【2021届备考】2020全国名校化学试题分类解析汇编：F单元-化学反应与能量.docx

F单元物质结构 元素周期律名目F单元物质结构 元素周期律1F1化学反应与能量变化1F2反应热的计算与重要的反应热12F3原电池原理19F4 电解原理30F5 化学反应与能量综合44 F1化学反应与能量变化28F1 F2 F3 G4 H3【2022宁夏银川一中三模】（14分）运用化学反应原理学问回答下列有关碳和碳的化合物的问题：(1)汽车尾气的主要污染物是NO以及燃料燃烧不完全所产生的CO，它们是现代化城市的重要大气污染物，为了减轻汽车尾气造成的大气污染，人们开头探究利用NO和CO在确定条件下转化为两种无毒气体E和F的方法(已知该反应HT2BT1C(HCO3-)C(CO32-)C(OH -)C(H+)（2分） (3) CH4（g）+CO2（g）=2CO（g）+2H2（g） H=+247.3kJmol-1（2分）2CO+2CO32-4e-=4CO2（2分）O2+2CO2+4e-=2CO32-（2分）解析：（1）NO和CO在确定条件下转化为两种无毒气体E和F，是氮气和二氧化碳，反应的方程式为2CO+2NO N2+2CO2；通过平衡时各物质的物质的量也验证这一反应；利用“三段式”进行计算：2CO + 2NO N2 + 2CO2 始态浓度（mol/L）0.05 0.05 0 0 变化量（mol/L） 0.04 0.04 0.02 0.04 平衡浓度（mol/L） 0.01 0.01 0.02 0.04 则K=C(N2)C2(CO2)/ C2(CO)C2(NO)=3200 L/mol；该反应放热，从表中看出，从T1到T2，平衡正向移动，降低温度，故AT1T2；（2）气体E是CO2，0.4mol CO2，用200mL 3mol/L NaOH溶液（物质的量是0.6mol）将其完全吸取，产物生成0.2molNa2CO3和0.2molNaHCO3，CO32-和HCO3-要水解使溶液呈碱性，前者的水解程度远大于后者，所以离子浓度大小： C(Na+)C(HCO3-)C(CO32-)C(OH -)C(H+)(3) 依据CH4、H2、和CO的燃烧热可知，各物质燃烧的热化学方程式：O2（g）+2H2（g）=2H2O（L）H=-571.6kJmol-1；CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（L）H=-890.3kJmol-1；2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）H=-566.0kJmol-1，利用盖斯定律将-可得：CH4（g）+CO2（g）=2CO（g）+2H2（g）H=+247.3kJmol-1；（4）在燃料池中，正极上是CO2发生失去电子的氧化反应，电极反应为：O2+2CO2+4e-=2CO32-，负极上是CO发生失电子的氧化反应，反应式：2CO+2CO32-4e-=4CO2，在转移电子一样多的状况下，两极反应相加得到总反应：2CO+O2=2CO2；【思路点拨】本题考查比较综合，可逆反应平衡常数的简洁计算方法，盖斯定律的应用。留意书写热化学方程式的要领；电极反应式的书写要看电解质中的离子存在形式。难度中等。11A4 F1 H2【2022宁夏银川一中三模】下列图示与对应的叙述不相符的是 A图1表示KNO3的溶解度曲线，图中a点所示的溶液是80时KNO3的不饱和溶液B图2表示某放热反应分别在有、无催化剂的状况下反应过程中的能量变化C图3表示0.1000molL-1NaOH溶液滴定20.00mL0.1000molL-1醋酸溶液得到滴定曲线D图4 表示向NH4Al(SO4)2溶液中逐滴滴入Ba(OH)2溶液，随着Ba(OH)2溶液体积V的变化，沉淀总物质的量n的变化、【学问点】溶解曲线、中和滴定、过量计算【答案解析】C 解析：A、溶解度曲线下方的点代表未饱和状态，上方的点代表过饱和状态，故A正确； B、催化剂能转变反应所需的最高能垒，加快反应速率，故B正确； C、0.1000molL-1醋酸溶液PH值应大于1，曲线的起始点不应当从1开头，故C错误； D、开头滴加同时发生反应为SO42-+Ba2+=BaSO4，Al3+3OH-=Al（OH）3；（开头到a）再滴加Ba（OH）2，生成BaSO4沉淀，发生反应为SO42-+Ba2+=BaSO4，NH4+OH-=NH3H2O，所以沉淀质量连续增加；（a到b）连续滴加Ba（OH）2，Al（OH）3溶解，发生反应Al（OH）3+OH-=AlO2-+2H2O，（b到c），故D正确。故答案选C【思路点拨】本题考查了溶解度、催化剂的作用、酸碱中和滴定、物质间的反应，明确物质的性质及离子反应先后挨次是解本题关键，知道各个拐点溶液中存在的溶质，留意：D选项NH4+与Al3+同时存在，OH-首先与Al3+反应，而NH4+与Al（OH）3同时存在，OH-首先与NH4+反应，为易错点，题目难度较大。36B3 F1 F2 F4 O1【2022江西师大附中三模】【化学选修2：化学与技术】（15分）第五主族的磷单质及其化合物在工业上有广泛应用。（1）同磷灰石在高温下制备黄磷的热化学方程式为：4Ca5(PO4)3F(s)+21SiO2(s)+30C(s)=3P4(g)+20CaSiO3(s)+30CO(g)+SiF4(g)H已知相同条件下：4Ca3(PO4)2F(s)+3SiO2(s)=6Ca3(PO4)2(s)+2CaSiO3(s)+SiF4(g) H12Ca3(PO4)2(s)+10C(s)=P4(g)+6CaO(s)+10CO(g) H2SiO2(s)+CaO(s)=CaSiO3(s) H3用H1、H2和H3表示H，则H=_；（2）三聚磷酸可视为三个磷酸分子（磷酸结构式如图）之间脱去两个水分子产物，其结构式为_，三聚磷酸钠（俗称“五钠”）是常用的水处理剂，其化学式为_；（3）次磷酸钠（NaH2PO2）可用于工业上的化学镀镍。化学镀镍的溶液中含有Ni2+和H2PO2，在酸性等条件下发生下述反应：（a）_ Ni2+ + _ H2PO2+ _ _Ni+_ H2PO3+ _（b）6H2PO-2 +2H+ =2P+4H2PO3+3H2请在答题卡上写出并配平反应式（a）；利用中反应可在塑料镀件表面沉积镍磷合金，从而达到化学镀镍的目的，这是一种常见的化学镀。请从以下方面比较化学镀与电镀。方法上的不同点：_；原理上的不同点：_；化学镀的优点：_。 【学问点】热化学方程式、氧化还原反应方程式的配平、电解原理【答案解析】 （1） H13H2+18H3 （2分） （2） （2分） ，Na5P3O10（2分） （3）2Ni2+ + 1H2PO2+ 1H2O 2Ni+ +1H2PO3+ 2H+（3分） （4）化学镀中镀件直接与电解质溶液接触反应；（2分） 电镀通过外加电流，在镀件外形成镀层；化学镀是利用化学腐蚀反应；电镀是利用电解池，外加电流进行氧化还原反应； （2分） 装置简便，节省能源，操作简便（2分）解析：（1）热化学方程式4Ca5（PO4）3F（s）+2lSiO2（s）+30C（s）=3P4（g）+20CaSiO3（s）+30CO（g）+SiF4可以将下列三个反应相加得到：4Ca5（PO4）3F（s）+3SiO2（s）=6Ca3（PO4）2（s）+2CaSiO3（s）+SiF4（g）H1；6Ca3（PO4）2（s）+30C（s）=3P4（g）+18CaO（s）+30CO（g）3H2；18SiO2（s）+18CaO（s）=18CaSiO3（s）18H3；依据盖斯定律可得H=H1+3H2+18H3；（2）一个磷酸中的羟基与另一个磷酸的H之间可以脱水结构式则为，“五钠”即五个钠原子，所以三聚磷酸钠的化学式为Na5P3O10，故答案为：Na5P3O10；（3）（a）依据得失电子守恒：镍元素的化合价降低了1价，磷元素的化合价上升的2价，所以依据原子守恒结合电荷守恒可得配平的方程式为：2Ni2+ + 1H2PO2+ 1H2O 2Ni+ +1H2PO3+ 2H+；从方法上分析，电镀是利用电解原理通过外加直流电源，在镀件表面形成的镀层，镀层一般只有镍，而化学镀是利用氧化还原反应镀件直接与电解质溶液接触，在塑料镀件表面沉积镍-磷合金，这是两者的不同；从原理上分析，无论电镀还是化学镀均有电子的转移，均是利用了氧化还原反应，这是两者的相同点，故答案为：化学镀中镀件直接与电解质溶液接触反应化学镀无需通电，而电镀需要通电；电镀通过外加电流，在镀件外形成镀层；化学镀是利用化学腐蚀反应；电镀是利用电解池，外加电流进行氧化还原反应；装置简便，节省能源，操作简便化学镀对镀件的导电性无特殊要求。【思路点拨】本题考查同学对热化学方程式含义及对氧化还原反应本质的理解，综合性较强，难度较大。28F1 F2 F4 G2 G3 G5【2022江西师大附中三模】（15分）CO2和CH4是两种重要的温室气体，通过CH4和CO2反应制造更高价值化学品是目前的争辩目标。（1）250时，以镍合金为催化剂，向4 L容器中通入6 mol CO2、6 mol CH4，发生如下反应：CO2 (g)CH4(g) 2CO(g)2H2(g)。平衡体系中各组分体积分数如下表：物质CH4CO2COH2体积分数0.10.10.40.4此温度下该反应的平衡常数K=_已知：CH4(g)2O2(g)CO2(g)2H2O(g) H=890.3 kJmol1CO(g)H2O (g)CO2(g)H2 (g) H=+2.8 kJmol12CO(g)O2(g)2CO2(g) H=566.0 kJmol1反应CO2(g)CH4(g)2CO(g)2H2(g) 的H=_（2）以二氧化钛表面掩盖Cu2Al2O4为催化剂，可以将CO2和CH4直接转化成乙酸。在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如右图所示。250300时，温度上升而乙酸的生成速率降低的缘由是_为了提高该反应中CH4的转化率，可以实行的措施是_将Cu2Al2O4溶解在稀硝酸中的离子方程式为_（3）Li2O、Na2O、MgO均能吸取CO2。假如查找吸取CO2的其他物质，下列建议合理的是_a.可在碱性氧化物中查找 b.可在A、A族元素形成的氧化物中查找 c.可在具有强氧化性的物质中查找 Li2O吸取CO2后，产物用于合成Li4SiO4，Li4SiO4用于吸取、释放CO2。原理是：在500，CO2与Li4SiO4接触后生成Li2CO3；平衡后加热至700，反应逆向进行，放出CO2，Li4SiO4再生，说明该原理的化学方程式是_（4）利用反应A可将释放的CO2转化为具有工业利用价值的产品。反应A：高温电解技术能高效实现（3）中反应A，工作原理示意图如下：CO2在电极a放电的反应式是_【学问点】反应热的计算、化学平衡常数的含义、化学平衡的影响因素、电解原理【答案解析】64 +247.3 kJmol1 温度超过250时，催化剂的催化效率降低增大反应压强或增大CO2的浓度3Cu2Al2O4+32H+2NO3=6Cu2+ 6Al3+2NO+16 H2O（3）ab （1分） CO2 + Li4SiO4 Li2CO3 + Li2SiO3（4）CO2 + 2e- = CO+O2- 解析：（1） CO2（g）+CH4（g）2CO（g）+2H2（g）起始（mol） 6 6 0 0反应（mol） X X 2X 2X平衡（mol） 6-X 6-X 2X 2X由CH4的体积分数为0.1，则(6-x)/(12+2x)=0.1，解得X=4，所以K=(2222)/(0.50.5)=64CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（g）H=-890.3kJmol-1 CO（g）+H2O（g）=CO2（g）+H2（g）H=2.8kJmol-1 2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）H=-566.0kJmol-1 依据盖斯定律，由+2-2得CO2（g）+CH4（g）2CO（g）+2H2（g）H=(-890.3+2.82+566.02) kJmol-1=+247.3kJmol-1；（2）温度超过250时，催化剂的催化效率降低，所以温度上升而乙酸的生成速率降低；增大反应压强、增大CO2的浓度，平衡正向移动，反应物转化率增大；Cu2Al2O4拆成氧化物的形式：Cu2OAl2O3，与酸反应生成离子方程式：3Cu2Al2O4+32H+2NO3-=6Cu2+6Al3+2NO+16H2O；（3）aLi2O、Na2O、MgO均属于碱性氧化物，均能吸取酸性氧化物CO2，可在碱性氧化物中查找吸取CO2的其他物质，故a正确；bLi2O、Na2O、MgO均能吸取CO2，钠、镁、铝为A、A族元素，所以可在A、A族元素形成的氧化物中查找吸取CO2的其他物质，故b正确；cLi2O、Na2O、MgO均能吸取CO2，但它们都没有强氧化性，且吸取二氧化碳与氧化还原无关，故c错误； 故答案为：ab；在500，CO2与Li4SiO4接触后生成Li2CO3，反应物为CO2与Li4SiO4，生成物有Li2CO3，依据质量守恒可知产物还有Li2SiO3，所以化学方程式为CO2 + Li4SiO4 Li2CO3 + Li2SiO3；（4）二氧化碳在a极得到电子发生还原反应生成一氧化碳同时生成氧离子，反应电极反应式为：CO2+2e-CO+O2-；【思路点拨】本题主要考查了综合利用CO2，涉及热化学反应、电化学、化学平衡影响因素等，较为综合，题目难度中等26、E1 E2 E5 F1 H5【2022临川二中一模】A、B、C、D、E、F、G为原子序数依次递增的7种短周期主族元素。A、B元素的最高正价与最低负价的代数和均为零；C元素是植物生长三大养分元素之一；D的单质具有强氧化性，其氢化物能和一种半导体材料反应生成常温常压下的两种气体；E原子核外K层电子数与M层电子数相等；F原子的价电子数等于电子层数的两倍。请回答下列问题：（1）CD3 的电子式为 ；（2）用离子方程式表示G 的非金属性比F强 ；（3）EF在空气中充分灼烧生成一种稳定性的盐，则此反应方程式为 ；（4）C的氢化物与G的单质以物质的量之比1：3反应，生成二元化合物X和一种气体，该气体遇氨气产生“白烟”，则X的化学是为 ，X与水反应的产物名称是 ；（5）已知充分燃烧确定量的B2A2放出Q kJ的能量，燃烧生成的产物恰好与100ml 5 molL-1的NaOH溶液完全反应生成正盐，则燃烧1mol B2A2放出的热量为 KJ；（6）常温下，E(OH)2在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示（单位molL-1）。要使c(E2+) 为0.001 molL-1的溶液形成沉淀，则溶液的PH值至少上升到 。C（E2+）【学问点】位置、结构、性质间关系，元素周期律【答案解析】 （1） （2分） （2）Cl2+H2S=S+2HCl (2分）（3） MgS+2O2MgSO4 (2分） （4）NCl3 (2分） 次氯酸和氨气 （2分）（5）8Q KJ (2分） （6） 8 （2分） 解析：A、B元素的最高正价与最低负价的代数和均为零，则A是氢元素，B是碳元素；C元素是植物生长三大养分元素之一，原子序数大于硅，则C是氮元素；D的单质具有强氧化性，其氢化物能和一种半导体材料反应生成常温常压下的两种气体，D是氟元素；E原子核外K层电子数与M层电子数相等，为镁元素；F原子的价电子数等于电子层数的两倍，则F为硫元素，G为氯元素；（1）CD3 是NF3，其电子式为； （2）用离子方程式表示Cl 的非金属性比S强：Cl2+H2S=S+2HCl；（3）MgF在空气中充分灼烧生成一种稳定性的盐，则此反应方程式为：MgS+2O2MgSO4 ，（4）N的氢化物（NH3）与Cl的单质以物质的量之比1：3反应，生成二元化合物X和一种气体，该气体遇氨气产生“白烟”，(应当是HCl)，方程式为：NH3+3Cl2=NCl3+3HCl ，则X的化学是为NCl3；X与水反应：NCl3 + 3H2O =NH3 + 3HClO ；产物名称是：次氯酸和氨；（5）充分燃烧确定量的C2H2放出Q kJ的能量，燃烧生成的产物CO2恰好与100ml 5 molL-1的NaOH溶液完全反应生成正盐，则CO2的物质的量为0.25mol ，燃烧1mol C2H2生成CO2 2mol，放出的热量为8Q；(6)依据Mg(OH)2在水中的沉淀溶解平衡曲线得出Ksp=C(Mg2+)C2(OH-)=10-5(10-5)2=10-15；要使c(Mg2+) 为0.001 molL-1的溶液形成沉淀，带入Ksp，C(OH-)=10-6mol/L，PH=8；【思路点拨】本题考查结构性质位置关系、电子式、热化学方程式、难溶沉淀溶解平衡，难度中等。31F1 F2 G1 G2 G3 H5【2022中山一中高考内部调研】( 16分）运用化学反应原理争辩元素及其化合物的反应有重要意义。（1）硫酸生产中，SO2催化氧化生成SO3：2SO2(g) O2(g)2SO3(g)，混合体系中SO3的百分含量和温度的关系如右图所示（曲线上任何一点都表示平衡状态）。依据图示回答下列问题：2SO2(g) + O2(g)2SO3(g)的H_0(填“”、“”“0【学问点】化学反应原理【答案解析】AB 解析：A、沉积的CaSO4可用Na2CO3溶液浸泡，发生沉淀的转化：CaSO4Na2CO3CaCO3Na2SO4，故A正确；B、制备Fe(OH)3胶体的原理是Fe3+的水解反应，加热时水解平衡正向移动，故B正确；C、向纯水中加入盐酸，电离平衡逆向移动，但水的离子积不变，故C错误；D、该反应的H0，反应能自发进行，则HTS0，H可能大于0也可能小于0。故答案选AB【思路点拨】本题综合考查化学反应原理，涉及沉淀的溶解平衡、盐类的水解、水的电离平衡、化学反应进行的方向，解题关键是对化学反应原理的理解。11B4 C2 F1【2022浙江省杭州外国语学校高二其次学期期中考试】用一张已除去表面氧化膜的铝箔紧紧包裹在试管外壁（如右图），将试管浸入硝酸汞溶液中，片刻取出，然后置于空气中，不久铝箔表面生出“白毛”，红墨水柱右端上升。依据试验现象推断下列说法错误的是A试验中发生的反应都是氧化还原反应B铝片上生成的白毛是氧化铝和氧化汞的混合物C铝是一种较活泼的金属来源：全,品中&高*考+网D铝与氧气反应放出大量的热来源：全,品中&高*考+网【学问点】金属的化学性质、物质发生化学变化时的能量变化 【答案解析】B 解析：A、铝在空气中易与氧气生成氧化铝，铝与硝酸汞的反应是铝能置换出硝酸汞中的汞，都是氧化还原反应，故A正确； B、从铝的氧化以及铝与硝酸汞的反应可知铝片上生成的白毛是氧化铝，由于汞的化学性质不活泼，所以不行能是氧化汞，而是汞的单质的形式存在，故B错误；C、铝的化学性质比较活泼，不久铝箔表面生出“白毛”，可知该结论，故C正确；D、红墨水柱右端上升说明试管内气压上升，可推断其温度上升，从而推断铝与氧气反应放出大量的热量，故D正确；故答案选B【思路点拨】此题是结合试验对铝与汞性质的考查，解题的关键是把握性质与现象的关系，属基础性学问考查题。F2反应热的计算与重要的反应热28F1 F2 F3 G4 H3【2022宁夏银川一中三模】（14分）运用化学反应原理学问回答下列有关碳和碳的化合物的问题：来源：全,品中&高*考+网(1)汽车尾气的主要污染物是NO以及燃料燃烧不完全所产生的CO，它们是现代化城市的重要大气污染物，为了减轻汽车尾气造成的大气污染，人们开头探究利用NO和CO在确定条件下转化为两种无毒气体E和F的方法(已知该反应HT2BT1C(HCO3-)C(CO32-)C(OH -)C(H+)（2分） (3) CH4（g）+CO2（g）=2CO（g）+2H2（g） H=+247.3kJmol-1（2分）2CO+2CO32-4e-=4CO2（2分）O2+2CO2+4e-=2CO32-（2分）解析：（1）NO和CO在确定条件下转化为两种无毒气体E和F，是氮气和二氧化碳，反应的方程式为2CO+2NO N2+2CO2；通过平衡时各物质的物质的量也验证这一反应；利用“三段式”进行计算：2CO + 2NO N2 + 2CO2 始态浓度（mol/L）0.05 0.05 0 0 变化量（mol/L） 0.04 0.04 0.02 0.04 平衡浓度（mol/L） 0.01 0.01 0.02 0.04 则K=C(N2)C2(CO2)/ C2(CO)C2(NO)=3200 L/mol；该反应放热，从表中看出，从T1到T2，平衡正向移动，降低温度，故AT1T2；（2）气体E是CO2，0.4mol CO2，用200mL 3mol/L NaOH溶液（物质的量是0.6mol）将其完全吸取，产物生成0.2molNa2CO3和0.2molNaHCO3，CO32-和HCO3-要水解使溶液呈碱性，前者的水解程度远大于后者，所以离子浓度大小： C(Na+)C(HCO3-)C(CO32-)C(OH -)C(H+)(3) 依据CH4、H2、和CO的燃烧热可知，各物质燃烧的热化学方程式：O2（g）+2H2（g）=2H2O（L）H=-571.6kJmol-1；CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（L）H=-890.3kJmol-1；2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）H=-566.0kJmol-1，利用盖斯定律将-可得：CH4（g）+CO2（g）=2CO（g）+2H2（g）H=+247. 3kJmol-1；（4）在燃料池中，正极上是CO2发生失去电子的氧化反应，电极反应为：O2+2CO2+4e-=2CO32-，负极上是CO发生失电子的氧化反应，反应式：2CO+2CO32-4e-=4CO2，在转移电子一样多的状况下，两极反应相加得到总反应：2CO+O2=2CO2；【思路点拨】本题考查比较综合，可逆反应平衡常数的简洁计算方法，盖斯定律的应用。留意书写热化学方程式的要领；电极反应式的书写要看电解质中的离子存在形式。难度中等。36B3 F1 F2 F4 O1【2022江西师大附中三模】【化学选修2：化学与技术】（15分）第五主族的磷单质及其化合物在工业上有广泛应用。（1）同磷灰石在高温下制备黄磷的热化学方程式为：4Ca5(PO4)3F(s)+21SiO2(s)+30C(s)=3P4(g)+20CaSiO3(s)+30CO(g)+SiF4(g)H已知相同条件下：4Ca3(PO4)2F(s)+3SiO2(s)=6Ca3(PO4)2(s)+2CaSiO3(s)+SiF4(g) H12Ca3(PO4)2(s)+10C(s)=P4(g)+6CaO(s)+10CO(g) H2SiO2(s)+CaO(s)=CaSiO3(s) H3用H1、H2和H3表示H，则H=_；（2）三聚磷酸可视为三个磷酸分子（磷酸结构式如图）之间脱去两个水分子产物，其结构式为_，三聚磷酸钠（俗称“五钠”）是常用的水处理剂，其化学式为_；（3）次磷酸钠（NaH2PO2）可用于工业上的化学镀镍。化学镀镍的溶液中含有Ni2+和H2PO2，在酸性等条件下发生下述反应：（a）_ Ni2+ + _ H2PO2+ _ _Ni+_ H2PO3+ _（b）6H2PO-2 +2H+ =2P+4H2PO3+3H2请在答题卡上写出并配平反应式（a）；利用中反应可在塑料镀件表面沉积镍磷合金，从而达到化学镀镍的目的，这是一种常见的化学镀。请从以下方面比较化学镀与电镀。方法上的不同点：_