1、1第六章 化学反应与能量综合检测一、选择题(本题包括 10个小题，每小题 6分，共 60分，每小题只有一个选项符合题意)1下列关于热化学反应的描述中正确的是( )AHCl 和 NaOH反应的中和热 H57.3 kJmol1 ，则 1 mol硫酸与足量氢氧化钡溶液反应放热为 114.6 kJBH 2(g)的燃烧热是 285.8 kJmol1 ，则 2H2O(l)=2H2(g)O 2(g)反应的 H571.6 kJmol 1C放热反应比吸热反应容易发生D1 mol 丙烷燃烧生成水和二氧化碳所放出的热量是丙烷的燃烧热解析：中和热是指生成 1 mol H2O时放出的热量，1 mol硫酸与足量氢氧化钡溶
2、液反应除了生成 2 mol水外，还生成了硫酸钡，放热大于 114.6 kJ，A 错误；燃烧热是指 1 mol燃料完全燃烧生成稳定氧化物所放出的热量，2H 2O(l)=2H2(g)O 2(g) H2(285.8)571.6 kJmol1 ，B 正确；反应是放热还是吸热主要取决于反应物和生成物所具有的总能量的相对大小，与反应是否加热无关，如放热反应中铝热反应要高温才能进行，氢氧化钡晶体与氯化铵的反应尽管是吸热反应，但常温下搅拌就可进行，C错误；不能确定生成的是气态水还是液态水，D 错误。答案：B2关于如图所示转化关系(X 代表卤素)，说法不正确的是( )A2H(g)2X(g)= =2HX(g) H
3、cB甲烷的燃烧热为 b kJmol1C2CH 3OH(g)=2CH4(g)O 2(g) H2( b a) kJmol1D当甲醇和甲烷物质的量之比为 12，完全燃烧生成 CO2和 H2O(l)时，放出的热量为 Q kJ，则该混合物中甲醇的物质的量为 Q/(a2 b) mol解析：等物质的量时，CH 4燃烧生成液态水放出的热量更多，故 cb，A 项错误；甲烷6的燃烧热是指 1 mol CH4完全燃烧生成 CO2气体和液态 H2O时放出的热量，反应中生成的是气态 H2O，故 b kJmol1 不是甲烷的燃烧热，B 项错误；22 可得 2CH3OH(g)=2CH4(g)O 2(g) H2( b a)
4、kJmol1 ，C 项正确；得 CH3OH(g) O2(g)32=CO2(g)2H 2O(l) H( a c b) kJmol1 ，若设甲醇的物质的量为 x，则 CH4的物质的量为 2x，根据和有( a c b) kJmol1 x2 x kJmol1 c Q kJ， xmol，即混合物中甲醇的物质的量为 mol，D 项错误。Qa b 3c Qa 3c b答案：C10用如图装置电解硫酸钾溶液制取氢气，氧气，硫酸和氢氧化钾。从开始通电时，收集 B和 C逸出的气体。1 min后测得 B口的气体体积为 C口处的一半，下列说法不正确的是( )A电源左侧为正极B电解槽左侧的电极反应方程式为 2H2O4e
5、=O24H CD 口导出的溶液为 KOH溶液，且浓度比刚加入电解槽右侧时的浓度大D在标准状况下，若 1 min后从 C口处收集到的气体比 B口处收集到的气体多 2.24 L，则有 0.1NA个 SO 通过阴离子膜24解析：根据题意，电极应为惰性电极，左侧电极为阳极，右侧电极为阴极，电极反应式为阳极：4OH 4e =2H2OO 2或 2H2O4e =O24H ；阴极：4H 4e =2H2或 4H2O4e =2H24OH ；A、B 均正确；C 项，右侧由于 H 放电，产生 KOH，所以其浓度比刚加入电解槽右侧时的浓度大；D 项，设产生 O2为 x mol，则产生 H2为 2x mol,2x x0.
6、1 mol x0.1 mol消耗的 OH 为 0.4 mol，则有 0.2NA个 SO 通过阴离子膜。24答案：D二、非选择题(共 40分)711(15 分)在一个 U形管里盛有 CuCl2溶液，并插入两块锌片作电极，按如图连接。(1)如果把电键 K接 A，该装置应是_，Zn极是_极，电极反应式为_，Zn极是_极，电极反应式为_。(2)上述反应进行 5 min后，转换电键 K到 C，则这个装置是_，Zn极是_极，电极反应式是_。(3)上述装置反应进行 2 min后，再转换电键 K到 B，则 Zn极发生的化学反应为_。Zn极发生的有关电化学的反应为_。解析：当电键 K接触 A点时，构成一个有外接
7、直流电源的电解池装置，与电源正极相连的 Zn极是阳极，与电源负极相连的 Zn极是阴极。当工作 5 min后 Zn极上析出了Cu，此时，将电键 K接触 C点，构成一个原电池装置，表面覆盖铜的 Zn极是原电池的正极，Zn极是原电池的负极，当把电键 K接触 B点时，形成断路，Zn极发生 Zn与 CuCl2的置换反应，Zn极由于在锌的表面有铜，又浸在 CuCl2溶液中，发生电化学腐蚀。答案：(1)电解池装置 阳 Zn2e =Zn2 阴 Cu 2 2e =Cu(2)原电池装置 负 Zn2e =Zn2(3)ZnCuCl 2=ZnCl2Cu负极：Zn2e =Zn2 ，正极：Cu 2 2e =Cu12(15
8、分)某课外小组分别用下图所示装置对原电池和电解池原理进行实验探究。8请回答：.用图 1所示装置进行第一组实验。(1)在保证电极反应不变的情况下，不能替代 Cu作电极的是_(填字母序号)。A铝 B石墨C银 D铂(2)N极发生反应的电极反应式为_。(3)实验过程中，SO _(填“从左向右” “从右向左”或“不”)移动；滤纸上24能观察到的现象有_。.用图 2所示装置进行第二组实验。实验过程中，两极均有气体产生，Y 极区溶液逐渐变成紫红色；停止实验，铁电极明显变细，电解液仍然澄清。查阅资料发现，高铁酸根(FeO )在溶液中呈紫红色。24(4)电解过程中，X 极区溶液的 pH_(填“增大” “减小”或
9、“不变”)。(5)电解过程中，Y 极发生的电极反应为 Fe6e 8OH =FeO 4H 2O和244OH 4e =2H2OO 2，若在 X极收集到 1 344 mL气体，在 Y极收集到 168 mL气体(均已折算为标准状况时气体体积)，则 Y电极(铁电极)质量减少_g。解析：.(1)由图 1可知，左边装置是原电池，Cu 电极是正极，电极材料不发生反应，要保证电极反应不变，代替铜电极的材料活泼性不如锌才可以，铝比锌活泼，故 A不可以。(2)N极连接原电池的负极锌，则 N极为电解池的阴极，其电解的是 NaOH溶液(实质是电解水)，电极反应为 2H2O2e =H22OH 。(3)原电池中，阴离子向负
10、极移动，故 SO 从右向左移动。铁(M)作电解池的阳极，24失电子生成 Fe2 ，Fe 2 与 OH 结合生成 Fe(OH)2，Fe(OH) 2被空气中的氧气氧化生成红褐色沉淀，因此滤纸上会有红褐色斑点产生。.(4)图 2装置是电解池，X 极为阴极，电极反应为 2H2O2e =H22OH ，故 pH增大。(5)根据电子转移守恒可得关系式：92 4 n(Fe)6，1 34422 400 16822 400解得 n(Fe)0.015 mol， m(Fe)0.84 g。答案：(1)A(2)2H2O2e =H22OH (3)从右向左 滤纸上有红褐色斑点产生(答出“红褐色斑点”或“红褐色沉淀”即可)(4
11、)增大 (5)0.8413(10 分)能源是国民经济发展的重要基础，我国目前使用的能源主要是化石燃料。(1)在 25 、101 kPa时，16 g CH4完全燃烧生成液态水时放出的热量是 890.31 kJ，则 CH4燃烧的热化学方程式为_。(2)已知：C(s)O 2(g)=CO2(g) H437.3 kJmol 1H2(g) O2(g)=H2O(g) H285.8 kJmol 112CO(g) O2(g)=CO2(g) H283.0 kJmol 112则煤气化反应 C(s)H 2O(g)=CO(g)H 2(g)的焓变 H_kJmol 1 。(3)如图所示组成闭合回路，其中，甲装置中 CH4为
12、负极，O 2和 CO2的混合气体为正极，稀土金属材料为电极，以熔融碳酸盐为电解质；乙装置中 a、b 为石墨，b 极上有红色物质析出，CuSO 4溶液的体积为 200 mL。装置中气体 A为_(填“CH 4”或“O 2和 CO2”)，d 极上的电极反应式为_。乙装置中 a极上的电极反应式为_。若在 a极产生 112 mL(标准状况)气体，则甲装置中消耗 CH4_mL(标准状况)，乙装置中所得溶液的 pH_(忽略电解前后溶液体积变化)。如果乙中电极不变，将溶液换成饱和 Na2SO4溶液，当阴极上有 a mol气体生成时，同时有 w g Na2SO410H2O晶体析出，若温度不变，剩余溶液中溶质的质
13、量分数应为10_(用含 w、 a的表达式表示，不必化简)。解析：(1)16 g即 1 mol CH4在氧气中燃烧生成 CO2和液态水，放出 890.31 kJ热量，则热化学方程式为 CH4(g)2O 2(g)=CO2(g)2H 2O(l) H890.31 kJmol1 。(2)已知反应分别编号：C(s)O 2(g)=CO2(g) H437.3 kJmol 1 H2(g) O2(g)=H2O(g)12 H285.8 kJmol 1 CO(g) O2(g)=CO2(g)12 H283.0 kJmol 1 依据盖斯定律，得到：C(s)H 2O(g)=CO(g)H 2(g) H131.5 kJmol1
14、 。(3)b 电极上有红色物质生成，则 b是阴极，所以 a是阳极，c 是负极，d 是正极，通入甲烷的电极是负极，所以 A是 CH4、B 是 CO2和 O2，d 电极上氧气得电子和二氧化碳反应生成碳酸根离子，电极反应式为 O24e 2CO 2=2CO 。a 是阳极，阳极上氢氧根23离子放电生成氧气，电极反应式为 4OH 4e =O22H 2O；a 极上生成 n(O2)0.005 mol，生成 0.005 mol氧气转移电子的物质的量为 0.005 0.112 L22.4 Lmol 1mol40.02 mol，根据转移电子相等计算消耗甲烷体积为 22.4 0.02 mol8Lmol1 0.056
15、L56 mL；电池反应式为 2Cu2 2H 2O=4H O 22Cu，根据方程式知， n(H )4 n(O2)40.005 mol0.02 mol， c(H ) 0.1 molL1 ，则溶0.02 mol0.2 L液的 pH1。电解饱和硫酸钠溶液时，阳极上析出氧气、阴极上析出氢气，所以相当于电解水，且生成氢气和氧气的物质的量之比是 21，所以当阴极上有 a mol气体生成时，阳极上生成氧气的物质的量为 0.5a mol，电解水的质量为 a mol2 g/mol0.5 a mol32 g/mol18 a g，减少溶液和剩余溶液均是饱和溶液，减少 m(Na2SO4) w g ，溶液中溶142322质质量分数为 100% 100%。w g142322w g 18a gw142322w 18a答案：(1)CH 4(g)2O 2(g)=CO2(g)2H 2O(l) H890.31 kJmol 1(2)131.5(3)CH 4 O 24e 2CO 2=2CO23114OH 4e =O22H 2O 56 1 100%w142322w 18a
