2019-2020年高考化學試題匯編 專題五 化學能與電能（B卷）（含解析）.doc

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2019-2020年高考化學試題匯編 專題五 化學能與電能（B卷）（含解析） 一、選擇題（每題5分，共50分） 1.（xx·北京西城區(qū)二模試卷·10）電化學氣敏傳感器可用于監(jiān)測環(huán)境中NH3的含量，其工作原理示意圖如下。下列說法不正確的是 （ ） A．O2在電極b上發(fā)生還原反應(yīng) B．溶液中OH—向電極a移動 C．反應(yīng)消耗的NH3與O2的物質(zhì)的量之比為4:5 D．負極的電極反應(yīng)式為：2NH3－6e—＋6OH—=N2＋6H2O C Fe CuCl2溶液 2.（xx·廣州7校聯(lián)合體第三次測試題·10）某學習小組為研究電化學原理，設(shè)計右圖裝置。下列敘述正確的是（ ） A．K與M、N均斷開，一段時間后電解質(zhì)溶液質(zhì)量變大 B．K分別與M、N相連時，鐵均受到保護 C．K與M相連時，每轉(zhuǎn)移1mol電子Fe表面生成32gCu D．K與N相連時， 碳棒上產(chǎn)生使?jié)駶櫟牡矸鄣饣浽嚰堊兯{的氣體 3.（xx·開封市高三理綜沖刺模擬考試·11）我國科學家報道了如圖所示的水溶液鋰離子電池體系。下列敘述正確的是（ ） A．a(chǎn)為電池的負極 B．放電時，溶液中的Li+從a向b遷移 C．放電時，a極鋰元素的化合價發(fā)生變化 D．電池充電反應(yīng)為LiMn2O4=Li1-xMn2O4+xLi 4.（xx·大連市高三二?！?）化學與生產(chǎn)、生活、社會密切相關(guān)。下列有關(guān)說法中正確的是（ ） A.航天服材質(zhì)是由碳化硅、陶瓷和碳纖維等復合而成，它是一種新型有機合成材料 B.煤中含有苯、二甲苯等，可以通過煤的干餾得到，并將它們分離 C.經(jīng)過一定的化學變化，可以從海水中提取氯化鈉、鎂、溴等 D.在海輪外殼鑲嵌鋅塊，能減緩輪船的腐蝕，是利用犧牲陽極的陰極保護法 5.（xx·大連市高三二?！?3）以硼氫化合物NaBH4(B元素的化合價為+3價)和H2O2作原料的燃料電池，負極材料采用Pt/C，正極材料采用MnO2，可用作空軍通信衛(wèi)星電源，其工作原理如圖所示。下列說法錯誤的是（ ） A.電池放電時Na+從a極區(qū)移向b極區(qū) B.電極b采用MnO2，MnO2既作電極材料又有還原作用 C.該電池的負極反應(yīng)為：BH4-+8OH--8e- = BO2-+6H2O D.每消耗3 mol H2O2，轉(zhuǎn)移的電子為6 mol 6.（xx·山東德州高三二模·8）下列有關(guān)化學概念或原理的論述中正確的是（　?。? 　 A． 由SO2通入Ba（NO3）2溶液產(chǎn)生白色沉淀可知，BaSO3不溶于硝酸 　 B． 電解精煉銅，電解結(jié)束后電解質(zhì)溶液濃度不變 　 C． 海水中Na+、Cl一結(jié)晶成NaCl的過程，形成了化學鍵 　 D． 任何可逆反應(yīng)，其平衡常數(shù)越大，反應(yīng)速率、反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率就越大 7.（xx·山東聊城高考模擬理科綜合二·12）某電化學裝置如圖所示，電極I為Al，其它均為Cu，且開始時四電極質(zhì)量均相等，下列敘述不正確的是 A.甲為原電池，乙、丙均為電解池 B.電子流動方向 ：電極Ⅳ→A→電極I C. 當0.1mol電子轉(zhuǎn)移時，電極I和電極Ⅳ的質(zhì)量差為4.1g D.若丙中的電解質(zhì)改為CuCl2，電極III的電極反應(yīng)發(fā)生改變 8.（xx·合肥市高三第三次質(zhì)量檢測理科綜合·12）如圖所示，甲池的總反應(yīng)式為。下列說法正確的是（ ） A．甲池中負極上的電極反應(yīng)式為 B．乙池中石墨電極上發(fā)生的反應(yīng)為 C．甲池溶液pH增大，乙池溶液pH減小 D．甲池中每消耗0. 1mol N2H4乙池電極上則會析出6.4g固體 9.（xx·山東濱州市二模·11） 10.（xx·河北石家莊高三二?！?1） 二、非選擇題（共50分） 11.（xx·徐州、宿遷、連云港三市三模·20）CO和聯(lián)氨(N2H4)的性質(zhì)及應(yīng)用的研究是能源開發(fā)、環(huán)境保護的重要課題。 ⑴ ① 用CO、O2和KOH溶液可以制成堿性燃料電池，則該電池反應(yīng)的離子方程式為 。 ② 用CO、O2和固體電解質(zhì)還可以制成如右圖所示的燃料電池，則電極d的電極反應(yīng)式為 。 ⑵ 聯(lián)氨的性質(zhì)類似于氨氣，將聯(lián)氨通入CuO濁液中，有關(guān)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化如圖1所示。 ① 在圖示的轉(zhuǎn)化中，化合價不變的元素是 （填元素名稱）。 ② 在轉(zhuǎn)化過程中通入氧氣發(fā)生反應(yīng)后，溶液的pH將 （填“增大”、“減小”或“不變”）。轉(zhuǎn)化中當有1 mol N2H4參與反應(yīng)時，需要消耗O2的物質(zhì)的量為 。 ③ 加入NaClO時發(fā)生的反應(yīng)為：Cu(NH3)＋2ClO－＋2OH－＝Cu(OH)2↓＋2N2H4↑＋2Cl－＋2H2O 該反應(yīng)需在80℃以上進行，其目的除了加快反應(yīng)速率外，還有 、 。 圖1 　　圖2 ⑶ CO與SO2在鋁礬土作催化劑、773 K條件下反應(yīng)生成CO2和硫蒸氣，該反應(yīng)可用于從煙道氣中回收硫，反應(yīng)體系中各組分的物質(zhì)的量與反應(yīng)時間的關(guān)系如圖2所示，寫出該反應(yīng)的化學方程式： 。 12.（xx·山東德州高三二?！?9）（18分）化學反應(yīng)原理在生產(chǎn)和科研中有著重要的應(yīng)用，請利用相關(guān)知識回答下列問題． （1）一定條件下在密閉容器中加入NH4I發(fā)生反應(yīng)： a．NH4I（s）?NH3（g）+HI（g） b.2HI（g）?H2（g）+I2（g） 則反應(yīng)a的平衡常數(shù)表達式為　 ??；達到平衡后，擴大容器體積，反應(yīng)b的移動方向　 ?。ㄌ钫颉⒛嫦蚧虿灰苿樱? （2）氮元素的+4價氧化物有兩種，它們之間發(fā)生反應(yīng)：2NO2?N2O4△H＜0，將一定量的NO2充入注射器中后封口，圖1是在拉伸和壓縮注射器的過程中氣體透光率隨時間的變化（氣體顏色越深，透光率越?。铝姓f法正確的是 A．b點的操作是壓縮注射器 B．c點與a點相比，c（NO2）增大，c（N2O4）減小 C．若不忽略體系溫度變化，且沒有能量損失，則b、c兩點的平衡常數(shù)Kb＞Kc D．d點：v（正）＞v（逆） （3）利用反應(yīng)6NO2+8NH3═7N2+12H2O構(gòu)成原電池，能消除氮氧化物的排放，減輕環(huán)境污染，裝置如圖2所示． ①電極a為　 　極，其電極反應(yīng)式為　 　． ②當有2.24LNO2（標準狀況下）被處理時，轉(zhuǎn)移電子為　 　mol． ③為使電池持續(xù)放電，該離子交換膜需選用　 　交換膜． （4）使用硼氫化鈉（NaBH4）為誘導劑，可使Co2+與肼（N2H4）在堿性條件下發(fā)生反應(yīng)，制得高純度納米鈷，該過程不產(chǎn)生有毒氣體． ①寫出該反應(yīng)的離子方程式　 ． ②在納米鈷的催化作用下，肼（N2H4）可分解生成兩種氣體，其中一種氣體能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍．若反應(yīng)在不同溫度下達到平衡時，混合氣體中各組分的體積分數(shù)如圖3所示，為抑制肼的分解，可采取的合理措施有　 　 （任寫一種）． 13.（xx·山東聊城高考模擬理科綜合二·30）（14分）金屬單質(zhì)及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛。 （1）用FeC13溶液腐蝕印刷電路板上的銅，向所得溶液中加入鐵粉。對加入鐵粉充分反應(yīng)后的溶液分析合理的是_______。 a.若無固體剩余，則溶液中可能有Fe3+ b.若有固體存在，則溶液中一定有Cu2+和Fe2+ c.若溶液中有Cu2+，則可能有固體存在，且該固體中一定沒有鐵粉 d.若溶液中有Fe2+，則一定有固體存在 （2）Cu2O是一種半導體材料，制取Cu2O的電解池如圖，則石墨電極接電源的_______（填“正”或“負”）極，電解池工作時，Cu電極的電極反應(yīng)式為______；電解后溶液pH______（填“變大”、“變小”或“不變”）， （3）查閱資料可知：Cu2O為紅色堿性氧化物，在酸性溶液中可發(fā)生反應(yīng)：Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O。請設(shè)計簡單實驗來驗證某銅粉樣品中是否有氧化亞銅：_____。 答案和解析 1.【答案】C 【命題立意】本題考查電化學知識。 【解析】左邊NH3轉(zhuǎn)化為N2，失電子，a為負極、b為正極。氧氣在b極發(fā)生還原反應(yīng)，A正確;溶液中陽離子向正極遷移、陰離子向負極遷移，B正確；NH3失去3個e-生成N2、O2得到4個電子生成OH-，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移相等知消耗的NH3與O2物質(zhì)的量比為4：3，C錯誤；負極上NH3失電子生成N2，根據(jù)電荷守恒、質(zhì)量守恒配平，D正確。 2.【答案】D 【命題立意】本題考查電化學原理的應(yīng)用。 【解析】K與M、N均斷開，鐵和氯化銅反應(yīng)置換出銅，一段時間后電解質(zhì)溶液質(zhì)量變小，A錯誤；K與M相連時，鐵作負極，被腐蝕，K與N相連時，鐵作陰極受到保護，B錯誤；K與M相連時，每轉(zhuǎn)移1mol電子C表面生成32gCu，C錯誤；K與N相連時， 碳棒作陽極，氯離子在碳棒上放電，生成氯氣，使?jié)駶櫟牡矸鄣饣浽嚰堊兯{的氣體，D正確。 3.【答案】D 【命題立意】本題旨在考查原電池的原理． 【解析】A. 由圖示可知：活動性b>a,所以b是負極，a是正極。Li失電子為負極，LiMn2O4得電子為正極，故A錯誤；B. 放電時，根據(jù)同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引的原則，溶液中陽離子向負電荷較多的正極移動，即溶液中Li+從b向a遷移，故B錯誤； C. 放電時，a為正極，正極上LiMn2O4中Mn元素得電子，所以鋰的化合價不變，故C錯誤；D. 充電時，Li+在陰極得電子，Li1-xMn2O4在陽極失電子，電池充電反應(yīng)為LiMn2O4=Li1-xMn2O4+xLi，故D正確. 4.【答案】D； 【命題立意】本題考查化學與STSE； 【解析】A項，碳化硅、陶瓷和碳纖維為無機非金屬材料，錯誤；B項，煤中不含苯、二甲苯，錯誤；C項，從海水中提取NaCl屬物理變化，錯誤；D項，鋅比鐵活潑，作負極發(fā)生氧化反應(yīng)而消耗，被保護的金屬Fe作為正極就可以避免腐蝕。因這種方法犧牲了陽極(原電池的負極)保護了陰極(原電池的正極)，因而叫做犧牲陽極(原電池的負極)保護法，正確。 5.【答案】B； 【命題立意】本題考查燃料電池的工作原理； 【解析】A項，電池工作時，電極b處H2O2得電子被還原生成OH-作正極，陽離子向正極移動，則Na+從a極區(qū)移向b極區(qū)，正確；B項，電極b為正極，H2O2得電子被還原生成OH-，MnO2既作電極材料又有催化作用，錯誤；C項，負極BH4-失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成BO2-，電極反應(yīng)式為BH4-+8OH--8e-=BO2-+6H2O，正確；D項，正極電極反應(yīng)式為H2O2+2e-=2OH-，每消耗3molH2O2，轉(zhuǎn)移的電子為6mol，正確； 6.【答案】 C 【命題立意】本題考查元素化合物知識、平衡常數(shù)、化學鍵銅的精煉。 【解析】SO2通入硝酸鋇溶液，發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成硫酸鋇沉淀，則BaSO3能溶于強酸，結(jié)論不合理，A錯誤；電解精煉銅，粗銅作陽極，粗銅有比銅活潑的金屬鋅、鐵等首先放電，而陰極只析出銅，所以電解結(jié)束后電解質(zhì)溶液濃度改變，B錯誤；海水中離子自由移動，鈉離子和氯離子形成離子鍵而結(jié)晶析出晶體氯化鈉，C正確；平衡常數(shù)只反映反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率，不反映反應(yīng)速率的快慢，且只與溫度有關(guān)， D錯誤。 7.【答案】C 【命題立意】本題考查電化學 【解析】根據(jù)題意甲是原電池，Al是負極，反應(yīng)是Al－3e－=Al3＋,乙、丙是銅的精煉，為電解池，A正確；Ⅳ是陰極，反應(yīng)是Cu2＋＋2e－=Cu,Ⅲ是陽極，反應(yīng)是Cu－2e－=Cu2＋，電子流向是電極I→A→電極Ⅳ，B錯誤，當0.1mol電子轉(zhuǎn)移時，電極I質(zhì)量減少0.9g，電極Ⅳ的質(zhì)量增大3.2g，兩極質(zhì)量差為4.1g，C正確；若丙中的電解質(zhì)改為CuCl2，電極III的電極反應(yīng)是2Cl－－2e－=Cl2,D正確。 8.【答案】B 【命題立意】本題考查電化學 【解析】分析圖知甲是燃料電池，則乙是電解池，甲的電解質(zhì)溶液是氫氧化鉀，則負極不可能生成H+，應(yīng)該是N2H4－4e－＋4OH－=N2＋4H2O，A錯誤；乙的石墨極是陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)，B正確；根據(jù)甲池總反應(yīng)生成了水，則氫氧化鉀溶液濃度變小，pH減小，乙的陰極析出銅，結(jié)合B項則乙池的溶液pH減小，C錯誤；根據(jù)各個電極流過的電量相等知N2H4~2Cu，消耗0. 1mol N2H4乙池電極上則會析出12.8g銅，D錯誤。 9.【答案】C 【命題立意】本題考查原電池原理的應(yīng)用。 【解析】由圖像可得，pH=2時氣體的壓強增大，發(fā)生析氫腐蝕，pH=4時氣體的壓強減小，發(fā)生的是吸氧腐蝕，無論析氫還是吸氧，負極反應(yīng)都是鐵失電子變成亞鐵離子，由圖像可得，吸氧腐蝕的速率大于析氫腐蝕，C錯誤。 10.【答案】B 【命題立意】本題考查金屬腐蝕的相關(guān)內(nèi)容。 【解析】插入海水中的鐵棒，越靠近底部氧氣越少，腐蝕程度降低，A錯誤；閉合K2是形成原電池，鐵作負極，腐蝕嚴重，閉合 K1形成電解池，鐵作陰極被保護，B正確；閉合開關(guān)后形成原電池，Zn作負極，金屬鉑上產(chǎn)生氣體，C錯誤；鋅錳原電池自放電腐蝕是由Zn的還原作用引起的，D錯誤。 11【答案】．⑴ ① 2CO＋O2＋4OH－＝2CO＋2H2O(2分) ② CO＋O2―－2e－＝CO2 (2分) ⑵ ① 氫、鈉(2分) ② 增大(2分) 1 mol(2分) ③ 使氫氧化銅分解 降低聯(lián)氨的溶解度促使其從溶液中逸出(2分) ⑶ 4CO＋2SO24CO2＋2S2 (2分) 【命題立意】本題考查化學原理綜合知識。難度中等。 【解析】(1)①CO、O2作燃燒電池生成CO2，由于KOH作電解質(zhì)，所以最終產(chǎn)物為K2CO3。②d極：CO → CO2，固體電解質(zhì)傳導O2－，利用O2－平衡電荷配平。(2)①由圖示可知，N2H4中氮顯－2價，NH3中氮顯－3價，N2中顯0價，化合價變化，Cu2O、Cu(NH3)2+中銅均顯+1價，Cu(NH3)42+、CuO中銅均顯+2價；NaClO作氧化劑，+1價氯被還原為－2價，O2作氧化劑，被還原為－2價，化合價沒有變的只有H和Na元素。②通氧氣發(fā)生反應(yīng)： 4Cu(NH3)2+ + O2 + 8NH3·H2O = 4Cu(NH3)42+ + 4OH－ + 6H2O，堿性增強。③由圖示可知，加入NaClO后，最終產(chǎn)物為CuO，80℃可使Cu(OH)2分解，N2H4以氣體逸出。(3)由圖示，取40℃時可知，反應(yīng)物分別減少1 mol、2 mol，此時生成物分別增加0.5 mol、2 mol，由碳元素守恒，可得CO減少的量等于CO2物質(zhì)的量的增多，有4CO + 2SO2 → 4CO2 + Sx，由原子守恒有x=2。 12.【答案】（1）K=[NH3]?[HI]；正向；（2）A C（3）①負；2NH3﹣6e﹣+60H﹣=N2+6H2O； ②0.4；③陰離子；（4）①2Co2++N2H4+4OH﹣=2Co↓+N2↑+4H2O；②降低反應(yīng)溫度或增大壓強． 【命題立意】本題考查化學平衡的影響因素、反應(yīng)速率、氧化還原反應(yīng)、原電池和電解池的工作原理等。 【解析】（1）NH4I為固態(tài)，不列入平衡常數(shù)表達式，所以其平衡常數(shù)表達式為：K=[NH3]?[HI]，反應(yīng)2HI（g）?H2（g）+I2（g）前后氣體物質(zhì)的量不變，所以增大容器體積即降壓，反應(yīng)a的平衡正向移動，HI的物質(zhì)的量增大，使b反應(yīng)的平衡正向移動。 （2）b點開始是壓縮注射器的過程，氣體顏色變深，透光率變小，A正確；c點是壓縮注射器后的情況，二氧化氮和四氧化二氮的濃度都增大，B錯誤；b點開始是壓縮注射器的過程，平衡正向移動，反應(yīng)放熱，導致T（b）＜T（c），升溫平衡逆向移動，平衡常數(shù)減小，所以Kb＞Kc，C正確；c點后的拐點是拉伸注射器的過程，d點是平衡向氣體體積增大的逆向移動過程，所以v（逆）＞v（正），D錯誤。 （3）①由反應(yīng)6NO2+8NH3═7N2+12H2O可知，反應(yīng)中NO2為氧化劑，NH3為還原劑，則a為負極，b為正極，負極電極方程式為2NH3﹣6e﹣+6OH﹣=N2+6H2O；②當有2.24L NO2（標準狀況）即0.1mol 被處理時，轉(zhuǎn)移電子為0.1mol×（4﹣0）=0.4mol③原電池工作時，陰離子向負極移動，為使電池持續(xù)放電，離子交換膜需選用陰離子交換膜，防止二氧化氮與OH-反應(yīng)生成硝酸鹽和亞硝酸鹽，導致原電池不能正常工作，； （4）①依據(jù)題意，反應(yīng)物為Co2+與肼（N2H4）、堿性條件下存在OH﹣，生成物為：鈷單質(zhì)，據(jù)此得出Co的化合價降低，故N的化合價升高，只能為0價，即氮氣，據(jù)此得出還有水生成，氧化還原反應(yīng)中存在得失電子守恒以及元素守恒，故此反應(yīng)的離子反應(yīng)方程式為：2Co2++N2H4+4OH﹣=2Co↓+N2↑+4H2O； ②由圖1可知，溫度越高，肼的體積分數(shù)含量越低，故要抑制肼的分解，應(yīng)降低反應(yīng)溫度；根據(jù)題意N2H4分解反應(yīng)為3N2H4N2+4NH3，因此加壓可抑制肼的分解。 【易錯提醒】解答本題的⑴需注意反應(yīng)a、b是相互影響的，即壓強對反應(yīng)b沒有影響，但對反應(yīng)a有影響，從而引起物質(zhì)濃度變化而引起反應(yīng)b的平衡移動。 13.【答案】 【命題立意】本題考查金屬的性質(zhì)與應(yīng)用、電解原理的應(yīng)用。 【解析】⑴固體沒有剩余，說明銅全部以Cu2＋形式存在，加入的鐵完全反應(yīng)，溶液中一定含有Fe2+，可能含有Fe3+，a正確；若有固體存在，固體中一定有銅，可能有鐵，溶液中一定有含有Fe2+，可能沒有Cu2+，b錯誤；若溶液中有Cu2+，則加入的鐵量不足，固體中一定沒有鐵粉，c正確；當加入的鐵較少時，只發(fā)生Fe+2Fe3+=3Fe2+時，則不會有銅析出，沒有固體存在，d錯誤。⑵由于是制取Cu2O，則銅電極是陽極，反應(yīng)是2Cu-2e-+2OH- =Cu2O+ H2O，石墨極是陰極，接電源的負極；總反應(yīng)為2Cu+H2OCu2O+H2↑，則水被消耗，氫氧化鈉溶液的濃度增大，pH增大。⑶運用Cu2O與H+反應(yīng)檢驗。