高考化学二轮复习(新高考版) 第1部分 专题6 专题强化练（含解析）

这是一份高考化学二轮复习(新高考版) 第1部分 专题6 专题强化练（含解析），共11页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

专题强化练
一、选择题(每小题只有一个选项符合题意)
1．(2020·泰安市高三第二次模拟考试)水煤气变换反应为CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)。我国研究人员结合实验与计算机模拟结果，揭示了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程(如图所示)，其中吸附在金催化剂表面上的物质用·标注。下列说法正确的是(　　)

A．水煤气变换反应的ΔH>0
B．该历程中最大能垒(活化能)E正＝1.70 eV
C．步骤⑤只有H—H和H—O形成
D．步骤③的转化关系可表示为：CO·＋OH·＋H2O(g)===COOH·＋H2O·
答案　D
解析　根据图像分析可知：水煤气的生成过程经过了过渡态1和过渡态2，最后生成产物的能量低于反应物，则该反应为放热，反应的ΔH<0，A错误；该历程中最大能垒(活化能)E正＝1.86 eV－(－0.16 eV)＝2.02 eV，B错误；步骤⑤除非极性键H—H形成，还有H—O及C==O的形成，C错误；结合图分析判断，对照CO·＋OH·＋H·＋H2O(g)，COOH·＋H·＋H2O·，可知步骤③发生的反应：CO·＋OH·＋H2O(g)===COOH·＋H2O·，D正确。
2．(2020·河北省枣强中学高三试题)电Fenton法是用于水体中有机污染物降解的高级氧化技术，反应原理如图所示。电解产生的H2O2与Fe2＋发生反应生成的羟基自由基(·OH)能氧化降解有机污染物。下列说法错误的是(　　)

A．电源的A极为负极
B．每消耗2.24 L O2(标准状况)，整个电解池中理论上可产生的·OH为0.2 mol
C．与电源B极相连电极的电极反应式为：H2O－e－===H＋＋·OH
D．H2O2与Fe2＋发生的反应方程式为：H2O2＋Fe2＋===Fe(OH)2＋＋·OH
答案　B
解析　由反应原理图可知，Fe3＋在左端电极得电子生成Fe2＋，发生还原反应，左端电极为阴极，则A为电源的负极，B为电源的正极，A正确；每消耗0.1 mol O2，在阴极共得到0.3 mol e－，生成0.1 mol·OH，同时阳极失去0.3 mol e－，生成0.3 mol·OH，所以共生成·OH为0.4 mol，B不正确；与电源B极相连的电极为阳极，水在阳极上失电子生成·OH，电极反应式为：H2O－e－===H＋＋·OH，C正确；电解产生的H2O2与Fe2＋发生反应，生成·OH和Fe(OH)2＋，反应方程式为：H2O2＋Fe2＋===Fe(OH)2＋＋·OH，D正确。
3．一种利用电化学变色的装置如图所示，其工作原理为：在外接电源下，通过在膜材料内部Li＋定向迁移，实现对器件的光透过率进行多级可逆性调节。已知：WO3和Li4Fe4[Fe(CN)6]3均为无色透明晶体，LiWO3和Fe4[Fe(CN)6]3均为蓝色晶体。下列有关说法错误的是(　　)

A．当a接外接电源负极时，电致变色层、离子储存层都显蓝色，可减小光的透过率
B．当b接外接电源负极时，离子储存层发生的反应为Fe4[Fe(CN)6]3＋4Li＋＋4e－===Li4Fe4[Fe(CN)6]3
C．切换电源正负极使得蓝色变为无色时，Li＋通过离子导体层由离子储存层向电致变色层迁移
D．该装置可用于汽车的玻璃变色调光
答案　C
解析　当a接外接电源负极时，电致变色层为阴极，发生电极反应WO3＋Li＋＋e－===LiWO3，LiWO3为蓝色晶体，b极接外接电源正极时，离子储存层为阳极，发生电极反应Li4Fe4[Fe(CN)6]3－4e－===Fe4[Fe(CN)6]3＋4Li＋，Fe4[Fe(CN)6]3为蓝色晶体，蓝色与无色相比，可减小光的透过率，A选项正确；当b接外接电源负极时，离子储存层为阴极，发生的电极反应为Fe4[Fe(CN)6]3＋4Li＋＋4e－===Li4Fe4[Fe(CN)6]3，B选项正确；切换电源正负极使得蓝色变为无色时，即LiWO3变为WO3，Fe4[Fe(CN)6]3变为Li4Fe4[Fe(CN)6]3，电致变色层为阳极，离子储存层为阴极，则Li＋通过离子导体层由电致变色层移向离子储存层，C选项错误；该装置可实现变色，可用于汽车的玻璃变色调光，D选项正确。
4．(2020·南昌市四校联盟高三联考)某新型水系钠离子电池工作原理如下图所示。TiO2光电极能使电池在太阳光照下充电，充电时Na2S4被还原为Na2S。下列说法错误的是(　　)

A．充电时，太阳能转化为电能，又转化为化学能
B．放电时，a极的电极反应式为：4S2－－6e－===S
C．充电时，阳极的电极反应式为：3I－－2e－===I
D．M是阴离子交换膜
答案　D
解析　TiO2光电极能使电池在太阳光照下充电，所以充电时，太阳能转化为电能，电能又转化为化学能，A正确；充电时Na2S4被还原为Na2S，放电和充电互为逆过程，所以a是负极，a极的电极反应式为：4S2－－6e－===S，B正确；在充电时，阳极I－失电子发生氧化反应，电极反应式为3I－－2e－===I，C正确；通过图示可知，交换膜只允许钠离子自由通过，所以M是阳离子交换膜，D错误。
5．(2020·河南省临颍县高级中学高三月考)二茂铁[Fe(C5H5)2]可作为燃料的节能消烟剂、抗爆剂。二茂铁的电化学制备装置与原理如图所示，下列说法正确的是(　　)

A．a为电源的正极
B．电解质溶液是NaBr水溶液和DMF溶液的混合液
C．电解池的总反应化学方程式为Fe＋2C5H6Fe(C5H5)2＋H2↑
D．二茂铁制备过程中阴极的电极反应为2H＋＋2e－===H2↑
答案　C
解析　由二茂铁的电化学制备装置与原理可知，与电源正极b相连的铁为电解池的阳极，铁失电子发生氧化反应生成亚铁离子，与电源负极a相连的镍为电解池的阴极，钠离子在阴极上得电子发生还原反应生成钠，钠与发生置换反应生成和氢气，与亚铁离子反应生成二茂铁和钠离子，制备二茂铁的总反应方程式为Fe＋2＋H2↑。
6．(2020·东北三省四市高考模拟)用如图电解装置将雾霾中的SO2、NO转化为(NH4)2SO4，用其作为一种优良的氮肥。下列有关说法正确的是(　　)

A．a与电源负极相连，发生还原反应
B．每处理1 mol NO可以生成2 mol A
C．通电后阳极附近溶液的pH增大
D．理论上将SO2与NO以体积比2∶5通入装置可彻底转化
答案　B
解析　电极a为阳极，与电源正极相连，发生氧化反应，故A错误；电解池的总反应为5SO2＋2NO＋8H2O(NH4)2SO4＋4H2SO4，产物中除有(NH4)2SO4外还有H2SO4，即A为硫酸，根据方程式，消耗1 mol NO生成2 mol硫酸，故B正确；阳极的电极反应为2H2O＋SO2－2e－===SO＋4H＋，溶液的pH应降低，故C错误；理论上将SO2与NO以体积比5∶2通入装置可彻底转化，故D错误。
二、选择题(每小题有一个或两个选项符合题意)
7．(2020·山东师范大学附属中学高三4月学习检测)某反应的ΔH＝＋100 kJ·mol－1，下列有关该反应的叙述正确的(　　)
A．正反应活化能小于100 kJ·mol－1
B．逆反应活化能一定小于100 kJ·mol－1
C．正反应活化能不小于100 kJ·mol－1
D．正反应活化能比逆反应活化能大100 kJ·mol－1
答案　CD
解析　某反应的ΔH＝＋100 kJ·mol－1，则正反应的活化能－逆反应的活化能＝＋100 kJ·mol－1，说明正反应的活化能比逆反应的活化能大100 kJ·mol－1，无法确定正、逆反应活化能的大小，C、D正确。
8．(2020·东北三省三校高三联考)Garnet型固态电解质被认为是锂电池最佳性能固态电解质。LiLaZrTaO材料是目前能达到最高电导率的Garnet型电解质。某Garnet型可充电锂电池放电时工作原理如图所示，反应方程式为：LixC6＋Li1－xLaZrTaOLiLaZrTaO＋6C，下列说法不正确的是(　　)

A．放电时，a极为负极，发生氧化反应
B．LiLaZrTaO固态电解质起到传导Li＋的作用
C．充电时，b极反应为：LiLaZrTaO －xe－===xLi＋＋Li1－xLaZrTaO
D．充电时，每转移x mol电子，a极增重7 g
答案　D
解析　根据题干信息，由电池工作原理图分析可知，电池工作放电时，Li＋向b极移动，则b极为电池的正极，发生还原反应，电极反应式为：xLi＋＋Li1－xLaZrTaO＋xe－===LiLaZrTaO，a极为电池的负极，发生氧化反应，据此分析解答问题。
9．(2020·青岛高三4月统一质量检测)以(CH3)4NHCO3为原料，采用电解法制备电源TMAH[化学式(CH3)4NOH]是一种高效、绿色工艺技术。原理如图，M、N是离子交换膜。下列说法错误的是(　　)

A．a是电源正极
B．M为阴离子交换膜
C．(CH3)4NHCO3中C、N原子均为sp3杂化
D．通过1 mol电子时，电解池中可产生16.8 L(STP)气体
答案　CD
解析　(CH3)4N＋移向右室，HCO移向左室，阴离子移向阳极，即a是电源正极，A正确；HCO经过M移向左室，M为阴离子交换膜，B正确；(CH3)4NHCO3中，(CH3)4N＋的C、N原子均为sp3杂化，但是，HCO中的C原子为sp2杂化，C错误；通过1 mol电子时，阴极室H＋放电，2H＋＋2e－===H2↑产生H2为0.5 mol，阳极室OH－放电，4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，产生O2为0.25 mol，同时，溶液中剩下的H＋与HCO反应还要产生二氧化碳，因此，产生的气体大于0.75 mol，体积大于16.8 L(STP)气体，D错误。
10．(2020·河北省衡水中学高三测试)某热再生电池工作原理如图所示。放电后，可利用废热进行充电。已知电池总反应：Cu2＋＋4NH3[Cu(NH3)4]2＋　ΔH＜0。下列说法正确的是(　　)

A．充电时，能量转化形式主要为电能转化为化学能
B．放电时，负极反应为NH3－8e－＋9OH－===NO＋6H2O
C．a为阳离子交换膜
D．放电时，左池Cu电极减少6.4 g时，右池溶液质量减少18.8 g
答案　D
解析　已知电池总反应：Cu2＋＋4NH3[Cu(NH3)4]2＋　ΔH＜0，放出的热量进行充电，通入氨气的电极为原电池负极，电极反应Cu－2e－===Cu2＋，通入氨气发生反应Cu2＋＋4NH3[Cu(NH3)4]2＋　ΔH＜0，右端为原电池正极，电极反应Cu2＋＋2e－===Cu，中间为阴离子交换膜，据此分析。放电时，左池Cu电极减少6.4 g时，Cu－2e－===Cu2＋，电子转移0.2 mol，右池溶液中铜离子析出0.1 mol，硝酸根离子移向左电极0.2 mol，质量减少为0.2 mol×62 g·mol－1＋0.1 mol×64 g·mol－1＝18.8 g，故D正确。
三、非选择题
11．按要求回答问题。
(1)工业生产中通过电解LiCl溶液的方法也可制得LiOH，其原理如图所示，电极a应连接电源的________(填“正极”或“负极”)，电极b发生的反应是_______________，阳离子交换膜的作用是____________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________。

答案　正极　2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－　可以防止OH－进入左室与Cl2反应，还可以让更多的Li＋进入右室得到高浓度的LiOH
(2)利用电解法可将 C2H6 转化为多种燃料，原理如图所示。铜电极为________极，该电极上生成 HCOOH 的电极反应式为_____________________________________________
________________________________________________________________________。

答案　阳　C2H6－10e－＋4H2O ===2HCOOH＋10H＋
(3)尿素[CO(NH2)2]是目前使用量较大的一种化学氮肥，工业上利用如图所示装置(阴、阳极均为惰性电极)电解尿素的碱性溶液制取氢气。

①该装置中阳极的总电极反应式为_______________________________________________
________________________________________________________________________。
②若两极共收集到气体22.4 L(标准状况)，则消耗的尿素为______g(忽略气体的溶解)。
答案　①CO(NH2)2＋8OH－－6e－===N2↑＋CO＋6H2O　②15
解析　②根据6e－～N2～3H2～CO(NH2)2，转移6 mol电子收集到4 mol气体，消耗1 mol尿素，若两极共收集到气体22.4 L(标准状况)即1 mol气体，消耗的尿素的物质的量为＝0.25 mol，质量为0.25 mol×60 g·mol－1＝15 g。
(4)间接电化学法除 NO。其原理如图所示：写出阴极的电极反应式(阴极室溶液呈酸性)：____________________________________________________________________________
吸收池中除去NO的原理：____________________________________________________
(用离子方程式表示)。

答案　2HSO＋2e－＋2H＋===S2O＋2H2O　2NO＋2S2O＋2H2O===N2＋4HSO
(5)用惰性电极电解 ZnSO4、MnSO4的混合溶液，除生成Zn、MnO2、H2SO4 外，还可能生成H2、O2或其混合物。
①生成MnO2的电极反应式为__________________________________________________。
②若n (H2) ∶n(O2)＝2∶1，则参加反应的n (Zn2＋)∶n(Mn2＋)＝ ________。
答案　①Mn2＋＋2H2O－2e－===MnO2＋4H＋　②1∶1
解析　(5)①Mn2＋失去电子转化为MnO2，则电极反应为：Mn2＋＋2H2O－2e－===MnO2＋4H＋；②阴极可能发生的电极反应为Zn2＋＋2e－===Zn，2H＋＋2e－===H2↑。阳极可能发生的电极反应为Mn2＋ ＋2H2O－2e－===MnO2 ＋4H＋，4OH－－4e－===2H2O＋O2↑。当n(H2)∶n(O2)＝2∶1时电子转移恰好相等，即电极反应Zn2＋＋2e－===Zn与Mn2＋－2e－＋2H2O===MnO2 ＋4H＋转移电子数相等，则参加反应的n(Zn2＋)∶n(Mn2＋)＝1∶1。
(6)EFH2O2FeOx法可用于水体中有机污染物降解，其反应机理如图所示。则阴极附近Fe2＋参与反应的离子方程式为__________________________________________________________。

答案　H2O2＋H＋＋Fe2＋===Fe3＋＋H2O＋·OH
12．(1)HCOOH燃料电池。研究HCOOH燃料电池性能的装置如图1所示，两电极区间用允许K＋、H＋通过的半透膜隔开。

①电池负极电极反应式为______________________________；放电过程中需补充的物质A为______________(填化学式)。
②图1所示的HCOOH燃料电池放电的本质是通过HCOOH与O2的反应，将化学能转化为电能，其反应的离子方程式为____________________________________________________
______________________________________________________________________________。
(2)HCOOH催化释氢。在催化剂作用下，HCOOH分解生成CO2和H2可能的反应机理如图2所示。

①HCOOD催化释氢反应除生成CO2外，还生成____________(填化学式)。
②研究发现：其他条件不变时，以HCOOK溶液代替HCOOH催化释氢的效果更佳，其具体优点是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案　(1)①HCOO－＋2OH－－2e－===HCO＋H2O　H2SO4
②2HCOOH＋2OH－＋O2===2HCO＋2H2O(或2HCOO－＋O2===2HCO)
(2)①HD　②提高释放氢气的速率及纯度
解析　(1)①由图示可知，燃料电池负极区是HCOO－―→HCO，因在碱性条件下，故电极反应式为HCOO－＋2OH－－2e－===HCO＋H2O。电池正极区发生反应：Fe3＋＋e－===Fe2＋，Fe2＋又被通入的O2氧化为Fe3＋：4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O，同时还生成K2SO4，则需要补充的物质A为H2SO4。②根据电池反应的实质为HCOOH与O2反应生成HCO，可写出电池反应的离子方程式为2HCOOH＋2OH－＋O2===2HCO＋2H2O或2HCOO－＋O2===2HCO。
(2)①根据反应机理，HCOOD在NH(CH3)2和Pd催化作用下的释氢反应除生成CO2外，还生成HD。
②HCOOK是强电解质，HCOOK溶液中HCOO－浓度更大，释放H2的速率更快；HCOOK溶液参与反应时，该过程主要反应的化学方程式为HCOOK＋H2O===H2↑＋KHCO3，减少了CO2的生成，因此能提高释放出氢气的纯度。
13．按要求回答下列问题
(1)已知：①2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)
ΔH1＝－566.0 kJ·mol－1
②2NO(g)＋O2(g)===2NO2(g)
ΔH2＝－116.5 kJ·mol－1
③N2(g)＋O2(g)===2NO(g)
ΔH3＝＋180.5 kJ·mol－1，废气中NO2与CO转化成无污染气体的热化学方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)炭黑是雾霾中的重要颗粒物，研究发现它可以活化氧分子，生成活化氧，活化氧可以快速氧化SO2。活化过程的能量变化模拟计算结果如图1所示。

无水情况下，一个氧分子的活化能为________，容易活化氧分子的条件是________(填“有水”或“无水”)。
(3)CH4超干重整CO2的催化转化如图2所示：

①已知相关反应的能量变化如图3所示：

过程Ⅰ的热化学方程式为_________________________________________________。
②关于上述过程Ⅱ的说法不正确的是________(填字母)。
a．实现了含碳物质与含氢物质的分离
b．可表示为CO2＋H2===H2O(g)＋CO
c．CO未参与反应
d．Fe3O4、CaO为催化剂，降低了反应的ΔH
(4)将氢气储存于液体燃料中，可以解决氢气的安全高效存储和运输问题。由于甲醇具有单位体积储氢量高、活化温度低等优点，是理想的液体储氢平台分子。我国学者构建一种双功能结构的催化剂，反应过程中，在催化剂的表面同时活化水和甲醇。如图4是甲醇脱氢转化的反应历程( TS 表示过渡态)。

根据图像判断甲醇脱氢反应中断裂的化学键是______，该反应的ΔH________0( 填“大于”“等于”或“小于”)。
答案　(1)2NO2(g)＋4CO(g)===N2(g)＋4CO2(g)　ΔH＝－1 196.0 kJ·mol－1
(2)0.75 eV　有水
(3)①CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g)　ΔH＝247.4 kJ·mol－1　②cd
(4)O—H键和C—H键　小于
解析　(1)由盖斯定律可知，①×2－②－③可得废气中NO2与CO转化成无污染气体的热化学方程式为2NO2(g)＋4CO(g)===N2(g)＋4CO2(g)，则ΔH＝ΔH1×2－ΔH2－ΔH3＝(－566.0 kJ·
mol－1)×2－(－116.5 kJ·mol－1)－(＋180.5 kJ·mol－1)＝－1 196.0 kJ·mol－1。
(2)根据能量图分析，整个反应的活化能为活化能较大者，则无水时反应活化能为E＝0.75 eV；有水加入的反应的活化能为E＝0.57 eV，所以水可使氧分子活化反应的活化能降低。
(3)①据CH4超干重整CO2的催化转化图，过程Ⅰ的化学反应为CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g)。由能量—反应过程曲线得热化学方程式：
CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g)
ΔH＝＋206.2 kJ·mol－1 (i)
CO2(g)＋4H2(g)===CH4(g)＋2H2O(g)
ΔH＝－165 kJ·mol－1 (ii)
(i)×2＋(ii)得过程Ⅰ的热化学方程式：CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g)
ΔH＝＋247.4 kJ·mol－1。
②过程Ⅱ物质变化为：左上(CO、H2、CO2)＋ 右下(惰性气体)―→左下(H2O)＋ 右上(CO、惰性气体)，总反应为H2＋CO2===H2O＋CO。Fe3O4、CaO为总反应的催化剂，能降低反应的活化能，但不能改变反应的ΔH。故a、b正确，c、d错误。
(4)甲醇的分子式为CH3OH，脱氢反应中断裂的化学键是O—H键和C—H键；该反应的相对能量降低，反应放热。