1、1第 6 章 化学反应与能量章末综合检测(六)(时间：60 分钟 满分：100 分)一、选择题(本题包括 10 小题，每小题 5 分，共 50 分)1下列事实与电化学原理无关的是( )A金属钠与氧气反应生成过氧化钠B铁制器件在潮湿空气中生锈C镀锌铁片比镀锡铁片更耐腐蚀D远洋海轮的外壳连接锌块可保护轮船不受腐蚀解析：选 A。A金属钠与氧气反应生成过氧化钠，与电化学原理无关，故选 A；B铁在潮湿空气中形成原电池发生吸氧腐蚀，故不选 B；C镀锌铁发生金属被腐蚀现象时，因Zn 比 Fe 活泼，Zn 被腐蚀，镀锡铁破损后发生电化学腐蚀，因 Fe 比 Sn 活泼，因而是铁被腐蚀，所以镀锌铁比镀锡铁耐腐蚀，
2、故不选 C；D原电池中活泼金属作负极，腐蚀锌，保护了铁，故不选 D。2航天燃料从液态变为固态，是一项重要的技术突破。铍是高效率的火箭材料，燃烧时放出巨大的能量，已知 1 kg 金属铍完全燃烧放出的热量为 62 700 kJ。则铍燃烧的热化学方程式正确的是( )ABe O2=BeO 12 H564.3 kJmol 1BBe(s) O2(g)=BeO(s)12 H564.3 kJmol 1CBe(s) O2(g)=BeO(s)12 H564.3 kJmol 1DBe(s) O2(g)=BeO(g)12 H564.3 kJmol 1解析：选 C。A 项，没有写上状态，错误；B 项，燃烧是放热反应，
3、H0，错误；氧化铍是固体，C 正确，D 错误。3化学用语是学习化学的重要工具，下列用来表示物质变化的化学用语中，正确的是( )A氢氧燃料电池的负极反应式：O 22H 2O4e =4OHB电解饱和食盐水时，阳极的电极反应式：2Cl 2e =Cl2C粗铜精炼时，与电源正极相连的是纯铜，电极反应式：Cu2e =Cu22D钢铁发生电化学腐蚀的正极反应式：Fe2e =Fe2解析：选 B。O 22H 2O4e =4OH 是氢氧燃料电池的正极反应式，A 不正确；粗铜精炼时，与电源正极相连的应是粗铜，C 不正确；Fe2e =Fe2 是钢铁发生电化学腐蚀的负极反应式，D 不正确。4高温下，在密闭容器中用 H2还
4、原 WO2可得到金属钨，其总反应为 WO2(s)2H 2(g)=W(s)2H 2O(g) H66.0 kJ/mol；又已知 WO2(g)2H 2(g)=W(s)2H 2O(g) H137.9 kJ/mol，下列判断正确的是( )A总反应中，反应物能量总和大于生成物能量总和BW(s)2H 2O(l)=WO2(s)2H 2(g) H66.0 kJ/molC总反应中生成 1 mol W(s)放出 66.0 kJ 热量DWO 2(s)=WO2(g)的 H203.9 kJ/mol解析：选 D。由题中信息知用 H2还原 WO2，得到金属钨为吸热反应，故可推知反应物总能量小于生成物总能量，同时知生成 1 m
5、ol W(s)时需吸收 66.0 kJ 的热量，A、C 错误；B项中 H2O 的状态符号应为“g” ，B 错误。5有如下 3 个实验：实验 1 将金属 X 与金属 Y 用导线连接，浸入电解质溶液中，Y 不易腐蚀实验 2 将片状的金属 X、W 分别投入等浓度盐酸中都有气体产生，W 比 X 反应剧烈实验 3用惰性电极电解等物质的量浓度的 Y 和金属 Z 的硝酸盐混合溶液，在阴极上首先析出单质 Z依据上述实验现象，下列推测正确的是( )A金属的活动性顺序：YZXWB实验 1 中，Y 作正极CZ 放入 CuSO4溶液中一定有 Cu 析出 D用 X、Z 和稀硫酸可构成原电池，X 作正极解析：选 B。由实
6、验 1、2、3 分别得到金属的活泼性为 XY，WX，YZ，综合可得WXYZ，故选项 A 错误；实验 1 中，Y 作正极，故选项 B 正确；Z 和 Cu 的活泼性无法比较，选项 C 错误；用 X、Z 和稀硫酸可构成原电池，X 作负极，故选项 D 错误。6.如图所示，将铁棒和石墨棒插入盛有饱和 NaCl 溶液的 U 形管中。下列分析正确的是( )3AK 1闭合，铁棒上发生的反应为 2H 2e =H2BK 1闭合，石墨棒周围溶液 pH 逐渐升高CK 2闭合，铁棒不会被腐蚀，属于牺牲阳极的阴极保护法DK 2闭合，电路中通过 0.002NA个电子时，两极共产生 0.001 mol 气体解析：选 B。K
7、1闭合形成原电池，铁作负极，失电子被腐蚀，石墨棒作正极，氧气得电子变为 OH ，pH 逐渐升高，A 错误、B 正确；K 2闭合，铁棒作阴极被保护，不会被腐蚀，属于外加电流的阴极保护法，C 错误；K 2闭合形成电解池，两极分别产生氯气和氢气，电路中通过 0.002NA个电子时，每个电极上产生 0.001 mol 气体，两极共产生 0.002 mol 气体，D错误。7锂空气电池是一种新型的二次电池，其放电时的工作原理如图所示，下列说法正确的是( )A该电池放电时，正极的反应式为 O24e 4H =2H2OB该电池充电时，阴极发生了氧化反应：Li e =LiC电池中的有机电解液可以用稀盐酸代替D正极
8、区产生的 LiOH 可回收利用解析：选 D。正极的反应式为 O24e 2H 2O=4OH ，A 项错误；电池充电时，阴极发生还原反应，B 项错误；有机电解液不能用稀盐酸代替，因为金属锂与稀盐酸能发生反应，C 项错误。8利用如图装置电解制备 LiOH，两电极区电解液分别为 LiOH 和 LiCl 溶液。则下列说法不正确的是( )A外加电源的 a 极为正极B电解过程中，Li 向 B 极迁移4C阳极反应式为 4OH 4e =O22H 2OD每生成 1 mol LiOH，外电路转移 1 mol 电子解析：选 C。A 项，因为要制备氢氧化锂，右侧电极为铜，应该作阴极，所以 a 为电源的正极，正确；B 项
9、，左侧为电解池的阳极，应放入氯化锂溶液，右侧为电解池的阴极，溶液为氢氧化锂溶液，阳离子向阴极移动，即向 B 极迁移，正确；C 项，阳极是氯化锂中的氯离子反应生成氯气，错误；D 项，每生成 1 mol 氢氧化锂说明有 1 mol 锂离子通过阳离子交换膜，则外电路转移 1 mol 电子，正确。9LiFePO 4新型锂离子动力电池以其独特的优势成为绿色能源的新宠。已知该电池放电时的电极反应式为正极：FePO 4Li e =LiFePO4，负极：Lie =Li 。下列说法中正确的是( )A充电时电池反应为 FePO4Li= =LiFePO4B充电时动力电池上标注“”的电极应与外接电源的正极相连C放电时
10、电池内部 Li 向负极移动D放电时，在正极上是 Li 得到电子被还原解析：选 B。放电时的总反应式为 FePO4Li= =LiFePO4，充电时总反应式为放电时的逆反应，A 错误；放电时，Li 向正极移动，C 错误；由放电时正极反应式可知 Li 价态不变，D 错误。10液体燃料电池相比于气体燃料电池具有体积小，无需气体存储装置等优点。一种以肼(N 2H4)为燃料的电池装置如下图装置。该电池用空气中的氧气作为氧化剂，KOH 作为电解质。下列对于该燃料电池的叙述不正确的是( )A该电池的负极反应为 N2H44OH 4e =N24H 2OB用该电池作为装置的直流电源，产生 1 mol Cl2至少需要
11、通入 0.5 mol N2H4C该电池的电极材料应采用多孔导电材料，以提高电极反应物质在电极表面的吸附量，并使它们与电解质溶液充分接触D该电池中，电子从右侧电极经过外电路流向左侧电极，溶液中 OH 则迁移到左侧解析：选 D。A通入燃料的电极为负极，负极上燃料失电子发生氧化反应，电极反应式为 N2H44OH 4e =N2 4H 2O，故 A 正确；B电解氯化铜生成氯气的电极反应式为2Cl 2e =Cl2，生成 1 mol 氯气转移 2 mol 电子，燃料电池中的负极反应为N2H44OH 4e =N24H 2O，则转移 2 mol 电子，消耗 0.5 mol N2H4，故 B 正确；C因5为电池中
12、正、负极上为气体参与的反应，所以采用多孔导电材料，可以提高电极反应物质在电极表面的吸附量，并使它们与电解质溶液充分接触，故 C 正确； D电子从左侧电极经外电路流向右侧电极，故 D 错误。二、非选择题(本题包括 4 小题，共 50 分)11(11 分)能源的开发、利用与人类社会的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：Fe 2O3(s)3C(石墨，s) = =2Fe(s)3CO(g) H a kJmol1CO(g)1/2O 2(g)=CO2(g) H b kJmol1C(石墨，s)O 2(g)=CO2(g) H c kJmol1则反应：4Fe(s)3O 2(g)
13、=2Fe2O3(s)的焓变 H_kJmol 1 。.(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_(填序号)。AC(s)CO 2(g)=2CO(g)BNaOH(aq)HCl(aq)= =NaCl(aq)H 2O(l)C2H 2O(l)=2H2(g)O 2(g)DCH 4(g)2O 2(g)=CO2(g)2H 2O(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。负极：_，正极：_。(2)二氧化氯(ClO 2)是一种高效安全的自来水消毒剂。ClO 2是一种黄绿色气体，易溶于水。实验室以 NH4Cl、盐酸、NaClO 2为原料
14、制备 ClO2流程如下：已知：电解过程中发生的反应为 NH4Cl2HCl NCl33H 2，NCl 3中氮= = = = =电 解 元素为3 价。写出电解时阴极的电极反应式：_。在阳极上放电的物质(或离子)是_。解析：.Fe 2O3(s)3C(石墨，s)= =2Fe(s)3CO(g) H a kJmol1CO(g)1/2O 2(g)=CO2(g) H b kJmol1C(石墨，s)O 2(g)=CO2(g) H c kJmol1由盖斯定律()62 得 4Fe(s)3O 2(g)=2Fe2O3(s) H6( c b)2 a 6kJmol1 。.(1)设计成原电池需要是自发进行的氧化还原反应。A
15、项是非自发进行的氧化还原反应，不选；B 项反应是复分解反应，不是氧化还原反应，不选；C 项反应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 反应可设计成甲烷燃料电池，在碱溶液中甲烷燃料电池中燃料在负极发生氧化反应，氧气在正极得到电子发生还原反应；负极：CH 48e 10OH =CO 7H 2O；正极：23O22H 2O4e =4OH 。(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2H 2e =H2；电解时阳极上是铵根离子失去电子生成 NCl3。答案：.6( c b)2 a.(1)D CH 48e 10OH =CO 7H 2O O 22
16、H 2O4e =4OH23(2)2H 2e =H2NH 4Cl(或 NH ) 412(13 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辆。汽车上坡或加速时，电动机提供推动力，降低汽油的消耗；在刹车或下坡时，电池处于充电状态。(1)混合动力车的内燃机以汽油为燃料，汽油(以辛烷 C8H18计)和氧气充分反应，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)混合动力车目前一般使用镍氢电池，该电池中镍的化合物为正极，储氢金属(以 M 表示)为负极，碱液(主要为 KOH)为电解质溶液。镍氢电池充放电原理示意如图，其总反应式为 H22NiOOH 2Ni(O
17、H)2。 放 电 充 电根据所给信息判断，混合动力车上坡或加速时，乙电极周围溶液的 pH_(填“增大” “减小”或“不变”)，该电极的电极反应为_。(3)Cu2O 是一种半导体材料，可通过如图所示的电解装置制取，电解总反应式为2CuH 2O Cu2OH 2，阴极的电极反应式是_。用镍= = = = =电 解 氢电池作为电源进行电解，当电池中有 1 mol H2消耗时，Cu 2O 的理论产量为_g。7(4)远洋轮船的钢铁船体在海水中易发生电化学腐蚀中的_腐蚀。为防止这种腐蚀，通常把船体与浸在海水里的 Zn 块相连；或与像铅酸蓄电池这样的直流电源的_(填“正”或“负”)极相连，利用_保护法防止其被
18、腐蚀。解析：(1)1 mol C8H18(l)完全燃烧生成 9 mol 水蒸气放出的热量是 569.1 kJ95 121.9 kJ，所以该反应的热化学方程式为 C8H18(l) O2(g)=8CO2(g)9H 2O(g) 252 H5 121.9 kJmol 1 ；(2)混合动力车上坡或加速时，应是放电过程，根据图示可知，乙电极中由 NiOOH 转化为 Ni(OH)2，发生还原反应，电极反应式为 NiOOHH 2Oe =Ni(OH)2OH ，所以乙电极周围的溶液的氢氧根离子浓度增大，pH 增大；(3)电解总反应式为2CuH 2O Cu2OH 2，可知电解池的阴极发生的是水中的氢离子放电生成氢=
19、 = = = =电 解 气，所以电极反应式为 2H 2e =H2；当电池中有 1 mol H2被消耗时，电路中转移电子的物质的量是 2 mol，所以 Cu2O 的理论产量是 1 mol，质量是 144 g；(4)海水为中性溶液，所以钢铁船体在海水中易发生电化学腐蚀中的吸氧腐蚀，为防止这种腐蚀，通常把船体与浸在海水中的 Zn 块相连，或与铅酸蓄电池这样的直流电源的负极相连，作电解池的阴极，利用外加电流的阴极保护法防止其被腐蚀而被保护。答案：(1)C 8H18(l) O2(g)=8CO2(g)9H 2O(g) H5 121.9 kJmol 1252(2)增大 NiOOHH 2Oe =Ni(OH)2
20、OH (3)2H 2e =H2 144(4)吸氧 负 外加电流的阴极13(14 分)钒(V)及其化合物广泛应用于工业催化、新材料和新能源等领域。(1)V 2O5可用于汽车催化剂，汽车尾气中含有 CO 与 NO 气体，用化学方程式解释产生NO 的原因：_。汽车排气管内安装了钒(V)及其化合物的催化转化器，可使汽车尾气中的主要污染物转化为无毒的气体排出。已知：N2(g)O 2(g)=2NO(g) H180.5 kJ/mol2C(s)O 2(g)=2CO(g) H221.0 kJ/molC(s)O 2(g)=CO2(g) H393.5 kJ/mol尾气转化的反应之一：2NO(g)2CO(g)= =N
21、2(g)2CO 2(g) H_。(2)全钒液流储能电池结构如下图，其电解液中含有钒的不同价态的离子、H 和8SO 。电池放电时，负极的电极反应为 V2 e =V3 。24电解质溶液交换膜左边为 VO /VO2 ，右边为 V3 /V2 ，电池放电时，正极反应式为 2_，H 通过交换膜向_移动(填“左”或“右”)。充电时，惰性电极 N 应该连接电源_极，充电时，电池总的反应式为_。(3)若电池初始时左右两槽内均以 VOSO4和 H2SO4的混合液为电解液，使用前需先充电激活。充电过程分两步完成：第一步 VO2 转化为 V3 ，第二步 V3 转化为 V2 ，则第一步反应过程中阴极区溶液 pH_(填“
22、增大” “不变”或“减小”)，阳极区的电极反应式为_。解析：(1)按题干顺序给 3 个热化学方程式编号、，由盖斯定律2得 2NO(g)2CO(g)= =N2(g)2CO 2(g)的 H393.52180.5(221.0)kJ/mol746.5 kJ/mol。(2)全钒液流储能电池正极为 V()和 V()之间的转换，负极为 V()和 V()之间的转换，放电时，H 向正极移动；放电时的负极在充电时应该接电源的负极，充电时电池总反应就是 V() 和 V()反应生成 V()和 V()。(3)充电激活过程就是电解过程，阴极得电子，V 化合价下降，H 浓度下降，pH 增大。答案：(1)N 2O 2 2NO
23、= = = = =高 温 746.5 kJ/mol (2)VO e 2H =VO2 H 2O 左 2负 V 3 VO 2 H 2O=V2 VO 2H 2(3)增大 VO 2 H 2Oe =VO 2H 214(12 分)某化学兴趣小组用如图所示装置进行电化学原理的实验探究，试回答下列问题：9(1)通 O2的 Pt 电极为电池_极(填电极名称)；其电极方程式为_。(2)若 B 电池为电镀池，目的是在某镀件上镀一层银，则 X 电极材料为_，电解质溶液为_。(3)若 B 电池为精炼铜，且粗铜中含有 Zn、Fe、Ag、Au 等杂质，则该电池阳极泥的主要成分是_。(4)若 B 电池的电解质溶液为 500
24、mL 1.0 molL1 的 NaCl 溶液，X、Y 皆为惰性电极，当电池工作一段时间断开电源 K，Y 电极有 560 mL(标准状况)无色气体生成(假设电极产生气体完全逸出，溶液体积不变)，此时 B 电池溶液的 pH_；要使该溶液恢复到原来的状态，需加入_(填物质并注明物质的量)。(5)若 X、Y 均是铜，电解质溶液为 NaOH 溶液，电池工作一段时间，X 极附近生成红色沉淀，查阅资料得知是 Cu2O，试写出该电极发生的电极反应式：_。解析：(1)题图所示的装置中，A 装置是原电池，B 装置是电解池。其中对于 A 装置来说，通入 O2的电极为正极，正极发生还原反应，电极方程式为 O24e 2
25、H 2O=4OH ；通入 H2的电极为负极，负极发生氧化反应，电极反应式是 H22e =2H 。(2)若 B 电池为电镀池，目的是在某镀件上镀一层银，应该镀件与电源的负极连接，作阴极，镀层金属与电源的正极连接，作阳极。因此 X 电极材料为镀层金属 Ag；电解质溶液为含有 Ag 的溶液，如 AgNO3溶液。(3)若 B 电池为精炼铜，且粗铜中含有 Zn、Fe、Ag、Au 等杂质，电解精炼铜时，阳极发生反应：Cu2e =Cu2 ，活动性比铜强的金属 Zn、Fe 也失去电子，发生氧化反应，变为金属阳离子进入溶液，活动性比铜弱的金属以固体形式沉在阳极底部，俗称阳极泥。因此该电池阳极泥的主要成分是 Ag
26、、Au。(4)Y 是阴极，发生反应：2H 2e =H2， n(H2)0.56 L22.4 Lmol1 0.025 mol，根据电解总反应方程式：2NaCl2H 2OCl2H 22NaOH 可知：每产生 1 mol 氢气，会同时产生 2 mol NaOH，= = = = =电 解 由于 n(H2)0.025 mol，所以 n(NaOH)20.025 mol0.05 mol，溶液的体积是 500 mL，则 c(NaOH)0.05 mol0.5 L0.1 molL1 ，所以 pH13；在阴极产生 0.025 mol H2，在阳极就同时反应产生 0.025 mol Cl2，二者相当于 0.05 mol HCl 气体，因此要使该溶液恢复到原来的状态，需加入 0.05 mol HCl 气体。(5)若 X、Y 均是铜，由于 Cu 是活性电极，所以在阳极 Cu 失去电子变为 Cu ，再与溶液中的 OH 结合发生反应。该电极发生的电极反应式为 2Cu2OH 2e =Cu2OH 2O。答案：(1)正 O 24e 2H 2O=4OH (2)Ag AgNO 3溶液 (3)Ag、Au (4)13 0.05 mol HCl 气体(5)2Cu2OH 2e =Cu2OH 2O
