鲁科版选修四第一章化学反应与能量转化测试题及答案解.doc

单元过关(一) (时间：90分钟　分值：100分) 一、选择题(每小题4分，共56分) 1．实验室中欲快速制取氢气，最好的方法应该用(　　) A．纯锌与稀H2SO4 B．纯锌与浓H2SO4 C．粗锌与稀HNO3 D．粗锌与稀H2SO4 解析　粗锌和稀H2SO4构成原电池，反应速率加快。 答案　D 2．已知31 g白磷变成红磷放出18.39 kJ热量，下列两反应中： ①P4(s，白)＋5O2(g)===2P2O5(s)　ΔH＝Q1 kJ·mol－1 ②4P(s，红)＋5O2(g)===2P2O5(s)　ΔH＝Q2 kJ·mol－1 则下列说法正确的是(　　) A．Q1＞Q2，白磷比红磷稳定 B．Q1＞Q2，红磷比白磷稳定 C．Q1＜Q2，白磷比红磷稳定 D．Q1＜Q2，红磷比白磷稳定 解析　反应①－反应②得P4(s，白)＝4P(s，红)　ΔH＝(Q1－Q2) kJ·mol－1由于白磷转化为红磷为放热反应，所以Q1－Q2<0，得出Q1<Q2，红磷能量低于白磷能量，红磷比白磷稳定。 答案　D 3．能够实现反应：Cu＋2H2O===Cu(OH)2↓＋H2↑的是(　　) A．铜银合金在潮湿的空气中发生电化学腐蚀 B．用铜作阴极、石墨作阳极，电解饱和氯化钠溶液 C．用铜作阳极、石墨作阴极，电解饱和氯化钠溶液 D．铜片作原电池的负极，石墨作原电池的正极，氯化钠溶液作电解质溶液 解析　Cu＋2H2O===Cu(OH)2↓＋H2↑不是一个自发发生的反应，必须通过电解池实现，且铜作阳极，选用活泼金属的盐溶液如NaCl溶液作电解质溶液。 答案　C 4．已知： ①C(s)＋1/2O2(g)===CO(g)　ΔH1＝－110.35 kJ·mol－1 ②CO(g)＋1/2O2(g)===CO2(g)　ΔH2＝－282.57 kJ·mol－1 ③C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH3 则ΔH3等于(　　) A．＋172.22 kJ·mol－1 B．－172.22 kJ·mol－1 C．＋392.92 kJ·mol－1 D．－392.92 kJ·mol－1 解析　由盖斯定律①＋②得③，所以ΔH3＝ΔH1＋ΔH2＝－110.35 kJ·mol－1－282.57 kJ·mol－1＝－392.92 kJ·mol－1。 答案　D 5．电解下列物质的水溶液，在阴极上有金属析出的是(　　) A．HCl B．CuCl2 C．NaOH D．CaCl2 解析　A、C、D项中阴极产物为H2，B项中阴极产物为Cu。 答案　B 6．已知热化学方程式2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH1<0，则关于2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)　ΔH2的说法不正确的是(　　) A．方程式中化学计量数表示分子数 B．该反应的ΔH2应大于零 C．该反应的ΔH2＝－ΔH1 D．该反应可表示36 g液态水完全分解生成气态氢气和氧气的热效应 解析　热化学方程式中，化学计量数表示物质的量，不表示分子数，A项错。 答案　A 7．将铂电极放置在KOH溶液中，然后分别向两极通入CH4和O2即可产生电流，称为燃料电池，下列叙述正确的是(　　) ①通入CH4的电极为正极　②正极的电极反应式是O2＋2H2O＋4e－===4OH－　③通入CH4的电极反应式是CH4＋2O2＋4e－===CO2＋2H2O　④负极的电极反应式是CH4＋10OH－－8e－===CO＋7H2O　⑤放电时溶液中的阳离子向负极移动　⑥放电时溶液中的阴离子向负极移动 A．①③⑤ B．②④⑥ C．④⑤⑥ D．①②③ 解析　在甲烷燃料电池中，CH4被氧化，所以通CH4的一极为负极，电极反应式是CH4＋10OH－－8e－===CO＋7H2O，O2被还原，所以通O2的一极为正极，电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，放电时，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。 答案　B 8．质量均为100 g的铜作为电极电解硝酸银溶液，电解一段时间后，两电极质量相差28 g，此时阳极质量为(　　) A．121.6 g B．88.2 g C．89.6 g D．93.6 g 解析　阳极：Cu－2e－===Cu2＋　阴极：2Ag＋＋2e－===2Ag，假设阳极溶解Cu的物质的量为x，那么阴极析出Ag的物质的量为2x，所以2x×108 g·mol－1＋x×64 g·mol－1＝28 g，解得x＝0.1 mol，阳极溶解Cu 6.4 g，此时阳极的质量为100 g－6.4 g＝93.6 g。 答案　D 9．下列防腐措施中，属于电化学保护法的是(　　) A．用氧化剂使金属表面生成致密稳定的氧化物保护膜 B．在金属中加入一些铬或镍制成金属合金 C．在轮船的船壳水线以下部分，装上一锌锭 D．金属表面喷漆 解析　在轮船的船壳水线以下部分，装上锌锭，构成了原电池，锌锭作为负极而损耗，船壳作为正极被保护，属于牺牲阳极保护法。 答案　C 10．镀锌铁在发生析氢腐蚀时，若有0.2 mol电子发生转移，下列说法正确的是(　　) ①有5.6 g金属被腐蚀　②有6.5 g金属被腐蚀　③在标准状况下有2.24 L气体放出　④在标准状况下有1.12 L气体放出 A．①② B．②③ C．①④ D．③④ 解析　镀锌铁发生析氢腐蚀时，锌为负极，失电子被腐蚀，转移0.2 mol电子，腐蚀掉锌0.1 mol，质量6.5 g。铁为正极，H＋被还原产生H2，转移0.2 mol电子，产生H2 0.1 mol，标况下的体积为2.24 L。 答案　B 11．为增强金属制品的抗蚀性能，需要对金属进行表面处理。如图为铝的阳极氧化法表面处理技术原理示意图，可使铝制品表面生成一层致密的氧化膜。则下列说法不正确的是(　　) A．阳极反应为2Al＋3H2O－6e－===Al2O3＋6H＋ B．阴极反应为2H＋＋2e－===H2↑ C．电解一段时间后溶液的pH升高 D．表面生成的致密的氧化膜不溶于稀硫酸 解析　电解反应的总反应式为2Al＋3H2O===Al2O3＋3H2↑，所以电解一段时间后H2SO4的浓度变大，pH降低。 答案　C 12.分别放在以下装置(都盛有0.1 mol·L－1 H2SO4溶液)中的4块相同的纯锌片，其中腐蚀最快的是(　　) 解析　C项构成原电池，Zn为负极，腐蚀加快。A项为化学腐蚀，B、D项中Zn都得到保护。 答案　C 13．下列说法或表示方法正确的是(　　) A．反应物总能量低于生成物总能量时，该反应不能发生 B．稀的强酸与稀的强碱反应放出的热量就是中和热 C．由C(石墨，s)===C(金刚石，s)　ΔH>0可知石墨比金刚石稳定 D．在101 kPa、25 ℃时，2 g H2完全燃烧生成液态水，放出285.8 kJ的热量；氢气燃烧的热化学方程式表示为2H2(g)＋O2(g)=== 2H2O(l)　ΔH＝－285.8 kJ·mol－1 解析　反应物总能量低于生成物总能量时为吸热反应，该反应在一定条件下仍可以发生，A项错；由于没有物质的量的限制，B项错；由物质能量越低越稳定可知C项正确；由质量与放出热量的关系可知D项错。 答案　C 14．铅蓄电池上有两个接线柱，一个接线柱旁标有“＋”，另一个接线柱旁标有“－”，关于标有“＋”的接线柱，下列说法中正确的是(　　) A．充电时作阳极，放电时作正极 B．充电时作阳极，放电时作负极 C．充电时作阴极，放电时作负极 D．充电时作阴极，放电时作正极 解析　铅蓄电池放电时为原电池，标有“＋”的接线柱作原电池的正极，发生还原反应；充电时铅蓄电池的正极与直流电源的正极相连作阳极，发生氧化反应。 答案　A 二、填空题(共44分) 15．(10分)由氢气和氧气反应生成1mol水蒸气，放热241.8 kJ。写出该反应的热化学方程式：_______________________________。 若1 g水蒸气转化成液态水放热2.494 kJ，则反应H2(g)＋O2(g)===H2O(l)的ΔH＝______kJ·mol－1。 解析　书写热化学方程式时注意：化学计量数改变时，ΔH也同等倍数地改变，故生成水蒸气时的热化学方程式可写为H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH＝－241.8 kJ·mol－1或2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH＝－483.6 kJ·mol－1。1 g水蒸气变成液态水时放热2.494 kJ，则1 mol水蒸气变成1 mol液态水时放热45 kJ，所以1 mol H2燃烧生成1 mol H2O(l)时，ΔH＝－241.8 kJ·mol－1＋(－45 kJ·mol－1)＝－286.8 kJ·mol－1。 答案　H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH＝－241.8 kJ·mol－1或2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH＝－483.6 kJ·mol－1　－286.8 16．(18分)由于Fe(OH)2极易被氧化，所以实验室很难用亚铁盐溶液与烧碱反应制得白色纯净的Fe(OH)2沉淀。若用下图所示实验装置可制得纯净的Fe(OH)2沉淀。两极材料分别为石墨和铁。 (1)a电极材料为__________，其电极反应式为__________。 (2)电解液d可以是__________，则白色沉淀在电极上生成；也可以是__________，则白色沉淀在两极之间的溶液中生成。 A．纯水 B．NaCl溶液 C. NaOH溶液 D．CuCl2溶液 (3)液体c为苯，其作用是__________，在加入苯之前，对d溶液进行加热处理的目的是_______________________________。 (4)若d改为Na2SO4溶液，当电解一段时间，看到白色沉淀后，再反接电源，继续电解，除了电极上看到气泡外，另一明显现象为__________。 解析　若要产生Fe(OH)2沉淀，则必须实现FeFe2＋Fe(OH)2，且必须除去溶液中溶解的氧气，以防止Fe(OH)2被氧化。阳极：Fe－2e－===Fe2＋，当d为NaOH溶液时，则Fe(OH)2在阳极上生成；当d为NaCl溶液时，阴极：2H＋＋2e－===H2↑，阳极生成的Fe2＋与阴极生成的OH－由于离子的迁移，生成的Fe(OH)2在两极之间。反接电源时，Fe为阴极，石墨为阳极，电解Na2SO4溶液实质上是电解水，此时生成的O2会将Fe(OH)2氧化。 答案　(1)Fe　Fe－2e－===Fe2＋ (2)C　B (3)隔绝空气，防止Fe(OH)2被空气中的氧气氧化 排尽溶液中的氧气，防止生成的Fe(OH)2在溶液中氧化 (4)白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色 17．(16分)将氧化还原反应2H2＋O2===2H2O设计成原电池。 (1)利用氢气和氧气、氢氧化钾溶液构成燃料电池，则负极通入的气体应是________，正极通入的气体是________，电极反应为：正极__________________，负极______________________。 (2)若把KOH溶液改为稀硫酸做电解质溶液，则电极反应为：正极________，负极________________。 (3)若把H2改为CH3OH，KOH溶液做电解质溶液，则电极反应为：正极_____________________________________________， 负极__________。电池反应为____________。 解析　(1)由电池反应可知在反应中H2被氧化，O2被还原。H2应该在负极上反应，O2应该在正极上反应，又因为是碱溶液，不可能有H＋参加或生成，故负极的电极反应为2H2＋4OH－－4e－===4H2O，正极的电极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－。 (2)若将电解质溶液换为酸溶液，此时应考虑不可能有OH－生成，故负极的电极反应为2H2－4e－===4H＋，正极的电极反应为O2＋4H＋＋4e－===2H2O。 (3)如把H2改为CH3OH，KOH溶液做电解质溶液，则正极反应为3O2＋6H2O＋12e－===12OH－，负极反应为2CH3OH＋16OH－－12e－===2CO＋12H2O。正、负极反应相加得电池反应：2CH3OH＋3O2＋4KOH===2K2CO3＋6H2O。 答案　(1)H2　O2　O2＋2H2O＋4e－===4OH－　2H2＋4OH－－4e－===4H2O (2)O2＋4H＋＋4e－===2H2O　2H2－4e－===4H＋ (3)3O2＋6H2O＋12e－===12OH－ 2CH3OH＋16OH－－12e－===2CO＋12H2O 2CH3OH＋3O2＋4KOH===2K2CO3＋6H2O