江苏省张家港高级中学2011届高三化学单元练习--化学反应与能量变化.doc

江苏省张家港高级中学2011届高三化学单元练习（化学反应与能量变化） 2010-9-18 一、单项选择题1.参照反应BrH2HBrH的能量对反应历程的示意图，下列叙 述中正确的是 A.正反应为吸热反应B.正反应为放热反应C.加入催化剂，该化学反应的反应热增大D.从图中可看出，该反应的反应热与反应途径有关2.已知热化学方程式：2SO2(g)O2(g)2SO3(g)HQ kJmol1(Q0)。下列说法正确的是 A.相同条件下，2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)所具有的能量小于2 mol SO3(g)所具有的能量B.将2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)置于一密闭容器中充分反应后，放出热量为Q kJC.增大压强或升高温度，该平衡都向逆反应方向移动D.如将一定量的SO2(g)和O2(g)置于某密闭容器中充分反应后放热Q kJ，则此过程中有2 mol SO2(g)被氧化3.茫茫黑夜中，航标灯为航海员指明了方向，航标灯的电源必须长效、稳定。我国科技工作者研制出以铝合金、PtFe合金网为电极材料的海水电池。在这种电池中 铝合金是阳极铝合金是负极海水是电解液铝合金电极发生还原反应A. B. C. D.4.2006年，科学家们发明了一种能够给电子设备提供动力的生物燃料电池。该电池包括两个涂覆着酶的电极，它们处于充满空气和少量氢气的玻璃槽中。由于气体可以混合从而省去了昂贵的燃料隔离膜，其工作原理如图所示。下列说法正确的是A.左边为该电池的负极B.该电池可在高温环境下使用C.该电池负极反应为：H22e=2HD.该电池正极反应为O24e=2O25.市场上经常见到的标记为Liion的电池称为“锂离子电池”。它的负极材料是金属锂和碳的复合材料(碳作为金属锂的载体)，电解质为一种能传导Li的高分子材料。这里锂离子电池的电池反应式为：Li2Li0.35NiO2 2Li0.85NiO2下列说法不正确的是 A.放电时，负极的电极反应式：Lie=LiB.充电时，Li0.85NiO2既发生氧化反应又发生还原反应C.该电池不能用水溶液作为电解质D.放电过程中Li向负极移动6.某溶液中含有两种溶质NaCl与H2SO4，它们的物质的量之比为31.用石墨作电极电解该混合溶液时，根据电极产物，可明显分为三个阶段.下列叙述不正确的是A.阴极自始至终只有H2 B.阳极先析出Cl2后析出O2C.电解最后阶段为电解水 D.溶液pH不断增大，最后为7二、不定项选择题7.如图所示，X、Y分别是直流电源的两极，通电后发生a极板质量增加，b极板处有无色无臭气体放出.符合这一情况的是 a极板b极板X电极Z溶液A锌石墨负极CuSO4B石墨石墨负极NaOHC银铁正极AgNO3D铜石墨负极Cu(NO3)2 8.金属镍有广泛应用。粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，可用电解法制备高纯度的镍，下列叙述正确的是(已知氧化性Fe2Ni2Cu2) A.阳极发生还原反应，其主要电极反应式：Ni22e=NiB.电解过程中，阳极质量的减少与阴极质量的增加不相等C.电解后，溶液中存在的金属阳离子只有Fe2和Zn2D.电解后，电解槽底部的阳极泥中含有Cu和Pt9.如图所示，下列叙述正确的是 A.Y为阴极，发生还原反应B.X为正极，发生氧化反应C.Y与滤纸接触处有氧气生成D.X与滤纸接触处变红10.按下图所示装置做实验，若x轴表示流入阴极的电子的物质的量，则y轴可表示c (Ag)c(NO)a棒的质量b棒的质量溶液的pHA. B.C. D.11.将V1 mL 1.00 molL1 HCl溶液和V2 mL未知浓度的NaOH溶液混合均匀后测量并记录溶液温度，实验结果如图所示(实验中始终保持V1V250 mL)。下列叙述正确的是 A.做该实验时环境温度为22B.该实验表明化学能可以转化为热能C.NaOH溶液的浓度约为1.5 molL1D.该实验表明有水生成的反应都是放热反应12.右图是一种航天器能量储存系统原理示意图。下列说法正确的是 A.该系统中只存在3种形式的能量转化 B.装置Y中负极的电极反应式为： C.装置X能实现燃料电池的燃料和氧化剂再生D.装置X、Y形成的子系统能实现物质的零排放，并能实现化学能与电能间的完全转化三、非选择题13.美国“阿特兰蒂斯号”航天飞机于2009年5月11日升空修复哈勃望远镜.(1)“阿特兰蒂斯号”使用的燃料是液氢和液氧，下面是298K时，氢气(H2)、碳(C)、辛烷(C8H18)、甲烷(CH4)燃烧的热化学方程式：H2(g)1/2O2(g)=H2O(l)H 285.8 kJmol1C(g)O2(g)=CO2(g)H 393.5 kJmol1C8H18(l)25/2O2(g)=8CO2(g)9H2O(l)H 5518 kJmol1CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H 890.3 kJmol1相同质量的H2、C、C8H18、CH4完全燃烧时，放出热量最多的是_，等质量的氢气和碳燃烧时产生热量的比是_ _(保留1位小数)。(2)已知：H2(g)=H2(l)H0.92 kJmol1O2(g)=O2(l)H6.84 kJmol1H2O(l)=H2O(g)H44.0 kJmol1写出液氢和液氧生成气态水的热化学方程式_ _。(3)如果此次“阿特兰蒂斯号”所携带的燃料为45吨，液氢、液氧恰好完全反应生成气态水，总共释放能量_kJ(保留3位有效数字)。14.某化学小组对生石灰与水反应是显著放热反应进行了实验探究，在除了用手触摸试管壁管感觉发热外，还设计了下列几个可行性方案。甲方案：将温度计与盛放有生石灰的小试管用橡皮筋捆绑在一起，放入有水的小烧杯中，用胶头滴管向小试管中缓缓滴入水，看到的现象是_ _，_ _ _，说明反应放热。(下列装置中支撑及捆绑等仪器已略去)乙方案：将盛放有生石灰的小试管插入带支管的试管中，支管接或，用胶头滴管向小试管中缓缓滴入水，看到的现象是(接)_ _，(接)_ _，说明反应放热。丙方案：用胶头滴管向盛放有生石灰且带支管的试管中滴加水，支管接的导管中盛适量无水硫酸铜粉末，看到的现象是_，说明反应放热，其原因是_ _ _。15.工业上处理含Cr2O的酸性工业废水常用以下方法：往工业废水里加入适量的NaCl，搅拌均匀；用Fe为电极进行电解，经过一段时间有Cr(OH)3和Fe(OH)3沉淀产生；过滤回收沉淀，废水达到排放标准。试回答：(1)电解时的电极反应：阳极_，阴极_。(2)Cr2O转变成Cr3的离子反应方程式：_ _。(3)电解过程Cr(OH)3、Fe(OH)3沉淀是怎么产生的？_ _ _。(4)能否用Cu电极来代替Fe电极？_(填“能”或“不能”)，简述理由_ _ _。16.LiSOCl2电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和石墨，电解液是LiAlCl4SOCl2。电池的总反应可表示为：4Li 2SOCl2 = 4LiCl S SO2.请回答下列问题：(1)电池的负极材料为_ _，发生的电极反应为_ _；(2)电池正极发生的电极反应为_ _；(3)SOCl2易挥发，实验室中常用NaOH溶液吸收SOCl2，有Na2SO3和NaCl生成。如果把少量水滴到SOCl2中，实验现象是_ _，反应的化学方程式为_ _；(4)组装该电池必须在无水、无氧的条件下进行，原因是_。17.如图(a)为持续电解饱和CaCl2水溶液的装置(以铂为电极，A为电流表)，电解1小时后Cl放电完毕，图(b)从1小时起将CO2连续通入电解液中，请在图(b)中完成实验(a)中电流对时间的变化关系图，并回答有关问题：(1)完成实验(a)中电流对时间的变化关系图.(2)电解时F极发生_反应，电极反应式为_ _；通CO2前电解的总化学方程式为_ _。(3)通CO2前电解池中产生的现象：_；_；_.18.钒（V）及其化合物广泛应用于工业催化、新材料和新能源等领域。（1）V2O5是接触法制硫酸的催化剂。 一定条件下，SO2与空气反映t min后，SO2和SO3物质的量浓度分别为a mol/L和b mol/L, 则SO2起始物质的量浓度为 mol/L ；生成SO3的化学反应速率为 mol/(Lmin)。工业制硫酸，尾气SO2用_吸收。（2）全钒液流储能电池是利用不同价态离子对的氧化还原反应来实现化学能和电能相互转化的装置，其原理如图所示。当左槽溶液逐渐由黄变蓝，其电极反应式为 。充电过程中，右槽溶液颜色逐渐由 色变为 色。放电过程中氢离子的作用是 和 ；充电时若转移的电子数为3.011023个，左槽溶液中n(H+)的变化量为 。1.解析：该反应中反应物BrH2的总能量低于生成物HBrH的总能量，正反应为吸热反应，A正确；H117 kJmol142 kJmol175 kJmol1，反应热只与反应物的始态与终态有关，与反应途径、是否使用催化剂无关.答案：A2.解析：由于SO2和O2反应放热，所以相同条件下，2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)所具有的能量大于2 mol SO3(g)所具有的能量，A错误.SO2和O2的反应是可逆反应，将2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)置于一密闭容器中充分反应后，参加反应的SO2小于2 mol，放出的热量小于Q kJ，B错误.增大压强，该平衡向正反应方向移动，C错误.答案：D3.解析：电池电极只称为正、负极，故错.其中活泼的一极为负极，即为铝合金，对.电极在海水中，故海水为电解质溶液，对.铝合金为负极，则发生氧化反应，故错.答案：A4.解析：根据燃料电池的原理，其正极通入空气(或氧气)，负极通入H2，故A错误；而在高温下氢气与氧气混合会导致爆炸且易变性，故B错误.正极反应不可能生成O2，应该生成H2O，故D错误.答案：C5.解析：A项，放电时Li为负极，发生氧化反应；B项，充电时Li0.85NiO2既是氧化剂，又是还原剂；C项，用水作电解质，Li要与水反应；D项，放电时，正极得电子而吸引阳离子Li.答案：D6.解析：电解所分三个阶段可认为是(1)电解盐酸，(2)电解氯化钠溶液，(3)电解硫酸钠溶液，电解盐酸为分解型，电解氯化钠溶液生成碱，电解硫酸钠溶液为电解水型，所以最终溶液呈碱性.答案：D7.解析：a极板质量增加，必定是金属在a极析出，a极一定是阴极，则X一定为电源的负极，所以C选项电源电极名称错；B选项Z溶液为NaOH溶液，电解时无金属析出，被排除.又因为b极有无色无臭气体放出，该气体只能是O2，而D选项电解Cu(NO3)2溶液，阳极产生的气体是O2且a析出单质铜. 答案：AD8.解析：电解精炼镍的化学原理与电解精炼铜相同，电解时将粗镍作阳极.由已知的氧化性Fe2Ni2FeNiCuPt，电解时阳极上Ni和杂质Zn、Fe失电子，发生氧化反应，金属溶解进入溶液，Cu和Pt不能失电子而形成阳极泥在阳极附近沉积.在阴极上只有Ni2得电子析出金属镍，在通过相同电量时，阴阳两极反应的元素不完全相同，所以两极质量的变化值不等.电解时的电解液为含Ni2的盐溶液，电解过程中Ni2浓度略有减少，所以溶液中仍含有大量的Ni2.答案： BD9.解析：根据图示的装置可以得出左侧的装置为原电池，右侧的装置为电解池.根据原电池的构成规律：Zn为负极，Cu为正极；由图示连接情况可知X为阳极发生氧化反应Cu2e=Cu2，Y为阴极发生还原反应，2H2e=H2.因为在Y电极附近H的浓度减小，使c(OH)c(H)，溶液显碱性，所以溶液附近电极变红色.答案：A10.解析：由图象知：装置是电镀池，所以AgNO3溶液不变.故得答案.答案：D11.解析：从图中曲线可以看出，温度为22时，V1为5 mL，则V2为45 mL，此时已经开始发生反应，所以22一定不是室温，A错.从曲线随V1的增多而升高，随反应的进行，溶液温度升高说明反应放热，化学能转化为热能，B正确.当V130 mL时温度最高，说明此时两者恰好完全反应，则c(NaOH)1.5 molL1，C正确.该实验不能证明有水生成的其他反应也是放热的.答案：BC12.【答案】C【解析】本题主要考查的是电化学知识.A项，在该装置系统中，有四种能量转化的关系，即太阳能、电能、化学能和机械能之间的相互转化；B项，装置Y为氢氧燃料电池，负极电极反应为H2 -2e- + 2OH- = 2H2O；C项，相当于用光能电解水，产生H2和O2，实现燃料（H2）和氧化剂（O2）的再生；D项，在反应过程中，有能力的损耗和热效应的产生，不可能实现化学能和电能的完全转化.综上分析可知，本题选C项.13.解析：(1)问较简单.(2)利用盖斯定律对方程式进行合理变换，可得出H2(l)1/2O2(l)=H2O(g)H0.920.56.84(285.8)44237.46 kJmol1.(3)45吨燃料中氢气的质量为245/18吨，物质的量为2.5106 mol，故放出的热量为2.5106237.465.94108 kJ.答案：(1)H24.41(2)H2(l)1/2O2(l)=H2O(g)H237.46 kJmol1(3)5.9410814.解析：实验从反应放热的“热”为出发点进行探究，通过放热使温度上升、使气体膨胀、水被蒸发等特征现象，合理地设计了实验探究方案.答案：方案甲：小试管中固体变成乳状，同时有大量水蒸气产生；温度计温度上升方案乙：有气泡产生左边水柱下降，右边水柱上升方案丙：无水硫酸铜粉末变蓝色水和生石灰反应放出热量，使水蒸发15.解析：(1)阳极Fe为活性电极，反应为Fe2e=Fe2，在阴极是H放电生成H2，反应为2H2e=H2.(2)阳极生成的Fe2具有较强的还原性，易被酸性条件下的Cr2O氧化，反应为6Fe2Cr2O14H=6Fe32Cr37H2O.(3)因在阴极H放电，同时Cr2O氧化Fe2时都要消耗H，使溶液的pH上升，促使Fe3、Cr3水解并最终完全转化为Cr(OH)3、Fe(OH)3沉淀.(4)若用Cu代替Fe电极，则Cu2e=Cu2，但Cu2无还原性，不能将Cr2O还原.答案：(1)Fe2e=Fe22H2e=H2(2)6Fe2Cr2O14H=6Fe32Cr37H2O(3)在阴极反应及Cr2O与Fe2反应的过程中，将消耗大量的H，使溶液pH上升，促使Fe3、Cr3水解并最终转化为Fe(OH)3、Cr(OH)3沉淀(4)不能因为阳极产生的Cu2不能使Cr2O还原到低价16.解析：分析反应的化合价变化，可得Li为还原剂，SOCl2为氧化剂.(1)负极材料为Li(还原剂)，电极反应为Lie= Li.(2)正极反应式可由总反应式减去负极反应式得到：2SOCl2 4 e= 4Cl S SO2.(3)题中给出有碱液吸收时的产物，则没有碱液吸收时的产物应为SO2和HCl，所以SOCl2与水反应的现象应该为出现白雾和有刺激性气体生成.(4)因为构成电池的两个主要成分中Li能和氧气、水反应，SOCl2也与水反应.答案：(1)锂Lie=Li(2)2SOCl24e=4ClSSO2(3)出现白雾，有刺激性气体生成SOCl2H2O=SO22HCl(4)锂是活泼金属，易与H2O、O2反应；SOCl2也可与水反应17.解析：电解CaCl2时，阳极Cl放电产生Cl2，阴极H放电产生H2，总电极反应为CaCl22