1、单元素养评价(一)(第1章)(90分钟100分)一、选择题(本题共10小题，每小题2分，共20分。每小题只有一个选项符合题目要求。)1(2021三门峡高二检测)下列说法正确的是()A书写热化学方程式时，只要在化学方程式的右端写上热量的符号和数值即可B凡是在加热或点燃条件下进行的反应都是吸热反应C表明反应所放出或吸收热量的化学方程式叫作热化学方程式D氢气在氧气中燃烧的热化学方程式是2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H483.6 kJ【解析】选C。A项，热化学方程式还应注明各物质的聚集状态；B项，放热反应有时在点燃或加热时才能发生；D项，H的单位错误。【加固训练】(2021北京东城区高二检测)
2、丙烯是重要的有机化工原料。以丁烯和乙烯为原料反应生成丙烯的方法被称为“烯烃歧化法”，主要反应为C4H8(g)C2H4(g) 2C3H6(g)，已知相关摩尔燃烧焓数据：C2H4(g)3O2(g)=2CO2(g)2H2O(l)H11 411 kJmol1C3H6(g)O2(g)=3CO2(g)3H2O(l)H22 049 kJmol1C4H8(g)6O2(g)=4CO2(g)4H2O(l)H32 539 kJmol1下列说法不正确的是()A消耗等物质的量的原料，反应的放热最显著B放出相等的热量，反应产生的CO2最少C“烯烃歧化”反应中消耗1 mol C4H8(g)，放热148 kJD“烯烃歧化”反
3、应中断键吸收的能量比成键放出的能量多【解析】选C。据摩尔燃烧焓的概念及简单计算、盖斯定律、反应热与键能的关系分析判断。燃烧各1 mol C2H4、C3H6、C4H8，反应放热最多，A项正确；反应各生成1 mol CO2时，分别放热705.5 kJ、683 kJ、634.8 kJ，则放出相等的热量时反应产生的CO2最少，B项正确；据盖斯定律，2得C4H8(g)C2H4(g) 2C3H6(g)H148 kJmol1，反应中消耗1 mol C4H8(g)，吸热148 kJ，C项错误；“烯烃歧化”反应是吸热反应，断裂反应物中的化学键吸收的能量比形成生成物中的化学键放出的能量多，D项正确。2下列是我国科
4、技创新的产品设备，其中在工作时由化学能转变成电能的是()【解析】选D。火箭升空时，将燃料的化学能转化为火箭的机械能，故A错误；太阳能电池板，将太阳能转化为电能，故B错误；动车在行驶时主要的能量转化是电能转化为机械能，故C错误；手机电池放电是将化学能转化为电能，故D正确。3(2021衡水高二检测)关于如图所示装置的叙述正确的是()A.甲、乙装置中的锌片都作负极B甲、乙装置中的溶液内的H在铜片上被还原C甲、乙装置中锌片上发生的反应都是还原反应D甲装置中铜片上有气泡生成，乙装置中的铜片质量减小【解析】选D。甲为原电池，乙为电解池，锌片分别作负极与阴极，H分别在铜片与锌片上被还原，锌片上发生的分别是氧
5、化反应与还原反应。甲中铜片上H被还原有气泡生成，乙中铜电极被氧化生成Cu2，铜片质量减小。4(2021惠州高二检测)中国研究人员研制出一种新型复合光催化剂，利用太阳光在催化剂表面实现高效分解水，其主要过程如图所示。已知：几种物质中化学键的键能如下表所示。化学键H2O中HO键O2中OO 键H2中HH键H2O2中OO键H2O2中OH键键能kJmol1463496436138463若反应过程中分解了2 mol水，则下列说法不正确的是()A总反应为2H2O2H2O2B过程吸收了926 kJ能量C过程放出了574 kJ能量D过程属于放热反应【解析】选D。由图可知，总反应为水分解生成氢气和氧气，实现了光能
6、向化学能的转化，反应的方程式为2H2O2H2O2，故A正确；过程为2 mol H2O分子变成2 mol氢原子和2 mol羟基的过程，吸收的能量463 kJ2926 kJ，故B正确；过程为2 mol氢原子和2 mol羟基生成1 mol氢气和1 mol过氧化氢，放出的能量436 kJ 138 kJ574 kJ，故C正确；过程为1 mol过氧化氢变成1 mol氧气和1 mol氢气，断开1 mol H2O2中2 mol HO键和1 mol OO键，形成1 mol O2中OO 键和1 mol H2中HH键，吸收的能量463 kJ2 138 kJ 1 064 kJ，放出的能量496 kJ 436 kJ 9
7、32 kJ，吸收的能量大于放出的能量，该过程为吸热反应，故D错误。5(2021佛山高二检测)反应ABC分两步进行：ABX，XC，反应过程中能量变化如图所示，E1表示反应ABX的活化能。下列有关叙述正确的是()A.E2表示反应XC的活化能B反应ABC的H0CX是反应ABC的催化剂D加入催化剂可改变反应ABC的焓变【解析】选B。XC的活化能应该是从X至X与C之间最高点的能量差，A项错误；从图可知，AB的总能量比C的能量高，故ABC的反应是放热反应，B项正确；从转化关系可知，X是A和B生成C的中间产物，C项错误；焓变是反应物、生成物的总能量差值，与是否加入催化剂无关，故D项错误。62020年7月23
8、日长征五号遥四运载火箭搭载着中国首个火星探测器“天问一号”，在海南文昌航天发射场中点火升空。这些探测器在宇宙中运行的能量来自太阳的光能，其原理是一定条件下光解水得到H2、O2，然后H2、O2在一定条件下形成氢氧燃料电池，两个过程循环往复。下列关于该氢氧燃料电池的说法中正确的是()A其总反应为2H2O2=2H2OB通入O2的一极为负极C若电解质溶液为稀H2SO4，电池工作时，SO向通入O2的一极移动D该原电池是将氢氧燃烧的热能转化为电能的一种装置【解析】选A。氢氧燃料电池中通入氢气的一极为原电池的负极，发生氧化反应，通入氧气的一极为原电池的正极，发生还原反应，溶液的酸碱性不同，电极反应式不同，酸
9、性溶液中负极反应为2H24e=4H，正极反应为O24e4H=2H2O；碱性溶液中负极反应为2H24e4OH=4H2O，正极反应为O24e2H2O=4OH，氢氧燃料电池其实质仍然是O2把H2氧化，但不是点燃的条件，电池总反应为2H2O2=2H2O。原电池内部中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。氢氧燃料电池总反应为2H2O2=2H2O，故A正确； 通入O2的一极为正极，故B错误； 若电解质溶液为稀H2SO4，电池工作时，SO向通入H2的一极移动，故C错误；该原电池是将化学能转化为电能的一种装置，故D错误。【加固训练】(2021丰台区高二检测)水泥在固化过程中自由水分子减少并形成碱性溶液。根据这一
10、物理化学特点，科学家发明了电动势法测水泥的初凝时间。此法的原理如图所示，反应的总方程式为2CuAg2O=Cu2O2Ag。下列说法正确的是()A.负极材料是银B负极的电极反应式为2Cu2OH2e=Cu2OH2OC测量原理示意图中，电流从Cu经过导线流向Ag2OD电池工作时，溶液中OH向正极移动【解析】选B。在该氧化还原反应中还原剂是铜，铜作负极，A错误；铜为负极、Ag2O为正极，负极的电极反应式为2Cu2OH2e=Cu2OH2O，电流从Ag2O经过导线流向铜，B正确，C错误；电池工作时，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，D错误。7如图实验为研究金属腐蚀的实验，下列相关说法正确的是()A.食盐水
11、中有气泡逸出B铁表面的反应为Fe3e=Fe3C红色首先在食盐水滴的中心出现D该实验研究的是金属的吸氧腐蚀【解析】选D。食盐水显中性，图中装置发生吸氧腐蚀，正极：O22H2O4e=4OH；负极：2Fe4e=2Fe2，食盐水与铁片都与O2接触的地方首先出现红色，D项正确。8一种碳纳米管(氢气)二次电池原理如图，该电池的电解质为6 molL1KOH溶液，下列说法不正确的是()A储存H2的碳纳米管放电时为负极，充电时为阴极B放电时，电池反应为2H2O2=2H2OC放电时电池正极的电极反应为NiO(OH)H2Oe=Ni(OH)2OHD放电时负极附近pH减小【解析】选B。A.H2在反应中失e变为H，所以储
12、存H2的碳纳米管作电池负极，在反应中发生失电子的氧化反应，充电时为阴极，A正确；B.放电时，燃料电池的反应为2NiO(OH)H2=2Ni(OH)2，B错误；C.在原电池中，正极上发生得电子的还原反应，NiO(OH)H2Oe=Ni(OH)2OH，C正确；D.放电时是原电池的工作原理，氢气在负极发生失电子的氧化反应，即：H22OH2e=2H2O，消耗氢氧根离子，负极附近pH减小，D正确。9(2021广州高二检测)某同学组装了如图所示的电化学装置。电极为Al，其他电极均为Cu，则()A.电流方向：电极电极B电极发生还原反应C电极逐渐溶解D电极的电极反应：Cu22e=Cu【解析】选A。电极是原电池的负
13、极，电极是原电池的正极，电极是电解池的阳极，电极是电解池的阴极，故电流方向：电极电极，A正确；电极发生氧化反应，B错误；电极是原电池的正极，发生还原反应，有单质铜析出，C错误；电极是电解池的阳极，发生氧化反应，电极反应为Cu2e=Cu2，D错误。10(2021南充高二检测)一种名叫“排毒基强离子排毒仪”的产品，该仪器像一个普通电动脚盆，使用时往注满水的盆中放入双脚，加一些精盐，通电启动仪器，过一段时间，盆中开始出现绿色、红褐色的絮状物。下列说法正确的是()A绿色、红褐色的絮状物质就是从脚底排出的体内毒素B绿色、红褐色的絮状物质是氢氧化亚铁和氢氧化铁C此电动脚盆仪器一定是用惰性电极制成的D往注满
14、水的盆中加一些精盐的目的是降低溶液的导电性【解析】选B。绿色絮状物说明生成了氢氧化亚铁、红褐色的絮状物是氢氧化铁，A错误，B正确；此电动脚盆仪器的阳极是铁，在通电时失去电子被氧化，C错误；往注满水的盆中加一些精盐的目的是提高溶液的导电性，D错误。【加固训练】(2021徐州高二检测)研究人员最近发现了一种“水”电池，这种电池能利用淡水与海水之间含盐量差别进行发电，在海水中电池总反应可表示为5MnO22Ag2NaCl=Na2Mn5O102AgCl，下列“水”电池在海水中放电时的有关说法正确的是()A正极反应式为AgCle=AgClB每生成1 mol Na2Mn5O10转移2 mol电子CCl不断向
15、“水”电池的正极移动DAgCl是还原产物【解析】选B。由电池总反应可知银失去电子被氧化得氧化产物，即银作负极，产物AgCl是氧化产物，A、D都不正确；在原电池中Cl向电池的负极移动，C错误；化合物Na2Mn5O10中Mn元素的化合价是，所以每生成1 mol Na2Mn5O10转移电子的物质的量为(418/5)5 mol2 mol，因此选项B正确。二、选择题(本题共5小题，每小题4分，共20分。每小题有一个或两个选项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。)11(2021天水高二检测)氢氧化钠溶液吸收二氧化硫，将所得的混合液进行电解循环再生，其中阴阳膜组合循环再生机理如
16、图所示，下列有关说法不正确的是()A阳极区酸性增强B阴极的电极反应为2H2e=H2C该过程中的副产品主要为H2SO4D电解时两个电极都只能用惰性电极【解析】选D。电解池中，阳极不是活性电极时，放电的是阴离子，因HSO、SO的放电能力比OH强，故阳极的电极反应为HSOH2O2e=SO3H，SOH2O2e=SO2H，故H浓度增大，酸性增强，A项正确；电解池中，阴极区是溶液中的H放电，产生H2，电极反应为2H2e=H2，B项正确；该过程中的副产品主要为H2SO4，C项正确；阴极区阳离子的放电顺序与电极材料无关，故阴极区电极可以为活性电极，D项错误。12如图所示，H1393.5 kJmol1，H239
17、5.4 kJmol1，下列说法或表示中，正确的是()A.C(s、石墨)=C(s、金刚石)H1.9 kJmol1B石墨和金刚石的转化是物理变化C金刚石的稳定性比石墨强D1 mol石墨的总键能比1 mol金刚石的总键能小1.9 kJ【解析】选A。由图得：C(s、石墨)O2(g)=CO2(g)H393.5 kJmol1，C(s、金刚石)O2(g)=CO2(g)H395.4kJmol1，利用盖斯定律将可得：C(s、石墨)=C(s、金刚石)H1.9 kJmol1，故A正确；石墨转化为金刚石，属于化学变化，故B错误；金刚石能量大于石墨的总能量，物质的量能量越大越不稳定，则石墨比金刚石稳定，故C错误；依据热
18、化学方程式C(s、石墨)=C(s、金刚石)H1.9 kJmol1，断裂1 mol石墨的化学键吸收的能量比断裂1 mol金刚石的化学键吸收的能量大1.9 kJ，故D错误。【加固训练】下列说法不正确的是()AH1H2H3BH10、H30C将煤转化为H2(g)和CO(g)后燃烧比煤直接燃烧放出的热量多D将煤转化为水煤气后再燃烧，从提高煤燃烧利用率看是得不偿失【解析】选C、D。根据盖斯定律，反应热与反应路径无关，只与反应体系的始态和终态有关，所以H1H2H3，故A正确；反应是碳的燃烧，属于放热反应，H10；反应是CO、H2的燃烧反应，属于放热反应，H3HX3。答案：(1)负2H2e=H2(2)Cu2H
19、X3(3)在C端开始时有无色无味气体产生，一段时间后有红色物质析出20(14分)(2021福州高二检测)氢气是一种清洁能源，氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点。已知：CH4(g)H2O(g)=CO(g)3H2(g)H206.2 kJmol1CH4(g)CO2(g)=2CO(g)2H2(g)H247.4 kJmol12H2S(g)=2H2(g)S2(g)H169.8 kJmol1(1)以甲烷为原料制取氢气是工业上常用的制氢方法。CH4(g)与H2O(g)反应生成CO2(g)和H2(g)的热化学方程式为_。(2)H2S热分解制氢时，常向反应器中通入一定比例空气，使部分H2S燃烧，其目的是_
20、；燃烧生成的SO2与H2S进一步反应，生成物在常温下均为非气体，写出该反应的化学方程式：_。(3)H2O的热分解也可得到H2，高温下水分解体系中主要气体的体积分数与温度的关系如图1所示。图中A、B表示的物质依次是_。(4)电解尿素CO(NH2)2的碱性溶液制氢的装置示意图见图2(电解池中隔膜仅阻止气体通过，阴、阳极均为惰性电极)。电解时，阳极的电极反应式为_。(5)Mg2Cu是一种储氢合金。350 时，Mg2Cu与H2反应，生成MgCu2和仅含一种金属元素的氢化物(其中氢的质量分数为0.077)。Mg2Cu与H2反应的化学方程式为_。【解析】(1)把给出的反应2即可得到CH4(g)2H2O(g
21、)=CO2(g)4H2(g)H2206.2247.4165.0 kJmol1。(2)H2S热分解制氢是吸热反应，向反应器中通入一定比例空气，使部分H2S燃烧放热，可以为H2S热分解反应提供热量。SO2与H2S进一步发生归中反应，SO2中的4价硫和H2S中的2价硫都生成单质硫。该反应的化学方程式为2H2SSO2=2H2O3S。(3)化学反应的本质是旧化学键断裂和新化学键形成的过程。由图可知，水的分解化学键断裂先生成H原子与O原子，氢原子结合生成氢气，氧原子结合生成氧气，由水的分子式可知氢原子物质的量是氧原子的2倍，故A为氢原子、B为氧原子。(4)电解质是尿素CO(NH2)2的碱性溶液，电解时，阳
22、极得到N2，是CO(NH2)2中的3价N失去电子生成的，碳的化合价没有变化，仍为4价，在碱性溶液中以CO形式存在，所以电极反应式为CO(NH2)28OH6e=CON26H2O。(5)Mg2Cu与H2反应，生成MgCu2，从Mg2Cu和MgCu2的组成可以看出，生成的另一种物质是由镁和氢组成的氢化物。根据氢的质量分数为0.077可计算出此氢化物的化学式为MgH2，Mg2Cu与H2反应的化学方程式为2Mg2Cu3H2MgCu23MgH2。答案：(1)CH4(g)2H2O(g)=CO2(g)4H2(g)H165.0 kJmol1(2)为H2S热分解反应提供热量2H2SSO2=2H2O3S(3)H、O(或氢原子、氧原子)(4)CO(NH2)28OH6e=CON26H2O(5)2Mg2Cu3H2MgCu23MgH2