2022年高考化學反應與能量變化專題

2022年高考化學反應與能量變化專題.實驗小組同學探究FeSO4分解反應并檢驗反應產(chǎn)物(加熱及加持裝置略)。下列有關FeS04分解的說法不正確的是1中固體變?yōu)榧t棕色，說明反應生成了Fe2O3I中反應需持續(xù)加熱，說明FeSO4分解是吸熱反應II中品紅溶液顏色褪去，說明反應生成了SO2Ill中未產(chǎn)生白色沉淀，說明反應未生成SO3.已知化學反應A2(g)+B2(g)=2AB(g)的能量變化如圖所示，下列敘述中正確的是惟量/kJA.該反應為放熱反應B.該反應中反應物的總能量高于生成物的總能量C.當生成1mol氣態(tài)AB時，吸收早kJ能量D.斷裂1molA—A鍵和1molB—B鍵共放出(a—b)kj能量.自然界中金屬硫化物之間存在原電池反應。如圖所示裝置中電極【為方鉛礦(PbS),電極11為含有方鉛礦的硫鐵礦，當有電解質(zhì)溶液按如圖所示方向流經(jīng)該裝置時，電流表指針偏轉(zhuǎn)。若電極II質(zhì)量不斷減少，a處溶液中加入KSCN溶液未出現(xiàn)紅色，加入CuSO4

溶液未出現(xiàn)黑色沉淀。下列有關說法中正確的是.電極I電極u電極IA.工業(yè)上利用該原理富集鐵B.電極11作正極C.溶液流經(jīng)該裝置后pH增大D.該裝置負極反應式為FeS2-15e-+8H2O=Fe3++2S0『+16H+4.下圖是2sO3(g)=2SO2(g)+O2(g)的能量變化圖，據(jù)圖得出的相關敘述正確的是A.該化學反應過程中既有能量的吸收又有能量的釋放2SO3(g) 2SO2(g)+02(g)AH=-(a-b)kj/mol1molSO2的能量比lmolS()3的能量高D.若某容器內(nèi)有2moiSO3充分反應，吸收(a-b)kj熱量.蛟龍?zhí)栞d人潛水器由我國自行設計、自主集成研制，是目前世界上下潛能力最強的作業(yè)型載人潛水器。給某潛水器提供動力的電池如圖所示。下列有關說法正確的是A.Zn電極發(fā)生了還原反應b.電池中的cr向Pt電極移動C.Pt電極反應式為出。2+2e-=20丁D.電子從Zn電極沿導線流向Pt電極，再經(jīng)溶液回到Zn電極.鋰海水電池常用在海上浮標等助航設備中，其示意圖如圖所示。電池反應為2Li+2H20=2Li0H+H2?o電池工作時，下列說法錯誤的是用電諛得A.金屬鋰作負極 B.電子從鋰電極經(jīng)導線流向銀電極C.海水作為電解質(zhì)溶液 D.可將電能轉(zhuǎn)化為化學能.鋅一空氣燃料電池有比能量高、容量大、使用壽命長等優(yōu)點，可用作電動車動力電源，電池的電解質(zhì)溶液為KOH溶液，放電時發(fā)生反應：2Zn+O2+4OH-+2H2O=2[Zn(OH)4]2-,下列說法錯誤的是A.放電時，負極反應為Zn+40H--2e-=[Zn(OH)4]2-.充電時，電解質(zhì)溶液中c(OH)-逐漸增大C.放電時，當0.1molZn完全溶解時，流經(jīng)電解質(zhì)溶液的電子個數(shù)約為1.204x1()23D.采用多孔炭可提高電極與電解質(zhì)溶液的接觸面積，并有利于氧氣擴散至電極表面.能源可劃分為一級能源和二級能源自然界中以現(xiàn)成形式提供的能源稱為一級能源，需依靠其他能源的能量間接制取的能源稱為二級能源，氫氣是一種高效而又沒有污染的二級能源，它可以由自然界中大量存在的水來制取。下列說法中正確的是A.電能是一級能源B.太陽能是二級能源C.煤、石油、天然氣是一級能源 D.水煤氣、干儲煤氣是一級能源.某電池以K2FeO4和Zn為電極材料，KOH溶液為電解質(zhì)溶液。下列說法正確的是A.正極反應式為2FeO『+10H++6e-=Fe2O3+5H2OB.Zn為電池的負極C.電池工作時OH-向正極遷移D.該電池放電過程中電解質(zhì)溶液濃度不變.LED產(chǎn)品的使用為城市增添色彩。下圖是氫氧燃料電池驅(qū)動LED發(fā)光的一種裝置示意圖。下列有關敘述正確的是A.a處通入氧氣，b處通入氫氣B.通入H2的電極發(fā)生反應：H2-2e-=2H+C.通入。2的電極發(fā)生反應：O2+4e-+2H2O=4OH-D.該裝置將化學能最終轉(zhuǎn)化為電能.實驗室欲快速制取氫氣，最好的方法應該用A.純鋅和稀硫酸反應B.純鋅與濃硫酸反應C.粗鋅(含鉛、銅等雜質(zhì))與稀硫酸反應D.粗鋅與稀硝酸反應.下列關于化學反應與能量變化的說法中，不正確的是A.生石灰與水的反應屬于放熱反應B.能量變化是化學反應的基本特征之一C.化學鍵的斷裂與形成是化學反應中能量變化的主要原因D.反應物的總能量高于生成物的總能量，發(fā)生反應時需要從環(huán)境吸收能量.鋅銅原電池裝置如圖所示，其中陽離子交換膜只允許陽離子和水分子通過，下列有關敘述正確的是陽離子交換膜A.銅電極上發(fā)生氧化反應B.電池工作一段時間后，甲池的c(SOr)減小C.電池工作一段時間后，乙池溶液的總質(zhì)量增加D.陰陽離子離子分別通過交換膜向負極和正極移動，保持溶液中電荷平衡.最新報道：科學家首次用X射線激光技術(shù)觀察到CO與。在催化劑表面形成化學鍵的

過程。反應過程的示意圖如下:下列說法正確的是能1 狀態(tài)11口 7V/、/、J\Wi'、、 瘀iTl反應過程A.CO和0生成C02是吸熱反應B.在該過程中，CO斷鍵形成C和。C.CO和0生成了具有極性共價鍵的C02d.狀態(tài)I-狀態(tài)in表示co與。2反應的過程.下列說法正確的是A.凡是有化學鍵斷裂的變化一定是化學變化B.吸熱反應一定需要加熱才能發(fā)生C.含共價鍵的化合物一定是共價化合物D.活潑的金屬與活潑的非金屬元素也可以形成共價化合物.根據(jù)如下能量關系示意圖，下列說法正確的是能量A.能量A.B.由CtCO的熱化學方程式為：2C(s)+02(g)=2CO(g)AH=-221.2kj/molC.反應2CO(g)+02(g)=2CO2(g)中，生成物的總能量大于反應物的總能量D.將lmolC(s)磨成粉末后，反應更加劇烈，說明粉碎可以改變.下面有關電化學的圖示，完全正確的是稀HjSd稀HjSdCu-Zn原電池精洞「"二租相粗銅的精煉ZrCb溶液鐵片鍍鋅ZrCb溶液鐵片鍍鋅驗證NaCl溶液（含酚酷）電解產(chǎn)物二、綜合題（共6題）.化學能在一定條件下可轉(zhuǎn)化為電能。（1）圖A所示裝置中，鋅片是（填“正極”或“負極”）。（2）圖A所示裝置可將一（寫化學方程式）釋放的能量直接轉(zhuǎn)化為電能，證明化學能轉(zhuǎn)化為電能的實驗現(xiàn)象是：銅片上有氣泡產(chǎn)生、一.（3）燃料電池已經(jīng)開始應用于新能源汽車等領域，某氫氧燃料電池的原理如圖B所示。下列說法正確的是一（填序號）。①氧氣是正極反應物②總反應為2H2+02=2H2。③電池工作時，其中H+定向移動.已知單質(zhì)硫在通常條件下以S8(斜方硫)的形式存在，其結(jié)構(gòu)如圖所示：在一定條件下，S8(s)和02(g)發(fā)生反應依次轉(zhuǎn)化為SO2(g)和S03(g)o反應過程和能量關系可用下圖簡單表示(圖中的AH表示生成lmol產(chǎn)物的數(shù)據(jù))。請根據(jù)上圖回答下列問題:反應過程(1)寫出表示S8(s)的燃燒熱的熱化學方程式 。(2)寫出SO3分解生成SO2和02的熱化學方程式。(3)若已知硫氧鍵的鍵能為dkj/mol,氧氧鍵的鍵能為ekj/mol,貝i]S8分子中硫硫鍵的鍵能為 o.為了探究化學能與熱能的轉(zhuǎn)化，某實驗小組設計了如圖所示三套實驗裝置：(1)上述三套裝置中，不能證明銅與濃硝酸的反應是吸熱反應還是放熱反應的是—(填裝置序號)。(2)某同學選用裝置I進行實驗(實驗前U形管里液面左右相平)，在甲試管里加入適量氫氧化鈉溶液與稀硫酸，U形管中可觀察到的現(xiàn)象是,說明該反應屬于(填“吸熱”或“放熱”)反應。(3)為探究固體M溶于水的熱效應，選擇裝置II進行實驗(反應在甲中進行)。

i若M為鈉，則實驗過程中燒杯中可觀察到的現(xiàn)象是一；ii若觀察到燒杯中產(chǎn)生氣泡，則說明M溶于水—（填“一定是放熱反應、一定是吸熱反應''或"可能是放熱反應”）；iii若觀察到燒杯中的導管內(nèi)形成一段水柱，則M可能是—.（4）至少有兩種實驗方法能證明超氧化鉀與水的反應3KO?+2H2。=4K0H+3O2T）是放熱反應還是吸熱反應。方法①：選擇上述裝置一（填T“II”或“1“）進行實驗；方法②：取適量超氧化鉀粉末用脫脂棉包裹并放在石棉網(wǎng)上，向脫脂棉上滴加幾滴蒸憎水，片刻后，若觀察到脫脂棉燃燒，則說明該反應是—（填“吸熱”或"放熱”）反應。.能源是經(jīng)濟增長與社會發(fā)展的重要物質(zhì)基礎，某研究人員對世界一次能源替代趨勢曾作如下預測：1850 1900 1950 20002050 年（1）上圖化石能源中屬于較清潔的能源的是一。（2）下圖是氫能的制備及利用的途徑之一H2燃料電池車H2燃料電池車 貯外i涉及能量轉(zhuǎn)化方式有一?（填代號）a.光能-?化學能b.電能一化學能c.化學能-電能ii與汽油相比，氫氣作為燃料的優(yōu)點是一(至少答出兩點)?！伴_源節(jié)流''是應對能源危機的重要舉措，下列做法有助于能源“開源節(jié)流”的是(填字母)。a.大力發(fā)展農(nóng)村沼氣，將廢棄的秸稈轉(zhuǎn)化為清潔高效的能源b.大力開采煤、石油和天然氣以滿足人們?nèi)找嬖鲩L的能源需求c.開發(fā)太陽能、水能、風能、地熱能等新能源，減少使用煤、石油等化石燃料d.減少資源消耗，增加資源的重復使用、資源的循環(huán)再生X,Y、Z、M、Q是五種短周期主族元素，原子序數(shù)依次增大，X、Y可形成最常用溶劑：X、Y、Z最外層電子數(shù)之和為8：Y、M形成的氣態(tài)化合物在標準狀況下的密度為2.86g/L,請回答下列問題：、體mum不"許Y、Z、Q離子半徑由小到大的順序―o(用離子符號表示)X、Y、Q三種元素形成的三原子分子的電子式為一。(3)寫出能證明Q比M非金屬性強的一個化學方程式—。Z2Y2的電子式為；將該化合物加入到酚配溶液中，觀察到的現(xiàn)象為。X2Y2溶液和M的氫化物可發(fā)生反應，當氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為4:1時，寫出該反應的化學方程式―。(6)利用下列裝置可將化合物MY2轉(zhuǎn)化為重要化工原科X2MY4,催化劑a表面發(fā)生的電極反應方程式為—.C、Si是構(gòu)成無機非金屬材料的重要元素。Si在周期表中的位置為?(2)為比較C、Si的非金屬性，某同學設計了如下實驗：

裝置①中盛放的試劑是一，裝置②中發(fā)生反應的離子方程式是.(3)SiC是一種重要的高溫耐磨材料。SiC中，C元素顯 (填“正”或“負”)化合價,從原子結(jié)構(gòu)角度解釋原因是一。D【解析】A.1中固體變?yōu)榧t棕色，說明FeS04分解生成了紅棕色的Fe2O3,故A正確；1中反應需持續(xù)加熱，說明FeSO4分解反應本身不放熱，需要不斷提供熱量，說明FeSO4分解是吸熱反應，故B正確；S02具有漂白性，能使品紅溶液褪色，則II中品紅溶液顏色褪去，說明FeSO4分解生成了S02,故C正確；S03是酸性氧化物，易與水反應生成硫酸，混合氣體通過品紅溶液使S03被完全吸收，沒有so3進入氯化釧溶液中，則III中未產(chǎn)生白色沉淀，不能說明反應未生成so3,故D錯誤：故選：D。C【解析】由題圖可知，反應物總能量低于生成物總能量，則該反應為吸熱反應，A、B錯誤；該反應的4H=斷裂反應物化學鍵所吸收能量-形成生成物化學鍵所放出能量，所以AH=+(a-b)kj/mol,則當生成1mol氣態(tài)AB時，吸收kJ能量，C正確；由題圖可知，斷裂ImolA-A鍵和ImolB-B鍵吸收akJ能量，D錯誤。A【解析】電極II質(zhì)量不斷減少，說明電極II為負極，a處溶液中加入KSCN溶液未出現(xiàn)紅色，說明溶液中不存在Fe3+,加入CuSO4溶液未出現(xiàn)黑色沉淀，說明溶液中不存在S2-,則在該原電池中硫鐵礦溶解生成Fe2+和SOj-o根據(jù)上述分析，通過該裝置，硫鐵礦溶解生成Fe2+,可以富集鐵，故A正確；根據(jù)上述分析，電極II作負極，故B錯誤：該裝置負極反應式為FeS2-14e-+8H2O=Fe2++2S0^~+16H+,若正極上H+得電子,每轉(zhuǎn)移14mole-,消耗14molH+,則總反應生成H+,溶液流經(jīng)該裝置后pH減小，故C、D錯誤。AC【解析】Zn電極為負極，發(fā)生氧化反應，故A錯誤；Pt電極為正極，得到電子，電子帶負電，故電池中的Cr向反方向移動，即向Zn電極方向移動，故B錯誤；Pt電極為正極，發(fā)生還原反應，電極反應式為H2O2+2e-=20H-,故C正確；電子從Zn電極沿導線流向Pt電極，不進入溶液，溶液中為離子的移動，故D錯誤。DC【解析】放電時，負極反應為Zn+40H--2e-=[Zn(OH)4]2-,A項正確；充電時，電解質(zhì)溶液中c(OH)-逐漸增大，B項正確；由電極反應：Zn+40H--2e-=[Zn(OH)4]2-可知，放電時，當0.1molZn完全溶解時，流經(jīng)外電路的電子的物質(zhì)的量為0.2mol,個數(shù)約為1.204x1023,但電子不能流經(jīng)電解質(zhì)溶液，c項錯誤；采用多孔炭可提高電極與電解質(zhì)溶液的接觸面積，并有利于氧氣擴散至電極表面，D項正確。CBC【解析】方法一：由圖中信息可知，裝置中左側(cè)為氫氧燃料電池，根據(jù)右側(cè)電路中電子的移動方向，可以判斷a電極為燃料電池的負極，所以a處通入氫氣，電極反應為H2-2e-+2OH-=2H2。；b電極為正極，b處通氧氣，電極反應為O2+4e-+2H2O=4OH-,左側(cè)化學能轉(zhuǎn)化為電能，右側(cè)電能轉(zhuǎn)化為光能，故C正確：故選C。方法二：根據(jù)LED發(fā)光二極管中電子移動方向知，b是正極、a是負極，A.燃料電池中，負極上通入燃料、正極上通入氧化劑，b是正極，應該通入氧氣，故A錯誤；B.負極上氫氣失電子和氫氧根離子反應生成水，電極反應式為H2-2e-+2OH-=2H2O,故B錯誤；C.通過以上分析知，b為正極，通入02的電極發(fā)生反應：。2+4e-+2H2。=4OHL故C正確；D.原電池是將化學能轉(zhuǎn)化為電能，電能通過LED發(fā)光二極管，則電能最終轉(zhuǎn)化為光能，部分還轉(zhuǎn)化為熱能，故D錯誤：故選C?！窘馕觥緼.純鋅與稀硫酸反應，產(chǎn)生硫酸鋅和氫氣，反應速率較慢，選項A錯誤；B.濃硫酸具有強的氧化性，不能與Zn等比較活潑的金屬反應產(chǎn)生氫氣，選項B錯誤：C.粗鋅（含鋁、銅等雜質(zhì)）與稀硫酸可以構(gòu)成原電池，使制取氫氣的反應速率大大加快，因此是最好的制取氫氣的方法，選項C正確；D.粗鋅與稀硝酸反應，不產(chǎn)生氫氣，選項D錯誤。D【解析】A.生石灰與水反應生成氫氧化鈣，屬于放熱反應，A不選；B.化學反應時元素質(zhì)量守恒、能量守恒，反應物的總能量和生成物的總能量不等，則能量變化是化學反應的基本特征之一，B不選；C.化學鍵的斷裂時吸收能量、形成化學鍵時放出能量，化學鍵的斷裂與形成是化學反應中能量變化的主要原因，C不選；D.反應物的總能量高于生成物的總能量，是放熱反應，故發(fā)生反應時向環(huán)境放出能量，D選；答案選D。C【解析】A.由圖象可知，該原電池反應式為：Zn+Cu2+=Zn2++Cu,Zn為負極，發(fā)生氧化反應，Cu為正極，發(fā)生還原反應，故A錯誤；B.陽離子交換膜只允許陽離子和水分子通過，故兩池中c（SO；）不變，故B錯誤；C.甲池中的Zn2+通過陽離子交換膜進入乙池，乙池中發(fā)生反應：Cu2++2e-=Cu,保持溶液呈電中性，進入乙池的ZM+與放電的Cu2+的物質(zhì)的量相等，而Zn的摩爾質(zhì)量大于Cu,故乙池溶液總質(zhì)量增大，故C正確；D.甲池中的Zn2+通過陽離子交換膜進入乙池，以保持溶液電荷守恒，陰離子不能通過陽離子交換膜，故D錯誤，CDB【解析】A,由圖可知，金屬性Zn>Cu,則原電池中Zn作負極，故A錯誤；B、與電源負極相連的為陰極，粗銅的精煉中粗銅作陽極，由圖可知，粗銅作陰極，故B錯誤；C、與電源負極相連的為陰極，鐵片鍍鋅，鐵片應作陰極，由圖可知，鐵片作陽極，故C錯誤；D、電流由正極流向負極，由圖可知，碳棒為陽極，電解食鹽水在陽極生成氯氣，氯氣與碘化鉀淀粉溶液反應使溶液變藍，在陰極生成氫氣，溶液變紅，故D正確；故選D。二、綜合題(共6題)(1)負極Zn+H2SO4=ZnSO4+H2T;電流表指針偏轉(zhuǎn)(3)①@@【解析】(1)圖A所示裝置中，Zn失去電子作負極，Cu電極H+得到電子作正極，故鋅片是負極：(2)圖A所示裝置為原電池，可將反應Zn+H2SO4=ZnSO4+H2T釋放的能量直接轉(zhuǎn)化為電能，裝置中Zn失去電子作負極，鋅片溶解，Cu電極H+得到電子作正極，銅片上有氣泡產(chǎn)生，產(chǎn)生電流，電流表指針偏轉(zhuǎn)；(3)圖B為氫氧燃料電池，氧氣作正極得到電子，氫氣作負極失去電子，總反應為2H2+O2=2H2O,電池在工作時，陽離子(H+)向正極定向移動，①②③均正確，故答案選①②③。S8(s)+802(g)=8SO2(g)AH=-8akj/mol2SO3(g)=2SO2(g)+02(g)AH=+2bkj/mol(2d—a—e)kj/mol【解析】(1)根據(jù)燃燒熱的定義先寫出化學方程式，又由于題干中給出的熔變是指生成lmol產(chǎn)物的數(shù)據(jù)，因此該反應的熱化學方程式為S8(s)+802(g)=8SC)2(g)4H=-8akJ/mol。(2)可根據(jù)題圖直接寫出熱化學方程式。(3)設S8分子中硫硫鍵的鍵能為xkj/mol,由于反應熱等于反應物的鍵能之和減去生成物的鍵能之和，結(jié)合(1)可得8x+8e-16d=-8a,解得x=2d-a-e?HI(2)左端紅墨水液面降低，右端紅墨水液面升高；放熱i產(chǎn)生氣泡，反應完畢后，冷卻至室溫，燒杯中的導管內(nèi)形成一段水柱ii可能是放熱反應iiiNH4NO3(合理答案即可)1或II；放熱【解析】(1)題圖中裝置I可通過U形管中紅墨水液面的變化判斷銅與濃硝酸的反應是放熱反應還是吸熱反應；裝置II可通過燒杯中是否產(chǎn)生氣泡判斷銅與濃硝酸的反應是放熱反應還是吸熱反應：裝置III不能證明Cu與濃硝酸的反應是放熱反應還是吸熱反應。(2)氫氧化鈉溶液與稀硫酸的反應屬于中和反應，中和反應都是放熱反應，所以錐形瓶中氣體受熱膨脹，導致U形管左端紅墨水液面降低，右端紅墨水液面升高。(3)i若M為鈉，鈉與水反應生成氫氧化鈉和氫氣，該反應為放熱反應，放出的熱量使題圖裝置11的乙試管中溫度升高，氣體壓強增大，所以燒杯中有氣泡產(chǎn)生，反應完畢后，冷卻至室溫，燒杯中的導管內(nèi)形成一段水柱。ii若觀察到裝置II的燒杯中產(chǎn)生氣泡，說明M溶于水可能放出熱量，由于放熱反應一定屬于化學變化，而有熱量放出的過程不一定為化學變化，所以M溶于水可能是放熱反應。iii若觀察到裝置II的燒杯中的導管內(nèi)形成一段水柱，說明裝置H的乙試管中氣體的壓強減小，則M可能是硝酸錢等錢鹽，錢鹽溶于水，吸收熱量，溫度降低，使裝置II中乙試管內(nèi)氣體壓強減小。(4)方法①是選擇裝置1(或H)進行實驗，裝置1右邊U形管中左端紅墨水液面降低,右端紅墨水液面升高(或裝置II的燒杯中導管有氣泡放出)，證明該反應為放熱反應；方法②是取適量超氧化鉀粉末用脫脂棉包凄并放在石棉網(wǎng)上，向脫脂棉上滴加幾滴蒸儲水，片刻后，若觀察到脫脂棉燃燒，則說明該反應是放熱反應。ii污染小、可再生、資源豐富(合理即可)22.(3)acd22.r(Na+)<r(02-)<r(Cl-)Cl2+H2S=2HC1+S或Cb+Na2S=2NaCl+S1[????12(4)Nar2,2,lNa：有氣體產(chǎn)生，溶液先變紅，后褪色4H2O2+H2s=H2S04+4H2OS02+2H2O-2e-=S0^~+4H+【解析】X、Y、Z、M、Q是五種短周期主族元素，原子序數(shù)依次增大。X、丫可形成最常用溶劑，則X為H元素、丫為0元素；X、Y、Z最外層電子數(shù)之和為8、Z原子最外層電子數(shù)為8-1-6=1,則Z為Na；Y、M形成的氣態(tài)化合物在標準狀況下的密度為2.86g/L,該氣態(tài)化合物的摩爾質(zhì)量為22.4L/molx2.86g/L=64g/mol,則M為S元素，Q只能為Cl,電子層數(shù)越多半徑越大，電子層數(shù)相同，核電荷數(shù)越多半徑越小，所以鈉離子、氧負離子、氯離子中氯離子三個電子層，半徑最大，所以半徑由小到大的順序為：r