2013年高考化學 試題分類解析 考點06 化學反應與能量變化

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1、考點6化學反應與能量變化 1.（2013·上?；瘜W·8）糕點包裝中常見的脫氧劑組成為還原性鐵粉、氯化鈉、炭粉等，其脫氧原理與鋼鐵的吸氧腐蝕相同。下列分析正確的是 A.脫氧過程是吸熱反應，可降低溫度，延長糕點保質期 B.脫氧過程中鐵作原電池正極，電極反應為：Fe-3e→Fe3+ C.脫氧過程中碳做原電池負極，電極反應為：2H2O+O2+4e→4OH- D.含有1.12g鐵粉的脫氧劑，理論上最多能吸收氧氣336mL（標準狀況） 【答案】D 【解析】根據(jù)題意鐵作為電池負極（Fe-2e-=Fe2-） 碳作原電池正極（2H2O+O2+4e=4OH） 因此BC錯誤，脫氧過程是放熱反應，A項

2、錯誤，D項生成的Fe2-繼續(xù)被O2氧化 2.（2013·上?；瘜W·9）將盛有NH4HCO3粉末的小燒杯放入盛有少量醋酸的大燒杯中。然后向小燒杯中加入鹽酸，反應劇烈，醋酸逐漸凝固。由此可見 A. NH4HCO3和鹽酸的反應是放熱反應 B.該反應中，熱能轉化為產(chǎn)物內部的能量 C.反應物的總能量高于生成物的總能量 D.反應的熱化學方程式為：NH4HCO3+HCl→NH4Cl+CO2↑+H2O-Q 【答案】B 【解析】根據(jù)醋酸逐漸凝固說明該反應是吸熱反應，則AC錯誤，B正確，熱化學方程式的書寫要標出物質的狀態(tài) D錯誤。 3.（2013·北京理綜·6）下列設備工作時，將化學能轉化

3、為熱能的是 【答案】D 【解析】 A、硅太陽能電池是將太陽能直接轉化為電能，故錯誤；B、鋰離子電池將化學能直接轉化為電能，故錯誤；C、太陽能集熱器是將太陽能轉變?yōu)闊崮?，故錯誤；D、燃料燃燒將化學能直接轉化為熱能，故正確。 4.（2013·新課標卷Ⅱ·12）在1200℃時，天然氣脫硫工藝中會發(fā)生下列反應 H2S（g）+ O2(g)=SO2(g)+H2O(g) △H1 2H2S(g)+SO2(g)=S2(g)+2H2O(g) △H2 H2S(g)+O2(g)=S(g)+H2O(g) △H3 2S(g) =S2(g)

4、 △H4 則△H4的正確表達式為 A.△H4=（△H1+△H2-3△H3） B.△H4=（3△H3-△H1-△H2） C.△H4=（△H1+△H2+3△H3） D.△H4= （△H1-△H2-3△H3） 解析：考察蓋斯定律。根據(jù)S守恒原理，要得到方程式4，可以用（方程式1+方程式2—3×方程式2）×；所以，選擇A。 5.（2013·重慶理綜·12）已知：P4(s)＋6Cl2(g)＝4PCl3(g) ΔH＝akJ·mol－1 P4(s)＋10Cl2(g)＝4PCl5(g) ΔH＝?bkJ·mol－1 P4具有正四面體結構，PCl5中P－Cl鍵的鍵能為ck

5、J·mol－1,PCl3中P－Cl鍵的鍵能為1.2ckJ·mol－1 下列敘述正確的是( ) A．P－P鍵的鍵能大于P－Cl鍵的鍵能 B．可求Cl2(g)＋PCl3(g)＝PCl5(s)的反應熱ΔH C．Cl－Cl鍵的鍵能kJ·mol－1 D．P－P鍵的鍵能為kJ·mol－1 解析：考察蓋斯定律以及鍵能與反應熱的關系。根據(jù)P4是正四面體，P4有6個P—P鍵， 6E(P—P)+6（Cl—Cl）—12×1.2c=a, 6E(P—P)+10（Cl—Cl）—20c=b, Cl2(g)＋PCl3(g)＝PCl5(g) △H=( bkJ·mol－1—akJ·mol－1)/4

6、。A項，E(P—P)

7、) +6N2(g)的△H為 A．12△H3+5△H2-2△H1 B．2△H1-5△H2-12△H3 C．12△H3-5△H2 -2△H1 D．△H1-5△H2-12△H3 [答案]A [解析]：蓋斯定律常規(guī)考查。 7.（2013·福建理綜·11）某科學家利用二氧化鈰（CeO2）在太陽能作用下將H2O、CO2轉變成H2、CO。其過程如下： 下列說法不正確的是 A．該過程中CeO2沒有消耗 B．該過程實現(xiàn)了太陽能向化學能的轉化 C．右圖中△H1=△H2+△H3 D．以CO和O2構成的堿性燃料電池的負極反應式為 CO+4OH——2e—=CO32—+2H2O

8、 【知識點】蓋斯定律，化學反應中的能量變化，電極反應式的書寫 【答案】C 【解析】A 項，我們把兩個反應相疊加就可以得到，所以CeO2 沒有消耗；B 項，該反應實現(xiàn)了太陽能向化學能的轉化；C 項，根據(jù)所給的關系可知△H3=-（△H2+△H1）；D 項，堿性燃料電池的總反應為2CO+4OH—+O2—=2CO32—+2H2O， 負極反應是CO+4OH——2e—=CO32—+2H2O， 正極反應是O2+2H2O—4e—=4OH—。 8.（15分）（2013·新課標卷I·28） 二甲醚（CH3OCH3）是無色氣體，可作為一種新型能源，由合成氣（組成為H2、CO、和少量CO2）直接制備二甲

9、醚，其中主要過程包括以下四個反應： ①CO(g）+ 2H2(g) = CH3OH(g)????????????????? △H1=-90.1 kJ·mol-1 ②CO2(g)+ 3H2(g) = CH3OH(g)+H2O(g)??????? ????△H2=-49.0 kJ·mol-1 水煤氣變換反應：???? ③CO(g) + H2O (g)=CO2(g)+H2(g)??????????? ?△H3=-41.1 kJ·mol-1 二甲醚合成反應： ④2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g)?????????? △H4=-24.5 kJ·mol-1 ⑴

10、Al2O3是合成氣直接制備二甲醚反應催化劑的主要成分之一。工業(yè)上從鋁土礦制備較高純度Al2O3的主要工藝流程是?????????????????? ?（以化學方程式表示） ⑵分析二甲醚合成反應④對于CO轉化率的影響?????????????????????。 ⑶由H2和CO直接制備二甲醚（另一產(chǎn)物為水蒸氣）的熱化學方程式為?????????????? 。 ⑷有研究者在催化劑（含Cu-Zn-Al-O和Al2O3），壓強為5.0MPa的條件下由H2和CO直接制備二甲醚，結果如下圖所示。其中CO轉化率隨溫度升高而降低的原因是____________。 ⑸二甲醚直接燃料電池具有啟動快

11、，效率高等優(yōu)點，其能量密度高于甲醇直接燃燒燃料電池（5.93kW·h·kg-1），若電解質為酸性，二甲醚直接燃料電池的負極反應為_______________。 一個二甲醚分子經(jīng)過電化學氧化，可以產(chǎn)生___________個電子的電量；該電池理論輸出電壓1.20V，能量密度E=_____（列式計算，能量密度=電池輸出電能/燃料質量，1kW·h=3.6×105J ） 【答案】（1）Al2O3（鋁土礦）+2NaOH=2NaAlO2+H2O；NaAlO2+CO2+2H2O=NaHCO3+Al(OH)3↓； (2)消耗甲醇，促進甲醇合成反應①平衡向右移，CO轉化率增大，生成的H2O通過

12、水煤氣反應消耗部分CO （3）2CO(g)+4H2(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g)；ΔH=-204.7kJ/mol；該反應分子數(shù)減小，壓強升高平衡右移，CO和H2的轉化率增大，CH3OCH3產(chǎn)率增加，壓強升高使CO和H2的濃度增加，反應速率增大。 9.（2013·江蘇化學·20）(14分)磷是地殼中含量較為豐富的非金屬元素，主要以難溶于水的磷酸鹽如Ca3(PO4)2等形式存在。它的單質和化合物在工農業(yè)生產(chǎn)中有著重要的應用。 (1)白磷(P4)可由Ca3(PO4)2、焦炭和SiO2在一定條件下反應獲得。相關熱化學方程式如下： 2Ca3(PO4)2(s)＋10

13、C(s)=6CaO(s)＋P4(s)＋10CO(g) △H1=＋3359.26 kJ·mol－1 CaO(s)＋SiO2(s)=CaSiO3(s) △H2=－89.61 kJ·mol－1 2Ca3(PO4)2(s)＋6SiO2(s)＋10C(s)=6CaSiO3(s)＋P4(s)＋10CO(g) △H3 則△H3= kJ·mol－1。 (2)白磷中毒后可用CuSO4溶液解毒，解毒原理可用下列化學方程式表示： 11P4＋60CuSO4＋96H2O=20Cu3P＋24H3PO4＋60H2SO4

14、 60molCuSO4能氧化白磷的物質的量是 。 (3)磷的重要化合物NaH2PO4、Na2HPO4和Na3PO4可通過H3PO4與NaOH溶液反應獲得，含磷各物種的分布分數(shù)(平衡時某物種的濃度占各物種濃度之和的分數(shù))與pH 的關系如右圖所示。 ①為獲得盡可能純的NaH2PO4，pH應控制在 ；pH=8時，溶液中主要含磷物種濃度大小關系為 。 ②Na2HPO4溶液顯堿性，若向溶液中加入足量的CaCl2溶液，溶液則顯酸性，其原因是

15、 (用離子方程式表示)。 (4)磷的化合物三氯氧磷()與季戊四醇()以物質的量之比2:1 反應時，可獲得一種新型阻燃劑中間體X，并釋放出一種酸性氣體。季戊四醇與X 的核磁共振氫譜如下圖所示。 ①酸性氣體是 (填化學式)。 ②X的結構簡式為 。 【參考答案】 20.(14分) (1)2821.6 (2)3mol (3)①4～5

16、.5(介于此區(qū)間內的任意值或區(qū)間均可) c(HPO42－)＞c(H2PO4－) ②3Ca2＋＋2HPO42－=Ca3(PO4)2↓＋2H＋ (4)①HCl ② 【解析】本題圍繞磷及其化合物展開，涉及元素化合物性質、熱化學方程式、氧化還原反應判斷、離子反應方程式的書寫、讀圖讀表、pH控制、核磁共振氫譜推結構等的綜合題，是以常見物質相關的化學知識在生產(chǎn)、生活中具體運用的典型試題。 (1)△H3=△H1＋6△H2=2821.6kJ·mol－1。 (2)60molCuSO4能氧化白磷的物質的量先看銅從正二價變?yōu)檎粌r得60mol電子，P4變H3PO4失20mol電子，因此，60molCuSO4能氧化白磷的物質的量是3mol。 (3)①為獲得盡可能純的NaH2PO4，pH應控制從圖表中找出H2PO4－分布分數(shù)最在值的區(qū)間，即4～5.5左右。pH=8時，溶液中主要含磷物種濃度大小關系也從圖表中找出，即 c(HPO42－)＞c(H2PO4－) ②Na2HPO4溶液顯堿性，若向溶液中加入足量的CaCl2 溶液，溶液則顯酸性，其原因是 有Ca3(PO4)2↓后，溶液中氫離子濃度增加。