2022届高考大一轮复习化学单元质检卷6化学反应与能量

这是一份2022届高考大一轮复习化学单元质检卷6化学反应与能量，共5页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

单元质检卷第12页
可能用到的相对原子质量:H 1 Li 7 O 16 C 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
答案:B
解析: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.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
答案:B
解析: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.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·ml-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·ml-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·ml-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
答案:D
解析: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57.3 kJ,C错误;碳完全燃烧放热多,放热越多,ΔH越小,D正确。
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
答案:D
解析:可以将溶质看成3 ml NaCl和1 ml H2SO4,再转化一下思想,可以看成2 ml HCl、1 ml Na2SO4、1 ml NaCl,由于1 ml Na2SO4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.以铜为电极,a ml·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 ml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)⑤杂质银以Ag2SO4的形式沉入电解池中形成“阳极泥”
A.②③B.①③⑤
C.①②④⑤D.③④
答案:D
解析: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.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
答案:D
解析: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.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%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 ml产品,阴极室可生成标准状况下5.6 L气体
答案:D
解析: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%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 ml H+通过质子交换膜进入a极区
答案:C
解析: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2.24 L(标准状况下)即0.1 ml氧气,则转移电子的物质的量是0.4 ml,阳离子移向正极,会有0.4 ml H+通过质子交换膜进入b极区,D项错误。
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·ml-1,1 ml H2(g)、1 ml 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 ml 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 ml N2,其ΔH= kJ·ml-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·ml-1,F—F键的键能为159 kJ·ml-1,Cl—Cl键的键能为242 kJ·ml-1,则ClF3中Cl—F键的平均键能为 kJ·ml-1。
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-436 kJ·ml-1-151 kJ·ml-1=11 kJ,则EH—I=299 kJ·ml-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=209 kJ·ml-1-348 kJ·ml-1=-139 kJ·ml-1。
(3)根据反应:Cl2(g)+3F2(g)2ClF3(g) ΔH=-313 kJ·ml-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=3×159 kJ·ml-1+242 kJ·ml-1=719 kJ·ml-1,Q放=719 kJ·ml-1+313 kJ·ml-1=1 032 kJ·ml-1,故ClF3中Cl—F键的平均键能==172 kJ· ml-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·ml-1
②2NO2(g)N2O4(g) ΔH2=-66.9 kJ·ml-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 。
答案:Ⅰ.2ΔH1-3ΔH2+4ΔH3
Ⅱ.(1)CH4(g)+N2O4(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)
ΔH=-800.1 kJ·ml-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=-867.0 kJ·ml-1+66.9 kJ·ml-1=-800.1 kJ·ml-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.(2020全国Ⅱ改编)(20分)天然气的主要成分为CH4,一般还含有C2H6等烃类,是重要的燃料和化工原料。
(1)乙烷在一定条件下可发生如下反应:C2H6(g)C2H4(g)+H2(g) ΔH1,相关物质的燃烧热数据如下表所示:
①ΔH1= kJ·ml-1。
②提高该反应平衡转化率的方法有 、 。
③容器中通入等物质的量的乙烷和氢气,在等压下(p)发生上述反应,乙烷的平衡转化率为α。反应的平衡常数Kp= (用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
(2)高温下,甲烷生成乙烷的反应如下:2CH4C2H6+H2。反应在初期阶段的速率方程为:r=k× ,其中k为反应速率常数。
①设反应开始时的反应速率为r1,甲烷的转化率为α时的反应速率为r2,则r2= r1。
②对于处于初期阶段的该反应,下列说法正确的是 。
A.增加甲烷浓度,r增大
B.增加H2浓度,r增大
C.乙烷的生成速率逐渐增大
D.降低反应温度,k减小
(3)CH4和CO2都是比较稳定的分子,科学家利用电化学装置实现两种分子的耦合转化,其原理如下图所示:
①阴极上的反应式为 。
②若生成的乙烯和乙烷的体积比为2∶1,则消耗的CH4和CO2体积比为 。
答案:(1)①137 ②升高温度 减小压强(增大体积)
③×p
(2)①(1-α) ②AD
(3)①CO2+2e-CO+O2- ②6∶5
解析:(1)③设起始加入乙烷和氢气的物质的量是n ml。
C2H6(g)C2H4(g)+H2(g)
起始/ml n0n
转化/ml nαnαnα
平衡/ml (1-α)n nα(1+α)n
平衡时气体的总物质的量为(2+α)n ml。
Kp=×p。
(2)①甲烷转化率为α时,CH4的浓度与CH4的初始浓度之比为(1-α)∶1,故此时反应速率r2=(1-α)r1。物质
C2H6(g)
C2H4(g)
H2(g)
燃烧热ΔH/(kJ·ml-1)
-1 560
-1 411
-286