章末强化练1 第1章 化学反应与能量转化（Word练习）-【优化指导】2024-2025学年新教材高中化学选择性必修1（鲁科版2019）

章末强化练(一)　化学反应与能量转化 一、选择题(本题包括6小题，每小题只有1个选项最符合题意) 1．氯原子对O3的分解有催化作用： O3(g)＋Cl(g)===ClO(g)＋O2(g)　ΔH1　① ClO(g)＋O(g)===Cl(g)＋O2(g)　ΔH2　② 该反应的能量变化如图所示，下列叙述中正确的是(　　) A．反应O3(g)＋O(g)===2O2(g)的ΔH＝E1－E2 B．反应O3(g)＋O(g)===2O2(g)的ΔH＝E2－E3 C．反应O3(g)＋O(g)===2O2(g)是吸热反应 D．反应O3(g)＋O(g)===2O2(g)的ΔH＝ΔH1＋ΔH2 D　[由图可知，O3(g)＋O(g)具有的总能量为E2,2O2(g)具有的总能量为E3，据此可得反应O3(g)＋O(g)===2O2(g)的ΔH＝E3－E2，A错误；由A项分析可知，反应O3(g)＋O(g)===2O2(g)的ΔH＝E3－E2，B错误；反应O3(g)＋O(g)===2O2(g)的反应物具有的总能量高于生成物具有的总能量，则该反应是放热反应，C错误；根据盖斯定律，由①＋②可得O3(g)＋O(g)===2O2(g)，则有ΔH＝ΔH1＋ΔH2，D正确。] 2．利用电化学原理保护钢闸门的某种装置如图所示，关于该装置的说法错误的是(　　) A．该装置的保护原理是牺牲阳极保护法 B．钢闸门与外接电源的负极相连 C．辅助电极可以是废铁块 D．钢闸门上发生的电极反应式为2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑ A　[该装置有外接电源，属于外加电流的阴极保护法，A错误；钢闸门与电源的负极相连，作电解池的阴极而受到保护，B正确；辅助电极与电源的正极相连，作电解池的阳极，可以是废铁块等导体，C正确；钢闸门是阴极，发生还原反应，电极反应式为2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑，D正确。] 3．根据如图所示的示意图，下列说法不正确的是(　　) A．反应的热化学方程式可表示为C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)　ΔH＝(b－a)kJ·mol－1 B．该反应过程反应物断键吸收的能量大于生成物成键放出的能量 C．a mol C和a mol H2O反应生成a mol CO和a mol H2吸收的热量一定为131.3a kJ D．1 mol C(g)、2 mol H、1 mol O转变成1 mol CO(g)和1 mol H2(g)放出的热量为a kJ C　[1 mol C(s)、1 mol H2O(g)变成1 mol C(g)、2 mol H和1 mol O吸收b kJ热量，1 mol C(g)、2 mol H和1 mol O变成1 mol CO(g)和1 mol H2(g)放出a kJ热量， 则有C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)　ΔH＝(b－a)kJ·mol－1，A正确；该反应是吸热反应，则反应物断键吸收的能量大于生成物成键放出的能量，B正确；a mol C(s)和a mol H2O(g)反应生成a mol CO(g)和a mol H2(g)吸收的热量为131.3a kJ，若反应物和生成物的状态改变，则吸收的热量不同，C错误；由图可知，1 mol C(g)、2 mol H、1 mol O转变成1 mol CO(g)和1 mol H2(g)放出的热量为a kJ，D正确。] 4．锂－空气电池充放电基本原理如图所示，下列说法不正确的是(　　) A．充电时，锂离子向阴极移动 B．充电时，阴极电极反应式为Li＋＋e－===Li C．放电时，正极电极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－ D．电池装置中高分子隔膜允许水分子自由移动 D　[充电时，阳离子向阴极移动，故Li＋离子向阴极移动，A正确；充电时，阴极上Li＋被还原生成Li，电极反应式为Li＋＋e－===Li，B正确；放电时，O2在正极发生还原反应生成OH－，电极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－，C正确；电池装置中高分子隔膜用于隔离有机电解液和水性电解液，允许Li＋透过，但不允许水分子自由移动，因为Li与H2O反应，D错误。] 5．(2018.11·浙江选考)已知：H2O(g)===H2O(l)　ΔH1 C6H12O6(g)===C6H12O6(s)　ΔH2 C6H12O6(s)＋6O2(g)===6H2O(g)＋6CO2(g)　ΔH3 C6H12O6(g)＋6O2(g)===6H2O(l)＋6CO2(g)　ΔH4 下列说法正确的是(　　) A．ΔH1＜0，ΔH2＜0，ΔH3＜ΔH4 B．6ΔH1＋ΔH2＋ΔH3－ΔH4＝0 C．－6ΔH1＋ΔH2＋ΔH3－ΔH4＝0 D．－6ΔH1＋ΔH2－ΔH3＋ΔH4＝0 B　[H2O(g)变成H2O(l)、C6H12O6(g)变成C6H12O6(s)均放出热量，则有ΔH1＜0，ΔH2＜0；等量C6H12O6(g)具有的能量高于C6H12O6(s)，等量H2O(g)具有的能量高于H2O(l)，则1 mol C6H12O6(g)与O2(g)完全反应放出的热量比1 mol C6H12O6(s)放出的热量多，电子反应放热，放出热量越多，ΔH越小，则有ΔH3＞ΔH4，A错误。将题给热化学方程式依次编号为①②③④，根据盖斯定律，由①×6＋②＋③可得④，则有ΔH4＝6ΔH1＋ΔH2＋ΔH3，故有6ΔH1＋ΔH2＋ΔH3－ΔH4＝0，B正确，C和D均错误。] 6．科学家研制出一种高性能水系酸碱双液锌—溴二次电池，其总反应为： Zn＋2OH－＋BrZnO＋H2O＋3Br－，中间的双极性膜(BPM)能隔开酸碱双液且能允许K＋通过，如图所示。下列说法正确的是(　　) A．放电时，K＋向石墨电极迁移 B．放电时，锌电极的电势高于石墨电极 C．充电时，阴极室的pH减小 D．充电时，石墨电极发生反应：Br－2e－===3Br－ A　[放电时，锌电极是活性电极，作原电池的负极，石墨电极是正极，故放电时，K＋向石墨电极迁移，A正确；放电时，电流由正极流向负极，正极的电势高于负极，故石墨电极的电势高于锌电极，B错误；充电时，阴极室发生反应为ZnO＋H2O＋2e－===Zn＋2OH－，反应生成OH－，故阴极室溶液的pH增大，C错误；充电时，石墨电极是阳极，电极反应式为3Br－－2e－===Br，D错误。] 二、选择题(本题包括3小题，每小题有1个或2个选项符合题意) 7．根据如下能量关系示意图分析，下列说法正确的是(　　) A．1 mol C(g)与1 mol O2(g)的能量之和为393.5 kJ B．反应2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)中，反应物的总键能小于生成物的总键能 C．C→CO的热化学方程式为2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH＝－221.2 kJ·mol－1 D．热值是指一定条件下单位质量的物质完全燃烧所放出的热量，则CO的热值为10.1 kJ·g－1 BC　[1 mol C(s)与1 mol O2(g)生成1 mol CO2(g)放出393.5 kJ热量，故1 mol C(g)与1 mol O2(g)的能量之和大于393.5 kJ，A错误。反应2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)是放热反应，则反应物的总键能小于生成物的总键能，B正确。转化Ⅰ：C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－393.5 kJ·mol－1；转化Ⅱ：2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH＝－565.8 kJ·mol－1，根据盖斯定律，由Ⅰ×2－Ⅱ可得：2C(s)＋O2(g)===2CO(g)，则该反应的ΔH＝(－393.5 kJ·mol－1)×2－(－565.8 kJ·mol－1)＝－221.2 kJ·mol－1，C正确。根据热值定义，CO的热值为＝10.1 kJ/g，CO热值ΔH＝－10.1 kJ/g，D错误。] 8．2019年诺贝尔化学奖授予了三名科学家，以奖励他们在锂电池发展上做出的杰出贡献，LiFePO4电池具有稳定性高、安全、环保等优点，其工作原理如图所示，下列说法正确的是(　　) A．充电时，电极a与电源正极连接，电极b与电源负极连接 B．电池驱动汽车前进时，正极的电极反应为Li1－xFePO4＋xLi＋＋xe－===LiFePO4 C．电池驱动汽车后退时，负极材料每减少1.4 g，转移0.4 mol 电子 D．整个过程的能量转化只涉及化学能转化为电能 B　[根据电池工作原理图示中Li＋的移动方向推知，电极a是负极，电极b是正极。充电时，电极a与电源的负极相连，电极b与电源的正极相连，A错误；电池驱动汽车前进时，正极发生还原反应，电极反应式为Li1－xFePO4＋xLi＋＋xe－===LiFePO4，B正确；负极材料减少1.4 g，其物质的量为0.2 mol，则转移电子为0.2 mol，C错误；整个过程中，能量转化为化学能转化为电能和化学能，D 错误。] 9．据图分析，下列说法正确的是(　　) A．图甲中纯铁发生的腐蚀属于电化学腐蚀 B．图乙中a、b均为惰性电极，可观察到b处变红，局部褪色；a、d处试纸变蓝 C．图乙中c处发生了反应：Fe－3e－===Fe3＋ D．图丙中先断开K2，闭合K1，两极均有气泡产生；一段时间后，断开K1，闭合K2，电流表A指针不偏转 B　[图甲中纯铁发生腐蚀时，Fe与O2发生反应，属于化学腐蚀，A错误。图乙中，b是阳极，电极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑，Cl2与水反应生成HCl、HClO，使b电极附近溶液呈酸性，pH试纸变红，由于HClO具有漂白性，pH试纸局部褪色；a、d均为阴极，电极反应式为2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑，电极附近溶液呈碱性，pH试纸变蓝，B正确。图乙中c处Fe是阳极，电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，C错误。断开K2，闭合K1，该装置为电解池，铜是活性电极，两极均有气泡产生，则铜是阴极，电极表面产生H2，石墨是阳极，电极表面产生O2；断开K1，闭合K2，该装置是氢氧燃料电池，H2在负极发生氧化反应，O2在正极发生还原反应，电流表A指针发生偏转，D错误。] 三、非选择题(本题包括2小题) 10．(1)已知①CO(g)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1＝－283 kJ·mol－1， ②C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH2＝－110 kJ·mol－1，则碳的摩尔燃烧焓ΔH＝________。 (2)工业合成氨的热化学方程式为N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＝－92.4 kJ·mol－1；已知N≡N键的键能是948.9 kJ·mol－1，H—H键的键能是436.0 kJ·mol－1，则N—H键的键能是________________；向体系中加入2 mol N2充分反应，放出的热量________(填“大于”“小于”或“等于”)184.8 kJ，原因是________________。 (3)已知某反应过程如图所示，则该反应为________(填“放热”或“吸热”)反应，该反应的热化学方程式为________________。 解析　(1)根据盖斯定律，由①＋②可得反应：C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝ΔH1＋ΔH2＝(－283 kJ·mol－1)＋(－110 kJ·mol－1)＝－393 kJ·mol－1，故碳的摩尔燃烧焓ΔH＝－393 kJ·mol－1。 (2)根据反应焓变(ΔH)与键能的关系可知，反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)的ΔH＝E(N≡N)＋3E(H—H)—6E(N—H)＝948.9 kJ·mol－1＋3×436.0 kJ·mol－1－6E(N—H)＝－92.4 kJ·mol－1，解得E(N—H)＝391.55 kJ·mol－1。向体系中加入2 mol N2充分反应，由于该反应是可逆反应，2 mol N2不能完全反应，则放出的热量小于184.8 kJ。 (3)图中反应物具有的能量低于生成物具有的能量，则该反应是吸热反应。据图写出热化学方程式：A2(g)＋2B2(g)===2AB2(g)　ΔH＝＋(E1－E2) kJ·mol－1。 答案　(1)－393 kJ·mol－1 (2)391.55 kJ·mol－1　小于　该反应是可逆反应，2 mol N2不能完全反应 (3)吸热　A2(g)＋2B2(g)===2AB2(g)　ΔH＝＋(E1－E2)kJ·mol－1 11．利用反应6NO2＋8NH3===7N2＋12H2O构成电池的方法，既能实现有效消除氮氧化物的排放，减轻环境污染，又能充分利用化学能，装置如图1所示，回答问题： 图1 (1)电流从____(选填“左”或“右”，下同)侧电极经过负载后流向____侧电极。 (2)为使电池持续放电，离子交换膜需选用________离子交换膜(选填“阴”或“阳”)。 (3)A电极上的电极反应式为__________________________________________。 (4)当有4.48 L NO2(标准状况)被处理时，转移电子的物质的量为________。 (5)负载可以测定电流大小，从而确定气体含量，酒驾测定工作原理与其相似。仔细阅读图2： 图2 写出酒驾测定中电池总反应方程式： _____________________________________________________________， 负极反应方程式_____________________________________________________。 解析　(1)由反应6NO2＋8NH3===7N2＋12H2O可知，NO2发生还原反应，NH3发生氧化反应；NH3通入左侧，则电极A是负极，电极B是正极，故电流从右侧电极经过负载后流向左侧电极。 (2)A电极上的电极反应式为2NH3－6e－＋6OH－===N2＋6H2O，为维持电解质溶液呈电中性，右侧溶液中OH－要透过离子交换膜向左侧迁移，故离子交换膜是阴离子交换膜。 (4)标准状况下4.48 L NO2为0.2 mol，被处理时生成N2,2NO2＋8e－＋4H2O===N2＋8OH－，则转移电子的物质的量为0.2 mol×4＝0.8 mol。 (5)由图可知，酒驾测定时，乙醇被氧化为醋酸，O2则被还原生成H2O，故电池总反应式为CH3CH2OH＋O2===CH3COOH＋H2O。负极上乙醇被氧化为醋酸，电极反应式为CH3CH2OH＋H2O－4e－===CH3COOH＋4H＋。 答案　(1)右　左 (2)阴 (3)2NH3－6e－＋6OH－===N2＋6H2O (4)0.8 mol (5)CH3CH2OH＋O2===CH3COOH＋H2O CH3CH2OH＋H2O－4e－===CH3COOH＋4H＋ 学科网（北京）股份有限公司 $$