1、专题质检卷三化学反应与能量变化(时间:45分钟满分:100分)一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分,每小题只有一个选项符合题目要求)1.某反应使用催化剂后,其反应过程中的能量变化如图,下列说法错误的是()A.总反应为放热反应B.使用催化剂后,活化能不变C.反应是吸热反应,反应是放热反应D.H=H1+H22.全世界每年钢铁因锈蚀造成大量的损失。某城市拟用如图方法保护埋在酸性土壤中的钢质管道,使其免受腐蚀。关于此方法,下列说法不正确的是()A.土壤中的钢铁易被腐蚀是因为在潮湿的土壤中形成了原电池B.金属棒M的材料应该是比锌活泼的金属C.金属棒M上发生反应:M-ne-Mn+D.这种方法称为
2、牺牲阳极的阴极保护法3.下列关于热化学反应的描述中正确的是()A.HCl和NaOH反应的中和热H=-57.3 kJmol-1,则H2SO4和NaOH完全反应的中和热为H=-114.6 kJmol-1B.CO(g)的标准燃烧热是-283.0 kJmol-1,则表示CO标准燃烧热的热化学方程式为2CO(g)+O2(g)2CO2(g)H=-283.0 kJmol-1C.一个化学反应的热效应,只与反应的始态与终态有关,与反应的过程无关D.需要加热才能发生的反应一定是吸热反应4.下列说法正确的是()A.氢气的标准燃烧热为-285.8 kJmol-1,则电解水的热化学方程式为2H2O(l)2H2(g)+O
3、2(g)H=+285.8 kJmol-1B.已知H+(aq)+OH-(aq)H2O(l)H=-57.3 kJmol-1,则稀硫酸和稀Ba(OH)2溶液反应生成2 mol H2O(l)的反应热H=2(-57.3) kJmol-1C.在CO2中,Mg燃烧生成MgO和C,该反应中化学能全都转化为热能D.已知AX3的熔点和沸点分别为-93.6 和76 ,AX5的熔点为167 。室温时AX3与气体X2反应生成1 mol AX5,放出123.8 kJ热量。该反应的热化学方程式为AX3(l)+X2(g)AX5(s)H=-123.8 kJmol-15.(2017黑龙江大庆一模)如图所示,H1=-393.5 k
4、Jmol-1,H2=-395.4 kJmol-1,下列说法或表示式正确的是()A.C(s,石墨)C(s,金刚石)H=+1.9 kJmol-1B.石墨和金刚石的转化是物理变化C.金刚石的稳定性强于石墨D.含1 mol碳的石墨具有的能量比含1 mol碳的金刚石具有的能量大导学号479502456.(2016全国)三室式电渗析法处理含Na2SO4废水的原理如图所示,采用惰性电极,ab、cd均为离子交换膜,在直流电场的作用下,两膜中间的Na+和SO42-可通过离子交换膜,而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室。下列叙述正确的是()A.通电后中间隔室的SO42-离子向正极迁移,正极区溶液pH增大B.该法
5、在处理含Na2SO4废水时可以得到NaOH和H2SO4产品C.负极反应为2H2O-4e-O2+4H+,负极区溶液pH降低D.当电路中通过1 mol电子的电量时,会有0.5 mol的O2生成导学号479502467.(2017山东泰安一模)一种以NaBH4和H2O2为原料的新型电池的工作原理如图所示。下列说法错误的是()A.电池的正极反应为H2O2+2e-2OH-B.电池放电时Na+从a极区移向b极区C.电池放电时电子从电极b经外电路流向电极aD.b极室的输出液经处理后可输入a极室循环利用8.(2017湖南怀化质检)利用电解原理由NO制备NH4NO3的工作原理如图所示,为使电解产物全部转化为NH
6、4NO3,需要补充物质M。下列有关分析或说法中正确的是()A.a应接直流电源的正极B.阳极的电极反应式:NO+6H+5e-NH4+H2OC.电路中通过5 mol电子时,理论上最多可处理22.4 L标准状况下的NOD.补充的物质M是NH3二、非选择题(本题共3个小题,共52分)9.(12分)(1)已知反应2HI(g)H2(g)+I2(g)的H=+11 kJmol-1,1 mol H2(g)、1 mol I2(g)分子中化学键断裂时分别需要吸收436 kJ、151 kJ的能量,则1 mol HI(g)分子中化学键断裂时需吸收的能量为 kJ。(2)由N2O和NO反应生成N2和NO2的能量变化如图所示
7、,若生成1 mol N2,其H= kJmol-1。(3)F2与其他卤素单质反应可以形成卤素互化物,例如ClF3、BrF3等。已知反应Cl2(g)+3F2(g)2ClF3(g)H=-313 kJmol-1,FF键的键能为159 kJmol-1,ClCl键的键能为242 kJmol-1,则ClF3中ClF键的平均键能为 kJmol-1。10.(20分).(1)近年,又有科学家提出在常温、常压、催化剂等条件下合成氨的新思路,反应原理为:2N2(g)+6H2O(l)4NH3(aq)+3O2(g)H已知:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H12H2(g)+O2(g)2H2O(l)H2NH3(g)NH
8、3(aq)H3则H=(用含H1、H2、H3的式子表示)。(2)硝酸厂的尾气直接排放将污染空气。目前科学家探索利用燃料气体中的甲烷等将氮的氧化物还原为氮气和水,反应机理为:CH4(g)+4NO2(g)4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)H=-574 kJmol-1CH4(g)+4NO(g)2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)H=-1 160 kJmol-1则甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为。.燃料的使用和防污染是社会发展中一个无法回避的问题。(1)直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境污染。煤燃烧产生的烟气含氮的氧化物,用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。已知:
9、CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)H1=-867.0 kJmol-12NO2(g)N2O4(g)H2=-66.9 kJmol-1写出CH4催化还原N2O4(g)生成N2和H2O(g)、CO2的热化学方程式:。(2)如将燃煤产生的二氧化碳回收利用,可达到低碳排放的目的。如下图是通过人工光合作用,以CO2和H2O为原料制备HCOOH和O2的原理示意图。电极a、b表面发生电极反应。其中电极a为极,电极b上的电极反应式为。11.(2017天津理综)(20分)某混合物浆液含Al(OH)3、MnO2和少量Na2CrO4。考虑到胶体的吸附作用使Na2CrO4不易完全被水浸出
10、,某研究小组利用设计的电解分离装置(见下图),使浆液分离成固体混合物和含铬元素溶液,并回收利用。回答和中的问题。固体混合物分离利用的流程图.固体混合物的分离和利用(流程图中的部分分离操作和反应条件未标明)(1)反应所加试剂NaOH的电子式为,BC的反应条件为,CAl的制备方法称为。(2)该小组探究反应发生的条件。D与浓盐酸混合,不加热,无变化;加热有Cl2生成,当反应停止后,固体有剩余,此时滴加硫酸,又产生Cl2。由此判断影响该反应有效进行的因素有(填序号)。a.温度b.Cl-的浓度c.溶液的酸度(3)0.1 mol Cl2与焦炭、TiO2完全反应,生成一种还原性气体和一种易水解成TiO2xH
11、2O的液态化合物,放热4.28 kJ,该反应的热化学方程式为。.含铬元素溶液的分离和利用(4)用惰性电极电解时,CrO42-能从浆液中分离出来的原因是,分离后含铬元素的粒子是;阴极室生成的物质为(写化学式)。导学号47950247专题质检卷三化学反应与能量变化1.B2.B3.C4.D5.A6.B在负极区发生的电极反应为4H2O+4e-2H2+4OH-,在正极区发生的电极反应为2H2O-4e-O2+4H+,故正极区pH减小,A选项错误;Na+移向负极区,生成NaOH,SO42-移向正极区,生成H2SO4,B选项正确;根据负极区电极反应可知C选项错误;每通过1 mol 电子,有0.25 mol O
12、2生成,D选项错误。7.C以硼氢化钠(NaBH4)和H2O2作原料的电池中,电解质溶液呈碱性,由工作原理装置图可知,负极发生氧化反应,电极反应式为BH4-+8OH-8e-BO2-+6H2O,正极H2O2发生还原反应,得到电子被还原生成OH-,电极反应式为H2O2+2e-2OH-,A正确;放电时为原电池,阳离子移向正极,b为正极,B正确;电子由负极经外电路流向正极,电子应该由a到b,C错误;正极电极反应式为H2O2+2e-2OH-,产生的氢氧化钠溶液可以循环使用,D正确。故选C。8.Da电极上NONH4+,氮元素化合价降低,得电子,因此a连接电源的负极,作阴极,A项错误;b 电极为阳极,电极反应
13、式为NO+2H2O-3e-NO3-+4H+, B项错误;阴极反应式为NO+6H+5e-NH4+H2O,总电池反应式为8NO+7H2O3NH4NO3+2HNO3,转移5 mol电子,消耗NO的物质的量为83 mol,标准状况下NO的体积为83 mol22.4 Lmol-1=59.7 L,C项错误;根据电池总反应式,产物中有硝酸,因此需要通入NH3,D项正确。9.答案 (1)299(2)-139(3)172解析 (1)由键能求反应热的公式为H=反应物的键能总和-生成物的键能总和,则H=2EHI-436 kJmol-1-151 kJmol-1=11 kJ,则EHI=299 kJmol-1。(2)由图
14、示信息可知,反应物的总能量大于生成物的总能量,故该反应为放热反应,H=209 kJmol-1-348 kJmol-1=-139 kJmol-1。(3)根据反应:Cl2(g)+3F2(g)2ClF3(g)H=-313 kJmol-1,化学键断裂需要吸收能量,形成化学键会放出能量,故反应中Q吸=3159 kJmol-1+242 kJmol-1=719 kJmol-1,Q放=719 kJmol-1+313 kJmol-1=1 032 kJmol-1,故ClF3中ClF键的平均键能=1 032 kJ mol-16=172 kJ mol-1。10.答案 .(1)2H1-3H2+4H3(2)CH4(g)+
15、2NO2(g)CO2(g)+2H2O(g)+N2(g)H=-867 kJmol-1.(1)CH4(g)+N2O4(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)H=-800.1 kJmol-1(2)负CO2+2H+2e-HCOOH解析 .(1)给题中已知的热化学方程式依次编号为,根据盖斯定律,由2-3+4可得目标反应,对应的H=2H1-3H2+4H3。(2)根据盖斯定律,将已知的两个热化学方程式相加,然后再除以2,即得要求的热化学方程式:CH4(g)+2NO2(g)CO2(g)+2H2O(g)+N2(g)H=-867 kJmol-1。.(1)根据盖斯定律,反应-反应即可得热化学方程式:CH4(g
16、)+N2O4(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)H=-867.0 kJmol-1+66.9 kJmol-1=-800.1 kJmol-1。(2)根据题意可知电极a为负极,电极b为正极,电极b上的电极反应式为CO2+2H+2e-HCOOH。11.答案 (1)Na+OH-加热(或煅烧)电解法(2)ac(3)2Cl2(g)+TiO2(s)+2C(s)TiCl4(l)+2CO(g)H=-85.6 kJmol-1(4)在直流电场作用下,CrO42-通过阴离子交换膜向阳极室移动,脱离浆液CrO42-和Cr2O72-NaOH和H2解析 .(1)考查电子式的书写。在书写电子式时应先考虑化合物的类型为
17、共价化合物还是离子化合物,NaOH为离子化合物,且既含离子键又含共价键,电子式为Na+OH-。由题目条件可知,固体混合物应为Al(OH)3和MnO2,向其中加入NaOH溶液后,Al(OH)3与NaOH反应生成NaAlO2,再通入CO2则得到Al(OH)3沉淀,Al(OH)3加热生成Al2O3,电解熔融状态Al2O3即制得Al。(2)对实验室制Cl2条件的考查。MnO2与浓盐酸加热可制得Cl2,且反应停止后,加入H2SO4(即H+与SO42-)反应又开始,可知影响该反应有效进行的因素为温度和溶液的酸度。(3)C、Cl2与TiO2反应生成还原性气体(即CO)和易水解的+4价钛盐TiCl4,可得化学
18、方程式为2Cl2+2C+TiO2TiCl4+2CO。又由题目可知0.1 mol Cl2完全反应放出4.28 kJ的热量,则2 mol Cl2完全反应时放出85.6 kJ热量,可得热化学方程式为2Cl2(g)+2C(s)+TiO2(s)TiCl4(l)+2CO(g)H=-85.6 kJmol-1。.(4)Na2CrO4为易溶于水的强电解质,在水溶液中电离出Na+和CrO42-,CrO42-在电场作用下向阳极室移动进入阳极室后,阳极反应为2H2O-4e-O2+4H+,阳极室的酸性增强,发生2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O,因此含铬元素粒子为CrO42-和Cr2O72-,阴极室的反应为2H2O+2e-H2+2OH-,因此产物为H2和NaOH。
