资源描述
章末验收评估(七) 化学反应与能量转化
满分：100分 时间：45分钟
一、选择题(本题包括7小题，每题6分，共42分)
1．(2022·鄂州模拟)2022年苹果iPad5在中国内地正式上市，化学电池的进展史也是人类生活的进步史。下列有关电池的叙述正确的是( )
A．锌锰干电池中，锌电极是负极
B．苹果iPad5用的锂离子电池属于一次电池
C．氢氧燃料电池工作时氢气在负极被还原
D．太阳能电池的主要材料为二氧化硅
2．据报道，科学家开发出了利用太阳能分解水的新型催化剂。下列有关水分解过程的能量变化示意图正确的是( )
3．(2011·重庆高考)SF6是一种优良的绝缘气体，分子结构中只存在S—F键。已知：1 mol S(s)转化为气态硫原子吸取能量280 kJ，断裂1 mol F—F、S—F键需吸取的能量分别为160 kJ、330 kJ。则S(s)＋3F2(g)===SF6(g)的反应热ΔH为( )
A．－1 780 kJ/mol B．－1 220 kJ/mol
C．－450 kJ/mol D．＋430 kJ/mol
4．如图所示，装置(Ⅰ)是一种可充电电池的示意图，装置(Ⅱ)为电解池的示意图；装置(Ⅰ)的离子交换膜只允许Na＋通过。电池充、放电的化学方程式为：2Na2S2＋NaBr3Na2S4＋3NaBr。当闭合K时，X极四周溶液先变红色。下列说法正确的是( )
A. 装置(Ⅰ)中Na＋从右到左通过离子交换膜
B. A电极的电极反应式为NaBr3＋2Na＋＋2e－===3NaBr
C. X电极的电极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑
D. 每有0.1 mol Na＋通过离子交换膜，X电极上就析出标准状况下的气体1.12 L
5．(2022·青岛模拟)化学在工业生产和日常生活中有着重要的应用。下列说法不正确的是( )
A．明矾水解形成的Al(OH)3胶体能吸附水中悬浮物，可用于水的净化
B．铁表面镀铜，铁作阳极
C．钢铁吸氧腐蚀的正极反应： O2＋2H2O＋4e－===4OH－
D．在轮船外壳上镶入锌块，可减缓船体的腐蚀速率
6．(2022·赣州模拟)1930年，科学家发觉氧化亚铜(Cu2O)具有负温度系数的性能，并将之成功地运用在航空仪器的温度补偿电路中。基于绿色化学理念设计制取Cu2O可接受右图电解装置。电解总反应为：2Cu＋H2OCu2O＋H2↑。下列说法不正确的是( )
A．铜电极连接直流电源的正极
B．石墨电极上产生氢气
C．当有0.4 mol电子转移时，有14.4 g Cu2O生成
D．电解一段时间后，电解质溶液的碱性增加
7．(2022·潍坊模拟)高铁电池是一种新型可充电电池，与一般高能电池相比，该电池能长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为：
3Zn＋2K2FeO4＋8H2O3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4KOH
下列叙述不正确的是( )
A．放电时K＋向正极方向移动
B．充电时阳极反应为：
Fe(OH)3 — 3e—＋5OH— === FeO＋4H2O
C．放电时每转移3 mol电子，正极有2 mol K2 FeO4被还原
D．放电时正极四周溶液的碱性增加
二、非选择题(本题包括4小题，共58分)
8．(18分)(2022·乌鲁木齐模拟)水煤气(主要成分：CO、H2)是重要燃料和化工原料，可用水蒸气通过酷热的炭层制得。
已知：①C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)；ΔH＝＋131.3 kJ·mol－1
②C(s)＋O2(g)===CO(g)；ΔH＝－110.5 kJ·mol－1
③CO(g)＋O2(g)===CO2(g)；ΔH＝－283.0 kJ·mol－1
④H2(g)＋O2(g)===H2O(g)；ΔH＝－241.8 kJ·mol－1
⑤H2(g)＋O2(g)===H2O(l)；ΔH＝－285.8 kJ·mol－1
(1)将2.4 g炭转化为水煤气，再完全燃烧生成CO2和水蒸气，整个过程的ΔH＝________ kJ·mol－1。
(2)最近有科学家提出“绿色自由”构想：把空气吹入饱和碳酸钾溶液，然后再把CO2从溶液中提取出来，经化学反应后使之变为可再生燃料甲醇。“绿色自由”构想技术流程如下：
在合成塔中，若有4.4 kg CO2与足量H2恰好完全反应，可放出4 947 kJ的热量，试写出合成塔中发生反应的热化学方程式____________________________________________
_____________________________________________________________________________。
(3)小亮同学拟用沉淀法测定空气中CO2的体积分数，他查得CaCO3、BaCO3的溶度积(Ksp)分别为4.96×10－9、2.58×10－9。小亮应当选用的试剂是________，试验时测定的数据除空气的体积外，还需要测定____________________________________________。
9．(16分)(2022· 潍坊质检)争辩NOx、SO2、CO等大气污染气体的处理方法具有重要意义。
(1)处理含CO、SO2烟道气污染的一种方法是将其在催化剂作用下转化为单质S。已知：
①CO(g)＋1/2O2(g)===CO2(g)
ΔH＝－283.0 kJ·mol－1；
②S(s)＋O2(g)===SO2(g)ΔH＝－296.0 kJ·mol－1。
此反应的热化学方程式是________________________。
(2)氮氧化物是造成光化学烟雾和臭氧层损耗的主要气体。已知：
① CO(g)＋NO2(g)===NO(g)＋CO2(g)
ΔH＝－a kJ·mol－1(a＞0)
②2CO(g)＋2NO(g)===N2(g)＋2CO2(g)
ΔH＝－b kJ·mol－1(b＞0)
若用标准状况下 3.36 L CO还原NO2至N2(CO完全反应)的整个过程中转移电子的数目为________，放出的热量为________kJ(用含有a和b的代数式表示)。
(3)用CH4催化还原NOx也可以消退氮氧化物的污染。例如：
①CH4(g)＋4NO2(g)===4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) ΔH1＝－574 kJ·mol－1
② CH4(g)＋4NO(g)===2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)
ΔH2＝？
若1 mol CH4还原NO2至N2整个过程中放出的热量为867 kJ，则ΔH2＝________。
10．(12分)(2022·中山模拟)如图甲、乙是电化学试验装置。请回答下列问题：
(1)若两池中均盛放饱和NaCl溶液。
①甲池中铁棒的电极反应式__________________________________________________。
②将潮湿的淀粉碘化钾试纸放在乙烧杯上方，发觉试纸先变蓝后褪色，这是由于电解生成的某种气体A氧化了生成的碘，已知反应中A气体和I2的物质的量之比为5∶1，且生成两种酸，该反应的化学方程式为__________________________________________________。
(2)若两池中均盛放CuSO4溶液，反应一段时间后：
①甲池中石墨棒上的电极反应式为____________________________________________。
②假如起始时乙池盛有200 mL pH＝5的CuSO4溶液(25℃)，一段时间后溶液蓝色变浅，测定其pH变为1(不考虑体积变化)，若要使溶液恢复到电解前的状态，可向溶液中加入______(填写物质的化学式)______g。
11．(12分)钢铁工业是国家工业的支柱，每年钢铁生锈让国家损失大量资金。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：
①写出石墨电极的电极反应式______________；
②将该装置作简洁修改即可成为钢铁电化学防护的装置，请在右图虚线框内所示位置作出修改，并用箭头标出导线中电子流淌方向。
③写出修改后石墨电极的电极反应式__________________________。
(2)生产中可用盐酸来除铁锈。现将一生锈的铁片放入盐酸中，当铁锈被除尽后，溶液中发生的化合反应的化学方程式为______________________________。
(3)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：
①A电极对应的金属是________(写元素名称)，B电极的电极反应式是____________。
②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。
③镀层破损后，镀铜铁比镀锌铁更简洁被腐蚀，请简要说明缘由___________________。
答 案
1．选A 手机上的电池可以充电，属于二次电池；锌锰干电池中Zn失去电子生成Zn2＋，故作为负极；氢氧燃料电池工作时氢气在负极被氧化；太阳能电池的主要材料为硅。故B、C、D项错误，A项正确。
2．B
3．选B S(s)＋3F2(g)===SF6(g)的反应过程中旧键断裂吸取的热量为280 kJ＋160 kJ×3＝760 kJ，新键生成放出的热量为330 kJ×6＝1 980 kJ，反应放出1 220 kJ的热量，ΔH＝－1 220 kJ/mol。
4．选D 从图示和供应的化学方程式来看，装置Ⅰ左侧物质硫元素的化合价上升，发生氧化反应，则电极A为负极，B项错误；钠离子从左向右通过离子交换膜，A项错误；电极X为阴极，发生还原反应，生成氢氧化钠，从而使四周溶液显红色，C项错误；依据电子守恒，每有1 mol钠离子透过交换膜，就有1 mol电子转移，就会生成0.5 mol氢气，D项正确。
5．B
6．选C 由电解总反应可知，Cu参与了反应，所以Cu作电解池的阳极，发生氧化反应，A选项正确；石墨作阴极，阴极上是溶液中的H＋反应，电极反应为：2H＋＋2e－===H2↑，B选项正确；当有0.4 mol电子转移时，有28.8 g Cu2O生成，C选项错误；电解一段时间后由于水被消耗，故氢氧化钠浓度变大，碱性增加，D项正确。
7．选C 放电时负极消耗氢氧根离子生成氢氧化锌，正极生成KOH，依据离子的定向移动K＋向正极方向移动；充电时阳极Fe(OH)3被氧化为K2FeO4；放电时每转移3 moL电子，正极有1 mol K2FeO4被还原。
8．解析：(1)依据盖斯定律由已知反应不难求出2.4 g炭转化为水煤气再完全燃烧的ΔH为－78.7 kJ·mol－1。
(2)依据4.4 kg CO2与足量H2恰好完全反应，可放出4 947 kJ的热量，则1 mol CO2与氢气合成甲醇放出热量49.47 kJ的热量。书写热化学反应方程式时还应留意物质状态、反应热的正负号以及单位。
(3)依据CaCO3、BaCO3的溶度积大小可知BaCO3更难溶，因此令CO2生成BaCO3反应更完全；要测定空气中CO2的体积分数，则需依据试验时的温度、压强计算空气的物质的量，以及依据沉淀 BaCO3的质量计算出CO2的物质的量，进而求出空气中CO2的体积分数。
答案：(1)－78.7
(2)CO2(g)＋3H2(g),CH3OH(g)＋H2O(g)；ΔH＝－49.47 kJ·mol－1
(3)Ba(OH)2(或NaOH溶液和BaCl2溶液)
试验时的温度、压强，沉淀的质量
9．解析：(1)由题意可知：CO、SO2反应生成CO2和单质S，依据盖斯定律，①×2－②得：
2CO(g)＋SO2(g)===S(s)＋2CO2(g)ΔH＝－270 kJ·mol－1。
(2)由①②两方程式可知：CO的氧化产物均为CO2 ，碳元素的化合价从＋2价升至＋4价，3.36 L CO即0.15 mol，依据电子得失守恒：电子转移的物质的量为0.3 mol，则其数目为0.3 NA。
依据盖斯定律：①×2＋②得：4CO(g)＋2NO2(g)===N2(g)＋4CO2(g) ΔH＝－(2a＋b) kJ·mol－1
则放出的热量为0.15(2a＋b)/4 kJ===3(2a＋b)/80 kJ
(3)依据盖斯定律①＋②可得：2CH4(g)＋4NO2(g)===2N2(g)＋2CO2(g)＋4H2O(g) ΔH＝(ΔH1＋ΔH2)，
则(ΔH1＋ΔH2)/2＝－867 kJ·mol－1，解之得ΔH2＝－1 160 kJ·mol－1。
答案：(1)2CO(g)＋SO2(g)===S(s)＋2CO2(g)
ΔH＝－270 kJ·mol－1
(2)0.3 NA 3(2a＋b)/80 (3)－1 160 kJ·mol－1
10．解析：甲为原电池，乙为电解池。当溶液均为NaCl溶液时甲池发生吸氧腐蚀，乙池为电解饱和NaCl溶液，生成氢气、氯气和氢氧化钠。氯气氧化碘可依据氧化还原反应电子守恒确定生成的酸为碘酸和盐酸。当溶液均为CuSO4溶液时，甲池中Fe为负极，石墨为正极，石墨极上发生铜离子得电子的还原反应，乙池电解后铜离子仍有剩余，故依据电解的总方程式可知加入的氧化铜的物质的量为氢离子的0.5倍，由于生成的酸性变化较大，可忽视原有酸性，直接依据电解后的溶液进行计算：
m(CuO)＝×80 g/mol＝0.8 g。(或1.24 g CuCO3)
答案：(1)① Fe－2e－=== Fe2＋
② 5Cl2＋I2＋6H2O===10HCl＋2HIO3
(2)①Cu2＋＋2e－===Cu
② CuO(或CuCO3) 0.8(或1.24)
11．解析：(1)在中性溶液中发生吸氧腐蚀，将虚线中改为直流电源，这属于外加电流的阴极疼惜法，外加电源后石墨电极为阳极，氯离子失电子生成氯气。(2)铁锈的主要成分为氧化铁的水合物，与盐酸反应后生成了三价铁离子，而后铁与三价铁离子会化合生成亚铁离子。(3)为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64＋64＝128 g，转移2 mol电子，当质量差为5.12 g，电路中通过的电子为0.08 mol；镀层破损后，镀铜铁比镀锌铁更简洁被腐蚀，由于镀层破坏后，在潮湿环境中形成原电池，铁为负极，加速铁的腐蚀。
答案：(1)①O2＋4e－＋2H2O=== 4OH－
②如图所示(只要标出一个箭头且指向正确即可)
③2Cl－－2 e－=== Cl2↑
(2)2FeCl3＋Fe === 3FeCl2
(3)①铜 Cu2＋＋2e－ === Cu ②0.08 mol
③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。(其他答案合理也可)
展开阅读全文
浙ICP备2021020529号-1 | 浙B2-20240490 
