全国高考化学化学反应与能量变化的推断题综合高考模拟和真题汇总及答案.docx

全国高考化学化学反应与能量变化的推断题综合高考模拟和真题汇总及答案.docx

《全国高考化学化学反应与能量变化的推断题综合高考模拟和真题汇总及答案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《全国高考化学化学反应与能量变化的推断题综合高考模拟和真题汇总及答案.docx（26页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

全国高考化学化学反应与能量变化的推断题综合高考模拟和真题汇总及答案

全国高考化学化学反应与能量变化的推断题综合高考模拟和真题汇总及答案

一、化学反应与能量变化练习题（含详细答案解析）

1．短周期元素X、Y、Z、W、R、T在周期表中的位置如图所示。

请按要求回答下列问题。

（1）R与W形成化合物的电子式为________________________。

（2）Y的氢化物与T的氢化物反应的生成物中含有的化学键为_________。

（3）X与Z形成的二元化合物中，所含电子数为18的分子的化学式为______。

（4）实验室制取T单质的离子方程式为______________________________。

（5）如图，a、b为多孔石墨电极（电极不参与反应），插入W的最高价氧化物对应水化物的溶液中，两端分别通入X单质和Z单质，发现电流计指针发生偏转。

①电池工作时，电子的移动方向为由_____到_____（填“a”或“b”）。

②该电池反应产物环保无污染，则该电池的总反应式为____________。

【答案】

离子键、共价键H2O2MnO2+4H++2Cl－

Mn2++Cl2↑＋2H2Oab2H2+O2=2H2O

【解析】

【分析】

根据元素在周期表的位置可得，X为H元素，Y为N元素，Z为O元素，W为Na元素，R为S元素，T为Cl元素，据此分析解答；

【详解】

（1）R为S元素，W为Na元素，R与W形成化合物为Na2S，电子式为

；

（2）Y为N元素，T为Cl元素，Y的氢化物与T的氢化物分别为NH3和HCl，反应的生成物为NH4Cl，属于含有共价键的离子化合物，其中含有的化学键为离子键、共价键；

（3）X为H元素，Z为O元素，X与Z形成的二元化合物为H2O、H2O2，所含电子数为18的分子的化学式为H2O；

（4）T为Cl元素，实验室用二氧化锰和浓盐酸在加热的条件下制取氯气，的离子方程式为MnO2+4H++2Cl－

Mn2++Cl2↑＋2H2O；

（5）W为Na元素，W的最高价氧化物对应水化物的溶液为氢氧化钠溶液，两端分别通入H2和O2，发现电流计指针发生偏转，说明该装置构成氢氧燃料电池。

①电池工作时，通入燃料的一极为负极，则如图所示，a为负极，b为正极，电流从正极流向负极，则电子由a到b；

②装置构成氢氧燃料电池，电池反应产物只有水，环保无污染，则该电池的总反应式为2H2+O2=2H2O。

2．X、Y、Z、W、Q是原子序数依次增大的短周期主族元素，X与Y位于不同周期，X与W位于同一主族；原子最外层电子数之比N（Y）：

N（Q）=3：

4；Z的原子序数等于Y、W、Q三种元素原子的最外层电子数之和。

请回答下列问题：

（1）Y元素在周期表中的位置是______________;QX4的电子式为_____________。

（2）一种名为“PowerTrekk”的新型充电器是以化合物W2Q和X2Z为原料设计的，这两种化合物相遇会反应生成W2QZ3和气体X2，利用气体X2组成原电池提供能量。

①写出W2Q和X2Z反应的化学方程式：

______________。

②以稀硫酸为电解质溶液，向两极分别通入气体X2和Z2可形成原电池，其中通入气体X2的一极是_______（填“正极”或“负极”）。

③若外电路有3mol电子转移，则理论上需要W2Q的质量为_________。

【答案】第二周期第ⅢA族

负极37g

【解析】

【分析】

原子最外层电子数之比N（Y）：

N（Q）=3：

4，因为都为主族元素，最外层电子数小于8，所以Y的最外层为3个电子，Q的最外层为4个电子，则Y为硼元素，Q为硅元素，则X为氢元素，W与氢同主族，为钠元素，Z的原子序数等于Y、W、Q三种元素原子的最外层电子数之和，为氧元素。

即元素分别为氢、硼、氧、钠、硅。

【详解】

（1）根据分析，Y为硼元素，位置为第二周期第ⅢA族；QX4为四氢化硅，电子式为

；

（2）①根据元素分析，该反应方程式为

；

②以稀硫酸为电解质溶液，向两极分别通入气体氢气和氧气可形成原电池，其中通入气体氢气的一极是负极，失去电子；

③外电路有3mol电子转移时，需要消耗1.5mol氢气，则根据方程式分析，需要0.5mol硅化钠，质量为37g。

3．A、B、C三个烧杯中分别盛有相同物质的量浓度的稀硫酸。

①B中Sn极的电极反应式为__________，Sn极附近溶液的pH（填“增大”、“减小”或“不变”）__________。

②C中总反应离子方程式为__________，比较A、B、C中铁被腐蚀的速率，由快到慢的顺序是__________。

【答案】2H++2e-=H2↑增大Zn+2H+=Zn2++H2↑B>A>C

【解析】

【分析】

①B中形成Sn-Fe原电池，Fe比Sn活泼，则Sn为正极发生还原反应；

②C中形成Zn-Fe原电池，总反应为Zn+2H+=Zn2++H2↑，电化学腐蚀的速率大于化学腐蚀的速率，金属作原电池正极时得到保护。

【详解】

①B中形成Sn-Fe原电池，由于Fe比Sn活泼，所以Sn为正极，溶液中的H+在Sn上获得电子，发生还原反应，电极反应式为：

2H++2e-=H2↑；由于氢离子不断消耗，所以Sn附近溶液中c（H+）减小，溶液的pH值增大；

②锌比铁活泼，锌为原电池负极，被腐蚀，负极电极反应式为Zn-2e-=Zn2+，正极：

2H++2e-=H2↑，总反应方程式为Zn+2H+=Zn2++H2↑。

A发生化学腐蚀，B发生电化学腐蚀，C中发生电化学腐蚀，由于锌比铁活泼，所以铁作原电池的正极而被保护，电化学腐蚀的速率大于化学腐蚀的速率，所以由快到慢的顺序是B>A>C。

【点睛】

本题考查了原电池的工作原理和电极反应式的书写以及金属的活泼性。

一般情况下，在原电池反应中，活动性强的电极在负极，失去电子，发生氧化反应；但也有例外。

如Mg-Al-NaOH溶液构成的原电池中，活动性弱的Al为负极，活动性强的Mg为正极。

知道金属腐蚀快慢的判断规律为：

电解池的阳极>原电池的负极>化学腐蚀>原电池的正极>电解池的阴极。

4．理论上讲，任何自发的氧化还原反应都可以设计成原电池。

某同学利用“Cu＋2Ag+＝2Ag+Cu2+”反应设制一个化学电池，如图所示，已知该电池在外电路中，电流从a极流向b极。

请回答下列问题：

（1）b极是电池的_____________极，材料是_____________，写出该电极的反应式_____________。

（2）a可以为_____________A、铜B、银C、铁D、石墨

（3）c溶液是_____________A、CuSO4溶液B、AgNO3溶液C、酒精溶液

（4）若该反应过程中有0.2mol电子发生转移，则生成Ag为_____________克。

【答案】负CuCu–2e-=Cu2+BDB21.6

【解析】

【分析】

有题干信息可知，原电池中，电流从a极流向b极，则a为正极，得到电子，发生还原反应，b为负极，失去电子，发生氧化反应，据此分析解答问题。

【详解】

（1）根据上述分析知，b是电池的负极，失去电子，反应Cu＋2Ag+＝2Ag+Cu2+中Cu失去电子，故Cu作负极，发生的电极反应为Cu–2e-=Cu2+，故答案为：

负；Cu；Cu–2e-=Cu2+；

（2）a是电池的正极，电极材料可以是比铜更稳定的Ag，也可以是惰性的石墨，故答案为：

BD；

（3）电解质溶液c是含有Ag+的溶液，故答案为：

B；

（4）根据得失电子守恒可得，反应过程中转移1mol电子，生成2molAg，质量为108×2=21.6g，故答案为：

21.6。

5．电化学在化学工业中有着广泛应用。

根据图示电化学装置，

（1）甲池通入乙烷（C2H6）一极的电极反应式为___。

（2）乙池中，若X、Y都是石墨，A是Na2SO4溶液，实验开始时，同时在两极附近溶液中各滴入几滴酚酞溶液，X极的电极反应式为___；一段时间后，在Y极附近观察到的现象是___。

（3）工业上通过电解浓NaOH溶液制备Na2FeO4，其工作原理如图所示，则阳极的电极反应式为__，阴极反应式为___。

【答案】C2H6+18OH--14e-=12H2O+2CO32-4OH--4e-=O2↑+2H2O电极表面产生气泡，附近溶液显红色Fe+8OH--6e-=FeO42-+4H2O2H2O+2e-=H2↑+2OH-

【解析】

【分析】

甲池为乙烷燃料电池，所以反应过程中乙烷被氧化，则通入乙烷的一极应为负极，通入氧气的一极为正极；乙池为电解池，X与电池正极相连为阳极，Y与负极相连为阴极。

【详解】

（1）通入乙烷的一极为负极，乙烷被氧化，由于电解质溶液KOH，所以生成碳酸根和水，电极方程式为：

C2H6+18OH--14e-=12H2O+2CO32-；

（2）X为阳极，硫酸钠溶液中水电离出的OH-在阳极放电生成氧气，电极方程式为：

4OH--4e-=O2↑+2H2O；Y电极为阴极，水电离出的氢离子在阴极放电生成氢气，水的电离受到促进电离出更多的氢氧根，Y电极附近显碱性，电极附近滴有酚酞，所以可以观察到Y电极附近有气泡产生且溶液显红色；

（3）阳极是铁，故阳极上铁放电生成FeO42-，由于是碱性环境，故电极方程式为：

Fe+8OH--6e-=FeO42-+4H2O；电解时，水电离的H+在阴极放电生成氢气，电极方程式为：

2H2O+2e-=H2↑+2OH-。

【点睛】

陌生电极反应式的书写步骤：

①根据题干找出反应物以及部分生成物，根据物质变化分析化合价变化并据此写出得失电子数；②根据电荷守恒配平电极反应式，在配平时需注意题干中电解质的环境；③检查电极反应式的守恒关系（电荷守恒、原子守恒、转移电子守恒等）。

6．硫化氢（H2S）是一种有毒的可燃性气体，用H2S、空气和KOH溶液可以组成燃料电池，其电池总反应为2H2S+3O2+4KOH=2K2SO3+4H2O。

（1）该电池工作时正极应通入___。

（2）该电池负极的电极反应式为___。

（3）该电池工作一段时间后负极区溶液的pH__（填“升高”“不变”或“降低”）。

【答案】O2H2S+8OH--6e-=SO32-+5H2O降低

【解析】

【分析】

【详解】

（1）由电池总反应可知，反应中硫元素的化合价升高，发生氧化反应，氧气中氧的化合价降低，发生还原反应，则通入硫化氢的电极为负极，通入氧气的电极为正极。

答案为：

O2。

（2）碱性溶液中正极的电极反应式为：

O2+2H2O+4e-=4OH-，总反应减去正极反应得到负极反应式为：

H2S+8OH--6e-=SO32-+5H2O。

答案为：

H2S+8OH--6e-=SO32-+5H2O。

（3）由负极反应式可知，负极反应消耗OH-，同时生成水，则负极区溶液中c（OH-）减小，pH降低。

答案为：

降低。

【点睛】

电池反应中有氧气参加，氧气在反应中得到电子发生还原反应，根据原电池原理，负极发生氧化，正极发生还原，所以通入氧气的电极为电池的正极，酸性条件下的反应：

O2+4H++4e-=2H2O，碱性条件下的反应：

O2+2H2O+4e-=4OH-。

7．

（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。

8．如图所示，A、B、C三个装置中的烧杯分别盛有足量的CuCl2溶液。

（1）A、B、C三个装置中属于原电池的是___（填标号）。

（2）A池中Zn是___极，电极反应式为___；A中总反应的离子方程式___。

（3）B池中总反应的方程式为___。

（4）C池中Zn是___极，发生___反应，电极反应式为___；反应过程中，CuCl2溶液浓度___（填“变大”“变小”或“不变”）。

【答案】A负Zn－2e-=Zn2＋Zn＋Cu2＋=Zn2＋＋CuCuCl2

Cu+Cl2↑阴还原Cu2＋＋2e-=Cu不变

【解析】

【分析】

（1）A、B、C三个装置中，没有外接电源的属于原电池。

（2）A池中，相对活泼的金属作负极，电极反应式为金属失电子生成金属离子；A中总反应为负极金属与电解质发生氧化还原反应。

（3）B池中总反应为电解氯化铜。

（4）C池中，与正极相连的电极为阳极，阳极失电子发生氧化反应；通过分析两电极反应，可确定反应过程中，CuCl2溶液浓度变化情况。

【详解】

（1）A、B、C三个装置中，没有外接电源的属于原电池，则原电池是A。

答案为：

A；

（2）A池中，相对活泼的金属是Zn，Zn是负极，电极反应式为Zn－2e-=Zn2＋；A中总反应的离子方程式为Zn＋Cu2＋=Zn2＋＋Cu。

答案为：

负；Zn－2e-=Zn2＋；Zn＋Cu2＋=Zn2＋＋Cu；

（3）B池中总反应，就是电解氯化铜的反应，方程式为CuCl2

Cu+Cl2↑。

答案为：

CuCl2

Cu+Cl2↑；

（4）C池中，与负极相连的电极为阴极，Zn与电源负极相连，是阴极，得电子，发生还原反应，电极反应式为Cu2＋＋2e-=Cu；反应过程中，阳极Cu-2e-=Cu2+，生成的Cu2+与阴极消耗的Cu2+物质的量相等，则CuCl2溶液浓度不变。

答案为：

阴；还原；Cu2＋＋2e-=Cu；不变。

【点睛】

不管是原电池还是电解池，解题的切入点都是电极的判断。

通常，原电池的负极金属材料都会失电子生成阳离子；而电解池的阳极材料是否失电子，则要看其是否为活性电极。

若阳极为活性电极，则在电解时阳极材料失电子；若为惰性电极，则阳极发生溶液中阴离子失电子的反应。

9．在由铜片、锌片和150mL稀硫酸组成的原电池中，当在铜片上放出6.72L（标准状况）的H2时，硫酸恰好用完，则：

（1）产生这些气体消耗的锌的质量是____g；

（2）通过导线的电子的物质的量是_____mol；

（3）该原电池正极的电极反应式为___________________________。

【答案】19.50.62H++2e-=H2↑

【解析】

【分析】

（1）根据锌和氢气之间的关系式计算锌减少的质量；

（2）根据氢气与电子的关系式计算；

（3）锌为负极,Cu为正极,正极上氢离子得电子生成氢气。

【详解】

（1）设锌减少的质量为m，根据Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑反应可知，65g：

22.4L=m：

6.72L，解之得m=19.5g；

答案是:

19.5；

（2）根据Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑可知，有22.4LH2生成，转移电子为2mol，所以有6.72LH2生成，转移电子0.6mol；

答案是:

0.6；

（3）锌为负极,Cu为正极,正极上氢离子得电子生成氢气,其电极方程式为:

2H++2e-═H2↑；

答案是:

2H++2e-═H2↑。

10．氢气是一种理想的绿色能源。

在101kP下，1g氢气完全燃烧生成液态水放出142.9kJ的热量，请回答下列问题：

（1）该反应物的总能量___生成物的总能量（填“大于”“等于”或“小于”）。

（2）氢气的燃烧热为___。

（3）该反应的热化学方程式为___。

（4）氢能的存储是氢能利用的前提，科学家研究出一种储氢合金Mg2Ni，已知：

Mg（s）＋H2（g）=MgH2（s）ΔH1＝－74.5kJ·mol-1

Mg2Ni（s）＋2H2（g）=Mg2NiH4（s）ΔH2

Mg2Ni（s）＋2MgH2（s）=2Mg（s）＋Mg2NiH4（s）ΔH3＝+84.6kJ·mol-1

则ΔH2＝___kJ·mol-1

【答案】大于285.8kJ•mol-12H2（g）+O2（g）=2H2O（l）△H=-571.6kJ•mol-1-64.4

【解析】

【分析】

（2）由①Mg（s）+H2（g）═MgH2（s）△H1=-74.5kJ•mol-1，②Mg2Ni（s）+2MgH2（s）=2Mg（s）+Mg2NiH4（s）△H3=+84.6kJ•mol-1，结合盖斯定律可知，②+①×2得到Mg2Ni（s）+2H2（g）═Mg2NiH4（s），以此来解答。

【详解】

（1）氢气燃烧是放热反应，则该反应物的总能量大于生成物的总能量；

（2）1g氢气完全燃烧生成液态水放出142.9kJ的热量，则1mol氢气完全燃烧生成液态水放出的热量为142.9kJ×2=285.8kJ，则氢气的燃烧热为285.8kJ•mol-1；

（3）物质的量与热量成正比，结合焓变及状态可知该反应的热化学方程式为2H2（g）+O2（g）=2H2O（l）△H=-571.6kJ•mol-1；

（4）由①Mg（s）+H2（g）═MgH2（s）△H1=-74.5kJ•mol-1，②Mg2Ni（s）+2MgH2（s）=2Mg（s）+Mg2NiH4（s）△H3=+84.6kJ•mol-1，结合盖斯定律可知，②+①×2得到Mg2Ni（s）+2H2（g）═Mg2NiH4（s），△H2=（-74.5kJ•mol-1）×2+（+84.6kJ•mol-1）=-64.4kJ•mol-1。

【点睛】

考查利用盖斯定律计算反应热，熟悉已知反应与目标反应的关系是解答本题的关键。

应用盖斯定律进行简单计算的基本方法是参照新的热化学方程式（目标热化学方程式），结合原热化学方程式（一般2～3个）进行合理“变形”，如热化学方程式颠倒、乘除以某一个数，然后将它们相加、减，得到目标热化学方程式，求出目标热化学方程式的ΔH与原热化学方程式之间ΔH的换算关系。

11．

（1）写出符合要求的一个反应：

①吸热的分解反应的化学方程式：

______________________。

②表示一类放热反应的离子方程式：

____________________。

（2）化学键的键能是形成（或拆开）1mol化学键时释放（或吸收）的能量。

已知：

N≡N键的键能是948.9kJ·mol－1，H—H键的键能是436.0kJ·mol－1；由N2和H2合成1molNH3时可放出46.2kJ的热量。

则N—H键的键能是_______。

（3）根据下列3个热化学反应方程式：

Fe2O3（s）＋3CO（g）=2Fe（s）＋3CO2（g）　ΔH＝－24.8kJ·mol－1；

3Fe2O3（s）＋CO（g）=2Fe3O4（s）＋CO2（g）　ΔH＝－47.2kJ·mol－1；

Fe3O4（s）＋CO（g）=3FeO（s）＋CO2（g）　ΔH＝＋640.5kJ·mol－1。

写出CO气体还原FeO固体得到Fe固体和CO2气体的热化学反应方程式：

_______

【答案】CaCO3

CaO+CO2↑H++OH-=H2O391.55kJ•mol-1CO（g）+FeO（s）=Fe（s）+CO2（g）△H=-218.0kJ/mol

【解析】

【分析】

（1）①绝大多数分解反应是吸热反应，如碳酸钙高温分解；

②酸碱中和是放热反应，也是离子反应；

（2）化学反应的本质是旧化学键的断裂以及新化学键的形成，旧化学键的断裂需要吸收热量，形成化学键需要放出热量，N2+3H2=2NH3，根据反应需要断开N≡N键和H-H键，形成N-H键；由N2和H2合成1molNH3时可放出46.2kJ的热量，分别算出吸收的热量和放出的热量，再结合△H，即可得出答案；

（3）根据盖斯定律将三个化学方程式进行处理计算得到所需热化学方程式。

【详解】

（1）①绝大多数分解反应是吸热反应，如碳酸钙高温分解，发生反应的化学方程式为CaCO3

CaO+CO2↑；

②酸碱中和是放热反应，也是离子反应，如盐酸和NaOH溶液反应的离子方程式为H++OH-=H2O；

（2）由N2和H2合成1molNH3时可放出46.2kJ/mol的热量，N2和H2合成NH3的热化学方程式为：

N2（g）+3H2（g）=2NH3（g）△H=-2×46.2=-92.4kJ/mol，1molN2和3molH2反应断裂化学键需要吸收的能量为：

1mol×948.9kJ•mol-1+3×436.0kJ•mol-1=2256.9kJ；设N-H键的键能为x，则形成2molNH3需要形成6molN-H键，则形成6molN-H键放出的能量为6x，则2256.9-6×x=-92.4kJ/mol，解得x=391.55kJ•mol-1；

（3）Fe2O3（s）+3CO（g）=2Fe（s）+3CO2（g）△H=-24.8kJ/mol①，3Fe2O3（s）+CO（g）=2Fe3O4（s）+CO2（g）△H=-47.2kJ/mol②，Fe3O4（s）+CO（g）=3FeO（s）+CO2（g）△H=+640.5kJ/mol③，由盖斯定律可知①×3-②-③×2得：

6CO（g）+6FeO（s）=6Fe（s）+6CO2（g）△H=（-24.8kJ/mol）×3-（-47.2kJ/mol）-（+640.5kJ/mol）×2=-1308.0kJ/mol，即CO（g）+FeO（s）=Fe（s）+CO2（g）△H=-218.0kJ/mol。

【点睛】

应用盖斯定律进行简单计算的基本方法是参照新的热化学方程式（目标热化学方程式），结合原热化学方程式（一般2～3个）进行合理“变形”，如热化学方程式颠倒、乘除以某一个数，然后将它们相加、减，得到目标热化学方程式，求出目标热化学方程式的ΔH与原热化学方程式之间ΔH的换算关系。

12．

（1）为了验证Fe2+与Cu2+氧化性强弱，下列装置能达到实验目的的是_______（填装置序号），其正极的电极反应式为_______；若构建该原电池时两个电极的质量相等，当导线中通过0.4mol电子时，两个电极的质量差为_______g。

（2）将CH4设计成燃料电池，其利用率更高，装置如图所示（A、B为多孔碳棒）。

实验测得OH-定向移向A电极，则_______（填A或B）处电极入口通CH4，其电极反应式为_______。

（3）金属冶炼和处理常涉及氧化还原反应。

由下列物质冶炼相应金属时采用电解法的是_______（填选项字母）。

a．Fe2O3b．NaClc．Cu2Sd．Al2O3

【答案】②Cu2++2e-=Cu24ACH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2Obd

【解析】

【分析】

（1）验证Fe2+与Cu2+氧化性强弱，发生反应Fe+Cu2+==Fe2++Cu，由此反应确定所用装置及正极的电极反应。

当导线中通过0.4m