生活的色彩就是學習生活的色彩就是學習K12的學習需要努力專業(yè)專心堅持K12的學習需要努力專業(yè)專心堅持生活的色彩就是學習K12的學習需要努力專業(yè)專心堅持第6章化學反應(yīng)與能量轉(zhuǎn)化章末綜合檢測(六)(時間：60分鐘；滿分：100分)一、選擇題(本題包括9小題，每小題5分，共45分)1．(2018·杭州一模)碳酸鈣分解的反應(yīng)需要在高溫下持續(xù)加熱，根據(jù)如圖所示的反應(yīng)判斷下列說法中錯誤的是()A．1molCO2(g)和1molCaO(s)的總能量大于1molCaCO3(s)的總能量B．該反應(yīng)的焓變大于零C．該反應(yīng)中有離子鍵斷裂也有共價鍵斷裂，化學鍵斷裂吸收能量，化學鍵生成放出能量D．由該反應(yīng)可推出凡是需要加熱才發(fā)生的反應(yīng)均為吸熱反應(yīng)解析：選D。因為碳酸鈣受熱分解是吸熱反應(yīng)，所以1molCO2(g)和1molCaO(s)的總能量大于1molCaCO3(s)的總能量，焓變大于零，A、B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(yīng)中有離子鍵斷裂也有共價鍵斷裂，舊化學鍵斷裂吸收能量，新化學鍵形成放出能量，C正確；需要加熱才發(fā)生的反應(yīng)不一定為吸熱反應(yīng)，如碳的燃燒需要加熱，但該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，D錯誤。2．(2018·天津河西區(qū)模擬)通過以下反應(yīng)均可獲取H2。下列有關(guān)說法不正確的是()①太陽光催化分解水制氫：2H2O(l)=2H2(g)＋O2(g)ΔH1＝571．6kJ/mol②焦炭與水反應(yīng)制氫：C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g)ΔH2＝131．3kJ/mol③甲烷與水反應(yīng)制氫：CH4(g)＋H2O(g)=CO(g)＋3H2(g)ΔH3＝206．1kJ/molA．由反應(yīng)①知H2的燃燒熱為571．6kJ/molB．反應(yīng)②中生成物的總能量高于反應(yīng)物的總能量C．反應(yīng)③若改用新催化劑，ΔH3不變化D．反應(yīng)CH4(g)=C(s)＋2H2(g)的ΔH＝74．8kJ/mol解析：選A。A．在一定條件下，1mol可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定氧化物時所放出的熱量是燃燒熱，由反應(yīng)①知H2的燃燒熱為285．8kJ/mol，A錯誤；B．反應(yīng)②的焓變大于0，說明該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，生成物的總能量高于反應(yīng)物的總能量，B正確；C．反應(yīng)③使用催化劑，可以加快反應(yīng)速率，但是催化劑不影響反應(yīng)熱，所以改用新催化劑后ΔH3不變，C正確；D．根據(jù)蓋斯定律，③－②可得：反應(yīng)CH4(g)=C(s)＋2H2(g)的ΔH＝206．1kJ/mol－131．3kJ/mol＝74．8kJ/mol，D正確。3．如圖所示，將緊緊纏繞不同金屬的鐵釘放入培養(yǎng)皿中，再加入含有適量酚酞和NaCl的瓊脂熱溶液，冷卻后形成瓊膠(離子在瓊膠內(nèi)可以移動)。下列敘述正確的是()A．a(chǎn)中鐵釘附近呈現(xiàn)紅色B．b中鐵釘上發(fā)生還原反應(yīng)C．a(chǎn)中銅絲上發(fā)生氧化反應(yīng)D．b中鋁條附近有氣泡產(chǎn)生解析：選B。a、b兩裝置中金屬接觸中性電解質(zhì)溶液，都發(fā)生吸氧腐蝕。a中鐵釘作負極，銅絲作正極，正極上的反應(yīng)為O2＋2H2O＋4e－=4OH－，堿性增強，銅絲附近呈紅色，故A、C兩項錯；b中形成的原電池Al作負極，電極反應(yīng)為Al－3e－=Al3＋，故D項錯；b中鐵釘作正極，發(fā)生還原反應(yīng)，故B項正確。4．(2018·濱州統(tǒng)考)利用電解原理凈化含有機物的廢水，其原理是在電解條件下將較低價態(tài)的金屬離子(Co2＋)氧化成較高價態(tài)的金屬離子(Co3＋)，利用較高價態(tài)的金屬離子將廢水中的有機物氧化成CO2。裝置如圖所示。下列說法正確的是()A．鋅極為負極，發(fā)生氧化反應(yīng)B．石墨極上發(fā)生的電極反應(yīng)式為Co2＋－e－=Co3＋C．電解過程中，陰極附近溶液pH減小D．氧化1molHCHO時電路中至少轉(zhuǎn)移3mol電子解析：選B。根據(jù)圖示知，鋅為陰極、石墨為陽極，陰極發(fā)生還原反應(yīng)，A項錯誤；石墨極發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為Co2＋－e－=Co3＋，B項正確；鋅極的電極反應(yīng)式為2H＋＋7．(2018·湖北四校聯(lián)考)用固體氧化物作電解質(zhì)的甲醇-氧氣燃料電池電解Na2SO4溶液制備白色的Fe(OH)2。其原理如圖所示：下列有關(guān)說法正確的是()A．Fe為陰極B．碳棒Y上的電極反應(yīng)式為O2＋4e－＋4H＋=2H2OC．碳棒X上的電極反應(yīng)式為CH3OH－6e－＋3O2－=CO2↑＋2H2OD．C電極的表面觀察到Fe(OH)2白色沉淀解析：選C。選項A中Fe失電子提供Fe2＋，發(fā)生氧化反應(yīng)，作陽極，A項錯誤。選項B中以固體氧化物作為電解質(zhì)，因此電極反應(yīng)式中不應(yīng)出現(xiàn)H＋，B項錯誤。選項D中Fe(OH)2白色沉淀應(yīng)在兩極之間形成，而不是在電極表面，D項錯誤。8．(2018·福州一模)我國對“可呼吸”的鈉-二氧化碳電池的研究取得突破性進展。該電池的總反應(yīng)式為4Na＋3CO2eq\o(,\s\up7(放電),\s\do5(充電))2Na2CO3＋C，其工作原理如圖所示(放電時產(chǎn)生的Na2CO3固體儲存于碳納米管中)。下列說法不正確的是()A．放電時，鈉金屬片作負極，碳納米管作正極B．充電時，陽極反應(yīng)為2Na2CO3＋C－4e－=3CO2↑＋4Na＋C．放電時，Na＋從負極區(qū)向正極區(qū)移動D．該電池的電解質(zhì)溶液也可使用NaClO4的水溶液解析：選D。根據(jù)電池的總反應(yīng)式可知，放電時Na發(fā)生氧化反應(yīng)，則鈉金屬片作負極，碳納米管作正極，A項正確；充電時，陽極上發(fā)生氧化反應(yīng)，C轉(zhuǎn)化為CO2，電極反應(yīng)為2Na2CO3＋C－4e－=3CO2↑＋4Na＋，B項正確；放電時，Na＋從負極區(qū)向正極區(qū)移動，C項正確；金屬鈉能與水反應(yīng)，故電解質(zhì)溶液不能使用NaClO4的水溶液，D項錯誤。9．(2016·高考浙江卷)金屬(M)-空氣電池(如圖)具有原料易得、能量密度高等優(yōu)點，有望成為新能源汽車和移動設(shè)備的電源。該類電池放電的總反應(yīng)方程式為4M＋nO2＋2nH2O=4M(OH)n。已知：電池的“理論比能量”指單位質(zhì)量的電極材料理論上能釋放出的最大電能。下列說法不正確的是()A．采用多孔電極的目的是提高電極與電解質(zhì)溶液的接觸面積，并有利于氧氣擴散至電極表面B．比較Mg、Al、Zn三種金屬-空氣電池，Al-空氣電池的理論比能量最高C．M-空氣電池放電過程的正極反應(yīng)式：4Mn＋＋nO2＋2nH2O＋4ne－=4M(OH)nD．在Mg-空氣電池中，為防止負極區(qū)沉積Mg(OH)2，宜采用中性電解質(zhì)及陽離子交換膜解析：選C。A項，采用多孔電極可以增大電極與電解質(zhì)溶液的接觸面積，且有利于氧氣擴散至電極表面，正確；B項，根據(jù)“已知”信息知鋁的比能量比Mg、Zn的高，正確；C項，M-空氣電池放電過程中，正極為氧氣得到電子生成OH－，錯誤；D項，為了避免正極生成的OH－移至負極，應(yīng)選用陽離子交換膜，正確。二、非選擇題(本題包括5小題，共55分)10．(6分)從NOeq\o\al(－,3)、SOeq\o\al(2－,4)、Cl－、Cu2＋、Ba2＋、Ag＋、H＋等中選出適當?shù)碾x子組成電解質(zhì)，采用惰性電極對其溶液進行電解。(1)若兩極分別放出H2和O2，電解質(zhì)的化學式為______________________。(2)若陰極析出金屬，陽極放出氧氣，電解質(zhì)的化學式為______________________。(3)若兩極分別放出氣體，且體積比為1∶1，電解質(zhì)的化學式為______________________。解析：(1)兩極分別放出H2和O2，即H＋和OH－放電，實質(zhì)是電解H2O，水中的溶質(zhì)應(yīng)起導(dǎo)電作用，它可以是HNO3、H2SO4、Ba(NO3)2中的任意一種，但不是BaSO4。(2)陰極析出金屬，即Ag＋或Cu2＋放電；陽極放出O2，即OH－放電。水中的溶質(zhì)可以是AgNO3、Cu(NO3)2、CuSO4中的任意一種。(3)兩極都生成氣體，且氣體體積比為1∶1，則放電的離子應(yīng)是Cl－和H＋。水中的溶質(zhì)可以是HCl、BaCl2中的任意一種。答案：(1)HNO3[或H2SO4或Ba(NO3)2](2)AgNO3[或Cu(NO3)2或CuSO4](3)HCl(或BaCl2)11．(12分)(1)常溫下，0．5mol甲醇在氧氣中完全燃燒生成CO2和液態(tài)水，放出熱量363．3kJ。寫出該反應(yīng)的熱化學方程式：_______________________________________。(2)請設(shè)計一個燃料電池：電解質(zhì)溶液為強堿溶液，Pt作電極，在電極上分別通入甲醇和氧氣。通入甲醇的電極應(yīng)為________極(填“正”或“負”)，該電極上發(fā)生的電極反應(yīng)式為________________________________________________________________________。(3)用Pt作電極電解1LpH＝6的硝酸銀溶液，如圖甲所示，則右邊電極上發(fā)生的電極反應(yīng)式為__________________________________________________。(4)某化學學習興趣小組為了研究金屬的腐蝕現(xiàn)象，將一枚鐵釘放在“84”消毒液(有效成分為NaClO)中，某同學設(shè)計了如圖乙所示實驗裝置，寫出石墨電極上發(fā)生的電極反應(yīng)式：________________________________________________________________________。解析：(2)通入燃料的電極為負極，在強堿性溶液中甲醇的氧化產(chǎn)物應(yīng)為碳酸鹽；(3)用惰性電極電解硝酸銀溶液時，陽極是水失去電子產(chǎn)生氧氣；(4)“84”消毒液中ClO－在正極得電子生成Cl－。答案：(1)CH3OH(l)＋eq\f(3,2)O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－726．6kJ·mol－1(2)負CH3OH＋8OH－－6e－=COeq\o\al(2－,3)＋6H2O(3)2H2O－4e－=O2↑＋4H＋(4)ClO－＋H2O＋2e－=Cl－＋2OH－12．(12分)新型高效的甲烷燃料電池采用鉑為電極材料，兩電極上分別通入CH4和O2，電解質(zhì)為KOH溶液。某研究小組將兩個甲烷燃料電池串聯(lián)后作為電源，進行電解飽和氯化鈉溶液實驗，如圖所示?；卮鹣铝袉栴}：(1)甲烷燃料電池正極、負極的電極反應(yīng)式分別為__________________________、________________________________________________________________________。(2)閉合K開關(guān)后，a、b電極上均有氣體產(chǎn)生，其中b電極上得到的是________________，電解飽和氯化鈉溶液的總反應(yīng)方程式為____________________________________________。(3)若每個電池甲烷通入量均為1L(標準狀況)，且反應(yīng)完全，則理論上通過電解池的電量為________________________________________________________________________________________(法拉第常數(shù)F＝9．65×104C·mol－1，列式計算)，最多能產(chǎn)生的氯氣體積為________L(標準狀況解析：(1)甲烷燃料電池的總反應(yīng)方程式為CH4＋2O2＋2OH－=COeq\o\al(2－,3)＋3H2O，正極反應(yīng)式為2O2＋4H2O＋8e－=8OH－，負極反應(yīng)式由總反應(yīng)式減去正極反應(yīng)式即可得到；(2)由圖示可知，甲烷燃料電池中通入CH4的一極為負極，因而與之相連的b電極為陰極，產(chǎn)生的氣體為氫氣；(3)1mol甲烷被氧化失去電子8mol，電量為8×9．65×104C，題中雖有兩個燃料電池，但電子的轉(zhuǎn)移只能用一個電池的甲烷量計算，可根據(jù)CH4～8e－～4Cl2計算出標準狀況下產(chǎn)生氯氣的體積為4L。答案：(1)2O2＋4H2O＋8e－=8OH－CH4＋10OH－－8e－=COeq\o\al(2－,3)＋7H2O(2)H22NaCl＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(通電))2NaOH＋H2↑＋Cl2↑(3)eq\f(1L,22.4L·mol－1)×8×9．65×104C·mol－1＝3．45×104C13．(12分)能源的開發(fā)、利用與人類社會的可持續(xù)發(fā)展息息相關(guān)，怎樣充分利用好能源是擺在人類面前的重大課題。Ⅰ．已知：Fe2O3(s)＋3C(石墨，s)=2Fe(s)＋3CO(g)ΔH＝akJ·mol－1CO(g)＋1/2O2(g)=CO2(g)ΔH＝bkJ·mol－1C(石墨，s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH＝ckJ·mol－1則反應(yīng)：4Fe(s)＋3O2(g)=2Fe2O3(s)的焓變ΔH＝________kJ·mol－1。Ⅱ．(1)依據(jù)原電池的構(gòu)成原理，下列化學反應(yīng)在理論上可以設(shè)計成原電池的是________(填序號)。A．C(s)＋CO2(g)=2CO(g)B．NaOH(aq)＋HCl(aq)=NaCl(aq)＋H2O(l)C．2H2O(l)=2H2(g)＋O2(g)D．CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)若以KOH溶液為電解質(zhì)溶液，依據(jù)所選反應(yīng)可以設(shè)計成一個原電池，請寫出該原電池的電極反應(yīng)式。負極：____________________________________________________________________，正極：____________________________________________________________________。(2)二氧化氯(ClO2)是一種高效安全的自來水消毒劑。ClO2是一種黃綠色氣體，易溶于水。實驗室以NH4Cl、鹽酸、NaClO2為原料制備ClO2流程如下：已知：電解過程中發(fā)生的反應(yīng)為NH4Cl＋2HCleq\o(=,\s\up7(電解))NCl3＋3H2↑，NCl3中氮元素為＋3價。①寫出電解時陰極的電極反應(yīng)式：______________________________________________。②在陽極上放電的離子是________。解析：Ⅰ．①Fe2O3(s)＋3C(石墨，s)=2Fe(s)＋3CO(g)ΔH＝akJ·mol－1②CO(g)＋1/2O2(g)=CO2(g)ΔH＝bkJ·mol－1③C(石墨，s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH＝ckJ·mol－1由蓋斯定律(③－②)×6－①×2得4Fe(s)＋3O2(g)=2Fe2O3(s)ΔH＝[6(c－b)－2a]kJ·mol－1Ⅱ．(1)設(shè)計成原電池需要是自發(fā)進行的氧化還原反應(yīng)。A項是非自發(fā)進行的氧化還原反應(yīng)，不選；B項是復(fù)分解反應(yīng)，不是氧化還原反應(yīng)，不選；C項是非自發(fā)進行的氧化還原反應(yīng)，不選；D項是自發(fā)進行的氧化還原反應(yīng)，可以設(shè)計成原電池。D項反應(yīng)可設(shè)計成甲烷燃料電池，在堿溶液中甲烷在負極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，氧氣在正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)。負極：CH4－8e－＋10OH－=COeq\o\al(2－,3)＋7H2O；正極：2O2＋4H2O＋8e－=8OH－。(2)①電解時陰極上是氫離子得到電子生成氫氣，陰極的電極反應(yīng)式為2H＋＋2e－=H2↑；②電解時陽極上是銨根離子失去電子生成NCl3。答案：Ⅰ．6(c－b)－2Ⅱ．(1)DCH4－8e－＋10OH－=COeq\o\al(2－,3)＋7H2O2O2＋4H2O＋8e－=8OH－(2)①2H＋＋2e－=H2↑②NHeq\o\al(＋,4)14．(13分)(2018·南通一模)電解法處理含氮氧化物的廢氣，可回收硝酸，具有較高的環(huán)境效益和經(jīng)濟效益。實驗室模擬電解法吸收NOx的裝置如圖所示(圖中電極均為石墨電極)。(1)若用NO2氣體進行模擬電解法吸收實驗。①寫出電解時NO2發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式：_________________________________________________________________________________________________________。②若在標準狀況下有2．24LNO2被吸收，通過陽離子交換膜(只允許陽離子通過)的H＋為________mol。(2)某小組在右室裝有10L0．2mol·L－1硝酸，用含NO和NO2(不考慮NO2轉(zhuǎn)化為N2O4)的廢氣進行模擬電解法吸收實驗。①實驗前，配制10L0．2mol·L－1硝酸需量取________mL、密度為1．4g·mL－1、質(zhì)量分數(shù)為63%的濃硝酸。②電解過程中，有部分NO轉(zhuǎn)化為HNO2。實驗結(jié)束時，測得右室溶液中含3molHNO3、0．1molHNO2，同時左室收集到標準狀況下28LH2。計算原氣體中NO和NO2的體積比(假設(shè)尾氣不含氮氧化物，寫出計算過程)。解析：(1)①從題圖知，NOx在電解時會轉(zhuǎn)化成HNO3，則NO2中N由＋4價升高至＋5價，失去1個e－，用H＋平衡電荷可寫出電極反應(yīng)式：NO2－e－＋H2O=NOeq\o\al(－,3)＋2H＋。②由電極反應(yīng)式知，0．1