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2019-2020年高考化學大一輪復習 章末檢測達標練 第六章 化學反應與能量 (限時：45分鐘) 一、選擇題(本題包括9小題，每小題6分，共54分) 1．硫有多種單質(zhì)。S(單斜)和S(正交)是其中的兩種同素異形體。已知： ①S(單斜，s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH1＝－297.16 kJmol－1 ②S(正交，s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH2＝－296.83 kJmol－1 ③S(單斜，s)===S(正交，s)　ΔH3 下列說法不正確的是(　　) A．ΔH3<0 B．正交硫比單斜硫穩(wěn)定 C．單斜硫轉(zhuǎn)化為正交硫是吸熱反應 D．質(zhì)量相等時，單斜硫能量比正交硫能量高 2．下列各組變化中，化學反應的熱量變化前者小于后者的一組是(　　) ①CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH1； CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH2 ②2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH1； H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH2 ③t ℃時，在一定條件下，將1 mol SO2和1 mol O2分別置于恒容和恒壓的兩個密閉容器中，達到平衡狀態(tài)時放出的熱量分別為Q1、Q2 ④CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)　ΔH1； CaO(s)＋H2O(l)===Ca(OH)2(s)　ΔH2 A．①②③　　　　　　　　　B．②④ C．②③④ D．③④ 3．(xx武漢模擬)已知：2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH＝－566 kJmol－1，Na2O2(s)＋CO2(g)===Na2CO3(s)＋O2(g)　ΔH＝－226 kJmol－1。根據(jù)以上熱化學方程式判斷，下列說法不正確的是(　　) A．如圖可表示由CO生成CO2的反應過程和能量關系 B．CO的燃燒熱為283 kJmol－1 C．2Na2O2(s)＋2CO2(s)===2Na2CO3(s)＋O2(g) ΔH>－452 kJmol－1 D．CO(g)與Na2O2(s)反應放出509 kJ熱量時，電子轉(zhuǎn)移數(shù)為2NA(NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值) 4．下列變化中屬于原電池反應的是(　　) A．鐵銹可用稀鹽酸洗去 B．在空氣中金屬鋁表面迅速被氧化形成保護膜 C．紅熱的鐵絲與水接觸表面形成藍黑色保護層 D．在Fe與稀硫酸反應時，加幾滴CuSO4溶液，可加快H2的產(chǎn)生 5．下列有關電化學的示意圖中正確的是(　　) 6. (xx上海高考)如圖裝置中發(fā)生反應的離子方程式為：Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑，下列說法錯誤的是(　　) A．a(chǎn)、b不可能是同種材料的電極 B．該裝置可能是電解池，電解質(zhì)溶液為稀鹽酸 C．該裝置可能是原電池，電解質(zhì)溶液為稀鹽酸 D．該裝置可看作是銅鋅原電池，電解質(zhì)溶液是稀硫酸 7．如圖是一種航天器能量儲存系統(tǒng)原理示意圖。下列說法正確的是(　　) A．該系統(tǒng)中只存在3種形式的能量轉(zhuǎn)化 B．裝置Y中負極的電極反應式為：O2＋2H2O＋4e－===4OH－ C．裝置X能實現(xiàn)燃料電池的燃料和氧化劑再生 D．裝置X、Y形成的子系統(tǒng)能實現(xiàn)物質(zhì)的零排放，并能實現(xiàn)化學能與電能間的完全轉(zhuǎn)化 8．某固體酸燃料電池以CsHSO4固體為電解質(zhì)傳遞H＋，其基本結(jié)構(gòu)如圖所示，電池總反應可表示為2H2＋O2===2H2O，下列有關說法正確的是(　　) A．電子通過外電路從b極流向a極 B．b極上的電極反應式為O2＋2H2O＋4e－===4OH－ C．每轉(zhuǎn)移0.1 mol電子，消耗1.12 L的H2 D．H＋由a極通過固體酸電解質(zhì)傳遞到b極 9．(xx浙江高考)以鉻酸鉀為原料，電化學法制備重鉻酸鉀的實驗裝置示意圖如下。下列說法不正確的是(　　) A．在陰極室，發(fā)生的電極反應為2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑ B．在陽極室，通電后溶液逐漸由黃色變?yōu)槌壬?，是因為陽極區(qū)H＋濃度增大，使平衡2CrO＋2H＋Cr2O＋H2O向右移動 C．該制備過程中總反應的化學方程式為4K2CrO4＋4H2O2K2Cr2O7＋4KOH＋2H2↑＋O2↑ D．測定陽極液中K和Cr的含量，若K與Cr的物質(zhì)的量之比(nK/nCr)為d，則此時鉻酸鉀的轉(zhuǎn)化率為1－ 二、非選擇題(本題包括3小題，共46分) 10．(15分)某市對大氣進行監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)該市首要污染物為可吸入顆粒物PM2.5(直徑小于等于2.5 μm的懸浮顆粒物)，其主要來源為燃煤、機動車尾氣等。因此，對PM2.5、SO2、NOx等進行研究具有重要意義。為減少SO2的排放，常采取的措施是：將煤轉(zhuǎn)化為清潔氣體燃料。涉及的化學反應為： ①H2(g)＋O2(g)===H2O(g)ΔH＝－241.8 kJmol－1； ②C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH＝－110.5 kJmol－1。 (1)反應①是放熱反應還是吸熱反應？試判斷2 mol H2和1 mol O2的總能量與2 mol H2O(g)總能量的相對大小。____________________________________________________。 (2)依據(jù)反應②確定24 g碳不完全燃燒生成CO(g)時放出的熱量是多少？___________。 (3)反應①表示的是H2的燃燒熱嗎？若1 mol H2O(l)完全轉(zhuǎn)化為H2O(g)需要吸收44 kJ的熱量，則H2的燃燒熱是多少？_________________________________________________。 (4)依據(jù)反應①、②寫出焦炭與水蒸氣反應的熱化學方程式：___________________。 (5)已知反應：C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH1 C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH2 試比較ΔH1和ΔH2的大小。_______________________________________________。 11．(15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，進行飽和氯化鈉溶液電解實驗，如圖所示。 (1)通入甲烷的一極作原電池的________極(填“正”或“負”，下同)，通入O2的一極作原電池的________極。 (2)該甲烷燃料電池中，負極反應式為____________，正極反應式為_______________。 (3)電池工作時，該燃料電池中OH－向哪一極移動？K＋向哪一極移動？_____________。 (4)甲烷燃料電池工作時，若某一電極上消耗11.2 L(標準狀況下)的CH4氣體，線路中轉(zhuǎn)移電子的個數(shù)是多少？________。 (5)若將甲烷燃料電池的電解質(zhì)溶液由KOH溶液改為稀硫酸，試分別寫出其正、負極的電極反應式。 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (6)閉合K開關后，a、b電極上均有氣體產(chǎn)生，其中b極得到的氣體是什么？________。 12．(16分)電浮選凝聚法是工業(yè)上采用的一種污水處理方法：保持污水的pH在5.0 ～6.0之間，通過電解生成 Fe(OH)3 沉淀。Fe(OH)3有吸附性，可吸附污物而沉積下來，具有凈化水的作用。陰極產(chǎn)生的氣泡把污水中懸浮物帶到水面形成浮渣層，刮去(或撇掉)浮渣層，即起到了浮選凈化的作用。某科研小組用電浮選凝聚法處理污水，設計如圖所示裝置示意圖。 (1)實驗時若污水中離子濃度較小，導電能力較差，產(chǎn)生氣泡速率緩慢，無法使懸浮物形成浮渣。此時，應向污水中加入適量的________。 A．BaSO4 B．CH3CH2OH C．Na2SO4 D．NaOH (2)電解池陽極發(fā)生了兩個電極反應，其中一個反應生成一種無色氣體，則陽極的電極反應式分別是：①_______________________；②___________________________。 (3)電極反應①和②的生成物反應得到Fe(OH)3沉淀的離子方程式是_______________。 (4)該燃料電池是以熔融碳酸鹽為電解質(zhì)，CH4為燃料，空氣為氧化劑，稀土金屬材料作電極。為了使該燃料電池長時間穩(wěn)定運行，電池的電解質(zhì)組成應保持穩(wěn)定，電池工作時必須有部分A物質(zhì)參加循環(huán)(如圖)。A物質(zhì)的化學式是______________________。 參考答案與詳解 1.解析：選C　根據(jù)蓋斯定律，ΔH3＝ΔH1－ΔH2＝－297.16 kJmol－1－(－296.83 kJmol－1)＝－0.33 kJmol－1<0；由熱化學方程式可知，單斜硫轉(zhuǎn)化為正交硫是放熱反應；正交硫比單斜硫穩(wěn)定；質(zhì)量相等時，單斜硫比正交硫能量高，故選C。 2.解析：選A?、僦?，CH4燃燒生成液態(tài)水時放出的熱量多，則ΔH1＜ΔH2；②中ΔH1＝2ΔH2，ΔH1、ΔH2均為負值，則ΔH1＜ΔH2；③中，1 mol SO2和1 mol O2反應時恒容條件下比恒壓條件下轉(zhuǎn)化率小，放出的熱量少，故Q1＜Q2；④中，CaCO3分解為吸熱反應ΔH1＞0，CaO和H2O反應為放熱反應ΔH2＜0，故ΔH1＞ΔH2，故①②③符合題意。 3.解析：選A　由熱化學方程式：2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g) ΔH＝－566 kJmol－1，可以得知，一氧化碳和氧氣的物質(zhì)的量分別為2 mol、1 mol，圖中反應物的物質(zhì)的量與熱化學方程式不符合，故A錯誤；已知：2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH＝－566 kJmol－1，一氧化碳的燃燒熱為283 kJmol－1，故B正確；固體二氧化碳變化為氣體二氧化碳需要吸熱，焓變放熱是負值，由熱化學方程式判斷，2Na2O2(s)＋2CO2(g)===2Na2CO3(s)＋O2(g)　ΔH＝－452 kJmol－1，所以反應2Na2O2(s)＋2CO2(s)===2Na2CO3(s)＋O2(g)　ΔH＞－452 kJmol－1，故C正確；已知：①2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH＝－566 kJmol－1；②Na2O2(s)＋CO2(g)===Na2CO3(s)＋O2(g)　ΔH＝－226 kJmol－1，根據(jù)蓋斯定律②2＋①得到：2Na2O2(s)＋2CO(g)===2Na2CO3(s)　ΔH＝－1 018 kJmol－1；CO(g)與Na2O2(s)反應放出509 kJ熱量時，反應的一氧化碳物質(zhì)的量為1 mol，電子轉(zhuǎn)移數(shù)為26.021023，故D正確。 4.解析：選D　A項，鐵銹可用稀鹽酸洗去，是化學反應；B項，在空氣中金屬鋁表面迅速被氧化形成保護膜，是化學反應；C項，紅熱的鐵絲與水接觸表面形成藍黑色保護層，是化學反應；D項，在Fe與稀硫酸反應時，加幾滴CuSO4溶液，置換出Cu與Fe形成原電池，可加快H2的產(chǎn)生。 5.解析：選D　A項，Zn應為原電池的負極，Cu為原電池的正極；B項，鹽橋兩邊的燒杯中盛裝的電解質(zhì)溶液應互換；C項，兩電極應互換；D項，電解飽和NaCl溶液，Cl－在陽極放電產(chǎn)生Cl2，溶液中的H＋在陰極獲得電子而產(chǎn)生H2，正確。 6.解析：選A　圖示裝置既可以是電解池，陽極的電極材料為Zn，陰極的電極材料為Zn或其他可導電的材料(如Cu、石墨等)，電解質(zhì)溶液為鹽酸或硫酸等，故A項錯誤、B項正確；該裝置也可以是原電池，此時電池負極材料為Zn，正極材料為比Zn活潑性差的可導電的材料(如Cu、石墨等)，電解質(zhì)溶液為鹽酸或硫酸等，故C、D項正確。 7.解析：選C　太陽能電池利用光能轉(zhuǎn)化為電能可直接用于工作，馬達實現(xiàn)了電能與機械能的轉(zhuǎn)化，在裝置X中，電解水生成H2、O2，實現(xiàn)了電能與化學能的轉(zhuǎn)化，在裝置Y中構(gòu)成燃料電池，化學能轉(zhuǎn)化為電能，作用于馬達實現(xiàn)了電能與機械能的轉(zhuǎn)化，A、D錯誤；氫氧燃料電池的負極上應是H2失去電子發(fā)生氧化反應，B錯誤；裝置X能利用光能實現(xiàn)H2、O2、H2O的循環(huán)再生，C正確。 8.解析：選D　由電極反應式可知，氫氣通入的一極為負極，氧氣通入的一極為正極，故a為負極、b為正極，電子應該是通過外電路由a極流向b極，A錯誤；b極上的電極反應式為O2＋4e－＋4H＋===2H2O，B錯誤；沒有明確此時是否處于標準狀況，故無法計算消耗H2的體積，C錯誤。 9.解析：選D　分析該制備過程，K2CrO4在轉(zhuǎn)變?yōu)镵2Cr2O7的過程中沒有發(fā)生化合價的變化，制備過程是通過電解的方法改變?nèi)芤旱膒H來實現(xiàn)的。陰極的反應式是2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑，陽極的反應式為2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，電解過程中陽極區(qū)的c(H＋)增大，促進平衡2CrO＋2H＋Cr2O＋H2O向右移動，總反應式為4K2CrO4＋4H2O2K2Cr2O7＋4KOH＋2H2↑＋O2↑。若設加入反應容器內(nèi)的K2CrO4為1 mol，反應中有x mol K2CrO4轉(zhuǎn)化為K2Cr2O7，則陽極區(qū)剩余的K2CrO4為(1－x)mol，其對應的nK＝2(1－x)mol，nCr＝(1－x)mol，生成的K2Cr2O7為 mol，其對應的nK＝x mol，nCr＝x mol，由nK/nCr＝d可得，x＝2－d，轉(zhuǎn)化率為100%。 10.答案：(1)放熱反應　2 mol H2和1 mol O2的總能量大于2 mol H2O(g)的能量　(2)221 kJ (3)不是，氫的燃燒熱為ΔH＝－285.8 kJmol－1 (4)C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)ΔH＝＋131.3 kJmol－1 (5)ΔH1>ΔH2 11.答案：(1)負　正 (2)CH4＋10OH－－8e－===CO＋7H2O 2O2＋4H2O＋8e－===8OH－ (3)OH－向負極移動，K＋向正極移動 　(4)4NA (5)負極：CH4＋2H2O－8e－===CO2＋8H＋ 正極：2O2＋8H＋＋8e－===4H2O (6)H2 12.解析：(1)為了增強溶液的導電性，因此可選用易溶性強電解質(zhì)溶液，排除A和B，考慮到題中要求電解時保持污水的pH在5.0～6.0之間，因此不能添加NaOH。(2)電解時鐵作陽極，因此主要發(fā)生Fe－2e－===Fe2＋，同時也發(fā)生副反應，即溶液中的OH－失電子被氧化生成O2。(3)根據(jù)得失電子守恒和電荷守恒即可得離子方程式。(4)由于原電池的負極產(chǎn)物有水生成，所以負極必有CO參加反應，同時根據(jù)碳元素守恒可知A必為CO2，負極反應式可表示為CH4＋4CO－8e－===5CO2＋2H2O。 答案：(1)C　(2)①Fe－2e－===Fe2＋ ②4OH－－4e－===2H2O＋O2↑ (3)4Fe2＋＋10H2O＋O2===4Fe(OH)3↓＋8H＋　(4)CO2