2019年高考化学一轮复习单元质检卷6《化学反应与能量》(含解析)

单元质检卷(六)　化学反应与能量

(时间:45分钟　满分:100分)

可能用到的相对原子质量:H 1　Li 7　O 16　Co 59

一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分。每小题只有一个选项符合题目要求)

1.某反应使用催化剂后,其反应过程中的能量变化如图,下列说法错误的是(　　)

A.总反应为放热反应

B.使用催化剂后,活化能不变

C.反应①是吸热反应,反应②是放热反应

D.ΔH=ΔH1+ΔH2

2.全世界每年钢铁因锈蚀造成大量的损失。某城市拟用如图方法保护埋在酸性土壤中的钢质管道,使其免受腐蚀。关于此方法,下列说法不正确的是(　　)

A.土壤中的钢铁易被腐蚀是因为在潮湿的土壤中形成了原电池

B.金属棒M的材料应该是比锌活泼的金属

C.金属棒M上发生反应:M-ne-Mn+

D.这种方法称为牺牲阳极的阴极保护法

3.下列相关热化学方程式的说法正确的是(　　)

A.甲烷的燃烧热是ΔH=-890 kJ·mol-1,则表示甲烷燃烧热的热化学方程式:CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g)　ΔH=-890 kJ·mol-1

B.已知C(石墨,s)C(金刚石,s)　ΔH>0,则金刚石比石墨稳定

C.已知H+(aq)+OH-(aq)H2O(l)　ΔH=-57.3 kJ·mol-1,则任何酸碱中和反应的热效应均为57.3 kJ

D.已知C(s)+O2(g)CO2(g)　ΔH1,2C(s)+O2(g)2CO(g)　ΔH2,则2ΔH1<ΔH2

4.某溶液中含有溶质NaCl和H2SO4,物质的量之比为3∶1。用石墨作电极电解该溶液,根据电极产物的不同,可明显分为三个阶段。下列叙述不正确的是(　　)

A.阴极只析出H2

B.阳极先析出Cl2,后析出O2

C.电解最后阶段为电解水

D.溶液pH不断增大,最后为7

5.以铜为电极,a mol·L-1的硫酸铜溶液作电解液,对含有铁、锌、银的粗铜进行电解精炼,下列叙述正确的是(　　)

①粗铜应与电源的负极相连

②当有1 mol精铜析出时,就有2NA个电子通过电解质溶液

③阴极上的反应只有:Cu2++2e-Cu

④电解结束时,c(CuSO4)<a mol·L-1

⑤杂质银以Ag2SO4的形式沉入电解池中形成“阳极泥”

A.②③ B.①③⑤

C.①②④⑤ D.③④

6.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.阴极的电极反应式是: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

7.(2018湖北八校联考)H3BO3可以通过电解NaB(OH)4溶液的方法制备,其工作原理如图,下列叙述错误的是              (　　)

A.M室发生的电极反应式为2H2O-4e-O2↑+4H+

B.N室中:a%<b%

C.b膜为阴膜,产品室发生反应的化学原理为强酸制弱酸

D.理论上每生成1 mol产品,阴极室可生成标准状况下5.6 L气体

8.用NO生产硝酸,可以有效消除污染,其原理如图所示。下列说法正确的是(　　)

A.a极是正极

B.电流由a极经导线流向b极

C.a极的电极反应式为NO+2H2O-3e-N+4H+

D.若消耗2.24 L(标准状况下)氧气,则会有0.4 mol H+通过质子交换膜进入a极区

二、非选择题(本题共3个小题,共52分)

9.(12分)(1)已知反应2HI(g)H2(g)+I2(g)的ΔH=+11 kJ·mol-1,1 mol H2(g)、1 mol I2(g)分子中化学键断裂时分别需要吸收436 kJ、151 kJ的能量,则1 mol HI(g)分子中化学键断裂时需吸收的能量为　　　　　　　 kJ。 

(2)由N2O与NO反应生成N2和NO2的能量变化如图所示,若生成1 mol N2,其ΔH=　　　　　　 kJ·mol-1。 

(3)F2与其他卤素单质反应可以形成卤素互化物,例如ClF3、BrF3等。已知反应Cl2(g)+3F2(g)2ClF3(g)

ΔH=-313 kJ·mol-1,F—F键的键能为159 kJ·mol-1,Cl—Cl键的键能为242 kJ·mol-1,则ClF3中Cl—F键的平均键能为　　　　 kJ·mol-1。 

10.(20分)Ⅰ.近年,又有科学家提出在常温、常压、催化剂等条件下合成氨的新思路,反应原理为:

2N2(g)+6H2O(l)4NH3(aq)+3O2(g)　ΔH

已知:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)　ΔH1

2H2(g)+O2(g)2H2O(l)　ΔH2

NH3(g)NH3(aq)　ΔH3

则ΔH=　　　　　　　　　　　(用含ΔH1、ΔH2、ΔH3的式子表示)。 

Ⅱ.燃料的使用和防污染是社会发展中一个无法回避的问题。

(1)直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境污染。煤燃烧产生的烟气含氮的氧化物,用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。

已知:①CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)　ΔH1=-867.0 kJ·mol-1

②2NO2(g)N2O4(g)　ΔH2=-66.9 kJ·mol-1

写出CH4催化还原N2O4(g)生成N2和H2O(g)、CO2的热化学方程式: 　。 

(2)如将燃煤产生的二氧化碳回收利用,可达到低碳排放的目的。如下图是通过人工光合作用,以CO2和H2O为原料制备HCOOH和O2的原理示意图。

电极a、b表面发生电极反应。其中电极a为　　　　　极,电极b上的电极反应式为　　　　　。 

11.(2018全国Ⅲ)(20分)KIO3是一种重要的无机化合物,可作为食盐中的补碘剂。回答下列问题:

(1)KIO3的化学名称是　　　　　　。 

(2)利用“KClO3氧化法”制备KIO3工艺流程如下图所示:

“酸化反应”所得产物有KH(IO3)2、Cl2和KCl。“逐Cl2”采用的方法是　　　　　　。“滤液”中的溶质主要是　　　　　　。“调pH”中发生反应的化学方程式为　 　。 

(3)KIO3也可采用“电解法”制备,装置如图所示。

①写出电解时阴极的电极反应式　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

②电解过程中通过阳离子交换膜的离子主要为　　　　　,其迁移方向是　　　　　　　　　　。 

③与“电解法”相比,“KClO3氧化法”的主要不足之处有　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(写出一点)。 

单元质检卷(六)　化学反应与能量

1.B　因为反应物的总能量比生成物总能量高,故总反应为放热反应,A项正确;加入催化剂,改变反应的活化能,B项错误;因为①中反应物的总能量比生成物总能量低,故反应①为吸热反应,②中反应物的总能量比生成物总能量高,故反应②为放热反应,C项正确;根据盖斯定律,D项正确。

2.B　钢铁为铁碳合金,土壤中的钢铁易被腐蚀是因为在潮湿的土壤中形成了原电池,A项正确;金属棒M的材料是比铁活泼的金属,不一定比锌活泼,B项错误;金属棒M作原电池的负极,被氧化,发生反应:M-ne-Mn+,C项正确;这种方法称为牺牲阳极的阴极保护法,D项正确。

3.D　表示甲烷燃烧热的热化学方程式中水应该是液态,A错误;石墨转化为金刚石是吸热反应,说明石墨能量低于金刚石,石墨比金刚石稳定,B错误;弱酸或弱碱电离吸热,因此不是任何酸碱中和反应的热效应均为57.3kJ,C错误;碳完全燃烧放热多,放热越多,ΔH越小,D正确。

4.D　可以将溶质看成3molNaCl和1molH2SO4,再转化一下思想,可以看成2molHCl、1molNa2SO4、1molNaCl,由于1molNa2SO4自始至终无法放电,且其溶液pH=7,暂时可以忽略,则电解过程可看成先电解HCl溶液,再电解NaCl溶液,最后电解水,即第一阶段:2HClH2↑+Cl2↑;第二阶段:2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑;第三阶段:2H2O2H2↑+O2↑,第二阶段生成的NaOH导致溶液pH大于7。阴极自始至终是氢离子放电,A正确;阳极氯离子先于氢氧根离子放电,先析出Cl2,后析出O2,B正确;电解最后阶段为电解水,C正确;溶液pH不断增大,最后生成的NaOH导致溶液pH大于7,D错误,故选D。

5.D　电解精炼铜利用的是电解的原理,在电解精炼装置中,粗铜作阳极与电源正极相连,①错误;根据放电顺序:锌>铁>铜>银,锌、铁、铜先后溶解变成离子,而银沉积于阳极下方形成阳极泥,⑤错误;纯铜作阴极与电源负极相连,发生还原反应Cu2++2e-Cu,③正确;电子只经过外电路,电解液通过离子的定向移动而导电,②错误;由于阳极失电子的有锌、铁、铜,阴极析出的只有铜,所以随着电解进行,溶液中铜离子的浓度逐渐减小,④正确。答案选D。

6.D　H2O、CO2混合气体制备H2和CO时,氢元素及碳元素的化合价降低,H2O与CO2发生还原反应,则该极为阴极,连接电源的负极,A选项正确;因电解质是金属氧化物,故该过程中可以传递O2-,则阴极反应为H2O+2e-H2+O2-,CO2+2e-CO+O2-,B选项正确;图中阳极放出的是O2,2O2--4e-O2↑,则总反应方程式为H2O+CO2H2+CO+O2,C选项正确;从总反应方程式看,阴极和阳极生成的气体的物质的量之比是2∶1,D选项错误。

7.D　M室为阳极室,阳极室中发生氧化反应,电极反应式为2H2O-4e-O2↑+4H+,故A正确;N室为阴极室,溶液中水电离的H+得电子,发生还原反应生成H2,促进水的电离,溶液中OH-的浓度增大,即a%<b%,故B正确;阳极室的H+穿过阳膜扩散至产品室,原料室的[B(OH)4]-穿过阴膜扩散至产品室,二者反应生成H3BO3,符合强酸制弱酸的原理,故C正确;每生成1mol产品,转移的电子数为1mol,阴极室生成0.5mol氢气,其标准状况下的体积为11.2L,故D错误。

8.C　用NO生产硝酸,其原理是在正极上氧气得电子发生还原反应:O2+4H++4e-2H2O,在负极上NO失电子发生氧化反应:NO+2H2O-3e-N+4H+。a极上发生的是NO失电子的氧化反应,该电极是负极,A项错误;电流从正极流向负极,a是负极,b是正极,电流由b极经导线流向a极,B项错误;a极上发生的是NO失电子的氧化反应:NO+2H2O-3e-N+4H+,C项正确;正极上氧气得电子发生还原反应:O2+4H++4e-2H2O,若消耗2.24L(标准状况下)即0.1mol氧气,则转移电子的物质的量是0.4mol,阳离子移向正极,会有0.4molH+通过质子交换膜进入b极区,D项错误。

9.答案(1)299　(2)-139　(3)172

解析(1)由键能求反应热的公式为ΔH=反应物的键能总和-生成物的键能总和,则ΔH=2EH—I-436kJ·mol-1-151kJ·mol-1=11kJ,则EH—I=299kJ·mol-1。

(2)由图示信息可知,反应物的总能量大于生成物的总能量,故该反应为放热反应,ΔH=209kJ·mol-1-348kJ·mol-1=-139kJ·mol-1。

(3)根据反应:Cl2(g)+3F2(g)2ClF3(g)　ΔH=-313kJ·mol-1,化学键断裂需要吸收能量,形成化学键会放出能量,故反应中Q吸=3×159kJ·mol-1+242kJ·mol-1=719kJ·mol-1,Q放=719kJ·mol-1+313kJ·mol-1=1032kJ·mol-1,故ClF3中Cl—F键的平均键能==172kJ·mol-1。

10.答案Ⅰ.2ΔH1-3ΔH2+4ΔH3

Ⅱ.(1)CH4(g)+N2O4(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)

ΔH=-800.1 kJ·mol-1

(2)负　CO2+2H++2e-HCOOH

解析Ⅰ.给题中已知的热化学方程式依次编号为①②③,根据盖斯定律,由2×①-3×②+4×③可得目标反应,对应的ΔH=2ΔH1-3ΔH2+4ΔH3。

Ⅱ.(1)根据盖斯定律,反应①-反应②即可得热化学方程式:CH4(g)+N2O4(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)

ΔH=-867.0kJ·mol-1+66.9kJ·mol-1=-800.1kJ·mol-1。

(2)根据题意可知电极a为负极,电极b为正极,电极b上的电极反应式为CO2+2H++2e-HCOOH。

11.答案(1)碘酸钾

(2)加热　KCl　KH(IO3)2+KOH2KIO3+H2O(或HIO3+KOHKIO3+H2O)

(3)①2H2O+2e-2OH-+H2↑　②K+　由a到b　③产生Cl2易污染环境等

解析(2)温度升高,气体溶解度减小;Cl2被逐出,KH(IO3)2结晶析出,“滤液”中溶质主要是KCl;“调pH”目的是生成KIO3,所以选用KOH溶液,发生反应的化学方程式为KH(IO3)2+KOH2KIO3+H2O(或HIO3+KOHKIO3+H2O)。

(3)①阴极区电解质是KOH,被电解的是H2O:2H2O+2e-2OH-+H2↑;

②电解时,阳离子向阴极区移动,故K+由a向b迁移;

③“KClO3氧化法”中产生有毒气体Cl2,易污染环境。