高考化学新一轮总复习高考演练（真题重组考向把脉）：第六章化学反应与能量复习题及答案解析

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P4(g)＋10Cl2(g)===4PCl5(g) ΔH＝b kJ·ml－1
P4具有正四面体结构，PCl5中P－Cl键的键能为c kJ·ml－1，PCl3中P－Cl键的键能为1.2c kJ·ml－1。
下列叙述正确的是( )
A．P－P键的键能大于P－Cl键的键能
B．可求Cl2(g)＋ PCl3(g)===4PCl5(g)的反应热ΔH
C．Cl－Cl键的键能为(b－a＋5.6c)/4 kJ·ml－1
D．P－P键的键能为(5a－3b＋12c)/8 kJ·ml－1[来源:学。科。网Z。X。X。K]
解析：选C。原子半径P＞Cl，因此P－P键键长大于P－Cl键键长，则P－P键键能小于P－Cl键键能，A项错误；利用“盖斯定律”，结合题中给出两个热化学方程式可求出Cl2(g)＋PCl3(g)===PCl5(g)ΔH＝(b－a)/4 kJ·ml－1，但不知PCl5(g)＝PCl5(s)的ΔH，因此无法求出Cl2(g)＋PCl3(g)===PCl5(s)的ΔH，B项错误；利用Cl2(g)＋PCl3(g)===PCl5(g)ΔH＝(b－a)/4 kJ·ml－1可得E(Cl－Cl)＋3×1.2c－5c＝(b－a)/4，因此可得E(Cl－Cl)＝(b－a＋5.6c)/4 kJ·ml－1，C项正确；由P4是正四面体可知P4中含有6个P－P键，由题意得6E(P－P)＋10×(b－a＋5.6c)/4－4×5c＝b，解得E(P－P)＝(2.5a－1.5b＋6c)/6 kJ·ml－1，D项错误。
2．(2013·高考上海卷)将盛有NH4HCO3粉末的小烧杯放入盛有少量醋酸的大烧杯中。然后向小烧杯中加入盐酸，反应剧烈，醋酸逐渐凝固。由此可见( )[来源:学.科.网]
A．NH4HCO3和盐酸的反应是放热反应
B．该反应中，热能转化为产物内部的能量
C．反应物的总能量高于生成物的总能量
D．反应的热化学方程式为：NH4HCO3＋HCl―→NH4Cl＋CO2↑＋H2O－Q
解析：选B。醋酸逐渐凝固说明反应吸收热量导致醋酸溶液温度降低，即NH4HCO3与HCl的反应为吸热反应，A项错误；因反应为吸热反应，即吸热的热量转化为产物内部的能量，故B项正确；因反应为吸热反应，则反应后生成物的总能量高于反应物的总能量，C项错误；书写热化学方程式时，应注明物质的状态， D项错误。
3．(2013·高考新课标Ⅱ卷)在1 200 ℃时，天然气脱硫工艺中会发生下列反应( )
H2S(g)＋eq \f(3,2)O2(g)===SO2(g)＋H2O(g) ΔH1
2H2S(g)＋SO2(g)===2S2(g)＋2H2O(g) ΔH2
H2S(g)＋eq \f(1,2)O2(g)===S(g)＋H2O(g) ΔH3
2S(g)===S2(g) ΔH4
则ΔH4的正确表达式为( )
A．ΔH4＝eq \f(3,2)(ΔH1＋ΔH2－3ΔH3)
B．ΔH4＝eq \f(3,2)(3ΔH3－ΔH1－ΔH2)
C．ΔH4＝eq \f(3,2)(ΔH1＋ΔH2＋3ΔH3)
D．ΔH4＝eq \f(3,2)(ΔH1－ΔH2－3ΔH3)
解析：选A。考查盖斯定律。根据S守恒原理，要得到方程式4，可以用(方程式1＋方程式2－3×方程式3)×eq \f(3,2)；即选择ΔH4的正确表达式为ΔH4＝eq \f(3,2)(ΔH1＋ΔH2－3ΔH3)，即选项A正确。
4．判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”
(1)使用太阳能热水器、沼气的利用、玉米制乙醇都涉及到生物质能的利用( )
(2012·高考浙江卷，7C)
(2)石油、煤、天然气、可燃冰、植物油都属于化石燃料( )
(2012·高考浙江卷，7D)
(3)开发核能、太阳能等新能源，推广甲醇汽油，使用无磷洗涤剂都可直接降低碳排放( )
(2012·高考浙江卷，7B)
(4)甲烷的标准燃烧热为－890.3 kJ·ml－1，则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－890.3 kJ·ml－1( )
(2012·高考浙江卷，12A)
(5)500 ℃、300 MPa下，将0.5 ml N2和1.5 ml H2置于密闭容器中充分反应生成NH2(g)，放热19.3 kJ，其热化学方程式为N2(g)＋3H2(g) eq \(,\s\up7(催化剂),\s\d5(500 ℃、30 MPa)) 2NH3(g) ΔH＝－38.6 kJ·ml－1( )
(2012·高考浙江卷，12B)
(6)化学反应有新物质生成，并遵循质量守恒定律和能量守恒定律( )
(2011·高考浙江卷，7A)
(7)实验测得环己烷(l)、环己烯(l)和苯(l)的标准燃烧热分别为－3 916 kJ·ml－1、－3 747 kJ·ml－1和－3 265 kJ·ml－1，可以证明在苯分子中不存在独立的碳碳双键( )
(2011·高考浙江卷，12C)
(8)已知：Fe2O3(s)＋3C(石墨)===2Fe(s)＋3CO(g)
ΔH＝489.0 kJ·ml－1
CO(g)＋eq \f(1,2)O2(g)===CO2(g)
ΔH＝－283.0 kJ·ml－1
C(石墨)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－393.5 kJ·ml－1
则4Fe(s)＋3O2(g)===2Fe2O3(s)
ΔH＝－1 641.0 kJ·ml－1(√)
(2011·高考浙江卷，12D)
(9)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( )
(2012·高考浙江卷，7A)
解析：(1)太阳能热水器的使用不属于生物质能的利用。(2)植物油不属于化石燃料。(3)无磷洗涤剂与碳的排放不相关。(4)水的状态错误。(5)合成氨反应为可逆反应，并不能完全转化。(6)化学变化遵循能量和质量守恒。(7)由盖斯定律，根据环己烷和环己烯的燃烧热，则1 ml环己烷失去2 ml H即1 ml H2燃烧的反应热之和为－3 916 kJ·ml－1＋3 747 kJ·ml－1＝－169 kJ·ml－1；根据环己烷和苯的燃烧热，则1 ml环己烷失去6 ml H即3 ml H2燃烧的反应热之和为－3 916 kJ·ml－1＋3 265 kJ·ml－1＝－651 kJ·ml－1，若苯分子中存在独立的碳碳双键，则两处的反应热之比为1∶3；而显然二者的反应热之比不为1∶3，说明苯分子中不存在独立的碳碳双键。(8)运用盖斯定律，将第三个反应×6－第一个反应×2－第二个反应×6，可得目标反应，则ΔH＝－393.5 kJ·ml－1×6－489.0 kJ·ml－1×2－(－283.0 kJ·ml－1)×6＝－1 641.0 kJ·ml－1。(9)利用太阳能分解水制氢，氢气是清洁能源，符合绿色化学要求。
答案：(1)× (2)× (3)× (4)× (5)× (6)√ (7)√ (8)√ (9)√
5．(1)(2013·高考北京卷)汽车发动机工作时会引发N2和O2反应，其能量变化示意图如下：
写出该反应的热化学方程式： _______________________________________________。
解析：ΔH＝945 kJ/ml＋498 kJ/ml－2×630 kJ/ml＝＋183 kJ/ml；
答案：N2(g)＋O2(g)===2NO(g) ΔH＝＋183 kJ/ml；
(2)(2013·高考全国新课标卷)由合成气(组成为H2、CO、和少量CO2)直接制备二甲醚，其中主要过程包括以下四个反应：
甲醇合成反应：
①CO(g)＋ 2H2(g)===CH3OH(g)
ΔH1＝－90.1 kJ·ml－1
②CO2(g)＋ 3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g)
ΔH2＝－49.0 kJ·ml－1
水煤气变换反应：
③CO(g) ＋ H2O (g)===CO2(g)＋H2(g)
ΔH3＝－41.1 kJ·ml－1
二甲醚合成反应：
④2CH3OH(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(g)
ΔH4＝－24.5 kJ·ml－1
由H2和CO直接制备二甲醚(另一产物为水蒸气)的热化学方程式为__________________________。
解析：根据盖斯定律可知，将①×2＋④即得到反应2CO(g)＋4H2(g)＝CH3OCH3(g)＋H2O(g)，所以该反应的反应热ΔH＝－90.1 kJ/ml×2－24.5 kJ/ml＝－204.7kJ/ml。
答案：2CO(g)＋4H2(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(g) ΔH＝－204.7 kJ/ml
(3)(2011·高考四川卷)已知1 g FeS2完全燃烧放出7.1 kJ热量，FeS2燃烧反应的热化学方程式为________________________________________。
解析：根据1 g FeS2完全燃烧放出7.1 kJ的热量，可求得1 ml FeS2完全燃烧放出的热量为852 kJ，则该反应的热化学方程式为4FeS2(s)＋11O2(g)===8SO2(g)＋2Fe2O3(s) ΔH＝－3 408 kJ·ml－1。
答案：4FeS2(s)＋11O2(g)===8SO2(g)＋2Fe2O3(s) ΔH＝－3 408 kJ·ml－1

1．(2013·高考课标Ⅱ卷)“ZEBRA”蓄电池的结构如图所示，电极材料多孔Ni/NiCl2和金属钠之间由钠离子导体制作的陶瓷管相隔。下列关于该电池的叙述错误的是( )
A．电池反应中有NaCl生成
B．电池的总反应是金属钠还原三价铝离子
C．正极反应为：NiCl2＋2e－===Ni＋2Cl－
D．钠离子通过钠离子导体在两电极间移动
解析：选B。结合蓄电池装置图，利用原电池原理分析相关问题。
A项，在负极Na失电子生成Na＋，正极反应为NiCl2＋2e－===Ni＋2Cl－，故电池反应中有NaCl生成；B项，电池的总反应是金属钠还原二价镍离子；C项，正极上NiCl2发生还原反应，电极反应为NiCl2＋2e－===Ni＋2Cl－；D项，钠在负极失电子，被氧化生成Na＋，Na＋通过钠离子导体在两极间移动。
2．(2013·高考安徽卷)热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源。一种热激活电池的基本结构如图所示，其中作为电解质的无水LiClKCl混合物受热熔融后，电池即可瞬间输出电能。该电池总反应为PbSO4＋2LiCl＋Ca===CaCl2＋Li2SO4＋Pb。下列有关说法正确的是( )
A．正极反应式：Ca＋2Cl－＋2e－===CaCl2
B．放电过程中，Li＋向负极移动
C．每转移0.1 ml电子，理论上生成20.7 g Pb
D．常温时，在正负极间接上电流表或检流计，指针不偏转
解析：选D。仔细分析题给信息，结合原电池工作原理进行分析判断。
A．分析电池总反应，Ca在反应中失电子，所以Ca应作负极；PbSO4中的Pb2＋得电子生成单质铅，所以正极反应物应是PbSO4，所以A项错误。B.放电过程中，负极失电子，电子通过导线流向正极，所以正极表面聚集大量电子，能够吸引电解质中的阳离子向正极移动，所以B项错误。C.根据方程式知，每转移0.1 ml电子，生成0.05 ml铅，其质量为10.35 g，所以C项错误。D.根据题给信息，该电池为热激活电池，常温下，无水LiClKCl为固态，没有自由移动的离子，该装置不能形成闭合回路，处于非工作状态，所以没有电流产生，即电流表或检流计的指针不会发生偏转。
3．(2012·高考福建卷)将下图所示实验装置的K闭合，下列判断正确的是( )
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(SOeq \\al(2－,4))增大
D．片刻后可观察到滤纸b点变红色
解析：选A。将装置中K闭合，该装置构成原电池，其中Zn电极上发生氧化反应，Cu电极上发生还原反应，故A正确；电子沿Zn→a，在a上溶液中的H＋得到电子，在b上溶液中的OH－失去电子，电子不能直接由a→b，故B错误；该装置工作过程中，甲、乙两烧杯中的SOeq \\al(2－,4)的浓度都不改变，只是盐桥中的Cl－和K＋分别向甲、乙两烧杯中移动，故C错误；在b处溶液中的OH－失去电子，c(OH－)减小，c(H＋)增大，b处滤纸不可能变红色，故D错误。新_课_标第_一_网
4．( 2011·高考海南卷改编)根据下图，下列判断中正确的是( )
A．烧杯a中的溶液pH升高
B．烧杯b中发生还原反应
C．烧杯a中发生的反应为2H＋＋2e－===H2
D．烧杯b中发生的反应为2Cl－－2e－===Cl2
解析：选A。由题给原电池装置可知，电子经过导线，由Zn电极流向Fe电极，则O2在Fe电极发生还原反应：O2＋2H2O＋4e－===4OH－，烧杯a中c(OH－)增大，溶液的pH升高。烧杯b中，Zn发生氧化反应：Zn－2e－===Zn2＋。
5．(1)(2013·高考广东卷节选)原电池可将化学能转化为电能。设计两种类型的原电池，探究其能量转化效率。
限选材料：ZnSO4(aq)，FeSO4(aq)，CuSO4(aq)；铜片，铁片，锌片和导线。
①完成原电池甲的装置示意图(见图)，并作相应标注。
要求：在同一烧杯中，电极与溶液含相同的金属元素。
②以铜片为电极之一，CuSO4(aq)为电解质溶液，只在一个烧杯中组装原电池乙，工作一段时间后，可观察到负极______________________________________________________。
③甲乙两种原电池中可更有效地将化学能转化为电能的是________，其原因是________________________
________________________________________________________________________。
解析：①因为电子的流向是从左侧到右侧，故左侧烧杯内盛放ZnSO4溶液，电极用金属Zn，右侧烧杯内盛放CuSO4溶液，电极用金属Cu，即实现Zn＋CuSO4===ZnSO4＋Cu。②由所给电极材料可知，当铜片作电极时，Cu一定是正极，则负极是活泼的金属失去电子发生氧化反应，反应现象是电极逐渐溶解。③以Zn和Cu作电极为例分析，如果不用盐桥则除了电化学反应外还发生了Zn＋Cu的置换反应，反应放热，会使部分化学能以热能形式散失，使其不能完全转化为电能，而盐桥的使用，可以避免Zn和Cu2＋的接触，从而避免能量损失，提供稳定电流。
答案：(1)①
②电极逐渐溶解变细
③甲 Zn和Cu2＋不直接接触，避免两种物质直接发生反应，从而避免能量损失，提高了电池效率，提供稳定电流
(2)(2012·高考海南卷节选)肼－空气燃料电池是一种碱性电池，该电池放电时，负极的反应式为__________________________。
解析：该燃料电池中N2H4在负极发生氧化反应，其电极反应式为N2H4＋4OH－－4e－===4H2O＋N2↑。
答案：N2H4＋4OH－－4e－===4H2O＋N2↑
(3)(2012·高考新课标全国卷节选)与MnO2Zn电池类似，K2FeO4Zn也可以组成碱性电池，K2FeO4在电池中作为正极材料，其电极反应为__________________________，该电池总反应的离子方程式为_____________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：正极发生还原反应，K2FeO4被还原为Fe3＋，由于是碱性环境，故生成Fe(OH)3，电极反应式为FeOeq \\al(2－,4)＋3e－＋4H2O===Fe(OH)3＋5OH－；负极发生氧化反应，由于是碱性环境，Zn被氧化生成Zn(OH)2，电极反应式为Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2，两电极反应式相加得2FeOeq \\al(2－,4)＋3Zn＋8H2O===2Fe(OH)3＋3Zn(OH)2＋4OH－。
答案：FeOeq \\al(2－,4)＋3e－＋4H2O===Fe(OH)3＋5OH－
2FeOeq \\al(2－,4)＋3Zn＋8H2O===2Fe(OH)3＋3Zn(OH)2＋4OH－
(4)(2012·高考江苏卷节选)铝电池性能优越，AlAgO电池可用作水下动力电源，其原理如图所示。该电池反应的化学方程式为______________________________________。
解析：由铝电池原理图可知，Al作负极，AgO/Ag作正极，电池反应式为2Al＋3AgO＋2NaOH===2NaAlO2＋3Ag＋H2O。
答案：2Al＋3AgO＋2NaOH===2NaAlO2＋3Ag＋H2O

1. (2013·高考天津卷)为增强铝的耐腐蚀性，现以铅蓄电池为外电源，以Al作阳极、Pb作阴极，电解稀硫酸，使铝表面的氧化膜增厚。其反应原理如下：
原电池：Pb(s) ＋ PbO2(s) ＋ 2H2SO4(aq)===2PbSO4(s) ＋ 2H2O(l)
电解池：2Al＋3H2Oeq \(=====,\s\up7(电解))Al2O3＋3H2↑
电解过程中，以下判断正确的是( )
解析：选D。该题考查原电池和电解池的基本知识。A选项H＋离子在原电池中移向PbO2电极，错误。B选项每消耗3 ml Pb，根据电子守恒生成l ml Al2O3，错误。C选项在原电池的正极电极反应是生成PbSO4，错误。D选项在原电池中Pb电极的质量由于生成PbSO4，质量增加，在电解池中，Pb阴极，质量不变，正确。
2．(2013·高考北京卷)用石墨电极电解CuCl2溶液(见右图)。下列分析正确的是( )
A．a端是直流电源的负极
B．通电使CuCl2发生电离[来源:Z#xx#k.Cm]
C．阳极上发生的反应：Cu2＋＋2e－===Cu
D．通电一段时间后，在阴极附近观察到黄绿色气体
解析：选A。A.由溶液中离子移动方向可知，U型管左侧电极是阴极，连接电源的负极，a端是电源的负极，故正确；B.通电使CuCl2发生电解，不是电离，故错误；C.阳极发生氧化反应，Cl－在阳极放电2Cl－－2e－===Cl2↑，故错误；D.Cl－发生氧化反应，在阳极放电生成Cl2，故D错误。[来源:学。科。网Z。X。X。K]
3．(2013·高考大纲卷)电解法处理酸性含铬废水(主要含有Cr2Oeq \\al(2－,7))时，以铁板作阴、阳极，处理过程中存在反应Cr2Oeq \\al(2,7)＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O，最后Cr3＋以Cr(OH)3形式除去，下列说法不正确的是( )
A．阳极反应为Fe－2e－===Fe2＋
B．电解过程中溶液pH不会变化
C．过程中有Fe(OH)3沉淀生成
D．电路中每转移12 ml电子，最多有1 ml Cr2Oeq \\al(2－,7)被还原
解析：选B。电解过程中，阳极发生氧化反应，A项正确；从题干信息中所给离子方程式可看出H＋减小，pH会升高，B项错误；pH升高，c(OH－)增大，Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓，C项正确；还原1 ml Cr2Oeq \\al(2－,4)需要6 ml Fe2＋，由Fe－2e－===Fe2＋得电路中转移的电子为2×6 ml＝12 ml，D项正确。
4．(2013·高考海南卷)下图所示的电解池I和II中，a、b、c和d均为Pt电极。电解过程中，电极b和d上没有气体逸出，但质量均增大，且增重b>d。符合上述实验结果的盐溶液是( )
解析：选D。题意表明b、d没有气体逸出，所电解的盐溶液中的金属元素，应该在金属活动顺序表中(H)以后，只有D符合题意。
5．(1)(2013·高考山东卷)图为电解精炼银的示意图，________(填a或b)极为含有杂质的粗银，若b极有少量红棕色气体生成，则生成该气体的电极反应式为____________。
(2)(2013·高考重庆卷)电化学降解NOeq \\al(－,3)的原理如图所示。①电源正极为________(填“A”或“B”)，阴极反应式为 ________________。
②若电解过程中转移了2 ml电子，则膜两侧电解液的质量变化差(Δm左－Δm右)为________g。
(3)(2012·高考重庆卷)人工肾脏可用间接电化学方法除去代谢产物中的尿素，原理如图。
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)。
原电池
电解池
A
H＋移向Pb电极
H＋移向Pb电极
B
每消耗3 ml Pb
生成2 ml Al2O3
C
正极：PbO2＋4H＋＋2e===Pb2＋＋2H2O
阳极：2Al＋3H2O－6e===Al2O3＋6H＋
D
选项
X
Y
A
MgSO4
CuSO4
B
AgNO3
Pb(NO3)2
C
FeSO4
Al2 (SO4)3
D
CuSO4
AgNO3