1、专题综合测评(一)化学反应与能量变化(时间90分钟，满分100分)一、选择题(本题包括16小题，每小题3分，共48分)1一种生产和利用氢能的途径如图所示。下列说法中错误的是()A氢能属于二次能源B图中能量转化的方式至少有6种C太阳能电池的供电原理与燃料电池相同D太阳能、风能、氢能都属于新能源C氢能属于二次能源，A项正确；图中涉及的能量转化方式有太阳能、风能、水能转化为电能，电能与化学能的相互转化，电能与光能、热能的转化等，B项正确；太阳能电池的供电原理是将太阳能转化为电能，而燃料电池的供电原理是将化学能转化为电能，所以二者供电原理不相同，C项错误；太阳能、风能、氢能都属于新能源，D项正确。2已
2、知化学反应A2(g)B2(g)=2AB(g)H100 kJmol1的能量变化如图所示，判断下列叙述中正确的是()A加入催化剂，该反应的反应热H将减小B每形成2 mol AB键，将吸收b kJ能量C每生成2分子AB吸收(ab)kJ能量D该反应正反应的活化能大于100 kJmol1D催化剂不能改变反应热的大小，A项错误；形成化学键放出能量，B项错误；热化学方程式的化学计量数表示物质的量，故每生成2 mol AB吸收(ab)kJ的能量，C项错误。3下列热化学方程式中H代表标准燃烧热的是()ACH4(g)O2(g)=2H2O(l)CO(g)H1BS(s)O2(g)=SO3(g)H2CC6H12O6(s
3、)6O2(g)=6CO2(g)6H2O(l)H3D2CO(g)O2(g)=2CO2(g)H4C标准燃烧热是指1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时放出的热量，A项中CO应为CO2；B项中S的稳定氧化物应为SO2；D项中CO应为1 mol。4已知反应：101 kPa时，2C(s)O2(g)=2CO(g)H221 kJ/mol稀溶液中，H(aq)OH(aq)=H2O(l)H57.3 kJ/mol下列结论正确的是()A碳的标准燃烧热大于110.5 kJ/molB的反应热为221 kJ/molC稀硫酸与稀NaOH溶液反应的中和热为57.3 kJ/molD稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1 mol水，
4、放出57.3 kJ热量AA项中燃烧热是指101 kPa时，1 mol物质充分燃烧生成稳定氧化物所释放的能量，由题知1 mol C生成1 mol CO放热110.5 kJ，碳的燃烧热应指氧化产物为CO2时对应的能量，要在此基础上继续氧化放热，所以应大于110.5 kJ/mol；B项中反应热存在吸热、放热两种情况，可更正为的反应热为H221 kJ/mol；C项中和热一定为放热反应放出的能量，则可表示为中和热为57.3 kJ/mol或中和热为H57.3 kJ/mol；D项中稀醋酸为弱酸，反应中继续电离吸收一部分热量，故放出热量值比57.3 kJ要少。5已知：1 mol晶体硅中含有2 mol SiSi
5、键。Si(s)O2(g)=SiO2(s)H，其反应过程与能量变化如图所示。化学键SiOO=OSiSi断开1 mol共价键所需能量/kJ460500176下列说法中正确的是()A晶体硅光伏发电是将化学能转化为电能B二氧化硅稳定性小于硅的稳定性CH988 kJmol1DHacC晶体硅光伏发电是将太阳能转化为电能，A项错误；根据化学键的键能判断，断裂1 mol二氧化硅中的SiO键需要的能量为4460 kJ1840 kJ，断裂1 mol晶体硅中的SiSi键需要的能量为2176 kJ354 kJ，故二氧化硅的稳定性大于硅的稳定性，B项错误；Si(s)O2(g)=SiO2(s)H(17625004604)
6、kJmol1988 kJmol1，C项正确；根据图中信息可知，Hc，D项错误。6通过以下反应可获得新型能源二甲醚(CH3OCH3)。下列说法不正确的是()C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)H1a kJmol1CO(g)H2O(g)=CO2(g)H2(g)H2b kJmol1CO2(g)3H2(g)=CH3OH(g)H2O(g)H3c kJmol12CH3OH(g)=CH3OCH3(g)H2O(g)H4d kJmol1A反应、为反应提供原料气B反应也是CO2资源化利用的方法之一C反应CH3OH(g)=CH3OCH3(g)H2O(l)的H kJmol1D反应2CO(g)4H2(g)=CH3
7、OCH3(g)H2O(g)的H(2b2cd)kJmol1CA项，反应生成CO和H2，生成的CO继续发生反应生成CO2和H2，反应的原料为CO2和H2，正确；B项，反应将温室气体CO2转化为燃料CH3OH，正确；C项，反应中，H2O为气体，选项中H2O为液体，故焓变不是的关系，错误；D项，依据盖斯定律，按“22”，可得所求反应的焓变，正确。7某化学小组进行电化学研究，甲同学设计如图所示装置，乙同学利用甲同学的装置和桌面上其他的药品与材料，不能完成的实验是()A使甲同学装置中的正极变为负极B设计一个新的原电池C在石墨电极上镀锌D使锌电极受到保护C若将石墨与铜连接起来插入AgNO3溶液中形成原电池，
8、铜为负极，A、B项实验能够完成；由所给试剂和装置不能在石墨电极上镀锌，C项实验不能完成；若将原装置中的Cu换成Al，能够起到保护锌的作用，D项实验能够完成。8我国科学家研发了一种室温下“可呼吸”的NaCO2二次电池。将NaClO4溶于有机溶剂作为电解液，钠和负载碳纳米管的镍网分别作为电极材料，电池的总反应为：3CO24Na2Na2CO3C。下列说法错误的是()A放电时，ClO向负极移动B充电时释放CO2，放电时吸收CO2C放电时，正极反应为：3CO24e=2COCD充电时，正极反应为：Nae=NaD本题考查二次电池的工作原理。放电时，负极反应为：4Na4e=4Na，正极反应为3CO24e=C2
9、CO；Na移向正极，CO、ClO移向负极，A、C正确；充电过程与放电过程相反，B正确；充电时，阳极反应为2COC4e=3CO2，D错误。9一种可充电锂一空气电池如图所示。当电池放电时，O2与Li在多孔碳材料电极处生成Li2O2x(x0或1)。下列说法正确的是()A放电时，多孔碳材料电极为负极B放电时，外电路电子由多孔碳材料电极流向锂电极C充电时，电解质溶液中Li向多孔碳材料区迁移D充电时，电池总反应为Li2O2x=2LiO2D本题考查原电池原理和电解原理的综合运用。A项，依据题意和可充电电池装置图判断出，放电时锂电极作负极，多孔碳材料电极作正极，错误；B项，在原电池中，外电路电子由负极流向正极
10、，即放电时，外电路电子由锂电极流向多孔碳材料电极，错误；C项，充电时，电解质溶液中的阳离子向阴极区迁移，即Li向锂电极区迁移，错误；D项，充电时，Li在阴极区得到电子生成Li，阳极区生成O2，即电池总反应为Li2O2x=2LiO2，正确。10一种三室微生物电池污水处理系统原理如下图所示，图中有机废水中有机物可用C6H10O5表示。下列有关说法正确的是()A该装置为原电池，b是原电池的负极B中间室：Na移向右室，Cl移向左室，a极区溶液的pH减小Cb极反应式为2NO10e12H=N26H2OD当左室有4.48 L CO2(标准状况下)生成时，右室产生N2的物质的量为0.8 molB根据图示信息，
11、装置左侧碳元素化合价升高，所以a为负极，b为正极，A错误；阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，a极反应式为C6H10O524e7H2O=6CO224H，pH减小，B正确；b极反应式为2NO10e12H=N26H2O，C错误；当左室有4.48 L CO2(标准状况下)生成时，转移0.8 mol e，根据得失电子守恒，右室产生N2的物质的量为mol0.08 mol，D错误。11以铅蓄电池为电源，石墨为电极电解CuSO4溶液(足量)，装置如图。若一段时间后Y电极上有6.4 g红色物质析出，停止电解。下列说法正确的是()Aa为铅蓄电池的负极B电解过程中SO向右侧移动C电解结束时，左侧溶液质量增重8 g
12、D铅蓄电池工作时正极电极反应式为：PbSO42e=PbSOCY极有Cu析出，发生还原反应，Y极为阴极，故b为负极，a为正极，A错误；电解过程中阴离子向阳极移动，B错误；阴极反应式为Cu22e=Cu，阳极反应式为4OH4e=O22H2O，当有6.4 g Cu析出时，转移0.2 mol e，左侧生成1.6 g O2，同时有0.1 mol(9.6 g)SO进入左侧，则左侧质量净增加9.6 g1.6 g8 g，C正确；铅蓄电池的负极是Pb，正极是PbO2，正极反应式为PbO22e4HSO=PbSO42H2O，D错误。12如图是CO2经电催化转化为CH4的装置示意图。下列说法不正确的是()A该过程是电能
13、转化为化学能的过程B铜电极的电极反应式为CO28HCO8e=CH48CO2H2OC一段时间后，池中n(KHCO3)不变D一段时间后，池中溶液的pH一定下降C题给装置连接有电源，则其过程是电能转化为化学能的过程，A项正确。二氧化碳转化为甲烷的反应过程中，碳元素的化合价降低，在铜电极上发生还原反应，电极反应式为CO28HCO8e=CH48CO2H2O，B项正确。一段时间后，由于池溶液中的碳酸氢根离子被消耗，故碳酸氢钾的物质的量减少，C项错误。池中的铜电极为阴极，发生还原反应，池中的铂电极为阳极，发生氧化反应，电极反应式为2H2O4e=O24H，该过程中有H生成，故溶液的pH降低，D项正确。13验证
14、牺牲阳极的阴极保护法，实验如下(烧杯内均为经过酸化的3%NaCl溶液)。在Fe表面生成蓝色沉淀试管内无明显变化试管内生成蓝色沉淀下列说法不正确的是()A对比，可以判定Zn保护了FeB对比，K3Fe(CN)6可能将Fe氧化C验证Zn保护Fe时不能用的方法D将Zn换成Cu，用的方法可判断Fe比Cu活泼D中Zn作负极，发生氧化反应生成Zn2，Fe作正极被保护，所以取出的少量Fe附近的溶液中滴入铁氰化钾溶液，试管内无明显变化。但中没有Zn保护Fe，Fe在酸性环境中发生析氢腐蚀，Fe作负极被氧化生成Fe2，所以取出的少量Fe附近的溶液中滴入铁氰化钾溶液，生成蓝色沉淀，对比可知Zn保护了Fe，A项正确；与
15、的区别在于：前者是将铁氰化钾溶液直接滴入烧杯中，而后者是在取出的少量Fe附近的溶液中滴加铁氰化钾溶液，中出现了蓝色沉淀，说明有Fe2生成。对比分析可知，可能是铁氰化钾氧化Fe生成了Fe2，B项正确；通过上述分析可知，验证Zn保护Fe时不能用的方法，C项正确；若将Zn换成Cu，铁氰化钾仍会将Fe氧化为Fe2，在铁的表面同样会生成蓝色沉淀，所以无法判断Fe2是不是负极产物，即无法判断Fe与Cu的活泼性，D项错误。14关于下列各装置图的叙述中，不正确的是()A用装置精炼铜，则a极为粗铜，电解质溶液为CuSO4溶液B装置的总反应式是Cu2Fe3=Cu22Fe2C装置中钢闸门应与外接电源的负极相连D装置
16、中的铁钉几乎没被腐蚀B装置中a为阳极，电解精炼铜时，应是粗铜；装置中，铁的金属活动性大于铜，总反应式应是Fe2Fe3=3Fe2；装置中为保护钢闸门不被腐蚀，应使闸门与外接电源的负极相连；装置中由于浓硫酸有强的吸水性，铁钉在干燥的空气中不易被腐蚀。15化学用语是学习化学的重要工具，下列用来表示物质变化的化学用语中，正确的是()A电解饱和食盐水时，阳极的电极反应式为2Cl2e=Cl2B氢氧燃料电池的负极反应式：O22H2O4e=4OHC粗铜精炼时，与电源正极相连的是纯铜，电极反应式为Cu2e=Cu2D钢铁发生电化学腐蚀的正极反应式：Fe2e=Fe2A氢氧燃料电池的正极反应式：O22H2O4e=4O
17、H；粗铜精炼时，与电源负极相连的是纯铜；钢铁发生电化学腐蚀的负极反应式：Fe2e=Fe2。16流动电池可以在电池外部调节电解质溶液，从而维持电池内部电解质溶液浓度稳定，原理如图。下列说法错误的是()ACu为负极BPbO2电极的电极反应式为PbO24HSO2e=PbSO42H2OC甲中应补充硫酸D当消耗1 mol PbO2时，需分离出2 mol CuSO4D由图可知，Cu反应生成CuSO4，发生氧化反应，为负极，A正确；PbO2得电子生成PbSO4，电极反应式为PbO24HSO2e=PbSO42H2O，B正确；反应过程中不断消耗硫酸，所以甲中应补充硫酸，C正确；当消耗1 mol PbO2时，转移
18、2 mol电子，则需分离出1 mol CuSO4，D错误。备选用CH4催化还原NOx，可以消耗氮氧化物的污染。例如：CH4(g)4NO2(g)=4NO(g)CO2(g)2H2O(g)H574 kJmol1CH4(g)4NO(g)=2N2(g)CO2(g)2H2O(g)H1 160 kJmol1下列说法不正确的是()A若用标准状况下4.48 L CH4还原NO2生成N2和水蒸气，放出的热量为173.4 kJB由反应可推知：CH4(g)4NO2(g)=4NO(g)CO2(g)2H2O(l)H574 kJmol1C反应转移的电子数相同D反应中当4.48 L CH4反应完全时转移的电子总数为1.60
19、molD根据盖斯定律：()得到如下热化学方程式：CH4(g)2NO2(g)=N2(g)CO2(g)2H2O(g)H867 kJmol1，标准状况下4.48 L CH4的物质的量为0.2 mol，放出的热量为0.2 mol867 kJmol1173.4 kJ；由于液态水生成气态水需要吸收热量，所以生成液态水的反应放出的热量多，放热越多，则H越小，即Hc(H)，故溶液中有氢氧化铜蓝色沉淀生成。D端为阴极，发生电极反应为：2H2e=H2。答案：(1)负正(2)4AgNO32H2O4Ag4HNO3O2(3)铜片溶解，石墨电极上有气体生成，溶液中有蓝色沉淀生成(4)2H2e=H221(10分)科学家制造
20、出一种使用固体电解质的燃料电池，其效率更高，可用于航天航空。如图1所示装置中，以稀土金属材料作惰性电极，在电极上分别通入CH4和空气，其中固体电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2固体，它在高温下能传导O2(O24e=2O2)。图1图2(1)c电极作_极，d电极上的电极反应式为_。(2)如图2所示用惰性电极电解100 mL 0.5 molL1CuSO4溶液，a电极上的电极反应式为_，若a电极产生56 mL(标准状况)气体，则所得溶液的pH_(不考虑溶液体积变化)，若要使电解质溶液恢复到电解前的状态，可加入_(填字母)。aCuOBCu(OH)2cCuCO3DCu2(OH)2CO3解析：(1)原电池中电
21、流的方向是从正极流向负极，故c电极为正极；d电极为负极，通入的气体为甲烷，d电极反应式为CH44O28e=CO22H2O。(2)用惰性电极电解CuSO4溶液时，阳极(a电极)反应式：4OH4e=2H2OO2；阴极反应式：2Cu24e=2Cu，n(O2)2.5103mol。线路中转移电子的物质的量为2.5103mol40.01 mol，溶液中c(H)0.1 molL1，pHlg 0.11。此时反应了n(Cu2)0.005 mol0.05 mol，故加入CuO或CuCO3与溶液中的H反应，可使电解质溶液恢复到电解前的状态。答案：(1)正CH44O28e=CO22H2O(2)4OH4e=2H2OO2
22、1ac22(10分)纳米级Cu2O由于具有优良的催化性能而受到关注，采用肼(N2H4)燃料电池为电源，用离子交换膜控制电解液中c(OH)制备纳米Cu2O，其装置如图甲、乙。图甲图乙(1)上述装置中D电极应连接肼燃料电池的_极(填“A”或“B”)，该电解池中离子交换膜为_离子交换膜(填“阴”或“阳”)。(2)该电解池的阳极反应式为_。(3)当反应生成14.4 g Cu2O时，至少需要肼_mol。解析：(1)燃料电池正极通氧化剂，负极通燃料，即A极为负极，B极为正极。图乙为电解池装置，电解目的为制备Cu2O，则D极作阳极，接电池正极(B极)，铜被氧化。阳极反应为2Cu2e2OH=Cu2OH2O，反应消耗OH，采用阴离子交换膜使OH向阳极移动。(2)根据上述分析，阳极反应为2Cu2e2OH=Cu2OH2O。(3)根据电极反应可知，Cu2O与N2H4、e的数量关系式为4e2Cu2ON2H4，所以n(N2H4)0.5n(Cu2O)0.50.05 mol。答案：(1)B阴(2)2Cu2e2OH=Cu2OH2O(3)0.05