2019年高考化學(xué)大一輪復(fù)習(xí) 專題驗(yàn)收評(píng)估 化學(xué)反應(yīng)與能量變化試題.doc
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2019年高考化學(xué)大一輪復(fù)習(xí) 專題驗(yàn)收評(píng)估 化學(xué)反應(yīng)與能量變化試題 一、單項(xiàng)選擇題(本題包括4小題,每小題只有1個(gè)正確選項(xiàng),每小題4分,共16分) 1.(xx連云港市高三摸底)下列關(guān)于化學(xué)反應(yīng)的描述中正確的是( ) A.需要加熱才能發(fā)生的反應(yīng)一定是吸熱反應(yīng) B.反應(yīng)4Fe(OH)2(s)+O2(g)+2H2O(l)===4Fe(OH)3(s)的ΔH>0 C.已知①2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH1=a kJmol-1,②2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH2=b kJmol-1,則a-115.6 kJmol-1 B.H2O中H—O 鍵比HCl中H—Cl鍵弱 C.由Ⅱ中的數(shù)據(jù)判斷氯元素的非金屬性比氧元素強(qiáng) D.?dāng)嚅_1 mol H—O 鍵與斷開 1 mol H—Cl 鍵所需能量相差約為32 kJ 7.(xx鹽城中學(xué)檢測(cè))如圖是模擬電化學(xué)反應(yīng)裝置圖。下列說法正確的是( ) A.若X為碳棒,開關(guān)K置于N處,可以減緩鐵的腐蝕 B.若X為碳棒,開關(guān)K置于M處,則鐵電極的電極反應(yīng)式為:Fe-3e-===Fe3+ C.若X為鋅,開關(guān)K置于N處,則X極減少的質(zhì)量與鐵電極增加的質(zhì)量相等 D.若X為鋅,開關(guān)K置于M處,則總反應(yīng)方程式為:2Zn +O2+2H2O===2Zn(OH)2 8.(xx東臺(tái)中學(xué)模擬)我國(guó)知名企業(yè)比亞迪公司開發(fā)了具有多項(xiàng)專利的鋰釩氧化物二次電池,其成本較低,對(duì)環(huán)境無污染,能量密度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其它材料電池,電池總反應(yīng)為:V2O5+xLiLixV2O5。下列說法中,正確的是( ) A.鋰在放電時(shí)做正極材料,充電時(shí)為陽極材料 B.電池在放電時(shí),Li+向負(fù)極移動(dòng) C.該電池充電時(shí)陽極的反應(yīng)為:LixV2O5-xe-===V2O5+xLi+ D.V2O5只是鋰發(fā)生反應(yīng)的載體,不參與電池反應(yīng) 9.(xx揚(yáng)州中學(xué)模擬)用CH4催化還原NOx可以消除氮氧化物的污染。例如: ①CH4(g)+4NO2(g)===4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-574 kJmol-1; ②CH4(g)+4NO(g)===2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-1 160 kJmol-1。 下列說法不正確的是( ) A.由反應(yīng)①、②可推知:CH4(g)+2NO2(g)===N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-867 kJmol-1 B.等物質(zhì)的量的甲烷分別參與反應(yīng)①、②,則反應(yīng)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相等 C.若用標(biāo)準(zhǔn)狀況下4.48 L CH4還原NO2至N2,放出的熱量為173.4 kJ D.若用標(biāo)準(zhǔn)狀況下4.48 L CH4還原NO2至N2,整個(gè)過程中轉(zhuǎn)移的電子總數(shù)為3.2NA 三、非選擇題(本題包括4題,共54分) 10.(13分)(xx姜堰中學(xué)模擬)如圖所示為相互串聯(lián)的甲、乙兩電解池,試回答: (1)若甲池利用電解原理在鐵上鍍銀,則A電極材料是________,電極反應(yīng)式是________,B是________極,應(yīng)選用的電解質(zhì)溶液是________________; (2)乙池中若滴入少量酚酞試液,開始電解一段時(shí)間,鐵極附近呈________色,C極附近呈________色; (3)若甲池陰極增重43.2 g,則乙池中陽極上放出的氣體在標(biāo)況下的體積是________ mL; (4)若乙池中剩余溶液仍為400 mL,則電解后所得NaOH溶液的物質(zhì)的量濃度為________ mol/L,pH等于________。 11.(13分)(xx淮陰中學(xué)模擬)氮是地球上含量豐富的一種元素,氮及其化合物在工 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活中有著重要作用。 (1)上圖是N2(g)和H2(g)反應(yīng)生成1 mol NH3(g)過程中能量變化示意圖,請(qǐng)寫出N2和H2反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:________________。 (2)若已知下列數(shù)據(jù): 化學(xué)鍵 H—H N≡N 鍵能/kJmol-1 435 943 試根據(jù)表中及圖中數(shù)據(jù)計(jì)算N—H的鍵能________ kJmol-1。 (3)合成氨反應(yīng)通常用鐵觸媒作催化劑。使用鐵觸媒后E1和E2的變化是:E1________,E2________,ΔH________(填“增大”、“減小”、“不變”)。 (4)用NH3催化還原NOx還可以消除氮氧化物的污染。例如 ①4NH3(g)+3O2(g)===2N2(g)+6H2O(g) ΔH1=a kJmol-1 ②N2(g)+O2(g)===2NO(g) ΔH2=b kJ/mol 若1 mol NH3還原NO至N2,則該反應(yīng)過程中的反應(yīng)熱ΔH3=________ kJ/mol(用含a、b的式子表示)。 12.(14分)(xx通州中學(xué)模擬)甲醇(CH3OH)是重要的能源物質(zhì),研究甲醇具有重要意義。 (1)利用工業(yè)廢氣中的CO2可制取甲醇,其反應(yīng)為:CO2+3H2CH3OH+H2O 常溫常壓下已知下列反應(yīng)的能量變化如圖所示: 寫出由二氧化碳和氫氣制備甲醇的熱化學(xué)方程式: __________________________ ________________________________________________________________________。 (2)為提高甲醇燃料的利用率,科學(xué)家發(fā)明了一種燃料電池,電池的一個(gè)電極通入空氣,另一個(gè)電極通入甲醇?xì)怏w,電解質(zhì)是摻入了Y2O3的ZrO2晶體,在高溫下它能傳導(dǎo)O2-離子。電池工作時(shí)正極反應(yīng)為________________。若以該電池為電源,用石墨做電極電解100 mL含有如下離子的溶液。 離子 Cu2+ H+ Cl- SO c/molL-1 1 4 4 1 電解一段時(shí)間后,當(dāng)兩極收集到相同體積(相同條件)的氣體時(shí)(忽略溶液體積的變化及電極產(chǎn)物可能存在的溶解現(xiàn)象)陽極上收集到氧氣的物質(zhì)的量為________ mol。 (3)甲醇對(duì)水質(zhì)會(huì)造成一定的污染,有一種電化學(xué)法可消除這種污染,其原理是:通電后將Co2+氧化成Co3+,然后以Co3+做氧化劑把水中的甲醇氧化成CO2而凈化。實(shí)驗(yàn)室用右圖裝置模擬上述過程: ①寫出陽極電極反應(yīng)式________________; ②除去甲醇的離子反應(yīng)為:6Co3++CH3OH+H2O===CO2↑+6Co2++6H+,該過程中被氧化的元素是________,當(dāng)產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下2.24 L CO2時(shí),共轉(zhuǎn)移電子________ mol。 13.(14分)(xx太湖高級(jí)中學(xué)模擬)工業(yè)上生產(chǎn)氯氣常用電解槽中電解飽和食鹽水,為了避免電解產(chǎn)物之間發(fā)生反應(yīng),常用陽離子交換膜將電解槽隔成兩部分。下圖(左圖)為電解槽的示意圖。 (1)這種陽離子交換膜,只允許溶液中的________通過(填下列微粒的編號(hào))。 ①H2?、贑l2?、跦+?、蹸l- ⑤Na+?、轔H- (2)寫出在電解過程中陽極發(fā)生的電極方程式:________________________________。 (3)已知某電解槽每小時(shí)加入10%的氫氧化鈉溶液10 kg,每小時(shí)能收集到標(biāo)況下的氫氣896 L,而且兩邊的水不能自由流通。則理論上計(jì)算,電解后流出的氫氧化鈉溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為________________________。 (4)某化學(xué)課外興趣小組設(shè)計(jì)了用電解法制取乙醇鈉的工業(yè)方法,所用的電解槽如上右圖所示,設(shè)計(jì)要求:①所用的交換膜不能讓分子自由通過;②電解過程中消耗的原料是氫氧化鈉和乙醇?;卮鹣铝袉栴}: ①寫出在電解過程中發(fā)生的電極方程式,陰極:________________________。 ②最后從乙醇鈉的乙醇溶液中分離得到純凈乙醇鈉固體的方法是:________________。 答 案 1.選D A項(xiàng),有的放熱反應(yīng)也需要加熱,如C與O2,錯(cuò)誤;B項(xiàng),該反應(yīng)的ΔS<0,但能自發(fā)發(fā)生,根據(jù)ΔH-TΔS<0知,ΔH必小于0,錯(cuò)誤;C項(xiàng),H2O(g)含有的能量高于H2O(l),故①放出的熱量小于②,但a、b都是負(fù)值,因此a>b,C錯(cuò)誤;D項(xiàng),兩反應(yīng)ΔH數(shù)值相同,符號(hào)相反,正確。 2.選C A項(xiàng),水中的H+在陰極放電,留下OH-,故燒堿在陰極區(qū)生成,錯(cuò)誤;B項(xiàng),氯化鋁是共價(jià)化合物,熔融狀態(tài)不導(dǎo)電,應(yīng)用電解Al2O3制得Al,錯(cuò)誤;C項(xiàng),電鍍時(shí),鍍層金屬作陽極,鍍件作陰極,正確;D項(xiàng),金屬采用陰極保法,即要保護(hù)金屬與電源的負(fù)極相連,錯(cuò)誤。 3.選D A項(xiàng),由圖知:反應(yīng)物總能量小于生成物總能量,說明該反應(yīng)是吸熱反應(yīng),ΔH>0,使用催化劑可以降低反應(yīng)的活化能,故曲線a是使用催化劑的情況;B項(xiàng),C與O2反應(yīng)是放熱反應(yīng),等量的C完全燃燒生成CO2反應(yīng)放出的熱量大于不完全燃燒生成CO時(shí)放出的熱量,但因ΔH<0,故ΔH1<ΔH2;C項(xiàng),反應(yīng)的焓變與反應(yīng)條件沒有關(guān)系,而取決于反應(yīng)物與生成物總能量的相對(duì)大?。籇項(xiàng),對(duì)于可逆反應(yīng),其焓變等于正反應(yīng)活化能-逆反應(yīng)活化能。 4.選A A項(xiàng),鈉離子交換膜只允許Na+通過而OH-不能通過,錯(cuò)誤;陽極電極反應(yīng)為2H2O-4e-===O2↑+4H+,陰極電極反應(yīng)為2H2O+4e-===O2↑+4OH-,陽、陰兩極產(chǎn)生氣體的物質(zhì)的量之比為1∶2,B、C均正確;D項(xiàng),陽極區(qū)水放電,產(chǎn)生大量的H+使Na2CrO4轉(zhuǎn)化為Na2Cr2O7,正確。 5.選BC 由圖可知左側(cè)是電解池,其中a是陰極,電解產(chǎn)生H2;b是陽極,電解產(chǎn)生O2;右側(cè)是原電池,其中c極通入O2,是正極;d極通入H2,是負(fù)極。a極的電極反應(yīng)為2H++2e-===H2↑,錯(cuò)誤;b極發(fā)生氧化反應(yīng),正確。原電池中,外電路電流從c流向d,內(nèi)電路再?gòu)膁流回c。由于H+的運(yùn)動(dòng)方向和電流相同,C項(xiàng)正確。D項(xiàng)是H2發(fā)生氧化反應(yīng),錯(cuò)誤。 6.選D 反應(yīng)熱就是斷鍵吸收的能量和形成化學(xué)鍵所放出的能量的差值,所以有4x+498 kJ-2243 kJ-22y=-115.6 kJ,解得y-x=31.9,選項(xiàng)D正確,A和B不正確。鍵能大小不能作為判斷氯元素和氧元素非金屬性強(qiáng)弱的依據(jù),C不正確,答案選D。 7.選AD A項(xiàng),K置于N處,構(gòu)成電解池,鐵作陰極,起保護(hù)作用,正確;B項(xiàng),K置于M處,碳和鐵構(gòu)成原電池,且鐵作負(fù)極,電極反應(yīng)式為Fe-2e-===Fe2+,錯(cuò)誤;C項(xiàng),K置于N處,Zn作陽極,失去電子生成Zn2+,鐵作陰極,溶液中H+得電子生成H2,兩極得失電子相等,但是質(zhì)量不等,錯(cuò)誤;D項(xiàng),Zn與Fe構(gòu)成原電池,Zn比Fe活潑,發(fā)生吸氧腐蝕,O2得電子生成OH-,與Zn2+結(jié)合生成Zn(OH)2,正確。 8.選C 放電時(shí)鋰做負(fù)極,充電時(shí)鋰是陰極,A錯(cuò)誤;放電時(shí),陽離子向正極移動(dòng),B錯(cuò)誤;充電時(shí)陽極發(fā)生氧化反應(yīng),C正確;V2O5在反應(yīng)中有化合價(jià)的變化,所以不能做反應(yīng)的載體,D錯(cuò)誤。答案選C。 9.選D 根據(jù)蓋斯定律可知,(①+②)2即得到CH4(g)+2NO2(g)===N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-867 kJmol-1,選項(xiàng)A正確。甲烷在反應(yīng)中都是失去8個(gè)電子,B正確。標(biāo)準(zhǔn)狀況下4.48 L CH4是0.2 mol,反應(yīng)放出的熱量是867 kJ0.2=173.4 kJ,C正確。0.2 mol甲烷失去1.6 mol電子,D不正確。答案選D。 10.解析:(1)電鍍是待鍍金屬做陰極,和電源負(fù)極相連。鍍層金屬做陽極,和電源正極相連,含有鍍層金屬離子的溶液做電鍍液。若甲池利用電解原理在鐵上鍍銀,則A電極材料是鐵,溶液中的銀離子在負(fù)極得到電子,電極反應(yīng)式是Ag++e-===Ag。B是陽極,應(yīng)選用的電解質(zhì)溶液是硝酸銀溶液。 (2)乙池中鐵電極做陰極,溶液中的氫離子放電,鐵電極附近水的電離平衡被破壞,溶液顯堿性,即溶液呈紅色。碳棒做陽極,溶液中的Cl-放電生成氯氣,碳棒附近溶液呈無色。 (3)甲池陰極增重43.2 g,這說明析出的單質(zhì)銀是43.2 g,物質(zhì)的量是0.4 mol,轉(zhuǎn)移0.4 mol電子。乙池中陽極是氯離子放電,根據(jù)得失電子守恒可知,生成氯氣的物質(zhì)的量是0.4 mol2=0.2 mol,在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積是4.48 L。 (4)根據(jù)反應(yīng)方程式2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑,生成的氯氣是0.2 mol,則氫氧化鈉是0.4 mol,氫氧化鈉溶液的濃度是0.4 mol0.4 L=1.0 mol/L,則pH=14。 答案:(1)鐵 Ag++e-===Ag 陽 AgNO3溶液 (2)紅 無 (3)4 480 (4)1 14 11.解析:(1)根據(jù)圖像可知,反應(yīng)物總能量大于生成物總能量,應(yīng)為放熱反應(yīng),生成1 mol氨氣放出300 kJ-254 kJ=46 kJ熱量,則反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為 N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92 kJ/mol。 (2)反應(yīng)熱等于反應(yīng)物的總鍵能減去生成物的總鍵能,設(shè)N—H的鍵能為x,則943+3435-6x=-92,解得x=390,故N—H的鍵能為390 kJ。 (3)加入催化劑,反應(yīng)物和生成物的活化能都降低;但催化劑不影響反應(yīng)熱,所以該反應(yīng)的ΔH不變。 (4)利用蓋斯定律將(①-3②)4即得到反應(yīng)NH3(g)+ NO(g)===N2(g)+H2O(g),所以該反應(yīng)的反應(yīng)熱ΔH3= kJ/mol。 答案:(1)N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92 kJ/mol (2)390 (3)減小 減小 不變 (4) 12.解析:(1)左圖中1 mol CO2(g)+1 mol H2(g)轉(zhuǎn)化為1 mol CO(g)+1 mol H2O(l)時(shí)能量變化為+41 kJmol-1,右圖中1 mol CO(g)+2 mol H2(g)轉(zhuǎn)化為1 mol CH3OH(l)時(shí)能量變化為:419 kJmol-1-510 kJmol-1= -91 kJmol-1,則由二氧化碳和氫氣制備甲醇的能量變化為+41 kJmol-1+(-91 kJmol-1)=-50 kJmol-1 (2)為提高甲醇燃料的利用率,在燃料電池的一個(gè)電極通入空氣,此時(shí)空氣作為正極反應(yīng)物,而甲醇?xì)怏w作為負(fù)極,正極反應(yīng)式為:O2+4e-===2O2-。當(dāng)兩極收集到相同體積(相同條件)的氣體時(shí),說明電解過程分別產(chǎn)生了O2、Cl2、H2,則此時(shí)陽極上收集到氧氣的物質(zhì)的量為0.1 mol。 (3)由題意,通電后將Co2+氧化成Co3+說明Co2+所在的電極為陽極,則陽極反應(yīng)式為:Co2+-2e-===Co3+,CH3OH作為陰極,被氧化,其中被氧化的是甲醇中的C元素,當(dāng)產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下2.24 L CO2時(shí),說明共產(chǎn)生了0.1 mol CO2,則共轉(zhuǎn)移電子0.6 mol。 答案:(1)CO2(g)+3H2(g)===CH3OH(l)+H2O(l)ΔH=-50 kJmol-1 (2)O2+4e-===2O2- 0.1 (3)①Co2+-e-===Co3+?、贑或碳 0.6 13.解析:(1)陽離子交換膜只允許陽離子鈉離子、氫離子通過,而陰離子和分子均不能通過,故答案為:③⑤。 (2)電解池中和電源正極相連的是電解池的陽極,陽極上氯離子發(fā)生失電子的氧化反應(yīng),即2Cl--2e-===Cl2↑。 (3)氫氣的物質(zhì)的量=896 L22.4 L/mol=40 mol,質(zhì)量為40 mol2 g/mol=80 g,根據(jù)電解方程式:2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑,可得生成的NaOH為:m(NaOH)=240 mol40 g/mol=3 200 g,溶液增加的質(zhì)量為增加的鈉元素的質(zhì)量減去生成氫氣的質(zhì)量,為:240 mol23 g/mol-80 g=1 760 g;溶液中溶質(zhì)氫氧化鈉的質(zhì)量為10 000 g10%+3 200 g=4 200 g,溶液的質(zhì)量為10 000 g+1 760 g=11 760 g,電解后流出的氫氧化鈉溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=4 200 g11 760 g100%=35.7%。 (4)①電解池中和電源的負(fù)極相連的是電解池的陰極,陰極上乙醇得電子發(fā)生還原反應(yīng),即2CH3CH2OH+2e-===2CH3CH2O-+H2↑。 ②從溶液中析出溶質(zhì)的方法是蒸發(fā)結(jié)晶。 答案:(1)③⑤ (2)陽極 2Cl--2e-===Cl2 (3)35.7% (4)①2CH3CH2OH+2e-===2CH3CH2O-+H2↑?、谡舭l(fā)結(jié)晶- 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