第一章《化学反应与能量转化》测试题
一、单选题（共13题）
1．我国科学家研发了一种水系可逆Zn-CO2电池，电池工作时，复合膜(由a、b膜复合而成)层间的H2O解离成H+和OH-，在外加电场中可透过相应的离子膜定向移动。当闭合K1时，Zn-CO2电池工作原理如图所示。下列说法不正确的是
A．闭合K1时，Pd电极电势高于Zn电极电势
B．Pd电极还具有高效双催化性能，有利于CO2 和HCOOH的相互转化
C．闭合K 2时，OH-通过b膜向Pd 电极方向移动
D．闭合K1时，Pd表面的电极反应式为CO2+ 2H++2e-= HCOOH
2．已知：，。某实验小组用溶液和溶液测定中和反应的反应热，简易量热装置如图所示。下列说法正确的是
A．用环形铜质搅拌器替代环形玻璃搅拌器，测得中和反应的偏低
B．的反应热
C．向内筒加料时，应一次性快速加入且立即盖紧杯盖
D．增大反应物溶液的体积，测得的中和反应的反应热同倍数增大
3．三元电池是电动汽车的新能源，其充电时总反应为： LiNixCoyMnzO2＋6C(石墨)=Li1-aNixCoyMnzO2＋LiaC6，电池工作原理如图所示，两极之间有一个允许特定的离子X通过的隔膜。下列说法正确的是
A．允许离子X通过的隔膜属于阴离子交换膜
B．充电时，A为阴极，Li＋被氧化
C．该电池可用稀硫酸作电解质溶液
D．放电时，正极反应式为Li1-aNixCoyMnzO2＋aLi＋＋ae-=LiNixCoyMnzO2
4．下图为反应2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)的能量变化示意图。下列说法正确的是
A．拆开2molH2 (g)和1 molO2(g)中的化学键成为H、O原子，共放出1368 kJ能量
B．由H、O原子形成2 molH2O(g)，共吸收1852 kJ能量
C．2 molH2(g)和1 molO2 (g)反应生成2 mol H2O(1)，共吸收484 kJ能量
D．2 molH2 (g)和1 molO2(g)反应生成2 molH2O(g)，共放出484 kJ能量
5．下列离子方程式书写正确的是
A．用草酸除去铁锈：
B．用过量的热烧碱溶液检验中的：
C．用酸性溶液检验溶液中的：
D．用惰性电极电解溶液：
6．微生物燃料电池可用于净化含铬废水，其工作原理示意如图所示。该电池工作时，下列说法不正确的是
A．N电极附近溶液的pH增大
B．M极是电池的负极
C．CH3OH在电极上发生氧化反应
D．若0.1 mol参加反应，则有0.8 mol H+从交换膜左侧向右侧迁移
7．下列依据热化学方程式得出的结论正确的是
A．已知，则氢气的燃烧热为
B．在一定温度和压强下，将和置于密闭容器中充分反应生成，放出热量，则其热化学方程式为
C．已知；，则
D．已知，则
8．目前，液流电池是电化学储能领域的一个研究热点，其优点是储能容量大、使用寿命长。以全钒液流电池为例，酸性溶液中钒通常以V2+、V3+、VO2+、等形式存在。一种简单钒液流电池放电时的结构及工作原理如图，其电解液存储在储液罐中。下列说法错误的是
A．放电时，导线中电子的方向为从B到A
B．将该电池电极连接电源充电时，则B极连接电源的正极
C．放电时A发生的电极反应为
D．电流由A电极经负载、B电极、电解液回到A电极
9．已知断裂1 mol气态分子AB中共价键变成气态A和B原子所需要吸收的能量叫A—B键的键能。几种化学键的键能数据如下表所示：
化学键 Br-Br F-F H-F H -Br C-C C≡C H-H
键能/(kJ·mol-1) 194 157 568 366 348 812 436
下列说法正确的是
A．H-F键的稳定性比H- Br键弱
B．2HBr(g)=H2(g) +Br2(1) ΔH = +102 kJ·mol-1
C．F2(g)=2F(g) ΔH = -157 kJ·mol-1
D．2HBr(g) +F2(g) =Br2(g) +2HF(g) ΔH = -441 kJ·mol-1
10．由于存在同种电解质溶液的浓度差而产生电动势的电池称为浓差电池。利用浓差电池电解硫酸钠溶液可以制得氧气、氢气、硫酸和氢氧化钠，其装置如图所示(a、b电极均为石墨电极，已知：溶液A为 1L 1mol/L AgNO3溶液；溶液B为 1L 4mol/L AgNO3溶液)。下列说法正确的是
A．电池放电过程中Ag(2)为负极，电极反应为Ag-e-=Ag+
B．a电极为电解池阴极，电极反应为2H2O+2e-=H2↑＋2OH-
C．c、d离子交换膜依次为阴离子交换膜和阳离子交换膜
D．电池从开始工作到停止放电，电解池理论上可制得80g氢氧化钠
11．一定条件下，碳钢腐蚀与溶液pH的关系如下，下列说法不正确的是
pH 2 4 6 6.5 8 13.5 14
腐蚀快慢 较快 慢 较快
主要产物 Fe2＋ Fe3O4 Fe2O3 FeO2-
A．在pH＜4溶液中，碳钢主要发生析氢腐蚀
B．在pH＞6溶液中，碳钢主要发生吸氧腐蚀
C．在煮沸除氧气的碱性溶液中，碳钢腐蚀速率会减缓
D．在pH＞14溶液中，碳钢腐蚀的正极反应为O2＋4H＋＋4e－=2H2O
12．利用如图所示装置模拟电解原理在工业生产中的应用。下列说法正确的是
A．在铁片上镀铜时，Y是纯铜
B．制取金属钠时，Z是氯化钠溶液
C．电解精炼铜时，Z溶液中的浓度不变
D．氯碱工业中，X电极上的反应式是
13．下列说法正确的是
A．若反应X+Y=M是放热反应，该反应一定不用加热
B．物质发生化学变化都伴有能量的变化
C．吸热反应中，反应物断裂化学键吸收的总能量低于生成物形成化学键放出的总能量
D．浓硫酸稀释是放热反应
二、非选择题（共10题）
14．原电池原理的发现是储能和供能技术的巨大进步，是化学对人类的一项重大贡献。
(1)现有如下两个反应：
A．
B．
上述反应中能设计成原电池的是_______(填字母代号)，电池正极发生了_______反应(填“氧化”或“还原”)。
(2)将纯锌片和纯铜片按如图所示方式插入100mL相同浓度的稀硫酸中一段时间，回答下列问题：
①下列说法正确的是_______(填字母代号)。
A．乙中铜片上没有明显变化
B．甲中铜片质量减少、乙中锌片质量减少
C．两烧杯中溶液的pH均增大
②在相同时间内，两烧杯中产生气泡的速度：甲_______乙(填“>”、“<”或“=”)，电子的流向是_______(填“从Zn到Cu”或“从Cu到Zn”)。
③请写出图中构成原电池的装置负极的电极反应式_______。
15．水体中的含氮化合物(以、、等形式存在)是主要的污染物之一，需对其进行无害化处理。
(1)酸性废水中的氨氮(主要是以形式存在)可以通过沉淀法或是氧化还原法除去。
①向该酸性废水中加入溶液，反应后生成沉淀，达到除去氨氮的目的。该沉淀中铁元素的化合价为________价，除去氨氮的过程中生成沉淀的反应的离子方程式为________。
②向该酸性废水中加入NaClO溶液可将转化成无害气体放出，发生反应的离子方程式为________；NaCl可以通过与NaOH溶液反应制得，该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为________。
(2)使用NH3时也要注意防止污染环境。电化学气敏传感器可用于监测环境中NH3的含量，其工作原理如图：
①Pt电极(a)为________极(填“正”或“负”)；Pt电极(b)上的电极反应式为________。
②电池总反应的化学反应方程式为________，反应一段时间后，KOH溶液的浓度将________(填“增大”“减小”或“不变”)。
三、实验题
16．根据要求，回答下列问题：
Ⅰ．化学反应过程中释放或吸收的热量在生活、生产中具有广泛的应用。
(1)已知2mol与足量充分反应生成液态水时放出572kJ热量。
①反应，生成物的能量总和___________反应物的能量总和(填“大于”“小于”或“等于”)。
②氢气燃烧生成液态水的热化学反应方程式为___________。
③若键、键和键的键能分别为、和，反应的焓变=___________(用含、、的式子表示)，且___________(填“大于”“小于”或“等于”)。
(2)焙烧产生的可用于制硫酸。已知25℃、101kPa时：
则与反应生成的热化学方程式是___________。
Ⅱ．测定50mL盐酸和50mL溶液反应的反应热的实验装置如图所示。
(3)图中缺少的一种仪器是___________。
(4)实验时玻璃搅拌器的运动方向是___________(填标号)。
A．上下 B．左右 C．顺时针 D．逆时针
(5)假设盐酸和氢氧化钠溶液的密度都是，又知中和反应后生成的溶液的比热容。实验记录数据如下：
实验序号 起始温度/℃ 终止温度/℃
盐酸 氢氧化钠溶液 混合溶液
1 20.0 20.1 23.2
2 20.2 20.4 23.4
3 20.5 20.6 23.6
则中和反应生成1mol的=___________(保留1位小数)。若计算结果与理论数据()相比较，有误差，则可能导致该误差的原因是___________(填标号)。
a．实验装置保温、隔热效果差
b．用量筒量取盐酸的体积时仰视读数
c．分多次把溶液倒入盛有盐酸的小烧杯中
d．用温度计测定盐酸的起始温度后直接去测定溶液的温度
17．用50 mL0.50 mol/L盐酸与50 mL0.55 mol/LNaOH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所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，图中尚缺少的一种玻璃仪器是_______。
（2）烧杯间填满碎纸条的作用是_______________________。
（3）大烧杯上如不盖硬纸板，求得的中和热数值_______(填“偏大、偏小、无影响”)
（4）如果用60 mL0.50 mol/L盐酸与50 mL0.55 mol/LNaOH溶液进行反应，与上述实验相比，所放出的热量_________(填“相等、不相等”)，所求中和热__________(填“相等、不相等”)。
（5）用相同浓度和体积的氨水（NH3·H2O）代替NaOH溶液进行上述实验，测得的中和热的数值会______________（填“偏大”、“偏小”、“无影响”）。
（6）上述中和热实验测定数值结果偏小的原因可能是（填字母）____。
a．实验装置保温、隔热效果差
b．用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定盐酸溶液的温度
c．分多次把NaOH溶液倒入盛有盐酸的小烧杯中
d．量取盐酸溶液的体积时仰视读数
四、计算题
18．试从化学键的角度理解化学反应中的能量变化。（以2H2+O2=2H2O为例说明），已知：E反表示反应物（2H2+O2）所具有的总能量，E生表示生成物（2H2O）所具有的总能量。又知：拆开1moL H2中的化学键需要吸收436kJ能量，拆开1moL O2中的化学键需要吸收496kJ能量，形成水分子中的1moLH—O键能够释放463KJ能量。
（1）从微观角度看：断裂反应物中的化学键吸收的总能量为E吸=_______kJ；形成生成物中的化学键放出的总能量为=________kJ。所以该反应要_____（填“吸收”或“放出”）能量，能量变化值的大小△E=_______ kJ（填数值）
（2）由图可知，化学反应的本质是_____化学反应中能量变化的主要原因是_____（从总能量说明）
19．已知H+(aq)+OH-(aq)=H2O(1)ΔH=-57.3kJ·mol-1、计算下列中和反应放出的热量
(1)用20g NaOH配成的稀溶液跟足量的稀盐酸反应，能放出___________kJ的热量
(2)用1mol醋酸稀溶液和足量的NaOH稀溶液反应，放出的热量 __________57.3kJ（填 “>”、“<”、或“=”)理由是______________________________________ 。
(3)1L0.1mol／L NaOH溶液分别与①醋酸溶液；②浓硫酸；③稀硝酸恰好反应时，放出的热量分别为Q1、Q2、Q3（单位kJ）。则它们由大到小的顺序为 _______________。
20．硝酸厂废气、汽车尾气中的氮氧化物会污染大气。目前，消除氮氧化物污染有多种方法，其中之一为催化还原法。已知：
①
②
③
现有一份由NO、组成的混合气体，其中NO与的体积比为3：1，用(标准状况)甲烷气体催化还原该混合气体，恰好完全反应(已知生成物全部为气态)，并放出的热量，则为______；写出与反应生成、和的热化学方程式：______。
21．D、E为中学化学常见的单质，在一定条件下C、D间能发生反应。各物质转化关系如下图：
(1)B的同素异形体的名称为：_____________；H的化学式为：_____________。
(2)已知E的燃烧热为QkJ/mol，试写出表示E燃烧热的热化学方程式_____________。
(3)用惰性电极电解A 溶液的阳极反应式为：_____________。
(4)检验H和G的混合溶液中含有G的阳离子的试剂可以是：_____________。
a.氯水和KSCN溶液 b.氢氧化钠溶液 c.酸性KMnO4溶液
(5)用惰性电极电解一定浓度的A溶液，通电一段时间后，向所得溶液中加入9.8g含A中金属阳离子的弱碱固体后恰好恢复到电解前的浓度和pH。则电解过程中转移电子的物质的量为_____________mol, 收集到标准状况下的气体体积为_____________。
22．短周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，且四种元素分别位于不同的主族，它们的单质常温下均呈气态。X、Y、W处于不同周期，且在一定条件下其单质能发生反应：X2+Y2→甲，X2+W2→乙，已知，甲、乙常温下均为气态，且两者在空气中相遇时可化合成丙。试回答下列问题：
⑴ Y和Z对应的氢化物比较稳定的是：_______________。(填化学式)
⑵ 化合物丙属于_____________晶体(填晶体类型)，其水溶液显酸性，用离子方程式表示其原因：_________________________________________。
⑶ X、Z可组成四原子化合物丁，丁中所含的化学键类型为：____________键，请说出化合物丁的一种常见用途：___________________________________ ；
⑷ X、Y组成的液态化合物Y2X4 16 g与足量丁反应生成Y2和液态水，放出QkJ的热量，写出该反应的热化学方程式：______________________________；
Y2X4还可以和Z2构成清洁高效的燃料电池，若电解质溶液为NaOH溶液，则负极的电极反应式为：________________________________________ 。
⑸ 一定条件下，取 3.4 g甲气体置于1 L恒容的容器中，4分钟后，容器内的压强变为原来的1.2倍，且不再变化，该反应中甲气体的转化率为：__________。
23．X、Y、Z三种短周期元素，其单质在常温下均为无色气体，它们的原子序数之和为16，在适当条件下三种单质两两直接化合，可发生如图所示变化。已知一个B分子中含有Z元素的原子个数比C分子中的Z元素的原子个数少一个。请回答下列问题：
(1)Y元素在周期表中的位置为_____________。
(2)X的单质与Z的单质可制成新型的化学电源（KOH溶液作电解质溶液），两个电极均由多孔碳制成，通入的气体由孔隙中逸出，并在电极表面放电，则正极通入的物质名称是_______________负极电极反应式为__________________。
(3)X、Y、Z三种元素可组成一种强酸W，C在适当条件下被W溶液吸收生成一种盐。该盐水溶液pH________7（填“大于”、“小于”或“等于”），其原因是（用离子方程式表示）：_________________该溶液中所有离子浓度大小顺序为_____________________。
(4)试写出实验室制取C的化学方程式_______________________。
参考答案：
1．B 2．C 3．D 4．D 5．C 6．D 7．D 8．B 9．D 10．C 11．D 12．D 13．B
14．(1) B 还原
(2) AC > 从Zn到Cu
15．(1) +3 1∶1
(2) 负 O2+4e-+2H2O=4OH- 4NH3+3O2=2N2+6H2O 减小
16．(1) 小于 (或 ) 大于
(2)
(3)温度计
(4)A
(5) acd
17． 环形玻璃搅拌棒 减少实验过程中的热量损失 偏小 不相等 相等 偏小 abc
18． 1368 1852 放热 484 旧化学键断裂和新化学键形成的过程 旧键断裂吸收能量，新键形成放出能量的差值
19． 28.65 小于 醋酸电离需要吸热 Q2>Q3>Q1
20．
21． 臭氧 Fe2(SO4)3 Fe(s)+O2(g)=Fe3O4(s) △H=-QkJ/mol 4OH--4e-=2H2O+O2↑ c 0.4mol 4.48L
22． H2O 离子 NH4+ + H2O NH3·H2O + H+ 共价 做生氧剂、杀菌剂、消毒剂、漂白剂等 N2H4(l) + 2H2O2(l) = N2(g) + 4H2O(l) △H = - 2Q kJ·mol-1 N2H4 - 4e- + 4OH- = N2↑+ 4H2O 20.0 %
23．(1)第二周期第VA族
(2) 氧气 H2+2OH﹣-2e﹣=2H2O
(3) 小于 NH4++H2O NH3 H2O+H+ c()＞c()＞c(H+)＞c(OH﹣)
(4)2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2H2O+2NH3↑
