化学反应与能量变化.docx

1、化学反应与能量变化化学反应与能量变化(时间：90分钟满分：100分)一、选择题(本大题共25小题，每小题2分，共50分。每小题列出的四个备选项中只有一个符合题目要求，不选、多选、错选均不得分)1.下列物质间的反应，其能量变化符合右图的是()A由Zn和稀H2SO4制氢气B灼热的炭粉与二氧化碳反应CBa(OH)28H2O晶体和NH4Cl晶体混合D碳酸钙的分解解析：选A该图示为放热反应能量图，A为典型放热反应，B、C是教材知识点，是吸热反应的典型代表，D项反应条件是高温，需持续加热，是吸热反应。2化学反应中的能量变化，通常表现为热量的变化，如Ba(OH)28H2O与NH4Cl的反应要吸热，在化学上叫

2、吸热反应，其原因是()A反应物所具有的总能量高于生成物所具有的总能量B反应物所具有的总能量低于生成物所具有的总能量C在化学反应中需要加热的反应就是吸热反应D在化学反应中需要降温的反应就是放热反应解析：选B反应吸热还是放热，取决于反应物具有的总能量与生成物具有的总能量的相对大小。反应物总能量大于生成物总能量为放热反应，反之为吸热反应。吸热反应(或放热反应)与是否需要加热(或降温)无关。3下列装置能够组成原电池并发生原电池反应的是()解析：选CA中的两个Cu电极相同，不能组成原电池；B中没有形成闭合回路不能组成原电池；D中乙醇不是电解质溶液，不能组成原电池。4下列图示变化为吸热反应的是()解析：选

3、AA项中生成物的总能量高于反应物的总能量，只能通过吸收能量才能实现；B项则恰好相反； C项中浓硫酸溶于水放出热量，但此过程是物理变化，没有发生化学反应；D项是放热反应。5下列与能源及能量变化相关的叙述正确的是()A同一个化学反应，无论是一步还是分几步完成，其反应焓变相同B铝热剂焊接钢轨主要利用的是光能C1 g氢气燃烧生成液态水，放出的热量为142.9 kJ，故氢气的标准燃烧热为285.8 kJDH2SO4与Ca(OH)2反应的中和热是NaOH与HCl的反应中和热的两倍解析：选A选项A描述的是盖斯定律，正确；焊接钢轨时局部熔化钢轨，故利用的是热能，B错；燃烧热的单位是 kJmol1，C错；中和热

4、是固定值，与反应物无关，D错。6已知下列热化学方程式：Fe2O3(s)3CO(g)=2Fe(s)3CO2(g)H24.8 kJmol1；Fe2O3(s)CO(g)= Fe3O4(s)CO2(g)H15.73 kJmol1；Fe3O4(s)CO(g)=3FeO(s)CO2(g)H640.4 kJmol1。则14 g CO气体还原足量FeO固体得到Fe单质和CO2气体时对应的H约为()A218 kJmol1 B109 kJmol1C218 kJmol1 D109 kJmol1解析：选B该问题可以转化为CO(g)FeO(s)= Fe(s)CO2(g)H？，所以应用盖斯定律，()即可得到目标热化学反应

5、方程式。7把a、b、c、d四块金属浸入稀硫酸中，用导线两两相连组成原电池，若a、b相连时，a为负极；c、d相连时，电流由d到c；a、c相连时， c极上产生大量气泡；b、d相连时，b上有大量气泡产生，则四种金属的活动性顺序为()Aabcd BacdbCcabd Dbdca解析：选B根据原电池原理：作为负极的金属活动性比正极的金属活动性强，电子流动方向是由负极流向正极，电流方向与电子流动方向相反，因此依次作出判断：活泼性ab；cd；ac；db。8已知25 101 kPa下，石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为：C(石墨，s)O2(g)=CO2(g)H393.51 kJ mol1C(金刚石，s)O2

6、(g)=CO2(g)H395.41 kJmol1据此推理所得到的下列结论中，正确的是()A金刚石的燃烧热比石墨的燃烧热小 B由石墨制备金刚石是吸热反应 C石墨的能量比金刚石的能量高 D石墨晶体中碳碳键的强度小于金刚石解析：选BC(石墨，s)转变为C(金刚石，s)时吸收热量为1.9 kJ，所以石墨的能量比金刚石的能量低；石墨晶体中碳碳键的强度大于金刚石。9已知：H2(g)F2(g)=2HF(g)H270 kJmol1，下列说法正确的是()A在相同条件下，1 mol H2与1 mol F2的能量总和大于2 mol HF气体的能量B1 mol H2与1 mol F2反应生成2 mol液态HF放出的热

7、量小于270 kJC该反应的逆反应是放热反应D该反应过程的能量变化可用下图来表示解析：选AH0，反应放热，1 mol H2与1 mol F2的能量总和大于2 mol HF的能量，A正确，D错误；2 mol液态HF的能量低于2 mol HF气体的能量，生成2 mol液态HF，放出的热量大于270 kJ，B错误；该反应的逆反应是吸热反应，C错误。10某原电池的总反应的离子方程式是ZnCu2=Zn2Cu，则该反应的原电池组成正确的是()选项ABCD正极ZnCuAgCu负极CuZnCuFe电解质溶液CuCl2CuSO4H2SO4ZnCl2解析：选B根据原电池中发生的化学反应，负极反应为：Zn2e=Zn

8、2，正极反应为：Cu22e=Cu。故选项B符合题意。11锌锰干电池在放电时的总反应方程式为Zn2MnO22NH=Zn2Mn2O32NH3H2O，则在电池放电时，碳棒正极上发生反应的物质是()AMnO2和NH B.Zn2和NH3C.Zn D.C解析：选A正极上发生反应是还原反应，根据化合价的变化不难分析出MnO2被还原。12下列热化学方程式书写不正确的是()A. H2(g)Cl2(g)=HCl(g)H91.5 kJmol1B. H2(g)Cl2(g)=HCl(g)H91.5 kJmol1CH2(g)Cl2(g)=2HCl(g)H183 kJmol1D2HCl(g)=H2(g)Cl(g)H183

9、kJmol1解析：选B氢气与氯气的反应为放热反应，H应为负值。13下列对热化学方程式H2(g)I2(g)=HI(g)H26 kJmol1的叙述中，正确的是()A1 mol氢气和1 mol碘蒸气完全反应需要吸收26 kJ的热量B1个氢分子和1个碘分子完全反应需要吸收52 kJ的热量C1 mol H2(g)与1 mol I2(g)完全反应生成2 mol的HI气体需吸收52 kJ的热量D1 mol H2(g)与1 mol I2(g)完全反应放出26 kJ的热量解析：选C在A、B、D三个选项中均未指明生成物及状态；A、D则未将反应的化学计量数与H正确对应起来；热化学方程式中各物质前的化学计量数并不是表

10、示分子个数，B错误；D项将反应错认为是放热反应。14如图所示的装置中，M位于金属活动性顺序表中氢之前，N为石墨棒，下列关于此装置的叙述中不正确的是()AN上有气泡产生BM为负极，N为正极C电解质溶液中H的浓度减小D导线中有电流通过，电流方向是由M到N解析：选D原电池中活泼金属作负极，失去电子，即M为负极，则N为正极。电解质溶液中的H在正极得到电子被还原为H2，电解质溶液中H的浓度减小。电流方向与电子流向相反，应由正极(N)到负极(M)。15在25 ，101 kPa下，0.2 mol C2H2完全燃烧生成CO2和H2O(l)时放出259.92 kJ热量。表示上述反应的热化学方程式正确的是()A2

11、C2H2(g)5O2(g)=4CO2(g)2H2O(g)H259.92 kJmol1B2C2H2(g)5O2(g)=4CO2(g)2H2O(l)H259.92 kJmol1C2C2H2(g)5O2(g)=4CO2(g)2H2O(l)H2 599.2 kJmol1D2C2H2(g)5O2(g)=4CO2(g)2H2O(l)H2 599.2 kJmol1解析：选D由题意知此反应为放热反应，H0，故A、C两项均错误；此热化学方程式要求写2 mol C2H2完全燃烧的热化学方程式，放出的热量为0.2 mol C2H2的10倍，故放出的热量为2 599.2 kJ，故B项错误D项正确。16已知常温时红磷比

12、白磷稳定，在下列反应中：4P(白磷，s)5O2(g)=2P2O5(s)Ha kJmol14P(红磷，s)5O2(g)=2P2O5(s)Hb kJmol1若a、b均大于零，则a和b的关系为()Aab BabCab D无法确定解析：选C物质能量越低越稳定，红磷比白磷稳定 ，故红磷的能量比白磷低。根据H生成物能量总和反应物能量总和，对于放热反应(H0)，当生成物状态相同时，反应物能量越低，放出热量越少。17.如图所示为铜锌稀硫酸原电池示意图，下列说法正确的是()A电子由铜片通过导线流向锌片B锌得电子，被还原C锌为负极，铜为正极D该装置能将电能转变为化学能解析：选C铜锌稀硫酸形成的原电池中活泼金属作负

13、极，故Zn做负极失去电子，发生氧化反应被氧化，则铜为正极，H得到电子生成H2，发生还原反应；电子从负极经导线流向正极；此装置为化学能转化为电能的装置。18.锂电池是一代新型高能电池，它以质量轻、能量高而受到普遍重视，目前已研制成功多种锂电池。某种锂电池的总反应式为LiMnO2=LiMnO2，下列说法中正确的是()ALi是正极，电极反应为Lie=LiBLi是负极，电极反应为Lie=LiCLi是负极，电极反应为MnO2e=MnODLi是负极，电极反应为Li2e=Li2解析：选B分析锂电池的总反应式可知：Li发生氧化反应(作负极)，MnO2发生还原反应(作正极)。19如图所示为某课外小组自制的氢氧燃

14、料电池，a、b均为惰性电极。下列叙述不正确的是()Aa极是负极，该电极上发生氧化反应Bb极反应为O24OH4e=2H2OC总反应为2H2O2=2H2OD氢氧燃料电池是一种具有广阔应用前景的绿色电源解析：选Ba极通入H2为负极，电极反应为2H24OH4e=4H2O，发生氧化反应，A项正确；b极通入O2为正极，电极反应为O22H2O4e=4OH，B项不正确；正、负极电极反应相加得总反应：2H2O2=2H2O，C项正确；氢氧燃料电池的能量高，且产物为水，对环境无污染，故是具有广阔应用前景的绿色电源，D项正确。20查处酒后驾驶采用的“便携式乙醇测量仪”以燃料电池为工作原理，在酸性环境中，理论上乙醇可以

15、被完全氧化为CO2，但实际上乙醇被氧化为X，其中一个电极的反应式为CH3CH2OH2e=X2H。下列说法中正确的是()A电池内部H由正极向负极移动B另一极的电极反应式为O24e2H2O=4OHC乙醇在正极发生反应，电子经过外电路流向负极D电池总反应为2CH3CH2OHO2=2CH3CHO2H2O解析：选D原电池工作时，阳离子向正极移动，A错误；因乙醇失电子，故该电极为负极，且据原子守恒知X为CH3CHO，则另一极(正极)为O2得电子，又因为是酸性环境，故正极反应为O24e4H=2H2O，将正、负极反应加和得到：2CH3CH2OHO2=2CH3CHO2H2O，故B、C错误、D正确。21为消除目前

16、燃料燃烧时产生的环境污染，同时缓解能源危机，有关专家提出了利用太阳能制取氢能的构想。下列说法正确的是()AH2O的分解反应是放热反应B氢能源已被普遍使用C2 mol H2O具有的总能量低于2 mol H2和1 mol O2的能量D氢气不易贮存和运输，无开发利用价值解析：选C水的分解是吸热反应，A错误；氢能源由于受贮存和运输等因素的限制，还未普遍使用，但有巨大的开发利用价值，B、D错误。22电子表所用的纽扣电池的两极材料为锌和氧化银，电解质溶液为KOH溶液，其电极反应是：锌极： Zn2OH2e=ZnOH2O氧化银极：Ag2OH2O2e=2Ag2OH。下列判断正确的是()A锌为正极，被氧化 BAg

17、2O为正极，发生还原反应C原电池工作时，电子从Ag2O极经外电路流向锌极D原电池工作时，负极附近溶液的pH增大 解析：选B锌为负极，被氧化，A项错误；原电池工作时，电子从锌极经外电路流向Ag2O极，C项错误；D项，OH被消耗，pH应减小，错误。23(2017温州高三测试)用电解法可提纯含有某种含氧酸根杂质的粗KOH溶液，其工作原理如图所示。下列有关说法错误的是()A阳极反应式为4OH4e=2H2OO2B通电后阴极区溶液pH会增大CK通过交换膜从阴极区移向阳极区D纯净的KOH溶液从b口导出解析：选CA项，阳极OH放电，正确。B项，阴极电极反应式为2H2e=H2，故c(OH)增大，pH增大，正确。

18、C项，电解时阳离子移向阴极，错误。D项，阳极区的K透过阳离子交换膜移向阴极区，与阴极区的OH结合成KOH，故D正确。24有媒体报道一种新型污水处理装置问世，该装置可利用一种微生物将有机废水的化学能直接转化为电能，该装置的构造如图所示。下列说法中正确的是() A装置外电路中箭头的方向代表电流的方向B该装置为原电池装置，其中N为负极C若有机废水中含有葡萄糖，则M电极发生的电极反应式为C6H12O66H2O24e=6CO224HD该处理工艺会导致有机废水酸性增强，仍旧不能直接排放 解析：选C由图分析得出M为负极，N为正极，因此箭头的方向代表电子的流向；图中传递的是质子，葡萄糖在M极放电，故电极反应式

19、为C6H12O66H2O24e=6CO224H，C项正确；氧气在N电极得到电子，电极反应式为O24H4e=2H2O，故该处理工艺不会导致有机废水酸性增强。25利用人工模拟光合作用合成甲酸的原理为2CO22H2O2HCOOHO2，装置如图所示，下列说法不正确的是() A.电极1周围pH增大B.电子由电极1经过负载流向电极2C.电极2的反应式：CO22H2e=HCOOHD.该装置能将太阳能转化为化学能和电能解析：选AA离子交换膜为质子膜，则电解质溶液呈酸性，根据方程式知，该反应中C元素化合价由4价变为2价，O元素化合价由2价变为0价，所以1是负极、2是正极，负极上水失电子生成氢离子和氧气，所以电极

20、1附近氢离子浓度增大，则溶液的pH减小，错误；B.电子由负极沿导线流向正极，所以电子由电极1经过负载流向电极2，正确；C.2是正极，正极上二氧化碳得电子和氢离子反应生成HCOOH，电极反应式为CO22H2e=HCOOH，正确；D.通过光照，该装置是太阳能转化为化学能和电能，正确。二、非选择题(本大题共7小题，共50分)26(4分)熔融盐燃料电池具有高的发电效率，因而受到重视。可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐做电解质，CO为负极燃气，空气和CO2的混合气体为正极助燃气，制得在650 下工作的燃料电池。完成有关的电池反应式。负极反应式：2CO2CO4e=4CO2；正极反应式：_；总电池反应式

21、：_。解析：原电池的反应实质是氧化还原反应中的电子转移。在负极上发生失电子的氧化反应，在正极上发生得电子的还原反应，显然在正极得电子的物质是O2，O2得电子后生成的化合态O与CO2结合生成CO。所以，正极反应式为O24e2CO2=2CO，总电池反应式为2COO2=2CO2。答案：O24e2CO2=2CO2COO2=2CO227(8分)城市使用的燃料，现大多用煤气、液化石油气。煤气的主要成分是一氧化碳和氢气的混合气，它由煤炭与水(蒸气)反应制得，故又称水煤气。(1)试写出制取水煤气的主要化学方程式：_。(2)液化石油气的主要成分是丙烷，丙烷燃烧的热化学方程式为C3H8(g)5O2(g)=3CO2

22、(g)4H2O(l)H2 220.0 kJmol1已知CO气体燃烧的热化学方程式为CO(g)O2(g)=CO2(g)H282.57 kJmol1试比较同物质的量的C3H8和CO燃烧，产生的热量比值约为_。(3)已知氢气燃烧的热化学方程式为2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H571.6 kJmol1试比较同质量的氢气和丙烷燃烧，产生的热量比值约为_。(4)氢气是未来的能源，具有的优点是_。答案：(1)CH2O(g) COH2(2)395(3)145(4)来源丰富；单位质量产生热量多；无污染28(6分)钢铁很容易生锈而被腐蚀，每年因腐蚀而损失的钢材占世界钢铁年产量的四分之一。(1)钢铁腐蚀主要

23、是吸氧腐蚀，该腐蚀过程中的电极反应式为_。(2)为了降低某水库的铁闸门被腐蚀的速率，可以采用图甲所示的方案，其中焊接在铁闸门上的固体材料R可以采用_(填字母)。A铜 B钠C锌 D石墨(3)如图乙所示的方案也可以降低铁闸门的腐蚀速率，其中铁闸门应该连接在直流电源的_极。解析：(1)发生吸氧腐蚀时，负极上Fe失去电子，正极上O2得到电子。(2)铁闸门上连接一块比铁活泼的金属如Zn，就可由Zn失去电子，Zn被氧化，而Fe被保护，属于牺牲阳极的阴极保护法。(3)乙属于外加电流的阴极保护法，需把被保护的铁闸门连接在电源的负极上。答案：(1)负极：2Fe4e=2Fe2正极：O22H2O4e=4OH(2)C

24、(3)负29(6分)已知反应：2H2O2=2H2O能量，请填写下列表格中空白处的总能量值，并注明消耗还是放出。有关键能：HH：436 kJmol1O=O：496 kJmol1HO：463 kJmol1拆开化学键形成化学键能量变化2 mol H2中的化学键4 mol HO键2436 kJ496 kJ4463 kJ484 kJ1 mol O2中的化学键解析：拆开化学键是消耗能量的过程，拆开2 mol H2中的化学键需要消耗2436 kJ的能量；拆开1 mol O2中的化学键需要消耗496 kJ的能量即共消耗1 368 kJ的能量。形成化学键是放出能量的过程，形成4 mol HO键化学键放出能量为4

25、463 kJ即共放出1 852 kJ能量，整个过程放出484 kJ能量。答案：共消耗1 368 kJ共放出1 852 kJ放出484 kJ30(8分).甲醇(CH3OH)广泛用作燃料电池的燃料，可由天然气来合成，已知：2CH4(g)O2(g)=2CO(g)4H2(g)H71 kJmol1CO(g)2H2(g)=CH3OH(l)H90.5 kJmol1CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H890 kJmol1(1)甲醇的燃烧热为_。(2)若CO的燃烧热为282.5 kJmol1，则H2的燃烧热为_。.捕碳技术(主要指捕获CO2)在降低温室气体排放中具有重要的作用。目前NH3和(N

26、H4)2CO3已经被用作工业捕碳剂，它们与CO2可发生如下可逆反应。反应：2NH3(l)H2O(l)CO2(g) (NH4)2CO3(aq)H1反应：NH3(l)H2O(l)CO2(g) NH4HCO3(aq)H2反应：(NH4)2CO3(aq)H2O(l)CO2(g) 2NH4HCO3(aq)H3H3与H1、H2之间的关系是：H3_。解析：.(1)根据盖斯定律，(2)得：CO(g)2H2(g)O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H854.5 kJmol1 ，得：CH3OH(l)O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H764 kJmol1，故甲醇的燃烧热为764 kJmol1。(2)由热化学

27、方程式得CO的燃烧热2H2的燃烧热854.5 kJmol1，由此可得H2的燃烧热为286 kJmol1。.根据盖斯定律，将第二个热化学方程式2第一个热化学方程式即得第三个热化学方程式，故H32H2H1。答案：.(1)764 kJmol1(2)286 kJmol1.2H2H131(8分)某化学兴趣小组对电化学问题进行了实验研究。 (1)利用下图装置探究金属的电化学腐蚀，接通电路发现灵敏电流计指针发生偏转，盐桥中K向_槽(填“a”“b”或“c”)移动。写出正极的电极反应_。 (2)如何检验a槽中生成的阳离子_。(3)在c槽中欲实现Cu2H2O=Cu (OH)2H2的反应，则电极_(填“M”或“N”)一定是铜电极。c槽中电解质X可以是下列_物质(填字母)。AH2SO4 BNaNO3CMgCl2 DKOH解析：(