專題質檢卷三化學反應與能量變化(時間:45分鐘滿分:100分)一、選擇題(本題共8小題,每小題6分,共48分,每小題只有一個選項符合題目要求)1.全世界每年鋼鐵因銹蝕造成大量的損失。某城市擬用如圖方法保護埋在酸性土壤中的鋼質管道,使其免受腐蝕。關于此方法,下列說法不正確的是()。A.土壤中的鋼鐵易被腐蝕是因為在潮濕的土壤中形成了原電池B.金屬棒M的材料應該是比鋅活潑的金屬C.金屬棒M上發生反應:M-ne-Mn+D.這種方法稱為犧牲陽極的陰極保護法答案:B解析:鋼鐵為鐵碳合金,土壤中的鋼鐵易被腐蝕是因為在潮濕的土壤中形成了原電池,A項正確;金屬棒M的材料應該是比鐵活潑的金屬,不一定比鋅活潑,B項錯誤;金屬棒M作原電池的負極,被氧化,發生反應:M-ne-Mn+,C項正確;這種方法稱為犧牲陽極的陰極保護法,D項正確。2.(2019廣西賀州摸底)利用反應6NO2+8NH37N2+12H2O構成電池的裝置如圖所示。下列說法正確的是()。A.電子從右側B電極經過負載后流向左側A電極B.當有2.24LNO2被處理時,轉移電子數為0.4NAC.電極A極反應式為2NH3-6e-N2+6H+D.為使電池持續放電,離子交換膜需選用陰離子交換膜答案:D解析:在原電池中,負極發生氧化反應,正極發生還原反應,根據6NO2+8NH37N2+12H2O可知,通入氨氣的電極為負極,通入二氧化氮的電極為正極。電子從負極流出,正極流入,則電子從左側電極經過負載后流向右側電極,故A項錯誤;未說明是否為標準狀況,無法計算2.24LNO2的物質的量,因此無法計算轉移的電子數,故B項錯誤;電極A為負極,發生氧化反應,電極反應式為2NH3-6e-+6OH-N2+6H2O,故C項錯誤;原電池工作時,陰離子向負極移動,為使電池持續放電,離子交換膜需選用陰離子交換膜,防止二氧化氮反應生成硝酸鹽和亞硝酸鹽,故D項正確。3.(2019安徽肥東高中調研)下列關于熱化學反應的描述正確的是()。A.CO的燃燒熱是283.0kJ·mol-1,則2CO2(g)2CO(g)+O2(g)ΔH=+283.0kJ·mol-1B.HCl和NaOH反應的中和熱ΔH=-57.3kJ·mol-1,則H2SO4與Ba(OH)2的反應熱ΔH=2×(-57.3)kJ·mol-1C.等物質的量的硫蒸氣和硫固體分別完全燃燒,后者放出熱量少D.已知:H—H鍵的鍵能為akJ·mol-1,Cl—Cl鍵的鍵能為bkJ·mol-1,H—Cl鍵的鍵能為ckJ·mol-1,則生成1molHCl放出的能量為a+答案:C解析:CO的燃燒熱是283.0kJ·mol-1,可知CO(g)+12O2(g)CO2(g)ΔH=-283.0kJ·mol-1,物質的量與熱量成正比,且互為逆反應時,焓變的數值相同、符號相反,則2CO2(g)2CO(g)+O2(g)ΔH=+566.0kJ·mol-1,故A錯誤;H2SO4與Ba(OH)2反應生成沉淀,則反應熱不為-114.6kJ·mol-1,故B錯誤;生成物相同,反應物中硫蒸氣的能量高,S燃燒為放熱反應,則等物質的量的硫蒸氣和硫固體分別完全燃燒,后者放出熱量少,故C正確;焓變等于斷裂化學鍵吸收的能量減去形成化學鍵釋放的能量,則生成1molHCl的ΔH為a+b-2c2kJ,即放出的能量為4.下列說法正確的是()。A.氫氣的標準燃燒熱為-285.8kJ·mol-1,則電解水的熱化學方程式為2H2O(l)2H2(g)+O2(g)ΔH=+285.8kJ·mol-1B.已知H+(aq)+OH-(aq)H2O(l)ΔH=-57.3kJ·mol-1,則稀硫酸和稀Ba(OH)2溶液反應生成2molH2O(l)的反應熱ΔH=2×(-57.3)kJ·mol-1C.在CO2中,Mg燃燒生成MgO和C,該反應中化學能全都轉化為熱能D.已知AX3的熔點和沸點分別為-93.6℃和76℃,AX5的熔點為167℃。室溫時AX3與氣體X2反應生成1molAX5,放出123.8kJ熱量。該反應的熱化學方程式為AX3(l)+X2(g)AX5(s)ΔH=-123.8kJ·mol-1答案:D解析:氫氣的燃燒是放熱過程,氫氣的標準燃燒熱為-285.8kJ·mol-1,指的是1mol氫氣完全燃燒時的反應熱,電解水是氫氣燃燒的逆過程,因此2H2O(l)2H2(g)+O2(g)ΔH=+571.6kJ·mol-1,A錯誤;稀硫酸和稀Ba(OH)2溶液的反應除了生成水,還生成了硫酸鋇沉淀,ΔH<2×(-57.3)kJ·mol-1,B錯誤;燃燒時還有部分能量以光能的形式放出,C錯誤;室溫時AX3(l)與氣體X2反應生成1molAX5(s),放出熱量123.8kJ,反應的熱化學方程式為AX3(l)+X2(g)AX5(s)ΔH=-123.8kJ·mol-1,D正確。5.如圖所示,ΔH1=-393.5kJ·mol-1,ΔH2=-395.4kJ·mol-1,下列說法或表示式正確的是()。A.C(s,石墨)C(s,金剛石)ΔH=+1.9kJ·mol-1B.石墨和金剛石的轉化是物理變化C.金剛石的穩定性強于石墨D.含1mol碳的石墨具有的能量比含1mol碳的金剛石具有的能量大答案:A解析:根據圖中所示可知,C(s,金剛石)+O2(g)CO2(g)ΔH2=-395.4kJ·mol-1,C(s,石墨)+O2(g)CO2(g)ΔH1=-393.5kJ·mol-1,所以石墨轉化為金剛石的熱化學方程式為C(s,石墨)C(s,金剛石)ΔH=+1.9kJ·mol-1,A對;石墨轉化為金剛石有新物質生成,是化學變化,B錯;因為金剛石的能量比石墨的能量高,所以石墨更穩定,C錯;C(s,石墨)C(s,金剛石)ΔH=+1.9kJ·mol-1,說明石墨的能量比金剛石的能量低,D錯。6.(2019河北衡水中學高三下學期理科綜合)傳統接觸法制取硫酸能耗大,污染嚴重,將燃料電池引入硫酸生產工藝可有效解決能耗和環境污染問題,同時提供電能。以燃料電池為電源電解硫酸銅溶液的工作原理示意圖如下所示。下列說法不正確的是()。A.b極為正極,電極反應式為O2+4H++4e-2H2OB.H+由a極通過質子交換膜向b極移動C.該燃料電池的總反應式為2SO2+O2+2H2O2H2SO4D.若a極消耗2.24L(標準狀況)SO2,理論上c極有6.4g銅析出答案:D解析:b為正極,由質子交換膜可確定為酸性環境,電極反應式為O2+4H++4e-2H2O,故A正確;原電池內部陽離子向正極移動,陰離子向負極移動,故B正確;由上面分析可知該燃料電池的總反應為2SO2+O2+2H2O2H2SO4,故C正確;d極與電源負極相連,為陰極得電子,有銅析出,所以應該是若a電極消耗標準狀況下2.24LSO2,理論上在d極有6.4g銅析出,故D不正確。7.一種以NaBH4和H2O2為原料的新型電池的工作原理如圖所示。下列說法錯誤的是()。A.電池的正極反應為H2O2+2e-2OH-B.電池放電時Na+從a極區移向b極區C.電池放電時電子從電極b經外電路流向電極aD.b極室的輸出液經處理后可輸入a極室循環利用答案:C解析:以硼氫化鈉(NaBH4)和H2O2作原料的電池中,電解質溶液呈堿性,由工作原理裝置圖可知,負極發生氧化反應,電極反應式為BH4-+8OH--8e-BO2-+6H2O,正極H2O2發生還原反應,得到電子被還原生成OH-,電極反應式為H2O2+2e-2OH-,A正確;放電時為原電池,陽離子移向正極,b為正極,B正確;電子由負極經外電路流向正極,電子應該由a到b,C錯誤;正極電極反應式為H2O2+2e-2OH-,產生的氫氧化鈉溶液可以循環使用,D8.(2019廣西三市高三聯考)用鎂—次氯酸鈉燃料電池作電源模擬消除工業酸性廢水中的Cr2O72-的過程(將“Cr2O72-”還原為“Cr3+”A.鐵電極的反應為:Fe-2e-Fe2+B.裝置中電子的流動路線是:C電極→惰性電極→鐵電極→D電極C.裝置工作過程中消耗14.4gMg,理論上可消除Cr2O72-0D.Cr2O72-答案:B解析:Fe2+將Cr2O72-還原為Cr3+,所以陽極生成Fe2+,鐵電極的反應為Fe-2e-Fe2+,故A正確;電解質溶液中沒有電子流動,所以裝置中電子的流動路線是:C電極→惰性電極,鐵電極→D電極,故B錯誤;裝置工作過程中消耗14.4gMg,轉移電子1.2mol,陽極生成Fe2+0.6mol,根據Cr2O72-+6Fe2++14H+2Cr3++6Fe3++7H2O,0.6molFe2+可消除Cr2O72-0.1mol,故C正確;陰極氫離子得電子生成氫氣,陽極區發生Cr2O72-+6Fe2++14H+2Cr3++6Fe3++7H2O,所以Cr二、非選擇題(本題共3個小題,共52分)9.(12分)(1)已知反應2HI(g)H2(g)+I2(g)的ΔH=+11kJ·mol-1,1molH2(g)、1molI2(g)分子中化學鍵斷裂時分別需要吸收436kJ、151kJ的能量,則1molHI(g)分子中化學鍵斷裂時需吸收的能量為kJ。

(2)由N2O和NO反應生成N2和NO2的能量變化如圖所示,若生成1molN2,其ΔH=kJ·mol-1。(3)F2與其他鹵素單質反應可以形成鹵素互化物,例如ClF3、BrF3等。已知反應Cl2(g)+3F2(g)2ClF3(g)ΔH=-313kJ·mol-1,F—F鍵的鍵能為159kJ·mol-1,Cl—Cl鍵的鍵能為242kJ·mol-1,則ClF3中Cl—F鍵的平均鍵能為kJ·mol-1。

答案:(1)299(2)-139(3)172解析:(1)由鍵能求反應熱的公式為ΔH=反應物的鍵能總和-生成物的鍵能總和,則ΔH=2EH—I-436kJ·mol-1-151kJ·mol-1=11kJ,則EH—I=299kJ·mol-1。(2)由圖示信息可知,反應物的總能量大于生成物的總能量,故該反應為放熱反應,ΔH=209kJ·mol-1-348kJ·mol-1=-139kJ·mol-1。(3)根據反應:Cl2(g)+3F2(g)2ClF3(g)ΔH=-313kJ·mol-1,化學鍵斷裂需要吸收能量,形成化學鍵會放出能量,故反應中Q吸=3×159kJ·mol-1+242kJ·mol-1=719kJ·mol-1,Q放=719kJ·mol-1+313kJ·mol-1=1032kJ·mol-1,故ClF3中Cl—F鍵的平均鍵能=1032kJ·mol-1610.(20分)Ⅰ.(1)近年,又有科學家提出在常溫、常壓、催化劑等條件下合成氨的新思路,反應原理為:2N2(g)+6H2O(l)4NH3(aq)+3O2(g)ΔH已知:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH12H2(g)+O2(g)2H2O(l)ΔH2NH3(g)NH3(aq)ΔH3則ΔH=(用含ΔH1、ΔH2、ΔH3的式子表示)。

(2)硝酸廠的尾氣直接排放將污染空氣。目前科學家探索利用燃料氣體中的甲烷等將氮的氧化物還原為氮氣和水,反應機理為:CH4(g)+4NO2(g)4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)ΔH=-574kJ·mol-1CH4(g)+4NO(g)2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)ΔH=-1160kJ·mol-1則甲烷直接將NO2還原為N2的熱化學方程式為。Ⅱ.燃料的使用和防污染是社會發展中一個無法回避的問題。(1)直接排放煤燃燒產生的煙氣會引起嚴重的環境污染。煤燃燒產生的煙氣含氮的氧化物,用CH4催化還原NOx可以消除氮氧化物的污染。已知:①CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)ΔH1=-867.0kJ·mol-1②2NO2(g)N2O4(g)ΔH2=-66.9kJ·mol-1寫出CH4催化還原N2O4(g)生成N2和H2O(g)、CO2的熱化學方程式:

。(2)如將燃煤產生的二氧化碳回收利用,可達到低碳排放的目的。如下圖是通過人工光合作用,以CO2和H2O為原料制備HCOOH和O2的原理示意圖。電極a、b表面發生電極反應。其中電極a為極,電極b上的電極反應式為。答案:Ⅰ.(1)2ΔH1-3ΔH2+4ΔH3(2)CH4(g)+2NO2(g)CO2(g)+2H2O(g)+N2(g)ΔH=-867kJ·mol-1Ⅱ.(1)CH4(g)+N2O4(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)ΔH=-800.1kJ·mol-1(2)負CO2+2H++2e-HCOOH解析:Ⅰ.(1)給題中已知的熱化學方程式依次編號為①②③,根據蓋斯定律,由2×①-3×②+4×③可得目標反應,對應的ΔH=2ΔH1-3ΔH2+4ΔH3。(2)根據蓋斯定律,將已知的兩個熱化學方程式相加,然后再除以2,即得要求的熱化學方程式:CH4(g)+2NO2(g)CO2(g)+2H2O(g)+N2(g)ΔH=-867kJ·mol-1。Ⅱ.(1)根據蓋斯定律,反應①-反應②即可得熱化學方程式:CH4(g)+N2O4(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)ΔH=-867.0kJ·mol-1+66.9kJ·mol-1=-800.1kJ·mol-1。(2)根據題意可知電極a為負極,電極b為正極,電極b上的電極反應式為CO2+2H++2e-HCOOH。11.(20分)某混合物漿液含Al(OH)3、MnO2和少量Na2CrO4。考慮到膠體的吸附作用使Na2CrO4不易完全被水浸出,某研究小組利用設計的電解分離裝置(見下圖),使漿液分離成固體混合物和含鉻元素溶液,并回收利用。回答Ⅰ和Ⅱ中的問題。固體混合物分離利用的流程圖Ⅰ.固體混合物的分離和利用(流程圖中的部分分離操作和反應條件未標明)(1)反應①所加試劑NaOH的電子式為,B→C的反應條件為,C→Al的制備方法稱為。

(2)該小組探究反應②發生的條件。D與濃鹽酸混合,不加熱,無變化;加熱有Cl2生成,當反應停止后,固體有剩余,此時滴加硫酸,又產生Cl2。由此判斷影響該反應有效進行的因素有(填序號)。

a.溫度b.Cl-的濃度c.溶液的酸度(3)0.1molCl2與焦炭、TiO2完全反應,生成一種還原性氣體和一種易水解成TiO2·xH2O的液態化合物,放熱4.28kJ,該反應的熱化學方程式為

。

Ⅱ.含鉻元素溶液的分離和利用(4)用惰性電極電解時,CrO42-能從漿液中分離出來的原因是,分離后含鉻元素的粒子是;陰極室生成的物質為(寫化學式答案:(1)Na+[··O······(2)ac(3)2Cl2(g)+T