1、1专题 1 化学反应与能量变化(时间：90 分钟 满分：100 分)一、选择题(本题包括 16小题，每小题 3分，共 48分)1下列说法正确的是( )ANaHCO 3H 2 HCOONaH 2O反应中，储氢、释氢过程均无能量变化 储 氢 释 氢B2NO(g)2CO(g)= =N2(g)2CO 2(g)在常温下能自发进行，则该反应的 H0C化学反应有新物质生成，并遵循质量守恒定律和能量守恒定律D2SO 2(g)O 2(g)=2SO3(g)和 4SO2(g)2O 2(g)=4SO3(g)的 H相等21，3丁二烯和 2丁炔分别与氢气反应的热化学方程式如下：CH 2=CHCH=CH2(g)2H 2(g
2、) CH 3CH2CH2CH3(g) H236.6 kJmol 1CH 3CCCH 3(g)2H 2(g) CH 3CH2CH2CH3(g) H272.7 kJmol 1由此不能判断( )A1，3丁二烯和 2丁炔稳定性的相对大小B1，3丁二烯和 2丁炔分子储存能量的相对高低C1，3丁二烯和 2丁炔相互转化的热效应D一个碳碳叁键的键能与两个碳碳双键的键能之和的大小3下列有关金属腐蚀与防护的说法不正确的是( )A纯银器的表面在空气中因化学腐蚀渐渐变暗B当镀锡铁制品的镀层破损时，镀层不能对铁制品起保护作用C在海轮外壳连接锌块保护外壳不受腐蚀是采用了牺牲阳极的阴极保护法D可将地下输油钢管与外加直流电源
3、的正极相连以保护它不受腐蚀4.分析如图所示的四个原电池装置，结论正确的是( )A(1)(2)中 Mg作负极，(3)(4)中 Fe作负极B(2)中 Mg作正极，电极反应式为 6H2O6e =6OH 3H 2C(3)中 Fe作负极，电极反应式为 Fe2e =Fe2D(4)中 Cu作正极，电极反应式为 2H 2e =H25对热化学方程式 C(s)H 2O(g)=CO(g)H 2(g) H131.3 kJmol1 最准确的理解是( )A碳和水反应吸收 131.3 kJ热量B1 mol 碳和 1 mol水反应生成一氧化碳和氢气，同时放出 131.3 kJ热量2C1 mol 碳和 1 mol水蒸气反应生成
4、 1 mol CO(g)和 1 mol H2(g)，同时吸收 131.3 kJ热量D1 个固态碳原子和 1分子水蒸气反应吸热 131.1 kJ6.电解装置如图所示，电解槽内装有 KI及淀粉溶液，中间用阴离子交换膜隔开。在一定的电压下通电，发现左侧溶液变蓝色，一段时间后，蓝色逐渐变浅。已知：3I26OH =IO 5I 3H 2O，下列说法不正确的是( ) 3A右侧发生的电极反应式：2H 2O2e =H22OH B电解结束时，右侧溶液中含有 IO3C电解槽内发生反应的总化学方程式：KI3H 2O KIO33H 2= = = = =通 电 D如果用阳离子交换膜代替阴离子交换膜，电解槽内发生的总化学反
5、应不变7某同学组装了如图所示的电化学装置，电极为 Al，其他均为 Cu，则( )A电流方向：电极A电极B电极发生还原反应C电极逐渐溶解D电极的电极反应：Cu 2 2e =Cu8用惰性电极电解某溶液时，发现两极只有 H2和 O2生成。则电解一段时间后，下列有关该溶液(与电解前同温度)的说法中，正确的有( )该溶液的 pH可能增大 该溶液的 pH可能减小 该溶液的 pH可能不变 该溶液的浓度可能增大该溶液的浓度可能不变 该溶液的浓度可能减小A三个 B四个C五个 D六个9肼(H 2NNH2)是一种高能燃料，有关化学反应的能量变化如图所示。已知断裂 1 mol 化学键所需的能量(kJ)：NN 为 94
6、2、O= =O为 500、NN 为 154，则断裂 1 mol NH键所需的能量(kJ)是( )3A194 B391C516 D65810已知下列反应的热化学方程式：6C(s)5H 2(g)3N 2(g)9O 2(g)=2C3H5(ONO2)3(l) H12H2(g)O 2(g)=2H2O(g) H2C(s)O 2(g)=CO2(g) H3则反应 4C3H5(ONO2)3(l)=12CO2(g)10H 2O(g)O 2(g)6N 2(g)的 H为( )A12 H35 H22 H1 B2 H15 H212 H3C12 H35 H22 H1 D H15 H212 H311.如图所示，将纯 Fe棒和
7、石墨棒插入 1 L饱和 NaCl溶液中。下列说法正确的是( )AM 连接电源负极，N 连接电源正极，如果把烧杯中的溶液换成 1 L CuSO4溶液，反应一段时间后，烧杯中产生蓝色沉淀BM 连接电源正极，N 连接电源负极，将 C电极换成 Cu电极，电解质溶液换成硫酸铜溶液，则可实现在铁上镀铜CM 连接电源正极，N 连接电源负极，当两极产生气体总量为 22.4 mL(标准状况)时，则生成 0.001 mol NaOHD去掉电源，将 M、N 用导线直接相连，在溶液中滴入酚酞试液，C 电极周围溶液变红12.热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源。一种热激活电池的基本结构如图所示，其中作为电解质的无水 L
8、iClKCl混合物受热熔融后，电池即可瞬间输出电能。该电池总反应为PbSO42LiClCa= =CaCl2 Li2SO4Pb。下列有关说法正确的是( )A正极反应式：Ca2Cl 2e =CaCl2B放电过程中，Li 向负极移动C每转移 0.1 mol电子，理论上生成 20.7 g Pb4D常温时，在正负极间接上电流表或检流计，指针不偏转13一定条件下，充分燃烧一定量的丁烷放出热量 161.9 kJ，经测定完全吸收生成的二氧化碳需消耗 5 mol/L的 KOH溶液 100 mL，恰好生成正盐。则此条件下热化学方程式：C4H10(g) O2(g)=4CO2(g)5H 2O(g)的 H为( )132
9、A2 590.4 kJ/mol B2 590.4 kJ/molC1 295.2 kJ/mol D1 295.2 kJ/mol14.如图所示，X 为单质硅，Y 为金属铁，a 为 NaOH溶液，组装成一个原电池，下列说法正确的是( )AX 为负极，电极反应式为 Si4e =Si4BX 为正极，电极反应式为 4H2O4e =4OH 2H 2CX 为负极，电极反应式为 Si6OH 4e =SiO 3H 2O23DY 为负极，电极反应式为 Fe2e =Fe215铝电池性能优越，AlAgO 电池可用作水下动力电源，其原理如图所示。电池反应为 2Al3AgO2NaOH= =2NaAlO23AgH 2O，下列
10、关于铝电池的说法不正确的是( )AAl 为电池的负极，电极反应式为 Al3e 4OH =AlO 2H 2O2B原电池工作过程中，电解质溶液的 pH减小C原电池工作一段时间，两极的质量均减小D原电池工作过程中，AlO 移向 AgO/Ag电极216金属镍有广泛的用途。粗镍中含有少量 Fe、Zn、Cu、Pt 等杂质，可用电解法制备高纯度的镍，下列叙述正确的是(已知：氧化性 Fe2 Ni 2 Cu 2 )( )A阳极发生还原反应，其电极反应式：Ni 2 2e =NiB电解过程中，阳极质量的减少与阴极质量的增加相等C电解后，溶液中存在的金属阳离子只有 Fe2 和 Zn2D电解后，电解槽底部的阳极泥中只有
11、 Cu和 Pt题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16答5案二、非选择题(本题包括 5小题，共 52分)17(8 分)H 2SO4溶液和 KOH溶液反应时有热量放出，并已知反应物的总能量为 E1，生成物的总能量为 E2。试回答下列问题：(1)用离子方程式表示中和反应的实质：_。(2)判断 E1和 E2的大小关系： E1_E2。(3)已知 H (aq)OH (aq)=H2O(l) H57.3 kJmol1 ，计算下列中和反应中放出的热量。用 20 g NaOH配成稀溶液跟足量的稀盐酸反应，能放出_kJ 的热量。用 0.15 mol Ba(OH)2配成稀溶
12、液跟足量的稀硝酸反应，能放出_kJ 的热量。18(12 分)下表中的数据是破坏 1 mol物质中的化学键所消耗的能量(kJ)：物质 Cl2 Br2 I2 HCl HBr HI H2能量(kJ) 243 193 151 432 366 298 436根据上述数据回答下列问题。(1)下列物质本身具有的能量最低的是_。AH 2 BCl 2CBr 2 DI 2(2)下列氢化物中，最稳定的是_。AHCl BHBr CHI(3)X2H 2=2HX(X代表 Cl、Br、I)的反应是吸热反应还是放热反应？_。(4)相同条件下，X 2(X代表 Cl、Br、I)分别与氢气反应，当消耗等物质的量的氢气时，_(填“放
13、出”或“吸收”)的热量最多的是_。(5)若无上表中的数据，你能正确回答出问题(4)吗？_(填“能”或“不能”)，你的根据是_。619(10 分)(1)某反应过程中的能量变化如图所示：写出该反应的热化学方程式：_。(2)在溶液中进行化学反应中的物质，其状态标为“aq” ，已知 0.5 mol H2SO4在溶液中与足量氢氧化钠反应放出 57.3 kJ的热量，用离子方程式写出该反应的热化学方程式：_。(3)合成氨反应的热化学方程式：N2(g)3H 2(g)2NH 3(g) H92.2 kJmol 1已知合成氨反应是一个反应物不能完全转化为生成物的反应，在某一定条件下，N 2的转化率仅为 10%，要想
14、通过该反应得到 92.2 kJ的热量，至少在反应混合物中要投放 N2的物质的量为_ mol。(4)已知：Fe(s) O2(g)=FeO(s) H1272.0 kJmol 1 ；122Al(s) O2(g)=Al2O3(s) H21 675.7 kJmol 1 。32Al和 FeO发生铝热反应的热化学方程式是_。20(10 分)钢铁工业是国家工业的基础，钢铁生锈现象却随处可见，为此国家每年损失大量资金。请回答钢铁腐蚀与防护过程中的有关问题。(1)钢铁的电化学腐蚀原理如图所示：写出石墨电极的电极反应式：_；将该装置作简单修改即可成为钢铁电化学防护的装置，请在图中虚线框内所示位置作出修改，并用箭头标
15、出导线中电子流动方向；写出修改后石墨电极的电极反应式：_。(2)在实际生产中，可在铁件的表面镀铜防止铁被腐蚀。装置示意图如下：7A 电极对应的金属是_(写元素名称)，B 电极的电极反应式是_。若电镀前铁、铜两片金属质量相同，电镀完成后将它们取出洗净、烘干、称量，二者质量差为 5.12 g，则电镀时电路中通过的电子为_ mol。镀层破损后，镀铜铁比镀锌铁更容易被腐蚀，请简要说明原因：_。21(12 分)汽车发动机工作时会引发 N2和 O2反应，其能量变化示意图如下：Error! 2（ 630） kJmol 1 2NO（ g）(1)写出该反应的热化学方程式：_。(2)科学家制造出一种使用固体电解质
16、的燃料电池，其效率更高，可用于航空航天。如图 1所示装置中，以稀土金属材料作惰性电极，在两极上分别通入 CH4和空气，其中固体电解质是掺杂了 Y2O3的 ZrO2固体，它在高温下能传导阳极生成的 O2 离子(O 24e 2O 2 )。c 电极的名称为_，d 电极上的电极反应式为_。如图 2所示电解 100 mL 0.5 molL1 CuSO4 溶液，a 电极上的电极反应式为_。若 a电极产生 56 mL(标准状况)气体，则所得溶液的 pH_(不考虑溶液体积变化)，若要使电解质溶液恢复到电解前的状态，可加入_(填序号)。aCuO bCu(OH) 2cCuCO 3 dCu 2(OH)2CO3参考答
17、案与解析1导学号 02490084 解析：选 C。储氢、释氢过程均属于化学变化，化学变化的过8程总是伴随着能量变化，A 不正确；B 项反应是熵减的反应， SFeNiCuPt(惰性金属不放电)，阴极的放电顺序为 Zn2 阴极质量的增加。C 项溶液中除了 Fe2 和 Zn2 外还有Ni2 、H 等。17导学号 02490100 (1)H (aq)OH (aq)=H2O(l)(2) (3)28.65 17.1918导学号 02490101 解析：破坏 1 mol物质的化学键时所消耗的能量与相同条件下形成 1 mol该物质的化学键时放出的能量相等，放出的能量越多，物质本身具有的能量越低，分子越稳定。形
18、成 1 mol HH键时放出的能量最多，为 436 kJ；在氢化物中，形成 1 mol HCl键时放出的能量最多，为 432 kJ；假设消耗 1 mol H2，分别计算出三个反应放出的热量依次为 185 kJ、103 kJ 和 9 kJ。答案：(1)A (2)A (3)放热反应 (4)放出 Cl 2 (5)能 元素的非金属性越强，生成的氢化物越稳定，反应放出的能量就越多19导学号 02490102 解析：(1)由图可知，反应物总能量高于生成物总能量，可判断所给反应是一个放热反应，据图可写出反应的热化学方程式。(3)据热化学方程式可知，1 mol N 2完全反应才能得到 92.2 kJ的热量，而
19、 N2转化率为10%，则实际需要投入 10 mol N2才能转化 1 mol N2。(4)该铝热反应的化学反应方程式为 3FeO(s)2Al(s)= =Al2O3(s)3Fe(s)，可由113 得到，故 H H2 H131 675.7(272.03)859.7 (kJmol1 )。答案：(1)A(g)2B(g)= =C(l)3D(l) H432 kJmol 1(2)H (aq)OH (aq)=H2O(l) H57.3 kJmol 1(3)10(4)3FeO(s)2Al(s)= =Al2O3(s)3Fe(s) H859.7 kJmol 120导学号 02490103 解析：(1)在中性溶液中钢铁
20、发生吸氧腐蚀，将虚线中改为直流电源，这属于外加电流的阴极保护法，外加电源后石墨电极为阳极，氯离子失电子生成氯气。(2)在铁表面镀铜需将铁作阴极、铜作阳极，当析出 1 mol铜时两电极的质量差为6464128 (g)，转移 2 mol电子，当质量差为 5.12 g时，电路中通过的电子为 0.08 mol；镀层破损后，镀铜铁比镀锌铁更容易被腐蚀，因为镀层破坏后，在潮湿环境中形成原电池，铁为负极，加速铁的腐蚀。答案：(1)O 24e 2H 2O=4OH如图所示 2Cl 2e =Cl2(2)铜 Cu 2 2e =Cu 0.08 铁比铜活泼，镀层破坏后，在潮湿环境中形成原电池，铁为负极，加速铁的腐蚀(其
21、他答案合理也正确)21导学号 02490104 解析：(1)反应物断裂化学键所需要吸收的总能量减去生成物形成化学键释放的总能量即为焓变： H(945498)2630 kJmol1 183 kJmol1 。(2)该燃料电池的负极反应物为甲烷，正极产物为 O2 ，故负极的电极反应为CH48e 4O 2 = CO2 2H2O。a 电极为阳极，电极反应为 4OH 4e =2H2OO 2。根据电解的方程式：2CuSO 42H 2O 2CuO 22H 2SO4，当 a电极产生 56 = = = = =通 电 mL(标准状况)气体时，溶液中产生的氢离子的物质的量浓度为 0.1 molL1 ，所得溶液的pH1，电解过程中只有铜和氧气脱离体系，结合电子和元素守恒，要使电解质溶液恢复到电解前的状态，可加入 CuO或 CuCO3。答案：(1)N 2(g)O 2(g)=2NO(g) H183 kJmol 1(2)正极 CH 48e 4O 2 = CO22H 2O4OH 4e =2H2O O 2 1 ac
