1、第6章 化学反应与能量转化章末综合检测六章末综合检测(六)(时间：60分钟；满分：100分)一、选择题(本题包括9小题，每小题5分，共45分)1已知下列几个热化学方程式：C(石墨，s)O2(g)=CO2(g)H1H2O(l)=H2(g)O2(g)H2CH3CH2OH(l)3O2(g)=2CO2(g)3H2O(l)H3C(石墨，s)CO2(g)=2CO(g)H42C(石墨，s)O2(g)3H2(g)=CH3CH2OH(l)H5下列推断正确的是()AH1H2，H10，H20且H4H2解析：选C。反应放热，焓变小于0，反应吸热，焓变大于0，H1H2，A项错误；根据盖斯定律，由()/2得C(石墨，s)
2、O2(g)=CO(g)H，B项错误；根据盖斯定律，由23得，C项正确；无法判断H4与H2的相对大小，D项错误。2(2019天津河西区模拟)通过以下反应均可获取H2。下列有关说法不正确的是()太阳光催化分解水制氢：2H2O(l)=2H2(g)O2(g)H1571.6 kJ/mol焦炭与水反应制氢：C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)H2131.3 kJ/mol甲烷与水反应制氢：CH4(g)H2O(g)=CO(g)3H2(g)H3206.1 kJ/molA由反应知H2的燃烧热为571.6 kJ/molB反应中生成物的总能量高于反应物的总能量C反应若改用新催化剂，H3不变化D反应CH4(g)=
3、C(s)2H2(g)的H74.8 kJ/mol解析：选A。A在一定条件下，1 mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物时所放出的热量是燃烧热，由反应知H2的燃烧热为285.8 kJ/mol，A错误；B反应的焓变大于0，说明该反应为吸热反应，生成物的总能量高于反应物的总能量，B正确；C反应使用催化剂，可以加快反应速率，但是催化剂不影响反应热，所以改用新催化剂后H3不变，C正确；D根据盖斯定律，可得：反应CH4(g)=C(s)2H2(g)的H206.1 kJ/mol131.3 kJ/mol74.8 kJ/mol，D正确。3如图所示，将紧紧缠绕不同金属的铁钉放入培养皿中，再加入含有适量酚酞和NaCl的琼脂
4、热溶液，冷却后形成琼胶(离子在琼胶内可以移动)。下列叙述正确的是()Aa中铁钉附近呈现红色Bb中铁钉上发生还原反应Ca中铜丝上发生氧化反应Db中铝条附近有气泡产生解析：选B。a、b两装置中金属接触中性电解质溶液，都发生吸氧腐蚀。a中铁钉作负极，铜丝作正极，正极上的反应为O22H2O4e=4OH，碱性增强，铜丝附近呈红色，故A、C两项错；b中形成的原电池Al作负极，电极反应为Al3e=Al3，故D项错；b中铁钉作正极，发生还原反应，故B项正确。4. (2019滨州统考)利用电解原理净化含有机物的废水，其原理是在电解条件下将较低价态的金属离子(Co2)氧化成较高价态的金属离子(Co3)，利用较高价
5、态的金属离子将废水中的有机物氧化成CO2。装置如图所示。下列说法正确的是()A锌极为负极，发生氧化反应B石墨极上发生的电极反应式为Co2e=Co3C电解过程中，阴极附近溶液pH减小D氧化1 mol HCHO时电路中至少转移3 mol电子解析：选B。根据图示知，锌为阴极、石墨为阳极，阴极发生还原反应，A项错误；石墨极发生氧化反应，电极反应式为Co2e=Co3，B项正确；锌极的电极反应式为2H2e=H2，阴极附近溶液pH增大，C项错误；4Co3HCHOH2O=CO24H4Co2，氧化1 mol HCHO时至少要转移4 mol电子，D项错误。5(2019重庆一中月考)现代工业生产中常用电解氯化亚铁溶
6、液的方法制得氯化铁溶液吸收有毒的硫化氢气体。工艺原理如图所示。下列说法中不正确的是()A左槽中发生的反应为2Cl2e=Cl2B右槽中的反应式：2H2e=H2CH从电解池左槽迁移到右槽DFeCl3溶液可以循环利用解析：选A。根据装置图可知Fe2在电解池的左槽中被氧化生成Fe3，则左槽是电解池的阳极，右槽是电解池的阴极。阳极(左槽)的电极反应式为Fe2e=Fe3，A项错误；阴极(右槽)的电极反应式为2H2e=H2，B项正确；电解池中H从电解池阳极(左槽)迁移到阴极(右槽)，C项正确；反应池中的反应为2FeCl3H2S=2FeCl22HClS，故FeCl3溶液可以循环利用，D项正确。6(2019晋豫
7、省际大联考)S2Cl2和SCl2均为重要的化工原料，都满足8电子稳定结构。已知：S2(l)Cl2(g) S2Cl2(g)H1x kJmol1S2Cl2(g)Cl2(g) 2SCl2(g)H2y kJmol1相关化学键的键能如下表所示：化学键SSSClClCl键能/(kJmol1)abc下列说法中错误的是()ASCl2的结构式为ClSClBS2Cl2的电子式为Cy2bacD在S2(l)2Cl2(g) 2SCl2(g)的反应中，H(xy) kJmol1解析：选C。SCl2中原子都达到8电子稳定结构，S应该形成两个共价键，Cl只能形成1个共价键，所以SCl2的结构式为ClSCl，A项正确；S2Cl2
8、中原子都达到8电子稳定结构，S应该形成两个共价键，Cl只能形成1个共价键，所以S2Cl2的结构式为ClSSCl，则其电子式为，B项正确；反应的焓变等于反应物的键能之和减去生成物的键能之和，反应S2Cl2(g)Cl2(g) 2SCl2(g)的焓变H2y kJmol1(ac2b) kJmol1，C项错误；反应反应可以得到：S2(l)2Cl2(g) 2SCl2(g)，所以该反应的焓变为H(xy) kJmol1，D项正确。7(2019湖北四校联考)用固体氧化物作电解质的甲醇氧气燃料电池电解Na2SO4溶液制备白色的 Fe(OH)2。其原理如图所示：下列有关说法正确的是()AFe为阴极B碳棒Y上的电极反
9、应式为O24e4H=2H2OC碳棒X上的电极反应式为CH3OH6e3O2=CO22H2ODC电极的表面观察到Fe(OH)2白色沉淀解析：选C。选项A中Fe失电子提供Fe2，发生氧化反应，作阳极，A项错误。选项B中以固体氧化物作为电解质，因此电极反应式中不应出现H，B项错误。选项D中Fe(OH)2白色沉淀应在两极之间形成，而不是在电极表面，D项错误。8利用Zn/ZnO热化学循环两步生产合成气(H2、CO)的原理及流程图如下：下列有关说法正确的是()上述过程中，能量转化方式只有1种上述两步转化均为吸热反应上述过程中，ZnO、Zn可循环使用上述热化学方程式为H2O(g)CO2(g)=H2(g)CO(
10、g)O2(g)H582 kJmol1A BC D解析：选B。题中反应包含太阳能转化为化学能及化学能转化为热能等，错误；第一步吸热，第二步放热，错误；题图所示ZnO、Zn可循环使用，正确；根据盖斯定律，将题图中左侧热化学方程式乘以2再与右侧热化学方程式相加可得目标热化学方程式，经计算正确。9(2016高考浙江卷)金属(M)空气电池(如图)具有原料易得、能量密度高等优点，有望成为新能源汽车和移动设备的电源。该类电池放电的总反应方程式为4MnO22nH2O=4M(OH)n。已知：电池的“理论比能量”指单位质量的电极材料理论上能释放出的最大电能。下列说法不正确的是()A采用多孔电极的目的是提高电极与电
11、解质溶液的接触面积，并有利于氧气扩散至电极表面B比较Mg、Al、Zn三种金属空气电池，Al空气电池的理论比能量最高CM空气电池放电过程的正极反应式：4MnnO22nH2O4ne=4M(OH)nD在Mg空气电池中，为防止负极区沉积Mg(OH)2，宜采用中性电解质及阳离子交换膜解析：选C。A项，采用多孔电极可以增大电极与电解质溶液的接触面积，且有利于氧气扩散至电极表面，正确；B项，根据“已知”信息知铝的比能量比Mg、Zn的高，正确；C项，M空气电池放电过程中，正极为氧气得到电子生成OH，错误；D项，为了避免正极生成的OH移至负极，应选用阳离子交换膜，正确。二、非选择题(本题包括5小题，共55分)1
12、0(6分)从NO、SO、Cl、Cu2、Ba2、Ag、H等中选出适当的离子组成电解质，采用惰性电极对其溶液进行电解。(1)若两极分别放出H2和O2，电解质的化学式为_。(2)若阴极析出金属，阳极放出氧气，电解质的化学式为_。(3)若两极分别放出气体，且体积比为11，电解质的化学式为_。解析：(1)两极分别放出H2和O2，即H和OH放电，实质是电解H2O，水中的溶质应起导电作用，它可以是HNO3、H2SO4、Ba(NO3)2中的任意一种，但不是BaSO4。(2)阴极析出金属，即Ag或Cu2放电；阳极放出O2，即OH放电。水中的溶质可以是AgNO3、Cu(NO3)2、CuSO4中的任意一种。(3)两
13、极都生成气体，且气体体积比为11，则放电的离子应是Cl和H。水中的溶质可以是HCl、BaCl2中的任意一种。答案：(1)HNO3或H2SO4或Ba(NO3)2(2)AgNO3或Cu(NO3)2或CuSO4(3)HCl(或BaCl2)11(12分)(1)常温下，0.5 mol甲醇在氧气中完全燃烧生成CO2和液态水，放出热量363.3 kJ。写出该反应的热化学方程式：_。(2)请设计一个燃料电池：电解质溶液为强碱溶液，Pt作电极，在电极上分别通入甲醇和氧气。通入甲醇的电极应为_极(填“正”或“负”)，该电极上发生的电极反应式为_。(3)用Pt作电极电解1 L pH6的硝酸银溶液，如图甲所示，则右边
14、电极上发生的电极反应式为_。(4)某化学学习兴趣小组为了研究金属的腐蚀现象，将一枚铁钉放在“84”消毒液(有效成分为NaClO)中，某同学设计了如图乙所示实验装置，写出石墨电极上发生的电极反应式：_。解析：(2)通入燃料的电极为负极，在强碱性溶液中甲醇的氧化产物应为碳酸盐；(3)用惰性电极电解硝酸银溶液时，阳极是水失去电子产生氧气；(4)“84”消毒液中ClO在正极得电子生成Cl。答案：(1)CH3OH(l)O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H726.6 kJmol1(2)负CH3OH8OH6e=CO6H2O(3)2H2O4e=O24H(4)ClOH2O2e=Cl2OH12(12分)新型高
15、效的甲烷燃料电池采用铂为电极材料，两电极上分别通入CH4和O2，电解质为KOH溶液。某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源，进行电解饱和氯化钠溶液实验，如图所示。回答下列问题：(1)甲烷燃料电池正极、负极的电极反应式分别为_、_。(2)闭合K开关后，a、b电极上均有气体产生，其中b电极上得到的是_，电解饱和氯化钠溶液的总反应方程式为_。(3)若每个电池甲烷通入量均为1 L(标准状况)，且反应完全，则理论上通过电解池的电量为_(法拉第常数F9.65104 Cmol1，列式计算)，最多能产生的氯气体积为_L(标准状况)。解析：(1)甲烷燃料电池的总反应方程式为CH42O22OH=CO3H2O，
16、正极反应式为2O24H2O8e=8OH，负极反应式由总反应式减去正极反应式即可得到；(2)由图示可知，甲烷燃料电池中通入CH4的一极为负极，因而与之相连的b电极为阴极，产生的气体为氢气；(3)1 mol甲烷被氧化失去电子8 mol，电量为89.65104 C，题中虽有两个燃料电池，但电子的转移只能用一个电池的甲烷量计算，可根据CH48e4Cl2计算出标准状况下产生氯气的体积为4 L。答案：(1)2O24H2O8e=8OHCH410OH8e=CO7H2O(2)H22NaCl2H2O2NaOHH2Cl2(3)89.65104 Cmol13.45104 C413(12分)能源的开发、利用与人类社会的
17、可持续发展息息相关，怎样充分利用好能源是摆在人类面前的重大课题。.已知：Fe2O3(s)3C(石墨，s) =2Fe(s)3CO(g)Ha kJmol1CO(g)1/2O2(g)=CO2(g)Hb kJmol1C(石墨，s)O2(g)=CO2(g)Hc kJmol1则反应：4Fe(s)3O2(g)=2Fe2O3(s)的焓变H_kJmol1。.(1)依据原电池的构成原理，下列化学反应在理论上可以设计成原电池的是_。AC(s)CO2(g)=2CO(g)BNaOH(aq)HCl(aq)=NaCl(aq)H2O(l)C2H2O(l)=2H2(g)O2(g)DCH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O
18、(l)若以KOH溶液为电解质溶液，依据所选反应可以设计成一个原电池，请写出该原电池的电极反应式。负极：_，正极：_。(2)二氧化氯(ClO2)是一种高效安全的自来水消毒剂。ClO2是一种黄绿色气体，易溶于水。实验室以NH4Cl、盐酸、NaClO2为原料制备ClO2流程如下：已知：电解过程中发生的反应为NH4Cl2HClNCl33H2，NCl3中氮元素为3价。写出电解时阴极的电极反应式：_。在阳极上放电的离子是_。解析：.Fe2O3(s)3C(石墨，s)=2Fe(s)3CO(g)Ha kJmol1CO(g)1/2O2(g)=CO2(g)Hb kJmol1C(石墨，s)O2(g)=CO2(g)Hc
19、 kJmol1由盖斯定律()62得4Fe(s)3O2(g)=2Fe2O3(s)H6(cb)2a kJmol1。.(1)设计成原电池需要是自发进行的氧化还原反应。A项是非自发进行的氧化还原反应，不选；B项是复分解反应，不是氧化还原反应，不选；C项是非自发进行的氧化还原反应，不选；D项是自发进行的氧化还原反应，可以设计成原电池。D项反应可设计成甲烷燃料电池，在碱溶液中甲烷在负极失去电子发生氧化反应，氧气在正极得到电子发生还原反应。负极：CH48e10OH=CO7H2O；正极：2O24H2O8e=8OH。(2)电解时阴极上是氢离子得到电子生成氢气，阴极的电极反应式为2H2e=H2；电解时阳极上是铵根
20、离子失去电子生成NCl3。答案：.6(cb)2a.(1)DCH48e10OH=CO7H2O2O24H2O8e=8OH(2)2H2e=H2NH14(13分)(2019南通一模)电解法处理含氮氧化物的废气，可回收硝酸，具有较高的环境效益和经济效益。实验室模拟电解法吸收NOx的装置如图所示(图中电极均为石墨电极)。(1)若用NO2气体进行模拟电解法吸收实验。写出电解时NO2发生反应的电极反应式：_。若在标准状况下有2.24 L NO2被吸收，通过阳离子交换膜(只允许阳离子通过)的H为_mol。(2)某小组在右室装有10 L 0.2 molL1硝酸，用含NO和NO2(不考虑NO2转化为N2O4)的废气
21、进行模拟电解法吸收实验。实验前，配制10 L 0.2 molL1 硝酸需量取_mL、密度为1.4 gmL1、质量分数为63%的浓硝酸。电解过程中，有部分NO转化为HNO2。实验结束时，测得右室溶液中含3 mol HNO3、0.1 mol HNO2，同时左室收集到标准状况下28 L H2。计算原气体中NO和NO2的体积比(假设尾气不含氮氧化物，写出计算过程)。解析：(1)从题图知，NOx在电解时会转化成HNO3，则NO2中N由4价升高至5价，失去1个e，用H平衡电荷可写出电极反应式：NO2eH2O=NO2H。由电极反应式知，0.1 mol NO2参与反应生成0.1 mol NO和0.2 mol
22、H，由电荷守恒可知，需要向左室流入0.1 mol H后才能维持右室中溶液为电中性。(2)质量分数为63%的浓硝酸，其中c(HNO3)molL114 molL1，根据c1V1c2V2有0.2 molL110 L14 molL1V2，得V20.142 9 L142.9 mL。由N原子守恒知，最终生成的HNO3和HNO2中的总N原子数等于NO和NO2中所含N原子数与右室中原HNO3中N原子数总和，故n(HNO3)n(HNO2)n(NO)n(NO2)10 L0.2 molL1；电解过程中左、右两室中得失电子是守恒的，左室为H得电子生成H2，右室为NO2失电子生成HNO3，部分NO失电子生成HNO2，部分NO失电子生成HNO3，故21n(NO2)1n(HNO2)n(NO)n(HNO2)3，结合题中数据，联立、可求出NO和NO2的物质的量，相同状态下NO2和NO物质的量之比即为其体积比。答案：(1)NO2eH2O=NO2H0.1(2)142.9根据原子守恒：n(NO)n(NO2)3 mol0.2 molL110 L0.1 mol1.1 mol；根据得失电子守恒：0.1 mol1n(NO)0.1 mol3n(NO2)12；解得：n(NO)0.8 mol，n(NO2)0.3 mol；V(NO)V(NO2)n(NO)n(NO2)0.8 mol0.3 mol83。
