章末综合测评(一) 化学反应与能量转化
(本试卷共75分)
一、选择题(本题共12小题，每小题3分，共36分。每小题只有一个选项符合题目要求)
1．锡是大名鼎鼎的“五金”——金、银、铜、铁、锡之一，早在远古时代，人们便发现并使用锡了。灰锡(以粉末状存在)和白锡是锡的两种同素异形体。已知：
①Sn(s，白)＋2HCl(aq)===SnCl2(aq)＋H2(g) ΔH1
②Sn(s，灰)＋2HCl(aq)===SnCl2(aq)＋H2(g) ΔH2
③Sn(s，灰)Sn(s，白) ΔH3＝＋2.1 kJ·mol-1
下列说法正确的是( )
A．ΔH1＞ΔH2
B．锡在常温下以灰锡状态存在
C．灰锡转化为白锡的反应是放热反应
D．锡制器皿长期处在低于13.2 ℃的环境中，会自行毁坏
2．已知煤炭的摩尔燃烧焓为393.5 kJ·mol-1，氢气的摩尔燃烧焓为285.8 kJ·mol-1，一氧化碳的摩尔燃烧焓为283.0 kJ·mol-1。某同学发现在灼热的煤炭上洒少量水，煤炉中会产生淡蓝色火焰，煤炭燃烧更旺，因此该同学得出结论“煤炭燃烧时加少量水，可使煤炭燃烧放出更多的热量。”下列有关说法正确的是( )
A．反应2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)的ΔH＜－571.6 kJ·mol-1
B．CO燃烧的热化学方程式为2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g) ΔH＝－283.0 kJ·mol-1
C．“煤炭燃烧得更旺”是因为少量固体碳与水反应生成了可燃性气体
D．因285.8 kJ·mol-1＋283.0 kJ·mol-1＞393.5 kJ·mol-1，故该同学的结论是对的
3．在1 200 ℃时，天然气脱硫工艺中会发生下列反应：H2S(g)＋O2(g)===SO2(g)＋H2O(g) ΔH1；2H2S(g)＋SO2(g)===S2(g)＋2H2O(g) ΔH2；H2S(g)＋O2(g)===S(g)＋H2O(g) ΔH3；2S(g)===S2(g) ΔH4。
则ΔH4的正确表达式为( )
A．ΔH4＝(ΔH1＋ΔH2－3ΔH3)
B．ΔH4＝(3ΔH3－ΔH1－ΔH2)
C．ΔH4＝(ΔH1＋ΔH2－3ΔH3)
D．ΔH4＝(ΔH1－ΔH2－3ΔH3)
4．已知NaHCO3溶液与盐酸反应生成CO2吸热，Na2CO3溶液与盐酸反应生成CO2放热。关于下列ΔH的判断正确的是(
(aq)
(aq)＋H＋(aq)===H2CO3(aq) ΔH2
H2CO3(aq)===H2O(l)＋CO2(g) ΔH3
OH－(aq)＋H＋(aq)===H2O(l) ΔH4
A．ΔH3<ΔH4
B．ΔH1＋ΔH2>0
C．ΔH1＋ΔH2＋ΔH3>0
D．ΔH2＋ΔH3>0
5．载人空间站为了循环利用人体呼出的CO2并将其转化为O2，设计装置工作原理如图所示，以实现“太阳能→电能→化学能”的转化，总反应为2CO2===2CO＋O2。下列说法正确的是( )
A．该装置属于原电池
B．水在Y电极参与反应
C．反应完毕，该装置中电解质溶液碱性增强
D．X极反应：O2＋2H2O＋4e－===4OH－
6．利用电解法将CO2转化为CH4的原理如图所示。下列说法正确的是( )
A．电解过程中，H＋由a极区向b极区迁移
B．电极b上反应为＋2H2O
C．电解过程中化学能转化为电能
D．电解时Na2SO4溶液浓度保持不变
7．电化学现象在生活中无处不在，炒过菜的铁锅未及时洗净(残液中含NaCl)，不久会因被腐蚀而出现红褐色锈斑，腐蚀原理如图所示。下列说法正确的是( )
A．腐蚀过程总反应为Fe＋2H＋===H2↑＋Fe2+
B．腐蚀过程中，溶液中阳离子从C电极移向Fe电极
C．腐蚀过程中C为正极，C电极表面上发生还原反应
D．反应中Fe失去电子，电子经电解质溶液从Fe电极移向C电极
8．如图所示，下列说法错误的是( )
A．若X为NaCl溶液，K与M连接，Fe棒附近溶液pH最大
B．若X为NaCl溶液，开关K未闭合，Fe棒上B点生成铁锈最多
C．若X为H2SO4溶液，K与N连接，Fe棒上的电极反应为2H＋＋2e－===H2↑
D．若X为H2SO4溶液，K分别与N、M连接，Fe棒腐蚀情况前者慢
9．氢卤酸的能量关系如图所示，下列说法正确的是( )
A．已知HF气体溶于水放热，则HF的ΔH1＜0
B．相同条件下，HCl 的ΔH2比HBr的小，HCl的ΔH3＋ΔH4比HI的大
C．一定条件下，气态原子生成 1 mol H—X 键放出a kJ 能量，则该条件下ΔH2＝
D．ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＋ΔH6
10．如图是电化学膜法脱硫过程示意图，电化学膜的主要材料是碳和熔融的碳酸盐。下列说法错误的是( )
A．工作一段时间后，生成H2和S2的物质的量之比为2∶1
B．净化气中CO2含量明显增加，是电化学膜中的碳被氧化
C．阴极反应为H2S＋2e－===S2-＋H2
D．b电极为阳极，发生氧化反应
11．某科研团队开发了一种电解精炼废钢的工艺：在废钢和炉渣(含硅的氧化物及硅酸盐)之间施加电动势，通过O2-在两极间的定向运动可实现废钢脱碳从而得到超低碳钢，同时还可以在阴极回收硅作为副产品。该工艺的原理如图所示，下列说法正确的是( )
A．若x＝2，则电解过程的总反应为2C＋SiO22CO↑＋Si
B．废钢和炉渣之间可以使用酸性电解质溶液
C．若阳极产生22.4 L CO，阴极所得硅的质量为14 g
D．电子流向：电源负极→阴极→阳极→电源正极
12．利用如图所示电解法吸收CO2并制得HCOOK，下列说法错误的是( )
A．Pt片为电解池的阳极
B．Sn片上发生的电极反应为
C．标准状况下，电路中转移1 mol e－，阳极产生 5.6 L气体
D．电解一段时间后，阴极区不需要补充KHCO3溶液
二、非选择题(本题共3小题，共39分)
13．(12分)飞船和空间站中CO2的清除和O2的再生是研究的重要问题之一。回答下列问题：
(1)空间站的水气整合系统利用“萨巴蒂尔反应”，将CO2转化为CH4和水蒸气，配合O2生成系统可实现O2的再生，流程如图所示。
已知下列数据：
化学键 H—H C—H H—O C==O
断裂化学键 吸收的能量/ (kJ·mol-1) 435 415 465 800
则“萨巴蒂尔反应”的热化学方程式为___________________________________
________________________________________________________________。(4分)
(2)氢氧燃料电池与电解水装置配合使用，可实现充放电循环，应用于长寿命航天器中。(8分)
①CO2的富集与转化是O2再生的核心问题。“电化学富集法”是一种适合飞行器较长时间飞行的方法，装置如图所示。b极为________(填“正”或“负”)极，a电极上发生的电极反应为_____________________________________________。
②负载中电解水可实现O2的再生，阳极为____(填“c”或“d”)，电极反应为___________________________________________________________________。
③下列措施可提高O2生成速率的是________(填字母)。
A．提高电解时的电源电压
B．向水中加入少量的NaCl
C．适当提高电解质溶液的温度
D．用金属铜作阳极
14．(12分)解答下列问题。
(1)某研究团队通过设计一种新型Na—Fe3O4/HZSM-5多功能复合催化剂，成功实现了CO2直接加氢制取辛烷值汽油，该研究成果被评价为“CO2催化转化领域的突破性进展”。
已知：H2(g)＋O2(g)===H2O(l)
ΔH1＝－a kJ·mol-1
C8H18(l)＋O2(g)===8CO2(g)＋9H2O(l)
ΔH2＝－b kJ·mol-1
试写出25 ℃、101 kPa条件下，CO2与H2反应生成汽油(以C8H18表示)的热化学方程式：___________________________________________________________
_______________________________________________________________。(3分)
(2)合成氨在工业生产中具有重要意义。在合成氨工业中I2O5常用于定量测定CO的含量。已知2I2(s)＋5O2(g)===2I2O5(s) ΔH＝－76 kJ·mol-1；2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g) ΔH＝－566 kJ·mol-1。则该测定反应的热化学方程式为_____________________________________________________________________
________________________________________________________________。(3分)
(3)化学反应原理研究物质转化过程中的规律并在生产生活中有广泛的应用。汽车排气管内的催化转化器可实现尾气无毒处理。
已知：N2(g)＋O2(g)===2NO(g) ΔH＝＋180.5 kJ·mol-1
2C(s)＋O2(g)===2CO(g) ΔH＝－221.0 kJ·mol-1
CO2(g)===C(s)＋O2(g) ΔH＝＋393.5 kJ·mol-1
则反应2NO(g)＋2CO(g)===N2(g)＋2CO2(g)的ΔH＝_______________kJ·mol-1。(3分)
(4)氮及其化合物与人类生产、生活密切相关。氮氧化物是造成光化学烟雾和臭氧层损耗的主要气体。
已知：CO(g)＋NO2(g)===NO(g)＋CO2(g) ΔH＝－a kJ·mol-1(a>0)
2CO(g)＋2NO(g)===N2(g)＋2CO2(g) ΔH＝－b kJ·mol-1(b>0)
若用CO还原NO2至N2，当消耗标准状况下3.36 L CO时，放出的热量为__________kJ(用含有a和b的代数式表示)。(3分)
15．(15分)电解原理在化学工业中有广泛应用。
(1)电解食盐水是氯碱工业的基础。目前比较先进的方法是阳离子交换膜法，电解示意图如图所示，图中的阳离子交换膜只允许阳离子通过，请回答以下问题：(4分)
①电解饱和食盐水的总反应的离子方程式是_______________________________
_____________________________________________________________________。
②精制饱和食盐水时，从图中在b口加入的物质为________(写化学式)。
(2)全钒液流电池是一种新型的绿色环保储能系统，工作原理如图：(4分)
离子种类 VO2+ V3+ V2+
颜色 黄色 蓝色 绿色 紫色
①全钒液流电池放电时V2+发生氧化反应，该电池放电时总反应是_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
②当完成储能时，阴极溶液的颜色是________。
(3)将PbO溶解在HCl和NaCl的混合溶液中，得到含Na2PbCl4的电解液，电解Na2PbCl4溶液生成Pb的装置如图所示。(7分)
①写出电解时阴极的电极反应：_________________________________________
_____________________________________________________________________。
②电解过程中通过阳离子交换膜的离子主要为________。
③电解过程中，Na2PbCl4电解液浓度不断减小，为了恢复其浓度，应该向_____________________________________________________________________
(填“阴”或“阳”)极室加入__________(填化学式)。
1/1章末综合测评(一)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
D C A D B A C A C B A C
13．(1)CO2(g)＋4H2(g)===CH4(g)＋2H2O(g) ΔH＝ (2)①正 ===H2O＋CO2 ②d 4OH－－4e－===2H2O＋O2↑ ③AC
14．(1)8CO2(g)＋25H2(g)===C8H18(l)＋16H2O(l) ΔH＝－(25a－b) kJ·mol-1 (2)5CO(g)＋I2O5(s)===5CO2(g)＋I2(s) ΔH＝－1 377 kJ·mol-1 (3)－746.5 (4)或
15．(1)2Cl－＋2H2O2OH－＋Cl2↑＋H2↑ NaOH ＋2H＋===V3+＋VO2+＋H2O 紫色 ＋2e－===Pb＋4Cl－ H＋ 阴 PbO
1．D
2．C [氢气的摩尔燃烧焓为285.8 kJ·mol-1，则反应2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)的ΔH＝－571.6 kJ·mol-1，由于液态水转化为气态水吸热，则反应2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)的ΔH＞－571.6 kJ·mol-1，A错误；一氧化碳的摩尔燃烧焓为，则CO的燃烧的热化学方程式为CO(g)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－283.0 kJ·mol-1，B错误；“煤炭燃烧得更旺”是因为少量固体碳在高温下与水反应生成了可燃性气体氢气和CO，C正确；由于能量是守恒的，所以煤炭燃烧时加少量水，不可能使煤炭燃烧放出更多的热量，故该同学的结论错误，D错误。]
3．A [给题干中的前三个热化学方程式从上到下依次标号为①②③，然后进行计算：(①＋②)×－③×2即可得到要求的反应热。]
4．D
5．B [该装置实现“太阳能→电能→化学能”转化，而电能转化为化学能的装置为电解池，选项A错误；根据电子流向可知，Y为电解池的阴极，应该发生还原反应，总反应中发生还原反应的是CO2，再考虑到需要生成氢氧根离子，使其能透过阴离子交换膜，得出Y电极的反应为CO2＋H2O＋2e－===CO＋2OH－，选项B正确；该装置的总反应为2CO2===2CO＋O2，该反应对于溶液的H＋、OH－浓度无影响，所以反应前后溶液的pH并不变化，选项C错误；X为阳极，发生氧化反应，应该是阴极生成的氢氧根离子失电子，电极反应为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，选项D错误。]
6．A [由题意可知该装置为电解池，由a极生成O2可以判断出a极为阳极，则b极为阴极。阳离子向阴极移动，则H＋由a极区向b极区迁移，A正确；电极b上反应为＋2H2O，B错误；电解过程中电能转化为化学能，C错误；电解Na2SO4溶液的实质是电解水，溶液中的水发生消耗，所以Na2SO4溶液的浓度是增大的，D错误。]
7．C [NaCl溶液呈中性，铁锅发生吸氧腐蚀，负极反应为Fe－2e－===Fe2+，正极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，腐蚀过程总反应为2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2，A项错误；原电池中，电解质溶液中的阳离子向正极移动，则腐蚀过程中，溶液中阳离子从Fe电极移向C电极，B项错误；C电极是正极，正极反应是溶液中氧气得到电子发生还原反应，C项正确；原电池中电子沿外电路从负极流向正极，不能通过电解质溶液，D项错误。]
8．A [若X为NaCl溶液，K与M连接，构成原电池，铁作负极，电极反应为Fe－2e－===Fe2+，碳棒作正极，电极反应为O2＋4e－＋2H2O===4OH－，碳棒附近溶液pH最大，A错误；开关K未闭合，Fe棒上B点发生吸氧腐蚀，生成铁锈最多，B正确；若X为H2SO4溶液，K与N连接，构成原电池，锌作负极，铁作正极，正极反应为2H＋＋2e－===H2↑，C正确；若X为H2SO4溶液，K与N连接，铁作正极被保护，K与M连接，铁作负极，加快腐蚀，因此Fe棒腐蚀情况前者慢，D正确。]
9．C
10．B [H2和e－的关系式为H2～2e－，S2和e－的关系式为S2～4e－，因通过整个电路的电量一样，所以工作一段时间后，生成H2和S2的物质的量之比为2∶1，A正确；净化气中CO2含量明显增加，不是电化学膜中的碳被氧化，整个体系中并没有可氧化碳的物质，是来自熔融碳酸盐的分解，B错误；a电极为H2S得电子被还原变为H2，并产生S2-移动到b电极，所以a电极为阴极，电极反应为，C正确；b电极上a电极迁移过来的S2-变为S2，失电子被氧化，S元素的化合价升高，所以b电极为阳极，发生氧化反应，D正确。]
11．A [当x＝即为SiO2，结合题图中所给信息可知总反应为2C＋SiO22CO↑＋Si，A正确；废钢和炉渣之间若使用酸性电解质溶液，铁会与酸性溶液发生反应，且O2-也会转化为水，B错误；选项中未说明是标准状况下的22.4 L CO，无法计算所得硅的质量，C错误；阴极和阳极两极之间没有电子移动，而是存在O2-的定向移动，D错误。]
12．C [由题图可知，铂片为电解池的阳极，A正确；锡片为阴极，二氧化碳在碳酸氢根离子作用下在阴极得到电子发生还原反应生成甲酸根离子和碳酸根离子，电极反应为，B正确；铂片为电解池的阳极，水在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，氢离子与溶液中的碳酸氢根离子反应生成二氧化碳和水，所以电路中转移1 mol电子时，阳极产生气体的体积大于1 mol××22.4 L·mol-1＝5.6 L，C错误；锡片为阴极，二氧化碳在碳酸氢根离子作用下在阴极得到电子发生还原反应生成甲酸根离子和碳酸根离子，所以电解一段时间后，向阴极通入过量的二氧化碳，将溶液中的碳酸根离子转化为碳酸氢根离子，不需要补充碳酸氢钾溶液，D正确。]
14．(1)已知：①H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH1＝－a kJ·mol-1，②C8H18(l)＋O2(g)===8CO2(g)＋9H2O(l) ΔH2＝－b kJ·mol-1；根据盖斯定律，由①×25－②得8CO2(g)＋25H2(g)===C8H18(l)＋16H2O(l) ΔH＝25ΔH1－ΔH2＝－(25a－b)kJ·mol-1。(2)依次设反应为①、②，根据盖斯定律，反应①×(－)＋②×得到5CO(g)＋I2O5(s)===5CO2(g)＋I2(s) ΔH＝－1377 kJ·mol-1。(3)将反应编号，N2(g)＋O2(g)===2NO(g) ΔH＝＋180.5 kJ·mol-1 ①
2C(s)＋O2(g)===2CO(g) ΔH＝－221.0 kJ·mol-1 ②
CO2(g)===C(s)＋O2(g) ΔH＝＋393.5 kJ·mol-1 ③
应用盖斯定律，由－(①＋②＋③×2)得反应2NO(g)＋2CO(g)===N2(g)＋2CO2(g) ΔH＝－746.5 kJ·mol-1。(4)依次设反应为①、②，根据盖斯定律①×2＋②得4CO(g)＋2NO2(g)===N2(g)＋4CO2(g) ΔH＝－(2a＋b)kJ·mol-1，标准状况下3.36 L CO的物质的量是0.15 mol，放出的热量为 kJ。
1/1
