2020-2021学年高中化学每课一练：第1章-化学反应与能量-章末测试(人教版选修4).docx

(时间：90分钟，满分100分)
一、选择题(本题包括6小题，每小题3分，共48分)
1．下列与化学反应能量变化相关的叙述正确的是 (　　)
A．生成物总能量肯定低于反应物总能量
B．放热反应的反应速率总是大于吸热反应的反应速率
C．应用盖斯定律，可计算某些难以直接测量的反应焓变
D．同温同压下，H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH不同
解析：放热反应的特点是生成物总能量低于反应物总能量，吸热反应的特点是生成物总能量高于反应物总能量，A选项错误；反应速率受反应物本身的性质、压强、温度、浓度、催化剂等因素影响，与反应放热或吸热无直接关系，B选项错误；盖斯定律表明：焓变与反应过程无关，只与反应始态和终态有关，C选项正确；同一反应的ΔH不因反应条件的转变而转变，D选项错误。
答案：C
2．18 g焦炭不完全燃烧生成CO和CO2，所得混合气体中CO占1/3体积，CO2占2/3体积，已知：2C(s)＋O2(g)===2CO(g)；ΔH＝－Q1、2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)；ΔH＝－Q2(Q的单位为kJ/mol)，则与这些焦炭完全燃烧相比，损失的热量(kJ)是 (　　)
A.Q2 B.Q2
C.(Q1＋Q2) D.Q1
解析：n(C)＝1.5 mol，不完全燃烧生成的混合气体中，n(CO)＝1.5 mol×＝0.5 mol，与炭完全燃烧相比，损失的热量即为0.5 mol CO燃烧生成CO2放出的热量0.5 mol×＝ kJ。
答案：A
3．(2010·福建高考)铅蓄电池的工作原理为：Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O，研读下图，下列推断不正确的是 (　　)

A．K闭合时，d电极反应式：PbSO4＋2H2O－2e－===PbO2＋4H＋＋SO
B．当电路中转移0.2 mol电子时，Ⅰ中消耗的H2SO4为0.2 mol
C．K闭合时，Ⅱ中SO向c电极迁移
D．K闭合一段时间后，Ⅱ可单独作为原电池，d电极为正极
解析：本题考查铅蓄电池，意在考查考生对电池的充电和放电过程所涉及的化学原理进行分析的力量。依据图示，Ⅰ为原电池，a为正极，b为负极，Ⅱ为电解池，c为阴极，d为阳极．K闭合时，d为阳极，发生氧化反应：PbSO4－2e－＋2H2O===PbO2＋4H＋＋SO，A项正确，依据铅蓄电池的总反应知该反应中转移电子数为2e－，则电路中转移0.2 mol电子时，Ⅰ中消耗0.2 mol H2SO4，B项正确；K闭合时，Ⅱ中SO向阳极(d极)迁移，C项错误；K闭合一段时间后，c电极析出Pb，d电极析出PbO2，电解质溶液为H2SO4，此时可以形成铅蓄电池，d电极作正极，D项正确．
答案：C
4．下列叙述正确的是 (　　)
①锌跟足量稀硫酸反应时，加入少量硫酸铜溶液能加快反应速率且不影响产气量
②镀层破损后，白铁(镀锌的铁)比马口铁(镀锡的铁)更易腐蚀
③电镀时，应把镀件置于电解槽的阴极
④冶炼铝时，可以电解熔融态的AlCl3
⑤钢铁表面常易锈蚀生成Fe2O3·nH2O
A．①②③④⑤ B．①③④⑤
C．③⑤ D．②④
解析：①由于锌置换出铜后，构成原电池，反应加快，但消耗一部分锌，产气量削减；②金属的活动性锌>铁>锡，故白铁比马口铁耐腐蚀；④AlCl3是共价化合物，熔融时不导电，无法电解，工业上是电解熔融的氧化铝来制金属铝。
答案：C
5．[双选题]下图所示能够组成原电池，并且能产生明显电流的是 (　　)

解析：首先依据构成原电池的条件，B、C、D能形成原电池，但D无明显的电流产生。
答案：BC
6．下列关于原电池和电解池的说法，不正确的是 (　　)
A．燃料电池的优点是能量转化率很高，反应物不必全部贮存在电池内
B．电解质为KOH，氢气和氧气构成的燃料电池在放电过程中KOH溶液的浓度不变
C．电池充电时，原电池的正极变成了电解池的阳极
D．钢铁发生吸氧腐蚀时，正极反应为O2＋4e－＋2H2O===4OH－
解析：燃料电池能将化学能全部转化为电能，两极反应物可在电池工作时再充入，故A对；由于氢氧燃料电池反应后生成水，故KOH浓度减小，B错；充电时与电源的正极相连的是电解池的阳极，C正确；吸氧腐蚀正极是氧气得电子，反应为O2＋4e－＋2H2O===4OH－，D正确。
答案：B
7．(2011·上海高考，有改动)依据碘与氢气反应的热化学方程式(ⅰ)I2(g)＋H2(g)2HI(g)　ΔH＝－9.48 kJ·mol－1　(ⅱ)I2(s)＋H2(g) 2HI(g)　ΔH＝＋26.48 kJ·mol－1
下列推断正确的是 (　　)
A．254 g I2(g)中通入2 g H2(g)，反应放热9.48 kJ
B．1 mol 固态碘与1 mol气态碘所含的能量相差17.00 kJ
C．反应(ⅰ)的产物比反应(ⅱ)的产物稳定
D．反应(ⅱ)的反应物总能量比反应(ⅰ)的反应物总能量低
解析：反应是可逆反应，反应物不能完全转化；利用盖斯定律可得出1 mol固态碘与1 mol气态碘所含的能量相差35.96 kJ；同一种物质的能量在相同条件下，能量一样多，同样利用盖斯定律可得出选项D正确。
答案：D
8．SF6是一种优良的绝缘气体，分子结构中只存在S—F键。已知：1 mol S(s)转化为气态硫原子吸取能量280 kJ，断裂1 mol F—F、S—F键需吸取的能量分别为160 kJ、330 kJ。则S(s)＋3F2(g)===SF6(g)的反应热ΔH为 (　　)
A．－1780 kJ/mol B．－1220 kJ/mol
C．－450 kJ/mol D．＋430 kJ/mol
解析：本题考查反应热的有关计算。在化学反应中断键需要吸热，而形成新的化学键需要放热。由题意的1 mol S(s)和3 mol F2(g)形成S原子和F原子共需要吸取能量是280 kJ＋3×160 kJ＝760 kJ。而生成1 mol SF6(g)时需形成6 mol S—F键，共放出6×330 kJ＝1980 kJ，因此该反应共放出的热量为1980 kJ－760 kJ＝1220 kJ，所以该反应的反应热ΔH＝－1220 kJ/mol，选项B正确。
答案：B
9．下列说法或表示方法正确的是 (　　)
A．等物质的量的硫蒸气和硫粉分别完全燃烧，后者放出热量多
B．由C(石墨)―→C(金刚石)；ΔH＝＋11.9 kJ/mol可知，金刚石比石墨稳定
C．在25℃，1.01×105 Pa时，2 g氢气完全燃烧生成液态水，放出285.8 kJ热量，则氢气燃烧的热化学方程式可表示为：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)；
ΔH＝－571.6 kJ/mol
D．H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)；ΔH＝－57.3 kJ/mol，若将含0.5 mol H2SO4的浓硫酸与含1 mol NaOH的氢氧化钠溶液混合，放出的热量等于57.3 kJ
解析：A项中硫粉变为硫蒸气要吸热；B项中石墨更稳定；D项中浓硫酸溶于水放热。
答案：C
10．[双选题]一种新型燃料电池，以镍板为电极插入KOH溶液中，分别向两极通乙烷和氧气，电极反应为：C2H6＋18OH－===2CO＋12H2O＋14e－；7H2O＋3.5 O2＋14e－===14OH－。有关此电池的推断错误的是 (　　)
A．通氧气的电极为负极
B．参与反应的O2与C2H6的物质的量之比为 7∶2
C．放电一段时间后，KOH的物质的量浓度将下降
D．在电解质溶液中CO向正极移动
解析：通氧气的一极发生还原反应作正极；负极失电子后，负极板及四周带正电荷，故CO应向负极移动。
答案：AD
11．将0.2 mol AgNO3、0.4 mol Cu(NO3)2和0.6 mol KCl溶于水配成100 mL溶液，用惰性电极电解一段时间后，在一极上析出0.3 mol Cu，此时，另一极上的气体体积(标准状况)为 (　　)
A．4.48 L B．5.6 L
C．6.7 L D．7.8 L
解析：由于Ag＋＋Cl－===AgCl↓，故溶液中溶质为0.4 mol Cu(NO3)2,0.2 mol KNO3和0.4 mol KCl，当析出0.3 mol Cu时，转移0.6 mol电子，此时溶液中0.4mol Cl－全部转化为0.2 mol Cl2，再生成氧气0.05 mol，共生成气体0.25 mol，在标准状况下的体积为5.6 L。
答案：B
12．我国首创的海洋电池以铝板为负极，铂网为正极，海水为电解质溶液，空气中的氧气与铝反应产生电流。电池总反应为4Al＋3O2＋6H2O===4Al(OH)3，下列说法不正确的是
(　　)
A．正极反应式为：2H2O＋O2＋4e－===4OH－
B．电池工作时，电流由铝电极沿导线流向铂电极
C．以网状的铂为正极，可增大与氧气的接触面积
D．该电池通常只需要更换铝板就可连续使用
解析：从总反应中可知，Al失去电子，O2得到电子，负极反应式为4Al－12e－===4Al3＋，正极反应式为6H2O＋3O2＋12e－===12OH－。工作时，电子由负极(铝电极)流向正极(铂电极)，电流方向与之相反。
答案：B
13．某溶液中含有两种溶质NaCl和H2SO4，它们的物质的量之比为3∶1。用石墨作电极电解该混合溶液时，依据电极产物，可明显分为三个阶段。下列叙述不正确的是(　　)
A．阴极自始至终只析出H2
B．阳极先析出Cl2，后析出O2
C．电解最终阶段为电解水
D．溶液pH不断增大，最终为7
解析：电解质溶液中，n(Na＋)∶n(Cl－)∶n(H＋)∶n(SO)＝3∶3∶2∶1，开头电解产生H2和Cl2，产生H2和Cl2的同时，生成OH－中和H2SO4，且OH－过量，最终是电解水，因而最终pH>7，阴极只放出H2。三个阶段分别相当于电解HCl―→NaCl―→H2O。
答案：D
14．按图甲装置进行试验，若图乙中横坐标x表示通过电极的电子的物质的量，下列叙述正确的是 (　　)

A．F表示反应生成Cu的物质的量
B．E表示反应消耗H2O的物质的量
C．E表示反应生成O2的物质的量
D．F表示反应生成H2SO4的物质的量
解析：图甲相当于是用惰性电极电解硫酸铜溶液，电解方程式为2CuSO4＋2H2O===2Cu＋O2↑＋2H2SO4, 当转移4 mol电子时，消耗掉水2 mol，生成的Cu、O2和H2SO4的物质的量分别为2 mol、1 mol、2 mol。
答案：B
15．下图是一种航天器能量储存系统原理示意图。下列说法正确的是 (　　)

A．该系统中只存在3种形式的能量转化
B．装置Y中负极的电极反应式为：O2＋2H2O＋4e－===4OH－
C．装置X能实现燃料电池的燃料和氧化剂再生
D．装置X、Y形成的子系统能实现物质的零排放，并能实现化学能与电能间的完全转化
解析：本题考查能量转换的学问，意在考查考生综合运用原电池、电解池原理的力量。A项，该系统中存在太阳能与电能、电能与机械能、化学能与电能、电能与化学能等4种形式的能量转化关系，不正确；B项，装置Y是将化学能转化为电能的燃料电池装置，负极应当是H2发生氧化反应，故不正确；C项，装置X为电解水产生氢气和氧气，故正确；D项，装置X、Y形成的子系统可以实现物质的零排放，但不行能实现化学能与电能间的完全转化，能量总是有损失的，故不正确。
答案：C
16．[双选题]近年来，“碘”食盐较多的使用了碘酸钾(KIO3)，碘酸钾以工业上可用电解法制取。以石墨和不锈钢为电极，以KI溶液为电解液，在肯定条件下电解，反应方程式为：KI＋3H2OKIO3＋3H2↑。下列有关说法不正确的是 (　　)
A．电解时，石墨作阴极，不锈钢作阳极
B．电解时，阳极反应是：I－－6e－＋3H2O===IO＋6H＋
C．当电解过程中转移3 mol e－时，理论上可制得KIO3 107 g
D．电解时，在阳极上产生氢气
解析：由电池总反应可知I－在阳极失电子I－－6e－＋3H2O===IO＋6H＋，故电解时不能用不锈钢作阳极，AD错B对；当转移3 mol电子时，生成0.5 mol碘酸钾，质量是107 g，C正确。
答案：AD
二、非选择题(本题包括6小题，共52分)
17．(4分)0.3 mol的气态高能燃料乙硼烷(B2H6)在氧气中燃烧，生成固态三氧化二硼和液态水，放出649.5 kJ热量，其热化学方程式为________________________________
________________________________________________________________________。
又知H2O(l)H2O(g)　ΔH＝44 kJ·mol－1，则11.2 L(标准状况)乙硼烷完全燃烧生成气态水时，放出的热量是________。
解析：每摩尔乙硼烷燃烧放出的热量：＝2165 kJ·mol－1。在求算本题后半部分时要留意，1 mol液态水转变为1 mol气态水时，需吸取44 kJ的热量，故前半题的热化学方程式可以改为B2H6(g)＋3O2(g)===B2O3(s)＋3H2O(g)　ΔH＝(－2165＋3×44)kJ·mol－1＝－2033 kJ·mol－1，即1 mol乙硼烷完全燃烧生成气态水时，放出的热量是2033 kJ，则11.2 L(标准状况)乙硼烷完全燃烧生成气态水时，放出的热量是
×2033 kJ·mol－1＝1016.5 kJ。
答案：B2H6(g)＋3O2(g)===B2O3(s)＋3H2O(l)
ΔH＝－2165 kJ·mol－1　1016.5 kJ
18．(8分)用铂电极电解Na2SO3溶液，当电流强度为a A，通电时间为t min时，阴极得到气体在标准状况下为V L；向阳极区加足量BaCl2和稀盐酸后发觉仍有白色沉淀，经测定其质量为m g。已知相对原子质量H：1　O：16　S：32　Ba：137。欲求阿伏加德罗常数(NA)，还缺少一个数据。试问：
(1)缺少的这个数据是________(用字母表示)。
(2)列出求NA的两个式子：________或________。
解析：(1)由于Q＝It＝N(电子数)×e(一个电子所带电量)，而电子数N可由电极产物的物质的量及阿伏加德罗常数求得，故缺少的数据为一个电子的电量。
(2)因①Q＝It＝a A·t min·60 s·mol－1＝60at C，阳极发生变化为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，2SO＋O2===2SO，Ba2＋＋SO===BaSO4↓，通过电量为②Q＝×2×e×NA，阴极发生反应为2H＋＋2e－===H2↑，通过电量③Q＝×2e×NA　联立①②或①③可得答案。
答案：(1)e(1个电子的电量)　(2)　
19．(8分)某课外化学爱好小组设计了如图所示装置(虚框内部分未画出)，在装置内起初发生的反应为：Cu＋H2SO4===H2↑＋CuSO4
(1)该装置的名称是________。
(2)A、B中至少有一种是金属________，接________。
(3)C溶液中含有________。
解析：由于铜的化学活泼性不如氢，所给化学反应不能自发进行，若要使铜能置换出硫酸中的氢元素，需要外加电源，该装置为电解池。在所给反应中铜被氧化，应与电源的正极相连接，故A、B中至少有一种为铜，C溶液应为稀硫酸。
答案：(1)电解池　(2)铜　电源的正极　(3)H2SO4
20．(12分)将铝制品与另一种材料作电极，以某种溶液作电解液进行电解，通电后在铝制品与电解液的接触面上渐渐形成一层Al(OH)3薄膜，薄膜的某些部位存在着小孔，电流从小孔通过并产生热量使Al(OH)3分解，从而在铝制品表面形成一层较厚的氧化膜。某校争辩性学习小组依据上述原理，以铝制品和铁棒为电极、肯定浓度的NaHCO3溶液为电解液进行试验。
(1)铝制品表面形成氢氧化铝薄膜的电极反应式为________________________。
(2)电解过程中，必需使电解液的pH保持相对稳定(不能太大，也不能太小)的缘由是________________________。
(3)使用NaHCO3溶液为电解液，会减缓阴极区溶液pH的增大，能说明这一原理的离子方程式为________________________。
解析：在铝制品表面形成氧化膜的本质反应为：2Al＋6H2O===2Al(OH)3＋3H2↑　2Al(OH)3Al2O3＋3H2O，所以此题中电解池的总反应方程式为2Al＋6H2O===2Al(OH)3＋3H2↑，其中铝制品作阳极，反应式为：Al－3e－＋3HCO===Al(OH)3＋3CO2↑
答案：(1)Al－3e－＋3HCO===Al(OH)3＋3CO2↑
(2)Al(OH)3和Al2O3都是两性物质，当电解液呈酸性或碱性时，刚形成的薄膜会被电解液溶解。
(3)HCO＋OH－===CO＋H2O
21．(10分)将洁净的金属片A、B、C、D分别放置在浸有盐溶液的滤纸上面并压紧(如图所示)。在每次试验时，记录电子的流淌方向和电压表的读数如下：

金属
电子流淌方向
电压(V)
A
A→Cu
＋0.78
B
Cu→B
－0.15
C
C→Cu
＋1.35
D
D→Cu
＋0.30

已知：构成两电极的金属，其金属活动性相差越大，电压表的读数越大。请依据表中数据推断：
(1)________金属可能是最强的还原剂，________金属肯定不能从CuSO4溶液中置换出铜。
(2)若滤纸不用盐溶液浸润而改用NaOH溶液浸润，则在滤纸上能看到蓝色沉淀析出的是________(填字母)金属，其对应的原电池的电极反应式是：负极________________，正极________________________________。
解析：　从题干知，构成两电极的金属，其金属活动性相差越大，电压表的读数越大，则从表格中，金属C与Cu组成的原电池中，电压表读数最大，说明C的活动性最强，故C是最强的还原剂；从金属B与Cu组成的原电池中，电子流向Cu→B，且电压读数最低，则B的活动性不如Cu，故金属B肯定不能从CuSO4溶液中置换出铜。
要在滤纸上看到蓝色沉淀析出，需Cu失去电子成为Cu2＋，即Cu作原电池的负极，因此满足此条件的应是Cu、金属B、NaOH溶液构成的原电池，负极反应：2Cu－4e－===2Cu2＋，正极反应：O2＋2H2O＋4e－===4OH－。
答案　(1)C　B　(2)B　2Cu－4e－===2Cu2＋
O2＋2H2O＋4e－===4OH－
22．(10分)(1)肼(N2H4)又称联氨，在常温下是一种可燃性的液体，可用作火箭燃料。已知在101 kPa时，32.0 g N2H4在氧气中完全燃烧生成氮气和H2O，放出热量624 kJ(25℃时)，N2H4完全燃烧的热化学方程式是______________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)肼－空气燃料电池是一种碱性燃料电池，电解质溶液是20%～30%的KOH溶液。肼－空气燃料电池放电时：
正极的电极反应式：__________________________，
负极的电极反应式：__________________________。
(3)右图是一个电解过程示意图。
①锌片上发生的电极反应式是：_______________________________
___________________________________________________________。
②假设使用肼－空气燃料电池作为该过程中的电源，铜片质量变化为128 g，则肼－空气燃料电池理论上消耗标准状况下的空气________L(假设空气中氧气体积分数为20%)。
解析：(1)N2H4充分燃烧生成N2和H2O，留意常温下H2O为液态。
(2)肼－空气燃料电池中，O2在正极放电，生成OH－。
(3)电解池中，Cu做阳极，自身放电生成Cu2＋，由电子守恒得Cu～O2～2e－，n(Cu)＝2 mol，消耗n(O2)＝1 mol，则V空气＝112 L(标准状况)。
答案：(1)N2H4(l)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(l)
ΔH＝－624 kJ·mol－1
(2)O2＋4e－＋2H2O===4OH－
N2H4＋4OH－－4e－===4H2O＋N2↑
(3)①Cu2＋＋2e－===Cu　②112