高考化学大一轮复习 专题验收评估 化学反应与能量变化试题

高考化学大一轮复习 专题验收评估 化学反应与能量变化试题一、单项选择题(本题包括4小题，每小题只有1个正确选项，每小题4分，共16分)1(xx连云港市高三摸底)下列关于化学反应的描述中正确的是()A需要加热才能发生的反应一定是吸热反应B反应4Fe(OH)2(s)O2(g)2H2O(l)=4Fe(OH)3(s)的H0C已知2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H1a kJmol1，2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H2b kJmol1，则a115.6 kJmol1BH2O中HO 键比HCl中HCl键弱C由中的数据判断氯元素的非金属性比氧元素强 D断开1 mol HO 键与断开 1 mol HCl 键所需能量相差约为32 kJ7(xx盐城中学检测)如图是模拟电化学反应装置图。下列说法正确的是()A若X为碳棒，开关K置于N处，可以减缓铁的腐蚀B若X为碳棒，开关K置于M处，则铁电极的电极反应式为：Fe3e=Fe3C若X为锌，开关K置于N处，则X极减少的质量与铁电极增加的质量相等D若X为锌，开关K置于M处，则总反应方程式为：2Zn O22H2O=2Zn(OH)28(xx东台中学模拟)我国知名企业比亚迪公司开发了具有多项专利的锂钒氧化物二次电池，其成本较低，对环境无污染，能量密度远远高于其它材料电池，电池总反应为：V2O5xLiLixV2O5。下列说法中，正确的是()A锂在放电时做正极材料，充电时为阳极材料B电池在放电时，Li向负极移动C该电池充电时阳极的反应为：LixV2O5xe=V2O5xLi DV2O5只是锂发生反应的载体，不参与电池反应9(xx扬州中学模拟)用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。例如：CH4(g)4NO2(g)=4NO(g)CO2(g)2H2O(g)H574 kJmol1；CH4(g)4NO(g)=2N2(g)CO2(g)2H2O(g)H1 160 kJmol1。下列说法不正确的是()A由反应、可推知：CH4(g)2NO2(g)=N2(g)CO2(g)2H2O(g)H867 kJmol1B等物质的量的甲烷分别参与反应、，则反应转移的电子数相等C若用标准状况下4.48 L CH4还原NO2至N2，放出的热量为173.4 kJD若用标准状况下4.48 L CH4还原NO2至N2，整个过程中转移的电子总数为3.2NA三、非选择题(本题包括4题，共54分)10(13分)(xx姜堰中学模拟)如图所示为相互串联的甲、乙两电解池，试回答：(1)若甲池利用电解原理在铁上镀银，则A电极材料是_，电极反应式是_，B是_极，应选用的电解质溶液是_；(2)乙池中若滴入少量酚酞试液，开始电解一段时间，铁极附近呈_色，C极附近呈_色；(3)若甲池阴极增重43.2 g，则乙池中阳极上放出的气体在标况下的体积是_ mL；(4)若乙池中剩余溶液仍为400 mL，则电解后所得NaOH溶液的物质的量浓度为_ mol/L，pH等于_。11(13分)(xx淮阴中学模拟)氮是地球上含量丰富的一种元素，氮及其化合物在工 农业生产、生活中有着重要作用。(1)上图是N2(g)和H2(g)反应生成1 mol NH3(g)过程中能量变化示意图，请写出N2和H2反应的热化学方程式：_。(2)若已知下列数据：化学键HHNN键能/kJmol1435943试根据表中及图中数据计算NH的键能_ kJmol1。(3)合成氨反应通常用铁触媒作催化剂。使用铁触媒后E1和E2的变化是：E1_，E2_，H_(填“增大”、“减小”、“不变”)。(4)用NH3催化还原NOx还可以消除氮氧化物的污染。例如4NH3(g)3O2(g)=2N2(g)6H2O(g)H1a kJmol1N2(g)O2(g)=2NO(g)H2b kJ/mol若1 mol NH3还原NO至N2，则该反应过程中的反应热H3_ kJ/mol(用含a、b的式子表示)。12(14分)(xx通州中学模拟)甲醇(CH3OH)是重要的能源物质，研究甲醇具有重要意义。(1)利用工业废气中的CO2可制取甲醇，其反应为：CO23H2CH3OHH2O常温常压下已知下列反应的能量变化如图所示：写出由二氧化碳和氢气制备甲醇的热化学方程式： _。(2)为提高甲醇燃料的利用率，科学家发明了一种燃料电池，电池的一个电极通入空气，另一个电极通入甲醇气体，电解质是掺入了Y2O3的ZrO2晶体，在高温下它能传导O2离子。电池工作时正极反应为_。若以该电池为电源，用石墨做电极电解100 mL含有如下离子的溶液。离子Cu2HClSOc/molL11441电解一段时间后，当两极收集到相同体积(相同条件)的气体时(忽略溶液体积的变化及电极产物可能存在的溶解现象)阳极上收集到氧气的物质的量为_ mol。(3)甲醇对水质会造成一定的污染，有一种电化学法可消除这种污染，其原理是：通电后将Co2氧化成Co3，然后以Co3做氧化剂把水中的甲醇氧化成CO2而净化。实验室用右图装置模拟上述过程：写出阳极电极反应式_；除去甲醇的离子反应为：6Co3CH3OHH2O=CO26Co26H，该过程中被氧化的元素是_，当产生标准状况下2.24 L CO2时，共转移电子_ mol。13(14分)(xx太湖高级中学模拟)工业上生产氯气常用电解槽中电解饱和食盐水，为了避免电解产物之间发生反应，常用阳离子交换膜将电解槽隔成两部分。下图(左图)为电解槽的示意图。(1)这种阳离子交换膜，只允许溶液中的_通过(填下列微粒的编号)。H2Cl2HClNaOH(2)写出在电解过程中阳极发生的电极方程式：_。(3)已知某电解槽每小时加入10%的氢氧化钠溶液10 kg，每小时能收集到标况下的氢气896 L，而且两边的水不能自由流通。则理论上计算，电解后流出的氢氧化钠溶液的质量分数为_。(4)某化学课外兴趣小组设计了用电解法制取乙醇钠的工业方法，所用的电解槽如上右图所示，设计要求：所用的交换膜不能让分子自由通过；电解过程中消耗的原料是氢氧化钠和乙醇。回答下列问题：写出在电解过程中发生的电极方程式，阴极：_。最后从乙醇钠的乙醇溶液中分离得到纯净乙醇钠固体的方法是：_。答 案1选DA项，有的放热反应也需要加热，如C与O2，错误；B项，该反应的S0，但能自发发生，根据HTSb，C错误；D项，两反应H数值相同，符号相反，正确。2选CA项，水中的H在阴极放电，留下OH，故烧碱在阴极区生成，错误；B项，氯化铝是共价化合物，熔融状态不导电，应用电解Al2O3制得Al，错误；C项，电镀时，镀层金属作阳极，镀件作阴极，正确；D项，金属采用阴极保法，即要保护金属与电源的负极相连，错误。3选DA项，由图知：反应物总能量小于生成物总能量，说明该反应是吸热反应，H0，使用催化剂可以降低反应的活化能，故曲线a是使用催化剂的情况；B项，C与O2反应是放热反应，等量的C完全燃烧生成CO2反应放出的热量大于不完全燃烧生成CO时放出的热量，但因H0，故H1H2；C项，反应的焓变与反应条件没有关系，而取决于反应物与生成物总能量的相对大小；D项，对于可逆反应，其焓变等于正反应活化能逆反应活化能。4选AA项，钠离子交换膜只允许Na通过而OH不能通过，错误；阳极电极反应为2H2O4e=O24H，阴极电极反应为2H2O4e=O24OH，阳、阴两极产生气体的物质的量之比为12，B、C均正确；D项，阳极区水放电，产生大量的H使Na2CrO4转化为Na2Cr2O7，正确。5选BC由图可知左侧是电解池，其中a是阴极，电解产生H2；b是阳极，电解产生O2；右侧是原电池，其中c极通入O2，是正极；d极通入H2，是负极。a极的电极反应为2H2e=H2，错误；b极发生氧化反应，正确。原电池中，外电路电流从c流向d，内电路再从d流回c。由于H的运动方向和电流相同，C项正确。D项是H2发生氧化反应，错误。6选D反应热就是断键吸收的能量和形成化学键所放出的能量的差值，所以有4x498 kJ2243 kJ22y115.6 kJ，解得yx31.9，选项D正确，A和B不正确。键能大小不能作为判断氯元素和氧元素非金属性强弱的依据，C不正确，答案选D。7选ADA项，K置于N处，构成电解池，铁作阴极，起保护作用，正确；B项，K置于M处，碳和铁构成原电池，且铁作负极，电极反应式为Fe2e=Fe2，错误；C项，K置于N处，Zn作阳极，失去电子生成Zn2，铁作阴极，溶液中H得电子生成H2，两极得失电子相等，但是质量不等，错误；D项，Zn与Fe构成原电池，Zn比Fe活泼，发生吸氧腐蚀，O2得电子生成OH，与Zn2结合生成Zn(OH)2，正确。8选C放电时锂做负极，充电时锂是阴极，A错误；放电时，阳离子向正极移动，B错误；充电时阳极发生氧化反应，C正确；V2O5在反应中有化合价的变化，所以不能做反应的载体，D错误。答案选C。9选D根据盖斯定律可知，()2即得到CH4(g)2NO2(g)=N2(g)CO2(g)2H2O(g)H867 kJmol1，选项A正确。甲烷在反应中都是失去8个电子，B正确。标准状况下4.48 L CH4是0.2 mol，反应放出的热量是867 kJ0.2173.4 kJ，C正确。0.2 mol甲烷失去1.6 mol电子，D不正确。答案选D。10解析：(1)电镀是待镀金属做阴极，和电源负极相连。镀层金属做阳极，和电源正极相连，含有镀层金属离子的溶液做电镀液。若甲池利用电解原理在铁上镀银，则A电极材料是铁，溶液中的银离子在负极得到电子，电极反应式是Age=Ag。B是阳极，应选用的电解质溶液是硝酸银溶液。(2)乙池中铁电极做阴极，溶液中的氢离子放电，铁电极附近水的电离平衡被破坏，溶液显碱性，即溶液呈红色。碳棒做阳极，溶液中的Cl放电生成氯气，碳棒附近溶液呈无色。(3)甲池阴极增重43.2 g，这说明析出的单质银是43.2 g，物质的量是0.4 mol，转移0.4 mol电子。乙池中阳极是氯离子放电，根据得失电子守恒可知，生成氯气的物质的量是0.4 mol20.2 mol，在标准状况下的体积是4.48 L。(4)根据反应方程式2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2，生成的氯气是0.2 mol，则氢氧化钠是0.4 mol，氢氧化钠溶液的浓度是0.4 mol0.4 L1.0 mol/L，则pH14。答案：(1)铁Age=Ag阳AgNO3溶液(2)红无(3)4 480 (4)11411解析：(1)根据图像可知，反应物总能量大于生成物总能量，应为放热反应，生成1 mol氨气放出300 kJ254 kJ46 kJ热量，则反应的热化学方程式为N2(g)3H2(g)2NH3(g)H92 kJ/mol。(2)反应热等于反应物的总键能减去生成物的总键能，设NH的键能为x，则94334356x92，解得x390，故NH的键能为390 kJ。(3)加入催化剂，反应物和生成物的活化能都降低；但催化剂不影响反应热，所以该反应的H不变。(4)利用盖斯定律将(3)4即得到反应NH3(g) NO(g)=N2(g)H2O(g)，所以该反应的反应热H3 kJ/mol。答案：(1)N2(g)3H2(g)2NH3(g)H92 kJ/mol(2)390(3)减小减小不变 (4) 12解析：(1)左图中1 mol CO2(g)1 mol H2(g)转化为1 mol CO(g)1 mol H2O(l)时能量变化为41 kJmol1，右图中1 mol CO(g)2 mol H2(g)转化为1 mol CH3OH(l)时能量变化为：419 kJmol1510 kJmol1 91 kJmol1，则由二氧化碳和氢气制备甲醇的能量变化为41 kJmol1(91 kJmol1)50 kJmol1(2)为提高甲醇燃料的利用率，在燃料电池的一个电极通入空气，此时空气作为正极反应物，而甲醇气体作为负极，正极反应式为：O24e=2O2。当两极收集到相同体积(相同条件)的气体时，说明电解过程分别产生了O2、Cl2、H2，则此时阳极上收集到氧气的物质的量为0.1 mol。(3)由题意，通电后将Co2氧化成Co3说明Co2所在的电极为阳极，则阳极反应式为：Co22e=Co3，CH3OH作为阴极，被氧化，其中被氧化的是甲醇中的C元素，当产生标准状况下2.24 L CO2时，说明共产生了0.1 mol CO2，则共转移电子0.6 mol。答案：(1)CO2(g)3H2(g)=CH3OH(l)H2O(l)H50 kJmol1(2)O24e=2O20.1(3)Co2e=Co3C或碳 0.613解析：(1)阳离子交换膜只允许阳离子钠离子、氢离子通过，而阴离子和分子均不能通过，故答案为：。 (2)电解池中和电源正极相连的是电解池的阳极，阳极上氯离子发生失电子的氧化反应，即2Cl2e=Cl2。(3)氢气的物质的量896 L22.4 L/mol40 mol，质量为40 mol2 g/mol80 g，根据电解方程式：2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2，可得生成的NaOH为：m(NaOH)240 mol40 g/mol3 200 g，溶液增加的质量为增加的钠元素的质量减去生成氢气的质量，为：240 mol23 g/mol80 g1 760 g；溶液中溶质氢氧化钠的质量为10 000 g10%3 200 g4 200 g，溶液的质量为10 000 g1 760 g11 760 g，电解后流出的氢氧化钠溶液的质量分数4 200 g11 760 g100%35.7%。(4)电解池中和电源的负极相连的是电解池的阴极，阴极上乙醇得电子发生还原反应，即2CH3CH2OH2e=2CH3CH2OH2。 从溶液中析出溶质的方法是蒸发结晶。答案：(1)(2)阳极2Cl2e=Cl2(3)35.7% (4)2CH3CH2OH2e=2CH3CH2OH2蒸发结晶