2019-2020年高中化学 化学反应与能量 电化学基础专题训练 苏教版选修4.doc

2019-2020年高中化学 化学反应与能量 电化学基础专题训练 苏教版选修4本试卷分第卷(选择题)和第卷(非选择题)两部分，第卷45分，第卷55分，共100分，考试时间90分钟。可能用到的相对原子质量：Cu64Zn65H1Ag108O16Al27Ba137K39S32第卷(选择题共45分)一、选择题(本题包括15小题，每小题3分，共45分，每小题只有一个正确答案)1美国化学家诺塞拉研制出一种可以将水分解成氢气和氧气的催化剂，这将使氢气生产成为可能，并使太阳能使用步入新的时代，被称为“水发电技术”。下列有关说法正确的是()A“水发电技术”是指水分解生成氢气和氧气，同时放出能量来发电B“水发电技术”的能量转换形式为：化学能热能电能C若水分解产生的H2和O2分别通入燃料电池的两极，通H2的极为电源正极D“水发电技术”可实现发电过程中的零排放2对于Zn(s)H2SO4(aq)=ZnSO4(aq)H2(g)H0的化学反应，下列叙述不正确的是()图T1A反应过程中能量关系可用图T1表示BH的值与反应方程式的化学计量数有关C若将该反应设计成原电池，锌为负极D若将其设计为原电池，当有32.5 g锌溶解时，正极放出气体一定为11.2 L3化学用语是学习化学的重要工具。下列用来表示物质变化的化学用语正确的是()A用铜电极电解氯化铜溶液：Cu22ClCuCl2B钢铁吸氧腐蚀时的正极反应：2H2OO24e=4OHC碳酸氢根离子的水解：HCOH2OCOH3OD氢气燃烧的热化学方程式：2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H483.6 kJmol14下列叙述都与反应热有关，其中错误的是()AHCl和NaOH反应的中和热H57.3 kJmol1，则稀H2SO4和KOH发生中和反应的热化学方程式为H2SO4(aq)KOH(aq)=K2SO4(aq)H2O(l)H57.3 kJmol1BCO(g)的燃烧热是283.0 kJmol1，则表示CO燃烧的热化学方程为CO(g)O2(g)CO2(g)H283.0 kJmol1C对于反应2NO2(g)N2O4(g)H0，升高温度，正逆反应的速率都增大，但正反应的增速大于逆反应的增速D实验测得1 mol C(s)与O2(g)反应生成CO2及1 mol CO与O2反应生成CO2的反应热分别是393.5 kJmol1与283.0 kJmol1，则1 mol C(s)与O2(g)反应生成CO(g)的反应热为H110.5 kJmol15如图T2所示，下列叙述正确的是()图T2A过程中溶液的pH会减小B锌为正极，发生氧化反应C铜棒上的反应为2H2e=H2 D电流方向从Zn经导线到Cu6镁及其化合物一般无毒(或低毒)、无污染，镁电池放电时电压高而平稳，因而越来越成为人们研制绿色原电池所关注的重点。有一种镁原电池的反应为xMgMo3S4MgxMo3S4，在镁原电池放电时，下列说法错误的是()AMg2向正极迁移B正极反应为Mo3S42xeMo3SCMo3S4发生氧化反应D负极反应为xMg2xexMg27如图T3所示，铜片、锌片和石墨1棒用导线连接后插入番茄里，电流表中有电流通过，则下列说法正确的是()图T3A锌片是负极B两个铜片上都发生氧化反应C石墨是阴极D两个番茄都形成原电池8为了保护地下钢管不受腐蚀，可采用的方法是()A将它与直流电源负极相连 B将它与直流电源正极相连C将它与铜板相连 D将它与锡板相连9电解CuCl2溶液时，如果阴极上有1.6 g铜析出，则阳极上产生气体的体积(标准状况)约为()A0.28 L B0.56 LC0.14 L D11.2 L10近来，科学家研制了一种新型的乙醇电池(DEFC)，它用磺酸类质子作溶剂，在200 左右时供电，乙醇电池比甲醇电池效率高出32倍且更加安全，电池总反应为C2H5OH3O2=2CO23H2O，下列说法不正确的是()AC2H5OH在电池的负极上参加反应B1 mol乙醇被氧化转移6 mol电子C在外电路中电子由负极沿导线流向正极D电池正极的电极反应为：4HO24e=2H2O11已知C2H4(g)、H2(g)和C2H5OH(l)的燃烧热分别是1 411.0 kJmol1、285.8 kJmol1和1 366.8 kJmol1，则由C2H4(g)和H2O(l)反应生成C2H5OH(l)的H为()A44.2 kJmol1B44.2 kJmol1C330 kJmol1 D330 kJmol112镍镉(NiCd)可充电电池，电极材料是Cd和NiOOH，电解质溶液为KOH溶液，电极反应是Cd2e2OHCd(OH)2，2NiOOH2H2O2e2 Ni(OH)22OH。下列说法不正确的是()A电池放电时，电池负极周围的pH不断增大B电池的总反应是：Cd2NiOOHH2OCd(OH)22Ni(OH)2C电池充电时，镉元素被还原D电池充电时，电池正极和电源的正极连接13按如图T4的装置进行电解实验，A极是铜锌合金，B极为纯铜。电解质溶液中含有足量的Cu2。通电一段时间后，若A极恰好全部溶解，此时B极质量增加7.68 g，溶液质量增加0.03 g，则A极合金中Cu、Zn的原子个数比为()图T4A41 B31C21 D5314图T5中，两电极上发生的电极反应如下，a极：2H2eH2，b极：Fe2eFe2，则以下说法不正确的是()图T5A该装置可能是电解池B溶液pH变大Ca、b可能是同种电极材料D该过程中能量的转换一定是化学能转化为电能15如图T6，四种装置中所盛的溶液体积均为200 mL，浓度均为0.6 mol L1，工作一段时间后，测得导线上均通过了0.2 mol电子，此时溶液中的pH由大到小的顺序是()图T6A BC D请将选择题答案填入下表：题号12345678答案题号9101112131415总分答案第卷(非选择题共55分)二、填空题(本题共5小题，共55分)16(10分)如图T7，在铁棒上用铜丝悬挂两把废钥匙并保持平衡。针对不同的操作，请回答有关问题。图T7(1)若同时将两钥匙浸入同一杯稀硫酸溶液中，观察到的现象是_(2)若同时将两钥匙浸入同一杯乙醇中，观察到的现象是_。(3)若同时将两钥匙浸入同一杯稀硫酸铜溶液中，则铁棒向_倾斜；原因是_。(4)若同时将两钥匙分别浸入两同浓度的稀硫酸铜溶液中(浸没的深度相同)，则铁棒向_倾斜；原因是_。17(11分) 将煤转化为水煤气是通过化学方法将煤转化为洁净燃料的方法之一。煤转化为水煤气的主要反应为C(s)H2O(g)CO(g)H2(g)。有关物质的燃烧热数据如下：物质CH2COH/(kJmol1)393.5285.8283.0已知：1 mol H2O(g)转化为1 mol H2O(l)放出44.0 kJ的热量。回答下列问题：(1)写出C完全燃烧的热化学方程式：_。(2)写出煤转化为水煤气的主要反应的热化学方程式：_。(3)现有H2或CO为燃料提供热能，你认为应该选择_(填写序号)：a.H2bCOc均可以。理由是_。(4)甲同学根据1 mol CO(g)和1 mol H2(g)完全燃烧放出的热量总和比1 mol C(s)完全燃烧放出的热量多，认为：“煤燃烧时加少量水，可以使煤燃烧放出更多的热量。”乙同学根据盖斯定律作出下列循环图：据此，乙同学认为：“将煤转化为水煤气再燃烧放出的热量与直接燃烧煤放出的热量一样，而将煤转化为水煤气会增加生产环节、增加消耗，因此，将煤转化为水煤气得不偿失。”请你对甲、乙两同学的观点的正确性进行评价并阐述你的理由：_。18(8分)(1)已知298 K时，1 mol C2H6在氧气中完全燃烧生成二氧化碳和液态水，放出热量1 558.3 kJ。写出该反应的热化学方程式：_。(2)利用该反应设计一个燃料电池，用氢氧化钾溶液作电解质溶液，用多孔石墨作电极，在电极上分别充入乙烷和氧气。写出负极的电极反应式：_。(3)有如图T8所示化学实验装置图，石墨棒上的电极反应式为_；如果起始时盛有1 000 mL pH5的硫酸铜溶液(25 )(CuSO4足量)，一段时间后溶液的pH变为1，若要使溶液恢复到起始浓度(忽略溶液体积的变化)，可向溶液中加入_(填物质名称)，其质量为_。图T819(14分)氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。图T9为电池示意图，该电池电极表面镀一层细小的铂粉，铂吸附气体的能力强，性质稳定，请回答：图T9(1)氢氧燃料电池的能量转化主要形式是_，在导线中电子流动方向为_(用a、b表示)。(2)负极反应式为_。(3)电极表面镀铂粉的原因为_。(4)该电池工作时，H2和O2连续由外部供给，电池可连续不断提供电能。因此，大量安全储氢是关键技术之一。金属锂是一种重要的储氢材料，吸氢和放氢原理如下：.2LiH22LiH.LiHH2O=LiOHH2反应中的还原剂是_，反应中的氧化剂是_。已知LiH固体密度为0.82 g/cm3。用锂吸收224 L(标准状况)H2，生成的LiH体积与被吸收的H2体积比为_。由生成的LiH与H2O作用，放出的H2用作电池燃料，若能量转化率为80%，则导线中通过电子的物质的量为_mol。20(12分)下表列出了3种燃煤烟气脱硫方法的原理。方法用氨水将SO2转化为NH4HSO3，再氧化成(NH4)2SO4 方法用生物质热解气(主要成分CO、CH4、H2)将SO2在高温下还原成单质硫方法用Na2SO3溶液吸收SO2，再经电解转化为H2SO4(1)方法中氨水吸收燃煤烟气中SO2的化学反应为：2NH3SO2H2O=(NH4)2SO3(NH4)2SO3SO2H2O=2NH4HSO3能提高燃煤烟气中SO2去除率的措施有_(填字母)。A增大氨水浓度B升高反应温度C使燃煤烟气与氨水充分接触D通入空气使HSO转化为SO采用方法脱硫，并不需要预先除去燃煤烟气中大量的CO2，原因是_(用离子方程式表示)。(2)方法中主要发生了下列反应：2CO(g)SO2(g)S(g)2CO2(g)H8.0 kJmol12H2(g)SO2(g)S(g)2H2O(g)H90.4 kJmol12CO(g)O2(g)2CO2(g)H566.0 kJmol12H2(g)O2(g)2H2O(g)H483.6 kJmol1S(g)与O2(g)反应生成SO2(g)的热化学方程式可表示为_。(3)方法中用惰性电极电解NaHSO3溶液的装置如图T10所示。阳极区放出气体的成分为_。(填化学式)参考答案特色专题训练1D解析 水分解生成氢气和氧气一定吸收能量，A项错；“水发电技术”的能量转换形式为：太阳能化学能电能，B项错；氢氧燃料电池中通H2的电极发生氧化反应，为电源负极，C项错，故正确答案为D。2D解析 正极放出气体不一定在标准状况下，故气体体积不一定是11.2 L ，D项错。3B解析 用铜电极电解氯化铜溶液，Cl不参与电极反应，A项错；C项为碳酸氢根离子的电离方程式；D项中H应为483.6 kJmol1，B项正确。4C解析 A、B项正确；由2NO2(g)N2O4(g)H0可知，正反应放热，逆反应吸热，升高温度，吸热反应的增速大于放热反应的增速，即正反应的增速小于逆反应的增速，C项错误；由C(s)O2(g)CO2 (g)H393.5 kJmol1和CO (g)O2(g)CO2(g)H283.0 kJmol1可得，C(g)O2(g)CO(g)H393.5 kJmol1(283.0 kJmol1)110.5 kJmol1，D项正确。5C解析 该原电池的总反应为ZnH2SO4ZnSO4H2，放电过程中消耗硫酸，故溶液pH增大。Zn失去电子发生氧化反应，作负极，溶液中的氢离子在铜棒上得到电子生成氢气，电子从锌棒沿着导线流向铜棒，而电流的方向正好和电子的流向相反。6C解析 镁原电池放电时，Mg为负极，失电子发生氧化反应，D项正确；Mo3S4为正极，得电子发生还原反应，B项正确，C项错误；电解质溶液中的阳离子向正极迁移，A项正确。7A解析 锌片和铜片插入番茄中用导线连接，形成原电池，锌片是负极，铜片是正极，发生还原反应；铜片和石墨棒插入番茄里构成的是电解池，与锌片连接的铜片作阴极，铜片上发生还原反应，与铜片连接的石墨棒是阳极。8A解析 保护地下钢管不受腐蚀应与直流电源负极相连或连接上比铁活泼的金属。9B解析 阴极：Cu22e=Cu，则0.025 mol，线路中流过0.025 mol20.05 mol电子；阳极： 2Cl2e=Cl2 0.05 mol 则V(Cl2)0.025 mol22.4 Lmol10.56 L，故选B。10B解析 由电池总反应知，乙醇被氧化成CO2，乙醇中碳元素的平均化合价为2价，反应后化合价升高6价，故1 mol乙醇被氧化转移12 mol电子，B项错误。11B解析 由题意可知：C2H4(g)3O2(g)2CO2(g)2H2O(l)H1 411.0 kJmol1，C2H5OH(l)3O2(g)2CO2(g)3H2O(l)；H1 366.8 kJmol1，将上述两个方程式相减得：C2H4(g)H2O(l)C2H5OH(l)H44.2 kJmol1。12A解析 电池负极发生氧化反应，电极反应为Cd2e2OHCd(OH)2，故负极周围的pH不断减小，A项错误；将电池正、负极电极反应式相加得电池的总反应式，B项正确；充电时，阴极电极反应为Cd(OH)22eCd2OH，故镉元素被还原，C项正确；充电时，镍镉电池的正极上发生的反应为2Ni(OH)22OH2e2NiOOH2H2O，属于氧化反应，作阳极，应与电源正极相连。13B解析 第一阶段Zn失电子，Cu2得电子。ZnCu2=Zn2Cu溶液质量增加 1 mol 64 g 1 g 0.03 mol 1.92 g 0.03 g第二阶段Cu失电子，Cu2得电子，m(Cu)7.68 g1.92 g5.76 g，n(Cu)0.09 mol，故 n(Cu)n(Zn)0.09 mol0.03 mol31。14D解析 当铁作阳极，电解水或酸溶液时可发生上述电极反应，即A、B、C项正确；当b为铁棒、a为碳棒、电解质溶液为酸溶液时，该装置为原电池，也能发生上述电极反应，故D项错误。15C解析 装置电解CuSO4，当导线上通过0.2 mol 电子时，溶液中产生n(H)0.2 mol，c(H)1 molL1，pH0。装置为铜锌原电池，当导线上通过0.2 mol 电子时，消耗n(H)0.2 mol，溶液中剩余n(H)0.04 mol，c(H)0.2 molL1，pHlg 0.21lg2。装置为电镀池，溶液pH接近7；装置电解食盐水，电解后溶液呈碱性，故溶液中的pH 由大到小的顺序是。16(1)铜钥匙表面有气泡生成，溶液由无色变成浅绿色，同时向铜钥匙一方倾斜(三处现象回答不完整或不全面酌情扣分)(2)继续保持平衡(或答成没有明显现象也可)(3)铜钥匙一方形成原电池，铁失去电子形成二价亚铁离子进入溶液，铜离子在铜钥匙处得到电子生成铜单质(4)铁钥匙一方铁置换出的金属铜附着在铁钥匙上，使质量增大17(1)C(s)O2(g)=CO2(g)H393.5 kJmol1(2)C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)H131.3 kJmol1(3)a等质量的H2完全燃烧放出的热量比CO多，且H2的燃烧产物为H2O，对环境无影响(或b生产H2的成本比生产CO的成本高或c综合考虑生产成本和热效应，且对CO燃烧产物CO2的回收利用，均可使用)(4)化学反应中能量守恒，等量的C完全燃烧放出的热量相等，甲同学观点不正确；煤转化为水煤气的主要目的是将煤转化为洁净燃料，减少原煤燃烧产生的污染，乙同学的观点不正确18(1)2C2H6(g)7O2(g)=4CO2(g)6H2O(l)H3 116.6 kJmol1(2)C2H618OH14e=2CO12H2O(3)4OH4e=2H2OO2氧化铜4 g(或碳酸铜6.2 g)解析 (2)因电解质为强碱性，故负极上的反应应是C2H6失电子被氧化为CO，同时生成水。(3)由图示电子流向可知石墨电极为阳极，铁电极为阴极，因此在阳极应是OH放电产生O2，故电极反应式为4OH4e2H2O O2；电解过程中产生n(H)0.1 mol，说明电解过程中电路中通过0.1 mol电子，因此在Fe上析出0.05 mol Cu，同时在石墨电极上放出0.025 mol O2，依据“物料守恒”知可加入4 g CuO或6.2 g CuCO3等来使电解质溶液复原。19(1)由化学能转化为电能由a到b(2)2H24OH4e=4H2O或H22OH2e=2H2O(3)增大电极单位面积吸附O2、H2的分子数，加快电极反应速率(4)LiH2O或8.610432解析 (1)原电池的实质为化学能转化成电能。总反应为2H2O22H2O，其中H2从零价升至1价，失去电子，即电子从a流向b。(2)负极为失去电子的一极，即H2失电子生成H，由于溶液是碱性的，故电极反应式中应加上OH。(3)铂粉的接触面积大，可以加快反应速率。(4).Li从零价升至1价，作还原剂。.H2O的H从1价降至H2中的零价，作氧化剂。由反应，当吸收10 mol H2时，则生成20 mol LiH，V103Lcm3192.68103L。V(LiH)V(H2)192.68103L224 L8.60104。20 mol LiH可生成20 mol H2，实际参加反应的H2为20 mol80%16 mol, 1 mol H2转化成1 mol H2O，转移2 mol电子，所以16 mol H2可转移32 mol的电子。20(1)ACHCOSO2=CO2HSO(2)S(g)O2(g)=SO2(g)H574.0 kJmol1(3)O2、SO2解析 (1)增大反应物浓度、加大吸收面积可以提高反应速率，因此提高氨水浓度可以提高SO2的吸收速率，也就间接提高了SO2的除去率，选A、C；提高温度会增大NH3及SO2的挥发，从而降低了SO2的吸收率，B不选；通入空气降低了SO2浓度，反应速率减小，吸收效率降低，D不选。(2)根据盖斯定律，S(s)O2(g)SO2(g)由“反应反应”(或反应反应)而来，所以H566.0 kJmol18.0 kJmol1574.0 kJmol1或H483.6 kJmol190.4 kJmol1574.0 kJmol1。(3)阴极区H放电生成H2，使HSO转化为SO；阳极是OH失电子生成O2，过剩H；阴离子交换膜使SO(或HSO)移向阳极，在阳极区与H反应生成SO2气体。