2024届高三化学一轮复习培优--化学反应与能量变化训练

这是一份2024届高三化学一轮复习培优--化学反应与能量变化训练，共16页。试卷主要包含了单选题，实验题等内容，欢迎下载使用。
2024届高三化学一轮复习培优--化学反应与能量变化训练学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题1．铅蓄电池的两极分别为Pb、PbO2，电解质溶液为硫酸，放电时的反应为Pb+PbO2+2H2SO4═2PbSO4+2H2O下列结论正确的是（ ）A．Pb为正极被氧化B．SO42﹣只向PbO2处移动C．Pb电极质量减少D．电解质溶液的pH不断增大2．生活离不开能量。下列装置工作过程中，主要将化学能转化为热能的是 A． B． C． D．3．下列关于能量转换的认识中，不正确的是A．白炽灯工作时，电能转化为化学能B．绿色植物进行光合作用时，太阳能转化为化学能C．电解水生成氢气和氧气，电能转化为化学能D．煤燃烧时化学能主要转化为热能4．下列关于化学反应与能量的说法中，不正确的是A．化学反应都伴随发生能量变化B．钠与水的反应属于放热反应C．镁与盐酸的反应属于吸热反应D．化学变化中的能量变化主要是由化学键变化引起的5．如图是铜锌原电池的示意图。该原电池的工作时，下列描述错误的是A．铜片上有气泡产生 B．锌片逐渐溶解C．溶液变蓝 D．电子由锌片经过导线流入铜片6．硼化钒(VB2)—空气电池是目前储电能力最高的电池，电池示意图：该电池工作时反应为：4VB2 + 11O2 = 4B2O3 + 2V2O5 。下列说法正确的是A．VB2极发生的电极反应为：2VB2 + 22OH−－22e−=V2O5 + 2B2O3 + 11H2OB．电极a为电池负极C．电流由VB2极经负载流向电极aD．图中选择性透过膜允许阳离子选择性透过7．已知化学反应A2(g)+B2(g)=2AB(g)的能量变化曲线如图所示，下列叙述正确的是A．该反应需要在加热条件下进行B．每生成 2 mol AB(g)时吸收b kJ 能量C．该反应中反应物的总能量低于生成物的总能量D．断裂 1 mol A—A 键和 1 mol B—B 键时放出 a kJ 能量8．下列反应既属于氧化还原反应，又属于吸热反应的是A．铁片和稀盐酸反应B．Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应C．灼热的碳与二氧化碳的反应D．乙烷在氧气中的燃烧9．H2O2分解制O2的反应分两步进行：①H2O2→2·OH，②2·OH→H2O+O2。能正确表示总反应过程中能量变化的示意图是A． B．C． D．10．下列叙述不正确的是A．化学反应中的能量变化对多种形式表现出来B．铜板上的铁铆钉处在潮湿的空气中形成负极反应：，继而形成铁锈C．6g碳和反应放出热量，则碳的热值为D．将水库中的水闸(钢板)与外加直流电源的负极相连，可防止水闸被腐蚀 二、实验题11．氨对人类的生产生活具有重要影响。（1）氨的制备与利用。 ① 工业合成氨的化学方程式是____________。   ②氨催化氧化生成一氧化氮反应的化学方程式是___________。（2）氨的定量检测。水体中氨气和铵根离子(统称氨氮)总量的检测备受关注。利用氨气传感器检测水体中氨氮含量的示意图如下：① 利用平衡原理分析含氨氮水样中加入NaOH溶液的作用：_______________。② 若利用氨气传感器将1 L水样中的氨氮完全转化为N2时，转移电子的物质的量为6×10-4 mol，则水样中氨氮(以氨气计)含量为________mg·L-1。（3）氨的转化与去除。 微生物燃料电池(MFC)是一种现代化氨氮去除技术。下图为MFC碳氮联合同时去除的氮转化系统原理示意图。已知A、B两极生成CO2和N2的物质的量之比为5 : 2，写出A极的电极反应式：_______。12．某同学设计了如下实验流程：在一个小烧杯里，加入20gBa(OH)2·8H2O晶体和10gNH4Cl晶体，然后将小烧杯放在事先已滴有3~4滴水的玻璃片上，并立即用玻璃棒迅速搅拌。实验流程示意图如图所示，回答下列问题:(1)实验中玻璃棒的作用是___________________。(2)浸有稀硫酸的棉花的作用是___________________。(3)请写出该反应的化学反应方程式：______________________________。(4)通过______________________________现象，说明该反应为___________________(填“吸热”或“放热”)反应，这是因为反应物的总能量___________________(填“>”“<”或“=”)生成物的总能量。13．某化学研究性学习小组针对原电池形成条件，设计了实验方案，进行如下探究。(1)请填写有关实验现象并得出相关结论。编号实验装置实验现象①锌棒逐渐溶解，表面有气体生成；铜棒表面无现象②两锌棒逐渐溶解，表面均有气体生成；电流计指针不偏转③铜棒表面的现象是有气体生成，电流计指针发生偏转①通过实验2和3，可得出原电池的形成条件是___________。②通过实验1和3，可得出原电池的形成条件是___________。③若将3装置中硫酸换成乙醇，电流计指针将不发生偏转，从而可得出原电池形成条件是___________。(2)分别写出实验3中Zn棒和Cu棒上发生的电极反应式：Zn棒：___________。Cu棒：___________。(3)实验3的电流是从___________棒流出(填“Zn”或“Cu”)，反应过程中若有0.4mol电子发生了转移，则Zn电极质量减轻___________g。14．给你提供纯锌、纯铜片和500 mL 0.4 mol·L－1的H2SO4溶液、导线、1000 mL量筒。试用下图装置来测定锌和稀硫酸反应时在某段时间内通过导线的电子的物质的量。（1）如图所示，装置气密性良好，且1 000 mL量筒中已充满了水，则开始实验时，首先要______。（2）a电极材料为________，其电极反应式为______________。b电极材料为________，其电极反应式为______________。（3） 当量筒中收集672 mL气体时(已折算到标准状况下)，通过导线的电子的物质的量为_______。15．I.某化学兴趣小组为探究的性质，按照如图所示装置进行实验，请回答下列问题(1) 实验中装置B发生的反应的现象是 ________并写出相应的化学方程式________(2)反应开始一段时间后，观察到D装置试管中的品红溶液 _______，停止通气，再对试管加热，其现象为___________，若将直接通入品红溶液待褪色后再加热其现象是否与上述相同__________。(填“相同”或“不相同”)(3)能说明的非金属性比S的非金属性强的事实是_____A．向的水溶液中通入后出现浑浊B．Cl原子最外层有7个电子，而S原子最外层有6个电子C．HCl水溶液的酸性强于水溶液的酸性D．的酸性比的酸性强(4)尾气可采用_________ 溶液吸收。II.是一种常见的碱性气体，在化工生产中有着广泛的应用。(5)氨气是一种富氢燃料，可以直接用于燃料电池，如图是供氨水式燃料电池工作原理：氨气燃料电池的反应是氨气与氧气生成一种常见的无毒气体和水，该电池的电极总反应式是________，正极的电极反应式是____________
参考答案：1．D【分析】由铅蓄电池的总反应PbO2+2H2SO4+Pb═2PbSO4+2H2O可知，放电时，Pb被氧化，应为电池负极反应，电极反应式为Pb﹣2e﹣+SO42﹣=PbSO4，正极上PbO2得电子被还原，电极反应式为PbO2+SO42﹣+2e﹣+4H+═PbSO4+2H2O，原电池中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。【详解】A．由铅蓄电池的总反应PbO2+2H2SO4+Pb═2PbSO4+2H2O可知，Pb为负极，发生失电子的氧化反应，被氧化，故A错误；B、原电池中阳离子向正极移动，阴离子硫酸根向负极Pb极移动，故B错误；C、Pb被氧化，应为电池负极反应，电极反应式为Pb﹣2e﹣+SO42﹣=PbSO4，质量增加，故C错误；D、由铅蓄电池的总反应PbO2+2H2SO4+Pb═2PbSO4+2H2O可知，硫酸被消耗，pH不断增大，故D正确．故选D。2．D【详解】A．太阳能热水器将太阳能转化为热能，A不符合题意；B．电热水壶将电能转化为热能，B不符合题意；C．电池将化学能转化为电能，C不符合题意；D．燃气灶可将化学能转化为热能，D符合题意；故选D。3．A【详解】A. 白炽灯工作时，电能转化为光能，少量转化为热能，A不正确；B. 绿色植物进行光合作用时，太阳能转化为化学能在生物体内储存，故B正确；C. 电解装置将水电解生成氢气和氧气时，电能转化为化学能，故C正确；D. 煤燃烧时，化学能主要转化为热能释放出来，故D正确;答案选A。4．C【详解】A．所有化学反应，都伴随着化学键的断裂与形成，均伴随着能量的变化，故A正确；B．钠和水的反应过程中会放出热量，使钠熔成金属小球，说明该反应为放热反应，故B正确；C．金属与酸的反应属于放热反应，则镁与盐酸反应是放热反应，故C错误；D．断裂化学键吸收能量，形成化学键放出能量，化学变化中的能量变化主要是化学键的断裂与形成引起的，故D正确；故选C。5．C【详解】A．该原电池中，Zn为负极，Cu为正极，正极上氢离子得电子生成氢气，故铜片上有气泡产生，A正确；B．该原电池中，Zn为负极，Zn失电子转化为Zn2+，故锌片逐渐溶解，B正确；C．原电池中，Cu为正极，Cu本身不参与反应，不会转化为铜离子，溶液不变蓝，C错误；D．负极Zn失电子，电子通过导线流入铜片，在铜片上H+得电子生成氢气，D正确；故答案选C。6．A【分析】硼化钒(VB2)—空气电池该电池工作时反应为：4VB2 + 11O2 = 4B2O3 + 2V2O5，VB2化合价升高，作负极，O2化合价降低，作正极。【详解】A. VB2极发生的电极反应为：2VB2 + 22OH－－22e－= V2O5 + 2B2O3 + 11H2O，故A正确；B. 电极a通入氧气，其电池为正极，故B错误；C. 电流是从正极流向负极，即由电极a经负载流向VB2极，故C错误；D. 溶液中OH－向左移动，因此图中选择性透过膜允许阴离子选择性透过，故D错误。答案选A。7．C【详解】A.反应条件与反应是否为放热反应或吸热反应无关，故A错误；B.由图可知，每生成 2 mol AB(g)时吸收(a—b) kJ 能量，故B错误；C.由图可知，该反应中反应物的总能量低于生成物的总能量，该反应为吸热反应，故C正确；D.破坏化学键需要吸收能量，则断裂 1 mol A—A 键和 1 mol B—B 键时吸收 a kJ 能量，故D错误；故选C。8．C【详解】A．铁和盐酸的反应是氧化还原反应，是放热反应，A不选；B．该反应不是氧化还原反应，是吸热反应，B不选；C．该反应属于氧化还原反应，也是吸热反应，C选；D．该反应是氧化还原反应，是放热反应，D不选；故选C。9．D【详解】H2O2分解制O2的反应为放热反应，反应过程中第①步断键吸热，第②步成键放热，且放出热量大于吸收热量，根据图示可知只有D选项图示符合反应事实，故合理选项是D。10．C【详解】A．化学变化中的能量变化主要是热量变化，另外还有光能、电能等，故A正确；B．Fe、Cu和电解质溶液构成原电池，Fe易失电子作负极生成亚铁离子，负极反应式为Fe−2e−＝Fe2＋，继而被氧化，最终生成氧化铁，故B正确；C．6gC的物质的量为＝0.5mol，12gO2的氧气的物质的量为＝0.375mol，由C＋O2CO2，可知C不能完全燃烧，则碳的热值小于akJ•g−1，故C错误；D．金属腐蚀可以采用外加电源的阴极保护法，将水库中的水闸(钢板)与外加直流电源的负极相连，则钢板作阴极而被保护，所以可防止水闸被腐蚀，故D正确；故答案选C。11．     N2+3H22NH3     4NH3+5O24NO+6H2O     c(OH-)增大，使NH4++OH-⇌NH3•H2O⇌NH3+H2O平衡正向移动，利于生成氨气，被空气吹出     3.4     CH3COO--8e-+2H2O═2CO2+7H+【分析】（1）①工业合成氨是利用氮气和氢气在高温高压催化剂作用下反应生成氨气；②氨气的催化氧化生成一氧化氮和水；（2）①氢氧根离子浓度增大会结合铵根离子利于生成氨气；②若利用氨气传感器将1L水样中的氨氮完全转化为N2时，依据氮元素守恒和电子转移守恒计算水样中氨氮（以氨气计）含量；（3）图示分析可知微生物燃料电池中氢离子移向B电极，说明A为原电池的负极，B为原电池的正极，NO3-离子在正极得到电子生成氮气发生还原反应，CH3COO-在原电池负极失电子生成二氧化碳气体，发生氧化反应，环境为酸性介质，据此解答。【详解】（1）①工业合成氨是利用氮气和氢气在高温高压催化剂作用下反应生成氨气，反应的化学方程式为：N2+3H22NH3；故答案为N2+3H22NH3；②氨气的催化氧化生成一氧化氮和水，反应的化学方程式为：4NH3+5O24NO+6H2O；故答案为4NH3+5O24NO+6H2O；（2）①利用平衡原理分析含氨氮水样中加入NaOH溶液的作用是c(OH-)增大，使NH4++OH-⇌NH3•H2O⇌NH3+H2O平衡正向移动，利于生成氨气，被空气吹出；故答案为c(OH-)增大，使NH4++OH-⇌NH3•H2O⇌NH3+H2O平衡正向移动，利于生成氨气，被空气吹出；②将1L水样中的氨氮完全转化为N2时，转移电子的物质的量为6×10-4mol，依据氮元素守恒可得关系式2NH3～N2～6e-，根据该关系式可列出比例式2NH3～N2～6e-， 2         6 n        6×10-4mol氨气物质的量为：n=2×10-4mol，浓度为2×10-4mol/L，水样中氨氮（以氨气计）含量=2×10-4mol/L×17g/mol=3.4×10-3g/L=3.4mg/L；故答案为3.4；（3）由图示分析可知微生物燃料电池中氢离子移向B电极，说明A为原电池的负极，B为原电池的正极，NO3-离子在正极得到电子生成氮气发生还原反应，CH3COO-在原电池负极失电子生成二氧化碳气体，发生氧化反应，环境为酸性介质，则A极的电极反应式为：CH3COO--8e-+2H2O═2CO2+7H+；故答案为CH3COO--8e-+2H2O═2CO2+7H+。12．     搅拌使混合物充分接触并反应     吸收反应中产生的氨气     Ba(OH)2•8H2O+2NH4Cl=BaCl2+2NH3↑+10H2O     结冰     吸热     ＜【分析】Ba(OH)2·8H2O晶体和NH4Cl晶体混合于烧杯中用玻璃棒搅拌有利于充分接触，加速反应进行，快速搅拌使温度快速下降，二者反应生成氨气，氨气对人体有害，污染大气，根据氨气的性质，可用稀硫酸吸收，烧杯和玻璃片之间的水结冰会将二者粘在一起，反应物的总能量小于生成物的总能量，则反应是一个吸热反应，据此分析解答。【详解】(1)为了使反应物迅速混合而充分反应，使温度迅速下降，从而使反应现象更加明显，所以实验中要立即用玻璃棒迅速搅拌，使混合物充分接触并反应；(2)该反应中有氨气生成，氨气对人体有害的气体，会对环境造成污染，所以不能直接排放到大气中，应该所以完全吸收装置，可以使用稀硫酸吸收；(3)Ba(OH)2·8H2O晶体和NH4Cl晶体反应生成氯化钡、氨气和水，化学反应方程式为Ba(OH)2•8H2O+2NH4Cl=BaCl2+2NH3↑+10H2O；(4)通过玻璃片上结冰现象，可以知道氢氧化钡晶体和氯化铵之间的反应是吸热的，反应物的总能量小于生成物的总能量。【点睛】吸热反应中，反应物的总能量小于生成物的总能量；放热反应中，反应物的总能量大于生成物的总能量。13．     活泼性不同的两个电极     形成闭合回路     有电解质溶液     Zn-2e-=Zn2＋     2H＋＋2e-=H2↑     Cu     13【分析】(1)根据实验现象、装置特点结合原电池的构成条件、原电池工作原理分析解答。(2)实验3中锌是负极，铜是正极，据此解答。(3)原电池中电流与电子的流向相反，根据负极反应式计算。【详解】(1)①实验2中所用的电极材料是相同的，而实验3中的两个电极的材料不同，其活泼性也不同，因此可得出原电池的形成条件是：有活泼性不同的两个电极；②实验1和3相比，实验3中构成闭合回路，由此可得出原电池的形成条件是：形成闭合回路；③若将3装置中硫酸换成乙醇，电流计指针将不发生偏转，由于乙醇是非电解质，硫酸是电解质，因此可得出原电池形成条件是：有电解质溶液；(2)锌是负极，发生失去电子的氧化反应，则Zn棒上发生的电极反应式为Zn－2e－＝Zn2＋；铜是正极，溶液中的氢离子放电，则Cu棒上发生的电极反应式为2H＋＋2e－＝H2↑；(3)实验3中锌是负极，铜是正极，则电流是从Cu棒流出，反应过程中若有0.4mol电子发生了转移，根据Zn－2e－ ＝Zn2＋可知消耗0.2mol锌，则Zn电极质量减轻0.2mol×65g/mol＝13.0g。14．     用导线把a、b两电极连接起来     纯锌片     Zn－2e－=Zn2＋     纯铜片     2H＋＋2e－=H2↑     0.06 mol【详解】（1）若用如图装置来测定锌和稀硫酸反应时在某段时间内通过导线的电子的物质的量，可以用导线把a、b两电极连接起来构成原电池，通过测量产生的氢气的体积来计算。（2）由于在正极上发生还原反应产生氢气来收集测量，所以a电极是负极，发生氧化反应，电极材料是纯锌，该电极的反应式为Zn－2e－=Zn2＋；b电极是正极，电极材料是铜片，电极反应式为2H＋＋2e－＝H2↑；（3）当量筒中收集672 mL气体时(已折算到标准状况下)，氢气的物质的量是0.672L÷22.4L/mol＝0.03mol，所以通过导线的电子的物质的量为0.03mol×2＝0.06mol。15．     酸性高锰酸钾溶液褪色     5SO2+2KMnO4+2H2O=2MnSO4+K2SO4+2H2SO4     褪色     溶液恢复至红色     不相同     AD     NaOH     4NH3+3O2=2N2+6H2O     O2+4e-+2H2O=4OH-【分析】Ⅰ.由题干可知，实验目的是探究SO2的性质，A装置为制取SO2的装置，发生反应Na2SO3＋H2SO4(浓)=Na2SO4＋SO2↑＋H2O，B装置验证SO2的还原性，C装置验证SO2的氧化性，D装置验证SO2的漂白性，据此分析；Ⅱ.根据燃料电池工作原理分析得出电池反应。【详解】Ⅰ.(1)根据上述分析可知，B装置验证SO2的还原性，发生反应5SO2+2KMnO4+2H2O =2MnSO4+K2SO4+2H2SO4，可知B装置中酸性高锰酸钾溶液褪色，故答案为：酸性高锰酸钾溶液褪色；5SO2+2KMnO4+2H2O=2MnSO4+K2SO4+2H2SO4；(2)由于SO2具有漂白性，可与有色物质形成不稳定的无色物质，因此反应开始一段时间后，观察到D装置试管中的品红溶液褪色，停止通气，再对试管加热，溶液红色恢复，Cl2具有强氧化性，永久性漂白，若将Cl2直接通入品红溶液待褪色后再加热溶液不会恢复，故答案为：褪色；溶液恢复至红色；不相同；(3)A．由氯气与H2S的水溶液反应生成S，可知Cl2的氧化性比S强，则Cl的非金属性比S的强，A符合题意；B．元素的非金属性强弱与得电子的难易有关，与最外层电子数的多少无关，B不符合题意；C．非金属性越强，越易形成氢化物，且氢化物越稳定，但与氢化物水溶液的酸性强弱无关，C不符合题意；D．非金属性越强最高价氧化物的水化物的酸性越强，而H2SO3不是硫元素最高价氧化物的水化物，D符合题意；故答案为：AD；(4)尾气主要是SO2，SO2为酸性气体，可用NaOH溶液吸收，故答案为：NaOH；Ⅱ.氨气燃料电池的反应是氨气与氧气生成一种常见的无毒气体和水，则电池的总反应为4NH3+3O2=2N2+6H2O，氨气是碱性气体，所以电解液最好选择碱性的，燃料电池正极发生氧化反应，氧气在正极反应，注意时碱性环境，所以，正极的电极反应式为：O2+4e-+2H2O=4OH-，故答案为：4NH3+3O2=2N2+6H2O；O2+4e-+2H2O=4OH-。