高中化学 专题1 化学反应与能量变化(E)同步测试卷（五）苏教版选修4

专题1 化学反应与能量变化 (时间：90分钟满分：100分)一、选择题(本题包括16小题，每小题3分，共48分)1下列说法正确的是()ANaHCO3H2HCOONaH2O反应中，储氢、释氢过程均无能量变化B2NO(g)2CO(g)=N2(g)2CO2(g)在常温下能自发进行，则该反应的H0C化学反应有新物质生成，并遵循质量守恒定律和能量守恒定律D2SO2(g)O2(g)=2SO3(g)和4SO2(g)2O2(g)=4SO3(g)的H相等21，3丁二烯和2丁炔分别与氢气反应的热化学方程式如下：CH2=CHCH=CH2(g)2H2(g)CH3CH2CH2CH3(g)H236.6 kJmol1CH3CCCH3(g)2H2(g)CH3CH2CH2CH3(g)H272.7 kJmol1由此不能判断()A1，3丁二烯和2丁炔稳定性的相对大小B1，3丁二烯和2丁炔分子储存能量的相对高低C1，3丁二烯和2丁炔相互转化的热效应D一个碳碳叁键的键能与两个碳碳双键的键能之和的大小3下列有关金属腐蚀与防护的说法不正确的是()A纯银器的表面在空气中因化学腐蚀渐渐变暗B当镀锡铁制品的镀层破损时，镀层不能对铁制品起保护作用C在海轮外壳连接锌块保护外壳不受腐蚀是采用了牺牲阳极的阴极保护法D可将地下输油钢管与外加直流电源的正极相连以保护它不受腐蚀4.分析如图所示的四个原电池装置，结论正确的是()A(1)(2)中Mg作负极，(3)(4)中Fe作负极B(2)中Mg作正极，电极反应式为6H2O6e=6OH3H2C(3)中Fe作负极，电极反应式为Fe2e=Fe2D(4)中Cu作正极，电极反应式为2H2e=H25对热化学方程式C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)H131.3 kJmol1最准确的理解是()A碳和水反应吸收131.3 kJ热量B1 mol碳和1 mol水反应生成一氧化碳和氢气，同时放出131.3 kJ热量C1 mol碳和1 mol水蒸气反应生成1 mol CO(g)和1 mol H2(g)，同时吸收131.3 kJ热量D1个固态碳原子和1分子水蒸气反应吸热131.1 kJ6.电解装置如图所示，电解槽内装有KI及淀粉溶液，中间用阴离子交换膜隔开。在一定的电压下通电，发现左侧溶液变蓝色，一段时间后，蓝色逐渐变浅。已知：3I26OH=IO5I3H2O，下列说法不正确的是() A右侧发生的电极反应式：2H2O2e=H22OHB电解结束时，右侧溶液中含有IOC电解槽内发生反应的总化学方程式：KI3H2OKIO33H2D如果用阳离子交换膜代替阴离子交换膜，电解槽内发生的总化学反应不变7某同学组装了如图所示的电化学装置，电极为Al，其他均为Cu，则()A电流方向：电极A电极B电极发生还原反应C电极逐渐溶解D电极的电极反应：Cu22e=Cu8用惰性电极电解某溶液时，发现两极只有H2和O2生成。则电解一段时间后，下列有关该溶液(与电解前同温度)的说法中，正确的有()该溶液的pH可能增大该溶液的pH可能减小该溶液的pH可能不变该溶液的浓度可能增大该溶液的浓度可能不变该溶液的浓度可能减小A三个B四个C五个 D六个9肼(H2NNH2)是一种高能燃料，有关化学反应的能量变化如图所示。已知断裂1 mol 化学键所需的能量(kJ)：NN为942、O=O为500、NN为154，则断裂1 mol NH键所需的能量(kJ)是()A194 B391C516 D65810已知下列反应的热化学方程式：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则反应4C3H5(ONO2)3(l)=12CO2(g)10H2O(g)O2(g)6N2(g)的H为()A12H35H22H1 B2H15H212H3C12H35H22H1 DH15H212H311.如图所示，将纯Fe棒和石墨棒插入1 L饱和NaCl溶液中。下列说法正确的是()AM连接电源负极，N连接电源正极，如果把烧杯中的溶液换成1 L CuSO4溶液，反应一段时间后，烧杯中产生蓝色沉淀BM连接电源正极，N连接电源负极，将C电极换成Cu电极，电解质溶液换成硫酸铜溶液，则可实现在铁上镀铜CM连接电源正极，N连接电源负极，当两极产生气体总量为22.4 mL(标准状况)时，则生成0.001 mol NaOHD去掉电源，将M、N用导线直接相连，在溶液中滴入酚酞试液，C电极周围溶液变红12.热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源。一种热激活电池的基本结构如图所示，其中作为电解质的无水LiClKCl混合物受热熔融后，电池即可瞬间输出电能。该电池总反应为PbSO42LiClCa=CaCl2Li2SO4Pb。下列有关说法正确的是()A正极反应式：Ca2Cl2e=CaCl2B放电过程中，Li向负极移动C每转移0.1 mol电子，理论上生成20.7 g PbD常温时，在正负极间接上电流表或检流计，指针不偏转13一定条件下，充分燃烧一定量的丁烷放出热量161.9 kJ，经测定完全吸收生成的二氧化碳需消耗5 mol/L的KOH溶液100 mL，恰好生成正盐。则此条件下热化学方程式：C4H10(g)O2(g)=4CO2(g)5H2O(g)的H为()A2 590.4 kJ/mol B2 590.4 kJ/molC1 295.2 kJ/mol D1 295.2 kJ/mol14.如图所示，X为单质硅，Y为金属铁，a为NaOH溶液，组装成一个原电池，下列说法正确的是()AX为负极，电极反应式为Si4e=Si4BX为正极，电极反应式为4H2O4e=4OH2H2CX为负极，电极反应式为Si6OH4e=SiO3H2ODY为负极，电极反应式为Fe2e=Fe215铝电池性能优越，AlAgO电池可用作水下动力电源，其原理如图所示。电池反应为2Al3AgO2NaOH=2NaAlO23AgH2O，下列关于铝电池的说法不正确的是()AAl为电池的负极，电极反应式为Al3e4OH=AlO2H2OB原电池工作过程中，电解质溶液的pH减小C原电池工作一段时间，两极的质量均减小D原电池工作过程中，AlO移向AgO/Ag电极16金属镍有广泛的用途。粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，可用电解法制备高纯度的镍，下列叙述正确的是(已知：氧化性Fe2Ni2Cu2)()A阳极发生还原反应，其电极反应式：Ni22e=NiB电解过程中，阳极质量的减少与阴极质量的增加相等C电解后，溶液中存在的金属阳离子只有Fe2和Zn2D电解后，电解槽底部的阳极泥中只有Cu和Pt题号12345678910111213141516答案二、非选择题(本题包括5小题，共52分)17(8分)H2SO4溶液和KOH溶液反应时有热量放出，并已知反应物的总能量为E1，生成物的总能量为E2。试回答下列问题：(1)用离子方程式表示中和反应的实质：_。(2)判断E1和E2的大小关系：E1_E2。(3)已知H(aq)OH(aq)=H2O(l)H57.3 kJmol1，计算下列中和反应中放出的热量。用20 g NaOH配成稀溶液跟足量的稀盐酸反应，能放出_kJ的热量。用0.15 mol Ba(OH)2配成稀溶液跟足量的稀硝酸反应，能放出_kJ的热量。18(12分)下表中的数据是破坏1 mol物质中的化学键所消耗的能量(kJ)：物质Cl2Br2I2HClHBrHIH2能量(kJ)243193151432366298436根据上述数据回答下列问题。(1)下列物质本身具有的能量最低的是_。AH2 BCl2CBr2 DI2(2)下列氢化物中，最稳定的是_。AHClBHBrCHI(3)X2H2=2HX(X代表Cl、Br、I)的反应是吸热反应还是放热反应？_。(4)相同条件下，X2(X代表Cl、Br、I)分别与氢气反应，当消耗等物质的量的氢气时，_(填“放出”或“吸收”)的热量最多的是_。(5)若无上表中的数据，你能正确回答出问题(4)吗？_(填“能”或“不能”)，你的根据是_。19(10分)(1)某反应过程中的能量变化如图所示：写出该反应的热化学方程式：_。(2)在溶液中进行化学反应中的物质，其状态标为“aq”，已知0.5 mol H2SO4在溶液中与足量氢氧化钠反应放出57.3 kJ的热量，用离子方程式写出该反应的热化学方程式：_。(3)合成氨反应的热化学方程式：N2(g)3H2(g)2NH3(g)H92.2 kJmol1已知合成氨反应是一个反应物不能完全转化为生成物的反应，在某一定条件下，N2的转化率仅为10%，要想通过该反应得到92.2 kJ的热量，至少在反应混合物中要投放N2的物质的量为_ mol。(4)已知：Fe(s)O2(g)=FeO(s)H1272.0 kJmol1；2Al(s)O2(g)=Al2O3(s)H21 675.7 kJmol1。Al和FeO发生铝热反应的热化学方程式是_。20(10分)钢铁工业是国家工业的基础，钢铁生锈现象却随处可见，为此国家每年损失大量资金。请回答钢铁腐蚀与防护过程中的有关问题。(1)钢铁的电化学腐蚀原理如图所示：写出石墨电极的电极反应式：_；将该装置作简单修改即可成为钢铁电化学防护的装置，请在图中虚线框内所示位置作出修改，并用箭头标出导线中电子流动方向；写出修改后石墨电极的电极反应式：_。(2)在实际生产中，可在铁件的表面镀铜防止铁被腐蚀。装置示意图如下：A电极对应的金属是_(写元素名称)，B电极的电极反应式是_。若电镀前铁、铜两片金属质量相同，电镀完成后将它们取出洗净、烘干、称量，二者质量差为5.12 g，则电镀时电路中通过的电子为_ mol。镀层破损后，镀铜铁比镀锌铁更容易被腐蚀，请简要说明原因：_。21(12分)汽车发动机工作时会引发N2和O2反应，其能量变化示意图如下：(1)写出该反应的热化学方程式：_。(2)科学家制造出一种使用固体电解质的燃料电池，其效率更高，可用于航空航天。如图1所示装置中，以稀土金属材料作惰性电极，在两极上分别通入CH4和空气，其中固体电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2固体，它在高温下能传导阳极生成的O2离子(O24e2O2)。c电极的名称为_，d电极上的电极反应式为_。如图2所示电解100 mL 0.5 molL1 CuSO4 溶液，a电极上的电极反应式为_。若a电极产生56 mL(标准状况)气体，则所得溶液的pH_(不考虑溶液体积变化)，若要使电解质溶液恢复到电解前的状态，可加入_(填序号)。aCuO bCu(OH)2cCuCO3 dCu2(OH)2CO3参考答案与解析1导学号02490084解析：选C。储氢、释氢过程均属于化学变化，化学变化的过程总是伴随着能量变化，A不正确；B项反应是熵减的反应，S0，要在常温下自发进行，则H0，B项错误。反应热与化学计量数成正比，化学计量数加倍，H也应加倍，D不正确。2导学号02490085解析：选D。根据盖斯定律可知即得到CH2=CHCH=CH2(g)CH3CCCH3(g)H36.1 kJmol1，这说明1，3丁二烯转化为2丁炔是吸热反应，因此在质量相等的条件下，1，3丁二烯的总能量低于2丁炔的总能量。能量越低越稳定，因此1，3丁二烯比2丁炔稳定性强，所以选项A、B、C均是正确的；反应热等于断键吸收的能量与成键放出的能量的差值，但由于不能确定碳碳单键和碳氢单键的键能，因此根据热化学方程式不能确定一个碳碳叁键的键能与两个碳碳双键的键能之和的相对大小，D不正确。3导学号02490086解析：选D。纯银器的表面在空气中易生成硫化物失去光泽；当镀锡铁制品镀层破损时，由于铁比锡活泼，形成原电池时，铁作原电池的负极，加快铁的腐蚀；锌比铁活泼，当在海轮外壳上连接锌块后，锌失电子而海轮外壳被保护；要采用电解原理保护金属，应将金属与电源的负极相连，即作电解池的阴极。4导学号02490087解析：选B。(1)中Mg作负极；(2)中Al作负极，发生的反应为2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2，Mg不与NaOH反应；(3)中铁遇浓HNO3钝化，Cu与浓HNO3反应，Cu4HNO3(浓)=Cu(NO3)22NO22H2O；(4)中铁作负极，为中性环境，发生吸氧腐蚀。5导学号02490088解析：选C。热化学方程式的系数表示物质的量，故A、D错误；B的说法不准确，未强调“水蒸气”，且应为吸收热量。6导学号02490089解析：选D。结合题给电解槽装置，利用电解原理进行分析、解决问题。该电解槽的两极均为惰性电极(Pt)，在一定条件下通电，发现左侧溶液变蓝色，说明发生电极反应：2I2e=I2，由淀粉溶液遇单质碘显蓝色可知，左侧为阳极，右侧为阴极，阴极上溶液中的H得电子发生还原反应，电极反应为2H2O2e=H22OH(或2H2e=H2)，A项正确。阴极周围溶液中产生的OH经阴离子交换膜移向左侧，并与左侧电极上产生的I2发生反应：3I26OH=IO5I3H2O，一段时间后，蓝色逐渐变浅，电解结束时，左侧溶液中的IO经阴离子交换膜进入右侧溶液，B项正确。结合阴、阳极发生的反应及I2与OH的反应可知，电解槽内总反应为I3H2OIO3H2，C项正确。若用阳离子交换膜代替阴离子交换膜，电解槽内总反应为2I2H2OI2H22OH，D项错。7导学号02490090解析：选A。当多个池串联时，两电极材料活泼性相差大的作原电池，其他池作电解池，由此可知图示中左边两池组成原电池，右边组成电解池。A.电子移动方向：电极A电极，电流方向与电子移动方向相反，A正确。B.原电池负极在工作中失去电子，被氧化，发生氧化反应，B错误。C.原电池正极得电子，铜离子在电极上得电子，生成铜单质，该电极质量逐渐增大，C错误。D.电解池中阳极为非惰性电极时，电极本身失电子，形成离子进入溶液中，因为电极为正极，因此电极为电解池的阳极，其电极反应式为Cu2e=Cu2，D错误。8导学号02490091解析：选C。若电解的是不饱和的强碱(如NaOH)溶液，浓度增大，则电解后溶液的pH增大；若电解的是不饱和的非还原性的含氧酸(如H2SO4)，浓度增大，则对应溶液的pH将减小；若电解的是活泼金属的含氧酸盐(如Na2SO4)的饱和溶液，浓度不变，则溶液pH保持不变。9导学号02490092解析：选B。由题图可知H3(H2H1)2 752 kJ/mol(534 kJ/mol)2 218 kJ/mol，断裂1 mol NH键所需能量为(2 218 kJ500 kJ154 kJ)391 kJ。10导学号02490093解析：选A。分别给已知方程式编号为，由盖斯定律可知所给方程式由1252得到，故H12H35H22H1。11导学号02490094解析：选D。M连接电源负极，N连接电源正极，如果把烧杯中的溶液换成1 L CuSO4溶液，工作一段时间后，铜在铁电极上析出，溶液中不会出现蓝色沉淀，A项错误；若实现在铁上镀铜，则应该M连接电源负极，N连接电源正极，将C电极换成Cu电极，电解质溶液换成硫酸铜溶液，B项错误；M连接电源正极，N连接电源负极，只有碳棒上产生气体，不会生成NaOH，C项错误；将M、N用导线直接相连，在溶液中滴入酚酞试液，则会发生吸氧腐蚀，碳棒为正极，电极反应为2H2O O24e=4OH，碳棒周围溶液呈碱性，溶液变红。12导学号02490095解析：选D。仔细分析题给信息，结合原电池工作原理进行分析判断。A.分析电池总反应，Ca在反应中失电子，所以Ca应作负极；PbSO4中的Pb2得电子生成单质铅，所以正极反应物应是PbSO4，所以A项错误。B.放电过程中，负极失电子，电子通过导线流向正极，所以正极表面聚集大量电子，能够吸引电解质中的阳离子向正极移动，所以B项错误。C.根据方程式知，每转移0.1 mol电子，生成0.05 mol铅，其质量为10.35 g，所以C项错误。D.根据题给信息，该电池为热激活电池，常温下，无水LiClKCl为固态，没有自由移动的离子，该装置不能形成闭合回路，处于非工作状态，所以没有电流产生，即电流表或检流计的指针不会发生偏转。13导学号02490096解析：选B。据CO22KOH=K2CO3H2O知，n(CO2)n(KOH)5 mol/L0.1 L0.25 mol，nC4H10(g)n(CO2)0.25 mol，则1 mol C4H10(g)充分燃烧放出热量为161.9 kJ162 590.4 kJ。14导学号02490097解析：选C。先由氧化还原反应确定正极和负极，再根据反应物和产物确定电极反应式。硅、铁、NaOH溶液组成原电池时，Si为负极：Si4e6OH=SiO3H2O；铁为正极：4H2O4e=4OH2H2，总反应方程式：Si2NaOHH2O=Na2SiO32H2。15导学号02490098解析：选D。根据电池反应及电解质溶液可知，铝为负极，电极反应式为2Al6e8OH=2AlO4H2O，AgO/Ag为正极，电极反应式为3AgO6e3H2O=3Ag6OH，A项正确；电池工作过程中铝溶解，AgO转化为Ag，两极质量均减小；消耗氢氧化钠溶液，溶液浓度减小，碱性减弱，pH减小；AlO移向Al电极，B、C项正确，D项错误。16导学号02490099解析：选D。此题考查的是电解的基本原理。在电解池中，阳极失去电子，化合价升高，发生氧化反应，而阴极得到电子，化合价降低，发生还原反应。题目中已经告诉氧化性：Fe2Ni2FeNiCuPt(惰性金属不放电)，阴极的放电顺序为Zn2Fe2Ni2阴极质量的增加。C项溶液中除了Fe2和Zn2外还有Ni2、H等。17导学号02490100(1)H(aq)OH(aq)=H2O(l)(2)(3)28.6517.1918导学号02490101解析：破坏1 mol物质的化学键时所消耗的能量与相同条件下形成1 mol该物质的化学键时放出的能量相等，放出的能量越多，物质本身具有的能量越低，分子越稳定。形成1 mol HH键时放出的能量最多，为436 kJ；在氢化物中，形成1 mol HCl键时放出的能量最多，为432 kJ；假设消耗1 mol H2，分别计算出三个反应放出的热量依次为185 kJ、103 kJ和9 kJ。答案：(1)A(2)A(3)放热反应(4)放出Cl2(5)能元素的非金属性越强，生成的氢化物越稳定，反应放出的能量就越多19导学号02490102解析：(1)由图可知，反应物总能量高于生成物总能量，可判断所给反应是一个放热反应，据图可写出反应的热化学方程式。(3)据热化学方程式可知，1 mol N2完全反应才能得到92.2 kJ的热量，而N2转化率为10%，则实际需要投入10 mol N2才能转化1 mol N2。(4)该铝热反应的化学反应方程式为3FeO(s)2Al(s)=Al2O3(s)3Fe(s)，可由3得到，故HH2H131 675.7(272.03)859.7 (kJmol1)。答案：(1)A(g)2B(g)=C(l)3D(l)H432 kJmol1(2)H(aq)OH(aq)=H2O(l)H57.3 kJmol1(3)10(4)3FeO(s)2Al(s)=Al2O3(s)3Fe(s)H859.7 kJmol120导学号02490103解析：(1)在中性溶液中钢铁发生吸氧腐蚀，将虚线中改为直流电源，这属于外加电流的阴极保护法，外加电源后石墨电极为阳极，氯离子失电子生成氯气。(2)在铁表面镀铜需将铁作阴极、铜作阳极，当析出1 mol铜时两电极的质量差为6464128 (g)，转移2 mol电子，当质量差为5.12 g时，电路中通过的电子为0.08 mol；镀层破损后，镀铜铁比镀锌铁更容易被腐蚀，因为镀层破坏后，在潮湿环境中形成原电池，铁为负极，加速铁的腐蚀。答案：(1)O24e2H2O=4OH如图所示2Cl2e=Cl2(2)铜Cu22e=Cu0.08铁比铜活泼，镀层破坏后，在潮湿环境中形成原电池，铁为负极，加速铁的腐蚀(其他答案合理也正确)21导学号02490104解析：(1)反应物断裂化学键所需要吸收的总能量减去生成物形成化学键释放的总能量即为焓变：H(945498)2630 kJmol1183 kJmol1。(2)该燃料电池的负极反应物为甲烷，正极产物为O2，故负极的电极反应为CH48e4O2 = CO22H2O。a电极为阳极，电极反应为4OH4e=2H2OO2。根据电解的方程式：2CuSO42H2O2CuO22H2SO4，当a电极产生56 mL(标准状况)气体时，溶液中产生的氢离子的物质的量浓度为0.1 molL1，所得溶液的pH1，电解过程中只有铜和氧气脱离体系，结合电子和元素守恒，要使电解质溶液恢复到电解前的状态，可加入CuO或CuCO3。答案：(1)N2(g)O2(g)=2NO(g)H183 kJmol1(2)正极CH48e4O2 = CO22H2O4OH4e=2H2O O21ac