专题突破卷07 化学反应与能量（一）-2025年高考化学一轮复习考点通关卷（江苏专用）

专题突破卷06 化学反应与能量变化 （考试时间：75分钟 试卷满分：100分） 考点01 化学反应的热效应 考点02 原电池、化学电源 一、选择题（本题共15小题，每小题3分，共45分。每小题只有一项是符合题目要求的） 1．下列反应中热量变化与图像不一致的是(　　) A．CO与O2反应 B．NaOH溶液和HNO3溶液反应 C．镁条和盐酸反应 D．NH4Cl晶体和Ba(OH)2·8H2O晶体反应 2．下列说法正确的是(　　) A.2NO(g)＋O2(g)===2NO2(g)　ΔH＝－114 kJ/mol反应中反应物的键能总和大于生成物的键能总和 B．反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＝－92.4 kJ/mol的ΔH＝E(N—N)＋3E(H—H)－6E(N—H)(E表示键能) C.反应2H2S(g)＋3O2(g)===2SO2(g)＋2H2O(g)的ΔH<0，说明反应物的键能总和小于生成物的键能总和 D．反应2CH3OH(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(g)　ΔH＝－23.5 kJ/mol中反应物所含化学键的键能之和大于生成物所含化学键的键能之和 3．黑火药是中国古代的四大发明之一，其爆炸的热化学方程式：S(s)＋2KNO3(s)＋3C(s)===K2S(s)＋N2(g)＋3CO2(g)　ΔH。 已知：C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1 S(s)＋2K(s)===K2S(s)　ΔH2 2K(s)＋N2(g)＋3O2(g)===2KNO3(s)　ΔH3 则ΔH为(　　) A．ΔH1＋ΔH2－ΔH3 B．ΔH3＋3ΔH1－ΔH2 C．3ΔH1＋ΔH2－ΔH3 D．ΔH3＋ΔH1－ΔH2 4．反应：SiCl4(g)＋2H2(g)Si(s)＋4HCl(g)可用于纯硅的制备。下列有关该反应的说法正确的是( ) A．该反应ΔH>0、ΔS<0 B．该反应的平衡常数K＝ C．高温下，反应每生成1 mol Si需消耗2×22.4 L H2 D．用E表示键能，该反应ΔH＝4E(Si—Cl)＋2E(H—H)－4E(H—Cl) 5．下列说法正确的是( ) A．肼(N2H4)的燃烧热为622.08 kJ/mol，则热化学方程式为N2H4(l)＋O2(g) ===N2(g) ＋2H2O(g)　ΔH＝－622.08 kJ/mol B．斜方硫的燃烧热为297 kJ/mol，则热化学方程式为S(s，斜方硫)＋O2(g) ===SO2(g)　ΔH＝＋297 kJ/mol C．H2S的燃烧热为562.2 kJ/mol，则热化学方程式为2H2S(g)＋3O2(g)===2SO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－1 124.4 kJ/mol D．白磷和红磷转化的热化学方程式为xP4(白磷，s)===4Px(红磷，s)　 ΔH<0，则白磷和红磷在O2中充分燃烧生成等量P2O5(s)，红磷放出的热量更多 6．由N2O和NO反应生成N2和NO2的能量变化如图所示。下列关于该反应的说法正确的是(　　) A．反应物的总键能大于生成物的总键能 B．该反应的焓变ΔH＝＋139 kJ/mol C．加入催化剂，可以使正反应活化能和逆反应活化能均降低，但两者的差值不变 D．相同条件下，反应物、生成物和过渡态中的物质，过渡态最稳定 7．如图所示原电池的反应原理为2NH＋Zn===Zn2＋＋2NH3↑＋H2↑。下列说法正确的是( ) A．石墨为电池的负极 B．电池工作时Zn逐渐被消耗 C．电子由石墨电极经外电路流向Zn电极 D．反应2NH＋Zn===Zn2＋＋2NH3↑＋H2↑在负极上发生 8．一种肼燃料电池的工作原理如图所示，电池工作过程中会有少量N2H4在电极表面发生自分解反应生成NH3、N2、H2逸出。下列说法正确的是( ) A．电池工作时，化学能完全转化为电能 B．放电过程中，负极区溶液pH增大 C．负极的电极反应式为N2H4－4e－===N2＋4H＋ D．电池工作时，负极区消耗的NaOH与正极区生成的NaOH物质的量相等 9．如图为某微生物燃料电池净化水的原理。下列说法正确的是( ) A．N极为负极，发生氧化反应 B．电池工作时，N极附近溶液pH减小 C．M极发生的电极反应为(C6H10O5)n－24ne－＋7nH2O===6nCO2↑＋24nH＋ D．处理0.1 mol Cr2O时，有1.4 mol H＋从交换膜左侧向右侧迁移 10．微生物电池的总反应：C6H12O6＋6O2===6CO2＋6H2O，其工作原理如图所示。下列有关微生物电池的说法错误的是( ) A．放电时正极产生CO2 B．微生物所在电极区放电时发生氧化反应 C．电池工作时，质子移向O2所在电极 D．O2所在电极区发生的反应：O2＋4H＋＋4e－===2H2O 11．某钒电池放电原理如图所示。下列关于该钒电池放电过程的说法正确的是( ) A．电能主要转化为化学能 B．a电极上的反应为VO＋2H＋＋e－===VO2＋＋H2O C．氢离子由电极a区向电极b区移动 D．1 mol V2＋参与反应，得到6.02×1023个电子 12．利用假单胞菌分解有机物的电化学原理如图所示。下列说法正确的是( ) A．该电池能在高温下工作 B．该电池工作时，电流由A电极经用电器流入B电极 C．　A电极是负极，电极反应式为 D．电池工作过程中，H＋从右室透过质子交换膜移动到左室 13.监测Mg －H2O2燃料电池是一种新型水下化学电源。下列说法正确的是(　　) A．电池工作时，电能主要转化为化学能 B．放电一段时间电极b区的溶液浓度变大 C．放电一段时间电极a区的溶液pH下降 D．放电过程中1 mol H2O2参与反应，转移2×6.02×1023个电子 14．“绿水青山就是金山银山”。现利用如图所示装置对工业废气、垃圾渗透液进行综合治理并实现发电。下列有关说法正确的是(　　) A．M为正极 B．高温下有利于原电池工作 C．NO在N极上失去电子 D．放电过程中，H＋由M极区向N极区移动 15．某水处理剂由纳米铁粉附着在多孔炭粉的表面复合而成，利用原电池原理处理弱酸性废水中的NO时，其表面发生如图所示反应。下列说法正确的是(　　) A．电池工作时，H＋向负极移动 B．正极附近溶液的酸性增强 C．负极的电极反应式为Fe－3e－===Fe3＋ D．与单独使用纳米铁粉相比，该水处理剂能加快NO的去除速率 二、非选择题（本题包括4小题，共55分） 16．（12分）比较下列反应热的大小： (1)已知反应H2(g)＋I2(g)2HI(g)　ΔH1和反应H2(g)＋I2(s)2HI(g)　ΔH2，则ΔH2________(填“>”“<”或“＝”)ΔH1。 (2) 二氧化碳加氢制甲醇的总反应可表示为CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH，一般认为通过如下步骤来实现。①CO2(g)＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g)　ΔH1；②CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g)　ΔH2； 体系能量变化如图所示。 则ΔH1________(填“>”“<”或“＝”)ΔH2。 (3) 335 ℃时，在恒容密闭容器中，1 mol C10H18(l)催化脱氢的反应过程如下。 反应Ⅰ：C10H18(l)===C10H12(l)＋3H2(g)　ΔH1 反应Ⅱ：C10H12(l)===C10H8(l)＋2H2(g)　ΔH2 则ΔH1________(填“>”“<”或“＝”，下同)0、ΔH2________0。 17．（15分）(1) CO2催化加氢合成甲烷过程中发生下列反应： Ⅰ．CO2(g)＋4H2(g)===CH4(g)＋2H2O(g)　ΔH1＝－165 kJ/mol Ⅱ．CO2(g)＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g)　 ΔH2＝＋41 kJ/mol Ⅲ．CO(g)＋3H2(g)===CH4(g)＋H2O(g)　ΔH3 反应Ⅲ的ΔH3＝________________。 (2)已知：4NH3(g)＋5O2(g)===4NO(g)＋6H2O(g)　ΔH＝－905.0 kJ/mol，N2(g)＋O2(g)===2NO(g)　ΔH＝＋180.5 kJ/mol。有氧条件下，NH3与NO反应生成N2，相关热化学方程式为4NH3(g)＋4NO(g)＋O2(g)===4N2(g)＋6H2O(g)　ΔH＝________kJ/mol。 (3) CH4－CO2重整反应的热化学方程式如下： 反应Ⅰ：CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g)　ΔH1 反应Ⅱ：H2(g)＋CO2(g)===CO(g)＋H2O(g)　ΔH2＝＋41 kJ/mol 反应Ⅲ：CH4(g)===C(s)＋2H2(g)　ΔH3＝＋75 kJ/mol 反应Ⅳ：2CO(g)===C(s)＋CO2(g)　ΔH4＝－172 kJ/mol ΔH1＝________kJ/mol。 (4) 捕集CO2转化为合成气(CO和H2)，再转化为烃类及含氧化合物等高附加值化学品，有利于实现碳循环利用。捕集CO2涉及以下反应： ①CO2(g)＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g)　ΔH1 ②CO2(g)＋4H2(g)===CH4(g)＋2H2O(g)　ΔH2 有关物质能量变化如图所示，设稳定单质的焓(H)为0，则ΔH1＝________kJ/mol，ΔH2＝________kJ/mol。 18．（12分）(1) 有人设想以N2和H2为反应物，以溶有A的稀盐酸为电解质溶液，可制造出既能提供电能，又能固氮的新型燃料电池，装置如图所示，电池正极的电极反应式是　 　，A是　　(填名称)。 (2) 利用原电池工作原理测定汽车尾气中CO的浓度，其装置如图所示。该电池中O2－可以在固体介质NASICON(固溶体)内自由移动，工作时O2－的移动方向　 　(填“从a到b”或“从b到a”)，负极发生的电极反应为　 　。 19．（16分）回答下列问题： (1)Al－空气电池具有较高的比能量，在碱性电解液中总反应为4Al＋3O2＋6H2O＋4OH－===4[Al(OH)4]－； 则该Al－空气电池的负极反应式为　 　。 (2) 水体中的过量的硝态氮(主要以NO的形式存在)是一种重要污染物，可利用合适的还原剂将其还原为N2除去。相同条件下，向含有50 mg/L NO的两份水样中分别加入纳米铁粉、纳米铁粉 －活性炭 －铜粉，水样中NO的去除速率差异如图所示，产生该差异的可能原因有　 　。 (3)利用纳米铁粉可以有效处理废水中的Cu2＋和Zn2＋，去除机理如图所示。纳米铁粉去除污水中Cu2＋和Zn2＋机理不同，请解释原因并简述两者的区别：　　 。 (4)通过电化学循环法可将H2S转化为H2SO4和H2(如图所示)。其中氧化过程发生如下两步反应：H2S＋H2SO4===SO2↑＋S↓＋2H2O、S＋O2===SO2。 (1)电极a上发生反应的电极反应式为 。 (2)理论上1 mol H2S参加反应可产生H2的物质的量为 。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题突破卷06 化学反应与能量变化 （考试时间：75分钟 试卷满分：100分） 考点01 化学反应的热效应 考点02 原电池、化学电源 一、选择题（本题共15小题，每小题3分，共45分。每小题只有一项是符合题目要求的） 1．下列反应中热量变化与图像不一致的是(　　) A．CO与O2反应 B．NaOH溶液和HNO3溶液反应 C．镁条和盐酸反应 D．NH4Cl晶体和Ba(OH)2·8H2O晶体反应 【答案】 D　 【解析】 图中反应物的总能量大于生成物的总能量，此反应是放热反应。CO与O2反应是放热反应，热量变化与图像一致，A不符合题意；NaOH溶液和HNO3溶液反应是放热反应，热量变化与图像一致，B不符合题意；镁条和盐酸反应是放热反应，热量变化与图像一致，C不符合题意；NH4Cl晶体和Ba(OH)2·8H2O晶体反应是吸热反应，热量变化与图像不一致，D符合题意。 2．下列说法正确的是(　　) A.2NO(g)＋O2(g)===2NO2(g)　ΔH＝－114 kJ/mol反应中反应物的键能总和大于生成物的键能总和 B．反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＝－92.4 kJ/mol的ΔH＝E(N—N)＋3E(H—H)－6E(N—H)(E表示键能) C.反应2H2S(g)＋3O2(g)===2SO2(g)＋2H2O(g)的ΔH<0，说明反应物的键能总和小于生成物的键能总和 D．反应2CH3OH(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(g)　ΔH＝－23.5 kJ/mol中反应物所含化学键的键能之和大于生成物所含化学键的键能之和 【答案】 C　 【解析】 该反应的ΔH<0，反应热＝反应物的键能总和－生成物的键能总和<0，则反应物的键能总和小于生成物的键能总和，A错误；利用ΔH＝反应物的键能总和－生成物键能总和，ΔH＝E(N≡N)＋3E(H—H)－6E(N—H)，B错误；C正确；反应Ⅲ为放热反应，则反应物所含化学键的键能之和小于生成物所含化学键的键能之和，D错误。 3．黑火药是中国古代的四大发明之一，其爆炸的热化学方程式：S(s)＋2KNO3(s)＋3C(s)===K2S(s)＋N2(g)＋3CO2(g)　ΔH。 已知：C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1 S(s)＋2K(s)===K2S(s)　ΔH2 2K(s)＋N2(g)＋3O2(g)===2KNO3(s)　ΔH3 则ΔH为(　　) A．ΔH1＋ΔH2－ΔH3 B．ΔH3＋3ΔH1－ΔH2 C．3ΔH1＋ΔH2－ΔH3 D．ΔH3＋ΔH1－ΔH2 【答案】C　 【解析】 已知：C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1　①，S(s)＋2K(s)===K2S(s)　ΔH2　②，2K(s)＋N2(g)＋3O2(g)===2KNO3(s)　ΔH3　③，由盖斯定律知，3×①＋②－③，可得S(s)＋2KNO3(s)＋3C(s)===K2S(s)＋N2(g)＋3CO2(g)，则ΔH＝3ΔH1＋ΔH2－ΔH3，C正确。 4．反应：SiCl4(g)＋2H2(g)Si(s)＋4HCl(g)可用于纯硅的制备。下列有关该反应的说法正确的是( ) A．该反应ΔH>0、ΔS<0 B．该反应的平衡常数K＝ C．高温下，反应每生成1 mol Si需消耗2×22.4 L H2 D．用E表示键能，该反应ΔH＝4E(Si—Cl)＋2E(H—H)－4E(H—Cl) 【答案】B　 【解析】 该反应是气体分子数增大的反应，则ΔS＞0，A错误；高温下，反应每生成1 mol Si需要消耗2 mol H2，高温下气体摩尔体积不为22.4 L/mol，C错误；ΔH＝反应物的键能总和－生成物的键能总和，应再减去2E(Si—Si)，D错误。 5．下列说法正确的是( ) A．肼(N2H4)的燃烧热为622.08 kJ/mol，则热化学方程式为N2H4(l)＋O2(g) ===N2(g) ＋2H2O(g)　ΔH＝－622.08 kJ/mol B．斜方硫的燃烧热为297 kJ/mol，则热化学方程式为S(s，斜方硫)＋O2(g) ===SO2(g)　ΔH＝＋297 kJ/mol C．H2S的燃烧热为562.2 kJ/mol，则热化学方程式为2H2S(g)＋3O2(g)===2SO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－1 124.4 kJ/mol D．白磷和红磷转化的热化学方程式为xP4(白磷，s)===4Px(红磷，s)　 ΔH<0，则白磷和红磷在O2中充分燃烧生成等量P2O5(s)，红磷放出的热量更多 【答案】C　 【解析】 计算燃烧热时，水为液态，A错误；燃烧为放热反应，焓变为负值，B错误；白磷转化为红磷为放热反应，说明相同质量的白磷能量高于红磷，白磷和红磷在O2中充分燃烧生成等量的P2O5(s)，白磷放出的热量更多，D错误。 6．由N2O和NO反应生成N2和NO2的能量变化如图所示。下列关于该反应的说法正确的是(　　) A．反应物的总键能大于生成物的总键能 B．该反应的焓变ΔH＝＋139 kJ/mol C．加入催化剂，可以使正反应活化能和逆反应活化能均降低，但两者的差值不变 D．相同条件下，反应物、生成物和过渡态中的物质，过渡态最稳定 【答案】C　 【解析】 由图可知，反应物总能量大于生成物总能量，则该反应为放热反应，ΔH＝反应物的键能总和－生成物的键能总和＜0，则反应物的键能总和小于生成物的键能总和，A错误；ΔH＝正反应活化能－逆反应活化能＝(209－348)kJ/mol＝－139 kJ/mol，B错误；催化剂可以降低反应的活化能，但焓变不变，则加入催化剂，可以使正反应活化能和逆反应活化能均降低，但两者的差值不变，C正确；能量越低越稳定，相同条件下，过渡态物质所含能量最高，最不稳定，D错误。 7．如图所示原电池的反应原理为2NH＋Zn===Zn2＋＋2NH3↑＋H2↑。下列说法正确的是( ) A．石墨为电池的负极 B．电池工作时Zn逐渐被消耗 C．电子由石墨电极经外电路流向Zn电极 D．反应2NH＋Zn===Zn2＋＋2NH3↑＋H2↑在负极上发生 【答案】B　 【解析】 电极活动性：Zn＞C(石墨)，Zn为负极，石墨为正极，A错误；电池工作时，Zn作负极，发生失去电子的氧化反应，Zn逐渐被消耗，B正确；电池工作时，电子由负极(Zn电极)经外电路流向正极(石墨电极)，C错误；反应2NH＋Zn===Zn2＋＋NH3↑＋H2↑是该原电池的总反应，不是电极反应式，D错误。 8．一种肼燃料电池的工作原理如图所示，电池工作过程中会有少量N2H4在电极表面发生自分解反应生成NH3、N2、H2逸出。下列说法正确的是( ) A．电池工作时，化学能完全转化为电能 B．放电过程中，负极区溶液pH增大 C．负极的电极反应式为N2H4－4e－===N2＋4H＋ D．电池工作时，负极区消耗的NaOH与正极区生成的NaOH物质的量相等 【答案】D　 【解析】 任何实用电池都不可能将化学能完全转化为电能，A错误；通入N2H4的一极是负极，由图可知，放电时负极反应消耗OH－，pH减小，B错误；负极反应式为N2H4－4e－＋4OH－===N2＋4H2O，C错误；总反应为N2H4＋O2===N2＋2H2O，反应前后NaOH的物质的量不变，即负极消耗的NaOH与正极生成的NaOH的物质的量相等，D正确。 9．如图为某微生物燃料电池净化水的原理。下列说法正确的是( ) A．N极为负极，发生氧化反应 B．电池工作时，N极附近溶液pH减小 C．M极发生的电极反应为(C6H10O5)n－24ne－＋7nH2O===6nCO2↑＋24nH＋ D．处理0.1 mol Cr2O时，有1.4 mol H＋从交换膜左侧向右侧迁移 【答案】C　 【解析】 由图可知，有机物失去电子发生氧化反应并生成二氧化碳，则M为负极，发生氧化反应，A错误；电池工作时，Cr2O得到电子发生还原反应并生成Cr3＋，电极反应式为Cr2O＋6e－＋14H＋===2Cr3＋＋7H2O，故N极溶液pH变大，B错误；有机物失去电子发生氧化反应并生成二氧化碳，M极发生的电极反应为(C6H10O5)n－24ne－＋7nH2O===6nCO2↑＋24nH＋，C正确；根据得失电子守恒可知，4nCr2O～24ne－～(C6H10O5)n～24nH＋，则处理0.1 mol Cr2O时，有0.6 mol H＋从交换膜左侧向右侧迁移，D错误。 10．微生物电池的总反应：C6H12O6＋6O2===6CO2＋6H2O，其工作原理如图所示。下列有关微生物电池的说法错误的是( ) A．放电时正极产生CO2 B．微生物所在电极区放电时发生氧化反应 C．电池工作时，质子移向O2所在电极 D．O2所在电极区发生的反应：O2＋4H＋＋4e－===2H2O 【答案】A　 【解析】 通入O2的一极是正极，放电时，正极反应式为O2＋4H＋＋4e－===2H2O，正极产生H2O，A错误，D正确；微生物所在电极区为负极，发生氧化反应，B正确；质子通过质子交换膜从负极区移向正极(O2所在电极)区，C正确。 11．某钒电池放电原理如图所示。下列关于该钒电池放电过程的说法正确的是( ) A．电能主要转化为化学能 B．a电极上的反应为VO＋2H＋＋e－===VO2＋＋H2O C．氢离子由电极a区向电极b区移动 D．1 mol V2＋参与反应，得到6.02×1023个电子 【答案】B　 【解析】 原电池放电时，化学能主要转化为电能，A错误；由图可知，a电极上的反应为VO＋2H＋＋e－===VO2＋＋H2O，B正确；由VO―→VO2＋知，V元素的化合价降低，则a电极是正极，b电极是负极，阳离子由负极(b极)移向正极(a极)，C错误；由V2＋―→V3＋知，1 mol V2＋参与反应，失去约6.02×1023个电子，D错误。 12．利用假单胞菌分解有机物的电化学原理如图所示。下列说法正确的是( ) A．该电池能在高温下工作 B．该电池工作时，电流由A电极经用电器流入B电极 C．　A电极是负极，电极反应式为 D．电池工作过程中，H＋从右室透过质子交换膜移动到左室 【答案】C　 【解析】 高温下，菌株容易失去活性，故该电池不能在高温下工作，A错误；由O2―→H2O知，B电极得电子发生还原反应，B电极是正极，则A电极为负极，原电池工作时，电流由正极(B电极)经用电器流入负极(A电极)，B错误；A电极是负极，发生失电子的氧化反应，C正确；电池工作过程中，H＋从左室(负极区)透过质子交换膜移动到右室(正极区)，D错误。 13.监测Mg －H2O2燃料电池是一种新型水下化学电源。下列说法正确的是(　　) A．电池工作时，电能主要转化为化学能 B．放电一段时间电极b区的溶液浓度变大 C．放电一段时间电极a区的溶液pH下降 D．放电过程中1 mol H2O2参与反应，转移2×6.02×1023个电子 【答案】D　 【解析】 该装置为原电池，电池工作时，化学能转化为电能，A错误；b区为正极区，电极反应式为H2O2＋2H＋＋2e－===2H2O，溶质被消耗，同时生成了水，溶液浓度减小，B错误；放电一段时间电极a区溶液中生成Mg2＋，为维持两侧电荷守恒，溶液中的H＋会通过质子交换膜进入正极区，从而导致a区溶液pH升高，C错误；过氧化氢发生的电极反应式为H2O2＋2H＋＋2e－===2H2O，由反应可知1 mol H2O2参与反应，转移2×6.02×1023个电子，D正确。 14．“绿水青山就是金山银山”。现利用如图所示装置对工业废气、垃圾渗透液进行综合治理并实现发电。下列有关说法正确的是(　　) A．M为正极 B．高温下有利于原电池工作 C．NO在N极上失去电子 D．放电过程中，H＋由M极区向N极区移动 【答案】D　 【解析】 NH3在M极上失电子生成N2，故M极为负极，硝酸根离子在N极上得电子生成N2，故N极为原电池的正极，原电池中阳离子向正极移动，故H＋由M极区向N极区移动。由两电极的物质转化，可判断电极M为负极，电极N为正极，A错误；该治理过程有硝化细菌的参与，不能在高温下进行，B错误；NO在N极上得电子，C错误；放电过程中，H＋由M极区向N极区移动，D正确。 15．某水处理剂由纳米铁粉附着在多孔炭粉的表面复合而成，利用原电池原理处理弱酸性废水中的NO时，其表面发生如图所示反应。下列说法正确的是(　　) A．电池工作时，H＋向负极移动 B．正极附近溶液的酸性增强 C．负极的电极反应式为Fe－3e－===Fe3＋ D．与单独使用纳米铁粉相比，该水处理剂能加快NO的去除速率 【答案】D　 【解析】 纳米铁粉作负极，电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，硝酸根离子在正极上得电子被还原成铵根离子：NO＋10H＋＋8e－===NH＋3H2O。电池工作时，H＋向正极移动，A错误；硝酸根离子在正极上得电子被还原成铵根离子，消耗H＋，正极附近溶液的酸性减弱，B错误；负极的电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，C错误；与单独使用纳米铁粉相比，该水处理剂利用了原电池原理，能加快NO的去除速率，D正确。 二、非选择题（本题包括4小题，共55分） 16．（12分）比较下列反应热的大小： (1)已知反应H2(g)＋I2(g)2HI(g)　ΔH1和反应H2(g)＋I2(s)2HI(g)　ΔH2，则ΔH2________(填“>”“<”或“＝”)ΔH1。 (2) 二氧化碳加氢制甲醇的总反应可表示为CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH，一般认为通过如下步骤来实现。①CO2(g)＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g)　ΔH1；②CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g)　ΔH2； 体系能量变化如图所示。 则ΔH1________(填“>”“<”或“＝”)ΔH2。 (3) 335 ℃时，在恒容密闭容器中，1 mol C10H18(l)催化脱氢的反应过程如下。 反应Ⅰ：C10H18(l)===C10H12(l)＋3H2(g)　ΔH1 反应Ⅱ：C10H12(l)===C10H8(l)＋2H2(g)　ΔH2 则ΔH1________(填“>”“<”或“＝”，下同)0、ΔH2________0。 【答案】 (1) >　 （3分） (2) ＞ （3分） 　(3) > （3分） 　> （3分） 【解析】 (1) 物质从固态转化为气态吸收热量，将反应H2(g)＋I2(s)2HI(g)和反应H2(g)＋I2(g)2HI(g)相减，可得I2(s)I2(g)　ΔH＝ΔH2－ΔH1>0，则ΔH2>ΔH1。(2) 反应①为吸热反应，ΔH1＞0，反应②为放热反应，ΔH2＜0，则ΔH1＞ΔH2。(3) 由图可知，反应Ⅰ和反应Ⅱ的反应物总能量都低于生成物总能量，都是吸热反应，则ΔH1＞0、ΔH2＞0。 17．（15分）(1) CO2催化加氢合成甲烷过程中发生下列反应： Ⅰ．CO2(g)＋4H2(g)===CH4(g)＋2H2O(g)　ΔH1＝－165 kJ/mol Ⅱ．CO2(g)＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g)　 ΔH2＝＋41 kJ/mol Ⅲ．CO(g)＋3H2(g)===CH4(g)＋H2O(g)　ΔH3 反应Ⅲ的ΔH3＝________________。 (2)已知：4NH3(g)＋5O2(g)===4NO(g)＋6H2O(g)　ΔH＝－905.0 kJ/mol，N2(g)＋O2(g)===2NO(g)　ΔH＝＋180.5 kJ/mol。有氧条件下，NH3与NO反应生成N2，相关热化学方程式为4NH3(g)＋4NO(g)＋O2(g)===4N2(g)＋6H2O(g)　ΔH＝________kJ/mol。 (3) CH4－CO2重整反应的热化学方程式如下： 反应Ⅰ：CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g)　ΔH1 反应Ⅱ：H2(g)＋CO2(g)===CO(g)＋H2O(g)　ΔH2＝＋41 kJ/mol 反应Ⅲ：CH4(g)===C(s)＋2H2(g)　ΔH3＝＋75 kJ/mol 反应Ⅳ：2CO(g)===C(s)＋CO2(g)　ΔH4＝－172 kJ/mol ΔH1＝________kJ/mol。 (4) 捕集CO2转化为合成气(CO和H2)，再转化为烃类及含氧化合物等高附加值化学品，有利于实现碳循环利用。捕集CO2涉及以下反应： ①CO2(g)＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g)　ΔH1 ②CO2(g)＋4H2(g)===CH4(g)＋2H2O(g)　ΔH2 有关物质能量变化如图所示，设稳定单质的焓(H)为0，则ΔH1＝________kJ/mol，ΔH2＝________kJ/mol。 【答案】．(1) －206 kJ/mol （3分） 　(2) －1 627 （3分） (3) ＋247 （3分） 　(4) ＋41　 （3分） －165 （3分） 【解析】 (1) 反应Ⅰ－反应Ⅱ可得反应Ⅲ，故ΔH3＝－165 kJ/mol－41 kJ/mol＝－206 kJ/mol。 (2) 根据盖斯定律，反应Ⅰ－4×反应Ⅱ可得到：4NH3(g)＋4NO(g)＋O2(g)===4N2(g)＋6H2O(g)　ΔH＝(－905.0－4×180.5)kJ/mol＝－1 627 kJ/mol。 (3) 反应Ⅰ：CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g)　ΔH1，反应Ⅲ：CH4(g)===C(s)＋2H2(g)　ΔH3＝＋75 kJ/mol，反应Ⅳ：2CO(g)===C(s)＋CO2(g)　ΔH4＝－172 kJ/mol。反应Ⅲ－反应Ⅳ即得到反应Ⅰ，ΔH1＝ΔH3－ΔH4＝[＋75－(－172)]kJ/mol＝＋247 kJ/mol。 　(4) 由图1知，存在以下热化学方程式：Ⅰ．CO(g)＋ O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－283 kJ/mol；Ⅱ． H2(g)＋ O2 (g)===H2O(g)　ΔH＝－242 kJ/mol；Ⅲ．C (g)＋H2(g)===CH4(g)　ΔH＝－75 kJ/mol；Ⅳ．C (g)＋O2(g)===CO2 (g)　ΔH＝－394 kJ/mol。根据盖斯定律，Ⅱ－Ⅰ＝①，则CO2(g)＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g)　ΔH1＝[－242－(－283)] kJ/mol＝＋41 kJ/mol；Ⅱ×2＋Ⅲ－Ⅳ＝②，则CO2(g)＋4H2(g)===CH4(g)＋2H2O(g)　ΔH2＝[－242×2＋(－75)－(－394)] kJ/mol＝－165 kJ/mol。 18．（12分）(1) 有人设想以N2和H2为反应物，以溶有A的稀盐酸为电解质溶液，可制造出既能提供电能，又能固氮的新型燃料电池，装置如图所示，电池正极的电极反应式是　 　，A是　　(填名称)。 (2) 利用原电池工作原理测定汽车尾气中CO的浓度，其装置如图所示。该电池中O2－可以在固体介质NASICON(固溶体)内自由移动，工作时O2－的移动方向　 　(填“从a到b”或“从b到a”)，负极发生的电极反应为　 　。 【答案】(1) N2＋8H＋＋6e－===2NH （3分） 氯化铵 （3分） (2)从b到a （3分） CO＋O2－－2e－===CO2 （3分） 19．（16分）回答下列问题： (1)Al－空气电池具有较高的比能量，在碱性电解液中总反应为4Al＋3O2＋6H2O＋4OH－===4[Al(OH)4]－； 则该Al－空气电池的负极反应式为　 　。 (2) 水体中的过量的硝态氮(主要以NO的形式存在)是一种重要污染物，可利用合适的还原剂将其还原为N2除去。相同条件下，向含有50 mg/L NO的两份水样中分别加入纳米铁粉、纳米铁粉 －活性炭 －铜粉，水样中NO的去除速率差异如图所示，产生该差异的可能原因有　 　。 (3)利用纳米铁粉可以有效处理废水中的Cu2＋和Zn2＋，去除机理如图所示。纳米铁粉去除污水中Cu2＋和Zn2＋机理不同，请解释原因并简述两者的区别：　　 。 (4)通过电化学循环法可将H2S转化为H2SO4和H2(如图所示)。其中氧化过程发生如下两步反应：H2S＋H2SO4===SO2↑＋S↓＋2H2O、S＋O2===SO2。 (1)电极a上发生反应的电极反应式为 。 (2)理论上1 mol H2S参加反应可产生H2的物质的量为 。 【答案】(1)Al－3e－＋4OH－===[Al(OH)4]－ （3分） (2)形成Fe-Cu和Fe-C原电池，加快纳米铁粉去除NO的反应速率；炭粉有强吸附性，可以吸附NO （4分） (3)Fe的金属性强于Cu，弱于Zn，因此Cu(Ⅱ)被还原成Cu单质而除去，而Fe无法还原Zn(Ⅱ)，纳米铁粉具有吸附性，可以吸附Zn(Ⅱ)，Zn(Ⅱ)进一步水解为Zn(OH)2而沉降 （4分） (4)SO2－2e－＋2H2O===4H＋＋SO （3分） 2 mol （2分） 【解析】 (4) 由图可知，该装置为原电池，电极a为电池的负极，通入的SO2在负极失去电子发生氧化反应生成H2SO4，电极反应式为SO2－2e－＋2H2O===4H＋＋SO 。(2) 由反应H2S＋H2SO4===SO2↑＋S↓＋2H2O、S＋O2===SO2可知，1 mol H2S参加反应时，负极上有2 mol SO2参与放电，由得失电子守恒可知，2 mol×2＝n(H2)×2，则n(H2)＝2 mol。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$