2020版高考化學大一輪復習 單元質檢卷6 化學反應與能量轉化 魯科版.doc

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單元質檢卷(六)　化學反應與能量轉化 (時間:45分鐘　滿分:100分) 一、選擇題(本題共10小題,每小題7分,共70分。每小題只有一個選項符合題目要求) 1.納米級Cu2O由于具有優(yōu)良的催化性能而受到關注。采用離子交換膜控制電解液中OH-的濃度制備納米級Cu2O的裝置如圖所示,發(fā)生的反應為2Cu+H2OCu2O+H2↑。下列說法正確的是(　　) A.鈦電極發(fā)生氧化反應 B.陽極附近溶液的pH逐漸增大 C.離子交換膜應采用陽離子交換膜 D.陽極反應為2Cu+2OH--2e-Cu2O+H2O 2.(2018河南安陽第一次模擬)為了減少鋼管因銹蝕而造成的損失,某城市擬用如圖方法保護埋在酸性土壤中的鋼管。下列有關說法錯誤的是(　　) A.在潮濕的酸性土壤中鋼管主要發(fā)生析氫腐蝕 B.在潮濕的酸性土壤中金屬棒M將電子通過導線流向鋼管 C.在潮濕的酸性土壤中H+向金屬棒M移動,抑制H+與鐵的反應 D.金屬棒M與鋼管用導線連接后可使鋼管表面的腐蝕電流接近于零 3.(2018安徽馬鞍山第二次教學質量監(jiān)測)美國麻省理工學院的唐納德撒多維教授領導的小組研制出一種鎂-銻液態(tài)金屬儲能電池。該電池的工作溫度為700攝氏度,其工作原理如圖所示: 該電池所用液體密度不同,在重力作用下分為三層,充放電時中間層熔融鹽的組成及濃度不變。下列說法正確的是(　　) A.該電池放電時,正極反應式為Mg2+-2e-Mg B.該電池放電時,Mg(液)層生成MgCl2,質量變大 C.該電池充電時,Mg-Sb(液)層中Mg發(fā)生氧化反應 D.該電池充電時,熔融鹽中的Cl-進入Mg-Sb(液)層 4.(2018河南中原名校第五次聯考)已知:①1 mol晶體硅中含有2 mol Si—Si鍵。②Si(s)+O2(g)SiO2(s)　ΔH,其反應過程與能量變化如圖所示。 ③幾種化學鍵斷裂所需的能量如下, 化學鍵 Si—O OO Si—Si 斷開1 mol共價鍵所需能量/kJ 460 500 176 下列說法正確的是(　　) A.晶體硅光伏發(fā)電是將化學能轉化為電能的 B.二氧化硅穩(wěn)定性小于硅的穩(wěn)定性 C.ΔH=-988 kJmol-1 D.ΔH=a-c 5.實驗發(fā)現,在FeCl3酸性溶液中加入少量鋅粉后,Fe3+立即被還原成Fe2+。某化學興趣小組根據該實驗事實設計了如圖所示的原電池裝置。下列有關說法中正確的是 (　　) A.該原電池的正極反應是:Zn-2e-Zn2+ B.Pt電極表面生成大量氣泡 C.生成的Fe2+通過鹽橋可以和鋅直接反應生成Fe D.左燒杯中溶液的紅色逐漸褪去 6.(2018河南鄭州一中測試)電解尿素[CO(NH2)2]的堿性溶液可以制取氫氣,其裝置如下圖所示(電解池中隔膜僅阻止氣體通過,陰、陽極均為惰性電極)。下列有關說法中不正確的是(　　) A.電解過程中b極附近溶液堿性明顯增強 B.溶液中的OH-逐漸向a極區(qū)附近移動 C.若在b極產生標準狀況下224 mL氫氣,則消耗尿素2 g D.a極反應式為CO(NH2)2+8OH--6e-CO32-+N2↑+6H2O 7.(2018河南鄭州一中月考)用石墨作電極電解溶有物質的量之比為3∶1的NaCl和H2SO4的水溶液。根據反應產物,電解可明顯分為三個階段,下列敘述不正確的是(　　) A.電解的最后階段為電解水 B.陽極先逸出氯氣后逸出氧氣 C.陰極逸出氫氣 D.電解過程中溶液的pH不斷增大,最后pH為7 8.用固體氧化物作為電解質的氫氧燃料電池電解Na2SO4溶液,已知固體氧化物在高溫下允許氧離子(O2-)在其間通過,其工作原理如圖所示(c、d均為惰性電極)。下列有關說法正確的是(　　) A.電路中電子流向為a→d→c→b B.電極b為負極,電極反應式為O2+4e-2O2- C.電解后燒杯中溶液pH增大 D.理論上b極消耗氣體和c極生成氣體質量相等 9.(2018山東濰坊一模)一種新型可逆電池的工作原理如圖所示。放電時總反應為Al+3Cn(AlCl4)+4AlCl4-4Al2Cl7-+3Cn(Cn表示石墨)。 下列說法正確的是(　　) A.放電時負極反應為2Al-6e-+7Cl-Al2Cl7- B.放電時AlCl4-移向正極 C.充電時陽極反應為AlCl4--e-+CnCn(AlCl4) D.電路中每轉移3 mol電子,最多有1 mol Cn(AlCl4)被還原 10.(2018河南師大附中測試)雙級膜電滲析解離NaCl溶液制備酸堿的原理如圖所示,為提高海水淡化的附加值提供了新的技術途徑。已知BP為雙級膜,A、C陰陽膜界面可以解離H+和OH-,下列說法正確的是(　　) A.根據Na+的移動方向可知,C為陰離子交換膜 B.當電路中通過1 mol電子的電量時,會有1 mol H2生成 C.陽極發(fā)生的電極反應為4OH-+4e-O2↑+2H2O D.該方法在淡化海水時可以得到H2、O2、NaOH、HCl等物質 二、非選擇題(本題共2小題,共30分) 11.(15分)課題式研究性學習是培養(yǎng)學生創(chuàng)造性思維的良好方法。某研究性學習小組利用下列裝置進行實驗,D、F、X、Y都是鉑電極,C、E是鐵電極。將電源接通后,向乙中滴入酚酞溶液,在F極附近顯紅色。試回答下列問題: (1)電源B極的名稱是　　　　。 (2)甲裝置中電解反應的總化學方程式為　　　　　　　　　　　　　　　　。 (3)設電解質溶液過量,則同一時間內C、D電極上參加反應的單質或生成的單質的物質的量之比是　　　　　　。 (4)欲用丙裝置將粗銅(含少量鐵、鋅等雜質)精煉,G極材料應該是　　　　(填“粗銅”或“精銅”),電解質溶液中原電解質的物質的量濃度將　　　　(填“變大”“變小”或“不變”)。 (5)設甲池中溶液的體積在電解前后都是500 mL,當乙池所產生氣體的體積為4.48 L(標準狀況)時,甲池中所生成物質的物質的量濃度為　　　molL-1。 12.(15分)能源的開發(fā)利用與人類社會的可持續(xù)發(fā)展息息相關。 (1)用于發(fā)射“天宮一號”的長征二號火箭的燃料是液態(tài)偏二甲肼(CH3)2N—NH2,氧化劑是液態(tài)四氧化二氮。二者在反應過程中放出大量能量,同時生成無毒、無污染的氣體。已知室溫下,1 g燃料完全燃燒釋放出的能量為42.5 kJ,請寫出該反應的熱化學方程式　。 (2)依據原電池構成原理,下列化學反應在理論上可以設計成原電池的是　　　(填序號)。你選擇的理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 A.C(s)+CO2(g)2CO(g) B.NaOH(aq)+HCl(aq)NaCl(aq)+H2O(l) C.2CO(g)+O2(g)2CO2(g) D.2H2O(l)2H2(g)+O2(g) (3)若以熔融的K2CO3與CO2為反應的環(huán)境,依據所選反應設計成一個原電池,請寫出該原電池的負極反應:　。 (4)工業(yè)上常采用如圖所示電解裝置,利用鐵的化合物將氣態(tài)廢棄物中的硫化氫轉化為可利用的硫。通電電解,然后通入H2S時發(fā)生反應的離子方程式為2[Fe(CN)6]3-+2CO32-+H2S2[Fe(CN)6]4-+2HCO3-+S↓。電解時,陽極的電極反應式為　　　　　　　　　　　　　;電解過程中陰極區(qū)溶液的pH　　　　(填“變大”“變小”或“不變”)。  單元質檢卷(六)　化學反應與能量轉化 1.D　鈦電極為陰極,發(fā)生還原反應,A項錯誤;銅作陽極,陽極上銅發(fā)生失電子的氧化反應,陽極反應為2Cu+2OH--2e-Cu2O+H2O,OH-由陰極區(qū)遷移到陽極區(qū)參與反應,離子交換膜應為陰離子交換膜,C項錯誤、D項正確;由陰極區(qū)遷移過來的OH-在陽極全部參與反應,陽極附近溶液的pH不變,B項錯誤。 2.C　在潮濕的酸性土壤中,鐵和酸發(fā)生反應而加速被腐蝕,A項正確;在潮濕的酸性土壤中金屬棒M可保護鋼管,故M作負極,電子由負極通過導線流向正極鋼管,B項正確;在潮濕的酸性土壤中H+向正極鋼管移動,H+在正極得電子產生氫氣,C項錯誤;金屬棒M與鋼管用導線連接后保護埋在酸性土壤中的鋼管,可使鋼管表面的腐蝕電流接近于零,D項正確。 3.C　由圖中電子的流向可知,Mg為負極。因為是儲能電池,所以該電池可以放電也可以充電。放電時鎂被氧化為Mg2+,所以充電時,Mg2+被還原為鎂。該電池放電時,正極反應式為Mg2++2e-Mg,A項錯誤;該電池放電時,Mg(液)層生成Mg2+進入熔融鹽中,質量變小,B項錯誤;該電池充電時,Mg-Sb(液)層中Mg發(fā)生氧化反應,C項正確;根據題意,該電池充電時,熔融鹽中的Cl-不會進入Mg-Sb(液)層,而是Mg2+進入熔融鹽中,D項錯誤。 4.C　晶體硅光伏發(fā)電是將太陽能轉化為電能,A項錯誤;根據化學鍵的鍵能判斷,斷裂1 mol二氧化硅需要的能量為4460 kJ=1 840 kJ,斷裂1 mol晶體硅需要的能量為2176 kJ=352 kJ,故二氧化硅的穩(wěn)定性大于硅的穩(wěn)定性,B項錯誤;Si(s)+O2(g)SiO2(s)　ΔH=(1762+500-4604) kJmol-1=-988 kJmol-1,C項正確;根據圖中信息可知,ΔH=-c,D項錯誤。 5.D　該原電池的正極反應是Fe3++e-Fe2+,負極反應為Zn-2e-Zn2+,故A項錯誤;該原電池反應為Zn+2FeCl32FeCl2+ZnCl2,該反應不生成氣體,故B項錯誤;原電池中陽離子移向正極,則生成的Fe2+在左邊的燒杯中,故C項錯誤;左邊燒杯中的電極反應為Fe3++e-Fe2+,則左燒杯中溶液的紅色逐漸褪去,故D項正確。 6.C　該電池反應時,氮元素化合價由-3價變?yōu)?價,氫元素化合價由+1價變?yōu)?價,則氮元素被氧化,氫元素被還原,所以生成氮氣的電極a是陽極,生成氫氣的電極b是陰極。陽極反應式為CO(NH2)2+8OH--6e-CO32-+N2↑+6H2O,陰極反應式為6H2O+6e-3H2↑+6OH-。b是陰極,由電極反應可知陰極產生OH-,b極附近溶液的堿性明顯增強,故A項正確;電解時,電解質溶液中陰離子向陽極移動,根據A知,a是陽極,所以氫氧根離子向a極移動,故B項正確;陰極b上水得電子生成氫氣和氫氧根離子,電極反應式為2H2O+2e-H2↑+2OH-,標準狀況下224 mL H2的物質的量為0.01 mol,轉移電子0.02 mol,根據電極反應式CO(NH2)2+8OH--6e-CO32-+N2↑+6H2O,可知消耗尿素0.2 g,故C項錯誤;a極反應式為CO(NH2)2+8OH--6e-CO32-+N2↑+6H2O,D項正確。 7.D　根據離子放電順序可知,電解題給混合溶液時,在陽極離子放電的先后順序為Cl-、OH-、SO42-,在陰極,離子放電的先后順序為H+、Na+,所以整個電解過程分三個階段:電解HCl溶液、電解NaCl溶液、電解H2O,最后溶液呈堿性,D項錯誤。 8.D　在溶液中沒有電子的流動,只有離子的流動,A項錯誤;通入O2的一極(電極b)為電池的正極,發(fā)生還原反應,B項錯誤;用惰性電極電解Na2SO4溶液實質上是電解水,溶液的pH不變,C項錯誤;c極生成O2,根據得失電子守恒可知D項正確。 9.C　根據總反應方程式可知Al失電子發(fā)生氧化反應,為電池的負極,石墨電極的Cn(AlCl4)中存在氯原子,放電發(fā)生還原反應,作電池的正極。熔融鹽中Cl-是以AlCl4-形式存在,放電時負極反應式為Al-3e-+7AlCl4-4Al2Cl7-,A項錯誤;放電時,帶負電的陰離子AlCl4-向負極移動,B項錯誤;放電時石墨電極反應式為:Cn(AlCl4)+e-AlCl4-+Cn,充電時石墨電極為陽極發(fā)生氧化反應生成Cn(AlCl4):AlCl4--e-+Cn=Cn(AlCl4),則電路中通過3 mol電子,最多有3 mol Cn(AlCl4)被還原,C項正確、D項錯誤。 10.D　根據Na+的移動方向可知,C為陽離子交換膜,A項錯誤;當電路中通過1 mol電子的電量時,會有0.5 mol H2生成,B項錯誤;陽極發(fā)生的電極反應為4OH--4e-O2↑+2H2O,C項錯誤;由題意及圖示可知,該方法在淡化海水時,陽極上氫氧根離子放電生成氧氣,陰極上是氫離子放電生成氫氣,在BP膜和A膜之間可以得到鹽酸,在BP膜和C膜之間可以得到氫氧化鈉溶液,D項正確。 11.答案 (1)負極　(2)CuSO4+FeCu+FeSO4　(3)1∶1　(4)粗銅　變小　(5)0.4 解析 (1)根據題意知將電源接通后,向乙中滴入酚酞溶液,在F極附近顯紅色,說明溶液呈堿性,則F為電解池的陰極,則電源B極的名稱是負極。(2)甲裝置是以鐵為陽極、以鉑為陰極電解硫酸銅溶液,電解反應的總化學方程式為CuSO4+FeCu+FeSO4。(3)根據(2)的反應方程式知同一時間內C極上參加反應的鐵的物質的量與D電極上生成銅單質的物質的量相同,則物質的量之比是1∶1。(4)欲用丙裝置將粗銅(含少量鐵、鋅等雜質)精煉,粗銅作陽極,精銅作陰極,G極材料應該是粗銅,陽極上銅和鐵、鋅等金屬失電子生成金屬陽離子進入電解質溶液,陰極上銅離子得電子生成銅單質,根據電子守恒知電解質溶液中原電解質的物質的量濃度將變小。(5)乙池中E為陽極,電極反應為Fe-2e-Fe2+,F為陰極,電極反應為2H++2e-H2↑,當乙池所產生氫氣的體積為4.48 L(標準狀況)時,其物質的量為0.2 mol,所以乙池轉移電子為0.4 mol,甲池中陽極是鐵失電子生成亞鐵離子,則生成硫酸亞鐵的濃度為0.2mol0.5 L=0.4 molL-1。 12.答案 (1)C2H8N2(l)+2N2O4(l)2CO2(g)+3N2(g)+4H2O(l) ΔH=-2 550 kJmol-1 (2)C　該反應為氧化還原反應且放熱反應 (3)CO-2e-+CO32-2CO2 (4)[Fe(CN)6]4--e-[Fe(CN)6]3-　變大 解析 (1)1 g燃料完全燃燒釋放出的能量為42.5 kJ,則1 mol偏二甲肼完全燃燒釋放出的能量為42.5 kJ60=2 550 kJ,該反應的熱化學方程式為C2H8N2(l)+2N2O4(l)2CO2(g)+3N2(g)+4H2O(l)　ΔH=-2 550 kJmol-1。(2)C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)為氧化還原反應,但該反應為吸熱反應,不能設計為原電池,故A項錯誤;NaOH(aq)+HCl(aq)NaCl(aq)+H2O(l)不屬于氧化還原反應,不能設計為原電池,故B項錯誤;2CO(g)+O2(g)2CO2(g)為放熱反應,且為氧化還原反應,故可以設計成原電池,故C項正確;2H2O(l)2H2(g)+O2(g)為吸熱反應,不能設計成原電池,故D項錯誤。(3)若為一氧化碳燃料電池,在熔融的K2CO3與CO2為反應的環(huán)境中,傳導離子為碳酸根離子,負極是一氧化碳失電子生成二氧化碳,則電極反應為CO-2e-+CO32-2CO2。(4)電解時,陽極的電極反應式為[Fe(CN)6]4--e-[Fe(CN)6]3-,電解時陰極反應式為2HCO3-+2e-H2↑+2CO32-,由于CO32-的水解程度大于HCO3-,所以溶液堿性增強,則pH變大。