高中人教版 (2019)第五章 化工生产中的重要非金属元素第一节 硫及其化合物免费同步达标检测题

第一节综合拔高练

五年选考练

考点1　化学能与热能

1.(2018北京理综,7,6分,)我国科研人员提出了由CO2和CH4转化为高附加值产品CH3COOH的催化反应历程。该历程示意图如下。

下列说法不正确的是(　　)

A.生成CH3COOH总反应的原子利用率为100%

B.CH4→CH3COOH过程中,有C—H键发生断裂

C.①→②放出能量并形成了C—C键

D.该催化剂可有效提高反应物的平衡转化率(下节将会学习)

2.(2016天津理综,10节选,)氢能是发展中的新能源,它的利用包括氢的制备、储存和应用三个环节。

回答下列问题:

(1)与汽油相比,氢气作为燃料的优点是　　　　　　　　　　　　　(至少答出两点)。但是氢气直接燃烧的能量转换率远低于燃料电池,写出碱性氢氧燃料电池的负极反应式:　　　　　　　　　　　　　　　。 

(4)利用太阳能直接分解水制氢,是最具吸引力的制氢途径,其能量转化形式为　。 

考点2　化学能与电能

3.(2020课标Ⅰ,12,6分,)科学家近年发明了一种新型Zn-CO2水介质电池。电池示意图如下,电极为金属锌和选择性催化材料。放电时,温室气体CO2被转化为储氢物质甲酸等,为解决环境和能源问题提供了一种新途径。

下列说法错误的是(　　)

A.放电时,负极反应为Zn-2e-+4OH-Zn(OH

B.放电时,1 mol CO2转化为HCOOH,转移的电子数为2 mol

C.充电时,电池总反应为2Zn(OH2Zn+O2↑+4OH-+2H2O

D.充电时,正极溶液中OH-浓度升高

4.(2019课标Ⅰ,12,6分,)利用生物燃料电池原理研究室温下氨的合成,电池工作时MV2+/MV+在电极与酶之间传递电子,示意图如下所示。下列说法错误的是(　　)

A.相比现有工业合成氨,该方法条件温和,同时还可提供电能

B.阴极区,在氢化酶作用下发生反应H2+2MV2+ 2H++2MV+

C.正极区,固氮酶为催化剂,N2发生还原反应生成NH3

D.电池工作时质子通过交换膜由负极区向正极区移动

5.(双选)(2016海南单科,10,4分,)某电池以K2FeO4和Zn为电极材料,KOH溶液为电解质溶液。下列说法正确的是(　　)

A.Zn为电池的负极

B.正极反应式为2Fe+10H++6e- Fe2O3+5H2O

C.该电池放电过程中电解质溶液浓度不变

D.电池工作时OH-向负极迁移

考点3　化学键与反应中能量变化的关系

6.(2020浙江1月学考,20,2分,)已知断开1 mol Cl2(g)中的化学键需要吸收242.7 kJ的能量。根据反应H2(g)+Cl2(g) 2HCl(g)的能量变化示意图,下列说法不正确的是(　　)

A.H2(g)+Cl2(g) 2HCl(g)　ΔH=-184.4 kJ·mol-1

B.HCl(g) H2(g)+Cl2(g)　ΔH=92.2 kJ·mol-1

C.断开1 mol H2(g)中的化学键需要吸收436.4 kJ的能量

D.H(g)和Cl(g)形成1 mol HCl(g)释放863.5 kJ的能量

三年模拟练

应用实践

1.(2020河北唐山一中高一月考,)下列实验现象或图像信息不能充分说明相应的化学反应是放热反应的是　(　　)

2.(2020江苏苏州大学附属中学高一期中,)如图表示化学反应过程中的能量变化,据图判断下列说法中合理的是(深度解析)

A.氯化铵和氢氧化钡晶体反应,其能量变化符合图1

B.0.1 mol H2SO4溶液和0.1 mol Ba(OH)2溶液的反应符合图2,且吸收热量为ΔE2

C.0.1 mol HCl溶液和0.1 mol NaOH溶液的反应符合图1,且放出热量为ΔE1

D.发生图1能量变化的任何反应,一定不需要加热即可发生

3.(2020黑龙江大庆实验中学高一月考,)生产液晶显示器的过程中使用的化学清洗剂NF3是一种温室气体,其储存能量的能力是CO2的12 000~20 000倍,在大气中的寿命可达740年之久,已知键能是指断开1 mol化学键变为气态原子时所需要的能量,或形成1 mol化学键时所释放的能量。以下是几种化学键的键能:

下列说法中正确的是(深度解析)

A.过程N2(g) 2N(g)放出能量

B.过程N(g)+3F(g) NF3(g)放出能量

C.反应N2(g)+3F2(g) 2NF3(g)是吸热反应

D.NF3吸收能量后如果没有化学键的断裂与形成,仍可能发生化学反应

4.(2020天津南开中学高一月考,)已知断裂1 mol共价键所需要吸收的能量分别为H—H键:436 kJ;I—I键:153 kJ;H—I键:299 kJ。下列对反应H2(g)+I2(g) 2HI(g)的判断中,错误的是(　　)

A.该反应是放出能量的反应

B.该反应是吸收能量的反应

C.该反应是氧化还原反应

D.I2与H2具有的总能量大于生成的HI具有的总能量

5.(2019辽宁沈阳东北育才中学高一下期中,)一种钌(Ru)基配合物光敏染料敏化太阳能电池的示意图如图。电池工作时电极上发生的反应为Ru2+-e- Ru3+、+2e- 3I-。下列关于该电池的叙述正确的是　(　　)

A.电池工作时,是将化学能转化为电能

B.电池工作时,电解质溶液中I-和浓度不断减小

C.透明导电玻璃上的电势比镀铂导电玻璃上的电势高

D.电解质溶液中发生反应:2Ru3++3I- 2Ru2++

迁移创新

6.(2020安徽合肥高三第二次教学质量检测,)固体电解质可以通过离子迁移传递电荷,利用固体电解质RbAg4I5可以制成电化学气敏传感器,其中迁移的全是Ag+。下图是一种测定O2含量的气体传感器示意图,O2可以透过聚四氟乙烯薄膜,根据电池电动势变化可以测得O2的含量。在气体传感器工作过程中,下列有关说法正确的是(　　)

A.银电极被消耗,RbAg4I5的量增多

B.电位计读数越大,O2含量越高

C.负极反应为Ag+I--e- AgI

D.部分AlI3固体变为Al和AgI

答案全解全析

五年选考练

1.D　催化剂只影响化学反应速率,不会提高反应物的平衡转化率,D不正确。

2.答案　(1)污染小　可再生　来源广　资源丰富　燃烧热值高(任写其中2个)　H2+2OH--2e- 2H2O

(4)光能转化为化学能

解析　(1)碱性氢氧燃料电池中H2在负极失电子结合OH-生成H2O。

3.D　A项,放电时Zn极为负极,负极反应为Zn-2e-+4OH- Zn(OH,正确;B项,放电时,正极反应为CO2+2e-+2H+HCOOH,每转化1 mol CO2,转移2 mol电子,正确;C项,充电时,阳极反应式为2H2O-4e-4H++O2↑,阴极反应式为2Zn(OH+4e-2Zn+8OH-,将两极电极反应式相加得总反应,正确;D项,充电时,正极溶液中OH-浓度降低,错误。

4.B　A项,现有工业合成氨的反应条件是高温、高压、催化剂,则题述方法合成氨条件更为温和,同时可将化学能转化为电能,正确;B项,阴(正)极区,在固氮酶催化作用下发生反应N2+6H++6MV+ 2NH3+6MV2+,错误;C项,由B项分析可知正极区N2被还原为NH3,正确;D项,原电池工作时,质子(H+)通过交换膜由负极区向正极区移动,正确。

5.AD　该电池工作时,Zn元素化合价升高,故Zn为负极,A项正确;KOH溶液为电解质溶液,则电极反应式中不会出现H+,B项错误;该电池放电过程中电解质溶液浓度增大,C项错误;电池工作时阴离子OH-向负极迁移,D项正确。

6.D　由题图可知反应H2(g)+Cl2(g) 2HCl(g)　ΔH=-184.4 kJ·mol-1,A正确;由H2(g)+Cl2(g) 2HCl(g)　ΔH=-184.4 kJ·mol-1可知,HCl(g) H2(g)+Cl2(g)　ΔH=92.2 kJ·mol-1,B正确;由H2(g)+Cl2(g) 2HCl(g)　ΔH=-184.4 kJ·mol-1,断开1 mol Cl2(g)中的化学键需要吸收242.7 kJ的能量,断开1 mol Cl2(g)和1 mol H2(g)中的化学键形成氯原子和氢原子吸收679.1 kJ的能量,则断开1 mol H2(g)中的化学键需要吸收436.4 kJ的能量,C正确;H(g)和Cl(g)形成1 mol HCl(g)释放431.75 kJ的能量,D错误。

三年模拟练

1.A　稀盐酸和Zn反应生成H2,容器内气体压强增大,使针筒活塞向右移动,所以针筒活塞向右移动不能说明该反应放热,A符合题意;反应物总能量大于生成物总能量,则反应放热,B不符合题意;反应开始后,甲处液面低于乙处液面,说明气体受热膨胀,证明反应放热,C不符合题意;温度计的水银柱不断上升,说明温度升高,证明反应放热,D不符合题意。

2.C　氯化铵和氢氧化钡晶体的反应为吸热反应,能量变化符合图2,A错误;0.1 mol H2SO4溶液和0.1 mol Ba(OH)2溶液的反应为放热反应,能量变化符合图1,B错误;0.1 mol HCl溶液和0.1 mol NaOH溶液的反应为放热反应,能量变化符合图1,且放出热量为ΔE1,C正确;发生图1能量变化的反应为放热反应,与反应条件无关,放热反应也可能需要加热,D错误。

知识拓展　化学反应的热效应与反应物所具有的总能量、生成物所具有的总能量的差值有关。若反应物的总能量大于生成物的总能量,则为放热反应,反之为吸热反应。题中图1所示反应为放热反应,图2所示反应为吸热反应。

3.B　过程N2(g) 2N(g)中断裂化学键,所以要吸收能量,A错误;过程N(g)+3F(g) NF3(g)中氮原子和氟原子形成N—F键,所以要放出能量,B正确;反应N2(g)+3F2(g) 2NF3(g)过程中N2(g)、F2(g)化学键断裂要吸收能量,1 mol N2(g)、3 mol F2(g)中化学键断裂要吸收能量(941.7+154.8×3) kJ=1 406.1 kJ,形成2 mol NF3(g)中的化学键要释放能量(283.0×3×2) kJ=1 698 kJ,吸收的能量小于放出的能量,所以该反应为放热反应,C错误;NF3吸收能量后如果没有化学键的断裂与形成,则不可能发生化学反应,D错误。

归纳提升　发生化学反应的过程中,先是反应物的化学键断裂,此过程吸收能量,然后形成生成物中的化学键,此过程放出能量,即旧的化学键断裂要吸收能量,新的化学键形成要释放能量,化学反应过程中的能量变化可以通过旧的化学键断裂和新的化学键形成过程中的能量变化来计算。

4.B　依题意,断裂1 mol H—H键和1 mol I—I键吸收的能量为436 kJ+153 kJ=589 kJ,生成2 mol H—I键放出的能量为299 kJ×2=598 kJ,因为598 kJ>589 kJ,所以该反应是放出能量的反应,A正确、B错误;反应前后有元素化合价发生改变,是氧化还原反应,C正确;该反应为放热反应,I2与H2具有的总能量大于生成的HI具有的总能量,D正确。

5.D　根据图示可知,该电池工作时是将太阳能转化为电能,A错误;电池工作时,电解质溶液中I-和浓度不变,B错误;根据图示可知,电子由透明导电玻璃通过用电器转移至镀铂导电玻璃,所以透明导电玻璃上的电势比镀铂导电玻璃上的电势低,C错误;电池工作时,在电解质溶液中发生反应:2Ru3++3I- 2Ru2++,D正确。

6.B　O2通入后,发生反应:4AlI3+3O2 2Al2O3+6I2,I2在传感器电池中发生还原反应,因此多孔石墨电极为正极,电极反应式为I2+2Ag++2e- 2AgI,银电极发生氧化反应,银作负极,固体电解质RbAg4I5中迁移的是Ag+,电极反应式为Ag-e- Ag+。由上述分析可知,传感器工作过程中,银电极被消耗,传感器中总反应为I2+2Ag 2AgI,因固体电解质RbAg4I5中迁移的是Ag+,因此RbAg4I5质量不会发生变化,A错误;O2含量越高,单位时间内转移电子数越多,电位计读数越大,B正确;由上述分析可知,负极反应为Ag-e- Ag+,C错误;由上述分析可知,部分AlI3生成Al2O3和I2,故D错误。