專題突破卷07化學(xué)反應(yīng)與能量（一）

——化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)原電池、化學(xué)電源

（考試時(shí)間：75分鐘試卷滿分：100分）

一、選擇題（本題共15小題，每小題3分，共45分。每小題只有一項(xiàng)是符合題目要求的）

1.（2024?廣東揭陽模擬）“蒸汽眼罩”通過發(fā)熱產(chǎn)生溫和蒸汽促進(jìn)眼部血液微循環(huán)，放松眼部肌肉，消解眼部

疲勞。“蒸汽眼罩”由透氧無紡布、鐵粉、碳粉、食鹽、吸水樹脂等組成。下列關(guān)于“蒸汽眼罩”的說法正確的

是（）

A.“蒸汽眼罩”工作時(shí)利用了原電池原理，發(fā)熱時(shí)負(fù)極反應(yīng)式為Fe—3e—==Fe3+

B.食鹽作電解質(zhì)，起到了導(dǎo)電的作用

C.透氧膜的透氧速率越快越好

D.“蒸汽眼罩”可以反復(fù)使用

2.我國力爭(zhēng)二氧化碳排放2030年前達(dá)到峰值、2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。要加快調(diào)整優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、能源結(jié)

構(gòu)，太陽能光催化分解水制氫、太陽能光催化二氧化碳轉(zhuǎn)化為燃料等都是加快推動(dòng)綠色低碳發(fā)展，降低碳

排放強(qiáng)度的有效措施。下列說法錯(cuò)誤的是（）

A.太陽能燃料屬于一次能源

B.直接電催化CCh制取燃料時(shí)，燃料是陰極產(chǎn)物

C.用光催化分解水產(chǎn)生的H2是理想的綠色能源

D.研發(fā)和利用太陽能燃料，有利于經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展

3+

3.某學(xué)習(xí)小組的同學(xué)查閱相關(guān)資料知氧化性：Cr2Or>Fe,設(shè)計(jì)了鹽橋式的原電池（如圖所示）。鹽橋中裝

有瓊脂與飽和K2s04溶液。

下列敘述中正確的是（）

定mKaCrjO,,Cr(SO).

Fe2(SOj和24

近目-和稀II2SO4溶液

FeSO4溶液

乙

A.甲燒杯的溶液中發(fā)生還原反應(yīng)

B.乙燒杯中發(fā)生的電極反應(yīng)為

3+-+

2Cr+7H2O-6e=Cr2OF+14H

C.外電路的電流方向是從b到a

D.電池工作時(shí)，鹽橋中的SO歹移向乙燒杯

4.據(jù)報(bào)道：科學(xué)家首次用X射線激光技術(shù)觀察到CO與0在催化劑表面形成化學(xué)鍵的過程。反應(yīng)過程的

示意圖如圖。

能狀態(tài)n

量

狀態(tài)I狀態(tài)n狀態(tài)m

狀忝面,?表示C。表示0表示催化劑

反應(yīng)過程

下列說法正確的是（）

A.CO和O生成CO2是吸熱反應(yīng)

B.在該過程中，CO斷鍵形成C和O

C.CO和O生成了具有極性共價(jià)鍵的co2

D.狀態(tài)I—狀態(tài)ni表示co與。2反應(yīng)的過程

5.將兩份過量的鋅粉a、b分別加入一定量的稀硫酸中，同時(shí)向a中加入少量的C11SO4溶液，產(chǎn)生H2的體

積V（L）與時(shí)間/（min）的關(guān)系正確的是（）

6.研究表明MgO基催化劑廣泛應(yīng)用于C*的轉(zhuǎn)化過程，如圖是科研工作者研究MgO與C%作用最終生成Mg與

CH30H的物質(zhì)相對(duì)能量在反應(yīng)過程中的變化曲線。下列說法不正確的是（）

L(2oo

O

U口過渡態(tài)1(

IMgOCH/1

寸

?4.9?

2oN(-4.3).T6寸

一

過渡態(tài)2寸

)西儒觀2叼I—)

、，

—」

*(-2?3)'^)

(-6-5)'M

溫oo/MgCH3()Hag+

轉(zhuǎn)

箕-2H3

(-321.1)

反應(yīng)過程

A.反應(yīng)中甲烷被氧化

B.中間體0MgCH4比MgOCH4更穩(wěn)定

C.該反應(yīng)的速率控制步驟對(duì)應(yīng)的活化能是29.5kj-mor1

D.1molMgOCH4轉(zhuǎn)化為MgCH30H的熔變?yōu)橐?45.1kj-mol-1

7.研究發(fā)現(xiàn)，在酸性乙醇燃料電池中加入硝酸，可使電池持續(xù)大電流放電，其工作原理如圖所示。

質(zhì)子交換膜

下列說法錯(cuò)誤的是（）

A.加入HNO3降低了正極反應(yīng)的活化能

B.電池工作時(shí)正極區(qū)溶液的pH增大

C.ImolCH3CH2OH被完全氧化時(shí)有6molO2被還原

-+

D.負(fù)極反應(yīng)為CH3cH2OH+3H2。-12e=2CO2+12H

8.(2024?河南安陽一中月考)下列有關(guān)反應(yīng)熱和熱化學(xué)方程式的描述不正確的是()

A.已知H+(aq)+0lT(aq)=H20⑴AH=-57.3kJ-mol_1,則稀氨水和稀H2SO4溶液完全反應(yīng)生成1mol

比0(1)時(shí)，放出熱量少于57.3kJ

B.熱化學(xué)方程式各物質(zhì)前的化學(xué)計(jì)量數(shù)既可以是整數(shù)也可以是分?jǐn)?shù)，既表示分子數(shù)也表示物質(zhì)的量

C.101kpa,20℃和25℃時(shí)，CH4的燃燒熱不同

D.鍵能數(shù)值為平均值，用鍵能求出的反應(yīng)熱是估算值

9.(2024?吉林一調(diào))圖1是銅一鋅原電池示意圖。圖2中無軸表示實(shí)驗(yàn)時(shí)流入正極的電子的物質(zhì)的量，則y

軸表示()

10.CO(g)與H20(g)反應(yīng)過程的能量變化如圖所示，有關(guān)兩者反應(yīng)的說法正確的是()

反應(yīng)物CO(g)+H2O(g)

㈤放出

熱量AH=-41kj/mol

?6痛)+H?(g)生成物

0反應(yīng)過程■

A.該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)

B.CO(g)和H2O(g)所具有的總能量高于CCh(g)和H2(g)具有的總能量

C.反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)A//=+41kJ/mol

D.1molCCh(g)和1molH2(g)反應(yīng)生成1molCO(g)和1mol氏。值)要放出41kJ的熱量

11.一種太陽能電池的工作原理如圖所示，電解質(zhì)為鐵氟化鉀K3［Fe(CN)6］和亞鐵氟化鉀K4Fe(CN)6］的混合

溶液，下列說法不正確的是()

領(lǐng)

催

催

化

太化

劑

陽劑[Fe(CN)F[Fe(CN)/-

光ab

一

A.K+移向催化劑b

B.催化劑a電極表面發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)：[Fe(CN)6]G—e-—[Fe(CN)6『一

C.[Fe(CN)6p-在催化劑b表面被氧化

D.該太陽能電池溶液中的[Fe(CN)6f-和[Fe(CN)6p-濃度基本保持不變

12.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：2H2。⑴=2H2(g)+Ch(g)AHi=+571.6kJ-moP1

1

②焦炭與水反應(yīng)制氫：C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)AH2=+131.3kJ-moP

1

③甲烷與水反應(yīng)制氫：CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)AH3=+206.1kJ-moF

1

A.H2的燃燒熱為285.8kJ-moP

B.反應(yīng)②中E(反應(yīng)物鍵能總和)(生成物鍵能總和)

1

C.反應(yīng)C(s)+2H2(g)=CH4(g)WNH=+74.8kJmoF

D.2H2O(g)=2H2(g)+O2(g)

A/f<+571.6kJ-mol-1

13.(2024?江蘇鹽城二模)某儲(chǔ)能電池原理如圖1,其俯視圖如圖2,已知放電時(shí)N是負(fù)極(NA是阿伏加德羅

常數(shù)的值)。下列說法正確的是()

圖1

Na,Ti,(PO4)3和

NaT^PO4b電極

-NaCl/H2O

、多孔

碳電極

'C12/CC14

圖2

A.放電時(shí)，每轉(zhuǎn)移NA個(gè)電子，理論上CCL吸收0.5必個(gè)^2

B.放電時(shí)，負(fù)極反應(yīng)為Na3Ti2(PO4)3—2e--NaTi2(PO4)3+2Na+

C.充電時(shí)，每轉(zhuǎn)移1mol電子，N極理論上質(zhì)量減小23g

D.充電過程中，右側(cè)儲(chǔ)液器中NaCl溶液濃度增大

14.利用微生物可將廢水中苯酚的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能，裝置如圖所示。電池工作時(shí)，下列說法正確的

是()

-I用電器I—

co淡水U

2aIb

低濃度二反低濃度

厭

含苯酚廢水一硝NOQ廢水

氧

化

菌

菌

高濃度高濃度

離子交換膜NaCl溶液離子交換膜

A.a極為正極，發(fā)生氧化反應(yīng)

B.b極的電極反應(yīng)式為2NO5+12H+—10e--N2T+6H2。

C.中間室的C「向左室移動(dòng)

D.左室消耗苯酚(C6H5OH)9.4g時(shí)，用電器流過2.4mol電子

15.(2024.江蘇鹽城質(zhì)檢)甲烷與氯氣在光照條件下發(fā)生取代反應(yīng)的部分機(jī)理與能量變化如下:

鏈引發(fā)：Cl2(g)一＞2Cl-(g)AHi=242.7kJ/mol

鏈增長(zhǎng)：部分反應(yīng)進(jìn)程與勢(shì)能變化關(guān)系如圖(所有物質(zhì)狀態(tài)均為氣態(tài))

鏈終止：Cl-(g)+CH3-(g)—＞CH3Cl(g)A//2=-371kJ/mol

(

OI

U[C1---H—CH]

3I3

/)

溫[H3C-C1-C1]

鑫

8.3

-CH3+HC1+CU7.5

CH4+C1+C12-112.9I

、-105.4

CH3C1+C1-+HC1

0反應(yīng)進(jìn)程

下列說法不正確的是()

A.Cb的鍵能為242.7kJ/mol

B.鏈增長(zhǎng)中反應(yīng)速率較大的一步的熱化學(xué)方程式為CH4(g)+Cl-(g)一＞-CH3(g)+HCl(g)AH=7.5kJ/mol

C.鏈增長(zhǎng)過程中可能產(chǎn)生CH2CI、CHCb、CCb

D.鏈終止反應(yīng)的過程中，還可能會(huì)生成少量的乙烷

二、非選擇題(本題包括4小題，共55分)

16.(10分)某實(shí)驗(yàn)小組用0.50mol-L_1NaOH溶液和0.50molir硫酸溶液進(jìn)行反應(yīng)熱的測(cè)定，實(shí)驗(yàn)裝置

如圖所示。

玻璃

攪拌器

溫度計(jì)

碎泡沫

廠塑料

(1)裝置中碎泡沫塑料的作用是

⑵寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式［生成1molH2O(1)時(shí)的反應(yīng)熱為-57.3kJ-mol'］：

(3)取50mLNaOH溶液和30mL硫酸溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表所示。

①請(qǐng)?zhí)顚懕砀裰械目瞻祝?/p>

起始溫度力"℃溫度差

終止溫度

溫度平均值

心。|t2/℃

NaOH平均值℃

次數(shù)(t2—t\)/

126.226.026.130.1

227.027.427.233.3

325.925.925.929.8

426.426.226.330.4

②近似認(rèn)為0.50mol-L1NaOH溶液和0.50mol-L1硫酸溶液的密度都是1.0g-mL-1,中和后生成溶液的比

熱容c=4.18J-(gJC)r。則生成1molH2O⑴時(shí)的反應(yīng)熱NH=(取小數(shù)點(diǎn)后一位)。

③上述實(shí)驗(yàn)數(shù)值結(jié)果與一57.3kJ.moP1有偏差，產(chǎn)生偏差的原因不可能是一(填字母)。

a.實(shí)驗(yàn)裝置保溫、隔熱效果差

b.量取NaOH溶液的體積時(shí)仰視讀數(shù)

c.分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小燒杯中

d.用溫度計(jì)測(cè)定NaOH溶液起始溫度后直接測(cè)定H2SO4溶液的溫度

17.(16分)低碳經(jīng)濟(jì)已成為人們一種新的生活理念，二氧化碳的捕捉和利用是能源領(lǐng)域的一個(gè)重要研究方

向。請(qǐng)回答下列問題：

⑴用CO2催化加氫可以制取乙烯：CO2(g)+3H2(g)^C2H4(g)+2H2O(g),該反應(yīng)體系的能量隨反應(yīng)過程的

變化關(guān)系如圖所示，該反應(yīng)的A”=(用含6的式子表示)。相關(guān)化學(xué)鍵的鍵能如下表，實(shí)驗(yàn)測(cè)

鍵能/(kJ-mol-1)X436764414464

(2)工業(yè)上用CCh和比反應(yīng)合成二甲醛。

1

已知：CO2(g)+3H2(g)^CH3OH(g)+H2O(g)A/fi=-53.7kJ-mol-

-1

CH3OCH3(g)+H2O(g)=2CH3OH(g)A/f2=23.4kJ-mol

則2CO2(g)+6H2(g)#CH3OCH3(g)+3H2O(g)A%=__________klmoCL

(3)用NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值，在C2H2(g)完全燃燒生成CCh和液態(tài)水的反應(yīng)中，每有5NA個(gè)電子轉(zhuǎn)移

時(shí)，放出650kJ的熱量。C2H2的熱值為__________kJl%

(4)二氧化碳的捕集、利用是我國能源領(lǐng)域的一個(gè)重要戰(zhàn)略方向。科學(xué)家提出由CCh制取C的太陽能工藝如

圖。

①該工藝過程中的能量轉(zhuǎn)化形式為o

②已知“重整系統(tǒng)”發(fā)生的反應(yīng)中需魯=6,則Fe.Qy(y<8)的化學(xué)式為，“熱分解系統(tǒng)”中每轉(zhuǎn)移

2moi電子，需消耗molFeQy。

18.(16分)(1)高鐵酸鉀(K2FeO4)不僅是一種理想的水處理劑，而且高鐵電池的研制也在進(jìn)行中。如圖1是

高鐵電池的模擬實(shí)驗(yàn)裝置：

①該電池放電時(shí)正極的電極反應(yīng)式為

②鹽橋中盛有飽和KC1溶液，此鹽橋中氯離子向(填“左”或“右”，下同)移動(dòng)；若用陽離子交換膜

代替鹽橋，則鉀離子向移動(dòng)。

③圖2為高鐵電池和常用的高能堿性電池的放電曲線，由此可得出高鐵電池的優(yōu)點(diǎn)有

(2)有人設(shè)想以N2和H2為反應(yīng)物，以溶有A的稀鹽酸為電解質(zhì)溶液，可制造出既能提供電能，又能固氮的

新型燃料電池，裝置如圖所示，電池正極的電極反應(yīng)式是,A

是.

HCI

-稀的A溶液

三W：E2??：分離fA

j帚w

濃的A溶液

⑶利用原電池工作原理測(cè)定汽車尾氣中CO的濃度，其裝置如圖所示。該電池中。2-可以在固體介質(zhì)

NASICON(固溶體)內(nèi)自由移動(dòng)，工作時(shí)。2一的移動(dòng)方向(填“從a到b”或“從b到a”)，負(fù)極發(fā)生的電

極反應(yīng)式為0

多孔電極a-CO

傳號(hào)器NASICON

-----多孔電極b'空氣

19.(13分)氯及其化合物在生產(chǎn)、生活中應(yīng)用廣泛。

(1)已知：①C12(g)+2NaOH(aq)-NaCl(aq)+NaClO(aq)+H2O(l)AHi=-101.1kJ-moC1

1

②3NaClO(aq)=NaClO3(aq)+2NaCl(aq)AH2=-112.2kJmoF

反應(yīng)3Cl2(g)+6NaOH(aq)=5NaCl(aq)+NaC103(aq)+3H2O(1)的△?=

__________________________________________________________________kJ-mol1。

(2)幾種含氯離子的相對(duì)能量如下表所示：