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2019年高考化學總復習 第三單元 化學反應與能量轉(zhuǎn)化單元檢測 一、單項選擇題(本大題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個選項中，只有一個選項符合題目要求，選對得4分，選錯或不答得0分。) 1．將純鋅片和純銅片按下圖示方式插入同濃度的稀硫酸中一段時間，以下敘述正確的是(　　)。 A．兩燒杯中銅片表面均無氣泡產(chǎn)生 B．兩燒杯中溶液的pH均增大 C. 甲中銅片是正極，乙中銅片是負極 D．產(chǎn)生氣泡的速度甲比乙慢 2．1 g氫氣在氧氣中完全燃燒生成氣態(tài)水，放出熱量120.9 kJ，則下列說法正確的是(　　)。 A．反應的熱化學方程式：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH＝＋483.6 kJmol－1 B．氫氣的燃燒熱為241.8 kJmol－1 C．1 mol H2O(l)的能量大于1 mol H2O(g)的能量 D．2 mol H2和1 mol O2的能量總和大于2 mol H2O(g)的能量 3．下列關于原電池的敘述正確的是(　　)。 A．構(gòu)成原電池的正極和負極必須是兩種不同的金屬 B．原電池是將化學能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置 C．原電池中電子流出的一極是負極，該極被還原 D．原電池放電時，電流的方向是從負極到正極 4．下列敘述正確的是(　　)。 A．純鋅與稀硫酸反應時，加入少量CuSO4溶液，可使反應速率加快 B．甲醇和氧氣以及KOH溶液構(gòu)成的新型燃料電池中，其負極上發(fā)生的反應為：CH3OH＋6OH－＋6e－===CO2↑＋5H2O C．在鐵上鍍銅時，金屬銅作陰極 D．電解精煉銅時，電解質(zhì)溶液中銅離子濃度不變 5．下圖裝置(Ⅰ)為一種可充電電池的示意圖，其中的離子交換膜只允許K＋通過，該電池充、放電的化學方程式為：2K2S2＋KI3K2S4＋3KI。裝置(Ⅱ)為電解池的示意圖。當閉合開關K時，電極X附近溶液先變紅。則下列說法正確的是(　　)。 A．閉合K時，K＋從右到左通過離子交換膜 B．閉合K時，A的電極反應式為：3I－－2e－===I C．閉合K時，X的電極反應式為：2Cl－－2e－===Cl2↑ D．閉合K時，當有0.1 mol K＋通過離子交換膜，X電極上產(chǎn)生標準狀況下氣體1.12 L 6．如下圖，a曲線是198 K、101 kPa時N2與H2反應過程中能量變化的曲線圖，下列敘述正確的是(　　)。 A．該反應的熱化學方程式為：N2＋3H22NH3　ΔH＝－92 kJmol－1 B．b曲線是升高溫度時的能量變化曲線 C．加入催化劑，該化學反應的反應熱改變 D．在198 K、體積一定的條件下，通入1 mol N2和3 mol H2反應后放出的熱量為Q1 kJ，若通入2 mol N2和6 mol H2反應后放出的熱量為Q2 kJ，則184>Q2>2Q1 二、雙項選擇題(本大題共2小題，每小題6分，共12分。在每小題給出的四個選項中，有兩個選項符合題目要求，全部選對得6分，只選1個且正確的得3分，有選錯或不答的得0分。) 7．對于反應CH2===CH2＋H2―→CH3CH3反應過程能量變化如下圖，下列說法正確的是(　　)。 A．此反應屬于氧化還原反應 B．此反應ΔH<0 C．此反應中反應物的能量總和大于產(chǎn)物的能量總和 D．其他條件不變，若此反應使用催化劑，則此反應的ΔH不變 8．下列敘述正確的是(　　)。 A．電鍍時，通常把待鍍的金屬制品作陽極 B．圖中電子由Zn極流向Cu，鹽橋中的Cl－移向CuSO4溶液 C．氫氧燃料電池(酸性電解質(zhì))中O2通入正極，電極反應式為：O2＋4H＋＋4e－===2H2O D．在海輪外殼連接鋅塊保護外殼不受腐蝕是采用了犧牲陽極的陰極保護法 三、非選擇題(本大題共4小題，共64分。按題目要求作答。解答題應選寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟，只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計算的題，答案必須明確寫出數(shù)值和單位。) 9．(16分)由于燃料電池汽車(尤其氫燃料電池汽車)可以實現(xiàn)零污染排放，驅(qū)動系統(tǒng)幾乎無噪音，且氫能取之不盡、用之不竭，燃料電池汽車成為近年來汽車企業(yè)關注的焦點。為了獲得競爭優(yōu)勢，各國紛紛出臺政策，加速推進燃料電池關鍵技術的研發(fā)。燃料電池的燃料選擇有氫氣、甲醇等。 (1)二氧化碳是地球溫室效應的罪魁禍首，目前人們處理二氧化碳的方法之一是使其與氫氣合成為甲醇，甲醇是汽車燃料電池的重要燃料。已知氫氣、甲醇燃燒的熱化學方程式如下：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－285 kJmol－1①；CH3OH(l)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－726.0 kJmol－1②，寫出二氧化碳與氫氣合成甲醇液體的熱化學方程式：_____________ __________________________________________________________。 (2)有科技工作者利用稀土金屬氧化物作為固體電解質(zhì)制造出了甲醇－空氣燃料電池。這種稀土金屬氧化物在高溫下能傳導O2－。 ①這個電池的正極發(fā)生的反應是：________________________________；負極發(fā)生的反應是：____________________________。 ②在稀土氧化物的固體電解質(zhì)中，O2－的移動方向是__________________。 ③甲醇可以在內(nèi)燃機中燃燒直接產(chǎn)生動力推動機動車運行，而科技工作者要花費大量的精力研究甲醇燃料汽車，主要原因是______________。 (3)氫氣、氧氣不僅燃燒時能釋放熱能，二者形成的原電池還能提供電能，美國的探月飛船“阿波羅號”使用的就是氫氧燃料電池，電解液為KOH溶液，其電池負極反應式：______________________________；正極反應式：________________________；電池總反應式：____________________________。 10．(16分)由于溫室效應和資源短缺等問題，如何降低大氣中的CO2含量并加以開發(fā)利用，引起了全社會的普遍關注。 (1)科學家們提出利用工業(yè)廢氣中的CO2可制取甲醇。已知在常溫常壓下反應的熱化學方程式：① CO( g )＋2H2(g)＝CH3OH(g) 　ΔH1＝－90 kJ mol－1；② CO(g)＋H2O(g)＝CO2(g)＋H2(g)　ΔH2＝－41 kJ mol－1，二氧化碳、氫氣制備甲醇的熱化學方程式為：______________ __________________________________________________________。 (2)在體積為1 L的密閉容器中，充入1 mol CO2和2.5 mol H2在如下圖圖示條件下測得CO2和CH3OH(g)的物質(zhì)的量隨時間變化如下圖所示。 ①從反應開始到平衡，平均反應速率v(H2)＝__________。 ②反應的平衡常數(shù)K＝__________。 ③下列對二氧化碳、氫氣制備甲醇的有關敘述正確的是__________。 A．升高溫度正反應速率減慢，逆反應速率加快 B．當3V正(H2)＝V逆(CO2)時，該反應達到了平衡狀態(tài) C．將H2O(g)從體系中分離出來，可提高CO2和H2的轉(zhuǎn)化率 D．再充入1 mol CO2和3 mol H2，可使增大 (3)某實驗小組依據(jù)甲醇燃燒的反應原理，設計如下圖所示的燃料電池裝置。 ①該電池工作時，OH－向________極移動(填“正”或“負”)，該電池正極的電極反應式為：____________________________________________。 ②以該燃料電池作為電源，電解精煉銅。若粗銅中含鋅、銀、金等雜質(zhì)，則通電一段時間后，陽極減少的質(zhì)量將(填“大于”“等于”或“小于”)________陰極增加的質(zhì)量。 11．(16分)第三代混合動力車，可以用電動機、內(nèi)燃機或二者結(jié)合推動車輪。汽車上坡或加速時，電動機提供推動力，降低了汽油的消耗；在剎車和下坡時電動機處于充電狀態(tài)。 (1)混合動力車的內(nèi)燃機以汽油為燃料，汽油(以辛烷C8H18計)和氧氣充分反應，每生成1 mol水蒸氣放熱569.1 kJ。則該反應的熱化學方程式為：______________________________ __________________________________________。 (2)混合動力車的電動機目前一般使用的是鎳氫電池，鎳氫電池采用鎳的化合物為正極，儲氫金屬(以M表示)為負極，堿液(主要為KOH)為電解液。鎳氫電池充放電原理示意如下圖： 其總反應式是：H2＋2NiOOH2Ni(OH)2。根據(jù)所給信息判斷，混合動力車上坡或加速時，乙電極周圍溶液的pH將__________(填“增大”“不變”或“減小”)，該電極的電極反應式為：______________________________________。 (3)汽車尾氣中的一氧化碳是大氣污染物，可通過如下反應降低其濃度：CO(g)＋O2(g)CO2(g)。 ①某溫度下，在兩個容器中進行上述反應，容器中各物質(zhì)的起始濃度及正逆反應速率關系如下表所示。請?zhí)顚懕碇械目崭瘢? 容器編號 v(正)和v(逆)比較 Ⅰ 2.010－4 4.010－4 4.010－2 v(正)＝v(逆) Ⅱ 3.010－4 4.010－4 5.010－2 ____________ ②相同溫度下，某汽車尾氣中CO、CO2的濃度分別為1.010－5 molL－1和1.010－4 molL－1。若在汽車的排氣管上增加一個補燃器，不斷補充O2并使其濃度保持為1.010－4 molL－1，則最終尾氣中CO的濃度為__________molL－1。 12．(16分)(1)在發(fā)射“神舟七號”的火箭推進器中裝有肼(N2H4)和過氧化氫，當兩者混合時即產(chǎn)生氣體，并放出大量的熱。已知：N2H4(l)＋2H2O2(l)===N2(g)＋4H2O(g)　ΔH＝－641.6 kJmol－1，H2O(l)===H2O(g)　ΔH＝＋44 kJmol－1。若用6.4 g液態(tài)肼與足量過氧化氫反應生成氮氣和液態(tài)水，則整個過程中轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為__________，放出的熱量為__________。 (2)我國“長征三號甲”運載火箭一級推進劑也采用四氧化二氮作為氧化劑，燃料是液態(tài)偏二甲肼(C2H8N2)，火箭起飛時的反應產(chǎn)物都是無毒的氣體，該反應的化學方程式為：___________________?；鸺仙^程中“尾巴”是紅棕色的原因是_____________________。 (3)空間站再生性燃料電池的基本原理是有太陽光時利用太陽能電池板收集的電能將水電解(2H2O2H2↑＋O2↑)，沒有太陽光時利用燃料(H2)、氧化劑(O2)構(gòu)成原電池，提供電能。若用KOH濃溶液作為電解液，該原電池負極的反應式為：__________________________。 (4)飛船或空間站中的宇航員新陳代謝的氣體是二氧化碳、水蒸氣，而呼吸需要的則是氧氣。利用所學的化學知識設計一個能夠循環(huán)處理飛船或空間站內(nèi)氣體的方法(寫出化學方程式即可)：______________________________________________________。 單元檢測(三) 1．B　解析：甲裝置中銅電極為正極，銅片表面因H＋放電有氫氣產(chǎn)生，A錯誤；乙裝置因沒有導線構(gòu)成閉合回路，不是原電池，C錯誤；原電池反應能夠加快反應速率，D錯誤。 2．D　解析：氫氣燃燒為放熱反應，A錯誤；燃燒熱應該是生成液態(tài)水放出的熱量，B錯誤；等物質(zhì)的量的液態(tài)水具有的能量比氣態(tài)水的小，C錯誤。 3．B　解析：石墨也可以做電極材料，A錯誤；流出電子的一極失去電子，被氧化，電子流動的方向與電流的方向相反，所以C、D錯誤。 4．A　解析：加入少量CuSO4溶液發(fā)生反應：Zn＋CuSO4===ZnSO4＋Cu，置換出的銅和鋅以及硫酸溶液構(gòu)成原電池，使反應速率加快，A正確；甲醇作負極反應物，發(fā)生氧化反應，失去電子，正確的電極反應式為：CH3OH＋6OH－－6e－===CO2↑＋5H2O，B錯誤；電鍍時，應該鍍層金屬作陽極，鍍件作陰極，若在鐵上鍍銅，應該金屬銅作陽極，C錯誤；電解精煉銅時，由于粗銅中含有Zn、Fe等雜質(zhì)，使電解質(zhì)溶液中銅離子濃度減小，D錯誤。 5．D　解析：當閉合開關K時，電極X附近溶液先變紅，說明電極X是陰極，電極Y是陽極，電極A是負極，電極B是正極。閉合K時，K＋應向正極移動，A錯誤；A電極應是K2S2失去電子生成K2S4，B錯誤；X的電極反應式應為：2H＋＋2e－===H2↑，C錯誤。 6．D　解析：熱化學方程式表示198 K,101 kPa條件下的反應熱，各物質(zhì)要標聚集狀態(tài)，A錯誤；由圖可知b曲線情況下，活化能降低，應是加入催化劑，因升高溫度不能改變活化能，B錯誤；加入催化劑，化學反應的反應熱不變，C錯誤；題圖表示的是1 mol N2和3 mol H2完全反應時的反應熱，實際上N2和H2的反應是可逆反應，該條件下放出的熱量小于92 kJ，而2 mol N2和6 mol H2在該條件下放出的熱量小于184 kJ，故有184>Q2>2Q1，D正確。 7．AD　解析：從氫元素由單質(zhì)變?yōu)榛衔锟芍蟽r發(fā)生了改變，因此該反應為氧化還原反應，A正確；由圖可知反應物總能量小于生成物總能量，反應吸熱，ΔH＞0，B、C錯誤；使用催化劑，可降低反應的活化能，但不改變反應的ΔH，D正確。 8．CD　解析：電鍍時，通常把待鍍的金屬制品作陰極，A錯誤；圖中鹽橋中的Cl－移向ZnSO4溶液，B錯誤。 9．(1)CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(l)＋H2O(l)　ΔH＝＋298.5 kJmol－1 (2)①O2＋4e－===2O2－　CH3OH＋3O2－－6e－===CO2↑＋2H2O　②從正極流向負極?、廴剂想姵氐哪芰哭D(zhuǎn)化率高 (3)2H2＋4OH－－4e－===4H2O　O2＋2H2O＋4e－===4OH－　2H2＋O2===2H2O 解析：(1)熱化學方程式①－熱化學方程式②可得合成甲醇的熱化學方程式為：CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(l)＋H2O(l)　ΔH＝＋298.5 kJmol－1。(2)該燃料電池的正極是氧氣得電子，而負極則是甲醇失電子。由于正極氧氣得電子生成O2－，從而導致正極富余O2－，而負極缺乏O2－，故在固體電解質(zhì)中O2－從正極流向負極；燃料電池中使用的燃料不經(jīng)過燃燒而直接轉(zhuǎn)化為電能，能量轉(zhuǎn)化率高。(3)電解質(zhì)溶液是堿性，所以負極反應為：2H2＋4OH－－4e－===4H2O，正極反應為：O2＋2H2O＋4e－===4OH－，二者相加即為電極總反應式。 10．(1)CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH＝－49 kJmol－1 (2)①0.225 molL－1min－1?、?44?、跜、D (3)①負　O2＋2H2O＋4e－===4OH－?、诖笥? 解析：(1)根據(jù)蓋斯定律：①－②可得CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH＝－49 kJmol－1。(2)①從反應開始到平衡，平均反應速率v(CO2)＝(1 mol－0.25 mol)1 L10 min＝0.075 molL－1min－1，所以v(H2)＝3v(CO2)＝0.225 molL－1min－1。②反應達到平衡時，c(CO2)＝0.25 molL－1，c(CH3OH)＝c(H2O)＝0.75 molL－1，c(H2)＝0.25 molL－1，所以該溫度下反應的平衡常數(shù)K＝c(CH3OH)c3(H2)＝144。③對于反應CO2( g )＋3H2( g )===CH3OH( g )＋H2O( g )　ΔH＝－49 kJmol－1，A項，升高溫度正、逆反應速率都加快 ；B項，當V正(H2)＝3V逆(CO2)時，該反應達到平衡狀態(tài)；C項，將H2O(g)從體系中分離出來，平衡正向移動，可提高CO2和H2的轉(zhuǎn)化率；D項，再充入1 mol CO2和3 mol H2，相當于增大壓強，平衡正向移動，n(CH3OH)/n(CO2)增大。(3)燃料電池總反應式為：2CH3OH＋3O2＋4OH－===2CO＋6H2O。 該電池工作時，OH－向負極移動，電池正極的電極反應式為：O2＋2H2O＋4e－=== 4OH－。由于粗銅中含鋅、銀、金等雜質(zhì)，則通電一段時間后，陽極減少的質(zhì)量將大于陰極增加的質(zhì)量。 11．(1)C8H18(l)＋O2(g)===8CO2(g)＋9H2O(g)　ΔH＝－5121.9 kJmol－1 (2)增大　NiOOH＋H2O＋e－===Ni(OH)2＋OH－ (3)①v(正)>v(逆)?、?.110－6 解析：(1)熱化學方程式的書寫主要注意物質(zhì)狀態(tài)、放熱還是吸熱以及熱量與化學計量數(shù)的關系等方面。 (2)依據(jù)相關信息判斷，混合動力車上坡或加速時電池放電，甲電極發(fā)生的電極反應式為：H2－2e－＋2OH－===2H2O，乙電極發(fā)生的電極反應式為：NiOOH＋H2O＋e－===Ni(OH)2＋ OH－，在乙電極周圍的溶液中產(chǎn)生OH－，溶液的pH增大。 (3)該溫度下的Ⅰ容器內(nèi)v(正)＝v(逆)，達到化學平衡狀態(tài)，化學平衡常數(shù)K＝1104。 在Ⅱ容器內(nèi)Qc＝＝5/6 104<1104，平衡向正反應方向移動，故v(正)>v(逆)。 (4)假設在反應的過程中轉(zhuǎn)化CO的濃度x molL－1，則達到平衡時CO的濃度為(1.0 10－5－x)molL－1，CO2的濃度為(1.010－4＋x)molL－1，O2的濃度為1.010－4molL－1，在相同的溫度下，化學平衡常數(shù)保持不變，則 ，解得x＝8.910－6molL－1，達到平衡時CO的濃度為： 1．010－5－8.910－6＝1.110－6 molL－1。 12．(1)0.8 mol　163.5 kJ (2)C2H8N2＋2N2O4===2CO2＋4H2O＋3N2　四氧化二氮分解產(chǎn)生紅棕色的二氧化氮 (3)H2＋2OH－－2e－===2H2O (4)2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2,2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2 解析：(1)6.4 g液態(tài)肼的物質(zhì)的量為0.2 mol，1 mol液態(tài)肼完全被過氧化氫氧化為氮氣與水蒸氣時，轉(zhuǎn)移的電子為4 mol，故6.4 g液態(tài)肼轉(zhuǎn)移的電子為0.8 mol；由蓋斯定律可知，液態(tài)肼與過氧化氫反應生成氮氣和液態(tài)水的熱化學方程式：N2H4(l)＋2H2O2(l)===N2(g)＋4H2O(l)　ΔH＝－817.6 kJmol－1，故0.2 mol液態(tài)肼放出的熱量為0.2 mol817.6 kJmol－1＝163.5 kJ。(2)四氧化二氮與偏二甲肼反應的產(chǎn)物為二氧化碳、氮氣和水；火箭上升過程中，泄漏出的四氧化二氮分解產(chǎn)生二氧化氮，紅棕色即為二氧化氮的顏色。