届人教版 化学反应与能量 单元测试.docx
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届人教版化学反应与能量单元测试
单元滚动检测六 化学反应与能量
考生注意:
1.本试卷共4页。
2.答卷前,考生务必用蓝、黑色字迹的钢笔或圆珠笔将自己的姓名、班级、学号填写在相应位置上。
3.本次考试时间100分钟,满分100分。
4.请在密封线内作答,保持试卷清洁完整。
一、选择题(本题包括16小题,每小题3分,共48分。
在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.(2017·台州期末)合理利用燃料,减小污染符合“绿色化学”理念,下列关于燃料的说法正确的是( )
A.“可燃冰”是将水变为油的新型燃料
B.通入过量的空气使燃料充分燃烧,从而达到充分利用热能的目的
C.燃料的化学能可以在不同的条件下转化为热能、电能被人类利用
D.硫的燃烧热为akJ·mol-1,硫燃烧热的热化学方程式:
S(s)+
O2(g)===SO3(g) ΔH=-akJ·mol-1
2.(2017·杭州期末)根据如图所示的反应判断,下列说法中错误的是( )
A.CO2(g)和CaO(s)的总能量大于CaCO3(s)的总能量
B.该反应的焓变大于零
C.该反应中有离子键断裂也有共价键断裂,化学键断裂吸收能量,化学键生成放出能量
D.由该反应可推出凡是需要加热才能发生的反应均为吸热反应
3.(2018·衡水第二中学调研)下面有关电化学的图示,完全正确的是( )
4.已知化学反应A2(g)+B2(g)===2AB(g)的能量变化如图所示,判断下列叙述中正确的是( )
A.断裂1molA—A和1molB—B键,放出akJ能量
B.每生成2molAB(g)吸收bkJ能量
C.该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量
D.该反应热ΔH=+(a-b)kJ·mol-1
5.(2018·泉州模拟)工业上由CO2和H2合成气态甲醇的热化学方程式为CO2(g)+3H2(g)===CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-50kJ·mol-1。
下面表示合成甲醇的反应的能量变化示意图,其中正确的是( )
6.(2018·江西九江诊断)甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的两种反应原理是
①CH3OH(g)+H2O(g)===CO2(g)+3H2(g)ΔH=+49.0kJ·mol-1
②CH3OH(g)+
O2(g)===CO2(g)+2H2(g)ΔH=-192.9kJ·mol-1
根据上述反应,下列说法正确的是( )
A.当反应②中有0.3mol电子转移时,放出的热量为9.645kJ
B.如图表示反应①中的能量变化
C.可推知2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)ΔH=-483.8kJ·mol-1
D.CH3OH转变成H2的过程一定要吸收能量
7.(2017·牡丹江第一高级中学10月月考)用Cl2生产某些含氯有机物时会产生副产物HCl。
利用反应A,可实现氯的循环利用。
反应A:
4HCl+O2
2Cl2+2H2O
已知:
Ⅰ.反应A中,4molHCl被氧化,放出115.6kJ热量。
Ⅱ.
判断下列说法正确的是( )
A.反应A的ΔH>-115.6kJ·mol-1
B.H2O中H—O键比HCl中H—Cl键弱
C.由Ⅱ中的数据判断氯元素的非金属性比氧元素强
D.断开1molH—O键与断开1molH—Cl键所需能量相差31.9kJ
8.(2017·松滋市第一中学9月月考)已知下列热化学方程式:
①CH3COOH(l)+2O2(g)===2CO2(g)+2H2O(l) ΔH1=-870.3kJ·mol-1
②C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH2=-393.5kJ·mol-1
③H2(g)+
O2(g)===H2O(l)ΔH3=-285.8kJ·mol-1
则反应2C(s)+2H2(g)+O2(g)===CH3COOH(l)的ΔH为( )
A.-488.3kJ·mol-1B.-244.15kJ·mol-1
C.+488.3kJ·mol-1D.+244.15kJ·mol-1
9.(2017·牡丹江第一高级中学10月月考)下图表示的是钢铁在海水中的锈蚀过程,以下有关说法正确的是( )
A.该金属腐蚀过程为析氢腐蚀
B.正极为C,发生的反应为氧化反应
C.在酸性条件下发生的是吸氧腐蚀
D.正极反应为O2+2H2O+4e-===4OH-
10.(2018·扬州中学质检)金属燃料电池是一类特殊的燃料电池,具有成本低、无毒、无污染、高比功率、高比能量等优点。
电池的基本结构如图所示,锌、铁、铝、锂等金属都可用在金属燃料电池中。
下列说法正确的是( )
A.电池工作时,电子沿金属M→电解质溶液→空气电极移动
B.电池工作时,正极附近溶液的pH增大
C.Mn+向负极移动
D.若M为锌时,电池总反应为Zn+2H2O===Zn(OH)2+H2↑
11.(2017·牡丹江第一高级中学高三10月月考)某兴趣小组设计如下图所示微型实验装置。
实验时,先断开K2,闭合K1,两极均有气泡产生;一段时间后,断开K1、闭合K2,发现电流表A指针偏转。
下列有关描述正确的是( )
A.断开K2,闭合K1时,总反应的离子方程式为2H++2Cl-
Cl2↑+H2↑
B.断开K2,闭合K1时,石墨电极附近溶液变红
C.断开K1,闭合K2时,铜电极上的电极反应式为Cl2+2e-===2Cl-
D.断开K1,闭合K2时,石墨电极作正极
12.(2017·海淀期末)某同学进行下列实验:
操作
现象
取一块打磨过的生铁片,在其表面滴1滴含酚酞和K3[Fe(CN)6]的食盐水
放置一段时间后,生铁片上出现如图所示“斑痕”。
其边缘处为红色,中心区域为蓝色,在两色环交界处出现铁锈
下列说法不合理的是( )
A.生铁片发生吸氧腐蚀
B.中心区:
Fe-2e-===Fe2+
C.边缘处:
O2+2H2O+4e-===4OH-
D.交界处:
4Fe2++O2+10H2O===4Fe(OH)3+8H+
13.(2017·凯里市第一中学高三第四次模拟)下列关于右图所示电化学装置的分析正确的是( )
A.若X为直流电源,Y为铜棒接正极,则Fe棒上有铜析出
B.若X为直流电源,Y为碳棒接负极,则Fe棒被保护
C.若X为电流表,Y为锌棒,则SO
移向Fe棒
D.若X为导线,Y为铜棒,则Fe棒发生还原反应
14.(2018·西安调研)用电化学法制备LiOH的实验装置如图,采用惰性电极,a口导入LiCl溶液,b口导入LiOH溶液,下列叙述正确的是( )
A.通电后阳极区溶液pH增大
B.阴极的电极反应式为4OH--4e-===O2↑+2H2O
C.当电路中通过1mol电子的电量时,会有0.25mol的Cl2生成
D.通电后Li+通过阳离子交换膜向阴极区迁移,LiOH浓溶液从d口导出
15.(2017·西安高三期中)人工光合系统装置(如图)可实现以CO2和H2O合成CH4。
下列说法不正确的是( )
A.该装置为原电池,且铜为正极
B.电池工作时,H+向Cu电极移动
C.GaN电极表面的电极反应式为2H2O-4e-===O2+4H+
D.反应CO2+2H2O
CH4+2O2中每消耗1molCO2转移4mole-
16.(2017·辽宁省大连重点中学考试)已知H2O2是一种弱酸,在强碱溶液中主要以HO
形式存在。
现以Al-H2O2燃料电池电解尿素[CO(NH2)2]的碱性溶液制备氢气(电解池中隔膜仅阻止气体通过,c、d均为惰性电极)。
下列说法正确的是( )
A.燃料电池的总反应为2Al+3HO
===2AlO
+2H2O
B.电解时,Al消耗2.7g,则产生氮气的体积为1.12L
C.电极b是负极,且反应后该电极区pH增大
D.电解过程中,电子的流向:
a→d,c→b
二、非选择题(本题包括4小题,共52分)
17.(12分)(2017·衡水中学高三调研)
(1)在一定条件下N2与H2反应生成NH3,请回答:
①若反应物的总能量为E1,生成物的总能量为E2,且E1>E2,则该反应为________(填“吸热”或“放热”)反应。
②已知拆开1molH—H键、1molN—H键、1molN≡N键分别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ,则N2与H2反应生成NH3的热化学方程式为____________________________________
________________________________________________________________________。
(2)N2H4和H2O2混合可作火箭推进剂,已知:
16g液态N2H4和足量氧气反应生成N2(g)和H2O(l),放出310.6kJ的热量;2H2O2(l)===O2(g)+2H2O(l) ΔH=-196.4kJ·mol-1。
反应N2H4(g)+O2(g)===N2(g)+2H2O(l)的ΔH=________________kJ·mol-1。
N2H4和H2O2反应生成N2(g)和H2O(l)的热化学方程式为_____________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)实验室用50mL0.50mol·L-1盐酸与50mL某浓度的NaOH溶液在如图所示装置中反应,通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。
该装置有两处明显的错误,其中一处是缺少一种玻璃仪器,该仪器的名称为________________;实验室提供了0.50mol·L-1和0.55mol·L-1两种浓度的NaOH溶液,应选择________mol·L-1的NaOH溶液进行实验。
18.(14分)(2017·石家庄二中联考)大气污染问题日益引起全民关注。
(1)PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5μm(1μm=103nm)的颗粒物。
下列说法不正确的是______(填字母)。
a.PM2.5主要来源于火力发电、工业生产、汽车尾气排放等过程
b.PM2.5颗粒小,所以对人体无害
c.直径介于1~2.5μm的颗粒物分散到空气中可形成胶体
d.推广使用电动汽车,可以减少PM2.5的污染
(2)某地科研工作者用五年时间研究出利用石灰乳除工业燃煤尾气中的硫(SO2、SO3)和氮(NO、NO2)的新工艺,既能净化尾气,又能获得应用广泛的CaSO4和Ca(NO2)2
①硫酸型酸雨的形成过程是大气中的SO2溶于雨水生成某种弱酸,在空气中经催化氧化生成硫酸,该过程中反应的化学方程式为______________________________________________、
________________________________________________________________________。
②CaSO4可以调节水泥的硬化时间。
尾气中1molSO2被石灰乳逐渐吸收最终生成了1molCaSO4,该过程中转移的电子数目为________。
③Ca(NO2)2可制成混凝土防冻剂、钢筋阻锈剂等。
尾气中NO、NO2与石灰乳反应生成Ca(NO2)2的化学方程式:
_______________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)人类活动产生的CO2长期积累,威胁到生态环境,其减排问题受到全世界关注。
工业上常用高浓度的K2CO3溶液吸收CO2,得溶液X,再利用电解法使K2CO3溶液再生,其装置示意图如下:
①在阳极区发生的反应包括_________________________________________________和H++HCO
===H2O+CO2↑。
②简述CO
在阴极区再生的原理:
__________________________________________________
________________________________________________________________________。
③再生装置中产生的CO2和H2在一定条件下反应生成甲醇,工业上利用该反应合成甲醇。
已知:
25℃,101kPa下:
H2(g)+
O2(g)===H2O(g)ΔH1=-242kJ·mol-1
CH3OH(g)+
O2(g)===CO2(g)+2H2O(g)ΔH2=-676kJ·mol-1
写出CO2和H2生成气态甲醇等产物的热化学方程式:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
19.(12分)(2017·通州区潞河中学期中)电化学原理在防止金属腐蚀、能量转换、物质合成等方面应用广泛。
(1)图1中,为了减缓海水对钢闸门A的腐蚀,材料B可以选择________(填字母)。
a.碳棒b.锌板c.铜板
用电化学原理解释材料B需定期拆换的原因________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)镁燃料电池在可移动电子设备电源和备用电源等方面应用前景广阔。
图2为“镁-次氯酸盐”燃料电池原理示意图,电极为镁合金和铂合金。
①E为该燃料电池的________(填“正”或“负”)极。
F电极上的电极反应式为________________________________________________________________________。
②镁燃料电池负极容易发生自腐蚀产生氢气,使负极利用率降低,用化学用语解释其原因________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)乙醛酸(HOOC—CHO)是有机合成的重要中间体。
工业上用“双极室成对电解法”生产乙醛酸,原理如图3所示,该装置中阴、阳两极为惰性电极,两极室均可产生乙醛酸,其中乙二醛与M电极的产物反应生成乙醛酸。
①N电极上的电极反应式为____________________________________________________
________________________________________________________________________。
②若有2molH+通过质子交换膜,并完全参与了反应,则该装置中生成的乙醛酸为________mol。
20.(14分)(2018·济宁质检)红磷在氯气中燃烧的能量变化关系如图所示:
(1)反应PCl3(g)+Cl2(g)===PCl5(g)是________反应(填“吸热”或“放热”)。
(2)写出固态红磷在足量的氯气中完全燃烧生成气态产物的热化学方程式:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)现有6.2g红磷在8.96L(标准状况)氯气中完全燃烧生成气态产物时放出的热量为________________(用含a、b、c的代数式表示)。
(4)白磷在氧气中燃烧有如下转化关系:
其中ΔH2=______________。
(5)用烧碱溶液吸收五氯化磷尾气生成两种盐,写出离子方程式:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案精析
1.C [A项,“可燃冰”外观像冰,其化学组成是CH4·nH2O,水的化学式为H2O,根据元素守恒知,水不能变为油,错误;B项,氧气助燃,所以通入足量的空气能使燃料充分燃烧,但通入大大过量的空气会使温度降低,不利于燃料充分燃烧,错误;C项,物质的化学能可以转化为热能、光能、电能等能量形式,正确。
]
2.D [碳酸钙受热分解的反应是吸热反应,焓变大于零,故CO2(g)和CaO(s)的总能量大于CaCO3(s)的总能量,A、B项正确;在CaCO3中,Ca2+和CO
之间存在离子键,CO
中C与O之间存在共价键,故反应中有离子键断裂也有共价键断裂,旧化学键断裂需要吸收能量,新化学键形成放出能量,C项正确;需要加热才能发生的反应不一定为吸热反应,如碳的燃烧需要加热,但该反应是放热反应,D项错误。
]
3.D [在Cu-Zn原电池中,由于金属活动性:
Zn>Cu,所以Zn作负极,Cu作正极,A项错误;粗铜精炼时,粗铜作阳极,精铜作阴极,电极连接不正确,B项错误;在Fe片上镀锌时,Fe作阴极,Zn作阳极,电极连接不正确,C项错误;电解饱和NaCl溶液时,阳极发生反应:
2Cl--2e-===Cl2↑,Cl2能使淀粉KI溶液变蓝,检验Cl2,D项正确。
]
4.D [A项,断裂1molA—A和1molB—B键,吸收akJ能量,错误;B项,依据图像分析判断1molA2和1molB2反应生成2molAB,每生成2molAB吸收(a-b)kJ能量,错误;C项,依据能量图像分析可知反应物能量低于生成物能量,错误;D项,反应焓变=反应物能量总和-生成物能量总和,该反应热ΔH=+(a-b)kJ·mol-1,正确。
]
5.A [反应CO2(g)+3H2(g)===CH3OH(g)+H2O(g)ΔH=-50kJ·mol-1是放热反应,反应物总能量大于生成物总能量,物质越稳定,其能量越小,所以液态物质的能量小于气态物质,则符合条件的图像是A。
]
6.A 7.D
8.A [根据已知的反应可知,②×2+③×2-①即得到2C(s)+2H2(g)+O2(g)===
CH3COOH(l),所以其反应热ΔH=-393.5kJ·mol-1×2-285.8kJ·mol-1×2+870.3kJ·mol-1=-488.3kJ·mol-1,答案选A。
]
9.D [钢铁中含有铁和碳,在潮湿的环境中构成原电池,铁作负极,碳作正极。
A项,从图中看出,空气中的氧气减少,所以发生了吸氧腐蚀,错误;B项,碳作正极,发生的反应为还原反应,错误;C项,在酸性环境下,原电池的正极发生氢离子得电子的还原反应,析出氢气,即在酸性条件下发生的是析氢腐蚀,错误;D项,吸氧腐蚀时,氧气在正极发生得电子的还原反应:
O2+2H2O+4e-===4OH-,正确。
]
10.B [依题意知,金属M为负极,空气电极为正极,电池反应相当于在中性电解质溶液中发生吸氧腐蚀。
A项,电子只在外电路中移动,错误;B项,NaCl溶液呈中性,正极上吸收O2,电极反应式为O2+4e-+2H2O===4OH-,正极附近溶液的pH增大,正确;C项,Mn+向正极移动,错误;D项,锌为负极,电池总反应为2Zn+O2+2H2O===2Zn(OH)2,错误。
]
11.D [断开K2、闭合K1时,装置为电解池,两极均有气泡产生,则总反应为2Cl-+2H2O
H2↑+2OH-+Cl2↑,石墨为阳极,铜为阴极,因此石墨电极处产生Cl2,在铜电极处产生H2,铜电极附近产生OH-,溶液变红,A、B错误;断开K1、闭合K2时,装置为原电池,铜电极上的电极反应为H2-2e-+2OH-===2H2O,其为负极,而石墨上的电极反应为Cl2+2e-===2Cl-,其为正极,C错误、D正确。
]
12.D [生铁片边缘处为红色,说明生成了氢氧根离子,O2+2H2O+4e-===4OH-,生铁片发生吸氧腐蚀,故A、C合理;根据实验现象,中心区域为蓝色,说明生成了亚铁离子,Fe-2e-===Fe2+,故B合理;在两色环交界处出现铁锈,是因为生成的氢氧化亚铁被氧气氧化生成了氢氧化铁,故D不合理。
]
13.A [A项,若X为直流电源,Y为铜棒接正极,则Fe棒是阴极,溶液中的铜离子放电,铁上有铜析出,正确;B项,若X为直流电源,Y为碳棒接负极,则Fe棒是阳极,铁失去电子,加快腐蚀,错误;C项,若X为电流表,Y为锌棒,锌是负极,铁是正极,SO
移向负极锌棒,错误;D项,若X为导线,Y为铜棒,则Fe棒是负极,发生氧化反应,错误。
]
14.D [阳极反应式为2Cl--2e-===Cl2↑,部分Cl2溶于水使溶液呈酸性,故阳极区溶液pH减小,A项错误;阴极上H+得电子,发生还原反应,电极反应式为2H2O+2e-===H2↑+2OH-,B项错误;根据阳极反应式2Cl--2e-===Cl2↑知,电路中通过1mol电子的电量时,会有0.5molCl2生成,C项错误;通电后Li+通过阳离子交换膜向阴极区迁移,LiOH浓溶液从d口导出,D项正确。
]
15.D [该装置中,根据电子流向知,GaN是负极、Cu是正极,负极反应式为2H2O-4e-===4H++O2,正极反应式为CO2+8e-+8H+===CH4+2H2O,电解质溶液中阳离子向正极移动,据此分析可知:
A项,铜为原电池正极,正确;B项,电池工作时,H+向正极即铜电极移动,正确;C项,负极表面发生氧化反应,电极反应式为2H2O-4e-===O2+4H+,正确;D项,反应CO2+2H2O
CH4+2O2中每消耗1molCO2,生成2molO2,转移8mole-,错误。
]
16.D
17.
(1)①放热 ②N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=-92kJ·mol-1
(2)-621.2 N2H4(l)+2H2O2(l)===N2(g)+4H2O(l)ΔH=-817.6kJ·mol-1
(3)环形玻璃搅拌棒 0.55
18.
(1)bc
(2)①SO2+H2OH2SO3 2H2SO3+O2===2H2SO4
②2NA ③NO+NO2+Ca(OH)2===Ca(NO2)2+H2O
(3)①4OH--4e-===2H2O+O2↑ ②HCO
存在电离平衡:
HCO
H++CO
,阴极H+放电浓度减小平衡右移,CO
再生(或阴极H+放电OH-浓度增大,OH-与HCO
反应生成CO
,CO
再生)
③CO2(g)+3H2
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