专题1 化学反应与能量变化【单元卷·测试卷】-2024-2025学年高二化学单元速记·巧练（苏教版2019选择性必修1）

专题1 化学反应与能量变化 测试卷 （考试时间：75分钟 试卷满分：100分） 一、选择题（共15个小题，每题3分，共45分，每题只有一个选项符合题目要求。） 1．下列叙述正确的是(　　) A．电解质溶液导电的过程实际上就是电解的过程 B．氢氧燃料电池的负极反应式：O2＋2H2O＋4e－===4OH－ C．粗铜精炼时，电解质溶液中铜离子浓度保持不变 D．铁与稀硫酸反应时，加入过量硫酸铜溶液，可使反应速率加快 答案：A 解析：氢氧燃料电池的负极发生失去电子的氧化反应，B错误；粗铜精炼时，阳极是粗铜，粗铜中的杂质也会失去电子，而阴极始终是铜离子放电，因此电解质溶液中铜离子浓度降低，C错误；铁与稀硫酸反应时，加入过量硫酸铜溶液，铁全部被铜离子氧化，铜离子被还原为铜，铜不与稀硫酸反应，反应速率不会加快，D错误。 2．某同学设计如图所示实验，探究反应中的能量变化。 下列判断正确的是(　　) A．由实验可知，(a)、(b)、(c)所涉及的反应都是放热反应 B．将实验(a)中的铝片更换为等质量的铝粉后释放出的热量有所增加 C．实验(c)中将环形玻璃搅拌棒改为铁制搅拌器对实验结果没有影响 D．若用NaOH固体代替NaOH溶液与盐酸反应测定中和反应的反应热，则测定数值偏高 答案：D 解析：A项，Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应属于吸热反应，错误；B项，改为等质量的铝粉，没有改变反应的本质，放出的热量不变，错误；C项，铁制搅拌器导热性好，热量损失较大，错误；D项，NaOH固体溶于水时放热，正确。 3．下列关于原电池的说法中，正确的是(　　) A．任何化学反应上都能设计成原电池 B．原电池工作时，阳离子向负极移动 C．原电池的负极发生氧化反应 D．原电池工作时，电子通过电解质溶液流向正极 答案：C 解析：自发进行的放热的氧化还原反应能设计成原电池，非氧化还原反应一定不能设计成原电池，故A错误；原电池工作时，溶液中的阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，故B错误；原电池工作时，负极发生氧化反应，正极发生还原反应，故C正确；原电池工作时，电子从负极经导线流向正极，溶液中存在离子的定向迁移，电解质溶液中不存在电子的移动，故D错误。 4．下列选项正确的是(　　) A．图①可表示Fe2O3(s)＋3CO(g)===2Fe(s)＋3CO2(g)　ΔH＝26.7 kJ·mol－1的能量变化 B．图②中ΔH表示碳的标准燃烧热 C．实验的环境温度为20 ℃，将物质的量浓度相等、体积分别为V1、V2的H2SO4、NaOH溶液混合，测得混合液的最高温度如图③所示(已知V1＋V2＝60 mL) D．已知稳定性：B<A<C，某反应由两步构成：A―→B―→C，反应过程中的能量变化曲线如图④所示 答案：D 5．已知下列热化学方程式： Zn(s)＋O2(g)===ZnO(s) ΔH1＝－351.1 kJ·mol－1 Hg(l)＋O2(g)===HgO(s) ΔH2＝－90.7 kJ·mol－1 由此可知Zn(s)＋HgO(s)===ZnO(s)＋Hg(l)　ΔH3，其中ΔH3是(　　) A．－441.8 kJ·mol－1 B．－254.6 kJ·mol－1 C．－438.9 kJ·mol－1 D．－260.4 kJ·mol－1 答案：D 解析：将两个已知反应自上而下分别标记为①和②，根据盖斯定律①－②得：Zn(s)＋HgO(s)===ZnO(s)＋Hg(l)　ΔH3＝－351.1 kJ·mol－1＋90.7 kJ·mol－1＝－260.4 kJ·mol－1。 6．下列有关电化学装置的说法正确的是(　　) A. 甲图中正极的电极反应式为Ag2O＋2e－＋2H＋===2Ag＋H2O B．乙图表示钢闸门用牺牲阳极的阴极保护法加以防护 C．丙图中，盐桥中的K＋向盛有ZnSO4溶液的烧杯中移动 D．丁图中，X处补充稀NaOH溶液以增强溶液导电性 答案：D 解析：甲图中锌是负极，氧化银是正极，正极的电极反应式为Ag2O＋2e－＋H2O===2Ag＋2OH－，A错误；乙图中石墨是惰性电极，石墨是正极，钢闸门作负极，加快腐蚀，B错误；丙图中锌是负极，铜是正极，原电池中阳离子向正极移动，则盐桥中的K＋向盛有CuSO4溶液的烧杯中移动，C错误；水的导电性较弱，可溶性电解质溶于水可以增强溶液导电性，丁图中右侧是阴极，氢离子放电，得到浓的NaOH溶液，为不引进杂质，可以加入NaOH稀溶液增强溶液导电性，D正确。 7．利用如图所示装置，当X、Y选用不同材料时，可将电解原理广泛应用于工业生产，下列说法正确的是(　　) A．氯碱工业中，X、Y均为石墨，Y附近能得到氢氧化钠 B．铜的电解精炼中，X是纯铜，Y是粗铜，Z是CuSO4溶液 C．电镀工业中，X是待镀金属，Y是镀层金属 D．外加电流的阴极保护法中，X是待保护金属 答案：A 解析：铜的电解精炼时，应用粗铜作阳极、纯铜作阴极；电镀时，应以镀层金属作阳极、待镀金属作阴极；外加电流的阴极保护法中，待保护的金属应与电源负极相连。 8．实验发现，298 K时，在氯化铁酸性溶液中加入少量锌粒后，Fe3＋立即被还原成Fe2＋。某夏令营兴趣小组根据该实验事实设计了如图所示原电池装置。下列有关说法正确的是(　　) A．该原电池的正极反应是Zn－2e－===Zn2＋ B．左烧杯中溶液的血红色逐渐褪去 C．该电池铂电极上立即有气泡出现 D．该电池总反应为3Zn＋2Fe3＋===2Fe＋3Zn2＋ 答案：B 解析：该电池总反应为Zn＋2Fe3＋===2Fe2＋＋Zn2＋，所以左烧杯铂电极为正极，电极反应为2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋，右烧杯锌电极为负极，电极反应为Zn－2e－===Zn2＋；由于左烧杯中的Fe3＋被还原为Fe2＋，所以左烧杯中溶液的血红色逐渐褪去。 9．再生铅行业是我国在重视环境保护和充分利用有色金属再生资源的情况下逐步发展起来的新兴产业。从废旧铅蓄电池中回收铅的工艺为 电解原理如图所示。下列说法不正确的是(　　) A．阴极区电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑ B．电解过程中阳极附近pH明显降低 C．Na2PbCl4浓度下降后，在阴极区加入PbO，可实现电解质溶液的再生使用 D．电路中流经4 mol电子，阴极可得414 g铅 答案：A 解析：阳极反应为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，同时阳极区的H＋移向阴极，阳极区硫酸浓度增大，pH降低，B项正确；阴极发生的反应为PbCl＋2e－===Pb＋4Cl－，同时H＋通过质子交换膜，阴极区形成HCl/NaCl溶液，电解后向阴极区加入PbO，可以生成PbCl，A项错误、C项正确；电路中通过4 mol电子时，阴极可得414 g铅，D项正确。 10．下列根据实验操作及现象进行的分析和推断不正确的是(　　) 操作 现象 一段时间后：①中，铁钉裸露在外的附近区域变红； ②中…… A．NaCl的琼脂水溶液为离子迁移的通路 B．①中变红是因为发生反应：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ C．②中可观察到铁钉裸露在外的附近区域变蓝，铜丝附近区域变红 D．①和②中发生的氧化反应均可表示为M－2e－===M2＋(M代表锌或铁) 答案：B 解析：构成原电池的条件之一是形成闭合回路，①和②实验中，NaCl的琼脂水溶液的作用是形成闭合回路，即NaCl的琼脂水溶液为离子迁移的通路，故A正确；中性或碱性条件下，①中Zn、Fe和热的NaCl的琼脂水溶液构成原电池，发生吸氧腐蚀，Zn比Fe活泼，Zn作负极，Fe作正极，正极反应式为2H2O＋O2＋4e－===4OH－，所以铁钉裸露在外的附近区域变红，故B错误；②中NaCl的琼脂水溶液、Cu、Fe构成原电池，Fe比Cu活泼，Fe作负极，Cu作正极，负极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，正极反应式为2H2O＋O2＋4e－===4OH－，所以铁钉裸露在外的附近区域Fe2＋与K3[Fe(CN)6]反应生成蓝色沉淀，铜丝附近区域酚酞遇碱变红，故C正确；①中Zn和②中Fe作负极，均失去2e－生成＋2价的阳离子(Zn2＋和Fe2＋)，发生氧化反应，所以①和②中发生的氧化反应均可表示为M－2e－===M2＋(M代表锌或铁)，故D正确。 11．太阳能路灯蓄电池是磷酸铁锂电池，其工作原理如图。M电极材料是金属锂和碳的复合材料(碳作为金属锂的载体)，电解质为一种能传导Li＋的高分子材料，隔膜只允许Li＋通过，电池反应式为LixC6＋Li1－xFePO4LiFePO4＋6C。下列说法正确的是(　　) A．放电时Li＋从左边移向右边，PO从右边移向左边 B．放电时，正极反应式为Li1－xFePO4＋xLi＋＋xe－===LiFePO4 C．充电时M极连接电源的负极，电极反应式为6C＋xe－===C D．充电时电路中通过2.0 mol电子，产生28.0 g Li 答案：B 解析：M电极材料是金属锂和碳的复合材料(碳作为金属锂的载体)，含有Li单质。M电极为负极，放电时，阳离子向正极移动，Li＋从左向右移动，隔膜只允许Li＋通过，PO不能通过，A项错误；放电时，正极得到电子，Li1－xFePO4变成LiFePO4，根据得失电子守恒，正极反应式为Li1－xFePO4＋xLi＋＋xe－===LiFePO4，B项正确；放电时，M为负极，充电时M为阴极，连接电源的负极，生成LixC6，电极反应式为6C＋xLi＋＋xe－===LixC6，C项错误；碳是锂的载体，根据6C＋xLi＋＋xe－===LixC6，转移x mol e－得到x mol Li，则转移2 mol e－生成2 mol Li单质，其质量为14 g，D项错误。 12．工业上电解NaHSO4溶液制备Na2S2O8。电解时，阴极材料为Pb；阳极(铂电极)电极反应式为2HSO－2e－===S2O＋2H＋。下列说法正确的是(　　) A．阴极电极反应式为Pb＋HSO－2e－===PbSO4＋H＋ B．阳极反应中S的化合价升高 C．电解时，电子由Pt电极移向Pb电极 D．可以用铜电极作阳极 答案：C 解析：Na2S2O8的结构式为，由此结构可以判断出以下信息：S2O中S的化合价为＋6价，中间的两个O原子均为－1价，其他的O原子均为－2价；电解时阳极的HSO中O失去电子，S未变价；阴极电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑；若用铜作阳极，则阳极反应为Cu－2e－===Cu2＋。 13．如图所示是一种以液态肼(N2H4)为燃料，氧气为氧化剂，某固体氧化物为电解质的新型燃料电池。该固体氧化物电解质的工作温度高达700～900 ℃时，O2－可在该固体氧化物电解质中自由移动，反应生成物均为无毒无害的物质。下列说法正确的是(　　) A．电池内的O2－由电极乙移向电极甲 B．电池总反应为N2H4＋2O2===2NO＋2H2O C．当电极甲上消耗1 mol N2H4时，电极乙上有22.4 L O2参与反应 D．电池外电路的电子由电极乙移向电极甲 答案：A 解析：A项，在原电池内部，阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，该装置中电极甲为负极，电极乙为正极，所以O2－由电极乙移向电极甲，正确；B项，电池的总反应为N2H4＋O2===N2＋2H2O，错误；C项，当电极甲上有1 mol N2H4消耗时，转移4 mol电子，根据得失电子守恒知，电极乙上有1 mol O2参与反应，在标准状况下O2的体积为22.4 L，题目中没有指明标准状况，错误；D项，在外电路中，电子由负极(电极甲)移向正极(电极乙)，错误。 14．以熔融盐为电解液，以含Cu、Mg和Si等的铝合金废料为阳极进行电解，实现Al的再生。该过程中(　　) A．阴极发生的反应为Mg－2e－===Mg2＋ B．阴极上Al被氧化 C．在电解槽底部产生含Cu的阳极泥 D．阳极和阴极的质量变化相等 答案：C 解析：该题中以熔融盐为电解液，以含Cu、Mg和Si等的铝合金废料为阳极进行电解，通过控制一定的条件，可使阳极区Mg和Al发生失电子的氧化反应，分别生成Mg2＋和Al3＋，Cu和Si不参与反应，阴极区Al3＋得电子生成Al单质，从而实现Al的再生，A、B错误；阳极材料中Cu和Si不参与氧化反应，在电解槽底部可形成阳极泥，C正确；因为阳极除了铝参与电子转移，镁也参与了电子转移，且还会形成阳极泥，而阴极只有铝离子得电子生成铝单质，根据得失电子守恒及元素守恒可知，阳极与阴极的质量变化不相等，D错误。 15．下面是最近研发的Ca-LiFePO4可充电电池的工作示意图，锂离子导体膜只允许Li＋通过，电池反应为xCa2＋＋2LiFePO4xCa＋2Li1－xFePO4＋2xLi＋。下列说法错误的是(　　) A．放电时，负极反应为LiFePO4－xe－===2Li1－xFePO4＋xLi＋ B．充电时，Li1－xFePO4/LiFePO4电极发生Li＋脱嵌，放电时发生Li＋嵌入 C．充电时，当转移0.2 mol电子时，理论上左室中电解质的质量减轻2.6 g D．LiPF6-LiAsF6为非水电解质，其与Li2SO4溶液的主要作用都是传递离子 答案：A 解析：放电时负极反应为 Ca－2e－===Ca2＋，使左室中正电荷数目增多，锂离子导体膜只允许Li＋通过，使LiPF6-LiAsF6电解质中的Li＋通过锂离子导体膜移入右室，正极反应为Li1－xFePO4＋xLi＋＋xe－===LiFePO4，电极发生Li＋嵌入，充电时，阳极发生：LiFePO4－xe－===xLi＋＋Li1－xFePO4，电极发生Li＋脱嵌，转移0.2 mol电子时，有0.2 mol Li＋从右室通过锂离子导体膜移入左室，左室电解质中有0.1 mol Ca2＋得电子生成Ca沉积在钙电极上，故左室中电解质的质量减轻40 g·mol－1×0.1 mol －7 g·mol－1×0.2 mol＝2.6 g，A错误，B、C正确；钙与水能够剧烈反应，左室中的LiPF6-LiAsF6电解质一定为非水电解质，Li2SO4溶液为右室中的电解质溶液，主要作用都是传递离子，形成电流，构成闭合回路，D正确。 二、非选择题（共4题，共55分） 16．(12分)热力学标准态(298.15 K、101 kPa)下，由稳定单质发生反应生成1 mol化合物的反应热叫作该化合物的生成热(ΔH)。图甲为第ⅥA族元素氢化物a、b、c、d的生成热数据示意图。试完成下列问题。 (1)①请你归纳非金属元素氢化物的稳定性与氢化物的生成热ΔH的关系： 。 ②硒化氢在上述条件下发生分解反应的热化学方程式为 。 (2)在25 ℃、101 kPa下，已知SiH4气体在氧气中完全燃烧后恢复至原状态，平均每转移1 mol电子放热190.0 kJ，该反应的热化学方程式是 。 (3)根据图乙写出反应CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g)的热化学方程式： 。 (4)由金红石(TiO2)制取单质Ti的步骤为 TiO2―→TiCl4Ti 已知：Ⅰ.C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－393.5 kJ·mol－1 Ⅱ.2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g) ΔH＝－566 kJ·mol－1 Ⅲ.TiO2(s)＋2Cl2(g)===TiCl4(s)＋O2(g) ΔH＝141 kJ·mol－1 ①TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s)===TiCl4(s)＋2CO(g)的ΔH＝ 。 ②反应TiCl4＋2Mg2MgCl2＋Ti在Ar气氛中进行的理由是 。 答案：(1)①非金属元素氢化物越稳定，ΔH越小 ②H2Se(g)===Se(s)＋H2(g)　ΔH＝－81 kJ·mol－1 (2)SiH4(g)＋2O2(g)===SiO2(s)＋2H2O(l)　ΔH＝－1 520.0 kJ·mol－1 (3)CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g)　ΔH＝－91 kJ·mol－1 (4)①－80 kJ·mol－1　②防止高温下Mg、Ti与空气中的O2(或CO2、N2)作用 解析：(2)SiH4气体在氧气中完全燃烧的化学方程式为SiH4＋2O2SiO2＋2H2O，由化学方程式可知，1 mol SiH4完全燃烧转移8 mol电子，故热化学方程式为SiH4(g)＋2O2(g)===SiO2(s)＋2H2O(l)　ΔH＝－1 520.0 kJ·mol－1。(3)ΔH＝419 kJ·mol－1－510 kJ·mol－1＝－91 kJ·mol－1，故该反应的热化学方程式为CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g)　ΔH＝－91 kJ·mol－1。(4)①根据盖斯定律，由2×Ⅰ－Ⅱ＋Ⅲ可得：TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s)===TiCl4(s)＋2CO(g)　ΔH＝－80 kJ·mol－1。 17．(13分)人们应用原电池原理制作了多种电池，以满足不同的需要。以下每小题中的电池广泛应用于日常生活、生产和科学技术等方面，请根据题中提供的信息，填写空格。 (1)铅蓄电池在放电时发生的电池反应式为Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O。 正极电极反应式为__________________________________。 (2)FeCl3溶液常用于腐蚀印刷电路铜板，发生2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2，若将此反应设计成原电池，则负极所用电极材料为________________，当线路中转移0.2 mol电子时，则被腐蚀铜的质量为________g。 (3)将铝片和铜片用导线相连，一组插入浓硝酸中，一组插入烧碱溶液中，分别形成了原电池，在这两个原电池中，负极分别为________。 A．铝片、铜片　　B．铜片、铝片　　C．铝片、铝片 (4)燃料电池是一种高效、环境友好的供电装置，如图是电解质为稀硫酸溶液的氢氧燃料电池原理示意图，回答下列问题： ①氢氧燃料电池的总反应化学方程式是__________________________________________。 ②电池工作一段时间后硫酸溶液的浓度________(填“增大”“减小”或“不变”)。 答案：(1)PbO2＋4H＋＋SO＋2e－===PbSO4＋2H2O　(2)Cu　6.4　(3)B (4)①2H2＋O2===2H2O　②减小 【解析】(1)正极发生还原反应，化合价降低。故正极的反应式为PbO2＋4H＋＋SO＋2e－===PbSO4＋2H2O；(2)从化学方程式可知，铜的化合价升高，Cu作负极，通过化学方程式知，每转移2 mol电子，消耗1 mol铜，故当线路中转移0.2 mol电子时，被腐蚀的铜的物质的量为0.1 mol，质量为0.1 mol×64 g·mol－1＝6.4 g；(3)常温下铝在浓硝酸中发生钝化，铜能够与和浓硝酸反应，此时，铜作负极；铜不能和氢氧化钠溶液反应，铝可以和氢氧化钠溶液反应，此时铝作负极；答案选B；(4)①氢氧燃料电池的总反应为2H2＋O2===2H2O；②反应过程中有水生成，硫酸被稀释，故硫酸的浓度减小。 18．(15分)硫碘循环，水分解制氢的原理示意图如图： (1)已知：在25 ℃和101 kPa时，H2的标准燃烧热为－285.8 kJ·mol－1，则在相同条件下，水分解生成氢气的热化学方程式为_________________________________________________。 (2)水在2 200 ℃条件下分解可得到氢气。硫碘循环制H2的优势为____________________________。 (3)进行反应Ⅲ之前，需要经过以下两个步骤： ①步骤1：除杂。反应Ⅰ所得混合物经过初步分离后得到HI和I2的混合溶液，其中含有少量H2SO4杂质。工业上采用加热至110 ℃的方法除去H2SO4，写出相应的化学方程式：_________________ ______________________________________________。 ②步骤2：电解。通过电解法实现HI和I2的分离与富集，装置示意图如图，结合电极反应解释获得浓HI溶液的原因是_________________________________________________。 ③利用电解后某一极的溶液，作为反应Ⅱ中SO2的吸收剂，实现O2与SO2的分离，吸收剂的有效成分是________。 答案：(1)H2O(l)===H2(g)＋O2(g)　ΔH＝285.8 kJ·mol－1 (2)反应条件温和，在较低温度下实现分解水制取H2；实现了H2和O2分离，避免安全问题等(答案合理即可)　 (3)①H2SO4＋2HISO2＋2H2O＋I2　②阴极：I2＋2e－===2I－，阳极碘离子失电子变成碘单质，氢离子移向阴极，故HI浓度增大　③I2 解析：(1)已知：在25 ℃和101 kPa时，H2的标准燃烧热为－285.8 kJ·mol－1，则在相同条件下，水分解生成氢气的热化学方程式为H2O(l)===H2(g)＋O2(g)　ΔH＝285.8 kJ·mol－1。 (3)①加热到110 ℃的方法除去硫酸，对应化学方程式为H2SO4＋2HISO2＋2H2O＋I2。②该装置为电解池，阴极为碘单质得电子变成碘离子，阳极碘离子失电子变成碘单质，氢离子移向阴极，故HI浓度增大。 ③氢离子进入阴极，得到浓HI溶液，电解过程中阳极产生碘单质，可以和二氧化硫发生氧化还原反应，故吸收剂的有效成分为I2。 19．(15分)电池的发明和应用是化学家们对人类社会的重要贡献之一。每一次化学电池技术的突破，都带来了电子设备革命性的发展。 (1)我国在甲烷燃料电池的相关技术上获得了新突破，原理如图甲所示。甲烷燃料应从_____(填字母)口通入，发生的电极反应式为_________________________。 (2)以石墨作电极电解饱和食盐水，如图乙所示。电解开始后在________(填“阴极”或“阳极”)的周围先出现红色，该极的电极反应式为__________________________________。 (3)以CuSO4溶液为电解质溶液进行粗铜(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质)的电解精炼，下列说法正确的是________(填字母)。 a．利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属 b．粗铜接电源正极，发生氧化反应 c．溶液中Cu2＋向阳极移动 d．电能全部转化为化学能 (4)人工肾脏或采用间接电化学方法除去代谢产物中的尿素[CO(NH2)2]，原理如图丙。 ①电源的正极为________(填“A”或“B”)。 ②电解结束后，阴极室溶液的c(H＋)与电解前相比将________(填“增大”“减小”或“不变”)；若两极共收集到气体6.72 L(标准状况)，则除去的尿素质量为________g(忽略气体的溶解)。 答案：(1)b　CH4－8e－＋2H2O===CO2＋8H＋　(2)阴极　2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑　(3)ab　(4)①A　②不变　3.6 解析：(1)已知图甲为甲烷燃料电池，阳离子向正极移动，根据图甲中氢离子的移动方向可知，右侧电极是正极，左侧电极为负极，b口通入的是甲烷，发生的电极反应式为CH4－8e－＋2H2O===CO2＋8H＋。(2)以石墨作电极电解饱和食盐水，阴极上H2O电离出的氢离子放电，电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，溶液呈碱性，使酚酞变红。(3)在阳极上，不如铜活泼的Ag、Pt、Au等金属会沉积在电解池底部形成阳极泥，利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属，故a正确；电解精炼铜时，粗铜作阳极，接电源正极，发生氧化反应，故b正确；电解池中阳离子向阴极移动，所以溶液中Cu2＋向阴极移动，故c错误；电能不可能全部转化为化学能，故d错误。(4)①根据电解池中阳离子在阴极放电的规律及图丙中右侧电极室的电极产物H2，可以判断出放出氢气的电极为阴极，与之连接的B为电源的负极，A为电源的正极。②由图丙可知，阳极反应式为6Cl－－6e－===3Cl2↑，Cl2与尿素反应，化学方程式为CO(NH2)2＋3Cl2＋H2O===N2＋CO2＋6HCl，反应产生的H＋透过质子交换膜进入阴极室放电，阴极反应式为6H＋＋6e－===3H2↑，根据阴、阳极室中转移电子数目相等，阴极室中参与放电的H＋全部是由阳极室迁移过去的H＋，阴极室中H2O未参与反应，所以阴极室中电解前后溶液的c(H＋)不变；由上述反应式可以看出，转移6 mol e－时，阴极产生3 mol H2，阳极产生1 mol N2和1 mol CO2，故电解收集到的6.72 L(标准状况)气体中，V(N2)＝V(CO2)＝＝1.344 L，即n(N2)＝n(CO2)＝＝0.06 mol，根据关系式CO(NH2)2～CO2～N2可知生成0.06 mol N2所消耗的CO(NH2)2的物质的量也为0.06 mol，其质量m[CO(NH2)2]＝0.06 mol× 60 g·mol－1＝3.6 g。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！9 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题1 化学反应与能量变化 测试卷 （考试时间：75分钟 试卷满分：100分） 一、选择题（共15个小题，每题3分，共45分，每题只有一个选项符合题目要求。） 1．下列叙述正确的是(　　) A．电解质溶液导电的过程实际上就是电解的过程 B．氢氧燃料电池的负极反应式：O2＋2H2O＋4e－===4OH－ C．粗铜精炼时，电解质溶液中铜离子浓度保持不变 D．铁与稀硫酸反应时，加入过量硫酸铜溶液，可使反应速率加快 2．某同学设计如图所示实验，探究反应中的能量变化。 下列判断正确的是(　　) A．由实验可知，(a)、(b)、(c)所涉及的反应都是放热反应 B．将实验(a)中的铝片更换为等质量的铝粉后释放出的热量有所增加 C．实验(c)中将环形玻璃搅拌棒改为铁制搅拌器对实验结果没有影响 D．若用NaOH固体代替NaOH溶液与盐酸反应测定中和反应的反应热，则测定数值偏高 3．下列关于原电池的说法中，正确的是(　　) A．任何化学反应上都能设计成原电池 B．原电池工作时，阳离子向负极移动 C．原电池的负极发生氧化反应 D．原电池工作时，电子通过电解质溶液流向正极 4．下列选项正确的是(　　) A．图①可表示Fe2O3(s)＋3CO(g)===2Fe(s)＋3CO2(g)　ΔH＝26.7 kJ·mol－1的能量变化 B．图②中ΔH表示碳的标准燃烧热 C．实验的环境温度为20 ℃，将物质的量浓度相等、体积分别为V1、V2的H2SO4、NaOH溶液混合，测得混合液的最高温度如图③所示(已知V1＋V2＝60 mL) D．已知稳定性：B<A<C，某反应由两步构成：A―→B―→C，反应过程中的能量变化曲线如图④所示 5．已知下列热化学方程式： Zn(s)＋O2(g)===ZnO(s) ΔH1＝－351.1 kJ·mol－1 Hg(l)＋O2(g)===HgO(s) ΔH2＝－90.7 kJ·mol－1 由此可知Zn(s)＋HgO(s)===ZnO(s)＋Hg(l)　ΔH3，其中ΔH3是(　　) A．－441.8 kJ·mol－1 B．－254.6 kJ·mol－1 C．－438.9 kJ·mol－1 D．－260.4 kJ·mol－1 6．下列有关电化学装置的说法正确的是(　　) A. 甲图中正极的电极反应式为Ag2O＋2e－＋2H＋===2Ag＋H2O B．乙图表示钢闸门用牺牲阳极的阴极保护法加以防护 C．丙图中，盐桥中的K＋向盛有ZnSO4溶液的烧杯中移动 D．丁图中，X处补充稀NaOH溶液以增强溶液导电性 7．利用如图所示装置，当X、Y选用不同材料时，可将电解原理广泛应用于工业生产，下列说法正确的是(　　) A．氯碱工业中，X、Y均为石墨，Y附近能得到氢氧化钠 B．铜的电解精炼中，X是纯铜，Y是粗铜，Z是CuSO4溶液 C．电镀工业中，X是待镀金属，Y是镀层金属 D．外加电流的阴极保护法中，X是待保护金属 8．实验发现，298 K时，在氯化铁酸性溶液中加入少量锌粒后，Fe3＋立即被还原成Fe2＋。某夏令营兴趣小组根据该实验事实设计了如图所示原电池装置。下列有关说法正确的是(　　) A．该原电池的正极反应是Zn－2e－===Zn2＋ B．左烧杯中溶液的血红色逐渐褪去 C．该电池铂电极上立即有气泡出现 D．该电池总反应为3Zn＋2Fe3＋===2Fe＋3Zn2＋ 9．再生铅行业是我国在重视环境保护和充分利用有色金属再生资源的情况下逐步发展起来的新兴产业。从废旧铅蓄电池中回收铅的工艺为 电解原理如图所示。下列说法不正确的是(　　) A．阴极区电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑ B．电解过程中阳极附近pH明显降低 C．Na2PbCl4浓度下降后，在阴极区加入PbO，可实现电解质溶液的再生使用 D．电路中流经4 mol电子，阴极可得414 g铅 10．下列根据实验操作及现象进行的分析和推断不正确的是(　　) 操作 现象 一段时间后：①中，铁钉裸露在外的附近区域变红； ②中…… A．NaCl的琼脂水溶液为离子迁移的通路 B．①中变红是因为发生反应：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ C．②中可观察到铁钉裸露在外的附近区域变蓝，铜丝附近区域变红 D．①和②中发生的氧化反应均可表示为M－2e－===M2＋(M代表锌或铁) 11．太阳能路灯蓄电池是磷酸铁锂电池，其工作原理如图。M电极材料是金属锂和碳的复合材料(碳作为金属锂的载体)，电解质为一种能传导Li＋的高分子材料，隔膜只允许Li＋通过，电池反应式为LixC6＋Li1－xFePO4LiFePO4＋6C。下列说法正确的是(　　) A．放电时Li＋从左边移向右边，PO从右边移向左边 B．放电时，正极反应式为Li1－xFePO4＋xLi＋＋xe－===LiFePO4 C．充电时M极连接电源的负极，电极反应式为6C＋xe－===C D．充电时电路中通过2.0 mol电子，产生28.0 g Li 12．工业上电解NaHSO4溶液制备Na2S2O8。电解时，阴极材料为Pb；阳极(铂电极)电极反应式为2HSO－2e－===S2O＋2H＋。下列说法正确的是(　　) A．阴极电极反应式为Pb＋HSO－2e－===PbSO4＋H＋ B．阳极反应中S的化合价升高 C．电解时，电子由Pt电极移向Pb电极 D．可以用铜电极作阳极 13．如图所示是一种以液态肼(N2H4)为燃料，氧气为氧化剂，某固体氧化物为电解质的新型燃料电池。该固体氧化物电解质的工作温度高达700～900 ℃时，O2－可在该固体氧化物电解质中自由移动，反应生成物均为无毒无害的物质。下列说法正确的是(　　) A．电池内的O2－由电极乙移向电极甲 B．电池总反应为N2H4＋2O2===2NO＋2H2O C．当电极甲上消耗1 mol N2H4时，电极乙上有22.4 L O2参与反应 D．电池外电路的电子由电极乙移向电极甲 14．以熔融盐为电解液，以含Cu、Mg和Si等的铝合金废料为阳极进行电解，实现Al的再生。该过程中(　　) A．阴极发生的反应为Mg－2e－===Mg2＋ B．阴极上Al被氧化 C．在电解槽底部产生含Cu的阳极泥 D．阳极和阴极的质量变化相等 15．下面是最近研发的Ca-LiFePO4可充电电池的工作示意图，锂离子导体膜只允许Li＋通过，电池反应为xCa2＋＋2LiFePO4xCa＋2Li1－xFePO4＋2xLi＋。下列说法错误的是(　　) A．放电时，负极反应为LiFePO4－xe－===2Li1－xFePO4＋xLi＋ B．充电时，Li1－xFePO4/LiFePO4电极发生Li＋脱嵌，放电时发生Li＋嵌入 C．充电时，当转移0.2 mol电子时，理论上左室中电解质的质量减轻2.6 g D．LiPF6-LiAsF6为非水电解质，其与Li2SO4溶液的主要作用都是传递离子 二、非选择题（共4题，共55分） 16．(12分)热力学标准态(298.15 K、101 kPa)下，由稳定单质发生反应生成1 mol化合物的反应热叫作该化合物的生成热(ΔH)。图甲为第ⅥA族元素氢化物a、b、c、d的生成热数据示意图。试完成下列问题。 (1)①请你归纳非金属元素氢化物的稳定性与氢化物的生成热ΔH的关系： 。 ②硒化氢在上述条件下发生分解反应的热化学方程式为 。 (2)在25 ℃、101 kPa下，已知SiH4气体在氧气中完全燃烧后恢复至原状态，平均每转移1 mol电子放热190.0 kJ，该反应的热化学方程式是 。 (3)根据图乙写出反应CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g)的热化学方程式： 。 (4)由金红石(TiO2)制取单质Ti的步骤为 TiO2―→TiCl4Ti 已知：Ⅰ.C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－393.5 kJ·mol－1 Ⅱ.2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g) ΔH＝－566 kJ·mol－1 Ⅲ.TiO2(s)＋2Cl2(g)===TiCl4(s)＋O2(g) ΔH＝141 kJ·mol－1 ①TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s)===TiCl4(s)＋2CO(g)的ΔH＝ 。 ②反应TiCl4＋2Mg2MgCl2＋Ti在Ar气氛中进行的理由是 。 17．(13分)人们应用原电池原理制作了多种电池，以满足不同的需要。以下每小题中的电池广泛应用于日常生活、生产和科学技术等方面，请根据题中提供的信息，填写空格。 (1)铅蓄电池在放电时发生的电池反应式为Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O。 正极电极反应式为__________________________________。 (2)FeCl3溶液常用于腐蚀印刷电路铜板，发生2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2，若将此反应设计成原电池，则负极所用电极材料为________________，当线路中转移0.2 mol电子时，则被腐蚀铜的质量为________g。 (3)将铝片和铜片用导线相连，一组插入浓硝酸中，一组插入烧碱溶液中，分别形成了原电池，在这两个原电池中，负极分别为________。 A．铝片、铜片　　B．铜片、铝片　　C．铝片、铝片 (4)燃料电池是一种高效、环境友好的供电装置，如图是电解质为稀硫酸溶液的氢氧燃料电池原理示意图，回答下列问题： ①氢氧燃料电池的总反应化学方程式是__________________________________________。 ②电池工作一段时间后硫酸溶液的浓度________(填“增大”“减小”或“不变”)。 18．(15分)硫碘循环，水分解制氢的原理示意图如图： (1)已知：在25 ℃和101 kPa时，H2的标准燃烧热为－285.8 kJ·mol－1，则在相同条件下，水分解生成氢气的热化学方程式为_________________________________________________。 (2)水在2 200 ℃条件下分解可得到氢气。硫碘循环制H2的优势为____________________________。 (3)进行反应Ⅲ之前，需要经过以下两个步骤： ①步骤1：除杂。反应Ⅰ所得混合物经过初步分离后得到HI和I2的混合溶液，其中含有少量H2SO4杂质。工业上采用加热至110 ℃的方法除去H2SO4，写出相应的化学方程式：_________________ ______________________________________________。 ②步骤2：电解。通过电解法实现HI和I2的分离与富集，装置示意图如图，结合电极反应解释获得浓HI溶液的原因是_________________________________________________。 ③利用电解后某一极的溶液，作为反应Ⅱ中SO2的吸收剂，实现O2与SO2的分离，吸收剂的有效成分是________。 19．(15分)电池的发明和应用是化学家们对人类社会的重要贡献之一。每一次化学电池技术的突破，都带来了电子设备革命性的发展。 (1)我国在甲烷燃料电池的相关技术上获得了新突破，原理如图甲所示。甲烷燃料应从_____(填字母)口通入，发生的电极反应式为_________________________。 (2)以石墨作电极电解饱和食盐水，如图乙所示。电解开始后在________(填“阴极”或“阳极”)的周围先出现红色，该极的电极反应式为__________________________________。 (3)以CuSO4溶液为电解质溶液进行粗铜(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质)的电解精炼，下列说法正确的是________(填字母)。 a．利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属 b．粗铜接电源正极，发生氧化反应 c．溶液中Cu2＋向阳极移动 d．电能全部转化为化学能 (4)人工肾脏或采用间接电化学方法除去代谢产物中的尿素[CO(NH2)2]，原理如图丙。 ①电源的正极为________(填“A”或“B”)。 ②电解结束后，阴极室溶液的c(H＋)与电解前相比将________(填“增大”“减小”或“不变”)；若两极共收集到气体6.72 L(标准状况)，则除去的尿素质量为________g(忽略气体的溶解)。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！9 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$