高考化学一轮总复习 第六章 化学反应与能量章末检测

“讲忠诚、严纪律、立政德”三者相互贯通、相互联系。忠诚是共产党人的底色，纪律是不能触碰的底线，政德是必须修炼的素养。永葆底色、不碰底线第六章 化学反应与能量选题细目表考查知识点基础题中档题较难题1.化学能与热能162.电极反应的正误判断23.电化学原理的综合应用34、54.电解的规律及相关计算75.化学反应与能量变化知识的综合应用8、910、11一、选择题(本题包括7个小题，每小题6分，共42分，每小题仅有一个选项符合题意)1最新报道：科学家首次用X射线激光技术观察到CO与O在催化剂表面形成化学键的过程。反应过程的示意图如下：下列说法正确的是()ACO和O生成CO2是吸热反应B在该过程中，CO断键形成C和OCCO和O形成了具有极性共价键的CO2D状态状态表示CO与O2反应的过程解析：A项，状态总能量为反应物总能量，状态总能量为生成物总能量，由图示知反应物的总能量大于生成物的总能量，故该反应为放热反应。B项，从状态、的图示可以看出，反应中CO并未断裂成C和O，C、O原子间一直有化学键。C项，由图示可以看出，CO和O2生成了CO2，CO2分子中C与O形成极性共价键。D项，状态状态表示CO与O反应生成CO2的过程，并不是CO与O2的反应过程。答案：C2(2017德州模拟)化学用语是学习化学的重要工具，下列用来表示物质变化的化学用语中，正确的是()A氢氧燃料电池的负极反应式：O22H2O4e=4OHB电解饱和食盐水时，阳极的电极反应式：2Cl2e=Cl2C粗铜精炼时，与电源正极相连的是纯铜，电极反应式：Cu2e=Cu2D钢铁发生电化学腐蚀的正极反应式：Fe2e=Fe2解析：O22H2O4e=4OH是氢氧燃料电池的正极反应式，A不正确；粗铜精炼时，与电源正极相连的应是粗铜，C不正确；Fe2e=Fe2是钢铁发生电化学腐蚀的负极反应式，D不正确。答案：B3有如下3个实验：实验1将金属X与金属Y用导线连接，浸入电解质溶液中，Y不易腐蚀实验2将片状金属X、W分别投入等浓度盐酸中都产生气体，W比X反应剧烈实验3用惰性电极电解等物质的量浓度的Y和金属Z的硝酸盐混合溶液，在阴极上首先析出单质Z依据上述实验现象，下列推测正确的是()A金属的活动性顺序：YZXWB实验1中，Y作正极CZ放入CuSO4溶液中一定有Cu析出D用X、Z和稀硫酸可构成原电池，X作正极解析：由实验1，2，3分别得到金属的活泼性为：XY，WX，YZ，综合可得WXYZ，故选项A错误；实验1中，Y作正极，故选项B正确；用X、Z和稀硫酸可构成原电池，X作负极，故选项D错误；Z和Cu的活泼性无法比较，选项C错误。答案：B4如右图所示，将铁棒和石墨棒插入盛有饱和NaCl溶液的U形管中。下列分析正确的是()AK1闭合，铁棒上发生的反应为2H2e=H2BK1闭合，石墨棒周围溶液pH逐渐升高CK2闭合，铁棒不会被腐蚀，属于牺牲阳极的阴极保护法DK2闭合，电路中通过0.002NA个电子时，两极共产生0.001 mol气体解析：K1闭合形成原电池，铁作负极，失电子被腐蚀，石墨电极是正极，氧气得电子变为OH，pH逐渐升高，A错误、B正确；K2闭合，铁棒作阴极被保护，不会被腐蚀，属于外加电流的阴极保护法，C错误；K2闭合形成电解池，两极分别产生氯气和氢气，电路中通过0.002NA个电子时，每极上产生0.001 mol气体，共0.002 mol气体，D错误。答案：B5(2016邯郸模拟)锂空气电池是一种新型的二次电池，其放电时的工作原理如图所示，下列说法正确的是()A该电池放电时，正极的反应式为O24e4H=2H2OB该电池充电时，阴极发生了氧化反应：Lie=LiC电池中的有机电解液可以用稀盐酸代替D正极区产生的LiOH可回收利用解析：正极的反应式为O24e2H2O=4OH，A项错误；电池充电时，阴极发生还原反应，B项错误；有机电解液不能用稀盐酸代替，因为金属锂与稀盐酸能发生反应，C项错误。答案：D6黑火药是中国古代的四大发明之一，其爆炸的热化学方程式为：S(s)2KNO3(s)3C(s)=K2S(s)N2(g)3CO2(g)Hx kJmol1已知：(1)硫的燃烧热：H1a kJmol1(2)S(s)2K(s)=K2S(s)H2b kJmol1(3)2K(s)N2(g)3O2(g)=2KNO3(s)H3c kJmol1则x为()A3abcBc3abCabc Dcab解析：已知硫的燃烧热为H1a kJmol1，则硫的燃烧热化学方程式为，S(s)O2(g)=SO2 (g)H1=a kJmol1 ，S(s)2K(s)=K2S(s)H2b kJmol1，2K(s)N2(g)3O2(g)=2KNO3(s)H3c kJmol1，根据盖斯定律，可得H3H1H2H3，即x3abc。答案：A7甲装置中所含的是物质的量之比为12的CuSO4和NaCl的混合溶液，电解过程中溶液的pH随时间t变化的示意图如乙所示(不考虑电解产物与水的反应)。试分析下列叙述中正确的是()A该混合溶液中的SO导致A点溶液的pH小于B点BAB段与BC段在阴极上发生的反应是相同的，即Cu22e=CuCBC段阴极产物和阳极产物的体积之比为21D在整个电解的过程中会出现少量蓝色的Cu(OH)2沉淀解析：由题意，没有电解前，溶液中的铜离子水解，溶液显酸性，开始时电解CuCl2即AB段，当CuCl2电解完后，溶液是硫酸钠溶液，显中性，这时再电解就是电解水，即BC段，AB段阴极生成铜，BC段阴极生成氢气；BC段电解水，阴极产物氢气和阳极产物氧气的体积之比为21；在整个电解的过程中不会出现蓝色的Cu(OH)2沉淀，A、B、D错误。答案：C二、非选择题(本题包括4个小题，共58分)8(14分)能源的开发、利用与人类社会的可持续发展息息相关，怎样充分利用好能源是摆在人类面前的重大课题。.已知：Fe2O3(s)3C(石墨)=2Fe(s)3CO(g)Ha kJmol1CO(g)1/2O2(g)CO2(g)Hb kJmol1C(石墨)O2(g)=CO2(g)Hc kJmol1则反应：4Fe(s)3O2(g)=2Fe2O3(s)的焓变H_kJmol1。.(1)依据原电池的构成原理，下列化学反应在理论上可以设计成原电池的是_(填序号)。AC(s)CO2(g)=2CO(g)BNaOH(aq)HCl(aq)=NaCl(aq)H2O(l)C2H2O(l)=2H2(g)O2(g)DCH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)若以KOH溶液为电解质溶液，依据所选反应可以设计成一个原电池，请写出该原电池的电极反应。负极：_，正极：_。(2)二氧化氯(ClO2)是一种高效安全的自来水消毒剂。ClO2是一种黄绿色气体，易溶于水。实验室以NH4Cl、盐酸、NaClO2为原料制备ClO2流程如下：已知：电解过程中发生的反应为：NH4Cl2HClNCl33H2，NCl3中氮元素为3价。写出电解时阴极的电极反应式_。在阳极上放电的物质(或离子)是_。解析：.Fe2O3(s)3C(石墨)=2Fe(s)3CO(g)Ha kJmol1CO(g)1/2O2(g)=CO2(g)Hb kJmol1C(石墨)O2(g)=CO2(g)Hc kJmol1由盖斯定律()62得4Fe(s)3O2(g)=2Fe2O3(s)H6(cb)2a kJmol1.(1)设计成原电池需要是自发进行的氧化还原反应。A项是非自发进行的氧化还原反应，不选；B项反应是复分解反应，不是氧化还原反应，不选；C项反应是非自发进行的氧化还原反应，不选；D项是自发进行的氧化还原反应，可以设计成原电池。D反应是甲烷燃料电池，在碱溶液中甲烷燃料电池中燃料在负极发生氧化反应，氧气在正极得到电子发生还原反应；负极：CH48e10OH=CO7H2O；正极：O22H2O4e=4OH；(2)NH4Cl2HClNCl33H2，NCl3中氮元素为3价，电解时阴极上是氢离子得到电子生成氢气，阴极的电极反应式为：2H2e=H2；电解时阳极上是铵根离子失去电子生成NCl3。答案：.6(cb)2a.(1)DCH48e10OH=CO7H2O O22H2O4e=4OH(2)2H2e=H2NH4Cl(NH)9(14分)纳米级Cu2O由于具有优良的催化性能而受到关注，下表为制取Cu2O的三种方法：方法用炭粉在高温条件下还原CuO方法电解法：2CuH2OCu2OH2方法用肼(N2H4)还原新制Cu(OH)2(1)工业上常用方法和方法制取Cu2O而很少用方法，其原因是反应条件不易控制，若控温不当易生成_而使Cu2O产率降低。(2)已知：C(s)O2(g)=CO2(g)Ha kJmol1；2CO(g)O2(g)=2CO2(g)Hb kJmol1；2Cu2O(s)O2(g)4CuO(s)Hc kJmol1。方法制备过程会产生有毒气体，写出制备反应的热化学方程式_。(3)方法采用离子交换膜控制电解液中OH的浓度而制备纳米Cu2O，装置如图所示，该电池的阳极生成Cu2O反应式为_。(4)方法为加热条件下用液态肼(N2H4)还原新制Cu(OH)2来制备纳米级Cu2O，同时放出N2。该制法的化学方程式为_。解析：(1)在高温下，炭有可能把氧化铜还原生成铜，而使Cu2O产率降低。(2)根据盖斯定律可知，即得到反应的热化学方程式为2CuO(s)C(s)=Cu2O(s)CO(g)H(2abc) kJmol1。(3)铜电极和电源的正极相连，做阳极，失去电子，则电极反应式是2Cu2e2OH=Cu2OH2O。(4)根据原子守恒可知，生成物还有水生成，所以反应的化学方程式是4Cu(OH)2N2H42Cu2ON26H2O。答案：(1)铜或Cu(2)2CuO(s)C(s)=Cu2O(s)CO(g)H(2abc) kJmol1(3)2Cu2e2OH=Cu2OH2O(4)4Cu(OH)2N2H42Cu2ON26H2O10(15分)钒(V)及其化合物广泛应用于工业催化、新材料和新能源等领域。(1)V2O5可用于汽车催化剂，汽车尾气中含有CO与NO气体，用化学方程式解释产生NO的原因_。汽车排气管内安装了钒(V)及其化合物的催化转化器，可使汽车尾气中的主要污染物转化为无毒的气体排出。已知：N2(g)O2(g)=2NO(g)H180.5 kJmol12C(s)O2(g)=2CO(g)H221.0 kJmol1C(s)O2(g)=CO2(g)H393.5 kJmol1尾气转化的反应之一：2NO(g)2CO(g)=N2(g)2CO2(g)H_。(2)全钒液流储能电池结构如下图，其电解液中含有钒的不同价态的离子、H和SO。电池放电时，负极的电极反应为V2e=V3。电解质溶液交换膜左边为VO/VO，右边为V/V，电池放电时，正极反应式为_，H通过交换膜向_移动(填“左”或“右”)。充电时，惰性电极N应该连接电源_极，充电时，电池总的反应式为_。(3)若电池初始时左右两槽内均以VOSO4和H2SO4的混合液为电解液，使用前需先充电激活。充电过程分两步完成：第一步VO2转化为V3，第二步V3转化为V2，则第一步反应过程中阴极区溶液pH_(填“增大”“不变”“减小”)，阳极区的电极反应式为_。解析：(1)按题干顺序给3个热化学方程式编号，由盖斯定律2得2NO(g)2CO(g) N2(g)2CO2(g)的H393.52180.5(221.0)kJmol1746.5 kJmol1。(2)全钒液电池正极为V()和V()之间的转换，负极为V()和V()之间的转换，放电时，H向正移动；放电时的负极在充电时也应该接负极，充电时电池总反应就是V()和V()反应生成V()和V()。(3)充电激活过程就是电解过程，阴极得电子，V化合价下降，H浓度下降，pH增大。答案：(1)N2O22NO746.5 kJmol1(2) VOe2H=VO2H2O左负V3VO2H2O=V2VO2H(3)增大VOH2Oe=VO2H11(2016济南模拟)(15分)能源是国民经济发展的重要基础，我国目前使用的能源主要是化石燃料。(1)在25 、101 kPa时，16 g CH4完全燃烧生成液态水时放出的热量是890.3 kJ，则CH4燃烧的热化学方程式为_。(2)已知：C(s)O2(g)=CO2(g)H437.3 kJmol1H2(g)O2(g)=H2O(g)H285.8 kJmol1CO(g)O2(g)=CO2(g)H283.0 kJmol1则煤气化反应C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)的焓变H_kJmol1。(3)如图所示组成闭合回路，其中，甲装置中CH4为负极，O2和CO2的混合气体为正极，稀土金属材料为电极，以熔融碳酸盐为电解质；乙装置中a、b为石墨，b极上有红色物质析出，CuSO4溶液的体积为200 mL。甲装置中气体A为_(填“CH4”或“O2和CO2”)，d极上的电极反应式为_。乙装置中a极上的电极反应式为_。若在a极产生112 mL(标准状况)气体，则甲装置中消耗CH4_mL(标准状况)，乙装置中所得溶液的pH_(忽略电解前后溶液体积变化)。如果乙中电极不变，将溶液换成饱和Na2SO4溶液，当阴极上有a mol气体生成时，同时有w g Na2SO410H2O晶体析出，若温度不变，剩余溶液中溶质的质量分数应为_(用含w、a的表达式表示，不必化简)。解析：甲装置为原电池，乙装置为电解池，b极上析出的红色物质是铜，b极为阴极，c极为负极，d极为正极，电极反应式为O24e2CO2=2CO；a极为阳极，析出氧气，电极反应式为4OH4