内容正文:
专题七 化学反应与能量
真题研练
1.[2023·新课标卷]一种以V2O5和Zn为电极、Zn(CF3SO3)2水溶液为电解质的电池,其示意图如下所示。放电时,Zn2+可插入V2O5层间形成ZnxV2O5·nH2O。下列说法错误的是( )
A.放电时V2O5为正极
B.放电时Zn2+由负极向正极迁移
C.充电总反应:xZn+V2O5+nH2O===ZnxV2O5·nH2O
D.充电阳极反应:ZnxV2O5·nH2O-2xe-===xZn2++V2O5+nH2O
答案:C
解析:由题给信息可知,放电时,Zn2+可插入V2O5层间形成ZnxV2O5·nH2O,V2O5发生了还原反应,则放电时V2O5为正极,A说法正确;放电时Zn为负极,Zn失去电子变为Zn2+,阳离子向正极迁移,则放电时Zn2+由负极向正极迁移,B说法正确;电池在放电时的总反应为xZn+V2O5+nH2O===ZnxV2O5·nH2O,则其在充电时的总反应为ZnxV2O5·nH2O===xZn+V2O5+nH2O,C说法不正确;充电阳极上ZnxV2O5·nH2O被氧化为V2O5,则阳极的电极反应为ZnxV2O5·nH2O-2xe-===xZn2++V2O5+nH2O,D说法正确;故选C。
2.[2023·北京卷]回收利用工业废气中的CO2和SO2,实验原理示意图如下。
下列说法不正确的是( )
A.废气中SO2排放到大气中会形成酸雨
B.装置a中溶液显碱性的原因是的水解程度大于的电离程度
C.装置a中溶液的作用是吸收废气中的CO2和SO2
D.装置b中的总反应为+CO2+H2OHCOOH+
答案:C
解析:SO2是酸性氧化物,废气中SO2排放到空气中会形成硫酸型酸雨,故A正确;装置a中溶液的溶质为NaHCO3,溶液显碱性,说明的水解程度大于其电离程度,故B正确;装置a中NaHCO3溶液的作用是吸收SO2气体,CO2与NaHCO3溶液不反应,不能吸收CO2,故C错误;由电解池阴极和阳极反应式可知,装置b中总反应为+CO2+H2OHCOOH+,故D正确。
3.[2023·辽宁卷]某无隔膜流动海水电解法制H2的装置如下图所示,其中高选择性催化剂PRT可抑制O2产生。下列说法正确的是( )
A.b端电势高于a端电势
B.理论上转移2 mol e-生成4 g H2
C.电解后海水pH下降
D.阳极发生:Cl-+H2O-2e-===HClO+H+
答案:D
解析:由图可知,左侧电极产生氧气,则左侧电极为阳极,a为电源正极,右侧电极为阴极,b为电源负极,该装置的总反应产生氧气和氢气,相当于电解水,以此解题。
由分析可知,a为正极,b为负极,则a端电势高于b端电势,A错误;右侧电极上产生氢气的电极方程式为:2H++2e-===H2↑,则理论上转移2 mol e-生成2 g H2,B错误;由图可知,该装置的总反应为电解海水,随着电解的进行,海水的浓度增大,但是其pH基本不变,C错误;由图可知,阳极上的电极反应为:Cl-+H2O-2e-===HClO+H+,D正确;故选D。
4.[2022·浙江1月]相关有机物分别与氢气发生加成反应生成1 mol环己烷( )的能量变化如图所示:
下列推理不正确的是( )
A.2ΔH1≈ΔH2,说明碳碳双键加氢放出的热量与分子内碳碳双键数目成正比
B.ΔH2<ΔH3,说明单双键交替的两个碳碳双键间存在相互作用,有利于物质稳定
C.3ΔH1<ΔH4,说明苯分子中不存在三个完全独立的碳碳双键
D.ΔH3-ΔH1<0,ΔH4-ΔH3>0,说明苯分子具有特殊稳定性
答案:A
5.[2022·湖南卷]海水电池在海洋能源领域备受关注,一种锂—海水电池构造示意图如下。下列说法错误的是( )
A.海水起电解质溶液作用
B.N极仅发生的电极反应:2H2O+2e-===2OH-+H2↑
C.玻璃陶瓷具有传导离子和防水的功能
D.该锂—海水电池属于一次电池
解析:海水中含有大量的电解质,故A项正确;Li是活泼金属,作负极,则N极是正极,正极上海水中溶解的O2、CO2等均能放电,B项错误;由于Li易与水反应,故玻璃陶瓷应具有良好的防水功能,同时为形成闭合的回路,也应具有传导离子的功能,C项正确;该电池属于一次电池,D项正确。
答案:B
6.[2022·广东卷]科学家基于Cl2易溶于CCl4的性质,发展了一种无需离子交换膜的新型氯流电池,可作储能设备(如图)。充电时电极a的反应为: NaTi2(PO4)3+2Na++2e-===Na3Ti2(PO4)3。下列说法正确的是( )
A.充电时电极b是阴极
B.放电时NaCl溶液的pH减小
C.放电时NaCl溶液的浓度增大
D.每生成1 mol Cl2,电极a质量理论上增加23 g
答案:C
解析:由充电时电极a