2024-2025学年新教材高中化学第1章化学反应与能量转化测评含解析鲁科版选择性必修第一册

PAGE14-第1章测评(时间:90分钟满分:100分)一、选择题(本题包括10小题,每小题2分,共20分。每小题只有一个选项符合题意)1.关于下列各装置图的叙述中,不正确的是()A.用装置①精炼铜,则a极为粗铜,电解质溶液为CuSO4溶液B.装置②的总反应是Cu+2Fe3+Cu2++2Fe2+C.装置③中钢闸门应与外接电源的负极相连D.装置④中的铁钉几乎没被腐蚀2.如图所示,ΔH1=-393.5kJ·mol-1,ΔH2=-395.4kJ·mol-1,下列说法或表示式正确的是()A.石墨和金刚石的转化是物理改变B.C(s,石墨)C(s,金刚石)ΔH=+1.9kJ·mol-1C.金刚石的稳定性强于石墨D.断裂1mol石墨的化学键汲取的能量比断裂1mol金刚石的化学键汲取的能量少3.近来科学家研制了一种新型的乙醇电池(DEFC),它用磺酸(强酸)类质子作为溶剂,在200℃左右时供电,乙醇电池比甲醇电池效率高出32倍且更加平安。电池总反应为C2H5OH+3O22CO2+3H2O,下列说法不正确的是()A.C2H5OH在电池的负极上参与反应B.1mol乙醇被氧化转移6mol电子C.在外电路中电子由负极沿导线流向正极D.电池正极的电极反应为4H++O2+4e-2H2O4.已知3.6g碳在6.4g氧气中燃烧,至反应物耗尽,测得放出热量akJ。又知12.0g碳完全燃烧放出热量为bkJ。则热化学方程式C(s)+12O2(g)CO(g)ΔH=Q中Q等于()A.-(a-b)kJ·mol-1B.-(a+b)kJ·mol-1C.-(5a-0.5b)kJ·mol-1D.-(10a-b)kJ·mol-15.甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的两种反应原理如下:①CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g)ΔH=+49.0kJ·mol-1②CH3OH(g)+12O2(g)CO2(g)+2H2(g)ΔH=-192.9kJ·mol-1下列说法正确的是()A.CH3OH的摩尔燃烧焓ΔH=-192.9kJ·mol-1B.反应①中的能量改变如下图所示C.CH3OH转变成H2的过程肯定要汲取能量D.依据②推知反应CH3OH(l)+12O2(g)CO2(g)+2H2(g)的ΔH>-192.9kJ·mol-16.2024年10月24日中国腐蚀大会在江西南昌航空高校举办。下列有关金属的腐蚀与防护的叙述正确的是()A.金属的化学腐蚀比电化学腐蚀普遍B.如图所示装置表示“牺牲阳极爱护法”的原理C.金属腐蚀的本质是M-ne-Mn+而被损耗D.用铝质铆钉来铆接铁板,铁板易被腐蚀7.已知氧化性:Au3+>Ag+>Cu2+>Pb2+>Cr3+>Zn2+>Ti2+。现有如图所示的电化学装置,下列叙述中正确的是()A.若X为Ti,则Y极的电极反应可能是Zn-2e-Zn2+B.若X为Cr,则Y可以选Zn或TiC.若Y为Cu,则X极的电极反应可能是Cr-3e-Cr3+D.若Y为Pb,则含Xn+的溶液中阴离子数会削减8.生产液晶显示器的过程中运用的化学清洗剂NF3是一种温室气体,其存储能量的实力是CO2的12000~20000倍,在大气中的寿命可长达740年之久,以下是几种化学键的键能:化学键N≡NF—FN—F键能/(kJ·mol-1)941.7154.8283.0下列说法中正确的是()A.过程N2(g)2N(g)放出能量B.过程N(g)+3F(g)NF3(g)放出能量C.反应N2(g)+3F2(g)2NF3(g)的ΔH>0D.NF3汲取能量后假如没有化学键的断裂与生成,仍可能发生化学反应9.如图是某同学设计的验证原电池和电解池的试验装置,下列有关说法不正确的是()A.关闭K2、打开K1,试管内两极都有气泡产生B.关闭K2、打开K1,一段时间后,发觉左侧试管收集到的气体比右侧略多,则a为负极,b为正极C.关闭K2,打开K1,一段时间后,用拇指堵住试管移出烧杯,向试管内滴入酚酞,发觉左侧试管内溶液变红色,则a为负极,b为正极D.关闭K2,打开K1,一段时间后,再关闭K1,打开K2,检流计指针不会偏转10.已知某锂离子电池的总反应为LixC+Li1-xCoO2C+LiCoO2,锂硫电池的总反应为2Li+SLi2S。有关上述两种电池说法正确的是()A.锂离子电池放电时,Li+向负极迁移B.锂硫电池充电时,锂电极发生还原反应C.两种电池的负极材料相同D.上图表示用锂离子电池给锂硫电池充电二、不定项选择题(本题包括5小题,每小题4分,共20分。每小题有一个或两个选项符合题意)11.已知摩尔燃烧焓是指1mol纯物质完全氧化为同温下的指定产物时的焓变[氢元素氧化为H2O(l)、碳元素氧化为CO2(g)]。氢气和碳燃烧的热化学方程式为①2H2(g)+O2(g)2H2O(l)ΔH1=-akJ·mol-1②H2(g)+12O2(g)H2O(g)ΔH2=-bkJ·mol-1③C(s)+12O2(g)CO(g)ΔH3=-ckJ·mol-1④C(s)+O2(g)CO2(g)ΔH4=-dkJ·mol-1下列说法正确的是()A.氢气的摩尔燃烧焓为-bkJ·mol-1B.碳的摩尔燃烧焓为-ckJ·mol-1C.一氧化碳的摩尔燃烧焓为(d-c)kJ·mol-1D.1212.(2024山东潍坊高二期末)科学家设计微生物原电池,用于处理废水(酸性)中的有机物及脱除硝态氮,该装置示意图如下。有关该微生物电池说法正确的是()A.电子由m极转移到n极B.H+可通过质子交换膜移向左侧极室C.m电极反应为2NO3-+6H2O+10e-N2+12OHD.每生成1molCO2转移e-的物质的量为4mol13.肯定条件下用甲烷可以消退氮氧化物(NOx)的污染。已知:①CH4(g)+4NO2(g)4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)ΔH=-574kJ·mol-1②CH4(g)+4NO(g)2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)ΔH=-1160kJ·mol-1下列描述正确的是()A.CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-867kJ·mol-1B.CH4催化还原NOx生成N2的过程中,若x=1.6,则转移的电子总数为3.2molC.若0.2molCH4还原NO2生成N2,在上述条件下放出的热量为173.4kJD.若用标准状况下4.48LCH4还原NO2生成N2,整个过程中转移的电子为3.2mol14.(2024山东枣庄八中高二月考)镍镉(Ni-Cd)可充电电池在现代生活中有广泛应用,它的充放电反应按下式进行:Cd+2NiOOH+2H2OCd(OH)2+2Ni(OH)2。下列叙述不正确的是()A.该电池放电的时候,负极材料是CdB.放电时每转移3mol的电子时,正极有3mol的NiOOH被氧化C.充电时,阴极旁边pH增大D.充电时,阳极反应是Ni(OH)2+OH--e-NiOOH+H2O15.(2024山东德州高二期末)用一种吸附氢气的碳纳米管材料制备的二次电池如图所示,该电池的电解质溶液为6mol·L-1KOH溶液,下列说法中正确的是()A.充电时OH-从碳电极移向镍电极B.放电时电池负极的电极反应为H2-2e-2H+C.放电时电池正极的电极反应为NiOOH+H2O+e-Ni(OH)2+OH-D.该电池充电时将碳电极与电源的正极相连三、非选择题(本题包括5小题,共60分)16.(12分)请按要求回答下列问题。(1)依据图1回答①②:①打开K2,闭合K1。A极现象,B极的电极反应为。

②打开K1,闭合K2。A极可视察到的现象是。

(2)依据图2回答③④:③该电解反应的离子方程式为。

④试验完成后,铜电极增重ag,石墨电极产生标准状况下的气体体积L。

17.(9分)已知E1=134kJ·mol-1、E2=368kJ·mol-1,依据要求回答下列问题:(1)图Ⅰ是1molNO2(g)和1molCO(g)反应生成CO2(g)和NO(g)过程中的能量改变示意图,请写出NO2和CO反应的热化学方程式:。

(2)甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的两种反应的热化学方程式如下:①CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g)ΔH=+49.0kJ·mol-1②CH3OH(g)+12O2(g)CO2(g)+2H2(g)ΔH=-192.9kJ·mol-1又知③H2O(g)H2O(l)ΔH=-44kJ·mol-1,则甲醇蒸气燃烧生成液态水的热化学方程式为。

(3)如表所示是部分化学键的键能。化学键P—PP—OOOPO键能/(kJ·mol-1)abcx已知白磷的摩尔燃烧焓ΔH=-dkJ·mol-1,白磷及其完全燃烧的产物的结构如图Ⅱ所示,则表中x=kJ·mol-1(用含a、b、c、d的代数式表示)。

18.(12分)电解工作原理的实际应用特别广泛。(1)电解精炼银时,阴极反应为。

(2)工业上为了处理含有Cr2O72-的酸性工业废水,采纳下面的处理方法:往工业废水中加入适量NaCl,以铁为电极进行电解,经过一段时间,有Cr(OH)3和Fe(OH)3A.阳极反应:Fe-2e-Fe2+B.阴极反应:2H++2e-H2↑C.在电解过程中工业废水由酸性变为碱性D.可以将铁电极改为石墨电极(3)某同学设计了如图装置进行以下电化学试验。①当开关K与a连接时,两极均有气泡产生,则阴极为电极。

②一段时间后,使开关K与a断开,与b连接时,虚线框内的装置可称为。请写出此时Fe电极上的电极反应。

(4)1L某溶液中含有的离子如下表:离子Cu2+Al3+NOCl-物质的量浓度11a1用惰性电极电解该溶液,当电路中有3mole-通过时(忽视电解时溶液体积改变及电极产物可能存在的溶解现象),下列说法正确的是(填字母)。

A.电解后溶液呈酸性B.a=3C.阳极生成1.5molCl2D.阴极析出的金属是铜与铝19.(11分)全钒液流电池是一种活性物质呈循环流淌液态的电池,目前钒电池技术已经趋近成熟。如下图是钒电池的结构及工作原理示意图:充电状态放电状态请回答下列问题:(1)硫酸在电池技术和试验室中具有广泛的应用,在传统的铜锌原电池中,硫酸是,试验室中配制硫酸亚铁时须要加入少量铁粉,铁粉的作用是。

(2)钒电池是以溶解于肯定浓度硫酸溶液中的含钒元素的粒子(V2+、V3+、VO2+、VO2+)为正极和负极反应物的电池,电池总反应为VO2++V3++H2OV2++VO2++2H+。放电时的正极反应为,充电时的阴极反应为。放电过程中,电解液的pH(3)钒电池基本工作原理示意图中“正极电解液”可能是。

a.VO2+、VO2+混合液b.V3+、Vc.VO2+溶液 d.VOe.V3+溶液 f.V2+溶液20.(16分)我国科学家设计了一种锂离子电池,并用此电池来电解含有Na2SO3的工业废水,可获得硫酸等物质,该过程示意图如下:(1)锂离子电池工作时,a极发生(填“氧化”或“还原”)反应,Li+移向(填“a”或“b”)极,写出b极的电极反应。

(2)电解池中物质A的化学式是,其中右侧交换膜应选用(填“阳离子”或“阴离子”)交换膜,该交换膜的作用是,写出d极的电极反应。

(3)若电解池左侧溶液的体积为2L,其浓度由2mol·L-1变为4mol·L-1时,理论上电路中通过的电子是mol。

参考答案第1章测评1.B依据装置①中电流方向可知,a为阳极,b为阴极,粗铜应作为阳极,A项正确;装置②的总反应为Fe+2Fe3+3Fe2+,B项错误;③中被爱护的金属应为电解池的阴极,C项正确;④中铁钉所处的环境干燥,不易被腐蚀,D项正确。2.B同素异形体之间的转化属于化学改变,A错误;依据图示可知,C(s,石墨)+O2(g)CO2(g)ΔH1=-393.5kJ·mol-1,C(s,金刚石)+O2(g)CO2(g)ΔH=-395.4kJ·mol-1,结合盖斯定律得出,C(s,石墨)C(s,金刚石)ΔH=+1.9kJ·mol-1,B正确;因为石墨的能量比金刚石的能量低,所以石墨更稳定,断裂1mol石墨的化学键汲取的能量比断裂1mol金刚石的化学键汲取的能量多,C、D错误。3.B依据题意可写出电极反应,正极:3O2+12H++12e-6H2O,负极:C2H5OH+3H2O-12e-2CO2↑+12H+,所以1mol乙醇在负极被氧化时转移电子12mol,外电路中电子沿导线由负极流向正极,B项错误,A、C、D正确。4.C依据题意得两个热化学方程式:①3C(s)+2O2(g)2CO(g)+CO2(g)ΔH=-10akJ·mol-1;②C(s)+O2(g)CO2(g)ΔH=-bkJ·mol-1;①-②2整理得:C(s)+12O2(g)CO(g)ΔH=-(5a-0.5b)kJ·mol-15.DΔH=-192.9kJ·mol-1是反应②的焓变,不是CH3OH的摩尔燃烧焓,A错误;依据反应①的ΔH=+49.0kJ·mol-1可知该反应为吸热反应,生成物的总能量应当比反应物的总能量高,B错误;从反应①和②看,前者是吸热反应,后者是放热反应,C错误;依据反应②可知,当CH3OH为液态时,反应CH3OH(l)+12O2(g)CO2(g)+2H2(g)的ΔH应大于-192.9kJ·mol-1,D正确。6.C金属的腐蚀主要是电化学腐蚀,A项说法错误;有外接电源时,金属防护的原理是外加电流阴极爱护法,B项说法错误;金属腐蚀的本质是金属失去电子发生氧化反应变成金属阳离子而被损耗,C项说法正确;用铝质铆钉来铆接铁板,在潮湿的环境里会发生电化学腐蚀,但此时铁被爱护,被腐蚀的是比铁活泼的铝,D项说法错误。7.CY为正极,不行能失电子,A项错误;由氧化性依次可知,还原性:Au<Ag<Cu<Pb<Cr<Zn<Ti,若负极(X)为Cr,则正极(Y)只能选Au、Ag、Cu、Pb,B项错误;Y为正极,X为负极,故盐桥中阴离子会移向含Xn+的溶液中,阳离子会移向含Ym+的溶液中,D项错误。8.B选项A是化学键断裂的过程,要汲取能量,A错误。选项B是成键的过程,应放出能量,B正确。选项C中反应的ΔH=反应物的键能之和-反应产物的键能之和=941.7kJ·mol-1+3×154.8kJ·mol-1-6×283.0kJ·mol-1=-291.9kJ·mol-1,因此C错误。化学反应过程中必定有化学键的断裂与生成,所以D错误。9.D关闭K2、打开K1,是电解NaCl溶液的过程,反应方程式为2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑,Cl-在阳极上放电生成Cl2,H+在阴极上放电生成H2,则两极都有气泡产生;且由于Cl2可以溶于水,则收集到的Cl2的体积略小于H2的体积,则与外电源b极相连的石墨棒是电解池的阳极,则b极为正极;左侧试管中溶液变红色,说明左侧试管中溶液呈碱性,则H+放电,则左侧石墨棒为电解池的阴极,则a为外电源的负极;关闭K2,打开K1发生电解反应,一段时间后,打开K2,关闭K1,可以构成原电池,放电时会引起检流计指针发生偏转。故A、B、C均正确,D错误。10.B原电池中阳离子向正极移动,则锂离子电池放电时,Li+向正极迁移,A项错误;锂硫电池充电时,锂电极与外接电源的负极相连,锂电极上,Li+得电子发生还原反应,B项正确;锂硫电池放电时负极反应物为Li,锂离子电池放电时负极反应物为LixC,两种电池的负极材料不同,C项错误;充电时,正接正,负接负,所以用锂离子电池给锂硫电池充电时Li电极接C电极,D项错误。11.D依据题意可得H2的摩尔燃烧焓ΔH=-a2kJ·mol-1,碳的摩尔燃烧焓ΔH=-dkJ·mol-1,A、B错误;依据盖斯定律,由④-③可以得到CO(g)+12O2(g)CO2(g)ΔH=-(d-c)kJ·mol-1,所以CO的摩尔燃烧焓ΔH=-(d-c)kJ·mol-1,C错误;①×12-②即可得到H2O(g)H2O(l)ΔH=(b-a2)kJ·mol-1,水液化时放热,所以b-12.BD由C6H12O6生成CO2,碳元素化合价上升,失电子,发生氧化反应,电极n是负极;NO3-生成N2,氮元素化合价降低,得电子发生还原反应,电极m是正极,H+通过质子交换膜向电极m移动,B正确;外电路电子由电极n转移到电极m,A错误;电极m为正极,发生的电极反应为2NO3-+10e-+12H+N2↑+6H2O,故C错误;负极反应为C6H12O6-24e-+6H2O6CO2+24H+,故生成1molCO2转移e13.C将①+②2得,CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)ΔH=-867kJ·mol-1,对应的水为气态水,A项错误;未给定反应物的物质的量,不能计算转移电子总数,B项错误;依据题意可得,在题给条件下,0.2molCH4还原NO2生成N2放出的热量为0.2×867kJ=173.4kJ,C项正确;C元素从CH4中的-4价升至CO2中的+4价,化合价上升8,则0.2molCH14.B放电时负极上发生的电极反应为:Cd+2OH--2e-Cd(OH)2,正极上发生的电极反应为:NiOOH+H2O+e-Ni(OH)2+OH-,充电时阳极上发生的电极反应为:Ni(OH)2+OH--e-NiOOH+H2O,阴极上发生的电极反应为:Cd(OH)2+2e-Cd+2OH-。该电池放电的时候,负极材料是Cd,故A正确;放电时,正极上发生的电极反应为:NiOOH+H2O+e-Ni(OH)2+OH-,所以放电时每转移3mol的电子时,正极有3mol的NiOOH被还原,故B错误;充电时阴极上发生的电极反应为:Cd(OH)2+2e-Cd+2OH-,所以充电时,阴极旁边pH增大,故C正确;充电时,该装置是电解池,阳极发生氧化反应,电极反应为:Ni(OH)2+OH--e-NiOOH+H2O,故D正确。15.AC依据题意分析,充电时,该电池为电解池,依据用电器中电子的移动方向可知,充电时碳电极是阴极,镍电极是阳极,充电时电解质溶液中阴离子向阳极移动,所以OH-从碳电极移向镍电极,故A正确;放电时,负极上氢气失电子发生氧化反应,电极反应为H2+2OH--2e-2H2O,故B错误;放电时,正极上NiOOH得电子发生还原反应,电极反应为NiOOH+H2O+e-Ni(OH)2+OH-,故C正确;该电池充电时,碳电极旁边物质要复原原状,则应当得电子发生还原反应,所以碳电极是阴极,应当与电源的负极相连,故D错误。16.答案(1)①锌不断溶解Cu2++2e-Cu②锌极镀上一层红色的铜(2)③2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+④0.175a解析(1)①打开K2,闭合K1,图1为锌铜原电池,Zn为负极,失电子而溶解,Cu为正极,溶液中的Cu2+在正极析出:Cu2++2e-Cu。②打开K1,闭合K2,图1为电解池,Cu为阳极溶解,Zn为阴极,溶液中的Cu2+在Zn极上析出。(2)④设石墨电极产生标准状况下的气体VL,依据得失电子守恒知a64×2=V22.4×4,则V=17.答案(1)NO2(g)+CO(g)CO2(g)+NO(g)ΔH=-234kJ·mol-1(2)CH3OH(g)+32O2(g)CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-764.7kJ·mol-1(3)14(d+6a+5c-12b解析(1)视察图Ⅰ,1molNO2(g)和1molCO(g)反应生成CO2(g)和NO(g)的热化学方程式为NO2(g)+CO(g)CO2(g)+NO(g)ΔH=-234kJ·mol-1。(2)视察已知热化学方程式,利用盖斯定律,将所给热化学方程式进行如下运算:②×3-①×2+③×2,即可得出甲醇蒸气燃烧生成液态水的热化学方程式。(3)白磷燃烧的化学方程式为P4+5O2P4O10,结合题图Ⅱ中白磷及其完全燃烧产物的结构,依据“反应热=反应物键能总和-生成物键能总和”及白磷的摩尔燃烧焓可得等式:6a+5c-(4x+12b)=-d,据此可得x=14(d+6a+5c-12b)。18.答案(1)Ag++e-Ag(2)D(3)①Fe(或铁)②原电池Fe-2e-+2OH-Fe(OH)2(4)A解析(1)电解精炼银时,阴极Ag+得电子生成Ag,电极反应为Ag++e-Ag。(2)若用石墨作为电极,阳极产生Cl2而得不到Fe2+,缺少还原剂,不能使Cr2O72-→Cr3+(3)K接a时,该装置为电解池,假如两极均有气泡产生,说明阳极材料不行能是铁,所以铁为阴极,此时铁电极上的电极反应为2H++2e-H2↑,石墨电极上的电极反应为2Cl--2e-Cl2↑;