单元检测6 化学反应与能量.docx

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单元检测6化学反应与能量

单元检测六　化学反应与能量

考生注意：

1．本试卷共4页。

2．答卷前，考生务必用蓝、黑色字迹的钢笔或圆珠笔将自己的姓名、班级、学号填写在相应位置上。

3．本次考试时间90分钟，满分100分。

4．请在密封线内作答，保持试卷清洁完整。

一、选择题（本题共12小题，每小题2分，共24分。

每小题只有一个选项符合题意。

）

1．（2020·浙江高三开学考试）化学与社会、环境密切相关，下列说法正确的是（　　）

A．光催化还原水制氢比电解水制氢更节能环保、更经济

B．CO2、NO2或SO2都会导致酸雨的形成

C．人造棉、蚕丝、棉花、涤纶的主要成分都是纤维素

D．向汽油中添加乙醇后，该混合燃料的热值不变

2．下列叙述正确的是（　　）

A．升高温度可降低活化能

B．废电池需回收，主要是要利用电池外壳的金属材料

C．乙醇和汽油都是可再生能源，应大力推广“乙醇汽油”

D．推广使用太阳能、风能、地热能、氢能，有利于缓解温室效应

3．中国化学家研究的一种新型复合催化剂[碳纳米点（CQDs）/氮化碳（C3N4）纳米复合物]可以利用太阳光实现高效分解水，其原理如图所示。

下列说法正确的是（　　）

A．C3N4中C的化合价为－4

B．反应的两个阶段均为吸热过程

C．阶段Ⅱ中，H2O2既是氧化剂，又是还原剂

D．通过该反应，实现了化学能向太阳能的转化

4．铁碳微电解技术是利用原电池原理处理酸性污水的一种工艺，装置如下图。

若上端开口关闭，可得到强还原性的H·（氢原子）；若上端开口打开，并鼓入空气，可得到强氧化性的·OH（羟基自由基）。

下列说法错误的是（　　）

A．无论是否鼓入空气，负极的电极反应式均为Fe－2e－===Fe2＋

B．不鼓入空气时，正极的电极反应式为H＋＋e－===H·

C．鼓入空气时，每生成1mol·OH有2mol电子发生转移

D．处理含有草酸（H2C2O4）的污水时，上端开口应打开并鼓入空气

5．（2019·山东省实验中学高三月考）下列有关热化学方程式的叙述正确的是（　　）

A．已知2H2（g）＋O2（g）===2H2O（g）　ΔH＝－483.6kJ·mol－1，则氢气的燃烧热为241.8kJ·mol－1

B．已知C（石墨，s）===C（金刚石，s）　ΔH>0，则金刚石比石墨稳定

C．含20.0gNaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和，放出28.7kJ的热量，则表示该反应中和热的化学方程式为NaOH（aq）＋HCl（aq）===NaCl（aq）＋H2O（l）　ΔH＝－57.4kJ·mol－1

D．已知C（s）＋O2（g）===CO2（g）　ΔH1,2C（s）＋O2（g）===2CO（g）　ΔH2，则ΔH1>ΔH2

6．原电池的电极名称不仅与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关，下列说法中正确的是（　　）

A．由Fe、Cu、FeCl3溶液组成原电池，负极反应式为：

Cu－2e－===Cu2＋

B．由Al、Cu、稀硫酸组成原电池，负极反应式为：

Cu－2e－===Cu2＋

C．由Al、Mg、NaOH溶液组成原电池，负极反应式为：

Al＋4OH－－3e－===AlO

＋2H2O

D．由Al、Cu、浓硝酸组成的原电池中，负极反应式为：

Al－3e－===Al3＋

7．验证牺牲阳极的阴极保护法，实验如下（烧杯内均为经过酸化的3%NaCl溶液）。

①

②

③

在Fe表面生成蓝色沉淀

试管内无明显变化

试管内生成蓝色沉淀

下列说法不正确的是（　　）

A．对比②③，可以判定Zn保护了Fe

B．对比①②，K3[Fe（CN）6]可能将Fe氧化

C．验证Zn保护Fe时不能用①的方法

D．将Zn换成Cu，用①的方法可判断Fe比Cu活泼

8．化学与生活、生产有着密切关系，下列叙述正确的是（　　）

A．钢铁发生析氢腐蚀时，H＋得电子释放出H2，钢铁被腐蚀

B．钢铁发生吸氧腐蚀时，OH－失电子释放出O2，钢铁被腐蚀

C．船底镶嵌锌块，锌发生还原反应而被消耗，以保护船体

D．外加电源的正极连接在海水中的钢铁闸门上，可保护闸门

9．1,3丁二烯和2丁炔分别与氢气反应的热化学方程式如下：

CH2===CH—CH===CH2（g）＋2H2（g）―→CH3CH2CH2CH3（g）　ΔH＝－236.6kJ·mol－1

CH3—C≡C—CH3（g）＋2H2（g）―→CH3CH2CH2CH3（g）ΔH＝－272.7kJ·mol－1

由此不能判断（　　）

A．1,3丁二烯和2丁炔稳定性的相对大小

B．1,3丁二烯和2丁炔分子储存能量的相对高低

C．1,3丁二烯和2丁炔相互转化的热效应

D．一个碳碳三键的键能与两个碳碳双键的键能之和的大小

10．常温下，0.01mol·L－1MOH溶液的pH为10。

已知：

2MOH（aq）＋H2SO4（aq）===M2SO4（aq）＋2H2O（l）　ΔH1＝－24.2kJ·mol－1；H＋（aq）＋OH－（aq）===H2O（l）

ΔH2＝－57.3kJ·mol－1。

则MOH在水溶液中电离的ΔH为（　　）

A．＋33.1kJ·mol－1B．＋45.2kJ·mol－1

C．－81.5kJ·mol－1D．－33.1kJ·mol－1

11．利用如图所示装置可以将温室气体CO2转化为燃料气体CO，下列说法正确的是（　　）

A．该过程是将太阳能转化为化学能的过程

B．电极a上发生还原反应

C．该装置工作时，H＋从b极区向a极区移动

D．该装置中每生成1molCO，同时生成1molO2

12．（2019·山东潍坊期末）世界水产养殖协会介绍了一种利用电化学原理净化鱼池中水质的方法，其原理如图所示，电极C1、C2为惰性电极，下列说法正确的是（　　）

A．C1极上发生还原反应

B．C1极上的电势比C2极上的高

C．若有1molNO

被还原，则有1molH＋通过质子膜迁移至阴极区

D．若有机物为葡萄糖（C6H12O6），则1mol葡萄糖被完全氧化时，理论上电极流出20mole－

二、选择题（本题共6小题，每小题4分，共24分。

每小题有一个或两个选项符合题意，全部选对得4分，选对但不全的得1分，有选错的得0分。

）

13．全钒氧化还原液流电池是一种新型绿色的二次电池。

其工作原理如图所示。

下列叙述正确的是（　　）

A．电子由Y极流出，经质子交换膜到X极

B．放电过程中，电解质溶液pH降低

C．Y极反应式为V2＋－e－===V3＋

D．每转移1mol电子，理论上有2molH＋由交换膜右侧向左侧迁移

14．利用反应NO2＋NH3―→N2＋H2O（未配平）消除NO2的简易装置如图所示。

下列说法不正确的是（　　）

A．a电极反应式是2NH3－6e－＋6OH－===N2＋6H2O

B．消耗标准状况下4.48LNH3时，被消除的NO2的物质的量为0.15mol

C．若离子交换膜是阳离子交换膜，装置右室中溶液的碱性减弱

D．整个装置中NaOH的物质的量不断减少

15．根据Ca（OH）2/CaO体系的能量循环图：

Ca（OH）2（s）

CaO（s）＋H2O（g）

　510℃　　　510℃　510℃

　↑ΔH3　　　↓ΔH4　↓ΔH5

Ca（OH）2（s）

CaO（s）＋H2O（l）

　25℃　　　25℃　25℃

下列说法正确的是（　　）

A．ΔH5<0

B．ΔH1＋ΔH2＝0

C．ΔH3＝ΔH4＋ΔH2

D．ΔH1＋ΔH2＋ΔH4＋ΔH5＋ΔH3＝0

16．HBr被O2氧化依次由如下Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三步反应组成：

Ⅰ.HBr（g）＋O2（g）===HOOBr（g）；

Ⅱ.HOOBr（g）＋HBr（g）===2HOBr（g）；

Ⅲ.HOBr（g）＋HBr（g）===H2O（g）＋Br2（g）

1molHBr（g）被氧化为Br2（g）放出12.67kJ热量，其能量与反应进程的关系如图所示：

下列说法正确的是（　　）

A．反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均为放热反应

B．Ⅰ的反应速率最慢

C．HOOBr比HBr和O2稳定

D．热化学方程式为：

4HBr（g）＋O2（g）===2H2O（g）＋2Br2（g）　ΔH＝－12.67kJ·mol－1

17．工业上，在强碱性条件下用电解法除去废水中的CN－，装置如图所示，依次发生的反应有：

①CN－－2e－＋2OH－===CNO－＋H2O

②2Cl－－2e－===Cl2↑

③3Cl2＋2CNO－＋8OH－===N2＋6Cl－＋2CO

＋4H2O

下列说法正确的是（　　）

A．铁电极上发生的反应为Fe－2e－===Fe2＋

B．通电过程中溶液pH不断减小

C．除去1molCN－，外电路至少需转移5mol电子

D．为了使电解池连续工作，需要不断补充NaCl

18．下图为一定条件下采用多孔惰性电极的储氢电池充电装置（忽略其他有机物）。

已知储氢装置的电流效率η＝

×100%，下列说法不正确的是（　　）

A．若η＝75%，则参加反应的苯为0.8mol

B．过程中通过C—H键断裂实现氢的储存

C．采用多孔电极增大了接触面积，可降低电池能量损失

D．生成目标产物的电极反应式为：

C6H6＋6e－＋6H＋===C6H12

三、非选择题（本题共3小题，共52分。

）

19．（16分）加快环境污染的治理也是践行“绿水青山就是金山银山”的重要措施。

请回答下列问题：

Ⅰ.

（1）解决化石燃料枯竭的危机的有效途径之一便是实现燃料和燃烧产物之间的良性循环，如图甲所示。

一种常用的方法是在230℃、有催化剂条件下将CO2和H2转化为甲醇蒸气和水蒸气，图乙是生成1molCH3OH时的能量变化示意图。

已知断裂1mol不同共价键的能量（kJ）分别如下表。

C—H

C—O

C==O

H—H

H—O

413.4

351

745

436

462.8

①结合上表数据，试写出生成CH3OH的热化学反应方程式：

____________________________________________________________________________。

②已知E2＝189.8kJ·mol－1，则E1＝_____________________________________________。

Ⅱ.H2S在重金属离子处理、煤化工等领域都有重要应用。

（2）ⅰ.COS（g）＋H2（g）H2S（g）＋CO（g）ΔH1＝＋7kJ·mol－1；

ⅱ.CO（g）＋H2O（g）CO2（g）＋H2（g）ΔH2＝－42kJ·mol－1。

已知断裂1mol气态分子中的化学键所需能量如下表所示。

分子

COS（g）

H2（g）

CO（g）

H2S（g）

能量/kJ·mol－1

1310

442

x

669

①表中x＝________。

②羰基硫（COS）可作为一种熏蒸剂，能防止某些昆虫的危害；羰基硫分子中所有原子的最外层都满足8电子结构，其电子式为________________，少量的羰基硫（COS）用氢氧化钠溶液处理的过程如下（部分产物略去）：

COS

Na2S溶液

Na2S2O3溶液＋H2

则反应Ⅰ的化学方程式为________________________________________________________。

（3）工业上一种制备H2S的方法是在催化剂、高温条件下，用天然气与SO2反应，同时生成两种能参与大气循环的氧化物，该反应的化学方程式为________________________________。

每制备1molH2S转移电子的物质的量为________。

20．（18分）C、N、S的氧化物常会造成一些环境问题，科研工作者正在研究用各种化学方法来消除这些物质对环境的不利影响。

（1）已知：

2CO（g）＋O2（g）===2CO2（g）ΔH1＝－566kJ·mol；

S（l）＋O2（g）===SO2（g）　ΔH2＝－296kJ·mol－1。

一定条件下，可以通过CO与SO2反应生成S（l）和一种无毒的气体，实现燃煤烟气中硫的回收，写出该反应的热化学方程式：

_______________________________________________。

（2）工业上常采用图甲所示电解装置电解K4[Fe（CN）6]和KHCO3的混合溶液，电解一段时间后，通入H2S加以处理。

利用生成的铁的化合物K3[Fe（CN）6]将气态废弃物中的H2S转化为可利用的S，自身转化为K4[Fe（CN）6]。

①电解时，阳极的电极反应式为_________________________________________________；

阴极的电极反应式为___________________________________________________________。

②当有16gS析出时，阴极产生的气体在标准状况下的体积为________。

③通入H2S时发生如下反应，补全离子方程式：

CO

＋

________＋

________===

______＋

________＋

HCO

（3）利用间接电化学法可除去NO，其工作原理如图乙所示。

电解池中阴极的电极反应式（阴极室溶液呈酸性）为_________________________________，

吸收池中发生反应的离子方程式为______________________________________________。

21．（18分）

（1）用惰性电极电解200mL一定浓度的硫酸铜溶液，实验装置如图甲所示，电解过程中的实验数据如图乙所示，横坐标表示电解过程中转移电子的物质的量，纵坐标表示电解过程中产生气体的总体积（标准状况）。

①下列说法正确的是________（填字母）。

A．电解过程中，a电极表面先有红色物质析出，后有气泡产生

B．b电极上发生的电极反应式为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑

C．从P点到Q点时收集到的混合气体的平均摩尔质量为12g·mol－1

D．OP段表示H2和O2混合气体的体积变化，PQ段表示O2的体积变化

②如果向所得的溶液中加入0.1molCu2（OH）2CO3后，使溶液恰好恢复到电解前的浓度和pH（不考虑CO2的溶解），电解过程中转移的电子的物质的量为________mol。

（2）PbSO4热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源。

基本结构如图所示，其中作为电解质的无水LiCl－KCl混合物受热熔融后，电池即可瞬间输出电能。

该电池总电极反应为PbSO4＋2LiCl＋Ca===CaCl2＋Li2SO4＋Pb。

①放电过程中，Li＋向________（填“负极”或“正极”）移动。

②负极反应式为______________________________________________________________。

③电路中每转移0.2mol电子，理论上生成________gPb。

（3）过二硫酸钾可通过“电解→转化→提纯”方法制得，电解装置如图所示。

常温下，电解液中含硫微粒的主要存在形式与pH的关系如下图所示。

在阳极放电的离子主要是HSO

，阳极区电解质溶液的pH范围为________，阳极的电极反应式为________________________________________________________________________。

答案精析

1．A

2．D　[活化能是活化分子最低能量与反应分子的平均能量的差值，对于同一分子活化能是定值，升高温度活化能不改变，选项A错误；主要回收电池的金属壳和其中的“黑”原料，并进行二次产品的开发制造，选项B错误；汽油是不可再生资源，乙醇是可再生资源，选项C错误；太阳能、风能、地热能、氢能是清洁能源，推广使用能减少二氧化碳的排放，选项D正确。

]

3．C　[依据化合物中化合价代数和为0，因C3N4中N的化合价为－3，所以C的化合价为＋4，A项错误；阶段Ⅱ过氧化氢分解生成氧气和水的过程为放热反应，B项错误；阶段Ⅱ中，H2O2发生歧化反应，既是氧化剂，又是还原剂，C项正确；利用太阳光实现高效分解水的反应，实现了太阳能向化学能的转化，D项错误。

]

4．C　[在原电池中，铁作负极，电极反应式是Fe－2e－===Fe2＋，故A正确；鼓入空气时，氧气在正极发生的电极反应为O2＋4e－＋2H2O===4·OH，每生成1mol·OH有1mol电子发生转移，故C错误；不鼓入空气时，正极发生还原反应为H＋＋e－===H·，故B正确。

]

5．C

6．C　[该装置中，铁易失电子作负极，Cu作正极，负极上铁失电子、正极上铁离子得电子，负极反应式为：

Fe－2e－===Fe2＋，故A错误；该原电池中，Al易失电子作负极、Cu作正极，负极上铝失电子、正极上氢离子得电子，负极反应式为：

Al－3e－===Al3＋，故B错误；该原电池中，Al易失电子作负极、Mg作正极，负极上Al失电子、正极上水得电子，负极上电极反应式为Al＋4OH－－3e－===AlO

＋2H2O，故C正确；该原电池中，铜易失电子作负极、Al作正极，负极上铜失电子、正极上硝酸根离子得电子，负极电极反应式为Cu－2e－===Cu2＋，故D错误。

]

7．D　[K3[Fe（CN）6]可将单质铁氧化为Fe2＋，Fe2＋与K3[Fe（CN）6]生成蓝色沉淀，附着在Fe表面，无法判断铁比铜活泼，D错；实验②中加入K3[Fe（CN）6]，溶液无变化，说明溶液中没有Fe2＋；实验③中加入K3[Fe（CN）6]生成蓝色沉淀，说明溶液中有Fe2＋，A对；对比①②可知，①中K3[Fe（CN）6]可将Fe氧化成Fe2＋，Fe2＋再与K3[Fe（CN）6]反应生成蓝色沉淀，B对；由以上分析可知，验证Zn保护Fe时，可以用②③做对比实验，C对。

]

8．A　[发生吸氧腐蚀时，正极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，整个过程是吸收O2而不是释放出O2，B项错误；C项为牺牲阳极的阴极保护法，金属锌发生氧化反应，错误；D项为外加电流的阴极保护法，钢铁闸门应与外加电源的负极相连，错误。

]

9．D

10．B　[根据题中0.01mol·L－1MOH溶液的pH＝10知，MOH为弱碱，MOH溶液与硫酸的中和反应可以看作两个过程：

MOH（aq）M＋（aq）＋OH－（aq）　ΔH、H＋（aq）＋OH－（aq）===H2O（l）　ΔH2，根据盖斯定律知ΔH1＝2（ΔH＋ΔH2），则ΔH＝

ΔH1－ΔH2＝

×（－24.2kJ·mol－1）－（－57.3kJ·mol－1）＝＋45.2kJ·mol－1，B项正确。

]

11．A　[根据图示，该过程是将太阳能转化为化学能的过程，故A项正确；根据图示，电极a上发生水转化为氧气的反应，反应中O元素的化合价升高，发生氧化反应，故B项错误；根据图示，a为负极，b为正极，H＋从a极区向b极区移动，故C项错误；根据得失电子守恒，该装置中每生成1molCO，同时生成

molO2，故D项错误。

]

12．B　[C1电极中有机物转化为CO2，该电极发生氧化反应；C2电极上NO

转化为N2，发生了还原反应，所以C1、C2分别为阳极、阴极，X、Y分别是正极和负极。

结合上述分析可知，A项错误、B项正确；1molNO

被还原，得到5mol电子，有5molH＋通过质子膜迁移至阴极区，C项错误；1mol葡萄糖被氧化为CO2转移电子24mol，D项错误。

]

13．C　[观察装置，由物质转化可以确定右边发生氧化反应，Y极为负极，左边发生还原反应，X为正极。

电子只能在导线上迁移，即电子由Y极经导线流向X极，故A错误；放电过程中，电池反应式为V2＋＋VO

＋2H＋===V3＋＋VO2＋＋H2O，消耗H＋，pH升高，故B错误；Y极为负极，发生氧化反应，由离子转化关系知反应式为V2＋－e－===V3＋，故C正确；X极反应式为VO

＋2H＋＋e－===VO2＋＋H2O，得失电子数决定氢离子迁移数目。

转移1mol电子，只有1molH＋迁移，故D错误。

]

14．CD　[a电极通入的是NH3，发生氧化反应，电极反应式是2NH3－6e－＋6OH－===N2＋6H2O，A项正确；标准状况下4.48LNH3的物质的量为0.2mol，根据得失电子守恒可得4NH3～3NO2，列式得

＝

，解得NO2的物质的量为0.15mol，B项正确；右室中发生电极反应式为2NO2＋8e－＋4H2O===N2＋8OH－，钠离子透过阳离子交换膜进入右极室，因反应生成OH－，使右室溶液的碱性增强，C项错误；因电池总反应为6NO2＋8NH3===7N2＋12H2O，从整体来看并没有NaOH参加反应或生成，所以整个装置中NaOH的物质的量不变，D项错误。

]

15．AD　[H2O（g）→H2O（l）是放热过程，因此ΔH5<0，故A正确；因为反应物和生成物温度不同，因此ΔH1＋ΔH2≠0，故B错误；根据盖斯定律ΔH3＝－（ΔH1＋ΔH2＋ΔH4＋ΔH5），故C错误；根据能量守恒定律，ΔH1＋ΔH2＋ΔH4＋ΔH5＋ΔH3＝0，故D正确。

]

16．B　[第一步反应反应物总能量低于生成物的总能量，所以为吸热反应，故A错误；第一步反应需要的活化能最大，即反应Ⅰ的反应速率最慢，故B正确；HOOBr的总能量比HBr和O2的总能量高，能量越高，物质越不稳定，故C错误；根据题意，1molHBr（g）被氧化为Br2（g）放出12.67kJ热量，则热化学方程式为4HBr（g）＋O2（g）===2H2O（g）＋2Br2（g）　ΔH＝－50.68kJ·mol－1，故D错误。

]

17．BC　[铁电极为电解池的阴极，得电子，则只能是水提供的氢离子得电子，A错误；根据电极反应式，阴极为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，阳极①CN－－2e－＋2OH－===CNO－＋H2O，②2Cl－－2e－===Cl2↑，③3Cl2＋2CNO－＋8OH－===N2＋6Cl－＋2CO

＋4H2O，得失电子数相等时，消耗氢氧根离子，pH在减小，B正确；根据反应：

3Cl2＋2CNO－＋8OH－===N2＋6Cl－＋2CO

＋4H2O，除去1molCN－，消耗1.5mol氯气，转移电子3mol，根据CN－－2e－＋2OH－===CNO－＋H2O，转移电子是2mol，所以外电路至少需转移5mol电子，C正确；根据电极反应的离子，为了使电解池连续工作，需要补充氢氧化钠，若有氯气逸出，则需要补充氯化钠，D错误。

]

18．B　[A项，根据图示，苯加氢发生还原反应生成环己烷，装置中右侧电极为阴极，左侧电极为阳极，根据放电顺序，左侧电极的电极反应式为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，生成1.6molO2失去电子物质的量为6.4mol，根据阴、阳极得失电子总数相等，阴极得到电子总数为6.4mol，若η＝75%，则生成苯消耗的电子的物质的量为6.4mol×75%＝4.8mol，苯发生的电极反应为

＋6e－＋6H＋===

，参加反应的苯的物质的量为n（

）＝4.8mol÷6＝0.8mol，正确；B项，该过程中苯被还原为环己烷，C—H键没有断裂，形成新的C—H键，错误；C项，采用多孔电极增大了接触面积，使反应更充分，可降低电池能量损失，正确；D项，储氢是将苯转化为环己烷，电极反应式为C6H6＋6e－＋6H＋===C6H12