2021高考真题汇编-化学反应中的能量变化

更新时间：2021-06-17 浏览次数：199 类型：二轮复习

一、单选题

1. (2024高三上·北京市月考) $\text{[math]}$ 常用作食盐中的补碘剂，可用“氯酸钾氧化法”制备，该方法的第一步反应为 $\text{[math]}$ 。下列说法错误的是（）

A . 产生22.4L(标准状况) $\text{[math]}$ 时，反应中转移 $\text{[math]}$ B . 反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为11：6 C . 可用石灰乳吸收反应产生的 $\text{[math]}$ 制备漂白粉 D . 可用酸化的淀粉碘化钾溶液检验食盐中 $\text{[math]}$ 的存在

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2. (2021·湖南) 锌溴液流电池是一种先进的水溶液电解质电池，广泛应用于再生能源储能和智能电网的备用电源等。三单体串联锌溴液流电池工作原理如图所：

下列说法错误的是（）

A . 放电时，N极为正极 B . 放电时，左侧贮液器中 $\text{[math]}$ 的浓度不断减小 C . 充电时，M极的电极反应式为 $\text{[math]}$ D . 隔膜允许阳离子通过，也允许阴离子通过

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3. (2024高二下·浙江期中) 关于非金属含氧酸及其盐的性质，下列说法正确的是（）

A . 浓H₂SO₄具有强吸水性，能吸收糖类化合物中的水分并使其炭化 B . NaClO、KClO₃等氯的含氧酸盐的氧化性会随溶液的pH减小而增强 C . 加热NaI与浓H₃PO₄混合物可制备HI，说明H₃PO₄比HI酸性强 D . 浓HNO₃和稀HNO₃与Cu反应的还原产物分别为NO₂和NO，故稀HNO₃氧化性更强

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4. (2021·河北) K—O₂电池结构如图，a和b为两个电极，其中之一为单质钾片。关于该电池，下列说法错误的是（）

A . 隔膜允许K⁺通过，不允许O₂通过 B . 放电时，电流由b电极沿导线流向a电极；充电时，b电极为阳极 C . 产生1Ah电量时，生成KO₂的质量与消耗O₂的质量比值约为2.22 D . 用此电池为铅酸蓄电池充电，消耗3.9g钾时，铅酸蓄电池消耗0.9g水

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5. (2021·全国乙卷) 沿海电厂采用海水为冷却水，但在排水管中生物的附着和滋生会阻碍冷却水排故并降低冷却效率。为解决这一问题，通常在管道口设置一对情性电极（如图所示），通入一定的电流。
下列叙述错误的是（）

A . 阳极发生将海水中的 $\text{[math]}$ 氧化生成 $\text{[math]}$ 的反应 B . 管道中可以生成氧化灭杀附着生物的NaClO C . 阴极生成的 $\text{[math]}$ 应及时通风稀释安全地排入大气 D . 阳极表面形成的Mg $\text{[math]}$ 等积垢需要定期清理

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6. (2024高二上·北京市月考) 已知共价键的键能与热化学方程式信息如下表：

共价键

H- H

H-O

键能/(kJ·mol^-1)

436

463

热化学方程式

2H₂(g) + O₂ (g)=2H₂O(g) ΔH= -482kJ·mol^-1

则2O(g)=O₂(g)的ΔH为（）

A . 428 kJ·mol^-1 B . -428 kJ·mol^-1 C . 498 kJ·mol^-1 D . -498 kJ·mol^-1

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7. (2023高三上·东区月考) 关于反应8NH₃+6NO₂=7N₂+12H₂O，下列说法正确的是（）

A . NH₃中H元素被氧化 B . NO₂在反应过程中失去电子 C . 还原剂与氧化剂的物质的量之比为3：4 D . 氧化产物与还原产物的质量之比为4：3

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8. (2021·浙江) 镍镉电池是二次电池，其工作原理示意图如下(L 为小灯泡，K₁、K₂为开关，a、b为直流电源的两极)。

下列说法错误的是（）

A . 断开K₂、合上K₁ ，镍镉电池能量转化形式：化学能→电能 B . 断开K₁、合上K₂ ，电极A为阴极，发生还原反应 C . 电极B发生氧化反应过程中，溶液中KOH浓度不变 D . 镍镉二次电池的总反应式：Cd+ 2NiOOH+2H₂O $\text{[math]}$ Cd(OH)₂+2Ni(OH)₂

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二、综合题

9. (2021·湖南) 氨气中氢含量高，是一种优良的小分子储氢载体，且安全、易储运，可通过下面两种方法由氨气得到氢气。
方法I：氨热分解法制氢气

相关化学键的键能数据

化学键

$\text{[math]}$

$\text{[math]}$

$\text{[math]}$

键能 $\text{[math]}$

946

436.0

390.8

一定温度下，利用催化剂将 $\text{[math]}$ 分解为 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 。回答下列问题：
1. （1）反应 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ；
2. （2）已知该反应的 $\text{[math]}$ ，在下列哪些温度下反应能自发进行？_______(填标号)
  
  A . 25℃ B . 125℃ C . 225℃ D . 325℃
3. （3）某兴趣小组对该反应进行了实验探究。在一定温度和催化剂的条件下，将 $\text{[math]}$ 通入3L的密闭容器中进行反应(此时容器内总压为200kPa)，各物质的分压随时间的变化曲线如图所示。
  
  ①若保持容器体积不变， $\text{[math]}$ 时反应达到平衡，用 $\text{[math]}$ 的浓度变化表示 $\text{[math]}$ 时间内的反应速率 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ (用含 $\text{[math]}$ 的代数式表示)
  
  ② $\text{[math]}$ 时将容器体积迅速缩小至原来的一半并保持不变，图中能正确表示压缩后 $\text{[math]}$ 分压变化趋势的曲线是(用图中a、b、c、d表示)，理由是；
  
  ③在该温度下，反应的标准平衡常数 $\text{[math]}$ 。(已知：分压=总压×该组分物质的量分数，对于反应 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ，其中 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 为各组分的平衡分压)。
  
  方法Ⅱ：氨电解法制氢气
  
  利用电解原理，将氮转化为高纯氢气，其装置如图所示。
4. （4）电解过程中 $\text{[math]}$ 的移动方向为(填“从左往右”或“从右往左”)；
5. （5）阳极的电极反应式为。
  KOH溶液KOH溶液
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10. (2021·河北) 当今，世界多国相继规划了碳达峰、碳中和的时间节点。因此，研发二氧化碳利用技术，降低空气中二氧化碳含量成为研究热点。
1. （1）大气中的二氧化碳主要来自于煤、石油及其他含碳化合物的燃烧。已知25℃时，相关物质的燃烧热数据如表：
  
  物质
  
  H₂(g)
  
  C(石墨，s)
  
  C₆H₆(l)
  
  燃烧热△H(kJ•mol^-1)
  
  -285.8
  
  -393.5
  
  -3267.5
  
  则25℃时H₂(g)和C(石墨，s)生成C₆H₆(l)的热化学方程式为。
2. （2）雨水中含有来自大气的CO₂ ，溶于水中的CO₂进一步和水反应，发生电离：
  ①CO₂(g)=CO₂(aq)
  
  ②CO₂(aq)+H₂O(l)=H⁺(aq)+HCO $\text{[math]}$ (aq)
  
  25℃时，反应②的平衡常数为K₂。
  
  溶液中CO₂的浓度与其在空气中的分压成正比(分压=总压×物质的量分数)，比例系数为ymol•L^-1•kPa^-1 ，当大气压强为pkPa，大气中CO₂(g)的物质的量分数为x时，溶液中H⁺浓度为mol•L^-1(写出表达式，考虑水的电离，忽略HCO $\text{[math]}$ 的电离)
3. （3） 105℃时，将足量的某碳酸氢盐(MHCO₃)固体置于真空恒容容器中，存在如下平衡：2MHCO₃(s) $\text{[math]}$ M₂CO₃(s)+H₂O(g)+CO₂(g)。上述反应达平衡时体系的总压为46kPa。
  保持温度不变，开始时在体系中先通入一定量的CO₂(g)，再加入足量MHCO₃(s)，欲使平衡时体系中水蒸气的分压小于5kPa，CO₂(g)的初始压强应大于kPa。
4. （4）我国科学家研究Li—CO₂电池，取得了重大科研成果，回答下列问题：
  ①Li—CO₂电池中，Li为单质锂片，则该电池中的CO₂在(填“正”或“负”)极发生电化学反应。研究表明，该电池反应产物为碳酸锂和单质碳，且CO₂电还原后与锂离子结合形成碳酸锂按以下4个步骤进行，写出步骤Ⅲ的离子方程式。
  
  Ⅰ.2CO₂+2e^-=C₂O $\text{[math]}$ Ⅱ.C₂O $\text{[math]}$ =CO₂+CO $\text{[math]}$
  
  Ⅲ. Ⅳ.CO $\text{[math]}$ +2Li⁺=Li₂CO₃
  
  ②研究表明，在电解质水溶液中，CO₂气体可被电化学还原。
  
  Ⅰ.CO₂在碱性介质中电还原为正丙醇(CH₃CH₂CH₂OH)的电极反应方程式为。
  
  Ⅱ.在电解质水溶液中，三种不同催化剂(a、b、c)上CO₂电还原为CO的反应进程中(H⁺被还原为H₂的反应可同时发生)，相对能量变化如图.由此判断，CO₂电还原为CO从易到难的顺序为(用a、b、c字母排序)。
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11. (2021·全国乙卷) 氧化石墨烯具有稳定的网状结构，在能源、材料等领域有着重要的应用前景，通过氧化剥离石墨制备氧化石墨烯的一种方法如下（装置如图所示）：

I.将浓H₂SO₄、NaNO₃、石墨粉末在c中混合，置于冰水浴中。剧烈搅拌下，分批缓慢加入KMnO₄粉末，塞好瓶口。

II.转至油浴中，35℃搅拌1小时，缓慢滴加一定量的蒸馏水。升温至98℃并保持1小时。

III.转移至大烧杯中，静置冷却至室温。加入大量蒸馏水，而后滴加H₂O₂至悬浊液由紫色变为土黄色。

IV.离心分离，稀盐酸洗涤沉淀。

V.蒸馏水洗涤沉淀。

VI.冷冻干燥，得到土黄色的氧化石墨烯。

回答下列问题：
1. （1）装置图中，仪器a、c的名称分别是、，仪器b的进水口是（填字母）。
2. （2）步骤I中，需分批缓慢加入KMnO₄粉末并使用冰水浴，原因是.
3. （3）步骤II中的加热方式采用油浴，不使用热水浴，原因是＿.
4. （4）步骤III中，H₂O₂的作用是（以离子方程式表示）.
5. （5）步骤IV中，洗涤是否完成，可通过检测洗出液中是否存在SO₄^2-来判断。检测的方法是.
6. （6）步骤V可用pH试纸检测来判断Cl^-是否洗净，其理由是.
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12. (2021·全国乙卷) 磁选后的炼铁高钛炉渣，主要成分有 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、MgO、CaO以及少量的 $\text{[math]}$ ，为节约和充分利用资源，通过如下工艺流程回收钛、铝、镁等。

该工艺下，有关金属离子开始沉淀和沉淀完全的pH见下表：

金属离子	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$
开始沉淀的pH	2.2	3.5	9.5	12.4
沉淀完全(c=1.0×10*mol-L')的pH	3.2	4.7	11.1	13.8

回答下列问题：

（1） “焙烧”中， $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 几乎不发生反应， $\text{[math]}$ 、MgO、CaO、 $\text{[math]}$ 转化为相应的硫酸盐，写出 $\text{[math]}$ 转化为 $\text{[math]}$ 的化学方程式。
（2） “水浸”后“滤液”的pH约为2.0，在“分步沉淀”氨水逐步调节pH至11.6，依次析出的金属离子是。
（3） “母液①”中 $\text{[math]}$ 浓度为mol· $\text{[math]}$
（4） ”水浸渣”在160℃“酸溶”，最适合的酸是。“酸溶渣”的成分是、。
（5） “酸溶”后，将溶液适当稀释并加热， $\text{[math]}$ 水解析出 $\text{[math]}$ 沉淀，该反应的离子方程式是。
（6）将“母液①”和“母液②”混合，吸收尾气，经处理得，循环利用。

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13. (2021·全国乙卷) 一氯化碘（ICl)是一种卤素互化物，具有强氧化性，可与金属直接反应，也可用作有机合成中的碘化剂。回答下列问题：
1. （1）历史上海藻提碘中得到一种红棕色液体，由于性质相似，Liebig误认为是ICl，从而错过了一种新元素的发现。该元素是.
2. （2）氯铂酸钡（BaPtCl₆)固体加热时部分分解为BaCl₂、Pt和Cl₂ ， 376.8℃时平衡常数K^‘_p=1.0x10⁴Pa²。在一硬质玻璃烧瓶中加入过量BaPtCl₆ ，抽真空后，通过一支管通入碘蒸气（然后将支管封闭）。在376.8℃，碘蒸气初始压强为20.0kPa.376.8℃平衡时，测得烧瓶中压强为32.5kPa，则P_ICl=kPa，反应2ICl(g)=Cl₂(g)+I₂(g)的平衡常数K=（列出计算式即可）.
3. （3） McMorris 测定和计算了在136-180℃范围内下列反应的平衡常数K_P ：
  2NO(g)+2ICl(g) $\text{[math]}$ 2NOCl(g)+I₂(g) K_P1
  
  2NOCl(g) $\text{[math]}$ 2NO(g)+Cl₂(g) K_P2
  
  得到lgK_P1 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 和lgK_P2 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 均为线性关系，如下图所示：
  
  ①由图可知，NOCl分解为NO和Cl₂反应的ΔH0(填“大于”或“小于”）.
  
  ②反应2ICl(g)=Cl₂(g)+I₂(g)的K=（用K_P1、K_P2表示）：该反应的ΔH0(填“大于”或“小于”)，写出推理过程.
4. （4） Kistiakowsky曾研究了NOCl光化学分解反应，在一定频率(v)光的照射下机理为：
  NOCl+hv→NOC^*
  
  NOCl+NOCl^*→2NO+Cl₂
  
  其中hv表示一个光子能量，NOCl^*表示NOCl的激发态。可知，分解1mol的NOCl需要吸收mol的光子。
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14. (2021·浙江) “氯碱工业”以电解饱和食盐水为基础制取氯气等产品，氯气是实验室和工业上的常用气体。请回答：
1. （1）电解饱和食盐水制取氯气的化学方程式是。
2. （2）下列说法错误的是______。
  
  A . 可采用碱石灰干燥氯气 B . 可通过排饱和食盐水法收集氯气 C . 常温下，可通过加压使氯气液化而储存于钢瓶中 D . 工业上，常用氢气和氯气反应生成的氯化氢溶于水制取盐酸
3. （3）在一定温度下，氯气溶于水的过程及其平衡常数为：
  Cl₂(g)⇌Cl₂(aq) K₁=c(Cl₂)/p
  
  Cl₂(aq) + H₂O(l)⇌H⁺ (aq)+Cl^- (aq) + HClO(aq) K₂
  
  其中p为Cl₂(g)的平衡压强，c(Cl₂)为Cl₂在水溶液中的平衡浓度。
  
  ①Cl₂(g)⇌Cl₂(aq)的焓变ΔH₁0。(填”>”、“=”或“<”)
  
  ②平衡常数K₂的表达式为K₂=。
  
  ③氯气在水中的溶解度(以物质的量浓度表示)为c，则c=。(用平衡压强p和上述平衡常数表示，忽略HClO的电离)
4. （4）工业上，常采用“加碳氯化”的方法以高钛渣(主要成分为TiO₂)为原料生产TiCl₄ ，相应的化学方程式为；
  I.TiO₂(s)+2Cl₂(g)⇌TiCl₄(g)+O₂(g) ΔH_I=181 mol·L^-1 ， K_I=-3.4×10^-29
  
  II.2C(s)+O₂(g)⇌2CO(g) ΔH_II= - 221 mol·L^-1 ， K_II=1.2×10⁴⁸
  
  结合数据说明氯化过程中加碳的理由。
5. （5）在一定温度下，以I₂为催化剂，氯苯和Cl₂在CS₂中发生平行反应，分别生成邻二氯苯和对二氯苯，两产物浓度之比与反应时间无关。反应物起始浓度均为0.5 mol·L^-1 ，反应30 min测得氯苯15%转化为邻二氯苯，25%转化为对二氯苯。保持其他条件不变，若要提高产物中邻二氯苯的比例，可采用的措施是______。
  
  A . 适当提高反应温度 B . 改变催化剂 C . 适当降低反应温度 D . 改变反应物浓度
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15. (2021·浙江) 某兴趣小组用铬铁矿[Fe(CrO₂)₂]制备K₂Cr₂O₇晶体，流程如下：

已知：4Fe (CrO₂)₂ + 10Na₂CO₃+7O₂ $\text{[math]}$ 8Na₂CrO₄ +4NaFeO₂+10CO₂

2H⁺+2CrO $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ Cr₂O $\text{[math]}$ +H₂O

相关物质的溶解度随温度变化如下图。

请回答：
1. （1）步骤I，将铬铁矿粉碎有利于加快高温氧化的速率，其理由是。
2. （2）下列说法正确的是______。
  
  A . 步骤II，低温可提高浸取率 B . 步骤II，过滤可除去NaFeO₂水解产生的Fe(OH)₃ C . 步骤III，酸化的目的主要是使Na₂CrO₄转变为Na₂Cr₂O₇ D . 步骤IV，所得滤渣的主要成分是Na₂SO₄和Na₂CO₃
3. （3）步骤V，重结晶前，为了得到杂质较少的K₂Cr₂O₇粗产品，从下列选项中选出合理的操作(操作不能重复使用)并排序：溶解KCl →→→→→重结晶。
  a.50℃蒸发溶剂；
  
  b.100℃ 蒸发溶剂；
  
  c．抽滤；
  
  d．冷却至室温；
  
  e．蒸发至溶液出现晶膜，停止加热；
  
  f．蒸发至溶液中出现大量晶体，停止加热。
4. （4）为了测定K₂Cr₂O₇产品的纯度，可采用氧化还原滴定法。
  ①下列关于滴定分析的操作，错误的是。
  
  A．用量筒量取25.00mL待测液转移至锥形瓶
  
  B．滴定时要适当控制滴定速度
  
  C．滴定时应一直观察滴定管中溶液体积的变化
  
  D．读数时应将滴定管从架上取下，捏住管上端无刻度处，使滴定管保持垂直
  
  E．平行滴定时，须重新装液并调节液面至“0”刻度或“0”刻度以下
  
  ②在接近终点时，使用“半滴操作”可提高测量的准确度。其方法是：将旋塞稍稍转动，使半滴溶液悬于管口，用锥形瓶内壁将半滴溶液沾落，继续摇动锥形瓶，观察颜色变化。(请在横线上补全操作)
5. （5）该小组用滴定法准确测得产品中K₂Cr₂O₇的质量分数为98.50%。某同学还用分光光度法测定产品纯度(K₂Cr₂O₇溶液的吸光度与其浓度成正比例)，但测得的质量分数明显偏低。分析其原因，发现配制K₂Cr₂O₇待测水溶液时少加了一种试剂。该试剂是，添加该试剂的理由是。
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16. (2021·浙江) 玻璃仪器内壁残留的硫单质可用热KOH溶液洗涤除去，发生如下反应：
3S+6KOH $\text{[math]}$ 2K₂S+K₂SO₃+3H₂O

(x-1)S+K₂S $\text{[math]}$ K₂S_x(x=2~6)

S+ K₂SO₃ $\text{[math]}$ K₂S₂O₃

请计算：
1. （1） 0.480 g硫单质与V mL 1.00 mol·L^-1热KOH溶液恰好完全反应，只生成K₂S和K₂SO₃ ，则V=。
2. （2） 2.560 g硫单质与60.0 mL 1.00 mol·L^-1热KOH溶液恰好完全反应，只生成K₂S_x和K₂S₂O₃ ，则x=。(写出计算过程)
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