高考化学培优易错试卷(含解析)之化学反应与能量变化

高考化学培优易错试卷(含解析)之化学反应与能量变化一、化学反应与能量变化练习题（含详细答案解析）1．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_________。

Na Si+3H O=Na SiO+3H↑负极【答案】第二周期第ⅢA族2223237g【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；Na Si+3H O=Na SiO+3H↑；(2)①根据元素分析，该反应方程式为22232②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。

2．有A、B、C、D四种金属片，进行如下实验：①A、B用导线连接后浸入稀H2SO4中，电流由B 导线A；②C、D用导线相连后，同时伸入稀H2SO4 溶液中，C极为负极；③A、C相连后同时浸入稀H2SO4 中，C极产生大量气泡；④B、D相连后同时浸入稀H2SO4 中，D极发生氧化反应；试判断四种金属的活动顺序是( )A．A＞C＞D＞B B．A＞B＞C＞D C．B＞A＞C＞D D．B＞D＞C＞A【答案】A【解析】【详解】①A、B用导线连接后浸入稀H2SO4 中，电流由B 导线A，A为负极，B为正极，金属性A>B②C、D用导线相连后，同时伸入稀H2SO4 溶液中，C极为负极，D极为正极，则金属性C>D；③A、C相连后同时浸入稀H2SO4 中，C极产生大量气泡，C为正极，A为负极，则金属性A>C；④B、D相连后同时浸入稀H2SO4 中，D极发生氧化反应，D为负极，B为正极，则金属性D>B；综上分析：金属性：A＞C＞D＞B；答案选A。

【点睛】原电池中活泼的电极做负极，不活泼的做正极，利用电极的活性来判断电极金属性的强弱，判断原电池正负极的方法：1、根据两极材料判断。

一般活泼金属为负极，活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极；2、根据电极现象判断。

一般情况下电极逐渐溶解为负极，电极增重可放出气体的为正极；3、根据电子流动方向来判断。

电子流出的为负极、电子流入的为正极或电流流出的正极、电流流入的负极；4、根据原电池里电解质溶液内离子的定向移动方向判断。

阴离子流向的为负极、阳离子流向的为正极；5、根据原电池两极发生的变化来判断。

失去电子发生氧化的是负极、得到电子发生还原反应是正极；3．用零价铁(Fe)去除水体中的硝酸盐(NO3-)已成为环境修复研究的热点之一。

Fe还原水体中NO3-的反应原理如图所示。

①作负极的物质是________。

②正极的电极反应式是_________。

【答案】铁 NO3-+8e-+10H+=NH4++3H2O【解析】【分析】【详解】根据图示可知在反应中Fe单质失去电子变为Fe3O4，NO3-得到电子被还原产生NH4+，所以Fe作负极，正极上NO3-得到电子被还原产生NH4+，正极的电极反应式为：NO3-+8e-+10H+=NH4++3H2O。

4．根据如图所示电化学实验装置图，回答有关问题。

(1)若只闭合S 1，该装置属于_______，能量转化形式为_______，锌极作_______极。

(2)若只闭合S 2，该装置属于_______，能量转化形式为_______，锌极上的电极反应式为_______。

(3)若只闭合S 3，该装置属于_______，铜极作_______极，锌极上的电极反应式为_______，总反应的化学方程式为_______。

【答案】原电池 化学能转化为电能 负 电解池 电能转化为化学能 -2+Zn-2e =Zn 电解池 阳 2+-2H +2e =H 2442通电Cu+H SO CuSO +H ↑ 【解析】【分析】原电池是将化学能转化为电能，较活泼金属作负极，发生氧化反应，正极发生还原反应；电解池是将电能转化为化学能，需要外接电源，与电源正极相连的为阳极，阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应，据此解答。

【详解】(1)若只闭合S 1，没有外接电源，则Zn 、Cu 、稀硫酸构成原电池，该装置将化学能转化为电能，较活泼的锌作负极。

答案为：原电池；化学能转化为电能；负。

(2)若只闭合S 2，装置中有外接电源，该装置为电解池，将电能转为化学能，与电源正极相连的锌极作阳极，发生氧化反应，电极反应为Zn-2e -=Zn 2+。

答案为：电解池；电能转化为化学能；Zn-2e -=Zn 2+。

(3)若只闭合S 3，该装置为电解池，与电源正极相连的铜极作阳极，电极反应式为：Cu-2e -=Cu 2+；锌为阴极，电极反应式为：2H ++2e -=H 2↑,总反应式为：Cu+H 2SO 4通电 CuSO 4+H 2↑。

答案为：电解池；阳；2H ++2e -=H 2↑；Cu+H 2SO 4通电 CuSO 4+H 2↑。

【点睛】有外接电源的是电解池，没有外接电源的是原电池，原电池里负极发生氧化反应，电解池里阳极发生氧化反应。

5．按要求回答下列问题。

(1)Al2(SO4)3溶液显酸性的离子方程式：____________________________；(2)CuSO4溶液与过量氨水反应的离子方程式：____________________________；(3)Mg-Al-NaOH溶液组成的原电池，负极的电极反应式：_________________________；(4)CH3OH-O2燃料电池，KOH溶液作电解质，负极的电极反应式：____________________；(5)惰性电极电解CuSO4溶液的总反应的化学方程式：______________________________；(6)Na2C2O4溶液的物料守恒：______________________________；(7)Fe3+的基态电子排布式：______________________________；(8)N2H4的结构式：______________________________。

【答案】Al3++3H2O⇌Al(OH)3+3H+ Cu2++4NH3•H2O=[Cu(NH3)4]2++4H2O Al-3e-+4OH-═AlO2-+2H2O CH3OH+8OH--6e-=CO32-+6H2O 2CuSO4+2H2O 电解2Cu+2H2SO4+O2↑ c(Na+)=2[c(C2O42-)+c(HC2O4-)+c(H2C2O4)] [Ar]3d5【解析】【详解】(1)Al2(SO4)3溶液中存在铝离子的水解，所以溶液显酸性，故答案为：Al3++3H2O⇌Al(OH)3+3H+；(2)CuSO4溶液与过量氨水反应会生成铜氨络离子，故答案为：Cu2++4NH3•H2O=[Cu(NH3)4]2++4H2O；(3)Mg-Al-NaOH溶液组成的原电池，总反应为Al与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气的反应，Al失电子被氧化做负极，故答案为：Al-3e-+4OH-═AlO2-+2H2O；(4)CH3OH-O2燃料电池，KOH溶液作电解质，负极甲醇失去电子生成二氧化碳，由于电解质为氢氧化钾溶液，所以反应生成了碳酸根离子，发生的负极电极反应式为CH3OH+8OH--6e-=CO32-+6H2O；(5)电解硫酸铜溶液生成铜单质、氧气和硫酸，故答案为：2CuSO4+2H2O 电解2Cu+2H2SO4+O2↑；(6)Na2C2O4溶液中钠离子的浓度等于含碳原子微粒的浓度之和的二倍，故答案为：c(Na+)=2[c(C2O42-)+c(HC2O4-)+c(H2C2O4)]；；(7)Fe元素为26号元素，失去最外层三个电子生成Fe3+，故基态电子排布式为：[Ar]3d5；(8) N2H4是共价化合物，氮原子和氢原子形成共价键，氮原子和氮原子间也形成共价键，结构式为：。

6．依据氧化还原反应：2Ag＋(aq)＋Cu(s)===Cu2＋(aq)＋2Ag(s)设计的原电池如图所示。

请回答下列问题：(1)电极X的材料是________；电解质溶液Y是________。

(2)银电极为电池的________极，发生的电极反应为________；X电极上发生的电极反应为________(填反应类型)。

(3)外电路中的电子是从________电极流向________电极。

(4)当有1.6 g铜溶解时，银棒增重__________________________________。

【答案】Cu AgNO3正极 Ag++e-=Ag 氧化反应 X（或Cu） Ag 5.4g【解析】【分析】【详解】试题分析：在原电池的总反应方程式中，化合价升高的做负极，所以在这个原电池中，铜做负极，而负极的活泼性大于正极，因此，正极我们可以选择银或者碳棒。

总反应式中有银离子参与反应，所以在电解质溶液中会含有银离子。

因此电解质溶液，我们可以选择硝酸银。

正极发生的是氧化反应，电极反应式为 Ag++e-=Ag。

电子的流动方向是负极指向正极，所以应是铜流向银。

1.6克的铜相当于0.025摩尔的铜。

即失去0.025乘以2等于0.05摩尔的电子。

而据得失电子总数相等可知，银离子应得到0.05摩尔的电子由 Ag++e-=Ag可知会得到0.05摩尔的银则银的质量为0.05乘以108等于5.4克。

考点：考查原电池的相关知识点7．C、N、O、Al、Si、Cu是常见的六种元素。

常温下，将除去表面氧化膜的Al、Cu片插入浓HNO3中组成原电池（图1），测得原电池的电流强度(I)随时间(t)的变化如图2所示，反应过程中有红棕色气体产生。