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新教材适用2024版高考化学二轮总复习专题能力提升训练六化学反应与能量
展开A.2X(g)→Z(g)+(a-b)kJ
B.2X(g)→Z(g)+(b-a)kJ
C.2X(g)→Z(g)+(c-a)kJ
D.2X(g)→Z(g)+(b-c)kJ
【解析】由图可知,反应物X生成Z为吸热反应,吸收的热量为(b-a)kJ,以此来解答。由图可知,反应物X生成Z为吸热反应,吸收的热量为(b-a)kJ,所以该反应的热化学方程式为2X(g)→Z(g)+(a-b)kJ,故选A。
2. (2023·上海虹口统考二模)气态有机物①~④分别与氢气发生加成反应生成1 ml气态环己烷()的能量变化如图所示。下列说法错误的是( D )
A.物质的热稳定性:②<③
B.物质④中不存在碳碳双键
C.物质①~④与氢气的加成反应都是放热反应
D.物质③脱氢生成④的热化学方程式为:
【解析】从图中可知,物质②的能量高于物质③,则稳定性②<③,A正确;物质④为苯,苯环中不存在碳碳双键,B正确;从图中可知,四种物质与氢气发生加成反应生成1 ml气态环己烷都放出热量,都是放热反应,C正确;物质③能量高于物质④,则物质③脱氢生成④的热化学方程式为 (g) (g)+H2(g)+21 kJ,D错误;故选D。
3. (2023·上海闵行统考二模)一定条件下,在密闭容器中,氮气与氢气合成氨气,能量变化曲线如图所示。下列说法正确的是( D )
A.加入催化剂,E1、E2都变小
B.N2(g)+3H2(g)2NH3(g)+600 kJ
C.升温可以增大该反应的化学平衡常数
D.通入1 ml N2和3 ml H2充分反应,放热小于92 kJ
【解析】加入催化剂可以降低活化能,但是不能改变反应热,即E2不变,A错误;根据图示,1 ml氮气和3 ml氢气完全反应生成2 ml氨气时,放出的热量为600 kJ-508 kJ=92 kJ,根据热化学方程式书写规则得:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92 kJ·ml-1,B错误;该反应为放热反应,则升高温度,平衡逆向移动,平衡常数减小,C错误;该反应为可逆反应,反应不能进行到底,故通入1 ml N2和3 ml H2充分反应,放热小于92 kJ,D正确;故选D。
4. (2023·湖南邵阳二模)利用电化学原理,可将H2、CO2转化为C2H5OH,其工作原理如图所示。下列说法正确的是( D )
A.电极1的电势低于电极2
B.H+由左侧通过质子膜移向右侧
C.该装置工作时电能转化为化学能
D.电极1上电极反应式为2CO2+12e-+12H+===C2H5OH+3H2O
【解析】原电池负极发生氧化反应,右侧氢气失电子为负极,则电极2为负极,负极电势低于正极电势,则电极2电势低于电极1电势,A错误;由图可知,左侧二氧化碳得电子为正极,右侧氢气失电子为负极,原电池工作时,阳离子移向为负极→正极,即通过质子膜移向左侧,B错误;由图可知,该装置为原电池,工作中是化学能转化为电能,C错误;由图知CO2在电极1上得到电子转化为乙醇,2CO2+12e-+12H+===C2H5OH+3H2O,D正确;故选D。
5. (2023·广东汕头统考一模)我国科学家利用Zn—BiOI电池,以ZnI2水溶液作为锌离子电池的介质,可实现快速可逆的协同转化反应。如图所示,放电时该电池总反应为3Zn+6BiOI===2Bi+2Bi2O3+3ZnI2。下列说法正确的是( D )
A.放电时,BiOI为负极,发生氧化反应
B.放电时,1 ml BiOI参与反应,转移3 ml e-
C.充电时,Zn2+通过阳离子交换膜从Zn极移向BiOI极
D.充电时,阳极发生反应:Bi+Bi2O3+3I--3e-===3BiOI
【解析】由总反应可知,放电时,Zn为负极,发生氧化反应,故A错误;由总反应可知,6 ml BiOI反应时生成2 ml Bi,转移6 ml电子,1 ml BiOI参与反应,转移1 ml e-,故B错误;充电时,Zn电极作阴极,BiOI极作阳极,溶液中阳离子向阴极移动,则Zn2+通过阳离子交换膜从BiOI极移向Zn极,故C错误;充电时的总反应为2Bi+2Bi2O3+3ZnI2===3Zn+6BiOI,阳极发生反应:Bi+Bi2O3+3I--3e-===3BiOI,故D正确;故选D。
6. (2023·湖北省高三统考)已知反应:①2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH1,②N2(g)+2O2(g)===2NO2(g) ΔH2,③N2(g)+3H2(g)===2NH3(g) ΔH3,则反应4NH3(g)+7O2(g)===4NO2(g)+6H2O(g)的ΔH为( C )
A.2ΔH1+2ΔH2-2ΔH3 B.ΔH1+ΔH2-ΔH3
C.3ΔH1+2ΔH2-2ΔH3 D.3ΔH1+2ΔH2+2ΔH3
【解析】已知反应:①2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH1,②N2(g)+2O2(g)===2NO2(g) ΔH2,③N2(g)+3H2(g)===2NH3(g) ΔH3,根据盖斯定律,将①×3+②×2-③×2,整理可得4NH3(g)+7O2(g)===4NO2(g)+6H2O(g)得ΔH=3ΔH1+2ΔH2-2ΔH3,故选C。
7. (2023·广东佛山二模)过硫酸铵[(NH4)2S2O8]可用作氧化剂、漂白剂。利用电解法在两极分别生产过硫酸铵和过氧化氢的装置如图所示。下列说法错误的是( C )
A.a为外接电源的负极
B.电解总反应:O2+2H++2SOeq \\al(2-,4)eq \(=====,\s\up7(电解))H2O2+S2Oeq \\al(2-,8)
C.阴离子交换膜可用阳离子交换膜替代
D.电解池工作时,Ⅰ室溶液质量理论上逐渐减小
【解析】 (NH4)2SO4转化为(NH4)2S2O8,其中部分O元素化合价由-2价升高至-1价,化合价升高被氧化,故右侧Pt电极为阳极,b为外接电源正极,a为外接电源负极,左侧Pt电极为阴极。根据分析,a为外接电源的负极,A正确;根据分析,阴极氧气被还原,阳极硫酸根被氧化,电解总反应正确,B正确;根据阳极产物可知,反应需要消耗硫酸根,阴离子交换膜不可用阳离子交换膜替代,C错误;电解池工作时,Ⅰ室溶液中氢离子移向阴极,硫酸根移向阳极,消耗硫酸,Ⅰ室溶液质量理论上逐渐减小,D正确;故选C。
8. (2023·上海崇明统考一模)用如图所示的方法可以保护钢质闸门。下列说法正确的是( A )
A.当a、b间用导线连接时,X可以是锌棒,X上发生氧化反应
B.当a、b间用导线连接时,X可以是锌棒,电子经导线流入X
C.当a、b与外接电源相连时,a应连接电源的正极
D.当a、b与外接电源相连时,阴极的电极反应式:2Cl--2e-===Cl2↑
【解析】当a、b间用导体连接时构成原电池,X为Zn时,Zn发生氧化反应,属于牺牲阳极法,可以保护钢闸门,A正确;当a、b间用导体连接时构成原电池,X为Zn时,Zn为负极,电子从负极X流出,B错误;当a、b与外接电源相连时,属于外加电流法,a应连接电源的负极,C错误;当a、b与外接电源相连时,阴极发生得电子的还原反应,D错误;故选A。
9. (2023·青岛一模)八钼酸铵[(NH4)4M8O26]可用于染料、催化剂、防火剂等。该化合物可通过电渗析法获得,工作原理如图。下列说法错误的是( C )
A.a连接电源正极
B.生成M8Oeq \\al(4-,26)的反应为8MOeq \\al(2-,4)+12H+===M8Oeq \\al(4-,26)+6H2O
C.电解一段时间后,b极附近氨水的浓度减小
D.双极膜附近的OH-移向左侧
【解析】由图可知,b为阴极,水放电生成氢气和氢氧根离子,则a为阳极,水放电生成氧气和氢离子;双极膜释放出氢离子向阴极移动和MOeq \\al(2-,4)反应生成M8Oeq \\al(4-,26);由分析可知,a为阳极,连接电源正极,A正确;双极膜释放出氢离子向阴极移动和MOeq \\al(2-,4)反应生成M8Oeq \\al(4-,26),8MOeq \\al(2-,4)+12H+===M8Oeq \\al(4-,26)+6H2O,B正确;电解一段时间后,b极附近生成的氢氧根离子和左侧迁移过来的铵根离子生成一水合氨,氨水的浓度变大,C错误;阴离子向阳极迁移,双极膜附近的OH-移向左侧,D正确;故选C。
10. (2023·江苏省苏北四市(徐州、淮安、宿迁、连云港)统考一模)CO2通过电催化法可生成C2H5OH,c-NC、i-NC是可用于阴极电极的两种电催化剂,其表面发生转化原理如图所示。下列有关说法正确的是( D )
A.i-NC电极发生氧化反应
B.合成过程中CO2作为还原剂
C.合成过程中用i-NC作电极催化剂更利于生成C2H5OH
D.c-NC电极上发生反应:2CO2+12H++12e-===C2H5OH+3H2O
【解析】根据分析,c-NC端CO2得到电子生成C2H5OH,i-NC中CO2得电子生成C2H5OH和CO;根据分析,i-NC电极发生还原反应,A错误;合成过程中CO2中C的化合价降低,作氧化剂,B错误;根据分析在i-NC中CO2得电子生成C2H5OH和CO,不利于生成C2H5OH,C错误;根据分析,c-NC端CO2得到电子生成C2H5OH:2CO2+12H++12e-===C2H5OH+3H2O,D正确;故选D。
11. (2023·江苏南京盐城二模)一种电解法制备Na2FeO4的装置如图所示。下列说法正确的是( D )
A.电解时化学能转化为电能
B.电解时应将铂电极与直流电源正极相连
C.电解过程中转移2 ml e-,理论上可获得标准状况下的H2 11.2 L
D.电解时铁电极反应式:Fe-6e-+8OH-===FeOeq \\al(2-,4)+4H2O
【解析】电解法制备Na2FeO4,根据装置图,铁元素化合价由0价→+6价,化合价升高,根据电解原理,铁电极作阳极,铂电极为阴极,据此分析;该装置为电解池,将电能转化成化学能,故A错误;根据上述分析,铂电极为阴极,与电源的负极相连,故B错误;阴极反应式为2H2O+2e-===H2↑+2OH-,转移2 ml电子,生成1 ml氢气,则标准状况下,生成氢气体积为22.4 L,故C错误;制备高铁酸钠,铁元素化合价升高,根据电解原理,铁电极为阳极,电极反应式为Fe-6e-+8OH-===FeOeq \\al(2-,4)+4H2O,故D正确;故选D。
12. (2023·湖北襄阳五中二模)氨是农业上“氮的固定”的必需原料,随着世界人口的增长,氨的需求量在不断增大。科研人员新发现以磷盐作质子(H+)传导体,以四氢呋喃(无色易挥发的液体)为电解剂,利用电化学法将氮气还原成氨的原理如图所示。下列说法错误的是( C )
A.M电极为阳极,电极反应式为H2-2e-===2H+
B.(Ⅰ)→(Ⅱ)的变化中,磷原子的成键数目不发生变化
C.图示中N电极上总反应为6Li+N2+6H+===6Li++2NH3
D.该方法制备氨气所需的温度低于传统工业合成氨的温度
【解析】据图可知,M电极上氢气被氧化为氢离子,为阳极;阴极为锂离子得电子生成锂,锂再与氮气反应生成氨气。据图可知,M电极上氢气被氧化为氢离子,为阳极,电极反应式为H2-2e-===2H+,A正确;据图可知(Ⅰ)→(Ⅱ)的变化中,磷原子都是形成4个共价键,B正确;Li+先被还原为Li单质,然后将N2还原为NH3,同时又生成Li+,所以Li+为催化剂,反应方程式为N2+6H++6e-eq \(=====,\s\up7(Li+))2NH3,C错误;该装置为电解装置,利用电能转化为化学能,即合成氨所需的能量大部分是由电能转化,则所需的热能较少,所需的温度较低,D正确;故选C。
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