專題綜合測評(一)化學反應與能量變化(時間45分鐘，滿分100分)一、選擇題(本題包括12個小題，每小題4分，共48分)1．下列說法中正確的是()【導學號：92410075】A．核能是一種清潔、環保、安全的新能源B．核變化屬于化學變化C．氫氣的燃燒熱很高，且來源豐富、無污染，是一級能源D．將煤制成氣體燃料或液體燃料，可以提高其燃燒效率【解析】一旦發生核泄漏，會對環境造成污染，A項錯；核變化不屬于化學變化，B項錯；H2是二級能源，C項錯；將煤制成氣體燃料或液體燃料，既能減少污染，又能提高燃燒效率，D項正確。【答案】D2．下列說法或表示方法不正確的是()A．蓋斯定律實質上是能量守恒定律的體現B．在稀溶液中：H＋(aq)＋OH－(aq)=H2O(l)ΔH＝－kJ/mol，若將含molH2SO4的濃硫酸與含1molNaOH的溶液混合，放出的熱量大于kJC．由一定條件下石墨合成金剛石吸熱可知，石墨比金剛石穩定D．在101kPa時，2gH2完全燃燒生成液態水，放出kJ熱量，氫氣燃燒的熱化學方程式表示為：2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)ΔH＝－kJ/mol【解析】蓋斯定律實質上是能量守恒定律的體現；濃硫酸稀釋過程中也放出熱量，所以放出的熱量大于kJ；能量越低的物質越穩定；選項D中ΔH應等于－kJ/mol。【答案】D3．根據如圖所示的各物質能量變化關系判斷下列熱化學方程式正確的是()【導學號：92410076】A．C(金剛石，s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH1＝akJ·mol－1(a<0)B．C(石墨，s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH2＝bkJ·mol－1(b>0)C．C＋O2=CO2ΔH3＝ckJ·mol－1(c>0)D．C(金剛石，s)=C(石墨，s)ΔH4＝dkJ·mol－1(d>0)【解析】C(石墨，s)燃燒生成CO2(g)屬于放熱反應，ΔH<0，B錯；由題圖知C(金剛石，s)的能量高于C(石墨，s)，則C(金剛石，s)=C(石墨，s)ΔH<0(放熱反應)，D錯；熱化學方程式要標出物質聚集狀態，C錯。【答案】A4．如圖所示是幾種常見的化學電源示意圖，有關說法不正確的是()干電池示意圖鉛蓄電池示意圖氫氧燃料電池示意圖A．上述電池分別屬于一次電池、二次電池和燃料電池B．干電池在長時間使用后，鋅筒被破壞C．鉛蓄電池工作過程中，每通過2mol電子，負極質量減輕207gD．氫氧燃料電池是一種具有應用前景的綠色電源【解析】在干電池中，Zn作負極，被氧化，B項正確；氫氧燃料電池不需要將還原劑和氧化劑全部儲藏在電池內，且得到的最終產物是水，故氫氧燃料電池是一種具有應用前景的綠色電源，D項正確；C項忽略了硫酸鉛在負極上析出，負極質量應該增加而非減少，C項錯誤。【答案】C5．如圖是Zn和Cu組成的原電池示意圖，某小組做完該實驗后，在讀書卡片上記錄如下，卡片上描述合理的是()【導學號：92410077】稀硫酸卡片Date：2023－10－11實驗記錄：①導線中電流方向：鋅→銅②銅極上有氣泡產生③鋅片變薄實驗結論：④Zn為正極，Cu為負極⑤銅比鋅活潑⑥H＋向銅片移動A．①②③ B．④⑤⑥C．③④⑤ D．②③⑥【解析】由圖可知，該電池反應為Zn＋H2SO4=ZnSO4＋H2↑，活潑金屬Zn作負極，Cu作正極；外電路電流的方向為正極流向負極，①、④、⑤錯誤；Zn失去電子被氧化，溶解成Zn2＋，失去的電子經外電路流向正極，溶液中的H＋在正極板上得到電子，析出H2，②、③、⑥正確。【答案】D6．用惰性電極電解稀H2SO4、Cu(NO3)2、NaCl的混合液，最初一段時間陰極和陽極上析出的物質分別是()A．H2和Cl2 B．Cu和Cl2C．H2和O2 D．Cu和O2【解析】由題意知，溶液中存在H＋、Cu2＋、Na＋、SOeq\o\al(2－,4)、NOeq\o\al(－,3)、Cl－、OH－，根據離子的放電順序：陽離子：Cu2＋>H＋>Na＋，陰離子：Cl－>OH－>SOeq\o\al(2－,4)、NOeq\o\al(－,3)，則陰極：Cu2＋＋2e－=Cu，陽極：2Cl－－2e－=Cl2↑。【答案】B7．根據如圖所示的反應判斷，下列說法中錯誤的是()【導學號：92410078】碳酸鈣的熱分解示意圖A．CO2(g)和CaO(s)的總能量大于CaCO3(s)的總能量B．該反應的焓變大于零C．該反應中有離子鍵斷裂也有共價鍵斷裂，化學鍵斷裂吸收能量，化學鍵形成放出能量D．由該反應可推出凡是需要加熱才能發生的反應均為吸熱反應【解析】碳酸鈣受熱分解的反應是吸熱反應，焓變大于零，故CO2(g)和CaO(s)的總能量大于CaCO3(s)的總能量，A、B項說法正確；在CaCO3中，Ca2＋和COeq\o\al(2－,3)之間存在離子鍵，COeq\o\al(2－,3)中C與O之間存在共價鍵，故反應中有離子鍵斷裂也有共價鍵斷裂，舊化學鍵斷裂需要吸收能量，新化學鍵形成放出能量，C項說法正確；需要加熱才能發生的反應不一定為吸熱反應，如碳的燃燒需要加熱，但該反應是放熱反應，D項說法錯誤。【答案】D8．(2023·四川成都階段測試)下列說法中正確的是()A．煤燃燒是化學能轉化為光能的過程B．1mol甲烷燃燒生成氣態水和二氧化碳所放出的熱量是甲烷的燃燒熱C．HCl和NaOH反應的中和熱ΔH＝－kJ·mol－1，則H2SO4和Ca(OH)2反應的中和熱ΔH＝2×(－kJ·mol－1D．反應H2(g)＋F2(g)=2HF(g)ΔH＝－270kJ·mol－1說明在相同條件下，1mol氫氣與1mol氟氣的能量總和大于2mol氟化氫氣體的能量【解析】煤燃燒主要是化學能轉化為熱能的過程，A錯誤；lmol甲烷燃燒生成液態水和二氧化碳所放出的熱量是甲烷的燃燒熱，B錯誤；中和熱指在稀溶液中，酸跟堿發生中和反應生成1mol水時的反應熱，C錯誤；若反應物的總能量大于生成物的總能量，則是放熱反應，D正確。【答案】D9．下列敘述正確的是()【導學號：92410079】A．同溫同壓下，4Al(s)＋3O2(g)=2Al2O3(s)在常溫和點燃條件下的ΔH不同B．在某反應中，當反應物具有的總能量大于生成物具有的總能量時，該反應放熱，ΔH>0C．已知eq\f(1,2)C(s)＋eq\f(1,2)O2(g)=eq\f(1,2)CO2(g)ΔH＝－kJ·mol－1，則碳的標準燃燒熱是ΔH＝－kJ·mol－1D．已知NaOH(aq)＋HCl(aq)=NaCl(aq)＋H2O(l)ΔH＝－kJ·mol－1，則含20.0gNaOH的稀溶液與稀鹽酸完全中和，放出kJ的熱量【解析】A項，反應熱與反應條件無關；B項，反應放熱時ΔH<0；C項，標準燃燒熱所對應的可燃物的物質的量應為1mol；D項，gNaOH的物質的量為mol，發生中和反應放出的熱量為mol×kJ·mol－1＝kJ。【答案】D10．肼(N2H4)是一種可用于火箭或原電池的燃料。已知：N2(g)＋2O2(g)=2NO2(g)ΔH＝＋kJ/mol①N2H4(g)＋O2(g)=N2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－534kJ/mol②下列說法正確的是()A．反應①中反應物所具有的總能量大于生成物所具有的總能量B．2N2H4(g)＋2NO2(g)=3N2(g)＋4H2O(g)ΔH＝－1kJ/molC．鉑作電極，KOH溶液作電解質溶液，由反應②設計的燃料電池，其負極反應式為N2H4－4e－＋4OH－=N2＋4H2OD．鉑作電極，KOH溶液作電解質溶液，由反應②設計的燃料電池，工作一段時間后，KOH溶液的pH將增大【解析】反應①為吸熱反應，反應物所具有的總能量小于生成物所具有的總能量，故A錯誤；2×②－①即得到2N2H4(g)＋2NO2(g)=3N2(g)＋4H2O(g)，ΔH＝2×②－①＝2×(－534kJ/mol)－(＋kJ/mol)＝－1kJ/mol，故B錯誤；負極是N2H4失電子生成N2和H2O，則其電極反應式為N2H4－4e－＋4OH－=N2＋4H2O，故C正確；反應生成水，溶液的體積增大，所以氫氧化鉀的濃度減小，即溶液的pH減小，故D錯誤。【答案】C11．關于下列各裝置圖的敘述不正確的是()【導學號：92410080】A．用圖①裝置精煉銅，a極為粗銅，電解質溶液為CuSO4溶液B．圖②裝置的鹽橋中KCl溶液中的Cl－移向乙燒杯C．圖③裝置中鋼閘門可與外接電源的負極相連受到保護D．圖④兩個裝置中通過導線的電子數相同時，消耗負極材料的物質的量不同【解析】A項正確，由電流方向判斷a極為陽極，可使粗銅溶解；B項錯誤，圖②裝置中的甲燒杯中鋅作負極，溶液中不斷增加Zn2＋，鹽橋中KCl溶液中的Cl－移向甲燒杯；C項正確，因為鋼閘門與外接電源的負極相連作陰極受到了保護；圖④中左、右裝置均為原電池，左裝置中的鋁作負極被氧化，右裝置中的鋅作負極被氧化，但兩種金屬的氧化產物的化合價不同，當通過導線的電子數相同時，消耗負極材料的物質的量不同。【答案】B12．下圖為兩個原電池裝置圖，由此判斷下列說法錯誤的是()【導學號：92410081】A．當兩原電池中轉移相同數目的電子時，生成和消耗Ni的物質的量相同B．兩裝置工作時，鹽橋中的陰離子向負極移動，陽離子向正極移動C．由此可判斷能夠發生2Cr3＋＋3Ni=3Ni2＋＋2Cr和Ni2＋＋Sn=Sn2＋＋Ni的反應D．由此可判斷Cr、Ni、Sn三種金屬的還原性強弱順序為：Cr>Ni>Sn【解析】第一個原電池中Ni2＋得電子生成Ni，第二個原電池中Ni失電子生成Ni2＋，當兩原電池中轉移相同數目的電子時，生成和消耗Ni的物質的量相同。兩裝置工作時，負極生成陽離子，所以鹽橋中的陰離子向負極移動，陽離子向正極移動。左池中發生的反應為3Ni2＋＋2Cr=2Cr3＋＋3Ni，右池中發生的反應為Ni＋Sn2＋=Ni2＋＋Sn，C項錯。由此可判斷Cr、Ni、Sn三種金屬的還原性強弱順序為：Cr>Ni>Sn。【答案】C二、非選擇題(本題包括4個小題，共52分)13．(14分)如圖所示，水槽中試管內有一枚鐵釘，放置數天后觀察：(1)鐵釘在逐漸生銹，則鐵釘的腐蝕屬于________腐蝕。(填“化學”或“電化學”)(2)若試管內液面上升，則原溶液呈________性，發生________腐蝕，電極反應式：負極：______________________，正極：____________________________。(3)若試管內液面下降，則原溶液呈________性，發生________腐蝕，電極反應為：負極：____________________________；正極：______________。【解析】(1)由于鐵釘不純含有碳，則鐵為負極，碳為正極，又存在電解質溶液，所以可形成原電池，因此鐵釘的腐蝕為電化學腐蝕。(2)試管內液面上升，說明此時試管內的壓強減小，應為試管內的氣體被消耗所致，結合電化學腐蝕的原理，鐵釘發生了吸氧腐蝕。(3)試管內液面下降，說明此時試管內的壓強增大，試管內應該有氣體產生，結合電化學腐蝕的原理，鐵釘發生了析氫腐蝕。【答案】(1)電化學(2)弱酸性、中性或堿吸氧Fe－2e－=Fe2＋O2＋4e－＋2H2O=4OH－(3)較強酸析氫Fe－2e－=Fe2＋2H＋＋2e－=H2↑14．(14分)如圖為相互串聯的甲、乙兩個電解池，試回答：甲乙(1)甲池若為用電解原理精煉銅的裝置，A極是________，材料是________，電極反應為_____________________________________________________，B極是________，材料是________，電極反應式為_________________________________________，電解質溶液為_________________________。(2)乙池中若滴入少量酚酞試液，開始一段時間后，Fe極附近呈________色。(3)若甲槽陰極增重12.8g，則乙槽陽極放出氣體在標準狀況下的體積為________。(4)若乙槽剩余液體為400mL，則電解后得到堿液的物質的量濃度為________。【解析】(1)考查粗銅精煉和電解飽和食鹽水，依據電源，知A為陰極，B為陽極，Fe為陰極，C為陽極。(3)若A增重g，即Cu2＋＋2e－=Cu，n(e－)＝eq\fg,64g·mol－1)×2＝mol，則據電子守恒，乙池中陽極2Cl－－2e－=Cl2↑，V(Cl2)＝mol×L·mol－1＝L。(4)乙池總反應式：2NaCl＋2H2Oeq\o(=,\s\up17(通電))2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，故n(NaOH)＝2n(Cl2)＝mol，則c(NaOH)＝eq\fmol,L)＝1mol·L－1。【答案】(1)陰極純銅Cu2＋＋2e－=Cu陽極粗銅Cu－2e－=Cu2＋(主要)CuSO4溶液[或Cu(NO3)2溶液等](2)紅(3)4.48L(4)1mol·L－115．(12分)研究NOx、SO2、CO等大氣污染氣體的處理方法具有重要意義。【導學號：92410083】(1)處理含CO、SO2煙道氣污染的一種方法是將其在催化劑作用下轉化為單質S。已知：①CO(g)＋1/2O2(g)=CO2(g)ΔH＝－kJ·mol－1；②S(s)＋O2(g)=SO2(g)ΔH＝－kJ·mol－1。此反應的熱化學方程式是__________________________________________。(2)氮氧化物是造成光化學煙霧和臭氧層損耗的主要氣體。已知：①CO(g)＋NO2(g)=NO(g)＋CO2(g)ΔH＝－akJ·mol－1(a>0)②2CO(g)＋2NO(g)=N2(g)＋2CO2(g)ΔH＝－bkJ·mol－1(b>0)若用標準狀況下LCO還原NO2至N2(CO完全反應)的整個過程中轉移電子的數目為________，放出的熱量為________kJ(用含有a和b的代數式表示)。(3)用CH4催化還原NOx也可以消除氮氧化物的污染。例如：①CH4(g)＋4NO2(g)=4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)ΔH1＝－574kJ·mol－1②CH4(g)＋4NO(g)=2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)ΔH2＝？若1molCH4還原NO2至N2整個過程中放出的熱量為867kJ，則ΔH2＝________。【解析】(1)由題意可知：CO、SO2反應生成CO2和單質S，根據蓋斯定律，①×2－②得：2CO(g)＋SO2(g)=S(s)＋2CO2(g)ΔH＝－270kJ·mol－1。(2)由①②兩方程式可知：CO的氧化產物均為CO2，碳元素的化合價從＋2價升至＋4價，3.36LCO即mol，根據電子得失守恒：電子轉移的物質的量為mol，則其數目為。據蓋斯定律：①×2＋②得：4CO(g)＋2NO2(g)=N2(g)＋4CO2(g)ΔH＝－(2a＋b)kJ·mol－1則放出的熱量為(2a＋b)/4kJ＝3(2a＋b)/80kJ(3)根據蓋斯定律①＋②可得：2CH4(g)＋4NO2(g)=2N2(g)＋2CO2(g)＋4H2O(g)ΔH＝(ΔH1＋ΔH2)，則(ΔH1＋ΔH2)/2＝－867kJ·mol－1，解之得ΔH2＝－1160kJ·mol－1。【答案】(1)2CO(g)＋SO2(g)=S(s)＋2CO2(g)ΔH＝－270kJ·mol－1(2)3(2a＋b(3)－11