2025屆高考化學一輪復習單元卷六化學反應與能量轉化含解析魯科版

PAGE10-單元質檢卷六化學反應與能量轉化(時間:60分鐘分值:100分)一、選擇題:本題共10小題,每小題5分,共50分。每小題只有一個選項符合題意。1.圖像法是探討化學反應焓變的一種常用方法。已知化學反應A2(g)+B2(g)2AB(g)的能量改變曲線如圖所示,則下列敘述中正確的是()A.每生成2molAB(g)時汲取bkJ的能量B.該反應熱ΔH=+(a-b)kJ·mol-1C.該反應中反應物的總能量高于生成物的總能量D.斷裂1molA—A鍵和1molB—B鍵時放出akJ的能量2.(2024山東模擬)關于下列各裝置圖的敘述不正確的是()A.裝置①精煉銅時a極為粗銅,電解質溶液為CuSO4溶液B.裝置②的總反應方程式是Cu+2Fe3+Cu2++2Fe2+C.裝置③中鋼閘門應與外接電源的負極相連D.裝置④中的鐵釘幾乎沒被腐蝕3.肼(N2H4)在不同條件下的分解產物不同,200℃時在Cu表面分解的機理如圖1。已知200℃時:反應Ⅰ:3N2H4(g)N2(g)+4NH3(g)ΔH1=-32.9kJ·mol-1反應Ⅱ:N2H4(g)+H2(g)2NH3(g)ΔH2=-41.8kJ·mol-1圖1圖2下列說法不正確的是()A.圖1所示過程①是放熱反應、②是吸熱反應B.反應Ⅱ的能量過程示意圖如圖2所示C.斷開3molN2H4(g)中的化學鍵汲取的能量大于形成1molN2(g)和4molNH3(g)中的化學鍵釋放的能量D.200℃時,肼分解生成氮氣和氫氣的熱化學方程式為N2H4(g)N2(g)+2H2(g)ΔH=+50.7kJ·mol-14.(2024遼寧大連模擬)用惰性電極電解肯定濃度的CuSO4溶液,通電一段時間后,向所得的溶液中加入0.1molCu2(OH)2CO3后恰好復原到電解前的濃度和pH(不考慮二氧化碳的溶解)。則電解過程中轉移電子的物質的量為()A.0.4molB.0.5molC.0.6molD.0.8mol5.(2024湖北武漢調研)某化學課外活動小組擬用鉛蓄電池進行電絮凝凈水的試驗探究,設計的試驗裝置如圖所示,下列敘述正確的是()A.Y極的電極反應:Pb-2e-Pb2+B.鉛蓄電池工作時SO4C.電解池中發(fā)生的反應僅有2Al+6H2O2Al(OH)3+3H2↑D.每消耗103.5gPb,理論上電解池陰極上有0.5molH2生成6.(2024浙江寧波北侖中學模擬)R為ⅠA族金屬,RCl的能量關系如圖所示,下列說法不正確的是()A.ΔH1+ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5=ΔH6B.肯定條件下ΔH5=akJ·mol-1,則Cl—Cl鍵的鍵能是akJ·mol-1C.相同條件下,Na的ΔH6比Li的小D.相同條件下,Na的(ΔH2+ΔH4)比K的大7.肯定條件下,在水溶液中1molCl-、ClOx-(A.這些離子中結合H+實力最強的是AB.A、B、C、D、E五種微粒中A最穩(wěn)定C.C→B+D的反應,反應物的總鍵能大于生成物的總鍵能D.B→A+D反應的熱化學方程式為3ClO-(aq)ClO3-(aq)+2Cl-(aq)ΔH=116kJ·mol8.我國科學家獨創(chuàng)的水溶液鋰電池為電動汽車發(fā)展掃除了障礙,裝置原理如圖所示,其中固體薄膜只允許Li+通過。鋰離子電池的總反應為xLi+Li1-xMn2O4LiMn2O4。下列有關說法錯誤的是()A.放電時,Li+穿過固體薄膜進入水溶液電解質中B.放電時,正極反應為Li1-xMn2O4+xLi++xe-LiMn2O4C.充電時,電極b為陽極,發(fā)生氧化反應D.該電池的缺點是存在副反應2Li+2H2O2LiOH+H2↑9.用一種陰、陽離子雙隔膜三室電解槽處理廢水中的NH4A.陽極室溶液由無色變成淺綠色B.當電路中通過1mol電子時,陰極有0.5mol的氣體生成C.電解時中間室(NH4)2SO4溶液濃度下降D.電解一段時間后,陰極室溶液中的溶質肯定是(NH4)3PO410.(2024廣東肇慶統(tǒng)一檢測)如圖是利用一種微生物將廢水中的有機物(如淀粉)和廢氣NO中的化學能干脆轉化為電能的裝置。下列說法中肯定正確的是()A.質子透過陽離子交換膜由右向左移動B.電子流淌方向為N→Y→X→MC.M電極的反應式為(C6H10O5)n+7nH2O-24ne-6nCO2↑+24nH+D.當M電極微生物將廢水中16.2g淀粉轉化掉時,N電極產生134.4LN2(標準狀況下)二、非選擇題:本題共4小題,共50分。11.(16分)能源的開發(fā)利用與人類社會的可持續(xù)發(fā)展休戚相關。(1)已知:Fe2O3(s)+3C(s)2Fe(s)+3CO(g)ΔH1=akJ·mol-1CO(g)+12O2(g)CO2(g)ΔH2=bkJ·mol-14Fe(s)+3O2(g)2Fe2O3(s)ΔH3=ckJ·mol-1則表示碳燃燒熱的ΔH=kJ·mol-1。

(2)用于放射“天宮一號”的長征二號火箭的燃料是液態(tài)偏二甲肼[(CH3)2N-NH2],氧化劑是液態(tài)四氧化二氮[N2O4]。兩者在反應過程中放出大量能量,同時生成無毒、無污染的氣體。已知室溫下,1g燃料完全燃燒釋放出的能量為42.5kJ,請寫出該反應的熱化學方程式。

(3)依據原電池構成原理,下列化學反應在理論上可以設計成原電池的是(填序號)。你選擇的理由是。

A.C(s)+CO2(g)2CO(g)B.NaOH(aq)+HCl(aq)NaCl(aq)+H2O(l)C.2CO(g)+O2(g)2CO2(g)D.2H2O(l)2H2(g)+O2(g)(4)若以熔融K2CO3與CO2作為反應的環(huán)境,依據所選反應設計成一個原電池,請寫出該原電池的負極反應:。

(5)工業(yè)上常采納如圖所示電解裝置,利用鐵的化合物將氣態(tài)廢棄物中的硫化氫轉化為可利用的硫。通電電解,然后通入H2S時發(fā)生反應的離子方程式為2[Fe(CN)6]3-+2CO32-+H2S2[Fe(CN)6]4-+2HCO3-+S↓。電解時,陽極的電極反應為12.(2024江西南昌模擬)(18分)溫室效應是由于大氣里溫室氣體(二氧化碳、甲烷等)含量增大而形成的。回答下列問題:(1)利用CO2可制取甲醇,有關化學反應的熱化學方程式如下:①CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔH1=-178kJ·mol-1②2CO(g)+O2(g)2CO2(g)ΔH2=-566kJ·mol-1③2H2(g)+O2(g)2H2O(g)ΔH3=-483.6kJ·mol-1已知反應①中相關的化學鍵鍵能數據如下:化學鍵C—CC—HH—HC—OH—O鍵能348413436358463由此計算斷開1molCO鍵須要汲取kJ的能量;CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)ΔH=kJ·mol-1。

(2)甲烷燃料電池(簡稱DMFC)由于結構簡潔、能量轉化率高、對環(huán)境無污染,可作為常規(guī)能源的替代品而越來越受到關注。DMFC工作原理如圖所示,通入a氣體的電極是原電池的(填“正”或“負”)極,其電極反應為。

(3)如圖是用甲烷燃料電池(電解質溶液為KOH溶液)實現鐵上鍍銅,則b處通入的是(填“CH4”或“O2”)。電解前,U形管的銅電極、鐵電極的質量相等,電解2min后,取出銅電極、鐵電極,洗凈、烘干、稱量,質量差為1.28g,在通電過程中,電路中通過的電子為mol,消耗標準狀況下CH4mL。

13.(2024河北承德質檢)(16分)如圖裝置所示,C、D、E、F、X、Y都是惰性電極,甲、乙中溶液的體積和濃度都相同(假設通電前后溶液體積不變),A、B為外接直流電源的兩極。將直流電源接通后,F極旁邊呈紅色。請回答:(1)B極是電源的,一段時間后,甲中溶液顏色,丁中X極旁邊的顏色漸漸變淺,Y極旁邊的顏色漸漸變深,這表明,在電場作用下向Y極移動。

(2)若甲、乙裝置中的C、D、E、F電極均只有一種單質生成時,對應單質的物質的量之比為。

(3)現用丙裝置給銅件鍍銀,則H應當是(填“鍍層金屬”或“鍍件”),電鍍液是溶液。當乙中溶液的pH是13時(此時乙溶液體積為500mL),丙中鍍件上析出銀的質量為,甲中溶液的pH(填“變大”“變小”或“不變”)。

(4)若將C電極換為鐵,其他裝置都不變,則甲中發(fā)生總反應的離子方程式是。

單元質檢卷六化學反應與能量轉化1.B依據圖像分析,1molA2(g)和1molB2(g)反應生成2molAB(g),汲取(a-b)kJ的能量,A項錯誤;ΔH=反應物鍵能總和-生成物鍵能總和,則該反應的ΔH=+(a-b)kJ·mol-1,B項正確;由圖可知反應物的總能量低于生成物的總能量,C項錯誤;斷裂化學鍵時要汲取能量,D項錯誤。2.B裝置①中a極為陽極,電解精煉銅時,a極應是粗銅;裝置②中,鐵的金屬活潑性強于銅,總反應是Fe+2Fe3+3Fe2+;裝置③中為愛護鋼閘門不被腐蝕,鋼閘門應與外接電源的負極相連;裝置④中由于濃硫酸有強吸水性,鐵釘在干燥的空氣中不易被腐蝕。3.C圖1所示過程①發(fā)生的是反應Ⅰ,為放熱反應,過程②是NH3(g)的分解反應,是吸熱反應,A項正確;反應Ⅱ是放熱反應,圖2所示的能量過程示意圖正確,B項正確;由于反應Ⅰ為放熱反應,因此斷開3molN2H4(g)中的化學鍵汲取的能量小于形成1molN2(g)和4molNH3(g)中的化學鍵釋放的能量,C項錯誤;依據蓋斯定律:熱化學方程式Ⅰ-2×Ⅱ得N2H4(g)N2(g)+2H2(g)ΔH=+50.7kJ·mol-1,D項正確。4.C電解硫酸銅溶液的反應方程式為2CuSO4+2H2O2Cu↓+O2↑+2H2SO4,硫酸與堿式碳酸銅反應的化學方程式為2H2SO4+Cu2(OH)2CO32CuSO4+3H2O+CO2↑,依據反應方程式可知,加入0.1molCu2(OH)2CO3需消耗0.2molH2SO4,并生成0.3mol水,生成0.2molH2SO4需電解0.2molCuSO4和0.2mol水,加入0.1molCu2(OH)2CO3后復原到電解前的濃度和pH說明起先電解的是CuSO4,后來單獨電解0.1mol水。電解0.2molCuSO4轉移電子的物質的量是0.4mol,電解0.1mol水轉移電子的物質的量是0.2mol,共轉移0.6mol電子。5.D依據電解池中Fe電極上H2O轉化為H2可知,Fe電極為陰極,故X極為負極,Y極為正極,Y極的電極反應為PbO2+2e-+4H++SO42-PbSO4+2H2O,A項錯誤;原電池中陰離子向負極移動,因此鉛蓄電池工作時SO42-向X極移動,B項錯誤;依據圖像可知Al電極上既有鋁離子生成,又有氧氣放出,說明鋁電極上發(fā)生的氧化反應有兩個:Al-3e-Al3+、2H2O-4e-O2↑+4H+,因此電解池中發(fā)生的反應有2Al+6H2O2Al(OH)3↓+3H2↑、2H2O2H2↑+O2↑,C項錯誤;原電池負極發(fā)生反應:Pb-2e-+SO42-PbSO4,電解池陰極發(fā)生反應:2H2O+2e-H2↑+2OH-,由圖可知原電池和電解池串聯,因此各電極上轉移的電子數相等,由此可得關系式:Pb~H2,每消耗103.5gPb,理論上陰極生成H2的物質的量n(H2)=n(Pb)=6.B由蓋斯定律可知ΔH1+ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5=ΔH6,故A項正確;肯定條件下ΔH5=akJ·mol-1,則Cl—Cl的鍵能是2akJ·mol-1,故B項錯誤;鈉原子的金屬性強于鋰原子,則相同條件下,Na的ΔH6比Li的小,故C項正確;鈉原子的金屬性弱于鉀原子,則相同條件下,Na的(ΔH2+ΔH4)比K的大,故D項正確。7.B酸性越弱的酸,陰離子結合氫離子的實力越強,次氯酸是最弱的酸,所以ClO-結合氫離子的實力最強,即B結合氫離子實力最強,故A項錯誤;A、B、C、D、E中A能量最低,所以最穩(wěn)定,故B項正確;C→B+D,依據轉移電子守恒得該反應方程式為2ClO2-ClO3-+ClO-,反應熱=(64kJ·mol-1+60kJ·mol-1)-2×100kJ·mol-1=-76kJ·mol-1,則該反應為放熱,所以反應物的總鍵能小于生成物的總鍵能,故C項錯誤;依據轉移電子守恒得B→A+D的反應方程式為3ClO-ClO3-+2Cl-,反應熱=(64kJ·mol-1+2×0kJ·mol-1)-3×60kJ·mol-1=-116kJ·mol-1,所以該反應的熱化學方程式為3ClO-(aq)ClO3-(aq)+2Cl-(aq)ΔH8.DLi為活潑金屬,放電時,發(fā)生氧化反應,故電極a為負極,陽離子從負極移向正極,即Li+穿過固體薄膜進入水溶液電解質中,然后移向電極b,A、B項正確;充電時,電池正極接電源正極,發(fā)生氧化反應,電極b是陽極,C項正確;由于固體薄膜只允許Li+通過,水不能與Li接觸,故不存在Li與水的反應,D項錯誤。9.D依據裝置圖知,Fe為陽極,陽極上Fe失電子發(fā)生氧化反應生成Fe2+,所以陽極室溶液由無色變成淺綠色,A正確;陰極上H+放電生成H2,電極反應式為2H++2e-H2↑,因此當電路中通過1mol電子時,陰極有0.5mol的氣體生成,B正確;電解時,中間室溶液中NH4+向陰極室移動,SO42-向陽極室移動,中間室(NH4)2SO4溶液濃度下降,C正確;電解時,溶液中NH4+向陰極室移動,H+放電生成H2,所以電解一段時間后陰極室中溶質可能有H3PO4、(NH4)3PO4、NH4H2PO4、(NH10.C由題給信息可知,該裝置為原電池,由題圖可得:電解質溶液為酸性溶液,NO發(fā)生還原反應生成N2,因為在原電池中,正極上得電子發(fā)生還原反應,負極上失電子發(fā)生氧化反應,則N為正極,M為負極。質子透過陽離子交換膜由負極區(qū)移到正極區(qū),即由左向右移動,A錯誤。電子從負極(M極)流出,經外電路到X,經Y流入正極(N極),B錯誤。有機物淀粉在負極(M極)失電子發(fā)生氧化反應,結合圖示,電極反應式為(C6H10O5)n+7nH2O-24ne-6nCO2↑+24nH+,C正確。16.2g淀粉(0.1molC6H10O5)反應,轉移2.4mol電子,因為正極(N極)反應為2NO+4H++4e-N2+2H2O,則N電極產生0.6mol氮氣,在標準狀況下的體積為13.44L,D錯誤。11.答案(1)2(2)C2H8N2(l)+2N2O4(l)2CO2(g)+3N2(g)+4H2O(l)ΔH=-2550kJ·mol-1(3)C該反應為自發(fā)的氧化還原反應且釋放能量(4)CO-2e-+CO32-(5)[Fe(CN)6]4--e-[Fe(CN)6]3-變大解析:(1)將題中所給的三個熱化學方程式依次編號為①②③,依據蓋斯定律,由①×2+②×6+③6可得反應方程式C(s)+O2(g)CO2(g),即碳的燃燒熱ΔH=2a(2)1g(CH3)2N-NH2完全燃燒釋放出42.5kJ的能量,則1mol(CH3)2N-NH2釋放的熱量為:1mol×60g·mol-1×42.5kJ=2550kJ,即該反應的熱化學方程式為C2H8N2(l)+2N2O4(l)2CO2(g)+3N2(g)+4H2O(l)ΔH=-2550kJ·mol-1。(3)自發(fā)進行的氧化還原反應在理論上可以設計成原電池。A項中反應是吸熱反應,不能設計成原電池,故A項錯誤;B項中反應是復分解反應,不是氧化還原反應,故B項錯誤;C項中反應是自發(fā)進行的氧化還原反應,故C項正確;D項中反應是非自發(fā)進行的氧化還原反應,故D項錯誤。(4)在以熔融K2CO3與CO2作為反應的環(huán)境時,傳遞的離子為碳酸根離子,負極是一氧化碳失電子生成二氧化碳,電極反應為CO-2e-+CO32-2CO(5)依據題意分析,陽極失電子發(fā)生氧化反應,即陽極電極反應為[Fe(CN)6]4--e-[Fe(CN)6]3-。陰極區(qū)H+得電子生成H2,則陰極區(qū)溶液的pH變大。12.答案(1)750-219.2(2)負CH4+2H2O-8e-CO2+8H+(3)O20.0256解析:(1)依據反應焓變ΔH=反應物鍵能總和-生成物鍵能總和,CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔH1=2×E(CO)+3×436kJ·mol-1-(3×413kJ·mol-1+358kJ·mol-1+463kJ·mol-1+463kJ·mol-1×2)=-178kJ·mol-1,解得E(CO)=750kJ·mol-1。依據蓋斯定律,