1、解密解密 08 化学反应与能量化学反应与能量 一、选择题一、选择题 1(2021 浙江省“山水联盟”选考模拟)下列说法不正确 的是( ) A使固态生物质与水蒸气高温反应生成热值较高可燃气体，属于生物质能的热化学转化 B石油的裂化和裂解、煤的干馏、玉米制醇都是化学变化 C将固态化石燃料转化为气体，可有效提高燃烧效率，减少环境污染 D水煤气、焦炉煤气均可来自于煤的气化 【答案】D 【解析】A 项，生物质由化学变化生成可燃性气体，可提供能量，则该过程属于生物质的热化学转化， A 正确；B 项，石油的裂化是将长链的重油转换为短链的轻质油，石油裂解是将长链的饱和烃转换为短链的 不饱和烃，如乙烯，煤的干馏
2、是将煤隔绝空气加强热，得到焦炉煤气、焦炭、煤焦油，玉米通过发酵可得 乙醇，都有新物质生成，都是化学变化，B 正确；C 项，将固态化石燃料转化为气体，可使化石燃料充分燃 烧，有效提高燃烧效率，同时减少 CO 的气体的排放，从而减少环境污染，C 正确；D 项，水煤气来自于煤 的气化，焦炉煤气来自煤的干馏，D 错误。故选 D。 2 (2021 山东省青岛第五十八中学高三质检)以 TiO2为催化剂的光热化学循环分解 CO2反应为温室气体 减排提供了一个新途径，该反应的机理及各分子化学键完全断裂时的能量变化如下图所示。 下列说法正确的是( ) A过程中钛氧键断裂会释放能量 B该反应中，光能和热能转化为化
3、学能 C使用 TiO2作催化剂可以降低反应的焓变，从而提高化学反应速率 DCO2分解反应的热化学方程式为 2CO2(g) =2CO(g) + O2(g) H= + 30 kJ/mol 【答案】B 【解析】A 项，化学键断裂需要吸收能量，过程中钛氧键断裂会吸收能量，故 A 错误；B 项，根据图 示，该反应中，光能和热能转化为化学能，故 B 正确；C 项，催化剂通过降低反应的活化能提高化学反应 速率，催化剂不能降低反应的焓变，故 C 错误；D 项，反应物总能量-生成物总键能=焓变，CO2分解反应的 热化学方程式为 2CO2(g) =2CO(g) + O2(g) H=15982- 1072 2-49
4、6=+ 556 kJ/mol，故 D 错误。 3 (2021 湖南衡阳高三模拟)乙烯在酸催化下水合制乙醇的反应机理及能量与反应进程的关系如图所示。 下列叙述正确的是( ) A、三步均属于加成反应 B总反应速率由第步反应决定 C第步反应的中间体比第步反应的中间体稳定 D总反应不需要加热就能发生 【答案】B 【解析】A 项，根据乙烯在酸催化下水合制乙醇的反应机理可知只有第步属于加成反应，A 错误；B 项，活化能越大，反应速率越慢，决定这总反应的反应速率，由图可知，第步反应的活化能最大，总反 应速率由第步反应决定，故 B 正确；C 项，由图可知，第步反应的中间体比第步反应的中间体的能 量高，所以第步
5、反应的中间体稳定，故 C 错误；D 项，总反应是否需要加热与反应的能量变化没有关系， 故 D 错误；故选 B。 4(2021 江苏高三零模)在二氧化碳加氢制甲烷的反应体系中，主要发生反应的热化学方程式为 反应：CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g) H= -164.7 kJ/mol 反应：CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) H= 41.2 kJ/mol 反应：2CO(g)+2H2(g)=CO2(g)+CH4(g) H= -247.1 kJ/mol 向恒压、密闭容器中通入 1 mol CO2和 4 mol H2，平衡时 CH4、CO、CO2的物质的量随温度的变化
6、如图 所示。下列说法正确的是( ) A反应的平衡常数可表示为 K= 4 4 22 (CH ) (CO )(H ) c cc B图中曲线 B 表示 CO 的物质的量随温度的变化 C提高 CO2转化为 CH4的转化率，需要研发在低温区高效的催化剂 DCH4(g)+H2O(g) =CO(g)+3H2(g)的 H= -205.9 kJ/mol 【答案】C 【解析】A 项，化学平衡常数是生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值，反应的平衡常数为 K= 2 42 4 22 (CH )(H O) (CO )(H ) cc cc ，故 A 错误；B 项，反应物 CO2的量逐渐减小，故图中曲线 A 表示 CO2
7、的物质的量变化 曲线，由反应和可知，温度升高反应正向移动，反应逆向移动，CO 的物质的量增大，故曲线 C 为 CO 的物质的量变化曲线，则曲线 B 为 CH4的物质的量变化曲线，故 B 错误；C 项，反应为放热反应，反 应为吸热反应，降低温度有利于反应正向移动，反应逆向移动，即可提高 CO2转化为 CH4的转化率， 所以需要研发在低温区高效的催化剂，故 C 正确；D 项，-(反应+反应)得到目标反应，则 CH4(g)+H2O(g) =CO(g)+3H2(g)的 H=-41.2 kJ/mol +(-247.1 kJ/mol) =205.9 kJ/mol，故 D 错误；故选 C。 5(2021 山
8、东聊城市高三质检)氯胺是由氯气遇到氨气反应生成的一类化合物，是常用的饮用水二级消 毒剂，主要包括一氯胺、二氯胺和三氯胺(NH2Cl、NHCl2和 NCl3)。已知部分化学键的键能和化学反应的能 量变化如下表和下图所示。下列说法中正确的是( ) A表中的 x191.2 B反应过程中的 H21405.6 kJ mol1 C选用合适的催化剂，可降低反应过程中的 H 值 DNH3(g)2Cl2(g)NHCl2(g)2HCl(g) H22.6 kJ mol1 【答案】A 【解析】根据图中所示可知关系，H=H1+H2，代入数值即可求H2；反应热等于反应物断键键能减 去生成物成键键能。 A 项， 该反应方程
9、式为 NH3(g)Cl2(g)NH2Cl(g)HCl(g)， 反应过程中断了一个 N-H 键， 一个 Cl -Cl键，成了一个 N- Cl键和一个 H-Cl键，设 Cl - Cl键键能为 y，则H=391.3+y- x-431.8=11.3 kJ mol 1，根据 NH 3(g)Cl2(g)N2 (g)H(g) 2Cl(g)可知H1=3 391.3+y=1416.9kJ mol 1，联立可求 x=191.2，A 项正确；B 项，H=H1+H2，代入H 和H1数值可知H2= -1405.6 kJ mol1，B 项错误；C 项，催化剂 能改变反应所需的活化能，即图中的H1，无法改变反应最终的反应热
10、H，C 项错误；D 项，根据键能与 反应热的关系可知 Cl 每取代一个 H 的反应热为H11.3 kJ mol1，所以 NH3(g)2Cl2(g)NHCl2(g) 2HCl(g) H22.6 kJ mol1，D 项错误；故选 A。 6(2021 四川省广汉中学高三一模)1，3-丁二烯与 HBr 发生加成反应分两步：第一步 H+进攻 1，3-丁 二烯生成碳正离子(CH，CHCH，)；第二步 Br-进攻碳正离子完成 1，2-加成或 1，4 加成。反应进程中的能 量变化如下图所示。下列说法不正确的是( ) A1，4-加成产物比 1，2-加成产物更稳定 B1，3-丁二烯与 HBr 发生加成反应是放热反
11、应 C适当升高反应温度，可能有利于 1，4-加成的进行 D选择合适的催化剂加入，可使 1，2-加成的焓变小于 1，4-加成 【答案】D 【解析】A 项，由图象可知，1，4-加成产物比 1，2-加成产物能量低，则 1，4-加成产物比 1，2-加成 产物更稳定， 故 A 正确； B 项， 由图象可知， 1， 3-丁二烯与 HBr 的能量总和高于加成后生成物的能量总和， 则 1，3-丁二烯与 HBr 发生加成反应是放热反应，故 B 正确；C 项，由图象可知，1，3-丁二烯与 HBr 发生 加成反应是放热反应，适当升高反应温度，可以加快反应速率，可能有利于 1，4-加成的进行，但不利于提 高反应物的转
12、化率，故 C 正确；D 项，选择合适的催化剂加入，可以改变化学反应速率，但不能使化学平 衡发生移动，所以不会改变反应物的转化率，更不会改变焓变，故 D 错误；故选 D。 7(2021 天津高二期末)用电解法处理酸性含铬废水(主要含有 Cr2O72-时，以铁板作阴、阳极，处理过 程中发生反应： Cr2O72-+6Fe2+14H+=2Cr3+6Fe3+7H2O， 最后Cr3+以Cr (OH)3形式除去。 下列说法正确的是( ) A电解过程中废水的 pH 会减小 B电解时 H+在阴极得电子生成 H2 C电解后除 Cr (OH)3沉淀外，还有 Fe (OH)2沉淀生成 D电路中每转移 0.6 mol
13、e-，最多有 0.1 mol Cr2O72-被还原 【答案】B 【解析】A 项，由反应式 Cr2O72-+6Fe2+14H+=2Cr3+6Fe3+7H2O可知，处理过程中消耗 H+，溶液的酸性 减弱，pH 会增大，故 A 错误；B 项，电解时阴极发生还原反应，溶液中 H+在阴极得电子生成 H2，故 B 正 确；C 项，溶液中 H+在阴极得电子减少，同时生成氢氧根离子，有 Fe (OH)3沉淀生成，故 C 错误；D 项， 由电极反应式 Fe-2e-=Fe2+，转移 0.6 mol 电子，需要 0.3 mol Fe，再根据处理过程关系式得：6Fe12e-6Fe2+ Cr2O72-， 0.05 mo
14、l Cr2O72-被还原，故 D 错误；故选 B。 8(2021 广东高三零模)环氧乙烷(C2H4O)常用于医用消毒，一种制备方法为：使用惰性电极电解 KCl 溶液，用 Cl-交换膜将电解液分为阴极区和阳极区，其中一区持续通入乙烯；电解结束，移出交换膜，两区 混合反应： HOCH2CH2Cl +OH-=Cl- + H2O + C2H4O。下列说法错误的是( ) A乙烯应通入阴极区 B移出交换膜前存在反应 Cl2+ H2OHCl + HClO C使用 Cl- 交换膜阻止 OH- 通过，可使 Cl2生成区的 pH 逐渐减小 D制备过程的总反应为：H2C=CH2+ H2O= H2+ C2H4O 【答
15、案】A 【解析】环氧乙烷的制备原理：Cl-在阳极被氧化生成 Cl2，Cl2与水发生反应 Cl2+ H2OHCl + HClO， HClO 与乙烯发生加成反应生成 HOCH2CH2Cl；阴极区水电离出的氢离子放电生成氢气，同时产生氢氧根， 电解结束， 移出交换膜， 两区混合反应： HOCH2CH2Cl +OH-=Cl- + H2O + C2H4O。 A 项， 阳极区产生 HClO， 所以乙烯通入阳极区，故 A 错误；B 项，根据分析可知阳极氧化生成的氯气会与水发生反应 Cl2+ H2OHCl + HClO，故 B 正确；C 项，根据分析可知阳极区会产生 HCl，使用 Cl- 交换膜阻止 OH-
16、通过，HCl 的浓度 不断增大，pH 逐渐减小，故 C 正确；D 项，根据分析可知该反应过程中 KCl 并没有被消耗，实际上是水、 乙烯反应，总反应为 H2C=CH2+ H2O= H2+ C2H4O，故 D 正确；故选 A。 9(2021 河南开封市高三一模)多伦多大学 EdwardSargent 教授团队研发了一种将乙烯高效转化为环氧 乙烷的电化学合成方法。反应在 KCl 电解液的流动池中进行，示意图如图。电解结束后，将阴阳极电解液 输出混合，便可生成环氧乙烷。下列说法正确的是( ) A泡沫镍电极连接电源负极 B铂箔电极附近溶液 pH 下降 C该过程的总反应为 CH2=CH2+HOCl+HC
17、l D当电路中通过 1mol 电子时，铂箔电极上会产生 11.2L 气体(标准状况) 【答案】D 【解析】据图可知泡沫镍电极上 Cl-失电子被氧化生成 Cl2，所以泡沫镍电极为阳极，则铂箔电极为阴 极，电解质溶液为 KCl 溶液，所以阴极上水电离出的氢离子放电生成氢气。A 项，根据分析可知泡沫镍电 极为阳极，应连接电源正极，故 A 错误；B 项，铂箔电极为阴极，水电离出的氢离子放电生成氢气，同时 产生大量氢氧根，所以铂箔电极附近溶液 pH 升高，故 B 错误；C 项，铂箔电极的产物为 H2和 KOH，所以 阳极区生成的 HCl 又会反应生成 KCl，初始反应物没有 HOCl，该物质是阳极产物氯
18、气和水反应生成的，据 图可知 HOCl 中氯元素最终又生成了氯离子， 所以该反应的实际反应物只有乙烯和水， 最终的生成物为环氧 乙烷和氢气，总反应为，故 C 错误；D 项，铂箔电极反应为： 2H2O+2e-=H2+2OH-，转移 1mol 电子生成 0.5mol 氢气，标况下体积为 11.2L，故 D 正确；故选 D。 10(2020 江苏赣榆高三模拟)我国科研人员研究了在 Cu-ZnO-ZrO2 催化剂上 CO2加氢制甲醇过程中水 的作用机理，其主法错误的是( ) A第步中 CO2和 H2分子中都有化学键断裂 B第步的反应式为：*H3CO+H2OCH3OH+*HO C第步反应是一个放热过程
19、D水在整个历程中可以循环使用，整个过程不消耗水也不产生水 【答案】D 【解析】A 项，第步中 CO2和 H2变为*HCOO，CO2的结构式为 O=C=O，H2的结构式为 H-H， *HCOO 的结构式为，由此可知，CO2和 H2分子中都有化学键断裂，A 正确；B 项，由图可知，第步的反 应式为：*H3CO+H2OCH3OH+*HO，B 正确；C 项，第步反应，*HO+*HH2O，有新化学键形成，放 出热量，C 正确；D 项，第步反应生成 H2O，第步反应消耗 H2O，第步反应生成 H2O，整个过程总 的来说有 H2O 生成，D 错误。故选 D。 11(2020 山东威海高三二模)我国科学家实现
20、了在铜催化剂条件下将 DMF(CH3)2NCHO转化为三甲胺 N(CH3)3。计算机模拟单个 DMF 分子在铜催化剂表面的反应历程如图所示，下列说法正确的是( ) A该历程中最小能垒的化学方程式为 (CH3)2NCH2OH*(CH3)2NCH2OH* B该历程中最大能垒(活化能)为 2.16eV C该反应的热化学方程式为(CH3)2NCHO(g)2H2(g)N(CH3)3(g)H2O(g) H1.02evmol1 D增大压强或升高温度均能加快反应速率，并增大 DMF 平衡转化率 【答案】A 【解析】 从图中可以看出， 在正向进行的三个反应中， 其能垒分别为： -1.23-(-2.16)=0.9
21、3、 -1.55-(-1.77)=0.22、 -1.02-(-2.21)=1.19。 A 项， 从以上分析知， 该历程中最小能垒为 0.22， 是由(CH3)2NCH2OH*转化为(CH3)2NCH2 的反应，化学方程式为 (CH3)2NCH2OH*(CH3)2NCH2OH*，A 正确；B 项，该历程中最大能垒(活化能) 为 1.19eV，B 不正确；C 项，该反应的总反应是由(CH3)2NCHO(g)转化为 N(CH3)3(g)，但 1.02ev为单个 (CH3)2NCHO(g)反应时放出的热量，所以热化学方程式为(CH3)2NCHO(g)2H2(g)N(CH3)3(g)H2O(g) H1.
22、02NAevmol1，C 不正确；D 项，增大压强或升高温度均能加快反应速率，但升高温度平衡逆向移 动，不能增大 DMF 平衡转化率，D 不正确；故选 A。 12(2020 山东肥城高三模拟)1，3丁二烯在环己烷溶液中与溴发生加成反应时，会生成两种产物 M 和 N(不考虑立体异构)，其反应机理如图 1 所示；室温下，M 可以缓慢转化为 N，能量变化如图 2 所示。下 列关于该过程的叙述正确的是( ) A室温下，M 的稳定性强于 N B H= (E2-E1)kJmol-1 CN 存在顺反异构体 D有机物 M 的核磁共振氢谱中有四组峰，峰面积之比为 2：1：2：2 【答案】C 【解析】A 项，能量
23、越低，物质越稳定，由图 2 可看出，N 的能量低于 M 的，故稳定性 N 强于 M，A 错误；B 项，该反应为放热反应，H=生成物的总能量-反应物的总能量，即H=( E1- E2 )kJmol-1=-(E2-E1)kJmol-1，该反应的热化学方程式为： H=-(E2-E1)kJmol-1，B 错误；B 项，N 中碳碳双键连接两种不同基团，存在顺反异构，顺式：，反式： ，C 正确；D 项，有机物 M 结构简式：，核磁共振氢谱中有四组 峰，峰面积之比为 2：1：1：2，D 错误；故选 C。 13(2021 山东潍坊市寿光现代中学高三月考)某研究团队发现，利用微生物电化学系统可处理含氮废 水。下图
24、是一种新型的浸没式双极室脱盐反硝化电池，中间由质子交换膜隔开，阳极室中的 NO3-通过泵 循环至阴极室。下列说法错误的是( ) A电极电势：阴极室高于阳极室 B负极的电极反应式：CH2O-4e-+H2O=CO2+4H+ C当处理 1 mol NO3-时，有 5 mol H+经过质子交换膜，移向阴极室 D该装置需在适宜的温度下进行，温度不宜过高 【答案】B 【解析】根据原电池的图示及电子移动的方向(左右)，可知左边为负极，发生反应 (CH2O)n-4ne-+nH2O=nCO2+4nH+，右边为正极，发生反应 2N NO3-+12H+10e-=N2+6H2O。A 项，原电池中 电极电势，右侧正极高
25、于左侧负极，则右侧阴极高于左侧阳极，故 A 正确；B 项，负极电极反应式为 (CH2O)n-4ne-+nH2O=nCO2+4nH+， 故 B 错误； C 项， 由正极电极反应式 2NO3-+12H+10e-=N2+6H2O 可知， 当处理 1 molNO3-时，有 5 mol H+经过质子交换膜，移向阴极室，故 C 正确；D 项，温度过高(CH2O)n会变 成气体，因此需要控制温度，故 D 正确；故选 B。 14(2021 福建高三月考)应对新冠肺炎疫情时所采取的措施是对环境进行彻底消毒，二氧化氯(ClO2， 黄绿色易溶于水的气体)是一种安全稳定、高效低毒的消毒剂。工业上通过惰性电极电解氯化铵
26、和盐酸的方 法制备 ClO2的原理如图所示。下列说法正确的( ) Aa 与电源的负极连接，在 b 极区流出的 Y 溶液是浓盐酸 B当有 0.3mol 阴离子通过离子交换膜时，二氧化氯发生器中产生 1.12LNH3 C电解池 a 极上发生的电极反应为 NH4+-6e-+3Cl-=NCl3+4H+ D二氧化氯发生器内，发生的氧化还原反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为 6：1 【答案】C 【解析】A 项，在 b 极区有 H+得到电子生成 H2，电极反应式为 2H+2e-= H2，在 b 极区流出的 Y 溶液 是稀盐酸，则 b 极为电解池的阴极，b 极与电源的负极相连接，则 a 极与电源的正极相连
27、接，故 A 错误；B 项，没有指明条件为标准状况，不能准确计算产生 NH3体积，故 B 错误；C 项，a 为电解池的阳极，NH4+ 在阳极失去电子生成 NCl3，电极反应式为 NH4+-6e-+3Cl-=NCl3+4H+，故 C 正确；D 项，在二氧化氯发生器 内，发生 3H2O+ NCl3+6NaClO2=6ClO2+ NH3+3NaCl+3NaOH，其中 NCl3为氧化剂，NaClO2为还原剂，氧 化剂与还原剂的物质的量之比为 1:6，故 D 错误；故选 C。 15(2021 吉林长春市东北师大附中期末)钴酸锂电池是目前用量最大的锂离子电池，用它作电源按下 图装置进行电解。通电后，a 电极
28、上一直有气泡产生；d 电极附近先出现白色沉淀(CuCl)，后白色沉淀逐渐 转变成橙黄色沉淀(CuOH)。下列有关叙述正确的是( ) A已知钴酸锂电池放电时总反应为 Li1-XCOO2+LiXC6=LiCOO2+6C，则 m 处 Li1-XCOO2发生反应失电子 B当外电路中转移 0.2mol电子时，理论上装置中加入 100mL2mol/L盐酸可复原 C电极 d 为阴极，电解过程中发生反应 Cu+Cle-= CuCl D随着电解的进行，U 形管中发生了如下转化 CuCl+OH-= CuOH+Cl- 【答案】D 【解析】A 项，LiXC6中 C 为负价，根据电池总反应，LiXC6作负极，则 Li1
29、-XCOO2作正极，得电子，A 项错误；B 项，盐酸中的水会稀释 I 中的溶液，故不可复原，B 项错误；C 项，a 电极一直有气泡，且 a 的 材料为铜，故 a 极为阴极，d 为阳极，d 极反应式为 Cu+Cle-= CuCl，C 项错误；D 项，d 电极先产生白色 沉淀(CuCl)，白色沉淀逐渐转变成橙黄色沉淀(CuOH)，发生的反应是 CuCl+OH-= CuOH+Cl-，D 项正确；故 选 D。 16(2021 河北高三一模)某研究机构使用 LiSO2Cl2电池作为电源电解制备 Ni(H2PO2)2，其工作原理 如图所示。已知电池反应为 2LiSO2Cl2=2LiClSO2，下列说法错误
30、的是( ) A电池中 C 电极的电极反应式为 SO2Cl22e-=2Cl-SO2 B电池的 e 极连接电解池的 g 极 C膜 a、c 是阳离子交换膜，膜 b 是阴离子交换膜 D电解池中不锈钢电极附近溶液的 pH 增大 【答案】B 【解析】根据电池反应为 2Li+SO2Cl2=2LiCl+SO2可知，放电时 Li 元素化合价由 0 价变为+1 价，失去 电子，所以 Li 电极是负极，反应式为 2Li-2e-2Li+，则碳棒是正极，正极是 SO2Cl2中+6 价的硫得电子、发 生还原反应，电极反应式为 SO2Cl2+2e-=2Cl-+SO2；电解池中，Ni 电极失去电子生成 Ni2+，通过膜 a
31、进入产 品室 II 室，所以 g 电极为阳极、与锂-磺酰氯(Li-SO2Cl2)电池的正极 C 棒相接，H2PO2-由原料室 III 室通过膜 b 进入产品室 II 室，与 Ni2+生成 Ni(H2PO2)2，h 电极为阴极，与原电池的 e 电极相接，H2O 或 H+发生得电子 的还原反应，电极反应式为 2H2O+2e-=H2+2OH-或 2H+2e-=H2，Na+通过膜 c 进入 IV 室，形成闭合回路， 所以膜 a、c 是阳离子交换膜，膜 b 是阴离子交换膜。A 项，由图示可知，Li 电极为负极，发生氧化反应， 则 C 电极为正极，发生得电子的还原反应，电极反应式为 SO2Cl2+2e-=
32、2Cl-+SO2，故 A 正确；B 项，原电 池中 Li 电极为负极，C 电极为正极，电解池中，Ni 电极失去电子生成 Ni2+，即 g 电极为阳极，则 h 电极为 阴极，与原电池的负极 Li 电极 e 相接，故 B 错误；C 项，电解池中，Ni 电极失去电子生成 Ni2+，通过膜 a 进入产品室 II 室， H2PO2-由原料室 III 室通过膜 b 进入产品室 II 室， 在产品室 II 室中与 Ni2+生成 Ni(H2PO2)2， Na+通过膜 c 进入 IV 室，形成闭合回路，所以膜 a、c 是阳离子交换膜，膜 b 是阴离子交换膜，故 C 正确； D 项，电解池中不锈钢电极即 h 电极
33、为为阴极，电极上 H2O 或 H+发生得电子的还原反应，电极反应式为 2H2O+2e-=H2+2OH-或 2H+2e-=H2，所以电极附近溶液的 pH 增大，故 D 正确；故选 B。 17(2021 湖北武汉市 华中师大一附中高三月考)银Ferrozine 法检测甲醛(HCHO)的原理如下(在原电 池中完成氧化银与甲醛的反应)。下列说法正确的是(吸光度 Aa b c，其中 a 为吸光系数，b 为液层厚度，c 为溶液浓度) ( ) A其他条件相同，溶液的吸光度越小，说明甲醛浓度越大 B电池反应中，H+向 Ag2O 极板迁移 C整个过程看，最终化合价发生变化的元素有 Ag、Fe 和 C D理论上，
34、消耗 HCHO 和消耗 Fe3+的物质的量之比为 12 【答案】B 【解析】甲醛在原电池负极失电子，被氧化为二氧化碳，氧化银作原电池正极得电子被还原为 Ag，Ag 单质和 Fe3+定量反应得 Fe2+，Fe2+和 Ferrozine 得到有色配合物，最后测定溶液吸光度，吸光度越大，则有 色配合物浓度越大，对应甲醛浓度越大。A 项，甲醛浓度越大，反应生成的 Fe2+的物质的量浓度越大，形成 有色配合物的浓度越大，吸光度越大，A 错误；B 项，H+向正极移动，即 H+向 Ag2O 极板迁移，B 正确；C 项，Fe 的化合价由+3 价降为+2 价，C 的化合价由 0 价升高为+4 价，氧化银在原电池
35、中被还原为 Ag，Ag 的化合价从+1 降低到 0，反应中 Ag 被 Fe3+氧化成 Ag+，Ag 的化合价从 0 价升高为+1 价，整个过程 Ag 的化合价没变， C 错误； D 项， 甲醛充分氧化为 CO2， 碳元素的化合价从 0 价升高到+4 价， 转移电子数为 4， Fe3+反应生成 Fe2+转移电子数为 1，则理论上消耗的甲醛与消耗 Fe3+的物质的量之比为 1:4，D 错误。故选 B。 18(2021 湖南常德市一中高三月考)相同金属在其不同浓度盐溶液中可形成浓差电池。如图所示装置 是利用浓差电池电解 Na2SO4溶液(a、b 电极均为石墨电极)，可以制得 O2、H2、H2SO4和
36、 NaOH。下列说法 不正确的是( ) Aa 电极的电极反应为 4H2O+4e-=2H2+4OH- Bc、d 离子交换膜依次为阳子交换膜和阴离子交换膜 C电池放电过程中，Cu(1)电极上的电极反应为 Cu2+2e-=Cu D电池从开始工作到停止放电，电解池理论上可制得 320g NaOH 【答案】D 【解析】浓差电池放电时，两个电极区的浓度差会逐渐减小，当两个电极区硫酸铜溶液的浓 度完全相 等时，放电停止，电池放电过程中，Cu(1)电极上发生使 Cu2+浓度降低的还原反应， 作正极，Cu(2)电极上 发生使 Cu2+浓度升高的氧化反应，作负极，则在右池的电解池中，a 为电解池的阴极，H2O 中
37、的 H+得到电 子发生还原反应生成 H2，b 为电解池的阳极，H2O 中的 OH-失去电子发生氧化反应生成 O2。电池从开始工 作到停止放电， 正极区硫酸铜溶液的浓度同时由 2.5mol L-1降低到 1.5mol L-1， 负极区硫酸铜溶液同时由 0.5 mol L-1升到 1.5 mol L-1， 正极反应可还原 Cu2+的物质的量为 2L (2.5-1.5) mol L-1=2mol，电路中转移 4mol 电子，电解 池的阴极生成 4mol OH-，即阴极区可得 4mol 氢氧化钠，其质量为 160g。A 项，a 为电解池的 阴极，H2O 中的 H+得到电子发生还原反应生成 H2，电极反
38、应为 4H2O+4e-=2H2+4OH-，A 项正确；B 项， 因溶液为电中性，a 电极附近产生了阴离子，必须让阳离子发生移动，c 为阳离子交换膜，b 电极附近阴离 子减少，必须让阴离子发生移动，d 为阴离子交换膜，B 项正确；C 项，Cu(1)作正极，得到电子，电极反应 为 Cu2+2e-=Cu，C 项正确；D 项，电池从开始工作到停止放电，正极区硫酸铜溶液浓度同时由 2.5mol L-1 降到 1.5mol L-1，负极区硫酸铜溶液同时由 0.5 mol L-1升到 1.5 mol L-1，正极反应可还原 Cu2+的物质的量为 2L (2.5-1.5) mol L-1=2mol，电路中转移
39、 4mol 电子，电解池的阴极生成 4mol OH-，即阴极区可得 4mol 氢氧 化钠，其质量为 160g，D 选项错误；故选 D。 19(2021 上海闵行区 高三一模)丙烷与溴原子能发生以下两种反应： CH3CH2CH3(g) + Br(g) CH3CH2CH2 (g) + HBr(g) CH3CH2CH3(g) + Br(g) CH3CH CH3 (g) + HBr(g) 反应过程的能量变化如图所示。下列说法正确的是( ) A反应是放热反应 B反应使用了催化剂 C产物中 CH3CH2CH2 (g)含量比 CH3CH CH3(g)低 DCH3CH2CH2 (g)转变为 CH3CH CH3
40、(g)时需要吸热 【答案】C 【解析】A 项，由反应过程的能量变化图可知，反应和生成物的能量都高于反应物的能量，属于 吸热反应，故 A 错误；B 项，无法判断反应是否使用了催化剂，故 B 错误；C 项，反应的活化能比反 应活化能高，因此反应更容易进行，反应产物 CH3CH CH3(g)含量高，故 C 正确；D 项，由反应过程 的能量变化图可知，CH3CH CH3(g)能量低，CH3CH2CH2 (g)能量高，CH3CH2CH2 (g)转变为 CH3CH CH3(g) 时需要放热，故 D 错误；故选 C。 20(2021 沙洋县沙洋中学月考)500mLKCl 和 Cu(NO3)2的混合溶液中 c
41、(Cu2+)=0.2mol L-1，用石墨作电 极电解此溶液， 通电一段时间后， 两电极均收集到 5.6L(标准状况下)气体， 假设电解后溶液的体积仍为 500mL， 下列说法正确的是( ) A原混合溶液中 c(Cl-)=0.3mol L-1 B上述电解过程中共转移 0.5mol 电子 C电解得到的无色气体与有色气体的体积比为 3:7 D电解后溶液中 c(OH-)=0.2mol L-1 【答案】D 【解析】电解 KCl 和 Cu(NO3)2的混合溶液，溶液中存在：Cu2+、H+、OH-、Cl-、K+、NO3-离子；根据 离子的还原性顺序可知，阳极氯离子先放电，氢氧根离子后放电，电极反应式为：2
42、Cl-2e-Cl2，4OH-4e-= O2+2H2O；阴极铜离子先放电，氢离子后放电，电极反应式为：Cu2+2e-Cu，2H+2e-=H2；两电极均收 集到 5.6L(标准状况下)气体，气体的物质的量为 0.25mol；混合溶液中 c(Cu2+)=0.2mol L-1，n(Cu2+)=0.1mol， 转移电子 0.2mol； n(H2)= 0.25mol， 转移电子为 0.5mol， 所以阴极共转移电子 0.7mol， 阳极也转移电子 0.7mol； 设生成氯气为 xmol，氧气为 ymol，则 x+y=0.25,2x+4y=0.7，解之得 x=0.15mol，y=0.1mol。A 项，结合以
43、上 分析可知，n(Cl-)=2n(Cl2)=0.3mol，假设电解后溶液的体积仍为 500mL，原混合溶液中 c(Cl-)=0.6mol L-1，故 A 错误；B 项，结合以上分析可知，电解过程中共转移 0.7mol 电子，故 B 错误；C 项，电解得到的无色气 体为氢气和氧气，共计 0.25+0.1=0.35mol，有色气体为氯气，为 0.15mol，气体的体积之比和物质的量成正 比，所以无色气体与有色气体的体积比为 7:3，故 C 错误；D 项，结合以上分析可知，电解过程中消耗氢离 子 0.5mol，消耗氢氧根离子 0.4mol，剩余氢氧根离子 0.1mol，假设电解后溶液的体积仍为 50
44、0mL，电解后 溶液中 c(OH-)=0.2mol L-1，故 D 正确；故选 D。 二、非选择题二、非选择题 21(2021 衡水中学高三月考)天然气净化过程中产生有毒的 H2S，直接排放会污染空气，通过下列方法 可以进行处理。 (1)工业上用克劳斯工艺处理含 H2S 的尾气获得硫黄，流程如图： 反应炉中的反应：2H2S(g)+ 3O2(g)=2SO2(g)+ 2H2O(g) H=-1035.6kJmol-1 催化转化器中的反应：2H2S(g)+ SO2(g)=3S(g)+ 2H2O(g) H=-92.8kJmol-1 克劳斯工艺中获得气态硫黄的总反应的热化学方程式：_。 (2)TF 菌在酸
45、性溶液中可实现天然气的催化脱硫，其原理如图所示，下列说法正确的是_。 A脱硫过程需要不断添加 Fe2(SO4)3溶液 Bi 过程可导致环境 pH 减小 C该脱硫过程的总反应为：2H2S+O2=2S+2H2O D该过程可以在高温下进行 (3) H2S 分解反应 H2S(g) H2(g)+1/2S(g) H0。在无催化剂及 Al2O3催化下，H2S 在反应器中 不同温度时反应，间隔相同时间测定一次 H2S 的转化率，其转化率与温度的关系如图所示： 在约 1100时，有无 Al2O3催化，其转化率几乎相等，是因为_。 在压强 p、温度 T，Al2O3催化条件下，将 H2S(g)、Ar(g)按照物质的
46、量比为 1:n 混合，发生热分解反 应 H2S(g) H2(g)+1/2S(g)，S2平衡产率为 。 掺入 Ar能提高 S 2的平衡产率，解释说明该事实_， 平衡常数 Kp=_(以分压表示，分压=总压 物质的量分数) (4)当废气中硫化氢浓度较低时常用纯碱溶液进行吸收， 已知 H2S、 H2CO3的电离平衡常数如下表所示： 电离平衡常数 a1 K a2 K H2S 8 9.1 10 12 1.1 10 H2CO3 7 4.3 10 11 5.61 10 纯碱溶液吸收少量 H2S 的离子方程式为_。 【答案】(1)2H2S(g)+3O2(g)=2S(g)+ 2H2O(g) H=-407.1kJm
47、ol-1 (2)BC (3)1100时，Al2O3几乎失去催化活性 温度、压强一定时，原料气中掺入 Ar，相当于往平衡混合气中充入稀有气体，减小反应物和生成物 浓度，促进平衡正向移动，从而提高 S2的产率 0.5 p (1)22n (4)H2S+CO32-=HS-+HCO3- 【解析】TF 菌在酸性溶液中可实现天然气的催化脱硫，分析其原理图可知，反应 i 为 Fe2(SO4)3+H2S=2FeSO4+S+H2SO4，反应为 4FeSO4+O2+2H2SO4=2Fe2(SO4)3+2H2O，将反应 i 2+反应，可 得出总反应为 2H2S+O2=2S+2H2O。(1) 2H2S(g)+ 3O2(
48、g)=2SO2(g)+ 2H2O(g) H=-1035.6kJmol-1 2H2S(g)+ SO2(g)=3S(g)+ 2H2O(g) H=-92.8kJmol-1 利用盖斯定律，将反应2 3 +1 3 可得出，克劳斯工艺中获得气态硫黄的总反应的热化学方程式： 2H2S(g)+3O2(g)=2S(g)+ 2H2O(g) H=(-92.8 kJmol-1)2 3 +(-1035.6 kJmol-1)1 3 =-407.1kJmol-1。(2)A 项，从分 析中可以看出，脱硫过程可实现 Fe2(SO4)3的循环使用，不需添加 Fe2(SO4)3溶液，A 不正确；B 项，i 过程 中发生反应 Fe2
49、(SO4)3+H2S=2FeSO4+S+H2SO4，可导致环境 pH 减小，B 正确；C 项，由分析可以得出，该 脱硫过程的总反应为：2H2S+O2=2S+2H2O，C 正确；D 项，因为天然气的催化脱硫过程，使用 TF 菌作催 化剂，所以该过程不能在高温下进行，D 不正确；故选 BC。 (3)在约 1100时，有无 Al2O3催化，其转 化率几乎相等，则表明催化剂的催化效果接近 0，从而得出原因是 1100时，Al2O3几乎失去催化活性。 压强一定， 掺入稀有气体 Ar， 虽然不参与反应， 但可减小反应物与生成物的浓度， 减小反应物的碰撞次数， 从而使平衡向气体分子数增大的方向移动，从而得出掺入 Ar 能提高 S2的平衡产率，该事实表明：温度、压 强一
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