2019年高考化學(xué)總復(fù)習(xí) 第三單元 化學(xué)反應(yīng)與能量轉(zhuǎn)化單元檢測(cè).doc

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2019年高考化學(xué)總復(fù)習(xí) 第三單元 化學(xué)反應(yīng)與能量轉(zhuǎn)化單元檢測(cè) 一、單項(xiàng)選擇題(本大題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求，選對(duì)得4分，選錯(cuò)或不答得0分。) 1．將純鋅片和純銅片按下圖示方式插入同濃度的稀硫酸中一段時(shí)間，以下敘述正確的是(　　)。 A．兩燒杯中銅片表面均無(wú)氣泡產(chǎn)生 B．兩燒杯中溶液的pH均增大 C. 甲中銅片是正極，乙中銅片是負(fù)極 D．產(chǎn)生氣泡的速度甲比乙慢 2．1 g氫氣在氧氣中完全燃燒生成氣態(tài)水，放出熱量120.9 kJ，則下列說法正確的是(　　)。 A．反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH＝＋483.6 kJmol－1 B．氫氣的燃燒熱為241.8 kJmol－1 C．1 mol H2O(l)的能量大于1 mol H2O(g)的能量 D．2 mol H2和1 mol O2的能量總和大于2 mol H2O(g)的能量 3．下列關(guān)于原電池的敘述正確的是(　　)。 A．構(gòu)成原電池的正極和負(fù)極必須是兩種不同的金屬 B．原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置 C．原電池中電子流出的一極是負(fù)極，該極被還原 D．原電池放電時(shí)，電流的方向是從負(fù)極到正極 4．下列敘述正確的是(　　)。 A．純鋅與稀硫酸反應(yīng)時(shí)，加入少量CuSO4溶液，可使反應(yīng)速率加快 B．甲醇和氧氣以及KOH溶液構(gòu)成的新型燃料電池中，其負(fù)極上發(fā)生的反應(yīng)為：CH3OH＋6OH－＋6e－===CO2↑＋5H2O C．在鐵上鍍銅時(shí)，金屬銅作陰極 D．電解精煉銅時(shí)，電解質(zhì)溶液中銅離子濃度不變 5．下圖裝置(Ⅰ)為一種可充電電池的示意圖，其中的離子交換膜只允許K＋通過，該電池充、放電的化學(xué)方程式為：2K2S2＋KI3K2S4＋3KI。裝置(Ⅱ)為電解池的示意圖。當(dāng)閉合開關(guān)K時(shí)，電極X附近溶液先變紅。則下列說法正確的是(　　)。 A．閉合K時(shí)，K＋從右到左通過離子交換膜 B．閉合K時(shí)，A的電極反應(yīng)式為：3I－－2e－===I C．閉合K時(shí)，X的電極反應(yīng)式為：2Cl－－2e－===Cl2↑ D．閉合K時(shí)，當(dāng)有0.1 mol K＋通過離子交換膜，X電極上產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體1.12 L 6．如下圖，a曲線是198 K、101 kPa時(shí)N2與H2反應(yīng)過程中能量變化的曲線圖，下列敘述正確的是(　　)。 A．該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：N2＋3H22NH3　ΔH＝－92 kJmol－1 B．b曲線是升高溫度時(shí)的能量變化曲線 C．加入催化劑，該化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱改變 D．在198 K、體積一定的條件下，通入1 mol N2和3 mol H2反應(yīng)后放出的熱量為Q1 kJ，若通入2 mol N2和6 mol H2反應(yīng)后放出的熱量為Q2 kJ，則184>Q2>2Q1 二、雙項(xiàng)選擇題(本大題共2小題，每小題6分，共12分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有兩個(gè)選項(xiàng)符合題目要求，全部選對(duì)得6分，只選1個(gè)且正確的得3分，有選錯(cuò)或不答的得0分。) 7．對(duì)于反應(yīng)CH2===CH2＋H2―→CH3CH3反應(yīng)過程能量變化如下圖，下列說法正確的是(　　)。 A．此反應(yīng)屬于氧化還原反應(yīng) B．此反應(yīng)ΔH<0 C．此反應(yīng)中反應(yīng)物的能量總和大于產(chǎn)物的能量總和 D．其他條件不變，若此反應(yīng)使用催化劑，則此反應(yīng)的ΔH不變 8．下列敘述正確的是(　　)。 A．電鍍時(shí)，通常把待鍍的金屬制品作陽(yáng)極 B．圖中電子由Zn極流向Cu，鹽橋中的Cl－移向CuSO4溶液 C．氫氧燃料電池(酸性電解質(zhì))中O2通入正極，電極反應(yīng)式為：O2＋4H＋＋4e－===2H2O D．在海輪外殼連接鋅塊保護(hù)外殼不受腐蝕是采用了犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法 三、非選擇題(本大題共4小題，共64分。按題目要求作答。解答題應(yīng)選寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟，只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計(jì)算的題，答案必須明確寫出數(shù)值和單位。) 9．(16分)由于燃料電池汽車(尤其氫燃料電池汽車)可以實(shí)現(xiàn)零污染排放，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)幾乎無(wú)噪音，且氫能取之不盡、用之不竭，燃料電池汽車成為近年來(lái)汽車企業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)。為了獲得競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，各國(guó)紛紛出臺(tái)政策，加速推進(jìn)燃料電池關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)。燃料電池的燃料選擇有氫氣、甲醇等。 (1)二氧化碳是地球溫室效應(yīng)的罪魁禍?zhǔn)祝壳叭藗兲幚矶趸嫉姆椒ㄖ皇鞘蛊渑c氫氣合成為甲醇，甲醇是汽車燃料電池的重要燃料。已知?dú)錃狻⒓状既紵臒峄瘜W(xué)方程式如下：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－285 kJmol－1①；CH3OH(l)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－726.0 kJmol－1②，寫出二氧化碳與氫氣合成甲醇液體的熱化學(xué)方程式：_____________ __________________________________________________________。 (2)有科技工作者利用稀土金屬氧化物作為固體電解質(zhì)制造出了甲醇－空氣燃料電池。這種稀土金屬氧化物在高溫下能傳導(dǎo)O2－。 ①這個(gè)電池的正極發(fā)生的反應(yīng)是：________________________________；負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)是：____________________________。 ②在稀土氧化物的固體電解質(zhì)中，O2－的移動(dòng)方向是__________________。 ③甲醇可以在內(nèi)燃機(jī)中燃燒直接產(chǎn)生動(dòng)力推動(dòng)機(jī)動(dòng)車運(yùn)行，而科技工作者要花費(fèi)大量的精力研究甲醇燃料汽車，主要原因是______________。 (3)氫氣、氧氣不僅燃燒時(shí)能釋放熱能，二者形成的原電池還能提供電能，美國(guó)的探月飛船“阿波羅號(hào)”使用的就是氫氧燃料電池，電解液為KOH溶液，其電池負(fù)極反應(yīng)式：______________________________；正極反應(yīng)式：________________________；電池總反應(yīng)式：____________________________。 10．(16分)由于溫室效應(yīng)和資源短缺等問題，如何降低大氣中的CO2含量并加以開發(fā)利用，引起了全社會(huì)的普遍關(guān)注。 (1)科學(xué)家們提出利用工業(yè)廢氣中的CO2可制取甲醇。已知在常溫常壓下反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：① CO( g )＋2H2(g)＝CH3OH(g) 　ΔH1＝－90 kJ mol－1；② CO(g)＋H2O(g)＝CO2(g)＋H2(g)　ΔH2＝－41 kJ mol－1，二氧化碳、氫氣制備甲醇的熱化學(xué)方程式為：______________ __________________________________________________________。 (2)在體積為1 L的密閉容器中，充入1 mol CO2和2.5 mol H2在如下圖圖示條件下測(cè)得CO2和CH3OH(g)的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化如下圖所示。 ①?gòu)姆磻?yīng)開始到平衡，平均反應(yīng)速率v(H2)＝__________。 ②反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝__________。 ③下列對(duì)二氧化碳、氫氣制備甲醇的有關(guān)敘述正確的是__________。 A．升高溫度正反應(yīng)速率減慢，逆反應(yīng)速率加快 B．當(dāng)3V正(H2)＝V逆(CO2)時(shí)，該反應(yīng)達(dá)到了平衡狀態(tài) C．將H2O(g)從體系中分離出來(lái)，可提高CO2和H2的轉(zhuǎn)化率 D．再充入1 mol CO2和3 mol H2，可使增大 (3)某實(shí)驗(yàn)小組依據(jù)甲醇燃燒的反應(yīng)原理，設(shè)計(jì)如下圖所示的燃料電池裝置。 ①該電池工作時(shí)，OH－向________極移動(dòng)(填“正”或“負(fù)”)，該電池正極的電極反應(yīng)式為：____________________________________________。 ②以該燃料電池作為電源，電解精煉銅。若粗銅中含鋅、銀、金等雜質(zhì)，則通電一段時(shí)間后，陽(yáng)極減少的質(zhì)量將(填“大于”“等于”或“小于”)________陰極增加的質(zhì)量。 11．(16分)第三代混合動(dòng)力車，可以用電動(dòng)機(jī)、內(nèi)燃機(jī)或二者結(jié)合推動(dòng)車輪。汽車上坡或加速時(shí)，電動(dòng)機(jī)提供推動(dòng)力，降低了汽油的消耗；在剎車和下坡時(shí)電動(dòng)機(jī)處于充電狀態(tài)。 (1)混合動(dòng)力車的內(nèi)燃機(jī)以汽油為燃料，汽油(以辛烷C8H18計(jì))和氧氣充分反應(yīng)，每生成1 mol水蒸氣放熱569.1 kJ。則該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：______________________________ __________________________________________。 (2)混合動(dòng)力車的電動(dòng)機(jī)目前一般使用的是鎳氫電池，鎳氫電池采用鎳的化合物為正極，儲(chǔ)氫金屬(以M表示)為負(fù)極，堿液(主要為KOH)為電解液。鎳氫電池充放電原理示意如下圖： 其總反應(yīng)式是：H2＋2NiOOH2Ni(OH)2。根據(jù)所給信息判斷，混合動(dòng)力車上坡或加速時(shí)，乙電極周圍溶液的pH將__________(填“增大”“不變”或“減小”)，該電極的電極反應(yīng)式為：______________________________________。 (3)汽車尾氣中的一氧化碳是大氣污染物，可通過如下反應(yīng)降低其濃度：CO(g)＋O2(g)CO2(g)。 ①某溫度下，在兩個(gè)容器中進(jìn)行上述反應(yīng)，容器中各物質(zhì)的起始濃度及正逆反應(yīng)速率關(guān)系如下表所示。請(qǐng)?zhí)顚懕碇械目崭瘢? 容器編號(hào) v(正)和v(逆)比較 Ⅰ 2.010－4 4.010－4 4.010－2 v(正)＝v(逆) Ⅱ 3.010－4 4.010－4 5.010－2 ____________ ②相同溫度下，某汽車尾氣中CO、CO2的濃度分別為1.010－5 molL－1和1.010－4 molL－1。若在汽車的排氣管上增加一個(gè)補(bǔ)燃器，不斷補(bǔ)充O2并使其濃度保持為1.010－4 molL－1，則最終尾氣中CO的濃度為__________molL－1。 12．(16分)(1)在發(fā)射“神舟七號(hào)”的火箭推進(jìn)器中裝有肼(N2H4)和過氧化氫，當(dāng)兩者混合時(shí)即產(chǎn)生氣體，并放出大量的熱。已知：N2H4(l)＋2H2O2(l)===N2(g)＋4H2O(g)　ΔH＝－641.6 kJmol－1，H2O(l)===H2O(g)　ΔH＝＋44 kJmol－1。若用6.4 g液態(tài)肼與足量過氧化氫反應(yīng)生成氮?dú)夂鸵簯B(tài)水，則整個(gè)過程中轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為__________，放出的熱量為__________。 (2)我國(guó)“長(zhǎng)征三號(hào)甲”運(yùn)載火箭一級(jí)推進(jìn)劑也采用四氧化二氮作為氧化劑，燃料是液態(tài)偏二甲肼(C2H8N2)，火箭起飛時(shí)的反應(yīng)產(chǎn)物都是無(wú)毒的氣體，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：___________________。火箭上升過程中“尾巴”是紅棕色的原因是_____________________。 (3)空間站再生性燃料電池的基本原理是有太陽(yáng)光時(shí)利用太陽(yáng)能電池板收集的電能將水電解(2H2O2H2↑＋O2↑)，沒有太陽(yáng)光時(shí)利用燃料(H2)、氧化劑(O2)構(gòu)成原電池，提供電能。若用KOH濃溶液作為電解液，該原電池負(fù)極的反應(yīng)式為：__________________________。 (4)飛船或空間站中的宇航員新陳代謝的氣體是二氧化碳、水蒸氣，而呼吸需要的則是氧氣。利用所學(xué)的化學(xué)知識(shí)設(shè)計(jì)一個(gè)能夠循環(huán)處理飛船或空間站內(nèi)氣體的方法(寫出化學(xué)方程式即可)：______________________________________________________。 單元檢測(cè)(三) 1．B　解析：甲裝置中銅電極為正極，銅片表面因H＋放電有氫氣產(chǎn)生，A錯(cuò)誤；乙裝置因沒有導(dǎo)線構(gòu)成閉合回路，不是原電池，C錯(cuò)誤；原電池反應(yīng)能夠加快反應(yīng)速率，D錯(cuò)誤。 2．D　解析：氫氣燃燒為放熱反應(yīng)，A錯(cuò)誤；燃燒熱應(yīng)該是生成液態(tài)水放出的熱量，B錯(cuò)誤；等物質(zhì)的量的液態(tài)水具有的能量比氣態(tài)水的小，C錯(cuò)誤。 3．B　解析：石墨也可以做電極材料，A錯(cuò)誤；流出電子的一極失去電子，被氧化，電子流動(dòng)的方向與電流的方向相反，所以C、D錯(cuò)誤。 4．A　解析：加入少量CuSO4溶液發(fā)生反應(yīng)：Zn＋CuSO4===ZnSO4＋Cu，置換出的銅和鋅以及硫酸溶液構(gòu)成原電池，使反應(yīng)速率加快，A正確；甲醇作負(fù)極反應(yīng)物，發(fā)生氧化反應(yīng)，失去電子，正確的電極反應(yīng)式為：CH3OH＋6OH－－6e－===CO2↑＋5H2O，B錯(cuò)誤；電鍍時(shí)，應(yīng)該鍍層金屬作陽(yáng)極，鍍件作陰極，若在鐵上鍍銅，應(yīng)該金屬銅作陽(yáng)極，C錯(cuò)誤；電解精煉銅時(shí)，由于粗銅中含有Zn、Fe等雜質(zhì)，使電解質(zhì)溶液中銅離子濃度減小，D錯(cuò)誤。 5．D　解析：當(dāng)閉合開關(guān)K時(shí)，電極X附近溶液先變紅，說明電極X是陰極，電極Y是陽(yáng)極，電極A是負(fù)極，電極B是正極。閉合K時(shí)，K＋應(yīng)向正極移動(dòng)，A錯(cuò)誤；A電極應(yīng)是K2S2失去電子生成K2S4，B錯(cuò)誤；X的電極反應(yīng)式應(yīng)為：2H＋＋2e－===H2↑，C錯(cuò)誤。 6．D　解析：熱化學(xué)方程式表示198 K,101 kPa條件下的反應(yīng)熱，各物質(zhì)要標(biāo)聚集狀態(tài)，A錯(cuò)誤；由圖可知b曲線情況下，活化能降低，應(yīng)是加入催化劑，因升高溫度不能改變活化能，B錯(cuò)誤；加入催化劑，化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱不變，C錯(cuò)誤；題圖表示的是1 mol N2和3 mol H2完全反應(yīng)時(shí)的反應(yīng)熱，實(shí)際上N2和H2的反應(yīng)是可逆反應(yīng)，該條件下放出的熱量小于92 kJ，而2 mol N2和6 mol H2在該條件下放出的熱量小于184 kJ，故有184>Q2>2Q1，D正確。 7．AD　解析：從氫元素由單質(zhì)變?yōu)榛衔锟芍蟽r(jià)發(fā)生了改變，因此該反應(yīng)為氧化還原反應(yīng)，A正確；由圖可知反應(yīng)物總能量小于生成物總能量，反應(yīng)吸熱，ΔH＞0，B、C錯(cuò)誤；使用催化劑，可降低反應(yīng)的活化能，但不改變反應(yīng)的ΔH，D正確。 8．CD　解析：電鍍時(shí)，通常把待鍍的金屬制品作陰極，A錯(cuò)誤；圖中鹽橋中的Cl－移向ZnSO4溶液，B錯(cuò)誤。 9．(1)CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(l)＋H2O(l)　ΔH＝＋298.5 kJmol－1 (2)①O2＋4e－===2O2－　CH3OH＋3O2－－6e－===CO2↑＋2H2O?、趶恼龢O流向負(fù)極　③燃料電池的能量轉(zhuǎn)化率高 (3)2H2＋4OH－－4e－===4H2O　O2＋2H2O＋4e－===4OH－　2H2＋O2===2H2O 解析：(1)熱化學(xué)方程式①－熱化學(xué)方程式②可得合成甲醇的熱化學(xué)方程式為：CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(l)＋H2O(l)　ΔH＝＋298.5 kJmol－1。(2)該燃料電池的正極是氧氣得電子，而負(fù)極則是甲醇失電子。由于正極氧氣得電子生成O2－，從而導(dǎo)致正極富余O2－，而負(fù)極缺乏O2－，故在固體電解質(zhì)中O2－從正極流向負(fù)極；燃料電池中使用的燃料不經(jīng)過燃燒而直接轉(zhuǎn)化為電能，能量轉(zhuǎn)化率高。(3)電解質(zhì)溶液是堿性，所以負(fù)極反應(yīng)為：2H2＋4OH－－4e－===4H2O，正極反應(yīng)為：O2＋2H2O＋4e－===4OH－，二者相加即為電極總反應(yīng)式。 10．(1)CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH＝－49 kJmol－1 (2)①0.225 molL－1min－1?、?44?、跜、D (3)①負(fù)　O2＋2H2O＋4e－===4OH－?、诖笥? 解析：(1)根據(jù)蓋斯定律：①－②可得CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH＝－49 kJmol－1。(2)①?gòu)姆磻?yīng)開始到平衡，平均反應(yīng)速率v(CO2)＝(1 mol－0.25 mol)1 L10 min＝0.075 molL－1min－1，所以v(H2)＝3v(CO2)＝0.225 molL－1min－1。②反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，c(CO2)＝0.25 molL－1，c(CH3OH)＝c(H2O)＝0.75 molL－1，c(H2)＝0.25 molL－1，所以該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝c(CH3OH)c3(H2)＝144。③對(duì)于反應(yīng)CO2( g )＋3H2( g )===CH3OH( g )＋H2O( g )　ΔH＝－49 kJmol－1，A項(xiàng)，升高溫度正、逆反應(yīng)速率都加快 ；B項(xiàng)，當(dāng)V正(H2)＝3V逆(CO2)時(shí)，該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)；C項(xiàng)，將H2O(g)從體系中分離出來(lái)，平衡正向移動(dòng)，可提高CO2和H2的轉(zhuǎn)化率；D項(xiàng)，再充入1 mol CO2和3 mol H2，相當(dāng)于增大壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，n(CH3OH)/n(CO2)增大。(3)燃料電池總反應(yīng)式為：2CH3OH＋3O2＋4OH－===2CO＋6H2O。 該電池工作時(shí)，OH－向負(fù)極移動(dòng)，電池正極的電極反應(yīng)式為：O2＋2H2O＋4e－=== 4OH－。由于粗銅中含鋅、銀、金等雜質(zhì)，則通電一段時(shí)間后，陽(yáng)極減少的質(zhì)量將大于陰極增加的質(zhì)量。 11．(1)C8H18(l)＋O2(g)===8CO2(g)＋9H2O(g)　ΔH＝－5121.9 kJmol－1 (2)增大　NiOOH＋H2O＋e－===Ni(OH)2＋OH－ (3)①v(正)>v(逆)?、?.110－6 解析：(1)熱化學(xué)方程式的書寫主要注意物質(zhì)狀態(tài)、放熱還是吸熱以及熱量與化學(xué)計(jì)量數(shù)的關(guān)系等方面。 (2)依據(jù)相關(guān)信息判斷，混合動(dòng)力車上坡或加速時(shí)電池放電，甲電極發(fā)生的電極反應(yīng)式為：H2－2e－＋2OH－===2H2O，乙電極發(fā)生的電極反應(yīng)式為：NiOOH＋H2O＋e－===Ni(OH)2＋ OH－，在乙電極周圍的溶液中產(chǎn)生OH－，溶液的pH增大。 (3)該溫度下的Ⅰ容器內(nèi)v(正)＝v(逆)，達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)，化學(xué)平衡常數(shù)K＝1104。 在Ⅱ容器內(nèi)Qc＝＝5/6 104<1104，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，故v(正)>v(逆)。 (4)假設(shè)在反應(yīng)的過程中轉(zhuǎn)化CO的濃度x molL－1，則達(dá)到平衡時(shí)CO的濃度為(1.0 10－5－x)molL－1，CO2的濃度為(1.010－4＋x)molL－1，O2的濃度為1.010－4molL－1，在相同的溫度下，化學(xué)平衡常數(shù)保持不變，則 ，解得x＝8.910－6molL－1，達(dá)到平衡時(shí)CO的濃度為： 1．010－5－8.910－6＝1.110－6 molL－1。 12．(1)0.8 mol　163.5 kJ (2)C2H8N2＋2N2O4===2CO2＋4H2O＋3N2　四氧化二氮分解產(chǎn)生紅棕色的二氧化氮 (3)H2＋2OH－－2e－===2H2O (4)2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2,2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2 解析：(1)6.4 g液態(tài)肼的物質(zhì)的量為0.2 mol，1 mol液態(tài)肼完全被過氧化氫氧化為氮?dú)馀c水蒸氣時(shí)，轉(zhuǎn)移的電子為4 mol，故6.4 g液態(tài)肼轉(zhuǎn)移的電子為0.8 mol；由蓋斯定律可知，液態(tài)肼與過氧化氫反應(yīng)生成氮?dú)夂鸵簯B(tài)水的熱化學(xué)方程式：N2H4(l)＋2H2O2(l)===N2(g)＋4H2O(l)　ΔH＝－817.6 kJmol－1，故0.2 mol液態(tài)肼放出的熱量為0.2 mol817.6 kJmol－1＝163.5 kJ。(2)四氧化二氮與偏二甲肼反應(yīng)的產(chǎn)物為二氧化碳、氮?dú)夂退换鸺仙^程中，泄漏出的四氧化二氮分解產(chǎn)生二氧化氮，紅棕色即為二氧化氮的顏色。