内容正文:
2025-2026学年高二化学单元检测卷(化学鲁科版2019选择性必修1)
第1章 化学反应与能量转化·基础卷
(考试时间:75分钟 试卷满分:100分)
1、 选择题(本大题共14个小题,每题3分,共42分,每题只有一个选项符合题目要求。)
1.(24-25高二上·山东济南·期末)下列关于金属的腐蚀与防护说法不正确的是
A.图①中在轮船外壳上镶嵌锌块, 可减缓船体的腐蚀速率
B.图②中往 电极区滴入 2 滴 ,不产生蓝色沉淀
C.图③中运动器材表面涂环氧树脂涂层可减缓金属腐蚀
D.图④的海水中钢闸门发生吸氧腐蚀,正极的电极反应式为
2.(24-25高二上·江苏苏州·期中)碱性锌锰电池的总反应为Zn+2MnO2+H2O=ZnO+2MnOOH,电池构造示意图如图所示。下列有关说法正确的是
A.电池工作时,MnO2发生氧化反应
B.电池工作时,OH-通过隔膜向正极移动
C.电池工作时,负极反应为Zn-2e-=Zn2+
D.反应中每生成1 mol MnOOH,转移电子数为6.02×1023
3.(24-25高二上·河北衡水·期中)化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。下列说法错误的是
A.图甲:锌铜水果电池工作时,电子由锌经导线流向铜
B.图乙:正极的电极反应式为
C.图丙:锌筒作负极,发生氧化反应,锌筒会变薄,且外电路每转移电子消耗锌32.5g
D.图丁:铅蓄电池为二次电池,电池放电过程中,电路中转移电子时电解质溶液中消耗硫酸9.8g
4.(24-25高二上·四川成都·期末)化学变化中伴随着能量变化。下列应用中化学反应属于吸热反应的是
A.利用乙炔和氧气反应切割金属 B.工业上煅烧石灰石
C.火箭推进剂的燃烧助推航天器 D.体育锻炼消耗糖原和脂肪
5.(24-25高一下·山西·期中)与生成的反应可以一步完成,也可以分两步完成,各步反应之间的关系如图所示,下列说法错误的是
A.完全燃烧放出热量为
B.
C.相同质量的碳,完全燃烧比不完全燃烧放出的热量更多
D.根据图示推出
6.(24-25高二下·浙江衢州·期中)下列说法正确的是
A.葡萄糖燃烧热是,则
B.一定条件下,将和置于密闭容器中充分反应,放出热量为,则
C.已知 ; ,则
D.若 ,则金刚石比石墨稳定
7.(24-25高二上·浙江温州·期中)下列说法正确的是
A.常温下,若反应不能自发进行,则该反应的
B.研究 该反应发生的条件,可以解决含碳燃料不充分燃烧引起的环境问题
C.熵增的反应都是自发的,自发反应的现象一定非常明显
D.已知 ,该反应吸热,一定不能自发进行
8.(24-25高二上·山西太原·期中)已知:在25℃和101kPa下,强酸的稀溶液和强碱的稀溶液发生中和反应生成1mol 时,放出57.3kJ的热量;某些物质的燃烧热数据如下表所示:
物质
甲醇
氢气
葡萄糖
-726.5
-285.8
-2800
根据以上信息,下列热化学方程式表示正确的是
A.稀和溶液反应:
B.
C.
D.
9.(24-25高二上·湖北黄冈·期中)1mol和反应生成2molHCl(g)的能量变化如图所示。下列说法错误的是
A.断裂中的化学键需要吸收243kJ的能量
B.相同条件下,氢气比氯气更稳定
C.光照或点燃条件下,和反应生成HCl(g)的反应热不同
D.该反应的热化学方程式为
10.(24-25高二上·河南洛阳·期中)贮备电池具有下列特点:日常将电池的一种组成部分(如电解质溶液)与其他部分隔离备用;使用时电池可迅速被激活并提供足量电能。Mg-AgCl电池是一种可被海水激活的贮备电池。下列说法正确的是
A.贮备电池可用于应急救援和武器系统等
B.正极反应为Ag++e-=Ag
C.电池放电时Cl-由负极向正极迁移
D.负极仅发生反应:Mg-2e-=Mg2+
11.(24-25高二上·广西柳州·期中)一种—空气燃料电池的工作原理如图所示,该电池工作时,下列说法正确的是
A.通过质子交换膜向左侧多孔石墨棒移动
B.负极的电极反应式为
C.若产生1mol,则通入的体积等于16.8L
D.电子的流动方向为从负极经电解质溶液流向正极
12.(24-25高二下·浙江·期中)一种基于氯碱工艺的新型电解池(下图),还可用于湿法冶铁的研究。电解过程中,下列说法不正确的是
A.电池总反应:
B.产生的气体为
C.离子交换膜只允许阴离子通过,不允许阳离子通过
D.阴极的电极反应:
13.(24-25高二下·浙江·期中)氯碱工业是高耗能产业,一种将电解池与燃料电池相组合的新工艺节能超过。该工艺设计中,相关物料的传输与转化关系如下图所示(电极未标出,离子交换膜都只允许阳离子通过)。下列说法正确的是
A.装置A是原电池,装置B是电解池
B.装置A中生成X气体的电极材料可以是碳棒或铁棒
C.装置B中Y气体参与的电极反应为:
D.溶液的浓度:
14.(24-25高二下·湖北宜昌·期中)我国科学家研发了一种具有“氨氧化、析氢”双功能的Zn-NH3电池,其工作原理如图所示。下列说法错误的是
A.充电时,阴极室电解质溶液pH增大
B.放电时,正极反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-
C.放电时,阴离子移向Zn电极
D.充电时,导线中每转移6mol电子,阳极室溶液质量减少28g
二、非选择题(本大题共4个小题,共58分)15.(10分)(1)已知CH3OH(l)的燃烧热ΔH=-726.5 kJ·mol-1,CH3OH(l)+O2(g)===CO2(g)+2H2(g) ΔH=-a kJ·mol-1,则a (填“<”“>”或“=”)726.5。
(2)将Cl2和H2O(g)通过灼热的炭层,生成HCl和CO2,当有1 mol Cl2参与反应时释放出145.0 kJ热量,写出该反应的热化学方程式: 。
(3)火箭和导弹表面的薄层是耐高温物质。将石墨、铝粉和二氧化钛按一定比例混合在高温下煅烧,所得物质可作耐高温材料:4Al(s)+3TiO2(s)+3C(s)===2Al2O3(s)+3TiC(s) ΔH=-1 176.0 kJ·mol-1,则反应过程中,每转移1 mol电子放出的热量为 。
(4)CO2与H2在某催化剂的作用下反应如图所示:
化学键
键能/(kJ·mol-1)
436
326
803
464
414
写出该反应的热化学方程式: 。
16.(12分)低碳经济已成为人们一种新的生活理念,二氧化碳的捕捉和利用是能源领域的一个重要研究方向。请回答下列问题:
(1)用CO2催化加氢可以制取乙烯:CO2(g)+3H2(g)⇌C2H4(g)+2H2O(g),该反应体系的能量随反应过程的变化关系如图所示,该反应的ΔH=__________(用含a、b的式子表示)。相关化学键的键能如下表,实验测得上述反应的ΔH=-152 kJ·mol-1,则表中的x=__________。
化学键
C===O
H—H
C===C
C—H
H—O
键能/ (kJ·mol-1)
x
436
764
414
464
(2)工业上用CO2和H2反应合成二甲醚。
已知:CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-53.7 kJ·mol-1
CH3OCH3(g)+H2O(g)===2CH3OH(g) ΔH2=+23.4 kJ·mol-1
则2CO2(g)+6H2(g)⇌CH3OCH3(g)+3H2O(g) ΔH3=__________kJ·mol-1。
(3)用NA表示阿伏加德罗常数的值,在C2H2(g)完全燃烧生成CO2和液态水的反应中,每有5NA个电子转移时,放出650 kJ的热量。C2H2的热值为__________kJ·g-1。
(4)二氧化碳的捕集、利用是我国能源领域的一个重要战略方向。科学家提出由CO2制取C的太阳能工艺如图。
已知“重整系统”发生的反应中=6,则FexOy(y<8)的化学式为__________,“热分解系统”中每转移2 mol电子,需消耗__________mol FexOy。
17.(12分)电化学技术在处理污染气体领域的应用广泛。
(1)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,又能提供电能,装置如图所示。
①A电极的电极反应式为________________________________________________。
②下列关于该电池的说法正确的是________。
A.电子从右侧电极经过负载后流向左侧电极
B.为使电池持续放电,离子交换膜需选用阴离子交换膜
C.电池工作一段时间,溶液的pH不变
D.当有4.48 L NO2被处理时,转移电子物质的量为0.8 mol
(2)以含SO2废气为原料,用电化学方法制取硫酸。装置如图。
写出负极电极反应式___________________________________________________。
(3)一种乙醇燃料电池,使用的电解质溶液是2 mol·L-1的KOH溶液。请写出负极的电极反式
______________________________________________________;
每消耗4.6 g乙醇转移的电子数为________。
(4)以Al和NiO(OH)为电极,NaOH溶液为电解液组成一种新型电池,放电时NiO(OH)转化为Ni(OH)2,该电池总反应的化学方程式是______________________________________________________________。
18.(12分)研究能量的转化与利用具有重要的现实意义。
(1)依据下列金属腐蚀的有关示意图回答问题。
①图a插入海水中的铁棒(含碳量为10.8%)越靠近烧杯底部发生电化学腐蚀就越________(填“轻微”或“严重”)。
②图b铁棒上的接触导线由N改置于M时,铁的腐蚀速率________(填“减小”或“增大”)。
③图c为牺牲阳极法,钢闸门应与外接电源的________极相连。
④图d在反应过程中U形管内左侧液面的变化是:________。
(2)利用LiOH和钴氧化物可制备锂离子电池正极材料。LiOH可由电解法制备,钴氧化物可通过处理钴渣获得。利用图e装置电解制备LiOH,两电极区电解液分别为LiOH和LiCl溶液。B极区电解液为________(填化学式)溶液,阳极电极反应式为______________________________________________________。
图e
(3)图f是一种用电解原理来制备H2O2,并用产生的H2O2处理废氨水的装置。
图f
①为了不影响H2O2的产量,需要向废氨水中加入适量HNO3调节溶液的pH约为5,则所得溶液中c(NH)________(填“>”“<”或“=”)c(NO)。
②Ir-Ru惰性电极吸附O2生成H2O2,其电极反应式为_____________________________________________。
③理论上电路中每转移3 mol e-,最多可以处理废氨水中溶质(以NH3计)的质量是________ g。
19.(12分)Li-SO2Cl2电池可作为电源电解制备Ni(H2PO2)2,其工作原理如图所示。
已知电池反应方程式为2Li+SO2Cl2===2LiCl+SO2↑。
回答下列问题:
(1)Li电极是________(填“正极”或“负极”),C电极上的电极反应为_________________________________________________________________________________。
(2)Li电极与________(填“镍”或“不锈钢”)相连,膜c为________交换膜(填“阳离子”或“阴离子”)。
(3)电解一段时间后,Ⅳ室中氢氧化钠溶液浓度将________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)理论上产品室每获得283.5 g的Ni(H2PO2)2,Li电极的质量减少________ g。
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2025-2026学年高二化学单元检测卷(鲁科版2019选择性必修1)
第1章 化学反应与能量转化·基础卷
(考试时间:75分钟 试卷满分:100分)
1、 选择题(本大题共14个小题,每题3分,共42分,每题只有一个选项符合题目要求。)
1.(24-25高二上·山东济南·期末)下列关于金属的腐蚀与防护说法不正确的是
A.图①中在轮船外壳上镶嵌锌块, 可减缓船体的腐蚀速率
B.图②中往 电极区滴入 2 滴 ,不产生蓝色沉淀
C.图③中运动器材表面涂环氧树脂涂层可减缓金属腐蚀
D.图④的海水中钢闸门发生吸氧腐蚀,正极的电极反应式为
【答案】D
【解析】图①中轮船外壳上镶嵌锌块,构成原电池,锌为负极,轮船外壳为正极被保护,可减缓船体的腐蚀速率,A正确; 图②为原电池,Zn为负极,Fe为正极,Fe受到保护,则往Fe电极区滴入2滴K3[Fe(CN)6],不会产生蓝色沉淀,B正确;图③中运动器材表面涂环氧树脂涂层,能避免金属与空气直接接触,可减缓金属腐蚀,C正确;图④为外加电流的阴极保护法,海水中钢闸门被保护,不发生吸氧腐蚀,D错误;故选D。
2.(24-25高二上·江苏苏州·期中)碱性锌锰电池的总反应为Zn+2MnO2+H2O=ZnO+2MnOOH,电池构造示意图如图所示。下列有关说法正确的是
A.电池工作时,MnO2发生氧化反应
B.电池工作时,OH-通过隔膜向正极移动
C.电池工作时,负极反应为Zn-2e-=Zn2+
D.反应中每生成1 mol MnOOH,转移电子数为6.02×1023
【答案】D
【分析】根据电池总反应方程式可知:Zn为负极,发生氧化反应,电极反应式为:Zn-2e-+2OH-=ZnO+H2O,MnO2为正极,发生还原反应,电极反应式为:MnO2+e-+H2O=MnOOH+OH-。电池工作时,阳离子向正极定向移动,阴离子向负极定向移动。
【解析】根据电池反应方程式可知:电池工作时,Mn元素化合价降低,得到电子被还原,所以MnO2发生还原反应,A错误;电池工作时,OH-会向正电荷较多的负极定向移动,即OH-通过隔膜向负极移动,B错误;根据反应总方程式可知,电池工作时,负极反应为:Zn-2e-+2OH-=ZnO+H2O,C错误;反应中锰元素的化合价由+4价降低到+3价,化合价降低1价,转移1个电子,故每生成l mol MnOOH,转移电子数约为6.02×1023,D正确;故选合理选项是D。
3.(24-25高二上·河北衡水·期中)化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。下列说法错误的是
A.图甲:锌铜水果电池工作时,电子由锌经导线流向铜
B.图乙:正极的电极反应式为
C.图丙:锌筒作负极,发生氧化反应,锌筒会变薄,且外电路每转移电子消耗锌32.5g
D.图丁:铅蓄电池为二次电池,电池放电过程中,电路中转移电子时电解质溶液中消耗硫酸9.8g
【答案】D
【解析】锌铜水果原电池,锌更易失电子为电池负极,电子经过外电路通过导线流向铜电极,电子不会经过电解质溶液,A正确;乙中Zn为负极,Ag2O为正极,正极上Ag2O得电子生成Ag和OH-,电极反应式为,B正确;锌锰干电池中,Zn为负极失电子发生氧化反应生成Zn2+,锌筒变薄,电极反应式为Zn-2e-=Zn2+,每转移1mol电子消耗0.5molZn即32.5g,C正确;铅蓄电池为二次电池,Pb为负极失电子结合硫酸根离子生成PbSO4,电极反应为,正极电极反应为,所以电路中转移电子时电解质溶液中消耗硫酸0.2mol,质量为19.6g,D错误;故选D。
4.(24-25高二上·四川成都·期末)化学变化中伴随着能量变化。下列应用中化学反应属于吸热反应的是
A.利用乙炔和氧气反应切割金属 B.工业上煅烧石灰石
C.火箭推进剂的燃烧助推航天器 D.体育锻炼消耗糖原和脂肪
【答案】B
【解析】乙炔燃烧,燃烧反应均为放热反应,A错误;碳酸钙高温分解,属于典型的吸热反应,B正确;推进剂燃烧,释放大量热能,属于放热反应,C错误;生物代谢本质是氧化反应,释放能量供人体使用,属于放热反应,D错误;故选B。
5.(24-25高一下·山西·期中)与生成的反应可以一步完成,也可以分两步完成,各步反应之间的关系如图所示,下列说法错误的是
A.完全燃烧放出热量为
B.
C.相同质量的碳,完全燃烧比不完全燃烧放出的热量更多
D.根据图示推出
【答案】B
【解析】由图可知1mol C(s)完全燃烧生成CO2(g)放出热量393.5kJ ,物质的量为,完全燃烧放出热量为,,A正确;根据盖斯定律,反应热只与反应的始态和终态有关,与反应途径无关,应该是,即,B错误;由,即碳与氧气反应生成放出热量,碳完全燃烧放出热量,C正确;由盖斯定律可知,碳与反应生成的反应焓变为,则碳与反应生成的热化学方程式为,D正确;故选B。
6.(24-25高二下·浙江衢州·期中)下列说法正确的是
A.葡萄糖燃烧热是,则
B.一定条件下,将和置于密闭容器中充分反应,放出热量为,则
C.已知 ; ,则
D.若 ,则金刚石比石墨稳定
【答案】A
【解析】燃烧热指1mol物质完全燃烧生成指定产物时放出的热量,葡萄糖燃烧热为2800kJ·mol⁻¹,对应的热化学方程式应为,。选项A的方程式为0.5mol葡萄糖燃烧,数值正确为-1400kJ·mol⁻¹,且产物为液态水,符合燃烧热定义,故A正确。
B.该反应为可逆反应,1mol SO2和0.5mol O2无法完全转化为SO3,实际放热79.2kJ小于完全反应的理论值,若写成,则意味着2mol SO2完全反应放热158.4kJ,但实际应更小,故B错误;比较两个反应的焓变:生成CO2(完全燃烧)放热更多,更小,设生成2mol CO2的,生成2mol CO的,则,故C错误;表明石墨→金刚石为吸热反应,石墨能量更低,更稳定;故D错误;故选A。
7.(24-25高二上·浙江温州·期中)下列说法正确的是
A.常温下,若反应不能自发进行,则该反应的
B.研究 该反应发生的条件,可以解决含碳燃料不充分燃烧引起的环境问题
C.熵增的反应都是自发的,自发反应的现象一定非常明显
D.已知 ,该反应吸热,一定不能自发进行
【答案】A
【解析】常温下,反应A(s)+B(g)=C(g) + D(g)的ΔS>0,而该反应不能自发进行,故该反应的ΔH-TΔS>0,故该反应的ΔH>0,故A正确;反应2CO(g)→2C(s)+O2(g)的ΔH>0、ΔS<0,故ΔH-TΔS一定大于0,该反应一定不能自发进行,故研究该过程发生的条件不能解决含碳燃料不充分燃烧引起的环境问题,故B错误;熵增的反应的ΔS>0,但ΔH-TΔS不一定小于0,故熵增的反应不一定都是自发的,且自发反应的现象不一定非常明显,故C错误;反应C(s)+CO2(g)=2CO(g)的ΔH>0,故该反应是吸热反应,且ΔS>0,故该反应在高温下有ΔH-TΔS<0,在高温下可以自发进行,故D错误;故选A。
8.(24-25高二上·山西太原·期中)已知:在25℃和101kPa下,强酸的稀溶液和强碱的稀溶液发生中和反应生成1mol 时,放出57.3kJ的热量;某些物质的燃烧热数据如下表所示:
物质
甲醇
氢气
葡萄糖
-726.5
-285.8
-2800
根据以上信息,下列热化学方程式表示正确的是
A.稀和溶液反应:
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】稀和溶液反应除了生成水,还生成了硫酸钡沉淀,故A错误; 甲醇的燃烧热是101kPa时,1mol甲醇完全燃烧生成二氧化碳和液态水放出的热量, ,故B错误;氢气的燃烧热是101kPa时,1mol氢气完全燃烧生成液态水放出的热量,则 ,故C错误;葡萄糖的燃烧热是101kPa时,1mol葡萄糖完全燃烧生成二氧化碳和液态水放出的热量, ,故D正确;故选D。
9.(24-25高二上·湖北黄冈·期中)1mol和反应生成2molHCl(g)的能量变化如图所示。下列说法错误的是
A.断裂中的化学键需要吸收243kJ的能量
B.相同条件下,氢气比氯气更稳定
C.光照或点燃条件下,和反应生成HCl(g)的反应热不同
D.该反应的热化学方程式为
【答案】C
【解析】由图可知,断裂中的化学键需要吸收243kJ的能量,A项正确;断裂1mol化学键吸收的能量多的物质较稳定,故相同条件下,氢气比氯气更稳定,B项正确;反应热只与始态和终态有关,与反应条件无关,C项错误;反应热等于断裂化学键吸收的总能量与形成化学键放出的总能量之差,∆H=(436+243-2×431)kJ·mol-1=-183 kJ·mol-1,D项正确;故选C。
10.(24-25高二上·河南洛阳·期中)贮备电池具有下列特点:日常将电池的一种组成部分(如电解质溶液)与其他部分隔离备用;使用时电池可迅速被激活并提供足量电能。Mg-AgCl电池是一种可被海水激活的贮备电池。下列说法正确的是
A.贮备电池可用于应急救援和武器系统等
B.正极反应为Ag++e-=Ag
C.电池放电时Cl-由负极向正极迁移
D.负极仅发生反应:Mg-2e-=Mg2+
【答案】A
【解析】贮备电池的特点决定了其适用于需要长期储存、随时可激活的场景,如应急救援和武器系统,A正确;电池放电时,正极发生还原反应,AgCl是难溶物,电极反应式为,B错误;放电时阴离子向负极移动、阳离子向正极移动,所以由正极向负极迁移,C错误;镁是活泼金属,镁能与水反应,所以能发生反应,D错误;故选A。
11.(24-25高二上·广西柳州·期中)一种—空气燃料电池的工作原理如图所示,该电池工作时,下列说法正确的是
A.通过质子交换膜向左侧多孔石墨棒移动
B.负极的电极反应式为
C.若产生1mol,则通入的体积等于16.8L
D.电子的流动方向为从负极经电解质溶液流向正极
【答案】B
【分析】由图可知,通入一氧化氮的多孔石墨电极为负极,水分子作用下一氧化氮在负极失去电子发生氧化反应生成硝酸根离子和氢离子,电极反应式为,通入氧气的多孔石墨电极为正极,酸性条件下氧气在正极得到电子发生还原反应生成水,电极反应式为O2+4H++4e-=2H2O。
【解析】由分析可知,通入一氧化氮的多孔石墨电极为负极,通入氧气的多孔石墨电极为正极,则电池工作时,氢离子通过质子交换膜向右侧多孔石墨棒移动,故A错误;由分析可知,通入一氧化氮的多孔石墨电极为负极,水分子作用下一氧化氮在负极失去电子发生氧化反应生成硝酸根离子和氢离子,电极反应式为,故B正确;缺标准状况下,无法计算产生1mol硝酸时,通入氧气的体积,故C错误;原电池中电子从负极经导线流向正极,溶液不能传递电子,故D错误;故选B。
12.(24-25高二下·浙江·期中)一种基于氯碱工艺的新型电解池(下图),还可用于湿法冶铁的研究。电解过程中,下列说法不正确的是
A.电池总反应:
B.产生的气体为
C.离子交换膜只允许阴离子通过,不允许阳离子通过
D.阴极的电极反应:
【答案】C
【分析】一种基于氯碱工艺的新型电解池,还可用于湿法冶铁的研究,装置图中左侧电极为阴极,发生还原反应,Fe2O3在碱性条件下转化为Fe,电极反应:Fe2O3+6e-+3H2O=2Fe+6OH-,右侧为饱和食盐水,右侧电极上生成气体,则右侧为电解池的阳极,氯离子放电生成氯气,电极反应:2Cl--2e-=Cl2↑,中间为阳离子交换膜,Na+由阳极移向阴极,据此分析判断选项。
【解析】阴极反应:Fe2O3+6e-+3H2O=2Fe+6OH-,阳极反应:2Cl--2e-=Cl2↑,故电池总反应:,故A正确;右侧电极上生成气体,则右侧为电解池的阳极,氯离子放电生成氯气,故B正确;若为阴离子交换膜,OH-移动会与Cl2反应,故应选择阳离子交换膜,Na+由阳极移向阴极,得到氢氧化钠溶液,故C错误;装置图中左侧电极为阴极,Fe2O3在碱性条件下转化为Fe,电极反应:Fe2O3+6e-+3H2O=2Fe+6OH-,故D正确;故选C。
13.(24-25高二下·浙江·期中)氯碱工业是高耗能产业,一种将电解池与燃料电池相组合的新工艺节能超过。该工艺设计中,相关物料的传输与转化关系如下图所示(电极未标出,离子交换膜都只允许阳离子通过)。下列说法正确的是
A.装置A是原电池,装置B是电解池
B.装置A中生成X气体的电极材料可以是碳棒或铁棒
C.装置B中Y气体参与的电极反应为:
D.溶液的浓度:
【答案】D
【分析】氯碱工业产生,与组成燃料电池为氯碱工业提供能量。可知为,为。
【解析】装置是电解池,装置是燃料电池,A错误。生成的电极反应为:,电解池中生成气体的电极材料可以是碳棒,但不能是铁棒,否则作为阳极的铁棒本身参与反应:,B错误。燃料电池中气体参与的电极反应为:,应该是失去电子,而不是得到电子,C错误。燃料电池中空气参与的电极反应为,有生成,且通过阳离子交换膜向右移动,导致浓度增大,故:燃料电池中气体参与的电极反应为,参与电极反应而消耗且通过阳离子交换膜向右移动,导致浓度减小,故。综合上述两者,溶液的浓度:,D正确。故选D。
14.(24-25高二下·湖北宜昌·期中)我国科学家研发了一种具有“氨氧化、析氢”双功能的Zn-NH3电池,其工作原理如图所示。下列说法错误的是
A.充电时,阴极室电解质溶液pH增大
B.放电时,正极反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-
C.放电时,阴离子移向Zn电极
D.充电时,导线中每转移6mol电子,阳极室溶液质量减少28g
【答案】D
【分析】根据图示可知,放电时是原电池,负极为锌,锌在负极失去电子生成[Zn(OH)4]2-,负极的电极反应式为Zn-2e-+4OH-=[Zn(OH)4]2-,复合石墨是正极,发生还原反应,电极反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-,充电时,复合石墨是阳极,电极反应为2NH3·H2O-6e-+6OH-=N2↑+8H2O,Zn是阴极,电极反应为:[Zn(OH)4]2-+2e-=Zn+4OH-,据此分析解题。
【解析】充电时,阴极的反应为[Zn(OH)4]2-+2e-=Zn+4OH-,当转移2mol电子时,生成4mol OH-,有2mol OH-透过阴离子交换膜移向右侧,故阴极室电解质溶液pH增大,故A正确;由分析可知,放电时正极反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-,故B正确;放电时Zn失电子,电极反应式为Zn-2e-+4OH-=[Zn(OH)4]2-,溶液负电荷减少,阴离子移向Zn电极,故C正确;充电时,每生成3mol Zn,转移6mol电子,阳极生成1mol氮气,同时会有6mol OH-透过阴离子交换膜移向阳极室,故阳极室质量增加6mol×17g/mol-28g=74g,故D错误;故选D。
二、非选择题(本大题共4个小题,共58分)
15.(10分)(1)已知CH3OH(l)的燃烧热ΔH=-726.5 kJ·mol-1,CH3OH(l)+O2(g)===CO2(g)+2H2(g) ΔH=-a kJ·mol-1,则a (填“<”“>”或“=”)726.5。
(2)将Cl2和H2O(g)通过灼热的炭层,生成HCl和CO2,当有1 mol Cl2参与反应时释放出145.0 kJ热量,写出该反应的热化学方程式: 。
(3)火箭和导弹表面的薄层是耐高温物质。将石墨、铝粉和二氧化钛按一定比例混合在高温下煅烧,所得物质可作耐高温材料:4Al(s)+3TiO2(s)+3C(s)===2Al2O3(s)+3TiC(s) ΔH=-1 176.0 kJ·mol-1,则反应过程中,每转移1 mol电子放出的热量为 。
(4)CO2与H2在某催化剂的作用下反应如图所示:
化学键
键能/(kJ·mol-1)
436
326
803
464
414
写出该反应的热化学方程式: 。
【答案】(1)<(2分)(2)2Cl2(g)+2H2O(g)+C(s)===4HCl(g)+CO2(g) ΔH=-290.0 kJ·mol-1 (3分)
(3)98.0 kJ(2分) (4)CO2(g)+3H2(g)===CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-46 kJ·mol-1(3分)
【解析】(1)所述反应未完全燃烧,生成的氢气燃烧还要放出热量,则a<726.5。(2)当有1 mol Cl2参与反应时释放出145.0 kJ热量,该反应的热化学方程式:2Cl2(g)+2H2O(g)+C(s)===4HCl(g)+CO2(g) ΔH=-145.0 kJ·mol-1×2=-290.0 kJ·mol-1。(3)4Al(s)+3TiO2(s)+3C(s)===2Al2O3(s)+3TiC(s) ΔH=-1 176.0 kJ·mol-1,每转移12 mol电子放出的热量为1 176.0 kJ,则反应过程中,每转移1 mol电子放出的热量为 kJ=98.0 kJ。(4)由反应图示可知图形与化学键对应关系为
H—H
C—O
C==O
O—H
C—H
则该反应的热化学方程式为CO2(g)+3H2(g)===CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=反应物总键能-生成物总键能=2×803 kJ·mol-1+3×436 kJ·mol-1-3×414 kJ·mol-1-326 kJ·mol-1-3×464 kJ·mol-1=-46 kJ·mol-1。
16.(12分)低碳经济已成为人们一种新的生活理念,二氧化碳的捕捉和利用是能源领域的一个重要研究方向。请回答下列问题:
(1)用CO2催化加氢可以制取乙烯:CO2(g)+3H2(g)⇌C2H4(g)+2H2O(g),该反应体系的能量随反应过程的变化关系如图所示,该反应的ΔH=__________(用含a、b的式子表示)。相关化学键的键能如下表,实验测得上述反应的ΔH=-152 kJ·mol-1,则表中的x=__________。
化学键
C===O
H—H
C===C
C—H
H—O
键能/ (kJ·mol-1)
x
436
764
414
464
(2)工业上用CO2和H2反应合成二甲醚。
已知:CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-53.7 kJ·mol-1
CH3OCH3(g)+H2O(g)===2CH3OH(g) ΔH2=+23.4 kJ·mol-1
则2CO2(g)+6H2(g)⇌CH3OCH3(g)+3H2O(g) ΔH3=__________kJ·mol-1。
(3)用NA表示阿伏加德罗常数的值,在C2H2(g)完全燃烧生成CO2和液态水的反应中,每有5NA个电子转移时,放出650 kJ的热量。C2H2的热值为__________kJ·g-1。
(4)二氧化碳的捕集、利用是我国能源领域的一个重要战略方向。科学家提出由CO2制取C的太阳能工艺如图。
已知“重整系统”发生的反应中=6,则FexOy(y<8)的化学式为__________,“热分解系统”中每转移2 mol电子,需消耗__________mol FexOy。
【答案】(1)-(b-a) kJ·mol-1(2分) 803(2分) (2)-130.8(2分) (3)50(2分)
(4)Fe3O4(2分) 1(2分)
【解析】(1)根据ΔH=生成物的总能量-反应物的总能量可知,该反应的ΔH=-(b-a) kJ·mol-1。根据ΔH=反应物的键能总和-生成物的键能总和可知,2x+3×436-×(764+414×4)-4×464=-152 ,解得x=803。
(2)①CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-53.7 kJ·mol-1,②CH3OCH3(g)+H2O(g)===2CH3OH(g) ΔH2=+23.4 kJ·mol-1,根据盖斯定律,由①×2-②得2CO2(g)+6H2(g)⇌CH3OCH3(g)+3H2O(g) ΔH3=(-53.7 kJ·mol-1)×2-(+23.4 kJ·mol-1)=-130.8 kJ·mol-1。
(3)在C2H2(g)完全燃烧生成CO2和液态水的反应中,每有5NA个电子转移时,说明有0.5 mol乙炔反应,放出650 kJ的热量,故1 mol乙炔完全燃烧放出的热量为1 300 kJ,C2H2的热值为=50 kJ·g-1。
(4)①由题图可知,该工艺过程中的能量转化形式为太阳能转化为化学能。②已知“重整系统”发生的反应中=6,根据反应中的元素守恒可知,x∶y=6∶8=3∶4,故FexOy(y<8)的化学式为Fe3O4,“热分解系统”中Fe3O4分解为FeO和O2,每转移2 mol电子,需消耗1 mol Fe3O4。
17.(12分)电化学技术在处理污染气体领域的应用广泛。
(1)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,又能提供电能,装置如图所示。
①A电极的电极反应式为____________________________________________________________。
②下列关于该电池的说法正确的是________。
A.电子从右侧电极经过负载后流向左侧电极
B.为使电池持续放电,离子交换膜需选用阴离子交换膜
C.电池工作一段时间,溶液的pH不变
D.当有4.48 L NO2被处理时,转移电子物质的量为0.8 mol
(2)以含SO2废气为原料,用电化学方法制取硫酸。装置如图。
写出负极电极反应式___________________________________________________。
(3)一种乙醇燃料电池,使用的电解质溶液是2 mol·L-1的KOH溶液。请写出负极的电极反式
______________________________________________________;
每消耗4.6 g乙醇转移的电子数为________。
(4)以Al和NiO(OH)为电极,NaOH溶液为电解液组成一种新型电池,放电时NiO(OH)转化为Ni(OH)2,该电池总反应的化学方程式是______________________________________________________________。
【答案】(1)①2NH3-6e-+6OH-===N2+6H2O (2分)②B(2分)
(2)SO2-2e-+2H2O===SO+4H+(2分)
(3)C2H5OH-12e-+16OH-===2CO+11H2O (2分) 1.2NA(2分)
(4)Al+3NiO(OH)+NaOH+H2O===3Ni(OH)2+NaAlO2(2分)
【解析】(1)①根据总反应知NH3中N元素从-3价升高到0价,失去电子,因此A电极为负极,电极反应式为2NH3-6e-+6OH-===N2+6H2O;②A.电极A为负极,电子从左侧电极经负载流向右侧电极,A错误;B.B极为正极,电极反应式为2NO2+8e-+4H2O===N2+8OH-,而负极则消耗OH-,为使电池持续供电,正极生成的OH-必须通过离子交换膜转移到负极区,故选用阴离子交换膜,B正确;C.根据总反应知,反应生成水,会稀释电解质溶液,因此溶液pH会改变,C错误;D.利用摩尔体积计算时,必须指明温度与压强,D错误;故选B。(2)SO2 制取H2SO4,S元素化合价升高,失去电子,因此A电极为负极,电极反应式为SO2-2e-+2H2O===SO+4H+。(3)乙醇燃烧生成二氧化碳,但在碱性条件下二氧化碳与氢氧根离子反应生成碳酸根离子,所以乙醇燃料电池中,负极上是燃料乙醇失去电子发生氧化反应,在碱性环境下,电极反应为C2H5OH-12e-+16OH-===2CO+11H2O;4.6 g乙醇的物质的量为=0.1 mol,转移的电子数为1.2NA。(4)以Al和NiO(OH)为电极,NaOH溶液为电解液组成一种新型电池,放电时NiO(OH)转化为Ni(OH)2,Al转化为NaAlO2,根据得失电子守恒和原子守恒配平该电池总反应的化学方程式是Al+3NiO(OH)+NaOH+H2O===3Ni(OH)2+NaAlO2。
18.(12分)研究能量的转化与利用具有重要的现实意义。
(1)依据下列金属腐蚀的有关示意图回答问题。
①图a插入海水中的铁棒(含碳量为10.8%)越靠近烧杯底部发生电化学腐蚀就越________(填“轻微”或“严重”)。
②图b铁棒上的接触导线由N改置于M时,铁的腐蚀速率________(填“减小”或“增大”)。
③图c为牺牲阳极法,钢闸门应与外接电源的________极相连。
④图d在反应过程中U形管内左侧液面的变化是:________。
(2)利用LiOH和钴氧化物可制备锂离子电池正极材料。LiOH可由电解法制备,钴氧化物可通过处理钴渣获得。利用图e装置电解制备LiOH,两电极区电解液分别为LiOH和LiCl溶液。B极区电解液为________(填化学式)溶液,阳极电极反应式为______________________________________________________。
图e
(3)图f是一种用电解原理来制备H2O2,并用产生的H2O2处理废氨水的装置。
图f
①为了不影响H2O2的产量,需要向废氨水中加入适量HNO3调节溶液的pH约为5,则所得溶液中c(NH)________(填“>”“<”或“=”)c(NO)。
②Ir-Ru惰性电极吸附O2生成H2O2,其电极反应式为____________________________________________________________________________。
③理论上电路中每转移3 mol e-,最多可以处理废氨水中溶质(以NH3计)的质量是________ g。
【答案】(1)①轻微(1分) ②增大(1分) ③负(1分) ④先升高后降低(1分)
(2)LiOH (1分) 2Cl--2e-===Cl2↑ (2分)
(3)①<(1分) ②O2+2H++2e-===H2O2(2分) ③17(2分)
【解析】(1)①铁的吸氧腐蚀中,氧气的浓度越大,其腐蚀速率越快,插入海水中的铁棒越靠近水面,腐蚀越严重,越靠近烧杯底部发生电化学腐蚀就越轻微;②开关置于N时,铁做正极被保护,改置于M时,铁做负极,腐蚀速率增大;③根据图示可知,此电化学防护的方法为外加电流法,即钢闸门、辅助电极和外接电源构成电解池,其中钢闸门做电解池的阴极被保护,故应与外接电源的负极相连;④该铁丝中含有碳,则铁、碳以及周围潮湿的空气环境会形成原电池装置,发生金属铁的吸氧腐蚀,导致U形管内左侧的压强变小,左侧液面升高;当稀硫酸液面接触铁丝时,铁丝与硫酸反应放出氢气,导致U形管内左侧的压强又变大,左侧液面降低,直至液面不与铁丝接触,所以在反应过程中U形管内左侧液面的变化是先升高后降低。(2)B极区生成H2,同时会生成LiOH,则B极区电解液为LiOH 溶液;电极A为阳极,在阳极区LiCl 溶液中Cl-放电,电极反应式为2Cl--2e-===Cl2↑;在电解过程中Li+(阳离子)向B电极(阴极区)迁移;(3)①溶液呈现电中性,c(NH)+c(H+)=c(NO)+c(OH-),pH约为5呈酸性,即c(H+)>c(OH-),则c(NH)<c(NO);②Ir-Ru惰性电极有吸附氧气作用,氧气得电子发生还原反应,O2+2H++2e-===H2O2;③O2+2e-+2H+===H2O2,3H2O2+2NH3·H2O===N2↑+8H2O,4 mol氨气转移12 mol电子,因此转移3 mol电子,最多可以处理NH3·H2O的物质的量为1 mol,其质量为17 g。
19.(12分)Li-SO2Cl2电池可作为电源电解制备Ni(H2PO2)2,其工作原理如图所示。
已知电池反应方程式为2Li+SO2Cl2===2LiCl+SO2↑。
回答下列问题:
(1)Li电极是________(填“正极”或“负极”),C电极上的电极反应为_________________________________________________________________________________。
(2)Li电极与________(填“镍”或“不锈钢”)相连,膜c为________交换膜(填“阳离子”或“阴离子”)。
(3)电解一段时间后,Ⅳ室中氢氧化钠溶液浓度将________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)理论上产品室每获得283.5 g的Ni(H2PO2)2,Li电极的质量减少________ g。
【答案】(1)负极(2分) SO2Cl2+2e-===2Cl-+SO2↑(2分)
(2)不锈钢(2分) 阳离子(2分) (3)增大(2分) (4)21(2分)
【解析】图中上面电池为原电池,下面电池为电解池。在原电池中,Li电极为负极,C电极为正极;电解池中,因为要在产品室中获得Ni(H2PO2)2,所以镍电极为阳极,不锈钢电极为阴极。Ni2+透过膜a进入产品室,则膜a为阳离子交换膜;Ⅲ室中的H2PO透过膜b进入产品室,则膜b为阴离子交换膜;Ⅲ室中的Na+透过膜c进入Ⅳ室,则膜c为阳离子交换膜。(1)由分析可知,Li电极是负极,C电极(正极)上,SOCl2获得电子生成SO2和Cl-,电极反应为SO2Cl2+2e-===2Cl-+SO2↑。(2)因为镍电极为阳极,不锈钢电极为阴极,则Li电极与不锈钢相连,膜c为阳离子交换膜。(3)Ⅳ室中,H2O得电子生成H2和OH-,Na+从Ⅲ室进入Ⅳ室,则电解一段时间后,Ⅳ室中氢氧化钠溶液浓度将增大。(4)283.5 g Ni(H2PO2)2的物质的量为=1.5 mol,则线路中转移电子3 mol,Li电极上失电子的Li为3 mol,质量减少3 mol×7 g/mol=21 g。
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2025-2026学年高二化学单元检测卷(鲁科版2019选择性必修1)
第1章化学反应与能量转化·基础卷(参考答案)
一、
选择题(本大题共14个小题,每题3分,共42分,
每题只有一个选项符合题目要求。)
题号1
23
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
答案D
D
D
B
B
A
D
B
D
二、非选择题(本大题共5个小题,共58分)
15.(10分)
(1K(2分)(2)2C1(g+2H,O(gC(s)一4HCI(g+C0(g)△H=-290.0 kJ-mol(3分)
(3)98.0kJ(2分)(4)C0,(g+3H(g)-CH;OH(g)+H,O(g)△H-46kJmo(3分)
16.(12分)
(1)-(b-a)kJ.mol1(2分)803(2分)
(2)-130.8(2分)
(3)50(2分)
(4)Fe04(2分)1(2分)
17.(12分)
(1)①2NH-一6e+6OH-N2+6H0(2分)
②B(2分)
(2)S02-2e+2H,0—S0+4Ht(2分)
(3)CHOH-12e+160H一2C0+11H.0(2分)
1.2N(2分)
(4)Al+3NiO(OH)+NaOH+H2O==3Ni(OH)2+NaAlO2(2)
18.(12分)
(1)①轻微(1分)②增大(1分)
③负(1分)
④先升高后降低(1分)
(2)LiOH(1分)2C1-2e-=C↑
(2分)
(3)①<(1分)
②02+2H+2e-H02(2分)③17(2分)
19.(12分)
(1)负极(2分)
S0:Clh+2e=2C1+S02↑(2分)
(2)不锈钢(2分)阳离子(2分)
(3)增大(2分)
(4)21(2分)
1/1………………○………………外………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○………………
………………○………………内………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○………………
此卷只装订不密封
………………○………………内………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○………………
………………○………………外………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○………………
… 学校:______________姓名:_____________班级:_______________考号:______________________
2025-2026学年高二化学单元检测卷(鲁科版2019选择性必修1)
第1章 化学反应与能量转化·基础卷
(考试时间:75分钟 试卷满分:100分)
1、 选择题(本大题共14个小题,每题3分,共42分,每题只有一个选项符合题目要求。)
1.(24-25高二上·山东济南·期末)下列关于金属的腐蚀与防护说法不正确的是
A.图①中在轮船外壳上镶嵌锌块, 可减缓船体的腐蚀速率
B.图②中往 电极区滴入 2 滴 ,不产生蓝色沉淀
C.图③中运动器材表面涂环氧树脂涂层可减缓金属腐蚀
D.图④的海水中钢闸门发生吸氧腐蚀,正极的电极反应式为
2.(24-25高二上·江苏苏州·期中)碱性锌锰电池的总反应为Zn+2MnO2+H2O=ZnO+2MnOOH,电池构造示意图如图所示。下列有关说法正确的是
A.电池工作时,MnO2发生氧化反应
B.电池工作时,OH-通过隔膜向正极移动
C.电池工作时,负极反应为Zn-2e-=Zn2+
D.反应中每生成1 mol MnOOH,转移电子数为6.02×1023
3.(24-25高二上·河北衡水·期中)化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。下列说法错误的是
A.图甲:锌铜水果电池工作时,电子由锌经导线流向铜
B.图乙:正极的电极反应式为
C.图丙:锌筒作负极,发生氧化反应,锌筒会变薄,且外电路每转移电子消耗锌32.5g
D.图丁:铅蓄电池为二次电池,电池放电过程中,电路中转移电子时电解质溶液中消耗硫酸9.8g
4.(24-25高二上·四川成都·期末)化学变化中伴随着能量变化。下列应用中化学反应属于吸热反应的是
A.利用乙炔和氧气反应切割金属 B.工业上煅烧石灰石
C.火箭推进剂的燃烧助推航天器 D.体育锻炼消耗糖原和脂肪
5.(24-25高一下·山西·期中)与生成的反应可以一步完成,也可以分两步完成,各步反应之间的关系如图所示,下列说法错误的是
A.完全燃烧放出热量为
B.
C.相同质量的碳,完全燃烧比不完全燃烧放出的热量更多
D.根据图示推出
6.(24-25高二下·浙江衢州·期中)下列说法正确的是
A.葡萄糖燃烧热是,则
B.一定条件下,将和置于密闭容器中充分反应,放出热量为,则
C.已知 ; ,则
D.若 ,则金刚石比石墨稳定
7.(24-25高二上·浙江温州·期中)下列说法正确的是
A.常温下,若反应不能自发进行,则该反应的
B.研究 该反应发生的条件,可以解决含碳燃料不充分燃烧引起的环境问题
C.熵增的反应都是自发的,自发反应的现象一定非常明显
D.已知 ,该反应吸热,一定不能自发进行
8.(24-25高二上·山西太原·期中)已知:在25℃和101kPa下,强酸的稀溶液和强碱的稀溶液发生中和反应生成1mol 时,放出57.3kJ的热量;某些物质的燃烧热数据如下表所示:
物质
甲醇
氢气
葡萄糖
-726.5
-285.8
-2800
根据以上信息,下列热化学方程式表示正确的是
A.稀和溶液反应:
B.
C.
D.
9.(24-25高二上·湖北黄冈·期中)1mol和反应生成2molHCl(g)的能量变化如图所示。下列说法错误的是
A.断裂中的化学键需要吸收243kJ的能量
B.相同条件下,氢气比氯气更稳定
C.光照或点燃条件下,和反应生成HCl(g)的反应热不同
D.该反应的热化学方程式为
10.(24-25高二上·河南洛阳·期中)贮备电池具有下列特点:日常将电池的一种组成部分(如电解质溶液)与其他部分隔离备用;使用时电池可迅速被激活并提供足量电能。Mg-AgCl电池是一种可被海水激活的贮备电池。下列说法正确的是
A.贮备电池可用于应急救援和武器系统等
B.正极反应为Ag++e-=Ag
C.电池放电时Cl-由负极向正极迁移
D.负极仅发生反应:Mg-2e-=Mg2+
11.(24-25高二上·广西柳州·期中)一种—空气燃料电池的工作原理如图所示,该电池工作时,下列说法正确的是
A.通过质子交换膜向左侧多孔石墨棒移动
B.负极的电极反应式为
C.若产生1mol,则通入的体积等于16.8L
D.电子的流动方向为从负极经电解质溶液流向正极
12.(24-25高二下·浙江·期中)一种基于氯碱工艺的新型电解池(下图),还可用于湿法冶铁的研究。电解过程中,下列说法不正确的是
A.电池总反应:
B.产生的气体为
C.离子交换膜只允许阴离子通过,不允许阳离子通过
D.阴极的电极反应:
13.(24-25高二下·浙江·期中)氯碱工业是高耗能产业,一种将电解池与燃料电池相组合的新工艺节能超过。该工艺设计中,相关物料的传输与转化关系如下图所示(电极未标出,离子交换膜都只允许阳离子通过)。下列说法正确的是
A.装置A是原电池,装置B是电解池
B.装置A中生成X气体的电极材料可以是碳棒或铁棒
C.装置B中Y气体参与的电极反应为:
D.溶液的浓度:
14.(24-25高二下·湖北宜昌·期中)我国科学家研发了一种具有“氨氧化、析氢”双功能的Zn-NH3电池,其工作原理如图所示。下列说法错误的是
A.充电时,阴极室电解质溶液pH增大
B.放电时,正极反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-
C.放电时,阴离子移向Zn电极
D.充电时,导线中每转移6mol电子,阳极室溶液质量减少28g
二、非选择题(本大题共4个小题,共58分)15.(10分)(1)已知CH3OH(l)的燃烧热ΔH=-726.5 kJ·mol-1,CH3OH(l)+O2(g)===CO2(g)+2H2(g) ΔH=-a kJ·mol-1,则a (填“<”“>”或“=”)726.5。
(2)将Cl2和H2O(g)通过灼热的炭层,生成HCl和CO2,当有1 mol Cl2参与反应时释放出145.0 kJ热量,写出该反应的热化学方程式: 。
(3)火箭和导弹表面的薄层是耐高温物质。将石墨、铝粉和二氧化钛按一定比例混合在高温下煅烧,所得物质可作耐高温材料:4Al(s)+3TiO2(s)+3C(s)===2Al2O3(s)+3TiC(s) ΔH=-1 176.0 kJ·mol-1,则反应过程中,每转移1 mol电子放出的热量为 。
(4)CO2与H2在某催化剂的作用下反应如图所示:
化学键
键能/(kJ·mol-1)
436
326
803
464
414
写出该反应的热化学方程式: 。
16.(12分)低碳经济已成为人们一种新的生活理念,二氧化碳的捕捉和利用是能源领域的一个重要研究方向。请回答下列问题:
(1)用CO2催化加氢可以制取乙烯:CO2(g)+3H2(g)⇌C2H4(g)+2H2O(g),该反应体系的能量随反应过程的变化关系如图所示,该反应的ΔH=__________(用含a、b的式子表示)。相关化学键的键能如下表,实验测得上述反应的ΔH=-152 kJ·mol-1,则表中的x=__________。
化学键
C===O
H—H
C===C
C—H
H—O
键能/ (kJ·mol-1)
x
436
764
414
464
(2)工业上用CO2和H2反应合成二甲醚。
已知:CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-53.7 kJ·mol-1
CH3OCH3(g)+H2O(g)===2CH3OH(g) ΔH2=+23.4 kJ·mol-1
则2CO2(g)+6H2(g)⇌CH3OCH3(g)+3H2O(g) ΔH3=__________kJ·mol-1。
(3)用NA表示阿伏加德罗常数的值,在C2H2(g)完全燃烧生成CO2和液态水的反应中,每有5NA个电子转移时,放出650 kJ的热量。C2H2的热值为__________kJ·g-1。
(4)二氧化碳的捕集、利用是我国能源领域的一个重要战略方向。科学家提出由CO2制取C的太阳能工艺如图。
已知“重整系统”发生的反应中=6,则FexOy(y<8)的化学式为__________,“热分解系统”中每转移2 mol电子,需消耗__________mol FexOy。
17.(12分)电化学技术在处理污染气体领域的应用广泛。
(1)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,又能提供电能,装置如图所示。
①A电极的电极反应式为____________________________________________________________。
②下列关于该电池的说法正确的是________。
A.电子从右侧电极经过负载后流向左侧电极
B.为使电池持续放电,离子交换膜需选用阴离子交换膜
C.电池工作一段时间,溶液的pH不变
D.当有4.48 L NO2被处理时,转移电子物质的量为0.8 mol
(2)以含SO2废气为原料,用电化学方法制取硫酸。装置如图。
写出负极电极反应式___________________________________________________。
(3)一种乙醇燃料电池,使用的电解质溶液是2 mol·L-1的KOH溶液。请写出负极的电极反式
______________________________________________________;
每消耗4.6 g乙醇转移的电子数为________。
(4)以Al和NiO(OH)为电极,NaOH溶液为电解液组成一种新型电池,放电时NiO(OH)转化为Ni(OH)2,该电池总反应的化学方程式是______________________________________________________________。
18.(12分)研究能量的转化与利用具有重要的现实意义。
(1)依据下列金属腐蚀的有关示意图回答问题。
①图a插入海水中的铁棒(含碳量为10.8%)越靠近烧杯底部发生电化学腐蚀就越________(填“轻微”或“严重”)。
②图b铁棒上的接触导线由N改置于M时,铁的腐蚀速率________(填“减小”或“增大”)。
③图c为牺牲阳极法,钢闸门应与外接电源的________极相连。
④图d在反应过程中U形管内左侧液面的变化是:________。
(2)利用LiOH和钴氧化物可制备锂离子电池正极材料。LiOH可由电解法制备,钴氧化物可通过处理钴渣获得。利用图e装置电解制备LiOH,两电极区电解液分别为LiOH和LiCl溶液。B极区电解液为________(填化学式)溶液,阳极电极反应式为______________________________________________________。
图e
(3)图f是一种用电解原理来制备H2O2,并用产生的H2O2处理废氨水的装置。
图f
①为了不影响H2O2的产量,需要向废氨水中加入适量HNO3调节溶液的pH约为5,则所得溶液中c(NH)________(填“>”“<”或“=”)c(NO)。
②Ir-Ru惰性电极吸附O2生成H2O2,其电极反应式为______________________________________。
③理论上电路中每转移3 mol e-,最多可以处理废氨水中溶质(以NH3计)的质量是________ g。
19.(12分)Li-SO2Cl2电池可作为电源电解制备Ni(H2PO2)2,其工作原理如图所示。
已知电池反应方程式为2Li+SO2Cl2===2LiCl+SO2↑。
回答下列问题:
(1)Li电极是________(填“正极”或“负极”),C电极上的电极反应为_________________________________________________________________________________。
(2)Li电极与________(填“镍”或“不锈钢”)相连,膜c为________交换膜(填“阳离子”或“阴离子”)。
(3)电解一段时间后,Ⅳ室中氢氧化钠溶液浓度将________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)理论上产品室每获得283.5 g的Ni(H2PO2)2,Li电极的质量减少________ g。
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