2019届二轮复习 化学反应原理 作业（全国通用） 练习

化学反应原理
一、 单选题
1.如图装置中，小试管内为红墨水，具支试管内盛有pH＝4久置的雨水和生铁片。实验时观察到：开始时导管内液面下降，一段时间后导管内液面回升，略高于小试管内液面。下列说法正确的是(　　)

A．生铁片中的碳是原电池的阳极，发生还原反应
B．雨水酸性较强，生铁片仅发生析氢腐蚀
C．墨水回升时，碳电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－
D．具支试管中溶液pH逐渐减小
2.化学在生产和日常生活中有着重要的应用．下列说法不正确的是（　　）
A．明矾水解形成的Al（OH）3胶体能吸附水中悬浮物，可用于水的净化
B．在海轮外壳上镶入锌块，可减缓船体的腐蚀速率
C．“静电除尘”、“燃煤固硫”、“汽车尾气催化净化”都能提高空气质量
D．电解MgCl2溶液，可制得金属镁
3.某含有铝电极的原电池工作时，电子从铝电极上流出，下列有关该电池另一种电极的材料与电解质溶液的说明中肯定错误的是（　　）
A．镁、NaOH溶液 B．铜、稀硫酸 C．锌、浓硝酸 D．铁、FeCl3
4.25℃，101kPa下：①2Na(s)+O2(g)=Na2O(s)∆H=-414kJ•mol-1
②2Na(s)+O2(g)=Na2O2(s)∆H=-511kJ•mol-1下列说法正确的是()
A．①和②产物的阴阳离子个数比不相等
B．①和②生成等物质的量的产物，转移电子数不同
C．常温下Na与足量O2反应生成Na2O，随温度升高生成Na2O的速率逐渐加快
D．25℃，101kPa下：Na2O2(s)+2Na(s)=2Na2O(s)∆H=-317kJ•mol-1
5.2014年，电池发展国际峰会召开，选定天津为金属空气电池研究基地．金属空气电池材料来源广，安全环保，能量密度大，是“面向21世纪新型绿色能源”可作为混合动力车的供电系统．Zn空气电池是利用较广的一种空气电池，放电时总反应方程为：2Zn+O2=2ZnO，其构造结构如图所示，下列说法正确的是（　　）

A．放电时，电池正极反应式为：O2+H++4e﹣=2H2OB．增大空气进气口直径，可增大电池输出能力并延长电池使用寿命C．放电时，每通入2.24L空气（标准状况），理论上负极需要消耗13gZnD．电池用完后，只需更换封装好的锌粉或电池锌板即可
6.变黑的银器可根据电化学原理进行翻新，其方法如下：在铝制容器中加入食盐溶液，再将变黑的银器浸入该溶液中，一段时间后黑色会褪去，该反应的化学方程式为：2Al+3Ag2S+6H2O=6Ag+3H2S↑+2Al（OH）3．下列关于说法正确的是（　　）
A．正极反应式：Al﹣3e﹣+3H2O=Al（OH）3+3H+B．放电过程中，Cl﹣向正极移动C．每转移0.2mol电子，理论上生成0.1molH2S气体D．处理过程中银器一直保持恒重
7.如图两个装置中，液体体积均为200mL，开始工作前电解质溶液的浓度均为0.5mol/L，工作一段时间后，测得有0.02mol电子通过，若忽略溶液体积的变化，下列叙述正确的是（　　）

A．产生气体体积①=②B．①中阴极质量增加，②中正极质量减小C．溶液的pH变化：①减小，②增大D．电极反应式：①中阳极：4OH﹣﹣4e﹣=2H2O+O2↑②中负极：2H++2e﹣=H2↑
8.磷酸燃料电池是目前较为成熟的燃料电池，其基本组成和反应原理如下：

下列说法不正确的是(　　)
A．在改质器中主要发生的反应为CxHy＋xH2OxCO＋(x＋)H2
B．移位反应器中CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)ΔH＞0，温度越高，CO转化速率越大
C．负极排出的气体主要是CO2
D．该电池正极的电极反应为O2＋4H＋＋4e－===2H2O
9.利用图中装置，可以模拟铁的电化学防护。下列有关说法正确的是(　　)。

A．若X为碳棒，开关K置于M处，达到防护铁闸门的目的
B．若X为碳棒，开关K置于N处比未闭合时铁闸门腐蚀得更快
C．若X为碳棒，开关K置于N处，一段时间后，该海水中滴加K3[Fe(CN)6]溶液无明显现象
D．若X为锌棒，开关K置于M处，一段时间后，该海水中滴加KSCN溶液，混合液显红色
10.某原电池的电池反应为：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，与此电池反应不符的原电池是(　　)
A．铜片、铁片、FeCl3溶液组成的原电池
B．石墨、铁片、Fe(NO3)3溶液组成的原电池
C．铁片、锌片、Fe2(SO4)3溶液组成的原电池
D．铜片、铁片、Fe(NO3)3溶液组成的原电池
11.有一种燃料电池，所用燃料为H2和空气，电解质为熔融的K2CO3．电池的总反应式为2H2+O2═2H2O，负极反应为H2+CO32﹣﹣2e﹣═H2O+CO2．该电池放电时，下列说法中正确的（　　）
A．正极反应为2CO2+O2+4e﹣═2CO32﹣B．CO32﹣向正极移动C．电子由正极经外电路流向负极D．电池中CO32﹣的物质的量将逐渐减少
12.下列有关热化学方程式及其叙述正确的是(　　)
A．氢气的燃烧热为285.5kJ·mol－1，则水分解的热化学方程式为：2H2O(l)===2H2＋O2(g)　ΔH＝＋285.5kJ·mol－1
B．已知2C(石墨，s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH＝－221kJ·mol－1，则石墨的燃烧热为110.5kJ·mol－1
C．已知N2(g)＋3H2(g)?2NH3(g)　ΔH＝－92.4kJ·mol－1，则在一定条件下将1molN2和3molH2置于一密闭容器中充分反应后最多可放出92.4kJ的热量
D．已知乙醇和乙烯的燃烧热分别为1366.8kJ·mol－1和1411.0kJ·mol－1，则乙烯水化制乙醇的热化学方程式为：C2H4(g)＋H2O(l)===C2H5OH(l)　ΔH＝－44.2kJ·mol－1
13.关于下图所示转化关系（X代表卤素），说法不正确的是（　　）
A．2H（g）+2X（g）═2HX（g）△H3＜0B．生成HX的反应热与途径无关，所以△H1=△H2+△H3C．F、Cl、Br的非金属性依次减弱，所以途径Ⅱ吸收的热量依次增多D．F2、Cl2分别发生反应I，同一温度下的平衡常数分别为K1、K2，则K1＞K2
14.Li—Al/FeS电池是一种正在开发的车载电池，该电池中正极的电极反应式为：2Li＋＋FeS＋
2e－＝Li2S＋Fe，有关该电池的下列说法中正确的是()
A．Li—Al在电池中作为负极材料，该材料中Li的化合价为＋1价
B．该电池的电池反应式为：2Li＋FeS＝Li2S＋Fe
C．负极的电极反应式为：Al−3e－＝Al3＋
D．充电时，阴极发生的电极反应式为：Li2S＋Fe－2e－=2Li＋＋FeS
15.原电池与电解池在生活和生产中有着广泛应用。下列有关判断中错误的是（　　）

A．装置①研究的是金属的吸氧腐蚀，Fe上的反应为Fe－2e===Fe2＋
B．装置②研究的是电解CuCl2溶液，它将电能转化为化学能
C．装置③研究的是电解饱和食盐水，电解过程中B极上发生氧化反应
D．三个装置中涉及的主要反应都是氧化还原反应
16.下列叙述错误的是（　　）
A．生铁中含有碳，抗腐蚀能力比纯铁弱
B．用锡焊接的铁质器件，焊接处易生锈
C．铁管上镶嵌锌块，铁管不易被腐蚀
D．在铁制品上镀铜时，镀件为阳极，铜盐为电镀液
17.某小组利用下列装置进行电化学实验，盐桥中填充琼脂及饱和KNO3溶液，下列说法正确的是（　　）

A．若X和Y与电流表连接，则电流方向：锌电极→→铜电极B．若X和Y与电流表连接，盐桥中的K+向左边烧杯移动C．若X和Y分别与电源“﹣”、“+”极相连，Cu极发生氧化反应D．若X和Y分别与电源“﹣”、“+”极相连，Zn极质量减轻
18.已知：
HCN（aq）+NaOH（aq）=NaCN（aq）+H2O（l）△H=﹣12.1kJ.mol﹣1；
HCl（aq）+NaOH（aq）=NaCl（aq）+H2O（l）△H=﹣57.3kJ.mol﹣1；
则HCN在水溶液中电离的△H等于（　　）
A．﹣69.4kJ.mol﹣1
B．﹣45.2kJ.mol﹣1C．+45.2kJ.mol﹣1
D．+69.4kJ.mol﹣1
二、填空题
19.捕碳技术(主要指捕获CO2)在降低温室气体排放中具有重要的作用。目前NH3和(NH4)2CO3已经被用作工业捕碳剂，它们与CO2可发生如下可逆反应：
反应Ⅰ：2NH3(l)+H2O(l)+CO2(g)(NH4)2CO3(aq)△H1
反应Ⅱ：NH3(l)+H2O(l)+CO2(g)NH4HCO3(aq)△H2
反应III：(NH4)2CO3(aq)+H2O(l)+CO2(g)2NH4HCO3(aq)△H3
请回答下列问题：
(1)△H1与△H2、△H3之间的关系是：△H3=。
(2)为研究温度对(NH4)2CO3捕获CO2气体效率的影响，在温度为T1、T2、T3、T4、T5的条
件下，将等体积等浓度的(NH4)2CO3溶液分别置于等体积的密闭容器中，并充入等量的CO2
气体，经过相同时间测得容器中CO2气体的浓度，得趋势图(下图1)。则：
①△H3______0(填“＞”、“=”或“＜”)。
②温度高于T3，不利于CO2的捕获，原因是。
③反应III在温度为K1时，溶液pH随时间变化的趋势曲线如下图2所示。当时间到达t1时，将该反应体系温度迅速上升到K2，并维持该温度。请在该图中画出t1时刻后溶液的pH变化趋势曲线。

pH
(3)利用反应III捕获CO2，在(NH4)2CO3初始浓度和体积确定的情况下，提高CO2吸收量的措施有(写出1个)。
(4)下列物质中也可能作为CO2捕获剂的是。
A．NH4ClB．Na2CO3C．HOCH2CH2OHD．HOCH2CH2NH2
20.合成氨工业的核心反应是N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＝QkJ·mol－1。反应过程中能量变化如图所示，回答下列问题。
(1)在反应体系中加入催化剂，反应速率增大，E1和E2的变化：E1________，E2________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(2)在500℃,2×107Pa和催化剂条件下向一密闭容器中充入0.5molN2和1.5molH2，充分反应后，放出的热量________(填“＜”、“＞”或“＝”)46.2kJ，理由是_____________________________________________________________。
(3)关于该反应的下列说法中，正确的是________(填字母)。
A．ΔH＞0，ΔS＞0B．ΔH＞0，ΔS＜0
C．ΔH＜0，ΔS＞0D．ΔH＜0，ΔS＜0
21.Li­SOCl2电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和碳，电解液是LiAlCl4­SOCl2。电池的总反应可表示为4Li＋2SOCl2===4LiCl＋S＋SO2↑。
请回答下列问题：
(1)电池的负极材料为__________，发生的电极反应为________________________。
(2)电池正极发生的电极反应为_________________________________________。
22.铁与同周期的钙性质有很大的差异，铁的熔点更高，而钙的金属活动性更强，这都说明铁的金属键比钙更　　　　　　（选填“强”、“弱”）．与钢铁比，纯净的铁有很强的抗腐蚀性，原因　　　　　　．氯化铁受热会发生升华现象　　　　　　，这说明氯化铁是（选填“离子”、“共价”）化合物．
23.已知：金刚石、石墨的燃烧热分别为395.4kJ•mol﹣1、393.5kJ•mol﹣1，则C（s，石墨）转化为C（s，金刚石）的热化学方程式为：　　　　　　，由此可知，通常条件下二者稳定性更强的是　　　　　　．
24.原电池原理广泛应用于科技、生产和生活中，请回答以下问题：
(1)肼(N2H4)又称联氨，是一种可燃性的液体，可用作火箭燃料。肼—空气燃料电池是一种碱性燃料电池，产物无污染，电解质溶液是20%～30%的KOH溶液。肼—空气燃料电池放电时：正极的电极反应式是______________________；
负极的电极反应式是__________________________。
(2)有人设想寻求合适的催化剂和电极材料，以N2、H2为电极反应物，以HCl—NH4Cl为电解质溶液制造新型燃料电池。试写出该电池的正极反应式：__________________。
(3)请运用原电池原理设计实验，验证I2、Fe3＋氧化性的强弱，请画出实验装置图并写出电极反应式。
25.甲醇是一种重要的可再生能源．
（1）已知2CH4（g）+O2（g）=2CO（g）+4H2（g）△H=akJ/mol
CO（g）+2H2（g）=CH3OH（g）△H=bkJ/mol
试写出由CH4和O2制取甲醇的热化学方程式：　　　　　　．
（2）还可以通过下列反应制备甲醇：CO（g）+2H2（g）⇌CH3OH（g）．甲图是反应时CO和CH3OH（g）的浓度随时间的变化情况．从反应开始到达平衡，用H2表示平均反应速率υ（H2）=　　　　　　．

（3）在一容积可变的密闭容器中充入10molCO和20molH2，CO的平衡转化率随温度（T）、压强（P）的变化如乙图所示．
①下列说法能判断该反应达到化学平衡状态的是　　　　　　．（填字母）
A．H2的消耗速率等于CH3OH的生成速率的2倍
B．H2的体积分数不再改变
C．体系中H2的转化率和CO的转化率相等
D．体系中气体的平均摩尔质量不再改变
②比较A、B两点压强大小PA　　　　　　PB（填“＞、＜、=”）．
③若达到化学平衡状态A时，容器的体积为20L．如果反应开始时仍充入10molCO和20molH2，则在平衡状态B时容器的体积V（B）=　　　　　　L．
（4）以甲醇为燃料，氧气为氧化剂，KOH溶液为电解质溶液，可制成燃料电池（电极材料为惰性电极）．
①若KOH溶液足量，则写出电池总反应的离子方程式：　　　　　　．
②若电解质溶液中KOH的物质的量为0.8mol，当有0.5mol甲醇参与反应时，电解质溶液中各种离子的物质的量浓度由大到小的顺序是　　　　　　．



答案解析
1.C 2.D 3.C 4.D 5.D 6.C
7.C 8.B 9.C 10.C 11.A 12.D
13.C 14.C 15.C 16.D 17.C 18.C
19.(1)2△H2—△H1
(2)①＜
②T3时，化学反应到达平衡状态。由于正反应是放热反应，当温度高于T3，升高温度，化学平衡向逆反应方向移动，不利于CO2的捕获
③如图
(3)降低温度(或增加CO2浓度或压强)
(4)BD
【解析】(1)对比三个反应，反应III可由反应Ⅱ×2-反应Ⅰ获得，根据盖斯定律，2△H2—△H1；
(2)①从c(CO2)的变化趋势可见，开始时变小是没达到平衡，反应向正向进行，拐点是平衡点，其后，随温度的升高c(CO2)增大，说明平衡向逆反应方向移动，△H＜0；
②拐点是平衡点，且△H＜0，T3后，随温度的升高平衡向逆反应方向移动，c(CO2)增大，CO2的吸收效率降低，不利于CO2的捕获；③反应III的△H＜0，在t1时迅速升高温度，平衡向逆反应方向移动，c［(NH4)2CO3］增大，CO32-水解程度大，pH增大，然后建立新的平衡，但最终的pH仍小于最初的pH，图象为：；
(3)提高CO2吸收量就要使平衡向逆反应方向移动，根据反应的特点，△H＜0，可以采取降低温度的措施，逆反应是一个气体体积增大的反应，可以采取降低压强的措施等；
(4)CO2是酸性氧化物，能作为CO2的捕获剂，说明该物质具有碱性，可以是Na2CO3和HOCH2CH2NH2。
20.(1)减小　减小　(2)＜　此反应为可逆反应，0.5molN2和1.5molH2不可能完全反应，所以放热小于46.2kJ　(3)D
【解析】(1)在反应体系中加入催化剂，降低了活化能，故E1和E2均减小。(3)根据题给的图像可以看出合成氨的反应为放热反应，故ΔH＜0；又因为合成氨的反应为气体体积减小的反应，故ΔS＜0；所以选D。
21.(1)锂　Li－e－===Li＋
(2)2SOCl2＋4e－===4Cl－＋S＋SO2↑
【解析】分析反应的化合价变化，可知Li失电子，被氧化，为还原剂，SOCl2得电子，被还原，为氧化剂。
(1)负极材料为Li(还原剂)，Li－e－===Li＋；
(2)正极反应式可由总反应式减去负极反应式得到：2SOCl2＋4e－===4Cl－＋S＋SO2↑。
22.强；不会发生电化学腐蚀；共价；
【解析】铁与钙都是金属晶体，金属键越强金属晶体的熔沸点越高，金属原子失去电子能力越弱，铁与同周期的钙性质有很大的差异，铁的熔点更高，而钙的金属活动性更强，这都说明铁的金属键比钙更强；
与钢铁比，纯净的铁中含碳量低，在潮湿的环境下不容易形成原电池，所以不会发生电化学腐蚀，抗腐蚀性强；
氯化铁受热会发生升华现象说明氯化铁沸点低，为分子晶体，氯化铁存在分子为铁原子与氯原子通过共价键形成的共价化合物。
23.C（s、石墨）=C（s、金刚石）△H=+1.9kJ•mol﹣1；石墨．
【解析】已知金刚石、石墨的燃烧热分别为395.4kJ•mol﹣1、393.5kJ•mol﹣1，
①C（s、金刚石）+O2（g）﹣→CO2（g）△H=﹣395.4kJ•mol﹣1
②C（s、石墨）+O2（g）﹣→CO2（g）△H=﹣393.5kJ•mol﹣1，利用盖斯定律将②﹣①可得：
C（s、石墨）=C（s、金刚石），△H=（=﹣393.5kJ•mol﹣1）﹣（﹣395.4kJ•mol﹣1）=+1.9kJ•mol﹣1，
该反应放热，说明金刚石的能量大于石墨，物质的能量越高，越不稳定，说明石墨较稳定．
24.(1)O2＋2H2O＋4e－===4OH－
N2H4＋4OH－－4e－===N2↑＋4H2O
(2)N2＋8H＋＋6e－===2NH
(3)

【解析】(1)肼燃烧的化学方程式为N2H4＋O2===N2＋2H2O，由此可知电极反应式分别为：
正极：O2＋4e－＋2H2O===4OH－；
负极：N2H4－4e－＋4OH－===N2↑＋4H2O。
(2)写此电极反应式时要注意电解质溶液显酸性，与电极产物NH3反应，即N2＋8H＋＋6e－===2NH。
(3)验证I2和Fe3＋的氧化性强弱可根据反应2I－＋2Fe3＋===2Fe2＋＋I2来进行判断，溶液中可加入少量淀粉溶液，若淀粉溶液变蓝证明生成了I2。
25.（1）2CH4（g）+O2（g）=2CH3OH（g）△H=（a+2b）kJ/mol；
（2）0.15mol/（L•min）；
（3）①BD．②＜；③4L；
（4）①2CH3OH+3O2+4OH﹣=2CO32﹣+6H2O；
②c（K+）＞c（CO32﹣）＞c（HCO3﹣）＞c（OH﹣）＞c（H+）．
【解析】（1）已知①2CH4（g）+O2（g）=2CO（g）+4H2（g）△H=aKJ/mol
②CO（g）+2H2（g）=CH3OH（g）△H=bKJ/mol，①+②×2可得到2CH4（g）+O2（g）=2CH3OH（g）△H=（a+2b）kJ/mol；
（2）用甲醇表示的反应速率v==0.075mol/（L•min），氢气表示的反应速率是甲醇的2倍，即0.15mol/（L•min）；
（3）A．H2的消耗速率等于CH3OH的生成速率的2倍，不能说明正逆反应速率相等，不一定平衡，错误；
B．H2的体积分数不再改变是化学平衡的特征，达到了平衡，正确；
C．体系中H2的转化率和CO的转化率相等，不能说明正逆反应速率相等，不一定平衡，错误；
D．体系中气体的平均摩尔质量等于质量和物质的量的比值，物质的量变化，质量不变，所以当体系中气体的平均摩尔质量不再改变，证明达到了平衡，正确；
②正反应方向为气体体积减小的方向，T1℃时比较CO的转化率，转化率越大，则压强越大，图象中PB转化率大于PA，可知PA＜PB；
③A、B两容器温度相同，即化学平衡常数相等，且B点时CO的转化率为0.8，
则CO（g）+2H2（g）⇌CH3OH（g）
起始（mol）：10200
转化（mol）：8168
平衡（mol）：248
设体积为VL，则有K==4，V=4L；
（4）①燃料电池总反应是燃料燃烧的化学方程式，在碱性环境下，二氧化碳转化为碳酸根离子，即2CH3OH+3O2+4OH﹣=2CO32﹣+6H2O；
②当有0.5mol甲醇参与反应时，产生的二氧化碳是0.5mol，和0.8mol氢氧化钾反应，根据元素守恒可以计算n（K2CO3）=0.3mol，n（KHCO3）=0.2mol，二者的水溶液均为碱性，所以c（K+）＞c（CO32﹣）＞c（HCO3﹣）＞c（OH﹣）＞c（H+）．