第6章 化學(xué)反應(yīng)與能量轉(zhuǎn)化章末綜合檢測(六)(時(shí)間：60分鐘；滿分：100分)一、選擇題(本題包括9小題，每小題5分，共45分)1已知下列幾個(gè)熱化學(xué)方程式：C(石墨，s)O2(g)=CO2(g)H1H2O(l)=H2(g)O2(g)H2CH3CH2OH(l)3O2(g)=2CO2(g)3H2O(l)H3C(石墨，s)CO2(g)=2CO(g)H42C(石墨，s)O2(g)3H2(g)=CH3CH2OH(l)H5下列推斷正確的是()AH1>H2，H1<H4BC(石墨，s)O2(g)=CO(g)HH1H4CH52H13H2H3DH4>0，H2>0且H4>H2解析：選C。反應(yīng)放熱，焓變小于0，反應(yīng)吸熱，焓變大于0，H1<H2，A項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)蓋斯定律，由()/2得C(石墨，s)O2(g)=CO(g)H，B項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)蓋斯定律，由23得，C項(xiàng)正確；無法判斷H4與H2的相對大小，D項(xiàng)錯(cuò)誤。2(2019天津河西區(qū)模擬)通過以下反應(yīng)均可獲取H2。下列有關(guān)說法不正確的是()太陽光催化分解水制氫：2H2O(l)=2H2(g)O2(g)H1571.6 kJ/mol焦炭與水反應(yīng)制氫：C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)H2131.3 kJ/mol甲烷與水反應(yīng)制氫：CH4(g)H2O(g)=CO(g)3H2(g)H3206.1 kJ/molA由反應(yīng)知H2的燃燒熱為571.6 kJ/molB反應(yīng)中生成物的總能量高于反應(yīng)物的總能量C反應(yīng)若改用新催化劑，H3不變化D反應(yīng)CH4(g)=C(s)2H2(g)的H74.8 kJ/mol解析：選A。A在一定條件下，1 mol可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定氧化物時(shí)所放出的熱量是燃燒熱，由反應(yīng)知H2的燃燒熱為285.8 kJ/mol，A錯(cuò)誤；B反應(yīng)的焓變大于0，說明該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，生成物的總能量高于反應(yīng)物的總能量，B正確；C反應(yīng)使用催化劑，可以加快反應(yīng)速率，但是催化劑不影響反應(yīng)熱，所以改用新催化劑后H3不變，C正確；D根據(jù)蓋斯定律，可得：反應(yīng)CH4(g)=C(s)2H2(g)的H206.1 kJ/mol131.3 kJ/mol74.8 kJ/mol，D正確。3如圖所示，將緊緊纏繞不同金屬的鐵釘放入培養(yǎng)皿中，再加入含有適量酚酞和NaCl的瓊脂熱溶液，冷卻后形成瓊膠(離子在瓊膠內(nèi)可以移動)。下列敘述正確的是()Aa中鐵釘附近呈現(xiàn)紅色Bb中鐵釘上發(fā)生還原反應(yīng)Ca中銅絲上發(fā)生氧化反應(yīng)Db中鋁條附近有氣泡產(chǎn)生解析：選B。a、b兩裝置中金屬接觸中性電解質(zhì)溶液，都發(fā)生吸氧腐蝕。a中鐵釘作負(fù)極，銅絲作正極，正極上的反應(yīng)為O22H2O4e=4OH，堿性增強(qiáng)，銅絲附近呈紅色，故A、C兩項(xiàng)錯(cuò)；b中形成的原電池Al作負(fù)極，電極反應(yīng)為Al3e=Al3，故D項(xiàng)錯(cuò)；b中鐵釘作正極，發(fā)生還原反應(yīng)，故B項(xiàng)正確。4. (2019濱州統(tǒng)考)利用電解原理凈化含有機(jī)物的廢水，其原理是在電解條件下將較低價(jià)態(tài)的金屬離子(Co2)氧化成較高價(jià)態(tài)的金屬離子(Co3)，利用較高價(jià)態(tài)的金屬離子將廢水中的有機(jī)物氧化成CO2。裝置如圖所示。下列說法正確的是()A鋅極為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)B石墨極上發(fā)生的電極反應(yīng)式為Co2e=Co3C電解過程中，陰極附近溶液pH減小D氧化1 mol HCHO時(shí)電路中至少轉(zhuǎn)移3 mol電子解析：選B。根據(jù)圖示知，鋅為陰極、石墨為陽極，陰極發(fā)生還原反應(yīng)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；石墨極發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為Co2e=Co3，B項(xiàng)正確；鋅極的電極反應(yīng)式為2H2e=H2，陰極附近溶液pH增大，C項(xiàng)錯(cuò)誤；4Co3HCHOH2O=CO24H4Co2，氧化1 mol HCHO時(shí)至少要轉(zhuǎn)移4 mol電子，D項(xiàng)錯(cuò)誤。5(2019重慶一中月考)現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中常用電解氯化亞鐵溶液的方法制得氯化鐵溶液吸收有毒的硫化氫氣體。工藝原理如圖所示。下列說法中不正確的是()A左槽中發(fā)生的反應(yīng)為2Cl2e=Cl2B右槽中的反應(yīng)式：2H2e=H2CH從電解池左槽遷移到右槽DFeCl3溶液可以循環(huán)利用解析：選A。根據(jù)裝置圖可知Fe2在電解池的左槽中被氧化生成Fe3，則左槽是電解池的陽極，右槽是電解池的陰極。陽極(左槽)的電極反應(yīng)式為Fe2e=Fe3，A項(xiàng)錯(cuò)誤；陰極(右槽)的電極反應(yīng)式為2H2e=H2，B項(xiàng)正確；電解池中H從電解池陽極(左槽)遷移到陰極(右槽)，C項(xiàng)正確；反應(yīng)池中的反應(yīng)為2FeCl3H2S=2FeCl22HClS，故FeCl3溶液可以循環(huán)利用，D項(xiàng)正確。6(2019晉豫省際大聯(lián)考)S2Cl2和SCl2均為重要的化工原料，都滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。已知：S2(l)Cl2(g)S2Cl2(g)H1x kJmol1S2Cl2(g)Cl2(g)2SCl2(g)H2y kJmol1相關(guān)化學(xué)鍵的鍵能如下表所示：化學(xué)鍵SSSClClCl鍵能/(kJmol1)abc下列說法中錯(cuò)誤的是()ASCl2的結(jié)構(gòu)式為ClSClBS2Cl2的電子式為Cy2bacD在S2(l)2Cl2(g)2SCl2(g)的反應(yīng)中，H(xy) kJmol1解析：選C。SCl2中原子都達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，S應(yīng)該形成兩個(gè)共價(jià)鍵，Cl只能形成1個(gè)共價(jià)鍵，所以SCl2的結(jié)構(gòu)式為ClSCl，A項(xiàng)正確；S2Cl2中原子都達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，S應(yīng)該形成兩個(gè)共價(jià)鍵，Cl只能形成1個(gè)共價(jià)鍵，所以S2Cl2的結(jié)構(gòu)式為ClSSCl，則其電子式為，B項(xiàng)正確；反應(yīng)的焓變等于反應(yīng)物的鍵能之和減去生成物的鍵能之和，反應(yīng)S2Cl2(g)Cl2(g)2SCl2(g)的焓變H2y kJmol1(ac2b) kJmol1，C項(xiàng)錯(cuò)誤；反應(yīng)反應(yīng)可以得到：S2(l)2Cl2(g)2SCl2(g)，所以該反應(yīng)的焓變?yōu)镠(xy) kJmol1，D項(xiàng)正確。7(2019湖北四校聯(lián)考)用固體氧化物作電解質(zhì)的甲醇氧氣燃料電池電解Na2SO4溶液制備白色的 Fe(OH)2。其原理如圖所示：下列有關(guān)說法正確的是()AFe為陰極B碳棒Y上的電極反應(yīng)式為O24e4H=2H2OC碳棒X上的電極反應(yīng)式為CH3OH6e3O2=CO22H2ODC電極的表面觀察到Fe(OH)2白色沉淀解析：選C。選項(xiàng)A中Fe失電子提供Fe2，發(fā)生氧化反應(yīng)，作陽極，A項(xiàng)錯(cuò)誤。選項(xiàng)B中以固體氧化物作為電解質(zhì)，因此電極反應(yīng)式中不應(yīng)出現(xiàn)H，B項(xiàng)錯(cuò)誤。選項(xiàng)D中Fe(OH)2白色沉淀應(yīng)在兩極之間形成，而不是在電極表面，D項(xiàng)錯(cuò)誤。8利用Zn/ZnO熱化學(xué)循環(huán)兩步生產(chǎn)合成氣(H2、CO)的原理及流程圖如下：下列有關(guān)說法正確的是()上述過程中，能量轉(zhuǎn)化方式只有1種上述兩步轉(zhuǎn)化均為吸熱反應(yīng)上述過程中，ZnO、Zn可循環(huán)使用上述熱化學(xué)方程式為H2O(g)CO2(g)=H2(g)CO(g)O2(g)H582 kJmol1ABC D解析：選B。題中反應(yīng)包含太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能及化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能等，錯(cuò)誤；第一步吸熱，第二步放熱，錯(cuò)誤；題圖所示ZnO、Zn可循環(huán)使用，正確；根據(jù)蓋斯定律，將題圖中左側(cè)熱化學(xué)方程式乘以2再與右側(cè)熱化學(xué)方程式相加可得目標(biāo)熱化學(xué)方程式，經(jīng)計(jì)算正確。9(2016高考浙江卷)金屬(M)空氣電池(如圖)具有原料易得、能量密度高等優(yōu)點(diǎn)，有望成為新能源汽車和移動設(shè)備的電源。該類電池放電的總反應(yīng)方程式為4MnO22nH2O=4M(OH)n。已知：電池的“理論比能量”指單位質(zhì)量的電極材料理論上能釋放出的最大電能。下列說法不正確的是()A采用多孔電極的目的是提高電極與電解質(zhì)溶液的接觸面積，并有利于氧氣擴(kuò)散至電極表面B比較Mg、Al、Zn三種金屬空氣電池，Al空氣電池的理論比能量最高CM空氣電池放電過程的正極反應(yīng)式：4MnnO22nH2O4ne=4M(OH)nD在Mg空氣電池中，為防止負(fù)極區(qū)沉積Mg(OH)2，宜采用中性電解質(zhì)及陽離子交換膜解析：選C。A項(xiàng)，采用多孔電極可以增大電極與電解質(zhì)溶液的接觸面積，且有利于氧氣擴(kuò)散至電極表面，正確；B項(xiàng)，根據(jù)“已知”信息知鋁的比能量比Mg、Zn的高，正確；C項(xiàng)，M空氣電池放電過程中，正極為氧氣得到電子生成OH，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，為了避免正極生成的OH移至負(fù)極，應(yīng)選用陽離子交換膜，正確。二、非選擇題(本題包括5小題，共55分)10(6分)從NO、SO、Cl、Cu2、Ba2、Ag、H等中選出適當(dāng)?shù)碾x子組成電解質(zhì)，采用惰性電極對其溶液進(jìn)行電解。(1)若兩極分別放出H2和O2，電解質(zhì)的化學(xué)式為_。(2)若陰極析出金屬，陽極放出氧氣，電解質(zhì)的化學(xué)式為_。(3)若兩極分別放出氣體，且體積比為11，電解質(zhì)的化學(xué)式為_。解析：(1)兩極分別放出H2和O2，即H和OH放電，實(shí)質(zhì)是電解H2O，水中的溶質(zhì)應(yīng)起導(dǎo)電作用，它可以是HNO3、H2SO4、Ba(NO3)2中的任意一種，但不是BaSO4。(2)陰極析出金屬，即Ag或Cu2放電；陽極放出O2，即OH放電。水中的溶質(zhì)可以是AgNO3、Cu(NO3)2、CuSO4中的任意一種。(3)兩極都生成氣體，且氣體體積比為11，則放電的離子應(yīng)是Cl和H。水中的溶質(zhì)可以是HCl、BaCl2中的任意一種。答案：(1)HNO3或H2SO4或Ba(NO3)2(2)AgNO3或Cu(NO3)2或CuSO4(3)HCl(或BaCl2)11(12分)(1)常溫下，0.5 mol甲醇在氧氣中完全燃燒生成CO2和液態(tài)水，放出熱量363.3 kJ。寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：_。(2)請?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)燃料電池：電解質(zhì)溶液為強(qiáng)堿溶液，Pt作電極，在電極上分別通入甲醇和氧氣。通入甲醇的電極應(yīng)為_極(填“正”或“負(fù)”)，該電極上發(fā)生的電極反應(yīng)式為_。(3)用Pt作電極電解1 L pH6的硝酸銀溶液，如圖甲所示，則右邊電極上發(fā)生的電極反應(yīng)式為_。(4)某化學(xué)學(xué)習(xí)興趣小組為了研究金屬的腐蝕現(xiàn)象，將一枚鐵釘放在“84”消毒液(有效成分為NaClO)中，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖乙所示實(shí)驗(yàn)裝置，寫出石墨電極上發(fā)生的電極反應(yīng)式：_。解析：(2)通入燃料的電極為負(fù)極，在強(qiáng)堿性溶液中甲醇的氧化產(chǎn)物應(yīng)為碳酸鹽；(3)用惰性電極電解硝酸銀溶液時(shí)，陽極是水失去電子產(chǎn)生氧氣；(4)“84”消毒液中ClO在正極得電子生成Cl。答案：(1)CH3OH(l)O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H726.6 kJmol1(2)負(fù)CH3OH8OH6e=CO6H2O(3)2H2O4e=O24H(4)ClOH2O2e=Cl2OH12(12分)新型高效的甲烷燃料電池采用鉑為電極材料，兩電極上分別通入CH4和O2，電解質(zhì)為KOH溶液。某研究小組將兩個(gè)甲烷燃料電池串聯(lián)后作為電源，進(jìn)行電解飽和氯化鈉溶液實(shí)驗(yàn)，如圖所示?；卮鹣铝袉栴}：(1)甲烷燃料電池正極、負(fù)極的電極反應(yīng)式分別為_、_。(2)閉合K開關(guān)后，a、b電極上均有氣體產(chǎn)生，其中b電極上得到的是_，電解飽和氯化鈉溶液的總反應(yīng)方程式為_。(3)若每個(gè)電池甲烷通入量均為1 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，且反應(yīng)完全，則理論上通過電解池的電量為_(法拉第常數(shù)F9.65104 Cmol1，列式計(jì)算)，最多能產(chǎn)生的氯氣體積為_L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。解析：(1)甲烷燃料電池的總反應(yīng)方程式為CH42O22OH=CO3H2O，正極反應(yīng)式為2O24H2O8e=8OH，負(fù)極反應(yīng)式由總反應(yīng)式減去正極反應(yīng)式即可得到；(2)由圖示可知，甲烷燃料電池中通入CH4的一極為負(fù)極，因而與之相連的b電極為陰極，產(chǎn)生的氣體為氫氣；(3)1 mol甲烷被氧化失去電子8 mol，電量為89.65104 C，題中雖有兩個(gè)燃料電池，但電子的轉(zhuǎn)移只能用一個(gè)電池的甲烷量計(jì)算，可根據(jù)CH48e4Cl2計(jì)算出標(biāo)準(zhǔn)狀況下產(chǎn)生氯氣的體積為4 L。答案：(1)2O24H2O8e=8OHCH410OH8e=CO7H2O(2)H22NaCl2H2O2NaOHH2Cl2(3)89.65104 Cmol13.45104 C413(12分)能源的開發(fā)、利用與人類社會的可持續(xù)發(fā)展息息相關(guān)，怎樣充分利用好能源是擺在人類面前的重大課題。.已知：Fe2O3(s)3C(石墨，s) =2Fe(s)3CO(g)Ha kJmol1CO(g)1/2O2(g)=CO2(g)Hb kJmol1C(石墨，s)O2(g)=CO2(g)Hc kJmol1則反應(yīng)：4Fe(s)3O2(g)=2Fe2O3(s)的焓變H_kJmol1。.(1)依據(jù)原電池的構(gòu)成原理，下列化學(xué)反應(yīng)在理論上可以設(shè)計(jì)成原電池的是_。AC(s)CO2(g)=2CO(g)BNaOH(aq)HCl(aq)=NaCl(aq)H2O(l)C2H2O(l)=2H2(g)O2(g)DCH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)若以KOH溶液為電解質(zhì)溶液，依據(jù)所選反應(yīng)可以設(shè)計(jì)成一個(gè)原電池，請寫出該原電池的電極反應(yīng)式。負(fù)極：_，正極：_。(2)二氧化氯(ClO2)是一種高效安全的自來水消毒劑。ClO2是一種黃綠色氣體，易溶于水。實(shí)驗(yàn)室以NH4Cl、鹽酸、NaClO2為原料制備ClO2流程如下：已知：電解過程中發(fā)生的反應(yīng)為NH4Cl2HClNCl33H2，NCl3中氮元素為3價(jià)。寫出電解時(shí)陰極的電極反應(yīng)式：_。在陽極上放電的離子是_。解析：.Fe2O3(s)3C(石墨，s)=2Fe(s)3CO(g)Ha kJmol1CO(g)1/2O2(g)=CO2(g)Hb kJmol1C(石墨，s)O2(g)=CO2(g)Hc kJmol1由蓋斯定律()62得4Fe(s)3O2(g)=2Fe2O3(s)H6(cb)2a kJmol1。.(1)設(shè)計(jì)成原電池需要是自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)。A項(xiàng)是非自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)，不選；B項(xiàng)是復(fù)分解反應(yīng)，不是氧化還原反應(yīng)，不選；C項(xiàng)是非自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)，不選；D項(xiàng)是自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)，可以設(shè)計(jì)成原電池。D項(xiàng)反應(yīng)可設(shè)計(jì)成甲烷燃料電池，在堿溶液中甲烷在負(fù)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，氧氣在正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)。負(fù)極：CH48e10OH=CO7H2O；正極：2O24H2O8e=8OH。(2)電解時(shí)陰極上是氫離子得到電子生成氫氣，陰極的電極反應(yīng)式為2H2e=H2；電解時(shí)陽極上是銨根離子失去電子生成NCl3。答案：.6(cb)2a.(1)DCH48e10OH=CO7H2O2O24H2O8e=8OH(2)2H2e=H2NH14(13分)(2019南通一模)電解法處理含氮氧化物的廢氣，可回收硝酸，具有較高的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。實(shí)驗(yàn)室模擬電解法吸收NOx的裝置如圖所示(圖中電極均為石墨電極)。(1)若用NO2氣體進(jìn)行模擬電解法吸收實(shí)驗(yàn)。寫出電解時(shí)NO2發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式：_。若在標(biāo)準(zhǔn)狀況下有2.24 L NO2被吸收，通過陽離子交換膜(只允許陽離子通過)的H為_mol。(2)某小組在右室裝有10 L 0.2 molL1硝酸，用含NO和NO2(不考慮NO2轉(zhuǎn)化為N2O4)的廢氣進(jìn)行模擬電解法吸收實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)前，配制10 L 0.2 molL1 硝酸需量取_mL、密度為1.4 gmL1、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為63%的濃硝酸。電解過程中，有部分NO轉(zhuǎn)化為HNO2。實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，測得右室溶液中含3 mol HNO3、0.1 mol HNO2，同時(shí)左室收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下28 L H2。計(jì)算原氣體中NO和NO2的體積比(假設(shè)尾氣不含氮氧化物，寫出計(jì)算過程)。解析：(1)從題圖知，NOx在電解時(shí)會轉(zhuǎn)化成HNO3，則NO2中N由4價(jià)升高至5價(jià)，失去1個(gè)e，用H平衡電荷可寫出電極反應(yīng)式：NO2eH2O=NO2H。由電極反應(yīng)式知，0.1 mol NO2參與反應(yīng)生成0.1 mol NO和0.2 mol H，由電荷守恒可知，需要向左室流入0.1 mol H后才能維持右室中溶液為電中性。(2)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為63%的濃硝酸，其中c(HNO3)molL114 molL1，根據(jù)c1V1c2V2有0.2 molL110 L14 molL1V2，得V20.142 9 L142.9 mL。由N原子守恒知，最終生成的HNO3和HNO2中的總N原子數(shù)等于NO和NO2中所含N原子數(shù)與右室中原HNO3中N原子數(shù)總和，故n(HNO3)n(HNO2)n(NO)n(NO2)10 L0.2 molL1；電解過程中左、右兩室中得失電子是守恒的，左室為H得電子生成H2，右室為NO2失電子生成HNO3，部分NO失電子生成HNO2，部分NO失電子生成HNO3，故21n(NO2)1n(HNO2)n(NO)n(HNO2)3，結(jié)合題中數(shù)據(jù)，聯(lián)立、可求出NO和NO2的物質(zhì)的量，相同狀態(tài)下NO2和NO物質(zhì)的量之比即為其體積比。答案：(1)NO2eH2O=NO2H0.1(2)142.9根據(jù)原子守恒：n(NO)n(NO2)3 mol0.2 molL110 L0.1 mol1.1 mol；根據(jù)得失電子守恒：0.1 mol1n(NO)0.1 mol3n(NO2)12；解得：n(NO)0.8 mol，n(NO2)0.3 mol；V(NO)V(NO2)n(NO)n(NO2)0.8 mol0.3 mol83。