2025-2026學(xué)年上學(xué)期高二化學(xué)魯科版期中必刷?？碱}之化學(xué)反應(yīng)與能量

轉(zhuǎn)化（解答題）

一.解答題（共15小題）

I.（2025?肥城市開(kāi)學(xué)）煤燃燒產(chǎn)生的廢氣中含02、CO2、N2、SO2,因此需要將廢氣凈化后再排放。

完成下列各題。

（1）檢驗(yàn)廢氣中存在SO2可用（填試劑名稱）。

（2）工業(yè)上將廢氣通入CaCO3漿狀物進(jìn)行脫硫，脫硫的產(chǎn)品用于制造石膏。脫硫反應(yīng)的化學(xué)方程式

為。

（3）煤在燃燒前要進(jìn)行脫硫處理，減少對(duì)環(huán)境的污染。用電解法對(duì)含硫化合物（FeS2）處理的基本原

理如圖：

①寫(xiě)出含硫物質(zhì)FeS2轉(zhuǎn)化的離子方程式；

②電解過(guò)程中，當(dāng)有120gFeS2被氧化時(shí)，混合溶液中酎的物質(zhì)的量將增大mol（不考慮溶液

中水的體積變化）。

（4）煙氣中的S02也可用Na2s03溶液吸收。吸收液與S02反應(yīng)至pH降低為6左右時(shí)，將吸收液通入

如圖所示的電解槽進(jìn)行再生。

①A為離子交換膜（填“陽(yáng)”或"陰”），寫(xiě)出陽(yáng)極的電極反應(yīng)式;

②根據(jù)以上事實(shí)判斷H2s03的Ka1?Ka2Kw（填=”或

2.（2025春?德州期末）電解法是目前處理含氮廢水常用方法。以CH30H—空氣燃料電池處理某含氮廢水

（1）電極Pt（a）為（填“正極”、“負(fù)極”），電極（c）反應(yīng)式為o

（2）該燃料電池工作過(guò)程中Pt（b）區(qū)溶液pH（填“增大”、"減小”或"不變”），若該燃料

電池Pl（a）極消耗1.6g甲醇，則電極（d）產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下H2Lo

（3）研究表明，若廢水中加入適量氯化鈉，則C「在陽(yáng)極放電生成C12C12氧化NHj從而提高處理效率，

氧化反應(yīng)離子方程式為。

（4）實(shí)驗(yàn)測(cè)得：溶液初始C「濃度和pH對(duì)氨氮去除速率與能耗的影響關(guān)系如圖1和圖2所示。（已知：

NH3?H2O比更易吸附在電極表面被氧化。）

(

1

L2

?

“5

.1

3

祖9

盛

合

米3

服

原24

C"濃度（mmol/L）

圖1er濃度對(duì)獲氮去除速率、能耗的影響圖2初始pH對(duì)焚氮去除速率、能耗的影響

①處理氨氮廢水的最佳條件是。

②由圖2分析，隨pH從2增大到6時(shí)，氨氮去除率增大原因。

③圖1中C「濃度較低時(shí)、圖2中pH達(dá)到12時(shí)，均出現(xiàn)氨氮去除速率低而能耗高的現(xiàn)象，其原因可能

是。

3.（2025春?煙臺(tái)期中）【青銅器在埋威過(guò)程中會(huì)逐漸生銹，其修亞工作是文物保護(hù)的重要環(huán)節(jié)?；卮鸩?/p>

列問(wèn)題:

（1）查閱資料了解到銅銹主要成分有CU2（OH）2co3和Cl!2（OH）30。考古學(xué)家將銅銹分為無(wú)害銹

（形成了保護(hù)層）和有害銹（使器物損壞程度逐步加劇，并不斷擴(kuò)散），結(jié)構(gòu)如圖所示:

疏松的

潮濕空氣

CU(OH)C1

致密的潮濕空氣23

CU2（OH）2CO3\

Cu

下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是

A.疏松的CU2（OH）3。屬于有害銹

B.Cu2(OH)2c03能溶于鹽酸

C.青銅器表面涂一層食鹽水可以做保護(hù)層

D.用HN03溶液除銹可以保護(hù)青銅器的藝術(shù)價(jià)值，做到“修舊如舊”

（2）Cu2（OH）3。的形成過(guò)程中會(huì)通過(guò)原電池反應(yīng)產(chǎn)生CuCl（難溶于水的固體）

CU(OH),CI

含C「水膜2

①過(guò)程中負(fù)極的電極反應(yīng)為

②文獻(xiàn)顯示，將腐蝕文物置于含Na2c03的緩沖溶液中浸泡，可以使CuCl轉(zhuǎn)化為難溶的CU2（OH）2co3

反應(yīng)的離子方程式為

（3）水下考古也是文物的重要來(lái)源之一，考古隊(duì)員將部分文物打撈出水后，采取脫鹽、干燥等措施防

止文物繼續(xù)被腐蝕。從電化學(xué)原理的角度分析“脫鹽、干燥”的防腐原理

（4）一種基于氯堿工藝的新型電解池，可用于濕法冶銅并獲得副產(chǎn)物C12,裝置如圖。

-45.9MNH/g)

N2H4(l)1^M50.64H：(kJ?moL)

IIIII11III〉

-30025020015010050050100150

①熱穩(wěn)定性：N2H4(1)NH3(g)(填

.I

②反應(yīng)6NO(g)+4NH3(g)=5N2(g)+6H2O(g)的AH=kJ,molo

5.（2024秋?濟(jì)寧校級(jí)月考）I.請(qǐng)結(jié)合圖回答問(wèn)題。

能量/（kJ?mol-1）

活化分子的最低能量

反應(yīng)物的

總能量（6）

生成物的

總能最（EJ

（1）圖中所示反應(yīng)為（填“吸熱”或“放熱”反應(yīng)，該反應(yīng)的AH=

（用含E］、E2的代數(shù)式表示）。

（2）下列反應(yīng)中，符合如圖描述的反應(yīng)有（填字母代號(hào)）.

a.C與水蒸氣反應(yīng)制水煤氣

b.Na2O2與HzO反應(yīng)

c.Ba（OH）2?8H2O與NH4cl反應(yīng)

d.黃鐵礦（主要成分為FeS2）的燃燒

II.完成下列問(wèn)題。

（3）ILl.Omol-L由2s04溶液與2L1.0mol?LRaOH溶液完全反應(yīng)，放出H4.GkJ熱量，表示該反應(yīng)中

和熱的熱化學(xué)方程式為。

（4）火箭和導(dǎo)彈表面的薄層是耐高溫物質(zhì)。將石墨、鋁粉和二氧化鈦按一定比例混合在高溫下燃燒，

所得物質(zhì)可作耐高溫材料，4A1（s）+3TiO2（s）+3C（s）=2AhO3（s）+3TiC（s）AH=-I176kJ*mol

r，則反應(yīng)過(guò)程中，每轉(zhuǎn)移Imol電子放出的熱量為kJo

(5)已知：Nz(g)+202(g)=2NO2(g)AH=+67.7kJ?moL；

N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)AH=-534kJ?mol1

則N2H4（g）與NO2（g）完全反應(yīng)生成N2（g）和H2O（g）的熱億學(xué)方程式為

6.（2025春?歷城區(qū)校級(jí)期中）I.圖為H2與F2發(fā)生反應(yīng)生成HF過(guò)程中的能量變化示意圖。請(qǐng)I可答下列

問(wèn)題。

（1）完成轉(zhuǎn)化I、II（填“吸收”或“放出”，下同）能量、完成轉(zhuǎn)化in能量。

（2）H2和F2反應(yīng)的能量變化圖可用（填“A”或"B”）表示。

II.銅、鋅和稀硫酸構(gòu)成的原電池裝置如圖所示。請(qǐng)回答下列問(wèn)題。

稀硫酸

（3）Zn作（填“正極”或“負(fù)極”），銅電極上發(fā)生（填“氧化”或“還原”）反應(yīng)。

Zn電極反應(yīng)式為o

7.（2025春?歷城區(qū)校級(jí)期中）碳中和作為一種新型環(huán)保形式可推動(dòng)全社會(huì)綠色發(fā)展。圖為科學(xué)家正在研

究建立的?種二氧化碳新循環(huán)體系。

過(guò)程IV

溫邵遇仁氧化碳卜

E過(guò)程］

因光、總t就皂-

（1）大氣中存在溫室氣體CO2,寫(xiě)出CO2的電子式碳有多種單質(zhì)，一定

條件下，Imol石墨轉(zhuǎn)化為金剛石吸收1.85kJ能量，則（填“石墨”或“金剛石”）更穩(wěn)定。碳

與硅同族，制備純硅的一種中間產(chǎn)物SiHC13遇水劇烈反應(yīng)生成H2SiO3、HC1和另一種物質(zhì)，寫(xiě)出該反

應(yīng)的化學(xué)方程式:

(2)過(guò)程I利用CO2制取甲醇的有關(guān)化學(xué)反應(yīng)如下:

C02(g)+3H2(g)=CH30H(g)+H20(g)

已知：i.斷開(kāi)ImolCH3OH(g)中的化學(xué)鍵共吸收2060kJ的能量；ImolCO2和3moi比完全反應(yīng)生

成Imol氣態(tài)CH30H和Imol氣態(tài)FhO放出178kJ熱量。

i>.反應(yīng)中部分化學(xué)鍵鍵能數(shù)據(jù)如表：

化學(xué)鍵H—HH—O

鍵能/(kJ?mo「i)436463

由此計(jì)算斷開(kāi)lmolC=O需要吸收kJ的能量。

(3)利用過(guò)程III的反應(yīng)設(shè)計(jì)的一種原電池，工作原理如圖所示。

①電極C是(填“正極”或“負(fù)極”)，d的電極反應(yīng)式：0

②若電路中轉(zhuǎn)移3moi電子，則該電池理論上消耗的CH30H的物質(zhì)的量為mol。

8.(2024秋?山東月考)碳及其化合物在生產(chǎn)、生活中具有廣泛的用途，回答下列問(wèn)題。

(1)已知25C、lOlkPa下，石墨、金剛石燃燒的熱化學(xué)方程式如下:

C(石墨，s)+02(g)=C02(g)AH=-393.5kJ?mol

C(金剛石，s)+O2(g)=C02(g)AH=-395.4IkJ-mor'o

①石墨轉(zhuǎn)化為金剛石的熱化學(xué)方程式為O

②穩(wěn)定性：C(石墨，s)(填“A或y”)C(金剛石，s)；判斷的理由為

(2)一種熔融碳酸鹽燃料電池的原理示意圖如圖所示。

MN

CO2+H2O

①電池工作時(shí)，該電池是由(填“化學(xué)能”或“電能”，下同)轉(zhuǎn)化為

②電池工作時(shí)，Na\K+向(填“M”或"N”)電極移動(dòng)。

③M電極上CO參與反應(yīng)的電極反應(yīng)式為o

(3)CH4和CO2都是比較穩(wěn)定的分子，科學(xué)家利用電化學(xué)裝置實(shí)現(xiàn)兩種分子的耦合轉(zhuǎn)化，其原理如圖

①電極A為(填“陰極”或“陽(yáng)極

②相同條件下，若生成的C2H6和C2H4的體積比為5：7,則消耗的CH4和CO2的體積比為。

9.(2024?鄲城縣校級(jí)開(kāi)學(xué))研究氮氧化物(NOx)的還原處理方法是環(huán)保領(lǐng)域的主要方向之一?；卮鹣?/p>

列問(wèn)題：

I.用H2還原NO的反應(yīng)為2H2(g)+2NO(g)=N2(g)+2H2O(g)AH<0o

(1)該反應(yīng)的正反應(yīng)速率方程可表示為v正=1<?小(NO)-cn(H2),某溫度下，測(cè)得正反應(yīng)速率v正

與c(NO)或c(H2)的變化關(guān)系如圖1所示。

.E

lu

L

二

O

U

1

N

、

田

a

則m=,n=o

(2)研究表明上述反應(yīng)歷程分兩步基元反應(yīng)：

i.2NO(g)+H2(g)=N2(g)+H2O2(1)；

ii.H2O2(1)+H2(g)=2H2O(g)o

根據(jù)(1)所給信息判斷，H2還原NO總反應(yīng)的速率由反應(yīng)(填“i”或“ii”)決定。

(3)將一定量的H2和NO置于以下條件下發(fā)生反應(yīng)(起始容器的體積、溫度、壓強(qiáng)均相同)，到達(dá)平

衡時(shí)，山的平衡轉(zhuǎn)化率最大的是。

a.恒溫恒容

b.恒溫恒壓

c.恒容絕熱

II.脫除汽車(chē)尾氣中NO和CO包括以下兩個(gè)反應(yīng)：

反應(yīng)i.2NO+CO=N2O+CO2；

反應(yīng)ii.N2O+CO=N2+CO2o

反應(yīng)過(guò)程中各物質(zhì)相對(duì)能量如圖2（TS表示過(guò)渡態(tài)）:

-卜

1NO(g)+TS2

1TS12

?2N0(g)+/CO(g)+/\

22C0(g)/3984

、

強(qiáng)NO(g)+.:

02

器CO(g)+-118.6

女

co2

要

-628.6

--------------------------------------------------A

圖2反應(yīng)過(guò)程

（4）CO和NO反應(yīng)生成N2的熱化學(xué)方程式為。

將恒定組成的NO和CO混合氣體通入不同溫度的反應(yīng)器，相同時(shí)間內(nèi)檢測(cè)物質(zhì)濃度，結(jié)果如圖3。

35

OO

^30(X)

E25(X)

d20OO

dOO

、n5

假OO

105O

送O

10()1502(X)25()300350400450100150200250300350400450

溫度/(溫度/t

圖3

(5)NO和CO的脫除應(yīng)選擇（填“高溫”或者“低溫

（6）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，高于340℃后N2O濃度逐漸減小，試分析發(fā)生該變化的原因

是。

（7）450C時(shí)，該時(shí)間段內(nèi)NO的脫除率=（保留2位有效數(shù)字，NO的脫除率=

n（轉(zhuǎn)化為電的N。）x\0o%）

n（初始的NO）

10.（2024春?市中區(qū)校級(jí)期中）能量、速率與限度是認(rèn)識(shí)和研究化學(xué)反應(yīng)的重要視角，回答下列問(wèn)題：

（1）天然氣已成為我國(guó)主要的清潔能源，主要成分甲烷（CH。燃燒時(shí)的能量變化如圖1所示:

①下列說(shuō)法中正確的是(填字母)

A.甲烷完全燃燒時(shí)化學(xué)能全部轉(zhuǎn)化為熱能

B.由圖可知二氧化碳比甲烷穩(wěn)定

C.標(biāo)準(zhǔn)狀況下，Imol甲烷完全燃燒時(shí)放出802。的熱量

D.該反應(yīng)中斷鍵吸收的總能量低于形成鍵放出的總能量

②已知斷開(kāi)部分化學(xué)鍵需要的能量為C—H：akJ/mol,0=0：bkJ/mol,C=O：ckJ/mol,則形成ImolO—H

釋放的能量為kJ。

(2)-一定溫度下在容積可變的密閉容器中投入lOmolSCh和6moiO2，發(fā)生反應(yīng)：

2s02(g)+02(g)=2SO3(g)AH<Oo下列情況能說(shuō)明該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡的是。

A.體系的壓強(qiáng)保持不變

B.混合氣體的密度保持不變

C.單位時(shí)間內(nèi)生成ImolS03的同時(shí)斷開(kāi)0.5mol0=0鍵

D.混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量保持不變

E.SO2和02的物質(zhì)的量之比保持不變

(3)在一定條件下，二氧化硫和氧氣反應(yīng)過(guò)程中各物質(zhì)物質(zhì)的量濃度變化如圖2所示，根據(jù)圖中判斷。

①lOmin時(shí)改變的條件可能是；20min時(shí)改變的反應(yīng)條件可能是。

a加入催化劑

b.縮小容器容積

c.升高溫度

d.增加02的物質(zhì)的量

②第12min時(shí)v正(SO2)第18min時(shí)v逆(SO3)填”或”無(wú)法比較”)。

11.(2024春?淄川區(qū)校級(jí)期中)請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

(1)對(duì)煙道氣中的SO2進(jìn)行回收再利用具有較富的社會(huì)價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。CO還原法：一定條件下，

由SO2和CO反應(yīng)生成S和CO2的能量變化如圖所示，每生成16gs(s),該反應(yīng)放出的熱量為

(2)稀溶液中，ImolH2s04與NaOH完全反應(yīng)時(shí)，放出1I4.6H熱量，寫(xiě)出表示中和熱的熱化學(xué)方程

式O

(3)CuCl(s)與02反應(yīng)生成CuC12(s)和一種黑色固體。在25℃、lOlkPa下，已知該反應(yīng)每轉(zhuǎn)移

Imole',放熱44.4kJ,寫(xiě)出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式。

(4)近年來(lái)空氣污染日益嚴(yán)重，原因之一是汽車(chē)尾氣中含有NO、NO?、CO等氣體。為消除汽車(chē)尾氣

的污染，可采取：NO和CO在催化轉(zhuǎn)換器中發(fā)生如下反應(yīng)：

2N0(g)+2CO(g)=2CO2(g)+N2(g)AHi

已知：2NO(g)+02(g)=2N02(g)AH2

CO的燃燒熱為AH3

N02與CO發(fā)生反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：2N0z(g)+4C0(g)=4CO2(g)+N2(g)AH=

(用AHi、AH2>AH?表示

(5)工業(yè)上接觸法生產(chǎn)硫酸的主要反應(yīng)之一是：在一定的溫度、壓強(qiáng)和銳催化劑存在的條件下，S02

被空氣中的02氧化為SO3。V2O5是鈾催化劑的活性成分，郭汗賢等提出：V2O5在對(duì)反應(yīng)【的催化循

環(huán)過(guò)程中，經(jīng)歷了n、ni兩個(gè)反應(yīng)階段，圖示如下：

SO2(g)+102(g)_1_SO,(g)

ffl

VA-SO3

有關(guān)氣體分子中Imol化學(xué)鍵斷裂時(shí)需要吸收的能量數(shù)據(jù)如下:

化學(xué)鍵S=O(SO2)0=0(O2)S=0(SO3)

能量/kJ535496472

由此計(jì)算反應(yīng)I的AH=kJ/molo

（6）直接甲醉燃料電池工作原理如圖所示。a極是電池的（“正極”或“負(fù)極”），b極電極反

應(yīng)式為O

12.（2024春?滕州市期中）請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）金剛石和石墨在燃燒時(shí)，若氧氣不足生成一氧化碳，若充分燃燒生成二氧化碳，反應(yīng)中放出的熱

圖2

由圖1可知，等質(zhì)量的金剛石和石墨完全燃燒，（填“金剛石”或“石墨”）放出的熱量更多，

在通常狀況下，（填“金剛石''或"石墨”）更穩(wěn)定，Imol石墨完全轉(zhuǎn)化為金剛石的反應(yīng)

（填，，吸收，，或，，釋放，，）kJ熱量，斷開(kāi)Imol石墨中的化學(xué)犍所吸收的能量（填

，，大于，，或，，小于，，）斷開(kāi)Imol金剛石中的化學(xué)鍵所吸收的能量。

（2）如圖2所示，在錐形瓶?jī)?nèi)放置裝有水的小試管，若A中發(fā)生的反應(yīng)能使B中a端液面高于b端,

則說(shuō)明A中發(fā)生的反應(yīng)是（填“吸熱反應(yīng)”或“放熱反應(yīng)

13.（2024春?滕州市期中）研究化學(xué)反應(yīng)中的能量變化對(duì)生產(chǎn)與活有著重要意義。某興趣小組進(jìn)行下列探

究:

（1）甲同學(xué)探究反應(yīng)Fe+H2sCM（?。?FeSO4+H2T中的能量變化。

向裝有鐵片的試管中加入Imol/L的H2so4,觀察到試管內(nèi)有氣泡產(chǎn)生，觸摸試管外壁，溫度升高。結(jié)

論：________________

（2）乙同學(xué)設(shè)計(jì)如圖所示原電池實(shí)驗(yàn)裝置。

外電路中電子由極流向極（填“正極”或“負(fù)極”）；鐵片上的電極反應(yīng)式

為。

（3）下列反應(yīng)能通過(guò)原電池實(shí)現(xiàn)化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的是（填序號(hào)）。

①2H2+O—2H2O

②Fe+Ci?+=Fe2++Cu

@CaO+H2O=Ca（OH）2

（4）用H2和02組合形成的質(zhì)子交換膜燃料電池的結(jié)構(gòu)如圖:

催化劑m負(fù)載】一11催化劑

電極c"]Teb電極d

質(zhì)子交換膜

①H+移向（填“正極”或“負(fù)極”）。

②氣體b為,若線路中轉(zhuǎn)移2moi電子，則該燃料電池理論上消耗的02在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體

積為L(zhǎng)o

0

/\

14.（2024秋?濟(jì)寧期末）環(huán)氯乙烷是一種最簡(jiǎn)單的環(huán)酸，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為H2c——CH2,其熔點(diǎn)為-112.2C,

沸點(diǎn)為10.8C,被廣泛應(yīng)用于洗滌、制藥、印染等行業(yè)。以乙烯為原料生產(chǎn)環(huán)氧乙烷（銀催化法）的合

0

Ag/\

成原理為T(mén)T回答下列問(wèn)題:

2cH2=CH2+02~?2H2c——CH2O

(1)已知某些共價(jià)鍵的鍵能(25℃、lOlkPa下)如表所示：

共價(jià)鍵C=CC—H0=0C—OC—C

鍵能/(kJ?mol615x497.3351347.7

7)

0

Ag/\

表中C-H的鍵能為未知數(shù)x,但據(jù)表中已知數(shù)據(jù)也可求出2cH2=CH?(g)+O2(g)—>2H2c——CH2(g)

的反應(yīng)熱AH,原因是,反應(yīng)熱AH=kJ?molI

⑵25℃,lOlkPa下,環(huán)氧乙烷的燃燒熱AH=?1225.0kJ-mo「L

①寫(xiě)出表示環(huán)氧乙烷燃燒熱的熱化學(xué)方程式：。

②25℃,lOlkPa下，乙烯的燃燒熱為。

(3)環(huán)氧乙烷是一種易燃易爆氣體。當(dāng)一定量環(huán)氧乙烷發(fā)生爆炸，生成水蒸氣、0.5molCO2(g)和0.5mol

CO(g)時(shí)，釋放出431.5kJ的熱量。寫(xiě)出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：o

(4)以乙烯為原料生產(chǎn)環(huán)氧乙烷，過(guò)去主要使用的是氯代乙醇法，其總反應(yīng)方程式為

0

CH2=CH2(g)+Cl2(g)4-Ca(OH)2(s)->H2C—CH2(g)+CaCb(s)+H2。⑴，該反應(yīng)的"(填

或"V”)0；與氯代乙醇法相比，銀催化法的優(yōu)點(diǎn)為o

15.(2024秋?端澤期中)直接排放含SO2和NOx的煙氣會(huì)形成酸雨，危害環(huán)境。根據(jù)題意，回答下列問(wèn)

題：

I.工業(yè)上常用催化還原法和堿吸收法處理SO2氣體。1molCH4完全燃燒生成氣態(tài)水和ImolS(g)燃

燒的能量變化如圖所示：

能量八

S(g)+°24^^77kJ-mol-1

..........SO2,

反應(yīng)過(guò)程

己知：H2O(g)=H?O(1)AH=-44kJ-mor1

(1)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，甲烷摩爾燃燒焙為kJ/inoL在催化劑作用下，CH4可以還原SO2生成

單質(zhì)S(g)、H2O(g)和82,該反應(yīng)存在自發(fā)進(jìn)行的溫度(填“最高”或“最低”)。

II.某同學(xué)設(shè)計(jì)用NO—空氣質(zhì)子交換膜燃料電池探究將霧霾中SO2、NO轉(zhuǎn)化為(NH4)2s04的原理。

（NHJSO,濃溶液和物質(zhì)A

Pt（i）Pt（n）石墨（I）

-

NO+H2OT-n

）H+產(chǎn)達(dá)0SOJ

A

HNO,（增濕）

質(zhì)子交換膜（NHJSO,稀溶液

甲乙

（2）該燃料電池放電過(guò)程中負(fù)極電極反應(yīng)為，若甲裝置中消耗標(biāo)況下22.4L

02,則乙裝置中S02和NO轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量共有mol,此時(shí)甲裝置中有NA質(zhì)子

通過(guò)交換膜。

III.廢氣中進(jìn)入空氣后氧化生成NO2總反應(yīng)為2NO(g)+02(g)=2NO2(g)AHi=-57.1kJ*mol

可分兩步進(jìn)行，其反應(yīng)過(guò)程中的能量變化示意圖如圖所示:

反應(yīng)I.2NO(g)=N2O2(g),反應(yīng)II.N2O2(g)+O2(g)=2NO2(g)

（3）在恒容密閉容器中充入一定量的NO和02,發(fā)生反應(yīng)I和II,保持其他條件不變，控制反應(yīng)溫度

分別為T(mén)i和T2（T2>TI）,測(cè)得c（NO）隨時(shí)間變化的曲線如圖,轉(zhuǎn)化相同量的NO,在溫度（填

或"T2”）下消耗的時(shí)間較長(zhǎng)，試結(jié)合反應(yīng)過(guò)程及能量圖分析其原因o

20252026學(xué)年上學(xué)期高二化學(xué)魯科版（2019）期中必刷?？碱}之化學(xué)反

應(yīng)與能量轉(zhuǎn)化（解答題）

參考答案與試題解析

一.解答題（共15小題）

I.（2025?肥城市開(kāi)學(xué)）煤燃燒產(chǎn)生的廢氣中含02、CO2>N2、SO2,因此需要將廢氣凈化后再排放。

完成下列各題。

（1）檢驗(yàn)廢氣中存在S02可用品紅溶液或酸性高鎰酸鉀溶液（填試劑名稱）。

（2）工業(yè)上將廢氣通入CaC03漿狀物進(jìn)行脫硫，脫硫的產(chǎn)品用于制造石膏。脫硫反應(yīng)的化學(xué)方程式為

2CaSC）3+O2+2SO2=2CaSO4（或CaCC）3+SO2=CaSO3+CO2、2CaSC）3+C）2=2CaSO4）。

（3）煤在燃燒前要進(jìn)行脫硫處理，減少對(duì)環(huán)境的污染。用電解法對(duì)含硫化合物（FCS2）處理的基本原

理如圖：

L

?

O

E

、

。

①寫(xiě)出含硫物質(zhì)①S2轉(zhuǎn)化的離子方程式FeS2+15Mn3++8H?O=Fe3++15Mn-'+25。，一+16H，；

②電解過(guò)程中，當(dāng)有120gFeS?被氧化時(shí)，混合溶液中②的物質(zhì)的量將增大1mol（不考慮溶液中

水的體積變化）。

（4）煙氣中的SO2也可用Na2s03溶液吸收。吸收液與S02反應(yīng)至pH降低為6左右時(shí)，將吸收液通入

如圖所示的電解槽進(jìn)行再生。

①A為陽(yáng)離子交換膜(填“陽(yáng)”或“陰”)，寫(xiě)出陽(yáng)極的電極反應(yīng)式HSO、-2c+H20=SO/-+3H+

(或SOV-2e+H2O=S0&+2H*)；

②根據(jù)以上事實(shí)判斷H2s03的Kal?Ka2>Kw(填”或"V")。

【答案】(1)品紅溶液或酸性高缽酸鉀溶液；

(2)2CaSO3+O2+2SO2=2CaSO4(或CaCO3+SO2=CaSO3+CO2、2CaSO3+O2=2CaSO4)；

(3)?FeS2+15Mn3++8H2O=Fe3++15Mn2++2S^-+I6H+；

②1：

(4)①陽(yáng)；HSO^-2e+H2O=S01-4-3H+(或S。歹一2一+出0=SO.+2H+)；

②,。

【分析】(1)二氧化硫具有漂白性，使品紅溶液褪色，具有還原性能使酸性高鋅酸鉀溶液褪色；

(2)廢氣通入CaCO3漿狀物進(jìn)行脫硫，脫硫產(chǎn)品用于制造石音，說(shuō)明S02、CaC03及空氣中02反應(yīng)

生成CaSO4和CO2；

(3)①由圖可知，F(xiàn)eS2與M產(chǎn)反應(yīng)生成Fe3+、Mi?+和S*；

@FCS2+15Mn3++8H2O=Fc3++15Mn2++2SO^-+16H+,結(jié)合陰極2H++2-=H2T分析計(jì)算；

(4)①電解過(guò)程中，I中放出氫氣，NaHS03變?yōu)镹a2so3，陽(yáng)極“SOJ、SO廣失電子生成S0=；

②題中信息可知，亞硫酸鈉和亞硫酸氫鈉混合溶液pH=6,HSO］水解程度小于其電離平衡程度，結(jié)合

平衡常數(shù)分析判斷。

【解答】解：(D檢驗(yàn)廢氣中存在S02可用品紅溶液或酸性高鋅酸鉀溶液，

故答案為：品紅溶液或酸性高錦酸鉀溶液；

(2)工業(yè)上將廢氣通入CaC03漿狀物進(jìn)行脫硫，脫硫的產(chǎn)品用于制造石膏，脫硫反應(yīng)的化學(xué)方程式為：

2CaSO3+O2+2SO2=2CaSO4(或CaCO3+SO2=CaSO3+CO2、2CaSO3+O2=2CaSO4),

故答案為：2CaSO3+O2+2SO2=2CaSO4(或CaCO3+SO2=CaSO3+CO2、2CaS03+02=2CaSOi)；

3+3+2+

(3)①由圖可知，F(xiàn)eS2與Mn反應(yīng)生成Fe,Mn和SO廣，則離子方程式為

FeS2+15Mn3++8H2O=Fe3++15Mi?++2S。g+I6H\

故答案為：FeS2+15Mn3++8H2O=Fe3++15Mn2++2SO^-+16H4；

②120gFeS2物質(zhì)的量=克髭%=lmol,ImolFeSz被氧化時(shí),同時(shí)消耗15molMn3+,生成16moiH卡,

消耗15molMi?卡時(shí)，陰極消耗15moiH+,所以混合溶液中H卡的物質(zhì)的量將增大16moi-15mol=lmoL

故答案為：1；

（4）①電解圖示分析可知，I中放出氫氣，NaHSCh變?yōu)镹a2sos,II中鈉離了透過(guò)離了交換膜進(jìn)入I,

所以A為陽(yáng)離子交換膜，陽(yáng)極H50J、S。g失電子生成S第一，陽(yáng)極反應(yīng)式是：HS0^-2e+H2O=

S0l~+3H\S0l--2e'+H2O=S0l-+2H+,

故答案為：陽(yáng)；HSOi-2e+H20=S0l-+3H+C^SOj--2e'+H2O=SO^+2H+）；

②pH=6的溶液中亞硫酸氫杈離子電離程度大于其水解程度，則Ka2>Kh=?。［湍沸/）=

得至|JKarKa2>Kw,

故答案為：》。

【點(diǎn)評(píng)】本題考查電化學(xué)原理、氧化還原反應(yīng)等相關(guān)知識(shí)，需要掌握電解的相關(guān)知識(shí)，重在原理知識(shí)的

考杳，題目難度中等。

2.（2025春?德州期末）電解法是目前處理含氮廢水常用方法。以CH30H—空氣燃料電池處理某含氮廢水

（1）電極Pt（a）為負(fù)極（填“正極”、“負(fù)極”），電極（c）反應(yīng)式為2NH+-6。-=N?+8"+。

（2）該燃料電池工作過(guò)程中Pt（b）區(qū)溶液pH增大;填“增大，、“減小”或“不變”），若該燃料電

池Pt（a）極消耗1.6g甲醉，則電極（d）產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下H23.36L。

（3）研究表明，若廢水中加入適量氯化鈉，則C「在陽(yáng)極放電生成C12C12氧化NH：從而提高處理效率，

氧化反應(yīng)離子方程式為3c&+2NH±=N?T+63廠+8”+。

（4）實(shí)驗(yàn)測(cè)得：溶液初始C「濃度和pH對(duì)氨氮去除速率與能耗的影響關(guān)系如圖1和圖2所示。（已知：

NH3?H2O比更易吸附在電極表面被氧化.)(

T

-C2

T?

J

.2151

euEo

)

幃9

黑

趣

出3

凝

凍2

100200300400500600700

C-濃度(mmol/L)

圖1Cl-濃度對(duì)獲氮去除速率、能耗的影響圖2初始pH對(duì)氨氮去除速率、能耗的影響

①處理氨氮廢水的最佳條件是濃度為700mmoI/L、pH=6。

②由圖2分析，隨pH從2增大到6時(shí)，氨氮去除率增大原因H升高促進(jìn)錢(qián)根離了?更多地轉(zhuǎn)化為一

水合氨，NH3?H2O更易被氧化。

③圖1中C「濃度較低時(shí)、圖2中pH達(dá)到12時(shí)，均出現(xiàn)氨氮去除速率低而能耗高的現(xiàn)象，具原因可能

是C1.濃度過(guò)低，OH.濃度過(guò)高，造成陽(yáng)極OH能力大『C「，產(chǎn)生大量氧氣，消耗電能所致；pH

達(dá)到12時(shí)，溶液中c(OHD較大，同樣陽(yáng)極會(huì)發(fā)生4OH：41=021+2H20,產(chǎn)生氧氣消耗電能，并

且此時(shí)氨主要以NH3?H2O和NH3形式存在，不利于NH?在電極表面被氧化。

【答案】(1)負(fù)極；2NH：-叱="+8心(2)增大;3.36；

(3)3Cl2+2NH：=N2T+6C廠+8"+：

(4)①C/濃度為700mmol/L、pH=6；

②pH升高促進(jìn)錢(qián)根高子更多地轉(zhuǎn)化為一水合氨，NH3-H2O更易被氧化：

③C「濃度過(guò)低，OK濃度過(guò)高，造成陽(yáng)極能力大于。，產(chǎn)生大量氧氣，消耗電能所致；pH達(dá)到

12時(shí)，溶液中c(OFT)較大，同樣陽(yáng)極會(huì)發(fā)生4OH-4^=027+2H20,產(chǎn)生氧氣消耗電能，并且此

時(shí)氨主要以NH3?H2O和NH3形式存在，不利于NH。在電極表面被氧化。

【分析】(1)根據(jù)燃料電池中燃料做負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)及電解池中鍍根禽子在陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)來(lái)分析;

(2)根據(jù)甲醇燃料電池的正負(fù)極極反應(yīng)特點(diǎn)及電子守恒規(guī)律來(lái)分析：

(3)根據(jù)題文信息及氧化還原反應(yīng)規(guī)律來(lái)分析；

(4)①根據(jù)圖1中信息來(lái)分析；

②根據(jù)平衡移動(dòng)規(guī)律來(lái)分析；

③根據(jù)圖2信息及陽(yáng)極極反應(yīng)的規(guī)律來(lái)分析。

【解答】解：(1)在燃料電池中，甲醇發(fā)生氧化反應(yīng)，所以電極Pt(a)為負(fù)極；電極c上鉉根離子轉(zhuǎn)

化為氮?dú)?，發(fā)生氧化反應(yīng)，根據(jù)得失電子守恒、電荷守恒和原子守恒，電極反應(yīng)式為2NH：-6e-=N2+

8H+：

+

故答案為：負(fù)極：2NH^-6e-=N2+8H；

(2)Pt(b)為燃料電池的正極，發(fā)生反應(yīng)O2+4H++4e-=2H2O,消耗H卡,溶液pH增大；Pt(a)極

發(fā)生反應(yīng)CH3OH+H2O-6e'=CO2T+6H+,16g甲醉(物質(zhì)的量為豆券商=0.5mol)轉(zhuǎn)移電子0.5molx6

=3mol；電極d發(fā)生反應(yīng)2H，+2e=H2f,根據(jù)電子守恒，生成氫氣的物質(zhì)的量為一--=1.5mol＞在

標(biāo)準(zhǔn)狀況卜的體積為1.5molx22.4L/mol=33.6Lo

故答案為：增大；33.6；

(3)氯氣氧化鉉根離子生成氮?dú)夂吐入x子，根據(jù)得失電子守恒、電荷守恒和原子守恒，離子方程式為：

+

3Cl2+2NH：=N2T+6C廠+8W；

故答案為:3以2+2NH：=MT+6CT+8H+；

(4)①?gòu)膱D1和圖2來(lái)看，處理氨氮廢水要找氨氮去除速率高且能耗低的條件。觀察可知，當(dāng)c(CL)

=700mmol/L,pH=6時(shí)，氨氮去除速率相對(duì)較高，能耗相對(duì)較低；所以處理氨氮廢水的最佳條件是

C「濃度為700mmol/L、pH=6：

故答案為:C「濃度為700mmol/L、pH=6；

②已知NH3-H2O比N”；更易吸附在電極表面被氧化；當(dāng)pH從2增大到6時(shí)，溶液中c(OH)增大，

根據(jù)NH,+OH=NH3?H2O,平衡正向移動(dòng)，使得NH3?H2O的濃度增大，因?yàn)镹H3?H2。更易在電極表

面被氧化，所以氨氮去除率增大。

故答案為：pH升高促進(jìn)錢(qián)根離子更多地轉(zhuǎn)化為一水合氨，NH3?H2O更易被氧化；

③在圖1中C「濃度較低時(shí)，陽(yáng)極可能發(fā)生反應(yīng)4OK-4e=O2T+2H20,產(chǎn)生氧氣消耗電能；在圖2

中pH達(dá)到12時(shí)，溶液中c(0丁)較大，同樣陽(yáng)極會(huì)發(fā)生40H.-4c,=02廿2H20,產(chǎn)生氧氣消耗電

能，并且此時(shí)氨主要以NH3?H2O和NH3形式存在，不利于AH：在電極表面被氧化，所以均出現(xiàn)氨氮去

除速率低而能耗高的現(xiàn)象。

故答案為：濃度過(guò)低，濃度過(guò)高，造成陽(yáng)極能力大于Cl,產(chǎn)生大量氧氣，消耗電能所致；

pH達(dá)到12時(shí)，溶液中c(OH)較大，同樣陽(yáng)極會(huì)發(fā)生4OFT?4-=02廿2H20,產(chǎn)生氟與消耗電能，

并且此時(shí)氨主要以NH3-H2O和NH3形式存在，不利于N”；在電極表面被氧化。

【點(diǎn)評(píng)】本題難度較大，主要考查了燃料電池的極反應(yīng)方程式的書(shū)寫(xiě)及相關(guān)計(jì)算、原電池與電解池的綜

合應(yīng)用等相關(guān)知識(shí)，需要牢固掌握電化學(xué)知識(shí)及較強(qiáng)的計(jì)算、分析問(wèn)題的能力。

3.(2025春?煙臺(tái)期中)I青銅器在埋藏過(guò)程中會(huì)逐漸生銹，其修復(fù)工作是文物保護(hù)的重要環(huán)節(jié).回答下

列問(wèn)題：

（1）查閱資料了解到銅銹主要成分有CU2（OH）2co3和Cl!2（OH）30?？脊艑W(xué)家將銅銹分為無(wú)害銹

（形成了保護(hù)層）和有害銹（使器物損壞程度逐步加劇，并不斷擴(kuò)散），結(jié)構(gòu)如圖所示：

下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是CDo

A.疏松的Cu2（OH）30屬于有害銹

B.Cu2（OH）2c03能溶于鹽酸

C.青銅器表面涂一層食鹽水可以做保護(hù)層

D.用HN03溶液除銹可以保護(hù)青銅器的藝術(shù)價(jià)值，做到“修舊如舊”

（2）Cu2（OH）3cl的形成過(guò)程中會(huì)通過(guò)原電池反應(yīng)產(chǎn)生CuCl（難溶于水的固體）

①過(guò)程中負(fù)極的電極反應(yīng)為Cu-e+C「=CuCl；

②文獻(xiàn)顯示，將腐蝕文物置于含Na2c03的緩沖溶液中浸泡，可以使CuCl轉(zhuǎn)化為難溶的CU2（OH）2CO3

反應(yīng)的離子方程式為4C〃Q+。2+2H?0+2co歹三2CU2（OH）2cgi+4c廠。

（3）水下考古也是文物的重要來(lái)源之一，考古隊(duì)員將部分文物打撈出水后，采取脫鹽、干燥等措施防

止文物繼續(xù)被腐蝕。從電化學(xué)原理的角度分析“脫鹽、干燥'助防腐原理脫鹽、干燥處理破壞了原電

池的電解質(zhì)溶液，使文物表面無(wú)法形成原電池發(fā)生電化學(xué)腐蝕o

（4）一種基于氯堿工藝的新型電解池，可用于濕法冶銅并獲得副產(chǎn)物C12,裝置如圖。

電電

極極

①陰極的電極反應(yīng)為+H?0+2小=Qz+2。，-：

②離子交換膜的作用為防亡0丁進(jìn)入陽(yáng)極室與C12反應(yīng)：

③理論上，每消耗ImolCuO,陰極室溶液增加62外

【答案】(1)CD：

(2)?Cu-e'+Cr=CuCl：

②+。2+2H2O+2C0l-=2Cu2(OH)2CO3+4C廠；

(3)脫鹽、干燥處理破壞了原電池的電解質(zhì)溶液，使文物表面無(wú)法形成原電池發(fā)生電化學(xué)腐蝕；

(4)①C〃0+H20+2e-=Cu+20/T；

②防止OK進(jìn)入陽(yáng)極室與C12反應(yīng)；

③62°

【分析】(1)A.Cu2(OH)式1疏松、易吸收水，會(huì)使器物損壞程度逐步加劇，并不斷擴(kuò)散；

B.Cu2(OH)2c03屬于碳酸鹽：

C.青銅器表面涂一層食鹽水提供形成原電池的電解質(zhì)溶液；

D.HNO3溶液具有強(qiáng)氧化性；

(2)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生CuQ