1、章末质量检测（一） 化学反应与能量转化时间：60分钟 满分：100分一、选择题(本题包括10小题，每题5分，共50分)1(2017天津高考)下列能量转化过程与氧化还原反应无关的是 ()A硅太阳能电池工作时，光能转化成电能B锂离子电池放电时，化学能转化成电能C电解质溶液导电时，电能转化成化学能D葡萄糖为人类生命活动提供能量时，化学能转化成热能解析：选AA项，硅太阳能电池工作时，利用半导体的光电效应，将光能转化为电能，与氧化还原反应无关；B项，锂离子电池放电时，化学能转化为电能，原电池总反应为氧化还原反应；C项，电解质溶液导电时，电能转化为化学能，总反应为氧化还原反应；D项，葡萄糖为人类生命活动提
2、供能量时，葡萄糖发生氧化还原反应，化学能转化为热能。2根据以下三个热化学方程式：2H2S(g)3O2(g)=2SO2(g)2H2O(l) HQ1 kJmol1，2H2S(g)O2(g)=2S(s)2H2O(l) HQ2 kJmol1，2H2S(g)O2(g)=2S(s)2H2O(g)HQ3 kJmol1。判断Q1、Q2、Q3三者关系正确的是 ()AQ1Q2Q3 BQ1Q3Q2CQ3Q2Q1 DQ2Q1Q3解析：选A由得：S(s)O2(g)=SO2(g)H(H1H2)0，所以(Q1Q2)Q2。由得：H2O(g)=H2O(l)H(H2H3)0，所以(Q2Q3)Q3。3下列关于热化学反应的描述中正确
3、的是 ()AHCl和NaOH反应的中和热H57.3 kJmol1，则H2SO4和Ca(OH)2反应的中和热H2(57.3)kJmol1BCO(g)的燃烧热是283.0 kJmol1，则2CO2(g)=2CO(g)O2(g)反应的H(2283.0)kJmol1C用酒精灯加热打磨过的镁条燃烧，该反应是吸热反应D1 mol甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷的燃烧热解析：选B中和热是定值，与反应物无关，A错误；镁条燃烧是放热反应，C错误；1 mol 甲烷燃烧生成液态水和CO2放出的热量才是燃烧热，D错误。4图1是铜锌原电池示意图。图2中，x轴表示实验时流入正极的电子的物质的量，y轴表示 (
4、)A铜棒的质量 Bc(Zn2)Cc(H) Dc(SO)解析：选C该装置构成原电池，Zn是负极，Cu是正极。A项，在正极Cu上溶液中的H获得电子变为氢气，Cu棒的质量不变，错误；B项，由于Zn是负极，不断发生反应Zn2e=Zn2，所以溶液中c(Zn2)增大，错误；C项，由于反应不断消耗H，所以溶液的c(H)逐渐降低，正确；D项，SO不参加反应，其浓度不变，错误。5分析如图所示的四个原电池装置，其中结论正确的是 ()A中Mg作为负极，中Fe作为负极B中Mg作为正极，电极反应式为2H2O2e=2OHH2C中Fe作为负极，电极反应式为Fe2e=Fe2D中Cu作为正极，电极反应式为2H2e=H2解析：选
5、BMg比Al活泼，在中Mg作负极，但在NaOH溶液中，Mg不反应，而Al可以反应，故中Al是负极。在浓硝酸中铁会钝化，故Cu为负极，Fe为正极。在中由于不断向Cu极附近通入空气，而O2比溶液中的H得电子能力强，故Fe失去电子，在Cu极O2得到电子发生还原反应，电极反应式为O22H2O4e=4OH。6锌铜原电池装置如图所示，其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，下列有关叙述正确的是 ()A铜电极上发生氧化反应B电池工作一段时间后，甲池的c(SO)减小C电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量增加D阴阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动，保持溶液中电荷平衡解析：选C据图可知，Zn为负极，Cu为正极
6、，所以铜电极上发生的是还原反应，A错误；甲池中的电极反应式为Zn2e=Zn2，乙池中的电极反应式为Cu22e=Cu，甲池中SO没有参加电极反应，也不能通过阳离子交换膜进行转移，所以电池工作一段时间后，甲池中的c(SO)不发生变化，B错误；乙池工作时消耗Cu2，正电荷减少，甲池中的Zn2通过阳离子交换膜转移至乙池，每消耗1 mol Cu2，则转移进入1 mol Zn2，所以乙池溶液的总质量增加，C正确；由于阳离子交换膜的存在，使得原电池中只有阳离子向正极移动，D错误。7H2和I2在一定条件下能发生反应H2(g)I2(g)2HI(g)Ha kJmol1已知：(a、b、c均大于零)下列说法不正确的是
7、 ()A反应物的总能量高于生成物的总能量B断开1 mol HH键和1 mol II键所需能量大于断开2 mol HI键所需能量C断开2 mol HI键所需能量约为(cba)kJD向密闭容器中加入2 mol H2和2 mol I2，充分反应后放出的热量小于2a kJ解析：选BA项，Ha kJmol1(a大于零)说明该反应是放热反应，放热反应中反应物的总能量高于生成物的总能量；B项，该反应为放热反应，故断开1 mol HH键和1 mol II键所需能量小于断开2 mol HI键所需能量；C项，由反应热与键能的关系可得断开2 mol HI 键所需能量约为(cba)kJ；D项，H2和I2在一定条件下的
8、反应为可逆反应，向密闭容器中加入2 mol H2 和2 mol I2，充分反应后放出的热量小于2a kJ。8图甲是CO2电催化还原为碳氢化合物(CxHy)的工作原理示意图，用某钾盐水溶液作电解液；图乙是用H2还原CO2制备甲醇的工作原理示意图，用硫酸作电解质溶液。下列说法中不正确的是 ()A甲中铜片作阴极，K向铜片电极移动B甲中若CxHy为C2H4，则生成1 mol C2H4的同时生成3 mol O2C乙中H2SO4的作用是增强溶液的导电性D乙中正极发生的电极反应为CO25e6H=CH3OHH2O解析：选D根据题图甲中电子移动的方向可知，铜片为阴极，铂片为阳极，电解过程中，阳离子向阴极移动，A
9、正确；题图甲的电解池中，阳极反应式为2H2O4e=O24H，阴极反应式为2CO212H12e=C2H44H2O，由得失电子守恒可知，生成1 mol C2H4的同时生成3 mol O2，B正确；题图乙中硫酸的作用是增强溶液的导电能力，C正确；题图乙中通CO2的一极为正极，CO2在正极区发生得电子的还原反应，电极反应式为CO26H6e=CH3OHH2O，D错误。9粗铜中一般含有锌、铁、银、金等杂质。在下图所示的装置中，甲池的总反应方程式为2CH3OH3O24KOH=2K2CO36H2O。接通电路一段时间后，精Cu电极质量增加了3.2 g。在此过程中，下列说法正确的是 ()A乙池中CuSO4溶液的浓
10、度不变B甲池中理论上消耗标准状况下空气的体积是2.8 L(空气中O2体积分数以20%计算)C甲池是电能转化为化学能的装置，乙池是化学能转化为电能的装置D甲池通入CH3OH一极的电极反应为CH3OH6e2H2O =CO8H解析：选BA项，粗铜中所含比铜活泼的杂质，杂质和铜在阳极失电子，阴极始终是铜离子得电子，故铜离子浓度降低；B项，3.2 g铜析出，说明转移电子0.1 mol，消耗氧气0.56 L，需空气为2.8 L；C项，甲池是化学能转化为电能；D项，溶液显碱性不可能生成H，应该生成水。10金属(M)空气电池(如图)具有原料易得、能量密度高等优点，有望成为新能源汽车和移动设备的电源。该类电池放
11、电的总反应方程式为4MnO22nH2O=4M(OH)n。已知：电池的“理论比能量”指单位质量的电极材料理论上能释放出的最大电能。下列说法不正确的是 ()A采用多孔电极的目的是提高电极与电解质溶液的接触面积，并有利于氧气扩散至电极表面B比较Mg、Al、Zn三种金属空气电池，Al空气电池的理论比能量最高CM空气电池放电过程的正极反应式：4MnnO22nH2O4ne=4M(OH)nD在Mg空气电池中，为防止负极区沉积Mg(OH)2，宜采用中性电解质及阳离子交换膜解析：选C金属M失电子作负极，由总反应式4MnO22nH2O=4M(OH)n推出正极反应物是O2。多孔石墨电极主要是增大接触面积，有利于气体
12、的扩散与反应，A项正确；单位质量释放电能最大也就是转移电子数最多，转移相同电子数所需Al的质量最小，也就是理论比能量最高，B项正确；中间是阴离子交换膜，所以Mn不会转移到正极参与反应，正极反应式应为O22H2O4e=4OH，C项错误；Mg空气电池中，容易在负极生成Mg(OH)2沉淀，采用阳离子交换膜，则Mg2转移到正极反应生成沉淀，同时负极区不能显碱性，D项正确。二、非选择题(本题包括3小题，共50分)11(17分)如图所示的装置，C、D、E、F、X、Y都是惰性电极。将电源接通后，向乙中滴入酚酞溶液，在F极附近显红色。试回答下列问题：(1)电源A极的名称是_。(2)甲装置中电解反应的总化学方程
13、式是 。(3)如果收集乙装置中产生气体，两种气体的体积比是_。(4)欲用丙装置给铜镀银，G应该是_，电极反应式是 。电镀液的主要成分是_(填化学式)。(5)电解过程，丁装置中的现象为 ，原因是 。区分Fe(OH)3胶体和溶液的方法是 。解析：(1)由题意知乙中的电解质溶液为饱和NaCl溶液，又由F极附近显红色可得知，F极附近呈碱性，有OH生成，则进一步得知F极上发生的电极反应为2H2e=H2，F极为阴极，所以B为电源的负极，A为电源的正极。(2)甲池为惰性电极电解CuSO4溶液，其电解总式为2CuSO42H2O2CuO22H2SO4。(3)乙池为惰性电极电解NaCl溶液，其电解总式为2NaCl
14、2H2OCl2H22NaOH，所以两电极上产生的Cl2和H2的体积相同，为11。(4)由前面的可得知丙池中电极G为阳极，电极H为阴极，由题意得知电极G为镀层金属Ag，反应式为Age=Ag，电镀液的主要成分是AgNO3溶液。(5)由于氢氧化铁胶粒带正电，而Y极为阴极，所以在电场的作用下，氢氧化铁胶粒电泳至Y极附近使Y极附近红褐色变深。利用丁达尔现象区分胶体和溶液。答案：(1)正极(2)2CuSO42H2O2CuO22H2SO4(3)11(4)AgAge=AgAgNO3(5)Y极附近红褐色变深氢氧化铁胶粒带正电，在电场的作用下，氢氧化铁胶粒电泳至Y极附近使Y极附近红褐色变深丁达尔现象12(15分)
15、研究NOx、SO2、CO等大气污染气体的处理方法具有重要意义。(1)处理含CO、SO2烟道气污染的一种方法是将其在催化剂作用下转化为单质S。已知：CO(g)O2(g)=CO2(g)H283.0 kJmol1S(s)O2(g)=SO2(g)H296.0 kJmol1此反应的热化学方程式是 。(2)氮氧化物是造成光化学烟雾和臭氧层损坏的主要气体。已知：CO(g)NO2(g)=NO(g)CO2(g)Ha kJmol1 (a0)2CO(s)2NO(g)=N2(g)2CO2(g)Hb kJmol1(b0)标准状况下，用3.36 L CO还原NO2至N2(CO完全反应)的整个过程中转移电子的数目为_，放出
16、的热量为_kJ(用含有a和b的代数式表示)。(3)用CH4催化还原NOx也可以消除氮氧化物的污染。例如：CH4(g)4NO2(g)=4NO(g)CO2(g)2H2O(g)H1574 kJmol1CH4(g)4NO(g)=2N2(g)CO2(g)2H2O(g)H2？若1 mol CH4还原NO2至N2的过程中放出的热量为867 kJ，则H2_。解析：(1)由题意可知，CO、SO2反应生成CO2和单质S，根据盖斯定律，由2得：2CO(g)SO2(g)=S(s)2CO2(g)H270 kJmol1。(2)由题意可知，CO最终转化成CO2，则整个过程中转移电子的物质的量为20.3 mol，转移电子的数
17、目为0.3NA。根据盖斯定律，由2得：4CO(g)2NO2(g)=N2(g)4CO2(g)H(2ab)kJmol1，则0.15 mol CO完全反应放出的热量为 kJ kJ。(3)根据盖斯定律，由可得：2CH4(g)4NO2(g)=2N2(g)2CO2(g)4H2O(g)HH1H2，则867 kJmol1，解得H21 160 kJmol1。答案：(1)2CO(g)SO2(g)=S(s)2CO2(g)H270 kJmol1(2)0.3NA(3)1 160 kJmol113(18分)某课外活动小组设计了如图所示的装置，调节滑动变阻器，控制电流强度适中的情况下用其进行缓慢电解NaCl溶液及相关实验(
18、此时，打开止水夹a，关闭止水夹b)。由于粗心，实验并未达到预期目的，但也看到了令人很高兴的现象(阳离子交换膜只允许阳离子和水通过)。请分析并回答下列问题：(1)写出B装置中的电极反应：阴极：_；阳极：_。(2)观察到A装置烧瓶中的现象： 。烧杯中的现象 并解释产生此现象的原因 。B中U型管中现象 。(3)当观察到A装置中的现象后，他们关闭止水夹a，打开止水夹b。再观察C装置中的现象，写出有关反应的化学方程式(是离子反应的写离子方程式)： 。(4)若想达到电解NaCl溶液的目的，应如何改进装置，请提出你的意见： 。解析：由装置可知Fe为阳极，反应式为Fe2e=Fe2，Pt为阴极，反应式为2H2e
19、=H2。因阴极c(OH)增大，Fe2通过交换膜进入阴极与之形成Fe(OH)2沉淀。阴极产生H2进入烧瓶，使其内部压强增大，部分NH3被压入烧杯迅速溶解，又使烧瓶中压强降低而形成喷泉，NH3溶于水生成NH3H2O，显碱性，则烧杯中水和喷泉为红色。关闭a打开b时，U型管左侧压强大于右侧，Fe2也会被压入C中，生成Fe(OH)2沉淀。若达到电解NaCl溶液目的，将Fe电极换为惰性电极。答案：(1)2H2e=H2Fe2e=Fe2(2)产生红色喷泉有气泡冒出，水变为红色烧瓶中H2进入，压强增大，气体进入烧杯。NH3极溶于水生成NH3H2O，使烧瓶内压强降低形成喷泉，生成溶液显碱性，遇酚酞变红Pt电极有气泡冒出，并有白色沉淀产生(3)Fe22OH=Fe(OH)2；4Fe(OH)22H2OO2=4Fe(OH)3(4)把Fe电极换成C、Pt等惰性电极或将装置中两电极调换位置等
