高中化学第一章化学反应与能量转化单元测试.docx

第一章化学反应与能量转化(时间50分钟，满分100分)一、选择题(本题包括12小题，每小题4分，共48分)1下列有关电化学的示意图中正确的是()2下列反应中生成物的总能量大于反应物总能量的是()A氢气在氧气中燃烧B铁丝在氧气中燃烧C硫在氧气中燃烧D焦炭在高温下与水蒸气反应3埋在地下的输油铸铁管道，在下列各种情况下，被腐蚀速度最慢的是()A在含铁元素较多的酸性土壤中B在潮湿疏松透气的土壤中C在干燥致密不透气的土壤中D在含碳粒较多、潮湿透气的土壤中4某同学按下图所示的装置进行实验。A、B为两种常见金属，它们的硫酸盐可溶于水。当K闭合时，SO从右向左通过交换膜移向A极。下列分析正确的是()A溶液中c(A2)减小BB极的电极反应：B2e=B2CY电极上有H2产生，发生还原反应D反应初期，X电极周围出现白色胶状沉淀5如图所示，a、b是两根石墨棒，下列叙述正确的是()Aa是阴极，发生还原反应，b是阳极，发生氧化反应B装置工作时，稀硫酸中c(H)变小、c(Cu2)变大C往滤纸上滴加酚酞溶液，a极附近颜色变红D稀硫酸中硫酸根离子的物质的量不变6高功率Ni/MH(M表示储氢合金)电池已经用于混合动力汽车。总反应方程式如下：Ni(OH)2MNiOOHMH，下列叙述正确的是()A放电时正极附近溶液中c(OH)增大B放电时负极反应为：MH2Oe=MHOHC充电时阳极反应为：NiOOHH2Oe=Ni(OH)2OHD放电时每转移1 mol电子，正极有1 mol NiOOH被氧化7氯原子对O3分解有催化作用：O3Cl=ClOO2H1，ClOO=ClO2H2。大气臭氧层的分解反应是：O3O=2O2H。该反应的能量变化示意图如下图所示，下列叙述中正确的是()A反应O3O=2O2的HE1E3BO3O=2O2是吸热反应CHH1H2D大气层中的臭氧无法再生8如下图所示，如果电流计偏转，a变粗，b变细，符合这一情况的是()Aa是锌，b是铜，c是硫酸Ba是铁，b是银，c是硝酸银溶液Ca是银，b是铁，c是硝酸银溶液Da是铁，b是碳，c是氯化铜溶液9以铁为阳极，铜为阴极，对足量的NaOH溶液进行电解，一段时间后得到2 mol Fe(OH)3沉淀。此过程中共消耗水()A3 mol B4 molC5 mol D6 mol10.用如图装置(X、Y是直流电源的两极)分别进行下列各组实验，则下表中所列各项对应关系均正确的一组是()选项电源X极实验前U形管中液体通电后现象及结论A正极Na2SO4溶液U形管两端滴入酚酞溶液后，a管中呈红色B正极AgNO3溶液b管中电极反应式是4OH4e=2H2OO2C负极KCl和CuCl2混合溶液相同条件下，a、b两管中产生的气体总体积可能相等D负极Fe(OH)3胶体和导电液b管中液体颜色加深11.下图是某空间站能量转化系统局部示意图，其中水电解系统及燃料电池系统中的溶液均采用KOH溶液。下列有关说法不正确的是()A该能量转化系统中的水可以循环使用B水电解系统实现由电能到化学能的转化C燃料电池的负极反应为：H22e2OH=2H2OD燃料电池系统内K向负极移动12一种“即食即热型”快餐适合外出旅行时使用。其内层是用铝箔包裹的、并已加工好的真空包装食品，外层则是分别包装的两包化学物质，使用时拉动预留在外的拉线，使这两种化学物质反应，此时便可对食物进行加热，这两种化学物质最合适的选择是()A浓硫酸与水 B生石灰与水C熟石灰与水 D氯化钠与水二、非选择题(本题包括4小题，共52分)13(8分)钢铁很容易生锈而被腐蚀，每年因腐蚀而损失的钢材约占世界钢铁年产量的四分之一。(1)钢铁腐蚀主要是吸氧腐蚀，该腐蚀过程中的电极反应：负极_，正极_。(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_(填写字母序号)，写出发生氧化反应的电极反应_。A铜 B钠C锌 D石墨(3)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。14(16分)(1)某火箭使用的推进剂是液氢和液氧，这种推进剂的优点是_、_(请写两条)。(2)下列是298 K时，氢气(H2)、碳(C)、辛烷(C8H18)、甲烷(CH4)燃烧的热化学方程式：H2(g)O2(g)=H2O(l)H285.8 kJmol1C(s)O2(g)=CO2(g)H393.5 kJmol1C8H18(l)O2(g)=8CO2(g)9H2O(l)H5 518 kJmol1CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H890.3 kJmol1相同质量的H2、C、C8H18、CH4完全燃烧时，放出热量最多的是_，通过计算说明等质量的氢气和碳燃烧时产生热量的比是_(保留1位小数)。(3)已知：H2(g)=H2(l)H0.92 kJmol1O2(g)=O2(l)H6.84 kJmol1H2O(l)=H2O(g)H44.0 kJmol1请写出液氢和液氧生成气态水的热化学方程式：_。如果此次该火箭所携带的燃料为45吨，液氢、液氧恰好完全反应生成气态水，总共释放能量_ kJ(保留3位有效数字)。15(14分)请按要求回答下列问题。(1)根据图1回答：打开K2，闭合K1。A极可观察到的现象是_；B极的电极反应为_。打开K1，闭合K2，A极可观察到的现象是_；B极的电极反应为_。图1图2(2)根据图2回答：将较纯净的CuSO4溶液放入如图所示的装置中进行电解，石墨电极上的电极反应为_，电解反应的离子方程式为_。实验完成后，铜电极增重a g，石墨电极产生标准状况下的气体体积_ L。16(14分)在下图中，甲烧杯中盛有100 mL 0.50 molL1 AgNO3溶液，乙烧杯中盛有100 mL 0.25 molL1 CuCl2溶液，A、B、C、D均为质量相同的石墨电极，如果电解一段时间后，发现A极比C极重1.9 g。回答下列问题：(1)电源E为_极，F为_极。(2)A极的电极反应为_，析出物质_mol。(3)B极的电极反应为_。(4)C极的电极反应为_，析出物质_mol。(5)D极的电极反应为_。(6)甲烧杯中滴入石蕊溶液，_附近变红，如果继续电解，在甲烧杯中最终得到_溶液。参考答案1答案：D点拨：选项A，Zn应为原电池负极，Cu为原电池正极；选项B，盐桥两边的烧杯中盛装的电解质溶液应互换；选项C，粗铜应连接电源正极；选项D，电解饱和NaCl溶液，Cl在阳极放电产生Cl2，溶液中的H在阴极获得电子而产生H2，正确。2答案：D点拨：按题目来说，就是寻找吸热反应，所有的燃烧为放热反应，所以本题中就只有焦炭在高温下与水蒸气反应符合题意了。3答案：C点拨：A易发生析氢腐蚀，B易发生吸氧腐蚀，D易发生原电池反应，从而都加快了腐蚀的速度。4答案：D点拨：根据SO从右向左通过交换膜移向A极，则A极为负极，故A极的电极反应为A2e=A2，溶液中c(A2)增大，A错；B极为正极，发生得电子的还原反应，B错；Y电极为阳极，为Cl放电，发生氧化反应：2Cl2e=Cl2，有Cl2产生，C错；右边U形管中最初为电解AlCl3溶液，X电极为H放电，c(H)减小，c(OH)增大，且Al3移向X极，因此会产生Al(OH)3白色胶状沉淀，D对。5答案：D点拨：选项A，Zn为电池负极，Cu为电池正极，故a为阳极，阳极发生氧化反应，b为阴极，阴极发生还原反应；选项B，Cu不参与电极反应，溶液中无Cu2；选项C，水电离产生的H在b极放电，b极附近产生OH，所以b极附近颜色变红；选项D，SO不参与电极反应，其物质的量不变。6答案：A点拨：放电时正极反应为：NiOOHH2Oe=Ni(OH)2OH，正极附近c(OH)增大，A对；放电时负极反应为MHOHe=MH2O，B错；充电时阳极反应为Ni(OH)2OHe=NiOOHH2O，C错；放电时正极发生还原反应，每转移1 mol电子，正极上有1 mol NiOOH被还原，D错。7答案：C点拨：因为生成物的总能量低于反应物的总能量，所以反应为放热反应，故B错；雷雨天气时的闪电会使反应3O2=2O3发生，D错误。故选C。8答案：C点拨：“a变粗，b变细”可知a电极上有金属析出，b电极上电极材料溶解，从而确定在此电解质溶液中，b电极所用的材料比a电极所用的材料活泼。而且电解质溶液也应该是较不活泼金属所对应的盐。因此选C。9答案：C点拨：铁为阳极，则Fe2e=Fe2，阴极反应为：2H2O2e=H22OH，生成的Fe2与溶液中的OH反应生成Fe(OH)2，Fe22OH=Fe(OH)2，Fe(OH)2不稳定，被空气中氧气氧化生成Fe(OH)3沉淀，即4Fe(OH)22H2OO2=4Fe(OH)3。所以得到2 mol Fe(OH)3沉淀时，共消耗水的物质的量为5 mol，即选C。10. 答案：C点拨：X为正极，电解Na2SO4溶液时，实质是电解水，a管中电极为阳极，OH放电，a管中c(H)c(OH)，滴加酚酞溶液不变色，A错；X为正极，电解AgNO3溶液时，b管中电极为阴极，电极反应为Age=Ag，B错；Fe(OH)3胶体粒子带有正电荷，X为负极时，Fe(OH)3胶体粒子向a管移动，a管中液体颜色加深，D错。11. 答案：D点拨：水电解系统中水转化为氢气和氧气，燃料电池系统中氢气和氧气转化为水，因此水可以循环使用，A对；水电解系统利用电能将水转化为氢气和氧气，实现电能到化学能的转化，B对；燃料电池的负极为H2发生氧化反应，电极反应为：H22e2OH=2H2O，C对；燃料电池系统中阳离子向正极移动，D错。12答案：B点拨：能在快餐中使用且为明显放出大量热的反应，只能是B。13答案：(1)2Fe4e=2Fe2O24e2H2O=4OH(2)CZn2e=Zn2(3)负点拨：(1)钢铁吸氧腐蚀时负极反应为2Fe4e=2Fe2，正极反应为O24e2H2O=4OH。(2)这是牺牲阳极保护法，R应比铁更活泼，但Na能与水反应，所以R应为Zn，Zn、Fe形成的原电池中Zn为负极，发生氧化反应，电极反应为Zn2e=Zn2。(3)外加电源保护时，Fe应作为阴极，与直流电源的负极相连。14答案：(1)相同质量时，氢气放出的热量多产物为水，无污染(2)H24.41(3)H2(l)O2(l)=H2O(g)H237.46 kJmol15.94108点拨：(1)单位质量H2放热多，产物H2O无污染等。(2)298 K,1 g H2完全燃烧放热142.9 kJ,1 g C完全燃烧放热32.8 kJ,1 g C8H18完全燃烧放热48.4 kJ,1 g CH4完全燃烧放热55.6 kJ，等质量的H2和C完全燃烧产生热量的比值约为4.41。(3)H285.8 kJmol10.92 kJmol16.84 kJmol144.0 kJmol1237.46 kJmol1，Q237.46 kJmol15.94108 kJ。15答案：(1)锌不断溶解Cu22e=Cu锌极镀上一层红色的铜Cu2e=Cu2(2)4OH4e=2H2OO22Cu22H2O2CuO24H0.175a点拨：(1)打开K2，闭合K1，则构成原电池。Zn为负极，失去电子变为Zn2进入溶液；Cu为正极，其电极反应为Cu22e=Cu。打开K1，闭合K2，则构成电解池，A极为阴极，有红色铜在Zn极表面析出；B极为阳极，Cu失去电子变成Cu2进入溶液。(2)图2中石墨为阳极，其电极反应为4OH4e=2H2OO2，总电解反应式为2Cu22H2O2CuO24H。根据电子转移守恒，24V0.175a16答案：(1)负正(2)4Ag4e=4Ag0.025(3)4OH4e=O22H2O(4)Cu22e=Cu0.012 5(5)2Cl2e=Cl2(6)BHNO3点拨：由于有外接直流电源，所以甲、乙均为电解池，两个电解池串联。电解一段时间后，A极比C极重说明A极上有银析出，故A极应为阴极，与之相连接的电源的E端为负极，F端为正极。根据电解规律可知，A、B、C、D四个电极上发生的电极反应分别为：A：4Ag4e=4Ag，B：4OH4e=O22H2O，C：Cu22e=Cu，D：2Cl2e