化学选修4《化学反应与能量变化》单元测试.docx

化学选修4《化学反应与能量变化》单元测试.docx

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化学选修4《化学反应与能量变化》单元测试

专题1整合

（本栏目内容，在学生用书中以活页形式分册装订！

）

A卷

一、选择题（本题包括12小题，每题5分，共60分）

1．石油是一种重要能源，人类正面临着石油短缺、油价上涨的困惑。

以下解决能源问题的方法不当的是（　　）

A．用木材作燃料　　　　　　B．用液氢代替汽油

C．开发风能D．开发地热能

【解析】　本题是对化学与能源知识的考查，解决能源问题的最佳方法是开发新能源（如风能、地热能、氢能、水能、核能、生物质能等），由于树木生长周期长，过度开采，还会引起水土流失等问题。

【答案】　A

2．下列反应中属于吸热反应的是（　　）

A．CaO＋H2O===Ca（OH）2

B．C＋H2O

CO＋H2

C．HCl＋NaOH===NaCl＋H2O

D．2Al＋3H2SO4===Al2（SO4）3＋3H2↑

【解析】　分解反应，铵盐与碱反应生成氨气，以及C＋H2O

CO＋H2等都是吸热反应。

【答案】　B

3．下列说法正确的是（多选）（　　）

A．碱性锌锰电池是二次电池

B．铅蓄电池是一次电池

C．二次电池又叫做蓄电池，它放电后可以再充电使活性物质获得再生

D．燃料电池的活性物质没有储存在电池内部

【解析】　锌锰电池都是一次电池，铅蓄电池是二次电池，既可充电又可放电。

燃料电池的活性物质可在工作时再充入电池内部。

【答案】　CD

4．（2018年江苏化学）化学在生产和日常生活中有着重要的应用。

下列说法不正确的是（　　）

A．明矾水解形成的Al（OH）3胶体能吸附水中悬浮物，可用于水的净化

B．在海轮外壳上镶入锌块，可减缓船体的腐蚀速率

C．MgO的熔点很高，可用于制作耐高温材料

D．电解MgCl2饱和溶液，可制得金属镁

【解析】　电解饱和MgCl2溶液发生的反应为：

MgCl2＋2H2O

Mg（OH）2↓＋H2↑＋Cl2↑，无法制得金属镁。

【答案】　D

5．下列几种金属制品的镀层损坏后，金属腐蚀的速率最快的是（　　）

A．镀铝塑料B．食品罐头盒（镀锡）

C．白铁水桶（镀锌）D．镀银铜质奖章

【解析】　关键是看，镀层损坏后，暴露出的金属与镀层能否形成原电池，形成原电池金属是否是负极。

A项塑料不会被腐蚀；B项Fe为原电池负极，锡为原电池的正极，加速Fe的腐蚀；C项Zn为电池的负极，铁为电池的正极，铁被保护起来；D项Cu为原电池的负极，Ag为原电池的正极，加速了铜的腐蚀。

但由于Fe比Cu更易失去电子，所以腐蚀最快的是B中的铁。

【答案】　B

6．已知H2（g）＋Cl2（g）===2HCl（g）　ΔH＝－184.6kJ·mol－1，则反应HCl（g）===

H2（g）＋

Cl2（g）的ΔH为（　　）

A．＋184.6kJ·mol－1B．－92.3kJ·mol－1

C．－369.2kJ·mol－1D．＋92.3kJ·mol－1

【解析】　由题意知

H2（g）＋

Cl2（g）===HCl（g）

ΔH＝－92.3kJ·mol－1即HCl（g）===

H2（g）＋

Cl2（g）

ΔH＝＋92.3kJ·mol－1。

【答案】　D

7．如下图是电解CuCl2溶液的装置，其中c、d为石墨电极。

则下列有关的判断中正确的是（　　）

A．a为负极，b为正极

B．a为阳极，b为阴极

C．电解过程中，d电极质量增加

D．电解过程中，氯离子浓度不变

【解析】　直流电源中电流流出的一极是正极，连接正极的电极是电解池的阳极，阳极c发生氧化反应，氯离子被氧化而减少；阴极d发生还原反应，析出铜。

【答案】　C

8．（2018年宁夏）一种燃料电池中发生的化学反应为：

在酸性溶液中甲醇与氧作用生成水和二氧化碳，该电池负极发生的反应是（　　）

A．CH3OH（g）＋O2（g）===H2O（l）＋CO2（g）＋2H＋（aq）＋2e－

B．O2（g）＋4H＋（aq）＋4e－===2H2O（l）

C．CH3OH（g）＋H2O（l）===CO2（g）＋6H＋（aq）＋6e－

D．O2（g）＋2H2O（l）＋4e－===4OH－

【解析】　电池负极上还原剂失去电子发生氧化反应，此电池反应的还原剂应为甲醇，故选C。

【答案】　C

9．（2018年天津高考）下列叙述正确的是（　　）

A．在原电池的负极和电解池的阴极上都发生失电子的氧化反应

B．用惰性电极电解Na2SO4溶液，阴阳两极产物的物质的量之比为1∶2

C．用惰性电极电解饱和NaCl溶液，若有1mol电子转移，则生成1molNaOH

D．镀层破损后，镀锡铁板比镀锌铁板更耐腐蚀

【解析】　本题考查原电池和电解池原理。

A项，电解池阴极发生还原反应，A错；B项，电解硫酸钠溶液，实质是电解水，阴极得H2，阳极得O2，体积比为2∶1，B错；C项，根据2NaCl＋2H2O

2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，转移2mol电子，生成2molNaOH，C正确；D项，活泼性：

Zn>Fe>Sn，镀层破损后，镀锡铁板更易腐蚀，D错。

【答案】　C

10．（2018年高考四川理综）下列关于热化学反应的描述中正确的是（　　）

A．HCl和NaOH反应的中和热ΔH＝－57.3kJ/mol，则H2SO4和Ca（OH）2反应的中和热ΔH＝2×（－57.3）kJ/mol

B．CO（g）的燃烧热是283.0kJ/mol，则2CO2（g）===2CO（g）＋O2（g）反应的ΔH＝2×283.0kJ/mol

C．需要加热才能发生的反应一定是吸热反应

D．1mol甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷的燃烧热

【解析】　中和热指稀的强酸、强碱中和生成1mol水时所放出的热量，与实际生成水的物质的量多少无关，因此H2SO4和Ca（OH）2的中和热为ΔH＝－57.3kJ·mol－1，A项错误；CO的燃烧热为283.0kJ·mol－1，所以2molCO燃烧时ΔH＝－2×283kJ·mol－1，题目所给为CO2的分解，所以ΔH数值相等但符号相反，B正确；反应是吸热还是放热与反应是否加热才能进行并无必然联系，如C的燃烧是放热反应，但只有加热反应才能进行，C错误；燃烧热中强调燃料燃烧必须生成稳定的氧化物，其中液态水才是稳定的，所以D项错误。

【答案】　B

11．如下图所示，电解池中装有硫酸铜溶液，选用不同材料的电极进行电解。

下表中说法正确的是（　　）

序

号

电极材料

通电后的变化

阴极

阳极

A

石墨

石墨

阴极质量增加，溶液的pH增大

B

铜

铜

阳极质量减小，阴极质量增加

C

铁

铁

两极的质量不发生变化

D

铂

铁

阴极质量增加，溶液的pH不变

【解析】　A项溶液的pH减小；B项为电镀；C、D项铁为阳极，铁失去电子而溶解，阳极质量减小，溶液的pH发生改变。

【答案】　B

12．LiFePO4电池具有稳定性高、安全、对环境友好等优点，可用于电动汽车。

电池反应为：

FePO4＋Li

LiFePO4，电池的正极材料是LiFePO4，负极材料是石墨，含Li＋导电固体为电解质。

下列有关LiFePO4电池说法正确的是（多选）（　　）

A．可加入硫酸以提高电解质的导电性

B．放电时电池内部Li＋向负极移动

C．充电过程中，电池正极材料的质量减少

D．放电时电池正极反应为：

FePO4＋Li＋＋e－===LiFePO4

【解析】　放电时，负极：

Li－e－===Li＋，正极：

FePO4＋Li＋＋e－===LiFePO4；充电时，阳极：

LiFePO4－e－===FePO4＋Li＋；阴极：

Li＋＋e－===Li，所以易知C、D正确。

若加入硫酸，与Li单质（固体）发生反应，所以A错；放电时，Li＋向正极移动，故B错。

【答案】　CD

二、非选择题（本题包括4小题，共40分）

13．（6分）请根据下面所给出的5个热化学方程式，判断反应④的反应热是________。

①NH3（g）＋HCl（g）===NH4Cl（s）　ΔH1＝－176kJ·mol－1

②NH3（g）＋H2O（l）===NH3·H2O（aq）　ΔH2＝－35.1kJ·mol－1

③HCl（g）＋H2O（l）===HCl（aq）　ΔH3＝－72.3kJ·mol－1

④NH4Cl（s）＋H2O（l）===NH4Cl（aq）　ΔH4＝？

⑤NH3·H2O（aq）＋HCl（aq）===NH4Cl（aq）＋H2O（l）　ΔH5＝－52.3kJ·mol－1

【解析】　NH4Cl固体溶解于水可理解为：

NH4Cl（s）

NH3（g）＋HCl（g）

　　　　　　↓ΔH2　↓ΔH3

NH3·H2O（aq）＋HCl（aq）

NH4Cl（aq）＋H2O（l）

根据盖斯定律：

ΔH4＝－ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH5＝＋16.3kJ·mol－1。

【答案】　＋16.3kJ·mol－1

14．（12分）用石墨电极电解500mL含一种溶质的某蓝色溶液，如右图所示，观察到A极表面有红色固体物质生成，B极上有无色气体生成；当溶液中的原有溶质完全电解后，取出A极，洗涤、干燥、称量，电极增重1.6g，回答下列问题：

（1）B电极发生反应的电极反应式___________________________________

_____________________________________。

（2）写出电解时反应的离子方程式____________________________________

____________________________________。

（3）电解后溶液中H＋物质的量浓度为________，要使电解后溶液恢复到电解前的状态，则需加入________，其质量为________。

（假设电解前后溶液的体积不变）

（4）原溶液可能是________溶液，应符合什么类物质：

________________。

【解析】　阴极发生还原反应，故为Cu析出，阳极发生氧化反应，故为OH－放电。

2Cu2＋＋2H2O

2Cu＋　4H＋　＋　O2↑

128g4mol32g

1.6gn（H＋）m（O2）

所以n（H＋）＝0.05mol,c（H＋）＝

＝0.1mol·L－1

m（O2）＝0.4g，整个过程从溶液中析出1.6gCu和0.4gO2，故加入2gCuO后溶液恢复到电解前的状态。

【答案】　

（1）4OH－－4e－===2H2O＋O2↑　

（2）2Cu2＋＋2H2O

2Cu＋4H＋＋O2↑　（3）0.1mol·L－1　CuO　2g

（4）CuSO4[或Cu（NO3）2]　可溶性含氧酸的铜盐

15．（12分）如图为相互串联的甲、乙两电解池。

试回答：

（1）若甲池利用电解原理在铁上镀银，则A是________、________（填电极材料和电极名称），电极反应式是________________；B（要求同A）是________、________，电极反应式是________________，应选用的电解质溶液是________。

（2）乙池中若滴入少量酚酞试液，开始电解一段时间，铁极附近呈________色，C极附近呈________色。

（3）若甲槽阴极增重43.2g，则乙槽中阳极上放出的气体在标准状况下的体积是________mL。

若乙槽中剩余溶液仍为400mL，则电解后所得溶液的物质的量浓度为________mol·L－1。

【解析】　

（2）铁极附近H＋放电，c（OH－）增大，显一定碱性，遇酚酞呈现红色，C极附近Cl－放电，显中性，遇酚酞呈无色。

（3）甲槽阴极析出银：

n（Ag）＝

＝0.4mol，乙槽中阳极上放出的气体是氯气：

n（Cl2）＝0.2mol，V（Cl2）＝0.2mol×22400mL·mol－1＝4480mL。

由2NaCl＋2H2O

2NaOH＋H2↑＋Cl2↑可知：

n（NaOH）＝0.2mol×2＝0.4mol，

c（NaOH）＝

＝1mol·L－1。

【答案】　

（1）铁　阴极　Ag＋＋e－===Ag　银　阳极

Ag－e－===Ag＋　AgNO3溶液

（2）红　无　（3）4480　1

16．（10分）（2018年黄山高二质检）航天飞机常采用新型燃料电池作为电能来源，燃料电池一般指采用H2、CH4、CO、C2H5OH等可燃物质与O2一起构成的电池装置，它可直接将化学能转化为电能。

我国发射的“神舟五号”载人飞船是采用先进的甲烷电池为电能来源的，该电池以KOH溶液为电解质，其总反应的化学方程式为：

CH4＋2O2＋2OH－===CO32－＋3H2O。

（1）负极上的电极反应为____________________________________________________。

（2）消耗标准状况下的5.6LO2时，有________mol电子发生转移。

（3）开始放电时，正极附近溶液的pH________（填“增大”“减小”或“不变”）。

【解析】　

（1）根据总的化学方程式知CH4－xe－===CO32－，C元素的化合价由－4→＋4，则有CH4－8e－===CO32－，根据电荷守恒左边应配10个OH－，最后根据质量守恒得：

CH4＋10OH－－8e－===CO32－＋7H2O。

（2）正极反应为：

2O2＋4H2O＋8e－===8OH－，5.6LO2的物质的量为0.25mol，故得电子的物质的量为0.25mol×4＝1mol。

（3）由于正极生成OH－，故其附近的pH增大。

【答案】　

（1）CH4＋10OH－－8e－===CO32－＋7H2O

（2）1　（3）增大

B卷

一、选择题（本题包括12小题，每题5分，共60分）

1．（广东高考）下述做法能改善空气质量的是（　　）

A．以煤等燃料作为主要生活燃料

B．利用太阳能、风能和氢能等能源替代化石能源

C．鼓励私人购买和使用汽车代替公交车

D．限制使用电动车

【解析】　以煤等燃料作为主要生活燃料会产生SO2、粉尘等污染物；汽车的大量使用，会导致氮氧化物的大量排放，都会污染环境；电动车不会造成化学污染，可以推广使用；利用太阳能、风能和氢能等能源替代化石能源，是一条很好的思路。

【答案】　B

2．为了避免青铜器生成铜绿，以下方法正确的是（多选）（　　）

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的高分子膜

【解析】　Cu比较活泼，放在银质托盘上更易受腐蚀，A错；将其保存在干燥的环境中避免与空气中的水分和CO2等物质接触，可避免腐蚀，B正确，则C错误；覆盖防渗的高分子膜也可以隔绝潮湿空气，D正确。

【答案】　BD

3．随着人们生活质量的不断提高，废电池必须进行集中处理的问题被提到议事日程。

其首要原因是（　　）

A．利用电池外壳的金属材料

B．防止电池中汞、镉和铅等重金属离子对土壤和水源的污染

C．不使电池中渗泄的电解液腐蚀其他物品

D．回收其中石墨电极

【解析】　回收废电池的首要原因是防止废电池中渗漏出的重金属离子对土壤和水源产生污染，而对废电池的综合利用是第二位。

【答案】　B

4．（2018年山东高考）煤是重要的能源和化工原料，直接燃烧既浪费资源又污染环境。

最近，某企业利用“煤粉加压气化制备合成气新技术”，让煤变成合成气（一氧化碳及氢气总含量≥90%），把煤“吃干榨尽”。

下列有关说法正确的是（　　）

①煤粉加压气化制备合成气过程涉及化学变化和物理变化

②煤粉加压气化制备合成气过程涉及化学变化但没有物理变化

③该技术实现了煤的清洁利用

④该技术实现了煤的高效利用

A．①②③　　　　　　　　　B．①②④

C．①③④D．②③④

【答案】　C

5．（2018年广东理基）下列有关电池的说法不正确的是（　　）

A．手机上用的锂离子电池属于二次电池

B．铜锌原电池工作时，电子沿外电路从铜电极流向锌电极

C．甲醇燃料电池可把化学能转化为电能

D．锌锰干电池中，锌电极是负极

【解析】　原电池在工作时电流从正极流向负极，电子从负极流向正极，铜锌原电池的铜为正极，锌为负极，故电子应该从锌极流向铜极，B错误。

【答案】　B

6．已知反应：

①101kPa时，2C（s）＋O2（g）===2CO（g）

ΔH＝－221kJ/mol；

②稀溶液中，H＋（aq）＋OH－（aq）===H2O（l）

ΔH＝－57.3kJ/mol。

下列结论正确的是（　　）

A．碳的燃烧热大于110.5kJ/mol

B．①的反应热为221kJ/mol

C．稀硫酸与稀NaOH溶液反应的中和热为－57.3kJ/mol

D．稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1mol水，放出57.3kJ热量

【解析】　燃烧热是指1mol物质完全燃烧生成稳定的化合物所放出或吸收的热量，根据①1molC燃烧生成1molCO放出的热量为

＝110.5kJ，则1molC完全燃烧生成CO2时，放出的热量应大于110.5kJ，故A正确；而根据反应热的定义，①的反应热为－221kJ/mol，B错；而中和热是指在常温下稀强酸和稀强碱溶液反应生成1mol水所放出的热量，其中和热应为57.3kJ/mol，C错；而D中稀醋酸电离时吸热，故其中和热应小于57.3kJ/mol，D错。

【答案】　A

7．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①②B．只②③④

C．①②③④D．①②③④⑤

【解析】　钢铁腐蚀分为析氢腐蚀和吸氧腐蚀，其中吸氧腐蚀过程中发生的变化为：

负极：

Fe－2e－===Fe2＋

正极：

O2＋4e－＋2H2O===4OH－；

Fe2＋＋2OH－===Fe（OH）2↓

4Fe（OH）2＋O2＋2H2O===4Fe（OH）3；

2Fe（OH）3===Fe2O3·H2O＋2H2O。

【答案】　C

8．如下图是Zn和Cu形成的原电池，某实验兴趣小组做完实验后，在读书卡片上写下了一些记录：

在卡片上，描述合理的是（　　）

A．①②③B．③④⑤

C．④⑤⑥D．②③④

【解析】　本题考查的是铜锌原电池的工作原理，电极及电极反应式，做题时应注意区分原电池与电解池的不同。

【答案】　B

9．按如下图所示装置进行电解实验，A极是铜锌合金，B极为纯铜，电解质溶液中含有足量的铜离子。

通电一段时间后，若A极恰好全部溶解，此时B极质量增加7.68g，溶液质量增加0.03g，则A极合金中Cu、Zn的原子个数比为（　　）

A．4∶1B．3∶1

C．2∶1D．任意比

【解析】　本题是有关电解计算的考查，解题时应注意分析清楚电解的过程。

电解时电极反应式分别为：

A极（阳极）：

Zn－2e－===Zn2＋；Cu－2e－===Cu2＋，B极（阴极）：

Cu2＋＋2e－===Cu，则B极增加的质量为Cu的质量：

n（Cu）B＝

＝0.12mol。

故合金中铜和锌的总物质的量也是0.12mol，根据溶液质量增加可求得合金中锌的物质的量：

Zn～Cu　Δm

1mol　　1g

n（Zn）　　0.03g

所以n（Zn）＝0.03mol，则合金中n（Cu）＝0.12mol－0.03mol＝0.09mol，N（Cu）∶N（Zn）＝n（Cu）∶n（Zn）＝0.09mol∶0.03mol＝3∶1。

【答案】　B

10．某溶液中含有两种溶质NaCl与H2SO4，它们的物质的量之比为3∶1，用石墨做电极电解该混合溶液时，根据电极产物，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．电解最后阶段为电解水

D．溶液pH不断增大，最后为7

【解析】　三个阶段分别为电解HCl、NaCl、H2O，所以最后大于7。

【答案】　D

11．在pH＝a的某电解质溶液中，插入两支惰性电极，通直流电一段时间后，溶液的pH>a，则该电解质可能是（　　）

A．NaOHB．H2SO4

C．AgNO3D．Na2SO4

【解析】　NaOH溶液电解时，生成H2、O2，实际是电解水，c（OH－）增大，pH增大；B中H2SO4电解，也是电解水，H2SO4浓度增大，pH减小；AgNO3溶液电解生成HNO3，pH减小；Na2SO4电解，pH不变。

【答案】　A

12．用石墨作电极电解100mLH2SO4与CuSO4的混合液，通电一段时间后，两极均收集到2.24L气体（标准状况），则原混合液中Cu2＋的物质的量浓度为（　　）

A．1mol·L－1B．2mol·L－1

C．3mol·L－1D．4mol·L－1

【解析】　电极反应情况为：

阴极反应

阳极反应：

4OH－－4e－===2H2O＋O2↑

根据两极反应电子转移总数相等和生成的气体体积相等，得：

n（Cu2＋）×2＋

×2＝

×4

n（Cu2＋）＝0.1mol

c（Cu2＋）＝

＝1mol·L－1。

【答案】　A

二、非选择题（本题包括4小题，共40分）

13．（8分）下列两个热化学方程式：

2H2（g）＋O2（g）===2H2O（l）　ΔH＝－571.6kJ/mol

C3H8（g）＋5O2（g）===3CO2（g）＋4H2O（l）

ΔH＝－2220kJ/mol

根据上面两个热化学方程式，试回答下列问题：

（1）H2的燃烧热为________，C3H8的燃烧热为________。

（2）1molH2和2molC3H8组成的混合气体完全燃烧释放的热量为________。

（3）现有H2和C3H8的混合气体共5mol，完全燃烧时放热3847kJ，则在混合气体中H2和C3H8的体积比为________。

【解析】　

（1）根据燃烧热的概念可知：

H2、C3H8的燃烧热分别为285.8kJ/mol、2220kJ/mol。

（2）释放总热量的计算式为：

Q放＝1mol×285.8kJ/mol＋2mol×2220kJ/mol＝4725.8kJ。

（3）设H2、C3H8的物质的量分别为n1、n2，则有

解得

在相同p、T时，V（H2）∶V（C3H8）＝n（H2）∶n（C3H8）＝3∶1。

【答案】　

（1）285.8kJ/mol　2220kJ/mol

（2）4725.8kJ　（3）3∶1

14．（12分）由于Fe（OH）2极易被氧化，所以实验室很难用亚铁盐与烧碱溶液反应制得白色纯净的Fe（OH）2沉淀，应用如下图所示电解实验可制得白色的纯净Fe（OH）2沉淀，两电极的材料分别为石墨和铁。

（1）a电极材料应为______，b电极的电极反应式为____________________。

（2）电解液c可以是（填编号）________。

A．纯水B．NaCl溶液

C．NaOH溶液D．CuCl2溶液

（3）d为苯，其作用为________，在加入苯之前，对c溶液应做何简单处理______________________。

（4）为了在较短时间内看到白色沉淀，可采取的措施是（填编号）________。

A．改用稀硫酸作电解液B．适当增大电源的电压

C．适当减小两电极间的距离D．适当降低电解液的浓度

【解析】　此题的关键是制取纯净的Fe（OH）2，