2022届高考化学（人教版）一轮总复习练习：第六章　化学反应与能量 Word版含解析

这是一份2022届高考化学（人教版）一轮总复习练习：第六章　化学反应与能量 Word版含解析，共9页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

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(50分钟，100分)
第Ⅰ卷(选择题 共42分)
一、选择题：本题共7小题，每小题6分，共42分。每小题只有一个选项符合题意
1.(2021·山东六地市线联考)在Zn/ZSM－5的催化作用下，甲烷与二氧化碳可以直接合成乙酸，其反应方程式为CH4(g)＋CO2(g)—→CH3COOH(g)，该反应过程与能量的变化关系如图所示。下列说法错误的是( C )
A．CO2的电子式：
B．乙酸的球棍模型：
C．该反应为吸热反应
D．该反应为化合反应
[解析] CO2结构式为O===C===O，其电子式为，故A说法正确；乙酸的结构简式为CH3COOH，原子半径大小顺序是C>O>H，即乙酸的球棍模型为，故B说法正确；根据图像可知，反应物总能量大于生成物总能量，即该反应为放热反应，故C说法错误；由题给反应方程式可知该反应为化合反应，故D说法正确。
2．(2020·北京等级考适应性测试)根据下图所得判断正确的是( D )
已知：H2O(g)===H2O(l) ΔH＝－44 kJ/ml
A．图1反应为吸热反应
B．图1反应使用催化剂时，会改变其ΔH
C．图2中若H2O的状态为液态，则能量变化曲线可能为①
D．图2中反应为CO2(g)＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g) ΔH＝＋41 kJ/ml
[解析] 试题以化学反应与能量的图像为载体，通过化学反应过程中能量变化的图像考查学生对化学反应与能量的理解，涉及化学反应与能量、催化剂、反应热、盖斯定律等必备知识，主要考查理解能力和推理论证能力，体现变化观念与平衡思想的学科核心素养，突出对基础性的考查。A项，图1为反应物总能量高于生成物总能量的放热反应，错误；B项，催化剂只能改变反应所需的活化能，不能改变ΔH，错误；C项，若生成的水为液态，根据题图1和已知可知，其ΔH＝－3 kJ/ml，是一个放热反应，而曲线①仍为吸热反应，错误；D项，题图2表示反应为题图1表示反应的逆反应，正确。
[点拨] 催化剂可以降低反应的活化能，加快化学反应速率，但不能改变反应热。容易错选的选项是C，如果生成物是液态水，生成物能量线需要下移到反应物下方。
3．(2021·山东临沂一模)Li/Li2O体系的能量循环图如图所示。下列说法正确的是( C )
A．ΔH3<0
B．ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＝ΔH6
C．ΔH6>ΔH5
D．ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＋ΔH6＝0
[解析] 由O2的气态分子变为气态原子，需要断裂分子中的化学键，因此要吸收能量，ΔH3>0，A项错误；根据盖斯定律可知，化学反应的反应热只与物质的始态与终态有关，与反应途径无关，根据能量循环图可知ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＝ΔH6，B项错误，D项错误；根据能量循环图可知ΔH1>0，ΔH2>0，ΔH3>0，ΔH4>0，结合B项分析知ΔH6>ΔH5，C项正确。
4．(2021·浙江十校联考)环戊二烯()是重要的有机化工原料，广泛用于农药、橡胶、塑料等生产，根据能量循环图和表格中的键能，下列说法正确的是( D )

A．ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＝0
B．ΔH1<ΔH3
C.(g)转化为(g)的过程中，有C—H键的断裂和形成
D．在相同条件下，生成2 ml HCl(g)的ΔH2′<ΔH2
[解析] A项，由盖斯定律和题给能量循环图知，ΔH1＋ΔH2＝ΔH3，错误；B项，由题给键能数据可知，反应H2(g)＋I2(g)===2HI(g)的ΔH2＝436 kJ·ml－1＋151 kJ·ml－1－2×299 kJ·ml－1＝－11 kJ·ml－1<0，结合ΔH1＋ΔH2＝ΔH3可知ΔH1>ΔH3，错误；C项，(g)转化为(g)的过程中，有C—H键的断裂和H—H键的形成，错误；D项，反应Cl2(g)＋2HI(g)I2(g)＋2HCl(g) ΔH<0，则ΔH2′<ΔH2，正确。
5．(2021·浙江杭州高三质量检测)CO2和CH4催化重整可制备合成气，对减缓燃料危机具有重要的意义，其反应历程示意图如图(图中球棍模型中的“棍”可表示单键、双键或三键)，已知：CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g) ΔH>0，下列说法不正确的是( D )
A．反应①为吸热反应，且ΔH1＝ΔH－ΔH2
B．催化剂Ni对反应①和反应②都有催化作用
C．反应②过程中既有碳氧键的断裂，也有碳氧键的形成
D．反应②的活化能为E2，反应焓变ΔH2＝E1－E2
[解析] 本题考查盖斯定律的应用、焓变的计算等。由题中图像可知反应②反应物总能量大于生成物总能量，为放热反应，ΔH2<0，根据盖斯定律，ΔH＝ΔH1＋ΔH2>0，则ΔH1>0，反应①为吸热反应，且ΔH1＝ΔH－ΔH2，A正确；根据题图可知，Ni既是反应①的反应物，又是反应②的生成物，在整个反应中起催化作用，B正确；反应②过程中，CO2中碳氧双键断裂，形成CO中的碳氧三键，C正确；反应②的活化能为E2，反应焓变＝生成物的总能量－反应物的总能量，则ΔH2＝E3－E1，D错误。
6.(2021·广东广州高三月考)某化学兴趣小组利用反应Zn＋2FeCl3===ZnCl2＋2FeCl2，设计了如图所示的装置，下列说法正确的是( B )
A．Zn为负极，发生还原反应
B．石墨电极上发生的反应为Fe3＋＋e－===Fe2＋
C．电子流动方向为石墨电极→电流表→锌电极
D．盐桥中K＋向ZnCl2溶液移动，Cl－向FeCl3溶液移动
[解析] 本题考查双液原电池的构成及工作原理。由电池总反应可知，Zn发生氧化反应生成Zn2＋，则Zn为负极，A错误；石墨电极为正极，Fe3＋发生还原反应生成Fe2＋，电极反应式为Fe3＋＋e－===Fe2＋，B正确；原电池中电子由负极流出经导线流向正极，则电子流动方向为锌电极→电流表→石墨电极，C错误；原电池工作时，电解质溶液中阳离子移向正极，阴离子移向负极，故盐桥中K＋向FeCl3溶液移动，Cl－向ZnCl2溶液移动，D错误。
7．(2021·河北衡水检测)常温下，将除去表面氧化膜的Al、Cu片插入浓硝酸中组成原电池(图1)，测得原电池的电流强度(I)随时间(t)的变化如图2所示。反应过程中有红棕色气体产生。下列说法错误的是( D )
A．t1时刻前，Al片的电极反应为2Al－6e－＋3H2O===Al2O3＋6H＋
B．t1时，因Al在浓硝酸中钝化，氧化膜阻碍了Al继续反应
C．t1之后，负极Cu失电子，电流方向发生改变
D．烧杯中发生的离子反应为2NO2＋2OH－===2NOeq \\al(－,2)＋H2O
[解析] t1时刻前，铝片作负极，Al发生氧化反应，负极发生2Al－6e－＋3H2O===Al2O3＋6H＋，故A正确；t1时，随着反应进行铝表面钝化形成氧化膜阻碍反应进行，故B正确；随着反应进行铝表面钝化形成氧化膜阻碍反应进行，铜作负极，电流方向相反，故C正确；NO2溶解于NaOH溶液生成NaNO3和NaNO2，烧杯中发生的离子反应为2NO2＋2OH－===NOeq \\al(－,3)＋NOeq \\al(－,2)＋H2O，故D错误。
第Ⅱ卷(非选择题 共58分)
二、非选择题：本题包括4小题，共58分
8．(2021·河南洛阳高三检测)能源的开发利用与人类社会的可持续发展息息相关。
(1)用于发射“天宫一号”的长征二号火箭的燃料是液态偏二甲肼(CH3)2N—NH2，氧化剂是液态四氧化二氮。二者在反应过程中放出大量能量，同时生成无毒、无污染的气体。已知室温下，1 g燃料完全燃烧释放出的能量为42.5 kJ，请写出该反应的热化学方程式 C2H8N2(l)＋2N2O4(l)===2CO2(g)＋3N2(g)＋4H2O(l) ΔH＝－2 550 kJ·ml－1 。
(2)依据原电池构成原理，下列化学反应在理论上可以设计成原电池的是 C (填序号)。你选择的理由是 该反应为氧化还原反应且为放热反应 。
A．C(s)＋CO2(g)===2CO(g)
B．NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l)
C．2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)
D．2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)
(3)若以熔融的K2CO3与CO2为反应的环境，依据所选反应设计成一个原电池，请写出该原电池的负极反应： CO－2e－＋COeq \\al(2－,3)===2CO2 。
(4)工业上常采用如图所示电解装置，利用铁的化合物将气态废弃物中的硫化氢转化为可利用的硫。通电电解，然后通入H2S时发生反应的离子方程式为2[Fe(CN)6]3－＋2COeq \\al(2－,3)＋H2S===2[Fe(CN)6]4－＋2HCOeq \\al(－,3)＋S↓。电解时，阳极的电极反应式为
[Fe(CN)6]4－－e－===[Fe(CN)6]3－ ；电解过程中阴极区溶液的pH 变大 (填“变大”“变小”或“不变”)。
[解析] (1)1 g燃料完全燃烧释放出的能量为42.5 kJ，则1 ml偏二甲肼完全燃烧释放出的能量为42.5 kJ×60＝2 550 kJ，该反应的热化学方程式为C2H8N2(l)＋2N2O4(l)===2CO2(g)＋3N2(g)＋4H2O(l) ΔH＝－2 550 kJ·ml－1。
(2)C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)为氧化还原反应，但该反应为吸热反应，不能设计为原电池，故A项错误；NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l)不属于氧化还原反应，不能设计为原电池，故B项错误；2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)为放热反应，且为氧化还原反应，故可以设计成原电池，故C项正确；2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)为吸热反应，不能设计成原电池，故D项错误。
(3)若为一氧化碳燃料电池，在熔融的K2CO3与CO2为反应的环境中，传导离子为碳酸根离子，负极是一氧化碳失电子生成二氧化碳，则电极反应为CO－2e－＋COeq \\al(2－,3)===2CO2。
(4)电解时，阳极的电极反应式为[Fe(CN)6]4－－e－===[Fe(CN)6]3－，电解时阴极反应式为2HCOeq \\al(－,3)＋2e－===H2↑＋2COeq \\al(2－,3)，由于COeq \\al(2－,3)的水解程度大于HCOeq \\al(－,3)，所以溶液碱性增强，则pH变大。
9．(2021·江西临川高三检测)课题式研究性学习是培养学生创造性思维的良好方法。某研究性学习小组利用下列装置进行实验，D、F、X、Y都是铂电极，C、E是铁电极。将电源接通后，向乙中滴入酚酞溶液，在F极附近显红色。试回答下列问题：
(1)电源B极的名称是 负极 。
(2)甲装置中电解反应的总化学方程式为 CuSO4＋Feeq \(=====,\s\up7(电解))Cu＋FeSO4 。
(3)设电解质溶液过量，则同一时间内C、D电极上参加反应的单质或生成的单质的物质的量之比是 1︰1 。
(4)欲用丙装置将粗铜(含少量铁、锌等杂质)精炼，G极材料应该是 粗铜 (填“粗铜”或“精铜”)，电解质溶液中原电解质的物质的量浓度将 变小 (填“变大”“变小”或“不变”)。
(5)设甲池中溶液的体积在电解前后都是500 mL，当乙池所产生气体的体积为4.48 L(标准状况)时，甲池中所生成物质的物质的量浓度为 0.4 ml·L－1。
[解析] (1)根据题意知将电源接通后，向乙中滴入酚酞溶液，在F极附近显红色，说明溶液呈碱性，则F为电解池的阴极，则电源B极的名称是负极。
(2)甲装置是以铁为阳极、以铂为阴极电解硫酸铜溶液，电解反应的总化学方程式为CuSO4＋Feeq \(=====,\s\up7(电解))Cu＋FeSO4。
(3)根据(2)的反应方程式知同一时间内C极上参加反应的铁的物质的量与D电极上生成铜单质的物质的量相同，则物质的量之比是1︰1。
(4)欲用丙装置将粗铜(含少量铁、锌等杂质)精炼，粗铜作阳极，精铜作阴极，G极材料应该是粗铜，阳极上铜和铁、锌等金属失电子生成金属阳离子进入电解质溶液，阴极上铜离子得电子生成铜单质，根据电子守恒知电解质溶液中原电解质的物质的量浓度将变小。
(5)乙池中E为阳极，电极反应为Fe－2e－===Fe2＋，F为阴极，电极反应为2H＋＋2e－===H2↑，当乙池所产生氢气的体积为4.48 L(标准状况)时，其物质的量为0.2 ml，所以乙池转移电子为0.4 ml，甲池中阳极是铁失电子生成亚铁离子，则生成硫酸亚铁的浓度为eq \f(0.2 ml,0.5 L)＝0.4 ml·L－1。
10．(2021·天津部分区高三联考)新能源汽车所用蓄电池分为铅酸蓄电池、二次锂电池、空气电池等。
请回答下列问题：
(1)2019年诺贝尔化学奖授予了为锂离子电池发展做出贡献的约翰·B·古迪纳夫等三位科学家。图甲所示为水溶液锂离子电池体系。
①放电时，电池的负极是 b (填“a”或“b”)，电极反应式为 Li－e－===Li＋ 。
②放电时，Li2SO4溶液中Li＋从 b向a 迁移(填“a向b”或“b向a”)。
(2)铅酸蓄电池是最常见的二次电池，电压稳定，安全可靠，价格低廉，应用广泛。电池总反应为Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)eq \(,\s\up7(放电),\s\d5(充电))2PbSO4(s)＋2H2O(l)。
①放电时，正极的电极反应式是 PbO2＋4H＋＋SOeq \\al(2－,4)＋2e－===PbSO4＋2H2O ，电解质溶液中c(H2SO4) 减小 (填“增大”“减小”或“不变”)。
②用该蓄电池作电源，进行粗铜(含Ag、Pt、Au等杂质)的电解精炼。如图乙所示，电解液c选用 CuSO4(或CuCl2等) 溶液，A电极的材料是 粗铜 ，B电极反应式为 Cu2＋＋2e－===Cu 。
③用该蓄电池作电源，A、B为石墨电极，c为氯化钠溶液，进行电解。如图乙所示，则A电极产生的气体是 Cl2 ，B电极的电极反应式为 2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑ 。
[解析] 本题考查电化学知识综合应用，涉及铅酸蓄电池、二次锂电池、粗铜的电解精炼及电解饱和食盐水等。
(1)①Li是活泼金属，放电时，Li作负极被氧化为Li＋，电极反应式为Li－e－===Li＋。②原电池中，Li2SO4溶液中Li＋由负极向正极移动。
(2)①放电时，PbO2在正极发生还原反应，电极反应式为PbO2＋4H＋＋SOeq \\al(2－,4)＋2e－===PbSO4＋2H2O，反应中消耗H2SO4且生成了H2O，溶液中c(H2SO4)减小。②根据图中电流的流向判断，A是阳极，B是阴极。电解精炼铜时，粗铜作阳极，纯铜作阴极，电解液是CuSO4或CuCl2溶液等，阴极发生Cu2＋得电子的还原反应：Cu2＋＋2e－===Cu。③电解氯化钠溶液，A电极是阳极，Cl－放电产生Cl2；B电极是阴极，电极反应式为2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑。
11．(2021·湖北黄冈高三调研)如图甲所示，A为新型高效的甲烷燃料电池，采用铂为电极材料，两电极上分别通入CH4和O2，电解质溶液为KOH溶液，B为浸透饱和硫酸钠溶液和酚酞试液的滤纸，滤纸中央滴有一滴KMnO4溶液，C、D为电解槽。
(1)甲烷燃料电池中负极反应式为 CH4＋10OH－－8e－===COeq \\al(2－,3)＋7H2O 。
(2)关闭K1，打开K2，通电后，B中的紫红色液滴向d端移动，则电源a端为 负 极，通电一段时间后，观察到滤纸c端出现的现象是 c端试纸变红 。
(3)D装置中有200 mL一定浓度的NaCl与CuSO4的混合溶液，闭合K2、打开K1后理论上两极所得气体的体积随时间变化的关系如图乙所示(气体体积已换算成标准状况下的体积，电解前后溶液的体积变化忽略不计)，则原混合溶液中NaCl的物质的量浓度为 0.1 ml·L－1，t2 s时所得溶液的pH＝ 1 。
(4)若C装置中溶液为AgNO3溶液且足量，电池总反应的离子方程式为 4Ag＋＋2H2Oeq \(=====,\s\up7(通电))4Ag＋O2↑＋4H＋ 。
电解结束后，为了使溶液恢复原样，则可以在反应后的溶液中加入 Ag2O或Ag2CO3 (填化学式)。
[解析] 本题考查甲烷燃料电池和电解池的串联问题，涉及电极判断、电极反应式书写、电化学计算等。
(1)甲烷燃料电池的电解质溶液为KOH溶液，负极上CH4失电子被氧化，电极反应式为CH4＋10OH－－8e－===COeq \\al(2－,3)＋7H2O。
(2)关闭K1，打开K2，燃料电池A和电解池B组成串联电路，B中紫红色液滴向d端移动，说明MnOeq \\al(－,4)向d移动，则d为阳极，从而推知a为电源的负极，b为正极，c为阴极，电极反应式为2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑，c端溶液呈碱性，酚酞遇碱溶液变成红色。
(3)阳极上先后发生反应：2Cl－－2e－===Cl2↑、2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，由题图乙可知，t1 s时，Cl－放电完毕，得到224 mL Cl2(标准状况)，则有n(NaCl)＝n(Cl－)＝2n(Cl2)＝eq \f(2×0.224 L,22.4 L·ml－1)＝0.02 ml，故原混合液中c(NaCl)＝eq \f(0.02 ml,0.2 L)＝0.1 ml·L－1。0～t2 s阴极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu，t1～t2 s生成112 mL O2(标准状况)，n(O2)＝eq \f(0.112 L,22.4 L·ml－1)＝5×10－3 ml，结合阳极反应式可知反应生成n(H＋)＝4n(O2)＝4×5×10－3 ml＝0.02 ml，则t2 s时所得溶液中c(H＋)＝eq \f(0.02 ml,0.2 L)＝0.1 ml·L－1，故溶液的pH＝1。
(4)利用Pt电极电解AgNO3溶液时，阳极上OH－放电，阴极上Ag＋放电，电池总反应为4Ag＋＋2H2Oeq \(=====,\s\up7(通电))4Ag＋O2↑＋4H＋。为使电解质溶液复原，可向电解后的溶液中加入Ag2O或Ag2CO3。
共价键
键能/kJ·ml－1
H—H
436
H—I
299
I—I
151