2022年高考化學大一輪復(fù)習 第六章 專題集錦訓練 魯科版

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1、2022年高考化學大一輪復(fù)習 第六章 專題集錦訓練 魯科版 1．下圖為一種新型的生物燃料電池，它有兩上涂覆著酶的電極，處于充滿空氣和少量氫氣的玻璃槽中，由于氣體可以混合從而省去了昂貴的燃料隔離膜。下列對其工作原理敘述正確的是(　　) A．該電池工作過程中，H＋濃度不斷增大 B．該電池在高溫環(huán)境下能提供更好的動力 C．該電池負極反應(yīng)為：H2－2e－===2H＋ D．該電池正極反應(yīng)為：O2＋4e－===2O2－ 解析：根據(jù)信息該電池反應(yīng)方程式為2H2＋O2===2H2O，在生物體中，H2O為穩(wěn)定產(chǎn)物，則正極反應(yīng)式為O2＋4H＋＋4e－===2H2O，負極反應(yīng)式為2H2－4e－===

2、4H＋，H＋生成量與消耗量相同，則反應(yīng)過程中，H＋濃度不變；由于酶受熱易發(fā)生變性，而失去催化效果。 答案：C 2．(xx·試題調(diào)研)高鐵電池是一種新型可充電電池，與普通高能電池相比，該電池能長時間保持穩(wěn)定的放電電壓。高鐵電池的總反應(yīng)為：3Zn＋2K2FeO4＋8H2O3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4KOH。下列敘述不正確的是(　　) A．放電時鋅作負極 B．充電時氫氧化鐵被氧化 C．放電時溶液的堿性增強 D．放電時轉(zhuǎn)移3 mol e－，有2 mol FeO被還原 解析：由電池反應(yīng)知，Zn從0價變?yōu)椋?價的Zn(OH)2失去電子，作為原電池的負極，A項正確；充電時，F(xiàn)e(OH

3、)3中的＋3價的鐵被氧化為K2FeO4中的＋6價的鐵，B項正確；放電時，生成OH－，對應(yīng)的溶液堿性增強，C項正確；此反應(yīng)共轉(zhuǎn)移6 mol e－，對應(yīng)有2 mol FeO被還原，D項錯誤。 答案：D 3．某固體酸燃料電池以CsHSO4固體為電解質(zhì)傳遞H＋，其基本結(jié)構(gòu)如圖所示，電池總反應(yīng)可表示為2H2＋O2===2H2O，下列有關(guān)說法正確的是(　　) A．電子通過外電路從b極流向a極 B．b極上的電極反應(yīng)式為O2＋2H2O＋4e－===4OH－ C．每轉(zhuǎn)移0.1 mol電子，消耗1.12 L的H2 D．H＋由a極通過固體酸電解質(zhì)傳遞到b極 解析：本題考查原電池知識，意在考查考生的

4、分析能力。該原電池的化學原理是H2被氧化，在負極(a極)發(fā)生反應(yīng)：H2－2e－===2H＋，H＋由a極傳遞到b極，D項正確；O2發(fā)生還原反應(yīng)，在正極(b極)發(fā)生反應(yīng)：O2＋4H＋＋4e－===2H2O，則電子從a極流向b極，A、B兩項不正確；C項因未指明氣體所處的溫度和壓強，不正確。 答案：D 4．下列熱化學方程式中，正確的是(　　) A．甲烷的燃燒熱為890.3 kJ·mol－1，則甲烷燃燒的熱化學方程式可表示為CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－890.3 kJ·mol－1 B．500℃、30 MPa下，將0.5 mol N2和1.5 mol H2

5、置于密閉器中充分反應(yīng)生成NH3(g)，放熱19.3 kJ，其熱化學方程式為N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＝－38.6 kJ·mol－1 C．HCl和NaOH反應(yīng)的中和熱為－57.3 kJ·mol－1，則H2SO4和Ca(OH)2反應(yīng)的中和熱ΔH＝2×(－57.3 kJ·mol－1) D．在101 kPa時，2 g H2完全燃燒生成液態(tài)水，放出285.8 kJ熱量，氫氣燃燒的熱化學方程式為2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－571.6 kJ·mol－1 【解析】　燃燒熱是指在25℃、101 kPa下，1 mol純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時放出的熱量，

6、A項的熱化學方程式中生成的水為氣態(tài)，不屬于穩(wěn)定的氧化物，故ΔH<－890.3 kJ/mol；B項由反應(yīng)是可逆反應(yīng)，可知放出19.3 kJ的熱量時生成NH3的量一定小于1 mol，故N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH<－38.6 kJ/mol；中和熱是指酸、堿的稀溶液發(fā)生中和反應(yīng)生成1 mol H2O時放出的熱量，故硫酸與氫氧化鈣反應(yīng)的中和熱ΔH＝－57.3 kJ/mol。 【答案】　D 5．科研、生產(chǎn)中常涉及鐵及其化合物 (1)實驗室配制FeSO4溶液時，常向溶液中加入的物質(zhì)有__________________。 (2)高鐵酸鹽在能源、環(huán)保等方面有著廣泛的用途，高鐵酸鉀

7、(K2FeO4)是一種理想的水處理劑，處理水時所起的作用是________________________。 (3)高鐵電池是一種新型可充電、能長時間保持穩(wěn)定放電電壓的電池。該電池總反應(yīng)式為3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4KOH3Zn＋2K2FeO4＋8H2O，該電池放電時的負極反應(yīng)式為________，充電時陽極附近溶液的pH________(填“變大”、“不變”或“變小”)。 (4)高爐煉鐵過程中發(fā)生下列反應(yīng)： ①Fe2O3(s)＋3CO(g)===2Fe(s)＋3CO2(g)　ΔH＝－24.8 kJ/mol ②3Fe2O3(s)＋CO(g)===2Fe3O4(s)＋CO2(

8、g)　ΔH＝－47.2 kJ/mol ③3Fe2O3(s)＋CO(g)===3FeO(s)＋CO2(g)　ΔH＝＋640.4 kJ/mol 請你寫出用CO還原FeO固體制得Fe和CO2的熱化學方程式：________________。 解析：(1)FeSO4是強酸弱堿鹽，易發(fā)生水解使溶液呈酸性，配制溶液時，需加入稀硫酸抑制Fe2＋水解，F(xiàn)eSO4具有較強的還原性，還需加入鐵粉，防止Fe2＋被氧化。 (2)高鐵酸鉀中鐵為＋6價，具有很強的氧化性，可用于殺菌，高鐵酸鉀的還原產(chǎn)物是Fe3＋，易水解生成氫氧化鐵膠體，具有較強的吸附雜質(zhì)的能力，可用于凈水。 (3)該電池放電時，Zn失電子，為電

9、池的負極，結(jié)合產(chǎn)物Zn(OH)2，可寫出放電時的負極反應(yīng)式為Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2，正極反應(yīng)式為FeO＋4H2O＋3e－===Fe(OH)3＋5OH－。充電時，充電電池的陽極與電源的正極相連，陽極反應(yīng)式為Fe(OH)3＋5OH－－3e－===FeO＋4H2O，pH變小。 (4)根據(jù)反應(yīng)FeO(s)＋CO(g)===Fe(s)＋CO2(g)與高爐煉鐵的反應(yīng)可知：3×①－②－2×③得到6FeO(s)＋6CO(g)===6Fe(s)＋6CO2(g)　ΔH＝－1 308 kJ/mol，簡化成FeO(s)＋CO(g)===Fe(s)＋CO2(g)　ΔH＝－218 kJ/mol。

10、答案：(1)稀硫酸和鐵粉　(2)殺菌劑(強氧化劑)和吸附劑(凈水劑)　(3)Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2　變小 (4)FeO(s)＋CO(g)===Fe(s)＋CO2(g) ΔH＝－218 kJ/mol 6．《全球科技經(jīng)濟瞭望》報道了美國氫燃料電池技術(shù)的發(fā)展。目前，我國的能源結(jié)構(gòu)主要是煤，還有石油、天然氣、核能等，這些能源都是不可再生且污染環(huán)境的能源，研究和開發(fā)清潔而又用之不竭的能源是未來發(fā)展的首要任務(wù)。科學家預(yù)測“氫能”將是未來21世紀最理想的新能源，氫能是利用氫氣的燃燒反應(yīng)放熱提供能量。即H2(g)＋1/2O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－285.5 kJ·mol－

11、1。 (1)試分析為什么“氫能”將是未來21世紀最理想的新能源？(指出兩點優(yōu)點即可) (2)目前世界上的氫氣絕大部分是從石油、煤炭和天然氣中制取。請寫出工業(yè)上由天然氣和高溫水蒸氣反應(yīng)制氫氣的化學方程式。 (3)利用硫－碘熱循環(huán)法制取氫氣也是化學家常用的一種方法，總反應(yīng)方程式2H2O2H2↑＋O2↑，其循環(huán)過程分三步進行： (a)SO2＋I2＋H2O―→A＋B (b)A―→？＋？(c)B―→？＋？＋？ ①完成以上三步反應(yīng)，并確定哪步反應(yīng)最難進行。 ②請對硫—碘熱循環(huán)法制取氫的優(yōu)劣和前景做出分析。 (4)目前，有人提出一種最經(jīng)濟最理想的獲得氫能源的循環(huán)體系，如下圖所示： 這是

12、一種最理想的氫能源循環(huán)體系，類似于生物的光合作用，太陽能和水是用之不竭的，而且價格低廉。急需化學家研究的是________________________。 (5)列舉兩種方法簡單安全地輸送氫氣。 解析：(1)氫是宇宙中含量最豐富的元素之一，可提取出無窮無盡的氫氣。氫氣用作燃料不會污染環(huán)境，重量又輕，優(yōu)點很多。 (2)該反應(yīng)式的書寫要注意工業(yè)上充分利用天然氣，獲得更多的氫氣，必須利用廉價的水來提供氫，而不是直接分解。另外產(chǎn)物是二氧化碳，而不是一氧化碳，這樣甲烷的利用率才更高。其反應(yīng)式為CH4＋2H2O(g)CO2＋4H2。 (3)(a)SO2＋I2＋2H2O===2HI＋H2SO4

13、 (b)2HI===H2＋I2 (c)2H2SO4===2SO2↑＋O2↑＋2H2O ①由于硫酸很穩(wěn)定，所以反應(yīng)(c)最難進行。 ②該循環(huán)過程需要很高的熱量，需在較高溫度下才能進行，生成的SO2和I2可以循環(huán)使用，其他產(chǎn)物對環(huán)境無污染，但耗能太大，所以此法不可取，若把太陽能用到上述循環(huán)中，該工藝將是合理的。 (4)由圖可見，科學家需研究出合適的光分解催化劑，它能在光照條件下促使水的分解速率加快。 (5)管道運輸(可以把現(xiàn)有的天然氣和城市煤氣管道輸送系統(tǒng)改造為氫氣輸送系統(tǒng))；用金屬儲氫材料儲存后再運輸。 答案：(1)氫氣來源廣泛，作燃料不會產(chǎn)生污染等(答案合理即可) (2)CH4＋2H2O(g)CO2＋4H2 (3)①(a)SO2＋I2＋2H2O===2HI＋H2SO4 (b)2HI===H2＋I2 (c)2H2SO4===2SO2↑＋O2↑＋2H2O，最難進行的為(c)。 ②此法中SO2、I2可循環(huán)利用，對環(huán)境無污染，但耗能太大，不可取，若把太陽能用到上述循環(huán)中，該工藝將是合理的。 (4)合適的光分解催化劑，在光照下加快H2O的分解速率 (5)管道運輸、用金屬儲氫材料儲存后再運輸(答案合理即可)