1、1专题 6 化学反应与能量变化专题综合检测(六)(时间：45 分钟；满分：100 分)一、选择题(本题包括 8 小题，每小题 5 分，共 40 分)1化学与生产、生活息息相关， 下列叙述错误的是( )A铁表面镀锌可增强其抗腐蚀性B用聚乙烯塑料代替聚乳酸塑料可减少白色污染C大量燃烧化石燃料是造成雾霾天气的一种重要因素D含重金属离子的电镀废液不能随意排放解析：选 B。铁表面镀锌，发生电化学腐蚀时，Zn 作负极，失去电子发生氧化反应；Fe作正极，O 2、H 2O 在其表面得到电子发生还原反应，铁受到保护，A 正确。聚乳酸塑料能自行降解，聚乙烯塑料则不能，因此用聚乙烯塑料代替聚乳酸塑料，将加剧白色污染
2、，B 不正确。燃烧化石燃料时，产生大量烟尘、CO 等有害物质，是造成雾霾天气的原因之一，C 正确。重金属离子有毒性，含有重金属离子的电镀废液随意排放，易引起水体污染和土壤污染，应进行处理达标后再排放，D 正确。2关于下列装置的说法正确的是( )A装置中盐桥内的 K 向 CuSO4溶液移动B装置是将电能转变成化学能的装置C若装置用于铁棒镀铜，则 N 极为铁棒D若装置用于电解精炼铜，溶液中 Cu2 浓度保持不变解析：选 A。装置为原电池，将化学能转化为电能，Cu 为正极，溶液中的 Cu2 得电子生成 Cu， c(Cu2 )减小，盐桥内的 K 移向 CuSO4溶液补充正电荷，A 正确，B 错误；C
3、项，若铁棒镀铜，铁作阴极(M)，铜作阳极(N)，错误；D 项，精炼铜，阳极除铜外还有比铜活泼的金属如 Zn、Fe 的溶解，而阴极只有 Cu2 放电，所以 Cu2 浓度会减小，错误。3原电池与电解池在生活和生产中有着广泛应用。下列有关判断中错误的是( )2A装置研究的是金属的吸氧腐蚀，Fe 上的反应为 Fe2e =Fe2B装置研究的是电解 CuCl2溶液，该装置将电能转化为化学能C装置研究的是电解饱和食盐水，电解过程中 B 极上发生氧化反应D三个装置中涉及的主要反应都是氧化还原反应解析： 选 C。A 中铁作负极， 反应为 Fe2e= =Fe2 ，弱酸性或中性条件下发生吸氧腐蚀，正确；B 中正确；
4、C 中 B 极：2H 2e =H2，发生还原反应，错误；D 中正确。4如图为直流电源电解稀 Na2SO4水溶液的装置。通电后在石墨电极 a 和 b 附近分别滴加几滴石蕊溶液。下列实验现象描述正确的是( )A逸出气体的体积，a 电极的小于 b 电极的B一电极逸出无味气体，另一电极逸出刺激性气体Ca 电极附近呈红色，b 电极附近呈蓝色Da 电极附近呈蓝色，b 电极附近呈红色解析：选 D。SO 、OH 移向 b 极，在 b 极 OH 放电，产生 O2，b 极附近 c(H )24c(OH )，石蕊试液变红。Na 、H 移向 a 极，在 a 极 H 放电产生 H2，a 极附近 c(OH )c(H )，石
5、蕊试液变蓝。所以产生的气体体积 a 电极的大于 b 电极的；两种气体均为无色无味的气体。A、B、C 均错。5已知：(1)CH 3COOH(l)2O 2(g)=2CO2(g)2H 2O(l) H1；(2)C(s)O 2(g)=CO2(g) H2；(3)2H 2(g)O 2(g)=2H2O(l) H3；(4)2CO 2(g)4H 2(g)=CH3COOH(l)2H 2O(l) H4；(5)2C(s)2H 2(g)O 2(g)=CH3COOH(l) H5。下列关于上述反应的焓变的判断正确的是( )A H10， H20， H5bD已知：C(石墨，s)O 2(g)=CO2(g) H393.5 kJ/mo
6、l，C(金刚石，s)O 2(g)=CO2(g) H395.0 kJ/mol，则 C(石墨，s)= =C(金刚石，s) H1.5 kJ/mol解析：选 D。只有在稀溶液中，强酸与强碱发生中和反应生成 1 mol H2O 时，能量变化才相同，A 错误；氢气虽不易贮存和运输，但它却是可再生、无污染的新能源，有开发利用价值，B 错误；气态水转化为液态水时，会放出热量，即 H2O(g)=H2O(l) H x kJ/mol，根据盖斯定律可得出 a b2 x， ab，C 错误；由选项 D 中得到 C(石墨，s)=C(金刚石，s) H1.5 kJ/mol，D 正确。二、非选择题(本题包括 4 小题，共 60
7、分)9(15 分)(1)如图是 1 mol NO2(g)和 1 mol CO(g)反应生成 CO2和 NO 过程中的能量变化示意图， E1134 kJmol 1 ， E2368 kJmol 1 。根据要求回答问题：若在反应体系中加入催化剂，反应速率增大， E1的变化是_(填“增大”“减小”或“不变”，下同)， H 的变化是_。请写出 NO2和 CO 反应的热化学方程式：_。(2)甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的两种反应的热化学方程式如下：CH 3OH(g)H 2O(g)=CO2(g)3H 2(g) H49.0 kJmol 15CH 3OH(g) O2(g)=CO2(g)2H 2(
8、g)12 H192.9 kJmol 1又知H 2O(g)=H2O(l) H44 kJmol1 ，则甲醇蒸气燃烧生成二氧化碳和液态水的热化学方程式为_。(3)已知在常温常压下：2CH 3OH(l)3O 2(g)=2CO2(g)4H 2O(g) H1 275.6 kJmol 12CO(g)O 2(g)=2CO2(g) H566.0 kJmol 1H 2O(g)=H2O(l) H44.0 kJmol 1请写出 1 mol 液态甲醇不完全燃烧生成 1 mol 一氧化碳和液态水的热化学方程式：_。解析：(1)观察图像， E1应为反应的活化能，加入催化剂降低反应的活化能，但是 H不变；1 mol NO2(
9、g)和 1 mol CO(g)反应生成 CO2(g)和 NO(g)的反应热数值，即生成物和反应物的能量差，因此该反应的热化学方程式为 NO2(g)CO(g)= =CO2(g)NO(g) H234 kJmol 1 。(2)观察热化学方程式，利用盖斯定律，将所给热化学方程式作如下运算：322，即可求出甲醇蒸气燃烧的热化学方程式。(3)根据盖斯定律，由(4)2 得 CH3OH(l)O 2(g)=CO(g)2H 2O(l) H442.8 kJmol 1 。答案：(1)减小 不变 NO 2(g)CO(g)= =CO2(g)NO(g) H234 kJmol 1(2)CH3OH(g) O2(g)=CO2(g
10、)2H 2O(l)32 H764.7 kJmol 1(3)CH3OH(l)O 2(g)=CO(g)2H 2O(l) H442.8 kJmol 110(15 分)铁是用途最广的金属材料之一，但生铁易生锈。请讨论电化学实验中有关铁的性质。(1)某原电池装置如图所示，右侧烧杯中的电极反应式为_，左侧烧杯中的 c(Cl )_(填“增大”“减小”或“不变”)。6(2)已知下图甲、乙两池的总反应式均为 FeH 2SO4=FeSO4H 2，且在同侧电极(指均在“左电极”或“右电极”)产生 H2。请在两池上标出电极材料(填“Fe”或“C”)。(3)装置丙中，易生锈的是_点(填“ a”或“ b”)。解析：(1)
11、原电池反应中 Fe 作负极，石墨棒作正极，右侧烧杯中电极反应式为2H 2e =H2。由于平衡电荷的需要，盐桥中的 Cl 向负极迁移，故 NaCl 溶液中 c(Cl )增大。(2)装置乙是电解装置，阴极(右侧)产生 H2，同时根据总反应式可知 Fe 只能作阳极(左侧)。由已知条件知，在装置甲中，Fe 作原电池的负极，在左侧，C 作原电池的正极，在右侧。(3)装置丙中由于 a 点既与电解质溶液接触，又与空气接触，故易生锈。答案：(1)2H 2e =H2 增大(2)甲池中：左Fe，右C 乙池中：左Fe，右C(3)a11(15 分)磷酸二氢钾是高效的磷钾复合肥料，也是重要的植物生长调节剂，电解法制备
12、KH2PO4的装置如图所示。(1)阴极的电极反应式为_，阳极的电极反应式为_。(2)KH2PO4在_(填“a”或“b”)区生成。(3)25 时，KH 2PO4溶液的 pH7，其原因是_(用离子方程式和文字表述)。(4)若该电解池的电源是高铁电池，且电池总反应为73Zn2K 2FeO48H 2O 3Zn(OH)22Fe(OH) 34KOH，当 KCl 浓度由 3 molL1 降低为 放 电 充 电1 molL1 时(溶液体积不变)，则：高铁电池正极反应方程式为_。a 区溶液中溶质及其物质的量为_。解析：反应原理是 H3PO4中 H 放电，KCl 中 Cl 放电，K 通过阳离子交换膜从 b 区移动
13、到 a 区。(4)a 区原有 3 mol H3PO4，b 区原有 3 mol KCl，反应后剩余 1 mol KCl，说明有 2 mol K 通过阳离子交换膜进入 a 区生成 2 mol KH2PO4，剩余 1 mol H3PO4。答案：(1)2H 2e =H2 2Cl 2e =Cl2(2)a (3)H 2PO H HPO 、H 2PO H 2OH 3PO4OH ，H 2PO 电离程度大于 4 24 4 4水解程度(4)FeO 4H 2O3e =Fe(OH)35OH 241 mol H 3PO4、2 mol KH 2PO412(15 分)与甲醇燃料电池相比，乙醇燃料电池具有毒性低、理论能量密度
14、高等优点，因此被广泛地认为是更有前途的燃料电池。如图是一个乙醇燃料电池工作时的示意图。乙池中的两个电极均为石墨电极，乙池中盛有 100 mL 3.00 mol/L 的 CuSO4溶液。请回答下列问题：(1)在常温常压下，1 g C2H5OH 燃烧生成 CO2和液态 H2O 时放出 29.71 kJ 热量，表示该反应的热化学方程式为_。(2)N 的电极反应式为_。(3)在此过程中，当乙池中某一电极析出金属铜 6.4 g 时，甲池中理论上消耗氧气为多少升(标准状况下)? (4)在此过程中，若乙池中两电极产生的气体体积恰好相等时(标准状况下)，理论上需通入多少克乙醇？答案：(1)C 2H5OH(l)
15、3O 2(g)=2CO2(g)3H 2O(l) H1 366.66 kJ/mol(2)4OH 4e =O22H 2O(3)n(Cu) 0.1 mol，6.4 g64 g/mol8甲池与乙池转移的电子数相等，则有 n(O2) n(Cu)0.05 mol，即 V(O2)0.05 12mol22.4 L/mol1.12 L。(4)乙池中 M 极上先发生的电极反应为 Cu2 2e =Cu，后发生的电极反应为2H 2e =H2。M 与 N 两电极转移的电子数相等：2 n(Cu)2 n(H2)4 n(O2)，当两电极产生的气体体积恰好相等时，有 2n(O2)2 n(Cu)，即 n(O2) n(Cu)3.00 mol/L0.100 L0.3 mol。由以上可知甲池中通入的 O2也为 0.3 mol。通入乙醇的铂电极的电极反应式为 C2H5OH12e 16OH =2CO 11H 2O，由电子守23恒得12n(C2H5OH)4 n(O2)，则 n(C2H5OH) n(O2)， m(C2H5OH) 0.3 mol46 g/mol4.6 13 13g。
