《与名师对话》2022届高三化学二轮专题跟踪训练5化学反应与能量的变化 Word版含答案

专题跟踪训练(五)
一、选择题
1．(2021·河北五校联考)下图是298 K、101 kPa时，N2与H2反应过程中能量变化的曲线图，下列叙述错误的是(
)
A．加入催化剂，不能转变该化学反应的反应热
B．b曲线是加入催化剂时的能量变化曲线
C．该反应的热化学方程式为：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝－92 kJ·mol －1
D．在常温、体积肯定的条件下，通入1 mol N2和3 mol H2，反应后放出的热量为92 kJ
[解析]本题主要考查了热化学学问，意在考查考生的推断力量。

催化剂能转变反应的路径，降低反应的活化能，但不能转变化学反应的反应热，A项正确，B 项正确；依据图像可知，1 mol N2和3 mol H2完全反应生成2 mol NH3时放出的热量为92 kJ，C项正确；由于该反应为可逆反应，反应不能进行到底，所以通入1 mol N2和3 mol H2，反应后放出的热量小于92 kJ，D项错误。

[答案] D
2．(2021·石家庄质检)物质(t－BuNO)2在正庚烷溶剂中发生如下反应：(t－BuNO)22(t－BuNO)ΔH＝＋50.5 kJ·mol－1，E a＝90.4 kJ·mol－1。

下列图像合理的是()
[解析]ΔH>0，此反应为吸热反应，生成物的总能量大于反应物的总能量，B、C项错误；再依据E a和ΔH的比例关系可知D项正确。

[答案] D
3．(2021·东城期末)常温下，1 mol化学键分解成气态原子所需要的能量用E 表示。

结合表中信息推断下列说法不正确的是()
共价键H—H F—F H—F H—Cl H—I
E( kJ·mol－1) 436 157 568 432 298 B．表中最稳定的共价键是H—F键
C．H2(g)===2H(g)ΔH＝＋436 kJ·mol－1
D．H2(g)＋F2(g)===2HF(g)ΔH＝－25 kJ·mol－1
[解析]由于H—Br键的键长介于H—Cl键和H—I键的键长之间，所以其键能介于H—Cl键和H—I键的键能之间，A正确。

表中H—F键的键能最大，所以H—F键最稳定，B正确。

1 mol H2中含有1 mol H—H键，断裂1 mol H—H 键吸取436 kJ能量，C正确。

D项，ΔH＝反应物的总键能－生成物的总键能＝(436＋157－568×2) kJ·mol－1＝－543 kJ·mol－1，D错误。

[答案] D
4．(2021·株洲一模)下列有关反应热的说法正确的是()
A．在化学反应过程中，吸热反应需不断从外界获得能量，放热反应不需从外界获得能量
B．甲烷的燃烧热ΔH＝－890 kJ·mol－1，则甲烷燃烧的热化学方程式为：CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－890 kJ·mol－1
C．已知常温常压下：HCl(aq)＋NaOH(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l)ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，则有：H2SO4(aq)＋Ba(OH)2(aq)===BaSO4(s)＋2H2O(l)ΔH＝－114.6 kJ·mol－1
D．已知：S(s)＋O2(g)===SO2(g)ΔH1＝－Q1 kJ·mol－1，S(g)＋O2(g)===SO2(g)ΔH2＝－Q2 kJ·mol－1，则Q1<Q2
[解析]本题考查了反应热学问，意在考查考生的理解和记忆力量。

有的放热反应刚开头发生时也需要从外界获得能量，A选项错误；燃烧热是指25℃，101 kPa 下，1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的化合物所放出的热量，此处应生成液态水，B选项错误；硫酸与氢氧化钡溶液反应，除H＋与OH－反应放出热量外，SO2－4与Ba2＋反应也会放出热量，即ΔH<－114.6 kJ·mol－1，C选项错误；物质由固态变成气态要吸取热量，由第一个热化学方程式减去其次个热化学方程式可知
S(s)===S(g) ΔH＝Q2－Q1>0，故Q2>Q1，D选项正确。

[答案] D
5．(2021·郑州质检)在1200℃时，自然气脱硫工艺中会发生下列反应：
H2S(g)＋
3
2O2(g)===SO2(g)＋H2O(g)ΔH1
H2S(g)＋
1
2O2(g)===S(g)＋H2O(g)ΔH2
2H2S(g)＋SO2(g)===
3
2S2(g)＋2H2O(g)ΔH3
2S(g)===S2(g)ΔH4
则ΔH4的正确表达式为()
A．ΔH4＝
3
2
(ΔH1＋ΔH2－3ΔH3)
B．ΔH4＝
3
2
(ΔH1－ΔH2－3ΔH3)
C．ΔH4＝
2
3
(ΔH1＋ΔH2－3ΔH3)
D．ΔH4＝
2
3
(ΔH1＋ΔH3－3ΔH2)
[解析]题中4个热化学方程式依次编号为①、②、③、④，依据盖斯定律可
知，④＝2
3(①＋③－3×②)，即2S(g)===S2(g)ΔH4＝
2
3
(ΔH1＋ΔH3－3ΔH2)，D项正确。

[答案] D
6．(2021·银川一中月考)化学反应N2＋3H22NH3的能量变化如图所示，
该反应的热化学方程式是( )
A ．N 2(g)＋3H 2(g)2NH 3(l) ΔH ＝2(a －b －c ) kJ·mol －1
B ．N 2(g)＋3H 2(g)
2NH 3(g) ΔH ＝2(b －a ) kJ·mol －1
C ．0.5N 2(g)＋1.5H 2(g)NH 3(l) ΔH ＝(b ＋c －a ) kJ·mol －1
D ．0.5N 2(g)＋1.5H 2(g)
NH 3(g) ΔH ＝(a ＋b ) kJ·mol －1
[解析] 由图看出12mol N 2(g)和3
2mol H 2(g)转化成1 mol N 和3 mol H 时吸取
a kJ 热量，而1 mol N 和3 mol H 转化成1 mol NH 3(g)时放出
b kJ 热量，1 mol N 和3 mol H 转化成1 mol NH 3(l)时放出(b ＋
c )kJ 热量，故12mol N 2(g)和3
2mol H 2(g)
转化成1 mol NH 3(g)时放出(b －a )kJ 热量，12mol N 2(g)和3
2mol H 2(g)转化成1 mol
NH 3(l)时放出(b ＋c －a )kJ 热量，放热反应的ΔH 小于0，故只有A 项正确。

[答案] A
7．下列说法正确的是( )
A ．上图可以表示水分解过程中的能量变化
B ．若2C(s)＋O 2(g)===2CO(g) ΔH ＝－221.0 kJ/mol ，则碳的燃烧热为110.5 kJ/mol
C ．需要加热的反应肯定是吸热反应，常温下能发生的反应肯定是放热反应
D ．已知Ⅰ：反应H 2(g)＋Cl 2(g)===2HCl(g) ΔH ＝－a kJ/mol ，
且a 、b 、c 均大于零，则断开1 mol H —Cl 键所需的能量为(－a －b －c )kJ/mol [解析] 本题考查了化学反应过程中的能量变化，意在考查考生对化学反应中能量变化的有关概念的理解以及对图像的分析力量。

A 项，水的分解为吸热反应，生成物的总能量大于反应物的总能量，且催化剂可有效降低反应的活化能，正确；B 项，燃烧热的概念中强调完全反应，而该项反应中生成物为CO ，错误；C 项，常温下能发生的反应不肯定是放热反应，如在常温下Ba(OH)2·8H 2O 与NH 4Cl 的反应为吸热反应，需要加热的反应也不肯定是吸热反应，错误；D 项，依据化学反应的过程为旧化学键断裂和新化学键形成的过程，且断裂化学键吸取能量，形成化学键放出能量，可知断开1 mol H —Cl 键所需的能量为1
2
(a ＋b ＋c )kJ/mol 。

[答案] A
8．(2021·北京海淀期末)利用如图装置电解硫酸铜溶液，下列说法正确的是()
A．b电极上发生氧化反应
B．该装置能将化学能转变成电能
C．电解质溶液中Cu2＋从b电极向a电极迁移
D．若a为铜，则a的电极反应为Cu－2e－===Cu2＋
[解析]b电极与电源负极相连，为阴极，发生还原反应，A项错误；该装置为电解池，能将电能转变为化学能，B项错误；电解质溶液中Cu2＋从阳极(a电极)向阴极(b电极)迁移，C项错误；阳极a为铜，则电极反应为Cu－2e－===Cu2＋，D项正确。

[答案] D
9．下列有关钢铁腐蚀与防护的说法正确的是()
A．钢管与电源正极连接，钢管可被爱护
B．铁遇冷浓硝酸表面钝化，可爱护内部不被腐蚀
C．钢管与铜管露天堆放在一起时，钢管不易被腐蚀
D．钢铁发生析氢腐蚀时，负极反应是Fe－3e－===Fe3＋
[解析]A项，钢管与电源正极连接，则钢管为电解池的阳极，发生氧化反应被腐蚀，错误；B项，铁遇冷浓硝酸，表面形成致密的氧化膜可爱护内部不被腐蚀，正确；C项，钢管与铜管露天堆放在一起时易形成原电池，钢管作负极被腐蚀，错误；D项，负极反应应为Fe－2e－===Fe2＋，错误。

[答案] B
10．现用离子交换膜(只允许对应的离子通过)和石墨作电极的电解槽电解饱和的Na2SO4溶液生产NaOH和H2SO4，下列说法中正确的是()
A．气体A是H2，溶液E是稀硫酸
B．气体B是H2，溶液D是NaOH溶液
C．Na2SO4溶液由G口加入，F口通入稀硫酸
D．靠近阳极室一侧的是阳离子交换膜，阴极室导出的是氢气
[解析]据题意，电解饱和Na2SO4溶液时，阳极四周是OH－放电生成氧气，阴极四周是H＋放电生成氢气，由于装置中放置了离子交换膜，在两极分别生成NaOH和H2SO4，需在阳极室一侧放置阴离子交换膜，只允许通过阴离子，在阴极室一侧放置阳离子交换膜，只允许通过阳离子，D项错误；接电源正极的是阳极，即A极放出氧气，A项错误，B项正确；若由F口通入稀硫酸，则将NaOH 中和掉，得不到产品，C项错误。

[答案] B
11．(2021·河北唐山一模)铅蓄电池是典型的可充电电池，电池总反应式为Pb
＋PbO2＋4H＋＋2SO2－4放电
充电
2PbSO4＋2H2O。

下列说法正确的是()
A．放电时，负极的电极反应是PbO2＋4H＋＋SO2－4＋2e－===PbSO4＋2H2O B．充电时，蓄电池的正极和外接电源的正极相连
C．放电时，PbO2发生氧化反应
D．充电时，电解液中H2SO4的浓度将变小
[解析]放电时负极发生氧化反应：Pb＋SO2－4－2e－===PbSO4，A选项错误；充电时，蓄电池的正极和外接电源的正极相连，负极和外接电源的负极相连，B 选项正确；放电时PbO2得电子，发生还原反应，C选项错误；充电时生成H2SO4，所以电解液中H2SO4的浓度将增大，D选项错误。

[答案] B
12．(2022·山西忻州模拟)关于如图所示各装置的叙述中，正确的是()
A．装置①是原电池，总反应是：Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋
B．装置①中，铁作负极，电极反应式为：Fe3＋＋e－===Fe2＋
C．装置②通电一段时间后石墨Ⅱ电极四周溶液红褐色加深
D．若用装置③精炼铜，则d极为粗铜，c极为纯铜，电解质溶液为CuSO4溶液
[解析]装置①中Fe比Cu活泼，Fe为负极，电极方程式为：Fe－2e－===Fe2＋，总反应为：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，故A、B项均错误；装置②为胶体的电泳试验，Fe(OH)3胶体粒子带正电，在电场中向阴极移动，石墨Ⅱ是阴极，C项正确；装置③由电流方向可知c为阳极、d为阴极，精炼铜时阳极为粗铜、阴极为纯铜，电解液含Cu2＋，D项错误。

[答案] C
二、非选择题
13．如图所示，通电5 min后，第③极增重2.16 g，同时在A池中收集到标准状况下的气体224 mL，设A池中原混合液的体积为200 mL。

(1)电源F为__________极；第②极为__________极；B池为__________池。

(2)A池中第②极上的电极反应式为______________；A池中第①极上产生气体体积为____________mL(标准状况下)。

(3)通电前A池中原混合溶液中Cu2＋的浓度为__________。

[解析](1)由第③极增重2.16 g可知①③是电解池的阴极，②④是电解池的阳极，E是电源的负极，F是电源的正极。

又由于B池的阳极是银，电解质溶液是硝酸银，故该池是电镀池；(2)A池中，第②极只发生反应，4OH－－4e－===2H2O ＋O2↑，由于第③极增重2.16 g是银的质量，即转移电子是2.16 g÷108 g·mol－1＝0.02 mol，所以产生氧气是0.02 mol÷4×22.4 L·mol－1＝0.112 L，即112 mL，在
阴极发生电极反应Cu2＋＋2e－===Cu,2H＋＋2e－===H2↑，且氢气的体积是224 mL －112 mL＝112 mL。

(3)产生氢气的物质的量为0.005 mol，据电子守恒得Cu2＋的物质的量是(0.02 mol－0.005 mol×2)÷2＝0.005 mol，故通电前A池中原混合溶液中Cu2＋的浓度为0.005 mol÷0.2 L＝0.025 mol·L－1。

[答案](1)正阳电解(镀)
(2)4OH－－4e－===2H2O＋O2↑112
(3)0.025 mol·L－1
14．(2021·山东卷)利用LiOH和钴氧化物可制备锂离子电池正极材料。

LiOH 可由电解法制备，钴氧化物可通过处理钴渣获得。

利用如图装置电解制备LiOH，两电极区电解液分别为LiOH和LiCl溶液。

B极区电解液为__________溶液(填化学式)，阳极电极反应式为__________，电解过程中Li＋向__________电极迁移(填“A”或“B”)。

[解析]产生H2的极为阴极，同时产生OH－，Li＋通过阳离子交换膜进入阴极，阴极区电解液为LiOH溶液。

阳极区电解液为LiCl溶液，Cl－发生失电子的氧化反应生成Cl2。

[答案]LiOH2Cl－－2e－===Cl2↑ B
15．离子液体是一种室温熔融盐，为非水体系。

由有机阳离子、Al2Cl－7和AlCl－4组成的离子液体作电解液时，可在钢制品上电镀铝。

(1)钢制品应接电源的__________极，已知电镀过程中不产生其他离子且有机阳离子不参与电极反应，阴极电极反应式为________________________。

若改用AlCl3水溶液作电解液，则阴极产物为__________。

(2)为测定镀层厚度，用NaOH溶液溶解钢制品表面的铝镀层，当反应转移6 mol电子时，所得还原产物的物质的量为__________mol。

(3)用铝粉和Fe2O3做铝热反应试验，需要的试剂还有__________。

a．KCl b．KClO3
c．MnO2d．Mg
取少量铝热反应所得的固体混合物，将其溶于足量稀H2SO4，滴加KSCN溶液无明显现象，__________(填“能”或“不能”)说明固体混合物中无Fe2O3，理由是________________________(用离子方程式说明)。

[解析](1)在钢制品上电镀铝，故钢制品应作阴极，与电源的负极相连；由于电镀过程中“不产生其他离子且有机阳离子不参与电极反应”，Al元素在熔融盐中以Al2Cl－7和AlCl－4形式存在，则电镀过程中负极上得到电子的反应是4Al2Cl－7＋3e－===Al＋7AlCl－4；在水溶液中，得电子力量：H＋>Al3＋，故阴极上发生的反应是2H＋＋2e－===H2↑。

(2)用NaOH溶液溶解铝镀层的反应为2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO－2＋
3H2↑，水作氧化剂，转移6 mol电子时，依据得失电子守恒可知，还原产物H2为3 mol。

(3)做铝热反应的试验时，需要KClO3作助燃剂，且用镁条引燃，即使固体混合物中有Fe2O3，因发生反应Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O和Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，使Fe3＋转化为Fe2＋，KSCN溶液也不会变红。

[答案](1)负4Al2Cl－7＋3e－===Al＋7AlCl－4H2
(2)3(3)bd不能Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O、Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋(或只写Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋)
16．如图所示装置中，A、B中电极为多孔的惰性电极；C、D为夹在湿的Na2SO4滤纸条上的铂夹，a、b为电源两极。

在A、B中布满KOH溶液后使其倒立于盛有KOH溶液的水槽中。

切断K1，闭合K2、K3，通直流电，电解一段时间后A、B中均有气体产生。

(1)电源的a极为__________(填“正极”或“负极”)。

(2)在湿的Na2SO4滤纸条中心滴KMnO4溶液，现象是
__________________________________。

(3)写出A中电极反应式：_________________________________
________________________________。

(4)若电解一段时间后，A、B中均有气体包围电极。

此时切断K2、K3，闭合K1，电流表的指针发生偏转，此时B极的电极反应式为____________________。

[解析](1)由图示得电解时B中产生气体的体积是A中的2倍，而电解KOH 溶液的本质是电解水，故A中生成的是氧气，A为阳极，B为阴极，则a为负极，b为正极；C作阴极，D作阳极。

(2)MnO－4向阳极移动，故紫色移向D铂夹。

(3)A 中是OH－放电。

(4)中构成了氢氧燃料电池，KOH溶液作电解质溶液，B作负极，H2失去电子后与OH－结合生成水。

[答案](1)负极(2)紫色向D铂夹靠近(3)4OH－－4e－===O2↑＋2H2O (4)H2－2e－＋2OH－===2H2O。