高二化学选修知识点阶段质量过关检测题14.docx
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高二化学选修知识点阶段质量过关检测题14
[化学反应与能量变化]
（满分100分 时间90分钟）
一、选择题（本题包括16小题，每小题3分，共48分）
1．氢能是一种既高效又干净的新能源，发展前景良好，用氢作能源的燃料电池汽车倍受青睐。
我国拥有完全自主知识产权的氢燃料电池轿车“超越三号”，已达到世界先进水平，并加快向产业化的目标迈进。
下列有关说法正确的是（ ）
A．氢制备工艺廉价易行，且储存方便
B．燃料电池车中能量转化率为100%
C．燃料电池车是直接将化学能转化为电能
D．利用热电厂的电能电解蒸馏水制备氢气是一种环保之举
解析：
氢气的制备需要电解，电解需要消耗大量的能量，最终还要依赖热电厂的电能，而且氢气所占体积大，压缩存放由于压力的关系存在危险，因此选项A、D错；尽管燃料电池的能量转化率高，但不会达到100%，B错。
答案：
C
2．[双选题]下列反应属于放热反应的是（ ）
A．锌粒与稀H2SO4反应 B．NaOH溶于水
C．KClO3受热分解D．CaO溶于水
解析：
金属与酸的反应及大多数化合反应是放热反应，NaOH溶于水不是化学变化。
答案：
AD
3．在钢铁腐蚀过程中，下列五种变化可能发生的是（ ）
①Fe2＋转化为Fe3＋ ②O2被还原 ③产生H2
④Fe（OH）3失水形成Fe2O3·H2O ⑤杂质碳被氧化
A．只有①和②B．只有②③④
C．①②③④D．①②③④⑤
解析：
钢铁腐蚀的过程中，杂质碳作正极不会参与电极反应，其他四种情况均可能发生。
答案：
C
4．（2018·温州高二检测）下列与化学反应能量变化相关的叙述正确的是（ ）
A．生成物能量一定低于反应物总能量
B．放热反应不必加热就一定能发生
C．应用盖斯定律，可计算某些难以直接测量的反应的焓变
D．同温同压下，H2（g）＋Cl2（g）===2HCl（g）在光照和点燃条件的ΔH不同
解析：
生成物能量高于反应物该能量，为吸热反应，反之为放热反应，A错误；吸、放热反应与反应条件无关，B错误；某些对应以直接测量的反应的反应热，可应用盖斯定律求解，C正确；化学反应的反应热ΔH与反应条件无关，取决于反应物与生成物的总能量的相对大小，D错误。
答案：
C
5．某学生想制作一种家用环保型消毒液发生器，用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液，通电时，为使Cl2被完全吸收，制得有较强杀菌能力的消毒液，设计了如图的装置，则对电源电极名称和消毒液的主要成分判断正确的是（ ）
A．a为正极，b为负极；NaClO和NaCl
B．a为负极，b为正极；NaClO和NaCl
C．a为阳极，b为阴极；HClO和NaCl
D．a为阴极，b为阳极；HClO和NaCl
解析：
据题意可知发生器上部为阴极，2H＋＋2e－===H2，同时生成NaOH溶液，下部为阳极，2Cl－－2e－===Cl2↑，产生Cl2与NaOH反应生成NaCl和NaClO，故a为负极，b为正极。
答案：
B
6．为了测定中和反应的反应热，计算时至少需要的数据是（ ）
①酸的浓度和体积 ②碱的浓度和体积 ③比热容
④反应后溶液的质量 ⑤生成水的物质的量 ⑥反应前后溶液温度变化 ⑦操作所需的时间
A．①②③⑥ B．①③④⑥
C．③④⑤⑥D．全部
解析：
在本题中，生成H2O的量可由酸、碱的量决定，而反应的热效应可先由公式Q＝cm（T2－T1）求算热量。
由于酸、碱的稀溶液的密度可近似认为是1g·cm－3，因此当知道①②时，也就确定了溶液的质量，再利用溶液的比热容和反应前后的温度变化值，即可求出反应的反应热。
答案：
A
7．沼气是一种能源，它的主要成分是CH4，0.5molCH4完全燃烧生成CO2和H2O（l）时，放出445kJ热量，则下列热化学方程式中正确的是（ ）
A．2CH4（g）＋4O2（g）===2CO2（g）＋4H2O（l）
ΔH＝＋890kJ/mol
B．CH4（g）＋2O2（g）===CO2（g）＋2H2O（l）
ΔH＝＋890kJ/mol
C．CH4（g）＋2O2（g）===CO2（g）＋2H2O（l）
ΔH＝－890kJ/mol
D.
CH4（g）＋O2（g）===
CO2（g）＋H2O（l）
ΔH＝－890kJ/mol
解析：
0.5molCH4完全燃烧生成CO2和H2O（l）时，放出445kJ热量，即1molCH4完全燃烧生成CO2和H2O（l）时，放出890kJ热量。
答案：
C
8．（2018·大连模拟）已知化学反应A2（g）＋B2（g）===2AB（g）的能量变化如图所示，判断下列叙述中正确的是（ ）
A．每生成2分子AB吸收bkJ热量
B．该反应热ΔH＝＋（a－b）kJ·mol－1
C．该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量
D．断裂1molA—A和1molB—B键，放出akJ能量
解析：
观察题给图像可以得到，上述反应的反应物总能量低于生成物总能量，为吸热反应，其中反应热ΔH＝＋（a－b）kJ·mol－1。
化学反应过程中，化学键断裂为吸热过程，化学键形成为放热过程。
答案：
B
9．（2018·安徽调研）21世纪是钛的世纪。
在800℃～1000℃时电解TiO2可制得钛，装置如右图所示。
下列叙述正确的是（ ）
A．a为电源的正极
B．石墨电极上发生还原反应
C．阴极发生的反应为：
TiO2＋4e－===Ti＋2O2－
D．每生成0.1mol钛，转移电子0.2mol
解析：
由O2－移动方向可知b为电源正极，A项错误；b为电源正极，石墨电极上发生氧化反应，B项错误；D项每生成0.1mol钛，转移电子0.4mol，错误。
答案：
C
10．[双选题]为了避免青铜器生成铜绿，以下方法正确的是（ ）
A．将青铜器放在银质托盘上
B．将青铜器保存在干燥的环境中
C．将青铜器保存在潮湿的空气中
D．在青铜器的表面覆盖一层防渗透的高分子膜
解析：
Cu比Ag活泼，形成的原电池中Cu作负极，A不正确；将青铜器放在潮湿的空气中，在表面形成原电池，Cu被腐蚀，C不正确。
答案：
BD
11．[双选题]上海人张霞昌在芬兰发明了“纸电池”，这种一面镀锌、一面镀二氧化锰的超薄电池在使用印刷与压层技术后，变成一张可任意裁剪大小的“电纸”，纸内的离子“流过”水和氧化锌组成的电解质溶液，电池总反应式为：
Zn＋2MnO2＋H2O===ZnO＋2MnOOH。
下列说法正确的是（ ）
A．该电池的负极材料为锌
B．该电池反应中二氧化锰发生了氧化反应
C．电池的正极反应式为MnO2＋H2O＋e－===MnOOH＋OH－
D．当有0.1mol锌溶解时，流经电解质溶液的电子数为1.204×1023
解析：
锌为活泼金属，失去电子作负极，A项正确；二氧化锰得到电子，发生还原反应，B项错误；因电池的负极反应式为：
Zn＋2OH－－2e－===ZnO＋H2O，用总反应式减去负极反应式得出正极反应式为：
MnO2＋H2O＋e－===MnOOH＋OH－，C项正确；电子只能经外电路流动，而不能在电解质溶液中流动，电解质溶液中应为阴、阳离子的定向移动，D项错误。
答案：
AC
12．某种氢氧燃料电池的电解液为KOH溶液，下列有关该电池的叙述不正确的是（ ）
A．正极反应式为：
O2＋2H2O＋4e－===4OH－
B．工作一段时间后，电解液中KOH的物质的量不变
C．该燃料电池的总反应方程式为：
2H2＋O2===2H2O
D．用该电池电解CuCl2溶液，产生2.24LCl2（标准状况）时，有0.1mol电子转移
解析：
把释放能量的氧化还原反应：
2H2＋O2===2H2O通过电池反应进行就制得氢氧燃料电池。
H2失去电子，在负极上被氧化，产生H＋，由于电解液中有大量的OH－，所以电极反应式为：
2H2－4e－＋4OH－===4H2O。
工作一段时间后，KOH溶液被稀释，但KOH的物质的量不变。
D项，n（Cl2）＝0.1mol，转移电子0.2mol。
答案：
D
13．在208K、100kPa时，已知：
2H2O（g）===O2（g）＋2H2（g） ΔH1
Cl2（g）＋H2（g）===2HCl（g）ΔH2
2Cl2（g）＋2H2O（g）===4HCl（g）＋O2（g）ΔH3
则ΔH3与ΔH1和ΔH2间的关系正确的是（ ）
A．ΔH3＝ΔH1＋2ΔH2 B．ΔH3＝ΔH1＋ΔH2
C．ΔH3＝ΔH1－2ΔH2D．ΔH3＝ΔH1－ΔH2
解析：
第三个方程式可由第二个方程式乘以2与第一个方程式相加，由盖斯定律可知ΔH3＝ΔH1＋2ΔH2。
答案：
A
14．（2018·杭州师大附中模拟）高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池能长时间保持稳定的放电电压。
高铁电池的总反应为3Zn＋2K2FeO4＋8H2O
3Zn（OH）2＋2Fe（OH）3＋4KOH。
关于该电池的说法正确的是（ ）
A．放电时，Zn作负极，发生还原反应
B．放电时，K2FeO4附近溶液pH减小
C．充电时，锌极附近溶液pH减小
D．充电时，阳极电极反应为：
Fe（OH）3－3e－＋5OH－===FeO
＋4H2O
解析：
放电时，Zn作负极，发生氧化反应，正极反应为：
FeO
＋3e－＋4H2O===Fe（OH）3＋5OH－，溶液pH增大；充电时，锌极反应为Zn（OH）2＋2e－===Zn＋2OH－，溶液pH增大。
答案：
D
15．（2018·厦门模拟）2018年10月1日，我国在西昌卫星发射中心成功发射“嫦娥二号”。
嫦娥二号火箭推进器以联氨（N2H4）为燃料、过氧化氢为助燃剂。
已知下列各物质反应的热化学方程式为
N2H4（g）＋O2（g）===N2（g）＋2H2O（g）；
ΔH1＝－533.23kJ·mol－1
H2O（g）===H2O（l）；ΔH2＝－44kJ·mol－1
2H2O2（l）===2H2O（l）＋O2（g）；
ΔH3＝－196.4kJ·mol－1
则联氨与过氧化氢反应的热化学方程式可表示为（ ）
A．N2H4（g）＋2H2O2（l）===N2（g）＋4H2O（l）；
ΔH＝＋817.63kJ·mol－1
B．N2H4（g）＋2H2O2（l）===N2（g）＋4H2O（g）；
ΔH＝－641.63kJ·mol－1
C．N2H4（g）＋2H2O2（l）===N2（g）＋4H2O（l）；
ΔH＝－641.63kJ·mol－1
D．N2H4（g）＋2H2O2（l）===N2（g）＋4H2O（g）；
ΔH＝－817.63kJ·mol－1
解析：
本题考查热化学反应方程式的书写和简单相关计算。
N2H4（g）＋2H2O2（l）===N2（g）＋4H2O（l）；
ΔH＝－533.23kJ·mol－1＋（－196.4kJ·mol－1）＋2×（－44kJ·mol－1）＝－817.63kJ·mol－1。
N2H4（g）＋2H2O2（l）===N2（g）＋4H2O（g）；ΔH1＝－533.23kJ·mol－1＋（－196.4kJ·mol－1）－2×（－44kJ·mol－1）＝－641.63kJ·mol－1，B选项正确。
答案：
B
16．（2018·山东高考）以KCl和ZnCl2混合液为电镀液在铁制品上镀锌，下列说法正确的是（ ）
A．未通电前上述镀锌装置可构成原电池，电镀过程是该原电池的充电过程
B．因部分电能转化为热能，电镀时通过的电量与锌的析出量无确定关系
C．电镀时保持电流恒定，升高温度不改变电解反应速率
D．镀锌层破损后即对铁制品失去保护作用
解析：
本题考查电镀，意在考查考生对电镀原理的理解和应用能力。
未通电前，题述装置不能构成原电池，A项错误；锌的析出量与通过的电量成正比，B错误；电镀时电解反应速率只与电流大小有关，与温度无关，C项对；镀锌层破损后，会形成铁锌原电池，铁作正极，得到保护，D项错误。
答案：
C
二、非选择题（本题包括6小题，共52分）
17．（6分）
（1）1.00L1.00mol·L－1H2SO4溶液与2.00L1.00mol·L－1NaOH溶液完全反应，放出114.6kJ热量，表示生成1molH2O的热化学方程式为_________________________
________________________________________________________________________。
（2）在25℃、101kPa时，1.00gC6H6（l）燃烧生成CO2（g）和H2O（l），放出41.8kJ的热量，C6H6的标准燃烧热为____________kJ·mol－1，该反应的热化学方程式为________________________________________________________________________。
解析：
（1）1molH2SO4与2molNaOH反应生成2molH2O，放出114.6kJ热量，故生成1molH2O的热化学方程式为
H2SO4（aq）＋NaOH（aq）===
Na2SO4（aq）＋H2O（l） ΔH＝－57.3kJ·mol－1；
（2）1molC6H6燃烧放出热量41.8kJ×78＝3260.4kJ，因此，C6H6的标准燃烧热为：
ΔH＝－3260.4kJ·mol－1。
答案：
（1）
H2SO4（aq）＋NaOH（aq）===
Na2SO4（aq）＋H2O（l） ΔH＝－57.3kJ·mol－1
（2）－3260.4 C6H6（l）＋
O2（g）===6CO2（g）＋3H2O（l） ΔH＝－3260.4kJ·mol－1
18．（8分）某化学兴趣小组为了探索铝电极在原电池中的作用，设计并进行了以下一系列实验，实验结果记录如下：
编号
电极材料
电解质溶液
电流计指针偏转方向
①
Mg、Al
稀盐酸
偏向Al
②
Al、Cu
稀盐酸
偏向Cu
③
Al、石墨
稀盐酸
偏向石墨
④
Mg、Al
NaOH溶液
偏向Mg
⑤
Al、Zn
浓硝酸
偏向Al
根据上表中的实验现象完成下列问题：
（1）实验①、②中Al所作的电极是否相同？
答：
________________________________________________________________________。
（2）写出实验③中的电极名称、电极反应式和电池总反应方程式。
铝为（ ）________________________________________________________________________，
石墨为（ ）_________________________________________________________。
电池总反应：
__________________________________________________________。
（3）实验④中的铝作________极。
（4）实验⑤中铝作________极。
解析：
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，在解答时一定建立在分析氧化还原反应的基础上进行。
同时要利用表中的对比关系得出相应结论。
答案：
（1）不相同
（2）负极 2Al－6e－===2Al3＋ 正极
6H＋＋6e－===3H2↑
2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑
（3）负 （4）正
19．（8分）（2018·滨州高二质检）铁及铁的化合物应用广泛，如FeCl3可用作催化剂、印刷电路铜板腐蚀剂和外伤止血剂等。
（1）写出FeCl3溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式
________________________________________________________________________。
（2）若将
（1）中的反应设计成原电池，请画出原电池的装置图，标出正、负极，并写出电极反应式。
正极反应_________________________________________________________________；
负极反应________________________________________________________________。
解析：
（1）利用Fe3＋氧化性的反应：
2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2，然后改为离子方程式。
（2）根据2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋氧化还原反应和原电池的工作原理进行设计，铜作负极，石墨作正极，FeCl3溶液作电解质溶液。
答案：
（1）2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋
（2）装置图如图所示
正极反应：
2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋
负极反应：
Cu－2e－===Cu2＋
20．（10分）天然气、重油、煤都可以与水反应制得氢气。
下表是某合成氨厂采用不同原料时的相对投资费用和能量消耗的数据。
原料
天然气
重油
煤
相对投资费用
1.0
1.5
2.0
能量消耗/J·t－1
28×109
38×109
48×109
请回答下列问题。
（1）依据上表信息，你认为采用________为原料最好。
（2）请写出甲烷在高温、催化剂的作用下与水蒸气反应生成氢气和一氧化碳的化学方程式：
________________________________________________________________________。
（3）已知C（s）、CO（g）和H2（g）完全燃烧的热化学方程式分别为：
C（s）＋O2（g）===CO2（g）；ΔH＝－394kJ·mol－1①
2CO（g）＋O2（g）===2CO2（g）；ΔH＝－566kJ·mol－1②
2H2（g）＋O2（g）===2H2O（g）；ΔH＝－484kJ·mol－1③
试写出由C与水蒸气在高温条件下反应生成氢气与一氧化碳的热化学方程式：
__________________。
解析：
（1）根据表中相对投资费用与能量消耗的数值，以天然气为原料时相对投资费用最小并且能量消耗最少，故选用天然气。
（3）由给出的热化学方程式进行处理：
①×2－②－③得到的热化学方程式的两边同时除以2，得C（s）＋H2O（g）===CO（g）＋H2（g）；ΔH＝＋131kJ·mol－1。
答案：
（1）天然气
（2）CH4＋H2O
CO＋3H2
（3）C（s）＋H2O（g）===CO（g）＋H2（g）；
ΔH＝＋131kJ·mol－1
21．（8分）（2018·淄博检测）某学生利用下面实验装置探究盐桥式原电池的工作原理（Cu元素的相对原子质量为64）。
按照实验步骤依次回答下列问题：
（1）导线中电子流向为__________________（用a、b表示）。
（2）写出装置中锌电极上的电极反应式：
____________________________________；
（3）若装置中铜电极的质量增加0.64g，则导线中转移的电子数目为________；（不许用“NA”表示）
（4）装置的盐桥中除添加琼脂外，还要添加KCl的饱和溶液，电池工作时，对盐桥中的K＋、Cl－的移动方向的表述正确的是________。
A．盐桥中的K＋向左侧烧杯移动、Cl－向右侧烧杯移动
B．盐桥中的K＋向右侧烧杯移动、Cl－向左侧烧杯移动
C．盐桥中的K＋、Cl－都向左侧烧杯移动
D．盐桥中的K＋、Cl－几乎都不移动
解析：
在该原电池中负极为Zn，电极反应为Zn－2e－===Zn2＋，正极为铜，电极反应为Cu2＋＋2e－===Cu，当铜电极增加0.64g时，转移电子（由a到b）为
×6.02×1023mol－1×2＝1.204×1022。
盐桥中K＋向正极区（右侧烧杯）移动，Cl－向负极区（左侧烧杯）移动。
答案：
（1）由a到b（或a→b）
（2）Zn－2e－===Zn2＋
（3）1.204×1022
（4）B
22．（12分）（2018·江苏高考）氢气是一种清洁能源，氢气的制取与储存是氢气能源利用领域的研究热点。
已知：
CH4（g）＋H2O（g）===CO（g）＋3H2（g）
ΔH＝＋206.2kJ·mol－1
CH4（g）＋CO2（g）===2CO（g）＋2H2（g）
ΔH＝＋247.4kJ·mol－1
2H2S（g）===2H2（g）＋S2（g）
ΔH＝＋169.8kJ·mol－1
（1）以甲烷为原料制取氢气是工业上常用的制氢方法。
CH4（g）与H2O（g）反应生成CO2（g）和H2（g）的热化学方程式为___________________________________________________。
（2）H2S热分解制氢时，常向反应器中通入一定比例空气，使部分H2S燃烧，其目的是________；燃烧生成的SO2与H2S进一步反应，生成物在常温下均为非气体，写出该反应的化学方程式：
_____________________________________________________________。
（3）H2O的热分解也可得到H2，高温下水分解体系中主要气体的体积分数与温度的关系如图甲所示。
图中A、B表示的物质依次是______________________________________。
（4）电解尿素[CO（NH2）2]的碱性溶液制氢的装置示意图见图乙（电解池中隔膜仅阻止气体通过，阴、阳极均为惰性电极）。
电解时，阳极的电极反应式为_____________________
________________________________________________________________________。
（5）Mg2Cu是一种储氢合金。
350℃时，Mg2Cu与H2反应，生成MgCu2和仅含一种金属元素的氢化物（其中氢的质量分数为0.077）。
Mg2Cu与H2反应的化学方程式为________________________________________________________________________。
解析：
本题考查化学反应与能量，化学能与电能的转化及元素化合物相关知识，意在考查考生的综合运用能力。
（1）将所给反应依次编号为①②③，根据盖斯定律，由反应①×2－反应②即得题述反应的热化学方程式：
CH4（g）＋2H2O（g）===CO2（g）＋4H2（g）
ΔH＝＋165.0kJ·mol－1。
（3）由图中A、B的体积分数比例近似为2∶1，则可确定A为H原子，B为O原子。
（4）H2是由溶液中的H＋在阴极放电得到的，则阳极产生的是N2，阳极发生氧化反应，在碱性环境下的电极反应式为：
CO（NH2）2＋8OH－－6e－===CO
＋N2↑＋6H2O。
（5）由Mg2Cu变为MgCu2，可知Mg含量下降，则生成物中氢化物仅含的一种金属元素必为Mg，再根据其中氢的质量分数为0.077，则Mg与H物质的量之比为
＝
，即化学式为MgH2，则反应的化学方程式为：
2Mg2Cu＋3H2△,MgCu2＋3MgH2。
答案：
（1）CH4（g）＋2H2O（g）===CO2（g）＋4H2（g）ΔH＝＋165.0kJ·mol－1
（2）为H2S热分解
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