1、1单元检测(四)化学反应与能量转化(时间：40 分钟 满分：100 分)可能用到的相对原子质量：H1 C12 N14 O16 Na23 S32Cl35.5 Fe56 Cu64 Pb207一、选择题(本大题共 7 小题，每小题 6 分，共 42 分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求。)1用 CH4催化还原 NO2可以消除氮氧化物的污染。例如：CH 4(g)4NO 2(g)=4NO(g)CO 2(g)2H 2O(g) H574 kJmol 1CH 4(g)4NO(g)= =2N2(g)CO 2(g)2H 2O(g) H1160 kJmol 1下列说法不正确的是( )。A由反应可知
2、 CH4(g)4NO 2(g)=4NO(g)CO 2(g)2H 2O(l) H574 kJmol1B反应转移的电子数相同C若用标准状况下 4.48 L CH4还原 NO2至 N2，放出的热量为 173.4 kJD若用标准状况下 4.48 L CH4还原 NO2至 N2，整个过程中转移的电子总物质的量为1.60 mol2(2018 届北京丰台期末)常温常压时烯烃与氢气混合不反应，高温时反应很慢，但在适当的催化剂存在时可与氢气反应生成烷烃，一般认为加氢反应是在催化剂表面进行的。反应过程的示意图如下：乙烯氢化反应能量示意图 烯烃催化加氢示意图下列说法中正确的是( )。A乙烯和 H2生成乙烷的反应是吸
3、热反应B加入催化剂，可减小反应的热效应2C催化剂能改变平衡转化率，不能改变化学平衡常数D催化加氢过程中金属氢化物的一个氢原子和双键碳原子先结合，得到中间体3干电池模拟实验装置如图。下列说法不正确的是( )。A锌皮作负极，碳棒作正极B电子从锌皮流向碳棒，电流方向则相反CNH 4Cl 是电解质，在锌片逐渐消耗过程中 MnO2不断被氧化D该电池是一次性电池，该废旧电池中锌可回收4(2018 届四川广元一诊)锌铜原电池装置如图所示，其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，下列有关叙述正确的是( )。A锌电极上发生还原反应B电池工作一段时间后，甲池的 c(SO )不变24C电池工作一段时间后，乙池溶液
4、的总质量减少D阴阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动，保持溶液中电荷平衡5(2017 届四川德阳三诊)铅蓄电池是常见的二次电池，某学生用铅蓄电池进行下列实验，如下图所示。铅蓄电池的工作原理为 PbPbO 22H 2SO4 2PbSO42H 2O。下列判断错误的是( )。A铅蓄电池的结构中栅状极板应交替排列B铅蓄电池放电时 Pb 电极的电极反应为 Pb2e =Pb2CK 闭合时，烧杯中 SO 向 c 电极迁移24DK 闭合后，若 c、d 电极的质量相差 3.2 g，则转移的电子可能为 0.2 mol6(2018 届河北石家庄辛集中学期中)我国发射“神五”所用的长征二号火箭的主要燃料是偏二甲肼(C
5、 2H8N2)，氧化剂是 NO2，燃烧产物只有 N2、CO 2和 H2O。有的国家用肼(N 2H4)作为火箭发动机的燃料，NO 2为氧化剂，反应生成 N2和水蒸气。已知：N 2(g)2O 2(g)=2NO2(g) H67.7 kJ mol 1 ，N 2H4(g)O 2(g)=N2(g)2H 2O(g) H534 kJ mol 1 。下列关于肼和 NO2反应的热化学方程式中正确的是( )。A2N 2H4(g)2NO 2(g)=3N2(g)4H 2O(l) H1135.7 kJmol 1B2N 2H4(g)2NO 2(g)=2N2(g)4H 2O(g) H1135.7 kJmol 13CN 2H4
6、(g)NO 2(g)= N2(g)2H 2O(g) H1135.7 kJmol 132D2N 2H4(g)2NO 2(g)=3N2(g)4H 2O(g) H1135.7 kJmol 17(2018 届河北武邑中学调研)某小组用下图装置进行实验，下列说法正确的是( )。A盐桥中的电解质可以用 KClB闭合 K，外电路电流方向为 Fe 电极石墨电极C闭合 K，石墨电极上只生成铜D导线中流过 0.15 mol 电子时，加入 5.55 g Cu2(OH)2CO3，CuSO 4溶液可恢复原组成二、非选择题(本大题共 4 小题，共 58 分。按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤
7、，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案必须明确写出数值和单位。)8(14 分)人类活动产生的 CO2长期积累，威胁到生态环境，其减排问题受到全世界关注。(1)工业上常用高浓度的 K2CO3 溶液吸收 CO2，得溶液 X，再利用电解法使 K2CO3 溶液再生，其装置示意图如下：在阳极区发生的反应包括_和H HCO =H2OCO 2。 3简述 CO 在阴极区再生的原理：23_。(2)再生装置中产生的 CO2和 H2在一定条件下反应生成甲醇等产物，工业上利用该反应合成甲醇。已知 25 、101 kPa 下：H2(g) O2(g)=H2O(g) H1242 kJmol 1 12CH3OH(g
8、) O2(g)=CO2(g)2H 2O(g) H2676 kJmol 132写出 CO2和 H2生成气态甲醇等产物的热化学方程式：_。下面表示合成甲醇的反应的能量变化示意图，其中正确的是_(填字母序号)。4A B C D(3)微生物燃料电池是一种利用微生物将化学能直接转化成电能的装置。已知某种甲醇微生物燃料电池中，电解质溶液为酸性，示意图如下：该电池外电路电子的流动方向为_(填“从 A 到 B”或“从 B 到 A”)。A 电极附近甲醇发生的电极反应式为_。9(14 分)氯碱工业中电解饱和食盐水的原理示意图如下图所示：(1)溶液 A 的溶质是_。(2)电解饱和食盐水的离子方程式是_。(3)电解时
9、用盐酸控制阳极区溶液的 pH 在 23，用化学平衡移动原理解释盐酸的作用：_。(4)电解所用的盐水需精制，去除有影响的 Ca2 、Mg 2 、NH 、SO c(SO ) 4 24 24 c(Ca2 )。精制流程如下(淡盐水和溶液 A 来自电解池)：盐泥 a 除泥沙外，还含有的物质是_；过程中将 NH 转化为 N2的离 4子方程式是_；BaSO 4的溶解度比 BaCO3的小，过程中除去的离子有_。10(15 分)第三代混合动力车，可以用电动机、内燃机或二者结合推动车轮。汽车上坡或加速时，电动机提供推动力，降低了汽油的消耗；在刹车和下坡时电动机处于充电状态。(1)混合动力车的内燃机以汽油为燃料，汽
10、油(以辛烷 C8H18计)和氧气充分反应，每生成 1 mol 水蒸气放热 569.1 kJ。则该反应的热化学方程式为_。(2)混合动力车的电动机目前一般使用的是镍氢电池，镍氢电池采用镍的化合物为正极，储氢金属(以 M 表示)为负极，碱液(主要为 KOH)为电解液。镍氢电池充放电原理示意图如下图：5其总反应式是：H 22NiOOH 2Ni(OH)2。根据所给信息判断，混合动力车上坡或加速时，乙电极周围溶液的 pH 将_(填“增大” “不变”或“减小”)，该电极的电极反应式为_。(1)汽车尾气中的一氧化碳是大气污染物，可通过如下反应降低其浓度：CO(g)O2(g) CO2(g)。12某温度下，在两
11、个容器中进行上述反应，容器中各物质的起始浓度及正逆反应速率关系如下表所示。请填写表中的空格：容器编号cCOmolL 1 cO2molL 1 cCO2molL 1 v(正)和v(逆)比较 2.0104 4.0104 4.0102 v(正) v(逆) 3.0104 4.0104 5.0102 _相同温度下，某汽车尾气中 CO、CO 2的浓度分别为 1.0105 molL1 和1.0104 molL1 。若在汽车的排气管上增加一个补燃器，不断补充 O2并使其浓度保持为 1.0104 molL1 ，则最终尾气中 CO 的浓度为_molL 1 。11(15 分) (1)一种以铜作催化剂脱硫的方法有如下两
12、个过程：在铜的作用下完成工业尾气中 SO2的部分催化氧化，所发生反应为2SO22 nCu( n1)O 2(22 n)H2O=2nCuSO4(22 n) H2SO4。从环境保护的角度看，催化脱硫的意义为_。利用下图所示电化学装置吸收另一部分 SO2，并完成 Cu 的再生。写出装置内所发生反应的总的离子方程式：_。(2)如图所示，A 为电源，B 为浸透饱和食盐水和酚酞溶液的滤纸，滤纸中央滴有一滴KMnO4溶液，C、D 为电解槽，其电极材料如下图。闭合 K1，断开 K2，通电后，B 的 KMnO4紫红色液滴向 c 端移动，则电源 b 端为_极，通电开始时，滤纸 d 端的电极反应式是_。已知 C装置中
13、电解质为 Cu(NO3)2和 X(NO3)3，且均为 0.1 mol，断开 K1，闭合 K2，通电一段时间后，阴极析出固体质量 m(g)与通过电子的物质的量 n(mol)关系如上图所示。则 Cu2 、X 3 、H 氧化能力由大到小的顺序是_；D 装置中溶液是 H2SO4，则此装置电极 C 端的实验现象是_。(3)NO2、O 2和熔融 NaNO3可制作燃料电池，其原理如下图所示。该电池在使用过程中石墨电极上生成氧化物 Y，其电极反应式为_。若该燃料电池使用一段时间后，共收集到 20 mol Y，则理论上需要消耗标准状况下氧气的体积为_L。6(4)某甲醇燃料电池原理如图 1 所示。图 1 图 2M
14、 区发生反应的电极反应式为_。用上述电池做电源，用图 2 装置电解饱和食盐水(电极均为惰性电极)，则该电解的总反应离子方程式为_。假设溶液体积为 300 mL，当溶液的 pH 变为 13 时(在常温下测定)，理论上消耗甲醇的质量为_(忽略溶液体积变化)。单元检测(四)1A 解析：根据反应可知，当生成液态水时，由于气体转化为液体时放热，所以生成液态水放出的热量更多，放热越多，焓变越小，A 错误。2D 解析：A 项，根据图示，反应物的总能量高于产物的总能量，所以该反应是放热反应，故 A 错误；B 项，催化剂只会加快反应速率，不会引起反应热的变化，反应的热效应不变，故 B 错误；C 项，催化剂只会加
15、快反应速率，不能改变平衡转化率，不能改变化学反应的平衡常数，故 C 错误；D 项，根据化学反应的示意图可以得出：催化加氢过程中金属氢化物的一个氢原子和双键碳原子先结合，得到中间体，故 D 正确。3C 解析：以糊状 NH4Cl 作电解质，其中加入 MnO2氧化吸收 H2，C 项错误。4B 解析：A 项，由装置图可知该原电池反应原理为 ZnCu 2 =Zn2 Cu，故 Zn电极为负极，失电子发生氧化反应，Cu 电极为正极，得电子发生还原反应，A 错误；B 项，该装置中为阳离子交换膜，只允许阳离子和水分子通过，故两池中 c(SO )不变，B 正确；24C 项，放电过程中溶液中 Zn2 由甲池通过阳离
16、子交换膜进入乙池，乙池中Cu2 2e =Cu，故乙池中为 Cu2 逐渐由 Zn2 替代，摩尔质量 M(Zn2 )M(Cu2 )，故乙池溶液的总质量增加，C 错误；D 项，该装置中为阳离子交换膜，只允许阳离子和水分子通过，放电过程中溶液中 Zn2 由甲池通过阳离子交换膜进入乙池保持溶液中电荷平衡，阴离子并不通过交换膜，D 错误。5B 解析：A 项，铅蓄电池的结构中栅状极板应交替排列，以增大与溶液的接触面积，故 A 正确；B 项，铅蓄电池放电时 Pb 电极的电极反应为 PbSO 2e =PbSO4，故24B 错误；C 项，电解池中阴离子向阳极移动，K 闭合时，烧杯中 SO 向阳极 c 电极迁移，2
17、4故 C 正确；D 项，根据电池反应 2PbSO42H 2O PbPbO 22H 2SO4，K 闭合后，= = = = =通 电 若 c、d 电极的质量相差 3.2 g，消耗的 H2SO4为 0.2 mol，电路中转移 0.2 mol 电子，故D 正确。6D 解析：将方程式2得 2N2H4(g)2NO 2(g)=3N2(g)4H 2O(g) H27(534 kJmol 1 )(67.7 kJmol 1 )1135.7 kJmol 1 ，故选 D。7D 解析：A 项，由于 KCl 能和 AgNO3反应产生沉淀，因此盐桥中的电解质不能用KCl，A 错误；B 项，闭合 K，铁比银活泼，作负极，与铁相
18、连的石墨为阴极，外电路电子方向为 Fe 电极石墨电极，B 错误；C 项，闭合 K，铁比银活泼，作负极，与铁相连的石墨为阴极，溶液中的铜离子首先放电，Cu 2 2e =Cu，析出 Cu，后发生2H 2e =H2，所以生成物不只有铜，C 错误；D 项，CuSO 4溶液中 n(Cu2 )0.05 mol，完全反应时转移电子数为 0.1 mol，导线中流过 0.15 mol e 说明水也参与了电解，电解 CuSO4的总反应为2Cu2 2H 2O 2CuO 24H ，溶液中减少的是 2Cu 和 O2(相当于 2CuO)，= = = = =通 电 需要补充 0.05 mol CuO，电解水的总反应 2H2
19、O 2H2O 2，转移电子数= = = = =通 电 为 0.05 mol，因此消耗 0.025 mol 的 H2O，Cu 2(OH)2CO3可写为 2CuOH2OCO2，所以加入0.025 mol222 gmol1 5.55 g Cu 2(OH)2CO3，CuSO 4溶液可恢复原组成，D 正确。8(1)4OH 4e =2H2OO 2HCO 存在电离平衡：HCO H CO ，阴极 H 放电，浓度减小，平衡右移 3 3 23(或阴极 H 放电，OH 浓度增大，OH 与 HCO 反应生成 CO ) 3 23(2)CO 2(g)3H 2(g)=CH3OH(g)H 2O(g) H50 kJmol 1
20、A(3)从 A 到 BCH 3OHH 2O6e =6H CO 2解 析 ： (2) H2(g) O2(g)=H2O(g) H1 242 kJmol 1 ， CH3OH(g)12 O2(g)=CO2(g)2H 2O(g) H2676 kJmol1 ，将方程式3得 CO2(g)323H 2(g)=CH3OH(g)H 2O(g) H3(242 kJmol1 )(676 kJmol1 )50 kJmol1 ；该反应是放热反应，反应物总能量大于生成物总能量，物质越稳定，其能量越小，所以液态物质的能量小于气态物质，则符合条件的图象是 A。(3)该燃料电池中，甲醇失电子发生氧化反应，所以 A 极是负极，B
21、极是正极，电子从负极 A 流向正极 B。A电极上甲醇和水反应生成 H 和二氧化碳，电极反应式为 CH3OHH 2O6e =6H CO 2。9(1)NaOH(2)2Cl 2H 2O 2OH H 2Cl 2= = = = =通 电 (3)氯气与水反应：Cl 2H 2O HClHClO，增大 HCl 的浓度可使平衡逆向移动，减少氯气在水中的溶解，有利于氯气的逸出(4)Mg(OH) 2 2NH 3Cl 28OH =8H2O6Cl N 2 SO 、Ca 2 4 2410(1)C 8H18(l) O2(g)=8CO2(g)9H 2O(g) H5121.9 kJmol 1252(2)增大 NiOOHH 2O
22、e =Ni(OH)2OH (3) v(正) v(逆) 1.110 6解析：(3)该温度下的容器内 v(正) v(逆)，达到化学平衡状态，化学平衡常数K110 4。在容器内 Qc 104 v(逆)。假设在反应的过程中转化 CO 的浓度 x molL1 ，则达到平衡时 CO 的浓度为(1.010 5 x)molL1 ，CO 2的浓度为(1.010 4 x)molL1 ，O 2的浓度为1.0104 molL1 ，在相同的温度下，化学平衡常数保持不变，则10 4，解得 x8.91.010 4 x1.010 5 x1.010 2106 molL1 ，达到平衡时 CO 的浓度为 1.0105 molL1
23、8.910 6 molL1 1.110 6 molL1 。11(1)减少酸雨的发生8SO 22H 2OCu 2 =4H SO Cu24(2)负 2H 2e =H2 Cu 2 H X3 开始有无色无味气体生成，后来有红色物质生成(3)NO2NO e =N2O5 224 3(4)CH 3OH6e H 2O=CO26H 2Cl 2H 2O H2Cl 22OH 0.16 g= = = = =通 电 解析：(3)石墨电极上通入 NO2，为负极，发生的电极反应为NO2NO e =N2O5；根据电池总反应 4NO2O 2=2N2O5，收集到 20 mol N2O5需消耗 O2 3为 10 mol，标准状况下体积为 224 L。(4)通过质子的移动方向知电极 M 是负极，发生氧化反应：CH 3OH6e H 2O=CO26H ；电解饱和食盐水的离子方程式：2Cl 2H 2OH2Cl 2= = = = =通 电 2OH ；溶液体积为 300 mL，当溶液的 pH 变为 13 时(在常温下测定)，转移电子物质的量是0.1 molL1 0.3 L0.03 mol，理论上消耗甲醇的质量为 0.03 mol 32 16gmol1 0.16 g。
