2019-2020年高三化学一轮复习阶段性测试 专题06 化学反应与能量变化 解析版 含答案.doc

2019-2020年高三化学一轮复习阶段性测试 专题06 化学反应与能量变化 解析版 含答案一、选择题(本题包括5个小题，每题2分，共10分，每题只有一个选项符合题意。)1(xx潍坊一模)染料敏化太阳能电池(简称DSC)工作时类似叶绿素的染料吸收太阳光，产生电子，电子再被电极收集，然后通过外电路，回到反电极产生光电流。该过程中的能量转化形式为()A太阳能化学能B太阳能电能C化学能电能 D电能化学能答案B解析染料敏化太阳能电池吸收太阳光(太阳能)，经过一系列变化，产生光电流(电能)。故B为正确答案。2(xx济南)有关X、Y、Z、W四种金属进行如下实验：将X和Y用导线连接，浸入电解质溶液中，Y不易腐蚀将片状的X、W分别投入等浓度盐酸中都有气体产生，W比X反应剧烈用惰性电极电解等物质的量浓度的Y和Z的硝酸盐混合溶液，在阴极上首先析出单质Z根据以上事实，下列判断或推测错误的()AZ的阳离子氧化性最强BW的还原性强于Y的还原性CZ放入CuSO4溶液中一定有Cu析出D用X、Z和稀硫酸可构成原电池，且X做负极答案C解析由得XY，得WX，得YZ，则活泼性顺序为WXYZ。3(xx烟台一模)已知EA、EB、EC、ED分别表示A、B、C、D所具有的能量，则对于放热反应AB=CD，以下说法正确的是()AEAEBBEAECEDCEAEBECEDDEAEBECED，故C项正确。4(xx威海一模)一种化学冰袋中含有Na2SO410H2O(96 g)、NH4NO3(50 g)、(NH4)2SO4(40 g)、NaHSO4(40 g)。将Na2SO410H2O和其他三种盐分别盛于2只塑料袋中，用时使它们混合并用手搓揉就可制冷，制冷效果能维持23 h。以下关于制冷原因的猜测肯定错误的是()ANa2SO410H2O脱水是吸热过程B较长时间制冷是由于Na2SO410H2O脱水是较慢的过程C铵盐在该条件下发生复分解反应是吸热过程DNH4NO3溶于结晶水会吸收热量答案C5Li/SO2电池具有输出功率高和低温性能好等特点，其电解质是LiBr，溶剂是碳酸丙烯酯和乙腈，电池反应式为2Li2SO2Li2S2O4。下列说法正确的是()A该电池反应为可逆反应B放电时，Li向负极移动C充电时，阴极反应式为Lie=LiD该电池的电解质溶液可以换成LiBr的水溶液答案C解析本题考查电化学知识。电池的放电和充电是在不同的反应条件下发生的，故该电池反应不能叫可逆反应，A项错误。放电时，阳离子Li向正极移动，B项错误。充电时，阴极发生还原反应：Lie=Li，C项正确。若电解质溶液换成LiBr的水溶液，则碱金属锂会和水发生反应，D项错误。二、选择题(本题包括12个小题，每题3分，共36分，每题只有一个选项符合题意。)6(xx济宁一模)如图表示某可逆反应分别在使用和未使用催化剂时，反应过程和能量的对应关系。下列说法一定正确的是()A该反应为吸热反应Ba与b相比，a的反应速率更快Ca与b相比，反应的平衡常数一定不同D反应物吸收的总能量小于生成物释放的总能量答案D解析本题结合图像考查化学反应中能量的变化。由图可知反应物的总能量大于生成物的总能量，该反应是放热反应，A错；由于使用了催化剂，降低了反应的活化能，化学反应速率加快，所以b的反应速率更快，B错；反应的平衡常数只是温度的函数，当温度不变时，平衡常数一定不变，C错。7(xx临沂一模)下列有关电化学装置完全正确的是()ABCD铜的精炼铁上镀银防止Fe被腐蚀构成铜锌原电池答案C解析电解精炼铜时，应该用粗铜作阳极，精铜作阴极，故A错误。铁上镀银时，应该用银作阳极，铁作阴极，故B错误。C是外接电源的阴极保护法，正确。铜锌原电池中，锌应插入硫酸锌溶液中，铜应插入硫酸铜溶液中，故D错误。8(xx青岛一模)灰锡(以粉末状存在)和白锡是锡的两种同素异形体，已知：Sn(s，白)2HCl(aq)=SnCl2(aq)H2(g)H1a kJmol1；Sn(s，灰)2HCl(aq)=SnCl2(aq)H2(g)H2b kJmol1；Sn(s，灰)Sn(s，白)H32.1 kJmol1。下列说法正确的是()AabBab2.1C灰锡转化为白锡的反应是放热反应D锡制器皿长期处在低于13.2的环境中，会自行毁坏答案D解析根据盖斯定律，由得：Sn(s，灰)=Sn(s，白)H3H2H1(ba)kJmol12.1 kJmol1，据此可知 H1890.3 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)H0631.51 200 kJmol1解析(1)空燃比较小时，汽油燃烧不充分，有毒气气体主要是CO。(2)一个反应要能自发进行，须满足G0，则需要S0，且要达到一定温度时才可以自发进行；由反应N2(g)O2(g)=2NO(g)H180 kJmol1，断开反应物的化学键要吸热，共吸热：946 kJ497 kJ1 443 kJ，则NO分子中化学键键能为(1 443 kJmol1180 kJmol1)2631.5 kJmol1，若将题目中所给的4个热化学方程式依次编号为，则由4(22)即可得：4CO(g)2NO2(g)=4CO2(g)N2(g)，故该反应的H4(393.5)2(221)681 200(kJmol1)。19(本小题满分10分)一种新型锂离子电池是将尖晶石型Li4Ti5O12作为电池的正极材料，在嵌锂过程中变为盐岩型Li7Ti5O12。请回答下列问题：(1)Li4Ti5O12中Ti元素的化合价为_，锂离子电池的突出优点是_。(2)该锂离子电池是一种二次电池，电池在充电时的阳极反应式为_。(3)将金红石(TiO2)与Li2CO3混合后在空气中加热到1 073K，可得到Li4Ti5O12，该反应的化学方程式为_。(4)TiO2的水化物H4TiO4不溶于水，但在一定条件下既能溶于强酸，又能溶于强碱。请用电离方程式解释H4TiO4既能溶于强酸又能溶于强碱的原因：_。(5)已知：Ti(s)2Cl2(g)=TiCl4(l)H804.2 kJ/mol，2Na(s)Cl2(g)=2NaCl(s)H882.0 kJ/mol，Na(s)=Na(l)H2.6 kJ/mol，则TiCl4(l)4Na(l)=Ti(s)4NaCl(s)H_kJ/mol。答案(1)4体积小，比能量高，携带方便(2)Li7Ti5O123e=Li4Ti5O123Li(3)5TiO22Li2CO3Li4Ti5O122CO2(4)HHTiOH2OH4TiO4Ti44OH(5)970.2解析(1)锂呈1价，氧呈2价，由此可确定钛为4价。由于金属锂的摩尔质量小，因此锂离子电池的比能量特别高。(2)根据题意锂离子电池的嵌锂过程即为放电过程，其负极反应式为Lie=Li，正极反应式为Li4Ti5O123Li3e=Li7Ti5O12，现题中要求写出充电时的阳极反应式，阳极发生氧化反应，由此可得电极反应式为Li7Ti5O123e=Li4Ti5O123Li。(3)根据钛的化合价可判断该反应是非氧化还原反应，在高温下碳酸根离子转化为CO2气体，由此可得化学方程式。(4)H4TiO4不溶于水，则电离方程式中应用可逆符号表示，其两性电离可与Al(OH)3相类比。(5)可根据盖斯定律计算。20(本小题满分12分)(xx潍坊一模)自洁面料就是在普通的面料纤维中加入一层薄薄的纳米二氧化钛。以含有Fe2O3的钛铁矿(主要成分为FeTiO3，Ti的最高价为4)为原料制取纳米级TiO2的流程如下：(1)步骤中发生的主要反应是_(用离子方程式表示)。(2)上述制备二氧化钛的过程中，可以利用的副产物是_；考虑成本和废物综合利用等因素，废液中应加入_处理。(3)由金红石制备单质钛，涉及的步骤为：TiO2TiCl4 Ti。已知：C(s)O2(g)=CO2(g)H393.5kJmol1；2CO(g)O2(g)=2CO2(g)H566.0kJmol1；TiO2(s)2Cl2(g)=TiCl4(s)O2(g)H141.0kJmol1。则TiO2(s)2Cl2(g)2C(s)=TiCl4(s)2CO(g)的H_kJmol1。反应TiCl42Mg=2MgCl2Ti的氩气气氛中进行的理由是_。(4)TiO2的白色粉末，不溶于水，也不溶于酸，但能溶于氢氟酸和热的浓硫酸。请写出TiO2与浓硫酸反应的化学方程式_。答案(1)2Fe3Fe=3Fe2(2)FeSO47H2O(或绿矾)生石灰(或碳酸钙、废碱)(3)80.0防止高温下镁和钛与空气中的氧气(或二氧化碳、或氮气)作用(4)TiO22H2SO4(浓)Ti(SO4)22H2O或TiO2H2SO4(浓)TiOSO4H2O解析(1)步骤中主要发生Fe3和Fe的反应：2Fe3Fe=3Fe2。(2)制备过程中得到的FeSO4 7H2O可以利用。废液中含有少量的TiO2、Fe2，可加入生石灰(或碳酸钙、废碱)降低H的浓度，使之转化为沉淀析出，进行循环利用。(3)根据盖斯定律，由2得：TiO2(s)2Cl2(g)2C(s)=TiCl4(s)2CO(g)H80.0 kJmol1。该反应在氩气气氛中进行是为了防止高温下镁和钛与空气中的氧气等作用。(4)根据钛铁矿加入浓硫酸得到TiO2、SO，则TiO2与热的浓硫酸反应时可生成TiOSO4，继续反应可得到Ti(SO4)2。21(本小题满分11分)全钒液流电池是一种活性物质呈循环流动液态的电池，目前钒电池技术已经趋近成熟。下图是钒电池基本工作用原理示意图：请回答下列问题：(1)硫酸在电池技术和实验中具有广泛的应用，在传统的铜锌原电池中，硫酸是_，实验室中配制硫酸亚铁时需要加入少量硫酸，硫酸的作用是_。(2) 钒电池是以溶解于一定浓度硫酸溶液中的不同价态的钒离子(V2、V3、VO2、VO)为正极和负极电极反应的活性物质，电池总反应为VO2V3H2OV2VO2H。放电时的正极反应式为_，充电时的阴极反应式为_。放电过程中，电解液的pH_(选填“升高”、“降低”或“不变”)。(3)钒电池基本工作原理示意图中“正极电解液”可能是_。aVO、VO2混合液bV3、V2溶液cVO溶液 dVO2溶液eV 3溶液 fV2溶液(4)能够通过钒电池基本工作原理示意图中“隔膜”的离子是_。答案(1)电解质溶液抑制硫酸亚铁的水解(2)VO2He=VO2H2OV3e=V2(3)acd(4)H解析(1)传统的铜锌原电池中，锌与酸反应生成氢气，故硫酸为电解质溶液；硫酸亚铁容易水解，且水解显酸性，加入少量硫酸，可以抑制其水解变质。(2)正极反应是还原反应，由电池总反应可知放电时的正极反应为VO2He=VO2H2O；充电时，阴极反应为还原反应，故为V3 得到电子生成V2的反应。(3)充电时阳极反应式为VO2H2Oe=VO2H，故充电完毕的正极电解液为VO溶液，而放电完毕的正极电解液为VO2溶液，故正极电解液可能是选项acd。(4)充电和放电过程中，正极电解液与负极电解液不能混合，起平衡电荷作用的是加入的酸，故H可以通过隔膜。22(本小题满分12分)含铬(Cr)工业废水的处理原理是将Cr2O转化为Cr3，再将Cr3转化为沉淀。转化过程中，废水pH与Cr2O转化为Cr3的转化率的关系如图1所示，实验室模拟工业电解法处理含铬废水的装置如图2所示：请根据以上回答下列问题：(1)含铬废水预处理的方法是_。(2)写出下列反应的离子方程式：电解过程中的阴极反应式_；Cr2O转化为Cr3的离子方程式_ _。(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_。(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200.00mL，调节pH1后置于锥形瓶中，用浓度为0.0001mol/L的KI溶液滴定，至滴定终点时，用去KI溶液9.00mL。已知酸性条件下，I被Cr2O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：_。答案(1)调节废水pH为1左右(2)2H2e=H2 6Fe2Cr2O14H=6Fe32Cr37H2O(3)使溶液中的Fe3、Cr3全部转化为氢氧化物沉淀(4)经计算知，上述电解后的废水中含量为0.0780mg/L，符合国家排放标准解析由图1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废水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将Cr2O还原为Cr3，阴极为溶液中的H放电。(3)由信息可知，最终是将Cr3转化为沉淀，调节pH的目的是使溶液中的Fe3、Cr3全部转化为氢氧化物沉淀。(4)由电子守恒得：Cr2O3I26I，得含量为52g/mol21000mg/g0.0780mgL1。