1、2020 届高三化学二轮复习 化学反应与能量（过关检测） 一、选择题（每小题 4 分，共 48 分） 1. . (2020 届海淀期末)某微生物电池在运行时可同时实现净化有机物污水、净化含 Cr2O72-废水（pH 约为 6） 和淡化食盐水，其装置示意图如下图所示。图中，D 和 E 为阳离子交换膜或阴离子交换膜，Z 为待淡化食 盐水。已知 Cr3+完全沉淀所需的 pH 为 5.6。下列说法不正确 的是 A. E 为阴离子交换膜 B.X 为有机物污水，Y 为含 Cr2O72-废水 C.理论上处理 1mol 的 Cr2O72-的同时可脱除 6mol 的 NaCl D. C 室的电极反应式为 Cr2
2、O72- + 6e- + 8H+= 2Cr(OH)3 + H2O 答案 A 2. （2020 届西城）液体锌电池是一种电压较高的二次电池，具有成本低、安全性强、可循环使用等特点， 其示意图如右图。下列说法不正确 的是 已知：Zn(OH)2+2OH = Zn(OH)42 。 KOH 凝胶中允许离子存在、生成或迁移。 A放电过程中，H+由正极向负极迁移 B放电过程中，正极的电极反应：MnO2+4H+2e= Mn2+2H2O C充电过程中，阴极的电极反应：Zn(OH)42+2e = Zn+4OH D充电过程中，凝胶中的 KOH 可再生 答案 A 3.如图为两种途径制备硫酸的过程(反应条件略)，下列说
3、法不正确的是( ) A.途径增大 O2浓度可提高 SO2转化率 B.含 1 mol H2SO4的浓溶液与足量 NaOH 反应，放出的热量即为中和热 C.途径中 SO2和 SO3均属于酸性氧化物 D.若 H1H2H3，则 2H2O2(aq)=2H2O(l)O2(g)为放热反应 答案 B 4. （2020 年朝阳高三期末）年朝阳高三期末）研究小组采用电解法（惰性电极）将含有 Al(OH)3、MnO2和少量 Na2CrO4的 浆液分离成固体混合物和含铬元素的溶液，装置如下。 下列说法不正确 的是 A阳极的电极反应式为：2H2O - 4e- = O2+4H+ BCrO2-4 通过阴离子交换膜进入阳极室
4、，从而实现与浆液的分离 C阴极室生成的物质可用于固体混合物 Al(OH)3和 MnO2的分离 D适当增大电压，CrO42- 也可在阴极室转化为 Cr(OH)3除去 答案 D 5.“自煮火锅”发热包的成分为碳酸钠、硅藻土、铁粉、铝粉、活性炭、焦炭粉、NaCl、生 石灰，往发热包中加入冷水，可用来蒸煮食物。下列说法错误的是( ) A.活性炭作正极，正极上发生还原反应 B.负极反应为 Al3e 4OH=AlO 22H2O C.Na 由活性炭区向铝粉表面区迁移 D.硅藻土结构疏松，使各物质分散并均匀混合，充分接触 答案 C 6.锂铜空气燃料电池容量高、成本低，具有广阔的发展前景。该电池通过一种复杂的铜
5、腐 蚀“现象”产生电能，其中放电过程为 2LiCu2OH2O=2Cu2Li 2OH，下列说法错 误的是( ) A.放电时，Li 透过固体电解质向 Cu 极移动 B.放电时，正极的电极反应式为 O22H2O4e =4OH C.通空气时，铜被腐蚀，表面产生 Cu2O D.整个反应过程中，氧化剂为 O2 答案 B 7.(2019 河北衡水中学一模)某研究小组在锂空气电池方面取得了重大进展，电池工作时的 总反应为 4LiO22H2O=4LiOH，其结构如图所示。下列相关说法错误的是( ) A.电池工作时正极附近的 pH 增大 B.负极的电极反应式为 2LiO2 2e=Li 2O C.正极每消耗 1 m
6、ol 氧气会有 4 mol 锂离子通过交换膜 D.负极区使用有机电解质是为了防止锂与水反应 答案 B 8.(2019 河北九校联考)某实验小组利用下列装置探究电解质溶液的浓度对金属腐蚀的影响： 装置 现象 电流计指针不发生偏转 电流计指针发生偏转 下列有关说法正确的是( ) A.装置中的铁片均不会发生任何腐蚀 B.铁片 d 上可能发生的电极反应为：Fe3e =Fe3 C.利用 K3Fe(CN)6溶液可确定装置中的正、负极 D.铁片 a、c 所处的 NaCl 溶液的浓度相等，二者腐蚀速率相等 答案 C 9.通过电解乙二醛制备乙二酸(HOOCCOOH)的装置如图所示，通电后，b 电极上产生的氯 气
7、将乙二醛氧化为乙二酸，下列说法正确的是( ) A.b 极接电源的负极，发生还原反应 B.a 极上的电极反应为 2H2O4e =O 24H C.盐酸的作用是提供 Cl 和增强导电性 D.电路上每转移 1 mol 电子产生 45 g 乙二酸 答案 C 10.(2019 黑龙江重点中学联考)H2S转化是环保和资源利用的研究课题。将烧碱吸收H2S后的 溶液加入如图装置，可以回收单质硫，甲为二甲醚(CH3OCH3)空气燃料电池。 下列推断正确的是( ) A.Y 极充入二甲醚 B.电子移动方向：XW溶液ZY C.电解后，乙装置右池中 c(NaOH)减小 D.Z 极反应式为 S2 2e=S 答案 D 11.
8、用 Na2SO3溶液吸收硫酸工业尾气中的二氧化硫，将所得的混合液进行电解循环再生，这 种新工艺叫再生循环脱硫法。其中阴、阳离子交换膜组合循环再生机理如图所示，则下列有 关说法中不正确的是( ) A.X 为直流电源的负极，Y 为直流电源的正极 B.阳极区 pH 增大 C.图中的 ba D.该过程中的产品主要为 H2SO4和 H2 答案 B 12.(2019 山东菏泽一模)三元锂电池是以镍钴锰为正极材料的新型电池，镍钴锰材料可表示 为 Li1nNixCoyMnzO2，xyz1，通常简写为 Li1nMO2，Ni、Co、Mn 三种元素分别显 2、3、4 价。其充电时总反应为 LiMO2C6= 通电 L
9、i1nMO2LinC6。下列说法错误的是 ( ) A.放电和充电时，电解液的主要作用都是传递离子，构成闭合回路 B.在 Li1nMO2材料中，若 xyz235，则 n0.3 C.放电时，正极反应为：Li1nMO2nLi ne=LiMO 2 D.充电时，当转移 0.2a mol 电子时，负极材料减重 1.4a g 答案 D 二、非选择题（共 52 分） 13.（14 分）按要求回答下列问题： (1)(2019 衡水中学一模)2Cu(s)1 2O2(g)=Cu2O(s) Ha kJ mol 1 C(s)1 2O2(g)=CO(g) Hb kJ mol 1 Cu(s)1 2O2(g)=CuO(s)
10、Hc kJ mol 1 则用过量炭粉在高温条件下还原 CuO 制备 Cu2O 的反应热为_(用含 a、b、c 的式子表 示)。 (2)(2019 广东七校联合体联考)氨催化分解既可防治氨气污染，又能得到氢能源。 已知： 反应：4NH3(g)3O2(g)2N2(g)6H2O(g) H11 266.6 kJ mol 1 H2的燃烧热 H2285.8 kJ mol 1 水汽化时 H344.0 kJ mol 1 反应热力学趋势很大(平衡常数很大)的原因为_ _。 NH3分解的热化学方程式为_。 (3)(2019 潍坊二模)CH4超干重整 CO2的催化转化如图所示： 已知相关反应的能量变化如图所示： 过
11、程的热化学方程式为_。 答案 (1)H(2cba) kJ mol 1 (2)该反应放出大量的热 2NH3(g)N2(g)3H2(g) H92.1 kJ mol 1 (3)CH4(g)CO2(g)= Ni 2CO(g)2H2(g) H247.4 kJ mol 1 14.（16 分）按要求回答下列问题： (1)(2019 济宁质检)用二氧化碳可合成低密度聚乙烯(LDPE)。常温常压下以纳米二氧化钛膜 为工作电极，电解 CO2，可制得 LDPE，可能的机理如下图所示。 则过程中阴极电极反应式_， 工业上生产 1.4104 g 的 LDPE，转移电子的物质的量为_。 (2)(2019 青岛一模)电解法
12、也可以对亚硝酸盐污水进行处理(工作原理如图所示)。通电后，左 极区产生浅绿色溶液，随后生成无色气体。当 Fe 电极消耗 11.2 g 时，理论上可处理 NaNO2 含量为 4.6%的污水_g。 (3)(2019 昆明一模)将黄铜矿精矿粉碎后采用如下装置进行电化学浸出实验来制取铜： 硫酸铁与稀硫酸的混合液和黄铜矿粉反应的化学方程式为：CuFeS24H =Cu2Fe2 2H2S，生成的硫化氢气体被硫酸铁氧化而除去，除去硫化氢气体的离子方程式为 _。 选择性离子交换膜只允许_(填离子符号)通过。电解过程中，阳极区 Fe3 的浓度基 本保持不变，原因是_ _(用电极反应式表示)。 答案 (1)CO2e
13、 =CO 2 6103 mol (2)100 (3)2Fe3 H 2S=2Fe2 2HS Cu2 Fe2e=Fe3 17、 (2020 届海淀期末)（16 分） 煤的洁净技术（包括固硫技术和脱硫技术两类）可有效降低燃煤废气中 SO2 的含量，已成为我国解决环境问题的主导技术之一。 I.固硫技术：通过加入固硫剂，将硫元素以固体形式留在煤燃烧的残渣中。石灰石是常用的固硫剂，固硫 过程中涉及的部分反应如下： CaCO3(s)CaO(s) + CO2(g) H1= +178.30kJ/mol CaO(s) + SO2(g) + 0.5O2(g)CaSO4(s) H2= -501.92 kJ/mol C
14、O(g) + 0.5O2(g) CO2(g) H3 CaSO4(s) + CO(g) CaO(s) + SO2(g) + CO2(g) H4= +218.92kJ/mol （1）温度升高，反应的化学平衡常数_（填“增大” “减小”或“不变” ） 。 （2）H3=_kJ/mol。 （3）在煤燃烧过程中常鼓入稍过量的空气以提高固硫率（燃烧残渣中硫元素的质量占燃煤 中硫元素总质量的百分比） ，结合反应、分析其原因：_。 II.电化学脱硫技术是一种温和的净化技术，其基本原理为利用 阳极反应产生的羟基自由基（ OH，氧元素为-1价）将燃煤中的含硫 物质氧化除去，其装置示意图如右图所示。 （4）将煤打成煤
15、浆加入电解槽的目的是_。 （5）阳极的电极反应式为_。 （6）补全用羟基自由基除去煤中二硫化亚铁（FeS2）的反应的离子方程式： FeS2 + OH=Fe3+ + SO42- + H2O +_ （7）利用上述装置对某含 FeS2的煤样品进行电解脱硫，测得一定时间内随溶液起始 pH 的 改变脱硫率（溶于水中的硫元素质量占煤样中硫元素总质量的百分比）的变化如下图 所示。 pH 大于 1.5 后脱硫率下降的可能原因有：随着 pH 的升高，反应物的氧化性或还原性 降低；_。 答案（1）增大 （2）-283 （3）鼓入稍过量的空气，增大了反应体系中氧气的浓度，使反应平衡正向移动，有利于固 硫；同时，氧气
16、浓度增大也会使反应平衡正向移动，降低 CO 浓度，增大 CO2浓度，使 反应平衡逆向移动， （或其他合理分析）有利于固硫 （4）增大接触面积，提高反应速率（或使反应更充分） （5）H2O e-= OH + H+（或 OH- e-= OH） （6）1 FeS2 + 15 OH=1Fe3+ + 2SO42- + 7 H2O +1_H+_ （7）pH 升高，促进 Fe3+水解生成 Fe(OH)3，覆盖在煤浆表面，阻止反应进行（或其他合理答 案） 18、 （2020 年朝阳高三期末）年朝阳高三期末） （16 分）分）合成氨对人类生存具有重大意义，反应为： N2（g）+3H2（g） 2NH3（g） H
17、（1）科学家研究在催化剂表面合成氨的反应机理，反应步骤与能量的关系如下图所示（吸附在催化剂 表面的微粒用*标注，省略了反应过程中部分微粒） 。 NH3的电子式是_。 写出步骤 c 的化学方程式_。 由图像可知合成氨反应的H_0 （填“” 、 “”或“” ） 。 （2）传统合成氨工艺是将 N2和 H2在高温、高压条件下发生反应。若向容积为 1.0 L 的反应容器中投 入 5 mol N2、15 mol H2，在不同温度下分别达平衡时，混合气中 NH3的 质量分数随压强变化的曲线如下图所示。 温度 T1、T2、T3大小关系是_。 M 点的平衡常数 K = _（可用分数表示） 。 （3）目前科学家利用生物燃料电池原理（电池工作时 MV2+/MV+在电极与酶之间传递电子） ，研究室温下 合成氨并取得初步成果，示意图如下： 导线中电子移动方向是_。 固氮酶区域发生反应的离子方程式是_。 相比传统工业合成氨，该方法的优点有_。 答案 （1） *NNH + H2 *N + NH3 （2） T1 T2 T3 （或 7.3210-3） （3） a b N2 + 6H+ + 6 MV+ = 2NH3 + 6 MV2+ 条件温和、生成氨的同时释放电能（其他答案合理给分）
