2019-2020年高考化学 化学反应与能量单元质量检测（B）.doc

2019-2020年高考化学 化学反应与能量单元质量检测（B）一、选择题（每题3分，共48分）1节能减排与我们的生活息息相关，参与节能减排是每一位公民应尽的义务。下列举措不符合这一要求的是（ ）A自2008年6月1日起，实行塑料购物袋有偿使用。B房屋装修中尽量增加钢材、铝型材和木材使用量。C进一步推广使用乙醇汽油作为汽车的燃料。D洗涤衣物时合理使用无磷洗衣粉等洗涤剂。2.可再生能源是我国重要的能源资源，在满足能源需求、改善能源结构、减少环境污染、促进经济发展等方面具有重要作用。应用太阳能光伏发电技术是实现节能碱排的一项重要措施。下列有关分析不正确的是（ ）A，风电、太阳能、生物质能等属于可再生能源B推广可再生能源有利于经济可持续发展C右图是太阳能光伏发电原理图，图申A极为正极D光伏发电能量转化方式是太阳能直接转变为电能3铁钉与炭棒用导线连接后，浸入到0.01 mol/L的食盐溶液中，可能发生的反应是（ ）A炭棒上放出Cl2 B炭棒附近产生OHC炭棒上放出O2 D铁钉被氧化4.需依靠其他能源的能量间接制取的能源称为二级能源。氢气是一种高效而没有污染的二级能源，它可以由自然界中大量存在的水来制取，该反应是吸热反应。关于用水制取二级能源氢气，以下研究方向不正确的是（）A. 构成水的氢和氧都是可以燃烧的物质，因此可研究在水不分解的情况下，使氢成为二级能源B. 设法将太阳光聚集，产生高温，使水分解产生氢气C. 寻找高效催化剂，使水分解产生氢气D. 寻找特殊化学物质，用于开发廉价能源，以分解水制取氢气5.有a、b、c、d四种金属。将a与b用导线联结起来，浸入电解质溶液中，b不易腐蚀；将a、d分别投入到等浓度的盐酸中，d比a反应剧烈；将铜浸入b的盐溶液中，无明显变化；将铜浸入c的盐溶液中，有金属c析出。据此可推知它们的活动性顺序由强到弱的顺序为（ ）A.d、c、a、bB.d、a、b、cC.d、b、a、cD.b、a、d、c6.xx年北京奥运会“祥云”奥运火炬所用环保型燃料丙烷，悉尼奥运会火炬所用燃料为65%的丁烷(C4H10)和35%的丙烷。已知丙烷的沸点为42.1，燃烧热为2219.2kJ/mol；正丁烷的沸点为0.5，燃烧热为2877.6kJ/mol。下列判断中错误的是（ ）A奥运火炬中燃料燃烧主要是将化学能转变为热能和光能B烷烃沸点和燃烧热都随碳原子数增加而成比例递增 C异丁烷的沸点肯定低于0.5D正己烷在常温常压下肯定不是气体 7.白磷在高压下隔绝空气加热后急速冷却，可得钢灰色固体黑磷，其转化过程如下：白磷黑磷，黑磷性质稳定，结构与石墨相似。下列叙述正确的是( )。A.黑磷与白磷互为同分异构体B.黑磷能导电C.白磷转化为黑磷是物理变化D.该反应为吸热反应8某溶液中含有两种电解质NaCl与H2SO4，它们的物质的量之比为3:1，用石墨作电极电解该混合溶液时，根据电极产物，可明显分为三个阶段。下列叙述不正确的是（ ）A阴极致使至终只析出H2 B阳极先析出Cl2，后析出O2C电解最后阶段为电解水 D溶液的pH不断增大，最后为79.如下图所示，按装置图（a）进行实验，若图（b）的x轴表示流入阴极的电子的物质的量，则y轴不可能表示的情况是（ ）A.c（Ag+）B.c(NO)C.溶液的pHD.银棒的质量AC(I)的电极名称是正极 BC()的电极名称是阳极CC(I)的电极反应式是2H2e一 = H2DC()的电极反应式是Cl2 2e一 = 2Cl一11.用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。例如：CH4（g）+4NO2（g）4NO（g）+CO2（g）+2H2O（g）；H574kJmol1CH4（g）+4NO（g）2N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）；H1160kJmol1下列说法不正确的是( )A反应均为放热反应B反应转移的电子数相同C由反应可推知：CH4（g）+4NO2（g）4NO（g）+CO2（g）+2H2O（l）；Ha kJmol1，a只闭合K3都断开只闭合K2B.只接通K1，一段时间后，U形管中出现白色沉淀C.只接通K2，U形管左、右两端液面均下降D.先只接通K1，一段时间后，漏斗液面上升，然后再只接通K2，漏斗液面下降第II卷（非选择题 共52分）二、填空题17（改编）（10分）.在山东德州，有两处工厂，都紧靠在某天然湖西侧，向该湖内排放了大量废液，造成了污染。两工厂排放的废液中共含有K+、Ag+、Fe3+、Cl、OH、NO3六种离子。甲厂的废水明显呈碱性，故甲厂废液中所含的三种离子是_，（2分）乙厂的废液中含有三种离子是_。（2分）有一实验员经过计算后设计将两厂的废液按一定的比例混合，所得混合液可用来浇灌农田，该混合液中溶质的主要成分是_，（2分）取乙厂排放的废液，进行电解，则电解池的阴极反应为_，（2分）当转移电子1mol时，阴极质量变化_。（2分）反应过程能量（kJ/mol）反应物分子生成物分子活化分子反应物的总能量（E1）生成物的总能量（E2）()()活化分子的最低能量18（8分）在化学反应中，只有极少数能量比平均能量高得多的反应物分子发生碰撞时才可能发生化学反应，这些分子被称为活化分子。使普通分子变成活化分子所需提供的最低限度的能量叫活化能，其单位通常用kJmol-1表示。请认真观察右图，然后回答问题。（1）图中所示反应是_（1分）(填“吸热”或“放热”)反应，该反应_（1分）(填“需要”或“不需要”)加热，该反应的H =_(用含E1、E2的代数式表示）。（2分）（2）已知热化学方程式：H2(g) O2(g) = H2O(g) H = - 241.8 kJmol-1，该反应的活化能为167.2 kJmol-1，则其逆反应的活化能为_。（2分）（3）对于同一反应，图中虚线（）与实线（）相比，活化能大大降低，活化分子百分数增多，反应速率加快，你认为最可能的原因是_。（2分）19（09顺义模拟）（8分）下图是某校化学兴趣小组为探究原电池工作原理进行了下列实验，请你分析实验结果后回答相应问题。（1）实验一中铜片、锌片表面均有红色物质析出，电流计指针偏转，但较短时间内电流计明显减小。实验结束时测得锌片的质量减少了3.94 g，铜片增重了3.84 g，则原电池的工作效率是_（1分）（指参加原电池反应的锌占反应总量的百分率）。（2）实验二中刚将铜、锌片插入溶液中时电流计指针发生偏转，但立即就归零了。为什么锌的电子不能不能持续通过导线流向铜极给Cu2+？_。（1分）（3）实验三中盐桥中的K+流向_溶液（1分）（填CuSO4或ZnSO4），如果锌的消耗速率为1103 mol/s，则K+的迁移速率为_mol/s，（1分）与实验一比较，实验三原电池的工作效率大大提高，原因是_。（1分）（4）你根据实验一、二、三可得出的结论是_（写出两点即可）。（1分）（5）实验四中，调节低压电源的电压到6伏，并把正负极分别与上装置图中的两个碳电极相连接；接通电源，图示中的“+”连接到电源的正极上，“”连接到电源的负极上，电解氢氧化钾溶液制取氢气、氧气，且制得的氢气与氧气的体积比为2:1，去掉电源，该装置就成为一只氢氧燃料电池，用带有小灯泡的导线连接a、b，灯泡即可发亮。下列说法错误的是（ ）（2分）A用此装置电解KOH溶液制备H2和O2时，KOH的作用是增加溶液的导电性，一段时间后其浓度增大B此装置为氢氧燃料电池时c极发生氧化反应，d极发生还原反应C 此装置为氢氧燃料电池时，电解质溶液中的OH向着d极移动D如将此装置中的KOH换为稀H2SO4，当为氢氧燃料电池时，c极的电极反应为：O2+2H2O+4e=4OH20（8分）士兵在野外加热食物时通常采用“无焰食物加热器”，其主要化学成分为镁粉、铁粉、氯化钠粉术，使用时加入水与其中的镁反应放出热量。下面是在室温下对该产品的两个探究实验：【实验I】向加有等量水的三个相同隔热容器中分别加入下列各组物质，结果参见下图l。镁条、铁粉、氯化钠粉末；将镁条剪成100份、铁粉、氯化钠粉末；镁粉、铁粉、氯化钠粉末。【实验2】向加有100 mL水的多个相同隔热容器中分别加入由镁粉、铁粉及不同量的氯化钠粉末组成的混合物，不断搅拌，第15 min时记录温度升高的幅度，参见下图2。请同答下列问题：（1）实验l证实了该反应的反应速率与 有关。（2分）（2）实验2中当的用量大于时，实验就无须再做的原因是 （填字母）。（2分）A加入更多的不再增加反应速率B加入反而会降低反应速率C已达到沸点不再有温度变化 D需要加人更多的铁粉来提高温度（3）如果在实验2中加入了的，则第时混合物的温度最接近于 （填字母）。（2分） A34 B42 C50 D62（4）铁粉、能使反应速率加快的原因是 。（2分）21(10分)含铬(Cr)工业废水的处理原理是将Cr2O72转化为Cr3，再将Cr3转化为沉淀。转化过程中，废水pH与Cr2O72转化为Cr3的关系左图，实验室模拟工业电解法处理含铬废水的装置如右图： 请根据以上知识回答下列问题：(1)含铬废水预处理的方法是 。（2分）(2)写出下列反应的离子方程式： 电解过程中的阴极反应式 _ ；（2分）Cr2O72转化为Cr3的离子方程式 。（2分）(3)当废水颜色不再发生明显变化时，切断电源，取出电极，再调节电解液的pH至8左右。调节pH的目的是 。（2分）(4)含铬废水国家排放标准为含量0.1000mg/L。取上述电解后的废水200.00 mL，调节pH1后置于锥形瓶中，用浓度为0.0001 mol/L的KI溶液滴定，至滴定终点时，用去KI溶液9.00 mL。已知酸性条件下，I被Cr2O72氧化的产物为I2。用计算所得数据说明上述电解法处理后的废水是否符合国家排放标准 。（2分）三、计算题22（8分）（1）1840年前后，俄国科学家盖斯(Hess)指出，一个化学反应的热效应，仅与反应物的最初状态及生成物的最终状态有关，而与中间步骤无关，这就是著名的“盖斯定理”。现已知，在101 KPa下，CH4(g)、H2(g)、C(s)的燃烧热分别为890.83 kJmol1、285.83 kJmol1和393.51 kJmol1,则反应C(s) + 2 H2(g) = CH4(g)的反应热H =，（2分）根据以上信息，你认为“盖斯定理”在我们确定一些化学反应的反应热时有何重要意义。（2分）（2）已知：2 H2(g) + O2(g) = 2 H2O(g) H1； 2 H2(g) + O2(g) = 2 H2O(l) H2； 2 CO(g) + O2(g) = 2 CO2(g) H3。 写出液态水转化为气态水的热化学方程式 _ 。（2分）CO和H 2分别燃烧生成CO2(g)和H 2O(g)，欲得到相同热量，所需CO和H 2的体积比是 。（2分）第一章 化学反应与能量单元质量检测（B）1. B2.C. 观察图中电流方向为BA，所以B为电源正极，A为负极，所以C的说法错误。3.BD 铁钉与炭棒用导线连接后，浸入到食盐溶液中，刚好满足构成原电池的三个条件，由于食盐溶液是中性的，因此发生的反应是铁的吸氧腐蚀，铁作负极，发生氧化反应：2Fe4e=2Fe2+，炭棒为正极，溶解在溶液中的O2被还原：O2+2H2O+4e=4OH，在正极附近产生OH，正极附近的溶液呈碱性。4.A 这是一道信息组合题，通过能源等级的信息，考查学生对化学反应与能量变化，吸热反应和放热反应概念的理解，同时考查学生的应变能力和用所学知识解决实际问题的能力。水中的氢、氧元素完全不同于氢、氧单质。5. B a、b按题述方式构成原电池，b不易被腐蚀，那么b为正极。其金属活动性顺序为ab；d与盐酸反应比a剧烈，说明d比a活泼，其金属活动性顺序为da；铜不能从b的盐酸溶液里置换出b，说明b比Cu活泼，即bCu；铜能从c的盐溶液里置换出c，说明c比Cu更不活泼，即Cuc。综合以上各步分析的结论，可得四种金属的活动性顺序为d、a、b、c。6.B 分子晶体的熔沸点总体上随相对分子质量的增加而增大，对于组成和结构相似的有机物支链越少熔沸点越高，但是燃烧热没有这样的规律。丁烷的沸点为0.5，异丁烷的沸点则低于0.5。综上，答案为B。7.B 白磷与黑磷的转化类似于白磷与红磷之间的转化，它们之间是同素异形体的关系，发生的变化为化学变化，由于生成的黑磷性质稳定，所以比白磷的能量低，根据能量守恒知，该反应为放热反应。所以A、C、D错误。由于黑磷的结构和石墨相似，根据石墨能够导电可以推知黑磷也能导电，所以答案为B。8.D 电解质溶液中，n(Na+):n(Cl) :n(H+):n(SO42)=3:3:2:1，开始电解产生H2和Cl2，随着产生H2和Cl2的同时，生成OH中和H2SO4，且OH过量，最后是电解水，因而最后溶液pH7，阴极只放出H2，三个阶段分别相当于电解HClNaClH2O。9 D 分析装置a，可知其为一电镀池，其反应是电解池反应，由于阳极材料为金属，故电解时，阳极金属发生氧化反应为Age=Ag+，阴极反应为Ag+e=Ag，由此可以看出，在电解过程中c（Ag+）、c（NO）都不变，因溶液浓度不变，故pH也不变，只是阳极Ag棒因不断消耗而质量减小。10.D 由题断开S2接通S1后，此时是电解饱和食盐水，C(I)变红说明有NaOH生成，C(I)极是阴极，同时生成H2。C()是阳极有Cl2生成。断开S1，接通S2，此时构成原电池，C()生成的Cl2得电子：Cl2 2e一 = 2Cl一，作正极，C(I)极发生反应H22e2OH = 2H2O，作负极。11. C H574，C项错误；对于D项，由盖斯定律：式式得：2CH4（g）+4NO2（g）2N2（g）+2CO2（g）+4H2O（g）；H1734kJmol1。故标准状况下4.48L（0.2mol）CH4还原NO2至N2，放出的热量的173.4kJ，D项正确。12.D 燃料电池的负极是燃料（电极a），正极是空气或氧气极(电极b)，A不正确；固体氧化物为电解质，不可能有OH-，B、C不对。 13.C 2N2H4(g) + 2NO2(g)=3N2(g) + 4H2O(g)，则NO2是氧化剂，N2即时氧化产物又是还原产物。生成3molN2转移8mole，则生成1molN2转移 mole。由已知可得：2NO2(g) = N2(g) + 2O2(g) H = 67.7 kJmol12N2H4(g) + 2O2(g) = 2N2(g) + 4H2O(g) H = -1068 kJmol1将上面两个热化学方程式相加，得：2N2H4(g) + 2NO2(g)=3N2(g) + 4H2O(g) H = -1135.7 kJmol114.C 图2中羊给石头提供一个能量，把石头从山上滚下去，使其发生，相当与图1中的活化能，即。15.A 氯比溴活泼，生成的HCl比HBr稳定，则Q1Q2，A项正确。两者均为放热反应，即反应物总能量大于生成物总能量，B不正确。生成1 mol HCl时只放出0.5Q1的热量，C不正确。物质在气态时具有的能量一般高于液态和固态时，故D项不正确。16.D 只闭合K1，铁做阳极电解氯化钠溶液，铁失电子生成二价铁离子，氢离子在阴极得电子生成氢气和氢氧根离子，二者扩散到U形管底部相遇生成白色氢氧化亚铁沉淀，B项正确；只接通K2，铁做阴极，不能失电子，此时相当于惰性电极，该极生成氢气，石墨电极生成氯气，C项正确；综上分析只接通K1铁腐蚀最快，只闭合K3，形成原电池，铁腐蚀的速率次之，都断开时铁自然腐蚀，而只接通K2时为铁做阴极被保护，腐蚀速率最慢，A项正确。17. 【答案】K+、OH、Cl，Ag+、Fe3+、NO3，KNO3，Age=Ag ，108g【解析】甲厂的废水显碱性，则绝对不可能含有Ag+、Fe3+，则乙厂废水中含Ag+、Fe3+，不含OH、Cl，故甲厂含OH、Cl，根据电荷守恒可以得出乙厂中废水还含有NO3，甲厂废水中还含有K+。18.【答案】（1）放热； 需要； -(E1 - E2) kJmol-1 （2）409 kJmol-1； （3）使用了催化剂。【解析】本题利用图象的形式，旨在考查对“化学反应中的能量变化”的判断与有关化学反应中“活化能”的计算，在理论上有深度。（1）据图可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，该反应是放热反应，反应热为：H = -(E1 - E2) kJmol-1；由于反应物的总能量低于活化分子的最低能量，因此反应需要加热。（2）由图可知，在反应H2(g)O2（g）= H2O（g） H = - 241.8 kJmol-1中，活化分子的最低能量比反应物分子的能量高241.8 kJmol-1；该反应是放热反应，反应物分子的能量又比生成物分子的能量高167.2 kJmol-1，因此活化分子的最低能量比生成物分子的能量高(241.8 +167.2) kJmol-1=409 kJmol-1；逆过程是吸热反应；活化能高于原反应的活化能,应等于原反应中活化分子的最低能量与生成物分子的能量差，即409 kJmol-1。（3）催化剂在化学反应中起催化作用的原理是：加入催化剂，改变了反应历程，降低了反应的活化能，因此，降低反应活化能的唯一途径是使用催化剂。19.【答案】（1）60%（2）未形成闭合回路（3）CuSO4；2103；氧化剂和还原剂互不接触，电子只能通过导线发生转移；（4）Zn的活泼性比Cu强、原电池的两极组成闭合回路才能产生电流或正负极在同一电解质溶液中时工作效率低（其他答案合理也可）（5）BD【解析】（1）Cu片质量增加是由于溶液中的Cu2+在Cu极上获得电子变为Cu，Zn失电子的物质的量等于Cu2+获得电子的物质的量，即参与形成原电池的n(Zn)=n(Cu)=384 g/64 g/mol=0.06 mol，其质量=0.06 mol65 g/mol=3.9 g。实验测得锌片的质量减少了3.94 g，说明Zn直接与Cu2+发生置换反应在Zn片上析出Cu，由反应Zn+Cu2+=Cu+Zn2+，结合差量法可得到Zn的质量=（3.94 g3.9g）/（65 g64g）65 g=2.6 g，所以原电池的工作效率为3.9 g/6.5 g100%=60%。（2）将铜片、锌片插入溶液中的瞬间，Zn、Cu之间存在着电势差，能产生短暂的电流，但整个装置没有形成闭合回路，Zn、Cu之间的电势很快相等，锌的电子就不能持续通过导线流向铜极给Cu2+。（3）实验三中，Zn为原电池的负极，其电子沿着导线流向Cu，Cu机上富集有大量的负电荷，所以带正电荷的K+向CuSO4溶液迁移。根据电子守恒可知，K+的迁移速率为Zn的消耗速率的两倍，即为2103 mol/s。对比实验一和实验二的装置特点可知，Zn片没有直接插入CuSO4溶液中，Zn不能直接与Cu2+发生置换反应而大大提高了原电池的工作效率。（4）根据实验一、二、三的现象和原电池的形成条件、应用即可分析得出结论。（5）选项A，电解时，当溶液中自由移动的离子浓度大溶液的导电性强，KOH作为一种强电解质，电离出的K+、OH能增强溶液的导电性，从而加快产生氢气和氧气的速率，由于H2O被电解，溶液中的溶剂量减少，故KOH溶液的浓度提高。选项B，电解时，c极产生的是O2，d极产生的是H2，故此装置作为燃料电池时，O2获得电子发生还原反应：O2+2H2O+4e=4OH，H2失去电子发生氧化反应：2H2+4OH4e=4H2O。选项C，根据d的电极反应式可知，d极在消耗OH，故OH向着该极移动。选项D电解质溶液为稀H2SO4时，溶液为酸性环境，故c极的电极反应为：O2+4e+4H+=2H2O。20. 【答案】（1）镁的表面积（2）C（3）D（4）镁粉、铁粉与的水溶液构成了原电池【解析】（1）试验1中三组试验所用药品和数量都一样，区别在于镁的大小，所以影响反应速率的因素是镁的表面积。（2）试验2中当NaCl的用量为0.125mol时，温度已达到沸点，再加入过多的NaCl温度也不再升高，所以不必再做试验。（3）观察曲线知，当加入0.060molNaCl，升高的温度为42 ，加上室温20，所以混合物的温度接近于62（4）镁粉、铁粉与的水溶液构成了原电池加快了反应的进行。21.【答案】调节pH为1左右 2H2eH26Fe2Cr2O7214H6Fe32Cr37H2O使溶液中的Fe3、Cr3全部转化为氢氧化物沉淀经计算知，上述电解后的废水中含量0.0780 mg/L，符合国家排放标准【解析】(1)由左图可知，当pH约为1时，转化率最高，含铬废水预处理的方法是调节pH为1左右，以提高转化率。(2)电解的原理是铁作阳极失电子生成Fe2，Fe2还原Cr2O72为Cr3，阴极为溶液中H放电。(3)由信息可知，最终是将Cr3转化为沉淀，调节pH的目的是转化为氢化物沉淀。(4)由电子守恒得：Cr2O723I26I，得含量 = 0.0780 mgL1。22. 【答案】（1）H = - 74.81 kJmol1；对于一些很难用实验方法直接测定热量的化学反应的反应热可以用“盖斯定理”间接测定。 （2） H2O(l) = H2O(g) 【解析】（1）CH4(g)、H2(g)、C(s)在101 KPa下燃烧的热化学方程式分别为： CH4(g) + 2 O2(g) = CO2(g) + 2 H2O(l)，H1= -890.36 kJmol-1 H2(g) +O2(g) = 2 H2O(l)，H2 = -285.83 kJmol-1 C(s) + O2(g) = CO2(g)，H3 = -393.51 kJmol-1根据“盖斯定理”， + 2 - 得： C(s) + 2 H2(g) = CH4(g)，H = H3 + 2 H2H1 = -74.81 kJmol1（2）此题旨在考查“盖斯定律”的运用和有关“燃烧热”的计算，属于中等难度题。 2 H2(g) + O2(g) = 2 H2O(l)可以看作由以下两个过程组成：2 H2(g) + O2(g) = 2 H2O(g) H1；H2O(l) = H2O(g) （焓变设为Hx）；根据“盖斯定律”， H2 = H1 +Hx ，Hx = 。根据2 H2(g) + O2(g ) = 2 H2O (g) (H1), 2 CO(g) + O2(g) = 2 CO2(g) (H3)可知：欲得到相同热量，所需CO和H 2的物质的量之比等于，同温同压下,二者体积比等于物质的量之比，等于。