鲁科版高中化学选择性必修1第1章测评含答案
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第1章测评
一、选择题(本题包括15小题,每小题3分,共45分。每小题只有一个选项符合题意)
1.关于下列各装置图的叙述不正确的是( )
A.用装置①精炼铜,则a极为粗铜,电解质溶液为CuSO4溶液
B.装置②的总反应是Cu+2Fe3+Cu2++2Fe2+
C.装置③中钢闸门应与外接电源的负极相连
D.装置④中的铁钉几乎没被腐蚀
2.(2023北京延庆高二期末统考)C和H2在生产、生活、科技中是重要的燃料。
①2C(s)+O2(g)2CO(g) ΔH1=-220 kJ·mol-1
②
下列推断正确的是( )
A.C(s)的燃烧热为220 kJ·mol-1
B.2H2(g)+O2(g)2H2O(g) ΔH2=+480 kJ·mol-1
C.C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) ΔH3=+130 kJ·mol-1
D.欲分解2 mol H2O(l),至少需要提供4×462 kJ的热量
3.近来科学家研制了一种新型的乙醇电池(DEFC),它用磺酸(强酸)类质子作为溶剂,在200 ℃左右时供电,乙醇电池比甲醇电池效率高出32倍且更加安全。电池总反应为C2H5OH+3O22CO2+3H2O,下列说法不正确的是( )
A.C2H5OH在电池的负极上参加反应
B.1 mol乙醇被氧化转移6 mol电子
C.在外电路中电子由负极沿导线流向正极
D.电池正极的电极反应为4H++O2+4e-2H2O
4.已知3.6 g碳在6.4 g氧气中燃烧,至反应物耗尽,测得放出热量a kJ。又知12.0 g碳完全燃烧放出热量为b kJ。则热化学方程式C(s)+12O2(g)CO(g) ΔH=Q中Q等于( )
A.-(a-b)kJ·mol-1
B.-(a+b)kJ·mol-1
C.-(5a-0.5b)kJ·mol-1
D.-(10a-b)kJ·mol-1
5.甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的两种反应原理如下:
①CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g) ΔH=+49.0 kJ·mol-1
②CH3OH(g)+12O2(g)CO2(g)+2H2(g) ΔH=-192.9 kJ·mol-1
下列说法正确的是( )
A.CH3OH的摩尔燃烧焓ΔH=-192.9 kJ·mol-1
B.反应①中的能量变化如图所示
C.CH3OH转变成H2的过程一定要吸收能量
D.根据②推知反应CH3OH(l)+12O2(g)CO2(g)+2H2(g)的ΔH>-192.9 kJ·mol-1
6.某兴趣小组设计如下微型实验装置。实验时,先断开K2,闭合K1,两极均有气泡产生;一段时间后,断开K1,闭合K2,发现电流表指针偏转,下列有关描述正确的是( )
A.断开K2,闭合K1时,总反应的离子方程式为2H++2Cl-Cl2↑+H2↑
B.断开K2,闭合K1时,石墨电极附近溶液变红
C.断开K1,闭合K2时,铜电极上的电极反应为Cl2+2e-2Cl-
D.断开K1,闭合K2时,石墨电极为正极
7.已知氧化性:Au3+>Ag+>Cu2+>Pb2+>Cr3+>Zn2+>Ti2+。现有如图所示的电化学装置,下列叙述中正确的是( )
A.若X为Ti,则Y极的电极反应可能是Zn-2e-Zn2+
B.若X为Cr,则Y可以选Zn或Ti
C.若Y为Cu,则X极的电极反应可能是Cr-3e-Cr3+
D.若Y为Pb,则含Xn+的溶液中阴离子数会减少
8.生产液晶显示器的过程中使用的化学清洗剂NF3是一种温室气体,其存储能量的能力是CO2的12 000~20 000倍,在大气中的寿命可长达740年之久,以下是几种化学键的键能:
化学键
N≡N键
F—F键
N—F键
键能/(kJ·mol-1)
941.7
154.8
283.0
下列说法中正确的是( )
A.过程N2(g)2N(g)放出能量
B.过程N(g)+3F(g)NF3(g)放出能量
C.反应N2(g)+3F2(g)2NF3(g)的ΔH>0
D.NF3吸收能量后如果没有化学键的断裂与生成,仍可能发生化学反应
9.(2023湖北武汉第十二中学期末)在如图装置中,观察到图1装置铜电极上产生大量无色气泡,而图2装置中铜电极上无气泡产生,铬电极上产生大量有色气泡。下列叙述不正确的是( )
图1 图2
A.图1装置中Cu电极上电极反应是2H++2e-H2↑
B.图2装置中Cu电极上发生的电极反应为Cu-2e-Cu2+
C.图2装置中Cr电极上电极反应为NO3-+e-+2H+NO2↑+H2O
D.两个装置中,电子均由Cr电极经导线流向Cu电极
10.已知某锂离子电池的总反应为LixC+Li1-xCoO2C+LiCoO2,锂硫电池的总反应为2Li+SLi2S。
有关上述两种电池说法正确的是( )
A.锂离子电池放电时,Li+向负极迁移
B.锂硫电池充电时,锂电极发生还原反应
C.两种电池的负极材料相同
D.上图表示用锂离子电池给锂硫电池充电
11.(2023北京石景山高二期末统考)“中国芯”的主要原料是单晶硅,“精炼硅”反应历程中的能量变化如图所示。
下列有关描述正确的是( )
A.历程Ⅰ、Ⅲ是吸热反应
B.历程Ⅱ的热化学方程式是SiHCl3(g)+H2(g)SiHCl3(l)+H2(g) ΔH=+28 kJ·mol-1
C.历程Ⅲ的热化学方程式是SiHCl3(l)+H2(g)Si(s)+3HCl(g) ΔH=+238 kJ·mol-1
D.实际工业生产中,粗硅变为精硅的过程中能量不损耗
12.如图是半导体光电化学电池光解水制氢的反应原理示意图。在光照下,电子由价带跃迁到导带后,然后流向对电极。下列说法不正确的是( )
A.对电极的电极反应:2H2O+2e-H2↑+2OH-
B.半导体电极发生氧化反应
C.电解质溶液中阳离子向对电极移动
D.整个过程中实现了太阳能→化学能→电能的转化
13.一定条件下用甲烷可以消除氮氧化物(NOx)的污染。已知:
①CH4(g)+4NO2(g)4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-574 kJ·mol-1
②CH4(g)+4NO(g)2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-1 160 kJ·mol-1
下列描述正确的是( )
A.CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-867 kJ·mol-1
B.CH4催化还原NOx生成N2的过程中,若x=1.6,则转移的电子总的物质的量为3.2 mol
C.若0.2 mol CH4还原NO2生成N2,在上述条件下放出的热量为173.4 kJ
D.若用标准状况下4.48 L CH4还原NO2生成N2,整个过程中转移的电子的物质的量为3.2 mol
14.在固态金属氧化物电解池中,高温共电解H2O-CO2混合气体制备H2和CO是一种新的能源利用方式,基本原理如图所示。下列说法不正确的是( )
A.X是电源的负极
B.阴极的电极反应是H2O+2e-H2+O2-,CO2+2e-CO+O2-
C.总反应可表示为H2O+CO2H2+CO+O2
D.阴、阳两极生成的气体的物质的量之比是1∶1
15.某研究小组设计如下装置处理pH为5~6的污水。下列说法中正确的是( )
A.阳极的电极反应为Fe-3e-Fe3+
B.正极的电极反应为O2+2CO2-4e-2CO32-
C.若阴极转移2 mol电子,则负极消耗5.6 L CH4
D.污水中最终产生的Fe(OH)3因吸附污物而形成沉淀
二、非选择题(本题包括4小题,共55分)
16.(12分)请按要求回答下列问题。
(1)根据图1回答①②:
①打开K2,闭合K1。A极现象 ,B极的电极反应为 。
②打开K1,闭合K2。A极可观察到的现象是 。
(2)根据图2回答③④:
③该电解反应的离子方程式为 。
④实验完成后,铜电极增重a g,石墨电极产生标准状况下的气体体积 L。
17.(13分)已知E1=134 kJ·mol-1、E2=368 kJ·mol-1,根据要求回答下列问题:
(1)图Ⅰ是1 mol NO2(g)和1 mol CO(g)反应生成CO2(g)和NO(g)过程中的能量变化示意图,请写出NO2和CO反应的热化学方程式: 。
(2)甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的两种反应的热化学方程式如下:
①CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g) ΔH=+49.0 kJ·mol-1
②CH3OH(g)+12O2(g)CO2(g)+2H2(g) ΔH=-192.9 kJ·mol-1
又知③H2O(g)H2O(l) ΔH=-44 kJ·mol-1,则甲醇蒸气燃烧生成液态水的热化学方程式为
。
(3)如表所示是部分化学键的键能。
化学键
P—P键
P—O键
OO键
PO键
键能(kJ·mol-1)
a
b
c
x
已知白磷的摩尔燃烧焓ΔH=-d kJ·mol-1,白磷及其完全燃烧的产物的结构如图Ⅱ所示,则表中x= kJ·mol-1(用含a、b、c、d的代数式表示)。
18.(15分)铁、铝及其化合物在生产和生活中有着广泛的应用。
(1)某研究性学习小组设计了如图所示装置探究钢铁的腐蚀与防护。
为防止金属Fe被腐蚀,可以采用上述 (填装置序号)装置原理进行防护;装置③中总反应的离子方程式为 。
(2)用甲烷或其他有机化合物、氧气为原料可设计成原电池,以CnH2nOn、O2为原料,硫酸溶液为电解质溶液设计成燃料电池,则负极的电极反应为 。
(3)图1是在金属锌板上贴上一张用某溶液浸湿的滤纸,图2是NaBH4/H2O2燃料电池。
图1
图2
图2电池负极区的电极反应为 ;图1若用硫酸钠和酚酞的混合溶液浸湿滤纸,用导线将a、b直接相连,则滤纸出现 色,c位置的电极反应为 ;若用淀粉碘化钾溶液浸湿滤纸,用导线将a、b与A、B电极相连,铅笔芯c点处出现蓝色,则b接的是 (填“A”或“B”)电极。
19.(15分)全钒液流电池是一种活性物质呈循环流动液态的电池,目前钒电池技术已经趋近成熟。如图是钒电池的结构及工作原理示意图:
充电状态
放电状态
请回答下列问题:
(1)硫酸在电池技术和实验室中具有广泛的应用,在传统的铜锌原电池中,硫酸是 ,实验室中配制硫酸亚铁时需要加入少量铁粉,铁粉的作用是 。
(2)钒电池是以溶解于一定浓度硫酸溶液中的含钒元素的粒子(V2+、V3+、VO2+、VO2+)为正极和负极反应物的电池,电池总反应为VO2++V3++H2OV2++VO2++2H+。放电时的正极反应为 ,充电时的阴极反应为 。放电过程中,电解液的pH (填“升高”“降低”或“不变”)。
(3)钒电池基本工作原理示意图中“正极电解液”可能是 (填字母)。
a.VO2+、VO2+混合液 b.V3+、V2+混合液
c.VO2+溶液 d.VO2+溶液
e.V3+溶液 f.V2+溶液
第1章测评
1.B 解析 根据装置①中电流方向可知,a为阳极,b为阴极,粗铜应作为阳极,A项正确;装置②的总反应为Fe+2Fe3+3Fe2+,B项错误;③中被保护的金属应为电解池的阴极,C项正确;④中铁钉所处的环境干燥,不易被腐蚀,D项正确。
2.C 解析 燃烧热是指1 mol 纯物质完全燃烧生成指定的稳定物质时放出的热量,故C(s)的燃烧热不为220 kJ·mol-1,A错误;H2在氧气中燃烧是一个放热反应,2H2(g)+O2(g)2H2O(g) ΔH2=2×436 kJ·mol-1 +496 kJ·mol-1 -4×462 kJ·mol-1 =-480 kJ·mol-1,B错误;已知①2C(s)+O2(g)2CO(g) ΔH1=-220 kJ·mol-1,结合B项分析可知反应②2H2(g)+O2(g)2H2O(g) ΔH2=-480 kJ·mol-1,12(反应①-反应②)即可得到反应C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g),根据盖斯定律可知,ΔH3=12[(-220 kJ·mol-1)-(-480 kJ·mol-1)]=+130 kJ·mol-1,C正确;由B项分析可知,2H2(g)+O2(g)2H2O(g) ΔH2=-480 kJ·mol-1,则2H2O(g)2H2(g)+O2(g) ΔH=+480 kJ·mol-1,且H2O(l)转化为H2O(g)需要吸收能量,故欲分解2 mol H2O(l),至少需要提供480 kJ的热量,D错误。
3.B 解析 根据题意可写出电极反应,正极:3O2+12H++12e-6H2O,负极:C2H5OH+3H2O-12e-2CO2↑+12H+,所以1 mol乙醇在负极被氧化时转移电子12 mol,外电路中电子沿导线由负极流向正极,B项错误,A、C、D正确。
4.C 解析 根据题意得两个热化学方程式:①3C(s)+2O2(g)2CO(g)+CO2(g) ΔH=-10a kJ·mol-1;②C(s)+O2(g)CO2(g) ΔH=-b kJ·mol-1;①-②2整理得:C(s)+12O2(g)CO(g) ΔH=-(5a-0.5b)kJ·mol-1。
5.D 解析 ΔH=-192.9 kJ·mol-1是反应②的焓变,不是CH3OH的摩尔燃烧焓,A错误;根据反应①的ΔH=
+49.0 kJ·mol-1可知该反应为吸热反应,反应产物的总能量应该比反应物的总能量高,B错误;从反应①和②看,前者是吸热反应,后者是放热反应,C错误;根据反应②可知,当CH3OH为液态时,反应CH3OH(l)+12O2(g)CO2(g)+2H2(g)的ΔH应大于-192.9 kJ·mol-1,D正确。
6.D 解析 断开K2,闭合K1时,为电解池,两极均有气泡产生,表明石墨为阳极,Cu为阴极,电解饱和食盐水的离子方程式为2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-,A项错误;石墨电极处产生Cl2,Cu电极处产生H2和OH-,溶液变红,B项错误;断开K1,闭合K2时,为原电池,Cu为负极,发生氧化反应为H2-2e-+2OH-2H2O,而石墨为正极,发生还原反应,电极反应为Cl2+2e-2Cl-,C项错误,D项正确。
7.C 解析 Y为正极,不可能失电子,A项错误;由氧化性顺序可知,还原性:Au
