第1章化学反应与能量转化单元质量检测（带答案鲁科版选修4）

1 / 20 第 1 章化学反应与能量转化单元质量检测（带答案鲁科版选修 4） 本资料为 WoRD文档，请点击下载地址下载全文下载地址莲山课 件 k 第 1 章化学反应与能量转化单元质量检测（带答案鲁科版选修 4） (90分钟 100分 ) 一、选择题 (本题包括 16小题，每小题 3 分，共 48 分 ) 1.下列说法正确的是 () A放热反应在常温下一定容易进行 B植物的光合作用是把太阳能转化为热能的过程 c反应是放热还是吸热是由反应物和生成物所具有的能量的相对大小决定的 D凡是在加热或点燃条件下进行的反应都是吸热 反应 2.(XX海口高二检测 )下列各变化中属于原电池反应的是 () A在空气中金属铝表面迅速氧化形成保护层 B镀锌铁表面有划损时，也能阻止铁被氧化 c红热的铁丝与冷水接触，表面形成蓝黑色保护层 D浓硝酸比稀硝酸更能氧化金属铜 2 / 20 3.(XX石家庄高二检测 )我国卫星发射所用的长征 2号火箭的主要燃料是偏二甲肼 (c2H8N2)，氧化剂是 No2，燃烧产物只有 N2、 co2 和 H2o。有的国家用肼 (N2H4)作为火箭发动机的燃料。 No2 为氧化剂，反应生成 N2和水蒸气。已知： N2(g)+2o2(g)=2No2(g)H=+mol -1 N2H4(g) o2(g)=N2(g)+2H2o(g)H= -534kjmol-1。 下列关于肼和 No2 反应的热化学方程式中正确的是 () (g) 2No2(g)=3N2(g) 4H2o(l)H=+mol -1 (g) 2No2(g)=3N2(g) 4H2o(l)H= -mol-1 (g) No2(g)=N2(g) 2H2o(g)H=+mol -1 (g) 2No2(g)=3N2(g) 4H2o(g)H= -mol-1 4.某同学为了使反应 2Hcl 2Ag=2Agcl H2 能进行，设计了如图所示的四个实验，你认为可行的方案是 () 5.(XX合肥高二检测 )已知 1g 氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热量 121kj，且氧气中 1molo o 键完全断裂时吸收热量 496kj，水蒸气中 1molH o键形成时放出热量 463kj，则氢气中 1molH H 键断裂时吸收热量为 () A 920kjB 557kjc 436kjD 188kj 6.(XX大纲版全国卷 )反应 A+Bc(H 0)分两步进行： A+BX(H 0)Xc(H 0)下列示意图中，能正3 / 20 确表示总反应过程中能量变化的是 () 7.下面有关电化学的图示，完全正确的是 () 8.有关热化学方程式书写与对应表述均正确的是 () A稀醋酸与 L-1NaoH 溶液反应： H+(aq)+oH-(aq)=H2o(l)H= -mol-1 B氢气的燃烧热为 mol-1，则水分解的热化学方 程式 2H2o(l)=2H2(g)+o2(g)H=+mol -1 c密闭容器中，硫粉与铁粉混合加热生成硫化亚铁时，放出热量。则 Fe(s)+S(s)=FeS(s)H= -mol-1 D已知 2c(s)+o2(g)=2co(g)H= 221kjmol-1，则可知 c 的燃烧热为 mol-1 9.某学生用如图所示装置进行化学反应 X 2y= 2Z 能量变化情况的研究。当往试管中滴加试剂 y 时，看到导管中甲处液面下降，乙处液面上升。关 于该反应的叙述正确的是 () 该反应为放热反应 生成物的总能量比反应物的总能量高 该反应过程可以看成是 “ 贮存 ” 于 X、 y 内部的能量转化4 / 20 为热量而释放出来 A B c D 10.(XX新课标全国卷 )铁镍蓄电池又称爱迪生电池，放电时的总反应为： Fe+Ni2o3+3H2oFe(oH)2+2Ni(oH)2，下列有关该电池的说法不正确的是 () A电池的电解液为碱性溶液，正极为 Ni2o3、负极为 Fe B电池放电时，负极反应为 Fe+2oH-2e-=Fe(oH)2 c电池充电过程中，阴极附近溶液的 pH降低 D 电 池 充 电 时 ， 阳 极 反 应 为2Ni(oH)2+2oH-2e-=Ni2o3+3H2o 11.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 D由该反应可推出凡是需要加热才发生的反应均为吸热反应 12.(XX蚌埠高二检测 )用惰性电极电解一定量的cu(No3)2 溶液，下列说法中正确的是 () A.阳极发生的电极反应为 cu2+2e =cu 5 / 20 B.阴极发生的电极反应为 4oH 4e=2H2o+o2 c.若有金属 cu 析出，放出的 o2 一定为 D.电解完成后，加入一定量的 cu(oH)2，溶液可能恢复到原来的浓度 13.(XX金华高二检测 )将 Nacl 溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上，一段时间后发现液滴覆盖的圆周中心区 (a)已被腐蚀而变暗，在液滴外沿形成棕色铁锈环 (b)，如图所示。导致该现象的主要原因是液滴之下氧气含量比边缘少。下列说法正确的是 () A液滴中的 cl-由 a 区向 b 区迁移 B液滴边缘是正极区，发生的电极反应为 o2 2H2o4e-=4oH c液滴下的 Fe 因发生还原反应而被腐蚀，生成的 Fe2由a 区向 b 区迁移，与 b 区的 oH 形成 Fe(oH)2，进一步氧化、脱水形成铁锈 D若改用嵌有一铜螺丝钉的铁板，在铜铁接触处滴加 Nacl溶液，则负极发生的电极反应为 cu 2e-=cu2 14.(XX四川高考 )一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪，负极上的反应为cH3cH2oH-4e-+H2o=cH3cooH+4H+。下列 有关说法正确的是 () 6 / 20 A.检测时，电解质溶液中的 H+向负极移动 B.若有电子转移，则在标准状况下消耗氧气 c.电池反应的化学方程式为： cH3cH2oH+o2=cH3cooH+H2o D正极上发生的反应是： o2+4e-+2H2o=4oH- 15.(XX福建高考 )将下图所示实验装置的 k 闭合，下列判断正确的是 () A cu电极上发生还原反应 B电子沿 Znabcu 路径流动 c片刻后甲池中 c(So42-)增大 D片刻后可观察到滤纸 b 点变红色 16.(XX杭州高二检测 )镁及其化合物一般无毒 (或低毒 )、无污染，且镁原电池放电时电压高而平稳，使镁原电池越来越成为人们研制绿色原电池的关注焦点。其中一种镁原电池的反应为： xmg+mo3S4mgxmo3S4 在镁原电池放电时，下列说法错误的是 () A mg2+向正极迁移 B正极反应为 mo3S4+2xe-=mo3S42x- c mo3S4发生氧化反应 D负极反应为 xmg-2xe-=xmg2+ 二、非选择题 (本题包括 5 小题，共 52分 ) 7 / 20 17.(7分 )煤燃烧的反应热可通过以下两 个途径来利用： a.利用煤在充足的空气中直接燃烧产生的反应热； b.先使煤与水蒸气反应得到氢气和一氧化碳，然后使得到的氢气和一氧化碳在充足的空气中燃烧。这两个过程的热化学方程式为 (s)+o2(g)=co2(g)H=E1 (s)+H2o(g)=co(g)+H2(g)H=E2 H2(g)+o2(g)=H2o(g)H=E3 co(g)+o2(g)=co2(g)H=E4 回答下列问题： (1) 与途径 a 相比途径 b 有较多的优点，即_。 (2)上述四个热化学方程式中的反应 _中H0 。 (3)等质量的煤分别通过以上两条不同的途径产生的可利用的总能量关系正确的是 _。 比 b 多比 b 少与 b 在理论上相同 (4)根据能量守恒定律， E1、 E2、 E3、 E4 之间的关系为_。 18.(7 分 )工业废水中常含有一定量的 cr2o72-和 cro42-，它们会对人类及生态系统产生很大的伤害，必须进行处理。 电解法： 8 / 20 该法用 Fe 做电极电解含 cr2o72-的酸性废水，随着电解进行，在阴极附近溶液 pH升高，产生 cr(oH)3沉淀。 (1) 用 Fe 做 电 极 的 原 因 为_。 (2)在阴极附近溶液 pH 升高的原因是 (用电极反应解释 )_。 溶 液 中 同 时 生 成 的 沉 淀 还 有_。 19.(10 分 )(XX四川高考 )开发氢能是实现社会可持续发展的需要。硫铁矿 (FeS2)燃烧产生的 So2通过下列碘循环工艺过程既能制 H2So4，又能制 H2。 请回答下列问题： (1)已知 1gFeS2 完全燃烧放出热量， FeS2 燃烧反应的热化学方程式为 _。 (2) 该 循 环 工 艺 过 程 的 总 反 应 方 程 式 为_。 (3)用化学平衡移动的原理分析，在 HI分解反应中使用膜反应器分离出 H2 的目的是_。 (4)用吸收 H2后的稀土储氢合金作为电池负极材料 (用 mH表9 / 20 示 )， Nio(oH)作为电池正极材料， koH溶液作为电解质溶液，可制得高容量，长寿命的镍氢电池。电池充放电时的总反应为： Nio(oH)+mHNi(oH)2+m 电 池 放 电 时 ， 负 极 的 电 极 反 应 式 为_。 充电完成时， Ni(oH)2 全部转化为 Nio(oH)。若继续充电将在一个电极产生 o2， o2 扩散到另一个电极发生电极反应被消耗，从而避免产生的气体引起电池爆炸，此时，阴极 的电 极 反 应 式 为_。 20.(13 分 )可燃冰中蕴藏着大量的甲烷，有望成为未来新能源。已知 1molcH4 气体完全燃烧生成 co2气体和液态 H2o时放出的热量为，当它不完全燃烧生成 co气体和液态 H2o时，放出的热量为 519kj。如果 1molcH4 在 ngo2中燃烧生成 co、co2气体和液态 H2o，放出热量。 (1)写出表示甲烷燃烧热的热化学方程式。 (2)写出甲烷气体不完全燃烧的热化学方程式。 (3)计算 n 的值。 21.(15 分 )(XX江苏高考 )氢气是一种清洁能源，氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点。 10 / 20 已知： cH4(g)+H2o(g)=co(g)+3H2(g)H=mol 1 cH4(g)+co2(g)=2co(g)+2H2(g)H=mol 1 2H2S(g)=2H2(g)+S2(g)H=mol 1 (1)以甲烷为原料制取氢气是工业上常用的制氢方法。 cH4(g)与 H2o(g)反应生成 co2(g)和 H2(g)的热化学方程式为_。 (2)H2S 热分解制氢时，常向反应器中通入一定比例的空气，使 部 分 H2S 燃 烧 ， 其 目 的 是_; 燃烧生成的 So2与 H2S进一步反应，生成物在常温下均不是气 体 ， 写 出 该 反 应 的 化 学 方 程 式 ：_。 (3)H2o 的热分解也可得到 H2，高温下水分解体系中主要气体的体积分数与温度的关系如图 a 所示。图 中 A、 B 表示的物质依次是 _。 (4)电解尿素 co(NH2)2的碱性溶液制氢的装置示意图见图 b(电解池中隔膜仅阻止气体通过，阴、阳极均为惰性电极 )。电解时，阳极的电极反应式为 _。 (5)mg2cu 是一种储氢合金。 350 时， mg2cu与 H2反应，生11 / 20 成 mgcu2 和仅含一种金属元素的氢化物 (其中氢的质量分数为 )。 mg2cu与 H2反应的化学方程式为 _。 答案解析 1.【解析】选 c。化学反应是吸热还是放热与反应条件无关，A、 D 错；光合作用是把太阳能转化为内能， B 错； c 对。 2.【解析】选 B。镀锌铁表面有划损时 ,形成锌铁原电池，铁为正极，被保护， B 对； A、 c、 D 均为化学腐蚀。 3.【解析】选 D。分析热化学方程式正误的选择题时可以选用排除法，首先根据反应物产物的状态判断，题干中生成气态水，排除 A、 B；其次根据 H 的数值判断，肼可以作为火箭发动机的燃料，反应一定为放热， H0,c 错；选 D。 4.【解析】选 c。 2Hcl 2Ag=2Agcl H2 为非自发的氧化还原反应，应 设计成电解池，反应中 Ag 失去电子，发生氧化反应，参与电解池的阳极反应， c 对。 5.【解析】选 c。设 1molH H 键断裂时吸收热量为 Q，根据方程式H2+1/2o2=H2o,H=Q+496+( -2463)= -1212 ；解得：Q=436kj。 6.【解析】选 D。 A 项中 A 与 B 反应生成 X 的反应是放热反应 ,X生成 c 的反应是吸热反应，均与题意矛盾，项不正确；B 项 X 生成 c 的反应是吸热反应，与题意不符，项错误；12 / 20 项中 A 与 B 反应生成 X 的反应是放热反应 ,与题意矛盾，项不正确； D 项中 A 与 B 反应生成 X 的反应是 吸热反应， X生成 c 的反应是放热反应，且 A 与 B 反应生成的反应是放热反应，符合题意，因此项正确。 7.【解析】选 D。 cu-Zn 原电池中铜为正极，锌为负极， A错；粗铜的精炼中，粗铜作阳极，精铜作阴极， B 错；电镀时镀层金属作阳极，待镀金属作阴极， c 错； D 对。 8.【解析】选 c。弱酸在反应过程中会不断地电离，电离过程是吸热的，实际的反应热小于， A 错；氢气的燃烧热指生成 1mol 水时放出的热量，方程式中水的化学计量数为 2， B错；碳的燃烧热指生成 1mol稳定氧化物 (co2)时放出的热量，D 错。 9.【解析】选 B。 根据往试管中滴加试剂 y 时，看到导管中甲处液面下降，乙处液面上升，可以判断广口瓶内空气体积膨胀，则反应为放热反应，生成物的能量低于反应物的能量。 10. 【 解 析 】 选 c 。 根 据 放 电 时 的 总 反 应 ：Fe+Ni2o3+3H2o=Fe(oH)2+2Ni(oH)2，可知： 放电时为原电池，铁为负极，失去电子； Ni2o3为正极，得到电子，电极反应式为： 负极： Fe+2oH-2e-=Fe(oH)2； 正极： Ni2o3+2e-+3H2o=2Ni(oH)2+2oH-。 充电时为电解池，电极反应式为： 13 / 20 阳 极： 2Ni(oH)2+2oH-2e-=Ni2o3+3H2o ； 阴 极 ：Fe(oH)2+2e-=Fe+2oH-。 c 错。 11.【解析】选 D。碳酸钙的受热分解为吸热反应， H0 。产物的总能量大于反应物的总能量， A、 B 对；反应过程中离子键、共价键均发生断裂， c 对；化学反应的吸、放热情况与反应条件无必然关系， D 错。 12.【思路点拨】解答该题要注意以下三点： (1)cu2+在阴极得电子， oH在阳极失去电子； (2)据得失电子守恒计算； (3)加入 cu(oH)2 有可能使溶液恢复到原浓度。 【解析】选 D。用惰性电极电解一定量的 cu(No3)2 溶液，阴极发生的电极反应为 cu2+2e =cu，阳极发生的电极反应为 4oH 4e=2H2o+o2 ， A、 B 错误；若阴极只有铜放电时，每有金属 cu(即 )析出，转移电子是，据得失电子守恒知，放出的 o2一定为，若阴极还有 H放电，则产生的氧气就比还多，而此时脱离溶液的相当于是 cuo 和 H2o，若二者等物质的量时，可以向其中加入一定量的 cu(oH)2，溶液恢复到原来的浓度，故 c 错误， D 正确。 【方法技巧】有关电化学计算的类型及解题的方法步骤 (1)计算类型。 两极产物的定量计算； 反应后溶液的 c(H+)或 c(oH-)； 14 / 20 相对原子质量的计算； 由线路中转移电子的量求产物的量； 由产物的量求线路中转移电子的量。 (2)常用方法。 根据电子守恒法计算：用于串联电路中的阴阳两极产物、正负两极产物、相同电荷量等类型的计算，其依据是电路上转移的电子数相等； 根据总反应式计算：先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式列比例式计算； 根据关系式计算：根据得失电子守恒关系找到已知量与未知量之间的桥梁，得出计算所需的关 系式。 (3)计算步骤。 根据现象或其他条件 (如果是电解池，可以根据与电源正负极的连接情况 )，准确判断出电极名称及反应类型； 准确写出电极反应式； 根据题目所给条件和所要求解的问题，使用上述合适的方法建立等量关系求解。 13.【解析】选 B。液滴边缘为正极，发生吸氧腐蚀， B 对；液滴下的铁为负极，失去电子，发生氧化反应， c 错；阴离子移向原电池的负极，即由 b 移向 a， A 错；若改用嵌有一铜螺丝钉的铁板，在铜铁接触处滴加 Nacl溶液，负极为铁，被腐蚀， D 错。 15 / 20 14.【思路点拨】燃料电池燃料总是在负极上 反应，氧气在正极上反应时注意电解质溶液的酸碱性。 【解析】选 c。正极反应为： o2+4H+4e-=2H2o,负极反应生成氢离子，正极上消耗氢离子，因此氢离子应该向正极移动， A、 D 错；由正极反应方程式中的比例关系可知，每转移电子，反应掉氧气即， B 错 ;将电池的正负极反应方程式相加即可得 c 项正确。 【方法技巧】燃料电池电极反应式及总式书写方法 写燃料电池电极反应式一般分为三步： (1)先写出还原剂和氧化产物 (如 cH4、 co2或 cH4、 co32-)、氧化剂和还原产物 (如 o2o2 -或 o2oH -或 o2H2o) ，由升高或降低价数写出失去或得到的电子数。 (2)结合电解质，考虑为平衡状态时电荷应加上什么粒子(H+、 oH-或 H2o)。 (3)各个元素原子数目应相等，即配平电极反应。按照电子守恒 电荷守恒 原子守恒的顺序书写，并配平。 15.【思路点拨】解答本题时应明确如下四点： (1)甲和乙装置形成原电池做电源电解饱和硫酸钠溶液。 (2)原电池的负极和电解池的阳极发生氧化反应。 (3)阴离子分别移向原电池的负极和电解池的阳极。 (4)电子在原电池中由负极移向正极，在电解池中由阳极移向阴极，但是 不经过电解质溶液。 16 / 20 【解析】选 A。 k 闭合后，甲和乙装置通过盐桥形成原电池，Zn是负极，发生氧化反应， cu是正极，发生还原反应， A 选项正确；电子不经过溶液， B 选项错误；在原电池中阴离子由正极移向负极，盐桥中的 cl向甲池移动， k+向乙池移动，两池中的 c(So42-)均不变， c 选项错误； a 是电解池的阴极，电极反应是： 2H+ 2e =H2 ，由于 H+来自于水的电离，所以 H+放电的同时溶液中产生了 oH，所以滤纸的 a 点变红， D 选项错误。 16.【解析】选 c。放电时为原电池，阳离子移向原电池的正极， A 对 ；正极反应为 mo3S4+2xe-=mo3S42x-,正极发生还原反应，负极反应为 xmg-2xe-= xmg2+,B、 D 对， c 错。 17.【解析】 (1)煤与水蒸气反应变为气体燃料后，燃料利用率高。 (2)上述四个反应中，需吸收热量的有 , 故 E20。 (3)根据盖斯定律，反应放出的热量只与反应的始态与终态有关，与反应的路径无关，故产生的总能量 a=b。 (4)由已知的四个热化学方程式可以看出， + 可得到 ，故 E1、 E2、 E3、 E4的关系为 E1=E2+E3+E4。 答案： (1)变成气体燃料以后，煤的利用率高，使燃烧充分，运输方便 (2)(3)c(4)E1=E2+E3+E4 17 / 20 18.【解析】在阴极附近溶液 pH 升高，产生 cr(oH)3沉淀，则 cr2o72-被还原，铁作阳极可以提供起还原剂作用的 Fe2+；酸性废水中阴极反应： 2H+2e-=H2 ， pH 升高，因为酸性减弱， Fe2+被 cr2o72-氧化为 Fe3+后，会以 Fe(oH)3的形式沉淀下来。 答案： (1)阳极反应为 Fe-2e-=Fe2+，提供还原剂 Fe2+ (2)2H+2e-=H2Fe(oH)3 19.【解析】 (1)反应方程式： 4FeS2 11o2=2Fe2o3 8So2，标出各物质的聚集状态；在反应中 4molFeS2 的质量为m(FeS2)=4mol120gmol 1=480g ，放热Q=480gg -1=3408kj，对应的热化学方程式为： 4FeS2(s) 11o2(g)=2Fe2o3(s) 8So2(g)H= 3408kjmol 1。 (2)在反应器中发生反应： So2 I2 2H2o=2HI H2So4，在膜反应器中的反应为： 2HII2 H2，将两个方程式相加得：So2 2H2o=H2So4 H2。 (3)在膜分离器中发生反应： 2HII2 H2，将 H2 分离出来有利于平衡向右移动，利于 I2和 H2的生成。 (4) 负极反应物 mH失去电子，生成的 H在碱性条件下生成 H2o，电极反应式为 mH e oH =H2o m。 o2 与 mH 发生反应，生成 H2o 和 m，电极反应式为 4mHo2 4e =2H2o 4m。 18 / 20 答案： (1)4FeS2(s) 11o2(g)=2Fe2o3(s) 8So2(g)H= 3408kjmol 1 (2)So2 2H2o=H2So4 H2 (3)促使平衡向右移动，有利于碘和氢气的生成 (4)mH e oH =H2o m 4mH o2 4e =2H2o 4m 20.【解析】 (1)1molcH4 完全燃烧生成 co2气体和液态水放出的热量就是 cH4 的燃烧热，所以表示甲烷燃烧热的热化学方程式为 cH4(g)+2o2(g)=co2(g)+ 2H2o(l)H= -mol-1。 (2)cH4 气体不完全燃烧的热化学方程式写成下面两种形式都可 以： cH4(g)+o2(g)=co(