2020—2021学年高中鲁科版化学化学反应原理第一章《化学反应与能量转化》单元测试卷 含解析

第一章《化学反应与能量转化》单元测试卷
一、单选题(共15小题)
1.已知298
K时，合成氨反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＝－92.0
kJ·mol－1，将此温度下的1
mol
N2和3
mol
H2放在一密闭容器中，在催化剂存在时进行反应。测得反应放出的热量为(假定测量过程中没有能量损失)(　　)
A．
一定小于92.0
kJ
B．
一定大于92.0
kJ
C．
一定等于92.0
kJ
D．
无法确定
2.下列叙述中正确的是(　　)
A．
电解饱和食盐水可以得到金属钠
B．
电解法精炼粗铜，粗铜作阳极
C．
在铁制品上镀上一定厚度的锌层，可用锌做阴极，铁制品做阳极
D．
用惰性电极电解Na2SO4溶液，一段时间后再加入硫酸，能使溶液恢复到电解前的状态
3.已知：
①CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH1
②2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH2
③2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH3
常温下取体积比为4∶1的甲烷和氢气的混合气体11.2
L(标准状况)，经完全燃烧恢复至室温，放出的热量为(　　)
A．
－(0.4
mol×ΔH1＋0.05
mol×ΔH3)
B．
－(0.4
mol×ΔH1＋0.05
mol×ΔH2)
C．
－(0.4
mol×ΔH1＋0.1
mol×ΔH3)
D．
－(0.4
mol×ΔH1＋0.1
mol×ΔH2)
4.已知：
①H2O(g)===H2O(l)　ΔH＝－Q1kJ·mol－1
②C2H5OH(g)===C2H5OH(l)　ΔH＝－Q2kJ·mol－1
③C2H5OH(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(g)　ΔH＝－Q3kJ·mol－1
下列判断正确的是(　　)
A．
酒精的燃烧热ΔH＝－Q3kJ·mol－1
B．
由③可知1
mol
C2H5OH(g)的能量高于2
mol
CO2(g)和3
mol
H2O(g)的总能量
C．
H2O(g)===H2O(l)释放出了热量，所以该过程为放热反应
D．
23
g液体酒精完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)，释放出的热量为(0.5Q3－0.5Q2＋1.5Q1)
kJ
5.已知：H2(g)＋F2(g)===2HF(g)　ΔH＝－270
kJ·mol－1，下列说法正确的是(　　)
A．
氟化氢气体分解生成氢气和氟气的反应是放热反应
B．
1
mol
H2与1
mol
F2反应生成2
mol液态HF放出的热量小于270
kJ
C．
在相同条件下，1
mol
H2与1
mol
F2的能量总和小于2
mol
HF气体的能量
D．
该反应中的能量变化可用下图来表示
6.乙醇燃料电池中采用磺酸类质子溶剂，在一定温度下供电，电池总反应为C2H5OH＋3O2===2CO2＋3H2O，电池示意图如图。下列说法中错误的是(　　)
A．
电池工作时，质子向电池的正极迁移
B．
电池工作时，电流由b极沿导线流向a极
C．
a极上发生的电极反应是C2H5OH＋3H2O＋12e－===2CO2＋12H＋
D．
b极上发生的电极反应是4H＋＋O2＋4e－===2H2O
7.室温下，将1
mol的CuSO4·5H2O(s)溶于水会使溶液温度降低，热效应为ΔH1；将1
mol的CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高，热效应为ΔH2；CuSO4(s)·5H2O(s)受热分解的化学方程式为CuSO4·5H2O(s)CuSO4(s)＋5H2O(l)，热效应为ΔH3。则下列判断正确的是(　　)
A．
ΔH2＞ΔH3
B．
ΔH1＜ΔH3
C．
ΔH1＋ΔH3＝ΔH2
D．
ΔH1＋ΔH2＞ΔH3
8.下列说法正确的是(　　)
A．
需要加热才能发生的反应一定是吸热反应
B．
不需要加热就能发生的反应一定是放热反应
C．
任何放热反应在常温下一定能发生
D．
反应物和反应产物所具有的总能量决定了反应是放热还是吸热
9.在测定中和反应反应热的实验中不需要用到的仪器是(　　)
A．
量筒
B．
温度计
C．
环形玻璃搅拌棒
D．
天平
10.有关电化学知识的描述正确的是(　　)
A．
CaO＋H2O===Ca(OH)2，可以放出大量的热，故可把该反应设计成原电池，把其中的化学能转化为电能
B．
某原电池反应为Cu＋2AgNO3===Cu(NO3)2＋2Ag，装置中的盐桥中可以是由KCl饱和溶液制得的琼脂
C．
因为铁的活动性强于铜，所以将铁、铜用导线连接后放入浓硝酸中，若能组成原电池，必是铁作负极，铜作正极
D．
理论上说，任何能自发进行的氧化还原反应都可被设计成原电池
11.图中X为电源，Y为浸透饱和食盐水和酚酞试液的滤纸，滤纸中央滴有一滴KMnO4溶液，通电后Y中央的紫红色斑向d端扩散。下列判断正确的是(　　)
A．
滤纸上c点附近会变红色
B．
Cu电极质量减小，Pt电极质量增大
C．
Z中溶液的pH先减小，后增大
D．
溶液中的向Cu电极定向移动
12.“ZEBRA”蓄电池的结构如图所示，电极材料多孔Ni/NiCl2和金属钠之间由钠离子导体制作的陶瓷管相隔。下列关于该电池的叙述错误的是(　　)
A．
电池反应中有NaCl生成
B．
电池的总反应是金属钠还原三价铝离子
C．
正极反应为NiCl2＋2e－===Ni＋2Cl－
D．
钠离子通过钠离子导体在两电极间移动
13.下列各装置中，在铜电极上不能产生气泡的是(　　)
A．
B．
C．
D．
14.高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为3Zn＋2K2FeO4＋8H2O3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4KOH，下列叙述不正确的是(　　)
A．
放电时负极反应为Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2
B．
充电时阳极反应为Fe(OH)3＋5OH－－3e－==＋4H2O
C．
放电时每转移3
mol电子，正极有1
mol
K2FeO4被氧化
D．
放电时正极附近溶液的碱性增强
15.锌–空气燃料电池可用作电动车动力电源，电池的电解质溶液为KOH溶液，反应为2Zn＋O2＋4OH－＋2H2O===2。下列说法正确的是(　　)
A．
充电时，电解质溶液中K＋向阳极移动
B．
充电时，电解质溶液中c(OH－)逐渐减小
C．
放电时，负极反应：Zn＋4OH－－2e－===
D．
放电时，电路中通过2
mol电子，消耗氧气22.4
L(标准状况)
二、实验题(共1小题)
16.已知电极材料：铁、铜、银、石墨、锌、铝；电解质溶液：CuCl2溶液、Fe2(SO4)3溶液、硫酸。设计一种以铁和稀硫酸反应为原理的原电池，要求画出装置图(需标明电极材料及电池的正、负极)。
三、填空题(共3小题)
17.如图所示，若电解5
min时C池中铁棒质量增加2.16
g，据此回答：
(1)电源电极X名称为________，流过导线的电子物质的量是________。
(2)A池中碳棒上的电极反应式是__________________________________________________，
铁棒上的电极反应式是__________________________________________________________，
电解总反应式是________________________________________________________________，
本反应重要工业用途是__________________________________________________________。
若直接用A示装置进行工业生产，会减少产品产量或降低产品纯度，其原因是(用方程式说明)：__________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________。
(3)B池中粗铜电极上存在的电极反应式是__________________________________________，
纯铜上发生的电极反应式是______________________________________________________，
本装置的工业意义是____________________________________________________________。
(4)C池中银电极上的电极反应式是_________________________________________________，
铁棒上的电极反应是_____________________________________________________________，
一段时间后硝酸银溶液浓度________，该装置存在的价值是___________________________。
(5)A池中的铁棒腐蚀速率较通常情况下变________，原因是____________________________。
18.50
mL
0.50
mol·L－1盐酸与50
mL
0.55
mol·L－1NaOH溶液在如图所示的装置中进行中和反应．通过测定反应过程中放出的热量可计算中和热。回答下列问题：
(1)从实验装置上看，有两处缺点，其一是有处错误安装会导致热量散失较大，应该加________，其二尚缺少一种玻璃仪器，该玻璃仪器的名称是_______________。
(2)烧杯间填满碎泡沫塑料的作用是_____________。
(3)若操作时分几次注入反应液，求得的反应热数值________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
(4)用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行上述实验，测得的中和反应热数值会________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
19.某研究小组对铁生锈进行研究。
(1)甲同学设计了A、B、C一组实验(如图)，探究铁生锈的条件。经过较长时间后，甲同学观察到的现象是A中铁钉生锈；B中铁钉不生锈；C中铁钉不生锈。
①通过上述实验现象分析，可得出铁生锈的外部条件是
______________________________________________________________________________；
②铁钉发生电化学腐蚀的正极电极反应式为________________________________________
______________________________________________________________________________；
③实验B所用的水要经过________处理；植物油的作用是___________________________；
④实验C中碱石灰的作用是______________________________________________________。
(2)乙同学为了达到同样目的，设计了实验D(如图)，发现一段时间后，试管中的液面升高，其原因是______________________________________________________________________
______________________________________________________________________________，
该实验________(填“能”或“不能”)说明水对铁钉生锈产生影响。
答案解析
1.【答案】A
【解析】92.0
kJ是表示1
mol
N2和3
mol
H2完全反应所放出的热量，因该反应是可逆反应，1
mol
N2和3
mol
H2不可能完全反应，故放出的热量小于92.0
kJ。
2.【答案】B
【解析】A项，钠离子在溶液中不能放电，故电解饱和食盐水不能得到金属钠，错误；B项，电解精炼铜时，粗铜作阳极，纯铜作阴极，在阴极上析出铜，粗铜中的杂质进入电解液而分离，正确；C项，电镀时，将镀层金属做阳极，镀件做阴极，故在铁制品上镀锌，应用锌做阳极，铁制品做阴极，错误；D项，用惰性电极电解硫酸钠溶液，阳极上生成氧气，阴极上生成氢气，即实质是电解了水，故应向溶液中加入水即可使溶液复原，错误。
3.【答案】A
【解析】物质在参加反应过程中放出或吸收的热量与此物质的物质的量成正比，CH4的物质的量为×＝0.4
mol，H2的物质的量为×＝0.1
mol
，混合气体完全燃烧放出的热量为－(0.4
mol×ΔH1＋0.05
mol×ΔH3)。
4.【答案】D
【解析】A项，③反应中生成的水是气体，不是液态水，故燃烧热不是Q3kJ，错误；
B项，③反应是放热反应，1
mol
C2H5OH(g)和3
mol
O2(g)的总能量高于2CO2(g)和3H2O(g)的总能量，错误；
C项，H2O(g)===H2O(l)是物理变化，错误；
D项，由③－②＋①×3得C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)，根据盖斯定律知，ΔH＝(－Q3＋Q2－3Q1)
kJ·mol－1,23
g
C2H5OH释放出的热量为×(－Q3＋Q2－3Q1)
＝
(0.5Q3－0.5Q2＋1.5Q1)
kJ，正确。
5.【答案】D
【解析】由热化学方程式ΔH<0知H2和F2反应是放热反应，则HF分解生成H2和F2的反应为吸热反应，A项错误；HF(g)转变为HF(l)放热，则1
mol
H2与1
mol
F2反应生成2
mol液态HF，放出的热量大于270
kJ，B项错误；该反应为放热反应，则反应物的总能量高于反应物的总能量，C项错误，D项正确。
6.【答案】C
【解析】乙醇燃料池中，乙醇发生氧化反应，氧气发生还原反应，通乙醇的电极a为负极，通氧气的电极b为正极。或电池中的阳离子向正极移动，根据图示中质子移向b推知b为正极，A项正确；乙醇燃料电池中，a为负极，电流从正极b流向负极a，B项正确；a极上发生失电子的氧化反应，在酸性条件下，电极反应为C2H5OH＋3H2O－12e－===2CO2＋12H＋，C项错误；b极上发生得电子的氧化反应，在酸性条件下，电极反应为4H＋＋O2＋4e－===2H2O，D正项确。
7.【答案】B
【解析】方法一：“虚拟”路径法。
根据盖斯定律：ΔH1＝ΔH3＋ΔH2，由于ΔH1>0，ΔH3>0，ΔH2<0，所以ΔH1<ΔH3。
方法二：方程式叠加法。
CuSO4·5H2O(s)===Cu2＋(aq)＋(aq)＋5H2O(l)　ΔH1>0
①
CuSO4(s)===Cu2＋(aq)＋(aq)　ΔH2<0
②
CuSO4·5H2O(s)CuSO4(s)＋5H2O(l)　
ΔH3>0③
②＋③：CuSO4·5H2O(l)===Cu2＋(aq)＋(aq)＋5H2O(l)
根据盖斯定律知，
ΔH1＝ΔH2＋ΔH3，由于ΔH1>0，ΔH2<0，ΔH3>0，所以ΔH1<ΔH3。
8.【答案】D
【解析】需要加热才能发生的反应可能是吸热反应，也可能是放热反应，A项错误；
不需要加热就能发生的反应可能是放热反应，也可能是吸热反应，B项错误；
放热反应在常温下不一定能发生，C项错误；
反应是放热还是吸热主要取决于反应物和反应产物所具有的总能量的相对大小，D项正确。
9.【答案】D
【解析】中和热测定的实验装置如图，需要温度计测定温度、环形玻璃搅拌棒搅拌使溶液混合均匀，还需要量筒量取一定量的酸、碱溶液，不需要天平。
10.【答案】D
【解析】CaO＋H2O===Ca(OH)2不是氧化还原反应，不能设计成原电池，A项错误；KCl＋AgNO3===AgCl↓＋KNO3，生成的AgCl会使导电性减弱，所以盐桥中不能使用KCl，可换成KNO3，B项错误；铁遇到浓硝酸会发生钝化，铜可与硝酸发生反应：Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，Cu失电子被氧化，作原电池的负极，C项错误。
11.【答案】A
【解析】紫红色斑即向d端扩散，根据阴离子向阳极移动可知d端为阳极，b为正极，a为负极，c端为阴极。c点NaCl溶液中H＋放电，2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，c点附近会变红色，A项正确；Z中Cu电极和a相连，为阴极，Cu2＋＋
2e－===Cu，Pt极为阳极，2H2O
－
4e－===4H＋＋O2↑，pH减小，B、C项错误；Z为电解池，池内阴离子向阳极移动，即向Pt极移动，D项错误。
12.【答案】B
【解析】图示装置为原电池。该原电池负极为钠，电极反应为Na－e－===Na＋，正极反应为NiCl2＋2e－===Ni＋2Cl－，电池反应为2Na＋NiCl2===2NaCl＋Ni。电池反应中有NaCl生成，A项正确；电池的总反应是金属钠还原Ni2＋，B项错误；正极反应为NiCl2＋2e－===Ni＋2Cl－，C项正确；钠离子通过钠离子导体在两电极间移动，D项正确。
13.【答案】B
【解析】装置A和C中无外接电源，且构成原电池，稀H2SO4作电解质溶液，铜作正极，放出H2；装置B是电解池，铜作阳极，电极反应为Cu－2e－===Cu2＋，无气体生成；装置D是电解池，铜作阴极，电极反应为2H＋＋2e－===H2↑。
14.【答案】C
【解析】电池放电时作原电池，由电池总反应式知，锌发生氧化反应，锌为负极，在碱性条件下，电极反应为Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2，正极电极反应为＋4H2O＋3e－===
Fe(OH)3＋5OH－，每转移3
mol电子，正极有1
mol
K2FeO4被还原，放电时正极附近生成OH－，溶液碱性增强，A、D项正确，C项错误；电池充电时作电解池，阳极发生氧化反应，由充电反应式知，阳极反应为Fe(OH)3＋5OH－－3e－===＋4H2O。
15.【答案】C
【解析】电池充电时作电解池，阳离子向阴极移动，即K＋向阴极移动，A项错误；电池充电时作电解池，电解方程式为2===2Zn＋O2＋4OH－＋2H2O，c(OH－)增大，B项错误；电池放电时作原电池，负极发生氧化反应，电极反应为Zn＋4OH－－2e－===，C项正确；电池放电时，电路中通过2
mol电子，消耗氧气0.5
mol，其体积为11.2
L(标准状况)，D项错误。
16.【答案】(答案合理即可)
【解析】因为总反应式为Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑，所以负极为Fe，正极可为Cu、Ag或石墨，电解质溶液为稀硫酸，按原电池示意图一般形式画出装置图。
17.【答案】(1)正极　0.02
mol
(2)2Cl－－2e－===Cl2↑　2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－　2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑　可用于氯碱工业
Cl2＋2OH－Cl－＋ClO－＋
H2O
(3)Cu－2e－===Cu2＋　Cu2＋＋
2e－===Cu　电解精炼铜
(4)Ag－e－===Ag＋　Ag＋＋e－===Ag　不变　电镀
(5)慢　A池中的铁棒为阴极，受到保护，腐蚀较慢
【解析】(1)由C池铁棒质量增加，发生Ag＋＋e－===Ag，Fe为阴极，可知Y为电源的负极，X为正极，从左到右六个电极分别是阳极、阴极、阳极、阴极、阳极、阴极，C中阴极反应为Ag＋＋e－===Ag，n(Ag)＝＝0.02
mol，转移的电子为0.02
mol。
(2)A池碳棒为阳极，电极反应：2Cl－－2e－===Cl2↑，铁棒为阴极，电极反应：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，总反应：2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑，可用于氯碱工业。
Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋
H2O，生成副产品，降低烧碱的产率，且因为混有次氯酸钠降低了烧碱的纯度。
(3)B池中粗铜为阳极，是活性阳极，电极反应式：Cu－2e－===Cu2＋，纯铜为阴极，电极反应：Cu2＋＋
2e－===Cu，电解精炼铜。
(4)C池中银电极为阳极，电极反应：
Ag－e－===Ag＋，铁棒为阴极，电极反应：Ag＋＋e－===Ag，根据电极反应可知，电解过程中硝酸银浓度不变，此装置可用于电镀。
(5)A池中的铁棒为阴极，受到保护。
18.【答案】(1)盖硬纸板　环形玻璃搅拌棒
(2)减少实验过程中热量损失
(3)偏小
(4)偏小
【解析】(1)大烧杯上如不盖硬纸板，会使一部分热量散失，求得中和反应热数值将会减小；由图示可知缺少仪器是环形玻璃搅拌棒。
(2)中和热测定实验成败的关键是保温工作，大小烧杯之间填满碎泡沫塑料的作用是减少实验过程中的热量损失。
(3)操作时分几次注入反应液，导致热量散失，求得的中和反应热数值将会减小。
(4)一水合氨为弱碱，电离吸热，所以用氨水代替稀氢氧化钠溶液，反应放出的热量小于57.3
kJ。
19.【答案】(1)①有水(或电解质溶液)和氧气(或空气)
②O2＋4e－＋2H2O===4OH－
③煮沸(或“除去氧气”)　隔绝空气(或“防止氧气与铁接触”)
④吸收水蒸气(或“干燥”、“保持试管内干燥环境”)
(2)铁的腐蚀要吸收氧气(或“参与反应”、“消耗了氧气”)使气体体积减小　不能
【解析】钢铁在潮湿环境下形成原电池，发生电化学腐蚀。B试管用植物油防止氧气与铁接触，则说明O2是影响生锈的一个重要因素。C中的现象说明，潮湿是铁生锈的另一个重要因素。D中既有空气又有水分存在，不能确定是哪种因素对铁钉生锈产生的影响。