化学选修四第一章化学反应与能量转化.docx

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1、化学选修四第一章作者 :日期：第 1 章化学反应与能量转化(满分 0分时间 90 分钟）一、选择题 (本题包括1小题，每题3 分，共 48 分 )1.在生产和生活中，人们广泛利用着化学反应释放的能量。下列说法正确的是()A 物质发生化学变化并不一定都伴随着能量变化B. 用实验方法和理论方法研究反应热的化学称为热化学C.有能量变化的都是化学变化D 任何反应中的能量变化都表现为热量变化解析： 物质发生化学变化时一定伴随着能量变化，A 错 ;灯泡发光的过程中有能量变化，但该过程不是化学变化，C 错；化学反应中的能量变化大部分表现为热量变化 ,但也有其他能量变化,如热能、光能，D 错。答案： B2废电

2、池的污染引起人们的广泛重视,废电池中对环境形成污染的主要物质是()A 石墨?.二氧化锰C.锌? ?D汞解析： 废电池中的重金属如镉、汞等对环境会造成严重污染。答案 :D3我国某大城市今年夏季多次降下酸雨。据环保部门测定，该城市整个夏季酸雨的平均为3。在这种环境中的铁制品极易被腐蚀。对此条件下铁的腐蚀的叙述不正确的是 ()A 此腐蚀过程有化学腐蚀也有电化学腐蚀B. 发生电化学腐蚀时的正极反应为 H 2+O 2+ e-=4OH .在化学腐蚀过程中有氢气产生 .发生电化学腐蚀时的负极反应为e 2e-=Fe2p解析 :由于该城市出现了严重的酸雨,因此铁制品既可以直接与H +反应生成 H ，也可以形成原

3、电池,发生析氢腐蚀,正极反应为 H + e- =H2 。答案： B4.(20 海南高考 )已知 2Zn( )+ ( )=2ZnO(s)2H = 700 k mol 12Hg（ l) 2 (g） H O(s）H = 81.6 m l -1则反应 Zn( )+H O（ s)=Zn (s） g（ l ）的H 为 ( ) . 5 9 4J olB 29.kJmol 1C 25 .kJ ol-1?D. 51 .4 kJ m l 1解析： 由盖斯定律 ,第一个式子减去第二个式子除以得： n(s) gO(s)= Zn（ s)+Hg(l)=(-701.0 J ol- 1 6 km l-1)/ -2 .7 kJ

4、 o 1。答案 :C5.如图为某反应的焓变示意图，下列有关该反应的说法中正确的是（)H0 .X 能量一定高于MC该反应为放热反应该反应一定不必加热就可以发生解析： 反应物、 Y 的能量高于生成物M 、N ，该反应为放热反应,H 0,放热反应有时也需要加热才可以发生。答案： 6关于如图所示装置的叙述,正确的是 ()铜是阳极,铜片上有气泡产生铜片质量逐渐减少C电流从锌片经导线流向铜片 .铜离子在铜片表面被还原解析： Z比 Cu 活泼 ,Zn 为负极u 为正极,电流由铜片经导线流向锌片,Zn片质量逐渐减少，C片质量不断增加，Cu2+在铜片表面得电子被还原为铜。答案： 7.化学用语是学习化学的重要工具

5、,下列用来表示物质变化的化学用语中,正确的是(）A 电解饱和食盐水时，阳极的电极反应式为：2Cl-2e =Cl2B. 氢氧燃料电池的负极反应式：O2 2H2 +4e = 4OC粗铜精炼时 ,与电源正极相连的是纯铜，电极反应式为:Cu 2e-=Cu2+D 钢铁发生电化学腐蚀的负极反应式:Fe 3e= Fe +解析： 电解饱和食盐水时,阳极上 l 放电： Cl -2 -= Cl ；氢氧燃料电池的负极发生氧化反应,应是 失电子 ;精炼铜时 ,粗铜与电源正极相连;钢铁发生电化学腐蚀的负极反应式为Fe- e =Fe2+。答案 : .把等物质的量的Na S 4、 NaCl 、 Ag O3 混合物放入足量水

6、中,经充分搅拌后，将所得溶液用石墨电极进行电解,阳极生成的物质是()A H ?B Ag Cl 2? .O解析 :将等物质的量的NaCl 和 AgNO 混合物放入水中，发生反应：NaCl Ag = NaNO gC ，所得溶液为NaN 3和 N O的混合液，用3石墨电极电解时 ,实质是电解水 ,阳极上生成的物质是O2。答案： D .双选题 下列说法正确的是()A 钢铁因含杂质而容易发生电化学腐蚀，所以合金都不耐腐蚀B 原电池反应是导致金属腐蚀的主要原因，故不能用原电池原理来减缓金属的腐蚀C.钢铁电化学腐蚀的两种类型主要区别在于水膜的酸性不同,引起的正极反应不同无论哪种类型的腐蚀,其实质都是金属被氧

7、化解析 :金属的腐蚀就是金属失电子被氧化的过程,因此正确；析氢腐蚀和吸氧腐蚀是由于水膜酸性不同,正极反应就不同,C 正确 ;原电池反应既可以加快金属的腐蚀 ,也可用于防止金属的腐蚀，如轮船外壳镶嵌锌块;不锈钢、镀锌铁等中的Fe均不易被腐蚀,A 、 B 不正确。答案： CD 0下列说法或表示方法正确的是 ( )若将等量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧,后者放出热量多B. 由“ C(石墨 )= (金刚石 )H =1 mol” 可知 ,金刚石比石墨稳定C在 0 kP时 , g H 完全燃烧生成液态水,放出 285.J 热量 ,氢气燃烧的热化学方程式表示为:2H （ ) 2（ )=2H 2O(l) =-2

8、85.8 J/mo .在稀溶液中： H - = 2OH -57.3 k mol ,若将含 1 m l H 2 O4 与含 2 mol OH 的溶液混合 ,放出的热量等于114.6 解析 :S（ g）转化成S( )需要放出热量，因此燃烧等量的硫蒸气放出的热量多于硫固体，错 ;由石墨转变为金刚石需吸收热量,说明石墨的能量低于金刚石,石墨比金刚石稳定， B 错；2 ol 的质量为4 g,因此= 576 J/mol,C 错；1 molH S与mol Na H 反应生成2 mol H O,放出的热量等于114.6 k， D 对。242答案 :D-1的 H 2 4溶液 ,烧杯B 中盛放.1 mol L-1

9、1 双选题 烧杯 A 中盛放 0 1 ol LSO的 uCl 2 溶液 (两种溶液均足量）,装置如图所示，下列说法不 正确的是（)A.A 为原电池 ,为电解池B.A 为电解池， B 为原电池 .当 A 烧杯中产生 0.1 l 气体时， B 烧杯中产生气体的物质的量也为0.1 lD. 一段时间后 ,B 烧杯中溶液的浓度增大解析 :由 A 、 B 两装置可知 ,A 为原电池 ,B 为电解池。 A 、 B 两池产生气体关系为：），电解 u l2 溶液的反应式为CuC错误 ! Cu+H 2Cl 2 2e ,故 n(H 2）=n(Cl l 2,故浓度减小。答案 :BD1将金属 a 放入 ( 3）2 溶液

10、中发生如下反应：2+b,则下列说法正确ab= a的是 ? ? ?()A. 常温下， a 或 b 可以与水发生反应B. 与 b 用导线连接插入稀H S 中 ,则形成原电池且b 极上有 H放出24C.与 b 用导线连接插入b(NO 3)2 中一定构成原电池D. 用惰性电极电解a(N 3)2 与 b(NO 3) 2 的混合液 ,在阳极先析出 b解析： 金属 a 放入 b(NO)溶液中能把 b 置换出来 ,说明 a 的活泼性大于b,而且 a、b 都不能与水反应,因为若 a 或 b 能与水反应，盐溶液首先会与水反应而不会生成单质 ,A 错误 ;若 a 的活泼性大于H,则能与 b、 2SO4 形成原电池

11、,反之则不能形成原电池，B 错误；由于能与(N 3)2 自发反应，故a、b 与 b(NO )一定能构成原电池，正确；用惰性电极电解a(NO 3)2 与 b(NO 3)2 的混合液 ,在阴极上先析出 ,错误。答案 :C13.燃料电池是燃料(如 C、 H2、CH4）等跟 O2(或空气）起反应将化学能转变为电能的装置 ,电解质溶液是强碱（如K H) 溶液，下列关于甲烷燃料电池的说法中不正确的是 (）A 通入氧气的一极发生还原反应，通入甲烷的一极发生氧化反应 .负极的电极反应式为CH 1O -8 =C 错误 ! +7H 2C.随着反应的进行,电解质溶液的p保持不变甲烷燃料电池的能量利用率比甲烷燃烧的大

12、解析： 甲烷燃料电池的负极燃气是CH4，发生氧化反应，通入O的一极为正极,发生还原反应，正极反应式为2 2+4H 2 + e-= O ,负极需消耗10OH ,因此电解质溶液中的O -深度下降， p降低。答案 :C 4.某蓄电池放电、充电时的反应为Fe NO 3H O错误 ! Fe( H ） 22Ni(O ） 2下列推断中正确的是（)放电时， Fe 为正极 ,Ni 2O3 为负极 充电时 ,阴极上的电极反应式是：F（ OH) 2充电时 , i(OH) 为阳极 该蓄电池的电极必须是浸在某+2 =Fe+2OH种碱性电解质溶液中A ?BC.? .解析： 根据元素化合价变化，放电时Fe 为负极， Ni

13、2 3 为正极 , 错 ;充电时，阴极发生还原反应,对 ;充电时 ,Ni （ O） 2 中 Ni 元素的化合价升高,因此 Ni(OH) 为阳极， 对 ;因 F、 i O 、Fe(OH) 2、 i（ OH) 2 均可以与酸反应，因此该蓄电池的电极必须浸在碱性电解质溶液中。答案： D15 (2 12泰安检测 )通常人们把拆开1 mol 某化学键所吸收的能量或形成1 m某化学键所释放的能量看作该化学键的键能,键能的大小可用于估算化学反应的反应热( H),已知化学健H-H l Cl Cl键能4 6 kJ mo -243 J l43 k mol 11则下列热化学方程式不 正确的是 ()1 2H2(g)+

14、 f(1 ， 2)Cl 2(g） =HCl(g ）H -91.5 kJ ol 1 .H 2（g)+ l 2( )=2 Cl(g) H - 8 kJ mol -1C.2H(g) 错误 ! C 2（ g)= Cl(g ）H =91.5 kJ mol -1D. H l( )=H 2(g） +Cl 2（ g)H =183 kJ mol -解析 :化学反应的实质是旧键断裂,新键生成，断键吸热，成键放热,根据各化学键的键能可知H2 和 C 的反应是放热反应,错误， A 、 B、中H 的数据与化学方程式中的系数关系是正确的。答案： 1用电解质溶液为氢氧化钾水溶液的氢氧燃料电池电解饱和碳酸钠溶液一段时间，假设

15、电解时温度不变,且用惰性电极 ,下列说法不 正确的是 () .当电池负极消耗 g 气体时，电解池阴极同时有 m 气体生成 B. 电池的正极反应式为 :O2+ O 4e-= 4OHC.电解后 c(Na CO3)不变，且溶液中有晶体析出D 电池中 c（ KOH) 不变 ;电解池中溶液pH 变大解析 :氢氧燃料电池负极反应为2H 24OH -4e=4 ,正极反应为O2+2H 2O+4e-= OH ，总反应为2H2+O =2H 2， n( H) 不变， c(KOH ）变小；电解N 2C 3 溶液实质是电解水,阴极反应为+ + e= 2H2 ,由电子守恒知与电池负极消耗的H 2 的量相等，由于Na2 O

16、3 溶液是饱和的，水减少，溶液中会有晶体析出 ,但溶液的浓度不变,且温度不变 ,其 pH 不变。答案 :D二、非选择题(本题包括小题,共 2 分 ) 7.(6 分 )用 H 4 催化还原NO x 可以消除氮氧化物的污染。例如：CH4(） 4N ( )=4NO(g)+CO 2 (g) 2H 2O(g ）H=-574 k l -1CH4（ g） +4NO(g ） =2N 2( ) C 2(g)+2 2O( )H=-1 1 0 kJ mol -1若用标准状况下4.48L CH 4 还原 O至 N2,整个过程中转移电子总数为_ _（阿伏加德罗常数的值用NA 表示 ),放出的热量为 _ _kJ。解析 :

17、将两热化学方程式相加得2 H4（ g) 4 O2()= N 2(） 2 O(g） H 2O（）H= 734 kJ mol -1可以看出2 22. C4 被氧化转移电子总数为16 A，放出热量1 7 4 kJ.故 4.48 L转移电子总数为1.6 N,放出热量 3.4kJ。答案： 1.6 NA （或 .6 NA )13.418(分 )将 1 L 含有 mol CuSO 和 0.2 ol Na l 的水溶液用惰性电极电解一段时间后。(1)若在一个电极上得到.1 molCu,另一电极上析出气体(在标准状况下)的体积是 _。(2)若在一个电极上恰好得到 m l u，另一电极上再析出气体(在标准状况下）

18、的体积是 _ _ L 。解析 :（ )设另一电极上析出气体在标准状况的体积为x,根据题意得，在另一电极上得到的气体全是Cl 2,电解方程式为:Cu2+2Cl - o( =,通电 ） + C 2 mol22.4L。 .1 mol x 2. 4 L。(2）当再析出另外03 mo Cu 时，其阳极反应为: OH -4e-=2H 2O 2 即 C 4e- On(O2)= f(1,2) n（ C)0 5 mo ， ( ）=0.15 mol 2.4L mol 1 3.36。答案： (1)2.2 (2)3. 619 (8 分) 钢铁很容易生锈而被腐蚀，每年因腐蚀而损失的钢铁占世界钢铁年产量的四分之一。请回答

19、钢铁在腐蚀、防护过程中的有关问题。(1) 下列哪个装置可防止铁棒被腐蚀_ _ _。( )在实际生产中，可在铁件的表面镀铜防止铁被腐蚀。装置示意图如图。请回答 A 电极对应的金属是_ _（写元素名称）,B 电极的电极反应式是:_ _ _ _ _。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_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。解析： 铁作原电池的正极或电解池的阴极时可防止被腐蚀,B 为原电池 ,锌作负极被腐蚀，铁作正极被保护，D 为电解池 ,铁与电源的负极相连，作阴极被保护；在铁件上镀铜时，铜作阳极,与正

20、极相连，铁件作阴极,Cu +得电子生成Cu：Cu2+2e = u,镀层破损后，镀铜铁形成的原电池中铁作负极，腐蚀加快,镀锌铁形成的原电池中铁作正极被保护。答案： (1)BD (2)铜 Cu2+2e-=Cu镀层破损后 ,镀铜铁形成的原电池中铁作负极被腐蚀,镀锌铁形成的原电池中铁作正极被保护。20 (9 分) 某校化学研究性学习小组欲设计实验验证F、 u 的金属活动性 ,他们提出了以下两种方案。请你帮助他们完成有关实验项目:方案：有人提出将大小相等的铁片和铜片，分别同时放入稀硫酸 (或稀盐酸 )中 ,观察产生气泡的快慢,据此确定它们的活动性。该原理的离子方程式为_ _ _ _ _ _ _ _ _

21、_ _ _ _ _ _ _。方案 :有人利用F、 Cu 作电极设计成原电池，以确定它们的活动性。试在下面的方框内画出原电池装置图,标出原电池的电极材料和电解质溶液，并写出电极反应式。正极反应式：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。负极反应式： _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。方案：结合你所学的知识，帮助他们再设计一个验证F、 Cu 活动性的简单实验方案 (与方案、 不能雷同 ):_ _ _ _,用离子方程式表示其反应原理 :_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。解析 :方案 ：铁与酸反应而铜与酸不反应。 e+2 = e2+ H 2方案 ：设计原电池时以铁、铜为电极，电

22、解质溶液应能与电极反应,实验现象应比较明显。方案 :设计简单实验时注意原理与方案 及方案 的原理不同 ,且现象明显，操作简单。答案： 方案 :F 2H+ =Fe2+ 2方案：错误 !方案：将铁片置于 u O4 溶液，若铁棒表面覆盖一层铜 ,说明 Fe 比 u 活动性强Fe+ u2 =e2 +u（合理即可 )21 (11 分 )请按要求回答下列问题。(1)根据图 1 回答 :若断开2,闭合K 1。A 电极可观察到的现象_ _ _ _ _ _ _；B 极的电极反应式为 _ _ _ _ _ _ _。若断开1,闭合K ,A 电极可观察到的现象是_ _ _ _ ;B 极的电极反应式为 _ _。(2)根据

23、图 2 回答 :将较纯净的 CS 溶液放入如图所示的装置中进行电解,石墨电极上的电极反应式为 _ _ _，电解反应的离子方程式为_ _ _ _。实验完成后， 铜电极增重 a ，石墨电极产生标准状况下的气体体积_ _L 。解析： (1) 断开 K 2，闭合 K 1，则构成原电池。 Z为负极 ,失去电子变为进入溶液 ;为正极 ,其电极反应式为Cu2+ e= C。 断开 ,闭合 K 2 ,则构成电解池， A 极为阴极，有红色铜在Zn 极表面析出；极为阳极，Cu 失去电子变成C 2+进入溶液。(2） 图中石墨为阳极，其电极反应式为4 - -4 = 2H2 O+O2 ,总电解反应式为2Cu2 +2H 2

24、O错误 ! 2Cu+O 4H 。根据转移电子守恒得,a 4 mo 12 .4 ol1V .175a L。答案 :（ 1)锌不断溶解锌极镀上一层红色的铜Cu-e = u2(2) 4OH - 4e-= 22O 2 u+ +2H 2O错误 ! u O2 4H 0. 75a 2.( 2 分）(1) 合成氨反应的热化学方程式：N2( )3H 2(）2N3（ ) H=-92.2kJ mol -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 0%,要想通过该反应得到2 2 k的热量 ,至少在反应混合物中要投放 2的物质的量为 _ m。(2）肼 (N2H4）空气燃料电

25、池是一种碱性燃料电池，电解质溶液是0%30的 KH溶液。肼 -空气燃料电池放电时：正极的电极反应式：_ _ _ _ _ _ _ _,负极的电极反应式: _ _ _ _ _ _ _。(3)如图是一个电解过程示意图。 锌 片 上 发 生 的 电 极 反 应 式 是 :_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。假设使用肼 -空气燃料电池作为该过程中的电源,铜片质量变化为12 g，则肼空气燃料电池理论上消耗标准状况下的空气_ _L( 假设空气中氧气体积分数为20%）。解析： (1)据热化学方程式可知,1 molN2 完全反应才能得到92 2 J 的热量，而 2转化率为1 %,则实际需要投入10 mol2 才能转化1mol 2。（2)肼空气燃料电池中, 2 在正极放电，生成OH-。( )电解池中 ,C做阳极 ,自身放电生成C 2,由电子守恒得C 错误 ! O2 2e , ( u）=mol, 消耗 n(O ) 1 mol, 则 空气=112L( 标准状况）。答案： (1) 0(2）O2 4e- 2H2 =4 HN2H +4O - 4e-=4H 2O N 2（3) Cu +e-=Cu 1 2