高中化學(xué)選修4專題1化學(xué)反應(yīng)與能量變化單元測(cè)試

(時(shí)間：90分鐘，滿分：100分)一、選擇題(本題包括14個(gè)小題，每題4分，共56分)1．下列措施不符合節(jié)能減排的是()A．大力發(fā)展火力發(fā)電，解決電力緊張問(wèn)題B．在房頂安裝太陽(yáng)能熱水器為居民提供生活用熱水C．用石灰對(duì)煤燃燒后形成的煙氣脫硫，并回收石膏D．用雜草、生活垃圾等有機(jī)廢棄物在沼氣池中發(fā)酵產(chǎn)生沼氣，作家庭燃?xì)饨馕觯哼xA。節(jié)能減排的最終目的在于提高化石燃料的利用率，開(kāi)發(fā)新能源替代化石燃料，從而減少環(huán)境污染物的排放，A項(xiàng)中大力發(fā)展火力發(fā)電，會(huì)增加化石燃料的使用量，增加環(huán)境污染物的排放，不正確；B、D項(xiàng)均有利于減少化石燃料的使用量，減少環(huán)境污染物的排放，正確；C項(xiàng)用石灰對(duì)煤燃燒后形成的煙氣脫硫，可減少SO2的排放。2．下列與化學(xué)反應(yīng)能量變化相關(guān)的敘述正確的是()A．生成物總能量一定低于反應(yīng)物總能量B．放熱反應(yīng)的反應(yīng)速率總是大于吸熱反應(yīng)的反應(yīng)速率C．應(yīng)用蓋斯定律，可計(jì)算某些難以直接測(cè)量的反應(yīng)焓變D．同溫同壓下，H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)在光照和點(diǎn)燃條件下的ΔH不同解析：選C。放熱反應(yīng)的特點(diǎn)是生成物總能量低于反應(yīng)物總能量，吸熱反應(yīng)的特點(diǎn)是生成物總能量高于反應(yīng)物總能量，A選項(xiàng)錯(cuò)誤；反應(yīng)速率受反應(yīng)物本身的性質(zhì)、壓強(qiáng)、溫度、濃度、催化劑等因素影響，與反應(yīng)放熱或吸熱無(wú)直接關(guān)系，B選項(xiàng)錯(cuò)誤；蓋斯定律表明：焓變與反應(yīng)過(guò)程無(wú)關(guān)，只與反應(yīng)始態(tài)和終態(tài)有關(guān)，C選項(xiàng)正確；同溫同壓下，同一反應(yīng)的ΔH不因反應(yīng)條件的改變而改變，D選項(xiàng)錯(cuò)誤。3．下列有關(guān)金屬腐蝕與防護(hù)的說(shuō)法不正確的是()A．純銀器的表面在空氣中因化學(xué)腐蝕漸漸變暗B．當(dāng)鍍錫鐵制品的鍍層破損時(shí)，鍍層不能對(duì)鐵制品起保護(hù)作用C．在海輪外殼連接鋅塊保護(hù)外殼不受腐蝕是采用了犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法D．可將地下輸油鋼管與外加直流電源的正極相連以保護(hù)它不受腐蝕解析：選D。純銀器的表面在空氣中易生成硫化物失去光澤；當(dāng)鍍錫鐵制品鍍層破損時(shí)，由于鐵比錫活潑，形成原電池時(shí)，鐵作原電池的負(fù)極，加快鐵的腐蝕；鋅比鐵活潑，當(dāng)在海輪外殼上連接鋅塊后，鋅失電子而海輪外殼被保護(hù)；要采用電解原理保護(hù)金屬，應(yīng)將金屬與電源的負(fù)極相連，即作電解池的陰極。4．下列熱化學(xué)方程式正確的是()A．甲烷的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱為890.3kJ·mol－1，則甲烷燃燒的熱化學(xué)方程式可表示為CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－890.3kJ·mol－1B．500℃、30MPa下，將0.5molN2和1.5molH2置于密閉容器中充分反應(yīng)生成NH3(g)，放熱19.3kJ，其熱化學(xué)方程式為N2(g)＋3H2(g)eq\o(,\s\up10(500℃，30MPa),\s\do5(催化劑))2NH3(g)ΔH＝－38.6kJ·mol－1C．已知在120℃、101kPa下，1gH2燃燒生成水蒸氣放出121kJ熱量，其熱化學(xué)方程式為H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(g)ΔH＝－242kJ·mol－1D．25℃，101kPa時(shí)，強(qiáng)酸與強(qiáng)堿的稀溶液發(fā)生中和反應(yīng)的中和熱為57.3kJ·mol－1，硫酸溶液與氫氧化鉀溶液反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為H2SO4(aq)＋2KOH(aq)=K2SO4(aq)＋2H2O(l)ΔH＝－57.3kJ·mol－1解析：選C。燃燒熱是指在25℃、101kPa下，1mol純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時(shí)所放出的熱量，A項(xiàng)中熱化學(xué)方程式的ΔH＝－890.3kJ·mol－1，方程式中水應(yīng)為液態(tài)，不正確；B項(xiàng)合成氨的反應(yīng)為可逆反應(yīng)，給定的反應(yīng)物不能完全轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物，放出的熱量比完全轉(zhuǎn)化時(shí)放出的熱量少，即B項(xiàng)中的ΔH>－38.6kJ·mol－1，不正確；中和熱是指強(qiáng)酸、強(qiáng)堿在稀溶液中反應(yīng)生成1mol水時(shí)放出的熱量，而題給方程式中生成2mol水，ΔH的數(shù)值應(yīng)為57.3×2＝114.6。5．分析如圖所示的四個(gè)原電池裝置，結(jié)論正確的是()A．(1)(2)中Mg作負(fù)極，(3)(4)中Fe作負(fù)極B．(2)中Mg作正極，電極反應(yīng)式為6H2O＋6e－=6OH－＋3H2↑C．(3)中Fe作負(fù)極，電極反應(yīng)式為Fe－2e－=Fe2＋D．(4)中Cu作正極，電極反應(yīng)式為2H＋＋2e－=H2↑解析：選B。(1)中Mg作負(fù)極；(2)中Al作負(fù)極，發(fā)生的反應(yīng)為2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑，Mg不與NaOH反應(yīng)；(3)中鐵遇濃HNO3鈍化，Cu與濃HNO3反應(yīng)，Cu＋4HNO3(濃)=Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O；(4)中鐵作負(fù)極，為中性環(huán)境，發(fā)生吸氧腐蝕。6．用如圖Ⅰ所示裝置通電10分鐘后，去掉直流電源，連接成圖Ⅱ所示裝置，可觀察到U形管左端鐵電極表面析出白色膠狀物質(zhì)，U形管右端液面上升。下列說(shuō)法正確的是()A．同溫、同壓下，裝置Ⅰ中石墨電極上方得到的氣體比鐵電極上方得到的氣體多B．用裝置Ⅱ進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)鐵電極的電極反應(yīng)為Fe－2e－＋2OH－=Fe(OH)2C．用裝置Ⅱ進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)石墨電極的電極反應(yīng)為2H＋＋2e－=H2↑D．裝置Ⅰ通電10分鐘后鐵電極周圍溶液pH降低解析：選B。裝置Ⅰ是電解10%NaCl溶液的裝置，石墨連接到電源的正極，溶液中的Cl－在該極失去電子產(chǎn)生Cl2：2Cl－－2e－=Cl2↑，鐵電極上產(chǎn)生H2：2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，由于有OH－生成，故溶液的pH升高。因Cl2能溶解在水中，且與H2O發(fā)生反應(yīng)：Cl2＋H2O=HCl＋HClO，而H2不溶于水，故石墨電極上方得到的氣體比鐵電極上方得到的氣體少。裝置Ⅱ是原電池裝置，F(xiàn)e為負(fù)極，失去電子產(chǎn)生Fe2＋，F(xiàn)e2＋再與溶液中的OH－反應(yīng)生成Fe(OH)2：Fe－2e－＋2OH－=Fe(OH)2，正極為Cl2得到電子，故石墨電極的電極反應(yīng)為Cl2＋2e－=2Cl－(或HClO＋H＋＋2e－=Cl－＋H2O)。綜合上述，只有選項(xiàng)B正確。7．液態(tài)鋰離子電池是一種被采用的車載電池，該電池的電極反應(yīng)為正極：6C＋xLi＋＋xe－=LixC6，負(fù)極：LiNiO2－xe－=Li1－xNiO2＋xLi＋。則有關(guān)該電池的下列說(shuō)法中正確的是()A．放電時(shí)，電子從正極流向電源的負(fù)極B．放電時(shí)，Li＋向負(fù)極移動(dòng)C．該電池的總反應(yīng)為L(zhǎng)iNiO2＋6Ceq\o(,\s\up10(放電),\s\do5(充電))Li1－xNiO2＋LixC6D．充電時(shí)，陽(yáng)極發(fā)生的電極反應(yīng)為L(zhǎng)i1－xNiO2＋xLi＋＋xe－=LiNiO2解析：選C。放電時(shí)，電子從電池的負(fù)極流向電池的正極，A不正確；Li＋應(yīng)向正極移動(dòng)，B不正確；充電時(shí)，陽(yáng)極應(yīng)失去電子，D不正確。8.電解裝置如圖所示，電解槽內(nèi)裝有KI及淀粉溶液，中間用陰離子交換膜隔開(kāi)。在一定的電壓下通電，發(fā)現(xiàn)左側(cè)溶液變藍(lán)色，一段時(shí)間后，藍(lán)色逐漸變淺。已知：3I2＋6OH－=IOeq\o\al(－,3)＋5I－＋3H2O，下列說(shuō)法不正確的是()A．右側(cè)發(fā)生的電極反應(yīng)式：2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－B．電解結(jié)束時(shí)，右側(cè)溶液中含有IOeq\o\al(－,3)C．電解槽內(nèi)發(fā)生反應(yīng)的總化學(xué)方程式：KI＋3H2Oeq\o(=,\s\up7(通電))KIO3＋3H2↑D．如果用陽(yáng)離子交換膜代替陰離子交換膜，電解槽內(nèi)發(fā)生的總化學(xué)反應(yīng)不變解析：選D。結(jié)合題給電解槽裝置，利用電解原理進(jìn)行分析、解決問(wèn)題。該電解槽的兩極均為惰性電極(Pt)，在一定條件下通電，發(fā)現(xiàn)左側(cè)溶液變藍(lán)色，說(shuō)明發(fā)生電極反應(yīng)：2I－－2e－=I2，由淀粉溶液遇單質(zhì)碘顯藍(lán)色可知，左側(cè)為陽(yáng)極，右側(cè)為陰極，陰極上溶液中的H＋得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)為2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－(或2H＋＋2e－=H2↑)，A項(xiàng)正確。陰極周圍溶液中產(chǎn)生的OH－經(jīng)陰離子交換膜移向左側(cè)，并與左側(cè)電極上產(chǎn)生的I2發(fā)生反應(yīng)：3I2＋6OH－=IOeq\o\al(－,3)＋5I－＋3H2O，一段時(shí)間后，藍(lán)色逐漸變淺，電解結(jié)束時(shí)，左側(cè)溶液中的IOeq\o\al(－,3)經(jīng)陰離子交換膜進(jìn)入右側(cè)溶液，B項(xiàng)正確。結(jié)合陰、陽(yáng)極發(fā)生的反應(yīng)及I2與OH－的反應(yīng)可知，電解槽內(nèi)總反應(yīng)為I－＋3H2Oeq\o(=,\s\up7(通電))IOeq\o\al(－,3)＋3H2↑，C項(xiàng)正確。若用陽(yáng)離子交換膜代替陰離子交換膜，電解槽內(nèi)總反應(yīng)為2I－＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(通電))I2＋H2↑＋2OH－，D項(xiàng)錯(cuò)。9.用石墨電極電解CuCl2溶液(見(jiàn)右圖)。下列分析正確的是()A．a(chǎn)端是直流電源的負(fù)極B．通電使CuCl2發(fā)生電離C．陽(yáng)極上發(fā)生的反應(yīng)：Cu2＋＋2e－=CuD．通電一段時(shí)間后，在陰極附近觀察到黃綠色氣體解析：選A。A.銅離子應(yīng)移向陰極，則a為負(fù)極。B.CuCl2發(fā)生電離是在水分子的作用下完成的，并非通電才能發(fā)生。C.反應(yīng)Cu2＋＋2e－=Cu應(yīng)在陰極上發(fā)生，陽(yáng)極上發(fā)生的反應(yīng)應(yīng)為2Cl－－2e－=Cl2↑。D.通電一段時(shí)間后，應(yīng)在陽(yáng)極附近觀察到黃綠色氣體。10．用惰性電極電解某溶液時(shí)，發(fā)現(xiàn)兩極只有H2和O2生成。則電解一段時(shí)間后，下列有關(guān)該溶液(與電解前同溫度)的說(shuō)法中，正確的有()①該溶液的pH可能增大②該溶液的pH可能減?、墼撊芤旱膒H可能不變④該溶液的濃度可能增大⑤該溶液的濃度可能不變⑥該溶液的濃度可能減小A．三種 B．四種C．五種 D．六種解析：選C。若電解的是不飽和的強(qiáng)堿(如NaOH)溶液，則電解后溶液的pH增大，濃度增大；若電解的是不飽和的非還原性的含氧酸(如H2SO4)，則對(duì)應(yīng)溶液的pH將降低，濃度增大；若電解的是活潑金屬的含氧酸鹽(如Na2SO4)的飽和溶液，則溶液pH保持不變，濃度不變。11．肼(H2NNH2)是一種高能燃料，有關(guān)化學(xué)反應(yīng)的能量變化如圖所示。已知斷裂1mol化學(xué)鍵所需的能量(kJ)：N≡N為942、O=O為500、N—N為154，則斷裂1molN—H鍵所需的能量(kJ)是()A．194 B．391C．516 D．658解析：選B。由題圖可知ΔH3＝－(ΔH2－ΔH1)＝－[－2752kJ/mol－(－534kJ/mol)]＝＋2218kJ/mol，斷裂1molN—H鍵所需能量＝(2218kJ－500kJ－154kJ)×eq\f(1,4)＝391kJ。12．已知下列反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：6C(s)＋5H2(g)＋3N2(g)＋9O2(g)=2C3H5(ONO2)3(l)ΔH12H2(g)＋O2(g)=2H2O(g)ΔH2C(s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH3則反應(yīng)4C3H5(ONO2)3(l)=12CO2(g)＋10H2O(g)＋O2(g)＋6N2(g)的ΔH為()A．12ΔH3＋5ΔH2－2ΔH1B．2ΔH1－5ΔH2－12ΔH3C．12ΔH3－5ΔH2－2ΔH1D．ΔH1－5ΔH2－12ΔH3解析：選A。分別給已知方程式編號(hào)為①②③，由蓋斯定律可知所給方程式由③×12＋②×5－①×2得到，故ΔH＝12ΔH3＋5ΔH2－2ΔH1。13.如圖所示，將純Fe棒和石墨棒插入1L飽和NaCl溶液中。下列說(shuō)法正確的是()A．M連接電源負(fù)極，N連接電源正極，如果把燒杯中的溶液換成1LCuSO4溶液，反應(yīng)一段時(shí)間后，燒杯中產(chǎn)生藍(lán)色沉淀B．M連接電源正極，N連接電源負(fù)極，將C電極換成Cu電極，電解質(zhì)溶液換成硫酸銅溶液，則可實(shí)現(xiàn)在鐵上鍍銅C．M連接電源正極，N連接電源負(fù)極，當(dāng)兩極產(chǎn)生氣體總量為22.4mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況)時(shí)，則生成0.001molNaOHD．去掉電源，將M、N用導(dǎo)線直接相連，在溶液中滴入酚酞試液，C電極周圍溶液變紅解析：選D。M連接電源負(fù)極，N連接電源正極，如果把燒杯中的溶液換成1LCuSO4溶液，工作一段時(shí)間后，銅在鐵電極上析出，溶液中不會(huì)出現(xiàn)藍(lán)色沉淀，A項(xiàng)錯(cuò)誤；若實(shí)現(xiàn)在鐵上鍍銅，則應(yīng)該M連接電源負(fù)極，N連接電源正極，將C電極換成Cu電極，電解質(zhì)溶液換成硫酸銅溶液，B項(xiàng)錯(cuò)誤；M連接電源正極，N連接電源負(fù)極，只有碳棒上產(chǎn)生氣體，不會(huì)生成NaOH，C項(xiàng)錯(cuò)誤；將M、N用導(dǎo)線直接相連，在溶液中滴入酚酞試液，則會(huì)發(fā)生吸氧腐蝕，碳棒為正極，電極反應(yīng)為2H2O＋O2＋4e－=4OH－，碳棒周圍溶液呈堿性，溶液變紅。14．熱激活電池可用作火箭、導(dǎo)彈的工作電源。一種熱激活電池的基本結(jié)構(gòu)如圖所示，其中作為電解質(zhì)的無(wú)水LiCl-KCl混合物受熱熔融后，電池即可瞬間輸出電能。該電池總反應(yīng)為PbSO4＋2LiCl＋Ca=CaCl2＋Li2SO4＋Pb。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是()A．正極反應(yīng)式：Ca＋2Cl－＋2e－=CaCl2B．放電過(guò)程中，Li＋向負(fù)極移動(dòng)C．每轉(zhuǎn)移0.1mol電子，理論上生成20.7gPbD．常溫時(shí)，在正負(fù)極間接上電流表或檢流計(jì)，指針不偏轉(zhuǎn)解析：選D。仔細(xì)分析題給信息，結(jié)合原電池工作原理進(jìn)行分析判斷。A.分析電池總反應(yīng)，Ca在反應(yīng)中失電子，所以Ca應(yīng)作負(fù)極；PbSO4中的Pb2＋得電子生成單質(zhì)鉛，所以正極反應(yīng)物應(yīng)是PbSO4，所以A項(xiàng)錯(cuò)誤。B.放電過(guò)程中，負(fù)極失電子，電子通過(guò)導(dǎo)線流向正極，所以正極表面聚集大量電子，能夠吸引電解質(zhì)中的陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，所以B項(xiàng)錯(cuò)誤。C.根據(jù)方程式知，每轉(zhuǎn)移0.1mol電子，生成0.05mol鉛，其質(zhì)量為10.35g，所以C項(xiàng)錯(cuò)誤。D.根據(jù)題給信息，該電池為熱激活電池，常溫下，無(wú)水LiCl-KCl為固態(tài)，沒(méi)有自由移動(dòng)的離子，該裝置不能形成閉合回路，處于非工作狀態(tài)，所以沒(méi)有電流產(chǎn)生，即電流表或檢流計(jì)的指針不會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)。二、非選擇題(本題包括3個(gè)小題，共44分)15．(14分)某反應(yīng)過(guò)程中的能量變化如圖所示：(1)寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)在溶液中進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)中的物質(zhì)，其狀態(tài)標(biāo)為“aq”，已知0.5molH2SO4在溶液中與足量氫氧化鈉反應(yīng)放出57.3kJ的熱量，用離子方程式寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)合成氨反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝－92.2kJ·mol－1已知合成氨反應(yīng)是一個(gè)反應(yīng)物不能完全轉(zhuǎn)化為生成物的反應(yīng)，在某一定條件下，N2的轉(zhuǎn)化率僅為10%，要想通過(guò)該反應(yīng)得到92.2kJ的熱量，至少在反應(yīng)混合物中要投放N2的物質(zhì)的量為_(kāi)_________mol。解析：(1)由圖可知，反應(yīng)物總能量高于生成物總能量，可判斷所給反應(yīng)是一個(gè)放熱反應(yīng)，據(jù)圖可寫出反應(yīng)的熱化學(xué)方程式。(3)據(jù)熱化學(xué)方程式可知，1molN2完全反應(yīng)才能得到92.2kJ的熱量，而N2轉(zhuǎn)化率為10%，則實(shí)際需要投入10molN2才能轉(zhuǎn)化1molN2。答案：(1)A(g)＋2B(g)=C(l)＋3D(l)ΔH＝－432kJ·mol－1(2)H＋(aq)＋OH－(aq)=H2O(l)ΔH＝－57.3kJ·mol－1(3)1016．(15分)鋼鐵工業(yè)是國(guó)家工業(yè)的基礎(chǔ)，鋼鐵生銹現(xiàn)象卻隨處可見(jiàn)，為此國(guó)家每年損失大量資金。請(qǐng)回答鋼鐵腐蝕與防護(hù)過(guò)程中的有關(guān)問(wèn)題。(1)鋼鐵的電化學(xué)腐蝕原理如圖所示：①寫出石墨電極的電極反應(yīng)式：________________________________________；②將該裝置作簡(jiǎn)單修改即可成為鋼鐵電化學(xué)防護(hù)的裝置，請(qǐng)?jiān)趫D中虛線框內(nèi)所示位置作出修改，并用箭頭標(biāo)出導(dǎo)線中電子流動(dòng)方向；③寫出修改后石墨電極的電極反應(yīng)式：________________________________________________________________________。(2)在實(shí)際生產(chǎn)中，可在鐵件的表面鍍銅防止鐵被腐蝕。裝置示意圖如下：①A電極對(duì)應(yīng)的金屬是________(寫元素名稱)，B電極的電極反應(yīng)式是________________________________________________________________________。②若電鍍前鐵、銅兩片金屬質(zhì)量相同，電鍍完成后將它們?nèi)〕鱿磧?、烘干、稱量，二者質(zhì)量差為5.12g，則電鍍時(shí)電路中通過(guò)的電子為_(kāi)_______mol。③鍍層破損后，鍍銅鐵比鍍鋅鐵更容易被腐蝕，請(qǐng)簡(jiǎn)要說(shuō)明原因：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)在中性溶液中鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕，將虛線中改為直流電源，這屬于外加電源的陰極保護(hù)法，外加電源后石墨電極為陽(yáng)極，氯離子失電子生成氯氣。(2)在鐵表面鍍銅需將鐵作陰極、銅作陽(yáng)極，當(dāng)析出1mol銅時(shí)兩電極的質(zhì)量差為64＋64＝128(g)，轉(zhuǎn)移2mol電子，當(dāng)質(zhì)量差為5.12g時(shí)，電路中通過(guò)的電子為0.08mol；鍍層破損后，鍍銅鐵比鍍鋅鐵更容易被腐蝕，因?yàn)殄儗悠茐暮?，在潮濕環(huán)境中形成原電池，鐵為負(fù)極，加速鐵的腐蝕。答案：(1)①O2＋4e－＋2H2O=4OH－②如圖所示③2Cl－－2e－=Cl2↑(2)①銅Cu2＋＋2e－=Cu②0.08③鐵比銅活潑，鍍層破壞后，在潮濕環(huán)境中形成原電池，鐵為負(fù)極，加速鐵的腐蝕(其他答案合理也正確)17．(15分)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)會(huì)引發(fā)N2和O2反應(yīng)，其能量變化示意圖如下：(1)寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：________________________________________________________________________。(2)科學(xué)家制造出一種使用固