1、高中化学选修四 化学反应与能量变化 专题检测卷一专题检测卷(一)(时间：90分钟满分：100分)第卷(选择题，共45分)一、选择题(本题包括15小题，每小题3分，共45分；每小题只有一个选项符合题意)1PM2.5是灰霾天气的主要原因，是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物，也叫可入肺颗粒物，与肺癌、哮喘等疾病的发生密切相关，它主要来自化石燃料的燃烧(如机动车尾气、燃煤)等，下列与PM2.5相关的说法不正确的是()A大力发展电动车，减少燃油汽车的尾气排放量B燃煤时加入适量石灰石，可减少废气中SO2的量C空气中飘浮的有毒物质，能吸附在PM2.5的表面进入人体DPM2.5含有的铅、镉、铬、钒、砷
2、等对人体有害的元素均是金属元素答案D解析D项中，砷是非金属元素。2悉尼奥运会所用火炬燃料为65%丁烷(C4H10)和35%丙烷，已知下列物质燃烧的热化学方程式分别为CO：2CO(g)O2(g)=2CO2(g)H566.0 kJmol1丙烷：C3H8(g)5O2(g)=3CO2(g)4H2O(l)H2 221.5 kJmol1正丁烷：C4H10(g)O2(g)=4CO2(g)5H2O(l)H2 878.0 kJmol1异丁烷：C4H10(g)O2(g)=4CO2(g)5H2O(l)H2 869.6 kJmol1下列有关说法正确的是()A等物质的量正丁烷比异丁烷能量低B相同质量的丙烷和正丁烷分别完
3、全燃烧，前者需要的氧气多，产生的热量也多C常温下，CO的燃烧热为566.0 kJmol1D人类利用的能源都是通过化学反应获得的答案B解析A项，1 mol正丁烷完全燃烧比1 mol异丁烷完全燃烧放出热量多，所以等物质的量正丁烷的能量大于异丁烷的能量；B项，1 g丙烷需要O2 3.7 g，放出热量50.5 kJ，1 g正丁烷需要O2 3.6 g，放出热量49.6 kJ，正确；C项，CO的燃烧热应为283 kJmol1；D项，能源不一定通过化学反应得到。3在1 200 时，天然气脱硫工艺中会发生下列反应：H2S(g)O2(g)=SO2(g)H2O(g)H12H2S(g)SO2(g)= S2(g)2H
4、2O(g)H2H2S(g)O2(g)=S(g)H2O(g)H32S(g)=S2(g)H4则H4的正确表达式为()AH4 (H1H23H3)BH4 (3H3H1H2)CH4 (H1H23H3)DH4 (H1H23H3)答案A解析给题中方程式依次编号为、。2颠倒方向得：2S(g)2H2O(g)=2H2S(g)O2(g)2H3：H2S(g)SO2(g)=S2(g)H2O(g) H2：H2S(g)O2(g)= SO2(g)H2O(g) H1上述三式相加得：2S(g)=S2(g)H4H1H22H3 (H1H23H3)。4通常人们把拆开1 mol某化学键吸收的能量看成该化学键的键能。键能的大小可以衡量化学
5、键的强弱，也可以估计化学反应的反应热(H)，化学反应的H等于反应中断裂旧化学键的键能之和与反应中形成新化学键的键能之和的差。下列是一些化学键的键能：化学键CHCFHFFF键能/kJmol1414489565155根据键能数据估算反应CH4(g)4F2(g)=CF4(g)4HF(g)的反应热H为()A1 940 kJmol1 B1 940 kJmol1C485 kJmol1 D485 kJmol1答案A解析H(4414415544894565)kJmol11 940 kJmol1。5室温下，将1 mol的CuSO45H2O(s)溶于水会使溶液温度降低，热效应为H1，将1 mol的CuSO4(s)
6、溶于水会使溶液温度升高，热效应为H2；CuSO4(s)5H2O(s)受热分解的化学方程式为CuSO45H2O(s) CuSO4(s)5H2O(l)，热效应为H3。则下列判断正确的是()AH2H3BH1H3CH1H3H2DH1H2H3答案B解析方法一：“虚拟”路径法。根据盖斯定律：H1H3H2由于H10，H30，H20所以H10CuSO4(s)=Cu2(aq)SO (aq)H20：CuSO45H2O(s)=Cu2(aq)SO (aq)5H2O(l)H1H2H3由于H10，H20，所以H1H3。6生产液晶显示器的过程中使用的化学清洗剂NF3是一种温室气体，其存储能量的能力是CO2的12 00020
7、 000 倍，在大气中的寿命可长达740年之久，以下是几种化学键的键能：化学键NNFFNF键能/kJmol1941.7154.8283.0下列说法中正确的是()A过程N2(g)2N(g)放出能量B过程N(g)3F(g)NF3(g)放出能量C反应N2(g)3F2(g)=2NF3(g)的H0DNF3吸收能量后如果没有化学键的断裂与生成，仍可能发生化学反应答案B解析A项由N22N破坏化学键需吸收能量；B项，N(g)3F(g)NF3是形成化学键，放出能量；C项，H(941.7154.83283.06)kJmol1291.9 kJmol1；D项，化学反应的实质是化学键的断裂和形成。7有一种新型燃料电池使
8、用两块吸附气体的海绵状金属作电极插入KOH溶液中，然后向两极分别通入CH4和O2，其电极反应为X极：CH410OH8e=CO7H2O；Y极：2H2OO24e=4OH。下列说法中，错误的是()A通入甲烷的一极为电池的负极B放电一段时间后，电解质溶液中KOH的物质的量浓度不变C在标况下，通入5.6 L氧气，完全反应后，有1 mol电子发生转移D放电时，1 mol甲烷在X极反应时有2 mol氧气在Y极反应答案B解析由题意知电池总反应为CH42O22OH=CO3H2O，反应过程中消耗OH，故KOH的物质的量浓度减小，选B。8某原电池装置如图所示，盐桥中装有KCl饱和溶液的琼脂。下列有关叙述中正确的是(
9、)AFe作正极，发生氧化反应B负极反应：2H2e=H2C工作一段时间后，两烧杯中溶液的pH均不变D工作一段时间后，NaCl溶液中c(Cl)增大答案D解析A项，Fe作负极，发生氧化反应，不正确；B项，负极反应式为Fe2e=Fe2，不正确；C项，因为正极反应式为2H2e=H2，故右侧烧杯中溶液的pH增大，不正确；D项，因为在原电池中阴离子向负极移动，盐桥中的Cl向负极移动，故NaCl溶液中c(Cl)增大，正确。9.关于如图装置的说法正确的是()A银电极是负极B铜电极上发生的反应为Cu2e=Cu2C外电路中的电子是从银电极流向铜电极D该装置能将电能转化为化学能答案B解析Cu为负极，Ag为正极。负极：
10、Cu2e=Cu2正极：2Ag2e=2Ag电子从Cu经外电路流向Ag。10.如图是一种可充电的锂离子电池充放电的工作示意图。放电时该电池的电极反应式为负极：LixC6xe=C6xLi(LixC6表示锂原子嵌入石墨形成的复合材料)正极：Li1xMnO2xLixe=LiMnO2(LiMnO2表示含锂原子的二氧化锰)下列有关说法不正确的是()A该电池的反应式为Li1xMnO2LixC6=LiMnO2C6BK与M相接时，A是阳极，发生氧化反应CK与N相接时，Li由A极区迁移到B极区D在整个充、放电过程中至少存在3种形式的能量转化答案C解析A项，负极反应式和正极反应式相加得总反应式；B项，A与正极相连，作
11、阳极，发生氧化反应；C项，K与N相连，形成原电池，Li移向正极，根据充电示意图判断，A为正极，B为负极；D项，充电时电能转化为化学能，放电时化学能转化为电能、光能等。11如图所示，a、b、c、d均为铂电极，供选择的四组电解质溶液列表中，电解时要求满足的条件是通电一段时间后，甲、乙两池的pH均下降，电极a、c上得到电子形成的原子个数比为12，则电解液的编号正确的是()甲乙ANaClAgNO3BAgNO3CuCl2CCuSO4AgNO3DH2SO4AgNO3答案C解析A项，甲中pH升高，乙中pH降低；B项，甲中pH降低，乙中pH升高，电极a、c上得电子形成的原子数之比为21；C项，电解CuSO4、
12、AgNO3溶液pH均降低，电极a、c上析出Cu、Ag原子数之比为12，正确；D项，电解H2SO4、AgNO3溶液pH均降低，电极a、c得电子形成原子数之比为11。12有A、B、C、D四种金属，做如下实验：将A与B用导线连接起来，浸入电解质溶液中，B不易腐蚀；将A、D分别投入等物质的量浓度的盐酸中，D比A反应剧烈；将铜浸入B的盐溶液里，无明显变化，如果把铜浸入C的盐溶液里，有金属C析出。据此判断它们的活动性由强到弱的顺序是()AABCD BCDABCDABC DABDC答案C解析A与B用导线连接后浸入电解质溶液中会构成原电池，B不易腐蚀，说明B为原电池的正极，说明金属活动性：AB；A、D与等物质
13、的量浓度的盐酸反应，D比A反应剧烈，说明金属活动性：DA；根据置换反应规律，Cu不能置换出B，说明金属活动性：BCu；Cu能置换出C，说明金属活动性：CuC。则四种金属活动性的排列顺序是DABC。13下列装置图及有关说法正确的是()A装置中K键闭合时，片刻后CuSO4溶液中c(Cl)增大B装置中K键闭合时，片刻后可观察到滤纸a点变红色C装置中铁腐蚀的速率由大到小的顺序是只闭合K1只闭合K3只闭合K2都断开D装置中当铁制品上析出1.6 g铜时，电源负极输出的电子数0.025 NA答案B解析A项，K闭合时，Cl移向ZnSO4溶液中；B项，a为阴极，b为阳极，在阴极上2H2e=H2，呈碱性，酚酞变红
14、；C项，闭合K1铁作阳极，闭合K2，铁作阴极，闭合K3铁作负极；D项，20.05 mol0.05 NA。14利用如图所示装置模拟电解原理在工业生产上的应用。下列说法正确的是()A氯碱工业中，X电极上反应式是4OH4e=2H2OO2B电解精炼铜时，Z溶液中的Cu2浓度不变C在铁片上镀铜时，Y是纯铜D制取金属镁时，Z是熔融的氯化镁答案D解析氯碱工业中阳极是Cl放电生成Cl2；电解精炼铜时阳极粗铜溶解，阴极Cu2放电析出Cu，由于粗铜中含有锌、铁、镍等杂质，溶液中Cu2浓度变小；铁片上镀铜时，阴极应该是铁片，阳极是纯铜。15电化学在日常生活中用途广泛，图是镁次氯酸钠燃料电池，电池总反应为MgClOH
15、2O=ClMg(OH)2，图是Cr2O的工业废水的处理，下列说法正确的是()A图中Cr2O离子向惰性电极移动，与该极附近的OH结合转化成Cr(OH)3除去B图的电解池中，有0.084 g阳极材料参与反应，阴极会有33.6 mL的气体产生C图中发生的还原反应是Mg2ClOH2O2e=ClMg(OH)2D若图中3.6 g镁溶解产生的电量用以图废水处理，理论可产生10.7 g氢氧化铁沉淀答案C解析A项，阳极：Fe2e=Fe2阴极：2H2e=H2Cr2O6Fe214H=2Cr36Fe37H2OCr33OH=Cr(OH)3Fe33OH=Fe(OH)3B项，若在标准状况下，(22.4103) mL33.6
16、 mL，但选项中没有指明气体是否处在标准状况；C项，负极：Mg2e=Mg2，正极：ClO2eH2O=Cl2OH ；D项，Mg2eFe2Fe3Fe(OH)3，mFe(OH)3107 gmol116.05 g。第卷(非选择题，共55分)二、非选择题(本题包括5小题，共55分)16(9分)(1)已知2 mol氢气燃烧生成液态水时放出572 kJ热量，反应方程式是2H2(g)O2(g)=2H2O(l)。请回答下列问题：该反应的生成物能量总和_(填“大于”、“小于”或“等于”)反应物能量总和。若2 mol氢气完全燃烧生成水蒸气，则放出的热量_(填“”、“”或“”)572 kJ。与化石燃料相比，利用氢能源
17、有很多优点，请说出其中一点_。(2)FeS2焙烧产生的SO2可用于制硫酸。已知25 、101 kPa时：2SO2(g)O2(g) 2SO3(g)H1197 kJmol1；H2O(g)=H2O(l)H244 kJmol1；2SO2(g)O2(g)2H2O(g)=2H2SO4(l)H3545 kJmol1则SO3(g)与H2O(l)反应的热化学方程式是_。(3)已知下列反应的热化学方程式：6C(s)5H2(g)3N2(g)9O2(g)=2C3H5(ONO2)3(l)H12H2(g)O2(g)=2H2O(g)H2C(s)O2(g)=CO2(g)H3则反应4C3H5(ONO2)3(l)=12CO2(g
18、)10H2O(g)O2(g)6N2(g)的H为_。答案(1)小于热值高或无污染(2)SO3(g)H2O(l)=H2SO4(l)H130 kJmol1(3)12H35H22H1解析(1)H2和O2反应生成H2O是放热反应，所以反应物总能量应大于生成物总能量。生成水蒸气比生成液态水放出热量要少。(2)2SO3(g) 2SO2(g)O2(g)H197 kJmol12H2O(l)=2H2O(g)H288 kJmol12SO2(g)O2(g)2H2O(g)=2H2SO4(l)H545 kJmol1三式相加除以2得：SO3(g)H2O(l)=H2SO4(l)HkJmol1130 kJmol1。(3)4C3
19、H5(ONO2)3(l)=12C(s)10H2(g)6N2(g)18O2(g)2H112C(s)12O2(g)=12CO2(g)12H310H2(g)5O2(g)=10H2O(g)5H2三式相加得4C3H5(ONO2)3=12CO2(g)10H2O(g)O2(g)6N2(g)H12H35H22H1。17(10分)某市对大气进行监测，发现该市首要污染物为可吸入颗粒物PM2.5(直径小于等于2.5m的悬浮颗粒物)，其主要来源为燃煤、机动车尾气等。因此，对PM2.5、SO2、NOx等进行研究具有重要意义。请回答下列问题：(1)将PM2.5样本用蒸馏水处理制成待测试样。若测得该试样所含水溶性无机离子的
20、化学组分及其平均浓度如下表：离子KNaNHSONOCl浓度/molL1410661062105410531052105根据表中数据判断PM2.5待测试样的酸碱性为_，试样的pH_。(2)为减少SO2的排放，常采取的措施有：将煤转化为清洁气体燃料。已知：H2(g)O2(g)=H2O(g)H241.8 kJmol1C(s)O2(g)=CO(g)H110.5 kJmol1写出焦炭与水蒸气反应的热化学方程式：_。洗涤含SO2的烟气。以下物质可作洗涤剂的是_(填字母)。aCa(OH)2 bNa2CO3cCaCl2 dNaHS答案(1)酸性4(2)C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)H131.3 k
21、Jmol1ab解析(1)根据表中数据，阳离子所带正电荷浓度为3105 molL1，阴离子所带负电荷浓度为13105molL1，所以PM2.5应呈酸性。c(H)(131053105)molL1104molL1，所以pH4。(2)H2O(g)= O2(g)H2(g)H241.8 kJmol1C(s)O2(g)=CO(g)H110.5 kJmol1两式相加即得：C(s)H2O(g)=H2(g)CO(g)H131.3 kJmol1因为SO2为酸性氧化物，所以用水溶液呈碱性的物质吸收。18(10分)电池的发明和应用是化学家们对人类社会的重要贡献之一。每一次化学电池技术的突破，都带来了电子设备革命性的发展
22、。最近，我国在甲醇燃料电池的相关技术上获得了新突破，原理如图1所示。(1)请写出从c口通入O2发生的电极反应式_。(2)以石墨作电极电解饱和食盐水，如图2所示。电解开始后在_(填“阴极”或“阳极”)的周围先出现红色。假设电池的理论效率为80%(电池的理论效率是指电池产生的最大电能与电池反应所释放的全部能量之比)，若消耗6.4 g甲醇气体，外电路通过的电子个数为_(保留两位有效数字，NA取6.021023)。答案(1)O24e4H=2H2O(2)阴极5.81023解析(2)负极反应式为6eH2O=CO26H外电路通过的电子个数为02680%6.0210235.8102319(14分)(1)以Cu
23、SO4溶液为电解质溶液进行粗铜(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质)的电解精炼，下列说法正确的是_(填字母)。a电能全部转化为化学能b粗铜接电源正极，发生氧化反应c溶液中Cu2向阳极移动d利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属利用反应2CuO22H2SO4=2CuSO42H2O可制备CuSO4，若将该反应设计为原电池，其正极电极反应为_。(2)人工肾脏可采用间接电化学方法除去代谢产物中的尿素，原理如图。电源的负极为_(填“A”或“B”)。阳极室中发生的反应依次为_、_。电解结束后，阴极室溶液的pH与电解前相比将_；若两极共收集到气体13.44 L(标准状况)，则除去的尿素为_g(忽略气体的溶
24、解)。(3)电镀时，待镀件与电源的_极连接。化学镀的原理是利用化学反应生成金属单质沉积在镀件表面形成镀层。若用铜盐进行化学镀铜，应选用_(填“氧化剂”或“还原剂”)与之反应。答案(1)bdO24e4H=2H2O(2)B2Cl2e=Cl2CO(NH2)23Cl2H2O=N2CO26HCl不变7.2(3)负还原剂解析(1)粗铜电解时，粗铜作阳极，Cu2移向阴极，但电能不会全部转化为化学能，有的转化为热能。Cu作负极，O2在正极上得电子：O24e4H=2H2O。(2)根据H2的产生区域可以判断，A为正极，B为负极。阳极上发生：2Cl2e=Cl2，3Cl2CO(NH2)2H2O=N2CO26HCl，在
25、阴极上发生：2H2e=H2，但由于质子交换膜的作用，pH将不变。根据电子守恒可知，阳极室和阴极室生成气体体积之比为23，n(N2)n(CO2)0.12 mol，mCO(NH2)20.12 mol60 gmol17.2 g。(3)电镀时，待镀件应连接电源负极作阴极。根据题意，Cu2得电子生成Cu沉积在镀件表面，所以应选用还原剂与之反应。20(12分)(1)能量之间可相互转化：电解食盐水制备Cl2是将电能转化为化学能，而原电池可将化学能转化为电能。设计两种类型的原电池，探究其能量转化效率。限选材料：ZnSO4(aq)，FeSO4(aq)，CuSO4(aq)；铜片，铁片，锌片和导线。完成原电池甲的装置示意图(见上图)，并作相应标注，要求：在同一烧杯中，电极与溶液含相同的金属元素。以铜片为电极之一，CuSO4(aq)为电解质溶液，只在一个烧杯中组装原电池乙，工作一段时间后，可观
