第一章化學反應與能量轉化測試卷（考試時間：60分鐘試卷滿分：100分）第I卷選擇題（共42分）一、選擇題（本大題共14個小題，每題3分，共42分，每題只有一個選項符合題目要求。）1．化學與生活關系密切。下列關于能量及能源的說法，正確的是A．物質燃燒放出的熱量就是其燃燒熱B．恒容條件下，化學反應過程中的能量變化等于該反應前后體系的焓變C．需要加熱才能進行的化學反應不一定是吸熱反應D．化學反應中能量變化多少于其反應物用量無關【答案】C【解析】燃燒熱是1mol物質完全燃燒生成穩定的氧化物放出的熱量，如碳燃燒生成一氧化碳就不是燃燒熱，A錯誤；恒壓條件下，化學反應過程中的能量變化等于該反應前后體系的焓變，B錯誤；反應的熱效應和反應條件無關，和反應物和生成物的能量有關，有些放熱反應在高溫下進行，如鋁熱反應，有些吸熱反應在常溫下可自發進行，如氯化銨和八水氫氧化鋇的反應，C正確；對于一個確定的化學反應，化學反應中能量變化的大小不僅與物質的狀態有關，也與反應物的質量有關，反應物的量越多，反應過程中能量變化越多，D錯誤。2．下列有關乙烷燃燒時能量轉化的認識中正確的是A．化學能轉化為內能B．化學能全部轉化為熱能C．化學能主要轉化為熱能D．乙烷的能量全部轉化為CO2和H2O的能量【答案】C【解析】乙烷燃燒時會放出熱量，這時化學能轉化為熱能，A錯誤；乙烷燃燒時會放出熱量，這時化學能主要轉化為熱能，還有部分能量轉化為光能及化學能，并不是化學能全部轉化為熱能，B錯誤；乙烷燃燒時放出大量熱，同時有光產生，反應產生CO2和H2O中也含有一定的化學能，因此物質燃燒時化學能主要轉化為熱能，C正確；乙烷燃燒時的能量主要轉化為熱能，還有一部分會轉化為CO2和H2O的能量及光能，D錯誤。3．下列說法不正確的是A．化學反應中一定伴隨能量變化B．S在純氧中燃燒并未將全部化學能轉化為熱能C．化學反應的△H，只與反應體系的始態和終態有關，與反應途徑無關D．需要加熱的反應一定是吸熱反應【答案】D【解析】化學變化是舊鍵的斷裂和新鍵的形成過程，斷鍵吸熱，成鍵放熱，所以物質發生化學反應都伴隨著能量變化，A正確；S在純氧中燃燒時產生熱和光，將化學能轉化為熱能和光能，B正確；根據蓋斯定律可知，化學反應的△H，只與反應體系的始態和終態有關，與反應途徑無關，C正確；反應條件與反應中能量變化無關，需要加熱的反應可能為放熱反應，如鐵與氯氣加熱反應，D錯誤。4．土壤中的微生物可將轉化為S2-，S2-可與土壤中部分金屬陽離子形成難溶硫化物。其中，相互接觸的ZnS與CdS在土壤中構成原電池，其工作原理如圖所示。下列說法不正確的是A．土壤中的微生物起還原作用B．電子由ZnS流向CdSC．ZnS表面發生的電極反應為D．作為正極的CdS被保護起來，不因發生氧化反應而溶解【答案】C【解析】土壤中的微生物可將轉化為S2-，S2-可與土壤中部分金屬陽離子形成難容硫化物。其中，相互接觸的ZnS與CdS在土壤中構成原電池，其工作原理如圖所示，ZnS做負極，電極反應式為，CdS做正極，電極反應式為：。土壤中的微生物可將轉化為S2-，則土壤中的微生物起還原作用，A正確；原電池中ZnS做負極，CdS做正極，電子由ZnS流向CdS，B正確；ZnS表面發生的電極反應為，C錯誤；CdS做正極，，電極反應作為正極的CdS被保護起來，不因發生氧化反應而溶解，D正確。5．下列有關中和熱和燃燒熱的說法中，正確的是A．反應熱就是熱量B．在稀溶液中，和完全中和時放出的熱量小于C．溶液與稀溶液恰好完全反應時，放出的熱量D．已知所以，C的燃燒熱是220.7【答案】B【解析】在一定溫度下，化學反應吸收或放出的熱量叫做反應熱，A錯誤；醋酸為弱電解質，電離吸熱，在稀溶液中，和完全中和時放出的熱量小于，B正確；中和熱是指強酸和強堿的稀溶液反應生成1mol水所釋放的熱量，所以的與稀溶液恰好完全反應時放出的熱量，C錯誤；C的燃燒熱是C完全燃燒生成所放出的熱量，D錯誤。6．已知N2(g)＋O2(g)=2NO(g)為吸熱反應，ΔH＝＋180kJ·mol－1，其中N≡N、O=O的鍵能分別為946kJ·mol－1、498kJ·mol－1，則NO分子中N、O之間共價鍵的鍵能為A．1264kJ·mol－1 B．632kJ·mol－1 C．316kJ·mol－1 D．1624kJ·mol－1【答案】B【解析】根據ΔH＝反應物的鍵能總和－生成物的鍵能總和可知，180kJ·mol－1＝946kJ·mol－1＋498kJ·mol－1－2E(NO)，所以E(NO)＝632kJ·mol－1，B正確。7．根據能量關系示意圖，下列說法正確的是A．C燃燒的熱化學方程式為B．C．D．高溫進行“轉化Ⅱ”，其將升高【答案】C【解析】C燃燒的熱化學方程式為，A錯誤；由的熱化學方程式為，B錯誤；由圖知，C正確；溫度不影響反應的，D錯誤。8．有關電化學知識的描述正確的是A．這個反應可設計成原電池B．利用可設計成圖裝置，鹽橋內向溶液移動C．因為鐵的活潑性強于銅，所以將鐵、銅用導線連接后放入濃硝酸中組成原電池，鐵作負極，銅作正極，其負極反應式為D．利用反應，可設計成圖裝置，為使電池持續放電，需選陰離子交換膜【答案】D【解析】銅不能和稀硫酸發生反應，故不能設計成原電池，A錯誤；利用可設計成圖裝置，銅的化合價上升，則銅做負極，C做正極，原電池中陰離子向負極移動，則鹽橋內向硫酸銅溶液移動，B錯誤；鐵、銅用導線連接后放入濃硝酸中組成原電池，由于鐵被鈍化，所以銅做負極，鐵做正極，C錯誤；利用反應，可設計成圖裝置，二氧化氮中氮元素化合價下降，做正極，電極反應為，氨氣中氮元素化合價上升，做負極，電極反應為，為保證氫氧根向負極移動，則應選用陰離子交換膜，D正確。9．光催化氧化甲烷制甲醛的機理如圖所示。下列說法正確的是A．在光催化劑表面會發生反應B．中間產物結構與相似，具有強氧化性C．整個過程中的能量變化：電能轉化為化學能D．每生成1molHCHO，需消耗標準狀況下11.2L【答案】B【解析】在光催化劑表面會發生反應，中電荷不守恒，應為，A錯誤；中間產物結構與相似，均含有-1氧，具有強氧化性，B正確；整個過程中的能量變化：應為光能轉化為化學能，C錯誤；根據圖示，甲烷生成甲醛的方程式為：，每生成1molHCHO，需消耗1mol氧氣，標準狀況下22.4L，D錯誤。10.下列實驗裝置符合實驗目的的是A．粗銅的精練B．驗證電解飽和溶液(含酚酞)的產物C．在鐵制品上的鍍銅D．形成原電池A．AB．BC．CD．D【答案】B【解析】粗銅的精練是純銅作陰極，粗銅作陽極，故A不符合題意；電流流向右邊，則右邊為陽極，氯離子變為氯氣，淀粉KI驗證生成了氯氣，右邊產生氫氣和氫氧化鈉，溶液變為紅色，B符合題意；在鐵制品上的鍍銅，鍍件作陰極，銅作陽極，C不符合題意；酒精是非電解質，不能形成原電池，D不符合題意。11．碘與氫氣反應的相關熱化學方程式為；，；。下列有關的大小判斷正確的是A．B．C．D．不能判斷【答案】A【解析】兩個熱化學方程式的區別是I2的狀態不同導致?H不同，氣態I2的能量高于固態I2的能量，反應過程中放熱更多，故>，A正確。12．電化學“大氣固碳”方法是我國科學家研究發現的，相關裝置如圖所示。下列說法錯誤的是A．放電時電極A為負極，該電池可選用含水電解液B．放電時，電極B上發生的反應是：C．充電時的移動方向是從電極B移向電極AD．放電時，電路中每通過電子，正極區質量增加【答案】A【解析】放電時，A為負極，電極反應為，B為正極，電極反應為，充電時，A為陰極，電極反應式為，B為陽極，電極反應為。放電時電極A為負極，電極材料為Li，會與水反應，因此該電池只可選用無水電解液，A錯誤；放電時，B為正極，電極反應為，B正確；充電時，陽離子移向陰極，則Li+的移動方向是從電極B移向電極A，C正確；當有4mol電子轉移時，增加的質量為(3×44+4×7)g=160g，則電路中每通過1mol電子時，正極區質量增加40g，D正確。13．天然氣報警器可及時檢測到空氣中甲烷濃度的變化，當甲烷達到一定濃度時，傳感器隨之產生電信號并聯動報警，圖1是成品裝置，其工作原理如圖2所示，其中可以在固體電解質中移動。當報警器觸發工作時，下列說法正確的是A．多孔電極b為負極B．圖2中的多孔電極a上發生還原反應C．在電解質中向a電極移動D．多孔電極a上發生反應的電極反應式為【答案】C【解析】根據圖2所示，傳感器利用原電池工作原理制成，屬于烴燃料電池類別，故甲烷在負極反應，多孔電極a是負極，空氣中的氧氣在正極反應，多孔電極b是正極。根據分析知，多孔電極b是正極，A錯誤；多孔電極a是負極，反應物甲烷失去電子，發生氧化反應，B錯誤；電池工作時，電解質中的陰離子向負極移動，因此在電解質中向a電極移動，C正確；多孔電極a上發生反應的電極反應式為，D錯誤。14．是一種很有前景的鈉離子電池正極材料。研究人員利用如下裝置電解水、碳酸酯兩相電解液，并通過反應器將Na+嵌入到合成。下列說法正確的是A．鐵電極與電源正極相連B．離子交換膜為陰離子交換膜C．陽極區采用水相，陰極區采用碳酸酯相D．反應器中發生反應的離子方程式為：【答案】D【解析】鐵電極發生還原反應，Fe為陰極，與電源負極相連，A錯誤；根據圖示，陽極生成的鈉離子通過離子交換膜進入陰極區，所以離子交換膜為陽離子交換膜，B錯誤；鈉是陽極，鈉能與水反應，所以陽極區采用碳酸酯相，陰極區采用水相，C錯誤；反應器中FePO4把I?氧化為，自身被還原為，發生反應的離子方程式為：，D正確。第II卷非選擇題（共58分）15．（10分）回答下列問題(1)分子可形成單斜硫和斜方硫，轉化過程如下：S(s，單斜)S(s，斜方)，則S(單斜)、S(斜方)相比，較穩定的是(填“S(單斜)”或“S(斜方)”)。(2)下表中的數據表示破壞1mol化學鍵需消耗的能量(即鍵能單位為)化學鍵鍵能436431熱化學方程式：，則的鍵能為。(3)標準狀況下，在中完全燃燒生成CO2g和，放出389.7kJ熱量，請寫出表示燃燒熱的熱化學方程式：。(4)已知：C(石墨，s)計算C(石墨，s)與反應生成的為(用含a、b、c的式子表示)。(5)與適量反應生成，需吸收68kJ的熱量，該反應的熱化學方程式為。【答案】(1)S(斜方，s)（2分）(2)243（2分）(3)C2H2(g)+O2(g)=2CO2(g)+H2O(l)（2分）(4)c-a-2b（2分）(5)（2分）【解析】（1）S(s，單斜)S(s，斜方)，則S(單斜，s)的能量大于S(斜方，s)，能量越低越穩定，較穩定的是S(斜方，s)。（2），焓變=反應物總鍵能-生成物總鍵能，設的鍵能為x，則436+x-2×431=-183，x=243。（3）標準狀況下的物質的量為=0.3mol，0.3mol在中完全燃燒生成CO2g和，放出389.7kJ熱量，則1mol在中完全燃燒生成CO2g和，放出=1299kJ熱量，表示燃燒熱的熱化學方程式：C2H2(g)+O2(g)=2CO2(g)+H2O(l)。（4）已知：①C(石墨，s)，②，③，根據蓋斯定律①+②×2-③得C(石墨，s)。（5）與適量反應生成，需吸收68kJ的熱量，該反應的熱化學方程式為：。16．（11分）電化學給人類的生活和工業生產帶來極大的方便。回答下列問題：(1)如圖所示的電池，作極(填“正”或“負”)。鹽橋由瓊脂和飽和溶液構成，鹽橋中的往(填“”或“石墨”電極移動。(2)高鐵電池是一種新型可充電電池，總反應為：。①放電時，負極電極反應為。②充電時，陰極附近溶液的堿性(填“增強”、“減弱”或“不變”)。(3)用如圖所示的裝置研究電化學的相關問題(乙裝置中X為陽離子交換膜)。①甲裝置中負極反應式為。②乙裝置中石墨電極上生成的氣體為(填化學式)。③丙裝置中CuSO4足量，工作一段時間后，溶液的(填“變大”、“變小”或“不變”)。【答案】(1)負（1分）石墨（1分）(2)（2分）增強（1分）(3)（2分）（2分）變小（2分）【解析】該裝置為原電池，左側Fe失去電子，為負極，右側三價鐵得到電子，為正極，在原電池中陽離子向正極移動，陰離子向負極移動。（1）該裝置為原電池，Fe作負極，失電子生成Fe2+，石墨作正極，鐵離子得電子生成亞鐵離子，原電池中陽離子移向正極，鹽橋中的往石墨電極移動；（2）①根據總方程式可知，放電時，Zn失去電子形成氫氧化鋅，作負極，則負極電極反應為：；②充電時陰極反應式為Zn(OH)2+2e-=Zn+2OH-，有氫氧根離子生成，所以溶液堿性增強；（3）①由圖可知甲池是燃料電池，通入燃料甲烷的一極是負極，電極反應為：，故答案為；②乙裝置為電解池，其中鐵電極和原電池的負極相連，為陰極，則石墨電極為陽極，氯離子放電生成的氣體為Cl2，故答案為Cl2；③丙裝置為電解池，兩個電極都是石墨惰性電極，即電解CuSO4溶液，反應為：，反應過程中有硫酸生成，則溶液的pH變小。17．（22分）I．探究原電池和電解池原理，對生產生活具有重要的意義。(1)近年來，有研究人員用通過電催化生成多種燃料，其工作原理如圖所示。請寫出電極上產生的電極反應式：。(2)以惰性電極電解CuSO4溶液，通電一段時間后，加入0.1mol可使溶液復原，則電路中轉移電子為mol。(3)在直流電源作用下，雙極膜中間層中的解離為H+和。某技術人員利用雙極膜(膜、膜)和離子交換膜高效制備和，工作原理如圖所示：①膜、、、需選用陽離子交換膜的是②當電路中轉移2mol時，整套裝置將制得molⅡ．利用電化學方法可以將CO?有效地轉化為，裝置如圖所示。(4)若以鉛蓄電池為直流電源，則鉛蓄電池中極的電極反應式為。(5)裝置工作時，陰極除有生成外，還可能生成副產物，降低電解效率。已知：①副產物可能是(寫出一種即可)。②標準狀況下，當陽極生成氧氣的體積為224mL時，測得整個陰極區內的，電解效率為(忽略電解前后溶液的體積變化)。Ⅲ．利用新型鎂—鋰雙離子二次電池(甲池)作電源同時電解乙池和丙池。(6)放電時，向(填“極”或“極”)移動；甲池中正極的電極反應式為。(7)電解一段時間后，乙池中溶液的將(填“增大”、“減小”或“不變”)。(8)丙池發生電解反應的總離子方程式為。【答案】(1)（2分）(2)0.6（2分）(3)a、e（2分）2（2分）(4)（2分）(5)CO或者H2(寫出一種即可)（2分）75%（2分）(6)n（2分）（2分）(7)減小（2分）(8)（2分）【解析】（1）由圖中裝置可以看出是電解池，銅電極作陰極，所以電極上產生的電極反應式：。（2）以惰性電極電解CuSO4溶液，通電一段時間后，由加入0.1mol可使溶液復原可知電解硫酸銅溶液發生的反應有：、，第一階段電解產生了0.2mol銅，轉移電子是0.4mol，第二階段電解了0.1molH2O，轉移電子0.2mol，所以一共轉移電子是0.6mol。（3）①由裝置目的制備和結合裝置分析可知，電解池M極是陰極制備氫氧化鈉，膜是陽離子交換膜，鈉離子可以通過膜進入陰極區，雙極膜中的膜c輸出氫離子，膜b是陰離子交換膜，硫酸根離子通過膜b進入膜b和膜c之間的區域生成硫酸；N極是陽極，制備硫酸，水在陽極失電子生成氧氣和氫離子，膜f是陰離子交換膜，硫酸根離子通過膜f進入陽極區，雙極膜中的膜d輸出氫氧根離子，膜e是陽離子交換膜，鈉離子通過膜e進入膜e和膜d之間的區域生成氫氧化鈉。膜、、、需選用陽離子交換膜的是、e。②N極的電極反應式為，電路中轉移2mol電子時，N極生成1mol硫酸，同時膜b和膜c之間的區域生成1mol硫酸，所以一共生成2mol硫酸。（4）由裝置將CO?有效地轉化為可知，右邊電極為陰極，左邊電極為陽極，以鉛蓄電池為直流電源，則鉛蓄電池中極為正極，電極反應式為：。（5）①陰極得電子化合價降低，除有生成外，還可能發生二氧化碳得電子生成一氧化碳或者水得電子生成氫氣等。②標準狀況下，當陽極生成氧氣的體積為224mL時，氧氣的物質的量為0.01mol，轉移電子的物質的量為0.04mol，測得整個陰極區內的，電解效率為。（6）分析裝置可知，m極為負極，n極為正極，所以放電時，向正極n極移動，甲池中正極的電極反應式為：。（7）乙池中石墨作陽極，銀電極作陰極，電解總反應式為：，所以乙池中溶液的將減小。（8）丙池是惰性電極電解氯化鎂溶液，會生成難溶的氫氧化鎂，電解反應的總離子方程式為。18.（15分）完成下列問題(1)向1L1mol/L的NaOH溶液中分別加入下列物質：①濃硫酸；②稀硝酸；③稀醋酸。恰好反應完全時的熱效應(對應反應中各物質的化學計量數均為1)分別為、、，則三者由大到小的順序為。(2)選用合理的試劑，用如圖裝置進行實驗，從實驗裝置上看，圖中尚缺少的一種玻璃儀器。某次實驗測得中和熱，與理論值出現較大偏差，產生偏差的原因不可能是(填字母序號)A．實驗裝置保溫、隔熱效果差B．分多次把堿溶液倒入盛有酸的小燒杯中C．用溫度計測定堿溶液起始溫度后直接測定酸溶液的溫度D．用量筒量取酸和堿溶液的體積時均仰視讀數(3)利用合成氣(主要成分為、和)在催化劑作用下合成甲醇，發生的主要反應如下：①②③已知反應①中相關的化學鍵鍵能數據如下：化學鍵H4363431076465413(已知甲醇與CO的結構式