南方新课堂新高考化学一轮新高考总复习第三单元化学反应与能量转化 单元测试含答案解析Word文档下载推荐.docx

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D．CO（g）＋H2O（g）＝CO2（g）＋H2（g）的ΔH＝－41.2kJ·

3．微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置，其工作原理如图所示。

下列有关微生物电池的说法错误的是（　　）。

A．正极反应中有CO2生成

B．微生物促进了反应中电子的转移

C．质子通过交换膜从负极区移向正极区

D．电池总反应为C6H12O6＋6O2===6CO2＋6H2O

4．用酸性氢氧燃料电池（乙池）为电源进行电解的实验装置（甲池，一定条件下可实现有机物的电化学储氢）如下图所示。

甲池中A为含苯的物质的量分数为10%的混合气体，B为10mol混合气体，其中苯的物质的量分数为24%，C为标准状况下2.8mol气体（忽略水蒸气），下列说法不正确的是（　　）。

A．乙池中溶液的pH变大　　　

B．E处通入H2，C处有O2放出

C．甲池中阴极区只有苯被还原

D．导线中共传导11.2mol电子

5．下图装置（Ⅰ）为一种可充电电池的示意图，其中的离子交换膜只允许K＋通过，该电池充、放电的化学方程式为：

2K2S2＋KI3

K2S4＋3KI。

装置（Ⅱ）为电解池的示意图。

当闭合开关K时，电极X附近溶液先变红。

则下列说法正确的是（　　）。

A．闭合K时，K＋从右到左通过离子交换膜

B．闭合K时，A的电极反应式为：

3I－－2e－===I

C．闭合K时，X的电极反应式为：

D．闭合K时，当有0.1molK＋通过离子交换膜时，X电极上产生标准状况下气体1.12L

6．下列说法正确的是（　　）。

A．碳酸铵分解是吸热反应，根据焓判据判断能自发分解

B．物质A三态间的转化如下：

A（g）→A（l）→A（s），则该转化过程ΔS＞0

C．室温下水结成冰是自发过程

D．反应2Mg（s）＋CO2（g）===C（s）＋2MgO（s）能自发进行，则该反应的ΔH＜0

7．下图是金属镁和卤素反应的能量变化图（反应物和产物均为298K时的稳定状态）。

下列选项中不正确的是（　　）。

A．Mg与F2反应的ΔS<

0

B．MgF2（s）＋Br2（l）===MgBr2（s）＋F2（g）　ΔH＝＋600kJ·

C．MgBr2与Cl2反应的ΔH<

D．化合物的热稳定顺序：

MgI2>

MgBr2>

MgCl2>

MgF2

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．（13分）由于燃料电池汽车（尤其氢燃料电池汽车）可以实现零污染排放，驱动系统几乎无噪音，且氢能取之不尽、用之不竭，燃料电池汽车成为近年来汽车企业关注的焦点。

为了获得竞争优势，各国纷纷出台政策，加速推进燃料电池关键技术的研发。

燃料电池的燃料选择有氢气、甲醇等。

（1）二氧化碳是地球温室效应的罪魁祸首，目前人们处理二氧化碳的方法之一是使其与氢气合成为甲醇，甲醇是汽车燃料电池的重要燃料。

已知氢气、甲醇燃烧的热化学方程式如下：

2H2（g）＋O2（g）===2H2O（l）　ΔH＝－285kJ·

mol－1①；

CH3OH（l）＋

O2（g）===CO2（g）＋2H2O（l）　ΔH＝－726.0kJ·

mol－1②，写出二氧化碳与氢气合成甲醇液体的热化学方程式：

_________________________________________________________________________。

（2）有科技工作者利用稀土金属氧化物作为固体电解质制造出了甲醇－空气燃料电池。

这种稀土金属氧化物在高温下能传导O2－。

①这个电池的正极发生的反应是：

________________________________；

负极发生的反应是：

____________________________。

②在稀土氧化物的固体电解质中，O2－的移动方向是__________________。

③甲醇可以在内燃机中燃烧直接产生动力推动机动车运行，而科技工作者要花费大量的精力研究甲醇燃料汽车，主要原因是______________。

（3）氢气、氧气不仅燃烧时能释放热能，二者形成的原电池还能提供电能，美国的探月飞船“阿波罗号”使用的就是氢氧燃料电池，电解液为KOH溶液，其电池负极反应式：

____________________________；

正极反应式：

________________________；

电池总反应式：

9．（15分）元素、单质及其化合物有广泛用途，请根据周期表中第三周期元素相关知识回答下列问题：

（1）按原子序数递增的顺序（稀有气体除外），以下说法正确的是________。

a．原子半径和离子半径均减小

b．金属性减弱，非金属性增强

c．氧化物对应的水化物碱性减弱，酸性增强

d．单质的熔点降低

（2）原子最外层电子数与次外层电子数相同的元素名称为____________，氧化性最弱的简单阳离子是____________。

（3）已知：

化合物

MgO

Al2O3

MgCl2

AlCl3

类型

离子化合物

共价化合物

熔点/℃

2800

2050

714

191

工业制镁时，电解MgCl2而不电解MgO的原因是

________________________________________________________________________；

制铝时，电解Al2O3而不电解AlCl3的原因是___________________________________________________________________________________________________________________。

（4）晶体硅（熔点1410℃）是良好的半导体材料。

由粗硅制纯硅过程如下：

Si（粗）

SiCl4

SiCl4（纯）

Si（纯）

写出SiCl4的电子式：

________________；

在上述由SiCl4制纯硅的反应中，测得每生成1.12kg纯硅需吸收akJ热量，写出该反应的热化学方程式：

_________________________。

（5）P2O5是非氧化性干燥剂，下列气体不能用浓硫酸干燥，可用P2O5干燥的是________。

a．NH3b．HIc．SO2d．CO2

（6）KClO3可用于实验室制O2，若不加催化剂，400℃时分解只生成两种盐，其中一种是无氧酸盐，另一种盐的阴阳离子个数比为1∶1。

写出该反应的化学方程式：

________________________________________________________________________________。

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1mol水蒸气放热569.1kJ。

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：

H2＋2NiOOH

2Ni（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：

______________________________________。

（3）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）。

①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

Ⅰ

2.0×

10－4

4.0×

10－2

v（正）＝v（逆）

Ⅱ

3.0×

5.0×

____________

②相同温度下，某汽车尾气中CO、CO2的浓度分别为1.0×

10－5mol·

L－1和1.0×

10－4mol·

L－1。

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1.0×

L－1，则最终尾气中CO的浓度为__________mol·

11．（15分）

（1）一种以铜作催化剂脱硫的方法有如下两个过程：

①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：

2SO2＋2nCu＋（n＋1）O2＋（2－2n）H2O===2nCuSO4＋（2－2n）H2SO4从环境保护的角度看，催化脱硫的意义为____________________________________。

②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试液的滤纸，滤纸中央滴有一滴KMnO4溶液，C、D为电解槽，其电极材料及电解质溶液如下图。

关闭K1，打开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装置中溶液为Cu（NO3）2和X（NO3）3，且均为0.1mol，打开K1，关闭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，其原理如图所示。

该电池在使用过程中石墨Ⅰ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20molY，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2

①M区发生反应的电极反应式为：

______________________________。

②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300mL，当溶液的pH值变为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）。

1．C　

2．D　解析：

生成液态水比生成水蒸气放热多，放热越多，焓变越小，H2（g）＋

O2（g）===H2O（l）　ΔH＜－241.8kJ·

mol－1，故A错误；

H2的燃烧热必须是生成液态水时放出的热量，所以氢气的燃烧热数值应大于241.8kJ·

mol－1，故B错误；

已知热化学方程式：

O2（g）===CO2（g）　ΔH＝－283.0kJ·

mol－1　②H2（g）＋

O2（g）===H2O（g）　ΔH＝－241.8kJ·

mol－1，据盖斯定律，②－①得：

H2（g）＋CO2（g）===H2O（g）＋CO（g）　ΔH＝＋41.2kJ·

mol－1，所以H2（g）转变成H2O（g）的化学反应也可以吸热，故C错误；

O2（g）===H2O（g）　

ΔH＝－241.8kJ·

mol－1据盖斯定律，①－②得：

CO（g）＋H2O（g）===CO2（g）＋H2（g）　ΔH＝－41.2kJ·

mol－1，故D正确。

3．A　

4．C　解析：

乙池是氢氧燃料电池，有水生成，则溶剂增加，氢离子浓度降低，因此pH增大，A正确；

苯转化为环己烷属于加氢的还原反应，则该电极是阴极，所以与之相连的电极是负极，所以E处通入H2，电解池中阳极失去电子，即溶液中氢氧根放电，生成氧气，则C处有O2放出，B正确；

根据题干信息可知参加反应的苯的物质的量＝10mol×

24%－10mol×

10%＝1.4mol，甲池中阴极区苯放电的电极反应式为C6H6＋6H＋＋6e－===C6H12，这说明1.4mol苯反应转移电子物质的量为1.4mol×

6＝8.4mol。

阳极产生的氧气是2.8mol，转移电子的物质的量是2.8mol×

4＝11.2mol，所以根据电子得失守恒可知甲池中阴极区不只有苯被还原，即进入甲池中的氢离子也放电，C错误；

根据C中分析可知导线中共传导11.2mol电子，D正确。

5．D　

6．D　解析：

碳酸铵分解是吸热反应，熵增反应，根据ΔH—TΔS＜0，反应在高温下能自发进行，而根据焓判据无法判断该反应能否自发分解，A项错误；

物质A三态间的转化如下：

A（g）→A（l）→A（s），则该转化过程ΔS＜0，B项错误；

室温下，水结成冰是熵减、吸热过程，无法自发进行，C项错误；

反应2Mg（s）＋CO2（g）===C（s）＋2MgO（s）是熵减反应，能自发进行，则该反应的ΔH＜0，D项正确。

7．D　解析：

Mg与F2反应是气体体积减小的，则反应的ΔS＜0，A正确；

反应的焓变＝生成物总焓－反应物总焓，根据图象可知MgF2（s）的能量低于MgBr2（s），所以反应MgF2（s）＋Br2（l）===MgBr2（s）＋F2（g）的焓变等于－524kJ·

mol－1－（－1124kJ·

mol－1）＝＋600kJ·

mol－1，B正确；

根据B中分析可知MgBr2与Cl2反应的ΔH＝－641.3kJ·

mol－1－（－524kJ·

mol－1）＝－117.3kJ·

mol－1＜0，C正确；

物质的能量越低越稳定，根据图象数据分析可知化合物的热稳定性顺序为：

MgI2＜MgBr2＜MgCl2＜MgF2，D错误。

8．

（1）CO2（g）＋3H2（g）===CH3OH（l）＋H2O（l）　ΔH＝＋298.5kJ·

（2）①O2＋4e－===2O2－　CH3OH＋3O2－－6e－===CO2↑＋2H2O　②从正极流向负极　③燃料电池的能量转化率高

（3）2H2＋4OH－－4e－===4H2O　O2＋2H2O＋4e－===4OH－　2H2＋O2===2H2O

9．

（1）b　

（2）氩　Na＋（或钠离子）

（3）MgO的熔点高，熔融时耗费更多能源，增加生产成本　AlCl3是共价化合物，熔融态不导电

（4）

　SiCl4（g）＋2H2（g）

Si（s）＋4HCl（g）　ΔH＝＋0.025akJ·

mol－1

（5）b

（6）4KClO3

KCl＋3KClO4

解析：

（1）除稀有气体外，第三周期元素随原子序数的递增原子半径逐渐减小，而离子半径不一定减小，如r（Na＋）＜r（Cl－），a错误；

同一周期的主族元素随原子序数的递增，金属性减弱，非金属性增强，b正确；

同周期主族元素从左至右，最高价氧化物对应的水化物碱性减弱，酸性增强，c错误；

单质的熔点不一定降低，如Na的熔点低于Mg、Al等的熔点，d错误。

（2）第三周期元素的原子核外有三个电子层，次外层电子数为8，故该元素原子最外层的电子数也为8，该元素为氩；

简单离子的氧化性越弱，对应单质的还原性越强，元素的金属性越强，第三周期中金属性最强的元素是Na，因此Na＋的氧化性最弱。

（4）SiCl4属于共价化合物，其电子式为

；

由SiCl4制纯硅的化学方程式为：

SiCl4（g）＋2H2（g）

Si（s）＋4HCl（g），生成1.12kg即40mol纯硅吸收akJ热量，则生成1mol纯硅需吸收0.025akJ热量。

（5）NH3是碱性气体，既不能用浓硫酸干燥，也不能用P2O5干燥；

HI是具有还原性的酸性气体，可用P2O5干燥，但不能用浓硫酸干燥；

SO2、CO2既能用浓硫酸干燥，又能用P2O5干燥，综上分析，正确答案为b。

10．

（1）C8H18（l）＋

O2（g）===8CO2（g）＋9H2O（g）　ΔH＝－5121.9kJ·

（2）增大　NiOOH＋H2O＋e－===Ni（OH）2＋OH－

（3）①v（正）>

v（逆）　②1.1×

10－6

（3）该温度下的Ⅰ容器内v（正）＝v（逆），达到化学平衡状态，化学平衡常数K＝1×

104。

在Ⅱ容器内Qc＝

＝5/6×

104<

1×

104，平衡向正反应方向移动，故v（正）>

v（逆）。

假设在反应的过程中转化CO的浓度xmol·

L－1，则达到平衡时CO的浓度为（1.0×

10－5－x）mol·

L－1，CO2的浓度为（1.0×

10－4＋x）mol·

L－1，O2的浓度为1.0×

10－4mol·

L－1，在相同的温度下，化学平衡常数保持不变，则

＝104，解得x＝8.9×

10－6mol·

L－1，达到平衡时CO的浓度为：

1.0×

10－5－8.9×

10－6＝1.1×

10－6mol·

11．

（1）①减少酸雨的发生　②SO2＋2H2O＋Cu2＋===4H＋＋SO

＋Cu

（2）负　2H＋＋2e－===H2↑　Cu2＋>

H＋>

X3＋　开始有无色无味气体生成，后来有红色物质生成

（3）NO2＋NO

－e－===N2O5　224

（4）①CH3OH－6e－＋H2O===CO2＋6H＋

②2Cl－＋2H2O

H2↑＋Cl2↑＋2OH－　0.16g

（3）石墨Ⅰ电极上通入NO2，为负极，发生的电极反应为：

NO2＋NO

－e－===N2O5；

根据电池总反应4NO2＋O2===2N2O5，收集到20molN2O5需消耗O2为10mol，标准状况下体积为224L。

（4）①通过质子的移动方向知M区中的电极是负极，发生氧化反应CH3OH－6e－＋H2O===CO2＋6H＋；

②电解饱和食盐水的离子方程式：

2Cl－＋2H2O

H2↑＋Cl2↑＋2OH－；

溶液体积为300mL，当溶液的pH值变为13时（在常温下测定），转移电子物质的量是0.1mol·

L－1×

0.3L＝0.03mol，理论上消耗甲醇的质量为0.03mol÷

6×

32g·

mol－1＝0.16g。