1、化学反应与能量变化章节测试卷化学反应与能量变化章节测试卷 一一、单选题、单选题(共共 15 小题小题) 1.中华人民共和国旅游法经 2013 年 4 月 25 日十二届全国人大常委会第 2 次会议通过。旅游在 现代更成为一种时尚。“即食即热型快餐”适用于外出旅行时使用。其内层是用铝箔包裹的并加工好 的真空包装食品，外层则是分别包装的两包化学物质。使用时拉动预留在外的拉线使这两种化学 物质反应，放出的热量便可对食品进行加热，这两种化学物质最合适的选择是 ( ) A 浓硫酸和水 B 生石灰和水 C 熟石灰和水 D 氯化钠和水 2.燃烧氢气时耗氧量小，放出热量多，已知 4g H2燃烧生成液态水时放出
2、热量为 571.6kJ，表示 H2 燃烧热的热化学方程式为（ ） A 2H2（g）+O2（g）=2H2O（l） H=571.6kJ/mol B 2H2（g）+O2（g）=2H2O（g） H=571.6kJ/mol C H2（g）+1/2O2（g）H2O（l） H=285.8 kJ/mol D H2（g）+1/2O2（g）H2O（g） H=285.8 kJ/mol 3.如图所示的原电池可测量空气中 Cl2的含量（原电池的电解质是含有自由移动 Ag+的固体物 质） 下列分析不正确的是（ ） A 电子由 Ag 电极经外电路流向 Pt电极 B 空气中 c（Cl2）越大，Ag 极消耗速率越快 C 正极反
3、应：Cl2+2e+2Ag+2AgCl D 原电池工作时电解质中 Ag+数目减少 4.某科学家利用二氧化铈(CeO2)在太阳能作用下将 H2O，CO2转变为 H2，CO。其过程如下： mCeO2(mx)CeO2 xCexO2 (mx)CeO2 xCexH2OxCO2mCeO2xH2xCO 下列说法不正确的是( ) A 该过程中 CeO2没有消耗 B 该过程实现了太阳能向化学能的转化 C 右图中 H1H2H3 D 以 CO和 O2构成的碱性燃料电池的负极反应式为 CO4OH2e=CO2H2O 5.一种新型环保电池是采用低毒的铝合金(丢弃的易拉罐)，家庭常用的漂白水，食盐，氢氧化钠(化 学药品店常见
4、试剂)等原料制作的。电池的总反应方程式为 2Al3ClO2OH=3Cl2AlO H2O。下列说法不正确的是( ) A 该电池的优点是电极材料和电解质用完后可以更换 B 该电池发生氧化反应的是金属铝 C 电极的正极反应式为 3ClO3H2O6e=3Cl6OH D 当有 0.1mol Al 完全溶解时，流经电解液的电子个数为 1.806 1023 6.自来水管道经历了从铸铁管镀锌管PVC 管PPR 热熔管等阶段，铸铁管、镀锌管被弃用的原 因之一，可以用原电池原理来解释，示意图如图所示，下列有关说法不正确的是（ ） A 如果是镀锌管，则 a 端为 Zn，是负极，产生 Zn2+，不但会造成管道锈蚀，Z
5、n2+溶于自来水也 对人体有害 B b端发生的电极反应为：ClO+H2O2eCl+2OH C 由于该原电池原理的存在，一定程度上减弱了自来水中余氯的杀菌消毒功能 D 从自来水厂到用户，经过该类管道的长期接触，自来水的酸碱性发生了变化 7.下列有关铜锌原电池的叙述正确的是（ ） A 盐桥中的 Cl移向 CuSO4溶液 B 电池总反应为 Zn+Cu2+=Zn2+Cu C 在外电路中，电子从正极流向负极 D 取下盐桥，原电池仍可工作 8.已知 H2(g)+Br2(l)=2HBr(g)；H=-72 kJ/mol。蒸发 1molBr2(l)需要吸收的能量为 30 kJ，其它相关 数据如下表： 则表中 a
6、为( ) A 404 B 260 C 230 D 200 9.锌溴液流电池是一种新型电化学储能装置(如右图所示)，电解液为溴化锌水溶液，电解液在电解 质储罐和电池间不断循环。下列说法不正确的是 A 充电时电极 a 连接电源的负极 B 放电时负极的电极反应式为 Zn2e=Zn2+ C 放电时左侧电解质储罐中的离子总浓度增大 D 阳离子交换膜可阻止 Br2与 Zn 直接发生反应 10.某可逆反应为 2X（g）3Y（g）+Z（g） ，混合气体中 X 的物质的量分数与温度关系如图 所示：下列推断正确的是（ ） A 升高温度，该反应平衡常数 K减小 B 压强大小有 P3P2P1 C 平衡后加入高效催化剂
7、使 Mr 增大 D 在该条件下 M 点 X平衡转化率为 11.关于如图所示转化关系（X 代表卤素） ，说法不正确的是（ ） A 2H（g）+2X（g）2HX（g） H30 B 途径生成 HX 的反应热与途径无关，所以 H1= H2+ H3 C 途径生成 HCl放出的热量比生成 HBr 的多，说明 HCl 比 HBr稳定 D Cl，Br，I的非金属性依次减弱，所以途径吸收的热量依次增多 12.一种太阳能电池的工作原理如下图所示，电解质为铁氰化钾 K3Fe（CN）6和亚铁氰化钾 K4Fe （CN）6的混合溶液，下列说法不正确的是（ ） A K+移向催化剂 b B 催化剂 a 表面发生的化学反应：F
8、e（CN）64 eFe（CN） 6 3 C Fe（CN）63 在催化剂 b表面被氧化 D 电解池溶液中的Fe（CN）64 和Fe（CN） 6 3浓度基本保持不变 13.已知反应： 2C(s)O2(g)=2CO(g) H221 kJ mol1 稀溶液中，H(aq)OH(aq)=H2O(l) H57.3 kJ mol1 下列结论正确的是( ) A 碳的燃烧热为 H110.5 kJ mol1 B 反应的 H0，则 G0，在任意温度下反应可自发进行 C 反应中反应物的总键能大于生成物的总键能 D 稀醋酸与稀 NaOH溶液反应生成 1 mol水，放出热量大于 57.3 kJ 14.某同学组装了如图所示的
9、电化学装置，则下列说法正确的是（ ） A 图中甲池为原电池装置，Cu电极发生还原反应 B 实验过程中，甲池左侧烧杯中 NO3的浓度不变 C 若甲池中 Ag 电极质量增加 5.4g 时，乙池某电极析出 1.6g 金属，则乙中的某盐溶液可能是 AgNO3溶液 D 若用铜制 U 形物代替“盐桥”，工作一段时间后取出 U 形物称量，质量会减小 15.蓄电池是一种可以反复充电、放电的装置有一种蓄电池在充电和放电时发生的反应为： NiO2+Fe+2H2OFe（OH）2+Ni（OH）2下列有关该电池的说法中正确的是（ ） A 放电时电解质溶液显强酸性 B 充电时阳板反应为 Ni（OH）2+2OH 2e=Ni
10、O 2+2H2O C 放电时正极附近溶液 pH 减小 D 充电时阴极附近溶液的碱性保持不变 二二、实验题、实验题(共共 3 小题小题) 16.铝是地壳中含量最高的金属元素，其单质、合金及其化合物在生产生活中的应用日趋广泛，铝 土矿是生产铝及其化合物的重要原料 （1）铝元素在元素周期表中的位置是 （2）铝电池性能优越，铝空气电池以其环保、安全而受到越来越多的关注，其原理如图所示 该电池的总反应化学方程式为 ； 电池中的 NaCl的作用为 ； 以铝空气电池为电源电解 KI溶液制取 KIO3（石墨为电极材料）时，电解过程中阳极的电极反 应式为 ； 某铝一空气电池的效率为 50%，若用其作电源电解 5
11、00ml 的饱和 NaCl 溶液，电解结束后，所得 溶液（假设溶液电解前后体积不变）中 NaOH 的浓度为 0.3molL1，则该过程中消耗铝的质量 为 （3）氯化铝广泛用于有机合成和石油工业的催化剂，聚氯化铝也被用于城市污水处理 氯化铝矿粉在加热条件下易升华，气态氯化铝的化学式 Al2Cl6，每种元素的原子最外层均达到 8 电子稳定结构，则其结构式为 ； 将铝土矿粉与碳粉混合后加热并通入氯气，可得到氯化铝，同时生成 CO，写出该反应的化学方 程式 17.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
12、源，进行饱和氯化钠溶液电解实验，如图所示： 回答下列问题： (1)甲烷燃料电池正极，负极的电极反应分别为 _，_。 (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_ ，电解氯化钠溶液 的总反应方程式为_ 。 (3)若每个电池甲烷通入量为 1 L(标准状况)，且反应完全，则理论上通过电解池的电量为(法拉第常 数 F= 9.65 104Cmol1，列式计算)，最多能产生的氯气体积为 _ L(标准状况)。 18.随着国家大力发展清洁能源产业的要求，以太阳能为代表的新能源产业规模得以迅速地壮大。 试完成下列问题： (1)现在电瓶车所用电池一般为铅蓄电池，如图所示， 这是一种典
13、型的可充电电池，电池总反应式为：PbPbO24H2SO2PbSO42H2O。则 电 池 放 电 时 ， 溶 液 的pH 会 _( 填 “ 增 大 ” 或 “ 减 小 ”) ， 写 出 负 极 反 应 式 为 _。充电时，铅蓄电池的负极应与充电器电源的 _极相连。 (2)为体现节能减排的理念，中国研制出了新型燃料电池汽车，该车装有“绿色心脏”质子交换 膜燃料电池。如图是某种质子交换膜燃料电池原理示意图。该电池的正极是_(填“a”或“b”， 下同)极，工作过程中，质子(H)透过质子交换膜移动到_极。写出该电池的负极反应式为： _。 三、填空题三、填空题(共共 3 小题小题) 19.煤作为燃料，可以
14、有下列两种途径（把煤看成由碳组成） ： 途径：C（s）+O2（g）CO2（g） H=a kJmol1 途径：C（s）+H2O（g）CO（g）+H2（g） H=b kJmol1 2CO（g）+O2（g）2CO2（g） H=c kJmol1 2H2（g）+O2（g）2H2O（g） H=d kJmol1 试回答下列问题： （1）燃烧等质量的煤，途径放出的热量 途径放出的热量（填“大于”、“小于”或 “等于”） （2）b 的数学关系式是 （用 a、c、d表示） 20.按要求书写有关的电极反应式及总方程式。 (1)用惰性电极电解 AgNO3溶液： 阳极反应式_； 阴极反应式_； 总反应离子方程式_。 (
15、2)用惰性电极电解 MgCl2溶液 阳极反应式_； 阴极反应式_； 总反应离子方程式_。 (3)用铁作电极电解 NaCl溶液 阳极反应式_； 阴极反应式_； 总化学方程式_。 (4)用铜作电极电解盐酸溶液 阳极反应式_； 阴极反应式_； 总反应离子方程式_。 21.化学电池在通讯、交通及日常生活中有着广泛的应用。 (1)下列相关说法正确的是 (填序号)。 A.通过某种电池单位质量或单位体积所能输出能量的多少，可以判断该电池的优劣 B.二次电池又称充电电池或蓄电池,这类电池可无限次重复使用 C.除氢气外，甲醇、汽油、氧气等都可用作燃料电池的燃料 D.近年来，废电池必须进行集中处理的问题被提上日程
16、，其首要原因是电池外壳的金属材料需要回 收 (2)目前常用的镍(Ni)镉(Cd)电池,其电池总反应式可表示为 2Ni(OH)2+Cd(OH)2Cd+2NiO(OH)+2H2O 已知 Ni(OH)2和 Cd(OH)2均难溶于水，但能溶于酸，以下说法正确的是 (填序号)。 A.以上反应是可逆反应 B.反应环境为碱性 C.电池放电时 Cd 作负极 D.该电池是一种二次电池 (3)在宇宙飞船和其他航天器上经常使用的氢氧燃料电池是一种新型电源，其构造如图所示。a、b 两个电极均由多孔的碳块组成，通入的氢气和氧气由孔隙中逸入，并在电极表面发生反应而放电。 a电极是电源的 极； 若该电池为飞行员提供了 36
17、0 kg的水，则电路中通过了 mol电子。 (4)请运用原电池原理设计实验,验证 Cu2+、Fe3+氧化性的强弱，请画出实验装置图并写出电极反应 式。 答案解析答案解析 1.【答案】B 【解析】生石灰和水反应放热，B 符合题意；浓硫酸遇水放热，但浓硫酸有腐蚀性，A 不符合题意。 2.【答案】C 3.【答案】D 【解析】A、电子从负极 Ag 流向正极 Pt，正确； B、反应原理是 Ag 与氯气反应，空气中 c（Cl2）越大，氯气在正极反应生成氯离子速度越快，Ag 消耗越快，正确； C、氯气在正极发生还原反应生成氯离子，氯离子与银离子反应生成 AgCl 沉淀，Cl2+2e +2Ag+2AgCl，正
18、确； D、电池工作时，电解质中 Ag+数目不变，错误 4.【答案】C 【解析】 由盖斯定律可知 H1(H2H3)，C错误。 5.【答案】D 【解析】该电池所用材料都是生活中常见的，电极材料和电解质用完后可以更换，A 项正确；金属 铝是原电池的负极，发生氧化反应，B 正确；在正极上，发生还原反应，电极反应式为：3ClO 3H2O6e=3Cl6OH，C 正确；电子只能流经导线，不能流经电解液，D不正确。 6.【答案】B 【解析】根据装置图，b 端次氯酸根得电子发生还原反应生成氯离子，所以 b 端为正极，则 a 端为 负极， A、如果是镀锌管，锌比铁活泼，则 a端负极为 Zn，产生 Zn2+，Zn2
19、+溶于自来水也对人体有害，正 确； Bb 端为正极，电极反应为：ClO+H2O+2eCl+2OH，错误； C根据正极电极反应为：ClO+H2O+2eCl+2OH，则消耗了次氯酸根，所以一定程度上减弱 了自来水中余氯的杀菌消毒功能，正确； D根据正极电极反应为：ClO+H2O+2eCl+2OH，所以经过该类管道的长期接触，自来水的 酸碱性发生了变化，正确 7.【答案】B 【解析】A、盐桥中的 Cl移向负极 ZnSO4溶液，错误； B、铜锌原电池中，锌较活泼，为原电池的负极，发生 Zn2e=Zn2+，铜为正极，发生 Cu2+2e =Cu，正确； C、原电池工作时，电子从电池负极经外电路流向正极，错
20、误； D、取下盐桥，不能形成闭合回路，原电池不能工作，错误 8.【答案】D 【解析】在 H2(g)+Br2(l)=2HBr(g)；H=-72 kJ/mol 反应中，蒸发 1 molBr2(l)需要吸收的能量为 30 kJ， 则 H2(g)+Br2(g)=2HBr(g)；H=-102 kJ/mol，反应热等于反应物的总键能减生成物的总键能，则- 102=436+a-2 369，a=200，选择 D。 9.【答案】A 【解析】放电时 Zn 为负极，则充电时 b 接电源的负极，A 错误；B 正确；放电时左侧电解质储罐 中发生 Br2+ 2e-= 2Br-，C正确；阳离子交换膜只允许阳离子通过，D正确
21、。 10.【答案】D 11.【答案】D 【解析】A、原子形成化学键放热，焓变小于 0，则 2H（g）+2X（g）2HX（g） H30，正确； B、反应焓变与起始物质和终了物质有关于变化途径无关，途径生成 HX 的反应热与途径无关， 所以 H1= H2+ H3，正确； C、因化学反应所吸收或放出的能量即为反应热，反应热等于反应中断裂旧化学键消耗的能量之和 与反应中形成新化学键放出的能量之和的差，氯原子半径小于溴原子，途径生成 HCl 放出的热 量比生成 HBr 的多，说明 HCl 比 HBr 稳定，正确； D、Cl、Br、I 的原子半径依次增大，Cl2、Br2、I2，断裂化学键需要能量减小，所以
22、途径吸收的 热量依次减小，错误 12.【答案】C 【解析】由图可知，电子从负极流向正极，则 a为负极，b为正极， Ab 为正极，则 K+移向催化剂 b，正确； Ba 为负极，发生氧化反应，则催化剂 a 表面发生反应：Fe（CN）64 eFe（CN） 6 3，正确； Cb 上发生还原反应，发生 Fe（CN）63 +eFe（CN） 6 4，Fe（CN） 6 3在催化剂 b 表面被还原， 错误； D由 B、C 中的电极反应可知，二者以 1：1 相互转化，电解质溶液中 Fe（CN）63 和 Fe（CN） 6 4浓度基本保持不变，正确 13.【答案】B 【解析】A、燃烧热是 1 mol 物质完全燃烧，生
23、成稳定氧化物时放出的热量，碳燃烧应生成 CO2； B 项正确；C、反应为放热反应，应该为反应物的键能之和小于生成物；D、醋酸的电离吸热， 故放出的热量小于 57.3 kJ。 14.【答案】C 15.【答案】B 【解析】A、从放电和充电的反应式分析，此电池为碱性电池，错误； B、放电时正极发生还原反应，正极反应式为 NiO2+2e+2H2O=Ni（OH）2+2OH，充电时该电极 发生氧化反应，是其逆反应发生，正确； C、放电时正极发生还原反应，正极反应式为 NiO2+2e+2H2O=Ni（OH）2+2OH，pH 增大，错误； D、充电时阴极反应式为 Fe（OH）2+2e =Fe+2OH，溶液碱性
24、增强，错误 16.【答案】 （1）第三周期第A族； （2）4Al+3O2+6H2O=4Al（OH）3； 增强溶液的导电能力； I+3H2O6e=IO3+6H+； 2.7g； 17.【答案】(1) 2O2+ 4H2O +8e= 8OHCH410OH8e= CO327H2O (2)H22NaCl2H2O2NaOHH2Cl2 (3) 8 9.65 104C mol-1= 3.45 104C 4 L 【解析】(1)在碱性溶液中，甲烷燃料电池的总反应式为：CH4+ 2O2+ 2OH= CO32-+ 3H2O，正极 是：2O2+ 4H2O + 8e= 8OH-，负极是：CH4-8e+ 10OH-= CO3
25、2-+ 7H2O； (2) b电极与通入甲烷的电极相连，作阴极， H+放电，生成 H2；电解氯化钠溶液的总反应方程式为： 2NaCl+2H2O2NaOH+H2+Cl2； (3)根据得失电子守恒，可得：1 mol CH48 mol e4 mol Cl2，故若每个电池甲烷通入量为 1 L(标 准状况)，生成 4 L Cl2；电解池通过的电量为 8 9.65 l04C mol-1=3.45 104C(题中虽然有 两个燃料电池，但电子的传递量只能用一个池的甲烷量计算)。 18.【答案】(1)增大 Pb2eSO=PbSO4 负 (2)b b H22e=2H 【解析】(1)铅蓄电池放电时，负极为 Pb，失
26、去电子发生氧化反应 Pb2eSO=PbSO4，正极 为 PbO2，得到电子发生还原反应；铅蓄电池在充电时，是电解池装置，与充电器电源的负极相连 的叫做阴极，即它放电时的负极，阳极失去电子转移到充电器电源的正极，阳极反应是 PbSO4 2H2O2e=PbO2SO4H。 (2)原电池的负极发生的反应为 H22e=2H，正极反应为 O24H4e=2H2O。 19.【答案】 （1）等于； （2）b=a+（c+d） 【解析】 （1）根据盖斯定律，煤作为燃料不管是一步完成还是分两步完成，反应物和产物的焓值 是一定的，所以两途径的焓变值一样，放出的热量一样； （2）途径：C（s）+O2（g）CO2（g） H
27、=a kJmol1 途径：C（s）+H2O（g）CO（g）+H2（g） H=+b kJmol1 2CO（g）+O2（g）2CO2（g） H=c kJmol1 2H2（g）+O2（g）2H2O（g） H=d kJmol1 根据盖斯定律：+ + 得得 C（s）+O2（g）CO2（g） ，所以a=b（c+d） ，所以 b= a+（c+d） 20.【答案】(1)4OH4e=O22H2O 4Ag4e=4Ag 4Ag2H2O4AgO24H (2)2Cl2e=Cl2 2H2e=H2 Mg22Cl2H2OMg(OH)2Cl2H2 (3)Fe2e=Fe2 2H2e=H2 Fe2H2OFe(OH)2H2 (4)C
28、u2e=Cu2 2H2e=H2 Cu2HCu2H2 【解析】 21.【答案】(1)A (2)B、C、D (3)负 40 000 (4)装置如图 正极的电极反应式：2Fe3+2e-=2Fe2+ 负极的电极反应式：Cu-2e-=Cu2+ 【解析】(1)B 项二次电池可以多次使用，但不可能无限次重复使用；C 项氧气可用作燃料电池的氧 化剂，而不是燃料；D 项废旧电池进行集中处理的主要原因是电池中含有汞、镉和铅等金属离子， 它们会对土壤、水源造成污染。 (2)两个方向的反应条件不同，不能称为可逆反应。 (3)电路中通过的电子的物质的量为(360 000 g 18 g mol-1) 2=40 000 mol。 (4)三价铁离子能够氧化单质铜生成铜离子，从而设计成原电池证明。
