2022-2023學年高中化學 第1章 化學反應與能量檢測題 新人教版選修4

2022-2023學年高中化學 第1章 化學反應與能量檢測題 新人教版選修4一、選擇題(本題包括15個小題，每小題3分，共45分)1.下列反應前后物質(zhì)的總能量變化能用右圖表示的是()A生石灰和水的反應B木炭在氧氣中燃燒C石灰石在高溫下的分解反應D鹽酸與氫氧化鈉溶液的反應解析：從圖象分析，該反應物總能量低于生成物總能量，是吸熱反應，只有C是吸熱反應。答案：C2如圖表示有關(guān)反應的反應過程與能量變化的關(guān)系，據(jù)此判斷下列說法中正確的是()A等質(zhì)量的白磷與紅磷充分燃燒，紅磷放出的熱量多B紅磷比白磷穩(wěn)定C白磷轉(zhuǎn)化為紅磷是吸熱反應D紅磷比白磷更容易與氧氣反應生成P4O10解析：依據(jù)圖象分析，A項，等質(zhì)量的白磷與紅磷充分燃燒，白磷放出的熱量多，錯誤；B項，白磷能量高于紅磷，物質(zhì)具有的能量越低越穩(wěn)定，紅磷比白磷穩(wěn)定，正確；C項，白磷能量高于紅磷，白磷轉(zhuǎn)化為紅磷是放熱反應，錯誤；D項，白磷能量高于紅磷，物質(zhì)具有的能量越低越穩(wěn)定，白磷比紅磷活潑，更容易與氧氣反應生成P4O10，錯誤。答案：B3H2和I2在一定條件下能發(fā)生反應：H2(g)I2(g)2HI(g)Ha kJ·mol1。已知(a、b、c均大于零)：下列說法不正確的是()A反應物的總能量高于生成物的總能量B斷開1 mol HH鍵和1 mol II鍵所需能量大于斷開2 mol HI鍵所需能量C斷開2 mol HI鍵所需能量約為(cba) kJD向密閉容器中加入2 mol H2和2 mol I2，充分反應后放出的熱量小于2a kJ解析：A項，Ha kJ·mol1(a大于零)說明該反應是放熱反應，放熱反應中反應物的總能量高于生成物的總能量；B項，該反應為放熱反應，故斷開1 mol HH鍵和1 mol II鍵所需能量小于斷開2 mol HI鍵所需能量；C項，由反應熱與鍵能的關(guān)系可得斷開2 mol HI鍵所需能量約為(cba)kJ；D項，H2和I2在一定條件下的反應為可逆反應，向密閉容器中加入2 mol H2和2 mol I2，充分反應后放出的熱量小于2a kJ。答案：B4已知氟化氫氣體中有平衡關(guān)系：2H3F3(g)3H2F2(g)H1a kJ·mol1H2F2(g)2HF(g)H2b kJ·mol1已知a、b均大于0，則可推測反應H3F3(g)=3HF(g)的H為()A(ab) kJ·mol1B(ab) kJ·mol1C(a3b) kJ·mol1D(0.5a1.5b) kJ·mol1解析：由××得：H3F3(g)=3HF(g)HH1H2 kJ·mol1(0.5a1.5b) kJ·mol1。答案：D5關(guān)于如圖所示裝置的敘述正確的是()A甲、乙裝置中的鋅片都作負極B甲、乙裝置中的溶液內(nèi)的H在銅片上被還原C甲、乙裝置中鋅片上發(fā)生的反應都是還原反應D甲裝置中銅片有氣泡生成，乙裝置中的銅片質(zhì)量減小解析：甲為原電池，乙為電解池，鋅片分別作負極與陰極，H分別在銅片與鋅片上被還原，鋅片上發(fā)生的分別是氧化反應與還原反應。甲中銅片上H被還原有氣泡生成，乙中銅電極被氧化生成Cu2，銅片質(zhì)量減小。答案：D6化學用語是學習化學的重要工具，下列用來表示物質(zhì)變化的化學用語中，正確的是()A氫氧燃料電池的負極反應式：O22H2O4e=4OHB電解飽和食鹽水時，陽極的電極反應式為：2Cl2e=Cl2C粗銅精煉時，與電源正極相連的是純銅，電極反應式為：Cu2e=Cu2D鋼鐵發(fā)生電化學腐蝕的正極反應式：Fe2e=Fe2解析：O22H2O4e=4OH是氫氧燃料電池的正極反應式，A不正確；粗銅精煉時，與電源正極相連的應是粗銅，C不正確；Fe2e=Fe2是鋼鐵發(fā)生電化學腐蝕的負極反應式，D不正確。答案：B7已知：H2O(g)=H2O(l)HQ1 kJ·mol1；C2H5OH(g)=C2H5OH(l)HQ2 kJ·mol1；C2H5OH(g)3O2(g)=2CO2(g)3H2O(g)HQ3 kJ·mol1。下列判斷正確的是()A酒精的燃燒熱為Q3 kJB若使46 g酒精液體完全燃燒，最后恢復到室溫，釋放出的熱量為(3Q1Q2Q3)kJCH2O(g)H2O(l)釋放出了熱量，所以該過程為化學變化D從反應可知1 mol C2H5OH(g)能量高于2 mol CO2(g)和3 mol H2O(g)的總能量解析：A中生成的水是氣體，不是穩(wěn)定氧化物，錯誤；B結(jié)合蓋斯定律很容易分析，正確；C中氣態(tài)水變化為液態(tài)水是物理變化，錯誤；D中漏了反應物中O2的能量，錯誤。 答案：B8某學生欲完成反應2HCl2Ag=2AgClH2而設計了下列四個實驗，你認為可行的是()解析：題給反應是一個不能自發(fā)進行的氧化還原反應，必須借助電解手段才能使之發(fā)生。B、D兩裝置不是電解池，顯然不能使之發(fā)生；A裝置是電解池，但Ag棒作陰極而不參與反應，其電解池反應不是題給反應，A裝置不能使題給反應發(fā)生；C裝置是電解池，Ag棒作陽極而參與反應，其電解池反應是題給的反應，C裝置能使題給的反應發(fā)生。答案：C9.如圖實驗為研究金屬腐蝕的實驗，下列相關(guān)說法正確的是()A食鹽水中有氣泡逸出B鐵表面的反應為Fe3e=Fe3C紅色首先在食鹽水滴的中心出現(xiàn)D該實驗研究的是金屬的吸氧腐蝕解析：食鹽水顯中性，圖中裝置發(fā)生吸氧腐蝕，正極：O22H2O4e=4OH；負極：2Fe4e=2Fe2，食鹽水與鐵片都與O2接觸的地方首先出現(xiàn)紅色，故D項正確。答案：D10金屬鎳有廣泛的用途。粗鎳中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等雜質(zhì)，可用電解法制備高純度的鎳，下列敘述正確的是(已知：氧化性Fe2Ni2Cu2) ()A陽極發(fā)生還原反應，其電極反應式為Ni22eNiB電解過程中，陽極質(zhì)量的減少與陰極質(zhì)量的增加相等C電解后，溶液中存在的金屬陽離子只有Fe2和Zn2D電解后，電解槽底部的陽極泥中只有Cu和Pt答案：D11將如圖所示實驗裝置的K閉合，下列判斷正確的是()ACu電極上發(fā)生還原反應B電子沿ZnabCu路徑流動C片刻后甲池中c(SO)增大D片刻后可觀察到濾紙b點變紅色解析：A.Zn作原電池的負極，Cu作原電池的正極，Cu電極是發(fā)生還原反應，故A正確；B.電子流向是負極到正極，但ab這一環(huán)節(jié)是在溶液中導電，是離子導電，電子并沒沿此路徑流動，故B錯誤；C.選項中硫酸根離子濃度基本保持不變，故C錯誤；D.選項中是濾紙a點是陰極，氫離子放電，b作陽極氫氧根離子失電子生成氧氣，附近氫離子濃度增大，故D錯誤。答案：A12燃燒熱是指1.01×105 Pa時，1 mol純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時所放出的熱量。已知下列熱化學方程式：CH4(g)O2(g)=CO2(g)H2O(l)H445.15 kJ·mol1CH4(g)O2(g)=CO(g)2H2O(l)H607.3 kJ·mol1CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H890.3 kJ·mol1CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g)H802.3 kJ·mol1則CH4的燃燒熱為()A445.15 kJ·mol1B607.3 kJ·mol1C890.3 kJ·mol1 D802.3 kJ·mol1解析：1 mol甲烷完全燃燒生成CO2(g)和H2O(l)時的H890.3 kJ·mol1，故甲烷的燃燒熱為890.3 kJ·mol1。答案：C13鎂原子電池放電時電壓高而平穩(wěn)，電池反應為xMgMo3S4MgxMo3S4，下列說法錯誤的是()A放電時負極反應為Mg2e=Mg2B放電時Mg2向正極區(qū)移動C充電時陽極反應為Mo3S4xMg22xe=MgxMo3S4D充電時電池的負極接充電電源的負極解析：原電池中負極失去電子，發(fā)生氧化反應。根據(jù)反應式xMgMo3S4MgxMo3S4可知，放電時鎂是還原劑，所以鎂是負極，電極反應式為Mg2e=Mg2，A正確；原電池中電子經(jīng)導線傳遞到正極，所以溶液中的陽離子向正極移動，正極得到電子，發(fā)生還原反應，所以放電時Mg2向正極區(qū)移動，B正確；充電相當于是電解池，電池的正極與電源的正極相連，做陽極，失去電子發(fā)生氧化反應，因此充電時：陽極反應為MgxMo3S42xe=Mo3S4xMg2，C不正確；充電相當于是電解池，因此充電時，電池的負極接充電電源的負極，D正確。答案：C14(2015·浙江卷)在固態(tài)金屬氧化物電解池中，高溫共電解H2O­CO2混合氣體制備H2和CO是一種新的能源利用方式，基本原理如下圖所示。下列說法不正確的是()AX是電源的負極B陰極的電極反應式是H2O2e=H2O2、CO22e=COO2C總反應可表示為H2OCO2H2COO2D陰、陽兩極生成的氣體的物質(zhì)的量之比是11解析： A項，根據(jù)圖示，X極產(chǎn)物為H2和CO，是H2O與CO2的還原產(chǎn)物，可判斷發(fā)生還原反應，由此判斷X為電源的負極，A項正確；B項，根據(jù)題意，電解質(zhì)為固體金屬氧化物，可以傳導O2，故在陰極上發(fā)生的反應為H2O2e=H2O2、CO22e=COO2，B項正確；C項，根據(jù)電極產(chǎn)物及B項發(fā)生的電極反應可知，該反應的總反應方程式為H2OCO2H2COO2，C項正確；D項，根據(jù)C項的電解總反應方程式，陰陽兩極的氣體的物質(zhì)的量之比為21，D項錯誤。答案：D15按圖甲裝置進行實驗，若圖乙中橫坐標x表示通過電極的電子的物質(zhì)的量。下列敘述正確的是()AF表示反應生成Cu的物質(zhì)的量BE表示反應實際消耗H2O的物質(zhì)的量CE表示反應生成O2的物質(zhì)的量DF表示反應生成H2SO4的物質(zhì)的量解析：電解實質(zhì)為2CuSO42H2O2CuO22H2SO4，則每通過4 mol e，生成Cu 2 mol，O2 1 mol，耗H2O 2 mol，生成H2SO4 2 mol。答案：B二、非選擇題(本題包括5各小題，共55分)16(14分)已知下列熱化學方程式：2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H571.6 kJ·mol1；H2(g)O2(g)=H2O(l)H285.8 kJ·mol1；C(s)O2(g)=CO(g)H110.5 kJ·mol1; C(s)O2(g)=CO2(g)H393.5 kJ·mol1?；卮鹣铝懈鲉栴}：(1)H2的燃燒熱為_，C的燃燒熱為_。(2)燃燒10 g H2生成液態(tài)水，放出的熱量為_。(3)蓋斯定律在生產(chǎn)和科學研究中有很重要的意義，有些反應的反應熱雖然無法直接測得，但可通過間接的方法測定，則由已知條件得CO的燃燒熱為_，其燃燒熱的熱化學方程式為_。解析：(1)燃燒熱是在101 kPa時，1 mol可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時所放出的熱量，即C要轉(zhuǎn)化為二氧化碳，H要轉(zhuǎn)化為液態(tài)水。根據(jù)可知：氫氣的燃燒熱為285.8 kJ·mol1；根據(jù)可知，碳的燃燒熱為393.5 kJ·mol1。(2)10 g氫氣的物質(zhì)的量為5 mol，燃燒放出285.8 kJ·mol1×5 mol1 429 kJ；(3)方程式CO(g)O2(g)=CO2(g)可由得到，其H393.5 kJ·mol1(110.5 kJ·mol1)283 kJ·mol1。答案：(1)285.8 kJ·mol1393.5 kJ·mol1(2)1 429 kJ(3)283 kJ·mol1CO(g)O2(g)=CO2(g)H283 kJ·mol117(8分)阿波羅宇宙飛船上使用的是氫氧燃料電池，其電池總反應為2H2O2=2H2O。若電解質(zhì)溶液為KOH溶液，其電極反應式分別為：負極_，正極_。若電解質(zhì)溶液為稀H2SO4，其電極反應式分別為：負極_，正極_。解析：電解質(zhì)溶液為堿性，在書寫電極反應式時可出現(xiàn)OH，但不能出現(xiàn)H；同樣，電解質(zhì)溶液為酸性，在書寫電極反應式時可出現(xiàn)H，但不能出現(xiàn)OH。答案：H22e2OH=2H2OO22H2O4e=4OHH22e=2HO24e4H=2H2O18(9分) ZnMnO2干電池應用廣泛，其電解質(zhì)溶液是ZnCl2NH4Cl混合溶液。(1)該電池的負極材料是_。電池工作時，電子流向_(填“正極”或“負極”)。(2)若ZnCl2NH4Cl混合溶液中含有雜質(zhì)Cu2，會加速某電極的腐蝕，其主要原因是_。欲除去Cu2，最好選用下列試劑中的_(填代號)。aNaOH bZn cFe dNH3·H2O(3)MnO2的生產(chǎn)方法之一是以石墨為電極，電解酸化的MnSO4溶液。陰極的電極反應式是_。若電解電路中通過2 mol電子，MnO2的理論產(chǎn)量為_g。解析：(1)原電池的負極是發(fā)生氧化反應的一極：Zn2e=Zn2；電池工作時，電子從負極流向正極。(2)Zn與Cu2發(fā)生氧化還原反應，生成的Cu附著在Zn的表面構(gòu)成銅鋅原電池，加快反應速率，從而加快Zn的腐蝕。(3)電解池的陰極是發(fā)生還原反應的一極：2H2e=H2；每生成1 mol MnO2需轉(zhuǎn)移2 mol電子，故每通過2 mol電子，理論上生成1 mol MnO2，質(zhì)量為87 g。答案：(1)Zn(或鋅)正極(2)鋅與還原出來的銅構(gòu)成銅鋅原電池而加快鋅的腐蝕b(3)2H2e=H28719(10分)某實驗小組用100 mL 0.50 mol·L1 NaOH溶液與100 mL 0.55 mol·L1鹽酸進行中和熱的測定。裝置如圖所示?；卮鹣铝袉栴}：(1)若實驗共需要400 mL NaOH溶液，實驗室在配制該溶液時，則需要稱量NaOH固體_g。(2)圖中裝置缺少的儀器是_。(3)鹽酸稍過量的原因是_。(4)碎泡沫塑料及泡沫塑料板的作用是_。(5)若用等濃度的醋酸與NaOH溶液反應，則測得的中和熱(H)_(填“偏大”“偏小”或“不變”)，其原因是_。(6)請?zhí)顚懴卤碇械钠骄鶞囟炔睿簩嶒灤螖?shù)起始溫度T1/終止溫度T2/平均溫度差(T2T1)/HClNaOH平均值126.226.026.130.1_227.027.427.233.3325.925.925.929.8426.426.226.330.4(7)若測得該反應放出的熱量為2.865 kJ，請寫出鹽酸與NaOH溶液反應的中和熱的方程式：_。解析：(1)因為沒有400 mL容量瓶，實際配制的是500 mL(0.5 L)溶液，即m(NaOH)0.50 mol·L1×0.5 L×40 g/mol10.0 g。(2)為減少熱量損失，需縮短反應時間，要攪拌，應用環(huán)形玻璃攪拌棒。(3)為確保NaOH完全反應，減少誤差，鹽酸需要過量。(4)它們的作用都是保溫，防止熱量損失。(5)因為醋酸電離會吸熱，所以用醋酸測中和熱，放出的熱量比鹽酸要少，H偏大。(6)四組數(shù)據(jù)計算的溫差分別為4.0 、6.1 、3.9 、4.1 ，明顯第2組數(shù)據(jù)應舍去，所以平均溫度差為4.0 。(7)運用中和熱計算公式可得H57.3 kJ·mol1。答案：(1)10.0(2)環(huán)形玻璃攪拌棒(3)讓NaOH溶液完全反應(4)保溫、隔熱，減少熱量損失(5)偏大醋酸在溶液中電離吸收熱量，使測得的中和熱(H)偏大(6)4.0(7)HCl(aq)NaOH(aq)=NaCl(aq)H2O(l)H57.3 kJ·mol120(14分)請用下圖所示儀器裝置設計一個包括電解飽和食鹽水并測定電解時產(chǎn)生的氫氣的體積和檢驗氯氣的氧化性的實驗裝置。(1)所選儀器連接時，各接口的順序是(填各接口的代號字母)：A接_，_接_，B接_，_接_。(2)實驗時，裝置中的石墨電極接電源的_極，所發(fā)生的電極反應式為_；鐵電極接電源的_極，所發(fā)生的電極反應式為_；此電解總反應方程式為_。(3)實驗測得產(chǎn)生的氫氣體積(已折算成標準狀況)為5.60 mL，電解后溶液的體積恰好為50.0 mL，則溶液中OH的濃度為_。解析：根據(jù)電解飽和食鹽水陽極所發(fā)生的反應式：2Cl2e=Cl2，為防止電極被腐蝕，實驗中一般選用石墨作陽極，陰極發(fā)生的是水電離出的H離子被還原，2H2e=H2，從而破壞水的電離平衡，在陰極區(qū)域里形成氫氧化鈉，顯堿性，陰極通常使用鐵電極。電解的總反應方程式為：2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2。U型管反應器中的兩個電極未限定哪個是陽極或陰極，可以任意選用。而反應器兩邊連接哪些儀器及其連接順序，取決于A、B為哪種電極、其電極產(chǎn)物和實驗要求。設A上電極為鐵質(zhì)電極、B上電極為石墨電極，則反應器兩邊所選用的各儀器接口連接順序為A接貯氣瓶的GF，把水擠入量筒上H導管，用量筒測量出排出的水量，以測定氫氣產(chǎn)生的體積。B接洗氣瓶的DE，生成的氯氣在洗氣瓶里氧化淀粉碘化鉀溶液，以證明其氧化性，多余的氯氣通入燒杯里的C導管，借助氫氧化鈉吸收氯氣，防止污染大氣。已知電解產(chǎn)生氫氣5.60 mL，相當于25×104mol。x2×2.5×104mol5×104molc(OH)0.01 mol·L1。答案：(1)GFHDEC(2)正2Cl2e=Cl2負2H2e=H22NaCl2H2O2NaOHH2Cl2(3)c(OH)0.01 mol·L1