1、1第 6 章 化学反应与能量转化章末综合检测(六)(时间：60 分钟；满分：100 分)一、选择题(本题包括 9 小题，每小题 5 分，共 45 分)1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) H212CH 3CH2OH(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
2、 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。2(2019天津河西区模拟)通过以下反应均可获取 H2。下列有关说法不正确的是( )太阳光催化分解水制氢：2H2O(l)=2H2(g)O 2(g) H1571.6 kJ/mol焦炭与水反应制氢：C(s)H 2O(g)=CO(g)H 2(g) H2131.3 kJ/mol甲烷与水反应制氢：CH4(g)H 2O(g)=CO(g)3H 2(g) H3206.1 kJ/molA由反应知
3、H2的燃烧热为 571.6 kJ/molB反应中生成物的总能量高于反应物的总能量C反应若改用新催化剂， H3不变化2D反应 CH4(g)=C(s)2H 2(g)的 H74.8 kJ/mol解析：选 A。A在一定条件下，1 mol 可燃物完全燃烧生成稳定氧化物时所放出的热量是燃烧热，由反应知 H2的燃烧热为 285.8 kJ/mol， A 错误；B反应的焓变大于 0，说明该反应为吸热反应，生成物的总能量高于反应物的总能量，B 正确；C反应使用催化剂，可以加快反应速率，但是催化剂不影响反应热，所以改用新催化剂后 H3不变，C正确；D根据盖斯定律，可得：反应 CH4(g)=C(s)2H 2(g)的
4、H206.1 kJ/mol131.3 kJ/mol74.8 kJ/mol，D 正确。3如图所示，将紧紧缠绕不同金属的铁钉放入培养皿中，再加入含有适量酚酞和NaCl 的琼脂热溶液，冷却后形成琼胶(离子在琼胶内可以移动)。下列叙述正确的是( )Aa 中铁钉附近呈现红色Bb 中铁钉上发生还原反应Ca 中铜丝上发生氧化反应Db 中铝条附近有气泡产生解析：选 B。a、b 两装置中金属接触中性电解质溶液，都发生吸氧腐蚀。a 中铁钉作负极，铜丝作正极，正极上的反应为 O22H 2O4e =4OH ，碱性增强，铜丝附近呈红色，故 A、C 两项错；b 中形成的原电池 Al 作负极，电极反应为 Al3e =Al3
5、 ，故 D 项错；b 中铁钉作正极，发生还原反应，故 B 项正确。4. (2019滨州统考)利用电解原理净化含有机物的废水，其原理是在电解条件下将较低价态的金属离子(Co 2 )氧化成较高价态的金属离子(Co 3 )，利用较高价态的金属离子将废水中的有机物氧化成 CO2。装置如图所示。下列说法正确的是( )A锌极为负极，发生氧化反应B石墨极上发生的电极反应式为 Co2 e =Co3C电解过程中，阴极附近溶液 pH 减小D氧化 1 mol HCHO 时电路中至少转移 3 mol 电子解析：选 B。根据图示知，锌为阴极、石墨为阳极，阴极发生还原反应，A 项错误；石3墨极发生氧化反应，电极反应式为
6、Co2 e =Co3 ，B 项正确；锌极的电极反应式为2H 2e =H2，阴极附近溶液 pH 增大，C 项错误；4Co3 HCHOH 2O=CO24H 4Co 2 ，氧化 1 mol HCHO 时至少要转移 4 mol 电子，D项错误。5(2019重庆一中月考)现代工业生产中常用电解氯化亚铁溶液的方法制得氯化铁溶液吸收有毒的硫化氢气体。工艺原理如图所示。下列说法中不正确的是( )A左槽中发生的反应为 2Cl 2e =Cl2B右槽中的反应式：2H 2e =H2CH 从电解池左槽迁移到右槽DFeCl 3溶液可以循环利用解析：选 A。根据装置图可知 Fe2 在电解池的左槽中被氧化生成 Fe3 ，则左
7、槽是电解池的阳极，右槽是电解池的阴极。阳极(左槽)的电极反应式为 Fe2 e =Fe3 ，A 项错误；阴极(右槽)的电极反应式为 2H 2e =H2，B 项正确；电解池中 H 从电解池阳极(左槽)迁移到阴极(右槽)，C 项正确；反应池中的反应为 2FeCl3H 2S=2FeCl22HClS，故FeCl3溶液可以循环利用，D 项正确。6(2019晋豫省际大联考)S 2Cl2和 SCl2均为重要的化工原料，都满足 8 电子稳定结构。已知：S 2(l)Cl 2(g)S 2Cl2(g) H1 x kJmol1S 2Cl2(g)Cl 2(g)2SCl 2(g) H2 y kJmol1相关化学键的键能如下
8、表所示：化学键 SS SCl ClCl键能/(kJmol1 ) a b c下列说法中错误的是( )ASCl 2的结构式为 ClSClBS 2Cl2的电子式为C y2 b a cD在 S2(l)2Cl 2(g)2SCl 2(g)的反应中， H( x y) kJmol1 解析：选 C。SCl 2中原子都达到 8 电子稳定结构，S 应该形成两个共价键，Cl 只能形4成 1 个共价键，所以 SCl2的结构式为 ClSCl，A 项正确；S 2Cl2中原子都达到 8 电子稳定结构，S 应该形成两个共价键，Cl 只能形成 1 个共价键，所以 S2Cl2的结构式为 ClSSCl，则其电子式为 ，B 项正确；反
9、应的焓变等于反应物的键能之和减去生成物的键能之和，反应S 2Cl2(g)Cl 2(g)2SCl 2(g)的焓变 H2 y kJmol1 ( a c2 b) kJmol1 ，C 项错误；反应反应可以得到：S 2(l)2Cl 2(g)2SCl 2(g)，所以该反应的焓变为 H( x y) kJmol1 ，D 项正确。7(2019湖北四校联考)用固体氧化物作电解质的甲醇氧气燃料电池电解 Na2SO4溶液制备白色的 Fe(OH) 2。其原理如图所示：下列有关说法正确的是( )AFe 为阴极B碳棒 Y 上的电极反应式为 O24e 4H =2H2OC碳棒 X 上的电极反应式为 CH3OH6e 3O 2 =
10、CO22H 2ODC 电极的表面观察到 Fe(OH)2白色沉淀解析：选 C。选项 A 中 Fe 失电子提供 Fe2 ，发生氧化反应，作阳极，A 项错误。选项B 中以固体氧化物作为电解质，因此电极反应式中不应出现 H ，B 项错误。选项 D 中Fe(OH)2白色沉淀应在两极之间形成，而不是在电极表面，D 项错误。8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) H
11、582 kJmol 1A 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5一步吸热，第二步放热，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。9(2016高考浙江卷)金属(M)空气电池(如图)具有原料易得、能量密度高等优点，有望成为新能源汽车和移动设备的电源。该类电池放电的总反应方程式为4M nO22 nH2O=4M(OH)n。已知：电池的“理论比能量”指单位质量的电极材料理论上能释放出的最大电能。下列说法不正确的是( )A采用多孔电极的目的是提高电极
12、与电解质溶液的接触面积，并有利于氧气扩散至电极表面B比较 Mg、Al、Zn 三种金属空气电池，Al空气电池的理论比能量最高CM空气电池放电过程的正极反应式：4M n nO22 nH2O4 ne =4M(OH)nD在 Mg空气电池中，为防止负极区沉积 Mg(OH)2，宜采用中性电解质及阳离子交换膜解析：选 C。A 项，采用多孔电极可以增大电极与电解质溶液的接触面积，且有利于氧气扩散至电极表面，正确；B 项，根据“已知”信息知铝的比能量比 Mg、Zn 的高，正确；C 项，M空气电池放电过程中，正极为氧气得到电子生成 OH ，错误；D 项，为了避免正极生成的 OH 移至负极，应选用阳离子交换膜，正确
13、。二、非选择题(本题包括 5 小题，共 55 分)10(6 分)从 NO 、SO 、Cl 、Cu 2 、Ba 2 、Ag 、H 等中选出适当的离子组成电 3 24解质，采用惰性电极对其溶液进行电解。(1)若两极分别放出 H2和 O2，电解质的化学式为_。(2)若阴极析出金属，阳极放出氧气，电解质的化学式为_。(3)若两极分别放出气体，且体积比为 11，电解质的化学式为_。解析：(1)两极分别放出 H2和 O2，即 H 和 OH 放电，实质是电解 H2O，水中的溶质应起导电作用，它可以是 HNO3、H 2SO4、Ba(NO 3)2中的任意一种，但不是 BaSO4。(2)阴极析出金属，即 Ag 或
14、 Cu2 放电；阳极放出 O2，即 OH 放电。水中的溶质可以是 AgNO3、Cu(NO 3)2、CuSO 4中的任意一种。6(3)两极都生成气体，且气体体积比为 11，则放电的离子应是 Cl 和 H 。水中的溶质可以是 HCl、BaCl 2中的任意一种。答案：(1)HNO 3或 H2SO4或 Ba(NO3)2(2)AgNO3或 Cu(NO3)2或 CuSO4(3)HCl(或 BaCl2)11(12 分)(1)常温下，0.5 mol 甲醇在氧气中完全燃烧生成 CO2和液态水，放出热量363.3 kJ。写出该反应的热化学方程式：_。(2)请设计一个燃料电池：电解质溶液为强碱溶液，Pt 作电极，在
15、电极上分别通入甲醇和氧气。通入甲醇的电极应为_极(填“正”或“负”)，该电极上发生的电极反应式为_。(3)用 Pt 作电极电解 1 L pH6 的硝酸银溶液，如图甲所示，则右边电极上发生的电极反应式为_。(4)某化学学习兴趣小组为了研究金属的腐蚀现象，将一枚铁钉放在“84”消毒液(有效成分为 NaClO)中，某同学设计了如图乙所示实验装置，写出石墨电极上发生的电极反应式：_。解析：(2)通入燃料的电极为负极，在强碱性溶液中甲醇的氧化产物应为碳酸盐；(3)用惰性电极电解硝酸银溶液时，阳极是水失去电子产生氧气；(4)“84”消毒液中 ClO 在正极得电子生成 Cl 。答案：(1)CH 3OH(l)
16、 O2(g)=CO2(g)2H 2O(l) H726.6 kJmol 132(2)负 CH 3OH8OH 6e =CO 6H 2O23(3)2H2O4e =O24H (4)ClO H 2O2e =Cl 2OH 12(12 分)新型高效的甲烷燃料电池采用铂为电极材料，两电极上分别通入 CH4和7O2，电解质为 KOH 溶液。某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源，进行电解饱和氯化钠溶液实验，如图所示。回答下列问题：(1)甲烷燃料电池正极、负极的电极反应式分别为_、_。(2)闭合 K 开关后，a、b 电极上均有气体产生，其中 b 电极上得到的是_，电解饱和氯化钠溶液的总反应方程式为_。(3)若
17、每个电池甲烷通入量均为 1 L(标准状况)，且反应完全，则理论上通过电解池的电量为_(法拉第常数 F9.6510 4 Cmol1 ，列式计算)，最多能产生的氯气体积为_L(标准状况)。解析：(1)甲烷燃料电池的总反应方程式为 CH42O 22OH =CO 3H 2O，正极反应23式为 2O24H 2O8e =8OH ，负极反应式由总反应式减去正极反应式即可得到；(2)由图示可知，甲烷燃料电池中通入 CH4的一极为负极，因而与之相连的 b 电极为阴极，产生的气体为氢气；(3)1 mol 甲烷被氧化失去电子 8 mol，电量为 89.65104 C，题中虽有两个燃料电池，但电子的转移只能用一个电池
18、的甲烷量计算，可根据 CH48e 4Cl 2计算出标准状况下产生氯气的体积为 4 L。答案：(1)2O 24H 2O8e =8OHCH410OH 8e =CO 7H 2O23(2)H2 2NaCl2H 2O 2NaOHH 2Cl 2= = = = =通 电 (3) 89.65104 Cmol1 3.4510 4 C 41 L22.4 Lmol 113(12 分)能源的开发、利用与人类社会的可持续发展息息相关，怎样充分利用好能源是摆在人类面前的重大课题。.已知：Fe 2O3(s)3C(石墨，s) = =2Fe(s)3CO(g) H a kJmol1CO(g)1/2O 2(g)=CO2(g) H
19、b kJmol1C(石墨，s)O 2(g)=CO2(g) H c kJmol1则反应：4Fe(s)3O 2(g)=2Fe2O3(s)的焓变 H_kJmol 1 。.(1)依据原电池的构成原理，下列化学反应在理论上可以设计成原电池的是_。AC(s)CO 2(g)=2CO(g)8BNaOH(aq)HCl(aq)= =NaCl(aq)H 2O(l)C2H 2O(l)=2H2(g)O 2(g)DCH 4(g)2O 2(g)=CO2(g)2H 2O(l)若以 KOH 溶液为电解质溶液，依据所选反应可以设计成一个原电池，请写出该原电池的电极反应式。负极：_，正极：_。(2)二氧化氯(ClO 2)是一种高效
20、安全的自来水消毒剂。ClO 2是一种黄绿色气体，易溶于水。实验室以 NH4Cl、盐酸、NaClO 2为原料制备 ClO2流程如下：已知：电解过程中发生的反应为 NH4Cl2HCl NCl33H 2，NCl 3中氮= = = = =电 解 元素为3 价。写出电解时阴极的电极反应式：_。在阳极上放电的离子是_。解析：.Fe 2O3(s)3C(石墨，s)= =2Fe(s)3CO(g) H a kJmol1CO(g)1/2O 2(g)=CO2(g) H b kJmol1C(石墨，s)O 2(g)=CO2(g) H c kJmol1由盖斯定律()62 得 4Fe(s)3O 2(g)=2Fe2O3(s)
21、H6( c b)2 a kJmol1 。.(1)设计成原电池需要是自发进行的氧化还原反应。A 项是非自发进行的氧化还原反应，不选；B 项是复分解反应，不是氧化还原反应，不选；C 项是非自发进行的氧化还原反应，不选；D 项是自发进行的氧化还原反应，可以设计成原电池。D 项反应可设计成甲烷燃料电池，在碱溶液中甲烷在负极失去电子发生氧化反应，氧气在正极得到电子发生还原反应。负极：CH 48e 10OH =CO 7H 2O；正极：2O 24H 2O8e =8OH 。23(2)电解时阴极上是氢离子得到电子生成氢气，阴极的电极反应式为2H 2e =H2；电解时阳极上是铵根离子失去电子生成 NCl3。答案：
22、.6( c b)2 a.(1)D CH 48e 10OH =CO 7H 2O 2O 24H 2O8e =8OH23(2)2H 2e =H2NH 414(13 分)(2019南通一模)电解法处理含氮氧化物的废气，可回收硝酸，具有较高9的环境效益和经济效益。实验室模拟电解法吸收 NOx的装置如图所示(图中电极均为石墨电极)。(1)若用 NO2气体进行模拟电解法吸收实验。写出电解时 NO2发生反应的电极反应式：_。若在标准状况下有 2.24 L NO2被吸收，通过阳离子交换膜(只允许阳离子通过)的H 为_mol。(2)某小组在右室装有 10 L 0.2 molL1 硝酸，用含 NO 和 NO2(不考
23、虑 NO2转化为N2O4)的废气进行模拟电解法吸收实验。实验前，配制 10 L 0.2 molL1 硝酸需量取_mL、密度为 1.4 gmL1 、质量分数为 63%的浓硝酸。电解过程中，有部分 NO 转化为 HNO2。实验结束时，测得右室溶液中含 3 mol HNO3、0.1 mol HNO2，同时左室收集到标准状况下 28 L H2。计算原气体中 NO 和 NO2的体积比(假设尾气不含氮氧化物，写出计算过程)。解析：(1)从题图知，NO x在电解时会转化成 HNO3，则 NO2中 N 由4 价升高至5 价，失去 1 个 e ，用 H 平衡电荷可写出电极反应式：NO 2e H 2O=NO 2H
24、 。由电极 3反应式知，0.1 mol NO2参与反应生成 0.1 mol NO 和 0.2 mol H ，由电荷守恒可知，需 3要向左室流入 0.1 mol H 后才能维持右室中溶液为电中性。(2)质量分数为 63%的浓硝酸，其中 c(HNO3) molL1 14 molL1 ，根据 c1V1 c2V2有 0.2 1 0001.463%63molL1 10 L14 molL1 V2，得 V20.142 9 L142.9 mL。由 N 原子守恒知，最终生成的 HNO3和 HNO2中的总 N 原子数等于 NO 和 NO2中所含 N 原子数与右室中原 HNO3中N 原子数总和，故 n(HNO3)
25、n(HNO2) n(NO) n(NO2)10 L0.2 molL1 ；电解过程中左、右两室中得失电子是守恒的，左室为 H 得电子生成 H2，右室为 NO2失电子生成HNO3，部分 NO 失电子生成 HNO2，部分 NO 失电子生成 HNO3，故21 n(NO2)1 n(HNO2) n(NO) n(HNO2)3 ，结合题中数据，28 L22.4 Lmol 1联立、可求出 NO 和 NO2的物质的量，相同状态下 NO2和 NO 物质的量之比即为其体积比。答案：(1)NO 2e H 2O=NO 2H 0.1 3(2)142.910根据原子守恒： n(NO) n(NO2)3 mol0.2 molL1 10 L0.1 mol1.1 mol；根据得失电子守恒：0.1 mol1 n(NO)0.1 mol3 n(NO2)12；28 L22.4 Lmol 1解得： n(NO)0.8 mol， n(NO2)0.3 mol；V(NO) V(NO2) n(NO) n(NO2)0.8 mol0.3 mol83。
