2019-2020年高考化學大一輪復習 真題匯編 F單元 化學反應與能量 蘇教版.doc

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2019-2020年高考化學大一輪復習 真題匯編 F單元 化學反應與能量 蘇教版 F1 化學反應與能量變化 8．F1 F2[xx江蘇卷] 通過以下反應均可獲取H2。下列有關說法正確的是(　　) ①太陽光催化分解水制氫：2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)　ΔH1＝＋571.6 kJmol－1 ②焦炭與水反應制氫：C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)　ΔH2＝＋131.3 kJmol－1 ③甲烷與水反應制氫：CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g)　ΔH3＝＋206.1 kJmol－1 A．反應①中電能轉化為化學能 B．反應②為放熱反應 C．反應③使用催化劑，ΔH3減小 D．反應CH4(g)===C(s)＋2H2(g)的ΔH＝＋74.8 kJmol－1 8．D　[解析] 反應①是光能轉化為化學能，A項錯誤；反應②的焓變?yōu)檎担瑢儆谖鼰岱磻?，B項錯誤；催化劑只能降低反應的活化能，但不會改變反應的焓變，C項錯誤；根據蓋斯定律可知，“反應③－反應②”得所求的反應，則焓變ΔH＝＋206.1 kJmol－1－131.3 kJmol－1＝＋74.8 kJmol－1，D項正確。 10．F1 G3 H1 H2[xx江蘇卷] 下列圖示與對應的敘述不相符合的是(　　) 圖0－0 A．圖甲表示燃料燃燒反應的能量變化 B．圖乙表示酶催化反應的反應速率隨反應溫度的變化 C．圖丙表示弱電解質在水中建立電離平衡的過程 D．圖丁表示強堿滴定強酸的滴定曲線 10．A　[解析] 燃燒反應一定是放熱反應，圖甲中生成物的能量大于反應物的能量，表示的是吸熱反應，與敘述不符；酶在特定溫度下的催化效果最好，如果溫度過高，酶會失去活性，反應速率反而減小，圖示與敘述相符；弱電解質電離時，開始時分子變成離子速率最大，而離子變成分子速率最小，當二者速率相等時，則建立了電離平衡，圖示與敘述相符；在強酸中滴入強堿，pH不斷增大，當接近滴定終點時，溶液的pH會發(fā)生突變，圖示與敘述相符。 3．F1、F3、G1、G2、H5[xx天津卷] 下列敘述正確的是(　　) A．使用催化劑能夠降低化學反應的反應熱(ΔH) B．金屬發(fā)生吸氧腐蝕時，被腐蝕的速率和氧氣濃度無關 C．原電池中發(fā)生的反應達平衡時，該電池仍有電流產生 D．在同濃度的鹽酸中，ZnS可溶而CuS不溶，說明CuS的溶解度比ZnS的小 3．D　[解析] 催化劑只能改變反應速率而不能改變化學反應的反應熱，故A項錯誤；金屬發(fā)生吸氧腐蝕的速率與氧氣的濃度有關，濃度越大，被腐蝕的速率越大，故B項錯誤；原電池反應達平衡時，該電池就沒有電流產生了，故C項錯誤；在同濃度的鹽酸中，氫離子的濃度相同，CuS不溶而ZnS可溶，說明CuS的溶解度比ZnS的小，D項正確。 7．C5、F1、F3[xx浙江卷] 下列說法不正確的是(　　) A．儲熱材料是一類重要的能量存儲物質，單位質量的儲熱材料在發(fā)生熔融或結晶時會吸收或釋放較大的熱量 B．Ge(32號元素)的單晶可以作為光電轉換材料用于太陽能電池 C．Ba2＋濃度較高時危害健康，但BaSO4可服入體內，作為造影劑用于X－射線檢查腸胃道疾病 D．納米鐵粉可以高效地去除被污染水體中的Pb2＋、Cu2＋、Cd2＋、Hg2＋等重金屬離子，其本質是納米鐵粉對重金屬離子較強的物理吸附 7．D　[解析] 儲熱材料熔融時吸熱，結晶時放熱，A項正確；光電轉換材料可以將光能轉化為電能，B項正確；BaSO4為鋇餐，與胃酸不反應，C項正確；納米鐵粉與水體中的重金屬離子發(fā)生置換反應，D項錯誤。 10．F1 G2[xx上海卷] 一定條件下，某容器中各微粒在反應前后變化的示意圖如下，其中和代表不同元素的原子。 圖0 關于此反應說法錯誤的是(　　) A．一定屬于吸熱反應 B．一定屬于可逆反應 C．一定屬于氧化還原反應 D．一定屬于分解反應 10．A　[解析] 根據題意，反應前后有剩余，該反應為可逆反應，B項正確；反應的方程式為22＋，該反應為有單質生成的分解反應，必定屬于氧化還原反應，C、D項正確；從圖中并不能判斷反應的熱效應，A項錯誤。 28．F1、F2、F3、G2、G4[xx浙江卷] 催化還原CO2是解決溫室效應及能源問題的重要手段之一。研究表明，在Cu/ZnO催化劑存在下，CO2和H2可發(fā)生兩個平行反應，分別生成CH3OH和CO。反應的熱化學方程式如下： CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH1＝－53.7 kJmol－1?、? CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)　ΔH2?、? 某實驗室控制CO2和H2初始投料比為1∶2.2，在相同壓強下，經過相同反應時間測得如下實驗數據： T(K) 催化劑 CO2轉化率(%) 甲醇選擇性(%) 543 Cat.1 12.3 42.3 543 Cat.2 10.9 72.7 553 Cat.1 15.3 39.1 553 Cat.2 12.0 71.6 【備注】Cat.1：Cu/ZnO納米棒；Cat.2：Cu/ZnO納米片；甲醇選擇性：轉化的CO2中生成甲醛的百分比 已知：①CO和H2的標準燃燒熱分別為－283.0 kJmol－1和－285.8 kJmol－1 ②H2O(l)===H2O(g)　ΔH3＝44.0 kJmol－1 請回答(不考慮溫度對ΔH的影響)： (1)反應Ⅰ的平衡常數表達式K＝__________________；反應Ⅱ的ΔH2＝________kJmol－1。 (2)有利于提高CO2轉化為CH3OH平衡轉化率的措施有________。 A．使用催化劑Cat.1 B．使用催化劑Cat.2 C．降低反應溫度 D．投料比不變，增加反應物的濃度 E．增大CO2和H2的初始投料比 (3)表中實驗數據表明，在相同溫度下不同的催化劑對CO2轉化成CH3OH的選擇性有顯著的影響，其原因是___________________________________________________。 (4)在圖中分別畫出反應Ⅰ在無催化劑、有Cat.1和有Cat.2三種情況下“反應過程－能量”示意圖。 圖0－0 (5)研究證實，CO2也可在酸性水溶液中通過電解生成甲醇，則生成甲醇的反應發(fā)生在________極，該電極反應式是______________________________。 28．(1)?。?1.2 (2)CD (3)表中數據表明此時反應未達到平衡，不同的催化劑對反應Ⅰ的催化能力不同，因而在該時刻下對甲醇選擇性有影響 (4) (5)陰　CO2＋6H＋＋6e－===CH3OH＋H2O [解析] (1)根據反應方程式可寫出平衡常數的表達式；根據CO、H2的標準燃燒熱可得熱化學方程式為Ⅲ： CO(g)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－283.0 kJmol－1；?、簦篐2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－285.8 kJmol－1；若設H2O(l)===H2O(g)　ΔH＝＋44 kJmol－1為反應Ⅴ，將反應Ⅳ＋Ⅴ－Ⅲ可得反應Ⅱ，故ΔH2＝－285.8 kJmol－1＋44 kJmol－1－(－283 kJmol－1)＝＋41.2 kJmol－1。(2)根據反應Ⅰ，要提高CO2的轉化率，需使得平衡正向移動，而催化劑只能改變反應速率，A、B項錯誤；該反應為放熱反應，降低溫度平衡正向移動，C項正確；該反應的正反應為氣體體積減小的反應，反應物濃度同時增大時，相當于增大壓強，平衡正向移動，D項正確；增大CO2和H2的投料比時，相當于增大了CO2 的用量，CO2的轉化率降低，E項錯誤。(4)催化劑對平衡移動無影響，故三條曲線的起點和終點相同，但是使用催化劑后能降低反應的活化能，由表格中的數據可知，Cat.2的催化效果更好，即在圖像上表現為Cat.2對應曲線在Cat.1的下方。(5)CO2中C的化合價為＋4價，CH3OH中C的化合價為－2價，CO2得電子后生成CH3OH，發(fā)生還原反應，為陰極，電解質溶液為酸性，所以電極反應式為CO2＋6e－＋6H＋===CH3OH＋H2O。 F2 反應熱的計算與重要的反應熱 8．F1 F2[xx江蘇卷] 通過以下反應均可獲取H2。下列有關說法正確的是(　　) ①太陽光催化分解水制氫：2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)　ΔH1＝＋571.6 kJmol－1 ②焦炭與水反應制氫：C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)　ΔH2＝＋131.3 kJmol－1 ③甲烷與水反應制氫：CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g)　ΔH3＝＋206.1 kJmol－1 A．反應①中電能轉化為化學能 B．反應②為放熱反應 C．反應③使用催化劑，ΔH3減小 D．反應CH4(g)===C(s)＋2H2(g)的ΔH＝＋74.8 kJmol－1 8．D　[解析] 反應①是光能轉化為化學能，A項錯誤；反應②的焓變?yōu)檎?，屬于吸熱反應，B項錯誤；催化劑只能降低反應的活化能，但不會改變反應的焓變，C項錯誤；根據蓋斯定律可知，“反應③－反應②”得所求的反應，則焓變ΔH＝＋206.1 kJmol－1－131.3 kJmol－1＝＋74.8 kJmol－1，D項正確。 10．F2、F3、F4、F5、G2[xx天津卷] 氫能是發(fā)展中的新能源，它的利用包括氫的制備、儲存和應用三個環(huán)節(jié)。回答下列問題： (1)與汽油相比，氫氣作為燃料的優(yōu)點是____________________(至少答出兩點)。但是氫氣直接燃燒的能量轉換率遠低于燃料電池，寫出堿性氫氧燃料電池的負極反應式：________________________________。 (2)氫氣可用于制備H2O2。 已知：H2(g)＋A(l)===B(l)　ΔH1 O2(g)＋B(l)===A(l)＋H2O2(l)　ΔH2 其中A、B為有機物，兩反應均為自發(fā)反應，則H2(g)＋O2(g)===H2O2(l)的ΔH________0(填“>”“<”或“＝”)。 (3)在恒溫恒容的密閉容器中，某儲氫反應：MHx(s)＋yH2(g)MHx＋2y(s)　ΔH<0達到化學平衡。下列有關敘述正確的是________。 a．容器內氣體壓強保持不變 b．吸收y mol H2只需1 mol MHx c．若降溫，該反應的平衡常數增大 d．若向容器內通入少量氫氣，則v(放氫)>v(吸氫) (4)利用太陽能直接分解水制氫，是最具吸引力的制氫途徑，其能量轉化形式為__________________。 (5)化工生產的副產氫也是氫氣的來源。電解法制取有廣泛用途的Na2FeO4，同時獲得氫氣：Fe＋2H2O＋2OH－FeO＋3H2↑，工作原理如圖1所示。裝置通電后，鐵電極附近生成紫紅色FeO，鎳電極有氣泡產生。若氫氧化鈉溶液濃度過高，鐵電極區(qū)會產生紅褐色物質。已知：Na2FeO4只在強堿性條件下穩(wěn)定，易被H2還原。 　 圖0－0 ①電解一段時間后，c(OH－)降低的區(qū)域在________(填“陰極室”或“陽極室”)。 ②電解過程中，須將陰極產生的氣體及時排出，其原因為________________________________________。 ③c(Na2FeO4)隨初始c(NaOH)的變化如圖2，任選M、N兩點中的一點，分析c(Na2FeO4)低于最高值的原因：________________________。 10．(1)污染??；可再生；來源廣；資源豐富；燃燒熱值高(任寫其中2個)　H2＋2OH－－2e－===2H2O (2)＜　(3)ac (4)光能轉化為化學能 (5)①陽極室 ②防止Na2FeO4與H2反應使產率降低 ③M點：c(OH－)低，Na2FeO4穩(wěn)定性差，且反應慢　N點：c(OH－)過高，鐵電極上有Fe(OH)3(或Fe2O3)生成，使Na2FeO4產率降低 [解析] (1)氫氣相對于汽油等化石能源，其優(yōu)點有污染小、可再生、來源廣、資源豐富、燃燒熱值高等。 (2)由反應方程式可看出兩反應的ΔS均小于0，又因為兩個反應均為自發(fā)反應，所以兩個反應的焓變ΔH1、ΔH2均小于0，由蓋斯定律得ΔH＝ΔH1＋ΔH2，故ΔH<0。 (3)該反應達到平衡狀態(tài)時氣體的量不變(只有氫氣為氣體)，故壓強不變，a正確；由于該反應為可逆反應，反應物不能完全轉化，要吸收y mol氫氣，需要的MHx的物質的量要大于1 mol，故b錯誤；平衡常數只與溫度有關，該反應為放熱反應，降溫，平衡右移，平衡常數增大，故c正確；向平衡體系中通入氫氣，平衡右移，則v(吸氫)>v(放氫)，故d錯誤。 (4)利用太陽能分解水制得氫氣和氧氣，其能量轉化形式是光能轉化為化學能。 (5)依據裝置及電解原理，其陽極的電極反應式為Fe－6e－＋8OH－===FeO＋4H2O，陰極的電極反應式為6H2O＋6e－===6OH－＋3H2↑，故c(OH－)在陽極區(qū)減小，在陰極區(qū)增大；由已知條件可知，若不及時排出H2，H2會還原FeO使其濃度減小，產率降低。 27．D3 D4 F2 G2[xx全國卷Ⅲ] 煤燃燒排放的煙氣含有SO2和NOx，形成酸雨、污染大氣，采用NaClO2溶液作為吸收劑可同時對煙氣進行脫硫、脫硝，回答下列問題： (1)NaClO2的化學名稱為________。 (2)在鼓泡反應器中通入含有SO2和NO的煙氣，反應溫度為323 K，NaClO2溶液濃度為510－3molL－1 。反應一段時間后溶液中離子濃度的分析結果如下表。 離子 SO SO NO c/(molL－1) 8.3510－4 6.8710－6 1.510－4 離子 NO Cl－ c/(molL－1) 1.210－5 3.410－3 ①寫出NaClO2溶液脫硝過程中主要反應的離子方程式______________________________________________。增加壓強，NO的轉化率________(填“提高”“不變”或“降低”)。 ②隨著吸收反應的進行，吸收劑溶液的pH逐漸______(填“增大”“不變”或“減小”)。 ③由實驗結果可知，脫硫反應速率________脫硝反應速率(填“大于”或“小于”)。原因是除了SO2和NO在煙氣中的初始濃度不同，還可能是______________________。 (3)在不同溫度下，NaClO2溶液脫硫、脫硝的反應中SO2和NO的平衡分壓pc如圖0－0所示。 圖0－0 ①由圖分析可知，反應溫度升高，脫硫、脫硝反應的平衡常數均________(填“增大”“不變”或“減小”)。 ②反應ClO＋2SO===2SO＋Cl－的平衡常數K表達式為____________。 (4)如果采用NaClO、Ca(ClO)2替代NaClO2，也能得到較好的煙氣脫硫效果。 ①從化學平衡原理分析，Ca(ClO)2相比NaClO具有的優(yōu)點是________________________________________。 ②已知下列反應： SO2(g)＋2OH－(aq)===SO(aq)＋H2O(l)　ΔH1 ClO－(aq)＋SO(aq)===SO(aq)＋Cl－(aq)　ΔH2 CaSO4(s)===Ca2＋(aq)＋SO(aq)　ΔH3 則反應SO2(g)＋Ca2＋(aq)＋ClO－(aq)＋2OH－(aq)===CaSO4(s)＋H2O(l)＋Cl－(aq)的ΔH＝________。 27．(1)亞氯酸鈉 (2)①4NO＋3ClO＋4OH－===4NO＋2H2O＋3Cl－　提高 ②減小 ③大于　NO溶解度較低或脫硝反應活化能較高 (3)①減小 ② (4)①形成CaSO4沉淀，促使平衡向產物方向移動，SO2的轉化率提高 ②ΔH1＋ΔH2－ΔH3 [解析] (1)NaClO2中Cl為＋3價，其酸根對應含氧酸HClO2為亞氯酸，故其名稱為亞氯酸鈉。(2)①NaClO2溶液脫硝過程，ClO轉化為Cl－，NO主要轉化為NO，則有4NO＋3ClO＋4OH－===4NO＋2H2O＋3Cl－。增加壓強，反應正向進行，NO的轉化率提高。②根據脫硫、脫硝反應，隨著吸收反應的進行，吸收劑溶液由NaClO2溶液轉化為NaCl、NaNO3、Na2SO4的混合溶液，pH減小。③由實驗結果可知，SO濃度大于NO濃度，因此脫硫反應速率大于脫硝反應速率，原因還可能是NO溶解度較低或脫硝反應活化能較高。(3)①由圖可知，反應溫度升高，SO2和NO的－lgpc都減小，則pc增大，說明平衡向逆反應方向進行，故平衡常數減小。②反應ClO＋2SO===2SO＋Cl－的平衡常數K＝。(4)①Ca(ClO)2替代NaClO2進行煙氣脫硫，Ca(ClO)2與SO2反應，生成CaSO4沉淀，平衡向產物方向移動，SO2轉化率提高。②根據蓋斯定律，由第一個反應＋第二反應－第三個反應，可得SO2(g)＋Ca2＋(aq)＋ClO－(aq)＋2OH－(aq)===CaSO4(s)＋H2O(l)＋Cl－(aq)，則ΔH＝ΔH1＋ΔH2－ΔH3。 11．D4 D5 F2 G4[xx四川卷] 資源的高效利用對保護環(huán)境、促進經濟持續(xù)健康發(fā)展具有重要作用。磷尾礦主要含Ca5(PO4)3F和CaCO3MgCO3 。某研究小組提出了磷尾礦綜合利用的研究方案，制備具有重要工業(yè)用途的CaCO3、Mg(OH)2、P4和H2，其簡化流程如下： 圖0－0 已知：①Ca5(PO4)3F在950 ℃不分解； ②4Ca5(PO4)3F＋18SiO2＋30C2CaF2＋30CO＋18CaSiO3＋3P4 請回答下列問題： (1)950 ℃煅燒磷尾礦生成氣體的主要成分是________。 (2)實驗室過濾所需的玻璃儀器是__________________。 (3)NH4NO3溶液能從磷礦Ⅰ中浸取出Ca2＋的原因是________________________________________________。 (4)在浸取液Ⅱ中通入NH3，發(fā)生反應的化學方程式是______________________________________________。 (5)工業(yè)上常用磷精礦[Ca5(PO4)3F]和硫酸反應制備磷酸。已知25 ℃，101 kPa時： CaO(s)＋H2SO4(l)===CaSO4(s)＋H2O(l)　ΔH＝－271 kJ/mol 5CaO(s)＋3H3PO4(l)＋HF(g)===Ca5(PO4)3F(s)＋5H2O(l)　ΔH＝－937 kJ/mol 則Ca5(PO4)3F和硫酸反應生成磷酸的熱化學方程式是______________________________________________。 (6)在一定條件下CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，當CO與H2O(g)的起始物質的量之比為1∶5，達平衡時，CO轉化了。若a kg含Ca5(PO4)3F(相對分子質量為504)的質量分數為10%的磷尾礦，在上述過程中有b%的Ca5(PO4)3F轉化為P4，將產生的CO與H2O(g)按起始物質的量之比1∶3混合，則相同條件下達平衡時能產生H2________kg。 11．(1)CO2 (2)漏斗、燒杯、玻璃棒 (3)NH水解使溶液呈酸性，與CaO、Ca(OH)2反應生成Ca2＋ (4)MgSO4＋2NH3＋2H2O===Mg(OH)2↓＋(NH4)2SO4 (5)Ca5(PO4)3F(s)＋5H2SO4(l)===5CaSO4(s)＋3H3PO4(l)＋HF(g)　ΔH＝－418 kJ/mol (6) [解析] (1)根據題給化學工藝流程和信息①知磷尾礦[主要含Ca5(PO4)3F和CaCO3MgCO3]在950 ℃下煅燒，其中CaCO3和MgCO3分解，生成氣體的主要成分為二氧化碳(CO2)。(2)實驗室過濾所需的玻璃儀器是燒杯、漏斗和玻璃棒。(3)NH4NO3溶液中銨根離子水解呈酸性，H＋能從磷礦Ⅰ中浸取出Ca2＋。(4)根據化學工藝流程判斷浸取液Ⅱ的主要成分為硫酸鎂溶液，通入NH3，發(fā)生反應的化學方程式是MgSO4＋2NH3＋2H2O===Mg(OH)2↓＋(NH4)2SO4 。(5)按順序給已知熱化學方程式編號為①、②，根據蓋斯定律知目標熱化學方程式由①5－②可得。 (6)根據題給數據利用三段式分析。設CO的起始濃度為1 mol/L，則水蒸氣的起始濃度為5 mol/L。 　　　　　CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) 起始濃度/(mol/L)　1　　　5　　　　　0　　　0 轉化濃度/(mol/L)　　 　　　 　　　 　 平衡濃度/(mol/L)　　 　　　 　　　 　 則K＝＝1。相同條件下當CO與H2O(g)的起始物質的量之比為1∶3，平衡常數不變，設轉化的CO的濃度為x。 　　　　　CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)， 起始濃度/(mol/L)　1　　　3　　　　　0　　　　0 轉化濃度/(mol/L)　x　　　x　　　　　x　 　　x 平衡濃度/(mol/L)(1－x)　(3－x)　　　x　 　　x 則＝1，解得x＝ mol/L，即達平衡時，CO轉化了。轉化為P4的Ca5(PO4)3F質量為a10%b% kg，根據反應4Ca5(PO4)3F＋18SiO2＋30C2CaF2＋30CO＋18CaSiO3＋3P4知生成CO的質量為kg，則轉化的CO的質量m(CO)＝kg，根據反應CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，相同條件下達平衡時能產生H2的質量m(H2)＝m(CO)＝ kg。 7．B3、D4、E2、E5、F2[xx天津卷] 下表為元素周期表的一部分。 碳 氮 Y X 硫 Z 回答下列問題 (1)Z元素在周期表中的位置為__________________。 (2)表中元素原子半徑最大的是(寫元素符號)________。 (3)下列事實能說明Y元素的非金屬性比硫元素的非金屬性強的是________； a．Y單質與H2S溶液反應，溶液變渾濁 b．在氧化還原反應中，1 mol Y單質比1 mol S得電子多 c．Y和S兩元素的簡單氫化物受熱分解，前者的分解溫度高 (4)X與Z兩元素的單質反應生成1 mol X的最高價化合物，恢復至室溫，放熱687 kJ，已知該化合物的熔、沸點分別為－69 ℃和58 ℃，寫出該反應的熱化學方程式：____________________________________________。 (5)碳與鎂形成的1 mol化合物Q與水反應，生成2 mol Mg(OH)2和1 mol烴，該烴分子中碳氫質量比為9∶1，烴的電子式為____________。Q與水反應的化學方程式為________________________。 (6)銅與一定濃度的硝酸和硫酸的混合酸反應，生成的鹽只有硫酸銅，同時生成的兩種氣體均由上表中兩種元素組成，氣體的相對分子質量都小于50。為防止污染，將產生的氣體完全轉化為最高價含氧酸鹽，消耗1 L 2.2 molL－1 NaOH溶液和1 mol O2，則兩種氣體的分子式及物質的量分別為________________________，生成硫酸銅物質的量為________。 7．(1)第三周期第ⅦA族 (2)Si　(3)ac (4)Si(s)＋2Cl2(g)===SiCl4(l)　ΔH＝－687 kJmol－1 (5) 　Mg2C3＋4H2O===2Mg(OH)2＋C3H4↑ (6)NO　0.9 mol；NO2　1.3 mol　2 mol [解析] 根據元素在周期表中的位置及原子序數關系可判斷X為Si，Y為O，Z為Cl。(1)Cl在元素周期表中位于第三周期第ⅦA族。 (2)在元素周期表中同周期主族元素隨著原子序數的遞增原子半徑逐漸減小，同主族元素原子半徑自上而下逐漸增大，由此可判斷所給元素中X元素即硅元素原子半徑最大。 (3)單質的氧化性越強，其元素的非金屬性越強；氫化物的穩(wěn)定性越強，其非金屬性越強；故選ac。 (4)單質Si和Cl2發(fā)生化合反應生成Si的最高價化合物即SiCl4，根據熔沸點可判斷常溫下SiCl4為液體，根據題意可寫出熱化學方程式為Si(s)＋2Cl2(g)===SiCl4(l)　ΔH＝－687 kJ/mol。 (5)根據生成的烴分子的碳氫質量比為9∶1可推知，碳氫原子個數比為3∶4，則該烴的分子式為C3H4，即為丙炔，其電子式為；又因為1 mol Q與水反應生成2 mol Mg(OH)2和1 mol C3H4，則Q的化學式為Mg2C3，其與水反應的化學方程式為Mg2C3＋4H2O===2Mg(OH)2＋C3H4↑。 (6)銅與硝酸反應的氣體產物為NO或NO2或N2O4，但其相對分子質量要小于50，則兩種氣體產物為NO和NO2，設NO的物質的量為x，NO2的物質的量為y，則依據原子守恒和得失電子守恒有x＋y＝1 L2.2 mol/L＝2.2 mol和3x＋y＝4 mol，解得x＝0.9 mol，y＝1.3 mol；因為銅失去的電子的物質的量等于硝酸根得到的電子的物質的量，也等于NO和NO2失去的電子的物質的量(又生成硝酸根)，還等于1 mol O2得到的電子的物質的量即4 mol，1 mol Cu失去2 mol電子，則需要2 mol Cu失去4 mol 電子生成2 mol Cu2＋，即生成CuSO4 2 mol。 28．F1、F2、F3、G2、G4[xx浙江卷] 催化還原CO2是解決溫室效應及能源問題的重要手段之一。研究表明，在Cu/ZnO催化劑存在下，CO2和H2可發(fā)生兩個平行反應，分別生成CH3OH和CO。反應的熱化學方程式如下： CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH1＝－53.7 kJmol－1?、? CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)　ΔH2?、? 某實驗室控制CO2和H2初始投料比為1∶2.2，在相同壓強下，經過相同反應時間測得如下實驗數據： T(K) 催化劑 CO2轉化率(%) 甲醇選擇性(%) 543 Cat.1 12.3 42.3 543 Cat.2 10.9 72.7 553 Cat.1 15.3 39.1 553 Cat.2 12.0 71.6 【備注】Cat.1：Cu/ZnO納米棒；Cat.2：Cu/ZnO納米片；甲醇選擇性：轉化的CO2中生成甲醛的百分比 已知：①CO和H2的標準燃燒熱分別為－283.0 kJmol－1和－285.8 kJmol－1 ②H2O(l)===H2O(g)　ΔH3＝44.0 kJmol－1 請回答(不考慮溫度對ΔH的影響)： (1)反應Ⅰ的平衡常數表達式K＝__________________；反應Ⅱ的ΔH2＝________kJmol－1。 (2)有利于提高CO2轉化為CH3OH平衡轉化率的措施有________。 A．使用催化劑Cat.1 B．使用催化劑Cat.2 C．降低反應溫度 D．投料比不變，增加反應物的濃度 E．增大CO2和H2的初始投料比 (3)表中實驗數據表明，在相同溫度下不同的催化劑對CO2轉化成CH3OH的選擇性有顯著的影響，其原因是_______________________________________________。 (4)在圖中分別畫出反應Ⅰ在無催化劑、有Cat.1和有Cat.2三種情況下“反應過程－能量”示意圖。 圖0－0 (5)研究證實，CO2也可在酸性水溶液中通過電解生成甲醇，則生成甲醇的反應發(fā)生在________極，該電極反應式是______________________________。 28．(1)　＋41.2 (2)CD (3)表中數據表明此時反應未達到平衡，不同的催化劑對反應Ⅰ的催化能力不同，因而在該時刻下對甲醇選擇性有影響 (4) (5)陰　CO2＋6H＋＋6e－===CH3OH＋H2O [解析] (1)根據反應方程式可寫出平衡常數的表達式；根據CO、H2的標準燃燒熱可得熱化學方程式為Ⅲ： CO(g)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－283.0 kJmol－1；?、簦篐2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－285.8 kJmol－1；若設H2O(l)===H2O(g)　ΔH＝＋44 kJmol－1為反應Ⅴ，將反應Ⅳ＋Ⅴ－Ⅲ可得反應Ⅱ，故ΔH2＝－285.8 kJmol－1＋44 kJmol－1－(－283 kJmol－1)＝＋41.2 kJmol－1。(2)根據反應Ⅰ，要提高CO2的轉化率，需使得平衡正向移動，而催化劑只能改變反應速率，A、B項錯誤；該反應為放熱反應，降低溫度平衡正向移動，C項正確；該反應的正反應為氣體體積減小的反應，反應物濃度同時增大時，相當于增大壓強，平衡正向移動，D項正確；增大CO2和H2的投料比時，相當于增大了CO2 的用量，CO2的轉化率降低，E項錯誤。(4)催化劑對平衡移動無影響，故三條曲線的起點和終點相同，但是使用催化劑后能降低反應的活化能，由表格中的數據可知，Cat.2的催化效果更好，即在圖像上表現為Cat.2對應曲線在Cat.1的下方。(5)CO2中C的化合價為＋4價，CH3OH中C的化合價為－2價，CO2得電子后生成CH3OH，發(fā)生還原反應，為陰極，電解質溶液為酸性，所以電極反應式為CO2＋6e－＋6H＋===CH3OH＋H2O。 F3 原電池原理 11．F3 F4[xx全國卷Ⅲ] 鋅－空氣燃料電池可用作電動車動力電源，電池的電解質溶液為KOH溶液，反應為2Zn＋O2＋4OH－＋2H2O===2Zn(OH)。下列說法正確的是(　　) A．充電時，電解質溶液中K＋向陽極移動 B．充電時，電解質溶液中c(OH－)逐漸減小 C．放電時，負極反應為Zn＋4OH－－2e－===Zn(OH) D．放電時，電路中通過2 mol電子，消耗氧氣22.4 L(標準狀況) 11．C　[解析] 充電時該電池為電解池，電解質溶液中陽離子向陰極移動，故K＋向陰極移動，A項錯誤；充電時的總反應為2Zn(OH)===2Zn＋O2＋4OH－＋2H2O，因此c(OH－)逐漸增大，B項錯誤；放電時負極上Zn發(fā)生氧化反應，負極反應為Zn＋4OH－－2e－===Zn(OH)，C項正確；放電時的正極反應為O2＋4e－＋2H2O===4OH－，電路中通過2 mol電子時，消耗O2 0.5 mol，在標準狀況下的體積為11.2 L，D項錯誤。 7．F3 H3 A2 H1[xx江蘇卷] 下列說法正確的是(　　) A．氫氧燃料電池工作時，H2在負極上失去電子 B．0.1 molL－1Na2CO3溶液加熱后，溶液的pH減小 C．常溫常壓下，22.4 L Cl2中含有的分子數為6.021023個 D．室溫下，稀釋0.1 molL－1CH3COOH溶液，溶液的導電能力增強 7．A　[解析] 氫氧燃料電池中，H2作為負極，失去電子發(fā)生氧化反應，A項正確；加熱會促進CO水解，溶液的堿性變強，pH增大，B項錯誤；常溫常壓下，22.4 L Cl2不是1 mol，無法確定其中的分子數，C項錯誤；稀釋CH3COOH溶液時，CH3COOH電離產生的CH3COO－和H＋數目增加，但CH3COO－和H＋的濃度減小，導電能力減弱，D項錯誤。 5．F3 F4[xx四川卷] 某電動汽車配載一種可充放電的鋰離子電池。放電時電池的總反應為Li1－xCoO2＋LixC6===LiCoO2＋ C6(x<1)。下列關于該電池的說法不正確的是(　　) A．放電時，Li＋在電解質中由負極向正極遷移 B．放電時，負極的電極反應式為LixC6－xe－===xLi＋＋C6 C．充電時，若轉移1 mol e－，石墨(C6)電極將增重7x g D．充電時，陽極的電極反應式為LiCoO2－xe－===Li1－xCoO2＋xLi＋ 5．C　[解析] 該電池放電時是原電池，帶正電荷的陽離子向正極移動，放電時負極失去電子，電極反應式為LixC6－xe－===xLi＋＋C6，A、B項正確；充電時是電解池，陰極石墨(C6)發(fā)生還原反應：xLi＋＋C6＋xe－===LixC6，若轉移1 mol電子，則石墨C6電極增重7 g，陽極失去電子發(fā)生氧化反應，電極反應式為LiCoO2－xe－===Li1－xCoO2＋xLi＋， C項錯誤， D項正確。 3．F1、F3、G1、G2、H5[xx天津卷] 下列敘述正確的是(　　) A．使用催化劑能夠降低化學反應的反應熱(ΔH) B．金屬發(fā)生吸氧腐蝕時，被腐蝕的速率和氧氣濃度無關 C．原電池中發(fā)生的反應達平衡時，該電池仍有電流產生 D．在同濃度的鹽酸中，ZnS可溶而CuS不溶，說明CuS的溶解度比ZnS的小 3．D　[解析] 催化劑只能改變反應速率而不能改變化學反應的反應熱，故A項錯誤；金屬發(fā)生吸氧腐蝕的速率與氧氣的濃度有關，濃度越大，被腐蝕的速率越大，故B項錯誤；原電池反應達平衡時，該電池就沒有電流產生了，故C項錯誤；在同濃度的鹽酸中，氫離子的濃度相同，CuS不溶而ZnS可溶，說明CuS的溶解度比ZnS的小，D項正確。 7．C5、F1、F3[xx浙江卷] 下列說法不正確的是(　　) A．儲熱材料是一類重要的能量存儲物質，單位質量的儲熱材料在發(fā)生熔融或結晶時會吸收或釋放較大的熱量 B．Ge(32號元素)的單晶可以作為光電轉換材料用于太陽能電池 C．Ba2＋濃度較高時危害健康，但BaSO4可服入體內，作為造影劑用于X－射線檢查腸胃道疾病 D．納米鐵粉可以高效地去除被污染水體中的Pb2＋、Cu2＋、Cd2＋、Hg2＋等重金屬離子，其本質是納米鐵粉對重金屬離子較強的物理吸附 7．D　[解析] 儲熱材料熔融時吸熱，結晶時放熱，A項正確；光電轉換材料可以將光能轉化為電能，B項正確；BaSO4為鋇餐，與胃酸不反應，C項正確；納米鐵粉與水體中的重金屬離子發(fā)生置換反應，D項錯誤。 11．F3、F5[xx浙江卷] 金屬(M)－空氣電池(如圖0－0)具有原料易得、能量密度高等優(yōu)點，有望成為新能源汽車和移動設備的電源。該類電池放電的總反應方程式為4M＋nO2＋2nH2O===4M(OH)n。 已知：電池的“理論比能量”指單位質量的電極材料理論上能釋放出的最大電能。下列說法不正確的是(　　) 圖0－0 A．采用多孔電極的目的是提高電極與電解質溶液的接觸面積，并有利于氧氣擴散至電極表面 B．比較Mg、Al、Zn三種金屬－空氣電池，Al－空氣電池的理論比能量最高 C．M－空氣電池放電過程的正極反應式：4Mn＋＋nO2＋2nH2O＋4ne－===4M(OH)n D．在Mg－空氣電池中，為防止負極區(qū)沉積Mg(OH)2，宜采用中性電解質及陽離子交換膜 11．C　[解析] 多孔電極的接觸面積大，有利于氧氣的吸附，A項正確；根據信息提示，相同質量的Mg、Al、Zn完全反應，失去電子的物質的量分別為 mol、 mol、 mol，B項正確；正極為O2放電，電極反應式為O2＋2H2O＋4e－===4OH－，C項錯誤；不能采用堿性電解質，否則負極產生的Mg2＋與OH－反應生成沉淀，采用陽離子交換膜時，正極產生的OH－不能通過陽離子交換膜移到負極，D項正確。 11．F3[xx全國卷Ⅱ] Mg－AgCl電池是一種以海水為電解質溶液的水激活電池。下列敘述錯誤的是(　　) A．負極反應式為Mg－2e－===Mg2＋ B．正極反應式為Ag＋＋e－===Ag C．電池放電時Cl－由正極向負極遷移 D．負極會發(fā)生副反應Mg＋2H2O===Mg(OH)2＋H2↑ 11．B　[解析] 該電池中還原性較強的Mg為負極，失去2個電子發(fā)生氧化反應，A項正確；氧化性較強的AgCl為正極，發(fā)生還原反應，AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)、Ag＋ ＋e－===Ag，AgCl是難溶鹽，則正極反應式為AgCl＋e－===Ag＋Cl－，B項錯誤；由于Mg失去電子成為Mg2＋，使負極區(qū)域帶正電，AgCl得到電子生成Ag和Cl－，使正極區(qū)域帶負電，因此Cl－由正極向負極遷移，使電解質溶液保持電中性，C項正確；氧化還原反應為放熱反應，鎂與熱水能發(fā)生置換反應生成Mg(OH)2和H2，D項正確。 8．F3[xx上海卷] 圖1是銅鋅原電池示意圖。圖2中，x軸表示實驗時流入正極的電子的物質的量，y軸表示(　　) 　 圖0 A．銅棒的質量 B．c(Zn2＋) C．c(H＋) D．c(SO) 8．C　[解析] Cu－Zn稀硫酸原電池的總反應為Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑，隨著流入正極的電子的物質的量逐漸增多，c(Zn2＋)逐漸增大，c(H＋)逐漸減小，而銅棒的質量和c(SO)基本保持不變，C項正確。 10．F2、F3、F4、F5、G2[xx天津卷] 氫能是發(fā)展中的新能源，它的利用包括氫的制備、儲存和應用三個環(huán)節(jié)?；卮鹣铝袉栴}： (1)與汽油相比，氫氣作為燃料的優(yōu)點是____________________(至少答出兩點)。但是氫氣直接燃燒的能量轉換率遠低于燃料電池，寫出堿性氫氧燃料電池的負極反應式：________________________________。 (2)氫氣可用于制備H2O2。 已知：H2(g)＋A(l)===B(l)　ΔH1 O2(g)＋B(l)===A(l)＋H2O2(l)　ΔH2 其中A、B為有機物，兩反應均為自發(fā)反應，則H2(g)＋O2(g)===H2O2(l)的ΔH________0(填“>”“<”或“＝”)。 (3)在恒溫恒容的密閉容器中，某儲氫反應：MHx(s)＋yH2(g)MHx＋2y(s)　ΔH<0達到化學平衡。下列有關敘述正確的是________。 a．容器內氣體壓強保持不變 b．吸收y mol H2只需1 mol MHx c．若降溫，該反應的平衡常數增大 d．若向容器內通入少量氫氣，則v(放氫)>v(吸氫) (4)利用太陽能直接分解水制氫，是最具吸引力的制氫途徑，其能量轉化形式為__________________。 (5)化工生產的副產氫也是氫氣的來源。電解法制取有廣泛用途的Na2FeO4，同時獲得氫氣：Fe＋2H2O＋2OH－FeO＋3H2↑，工作原理如圖1所示。裝置通電后，鐵電極附近生成紫紅色FeO，鎳電極有氣泡產生。若氫氧化鈉溶液濃度過高，鐵電極區(qū)會產生紅褐色物質。已知：Na2FeO4只在強堿性條件下穩(wěn)定，易被H2還原。 　 圖0－0 ② 電解一段時間后，c(OH－)降低的區(qū)域在________(填“陰極室”或“陽極室”)。 ②電解過程中，須將陰極產生的氣體及時排出，其原因為________________________________________。 ③c(Na2FeO4)隨初始c(NaOH)的變化如圖2，任選M、N兩點中的一點，分析c(Na2FeO4)低于最高值的原因：________________________。 10．(1)污染??；可再生；來源廣；資源豐富；燃燒熱值高(任寫其中2個)　H2＋2OH－－2e－===2H2O (2)＜　(3)ac (4)光能轉化為化學能 (5)①陽極室 ②防止Na2FeO4與H2反應使產率降低 ③M點：c(OH－)低，Na2FeO4穩(wěn)定性差，且反應慢　N點：c(OH－)過高，鐵電極上有Fe(OH)3(或Fe2O3)生成，使Na2FeO4產率降低 [解析] (1)氫氣相對于汽油等化石能源，其優(yōu)點有污染小、可再生、來源廣、資源豐富、燃燒熱值高等。 (2)由反應方程式可看出兩反應的ΔS均小于0，又因為兩個反應均為自發(fā)反應，所以兩個反應的焓變ΔH1、ΔH2均小于0，由蓋斯定律得ΔH＝ΔH1＋ΔH2，故ΔH<0。 (3)該反應達到平衡狀態(tài)時氣體的量不變(只有氫氣為氣體)，故壓強不變，a正確；由于該反應為可逆反應，反應物不能完全轉化，要吸收y mol氫氣，需要的MHx的物質的量要大于1 mol，故b錯誤；平衡常數只與溫度有關，該反應為放熱反應，降溫，平衡右移，平衡常數增大，故c正確；向平衡體系中通入氫氣，平衡右移，則v(吸氫)>v(放氫)，故d錯誤。 (4)利用太陽能分解水制得氫氣和氧氣，其能量轉化形式是光能轉化為化學能。 (5)依據裝置及電解原理，其陽極的電極反應式為Fe－6e－＋8OH－===FeO＋4H2O，陰極的電極反應式為6H2O＋6e－===6OH－＋3H2↑，故c(OH－)在陽極區(qū)減小，在陰極區(qū)增大；由已知條件可知，若不及時排出H2，H2會還原FeO使其濃度減小，產率降低。 26．C3 F3 J5[xx北京卷] 用零價鐵(Fe)去除水體中的硝酸鹽(NO)已成為環(huán)境修復研究的熱點之一。 (1)Fe還原水體中NO的反應原理如圖所示。 圖0－0 ①作負極的物質是________。 ②正極的電極反應式是__________________________。 (2)將足量鐵粉投入水體中，經24小時測定NO的去除率和pH，結果如下： 初始pH pH＝2.5 pH＝4.5 NO的去除率 接近100% ＜50% 24小時pH 接近中性 接近中性 鐵的最終 物質形態(tài) pH＝4.5時，NO的去除率低。其原因是________________________。 (3)實驗發(fā)現：在初始pH＝4.5的水體中投入足量鐵粉的同時，補充一定量的Fe2＋可以明顯提高NO的去除率。對Fe2＋的作用提出兩種假設： Ⅰ.Fe2＋直接還原NO； Ⅱ.Fe2＋破壞FeO(OH)氧化層。 ①做對比實驗，結果如圖所示，可得到的結論是______________________________________________________。 圖0－0 ②同位素示蹤法證實Fe2＋能與FeO(OH)反應生成Fe3O4。結合該反應的離子方程式，解釋加入Fe2＋提高NO去除率的原因：____________________________________________________________________________。 (4)其他條件與(2)相同，經1小時測定NO的去除率和pH，結果如下： 初始pH pH＝2.5 pH＝4.5 NO的去除率 約10% 約3% 1小時pH 接近中性 接近中性 與(2)中數據對比，解釋(2)中初始pH不同時，NO去除率和鐵的最終物質形態(tài)不同的原因：________________________________________。 26．(1)①Fe?、贜O＋8e－＋10H＋===NH＋3H2O (2)FeO(OH)不導電，阻礙電子轉移 (3)①本實驗條件下，Fe2＋不能直接還原NO；在Fe和Fe2＋共同作用下能提高NO的去除率 ②Fe2＋＋2FeO(OH)===Fe3O4＋2H＋， Fe2＋將不導電的FeO(OH)轉化為可導電的Fe3O4，利于電子轉移 (4)初始pH低時，產生的Fe2＋充足；初始pH高時，產生的Fe2＋不足 [解析] (1)根據圖示可知，Fe失電子，使NO還原為NH，故Fe作負極，結合電子守恒、電荷守恒和元素守恒寫出正極的電極反應式為NO＋8e－＋10H＋===NH＋3H2O。(2)pH越大，Fe3＋越容易水解生成不導電的FeO(OH)，在中間阻礙反應進行，所以NO去除率低；pH越小，越容易生成疏松、能導電的Fe3O4，所以NO去除率高。(3)①從圖中可以看出只加入鐵粉或只加入Fe2＋，NO的去除率都不如同時加入鐵粉和Fe2＋，說明不是利用Fe2＋的還原性直接還原NO，而是由于Fe和Fe2＋的共同作用。②同位素示蹤法證實Fe2＋能與FeO(OH)反應生成Fe3O4。該反應的離子方程式為Fe2＋＋2FeO(OH)===Fe3O4＋2H＋，加入Fe2＋提高NO去除率的原因是將不導電的FeO(OH)轉化為可導電的Fe3O4，增強了導電性，另外生成的H＋使pH減小，有利于提高NO的去除率。(4)pH越低越容易發(fā)生(3)的反應，生成更多的Fe2＋參與反應破壞FeO(OH)氧化層，同時使致密的氧化層變疏松，所以pH越低NO的去除率越高。 20．F3[xx江蘇卷] 鐵炭混合物(鐵屑和活性炭的混合物)、納米鐵粉均可用于處理水中污染物。 (1)鐵炭混合物在水溶液中可形成許多微電池。將含有Cr2O的酸性廢水通過鐵炭混合物，在微電池正極上Cr2O轉化為Cr3＋，其電極反應式為______________________________。 (2)在相同條件下，測量總質量相同、鐵的質量分數不同的鐵炭混合物對水中Cu2＋和Pb2＋的去除率，結果如圖所示。 圖0－0 ①當鐵炭混合物中鐵的質量分數為0時，也能去除水中少量的Cu2＋和Pb2＋，其原因是__________________________________。 ②當鐵炭混合物中鐵的質量分數大于50%時，隨著鐵的質量分數的增加，Cu2＋和Pb2＋的去除率不升反降，其主要原因是______________________________________。 (3)納米鐵粉可用于處理地下水中的污染物。 ①一定條件下，向FeSO4溶液中滴加堿性NaBH4溶液，溶液中BH(B元素的化合價為＋3)與Fe2＋反應生成納米鐵粉、H2和B(OH)，其離子方程式為__________________________________________________________。 ②納米鐵粉與水中NO反應的離子方程式為 4Fe＋ NO＋10H＋===4Fe2＋＋NH＋3H2O 研究發(fā)現，若pH偏低將會導致NO的去除率下降，其原因是____________________________。 ③相同條件下，納米鐵粉去除不同水樣中NO的速率有較大差異(見圖)，產生該差異的可能原因是______________________________________________________。 圖0－0 Ⅰ含50 mgL－1NO的水樣 Ⅱ含50 mgL－1NO＋50 mgL－1Cu2＋的水樣 20．(1)Cr2O＋14H＋＋6e－===2Cr3＋＋7H2O (2)①活性炭對Cu2＋和Pb2＋有吸附作用 ②鐵的質量分數增加，鐵炭混合物中微電池數目減少 (3)①2Fe2＋＋BH＋4OH－===2Fe＋2H2↑＋B(OH) ②納米鐵粉與H＋反應生成H2 ③Cu或Cu2＋催化納米鐵粉去除NO的反應(或形成的Fe－Cu原電池增大納米鐵粉去除NO的反應速率) [解析] (1)酸性條件下，Cr2O轉化為Cr3＋，Cr的化合價降低，1 mol Cr2O得到6 mol e－，用H＋平衡電荷，可寫出電極反應式。(2)①活性炭本身具有吸附作用。②當鐵的含量過高時，鐵與炭構成的微電池數目減少，重金屬離子去除率反而減小。(3)①Fe2＋被還原為Fe，BH中H為－1價，升至0價，B的化合價沒有變，根據Fe和H得失電子守恒配平反應。②若酸性過強，鐵粉會消耗H＋生成H2，而減少了NO與Fe、H＋之間的氧化還原反應。③從圖像知，含有Cu2＋的水樣中去除NO的速率