化学新设计苏教版选修四讲义专题一化学反应与能量变化专题综合测评（一）

10/1009/10/专题综合测评(一)(时间：50分钟满分：100分)一、选择题(本题包括12小题，每小题4分，共48分，每小题只有一个选项符合题意。)1．页岩气的主要成分为CH4，是我国能源新希望。下列说法正确的是()A．页岩气属于新能源，子孙万代可长久开采B．处理后的页岩气作为能源比煤作为能源对环境的影响大C．甲烷完全燃烧过程中，C—H键断裂而释放出热能D．利用甲烷、氧气、稀硫酸可设计燃料电池解析选项A，页岩气的主要成分为天然气，天然气属于化石能源，不属于新能源，不可再生，所以子孙万代不能长久开采。选项B，处理后的页岩气为CH4，完全燃烧的产物为CO2、H2O，对环境的影响小，煤燃烧时产生的粉尘、SO2等对环境的影响大。选项C，C—H键断裂时需要吸收能量。选项D，CH4与O2的反应属于氧化还原反应和放热反应，可设计为燃料电池。答案D2．下列过程中ΔH小于零的是()A．Ba(OH)2与NH4Cl固体混合B．氯化铵分解得氨气C．碳酸钙分解得二氧化碳D．实验室制备氢气答案D3.如图是Zn和Cu形成的原电池，则下列结论中正确的是()①铜为阳极，锌为阴极；②铜极上有气泡；③SOeq\o\al(2－,4)向铜极移动；④若有0.5mol电子流经导线，则可产生0.25mol气体；⑤电子的流向是铜到锌；⑥正极反应式：Cu＋2e－=Cu2＋A．①②③ B．②④C．④⑤⑥ D．③④⑤解析①中Cu为正极，Zn为负极；③中SOeq\o\al(2－,4)向负极(Zn极)移动；⑤中电子的流向是Zn→Cu；⑥中正极反应式：2H＋＋2e－=H2↑，故①③⑤⑥错。答案B4．下面有关电化学的图示，完全正确的是()解析A项中由于Zn失电子，故Zn作负极，所以A项错误；在精炼铜时，粗铜作阳极失电子转化为Cu2＋，进而Cu在精铜上析出，故B项错误；铁片镀锌时，溶液中Zn2＋应在铁片上析出，故铁片作阴极，与电源负极相连，故C项错误；D项中由电流的方向知石墨棒作阳极，铁棒作阴极，所以在石墨棒上产生Cl2，该实验正确，故D项正确。答案D5．已知1gH2完全燃烧生成水蒸气放出热量121kJ，且O2中1molO=O键完全断裂时吸收热量496kJ，水蒸气中形成1molH—O键时放出热量463kJ，则H2中1molH—H键断裂时吸收的热量为()A．920kJ B．557kJC．436kJ D．188kJ解析反应的热化学方程式为2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g)ΔH＝－484kJ·mol－1，1molH—H键断裂时吸收的热量为(2×2×463kJ·mol－1－484kJ·mol－1－496kJ·mol－1)÷2＝436kJ·mol－1。答案C6．近来科学家研制了一种新型的乙醇电池(DEFC)，它用磺酸类质子作溶剂，在200℃左右时供电，乙醇电池比甲醇电池效率高出32倍且更加安全。电池总反应式为C2H5OH＋3O2=2CO2＋3H2O，下列说法不正确的是()A．C2H5OH在电池的负极上参加反应B．1mol乙醇被氧化转移6mol电子C．在外电路中电子由负极沿导线流向正极D．电池正极的电极反应式为4H＋＋O2＋4e－=2H2O解析乙醇电池的电极反应，正极：3O2＋12H＋＋12e－=6H2O，负极：C2H5OH＋3H2O－12e－=2CO2＋12H＋，所以1mol乙醇在负极被氧化时转移电子12mol，外电路中电子沿导线由负极流向正极。答案B7．科学家最新研究表明，一种糖生物电池可以完全将糖中的化学能量转变为电流，它使用酶代替贵金属催化剂，利用空气氧化糖类产生电流。下列有关判断正确的是()A．该电池不宜在高温下工作B．放电过程中，电池内阳离子向负极迁移C．若该电池为酸性介质，则正极反应式为O2＋2H2O＋4e－=4OH－D．若该电池为碱性介质，且以葡萄糖为原料，则电池总反应为C6H12O6＋6O2=6CO2＋6H2O解析该电池中酶作催化剂，而酶为蛋白质，在高温下会变性，失去催化活性，因此该电池不宜在高温下工作，A项正确；放电过程中，电池内阳离子向正极移动，B项错误；该电池正极上O2发生还原反应，酸性介质中H＋向正极移动并参与反应，电极反应式为O2＋4H＋＋4e－=2H2O，C项错误；该电池为碱性介质，以葡萄糖为原料时，总反应为C6H12O6＋6O2＋12OH－=6COeq\o\al(2－,3)＋12H2O，D项错误。答案A8．已知：2CO(g)＋O2(g)=2CO2(g)ΔH＝－566kJ·mol－1Na2O2(s)＋CO2(g)=Na2CO3(s)＋eq\f(1,2)O2(g)ΔH＝－266kJ·mol－1根据以上热化学方程式判断，下列说法正确的是()A．CO的标准燃烧热为283kJB．下图可表示由CO生成CO2的反应过程和能量关系C．2Na2O2(s)＋2CO2(s)=2Na2CO3(s)＋O2(g)ΔH>－532kJ·mol－1D．CO(g)与Na2O2(s)反应放出549kJ热量时，电子转移数为6.02×1023解析A选项中标准燃烧热单位错误，应为kJ·mol－1；B项图中没有表示出ΔH＝－566kJ·mol－1时，对应的反应物与生成物的量的关系，B项错；由盖斯定律得：CO(g)＋Na2O2(s)=Na2CO3(s)ΔH＝－549kJ·mol－1，可知当放出549kJ热量时，消耗1molCO，电子转移数为2×6.02×1023，D错误。答案C9．某铁件需长期浸在水下，为减少腐蚀，想采取下列措施，其中不正确的是()A．在铁件上铆上一些锌片B．在制造铁件时，在铁中掺入一定量的铜制合金C．在铁件表面涂上一层较厚的沥青D．给铁件通入直流电，把铁件与电源负极相连解析A项，铁、锌、水形成原电池，锌比铁活泼，铁被保护；B项，铁比铜活泼，加快铁的腐蚀；C项，涂上沥青，阻止铁与空气、水接触，铁被保护；D项，铁作阴极被保护。答案B10．研究人员最近发现了一种“水”电池，这种电池能利用淡水与海水之间含盐量差别进行发电，在海水中电池总反应可表示为：5MnO2＋2Ag＋2NaCl=Na2Mn5O10＋2AgCl，下列有关“水”电池在海水中放电时的说法不正确的是()A．负极反应式：Ag＋Cl－－e－=AgClB．每生成1molNa2Mn5O10转移2mol电子C．Na＋不断向“水”电池的正极移动D．AgCl是还原产物解析由电池总反应可知银失去电子被氧化得氧化产物，即银作负极，AgCl是氧化产物，A项正确，D项错误；在原电池中阳离子在正极得电子发生还原反应，所以阳离子向电池的正极移动，C项正确；化合物Na2Mn5O10中Mn元素的化合价是＋eq\f(18,5)价，所以每生成1molNa2Mn5O10转移电子的物质的量为2mol，因此选项B正确。答案D11．用CH4催化还原NOx，可以消除氮氧化物的污染。例如：①CH4(g)＋4NO2(g)=4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－574kJ·mol－1②CH4(g)＋4NO(g)=2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－1160kJ·mol－1下列说法不正确的是()A．若用标准状况下4.48LCH4还原NO2生成N2和水蒸气，放出的热量为173.4kJB．由反应①可推知：CH4(g)＋4NO2(g)=4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(l)ΔH<－574kJ·mol－1C．反应①②转移的电子数相同D．反应②中当4.48LCH4反应完全时转移的电子为1.60mol解析由两热化学方程式相加除2可得CH4(g)＋2NO2(g)=N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－867kJ·mol－1，计算可知A项正确；水由气态转化为液态，要放出热量，所以ΔH<－574kJ·mol－1，B项正确；C项中，从CH4考虑，C都从－4价升高到＋4价，转移电子数相等；反应②中，标准状况下，当4.48LCH4反应完全时，转移电子为0.2mol×8＝1.60mol，D项中未指明是否在标准状况下，错误。答案D12．铅蓄电池的工作原理为Pb＋PbO2＋2H2SO4=2PbSO4＋2H2O。下列判断不正确的是()A．K闭合时，d极的电极反应式：PbSO4＋2H2O－2e－=PbO2＋4H＋＋SOeq\o\al(2－,4)B．当电路中转移0.2mol电子时，Ⅰ中消耗的H2SO4为0.2molC．K闭合时，Ⅱ中SOeq\o\al(2－,4)向c极迁移D．K闭合一段时间后，Ⅱ可单独作为原电池，d极为正极解析由图示关系可知，Ⅰ池为原电池，Ⅱ池为电解池，a极为正极，b极为负极，K闭合后，c极为阴极，d极为阳极，因电极材料为PbSO4，结合铅蓄电池的工作原理，可判断d极发生的电极反应为PbSO4＋2H2O－2e－=PbO2＋4H＋＋SOeq\o\al(2－,4)，A项正确；由题给方程式可判断，当电路中转移0.2mol电子时，Ⅰ中消耗的H2SO4为0.2mol，B项正确；电解池工作时，阴离子移向阳极，即d极，C项错误；因Ⅱ池反应为2PbSO4＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(通电))Pb＋PbO2＋2H2SO4，因此K闭合一段时间后，Ⅱ池可作为原电池对外供电，其中析出的铅附着在c极上作负极，析出的PbO2附着在d极上作正极，D项正确。答案C二、非选择题(本题包括4小题，共52分)13．(12分)(1)已知2mol氢气燃烧生成液态水时放出572kJ热量，反应方程式是2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)。请回答下列问题：①该反应的生成物能量总和________(填“大于”、“小于”或“等于”)反应物能量总和。②若2mol氢气完全燃烧生成水蒸气，则放出的热量________(填“＞”、“＜”或“＝”)572kJ。③与化石燃料相比，利用氢能源有很多优点，请说出其中一点_________________________________________________________________。(2)FeS2焙烧产生的SO2可用于制硫酸。已知25℃、101kPa时：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH1＝－197kJ·mol－1；H2O(g)=H2O(l)ΔH2＝－44kJ·mol－1；2SO2(g)＋O2(g)＋2H2O(g)=2H2SO4(l)ΔH3＝－545kJ·mol－1则SO3(g)与H2O(l)反应的热化学方程式是____________________________________________________________________________________________。(3)已知下列反应的热化学方程式：6C(s)＋5H2(g)＋3N2(g)＋9O2(g)=2C3H5(ONO2)3(l)ΔH12H2(g)＋O2(g)=2H2O(g)ΔH2C(s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH3则反应4C3H5(ONO2)3(l)=12CO2(g)＋10H2O(g)＋O2(g)＋6N2(g)的ΔH为________。解析(1)①H2和O2反应生成H2O是放热反应，所以反应物总能量应大于生成物总能量。②生成水蒸气比生成液态水放出热量要少。(2)2SO3(g)2SO2(g)＋O2(g)ΔH＝197kJ·mol－12H2O(l)=2H2O(g)ΔH2＝88kJ·mol－12SO2(g)＋O2(g)＋2H2O(g)=2H2SO4(l)ΔH＝－545kJ·mol－1三式相加除以2得：SO3(g)＋H2O(l)=H2SO4(l)ΔH＝eq\f(197＋88－545,2)kJ·mol－1＝－130kJ·mol－1。(3)4C3H5(ONO2)3(l)=12C(s)＋10H2(g)＋6N2(g)＋18O2(g)－2ΔH112C(s)＋12O2(g)=12CO2(g)12ΔH310H2(g)＋5O2(g)=10H2O(g)5ΔH2三式相加得4C3H5(ONO2)3=12CO2(g)＋10H2O(g)＋O2(g)＋6N2(g)ΔH＝12ΔH3＋5ΔH2－2ΔH1。答案(1)①小于②＜③热值高或无污染(2)SO3(g)＋H2O(l)=H2SO4(l)ΔH＝－130kJ·mol－1(3)12ΔH3＋5ΔH2－2ΔH114．(12分)人工肾脏可采用间接电化学方法除去代谢产物中的尿素，原理如图所示。(1)电源的负极为________(填“A”或“B”)。(2)阳极室中发生的反应依次为____________________、________________。(3)电解结束后，阴极室溶液的pH与电解前相比将________；若两极共收集到气体13.44L(标准状况)，则除去的尿素为________g(忽略气体的溶解)。解析根据电解池中阴离子在阳极放电和阳离子在阴极放电的规律和本题图中的电极产物H2和Cl2可以判断出A为电源的正极，B为电源的负极，故阳极室中发生的反应依次为：6Cl－－6e－=3Cl2↑，CO(NH2)2＋3Cl2＋H2O=N2＋CO2＋6HCl；阴极反应为6H2O＋6e－=6OH－＋3H2↑(或6H＋＋6e－=3H2↑)。根据上述反应式可以看出在阴、阳极上产生的OH－、H＋的数目相等，阳极室中反应产生的H＋通过质子交换膜进入阴极室与OH－恰好反应生成水，所以阴极室中电解前后溶液的pH不变；由上述反应式可以看出，转移6mole－时，阴极产生3molH2，阳极产生1molN2和1molCO2，故电解收集到的13.44L气体中V(N2)＝V(CO2)＝eq\f(13.44L,5)＝2.688L，即n(N2)＝n(CO2)＝eq\f(2.688L,22.4L·mol－1)＝0.12mol。根据方程式CO(NH2)2＋3Cl2＋H2O=N2＋CO2＋6HCl可知生成0.12molN2所消耗的CO(NH2)2的物质的量也为0.12mol，其质量为m[CO(NH2)2]＝0.12mol×60g·mol－1＝7.2g。答案(1)B(2)6Cl－－6e－=3Cl2↑CO(NH2)2＋3Cl2＋H2O=N2＋CO2＋6HCl(3)不变7.215．(14分)已知下列热化学方程式(ΔH的绝对值都正确)：①CaCO3(s)=CaO＋CO2(g)ΔH＝177.7kJ②C(s)＋H2O(s)=CO(g)＋H2(g)ΔH＝－131.3kJ·mol－1③eq\f(1,2)H2SO4(l)＋NaOH(l)=eq\f(1,2)Na2SO4(l)＋H2O(l)ΔH＝－57.3kJ·mol－1④C(s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH＝－393.5kJ·mol－1⑤CO(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO2(g)ΔH＝－283kJ·mol－1⑥HNO3(aq)＋NaOH(aq)=NaNO3(aq)＋H2O(l)ΔH＝－57.3kJ·mol－1⑦2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)ΔH＝－517.6kJ·mol－1(1)上述热化学方程式中，不正确的有_______________________________，不正确的理由分别是__________________________________________________________________________________________________。(2)根据上述信息，写出C转化为CO的热化学方程式：________________________________________________________。(3)上述反应中，表示标准燃烧热的热化学方程式有____________________；表示中和热的热化学方程式有____________________________________。解析(1)①中CaO没标状态，ΔH＝177.7kJ·mol－1；②中H2O的状态应为“g”；③中除H2O外其他物质的状态不是“l”应为“aq”。(2)④－⑤得：C(s)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO(g)ΔH＝－393.5kJ·mol－1－(－283kJ·mol－1)＝－110.5kJ·mol－1。(3)标准燃烧热是指1mol纯物质完全燃烧生成稳定氧化物时所放出的热量，故④⑤正确，⑦表示的不是1molH2的燃烧；中和热是指在稀溶液中，强酸跟强碱发生中和反应，生成1molH2O(l)时的反应热，故⑥正确。答案(1)①②③①中CaO没标状态，ΔH＝177.7kJ·mol－1；②中H2O的状态应为“g”，ΔH为＋131.3kJ·mol－1；③中除H2O外其他物质的状态不是“l”应为“aq”(2)C(s)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO(g)ΔH＝－110.5kJ·mol－1(3)④⑤⑥16．(14分)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。已知：CH4(g)＋H2O(g)=CO(g)＋3H2(g)ΔH＝＋206.2kJ·mol－1CH4(