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单元质检卷(六)化学反应与能量(时间:45分钟满分:100分)一、选择题(本题共10小题,每小题7分,共70分。每小题只有一个选项符合题目要求)1.(2019黑龙江鹤岗第一中学高三月考)已知反应A+BC+D的能量变化如图所示(E1、E2均为正值),下列说法正确的是()A.破坏反应物中的化学键所吸收的能量小于形成生成物中化学键所放出的能量B.该反应只有在加热条件下才能进行C.A和B的总能量一定高于C和D的总能量D.该反应吸收的能量为(E1-E2)2.(2018河南安阳第一次模拟)为了减少钢管因锈蚀而造成的损失,某城市拟用如图方法保护埋在酸性土壤中的钢管。下列有关说法错误的是()A.在潮湿的酸性土壤中钢管主要发生析氢腐蚀B.在潮湿的酸性土壤中金属棒M将电子通过导线流向钢管C.在潮湿的酸性土壤中H+向金属棒M移动,抑制H+与铁的反应D.金属棒M与钢管用导线连接后可使钢管表面的腐蚀电流接近于零3.(2018安徽马鞍山第二次教学质量监测)美国麻省理工学院的唐纳德撒多维教授领导的小组研制出一种镁-锑液态金属储能电池。该电池的工作温度为700摄氏度,其工作原理如图所示:该电池所用液体密度不同,在重力作用下分为三层,充放电时中间层熔融盐的组成及浓度不变。下列说法正确的是()A.该电池放电时,正极反应式为Mg2+-2e-MgB.该电池放电时,Mg(液)层生成MgCl2,质量变大C.该电池充电时,Mg-Sb(液)层中Mg发生氧化反应D.该电池充电时,熔融盐中的Cl-进入Mg-Sb(液)层4.(2018河南中原名校第五次联考)已知:1 mol晶体硅中含有2 mol SiSi键。Si(s)+O2(g)SiO2(s)H,其反应过程与能量变化如图所示。几种化学键断裂所需的能量如下,化学键SiOOOSiSi断开1 mol共价键所需能量/kJ460500176下列说法正确的是()A.晶体硅光伏发电是将化学能转化为电能的B.二氧化硅稳定性小于硅的稳定性C.H=-988 kJmol-1D.H=a-c5.实验发现,在FeCl3酸性溶液中加入少量锌粉后,Fe3+立即被还原成Fe2+。某化学兴趣小组根据该实验事实设计了如图所示的原电池装置。下列有关说法中正确的是()A.该原电池的正极反应是:Zn-2e-Zn2+B.Pt电极表面生成大量气泡C.生成的Fe2+通过盐桥可以和锌直接反应生成FeD.左烧杯中溶液的红色逐渐褪去6.(2018河南郑州一中测试)电解尿素CO(NH2)2的碱性溶液可以制取氢气,其装置如下图所示(电解池中隔膜仅阻止气体通过,阴、阳极均为惰性电极)。下列有关说法中不正确的是()A.电解过程中b极附近溶液碱性明显增强B.溶液中的OH-逐渐向a极区附近移动C.若在b极产生标准状况下224 mL氢气,则消耗尿素2 gD.a极反应式为CO(NH2)2+8OH-6e-CO32-+N2+6H2O7.(2018河南郑州一中月考)用石墨作电极电解溶有物质的量之比为31的NaCl和H2SO4的水溶液。根据反应产物,电解可明显分为三个阶段,下列叙述不正确的是()A.电解的最后阶段为电解水B.阳极先逸出氯气后逸出氧气C.阴极逸出氢气D.电解过程中溶液的pH不断增大,最后pH为78.用固体氧化物作为电解质的氢氧燃料电池电解Na2SO4溶液,已知固体氧化物在高温下允许氧离子(O2-)在其间通过,其工作原理如图所示(c、d均为惰性电极)。下列有关说法正确的是()A.电路中电子流向为adcbB.电极b为负极,电极反应式为O2+4e-2O2-C.电解后烧杯中溶液pH增大D.理论上b极消耗气体和c极生成气体质量相等9.(2018山东潍坊一模)一种新型可逆电池的工作原理如图所示。放电时总反应为Al+3Cn(AlCl4)+4AlCl4-4Al2Cl7-+3Cn(Cn表示石墨)。下列说法正确的是()A.放电时负极反应为2Al-6e-+7Cl-Al2Cl7-B.放电时AlCl4-移向正极C.充电时阳极反应为AlCl4-e-+CnCn(AlCl4)D.电路中每转移3 mol电子,最多有1 mol Cn(AlCl4)被还原10.(2018河南师大附中测试)双级膜电渗析解离NaCl溶液制备酸碱的原理如图所示,为提高海水淡化的附加值提供了新的技术途径。已知BP为双级膜,A、C阴阳膜界面可以解离H+和OH-,下列说法正确的是()A.根据Na+的移动方向可知,C为阴离子交换膜B.当电路中通过1 mol电子的电量时,会有1 mol H2生成C.阳极发生的电极反应为4OH-+4e-O2+2H2OD.该方法在淡化海水时可以得到H2、O2、NaOH、HCl等物质二、非选择题(本题共2小题,共30分)11.(15分)课题式研究性学习是培养学生创造性思维的良好方法。某研究性学习小组利用下列装置进行实验,D、F、X、Y都是铂电极, C、E是铁电极。将电源接通后,向乙中滴入酚酞溶液,在F极附近显红色。试回答下列问题:(1)电源B极的名称是。(2)甲装置中电解反应的总化学方程式为。(3)设电解质溶液过量,则同一时间内C、D电极上参加反应的单质或生成的单质的物质的量之比是。(4)欲用丙装置将粗铜(含少量铁、锌等杂质)精炼,G极材料应该是(填“粗铜”或“精铜”),电解质溶液中原电解质的物质的量浓度将(填“变大”“变小”或“不变”)。(5)设甲池中溶液的体积在电解前后都是500 mL,当乙池所产生气体的体积为4.48 L(标准状况)时,甲池中所生成物质的物质的量浓度为molL-1。12.(15分)能源的开发利用与人类社会的可持续发展息息相关。(1)用于发射“天宫一号”的长征二号火箭的燃料是液态偏二甲肼(CH3)2NNH2,氧化剂是液态四氧化二氮。二者在反应过程中放出大量能量,同时生成无毒、无污染的气体。已知室温下,1 g燃料完全燃烧释放出的能量为42.5 kJ,请写出该反应的热化学方程式。(2)依据原电池构成原理,下列化学反应在理论上可以设计成原电池的是(填序号)。你选择的理由是。A.C(s)+CO2(g)2CO(g)B.NaOH(aq)+HCl(aq)NaCl(aq)+H2O(l)C.2CO(g)+O2(g)2CO2(g)D.2H2O(l)2H2(g)+O2(g)(3)若以熔融的K2CO3与CO2为反应的环境,依据所选反应设计成一个原电池,请写出该原电池的负极反应:。(4)工业上常采用如图所示电解装置,利用铁的化合物将气态废弃物中的硫化氢转化为可利用的硫。通电电解,然后通入H2S时发生反应的离子方程式为2Fe(CN)63-+2CO32-+H2S2Fe(CN)64-+2HCO3-+S。电解时,阳极的电极反应式为;电解过程中阴极区溶液的pH(填“变大”“变小”或“不变”)。单元质检卷(六)化学反应与能量1.D根据图像,反应物能量低于生成物,说明该反应是吸热反应,所以破坏反应物中的化学键所吸收的能量大于形成生成物中化学键所放出的能量,故A项错误;某些吸热反应不需要加热也可以发生,如氢氧化钡晶体和铵盐发生的吸热反应,故B项错误;根据A的分析可知,该反应是吸热反应,反应物能量低于生成物能量,故C项错误;H=断键吸收的能量-成键放出的能量=E1-E2,故D项正确。2.C在潮湿的酸性土壤中,铁和酸发生反应而加速被腐蚀,A项正确;在潮湿的酸性土壤中金属棒M可保护钢管,故M作负极,电子由负极通过导线流向正极钢管,B项正确;在潮湿的酸性土壤中H+向正极钢管移动,H+在正极得电子产生氢气,C项错误;金属棒M与钢管用导线连接后保护埋在酸性土壤中的钢管,可使钢管表面的腐蚀电流接近于零,D项正确。3.C由图中电子的流向可知,Mg为负极。因为是储能电池,所以该电池可以放电也可以充电。放电时镁被氧化为Mg2+,所以充电时,Mg2+被还原为镁。该电池放电时,正极反应式为Mg2+2e-Mg,A项错误;该电池放电时,Mg(液)层生成Mg2+进入熔融盐中,质量变小,B项错误;该电池充电时,Mg-Sb(液)层中Mg发生氧化反应,C项正确;根据题意,该电池充电时,熔融盐中的Cl-不会进入Mg-Sb(液)层,而是Mg2+进入熔融盐中,D项错误。4.C晶体硅光伏发电是将太阳能转化为电能,A项错误;根据化学键的键能判断,断裂1 mol二氧化硅需要的能量为4460 kJ=1 840 kJ,断裂1 mol晶体硅需要的能量为2176 kJ=352 kJ,故二氧化硅的稳定性大于硅的稳定性,B项错误;Si(s)+O2(g)SiO2(s)H=(1762+500-4604) kJmol-1=-988 kJmol-1,C项正确;根据图中信息可知,H=-c,D项错误。5.D该原电池的正极反应是Fe3+e-Fe2+,负极反应为Zn-2e-Zn2+,故A项错误;该原电池反应为Zn+2FeCl32FeCl2+ZnCl2,该反应不生成气体,故B项错误;原电池中阳离子移向正极,则生成的Fe2+在左边的烧杯中,故C项错误;左边烧杯中的电极反应为Fe3+e-Fe2+,则左烧杯中溶液的红色逐渐褪去,故D项正确。6.C该电池反应时,氮元素化合价由-3价变为0价,氢元素化合价由+1价变为0价,则氮元素被氧化,氢元素被还原,所以生成氮气的电极a是阳极,生成氢气的电极b是阴极。阳极反应式为CO(NH2)2+8OH-6e-CO32-+N2+6H2O,阴极反应式为6H2O+6e-3H2+6OH-。b是阴极,由电极反应可知阴极产生OH-,b极附近溶液的碱性明显增强,故A项正确;电解时,电解质溶液中阴离子向阳极移动,根据A知,a是阳极,所以氢氧根离子向a极移动,故B项正确;阴极b上水得电子生成氢气和氢氧根离子,电极反应式为2H2O+2e-H2+2OH-,标准状况下224 mL H2的物质的量为0.01 mol,转移电子0.02 mol,根据电极反应式CO(NH2)2+8OH-6e-CO32-+N2+6H2O,可知消耗尿素0.2 g,故C项错误;a极反应式为CO(NH2)2+8OH-6e-CO32-+N2+6H2O,D项正确。7.D根据离子放电顺序可知,电解题给混合溶液时,在阳极离子放电的先后顺序为Cl-、OH-、SO42-,在阴极,离子放电的先后顺序为H+、Na+,所以整个电解过程分三个阶段:电解HCl溶液、电解NaCl溶液、电解H2O,最后溶液呈碱性,D项错误。8.D在溶液中没有电子的流动,只有离子的流动,A项错误;通入O2的一极(电极b)为电池的正极,发生还原反应,B项错误;用惰性电极电解Na2SO4溶液实质上是电解水,溶液的pH不变,C项错误;c极生成O2,根据得失电子守恒可知D项正确。9.C根据总反应方程式可知Al失电子发生氧化反应,为电池的负极,石墨电极的Cn(AlCl4)中存在氯原子,放电发生还原反应,作电池的正极。熔融盐中Cl-是以AlCl4-形式存在,放电时负极反应式为Al-3e-+7AlCl4-4Al2Cl7-,A项错误;放电时,带负电的阴离子AlCl4-向负极移动,B项错误;放电时石墨电极反应式为:Cn(AlCl4)+e-AlCl4-+Cn,充电时石墨电极为阳极发生氧化反应生成Cn(AlCl4):AlCl4-e-+Cn=Cn(AlCl4),则电路中通过3 mol电子,最多有3 mol Cn(AlCl4)被还原,C项正确、D项错误。10.D根据Na+的移动方向可知,C为阳离子交换膜,A项错误;当电路中通过1 mol电子的电量时,会有0.5 mol H2生成,B项错误;阳极发生的电极反应为4OH-4e-O2+2H2O,C项错误;由题意及图示可知,该方法在淡化海水时,阳极上氢氧根离子放电生成氧气,阴极上是氢离子放电生成氢气,在BP膜和A膜之间可以得到盐酸,在BP膜和C膜之间可以得到氢氧化钠溶液,D项正确。11.答案 (1)负极(2)CuSO4+FeCu+FeSO4(3)11(4)粗铜变小(5)0.4解析 (1)根据题意知将电源接通后,向乙中滴入酚酞溶液,在F极附近显红色,说明溶液呈碱性,则F为电解池的阴极,则电源B极的名称是负极。(2)甲装置是以铁为阳极、以铂为阴极电解硫酸铜溶液,电解反应的总化学方程式为CuSO4+FeCu+FeSO4。(3)根据(2)的反应方程式知同一时间内C极上参加反应的铁的物质的量与D电极上生成铜单质的物质的量相同,则物质的量之比是11。(4)欲用丙装置将粗铜(含少量铁、锌等杂质)精炼,粗铜作阳极,精铜作阴极,G极材料应该是粗铜,阳极上铜和铁、锌等金属失电子生成金属阳离子进入电解质溶液,阴极上铜离子得电子生成铜单质,根据电子守恒知电解质溶液中原电解质的物质的量浓度将变小。(5)乙池中E为阳极,电极反应为Fe-2e-Fe2+,F为阴极,电极反应为2H+2e-H2,当乙池所产生氢气的体积为4.48 L(标准状况)时,其物质的量为0.2 mol,所以乙池转移电子为0.4 mol,甲池中阳极是铁失电子生成亚铁离子,则生成硫酸亚铁的浓度为0.2mol0.5 L=0.4 molL-1。12.答案 (1)C2H8N2(l)+2N2O4(l)2CO2(g)+3N2(g)+4H2O(l)H=-2 550 kJmol-1(2)C该反应为氧化还原反应且放热反应(3)CO-2e-+CO32-2CO2(4)Fe(CN)64-e-Fe(CN)63-变大解析 (1)1 g燃料完全燃烧释放出的能量为42.5 kJ,则1 mol偏二甲肼完全燃烧释放出的能量为42.5 kJ60=2 550 kJ,该反应的热化学方程式为C2H8N2(l)+2N2O4(l)2CO2(g)+3N2(g)+4H2O(l)H=-2 550 kJmol-1。(2)C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)为氧化还原反应,但该反应为吸热反应,不能设计为原电池,故A项错误;NaOH(aq)+HCl(aq)NaCl(aq)+H2O(l)不属于氧化还原反应,不能设计为原电池,故B项错误;2CO(g)+O2(g)2CO2(g)为放热反应,且为氧化还原反应,故可以设计成原电池,故C项正确;2H2O(l)2H2(g)+O2(g)为吸热反应,不能设计成原电池,故D项错误。(3)若为一氧化碳燃料电池,在熔融的K2CO3与CO2为反应的环境中,传导离子为碳酸根离子,负极是一氧化碳失电子生成二氧化碳,则电极反应为CO-2e-+CO32-2CO2。(4)电解时,阳极的电极反应式为Fe(CN)64-e-Fe(CN)63-,电解时阴极反应式为2HCO3-+2e-H2+2CO32-,由于CO32-的水解程度大于HCO3-,所以溶液碱性增强,则pH变大。
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