2021高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí)專題限時(shí)集訓(xùn)4化學(xué)能與熱能電能的相互轉(zhuǎn)化含解析

1、專題限時(shí)集訓(xùn)(四)化學(xué)能與熱能、電能的相互轉(zhuǎn)化(限時(shí)：45分鐘)1水煤氣變換反應(yīng)為co(g)h2o(g)=co2(g)h2(g)。我國(guó)學(xué)者結(jié)合實(shí)驗(yàn)與計(jì)算機(jī)模擬結(jié)果，研究了在金催化劑表面上水煤氣變換的反應(yīng)歷程，如圖所示，其中吸附在金催化劑表面上的物種用標(biāo)注，下列說法正確的是()a水煤氣變換反應(yīng)的h0b步驟的化學(xué)方程式為coohh2o(g)=coohh2oc步驟只有非極性鍵hh鍵形成d該歷程中最大能壘(活化能)e正1.70 evb由圖可知，起始時(shí)反應(yīng)物的總能量比終點(diǎn)時(shí)生成物的總能量大，故該水煤氣變換反應(yīng)為放熱反應(yīng)，h0，a錯(cuò)誤；分析圖示，步驟的反應(yīng)物為coohhh2o(g)，生成物為coohhh2

2、o，故該步驟的總反應(yīng)為coohh2o(g)=coohh2o，b正確；步驟是由cooh2hoh生成co2(g)h2(g)h2o的過程，既有非極性鍵hh鍵形成，又有極性鍵oh形成，c錯(cuò)誤；選項(xiàng)d，該反應(yīng)中最大能壘出現(xiàn)在過渡態(tài)2時(shí)，e正1.86 ev(0.16 ev)2.02 ev，d錯(cuò)誤。2.(2020山東六地市聯(lián)考)alh3是一種儲(chǔ)氫材料，可作為固體火箭推進(jìn)劑。通過激光加熱引發(fā)alh3的燃燒反應(yīng)，燃燒時(shí)溫度和時(shí)間的變化關(guān)系如圖所示。燃燒不同階段發(fā)生的主要變化如下：2alh3(s)=2al(s)3h2(g)h1h2(g)o2(g)=h2o(g)h2al(s)=al(g)h3al(g)o2(g)=a

3、l2o3(s)h4下列分析正確的是()aalh3燃燒需要激光加熱引發(fā)，所以alh3燃燒是吸熱反應(yīng)b其他條件相同時(shí)，等物質(zhì)的量的al(s)燃燒放熱大于al(g)燃燒放熱c在反應(yīng)過程中，a點(diǎn)時(shí)物質(zhì)所具有的總能量最大d2alh3(s)3o2(g)=al2o3(s)3h2o(g)hh13h22h32h4d所有的燃燒都是放熱反應(yīng)，并且反應(yīng)放熱還是吸熱與反應(yīng)是否需要加熱無(wú)關(guān)，故alh3燃燒為放熱反應(yīng)，a項(xiàng)錯(cuò)誤；物質(zhì)由固態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)時(shí)吸收熱量，故其他條件相同時(shí)，等物質(zhì)的量的al(s)燃燒放熱小于al(g)燃燒放熱，b項(xiàng)錯(cuò)誤；反應(yīng)過程中，a點(diǎn)溫度最高，說明反應(yīng)釋放熱量最多，體系能量最低，物質(zhì)具有的總能量最小，c

4、項(xiàng)錯(cuò)誤；將題給四個(gè)已知熱化學(xué)方程式依次編號(hào)為、，根據(jù)蓋斯定律，由322，可得2alh3(s)3o2(g)=al2o3(s)3h2o(g)hh13h22h32h4，d項(xiàng)正確。3以co與h2為原料可合成再生能源甲醇，發(fā)生反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為co(g)2h2(g)ch3oh(g)ha kjmol1。反應(yīng)過程中能量的變化曲線如圖所示，使用某種催化劑后，反應(yīng)經(jīng)歷了反應(yīng)和反應(yīng)兩個(gè)歷程。下列有關(guān)說法正確的是()a上述熱化學(xué)方程式中的a91.0bee1e2c反應(yīng)和反應(yīng)均為放熱反應(yīng)d相同條件下，反應(yīng)的反應(yīng)速率比反應(yīng)的大d選項(xiàng)a，由題圖可知，co(g)2h2(g)ch3oh(g)h419.0 kjmol1510.

5、0 kjmol191.0 kjmol1，故a91.0，錯(cuò)誤。選項(xiàng)b，e、e1、e2分別是三個(gè)反應(yīng)的活化能，三者之間沒有必然的關(guān)系，錯(cuò)誤。選項(xiàng)c，由題圖可知，反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，反應(yīng)是放熱反應(yīng)，錯(cuò)誤。選項(xiàng)d，由題圖可知，反應(yīng)的活化能比反應(yīng)的小，故相同條件下反應(yīng)的反應(yīng)速率快，正確。4寶雞被譽(yù)為“青銅器之鄉(xiāng)”，出土了大盂鼎、毛公鼎、散氏盤等五萬(wàn)余件青銅器。研究青銅器(含cu、sn等)在潮濕環(huán)境中發(fā)生的腐蝕對(duì)于文物保護(hù)和修復(fù)有重要意義。下圖為青銅器在潮濕環(huán)境中發(fā)生電化學(xué)腐蝕的原理示意圖，下列說法不正確的是()a青銅器發(fā)生電化學(xué)腐蝕，圖中c作負(fù)極，被氧化b負(fù)極發(fā)生的電極反應(yīng)為o2 4e2h2o=4ohc環(huán)境

6、中的cl與正、負(fù)兩極反應(yīng)的產(chǎn)物作用生成a的離子方程式為2cu23ohcl=cu2 (oh)3cld若生成0.2 mol cu2(oh)3cl，則理論上消耗的o2體積為4.48 l(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)b負(fù)極應(yīng)是氧化反應(yīng)，失去電子，b項(xiàng)不正確。5我國(guó)科學(xué)家開發(fā)的一種“磷酸釩鋰/石墨鋰離子電池”在4.6 v電位區(qū)電池總反應(yīng)為：li3c6v2(po4)36cli3v2(po4)3。下列有關(guān)說法正確的是()a該電池比能量高，用li3v2(po4)3做負(fù)極材料b放電時(shí)，外電路中通過0.1 mol電子，m極質(zhì)量減少0.7 gc充電時(shí)，li向n極區(qū)遷移d充電時(shí)，n極反應(yīng)為v2(po4)33li3e=li3v2(po

7、4)3ba項(xiàng)，li3v2(po4)3作正極材料，錯(cuò)誤；c項(xiàng)，充電時(shí)li移向陰極即m極，錯(cuò)誤；d項(xiàng)，充電時(shí)，n極反應(yīng)為li3v2(po4)33e=v2(po4)33li，錯(cuò)誤。6垃圾假單胞菌株能夠在分解有機(jī)物的同時(shí)分泌物質(zhì)產(chǎn)生電能，其原理如下圖所示。下列說法正確的是()a電流由左側(cè)電極經(jīng)過負(fù)載后流向右側(cè)電極b放電過程中，正極附近ph變小c若1 mol o2參與電極反應(yīng)，有4 mol h穿過質(zhì)子交換膜進(jìn)入右室d負(fù)極電極反應(yīng)為：h2pca2e=pca2hc根據(jù)電極上物質(zhì)變化，左電極為負(fù)極，反應(yīng)式為h2pca2e=pca2h，右電極為正極，反應(yīng)式為o24e4h=2h2o。7硼酸(h3bo3)為一元弱酸

8、，已知h3bo3與足量naoh溶液反應(yīng)的離子方程式為h3bo3oh=b(oh)，h3bo3可以通過電解的方法制備。其工作原理如下圖所示(陽(yáng)膜和陰膜分別只允許陽(yáng)離子、陰離子通過)。下列說法錯(cuò)誤的是()a陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為：2h2o4e=o24hb反應(yīng)一段時(shí)間以后，陰極室naoh溶液濃度增大c當(dāng)電路中通過3 mol電子時(shí)，可得到1 mol h3bo3db(oh)穿過陰膜進(jìn)入產(chǎn)品室，na穿過陽(yáng)膜進(jìn)入陰極室c陽(yáng)極電極反應(yīng)式為2h2o4e=o24h，電路中通過3 mol電子時(shí)有3 mol h生成，硼酸(h3bo3)為一元弱酸，生成1 mol硼酸需要1 mol h，所以電路中通過3 mol電子時(shí)，可得到3

9、 mol h3bo3，c錯(cuò)誤。8環(huán)己酮()在生產(chǎn)生活中有重要的用途，可在酸性溶液中用環(huán)己醇間接電解氧化法制備，其原理如圖所示。下列說法正確的是()aa極與電源負(fù)極相連ba極電極反應(yīng)式是2cr37h2o6e=cr2o14hcb極發(fā)生氧化反應(yīng)d理論上有1 mol環(huán)己酮生成時(shí)，有2 mol氫氣放出b根據(jù)圖示，a極為陽(yáng)極，b極為陰極，a極接電源的正極，a項(xiàng)錯(cuò)誤；b極為陰極，氫離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)，c錯(cuò)誤；理論上有1 mol環(huán)己酮生成時(shí)，則轉(zhuǎn)移2 mol電子，所以陰極有1 mol氫氣放出，d錯(cuò)誤。9(雙選)(2020山東聯(lián)考)335 時(shí)，在恒容密閉反應(yīng)器中1.00 mol c10h18(l)催化脫氫的

10、反應(yīng)過程如下：反應(yīng)1：c10h18(l) c10h12(l)3h2(g)h1反應(yīng)2：c10h12(l)c10h8(l)2h2(g)h2測(cè)得c10h12和c10h8的產(chǎn)率x1和x2(以物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)計(jì))隨時(shí)間的變化關(guān)系及反應(yīng)過程中能量的變化如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是()a使用催化劑能改變反應(yīng)歷程b更換催化劑后h1、h2也會(huì)隨之改變c8 h時(shí)，反應(yīng)1處于平衡狀態(tài)dx1顯著低于x2，是由于反應(yīng)2的活化能比反應(yīng)1的小，反應(yīng)1生成的c10h12很快轉(zhuǎn)變成c10h8bc使用催化劑，降低了反應(yīng)的活化能，改變了反應(yīng)歷程，a項(xiàng)正確；使用催化劑，不能改變反應(yīng)物和生成物的總能量，即不能改變反應(yīng)的焓變(h)，b項(xiàng)錯(cuò)誤；

11、8 h之后，c10h8的產(chǎn)率還在增加，說明反應(yīng)2未達(dá)平衡，而c10h8是由c10h12轉(zhuǎn)化而來的，且c10h12的產(chǎn)率幾乎保持不變，說明反應(yīng)1也未達(dá)平衡，c項(xiàng)錯(cuò)誤；由圖像可以看出反應(yīng)2的活化能低于反應(yīng)1的活化能，故反應(yīng)1生成的c10h12快速轉(zhuǎn)化為c10h8，從而使x1顯著低于x2，d項(xiàng)正確。10一種全天候太陽(yáng)能電池光照時(shí)的工作原理如圖所示。下列說法不正確的是()a硅太陽(yáng)能電池供電原理與該電池相同b光照時(shí)，b極的電極反應(yīng)式為vo2eh2o=vo2hc光照時(shí)，每轉(zhuǎn)移1 mol電子，有1 mol h由b極區(qū)經(jīng)質(zhì)子交換膜向a極區(qū)遷移d夜間時(shí)，該電池相當(dāng)于蓄電池放電，a極發(fā)生氧化反應(yīng)a硅太陽(yáng)能電池是用

12、半導(dǎo)體原理將光能轉(zhuǎn)化為電能，是物理變化，而該電池是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，兩者原理不同，a項(xiàng)錯(cuò)誤。11(雙選)(2020濟(jì)南模擬)某種氨硼烷(nh3bh3)電池裝置如圖所示(未加入氨硼烷之前，兩極室內(nèi)液體質(zhì)量相等)，電池反應(yīng)為nh3bh33h2o2=nh4bo24h2o(不考慮其他反應(yīng)的影響)。下列說法錯(cuò)誤的是()a氨硼烷中n和b的雜化方式不同b電池正極的電極反應(yīng)式為h2o22h2e=2h2oc其他條件不變，向h2o2溶液中加入適量硫酸能增大電流強(qiáng)度d若加入的氨硼烷全部放電后左右兩極室內(nèi)液體質(zhì)量差為3.8 g，則電路中轉(zhuǎn)移2.4 mol電子adnh3bh3中n與b間共用1對(duì)電子形成配位鍵，使得n、b

13、周圍均有4對(duì)電子，則氨硼烷中的n、b均為sp3雜化，a項(xiàng)錯(cuò)誤；電池正極為氧化劑得電子的反應(yīng)，即h2o2得電子轉(zhuǎn)化為h2o的反應(yīng)，b項(xiàng)正確；向h2o2溶液中加入適量硫酸，可增大離子濃度，增大電流強(qiáng)度，c項(xiàng)正確；負(fù)極反應(yīng)：nh3bh32h2o6e=nh4bo26h，若左極室加入1 mol氨硼烷(31 g)，則電極產(chǎn)物nh4bo2留在左極室，h穿過質(zhì)子交換膜進(jìn)入右極室，故左極室增加的質(zhì)量為31 g6 g25 g，右極室增加的是6 mol h，其質(zhì)量為6 g，則左右兩極室液體質(zhì)量差為25 g6 g19 g，此時(shí)轉(zhuǎn)移6 mol電子，若左右兩極室液體質(zhì)量差為3.8 g，則轉(zhuǎn)移1.2 mol電子，d項(xiàng)錯(cuò)誤。

14、12以柏林綠fefe(cn)6為代表的新型可充電鈉離子電池，其放電工作原理如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是()a放電時(shí)，正極反應(yīng)為fefe(cn)62na2e=na2fefe(cn)6b充電時(shí)，mo(鉬)箔接電源的正極c充電時(shí)，na通過交換膜從左室移向右室d外電路中通過0.2 mol電子的電量時(shí)，負(fù)極質(zhì)量變化為3.6 gd負(fù)極反應(yīng)為2mg4e2cl=mg2cl22，通過0.2 mol e時(shí)，消耗0.1 mol mg，質(zhì)量減少2.4 g，d項(xiàng)錯(cuò)誤。13電絮凝的反應(yīng)原理是以鋁、鐵等金屬為陽(yáng)極，在直流電的作用下，陽(yáng)極被溶蝕，產(chǎn)生金屬離子，在經(jīng)一系列水解、聚合及氧化過程，發(fā)展成為各種羥基絡(luò)合物、多核羥基絡(luò)合

15、物以及氫氧化物，使廢水中的膠態(tài)雜質(zhì)、懸浮雜質(zhì)凝聚沉淀而分離。下列說法不正確的是()a每產(chǎn)生1 mol o2，整個(gè)電解池中理論上轉(zhuǎn)移電子數(shù)為4nab陰極電極反應(yīng)式為2h2o 2e= h22ohc若鐵為陽(yáng)極，則陽(yáng)極電極反應(yīng)式為fe2e=fe2和2h2o4e=o24hd若鐵為陽(yáng)極，則在處理廢水的過程中陽(yáng)極附近會(huì)發(fā)生：4fe2o24h=4fe32h2oa由裝置圖可知，若鐵為陽(yáng)極，陽(yáng)極電極反應(yīng)式有fe2e=fe2和2h2o4e=o24h，所以每產(chǎn)生1 mol o2，整個(gè)電解池中理論上轉(zhuǎn)移電子數(shù)大于4na，故a錯(cuò)誤。14(雙選)近年來，基于零價(jià)鐵(zvi)的化學(xué)還原技術(shù)因其高效性逐漸被應(yīng)用于受污染地下水的

16、原位修復(fù)，其過程如圖所示。零價(jià)鐵作為一種高活性的電子供體，除了和目標(biāo)污染物反應(yīng)外，還可以與地下水中其他的氧化性物質(zhì)(如o2、h或no等)反應(yīng)。一般情況下，由于雜質(zhì)的存在，在金屬表面會(huì)形成負(fù)極和正極反應(yīng)區(qū)。下列說法錯(cuò)誤的是()a負(fù)極的電極反應(yīng)式為fe2e=fe2b在負(fù)極，金屬鐵失去電子后全部以fe2的形式存在于水體中c增大水體中零價(jià)鐵的含量，目標(biāo)污染物降解程度減小d正極區(qū)發(fā)生的反應(yīng)可能包含no10h8e=nh3h2obcfe作為負(fù)極，電極反應(yīng)式為fe2e=fe2，a正確；金屬鐵失去電子后生成fe2，fe2可能繼續(xù)被o2氧化成fe3，b錯(cuò)誤；水體中零價(jià)鐵的含量增大，能提供更多的電子，故目標(biāo)污染物降

17、解程度增大，c錯(cuò)誤；正極區(qū)發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，由題圖可知no被還原成nh，則正極區(qū)發(fā)生的反應(yīng)中可能有no10h8e=nh3h2o，d正確。 15(2020湖南名校聯(lián)考)(1)在惰性氣體中，將黃磷(p4)與石灰乳和碳酸鈉溶液一同加入高速乳化反應(yīng)器中制得nah2po2，同時(shí)還產(chǎn)生磷化氫(ph3)氣體，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_。(2)次磷酸(h3po2)是一元酸，常溫下1.0 moll1的nah2po2溶液ph為8，則次磷酸的ka_。(3)用次磷酸鈉通過電滲析法制備次磷酸。裝置如圖所示。交換膜a屬于_(填“陽(yáng)離子”或“陰離子”)交換膜，電極n的電極反應(yīng)式為_，當(dāng)電路中流過3.852 8105庫(kù)侖電量

18、時(shí)，制得次磷酸的物質(zhì)的量為_(一個(gè)電子的電量為 1.61019庫(kù)侖，na數(shù)值約為6. 02 1023)。解析(1)可利用倒配法配平完全方程式。(2)根據(jù)h2poh2oh3po2oh，ph8c(h)108 mol/l，c(oh)c(h3po2)106 mol/lc(h2po)(1106) mol/l1 mol/lka1.0102。(3)根據(jù)題意：m為陽(yáng)極，oh放電，n為陰極，h放電，故a、d、e為陽(yáng)離子交換膜，b、c為陰離子交換膜。n(e)4 mol，生成4 mol h3po2。答案(1)2p43ca(oh)23na2co36h2o=6nah2po22ph33caco3(2)1.0102(3)陽(yáng)離子2h2o2e=h22oh4 mol1