2025届高三化学专题训练- -化学反应与电能

2025届高三化学专题训练- -化学反应与电能 一、单选题 1．下列属于直接利用太阳辐射能的是（　　） ①光-热转换②光-电转换③光—化学能转换④光-生物质能转换 A．①②③ B．①③④ C．①②④ D．①②③④ 2．下列不是化石能源的是（　　） A．氢气 B．煤 C．石油 D．天然气 3．用电解法提取氯化铜废液中的铜，方案正确的是（　　） A．用铜片连接电源的正极，另一电极用铂片 B．用碳棒连接电源的正极，另一电极用铜片 C．用氢氧化钠溶液吸收阴极产物 D．用带火星的木条检验阳极产物 4．关于化学反应与能量的说法正确的是（　　） A．任何化学反应都伴随有能量变化 B．ΔH>0表示放热反应，ΔH<0表示吸热反应 C．化学键的断裂会放出能量 D．反应物总能量比生成物总能量高的反应是吸热反应 5．下列各反应热效应中，其中一项与其它不同的是（　　） A B C D A．A B．B C．C D．D 6．高铁酸钾作净水剂，既能消毒杀菌，也能吸附水中悬浮物。制备方法为：下列说法正确的是（　　） A．K2FeO4中铁元素的化合价为+6价 B．Fe2O3被KClO还原 C．KClO发生氧化反应 D．当生成时，转移电子数为3mol 7．氢化钙可作为生氢剂，反应的化学方程式为CaH2＋2H2O=Ca(OH)2＋2H2↑，下列说法错误的是（　　） A．CaH2既是氧化剂，又是还原剂 B．H2既是氧化产物，又是还原产物 C．CaH2是还原剂，H2O是氧化剂 D．氧化产物与还原产物的质量比为1∶1 8．常温下向双氧水的酸性溶液中滴入少量的FeSO4溶液，发生如下转化关系。下列说法错误的是（　　） A．一定条件下，Fe3+可以做H2O2分解反应的催化剂 B．图中转化关系表明氧化性由强到弱顺序为Fe3+>Fe2+>H2O2 C．图中转化关系说明H2O2既有氧化性又有还原性 D．生产和贮运H2O2的过程中要避免混入Fe2+或者Fe3+ 9．与锂离子电池相比，有机电池不依赖战略金属、充电速度更快且环境友好。如图是一种可降解的多肽电池。(假设离子交换膜仅允许通过)下列说法错误的是（　　） A．放电时d为正极，充电时b为阴极 B．c电极的电极方程式为： C．放电时，电路中每通过NA个电子，负极区质量增加149g D．充电时，总反应方程式为： 10．联氨（N2H4）是一种应用广泛的化工原料，可用作火箭燃料。已知： ① N2H4（l）+ 1/2 N2O4（l）=3/2N2（g）+ 2H2O（l） ΔH＝－546.45 kJ/mol ② H2O（g） =H2O（l） ΔH＝－44.0 kJ/mol 则2 N2H4（l）+ N2O4（l）=3N2（g）+ 4H2O（g） 的ΔH是（　　） A．＋458.45 kJ/mol B．－458.45 kJ/mol C．＋916.9 kJ/mol D．－916.9 kJ/mol 11．新型双离子可充电电池是一种高效，低成本的储能电池，其装置示意图如下。当闭合K2时，该电池的工作原理为。下列关于该电池的说法正确的是 A．放电时，电子从N电极经导线流向M电极 B．放电时，正极的电极反应式： C．充电时，外加直流电源的正极与M电极相连 D．充电时，电路中每通过，左室溶液增加 12．下列关于反应自发性的说法正确的是（　　） A．△H＜0、△S＞0的反应，有利于自发进行 B．化合反应都是放热反应，分解反应都是吸热反应 C．凡是放热反应都是自发的，吸热反应都是非自发的 D．自发反应在任何条件下都能自动进行，现象明显 13．化学有自己独特的语言，下列化学用语表达正确的是 A．NaHSO4在熔融状态下的电离方程式：NaHSO4=Na++H++ B．HS-的电离方程式：HS-⇌H++S2- C．Na2S的水解方程式：S2-+2H2O⇌H2S+2OH- D．表示H2燃烧热的热化学方程式：2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H=-571.6kJ/mol 14．利用电催化将温室气体转化为高附加值化学品是实现“碳中和”的重要途径。一种集成式电化学耦合系统如图所示，总反应为。下列说法正确的是 A．接直流电源负极 B．产物中可能有 C．为阳离子交换膜 D．右室的电极反应式为： 15．大部分汽车尾气处理系统中安装了催化转化器。在催化转化器中，汽车尾气中的CO和NO在催化剂的作用下发生反应：。下列说法错误的是（　　） A．该反应中CO体现还原性 B．生成的CO2能使碳酸钙的悬浊液变澄清 C．该反应中生成的m(N2)：m(CO2)=22：7 D．生成的N2可用作食品的保护气 16．纯碱是一种重要的无机化工原料，主要用于平板玻璃、玻璃制品和陶瓷釉的生产，侯氏制碱法涉及的反应之一为。设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是（　　） A．22.4L中含有分子数目为 B．1.7g中含有电子数目为 C．含1mol的溶液中氢原子数目为 D．在溶液中的电离方程式为 17．电有机合成反应温和高效，体系简单，环境友好。若电解合成1，2-二氯乙烷的实验装置如下图所示，则下列说法中不正确的是（　　） A．该装置工作时，NaCl溶液的浓度不断减小 B．液相反应中，和CuCl不断被消耗，故需定期补充 C．依题可知离子交换膜y应为阳离子膜，其可允许通过 D．该装置总反应为 18．石墨烯电极材料可在光照条件下产生电子（）和空穴（），其制氧效果优越。原理如图所示。下列叙述正确的是（　　） A．放电时电势高低： B．放电时，电子流向：离子交换膜 C．放电时存在反应：（空穴 D．充电效率与光照产生的电子和空穴量有关 19．根据反应：①2Fe2+ +Br2 =2Fe3+ +2Br-，②2Br- +Cl2=Br2 + 2Cl-，③2Fe3++2I- =2Fe2++I2。判断下列物质的氧化性由强到弱的顺序正确的是（　　） A．Cl2＞Br2＞Fe3+＞I2 B．Br2＞Fe3+＞Cl2＞I2 C．Cl2＞Br2＞I2＞Fe3+ D．I2＞Fe3+＞ Br2＞Cl2 20．部分氯及其化合物的“价—类”二维图如图所示。下列叙述正确的是 A．a只有还原性，没有氧化性 B．b与反应生成a和c C．c有漂白性、酸性和强稳定性 D．c见光易分解，释放出b 二、综合题 21．目前，有关CO2的价值型转化研究是科学工作者的重要研究课题。 （1）CO2(g)和H2O(g)在催化剂条件下可转化为甲烷和氧气，有关化学反应的能量变化如图所示： ①丙反应在　 　(填“低温”或“高温”)条件下自发。 ②转化总反应的热化学方程式为　 　。 （2）CO2和H2在催化剂条件下可转化为甲醇和水。500℃时，在容积为2L的密闭容器中充入2 mol CO2和6 molH2，发生反应，测得时，反应达到平衡，此时容器内甲醇的物质的量为0.8mol。 ①能判断该反应达到化学平衡状态的是　 　(填字母)。 A． B．容器内混合气体的平均相对分子质量不再改变 C．容器内混合气体的密度不再改变 D．容器内的压强不再改变 ②从反应开始到平衡，H2的平均反应速率v(H2)=　 　；该可逆反应的平衡常数为　 　(列出计算式即可)。 （3）通过人工光合作用，以CO2和H2O为原料还可以制备乙醇(CH3CH2OH)，原理示意图如下： ①H+迁移的方向为　 　(选填“从左向右”或“从右向左”)。 ②写出电极a的电极反应式　 　。 22．主要用作颜料、釉料及磁性材料，利用一种钴矿石(主要成分为，含少量、及铝、镁、钙等金属元素的氧化物)制取的工艺流程如图所示。 部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液 沉淀物 完全沉淀的 3.7 9.6 9.2 5.2 回答下列问题： （1）“溶浸”过程中，可以加快反应速率和提高原料利用率的方法是　 　(写出一种即可)，加入的作用是　 　。 （2）“氧化”过程中金属离子与反应的离子方程式为　 　，由此推测还原性：Fe2+　 　Co2+(填“”或“”)。 （3）滤渣2的主要成分为　 　(写化学式)，检验铁元素的离子已被完全沉淀的实验操作及现象；取少量待测液于试管中，　 　。 （4）已知某温度下，。该温度下，“沉淀除杂”时加入足量的溶液可将、沉淀除去，若所得滤液中，则滤液中为　 　(保留2位有效数字)。 （5）在空气中充分煅烧，除得到产品外还产生了，则反应中与的化学计量数之比为　 　。 23．氮、碳化合物转化是环境科学研究热点课题之一。“双碳”目标大背景下，采取高效经济方式利用CO2对人类社会发展具有重要意义。 （1）CO2催化加氢可合成乙烯，反应为2CO2(g)+6H2(g)⇌C2H4(g)+4H2O(g) ΔH<0，在恒压密闭容器中，起始充入2molCO2(g)和6molH2(g)发生反应，不同温度下达到平衡时各组分的体积分数随温度的变化如图所示。 ①a、b、c三点的平衡常数由大到小为：　 　(用Ka、Kb、Kc表示)。 ②表示C2H4体积分数随温度变化的曲线是　 　(填“k”“l”“m”“n”)。 ③若d表示240℃时某时刻H2的体积分数，保持温度不变，则反应向　 　(填“正”或“逆”)反应方向进行。 （2）低碳烯烃是基础有机化工原料，工业上可利用合成气间接或直接制取。其间接制取的主要反应方程式如下： CO(g)＋2H2(g)⇌CH3OH(l)　ΔH1=-116kJ·mol-1 2CH3OH(l)⇌C2H4(g)＋2H2O(l)　ΔH2=-35kJ·mol-1 H2O(g)⇌H2O(l)　ΔH3=-44kJ·mol-1 ①写出用CO(g)和H2(g)直接制取低碳烯烃C2H4(g)和H2O(g)的热化学方程式：　 　。 ②将He、CO和H2以体积比为1∶1∶2充入密闭容器中直接制取乙烯，CO的平衡转化率与温度的关系如图所示，则p1　 　p2(填“>”“＜”或“=”)，M点的正反应速率　 　N点的逆反应速率(填“>”“＜”或“=”)。在500K，压强为p1的条件下，该反应的Kp=　 　(列出计算式)。 24．锰及其化合物间的转化如图。 请回答下列问题： （1）反应①发生的主要化学反应的方程式为：　 　。 （2）粗KMnO4晶体中含有少量的K2CO3，为了得到纯的KMnO4晶体，操作Ⅲ的名称为　 　。 （3）测定高锰酸钾样品纯度采用硫酸锰滴定：向高锰酸钾溶液中滴加硫酸锰溶液，产生黑色沉淀。当　 　，表明达到滴定终点。 （4）已知：常温下，Ksp[Mn(OH)2]=2.4×10-13。工业上，调节pH可以沉淀废水中Mn2+，当pH=10时，溶液中c（Mn2+）=　 　。 （5）如图，用Fe、C作电极电解含MnO4-的碱性污水，使之转化为Mn(OH)2沉淀除去。A电极是　 　（填“Fe”或“C”），该电极的产物使碱性污水中MnO4-转化为沉淀除去的离子方程式为　 　。 25．中科院大连化学物理研究所的一项最新成果实现了甲烷高效生产乙烯。甲烷在催化作用下脱氢，在不同温度下分别形成•CH3、 等自由基，在气相中经自由基：CH2偶联反应生成乙烯（该反应过程可逆）。 物质 燃烧热（kJ•mol-1） 氢气 285.8 甲烷 890.3 乙烯 1411.0 （1）已知相关物质的燃烧热如表所示，写出甲烷制备乙烯的热化学方程式　 　。 （2）现代石油化工采用Ag作催化剂，可实现乙烯与氧气制备X（分子式为C2H4O，不含双键）。该反应符合最理想的原子经济，则反应产物是　 　（填结构简式）。 （3）在一定条件下，向2L的恒容密闭反应器中充入1molCH4，发生上述（1）反应，10分钟后达到平衡，测得平衡混合气体中C2H4的体积分数为20.0%．则： ①用CH4表示该反应的平均速率为　 　。 ②在该温度下，其平衡常数K=　 　。 ③下列说法正确的是　 　。 a．升高温度有利于提高C2H4的产率 b．向平衡体系中充入少量He，CH4的转化率降低 c．当混合气体的密度不再变化时，说明该反应达到平衡状态 d．向上述平衡体系中再充入1molCH4，达到平衡后H2的体积分数减小 e．若实验测得：v（正）=k（正）c2（CH4），v（逆）=k（逆）c2（H2）•c（C2H4）。其中k（正）、k（逆）为受温度影响的速率常数，该反应的平衡常数K= （4）以铅蓄电池为电源，将CO2转化为乙烯的装置如图所示，电解所用电极材料均为惰性电极。电解过程中，阳极区溶液中c（H+）逐渐　 　（填“增大”、“减小”或“不变”），阴极反应式　 　。 答案解析部分 1．【答案】D 【解析】【解答】①光—热转换是太阳能转化为内能的装置，属于光热转换，①符合；②光—电转换是太阳能转化为电能，太阳能汽车是太阳能转化为电能，属于光电转换，②符合；③光—化学能转换，绿色植物的生长是太阳能转化为化学能，属于光化转换，③符合；④光—生物质能转换，生物质能利用基于动、植物能的物质，形成是通过绿色植物的光合作用将太阳辐射的能量以一种生物质形式固定下来的能源，是人类最重要的间接利用太阳能方式，④符合； 故答案为：D。 【分析】考查的是能量的转换方式 2．【答案】A 【解析】【解答】化石能源是碳氢化合物或其衍生物，它由古代生物的化石沉积而来，是一次能源，是在短时间内不能形成的能源，像煤、石油和天然气等。氢气是二次能源。 故答案为A。 【分析】化石燃料主要是煤、石油、天然气 3．【答案】B 【解析】【解答】A. 用铜片连接电源的负极，另一电极用铂片，故A不符合题意 B. 用碳棒连接电源的正极，另一电极用铜片，故B符合题意 C.阴极析出了铜，故C不符合题意 D.阳极生成氯气，可用湿润的淀粉KI试纸检验，故D不符合题意 故答案为：B 【分析】电解氯化铜提取铜，则阴极析出了铜 4．【答案】A 【解析】【解答】A.由于反应物和生成物的总能量不同，因此任何化学反应过程中都伴随着能量的变化，A符合题意； B.ΔH>0，则该反应为吸热反应，若ΔH<0，则该反应为放热反应，B不符合题意； C.化学键断裂需要吸收能量，形成化学键的过程中会释放能量，C不符合题意； D.若反应物的总能量比生成物的总能量高，则该反应为放热反应，D不符合题意； 故答案为：A 【分析】A、任何化学反应过程中都伴随着能量的变化； B、ΔH>0为吸热反应，ΔH<0为放热反应； C、断裂化学键需要吸收能量； D、根据物质能量的相对大小判断反应的热效应； 5．【答案】D 【解析】【解答】A项中钠与水反应为放热，B项中氢气与氯气的化合为放热反应，C项中盐酸与氢氧化钠的中和反应为放热反应，D项中氢氧化钡晶体和氯化铵的反应为吸热反应； 综上所述与其它不同的是D， 故答案为：D。 【分析】根据选项分别判断反应的能量变化，即可得出答案。 6．【答案】A 【解析】【解答】A.K为+1价，O为-2价，则K2FeO4中铁元素的化合价为+6价，A选项是正确的； B. Fe2O3被KClO氧化，因为Fe的化合价升高了，B选项是错误的； C.KClO发生 还原反应，因为Cl的化合价降低了，C选项是错误的； D. 当生成时，转移电子数为6mol，D选项是错误的。 故答案为：A. 【分析】A.根据元素的常见价态可以退出该化合物中，可以推出Fe的化合价； B.在氧化还原反应中，失去电子的元素发生氧化反应，化合价升高； C.在氧化还原反应中，得到电子的元素发生还原反应，化合价降低； D.根据方程式中的系数进行反应，可知，1molFe原子失去3mol电子，但是生成 时，Fe2O3共失去6mol电子。 7．【答案】A 【解析】【解答】 A．CaH2 中H元素为-1价，在反应中升高为0价，则为还原剂，而H2O 中H元素为+1价，在反应中降低为0价，则为氧化剂，故A错误； B．元素化合价降低生成还原产物，元素化合价升高生成氧化产物；由反应可知，氧化产物与还原产物均为氢气，故B正确； C．CaH2 中H元素为-1价，在反应中升高为0价，则为还原剂，而H2O 中H元素为+1价，在反应中降低为0价，则为氧化剂，故C正确； D．氧化产物与还原反应均为氢气，其物质的量相同，则氧化产物与还原产物的质量比为1：1，故D正确； 故选A。 【分析】依据氧化剂具有氧化性，得电子、元素化合价降低、被还原、发生还原反应生成还原产物；还原剂具有还原性，失电子、元素化合价升高、被氧化、发生氧化反应生成氧化产物分析。 8．【答案】B 【解析】【解答】A．由分析知，，，所以Fe3+可以做H2O2分解反应的催化剂，故A不符合题意； B． 由分析中的离子方程式结合同一反应中氧化剂的氧化性强于氧化产物和还原产物的氧化性可得，氧化性由强到弱顺序为H2O2 >Fe3+>Fe2+，故B符合题意； C．在分析中的两个反应中，H2O2分别作氧化剂和还原剂，所以图中转化关系说明H2O2既有氧化性又有还原性，故C不符合题意； D． H2O2在不同条件下能分别与Fe2+或者Fe3+反应而影响溶液浓度，所以生产和贮运H2O2的过程中要避免混入Fe2+或者Fe3+，故D不符合题意； 故答案为：B。 【分析】A、注意催化剂指的是第一反应的反应物，第二反应的生成物，中间产物指的是第一反应的生成物，第二反应的反应物； B、氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性； C、氧化还原反应的基本口诀：升失氧化还原剂，降得还原氧化剂； 化合价升高，失去电子，被氧化，发生氧化反应，作为还原剂，得到还原产物； 化合价降低，得到电子，被还原，发生还原反应，作为氧化剂，得到氧化产物； D、亚铁离子和铁离子可以和过氧化氢反应。 9．【答案】A 【解析】【解答】A．根据反应，放电时，d电极失去电子，发生氧化反应，为负极，充电时，b电极接电源的负极，为阴极，A符合题意； B．c电极为放电时的正极，得电子，发生还原反应，B不符合题意； C．放电时，阴离子向负极移动，每通过个电子，就有1mol进入负极区，负极区质量增加149g，C不符合题意； D．由反应可知，从左往右为放电反应，从右往左为充电反应，所以将电极反应相加得总反应为：，D不符合题意； 故答案为：A。 【分析】放电时，d电极发生氧化反应，为负极，则电极c为正极，电极b与电源负极相连，为阴极，电极a与电源正极相连，为阳极。 10．【答案】D 【解析】【解答】根据盖斯定律，将①×2-②×4可得 2 N2H4（l）+ N2O4（l）=3N2（g）+ 4H2O（g） ，则ΔH=（-546.45kJ/mol）×2-（-44kJ/mol）×4=-916.9 kJ/mol，故选D； 故答案为：D。 【分析】根据盖斯定律，将①×2-②×4可得目标方程式。 11．【答案】B 【解析】【解答】A．放电时，电子从负极M电极经导线流向正极N电极，A不符合题意； B．放电时，N电极做正极，电极反应式：，B符合题意； C．充电时，N电极接外加电源的正极，C不符合题意； D．充电时，电路中每通过，有1molLi+通过Li+透过膜进入左室，D不符合题意； 故答案为：B。 【分析】A．放电时，电子从负极电极经导线流向正极电极； B．放电时，负极失电子，元素化合价升高，发生氧化反应；正极得电子，元素化合价降低，发生还原反应； C．电解时，阳极与直流电源的正极相连的电极，发生氧化反应；阴极与直流电源的负极相连的电极，发生还原反应； D．依据得失电子守恒。 12．【答案】A 【解析】【解答】A．△H<0，△S>0，所有温度下△H-T△S<0，反应自发进行，选项A符合题意； B．大多数化合反应是放热反应，如C+CO22CO是吸热反应，大多数分解反应是吸热反应，尿素分解是放热反应，选项B不符合题意； C．不能单独用焓判据或熵判据判断反应的自发性，所以吸热反应不一定是非自发反应，熵增大的反应不一定是自发反应，选项C不符合题意； D．自发反应是在一定条件下进行的，选项D不符合题意。 故答案为：A。 【分析】判断反应是否自发可以根据即可判断 13．【答案】B 14．【答案】B 15．【答案】C 【解析】【解答】A．在该反应中，C元素化合价由反应前CO中的+2价变为反应后CO2中的+4价，化合价升高，失去电子被氧化，所以CO作还原剂，变小还原性，A不符合题意； B．CO2能够与CaCO3、H2O反应产生可溶性Ca(HCO3)2，从而可使碳酸钙的悬浊液变澄清，B不符合题意； C．根据反应方程式可知：反应产生N2、CO2的物质的量的比是1：2，质量比m(N2)：m(CO2)=(1 mol×28 g/mol)：(2 mol×44 g/mol)=7：22，C符合题意； D．反应生成的N2不能帮助生命呼吸，能够使害虫窒息死亡，故N2可用作食品的保护气，D不符合题意； 故答案为：C。 【分析】A．元素化合价降低，表现氧化性，元素化合价升高，表现还原性。 B．CO2能够与CaCO3、H2O反应产生可溶性Ca(HCO3)2； C．根据反应方程式计算； D．N2不能帮助生命呼吸。 16．【答案】B 【解析】【解答】A．不是标准状况下，无法计算，A不符合题意； B.1.7g的物质的量为，每个中含有10个电子，因此0.1mol中含有个电子，B符合题意； C．如无特别说明，溶液中的溶剂指的是水，未算入溶液中水所含的氢原子，C不符合题意； D．为强碱弱酸盐，属于强电解质，电离方程式为，D不符合题意； 故答案为：B。 【分析】A.给定体积时，必须给温度和压强。 C.水溶液中水也有氢原子，无法计算氢原子数目。 D.强电解质完全电离，用等号表示。 17．【答案】B 【解析】【解答】A．该装置工作时，钠离子和氯离子分别向左右迁移，NaCl溶液的浓度不断减小，A不符合题意； B．由分析可知，液相反应中，CH2=CH2+2CuCl2=2CuCl+ClCH2CH2Cl，CuCl2不断被消耗，但经过电极反应CuCl-e-+Cl-=CuCl2又可复原，故不需定期补充，B符合题意； C．由分析可知，依题可知离子交换膜Y应为阳离子膜，其可允许Na+通过，C不符合题意； D．由图可知，反应物为CH2=CH2、H2O、NaCl，生成物为H2、NaOH、ClCH2CH2Cl，由电子守恒和原子守恒可得反应为CH2=CH2+2H2O+2NaClH2↑+2NaOH+ClCH2CH2Cl，D不符合题意； 故答案为：B。 【分析】A．阴、阳离子分别向左右迁移； B．由依据电极反应判断； C．依据阳离子膜能通过离子交换膜阳离子膜，阴离子膜能通过离子交换膜阴离子膜； D．确定反应物和产物，由电子守恒和原子守恒书写。 18．【答案】D 【解析】【解答】A.b为负极，a为正极，放电时电势高低：a＞b，A错误； B.b为负极，a为正极，放电时，电子流向：b→导线→a，B错误； C.由图可知，放电时，O2在正极得到电子生成H2O，电极方程式为：O2＋4e-＋4H＋＝2H2O，C错误； D.IT-MoS2／石墨烯电极材料可在光照条件下产生电子(e-)和空穴(h＋)，驱动阴极反应和阳极反应对电池进行充电，则充电效率与光照产生的电子和空穴量有关，D正确； 答案：D 【分析】由图可知，放电时Zn在b电极失去电子生成［Zn(OH)4］2-，则b电极为负极，O2在a电极上生成H2O，a电极为正极。 19．【答案】A 【解析】【解答】反应①2Fe2+ +Br2 =2Fe3+ +2Br-中，氧化剂是Br2，氧化产物是Fe3+，所以氧化性：Br2＞Fe3+； 反应②Cl2+2Br-=2Cl-+Br2中，氧化剂是Cl2，氧化产物是Br2，所以氧化性：Cl2＞Br2； 反应③2Fe3++2I-=2Fe2++I2中，氧化剂是Fe3+，氧化产物是I2，所以氧化性：Fe3+＞I2； 综上，氧化性由强到弱的顺序为Cl2＞Br2＞Fe3+＞I2， 故答案为：A。 【分析】根据反应方程式进行比较：氧化剂+还原剂=还原产物+氧化产物；氧化性为氧化剂>氧化产物，据此判断。 20．【答案】B 21．【答案】（1）低温；CO2(g)+2H2O(g)=CH4(g)+2O2(g) △H=+802 kJ/mol （2）BD；； （3）从左向右；2H2O-4e-=O2↑+4H+ 【解析】【解答】(1)①丙反应的反应物是H2、O2，生成物是H2O，反应方程式为：2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)，该反应的正反应是气体体积减小的放热反应，△H＜0，△S＜0，要使反应自发进行，△G=△H-T△S＜0，则反应温度应该是低温条件下，即在低温条件下该反应可自发进行； ②由图示可知反应①CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) △H=+206.4 kJ/mol；②CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) △H=-41.2 kJ/mol；③2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=-483.6 kJ/mol，根据盖斯定律，将-①-②-③×2，整理可得CO2(g)+2H2O(g)=CH4(g)+2O2(g) △H=+802 kJ/mol； (2)①反应在恒容密闭容器中进行，气体的体积不变。 A．加入的CO2、H2O飞物质的量的比是1∶3，二者反应的物质的量的比也是1∶3，则在任何条件下二者的浓度比都是1∶3，因此不能据此判断反应是否达到平衡状态，A不正确； B．反应混合物都是气体，气体的质量不变；反应是反应前后气体物质的量改变的反应，若反应达到平衡状态，则气体的物质的量不变，混合气体的平均相对分子质量不变，故可据此判断反应是否达到平衡状态，B正确； C．反应在恒容密闭容器中进行，气体的体积不变；反应混合物都是气体，气体的质量不变，则混合气体的密度始终不变，因此不能据此判断反应是否达到平衡状态，C不正确； D．反应在恒容密闭容器中进行，气体的体积不变；该反应是反应前后气体物质的量发生改变的反应，则气体的压强会发生变化，若反应达到平衡状态，气体的物质的量不变，气体的压强也不变，故可据此判断反应是否达到平衡状态，D正确； 故答案为：BD； ②根据方程式可知：每反应产生1 mol CH3OH，反应消耗3 mol H2，从反应开始至平衡时反应产生0.8 mol CH3OH，则反应消耗H2的物质的量为△n(H2)=3×0.8 mol=2.4 mol，则用H2的浓度变化表示的反应速率v(H2)= ； (3)①根据图示可知：通入H2O的电极a失去电子产生H+、O2；通入CO2的电极b得到电子发生还原反应产生CH3CH2OH，所以a电极为负极，b电极为正极，H+会通过质子交换膜进入负电荷较多的正极b，即H+由左向右移动； ②在电极a上H2O失去电子变为H+、O2，则电极a上的电极反应式为：2H2O－4e-=O2↑+4H+。 【分析】（1）①根据即可判断 ②根据给出的路径利用盖斯定律即可写出热化学方程式 （2）①根据常见判断反应是否平衡的方法进行判断 ②根据数据结合方程式即可计算出氢气的速率，结合数据计算出平衡常数 （3）①根据产物即可判断氢离子的方向 ②根据产物即可写出电极式 22．【答案】（1）适当升温、粉碎矿石、适当增加稀硫酸浓度、搅拌等；将、还原为、 （2）；> （3）、；滴入几滴，振荡，溶液不变红 （4） （5） 【解析】【解答】钴矿石中加入稀硫酸和Na2SO3，可得Co2+、Fe2+、Al3+、Mg2+、Ca2+，加入的Na2SO3主要是将Co3+、Fe3+还原为Co2+、Fe2+，后向滤液中加入NaClO3将Fe2+氧化为Fe3+，加入Na2CO3调pH，可以使Fe3+、Al3+沉淀，过滤后所得滤液主要含有Co2+、Mg2+、Ca2+，滤渣2为氢氧化铁和氢氧化铝，再用NaF溶液除去钙、镁，过滤后，向滤液中加入草酸铵溶液得到二水合草酸钴，煅烧后制得Co2O3，据此分析解答。 （1）溶浸过程中，适当升温、粉碎矿石、适当增加稀硫酸的浓度等均可以加快反应速率和提高原料利用率；Na2SO3是还原剂，主要是将Co3+、Fe3+还原为Co2+、Fe2+，故答案为：适当升温、粉碎矿石、适当增加稀硫酸的浓度等；将Co3+、Fe3+还原为Co2+、Fe2+； （2）“氧化”过程中金属离子Fe2+与反应，其离子方程式为6Fe2+++6H+=6Fe3++Cl−+3H2O；Fe2+与反应而Co2+不反应，说明还原性；故答案为：6Fe2+++6H+=6Fe3++Cl−+3H2O；>； （3）用Na2CO3调节溶液pH，使Fe3+和Al3+全部转化为Fe(OH)3和Al(OH)3沉淀，达到除去Fe3+和Al3+的目的，故滤渣2为氢氧化铁和氢氧化铝；检验铁元素的离子即Fe3+已被完全沉淀的实验操作及现象；取少量待测液于试管中，滴入几滴，振荡，溶液不变红；故答案为：、；滴入几滴，振荡，溶液不变红； （4）c(Ca2+)：c(Mg2+)=[c(Ca2+)·c2(F−)]：[c(Mg2+)·c2(F−)]=Ksp(CaF2)：Ksp(MgF2)=34：71，所以c(Ca2+)=1.0×10−5mol·L−1×≈4.8×10−6 mol·L−1；故答案为：4.8×10−6 mol·L−1； （5）在空气中充分煅烧，除得到产品外还产生了，煅烧时发生反应：4CoC2O4·2H2O+3O22Co2O3+8CO2+8H2O，CoC2O4·2H2O与O2的化学计量数之比为4∶3；故答案为：4：3； 【分析】（1）加热、增大反应面积和反应物浓度都可以提高；亚硫酸根具有还原性，可以还原铁和钴； （2）亚铁被氯酸钠氧化而钴离子不会，故还原性亚铁离子更强； （3）铁、铝在碱性环境下生成氢氧化物的沉淀；硫氰根验证铁离子； （4）由MgF2的Ksp可以得到F离子的浓度，进而由CaF2的Ksp得到钙离子浓度； （5）根据反应物和产物以及电子转移情况配平反应方程式。 23．【答案】（1）Kb＞Ka＞Kc；n；逆 （2）2CO(g)＋4H2(g)⇌C2H4(g)＋2H2O(g) ΔH=-179kJ∙mol-1；＞；＞； 24．【答案】（1）2MnO2+4KOH+O2 2K2MnO4+2H2O （2）重结晶（或溶解、蒸发浓缩、冷却结晶） （3）滴入最后一滴硫酸锰溶液，高锰酸钾溶液由紫红色刚好褪色且半分钟不恢复 （4）2.4×10-5mol/L （5）Fe；5Fe2++MnO4-+9OH-+4H2O=5Fe(OH)3↓+Mn(OH)2↓ 【解析】【解答】(1)由工艺流程转化关系可知，MnO2、KOH的熔融混合物中通入空气时发生反应生成K2MnO4，根据元素守恒还应生成水，则反应化学方程式为2MnO2+4KOH+O2 2K2MnO4+2H2O；(2)粗KMnO4晶体中含有少量的K2CO3，为了得到纯的KMnO4晶体，操作Ⅲ是粗晶体提纯，操作的名称为重结晶；(3)测定高锰酸钾样品纯度采用硫酸锰滴定：向高锰酸钾溶液中滴加硫酸锰溶液，产生黑色沉淀，当高锰酸钾溶液由紫红色刚好褪色且半分钟不恢复，表明达到滴定终点；(4)当pH=10时，c(OH-)=1×10-4 mol/L，根据Ksp[Mn(OH)2]=c(Mn2+)•c2(OH-)，可知c(Mn2-)= =2.4×10-5mol/L；(5)用Fe、C作电极电解含MnO4-的污水，需要还原剂，电解池中铁做阳极失电子生成亚铁离子，亚铁离子还原高锰酸根离子生成锰离子，在碱溶液中生成氢氧化锰，反应的离子方程式为：5Fe2++MnO4-+9OH-+4H2O=5Fe(OH)3↓+Mn(OH)2↓。 【分析】将MnO2和KOH粉碎混合，目的是增大反应物的接触面积，加快反应速率，然后将混合物熔融并通入空气，根据流程图知，二者反应生成K2MnO4，根据元素守恒知还生成H2O，K2MnO4和CO2反应生成KMnO4、K2CO3、MnO2，KMnO4、K2CO3易溶于水而MnO2难溶于水，将KMnO4、K2CO3、MnO2溶于水然后过滤得到KMnO4、K2CO3混合溶液，再根据KMnO4、K2CO3溶解度差异采用浓缩结晶、趁热过滤得到KMnO4粗晶体，重结晶得到纯KMnO4晶体。 25．【答案】（1）2CH4(g)═C2H4(g)+2H2(g) △H=+202.0 kJ/mol （2） （3）0.025mol·L-1·min-1；0.125；ae （4）增大；2CO2+12H++12e-=C2H4+4H2O 【解析】【解答】（1）已知：①H2(g)+1/2O2(g)═H2O(l) △H1=−285.8kJ/mol， ②CH4(g)+2O2(g)═CO2(g)+2H2O(l)△H2=−890.3kJ/mol， ③C2H4(g)+3O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l)△H3=−1411.0kJ/mol， 甲烷制备乙烯的化学方程式为：2CH4(g)═C2H4(g)+2H2(g)，反应可由②×2−③−①×2得到，根据盖斯定律，反应的焓变为△H=2△H2−△H3−2△H1=+202.0kJ/mol，故答案为：2CH4(g)═C2H4(g)+2H2(g) △H=+202.0 kJ/mol；（2）用Ag作催化剂，可实现乙烯与氧气制备X(分子式C2H4O，不含双键)，该反应符合最理想的原子经济，X为 ，方程式为 ，故答案为： ；（3）设平衡时生成的C2H4的物质的量为a，根据三段式： ×100%=20.0%，a=0.25mol。 ①用CH4表示该反应的平均速率为：v(CH4)= =0.025mol·L-1·min-1，故答案为：0.025mol·L-1·min-1； ②在该温度下，其平衡常数K= = =0.125，故答案为：0.125③a.2CH4(g)═C2H4(g)+2H2(g) △H=+202.0 kJ/mol，正反应为吸热反应，所以升高温度，平衡正向移动，有利于提高C2H4的产率，a正确； b．恒容密闭反应器中，充入少量He，压强变大，但各物质的浓度不变，平衡不移动，CH4的转化率不变，b不正确 c．总质量不变，总体积不变，密度也不变，当混合气体的密度不再变化时，不能说明该反应达到平衡状态，c不正确； d．向上述平衡体系中再充入1molCH4，建立等效平衡，达到平衡后H2的体积分数不变，d不正确； e. v(正)=k(正)c2(CH4)，v(逆)=k(逆)c2(H2)·c(C2H4)，该反应的平衡常K= = ，e正确；故答案为：ae； （4）阴极反应式：2CO2+12H++12e-=C2H4+4H2O，阳极反应式：2H2O-4e-=4 H++O2↑，阳极区溶液中c(H+)逐渐增大，故答案为：增大；2CO2+12H++12e-=C2H4+4H2O。 【分析】（1）写出氢气、甲烷、乙烯燃烧热的方程式，利用盖斯定律即可写出甲烷制备乙烯的热化学方程式 （2）根据原子利用率达到100%即可写出方程式 （3）①跟聚乙烯的体积分数即可计算出乙烯的速率即可结合化学方程式计算出甲烷的速率 ②根据乙烯的体积分数计算出平衡时的浓度即可计算出平衡常数 ③根据方程式 2CH4(g)═C2H4(g)+2H2(g) △H=+202.0 kJ/mol ，正反应放热，升高温度可以提高产物，增加氦气，浓度不变，平衡不移动，根据均是气体，质量不变，气体体积不变密度始终不变，密度不变不能说明是否达到平衡状态，再加入甲烷建立等效平衡，温度不变平衡不移动，根据v正和v逆即可计算出常数 （4）根据将二氧化碳变为乙烯，即可判断此反应在阴极发生，消耗氢离子，氢离子向阴极移动 学科网（北京）股份有限公司 $$