专题1 化学反应与能量变化综合 同步训练 2024-2025学年高二上学期化学苏教版（2019）选择性必修1

化学反应与能量变化综合 【基础练】 1.能量以各种不同的形式呈现在人们面前,我们通过化学反应等方式可以实现不同形式的能量间的转化。下列说法错误的是(　　)。 A.水能、风能、潮汐能均属于可再生能源 B.北京冬奥会多个场馆引入光伏发电系统,该系统能将太阳能直接转化为电能 C.曹植诗句“煮豆燃豆萁,豆在釜中泣”,“燃豆萁”的过程中化学能转化为热能 D.利用液氢作为火箭发射的燃料,液氢燃烧的过程实现了电能转化为化学能 2.下列有关金属腐蚀与防护的说法正确的是(　　)。 A.在生产生活中比较普遍而且危害较大的是金属的化学腐蚀 B.在海轮外壳连接锌块保护外壳不受腐蚀是采用了牺牲阳极的阴极保护法 C.当镀锡铁制品的镀层破损时,镀层仍能对铁制品起保护作用 D.可将地下输油钢管与外加直流电源的正极相连以保护钢管不受腐蚀 3.为消除目前燃料燃烧时产生的环境污染,同时缓解能源危机,有关专家提出了利用太阳能制取氢能的构想,原理如图所示。下列说法不正确的是(　　)。 A.过程Ⅰ中太阳能转化为化学能 B.过程Ⅱ中化学能转化为电能 C.2 mol H2与1 mol O2的能量之和小于2 mol H2O的能量 D.H2O的分解反应是吸热反应 4.下列图示与对应的叙述相符的是(　　)。 A.(a)图可表示锌和稀硫酸反应过程中的能量变化 B.通过(b)图可知,金刚石比石墨稳定 C.由(c)图可知,2SO3(g) 2SO2(g)+O2(g)　ΔH=(a-b) kJ·mol-1 D.(d)图是某反应AC的能量变化曲线图(E表示能量),反应中ΔH=E1-E4 5.载人飞船中通过如下过程实现O2再生: ①CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(l) ΔH1=-252.9 kJ·mol-1 ②2H2O(l)2H2(g)+O2(g) ΔH2=571.6 kJ·mol-1 下列说法错误的是(　　)。 A.H2的标准燃烧热为-285.8 kJ·mol-1 B.反应CH4(g)+O2(g)CO2(g)+2H2(g)　ΔH=-318.7 kJ·mol-1 C.反应2H2(g)+O2(g)2H2O(l)　ΔH=-571.6 kJ·mol-1 D.反应CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)　ΔH=890.3 kJ·mol-1 6.下列说法正确的是(　　)。 A.盐桥中的Cl-移向CuSO4溶液 B.a极为正极,b极为负极 C.阳极的电极反应式一直是2H2O-4e-O2↑+4H+ D.铁发生吸氧腐蚀,b极附近出现红色 7.“海泥电池”既可用于深海水下仪器的电源补给,又可用于海洋环境污染治理。电池工作原理如图所示,其中微生物代谢产物显酸性。下列说法正确的是(　　)。 A.A电极为负极 B.H+从海水层通过交接面向海底沉积层移动 C.高温下微生物蛋白质变性失活,故升高温度不一定能提高电池效率 D.除去3.0 g CH2O,A电极消耗2.24 L O2 【提升练】 8.氧化锆氧量分析仪主要用于测量燃烧过程中烟气的含氧浓度,其工作原理如图所示。在固体电解质ZrO2 (加入一定量的CaO)的两面各烧结一个铂电极,当ZrO2两侧的氧分压不同时,氧分压高的一侧的氧以离子形式向氧分压低的一侧迁移。使用空气作参比,测出两侧的氧浓差电势,便可知道烟气中氧气含量。下列说法正确的是(　　)。 A.图中参比侧电极电势低于测量侧电极电势 B.测量侧的电极反应式为O2+4e-2O2- C.分析仪工作时Zr4+、Ca2+移向参比侧 D.测量侧处于富氧环境中,分析仪中的电流会发生逆转 【创新练】 9.(原创)科学研究表明可利用微生物燃料电池进行土壤的修复,下图为利用电极表面的厌氧菌为催化剂, 降解有机物(如乙酸、乳酸等),并将土壤中毒性较大的Cr(Ⅵ)转化为毒性较小的Cr(Ⅲ)或将硝酸盐转化为氮气反硝化除去。下列说法错误的是(　　)。 A.负极的电极反应式为CH3CH(OH)COOH-12e-+3H2O3CO2↑+12H+ B.工作过程中,H+向右移动,可将Cr转化为Cr2 C.如果环境改变,厌氧菌失活,电流强度减弱 D.当B极区溶液为富含硝酸盐土壤的溶液,则乳酸消耗与氮气生成的物质的量之比为6∶5 【解析】 化学反应与能量变化综合 【基础练】 1.能量以各种不同的形式呈现在人们面前,我们通过化学反应等方式可以实现不同形式的能量间的转化。下列说法错误的是(　　)。 A.水能、风能、潮汐能均属于可再生能源 B.北京冬奥会多个场馆引入光伏发电系统,该系统能将太阳能直接转化为电能 C.曹植诗句“煮豆燃豆萁,豆在釜中泣”,“燃豆萁”的过程中化学能转化为热能 D.利用液氢作为火箭发射的燃料,液氢燃烧的过程实现了电能转化为化学能 【答案】D 【解析】水能、风能、潮汐能均属于自然界中的可再生能源,A项正确;光伏发电系统为光电转换装置,该系统能将太阳能直接转化为电能,B项正确;“豆萁”是指大豆的秸秆,主要成分为纤维素,燃烧纤维素是把化学能转化为热能,C项正确;液氢燃烧的过程实现了化学能转化为热能,D项错误。 2.下列有关金属腐蚀与防护的说法正确的是(　　)。 A.在生产生活中比较普遍而且危害较大的是金属的化学腐蚀 B.在海轮外壳连接锌块保护外壳不受腐蚀是采用了牺牲阳极的阴极保护法 C.当镀锡铁制品的镀层破损时,镀层仍能对铁制品起保护作用 D.可将地下输油钢管与外加直流电源的正极相连以保护钢管不受腐蚀 【答案】B 【解析】在生产生活中比较普遍而且危害较大的是金属的电化学腐蚀,A项错误;在海轮外壳连接锌块保护外壳不受腐蚀是利用原电池的反应原理,Zn、Fe及海水构成原电池,由于金属活动性Zn>Fe,Zn作原电池的负极,被氧化,而轮船作正极得到保护,这种方法叫作牺牲阳极的阴极保护法,B项正确;由于金属活动性Fe>Sn,因此当镀锡铁制品的镀层破损时,Fe、Sn及周围电解质构成原电池,Fe为负极,被氧化而引起腐蚀,因此当镀锡铁制品的镀层破损时,镀层就不能再对铁制品起保护作用,C项错误;可将地下输油钢管与外加直流电源的负极相连,作阴极,以保护钢管不受腐蚀,D项错误。 3.为消除目前燃料燃烧时产生的环境污染,同时缓解能源危机,有关专家提出了利用太阳能制取氢能的构想,原理如图所示。下列说法不正确的是(　　)。 A.过程Ⅰ中太阳能转化为化学能 B.过程Ⅱ中化学能转化为电能 C.2 mol H2与1 mol O2的能量之和小于2 mol H2O的能量 D.H2O的分解反应是吸热反应 【答案】C 【解析】根据图像可知,过程Ⅰ中太阳能转化为化学能,A项正确;过程Ⅱ中利用化学能进行发电,则化学能转化为电能,B项正确;2 mol H2与1 mol O2反应生成2 mol水,该反应放热,则2 mol H2与1 mol O2能量之和大于2 mol H2O的能量,C项错误;H2O的分解是氢气燃烧的逆过程,则水的分解反应是吸热反应,D项正确。 4.下列图示与对应的叙述相符的是(　　)。 A.(a)图可表示锌和稀硫酸反应过程中的能量变化 B.通过(b)图可知,金刚石比石墨稳定 C.由(c)图可知,2SO3(g) 2SO2(g)+O2(g)　ΔH=(a-b) kJ·mol-1 D.(d)图是某反应AC的能量变化曲线图(E表示能量),反应中ΔH=E1-E4 【答案】C 【解析】题图(a)中表示反应物的总能量小于生成物的总能量,该反应为吸热反应,而锌和稀硫酸的反应为放热反应,与图(a)不符,A项不符合题意;通过(b)图可知,石墨的能量低于金刚石的能量,而物质具有的能量越低越稳定,所以石墨比金刚石稳定,B项不符合题意;该反应中反应物的总能量小于生成物的总能量,为吸热反应,2SO3(g)2SO2(g)+O2(g)　ΔH=(a-b) kJ·mol-1,C项符合题意;反应AC 由AB、BC两个反应组成,所以ΔH=(E1-E2)+(E3-E4)=E1+E3-E2-E4,D项不符合题意。 5.载人飞船中通过如下过程实现O2再生: ①CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(l) ΔH1=-252.9 kJ·mol-1 ②2H2O(l)2H2(g)+O2(g) ΔH2=571.6 kJ·mol-1 下列说法错误的是(　　)。 A.H2的标准燃烧热为-285.8 kJ·mol-1 B.反应CH4(g)+O2(g)CO2(g)+2H2(g)　ΔH=-318.7 kJ·mol-1 C.反应2H2(g)+O2(g)2H2O(l)　ΔH=-571.6 kJ·mol-1 D.反应CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)　ΔH=890.3 kJ·mol-1 【答案】D 【解析】根据反应②可知,2H2(g)+O2(g)2H2O(l)　ΔH=-571.6 kJ·mol-1,则1 mol H2完全燃烧产生液态水放出热量285.8 kJ,故H2的标准燃烧热为-285.8 kJ·mol-1,A、C两项正确;根据盖斯定律,由-(①+②)整理可得,CH4(g)+O2(g)CO2(g)+2H2(g)　ΔH=-318.7 kJ·mol-1,B项正确;根据盖斯定律,由-(①+②×2)可得,CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)　ΔH=-890.3 kJ·mol-1,D项错误。 6.下列说法正确的是(　　)。 A.盐桥中的Cl-移向CuSO4溶液 B.a极为正极,b极为负极 C.阳极的电极反应式一直是2H2O-4e-O2↑+4H+ D.铁发生吸氧腐蚀,b极附近出现红色 　　【答案】D 【解析】在该原电池中,Cu电极为正极,Zn电极为负极,则Cl-应向负极区(ZnSO4溶液)移动,A项错误;在燃料电池中,通入燃料的电极为负极,则a极为负极,b极为正极,B项错误;该装置为电解池,在阳极,Cl-先失电子生成Cl2,电极反应式为2Cl--2e-Cl2↑,C项错误;该装置构成原电池,属于铁的吸氧腐蚀,其中铁电极(a)为负极,碳电极(b)为正极,正极反应式为O2+4e-+2H2O4OH-,酚酞遇碱变红,则b极附近出现红色,D项正确。 7.“海泥电池”既可用于深海水下仪器的电源补给,又可用于海洋环境污染治理。电池工作原理如图所示,其中微生物代谢产物显酸性。下列说法正确的是(　　)。 A.A电极为负极 B.H+从海水层通过交接面向海底沉积层移动 C.高温下微生物蛋白质变性失活,故升高温度不一定能提高电池效率 D.除去3.0 g CH2O,A电极消耗2.24 L O2 【答案】C 【解析】A极上氧气转化为水,元素化合价降低,A极是正极,A项错误;H+作为内电路中带正电荷的离子,将向正极(A电极)移动,所以H+从海底沉积层通过交接面向海水层移动,B项错误;微生物蛋白质在高温条件下会失活,故升高温度不一定能提高电池的效率,C项正确;CH2O在微生物作用下与硫酸根离子反应生成CO2和HS-,离子方程式为2CH2O+S+H+2CO2+HS-+2H2O,负极上HS-失去电子发生氧化反应生成硫单质,电极反应式为HS--2e-S↓+H+,可得关系式2CH2O~HS-~2e-,除去3.0 g CH2O即0.1 mol CH2O,A电极转移0.1 mol电子,即A电极消耗0.025 mol O2,标准状况下的体积为0.025 mol×22.4 L·mol-1=0.56 L,D项错误。 【提升练】 8.氧化锆氧量分析仪主要用于测量燃烧过程中烟气的含氧浓度,其工作原理如图所示。在固体电解质ZrO2 (加入一定量的CaO)的两面各烧结一个铂电极,当ZrO2两侧的氧分压不同时,氧分压高的一侧的氧以离子形式向氧分压低的一侧迁移。使用空气作参比,测出两侧的氧浓差电势,便可知道烟气中氧气含量。下列说法正确的是(　　)。 A.图中参比侧电极电势低于测量侧电极电势 B.测量侧的电极反应式为O2+4e-2O2- C.分析仪工作时Zr4+、Ca2+移向参比侧 D.测量侧处于富氧环境中,分析仪中的电流会发生逆转 【答案】D 【解析】图中参比侧空气中氧气的浓度高于测量侧烟气中氧气的浓度,造成参比侧电极为正极,测量侧电极为负极,所以参比侧电极电势高于测量侧电极电势,A项错误;参比侧为电池的正极,电极反应式为O2+4e-2O2-,测量侧为电池的负极,电极反应式为2O2--4e-O2↑,B项错误;分析仪工作时,固体电解质ZrO2中仅O2-发生定向移动,Zr4+、Ca2+并不发生定向移动,C项错误;在富氧环境中,测量侧氧分压高于参比侧氧分压时,分析仪中的电流发生逆转,D项正确。 【创新练】 9.(原创)科学研究表明可利用微生物燃料电池进行土壤的修复,下图为利用电极表面的厌氧菌为催化剂, 降解有机物(如乙酸、乳酸等),并将土壤中毒性较大的Cr(Ⅵ)转化为毒性较小的Cr(Ⅲ)或将硝酸盐转化为氮气反硝化除去。下列说法错误的是(　　)。 A.负极的电极反应式为CH3CH(OH)COOH-12e-+3H2O3CO2↑+12H+ B.工作过程中,H+向右移动,可将Cr转化为Cr2 C.如果环境改变,厌氧菌失活,电流强度减弱 D.当B极区溶液为富含硝酸盐土壤的溶液,则乳酸消耗与氮气生成的物质的量之比为6∶5 【答案】D 【解析】由图可知,负极上乳酸转化为CO2,故负极的电极反应式为CH3CH(OH)COOH-12e-+3H2O3CO2↑+12H+,A项正确;工作过程中,H+向右移动,可发生2Cr+2H+Cr2+H2O反应,B项正确;厌氧菌为催化剂,可增大反应速率,如果环境改变,厌氧菌失活,反应速率减小,电流强度减弱,C项正确;反硝化时,负极反应式为2N+10e-+12H+N2↑+6H2O,根据得失电子守恒可知,乳酸消耗与氮气生成的物质的量之比为5∶6,D项错误。 第 1 页 共 1 页 学科网（北京）股份有限公司 $$