2021高考化学一轮复习专题质检卷3化学反应与能量变化含解析苏教版

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专题质检卷三　化学反应与能量变化 ‎(时间:45分钟　满分:100分)‎ 一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分,每小题只有一个选项符合题目要求)‎ ‎1.全世界每年钢铁因锈蚀造成大量的损失。某城市拟用如图方法保护埋在酸性土壤中的钢质管道,使其免受腐蚀。关于此方法,下列说法不正确的是(　　)。‎ A.土壤中的钢铁易被腐蚀是因为在潮湿的土壤中形成了原电池 B.金属棒M的材料应该是比锌活泼的金属 C.金属棒M上发生反应:M-ne-Mn+‎ D.这种方法称为牺牲阳极的阴极保护法 答案:B 解析:钢铁为铁碳合金,土壤中的钢铁易被腐蚀是因为在潮湿的土壤中形成了原电池,A项正确;金属棒M的材料应该是比铁活泼的金属,不一定比锌活泼,B项错误;金属棒M作原电池的负极,被氧化,发生反应:M-ne-Mn+,C项正确;这种方法称为牺牲阳极的阴极保护法,D项正确。‎ ‎2.(2019广西贺州摸底)利用反应6NO2+8NH37N2+12H2O构成电池的装置如图所示。下列说法正确的是(　　)。‎ ‎　　　　　　　　　　　　　　　　‎ A.电子从右侧B电极经过负载后流向左侧A电极 B.当有2.24 L NO2被处理时,转移电子数为0.4NA C.电极A极反应式为2NH3-6e-N2+6H+‎ D.为使电池持续放电,离子交换膜需选用阴离子交换膜 答案:D 解析:在原电池中,负极发生氧化反应,正极发生还原反应,根据6NO2+8NH37N2+12H2O可知,通入氨气的电极为负极,通入二氧化氮的电极为正极。电子从负极流出,正极流入,则电子从左侧电极经过负载后流向右侧电极,故A项错误;未说明是否为标准状况,无法计算2.24LNO2的物质的量,因此无法计算转移的电子数,故B项错误;电极A为负极,发生氧化反应,电极反应式为2NH3-6e-+6OH-‎ 8‎ N2+6H2O,故C项错误;原电池工作时,阴离子向负极移动,为使电池持续放电,离子交换膜需选用阴离子交换膜,防止二氧化氮反应生成硝酸盐和亚硝酸盐,故D项正确。‎ ‎3.(2019安徽肥东高中调研)下列关于热化学反应的描述正确的是(　　)。‎ A.CO的燃烧热是283.0 kJ·mol-1,则2CO2(g)2CO(g)+O2(g)　ΔH=+283.0 kJ·mol-1‎ B.HCl和NaOH反应的中和热ΔH=-57.3 kJ·mol-1,则H2SO4与Ba(OH)2的反应热ΔH=2×(-57.3) kJ·mol-1‎ C.等物质的量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧,后者放出热量少 D.已知:H—H键的键能为a kJ·mol-1,Cl—Cl键的键能为b kJ·mol-1,H—Cl键的键能为c kJ·mol-1,则生成1 mol HCl放出的能量为a+b-2c‎2‎ kJ 答案:C 解析:CO的燃烧热是283.0kJ·mol-1,可知CO(g)+‎1‎‎2‎O2(g)CO2(g)　ΔH=-283.0kJ·mol-1,物质的量与热量成正比,且互为逆反应时,焓变的数值相同、符号相反,则2CO2(g)2CO(g)+O2(g)　ΔH=+566.0kJ·mol-1,故A错误;H2SO4与Ba(OH)2反应生成沉淀,则反应热不为-114.6kJ·mol-1,故B错误;生成物相同,反应物中硫蒸气的能量高,S燃烧为放热反应,则等物质的量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧,后者放出热量少,故C正确;焓变等于断裂化学键吸收的能量减去形成化学键释放的能量,则生成1molHCl的ΔH为a+b-2c‎2‎kJ,即放出的能量为‎2c-a-b‎2‎kJ,故D错误。‎ ‎4.下列说法正确的是(　　)。‎ A.氢气的标准燃烧热为-285.8 kJ·mol-1,则电解水的热化学方程式为2H2O(l)2H2(g)+O2(g)　ΔH=+285.8 kJ·mol-1‎ B.已知H+(aq)+OH-(aq)H2O(l)　ΔH=-57.3 kJ·mol-1,则稀硫酸和稀Ba(OH)2溶液反应生成2 mol H2O(l)的反应热ΔH=2×(-57.3) kJ·mol-1‎ C.在CO2中,Mg燃烧生成MgO和C,该反应中化学能全都转化为热能 D.已知AX3的熔点和沸点分别为-93.6 ℃和76 ℃,AX5的熔点为167 ℃。室温时AX3与气体X2反应生成1 mol AX5,放出123.8 kJ热量。该反应的热化学方程式为AX3(l)+X2(g)AX5(s)　ΔH=-123.8 kJ·mol-1‎ 答案:D 解析:氢气的燃烧是放热过程,氢气的标准燃烧热为-285.8kJ·mol-1,指的是1mol氢气完全燃烧时的反应热,电解水是氢气燃烧的逆过程,因此2H2O(l)2H2(g)+O2(g)　ΔH=+571.6kJ·mol-1,A错误;稀硫酸和稀Ba(OH)2溶液的反应除了生成水,还生成了硫酸钡沉淀,ΔH<2×(-57.3)kJ·mol-1,B错误;燃烧时还有部分能量以光能的形式放出,C错误;室温时AX3(l)与气体X2反应生成1molAX5(s),放出热量123.8kJ,反应的热化学方程式为AX3(l)+X2(g)AX5(s)　ΔH=-123.8kJ·mol-1,D正确。‎ ‎5.如图所示,ΔH1=-393.5 kJ·mol-1,ΔH2=-395.4 kJ·mol-1,下列说法或表示式正确的是(　　)。‎ 8‎ A.C(s,石墨)C(s,金刚石)　ΔH=+1.9 kJ·mol-1‎ B.石墨和金刚石的转化是物理变化 C.金刚石的稳定性强于石墨 D.含1 mol碳的石墨具有的能量比含1 mol碳的金刚石具有的能量大 答案:A 解析:根据图中所示可知,C(s,金刚石)+O2(g)CO2(g)　ΔH2=-395.4kJ·mol-1,C(s,石墨)+O2(g)CO2(g)　ΔH1=-393.5kJ·mol-1,所以石墨转化为金刚石的热化学方程式为C(s,石墨)C(s,金刚石)　ΔH=+1.9kJ·mol-1,A对;石墨转化为金刚石有新物质生成,是化学变化,B错;因为金刚石的能量比石墨的能量高,所以石墨更稳定,C错;C(s,石墨)C(s,金刚石)　ΔH=+1.9kJ·mol-1,说明石墨的能量比金刚石的能量低,D错。‎ ‎6.(2019河北衡水中学高三下学期理科综合)传统接触法制取硫酸能耗大,污染严重,将燃料电池引入硫酸生产工艺可有效解决能耗和环境污染问题,同时提供电能。以燃料电池为电源电解硫酸铜溶液的工作原理示意图如下所示。‎ 下列说法不正确的是(　　)。‎ A.b极为正极,电极反应式为O2+4H++4e-2H2O B.H+由a极通过质子交换膜向b极移动 C.该燃料电池的总反应式为2SO2+O2+2H2O2H2SO4‎ D.若a极消耗2.24 L(标准状况)SO2,理论上c极有6.4 g铜析出 答案:D 解析:b为正极,由质子交换膜可确定为酸性环境,电极反应式为O2+4H++4e-2H2O,故A正确;原电池内部阳离子向正极移动,阴离子向负极移动,故B正确;由上面分析可知该燃料电池的总反应为2SO2+O2+2H2O2H2SO4,故C正确;d极与电源负极相连,为阴极得电子,有铜析出,所以应该是若a电极消耗标准状况下2.24LSO2,理论上在d极有6.4g铜析出,故D不正确。‎ ‎7.一种以NaBH4和H2O2为原料的新型电池的工作原理如图所示。下列说法错误的是(　　)。‎ 8‎ A.电池的正极反应为H2O2+2e-2OH-‎ B.电池放电时Na+从a极区移向b极区 C.电池放电时电子从电极b经外电路流向电极a D.b极室的输出液经处理后可输入a极室循环利用 答案:C 解析:以硼氢化钠(NaBH4)和H2O2作原料的电池中,电解质溶液呈碱性,由工作原理装置图可知,负极发生氧化反应,电极反应式为BH‎4‎‎-‎+8OH--8e-BO‎2‎‎-‎+6H2O,正极H2O2发生还原反应,得到电子被还原生成OH-,电极反应式为H2O2+2e-2OH-,A正确;放电时为原电池,阳离子移向正极,b为正极,B正确;电子由负极经外电路流向正极,电子应该由a到b,C错误;正极电极反应式为H2O2+2e-2OH-,产生的氢氧化钠溶液可以循环使用,D正确。‎ ‎8.(2019广西三市高三联考)用镁—次氯酸钠燃料电池作电源模拟消除工业酸性废水中的Cr2O‎7‎‎2-‎的过程(将“Cr2O‎7‎‎2-‎”还原为“Cr3+”),装置如图所示。下列说法中错误的是(　　)。‎ A.铁电极的反应为:Fe-2e-Fe2+‎ B.装置中电子的流动路线是:C电极→惰性电极→铁电极→D电极 C.装置工作过程中消耗14.4 g Mg,理论上可消除Cr2O‎7‎‎2-‎ 0.1 mol D.Cr2O‎7‎‎2-‎处理后的废水比原工业废水的pH增大 答案:B 解析:Fe2+将Cr2O‎7‎‎2-‎还原为Cr3+,所以阳极生成Fe2+,铁电极的反应为Fe-2e-Fe2+,故A正确;电解质溶液中没有电子流动,所以装置中电子的流动路线是:C电极→惰性电极,铁电极→D电极,故B错误;装置工作过程中消耗14.4gMg,转移电子1.2mol,阳极生成Fe2+0.6mol,根据Cr2O‎7‎‎2-‎+6Fe2++14H+2Cr3++6Fe3++7H2O,0.6molFe2+可消除Cr2O‎7‎‎2-‎0.1mol,故C正确;阴极氢离子得电子生成氢气,阳极区发生Cr2O‎7‎‎2-‎+6Fe2++14H+2Cr3++6Fe3++7H2O,所以Cr2O‎7‎‎2-‎处理后的废水比原工业废水的pH增大,故D正确。‎ 二、非选择题(本题共3个小题,共52分)‎ 8‎ ‎9.(12分)(1)已知反应2HI(g)H2(g)+I2(g)的ΔH=+11 kJ·mol-1,1 mol H2(g)、1 mol I2(g)分子中化学键断裂时分别需要吸收436 kJ、151 kJ的能量,则1 mol HI(g)分子中化学键断裂时需吸收的能量为　　　　　　　 kJ。 ‎ ‎(2)由N2O和NO反应生成N2和NO2的能量变化如图所示,若生成1 mol N2,其ΔH=　　　 kJ·mol-1。‎ ‎(3)F2与其他卤素单质反应可以形成卤素互化物,例如ClF3、BrF3等。已知反应Cl2(g)+3F2(g)2ClF3(g)　ΔH=-313 kJ·mol-1,F—F键的键能为159 kJ·mol-1,Cl—Cl键的键能为242 kJ·mol-1,则ClF3中Cl—F键的平均键能为　　　　 kJ·mol-1。 ‎ 答案:(1)299　(2)-139　(3)172‎ 解析:(1)由键能求反应热的公式为ΔH=反应物的键能总和-生成物的键能总和,则ΔH=2EH—I-436kJ·mol-1-151kJ·mol-1=11kJ,则EH—I=299kJ·mol-1。‎ ‎(2)由图示信息可知,反应物的总能量大于生成物的总能量,故该反应为放热反应,ΔH=209kJ·mol-1-348kJ·mol-1=-139kJ·mol-1。‎ ‎(3)根据反应:Cl2(g)+3F2(g)2ClF3(g)　ΔH=-313kJ·mol-1,化学键断裂需要吸收能量,形成化学键会放出能量,故反应中Q吸=3×159kJ·mol-1+242kJ·mol-1=719kJ·mol-1,Q放=719kJ·mol-1+313kJ·mol-1=1032kJ·mol-1,故ClF3中Cl—F键的平均键能=‎1032kJ·mol‎-1‎‎6‎=172kJ·mol-1。‎ ‎10.(20分)Ⅰ.(1)近年,又有科学家提出在常温、常压、催化剂等条件下合成氨的新思路,反应原理为:‎ ‎2N2(g)+6H2O(l)4NH3(aq)+3O2(g)　ΔH 已知:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)　ΔH1‎ ‎2H2(g)+O2(g)2H2O(l)　ΔH2‎ NH3(g)NH3(aq)　ΔH3‎ 则ΔH=　　　　　　　　　　　(用含ΔH1、ΔH2、ΔH3的式子表示)。 ‎ ‎(2)硝酸厂的尾气直接排放将污染空气。目前科学家探索利用燃料气体中的甲烷等将氮的氧化物还原为氮气和水,反应机理为:‎ CH4(g)+4NO2(g)4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)‎ ΔH=-574 kJ·mol-1‎ CH4(g)+4NO(g)2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)‎ ΔH=-1 160 kJ·mol-1‎ 8‎ 则甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。‎ Ⅱ.燃料的使用和防污染是社会发展中一个无法回避的问题。‎ ‎(1)直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境污染。煤燃烧产生的烟气含氮的氧化物,用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。‎ 已知:①CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)　ΔH1=-867.0 kJ·mol-1‎ ‎②2NO2(g)N2O4(g)　ΔH2=-66.9 kJ·mol-1‎ 写出CH4催化还原N2O4(g)生成N2和H2O(g)、CO2的热化学方程式: 　 。‎ ‎(2)如将燃煤产生的二氧化碳回收利用,可达到低碳排放的目的。如下图是通过人工光合作用,以CO2和H2O为原料制备HCOOH和O2的原理示意图。‎ 电极a、b表面发生电极反应。其中电极a为　　　　极,电极b上的电极反应式为　　　　　　　。‎ 答案:Ⅰ.(1)2ΔH1-3ΔH2+4ΔH3‎ ‎(2)CH4(g)+2NO2(g)CO2(g)+2H2O(g)+N2(g)　ΔH=-867 kJ·mol-1‎ Ⅱ.(1)CH4(g)+N2O4(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)　ΔH=-800.1 kJ·mol-1‎ ‎(2)负　CO2+2H++2e-HCOOH 解析:Ⅰ.(1)给题中已知的热化学方程式依次编号为①②③,根据盖斯定律,由2×①-3×②+4×③可得目标反应,对应的ΔH=2ΔH1-3ΔH2+4ΔH3。‎ ‎(2)根据盖斯定律,将已知的两个热化学方程式相加,然后再除以2,即得要求的热化学方程式:CH4(g)+2NO2(g)CO2(g)+2H2O(g)+N2(g)　ΔH=-867kJ·mol-1。‎ Ⅱ.(1)根据盖斯定律,反应①-反应②即可得热化学方程式:CH4(g)+N2O4(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)　ΔH=-867.0kJ·mol-1+66.9kJ·mol-1=-800.1kJ·mol-1。‎ ‎(2)根据题意可知电极a为负极,电极b为正极,电极b上的电极反应式为CO2+2H++2e-HCOOH。‎ ‎11.(20分)某混合物浆液含Al(OH)3、MnO2和少量Na2CrO4。考虑到胶体的吸附作用使Na2CrO4不易完全被水浸出,某研究小组利用设计的电解分离装置(见下图),使浆液分离成固体混合物和含铬元素溶液,并回收利用。回答Ⅰ和Ⅱ中的问题。‎ 8‎ 固体混合物分离利用的流程图 Ⅰ.固体混合物的分离和利用(流程图中的部分分离操作和反应条件未标明)‎ ‎(1)反应①所加试剂NaOH的电子式为　　　　　　,B→C的反应条件为　　　　　　,C→Al的制备方法称为　　　　　　　。 ‎ ‎(2)该小组探究反应②发生的条件。D与浓盐酸混合,不加热,无变化;加热有Cl2生成,当反应停止后,固体有剩余,此时滴加硫酸,又产生Cl2。由此判断影响该反应有效进行的因素有　　　　(填序号)。 ‎ a.温度　　b.Cl-的浓度　　c.溶液的酸度 ‎(3)0.1 mol Cl2与焦炭、TiO2完全反应,生成一种还原性气体和一种易水解成TiO2·xH2O的液态化合物,放热4.28 kJ,该反应的热化学方程式为 　 。 ‎ Ⅱ.含铬元素溶液的分离和利用 ‎(4)用惰性电极电解时,CrO‎4‎‎2-‎能从浆液中分离出来的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　,分离后含铬元素的粒子是　　　　　　　　;阴极室生成的物质为　　　　　　　(写化学式)。 ‎ 答案:(1)Na+‎[‎‎·‎‎·‎O‎··‎‎··‎‎·‎‎·‎H]-　加热(或煅烧)　电解法 ‎(2)ac ‎(3)2Cl2(g)+TiO2(s)+2C(s)TiCl4(l)+2CO(g)‎ ΔH=-85.6 kJ·mol-1‎ ‎(4)在直流电场作用下,CrO‎4‎‎2-‎通过阴离子交换膜向阳极室移动,脱离浆液　CrO‎4‎‎2-‎和Cr2O‎7‎‎2-‎　NaOH和H2‎ 解析:Ⅰ.(1)考查电子式的书写。在书写电子式时应先考虑化合物的类型为共价化合物还是离子化合物,NaOH为离子化合物,且既含离子键又含共价键,电子式为Na+‎[‎‎·‎‎·‎O‎··‎‎··‎‎·‎‎·‎H]-。由题目条件可知,固体混合物应为Al(OH)3和MnO2,向其中加入NaOH溶液后,Al(OH)3与NaOH反应生成NaAlO2,再通入CO2则得到Al(OH)3沉淀,Al(OH)3加热生成Al2O3,电解熔融状态Al2O3即制得Al。‎ 8‎ ‎(2)对实验室制Cl2条件的考查。MnO2与浓盐酸加热可制得Cl2,且反应停止后,加入H2SO4(即H+与SO‎4‎‎2-‎)反应又开始,可知影响该反应有效进行的因素为温度和溶液的酸度。‎ ‎(3)C、Cl2与TiO2反应生成还原性气体(即CO)和易水解的+4价钛盐TiCl4,可得化学方程式为2Cl2+2C+TiO2TiCl4+2CO。‎ 又由题目可知0.1molCl2完全反应放出4.28kJ的热量,则2molCl2完全反应时放出85.6kJ热量,可得热化学方程式为2Cl2(g)+2C(s)+TiO2(s)TiCl4(l)+2CO(g)　ΔH=-85.6kJ·mol-1。‎ Ⅱ.(4)Na2CrO4为易溶于水的强电解质,在水溶液中电离出Na+和CrO‎4‎‎2-‎,CrO‎4‎‎2-‎在电场作用下向阳极室移动进入阳极室后,阳极反应为2H2O-4e-O2↑+4H+,阳极室的酸性增强,发生2CrO‎4‎‎2-‎+2H+Cr2O‎7‎‎2-‎+H2O,因此含铬元素粒子为CrO‎4‎‎2-‎和Cr2O‎7‎‎2-‎,阴极室的反应为2H2O+2e-H2↑+2OH-,因此产物为H2和NaOH。‎ 8‎