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化学反应和能量变化2012各省高考试题


F 单元 化学反应与能量 F1 化学反应与能量变化 27.F1、G1、G2、G3、G4、G5 [2012· 浙江卷] 甲烷自热重整是先进的制氢方法,包 含甲烷氧化和蒸汽重整。向反应系统同时通入甲烷、氧气和水蒸气,发生的主要化学反应有: 化学方程式 焓变 ΔH (kJ/mol) 活化能 Ea (kJ/mol)

甲烷 氧化 CH4(g)+ 125.6 -802.

6 2O2(g)===CO2(g)+ 2H2O(g) CH4(g)+ 172.5 -322.0 O2(g)===CO2(g)+2H2(g) 蒸汽 重整 CH4(g)+ 206.2 240.1 H2O(g)===CO(g)+ 3H2(g) CH4(g)+ 165.0 243.9 2H2O(g)===CO2(g)+ 4H2(g) 回答下列问题: (1)反应 CO(g)+H2O(g)===CO2(g)+H2(g)的 ΔH=________kJ/mol。 (2)在初始阶段,甲烷蒸汽重整的反应速率________甲烷氧化的反应速率(填“大于”、 “小于”或“等于”)。 (3)对于气相反应,用某组分(B)的平衡压强(pB)代替物质的量浓度(cB)也可表示平衡常数 (记作 Kp),则反应 CH4(g)+H2O(g)??CO(g) +3H2(g)的 Kp=________;随着温度的升高,该 平衡常数________(填“增大”、“减小”或“不变”)。 (4) 从 能 量 角 度 分 析 , 甲 烷 自 热 重 整 方 法 的 先 进 之 处 在 于 ________________________________________________________________________。 (5)在某一给定进料比的情况下,温度、压强对 H2 和 CO 物质的量分数的影响如图所示:

图0

①若要达到 H2 物质的量分数>65%、CO 物质的量分数<10%,以下条件中最合适的是 ________。 A.600 ℃,0.9 MPa B.700 ℃,0.9 MPa C.800 ℃,1.5 MPa D.1000 ℃,1.5 MPa ②画出 600 ℃, MPa 条件下, 0.1 系统中 H2 物质的量分数随反应时间(从常温进料开始计 时)的变化趋势示意图:

图0 (6) 如 果 进 料 中 氧 气 量 过 大 , 最 终 导 致 H2 物 质 的 量 分 数 降 低 , 原 因 是 ________________________________________________________________________。 27.[答案] (1)-41.2 (2)小于 p?CO?·3?H2? p (3) 增大 p?CH4?· 2O? p?H (4)系统内强放热的甲烷氧化反应为强吸热的蒸汽重整反应提供了所需的能量(其他合理 答案均可) (5)①B

② (6)甲烷氧化程度过高,氢气和氧气反应(其他合理答案均可) - [解析] (1)可以根据蒸汽重整两个反应相减得到,所以 ΔH=+165 kJ· mol 1-206.2 kJ· mol -1 - =-41.2 kJ· mol 1。 (2)初始阶段,甲烷氧化的活化能小于甲烷蒸汽重整的活化能,所以重整反应速率小于甲 烷氧化的反应速率。 p?CO?·3?H2? p - (3) ,因为 CH4(g)+H2O(g)===CO(g)+3H2(g) ΔH=+206.2 kJ· mol 1,温 p?CH4?· 2O? p?H 度升高,反应正向进行,平衡常数增大。 (4)甲烷自热重整方法是吸热反应,需要甲烷氧化放热提供能量。 (5)①0.1 MPa 时, 2 的物质的量分数>65%, 物质的量分数<10%, H CO 则温度高于 550 ℃ 低于 650 ℃,没有与之对应的选项;0.9 MPa 时,H2 的物质的量分数>65%,CO 物质的量分 数<10%,则 700 ℃符合,B 正确;1.5 MPa 时,H2 的物质的量分数>65%,CO 物质的量分数 <10%,则温度要高于 750 ℃低于约 725 ℃,矛盾。 ②起始进料时 H2 的物质的量分数为 0,结合图象可知 600 ℃,0.1 MPa 的条件下,平衡 时系统中 H2 的物质的量分数达到 70%,故可容易画出 H2 的物质的量分数随时间变化的示意 图。 (6)会使甲烷氧化,H2 也会与 O2 反应,使得 CH4 参加蒸汽重整的物质的量减小。

[2012· 浙江卷] 下列说法不正确的是( ) ... A.利用太阳能在催化剂参与下分解水制氢是把光能转化为化学能的绿色化学方法 B.蔗糖、淀粉、油脂及其水解产物均为非电解质 C.通过红外光谱分析可以区分乙醇与乙酸乙酯 D.石油催化裂化的主要目的是提高汽油等轻质油的产量与质量;石油裂解的主要目的 是得到更多的乙烯、丙烯等气态短链烃 7.B [解析] A 项,太阳能光解水过程将太阳能转化为 H2 和 O2 中的化学能贮存,间接 利用太阳能,正确;B 项,蔗糖水解产生葡萄糖和果糖,淀粉水解产生葡萄糖,均为非电解 质,而油脂水解产生丙三醇和高级脂肪酸,其中高级脂肪酸为电解质,不正确;C 项,红外 光谱分析可以确定有机物分子的结构,乙醇和乙酸乙酯结构不同,正确;D 项,石油裂化与 裂解目的不同,裂化的目的是提高轻质油产量和质量,而裂解的目的是为了得到短链不饱和 烃,正确。 7.F1、I3、K1、I1 10.F1、G5 [2012· 天津卷] 金属钨用途广泛,主要用于制造硬质或耐高温的合金,以 及灯泡的灯丝。高温下,在密闭容器中用 H2 还原 WO3 可得到金属钨,其总反应为: WO3(s)+3H2(g)???? W(s)+3H2O(g) 请回答下列问题: (1)上述反应的化学平衡常数表达式为____________________。 (2)某温度下反应达到平衡时,H2 与水蒸气的体积比为 2∶3,则 H2 的平衡转化率为 ________;随温度的升高,H2 与水蒸气的体积比减小,则该反应为________反应(填“吸热” 或“放热”)。 (3)上述总反应过程大致分为三个阶段,各阶段主要成分与温度的关系如下表所示: 温度 25 ℃~550 ℃~600 ℃~700 ℃ WO3 W2O5 WO2 W 主要成分 第 一 阶 段 反 应 的 化 学 方 程 式 为 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________; 580 ℃时,固体物质的主要成分为________;假设 WO3 完全转化为 W,则三个阶段消 耗 H2 物质的量之比为________。 (4)已知:温度过高时,WO2(s)转变为 WO2(g): WO2(s)+2H2(g)?? W(s)+2H2O(g) - ΔH=+66.0 kJ· mol 1 WO2(g)+2H2(g)?? W(s)+2H2O(g) - ΔH=-137.9 kJ· mol 1 则 WO2(s)??WO(g)的 ΔH=________。 2 (5)钨丝灯管中的 W 在使用过程中缓慢挥发,使灯丝变细,加入 I2 可延长灯管的使用寿 命,其工作原理为:W(s)+2I2(g)???? 4(g)。下列说法正确的有________。 WI 约3000 ℃ a.灯管内的 I2 可循环使用 b.WI4 在灯丝上分解,产生的 W 又沉积在灯丝上 c.WI4 在灯管壁上分解,使灯管的寿命延长 d.温度升高时,WI4 的分解速率加快,W 和 I2 的化合速率减慢 c3?H2O? 10.[答案] (1)K= 3 c ?H2? (2)60% 吸热 (3)2WO3+H2???? 2O5+H2O W2O5、WO2 W 1∶1∶4 - (4)+203.9 kJ· mol 1 (5)a、b [解析] 本题考查化学平衡与热化学。(1)因固体或纯液态物质的浓度视为常数,故依据反
高温 1400 ℃ 高温

c3?H2O? 应式可直接写出反应的平衡常数 K= 3 。(2)设反应起始时加入 H2 的物质的量为 5x,利 c ?H2? 3x 用“氢守恒”, 结合题给数据可知平衡时消耗 H2 的物质的量为 3x, H2 的转化率为 =60%; 故 5x 升高温度,氢气与水蒸气的体积比减少说明反应正向移动,因此正反应为吸热反应。(3)利用 表中信息可知在第一阶段 WO3 与 H2 作用生成 W2O5 和 H2O,所以反应的方程式为:2WO3+ H2???? 2O5+H2O;在 550 ℃时生成 W2O5,在 600 ℃时生成 WO2,故在 580 ℃时反应得 W 到产物为 W2O5 与 WO2 的固体混合物;假设 1 mol WO3 完全反应,利用三个阶段的反应可知 分别消耗氢气的物质的量为:0.5 mol、0.5 mol、2 mol,故三个阶段消耗氢气的物质的量之比 为 1∶1∶4。(4)利用“盖斯定律”,将热化学方程式①-②即可得到反应的 ΔH。(5)利用灯 管工作的温度变化,结合反应条件可知灯管内的碘可循环利用;WI4 在高温时分解一定在灯 丝表面,生成固态钨沉积在灯丝上,从而延长灯管寿命;升高温度,反应速率都变快。 9.F1 [2012· 全国卷] 反应 A+B― →C(ΔH<0)分两步进行:①A+B― →X(ΔH>0), ②X― →C(ΔH<0)。下列示意图中,能正确表示总反应过程中能量变化的是( )
高温

图0 9.D [解析] 本题考查化学反应中的能量转化。由 A+B→X 为吸热反应,故 X 的能量 高于 A+B 的能量,可排除 A 项和 C 项;而总反应 A+B→C 为放热反应,故 C 的能量小于 A+B 的能量,B 项错误,而 D 项正确。 4.F1 [2012· 江苏卷] 某反应的反应过程中能量变化如图 0 所示(图中 E1 表示正反应的 活化能,E2 表示逆反应的活化能)。下列有关叙述正确的是( )

图0 A.该反应为放热反应 B.催化剂能改变该反应的焓变 C.催化剂能降低该反应的活化能 D.逆反应的活化能大于正反应的活化能 4.C [解析] 本题考查化学反应中的能量变化。A 项,从图中看,反应物的总能量低于 生成物的总能量,故为吸热反应,错;B 项,焓变是指反应物与生成物之间的能量差值,与 反应过程无关,错;C 项,加入催化剂之后,E2 变小,说明活化能减小了,正确。 10.A2F1H1 [2012· 福建卷] 下列说法正确的是( )

A.0.5 mol O3 与 11.2 L O2 所含的分子数一定相等 B.25 ℃与 60 ℃时,水的 pH 相等 C.中和等体积、等物质的量浓度的盐酸和醋酸所消耗的 n(NaOH)相等 D.2SO2(g)+O2(g)===2SO3(g)和 4SO2(g)+2O2(g)===4SO3(g)的 ΔH 相等 10.C [解析] A 项,没有指明在标准状况下,故无法计算出 11.2 L O2 的物质的量,错; B 项,水的离子积常数随温度的升高而增大,对应 pH 随温度升高而减小,错;C 项,等体 积等物质的量浓度的盐酸和醋酸,虽然醋酸是弱电解质,但随着中和反应的进行,氢离子不 断电离出来,其氢离子的物质的量与盐酸的相同,故消耗 NaOH 的物质的量相等,正确;D 项,ΔH 数值与方程式中化学计量数成比例关系,错。 12.F1 [2012· 北京卷] 人工光合作用能够借助太阳能,用 CO2 和 H2O 制备化学原料。 图 0 是通过人工光合作用制备 HCOOH 的原理示意图,下列说法不正确的是( ) ...

图0 A.该过程是将太阳能转化为化学能的过程 B.催化剂 a 表面发生氧化反应,有 O2 产生 C.催化剂 a 附近酸性减弱,催化剂 b 附近酸性增强 + - D.催化剂 b 表面的反应是 CO2+2H +2e ===HCOOH 12.C [解析] 本题考查化学反应与能量的转化,意在考查考生对新信息的接收、整合 能力。由题干叙述知该过程利用太阳能使 CO2 与 H2O 转化为 HCOOH,实现了太阳能转化为 - 化学能的过程,A 项正确;利用图示中电子转移可知催化剂 a 表面发生反应:2H2O-4e = + + 4H +O2↑,可见在催化剂 a 上有 O2 产生,因同时生成 H ,使催化剂 a 附近酸性增强,所 + 以可知 B 项正确、C 项错误;H 透过质子交换膜到达催化剂 b 处与 CO2 发生反应:CO2+2H + - +2e =HCOOH,D 项正确。 7.F1 E3 B2 A2 可表示为: [2012· 安徽卷] 科学家最近研究出一种环保、完全的储氢方法,其原理

NaHCO3+H2???? HCOONa+H2O 释氢 下列有关说法正确的是( ) A.储氢、释氢过程均无能量变化 B.NaHCO3、HCOONa 均含有离子键和共价键 C.储氢过程中,NaHCO3 被氧化 D.释氢过程中,每消耗 0.1 mol H2O 放出 2.24 L 的 H2 7.B [解析] 本题以新的储氢方法为背景,综合考查化学反应与能量、化学键、氧化还 原反应等知识,同时考查考生接受、吸收、整合化学信息的能力。化学反应过程中一定伴随 - 着能量的变化,A 项错误;NaHCO3、HCOONa 均为离子化合物,含有离子键,在 HCO3 、 - HCOO 中均含有共价键,B 项正确;储氢过程中 NaHCO3 被还原,C 项错误;D 项没有说明 气体所处的状态,错误。

储氢

F2 反应热的计算与重要的反应热 12.F2 [2012· 重庆卷] 肼(H2NNH2)是一种高能燃料,有关化学反应的能量变化如图 0 所示。已知断裂 1 mol 化学键所需的能量(kJ):N≡N 为 942、O===O 为 500,N—N 为 154, 则断裂 1 mol N—H 键所需的能量(kJ)是( )

图0 A.194 B.391 C.516 D.658 12.B [解析] 本题考查反应热的计算:ΔH=反应物的总键能—生成物的总键能。 设 N—H 键的键能为 y, 则有: -534 kJ/mol=4y+154 kJ/mol+500 kJ/mol-2752 kJ/mol, 解得 y=391 kJ/mol。 31.I3、J2、A1、B3、G1、J4、G3、F2、F3 - [2012· 广东卷] 碘在科研与生活中有重要应用。某兴趣小组用 0.50 mol· 1KI、0.2%淀粉 L -1 -1 溶液、0.20 mol· K2S2O8、0.10 mol· Na2S2O3 等试剂,探究反应条件对化学反应速率的影 L L 响。 - - - 已知:S2O2 +2I ===2SO2 +I2(慢) 8 4 - 2- 2- I2+2S2O3 ===2I +S4O6 (快) (1)向 KI、 2S2O3 与淀粉的混合溶液中加入一定量的 K2S2O8 溶液, Na 当溶液中的________ - 2- 耗尽后,溶液颜色将由无色变为蓝色,为确保能观察到蓝色,S2O3 与 S2O2 初始的物质的量 8 - - 需满足的关系为:n(S2O2 )∶n(S2O2 )____________。 3 8 (2)为探究反应物浓度对化学反应速率的影响,设计的实验方案如下表:

实验 序号 体积 V/mL K2S2O3 溶液 水 KI 溶液 Na2S2O3 溶液 淀粉溶液 10.0 0.0 4.0 4.0 2.0 ① 9.0 1.0 4.0 4.0 2.0 ② 8.0 Vx 4.0 4.0 2.0 ③ 表 中 Vx = ________mL , 理 由 是 ________________________________________________________________________。 - (3)已知某条件下, 浓度 c(S2O2 )~反应时间 t 的变化曲线如图 13, 若保持其他条件不变, 8 2- 请在答题卡坐标图中, 分别画出降低反应温度和加入催化剂时 c(S2O8 )~t 的变化曲线示意图 (进行相应的标注)。

图 13 (4)碘也可用作心脏起搏器电源——锂碘电池的材料。 该电池反应为:2Li(s)+I2(s)=2LiI(s)ΔH 已知:4Li(s)+O2(g)=2Li2O(s)ΔH1 4LiI(s)+O2(g)=2I2(s)+2Li2O(s)ΔH2 则电池反应的 ΔH=____________;碘电极作为该电池的________极。 - 31.[答案] (1)S2O2 (其他合理写法也可) <2 3 - (2)2.0 保持溶液总体积相同,仅改变 S2O2 的浓度而其他物质浓度不变 8

(3) ΔH1-ΔH2 (4) 正 2 [解析] 本题考查碘的检验与离子方程式的简单计算、完成实验方案探究反应物浓度对化 学反应速率的影响、画出降低反应温度和加入催化剂时反应物浓度随时间变化示意图、根据 盖斯定律计算反应热、根据锂—碘电池反应判断碘电极的电极类型等问题,考查考生接受、 吸收、整合化学信息的能力,分析有关问题和解决化学反应速率等问题的能力,以及简单化 - - - 学计算能力和实验探究能力。(1)当 Na2S2O3 足量时,已知 S2O2 +2I ===2SO2 +I2 的反应速 8 4 - 2- 2- 率慢,I2+2S2O3 ===2I +S4O6 的反应速率快,则 I2 的生成速率小于消耗速率,即溶液中只 - - - - 有 I 而无 I2,淀粉溶液遇 I 不变色;当 Na2S2O3 耗尽时,S2O2 与 I 反应生成 I2,淀粉溶液遇 8 - - 生成的 I2 变蓝;设 Na2S2O3 为 2 mol,则 S2O2 的初始物质的量为 2 mol,由 I2+2S2O2 ===2I 3 3 - 2- 2- +S4O6 可知,I2 大于 1 mol 时才能耗尽 2 mol S2O3 ,过量的 I2 才能使淀粉溶液变为蓝色, - - - - 由 S2O2 +2I ===2SO2 +I2 可知,S2O2 的初始物质的量必须大于 1 mol,才能使生成的 I2 大 8 4 8 2- 2- 于 1 mol, 因此初始时 S2O3 与 S2O8 的物质的量之比一定小于 2∶1; (2)只有其他条件相同时, 才能实验探究反应物浓度对化学反应速率的影响规律,因此实验①②③的溶液总体积一定相 - 同,则 8.0+Vx=9.0+1.0=10.0+0.0,所以 Vx=2.0,仅使反应物中 S2O2 的浓度改变,而其 8 他物质浓度不变, 控制变量探究才能得出合理的实验结论; (3)降低反应温度, 反应速率减小, - - 单位时间内消耗的 S2O2 减少,相同时间内减小的 c(S2O2 )变小,则反应停止之前的图像应 8 8 - - 画在已知曲线的右边;当 S2O2 过量时,反应停止,c(S2O2 )不随时间增加而改变,与已知曲 8 8 - 线重叠在一起。加入催化剂,反应速率明显增大,单位时间内消耗的 S2O2 明显增大,相同 8 - - 时间内减小的 c(S2O2 )变大,则反应停止之前的图像应画在已知曲线的左边;当 S2O2 过量 8 8 2- 时,反应停止,c(S2O8 )不随时间增加而改变,也与已知曲线重叠在一起;(4)给已知两个热 ①-② 化学方程式依次编号为①、②,观察可知 得锂—碘电池反应的热化学方程式,根据盖 2 ΔH1-ΔH2 斯定律可知,ΔH= ;原电池的负极一定发生氧化反应,正极一定发生还原反应, 2 该电池反应中碘元素的化合价由 0 价降低为-1 价,发生还原反应,说明碘电极作正极,而 锂元素的化合价由 0 价升高为+1 价,发生氧化反应,说明锂电极作负极。 26.F2、G3 [2012· 北京卷] (13 分)用 Cl2 生产某些含氯有机物时会产生副产物 HCl。利 用反应 A,可实现氯的循环利用。

反应 A:4HCl+O2 ???? 2+2H2O 2Cl 400 ℃ (1)已知:ⅰ.反应 A 中,4 mol HCl 被氧化,放出 115.6 kJ 的热量。

CuO/CuCl2

ⅱ. ①H2O 的电子式是____________。 ② 反 应 A 的 热 化 学 方 程 式 是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ③断开 1 mol H—O 键与断开 1 mol H—Cl 键所需能量相差约为________kJ, 2O 中 H—O H 键比 HCl 中 H—Cl 键(填“强”或“弱”)________。 (2)对于反应 A,下图是在 4 种投料比[n(HCl)∶n(O2),分别为 1∶1、2∶1、4∶1、6∶1] 下,反应温度对 HCl 平衡转化率影响的曲线。

图0 ①曲线 b 对应的投料比是__________。 ②当曲线 b、c、d 对应的投料比达到相同的 HCl 平衡转化率时,对应的反应温度与投料 比的关系是______________。 ③投料比为 2∶1、温度为 400 ℃时,平衡混合气中 Cl2 的物质的量分数是________。
?

26.[答案] (1)①H? ?H O
?

②4HCl(g)+O2(g)???? 2(g)+2H2O(g) 2Cl 400 ℃ ΔH=-115.6 kJ/mol ③32 强 (2)①4∶1 ②投料比越高,对应的反应温度越低 ③30.8% [解析] 本题考查化学反应与能量变化以及化学平衡图像等考点,意在考查考生处理解答 图像试题的能力与计算能力。(1)①H2O 是共价化合物,原子间通过共用电子对结合,故 H2O
? ?

CuO/CuCl2

的电子式为:H? ?H O ;②利用反应 A 与题中信息“氧化 4 mol HCl 放出 115.6 kJ 的热量” 可写出热化学方程式:4HCl(g)+O2(g)???? 2(g)+2H2O(g) ΔH=-115.6 kJ/mol;③设 2Cl 400 ℃ H—Cl 键键能为 x kJ/mol、H—O 键键能为 y kJ/mol,依据②中热化学方程式和题干中已知数 据有:4x+498-243×2-4y=-115.6,解之得:y-x=32,说明 H—O 键与 H—Cl 键键能 相差 32 kJ/mol。因为“键能越大,键越牢固”,所以 H—O 键强于 H—Cl 键。(2)①依据反应 n?HCl? A 可知投料比 越大,HCl 的转化率越低,因此结合图像,对比同温度时 HCl 的平衡转 n?O2? 化率可知 a、b、c、d 线分别代表投料比为 6∶1、4∶1、2∶1、1∶1 的曲线,故 b 线对应投 料比为 4∶1; ②结合图像, 做纵坐标垂线可知, 达到相同的 HCl 的平衡转化率, 投料比越高, 对应温度越低;③由图像可知投料比 2∶1、400 ℃时,HCl 的平衡转化率为 80%。设起始时, HCl 为 2 mol ,O2 为 1 mol,则平衡时 HCl 为 0.4 mol,O2 为 0.6 mol,生成的 Cl2 和 H2O 均
CuO/CuCl2

0.8 mol 为 0.8 mol, 平衡时 Cl2 的物质的量分数为 ×100%=30.8%。 0.4 mol+0.6 mol+0.8 mol+0.8 mol 12.F2 H6 [2012· 安徽卷] 氢氟酸是一种弱酸,可用来刻蚀玻璃。已知 25 ℃时: - - ①HF(aq)+OH (aq)===F (aq)+H2O(l) -1 ΔH=-67.7 kJ· mol + - ②H (aq)+OH (aq)===H2O(l) - ΔH=-57.3 kJ· mol 1 - - 在 20 mL 0.1 mol· 1 氢氟酸中加入 V mL 0.1 mol· 1 NaOH 溶液。下列有关说法正确的 L L 是( ) - + A.氢氟酸的电离方程式及热效应可表示为:HF(aq)??F (aq)+H (aq) ΔH=+10.4 - kJ· mol 1 - + B.当 V=20 时,溶液中:c(OH )=c(HF)+c(H ) - + - C.当 V=20 时,溶液中:c(F )<c(Na )=0.1 mol· 1 L + - - + D.当 V>0 时,溶液中一定存在:c(Na )>c(F )>c(OH )>c(H ) 12.B [解析] 本题考查盖斯定律的应用及溶液中离子浓度大小的比较,旨在考查考生 + 对所学知识的整合及应用能力。根据盖斯定律,将①式减去②式可得:HF(aq)??H (aq)+F - (aq) ΔHVcccccVcccccccccccccccc F3 原电池原理 [2012· 浙江卷] 以铬酸钾为原料,电化学法制备重铬酸钾的实验装置示意图

10. F3、F4 如下:

图0 下列说法不正确的是( ) - - A.在阴极室,发生的电极反应为:2H2O+2e ===2OH +H2↑ + B.在阳极室,通电后溶液逐渐由黄色变为橙色,是因为阳极区 H 浓度增大,使平衡 + 2- 2- 2CrO4 +2H ??CrO7 +H2O 向右移动 2 C.该制备过程总反应的化学方程式为:4K2CrO4+4H2O=====2K2Cr2O7+4KOH+2H2↑ +O2↑ D.测定阳极液中 K 和 Cr 的含量,若 K 与 Cr 的物质的量之比(nK/nCr)为 d,则此时铬酸 d 钾的转化率为 1- 2 - 10.D [解析] 根据图中电源正负极,得出右边惰性电极为阳极,发生的反应为 4OH - - - -4e ===2H2O+O2↑,左边不锈钢为阴极,反应为 2H2O+2e ===H2↑+2OH ,A 正确;阳 - + + 2- 2- 极区 OH 消耗,H 浓度增大,使得 2CrO4 +2H ??CrO7 +H2O 平衡正向移动,产生重铬 2 - + - + - 酸钾,B 正确;阳极发生的反应有:2H2O-4e ===4H +O2↑和 2CrO2 +2H ?? CrO2 + 4 2 7 - - H2O,阴极发生的反应是 4H2O+4e ===4OH +2H2↑,相加即可得出总反应,C 正确;电解
通电

nK + 过程中 K 通过阳离子交换膜从阴极室向阳极室移动,电解前阳极液中 =2,电解后阳极液 nCr nK + - 中 =d,阳极室增加的 n(K )=(d-2)nCr,根据电解总反应式转化 n(CrO2 )=(d-2)nCr,转 4 nCr 化率为 d-2,D 不正确。 11. F3 [2012· 四川卷] 一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪, 负极上的反应为: - + CH3CH2OH-4e +H2O===CH3COOH+4H 。下列有关说法正确的是( ) + A.检测时,电解质溶液中的 H 向负极移动 B.若有 0.4 mol 电子转移,则在标准状况下消耗 4.48 L 氧气 C.电池反应的化学方程式为:CH3CH2OH+O2===CH3COOH+H2O - - D.正极上发生的反应为:O2+4e +2H2O===4OH 11.C [解析] 本题考查新型燃料电池,意在考查学生能否正确书写电极反应式。结合 + + 题意,该电池总反应即是乙醇的氧化反应,不消耗 H ,故负极产生的 H 应向正极移动,A - + 项错误;酸性溶液中,正极电极反应式为:O2+4e +4H ===2H2O,D 项错误,结合 D 项, 转移 0.4 mol 电子时,消耗 O2 0.1 mol,即标况下的体积为 2.24 L,B 项错误;C 项符合题目 要求,正确。 13.F3 [2012· 山东卷] 下列与金属腐蚀有关的说法正确的是( )

图0 A.图 a 中,插入海水中的铁棒,越靠近底端腐蚀越严重 B.图 b 中,开关由 M 改置于 N 时,Cu—Zn 合金的腐蚀速率减小 C.图 c 中,接通开关时 Zn 腐蚀速率增大,Zn 上放出气体的速率也增大 D.图 d 中,Zn—MnO2 干电池自放电腐蚀主要是由 MnO2 的氧化作用引起的 13.B [解析] 图 a 中铁棒发生电化学腐蚀,靠近底部的部分与氧气接触少,腐蚀程度 较轻,A 项错;图 b 中开关由 M 置于 N,Cu—Zn 合金作正极,腐蚀速率减小,B 项正确; 图 c 中接通开关时 Zn 作负极,腐蚀速率增大,氢气在 Pt 上放出,C 错;图 d 中干电池自放 电腐蚀主要是 Zn 发生析氢腐蚀引起的,D 项错。 11.F3 [2012· 全国卷] ①②③④四种金属片两两相连浸入稀硫酸中都可组成原电池。 ①②相连时,外电路电流从②流向①;①③相连时,③为正极;②④相连时,②上有气泡逸 出;③④相连时,③的质量减少。据此判断这四种金属活动性由大到小的顺序是( ) A.①③②④ B.①③④② C.③④②① D.③①②④ 11.B [解析] 本题考查原电池原理。电流方向与电子流向相反,①②相连时,电流由 ②流向①,则金属性①>②;①③相连时,③为正极,则金属性①>③;②④相连时,②上有 气泡,则金属性④>②;③④相连时,③的质量减少,则金属性③>④。综上分析,可得金属 活动性顺序为①>③>④>②。

31.I3、J2、A1、B3、G1、J4、G3、F2、F3 - [2012· 广东卷] 碘在科研与生活中有重要应用。某兴趣小组用 0.50 mol· 1KI、0.2%淀粉 L - - 溶液、0.20 mol· 1K2S2O8、0.10 mol· 1Na2S2O3 等试剂,探究反应条件对化学反应速率的影 L L 响。 - - - 已知:S2O2 +2I ===2SO2 +I2(慢) 8 4 - - - I2+2S2O2 ===2I +S4O2 (快) 3 6 (1)向 KI、 2S2O3 与淀粉的混合溶液中加入一定量的 K2S2O8 溶液, Na 当溶液中的________ - - 耗尽后,溶液颜色将由无色变为蓝色,为确保能观察到蓝色,S2O2 与 S2O2 初始的物质的量 3 8 2- 2- 需满足的关系为:n(S2O3 )∶n(S2O8 )____________。 (2)为探究反应物浓度对化学反应速率的影响,设计的实验方案如下表:

实验 序号 体积 V/mL K2S2O3 溶液 水 KI 溶液 Na2S2O3 溶液 淀粉溶液 10.0 0.0 4.0 4.0 2.0 ① 9.0 1.0 4.0 4.0 2.0 ② 8.0 Vx 4.0 4.0 2.0 ③ 表 中 Vx = ________mL , 理 由 是 ________________________________________________________________________。 - (3)已知某条件下, 浓度 c(S2O2 )~反应时间 t 的变化曲线如图 13, 若保持其他条件不变, 8 - 请在答题卡坐标图中, 分别画出降低反应温度和加入催化剂时 c(S2O2 )~t 的变化曲线示意图 8 (进行相应的标注)。

图 13 (4)碘也可用作心脏起搏器电源——锂碘电池的材料。 该电池反应为:2Li(s)+I2(s)=2LiI(s)ΔH 已知:4Li(s)+O2(g)=2Li2O(s)ΔH1 4LiI(s)+O2(g)=2I2(s)+2Li2O(s)ΔH2 则电池反应的 ΔH=____________;碘电极作为该电池的________极。 - 31.[答案] (1)S2O2 (其他合理写法也可) <2 3 - (2)2.0 保持溶液总体积相同,仅改变 S2O2 的浓度而其他物质浓度不变 8

(3) ΔH1-ΔH2 (4) 正 2 [解析] 本题考查碘的检验与离子方程式的简单计算、完成实验方案探究反应物浓度对化 学反应速率的影响、画出降低反应温度和加入催化剂时反应物浓度随时间变化示意图、根据 盖斯定律计算反应热、根据锂—碘电池反应判断碘电极的电极类型等问题,考查考生接受、

吸收、整合化学信息的能力,分析有关问题和解决化学反应速率等问题的能力,以及简单化 - - - 学计算能力和实验探究能力。(1)当 Na2S2O3 足量时,已知 S2O2 +2I ===2SO2 +I2 的反应速 8 4 - - - 率慢,I2+2S2O2 ===2I +S4O2 的反应速率快,则 I2 的生成速率小于消耗速率,即溶液中只 3 6 - - - - 有 I 而无 I2,淀粉溶液遇 I 不变色;当 Na2S2O3 耗尽时,S2O2 与 I 反应生成 I2,淀粉溶液遇 8 - - 生成的 I2 变蓝;设 Na2S2O3 为 2 mol,则 S2O2 的初始物质的量为 2 mol,由 I2+2S2O2 ===2I 3 3 - - - +S4O2 可知,I2 大于 1 mol 时才能耗尽 2 mol S2O2 ,过量的 I2 才能使淀粉溶液变为蓝色, 6 3 - 2- 2- 2- 由 S2O8 +2I ===2SO4 +I2 可知,S2O8 的初始物质的量必须大于 1 mol,才能使生成的 I2 大 - - 于 1 mol, 因此初始时 S2O2 与 S2O2 的物质的量之比一定小于 2∶1; (2)只有其他条件相同时, 3 8 才能实验探究反应物浓度对化学反应速率的影响规律,因此实验①②③的溶液总体积一定相 - 同,则 8.0+Vx=9.0+1.0=10.0+0.0,所以 Vx=2.0,仅使反应物中 S2O2 的浓度改变,而其 8 他物质浓度不变, 控制变量探究才能得出合理的实验结论; (3)降低反应温度, 反应速率减小, 2- 2- 单位时间内消耗的 S2O8 减少,相同时间内减小的 c(S2O8 )变小,则反应停止之前的图像应 - - 画在已知曲线的右边;当 S2O2 过量时,反应停止,c(S2O2 )不随时间增加而改变,与已知曲 8 8 - 线重叠在一起。加入催化剂,反应速率明显增大,单位时间内消耗的 S2O2 明显增大,相同 8 - - 时间内减小的 c(S2O2 )变大,则反应停止之前的图像应画在已知曲线的左边;当 S2O2 过量 8 8 - 时,反应停止,c(S2O2 )不随时间增加而改变,也与已知曲线重叠在一起;(4)给已知两个热 8 ①-② 化学方程式依次编号为①、②,观察可知 得锂—碘电池反应的热化学方程式,根据盖 2 ΔH1-ΔH2 斯定律可知,ΔH= ;原电池的负极一定发生氧化反应,正极一定发生还原反应, 2 该电池反应中碘元素的化合价由 0 价降低为-1 价,发生还原反应,说明碘电极作正极,而 锂元素的化合价由 0 价升高为+1 价,发生氧化反应,说明锂电极作负极。 9.F3F4 [2012· 福建卷] 将如图所示实验装置的 K 闭合,下列判断正确的是( )

图0 A.Cu 电极上发生还原反应 B.电子沿 Zn→a→b→Cu 路径流动 - C.片刻后甲池中 c(SO2 )增大 4 D.片刻后可观察到滤纸 b 点变红色 9.A [解析] 本题考查原电池和电解池工作原理。A 项,K 闭合时,Zn 和 Cu 构成原电 池,Cu 作正极,发生还原反应,正确;B 项,在电解 Na2SO4 溶液时,电子不能流入电解质 溶液中,即 a― →b 电子不能通过,错;C 项,甲池中硫酸根离子没有放电,所以浓度不变, - + 错误;D 项,b 为阳极,OH 放电,留下 H ,使得 b 附近溶液显酸性,不能使酚酞变红,错 误。 11.F3 F4 [2012· 安徽卷] 某兴趣小组设计如下微型实验装置。实验时,先断开 K2,闭 合 K1,两极均有气泡产生;一段时间后,断开 K1、闭合 K2,发现电流表 A 指针偏转。下列 有关描述正确的是( )

图0 A.断开 K2,闭合 K1 时,总反应的离子方程式为: 2H +2Cl =====Cl2↑+H2↑ B.断开 K2,闭合 K1 时,石墨电极附近溶液变红 C.断开 K1,闭合 K2 时,铜电极上的电极反应式为: - - Cl2+2e ===2Cl D.断开 K1,闭合 K2 时,石墨电极作正极 11.D [解析] 本题考查原电池及电解池工作原理,旨在考查考生对知识的综合应用能 力。 断开 K2, 闭合 K1 时, 装置为电解池, 两极均有气泡产生, 则反应为 2Cl +2H2O=====H2↑ - +2OH +Cl2↑,石墨为阳极,铜为阴极,因此石墨电极处产生 Cl2,在铜电极处产生 H2, - 附近产生 OH ,溶液变红,故 A、B 两项均错误;断开 K1、闭合 K2 时,为原电池反应,铜 - - - - 电极反应为 H2-2e +2OH ===2H2O,为负极,而石墨电极反应为 Cl2+2e ===2Cl ,为正 极,故 C 项错误,D 项正确。 F4 电解原理 29.G3 F4 [2012· 重庆卷] 尿素[CO(NH2)2]是首个由无机物人工合成的有机物。 (1) 工 业 上 尿 素 由 CO2 和 NH3 在 一 定 条 件 下 合 成 , 其 反 应 方 程 式 为 ________________________________________________________________________。 n?NH3? (2)当氨碳比 =4 时,CO2 的转化率随时间的变化关系如图 0 所示。 n?CO2?
- + -

通电

通电

图0 ①A 点的逆反应速率 v 逆(CO2)________B 点的正反应速率 v 正(CO2)(填“大于”、 “小于” 或“等于”)。 ②NH3 的平衡转化率为________。 (3)人工肾脏可采用间接电化学方法除去代谢产物中的尿素,原理如图 0 所示。

图0 ①电源的负极为________(填“A”或“B”)。 ② 阳 极 室 中 发 生 的 反 应 依 次 为 ________________________________________________________________________、 ____________________。 ③电解结束后,阴极室溶液的 pH 与电解前相比将________;若两极共收集到气体 13.44 L(标准状况),则除去的尿素为________g(忽略气体的溶解)。 29.[答案] (1)2NH3+CO2???? CO(NH2)2+H2O (2)①小于 ②30% (3)①B - - ②2Cl -2e ===Cl2↑ CO(NH2)2+3Cl2+H2O===N2+CO2+6HCl ③不变 7.2 [解析] 本题考查化学平衡状态的建立、图像分析、化学计算、电化学等。 (1)利用 CO(NH2)2 中 C∶N=1∶2 用观察法写出方程式, 同时图像中 t≥60 min 时达到平 衡状态,即该反应为可逆反应,书写时一定用可逆号表示而不用等号。 (2)①A 点未平衡, 点平衡, B 从图像得 v 逆(CO2)<v 正(CO2)。 ②平衡时 CO2 转化率为 60%, 令 n(NH3)=4 mol,n(CO2)=1 mol,则有 n 消耗(CO2) =0.6 mol,n 消耗(NH3)=1.2 mol,NH3 的 1.2 mol 转化率= ×100%=30%。 4 mol (3)①该小题是离子交换膜法制烧碱原理的扩展,根据电极产物 H2、 Cl2 可知 A 为电源 正极,B 为电源负极。 + - - - ②阴极:2H +2e === H2↑,阳极:2Cl -2e ===Cl2↑;阳极生成的 Cl2 与尿素进一步 反应:CO(NH2)2+3Cl2+H2O===N2+CO2+6HCl,CO(NH2)2 最终转变为 CO2、N2,达到除 去代谢产物 CO(NH2)2 的目的。 ③将两极反应叠加得:H2O+CO(NH2)2===N2+CO2+3H2,故电解结束后,pH 不变。设 除去的尿素质量为 x,依:1 mol CO(NH2)2~5 mol 混合气体,则有 60 g∶5 mol=x∶0.6 mol, x=7.2 g。 10. F3、F4 如下: [2012· 浙江卷] 以铬酸钾为原料,电化学法制备重铬酸钾的实验装置示意图
一定条件

图0 下列说法不正确的是( ) - - A.在阴极室,发生的电极反应为:2H2O+2e ===2OH +H2↑ + B.在阳极室,通电后溶液逐渐由黄色变为橙色,是因为阳极区 H 浓度增大,使平衡 - + - 2CrO2 +2H ??CrO2 +H2O 向右移动 4 2 7 C.该制备过程总反应的化学方程式为:4K2CrO4+4H2O=====2K2Cr2O7+4KOH+2H2↑ +O2↑ D.测定阳极液中 K 和 Cr 的含量,若 K 与 Cr 的物质的量之比(nK/nCr)为 d,则此时铬酸 d 钾的转化率为 1- 2 - 10.D [解析] 根据图中电源正负极,得出右边惰性电极为阳极,发生的反应为 4OH - - - -4e ===2H2O+O2↑,左边不锈钢为阴极,反应为 2H2O+2e ===H2↑+2OH ,A 正确;阳 - + - + - 极区 OH 消耗,H 浓度增大,使得 2CrO2 +2H ??CrO2 +H2O 平衡正向移动,产生重铬 4 2 7 - + - + - 酸钾,B 正确;阳极发生的反应有:2H2O-4e ===4H +O2↑和 2CrO2 +2H ?? CrO2 + 4 2 7 - - H2O,阴极发生的反应是 4H2O+4e ===4OH +2H2↑,相加即可得出总反应,C 正确;电解 nK + 过程中 K 通过阳离子交换膜从阴极室向阳极室移动,电解前阳极液中 =2,电解后阳极液 nCr nK + - 中 =d,阳极室增加的 n(K )=(d-2)nCr,根据电解总反应式转化 n(CrO2 )=(d-2)nCr,转 4 nCr 化率为 d-2,D 不正确。 28.C3 F4 [2012· 山东卷] 工业上由黄铜矿(主要成分 CuFeS2)冶炼铜的主要流程如下:
通电

图0 (1)气体 A 中的大气污染物可选用下列试剂中的________吸收。 a.浓 H2SO4 b.稀 HNO3 c.NaOH 溶液 d.氨水 (2)用稀 H2SO4 浸泡熔渣 B,取少量所得溶液,滴加 KSCN 溶液后呈红色,说明溶液中存 + 在 ________( 填 离 子 符 号 ) , 检 验 溶 液 中 还 存 在 Fe2 的 方 法 是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________( 注 明试剂、现象)。 (3) 由 泡 铜 冶 炼 粗 铜 的 化 学 反 应 方 程 式 为 ________________________________________________________________________ ____________________。

(4)以 CuSO4 溶液为电解质溶液进行粗铜(含 Al、Zn、Ag、Pt、Au 等杂质)的电解精炼, 下列说法正确的是________。 a.电能全部转化为化学能 b.粗铜接电源正极,发生氧化反应 + c.溶液中 Cu2 向阳极移动 d.利用阳极泥可回收 Ag、Pt、Au 等金属 (5)利用反应 2Cu+O2+2H2SO4===2CuSO4+2H2O 可制备 CuSO4,若将该反应设计为原 电 池 , 其 正 极 电 极 反 应 式 为 ________________________________________________________________________。 + 28.[答案] (1)c、d (2)Fe3 取少量溶液,滴加 KMnO4 溶液,KMnO4 褪色 (3)3Cu2O+2Al=====Al2O3+6Cu (4)b、d + - (5)4H +O2+4e ===2H2O [解析] (1)焙烧时冰铜中的硫元素转化为 SO2,所以气体 A 为 SO2,应用碱液吸收 SO2。 + + (2)滴加 KSCN 溶液变红色说明溶液中含有 Fe3 ,用 KMnO4 溶液检验含有 Fe3 的溶液中 + 的 Fe2 。 (3)高温下泡铜中的 Cu2O 与 Al 发生置换反应。 (4)电解精炼粗铜,粗铜接电源的正极,作阳极,发生氧化反应,b 对;电解时电解质溶 + 液中的阳离子(Cu2 )向阴极移动,c 错;阳极上比 Cu 活泼的 Al、Zn 优先失电子变成离子进 入电解质溶液,而比 Cu 不活泼的 Ag、Pt、Au 则不能参与电极反应,以单质的形式沉积在阳 极下方形成阳极泥,d 对;电解时有一小部分电能转化为热能,a 错。 + + (5)电池反应的总方程式为 2Cu+O2+4H ===2Cu2 +2H2O,负极电极反应式为 2Cu-4e - + + ===2Cu2 ,将电池反应的总方程式与负极电极反应式相减得正极电极反应式:4H +O2+4e - ===2H2O。 24.F4 [2012· 福建卷] (16 分)(1)电镀时,镀件与电源的________极连接。 (2)化学镀的原理是利用化学反应生成金属单质沉积在镀件表面形成镀层。 ①若用铜盐进行化学镀铜,应选用________(填“氧化剂”或“还原剂”)与之反应。 ②某化学镀铜的反应速率随镀液 pH 变化如图所示。 该镀铜过程中, 镀液 pH 控制在 12.5 左 右 。 据 图 中 信 息 , 给 出 使 反 应 停 止 的 方 法 : ________________________________________________________________________。
高温

图0 (3)酸浸法制取硫酸铜的流程示意图如下:

图0 ① 步 骤 ( ⅰ ) 中 Cu2(OH)2CO3 发 生 反 应 的 化 学 方 程 式 为 ________________________________________________________________________。

②步骤(ⅱ)所加试剂起调节 pH 作用的离子是__________(填离子符号)。 ③在步骤(ⅲ)发生的反应中,1 mol MnO2,转移 2 mol 电子,该反应的离子方程式为 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ④步骤(ⅳ)除去杂质的化学方程式可表示为 + + - + 3Fe3 +NH4 +2SO2 +6H2O===NH4Fe3(SO4)2(OH)6↓+6H 4 + - + - - - 过滤后母液的 pH=2.0,c(Fe3 )=a mol· 1, c(NH4 )=b mol· 1,c(SO2 )=d mol· 1,该 L L L 4 反应的平衡常数 K=____________(用含 a、b、d 的代数式表示)。 24.[答案] (1)负 (2)①还原剂 ②调节溶液 pH 在 8~9 之间 - (3)①Cu2(OH)2CO3+2H2SO4===2CuSO4+CO2↑+3H2O ②HCO3 + + + + ③MnO2+2Fe2 +4H ===Mn2 +2Fe3 +2H2O -12 10 ④ 3 2 a bd [解析] 本题考查电解原理以及物质的制备。(1)电镀池中,镀件与电源的负极相连,待镀 金属为阳极与电源正极相连。(2)①要把铜从铜盐中置换出来,则应加入还原剂。②根据图示 信息,pH=8~9 之间,反应速率为 0。(3)①硫酸可中和碱式碳酸铜中的氢氧根离子,且能与 + - 碳酸根离子反应生成二氧化碳和水。②加入的 NH4HCO3 中的 NH4 水解显酸性,HCO3 水解 + - 显碱性,且可以与溶液中的 H 反应,故起调节 pH 作用的离子是 HCO3 。③依题意锰元素 2+ 3+ 从+4 价变成+2 价,MnO2 当氧化剂,可将 Fe 氧化生成 Fe 。④将 c 9.F3F4 [2012· 福建卷] 将如图所示实验装置的 K 闭合,下列判断正确的是( )

图0 A.Cu 电极上发生还原反应 B.电子沿 Zn→a→b→Cu 路径流动 - C.片刻后甲池中 c(SO2 )增大 4 D.片刻后可观察到滤纸 b 点变红色 9.A [解析] 本题考查原电池和电解池工作原理。A 项,K 闭合时,Zn 和 Cu 构成原电 池,Cu 作正极,发生还原反应,正确;B 项,在电解 Na2SO4 溶液时,电子不能流入电解质 溶液中,即 a― →b 电子不能通过,错;C 项,甲池中硫酸根离子没有放电,所以浓度不变, - + 错误;D 项,b 为阳极,OH 放电,留下 H ,使得 b 附近溶液显酸性,不能使酚酞变红,错 误。 25.H3、F4 [2012· 北京卷] 直接排放含 SO2 的烟气会形成酸雨,危害环境。利用钠碱 循环法可脱除烟气中的 SO2。 (1) 用 化 学 方 程 式 表 示 SO2 形 成 硫 酸 型 酸 雨 的 反 应 : ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)在钠碱循环法中,Na2SO3 溶液作为吸收液,可由 NaOH 溶液吸收 SO2 制得,该反应 的离子方程式是__________________________。 - - (3)吸收液吸收 SO2 的过程中,pH 随 n(SO2 )∶n(HSO3 )变化关系如下表: 3

n(SO2 )∶n(HSO3 ) 91∶9 1∶1 9∶91 3 pH 8.2 7.2 6.2 ① 由 上 表 判 断 , NaHSO3 溶 液 显 ________ 性 , 用 化 学 平 衡 原 理 解 释 : ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ②当吸收液呈中性时,溶液中离子浓度关系正确的是(选填字母)________。 + - - a.c(Na )=2c(SO2 )+c(HSO3 ) 3 + - + - 2- b.c(Na )>c(HSO3 )>c(SO3 )>c(H )=c(OH ) + + - - - c.c(Na )+c(H )=c(SO2 )+c(HSO3 )+c(OH ) 3 (4)当吸收液的 pH 降至约为 6 时,需送至电解槽再生。再生示意图如下:





图0 ①HSO3 在阳极放电的电极反应式是__________________________。 ②当阴极室中溶液 pH 升至 8 以上时,吸收液再生并循环利用。简述再生原理: ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 25.[答案] (1)SO2+H2O??HSO3 2


2H2SO3+O2=====2H2SO4 - - (2)2OH +SO2===H2O+SO2 3 (3)①酸 - - + - - - - HSO3 存在:HSO3 ??H +SO2 和 HSO3 +H2O??HSO3+OH ,HSO3 的电离程度强于 3 2 水解程度 ②ab - - - + (4)①HSO3 +H2O-2e ===SO2 +3H 4 + + - - + ②H 在阴极得电子生成 H2,溶液中 c(H )降低,促使 HSO3 电离生成 SO2 ,且 Na 进入 3 阴极室,吸收液得以再生 [解析] 本题考查离子方程式和电解质溶液以及电化学知识,意在考查考生对化学基本理 论的掌握。(1)SO2 形成硫酸型酸雨的过程发生的反应是 SO2 溶于雨水形成亚硫酸,亚硫酸在 空气中被氧气氧化为 H2SO4。(2)SO2 与 NaOH 溶液反应生成 Na2SO3 必须满足 NaOH 溶液足 - n?SO2 ? 3 - - 量,因此反应的离子方程式为:2OH +SO2===SO2 +H2O。(3)①由表中 - =9∶91 时 3 n?HSO3 ? - - pH=6.2 可知在 NaHSO3 溶液中一定是 HSO3 的电离程度大于 HSO3 的水解程度而使溶液显酸 + + - - 2- 性。②利用电荷守恒知溶液中:c(Na )+c(H )=2c(SO3 )+c(HSO3 )+c(OH ),溶液呈中性 + - + - - 则 c(H )=c(OH ),两式联立可知 c(Na )=2c(SO2 )+c(HSO3 );结合①分析知溶液呈中性时 3 - 2- n?SO3 ? n?SO2 ? 3 溶质为 Na2SO3 与 NaHSO3,再结合表中 =1∶1 时 pH=7.2 可知 pH=7 时 - - < n?HSO3 ? n?HSO3 ? + - - + - 1,故溶液中离子浓度关系为:c(Na )>c(HSO3 )>c(SO2 )>c(H )=c(OH )。(4)①在阳极上 3 - - - HSO3 放电发生氧化反应生成 H2SO4,故电极反应的离子方程式为:HSO3 -2e +H2O===3H

催化剂



+SO2 ; ②在阴极 H 得到电子产生 H2, 导致溶液中 c(H )减少, 促使 HSO3 电离生成 SO2 , 4 3 + 且 Na 进入阴极室,溶液溶质转化为 Na2SO3,得以再生并可循环利用。 11.F3 F4 [2012· 安徽卷] 某兴趣小组设计如下微型实验装置。实验时,先断开 K2,闭 合 K1,两极均有气泡产生;一段时间后,断开 K1、闭合 K2,发现电流表 A 指针偏转。下列 有关描述正确的是( )











图0 A.断开 K2,闭合 K1 时,总反应的离子方程式为: 2H +2Cl =====Cl2↑+H2↑ B.断开 K2,闭合 K1 时,石墨电极附近溶液变红 C.断开 K1,闭合 K2 时,铜电极上的电极反应式为: - - Cl2+2e ===2Cl D.断开 K1,闭合 K2 时,石墨电极作正极 11.D [解析] 本题考查原电池及电解池工作原理,旨在考查考生对知识的综合应用能 力。 断开 K2, 闭合 K1 时, 装置为电解池, 两极均有气泡产生, 则反应为 2Cl +2H2O=====H2↑ - +2OH +Cl2↑,石墨为阳极,铜为阴极,因此石墨电极处产生 Cl2,在铜电极处产生 H2, - 附近产生 OH ,溶液变红,故 A、B 两项均错误;断开 K1、闭合 K2 时,为原电池反应,铜 - - - - 电极反应为 H2-2e +2OH ===2H2O,为负极,而石墨电极反应为 Cl2+2e ===2Cl ,为正 极,故 C 项错误,D 项正确。 F5 化学反应与能量综合 7.E5 F5 [2012· 天津卷] X、Y、Z、M、G 五种元素分属三个短周期,且原子序数依次 增大。X、Z 同主族,可形成离子化合物 ZX;Y、M 同主族,可形成 MY2、MY3 两种分子。 请回答下列问题: (1)Y 在元素周期表中的位置为________________。 (2)上述元素的最高价氧化物对应的水化物酸性最强的是________(写化学式),非金属气 态氢化物还原性最强的是________(写化学式)。 (3)Y、 的单质或两元素之间形成的化合物可作水消毒剂的有________________(写出其 G 中两种物质的化学式)。 - (4)X2M 的 燃 烧 热 ΔH = - a kJ· mol 1 , 写 出 X2M 燃 烧 反 应 的 热 化 学 方 程 式 : ________________________________________________________________________。 (5)ZX 的 电 子 式 为 ________ ; ZX 与 水 反 应 放 出 气 体 的 化 学 方 程 式 为 ________________________________________________________________________。 (6)熔融状态下,Z 的单质和 FeG2 能组成可充电电池(装置示意图如下),反应原理为: 2Z+FeG2???? Fe+2ZG 充电
放电
- + -

通电

通电

图0

放 电 时 , 电 池 的 正 极 反 应 式 为 ________________________________________________________________________; 充电时,________(写物质名称)电极接电源的负极;该电池的电解质为________。 7.[答案] (1)第二周期第ⅥA 族 (2)HClO4 H2S (3)Cl2、O3、ClO2(任写两种,其他合理答案均可) 3 (4)H2S(g)+ O2(g)===SO2(g)+H2O(l) 2 - ΔH=-a kJ· mol 1 + - (5)Na [?H] NaH+H2O===NaOH+H2↑ + - (6)Fe2 +2e ===Fe 钠 β- 2O3 Al [解析] 该题以原子结构为载体命题考查考生元素周期表、元素周期律以及电化学等知识 以及考生的分析、推断能力。利用题中信息容易推知原子序数依次增大的 X、Y、Z、M、G 五种短周期元素分别为 H、O、Na、S、Cl。(1)氧元素的核电荷数为 8,故在周期表的位置是 第二周期第ⅣA 族。(2)在五种元素中非金属性最强的是 Cl,因此最高价氧化物对应水化物中 酸性最强的是 HClO4;非金属单质氧化性越弱其相应的阴离子还原性越强,因此上述五种元 素中的非金属气态氢化物还原性最强的是 H2S。(3)O3、Cl2、ClO2 等具有强氧化性,均可用 作自来水的消毒剂。 2S 的燃烧热是指 1 mol H2S(s)完全燃烧生成 SO2(g)与 H2O(l)时放出的 (4)H 3 热量, 故表示 H2S 燃烧热的化学方程式为: 2S(g)+ O2(g)=SO2(g)+H2O(l) ΔH=-a kJ· H mol 2 -1 + - + - 。(5)NaH 是由 Na 与 H 构成的离子化合物,故其电子式为:Na [?H] ;与 H2O 反应时氢 元素间发生氧化还原反应生成氢气与 NaOH。(6)原电池放电时,正极上发生还原反应,故电 + 极反应是 Fe2 得到电子还原为 Fe;充电时,接负极的为阴极,阴极上发生还原反应,结合方 程式可知在阴极上析出 Na,故接负极应是金属钠;利用图示原理可知该电池的电解质为 β- 2O3。 Al 20.F5 [2012· 江苏卷] 铝是地壳中含量最高的金属元素,其单质及合金在生产生活中 的应用日趋广泛。 (1)真空碳热还原—氯化法可实现由铝土矿制备金属铝,其相关反应的热化学方程式如 下: - Al2O3(s)+AlCl3(g)+3C(s)===3AlCl(g)+3CO(g) ΔH=a kJ· mol 1 -1 3AlCl(g)===2Al(l)+AlCl3(g) ΔH=b kJ· mol - ①反应 Al2O3(s)+3C(s)===2Al(l)+3CO(g)的 ΔH=________kJ· mol 1(用含 a、b 的代数式 表示)。 ②Al4C3 是反应过程中的中间产物。Al4C3 与盐酸反应(产物之一是含氢量最高的烃)的化 学方程式为____________________________。 (2)镁铝合金(Mg17Al12)是一种潜在的贮氢材料,可在氩气保护下,将一定化学计量比的 Mg、 单质在一定温度下熔炼获得。 Al 该合金在一定条件下完全吸氢的反应方程式为 Mg17Al12 +17H2===17MgH2+12Al。得到的混合物 Y(17MgH2+12Al)在一定条件下可释放出氢气。 ①熔炼制备镁铝合金(Mg17Al12)时通入氩气的目的是______________。 - ②在 6.0 mol· 1HCl 溶液中,混合物 Y 能完全释放出 H2。1 mol Mg17Al12 完全吸氢后得 L 到 的 混 合 物 Y 与 上 述 盐 酸 完 全 反 应 , 释 放 出 H2 的 物 质 的 量 为 ________________________________________________________________________。 - - ③在 0.5 mol· 1 NaOH 和 1.0 mol· 1MgCl2 溶液中,混合物 Y 均只能部分放出氢气,反 L L 应后残留固体物质的 X射线衍射谱图如图所示(X射线衍射可用于判断某晶态物质是否存 在,不同晶态物质出现衍射峰的衍射角不同)。在上述 NaOH 溶液中,混合物 Y 中产生氢气 的主要物质是________(填化学式)。

图0 (3)铝电池性能优越,Al-AgO 电池可用作水下动力电源,其原理如图 9 所示。该电池反 应的化学方程式为__________________________________。

图0 20.[答案] (1)①a+b ②Al4C3+12HCl===4AlCl3+3CH4↑ (2)①防止 Mg、Al 被空气氧化 ②52 mol ③Al (3)2Al+3AgO+2NaOH===2NaAlO2+3Ag+H2O [解析] 本题以铝为题材,考查盖斯定律,铝及其化合物的性质以及电化学反应方程式。 - (1)①根据盖斯定律,将题中所给两方程式相加得所求反应,对应的 ΔH=(a+b)kJ· mol 1。② 含氢量最高的烃为 CH4,根据碳原子守恒,3 个碳需要结合 12 个 H 原子形成 3 个 CH4。再由 铝原子守恒, 个铝需要结合 12 个 Cl 形成 4 个 AlCl3, 4 所以 Al4C3 与 HCl 之间为 1∶12 反应。 (2)①镁、铝都是活泼的金属单质,容易被空气中的氧气氧化,通入氩气作保护气,以防止二 者被氧化。②1 mol Mg17Al12 完全吸氢为 17 mol,在盐酸中会全部释放出来。镁铝合金中的 镁和铝都能与盐酸反应生成 H2, 物质的量分别为 17 mol、 mol, 18 则生成氢气一共为 52 mol。 ③镁与 NaOH 不反应,再根据衍射谱图可知,在 NaOH 溶液中产生氢气的主要物质是铝。(3) 铝做负极,失电子被氧化,在碱性溶液中生成 NaAlO2。氧化银做正极,得电子被还原为 Ag, 电解质溶液为 NaOH 溶液,由此可写出总反应。 10.F5 G5 [2012· 江苏卷] 下列有关说法正确的是( ) A.CaCO3(s)===CaO(s)+CO2(g)室温下不能自发进行,说明该反应的 ΔH<0 B.镀铜铁制品镀层受损后,铁制品比受损前更容易生锈 C.N2(g)+3H2(g)??2NH ΔH<0,其他条件不变时升高温度,反应速率 v(H2)和 H2 的 3 平衡转化率均增大 D.水的离子积常数 KW 随着温度的升高而增大,说明水的电离是放热反应 10.B [解析] 本题考查化学反应原理的分析。A 项,该反应是气体体积增大的反应, 即熵增大,反应不自发,则反应为吸热反应,即 ΔH>0,错;B 项,铁铜构成原电池,铁作 负极,加快了铁的腐蚀,正确;C 项,该反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,H2 的 + - + - 转化率减小,错;D 项,KW=c(H )· c(OH ),升高温度,KW 增大,即 c(H )、c(OH )增大, 说明升温促进了水的电离,故可说明水的电离为吸热反应,错。

1.[2012· 济宁期末] 下列关于反应热的描述中正确的是( ) A.HCl 和 NaOH 反应的中和热 ΔH=-57.3 kJ/mol,则 H2SO4 和 Ba(OH)2 反应的中和热 为 ΔH=2×(-57.3)kJ/mol B.CO(g)的燃烧热是 283.0 kJ/mol,则 2CO2(g)===2CO(g)+O2(g)的 ΔH=+566.0 kJ/mol C.在 101 kPa、25 ℃时,2 g H2 完全燃烧生成液态水,放出 285.8 kJ 的热量,则表示氢 气燃烧热的热化学方程式为 2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-285.8 kJ/mol D.1 mol 甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷的燃烧热 1. [解析] A 项中和热是以生成 1 mol 水为标准的; B 热化学反应方程式逆向书写时, ΔH 的数值相等,符号相反,B 项正确;C 项表示燃烧的热化学方程式,H2 的系数应该是 1;D 项应该生成液态水。 2.[2012· 泉州四校联考] 1 g 氢气在氧气中完全燃烧生成气态水,放出热量 120.9 kJ,则 下列说法正确的是( ) - A.反应的热化学方程式:2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH=+483.6 kJ· mol 1 -1 B.氢气的燃烧热为 241.8 kJ· mol C.1 mol H2O(l)的能量大于 1 mol H2O(g)的能量 D.2 mol H2 和 1 mol O2 的能量总和大于 2 mol H2O(g)的能量 2.D [解析] 氢气燃烧为放热反应,A 不正确;此时生成的为气态水,B 项不正确;等 物质的量的液态水具有的能量比气态水的小,C 项错误。 3.[2012· 南昌调研] 下列说法正确的是( ) -1 A. 甲烷的标准燃烧热为-890.3 kJ· mol , 则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为: 4(g) CH - +2O2(g)===CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-890.3 kJ· mol 1 B. ℃, MPa 下, 0.5 mol N2 和 1.5 mol H2 置于密闭的容器中充分反应生成 NH3(g), 500 30 将 放热 19.3 kJ,其热化学方程式为:N2(g)+3H2(g)???? 3(g) ΔH=-38.6 kJ· 2NH mol 加热
催化剂
-1

C.常温下,反应 C(s)+CO2(g)===2CO(g)不能自发进行,则该反应的 ΔH>0 D.同温同压下,H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)在光照和点燃条件的 ΔH 不同 3.C [解析] A 中燃烧热的产物应是稳定氧化物,所以水应是液态,A 错。B 中 N2 与 H2 的反应是可逆的,不能反应完全,而热化学方程式的 ΔH 数值应是完全反应时的数值,B 错。C 中反应是熵增的反应,如果焓减那就一定可以自发,而此反应常温下不能自发,只能 是 ΔH>0,C 正确;D 中 ΔH 与反应条件无关。 + + 4.[2012· 晋中联考] 某原电池反应的离子方程式为 Zn+2H ===Zn2 +H2↑,则下列说 法正确的是( ) A.HNO3 可作电解质溶液 B.在电解质溶液中电子从正极流向负极 C.锌极质量不变 D.石墨可作原电池的正极 4.D [解析] A 项 HNO3 与锌反应不能生成氢气,错误;B 项电子是通过外电路从负极 + 流向正极,错误;C 项反应过程中,Zn 失电子变成 Zn2 进入溶液,锌的质量减少,错误。 5.[2012· 南昌调研] 用石墨作电极,电解 1 mol/L 下列物质的溶液,溶液的 pH 保持不变 的是( ) A.HCl B.NaOH C.Na2SO4 D.NaCl 5.C [解析] 电解 HCl 溶液生成氢气和氯气,溶质减少,pH 增大;电解 NaOH 溶液实 质是电解水,NaOH 溶液浓度增大,pH 也增大;电解 NaCl 溶液生成 NaOH,pH 增大。


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