1、1第 6 章 化学反应与能量章末综合检测(六)(时间：45 分钟 分值：100 分)一、选择题(本题包括 8 小题，每小题 6 分，共 48 分)1准一维导体铊青铜的熔盐具有电荷密度波(CDW)传输特性，其常用电解法制备。该熔盐制备过程中的能量转化方式是( )A化学能转化为电能B电能转化为化学能C机械能转化为化学能D化学能转化为机械能解析：选 B。电解是电能转化为化学能的过程，B 项正确。2图像法是研究化学反应焓变的一种常用方法。已知化学反应 A2(g)B 2(g)=2AB(g)的能量变化曲线如图所示，则下列叙述中正确的是( )A每生成 2 mol AB(g)时吸收 b kJ 能量B该反应热
2、H( a b) kJmol1C该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量D断裂 1 mol AA 键和 1 mol BB 键时放出 a kJ 能量解析：选 B。依据图像分析，1 mol A2(g)和 1 mol B2(g)反应生成 2 mol AB(g)，吸收(a b) kJ 能量，A 项错误； H反应物键能总和生成物键能总和，则该反应热 H( a b) kJmol1 ，B 项正确；反应物的总能量低于生成物的总能量，C 项错误；断裂化学键时要吸收能量，D 项错误。3已知下列几个热化学方程式：C(石墨，s)O 2(g)=CO2(g) H1H 2O(l)=H2(g) O2(g) H2122CH 3C
3、H2OH(l)3O 2(g)=2CO2(g)3H 2O(l) H3C(石墨，s)CO 2(g)=2CO(g) H42C(石墨，s) O2(g)3H 2(g)=CH3CH2OH(l) H512下列推断正确的是( )A H1 H2， H10， H20 且 H4 H2解析：选 C。反应放热，焓变小于 0，反应吸热，焓变大于 0， H1 H2，A 项错误；根据盖斯定律，由()/2 得 C(石墨，s) O2(g)=CO(g) H ，B12 H1 H42项错误；根据盖斯定律，由23得，C 项正确；无法判断 H4与 H2的相对大小，D 项错误。4(2019烟台模拟)关于下列各装置图的叙述中，不正确的是( )
4、A装置精炼铜时 a 极为粗铜，电解质溶液为 CuSO 4溶液B装置的总反应式是 Cu2Fe 3 =Cu2 2Fe 2C装置中钢闸门应与外接电源的负极相连D装置中的铁钉几乎没被腐蚀解析：选 B。装置中 a 极为阳极，电解精炼铜时，a 极应是粗铜；装置中，铁的金属活动性大于铜，总反应式应是 Fe2Fe 3 =3Fe2 ；装置中为保护钢闸门不被腐蚀，钢闸门应与外接电源的负极相连；装置中由于浓硫酸有强吸水性，铁钉在干燥的空气中不易被腐蚀。5(2019莆田模拟)如图所示，装置()是一种可充电电池的示意图，装置()为电3解池的示意图；装置()的离子交换膜只允许 Na 通过。电池充放电的化学方程式为2Na2
5、S2NaBr 3 Na2S43NaBr。当闭合 K 时，X 极附近溶液先变红色。下列说法正确 放 电 充 电的是( )A装置()中 Na 从右侧通过离子交换膜移向左侧B电极 A 的电极反应式为 NaBr32Na 2e =3NaBrC电极 X 的电极反应式为 2Cl 2e =Cl2D每有 0.1 mol Na 通过离子交换膜，电极 X 上就析出标准状况下的气体 1.12 L解析：选 D。从图示和提供的化学方程式来看，装置()左侧物质硫元素的化合价升高，发生氧化反应，则电极 A 为负极，B 项错误；Na 从左侧通过离子交换膜移向右侧，A项错误；电极 X 为阴极，发生还原反应，生成 NaOH，从而使
6、附近溶液显红色，C 项错误；根据得失电子守恒，每有 0.1 mol Na 通过离子交换膜，就有 0.1 mol 电子转移，生成0.05 mol H2，标准状况下生成 H2体积为 1.12 L，D 项正确。6(2019临沂模拟)已知高能锂电池的总反应式为2LiFeS= =FeLi 2SLiPF6SO(CH3)2为电解质，用该电池为电源进行如图的电解实验，电解一段时间测得甲池产生标准状况下 4.48 L H2。下列有关叙述不正确的是( )A从阳离子交换膜中通过的离子数目为 0.4NAB若电解过程体积变化忽略不计，则电解后甲池中溶液浓度为 4 molL1CA 电极为阳极D电源正极反应式为 FeS2L
7、i 2e =FeLi 2S解析：选 C。A 项，由反应 FeS2Li= =FeLi 2S 可知，Li 被氧化，应为原电池的负极，FeS 被还原生成 Fe 为正极反应，正极反应式为 FeS2e 2Li =FeLiS，A 电极连接原4电池负极，A 电极为阴极，生成氢气，电极反应式为 2H2O2e =H22OH ， n(H2)0.2 mol，转移 0.4 mol 电子，生成 0.4 mol OH ，则从阳离子交膜中通4.48 L22.4 Lmol 1过的 K 数目为 0.4NA，正确；B 项，根据以上分析可知，电解后甲池中 c(KOH)4 molL1 ，即电解后甲池中溶液浓度为 4 0.2 L2 m
8、olL 1 0.4 mol0.2 LmolL1 ，正确；C 项，A 电极为阴极，错误；D 项，FeS 被还原生成 Fe 为正极反应，正极反应式为 FeS2Li 2e =FeLi 2S，正确。7利用 Zn/ZnO 热化学循环两步生产合成气(H 2、CO)的原理及流程图如下：下列有关说法正确的是( )上述过程中，能量转化方式只有 1 种上述两步转化均为吸热反应上述过程中，ZnO、Zn 可循环使用上述热化学方程式为 H2O(g)CO 2(g)=H2(g)CO(g)O 2(g) H582 kJmol1A BC D解析：选 B。题中反应包含太阳能转化为化学能及化学能转化为热能等，错误；第一步吸热，第二步
9、放热，错误；题图所示 ZnO、Zn 可循环使用，正确；根据盖斯定律，将题图中左侧热化学方程式乘以 2 再与右侧热化学方程式相加可得目标热化学方程式，经计算正确。故 B 项正确。8用一种阴、阳离子双隔膜三室电解槽处理废水中的 NH ，模拟装置如下图所示。 4下列说法不正确的是( )5A阳极室溶液由无色变成浅绿色B当电路中通过 1 mol 电子时，阴极有 0.5 mol 的气体生成C电解时中间室(NH 4)2SO4溶液浓度下降D电解一段时间后，阴极室溶液中的溶质一定是(NH 4)3PO4解析：选 D。根据装置图知，Fe 为阳极，阳极上 Fe 失电子发生氧化反应生成 Fe2 ，所以阳极室溶液由无色变
10、成浅绿色，A 正确；阴极上 H 放电生成 H2，电极反应式为2H 2e =H2，因此当电路中通过 1 mol 电子时，阴极有 0.5 mol 的气体生成，B 正确；电解时，中间室溶液中 NH 向阴极室移动，SO 向阳极室移动，中间室(NH 4)2SO4溶液浓 4 24度下降，C 正确；电解时，溶液中 NH 向阴极室移动，H 放电生成 H2，所以电解一段时间 4后阴极室中溶质可能有 H3PO4、(NH 4)3PO4、NH 4H2PO4、(NH 4)2HPO4等，D 错误。二、非选择题(本题包括 3 小题，共 52 分)9(18 分)能源的开发利用与人类社会的可持续发展息息相关。(1)已知：Fe
11、2O3(s)3C(s)= =2Fe(s)3CO(g) H1 a kJmol1 CO(g) O2(g)=CO2(g) H2 b kJmol1124Fe(s)3O 2(g)=2Fe2O3(s) H3 c kJmol1则碳的燃烧热 H_kJmol 1 。(2)用于发射“天宫一号”的长征二号火箭的燃料是液态偏二甲肼(CH 3)2NNH2，氧化剂是液态四氧化二氮 N2O4。两者在反应过程中放出大量能量，同时生成无毒、无污染的气体。已知室温下，1 g 燃料完全燃烧释放出的能量为 42.5 kJ，请写出该反应的热化学方程式：_。(3)依据原电池构成原理，下列化学反应在理论上可以设计成原电池的是_(填序号)。
12、你选择的理由是_。6AC(s)CO 2(g)=2CO(g)BNaOH(aq)HCl(aq)= =NaCl(aq)H 2O(l)C2CO(g)O 2(g)=2CO2(g)D2H 2O(l)=2H2(g)O 2(g)(4)若以熔融 K2CO3与 CO2作为反应的环境，依据所选反应设计成一个原电池，请写出该原电池的负极反应：_。(5)工业上常采用如图所示电解装置，利用铁的化合物将气态废弃物中的硫化氢转化为可利用的硫。通电电解，然后通入 H2S 时发生反应的离子方程式为 2Fe(CN)63 2CO H 2S=2Fe(CN)64 2HCO S。电解时，阳极的电极反应式为23 3_；电解过程中阴极区溶液的
13、 pH_(填“变大” “变小”或“不变”)。答案：(1)2a 6b c6(2)C2H8N2(l)2N 2O4(l)=2CO2(g)3N 2(g)4H 2O(l) H2 550 kJmol 1(3)C 该反应为自发的氧化还原反应且释放能量(4)CO2e CO =2CO223(5)Fe(CN)64 e =Fe(CN)63 变大10(16 分)纳米级 Cu2O 由于具有优良的催化性能而受到关注，下表为制取 Cu2O 的三种方法：方法 用炭粉在高温条件下还原 CuO方法 电解法，反应为 2CuH2O Cu2OH 2= = = = =电 解 方法 用肼(N 2H4)还原新制 Cu(OH) 2(1)工业上
14、常用方法和方法制取 Cu2O 而很少用方法，其原因是_。7(2)已知：2Cu(s) O2(g)=Cu2O(s)12 H a kJmol1C(s) O2(g)=CO(g) H b kJmol112Cu(s) O2(g)=CuO(s) H c kJmol112则方法发生的反应：2CuO(s)C(s)= =Cu2O(s)CO(g) H_kJmol 1 。(3)方法采用离子交换膜控制电解液中 OH 的浓度而制备纳米级 Cu2O，装置如图所示，则阳极上的电极反应式为_。(4)方法为加热条件下用液态肼(N 2H4)还原新制 Cu(OH)2来制备纳米级 Cu2O，同时放出 N2。该制法的化学方程式为_。答案
15、：(1)反应不易控制，易还原产生 Cu (2)2 c a b(3)2Cu2e 2OH =Cu2OH 2O(4)4Cu(OH)2N 2H4 2Cu2ON 26H 2O= = = = = 11(18 分)(2019南昌模拟)温室效应是由于大气里温室气体(二氧化碳、甲烷等)含量增大而形成的。回答下列问题：(1)利用 CO2可制取甲醇，有关化学反应如下：CO 2(g)3H 2(g)=CH3OH(g)H 2O(g) H1178 kJmol 12CO(g)O 2(g)=2CO2(g) H2566 kJmol 12H 2(g)O 2(g)=2H2O(g) H3483.6 kJmol 1已知反应中相关的化学键
16、键能数据如下：8化学键 CC CH HH CO HO键能/(kJmol 1 ) 348 413 436 358 463由此计算断开 1 mol C=O 键需要吸收_kJ 的能量；CO(g)2H 2(g)=CH3OH(g) H_kJmol 1 。(2)甲烷燃料电池(简称 DMFC)由于结构简单、能量转化率高、对环境无污染，可作为常规能源的替代品而越来越受到关注。DMFC 工作原理如图所示，通入 a 气体的电极是原电池的_极(填“正”或“负”)，其电极反应式为_。(3)如图是用甲烷燃料电池(电解质溶液为 KOH 溶液)实现铁上镀铜，则 b 处通入的是_(填“CH 4”或“O 2”)，电解前，U 形
17、管的铜电极、铁电极的质量相等，电解2 min 后，取出铜电极、铁电极，洗净、烘干、称量，质量差为 1.28 g，在通电过程中，电路中通过的电子为_mol，消耗标准状况下 CH4_mL。解析：(1)依据反应焓变 H反应物键能总和生成物键能总和，CO 2(g)3H 2(g)=CH3OH(g)H 2O(g) H1 2E(C=O)3436 kJmol1 (3413 kJmol1 358 kJmol1 463 kJmol1 463 kJmol1 2)178 kJmol1 ，解得 E(C=O)750 kJmol1 。将22 得所求热化学方程式，则 H178 kJmol1 (566 kJmol 1 ) (4
18、83.6 kJmol 1 )219.2 kJmol 1 。12 12(2)电池为甲烷的燃料电池，由图可知电子由通入 a 气体的电极流出，则通入 a 气体的电极为负极，甲烷在负极失去电子发生氧化反应，生成 CO2，反应式为CH42H 2O8e =CO28H 。(3)电镀时镀层金属做阳极，即 b 处为正极，应该通入 O2；铜电极、铁电极质量差为91.28 g，溶解的 Cu 为 0.64 g，通过电子 0.02 mol，则消耗标准状况下 CH4的体积为22.4 Lmol1 0.056 L56 mL。0.02 mol8答案：(1)750 219.2(2)负 CH 42H 2O8e =CO28H (3)O2 0.02 56
