2021高考化學二輪復習專題限時集訓4化學能與熱能電能的相互轉化含解析

1、專題限時集訓(四)化學能與熱能、電能的相互轉化(限時：45分鐘)1水煤氣變換反應為co(g)h2o(g)=co2(g)h2(g)。我國學者結合實驗與計算機模擬結果，研究了在金催化劑表面上水煤氣變換的反應歷程，如圖所示，其中吸附在金催化劑表面上的物種用標注，下列說法正確的是()a水煤氣變換反應的h0b步驟的化學方程式為coohh2o(g)=coohh2oc步驟只有非極性鍵hh鍵形成d該歷程中最大能壘(活化能)e正1.70 evb由圖可知，起始時反應物的總能量比終點時生成物的總能量大，故該水煤氣變換反應為放熱反應，h0，a錯誤；分析圖示，步驟的反應物為coohhh2o(g)，生成物為coohhh2

2、o，故該步驟的總反應為coohh2o(g)=coohh2o，b正確；步驟是由cooh2hoh生成co2(g)h2(g)h2o的過程，既有非極性鍵hh鍵形成，又有極性鍵oh形成，c錯誤；選項d，該反應中最大能壘出現(xiàn)在過渡態(tài)2時，e正1.86 ev(0.16 ev)2.02 ev，d錯誤。2.(2020山東六地市聯(lián)考)alh3是一種儲氫材料，可作為固體火箭推進劑。通過激光加熱引發(fā)alh3的燃燒反應，燃燒時溫度和時間的變化關系如圖所示。燃燒不同階段發(fā)生的主要變化如下：2alh3(s)=2al(s)3h2(g)h1h2(g)o2(g)=h2o(g)h2al(s)=al(g)h3al(g)o2(g)=a

3、l2o3(s)h4下列分析正確的是()aalh3燃燒需要激光加熱引發(fā)，所以alh3燃燒是吸熱反應b其他條件相同時，等物質的量的al(s)燃燒放熱大于al(g)燃燒放熱c在反應過程中，a點時物質所具有的總能量最大d2alh3(s)3o2(g)=al2o3(s)3h2o(g)hh13h22h32h4d所有的燃燒都是放熱反應，并且反應放熱還是吸熱與反應是否需要加熱無關，故alh3燃燒為放熱反應，a項錯誤；物質由固態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)時吸收熱量，故其他條件相同時，等物質的量的al(s)燃燒放熱小于al(g)燃燒放熱，b項錯誤；反應過程中，a點溫度最高，說明反應釋放熱量最多，體系能量最低，物質具有的總能量最小，c

4、項錯誤；將題給四個已知熱化學方程式依次編號為、，根據(jù)蓋斯定律，由322，可得2alh3(s)3o2(g)=al2o3(s)3h2o(g)hh13h22h32h4，d項正確。3以co與h2為原料可合成再生能源甲醇，發(fā)生反應的熱化學方程式為co(g)2h2(g)ch3oh(g)ha kjmol1。反應過程中能量的變化曲線如圖所示，使用某種催化劑后，反應經(jīng)歷了反應和反應兩個歷程。下列有關說法正確的是()a上述熱化學方程式中的a91.0bee1e2c反應和反應均為放熱反應d相同條件下，反應的反應速率比反應的大d選項a，由題圖可知，co(g)2h2(g)ch3oh(g)h419.0 kjmol1510.

5、0 kjmol191.0 kjmol1，故a91.0，錯誤。選項b，e、e1、e2分別是三個反應的活化能，三者之間沒有必然的關系，錯誤。選項c，由題圖可知，反應是吸熱反應，反應是放熱反應，錯誤。選項d，由題圖可知，反應的活化能比反應的小，故相同條件下反應的反應速率快，正確。4寶雞被譽為“青銅器之鄉(xiāng)”，出土了大盂鼎、毛公鼎、散氏盤等五萬余件青銅器。研究青銅器(含cu、sn等)在潮濕環(huán)境中發(fā)生的腐蝕對于文物保護和修復有重要意義。下圖為青銅器在潮濕環(huán)境中發(fā)生電化學腐蝕的原理示意圖，下列說法不正確的是()a青銅器發(fā)生電化學腐蝕，圖中c作負極，被氧化b負極發(fā)生的電極反應為o2 4e2h2o=4ohc環(huán)境

6、中的cl與正、負兩極反應的產(chǎn)物作用生成a的離子方程式為2cu23ohcl=cu2 (oh)3cld若生成0.2 mol cu2(oh)3cl，則理論上消耗的o2體積為4.48 l(標準狀況下)b負極應是氧化反應，失去電子，b項不正確。5我國科學家開發(fā)的一種“磷酸釩鋰/石墨鋰離子電池”在4.6 v電位區(qū)電池總反應為：li3c6v2(po4)36cli3v2(po4)3。下列有關說法正確的是()a該電池比能量高，用li3v2(po4)3做負極材料b放電時，外電路中通過0.1 mol電子，m極質量減少0.7 gc充電時，li向n極區(qū)遷移d充電時，n極反應為v2(po4)33li3e=li3v2(po

7、4)3ba項，li3v2(po4)3作正極材料，錯誤；c項，充電時li移向陰極即m極，錯誤；d項，充電時，n極反應為li3v2(po4)33e=v2(po4)33li，錯誤。6垃圾假單胞菌株能夠在分解有機物的同時分泌物質產(chǎn)生電能，其原理如下圖所示。下列說法正確的是()a電流由左側電極經(jīng)過負載后流向右側電極b放電過程中，正極附近ph變小c若1 mol o2參與電極反應，有4 mol h穿過質子交換膜進入右室d負極電極反應為：h2pca2e=pca2hc根據(jù)電極上物質變化，左電極為負極，反應式為h2pca2e=pca2h，右電極為正極，反應式為o24e4h=2h2o。7硼酸(h3bo3)為一元弱酸

8、，已知h3bo3與足量naoh溶液反應的離子方程式為h3bo3oh=b(oh)，h3bo3可以通過電解的方法制備。其工作原理如下圖所示(陽膜和陰膜分別只允許陽離子、陰離子通過)。下列說法錯誤的是()a陽極的電極反應式為：2h2o4e=o24hb反應一段時間以后，陰極室naoh溶液濃度增大c當電路中通過3 mol電子時，可得到1 mol h3bo3db(oh)穿過陰膜進入產(chǎn)品室，na穿過陽膜進入陰極室c陽極電極反應式為2h2o4e=o24h，電路中通過3 mol電子時有3 mol h生成，硼酸(h3bo3)為一元弱酸，生成1 mol硼酸需要1 mol h，所以電路中通過3 mol電子時，可得到3

9、 mol h3bo3，c錯誤。8環(huán)己酮()在生產(chǎn)生活中有重要的用途，可在酸性溶液中用環(huán)己醇間接電解氧化法制備，其原理如圖所示。下列說法正確的是()aa極與電源負極相連ba極電極反應式是2cr37h2o6e=cr2o14hcb極發(fā)生氧化反應d理論上有1 mol環(huán)己酮生成時，有2 mol氫氣放出b根據(jù)圖示，a極為陽極，b極為陰極，a極接電源的正極，a項錯誤；b極為陰極，氫離子得電子發(fā)生還原反應，c錯誤；理論上有1 mol環(huán)己酮生成時，則轉移2 mol電子，所以陰極有1 mol氫氣放出，d錯誤。9(雙選)(2020山東聯(lián)考)335 時，在恒容密閉反應器中1.00 mol c10h18(l)催化脫氫的

10、反應過程如下：反應1：c10h18(l) c10h12(l)3h2(g)h1反應2：c10h12(l)c10h8(l)2h2(g)h2測得c10h12和c10h8的產(chǎn)率x1和x2(以物質的量分數(shù)計)隨時間的變化關系及反應過程中能量的變化如圖所示。下列說法錯誤的是()a使用催化劑能改變反應歷程b更換催化劑后h1、h2也會隨之改變c8 h時，反應1處于平衡狀態(tài)dx1顯著低于x2，是由于反應2的活化能比反應1的小，反應1生成的c10h12很快轉變成c10h8bc使用催化劑，降低了反應的活化能，改變了反應歷程，a項正確；使用催化劑，不能改變反應物和生成物的總能量，即不能改變反應的焓變(h)，b項錯誤；

11、8 h之后，c10h8的產(chǎn)率還在增加，說明反應2未達平衡，而c10h8是由c10h12轉化而來的，且c10h12的產(chǎn)率幾乎保持不變，說明反應1也未達平衡，c項錯誤；由圖像可以看出反應2的活化能低于反應1的活化能，故反應1生成的c10h12快速轉化為c10h8，從而使x1顯著低于x2，d項正確。10一種全天候太陽能電池光照時的工作原理如圖所示。下列說法不正確的是()a硅太陽能電池供電原理與該電池相同b光照時，b極的電極反應式為vo2eh2o=vo2hc光照時，每轉移1 mol電子，有1 mol h由b極區(qū)經(jīng)質子交換膜向a極區(qū)遷移d夜間時，該電池相當于蓄電池放電，a極發(fā)生氧化反應a硅太陽能電池是用

12、半導體原理將光能轉化為電能，是物理變化，而該電池是化學能轉化為電能，兩者原理不同，a項錯誤。11(雙選)(2020濟南模擬)某種氨硼烷(nh3bh3)電池裝置如圖所示(未加入氨硼烷之前，兩極室內液體質量相等)，電池反應為nh3bh33h2o2=nh4bo24h2o(不考慮其他反應的影響)。下列說法錯誤的是()a氨硼烷中n和b的雜化方式不同b電池正極的電極反應式為h2o22h2e=2h2oc其他條件不變，向h2o2溶液中加入適量硫酸能增大電流強度d若加入的氨硼烷全部放電后左右兩極室內液體質量差為3.8 g，則電路中轉移2.4 mol電子adnh3bh3中n與b間共用1對電子形成配位鍵，使得n、b

13、周圍均有4對電子，則氨硼烷中的n、b均為sp3雜化，a項錯誤；電池正極為氧化劑得電子的反應，即h2o2得電子轉化為h2o的反應，b項正確；向h2o2溶液中加入適量硫酸，可增大離子濃度，增大電流強度，c項正確；負極反應：nh3bh32h2o6e=nh4bo26h，若左極室加入1 mol氨硼烷(31 g)，則電極產(chǎn)物nh4bo2留在左極室，h穿過質子交換膜進入右極室，故左極室增加的質量為31 g6 g25 g，右極室增加的是6 mol h，其質量為6 g，則左右兩極室液體質量差為25 g6 g19 g，此時轉移6 mol電子，若左右兩極室液體質量差為3.8 g，則轉移1.2 mol電子，d項錯誤。

14、12以柏林綠fefe(cn)6為代表的新型可充電鈉離子電池，其放電工作原理如圖所示。下列說法錯誤的是()a放電時，正極反應為fefe(cn)62na2e=na2fefe(cn)6b充電時，mo(鉬)箔接電源的正極c充電時，na通過交換膜從左室移向右室d外電路中通過0.2 mol電子的電量時，負極質量變化為3.6 gd負極反應為2mg4e2cl=mg2cl22，通過0.2 mol e時，消耗0.1 mol mg，質量減少2.4 g，d項錯誤。13電絮凝的反應原理是以鋁、鐵等金屬為陽極，在直流電的作用下，陽極被溶蝕，產(chǎn)生金屬離子，在經(jīng)一系列水解、聚合及氧化過程，發(fā)展成為各種羥基絡合物、多核羥基絡合

15、物以及氫氧化物，使廢水中的膠態(tài)雜質、懸浮雜質凝聚沉淀而分離。下列說法不正確的是()a每產(chǎn)生1 mol o2，整個電解池中理論上轉移電子數(shù)為4nab陰極電極反應式為2h2o 2e= h22ohc若鐵為陽極，則陽極電極反應式為fe2e=fe2和2h2o4e=o24hd若鐵為陽極，則在處理廢水的過程中陽極附近會發(fā)生：4fe2o24h=4fe32h2oa由裝置圖可知，若鐵為陽極，陽極電極反應式有fe2e=fe2和2h2o4e=o24h，所以每產(chǎn)生1 mol o2，整個電解池中理論上轉移電子數(shù)大于4na，故a錯誤。14(雙選)近年來，基于零價鐵(zvi)的化學還原技術因其高效性逐漸被應用于受污染地下水的

16、原位修復，其過程如圖所示。零價鐵作為一種高活性的電子供體，除了和目標污染物反應外，還可以與地下水中其他的氧化性物質(如o2、h或no等)反應。一般情況下，由于雜質的存在，在金屬表面會形成負極和正極反應區(qū)。下列說法錯誤的是()a負極的電極反應式為fe2e=fe2b在負極，金屬鐵失去電子后全部以fe2的形式存在于水體中c增大水體中零價鐵的含量，目標污染物降解程度減小d正極區(qū)發(fā)生的反應可能包含no10h8e=nh3h2obcfe作為負極，電極反應式為fe2e=fe2，a正確；金屬鐵失去電子后生成fe2，fe2可能繼續(xù)被o2氧化成fe3，b錯誤；水體中零價鐵的含量增大，能提供更多的電子，故目標污染物降

17、解程度增大，c錯誤；正極區(qū)發(fā)生得電子的還原反應，由題圖可知no被還原成nh，則正極區(qū)發(fā)生的反應中可能有no10h8e=nh3h2o，d正確。 15(2020湖南名校聯(lián)考)(1)在惰性氣體中，將黃磷(p4)與石灰乳和碳酸鈉溶液一同加入高速乳化反應器中制得nah2po2，同時還產(chǎn)生磷化氫(ph3)氣體，該反應的化學方程式為_。(2)次磷酸(h3po2)是一元酸，常溫下1.0 moll1的nah2po2溶液ph為8，則次磷酸的ka_。(3)用次磷酸鈉通過電滲析法制備次磷酸。裝置如圖所示。交換膜a屬于_(填“陽離子”或“陰離子”)交換膜，電極n的電極反應式為_，當電路中流過3.852 8105庫侖電量

18、時，制得次磷酸的物質的量為_(一個電子的電量為 1.61019庫侖，na數(shù)值約為6. 02 1023)。解析(1)可利用倒配法配平完全方程式。(2)根據(jù)h2poh2oh3po2oh，ph8c(h)108 mol/l，c(oh)c(h3po2)106 mol/lc(h2po)(1106) mol/l1 mol/lka1.0102。(3)根據(jù)題意：m為陽極，oh放電，n為陰極，h放電，故a、d、e為陽離子交換膜，b、c為陰離子交換膜。n(e)4 mol，生成4 mol h3po2。答案(1)2p43ca(oh)23na2co36h2o=6nah2po22ph33caco3(2)1.0102(3)陽離子2h2o2e=h22oh4 mol1