高中化学 第1章 化学反应与能量转化单元测试1 鲁科版选修4

1、第1章 化学反应与能量转化(时间：90分钟，满分：100分)一、选择题(本题包括16小题，每小题3分，共48分)1热化学方程式：c(s)h2o(g)=co(g)h2(g)h131.3 kj·mol1表示的意义为()a碳与水反应吸收131.3 kj的热量b1 mol碳和1 mol水反应吸收131.3 kj的热量c1 mol固态碳与1 mol水蒸气反应产生一氧化碳气体和氢气，吸收131.3 kj的热量d固态碳和气态水各1 mol反应，放出131.3 kj的热量解析：选c。热化学方程式中的化学计量数代表物质的量，且要指明物质的聚集状态，c项正确。2氯原子对o3分解有催化作用：o3cl=cl

2、oo2h1，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解析：选c。反应o3o=2o2的he3e2，故a错；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，臭氧可以再生，d错。3按装置如图所示进行实验，若图中x轴表示流入阴极的电子的量，则y轴不可能表示的是()aag物质的量浓度bno物质的量浓度c溶液的phd银棒的质量解析：选d。利用电解原理，阳极：age=ag，银

3、棒质量减小；阴极：age=ag，铁棒质量增加，电解质溶液浓度不变，故d项符合题意。4在1 200 时，天然气脱硫工艺中会发生下列反应：h2s(g)o2(g)=so2(g)h2o(g)h12h2s(g)so2(g)=s2(g)2h2o(g)h2h2s(g)o2(g)=s(g)h2o(g)h32s(g)=s2(g)h4则h4的正确表达式为()ah4(h1h23h3)bh4(3h3h1h2)ch4(h1h23h3)dh4(h1h23h3)解析：选a。根据盖斯定律找出各反应的反应热之间的关系。将前三个热化学方程式分别标为、，根据盖斯定律，由××2×可得：2s(g)=s2(

4、g)h4(h1h23h3)。5研究人员最近发明了一种“水”电池，这种电池能利用淡水与海水之间含盐量差别进行发电，在海水中电池总反应可表示为5mno22ag2nacl=na2mn5o102agcl。下列有关“水”电池在海水中放电时的有关说法正确的是()a正极反应式：agcle=agclb每生成1 mol na2mn5o10转移2 mol电子cna不断向“水”电池的负极移动dagcl是还原产物解析：选b。原电池的正极反应得电子，a项错误；原电池中电解质溶液中的阳离子应该向正极移动，c项错误；在该原电池的反应中，ag失电子做负极，属于还原剂，因此agcl是氧化产物，d项错误。6银质器皿日久表面会逐渐

5、变黑，这是生成了ag2s的缘故。根据电化学原理可进行如下处理：在铝质容器中加入食盐溶液，再将变黑的银器浸入该溶液中，一段时间后发现黑色会退去。下列说法正确的是()a处理过程中银器一直保持恒重b银器为正极，ag2s被还原生成单质银c该过程中总反应为2al3ag2s=6agal2s3d黑色退去的原因是黑色ag2s转化为白色agcl解析：选b。铝质容器、变黑的银器及食盐溶液构成原电池装置，铝做负极，变质的银器做正极。负极反应式为al3e=al3，正极反应式为ag2s2e=2ags2。al3与s2在溶液中不能共存，能发生水解相互促进反应：2al33s26h2o=2al(oh)33h2s，故原电池总反应

6、为2al3ag2s6h2o=6ag2al(oh)33h2s，故b项正确，c项错误。a项，原电池反应是自发进行的氧化还原反应，银器中ag2s被还原成ag，质量减轻，故a项错误。d项，黑色退去的原因是黑色的ag2s转化为ag，故d项错误。7强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的热效应：h(aq)oh(aq)=h2o(l)h57.3 kj·mol1。稀醋酸、浓硫酸、稀硝酸分别与0.1 mol·l1的naoh溶液恰好完全反应，放出的热量与消耗naoh的体积之间的关系如图所示(醋酸电离要吸热)。则下列叙述正确的是()aa表示稀硝酸与naoh溶液的反应bb表示稀醋酸与naoh溶液的反应cb5

7、.73dc表示浓硫酸与naoh溶液的反应解析：选c。ch3cooh是弱酸，电离会吸热，浓硫酸溶解会放出大量的热，这些不属于中和热，所以稀醋酸、浓硫酸、稀硝酸分别与1.0 l 0.1 mol·l1的naoh溶液恰好完全反应实际放出热量的大小顺序为浓硫酸(a)>稀硝酸(b)>稀醋酸(c)；b点表示稀硝酸与naoh溶液反应生成0.1 mol h2o(l)放出的热量，故b5.73。8肼(n2h4)­空气燃料电池是一种环保碱性燃料电池，其电解质溶液是20%30%的koh溶液。电池总反应为n2h4o2=n22h2o。下列关于该燃料电池工作时的说法正确的是()a溶液中阴离子物

8、质的量基本不变b正极的电极反应是n2h44oh4e=4h2on2c正极的电极反应是o24h4e=2h2od溶液中阴离子向正极移动解析：选a。a项正确，由电池的总反应式可知，阴离子物质的量基本不变；b项错误，正极发生还原反应，即得电子的反应；c项错误，因为电解质溶液是koh溶液，电极反应应为o22h2o4e=4oh；d项错误，溶液中的阴离子向负极移动。9下图所示的电解池和中，a、b、c和d均为pt电极。电解过程中，电极b和d上没有气体逸出，但质量均增大，且增重b<d。符合上述实验结果的盐溶液是()选项xyamgso4cuso4bagno3pb(no3)2cfeso4al2(so4)3dcu

9、so4agno3解析：选d。由b、d(阴极)电极上均无气体逸出，判断所电解的盐溶液中金属元素在金属活动顺序表中(h)以后，结合增重质量b<d，只有d项符合题意。10某汽车尾气分析仪以燃料电池为工作原理测定co的浓度，其装置如图所示，该电池中电解质为氧化钇­氧化钠，其中o2可以在固体介质namcon中自由移动。下列说法正确的是()a传感器中通过的电流越大，尾气中co的含量越低b工作时电子由电极a通过固体介质namcon流向电极bc工作时电极b做正极，o2由电极a流向电极bd当固体电解质中有1 mol o2通过时，电子转移2 mol解析：选d。电流越大说明反应速率越快，反应物co浓

10、度越大，a选项错误；电解质导电的原因是电解质中含有自由移动的离子，而电子不能在电解质中通过，b选项错误；a为负极、b为正极，阴离子应该由正极流向负极，c选项错误；依据电子守恒可知d选项正确。11如图为efc剑桥法用固体二氧化钛(tio2)生产海绵钛的装置示意图，其原理是在较低的阴极电位下，tio2(阴极)中的氧解离进入熔融盐，阴极最后只剩下纯钛。下列说法中正确的是()a阳极的电极反应为2cl2e=cl2b阴极的电极反应为tio24e=ti2o2c通电后，o2、cl均向阴极移动d石墨电极的质量不发生变化解析：选b。电解质中的阴离子为o2、cl，向阳极移动，由图示可知阳极生成o2、co、co2，所

11、以阳极的电极反应：2o24e=o2，o2与石墨反应生成co、co2，a、c、d错误，只有b正确。12锌锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反应式为zn(s)mno2(s)h2o(l)=zno(s)mn(oh)2(s)，下列说法错误的是()a锌失去电子，为负极b电池正极的电极反应式为mno2(s)2h2o(l)2e=mn(oh)22oh(aq)c电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极d外电路中每通过0.2 mol电子，锌的质量理论上减少6.5 g解析：选c。由所给电池的总反应式可知，电池工作时，每有1 mol锌参加反应，失去2 mol电子，则会有2 mol电子从负极锌经外电路流向正极，并在

12、正极发生反应：mno2(s)2h2o(l)2e=mn(oh)22oh(aq)。所以外电路每通过0.2 mol电子，锌的质量就减少6.5 g。电池工作时，电子由负极通过外电路流向正极。13按图甲装置进行实验，若图乙中横坐标x表示通过电极的电子的物质的量。下列叙述正确的是()af表示反应生成cu的物质的量be表示反应实际消耗h2o的物质的量ce表示反应生成o2的物质的量df表示反应生成h2so4的物质的量解析：选b。电解实质为2cuso42h2o2cuo22h2so4，则每通过4 mol电子生成2 mol cu和1 mol o2，消耗2 mol h2o，生成2 mol h2so4。14一种碳纳米管

13、能够吸附氢气，可做二次电池(如图所示)的碳电极。该电池的电解质溶液为6 mol·l1的koh溶液，下列说法中正确的是()a充电时阴极发生氧化反应b充电时将碳电极与电源的正极相连c放电时碳电极反应为h22e=2hd放电时镍电极反应为nio(oh)h2oe=ni(oh)2oh解析：选d。a项，充电时阴极发生还原反应，阳极发生氧化反应；b项，充电时碳电极做阴极，应与电源的负极相连；c项，电解质溶液是碱性溶液，放电时碳电极反应为h22oh2e=2h2o。15有一种mcfc型燃料电池，该电池所用燃料为h2，电解质为熔融的k2co3。电池的总反应为2h2o2=2h2o，负极反应：h2co2e=h

14、2oco2。下列说法正确的是()a电路中的电子经正极、熔融的k2co3、负极后再到正极，形成闭合回路b电池放电时，电池中co的物质的量逐渐减少c正极反应为2h2oo24e=4ohd放电时co向负极移动解析：选d。电子不能通过熔融的k2co3，故a错误；该电池的正极反应为o24e2co2=2co，根据电子守恒，放电时负极消耗co与正极生成co的物质的量相等，电池中co的物质的量不变，故b、c错误；放电时阴离子向负极移动，d正确。16以惰性电极电解cuso4溶液，一段时间后取出电极，然后加入9.8 g cu(oh)2，所得到的溶液与电解前的溶液完全相同，则电解过程中阳极产生的气体在标准状况下的体积

15、为()a1.12 lb1.68 lc2.24 l d3.36 l解析：选c。ncu(oh)20.1 mol，即相当于加入0.1 mol cuo和0.1 mol h2o后电解质溶液复原，故v(o2)×22.4 l/mol2.24 l。二、非选择题(本题包括4小题，共52分)17(12分)硝酸是一种重要的化工原料，工业上一般以氨气为原料来制备硝酸。请回答：(1)氨气催化氧化的化学方程式为_。(2)硝酸厂的尾气直接排放将污染空气，目前科学家探索利用燃料气体中的甲烷将氮的氧化物还原为氮气和水，反应机理如下：ch4(g)4no2(g)=4no(g)co2(g)2h2o(g)h574 kj

16、83;mol1ch4(g)4no(g)=2n2(g)co2(g)2h2o(g)h1 160 kj·mol1则甲烷直接将no2还原为n2的热化学方程式为_。(3)氨气若在纯氧中燃烧，则发生反应为4nh33o22n26h2o，科学家利用此原理，设计成氨气­氧气燃料电池，则通入氨气的电极是_(填“正极”或“负极”)；碱性条件下，该电极发生反应的电极反应式为_。(4)制得的硝酸可以跟金属铜反应生成硝酸铜溶液，用石墨电极电解该硝酸铜溶液，则电解过程中阳极的电极反应式为_。解析：(3)由氨气发生氧化反应可知通入氨气的电极为负极，碱性条件下的正极反应式为o22h2o4e=4oh，再由总反

17、应方程式减去正极反应式可得负极反应式。(4)阳极上阴离子(oh)放电。答案：(1)4nh35o24no6h2o(2)ch4(g)2no2(g)=co2(g)2h2o(g)n2(g)h867 kj·mol1(3)负极2nh36oh6e=n26h2o(4)4oh4e=o22h2o18(10分)稀盐酸或稀硫酸与naoh溶液发生中和反应时没有明显现象。某化学兴趣小组的同学为了验证naoh溶液与稀盐酸或稀硫酸发生了反应，从中和反应的热效应出发，设计了三种实验方案。请回答下列问题：(1)方案一按图所示组装好实验装置，图中小试管用细线吊在细铜丝上，并使u形管两端红墨水液面相平。实验开始，移动细铜丝

18、，使小试管内稀盐酸和广口瓶内naoh溶液混合，此时观察到的现象是_，原因是_。(2)方案二借助反应溶液温度的变化来判断反应是否发生。该小组同学将不同浓度的naoh溶液和稀盐酸各10 ml混合，用温度计测量反应前后温度的变化，测得的部分数据如下表：编号稀盐酸/ mol·l1naoh溶液/ mol·l1反应前后温度变化/10.050.053.520.10.1x30.20.214则x_。(3)方案三设计如图所示装置来验证naoh溶液与稀盐酸发生了反应。他们认为若洗气瓶中导管口有气泡冒出，则说明该反应放出热量，从而说明发生了反应。实验时，打开分液漏斗活塞，发现流出液体不顺畅，原因可

19、能是_。从原理上讲，该实验设计的不合理之处为_；在此实验装置的基础上提出修改方案：_。解析：(1)方案一中稀盐酸和naoh溶液发生中和反应放热，广口瓶内温度升高，气体受热膨胀，压强增大，使u形管内液面左边下降，右边升高。(2)方案二，从参加反应的naoh和稀盐酸的物质的量来看，1号反应中参加反应的naoh和hcl都是5×104 mol，温度升高3.5 ，3号反应中参加反应的naoh和hcl都是2×103 mol，为1号反应量的4倍，而温度变化也是1号反应的4倍，由此可得出参加反应的物质的量与温度变化量成正比。2号反应中参加反应的naoh和hcl的物质的量是1号反应的2倍，故

20、温度变化也为2倍关系，即为7 。(3)方案三中，稀盐酸具有一定的体积，加入稀盐酸使锥形瓶内压强增大，导致分液漏斗中液体流出不顺畅。可以在分液漏斗上口和锥形瓶之间连接一导管，即维持分液漏斗和锥形瓶内气压相等，便于液体顺利流下。答案：(1)u形管内液面左边下降，右边升高稀盐酸和naoh溶液发生中和反应放出热量，使装置内气体温度升高，压强增大(2)7(3)稀盐酸具有一定的体积，加入稀盐酸使锥形瓶内压强增大没打开分液漏斗上部的塞子在分液漏斗上部塞子和锥形瓶之间连接一导管19(12分)纳米级cu2o由于具有优良的催化性能而受到关注，下表为制取纳米级cu2o的三种方法：方法用炭粉在高温条件下还原cuo方法

21、电解法，反应为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纳米级cu2o而很少用方法，其原因是_。(2)已知：2cu(s)o2(g)=cu2o(s)ha kj·mol1c(s)o2(g)=co(g)hb kj·mol1cu(s)o2(g)=cuo(s)hc kj·mol1则方法发生的反应：2cuo(s)c(s)=cu2o(s)co(g)h_kj·mol1。(3)方法采用离子交换膜控制电解液中oh的浓度而制备纳米级cu2o，装置如图所示。该电池的阳极反应式为_。(4)方法为加热条件下用液态肼(n2h4)还

22、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：(2)将已知中三个反应依次编号为、，由式式式×2即得所求方程式；(3)cu失去电子生成cu2o，然后用oh使电荷守恒，用水配平h原子，最后用o原子检查是否配平。答案：(1)由于在高温下，碳有可能把氧化铜还原生成铜，即不易控制反应条件(2)(ab2c)(3)2cu2e2oh=cu2oh2o(4)4cu(oh)2n2h42cu2on26h2o20(18分)某课外活动小组用如图装置进行实验，试回答下列问题。(1)若开始时开关k与a连接，则b极的电极反应式为_。(2)若开始时开关k与b连接，则b极的电极反应

23、式为_，总反应的离子方程式为_。有关上述实验，下列说法正确的是_(填序号)。溶液中na向a极移动从a极处逸出的气体能使湿润的淀粉­ki试纸变蓝反应一段时间后加适量盐酸可恢复到电解前电解质的浓度若标准状况下b极产生2.24 l气体，则溶液中转移0.2 mol电子(3)该小组同学认为，如果模拟工业上离子交换膜法制烧碱的方法，那么可以设想用如图装置电解硫酸钾溶液来制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钾。该电解槽的阳极反应式为_。此时通过阴离子交换膜的离子数_(填“大于”、“小于”或“等于”)通过阳离子交换膜的离子数。制得的氢氧化钾溶液从出口_(填“a”、“b”、“c”或“d”)导出。通电开始后，阴极附近溶液ph会增大，请简述原因：_。若将制得的氢气、氧气和氢氧化钾溶液组合为氢氧燃料电池，则电池正极的电极反应式为_。解析