1、第1章 化学反应与能量转化 A卷一、选择题：本大题包括10小题，每小题4分，共40分。每小题只有一个选项符合题意。1.港珠澳大桥设计使用寿命达120年，其桥体钢构件采用了多种防腐方法。下列分析错误的是( )A.防腐原理主要是避免发生反应：B.在钢构件表面喷涂环氧树脂涂层，是为了隔绝空气、水等防止形成原电池C.采用外加电流阴极保护法时需直接在钢构件上绑上锌块D.钢构件可采用不锈钢材料以减缓电化学腐蚀2.下列热化学方程式中，正确的是( )A.甲烷的摩尔燃烧焓为，则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为B.在101kPa时，完全燃烧生成液态水，放出285.8kJ热量，氢气燃烧的热化学方程式表示为C.HCl和
2、NaOH反应的中和热，则D.500、30MPa下，将和置于密闭容器中充分反应生成放热19.3kJ，其热化学方程式为3.氢镍电池是近年开发出来的可充电电池，它可以取代会产生污染的铜镍电池。氢镍电池的总反应式是，据此反应式判断，下列叙述中不正确的是( )A.电池放电时，电池负极周围溶液的pH不断增大B.电池放电时，正极的电极反应式为C.电池充电时，阳极周围溶液的pH不断减小D.电池充电时，阴极的电极反应式为4.关于图中装置说法正确的是( ) A.装置中，盐桥（含有琼脂的KCl饱和溶液）中的移向溶液B.装置工作一段时间后，a极附近溶液的pH减小C.用装置精炼铜时，c极为纯铜D.装置中电子由Zn流向F
3、e，装置中有生成5.我国科研人员研制出一种室温电池。该电池吸收的工作原理如图所示。吸收的中，有转化为固体沉积在多壁碳纳米管（ MWCNT）电极表面。下列说法不正确的是( )A.钠箔为正极，发生氧化反应B.每吸收，转移电子数为C.正极反应式：D.通过电解质移向 MWCNT极6.通过以下反应均可获取。下列有关说法正确的是( )太阳光催化分解水制氢：焦炭与水反应制氢：甲烷与水反应制氢：A.反应中电能转化为化学能 B.反应为放热反应C.反应使用催化剂，减小 D.反应的7.工业上电解溶液制备。电解时，阴极材料为Pb；阳极（铂电极）电极反应式为。下列说法正确的是( )A.阴极电极反应式为 B.阳极反应中S
4、的化合价升高C.中既存在非极性键又存在极性键 D.可以用铜电极作阳极8.利用生物燃料电池原理研究室温下氨的合成，电池工作时在电极与酶之间传递电子，示意图如下所示。下列说法错误的是( )A.相比现有工业合成氨，该方法条作温和，同时还可提供电能B.阴极区，在氢化酶作用下发生反应C.正极区，固氮酶为催化剂，发生还原反应生成D.电池工作时质子通过交换膜由负极区向正极区移动9.中国科学家研究出对环境污染小、便于铝回收的海水电池，其工作原理示意图如下：下列说法正确的是( )A.电极为负极，电极反应为B.聚丙烯半透膜允许阳离子从右往左通过C.如果电极为活性镁铝合金，则负极区会逸出大量气体D.当负极质量减少5
5、.4g时，正极消耗3.36L气体10.下表是25、101kPa时一些有机物的摩尔燃烧焓。根据表格分析，下列表述正确的是( )化合物摩尔燃烧焓/化合物摩尔燃烧焓/甲烷-890.3正丁烷-2878.0乙烷-1559.8异丁烷-2869.6丙烷-2219.9异戊烷-3531.3A.2mol丙烷完全氧化生成二氧化碳气体和液态水时放出2219.9kJ热量B.稳定性：正丁烷异丁烷C.乙烷燃烧的热化学方程式为D.25、101kPa下，相同物质的量的气态烷烃中，n越大，完全氧化生成和时放出的热量越多二、选择题：本题共5小题，每小题6分，共30分。每小题有一个或两个选项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全的
6、得3分，有选错的得0分。11.以太阳能为热源，热化学硫碘循环分解水是一种高效、环保的制氢方法，其流程如图所示。相关反应的热化学方程式为：反应：反应：反应：下列说法错误的是( )A.该过程实现了化学能到电能的转化B.和对总反应起到了催化作用C.总反应的热化学方程式为D.该制氢方法生成的反应热与直接电解水生成的反应热相等12.工业上常用铁和石墨作电极电解溶液制备,具体流程如下:下列说法错误的是( )A.电解时，石墨为阳极B.阳极的电极反应式为C.每生成11.2L(标准状况下)B，有0.5个通过阳离子交换膜从阳极室进入阴极室D.熔融时发生反应的化学方程式为13.镁和卤素单质（）反应的相对能量变化如图
7、所示。下列说法正确的是( )A.热稳定性：B.与足量的Mg充分反应，放热1124kJC.工业上可用电解溶液的方法冶炼金属Mg，该过程需要吸收热量D.由图可知，14.为提升电池循环效率和稳定性，科学家近期利用三维多孔海绵状Zn（3D-Zn）可以高效沉积ZnO的特点，设计了采用强碱性电解质的3D-Zn-NiOOH二次电池，结构如图所示。电池反应为。下列说法错误的是( )A.三维多孔海绵状Zn具有较高的表面积，所沉积的ZnO分散度高B.充电时阳极反应为C.放电时负极反应为D.放电过程中通过隔膜从负极区移向正极区15.铅蓄电池是一种常见的二次电池，其工作原理为：。观察下图，对该装置判断不正确的是（ ）
8、 AK闭合时，d电极反应式： B当电路中转移0. 2 mol电子时，中消耗的为0.2 molCK闭合时，中向c电极迁移DK闭合一段时间后，可单独作为原电池，d电极为正极三、非选择题：本题共3小题，共30分。16.（8分）请完成下列填空：（1）氢气是一种重要的新能源，已知：。煤与水蒸气在高温下反应是获取的重要方法。C（s）、CO（g）和完全燃烧的热化学方程式分别为：根据以上信息，12kgC（s）与水蒸气反应生成CO（g）和_（填“吸收”或“放出”）_kJ热量。（2）科学家利用太阳能分解水生成的氢气在催化剂作用下与二氧化碳反应生成甲醇。已知和的燃烧热分别为和。则：用太阳能分解10mol液态水消耗的
9、能量是_kJ。甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式为_。（3）已知：，均为正值。室温下，取体积比为2:1的甲烷和氢气的混合气体3.36L（折算为标准状况下），经完全燃烧后恢复至室温，则放出的热量为_kJ。17.（10分）回答下列各题：1.与白磷()混合存放极易引发爆炸，已知31g (s)完全燃烧生成五氧化二磷固体放出a kJ热量。下列说法正确的是( ）A.分解生成的反应，B.白磷燃烧的热化学方程式为 C.若(s)完全燃烧生成五氧化二磷固体放出8a kJ热量，需要标准状况下(g)的体积为224LD.易燃烧的物质应远离火源2.氢气和氧气的混合气体极易发生爆炸，如图是氢气和氧气反应过程中
10、的能量变化图。已知破坏1mol (g)中的化学键需要吸收436kJ能量;破坏mol (g)中的化学键需要吸收249kJ能量;形成(g)中1mol H-O键能够释放463kJ能量。试回答下列问题。a.请将图中x、y、z的数值填在下边的横线上：x_，y_，z_。b.生成27g水蒸气放出的热量为_kJ。c.经测定，360g液态水分解生成氢气和氧气时吸收b kJ热量，则完全燃烧生成液态水的热化学方程式为_。18.（12分）为了探究原电池和电解池的工作原理，某研究性学习小组分别用如图所示的装置进行实验，回答下列问题。.用甲装置进行第一组实验：（1）在保证电极反应不变的情况下，下列材料不能代替左侧Cu电极
11、的是_（填序号）。A.石墨B.镁C.银D.铂（2）实验过程中，_（填“从左向右”“从右向左”或“不”）移动；滤纸上能观察到的现象有_。.该小组同学用乙装置进行第二组实验时发现，两极均有气体产生，且Y极溶液逐渐变成紫红色，停止实验后观察到铁电极明显变细，电解液仍然澄清。查阅资料知，高铁酸根离子在溶液中呈紫红色。请根据实验现象及所查信息，填写下列空白：（3）电解过程中，X极溶液的pH_（填“增大”“减小”或“不变”）。（4）电解过程中，Y极发生的电极反应为和_。（5）已知和Zn可以构成碱性电池，其中在电池中作正极材料，电池总反应为，则该电池正极的电极反应为_。答案以及解析1.答案：C解析：钢构件的
12、主要成分是铁单质其在海水中发生吸氧腐蚀，总反应为，A项正确；环氧树脂为绝缘体，涂该物质可隔绝铁与氧气、水的接触，从而防止形成原电池，B项正确；外加电流阴极保护法是将钢构件与电源负极连接，起到防腐蚀作用，捆绑锌块是牺牲阳极保护法，C项错误；不锈钢的耐腐蚀性比较好，可减缓电化学腐蚀，D项正确。2.答案：B解析：某物质的摩尔燃烧焓指在一定反应温度和压强条件下，1mol纯物质完全氧化为同温下的指定产物时的焓变，并指定物质中所含有的氮元素氧化为、氢元素氧化为、碳元素氧化为，所以甲烷燃烧的热化学方程式可表示为，A错误；在l01kPa时，完全燃烧生成液态水，放出285.8kJ热量，则氢气燃烧的热化学方程式表
13、示为，B正确；醋酸是弱电解质，电离时吸热，和氢氧化钠发生中和反应生成时放出的热量小于57.3kJ，C错误；该反应是可逆反应，和充分反应后生成的的物质的量小于1mol，则，D错误。3.答案：A解析：电池放电时，负极反应式为，负极周围溶液中浓度不断减小，溶液pH不断减小，A错误；电池放电时，正极反应式为，B正确；电池充电时，阳极反应式为，不断被消耗，阳极周围溶液的pH不断减小，C正确；电池充电时，阴极反应为放电时负极反应的逆反应，即，故D正确。4.答案：C解析：铜锌原电池中，铜为正极，锌为负极，原电池中阳离子向正极移动，所以移向溶液，A错误；装置中a极与电源的负极相连，为阴极，阴极反应式为，溶液中
14、减少，增多，溶液的pH增大，B错误；用装置精炼铜时，纯铜为阴极，与电源的负极相连，C正确；装置中活泼金属锌为负极，锌在负极发生失电子的氧化反应：，所以装置中有生成，Fe为正极，金属Fe不参与反应，D错误。5.答案：B解析：根据题图可知，活泼金属钠是负极，失去电子，发生氧化反应，A正确；未指明气体的状态，无法根据气体体积计算气体的物质的量，因此无法计算转移电子数目，B错误；吸收的一级（ MWCNT极）是正极，发生还原反应，电极反应式为，C正确；在原电池中，阳离子向正极移动，因此在该装置中，通过电解质移向 MWCNT极，D正确。6.答案：D解析：反应中是太阳能转化为化学能，A错误；反应中，为吸热反
15、应，B错误；催化剂只能减小反应的活化能，不影响反应的焓变，C错误；目标反应可由反应-获得，D正确。7.答案：C8.答案：B解析：现有工业合成氨的条件是高温、高压、催化剂，题给方法在室温下即可合成氨，同时还可提供电能，A正确；由示意图左侧电极反应为，左侧电极上发生失电子的氧化反应，左侧为负极区，负极区中，在氢化酶作用下发生反应，B错误；右侧电极反应为，右侧电极为正极，右侧为正极区，在固氮酶作用下，得到电子被还原为，C正确；电池工作时，（质子）由左侧负极区通过交换膜向右侧正极区移动，D正确。9.答案：C解析：由电子流向及电极材料可知，电极为正极，海水显碱性，则电极反应为，故A错误；由题意知铝要便于
16、回收，所以聚丙烯半透膜不允许阳离子通过，故B错误；如果电极为活性镁铝合金，镁铝形成很多微小的原电池，镁失去电子，铝上氢离子得到电子生成氢气，因此在负极区会逸出大量气体，故C正确；未说明是否在标准状况下，无法计算正极消耗气体的体积，故D错误。10.答案：D解析：1mol丙烷完全氧化生成二氧化碳气体和液态水时放出2219.9kJ热量，A项错误；正丁烷和异丁烷互为同分异构体，由表中数据可知，等物质的量的两种物质完全燃烧生成和时，正丁烷放出的热量多，说明正丁烷的能量高，所以稳定性：正丁烷异丁烷，B项错误；乙烷的摩尔燃烧焓是，则乙烷燃烧的热化学方程式可表示为，C项错误；根据表中气态烷烃的摩尔燃烧焓的规律
17、可知，25、101kPa下，相同物质的量的气态烷烃中，n越大，分子中含有的C、H原子数越多，物质完全氧化生成和时放出的热量越多，D项正确。11.答案：AC解析：由图可知，反应和实现了太阳能到化学能的转化，A项错误；总反应为，故和起到催化作用，B项正确；由反应+反应+反应得，则，C项错误；只与反应体系的始态和终态有关，D项正确。12.答案：C解析：由转化成发生的是氧化反应,应发生在电解池的阳极,故电解时石墨为阳极,阳极反应式为,A、B项正确;阴极反应为通过阳离子交换膜从阳极室进入阴极室,得到KOH,D为KOH,B为,生成0.5mol时,有1mol生成,则从阳极室进入阴极室的为1mol,C项错误;
18、熔融时的反应物为KOH、,生成物为和,其反应方程式为,D项正确。13.答案：A解析：A项，物质的能量越低越稳定，根据图象数据分析，化合物的热稳定性由强到弱的顺序为，正确；B项，没有说明是否在标准状况下，不一定为1mol，错误；C项，工业上用电解熔融的方法冶炼金属Mg，而不是电解溶液，错误；D项，由-得，而变成会放出热量，则的，错误。14.答案：D解析：三维多孔海绵状Zn比表面积大，所沉积的ZnO分散度高，而且题干也强调三维多孔海绵状Zn可以高效沉积ZnO，A正确。充电时，阳极失去电子发生氧化反应，在碱性电解质溶液中转化为NiOOH，题给电极反应式符合题意，B正确。放电时，负极锌失去电子发生氧化
19、反应转化为ZnO，根据总反应式可知负极反应式为，C正确。放电过程为原电池工作过程，阴离子应该从正极区移向负极区，D错误。15.答案：C解析：A.K闭合时为原电池,为电解池,中发生充电反应,d电极为阳极发生氧化反应,其反应式为，故A正确；B. 在上述总反应式中,得失电子总数为，当电路中转移0.2mol电子时，可以计算出中消耗的硫酸的量为0.2mol，故B正确；C.K闭合时d是阳极，阴离子向阳极移动，故C错误；D.K闭合一段时间,也就是充电一段时间后可以作为原电池,由于c表面生成Pb,放电时做电源的负极,d表面生成，做电源的正极，故D正确。故选C.16.答案：（1）吸收；（2）2858；（3）解析
20、：（1）给热化学方程式编号为，根据盖斯定律，由-可得，故该反应为吸热反应。12gC（s）与水蒸气反应吸收131.3kJ热量，故12kgC（s）与水蒸气反应吸收热量。（2）分解10mol液态水消耗的能量等于完全燃烧生成液态水时所放出的热量：；根据题意可写出表示燃烧热的热化学方程式，再由盖斯定律可写出甲醇不完全燃烧的热化学方程式。（3）标准状况下3.36L气体为0.15mol，其中为0.1mol，为0.05mol，最后恢复到室温，为液体，则根据热化学方程式、可知放出的热量为。17.答案：1.CD；2.a.1370；1852；482；b.361.5；c. 解析：1.选项A,受热分解生成的反应属于吸热
21、反应，故,错误；选项B,31g(0.25mol)(s)完全燃烧生成(s)放出a kJ热量，则1mol (s)完全燃烧生成(s)放出4a kJ热量，故其热化学方程式为 ,错误；选项C,(s)完全燃烧生成(s)放出8a kJ热量，需10mol (g),标准状况下的体积为224L,正确;选项D，易燃烧的物质与火源接触可能发生爆炸和火灾，所以应远离火源，正确。2.a.由题可知,2mol (g)和1mol (g)中的化学键断裂吸收的热量为x kJ,则x=2436+2249=1370,H(g)和O(g)生成2mol (g)释放出的热量为y kJ，则y=4463=1852,故2mol (g)与1mol (g
22、)完全反应生成2mol (g)释放的热量=1852kJ-1370kJ=482kJ,即z为482。b.生成27g(1.5mol)水蒸气释放的热量=0.75482kJ=361.5kJ。c.分解360g (l)生成(g)和(g)时吸收b kJ热量，则分解36g（2mol）（l）生成(g)和(g)时吸收0.1b kJ热量，所以(g)、(g)完全反应生成2mol (l）释放出的热量为0.1b kJ,故氢气和氧气完全反应生成液态水的热化学方程式为 。18.答案：.（1）B（2）从右向左 滤纸上有蓝色沉淀产生（答出“蓝色沉淀”或“蓝色斑点”即可）.（3）增大（4）（5）解析： .（1）甲装置中左侧为原电池装置，锌作负极，铜作正极，由于需保证电极反应不变，故正极材料的活泼性不能大于Zn，因此不能用镁代替铜。（2）硫酸根离子向负极移动，移动方向为从右向左。M极作阳极，失去电子有铜离子生成，铜离子结合氢氧根离子生成氢氧化铜沉淀。.（3）X极作阴极，得到电子生成氨气和氢氧根离子，故X极溶液的pH逐渐增大。（4）由题意可知，铁作阳极，铁失去电子生成。（5）碱性电池中锌作负极，失去电子，在正极得到电子转化为氧化铁。
