精选高考化学易错题专题复习化学反应与能量附答案解析.docx
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精选高考化学易错题专题复习化学反应与能量附答案解析
精选高考化学易错题专题复习化学反应与能量附答案解析
一、化学反应与能量练习题（含详细答案解析）
1．以辉铜矿为原料生产碱式碳酸铜的工艺流程如图所示：
回答下列问题：
（1）若要提高辉铜矿煅烧效率可采取的措施有___（填两种）。
（2）气体X的主要成分是___（填化学式），写出该气体的一种用途___。
（3）蒸氨过程总反应的化学方程式是___。
（4）溶液E与Na2CO3溶液反应制取Cu2（OH）2CO3的离子反应方程式为___。
（5）某实验小组研究溶液E与Na2CO3溶液加料顺序及加料方式对产品的影响，实验结果如下：
实验序号
加料顺序及方式
沉淀颜色
沉淀品质
产率/%
1
溶液E一次加入Na2CO3溶液中并迅速搅拌
浅蓝色
品质较好
87.8
2
溶液E逐滴加入Na2CO3溶液中并不断搅拌
暗蓝色
品质好
71.9
3
Na2CO3溶液一次加入溶液E中并迅速搅拌
浅绿色
品质好
96.7
4
Na2CO3溶液一次加入溶液E中并不断搅拌
浅蓝色
品质较好
102.7
由上表可知制取Cu2（OH）2CO3最佳加料顺序及加料方式是___（填序号）。
【答案】减小辉铜矿颗粒大小、适当提高煅烧温度、增大O2浓度等SO2制备硫酸、漂白剂、防腐剂等[Cu（NH3）4]Cl2+H2O
CuO+2HCl↑+4NH3↑2Cu2++2CO32-+H2O=Cu2（OH）2CO3↓+CO2↑3
【解析】
【分析】
辉铜矿通入氧气充分煅烧，生成二氧化硫气体，固体B主要为CuO、Fe2O3，加入盐酸得到含有Cu2+、Fe3+的溶液，加入过量氨水，可得到[Cu（NH3）4]2+和Fe（OH）3，[Cu（NH3）4]2+经加热可得到CuO，加入酸酸化得到Cu2+，经浓缩后在溶液中加入碳酸钠可得到碱式碳酸铜，以此解答该题。
【详解】
（1）通过粉碎辉铜矿减小辉铜矿颗粒大小、适当提高煅烧温度、增大O2浓度等措施均可提高辉铜矿煅烧效率；
（2）Cu2S可与氧气反应生成二氧化硫，则气体X的主要成分是SO2，SO2是酸性氧化物，有漂白性、还原性，则利用SO2制备硫酸、漂白剂、防腐剂等；
（3）蒸氨过程[Cu（NH3）4]2+经加热可得到CuO，反应的方程式为[Cu（NH3）4]Cl2+H2O
CuO+2HCl↑+4NH3↑；
（4）向含有Cu2+的溶液中滴加Na2CO3溶液生成Cu2（OH）2CO3的离子反应方程式为2Cu2++2CO32-+H2O=Cu2（OH）2CO3↓+CO2↑；
（5）由图表信息可知Na2CO3溶液一次加入溶液E中并迅速搅拌，获得浅绿色的碱式碳酸铜，品质好，且产率高，故制取Cu2（OH）2CO3最佳加料顺序及加料方式是实验序号3。
2．如图是常见原电池装置，电流表A发生偏转。
（1）若两个电极分别是铁、铜，电解质溶液是浓硝酸，Cu极发生反应_______（填“氧化”或“还原”），其电极反应式为________________；
（2）若两个电极分别是镁、铝，电解质溶液是氢氧化钠溶液，Al电极是_____极（填“正”或“负”），其电极反应式为_________________________________。
（3）若原电池的总反应是2FeCl3＋Cu=2FeCl2＋CuCl2，则可以作负极材料的是_______，正极电极反应式为_________________________。
【答案】氧化Cu－2e－=Cu2＋负Al－3e－＋4OH－=AlO2－＋2H2OCu（或铜）Fe3＋＋e－=Fe2＋
【解析】
【分析】
【详解】
（1）虽然铁比铜活泼，但是铁在浓硝酸中发生钝化，所以该原电池中铜被氧化，即铜电极为负极，失电子发生氧化反应，电极方程式为Cu－2e－=Cu2＋；
（2）镁虽然比铝活泼，但镁不与氢氧化钠溶液发生反应，所以该原电池中Al被氧化，即Al为负极，失电子发生氧化反应，电极方程式为：
Al－3e－＋4OH－=AlO2－＋2H2O；
（3）根据总反应2FeCl3＋Cu=2FeCl2＋CuCl2可知Cu被氧化，Fe3+被还原，原电池中负极发生氧化反应，所以负极材料为Cu；正极发生还原反应，电极方程式为Fe3＋＋e－=Fe2＋。
【点睛】
第1小题为易错点，虽然铁和铜都能被浓硝酸氧化，但要注意铁在浓硝酸中发生钝化，所以该原电池中铜为负极。
3．某学生为了探究锌与盐酸反应过程中的速率变化，他在100mL稀盐酸中加入足量的锌粉，用排水集气法收集反应放出的氢气（标准状况），实验记录如下（累计值）：
时间/min
1
2
3
4
5
氢气体积/mL
50
120
232
290
310
（1）在0～1min、1～2min、2～3min、3～4min、4～5min时间段中，反应速率最大的时间段是________，原因为______________________；反应速率最小的时间段是________，原因为__________________________。
（2）在2～3min内，用盐酸的浓度变化表示的反应速率为________。
（3）为了减缓反应速率但不减少产生氢气的量，在盐酸中分别加入等体积的下列溶液，其中可行的是________。
A．蒸馏水B．Na2SO4溶液
C．NaNO3溶液D．Na2CO3溶液
【答案】2～3min该反应是放热反应，2～3min时溶液温度最高，反应速率最快4～5min此时反应物的浓度最小，反应速率最慢0.1mol·L－1·min－1AB
【解析】
【详解】
由表格数据可知，0～1、1～2、2～3、3～4、4～5min生成氢气分别为50mL、70mL、112mL、58mL、20mL；
（1）2min～3min收集的氢气比其他时间段多，反应速率最大，该反应放热，反应过程中温度升高加快反应速率；4～5 min反应速率最小，随着反应进行氢离子浓度逐渐减小，该时间段内H+浓度小，反应速率最慢；
（2）2min～3min生成的氢气的体积为112mL，则n（H2）=
0.005mol，反应过程中发生反应Zn+2HCl===ZnCl2+H2，则该时间段内消耗的n（HCl）=0.01mol，溶液体积为100mol，则△c（HCl）=0.1mol/L，v（HCl）=
=0.1mol·L－1·min－1；
（3）A．加入蒸馏水，溶液的浓度减小，反应速率减小，H+的物质的量不变，氢气的量也不变，故A正确；
B．加入Na2SO4溶液，减小盐酸的浓度，反应速率减小，H+的物质的量不变，氢气的量也不变，故B正确；
C．加入硝酸钠溶液，锌与氢离子、硝酸根反应不产生氢气，故C错误；
D．加入Na2CO3溶液，Na2CO3能与盐酸反应，盐酸的浓度减小，反应速率减小，H+的物质的量减小，氢气的量也减小，故D错误；
所以选AB。
4．高铁电池是一种新型可充电电池该电池能较长时间保持稳定的放电电压。
高铁电池的总反应为3Zn+2K2FeO4+8H2O
3Zn（OH）2+2Fe（OH）3+4KOH。
（1）高铁电池的负极材料是___。
（2）放电时，正极发生__（填“氧化”或“还原”）反应；负极的电极反应式为__。
（3）放电时，__（填“正”或“负”）极附近溶液的碱性增强。
【答案】Zn还原Zn-2e-+2OH-=Zn（OH）2正
【解析】
【分析】
放电时该装置相当于原电池，根据原电池有关原理进行解答。
【详解】
（1）电池的负极上发生氧化反应，正极上发生还原反应。
由高铁电池放电时的总反应方程式可知，负极材料应为Zn。
答案为：
Zn。
（2）原电池放电时，正极得到电子发生还原反应，负极材料为锌，失电子发生氧化反应，由总反应可知溶液为碱性，所以负极反应式为：
Zn-2e-+2OH-=Zn（OH）2。
答案为：
还原；Zn-2e-+2OH-=Zn（OH）2。
（3）放电时K2FeO4中的Fe的化合价由+6价变为+3价，发生还原反应，电极反应式为：
FeO42-+4H2O+3e-=Fe（OH）3+5OH-，正极上生成氢氧根离子导致溶液中氢氧根离子浓度增大，溶液的碱性增强。
答案为：
正。
5．
（1）二氧化硫一空气质子交换膜燃料电池可以利用大气所含SO2快速启动，其装置示意图如图：
①质子的流动方向为________________（“从A到B”或“从B到A”）。
②负极的电极反应式为________________。
（2）工业上吸收和转化SO2的电解装置示意图如下（A．B均为惰性电极）：
①B极接电源的________________极（“负”或“正”）。
②A极的电极反应式是_________________。
【答案】从A到BSO2-2e-+2H2O=SO42-+4H+正2SO32-+4H++2e-=S2O42-+2H2O
【解析】
【详解】
（1）①二氧化硫发生氧化反应，氧气发生还原反应，所以二氧化硫所在电极为负极，氧气所在电极为正极，原电池中阳离子移向正极，所以质子移动方向为：
从A到B；
②二氧化硫在负极失去电子发生氧化反应，电极反应式为：
SO2-2e-+2H2O═SO42-+4H+；
（2）①依据图示可知，二氧化硫被氧化为硫酸根，所以二氧化硫所在的区为阳极区，阳极与电源的正极相连，即B极接电源的正极；
②A为阴极，得电子发生还原反应由SO32-生成S2O42-，电极反应式为2SO32-+4H++2e-=S2O42-+2H2O。
6．回答下列问题：
（1）铅蓄电池的总反应为：
Pb+PbO2+2H2SO4
2PbSO4+2H2O，放电时，负极反应式为___________，充电时，阳极反应式为___________。
（2）利用如图装置，可以模拟铁的电化学防护。
①若X为石墨，为减缓铁的腐蚀，将开关K置于Ｎ处，该电化学防护法称为___________。
②若X为锌，开关K置于M处，该电化学防护法称为__________。
（3）我国的科技人员为了消除SO2的污染，利用原电池原理，设计如图2装置用SO2和O2制备硫酸，电极A、B为多孔的材料。
①A极的电极反应式是________。
②B极的电极反应式是________。
【答案】Pb+SO42-－2e-＝PbSO4PbSO4+2H2O-2e-＝PbO2+4H++SO42-外加电流的阴极保护法牺牲阳极阴极保护法4H++O2+4e-＝2H2OSO2+2H2O-2e-＝SO42-+4H+
【解析】
【分析】
（1）放电时，该装置是原电池，负极上铅失电子发生氧化反应，充电时，该装置是电解池，阳极失电子发生氧化反应；
（2）作原电池正极或作电解池阴极的金属被保护；
（3）该原电池中，负极上失电子被氧化，所以负极上投放的气体是二氧化硫，二氧化硫失电子和水反应生成硫酸根离子和氢离子，正极上投放的气体是氧气，正极上氧气得电子和氢离子反应生成水，根据硫酸和水的出口方向知，B极是负极，A极是正极，据此书写电极反应式。
【详解】
：
（1）放电时，该装置是原电池，负极上铅失电子发生氧化反应，即Pb+SO42--2e-=PbSO4，在充电时，该装置是电解池，阳极上硫酸铅失电子发生氧化反应，即PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+4H++SO42-，故答案为：
Pb+SO42--2e-=PbSO4；PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+4H++SO42-；
（2）①若X为石墨，为减缓铁的腐蚀，将开关K置于N处，该装置构成电解池，铁作阴极而被保护，该电化学防护法称为外加电流的阴极保护法；故答案为：
外加电流的阴极保护法；
②若X为锌，开关K置于M处，该装置构成原电池，锌易失电子作负极，铁作正极而被保护，该电化学防护法称为牺牲阳极的阴极保护法，故答案为：
牺牲阳极的阴极保护法．
（3）该原电池中，负极上失电子被氧化，所以负极上投放的气体是二氧化硫，即B极是负极，负极二氧化硫失电子和水反应生成硫酸根离子和氢离子，电极反应式是SO2+2H2O-2e-=SO42-+4H+，正极上投放的气体是氧气，即A极是正极，正极上氧气得电子和氢离子反应生成水，电极反应式是4H++O2+4e-=2H2O，故答案为：
①4H++O2+4e-=2H2O； ②SO2+2H2O-2e-=SO42-+4H+。
7．甲醇是人们开发和利用的一种新能源。
已知：
①2H2（g）+O2（g）=2H2O（l）△H1=-571.8kJ·mol-1
②CH3OH（g）+
O2（g）=CO2（g）+2H2（g）△H=-192.9kJ·mol-1
（1）甲醇蒸汽完全燃烧的热化学方程式为_____________。
（2）反应②中的能量变化如下图所示，则△H2=______（用E1和E2表示）。
（3）H2（g）的燃烧热为__________kJ·mol-1。
（4）请你分析H2（g）作为能源比甲醇蒸汽作为能源的优点：
__________________（写出一点）
【答案】CH3OH（g）+
O2（g）═CO2（g）+2H2O（l）△H2=-764.7kJ/mol；E1-E2285.9来源广、热值高、不污染环境
【解析】
【分析】
（1）依据热化学方程式和盖斯定律计算得到所需热化学方程式；
（2）依据反应焓变△H=生成物总能量-反应物总能量分析；
（3）依据燃烧热的概念是1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量，结合热化学方程式分析计算；
（4）根据氢能源的优点和氢能源的开发和利用的最新动向即可作答。
【详解】
（1）①2H2（g）+O2（g）=2H2O（l）△H1=-571.8kJ·mol-1
②CH3OH（g）+
O2（g）=CO2（g）+2H2（g）△H=-192.9kJ·mol-1
由盖斯定律②+①得到甲醇蒸气完全燃烧的热化学反应方程式为：
CH3OH（g）+
O2（g）═CO2（g）+2H2O（l）△H2=-764.7kJ/mol；
（2）反应②中的能量变化如图所示，依据图象分析，反应焓变△H=生成物总能量-反应物总能量，△H2=E1-E2；
（3）燃烧热的概念是1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量，根据2H2（g）+O2（g）═2H2O（l）△H1=-571.8kJ/mol可知2mol氢气完全燃烧生成液态水放出的热量为571.8kJ，则1mol氢气完全燃烧生成液态水放出的热量为285.9kJ，故氢气燃烧热为285.9kJ/mol；
（4）地球上水资源丰富，可以从水中提取氢气，说明资源广泛；依据燃烧热计算分析，氢气的燃烧值高；因为氢气燃烧产物是水，不污染环境。
8．合成氨反应N2（g）+3H2（g）=2NH3（g），反应过程的能量变化如图所示。
已知N2（g）与H2（g）反应生成17gNH3（g），放出46.1kJ的热量。
请回答下列问题：
（1）该反应通常用铁作催化剂，加催化剂会使图中E_______________（填“变大”或“变小”），E的大小对该反应的反应热有无影响？
___________，理由是__________。
（2）图中△H=________kJ·mol-1。
（3）起始充入2mol·L-1N2和5.5mol·L-1H2，经过50min，NH3的浓度为1mol·L-1，则v（N2）=______mol·L-1·min-1，c（H2）=_____mol·L-1
（4）已知NH3（g）=NH3（l）△H=-QkJ·mol-1,则N2（g）+3H2（g）=2NH3（l）的△H=_______kJ·mol-1
【答案】变小无ΔH取决于反应物的总能量和生成物的总能量差-92.20.014-（92.2+2Q）
【解析】
【分析】
（1）依据催化剂降低反应的活化能加快反应速率分析；反应热取决于反应物和生成物的能量变化，活化能和反应热无关；
（2）结合已知N2（g）与H2（g）反应生成17g NH3（g），放出46.1kJ的热量，分析图象是合成氨反应N2（g）+3H2（g）=2NH3（g），计算得到；
（3）依据化学平衡三段式列式计算；
（4）结合
（2）计算的焓变写出反应的热化学方程式，依据盖斯定律计算所需让化学方程式。
【详解】
（1）催化剂降低反应的活化能加快反应速率，但不改变平衡，反应热不变，E的大小对该反应的反应热无影响，反应热取决于反应物的总能量和生成物的总能量差，故答案为：
变小；无；△H取决于反应物的总能量和生成物的总能量差；
（2）已知N2（g）与H2（g）反应生成17g NH3（g），放出46.1kJ的热量，图象是表示的是反应N2（g）+3H2（g）=2NH3（g）能量变化，所以生成34g氨气放热92.2kJ，热化学方程式为：
N2（g）+3H2（g）=2NH3（g），△H=-92.2kJ/mol，故答案为：
-92.2；
（3）起始充入2mol•L-1N2和5.5mol•L-1H2，经过50min，NH3的浓度为1mol•L-1，则依据所给数据建立如下三段式：
由三段式可得v（N2）=
=0.01mol/（L•min），c（H2）=4mol/L，故答案为：
0.01；4；
（4）由热化学方程式①N2（g）+3H2（g）=2NH3（g）△H=-92.2kJ/mol，②NH3（g）═NH3（l）△H=-QkJ•mol-1，依据盖斯定律①+②×2得到N2（g）+3H2（g）═2NH3 （l）△H=-（92.2+2Q）kJ•mol-1，故答案为：
-（92.2+2Q）。
9．
（1）依据反应：
2Ag＋（aq）＋Cu（s）
Cu2＋（aq）＋2Ag（s）设计的原电池如下图甲所示。
①电极X的材料是___________；Y溶液可以是____________；
②银电极上发生的电极反应式是_________________________。
③在电池放电过程中，盛有饱和KCl琼脂溶胶的盐桥中，向CuSO4溶液一端扩散的离子是______（填离子符号）。
（2）金属腐蚀一般可分为化学腐蚀和电化学腐蚀，可以采用电化学手段进行防腐。
①炒菜的铁锅未及时清洗容易生锈。
写出铁锅生锈过程的正极反应式__________________。
②为了减缓某水库铁闸门被腐蚀的速率，可以采用下图乙所示的方案，其中焊接在铁闸门上的固体材料R可以采用___________（填写字母序号）。
A．铜 B．钠 C．锌 D．石墨
③图丙所示方案也可以减缓铁闸门的腐蚀速率，则铁闸门应连接直流电源的_______极。
（3）蓄电池是一种可以反复充电、放电的装置。
有一种蓄电池在充电和放电时发生的反应是：
NiO2+Fe+2H2O
Fe（OH）2+Ni（OH）2。
①若此蓄电池放电时，该电池某一电极发生还原反应的物质是____（填序号）。
A．NiO2B．FeC．Fe（OH）2D．Ni（OH）2
②该电池放电时，正极附近溶液的PH_________（填增大、减小、不变）
③充电时该电池阳极的电极反应式________________。
【答案】CuAgNO3Ag＋＋e－＝AgCl-O2＋2H2O＋4e－=4OH－C负A增大Ni（OH）2-2e-+2OH-=NiO2+2H2O
【解析】
【分析】
（1）由反应方程式可知，该原电池的电极反应式为：
正极：
2Ag++2e-═2Ag，负极：
Cu-2e-═Cu2+，所以X极的材料应为Cu，电解质溶液Y应为AgNO3溶液，外电路中的电子从Cu极流向Ag极．盐桥中的K+移向正极（Ag极）；NO3-移向负极（Cu极），以此解答。
（2）①生铁的吸氧腐蚀中，负极上铁失电子发生氧化反应，正极上是氧气得电子的还原反应；
②原电池的负极金属易被腐蚀，根据原电池的工作原理来回答；
③在电解池的阴极上的金属被保护，根据电解池的工作原理来回答；
（3）①依据电池反应分析，充电为电解池，放电为原电池；放电过程中原电池的负极上失电子发生氧化反应，正极上发生还原反应；
②放电时的电极反应是：
负极：
Fe-2e-+2OH-=Fe（OH）2；
③放电时正极发生还原反应，正极反应式为：
NiO2+2e-+2H2O=Ni（OH）2+2OH-，充电时该电极发生氧化反应，是该电极反应的逆反应．
【详解】
（1）①由反应“2Ag+（aq）+Cu（s）═Cu2+（aq）+2Ag（s）”可知，在反应中，Cu被氧化，失电子，应为原电池的负极，Ag+在正极上得电子被还原，电解质溶液为AgNO3，
故答案为：
Cu；AgNO3；
②正极为活泼性较Cu弱的Ag，Ag+在正极上得电子被还原，电极反应为Ag++e=Ag，故答案为：
Ag++e-=Ag；
③盐桥中的阳离子移向正极，阴离子移向负极，Cl-移向负极向CuSO4溶液一端扩散，故答案为：
Cl-；
（2）①炒过菜的铁锅未及时清洗容易发生电化学腐蚀而生锈，在铁的吸氧腐蚀中，负极上铁失电子发生氧化反应，Fe=Fe2+2e-，正极上是氧气得电子的还原反应，O2+2H2O+4e-=4OH-，故答案为：
O2+2H2O+4e-=4OH-；
②为了降低某水库的铁闸门被腐蚀的速率，可以让金属铁做原电池的正极，其中焊接在铁闸门上的固体材料R可以是比金属铁的活泼性强的金属，钾钙钠都不能做电极材料，故答案为：
C；
③电解池的阴极上的金属被保护，为降低铁闸门的腐蚀速率，其中铁闸门应该连接在直流电源的负极，故答案为：
负；
（3）①根据原电池在放电时，负极发生氧化反应，正极发生还原反应，再根据元素化合价变化，可判断该电池负极发生反应的物质为Fe被氧化发生氧化反应，正极为NiO2，被还原发生还原反应，此电池为碱性电池，在书写电极反应和总电池反应方程式时不能出现H+，故放电时的电极反应是：
负极：
Fe-2e-+2OH-=Fe（OH）2，正极：
NiO2+2e-+2H2O=Ni（OH）2+2OH-，
故答案为：
A；
②放电时的电极反应是：
负极：
Fe-2e-+2OH-=Fe（OH）2，所以pH增大，故答案为：
增大；
③放电时正极发生还原反应，正极反应式为：
NiO2+2e-+2H2O=Ni（OH）2+2OH-，充电时该电极发生氧化反应，是该电极反应的逆反应，电极反应式为：
Ni（OH）2+2OH--2e-=NiO2+2H2O，故答案为：
Ni（OH）2+2OH--2e-=NiO2+2H2O．
10．在一定温度、压强下，向密闭容器中投入一定量N2和H2，发生反应：
N2＋3H2
2NH3△H<0。
（1）反应开始阶段，v（正）________（填“>”“<”或“＝”）v（逆），随后v（正）逐渐______（填“增大”或“减小”，下同），v（逆）逐渐________，反应达到平衡时，V（正）_______（填“>”“<”或“＝”）v（逆）。
（2）达到平衡后，若正反应速率用v（N2）表示，逆反应速率用v’（H2）表示，则V（N2）＝____v'（H2）。
（3）下列措施中不能加快反应速率的是___________（填字母）。
A．其他条件不变时，压缩容器体积B．其他条件不变时，升高反应体系温度
C．使用合适的催化剂D．保持容器体积不变，充入一定量的氦气
（4）写出合成氨反应N2＋3H2
2NH3的平衡常数表达式：
_____________________________。
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