内容正文:
专题1
化学反应与能量变化
第1讲 描述运动的基本概念
三年高考模拟练
第1讲 描述运动的基本概念
A.电解室中可使用铜棒作阳极
B.电解室中汞阴极的反应为Na++e- Na
C.解汞室中的反应为吸热反应
D.两室联合生产的总反应为2NaCl 2Na+Cl2↑
应用实践
1.[2026广东八校联盟质量检测]汞阴极法电解饱和食盐水制取NaOH的原理如图所示。下列说法正确
的是 ( )
B
第1讲 描述运动的基本概念
解析 由题给原理图可知,电解室内阳极反应式为2Cl--2e- Cl2↑;解汞室内发生的反应为2Na+2H2O 2NaOH+H2↑。若电解室中使用铜棒作阳极,则阳极反应式为Cu-2e- Cu2+,无Cl2生成,即不可
使用铜棒作阳极,A错误;由题给原理图可知,电解室中汞阴极的反应式为Na++e- Na,B正确;解汞室
中的钠与水的反应为放热反应,C错误;根据上述分析得两室联合生产的总反应为2NaCl+2H2O
2NaOH+H2↑+Cl2↑,D错误。
第1讲 描述运动的基本概念
2.[2026江苏苏州苏苑高级中学月考]盐酸羟胺(NH3OHCl)是一种常见的还原剂和显像剂,其化学性质类
似NH4Cl。工业上主要采用图1所示的方法制备。其电池装置中含Fe的催化电极反应机理如图2所示。
不考虑溶液体积变化,下列说法正确的是 ( )
图2
图1
C
A.电池工作时,Pt电极是正极
B.图2中,A为H+和e-,B为NH3OH+
C.电池工作时,每消耗2.24 L NO(标准状况下),
左室溶液质量增加3.3 g
D.电池工作一段时间后,正、负极区溶液的pH
均下降
第1讲 描述运动的基本概念
解析 含Fe的催化电极上发生转化NO→NH3OHCl,N元素化合价降低,含Fe的催化电极作正极,Pt电
极上发生转化H2→H+,H元素化合价升高,Pt电极作负极,A项错误;NH2OH可以和盐酸反应生成NH3OHCl,
离子方程式为NH2OH+H+ NH3OH+,则题图2中,A为H+,B为NH3OH+,B项错误;含Fe的催化电极为
正极,其电极反应式为NO+3e-+4H+ NH3OH+,根据电路中转移电子数相等可知,电路中每转移3 mol e-
时,有3 mol H+从右室移入左室,标准状况下2.24 L NO的物质的量为 =0.1 mol,则左室溶液增
加的质量为0.1 mol NO和0.3 mol H+的质量,即增加质量为3.3 g,C项正确;负极电极反应式为H2-2e-
2H+,生成的H+通过氢离子交换膜进入正极区,负极区pH不变,正极电极反应式为NO+3e-+4H+
NH3OH+,消耗4 mol H+时,只有3 mol H+从负极区进入正极区,正极区H+浓度减小,pH增大,D项错误。
第1讲 描述运动的基本概念
3.[2025陕西师范大学附中月考]回答下列问题:
(1)已知常温时红磷比白磷稳定,在下列反应中:
P4(白磷,s)+5O2(g) P4O10(s) ΔH=-a kJ·mol-1
4P(红磷,s)+5O2(g) P4O10(s) ΔH=-b kJ·mol-1
若a、b均大于零,则a和b的关系为______(填字母)。
A.a<b B.a=b
C.a>b D.无法确定
(2)甲醇是一种新型的汽车动力燃料,工业上可通过CO和H2化合来制备甲醇气体(结构简式为CH3OH)。
部分化学键的键能数据如下表:
化学键 C—C C—H H—H C—O H—O
键能/(kJ·mol-1) 348 413 436 358 1 072 463
C
第1讲 描述运动的基本概念
已知CO中的C与O之间为三键连接,则工业制备甲醇的热化学方程式为_________________________
________________________。
(3)下图表示的是NO2和CO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图,请写出NO2和CO反应的热化学
方程式:___________________________________________________。
NO2(g)+CO(g) NO(g)+CO2(g) ΔH=-234 kJ·mol-1
ΔH=-116 kJ·mol-1
CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)
第1讲 描述运动的基本概念
(4)下图表示氧族元素中的氧、硫、硒(Se)、碲(Te)在生成1 mol气态氢化物时的焓变数据,根据焓变数
据可确定a、b、c、d分别代表哪种元素的氢化物,试写出硒化氢在热力学标准态下,发生分解反应的热
化学方程式:____________________________________________。
H2Se(g) Se(s)+H2(g) ΔH=-81 kJ·mol-1
第1讲 描述运动的基本概念
(5)我国学者结合实验与计算机模拟结果,研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程,如图所示,
其中吸附在金催化剂表面上的物种用*标注。该历程中最大能垒E正=_________eV,写出该步骤的化学
方程式:______________________________________________________________。
COOH*+H*+H2O* COOH*+2H*+OH*(或H2O* H*+OH*)
2.02
第1讲 描述运动的基本概念
解析 (1)常温时红磷比白磷稳定,则等质量时红磷能量更低,白磷转化成红磷需要放热,即P4(白磷,s)
4P(红磷,s) ΔH<0,根据盖斯定律可知,ΔH=-a kJ·mol-1+b kJ·mol-1<0,则a>b,C正确。
(2)ΔH=反应物的总键能-生成物的总键能,则工业上通过CO和H2化合制备甲醇的热化学方程式为
CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ΔH=1 072 kJ·mol-1+2×436 kJ·mol-1-(3×413 kJ·mol-1+358 kJ·mol-1+
463 kJ·mol-1)=-116 kJ·mol-1。
(3)根据题图信息可知,NO2和CO反应的热化学方程式为CO(g)+NO2(g) CO2(g)+NO(g) ΔH=E1-E2=
134 kJ·mol-1-368 kJ·mol-1=-234 kJ·mol-1。
(4)根据同主族元素从上往下非金属性依次减弱,其气态氢化物的稳定性依次减弱,自身能量依次升高,
可确定a、b、c、d分别代表Te、Se、S、O的氢化物,则Se在生成1 mol H2Se(g)的ΔH=+81 kJ·mol-1,即硒
化氢在热力学标准态下,分解反应的热化学方程式为H2Se(g) Se(s)+H2(g) ΔH=-81 kJ·mol-1。
第1讲 描述运动的基本概念
(5)由题图可知,水煤气的生成过程经过了过渡态1和过渡态2,生成过渡态时均需要吸收能量,结合题图
中数据得,该历程中最大能垒E正=1.86 eV-(-0.16 eV)=2.02 eV,对应的化学方程式为COOH*+H*+H2O*
COOH*+2H*+OH*或H2O* H*+OH*。
第1讲 描述运动的基本概念
4.[2025山东邹城期末]如图所示装置中,甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放100 g 5% NaOH溶液、足量
CuSO4溶液和100 g 10% K2SO4溶液,a、b、c、d、e、f电极均为石墨电极。
(1)接通电源一段时间后,测得丙中K2SO4溶液的溶质质量分数为10.47%,乙中c电极质量增加。
①电源的N端为______极;
②电极b上发生的电极反应为_________________________;
③电极b上生成的气体在标准状况下的体积为________L;
④电解后丙中溶液的pH_______(填“增大”“减小”或“不变”)。
不变
2.8
4OH--4e- O2↑+2H2O
正
第1讲 描述运动的基本概念
(2)乙装置中如果电解过程中铜全部析出,此时电解能否继续进行:______(填“能”或“不能”),原因是
_____________________________________________________________。
CuSO4溶液变为H2SO4溶液,可继续电解H2SO4溶液,实质为电解水
能
第1讲 描述运动的基本概念
解析 (1)①接通电源一段时间后,乙中c电极质量增加,说明c电极表面析出Cu,则该电极为阴极,从而推
知M端为电源的负极,N端为电源的正极。②电极b为阳极,用惰性电极电解NaOH溶液相当于电解水,阳
极上OH-放电生成O2,电极反应式为4OH--4e- O2↑+2H2O。③用惰性电极电解K2SO4溶液相当于电
解水,设电解过程中消耗水的质量为x g,据电解前后溶质的质量不变可得:100 g×10%=(100-x)g×
10.47%,解得x≈4.5,则电解过程中消耗水的物质的量为 =0.25 mol,转移电子的物质的量为
0.5 mol,故电极b上生成的O2在标准状况下的体积为0.5 mol× ×22.4 L·mol-1=2.8 L。④丙中用惰性
电极电解K2SO4溶液相当于电解水,电解过程中c(K2SO4)增大,但溶液的pH不变。
(2)当电解过程中乙装置中的铜全部析出时,CuSO4溶液变为H2SO4溶液,继续电解H2SO4溶液,相当于
电解水。
第1讲 描述运动的基本概念
A.当电解电压为U1 V时,阴极主要的还原产物为H2
B.阴极生成CH4的电极反应式为10HC +8e- CH4↑+9C +3H2O
C.当电解电压为U2 V时,电解生成的C2H4和HCOO-的物质的量之比为3∶1
D.用铅蓄电池作电源电解,当只生成标准状况下2.24 L的CH4时,
理论上电源的负极增重38.4 g
5.[2026江苏苏州震泽中学月考]空气中CO2资源的利用具有重要意义。某小组通过电解吸收了CO2的
KOH溶液(含碳微粒主要为KHCO3)的实验,得到相应的有机产物的法拉第效率[法拉第效率=
×100%]随电解电压的变化如图所示。下列说法错误的是 ( )
C
第1讲 描述运动的基本概念
解析 当电解电压为U1 V时,电解过程中含碳还原产物的法拉第效率为0,此时溶液中的水电离产生
的氢离子得到电子生成氢气,故A正确;阴极生成CH4的电极反应式为10HC +8e- CH4↑+9C +
3H2O,故B正确;当电解电压为U2 V时,电解过程中还原产物C2H4的法拉第效率为24%,还原产物HCOO-的
法拉第效率为8%,电解过程中每生成1 mol C2H4转移12 mol电子,每生成1 mol HCOO-转移2 mol电子,故
电解生成C2H4和HCOO-的物质的量之比为 ∶ =1∶2,故C错误;当只生成标准状况下2.24 L的CH4
时,转移0.8 mol电子,用铅蓄电池作电源电解, 电源的负极存在关系Pb~2e-~PbSO4 ,即每转移
2 mol电子,负极增重96 g,转移0.8 mol电子,电源的负极增重38.4 g,故D正确。
第1讲 描述运动的基本概念
试题剖析
本题情境新颖,创新点在于给出电解电压与法拉第效率的关系图,通过读图判断在不同的电解电压
下得到的电解产物,进而写出相应产物的电极反应式和进行相关计算等,旨在培养学生从陌生情境中提
取关键信息的能力及知识的迁移应用能力。
第1讲 描述运动的基本概念
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