第一章 化学反应与能量转化 同步习题 2023-2024学年高二上学期化学鲁科版（2019）选择性必修1

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第一章：化学反应与能量转化 同步习题一、单选题（共13题）1．下列选项正确的是A．图①可表示    的能量变化B．图②中△H表示碳的摩尔燃烧焓C．实验的环境温度为20℃，将物质的量浓度相等、体积分别为、的、NaOH溶液混合，测得混合液最高温度如图③所示(已知D．已知稳定性：，某反应由两步构成A→B→C，反应过程中的能量变化曲线如图④所示2．我国某大学课题组提出了一种基于电化学的石灰石转化生产消石灰和有价值碳质产物的方法，有望助水泥行业脱碳，装置如图所示。下列叙述正确的是  A．图中涉及的物质中有5种非极性分子B．铱(Ir)极上的氧化产物为CO2C．生成C2H6的电极反应式为2CO2 +10H2O+14e- =C2H6+14OH-D．催化电极上每生成1 mol H2，交换膜Q上迁移2 mol OH-3．用下列装置进行相应实验，能达到实验目的的是A．实验Ⅰ：除去工业乙醇中的杂质B．实验Ⅱ：分离乙酸乙酯和饱和碳酸钠溶液C．实验Ⅲ：防止钢制管桩被腐蚀D．实验Ⅳ：检验装置气密性4．工业吸收H2S气体后的FeCl3溶液的再生过程可降解酸性污水中的硝酸盐，其工作原理如图所示。下列说法正确的是A．溶液M中的溶质为FeCl2B．电极a为阴极C．电极b上的反应为：2＋10e-＋6H2O=N2↑＋12OH-D．随电解的进行，阴极区溶液pH增大5．锂/亚硫酰氯电池是目前世界上实际应用的电池系列中比能量最高的一种电池，也是无机电解质锂电池中研制最为成熟的一种电池，该电池的工作原理如图所示。下列说法错误的是A．X为电极，发生还原反应B．电池工作时，通过交换膜C．四氯铝酸锂的溶液不含水D．正极的电极反应式为6．如图是电解饱和食盐水的装置，a为石墨电极．b为Fe电极。下列判断正确的是A．a为正极，b为负极B．a极上有氢气放出C．b极上有氯气放出D．b极附近溶液显碱性7．下列说法正确的是A．干冰汽化需要吸收大量的热，这个变化是吸收能量的化学反应B．木炭需要加热到一定温度才能燃烧，所以木炭燃烧是吸收能量的反应C．酒精可用作燃料，酒精燃烧是释放能量的反应D．铝热反应放出大量的热(金属熔化)，说明该反应常温下即可发生8．近年来，我国科学技术迅猛发展。下列设备工作时，将化学能转化为电能的是A．微波炉B．硅太阳能电池C．电动车电池充电D．锂离子电池9．中华传统文化中蕴藏着丰富的化学知识。下列对古文或古诗词蕴藏的原理理解正确的是A．A B．B C．C D．D10．原电池原理的发现极大地推进了现代化的进程，改变了人们的生活方式。关于下图所示原电池的说法不正确的是A．该装置将化学能转化为电能B．电子由锌片经导线流向铜片C．该装置使氧化反应和还原反应分别在两个不同的区域进行D．铜片上发生的反应为Cu2++2e－=Cu11．下列关于燃烧热的描述中不正确的是A．化学方程式前的化学计量数扩大，燃烧热也相应扩大B．CO(g)的燃烧热是283.0，则反应的C．1mol石墨和3mol石墨的燃烧热相等D．表示燃烧热的热化学方程式为：    12．已知：①2C(s) +O2(g)=2CO(g) △H=-220kJ·mol-1②氢气燃烧的能量变化示意图：下列说法正确的是A．1 mol C(s)完全燃烧放出110 kJ的热量B．H2(g) +O2(g)=H2O(g) △H=-240 kJ·mol-1C．C(s) +H2O(g)= CO(g) +H2(g) △H=-130 kJ·mol-1D．欲分解2 mol H2O(1)， 至少需要提供4×462 kJ的热量13．如图是氯碱工业中的电解装置，下列说法不正确的是A．电解总反应式为：B．阳极电极反应式：C．离子膜应为阳离子交换膜D．每生成1molCl2，此装置共转移电子4mol二、填空题（共9题）14．回答下列问题：Ⅰ．一定条件下，可以转化为，再通过电解获得，实现的再生。已知：①  ②  请回答：(1)反应②属于 (填“吸热”或“放热”)反应。(2)反应①消耗时，反应 (填“吸收”或“放出”)热量，其数值为 kJ。(3)反应②热量变化为时，生成的质量为 g。(4)反应   。Ⅱ．已知强酸稀溶液与强碱稀溶液发生反应的热化学方程式为  (5)下列各组试剂混合发生反应的离子方程式为的是___________(填序号)。A．盐酸与氢氧化钠溶液 B．稀硫酸与氢氧化钡溶液C．醋酸与氢氧化钠固体 D．氢氧化镁溶于稀盐酸(6)如图所示，某反应在不同条件下的反应历程分别为a、b。  据图可判断出反应物的总键能 (填“>”“0；固体变为液体的过程是熵增大的过程；ΔS>0；A项错误；B．紫烟是指在阳光的照射下，因水汽蒸腾而呈现出紫色烟霞，不是碘的升华，B项错误；C．蜡烛燃烧过程中化学能转化为光能和热能，C项错误；D．陶瓷是以黏土为原料，经过高温烧制而成，属于传统硅酸盐材料。D项正确；答案选D。10．D【详解】A．该反应是原电池，因此该装置将化学能转化为电能，故A正确；B．该原电池，锌为负极，铜为正极，因此电子由锌片经导线流向铜片，故B正确；C．该装置使氧化反应在负极反应，还原反应在正极反应，因此氧化反应和还原反应分别在两个不同的区域进行，故C正确；D．铜片上发生的反应为2H++2e－=H2↑，故D错误。综上所述，答案为D。11．A【详解】A．化学方程式前的化学计量数扩大，反应热相应扩大，燃烧热不变，故A错误；B．燃烧热是1mol可燃物完全燃烧放出的热量，CO(g)的燃烧热是283.0，则反应的，故B正确；C．燃烧热是1mol可燃物完全燃烧放出的热量，1mol石墨和3mol石墨的燃烧热相等，故C正确；D．氢气的燃烧热是1mol氢气燃烧生成液态水放出的能量，表示燃烧热的热化学方程式为：    ，故D正确；选A。12．B【详解】A．完全燃烧生成二氧化碳，由2C(s)+O2(g)=2CO(g)△H=-220kJ•mol-1可知，1molC(s)完全燃烧放出热量大于110kJ，A错误；B．焓变等于断裂化学键吸收的能量减去成键释放的能量，则H2(g)+O2(g)═H2O(g)△H=(436kJ•mol-1+×496kJ•mol-1)-2×(462kJ•mol-1)=-240kJ•mol-1，B正确； C．由2C(s)+O2(g)=2CO(g)△H=-220kJ•mol-1、H2(g)+O2(g)═H2O(g)△H=(436kJ•mol-1+×496kJ•mol-1)-2×(462kJ•mol-1)=-240kJ•mol-1，结合盖斯定律可知 ×①-②得C(s)+H2O(g)═CO(g)+H2(g)△H=×(-220kJ•mol-1)-(-240kJ•mol-1)=+130 kJ•mol-1，C错误； D．由图可知，欲分解2 mol H2O(g)，至少需要提供4×462 kJ的热量，但气态水的能量比液态水的能量高，液态水生成气态水吸收热量，则欲分解2 mol H2O(l)，需要提供热量大于4×462 kJ，故D错误；故答案为：B。13．D【详解】A．氯碱工业中电解饱和食盐水，得到氢氧化钠、氢气和氯气，化学反应为，所以A正确；B．氯离子在阳极上失去电子被氧化生成氯气，电极反应式：，所以B正确；C．根据题意，左侧阳极区食盐水浓度减小，钠离子浓度减小，则钠离子应透过离子膜向右移动，离子膜应为阳离子交换膜，所以C正确；D．据：每生成1mol氯气，应转移电子2mol，D错误；答案选D。14．(1)吸热(2) 放出 252(3)32(4)(5)A(6) < < 【详解】（1），反应放热，，反应吸热，则反应②属于吸热反应。（2）根据  可知，消耗时，反应放出热量，那么反应①消耗时，反应放出热量。（3）根据  可知，生成即16g时，反应吸收热量，反应②热量变化为时，生成的质量为32g。（4）由反应①  ②  ，根据盖斯定律可得，反应  。（5）A．盐酸与氢氧化钠溶液反应生成氯化钠和水，离子方程式为，A正确；B．稀硫酸与氢氧化钡溶液反应生成硫酸沉淀和水，离子方程式为Ba2+++2H++2= 2H2O+BaSO4↓，B错误；C．醋酸与氢氧化钠固体都不能拆开，不能用离子方程式表示，C错误；D．氢氧化镁溶于稀盐酸生成氯化镁和水，氢氧化镁是难溶物质，不能拆分为离子，所以不能用离子方程式表示，D错误； 故选A。（6）由图可知，反应物的总键能小于生成物总键能，则该反应为放热反应，△H< 0。15． )H++OH-=H2O > 28.65 11.46【详解】(1)H2SO4溶液与KOH溶液反应生成硫酸钾和水，其反应的离子方程式为：H++OH-═H2O；故答案为：H++OH-═H2O；(2)H2SO4溶液与KOH溶液反应时放出热量，则反应后能量降低，所以反应物的总能量大于生成物的总能量，即E1＞E2；故答案为：＞；(3)①20 g NaOH与足量稀盐酸反应生成0.5 mol H2O，根据中和热数值和正比关系可求出生成0.5 mol H2O时放出的热量为57.3 kJ/mol×0.5 mol=28.65 kJ，故答案为：28.65；②0.1 mol Ba(OH)2与足量稀硝酸反应，生成0.2 mol H2O，同理可求出放出的热量为57.3 kJ/mol×0.2 mol=11.46kJ，故答案为：11.46。16． 放热 小于 > -【详解】(1)氢气在氧气中燃烧的反应是放热反应，从化学反应的本质角度来看，是由于断裂反 应物中的化学键吸收的总能量小于形成产物的化学键所放出的能量。(2)已知C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O（l） ΔH1；C2H5OH(g)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)ΔH2，C2H5OH(l)的能量小于C2H5OH(g)，故 ，则ΔH1和 ΔH2的关系是0 >ΔH1>ΔH2；(3)0.3mol 的气态高能燃料乙硼烷(B2H6)在氧气中燃烧，生成固态的三氧化二硼和液态水，放出 649.5kJ 的热量，则1mol的气态高能燃料乙硼烷(B2H6)在氧气中燃烧，生成固态的三氧化二硼和液态水，放出 =2165kJ的热量，其热化学方程式为：；(4) 稀酸和稀强反应生成1mol水所放出的热量为中和热，0.50L2.00 mol·L－1H2SO4溶液与 2.10L1.00mol·L－1KOH溶液完全反应生成2mol水，放出 akJ热量，该反应的中和热 ΔH=- kJ·mol－1。17．(1)甲、丙(2) 有气泡产生 NO+2H++2e-=NO2↑+H2O 铜 12.7(3)B【详解】（1）由图可知，甲池中金属性强的铁为负极，铁失去电子发生氧化反应生成亚铁离子，铜为正极，氢离子在正极得到电子发生还原反应生成氢气，原电池的总反应为Fe+2H+=Fe2++H2↑；乙池中铁在浓硝酸中钝化，阻碍反应的继续进行，则能与浓硝酸反应的铜为原电池的负极，铜失去电子发生氧化反应生成铜离子，铁为正极，酸性条件下硝酸根离子在正极得到电子发生还原反应生成一氧化氮和水，原电池的总反应为Cu+4H++2NO=Cu2++2NO2↑+2H2O；丙池中金属性强的铁为负极，铁失去电子发生氧化反应生成亚铁离子，铜为正极，氢离子在正极得到电子发生还原反应生成氢气，原电池的总反应为Fe+2H+=Fe2++H2↑，则能实现题给反应的是甲、丙，故答案为：甲、丙；（2）①原电池装置甲中，铜电极为正极，氢离子在正极得到电子发生还原反应生成氢气，则实验现象为有气泡产生，故答案为：有气泡产生；②原电池装置乙中，铁为正极，酸性条件下硝酸根离子在正极得到电子发生还原反应生成一氧化氮和水，电极反应式为NO+2H++2e-=NO2↑+H2O，故答案为：NO+2H++2e-=NO2↑+H2O；③原电池装置丙中，铜为正极，氢离子在正极得到电子发生还原反应生成氢气，铁为负极，铁失去电子发生氧化反应生成亚铁离子，则盐桥中阳离子钾离子移向正极、阴离子氯离子移向负极，若标准状况下反应产生2.24L氢气，则右侧溶液中增加亚铁离子和氯离子的质量之和为××56g/mol+×2×35.5g/mol=12.7g，故答案为：铜；12.7；（3）A．能自发发生的氧化还原反应且为放热反应才能设计成原电池，故A错误；B．有盐桥的原电池，盐桥的作用始终是使整个装置构成通路并保持两侧溶液呈电中性，故B正确；C．在经典原电池中，活动性强的金属不一定做原电池的负极，如装置乙中铜做负极，说明金属是否做原电池的负极，与电解质溶液的种类有关，故C错误；D．金属在中活性强的为负极，若装置丙中右侧电解质溶液用硫酸铁溶液代替，铁与氯化铁溶液反应，不可能构成铁铜原电池，故D错误；故选B。18．(1) 吸氧 负 负 (2)D【解析】（1）该游乐项目环境潮湿，各种钢铁设备很容易生锈，此生锈过程主要是吸氧腐蚀，钢铁做负极，电极反应为，为防止被腐蚀，增强设备的耐用性，很多钢铁部件采用在表面电镀一层锌或镍的方法，电镀时钢铁部件作为镀件需连接电源的负极，而对于地下输水钢管，设计者经常使用“牺牲阳极法”进行保护，该方法中，钢铁承担的电极是正极，得电子，电极反应方程式为。（2）A．①与④⑤比较，均是pH为7的溶液，结合图中①④⑤曲线可知，不同的盐溶液氧气浓度下降速率均比水快，说明盐溶液可以加快吸氧腐蚀速率，A正确；B．②与③阳离子种类和浓度相同，溶液的pH相同，阴离子不同是唯一变量，而曲线变化不相同，④与⑤阳离子种类和浓度相同，溶液的pH相同，阴离子不同是唯一变量，而曲线变化不相同，故可说明吸氧腐蚀速率可能与阴离子种类有关，B正确；C．从图中曲线分析可知，⑤Na2SO4溶液吸氧腐蚀速率较慢，③(NH4)2SO4溶液吸氧腐蚀速率较快，故向实验⑤溶液中加入少量(NH4)2SO4固体，吸氧腐蚀速率加快，C正确；D．从图中曲线分析可知，②NH4Cl溶液吸氧腐蚀速率比③(NH4)2SO4溶液吸氧腐蚀速率快，向实验②溶液中加等体积的0.5mol•L﹣1(NH4)2SO4，阳离子浓度不变，阴离子增加了硫酸根离子，氯离子浓度减半，吸氧腐蚀速率不会加快，D错误；故答案选D。19． 阴极 负极 4OH-+4e-=O2↑+2H2O(2H2O+4e-=O2↑+4H+) Cu2++2e-=Cu 2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑ Ag Y【分析】向乙中滴入酚酞试液，在F极附近显红色，说明F极上是氢离子放电，则F极是阴极， E极是阳极，所以D电极是阴极，C电极是阳极，G电极是阳极，H电极是阴极，X电极是阳极，Y是阴极，故A是正极，B是负极，据此分析解答。【详解】(1)根据分析，电极F的名称是阴极，电源B极的名称是负极；(2)甲装置中是电解硫酸铜溶液，阳极C是氢氧根离子放电产生O2，，阴极D是铜离子放电生成Cu，，所以甲装置中C电极的电极反应式是4OH-+4e-=O2↑+2H2O(2H2O+4e-=O2↑+4H+)，D电极的电极反应式为：Cu2++2e-＝Cu；(3)乙装置中是电解饱和食盐水，电解反应方程式是2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑(4)丙装置发生反应：2Ag＋2HCl＝2AgCl＋H2↑，G电极是阳极，则G的电极材料应该是银；(5)X极是阳极，Y极是阴极，氢氧化铁胶体中含有的带正电荷的胶体粒子，在直流电的作用下，氢氧化铁胶体中含有的带正电荷的胶体粒子会向阴极即Y极移动，所以Y极附近红褐色变深。20． 正极 还原 负极 b b 4【详解】(1)把a、b、c、d四种金属片浸泡在稀硫酸中，用导线两两相连，可以组成各种原电池。一般负极是活泼金属，失去电子，质量减小，正极为不活泼金属，溶液中的H+得到电子生成氢气。若a、b相连，a为正极，则b比a活泼；c、d相连，c为负极，则c比d活泼；a、c相连，c上产生气泡，则c为正极，a比c活泼；b、d相连，b质量减小，则b为负极，b比d活泼，则四种金属的活动性由强到弱顺序为。(2)碱性锌锰干电池的电池反应为：，MnO2中Mn的化合价从+4价降低到MnOOH中的+3价，化合价降低，被还原，作正极，在碱性溶液中的电极反应式为：。(3)甲烷燃料电池采用铂作电极催化剂，电池中的质子交换膜只允许质子(H+)和水分子通过。该电池是将甲烷和氧气的燃烧反应的化学能转化为电能。通入甲烷的电极为负极，通入空气的电极为正极。①由以上分析可知，电极是电池的负极，甲烷失去电子生成二氧化碳，电极反应式为：。②在原电池中，阳离子移向正极，所以电解质溶液中的向b极移动，电子从负极出发，流入正极，则电子流入的电极是b极。③该电池工作时消耗标准状况下即0.5molCH4，甲烷中碳元素的化合价从-4价升高到二氧化碳中的+4价，1molCH4失去8mol电子，则0.5mol甲烷失去4mol电子，即电路中通过4mol电子。21．(1)Cu(2)Ag++e-=Ag(3)Cu-2e-=Cu2+【详解】（1）若X为Zn，Y为硫酸铜溶液，该装置为原电池，则X为负极，Cu为正极，溶液中的Cu2＋移向Cu电极移动；（2）若X为银，Y为硝酸银溶液，则铜为负极，X为正极，则X的电极方程式：Ag++e-=Ag；（3）若X为Fe，Y为浓硝酸，常温下Fe在浓硝酸中发生钝化，则X为正极，铜为负极，则Cu电极电极方程式是：Cu-2e-=Cu2+。22．(1) Cl--5e-＋2H2O=ClO2↑＋4H＋ 0.01 mol(2) 2HSO＋2H+＋2e-=S2O＋2H2O 2NO＋2S2O＋2H2O=N2＋4HSO(3)Fe3++e-═Fe2+、4Fe2++O2+4H+═4Fe3++2H2O【详解】（1）①由题意可知，氯离子放电生成ClO2，根据电子守恒和电荷守恒写出阳极的电极反应式为Cl--5e-＋2H2O=ClO2↑＋4H＋；②阴极产生标准状况下112 mL是H2，物质的量为0.005 mol，阴极电极反应式为2H++2e-=H2↑，所以电路中转移电子0.01 mol，钠离子所带电荷与电子所带电荷数相同，所以通过阳离子交换膜的钠离子的物质的量为0.01 mol；（2）①阴极发生得到电子的还原反应，根据装置图可知阴极是HSO得到电子，被还原为S2O，由于电解池的阴极室中溶液的pH在4～7之间，因此阴极的电极反应为2HSO＋2H+＋2e-=S2O＋2H2O；②S2O具有强还原性，由图示知，S2O能把NO还原为氮气，自身转化为HSO，根据得失电子守恒、电荷守恒、元素守恒配平得该反应离子方程式为2NO＋2S2O＋2H2O=N2＋4HSO；（3）在电解池中，阳离子移向阴极，则电解池左侧为阴极区，首先发生反应Fe3++e-=Fe2+，通入氧气后Fe2+被O2氧化而再生成Fe3+，该反应为4Fe2++O2+4H+═4Fe3++2H2O，故此处填：Fe3++e-=Fe2+、4Fe2++O2+4H+═4Fe3++2H2O。