
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
2021年高考化学三轮冲刺《化学反应与能量》练习一(含答案)
展开下面两套实验装置,都涉及金属的腐蚀反应,假设其中的金属块和金属丝都是足量的。下列叙述正确的是( )
A.装置Ⅰ在反应过程中只生成NO2气体
B.装置Ⅱ开始阶段铁丝只发生析氢腐蚀
C.装置Ⅱ在反应过程中能产生氢气
D.装置Ⅰ在反应结束时溶液中的金属阳离子只有Cu2+
如图所示的日常生活装置中,与手机充电时的能量转化形式相同的是( )
根据下列反应判断有关物质还原性由强到弱的顺序是( )
①H2SO3+I2+H2O===2HI+H2SO4
②2FeCl3+2HI===2FeCl2+2HCl+I2
③3FeCl2+4HNO3(稀)===2FeCl3+NO↑+2H2O+Fe(NO3)3
A.H2SO3>I->Fe2+>NO
B.I->Fe2+>H2SO3>NO
C.Fe2+>I->H2SO3>NO
D.NO>Fe2+>H2SO3>I-
一些烷烃的燃烧热如下表:
下列表达正确的是( )
A.乙烷燃烧的热化学方程式为2C2H6(g)+7O2(g)===4CO2(g)+6H2O(g) ΔH=-1560.8 kJ·ml-1
B.稳定性:正丁烷>异丁烷
C.正戊烷的燃烧热大于3531.3 kJ·ml-1
D.相同质量的烷烃,碳的质量分数越大,燃烧放出的热量越多
已知:①破坏1 ml A—A键、1 ml B—B键、1 ml A—B键时分别需要吸收436 kJ、498 kJ、463 kJ的能量;②反应2A2(g)+B2(g)2A2B(g)的能量变化如图所示。下列说法中错误的是( )
A.体系中A2、B2最活泼
B.E1=1 370 kJ·ml-1
C.ΔH=-482 kJ·ml-1
D.该反应是放热反应
已知298 K、1×105 Pa条件下,2 g 氢气燃烧生成水蒸气放出242 kJ热量。下列热化学方程式书写正确的是( )
A.H2(g)+eq \f(1,2)O2(g)===H2O(g) ΔH=+242 kJ
B.2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH=+484 kJ·ml-1
C.2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-484 kJ·ml-1
D.H2O(g)===H2(g)+eq \f(1,2)O2(g) ΔH=+242 kJ·ml-1
根据各物质间的能量循环图,下列说法正确的是( )
A.ΔH4>0
B.ΔH1+ΔH5=0
C.ΔH2+ΔH3+ΔH4=ΔH6
D.ΔH1+ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5+ΔH6=0
设NA为阿伏加德罗常数的值。已知反应:
(1)CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH1=a kJ·ml-1
(2)CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(g) ΔH2=b kJ·ml-1
其他数据如表:
下列说法正确的是( )
A.上表中x=(1 796+b)/2
B.H2O(g)===H2O(l)的ΔS<0,ΔH=(a-b)kJ·ml-1
C.当有4NA个C—H键断裂时,反应放出的热量一定为a kJ
D.利用反应(1)设计的原电池电解精炼铜时,当负极输出0.2NA个电子时,电解槽的阳极质量一定减轻6.4 g
下列有关热化学方程式的叙述正确的是( )
A.已知2C(s)+2O2(g)===2CO2(g) ΔH1;2C(s)+O2(g)===2CO(g) ΔH2,则ΔH1>ΔH2
B.已知C(石墨,s)===C(金刚石,s) ΔH>0,则金刚石比石墨稳定
C.在稀溶液中:H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3 kJ/ml,若将含0.6 ml H2SO4的稀硫酸与含1 ml NaOH的溶液混合,放出的热量等于57.3 kJ
D.需要加热的反应说明它是吸热反应
下列说法正确的是( )
A.测定HCl和NaOH中和反应的反应热时,单次实验均应测量3个温度,即盐酸起始温度、NaOH溶液起始温度和反应终止温度
B.若2C(s)+O2(g)===2CO(g) ΔH=-221.0 kJ·ml-1,则碳的燃烧热为110.5 kJ·ml-1
C.需要加热的反应一定是吸热反应,常温下能发生的反应一定是放热反应
D.已知Ⅰ.反应H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) ΔH=-a kJ·ml-1
Ⅱ.
且a、b、c均大于零,则断开1 ml H—Cl键所需的能量为2(a+b+c) kJ
下列离子方程式书写不正确的是( )
A.Na2S2O3溶液与稀硫酸反应生成沉淀:S2O32-+2H+=SO2↑+S↓+H2O
B.KMnO4标准液滴定草酸:2MnO4-+6H++5H2C2O4=2Mn2++10CO2↑+8H2O
C.H2S用Na2CO3溶液吸收,生成两种酸式盐:H2S+CO32-=HS-+HCO3-
D.FeS溶于稀盐酸中:S2-+2H+=H2S↑
如图是某同学设计的原电池装置,下列叙述中正确的是( )
A.氧化剂和还原剂必须直接接触才能发生反应
B.电极Ⅱ上发生还原反应,作原电池的正极
C.该原电池的总反应式为:2Fe3++Cu===Cu2++2Fe2+
D.盐桥中装有含氯化钾的琼脂,K+移向负极区
Ⅰ.某实验小组为探究ClO-、I2、SOeq \\al(2-,4)在酸性条件下的氧化性强弱,设计实验如下:
实验①:在淀粉-碘化钾溶液中加入少量次氯酸钠溶液,并加入少量的稀硫酸,溶液立即变蓝;
实验②:向实验①的溶液中加入4 mL 0.5 ml·L-1的亚硫酸钠溶液,蓝色恰好完全褪去。
(1)写出实验①中发生反应的离子方程式:________________________________________。
(2)实验②的化学反应中转移电子的物质的量是_______________________________。
(3)以上实验说明,在酸性条件下ClO-、I2、SOeq \\al(2-,4)的氧化性由弱到强的顺序是_______________。
Ⅱ.(4)Cl2、H2O2、ClO2(还原产物为Cl-)、O3(1 ml O3转化为1 ml O2和1 ml H2O)等物质常被用作消毒剂。等物质的量的上述物质消毒效率最高的是________(填序号)。
A.Cl2 B.H2O2 C.ClO2 D.O3
(5)“84”消毒液(主要成分是NaClO)和洁厕剂(主要成分是浓盐酸)不能混用,
原因是_______________________(用离子方程式表示)。
(1)近年来,我国用电弧法合成的碳纳米管中常伴有大量碳纳米颗粒(杂质),这种碳纳米颗粒可用氧化气化法提纯,其反应的化学方程式为
______C+______K2Cr2O7+______===_______CO2↑+_____K2SO4+______Cr2(SO4)3+______H2O
①完成并配平上述化学方程式。
②在上述方程式上用单线桥标出该反应电子转移的方向与数目。
(2)高温时,用CO还原MgSO4可制备高纯MgO。750 ℃时,测得气体中含等物质的量SO2和SO3,此时反应的化学方程式是___________________________________。
(3)向FeCl2和FeCl3混合溶液中加入适量KOH,高速搅拌下加入油脂,过滤后干燥得到一类特殊的磁流体材料,其化学式通式为KxFeO2(其组成可理解为aK2O·bFeO·cFe2O3)。
①若x的平均值为1.3,a∶b∶c=________;
②若x为1.4,请写出该磁流体在稀硫酸条件下与足量的KI溶液反应的化学方程式:_____________________________________。
(4)Fe3O4溶于稀HNO3的离子方程式:_________________________________。
NaCN超标的电镀废水可用两段氧化法处理:
(1)NaCN与NaClO反应,生成NaOCN和NaCl
(2)NaOCN与NaClO反应,生成Na2CO3、CO2、NaCl和N2
已知HCN(Ki=6.3×10-10)有剧毒;HCN、HOCN中N元素的化合价相同。
完成下列填空:
(1)第一次氧化时,溶液的pH应调节为____________(选填“酸性”、“碱性”或“中性”);原因是______________________。
(2)写出第二次氧化时发生反应的离子方程式。_______________________________________
(3)处理100 m3含NaCN 10.3 mg/L的废水,实际至少需NaClO___g(实际用量应为理论值的4倍),才能使NaCN含量低于0.5 mg/L,达到排放标准。
(4)(CN)2与Cl2的化学性质相似。(CN)2与NaOH溶液反应生成_________、__________和H2O。
(1)FeS2焙烧产生的SO2可用于制硫酸。已知25 ℃、101 kPa时:
2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH1=-197 kJ·ml-1;
H2O(g)H2O(l) ΔH2=-44 kJ·ml-1;
2SO2(g)+O2(g)+2H2O(g)2H2SO4(l) ΔH3=-545 kJ·ml-1。
则SO3(g)与H2O(l)反应的热化学方程式为__________________。
(2)已知下列反应的热化学方程式:
6C(s)+5H2(g)+3N2(g)+9O2(g)2C3H5(ONO2)3(l) ΔH1;
2H2(g)+O2(g)2H2O(g) ΔH2;
C(s)+O2(g)CO2(g) ΔH3。
则反应4C3H5(ONO2)3(l)12CO2(g)+10H2O(g)+O2(g)+6N2(g)的ΔH为____。
(3)已知:在热力学标准状态(298 K、1.01×105 Pa)下,由稳定的单质发生反应生成1 ml化合物的反应热叫该化合物的生成热(ΔH),下图为氧族元素氢化物a、b、c、d的生成热数据示意图。
①请你归纳氧族元素氢化物的稳定性与氢化物的生成热(ΔH)之间的关系:_________________。
②写出硒化氢在热力学标准状态下,发生分解反应的热化学方程式:______________。
\s 0 答案详解
答案为:C;
解析:装置Ⅰ中,铁被浓硝酸钝化,铜与浓硝酸反应,在这种条件下,铜作原电池的负极,铁作正极,反应生成红棕色的NO2,随着反应的进行,浓硝酸变为稀硝酸,随后铁作负极Cu作正极,稀硝酸发生还原反应生成无色的NO,金属过量,故反应结束时溶液中既有Fe2+,又有Cu2+。因为装置Ⅱ中充满氧气,一开始发生吸氧腐蚀,消耗氧气导致左边液面上升,铁与稀硫酸反应产生氢气,发生析氢腐蚀。
答案为:A;
解析:手机充电为电解过程,电能转化为化学能。电解水为电解过程,与手机充电的能量转化形式相同,A正确;水力发电为机械能转化为电能的过程,B错误;太阳能热水器将太阳能转化为热能,C错误;干电池将化学能转化为电能,D错误。
答案为:A;
解析:①H2SO3+I2+H2O===2HI+H2SO4中,I元素的化合价降低,S元素的化合价升高,则H2SO3为还原剂,还原性H2SO3>I-,②2FeCl3+2HI===2FeCl2+2HCl+I2中,Fe元素的化合价降低,I元素的化合价升高,则HI为还原剂,还原性I->Fe2+,③3FeCl2+4HNO3(稀)===2FeCl3+NO↑+2H2O+Fe(NO3)3中,N元素的化合价降低,Fe元素的化合价升高,则FeCl2为还原剂,还原性Fe2+>NO,还原性由强到弱的顺序为H2SO3>I->Fe2+>NO,故选A。
答案为:C;
解析:表示乙烷燃烧的热化学方程式中,H2O应为液态,且该反应的ΔH=-3121.6 kJ·ml-1,A错误;
由表中燃烧热数据可知,1 ml正丁烷、异丁烷分别完全燃烧时,正丁烷放出的热量多,说明等量的两种物质,正丁烷具有的能量高于异丁烷,则异丁烷更稳定,B错误;
2甲基丁烷的稳定性强于正戊烷,由于2甲基丁烷的燃烧热为3531.3 kJ·ml-1,故正戊烷的燃烧热大于3531.3 kJ·ml-1,C正确;
由表中数据分析可知,相同质量的烷烃,碳的质量分数越大,燃烧放出的热量越少,D错误。
答案为:A;
解析:由题图可以看出,反应物的总能量高于生成物的总能量,所以该反应是放热反应,D项正确;
E1表示断开反应物中化学键所吸收的能量(即反应的活化能),
则E1=2×436kJ·ml-1+498kJ·ml-1=1370kJ·ml-1,B项正确;
E2可表示形成生成物中化学键所放出的热量,则E2=2×2×463kJ·ml-1=1852kJ·ml-1,
ΔH=E1-E2=1370kJ·ml-1-1852kJ·ml-1=-482kJ·ml-1,C项正确;
图中A和B具有的能量最高,因此A和B最活泼,故A项错误。
答案为:D
解析:2 g氢气的物质的量为1 ml,完全燃烧生成水蒸气放出242 kJ热量,
据此写出相应热化学方程式:H2(g)+eq \f(1,2)O2(g)===H2O(g) ΔH=-242 kJ·ml-1。
ΔH的单位是kJ·ml-1,而不是kJ,A错误;H2(g)与O2(g) 生成H2O(g)的反应为放热反应,
则ΔH<0,B错误;
2 ml氢气燃烧生成水蒸气,放出484 kJ热量,生成液态水时ΔH未知,C错误;
由H2(g)+eq \f(1,2)O2(g)===H2O(g) ΔH=-242 kJ·ml-1,可得H2O(g)===H2(g)+eq \f(1,2)O2(g)
ΔH=+242 kJ·ml-1,D正确。
答案为:D;
解析:A.水蒸气变为液态水为放热过程,故ΔH4<0,错误;
B. 两个化学变化中物质聚集状态不同,故相加不等于0,错误;
C. ΔH2<0,ΔH3<0,ΔH4<0,ΔH6>0,故ΔH2+ΔH3+ΔH4ΔH6,错误,
D. 根据能量守恒定律,ΔH1+ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5+ΔH6=0,正确。
答案为:A;
解析:根据反应CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(g)吸收的热量为2x kJ+413 kJ×4,
放出的热量是798 kJ×2+463 kJ×4=3 448 kJ,反应是放热的,
所以2x kJ+413 kJ×4-3 448 kJ=b kJ,解得x=eq \f(1 796+b,2),故A正确;
水从气态到液态、从液态到固态的变化均是熵减的过程,根据盖斯定律得H2O(g)===H2O(l)
ΔH=(a-b)/2 kJ·ml-1,故B错误;当有4NA个C—H键断裂时,即消耗甲烷的物质的量是1 ml,反应放出的热量为-a kJ或-b kJ,故C错误;电解精炼铜的原理:负极上是金属锌、铁、镍先失电子,当负极输出0.2NA个电子时,电解槽的阳极不仅仅是减小的金属铜的质量,故D错误。
答案为:C;
解析:碳完全燃烧放出的热量多,放热反应的反应热为负值,所以则ΔH1<ΔH2,A错误;C(石墨,s)===C(金刚石,s) ΔH>0,即金刚石的能量比石墨高,故石墨稳定,B错误;含0.6 ml H2SO4的稀硫酸中H+物质的量是1.2 ml,与含1 ml NaOH(即OH-是1 ml)的稀溶液混合,硫酸过量,但恰好生成1 ml的水,故放出的热量等于57.3 kJ,C正确;铝热反应需要高温下才能发生,但是它是放热反应,D错误。
答案为:A;
解析:测定HCl和NaOH中和反应的反应热时,单次实验均应测量3个温度,即盐酸起始温度、NaOH溶液起始温度和反应终止温度,A正确;在一定条件下,1 ml可燃物完全燃烧生成稳定化合物时所放出的热量是燃烧热,碳的稳定氧化物是二氧化碳,B错误;需要加热的反应不一定是吸热反应,例如碳燃烧,常温下能发生的反应也不一定是放热反应,例如氢氧化钡和铵盐的反应,C错误;反应热等于断键吸收的能量和形成化学键所放出的能量差,设H—Cl键的键能为x kJ·ml-1,则根据方程式可知b+c-2x=-a,因此断开1 ml H—Cl键所需的能量为eq \f(a+b+c,2) kJ,D错误。
答案为:D
解析:A. Na2S2O3溶液中加入稀硫酸,反应生成二氧化硫和S单质,离子反应为:
S2O32-+2H+=SO2↑+S↓+H2O,故A正确;
B. Mn从+7价降低到+2价,得到电子,C元素化合价升高,失去电子,由电子、电荷守恒可知,离子反应为2MnO4-+6H++5H2C2O4=2Mn2++10CO2↑+8H2O,故B正确;
C. H2S用Na2CO3溶液吸收,生成两种酸式盐:反应方程式为:H2S+Na2CO3==NaHCO3+NaHS,离子方程式为:H2S+CO32-=HS-+HCO3-,故C正确;
D. FeS不溶于水,与盐酸反应的离子方程式为:FeS+2H+=H2S↑+Fe2+,故D错误。
答案为:C;
解析:该原电池反应中氧化反应和还原反应在两个不同的烧杯中进行,因此氧化剂和还原剂没有直接接触,A项错误;B项,Cu电极为原电池的负极,发生氧化反应,电极反应式为:Cu-2e-===Cu2+,错误;D项,正极发生反应:2Fe3++2e-===2Fe2+,正电荷数减小,K+移向正极补充正电荷,错误。
答案为:
(1)ClO-+2I-+2H+===I2+Cl-+H2O
(2)0.004 ml
(3)SOeq \\al(2-,4)
解析:
(1)在酸性环境中,ClO-具有强氧化性,能将I-氧化为I2,同时生成Cl-和H2O;ClO-+2I-+2H+===I2+Cl-+H2O。
(2)实验①中生成的I2具有氧化性,将SOeq \\al(2-,3)氧化为SOeq \\al(2-,4),根据SOeq \\al(2-,3)~2e-~SOeq \\al(2-,4),0.002 ml Na2SO3失去电子(转移电子)的物质的量=2×0.002 ml=0.004 ml,
(3)根据实验①知氧化性:ClO->I2,根据实验②知氧化性:I2>SOeq \\al(2-,4),故氧化性:ClO->I2>SOeq \\al(2-,4)。
(4)1 ml Cl2(发生的反应为Cl2+H2OHCl+HClO)、H2O2、ClO2、O3分别消毒时,转移电子依次为1 ml、2 ml、5 ml、2 ml,等物质的量的上述物质反应,ClO2转移的电子数最多,消毒效率最高。
(5)ClO-与Cl-在酸性条件下会生成有毒的Cl2。
答案为:
(1) +8H2SO4===3CO2↑+2K2SO4+2Cr2(SO4)3+8H2O
(2)2MgSO4+COeq \(=====,\s\up17(750 ℃))2MgO+SO2+CO2+SO3
(3)①13∶6∶7 ②10K1.4FeO2+6KI+20H2SO4===10FeSO4+3I2+10K2SO4+20H2O
(4)3Fe3O4+28H++NOeq \\al(-,3)===9Fe3++NO↑+14H2O
解析:
(1)还原剂是C,氧化产物是CO2,氧化剂是K2Cr2O7,还原产物是Cr2(SO4)3,由电子守恒可得4n(C)=6n(K2Cr2O7),再根据质量守恒配平得:3C+2K2Cr2O7+8H2SO4===3CO2↑+2K2SO4+2Cr2(SO4)3+8H2O,用单线桥表示氧化还原反应是由还原剂中化合价升高的元素(C)指向氧化剂中化合价降低的元素(Cr),共转移12e-。
(2)由于生成了SO2,所以CO是还原剂,由电子守恒可得2n(CO)=2n(SO2),再由n(SO2)=n(SO3),最后由质量守恒配平得2MgSO4+COeq \(=====,\s\up17(750 ℃))2MgO+SO2+CO2+SO3。
(3)①x=2a=1.3,b+2c=1,a+b+3c=2,解得a=0.65,b=0.3,c=0.35,所以a∶b∶c=13∶6∶7;②当x=1.4时,铁元素的平均价态为+2.6价,所以发生反应的氧化剂是K1.4FeO2,还原产物是FeSO4,还原剂是KI,氧化产物是I2,由电子守恒可得0.6n(K1.4FeO2)=n(KI),最后再由质量守恒配平得10K1.4FeO2+6KI+20H2SO4===10FeSO4+3I2+10K2SO4+20H2O。
答案为:
(1)碱性;防止生成HCN,造成人员中毒或污染空气。
(2)2OCN-+3ClO-=CO32-+CO2↑+3Cl-+N2↑
(3)14 900
(4)NaOCN、NaCN
解析:(1)依据HCN的电离平衡常数可知HCN是极弱的酸,所以NaCN极易于酸反应生成HCN。为防止生成HCN,造成人员中毒或污染空气,因此第一次氧化时,溶液的pH应调节为碱性。
(2)NaOCN与NaClO反应,生成Na2CO3、CO2、NaCl和N2,首先确定反应物和生成物;再依据反应中氯元素的化合价从+1价降低到-1价,得到2个电子。N元素化合价从-3价升高到0价,失去3个电子,则根据电子得失守恒可知还原剂和氧化剂的物质的量之比是2:3,反应的离子方程式为2OCN-+3ClO-=CO32-+CO2↑+3Cl-+N2↑。
(3)NaCN被氧化的两个阶段氧化剂均为NaClO,所以可以合并一起进行计算,即反应物为NaCN和NaClO,生成物为:Na2CO3、CO2、NaCl和N2。参加反应的NaCN是,反应中C由+2价升高到+4价,N元素化合价从-3价升高到0价,即1mlNaCN失去5ml电子,1ml次氯酸钠得到2ml电子,所以处理100m3含NaCN10.3mg/L的废水,实际至少需NaClO的质量为g。
(4)(CN)2与Cl2的化学性质相似,则根据氯气与氢氧化钠反应的方程式可知(CN)2与NaOH溶液反应生成NaOCN、NaCN和H2O。
答案为:SO3 (g)+H2O(l)H2SO4(l) ΔH=-130 kJ·ml-1 12ΔH3+5ΔH2-2ΔH1
氧族元素对应氢化物越稳定,ΔH越小 H2Se(g)Se(s)+H2(g) ΔH=-81 kJ·ml-1
解析:
(1)2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g) ΔH1=-197 kJ·ml-1 ①;
H2O(g)=H2O(l) ΔH 2=-44 kJ·ml-1 ②;
2SO2(g)+O2(g)+2H2O(g)=2H2SO4(l) ΔH 3=-545 kJ·ml-1 ③。
根据盖斯定律,由(③-①-②×2)×得SO3 (g)+H2O(l)=H2SO4(l) ΔH=-130 kJ·ml-1,
故答案为:SO3 (g)+H2O(l)=H2SO4(l) ΔH=-130 kJ·ml-1;
(2)①6C(s)+5H2(g)+3N2(g)+9O2(g)=2C3H5(ONO2)3(l) ΔH 1;
②2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH 2;
③C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH 3。
根据盖斯定律,由②×5+③×12-①×2得
4C3H5(ONO2)3(l)= 12CO2(g)+10H2O(g)+O2(g)+6N2(g) ΔH=12ΔH3+5ΔH2-2ΔH1,
故答案为:12ΔH3+5ΔH2-2ΔH1;
(3)①根据元素周期律,同一主族元素非金属性越强,生成氢化物越容易,氢化物越稳定;
而根据热力学,能量越低越稳定,a、b、c、d依次为H2Te、H2Se、H2S、H2O,
由此可见氧族元素的氢化物越稳定,ΔH越小,故答案为:氧族元素对应氢化物越稳定,ΔH越小;
②由①可知,b为硒化氢的生成热数据,则H2S发生分解反应的热化学方程式为
H2Se(g)=Se(s)+H2(g) ΔH=-81 kJ·ml-1,
故答案为:H2Se(g)=Se(s)+H2(g) ΔH=-81 kJ·ml-1。
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