2019版高考化学一轮复习 单元检测（四）化学反应与能量转化.doc

单元检测(四)化学反应与能量转化(时间：40分钟满分：100分)可能用到的相对原子质量：H1C12N14O16Na23S32Cl35.5Fe56Cu64Pb207一、选择题(本大题共7小题，每小题6分，共42分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求。)1用CH4催化还原NO2可以消除氮氧化物的污染。例如：CH4(g)4NO2(g)=4NO(g)CO2(g)2H2O(g)H574 kJmol1CH4(g)4NO(g)=2N2(g)CO2(g)2H2O(g)H1160 kJmol1下列说法不正确的是()。A由反应可知CH4(g)4NO2(g)=4NO(g)CO2(g)2H2O(l)H574 kJmol1B反应转移的电子数相同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物质的量为1.60 mol2(2018届北京丰台期末)常温常压时烯烃与氢气混合不反应，高温时反应很慢，但在适当的催化剂存在时可与氢气反应生成烷烃，一般认为加氢反应是在催化剂表面进行的。反应过程的示意图如下： 乙烯氢化反应能量示意图 烯烃催化加氢示意图下列说法中正确的是()。A乙烯和H2生成乙烷的反应是吸热反应B加入催化剂，可减小反应的热效应C催化剂能改变平衡转化率，不能改变化学平衡常数D催化加氢过程中金属氢化物的一个氢原子和双键碳原子先结合，得到中间体3干电池模拟实验装置如图。下列说法不正确的是()。A锌皮作负极，碳棒作正极B电子从锌皮流向碳棒，电流方向则相反CNH4Cl是电解质，在锌片逐渐消耗过程中MnO2不断被氧化D该电池是一次性电池，该废旧电池中锌可回收4(2018届四川广元一诊)锌铜原电池装置如图所示，其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，下列有关叙述正确的是()。A锌电极上发生还原反应B电池工作一段时间后，甲池的 c(SO)不变C电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量减少D阴阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动，保持溶液中电荷平衡5(2017届四川德阳三诊)铅蓄电池是常见的二次电池，某学生用铅蓄电池进行下列实验，如下图所示。铅蓄电池的工作原理为PbPbO22H2SO42PbSO42H2O。下列判断错误的是()。A铅蓄电池的结构中栅状极板应交替排列B铅蓄电池放电时Pb电极的电极反应为Pb2e=Pb2CK闭合时，烧杯中SO向c电极迁移DK闭合后，若c、d电极的质量相差3.2 g，则转移的电子可能为0.2 mol6(2018届河北石家庄辛集中学期中)我国发射“神五”所用的长征二号火箭的主要燃料是偏二甲肼(C2H8N2)，氧化剂是NO2，燃烧产物只有N2、CO2和H2O。有的国家用肼(N2H4)作为火箭发动机的燃料，NO2为氧化剂，反应生成N2和水蒸气。已知：N2(g)2O2(g)=2NO2(g)H67.7 kJ mol1，N2H4(g)O2(g)=N2(g)2H2O(g)H534 kJ mol1。下列关于肼和NO2反应的热化学方程式中正确的是()。A2N2H4(g)2NO2(g)=3N2(g)4H2O(l)H1135.7 kJmol1B2N2H4(g)2NO2(g)=2N2(g)4H2O(g)H1135.7 kJmol1CN2H4(g)NO2(g)=N2(g)2H2O(g)H1135.7 kJmol1D2N2H4(g)2NO2(g)=3N2(g)4H2O(g)H1135.7 kJmol17(2018届河北武邑中学调研)某小组用下图装置进行实验，下列说法正确的是()。A盐桥中的电解质可以用KClB闭合K，外电路电流方向为Fe电极石墨电极C闭合K，石墨电极上只生成铜D导线中流过0.15 mol电子时，加入5.55 g Cu2(OH)2CO3，CuSO4溶液可恢复原组成二、非选择题(本大题共4小题，共58分。按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案必须明确写出数值和单位。)8(14分)人类活动产生的CO2长期积累，威胁到生态环境，其减排问题受到全世界关注。(1)工业上常用高浓度的K2CO3 溶液吸收CO2，得溶液X，再利用电解法使K2CO3 溶液再生，其装置示意图如下：在阳极区发生的反应包括_和HHCO=H2OCO2。简述CO在阴极区再生的原理：_。(2)再生装置中产生的CO2和H2在一定条件下反应生成甲醇等产物，工业上利用该反应合成甲醇。已知25 、101 kPa下：H2(g)O2(g)=H2O(g)H1242 kJmol1CH3OH(g)O2(g)=CO2(g)2H2O(g)H2676 kJmol1写出CO2和H2生成气态甲醇等产物的热化学方程式：_。下面表示合成甲醇的反应的能量变化示意图，其中正确的是_(填字母序号)。 A B C D(3)微生物燃料电池是一种利用微生物将化学能直接转化成电能的装置。已知某种甲醇微生物燃料电池中，电解质溶液为酸性，示意图如下：该电池外电路电子的流动方向为_(填“从A到B”或“从B到A”)。A电极附近甲醇发生的电极反应式为_。9(14分)氯碱工业中电解饱和食盐水的原理示意图如下图所示：(1)溶液A的溶质是_。(2)电解饱和食盐水的离子方程式是_。(3)电解时用盐酸控制阳极区溶液的pH在23，用化学平衡移动原理解释盐酸的作用：_。(4)电解所用的盐水需精制，去除有影响的Ca2、Mg2、NH、SOc(SO)c(Ca2)。精制流程如下(淡盐水和溶液A来自电解池)：盐泥a除泥沙外，还含有的物质是_；过程中将NH转化为N2的离子方程式是_；BaSO4的溶解度比BaCO3的小，过程中除去的离子有_。10(15分)第三代混合动力车，可以用电动机、内燃机或二者结合推动车轮。汽车上坡或加速时，电动机提供推动力，降低了汽油的消耗；在刹车和下坡时电动机处于充电状态。(1)混合动力车的内燃机以汽油为燃料，汽油(以辛烷C8H18计)和氧气充分反应，每生成1 mol水蒸气放热569.1 kJ。则该反应的热化学方程式为_。(2)混合动力车的电动机目前一般使用的是镍氢电池，镍氢电池采用镍的化合物为正极，储氢金属(以M表示)为负极，碱液(主要为KOH)为电解液。镍氢电池充放电原理示意图如下图：其总反应式是：H22NiOOH2Ni(OH)2。根据所给信息判断，混合动力车上坡或加速时，乙电极周围溶液的pH将_(填“增大”“不变”或“减小”)，该电极的电极反应式为_。(1) 汽车尾气中的一氧化碳是大气污染物，可通过如下反应降低其浓度：CO(g)O2(g)CO2(g)。某温度下，在两个容器中进行上述反应，容器中各物质的起始浓度及正逆反应速率关系如下表所示。请填写表中的空格：容器编号v(正)和v(逆)比较2.01044.01044.0102v(正)v(逆)3.01044.01045.0102_相同温度下，某汽车尾气中CO、CO2的浓度分别为1.0105 molL1和1.0104 molL1。若在汽车的排气管上增加一个补燃器，不断补充O2并使其浓度保持为1.0104 molL1，则最终尾气中CO的浓度为_molL1。11(15分) (1)一种以铜作催化剂脱硫的方法有如下两个过程：在铜的作用下完成工业尾气中SO2的部分催化氧化，所发生反应为2SO22nCu(n1)O2(22n)H2O=2nCuSO4(22n) H2SO4。从环境保护的角度看，催化脱硫的意义为_。利用下图所示电化学装置吸收另一部分SO2，并完成Cu的再生。写出装置内所发生反应的总的离子方程式：_。(2)如图所示，A为电源，B为浸透饱和食盐水和酚酞溶液的滤纸，滤纸中央滴有一滴KMnO4溶液，C、D为电解槽，其电极材料如下图。 闭合K1，断开K2，通电后，B的KMnO4紫红色液滴向c端移动，则电源b端为_极，通电开始时，滤纸d端的电极反应式是_。已知C装置中电解质为Cu(NO3)2和X(NO3)3，且均为0.1 mol，断开K1，闭合K2，通电一段时间后，阴极析出固体质量m(g)与通过电子的物质的量n(mol)关系如上图所示。则Cu2、X3、H氧化能力由大到小的顺序是_；D装置中溶液是H2SO4，则此装置电极C端的实验现象是_。(3)NO2、O2和熔融NaNO3可制作燃料电池，其原理如下图所示。该电池在使用过程中石墨电极上生成氧化物Y，其电极反应式为_。若该燃料电池使用一段时间后，共收集到20 mol Y，则理论上需要消耗标准状况下氧气的体积为_L。(4)某甲醇燃料电池原理如图1所示。 图1 图2M区发生反应的电极反应式为_。用上述电池做电源，用图2装置电解饱和食盐水(电极均为惰性电极)，则该电解的总反应离子方程式为_。假设溶液体积为300 mL，当溶液的pH变为13时(在常温下测定)，理论上消耗甲醇的质量为_(忽略溶液体积变化)。单元检测(四)1A解析：根据反应可知，当生成液态水时，由于气体转化为液体时放热，所以生成液态水放出的热量更多，放热越多，焓变越小，A错误。2D解析：A项，根据图示，反应物的总能量高于产物的总能量，所以该反应是放热反应，故A错误；B项，催化剂只会加快反应速率，不会引起反应热的变化，反应的热效应不变，故B错误；C项，催化剂只会加快反应速率，不能改变平衡转化率，不能改变化学反应的平衡常数，故C错误；D项，根据化学反应的示意图可以得出：催化加氢过程中金属氢化物的一个氢原子和双键碳原子先结合，得到中间体，故D正确。3C解析：以糊状NH4Cl作电解质，其中加入MnO2氧化吸收H2，C项错误。4B解析：A项，由装置图可知该原电池反应原理为ZnCu2=Zn2Cu，故Zn电极为负极，失电子发生氧化反应，Cu电极为正极，得电子发生还原反应，A错误；B项，该装置中为阳离子交换膜，只允许阳离子和水分子通过，故两池中c(SO)不变，B正确；C项，放电过程中溶液中Zn2由甲池通过阳离子交换膜进入乙池，乙池中Cu22e=Cu，故乙池中为Cu2逐渐由Zn2替代，摩尔质量M(Zn2)M(Cu2)，故乙池溶液的总质量增加，C错误；D项，该装置中为阳离子交换膜，只允许阳离子和水分子通过，放电过程中溶液中Zn2由甲池通过阳离子交换膜进入乙池保持溶液中电荷平衡，阴离子并不通过交换膜，D错误。5B解析：A项，铅蓄电池的结构中栅状极板应交替排列，以增大与溶液的接触面积，故A正确；B项，铅蓄电池放电时Pb电极的电极反应为PbSO2e=PbSO4，故B错误；C项，电解池中阴离子向阳极移动，K闭合时，烧杯中SO向阳极c电极迁移，故C正确；D项，根据电池反应2PbSO42H2OPbPbO22H2SO4，K闭合后，若c、d电极的质量相差3.2 g，消耗的H2SO4为0.2 mol，电路中转移0.2 mol电子，故D正确。6D解析：将方程式2得2N2H4(g)2NO2(g)=3N2(g)4H2O(g)H2(534 kJmol1)(67.7 kJmol1)1135.7 kJmol1，故选D。7D解析：A项，由于KCl能和AgNO3反应产生沉淀，因此盐桥中的电解质不能用KCl，A错误；B项，闭合K，铁比银活泼，作负极，与铁相连的石墨为阴极，外电路电子方向为Fe电极石墨电极，B错误；C项，闭合K，铁比银活泼，作负极，与铁相连的石墨为阴极，溶液中的铜离子首先放电，Cu22e=Cu，析出Cu，后发生2H2e=H2，所以生成物不只有铜，C错误；D项，CuSO4溶液中n(Cu2)0.05 mol，完全反应时转移电子数为0.1 mol，导线中流过0.15 mol e说明水也参与了电解，电解CuSO4的总反应为2Cu22H2O2CuO24H，溶液中减少的是2Cu和O2(相当于2CuO)，需要补充0.05 mol CuO，电解水的总反应2H2O2H2O2，转移电子数为0.05 mol，因此消耗0.025 mol的H2O，Cu2(OH)2CO3可写为2CuOH2OCO2，所以加入0.025 mol222 gmol15.55 g Cu2(OH)2CO3，CuSO4溶液可恢复原组成，D正确。8(1)4OH4e=2H2OO2HCO存在电离平衡：HCOHCO，阴极H放电，浓度减小，平衡右移(或阴极H放电，OH浓度增大，OH与HCO反应生成CO)(2)CO2(g)3H2(g)=CH3OH(g)H2O(g)H50 kJmol1A(3)从A到BCH3OHH2O6e=6HCO2解析：(2)H2(g)O2(g)=H2O(g)H1242 kJmol1，CH3OH(g)O2(g)=CO2(g)2H2O(g)H2676 kJmol1，将方程式3得CO2(g)3H2(g)=CH3OH(g)H2O(g)H3(242 kJmol1)(676 kJmol1)50 kJmol1；该反应是放热反应，反应物总能量大于生成物总能量，物质越稳定，其能量越小，所以液态物质的能量小于气态物质，则符合条件的图象是A。(3)该燃料电池中，甲醇失电子发生氧化反应，所以A极是负极，B极是正极，电子从负极A流向正极B。A电极上甲醇和水反应生成H和二氧化碳，电极反应式为CH3OHH2O6e=6HCO2。9(1)NaOH(2)2Cl2H2O2OHH2Cl2(3)氯气与水反应：Cl2H2OHClHClO，增大HCl的浓度可使平衡逆向移动，减少氯气在水中的溶解，有利于氯气的逸出(4)Mg(OH)22NH3Cl28OH=8H2O6ClN2SO、Ca210(1)C8H18(l)O2(g)=8CO2(g)9H2O(g)H5121.9 kJmol1(2)增大NiOOHH2Oe=Ni(OH)2OH(3)v(正)v(逆)1.1106解析：(3)该温度下的容器内v(正)v(逆)，达到化学平衡状态，化学平衡常数K1104。在容器内Qc 104v(逆)。假设在反应的过程中转化CO的浓度x molL1，则达到平衡时CO的浓度为(1.0105x)molL1，CO2的浓度为(1.0104x)molL1，O2的浓度为1.0104molL1，在相同的温度下，化学平衡常数保持不变，则104，解得x8.9106 molL1，达到平衡时CO的浓度为1.0105 molL18.9106 molL11.1106 molL1。11(1)减少酸雨的发生SO22H2OCu2=4HSOCu(2)负2H2e=H2Cu2HX3开始有无色无味气体生成，后来有红色物质生成(3)NO2NOe=N2O5224(4)CH3OH6eH2O=CO26H2Cl2H2OH2Cl22OH0.16 g解析：(3)石墨电极上通入NO2，为负极，发生的电极反应为NO2NOe=N2O5；根据电池总反应4NO2O2=2N2O5，收集到20 mol N2O5需消耗O2为10 mol，标准状况下体积为224 L。(4)通过质子的移动方向知电极M是负极，发生氧化反应：CH3OH6eH2O=CO26H；电解饱和食盐水的离子方程式：2Cl2H2OH2Cl22OH；溶液体积为300 mL，当溶液的pH变为13时(在常温下测定)，转移电子物质的量是0.1 molL10.3 L0.03 mol，理论上消耗甲醇的质量为0.03 mol32 gmol10.16 g。