高考化学与化学反应与能量有关的压轴题含答案解析
高考化学与化学反应与能量有关的压轴题含答案解析
一、化学反应与能量练习题（含详细答案解析）
1．碳酸锰是制取其他含锰化合物的原料，也可用作脱硫的催化剂等。一种焙烧氯化铵和菱锰矿粉制备高纯度碳酸锰的工艺流程如图所示
已知①菱锰矿粉的主要成分是MnCO3，还有少量的Fe、Al、Ca、Mg等元素
②常温下，相关金属离子在浓度为0.1mol/L时形成M(OH)n沉淀的pH范围如表
金属离子Al3+Fe3+Fe2+Ca2+Mn2+Mg2+
开始沉淀的pH 3.8 1.5 6.310.68.89.6
沉淀完全的pH 5.2 2.88.312.610.811.6
回答下列问题：
(1)“混合研磨”的作用为_______________________
(2)“焙烧”时发生的主要反应的化学方程式为_________________________________
(3)分析图1、图2，焙烧氯化铵、菱锰矿粉的最佳条件是_____________________________
(4)净化除杂流程如下
①已知几种物质氧化能力的强弱顺序为(NH4)2S2O8＞KMnO4＞MnO2＞Fe3+，则氧化剂X宜选择__________
A．(NH4)2S2O8 B．MnO2 C．KMnO4
②调节pH时，pH可取的范围为_________________
(5)“碳化结晶”过程中不能用碳酸铵代替碳酸氢铵，可能的原因是__________________
【答案】加快反应速率 MnCO3+2NH4Cl=MnCl2+2NH3↑+CO2↑+H2O 温度为500℃，且
m(MnCO3)：m(NH4Cl)=1.10 B 5.2≤pH<8.8 CO32-水解程度大于HCO3-，易生成氢氧化物沉淀
【解析】
【分析】
菱锰矿的主要成分为MnCO3，加入氯化铵焙烧发生
MnCO3+2NH4Cl MnCl2+CO2↑+2NH3↑+H2O↑，气体为二氧化碳和氨气、水蒸气，浸出液中含MnCl2、FeCl2、CaCl2、MgCl2、AlCl3等，结合表中离子的沉淀pH及信息可知，浸取液净化除杂时加入少量MnO2氧化亚铁离子为铁离子，加氨水调pH，生成沉淀氢氧化铁和氢氧化铝，加入NH4F，除去Ca2+、Mg2+，净化液加入碳酸氢铵碳化结晶过滤得到碳酸锰，据此分析解题。
【详解】
(1)“混合研磨”可增大反应物的接触面积，加快反应速率；
(2) 根据流程，菱镁矿粉与氯化铵混合研磨后焙烧得到氨气、二氧化碳和Mn2+，主要化学反应方程式为：MnCO3+2NH4Cl MnCl2+2NH3↑+CO2↑+H2O；
(3) 由图可知，锰的浸出率随着焙烧温度、氯化铵与菱镁矿粉的质量之比增大而提高，到500℃、1.10达到最高，再增大锰的浸出率变化不明显，故氯化铵焙烧菱镁矿的最佳条件是焙烧温度500℃，氯化铵与菱镁矿粉的质量之比为1.10；
(4) 净化过程：加入少量MnO2氧化亚铁离子为铁离子，加氨水调pH，生成沉淀氢氧化铁和氢氧化铝，加入NH4F，除去Ca2+、Mg2+；
①最合适的试剂为MnO2，氧化亚铁离子，反应的离子方程式为：
MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O，且不引入新杂质，故答案为B；
②调节溶液pH使Fe3+，A13+沉淀完全，同时不使Mn2+沉淀，根据表中数据可知调节溶液pH范围5.2≤pH＜8.8；
(5) 碳化结晶中生成MnCO3的离子方程式为Mn2++HCO3-+NH3═MnCO3↓+NH4+，不用碳酸铵溶液替代NH4HCO3溶液，可能的原因是碳酸铵溶液中的c(OH-)较大，会产生Mn(OH)2沉淀。
【点睛】
考查物质制备流程和方案的分析判断，物质性质的应用，题干信息的分析理解，结合题目
信息对流程的分析是本题的解题关键，需要学生有扎实的基础知识的同时，还要有处理信息应用的能力，注意对化学平衡常数的灵活运用，综合性强。
2．碳酸锰是制取其他含锰化合物的原料，也可用作脱硫的催化剂等。一种焙烧氯化铵和菱锰矿粉制备高纯度碳酸锰的工艺流程如图所示
已知①菱锰矿粉的主要成分是MnCO3，还有少量的Fe、Al、Ca、Mg等元素
②常温下，相关金属离子在浓度为0.1mol/L时形成M(OH)n沉淀的pH范围如表
金属离子Al3+Fe3+Fe2+Ca2+Mn2+Mg2+
开始沉淀的pH 3.8 1.5 6.310.68.89.6
沉淀完全的pH 5.2 2.88.312.610.811.6
③常温下，Ksp(CaF2)=1.46×10?10，Ksp(MgF2)=7.42×10?11；Ka(HF)=1.00×10?4
回答下列问题：
（1）“混合研磨”的作用为_______________________
（2）“焙烧”时发生的主要反应的化学方程式为_________________________________（3）分析图1、图2，焙烧氯化铵、菱锰矿粉的最佳条件是
_____________________________
（4）净化除杂流程如下
①已知几种物质氧化能力的强弱顺序为(NH4)2S2O8＞KMnO4＞MnO2＞Fe3+，则氧化剂X宜选择__________
A．(NH4)2S2O8 B．MnO2 C．KMnO4
②调节pH时，pH可取的范围为_________________
③常温下加入NH4F将Ca2+、Mg2+沉淀除去，此时溶液中，
2+
2+
c Ca
c Mg
（）
（）
=______若此时pH
为6，c(Mg2+)= a mol/L，则c(HF)为______________ mol/L （用a表示）
（5）“碳化结晶”过程中不能用碳酸铵代替碳酸氢铵，可能的原因是__________________【答案】加快反应速率 MnCO3+2NH4Cl加热MnCl2+2NH3↑+CO2↑+H2O 温度为500℃且
m(MnCO3):m(NH4Cl)=1.10 B 5.2≤pH＜×10-7 CO32-水解程度大于
HCO3-，易生成氢氧化物沉淀
【解析】
【分析】
根据流程：将菱锰矿粉(主要成分是MnCO3，还含少量Fe、Al、Ca、Mg等元素)和氯化铵混
合研磨后焙烧：MnCO3+2NH4Cl加热MnCl2+2NH3↑+CO2↑+H2O，浸出液含有Mn2+、Fe2+、
Al3+、Ca2+、Mg2+，加入MnO2将Fe2+氧化为Fe3+，反应为：
MnO2+2Fe2++4H+═Mn2++2Fe3++2H2O，再调节溶液的pH将Al3+、Fe3+变为Al(OH)3、Fe(OH)3沉淀除去，然后加入NH4F将Ca2+、Mg2+以CaF2、MgF2沉淀除去，净化液主要溶质主要为
MnCl2、NH4Cl，加入碳酸氢铵发生反应：Mn2++2HCO3-加热MnCO3↓+CO2↑+H2O，炭化结
晶，过滤，滤饼干燥后得到MnCO3，滤液为NH4Cl溶液，蒸发结晶得到NH4Cl固体，可循环使用，据此分析作答。
【详解】
(1)“混合研磨”可使物质充分接触，加快反应速率；
(2)“焙烧”时发生的主要反应的化学方程式为MnCO3+2NH4Cl加热MnCl2+2NH3↑+CO2↑+H2O；
(3) 根据图可知，锰的浸出率随着温度的升高而增大，随着m(NH4Cl)：m(锰矿粉)增大而增到，500℃、m(NH4Cl)：m(锰矿粉)=1.10时，锰的浸出率最高，温度过高，m(NH4Cl)：m(锰矿粉)增大，浸出率变化不大，成本增加，故焙烧温度取500℃、m(NH4Cl)：m(锰矿粉)=1.10即可；
(4)①根据分析，浸出液含有Mn2+、Fe2+、Al3+、Ca2+、Mg2+，加入氧化剂X的目的将Fe2+氧化为Fe3+，同时在选择氧化剂时，要尽可能不要引入新的杂质，则氧化剂X宜选择MnO2，答案选B；
②根据分析，再调节溶液的pH将Al3+、Fe3+变为Al(OH)3、Fe(OH)3沉淀除去，然后加入NH4F将Ca2+、Mg2+以CaF2、MgF2沉淀除去，净化液主要溶质主要为MnCl2、NH4Cl，过程中不能让Mn2+沉淀，结合相关金属离子在浓度为0.1mol/L时形成M(OH)n沉淀的pH范围表，Al3+、Fe3+完全沉淀时的pH值分别为5.2和2.8，Mn2+开始沉淀的PH值为8.8，pH可取的范围为5.2≤pH＜8.8；
③()
()
()(
)
()()
2
2
2+-2+10
2
2+11
2+-
2
c c
==
Ca F
Ksp CaF c Ca 1.4610
Ksp MgF c M
=
c c g7.4210
Mg F
-
-
?
?
（）
（）
≈1.97；若此时pH为6，即c(H+)=10-6 mol/L，c(Mg2+)= a mol/L，c(F-)=
()
()
11
2
2
Ksp MgF7.4210
a mol/L
c M
=
g
-
+
?
mol/L，HF是弱酸，在溶液中部分电离，已知K a(HF)=
()()
()
c H c F
c HF
+-
?
=1.00×10?4则
c(HF)=()()
()
-11
-6
+-
7.4210
10mol/L mol/L
c H c F a mol/L
Ka HF
=
?
?
?= 0.742
a
×10-7mol/L；
(5)“碳化结晶”过程中，因为碳酸根离子水解程度大，碳酸铵溶液中c(OH?)较大，易产生Mn(OH)2沉淀，故碳化结晶过程中不能用碳酸铵溶液代替碳酸氢铵溶液。
3．以氯化钾和硫酸亚铁为原料生产硫酸钾和氧化铁红颜料，其主要流程如下：
已知：NH4HCO3溶液呈碱性，30℃以上NH4HCO3大量分解。
(1)NH4HCO3溶液呈碱性的原因是_____________________________________。
(2)写出沉淀池I中反应的化学方程式_____________________________，该反应必须控制的反应条件是________________________________________。
(3)检验沉淀池I中Fe2+沉淀是否完全的方法是_____________________。
(4)酸化的目的是______________________________。
(5)在沉淀池II的反应中，为使反应物尽可能多地转化为生成物，可在反应过程中加入
___。
a．(NH4)2SO4 b．KCl c．丙醇 d．水
(6)N、P、K、S都是植物生长所需的重要元素。滤液A可做复合肥料，因为其中含有
_____________等元素。
【答案】NH4+的水解程度小于HCO3-的水解程度 2NH4HCO3 + FeSO4→ FeCO3↓ +
(NH4 )2SO4+ CO2↑ + H2O 反应温度低于30℃取沉淀池I的滤液，滴加KSCN溶液后滴加氯水，若无红色出现，说明沉淀完全除去溶液中的HCO3- c N、S、K
【解析】
【分析】
FeSO4与NH4HCO3发生双水解反应生成碳酸亚铁、硫酸铵、二氧化碳等，然后过滤得到碳酸亚铁，碳酸亚铁在空气中加热得到氧化铁，因滤液中含有NH4HCO3，向滤液中加入硫
酸，可除去-3HCO ，此时溶液中溶质为硫酸铵、硫酸，向溶液中加入足量KCl ，此时溶液中因硫酸钾的溶解度较氯化铵低而发生沉淀，然后过滤，得到硫酸钾固体，以此解答。
【详解】
（1）NH 4HCO 3溶液中铵根离子水解显示酸性，碳酸氢根离子水解显示碱性，+4NH 的水解程度小于-3HCO 的水解程度，所以NH 4HCO 3溶液呈碱性，故答案为：+4NH 的水解程度小于-
3HCO 的水解程度；
（2）碳酸氢根离子和亚铁离子之间发生双水解反应生成碳酸亚铁沉淀，并放出二氧化碳，反映的原理方程式为：2NH 4HCO 3+FeSO 4=FeCO 3↓+(NH 4)2SO 4+CO 2↑+H 2O ，为防止较高温度下碳酸氢铵的分解，要注意温度的选择，故答案为：
2NH 4HCO 3+FeSO 4=FeCO 3↓+(NH 4)2SO 4+CO 2↑+H 2O ；反应温度低于30℃；
（3）亚铁离子可以被氯气氧化为三价铁离子，亚铁离子遇到硫氰酸钾不显色，但是三价铁遇到硫氰酸钾显示红色，检验沉淀池I 中Fe 2+沉淀是否完全的方法是：取沉淀池I 的滤液，滴加KSCN 溶液后滴加氯水，若无红色出现，说明沉淀完全，故答案为：取沉淀池I 的滤液，滴加KSCN 溶液后滴加氯水，若无红色出现，说明沉淀完全；
（4）沉淀池Ⅰ中，除了生成的碳酸亚铁之外，溶液中含有过量的碳酸氢铵，加入酸，酸化的目的是除去溶液中的-3HCO ，故答案为：除去溶液中的-3HCO ；
（5）由题目看出在沉淀池II 中生成的K 2SO 4为固体，而K 2SO 4在无机溶剂中溶解度是比较大的，要想使K 2SO 4析出只能降低其溶解度所以加入醇类溶剂目的降低K 2SO 4的溶解度，故选：c ；
（6）滤液A 的成分中含有(NH 4)2SO 4以及KCl ，即其中含有N 、S 、K 元素，属于复合肥料，故答案为：N 、S 、K 。
4．（1）反应3Fe(s)+4H 2O(g)Fe 3O 4(s)+4H 2(g)在一容积可变的密闭容器中进行，试回答：（填“加快”、“不变”或“减慢”）。
①保持体积不变充入Ne ，其反应速率___。
②保持压强不变充入Ne ，其反应速率____。
（2）在一定条件下发生反应：6NO(g)+4NH 3(g)
5N 2(g)+6H 2O(g)。某次实验中测得容器内NO 及N 2的物质的量随时间变化如图所示，图中v(正)与v(逆)相等的点为__（选填字
母）。
（3）一定条件下，在2L 密闭容器内，发生反应2NO 2(g)
N 2O 4(g)，n(NO 2)随时间变化
如下表： 时间/s
0 1 2 3 4 5 n(NO 2)/mol 0.040 0.020 0.010 0.005 0.005 0.005
①用NO 2表示0～2s 内该反应的平均速率为___。
②在第5s 时，NO 2的转化率为__。
【答案】不变 减慢 cd 0.0075mol·
L -1·s -1 87.5% 【解析】
【分析】
【详解】
(1)①保持体积不变充入Ne ，各反应物和生成物的浓度不变，故反应速率不变； ②保持压强不变充入Ne ，容器体积变大，各物质浓度减小，反应速率减慢；
(2)反应达到平衡时正逆反应速率相等，据图可知t 2时刻后N 2和NO 的物质的量不再改变，说明反应到达平衡，所以c 、d 两个点v(正)与v(逆)相等；
(3)①2s 内△n (NO 2)=0.04mol-0.01mol=0.03mol ，容器体积为2L ，所以反应速率为
0.03mol
2L =2s
c t ??=0.0075mol·L -1·s -1； ②第5s 时，△n (NO 2)=0.04mol-0.005mol=0.035mol ，转化率为
0.035mol 100%0.04mol ?=87.5%。 【点睛】
判断通入惰性气体或者改变压强对反应速率的影响时，关键看是否改变了反应物和生成物中气体的浓度，若浓度改变则影响反应速率，若浓度不变则不影响反应速率。
5．某学生为了探究锌与盐酸反应过程中的速率变化，他在100 mL 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)：
(1)在0～1 min 、1～2 min 、2～3 min 、3～4 min 、4～5 min 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2～3 min 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 ．Na 2SO 4溶液
C ．NaNO 3溶液
D ．Na 2CO 3溶液
【答案】2～3 min 该反应是放热反应，2～3 min 时溶液温度最高，反应速率最快 4～5 min 此时反应物的浓度最小，反应速率最慢 0.1 mol·L －1·min －1 AB
【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)2 min～3 min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)2 min～3 min生成的氢气的体积为112mL，则n(H2)=
0.112L
22.4L/mol
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)=
-1
0.1mol L
=
1min
c
t
?
?
g
=0.1 mol·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。
6．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+8H2O3Zn(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。
7．氯化硫酰（SO 2Cl 2）主要用作氯化剂。它是一种无色液体，熔点–54.1℃，沸点69.1℃。氯化硫酰可用干燥的二氧化硫和氯气在活性炭催化剂存在下反应制取：SO 2(g)＋Cl 2(g)SO 2Cl 2(l)+97.3kJ
(1)试写出常温常压下化学平衡常数K 的表达式：K=______________________若在此条件下，将化学平衡常数K 增大，化学反应速率v 正也增大，可采取的措施是________（选填编号）。
a ．降低温度
b ．移走SO 2Cl 2
c ．增加反应物浓度
d ．无法满足上述条件
(2)为了提高上述反应中Cl 2的平衡转化率，下列措施合理的是________（选填编号）。 a ．缩小容器体积 b ．使用催化剂 c ．增加SO 2浓度 d ．升高温度
(3)在100℃时，往上述平衡体系中加入37Cl 2，一段时间后，则平衡体系中含有37Cl 的物质有__________（选填编号）。
a ．只有37Cl 2
b ．只有SO 237Cl 2
c ．37Cl 2和SO 237Cl 2
d ．无法判断
(4)下列描述中能说明上述反应已达平衡的是____________（选填编号）。
a ．υ(Cl 2)＝υ(SO 2)
b ．容器中气体压强不随时间而变化
c ．c(Cl 2) : c(SO 2)＝1:1
d ．容器中气体颜色不随时间两变化
(5)300℃时，体积为1L 的密闭容器中充入16.20g SO 2Cl 2，达到平衡时容器中含SO 2 7.616g.若在上述中的平衡体系中，再加入16.20g SO 2Cl 2，当再次达平衡时，容器中含SO 2的质量范围是___________________________。
【答案】K ＝221c SO c Cl ?（）（）
d ac c bd 7.616g ＜m(SO 2)＜15.232g 【解析】
【分析】
(1)化学平衡常数，是指在一定温度下，可逆反应达到平衡时各生成物浓度的化学计量数次幂的乘积除以各反应物浓度的化学计量数次幂的乘积所得的比值，据此书写；平衡常数只受温度影响，将化学平衡常数K 增大，应使平衡向正反应移动，该反应正反应是放热反应，故应降低温度，化学反应速率降低，据此解答；
(2)提高反应中Cl 2的平衡转化率，改变条件使平衡向正反应移动，根据平衡移动原理结合选项分析解答，注意不能只增大氯气的用量；
(3)增大氯气的浓度，平衡向正反应移动，反应为可逆反应，反应物不能完全反应，平衡时37Cl 存在37Cl 2和SO 237Cl 2 中；
(4)达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度不变，百分含量不变，以及由此衍生其它一些物理量不变，据此结合选项判断；
(5)再加入16.20g SO 2Cl 2，平衡向生成二氧化硫的方向移动，平衡时二氧化硫的质量增大，可以等效为增大压强，SO 2Cl 2转化率降低，平衡时二氧化硫的质量小于原平衡时的2倍。
【详解】
(1)常温常压下SO 2(g)＋Cl 2(g)SO 2Cl 2(l)的平衡常数K=221c SO c Cl ?（）（）
；平衡常数只受
温度影响，将化学平衡常数K 增大，应使平衡向正反应移动，该反应正反应是放热反应，故应降低温度，化学反应速率降低，故不能实现K 增大的同时化学反应速率v 正增大，故选d ； 故答案为：221c SO c Cl ?（）（）
；d ； (2)提高反应中Cl 2的平衡转化率，改变条件使平衡向正反应移动，不能只增大氯气的用量，a ．缩小容器体积，压强增大，平衡向正反应移动，Cl 2的转化率增大，故a 正确； b ．使用催化剂，缩短到达平衡的时间，不影响平衡移动，Cl 2的转化率不变，故b 错误； c ．增加SO 2浓度，平衡向正反应移动，Cl 2的转化率增大，故c 正确；
d ．该反应正反应是放热反应，升高温度，平衡向逆反应移动，Cl 2的转化率降低，故d 错误；故答案为：ac ；
(3)增大氯气的浓度，平衡向正反应移动，反应为可逆反应，氯气不能完全反应，故平衡时37Cl 存在37Cl 2和SO 237Cl 2 中，故答案为：c ；
(4)a ．v(Cl 2)=v(SO 2)，没有指明正、逆速率，无法判断，故a 错误；
b ．随反应进行，气体的物质的量减小，压强减小，容器中气体压强不随时间而变化，说明达到平衡，故b 正确；
c ．平衡时氯气与二氧化硫的浓度与起始浓度有关，起始浓度不同，平衡时二者浓度不同，若二者起始浓度相同，用于二者按1：1反应，故任意时刻二者的浓度都相同，故c(Cl 2)：c(SO 2)=1：1不能说明达到平衡，故c 错误；
d ．容器中气体颜色不随时间两变化，说明氯气的浓度不再变化，说明达到平衡，故d 正确；
故答案为：bd ；
（5）再加入16.20g SO 2Cl 2，平衡向生成二氧化硫的方向移动，平衡时二氧化硫的质量增大，可以等效为增大压强，SO 2Cl 2转化率降低，平衡时二氧化硫的质量小于原平衡时的2倍，故平衡时7.616g ＜m(SO 2)＜15.232g ；
故答案为：7.616g ＜m(SO 2)＜15.232g 。
【点睛】
本题考查化学平衡，把握化学平衡状态的判断、反应速率的计算为解答的关键，侧重分析与计算能力的考查，易错点(4)注意平衡状态的判断，选择判断的物理量，随着反应的进行发生变化，当该物理量由变化到定值时，说明可逆反应到达平衡状态。
8．1100℃时，在体积固定且为5L 的密闭容器中，发生可逆反应：
()()()()()24222Na SO s 4H g Na S s 4H O g Q Q>0++-?并达到平衡。
(1)平衡后，向容器中充入1mol 2H ，平衡向___________(填“正反应方向”、“逆反应方向”或“不移动”)，重新达到平衡后，与原平衡相比，逆反应速率________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(2)若混合气体的密度不变，(填“能”或“不能”)______判断该反应达已经到平衡状态。若初始时加入的24Na SO 为2.84g ，10分钟后达到平衡时24Na SO 的转化率(参加反应的碳酸钠占
加入硫酸钠总质量的百分比)为45%，()2v H =________。
【答案】正反应方向 增大 能 7.2×10-4mol/(L·
min) 【解析】
【分析】
增大反应物浓度，有利于反应正向进行，最终达到新平衡时，整体浓度都是增大的，逆反应速率较原平衡也是增大的；混合气体的密度为ρ＝m V ，反应前后气体总质量发生改变，气体总体积不变，混合气体的密度发生改变，当到达化学平衡时，混合气体的密度不变；根据v=
c t
V V 计算。 【详解】 （1）平衡后，向容器中充入1mol H 2，增大反应物浓度，有利于反应正向进行，最终达到新平衡时，整体浓度都是增大的，逆反应速率较原平衡也是增大的，故答案为：正反应方向；增大；
（2）混合气体的密度为ρ＝m V
，反应前后气体总质量发生改变，气体总体积不变，混合气体的密度发生改变，当到达化学平衡时，混合气体的密度不变，所以根据混合气体的密度可以判断化学反应是否达到平衡；初始时加入的Na 2SO 4为2.84g ，10分钟后达到平衡时
Na 2SO 4的转化率为45%，则反应消耗n （Na 2SO 4）=45%1422.8/4g g mol
?=0.009mol ，根据反应方程式，则消耗n （H 2）=4n （Na 2SO 4）=0.036mol ，所以v （H 2）=c t
V V ＝n V t V V =0.036510min
mol L ?=7.2×10-4mol/（L?min ），故答案为：能；7.2×10-4mol/（L?min ）。 【点睛】 本题考查化学原理部分知识，运用化学平衡移动的知识分析问题，根据方程式计算化学反应速率。
9．I 某课外兴趣小组对H 2O 2的分解速率做了如下实验探究。
（1）下表是该小组研究影响过氧化氢(H 2O 2)分解速率的因素时采集的一组数据： 用2210mLH O 10mL H 2O 2制取2150mLO 150mL O 2所需的时间(秒)
2230%H O 2215%H O 2210%H O 225%H O
无催化剂、不加热
几乎不反应 几乎不反应 几乎不反应 几乎不反应 无催化剂、加热 360 480 540 720
2MnO 催化剂、加热 10 25 60 120 ①该研究小组在设计方案时，考虑了温度、________、催化剂等因素对过氧化氢分解速率的影响。
②从上述影响过氧化氢分解速率的因素中任选一个，说明该因素对分解速率有何影响： _____________。
（2）将质量相同但颗粒大小不同的MnO 2分别加入到5mL5%的双氧水中，并用带火星的木条测试。测定结果如下：
催化剂(MnO 2)
操作情况 观察结果 反应完成所需的时间 粉末状
混合不振荡
剧烈反应，带火星的布条复燃 3.5分钟
块状 反应较慢，火星红亮
但木条未复燃 30分钟 实验结果说明催化剂作用的大小与_________________________有关。
Ⅱ.在体积为2L 的密闭容器中充入1molH 2 (g)和1molI 2 (g)，在一定温度下发生下列反应：()()
22H g I g +()2HI g ，回答下列问题： （1）保持容器体积不变，向其中充入1molHI(g)，反应速率_________（填“加快”“减慢”或
“不变”）。 （2）保持容器内气体压强不变，向其中充入1mol 氦气，反应速率_________________。（填“加快”“减慢”或“不变”）。
（3）反应进行到2min ，测得容器内HI 的浓度为0.2mol/L ，用H 2表示前2min 该反应的平均化学反应速率为________________________，此时I 2的转化率为____________。
【答案】浓度 其它条件相同时,使用催化剂比不用催化剂, H 2O 2分解速率更快 (或其它条件相同时,反应物H 2O 2的浓度越大, H 2O 2分解速率更快。或其它条件相同时,反应物H 2O 2的温
度越高, H 2O 2分解速率更快。) 催化剂表面积 加快 减慢 0.05mol/(L·
min) 20% 【解析】
【详解】
I(1)①根据表中给出的数据，无催化剂不加热的情况下，不同浓度的过氧化氢溶液都是几乎不反应，在无催化剂加热的情况下，不同浓度的过氧化氢溶液都分解，说明过氧化氢的分解速率与温度有关；但是得到相同气体的时间不同，浓度越大，反应的速度越快，说明过氧化氢的分解速率与浓度有关；比较同一浓度的过氧化氢溶液如30%时，在无催化剂加热的时候，需要时间是360s ，有催化剂加热的条件下，需要时间是10s ，说明过氧化氢的分解速率与催化剂有关，故答案为：浓度；
②其它条件相同时，使用催化剂比不用催化剂， H 2O 2分解速率更快 (或其它条件相同时，反应物H 2O 2的浓度越大， H 2O 2分解速率更快。或其它条件相同时，反应物H 2O 2的温度越
高， H 2O 2分解速率更快。)；
(2)因在其他条件相同时，粉末状二氧化锰比块状二氧化锰反应所需时间短，说明催化剂表面积对反应速率有影响，故答案为：催化剂表面积；
Ⅱ. (1)保持容器体积不变，向其中充入1molHI(g)，生成物浓度变大，逆反应速率增大，平衡左移，左移之后反应物浓度增大，正反应速率增大，之后重新达到平衡，故答案为：加快；
(2)保持容器内气体压强不变，向其中充入1mol 氦气，容器的体积增大，反应物和生成物的浓度都减小，所以反应速率减慢，故答案为：减慢；
(3)反应进行到2min ，测得容器内HI 的浓度为0.2mol/L ，则
v (HI)=-10.2mol L 2min
g =0.1mol/(L·min)，同一反应中用不同物质表示反应速率时反应速率之比等于计量数之比，所以v (H 2)=12
? v (HI)=0.05mol/(L·min)；容器体积为2L ，碘的初始浓度为0.5mol/L ，平衡时HI 的浓度为0.2mol/L ，根据方程式()()22H g I g +()2HI g 可知，
消耗的c(I 2)=0.1mol/L ，所以I 2的转化率为-1
-10.1mol L 100%0.5mol L
?g g =20%，故答案为：0.05mol/(L·min)；20%。
10．Li －SOCl 2电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和碳，电解液是LiAlCl 4－SOCl 2。电池的总反应可表示为4Li ＋2SOCl 2＝4LiCl ＋S ＋SO 2。请回答下列问题：
(1)电池的负极材料为_____，发生的电极反应为______________。
(2)电池正极发生的电极反应为_______________。
【答案】Li 4Li －4e －＝4Li ＋ 2SOCl 2＋4e －＝4Cl －＋S ＋SO 2
【解析】
【分析】
(1)原电池中，失电子发生氧化反应的极是负极，该极上发生失电子的氧化反应；
(2)原电池的正极上发生得电子的还原反应。
【详解】
(1)该原电池中锂的活泼性大于碳的，所以锂作负极，负极上Li 失电子，发生氧化反应，电极反应4Li －4e －＝4Li ＋
；
(2)正极上得电子发生还原反应，根据反应方程式知，SOCl 2得电子生成Cl -、S 、SO 2，电极方程式为2SOCl 2+4e -=4Cl -+S+SO 2。
11．回答下列问题：
（1）铅蓄电池的总反应为：Pb + PbO 2 + 2H 2SO 4 垐垎?噲垐?充电
放电
2PbSO 4 + 2H 2O ，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。
① A极的电极反应式是________。
② B极的电极反应式是________。
【答案】Pb + SO42-－2e-＝ PbSO4 PbSO4 + 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-＝2H2O SO2 + 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+。
12．一氧化碳和二氧化硫是用途广泛的化工基础原料。
（1）已知：C（s）＋O2（g）＝CO2（g）△H1＝– 393.5 kJ·mol – 1 C（s）＋CO2（g）＝2CO（g）△H2＝＋172.5 kJ·mol – 1
S（s）＋O2（g）＝SO2（g）△H3＝– 296.0 kJ·mol – 1
已知某反应的平衡常数
[]
[]
2
2
2
2
CO
K
SO[CO]
=
?
，据以上信息，请写出该反应的热化学反应方程
式：________________。
（2）工业上用一氧化碳制取氢气的反应为：CO（g）＋H2O（g）垐?
噲?CO2（g）＋H2（g），已知420℃时，该反应的化学平衡常数为9.0。如果反应开始时，在2 L的密闭容器中充入CO和H2O的物质的量都是0.60 mol，5 min末达到平衡，则此时CO的转化率为
______，H2的化学反应速率为_____。
（3）工业利用反应2SO2（g）＋O2（g）垐?
噲?2SO3（g）制硫酸，一定条件下，将
1molSO2与2molO2置于恒容密闭容器中发生上述反应，下列能说明反应达到平衡状态的是______
a 体系压强保持不变
b 混合气体密度保持不变
c SO2和O2的物质的量保持不变
d 每消耗1 mol SO3的同时，生成0.5 mol O2
【答案】SO2（g）＋2CO（g）垐?
噲? 2CO2（g）＋S（s）△H＝－270kJ·mol-1； 75% 0.045mol·L-1·min-1 a、c
【解析】
【分析】
(1)已知某反应的平衡常数
[]
[]
2
2
2
2
CO
SO[CO]
K=
?
，则该反应的方程式为
SO2(g)+2CO(g)?2CO2(g)+S(s)，根据盖斯定律结合已知方程式计算反应热；
(2)根据所给反应的平衡常数，利用三段式法计算浓度变化值结合公式计算；
(3)学反应达到化学平衡状态时，正逆反应速率相等，且不等于0，各物质的浓度不再发生变化，由此衍生的一些物理量不发生变化，以此进行判断；
【详解】
(1)已知某反应的平衡常数
[]
[]
2
2
2
2
CO
SO[CO]
K=
?
，则该反应的方程式为
SO2(g)+2CO(g)?2CO2(g)+S(s)，
①C(s)+O2(g)=CO2(g)△H1=-393.5kJ?mol -1
②C(s)+CO2(g)=2CO(g)△H2=+172.5kJ?mol -1
③S(s)+O 2(g)=SO 2(g)△H 3=-296.0kJ?mol -1，
由盖斯定律①-②-③可得SO 2(g)+2CO(g)?2CO 2(g)+S(s) △H =-270kJ?mol -1；
故答案为：SO 2(g)+2CO(g)?2CO 2(g)+S(s) △H =-270kJ?mol -1；
(2)设参加反应的CO 的浓度为x
()()()()
222++CO 0.300.3000x x x x
0.30-x 0.30-x H O C x
O H x g g g g ?起始转化平衡 [][]()222
222CO x =9.0SO [CO]0.30-x =K =?，解得x=0.225mol/L ，所以CO 的转化率α(CO)=
-1
-10.225mol L 0.30mol L
g g ×100%=75%，氢气反应速率v (H 2)=()-1
2H 0.225mol L =5min
c t ??g =0.045mol/(L?min)，故答案为：75%；0.045mol/(L?min)； (3)a ．反应前后气体的体积不等，故容器总压强随时间改变，当压强不再随着时间变化时，即达到化学平衡状态，故a 正确；
b ．总质量不变，体积不变，故混合气体的密度始终不变，所以不能作为判断是否达到化学平衡状态的依据，故b 错误；
c ．起始SO 2和O 2的物质的量之比为1:2，而反应过程中按照2:1的比例进行反应，所以SO 2和O 2的物质的量之比不变时说明反应达到平衡，故c 正确；
d ．每消耗1mol SO 3为逆反应速率，同时，生成0.5mol O 2也为逆反应速率，任一时刻不同物质表示的同一方向速率之比等于计量数之比，故d 错误；故答案为：ac ；
13．在一定温度、压强下，向密闭容器中投入一定量N 2和H 2，发生反应：N 2＋3H 2垐?噲?2NH 3 △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(N 2)表示，逆反应速率用v’(H 2)表示，则V(N 2)＝____v'(H 2)。
(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N 2＋3H 2垐?噲?2NH 3的平衡常数表达式：
_____________________________。
【答案】> 减小 增大 = 13
D K=()()()23322·c NH c N c H 【解析】
【详解】
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垐?
噲?2NH3 △H<0。
(1)反应开始阶段，反应物的浓度较大，反应正向进行，v(正) >v(逆)，随后反应物浓度降低，生成物浓度增大，v(正)逐渐减小，v(逆)逐渐增大，反应达到平衡时，V(正)=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，因正逆反应速率相
等，则V(N2)＝1
3
v (H2)=
1
3
v'(H2)；
(3)A.其他条件不变时，压缩容器体积，相当于增大压强，化学反应速率增大，选项A不选；
B.其他条件不变时，升高反应体系温度，活化分子数目增多，反应速率加快，选项B不选；
C.使用合适的催化剂，降低反应的活化能，活化分子数目增多，化学反应速率加快，选项C不选；
D.保持容器体积不变，充入一定量的氦气，各反应物浓度不变，化学反应速率不变，选项D选；
答案选D；
(4)合成氨反应N2＋3H2垐?
噲?2NH3的平衡常数表达式为：K=
() ()()
2
3
3
22
·
c NH
c N c H
。
14．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 H2O2 MnO2+4H++2Cl－Δ
Mn2++Cl2↑＋2H2O a
b 2H2+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－Δ
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。
15．醋酸由于成本较低，在生产中被广泛应用。
(1)近年来化学家研究开发出用乙烯和乙酸为原料、杂多酸作催化剂合成乙酸乙酯的新工艺，不必生产乙醇或乙醛作中间体，使产品成本降低，具有明显经济优势。其合成的基本反应如下：CH 2=CH2(g)+CH3COOH(l)CH3COOC2H5(l)下列描述能说明恒温恒容条件下乙烯与乙酸合成乙酸乙酯的反应已达化学平衡的是________(填字母)。
A．乙烯、乙酸、乙酸乙酯的浓度相同
B．酯化合成反应的速率与酯分解反应的速率相等
C．乙烯断开1mol碳碳双键的同时乙酸恰好消耗 1 mol
D．整个体系中乙烯的质量分数一定
E.气体的总压强不变
F.气体的摩尔质量不变
(2)在n(乙烯)与n(乙酸)物料比为1的条件下，某研究小组在不同压强下进行了在相同时间乙酸乙酯的产率随温度变化的测定实验，实验结果如图所示。回答下列问题：
①根据上图判断压强大到小的顺序是________，分析其原因_____。
②压强为p1、温度为60℃时，若乙酸的转化率为40％，则此时乙烯的转化率为____。
③在压强为p1、温度超过80℃时，分析乙酸乙酯产率下降的原因：_____
④根据测定实验结果分析，较适宜的生产条件是________(填出合适的压强和温度)。为提高乙酸乙酯的合成速率和产率，可以采取的措施有___________(任写出一条)。
【答案】BD p1>p2>p3其它条件相同时，对于有气体参加的反应，化学反应速率越快压强越大 40% 由图象可知，压强为p1，温度为80℃时，反应已到达平衡，且正反应是放热反应，故压强不变，升高温度平衡逆向移动，产率下降 p1、80℃通入乙烯气体(或增大压强)
【解析】
【分析】
(1)根据化学平衡状态的特征分析，当反应达到平衡状态时，正、逆反应速率相等，各物质的浓度、质量、体积分数以及百分含量不变，以及由此衍生的一些量也不发生变化；
(2)①压强越大，反应速率越大；
②压强为p1MPa、温度60℃时，若乙酸乙酯的产率为30%，依据化学平衡物质转化关系，
计算得到乙烯反应量，转化率=消耗量
消耗量
×100%；
③在压强为p1MPa、温度超过80℃时，乙酸乙酯产率下降，说明升温平衡逆向进行；
④选择适宜条件使得乙酸乙酯产率达到最大，为提高乙酸乙酯的合成速率和产率，赢是改变的条件加快反应速率且平衡正向进行。
【详解】
(1)A.乙烯、乙酸、乙酸乙酯的浓度相同时，反应可能处于平衡状态，也可能未达到平衡状态，因此不能说明正逆反应速率相同，A错误；
B.酯化合成反应的速率与酯分解反应的速率相等，说明正、逆反应速率相同，B正确；
C.乙烯断开1mol碳碳双键的同时乙酸恰好消耗1mol，只能说明反应正向进行，不能判断反应处于平衡状态，C错误；
D.体系中乙烯的百分含量一定，说明反应处于平衡状态，D正确；
E.反应混合物中只有乙烯是气体，因此任何条件下气体的总压强都不变，不能据此判断反应处于平衡状态，E错误；
F.只有乙烯是气体，气体的摩尔质量始终不变，不能据此判断反应处于平衡状态，F错误；故合理选项是BD；
(2)①CH 2=CH2(g)+CH3COOH(l)CH3COOC2H5(l)，温度一定，压强增大平衡正向进行，反应速率增大，图象分析可知p1>p2>p3，则温度在60～80℃范围内，乙烯与乙酸酯化合成反应速率由大到小的顺序是v(p1)>v(p2)>v(p3)；
②反应方程式：CH 2=CH2(g)+CH3COOH(l)CH3COOC2H5(l)，反应开始时，
n(C2H4)=n(CH3COOH)=1mol，n(CH3COOC2H5)=0mol，假设反应过程中乙烯变化的物质的量是x，则根据物质反应的转化关系可知，平衡时各种物质的物质的量n(C2H4)=n(CH3COOH)=(1-x)mol，n(CH3COOC2H5)=xmol。由于乙酸乙酯的产率为30%，则生成乙酸乙酯0.3mol，反应消耗乙烯0.3mol，所以乙烯的转化率=(0.3mol÷1mol)×100%=30%；
③在压强为p1MPa、温度超过80℃时，乙酸乙酯产率下降的原因可能是：由图象可知，
p1MPa、80℃时反应已达平衡且该反应的正反应是放热反应，所以在压强不变时升高温度，化学平衡向吸热的逆向移动，导致乙酸乙酯的产率下降；
④选择适宜条件使得乙酸乙酯产率达到最大，根据图象中乙酸乙酯产率最大的条件是：
p1MPa、80℃；为提高乙酸乙酯的合成速率和产率，应是改变的条件加快反应速率且平衡正向进行，可以增大反应物浓度或增大压强等。
【点睛】
本题考查了化学平衡状态的判断及化学平衡影响因素及反应条件的控制等知识，了解化学平衡移动原理，结合图象及平衡状态的特征分析判断，平衡移动原理是解题关键。
高考化学 化学反应与能量 培优练习(含答案)
高考化学化学反应与能量培优练习(含答案) 一、化学反应与能量练习题（含详细答案解析） 1．NiCl2是化工合成中最重要的镍源，在实验室中模拟工业上以金属镍废料(含Fe、Al等杂质)为原料生产NiCl2的工艺流程如下： 下表列出了相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH 氢氧化物Fe(OH)3Fe(OH)2Al(OH)3Ni(OH)2 开始沉淀的pH 2.1 6.5 3.77.1 沉淀完全的pH 3.39.7 4.79.2 (1)为了提高镍元素的浸出率，在“酸浸”时可采取的措施有__________(写一条即可)。 (2)加入H2O2时发生主要反应的离子方程式为__________。 (3)“调pH”时，控制溶液pH的范围为__________。 (4)“沉镍”过程中，若滤液A中c(Ni2＋)=1.0mol/L，欲使100mL该滤液中的Ni2＋沉淀完全［即溶液中c(Ni2＋)≤1.0×10-5］，则需用托盘天平称取Na2CO3固体的质量至少为_____g。(已知K sp(NiCO3)=6.5×10-6，忽略溶液体积的变化) (5)流程中由溶液得到NiCl2·6H2O的实验操作步骤依次为______、过滤、洗涤、干燥。 【答案】将镍废料磨成粉末(或搅拌，或适当升高温度，或提高酸的浓度) H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O 4.7≤pH<7.1或［4.7，7.1) 17.5 蒸发浓缩、冷却结晶 【解析】 【分析】 根据流程：金属镍废料(含Fe、Al等杂质)，加盐酸酸浸后的酸性溶液中主要含有H+、 Ni2+、Fe2+、Al3+，加入过氧化氢氧化亚铁离子为铁离子，反应为： H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O，加入Na2CO3溶液调节溶液的pH范围4.7≤pH<7.1，使Fe3+、Al3+全部沉淀，滤渣为Fe(OH)3、Al(OH)3，滤液主要含有Ni2+，加入Na2CO3溶液沉淀Ni2+，将得到的NiCO3沉淀用盐酸溶解得到二氧化碳和NiCl2溶液，将NiCl2溶液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到NiCl2?6H2O，据此分析作答。 【详解】 (1)为了提高镍元素的浸出率，在“酸浸”时可采取的措施有将镍废料磨成粉末、搅拌、适当升高温度方法、提高溶液中酸的浓度，都可以提高镍元素的浸出率； (2)H2O2具有氧化性，加入H2O2氧化Fe2+为Fe3+，离子方程式为： H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O；
全国高考化学试题化学反应与能量专题汇编含答案与解析
2017年全国高考化学试题化学反应与能量专题汇编 Ⅰ—化学反应与能量变化 1．（2017?天津-3）下列能量转化过程与氧化还原反应无关的是 A．硅太阳能电池工作时，光能转化成电能 B．锂离子电池放电时，化学能转化成电能 C．电解质溶液导电时，电能转化成化学能 D．葡萄糖为人类生命活动提供能量时，化学能转化成热能 【答案】A 【解析】发生的反应中存在元素的化合价变化，则为氧化还原反应，以此来解答。 A．光能转化为电能，不发生化学变化，与氧化还原反应无关，故A选； B．发生原电池反应，本质为氧化还原反应，故B不选； C．发生电解反应，为氧化还原反应，故C不选； D．发生氧化反应，故D不选． 【考点】氧化还原反应；反应热和焓变；原电池与电解池； 【专题】氧化还原反应专题；化学反应中的能量变化 【点评】本题考查氧化还原反应，为高频考点，把握发生的反应及反应本质为解答关键，注意能量变化的形式，题目难度不大。 2．（2017?江苏-8）通过以下反应可获得新型能源二甲醚(CH3OCH3)。下列说法不正确的是 ①C(s) +H2O(g)═CO(g)+H2(g) △H1=a kJ?mol﹣1 ②CO(g)+H2O(g)═CO2(g)+H2(g) △H2=b kJ?mol﹣1 ③CO2(g)+3H2(g)═CH3OH(g)+H2O(g) △H3=c kJ?mol﹣1 ④2CH3OH(g)═CH3OCH3(g)+H2O(g) △H4=d kJ?mol﹣1 A．反应①、②为反应③提供原料气 B．反应③也是CO2资源化利用的方法之一 C．反应CH3OH(g)═0.5CH3OCH3(g)+0.5H2O(l)的△H=d/2kJ?mol﹣1 D．反应2CO(g)+4H2(g)═CH3OCH3(g)+H2O(g)的△H=(2b+2c+d ) kJ?mol﹣1 【答案】C 【解析】A．反应③中的反应物为CO2、H2，由反应可知，反应①、②为反应③提供原料气，故A正确；B．反应③中的反应物为CO2，转化为甲醇，则反应③也是CO2资源化利用的方法之一，故B正确； C．由反应④可知，物质的量与热量成正比，且气态水的能量比液态水的能量高，则反应CH3OH(g)═0.5CH3OCH3(g)+0.5H2O(l)的△H≠d/2kJ?mol﹣1，故C错误； D．由盖斯定律可知，②×2+③×2+④得到2CO(g)+4H2(g)═CH3OCH3(g)+H2O(g)，则△H=(2b+2c+d) kJ?mol﹣1，故D正确； 【考点】盖斯定律及其应用；反应热和焓变； 【专题】化学反应中的能量变化 【点评】本题考查反应热与焓变，为高频考点，把握反应的特点、反应中能量变化、盖斯定律应用为解答的关键，侧重分析能力和应用能力的考查，题目难度中等。 3．（2017?江苏-12）下列说法正确的是 A.反应N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)的△H＜0，△S＞0 B.地下钢铁管道用导线连接锌块可以减缓管道的腐蚀 C.常温下，K sp[Mg(OH)2]=5.6×10﹣12，pH=10的含Mg2+溶液中，c(Mg2+)≤5.6×10﹣4 mol?L—1 D.常温常压下，锌与稀H2SO4反应生成11.2 L H2，反应中转移的电子数为6.02×1023 【答案】B C 【分析】A.合成氨反应为放热反应，△H＜0，且为气体体积减小的反应，则△S＜0，故A错误； B.导线连接锌块，构成原电池时Zn为负极，Fe作正极被保护，则可以减缓管道的腐蚀，故B正确； C. pH=10的含Mg2+溶液中，c （OH—）=10﹣4 mol?L—1，c（Mg2+）≤5.6×10—12/(10—4)2=5.6×10—4 mol?L﹣1，故C正确； D.常温常压下，Vm≠22.4L/mol，则不能利用氢气的体积计算物质的量及转移电子数，故D错误； 【考点】反应热和焓变及熵变；原电池；难溶电解质Ksp ；氧化还原反应。 【专题】化学反应中的能量变化 【点评】本题考查较综合，涉及反应热与焓变、原电池、难溶电解质Ksp的计算等，为高频考点，把握化学反应原理为解答的关键，侧重分析能力和应用能力的考查，注意选项④为易错点，题目难度中等。 4．（13分）（2017?北京-26）TiCl4是由钛精矿（主要成分为TiO2）制备钛（Ti）的重要中间产物，制备纯TiCl4的流程示意图如下： 资料：TiCl4及所含杂质氯化物的性质
高考化学专题训练06化学反应与能量(详解版)
化学反应与能量 一、选择题 1．向4.0 L容器中充入0.70 mol SO2和0.40 mol O2,4 s末测得剩余SO2 0.30 mol，则v(O2)为() A．0.10 mol·L－1·s－1 B．0.025 mol·L－1·s－1 C．0.50 mol·L－1·s－1 D．0.012 5 mol·L－1·s－1 答案：D 【解析】Δn (SO2)＝0.7 mol－0.3 mol＝0.4 mol 则v(SO2)＝＝0.025 mol·L－1·s－1 故v(O2)＝1/2v(SO2)＝0.012 5 mol·L－1·s－1。 2．下列对化学反应的认识错误的是（） A．会引起化学键的变化 B．会产生新的物质 C．必然引起物质状态的变化 D．必然伴随着能量的变化 答案：C 【解析】选C。化学反应的实质为旧化学键的断裂和新化学键的生成，在化学键变化过程中一定会伴随能量的变化和物质的变化，故只有C项错误。 3．下图是一种航天器能量储存系统原理示意图。下列说法正确的是() A．该系统中只存在3种形式的能量转化 B．装置Y中负极的电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－ C．装置X能实现燃料电池的燃料和氧化剂再生 D．装置X、Y形成的子系统能实现物质的零排放，并能实现化学能与电能间的完全转化 答案：C 【解析】本题主要考查的是电化学知识。A项，在该装置系统中，有四种能量转化的关系，即太阳能、电能、化学能和机械能之间的相互转化；B项，装置Y为氢氧燃料电池，负极电极反应为H2 －2e－+ 2OH－= 2H2O；C项，相当于用光能电解水，产生H2和O2，实现燃料（H2）和氧化剂（O2）的再生；D项，在反应过程中，有能量的损耗和热效应的产生，不可能实现化学能和电能的完全转化。综上分析可知，本题选C项。 4．下列措施可以提高燃料燃烧效率的是() ①固体燃料粉碎②液体燃料雾化③煤经气化处理④通入足量的空气
《化学反应与能量变化》教案
《化学反应与能量变化》教案 一、教学目标： 知识与技能 1、了解化学反应中能量转化的原因和常见的能量转化形式； 2、认识化学反应过程中同时存在着物质和能量的关系 3、了解反应热和焓变的含义 4、认识热化学方程式的意义并能正确书写热化学方程式 过程与方法 1、通过化学反应的实质的回顾，逐步探究引起反应热内在原因的方法，引起学生在学习过程中主动探索化学原理的学习方法 2、通过讨论、分析、对比的方法，培养学生的分析能力和主动探究能力 情感态度与价值观 激发学生的学习兴趣，培养学生从微观的角度理解化学反应，培养学生尊重科学、严谨求学、勤于思考的态度，树立透过现象看本质的唯物主义观点 二、教学重难点： 重点：化学反应中的能量变化，热化学方程式的书写 难点：焓变，△H的“+”与“-”，热化学方程式的书写 三、教学方法： 教学中充分利用多媒体演示实验、实物感知、图表数据分析和多媒体计算机辅助教学等手段，充分调动学生的参与意识，注意利用图示的方式将抽象的内容形象化。师生共同创设一种民主、和谐、生动活泼的教学氛围，使学生敢于参与教学过程，敢于提出问题，敢于真正成为课堂的主人。 四、教学程序：
五、板书设计 第一章化学反应与能量第一节化学反应与能量变化 一、反应热焓变 1、定义：恒压条件下，反应的热效应等于焓变 2、符号：△H 3、单位：kJ/mol或kJmol-1 4、反应热表示方法：△H为“＋”或△H＞0时为吸热反应；△H为“一”或△H ＜0时为放热反应。 5、△H计算的三种表达式： (1) △H == 化学键断裂所吸收的总能量—化学键生成所释放的总能量 (2) △H == 生成的总能量–反应物的总能量 (3) △H == 反应物的键能之和–生成物的键能之和 二、热化学方程式(thermochemical equation) 1．定义：表明反应所放出或吸收的热量的化学方程式，叫做热化学方程式。2．书写热化学方程式的注意事项： 4．热化学方程式的应用 六、教学反思： 本节课采用教师提问或学生互相交流的方式创设问题情境，学生以小组为单位进行讨论。这种方式既调动了学生的积极性又增加了内容的趣味性，激发了学生的集体荣誉感，培养了学生交流与合作的能力。学生们主动、积极地参与到活动中来，自由地表达着自己的观点，由此获得了成功的快乐和合作的愉悦。既符合化学学科的特点,也符合学生的心理和思维发展的特点。我认为本节最大的亮点是通过恰当的设计和引导，让学生在实验探究中提高学习兴趣，并轻松的获得知识，还启迪了学生的思维、培养了学生的动手能力和创新能力。让学生在实践中学会交流，学会合作，并认识到合作是学习的有效途径。更重要的是，给学生提供了充分展示自己的机会，实现了课堂围绕学生为中心的教学活动，真正体现了学生的主体地位，大大激发学生学习的积极性。
高中化学化学反应与能量的检测题和答案
高中化学化学反应与能量的检测题和答案 1.下列过程一定释放出能量的是() A.化合反应 B.分解反应 C.分子拆成原子 D.原子组成分子 解析：形成化学键放出能量，原子结合成分子放出能量，化合、分解反应有可能是放热反应，也有可能是吸热反应。 答案：D 2.下列说法正确的是() A.焓变是指物质参加反应时的能量变化 B.当反应放热时ΔH>0，吸热时ΔH<0 C.在加热条件下发生的反应均为吸热反应 D.一个化学反应中当反应物能量大于生成物能量时，反应放热，ΔH为“-” 解析：焓变是指恒压条件下的热效应;化学反应是吸热反应还是放热反应与反应条件是否加热没有直接关系，ΔH<0，放热反应，ΔH>0，吸热反应。 答案：D 3.下列物质加入水中，显著放热的是() A.固体NaOH B.生石灰 C.无水乙醇 D.固体NH4NO3 解析：初中阶段已知NaOH固体、浓H2SO4溶于水会放热，生石灰加入水中发生反应：CaO+H2O===Ca(OH)2，该反应为放热反应，NH4NO3固体溶于水会吸热，乙醇溶于水，溶液温度无显著变化。
答案：AB 4.下列说法正确的是() A.凡有能量变化的过程都是化学变化 B.吸热反应只能在加热条件下才能进行 C.放热反应可能需要加热才能进行 D.天然气在空气中燃烧时，其化学能将全部转化为热能 解析：有能量变化的过程不一定是化学变化，如水的蒸发，NaOH(s)溶于水，两过程都属于物理变化，但前者吸热，后者放热， A不正确;吸热反应不一定加热才能进行，放热反应也不一定不需要 加热才能进行，B不正确，C正确;天然气燃烧时化学能转化为光能 与热能，D不正确。 答案：C 5.由图分析，下列叙述正确的是() A.A―→B+C和B+C―→A两个反应吸收或放出的能量不等 B.A―→B+C是放热反应 C.A具有的能量高于B和C具有的能量总和 D.A―→B+C是吸热反应，B+C―→A是放热反应 解析：由图可以看出，B+C的能量高于A的能量，则反应 B+C―→A一定是放热反应，反之A―→B+C的反应一定是吸热反应，根据能量守恒定律，两反应吸收和放出的热量一定相等。 答案：D 6.(2011?临沂高二检测)下列说法中正确的是() A.干冰蒸发要吸收大量的热，这就是化学反应中的吸热反应 B.酒精常被用作酒精灯和内燃机中的燃料，说明酒精燃烧是放热反应
化学反应与能量专题复习
《化学反应与能量》专题复习 一、建构知识网络 化学知识零碎,要注意按照知识得内在联系站在全章得角度,重新审视、整合知识,借组图表把零散得知识结构化、网络化,如本章内容,可以整合成如下框图: 二、整合重点知识 1、常见得吸热反应、放热反应 (1)常见吸热反应 ①大多数分解反应,②Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应,③C+H2O 高温 CO+H2,④C+CO2 高温 2CO。 (2)常见放热反应 ①大多数化合反应,②燃烧,③中与反应,④活泼金属与酸反应,⑤铝热反应。 2、化学反应能量变化得原因 (1)微观角度 化学反应得本质就是旧化学键得破裂与新化学键得形成,断开化学键需要吸收能量,形成化学键需要放出能量。若断开化学键吸收得能量大于形成化学键释放得能量,反应为吸热反应;若断开化学键吸收得能量小于形成化学键释放得能量,反应为放热反应。 (2)宏观角度 一个确定得化学反应完成后就是吸收能量还就是放出能量,取决于反应物得总能量与生成物得总能量得大小关系。若E(生成物)>E(反应物) ,反应为吸热反应;若E(生成物) 化学反应与能量变化单元总结 一、“串联电池”两大题型的解题攻略 原电池和电解池统称为电池,将多个电池串联在一起,综合考查电化学知识是近年来高考命题的热点,该类题目能够考查考生对解题方法的掌握情况,需要考生具有缜密的思维能力及巧妙的数据处理能力。 这类题目对知识点的考查主要包括以下方面:电极名称的判断、电极反应式的书写、实验现象的描述、溶液中离子的移动、pH的变化、电解后电解质溶液的恢复及运用电子守恒处理相关数据等。正确判断电池种类和灵活运用整个电路中各个电池工作时各电极上转移电子数目相等是解决多池“串联”试题相关问题的关键。 二、“串联”类电池的解题流程 题型一:电解池与电解池的“串联”——有外接电源型 与电源负极相连的是阴极,根据“电解池串联时阴、阳极交替出现”原则正推电极,也可以通过装置中某极的变化、现象反推电极。 下图装置中a、b、c、d均为Pt电极。电解过程中,电极b和d上没有气体逸出,但质量均增大,且增重b>d。符合上述实验结果的盐溶液是( )。 选项X Y A MgSO4CuSO4 B AgNO3Pb(NO3)2 C FeSO4Al2(SO4)3 D CuSO4AgNO3 A项中当X为MgSO4时,b极上生成H2,电极质量不增加,错误;C项中,X为FeSO4,Y为Al2(SO4)3,b、d极上均产生气体,错误;D项中,b极上析出Cu,d极上析出Ag,其中d极质量大于b极质量,错误。 B 题型二:原电池与电解池的“串联”——无外接电源型 多个电池“串联”在一起,但没有外接直流电源,其中一个装置是原电池,装置中两个电极活泼性差异较大的装置为原电池,较活泼的作负极,其余均为电解池。 烧杯甲中盛有0.1 mol·L-1的H2SO4溶液,烧杯乙中盛有0.1 mol·L-1的CuCl2溶液(两种溶液均足量),装置如图所示,下列说法不正确 的是( )。 ．．． A.甲中Fe极质量减少,C极有气体产生 高三一轮复习 化学反应与能量 第 1 页 共 1 页 高考考查主要内容和方向： 化学反应与能量变化，如放热反应、吸热反应的判断、理解、解释（结合图像），及在平衡移动中的应用；反应热大小的比较；热化学方程式的书写与正误判断，包括中和热、燃烧热等概念的考查；盖斯定律及简单计算。 一、焓变与反应热 1、 化学变化中不仅有物质变化，一定伴随着_________变化（热能、光能、电能等）。 化学变化中吸收或放出的_______，称为反应热； _____条件下进行反应的________称为焓变， 焓变的符号为_____、单位为________或________。 ★ 放热反应的△H 为___（+、-）或___0；吸热反应的△H 为____或_____0 2、 化学键与反应中能量变化的关系 发生化学变化时，旧的化学键断裂______（吸收、释放）能量，新的化学键生成______能量。 这两个过程中的能量不相等，因此化学反应中必然伴随着能量的变化 3、吸热反应与放热反应 吸热反应 放热反应 ★ 常见的放热反应：1、可燃物的_____ 2、酸碱的________ 3、大部分的化合反应4、酸与 金属的_______ 5、缓慢氧化 ★ 常见的吸热反应：1、C 和CO 2生成____ 2、C 和______生成水煤气 3、部分分解反应（煅 烧______）4、___类的水解 5、电离过程（旧键断裂） 6、Ba(OH)2·8H 2O 与NH 4Cl 的反应 ★ 反应热（△H ）有“+” “－”；热量只有正值。 【练习1】、已知：H 2(g)＋F 2(g)===2HF(g) ΔH ＝－270 kJ/mol ，下列说法正确的是 ( ) A. 氟化氢气体分解生成氢气和氟气的反应是放热反应 B. 1 mol H 2与1 mol F 2反应生成2 mol 液态HF 放出 的热量小于270 kJ C. 在相同条件下，1 mol H 2与1 mol F 2的能量总和 大于2 mol HF 气体的能量 D ．该反应中的能量变化可用如右图来表示 【 练习2 】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，其转化过程中能量变化如图所示。下列叙述中正确的是 ( ) A. 黑磷比白磷稳定 B. 黑磷与白磷互为同分异构体 C. 白磷转化为黑磷是氧化还原反应 D. 白磷转化为黑磷是吸热反应 吸热反应 放热反应 化学键 反应能中化学键断裂吸收的总能量____ 生成物中化学键形成释放的总能量 反应能中化学键断裂吸收的总能量____ 生成物中化学键形成释放的总能量 内能 反应物的总能量____生成物的总能量 反应物的总能量____生成物的总能量 高二化学化学反应与能量的变化 1．下列说法不准确的是 （ ） A ．任何化学反应都伴随有能量变化 B ．化学反应中的能量变化都表现为热量的变化 C ．反应物的总能量高于生成物的总能量时，发生放热反应 D ．反应物的总能量低于生成物的总能量时，发生吸热反应 2．下列氧化反应属于吸热反应的是 （ ） A ．二氧化碳与赤热的炭反应生成一氧化碳 B ．葡萄糖在人体内氧化分解 C ．锌粒与稀H 2SO 4反应制取H 2 D ．Ba(OH)2·8H 2O 与NH 4Cl 反应 3．下列说法准确的是 （ ） A ．热化学方程式中，化学式前面的化学计量数既可表示微粒数，又可表示物质的量。 B ．热化学方程式中，如果没有注明温度和压强，则表示在标准状况下测得的数据。 C ．书写热化学方程式时，不但要写明反应热的符号和数值，还要注明各物质的聚集状态。 D ．凡是化合反应都是放热反应，分解反应都是吸热反应。 4．同温同压下，已知下列各反应为放热反应，下列各热化学方程式中热量数值最小的是（ ） A. 2A ( l ) + B ( l ) = 2C (g ) △H 1 B. 2A ( g ) + B ( g ) = 2C (g ) △H 2 C. 2A ( g ) + B ( g ) = 2C ( l ) △H 3 D. 2A ( l ) + B ( l ) = 2C ( l ) △H 4 5．下列热化学方程式中△H 代表燃烧热的是 A. CH 4 ( g ) + 3/2O 2 ( g ) = 2H 2O ( l ) + CO ( g ) △H 1 B. S ( s ) + 3/2O 2 ( g ) = SO 3 ( s ) △H 2 C. C 6H 12O 6 ( s ) + 6O 2 ( g ) = 6CO 2 (g) + 6H 2O ( l ) △H 3 D. 2CO ( g ) + O 2 ( g ) = 2CO 2 ( g ) △H 4 6．已知（l ）)g (O 2 1)g (H 22+ ＝H 2O （g ） △H 1＝a kJ·1mol - （2）)g (O )g (H 222+ ＝2H 2O （g ） △H 2＝b kJ·1mol - （3）)g (O 2 1 )g (H 22+＝H 2O （l ） △H 3＝c kJ·1mol - （4）)g (O )g (H 222+ ＝2H 2O （l ） △H 4＝d kJ·1mol - 下列关系式中准确的是 （ ） A ． a ＜c ＜0 B ．b ＞d ＞0 C ．2a ＝b ＜0 D ．2c ＝d ＞0 7．已知299 K 时，合成氨反应 N 2 (g ) + 3H 2 3 ( g ) △H = -92.0 kJ/mol ，将此温度下 的1 mol N 2 和3 mol H 2 放在一密闭容器中，在催化剂存有时实行反应，测得反应放出的热量为（忽 略能量损失） （ ） A ．一定大于92.0 kJ B. 一定等于92.0 kJ C. 一定小于92.0 kJ D. 不能确定 8．已知葡萄糖的燃烧热是 -2804 kJ/mol ，当它氧化生成1 g 液态水时放出的热量是 （ ） A. 26.0 kJ B. 51.9 kJ C. 155.8 kJ D. 467.3 kJ 9．下列选项中说明乙醇作为燃料的优点的是 （ ） ①燃烧时发生氧化反应 ②充分燃烧的产物不污染环境 ③乙醇是一种再生能源 ④燃烧时放出大量的热 A ．①②③ B ．①②④ C ．①③④ D ．②③④ 10．已知H —H 键能为436 KJ/mol ，H —N 键能为391KJ/mol ，根据化学方程式：N 2 + 3H 2 = 2NH 3 ΔH=—92.4 KJ/mol ，则 N≡N 键的键能是 ( ) A ．431 KJ/mol B ．946 KJ/mol C ．649 KJ/mol D ．869 KJ/mol 11．氢气是一种高效而没有污染的二级能源。它能够由自然界中大量存有的水来制取： 2H 2O ( g ) ＝ 2H 2 ( g ) + O 2 ( g ) △H = +517.6 kJ/mol 关于用水制取二级能源氢气，以下研究方向不．准确．． 的是 A. 构成水的氢气和氧气都是能够燃烧的物质，所以可研究在水不分解的情况下，使氢能成为 二级能源 B. 设法将太阳光聚焦，产生高温，使水分解产生氢气 C. 寻找特殊化学物质，使水分解产生氢气，同时释放能量 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 12．燃烧a g 乙醇（液态），生成二氧化碳气体和液态水，放出的热量为Q ，经测定，a g 乙醇与足量钠反应，能生成标准状况下的氢气5.6L,则乙醇燃烧的热化学方程式书写准确的是( ） A. C 2H 5OH(1)+3O 2(g)=2CO 2(g)+3H 2O(1) △H = -Q B. C 2H 5OH(1)+3O 2(g)=2CO 2(g)+3H 2O(1) △H = - Q / 2 C. 1/2 C 2H 5OH(1)+3/2O 2(g)=CO 2(g)+3/2H 2O(1) △H = -Q D. C 2H 5OH(1)+3O 2(g)=2CO 2(g)+3H 2O(1) △H = -2Q 13．已知下列两个热化学方程式2H 2(g)+O 2(g)=2H 2O(1) △H= -571.6KJ/mol C 3H 8(g)+5O 2(g)=3CO 2(g)+4H 2O(1) △H=-2220.0kJ/mol 实验测得，5mol 氢气和丙烷的混合气体完全燃烧时放热3847kJ ，则混合气体中氢气与丙烷的体积比是 （ ） A ．1：3 B ．3：1 C ．1：4 D ．1：1 14．在同温同压下,下列各组热化学方程式中, △H 1>△H 2的是 ( ) 专题突破化学反应与能量变化 一、选择题(本题包括10个小题,每小题6分,共60分) 1.(2019浙江台州中学高三统练)下列有关说法正确的是() A.储热材料芒硝可用于光—化学能的转换 B.发达国家采用的现代化垃圾焚烧处理法不能有效利用生活垃圾中的生物质能 C.利用微生物在光合作用下分解水,是制取氢气的一个重要研究方向 D.太阳能、可燃冰资源丰富,在使用时对环境无污染或很少污染,且可以再生,是最有希望的未来新能源 2.(2019河北衡水安平县安平中学高三期中)下列关于反应与能量的说法正确的是() A.Zn(s)+CuSO4(aq)ZnSO4(aq)+Cu(s) ΔH=-216 kJ·mol-1,E反应物 D.已知H+(aq)+OH-(aq)H2O(l)ΔH=-57.3 kJ·mol-1,则0.5 mol H2SO4与0.5 mol Ba(OH)2反应一定放出57.3 kJ热量 4.(2019甘肃静宁一中高三模拟)下列说法正确的是() A.101 kPa时,2H2(g)+O2(g)2H2O(l)ΔH=-572 kJ·mol-1,则H2的燃烧热ΔH=-572 kJ·mol-1 D.500 ℃、30 MPa时,发生反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=-38.6 kJ·mol-1。在此条件下将1.5 mol H2和过量N2充分反应,放出热量19.3 kJ C.若将等质量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧,后者放出热量多 D.已知:2C(s)+2O2(g)2CO2(g)ΔH1,2C(s)+O2(g)2CO(g)ΔH2,则ΔH1<ΔH2 5.(2019北京师大附中高三期中)中国化学家研究的一种新型复合光催化剂[碳纳米点(CQDs)/氮化碳(C3N4)纳米复合物]可以利用太阳光实现高效分解水,其原理如下图所示。 下列说法不正确的是() A.该催化反应实现了太阳能向化学能的转化 B.阶段Ⅰ中,H2O2是氧化产物 C.每生成1 mol O2,阶段Ⅱ中转移2 mol电子 D.反应的两个阶段均为吸热过程 6.(2019山东山师大附中高三模拟)25 ℃、101 kPa时,有以下能量转化图,下列说法不正确的是() A.转化Ⅱ的热化学方程式2CO(g)+O2(g)2CO2(g) ΔH=-282.9 kJ·mol-1 高考化学化学反应与能量-经典压轴题附详细答案 一、化学反应与能量练习题（含详细答案解析） 1．NiCl2是化工合成中最重要的镍源，在实验室中模拟工业上以金属镍废料(含Fe、Al等杂质)为原料生产NiCl2的工艺流程如下： 下表列出了相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH 氢氧化物Fe(OH)3Fe(OH)2Al(OH)3Ni(OH)2 开始沉淀的pH 2.1 6.5 3.77.1 沉淀完全的pH 3.39.7 4.79.2 (1)为了提高镍元素的浸出率，在“酸浸”时可采取的措施有__________(写一条即可)。 (2)加入H2O2时发生主要反应的离子方程式为__________。 (3)“调pH”时，控制溶液pH的范围为__________。 (4)“沉镍”过程中，若滤液A中c(Ni2＋)=1.0mol/L，欲使100mL该滤液中的Ni2＋沉淀完全［即溶液中c(Ni2＋)≤1.0×10-5］，则需用托盘天平称取Na2CO3固体的质量至少为_____g。(已知K sp(NiCO3)=6.5×10-6，忽略溶液体积的变化) (5)流程中由溶液得到NiCl2·6H2O的实验操作步骤依次为______、过滤、洗涤、干燥。 【答案】将镍废料磨成粉末(或搅拌，或适当升高温度，或提高酸的浓度) H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O 4.7≤pH<7.1或［4.7，7.1) 17.5 蒸发浓缩、冷却结晶 【解析】 【分析】 根据流程：金属镍废料(含Fe、Al等杂质)，加盐酸酸浸后的酸性溶液中主要含有H+、 Ni2+、Fe2+、Al3+，加入过氧化氢氧化亚铁离子为铁离子，反应为： H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O，加入Na2CO3溶液调节溶液的pH范围4.7≤pH<7.1，使Fe3+、Al3+全部沉淀，滤渣为Fe(OH)3、Al(OH)3，滤液主要含有Ni2+，加入Na2CO3溶液沉淀Ni2+，将得到的NiCO3沉淀用盐酸溶解得到二氧化碳和NiCl2溶液，将NiCl2溶液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到NiCl2?6H2O，据此分析作答。 【详解】 (1)为了提高镍元素的浸出率，在“酸浸”时可采取的措施有将镍废料磨成粉末、搅拌、适当升高温度方法、提高溶液中酸的浓度，都可以提高镍元素的浸出率； (2)H2O2具有氧化性，加入H2O2氧化Fe2+为Fe3+，离子方程式为： H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O； 高一化学反应与能量知识点总结 一、在化学反应过程中，化学键的断裂需要吸收外界的能量，化学键的形成会向外界释放出能量，因此在化学反应中，参与反应的物质会伴随着能量的变化。 1、化学变化中能量变化的本质原因 ①当化学键键能越大，断开时所需的能量就越多，形成时所释放出的能量也越多。 ②化学反应中，反应物中的化学键（总键能E1）断裂时，吸收能量E1，在形成化学键变成生成物（总键能E2）时，放出能量E2。整个过程中，反应体系从外界吸收的能量为 ΔE=E1-E2 . 2、有的化学反应会吸收能量，有的化学反应会放出能量。 据图可知，一个化学反应是吸收能量 还是放出能量，决定于反应物总能量 与生成物总能量的相对大小。 3、任何化学反应除遵循质量守恒外，同样也遵循能量守恒。反应物与生成物的能量差若以热量形式表现即为放热反应（化学能转化成热能）或吸热反应（热能转化成化学能）。 (E反：反应物具有的能量；E生：生成物具有的能量)： 4、放热反应和吸热反应 表现形式放热反应吸热反应 键能变化生成物总键能大于反应物总键能生成物总键能小于反应物总键能 由1、2联系得键能越大，物质能量越低，越稳定；反之键能越小，物质能量越高，越不稳定， 图示 5、常见的放热反应和吸热反应 ☆常见的放热反应： ①所有的燃烧与缓慢氧化。②酸碱中和反应。③金属与酸反应制取氢气。 ④大多数化合反应（特殊：C＋CO2△ 2CO是吸热反应）。 注意：有热量放出未必是放热反应，放热反应和吸热反应必须是化学变化。某些常见的热效应：放热：①浓硫酸溶于水②NaOH溶于水③CaO溶于水，其中属于放热反应的是③ ☆常见的吸热反应：①以C、H2、CO为还原剂的氧化还原反应如： C(s)＋H2O(g)△ CO(g)＋H2(g)。 ②铵盐和碱的反应如Ba(OH)2·8H2O＋NH4Cl＝BaCl2＋2NH3↑＋10H2O ③大多数分解反应如KClO3、KMnO4、CaCO3的分解等。 [思考]一般说来，大多数化合反应是放热反应，大多数分解反应是吸热反应，放热反应都不需要加热，吸热反应都需要加热，这种说法对吗？试举例说明。 点拔：这种说法不对。如C＋O2＝CO2的反应是放热反应，但需要加热，只是反应开始后不再需要加热，反应放出的热量可以使反应继续下去。Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应是吸热反应，但反应并不需要加热。 二、化学反应中化学能除了可以转化为热能，还可以转化为电能，因此，可以将化学反应用于电池中电能的生产源，由此制备将化学能转化为电能的装置------原电池。 1、原电池原理 （1）概念：把化学能直接转化为电能的装置叫做原电池。 （2）原电池的工作原理：通过氧化还原反应（有电子的转移）把化学能转变为电能。（3）构成原电池的条件：①两种活泼性不同的电极 ②电解质溶液（做原电池的内电路，并参与反应） ③形成闭合回路 ④能自发地发生氧化还原反应 （4）电极名称及发生的反应： 负极：较活泼的金属作负极，负极发生氧化反应， 电极反应式：较活泼金属－ne－＝金属阳离子 负极现象：负极溶解，负极质量减少。 正极：较不活泼的金属或石墨作正极，正极发生还原反应， 《化学反应与能量》单元复习与巩固 要点一、化学能与热能 要点诠释： 1．化学反应中能量变化的本质是化学键的断裂和形成。其中断键吸收能量，成键放出能量。 2．化学反应中能量变化与反应物、生成物能量的关系： 反应物的总能量＞生成物的总能量，反应放出能量（放热反应）。 反应物的总能量＜生成物的总能量，反应吸收能量（吸热反应）。 3．反应中化学能与热能的相互转化 （1）化学能转化为热能——放热反应 常见的放热反应： ①所有的燃烧与缓慢氧化 ②酸碱中和反应 ③金属与酸反应制取氢气 ④大多数化合反应（特殊：C ＋CO 2 △ 2CO 是吸热反应） （2）热能转化为化学能——吸热反应 常见的吸热反应： ①以C 、H 2、CO 为还原剂的氧化还原反应如：C(s)＋H 2O(g) △ CO(g)＋H 2(g) ②铵盐和碱的反应如Ba(OH)2·8H 2O ＋2NH 4Cl ＝BaCl 2＋2NH 3↑＋10H 2O ③大多数分解反应如KClO 3、KMnO 4、CaCO 3的分解等 （3）化学能与热能的相互转化 4．中和热：酸与碱发生中和反应生成1mol H 2O 时所释放的热量称为中和热。 5．能源的分类： 形成条件 利用历史 性质 一次能源 常规能源 可再生资源 水能、风能、生物质能 不可再生资源 煤、石油、天然气等化石能源 新能源 可再生资源 太阳能、风能、地热能、潮汐能、沼气 不可再生资源 核能 二次能源 （一次能源经过加工、转化得到的能源称为二次能源） 电能（水电、火电、核电）、蒸气、工业余热、酒精、汽油、焦炭等 要点二、化学能与电能 1．原电池 要点诠释： 能量变化 化学能 转化为热能 放热反应 吸热反应 类型 反应物的总能量大于生 成物的总能量 反应物的总能量小于生成物的总能量 遵循能量守恒原理 能量利用 燃料充分燃烧 减少污染 新能源的开发 化学反应与能量习题 一、单项选择题(本大题共6小题，每小题4分，共24分) 1．下列说法中正确的是( ) A．在化学反应过程中，发生物质变化的同时不一定发生能量 变化 B．破坏生成物全部化学键所需要的能量大于破坏反应物全部 化学键所需要的能量时，该反应为吸热反应 C．生成物的总焓大于反应物的总焓时，反应吸热，ΔH＞0 D．ΔH的大小与热化学方程式的化学计量数无关 【解析】 化学反应发生物质变化的同时一定伴随着能量的变化，A错误；反应热等于反应物的键能总和减去生成物的键能总和， 即ΔH＜0，该反应为放热反应，B错误；生成物的总焓大于反应物的 总焓，该反应需要吸收热量，则ΔH＞0，C正确；反应热不仅与反应物、生成物的状态有关，还与热化学方程式的化学计量数成正比，D错误。 【答案】 C 2．下列叙述中正确的是( ) A．同温同压下，H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)在光照条件下和点燃条件下的ΔH不同 B．常温下，反应2A(s)＋B(g)===2C(g)＋D(g)不能自发进行， 则该反应的焓变一定大于零 C．需要加热的化学反应，生成物的总能量一定高于反应物的 总能量 D．化学反应中必伴随着能量的变化，其表现形式只有热能 【解析】 ΔH只与反应的始末态有关，与反应的过程无关，A 选项错误；加热的目的只是促进反应发生，与反应吸热放热无关，如 C 燃烧是放热反应，但反应需加热才能发生，C 选项错误；化学反应中 的能量变化有多种表现形式，如光能、热能、电能等，D 选项错误。 【答案】 B 3..某学生用如图所示装置进行化学反应 X ＋2Y===2Z 能量变化情况的研究。当往试管中滴加 试剂Y 时，看到试管中甲处下降，乙处上升。下列关 于该反应的叙述正确的是( ) ①该反应为放热反应 ②生成物的总能量比反应物的总能量高 ③该反应过程可以看成是“贮存”于X 、Y 内部的能量转化为 热量而释放出来 A ．①②③ B ．①③ C ．①② D ．③【解析】 甲处下降，乙处上升，瓶内压强增大，温度升高，说明 反应为放热反应。 【答案】 B 4．(2014·东莞高三质检)已知：①1 mol H 2分子中化学键断裂时 需要吸收436 kJ 的能量；②1 mol Cl 2分子中化学键断裂时需要吸收 243 kJ 的能量；③由H 原子和Cl 原子形成1 mol HCl 分子时释放 431 kJ 的能量 下列叙述正确的是( ) A ．氢气和氯气反应生成氯化氢气体的热化学方程式是H 2(g) ＋Cl 2(g)===2HCl(g) B ．氢气和氯气反应生成2 mol 氯化氢气体，反应的ΔH ＝ 183 质量检测(四) (化学反应与能量电化学基础) 测试时间：90分钟满分：100分 一、选择题(本题包括14小题，每小题3分，共42分) 1．下列过程通电后才能进行的是() ①电离②电解③电镀④电泳⑤电化学腐蚀 A．①②③B．①②④ C．②③④D．全部 解析：电解质溶于水或在熔融状态下即可电离，①不需要通电；电化学腐蚀是自发进行的过程，⑤不需要通电；②③④通电后才能进行，故选项C正确。 答案：C 2．(2012年辽宁六校联考)下列说法错误的是() A．化学反应中的能量变化都表现为热量变化 B．需要加热才能发生的反应不一定是吸热反应 C．向醋酸钠溶液中滴入酚酞试液，加热后若溶液红色加深，则说明盐类水解是吸热的 D．反应物和生成物所具有的总能量决定了反应是放热还是吸热 解析：化学反应中的能量变化也可以表现为电能和光能的变化。 答案：A 3.氯原子对O3分解有催化作用：O3＋Cl===ClO＋O2ΔH1，ClO＋O===Cl ＋O2ΔH2。大气臭氧层的分解反应：O3＋O===2O2ΔH，该反应的能量变化示意图如图所示，下列叙述中正确的是() A．反应O3＋O===2O2的ΔH＝E1－E3 B ．反应O 3＋O===2O 2的ΔH ＝E 2－E 3 C ．O 3＋O===2O 2是吸热反应 D ．ΔH ＝ΔH 1＋ΔH 2 解析：从能量关系图来看，ΔH ＝E 3－E 2，故A 、B 项错；从图中还可以看出反应物的总能量大于生成物的总能量，因此该反应是一个放热反应，故C 项错。 答案：D 4．(2012年九江模考)氢气的制取、储存和利用一直是化学领域研究的热点。H 2O 热分解可以得到H 2，高温下水分解体系中主要气体的体积分数与温度的关系如图所示。下列有关说法正确的是 ( ) A ．图中A 、 B 表示的粒子依次是O 和H B ．图中A 、B 表示的粒子依次是H ＋和O 2－ C ．图中A 、B 重新生成水时的活化能等于0 D ．图中A 、B 重新生成水时的活化能大于0 解析：水分解时首先断裂化学键形成氢原子和氧原子，然后原子再重新组合生成氧气和氢气，由于生成氢原子的物质的量是氧原子的两倍，所以A 是氢原子，B 是氧原子，氢原子与氧原子组合成水，不需断裂化学键，即活化能为0。 答案：C 5．(2013年东北三市联考)已知在25℃下，101 kPa 下，1 g 辛烷C 8H 18燃烧生成二氧化碳和液态水时放出48.40 kJ 热量。表示上述反应的热化学方程式正确的是 ( ) A ．C 8H 18(l)＋252O 2(g)===8CO 2(g)＋9H 2O(g) ΔH ＝－48.40 kJ·mol －1 B ．2 C 8H 18(l)＋25O 2(g)===16CO 2(g)＋18H 2O(g) ΔH ＝＋11035.2 kJ·mol －1 C ．C 8H 18(l)＋252O 2(g)===8CO 2(g)＋9H 2O(l) ΔH ＝＋5517.6 kJ·mol －1 D ．C 8H 18(l)＋252O 2(g)===8CO 2(g)＋9H 2O(l) ΔH ＝－5517.6 kJ·mol －1化学反应与能量变化总结
化学反应与能量变化(高考一轮复习)
高二化学化学反应与能量的变化
2020届二轮复习 化学反应与能量变化 专题卷(全国通用) (1)
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