2019版高考化学一轮复习： 第六单元 化学反应与能量单元质检卷

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-n e-M n+
D.这种方法称为牺牲阳极的阴极保护法
3.(2017贵州凯里一中模拟)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.(2017山西长治模拟)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.(2017吉林实验中学模拟)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2N A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.某锂离子二次电池装置如图所示,其放电时的总反应为:
Li1-x CoO2+Li x C66C+LiCoO2。

下列说法正确的是( )
A.石墨为正极
B.充电时,阳极质量不变
C.充电时,阴极反应式为x Li-x e-x Li+
D.放电时,电池的正极反应式为x Li++Li1-x CoO2+x e-LiCoO2
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 mo l 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.(1)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)。

(2)硝酸厂的尾气直接排放将污染空气。

目前科学家探索利用燃料气体中的甲烷等将氮的氧化物还原为氮气和水,反应机理为:
CH4(g)+4NO2(g)4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-574 kJ·mol-1
CH4(g)+4NO(g)2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)
ΔH=-1 160 kJ·mol-1
则甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为。

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NO x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.(2017天津理综)(20分)某混合物浆液含Al(OH)3、MnO2和少量Na2CrO4。

考虑到胶体的吸附作用使Na2CrO4不易完全被水浸出,某研究小组利用设计的电解分离装置(见下图),使浆液分离成固体混合物和含铬元素溶液,并回收利用。

回答Ⅰ和Ⅱ中的问题。

固体混合物分离利用的流程图
Ⅰ.固体混合物的分离和利用(流程图中的部分分离操作和反应条件未标明)
(1)反应①所加试剂NaOH的电子式为,B→C 的反应条件为,C→Al的制备方法称为。

(2)该小组探究反应②发生的条件。

D与浓盐酸混合,不加热,无变化;加热有Cl2生成,当反应停止后,固体有剩余,此时滴加硫酸,又产生Cl2。

由此判断影响该反应有效进行的因素有(填序
号)。

a.温度
b.Cl-的浓度
c.溶液的酸度
(3)0.1 mol Cl2与焦炭、TiO2完全反应,生成一种还原性气体和一种易水解成TiO2·x H2O的液态化合物,放热4.28 kJ,该反应的热化学方程式
为。

Ⅱ.含铬元素溶液的分离和利用
(4)用惰性电极电解时,Cr能从浆液中分离出来的原因是,分离后含铬元素的粒子是;阴极室生成的物质为(写化学式)。

参考答案
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-n e-M n+,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57.3 kJ,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3 mol NaCl和1 mol H2SO4,再转化一下思想,可以看成2 mol HCl、1 mol Na2SO4、1 mol NaCl,由于1 mol 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:2HCl H2↑+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 根据题图,锂离子从左向右移动,所以石墨为负极,A项错误。

根据电池总反应,放电时负极反
应式为Li x C6-x e-6C+x Li+,正极反应式为x Li++Li1-x CoO2+x e-LiCoO2;充电时,阳极反应式为LiCoO2-x e-x Li++Li1-x CoO2,阴极反应式为6C+x Li++x e-Li x C6,故B、C项错误,D项正确。

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2.24 L(标准状况下)即0.1 mol氧气,则转移电子的物质的量是0.4 mol,阳离子移向正极,会有0.4 mol H+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=2E H—I-436 kJ·mol-1-151 kJ·mol-1=11 kJ,则E H—I=299 kJ·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=209 kJ·mol-1-348 kJ·mol-1=-139 kJ·mol-1。

(3)根据反应:Cl2(g)+3F2(g)2ClF3(g) ΔH=-313 kJ·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=3×159 kJ·mol-1+242 kJ·mol-1=719 kJ·mol-1,Q放=719 kJ·mol-
1+313 kJ·mol-1=1 032 kJ·mol-1,故ClF
· mol-1。

3中Cl—F键的平均键能==172 kJ
10.答案Ⅰ.(1)2ΔH1-3ΔH2+4ΔH3
(2)CH4(g)+2NO2(g)CO2(g)+2H2O(g)+N2(g) ΔH=-867 kJ·mol-1
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.(1)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。

(2)根据盖斯定律,将已知的两个热化学方程式相加,然后再除以2,即得要求的热化学方程
式:CH4(g)+2NO2(g)CO2(g)+2H2O(g)+N2(g) ΔH=-867 kJ·mol-1。

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·mol-1+66.9 kJ·mol-1=-800.1 kJ·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)Na+H]-加热(或煅烧) 电解法
(2)ac
(3)2Cl2(g)+TiO2(s)+2C(s)TiCl4(l)+2CO(g) ΔH=-85.6 kJ·mol-1
(4)在直流电场作用下,Cr通过阴离子交换膜向阳极室移动,脱离浆液Cr和Cr2NaOH和H2
解析Ⅰ.(1)考查电子式的书写。

在书写电子式时应先考虑化合物的类型为共价化合物还是离子化
合物,NaOH为离子化合物,且既含离子键又含共价键,电子式为Na+H]-。

由题目条件可知,固体混合物应为Al(OH)3和MnO2,向其中加入NaOH溶液后,Al(OH)3与NaOH反应生成NaAlO2,再通入CO2则得到Al(OH)3沉淀,Al(OH)3加热生成Al2O3,电解熔融状态Al2O3即制得Al。

(2)对实验室制Cl2条件的考查。

MnO2与浓盐酸加热可制得Cl2,且反应停止后,加入H2SO4(即H+与
S)反应又开始,可知影响该反应有效进行的因素为温度和溶液的酸度。

(3)C、Cl2与TiO2反应生成还原性气体(即CO)和易水解的+4价钛盐TiCl4,可得化学方程式为
2Cl2+2C+TiO2TiCl4+2CO。

又由题目可知0.1 mol Cl2完全反应放出4.28 kJ的热量,则2 mol Cl2完全反应时放出85.6 kJ热量,可得热化学方程式为2Cl2(g)+2C(s)+TiO2(s)TiCl4(l)+2CO(g)
ΔH=-85.6 kJ·mol-1。

Ⅱ.(4)Na2CrO4为易溶于水的强电解质,在水溶液中电离出Na+和Cr,Cr在电场作用下向阳极室移动进入阳极室后,阳极反应为2H2O-4e-O2↑+4H+,阳极室的酸性增强,发生
2Cr+2H+Cr2+H2O,因此含铬元素粒子为Cr和Cr2,阴极室的反应为2H2O+2e-
H2↑+2OH-,因此产物为H2和NaOH。