化学方程式: (△H用含字母Q1、Q2的代数式表示)。 ②在AlCl3溶液中滴加氨水,反应的离子方程式为: 。 (3)海水中含有大量的元素,常量元素如氯、微量元素如碘在海水中均以化合态存在。 在25℃下,向0.1mol•L-1的NaCl溶液中逐滴加入适量的0.1mol•L-1硝酸银溶液,有白色沉淀生成,向反应后的浊液中,继续加入0.1mol•L-1的NaI溶液,看到的现象是全【品教学网,用后离不了! ,产生该现象的原因是(用离子方程式表示): 。 全【品教学网,用后离不了! (已知25℃时Ksp[AgCl]=1.0×10-10 mol2•L-2,Ksp[AgI]=1.5×10-16mol2•L-2) 【知识点】化学平衡移动原理、热化学方程式、沉淀溶解平衡 【答案解析】(16分) (1)①<(2分);向左(2分);>(2分) (2)①N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)△H=2(Q1-Q2)KJ/mol;(3分)②Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4+(3分)(3)白色沉淀转化为黄色沉淀(2分)AgCl(s)+I-(aq)=AgI(s)+Cl-(aq)(2分) 解析: (1)①根据图示,温度升高,SO3%减小,说明平衡逆向移动,则逆反应为吸热反应,正反应为放热反应,△H<0。 在恒温、恒压条件下向上述平衡体系中通入氦气,则容器体积增大,平衡向左移动。 ②若温度为T1时,反应进行到状态D时,反应向正反应方向进行,则V正>V逆。 (2)①该反应为放热反应,则△H=2(Q1-Q2)KJ/mol。 ②在AlCl3溶液中滴加氨水,产生白色沉淀,但沉淀不溶解,离子方程式为: Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4+。 (3)向AgCl浊液中加入NaI溶液,发生沉淀的转化: AgCl(s)+I-(aq)=AgI(s)+Cl-(aq)。 【思路点拨】本题综合考
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