专题1 化学反应与能量变化(单元自测·基础通关卷)化学苏教版选择性必修1
2026-09-08
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摘要:
**基本信息**
2026-2027学年高二年级化学单元自测(苏教版选择性必修1)专题1“化学反应与能量·基础通关卷”,聚焦反应热、电化学核心知识,通过文化情境与科技应用融合,适配单元复习,强化化学观念与科学思维。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|选择题|13题/39分|反应热计算、原电池原理、电解池应用|结合古诗(如“炉火照天地”)考查反应能量变化,体现文化传承|
|非选择题|4题/61分|热化学方程式书写、电化学实验设计、能源转化|以CO₂电化学转化为情境(如15题),强化科学态度与责任,综合考查科学探究能力|
内容正文:
2026-2027学年高二年级化学单元自测(苏教版选择性必修1)
专题1 化学反应与能量变化·基础通关卷
(考试时间:75分钟 试卷满分:100分)
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 S 32 Cl 35.5 Fe 56 Cu 64 Zn 65
第一部分(选择题 共39分)
一、选择题(共13题,每题3分,共39分。每题只有一个选项最符合题意。)
1.(2026·辽宁沈阳高二期中)下列化学与文化结合的场景中描述错误的是( )
A.“炉火照天地,红星乱紫烟”描绘了古代炼铜的场景,炼铜时C还原CuO反应为放热反应,但仍需不断补充能量
B.“煮豆燃豆萁,豆在釜中泣”描述了豆萁燃烧产生热量煮豆的过程,其中豆萁燃烧放出的热量大于釜传递的热量
C.“尚吐石窦油,颇疑岩腹烧”描绘了石油从石缝中涌出的奇特景象,石油经过提炼后得到的汽油有固定的燃烧热
D.“路遥知马力,日久见人心”描述了马在长途跋涉过程中的惊人毅力,马长期拉货物过程中体内脂肪提供能量的过程是放热反应
2.(2026·江苏南通高二阶段检测)下列指定反应的方程式正确的是( )
A.铅蓄电池阳极的电极反应: Pb- 2e-+SO42- = PbSO4
B.钢铁吸氧腐蚀正极的电极反应式:O2+2H2O+4e-=4OH-
C.用铜电极电解CuSO4溶液:2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+
D.用惰性电极电解NaCl溶液:2Cl-+2H+H2↑+Cl2↑
3.某原电池总反应为Cu+2Fe3+Cu2++2Fe2+,下列能实现该反应的原电池是( )
A
B
C
D
电极材料
Cu、Zn
Cu、Fe
Cu、C
Fe、Zn
电解质溶液
FeCl3
FeSO4
Fe(NO3)3
Fe2(SO4)3
4.某实验小组利用等体积的0.50 mol/L盐酸和0.55 mol/L NaOH溶液测定中和热,下列说法不正确的是( )
A.仪器A名称为玻璃搅拌器
B.实验中可以分多次把盐酸倒入内筒的NaOH溶液中
C.实验中将最高温度记为反应后体系的温度
D.为了实验数据准确,至少做3次平行实验
5.(2026·海南儋州二模)恒压下,由最稳定的单质生成1 mol某纯物质时的焓变,叫做该物质的标准摩尔生成焓,用()表示,有关物质的如图所示。
下列有关判断正确的是( )
A.H2O(l)的ΔH<-241.8kJ·mol−1 B.金刚石比石墨稳定
C.金刚石的燃烧热为393.5 kJ·mol-1 D.1 mol石墨与O2(g)的键能之和大于2 mol CO的键能之和
6.(2026·江苏苏州高二期中)铅酸蓄电池工作时的反应为Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O。某状态下测得两电极的质量都增加,下列有关该状态下的说法不正确的是( )
A.铅酸蓄电池正在放电 B.极反应式为PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O
C.该状态下SO42-由a极向极移动 D.一段时间后,溶液的增大
7.(2026·江苏南京·期末)探究铁的电化学腐蚀实验如下:向饱和NaCl溶液中加入K3[ Fe(CN)6]溶液和酚酞,将铜片紧密覆盖在铁片上,向金属片交界处滴加1滴上述混合溶液,可能的原理如题图所示。下列说法正确的是( )
A.铁片上发生氧化反应,出现蓝色沉淀
B.铜片上的溶液变为红色,电极反应式为 O2+2H2O-4e-=4OH-
C.用锌片代替铜片,保持其它操作不变,观察到的现象相同
D.用盐酸代替NaCl溶液,保持其它操作不变,观察到的现象相同
8.(2026·江苏南通高二期中)如图所示为催化电解较低浓度的HCHO、NaOH溶液。电解后b电极上产生的H2与HCOO-的物质的量之比为1:2.下列说法错误的是( )
A.催化电解过程中将电能转化为化学能
B.OH-通过阴离子交换膜从右室迁移到左室
C.b电极反应为2HCHO+4OH- -2e-=H2↑+2H2O
D.电解过程中每产生1molH2,通过阴离子交换膜的OH-为2 mol
9.(2026·江苏盐城高二期末)用Na2SO3溶液吸收烟气中的SO2,所得的吸收液主要成分为NaHSO3,将吸收液通入如图所示的电解槽进行再生并制得浓硫酸。下列说法正确的是( )
A.M极与电源的正极相连
B.a为阴离子交换膜,b为阳离子交换膜
C.N极发生的反应为SO32-+H2O+2e-=SO42-+2H+
D.当M极产生11.2 L(标况)H2时,N极生成SO42-的数目为3.01×1023.
10.(2026·江苏无锡·期末)全钒液流电池是一种新型电化学储能装置,其电池反应式为:,装置如图所示。下列说法正确的是( )
A.关闭K2、打开K1,该装置将电能转化为化学能
B.该装置中的质子交换膜可用阳离子交换膜替代
C.放电时,负极的电极反应式为:VO2++2H++e-=VO2++H2O
D.充电时,每转移1 mol电子,理论上有1 mol H+由A室移向B室
11.(2026·江苏苏州高二阶段检测)用纳米Fe2O3作催化剂,常压下电化学合成氨的工作原理如图所示。下列说法正确的是( )
A.镍合金连接外接电源的正极
B.K+从镍合金向Pt片运动
C.镍合金上电极反应式为:N2+6H2O-6e-=2NH3+6OH-
D.反应中,标准状况下每生成9.6gO2同时得到8.96LNH3
12.(2026·江苏苏州高二期中)最近科学家提出碘硫热化学循环是由Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三步反应组成的(如图所示),下列有关说法正确的是( )
A.整个循环过程中产生1molO2的同时产生44.8LH2
B.总反应的焓变为ΔH,则ΔH>0
C.该制氢方法生成1molH2(g)的ΔH比电解水生成1molH2(g)的ΔH小
D.图中反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均可在常温常压下进行
13.几种物质转化时的能量变化如图所示,下列说法正确的是
A.在一定条件下,化学反应的反应热与反应的途径有关
B.28gCO(g)在O2(g)中完全燃烧,放出的能量为566.0 kJ
C.ΔH3=+787.0 kJ·mol-1
D.反应1中,反应物的总能量小于生成物的总能量
第二部分(非选择题 共61分)
二、非选择题(本大题共4小题,共61分)
14.(14分)化学反应中均伴随有能量变化。回答下列问题:
(1)1molC固体与1mol水蒸气反应生成1molCO和1molH2,吸收131.5kJ的热量,写出该反应的热化学方程式________
(2)合成氨反应在催化剂作用下的反应历程和能量变化如图所示(*R表示微粒处于吸附状态,吸附态为气态)。已知:活化能,又称为“反应能垒”或“反应势垒”,是化学反应发生所需的最小能量。反应能垒越大,反应越慢。
N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=________。
(3)某化学兴趣小组用50 mL0.5mol·L-1盐酸与50mL0.55mol·L-1NaOH溶液进行中和反应反应热的测定实验,实验装置如图所示。试回答下列问题:
①实验时玻璃搅拌器的使用方法是________。
②某同学记录的实验数据如表所示。(已知:实验中盐酸和氢氧化钠溶液的密度均为1g/cm3,中和反应后溶液的比热容c=4.18J/(g·℃))
实验序号
起始温度T1/℃
终止温度T2//
盐酸
氢氧化钠溶液
混合溶液
1
20.0
20.2
23.4
2
20.2
20.4
23.5
3
20.4
20.6
23.9
依据该同学的实验数据计算,该实验测得反应放出的热量为________J。(结果保留一位小数)
③如果将NaOH溶液换成等量的NaOH固体,那么实验中测得的中和反应的反应热(ΔH)________(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
④如果用60mL0.5mol·L-1盐酸与50mL0.55mol·L-1NaOH溶液进行实验,与上述实验相比,二者所放出的热量________(填“相等”或“不相等”,下同),所求的中和反应的反应热(ΔH)________。
15.(14分)(2026·江苏无锡高二期中)电化学处理CO2将其转化为其他化学产品,是一种减缓温室效应并综合利用CO2的方法。回答下列问题:
Ⅰ.原电池法:通过“溶解”水中的CO2,以触发电化学反应,有效减少碳的排放,其工作原理如图1所示。
(1)①原电池工作时,电子经导线由___________(填“a→b”或“b→a”),刚开始b极区的电极反应式为___________。
②一段时间后,b极区溶液中析出少量固体为___________(填化学式)。
Ⅱ.电解法:电解还原CO2的方法如图2所示,其中电解质溶液为稀硫酸,电极均为惰性电极。
(2)电解池工作时,H+通过阳离子膜移向___________极(填“m”或“n”)。
(3)若阴极还原产物只有C2H4,当阳极区溶液质量减少36 g时,产生C2H4的物质的量为___________。
Ⅲ.中科院研究出首例在室温条件超快传输的氢负离子导体LaHx,以电化学方法制备甲醇,总反应为:CO2+3H2=CH3OH+H2O。
(4)①电极b为电源的___________(填“正极”或“负极”)。
②生成CH3OH的电极反应式为___________。
16.(18分)(2026·江苏苏州高二阶段检测)电化学在工业生产中有广泛的应用价值。
(1)打磨过的铁片,在表面滴几滴含酚酞的食盐水,一段时间后,生铁片上出现“斑痕”,其边缘为红色且有铁锈生成。写出水膜内部区域的电极反应式__________________,边缘区生成的化学方程式__________________。
(2)下图中,为了减缓海水对铁闸门A的腐蚀,材料B可以选择______(填字母序号)。
a.碳棒 b.锌板 c.铜板 d.二氧化硅板
(3)锂电池应用广泛,大致可分为锂金属电池和锂离子电池。锂离子电池工作原理:以石墨/锂钴氧电池为例,其总反应方程式为:。
①充电时,a接直流电源的______极(填“正”或“负”)。
②如锂离子移动方向如图所示,则表示该电池处于______(“放电”或“充电”)状态,b极的电极反应式是__________________。
(4)煤和石油通常都含有硫的化合物,燃烧生成的二氧化硫为大气主要污染物之一。二氧化硫的治理已成为当前研究的课题。硫与硫的氧化物在转化过程中的能量变化如图所示。
已知:E1=E2-198=E3--245=E6-791.4。
回答下列问题:
①图中的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ中属于放热反应的是________。
②写出表示S(s)的燃烧热的热化学方程式:________。
③已知过程Ⅳ的化学方程式为2V2O4(s)+O2(g)2V2O5(s),则过程Ⅲ的热化学方程式为________。
④工业上常用NaOH溶液吸收SO2,若将0.4 mol SO2通入500mL1mol·L-1NaOH溶液中充分反应,测得反应放出x kJ热量。已知该条件下,1 mol SO2通入足量的NaOH溶液中充分反应放出y kJ热量。则SO2和NaOH溶液反应生成NaHSO3的热化学反应方程式为________。
17.(15分)(2026·江苏南通高二阶段检测)随着化石能源的减少,新能源的开发利用日益迫切。
(1)Bunsen热化学循环制氢工艺由下列三个反应组成:
SO2(g)+I2(g)+2H2O(g)=2HI(g)+H2SO4(l) ΔH1=a kJ·mol-1
2H2SO4(l)=2H2O(g)+2SO2(g)+O2(g) ΔH2=b kJ·mol-1
2HI(g)=H2(g)+I2(g) ΔH3=c kJ·mol-1
则:2H2O(g)=2H2(g)+O2(g) ΔH=____________ kJ·mol-1.
(2)硅光电池作为电源已广泛应用于人造卫星、灯塔和无人气象站等,工业制备纯硅的反应为2H2(g)+SiCl4(g)=Si(s)+4HCl(g) ΔH=+240.4kJ·mol-1.若将生成的HCl通入100mL1mol·L-1的NaOH溶液中恰好完全反应,则在此制备纯硅反应过程中的热效应是___________kJ。
(3)据粗略统计,我国没有经过处理便排放焦炉煤气已超过250亿立方米,这不仅是能源的浪费,也对环境造成极大污染。为解决这一问题,我国自2004年起已利用焦炉煤气制取甲醇及二甲醚。已知CO中的C与O之间为三键连接,且合成甲醇的主要反应原理为CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) ΔH 。表中所列为常见化学键的键能数据:
化学键
C-C
C-H
H-H
C-O
C≡O
H-O
键能/kJ·mol-1
348
414
436
326.8
1032
464
则该反应的ΔH=__________ kJ·mol-1.
(4)以CO2(g)和H2(g)为原料合成甲醇,反应的能量变化如图所示。
补全上图:图中A处应填入_____________________。
(5)为了缓解温室效应与能源供应之间的冲突,从空气中捕集CO2并将其转化为燃料或增值化学品成为了新的研究热点。用光电化学法将CO2还原为有机物实现碳资源的再生利用,其装置如图1所示。其他条件一定时,含碳还原产物的法拉第效率[FE(X)=×100%]随电压的变化如图2所示。
①当电解电压为0.7 V,阴极发生的电极反应式为___________________________________。
②电解电压为0.95 V时,电解生成的HCHO和HCOOH的物质的量之比为___________。
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2026-2027学年高二年级化学单元自测(苏教版选择性必修1)
专题1 化学反应与能量变化·基础通关卷
(考试时间:75分钟 试卷满分:100分)
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 S 32 Cl 35.5 Fe 56 Cu 64 Zn 65
第一部分(选择题 共39分)
一、选择题(共13题,每题3分,共39分。每题只有一个选项最符合题意。)
1.(2026·辽宁沈阳高二期中)下列化学与文化结合的场景中描述错误的是( )
A.“炉火照天地,红星乱紫烟”描绘了古代炼铜的场景,炼铜时C还原CuO反应为放热反应,但仍需不断补充能量
B.“煮豆燃豆萁,豆在釜中泣”描述了豆萁燃烧产生热量煮豆的过程,其中豆萁燃烧放出的热量大于釜传递的热量
C.“尚吐石窦油,颇疑岩腹烧”描绘了石油从石缝中涌出的奇特景象,石油经过提炼后得到的汽油有固定的燃烧热
D.“路遥知马力,日久见人心”描述了马在长途跋涉过程中的惊人毅力,马长期拉货物过程中体内脂肪提供能量的过程是放热反应
【答案】C
【解析】A项,碳还原CuO的反应经计算ΔH为负,属于放热反应,但高温条件需维持,因此需补充:混合物,不同组分燃烧热不同,无固定燃烧热,C错误;D项,脂肪代谢为氧化反应,释放能量属于放热反应,D正确;故选C。
2.(2026·江苏南通高二阶段检测)下列指定反应的方程式正确的是( )
A.铅蓄电池阳极的电极反应: Pb- 2e-+SO42- = PbSO4
B.钢铁吸氧腐蚀正极的电极反应式:O2+2H2O+4e-=4OH-
C.用铜电极电解CuSO4溶液:2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+
D.用惰性电极电解NaCl溶液:2Cl-+2H+H2↑+Cl2↑
【答案】B
【解析】A项,该反应为铅蓄电池放电时的负极反应,铅蓄电池阳极是充电过程的电极,阳极反应应为PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+4H++SO42-,A错误;B项,钢铁吸氧腐蚀时,正极上O2得电子与水反应生成OH-,电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-,B正确;C项,用铜电极电解CuSO4溶液时,阳极上Cu失电子发生氧化反应,电极反应为Cu-2e-=Cu2+ ,阴极上Cu2+得电子发生还原反应,电极反应为Cu2++2e-=Cu,总反应不是2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+,故C错误;D项,用惰性电极电解NaCl溶液时,阴极是水电离出的H+放电,水为弱电解质不能拆写为H+,正确反应为2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑ ,D错误;故选B。
3.某原电池总反应为Cu+2Fe3+Cu2++2Fe2+,下列能实现该反应的原电池是( )
A
B
C
D
电极材料
Cu、Zn
Cu、Fe
Cu、C
Fe、Zn
电解质溶液
FeCl3
FeSO4
Fe(NO3)3
Fe2(SO4)3
【答案】C
【解析】反应中铜为还原剂,铁离子为氧化剂,设计原电池时铜做负极,铁盐溶液为电解质溶液,正极材料活性比铜弱的金属单质或石墨电极。A.电极材料为Cu、Zn,Zn比Cu活泼,Zn作负极被氧化,总反应中Cu未被氧化,A不符合题意;B.电解质为FeSO4,不含Fe3+,无法发生Fe3+的还原反应,B不符合题意;C.电极材料为Cu、C,Cu作负极被氧化,C为正极,电解质Fe(NO3)3含Fe3+,Fe3+在正极被还原,C符合题意;D.电极材料为Fe、Zn,Zn作负极被氧化,总反应中无Zn参与,D不符合题意;故选C。
4.某实验小组利用等体积的0.50 mol/L盐酸和0.55 mol/L NaOH溶液测定中和热,下列说法不正确的是( )
A.仪器A名称为玻璃搅拌器
B.实验中可以分多次把盐酸倒入内筒的NaOH溶液中
C.实验中将最高温度记为反应后体系的温度
D.为了实验数据准确,至少做3次平行实验
【答案】B
【解析】仪器A是为环形玻璃搅拌器,A正确;为了减少酸碱混合时的热量损失,实验中应一次性把NaOH溶液倒入内筒的盐酸中,B不正确;实验中需要记录酸和碱混合前的温度和混合后的最高温度,将最高温度记为反应后体系的温度,C正确;一次实验可能会产生较大的误差,为了实验数据准确,至少做3次平行实验,D正确;故选B。
5.(2026·海南儋州二模)恒压下,由最稳定的单质生成1 mol某纯物质时的焓变,叫做该物质的标准摩尔生成焓,用()表示,有关物质的如图所示。
下列有关判断正确的是( )
A.H2O(l)的ΔH<-241.8kJ·mol−1 B.金刚石比石墨稳定
C.金刚石的燃烧热为393.5 kJ·mol-1 D.1 mol石墨与O2(g)的键能之和大于2 mol CO的键能之和
【答案】A
【解析】A项,,液化过程放热,生成液态水放出更多热量,因此的ΔH<-241.8kJ·mol−1,A正确;B项,,反应吸热,金刚石能量高于石墨,石墨比金刚石稳定,B错误;C项,,该数值为石墨的燃烧热,金刚石能量高于石墨,其燃烧热不等于393.5kJ·mol−1,C错误;D项,,ΔH=反应物总键能生成物总键能,1mol石墨与O2的键能之和小于1molCO的键能之和,则1 mol石墨与O2(g)的键能之和小于2 mol CO的键能之和,D错误;故选A。
6.(2026·江苏苏州高二期中)铅酸蓄电池工作时的反应为Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O。某状态下测得两电极的质量都增加,下列有关该状态下的说法不正确的是( )
A.铅酸蓄电池正在放电 B.极反应式为PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O
C.该状态下SO42-由a极向极移动 D.一段时间后,溶液的增大
【答案】C
【解析】铅蓄电池的电极材料分别为Pb和PbO2,放电时负极电极反应为Pb-2e-+SO42-=PbSO4,正极电极反应为PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O,放电时两电极的质量都增加,则a为负极,b为正极,放电总反应为Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O。A.由分析可知,图中的装置为原电池,则该铅蓄电池正在放电,故A正确;B.由分析可知,b为正极,正极电极反应PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O,故B正确;C.原电池中,阴离子向负极移动,即SO42-由b极向a极移动,故C错误;D.放电时,由电池总反应Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O可知,氢离子浓度减小,pH增大,故D正确;故选C。
7.(2026·江苏南京·期末)探究铁的电化学腐蚀实验如下:向饱和NaCl溶液中加入K3[ Fe(CN)6]溶液和酚酞,将铜片紧密覆盖在铁片上,向金属片交界处滴加1滴上述混合溶液,可能的原理如题图所示。下列说法正确的是( )
A.铁片上发生氧化反应,出现蓝色沉淀
B.铜片上的溶液变为红色,电极反应式为 O2+2H2O-4e-=4OH-
C.用锌片代替铜片,保持其它操作不变,观察到的现象相同
D.用盐酸代替NaCl溶液,保持其它操作不变,观察到的现象相同
【答案】A
【解析】该装置为吸氧腐蚀,装置中铁发生吸氧腐蚀,铁片为负极,负极上铁失电子生成Fe2+,Fe2+与K3[ Fe(CN)6]溶液反应生成蓝色沉淀;铜片为正极,正极上氧气得电子生成OH-。A项,铁电极为负极,铁失电子生成Fe2+,Fe2+与K3[ Fe(CN)6]溶液反应生成蓝色沉淀,A正确;B项,铜片为正极,正极上氧气得电子生成OH-,电极反应为 O2+2H2O+4e-=4OH-,B错误;C项,用锌片代替铜片,锌片为负极,Zn失电子生成Zn2+,发生氧化反应,电极反应为Zn-2e-=Zn2+,无亚铁离子生成,不能生成蓝色沉淀,现象不同,C错误;D项,用盐酸代替NaCl溶液,保持其它操作不变,铜片仍为正极,正极上是H+得电子生成H2,与NaCl溶液做电解质溶液时的现象不同,D错误; 故选A。
8.(2026·江苏南通高二期中)如图所示为催化电解较低浓度的HCHO、NaOH溶液。电解后b电极上产生的H2与HCOO-的物质的量之比为1:2.下列说法错误的是( )
A.催化电解过程中将电能转化为化学能
B.OH-通过阴离子交换膜从右室迁移到左室
C.b电极反应为2HCHO+4OH- -2e-=H2↑+2H2O
D.电解过程中每产生1molH2,通过阴离子交换膜的OH-为2 mol
【答案】D
【解析】由图和题目可以知道这是一个电解池,电极a上是水得到电子生成H2和OH-,电极b上是HCHO的碱性溶液失去电子生成H2和HCOO-,根据电解池原理可以判断出电极a是阴极,电极b是阳极。A.该装置是电解池,催化电解过程中将电能转化为化学能,A正确;B.电解池中阴离子向阳极移动,则OH-通过阴离子交换膜从右室迁移到左室,B正确;C.电极b是阳极发生氧化反应,甲醛失去电子生成氢气和甲酸根,并且溶液是碱性的,因此反应电极方程式为:2HCHO+4OH- -2e-=H2↑+2H2O,C正确;D.电解过程中阴阳两极均产生H2,阴极电极反应:2H2O+2e-=H2↑+2OH- ,由C选项阳极的反应可知,每产生1molH2,阴阳两极各产生0.5molH2,转移电子数1 mol,通过阴离子交换膜的OH-为1 mol,D错误;故选D。
9.(2026·江苏盐城高二期末)用Na2SO3溶液吸收烟气中的SO2,所得的吸收液主要成分为NaHSO3,将吸收液通入如图所示的电解槽进行再生并制得浓硫酸。下列说法正确的是( )
A.M极与电源的正极相连
B.a为阴离子交换膜,b为阳离子交换膜
C.N极发生的反应为SO32-+H2O+2e-=SO42-+2H+
D.当M极产生11.2 L(标况)H2时,N极生成SO42-的数目为3.01×1023.
【答案】D
【解析】Ⅰ室电极M上生成H2,发生还原反应:2H2O+2e-=H2↑+2OH-,因此M为阴极,接电源负极;N电极为阳极,接电源正极,HSO3-在阳极被氧化为SO42-:HSO3-+H2O-2e-=SO42-+3H+,Ⅲ室得到浓硫酸;分析离子交换膜Ⅰ 室阴极生成OH-,Ⅱ室中的Na+通过a 阳离子交换膜进入Ⅰ室,再生得到Na2SO3再生液;Ⅱ室中的HSO3-通过b阴离子交换膜进入Ⅲ室,在阳极氧化为硫酸根,与H+形成浓硫酸。A项,M极生成H2,是H+得电子发生还原反应,因此M是阴极,应与电源负极相连,A错误;B项, II室(吸收液室)中,阳离子(Na+)需要透过交换膜a进入I室,因此a是阳离子交换膜;阴离子(HSO3-)需要透过交换膜b进入III室被氧化,因此b是阴离子交换膜,B错误;C项, N是阳极,发生失电子的氧化反应,正确反应是:HSO3-+H2O-2e-=SO42-+3H+,C错误;D项,标况下11.2LH2物质的量为0.5mol,生成0.5molH2共转移1mol电子;S从+4价被氧化为+6价生成SO42-,每生成1molSO42-转移2mol电子,因此转移1mol电子时,生成0.5molSO42-,数目为,D正确;故选D。
10.(2026·江苏无锡·期末)全钒液流电池是一种新型电化学储能装置,其电池反应式为:,装置如图所示。下列说法正确的是( )
A.关闭K2、打开K1,该装置将电能转化为化学能
B.该装置中的质子交换膜可用阳离子交换膜替代
C.放电时,负极的电极反应式为:VO2++2H++e-=VO2++H2O
D.充电时,每转移1 mol电子,理论上有1 mol H+由A室移向B室
【答案】D
【解析】 放电(原电池,接负载,打开K2关闭K1)时,VO2+中V为+5价,得电子生成VO2+(V为+4价),因此A室电极为放电时的正极;V2+中V为+2价,失电子生成V3+(V为+3价),因此B室电极为放电时的负极。充电(电解池,接电源,打开K1关闭K2)时,A室为阳极,B室为阴极。A项,关闭K2、打开K1时,装置连接负载,处于放电过程,将化学能转化为电能,A错误;B项,若用阳离子交换膜替代质子交换膜,钒的阳离子(V2+、V3+等)可通过交换膜,造成电解液交叉污染,降低电池效率,不能替代,B错误;C项,放电时负极发生失电子的氧化反应,电极反应为V2+-e-=V3+,C错误;D项,充电时A室为阳极,B室为阴极,阳离子向阴极移动,每转移1 mol电子,为平衡电荷,有1 mol H+由A室移向B室,D正确;故选D。
11.(2026·江苏苏州高二阶段检测)用纳米Fe2O3作催化剂,常压下电化学合成氨的工作原理如图所示。下列说法正确的是( )
A.镍合金连接外接电源的正极
B.K+从镍合金向Pt片运动
C.镍合金上电极反应式为:N2+6H2O-6e-=2NH3+6OH-
D.反应中,标准状况下每生成9.6gO2同时得到8.96LNH3
【答案】D
【解析】由图可知,镍合金上氮气转化为氨气,化合价降低,得到电子,发生还原反应,故镍合金为阴极,电极反应式为N2+6H2O+6e-=2NH3+6OH-,Pt片OH-转化为O2,化合价升高,失去电子,故Pt片为阳极,电极反应式为4OH--4e-=O2↑+2H2O。A项,由分析知,镍合金为阴极,接外接电源的负极,A错误;B项,由分析知,Pt片为阳极,电解池中阳离子移向阴极,所以K+从Pt片向镍合金运动,B错误;C项,由分析知,镍合金上电极反应式为N2+6H2O+6e-=2NH3+6OH-,C错误;D项,由分析知,每生成1个氧气失去4个电子,每生成1个氨气得到3个电子,生成9.6gO2失去电子的物质的量为=1.2 mol,根据得失电子守恒知,生成氨气的物质的量为,在标准状况下的体积为=8.96L,D正确;故选D。
12.(2026·江苏苏州高二期中)最近科学家提出碘硫热化学循环是由Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三步反应组成的(如图所示),下列有关说法正确的是( )
A.整个循环过程中产生1molO2的同时产生44.8LH2
B.总反应的焓变为ΔH,则ΔH>0
C.该制氢方法生成1molH2(g)的ΔH比电解水生成1molH2(g)的ΔH小
D.图中反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均可在常温常压下进行
【答案】B
【解析】根据图示可知,反应Ⅰ为SO2+ I2+2H2O=H2SO4+2HI,反应Ⅱ为2H2SO42SO2↑+O2↑+2H2O ,反应Ⅲ为2HIH2+I2,整个循环过程中总反应为2H2O2H2↑+O2↑。A项,根据图示可知,整个循环过程中总反应为2H2O2H2↑+O2↑,若产生1molO2同时产生2molH2,标准状况下2molH2体积为44.8 L,选项中未明确标准状况,则气体体积不一定是44.8 L,A错误;B项,总反应2H2O(l)2H2(g)+O2(g)为,可知该分解反应的焓变为焓增加,即ΔH>0,B正确;C项,该制氢方法与电解水反应的反应物与生成物相同,反应条件不同,但ΔH与反应途径、条件无关,故两种方法均生成1molH2时的ΔH相同,C错误;D项,反应Ⅰ可在常温常压下进行,反应Ⅱ是H2SO4分解,常温常压下不能进行,反应Ⅲ为HI的分解,较高温度下反应容易发生,D错误;故选B。
13.几种物质转化时的能量变化如图所示,下列说法正确的是
A.在一定条件下,化学反应的反应热与反应的途径有关
B.28gCO(g)在O2(g)中完全燃烧,放出的能量为566.0 kJ
C.ΔH3=+787.0 kJ·mol-1
D.反应1中,反应物的总能量小于生成物的总能量
【答案】C
【解析】A项,根据盖斯定律,化学反应的反应热只与始态和终态有关,与反应途径无关,A错误;B项,反应2为2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH2=-566.0 kJ·mol-1,28gCO的物质的量为1mol,2molCO完全燃烧放出566.0 kJ能量,则1 molCO完全燃烧放出283.0 kJ能量,B错误;C项,由图可知,反应1:2C(s)+2O2(g)=2CO(g)+O2(g) ΔH1=-221.0 kJ·mol-1,反应2:2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH2=-566.0 kJ·mol-1,反应3为2CO2(g)=2C(s)+2O2(g)(反应1+反应2的逆反应),则ΔH3=-(ΔH1+ΔH2)=-(-221.0-566.0)=+787.0 kJ·mol-1,C正确;D项,反应1的ΔH1=-221.0 kJ·mol-1<0,为放热反应,反应物总能量大于生成物总能量,D错误;故选C。
第二部分(非选择题 共61分)
二、非选择题(本大题共4小题,共61分)
14.(14分)化学反应中均伴随有能量变化。回答下列问题:
(1)1molC固体与1mol水蒸气反应生成1molCO和1molH2,吸收131.5kJ的热量,写出该反应的热化学方程式________
(2)合成氨反应在催化剂作用下的反应历程和能量变化如图所示(*R表示微粒处于吸附状态,吸附态为气态)。已知:活化能,又称为“反应能垒”或“反应势垒”,是化学反应发生所需的最小能量。反应能垒越大,反应越慢。
N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=________。
(3)某化学兴趣小组用50 mL0.5mol·L-1盐酸与50mL0.55mol·L-1NaOH溶液进行中和反应反应热的测定实验,实验装置如图所示。试回答下列问题:
①实验时玻璃搅拌器的使用方法是________。
②某同学记录的实验数据如表所示。(已知:实验中盐酸和氢氧化钠溶液的密度均为1g/cm3,中和反应后溶液的比热容c=4.18J/(g·℃))
实验序号
起始温度T1/℃
终止温度T2//
盐酸
氢氧化钠溶液
混合溶液
1
20.0
20.2
23.4
2
20.2
20.4
23.5
3
20.4
20.6
23.9
依据该同学的实验数据计算,该实验测得反应放出的热量为________J。(结果保留一位小数)
③如果将NaOH溶液换成等量的NaOH固体,那么实验中测得的中和反应的反应热(ΔH)________(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
④如果用60mL0.5mol·L-1盐酸与50mL0.55mol·L-1NaOH溶液进行实验,与上述实验相比,二者所放出的热量________(填“相等”或“不相等”,下同),所求的中和反应的反应热(ΔH)________。
【答案】(1)C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ΔH=+131.5kJ·mol−1(2分)
(2)-92kJ·mol−1(2分)
(3)上下匀速搅拌(2分) 1379.4(2分) 偏小(2分) 不相等(2分) 相等(2分)
【解析】(1)1molC固体与1mol水蒸气反应生成1molCO和1molH2,吸收131.5kJ的热量,说明该反应为吸热反应,焓变ΔH=+131.5kJ·mol−1。注明各物质的聚集状态和反应热即可写出对应的热化学方程式:C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ΔH=+131.5kJ·mol−1;
(2)根据合成氨反应的能量变化图,假设反应物总能量为0kJ·mol−1,则生成物总能量为(308+100)kJ·mol−1-500kJ·mol−1=-92kJ·mol−1。因此,该反应的焓变ΔH=生成物总能量-反应物总能量=-92kJ·mol−1-0kJ·mol−1=-92kJ·mol−1;
(3)①在中和热的测定实验中,为了使溶液充分混合且避免碰撞温度计,玻璃搅拌器的正确使用方法是套在温度计外面上下抽动(或上下移动)。②分析表格数据,三次实验的起始平均温度T1分别为20.1℃、20.3℃、20.5℃,对应的终止温度T2分别为23.4℃、23.5℃、23.9℃。三次实验的温度差ΔT分别为3.3℃、3.2℃、3.4℃,数据均有效。平均温度差。混合溶液的总质量。该实验测得反应放出的热量。③若将NaOH溶液换成等量的NaOH固体,由于NaOH固体溶于水时会放出大量的热,导致测得的最高温度偏高,计算出的放热量Q偏大。因为中和反应为放热反应(ΔH<0),放出的热量越多,ΔH的值越负,即测得的ΔH偏小。④改用60mL0.5mol·L-1盐酸与50mL0.55mol·L-1NaOH溶液反应,由于反应物的物质的量增加,生成的H2O增多,因此放出的总热量增加,二者不相等;但中和反应的反应热ΔH是指强酸与强碱的稀溶液发生中和反应生成1molH2O时所放出的热量,它是一个定值,与反应物的用量无关,因此所求的ΔH相等。
15.(14分)(2026·江苏无锡高二期中)电化学处理CO2将其转化为其他化学产品,是一种减缓温室效应并综合利用CO2的方法。回答下列问题:
Ⅰ.原电池法:通过“溶解”水中的CO2,以触发电化学反应,有效减少碳的排放,其工作原理如图1所示。
(1)①原电池工作时,电子经导线由___________(填“a→b”或“b→a”),刚开始b极区的电极反应式为___________。
②一段时间后,b极区溶液中析出少量固体为___________(填化学式)。
Ⅱ.电解法:电解还原CO2的方法如图2所示,其中电解质溶液为稀硫酸,电极均为惰性电极。
(2)电解池工作时,H+通过阳离子膜移向___________极(填“m”或“n”)。
(3)若阴极还原产物只有C2H4,当阳极区溶液质量减少36 g时,产生C2H4的物质的量为___________。
Ⅲ.中科院研究出首例在室温条件超快传输的氢负离子导体LaHx,以电化学方法制备甲醇,总反应为:CO2+3H2=CH3OH+H2O。
(4)①电极b为电源的___________(填“正极”或“负极”)。
②生成CH3OH的电极反应式为___________。
【答案】(1) a→b(2分) 2CO2+2H2O+2e-=2HCO3-+H2↑(2分) NaHCO3(2分)
(2)n(2分)
(3)(2分)
(4) 正极(2分) CO2+6H++6e-=CH3OH+H2O(2分)
【解析】(1)①观察图1,左侧电极a是金属钠(Na),钠是活泼金属,容易失去电子发生氧化反应,因此a极为原电池的负极。右侧电极b是石墨,通入CO2和H2O,并有H2产生,说明在此处发生还原反应,因此b极为原电池的正极。 在原电池中,电子从负极经外电路流向正极。所以电子由a极流向b极,即 a→b。b 极区发生还原反应。根据图示,反应物有CO2、H2O,产物有H2和HCO3-。水得到电子生成H2,同时CO2转化为HCO3-,电极反应式可写为:2CO2+2H2O+2e-=2HCO3-+H2↑ ;②在原电池工作时,负极a失去电子变成Na+,由于中间是钠超离子导体,Na+会从负极区迁移到正极(b极)区。在 b 极区,不断生成HCO3-,同时有Na+迁入,溶液中Na+和HCO3-浓度增加,当NaHCO3的浓度达到饱和时,由于其溶解度相对较小,会析出固体。
(2)观察图2,电极m处H2O转化为O2和H+,发生氧化反应:2H2O-4e-=O2↑+4H+,所以电极m是阳极。电极n处通入CO2产生电化学还原产物,发生还原反应,所以电极n是阴极。在电解池中,阳离子向阴极移动。因此,H+通过阳离子膜从阳极区(m极侧)移向阴极区(n极侧)。
(3)阳极(电极 m)的电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+,阳极区溶液质量的减少包含两部分:一是生成的O2逸出,二是生成的H+通过阳离子膜迁移到了阴极区。设阳极反应转移了xmol电子。生成O2的物质的量为,其质量为,迁移的H+的物质的量为xmol,其质量为,阳极区溶液减少的总质量为,已知阳极区溶液质量减少36 g,则9x=36,解得x=4mol,即电路中转移了4mol电子,阴极(电极 n)将CO2还原为C2H4,CO2中碳的化合价为+4,C2H4中碳的化合价为-2,生成1 molC2H4共转移电子数为 阴极电极反应式为:2CO2+12H++12e-=C2H4+4H2O,根据电子守恒,转移4 mol电子时,产生C2H4的物质的量为。
(4)①左侧电极(惰性电极 1)通入的是H2, H2得到电子转化为H-进入导体,惰性电极1是阴极,右侧电极(惰性电极 2)是阳极,电极b为电源的正极;②惰性电极2通入CO2,并且有H-从电解质传导过来。CO2结合H-并失去电子生成CH3OH和H2O,结合电荷守恒和原子守恒,电极反应式为:CO2+6H++6e-=CH3OH+H2O。
16.(18分)(2026·江苏苏州高二阶段检测)电化学在工业生产中有广泛的应用价值。
(1)打磨过的铁片,在表面滴几滴含酚酞的食盐水,一段时间后,生铁片上出现“斑痕”,其边缘为红色且有铁锈生成。写出水膜内部区域的电极反应式__________________,边缘区生成的化学方程式__________________。
(2)下图中,为了减缓海水对铁闸门A的腐蚀,材料B可以选择______(填字母序号)。
a.碳棒 b.锌板 c.铜板 d.二氧化硅板
(3)锂电池应用广泛,大致可分为锂金属电池和锂离子电池。锂离子电池工作原理:以石墨/锂钴氧电池为例,其总反应方程式为:。
①充电时,a接直流电源的______极(填“正”或“负”)。
②如锂离子移动方向如图所示,则表示该电池处于______(“放电”或“充电”)状态,b极的电极反应式是__________________。
(4)煤和石油通常都含有硫的化合物,燃烧生成的二氧化硫为大气主要污染物之一。二氧化硫的治理已成为当前研究的课题。硫与硫的氧化物在转化过程中的能量变化如图所示。
已知:E1=E2-198=E3--245=E6-791.4。
回答下列问题:
①图中的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ中属于放热反应的是________。
②写出表示S(s)的燃烧热的热化学方程式:________。
③已知过程Ⅳ的化学方程式为2V2O4(s)+O2(g)2V2O5(s),则过程Ⅲ的热化学方程式为________。
④工业上常用NaOH溶液吸收SO2,若将0.4 mol SO2通入500mL1mol·L-1NaOH溶液中充分反应,测得反应放出x kJ热量。已知该条件下,1 mol SO2通入足量的NaOH溶液中充分反应放出y kJ热量。则SO2和NaOH溶液反应生成NaHSO3的热化学反应方程式为________。
【答案】(1)Fe-2e-=Fe2+(2分)
4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3或4Fe3++8OH-+2H2O+O2=4Fe(OH)3(2分)
(2)b(2分)
(3) 正(2分) 放电(2分) LixC6-xe-=xLi++6C (2分)
(4) Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ(2分) S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH=-296.7kJ·mol−1 (2分)
V2O5(s)+SO2(g)SO3(g)+V2O4(s) ΔH=+23.5kJ·mol−1 (2分)
【解析】(1)铁片在含酚酞的食盐水中发生吸氧腐蚀,水膜内部缺氧,作为原电池的负极,铁失去电子发生氧化反应,电极反应式为Fe-2e-=Fe2+;水膜边缘氧气充足,作为正极,氧气得电子生成OH-;内部生成的Fe2+ 向边缘扩散与OH-结合生成Fe(OH)2,随后在边缘区被氧气氧化为红褐色的Fe(OH)3,该过程的化学方程式为 4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3。
(2)为了减缓海水对铁闸门A的腐蚀,可采用牺牲阳极的阴极保护法,即选择比铁更活泼的金属作为负极(阳极)被腐蚀,从而保护铁;碳棒和铜板的活泼性均弱于铁,二氧化硅不导电,锌板比铁活泼,故选b。
(3)①由总反应方程式可知,放电时Li1-xCoO2转化为LiCoO2,发生得电子的还原反应,故a极为正极,充电时,原电池的正极应接直流电源的正极;②图中Li+向a极(正极)移动,在原电池内部阳离子向正极移动,故表示该电池正处于放电状态,b极为负极,发生氧化反应,电极反应式为LixC6-xe-=xLi++6C 。
(4)①由图可知,反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ的反应物能量大于生成物能量,为放热反应,反应Ⅲ的反应物能量小于生成物能量,为吸热反应;②在101 kPa时,1 mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量,叫作该物质的燃烧热,如图所示,S(s)的燃烧热为,故表示S(s)的燃烧热的热化学方程式为 S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH=-296.7kJ·mol−1 ;③依据图中信息可知,过程Ⅱ的热化学方程式为2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)+H2O(g) ΔH2=-198kJ·mol−1 ,过程Ⅳ的化学方程式为2V2O4(s)+O2(g)2V2O5(s),如图所示,过程II=过程III+过程IV,依据盖斯定律可得,过程Ⅲ的热化学方程式为V2O5(s)+SO2(g)SO3(g)+V2O4(s) ;④依据题意,列出相关热化学方程式:
反应I:
反应II:
反应III:
则:反应III=×(反应I+反应II),设,则,将0.4 molSO2通入500mL1mol·L-1NaOH溶液中,有0.25 molSO2发生反应I,有0.15 molSO2发生反应II,故有,解得,即,即SO2和NaOH溶液反应生成NaHSO3的热化学反应方程式为。
17.(15分)(2026·江苏南通高二阶段检测)随着化石能源的减少,新能源的开发利用日益迫切。
(1)Bunsen热化学循环制氢工艺由下列三个反应组成:
SO2(g)+I2(g)+2H2O(g)=2HI(g)+H2SO4(l) ΔH1=a kJ·mol-1
2H2SO4(l)=2H2O(g)+2SO2(g)+O2(g) ΔH2=b kJ·mol-1
2HI(g)=H2(g)+I2(g) ΔH3=c kJ·mol-1
则:2H2O(g)=2H2(g)+O2(g) ΔH=____________ kJ·mol-1.
(2)硅光电池作为电源已广泛应用于人造卫星、灯塔和无人气象站等,工业制备纯硅的反应为2H2(g)+SiCl4(g)=Si(s)+4HCl(g) ΔH=+240.4kJ·mol-1.若将生成的HCl通入100mL1mol·L-1的NaOH溶液中恰好完全反应,则在此制备纯硅反应过程中的热效应是___________kJ。
(3)据粗略统计,我国没有经过处理便排放焦炉煤气已超过250亿立方米,这不仅是能源的浪费,也对环境造成极大污染。为解决这一问题,我国自2004年起已利用焦炉煤气制取甲醇及二甲醚。已知CO中的C与O之间为三键连接,且合成甲醇的主要反应原理为CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) ΔH 。表中所列为常见化学键的键能数据:
化学键
C-C
C-H
H-H
C-O
C≡O
H-O
键能/kJ·mol-1
348
414
436
326.8
1032
464
则该反应的ΔH=__________ kJ·mol-1.
(4)以CO2(g)和H2(g)为原料合成甲醇,反应的能量变化如图所示。
补全上图:图中A处应填入_____________________。
(5)为了缓解温室效应与能源供应之间的冲突,从空气中捕集CO2并将其转化为燃料或增值化学品成为了新的研究热点。用光电化学法将CO2还原为有机物实现碳资源的再生利用,其装置如图1所示。其他条件一定时,含碳还原产物的法拉第效率[FE(X)=×100%]随电压的变化如图2所示。
①当电解电压为0.7 V,阴极发生的电极反应式为___________________________________。
②电解电压为0.95 V时,电解生成的HCHO和HCOOH的物质的量之比为___________。
【答案】(1)2a+b+2c(2分)
(2)+6.01(3分)
(3)-128.8(3分)
(4)1molCO2(g)+3molH2(g)(2分)
(5) CO2+2e-+2H+=HCOOH(2分) 2∶1(3分)
【解析】(1)已知反应:①SO2(g)+I2(g)+2H2O(g)=2HI(g)+H2SO4(l) ΔH1=a kJ·mol-1; ②2H2SO4(l)=2H2O(g)+2SO2(g)+O2(g) ΔH2=b kJ·mol-1;2HI(g)=H2(g)+I2(g) ΔH3=c kJ·mol-1; 根据盖斯定律,将即可得到目标反应 2H2O(g)=2H2(g)+O2(g) ,故其焓变 ΔH=(2a+b+2c) kJ·mol-1 ;
(2)将生成的HCl 通入100 mL1mol·L-1NaOH溶液中恰好完全反应,消耗NaOH的物质的量为 ,即反应生成了0.1molHCl。根据热化学方程式可知,每生成4molHCl 吸收240.4 kJ的热量,则生成 0.1molHCl时的热效应为;
(3)反应的焓变。对于反应CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g),。
(4)以CO2(g)和H2(g)为原料合成甲醇,总反应方程式为CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。由能量变化图可知,生成物状态为1molCH3OH(g)和1molH2O(g),根据原子守恒,对应的反应物应为1molCO2(g)+3molH2(g),故图中A处应填入1molCO2(g)+3molH2(g);
(5)①由图2可知,当电解电压为0.7V时,含碳还原产物的法拉第效率几乎全部对应HCOOH。在阴极,CO2发生得电子的还原反应生成HCOOH,结合装置图中质子交换膜允许H+通过,阴极的电极反应式为2H++CO2+2e-=HCOOH;②由图2可知,当电解电压为0.95V时,HCHO的法拉第效率为60%,HCOOH的法拉第效率为15%。生成1molHCHO(碳元素化合价由+4降至0)需要转移4mole-,生成1molHCOOH(碳元素化合价由+4降至+2)需要转移2mole-。设通过电极的总电子物质的量为nmol,则生成HCHO的物质的量为,生成HCOOH的物质的量为。因此,二者的物质的量之比为0.15n:0.075n=2:1。
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此卷只装订不密封
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… 学校:______________姓名:_____________班级:_______________考号:______________________
2026-2027学年高二年级化学单元自测(苏教版选择性必修1)
专题1 化学反应与能量变化·基础通关卷
(考试时间:75分钟 试卷满分:100分)
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 S 32 Cl 35.5 Fe 56 Cu 64 Zn 65
第一部分(选择题 共39分)
一、选择题(共13题,每题3分,共39分。每题只有一个选项最符合题意。)
1.(2026·辽宁沈阳高二期中)下列化学与文化结合的场景中描述错误的是( )
A.“炉火照天地,红星乱紫烟”描绘了古代炼铜的场景,炼铜时C还原CuO反应为放热反应,但仍需不断补充能量
B.“煮豆燃豆萁,豆在釜中泣”描述了豆萁燃烧产生热量煮豆的过程,其中豆萁燃烧放出的热量大于釜传递的热量
C.“尚吐石窦油,颇疑岩腹烧”描绘了石油从石缝中涌出的奇特景象,石油经过提炼后得到的汽油有固定的燃烧热
D.“路遥知马力,日久见人心”描述了马在长途跋涉过程中的惊人毅力,马长期拉货物过程中体内脂肪提供能量的过程是放热反应
2.(2026·江苏南通高二阶段检测)下列指定反应的方程式正确的是( )
A.铅蓄电池阳极的电极反应: Pb- 2e-+SO42- = PbSO4
B.钢铁吸氧腐蚀正极的电极反应式:O2+2H2O+4e-=4OH-
C.用铜电极电解CuSO4溶液:2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+
D.用惰性电极电解NaCl溶液:2Cl-+2H+H2↑+Cl2↑
3.某原电池总反应为Cu+2Fe3+Cu2++2Fe2+,下列能实现该反应的原电池是( )
A
B
C
D
电极材料
Cu、Zn
Cu、Fe
Cu、C
Fe、Zn
电解质溶液
FeCl3
FeSO4
Fe(NO3)3
Fe2(SO4)3
4.某实验小组利用等体积的0.50 mol/L盐酸和0.55 mol/L NaOH溶液测定中和热,下列说法不正确的是( )
A.仪器A名称为玻璃搅拌器
B.实验中可以分多次把盐酸倒入内筒的NaOH溶液中
C.实验中将最高温度记为反应后体系的温度
D.为了实验数据准确,至少做3次平行实验
5.(2026·海南儋州二模)恒压下,由最稳定的单质生成1 mol某纯物质时的焓变,叫做该物质的标准摩尔生成焓,用()表示,有关物质的如图所示。
下列有关判断正确的是( )
A.H2O(l)的ΔH<-241.8kJ·mol−1 B.金刚石比石墨稳定
C.金刚石的燃烧热为393.5 kJ·mol-1 D.1 mol石墨与O2(g)的键能之和大于2 mol CO的键能之和
6.(2026·江苏苏州高二期中)铅酸蓄电池工作时的反应为Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O。某状态下测得两电极的质量都增加,下列有关该状态下的说法不正确的是( )
A.铅酸蓄电池正在放电 B.极反应式为PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O
C.该状态下SO42-由a极向极移动 D.一段时间后,溶液的增大
7.(2026·江苏南京·期末)探究铁的电化学腐蚀实验如下:向饱和NaCl溶液中加入K3[ Fe(CN)6]溶液和酚酞,将铜片紧密覆盖在铁片上,向金属片交界处滴加1滴上述混合溶液,可能的原理如题图所示。下列说法正确的是( )
A.铁片上发生氧化反应,出现蓝色沉淀
B.铜片上的溶液变为红色,电极反应式为 O2+2H2O-4e-=4OH-
C.用锌片代替铜片,保持其它操作不变,观察到的现象相同
D.用盐酸代替NaCl溶液,保持其它操作不变,观察到的现象相同
8.(2026·江苏南通高二期中)如图所示为催化电解较低浓度的HCHO、NaOH溶液。电解后b电极上产生的H2与HCOO-的物质的量之比为1:2.下列说法错误的是( )
A.催化电解过程中将电能转化为化学能
B.OH-通过阴离子交换膜从右室迁移到左室
C.b电极反应为2HCHO+4OH- -2e-=H2↑+2H2O
D.电解过程中每产生1molH2,通过阴离子交换膜的OH-为2 mol
9.(2026·江苏盐城高二期末)用Na2SO3溶液吸收烟气中的SO2,所得的吸收液主要成分为NaHSO3,将吸收液通入如图所示的电解槽进行再生并制得浓硫酸。下列说法正确的是( )
A.M极与电源的正极相连
B.a为阴离子交换膜,b为阳离子交换膜
C.N极发生的反应为SO32-+H2O+2e-=SO42-+2H+
D.当M极产生11.2 L(标况)H2时,N极生成SO42-的数目为3.01×1023.
10.(2026·江苏无锡·期末)全钒液流电池是一种新型电化学储能装置,其电池反应式为:,装置如图所示。下列说法正确的是( )
A.关闭K2、打开K1,该装置将电能转化为化学能
B.该装置中的质子交换膜可用阳离子交换膜替代
C.放电时,负极的电极反应式为:VO2++2H++e-=VO2++H2O
D.充电时,每转移1 mol电子,理论上有1 mol H+由A室移向B室
11.(2026·江苏苏州高二阶段检测)用纳米Fe2O3作催化剂,常压下电化学合成氨的工作原理如图所示。下列说法正确的是( )
A.镍合金连接外接电源的正极
B.K+从镍合金向Pt片运动
C.镍合金上电极反应式为:N2+6H2O-6e-=2NH3+6OH-
D.反应中,标准状况下每生成9.6gO2同时得到8.96LNH3
12.(2026·江苏苏州高二期中)最近科学家提出碘硫热化学循环是由Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三步反应组成的(如图所示),下列有关说法正确的是( )
A.整个循环过程中产生1molO2的同时产生44.8LH2
B.总反应的焓变为ΔH,则ΔH>0
C.该制氢方法生成1molH2(g)的ΔH比电解水生成1molH2(g)的ΔH小
D.图中反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均可在常温常压下进行
13.几种物质转化时的能量变化如图所示,下列说法正确的是
A.在一定条件下,化学反应的反应热与反应的途径有关
B.28gCO(g)在O2(g)中完全燃烧,放出的能量为566.0 kJ
C.ΔH3=+787.0 kJ·mol-1
D.反应1中,反应物的总能量小于生成物的总能量
第二部分(非选择题 共61分)
二、非选择题(本大题共4小题,共61分)
14.(14分)化学反应中均伴随有能量变化。回答下列问题:
(1)1molC固体与1mol水蒸气反应生成1molCO和1molH2,吸收131.5kJ的热量,写出该反应的热化学方程式________
(2)合成氨反应在催化剂作用下的反应历程和能量变化如图所示(*R表示微粒处于吸附状态,吸附态为气态)。已知:活化能,又称为“反应能垒”或“反应势垒”,是化学反应发生所需的最小能量。反应能垒越大,反应越慢。
N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=________。
(3)某化学兴趣小组用50 mL0.5mol·L-1盐酸与50mL0.55mol·L-1NaOH溶液进行中和反应反应热的测定实验,实验装置如图所示。试回答下列问题:
①实验时玻璃搅拌器的使用方法是________。
②某同学记录的实验数据如表所示。(已知:实验中盐酸和氢氧化钠溶液的密度均为1g/cm3,中和反应后溶液的比热容c=4.18J/(g·℃))
实验序号
起始温度T1/℃
终止温度T2//
盐酸
氢氧化钠溶液
混合溶液
1
20.0
20.2
23.4
2
20.2
20.4
23.5
3
20.4
20.6
23.9
依据该同学的实验数据计算,该实验测得反应放出的热量为________J。(结果保留一位小数)
③如果将NaOH溶液换成等量的NaOH固体,那么实验中测得的中和反应的反应热(ΔH)________(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
④如果用60mL0.5mol·L-1盐酸与50mL0.55mol·L-1NaOH溶液进行实验,与上述实验相比,二者所放出的热量________(填“相等”或“不相等”,下同),所求的中和反应的反应热(ΔH)________。
15.(14分)(2026·江苏无锡高二期中)电化学处理CO2将其转化为其他化学产品,是一种减缓温室效应并综合利用CO2的方法。回答下列问题:
Ⅰ.原电池法:通过“溶解”水中的CO2,以触发电化学反应,有效减少碳的排放,其工作原理如图1所示。
(1)①原电池工作时,电子经导线由___________(填“a→b”或“b→a”),刚开始b极区的电极反应式为___________。
②一段时间后,b极区溶液中析出少量固体为___________(填化学式)。
Ⅱ.电解法:电解还原CO2的方法如图2所示,其中电解质溶液为稀硫酸,电极均为惰性电极。
(2)电解池工作时,H+通过阳离子膜移向___________极(填“m”或“n”)。
(3)若阴极还原产物只有C2H4,当阳极区溶液质量减少36 g时,产生C2H4的物质的量为___________。
Ⅲ.中科院研究出首例在室温条件超快传输的氢负离子导体LaHx,以电化学方法制备甲醇,总反应为:CO2+3H2=CH3OH+H2O。
(4)①电极b为电源的___________(填“正极”或“负极”)。
②生成CH3OH的电极反应式为___________。
16.(18分)(2026·江苏苏州高二阶段检测)电化学在工业生产中有广泛的应用价值。
(1)打磨过的铁片,在表面滴几滴含酚酞的食盐水,一段时间后,生铁片上出现“斑痕”,其边缘为红色且有铁锈生成。写出水膜内部区域的电极反应式__________________,边缘区生成的化学方程式__________________。
(2)下图中,为了减缓海水对铁闸门A的腐蚀,材料B可以选择______(填字母序号)。
a.碳棒 b.锌板 c.铜板 d.二氧化硅板
(3)锂电池应用广泛,大致可分为锂金属电池和锂离子电池。锂离子电池工作原理:以石墨/锂钴氧电池为例,其总反应方程式为:。
①充电时,a接直流电源的______极(填“正”或“负”)。
②如锂离子移动方向如图所示,则表示该电池处于______(“放电”或“充电”)状态,b极的电极反应式是__________________。
(4)煤和石油通常都含有硫的化合物,燃烧生成的二氧化硫为大气主要污染物之一。二氧化硫的治理已成为当前研究的课题。硫与硫的氧化物在转化过程中的能量变化如图所示。
已知:E1=E2-198=E3--245=E6-791.4。
回答下列问题:
①图中的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ中属于放热反应的是________。
②写出表示S(s)的燃烧热的热化学方程式:________。
③已知过程Ⅳ的化学方程式为2V2O4(s)+O2(g)2V2O5(s),则过程Ⅲ的热化学方程式为________。
④工业上常用NaOH溶液吸收SO2,若将0.4 mol SO2通入500mL1mol·L-1NaOH溶液中充分反应,测得反应放出x kJ热量。已知该条件下,1 mol SO2通入足量的NaOH溶液中充分反应放出y kJ热量。则SO2和NaOH溶液反应生成NaHSO3的热化学反应方程式为________。
17.(15分)(2026·江苏南通高二阶段检测)随着化石能源的减少,新能源的开发利用日益迫切。
(1)Bunsen热化学循环制氢工艺由下列三个反应组成:
SO2(g)+I2(g)+2H2O(g)=2HI(g)+H2SO4(l) ΔH1=a kJ·mol-1
2H2SO4(l)=2H2O(g)+2SO2(g)+O2(g) ΔH2=b kJ·mol-1
2HI(g)=H2(g)+I2(g) ΔH3=c kJ·mol-1
则:2H2O(g)=2H2(g)+O2(g) ΔH=____________ kJ·mol-1.
(2)硅光电池作为电源已广泛应用于人造卫星、灯塔和无人气象站等,工业制备纯硅的反应为2H2(g)+SiCl4(g)=Si(s)+4HCl(g) ΔH=+240.4kJ·mol-1.若将生成的HCl通入100mL1mol·L-1的NaOH溶液中恰好完全反应,则在此制备纯硅反应过程中的热效应是___________kJ。
(3)据粗略统计,我国没有经过处理便排放焦炉煤气已超过250亿立方米,这不仅是能源的浪费,也对环境造成极大污染。为解决这一问题,我国自2004年起已利用焦炉煤气制取甲醇及二甲醚。已知CO中的C与O之间为三键连接,且合成甲醇的主要反应原理为CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) ΔH 。表中所列为常见化学键的键能数据:
化学键
C-C
C-H
H-H
C-O
C≡O
H-O
键能/kJ·mol-1
348
414
436
326.8
1032
464
则该反应的ΔH=__________ kJ·mol-1.
(4)以CO2(g)和H2(g)为原料合成甲醇,反应的能量变化如图所示。
补全上图:图中A处应填入_____________________。
(5)为了缓解温室效应与能源供应之间的冲突,从空气中捕集CO2并将其转化为燃料或增值化学品成为了新的研究热点。用光电化学法将CO2还原为有机物实现碳资源的再生利用,其装置如图1所示。其他条件一定时,含碳还原产物的法拉第效率[FE(X)=×100%]随电压的变化如图2所示。
①当电解电压为0.7 V,阴极发生的电极反应式为___________________________________。
②电解电压为0.95 V时,电解生成的HCHO和HCOOH的物质的量之比为___________。
试题 第3页(共8页) 试题 第4页(共8页)
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2026-2027学年高二年级化学单元自测(苏教版选择性必修1)
专题1 化学反应与能量变化·基础通关卷
(参考答案及评分标准)
一、选择题(共13题,每题3分,共39分。每题只有一个选项最符合题意。)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
C
B
C
B
A
C
A
D
D
D
D
B
C
二、非选择题(本大题共4小题,共61分)
14.(14分)
(1)C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ΔH=+131.5kJ·mol−1(2分)
(2)-92kJ·mol−1(2分)
(3)上下匀速搅拌(2分) 1379.4(2分) 偏小(2分) 不相等(2分) 相等(2分)
15.(14分)
(1) a→b(2分) 2CO2+2H2O+2e-=2HCO3-+H2↑(2分) NaHCO3(2分)
(2)n(2分)
(3)(2分)
(4) 正极(2分) CO2+6H++6e-=CH3OH+H2O(2分)
16.(18分)
(1)Fe-2e-=Fe2+(2分)
4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3或4Fe3++8OH-+2H2O+O2=4Fe(OH)3(2分)
(2)b(2分)
(3) 正(2分) 放电(2分) LixC6-xe-=xLi++6C (2分)
(4) Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ(2分) S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH=-296.7kJ·mol−1 (2分)
V2O5(s)+SO2(g)SO3(g)+V2O4(s) ΔH=+23.5kJ·mol−1 (2分)
17.(15分)
18.(1)2a+b+2c(2分)
(2)+6.01(3分)
(3)-128.8(3分)
(4)1molCO2(g)+3molH2(g)(2分)
(5) CO2+2e-+2H+=HCOOH(2分) 2∶1(3分)
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