化学反应及其能量变化

化学反应及其能量变化
(时间：38分钟满分：100分)
一、选择题(共40分)
1．下列物质中，按只有氧化性、只有还原性、既有氧化性又有还原性的顺序排列的一组是
() A．F2、K、HCl B．Cl2、Al、H2
C．NO2、Na、Br2D．O2、SO2、H2O
解析：解答本题的常规方法为：
①标出各物质中元素的化合价。

②依据元素化合价是否处于中间价态判断物质的氧化性和还原性。

答案：A
2．常温下，在溶液中可发生以下反应：①16H＋＋10Z－＋2XO－4===2X2＋＋5Z2＋8H2O，②2M2 ＋＋R
===2M3＋＋2R－，③2R－＋Z2===R2＋2Z－，由此判断下列说法错误的是()
2
A．氧化性强弱顺序为：XO－4<Z2<R2<M3＋
B．还原性强弱顺序为：X2＋<Z－<R－<M2＋
C．Z元素在反应①中被氧化，在③中被还原
D．常温下可发生反应2M2＋＋Z2===2M3＋＋2Z－
解析：根据“氧化性：氧化剂>氧化产物；还原性：还原剂>还原产物”，由①②③可得出：氧化性，XO－4>Z2，R2>M3＋，Z2>R2；还原性，Z－>X2＋，M2＋>R－，R－>Z－。

综合分析可知A项符合题意。

答案：A
3．没有水就没有生命，因此近几年各国科学家都在利用各种先进手段探测月球、土星、火星表面是否有H2O存在。

下列有关H2O的说法正确的是() A．水参与的反应中，水只能做氧化剂
B．水参与的反应中，水只能做还原剂
C．在金属铝，晶体硅溶解于强碱溶液的过程中，水都是作氧化剂
D．若月球表面存在水，则月球表面上的水与地球上的水存在状态可能不同，但化学性质应该完全相同
解析：对于肯定的说法举反例，就A 项举出2F 2＋2H 2O===4HF ＋O 2；就B 项举出2Na ＋2H 2O===2NaOH ＋H 2↑。

C 、D 两项叙述均正确。

答案：CD
4．下列叙述正确的是 ( )
A ．元素的单质一定是通过氧化或还原该元素的化合物制得的
B ．含有最高价元素的化合物不一定具有很强的氧化性
C ．阳离子只能得到电子被还原，阴离子只能失去电子被氧化
D ．在化学反应中，得电子越多的氧化剂，其氧化性就越强
解析：同素异形体之间可相互转化(如石墨转化成金刚石)，故A 错；阳离子也可能被氧 化(如Fe 2＋)，阴离子也可能被还原(如NO －
3)，故C 错；物质的氧化性强弱与得电子数多 少无直接联系，故D 错。

答案：B
5．人体血红蛋白中含有Fe 2＋，如果误食亚硝酸盐，会使人中毒，因为亚硝酸盐会使Fe 2＋转 变为Fe 3＋
，生成高铁血红蛋白而丧失与O 2结合的能力。

服用维生素C 可缓解亚硝酸盐 的中毒，这说明维生素C 具有 ( )
A ．酸性
B ．碱性
C ．氧化性
D ．还原性
解析：维生素C 显然代替了Fe 2＋将亚硝酸盐还原，说明维生素C 的还原性比Fe 2＋的强。

答案：D
6．已知硫酸锰(MnSO 4)和过硫酸钾(K 2S 2O 8)两种盐溶液在Ag ＋催化下可发生氧化还原反应， 生成高锰酸钾、硫酸钾和硫酸。

下列说法正确的是 ( )
A ．反应中有水参加反应
B ．反应后溶液呈无色
C ．该反应的还原剂为K 2S 2O 8
D ．MnSO 4和K 2S 2O 8的化学计量数分别为5、2
解析：由题干可知发生的反应可表示为MnSO 4＋K 2S 2O 8――→Ag ＋KMnO 4＋K 2SO 4＋H 2SO 4(反 应后有H 元素出现显然有H 2O 参加反应)。

变价元素及变价情况可表示为Mn2＋＋2 ―→Mn ＋7
O －4，S 2＋7O 2－8―→S ＋6O 2－4，根据电子转移守恒，判断MnSO 4和K 2S 2O 8物质的量之比为2∶5。

答案：A
7．叠氮酸钠(NaN 3)是合成防控甲型H1N1流感疫苗的中间活性物质，3 mol NaN 3受撞击 生成4 mol N 2和离子化合物Na 3N ，下列有关叙述错误的是 ( )
A ．NaN 3受撞击发生的化学反应是氧化还原反应
B ．Na 3N 在NaN 3受撞击反应中作氧化产物
C ．在NaN 3受撞击反应中，氧化剂与还原剂物质的量之比为1∶8
D ．Na 3N 中N 3－半径比Na ＋
半径大 解析：NaN 3受撞击发生的反应为：3NaN 3===4N 2↑＋Na 3N ，该反应反应物NaN 3中Na
呈＋1价、N 呈－13
价，产物Na 3N 中N 呈－3价，可见在该反应中Na 3N 作还原产物、 氧化剂与还原剂物质的量之比为1∶8。

显然B 项叙述不正确。

答案：B
8．已知NH 4CuSO 3与足量的10 mol/L 硫酸混合微热，产生下列现象 ( ) ①有红色金属生成 ②产生刺激性气味的气体 ③溶液呈现蓝色 据此判断下列说法正 确的是 ( )
A ．反应中硫酸作氧化剂
B ．NH 4CuSO 3中硫元素被氧化
C ．刺激性气味的气体是氨气
D ．1 mol NH 4CuSO 3完全反应转移0.5 mol 电子
解析：根据实验现象综合分析知，反应后有Cu 、SO 2、Cu 2＋
生成，因此该反应为：2NH 4CuSO 3 ＋2H 2SO 4===(NH 4)2SO 4＋CuSO 4＋Cu ＋2SO 2↑＋2H 2O ，反应中Cu ＋
既是氧化剂又是还原 剂，硫酸既不是氧化剂又不是还原剂，A 错，同理B 错；刺激性气味的气体是SO 2，C 错；1 mol NH 4CuSO 3完全反应转移0.5 mol 电子，D 对。

答案：D
9．羟胺(NH 2OH)是一种还原剂，能将某些氧化剂还原。

现用25.00 mL 0.049 mol/L 的羟胺的 酸性溶液跟足量的硫酸铁溶液在煮沸条件下反应，生成的Fe 2＋恰好与24.5 mL 0.02 mol/L 的高锰酸钾酸性溶液完全反应，[已知：FeSO 4＋KMnO 4＋H 2SO 4―→Fe 2(SO 4)3＋K 2SO 4＋ MnSO 4＋H 2O(未配平)]，则在上述反应中，羟胺的氧化产物是 ( )
A ．N 2
B ．NO
C ．NO 2
D ．N 2O
解析：设NH 2OH 氧化后N 元素的化合价为＋n ，由于KMnO 4―→MnSO 4，Mn 元素从＋ 7价降为＋2价，NH 2OH 中N 元素显－1价，根据得失电子守恒有：
25．00×10－3 L ×0.049 mol/L ×[n －(－1)]＝24.5×10－
3 L ×0.02 mol/L ×5解得：n ＝＋1， 所以，NH 2OH 的氧化产物为N 2O 。

答案：D
10．向FeI 2、FeBr 2的混合溶液中通入适量氯气，溶液中某些离子的物质的量变化如下图所
示。

已知：2Fe 2＋＋Br 2===2Fe 3＋＋2Br －，2Fe 3＋＋2I －===2Fe 2＋
＋I 2。

则下列有关说法中， 不正确的是 ( )
A．还原性：I－＞Fe2＋＞Br－
B．原混合溶液中FeBr2的物质的量为6 mol
C．当通入2 mol Cl2时，溶液中已发生的离子反应可表示为：2Fe2＋＋2I－＋2Cl2===2Fe3 ＋＋I
＋4Cl－
2
D．原溶液中：n(Fe2＋)∶n(I－)∶n(Br－)＝2∶1∶3
解析：因为还原性I－>Fe2＋>Br－，所以通入的Cl2先与I－反应，随后与Fe2＋反应，最后与Br－反应。

从图上可以看出，n(I－)＝2 mol，n(Fe2＋)＝4 mol，n(Br－)＝6 mol。

原混合溶液中FeBr2的物质的量为3 mol，当通入2 mol Cl2时，I－消耗1 mol Cl2，剩余的1 mol Cl2与Fe2＋反应，溶液中发生的离子反应可表示为2Fe2＋＋2I－＋2Cl2===2Fe3＋＋I2＋4Cl －。

答案：B
二、非选择题(共60分)
11．(14分)传统的自来水处理剂是在自来水中加入规定剂量的液氯，液氯能够溶解于水，并且与水能够发生化学反应。

近年来，科技工作者为了延长液氯的杀菌时间，在液氯中加入适量的液氨。

(1)请你写出液氯与水反应的化学方程式：________________________________，氧化
剂是________，还原剂是________。

从氧化剂和还原剂来看，该反应的特点是
_______________________，从元素化合价的变化来看，该反应的特点是
________________________________________________________________________。

(2)用液氯作为自来水的杀菌剂，起作用的是HClO，所以液氯加入水中后含氯的物质有
氯单质，HClO和________，其中氯单质可以从水中挥发，这正是我们有时打开自来水管能够闻到刺激性气味的原因，HClO也可以分解产生氧气和HCl。

在液氯中加入少量液氨，生成NH2Cl，NH2Cl比HClO稳定。

在HClO浓度大的时候发生的反应是NH3 ＋HClO===H2O＋NH2Cl，在HClO浓度小的时候发生的反应是H2O＋NH2Cl===NH3↑＋HClO，所以这种方法可以缓慢的放出HClO，起杀菌、消毒的作用，减少了氯的流失。

以上两个反应的反应类型是________(填序号)。

A．氧化还原反应B．非氧化还原反应
C．置换反应D．复分解反应
解析：(1)写出氯单质与水反应的化学方程式，分析反应中元素化合价的变化特点，只 有氯元素的化合价发生了变化，所以Cl 2既是氧化剂，又是还原剂。

(2)由题给的两个化学方程式可知，所有元素的化合价并没有发生变化，故它们均不是 氧化还原反应，肯定不是置换反应，是NH 3中的H 原子与HClO 中的Cl 原子发生了交 换，故是复分解反应。

答案：(1)H 2O ＋Cl 2HCl ＋HClO Cl 2 Cl 2 氧化剂和还原剂是同一种物质 同种元 素的化合价既升高又降低 (2)HCl BD
12．(16分)某反应体系中的物质有：NaOH 、Au 2O 3、Na 2S 4O 6、Na 2S 2O 3、Au 2O 、H 2O 。

(1)请将Au 2O 3之外的反应物与生成物分别填入以下空格内： Au 2O 3＋ ＋ ―→ ＋ ＋
(2)反应中，被还原的元素是________，还原剂是________。

(3)请将反应物的化学式配平后的系数填入下列相应的位置中，并标出电子转移的方向 和数目。

________＋ ________＋ ________―→
(4)纺织工业中常用氯气作漂白剂，Na 2S 2O 3可作为漂白布匹后的“脱氯剂”，Na 2S 2O 3 和Cl 2反应的产物是H 2SO 4、NaCl 和HCl ，则还原剂与氧化剂的物质的量之比为 ________。

解析：(1)Au 2O 3中金元素的化合价为＋3价，而另一种含金的化合物为Au 2O ，其中金 元素的化合价为＋1价，因此金元素的化合价在反应后降低。

则另一种物质中必定有一 种元素的化合价升高，通过分析可知，Na 2S 2O 3中＋2价的硫元素升高到Na 2S 4O 6中的 ＋52
价，故此反应中，氧化剂和还原剂分别为Au 2O 3和Na 2S 2O 3，氧化产物和还原产物 分别为Na 2S 4O 6和Au 2O ，再结合质量守恒定律，可找出其它的反应物和生成物。

(2)通过(1)中的分析可知，反应中被还原的元素是Au ＋3
，还原剂是Na 2S 2O 3。

(3)反应过程中：Au ＋32O 3―→Au ＋12O ，Na 2S ＋2
2O 3―→Na 2错误!4O 6，根据得失电子数目相等， 可得：
Au 2O 3＋4Na 2S 2O 3＋________H 2O ―→Au 2O ＋2Na 2S 4O 6＋________NaOH ，再依据质量守 恒定律可配平方程式，H 2O 的系数为2，NaOH 的系数为4。

(4)根据Na 2S ＋22O 3―→H 2S ＋6O 4，Cl 02―→Cl －1
，由电子守恒可得：
n (Na 2S 2O 3)×4×2＝n (Cl 2)×2，因此n (Na 2S 2O 3)n (Cl 2)
＝14。

答案：(1)Na 2S 2O 3 H 2O Na 2S 4O 6 Au 2O NaOH
(2)Au ＋3
Na 2S 2O 3 (3)Au 2O 3＋4Na 2S4e －
2O 3＋2H 2O ―→
(4)1∶4
13．(14分)请分析回答某同学在探究浓硫酸、稀硫酸、浓硝酸、稀硝酸分别与铜反应的实验
中遇到的有关问题。

Ⅰ.探究上述四种酸的氧化性相对强弱及其与铜反应的还原产物的性质。

(1)分别向盛有等量铜片的四支试管中加入等体积的浓硫酸、稀硫酸、浓硝酸、稀硝酸， 实验结果记录如下表：
①由上表中实验结果，四种酸的氧化性由强到弱的顺序是________________。

②由上表可知，铜与稀硫酸在加热条件下不反应，但若同时通入O 2，铜片能逐渐溶解， 溶液变为蓝色。

写出该反应的化学方程式：__________________________________。

(2)先将铜与浓硫酸反应产生的气体X 持续通入如图所示装置中，一段时间后再将铜与 浓硝酸产生的气体Y 也持续通入该装置中，则整个过程中可观察到的现象包括
________(填字母)。

A ．通入X 气体后产生白色沉淀
B ．通入X 气体后溶液无明显现象
C ．通入Y 气体后产生沉淀
D ．通入Y 气体后沉淀溶解
E ．通入Y 气体后溶液中无明显现象
由此可得到的结论是________。

A ．硝酸的酸性比硫酸强
B ．H 2SO 3的酸性比盐酸强
C ．HNO 3能氧化H 2SO 3(或SO 2)
D ．BaSO 4不溶于水也不溶于HNO 3溶液
Ⅱ.如图是某同学探究铜与稀硝酸反应的还原产物的实验装置图，请回答下列问题：
(1)写出铜与稀硝酸反应的离子方程式：__________________________________。

(2)如图所示，已知装置气密性良好，请简述利用该装置证明铜和稀硝酸反应生成的气 体产物是NO 的操作过程：____________________________________________ ____________________________________________________________________。

解析：根据反应条件“不加热即可发生反应”、“微热发生反应”、“加热后发生反 应”、“加热也不发生反应”可以判断氧化性由强到弱的顺序为：浓硝酸>稀硝酸>浓 硫酸>稀硫酸。

铜、稀硫酸和O 2反应的化学方程式为：2Cu ＋O 2＋2H 2SO 4=====△2CuSO 4 ＋2H 2O 。

铜与浓硫酸反应产生的气体X 为SO 2气体，通入BaCl 2溶液中不反应，但再 通入铜与浓硝酸产生的气体Y(NO 2)以后，SO 2被氧化为H 2SO 4，与BaCl 2生成BaSO 4 沉淀。

铜与稀硝酸反应产生的NO 为无色气体，在U 形管右端聚集，反应一段时间停 止后(可拔出铜丝)，打开b ，如果看到无色气体变为红棕色，则证明生成的气体是NO 。

答案：Ⅰ.(1)①浓硝酸＞稀硝酸＞浓硫酸＞稀硫酸
②2Cu ＋O 2＋2H 2SO 4=====△
2CuSO 4＋2H 2O
(2)BC CD
Ⅱ.(1)3Cu ＋8H ＋＋2NO －3===3Cu 2＋＋2NO ↑＋4H 2O (2)反应停止后拔出铜丝，打开b ，如果看到无色气体变为红棕色，证明生成的气体是 NO
14．(16分)Ⅰ.从下列各组反应对比，判断哪种微粒的氧化性最强。

(1)铁钉浸入硫酸铜溶液中后，表面会附有红色物质，铜丝浸入硝酸银溶液后，表面会 附有银白色物质。

则铜、铁、银中，________原子的还原性最强；Cu 2＋、Ag ＋、Fe 2＋中， ________离子的氧化性最强。

(2)在氯气中Fe 锈蚀成棕褐色物质FeCl 3，而在盐酸中生成淡绿色溶液FeCl 2。

则氯气分 子、氢离子、氯离子中，__________具有氧化性，__________氧化性最强。

请书写出以 上各反应的化学方程式_______________________________________________。

(3)已知在ⅣA 族元素中，Pb 2＋和Sn 4＋
的化合物较为稳定。

①据此可判断PbO 2具有较强的________性，SnCl 2具有较强的________性；写出PbO 2 溶于盐酸的离子方程式____________________；写出SnCl 2和FeCl 3溶液混合的离子方 程式_____________________________________________________________________； ②PbO 2、Fe 3＋、Cl 2、Sn 4＋
氧化性由强到弱的顺序是________________________。

Ⅱ.氢化亚铜(CuH)是一种难溶物质，用CuSO 4溶液和“另一物质”在40°C ～50°C 时反 应可生成它。

CuH 具有的性质有：不稳定，易分解；在氯气中能燃烧；与稀盐酸反应 能生成气体；Cu ＋在酸性条件下发生的反应是：2Cu ＋===Cu 2＋
＋Cu 。

根据以上信息，结合自己所掌握的化学知识，回答下列问题：
(1)用CuSO 4溶液和“另一物质”制CuH 的反应中，用氧化还原观点分析，这“另一物 质”在反应中作________(填“氧化剂”或“还原剂”)。

(2)写出CuH 在氯气中燃烧的化学反应方程式：______________________。

(3)CuH 溶解在稀盐酸中生成的气体是____________(填化学式)。

(4)如果把CuH 溶解在足量的稀硝酸中生成的气体只有NO ，请写出CuH 溶解在足量稀 硝酸中反应的离子方程式： _________________________________________________。

解析：Ⅰ.(1)发生的2个氧化还原反应中还原剂分别是铁、铜，还原产物分别是铜和银， 则判断Cu 、Fe 、Ag 中Fe 还原性最强；Cu 2＋、Ag ＋、Fe 2＋中Ag ＋
的氧化性最强。

(2)发生的反应有：3Cl 2＋2Fe===2FeCl 3，Fe ＋2HCl===FeCl 2＋H 2↑。

(3)Pb 2＋和Sn 4＋的化合物较为稳定，那么Pb ＋4和Sn ＋2
的化合物就分别具有较强的氧化性和还 原性。

Ⅱ.(1)由CuSO 4＋“另一物质”―→CuH 知，反应中铜元素价态降低，故“另一物质” 是还原剂。

(2)CuH 中铜、氢元素均处于低价态，与强氧化剂氯气反应时，均可被氧化 而生成CuCl 2、HCl 。

(3)CuH 溶于稀盐酸时，氢元素会发生价态归中型的氧化还原反应 生成氢气。

(4)CuH 与稀硝酸反应会被氧化成Cu 2＋与＋1价的H(即H 2O)。

答案：Ⅰ.(1)Fe Ag ＋ (2)Cl 2、H ＋ Cl 2 3Cl 2＋2Fe===2FeCl 3；Fe ＋2HCl===FeCl 2＋H 2↑
(3)①氧化 还原 PbO 2＋4H ＋＋2Cl －===Pb 2＋＋2H 2O ＋Cl 2↑ 2Fe 3＋＋Sn 2＋===2Fe 2＋＋ Sn 4＋ ②PbO 2>Cl 2>Fe 3＋>Sn 4＋
Ⅱ.(1)还原剂 (2)2CuH ＋3Cl 2=====燃烧2CuCl 2＋2HCl
(3)H 2 (4)CuH ＋3H ＋＋NO －3===Cu 2＋＋2H 2O ＋NO ↑。