2018届高考化学大一轮:第一部分 考点通关练 专题测试5化学反应与能量 含解析

发布时间:2019-12-21 21:42:12   来源:文档文库   
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专题测试() 化学反应与能量

1.反应ABC(ΔH<0)分两步进行:ABX(ΔH>0)XC(ΔH<0)。下列示意图中,能正确表示总反应过程中能量变化的是(  )

答案 D

解析 因总反应为放热反应,反应为吸热反应,反应为放热反应,所以反应放出的热量比反应吸收的热量多。选项A,图中反应为放热反应,反应为吸热反应,且总反应为吸热反应,A错误;选项B,图中反应和反应均为吸热反应,B错误;选项C,图中反应和反应均为放热反应,C错误。

2[2017·东北师大附中月考]下列电化学实验装置能达到实验目的的是(  )

答案 A

解析 电解饱和NaCl溶液时铁棒应作阴极,碳棒作阳极,B错误;在电解镀铜时,铜片作阳极,待镀金属作阴极,C错误;构成原电池时,Fe棒作负极,FeCl3溶液应在右侧烧杯中,发生还原反应,D错误。

3.下列各组热化学方程式中,化学反应的ΔH前者大于后者的是(  )

C(s)O2(g)===CO2(g) ΔH1C(s)O2(g)===CO(g) ΔH2

S(s)O2(g)===SO2(g) ΔH3S(g)O2(g)===SO2(g) ΔH4

H2(g)O2(g)===H2O(l) ΔH52H2(g)O2(g)===2H2O(l) ΔH6

CaCO3(s)===CaO(s)CO2(g) ΔH7CaO(s)H2O(l)=== Ca(OH)2(s) ΔH8

A B

C②③④ D①②③

答案 C

解析 中两反应都为放热反应,ΔH<0,前者完全反应,放出的热量多,ΔH1H2错误;中两反应都为放热反应,ΔH<0,由于S(s)S(g)吸热,则前者放出的热量少,ΔH3H4正确;中两反应都为放热反应,ΔH<0,且均为H2(g)O2(g)反应生成H2O(l)的反应,故消耗反应物的量越多,放出的热量越多,则ΔH5H6正确;中前者为吸热反应,ΔH7>0,后者为放热反应,ΔH8<0,则ΔH7H8正确。

4.制取H2CO通常采用:C(s)H2O(g) CO(g)H2(g) ΔH=+131.4 kJ·mol1,下列判断不正确的是(  )

A.该反应的反应物总能量小于生成物总能量

B.标准状况下,上述反应生成1 L H2气体时吸收131.4 kJ的热量

C.若CO(g)H2(g) C(s)H2O(l) ΔH=-Q kJ·mol1,则Q>131.4

D.若C(s)CO2(g) 2CO(g) ΔH1CO(g)H2O(g) H2(g)CO2(g) ΔH2,则ΔH1ΔH2=+131.4 kJ·mol1

答案 B

解析 题给反应是吸热反应,A正确;B项,热化学方程式的计量数表示物质的量,每生成1 mol H2放热131.4 kJ,错误;C项,水由气体变为液体时放出热量,所以Q>131.4,正确;由盖斯定律,可知D正确。

5.强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的热效应为:H(aq)OH(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol1。醋酸溶液、浓硫酸、稀硝酸分别与0.1 mol·L1NaOH溶液恰好完全反应放出的热量关系图如下。则下列有关说法正确的是(  )

A是稀硝酸与NaOH反应

B是醋酸溶液与NaOH反应

Cb5.73

D是浓硫酸与NaOH反应

答案 C

解析 醋酸电离吸收热量,浓硫酸稀释并电离放出热量,所以三种酸中和NaOH稀溶液都生成0.1 mol水,浓硫酸放出热量最多,大于5.73 kJ,稀硝酸放出热量为5.73 kJ,醋酸放出热量小于5.73 kJ

6.高铁电池是一种新型可充电电池,与普通高能电池相比,该电池可长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应:3Zn2K2FeO48H2O3Zn(OH)22Fe(OH)34KOH,下列叙述不正确的是(  )

A.放电时负极反应:Zn2e2OH===Zn(OH)2

B.充电时阳极反应:Fe(OH)33e5OH===FeO4H2O

C.放电时每转移3 mol电子,正极有1 mol K2FeO4被氧化

D.放电时正极附近溶液的碱性增强

答案 C

解析 高铁电池放电时,负极发生氧化反应:3Zn6e6OH===3Zn(OH)2,正极发生还原反应:2FeO8H2O6e===2Fe(OH)310OH。充电时,阳极发生氧化反应:2Fe(OH)36e10OH===2FeO8H2O,阴极发生还原反应:3Zn(OH)26e===3Zn6OHABD三项均正确;放电时,每转移3 mol电子,正极有1 mol K2FeO4被还原,C项错误。

7.标准状况下,用惰性电极电解200 mL NaClCuSO4的混合溶液,阴、阳两极所得气体的体积随时间变化如图所示,则原溶液c(CuSO4)(  )

A0.10 mol/L B0.15 mol/L

C0.20 mol/L D0.25 mol/L

答案 A

解析 溶液中的阳离子在阴极上的放电顺序为Cu2HNa,溶液中的阴离子在阳极上的放电顺序为ClOHSO,所以图中曲线呈现的是阴极反应产生的气体体积与时间的关系;图中曲线呈现的是阳极反应产生的气体体积与时间的关系。由曲线可知,阳极在t2时刻前产生0.01 mol 氯气和0.005 mol氧气,共转移电子0.04 mol,所以阴极在t2时刻前放电的Cu2的物质的量为0.02 mol,原溶液中c(CuSO4)0.10 mol/L

8[2016·安徽六校联考]半导体工业用石英砂作原料通过三个重要反应生产单质硅:

SiO2(s)(石英砂)2C(s)===Si(s)(粗硅)2CO(g)

ΔH1=+682.44 kJ/mol

Si(s)(粗硅)2Cl2(g)===SiCl4(l)ΔH2=-657.01 kJ/mol

SiCl4(l)2Mg(s)===2MgCl2(s)Si(s)(纯硅)

ΔH3=-625.63 kJ/mol

生产1.00 kg纯硅放出的热量为(  )

A21.44 kJ B600.20 kJ

C21435.71 kJ D1965.10 kJ

答案 C

解析 首先将由石英砂制纯硅的不同途径图示如下:

根据盖斯定律:ΔHΔH1ΔH2ΔH3=-600.20 kJ/mol,生成1.00 kg纯硅放出热量为×600.20 kJ/mol21435.71 kJ

9[2016·安徽泗县二中月考]下列说法正确的是(  )

A.任何酸与碱发生中和反应生成1 mol H2O的过程中,能量变化均相同

B.对于反应SO2(g)O2(g) SO3(g) ΔH=-Q kJ·mol1,增大压强平衡右移,放出的热量增大,ΔH减小

C.已知:2H2(g)O2(g)===2H2O(g)

ΔH=-a kJ·mol1

2H2(g)O2(g)===2H2O(l)

ΔH=-b kJ·mol1,则a>b

D.已知:C(s,石墨)O2(g)===CO2(g)

ΔH=-393.5 kJ·mol1

C(s,金刚石)O2(g)===CO2(g)

ΔH=-395.0 kJ·mol1

C(s,石墨)===C(s,金刚石)

ΔH=+1.5 kJ·mol1

答案 D

解析 强酸和强碱发生中和反应与弱酸和弱碱发生中和反应生成1 mol H2O时,因弱酸或弱碱电离吸热,故能量变化不同,A错误;反应热ΔH的数值与化学平衡的移动无关,B错误;H2O(g)H2O(l)放热,2H2(g)O2(g)===2H2O(l)放热多,故a<bC错误;将D项中两个反应相减得:C(s,石墨)===C(s,金刚石) ΔH=+1.5 kJ·mol1D正确。

103H2(g)N2(g) 2NH3(g)反应过程中的能量变化如图所示。有关说法错误的是(  )

A.图中C表示生成物NH3(g)的总能量

B.断裂3 mol H—H键和1 mol NN键所吸收的总能量大于形成6 mol N—H键所释放的总能量

C.逆反应的活化能E()EH|

D3H2(g)N2(g) 2NH3(g) ΔH<0

答案 B

解析 根据题图可知,C表示生成物NH3(g)的总能量,A正确;该反应为放热反应,所以断裂3 mol H—H键和1 mol NN键所吸收的总能量小于形成6 mol N—H键所释放的总能量,B错误;根据题图逆反应的活化能E()EH|C正确;该反应为放热反应,故3H2(g)N2(g) 2NH3(g) ΔH<0D正确。

11.镁电池毒性低、污染小,电压高而平稳,它逐渐成为人们研制绿色电池的关注焦点。其中一种镁电池的反应原理为:

xMgMo3S4MgxMo3S4

下列说法不正确的是(  )

A.放电时,Mo3S4发生氧化反应

B.放电时,正极反应式:Mo3S42xe===Mo3S

C.充电时,Mg2向阴极迁移

D.充电时,阴极反应式:xMg22xe===xMg

答案 A

解析 由题意可知,放电时发生原电池反应,Mg0价变为+2价,被氧化,发生氧化反应,作原电池的负极;Mo3S4为正极,正极反应式为Mo3S42xe===Mo3SA错误,B正确;电池充电时发生电解反应,阴极发生还原反应,金属阳离子Mg2放电,反应式为xMg22xe===xMg,电解质溶液中,阳离子Mg2向阴极移动,CD正确。

12[2017·皖北高三模拟]如图所示装置是一种可充电电池,装置NaCl和酚酞的混合溶液浸湿的滤纸,离子交换膜只允许Na通过,电池充电、放电的化学方程式为2Na2S2NaBr3Na2S43NaBr

闭合开关K时,b电极附近先变红色。下列说法正确的是(  )

A.电池充电时,电极B连接直流电源的正极

B.电池放电过程中Na从左到右通过离子交换膜

C.闭合开关K后,b电极附近的pH变小

D.当b电极上析出气体1120 mL(标准状况)时,有0.1 mol Na通过离子交换膜

答案 D

解析 闭合开关K时,b极附近变红,则说明b为阴极,电极B为负极,电池充电时,B接电源负极,A错误;电池放电时,A为正极,B为负极,Na移向正极,B项错误;闭合K后,bH放电,电极反应式为2H2O2e===H22OHpH变大,C项错误;b电极上析出的气体为H2,其物质的量为0.05 mol,则需要电子的物质的量为0.1 mol,故有0.1 mol Na通过离子交换膜,D正确。

13[2016·南京、淮安二模]利用如图所示装置(电极均为惰性电极)可吸收SO2,并用阴极排出的溶液吸收NO2。下列说法正确的是(  )

Aa为直流电源的负极

B.阴极的电极反应式为2HSO2He===S2O2H2O

C.阳极的电极反应式为SO22H2O2e===SO4H

D.电解时,H由阴极室通过阳离子交换膜到阳极室

答案 C

解析 A项,从反应物和产物化合价判断,左边硫的化合价从+4到+6,化合价升高失去电子,电极为阳极,a为正极,错误;B项,电极反应式为2HSO2H2e===S2O2H2O,错误;D项,电解时阳离子向阴极移动,阴离子向阳极移动,错误。

14[2016·长沙四县联考]关于如图所示各装置的叙述中,正确的是(  )

 

   

   

A.装置是原电池,总反应是Cu2Fe3===Cu22Fe2

B.装置中,铁作负极,电极反应式为Fe3e===Fe2

C.装置通电一段时间后石墨电极附近溶液红褐色加深

D.若用装置精炼铜,则d极为粗铜,c极为纯铜,电解质溶液为CuSO4溶液

答案 C

解析 装置FeCu活泼,Fe为负极,电极方程式为Fe2e===Fe2,总反应为2Fe3Fe===3Fe2AB错误;装置为胶体的电泳实验,Fe(OH)3胶体粒子带正电,在电场中向阴极移动,石墨是阴极,C项正确;装置由电流方向可知c为阳极、d为阴极,精炼铜时阳极为粗铜、阴极为纯铜,电解液含Cu2D项错误。

15[2016·乌鲁木齐质检]关于下列装置的说法正确的是(  )

A.装置中盐桥内的K移向CuSO4溶液

B是将电能转变成化学能的装置

C.若装置用于铁棒镀铜,则N极为铁棒

D.若装置用于电解精炼铜,溶液中Cu2浓度保持不变

答案 A

解析 装置为原电池,将化学能转化为电能,Cu为正极,溶液中的Cu2得电子生成Cuc(Cu2)减小,盐桥内的K移向CuSO4溶液补充电荷,A正确,B错误;C项,若铁棒镀铜,铁作阴极(M),铜作阳极(N),错误;D项,精炼铜,阳极除铜外还有比铜活泼的金属如ZnFe放电,而阴极只有Cu2放电,所以Cu2浓度会减小,错误。

16[2016·石家庄模拟]快速充电电池的电解液为LiAlCl4­SOCl2,电池的总反应为4LiClSSO24Li2SOCl2。下列说法正确的是(  )

A.该电池的电解质可为LiCl水溶液

B.该电池放电时,负极发生还原反应

C.充电时阳极反应式为4ClSSO24e===2SOCl2

D.放电时电子从负极经外电路流向正极,再从正极经电解质溶液流向负极

答案 C

解析 A项,该电池的电解质溶液不能是LiCl的水溶液,因为Li能和水发生反应,错误;B项,电池放电时,负极发生氧化反应,错误;D项,放电时,电子从负极经外电路流向正极,电解质溶液中移动的是阴、阳离子而不是电子,错误。

17.对于图、图所示装置,下列叙述正确的是(  )

A.装置和装置中石墨电极产生的气体相同

B.装置通电一段时间后铁电极周围溶液pH降低

C.装置 中两电极产生气体体积比为21(同温、同压下)

D.实验中,可观察到装置U形管左端铁电极表面析出白色物质

答案 D

解析 装置为电解池,铁为阴极,水电离出的H放电生成H2pH增大,石墨为阳极,溶液中的Cl放电生成氯气,BC错误;装置为原电池,铁为负极,发生反应:Fe2e===Fe2,石墨为正极,发生反应:O24e2H2O===4OH,因此在铁电极表面有Fe(OH)2沉淀生成,A错误,D正确。

18.钠离子电池具有资源广泛、价格低廉、环境友好、安全可靠的特点,特别适合于固定式大规模储能应用的需求。一种以Na2SO4水溶液为电解液的钠离子电池的总反应为NaTi2(PO4)32Na2NiFe(CN)6Na3Ti2(PO4)32NaNiFe(CN)6(注:其中P的化合价为+5Fe的上标代表其价态)。下列说法不正确的(  )

A.放电时NaTi2(PO4)3在正极发生还原反应

B.放电时负极材料中的Na脱离电极进入溶液,同时溶液中的Na嵌入到正极材料中

C.该电池在较长时间的使用过程中电解质溶液中Na的浓度基本保持不变

D.充电过程中阳极反应式为2NaNiFe(CN)62Na2e===2Na2NiFe(CN)6

答案 D

解析 由题给反应可知放电时,Fe转化为Fe,发生氧化反应,负极的电极反应式为2Na2NiFe(CN)62e===2NaNiFe(CN)62Na(该反应为充电时阴极的逆反应),正极为NaTi2(PO4)3发生还原反应:NaTi2(PO4)32e2Na===Na3Ti2(PO4)3(该反应为充电时阳极的逆反应)

19(1)(N2H4)又称联氨,是一种可燃性的液体,可用作火箭燃料。已知在101 kPa时,32.0 g N2H4在氧气中完全燃烧生成氮气和水,放出热量624 kJ(25 )N2H4完全燃烧的热化学方程式为

________________________________________________________________________

(2)空气燃料电池是一种碱性燃料电池,电解质溶液是20%30%KOH溶液。肼空气燃料电池放电时,正极的电极反应式为__________________________________________________________

负极的电极反应式为___________________________________

(3)下图是一个电化学过程示意图。

锌片上发生的电极反应为______________________________

假设使用肼空气燃料电池作为本过程中的电源,铜片的质量变化128 g时,则肼空气燃料电池理论上消耗标准状况下的空气________L(假设空气中氧气体积含量为20%)

(4)传统制备肼的方法是以NaClO氧化NH3,制得肼的稀溶液。该反应的离子方程式为

____________________________________________________

答案 (1)N2H4(l)O2(g)===N2(g)2H2O(l) ΔH=-624.0 kJ·mol1

(2)O24e2H2O===4OH

N2H44OH4e===4H2ON2

(3)Cu22e===Cu 112

(4)ClO2NH3===N2H4ClH2O

解析 (1)32.0 g N2H4的物质的量是1 mol,1 mol N2H4完全燃烧生成氮气和液态水放出的热量是624 kJ,则N2H4完全燃烧反应的热化学方程式为N2H4(l)O2(g)===N2(g)2H2O(l) ΔH=-624.0 kJ·mol1

(2)燃料电池中正极发生还原反应,元素的化合价降低,所以是氧气发生还原反应,结合电解质溶液,正极反应的电极反应式为O24e2H2O===4OH,负极则是燃料发生反应,根据(1)判断N2H4的氧化产物是氮气,所以负极的电极反应式为N2H44OH4e===4H2ON2

(3)该装置是电解池装置,Zn是阴极,发生还原反应,所以是Cu2得电子发生还原反应,电极反应式为Cu22e===Cu铜片作阳极,发生氧化反应,所以Cu片逐渐溶解,质量减少128 g,即Cu的物质的量减少2 mol,失去电子4 mol,根据整个过程满足得失电子守恒规律,所以氧气得电子的物质的量也是4 mol,根据O24e2H2O===4OH,得需要氧气的物质的量是1 mol,标准状况下的体积是22.4 L,空气中氧气体积含量为20%,故所需空气的体积=112 L

(4)NaClO氧化NH3,制得肼的稀溶液,则Cl元素被还原为Cl,根据元素守恒,产物中还有水生成,离子方程式为ClO2NH3===N2H4ClH2O

20.如图所示,某同学设计一个甲醚(CH3OCH3)燃料电池并探究氯碱工业原理和粗铜的精炼原理,乙装置中X为阳离子交换膜。

根据要求回答下列相关问题:

(1)通入氧气的电极为________(正极负极),写出负极的电极反应:____________________________________

(2)铁电极为________(阳极阴极),石墨电极的电极反应为__________________________________________________

(3)反应一段时间后,乙装置中生成的氢氧化钠主要在________________(铁极石墨极)区。

(4)如果粗铜中含有锌、银等杂质,则丙装置中阳极上的电极反应为__________________,反应一段时间,硫酸铜溶液的浓度将________(增大”“减小不变)

答案 (1)正极 CH3OCH312e16OH===2CO11H2O

(2)阴极 2Cl2e===Cl2 (3)铁极 

(4)Zn2e===Zn2Cu2e===Cu2 减小

解析 (1)燃料电池是将化学能转化为电能的装置,属于原电池,通入燃料的电极是负极,通入氧气的电极是正极,所以该燃料电池中通入氧气的电极是正极,负极上甲醚失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水,电极反应为CH3OCH312e16OH===2CO11H2O

(2)乙池属于电解池,铁电极连接原电池的负极,所以铁电极是阴极,则石墨电极是阳极,阳极上氯离子失电子生成氯气,电极反应为2Cl2e===Cl2

(3)乙池中阴极是铁,阳极是石墨,阳极上氯离子放电生成氯气,阴极上氢离子放电,导致阴极附近氢氧根离子浓度大于氢离子浓度使溶液呈碱性,所以乙装置中生成的氢氧化钠主要在铁极区。

(4)如果粗铜中含有锌、银等杂质,则阳极上铜、锌失电子进入溶液,阳极反应为Zn2e===Zn2Cu2e===Cu2,根据得失电子数相等知,阳极上溶解的铜少于阴极上析出的铜,所以丙装置中反应一段时间后,硫酸铜溶液的浓度将减小。

21.钛(Ti)被称为继铁、铝之后的第三金属,我国四川攀枝花和西昌地区的钒钛磁铁矿储量十分丰富。如图所示,将钛厂、氯碱厂和甲醇厂组成产业链可以大大提高资源利用率,减少环境污染。

请回答下列问题:

(1)电解饱和食盐水时,总反应的离子方程式是

_________________________________

(2)写出钛铁矿经氯化法得到四氯化钛的化学方程式:

________________________________

(3)已知:Mg(s)Cl2(g)===MgCl2(s)ΔH=-641 kJ/mol

Ti(s)2Cl2(g)===TiCl4(s)ΔH=-770 kJ/mol

下列说法正确的是________(填字母)

aMg的燃烧热为641 kJ/mol

bTi的能量一定比TiCl4的高

c.等质量的Mg(s)Ti(s)与足量的氯气反应,前者放出的热量多

dMg还原TiCl4的热化学方程式为2Mg(s)TiCl4(s)===2MgCl2(s)Ti(s)ΔH=-512 kJ/mol

(4)在上述产业链中,合成192 t甲醇理论上需额外补充H2________t(不考虑生产过程中物质的任何损失)

(5)以甲醇、空气、氢氧化钾溶液为原料,石墨为电极可构成燃料电池。该电池中负极上的电极反应式是____________________

答案 (1)2Cl2H2OCl2H22OH

(2)2FeTiO36C7Cl2===2FeCl32TiCl46CO (3)cd (4)10

(5)CH3OH8OH6e===CO6H2O

解析 本题以工业生产钛为载体,综合考查了电化学、反应热和元素及其化合物的知识,重点考查考生运用所学知识解决实际问题的能力。

(1)电解饱和食盐水的化学方程式是2NaCl2H2OCl2H22NaOH,其离子方程式为2Cl2H2OCl2H22OH

(2)根据题中工艺流程图可以看出反应物有FeTiO3CCl2,反应产物有FeCl3TiCl4CO,然后通过观察法配平方程式。

(3)燃烧热是指1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量,a错误;TiCl2的反应是放热反应,1 mol Ti(s)2 mol Cl2(g)的总能量大于1 mol TiCl4(s)的能量,无法直接比较TiTiCl4的能量大小,b错误;1 g Mg(s)1 g Ti(s)Cl2(g)反应放出的热量分别是 kJ kJc正确;将×2可得到2Mg(s)TiCl4(s)===2MgCl2(s)Ti(s) ΔH 512 kJ/mold正确。

(4)CO2H2CH3OH COCl2H2

得出CH3OH ~ H2(额外补充)

32

192 t 10 t

(5)碱性介质环境中,燃料电池总的反应式为CH3OHO22OH===CO3H2O,正极反应式为O26e3H2O===6OH,两者相减得到CH3OH8OH6e===CO6H2O

22.硫酸盐在生产、生活中有广泛应用。

.工业上以重晶石(主要成分BaSO4)为原料制备BaCl2,其工艺流程示意图如下:

某研究小组查阅资料得:

BaSO4(s)4C(s)===4CO(g)BaS(s)

ΔH1=+571.2 kJ·mol1 

BaSO4(s)2C(s)===2CO2(g)BaS(s)

ΔH2=+226.2 kJ·mol1 

(1)用过量NaOH溶液吸收气体,得到硫化钠。该反应的离子方程式是

_______________________________________

(2)反应C(s)CO2(g)===2CO(g)ΔH________

(3)实际生产中必须加入过量的碳,同时还要通入空气,其目的有两个:

从原料角度看,_____________________________________

从能量角度看,①②为吸热反应,碳和氧气反应放热维持反应所需高温。

.某燃料电池以CsHSO4固体为电解质传递H,其基本结构如下图所示,电池总反应可表示为2H2O2===2H2O

请回答:

(4)H__________极通过固体酸电解质传递到另一极(a或者b)

(5)b极上发生的电极反应是____________________________

答案 .(1)H2S2OH===S22H2O

(2)172.5 kJ·mol1

(3)使BaSO4(s)得到充分的还原,提高BaS的产量

.(4)a (5)O24e4H===2H2O

解析 .(2)由盖斯定律得ΔHH1ΔH2)/2=+172.5 kJ·mol1

.(4)a极为负极,H在电池内部由负极流向正极。

本文来源:https://www.2haoxitong.net/k/doc/f14042688ad63186bceb19e8b8f67c1cfbd6ee62.html

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