专题4 化学反应与能量-【创新教程】2021-2025五年高考真题化学分类特训试卷

　　　　　专题四　化学反应与能量 考点１　化学反应中的热效应　盖斯定律 １．(２０２５􀅰河北卷,１２)氮化镓(GaN)是一种重要的半导体材料,广泛应用于光电信息材料等领 域,可利用反应Ga２O３(s)＋２NH３(g)􀜩􀜨􀜑 ２GaN(s)＋３H２O(g)制备.反应历程(TS代表过渡 态)如下: 下列说法错误的是 (　　) A．反应ⅰ是吸热过程 B．反应ⅱ中 H２O(g)脱去步骤的活化能为２．６９eV C．反应ⅲ包含２个基元反应 D．总反应的速控步包含在反应ⅱ中 ２．(２０２５􀅰江苏卷,１３)甘油(C３H８O３)水蒸气重整获得 H２ 过程中的主要反应: 反应Ⅰ　C３H８O３(g)􀪅􀪅３CO(g)＋４H２(g)　ΔH＞０ 反应Ⅱ　CO(g)＋H２O(g)􀪅􀪅CO２(g)＋H２(g)　ΔH＜０ 反应Ⅲ　CO２(g)＋４H２(g)􀪅􀪅CH４(g)＋２H２O(g)　ΔH＜０ １．０×１０５Pa条件下,１molC３H８O３ 和９molH２O发生上述反应达平衡状态时,体系中CO、 H２、CO２ 和CH４ 的物质的量随温度变化的理论计算结果如图所示.下列说法正确的是 (　　) A．５５０℃时 ,H２O的平衡转化率为２０％ B．５５０℃反应达平衡状态时,n(CO２)∶n(CO)＝１１∶２５ C．其他条件不变,在４００~５５０℃范围,平衡时 H２O的物质的量随温度升高而增大 D．其他条件不变,加压有利于增大平衡时 H２ 的物质的量 ３３ ３．(２０２５􀅰云南卷,１０)铜催化下,由CO２ 电合成正丙醇的关键步骤如图.下列说法正确的是 (　　) A．Ⅰ到Ⅱ的过程中发生氧化反应 B．Ⅱ到Ⅲ的过程中有非极性键生成 C．Ⅳ的示意图为 D．催化剂Cu可降低反应热 ４．(２０２３􀅰湖南卷,１４)N２H４ 是一种强还原性的高能物质,在航 天、能源等领域有广泛应用.我国科学家合成的某Ru(Ⅱ)催化 剂(用[L－Ru－NH３]＋ 表示)能高效电催化氧化 NH３ 合成 N２H４,其反应机理如图所示.下列说法错误的是 (　　) A．Ru(Ⅱ)被氧化至Ru(Ⅲ)后,配体NH３ 失去质子能力增强 B．M中Ru的化合价为＋３ C．该过程有非极性键的形成 D．该过程的总反应式:４NH３－２e－􀪅􀪅N２H４＋２NH＋４ ５．(２０２２􀅰浙江卷,１８)标准状态下,下列物质气态时的相对能量如下表: 物质(g) O H HO HOO H２ O２ H２O２ H２O 能量/kJ􀅰mol－１ ２４９ ２１８ ３９ １０ ０ ０ －１３６ －２４２ 可根据HO(g)＋HO(g)􀪅􀪅H２O２(g)计算出H２O２ 中氧氧单键的键能为２１４kJ􀅰mol－１.下列说法 不正确 的是 (　　) A．H２ 的键能为４３６kJ􀅰mol－１ B．O２ 的键能大于 H２O２ 中氧氧单键的键能的两倍 C．解离氧氧单键所需能量:HOO＜H２O２ D．H２O(g)＋O(g)􀪅􀪅H２O２(g)　ΔH＝－１４３kJ􀅰mol－１ ６．(２０２１􀅰浙江卷,１７)相同温度和压强下,关于物质熵的大小比较,合理的是 (　　) A．１molCH４(g)＜１molH２(g)　　　　　　B．１molH２O(g)＜２molH２O(g) C．１molH２O(s)＞１molH２O(l) D．１molC(s,金刚石)＞１molC(s,石墨) ７．(２０２１􀅰浙江卷,２１)相同温度和压强下,关于反应的ΔH,下列判断正确的是 (　　) 􀜏􀜏 (g)＋H２(g) → (g)　ΔH１　　 􀜏 􀜏(g)＋２H２(g) → (g)　ΔH２ 􀜍􀜍 􀜏􀜏(g)＋３H２(g) → (g)　ΔH３　　 􀜍􀜍 􀜏􀜏(g)＋H２(g) → 􀜏 􀜏(g)　ΔH４ A．ΔH１＞０,ΔH２＞０ B．ΔH３＝ΔH１＋ΔH２ C．ΔH１＞ΔH２,ΔH３＞ΔH２ D．ΔH２＝ΔH３＋ΔH４ ８．(２０２３􀅰全国甲卷,２８)甲烷选择性氧化制备甲醇是一种原子利用率高的方法.回答下列问题: (１)已知下列反应的热化学方程式: ①３O２(g)􀪅􀪅２O３(g)　K１　ΔH１＝２８５kJ􀅰mol－１ ②２CH４(g)＋O２(g)􀪅􀪅２CH３OH(l)　K２　ΔH２＝－３２９kJ􀅰mol－１ 反应③CH４(g)＋O３(g)􀪅􀪅CH３OH(l)＋O２(g)的ΔH３＝　　　　kJ􀅰mol－１,平衡常数K３＝ 　　　　(用K１、K２ 表示). ４３ (２)电喷雾电离等方法得到的 M＋(Fe＋、Co＋、Ni＋等)与O３ 反 应可得 MO＋.MO＋与CH４ 反应能高选择性地生成甲醇.分 别在３００K和３１０K下(其他反应条件相同)进行反应 MO＋＋ CH４􀪅􀪅M＋＋CH３OH,结果如图所示.图中３００K的曲线是 　　　　(填“a”或“b”).３００K、６０s时 MO＋ 的转化率为 　　　　　　　　　　　　　　　　(列出算式). (３)MO＋分别与CH４、CD４ 反应,体系的能量随反应进程的变化 如图所示(两者历程相似,图中以CH４ 示例). (ⅰ)步骤Ⅰ和Ⅱ中涉及氢原子成键变化的是　　　　(填“Ⅰ”或“Ⅱ”). (ⅱ)直接参与化学键变化的元素被替换为更重的同位素时,反应速率会变慢,则 MO＋与CD４ 反应的能量变化应为图中曲线　　　　(填“c”或“d”). (ⅲ)MO＋与 CH２D２ 反应,氘代甲醇的产量 CH２DOD　　　　CHD２OH(填“＞”“＜”或 “＝”).若 MO＋与CHD３ 反应,生成的氘代甲醇有　　　　种. ９．(２０２３􀅰湖北卷,１９)纳米碗C４０H１０是一种奇特的碗状共轭体系.高温条件下,C４０H１０可以由 C４０H２０分子经过连续５步氢抽提和闭环脱氢反应生成. C４０H２０(g) H􀅰 →C４０H１８(g)＋H２(g)的反应机理和能量变化如下: 回答下列问题: (１)已知C４０Hx 中的碳氢键和碳碳键的键能分别为４３１．０kJ􀅰mol－１和２９８．０kJ􀅰mol－１,H—H键能为 ４３６．０kJ􀅰mol－１.估算C４０H２０(g)􀜩􀜨􀜑 C４０H１８(g)＋H２(g)的ΔH＝　　　　kJ􀅰mol－１. (２)图示历程包含　　　个基元反应,其中速率最慢的是第　　　　个. (３)C４０H１０纳米碗中五元环和六元环结构的数目分别为　　　　、 　　　　. (４)１２００K时,假定体系内只有反应C４０H１２(g)􀜩􀜨􀜑 C４０H１０(g)＋H２(g)发 生,反应过程中压强恒定为p０(即C４０H１２的初始压强),平衡转化率为α,该 反应的平衡常数Kp 为　　　　(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压＝ 总压×物质的量分数). ５３ (５)C 􀅰 ４０H１９(g)􀜩􀜨􀜑 C４０H１８(g)＋H􀅰(g)及 C 􀅰 ４０H１１(g)􀜩􀜨􀜑 C４０H１０(g)＋H􀅰(g)反应的lnK(K 为平 衡常数)随温度倒数的关系如图所示.已知本实验条件下,lnK＝－ΔHRT＋c (R 为理想气体常 数,c为截距).图中两条线几乎平行,从结构的角度分析其原因是　　　　　　　　　　　　 　　　　. (６)下列措施既能提高反应物的平衡转化率,又能增大生成C４０H１０的反应速率的是　　　　(填 标号). a．升高温度　　　　　　b．增大压强　　　　　　c．加入催化剂 １０．(２０２３􀅰湖南卷,１６)聚苯乙烯是一类重要的高分子材料,可通过苯乙烯聚合制得. Ⅰ．苯乙烯的制备 (１)已知下列反应的热化学方程式: ①C６H５C２H５(g)＋ ２１ ２O２ (g)􀪅􀪅８CO２(g)＋５H２O(g)　ΔH１＝－４３８６．９kJ􀅰mol－１ ②C６H５CH􀪅CH２(g)＋１０O２(g)􀪅􀪅８CO２(g)＋４H２O(g)　ΔH２＝－４２６３．１kJ􀅰mol－１ ③H２(g)＋ １ ２O２ (g)􀪅􀪅H２O(g)　ΔH３＝－２４１．８kJ􀅰mol－１ 计算反应④C６H５C２H５(g)􀜩􀜨􀜑 C６H５CH􀪅CH２(g)＋H２(g)的ΔH４＝　　　 　kJ􀅰mol－１; (２)在某温度、１００kPa下,向反应器中充入１mol气态乙苯发生反应④,其平衡转化率为 ５０％,欲将平衡转化率提高至７５％,需要向反应器中充入　　　 　mol水蒸气作为稀释气 (计算时忽略副反应); (３)在９１３K、１００kPa下,以水蒸气作稀释气、Fe２O３ 作催化剂,乙苯除脱氢生成苯乙烯外,还 会发生如下两个副反应: ⑤C６H５C２H５(g)􀜩􀜨􀜑 C６H６(g)＋CH２􀪅CH２(g) ⑥C６H５C２H５(g)＋H２(g)􀜩􀜨􀜑 C６H５CH３(g)＋CH４(g) 以上反应体系中,芳香烃产物苯乙烯、苯和甲苯的选择性S(S＝ 转化为目的产物所消耗乙苯的量 已转化的乙苯总量 ×１００％)随乙苯转化率的变化曲线如图所示,其 中曲线b代表的产物是　　　　　 　,理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　 　; (４)关于本反应体系中催化剂Fe２O３ 的描述错误的是　　　 　; A．X射线衍射技术可测定Fe２O３ 晶体结构 B．Fe２O３ 可改变乙苯平衡转化率 C．Fe２O３ 降低了乙苯脱氢反应的活化能 D．改变Fe２O３ 颗粒大小不影响反应速率 Ⅱ．苯乙烯的聚合 苯乙烯聚合有多种方法,其中一种方法的关键步骤是某Cu(Ⅰ)的配合物促进C６H５CH２X(引 发剂,X表示卤素)生成自由基C６H５C 􀅰 H２,实现苯乙烯可控聚合. ６３ (５)引发剂C６H５CH２Cl、C６H５CH２Br、C６H５CH２I中活性最高的是 　　　 　; (６)室温下,①Cu＋在配体L的水溶液中形成[Cu(L)２]＋,其反应平 衡常数为K;②CuBr在水中的溶度积常数为 Ksp.由此可知,CuBr 在配体L的水溶液中溶解反应的平衡常数为　　　 　(所有方程式中 计量系数关系均为最简整数比). １１．(２０２２􀅰广东卷,１９)铬及其化合物在催化、金属防腐等方面具有重要应用. (１)催化剂Cr２O３ 可由(NH４)２Cr２O７ 加热分解制备,反应同时生成无污染气体. ①完成化学方程式:(NH４)２Cr２O７ △ 􀪅􀪅Cr２O３＋　　　　＋　　　　. ②Cr２O３ 催化丙烷脱氢过程中,部分反应历程如图７,X(g)→Y(g)过程的 焓变为　　　　(列式表示). ③Cr２O３ 可用于NH３ 的催化氧化.设计从NH３ 出发经过３步反应制 备HNO３ 的路线　　　　(用“→”表示含氮物质间的转化);其中一个 有颜色变化的反应的化学方程式为 　. (２)K２Cr２O７ 溶液中存在多个平衡.本题条件下仅需考虑如下平衡: (ⅰ)Cr２O２－７ (aq)＋H２O(l)􀜩􀜨􀜑 ２HCrO－４ (aq)　K１＝３．０×１０－２ (２５℃) (ⅱ)HCrO－４ (aq)􀜩􀜨􀜑 CrO２－４ (aq)＋H＋(aq)　K２＝３．３×１０－７(２５℃) ①下列有关K２Cr２O７ 溶液的说法正确的有　　　　. A．加入少量硫酸,溶液的pH不变 B．加入少量水稀释,溶液中离子总数增加 C．加入少量NaOH溶液,反应(ⅰ)的平衡逆向移动 D．加入少量K２Cr２O７ 固体,平衡时c２(HCrO－４ )与c(Cr２O２－７ )的比值保持不变 ②２５℃时,０．１０mol􀅰L－１K２Cr２O７ 溶液中lg c(CrO２－４ ) c(Cr２O２－７ ) 随pH的变化关系如图８.当pH＝ ９．００时,设Cr２O２－７ 、HCrO－４ 与CrO２－４ 的平衡浓度分别为x、y、zmol􀅰L－１,则x、y、z之间的关 系式为　　　　＝０．１０;计算溶液中HCrO－４ 的平衡浓度　　　　　　　　(写出计算过程,结果 保留两位有效数字). ③在稀溶液中,一种物质对光的吸收程度(A)与其所吸收光的波长(λ)有关:在一定波长范围 内,最大A 对应的波长(λmax)取决于物质的结构特征;浓度越高,A 越大.混合溶液在某一波 长的A 是各组分吸收程度之和.为研究pH对反应(ⅰ)和(ⅱ)平衡的影响,配制浓度相同、 pH不同的K２Cr２O７ 稀溶液,测得其A 随λ的变化曲线如图９.波长λ１、λ２ 和λ３ 中,与CrO２－４ 的λmax最接近的是　　　　;溶液pH从a变到b的过程中, c(H＋)􀅰c２(CrO２－４ ) c(Cr２O２－７ ) 的值　　　　(填 “增大”“减小”或“不变”). １２．(２０２２􀅰湖南卷,１６)２０２１年我国制氢量位居世界第一,煤的气化是一种重要的制氢途径.回 答下列问题: (１)在一定温度下,向体积固定的密闭容器中加入足量的C(s)和１molH２O(g),起始压强为 ０．２MPa时,发生下列反应生成水煤气: Ⅰ．C(s)＋H２O(g)􀜩􀜨􀜑 CO(g)＋H２(g)　ΔH１＝＋１３１．４kJ􀅰mol－１ Ⅱ．CO(g)＋H２O(g)􀜩􀜨􀜑 CO２(g)＋H２(g)　ΔH２＝－４１．１kJ􀅰mol－１ ７３ ①下列说法正确的是　　　　; A．平衡时向容器中充入惰性气体,反应Ⅰ的平衡逆向移动 B．混合气体的密度保持不变时,说明反应体系已达到平衡 C．平衡时 H２ 的体积分数可能大于 ２ ３ D．将炭块粉碎,可加快反应速率 ②反应平衡时,H２O(g)的转化率为５０％,CO的物质的量为０．１mol.此时,整个体系　　　(填“吸 收”或“放出”)热量　　　　kJ,反应Ⅰ的平衡常数Kp＝　　　　(以分压表示,分压＝总压 ×物质的量分数). (２)一种脱除和利用水煤气中CO２ 方法的示意图如下: ①某温度下,吸收塔中K２CO３ 溶液吸收一定量的CO２ 后,c(CO２－３ )∶c(HCO－３ )＝１∶２,则该 溶液的pH＝　　　　(该温度下 H２CO３ 的Ka１＝４．６×１０－７,Ka２＝５．０×１０－１１); ②再生塔中产生CO２ 的离子方程式为 　; ③利用电化学原理,将CO２ 电催化还原为C２H４,阴极反应式为 　. １３．(２０２２􀅰全国乙卷,２８)油气开采、石油化工、煤化工等行业废气普遍含有的硫化氢,需要回收 处理并加以利用.回答下列问题: (１)已知下列反应的热化学方程式: ①２H２S(g)＋３O２(g)􀪅􀪅２SO２(g)＋２H２O(g)　ΔH１＝－１０３６kJ􀅰mol－１ ②４H２S(g)＋２SO２(g)􀪅􀪅３S２(g)＋４H２O(g)　ΔH２＝９４kJ􀅰mol－１ ③２H２(g)＋O２(g)􀪅􀪅２H２O(g)　ΔH３＝－４８４kJ􀅰mol－１ 计算 H２S热分解反应④２H２S(g)􀪅􀪅S２(g)＋２H２(g)的ΔH４＝　　　　kJ􀅰mol－１. (２)较普遍采用的 H２S处理方法是克劳斯工艺.即利用反应①和②生成单质硫.另一种方 法是:利用反应④高温热分解 H２S.相比克劳斯工艺,高温热分解方法的优点是　　　　,缺 点是　　　　. (３)在１４７０K、１００kPa反应条件下,将n(H２S)∶n(Ar)＝１∶４的混合气进行 H２S热分解反 应.平衡时混合气中 H２S与 H２ 的分压相等,H２S平衡转化率为　　　　,平衡常数 Kp＝ 　　　　kPa. (４)在１３７３K、１００kPa反应条件下,对于n(H２S)∶n(Ar)分别为４∶１、１∶１、１∶４、１∶９、１∶１９ 的 H２S－Ar混合气,热分解反应过程中 H２S转化率随时间的变化如图所示. ①n(H２S)∶n(Ar)越小,H２S平衡转化率　　　　,理由是 　. ②n(H２S)∶n(Ar)＝１∶９对应图中曲线　　　　,计算其在０~０．１s之间,H２S分压的平均 变化率为　　　　kPa􀅰s－１. ８３ １４．(２０２１􀅰广东卷,１９)我国力争于２０３０年前做到碳达峰,２０６０年前实现碳中和.CH４ 与CO２ 重整是CO２ 利用的研究热点之一.该重整反应体系主要涉及以下反应: (a)CH４(g)＋CO２(g)􀪅􀪅２CO(g)＋２H２(g)ΔH１ (b)CO２(g)＋H２(g)􀪅􀪅CO(g)＋H２O(g)ΔH２ (c)CH４(g)􀪅􀪅C(s)＋２H２(g)ΔH３ (d)２CO(g)􀪅􀪅CO２(g)＋C(s)ΔH４ (e)CO(g)＋H２(g)􀪅􀪅H２O(g)＋C(s)ΔH５ (１)根据盖斯定律,反应a的ΔH１＝　　　　　　　(写出一个代数式即可). (２)上述反应体系在一定条件下建立平衡后,下列说法正确的有　　　　　　　. A．增大CO２ 与CH４ 的浓度,反应a、b、c的正反应速率都增加 B．移去部分C(s),反应c、d、e的平衡均向右移动 C．加入反应a的催化剂,可提高CH４ 的平衡转化率 D．降低反应温度,反应a~e的正、逆反应速率都减小 (３)一定条件下,CH４ 分解形成碳的反应历程如图７所示.该历程分　　　　步进行,其中,第 　　　　步的正反应活化能最大. 　　　　　　　　　　　　　　图７　　　　　　　　　　图８ (４)设Krp 为相对压力平衡常数,其表达式写法:在浓度平衡常数表达式中,用相对分压代替浓 度.气体的相对分压等于其分压(单位为kPa)除以p０(p０＝１００kPa).反应a、c、e的lnKrp 随 １ T (温度的倒数)的变化如图８所示. ①反应a、c、e中,属于吸热反应的有　　　　(填字母). ②反应c的相对压力平衡常数表达式为Krp＝　　　　　　　　　　. ③在图８中A点对应温度下、原料组成为n(CO２)∶n(CH４)＝１∶１、初始总压为１００kPa的恒 容密闭容器中进行反应,体系达到平衡时 H２ 的分压为４０kPa.计算CH４ 的平衡转化率,写 出计算过程. (５)CO２ 用途广泛,写出基于其物理性质的一种用途:　　　　　　　　　　　　. ９３ １５．(２０２１􀅰浙江卷,２９)含硫化合物是实验室和工业上的常用化学品.请回答: (１)实验室可用铜与浓硫酸反应制备少量SO２:Cu(s)＋２H２SO４(l)􀪅􀪅CuSO４(s)＋SO２(g)＋２H２O(l) ΔH＝－１１．９kJ􀅰mol－１.判断该反应的自发性并说明理由 　. (２)已知２SO２(g)＋O２(g)􀜩􀜨􀜑 ２SO３(g)　ΔH＝－１９８kJ􀅰mol－１.８５０K时,在一恒容密闭反 应器中充入一定量的SO２ 和O２,当反应达到平衡后测得SO２、O２ 和SO３ 的浓度分别为６．０× １０－３mol􀅰L－１、８．０×１０－３mol􀅰L－１和４．４×１０－２mol􀅰L－１. ①该温度下反应的平衡常数为　　　　. ②平衡时SO２ 的转化率为　　　　. (３)工业上主要采用接触法由含硫矿石制备硫酸. ①下列说法正确的是　　　　. A．须采用高温高压的反应条件使SO２ 氧化为SO３ B．进入接触室之前的气流无需净化处理 C．通入过量的空气可以提高含硫矿石和SO２ 的转化率 D．在吸收塔中宜采用水或稀硫酸吸收SO３ 以提高吸收速率 ②接触室结构如图１所示,其中１~４表示催化剂层.图２所示进程中表示热交换过程的是 　　　　. A．a１→b１　B．b１→a２　C．a２→b２　D．b２→a３　E．a３→b３　F．b３→a４　G．a４→b４ ③对于放热的可逆反应,某一给定转化率下,最大反应速率对应的温度称为最适宜温度.在 图３中画出反应２SO２(g)＋O２(g)􀜩􀜨􀜑 ２SO３(g)的转化率与最适宜温度(曲线Ⅰ)、平衡转化率 与温度(曲线Ⅱ)的关系曲线示意图(标明曲线Ⅰ、Ⅱ). (４)一定条件下,在Na２S－H２SO４－H２O２ 溶液体系中,检测得到pHＧ时间振荡曲线如图４,同 时观察到体系由澄清→浑浊→澄清的周期性变化.可用一组离子方程式表示每一个周期内 的反应进程,请补充其中的２个离子方程式. 图４ Ⅰ．S２－＋H＋􀪅􀪅HS－; Ⅱ．①　　　　　　　　　　　　; Ⅲ．HS－＋H２O２＋H＋􀪅􀪅S↓＋２H２O; Ⅳ．②　　　　　　　　　　　　. ０４ 考点２　原电池原理及其应用 １．(２０２５􀅰甘肃卷,１２)我国科研工作者设计了一种 MgＧ海水电池驱动 海水(pH＝８．２)电解系统(如图),以新型 MoNi/NiMoO４ 为催化剂 (生长在泡沫镍电极上),在电池和电解池中同时产生氢气.下列关 于该系统的说法错误的是 (　　) A．将催化剂生长在泡沫镍电极上可提高催化效率 B．在外电路中,电子从电极１流向电极４ C．电极３的反应为:４OH－－４e－􀪅􀪅２H２O＋O２↑ D．理论上,每通过２mol电子,可产生１molH２ ２．(２０２５􀅰浙江１月卷,１２)一种可充放电LiＧO２ 电池的结构示意图 如图所示.该电池放电时,产物为Li２O和Li２O２,随温度升高Q (消耗１molO２ 转移的电子数)增大.下列说法不正确 的是 (　　) A．熔融盐中LiNO３ 的物质的量分数影响充放电速率 B．充放电时,Li＋优先于K＋通过固态电解质膜 C．放电时,随温度升高Q 增大,是因为正极区O２－转化为O２－２ D．充电时,锂电极接电源负极 ３．(２０２５􀅰黑吉辽蒙卷,１３)一种基于Cu２O的储氯电池装置如图,放电过程中a、b极均增重.若 将b极换成Ag/AgCl电极,b极仍增重.关于图中装置所示电池,下列说法错误的是 (　　) A．放电时Na＋向b极迁移 B．该电池可用于海水脱盐 C．a极反应:Cu２O＋２H２O＋Cl－－２e－􀪅􀪅Cu２(OH)３Cl＋H＋ D．若以Ag/AgCl电极代替a极,电池将失去储氯能力 ４．(２０２５􀅰安徽卷,１３)研究人员开发出一种锂Ｇ氢可充电电池(如图所 示),使用前需先充电,其固体电解质仅允许Li＋通过.下列说法正 确的是 (　　) A．放电时电解质溶液质量减小 B．放电时电池总反应为 H２＋２Li􀪅􀪅２LiH C．充电时Li＋移向惰性电极 D．充电时每转移１mol电子,c(H＋)降低１mol􀅰L－１ ５．(双选)(２０２５􀅰山东卷,１２)全铁液流电池工作原理如图所 示,两电极分别为石墨电极和负载铁的石墨电极.下列说 法正确的是 (　　) A．隔膜为阳离子交换膜 B．放电时,a极为负极 C．充电时,隔膜两侧溶液Fe２＋浓度均减小 D．理论上,Fe３＋每减少１mol,Fe２＋总量相应增加２mol １４ ６．(２０２４􀅰全国甲卷,１２)科学家使用δＧMnO２ 研制了一种 MnO２ＧZn可充 电电池(如 图 所 示).电 池 工 作 一 段 时 间 后,MnO２ 电 极 上 检 测 到 MnOOH和少量ZnMn２O４.下列叙述正确的是 (　　 ) A．充电时,Zn２＋向阳极方向迁移 B．充电时,会发生反应Zn＋２MnO２􀪅􀪅ZnMn２O４ C．放电时,正极反应有 MnO２＋H２O＋e－􀪅􀪅MnOOH＋OH－ D．放电时,Zn电极质量减少０．６５g,MnO２ 电极生成了０．０２０molMnOOH ７．(２０２４􀅰河北卷,１４)我国科技工作者设计了如图所示的 可充电 MgＧCO２ 电池,以 Mg(TFSI)２ 为电解质,电解液 中加入１,３Ｇ丙二胺(PDA)以捕获CO２,使放电时CO２ 还 原产物为 MgC２O４.该设计克服了 MgCO３ 导电性差和 释放CO２ 能力差的障碍,同时改善了 Mg２＋ 的溶剂化环 境,提高了电池充放电循环性能.对上述电池放电时 CO２ 的捕获和转化过程开展了进一步研究,电极上CO２ 转化的三种可能反应路径及相对能量 变化如图(∗表示吸附态). 　 下列说法错误的是 (　　) A．PDA捕获CO２ 的反应为 H２N NH２ ＋CO２ → H２N N H O 􀪅􀪅 OH B．路径２是优先路径,速控步骤反应式为∗CO∗－２ ＋ H２N N H O 􀪅􀪅 OH ＋e－ →∗C２O２－４ ＋ H２N NH２ C．路径１、３经历不同的反应步骤但产物相同;路径２、３起始物相同但产物不同 D．三个路径速控步骤均涉及∗CO∗－２ 转化,路径２、３的速控步骤均伴有PDA再生 ８．(２０２４􀅰新课标卷,１２)一种可植入体内的微型电池工作原 理如图所示,通过CuO催化消耗血糖发电,从而控制血糖 浓度.当传感器检测到血糖浓度高于标准,电池启动.血 糖浓度下降至标准,电池停止工作.(血糖浓度以葡萄糖 浓度计) 电池工作时,下列叙述错误的是 (　　) A．电池总反应为２C６H１２O６＋O２􀪅􀪅２C６H１２O７ B．b电极上CuO通过Cu(Ⅱ)和Cu(Ⅰ)相互转变起催化作用 C．消耗１８mg葡萄糖,理论上a电极有０．４mmol电子流入 D．两电极间血液中的Na＋在电场驱动下的迁移方向为b→a ２４ ９．(２０２３􀅰全国乙卷,１２)室温钠Ｇ硫电池被认为是一种成本低、比能量高的能源存储系统.一种 室温钠Ｇ硫电池的结构如图所示.将钠箔置于聚苯并咪唑膜上作为一个电极,表面喷涂有硫黄 粉末的炭化纤维素纸作为另一电极.工作时,在硫电极发生反应: １ ２S８＋e － →１２S ２－ ８ , １ ２S ２－ ８ ＋e－ →S２－４ ,２Na＋＋ x ４S ２－ ４ ＋２１－ x ４ æ è ç ö ø ÷e－ →Na２Sx 下列叙述错误的是 (　　) A．充电时Na＋从钠电极向硫电极迁移 B．放电时外电路电子流动的方向是a→b C．放电时正极反应为:２Na＋＋x８S８＋２e －􀪅􀪅Na２Sx D．炭化纤维素纸的作用是增强硫电极导电性能 １０．(２０２３􀅰 新 课 标 卷,１０)一 种 以 V２O５ 和 Zn 为 电 极、 Zn(CF３SO３)２水溶液为电解质的电池,其示意图如图所示. 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 １１．(多选)(２０２３􀅰山东卷,１１)利用热再生氨电池可实现CuSO４ 电 镀废液的浓缩再生.电池装置如图所示,甲、乙两室均预加相同 的CuSO４ 电镀废液,向甲室加入足量氨水后电池开始工作.下 列说法正确的是 (　　) A．甲室Cu电极为正极 B．隔膜为阳离子膜 C．电池总反应为:Cu２＋＋４NH３􀪅􀪅[Cu(NH３)４]２＋ D．NH３ 扩散到乙室将对电池电动势产生影响 １２．(多选)(２０２２􀅰山东卷,１３)设计如图装置回收金属钴.保持 细菌所在环境pH稳定,借助其降解乙酸盐生成CO２,将废旧 锂离子电池的正极材料LiCoO２(s)转化为Co２＋,工作时保持厌 氧环境,并定时将乙室溶液转移至甲室.已知电极材料均为石 墨材质,右侧装置为原电池.下列说法正确的是 (　　) A．装置工作时,甲室溶液pH逐渐增大 B．装置工作一段时间后,乙室应补充盐酸 C．乙室电极反应式为LiCoO２＋２H２O＋e－􀪅􀪅Li＋＋Co２＋＋４OH－ D．若甲室Co２＋减少２００mg,乙室Co２＋增加３００mg,则此时已进行过溶液转移 １３．(２０２２􀅰广东卷,１６)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６).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１molCl２,电极a质量理论上增加２３g ３４ １４．(２０２２􀅰湖南卷,８)海水电池在海洋能源领域备受关注,一种锂—海水电池构造 示意图如图,下列说法错误的是 (　　) A．海水起电解质溶液作用 B．N极发生的电极反应: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 １５．(２０２２􀅰全国甲卷,１０)一种水性电解液Zn－MnO２ 离子选择双隔膜 电池如图所示(KOH溶液中,Zn２＋以Zn(OH)２－４ 存在).电池放电 时,下列叙述错误的是 (　　) A．Ⅱ区的K＋通过隔膜向Ⅲ区迁移 B．Ⅰ区的SO２－４ 通过隔膜向Ⅱ区迁移 C．MnO２ 电极反应:MnO２＋４H＋＋２e－􀪅􀪅Mn２＋＋２H２O D．电池总反应:Zn＋４OH－＋MnO２＋４H＋􀪅􀪅Zn(OH)２－４ ＋Mn２＋ ＋２H２O １６．(２０２２􀅰全国乙卷,１２)Li－O２ 电池比能量高,在汽车、航天等领 域具有良好的应用前景.近年来科学家研究了一种光照充电 Li－O２电池(如图所示),光照时,光催化电极产生电子(e－)和空 穴(h＋),驱动阴极反应(Li＋＋e－􀪅􀪅Li)和阳极反应(Li２O２＋２h＋ 􀪅􀪅２Li＋＋O２↑)对电池进行充电.下列叙述错误的是 (　　) A．充电时,电池的总反应Li２O２􀪅􀪅２Li＋O２↑ B．充电效率与光照产生的电子和空穴量有关 C．放电时,Li＋从正极穿过离子交换膜向负极迁移 D．放电时,正极发生反应O２＋２Li＋＋２e－􀪅􀪅Li２O２ 考点３　电解池原理及其应用 １．(２０２５􀅰河南卷,１２)一种液流电解池在工作时可以实现海水淡化,并以LiCl形式回收含锂废 弃物中的锂元素,其工作原理如图所示. 下列说法正确的是 (　　) A．Ⅱ为阳离子交换膜 B．电极a附近溶液的pH减小 C．电极b上发生的电极反应式为[Fe(CN)６]４－＋e－􀪅􀪅[Fe(CN)６]３－ D．若海水用NaCl溶液模拟,则每脱除５８．５gNaCl,理论上可回收１molLiCl ２．(２０２５􀅰河北卷,１０)科研工作者设计了一种用于废弃电极材料LixCoO２(x＜１)再锂化的电化 学装置,其示意图如下: ４４ 已知:参比电极的作用是确定 LixCoO２ 再锂化为LiCoO２ 的最优条 件,不干扰电极反应.下列说法正确的是 (　　) A．LixCoO２电极上发生的反应:LixCoO２＋xe－＋xLi＋􀪅􀪅LiCoO２ B．产生标准状况下５．６LO２时,理论上可转化 １ １－xmol 的LixCoO２ C．再锂化过程中,SO２－４ 向LixCoO２ 电极迁移 D．电解过程中,阳极附近溶液pH升高 ３．(２０２５􀅰江苏卷,６)下列化学反应表示正确的是 (　　) A．黑火药爆炸:２KNO３＋C＋３S􀪅􀪅K２CO３＋N２↑＋３SO２↑ B．电解饱和NaCl溶液制NaOH:Cl－＋２H２O 通电 　　􀪅􀪅２OH －＋H２↑＋ClO－ C．重油裂解获得的丙烯制聚丙烯:nCH２􀪅CH—CH３ 催化剂 　　→􀰷CH２ —CH—CH３􀰻 D．向饱和氨盐水中通入过量CO２:NaCl＋NH３＋H２O＋CO２􀪅􀪅NaHCO３↓＋NH４Cl ４．(２０２５􀅰江苏卷,８)以稀 H２SO４ 为电解质溶液的光解水装置如图所 示,总反应为２H２O 光 催化剂􀪅􀪅􀪅􀪅２H２↑＋O２↑.下列说法正确的是 (　　) A．电极a上发生氧化反应生成O２ B．H＋通过质子交换膜从右室移向左室 C．光解前后,H２SO４ 溶液的pH不变 D．外电路每通过０．０１mol电子,电极b上 产 生０．０１molH２ ５．(２０２５􀅰江苏卷,１０)CO２ 与 NO－３ 通过电催化反应生成CO(NH２)２,可 能的反应机理如图所示(图中吸附在催化剂表面的物种用“∗”标注). 下列说法正确的是 (　　) A．过程Ⅱ和过程Ⅲ都有极性共价键形成 B．过程Ⅱ中NO－３ 发生了氧化反应 C．电催化CO２ 与NO－３ 生成CO(NH２)２ 的反应方程式:CO２＋２NO－３ ＋ １８H＋ 通电 催化剂􀪅􀪅􀪅􀪅CO(NH２)２＋７H２O D．常温常压、无催化剂条件下,CO２ 与NH３􀅰H２O反应可生产CO(NH２)２ ６．(２０２５􀅰陕晋青宁卷,１３)我国科研人员采用图甲所示的电解池,由百里酚(TY)合成了百里醌 (TQ).电极b表面的主要反应历程见图乙(灰球表示电极表面催化剂).下列说法错误的是 (　　) 　 甲　　　　　　　　　　　　　　　乙 ５４ A．电解时,H＋从右室向左室移动 B．电解总反应:TY＋H２O 电解 􀪅􀪅TQ＋２H２↑ C．以 􀜍􀜍 􀜏􀜏 OH 为原料,也可得到TQ D．用１８O标记电解液中的水,可得到 􀜏 􀜏 １８O 􀪅 O 􀪅 ７．(２０２５􀅰云南卷,１１)一种用双极膜电渗析法卤水除硼的装置如图所示,双极膜中 H２O解离的 H＋和OH－在电场作用下向两极迁移.除硼原理:[B(OH)４]－＋H＋􀪅􀪅B(OH)３＋H２O.下 列说法错误的是 (　　) A．Pt电极反应:４OH－－４e－􀪅􀪅O２↑＋２H２O B．外加电场可促进双极膜中水的电离 C．Ⅲ室中,X膜、Y膜分别为阳离子交换膜和阴离子交换膜 D．Ⅳ室每生成１molNaOH,同时Ⅱ室最多生成１molB(OH)３ ８．(２０２４􀅰山东卷,１３)以不同材料修饰的Pt为电极,一定浓度的 NaBr溶液为电解液,采用电解和催化相结合的循环方式,可实 现高效制 H２ 和O２,装置如图所示. 下列说法错误的是 (　　) A．电极a连接电源负极 B．加入Y的目的是补充NaBr C．电解总反应式为Br－＋３H２O 电解 　􀪅􀪅BrO － ３ ＋３H２↑ D．催化阶段反应产物物质的量之比n(Z)∶n(Br－)＝３∶２ ９．(２０２３􀅰全国甲卷,１２)用可再生能源电还原CO２ 时,采用高浓度的K＋抑制酸性电解液中的析 氢反应可提高多碳产物(乙烯、乙醇等)的生成率,装置如图所示.下列说法正确的是 (　　) A．析氢反应发生在IrOxＧTi电极上 B．Cl－从Cu电极迁移到IrOxＧTi电极 C．阴极发生的反应有:２CO２＋１２H＋＋１２e－􀪅􀪅C２H４＋４H２O D．每转移１mol电子,阳极生成１１．２L气体(标准状况) ６４ １０．(２０２３􀅰湖北卷,１０)我国科学家设计如图所示的电解池,实现 了海水直接制备氢气技术的绿色化.该装置工作时阳极无 Cl２ 生成且 KOH 溶液的浓度不变,电解生成氢气的速率为 xmol􀅰h－１.下列说法错误的是 (　　) A．b电极反应式为２H２O＋２e－􀪅􀪅H２↑＋２OH－ B．离子交换膜为阴离子交换膜 C．电解时海水中动能高的水分子可穿过PTFE膜 D．海水为电解池补水的速率为２xmol􀅰h－１ １１．(２０２３􀅰辽宁卷,７)某无隔膜流动海水电解法制 H２ 的装置如图所 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２mole－生成４gH２ C．电解后海水pH下降 D．阳极发生:Cl－＋H２O－２e－􀪅􀪅HClO＋H＋ １２．(２０２３􀅰辽宁卷,１１)某低成本储能电池原理如图所示.下列说法正确的是 (　　) A．放电时负极质量减小 B．储能过程中电能转变为化学能 C．放电时右侧 H＋通过质子交换膜移向左侧 D．充电总反应:Pb＋SO２－４ ＋２Fe３＋􀪅􀪅PbSO４＋２Fe２＋ １３．(２０２２􀅰广东卷,１０)以熔融盐为电解液,以含Cu、Mg和Si等的铝合金废料为阳极进行电解, 实现Al的再生.该过程中 (　　) A．阴极发生的反应为 Mg－２e－􀪅􀪅Mg２＋ B．阴极上Al被氧化 C．在电解槽底部产生含Cu的阳极泥 D．阳极和阴极的质量变化相等 １４．(２０２３􀅰湖南卷,１７)超纯Ga(CH３)３ 是制备第三代半 导体的支撑源材料之一,近年来,我国科技工作者开 发了超纯纯化、超纯分析和超纯灌装一系列高新技 术,在研制超纯Ga(CH３)３方面取得了显著成果,工业 上以粗镓为原料,制备超纯 Ga(CH３)３ 的工艺流程 如下: 已知:①金属Ga的化学性质和Al相似,Ga的熔点为 ２９．８℃; ②Et２O(乙醚)和NR３(三正辛胺)在上述流程中可作为配体; ③相关物质的沸点: 物质 Ga(CH３)３ Et２O CH３I NR３ 沸点/℃ ５５􀆰７ ３４􀆰６ ４２􀆰４ ３６５􀆰８ 回答下列问题: (１)晶体Ga(CH３)３ 的晶体类型是　　　 　; ７４ (２)“电解精炼”装置如图所示,电解池温度控制在４０~４５℃的原因是 　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　,阴极的电极反应式为 　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　; (３)“合成Ga(CH３)３(Et２O)”工序中的产物还包括 MgI２ 和CH３MgI, 写出该反应的化学方程式:　　　 　　　　　　　　　; (４)“残渣”经纯水处理,能产生可燃性气体,该气体 主 要 成 分 是 　　　 　; (５)下列说法错误的是　　　 　; A．流程中Et２O得到了循环利用 B．流程中,“合成Ga２Mg５”至“工序X”需在无水无氧的条件下进行 C．“工序X”的作用是解配Ga(CH３)３(NR３),并蒸出Ga(CH３)３ D．用核磁共振氢谱不能区分Ga(CH３)３ 和CH３I (６)直接分解Ga(CH３)３(Et２O)不能制备超纯Ga(CH３)３,而本流程采用“配体交换”工艺制备 超纯Ga(CH３)３ 的理由是　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　; (７)比较分子中的C—Ga—C键角大小:Ga(CH３)３ 　　　 　Ga(CH３)３(Et２O)(填“＞”“＜” 或“＝”),其原因是　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　. 考点４　金属的腐蚀与防护 １．(２０２４􀅰湖北卷,２)２０２４年５月８日,我国第三艘航空母舰福建舰顺利完成首次海试.舰体表 面需要采取有效的防锈措施,下列防锈措施中不形成表面钝化膜的是 (　　 ) A．发蓝处理　　　　　B．阳极氧化　　　　　　C．表面渗镀　　　　　　D．喷涂油漆 ２．(２０２４􀅰浙江卷,１３)破损的镀锌铁皮在氨水中发生电化学腐蚀,生成[Zn(NH３)４]２＋和 H２,下 列说法不正确的是 (　　) A．氨水浓度越大,腐蚀趋势越大 B．随着腐蚀的进行,溶液pH变大 C．铁电极上的电极反应式为:２NH３＋２e－􀪅􀪅２NH－２ ＋H２↑ D．每生成标准状况下２２４mLH２,消耗０．０１０molZn ３．(２０２２􀅰广东卷,１１)为检验牺牲阳极的阴极保护法对钢铁防腐的效果,将镀层有破损的镀锌铁 片放入酸化的３％NaCl溶液中.一段时间后,取溶液分别实验,能说明铁片没有被腐蚀的是 (　　) A．加入AgNO３ 溶液产生沉淀　　　　　B．加入淀粉碘化钾溶液无蓝色出现 C．加入KSCN溶液无红色出现 D．加入K３[Fe(CN)６]溶液无蓝色沉淀生成 ４．(２０２１􀅰广东卷,４)化学创造美好生活.下列生产活动中,没有运用相应化学原理的是 (　　) 选项 生产活动 化学原理 A 用聚乙烯塑料制作食品保鲜膜 聚乙烯燃烧生成CO２ 和 H２O B 利用海水制取溴和镁单质 Br－可被氧化、Mg２＋可被还原 C 利用氢氟酸刻蚀石英制作艺术品 氢氟酸可与SiO２ 反应 D 公园的钢铁护栏涂刷多彩防锈漆 钢铁与潮湿空气隔绝可防止腐蚀 ８４ (５)由PbS晶胞结构图可知,该晶胞中有４个 Pb和４ 个S,距离每个Pb原子周围最近的S原子数均为６,因 此Pb的配位数为６.设 NA 为阿伏加德罗常数的值, 则 NA 个晶胞的质量为４×(２０７＋３２)g,NA 个晶胞的 体积 为 NA ×(５９４×１０－１０cm)３,因 此 该 晶 体 密 度 为 ４×(２０７＋３２) NA×(５９４×１０－１０)３ g􀅰cm－３ (或 ９５６ NA×(５９４×１０－１０)３ g􀅰cm－３). 答案:(１)２　＋４ (２)bd (３)C　sp３ (４)SnF４ 属于离子晶体,SnCl４、SnBr４、SnI４ 属于分子晶 体,离子晶体的熔点比分子晶体的高,分子晶体的相对 分子质量越大,分子间作用力越强,熔点越高 (５)６ 　 ４× (２０７＋３２) NA×(５９４×１０－１０)３ g 􀅰 cm－３ (或 ９５６ NA×(５９４×１０－１０)３ g􀅰cm－３) ２４．解析:(１)在化学反应中,断开化学键要消耗能量,形成 化学键要释放能量,反应的焓变等于反应物的键能总 和与生成物的键能总和的差,因此,由图１数据可知,反 应１ ２N２ (g)＋３２H２ (g)􀪅􀪅NH３(g)的 ΔH＝(４７３＋６５４ －４３６－３９７－３３９)kJ􀅰mol－１＝－４５kJ􀅰mol－１. (２)由图１中信息可知,１２N２ (g)􀪅􀪅N(g)的ΔH＝＋４７３kJ􀅰 mol－１,则 N≡N的键能为９４６kJ􀅰mol－１;３２H２ (g)􀪅􀪅 ３H(g)的 ΔH＝＋６５４kJ􀅰mol－１,则 H－H 的 键 能 为 ４３６kJ􀅰mol－１.在化学反应中,最大的能垒为速率控 制步骤,而断开化学键的步骤都属于能垒,由于 N≡N 的键能比 H－H 的大很多,因此,在上述反应机理中, 速率控制步骤为(ⅱ). (３)已知αＧFe属于立方晶系,晶胞参数a＝２８７pm,密度为 ７．８g􀅰cm－３,设其晶胞中含有Fe的原子数为x,则αＧFe 晶体密度ρ＝ ５６x×１０３０ NA􀅰２８７３ g􀅰cm－３＝７．８g􀅰cm－３,解之得x ＝ ７．８×２８７３NA ５６×１０３０ ,即αＧFe晶 胞 中 含 有 Fe 的 原 子 数 为 ７．８×２８７３NA ５６×１０３０ . (４)①合成氨的反应中,压强越大越有利于氨的合成, 因此,压强越大平衡时氨的摩尔分数越大.由图中信 息可知,在相 同 温 度 下,反 应 达 平 衡 时 氨 的 摩 尔 分 数 p１＜p２＜p３.因此,图中压强由小到大的顺序为p１＜ p２＜p３,判断的依据是:合成氨的反应为气体分子数减 少的反应,压强越大平衡时氨的摩尔分数越大.②对 比图３和图４中的信息可知,在相同温度和相同压强 下,图４中平衡时氨的摩尔分数较小.在恒压下充入惰 性气体 Ar,反应混合物中各组分的浓度减小,各组分的 分压也减小,化学平衡要向气体分子数增大的方向移 动.因此,充入惰性气体 Ar不利于合成氨,进料组成 中含有惰性气体 Ar的图是图４.③图３中,进料组成 为xH２＝０．７５、xN２ ＝０．２５两者物质的量之比为３∶１. 假设 进 料 中 氢 气 和 氮 气 的 物 质 的 量 分 别 为３mol和 １mol,达到平衡时氮气的变化量为xmol,则有: 　　　　　N２(g)＋３H２(g)􀜩􀜨􀜑 ２NH３(g) 始(mol)　 　１　　　　３　　　 　０ 变(mol) x ３x ２x 平(mol) １－x ３－３x ２x 当p２＝２０MPa、xNH３ ＝０．２０时,xNH３ ＝ ２x ４－２x＝０．２０ , 解之得x＝１３ ,则氮气的转化率α＝１３≈３３．３３％ ,平衡 时 N２、H２、NH３ 的 物 质 的 量 分 别 为 ２ ３ mol 、２ mol、 ２ ３ mol ,其物质的量分数分别为 １ ５ 、３ ５ 、１ ５ ,则该温度 下K′p＝ １ ５p２( ) ２ １ ５p２× ３ ５p２( ) ３＝ ２５ ２７×４００ (MPa)－２因此,该 温度时,反应１ ２N２ (g)＋ ３２H２ (g)􀜩􀜨􀜑 NH３(g)的平衡 常数Kp＝ K′p＝ ２５ ２７×４００ (MPa)－２＝ １４３２ (MPa)－１. 答案:(１)－４５ (２)(ⅱ)　在化学反应中,最大的能垒为速率控制步 骤,而断开化学键的步骤都属于能垒,由于 N≡N 的键 能比 H－H 的大很多.因此,在上述反应机理中,速率 控制步骤为(ⅱ) (３) ７．８×２８７３NA ５６×１０３０ (４)①p１＜p２＜p３　合成氨的反应为气体分子数减少 的反应,压强越大平衡时氨的摩尔分数越大　②图４　 ③３３．３３％　 １４３２ 专题四　化学反应与能量 [考点１] １．D　观察历程图,反应ⅰ的反应物 Ga２O３(s)＋NH３(g) 的相 对 能 量 为 ０,经 TS１、TS２、TS３ 完 成 反 应,生 成 Ga２O２NH(s)和 H２O,此时的相对能量为０．０５eV,因此 体系能量在反应中增加,则该反应为吸热过程,A 正确; 反应ⅲ中因 H２O(g)脱去步骤需要经过 TS５,则活化能 为０．７０eV与 TS５的相对能量差,即３．３９eV－０．７０eV ＝２．６９eV,B正确:反应ⅱ从 Ga２ON２H２(s)生成２GaN(s)＋ H２O(g)经历过渡态TS６、TS７,说明该反应分两步进行,包含 ２个基元反应,C正确;整个反应历程中,活化能最高的步骤 是反应ⅲ中TS７对应的步骤(活化能为３．０７eV),所以总反 应的速控步包含在反应ⅲ中,D错误. ２．A　５５０ ℃ 时,n(H２)＝５ mol,n(CO２)＝２．２ mol, n(CH４)＝n(CO)＝０．４ mol,根 据 C 原 子 守 恒,可 得 n(C３H８O３)＝ n(C)－n(CO２)－n(CO)－n(CH４) ３ ＝０ ,根 据 O 原 子 守 恒, 可 得 n (H２O ) ＝ n(O)－２n(CO２)－n(CO)－３n(C３H８O３) １ ＝７．２mol (也 可利用 H 原 子 守 恒 计 算,结 果 相 同),则α(H２O)＝ ９mol－７．２mol ９mol ×１００％ ＝２０％ ,A 正 确;５５０ ℃ 时, n(CO２)＝２．２ mol,n(CO)＝０．４ mol,则 n(CO２)∶ n(CO)＝１１∶２,B错误;４００~５５０℃范围,随温度升高, 反应Ⅱ、Ⅲ平衡均逆向移动,n(CO２)增大,说明反应Ⅲ逆 向移动程度更大,则 H２O 的物质的量减小,C错误;增大 压强,反应Ⅰ平衡逆向移动,反应Ⅱ平衡不移动,反应Ⅲ 平衡正向移动,H２ 的物质的量减小,D错误. ３．C　A．由图可知,Ⅰ到Ⅱ的过程中消耗了氢离子和电子, 属于还原反应,A 错误;B．Ⅱ到Ⅲ的过程中生成了一个 C—H 键,如图 ,有 极 性 键 生 成,不 是 非 极 性 键,B错误;C．Ⅱ到Ⅲ的过程中生成了一个 C—H 键,由 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ４７１ Ⅲ结合氢离子和电子可知,Ⅲ到Ⅳ也生成了一个 C—H 键,Ⅳ到Ⅴ才结合 CO,可知Ⅳ的示意图为 ,C 正确;D．催化剂可改变活化能,加快反应速率,不能改变 反应热,D错误. ４．B　反应机理分析 图像分析 据图可知,Ru(Ⅱ)被氧化至 Ru(Ⅲ)后,[L—Ru—NH３]２＋ 可 与NH３ 反应生成[L—Ru—NH２]＋ 和 NH＋４ ,配体 NH３ 失去 质子能力增强,A项正确;结合图示可知,[L—Ru—NH３]２＋ →[L—Ru—NH２]＋ 失去１个 H,所带电荷数减１,则Ru化合 价不变,与[L—Ru—NH２]＋ 相比,M 中 N 含有 １个 单 电 子,所以 Ru的化合价不是＋３,B项错误;据图可知,反 应过程中有 N—N非极性键的形成,C项正确;结合图示 可知,总 反 应 为 ４NH３ －２e－ 􀪅􀪅N２H４ ＋２NH＋４ ,D 项 正确. ５．C　A．根据表格中的数据可知,H２ 的键能为２１８×２＝ ４３６(kJ􀅰mol－１),A正确;B．由表格中的数据可知 O２ 的 键能为:２４９×２＝４９８ (kJ􀅰mol－１),由 题 中 信 息 可 知 H２O２ 中氧氧单键的键能为２１４kJ􀅰mol－１,则 O２ 的键 能大于 H２O２ 中氧氧单键的键能的两倍,B正确;C．由表 格中的数据可知 HOO􀪅􀪅HO＋O,解离其中氧氧单键 需要的能量为２４９＋３９－１０＝２７８ (kJ􀅰mol－１),H２O２ 中氧氧单键的键能为２１４kJ􀅰mol－１,C错误;D．由表中 的数据可知 H２O(g)＋O(g)􀪅􀪅H２O２(g)的ΔH＝－１３６ －２４９－(－２４２)＝－１４３(kJ􀅰mol－１),D正确;故选 C. ６．B　A项,CH４(g)和 H２(g)物质的量相同,且均为气态, CH４(g)含有的原子总数多,CH４(g)的摩尔质量大,所以 熵值１molCH４(g)＞１molH２(g),A错误;B项,相同状 态的相同物质,物质的量越大,熵值越大,所以熵值１mol H２O(g)＜２molH２O(g),B正确;C项,等量的同物质,熵 值关系为:S(g)＞S(l)＞S(s),所以熵值１molH２O(s)＜ １molH２O(l),C错误;D项,从金刚石和石墨的结构组成 上来看,金刚石的微观结构更有序,熵值更低,所以熵值 １molC(s,金刚石)＜１molC(s,石墨),D错误;答案为B. ７．C　A 项,环己烯、１,３Ｇ环己二烯分别与氢气发生的加成 反应均为放热反应,因此,ΔH１＜０,ΔH２＜０,A 不正确; B项,苯分子中没有碳碳双键,其中的碳碳键是介于单键 和双键之间的特殊的共价键,因此,其与氢气完全加成 的反应热不等于环己烯、１,３Ｇ环己二烯分别与氢气发生 的加成反应的反应热之和,即 ΔH３≠ΔH１＋ΔH２,B不 正确;C项,环己烯、１,３Ｇ环己二烯分别与氢气发生的加 成反应 均 为 放 热 反 应,ΔH１ ＜０,ΔH２ ＜０,由 于 １ mol １,３Ｇ环己二烯与氢气完全加成后消耗的氢气是等量环己 烯的２倍,故其放出的热量更多,其 ΔH１＞ΔH２;苯与氢 气发生加成反应生成１,３Ｇ环己二烯的反应为吸热反应 (ΔH４＞０),根据盖斯定律可知,苯与氢气完全加成的反 应热 ΔH３＝ΔH４ ＋ΔH２,因 此 ΔH３ ＞ΔH２,C 正 确;D 项,根 据 盖 斯 定 律 可 知,苯 与 氢 气 完 全 加 成 的 反 应 热 ΔH３＝ΔH４＋ΔH２,因此 ΔH２＝ΔH３－ΔH４,D不正确. 综上所述,本题选 C. ８．解析:(１)根据盖斯定律可知,反应③＝１２ (反应②－①), 所以对应ΔH３＝ １ ２ (ΔH２－ΔH１)＝ １ ２ (－３２９kJ􀅰mol－１－ ２８５kJ􀅰mol－１)＝－３０７kJ􀅰mol－１;根据平衡常数表达 式与热化学方程式之间的关系可知,对应化学平衡常数 K３＝ K２ K１( ) １ ２ 或 K２ K１ ; (２)根据图示信息可知,纵坐标表示－lg( c (MO＋) c(MO＋)＋c(M＋) ), 即与 MO＋ 的微粒分布系数成反比,与 M＋ 的微粒分布系 数成正比.则同一时间内,b曲线生成 M＋ 的物质的量浓度 比a曲线的小,证明化学反应速率慢,又因同一条件下降低 温度化学反应速率减慢,所以曲线b表示的是３００K条件 下的反 应;根 据 上 述 分 析 结 合 图 像 可 知,３００K、６０s时 －lg( c (MO＋) c(MO＋)＋c(M＋) )＝ ０􀆰１,则 c (MO＋) c(MO＋)＋c(M＋) ＝ １０－０􀆰１,利 用 数 学 关 系 式 可 求 出c(M＋ )＝ (１００．１ －１) c(MO＋ ),根据反 应 MO＋ ＋CH４ 􀪅􀪅M＋ ＋CH３OH 可 知,生成的 M＋ 即为转化的 MO＋ ,则 MO＋ 的转化率为 １－１０－０．１ １ ×１００％ 或１０ ０．１－１ １００．１ ×１００％; (３)(ⅰ)步骤Ⅰ涉 及 的 是 碳 氢 键 的 断 裂 和 氢 氧 键 的 形 成,步骤Ⅱ中涉及碳氧键形成,所以符合题意的是步骤 Ⅰ;(ⅱ)直接参与化学键变化的元素被替换为更重的同 位素时,反应速率会变慢,则此时正反应活化能会增大, 根据图示可知,MO＋ 与 CD４ 反应的能量变化应为图中 曲线c;(ⅲ)MO＋ 与 CH２D２ 反应时,因直接参与化学键 变化的元素 被 替 换 为 更 重 的 同 位 素 时,反 应 速 率 会 变 慢,则 单 位 时 间 内 产 量 会 下 降,则 氘 代 甲 醇 的 产 量 CH２DOD＜CHD２OH;根 据 反 应 机 理 可 知,若 MO＋ 与 CHD３ 反 应,生 成 的 氘 代 甲 醇 可 能 为 CHD２OD 或 CD３OH 共２种. 答案:(１)－３０７　 K２K１( ) １ ２ 或 K２ K１ (２)b　１－１０ －０．１ １ ×１００％ 或１０ ０．１－１ １００．１ ×１００％ (３)(ⅰ)Ⅰ　(ⅱ)c　(ⅲ)＜　２ ９．解析:(１)由 C４０H２０和 C４０H１８的结构式和反应历程可以 看出,C４０H２０中断裂了２根碳氢键,C４０H１８形成了１根碳 碳键,所以 C４０H２０(g)􀜩􀜨􀜑 C４０H１８(g)＋H２(g)的 ΔH＝ ４３１kJ􀅰mol－１ ×２－２９８kJ􀅰mol－１ －４３６kJ􀅰mol－１ ＝ ＋１２８kJ􀅰mol－１,故答案为:１２８; (２)由反应历程可知,包含３个基元反应,分别为:C４０H２０ ＋H􀅰􀜩􀜨􀜑 C 􀅰 ４０H１９＋H２,C 􀅰 ４０H１９＋H２ 􀜩􀜨􀜑 C 􀅰 ４０H１９′＋ H２,C 􀅰 ４０H１９′＋H２ 􀜩􀜨􀜑 C４０H１８＋H􀅰＋H２ 其中第三个 的活化能最大,反应速率最慢; (３)由 C４０H２０的结构分析,可知其中含有１个五元环,１０ 个六元环,每脱两个氢形成一个五元环,则 C４０H１０总共 含有６个五元环,１０个六元环; (４)１２００K 时,假 定 体 系 内 只 有 反 应 C４０ H１２ (g)􀜩􀜨􀜑 C４０H１０(g)＋H２(g)发生,反应过程中压强恒定为p０(即 C４０H１２的初始压强),平衡转化率为α,设起始量为１mol, 则根据信息列出三段式为: 　　　　　C４０H１２(g)􀜩􀜨􀜑 C４０H１０(g)＋H２(g) 起始量(mol) １ ０ ０ 变化量(mol) α α α 平衡量(mol) １－α α α 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ５７１ 则p(C４０ H１２)＝p０ × １－α １＋α ,p(C４０ H１０)＝p０ × α １＋α , p(H２)＝ p０ × α １＋α ,该 反 应 的 平 衡 常 数 Kp ＝ p０× α １＋α×p０× α １＋α p０× １－α １＋α ＝p０ α２ １－α２ ; (５)C 􀅰 ４０H１９(g)􀜩􀜨􀜑 C４０H１８(g)＋H􀅰(g)及 C 􀅰 ４０H１１(g) 􀜩􀜨􀜑 C４０H１０(g)＋H􀅰(g)反应的lnK(K 为平衡常数)随 温度倒数的关系如图.图中两条线几乎平行,说明斜率 几乎相等,根据lnK＝－ΔHRT ＋c (R 为 理 想 气 体 常 数, c为截距)可知,斜率相等,则说明焓变相等,因为在反应 过程中,断裂和形成的化学键相同; (６)a．由反应历程可知,该反应为吸热反应,升温,反应正向 进行,提高了平衡转化率反应速率也加快,a符合题意; b．由化学方程式可知,该反应为正向体积增大的反应, 加压,反应逆向进行,降低了平衡转化率,b不符合题意. c．加入催化剂,平衡不移动,不能提高平衡转化率,c不 符合题意. 答案:(１)１２８ (２)３　３ (３)６　１０ (４)p０ α２ １－α２ (５)在反应过程中,断裂和形成的化学键相同 (６)a １０．解析:盖斯定律及反应热的计算、平衡转化率的相关计 算、化学平衡图像分析、化学平衡常数计算 (１)根据盖斯定律,由①－②－③,可得④C６H５C２H５(g) 􀜩􀜨􀜑 C６H５CH􀪅CH２(g)＋H２(g)　ΔH４＝－４３８６．９kJ􀅰 mol－１ － (－４２６３．１kJ􀅰 mol－１)－ (－２４１．８kJ􀅰 mol－１)＝＋１１８kJ􀅰mol－１.(２)乙苯的平衡转化率为 ５０％时,由题中信息可得: 　　C６H５C２H５(g)􀜩􀜨􀜑 C６H５CH􀪅CH２(g)＋H２(g) 起始量 １mol ０ ０ 转化量 ０．５mol ０．５mol ０．５mol 平衡量 ０．５mol ０．５mol ０．５mol 平衡分压 １００ ３ kPa １００ ３ kPa １００ ３ kPa 则压强平衡常数 Kp＝ p(苯乙烯)􀅰p(H２) p(乙苯) ＝ １００ ３ kPa . 设充 入 x mol水 蒸 气 时 乙 苯 平 衡 转 化 率 提 高 到 ７５％,则: 　 C６H５C２H５(g)􀜩􀜨􀜑 C６ H５CH􀪅CH２(g)＋H２(g) 起始量 １mol ０ ０ 转化量 ０．７５mol ０．７５mol ０．７５mol 平衡量 ０．２５mol ０．７５mol ０．７５mol 平衡分压 ２５ １．７５＋xkPa ７５ １．７５＋xkPa ７５ １．７５＋xkPa 温度 不 变,平 衡 常 数 不 变,则 压 强 平 衡 常 数 Kp ＝ p(苯乙烯)􀅰p(H２) p(乙苯) ＝ ２２５ １．７５＋xkPa＝ １００ ３ kPa ,解得x＝５. (３)生成苯乙烯的反应为主反应,则苯乙烯的选择性最 高,主反应生成的氢气能使副反应⑥的平衡正向移动, 则甲苯的选择性大于苯的选择性,故 b代表的产物为 甲苯.(４)X射线衍射技术可以测定晶体结构,A 项正 确;Fe２O３ 是催化剂,催化剂不能使平衡发生移动,不能 改变乙苯平衡转化率,B项错误;Fe２O３ 作催化剂,可以 降低乙苯脱氢反应的活化能,C项正确;改变 Fe２O３ 颗 粒大小即改变催化剂的表面积,可以改变反应速率,D 项错误.(５)电负性:Cl＞Br＞I,C—Cl键的极性更大, 更易断裂,故 C６H５CH２Cl更易生成自由基 C６H５C 􀅰 H２, 活性最强.(６)已知 Cu＋ (aq)＋２L􀜩􀜨􀜑 [Cu(L)２]＋ 　 K、CuBr(s)􀜩􀜨􀜑 Cu＋ (aq)＋Br－ (aq)　Ksp,两反应相加 可得:CuBr(s)＋２L􀜩􀜨􀜑 [Cu(L)２]＋ ＋Br－ (aq),则其平 衡常数为K×Ksp. 答案:(１)１１８ (２)５ (３)甲苯　主反应生成的氢气能使副反应⑥的平衡正 向移动,甲苯的选择性大于苯的选择性 (４)BD (５)C６H５CH２Cl (６)K×Ksp １１．解析:(１)①(NH４)２Cr２O７ 分解过程中,生成 Cr２O３ 和 无污染气 体,根 据 元 素 守 恒 可 知,其 余 生 成 物 为 N２、 H２O,根据原子守恒可知反应方程式为(NH４)２Cr２O７ △ 􀪅􀪅Cr２O３＋N２↑＋４H２O,故答案为:N２↑;４H２O. ②设反应过程中第一步的产物为 M,第二步的产物为 N,则 X→M　ΔH１＝(E１－E２),M→N　ΔH２＝ΔH, N→Y　ΔH３＝(E３－E４),根据盖斯定律可知,X(g)→ Y(g)的焓变为 ΔH１＋ΔH２＋ΔH３＝(E１－E２)＋ΔH＋ (E３－E４),故答案为:(E１－E２)＋ΔH＋(E３－E４). ③NH３ 在 Cr２O３ 作催化剂条件下,能与 O２ 反应生成 NO,NO与 O２ 反应生成红棕色气体 NO２,NO２ 与 H２O 反应生成 HNO３ 和 NO,若同时通入 O２,可将氮元素全 部氧化为 HNO３,因此从 NH３ 出发经过３步反应制备 HNO３ 的路线为 NH３ Cr２O３ O２ →NO O２ 　 →NO２ O２ H２O →HNO３; 其中 NO反应生成 NO２ 过程中,气体颜色发生变化,其 反应方 程 式 为 ２NO＋O２ 􀪅􀪅２NO２,故 答 案 为:NH３ Cr２O３ O２ →NO O２ 　 →NO２ O２ H２O →HNO３;２NO＋O２ 􀪅􀪅２NO２. (２)①K２Cr２O７ 溶液中存在平衡:(ⅰ)Cr２O２－７ (aq)＋H２O(l) 􀜩􀜨􀜑 ２HCrO－４ (aq)、(ⅱ)HCrO－４ (aq)􀜩􀜨􀜑 CrO２－４ (aq)＋ H＋ (aq).A．向溶液中加入少量硫酸,溶液中c(H＋ )增 大,(ⅱ)平衡逆向移动,根据勒夏特列原理可知,平衡 移动只是减弱改变量,平衡 后,溶 液 中c(H＋ )依 然 增 大,因此溶液的pH 将减小,故 A 错误;B．加水稀释过 程中,根据“越稀越水解”、“越稀越电离”可知,(ⅰ)和 (ⅱ)的平衡都正向移动,两个平衡正向都是离子数增 大的反应,因此稀释后,溶液中离子总数将增大,故 B 正确;C．加入少量 NaOH 溶液,(ⅱ)正向移动,溶液中 c(HCrO－４ )将减小,(ⅰ)将正向移动,故C错误;D．平衡 (ⅰ)的平衡常数K１＝ c２(HCrO－４ ) c(Cr２O２－７ ) ,平衡常数只与温度 和反 应 本 身 有 关,因 此 加 入 少 量 K２Cr２O７ 溶 液, c２(HCrO－４ ) c(Cr２O２－７ ) 不变,故 D 正 确;综 上 所 述,答 案 为:BD. ②０􀆰１０mol/L K２Cr２O７ 溶 液 中,Cr原 子 的 总 浓 度 为 ０􀆰２０mol/L,当溶液pH＝９􀆰００时,溶液中 Cr原子总浓 度为２c(Cr２O２－７ )＋c(HCrO－４ )＋c(CrO２－４ )＝０􀆰２０mol/L, Cr２O２－７ 、HCrO－４ 与 CrO２－４ 的 平 衡 浓 度 分 别 为 x、y、 zmol/L,因此x＋１２y＋ １ ２z＝０􀆰１０ ;由图８可知,当溶 液pH＝９ 时, c(CrO２－４ ) c(Cr２O２－７ ) ＞１０４,因 此 可 忽 略 溶 液 中 Cr２O２－７ ,即c(HCrO－４ )＋c(CrO２－４ )＝０􀆰２０,反应(ⅱ)的 平衡常 数 K２＝ c(H＋ )×c(CrO２－４ ) c(HCrO－４ ) ＝ １０－９×c(CrO２－４ ) c(HCrO－４ ) ＝３􀆰３×１０－７,联 立 两 个 方 程 可 得c(HCrO－４ )＝６􀆰０× １０－４mol/L.③根据反应(ⅰ)、(ⅱ)是离子浓度增大的 平 衡 可 知,溶 液 pH 越 大,溶 液 中c(Cr２O２－７ )＋ c(HCrO－４ )＋c(CrO２－４ )越大,混合溶液在某一波长的A 越大,溶液的pH 越大,溶液中c(CrO２－４ )越大,因此与 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ６７１ CrO２－４ 的λmax最接近的是λ３;反应(ⅰ)的平衡常数 K１ ＝ c２(HCrO－４ ) c(Cr２O２－７ ) ,反 应 (ⅱ )的 平 衡 常 数 K２ ＝ c(H＋)×c(CrO２－４ ) c(HCrO－４ ) ,(K２)２ ×K１ ＝ c２(H＋)×c２(CrO２－４ ) c２(HCrO－４ ) × c２(HCrO－４ ) c(Cr２O２－７ ) ＝ c２(H＋ )×c２(CrO２－４ ) c(Cr２O２－７ ) , 因 此 c(H＋ )×c２(CrO２－４ ) c(Cr２O２－７ ) ＝ (K２)２×K１ c(H＋ ) ,由上述分析逆推可 知,b＞a,即 溶 液 pH 从a 变 到b 的 过 程 中,溶 液 中 c(H＋ )减小,所 以c (H＋ )×c２(CrO２－４ ) c(Cr２O２－７ ) 的 值 将 增 大,故 答案为:λ３;增大. 答案:(１)①N２↑　４H２O　②(E１－E２)＋ΔH＋(E３－ E４)　③NH３ Cr２O３ O２ →NO O２ 　 →NO２ O２ H２O →HNO３　２NO＋ O２ 􀪅􀪅２NO２ (２)①BD　②x＋１２y＋ １ ２z　６．０×１０ －４mol/L过程见 解析　③λ３　增大 １２．解析:(１)①A．在恒温恒容条件下,平衡时向容器中充 入惰性气体不能改变反应混合物的浓度,因此反应Ⅰ 的平衡不移动,A说法不正确;B．在反应中有固体 C转 化为气体,气体的质量增加,而容器的体积不变,因此 气体的密度在反应过程中不断增大,当混合气体的密 度保持不变时,说明反应体系已达到平衡,B说法正确; C．若 C(s)和 H２O(g)完全反应全部转化为 CO２(g)和 H２(g),由 C(s)＋ ２H２O(g)􀪅􀪅CO２(g)＋ ２H２(g)可 知,H２ 的体积分数的极值为 ２ ３ ,由于可逆反应只有一 定的限度,反应物不可能全部转化为生成物,因此,平 衡时 H２ 的体积分数不可能大于 ２ ３ ,C说法不正确;D． 将炭块粉碎可以增大其与 H２O(g)的接触面积,因此可 加快反应速率,D说法正确;综上所述,相关说法正确的 是BD.②反应平衡时,H２O(g)的转化率为５０％,则水 的变化量为 ０􀆰５mol,水 的 平 衡 量 也 是 ０􀆰５mol,由 于 CO的物质 的 量 为 ０􀆰１mol,则 根 据 O 原 子 守 恒 可 知 CO２ 的物质的量为０􀆰２mol,生成０．２molCO２ 时消耗 了０．２molCO,故反应Ⅰ实际生成了０．３molCO.根 据相关反应的热化学方程式可知,生成０􀆰３molCO 要 吸收 热 量 ３９．４２kJ,生 成 ０􀆰２molCO２ 要 放 出 热 量 ８􀆰２２kJ,因此整个体系吸收热量３９．４２kJ－８􀆰２２kJ＝ ３１．２kJ;由 H 原子守恒可知,平衡时 H２ 的物质的量为 ０􀆰５mol,CO的物质的量为０􀆰１mol,CO２ 的物质的量为 ０􀆰２mol,水的物质的量为０􀆰５mol,则平衡时气体的总 物质的量为０􀆰５mol＋０􀆰１mol＋０􀆰２mol＋０􀆰５mol＝ １􀆰３mol,在同温同体积条件下,气体的总压之比等于气 体的总物质的量之比,则平衡体系的总压为０􀆰２MPa× １􀆰３＝０􀆰２６MPa,反应Ⅰ(C(s)＋H２O(g)􀜩􀜨􀜑 CO(g)＋ H２ (g))的 平 衡 常 数 Kp ＝ ０．１ １．３× ０．５ １．３ ０．５ １．３ ×p总 ＝０．１１．３× ０．２６MPa＝０．０２ MPa.(２)① 某 温 度 下,吸 收 塔 中 K２CO３ 溶 液 吸 收 一 定 量 的 CO２ 后,c(CO２－３ )∶ c(HCO－３ )＝１∶２,由 Ka２ ＝ c(CO２－３ )􀅰c(H＋ ) c(HCO－３ ) 可 知, c(H＋ )＝c (HCO－３ ) c(CO２－３ ) ×Ka２＝２×５．０×１０－１１mol􀅰L－１＝ １．０×１０－１０mol􀅰L－１,则该溶液的 pH＝１０;②再生塔 中 KHCO３ 受热分解生成 K２CO３、H２O 和 CO２,该反应 的离子方程式为２HCO－３ △ 􀪅􀪅CO２↑＋CO２－３ ＋H２O;③ 利用电化学原理,将 CO２ 电催化还原为 C２H４,阴极上 发生还原反应,阳极上水放电生成氧气和 H＋ ,H＋ 通过 质子交换膜迁移到阴极区参与反应,则阴极的电极反 应式为２CO２＋１２e－ ＋１２H＋ 􀪅􀪅C２H４＋４H２O. 答案:(１)①BD　②吸收　３１．２　０．０２MPa (２)①１０　②２HCO－３ △ 􀪅􀪅CO２↑＋CO２－３ ＋H２O ③２CO２＋１２e－ ＋１２H＋ 􀪅􀪅C２H４＋４H２O １３．解析:(１)已知: ①２H２S(g)＋３O２(g)􀪅􀪅２SO２(g)＋２H２O(g)　ΔH１＝ －１０３６kJ/mol ②４H２S(g)＋２SO２(g)􀪅􀪅３S２(g)＋４H２O(g)　ΔH２＝ ９４kJ/mol ③２H２(g)＋O２(g)􀪅􀪅２H２O(g)　ΔH３＝－４８４kJ/mol 根据盖斯定律(①＋②)× １３ －③ 即得到２H２S(g)􀪅􀪅 S２(g)＋２H２(g)的 ΔH４＝(－１０３６＋９４)kJ/mol× １ ３＋ ４８４kJ/mol＝１７０kJ/mol;(２)根据盖斯定律(①＋②) ×１３ 可得２H２S(g)＋O２(g)􀪅􀪅S２(g)＋２H２O(g)ΔH ＝(－１０３６＋９４)kJ/mol×１３＝－３１４kJ /mol,因此,克 劳斯工艺的总反应是放热反应;根据硫化氢分解的化 学方程式可知,高温热分解方法在生成单质硫的同时 还有氢气生成.因此,高温热分解方法的优点是:可以 获得氢气作燃料;但由于高温分解 H２S会消耗大量能 量,所以其缺点是耗能高;(３)假设在该条件下,硫化氢 和氩的起始投料的物质的量分别为１mol和４mol,根据 三段式可知: 　　　　　２H２S(g)􀜩􀜨􀜑 S２(g)＋２H２(g) 始/mol　　　１　　　　０　　　　０ 变/mol x ０．５x x 平/mol １－x ０．５x x 平衡时 H２S和 H２ 的分压相等,则二者的物质的量相等, 即１－x＝x,解得x＝０􀆰５,所以 H２S的平衡转化率为 ０．５ １ × １００％＝５０％,所 以 平 衡 常 数 Kp ＝ p(S２)×p２(H２) p２(H２S) ＝ ０．２５ ５．２５×１００kPa× (０．５ ５．２５×１００kPa )２ (０．５ ５．２５×１００kPa )２ ≈４􀆰７６kPa; (４)①由于正反应是体积增大的可逆反应,n(H２S)∶n(Ar) 越小,H２S的分压越小,相当于降低压强,平衡向正反 应方向移动,因此 H２S平衡转化率越高;②n(H２S)∶ n(Ar)越 小,H２S 平 衡 转 化 率 越 高,所 以 n(H２S)∶ n(Ar)＝１∶９对应的曲线是d;根据图像可知n(H２S)∶ n(Ar)＝１∶９反应进行到０􀆰１s时 H２S转化率为０􀆰２４. 假设在该条件下,硫化氢和氩的起始投料的物质的量 分别为１mol和９mol,则根据三段式可知 　　　　　２H２S(g)􀜩􀜨􀜑 S２(g)＋２H２(g) 始/mol　　　１　　　　０　　　　０ 变/mol ０．２４ ０．１２ ０．２４ 平/mol ０．７６ ０．１２ ０．２４ 此时 H２S的压强为 ０．７６ ０．７６＋０．１２＋０．２４＋９×１００kPa≈ ７􀆰５１kPa,H２S的起始压强为１０kPa,所以 H２S分压的 平均变化率为１０kPa－７．５１kPa ０．１s ＝２４􀆰９kPa 􀅰s－１. 答案:(１)１７０　(２)副产物氢气可作燃料　耗能高 (３)５０％　４􀆰７６ (４)①越高　n(H２S)∶n(Ar)越小,H２S的分压越小,平衡 向正反应方向进行,H２S平衡转化率越高　②d　２４􀆰９ 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ７７１ １４．解析:(１)根据题目所给出的反应方程式关系可知,a＝b ＋c－e＝c－d,根据盖斯定律则有ΔH１＝ΔH２＋ΔH３－ ΔH５＝ΔH３－ΔH４;(２)A 项,增 大 CO２ 和 CH４ 的 浓 度,对于反应a、b、c来说,均增大了反应物的浓度,反应 的正反应速率增大,A正确;B项,移去部分 C(s),没有 改变反应体系中的压强,反应的正逆反应速率均不变, 平衡不移动,B错误;C项,催化剂可以同等条件下增大 正逆反应速率,只能加快反应进程,不改变反应的平衡 状态,平衡转化率不变,C错误;D项,降低温度,体系的 总能量降低,正、逆反应速率均减小,D 正确;故答案选 AD;(３)由图可知,反应过程中能量变化出现了４个峰, 即吸收了４次活化能,经历了４步反应;且从左往右看 ４次活化能吸收中,第４次对应的峰最高,即正反应方 向第４步吸收的能量最多,对应的正反应活化能最大. (４)①随着温度的升高,反应a和c的lnKrp 增大,说明 Krp 的数值增大,反应向正反应方向进行,反应a和c为 吸热反应,同理反应e的lnKrp 减小,说明Krp 的数值减 小,反应向逆反应方向进行,反应e为放热反应,故答案 为ac;②用相对分压代替浓度,则反应c的平衡常数表 达式Krp＝ p(H２) p０( ) ２ p(CH４) p０( ) ;③由图可知,A处对应反应c的 lnKrp＝０,即Krp＝ p(H２) p０( ) ２ p(CH４) p０( ) ＝１,解方程得p２(H２)＝ p０􀅰p(CH４),已知反应平衡时p(H２)＝４０kPa,则有 p(CH４)＝ ４０×４０ １００ kPa＝１６kPa ,且初始状态时p(CH４) ＝ １１＋１×１００kPa＝５０kPa ,故 CH４ 的 平 衡 转 化 率 为 ５０kPa－１６kPa ５０kPa ×１００％＝６８％ ;(５)固态 CO２ 即为干 冰,干冰用于制冷或人工降雨均是利用其物理性质. 答案:(１)ΔH２＋ΔH３－ΔH５ 或 ΔH３－ΔH４ (２)AD　(３)４　４　(４)①ac　② p(H２) p０( ) ２ p(CH４) p０( ) 　 ③６８％(计算过程见解析)　(５)做冷冻剂 １５．解析:(１)实验室可用铜与浓硫酸反应制备少量SO２ 的 反应为 Cu(s)＋２H２SO４(l)􀪅􀪅CuSO４(s)＋SO２(g)＋ ２H２O(l)　ΔH＝－１１．９kJ􀅰mol－１,由于该反应 ΔH＜０、 ΔS＞０,因此该反应在任何温度下都能自发进行. (２)①根据题中所给的数据可以求出该温度下２SO２(g)＋ O２(g)􀜩􀜨􀜑 ２SO３(g)的平衡常数为K＝ c２(SO３) c２(SO２)c(O２) ＝ (４．４×１０－２ mol􀅰L－１)２ (６．０×１０－３ mol􀅰L－１)２×８．０×１０－３ mol􀅰L－１ ＝ ６．７×１０３ mol－１ 􀅰L;② 平 衡 时 SO２ 的 转 化 率 为 c(SO３) c(SO２)＋c(SO３) ×１００％＝ ４．４×１０－２ mol􀅰L－１ ６．０×１０－３ mol􀅰L－１＋４．４×１０－２ mol􀅰L－１ ×１００％＝ ８８％;(３)①A 项,在常压下 SO２ 催化氧化为 SO３ 的反 应中,SO２ 的转化率已经很高,工业上采用常压的反应 条件,A说法不正确;B项,进入接触室之前的气流中 含有会使催化剂中毒的物质,需经净化处理以防止催 化剂中毒,B说法不正确;C项,通入过量的空气可以增 大氧气的浓度,可以使含硫矿石充分反应,并使化学平 衡２SO２(g)＋O２(g)􀜩􀜨􀜑 ２SO３(g)向正反应方向移动,因 此可以提高含硫矿石和SO２ 的转化率;D项,SO３ 与水 反应放出大量的热,在吸收塔中若采用水或稀硫酸吸 收SO３,反应放出的热量会使硫酸形成酸雾从而影响 SO３ 被水吸收导致SO３ 的吸收速率减小,因此,在吸收 塔中不宜采用水或稀硫酸吸收SO３,D说法不正确.综 上所述,相关说法正确的是 C;②反应混合物在热交换 气中与原料气进行热交换,在热交换过程中,反应混合 物不与催化剂接触,化学反应速率大幅度减小,故虽然 反应混合物的温度降低,SO２ 的转化率基本不变,因此, 图２所示进程中表示热交换过程的是b１→a２、b２→a３、 b３→a４,因此选BDF;③对于放热的可逆反应２SO２(g) ＋O２(g)􀜩􀜨􀜑 ２SO３(g),该反应的最适宜温度为催化剂 的催化活性最好时所对应的温度,在该温度下化学反 应速率最大,SO２ 的转化率也最大;当温度高于最适宜 温度后,催化剂的催化活性逐渐减小,催化剂对化学反 应速率的 影 响 超 过 了 温 度 升 高 对 化 学 反 应 速 率 的 影 响,因此化学反应速率逐渐减小,SO２ 的转化率也逐渐 减小;由于该反应为放热反应,随着温度的升高,SO２ 的 平衡转化率减小;由于反应混合物与催化剂层的接触 时间较少,在实际的反应时间内反应还没有达到化学 平衡状态,故在相应温度下 SO２ 的转化率低于其平衡 转化率.因此,反应２SO２(g)＋O２(g)􀜩􀜨􀜑 ２SO３(g)的 转化率与最适宜温度(曲线Ⅰ)、平衡转化率与温度(曲 线Ⅱ)的关系曲线示意图可表示如下: ． (４)由 pHＧ时 间 振 荡 曲 线 可 知,在 Na２S－ H２SO４ － H２O２ 溶液体系中,溶液的pH 呈先增大后减小的周期 性变化,同时观察到体系由澄清→浑浊→澄清的周期 性变化,硫化钠与硫酸反应 生 成 HS－ ,S２－ ＋H＋ 􀪅􀪅 HS－ ,然 后 发 生 HS－ ＋４H２O２ 􀪅􀪅SO２－４ ＋４H２O＋ H＋ ,该过程溶液的pH 基本不变,溶液保持澄清;溶液 变浑浊时 HS－ 被 H２O２ 氧化为S,即发生 HS－ ＋H２O２ ＋H＋ 􀪅􀪅S↓＋２H２O,该过程溶液的pH 增大;溶液又 变澄清时S又被 H２O２ 氧化为 SO２－４ ,发生 S＋３H２O２ 􀪅􀪅SO２－４ ＋２H２O＋２H＋ ,该 过 程 溶 液 的 pH 在 减 小. 因此可以推测该过程中每一个周期内的反应进程中依 次发生了 如 下 离 子 反 应:S２－ ＋H＋ 􀪅􀪅HS－ 、HS－ ＋ ４H２O２ 􀪅􀪅SO２－４ ＋４H２O＋H＋ 、HS－ ＋ H２O２ ＋ H＋ 􀪅􀪅S↓＋２H２O、S＋３H２O２ 􀪅􀪅SO２－４ ＋２H２O＋２H＋ . 答案:(１)不同温度下都能自发,是因为 ΔH＜０, ΔS＞０　(２)①６．７×１０３ mol－１􀅰L　②８８％ (３)①C　②BDF　③ 　 (４)①HS－ ＋４H２O２ 􀪅􀪅SO２－４ ＋４H２O＋H＋ ②S＋３H２O２ 􀪅􀪅SO２－４ ＋２H２O＋２H＋ [考点２] １．D　由图可知,左侧为原电池,右侧为电解池,电极１为 负极,发生氧化反应,电极反应式为:Mg－２e－ ＋２OH－ 􀪅􀪅Mg(OH)２,电极２为正极发生还原反应,电极反应 式为:２H２O＋２e－ 􀪅􀪅H２↑＋２OH－ ,右侧为电解池,电 极３为阳极,产生氧气,电极４为阴极,产生氢气. 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ８７１ A．催化剂生长在泡沫镍电极上可加快电解速率,提高催 化效率,A 正确;B．根据分析,电极１是负极,电极４为 阴极,电子从电极１流向电极４,B正确;C．由分析可知, 电极３为阳极,发生氧化反应,生成氧气,电极３的反应 为:４OH－ －４e－ 􀪅􀪅２H２O＋O２↑,C正确;D．根据分析 可知,电极２和电极４均产生氢气,理论上,每通过２mol 电子,可产生２molH２,D错误. ２．C　LiＧO２ 电池放电时,锂电极为负极,发生反应:Li－e－ 􀪅􀪅Li＋ ,多孔功能电极为正极,低温时发生反应:O２＋ ２e－ 􀪅􀪅O２－２ ,随 温 度 升 高 Q 增 大,正 极 区 O２－２ 转 化 为 O２－ ;充电时,锂电极为阴极,得到电子,多孔功能电极为 阳极,O２－２ 或 O２－ 失去电子. A．由分析 可 知,电 池 总 反 应 方 程 式 为:O２ ＋２Li 放电 充电 􀜩􀜨􀜑 Li２O２ 或 O２＋４Li 放电 充电 􀜩􀜨􀜑 ２Li２O,充放电时有 Li＋ 参与或生 成,因此熔融盐中 LiNO３ 的物质的量分数影响充放电速 率,A正确;B．Li＋ 比 K＋ 的半径小,因此 Li＋ 优先于 K＋ 通过固态电解质膜,B正确;C．放电时,正极得到电子, O２－２ 中氧为－１价,O２－ 中氧为－２价,因此随温度升高 Q 增大,正极区 O２－２ 转化为 O２－ ,C错误;D．充电时,锂 电极为阴极,连接电源负极,D正确. ３．D　放电过程中a、b极均增重,这说明a电极是负极,电 极反应式为 Cu２O＋２H２O＋Cl－ －２e－ 􀪅􀪅Cu２(OH)３Cl ＋H＋ ,b电极是正极,电极反应式为 NaTi２(PO４)３＋２e－ ＋２Na＋ 􀪅􀪅Na３Ti２(PO４)３,据此解答.A．放电时 b电 极是正极,阳离子向正极移动,所以 Na＋ 向b极迁移,A 正确;B．负极消耗氯离子,正极消耗钠离子,所以该电池 可用于海水脱盐,B正确;C．a电极是负极,电极反应式 为 Cu２O＋２H２O＋Cl－ －２e－ 􀪅􀪅Cu２(OH)３Cl＋H＋ ,C 正确;D．若以 Ag/AgCl电极代替a极,此时 Ag失去电 子,结合氯离子生成氯化银,所以电池不会失去储氯能 力,D错误. ４．C　金属锂易失去电子,则放电时,惰性电极为负极,气 体扩散电极为正极,电池在使用前需先充电,目的是将 LiH２PO４ 解离为 Li＋ 和 H２PO－４ ,则充电时,惰性电极为 阴极,电极的反应为:Li＋ ＋e－ 􀪅􀪅Li,阳极为气体扩散 电极,电极反应:H２－２e－ ＋２H２PO－４ 􀪅􀪅２H３PO４,放电 时,惰性电极为负极,电极反应为:Li－e－ 􀪅􀪅Li＋ ,气体 扩散 电 极 为 正 极,电 极 反 应 为 ２H３PO４ ＋２e－ 􀪅􀪅 ２H２PO－４ ＋H２↑,据此解答. A．放电时,Li＋ 会通过固体电解质进入电解质溶液,同时 正极会生成 H２ 进入储氢容器,当转移２mol电子时,电 解质溶液质量增加７g/mol×２mol－１mol×２g/mol＝ １２g,即电解质溶液质量会增大,A错误;B．放电时,由分 析中的正、负 电 极 反 应 可 知,总 反 应 为 ２Li＋２H３PO４ 􀪅􀪅H２↑＋２LiH２PO４,B错误;C．充电时,Li＋ 向阴极移 动,则 Li＋ 向 惰 性 电 极 移 动,C 正 确;D．充 电 时 每 转 移 １mol电子,会有１molH＋ 与 H２PO－４ 结合生成 H３PO４, 但不知道电解液体积,无法计算c(H＋ )降低了多少,D 错误. ５．BC　全铁液流电池原理为２Fe３＋ ＋Fe􀪅􀪅３Fe２＋ ,a极发 生Fe－２e－ 􀪅􀪅Fe２＋ ,为负载铁的石墨电极做负极,b极 发生Fe３＋ ＋e－ 􀪅􀪅Fe２＋ ,发生还原反应,b为石墨电极, 做正极,依次解题. A．两极通过阴离子平衡电荷,隔膜允许阴离子通过,为 阴离子交换膜,A 错误;B．根据 分 析,放 电 时,a极 为 负 极,b极为正极,B正确;C．充电时,a接电源负极,为阴 极,电极反应式为 Fe２＋ ＋２e－ 􀪅􀪅Fe,b接电源正极,为 阳极,发生的电极反应式为:Fe２＋ －e－ 􀪅􀪅Fe３＋ ,两极的 Fe２＋ 均减少,C 正确;D．根据总反应方程式２Fe３＋ ＋Fe 􀪅􀪅３Fe２＋ 可 知,Fe３＋ 减 少１mol,Fe２＋ 增 加 １．５ mol,D 错误. ６．C　Zn具有比较强的还原性,MnO２ 具有比较强的氧化 性,自发的氧化还原反应发生在 Zn与 MnO２ 之间,所以 MnO２ 电极为正极,Zn电极为负极,则充电时 MnO２ 电 极为阳极、Zn电极为阴极.A．充电时该装置为电解池, 电解池中阳离子向阴极迁移,即 Zn２＋ 向阴极方向迁移, A不正确;B．放电时,负极的电极反应为 Zn－２e－ 􀪅􀪅 Zn２＋ ,则充电时阴极反应为Zn２＋ ＋２e－ 􀪅􀪅Zn,即充电时 Zn元素化合价应降低,而选项中 Zn元素化合价升高,B 不正 确;C．放 电 时 MnO２ 电 极 为 正 极,正 极 上 检 测 到 MnOOH 和少量ZnMn２O４,则正极上主要发生的电极反 应是 MnO２＋H２O＋e－ 􀪅􀪅MnOOH＋OH－ ,C正确;D． 放电时,Zn电极质量减少０􀆰６５g(物质的量为０􀆰０１０mol), 电路中转移０􀆰０２０mol电子,由正极的主要反应 MnO２＋ H２O＋e－ 􀪅􀪅 MnOOH ＋ OH－ 可 知,若 正 极 上 只 有 MnOOH生成,则生成 MnOOH的物质的量为０􀆰０２０mol,但 是正极上还有ZnMn２O４ 生成,因此,MnOOH的物质的量小 于０􀆰０２０mol,D不正确. ７．D　根据题给反应路径图可知,PDA(１,３Ｇ丙二胺)捕获CO２ 的产物为 H２N N H O 􀪅􀪅 OH ,因 此 PDA 捕 获 CO２ 的 反 应 为 H２N NH２ ＋CO２ → H２N N H O 􀪅􀪅 OH ,A正 确;由反应进程中的能量变化可知,路径２的最大能垒最小, 因此与路径１和路径３相比,路径２是优先路径,且路径２ 的最大能垒存在于∗CO∗－２ →∗C２O２－４ 的步骤,根据反应路 径２图示可知,该步骤有 H２N N H O 􀪅􀪅 OH 参与反应, 因此速控步骤反应式为∗CO∗－２ ＋ H２N N H O 􀪅􀪅 OH ＋e－ →∗C２O２－４ ＋ H２N NH２ ,B正确;根据反 应路径图可知,路径１、３的中间产物不同,经历了不同的 反应步骤,但产物均为∗MgCO３,而路径２、３的起始物 均为∗ H２N N H O 􀪅􀪅 OH ,产物分别为∗MgC２O４ 和 ∗MgCO３,C正确;根据反应路径与相对能量的图像可 知,三个路径的速控步骤中∗CO∗－２ 都参与了反应,且由 B项分析可知,路径２的速控步骤伴有 PDA 再生,但路 径 ３ 的 速 控 步 骤 为 ∗CO∗－２ 得 电 子 转 化 为 ∗CO 和 ∗CO２－３ ,没有PDA的生成,D错误. ８．C　由题图知,O２ 在a电极上得电子生成 OH－ ,a电极 为电池正极,Cu２O在b电极上失电子转化成 CuO,b电 极为电池负极,在负极区,葡萄糖被 CuO 氧化为葡萄糖 酸,CuO被还原为 Cu２O,则电池总反应为葡萄糖被 O２ 氧化为葡萄糖酸,A正确;Cu２O 在b电极上失电子转化 成CuO,CuO氧化葡萄糖时被还原生成 Cu２O,它们的相 互转变 起 催 化 作 用,B 正 确;根 据 反 应 ２C６H１２O６ ＋O２ 􀪅􀪅２C６H１２O７ 可 知,１ molC６H１２O６ 参 加 反 应 时 转 移 ２mol电子,１８mgC６H１２O６ 的物质的量为０．１mmol,则 消耗１８mg葡萄糖时,理论上a电极有０．２mmol电子流 入,C错误;原电池中阳离子从负极移向正极,故 Na＋ 迁 移方向为b→a,D正确. 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ９７１ ９．A　化学电源. 电池分析 放电时,作负极,Na－e－ 􀪅􀪅Na＋ 充电时,作阴极,Na＋ ＋e－ 􀪅􀪅Na 放电时,作正极,２Na＋ ＋x８S８＋２e － 􀪅􀪅Na２Sx 充电时,作阳极,Na２Sx－２e－ 􀪅􀪅２Na＋ ＋ x ８S８ 充电时,阳离子 Na＋ 应向阴极钠电极迁移,A 错误;放电 时,Na失去的电子经外电路流向正极,即电子流向是a →b,B正确;将题给硫电极发生的反应依次标号为①② ③,由x４×①＋ x ４×②＋③ 可得正极总反应,C正确;炭 化纤维素纸具有良好的导电性,D正确. １０．C　由题中信息可知,该电池中 Zn为负极、V２O５ 为正 极,电池的总反应为xZn＋V２O５＋nH２O􀪅􀪅ZnxV２O５􀅰 nH２O.A．由题中信息可知,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;B．Zn为负极,放电 时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;C．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;D．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;综上所述,本题选 C. １１．CD　电化学装置的分析.据图可知,甲室流出液经低温 热解得到 CuSO４ 和 NH３,则甲室中生成了[Cu(NH３)４] SO４,发生的反应为Cu－２e－ ＋４NH３ 􀪅􀪅[Cu(NH３)４]２＋ , 甲室Cu电极为负极,A错误;乙室Cu电极为正极,发生反 应:Cu２＋ ＋２e－􀪅􀪅Cu,消耗Cu２＋ ,为维持电解质溶液呈电 中性,SO２－４ 透过隔膜进入甲室,则隔膜为阴离子膜,B 错误;根 据 正、负 极 反 应,可 知 电 池 总 反 应 为 Cu２＋ ＋ ４NH３ 􀪅􀪅[Cu(NH３)４]２＋ ,C 正确;NH３ 能与 Cu２＋ 反 应生成[Cu(NH３)４]２＋ ,因此若 NH３ 扩散到乙室,则乙 室 Cu２＋ 浓度减小,对电池电动势有影响,D正确. １２．BD　A．电池工作时,甲室中细菌上乙酸盐的阴离子失 去电子被氧化为 CO２ 气体,Co２＋ 在另一个电极上得到 电子,被 还 原 产 生 Co单 质,CH３COO－ 失 去 电 子 后, Na＋ 通过阳膜进入阴极室,溶液变为 NaCl溶液,溶液由 碱性变为中性,溶液pH 减小,A 错误;B．对于乙室,正 极上LiCoO２得到电子,被还原为 Co２＋ ,同时得到 Li＋ , 其中的 O与溶液中的 H＋ 结合 H２O,因此电池工作一 段时间后应 该 补 充 盐 酸,B 正 确;C．电 解 质 溶 液 为 酸 性,不可能大量存在 OH－ ,乙室电极反应式为:LiCoO２ ＋e－ ＋４H＋ 􀪅􀪅Li＋ ＋Co２＋ ＋２H２O,C错误;D．若甲室 Co２＋ 减 少 ２００ mg,电 子 转 移 物 质 的 量 为 n(e－ )＝ ０．２g ５９g/mol×２＝０．００６８mol ,乙室 Co２＋ 增加３００mg,转 移电子的物质的量为n(e－ )＝ ０．３g５９g/mol×１＝０．００５１mol , 说明 此 时 已 进 行 过 溶 液 转 移,D 正 确;故 合 理 选 项 是BD. １３．C　A．由充电时电极a的反应可知,充电时电极a发生 还原反应,所以电极a是阴极,则电极 b是阳极,故 A 错误;B．放电时电极反应和充电时相反,则由放电时电 极a的反应为 Na３Ti２(PO４)３－２e－ 􀪅􀪅NaTi２(PO４)３＋ ２Na＋ 可知,NaCl溶液的pH 不变,故B错误;C．放电时 负极反应为 Na３Ti２(PO４)３－２e－ 􀪅􀪅NaTi２(PO４)３＋ ２Na＋ ,正极反应为 Cl２＋２e－ 􀪅􀪅２Cl－ ,反应后 Na＋ 和 Cl－ 浓度都增大,则放电时 NaCl溶液的浓度增大,故 C 正确;D．充电时阳极反应为２Cl－ －２e－ 􀪅􀪅Cl２↑,阴极 反应为NaTi２(PO４)３＋２Na＋ ＋２e－ 􀪅􀪅Na３Ti２(PO４)３, 由得失电子守恒可知,每生成１molCl２,电极a质量理 论上增加 ２３g/mol×２ mol＝４６g,故 D 错 误;答 案 选 C. １４．B　锂为活泼金属、作负极,N 电极为正极,可能发生电 极反应 O２＋２H２O＋４e－ 􀪅􀪅４OH－ ,故B不正确. １５．A　A．根据分析,Ⅱ区的 K＋ 只能向Ⅰ区移动,A 错误; B．根据 分 析,Ⅰ 区 的 SO２－４ 向 Ⅱ 区 移 动,B 正 确;C． MnO２ 电 极 的 电 极 反 应 式 为 MnO２＋２e－ ＋４H＋ 􀪅􀪅 Mn２＋ ＋２H２O,C正确;D．电池的总反应为 Zn＋４OH－ ＋MnO２＋４H＋ 􀪅􀪅Zn(OH)２－４ ＋Mn２＋ ＋２H２O,D正确;故 答案选A. １６．C　A．光照时,光催化电极产生电子和空穴,驱动阴极 反应和阳极反应对电池进行充电,结合阴极反应和阳 极反应,充电时电池的总反应为 Li２O２ 􀪅􀪅２Li＋O２↑, A正确;B．充电时,光照光催化电极产生电子和空穴, 阴极反应与电子有关,阳极反应与空穴有关,故充电效 率与光照产 生 的 电 子 和 空 穴 量 有 关,B 正 确;C．放 电 时,金属Li电极为负极,光催化电极为正极,Li＋ 从负极 穿过离子交换膜向正极迁移,C错误;D．放电时总反应 为２Li＋O２ 􀪅􀪅Li２O２,正 极 反 应 为 O２ ＋２Li＋ ＋２e－ 􀪅􀪅Li２O２,D正确;答案选 C. [考点３] １．D　由图可知,左侧为阴极,电极反应为 O２＋４e－ ＋２H２O 􀪅􀪅４OH－ ,右侧为阳极,电极反应为[Fe(CN)６]４－ －e－􀪅􀪅 [Fe(CN)６]３－ ,在膜Ⅰ和膜Ⅱ间加入海水,钠离子透过膜Ⅰ进入 阴极区得到氢氧化钠,氯离子透过膜Ⅱ进入膜Ⅱ与膜Ⅲ之间, 锂离子透过膜Ⅲ进入膜Ⅱ与膜Ⅲ之间,在此处得到LiCl,则膜 Ⅰ为阳离子交换膜,膜Ⅱ为阴离子交换膜,膜Ⅲ为阳离子交 换膜,据此解答. A．由分析可知,膜Ⅱ为阴离子交换膜,A错误;B．a电极的反 应为O２＋４e－ ＋２H２O􀪅􀪅４OH－ ,pH变大,B错误;C．由分 析 可 知,电 极 b 的 反 应 为 [Fe(CN)６]４－ － e－ 􀪅􀪅 [Fe(CN)６]３－ ,C错误;D．每脱除５８．５gNaCl,转移电子数为 １mol,有１molLi＋ 和１molCl－ 分别透过离子交换膜Ⅲ、膜 Ⅱ,可得到１molLiCl,D正确. ２．B　LixCoO２ 电极上发生的反应为 LixCoO２＋(１－x)e－ ＋(１－x)Li＋ 􀪅􀪅LiCoO２,A 错误;由电极反应式可知, 产生标准状况下５．６L(即０．２５mol)O２ 时转移１mol电 子,理论上转化 １ １－xmol 的 LixCoO２,B正确;SO２－４ 为阴 离子,向阳极移动,即向 Pt电极迁移,C错误;由阳极电 极反应式可知,电解过程中,阳极产生 H＋ 、消耗 H２O,则 阳极附近pH 降低,D错误. ３．D　黑火药爆炸时,KNO３、C和S反应生成K２S、N２ 和CO２: ２KNO３＋３C＋S􀪅􀪅K２S＋N２↑＋３CO２↑,A错误;电解饱 和 NaCl溶液生成Cl２、H２ 和 NaOH,离子方程式为２Cl－ ＋２H２O 通电 􀪅􀪅H２↑＋Cl２↑＋２OH－ ,B错 误;丙烯生成 聚 丙 烯 的 反 应 为 nCH２ 􀪅 CH—CH３ 催化剂 → 􀰷CH２ CH􀰻 CH３ ,C 错 误;向 饱 和 氨 盐 水 中 通 入 过 量 CO２ 生成 NH４Cl和溶解度较小的NaHCO３,NaHCO３ 结 晶析出,D正确. 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ０８１ ４．A　电极a上生成 H＋ ,电极b上消耗 H＋ ,H＋ 通过质子 交换膜从左室移向右室,B错误;在探究溶液浓度变化 时,不仅要关注溶质的变化,也要关注溶剂的变化,在光 解过程中,H２SO４ 溶液中 H２O减少,H２SO４ 溶液浓度增 大,pH 减小,C错误;生成１molH２,转移２mol电子,外 电路通过 ０．０１mol电 子 时,电 极 b上 生 成 ０．００５mol H２,D错误. ５．A　过 程Ⅱ为∗CO２ 和∗NO－３ 在 酸 性 条 件 下 被 还 原 为 ∗CO和∗NH２ 的反应,生成了 N—H 等极性共价键;过 程Ⅲ为∗CO 与∗NH２ 生成∗CO(NH２)２的反应,生成 了 C—N极性共价键,A 正确.过程Ⅱ是得电子的还原 反应,N元素的化合价由＋５降为－２,C元素的化合价 由＋４降为＋２,B错误.所给离子方程式电荷和得失电 子不守恒,根据反应机理图可知,过程Ⅱ需要外界提供 电子,则正确的离子方程 式 为 CO２＋２NO－３ ＋１８H＋ ＋ １６e－ 通电 催化剂 􀪅􀪅􀪅􀪅CO(NH２)２＋７H２O,C错误.常温常压、无 催 化 剂 条 件 下,CO２ 与 NH３ 􀅰 H２O 反 应 生 成 (NH４)２CO３ 或 NH４HCO３,D错误. ６．D　电极b发生 TY→TQ,发生加氧去氢的反应,发生氧 化反应,b为阳极,a为阴极,阴极上氢离子得电子生成 H２,以此解题. A．电解时阳离子向阴极移动,H＋ 从右室向左室移动,A 正确;B．根据转化关系图可知,电极b中 TY 是反应物, TQ是生成物,电极a中水是反应物,H２ 为生成物,总反 应方程式为:TY＋H２O 电解 　 􀪅􀪅TQ＋２H２↑,B正确;C．将 TY( 􀜍􀜍 􀜏􀜏 OH )换成 􀜍􀜍 􀜏􀜏 OH 为原料,仍然能够得到 TQ( 􀜏 􀜏 O 􀪅 O 􀪅 ),C正确;D．根据题图可知,用 １８O 标 记电解液 中 的 水,可 得 到 的１８O在 环 上 甲 基 的 邻 位 上 􀜏 􀜏 O 􀪅 １８ 􀪅 O ,D错误. ７．C　由图中氢离子和氢氧根的流向,可推出左侧 Pt电极 为阳极,右 侧 石 墨 电 极 为 阴 极,阳 极 发 生 的 反 应 为: ４OH－ －４e－ 􀪅􀪅O２ ↑ ＋２H２O,阴 极 发 生 的 反 应 为: ２H２O＋２e－ 􀪅􀪅H２↑,Ⅲ室中氯化钠浓度降低了,说明 钠离子往阴极方向移动,氯离子往阳极方向移动,据此 解答. A．由分析 可 知,Pt电 极 为 阳 极,阳 极 发 生 的 反 应 为: ４OH－ －４e－ 􀪅􀪅O２↑＋２H２O,A 正确;B．水可微弱的 电离出氢离子和氢氧根,在外加电场作用下,使氢离子 和氢氧根往两侧移动,降低了浓度,可促进双极膜中水 的电离,B正确;C．由分析可知,Ⅲ室中氯化钠浓度降低 了,说明钠离子往阴极方向移动,氯离子往阳极方向移 动,即钠离子往右侧移动,通过 Y膜,则 Y膜为阴离子交 换膜,氯离子往左侧移动,通过 X膜,则 X膜为阴离子交 换膜,C错误;D．Ⅳ室每生成１molNaOH,则转移１mol 电子,有１mol氢离子移到Ⅱ室中,生成１molB(OH)３, D正确. ８．B　电极b上Br－ 发生失电子的氧化反应转化成BrO－３ ,电 极b为阳极,电极反应为 Br－ －６e－ ＋３H２O􀪅􀪅BrO－３ ＋ ６H＋ ;则电极a为阴极,电极a的电极反应为６H＋ ＋６e－ 􀪅􀪅３H２↑;电 解 总 反 应 式 为 Br－ ＋３H２O 电解 　 􀪅􀪅BrO－３ ＋ ３H２↑;催化循环阶段BrO－３ 被还原成 Br－ 循环使用、同 时生成 O２,实现高效制 H２ 和 O２,即Z为 O２. A．根据分析,电极a为阴极,连接电源负极,A 项正确; B．根据分析电解过程中消耗 H２O 和 Br－ ,而催化阶段 BrO－３ 被还原成Br－ 循环使用,故加入 Y 的目的是补充 H２O,维持 NaBr溶液为一定浓度,B项错误;C．根据分 析电解总反应式为 Br－ ＋３H２O 电解 　 􀪅􀪅BrO－３ ＋３H２↑,C 项正确;D．催化阶段,Br元素的化合价由＋５价降至－１ 价,生成１molBr－ 得到６mol电子,O 元素的化合价由 －２价升至０价,生成１molO２ 失去４mol电子,根据得 失电子守恒,反应产物物质的量之比n(O２)∶n(Br－ )＝ ６∶４＝３∶２,D项正确;答案选B. ９．C　由题图可知,该装置为电解池,与直流电源正极相连 的IrOxＧTi电极为电解池的阳极,水在阳极失去电子发 生氧化反应生成氧气和氢离子,电极反应式为２H２O－ ４e－ 􀪅􀪅O２↑＋４H＋ ,铜电极为阴极,酸性条件下二氧化 碳在阴极得到电子发生还原反应生成乙烯、乙醇等,电 极反应 式 为 ２CO２ ＋１２H＋ ＋１２e－ 􀪅􀪅C２H４ ＋４H２O、 ２CO２＋１２H＋ ＋１２e－ 􀪅􀪅C２H５OH＋３H２O,电解池工作 时,氢离子通过质子交换膜由阳极室进入阴极室. A．析氢反应为还原反应,应在阴极发生,即在铜电极上 发生,故 A错误;B．离子交换膜为质子交换膜,只允许氢 离子通过,Cl－ 不能通过,故B错误;C．由分析可知,铜电 极为阴极,酸性条件下二氧化碳在阴极得到电子发生还 原反应生成乙烯、乙醇等,电极反应式有２CO２＋１２H＋ ＋１２e－ 􀪅􀪅C２H４＋４H２O,故 C 正确;D．水在阳极失去 电子发生氧 化 反 应 生 成 氧 气 和 氢 离 子,电 极 反 应 式 为 ２H２O－４e－ 􀪅􀪅O２↑＋４H＋ ,每转移１mol电子,生成 ０􀆰２５molO２,在标准状况下体积为５􀆰６L,故 D错误;答 案选 C. １０．D　由题图可知,该装置为电解水制取氢气的装置,a电 极与电源正极相连,为电解池的阳极,b电极与电源负 极相连,为电解池的阴极,阴极反应为２H２O＋２e－ 􀪅􀪅 H２↑＋２OH－ ,阳 极 反 应 为 ４OH－ －４e－ 􀪅􀪅O２ ↑ ＋ ２H２O,电池总反应为２H２O 通电 　 􀪅􀪅２H２↑＋O２↑,据此解 答.A．b 电 极 为 阴 极,发 生 还 原 反 应,电 极 反 应 为 ２H２O＋２e－ 􀪅􀪅H２↑＋２OH－ ,A 正确;B．该装置工作 时阳极无 Cl２ 生成且 KOH 浓度不变,阳极发生的电极 反应为４OH－ －４e－ 􀪅􀪅O２↑＋２H２O,为保持 OH－ 浓 度不变,则阴极产生的 OH－ 要通过离子交换膜进入阳 极室,即离子交换膜应为阴离子交换膜,B正确;C．电 解时电解槽中不断有水被消耗,海水中的动能高的水 可穿过PTFE膜,为电解池补水,C正确;D．由电解总反 应可知,每生成１molH２要消耗１molH２O,生成 H２ 的 速率为xmol􀅰h－１,则补水的速率也应是xmol􀅰h－１, D错误;答案选 D. １１．D　由分析可知,右侧电极产生氢气,则左侧电极为阳 极,电极a为正极,右侧电极为阴极,b电极为负极,以 此解题.A．由分析可知,a为正极,b电极为负极,则a 端电势高于b端电势,A错误;B．右侧电极上产生氢气 的电极方程式为:２H２O＋２e－ 􀪅􀪅H２↑＋２OH－ ,则理 论上转移２mole－ 生成２gH２,B错误;C．由分析可知, 该装置 的 总 反 应 为 Cl－ ＋２H２O 􀪅􀪅H２↑＋HClO＋ OH－ ,随着电解的进行,海水的pH 增大,C错误;D．由 图可知,阳 极 上 的 电 极 反 应 为:Cl－ ＋H２O－２e－ 􀪅􀪅 HClO＋H＋ ,D正确;故选 D. 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 １８１ １２．B　该储能电池放电时,Pb为负极,失电子结合硫酸根 离子生成PbSO４,则多孔碳电极为正极,正极上 Fe３＋ 得 电子转化为Fe２＋ ,充电时,多孔碳电极为阳极,Fe２＋ 失电 子生成Fe３＋ ,PbSO４ 电极为阴极,PbSO４ 得电子生成 Pb 和硫酸.A．放电时负极上 Pb失电子结合硫酸根离子 生成PbSO４ 附着在负极上,负极质量增大,A 错误;B． 储能过程中,该装置为电解池,将电能转化为化学能,B 正确;C．放电时,右侧为正极,电解质溶液中的阳离子 向正极移动,左侧的 H＋ 通过质子交换膜移向右侧,C 错误;D．充 电 时,总 反 应 为 PbSO４ ＋２Fe２＋ 􀪅􀪅Pb＋ SO２－４ ＋２Fe３＋ ,D错误;故答案选B. １３．C　A．阴极应该发生得电子的还原反应,实际上 Mg在 阳极失电子生成 Mg２＋ ,A 错误;B．Al在阳极上被氧化 生成 Al３＋ ,B错误;C．阳极材料中 Cu和Si不参与氧化 反应,在电解槽底部可形成阳极泥,C正确;D．因为阳 极除了铝参与电子转移,镁也参与了电子转移,且还会 形成阳极泥,而阴极只有铝离子得电子生成铝单质,根 据电子转移数守恒及元素守恒可知,阳极与阴极的质 量变化不相等,D错误;故选 C. １４．解析:以粗镓为原料制备高纯 Ga(CH３)３ 的工艺流程. (１)晶体 Ga(CH３)３ 的沸点较低,为分子晶体.(２)镓的 熔点为２９．８ ℃,电解精炼温度需高于镓的熔点,因此 电解池温度控制在４０~４５℃.Ga和 Al的性质相似, 电解精 炼 过 程 中 粗 镓 在 阳 极 失 电 子 产 生 的 Ga３＋ 在 NaOH 溶液中形成[Ga(OH)４]－ ,[Ga(OH)４]－ 迁移到 阴极,得电子被还原为 Ga,故阴极反应为[Ga(OH)４]－ ＋３e－ 􀪅􀪅Ga＋４OH－ .(３)根据原子守恒,结合流程图 中物质转 化 配 平,得 反 应 的 化 学 方 程 式 为 Ga２Mg５＋ ８CH３I＋２Et２O 􀪅􀪅２Ga(CH３)３ (Et２O)＋３MgI２ ＋ ２CH３MgI.(４)由(３)可知,残渣中含 CH３MgI,结合元 素守恒可 知,其 和 水 反 应 生 成 的 可 燃 性 气 体 为 CH４. (５)由已知②、③,结合流程图可知,溶剂蒸发、配体交 换时 Et２O 得 以 循 环 利 用,A 项 正 确;高 纯 Ga 能 与 H２O、O２ 反应,CH３I、Ga(CH３)３ 能与水反应,有机物能 与 O２ 反应,故B项正确;配体交换时 NR３ 和Ga(CH３)３ (Et２O)反应得到 Ga(CH３)３(NR３)和 Et２O,则工序 X 为解配Ga(CH３)３(NR３),并利用 Ga(CH３)３ 和 NR３ 的 沸点相差较大蒸出 Ga(CH３)３,C项正确;Ga(CH３)３ 和 CH３I中均只有１种氢原子,核磁共振氢谱均只有一组 吸收峰,但吸收强度不同,可以鉴别,D项错误. (７)Ga(CH３)３ 中Ga为sp２ 杂化,Ga(CH３)３(Et２O)中Ga为 sp３ 杂 化,因 此 C—Ga—C 键 角 大 小:Ga(CH３)３ ＞ Ga(CH３)３(Et２O). 答案:(１)分子晶体 (２)电解精炼温度需在镓的熔点以上 [Ga(OH)４]－ ＋３e－ 􀪅􀪅Ga＋４OH－ (３)Ga２Mg５＋８CH３I＋２Et２O􀪅􀪅 ２Ga(CH３)３(Et２O)＋３MgI２＋２CH３MgI (４)CH４ (５)D (６)Ga(CH３)３ 和 Et２O 的沸点接近,而Ga(CH３)３ 和 NR３ 的沸点相差较大,解配后可以分离出 Ga(CH３)３ (７)＞ 　Ga(CH３)３ 中 Ga 为 sp２ 杂 化,Ga(CH３)３ (Et２O)中 Ga为sp３ 杂化 [考点４] １．D　A．发蓝处理技术通常用于钢铁等黑色金属,通过在 空气中加热或直接浸泡于浓氧化性溶液中来实现,可在 金属表面形成一层极薄的氧化膜,这层氧化膜能有效防 锈,A不符合题意;B．阳极氧化是将待保护的金属与电 源正极连接,在金属表面形成一层氧化膜的过程,B不符 合题意;C．表面渗镀是在高温下将气态、固态或熔化状 态的欲渗镀的物质(金属或非金属元素)通过扩散作用 从被渗镀的金属的表面渗入内部以形成表层合金镀层 的一种表面处理的方法,C 不符合题意;D．喷涂油漆是 将油漆涂在待保护的金属表面并没有在表面形成钝化 膜,D符合题意;故答案选 D. ２．C　A．氨水浓度越大,越容易生成[Zn(NH３)４]２＋ ,腐蚀 趋势越大,A正确;B．腐蚀的总反应为Zn＋４NH３􀅰H２O 􀪅􀪅[Zn(NH３)４]２＋ ＋H２↑＋２H２O＋２OH－ ,有 OH－ 生 成,溶液 pH 变大,B正确;C．该电化学腐蚀中 Zn作负 极,Fe作正极,正极上氢离子得电子生成氢气,铁电极上 的电极反应式为:２H２O＋２e－ 􀪅􀪅H２↑＋２OH－ ,C 错 误;D．根 据 得 失 电 子 守 恒,每 生 成 标 准 状 况 下 ２２４mLH２,转移电子数为 ０．２２４L×２ ２２．４L/mol＝０．０２mol ,消耗 ０．０１０molZn,D正确. ３．D　A．氯化钠溶液中始终存在氯离子,所以加入硝酸银 溶液后,不管铁片是否被腐蚀,均会出现白色沉淀,故 A 不符合题意;B．淀粉碘化钾溶液可检测氧化性物质,但 不论铁片是否被腐蚀,均无氧化性物质与碘化钾发生反 应,故B不符合题意;C．KSCN 溶液可检测铁离子的存 在,上述现象中不会出现铁离子,所以无论铁片是否被 腐蚀,加入 KSCN溶液后,均无红色出现,故 C不符合题 意;D．K３[Fe(CN)６]是用于检测 Fe２＋ 的试剂,若铁片没 有 被 腐 蚀,则 溶 液 中 不 会 生 成 亚 铁 离 子,则 加 入 K３[Fe(CN)６]溶液就 不 会 出 现 蓝 色 沉 淀,故 D 符 合 题 意.综上所述,答案为 D. ４．A　A项,聚乙烯是一种无毒的塑料,是最常见的食品包 装袋材料之一,则用聚乙烯塑料制作食品包装袋与燃烧 生成二氧化碳和水无关,故 A 符合题意;B项,溴离子具 有还原性,能与氯气反应生成溴单质,镁离子具有弱氧 化性,能用电解熔融氯化镁的方法制得镁,则海水制取 溴和镁单质,与溴离子可被氧化、镁离子可被还原有关, 故B不符合题意;C项,氢氟酸能与二氧化硅反应,常用 来刻蚀石英制作艺术品,则用氢氟酸刻蚀石英制作艺术 品,与氢氟酸能与二氧化硅反应有关,故 C不符合题意; D项,钢铁在潮湿的空气中易发生吸氧腐蚀,在护栏上涂 油漆可以隔绝钢铁与潮湿空气接触,防止钢铁腐蚀,则 公园的钢铁护栏涂刷多彩油漆防锈,与隔绝钢铁与潮湿 的空气防止腐蚀有关,故 D不符合题意;故选 A. 专题五　化学反应速率与化学平衡 [考点１] １．B　A．根据复合判据 ΔG＝ΔH－TΔS,该反应 ΔH＜０、 ΔS＜０,温度较低时 ΔG＜０,故低温能自发进行,A 错误; B．该反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,平衡常 数减小,B正确;C．该反应为放热反应,则E正 －E逆 ＜０, 则正反应的活化能小于逆反应的活化能,C错误;D．①: Na(s)＋１２Cl２ (g)􀪅􀪅NaCl(s)　ΔH１＜０,②:Na＋ (g)＋ Cl－ (g)􀪅􀪅NaCl(s)　ΔH２＜０,根据盖斯定律,反应① －反应②得到目标反应 Na(s)＋ １２Cl２ (g)􀪅􀪅Na＋ (g) ＋Cl－ (g),则 ΔH＝ΔH１－ΔH２,由 于 不 能 明 确 ΔH１、 ΔH２ 相对大小,则 ΔH 不能确定,D错误. ２．A　A．根据图像可知氢离子浓度影响振幅大小,A 错 误;B．反应 ④ 中 亚 硫 酸 被 氧 化,反 应 的 离 子 方 程 式 为 ３H２SO３＋BrO－３ 􀪅􀪅３SO２－４ ＋Br－ ＋６H＋ ,B正确;C．由 于①②为快 速 反 应,而 溴 酸 根 离 子 直 接 氧 化 的 是 亚 硫 酸,所以反应①~④中,H＋ 对SO２－３ 的氧化起催化作用, C正确;D．根据题干信息和图像可知利用pH 响应变色 材料,可将pH 振荡可视化,D正确. 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ２８１