高三化學二輪復習 專題限時集訓4 突破點6、7

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專題限時集訓(四)　突破點6、7 [建議用時：45分鐘] 1．已知：①H2O(g)===H2O(l)　ΔH1＝－Q1 kJ/mol， ②C2H5OH(g)===C2H5OH(l)　ΔH2＝－Q2 kJ/mol， ③C2H5OH(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(g)　ΔH3＝－Q3 kJ/mol。 則表示酒精燃燒熱的熱化學方程式是(　　) A．C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l) ΔH＝－(Q1－Q2＋Q3) kJ/mol B．C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l) ΔH＝－(3Q1＋Q3) kJ/mol C．C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l) ΔH＝－(3Q1－Q2＋Q3) kJ/mol D．C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(g) ΔH＝－(3Q1－Q2＋Q3) kJ/mol C　[根據(jù)蓋斯定律，由3①－②＋③得C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)　ΔH＝－(3Q1－Q2＋Q3) kJ/mol，C項正確。] 2．(2016河南信陽、三門峽二市聯(lián)考)一定條件下，在水溶液中1 mol Cl－、ClO(x＝1,2,3,4)的能量(kJ)相對大小如圖所示。下列有關說法正確的是(　　) A．e是ClO B．b→a＋c反應的活化能為60 kJmol－1 C．a(chǎn)、b、c、d、e中c最穩(wěn)定 D．b→a＋d反應的熱化學方程式為3ClO－(aq)===ClO(aq)＋2Cl－(aq)　ΔH＝－116 kJmol－1 D　[由圖可知，a為Cl－，b為ClO－，c為ClO，d為ClO，e為ClO，A項錯誤；無法確定活化能的大小，B項錯誤；a、b、c、d、e中a的能量最低，所以a最穩(wěn)定，C項錯誤；b→a＋d的化學方程式為3ClO－===ClO＋2Cl－，所以熱化學方程式為3ClO－(aq)===ClO(aq)＋2Cl－(aq)　ΔH＝－116 kJmol－1，故D項正確。] 3．(2016河南豫南九校聯(lián)考)根據(jù)碘與氫氣反應的熱化學方程式 (ⅰ)I2(g)＋H2(g)2HI(g)＋9.48 kJ (ⅱ)I2(s)＋H2(g)2HI(g)－26.48 kJ 下列判斷正確的是(　　) A．254 g I2(g)中通入2 g H2(g)，反應放熱9.48 kJ B．1 mol固態(tài)碘與1 mol氣態(tài)碘所含的能量相差17.00 kJ C．反應(ⅰ)的產(chǎn)物比反應(ⅱ)的產(chǎn)物穩(wěn)定 D．反應(ⅱ)的反應物總能量比反應(ⅰ)的反應物總能量低 D　[A項中反應為可逆反應，反應不完全，放熱小于9.48 kJ；B項中能量相差35.96 kJ；C項中產(chǎn)物的狀態(tài)相同，穩(wěn)定性相同；同一物質(zhì)，固態(tài)時能量最低，所以D項正確。] 4．(2016湖南十三校聯(lián)考)使1 mol丙烷分子中所有共價鍵斷裂需要4 006 kJ的能量，而使1 mol新戊烷分子中所有共價鍵斷裂需要6 356 kJ的能量。則C—C鍵的平均鍵能為(　　) 【導學號：14942034】 A．368 kJ/mol　　　 B. 347 kJ/mol C．386 kJ/mol D. 414 kJ/mol 5．(2016廣東汕頭期末)液體燃料電池相比于氣體燃料電池具有體積小等優(yōu)點。一種以液態(tài)肼(N2H4)為燃料的電池裝置如圖所示，該電池用空氣中的氧氣作為氧化劑，KOH溶液作為電解質(zhì)溶液。下列關于該電池的敘述正確的是(　　) A．b極發(fā)生氧化反應 B．a(chǎn)極的反應式：N2H4＋4OH－－4e－===N2↑＋4H2O C．放電時，電流從a極經(jīng)過負載流向b極 D．其中的離子交換膜需選用陽離子交換膜 B　[在燃料電池中，氧氣作為氧化劑在正極發(fā)生還原反應，故A項錯誤；燃料N2H4為還原劑，在負極發(fā)生氧化反應，故B項正確；放電時，電流由正極(b極)經(jīng)外電路流向負極(a極)，故C項錯誤；正極的電極反應式為：O2＋4e－＋2H2O===4OH－，OH－將透過離子交換膜在負極發(fā)生反應，應選擇陰離子交換膜，故D項錯誤。] 6．(2016山西質(zhì)檢)采用電化學法還原CO2是一種使CO2資源化的方法。如圖是利用此法制備ZnC2O4的示意圖(電解液不參與反應)。下列說法中正確的是(　　) A．Zn與電源的負極相連 B．ZnC2O4在交換膜右側生成 C．電解的總反應式為：2CO2＋ZnZnC2O4 D．通入11.2 L CO2時，轉(zhuǎn)移0.5 mol電子 C　[電解過程中Zn被氧化，作陽極，所以Zn與電源的正極相連，A錯誤；Zn2＋透過陽離子交換膜到達左側與生成的C2O形成ZnC2O4，B錯誤；電解的總反應式為：2CO2＋ZnZnC2O4，C正確；沒有說明氣體是否是在標準狀況下，無法計算轉(zhuǎn)移的電子數(shù)，D錯誤。] 7．(2016四川高考)某電動汽車配載一種可充放電的鋰離子電池，放電時電池總反應為Li1－xCoO2＋LixC6===LiCoO2＋C6(x<1)。下列關于該電池的說法不正確的是(　　) A．放電時，Li＋在電解質(zhì)中由負極向正極遷移 B．放電時，負極的電極反應式為LixC6－xe－===xLi＋＋C6 C．充電時，若轉(zhuǎn)移1 mol e－，石墨(C6)電極將增重7x g D．充電時，陽極的電極反應式為LiCoO2－xe－===Li1－xCoO2＋xLi＋ C　[A.原電池中陽離子由負極向正極遷移，A項正確；B放電時，負極發(fā)生氧化反應，電極反應式為LixC6－xe－===xLi＋＋C6，B項正確；C.充電時，若轉(zhuǎn)移1 mol電子，石墨電極質(zhì)量將增重7 g，C項錯誤；D.充電時陽極發(fā)生氧化反應，電極反應式為LiCoO2－xe－===Li1－xCoO2＋xLi＋，D項正確。] 8．如圖所示為用固體二氧化鈦(TiO2)生產(chǎn)海綿鈦的裝置示意圖，其原理是TiO2中的氧解離進入熔融鹽中而得到純鈦。下列說法中正確的是(　　) A．a(chǎn)極是正極，石墨極是陰極 B．反應后，石墨電極的質(zhì)量不發(fā)生變化 C．電解過程中，O2－、Cl－均向a極移動 D．陰極的電極反應式為TiO2＋4e－===Ti＋2O2－ D　[TiO2發(fā)生還原反應得到純鈦，故加入高純TiO2的電極是電解池的陰極，a極是電源的負極，石墨極是陽極，A項錯誤；O2－在陽極發(fā)生氧化反應生成O2，高溫下，石墨與O2反應生成CO、CO2，導致石墨質(zhì)量減少，B項錯誤；電解過程中，陰離子向陽極(石墨極)移動，C項錯誤；TiO2中的氧解離進入熔融鹽而得到純鈦，發(fā)生了還原反應，生成了Ti和O2－，D項正確。] 9．(2016湖北黃岡質(zhì)檢)我國預計在2020年前后建成自己的載人空間站。為了實現(xiàn)空間站的零排放，循環(huán)利用人體呼出的CO2并提供O2，我國科學家設計了一種裝置(如圖)，實現(xiàn)了“太陽能電能化學能”的轉(zhuǎn)化，總反應方程式為2CO2===2CO＋O2。關于該裝置的下列說法中正確的是(　　) A．圖中N型半導體為正極，P型半導體為負極 B．圖中離子交換膜為陽離子交換膜 C．反應完畢，該裝置中電解質(zhì)溶液的堿性增強 D．人體呼出的氣體參與X電極的反應：CO2＋2e－＋H2O===CO＋2OH－ D　[根據(jù)題圖中左邊電源內(nèi)負電荷的移向，可知N型半導體為負極，P型半導體為正極，A錯誤；N型半導體為負極，X極為電解池的陰極，電極反應為：CO2＋2e－＋H2O===CO＋2OH－，生成的氫氧根離子通過離子交換膜在Y極參加反應，所以圖中的離子交換膜為陰離子交換膜，B錯誤，D正確；總反應方程式為2CO2===2CO＋O2，根據(jù)總反應可知，反應前后電解質(zhì)溶液的堿性不變，C錯誤。] 10．(2016河北衡水中學二模)圖a所示的酸性鋅錳干電池是一種一次電池，外殼為金屬鋅，中間是碳棒，其周圍是由碳粉、二氧化錳、氯化鋅和氯化銨等組成的填充物，該電池在放電過程中產(chǎn)生MnOOH，下列說法不正確的是(　　) 【導學號：14942035】 部分化合物的溶解度數(shù)據(jù)見下表： 　 　溫度/℃ 化合物　　 0 20 40 60 80 100 NH4Cl 29.3 37.2 45.8 55.3 65.6 77.3 ZnCl2 343 395 452 488 541 614 圖a　　 圖b A．圖a中電池的正極反應式為MnO2＋e－＋H＋===MnOOH B．利用干電池，高溫電解H2OCO2混合氣體制備H2和CO，如圖b，則陰、陽兩極生成的氣體的物質(zhì)的量之比是1∶1 C．廢電池糊狀填充物加水處理后，過濾，濾液中主要有氯化鋅和氯化銨，兩者可以通過重結晶方法分離 D．廢電池糊狀填充物加水處理后所得濾渣的主要成分是二氧化錳、碳粉和MnOOH，欲從中得到較純的二氧化錳，可以采用加熱的方法 B　[在干電池中，正極得到電子，電極反應式為MnO2＋e－＋H＋===MnOOH，A正確；根據(jù)裝置圖可知陰極是水、二氧化碳得到電子，生成H2和CO，陽極是O2－失去電子生成O2，總反應為H2O＋CO2H2＋CO＋O2，因此陰、陽兩極生成的氣體的物質(zhì)的量之比是1∶2，B錯誤；氯化鋅和氯化銨的溶解度受溫度影響變化不同，兩者可以通過重結晶法分離，C正確；在空氣中加熱時，碳粉、MnOOH可被氧化，分別生成二氧化碳和二氧化錳，所以可以采用加熱的方法得到較純凈的二氧化錳，D正確。] 11．(2016海淀區(qū)期末)研究大氣中含硫化合物(主要是SO2和H2S)的轉(zhuǎn)化具有重要意義。 (1)高濕條件下，寫出大氣中SO2轉(zhuǎn)化為HSO的方程式：____________。 (2)土壤中的微生物可將大氣中的H2S經(jīng)兩步反應氧化成SO，兩步反應的能量變化示意圖如圖所示： 1 mol H2S(g)全部氧化成SO(aq)的熱化學方程式為______________。 (3)二氧化硫空氣質(zhì)子交換膜燃料電池可以利用大氣所含SO2快速啟動，其裝置示意圖如下： ①質(zhì)子的流動方向為________(填“從A到B”或“從B到A”)。 ②負極的電極反應式為________________________________。 (4)燃煤煙氣的脫硫減排是減少大氣中含硫化合物污染的關鍵。SO2煙氣脫除的一種工業(yè)流程如下： ①用純堿溶液吸收SO2，將其轉(zhuǎn)化為HSO，反應的離子方程式是______。 ②若石灰乳過量，將其產(chǎn)物再排回吸收池，其中可用于吸收SO2的物質(zhì)的化學式是________________。 [解析]　(1)SO2溶于水生成的H2SO3可電離產(chǎn)生HSO。(2)由圖可知：H2S(g)＋0.5O2(g)===S(s)＋H2O(g)　ΔH＝－221.19 kJ/mol，S(s)＋1.5O2(g)＋H2O(g)===SO(aq)＋2H＋(aq)　ΔH＝－585.20 kJ/mol，將兩方程式相加可得H2S(g)全部氧化成SO(aq)的方程式：H2S(g)＋2O2(g)===SO(aq)＋2H＋(aq)，再由蓋斯定律可求算出該反應的反應熱ΔH＝(－221.19 kJ/mol)＋(－585.20 kJ/mol)＝－806.39 kJ/mol。(3)①SO2 在負極，O2在正極，陽離子(質(zhì)子)從負極(A)流向正極(B)；②負極是SO2在酸性條件下失去電子發(fā)生氧化反應生成SO：SO2－2e－＋2H2O===SO＋4H＋。(4)②吸收池中含有的溶質(zhì)主要是NaHSO3，而NaHSO3與過量的Ca(OH)2反應：NaHSO3＋Ca(OH)2===CaSO3↓＋H2O＋NaOH，產(chǎn)物中的NaOH和過量的Ca(OH)2可用于吸收SO2。 [答案]　(1)SO2＋H2OH2SO3、H2SO3H＋＋HSO (2)H2S(g)＋2O2(g)===SO(aq)＋2H＋(aq)　ΔH＝－806.39 kJmol－1 (3)①從A到B?、赟O2－2e－＋2H2O===SO＋4H＋ (4)①H2O＋2SO2＋CO===2HSO＋CO2↑ ②NaOH[多寫Ca(OH)2也可] 12．(1)(2016濟南調(diào)研)氨是化肥工業(yè)和基本有機化工的主要原料，合成氨工業(yè)因此成為基本無機化工之一。 如何獲得廉價的氫氣是合成氨工業(yè)中的重要課題，目前常用戊烷跟水蒸氣反應的方法獲得氫氣： C5H12(g)＋5H2O(g)5CO(g)＋11H2(g) 已知幾個反應的能量變化如圖所示，則上述反應的ΔH＝________ kJmol－1。 (2)(2016長春質(zhì)檢)電化學降解法可用于治理水中的硝酸鹽污染。 電化學降解NO的原理如圖所示，電源正極為________(填“a”或“b”)；若總反應式為4NO＋4H＋===5O2↑＋2N2↑＋2H2O，則陰極反應式為________。 (3)(2016濰坊期末)肼(N2H4)是一種高能燃料。肼雙氧水燃料電池由于其較高的能量密度而廣受關注，其工作原理如圖所示。請寫出電池正極電極反應式：__________________，電池工作過程中，A極區(qū)溶液的pH________(填“增大”“減小”或“不變”)。 肼雙氧水燃料電池的工作原理圖 [解析]　(1)根據(jù)圖像可以寫出： CO(g)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1＝a kJmol－1　① H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH2＝b kJmol－1?、? C5H12(g)＋8O2(g)===5CO2(g)＋6H2O(g)　ΔH3＝c kJmol－1?、? 根據(jù)蓋斯定律可知：ΔH＝ΔH3－11ΔH2－5ΔH1＝(c－5a－11b) kJmol－1。 (2)由H2O生成O2可知發(fā)生氧化反應，則該電極為陽極，與之連接的a為電源的正極；陽極反應式為10H2O－20e－===20H＋＋5O2↑，由總反應式減去陽極反應式可得陰極反應式。 (3)根據(jù)肼雙氧水燃料電池的工作原理知，B極區(qū)H2O2得電子生成OH－，發(fā)生還原反應，作原電池的正極，電極反應式為H2O2＋2e－===2OH－，A極區(qū)N2H4失電子生成N2，發(fā)生氧化反應，作原電池的負極，電極反應式為N2H4＋4OH－－4e－===N2↑＋4H2O，溶液的pH減小。 [答案]　(1)c－5a－11b (2)a　2NO＋12H＋＋10e－===N2＋6H2O (3)H2O2＋2e－===2OH－　減小 13．(2016天津高考節(jié)選)化工生產(chǎn)的副產(chǎn)氫也是氫氣的來源。電解法制取有廣泛用途的Na2FeO4，同時獲得氫氣：Fe＋2H2O＋2OH－FeO＋3H2↑，工作原理如圖1所示。裝置通電后，鐵電極附近生成紫紅色FeO，鎳電極有氣泡產(chǎn)生。若氫氧化鈉溶液濃度過高，鐵電極區(qū)會產(chǎn)生紅褐色物質(zhì)。已知：Na2FeO4只在強堿性條件下穩(wěn)定，易被H2還原。 (1)電解一段時間后，c(OH－)降低的區(qū)域在________(填“陰極室”或“陽極室”)。 (2)電解過程中，須將陰極產(chǎn)生的氣體及時排出，其原因是____________。 (3)c(Na2FeO4)隨初始c(NaOH)的變化如圖2，任選M、N兩點中的一點，分析c(Na2FeO4)低于最高值的原因：_____________________。 [解析]　(1)根據(jù)電解總反應：Fe＋2H2O＋2OH－FeO＋3H2↑，結合陽極發(fā)生氧化反應知，陽極反應式為Fe－6e－＋8OH－===FeO＋4H2O，結合陰極發(fā)生還原反應知，陰極反應式為2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑。考慮FeO易被H2還原，所以應使用陽離子交換膜防止FeO、H2接觸，則陽極室消耗OH－且無補充，故c(OH－) 降低。(2)結合題給信息“Na2FeO4易被氫氣還原”知，陰極產(chǎn)生的氫氣不能接觸到Na2FeO4，故需及時排出。(3)圖示中隨著c(NaOH)增大，c(Na2FeO4)先增大后減小，結合已知信息“Na2FeO4只在強堿性條件下穩(wěn)定”知，M點c(Na2FeO4)低的原因是c(OH－)低，反應速率小且Na2FeO4穩(wěn)定性差。結合已知信息“若氫氧化鈉溶液濃度過高，鐵電極區(qū)會產(chǎn)生紅褐色物質(zhì)”知，N點c(Na2FeO4)低的原因是c(OH－)過高，鐵電極上產(chǎn)生Fe(OH)3或Fe2O3，使Na2FeO4產(chǎn)率降低。 [答案]　(1)陽極室　(2)防止Na2FeO4與H2反應使產(chǎn)率降低 (3)M點：c(OH－)低，Na2FeO4穩(wěn)定性差，且反應慢 N點：c(OH－)過高，鐵電極上有Fe(OH)3(或Fe2O3)生成，使Na2FeO4產(chǎn)率降低 14．(2016南通二模有改動)電解法處理含氮氧化物廢氣，可回收硝酸，具有較高的環(huán)境效益和經(jīng)濟效益。實驗室模擬電解法吸收NOx的裝置如圖所示(圖中電極均為石墨電極)。 (1)若用NO2氣體進行模擬電解法吸收實驗。 ①寫出電解時NO2發(fā)生反應的電極反應式：___________________。 ②若在標準狀況下有2.24 L NO2被吸收，通過陽離子交換膜(只允許陽離子通過)的H＋為________mol。 (2)某小組在右室裝有10 L 0.2 molL－1稀硝酸溶液，用含NO和NO2(不考慮NO2轉(zhuǎn)化為N2O4)的廢氣進行模擬電解法吸收實驗。 ①實驗前，配制10 L 0.2 molL－1硝酸溶液需量取________ mL、密度為1.4 gmL－1、質(zhì)量分數(shù)為63%的濃硝酸。 ②電解過程中，有部分NO轉(zhuǎn)化為HNO2。實驗結束時，測得右室溶液中含3 mol HNO3、0.1 mol HNO2，同時左室收集到標準狀況下28 L H2。計算原氣體中NO和NO2的體積比為________(假設尾氣中不含氮氧化物)。 [解析]　(1)①從圖中知，NOx氣體在電解時會轉(zhuǎn)化成HNO3，則NO2中N由＋4價升高至＋5價，失去1個e－，用H＋平衡電荷可寫出電極反應式。②由電極反應式知，0.1 mol NO2生成0.1 mol NO和0.2 mol H＋，由電荷守恒可知，需要向左室流入0.1 mol H＋后才能維持右室中溶液為電中性。(2)①c(HNO3)＝ molL－1＝14 molL－1，根據(jù)c1V1＝c2V2得，0.2 molL－110 L＝14 molL－1 V2，解得V2≈0.142 9 L＝142.9 mL。②由N原子守恒，最終生成的HNO3和HNO2中的總N原子數(shù)等于NO和NO2中所含N原子數(shù)與右室中原HNO3中N原子數(shù)總和，即n(HNO3)＋n(HNO2)＝n(NO)＋n(NO2)＋100.2 Ⅰ；電解過程中左、右兩室中得失電子是守恒的，左室為H＋得電子生成H2，右室為NO2失電子生成HNO3，部分NO失電子生成HNO2，部分NO失電子生成HNO3，列式為2＝1n(NO2)＋1n(HNO2)＋[n(NO)－n(HNO2)]3 Ⅱ，聯(lián)立Ⅰ、Ⅱ可求出NO和NO2的物質(zhì)的量，相同狀態(tài)下，NO2和NO物質(zhì)的量之比即為其體積比。 [答案]　(1)①NO2－e－＋H2O===NO＋2H＋ ②0.1 (2)①142.9?、?∶3