第一章 化学反应与能量转化【单元卷·测试卷】-2024-2025学年高二化学单元速记•巧练（鲁科版2019选择性必修1）（解析版）

第一章化学反应与能量转化测试卷（考试时间：60分钟试卷满分：100分）第I卷选择题（共42分）一、选择题（本大题共14个小题，每题3分，共42分，每题只有一个选项符合题目要求。）1．化学与生活关系密切。下列关于能量及能源的说法，正确的是A．物质燃烧放出的热量就是其燃烧热B．恒容条件下，化学反应过程中的能量变化等于该反应前后体系的焓变C．需要加热才能进行的化学反应不一定是吸热反应D．化学反应中能量变化多少于其反应物用量无关【答案】C【解析】燃烧热是1mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物放出的热量，如碳燃烧生成一氧化碳就不是燃烧热，A错误；恒压条件下，化学反应过程中的能量变化等于该反应前后体系的焓变，B错误；反应的热效应和反应条件无关，和反应物和生成物的能量有关，有些放热反应在高温下进行，如铝热反应，有些吸热反应在常温下可自发进行，如氯化铵和八水氢氧化钡的反应，C正确；对于一个确定的化学反应，化学反应中能量变化的大小不仅与物质的状态有关，也与反应物的质量有关，反应物的量越多，反应过程中能量变化越多，D错误。2．下列有关乙烷燃烧时能量转化的认识中正确的是A．化学能转化为内能B．化学能全部转化为热能C．化学能主要转化为热能D．乙烷的能量全部转化为CO2和H2O的能量【答案】C【解析】乙烷燃烧时会放出热量，这时化学能转化为热能，A错误；乙烷燃烧时会放出热量，这时化学能主要转化为热能，还有部分能量转化为光能及化学能，并不是化学能全部转化为热能，B错误；乙烷燃烧时放出大量热，同时有光产生，反应产生CO2和H2O中也含有一定的化学能，因此物质燃烧时化学能主要转化为热能，C正确；乙烷燃烧时的能量主要转化为热能，还有一部分会转化为CO2和H2O的能量及光能，D错误。3．下列说法不正确的是A．化学反应中一定伴随能量变化B．S在纯氧中燃烧并未将全部化学能转化为热能C．化学反应的△H，只与反应体系的始态和终态有关，与反应途径无关D．需要加热的反应一定是吸热反应【答案】D【解析】化学变化是旧键的断裂和新键的形成过程，断键吸热，成键放热，所以物质发生化学反应都伴随着能量变化，A正确；S在纯氧中燃烧时产生热和光，将化学能转化为热能和光能，B正确；根据盖斯定律可知，化学反应的△H，只与反应体系的始态和终态有关，与反应途径无关，C正确；反应条件与反应中能量变化无关，需要加热的反应可能为放热反应，如铁与氯气加热反应，D错误。4．土壤中的微生物可将转化为S2-，S2-可与土壤中部分金属阳离子形成难溶硫化物。其中，相互接触的ZnS与CdS在土壤中构成原电池，其工作原理如图所示。下列说法不正确的是A．土壤中的微生物起还原作用B．电子由ZnS流向CdSC．ZnS表面发生的电极反应为D．作为正极的CdS被保护起来，不因发生氧化反应而溶解【答案】C【解析】土壤中的微生物可将转化为S2-，S2-可与土壤中部分金属阳离子形成难容硫化物。其中，相互接触的ZnS与CdS在土壤中构成原电池，其工作原理如图所示，ZnS做负极，电极反应式为，CdS做正极，电极反应式为：。土壤中的微生物可将转化为S2-，则土壤中的微生物起还原作用，A正确；原电池中ZnS做负极，CdS做正极，电子由ZnS流向CdS，B正确；ZnS表面发生的电极反应为，C错误；CdS做正极，，电极反应作为正极的CdS被保护起来，不因发生氧化反应而溶解，D正确。5．下列有关中和热和燃烧热的说法中，正确的是A．反应热就是热量B．在稀溶液中，和完全中和时放出的热量小于C．溶液与稀溶液恰好完全反应时，放出的热量D．已知所以，C的燃烧热是220.7【答案】B【解析】在一定温度下，化学反应吸收或放出的热量叫做反应热，A错误；醋酸为弱电解质，电离吸热，在稀溶液中，和完全中和时放出的热量小于，B正确；中和热是指强酸和强碱的稀溶液反应生成1mol水所释放的热量，所以的与稀溶液恰好完全反应时放出的热量，C错误；C的燃烧热是C完全燃烧生成所放出的热量，D错误。6．已知N2(g)＋O2(g)=2NO(g)为吸热反应，ΔH＝＋180kJ·mol－1，其中N≡N、O=O的键能分别为946kJ·mol－1、498kJ·mol－1，则NO分子中N、O之间共价键的键能为A．1264kJ·mol－1 B．632kJ·mol－1 C．316kJ·mol－1 D．1624kJ·mol－1【答案】B【解析】根据ΔH＝反应物的键能总和－生成物的键能总和可知，180kJ·mol－1＝946kJ·mol－1＋498kJ·mol－1－2E(NO)，所以E(NO)＝632kJ·mol－1，B正确。7．根据能量关系示意图，下列说法正确的是A．C燃烧的热化学方程式为B．C．D．高温进行“转化Ⅱ”，其将升高【答案】C【解析】C燃烧的热化学方程式为，A错误；由的热化学方程式为，B错误；由图知，C正确；温度不影响反应的，D错误。8．有关电化学知识的描述正确的是A．这个反应可设计成原电池B．利用可设计成图装置，盐桥内向溶液移动C．因为铁的活泼性强于铜，所以将铁、铜用导线连接后放入浓硝酸中组成原电池，铁作负极，铜作正极，其负极反应式为D．利用反应，可设计成图装置，为使电池持续放电，需选阴离子交换膜【答案】D【解析】铜不能和稀硫酸发生反应，故不能设计成原电池，A错误；利用可设计成图装置，铜的化合价上升，则铜做负极，C做正极，原电池中阴离子向负极移动，则盐桥内向硫酸铜溶液移动，B错误；铁、铜用导线连接后放入浓硝酸中组成原电池，由于铁被钝化，所以铜做负极，铁做正极，C错误；利用反应，可设计成图装置，二氧化氮中氮元素化合价下降，做正极，电极反应为，氨气中氮元素化合价上升，做负极，电极反应为，为保证氢氧根向负极移动，则应选用阴离子交换膜，D正确。9．光催化氧化甲烷制甲醛的机理如图所示。下列说法正确的是A．在光催化剂表面会发生反应B．中间产物结构与相似，具有强氧化性C．整个过程中的能量变化：电能转化为化学能D．每生成1molHCHO，需消耗标准状况下11.2L【答案】B【解析】在光催化剂表面会发生反应，中电荷不守恒，应为，A错误；中间产物结构与相似，均含有-1氧，具有强氧化性，B正确；整个过程中的能量变化：应为光能转化为化学能，C错误；根据图示，甲烷生成甲醛的方程式为：，每生成1molHCHO，需消耗1mol氧气，标准状况下22.4L，D错误。10.下列实验装置符合实验目的的是A．粗铜的精练B．验证电解饱和溶液(含酚酞)的产物C．在铁制品上的镀铜D．形成原电池A．AB．BC．CD．D【答案】B【解析】粗铜的精练是纯铜作阴极，粗铜作阳极，故A不符合题意；电流流向右边，则右边为阳极，氯离子变为氯气，淀粉KI验证生成了氯气，右边产生氢气和氢氧化钠，溶液变为红色，B符合题意；在铁制品上的镀铜，镀件作阴极，铜作阳极，C不符合题意；酒精是非电解质，不能形成原电池，D不符合题意。11．碘与氢气反应的相关热化学方程式为；，；。下列有关的大小判断正确的是A．B．C．D．不能判断【答案】A【解析】两个热化学方程式的区别是I2的状态不同导致∆H不同，气态I2的能量高于固态I2的能量，反应过程中放热更多，故>，A正确。12．电化学“大气固碳”方法是我国科学家研究发现的，相关装置如图所示。下列说法错误的是A．放电时电极A为负极，该电池可选用含水电解液B．放电时，电极B上发生的反应是：C．充电时的移动方向是从电极B移向电极AD．放电时，电路中每通过电子，正极区质量增加【答案】A【解析】放电时，A为负极，电极反应为，B为正极，电极反应为，充电时，A为阴极，电极反应式为，B为阳极，电极反应为。放电时电极A为负极，电极材料为Li，会与水反应，因此该电池只可选用无水电解液，A错误；放电时，B为正极，电极反应为，B正确；充电时，阳离子移向阴极，则Li+的移动方向是从电极B移向电极A，C正确；当有4mol电子转移时，增加的质量为(3×44+4×7)g=160g，则电路中每通过1mol电子时，正极区质量增加40g，D正确。13．天然气报警器可及时检测到空气中甲烷浓度的变化，当甲烷达到一定浓度时，传感器随之产生电信号并联动报警，图1是成品装置，其工作原理如图2所示，其中可以在固体电解质中移动。当报警器触发工作时，下列说法正确的是A．多孔电极b为负极B．图2中的多孔电极a上发生还原反应C．在电解质中向a电极移动D．多孔电极a上发生反应的电极反应式为【答案】C【解析】根据图2所示，传感器利用原电池工作原理制成，属于烃燃料电池类别，故甲烷在负极反应，多孔电极a是负极，空气中的氧气在正极反应，多孔电极b是正极。根据分析知，多孔电极b是正极，A错误；多孔电极a是负极，反应物甲烷失去电子，发生氧化反应，B错误；电池工作时，电解质中的阴离子向负极移动，因此在电解质中向a电极移动，C正确；多孔电极a上发生反应的电极反应式为，D错误。14．是一种很有前景的钠离子电池正极材料。研究人员利用如下装置电解水、碳酸酯两相电解液，并通过反应器将Na+嵌入到合成。下列说法正确的是A．铁电极与电源正极相连B．离子交换膜为阴离子交换膜C．阳极区采用水相，阴极区采用碳酸酯相D．反应器中发生反应的离子方程式为：【答案】D【解析】铁电极发生还原反应，Fe为阴极，与电源负极相连，A错误；根据图示，阳极生成的钠离子通过离子交换膜进入阴极区，所以离子交换膜为阳离子交换膜，B错误；钠是阳极，钠能与水反应，所以阳极区采用碳酸酯相，阴极区采用水相，C错误；反应器中FePO4把I−氧化为，自身被还原为，发生反应的离子方程式为：，D正确。第II卷非选择题（共58分）15．（10分）回答下列问题(1)分子可形成单斜硫和斜方硫，转化过程如下：S(s，单斜)S(s，斜方)，则S(单斜)、S(斜方)相比，较稳定的是(填“S(单斜)”或“S(斜方)”)。(2)下表中的数据表示破坏1mol化学键需消耗的能量(即键能单位为)化学键键能436431热化学方程式：，则的键能为。(3)标准状况下，在中完全燃烧生成CO2g和，放出389.7kJ热量，请写出表示燃烧热的热化学方程式：。(4)已知：C(石墨，s)计算C(石墨，s)与反应生成的为(用含a、b、c的式子表示)。(5)与适量反应生成，需吸收68kJ的热量，该反应的热化学方程式为。【答案】(1)S(斜方，s)（2分）(2)243（2分）(3)C2H2(g)+O2(g)=2CO2(g)+H2O(l)（2分）(4)c-a-2b（2分）(5)（2分）【解析】（1）S(s，单斜)S(s，斜方)，则S(单斜，s)的能量大于S(斜方，s)，能量越低越稳定，较稳定的是S(斜方，s)。（2），焓变=反应物总键能-生成物总键能，设的键能为x，则436+x-2×431=-183，x=243。（3）标准状况下的物质的量为=0.3mol，0.3mol在中完全燃烧生成CO2g和，放出389.7kJ热量，则1mol在中完全燃烧生成CO2g和，放出=1299kJ热量，表示燃烧热的热化学方程式：C2H2(g)+O2(g)=2CO2(g)+H2O(l)。（4）已知：①C(石墨，s)，②，③，根据盖斯定律①+②×2-③得C(石墨，s)。（5）与适量反应生成，需吸收68kJ的热量，该反应的热化学方程式为：。16．（11分）电化学给人类的生活和工业生产带来极大的方便。回答下列问题：(1)如图所示的电池，作极(填“正”或“负”)。盐桥由琼脂和饱和溶液构成，盐桥中的往(填“”或“石墨”电极移动。(2)高铁电池是一种新型可充电电池，总反应为：。①放电时，负极电极反应为。②充电时，阴极附近溶液的碱性(填“增强”、“减弱”或“不变”)。(3)用如图所示的装置研究电化学的相关问题(乙装置中X为阳离子交换膜)。①甲装置中负极反应式为。②乙装置中石墨电极上生成的气体为(填化学式)。③丙装置中CuSO4足量，工作一段时间后，溶液的(填“变大”、“变小”或“不变”)。【答案】(1)负（1分）石墨（1分）(2)（2分）增强（1分）(3)（2分）（2分）变小（2分）【解析】该装置为原电池，左侧Fe失去电子，为负极，右侧三价铁得到电子，为正极，在原电池中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。（1）该装置为原电池，Fe作负极，失电子生成Fe2+，石墨作正极，铁离子得电子生成亚铁离子，原电池中阳离子移向正极，盐桥中的往石墨电极移动；（2）①根据总方程式可知，放电时，Zn失去电子形成氢氧化锌，作负极，则负极电极反应为：；②充电时阴极反应式为Zn(OH)2+2e-=Zn+2OH-，有氢氧根离子生成，所以溶液碱性增强；（3）①由图可知甲池是燃料电池，通入燃料甲烷的一极是负极，电极反应为：，故答案为；②乙装置为电解池，其中铁电极和原电池的负极相连，为阴极，则石墨电极为阳极，氯离子放电生成的气体为Cl2，故答案为Cl2；③丙装置为电解池，两个电极都是石墨惰性电极，即电解CuSO4溶液，反应为：，反应过程中有硫酸生成，则溶液的pH变小。17．（22分）I．探究原电池和电解池原理，对生产生活具有重要的意义。(1)近年来，有研究人员用通过电催化生成多种燃料，其工作原理如图所示。请写出电极上产生的电极反应式：。(2)以惰性电极电解CuSO4溶液，通电一段时间后，加入0.1mol可使溶液复原，则电路中转移电子为mol。(3)在直流电源作用下，双极膜中间层中的解离为H+和。某技术人员利用双极膜(膜、膜)和离子交换膜高效制备和，工作原理如图所示：①膜、、、需选用阳离子交换膜的是②当电路中转移2mol时，整套装置将制得molⅡ．利用电化学方法可以将CO₂有效地转化为，装置如图所示。(4)若以铅蓄电池为直流电源，则铅蓄电池中极的电极反应式为。(5)装置工作时，阴极除有生成外，还可能生成副产物，降低电解效率。已知：①副产物可能是(写出一种即可)。②标准状况下，当阳极生成氧气的体积为224mL时，测得整个阴极区内的，电解效率为(忽略电解前后溶液的体积变化)。Ⅲ．利用新型镁—锂双离子二次电池(甲池)作电源同时电解乙池和丙池。(6)放电时，向(填“极”或“极”)移动；甲池中正极的电极反应式为。(7)电解一段时间后，乙池中溶液的将(填“增大”、“减小”或“不变”)。(8)丙池发生电解反应的总离子方程式为。【答案】(1)（2分）(2)0.6（2分）(3)a、e（2分）2（2分）(4)（2分）(5)CO或者H2(写出一种即可)（2分）75%（2分）(6)n（2分）（2分）(7)减小（2分）(8)（2分）【解析】（1）由图中装置可以看出是电解池，铜电极作阴极，所以电极上产生的电极反应式：。（2）以惰性电极电解CuSO4溶液，通电一段时间后，由加入0.1mol可使溶液复原可知电解硫酸铜溶液发生的反应有：、，第一阶段电解产生了0.2mol铜，转移电子是0.4mol，第二阶段电解了0.1molH2O，转移电子0.2mol，所以一共转移电子是0.6mol。（3）①由装置目的制备和结合装置分析可知，电解池M极是阴极制备氢氧化钠，膜是阳离子交换膜，钠离子可以通过膜进入阴极区，双极膜中的膜c输出氢离子，膜b是阴离子交换膜，硫酸根离子通过膜b进入膜b和膜c之间的区域生成硫酸；N极是阳极，制备硫酸，水在阳极失电子生成氧气和氢离子，膜f是阴离子交换膜，硫酸根离子通过膜f进入阳极区，双极膜中的膜d输出氢氧根离子，膜e是阳离子交换膜，钠离子通过膜e进入膜e和膜d之间的区域生成氢氧化钠。膜、、、需选用阳离子交换膜的是、e。②N极的电极反应式为，电路中转移2mol电子时，N极生成1mol硫酸，同时膜b和膜c之间的区域生成1mol硫酸，所以一共生成2mol硫酸。（4）由装置将CO₂有效地转化为可知，右边电极为阴极，左边电极为阳极，以铅蓄电池为直流电源，则铅蓄电池中极为正极，电极反应式为：。（5）①阴极得电子化合价降低，除有生成外，还可能发生二氧化碳得电子生成一氧化碳或者水得电子生成氢气等。②标准状况下，当阳极生成氧气的体积为224mL时，氧气的物质的量为0.01mol，转移电子的物质的量为0.04mol，测得整个阴极区内的，电解效率为。（6）分析装置可知，m极为负极，n极为正极，所以放电时，向正极n极移动，甲池中正极的电极反应式为：。（7）乙池中石墨作阳极，银电极作阴极，电解总反应式为：，所以乙池中溶液的将减小。（8）丙池是惰性电极电解氯化镁溶液，会生成难溶的氢氧化镁，电解反应的总离子方程式为。18.（15分）完成下列问题(1)向1L1mol/L的NaOH溶液中分别加入下列物质：①浓硫酸；②稀硝酸；③稀醋酸。恰好反应完全时的热效应(对应反应中各物质的化学计量数均为1)分别为、、，则三者由大到小的顺序为。(2)选用合理的试剂，用如图装置进行实验，从实验装置上看，图中尚缺少的一种玻璃仪器。某次实验测得中和热，与理论值出现较大偏差，产生偏差的原因不可能是(填字母序号)A．实验装置保温、隔热效果差B．分多次把碱溶液倒入盛有酸的小烧杯中C．用温度计测定碱溶液起始温度后直接测定酸溶液的温度D．用量筒量取酸和碱溶液的体积时均仰视读数(3)利用合成气(主要成分为、和)在催化剂作用下合成甲醇，发生的主要反应如下：①②③已知反应①中相关的化学键键能数据如下：化学键H4363431076465413(已知甲醇与CO的结构式