2022年高考化学大一轮复习 第六章 专题集锦训练 鲁科版

2022年高考化学大一轮复习 第六章 专题集锦训练 鲁科版1下图为一种新型的生物燃料电池，它有两上涂覆着酶的电极，处于充满空气和少量氢气的玻璃槽中，由于气体可以混合从而省去了昂贵的燃料隔离膜。下列对其工作原理叙述正确的是()A该电池工作过程中，H浓度不断增大B该电池在高温环境下能提供更好的动力C该电池负极反应为：H22e=2HD该电池正极反应为：O24e=2O2解析：根据信息该电池反应方程式为2H2O2=2H2O，在生物体中，H2O为稳定产物，则正极反应式为O24H4e=2H2O，负极反应式为2H24e=4H，H生成量与消耗量相同，则反应过程中，H浓度不变；由于酶受热易发生变性，而失去催化效果。答案：C2(xx试题调研)高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池能长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为：3Zn2K2FeO48H2O3Zn(OH)22Fe(OH)34KOH。下列叙述不正确的是()A放电时锌作负极B充电时氢氧化铁被氧化C放电时溶液的碱性增强D放电时转移3 mol e，有2 mol FeO被还原解析：由电池反应知，Zn从0价变为2价的Zn(OH)2失去电子，作为原电池的负极，A项正确；充电时，Fe(OH)3中的3价的铁被氧化为K2FeO4中的6价的铁，B项正确；放电时，生成OH，对应的溶液碱性增强，C项正确；此反应共转移6 mol e，对应有2 mol FeO被还原，D项错误。答案：D3某固体酸燃料电池以CsHSO4固体为电解质传递H，其基本结构如图所示，电池总反应可表示为2H2O2=2H2O，下列有关说法正确的是()A电子通过外电路从b极流向a极Bb极上的电极反应式为O22H2O4e=4OHC每转移0.1 mol电子，消耗1.12 L的H2DH由a极通过固体酸电解质传递到b极解析：本题考查原电池知识，意在考查考生的分析能力。该原电池的化学原理是H2被氧化，在负极(a极)发生反应：H22e=2H，H由a极传递到b极，D项正确；O2发生还原反应，在正极(b极)发生反应：O24H4e=2H2O，则电子从a极流向b极，A、B两项不正确；C项因未指明气体所处的温度和压强，不正确。答案：D4下列热化学方程式中，正确的是()A甲烷的燃烧热为890.3 kJmol1，则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g)H890.3 kJmol1B500、30 MPa下，将0.5 mol N2和1.5 mol H2置于密闭器中充分反应生成NH3(g)，放热19.3 kJ，其热化学方程式为N2(g)3H2(g)2NH3(g)H38.6 kJmol1CHCl和NaOH反应的中和热为57.3 kJmol1，则H2SO4和Ca(OH)2反应的中和热H2(57.3 kJmol1)D在101 kPa时，2 g H2完全燃烧生成液态水，放出285.8 kJ热量，氢气燃烧的热化学方程式为2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H571.6 kJmol1【解析】燃烧热是指在25、101 kPa下，1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时放出的热量，A项的热化学方程式中生成的水为气态，不属于稳定的氧化物，故H890.3 kJ/mol；B项由反应是可逆反应，可知放出19.3 kJ的热量时生成NH3的量一定小于1 mol，故N2(g)3H2(g)2NH3(g)H38.6 kJ/mol；中和热是指酸、碱的稀溶液发生中和反应生成1 mol H2O时放出的热量，故硫酸与氢氧化钙反应的中和热H57.3 kJ/mol。【答案】D5科研、生产中常涉及铁及其化合物(1)实验室配制FeSO4溶液时，常向溶液中加入的物质有_。(2)高铁酸盐在能源、环保等方面有着广泛的用途，高铁酸钾(K2FeO4)是一种理想的水处理剂，处理水时所起的作用是_。(3)高铁电池是一种新型可充电、能长时间保持稳定放电电压的电池。该电池总反应式为3Zn(OH)22Fe(OH)34KOH3Zn2K2FeO48H2O，该电池放电时的负极反应式为_，充电时阳极附近溶液的pH_(填“变大”、“不变”或“变小”)。(4)高炉炼铁过程中发生下列反应：Fe2O3(s)3CO(g)=2Fe(s)3CO2(g)H24.8 kJ/mol3Fe2O3(s)CO(g)=2Fe3O4(s)CO2(g)H47.2 kJ/mol3Fe2O3(s)CO(g)=3FeO(s)CO2(g)H640.4 kJ/mol请你写出用CO还原FeO固体制得Fe和CO2的热化学方程式：_。解析：(1)FeSO4是强酸弱碱盐，易发生水解使溶液呈酸性，配制溶液时，需加入稀硫酸抑制Fe2水解，FeSO4具有较强的还原性，还需加入铁粉，防止Fe2被氧化。(2)高铁酸钾中铁为6价，具有很强的氧化性，可用于杀菌，高铁酸钾的还原产物是Fe3，易水解生成氢氧化铁胶体，具有较强的吸附杂质的能力，可用于净水。(3)该电池放电时，Zn失电子，为电池的负极，结合产物Zn(OH)2，可写出放电时的负极反应式为Zn2OH2e=Zn(OH)2，正极反应式为FeO4H2O3e=Fe(OH)35OH。充电时，充电电池的阳极与电源的正极相连，阳极反应式为Fe(OH)35OH3e=FeO4H2O，pH变小。(4)根据反应FeO(s)CO(g)=Fe(s)CO2(g)与高炉炼铁的反应可知：32得到6FeO(s)6CO(g)=6Fe(s)6CO2(g)H1 308 kJ/mol，简化成FeO(s)CO(g)=Fe(s)CO2(g)H218 kJ/mol。答案：(1)稀硫酸和铁粉(2)杀菌剂(强氧化剂)和吸附剂(净水剂)(3)Zn2OH2e=Zn(OH)2变小(4)FeO(s)CO(g)=Fe(s)CO2(g)H218 kJ/mol6全球科技经济瞭望报道了美国氢燃料电池技术的发展。目前，我国的能源结构主要是煤，还有石油、天然气、核能等，这些能源都是不可再生且污染环境的能源，研究和开发清洁而又用之不竭的能源是未来发展的首要任务。科学家预测“氢能”将是未来21世纪最理想的新能源，氢能是利用氢气的燃烧反应放热提供能量。即H2(g)1/2O2(g)=H2O(l)H285.5 kJmol1。(1)试分析为什么“氢能”将是未来21世纪最理想的新能源？(指出两点优点即可)(2)目前世界上的氢气绝大部分是从石油、煤炭和天然气中制取。请写出工业上由天然气和高温水蒸气反应制氢气的化学方程式。(3)利用硫碘热循环法制取氢气也是化学家常用的一种方法，总反应方程式2H2O2H2O2，其循环过程分三步进行：(a)SO2I2H2OAB(b)A？(c)B？完成以上三步反应，并确定哪步反应最难进行。请对硫碘热循环法制取氢的优劣和前景做出分析。(4)目前，有人提出一种最经济最理想的获得氢能源的循环体系，如下图所示：这是一种最理想的氢能源循环体系，类似于生物的光合作用，太阳能和水是用之不竭的，而且价格低廉。急需化学家研究的是_。(5)列举两种方法简单安全地输送氢气。解析：(1)氢是宇宙中含量最丰富的元素之一，可提取出无穷无尽的氢气。氢气用作燃料不会污染环境，重量又轻，优点很多。(2)该反应式的书写要注意工业上充分利用天然气，获得更多的氢气，必须利用廉价的水来提供氢，而不是直接分解。另外产物是二氧化碳，而不是一氧化碳，这样甲烷的利用率才更高。其反应式为CH42H2O(g)CO24H2。(3)(a)SO2I22H2O=2HIH2SO4(b)2HI=H2I2(c)2H2SO4=2SO2O22H2O由于硫酸很稳定，所以反应(c)最难进行。该循环过程需要很高的热量，需在较高温度下才能进行，生成的SO2和I2可以循环使用，其他产物对环境无污染，但耗能太大，所以此法不可取，若把太阳能用到上述循环中，该工艺将是合理的。(4)由图可见，科学家需研究出合适的光分解催化剂，它能在光照条件下促使水的分解速率加快。(5)管道运输(可以把现有的天然气和城市煤气管道输送系统改造为氢气输送系统)；用金属储氢材料储存后再运输。答案：(1)氢气来源广泛，作燃料不会产生污染等(答案合理即可)(2)CH42H2O(g)CO24H2(3)(a)SO2I22H2O=2HIH2SO4(b)2HI=H2I2(c)2H2SO4=2SO2O22H2O，最难进行的为(c)。此法中SO2、I2可循环利用，对环境无污染，但耗能太大，不可取，若把太阳能用到上述循环中，该工艺将是合理的。(4)合适的光分解催化剂，在光照下加快H2O的分解速率(5)管道运输、用金属储氢材料储存后再运输(答案合理即可)