高考化学一轮精选教师用书人教通用第六章化学反应与能量章末综合检测（六）

章末综合检测(六)(时间：60分钟满分：100分)一、选择题(本题包括10小题，每小题5分，共50分)1．下列事实与电化学原理无关的是()A．金属钠与氧气反应生成过氧化钠B．铁制器件在潮湿空气中生锈C．镀锌铁片比镀锡铁片更耐腐蚀D．远洋海轮的外壳连接锌块可保护轮船不受腐蚀解析：选A。A．金属钠与氧气反应生成过氧化钠，与电化学原理无关，故选A；B．铁在潮湿空气中形成原电池发生吸氧腐蚀，故不选B；C．镀锌铁发生金属被腐蚀现象时，因Zn比Fe活泼，Zn被腐蚀，镀锡铁破损后发生电化学腐蚀，因Fe比Sn活泼，因而是铁被腐蚀，所以镀锌铁比镀锡铁耐腐蚀，故不选C；D．原电池中活泼金属作负极，腐蚀锌，保护了铁，故不选D。2．航天燃料从液态变为固态，是一项重要的技术突破。铍是高效率的火箭材料，燃烧时放出巨大的能量，已知1kg金属铍完全燃烧放出的热量为62700kJ。则铍燃烧的热化学方程式正确的是()A．Be＋eq\f(1,2)O2=BeOΔH＝－564.3kJ·mol－1B．Be(s)＋eq\f(1,2)O2(g)=BeO(s)ΔH＝＋564.3kJ·mol－1C．Be(s)＋eq\f(1,2)O2(g)=BeO(s)ΔH＝－564.3kJ·mol－1D．Be(s)＋eq\f(1,2)O2(g)=BeO(g)ΔH＝－564.3kJ·mol－1解析：选C。A项，没有写上状态，错误；B项，燃烧是放热反应，ΔH＜0，错误；氧化铍是固体，C正确，D错误。3．化学用语是学习化学的重要工具，下列用来表示物质变化的化学用语中，正确的是()A．氢氧燃料电池的负极反应式：O2＋2H2O＋4e－=4OH－B．电解饱和食盐水时，阳极的电极反应式：2Cl－－2e－=Cl2↑C．粗铜精炼时，与电源正极相连的是纯铜，电极反应式：Cu－2e－=Cu2＋D．钢铁发生电化学腐蚀的正极反应式：Fe－2e－=Fe2＋解析：选B。O2＋2H2O＋4e－=4OH－是氢氧燃料电池的正极反应式，A不正确；粗铜精炼时，与电源正极相连的应是粗铜，C不正确；Fe－2e－=Fe2＋是钢铁发生电化学腐蚀的负极反应式，D不正确。4．高温下，在密闭容器中用H2还原WO2可得到金属钨，其总反应为WO2(s)＋2H2(g)=W(s)＋2H2O(g)ΔH＝＋66.0kJ/mol；又已知WO2(g)＋2H2(g)=W(s)＋2H2O(g)ΔH＝－137.9kJ/mol，下列判断正确的是()A．总反应中，反应物能量总和大于生成物能量总和B．W(s)＋2H2O(l)=WO2(s)＋2H2(g)ΔH＝－66.0kJ/molC．总反应中生成1molW(s)放出66.0kJ热量D．WO2(s)=WO2(g)的ΔH＝＋203.9kJ/mol解析：选D。由题中信息知用H2还原WO2，得到金属钨为吸热反应，故可推知反应物总能量小于生成物总能量，同时知生成1molW(s)时需吸收66.0kJ的热量，A、C错误；B项中H2O的状态符号应为“g”，B错误。5．有如下3个实验：实验1将金属X与金属Y用导线连接，浸入电解质溶液中，Y不易腐蚀实验2将片状的金属X、W分别投入等浓度盐酸中都有气体产生，W比X反应剧烈实验3用惰性电极电解等物质的量浓度的Y和金属Z的硝酸盐混合溶液，在阴极上首先析出单质Z依据上述实验现象，下列推测正确的是()A．金属的活动性顺序：Y>Z>X>WB．实验1中，Y作正极C．Z放入CuSO4溶液中一定有Cu析出D．用X、Z和稀硫酸可构成原电池，X作正极解析：选B。由实验1、2、3分别得到金属的活泼性为X>Y，W>X，Y>Z，综合可得W>X>Y>Z，故选项A错误；实验1中，Y作正极，故选项B正确；Z和Cu的活泼性无法比较，选项C错误；用X、Z和稀硫酸可构成原电池，X作负极，故选项D错误。6.如图所示，将铁棒和石墨棒插入盛有饱和NaCl溶液的U形管中。下列分析正确的是()A．K1闭合，铁棒上发生的反应为2H＋＋2e－=H2↑B．K1闭合，石墨棒周围溶液pH逐渐升高C．K2闭合，铁棒不会被腐蚀，属于牺牲阳极的阴极保护法D．K2闭合，NA个电子时，两极共产生0.001mol气体解析：选B。K1闭合形成原电池，铁作负极，失电子被腐蚀，石墨棒作正极，氧气得电子变为OH－，pH逐渐升高，A错误、B正确；K2闭合，铁棒作阴极被保护，不会被腐蚀，属于外加电流的阴极保护法，C错误；K2闭合形成电解池，两极分别产生氯气和氢气，NA个电子时，每个电极上产生0.001mol气体，两极共产生0.002mol气体，D错误。7．锂-空气电池是一种新型的二次电池，其放电时的工作原理如图所示，下列说法正确的是()A．该电池放电时，正极的反应式为O2＋4e－＋4H＋=2H2OB．该电池充电时，阴极发生了氧化反应：Li＋＋e－=LiC．电池中的有机电解液可以用稀盐酸代替D．正极区产生的LiOH可回收利用解析：选D。正极的反应式为O2＋4e－＋2H2O=4OH－，A项错误；电池充电时，阴极发生还原反应，B项错误；有机电解液不能用稀盐酸代替，因为金属锂与稀盐酸能发生反应，C项错误。8．利用如图装置电解制备LiOH，两电极区电解液分别为LiOH和LiCl溶液。则下列说法不正确的是()A．外加电源的a极为正极B．电解过程中，Li＋向B极迁移C．阳极反应式为4OH－－4e－=O2↑＋2H2OD．每生成1molLiOH，外电路转移1mol电子解析：选C。A项，因为要制备氢氧化锂，右侧电极为铜，应该作阴极，所以a为电源的正极，正确；B项，左侧为电解池的阳极，应放入氯化锂溶液，右侧为电解池的阴极，溶液为氢氧化锂溶液，阳离子向阴极移动，即向B极迁移，正确；C项，阳极是氯化锂中的氯离子反应生成氯气，错误；D项，每生成1mol氢氧化锂说明有1mol锂离子通过阳离子交换膜，则外电路转移1mol电子，正确。9．LiFePO4新型锂离子动力电池以其独特的优势成为绿色能源的新宠。已知该电池放电时的电极反应式为正极：FePO4＋Li＋＋e－=LiFePO4，负极：Li－e－=Li＋。下列说法中正确的是()A．充电时电池反应为FePO4＋Li=LiFePO4B．充电时动力电池上标注“＋”的电极应与外接电源的正极相连C．放电时电池内部Li＋向负极移动D．放电时，在正极上是Li＋得到电子被还原解析：选B。放电时的总反应式为FePO4＋Li=LiFePO4，充电时总反应式为放电时的逆反应，A错误；放电时，Li＋向正极移动，C错误；由放电时正极反应式可知Li＋价态不变，D错误。10．液体燃料电池相比于气体燃料电池具有体积小，无需气体存储装置等优点。一种以肼(N2H4)为燃料的电池装置如下图装置①。该电池用空气中的氧气作为氧化剂，KOH作为电解质。下列对于该燃料电池的叙述不正确的是()A．该电池的负极反应为N2H4＋4OH－－4e－=N2↑＋4H2OB．用该电池作为装置②的直流电源，产生1molCl2至少需要通入0.5molN2H4C．该电池的电极材料应采用多孔导电材料，以提高电极反应物质在电极表面的吸附量，并使它们与电解质溶液充分接触D．该电池中，电子从右侧电极经过外电路流向左侧电极，溶液中OH－则迁移到左侧解析：选D。A．通入燃料的电极为负极，负极上燃料失电子发生氧化反应，电极反应式为N2H4＋4OH－－4e－=N2↑＋4H2O，故A正确；B．电解氯化铜生成氯气的电极反应式为2Cl－－2e－=Cl2↑，生成1mol氯气转移2mol电子，燃料电池中的负极反应为N2H4＋4OH－－4e－=N2↑＋4H2O，则转移2mol电子，消耗0.5molN2H4，故B正确；C．因为电池中正、负极上为气体参与的反应，所以采用多孔导电材料，可以提高电极反应物质在电极表面的吸附量，并使它们与电解质溶液充分接触，故C正确； D．电子从左侧电极经外电路流向右侧电极，故D错误。二、非选择题(本题包括4小题，共50分)11．(11分)能源的开发、利用与人类社会的可持续发展息息相关，怎样充分利用好能源是摆在人类面前的重大课题。Ⅰ.已知：Fe2O3(s)＋3C(石墨，s)=2Fe(s)＋3CO(g)ΔH＝akJ·mol－1CO(g)＋1/2O2(g)=CO2(g)ΔH＝bkJ·mol－1C(石墨，s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH＝ckJ·mol－1则反应：4Fe(s)＋3O2(g)=2Fe2O3(s)的焓变ΔH＝________kJ·mol－1。Ⅱ.(1)依据原电池的构成原理，下列化学反应在理论上可以设计成原电池的是______(填序号)。A．C(s)＋CO2(g)=2CO(g)B．NaOH(aq)＋HCl(aq)=NaCl(aq)＋H2O(l)C．2H2O(l)=2H2(g)＋O2(g)D．CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)若以KOH溶液为电解质溶液，依据所选反应可以设计成一个原电池，请写出该原电池的电极反应。负极：_______________________________________________________________，正极：_______________________________________________________________。(2)二氧化氯(ClO2)是一种高效安全的自来水消毒剂。ClO2是一种黄绿色气体，易溶于水。实验室以NH4Cl、盐酸、NaClO2为原料制备ClO2流程如下：已知：电解过程中发生的反应为NH4Cl＋2HCleq\o(=,\s\up7(电解))NCl3＋3H2↑，NCl3中氮元素为＋3价。①写出电解时阴极的电极反应式：_______________________________________。②在阳极上放电的物质(或离子)是________。解析：Ⅰ.①Fe2O3(s)＋3C(石墨，s)=2Fe(s)＋3CO(g)ΔH＝akJ·mol－1②CO(g)＋1/2O2(g)=CO2(g)ΔH＝bkJ·mol－1③C(石墨，s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH＝ckJ·mol－1由盖斯定律(③－②)×6－①×2得4Fe(s)＋3O2(g)=2Fe2O3(s)ΔH＝[6(c－b)－2a]kJ·mol－1。Ⅱ.(1)设计成原电池需要是自发进行的氧化还原反应。A项是非自发进行的氧化还原反应，不选；B项反应是复分解反应，不是氧化还原反应，不选；C项反应是非自发进行的氧化还原反应，不选；D项是自发进行的氧化还原反应，可以设计成原电池。D反应可设计成甲烷燃料电池，在碱溶液中甲烷燃料电池中燃料在负极发生氧化反应，氧气在正极得到电子发生还原反应；负极：CH4－8e－＋10OH－=COeq\o\al(2－,3)＋7H2O；正极：O2＋2H2O＋4e－=4OH－。(2)①电解时阴极上是氢离子得到电子生成氢气，阴极的电极反应式为2H＋＋2e－=H2↑；②电解时阳极上是铵根离子失去电子生成NCl3。答案：Ⅰ.[6(c－b)－2a]Ⅱ.(1)DCH4－8e－＋10OH－=COeq\o\al(2－,3)＋7H2OO2＋2H2O＋4e－=4OH－(2)①2H＋＋2e－=H2↑②NH4Cl(或NHeq\o\al(＋,4))12．(13分)第三代混合动力车，可以用电动机、内燃机或二者结合推动车辆。汽车上坡或加速时，电动机提供推动力，降低汽油的消耗；在刹车或下坡时，电池处于充电状态。(1)混合动力车的内燃机以汽油为燃料，汽油(以辛烷C8H18计)和氧气充分反应，生成1mol水蒸气放热569.1kJ。则该反应的热化学方程式为________________________________。(2)混合动力车目前一般使用镍氢电池，该电池中镍的化合物为正极，储氢金属(以M表示)为负极，碱液(主要为KOH)为电解质溶液。镍氢电池充放电原理示意如图，其总反应式为H2＋2NiOOHeq\o(,\s\up7(放电),\s\do5(充电))2Ni(OH)2。根据所给信息判断，混合动力车上坡或加速时，乙电极周围溶液的pH__________(填“增大”“减小”或“不变”)，该电极的电极反应为_____________________________。(3)Cu2O是一种半导体材料，可通过如图所示的电解装置制取，电解总反应式为2Cu＋H2Oeq\o(=,\s\up7(电解))Cu2O＋H2↑，阴极的电极反应式是______________________。用镍氢电池作为电源进行电解，当电池中有1molH2消耗时，Cu2O的理论产量为____________g。(4)远洋轮船的钢铁船体在海水中易发生电化学腐蚀中的______________腐蚀。为防止这种腐蚀，通常把船体与浸在海水里的Zn块相连；或与像铅酸蓄电池这样的直流电源的____________(填“正”或“负”)极相连，利用______________保护法防止其被腐蚀。解析：(1)1molC8H18(l)完全燃烧生成9mol水蒸气放出的热量是569.1kJ×9＝5121.9kJ，所以该反应的热化学方程式为C8H18(l)＋eq\f(25,2)O2(g)=8CO2(g)＋9H2O(g)ΔH＝－5121.9kJ·mol－1；(2)混合动力车上坡或加速时，应是放电过程，根据图示可知，乙电极中由NiOOH转化为Ni(OH)2，发生还原反应，电极反应式为NiOOH＋H2O＋e－=Ni(OH)2＋OH－，所以乙电极周围的溶液的氢氧根离子浓度增大，pH增大；(3)电解总反应式为2Cu＋H2Oeq\o(=,\s\up7(电解))Cu2O＋H2↑，可知电解池的阴极发生的是水中的氢离子放电生成氢气，所以电极反应式为2H＋＋2e－=H2↑；当电池中有1molH2被消耗时，电路中转移电子的物质的量是2mol，所以Cu2O的理论产量是1mol，质量是144g；(4)海水为中性溶液，所以钢铁船体在海水中易发生电化学腐蚀中的吸氧腐蚀，为防止这种腐蚀，通常把船体与浸在海水中的Zn块相连，或与铅酸蓄电池这样的直流电源的负极相连，作电解池的阴极，利用外加电流的阴极保护法防止其被腐蚀而被保护。答案：(1)C8H18(l)＋eq\f(25,2)O2(g)=8CO2(g)＋9H2O(g)ΔH＝－5121.9kJ·mol－1(2)增大NiOOH＋H2O＋e－=Ni(OH)2＋OH－(3)2H＋＋2e－=H2↑144(4)吸氧负外加电流的阴极13．(14分)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)①V2O5可用于汽车催化剂，汽车尾气中含有CO与NO气体，用化学方程式解释产生NO的原因：_______________________________________________________________。②汽车排气管内安装了钒(V)及其化合物的催化转化器，可使汽车尾气中的主要污染物转化为无毒的气体排出。已知：N2(g)＋O2(g)=2NO(g)ΔH＝＋180.5kJ/mol2C(s)＋O2(g)=2CO(g)ΔH＝－221.0kJ/molC(s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH＝－393.5kJ/mol尾气转化的反应之一：2NO(g)＋2CO(g)=N2(g)＋2CO2(g)ΔH＝________。(2)全钒液流储能电池结构如下图，其电解液中含有钒的不同价态的离子、H＋和SOeq\o\al(2－,4)。电池放电时，负极的电极反应为V2＋－e－=V3＋。①电解质溶液交换膜左边为VOeq\o\al(＋,2)/VO2＋，右边为V3＋/V2＋，电池放电时，正极反应式为________________________________________________________________________，H＋通过交换膜向________移动(填“左”或“右”)。②充电时，惰性电极N应该连接电源________极，充电时，电池总的反应式为________________________________________________________________________。(3)若电池初始时左右两槽内均以VOSO4和H2SO4的混合液为电解液，使用前需先充电激活。充电过程分两步完成：第一步VO2＋转化为V3＋，第二步V3＋转化为V2＋，则第一步反应过程中阴极区溶液pH__________(填“增大”“不变”或“减小”)，阳极区的电极反应式为________________________。解析：(1)②按题干顺序给3个热化学方程式编号Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，由盖斯定律Ⅲ×2－Ⅰ－Ⅱ得2NO(g)＋2CO(g)=N2(g)＋2CO2(g)的ΔH×2)]kJ/mol＝－746.5kJ/mol。(2)全钒液流储能电池正极为V(Ⅳ)和V(Ⅴ)之间的转换，负极为V(Ⅱ)和V(Ⅲ)之间的转换，放电时，H＋向正极移动；放电时的负极在充电时应该接电源的负极，充电时电池总反应就是V(Ⅲ)和V(Ⅳ)反应生成V(Ⅱ)和V(Ⅴ)。(3)充电激活过程就是电解过程，阴极得电子，V化合价下降，H＋浓度下降，pH增大。答案：(1)①N2＋O2eq\o(=,\s\up7(高温))2NO②－746.5kJ/mol(2)①VOeq\o\al(＋,2)＋e－＋2H＋=VO2＋＋H2O左②负V3＋＋VO2＋＋H2O=V2＋＋VOeq\o\al(＋,2)＋2H＋(3)增大VO2＋＋H2O－e－=VOeq\o\al(＋,2)＋2H＋14．(12分)某化学兴趣小组用如图所示装置进行电化学原理的实验探究，试回答下列问题：(1)通O2的Pt电极为电池____极(填电极名称)；其电极方程式为__________________。(2)若B电池为电镀池，目的是在某镀件上镀一层银，则X电极材料为________，电解质溶液为__________。(3)若B电池为精炼铜，且粗铜中含有Zn、Fe、Ag、Au等杂质，则该电池阳极泥的主要成分是____________。(4)若B电池的电解质溶液为500mL1.0mol·L－1的NaCl溶液，X、Y皆为惰性电极，当电池工作一段时间断开电源K，Y电极有560mL(标准状况)无色气体生成(假设电极产生气体完全逸出，溶液体积不变)，此时B电池溶液的pH＝________；要使该溶液恢复到原来的状态，需加入____________(填物质并注明物质的量)。(5)若X、Y均是铜，电解质溶液为NaOH溶液，电池工作一段时间，X极附近生成红色沉淀，查阅资料得知是Cu2O，试写出该电极发生的电极反应式：____________________。解析：(1)题图所示的装置中，A装置是