2025屆高考化學一輪復習單元質(zhì)檢卷6化學反應與能量含解析新人教版

PAGE8-單元質(zhì)檢卷(六)化學反應與能量(時間:45分鐘滿分:100分)可能用到的相對原子質(zhì)量:H1Li7O16Co59一、選擇題(本題共8小題,每小題6分,共48分。每小題只有一個選項符合題目要求)1.某反應運用催化劑后,其反應過程中的能量變更如圖,下列說法錯誤的是()。A.總反應為放熱反應B.運用催化劑后,活化能不變C.反應①是吸熱反應,反應②是放熱反應D.ΔH=ΔH1+ΔH2答案:B解析:因為反應物的總能量比生成物總能量高,故總反應為放熱反應,A項正確;加入催化劑,變更反應的活化能,B項錯誤;因為①中反應物的總能量比生成物總能量低,故反應①為吸熱反應,②中反應物的總能量比生成物總能量高,故反應②為放熱反應,C項正確;依據(jù)蓋斯定律,D項正確。2.全世界每年鋼鐵因銹蝕造成大量的損失。某城市擬用如圖方法愛護埋在酸性土壤中的鋼質(zhì)管道,使其免受腐蝕。關(guān)于此方法,下列說法不正確的是()。A.土壤中的鋼鐵易被腐蝕是因為在潮濕的土壤中形成了原電池B.金屬棒M的材料應當是比鋅活潑的金屬C.金屬棒M上發(fā)生反應:M-ne-Mn+D.這種方法稱為犧牲陽極的陰極愛護法答案:B解析:鋼鐵為鐵碳合金,土壤中的鋼鐵易被腐蝕是因為在潮濕的土壤中形成了原電池,A項正確;金屬棒M的材料是比鐵活潑的金屬,不肯定比鋅活潑,B項錯誤;金屬棒M作原電池的負極,被氧化,發(fā)生反應:M-ne-Mn+,C項正確;這種方法稱為犧牲陽極的陰極愛護法,D項正確。3.下列相關(guān)熱化學方程式的說法正確的是()。A.甲烷的燃燒熱是ΔH=-890kJ·mol-1,則表示甲烷燃燒熱的熱化學方程式:CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g)ΔH=-890kJ·mol-1B.已知C(石墨,s)C(金剛石,s)ΔH>0,則金剛石比石墨穩(wěn)定C.已知H+(aq)+OH-(aq)H2O(l)ΔH=-57.3kJ·mol-1,則任何酸堿中和反應的熱效應均為57.3kJD.已知C(s)+O2(g)CO2(g)ΔH1,2C(s)+O2(g)2CO(g)ΔH2,則2ΔH1<ΔH2答案:D解析:表示甲烷燃燒熱的熱化學方程式中水應當是液態(tài),A錯誤;石墨轉(zhuǎn)化為金剛石是吸熱反應,說明石墨能量低于金剛石,石墨比金剛石穩(wěn)定,B錯誤;弱酸或弱堿電離吸熱,因此不是任何酸堿中和反應的熱效應均為57.3kJ,C錯誤;碳完全燃燒放熱多,放熱越多,ΔH越小,D正確。4.某溶液中含有溶質(zhì)NaCl和H2SO4,物質(zhì)的量之比為3∶1。用石墨作電極電解該溶液,依據(jù)電極產(chǎn)物的不同,可明顯分為三個階段。下列敘述不正確的是()。A.陰極只析出H2B.陽極先析出Cl2,后析出O2C.電解最終階段為電解水D.溶液pH不斷增大,最終為7答案:D解析:可以將溶質(zhì)看成3molNaCl和1molH2SO4,再轉(zhuǎn)化一下思想,可以看成2molHCl、1molNa2SO4、1molNaCl,由于1molNa2SO4自始至終無法放電,且其溶液pH=7,短暫可以忽視,則電解過程可看成先電解HCl溶液,再電解NaCl溶液,最終電解水,即第一階段:2HClH2↑+Cl2↑;其次階段:2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑;第三階段:2H2O2H2↑+O2↑,其次階段生成的NaOH導致溶液pH大于7。陰極自始至終是氫離子放電,A正確;陽極氯離子先于氫氧根離子放電,先析出Cl2,后析出O2,B正確;電解最終階段為電解水,C正確;溶液pH不斷增大,最終生成的NaOH導致溶液pH大于7,D錯誤,故選D。5.以銅為電極,amol·L-1的硫酸銅溶液作電解液,對含有鐵、鋅、銀的粗銅進行電解精煉,下列敘述正確的是()。①粗銅應與電源的負極相連②當有1mol精銅析出時,就有2NA個電子通過電解質(zhì)溶液③陰極上的反應只有:Cu2++2e-Cu④電解結(jié)束時,c(CuSO4)<amol·L-1⑤雜質(zhì)銀以Ag2SO4的形式沉入電解池中形成“陽極泥”A.②③ B.①③⑤C.①②④⑤ D.③④答案:D解析:電解精煉銅利用的是電解的原理,在電解精煉裝置中,粗銅作陽極與電源正極相連,①錯誤;依據(jù)放電依次:鋅>鐵>銅>銀,鋅、鐵、銅先后溶解變成離子,而銀沉積于陽極下方形成陽極泥,⑤錯誤;純銅作陰極與電源負極相連,發(fā)生還原反應Cu2++2e-Cu,③正確;電子只經(jīng)過外電路,電解液通過離子的定向移動而導電,②錯誤;由于陽極失電子的有鋅、鐵、銅,陰極析出的只有銅,所以隨著電解進行,溶液中銅離子的濃度漸漸減小,④正確。答案選D。6.在固態(tài)金屬氧化物電解池中,高溫共電解H2O-CO2混合氣體制備H2和CO是一種新的能源利用方式,基本原理如圖所示。下列說法不正確的是()。A.X是電源的負極B.陰極的電極反應式是:H2O+2e-H2+O2-CO2+2e-CO+O2-C.總反應可表示為:H2O+CO2H2+CO+O2D.陰、陽兩極生成的氣體的物質(zhì)的量之比是1∶1答案:D解析:H2O、CO2混合氣體制備H2和CO時,氫元素及碳元素的化合價降低,H2O與CO2發(fā)生還原反應,則該極為陰極,連接電源的負極,A選項正確;因電解質(zhì)是金屬氧化物,故該過程中可以傳遞O2-,則陰極反應為H2O+2e-H2+O2-,CO2+2e-CO+O2-,B選項正確;圖中陽極放出的是O2,2O2--4e-O2↑,則總反應方程式為H2O+CO2H2+CO+O2,C選項正確;從總反應方程式看,陰極和陽極生成的氣體的物質(zhì)的量之比是2∶1,D選項錯誤。7.H3BO3可以通過電解NaB(OH)4溶液的方法制備,其工作原理如圖,下列敘述錯誤的是()。A.M室發(fā)生的電極反應式為2H2O-4e-O2↑+4H+B.N室中:a%<b%C.b膜為陰膜,產(chǎn)品室發(fā)生反應的化學原理為強酸制弱酸D.理論上每生成1mol產(chǎn)品,陰極室可生成標準狀況下5.6L氣體答案:D解析:M室為陽極室,陽極室中發(fā)生氧化反應,電極反應式為2H2O-4e-O2↑+4H+,故A正確;N室為陰極室,溶液中水電離的H+得電子,發(fā)生還原反應生成H2,促進水的電離,溶液中OH-的濃度增大,即a%<b%,故B正確;陽極室的H+穿過陽膜擴散至產(chǎn)品室,原料室的[B(OH)4]-穿過陰膜擴散至產(chǎn)品室,兩者反應生成H3BO3,符合強酸制弱酸的原理,故C正確;每生成1mol產(chǎn)品,轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為1mol,陰極室生成0.5mol氫氣,其標準狀況下的體積為11.2L,故D錯誤。8.用NO生產(chǎn)硝酸,可以有效消退污染,其原理如圖所示。下列說法正確的是()。A.a極是正極B.電流由a極經(jīng)導線流向b極C.a極的電極反應式為NO+2H2O-3e-NO3-+4HD.若消耗2.24L(標準狀況下)氧氣,則會有0.4molH+通過質(zhì)子交換膜進入a極區(qū)答案:C解析:用NO生產(chǎn)硝酸,其原理是在正極上氧氣得電子發(fā)生還原反應:O2+4H++4e-2H2O,在負極上NO失電子發(fā)生氧化反應:NO+2H2O-3e-NO3-+4H+。a極上發(fā)生的是NO失電子的氧化反應,該電極是負極,A項錯誤;電流從正極流向負極,a是負極,b是正極,電流由b極經(jīng)導線流向a極,B項錯誤;a極上發(fā)生的是NO失電子的氧化反應:NO+2H2O-3e-NO3-+4H+,C項正確;正極上氧氣得電子發(fā)生還原反應:O2+4H++4e-2H2O,若消耗2.24L(標準狀況下)即0.1mol氧氣,則轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是0.4mol,陽離子移向正極,會有0.4molH+通過質(zhì)子交換膜進入b極區(qū),D項錯誤。二、非選擇題(本題共3個小題,共52分)9.(12分)(1)已知反應2HI(g)H2(g)+I2(g)的ΔH=+11kJ·mol-1,1molH2(g)、1molI2(g)分子中化學鍵斷裂時分別須要汲取436kJ、151kJ的能量,則1molHI(g)分子中化學鍵斷裂時需汲取的能量為kJ。

(2)由N2O與NO反應生成N2和NO2的能量變更如圖所示,若生成1molN2,其ΔH=kJ·mol-1。

(3)F2與其他鹵素單質(zhì)反應可以形成鹵素互化物,例如ClF3、BrF3等。已知反應Cl2(g)+3F2(g)2ClF3(g)ΔH=-313kJ·mol-1,F—F鍵的鍵能為159kJ·mol-1,Cl—Cl鍵的鍵能為242kJ·mol-1,則ClF3中Cl—F鍵的平均鍵能為kJ·mol-1。

答案:(1)299(2)-139(3)172解析:(1)由鍵能求反應熱的公式為ΔH=反應物的鍵能總和-生成物的鍵能總和,則ΔH=2EH—I-436kJ·mol-1-151kJ·mol-1=11kJ,則EH—I=299kJ·mol-1。(2)由圖示信息可知,反應物的總能量大于生成物的總能量,故該反應為放熱反應,ΔH=209kJ·mol-1-348kJ·mol-1=-139kJ·mol-1。(3)依據(jù)反應:Cl2(g)+3F2(g)2ClF3(g)ΔH=-313kJ·mol-1,化學鍵斷裂須要汲取能量,形成化學鍵會放出能量,故反應中Q吸=3×159kJ·mol-1+242kJ·mol-1=719kJ·mol-1,Q放=719kJ·mol-1+313kJ·mol-1=1032kJ·mol-1,故ClF3中Cl—F鍵的平均鍵能=1032kJ·mol-10.(20分)Ⅰ.近年,又有科學家提出在常溫、常壓、催化劑等條件下合成氨的新思路,反應原理為:2N2(g)+6H2O(l)4NH3(aq)+3O2(g)ΔH已知:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH12H2(g)+O2(g)2H2O(l)ΔH2NH3(g)NH3(aq)ΔH3則ΔH=(用含ΔH1、ΔH2、ΔH3的式子表示)。

Ⅱ.燃料的運用和防污染是社會發(fā)展中一個無法回避的問題。(1)干脆排放煤燃燒產(chǎn)生的煙氣會引起嚴峻的環(huán)境污染。煤燃燒產(chǎn)生的煙氣含氮的氧化物,用CH4催化還原NOx可以消退氮氧化物的污染。已知:①CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)ΔH1=-867.0kJ·mol-1②2NO2(g)N2O4(g)ΔH2=-66.9kJ·mol-1寫出CH4催化還原N2O4(g)生成N2和H2O(g)、CO2的熱化學方程式:。(2)如將燃煤產(chǎn)生的二氧化碳回收利用,可達到低碳排放的目的。如下圖是通過人工光合作用,以CO2和H2O為原料制備HCOOH和O2的原理示意圖。電極a、b表面發(fā)生電極反應。其中電極a為極,電極b上的電極反應式為。答案:Ⅰ.2ΔH1-3ΔH2+4ΔH3Ⅱ.(1)CH4(g)+N2O4(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)ΔH=-800.1kJ·mol-1(2)負CO2+2H++2e-HCOOH解析:Ⅰ.給題中已知的熱化學方程式依次編號為①②③,依據(jù)蓋斯定律,由2×①-3×②+4×③可得目標反應,對應的ΔH=2ΔH1-3ΔH2+4ΔH3。Ⅱ.(1)依據(jù)蓋斯定律,反應①-反應②即可得熱化學方程式:CH4(g)+N2O4(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)ΔH=-867.0kJ·mol-1+66.9kJ·mol-1=-800.1kJ·mol-1。(2)依據(jù)題意可知電極a為負極,電極b為正極,電極b上的電極反應式為CO2+2H++2e-HCOOH。11.(2024全國Ⅱ改編)(20分)自然氣的主要成分為CH4,一般還含有C2H6等烴類,是重要的燃料和化工原料。(1)乙烷在肯定條件下可發(fā)生如下反應:C2H6(g)C2H4(g)+H2(g)ΔH1,相關(guān)物質(zhì)的燃燒熱數(shù)據(jù)如下表所示:物質(zhì)C2H6(g)C2H4(g)H2(g)燃燒熱ΔH/(kJ·mol-1)-1560-1411-286①ΔH1=kJ·mol-1。

②提高該反應平衡轉(zhuǎn)化率的方法有、。

③容器中通入等物質(zhì)的量的乙烷和氫氣,在等壓下(p)發(fā)生上述反應,乙烷的平衡轉(zhuǎn)化率為α。反應的平衡常數(shù)Kp=(用平衡分壓代替平衡濃度計算,分壓=總壓×物質(zhì)的量分數(shù))。

(2)高溫下,甲烷生成乙烷的反應如下:2CH4C2H6+H2。反應在初期階段的速率方程為:r=k×cCH4,其中①設(shè)反應起先時的反應速率為r1,甲烷的轉(zhuǎn)化率為α時的反應速率為r2,則r2=r1。

②對于處于初期階段的該反應,下列說法正確的是。

A.增加甲烷濃度,r增大B.增加H2濃度,r增大C.乙烷的生成速率漸漸增大D.降低反應溫度,k減小(3)CH4和CO2都是比較穩(wěn)定的分子,科學家利用電化學裝置實現(xiàn)兩種分子的耦合轉(zhuǎn)化,其原理如下圖所示:①陰極上的反應式為。

②若生成