1、第六章化学反应与能量单元过关限时检测 (50分钟，100分)第卷(选择题共42分)一、选择题：本题共7小题，每小题6分，共42分。每小题只有一个选项符合题意1.(2021山东六地市线联考)在Zn/ZSM5的催化作用下，甲烷与二氧化碳可以直接合成乙酸，其反应方程式为CH4(g)CO2(g)CH3COOH(g)，该反应过程与能量的变化关系如图所示。下列说法错误的是(C)ACO2的电子式：B乙酸的球棍模型：C该反应为吸热反应D该反应为化合反应解析CO2结构式为O=C=O，其电子式为，故A说法正确；乙酸的结构简式为CH3COOH，原子半径大小顺序是COH，即乙酸的球棍模型为，故B说法正确；根据图像可知
2、，反应物总能量大于生成物总能量，即该反应为放热反应，故C说法错误；由题给反应方程式可知该反应为化合反应，故D说法正确。2(2020北京等级考适应性测试)根据下图所得判断正确的是(D)已知：H2O(g)=H2O(l)H44 kJ/molA图1反应为吸热反应B图1反应使用催化剂时，会改变其HC图2中若H2O的状态为液态，则能量变化曲线可能为D图2中反应为CO2(g)H2(g)=CO(g)H2O(g)H41 kJ/mol解析试题以化学反应与能量的图像为载体，通过化学反应过程中能量变化的图像考查学生对化学反应与能量的理解，涉及化学反应与能量、催化剂、反应热、盖斯定律等必备知识，主要考查理解能力和推理论
3、证能力，体现变化观念与平衡思想的学科核心素养，突出对基础性的考查。A项，图1为反应物总能量高于生成物总能量的放热反应，错误；B项，催化剂只能改变反应所需的活化能，不能改变H，错误；C项，若生成的水为液态，根据题图1和已知可知，其H3 kJ/mol，是一个放热反应，而曲线仍为吸热反应，错误；D项，题图2表示反应为题图1表示反应的逆反应，正确。点拨催化剂可以降低反应的活化能，加快化学反应速率，但不能改变反应热。容易错选的选项是C，如果生成物是液态水，生成物能量线需要下移到反应物下方。3(2021山东临沂一模)Li/Li2O体系的能量循环图如图所示。下列说法正确的是(C)AH3H5DH1H2H3H4
4、H5H60解析由O2的气态分子变为气态原子，需要断裂分子中的化学键，因此要吸收能量，H30，A项错误；根据盖斯定律可知，化学反应的反应热只与物质的始态与终态有关，与反应途径无关，根据能量循环图可知H1H2H3H4H5H6，B项错误，D项错误；根据能量循环图可知H10，H20，H30，H40，结合B项分析知H6H5，C项正确。4(2021浙江十校联考)环戊二烯()是重要的有机化工原料，广泛用于农药、橡胶、塑料等生产，根据能量循环图和表格中的键能，下列说法正确的是(D)共价键键能/kJmol1HH436HI299II151AH1H2H30BH1H3C.(g)转化为(g)的过程中，有CH键的断裂和形
5、成D在相同条件下，生成2 mol HCl(g)的H2H2解析A项，由盖斯定律和题给能量循环图知，H1H2H3，错误；B项，由题给键能数据可知，反应H2(g)I2(g)=2HI(g)的H2436 kJmol1151 kJmol12299 kJmol111 kJmol1H3，错误；C项，(g)转化为(g)的过程中，有CH键的断裂和HH键的形成，错误；D项，反应Cl2(g)2HI(g)I2(g)2HCl(g)H0，则H20，下列说法不正确的是(D)A反应为吸热反应，且H1HH2B催化剂Ni对反应和反应都有催化作用C反应过程中既有碳氧键的断裂，也有碳氧键的形成D反应的活化能为E2，反应焓变H2E1E2
6、解析本题考查盖斯定律的应用、焓变的计算等。由题中图像可知反应反应物总能量大于生成物总能量，为放热反应，H20，则H10，反应为吸热反应，且H1HH2，A正确；根据题图可知，Ni既是反应的反应物，又是反应的生成物，在整个反应中起催化作用，B正确；反应过程中，CO2中碳氧双键断裂，形成CO中的碳氧三键，C正确；反应的活化能为E2，反应焓变生成物的总能量反应物的总能量，则H2E3E1，D错误。6.(2021广东广州高三月考)某化学兴趣小组利用反应Zn2FeCl3=ZnCl22FeCl2，设计了如图所示的装置，下列说法正确的是(B)AZn为负极，发生还原反应B石墨电极上发生的反应为Fe3e=Fe2C电
7、子流动方向为石墨电极电流表锌电极D盐桥中K向ZnCl2溶液移动，Cl向FeCl3溶液移动解析本题考查双液原电池的构成及工作原理。由电池总反应可知，Zn发生氧化反应生成Zn2，则Zn为负极，A错误；石墨电极为正极，Fe3发生还原反应生成Fe2，电极反应式为Fe3e=Fe2，B正确；原电池中电子由负极流出经导线流向正极，则电子流动方向为锌电极电流表石墨电极，C错误；原电池工作时，电解质溶液中阳离子移向正极，阴离子移向负极，故盐桥中K向FeCl3溶液移动，Cl向ZnCl2溶液移动，D错误。7(2021河北衡水检测)常温下，将除去表面氧化膜的Al、Cu片插入浓硝酸中组成原电池(图1)，测得原电池的电流
8、强度(I)随时间(t)的变化如图2所示。反应过程中有红棕色气体产生。下列说法错误的是(D)At1时刻前，Al片的电极反应为2Al6e3H2O=Al2O36HBt1时，因Al在浓硝酸中钝化，氧化膜阻碍了Al继续反应Ct1之后，负极Cu失电子，电流方向发生改变D烧杯中发生的离子反应为2NO22OH=2NOH2O解析t1时刻前，铝片作负极，Al发生氧化反应，负极发生2Al6e3H2O=Al2O36H，故A正确；t1时，随着反应进行铝表面钝化形成氧化膜阻碍反应进行，故B正确；随着反应进行铝表面钝化形成氧化膜阻碍反应进行，铜作负极，电流方向相反，故C正确；NO2溶解于NaOH溶液生成NaNO3和NaNO
9、2，烧杯中发生的离子反应为2NO22OH=NONOH2O，故D错误。第卷(非选择题共58分)二、非选择题：本题包括4小题，共58分8(2021河南洛阳高三检测)能源的开发利用与人类社会的可持续发展息息相关。(1)用于发射“天宫一号”的长征二号火箭的燃料是液态偏二甲肼(CH3)2NNH2，氧化剂是液态四氧化二氮。二者在反应过程中放出大量能量，同时生成无毒、无污染的气体。已知室温下，1 g燃料完全燃烧释放出的能量为42.5 kJ，请写出该反应的热化学方程式C2H8N2(l)2N2O4(l)=2CO2(g)3N2(g)4H2O(l)H2 550 kJmol1。(2)依据原电池构成原理，下列化学反应在
10、理论上可以设计成原电池的是C(填序号)。你选择的理由是该反应为氧化还原反应且为放热反应。AC(s)CO2(g)=2CO(g)BNaOH(aq)HCl(aq)=NaCl(aq)H2O(l)C2CO(g)O2(g)=2CO2(g)D2H2O(l)=2H2(g)O2(g)(3)若以熔融的K2CO3与CO2为反应的环境，依据所选反应设计成一个原电池，请写出该原电池的负极反应：CO2eCO=2CO2。(4)工业上常采用如图所示电解装置，利用铁的化合物将气态废弃物中的硫化氢转化为可利用的硫。通电电解，然后通入H2S时发生反应的离子方程式为2Fe(CN)632COH2S=2Fe(CN)642HCOS。电解时
11、，阳极的电极反应式为Fe(CN)64e=Fe(CN)63；电解过程中阴极区溶液的pH变大(填“变大”“变小”或“不变”)。解析(1)1 g燃料完全燃烧释放出的能量为42.5 kJ，则1 mol偏二甲肼完全燃烧释放出的能量为42.5 kJ602 550 kJ，该反应的热化学方程式为C2H8N2(l)2N2O4(l)=2CO2(g)3N2(g)4H2O(l)H2 550 kJmol1。(2)C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)为氧化还原反应，但该反应为吸热反应，不能设计为原电池，故A项错误；NaOH(aq)HCl(aq)=NaCl(aq)H2O(l)不属于氧化还原反应，不能设计为原电池，故B
12、项错误；2CO(g)O2(g)=2CO2(g)为放热反应，且为氧化还原反应，故可以设计成原电池，故C项正确；2H2O(l)=2H2(g)O2(g)为吸热反应，不能设计成原电池，故D项错误。(3)若为一氧化碳燃料电池，在熔融的K2CO3与CO2为反应的环境中，传导离子为碳酸根离子，负极是一氧化碳失电子生成二氧化碳，则电极反应为CO2eCO=2CO2。(4)电解时，阳极的电极反应式为Fe(CN)64e=Fe(CN)63，电解时阴极反应式为2HCO2e=H22CO，由于CO的水解程度大于HCO，所以溶液碱性增强，则pH变大。9(2021江西临川高三检测)课题式研究性学习是培养学生创造性思维的良好方法
13、。某研究性学习小组利用下列装置进行实验，D、F、X、Y都是铂电极，C、E是铁电极。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B极的名称是负极。(2)甲装置中电解反应的总化学方程式为CuSO4FeCuFeSO4。(3)设电解质溶液过量，则同一时间内C、D电极上参加反应的单质或生成的单质的物质的量之比是11。(4)欲用丙装置将粗铜(含少量铁、锌等杂质)精炼，G极材料应该是粗铜(填“粗铜”或“精铜”)，电解质溶液中原电解质的物质的量浓度将变小(填“变大”“变小”或“不变”)。(5)设甲池中溶液的体积在电解前后都是500 mL，当乙池所产生气体的体积为4.48 L(
14、标准状况)时，甲池中所生成物质的物质的量浓度为0.4molL1。解析(1)根据题意知将电源接通后，向乙中滴入酚酞溶液，在F极附近显红色，说明溶液呈碱性，则F为电解池的阴极，则电源B极的名称是负极。(2)甲装置是以铁为阳极、以铂为阴极电解硫酸铜溶液，电解反应的总化学方程式为CuSO4FeCuFeSO4。(3)根据(2)的反应方程式知同一时间内C极上参加反应的铁的物质的量与D电极上生成铜单质的物质的量相同，则物质的量之比是11。(4)欲用丙装置将粗铜(含少量铁、锌等杂质)精炼，粗铜作阳极，精铜作阴极，G极材料应该是粗铜，阳极上铜和铁、锌等金属失电子生成金属阳离子进入电解质溶液，阴极上铜离子得电子生
15、成铜单质，根据电子守恒知电解质溶液中原电解质的物质的量浓度将变小。(5)乙池中E为阳极，电极反应为Fe2e=Fe2，F为阴极，电极反应为2H2e=H2，当乙池所产生氢气的体积为4.48 L(标准状况)时，其物质的量为0.2 mol，所以乙池转移电子为0.4 mol，甲池中阳极是铁失电子生成亚铁离子，则生成硫酸亚铁的浓度为0.4 molL1。10(2021天津部分区高三联考)新能源汽车所用蓄电池分为铅酸蓄电池、二次锂电池、空气电池等。请回答下列问题：(1)2019年诺贝尔化学奖授予了为锂离子电池发展做出贡献的约翰B古迪纳夫等三位科学家。图甲所示为水溶液锂离子电池体系。放电时，电池的负极是b(填“
16、a”或“b”)，电极反应式为Lie=Li。放电时，Li2SO4溶液中Li从b向a迁移(填“a向b”或“b向a”)。(2)铅酸蓄电池是最常见的二次电池，电压稳定，安全可靠，价格低廉，应用广泛。电池总反应为Pb(s)PbO2(s)2H2SO4(aq)2PbSO4(s)2H2O(l)。放电时，正极的电极反应式是PbO24HSO2e=PbSO42H2O，电解质溶液中c(H2SO4)减小(填“增大”“减小”或“不变”)。用该蓄电池作电源，进行粗铜(含Ag、Pt、Au等杂质)的电解精炼。如图乙所示，电解液c选用CuSO4(或CuCl2等)溶液，A电极的材料是粗铜，B电极反应式为Cu22e=Cu。用该蓄电池
17、作电源，A、B为石墨电极，c为氯化钠溶液，进行电解。如图乙所示，则A电极产生的气体是Cl2，B电极的电极反应式为2H2O2e=2OHH2。解析本题考查电化学知识综合应用，涉及铅酸蓄电池、二次锂电池、粗铜的电解精炼及电解饱和食盐水等。(1)Li是活泼金属，放电时，Li作负极被氧化为Li，电极反应式为Lie=Li。原电池中，Li2SO4溶液中Li由负极向正极移动。(2)放电时，PbO2在正极发生还原反应，电极反应式为PbO24HSO2e=PbSO42H2O，反应中消耗H2SO4且生成了H2O，溶液中c(H2SO4)减小。根据图中电流的流向判断，A是阳极，B是阴极。电解精炼铜时，粗铜作阳极，纯铜作阴
18、极，电解液是CuSO4或CuCl2溶液等，阴极发生Cu2得电子的还原反应：Cu22e=Cu。电解氯化钠溶液，A电极是阳极，Cl放电产生Cl2；B电极是阴极，电极反应式为2H2O2e=2OHH2。11(2021湖北黄冈高三调研)如图甲所示，A为新型高效的甲烷燃料电池，采用铂为电极材料，两电极上分别通入CH4和O2，电解质溶液为KOH溶液，B为浸透饱和硫酸钠溶液和酚酞试液的滤纸，滤纸中央滴有一滴KMnO4溶液，C、D为电解槽。(1)甲烷燃料电池中负极反应式为CH410OH8e=CO7H2O。(2)关闭K1，打开K2，通电后，B中的紫红色液滴向d端移动，则电源a端为负极，通电一段时间后，观察到滤纸c
19、端出现的现象是c端试纸变红。(3)D装置中有200 mL一定浓度的NaCl与CuSO4的混合溶液，闭合K2、打开K1后理论上两极所得气体的体积随时间变化的关系如图乙所示(气体体积已换算成标准状况下的体积，电解前后溶液的体积变化忽略不计)，则原混合溶液中NaCl的物质的量浓度为0.1molL1，t2 s时所得溶液的pH1。(4)若C装置中溶液为AgNO3溶液且足量，电池总反应的离子方程式为4Ag2H2O4AgO24H。电解结束后，为了使溶液恢复原样，则可以在反应后的溶液中加入Ag2O或Ag2CO3(填化学式)。解析本题考查甲烷燃料电池和电解池的串联问题，涉及电极判断、电极反应式书写、电化学计算等
20、。(1)甲烷燃料电池的电解质溶液为KOH溶液，负极上CH4失电子被氧化，电极反应式为CH410OH8e=CO7H2O。(2)关闭K1，打开K2，燃料电池A和电解池B组成串联电路，B中紫红色液滴向d端移动，说明MnO向d移动，则d为阳极，从而推知a为电源的负极，b为正极，c为阴极，电极反应式为2H2O2e=2OHH2，c端溶液呈碱性，酚酞遇碱溶液变成红色。(3)阳极上先后发生反应：2Cl2e=Cl2、2H2O4e=4HO2，由题图乙可知，t1 s时，Cl放电完毕，得到224 mL Cl2(标准状况)，则有n(NaCl)n(Cl)2n(Cl2)0.02 mol，故原混合液中c(NaCl)0.1 molL1。0t2 s阴极反应式为Cu22e=Cu，t1t2 s生成112 mL O2(标准状况)，n(O2)5103 mol，结合阳极反应式可知反应生成n(H)4n(O2)45103 mol0.02 mol，则t2 s时所得溶液中c(H)0.1 molL1，故溶液的pH1。(4)利用Pt电极电解AgNO3溶液时，阳极上OH放电，阴极上Ag放电，电池总反应为4Ag2H2O4AgO24H。为使电解质溶液复原，可向电解后的溶液中加入Ag2O或Ag2CO3。