专题1《化学反应与能量变化》（含解析）单元检测题2023-2024学年上学期高二苏教版（2019）高中化学选择性必修1

专题1《化学反应与能量变化》
一、单选题(共12题)
1．下列关于反应热的描述正确的是（ ）
A．的燃烧热为，则反应的
B．已知与结合生成时放热。和反应的中和反应反应热，则含和的稀溶液反应的反应热
C．反应热△H全部是正值
D．甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷的燃烧热
2．如图所示的原电池工作时，右池中转化为Y3＋，下列叙述正确的是

A．左池中阴离子数目增加
B．每消耗1 mol ，转移3 mol电子
C．正极的电极反应为2Y3＋＋7H2O－6e－=＋14H＋
D．左池中石墨电极上发生的电极反应为X4＋＋2e－=X2＋
3．科学家设计了一种高效、低能耗制备H2O2的装置，装置如图所示。下列有关说法不正确的是
A．阴极区产生2molOH－时，参加反应的O2在标准状况下的体积为11.2L
B．a为电源的正极
C．阳极区反应为 2e－+3OH－=2H2O+
D．该装置中，离子交换膜为阴离子交换膜
4．煤的气化是实施节能环保的一项重要措施。通常在高温下将煤转化为水煤气，再将水煤气作为气体燃料。有关热化学方程式如下：
①C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ΔH1=131.3 kJ·mol-1
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH2=-566.0 kJ·mol-1
③2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH3=-483.6 kJ·mol-1
下列有关说法正确的是
A．水煤气只能用作燃料
B．水煤气是一种二次能源，比煤直接燃烧污染小
C．等质量的CO和H2完全燃烧时，前者放热多
D．由反应③可以确定H2的燃烧热ΔH=-241.8 kJ·mol-1
5．下列说法正确的是
A．蛋白质溶液中加入饱和溶液可发生盐析
B．由反应可知，甲烷的燃烧热为
C．铅蓄电池放电时的正极反应式为
D．，，结论：相同条件下金刚石比石墨稳定
6．电解法生活污水处理装置的工作原理，是选择合适的电极材料，以污水为电解质溶液，通直流电电解产生Fe(OH)3、Al(OH)3胶体等具有高吸附性的絮凝剂，使污水中悬浮物形成沉淀析出。下列说法正确的是
A．该电解装置必须以铝、铁作两极材料
B．Fe(OH)3生成过程是Fe-2e-=Fe2+，Fe2++O2+2H2O= Fe(OH)3+OH-
C．若将污水混合海水，无隔膜电解能产生NaClO，将污水中细菌杀灭
D．电解产生的H2、O2、Cl2在水中以气溶胶上浮，可以带出污水中的有毒离子
7．中国科大高敏锐研究组以CO2为原料，在Cu2P2O7基催化剂上制备C2H4，阴极电极反应式：，双极膜是由一张阳膜和一张阴膜制成的复合膜。在直流电场的作用下，复合膜间的H2O为离子源，解离成H+和OH-可分别通过阳膜和阴膜。下列有关说法错误的是
A．a膜是阴膜
B．左侧电极是阳极，发生氧化反应
C．总反应离子方程式为：
D．若标准状况下，消耗22.4LCO2，理论上M处释放物质的质量3g
8．为了测定酸碱反应的中和热，计算时至少需要的数据是
①酸溶液的浓度和体积 ②碱溶液的浓度和体积
③水的比热容 ④反应后溶液的质量(单位：g)
⑤生成水的物质的量 ⑥反应前后温度变化
⑦操作所需的时间
A．③④⑤⑥ B．③④⑤⑦ C．①③⑥ D．全部
9．用碱性氢氧燃料电池为电源进行电解的实验装置示意图如下所示。下列说法中正确的是
A．燃料电池工作时，正极反应为：O2 + 4e-+4H+=2H2O
B．若要实现铁上镀铜，则a极是铁，b极是铜，硫酸铜溶液浓度不变
C．若a极是粗铜，b极是纯铜时，a极逐渐溶解，b极上有铜析出，硫酸铜溶液浓度不变
D．a、b两极均是石墨时，在标准状况下当电池中消耗H222.4 L时，b极析出铜64 g
10．我国科学家发明了一种500℃时，在含氧离子()的熔融碳酸盐中电解甲烷的方法，实现了无水、零排放的方式生产H2和C，反应原理如图所示。下列说法正确的是

A．X为电源的负极
B．Ni电极上发生的电极反应方程式为
C．该条件下，每产生22.4LH2，电路中转移2mol电子
D．电解一段时间后熔融盐中的物质的量明显减少
11．熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图。下列有关该电池的说法正确的是
A．电池工作时，向电极B移动
B．电极A上H2参与的电极反应为：
C．电极B上发生的电极反应为：
D．反应，每消耗1mol CH4转移12mol电子
12．在和下，异构化反应过程的能量变化如图所示。下列说法正确的是
A．比稳定
B．使用催化剂，可以降低反应的活化能和反应热
C．正反应的活化能大于逆反应的活化能
D．该异构化反应的
二、填空题(共8题)
13．氯碱工业中使用的粗盐一般来自海水，粗盐中含有、、等杂质。
(1)实验室中用粗盐制成精盐过程中通常经过以下步骤：
①粗盐加水溶解；
②向溶液中加入过量氢氧化钠溶液；
③加入 溶液；
④加入 溶液；
⑤ (填操作方法)；
⑥加入盐酸调节pH近似为7；
⑦ (填操作方法)；
其中⑤⑥⑦三个操作都会用到的玻璃仪器是 ，它在⑤中的作用是 。
(2)在下图的电解装置中装入精制后的饱和食盐水并电解。
①写出电解饱和食盐水的化学方程式： ；
②写出a处产生气体的一种用途： ；
③写出与b连接的石墨棒上的电极反应式： ；
④同样条件下收集的气体体积b处 a处(填“>”、“=”或“<”)，原因是 。
14．以下甲、乙、丙为探究原电池原理的有关装置，试回答下列问题：

(1)甲中预计可以观察到得现象是：铜片上 （填“有”或“没有”）气泡产生，锌片上 （填“有”或“没有”）气泡产生。
(2)乙中锌为原电池的 极，电极反应是 ；铜为原电池的 极，电极反应是 。原电池总反应为
(3)丙中电流计A的指针是否发生偏转： （填“是”或“否”）
15．(1)回收利用是科学研究的热点课题。已知几种物质的相对能量如下：
物质
相对能量/kJ/mol －393.5 －110.5 －242 0
计算反应生成2molCO时 (填“吸收”或“放出”)的热量是 kJ。
(2)中国科学院长春应用化学研究所在甲醇燃料电池技术方面获得新突破，组装出了自呼吸电池及主动式电堆，甲醇燃料电池的工作原理如图所示(电池总反应为：)
①该电池工作时，b口通入的物质为 ，c口通入的物质为 。
②该电池负极的电极反应式为 。
③工作一段时间后，当6.4g甲醇完全反应生成CO2时，电子转移的数目为 。
16．粗铜的电解精炼如图所示。在粗铜的电解过程中，粗铜板应是图中电极 (填图中的字母)；在电极d上发生的电极反应式为 ．
17．2008年北京奥运会“祥云”火炬的燃料是丙烷()，1996年亚特兰大奥运会火炬的燃料是丙烯()。丙烷脱氢可得到丙烯。已知：
①
②
计算的 。
18．2020年6月11日，中科院大连化物所发布消息称已成功研发出新一代低成本高效率全钒液流电池电堆，该电堆在30千瓦恒功率运行时，能量效率超过81%，100个循环容量无衰减，大幅降低成本。
(1)全钒液流电池的放电原理为，该电池放电时正极方程式为： ，用太阳能电池给该电池充电时， (填a或b)为正极。
(2)科研人员研制了一种从废钒催化剂(含有、及不溶性残渣)回收钒的工艺，主要流程如下：
部分含钒物质在水中的溶解性如下：
物质
溶解性 可溶 难溶 难溶 易溶
回答下列问题：
①水浸时粉碎的目的是 。
②该流程多次用到过滤操作，实验室过滤所需玻璃仪器为烧杯、玻璃棒和 ，图中滤液中含有钒元素的溶质的化学式为 。
③该工艺中反应③的沉淀率(又称沉钒率)是同收钒的关键之一，该步反应的离子方程式为 ；沉钒率的高低除受溶液影响外，还需要控制氯化铵系数(加入质量与料液中的质量比)和温度，根据下图判断控制最佳的氯化铵系数和温度为 、 ；
19．某学习小组用如图所示A、B装置分别探究金属锌与稀硫酸的反应，实验过程中A装置烧杯内的溶液温度升高，B装置的电流计指针发生偏转。
(1)A装置的烧杯中发生反应的离子方程式为 。
(2)Cu板上的现象是 ，发生的电极反应是 。
(3)从能量转化的角度看，A、B中反应物的总能量 填“大于”“小于”或“等于”生成物的总能量，A中主要是将化学能转化为 ，B中主要是将化学能转化 。
(4)该小组同学反思原电池的原理，其中观点正确的是 填字母。
A．原电池反应的过程中可能没有电子发生转移
B．原电池装置需要2个电极
C．电极一定不能参加反应
D．氧化反应和还原反应可以拆开在两极发生
20．工业生产中涉及某些气态化合物是重要的化工原料，如、等有害气体，不能直接排放到大气中，但可以根据它们的性质避害趋利，用来制备多种重要的化学试剂。其中—空气燃料电池实现了制硫酸、发电、环保三位一体的结合，某实验小组用该燃料电池作电源探究氯碱工业和粗铜精炼的原理，装置示意图如图：
(1)b极的电极反应式为 ；Fe电极反应式为 。
(2)甲装置每消耗32g，溶液中通过质子交换膜的为 mol，如果粗铜中含有锌、银等杂质，丙装置中 (填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)为了测定空气中的含量，将空气样品通入盛有400mL 0.1molL酸性溶液的密闭容器中，若管道中空气流量为a L/min，经过8min溶液恰好褪色，假定样品中被充分吸收，该空气样品中的含量为 g/L(假设空气中其他气体不与酸性溶液反应)。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．A
【详解】A．反应热与计量数成正比，方程式反写时，反应热的符号相反，CO(g)的燃烧热是283.0kJ/mol，则2CO2(g)=2CO(g)+O2(g)反应的△H=+2×283.0kJ/mol，故A正确；
B．含和的稀溶液反应生成，与结合成时会放出热量，则反应热△H小于，故B错误；
C．吸热反应，△H为正值，放热反应，△H为负值，故C错误；
D．燃烧热概念是1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量，生成气态水不是稳定氧化物，故D错误；
答案为A。
2．A
【分析】原电池工作时，右池中转化为Y3+，则得电子右侧石墨电极为正极，左侧石墨电极为负极。
【详解】A．左池中石墨电极上发生的电极反应为X2+-2e－=X4+，正电荷数增加，要保持溶液呈电中性，盐桥中的阴离子移向左池，则左池中阴离子数目增加，A正确；
B．正极的电极反应为+14H++6e-=2Y3++7H2O，每消耗1mol，转移6mol电子，B错误；
C．正极的电极反应为+14H++6e-=2Y3++7H2O，C错误；
D．左池中石墨电极上发生的电极反应为X2+-2e－=X4+，D错误；
故答案选A。
3．A
【分析】右边氧气变双氧水，氧化合价降低，说明右边是阴极，则b为负极，a为正极，左边为阳极。
【详解】A．阴极电极反应式O2＋2e－＋2H2O＝H2O2＋2OH－，则阴极区产生2molOH－时，参加反应的O2为1mol，在标准状况下的体积为22.4L，故A错误；
B．根据前面分析a为电源的正极，故B正确；
C．根据前面得到左边是阳极， 被氧化，因此阳极区反应式为 2e－+3OH－=2H2O+，故C正确；
D．该装置中，氢氧根在阳极消耗，因此阴极产生的氢氧根要转移到阳极区域，则离子交换膜为阴离子交换膜，故D正确。
综上所述，答案为A。
4．B
【详解】A． 因水煤气中含有CO、H2，则不仅可以作燃料，也可作还原剂使用，故A错误；
B． 将煤转化为水煤气，再将水煤气作为气体燃料，则水煤气间接得到，所以水煤气属于二次能源，水煤气易充分燃烧、比煤直接燃烧污染小，故B正确；
C． 根据②③可知，等质量的CO和H2完全燃烧时，氢气放出的热量多，故C错误；
D． 反应热表示燃烧热时，生成的水为液态，为稳定状态，反应③不能可以确定H2的燃烧热，故D错误；
故选:B。
5．C
【详解】A．是重金属盐，蛋白质溶液中加入饱和溶液可发生变性，而不是盐析，A错误；
B．生成物中H2O(g)是水蒸气，不是液态水H2O(l)，燃烧热指的是生成稳定氧化物，而氧的稳定氧化物为液态水，故甲烷燃烧热不是，B错误；
C．铅蓄电池放电时的正极得电子发生还原反应，反应式为：，C正确；
D．将D项两式子相减得：C(石墨，s)=C(金刚石，s) H=+1.5KJ·mol-1，石墨变成金刚石要吸热，说明石墨比等量的金刚石能量低，物质能量越低越稳定，所以相同条件下石墨比金刚石稳定，D错误；
故答案选C。
6．C
【详解】A．该电解装置通直流电电解产生Fe(OH)3、Al(OH)3胶体，则铝、铁必须失电子，要作阳极，故A错误；
B．铁作阳极失电子生成亚铁离子，电极方程式为：Fe-2e-=Fe2+，污水中发生反应：4Fe2++O2+10H2O= 4Fe(OH)3+8H+，故B错误；
C．海水中含有大量Cl-，电解时阳极Cl-放电能够生成Cl2，Cl2和海水反应可以生成NaClO，将污水中细菌杀灭，故C正确；
D．该电解装置铝或铁为阳极，阴极为惰性电极，阴极上氢离子得电子生成H2，不能产生O2和Cl2，故D错误；
故选C。
7．D
【分析】结合电源和信息可知左侧为阳极，电极反应为：，复合膜间的H2O解离出的OH-通过阴膜向阳极区补充，所以a膜为阴膜。则b膜为阳膜。
【详解】A．据分析可知，a膜为阴膜，故A正确；
B．据分析可知左侧电极是阳极，发生氧化反应，故B正确；
C．将题目中的阴极反应和阳极反应加和处理得总反应离子方程式为：，故C正确；
D．据可知当标准状况下，消耗22.4LCO2即1mol时，理论上M处释放1.5mol，质量为48g，故D错误；
故选D。
8．A
【详解】由反应热的计算公式可知，酸碱反应的中和热计算时，至少需要的数据有：比热容c、酸的浓度和体积、碱的浓度和体积，反应前后温度变化△T，然后计算出反应后溶液的质量、生成水的物质的量；
故选A。
9．D
【分析】碱性氢氧燃料电池中，通入H2的一极为原电池的负极，发生氧化反应，电极反应式为：，通入的O2一极为原电池的正极，发生还原反应，电极反应式为，总反应式为：，a为电解池的阳极，发生氧化反应，b为电解池的阴极，发生还原反应，电极反应式为。
【详解】A．碱性氢氧燃料电池中，燃料电池工作时负极为氢气失电子生成水，则反应为，故A错误;
B．若要实现铁上镀铜，镀层金属应为电解池的阳极，则a极是铜，b极是铁，故B错误;
C．a极为粗铜，连接原电池的正极，发生氧化反应，a极逐渐溶解，b极为电解池的阴极发生，则b极上有铜析出，但a极为粗铜，所以硫酸铜溶液浓度降低，故C错误;
D．a、b两极均是石墨时，在相同条件下当电池中消耗H2 22.4L(标准状况)时，根据电极反应式，可知转移2mol电子，则b极析出铜1mol，即64g，故D正确；
故选D选项。
10．B
【分析】由图可知该装置为电解池，Ni电极上CO→C，C的化合价降低、发生了得电子的还原反应，则Ni电极为阴极，Ni-YSZ电极为阳极，阳极上CH4失电子生成H2和CO2，阳极电极反应式为CH4+2O2--4e-═2H2+CO2，总反应为CH42H2+C，电解池的阳极与电源正极X相接、阴极与电源的负极Y相接，据此分析解答。
【详解】A．由上述分析可知，Ni电极为阴极，Ni-YSZ电极为阳极，则X为电源的正极，Y为电源的负极，故A错误；
B．Ni电极为电解池的阴极，阴极上CO得电子生成C和O2-，电极反应为CO+4e-═C+3O2-，故B正确；
C．题中温度为500℃，不是标准状况，无法计算氢气的物质的量和电路中转移电子的物质的量，故C错误；
D．电解池的总反应为CH42H2+C，则电解一段时间后熔融盐中O2-的物质的量不变，故D错误；
故选B。
11．C
【分析】该装置为原电池装置，电极B通入氧气，作正极，根据已知信息，正极反应式为；电极A为负极，CO和氢气在负极放电，CO和H2被氧化生成二氧化碳和水；
【详解】A．原电池中，阴离子流向负极，阳离子流向正极；A为负极，电池工作时，向电极A移动，故A错误；
B．负极上CO和H2被氧化生成二氧化碳和水，电极A反应为：，故B错误；
C．B为正极，正极为氧气得电子生成，反应为，故C正确；
D．反应，每消耗1mol CH4转移6mol电子，故D错误；
故选C。
12．C
【详解】A．物质的能量越低越稳定，由图象可以看出HCN的能量低于HNC的能量，故HCN更稳定，A正确；
B．催化剂只改变化学反应速率，不改变反应的焓，B正确；
C．由图象可以看出，正反应的活化能为186.5kJ/mol，逆反应的活化能为127.2kJ/mol，故正反应的活化能大于逆反应的活化能，C正确；
D．利用生成物的能量减去反应物的能量即为该异构化反应的ΔH，即ΔH=59.3-0=59.3kJ/mol，D错误；
答案选D。
13．(1) 过滤 蒸发结晶 玻璃棒 引流
(2) 燃料 ＜ 生成的氯气会与生成的NaOH发生反应被消耗
【详解】（1）粗盐中常含有杂质、，和，一般分别滴加足量NaOH溶液、溶液、溶液除去，溶液在沉淀的同时可除去过量的；沉淀后过滤，将沉淀除去；加入盐酸除去溶液中过量的NaOH、，然后蒸发结晶，得氯化钠晶体；过滤、测量pH值、蒸发结晶操作都会用到玻璃棒，过滤时的作用是引流；
（2）①写出电解饱和食盐水的化学方程式：；
②a与电源负极相连，作阴极，发生得电子的氧化反应，生成氢气，用途：燃料；
③与b连接的石墨棒作正极，电极反应式：；
④同样条件下收集的氯气气体体积小于氢气气体体积，因为生成的氯气会与生成的NaOH发生反应被消耗；
14．(1) 没有 有
(2) 负极 正极
(3)否
【详解】（1）甲中由于Cu的活动性在H元素的后边，不能把酸中的H置换出来，所以预计可以观察到得现象是：铜片上无气泡产生；Zn可以把酸中的H置换出来，因此锌片上有气泡产生；
（2）乙中构成了原电池，由于金属活动性，所以锌为原电池的负极，发生氧化反应，电极反应是；铜为原电池的正极，在正极上溶液中的H+得到电子，发生还原反应，电极反应是；该原电池的总反应是
（3）丙中由于乙醇是非电解质，不能构成原电池，因此电流计A的指针不发生偏转。
15． 吸收 82
【详解】(1) △H=(-110.5-242+393.5+0)=41 kJ/mol，生成2molCO时吸收82kJ热量。
(2) ①在甲醇燃料电池中，燃料甲醇作负极，氧气作正极，电解质中的阳离子移向正极，所以c口通入的物质为氧气，b口通入的物质为甲醇。
②该电池负极的电极反应式为。
③当6.4g即0.2mol甲醇完全反应生成CO2时，根据总反应：2+ 3O2 = 2CO2 + 4H2O，消耗氧气0.3mol，转移电子1.2mol，即个数为1.2NA。
16． c Cu2++2e﹣═Cu
【详解】用电解法进行粗铜提纯时，粗铜应作阳极，精铜作阴极；该装置中a为原电池的正极，b为原电池的负极，所以c为电解池的阳极，故粗铜应为电极c，d为电解池的阴极，电解时，以硫酸铜溶液为电解液，溶液中的Cu2+得到电子沉积在阴极上，发生还原反应，即d电极上发生的反应为: Cu2++2e﹣═Cu ；故答案为: c ；Cu2++2e﹣═Cu 。
【点睛】用电解法进行粗铜提纯时，粗铜应作阳极，精铜作阴极；阳极与电池的正极相连发生氧化反应，阴极与电池的负极相连发生还原反应，据此分析。
17．+124.2 kJ/mol
【详解】根据盖斯定律，“反应①-反应②”得到，则=-=(156.6-32.4)kJ/mol=+124.2 kJ/mol
18． b 增大接触面积，加快反应速率，使反应更充分 漏斗 4 80
【详解】(1) 全钒液流电池的放电原理为，正极反应是还原反应，由电池总反应可知放电时的正极反应为；
用太阳能电池给该电池充电时，阳极上发生的电极反应为，则电极反应在N极上发生，连接的b为正极；
(2)①水浸时粉碎的目的是增大接触面积，加快反应速率，使反应更充分；
②实验室过滤所需玻璃仪器为烧杯、玻璃棒和漏斗；
根据溶解性表知，第一次过滤后滤液中含有VOSO4，滤渣是，酸性条件下与亚硫酸钠发生氧化还原反应生成，滤后滤液中也含有VOSO4，所以图中滤液中含有钒元素的溶质的化学式为；
③反应是复分解反应，反应的离子方程式是。根据图可知氯化铵系数为4时沉钒率已经很大，继续增大氯化铵系数沉钒率不再改变，而温度为80℃时沉钒率最大，所以最佳氯化铵系数和温度为4、80，沉钒率最大。
19． Zn+2H+=Zn2++H2↑ 有气泡产生 2H++2e-=H2↑ 大于 热能 电能 BD
【分析】A装置中发生了锌和稀硫酸的置换反应，化学能转化为热能；B装置形成了一个简单的Zn-Cu原电池，Zn作负极，Cu为正极材料，稀硫酸作电解液，化学能主要转化为电能。
【详解】(1)A装置的烧杯中发生的化学反应为锌和稀硫酸的反应，其离子反应方程式为Zn＋2H＋=Zn2＋＋H2↑，所以答案为：Zn＋2H＋=Zn2＋＋H2↑；
(2)B装置中，Zn作负极，发生的反应为Zn－2e－=Zn2＋，Cu是正极材料，发生的反应为2H＋＋2e－=H2↑，故Cu板上的现象为有气泡冒出，所以答案为：有气泡冒出；
(3)锌和稀硫酸的反应为放热反应，所以从能量转化的角度看，A、B中反应物的总能量大于生成物的总能量，A装置化学能转化为热能，B装置化学能主要转化为电能，所以答案为：大于；热能；电能；
(4)A．原电池是将化学能转化为电能的装置，主要就是依靠氧化还原反应中电子的转移，所以原电池反应的过程中一定有有电子发生转移，故A错误；
B．原电池装置需要正极和负极两个电极，故B正确；
C．电极可以参加反应，例如锌铜稀硫酸构成的原电池，负极锌参与了反应，故C错误；
D．氧化反应和还原反应可以拆开在两极发生，故D正确；
故答案为BD。
20．(1) 或
(2) 1 减小
(3)0.8/a
【分析】甲装置通入SO2、O2，甲为电池，二氧化硫发生氧化反应生成硫酸，氧气发生还原反应生成水，a为负极、b为正极；乙、丙与电源连接，乙、丙为电解池。
【详解】（1）b极是电池的正极，氧气得电子生成水，电极反应式为；Fe与电源负极相连，为电解池阴极，Fe电极上氢离子得电子生成氢气，电极反应式为；
（2）甲装置a极二氧化硫发生氧化反应生成硫酸，每消耗32g，电路中转移1mol电子，根据电荷守恒，溶液中通过质子交换膜的=1mol；丙装置为电解法精炼铜，如果粗铜中含有锌、银等杂质，减小。
（3）将空气样品通入盛有400mL 0.1molL酸性溶液的密闭容器中，若管道中空气流量为a L/min，经过8min溶液恰好褪色，发生反应，则反应消耗二氧化硫的物质的量为0.4L ×0.1molL=0.1mol，假定样品中被充分吸收，该空气样品中的含量为。
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页