2022年高考化學(xué)大一輪復(fù)習(xí) 第六章 專題集錦訓(xùn)練 魯科版

2022年高考化學(xué)大一輪復(fù)習(xí) 第六章 專題集錦訓(xùn)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(duì)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(dòng)力C該電池負(fù)極反應(yīng)為：H22e=2HD該電池正極反應(yīng)為：O24e=2O2解析：根據(jù)信息該電池反應(yīng)方程式為2H2O2=2H2O，在生物體中，H2O為穩(wěn)定產(chǎn)物，則正極反應(yīng)式為O24H4e=2H2O，負(fù)極反應(yīng)式為2H24e=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：C2(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(zhǎng)時(shí)間保持穩(wěn)定的放電電壓。高鐵電池的總反應(yīng)為：3Zn2K2FeO48H2O3Zn(OH)22Fe(OH)34KOH。下列敘述不正確的是()A放電時(shí)鋅作負(fù)極B充電時(shí)氫氧化鐵被氧化C放電時(shí)溶液的堿性增強(qiáng)D放電時(shí)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(jià)變?yōu)?價(jià)的Zn(OH)2失去電子，作為原電池的負(fù)極，A項(xiàng)正確；充電時(shí)，F(xiàn)e(OH)3中的3價(jià)的鐵被氧化為K2FeO4中的6價(jià)的鐵，B項(xiàng)正確；放電時(shí)，生成OH，對(duì)應(yīng)的溶液堿性增強(qiáng)，C項(xiàng)正確；此反應(yīng)共轉(zhuǎn)移6 mol e，對(duì)應(yīng)有2 mol FeO被還原，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：D3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2H2O2=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Bb極上的電極反應(yīng)式為O22H2O4e=4OHC每轉(zhuǎn)移0.1 mol電子，消耗1.12 L的H2DH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(shí)，意在考查考生的分析能力。該原電池的化學(xué)原理是H2被氧化，在負(fù)極(a極)發(fā)生反應(yīng)：H22e=2H，H由a極傳遞到b極，D項(xiàng)正確；O2發(fā)生還原反應(yīng)，在正極(b極)發(fā)生反應(yīng)：O24H4e=2H2O，則電子從a極流向b極，A、B兩項(xiàng)不正確；C項(xiàng)因未指明氣體所處的溫度和壓強(qiáng)，不正確。答案：D4下列熱化學(xué)方程式中，正確的是()A甲烷的燃燒熱為890.3 kJ·mol1，則甲烷燃燒的熱化學(xué)方程式可表示為CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g)H890.3 kJ·mol1B500、30 MPa下，將0.5 mol N2和1.5 mol H2置于密閉器中充分反應(yīng)生成NH3(g)，放熱19.3 kJ，其熱化學(xué)方程式為N2(g)3H2(g)2NH3(g)H38.6 kJ·mol1CHCl和NaOH反應(yīng)的中和熱為57.3 kJ·mol1，則H2SO4和Ca(OH)2反應(yīng)的中和熱H2×(57.3 kJ·mol1)D在101 kPa時(shí)，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(xué)方程式為2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H571.6 kJ·mol1【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(shí)放出的熱量，A項(xiàng)的熱化學(xué)方程式中生成的水為氣態(tài)，不屬于穩(wěn)定的氧化物，故H<890.3 kJ/mol；B項(xiàng)由反應(yīng)是可逆反應(yīng)，可知放出19.3 kJ的熱量時(shí)生成NH3的量一定小于1 mol，故N2(g)3H2(g)2NH3(g)H<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(shí)放出的熱量，故硫酸與氫氧化鈣反應(yīng)的中和熱H57.3 kJ/mol?！敬鸢浮緿5科研、生產(chǎn)中常涉及鐵及其化合物(1)實(shí)驗(yàn)室配制FeSO4溶液時(shí)，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(K2FeO4)是一種理想的水處理劑，處理水時(shí)所起的作用是_。(3)高鐵電池是一種新型可充電、能長(zhǎng)時(shí)間保持穩(wěn)定放電電壓的電池。該電池總反應(yīng)式為3Zn(OH)22Fe(OH)34KOH3Zn2K2FeO48H2O，該電池放電時(shí)的負(fù)極反應(yīng)式為_，充電時(shí)陽(yáng)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)：Fe2O3(s)3CO(g)=2Fe(s)3CO2(g)H24.8 kJ/mol3Fe2O3(s)CO(g)=2Fe3O4(s)CO2(g)H47.2 kJ/mol3Fe2O3(s)CO(g)=3FeO(s)CO2(g)H640.4 kJ/mol請(qǐng)你寫出用CO還原FeO固體制得Fe和CO2的熱化學(xué)方程式：_。解析：(1)FeSO4是強(qiáng)酸弱堿鹽，易發(fā)生水解使溶液呈酸性，配制溶液時(shí)，需加入稀硫酸抑制Fe2水解，F(xiàn)eSO4具有較強(qiáng)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(jià)，具有很強(qiáng)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(qiáng)的吸附雜質(zhì)的能力，可用于凈水。(3)該電池放電時(shí)，Zn失電子，為電池的負(fù)極，結(jié)合產(chǎn)物Zn(OH)2，可寫出放電時(shí)的負(fù)極反應(yīng)式為Zn2OH2e=Zn(OH)2，正極反應(yīng)式為FeO4H2O3e=Fe(OH)35OH。充電時(shí)，充電電池的陽(yáng)極與電源的正極相連，陽(yáng)極反應(yīng)式為Fe(OH)35OH3e=FeO4H2O，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：3×2×得到6FeO(s)6CO(g)=6Fe(s)6CO2(g)H1 308 kJ/mol，簡(jiǎn)化成FeO(s)CO(g)=Fe(s)CO2(g)H218 kJ/mol。答案：(1)稀硫酸和鐵粉(2)殺菌劑(強(qiáng)氧化劑)和吸附劑(凈水劑)(3)Zn2OH2e=Zn(OH)2變小(4)FeO(s)CO(g)=Fe(s)CO2(g)H218 kJ/mol6全球科技經(jīng)濟(jì)瞭望報(bào)道了美國(guó)氫燃料電池技術(shù)的發(fā)展。目前，我國(guó)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(xué)家預(yù)測(cè)“氫能”將是未來21世紀(jì)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)H285.5 kJ·mol1。(1)試分析為什么“氫能”將是未來21世紀(jì)最理想的新能源？(指出兩點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)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(qǐng)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(xué)方程式。(3)利用硫碘熱循環(huán)法制取氫氣也是化學(xué)家常用的一種方法，總反應(yīng)方程式2H2O2H2O2，其循環(huán)過程分三步進(jìn)行：(a)SO2I2H2OAB(b)A？(c)B？完成以上三步反應(yīng)，并確定哪步反應(yīng)最難進(jìn)行。請(qǐng)對(duì)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(jì)最理想的獲得氫能源的循環(huán)體系，如下圖所示：這是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(yáng)能和水是用之不竭的，而且價(jià)格低廉。急需化學(xué)家研究的是_。(5)列舉兩種方法簡(jiǎn)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(wú)窮無(wú)盡的氫氣。氫氣用作燃料不會(huì)污染環(huán)境，重量又輕，優(yōu)點(diǎn)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(jià)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CH42H2O(g)CO24H2。(3)(a)SO2I22H2O=2HIH2SO4(b)2HI=H2I2(c)2H2SO4=2SO2O22H2O由于硫酸很穩(wěn)定，所以反應(yīng)(c)最難進(jìn)行。該循環(huán)過程需要很高的熱量，需在較高溫度下才能進(jìn)行，生成的SO2和I2可以循環(huán)使用，其他產(chǎn)物對(duì)環(huán)境無(wú)污染，但耗能太大，所以此法不可取，若把太陽(yáng)能用到上述循環(huán)中，該工藝將是合理的。(4)由圖可見，科學(xué)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(yùn)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(chǔ)氫材料儲(chǔ)存后再運(yùn)輸。答案：(1)氫氣來源廣泛，作燃料不會(huì)產(chǎn)生污染等(答案合理即可)(2)CH42H2O(g)CO24H2(3)(a)SO2I22H2O=2HIH2SO4(b)2HI=H2I2(c)2H2SO4=2SO2O22H2O，最難進(jìn)行的為(c)。此法中SO2、I2可循環(huán)利用，對(duì)環(huán)境無(wú)污染，但耗能太大，不可取，若把太陽(yáng)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(yùn)輸、用金屬儲(chǔ)氫材料儲(chǔ)存后再運(yùn)輸(答案合理即可)