高中化學 第1章 化學反應與能量轉化單元測試2 魯科版選修4

1、第1章 化學反應與能量轉化(時間：60分鐘，滿分：100分)一、選擇題(本題包括11小題，每小題5分，共55分)1熱化學方程式：c(s)h2o(g)=co(g)h2(g)h131.3 kj·mol1表示的意義為()a碳與水反應吸收131.3 kj的熱量b1 mol碳和1 mol水反應吸收131.3 kj的熱量c1 mol固態(tài)碳與1 mol水蒸氣反應產(chǎn)生一氧化碳氣體和氫氣，吸收131.3 kj的熱量d固態(tài)碳和氣態(tài)水各1 mol反應，放出131.3 kj的熱量解析：選c。熱化學方程式中的系數(shù)代表物質的量，且要指明物質的聚集狀態(tài)，c項正確。2氯原子對o3分解有催化作用：o3cl=cloo2

2、h1，cloo=clo2h2。大氣臭氧層的分解反應是o3o=2o2h。該反應的能量變化示意圖如下圖所示，下列敘述中正確的是()a反應o3o=2o2的he1e3bo3o=2o2是吸熱反應chh1h2d大氣層中的臭氧無法再生解析：選c。反應o3o=2o2的he3e2，故a錯；因為生成物的總能量低于反應物的總能量，所以反應為放熱反應，故b錯；雷雨天氣時的閃電會使反應3o2=2o3發(fā)生，d錯。3已知：h(aq)oh(aq)=h2o(l)h157.3 kj·mol1，h2so4(濃，aq)naoh(aq)=na2so4(aq)h2o(l)h2m kj·mol1，下列說法中正確的是()

3、a上述熱化學方程式中的計量數(shù)表示分子個數(shù)bh1>h2ch257.3 kj·mol1d|h1|>|h2|解析：選b。熱化學方程式中的計量系數(shù)表示物質的量，a項錯；濃硫酸溶于水放熱，故與naoh反應時，放出的熱量比57.3大，但是h為負值，所以h1>h2，b項正確，c項、d項錯。4根據(jù)碘與氫氣反應的熱化學方程式，下列判斷正確的是()i2(g)h2(g) 2hi(g)h9.48 kj·mol1i2(s)h2(g) 2hi(g)h26.48 kj·mol1a254 g i2(g)中通入2 g h2(g)，反應放熱9.48 kjb當反應吸收52.96 kj

4、熱量時轉移2 mol ec反應的反應物總能量比反應的反應物總能量低d1 mol 固態(tài)碘與1 mol氣態(tài)碘所含能量相差17.00 kj解析：選c。a項，反應是可逆反應，反應物不可能完全轉化；b項，當反應吸收52.96 kj熱量時有2 mol i2(s)參加反應，轉移4 mol e；c項，對于同一物質，固態(tài)時的能量比氣態(tài)時的能量低；d項，應用蓋斯定律，反應即可得到：i2(g)=i2(s)h35.96 kj·mol1。5由于具有超低耗電量、壽命長的特點，led產(chǎn)品越來越受人們歡迎。下圖是氫氧燃料電池驅動led發(fā)光裝置。下列有關敘述中正確的是()aa處通入氧氣，b處通入氫氣b電池正極反應式為

5、o22h2o4e=4ohc該裝置中只涉及兩種形式的能量轉化dp­型半導體連接的是電池的負極解析：選b。分析圖可知，電子的流動方向為a極n­型半導體p­型半導體b極，燃料電池中，電子流出的極為負極，電子流入的極為正極，結合燃料電池中h2失去電子，故a極通入的是氫氣，b極通入的是氧氣，a、d選項錯誤；該電池為堿性電解質溶液，b選項正確；整個過程涉及的能量變化有：化學能電能、化學能熱能、電能光能、電能熱能等，c選項錯誤。6如圖為efc劍橋法用固體二氧化鈦(tio2)生產(chǎn)海綿鈦的裝置示意圖，其原理是在較低的陰極電位下，tio2(陰極)中的氧解離進入熔鹽，陰極最后只剩下純鈦

6、。下列說法中正確的是()a陽極的電極反應為2cl2e=cl2b陰極的電極反應為tio24e=ti2o2c通電后，o2、cl均向陰極移動d石墨電極的質量不發(fā)生變化解析：選b。電解質中的陰離子為o2、cl向陽極移動，由圖示可知陽極生成o2、co、co2，所以陽極的電極反應：2o24e=o2，o2與石墨反應生成co、co2，a、c、d錯誤，只有b正確。7據(jù)報道，以硼氫化合物nabh4(b元素的化合價為3價)和h2o2做原料的燃料電池，負極材料采用pt/c，正極材料采用mno2，可用做空軍通信衛(wèi)星電源，其工作原理如圖所示。下列說法中錯誤的是()a電池放電時na從a極區(qū)移向b極區(qū)b電極b采用mno2，m

7、no2既做電極材料又有催化作用c該電池的負極反應為bh8oh8e=bo6h2od每消耗3 mol h2o2，轉移的電子為3 mol解析：選d。電極a是負極，電極b是正極，電池放電時na從a極區(qū)移向b極區(qū)，a正確；電池的負極反應為bh8oh8e=bo6h2o、正極反應為h2o22e=2oh，b、c正確；每消耗3 mol h2o2，轉移的電子為6 mol，d錯誤。8某?；顒有〗M為探究金屬腐蝕的相關原理，設計了如下圖a 所示裝置，圖a的鐵棒末端分別連上一塊zn片和cu片，并靜置于含有k3fe(cn)6及酚酞的混合凝膠上。一段時間后發(fā)現(xiàn)凝膠的某些區(qū)域(如下圖b所示)發(fā)生了變化，已知fe2可用k3fe(

8、cn)6來檢驗(呈藍色)。則下列說法不正確的是()a甲區(qū)發(fā)生的電極反應式：fe2e=fe2b乙區(qū)產(chǎn)生zn2c丙區(qū)呈現(xiàn)紅色d丁區(qū)呈現(xiàn)藍色解析：選a。鐵棒末端連上zn片時，zn片端(乙區(qū))做負極，乙區(qū)發(fā)生的電極反應式：zn2e=zn2；鐵棒另一端(甲區(qū))做正極，甲區(qū)發(fā)生的電極反應式：o22h2o4e=4oh。鐵棒末端連上cu片時，cu片端(丙區(qū))做正極，丙區(qū)發(fā)生的電極反應式：o22h2o4e=4oh，溶液呈堿性，酚酞變紅。鐵棒另一端(丁區(qū))做負極，丁區(qū)發(fā)生的電極反應式：fe2e=fe2，遇k3fe(cn)6呈現(xiàn)藍色，綜上，a錯誤。9已知：p4(g)6cl2(g)=4pcl3(g)ha kj

9、3;mol1，p4(g)10cl2(g)=4pcl5(g)hb kj·mol1，p4具有正四面體結構，pcl5中pcl鍵的鍵能為c kj·mol1，pcl3中pcl鍵的鍵能為1.2c kj·mol1。下列敘述正確的是()app鍵的鍵能大于pcl鍵的鍵能b可求cl2(g)pcl3(g)=pcl5(s)的反應熱hcclcl鍵的鍵能為(ba5.6c)/4 kj·mol1dpp鍵的鍵能為(5a3b12c)/8 kj·mol1解析：選c。本題考查鍵能與反應熱的關系。p4是正四面體結構，分子中有6個pp鍵，6e(pp)6e(clcl)12×1.2

10、c kj·mol1a kj·mol1,6e(pp)10e(clcl)20c kj·mol1b kj·mol1。a項，由于cl的非金屬性大于p的非金屬性，故e(pp)<e(pcl)，錯誤；b項，pcl5是固態(tài)，無法計算，錯誤；c項，由上述兩個等式可得4e(clcl)12×1.2c kj·mol120×c kj·mol1(ba) kj·mol1，有e(clcl)(ba5.6c)/4 kj·mol1，正確；d項，經(jīng)過計算e(pp)(5a3b12c)/12 kj·mol1，錯誤。10.已

11、知下列反應的熱化學方程式：6c(s)5h2(g)3n2(g)9o2(g)=2c3h5(ono2)3(l)h12h2(g)o2(g)=2h2o(g)h2c(s)o2(g)=co2(g)h3則反應4c3h5(ono2)3(l)=12co2(g)10h2o(g)o2(g)6n2(g)的h為()a12h35h22h1b2h15h212h3c12h35h22h1dh15h212h3解析：選a。由蓋斯定律得h12h35h22h1。11新一代iphone手機將在電池方面有所改進，該電池的一極為一種有機高分子的游離基(用r表示)、石墨粉及黏結劑的復合物，另一極是鋰，分隔材料為某種聚烯烴，電解液為溶解有l(wèi)ipf

12、6的某種有機碳酸酯溶液。有機高分子游離基在空氣中十分穩(wěn)定，在電池充電時被氧化成陽離子，而在電池放電時又被還原成游離基。下列有關說法不正確的是()a放電時，該電池是將化學能轉化為電能b充電時，rx由陰極向陽極移動c放電時，負極發(fā)生的反應為lie=lid充電時，陽極發(fā)生的反應為rxe=rx解析：選b。放電時，化學能轉化為電能，負極鋰失電子，發(fā)生氧化反應，a、c項說法正確；充電時，相當于電解池，陽極失電子，發(fā)生氧化反應，生成陽離子，故陽離子由陽極移向陰極，b項說法錯誤、d項說法正確。二、非選擇題(共45分)12(14分)硝酸是一種重要的化工原料，工業(yè)上一般以氨氣為原料來制備硝酸。請回答：(1)氨氣催

13、化氧化的化學方程式為_。(2)硝酸廠的尾氣直接排放將污染空氣，目前科學家探索利用燃料氣體中的甲烷等氮的氧化物還原為氮氣和水，反應機理如下：ch4(g)4no2(g)=4no(g)co2(g)2h2o(g)h574 kj·mol1ch4(g)4no(g)=2n2(g)co2(g)2h2o(g)h1 160 kj·mol1則甲烷直接將no2還原為n2的熱化學方程式為_。(3)氨氣若在純氧中燃燒，則發(fā)生反應為4nh33o22n26h2o，科學家利用此原理，設計成氨氣­氧氣燃料電池，則通入氨氣的電極是_(填“正極”或“負極”)；堿性條件下，該電極發(fā)生反應的電極反應式為_。

14、(4)制得的硝酸可以跟金屬銅反應生成硝酸銅溶液，用石墨電極電解該硝酸銅溶液，則電解過程中陽極的電極反應式為_。解析：(3)由氨氣發(fā)生氧化反應可知通入氨氣的電極為負極，堿性條件下的正極反應式為o22h2o4e=4oh，再由總方程式減去正極反應式可得負極反應式。(4)陽極上陰離子(oh)放電。答案：(1)4nh35o24no6h2o(2)ch4(g)2no2(g)=co2(g)2h2o(g)n2(g)h867 kj·mol1(3)負極2nh36oh6e=n26h2o(4)4oh4e=o22h2o13(13分)科學家制造出一種使用固體電解質的燃料電池，其效率更高，可用于航天航空。如圖1所示

15、裝置中，以稀土金屬材料做惰性電極，在兩極上分別通入ch4和空氣，其中固體電解質是摻雜了y2o3的zro2固體，它在高溫下能傳導陽極生成的o2離子(o24e=2o2)。(1)c電極的名稱為_，d電極上的電極反應式為_。(2)如圖2所示電解100 ml 0.5 mol·l1cuso4溶液，a、b為惰性電極，a電極上的電極反應式為_。若a電極產(chǎn)生56 ml(標準狀況)氣體，則所得溶液的ph_(不考慮溶液體積變化)。解析：(1)電流方向從正極流向負極，故c、d分別為正極、負極。燃料電池的負極為燃料極：ch48e4o2=co22h2o。(2)a為電解池的陽極：4oh4e=2h2oo2；b為陰極

16、：2cu24e=2cu，當陽極產(chǎn)生56 ml氣體時，被電解的oh的物質的量為×40.01 mol，故溶液的h0.1 mol·l1，故溶液的ph1。答案：(1)正極ch48e4o2=co22h2o(2)4oh4e=2h2oo2114(18分)某課外活動小組用如圖裝置進行實驗，試回答下列問題。(1)若開始時開關k與a連接，則b極的電極反應式為_。(2)若開始時開關k與b連接，則b極的電極反應式為_，總反應的離子方程式為_。有關上述實驗，下列說法正確的是_(填序號)。溶液中na向a極移動從a極處逸出的氣體能使?jié)駶櫟牡矸?#173;ki試紙變藍反應一段時間后加適量鹽酸可恢復到電解前

17、電解質的濃度若標準狀況下b極產(chǎn)生2.24 l氣體，則溶液中轉移0.2 mol電子(3)該小組同學認為，如果模擬工業(yè)上離子交換膜法制燒堿的方法，那么可以設想用如圖裝置電解硫酸鉀溶液來制取氫氣、氧氣、硫酸和氫氧化鉀。該電解槽的陽極反應式為_。此時通過陰離子交換膜的離子數(shù)_(填“大于”、“小于”或“等于”)通過陽離子交換膜的離子數(shù)。制得的氫氧化鉀溶液從出口_(填“a”、“b”、“c”或“d”)導出。通電開始后，陰極附近溶液ph會增大，請簡述原因：_。若將制得的氫氣、氧氣和氫氧化鉀溶液組合為氫氧燃料電池，則電池正極的電極反應式為_。解析：(1)開關k與a相連，裝置構成原電池，fe失去電子為原電池負極。

18、(2)開關k與b相連，裝置構成電解飽和nacl溶液的電解池，b為電解池的陰極，溶液中的h在b極放電生成h2。電解過程中na應該向陰極b移動；a極產(chǎn)生的氣體為cl2，cl2能將i氧化為i2，i2遇淀粉變藍；根據(jù)電解反應：2nacl2h2o通電,2naohh2cl2，電解一段時間后若加入鹽酸會增加h2o的質量，應通入hcl氣體使其恢復到電解前電解質的濃度；若標準狀況下b極產(chǎn)生2.24 l氣體，即0.1 mol h2，則有0.2 mol電子發(fā)生轉移，但在溶液中轉移的不是電子，而是離子。(3)溶液中的oh在陽極失電子產(chǎn)生o2：4oh4e=2h2oo2，所以在b口放出o2，從a口導出h2so4溶液。溶液中的h在陰極得到電子產(chǎn)生h2：2h2e=h2，則從c口放出h2，從d口導出koh溶液。因so所帶電荷數(shù)大于k所帶電荷數(shù)，so通過陰離子交換膜，k通過陽離子交換膜，所以通過陽離