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單元質(zhì)檢卷(六)　化學反應與能量 (時間:45分鐘　滿分:100分) 一、選擇題(本題共10小題,每小題7分,共70分。每小題只有一個選項符合題目要求) 1.(2019黑龍江鶴崗第一中學高三月考)已知反應A+BC+D的能量變化如圖所示(E1、E2均為正值),下列說法正確的是(　　) A.破壞反應物中的化學鍵所吸收的能量小于形成生成物中化學鍵所放出的能量 B.該反應只有在加熱條件下才能進行 C.A和B的總能量一定高于C和D的總能量 D.該反應吸收的能量為(E1-E2) 2.(2018河南安陽第一次模擬)為了減少鋼管因銹蝕而造成的損失,某城市擬用如圖方法保護埋在酸性土壤中的鋼管。下列有關說法錯誤的是(　　) A.在潮濕的酸性土壤中鋼管主要發(fā)生析氫腐蝕 B.在潮濕的酸性土壤中金屬棒M將電子通過導線流向鋼管 C.在潮濕的酸性土壤中H+向金屬棒M移動,抑制H+與鐵的反應 D.金屬棒M與鋼管用導線連接后可使鋼管表面的腐蝕電流接近于零 3.(2018安徽馬鞍山第二次教學質(zhì)量監(jiān)測)美國麻省理工學院的唐納德撒多維教授領導的小組研制出一種鎂-銻液態(tài)金屬儲能電池。該電池的工作溫度為700攝氏度,其工作原理如圖所示: 該電池所用液體密度不同,在重力作用下分為三層,充放電時中間層熔融鹽的組成及濃度不變。下列說法正確的是(　　) A.該電池放電時,正極反應式為Mg2+-2e-Mg B.該電池放電時,Mg(液)層生成MgCl2,質(zhì)量變大 C.該電池充電時,Mg-Sb(液)層中Mg發(fā)生氧化反應 D.該電池充電時,熔融鹽中的Cl-進入Mg-Sb(液)層 4.(2018河南中原名校第五次聯(lián)考)已知:①1 mol晶體硅中含有2 mol Si—Si鍵。②Si(s)+O2(g)SiO2(s)　ΔH,其反應過程與能量變化如圖所示。 ③幾種化學鍵斷裂所需的能量如下, 化學鍵 Si—O OO Si—Si 斷開1 mol共價鍵所需能量/kJ 460 500 176 下列說法正確的是(　　) A.晶體硅光伏發(fā)電是將化學能轉(zhuǎn)化為電能的 B.二氧化硅穩(wěn)定性小于硅的穩(wěn)定性 C.ΔH=-988 kJmol-1 D.ΔH=a-c 5.實驗發(fā)現(xiàn),在FeCl3酸性溶液中加入少量鋅粉后,Fe3+立即被還原成Fe2+。某化學興趣小組根據(jù)該實驗事實設計了如圖所示的原電池裝置。下列有關說法中正確的是 (　　) A.該原電池的正極反應是:Zn-2e-Zn2+ B.Pt電極表面生成大量氣泡 C.生成的Fe2+通過鹽橋可以和鋅直接反應生成Fe D.左燒杯中溶液的紅色逐漸褪去 6.(2018河南鄭州一中測試)電解尿素[CO(NH2)2]的堿性溶液可以制取氫氣,其裝置如下圖所示(電解池中隔膜僅阻止氣體通過,陰、陽極均為惰性電極)。下列有關說法中不正確的是(　　) A.電解過程中b極附近溶液堿性明顯增強 B.溶液中的OH-逐漸向a極區(qū)附近移動 C.若在b極產(chǎn)生標準狀況下224 mL氫氣,則消耗尿素2 g D.a極反應式為CO(NH2)2+8OH--6e-CO32-+N2↑+6H2O 7.(2018河南鄭州一中月考)用石墨作電極電解溶有物質(zhì)的量之比為3∶1的NaCl和H2SO4的水溶液。根據(jù)反應產(chǎn)物,電解可明顯分為三個階段,下列敘述不正確的是(　　) A.電解的最后階段為電解水 B.陽極先逸出氯氣后逸出氧氣 C.陰極逸出氫氣 D.電解過程中溶液的pH不斷增大,最后pH為7 8.用固體氧化物作為電解質(zhì)的氫氧燃料電池電解Na2SO4溶液,已知固體氧化物在高溫下允許氧離子(O2-)在其間通過,其工作原理如圖所示(c、d均為惰性電極)。下列有關說法正確的是(　　) A.電路中電子流向為a→d→c→b B.電極b為負極,電極反應式為O2+4e-2O2- C.電解后燒杯中溶液pH增大 D.理論上b極消耗氣體和c極生成氣體質(zhì)量相等 9.(2018山東濰坊一模)一種新型可逆電池的工作原理如圖所示。放電時總反應為Al+3Cn(AlCl4)+4AlCl4-4Al2Cl7-+3Cn(Cn表示石墨)。 下列說法正確的是(　　) A.放電時負極反應為2Al-6e-+7Cl-Al2Cl7- B.放電時AlCl4-移向正極 C.充電時陽極反應為AlCl4--e-+CnCn(AlCl4) D.電路中每轉(zhuǎn)移3 mol電子,最多有1 mol Cn(AlCl4)被還原 10.(2018河南師大附中測試)雙級膜電滲析解離NaCl溶液制備酸堿的原理如圖所示,為提高海水淡化的附加值提供了新的技術途徑。已知BP為雙級膜,A、C陰陽膜界面可以解離H+和OH-,下列說法正確的是(　　) A.根據(jù)Na+的移動方向可知,C為陰離子交換膜 B.當電路中通過1 mol電子的電量時,會有1 mol H2生成 C.陽極發(fā)生的電極反應為4OH-+4e-O2↑+2H2O D.該方法在淡化海水時可以得到H2、O2、NaOH、HCl等物質(zhì) 二、非選擇題(本題共2小題,共30分) 11.(15分)課題式研究性學習是培養(yǎng)學生創(chuàng)造性思維的良好方法。某研究性學習小組利用下列裝置進行實驗,D、F、X、Y都是鉑電極, C、E是鐵電極。將電源接通后,向乙中滴入酚酞溶液,在F極附近顯紅色。試回答下列問題: (1)電源B極的名稱是　　　　。 (2)甲裝置中電解反應的總化學方程式為　　　　　　　　　　　　　　　　。 (3)設電解質(zhì)溶液過量,則同一時間內(nèi)C、D電極上參加反應的單質(zhì)或生成的單質(zhì)的物質(zhì)的量之比是　　　　　　。 (4)欲用丙裝置將粗銅(含少量鐵、鋅等雜質(zhì))精煉,G極材料應該是　　　　(填“粗銅”或“精銅”),電解質(zhì)溶液中原電解質(zhì)的物質(zhì)的量濃度將　　　　(填“變大”“變小”或“不變”)。 (5)設甲池中溶液的體積在電解前后都是500 mL,當乙池所產(chǎn)生氣體的體積為4.48 L(標準狀況)時,甲池中所生成物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度為　　　molL-1。 12.(15分)能源的開發(fā)利用與人類社會的可持續(xù)發(fā)展息息相關。 (1)用于發(fā)射“天宮一號”的長征二號火箭的燃料是液態(tài)偏二甲肼(CH3)2N—NH2,氧化劑是液態(tài)四氧化二氮。二者在反應過程中放出大量能量,同時生成無毒、無污染的氣體。已知室溫下,1 g燃料完全燃燒釋放出的能量為42.5 kJ,請寫出該反應的熱化學方程式　。 (2)依據(jù)原電池構(gòu)成原理,下列化學反應在理論上可以設計成原電池的是　　　(填序號)。你選擇的理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 A.C(s)+CO2(g)2CO(g) B.NaOH(aq)+HCl(aq)NaCl(aq)+H2O(l) C.2CO(g)+O2(g)2CO2(g) D.2H2O(l)2H2(g)+O2(g) (3)若以熔融的K2CO3與CO2為反應的環(huán)境,依據(jù)所選反應設計成一個原電池,請寫出該原電池的負極反應:　。 (4)工業(yè)上常采用如圖所示電解裝置,利用鐵的化合物將氣態(tài)廢棄物中的硫化氫轉(zhuǎn)化為可利用的硫。通電電解,然后通入H2S時發(fā)生反應的離子方程式為2[Fe(CN)6]3-+2CO32-+H2S2[Fe(CN)6]4-+2HCO3-+S↓。電解時,陽極的電極反應式為　　　　　　　　　　　　　;電解過程中陰極區(qū)溶液的pH　　　　(填“變大”“變小”或“不變”)。  單元質(zhì)檢卷(六)　化學反應與能量 1.D　根據(jù)圖像,反應物能量低于生成物,說明該反應是吸熱反應,所以破壞反應物中的化學鍵所吸收的能量大于形成生成物中化學鍵所放出的能量,故A項錯誤;某些吸熱反應不需要加熱也可以發(fā)生,如氫氧化鋇晶體和銨鹽發(fā)生的吸熱反應,故B項錯誤;根據(jù)A的分析可知,該反應是吸熱反應,反應物能量低于生成物能量,故C項錯誤;ΔH=斷鍵吸收的能量-成鍵放出的能量=E1-E2,故D項正確。 2.C　在潮濕的酸性土壤中,鐵和酸發(fā)生反應而加速被腐蝕,A項正確;在潮濕的酸性土壤中金屬棒M可保護鋼管,故M作負極,電子由負極通過導線流向正極鋼管,B項正確;在潮濕的酸性土壤中H+向正極鋼管移動,H+在正極得電子產(chǎn)生氫氣,C項錯誤;金屬棒M與鋼管用導線連接后保護埋在酸性土壤中的鋼管,可使鋼管表面的腐蝕電流接近于零,D項正確。 3.C　由圖中電子的流向可知,Mg為負極。因為是儲能電池,所以該電池可以放電也可以充電。放電時鎂被氧化為Mg2+,所以充電時,Mg2+被還原為鎂。該電池放電時,正極反應式為Mg2++2e-Mg,A項錯誤;該電池放電時,Mg(液)層生成Mg2+進入熔融鹽中,質(zhì)量變小,B項錯誤;該電池充電時,Mg-Sb(液)層中Mg發(fā)生氧化反應,C項正確;根據(jù)題意,該電池充電時,熔融鹽中的Cl-不會進入Mg-Sb(液)層,而是Mg2+進入熔融鹽中,D項錯誤。 4.C　晶體硅光伏發(fā)電是將太陽能轉(zhuǎn)化為電能,A項錯誤;根據(jù)化學鍵的鍵能判斷,斷裂1 mol二氧化硅需要的能量為4460 kJ=1 840 kJ,斷裂1 mol晶體硅需要的能量為2176 kJ=352 kJ,故二氧化硅的穩(wěn)定性大于硅的穩(wěn)定性,B項錯誤;Si(s)+O2(g)SiO2(s)　ΔH=(1762+500-4604) kJmol-1=-988 kJmol-1,C項正確;根據(jù)圖中信息可知,ΔH=-c,D項錯誤。 5.D　該原電池的正極反應是Fe3++e-Fe2+,負極反應為Zn-2e-Zn2+,故A項錯誤;該原電池反應為Zn+2FeCl32FeCl2+ZnCl2,該反應不生成氣體,故B項錯誤;原電池中陽離子移向正極,則生成的Fe2+在左邊的燒杯中,故C項錯誤;左邊燒杯中的電極反應為Fe3++e-Fe2+,則左燒杯中溶液的紅色逐漸褪去,故D項正確。 6.C　該電池反應時,氮元素化合價由-3價變?yōu)?價,氫元素化合價由+1價變?yōu)?價,則氮元素被氧化,氫元素被還原,所以生成氮氣的電極a是陽極,生成氫氣的電極b是陰極。陽極反應式為CO(NH2)2+8OH--6e-CO32-+N2↑+6H2O,陰極反應式為6H2O+6e-3H2↑+6OH-。b是陰極,由電極反應可知陰極產(chǎn)生OH-,b極附近溶液的堿性明顯增強,故A項正確;電解時,電解質(zhì)溶液中陰離子向陽極移動,根據(jù)A知,a是陽極,所以氫氧根離子向a極移動,故B項正確;陰極b上水得電子生成氫氣和氫氧根離子,電極反應式為2H2O+2e-H2↑+2OH-,標準狀況下224 mL H2的物質(zhì)的量為0.01 mol,轉(zhuǎn)移電子0.02 mol,根據(jù)電極反應式CO(NH2)2+8OH--6e-CO32-+N2↑+6H2O,可知消耗尿素0.2 g,故C項錯誤;a極反應式為CO(NH2)2+8OH--6e-CO32-+N2↑+6H2O,D項正確。 7.D　根據(jù)離子放電順序可知,電解題給混合溶液時,在陽極離子放電的先后順序為Cl-、OH-、SO42-,在陰極,離子放電的先后順序為H+、Na+,所以整個電解過程分三個階段:電解HCl溶液、電解NaCl溶液、電解H2O,最后溶液呈堿性,D項錯誤。 8.D　在溶液中沒有電子的流動,只有離子的流動,A項錯誤;通入O2的一極(電極b)為電池的正極,發(fā)生還原反應,B項錯誤;用惰性電極電解Na2SO4溶液實質(zhì)上是電解水,溶液的pH不變,C項錯誤;c極生成O2,根據(jù)得失電子守恒可知D項正確。 9.C　根據(jù)總反應方程式可知Al失電子發(fā)生氧化反應,為電池的負極,石墨電極的Cn(AlCl4)中存在氯原子,放電發(fā)生還原反應,作電池的正極。熔融鹽中Cl-是以AlCl4-形式存在,放電時負極反應式為Al-3e-+7AlCl4-4Al2Cl7-,A項錯誤;放電時,帶負電的陰離子AlCl4-向負極移動,B項錯誤;放電時石墨電極反應式為:Cn(AlCl4)+e-AlCl4-+Cn,充電時石墨電極為陽極發(fā)生氧化反應生成Cn(AlCl4):AlCl4--e-+Cn=Cn(AlCl4),則電路中通過3 mol電子,最多有3 mol Cn(AlCl4)被還原,C項正確、D項錯誤。 10.D　根據(jù)Na+的移動方向可知,C為陽離子交換膜,A項錯誤;當電路中通過1 mol電子的電量時,會有0.5 mol H2生成,B項錯誤;陽極發(fā)生的電極反應為4OH--4e-O2↑+2H2O,C項錯誤;由題意及圖示可知,該方法在淡化海水時,陽極上氫氧根離子放電生成氧氣,陰極上是氫離子放電生成氫氣,在BP膜和A膜之間可以得到鹽酸,在BP膜和C膜之間可以得到氫氧化鈉溶液,D項正確。 11.答案 (1)負極　(2)CuSO4+FeCu+FeSO4　(3)1∶1　(4)粗銅　變小　(5)0.4 解析 (1)根據(jù)題意知將電源接通后,向乙中滴入酚酞溶液,在F極附近顯紅色,說明溶液呈堿性,則F為電解池的陰極,則電源B極的名稱是負極。(2)甲裝置是以鐵為陽極、以鉑為陰極電解硫酸銅溶液,電解反應的總化學方程式為CuSO4+FeCu+FeSO4。(3)根據(jù)(2)的反應方程式知同一時間內(nèi)C極上參加反應的鐵的物質(zhì)的量與D電極上生成銅單質(zhì)的物質(zhì)的量相同,則物質(zhì)的量之比是1∶1。(4)欲用丙裝置將粗銅(含少量鐵、鋅等雜質(zhì))精煉,粗銅作陽極,精銅作陰極,G極材料應該是粗銅,陽極上銅和鐵、鋅等金屬失電子生成金屬陽離子進入電解質(zhì)溶液,陰極上銅離子得電子生成銅單質(zhì),根據(jù)電子守恒知電解質(zhì)溶液中原電解質(zhì)的物質(zhì)的量濃度將變小。(5)乙池中E為陽極,電極反應為Fe-2e-Fe2+,F為陰極,電極反應為2H++2e-H2↑,當乙池所產(chǎn)生氫氣的體積為4.48 L(標準狀況)時,其物質(zhì)的量為0.2 mol,所以乙池轉(zhuǎn)移電子為0.4 mol,甲池中陽極是鐵失電子生成亞鐵離子,則生成硫酸亞鐵的濃度為0.2mol0.5 L=0.4 molL-1。 12.答案 (1)C2H8N2(l)+2N2O4(l)2CO2(g)+3N2(g)+4H2O(l) ΔH=-2 550 kJmol-1 (2)C　該反應為氧化還原反應且放熱反應 (3)CO-2e-+CO32-2CO2 (4)[Fe(CN)6]4--e-[Fe(CN)6]3-　變大 解析 (1)1 g燃料完全燃燒釋放出的能量為42.5 kJ,則1 mol偏二甲肼完全燃燒釋放出的能量為42.5 kJ60=2 550 kJ,該反應的熱化學方程式為C2H8N2(l)+2N2O4(l)2CO2(g)+3N2(g)+4H2O(l)　ΔH=-2 550 kJmol-1。(2)C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)為氧化還原反應,但該反應為吸熱反應,不能設計為原電池,故A項錯誤;NaOH(aq)+HCl(aq)NaCl(aq)+H2O(l)不屬于氧化還原反應,不能設計為原電池,故B項錯誤;2CO(g)+O2(g)2CO2(g)為放熱反應,且為氧化還原反應,故可以設計成原電池,故C項正確;2H2O(l)2H2(g)+O2(g)為吸熱反應,不能設計成原電池,故D項錯誤。(3)若為一氧化碳燃料電池,在熔融的K2CO3與CO2為反應的環(huán)境中,傳導離子為碳酸根離子,負極是一氧化碳失電子生成二氧化碳,則電極反應為CO-2e-+CO32-2CO2。(4)電解時,陽極的電極反應式為[Fe(CN)6]4--e-[Fe(CN)6]3-,電解時陰極反應式為2HCO3-+2e-H2↑+2CO32-,由于CO32-的水解程度大于HCO3-,所以溶液堿性增強,則pH變大。