高中化學(xué) 第1章 化學(xué)反應(yīng)與能量轉(zhuǎn)化單元測試2 魯科版選修4

1、第1章 化學(xué)反應(yīng)與能量轉(zhuǎn)化(時(shí)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(xué)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(yīng)吸收131.3 kj的熱量b1 mol碳和1 mol水反應(yīng)吸收131.3 kj的熱量c1 mol固態(tài)碳與1 mol水蒸氣反應(yīng)產(chǎn)生一氧化碳?xì)怏w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(yīng)，放出131.3 kj的熱量解析：選c。熱化學(xué)方程式中的系數(shù)代表物質(zhì)的量，且要指明物質(zhì)的聚集狀態(tài)，c項(xiàng)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(yīng)是o3o=2o2h。該反應(yīng)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(yīng)o3o=2o2的he1e3bo3o=2o2是吸熱反應(yīng)chh1h2d大氣層中的臭氧無法再生解析：選c。反應(yīng)o3o=2o2的he3e2，故a錯(cuò)；因?yàn)樯晌锏目偰芰康陀诜磻?yīng)物的總能量，所以反應(yīng)為放熱反應(yīng)，故b錯(cuò)；雷雨天氣時(shí)的閃電會(huì)使反應(yīng)3o2=2o3發(fā)生，d錯(cuò)。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(xué)方程式中的計(jì)量數(shù)表示分子個(gè)數(shù)bh1>h2ch257.3 kj·mol1d|h1|>|h2|解析：選b。熱化學(xué)方程式中的計(jì)量系數(shù)表示物質(zhì)的量，a項(xiàng)錯(cuò)；濃硫酸溶于水放熱，故與naoh反應(yīng)時(shí)，放出的熱量比57.3大，但是h為負(fù)值，所以h1>h2，b項(xiàng)正確，c項(xiàng)、d項(xiàng)錯(cuò)。4根據(jù)碘與氫氣反應(yīng)的熱化學(xué)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(yīng)放熱9.48 kjb當(dāng)反應(yīng)吸收52.96 kj

4、熱量時(shí)轉(zhuǎn)移2 mol ec反應(yīng)的反應(yīng)物總能量比反應(yīng)的反應(yīng)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(xiàng)，反應(yīng)是可逆反應(yīng)，反應(yīng)物不可能完全轉(zhuǎn)化；b項(xiàng)，當(dāng)反應(yīng)吸收52.96 kj熱量時(shí)有2 mol i2(s)參加反應(yīng)，轉(zhuǎn)移4 mol e；c項(xiàng)，對于同一物質(zhì)，固態(tài)時(shí)的能量比氣態(tài)時(shí)的能量低；d項(xiàng)，應(yīng)用蓋斯定律，反應(yīng)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(diǎn)，led產(chǎn)品越來越受人們歡迎。下圖是氫氧燃料電池驅(qū)動(dòng)led發(fā)光裝置。下列有關(guān)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(yīng)式為

5、o22h2o4e=4ohc該裝置中只涉及兩種形式的能量轉(zhuǎn)化dp­型半導(dǎo)體連接的是電池的負(fù)極解析：選b。分析圖可知，電子的流動(dòng)方向?yàn)閍極n­型半導(dǎo)體p­型半導(dǎo)體b極，燃料電池中，電子流出的極為負(fù)極，電子流入的極為正極，結(jié)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(xiàng)錯(cuò)誤；該電池為堿性電解質(zhì)溶液，b選項(xiàng)正確；整個(gè)過程涉及的能量變化有：化學(xué)能電能、化學(xué)能熱能、電能光能、電能熱能等，c選項(xiàng)錯(cuò)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(jìn)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(yīng)為2cl2e=cl2b陰極的電極反應(yīng)為tio24e=ti2o2c通電后，o2、cl均向陰極移動(dòng)d石墨電極的質(zhì)量不發(fā)生變化解析：選b。電解質(zhì)中的陰離子為o2、cl向陽極移動(dòng)，由圖示可知陽極生成o2、co、co2，所以陽極的電極反應(yīng)：2o24e=o2，o2與石墨反應(yīng)生成co、co2，a、c、d錯(cuò)誤，只有b正確。7據(jù)報(bào)道，以硼氫化合物nabh4(b元素的化合價(jià)為3價(jià))和h2o2做原料的燃料電池，負(fù)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(cuò)誤的是()a電池放電時(shí)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(fù)極反應(yīng)為bh8oh8e=bo6h2od每消耗3 mol h2o2，轉(zhuǎn)移的電子為3 mol解析：選d。電極a是負(fù)極，電極b是正極，電池放電時(shí)na從a極區(qū)移向b極區(qū)，a正確；電池的負(fù)極反應(yīng)為bh8oh8e=bo6h2o、正極反應(yīng)為h2o22e=2oh，b、c正確；每消耗3 mol h2o2，轉(zhuǎn)移的電子為6 mol，d錯(cuò)誤。8某校活動(dòng)小組為探究金屬腐蝕的相關(guān)原理，設(shè)計(jì)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(shí)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(yàn)(呈藍(lán)色)。則下列說法不正確的是()a甲區(qū)發(fā)生的電極反應(yīng)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(lán)色解析：選a。鐵棒末端連上zn片時(shí)，zn片端(乙區(qū))做負(fù)極，乙區(qū)發(fā)生的電極反應(yīng)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(yīng)式：o22h2o4e=4oh。鐵棒末端連上cu片時(shí)，cu片端(丙區(qū))做正極，丙區(qū)發(fā)生的電極反應(yīng)式：o22h2o4e=4oh，溶液呈堿性，酚酞變紅。鐵棒另一端(丁區(qū))做負(fù)極，丁區(qū)發(fā)生的電極反應(yīng)式：fe2e=fe2，遇k3fe(cn)6呈現(xiàn)藍(lán)色，綜上，a錯(cuò)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(jié)構(gòu)，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(yīng)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(yīng)熱的關(guān)系。p4是正四面體結(jié)構(gòu)，分子中有6個(gè)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(xiàng)，由于cl的非金屬性大于p的非金屬性，故e(pp)<e(pcl)，錯(cuò)誤；b項(xiàng)，pcl5是固態(tài)，無法計(jì)算，錯(cuò)誤；c項(xiàng)，由上述兩個(gè)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(xiàng)，經(jīng)過計(jì)算e(pp)(5a3b12c)/12 kj·mol1，錯(cuò)誤。10.已

11、知下列反應(yīng)的熱化學(xué)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(yīng)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(jī)將在電池方面有所改進(jìn)，該電池的一極為一種有機(jī)高分子的游離基(用r表示)、石墨粉及黏結(jié)劑的復(fù)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(jī)碳酸酯溶液。有機(jī)高分子游離基在空氣中十分穩(wěn)定，在電池充電時(shí)被氧化成陽離子，而在電池放電時(shí)又被還原成游離基。下列有關(guān)說法不正確的是()a放電時(shí)，該電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能b充電時(shí)，rx由陰極向陽極移動(dòng)c放電時(shí)，負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)為lie=lid充電時(shí)，陽極發(fā)生的反應(yīng)為rxe=rx解析：選b。放電時(shí)，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，負(fù)極鋰失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，a、c項(xiàng)說法正確；充電時(shí)，相當(dāng)于電解池，陽極失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，生成陽離子，故陽離子由陽極移向陰極，b項(xiàng)說法錯(cuò)誤、d項(xiàng)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(xué)方程式為_。(2)硝酸廠的尾氣直接排放將污染空氣，目前科學(xué)家探索利用燃料氣體中的甲烷等氮的氧化物還原為氮?dú)夂退?，反?yīng)機(jī)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(xué)方程式為_。(3)氨氣若在純氧中燃燒，則發(fā)生反應(yīng)為4nh33o22n26h2o，科學(xué)家利用此原理，設(shè)計(jì)成氨氣­氧氣燃料電池，則通入氨氣的電極是_(填“正極”或“負(fù)極”)；堿性條件下，該電極發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式為_。

14、(4)制得的硝酸可以跟金屬銅反應(yīng)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(yīng)式為_。解析：(3)由氨氣發(fā)生氧化反應(yīng)可知通入氨氣的電極為負(fù)極，堿性條件下的正極反應(yīng)式為o22h2o4e=4oh，再由總方程式減去正極反應(yīng)式可得負(fù)極反應(yīng)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(fù)極2nh36oh6e=n26h2o(4)4oh4e=o22h2o13(13分)科學(xué)家制造出一種使用固體電解質(zhì)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(zhì)是摻雜了y2o3的zro2固體，它在高溫下能傳導(dǎo)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(yīng)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(yīng)式為_。若a電極產(chǎn)生56 ml(標(biāo)準(zhǔn)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(fù)極，故c、d分別為正極、負(fù)極。燃料電池的負(fù)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(dāng)陽極產(chǎn)生56 ml氣體時(shí)，被電解的oh的物質(zhì)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(dòng)小組用如圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，試回答下列問題。(1)若開始時(shí)開關(guān)k與a連接，則b極的電極反應(yīng)式為_。(2)若開始時(shí)開關(guān)k與b連接，則b極的電極反應(yīng)式為_，總反應(yīng)的離子方程式為_。有關(guān)上述實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的是_(填序號)。溶液中na向a極移動(dòng)從a極處逸出的氣體能使?jié)駶櫟牡矸?#173;ki試紙變藍(lán)反應(yīng)一段時(shí)間后加適量鹽酸可恢復(fù)到電解前

17、電解質(zhì)的濃度若標(biāo)準(zhǔn)狀況下b極產(chǎn)生2.24 l氣體，則溶液中轉(zhuǎn)移0.2 mol電子(3)該小組同學(xué)認(rèn)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(shè)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(yīng)式為_。此時(shí)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(dǎo)出。通電開始后，陰極附近溶液ph會(huì)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(yīng)式為_。解析：(1)開關(guān)k與a相連，裝置構(gòu)成原電池，fe失去電子為原電池負(fù)極。

18、(2)開關(guān)k與b相連，裝置構(gòu)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(yīng)該向陰極b移動(dòng)；a極產(chǎn)生的氣體為cl2，cl2能將i氧化為i2，i2遇淀粉變藍(lán)；根據(jù)電解反應(yīng)：2nacl2h2o通電,2naohh2cl2，電解一段時(shí)間后若加入鹽酸會(huì)增加h2o的質(zhì)量，應(yīng)通入hcl氣體使其恢復(fù)到電解前電解質(zhì)的濃度；若標(biāo)準(zhǔn)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(zhuǎn)移，但在溶液中轉(zhuǎn)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(dǎo)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(dǎo)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，所以通過陽離子交換膜的離子數(shù)大于通過陰離子交換膜的離子數(shù)。o2、h2、koh溶液構(gòu)成燃料電池時(shí)，o2在電池正極放電：o24e2h2o=4oh。答案