2022年新高考化学一轮复习-第6章-化学反应与能量转化章末综合检测鲁科版 .pdf

1 / 13新高考化学一轮复习第 6 章 化学反应与能量转化章末综合检测六鲁科版章末综合检测 (六)(时间：60 分钟；总分值： 100 分)一、选择题 ( 此题包括 9 小题，每题 5 分，共 45 分)1(2018杭州一模 )碳酸钙分解的反应需要在高温下持续加热，根据如下图的反应判断以下说法中错误的选项是( )A1 mol CO2(g) 和 1 mol CaO(s) 的总能量大于 1 mol CaCO3(s)的总能量B该反应的焓变大于零C该反应中有离子键断裂也有共价键断裂，化学键断裂吸收能量，化学键生成放出能量D由该反应可推出但凡需要加热才发生的反应均为吸热反应解析：选 D。 因为碳酸钙受热分解是吸热反应，所以 1 mol CO2(g)和 1 mol CaO(s)的总能量大于 1 mol CaCO3(s) 的总能量，焓变大于零，A、B正确；在 CaCO3 中，Ca2 和 CO之间存在离子键， CO中 C与 O之间存在共价键， 故反应中有离子键断裂也有共价键断裂，旧化学键断裂吸收能量，新化学键形成放出能量，C正确；需要加热才发生的反应不一定为吸热反应，如碳的燃烧需要加热，但该反应是放热反应，D错误。2(2018天津河区模拟 )通过以下反应均可获取H2。以下有关说法不正确的选项是( )太阳光催化分解水制氢：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 13 页2 / 132H2O(l)=2H2(g) O2(g) H1 5716 kJ/mol焦炭与水反应制氢：C(s) H2O(g)=CO(g) H2(g)H2 1313 kJ/mol甲烷与水反应制氢：CH4(g)H2O(g)=CO(g) 3H2(g)H3 2061 kJ/molA由反应知 H2的燃烧热为 5716 kJ/molB反应中生成物的总能量高于反应物的总能量C反应假设改用新催化剂，H3不变化D反应 CH4(g)=C(s)2H2(g)的H748 kJ/mol解析：选 A。A在一定条件下， 1 mol 可燃物完全燃烧生成稳定氧化物时所放出的热量是燃烧热，由反应知H2的燃烧热为 2858 kJ/mol ，A错误；B反应的焓变大于0，说明该反应为吸热反应，生成物的总能量高于反应物的总能量，B 正确； C反应使用催化剂，可以加快反应速率，但是催化剂不影响反应热，所以改用新催化剂后 H3 不变， C 正确； D根据盖斯定律，可得：反应CH4(g)=C(s)2H2(g)的 H2061 kJ/mol 1313 kJ/mol 748 kJ/mol ，D正确。3如下图，将紧紧缠绕不同金属的铁钉放入培养皿中，再加入含有适量酚酞和 NaCl 的琼脂热溶液，冷却后形成琼胶 ( 离子在琼胶内可以移动 )。以下表达正确的选项是( )Aa 中铁钉附近呈现红色Bb 中铁钉上发生复原反应Ca 中铜丝上发生氧化反应精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 13 页3 / 13Db 中铝条附近有气泡产生解析：选 B。a、b 两装置中金属接触中性电解质溶液，都发生吸氧腐蚀。 a 中铁钉作负极，铜丝作正极，正极上的反应为O2 2H2O4e=4OH ，碱性增强，铜丝附近呈红色，故A、C 两项错； b中形成的原电池 Al 作负极，电极反应为Al 3e=Al3，故 D项错；b 中铁钉作正极，发生复原反应，故B项正确。4(2018滨州统考 )利用电解原理净化含有机物的废水， 其原理是在电解条件下将较低价态的金属离子(Co2)氧化成较高价态的金属离子(Co3) ，利用较高价态的金属离子将废水中的有机物氧化成CO2 。装置如下图。以下说法正确的选项是( )A锌极为负极，发生氧化反应B石墨极上发生的电极反应式为Co2 e=Co3 C电解过程中，阴极附近溶液pH减小D氧化 1 mol HCHO时电路中至少转移3 mol 电子解析：选 B。根据图示知，锌为阴极、石墨为阳极，阴极发生复原反应， A 项错误；石墨极发生氧化反应，电极反应式为Co2e=Co3 ，B项正确；锌极的电极反应式为2H2e=H2 ，阴极附近溶液 pH增大，C项错误； 4Co3HCHOH2O=CO24H4Co2 ，氧化 1 mol HCHO时至少要转移 4 mol 电子， D项错误。5(2018重庆一中月考 ) 现代工业生产中常用电解氯化亚铁溶液的方法制得氯化铁溶液吸收有毒的硫化氢气体。工艺原理如下图。以下说法中不正确的选项是( )A左槽中发生的反应为2Cl2e=Cl2B右槽中的反应式： 2H 2e=H2 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 13 页4 / 13CH从电解池左槽迁移到右槽DFeCl3 溶液可以循环利用解析：选 A。根据装置图可知Fe2在电解池的左槽中被氧化生成 Fe3，则左槽是电解池的阳极，右槽是电解池的阴极。阳极( 左槽)的电极反应式为Fe2e=Fe3 ，A 项错误；阴极 (右槽) 的电极反应式为2H2e=H2 ，B 项正确；电解池中H从电解池阳极 ( 左槽 ) 迁移到阴极 ( 右槽 ) ，C 项正确；反应池中的反应为2FeCl3H2S=2FeCl2 2HClS，故 FeCl3 溶液可以循环利用， D项正确。6(2018辽宁五校联考 ) 对以下由电极和电解质溶液构成的装置表达不正确的选项是 ( )A假设 X、M 、Q分别是 H2SO4 、Pb和 PbO2 ，a、b 连接后两极都有 PbSO4 生成B假设 X、M 、Q分别是滴加酚酞的Na2SO4 、C和 Fe，a，b 分别连接电池的正、负极，则通电后Q周围溶液颜色变红C假设 X、M 、Q分别是 CuSO4 、Cu和 Fe，a、b 分别连接电源的正、负极，则可在铁上镀铜D假设 X、M 、Q分别是 NaCl、C和 Fe，则 a、b 连接后， M电极上有气体产生解析：选 D。 A项构成的是铅蓄电池， 在正极和负极均生成PbSO4 ，A 项正确； B 项为电解池， Q与电源负极相连作阴极，阴极H2O电离出的 H放电， Q极周围 OH 浓度增大，溶液遇酚酞变成红色，B项正确； C项为电镀池， Cu和 Fe 分别为阳极和阴极，能实现Fe 上镀Cu，C项正确； D项电解质溶液呈中性， Fe 发生吸氧腐蚀， M电极的电极反应式为 O2 2H2O 4e=4OH ，D项错误。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 13 页5 / 137(2018湖北四校联考 )用固体氧化物作电解质的甲醇-氧气燃料电池电解 Na2SO4 溶液制备白色的 Fe(OH)2。其原理如下图：以下有关说法正确的选项是( )AFe为阴极B碳棒 Y上的电极反应式为O2 4e4H =2H2OC碳棒X 上的电极反应式为CH3OH 6e3O2 =CO2 2H2ODC电极的外表观察到Fe(OH)2白色沉淀解析：选 C。选项 A中 Fe失电子提供 Fe2，发生氧化反应，作阳极，A项错误。选项 B中以固体氧化物作为电解质，因此电极反应式中不应出现 H，B项错误。选项 D中 Fe(OH)2白色沉淀应在两极之间形成，而不是在电极外表，D项错误。8(2018福州一模 ) 我国对“可呼吸”的钠 -二氧化碳电池的研究取得突破性进展。该电池的总反应式为4Na 3CO22Na2CO3C，其工作原理如下图 (放电时产生的 Na2CO3 固体储存于碳纳米管中 ) 。以下说法不正确的选项是 ( )A放电时，钠金属片作负极，碳纳米管作正极B充电时，阳极反应为2Na2CO3 C4e=3CO2 4Na C放电时， Na 从负极区向正极区移动D该电池的电解质溶液也可使用NaClO4的水溶液解析：选 D。根据电池的总反应式可知，放电时Na发生氧化反应，则钠金属片作负极，碳纳米管作正极，A项正确；充电时，阳极上发生氧化反应，C 转化为CO2 ，电极反应为2Na2CO3 C4e=3CO2 4Na ，B项正确；放电时，Na 从负极区向正极区移动，C 项正确；金属钠能与水反应，故电解质溶液不能使用NaClO4的水精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 13 页6 / 13溶液， D项错误。9(2016高考浙江卷 )金属(M)-空气电池 ( 如图)具有原料易得、能量密度高等优点， 有望成为新能源汽车和移动设备的电源。该类电池放电的总反应方程式为4M nO2 2nH2O=4M(OH)n。已知：电池的“理论比能量”指单位质量的电极材料理论上能释放出的最大电能。以下说法不正确的选项是( )A采用多孔电极的目的是提高电极与电解质溶液的接触面积，并有利于氧气扩散至电极外表B比较 Mg 、Al、Zn三种金属 -空气电池， Al -空气电池的理论比能量最高C M -空气电池放电过程的正极反应式： 4Mn nO2 2nH2O 4ne=4M(OH)nD在 Mg -空气电池中，为防止负极区沉积Mg(OH)2 ，宜采用中性电解质及阳离子交换膜解析：选 C。A 项，采用多孔电极可以增大电极与电解质溶液的接触面积，且有利于氧气扩散至电极外表， 正确；B项，根据“已知”信息知铝的比能量比Mg 、Zn 的高，正确； C 项，M-空气电池放电过程中，正极为氧气得到电子生成OH ，错误； D项，为了防止正极生成的 OH 移至负极，应选用阳离子交换膜，正确。二、非选择题 (此题包括 5 小题，共 55 分)10(6 分)从 NO 、SO 、Cl、Cu2、Ba2 、Ag、H等中选出适当的离子组成电解质，采用惰性电极对其溶液进行电解。(1) 假 设 两 极 分 别 放 出H2 和O2， 电 解 质 的 化 学 式 为_ 。(2) 假设阴极析出金属，阳极放出氧气，电解质的化学式为精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 13 页7 / 13_ 。(3) 假设两极分别放出气体，且体积比为11，电解质的化学式为_ 。解析： (1) 两极分别放出H2和 O2 ，即 H和 OH 放电，实质是电解 H2O ， 水中的溶质应起导电作用， 它可以是 HNO3 、 H2SO4 、 Ba(NO3)2中的任意一种，但不是BaSO4 。(2) 阴极析出金属，即Ag或 Cu2 放电；阳极放出O2 ，即 OH放电。水中的溶质可以是AgNO3 、Cu(NO3)2 、CuSO4 中的任意一种。(3) 两极都生成气体，且气体体积比为11，则放电的离子应是Cl和 H。水中的溶质可以是HCl、BaCl2 中的任意一种。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) 常温下， 05 mol 甲醇在氧气中完全燃烧生成CO2和液态水，放出热量3633 kJ 。写出该反应的热化学方程式：_ 。(2) 请设计一个燃料电池：电解质溶液为强碱溶液，Pt 作电极，在电极上分别通入甲醇和氧气。通入甲醇的电极应为_极( 填“ 正 ” 或 “ 负 ”) ， 该 电 极 上 发 生 的 电 极 反 应 式 为_ 。(3) 用 Pt 作电极电解 1 L pH6 的硝酸银溶液，如图甲所示，则右边电极上发生的电极反应式为_。(4) 某化学学习兴趣小组为了研究金属的腐蚀现象，将一枚铁钉精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 13 页8 / 13放在“84”消毒液 (有效成分为 NaClO)中，某同学设计了如图乙所示实 验 装 置 ， 写 出 石 墨 电 极 上 发 生 的 电 极 反 应 式 ：_ 。解析： (2) 通入燃料的电极为负极，在强碱性溶液中甲醇的氧化产物应为碳酸盐； (3) 用惰性电极电解硝酸银溶液时，阳极是水失去电子产生氧气； (4) “84”消毒液中 ClO在正极得电子生成Cl。答案：(1)CH3OH(l) O2(g)=CO2(g)2H2O(l) H726 6 kJmol1(2) 负CH3OH 8OH 6e=CO 6H2O(3)2H2O4e=O2 4H(4)ClO H2O 2e=Cl2OH 12(12 分) 新型高效的甲烷燃料电池采用铂为电极材料，两电极上分别通入CH4和 O2 ，电解质为 KOH溶液。某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源， 进行电解饱和氯化钠溶液实验， 如下图。答复以下问题：(1) 甲 烷 燃 料 电 池 正 极 、 负 极 的 电 极 反 应 式 分 别 为_、_ 。(2) 闭合 K开关后， a、b 电极上均有气体产生，其中b 电极上得到的是 _ ，电解饱和氯化钠溶液的总反应方程式为_。(3) 假设每个电池甲烷通入量均为1 L( 标准状况 )，且反应完全，则理论上通过电解池的电量为精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 13 页9 / 13_(法拉第常数F965104 Cmol 1，列式计算 )，最多能产生的氯气体积为_L(标准状况 ) 。解析： (1) 甲烷燃料电池的总反应方程式为CH4 2O2 2OH =CO 3H2O ，正极反应式为2O2 4H2O 8e=8OH ，负极反应式由总反应式减去正极反应式即可得到；(2) 由图示可知，甲烷燃料电池中通入 CH4的一极为负极， 因而与之相连的b 电极为阴极， 产生的气体为氢气；(3)1 mol甲烷被氧化失去电子8 mol ，电量为8965104 C，题中虽有两个燃料电池，但电子的转移只能用一个电池的甲烷量计算， 可根据 CH4 8e4Cl2 计算出标准状况下产生氯气的体积为 4 L 。答案： (1)2O24H2O 8e=8OH CH4 10OH 8e=CO 7H2O(2)H2 2NaCl2H2O2NaOHH2 Cl2(3) 8965104 Cmol 1345104 C 413(12 分) 能源的开发、利用与人类社会的可持续发展息息相关，怎样充分利用好能源是摆在人类面前的重大课题。已知： Fe2O3(s)3C(石墨， s) =2Fe(s) 3CO(g) Ha kJ mol1CO(g)1/2O2(g)=CO2(g) Hb kJ mol1C(石墨， s) O2(g)=CO2(g) Hc kJ mol1则 反 应 ： 4Fe(s) 3O2(g)=2Fe2O3(s) 的 焓 变H _kJmol1。(1) 依据原电池的构成原理，以下化学反应在理论上可以设精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 13 页10 / 13计成原电池的是 _(填序号) 。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)假设以 KOH 溶液为电解质溶液， 依据所选反应可以设计成一个原电池，请写出该原电池的电极反应式。负极：_，正极：_。(2) 二氧化氯 (ClO2) 是一种高效安全的自来水消毒剂。ClO2是一种黄绿色气体，易溶于水。实验室以NH4Cl 、盐酸、NaClO2为原料制备 ClO2流程如下：已知：电解过程中发生的反应为NH4Cl 2HClNCl33H2 ，NCl3中氮元素为 3 价。写出电解时阴极的电极反应式：_。在阳极上放电的离子是_。解析： Fe2O3(s)3C(石墨， s)=2Fe(s) 3CO(g) Ha kJ mol1CO(g)1/2O2(g)=CO2(g) Hb kJ mol1C(石墨， s) O2(g)=CO2(g) Hc kJ mol1精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 13 页11 / 13由盖 斯定 律( )6 2得4Fe(s)3O2(g)=2Fe2O3(s) H6(c b) 2a kJ mol1。(1) 设计成原电池需要是自发进行的氧化复原反应。A 项是非自发进行的氧化复原反应，不选；B项是复分解反应，不是氧化复原反应，不选； C项是非自发进行的氧化复原反应，不选；D项是自发进行的氧化复原反应，可以设计成原电池。D项反应可设计成甲烷燃料电池，在碱溶液中甲烷在负极失去电子发生氧化反应，氧气在正极得到电子发生复原反应。负极：CH4 8e10OH =CO 7H2O ；正极： 2O2 4H2O 8e=8OH 。(2) 电解时阴极上是氢离子得到电子生成氢气，阴极的电极反应式为 2H2e=H2 ；电解时阳极上是铵根离子失去电子生成NCl3。答案： 6(cb)2a(1)D CH4 8e 10OH =CO 7H2O 2O2 4H2O 8e=8OH (2) 2H 2e=H2 NH414(13 分)(2018 南通一模 ) 电解法处理含氮氧化物的废气，可回收硝酸， 具有较高的环境效益和经济效益。实验室模拟电解法吸收 NOx的装置如下图 (图中电极均为石墨电极 ) 。(1) 假设用 NO2气体进行模拟电解法吸收实验。 写 出 电 解 时NO2 发 生 反 应 的 电 极 反 应 式 ：_ 。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页，共 13 页12 / 13假设在标准状况下有224 L NO2被吸收，通过阳离子交换膜(只允许阳离子通过 ) 的 H为_mol。(2) 某小组在右室装有10 L 0 2 mol L1 硝酸，用含NO和NO2( 不考虑 NO2转化为 N2O4) 的废气进行模拟电解法吸收实验。实验前，配制10 L 0 2 mol L1 硝酸需量取 _mL 、密度为 14 g mL 1、质量分数为 63% 的浓硝酸。电解过程中，有部分NO转化为 HNO2 。实验结束时，测得右室溶液中含 3 mol HNO3 、01 mol HNO2，同时左室收集到标准状况下28 L H2 。计算原气体中 NO和 NO2的体积比 (假设尾气不含氮氧化物，写出计算过程 )。解析：(1) 从题图知， NOx在电解时会转化成HNO3 ，则 NO2中N由4 价升高至 5 价，失去 1 个 e，用 H平衡电荷可写出电极反应式： NO2 eH2O=NO2H 。由电极反应式知， 01 mol NO2参与反应生成 01 mol NO 和 02 mol H ，由电荷守恒可知，需要向左室流入 0 1 mol H后才能维持右室中溶液为电中性。(2) 质量分数为 63% 的浓硝酸，其中 c(HNO3)molL114 molL1，根据 c1V1c2V2有 02 mol L110 L14 molL1V2，得V20142 9 L 1429 mL。由 N原子守恒知，最终生成的HNO3和 HNO2 中的总 N原子数等于 NO和 NO2中所含 N原子数与右室中原HNO3 中 N 原子数总和，故n(HNO3) n(HNO2) n(NO)n(NO2)10 L02 mol L 1 ；电解过程中左、右两室中得失电子是守恒的，左室为 H得电子生成H2 ，右室为 NO2失电子生成 HNO3 ，部分NO失电子生成 HNO2 ，部分 NO失电子生成 HNO3 ，故21n(NO2)1n(HNO2) n(NO) n(HNO2)3，结合题中数据， 联立、可求出 NO和 NO2的物质的量，相同状态下 NO2和 NO物质的量之比精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页，共 13 页13 / 13即为其体积比。答案：(1) NO2 eH2O=NO2H01(2) 1429根据原子守恒： n(NO)n(NO2)3 mol02 molL110 L01 mol 11 mol；根据得失电子守恒：01 mol 1 n(NO) 01 mol 3n(NO2)12；解得： n(NO)08 mol，n(NO2)03 mol ；V(NO) V(NO2) n(NO)n(NO2)08 mol03 mol83。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页，共 13 页