高中化学选修四化学反应与能量变化专项训练(一)

化学反响与能量变化专项训练
一、能源及其利用
1．以下关于能源和作为能源的物质表达错误的选项是()
A．化石能源物质内部蕴涵着大量的能量
B．绿色植物进行光合作用时，将太阳能转化为化学能“贮存〞起来
C．物质的化学能可以在不同的条件下转化为热能、电能被人类利用
D．吸热反响没有利用价值
答案D
解析大多数分解反响是吸热反响，某些吸热反响如由焦炭制水煤气等是可以被人类利用的
反响。

2．形成节约能源和保护生态环境的产业结构是人类与自然和谐开展的重要保证，你认为下
列行为中有悖于这一保证的是()
A．开发太阳能、水能、风能等新能源，减少使用煤、石油等化石燃料
B．研究采煤、采油新技术，提高产量以满足工业生产的快速开展
C．在农村推广使用沼气
D．减少资源消耗、增加资源的重复使用和资源的循环再生
答案B
二、中和热和燃烧热的概念
3．以下关于反响能量的说法正确的选
项是()
A ．101kPa 时，2H 2(g) ＋ O2(g)===2H 2O(l)H＝－ 571.6kJ mol·－1，H2的燃烧热为 571.6kJ ·mol － 1
B．Zn(s) ＋ CuSO4(aq)===ZnSO 4(aq)＋ Cu(s)H＝－ 216kJ ·mol －1，反响物总能量＞生成物总能量
C． H＋ (aq)＋ OH － (aq)===H2O(l)H＝－ 57.3kJ mol·－1，含 1molNaOH 的氢氧化钠溶液与含0.5molH 2SO4的浓硫酸混合后放出57.3kJ 的热量
D．相同条件下，如果 1molH 原子所具有的能量为E1， 1molH 2所具有能量为 E2，那么 2E1＝
E2
答案B
解析 A 项， H 2的燃烧热指 1molH 2完全燃烧生成1molH 2O(l) 放出的热量，错误； C 项，浓H2SO4溶解要放出热量，错误； D 项， 2H ―→H 2放出能量，所以2E1＞E2，错误。

4．反响热：
①25℃、 101kPa 时， 2C(s)＋ O2(g)===2CO(g)
H＝－ 221kJ ·mol－ 1
②稀溶液中， H ＋ (aq)＋ OH－ (aq)===H2O(l)
H＝－ 57.3kJ mol·－ 1
弱电解质电离时吸热。

以下结论正确的选项是()
A ． C 的燃烧热大于110.5kJ mol·－1
－1
B．①的反响热为221kJ ·mol
C．稀硫酸与稀 NaOH 溶液反响的中和热为－ 57.3kJ mol·－ 1 D．稀醋酸与稀 NaOH 溶液反响生成 1mol 水，放出 57.3kJ 热量答案A
解析① 的反响热为－221kJ·mol － 1
；稀硫酸与稀 NaOH溶液反响的中和热为
－1
；
57.3kJ ·mol
稀醋酸是弱电解质，与稀NaOH溶液反响时电离吸热，所以生成1mol 水放出的热量小于。

三、热化学方程式书写正误判断
5．充分燃烧ag 乙炔气体时生成1mol 二氧化碳气体和液态水，并放出热量bkJ，那么乙炔燃烧的热化学方程式正确的选项是()
A． 2C2H 2(g) ＋ 5O2 (g)===4CO 2(g)＋
2H2O(l) H＝－ 2bkJ ·mol－1
5
B． C2H2(g) ＋2O2(g)===2CO 2 (g)＋ H2O(l)
－ 1
H＝ 2bkJ ·mol
C． 2C2H 2(g)＋ 5O2(g)===4CO 2(g)＋ 2H2O(l)
－1
H＝－ 4bkJ ·mol
D． 2C2H 2(g) ＋ 5O2 (g)===4CO 2(g)＋ 2H2O(l)
－ 1
H＝ bkJ ·mol
答案C
解析放热反响中H＜ 0，所以 B 、D 错误；生成1molCO 2时放出 bkJ 的热量，所以，生
成 4molCO 2时放出的热量为4bkJ，所以 C 正确。

6．以下热化学方程式正确的选
项是()
A ．甲烷的标准燃烧热为
－1
CH 4(g) ＋890.3kJ mol·
，那么甲烷燃烧的热化学方程式可表示
为
2O2(g)===CO 2(g)＋ 2H2O(g)
－ 1 H＝－ 890.3kJ mol·
B． 500℃、 30MPa 下，将0.5molN 2和 1.5molH 2置于密闭容器中充分反响生成NH 3(g)，放
热，其热化学方程式为N2(g) ＋ 3H2(g)
500℃－ 1 30MPa
2NH 3(g)H＝－ 38.6kJ mol·
C．在 120℃、 101kPa 下， 1gH2燃烧生成水蒸气放出121kJ 热量，其热化学方程式为1－ 1
H2(g) ＋2O2(g)===H 2O(g)H＝－ 242kJ ·mol
D． 25℃， 101kPa 时，强酸与强碱的稀溶液发生中和反响的中和热为
－ 1
57.3kJ mol·，硫酸溶
液与氢氧化钾溶液反响的热化学方程式为H2SO4(aq)＋ 2KOH(aq)===K 2SO4(aq)＋ 2H2O(l)－ 1
H＝－ 57.3kJ mol·
答案C
解析由标准燃烧热的定义可知，水应以液态形式存在， A 项错误； N2与 H 2反响生成 NH 3为可逆反响，不能完全进行，所以19.3kJ 不是 0.5molN 2与 1.5molH 2完全反响放出的热量，
B 项错误； D 选项，反响物的物质的量与H 不对应。

四、盖斯定律在反响热计算中的典型应用
7． H2(g)、 C2 H4(g) 和 C2H5OH(l) 的标准燃烧热分别是285.8kJ mol·－ 1
·mol
－ 1
和
、
－ 1
，那么由 C2H 4(g)和 H2O(l) 反响生成 C2H5OH(l) 的 H 为 () 1366.8kJ mol·
－1－ 1
A ．－ 44.2kJ mol·B． 44.2kJ mol·
－ 1
D． 330kJ － 1
C．－ 330kJ mol··mol
答案A
解析此题由反响的标准燃烧热计算新反响的反响热。

依据标准燃烧热的概念，写出热化学方程式。

①C2H4(g)＋ 3O2(g)===2CO 2(g)＋ 2H 2O(l)
－1
②C2H5OH(l) ＋ 3O2 (g)===2CO 2(g)＋ 3H2O(l)
－1
①－②得： C2H 4(g) ＋ H2O(l)===C 2H5OH(l)
H＝－ 44.2kJ mol·－1，故应选 A 。

8． S(单斜 )和 S(正交 )是硫的两种同素异形体。

：① S(单斜， s)＋ O2 (g)===SO2(g)
H1＝－ 297.16kJ ·mol －1
②S(正交， s)＋ O2(g)===SO 2(g)
H2＝－ 296.83kJ ·mol －1
③S(单斜， s)===S(正交， s)H3
以下说法正确的选项是()
A ．H3＝0.33kJ ·mol －1
B．单斜硫转化为正交硫的反响是吸热反响
C． S(单斜， s)===S(正交， s)H 3<0，正交硫比单斜硫稳定
D． S(单斜， s)===S(正交， s)H 3>0，单斜硫比正交硫稳定
答案C
解析由题意知，根据盖斯定律③ ＝①－②，即H3＝ H1－ H 2＝－ 297.16kJ ·mol － 1
－ (－
296.83kJ mol·－1)＝－ 0.33kJ mol·－1，所以 S(单斜， s)===S(正交， s)为放热反响，说明
S(单斜，s)能量高，相对不稳定， S(正交， s)能量低，相对稳定，应选 C。

五、原电池工作原理
9．为将反响 2Al ＋ 6H＋ ===2Al 3＋＋3H 2↑的化学能转化为电能，以下装置能到达目的的是(铝条均已除去了氧化膜)()
答案B
解析 A 项电解质溶液为NaOH ， Al 与之反响的实质不是与H ＋反响，生成产物是AlO 2－而不是 Al 3＋； C 项 Al 与稀 HNO 3反响产生的为NO ；D 项为电能转变为化学能。

10．日常所用的干电池，其电极分别为碳棒(上面有帽 )和锌 (皮 )，以糊状 NH 4Cl 和 ZnCl 2作
为电解质溶液 (其中参加MnO 2吸收 H2 )，电极反响可简化为
－＋＋－Zn－ 2e ===Zn2， 2NH 4＋ 2e
===2NH 3↑＋ H 2↑ (NH 3与 Zn 2＋结合 )，根据上面表达判断以下说法正确的选
项是()
A ． Zn 为正极，碳为负极
＋－
↑
B．负极反响为 2NH 4＋2e ===2NH 3↑＋ H2
C．工作时电子由碳极经外电路流向锌极
D．长时间连续使用时，内装的糊状物可能流出腐蚀电器
答案D
解析活动性： Zn>C ，由负极发生氧化反响可知，负极为Zn，正极为 C；外电路中电子移动方向为负极→正极，故 C 错；电池工作时MnO 2吸收 H 2生成 H 2O，Zn 溶解，糊状物变稀，故可能流出腐蚀电器。

六、新型电池的结构与原理
11．燃料电池的根本组成为电极、电解液、燃料和氧化剂。

此种电池的能量利用率可高达
80%( 一般柴油发电机只有40%左右 )，产物污染也少。

以下有关燃料电池的说法错误的选项是()
A．上述燃料电池的负极反响物是氢气、甲烷、乙醇等物质
B．氢氧燃料电池常用于航天飞行器，原因之一是该电池的产物为水，经过处理之后可供宇
航员使用
－
C．乙醇燃料电池的电解液常用KOH 溶液，该电池的负极反响为C2H 5OH － 12e ===2CO2
↑＋3H 2O
D．甲烷碱性燃料电池的正极反响为
－－O2＋ 2H2O＋ 4e ===4OH
答案C
解析氢气、甲烷、乙醇等在燃料电池中，发生的反响为氧化反响，故作为电池的负极。

电
解液为强碱KOH 溶液，因此电极反响中不可能生成二氧化碳，应该生成
2
－
，即负极反CO3
应为
－－－
＋ 11H2O，故 C 错误。

C2H5OH － 12e ＋ 16OH===2CO32
12． LiFePO 4电池具有稳定性高、平安、对环境友好等优点，可用于电动汽车。

电池反响为FePO4＋ Li放电LiFePO 4，电池的正极材料是LiFePO 4，负极材料是石墨，含Li ＋导电固充电
体为电解质。

以下有关LiFePO 4电池说法正确的选项是()
A．可参加硫酸以提高电解液的导电性
＋
B．放电时电池内部Li 向负极移动
C．充电过程中，电池正极材料的质量增加
＋－
D．放电时电池正极反响为 FePO4＋ Li＋ e ===LiFePO 4
答案D
解析Li 为活泼金属，在酸性介质中不能存在，选项 A 不正确； Li ＋在正极参与反响，应向正极移动，选项 B 不正确；充电过程，电池的正极材料分解，质量减少，选项 C 不正确。

七、电解原理及其应用
13．如以下图， a、b 是石墨电极，通电一段时间后，b 极附近溶液显红色。

以下说法正确的选项是
()
A ． Pt 为阴极， Cu 为阳极
B． b 极的电极反响式是2H＋＋ 2e－===H 2↑
C．电解过程中CuSO4溶液的 pH 逐渐增大
D． Pt 极上有 6.4gCu 析出时， b 极产生 2.24L( 标准状况 )气体答案B
解析 b 极附近溶液显红色，所以 b 极上的电极反响为2H＋＋ 2e－ ===H2↑；那么 Y 为电源负极，
通电
X 为正极， Pt 为电解池阳极， Cu 为阴极， a 为阳极， b 为阴极； C 项， 2CuSO4＋ 2H 2O===== 2Cu＋ O2↑＋ 2H2SO4，所以电解过程中CuSO4溶液的 pH 逐渐变小； D 项， Pt 极上发生氧化
反响，不会有Cu 析出。

八、金属的腐蚀与防护
14．以下表达不正确的选项是()
A．铁外表镀锌，铁作阳极
B．船底镶嵌锌块，锌作负极，以防船体被腐蚀
C．钢铁吸氧腐蚀的正极反响： O2＋2H
－－2O＋4e ===4OH
D．工业上电解饱和食盐水的阳极反响：2Cl－－ 2e－ ===Cl 2↑
答案A
解析此题考查电化学知识的应用。

选项 A ，在铁外表镀锌时，应该锌作阳极，含Zn 2＋的溶液作电解液；选项B， Zn 的活动性比Fe 强， Zn 失去电子而保护了船体；选项C，钢铁吸氧腐蚀时， O2在正极获得电子；选项 D ，Cl －失电子能力大于OH－，电解饱和食盐水时，Cl－在阳极失去电子变为 Cl 2。

15．以下有关金属腐蚀与防护的说法不正确的选项是()
A．纯银器外表在空气中因化学腐蚀渐渐变暗
B．当镀锡铁制品的镀层破损时，镀层仍能对铁制品起保护作用
C．海轮外壳连接锌块以保护外壳不受腐蚀
D．可将地下输油钢管与外加直流电源的负极相连以保护它不受腐蚀
答案B
解析银器在空气中久置会被氧化变黑，为化学腐蚀， A 正确；当镀层破损时，Sn、Fe可形成原电池，Fe 为负极，不再起到保护作用， B 错； Fe 与Zn 块形成原电池，Zn作负极(阳极)，从而保护 Fe 正极 (阴极 )， C 正确；外加电流的阴极保护法应使被保护对象与直流电源
的负极相连，故 D 正确。

九、化学反响与能量有关知识的综合应用
16． (1)2.3g 乙醇和一定量的氧气混合点燃，恰好完全燃烧，放出热量为，那么该反响
的热化学方程式为
________________________________________________________________________ 。

(2)：
化学键Si— Cl H— H H— ClSi— Si
键能 /kJ ·mol －1360436431176
且硅晶体中每个硅原子和其他 4 个硅原子形成 4个共价键。

工业上所用的高纯硅可通过以下
高温－ 1
反响制取： SiCl 4(g) ＋ 2H2(g)=====Si(s)＋ 4HCl(g) ，该反响的反响热为________kJ mol·。

答案(1)CH 3CH 2OH(l) ＋ 3O2(g)===2CO 2(g) ＋ 3H － 1
(2)236
2O(l)H＝－ 1367kJ mol·
解析(1) 乙醇燃烧的化学方程式为CH 3CH 2OH(l) ＋ 3O2(g)===2CO 2(g) ＋ 3H2O(l) ，2.3gCH 3CH 2OH 的物质的量为0.05mol ，完全燃烧放出热量为，那么该化学方程式的反
应热 H＝－－1＝－ 1367kJ·mol －1。

kJ ·mol
(2) 由题意得 H＝ (360× 4＋ 436× 2－ 176× 2－431× 4) kJ mol·－1＝ 236kJ·mol －1。

17．以下图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放100g5.00%的 NaOH 溶液、足量的CuSO4溶液和 100g10.00% 的 K2SO4溶液，电极均为石墨电极。

接通电源，经过一段时间后，测得丙中 K 2SO4的质量分数为10.47%，乙中 c 电极质量增加。

据此答复以下问题：
(1)电源的 N 端为 ________极；
(2)电极 b 上发生的电极反响式为 __________________________
______________________________________________ ；
(3)列式计算电极 b 上生成的气体在标准状况下的体积：______________________________ __________________________________________ ；
(4)电极 c 的质量变化是 ________g。

答案 (1)正 (2)4OH －－ 4e－===2H 2O＋ O2↑
(3)水减少的质量： 100g× 1－10.00%
≈，生成 O2的体积：
－ 1
×
1
× 22.4L ·mol －1 10.47%18g ·mol2
＝
(4)16
解析由题中信息 c 的电极质量增加知： c 极上析出铜，故 c 为阴极， d 为阳极， e 为阴极，f为阳极。

(1)N 为正极， M 为负极， a 为阴极， b 为阳极。

－－
(2)甲烧杯中 b 极上发生反响为 4OH － 4e ===2H2O＋ O2↑ 。

(3) 电解 K2SO4溶液实际上是电解水，设电解水的质量为m，那么 100g× 10.00% ＝ (100g －
m)× 10.47%，解得 m＝，即 0.25molH 2O，每电解2molH 2O 转移 4mol 电子，故整个装
0.5mol 电子，产生 O2的体积为 V＝ n·V m＝×22.4L ·mol －1＝2.8L 。

4
－1
(4)c 极上析出铜的质量为× 64g·mol＝16g。