新教材高中化学第1章化学反应与能量转化自我评价鲁科版选择性必修1 试卷

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第1章　自我评价　　时间：90分钟　　　满分：100分一、选择题(本题共10小题，每小题2分，共20分。每小题只有1个选项符合题意)1．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(　　) 答案　D解析　温度计的水银柱不断上升，说明溶液的温度升高，则酸碱中和反应为放热反应，A项不符合题意；根据图示，反应物总能量大于反应产物总能量，说明反应为放热反应，B项不符合题意；反应开始后，甲处液面低于乙处液面，说明集气瓶中气体的压强增大(温度升高所致)，可说明试管中的反应为放热反应，C项不符合题意；反应开始后有氢气生成，使锥形瓶内气体压强增大，导致针筒活塞向右移动，不能说明该反应为放热反应，D项符合题意。2．下图为某实验小组设计的Cu­Zn原电池，关于其说法错误的是(　　)A．装置甲中电子流动方向为Zn→电流表→CuB．装置乙比装置甲提供的电流更稳定C．装置乙盐桥中可用装有琼脂的饱和Na2CO3溶液D．若装置乙中盐桥用铁丝替代，反应原理发生改变答案　C解析　装置甲为原电池，Zn做负极，Cu做正极，电子由负极经导线流向正极，故A正确；装置乙使用了盐桥，起着平衡电荷的作用，比装置甲提供的电流稳定，故B正确；装置乙盐桥中若用装有琼脂的饱和Na2CO3溶液，则电池工作时，CO移向ZnSO4溶液中，Zn2＋和CO发生反应，产生的ZnCO3沉淀堵塞盐桥，不能形成闭合回路，使原电池停止工作，故C错误；若装置乙中盐桥用铁丝替代，一侧烧杯中形成原电池，一侧烧杯中为电解池，反应原理发生改变，故D正确。3．欲在金属表面镀银，应把镀件挂在电镀池的阴极。下列各组中，选用的阳极金属和电镀液均正确的是(　　)A．Ag和AgCl溶液 B．Ag和AgNO3溶液C．Pt和Ag2CO3溶液 D．Pt和Ag2SO4溶液答案　B解析　在金属表面镀银，应把镀件挂在电镀池的阴极，镀层金属银做阳极，电镀液是含有银离子的可溶性盐溶液硝酸银即可，故选B。4．下列有关钢铁腐蚀与防护的说法正确的是(　　)A．钢管与电源正极连接，钢管可被保护B．铁遇冷浓硝酸表面钝化，可保护内部不被腐蚀C．钢管与铜管露天堆放在一起时，钢管不易被腐蚀D．钢铁发生析氢腐蚀时，负极反应是Fe－3e－===Fe3＋答案　B解析　钢管与电源正极相连，做阳极，加快腐蚀，A项错误；钢管与铜管在潮湿空气中构成原电池，钢管做负极，加快腐蚀，C项错误；钢铁发生电化学腐蚀时，负极反应为Fe－2e－===Fe2＋，D项错误。5．化学反应中的能量变化是由化学反应中旧化学键断裂时吸收的能量与新化学键形成时放出的能量不同引起的。如图为N2(g)和O2(g)反应生成NO(g)过程中的能量变化。下列说法中正确的是(　　)A．1 mol N2(g)和1 mol O2(g)完全反应放出的能量为180 kJB．通常情况下，N2(g)和O2(g)混合能直接生成NO(g)C．1 mol N2(g)和1 mol O2(g)具有的总能量小于2 mol NO(g)具有的总能量D．NO是一种酸性氧化物，能与NaOH溶液反应生成盐和水答案　C解析　根据ΔH＝反应物断裂化学键吸收的总能量－反应产物形成化学键放出的总能量可得，N2(g)＋O2(g)===2NO(g)　ΔH＝946 kJ·mol－1＋498 kJ·mol－1－2×632 kJ·mol－1＝＋180 kJ·mol－1>0，反应吸热，A错误；通常情况下，N2(g)和O2(g)混合不能直接生成NO(g)，B错误；该反应ΔH>0，反应吸热，则1 mol N2(g)和1 mol O2(g)具有的总能量小于2 mol NO(g)具有的总能量，C正确；NO不能和NaOH溶液反应，不是酸性氧化物，D错误。6．如图所示，X、Y分别是直流电源的两极，通电后发现a极板质量增加，b极板处有无色、无味气体放出。符合这一情况的是(　　)选项a极板b极板X极Z溶液A锌石墨负极CuSO4B石墨石墨负极NaOHC银铁正极AgNO3D铜石墨负极CuCl2 答案　A解析　该装置是电解池，通电后发现a极板质量增加，b极板处有无色、无味的气体放出，说明a电极是阴极，b电极是阳极，阳极上OH－放电生成氧气，则阳极应该是惰性电极；阴极上析出金属，在金属活动性顺序中该金属应该位于H元素之后，X是负极，Y是正极。X是负极，Zn是阴极，石墨是阳极，阳极上氢氧根离子放电生成氧气，阴极上铜离子放电生成铜单质，符合条件，故A正确；X是负极，阳、阴极都为石墨电极，阴极上氢离子得电子生成氢气，没有固体生成，不符合条件，故B错误；X是正极，与题意不符，故C错误；X是负极，阳极上氯离子失电子生成氯气，氯气为有刺激性气味的黄绿色气体，不符合条件，故D错误。7．一种电化学制备NH3的装置如图所示，图中陶瓷在高温时可以传输H＋。下列叙述中错误的是(　　)A．Pd电极b为阴极B．阴极的反应式为N2＋6H＋＋6e－===2NH3C．H＋由阳极向阴极迁移D．陶瓷可以隔离N2和H2答案　A解析　A项，Pd电极b上氢气失去电子，为阳极，错误；B项，阴极上发生还原反应，则阴极反应为N2＋6H＋＋6e－===2NH3，正确；C项，电解池中，H＋由阳极向阴极迁移，正确；D项，由图可知，氮气与氢气不直接接触，陶瓷可以隔离N2和H2，正确。8. 支撑海港码头基础的钢管桩，常用外加电流的阴极保护法进行防腐，工作原理如图所示，其中高硅铸铁为惰性辅助阳极。下列有关表述不正确的是(　　)A．通入保护电流使钢管桩表面腐蚀电流接近于零B．通电后外电路电子被强制从高硅铸铁流向钢管桩C．高硅铸铁的作用是作为损耗阳极材料和传递电流D．通入的保护电流应该根据环境条件变化进行调整答案　C解析　A对：外加强大的电流可以抑制金属电化学腐蚀产生的电流。B对：被保护的钢管桩作阴极，高硅铸铁作阳极，电解池中外电路电子由阳极流向阴极，即从高硅铸铁流向钢管桩。C错：高硅铸铁为惰性辅助阳极，其主要作用是传递电流，而不是作为损耗阳极。D对：保护电流要抑制金属电化学腐蚀产生的电流，应根据环境条件变化进行调整。9．根据能量变化示意图，下列说法不正确的是(　　)A．相同质量的N2H4(g)和N2H4(l)，前者具有的能量较高B．相同物质的量的NO2(g)和N2O4(g)，后者的总键能较大C．ΔH5＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4D．N2H4(l)＋NO2(g)===N2(g)＋2H2O(l) 　ΔH，则ΔH>ΔH4答案　D解析　N2H4(l)变为N2H4(g)要吸收热量，故相同质量的N2H4(g)和N2H4(l)，N2H4(g)的能量高于N2H4(l)，A正确；ΔH＝反应物的键能之和－反应产物的键能之和，由题图可知NO2(g)N2O4(g)　ΔH3<0，则 mol N2O4(g)的总键能大于1 mol NO2(g)的总键能，B正确；由盖斯定律可知，ΔH5＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4，C正确；N2H4(l)＋NO2(g)===N2(g)＋2H2O(l)　ΔH，由盖斯定律可知，ΔH＝ΔH4＋ΔH3，因ΔH3<0，故ΔH4>ΔH，D错误。10．我国科学家研发了一种室温下“可呼吸”的Na­CO2二次电池。将NaClO4溶于有机溶剂作为电解液，钠和负载碳纳米管的镍网分别作为电极材料，电池的总反应为：3CO2＋4Na2Na2CO3＋C。下列说法错误的是(　　)A．放电时，ClO向负极移动B．充电时释放CO2，放电时吸收CO2C．放电时，正极反应为：3CO2＋4e－===2CO＋CD．充电时，正极反应为：Na＋＋e－===Na答案　D解析　放电时是原电池，ClO向负极移动，A正确；电池的总反应为3CO2＋4Na2Na2CO3＋C，因此充电时释放CO2，放电时吸收CO2，B正确；放电时是原电池，正极是二氧化碳得到电子转化为碳，反应为：3CO2＋4e－===2CO＋C，C正确；充电时是电解池，正极与电源的正极相连，作阳极，发生失去电子的氧化反应，反应为2CO＋C－4e－===3CO2，D错误。二、选择题(本题共5小题，每小题4分，共20分。每小题有1个或2个选项符合题意)11．在100 g焦炭燃烧所得的气体中，CO占体积，CO2占体积，且C(s)＋O2(g)===CO(g)ΔH(25 ℃)＝－110.35 kJ·mol－1CO(g)＋O2(g)===CO2(g)ΔH(25 ℃)＝－282.57 kJ·mol－1与这些焦炭完全燃烧相比较，损失的热量是(　　)A．392.92 kJ B．2489.44 kJC．784.92 kJ D．3274.3 kJ答案　C解析　损失的热量就是CO继续燃烧所放出的热量，因为CO占体积，故有的焦炭燃烧生成了CO，建立关系式：C　～　CO　～　CO2　Q12 g    1 mol         282.57 kJ g                 a故损失的热量a＝282.57 kJ× g× g≈784.92 kJ。12．以铜为电极，a mol·L－1的硫酸铜溶液作电解液，对含有铁、锌、银的粗铜进行电解精炼，下列叙述中正确的是(　　)①粗铜应与电源的负极相连；②当有1 mol精铜析出时，就有2NA个电子通过电解质溶液；③阴极上的反应只有Cu2＋＋2e－===Cu；④电解结束时，c(CuSO4)<a mol·L－1；⑤杂质银以Ag2SO4的形式沉入电解池中形成“阳极泥”。A．②③ B．①③⑤C．①②④⑤ D．③④答案　D解析　电解精炼铜利用的是电解原理，在电解池中粗铜作阳极，与电源正极相连，根据放电顺序：锌>铁>铜>银，锌、铁、铜先后失电子变成离子，而银沉积形成阳极泥；纯铜作阴极，与电源负极相连，发生还原反应：Cu2＋＋2e－===Cu，有大量铜析出，所以①⑤错误，③正确。电子只经过外电路，在电解质溶液中发生的是离子的移动，②错误。因为阳极失电子的有锌、铁、铜，阴极析出的只有铜，所以随着电解进行，铜离子的浓度逐渐减小，④正确。故选D。13．一种可充电锂－空气电池如图所示。当电池放电时，O2与Li＋在多孔碳材料电极处生成Li2O2－x(x＝0或1)。下列说法正确的是(　　)A．放电时，多孔碳材料电极为正极B．放电时，外电路电子由多孔碳材料电极流向锂电极C．充电时，电解质溶液中Li＋向多孔碳材料区迁移D．充电时，电池总反应为Li2O2－x===2Li＋O2答案　AD解析　放电时，O2与Li＋在多孔碳材料电极处反应，说明电池内，Li＋向多孔碳材料电极移动，因为阳离子移向正极，所以多孔碳材料电极为正极，A正确。因为多孔碳材料电极为正极，外电路电子应该由锂电极流向多孔碳材料电极(由负极流向正极)，B错误。充电和放电时电池中离子的移动方向相反，放电时，Li＋向多孔碳材料电极移动，充电时向锂电极移动，C错误。根据图示和上述分析，可知放电时，电池的正极反应是O2与Li＋得电子转化为Li2O2－x，电池的负极反应是单质Li失电子转化为Li＋，所以总反应为：2Li＋O2===Li2O2－x，充电时的反应与放电时的反应相反，所以充电时，电池总反应为Li2O2－x===2Li＋O2，D正确。14．工业上电解法处理含镍酸性废水并得到单质Ni的原理如图所示。已知：①Ni2＋在弱酸性溶液中发生水解；②氧化性：Ni2＋(高浓度)>H＋>Ni2＋(低浓度)。下列说法中不正确的是(　　)A．碳棒上发生的电极反应：4OH－－4e－===O2↑＋2H2OB．电解过程中，B室中NaCl溶液的物质的量浓度将不断减小C．为了提高Ni的产率，电解过程中需要控制废水的pHD．若将图中阳离子膜去掉，将A、B两室合并，电解反应的总方程式不发生改变答案　BD解析　由题图可知，碳棒与电源正极相连，作电解池的阳极，电极反应式为4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，故A正确；电解过程中为平衡A、C室中的电荷，A室中的Na＋和C室中的Cl－分别通过阳离子膜和阴离子膜移向B室中，使B室中NaCl溶液的物质的量浓度不断增大，故B错误；因Ni2＋在弱酸性溶液中易发生水解反应，且氧化性：Ni2＋(高浓度)>H＋>Ni2＋(低浓度)，为了提高Ni的产率，电解过程中需要控制废水的pH，故C正确；若将图中阳离子膜去掉，由于放电顺序：Cl－>OH－，则Cl－在阳极放电：2Cl－－2e－===Cl2↑，电解反应的总方程式会发生改变，故D错误。15．电浮选凝聚法是工业上采用的一种污水处理方法，即保持污水的pH在5.0～6.0之间，通过电解生成Fe(OH)3胶体，Fe(OH)3胶体具有吸附作用，可吸附水中的污物而使其沉淀下来，起到净水的作用，其原理如图所示。下列说法中正确的是(　　)A．石墨电极上发生氧化反应B．根据图示，物质A为CO2C．为增强污水的导电能力，可向污水中加入适量乙醇D．甲烷燃料电池中CO向通入空气的一极移动答案　B解析　甲烷－空气燃料电池中，通入甲烷的电极是负极，则石墨电极为阴极，阴极上发生还原反应，故A错误；通入甲烷的电极作负极，电极反应式为CH4＋4CO－8e－===5CO2＋2H2O，则物质A为CO2，故B正确；乙醇是非电解质，不能增强污水的导电性，故C错误；在原电池中，阴离子向负极移动，则甲烷－空气燃料电池中，CO向通入甲烷的一极移动，故D错误。三、非选择题(本题共4小题，共60分)16．(14分)(1)联氨(又称肼，N2H4，无色液体)是一种应用广泛的化工原料，可用作火箭燃料。回答下列问题：①2O2(g)＋N2(g)===N2O4(l)　ΔH1②N2(g)＋2H2(g)===N2H4(l)　ΔH2③O2(g)＋2H2(g)===2H2O(g)　ΔH3④2N2H4(l)＋N2O4(l)===3N2(g)＋4H2O(g)　ΔH4＝－1048.9 kJ·mol－1上述反应热效应之间的关系式为ΔH4＝____________________，联氨和N2O4可作为火箭推进剂的主要原因为______________________________________。(2)肼作为火箭燃料，燃烧时用NO2做氧化剂，反应生成氮气和水蒸气。已知：①N2(g)＋2O2(g)===2NO2(g)ΔH＝＋67.7  kJ·mol－1；②N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－534 kJ·mol－1。则一次火箭发射所用气态肼为3.2吨，放出的热量为________kJ。(3)下表为断裂1 mol化学键所需的能量数据：  化学键O===ON≡NN—NN—H断裂1 mol化学键所需的能量/kJa942154391 肼燃烧及化学键变化过程中的有关能量变化如下图所示：则a＝________。答案　(1)2ΔH3－2ΔH2－ΔH1　反应放热量大、产生大量气体(2)5.7×107　(3)500解析　(1)④＝2×③－2×②－①，由盖斯定律可得ΔH4＝2ΔH3－2ΔH2－ΔH1；依据④可知联氨与N2O4反应放出大量的热，产生大量气体，故可作火箭推进剂。(2)因①N2(g)＋2O2(g)===2NO2(g)　ΔH＝＋67.7 kJ· mol－1，②N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)　 ΔH＝－534 kJ·mol－1。根据盖斯定律，热化学方程式②×2－①，得气态肼和NO2反应的热化学方程式：2N2H4(g)＋2NO2(g)===3N2(g)＋4H2O(g)　 ΔH＝－1135.7 kJ·mol－1；故燃烧3.2吨气态肼时放出的热量为×1135.7 kJ·mol－1×3.2×106 g÷32 g·mol－1≈5.7×107 kJ。(3)由图像数据及盖斯定律可知，ΔH3＝－ΔH2＋ΔH1＝2752 kJ·mol－1－534 kJ·mol－1＝＋2218 kJ·mol－1，即1 mol N2H4和1 mol O2断键共吸收2218 kJ的能量，则有154 kJ＋4×391 kJ＋a kJ＝2218 kJ，a＝500。17．(15分)(1)制备Na2S2O5也可采用三室膜电解技术，装置如图所示，其中SO2碱吸收液中含有NaHSO3和Na2SO3。阳极的电极反应式为__________________________。电解后，________室的NaHSO3浓度增加。将该室溶液进行结晶脱水，可得到Na2S2O5。(2)用稀硝酸吸收NOx，得到HNO3和HNO2的混合溶液，电解该混合溶液可获得较浓的硝酸。写出电解时阳极的电极反应式：____________________________。(3)电解硫酸锌溶液制备单质锌时，阴极的电极反应式为__________________________。(4)KIO3也可采用“电解法”制备，装置如图所示。①写出电解时阴极的电极反应式：________________________________。②电解过程中通过阳离子交换膜的离子主要为__________，其迁移方向是________。答案　(1)2H2O－4e－===4H＋＋O2↑　a(2)HNO2－2e－＋H2O===3H＋＋NO(3)Zn2＋＋2e－===Zn(4)①2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑　②K＋　a到b解析　(1)阳极发生失去电子的氧化反应，阳极区是稀硫酸，氢氧根离子放电，则电极反应式为2H2O－4e－===4H＋＋O2↑。阳极区氢离子浓度增大，通过阳离子交换膜进入a室与亚硫酸钠结合生成亚硫酸氢钠。阴极是氢离子放电，氢氧根离子浓度增大，与亚硫酸氢钠反应生成亚硫酸钠，所以电解后a室的亚硫酸氢钠浓度增加。(2)根据电解原理，阳极发生失电子的氧化反应，阳极反应为HNO2失去电子生成HNO3,1 mol HNO2反应失去2 mol电子，结合原子守恒和溶液呈酸性，电解时阳极电极反应式为HNO2－2e－＋H2O===3H＋＋NO。(3)电解硫酸锌溶液制备单质锌时，阴极发生得到电子的还原反应，因此阴极是锌离子放电，则阴极的电极反应式为Zn2＋＋2e－===Zn。(4)①由图可知，阴极为氢氧化钾溶液，所以反应为水电离出的氢离子得电子，反应为2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑。②电解时，溶液中的阳离子应该向阴极迁移，明显是溶液中大量存在的钾离子迁移，方向为由左向右，即由a到b。18．(14分)钠硫电池作为一种新型储能电池，其应用逐渐得到重视和发展。钠硫电池以熔融金属钠、熔融硫和多硫化钠(Na2Sx)分别作为两个电极的反应物，固体Al2O3陶瓷(可传导Na＋)为电解质，其反应原理如图甲所示：(1)根据表中数据，请你判断该电池工作的适宜温度应控制在________(填字母)范围内。A．100 ℃以下 B．100～300 ℃C．300～350 ℃ D．350～2050 ℃ 物质NaSAl2O3熔点/℃97.81152050沸点/℃892444.62980 (2)放电时，电极A为________极，电极B发生________(填“氧化”或“还原”)反应。(3)充电时，总反应为Na2Sx===2Na＋xS，则阳极的电极反应式为________________________________________________________________。(4)若把钠硫电池作为电源，电解槽内装有KI及淀粉的混合溶液，如图乙所示，槽内中间用阴离子交换膜隔开。通电一段时间后，发现左侧溶液变蓝色，一段时间后，蓝色逐渐变浅。试分析左侧溶液蓝色逐渐变浅的可能原因是________________________________________________________________。答案　(1)C　(2)负　还原　(3)S－2e－===xS(4)右侧溶液中生成的OH－通过阴离子交换膜进入左侧溶液，并与左侧溶液中的I2反应解析　(1)原电池工作时，控制的温度应满足Na、S为熔融状态，则温度应高于115 ℃而低于444.6 ℃，只有C项符合题意。(2)放电时，Na在电极A发生氧化反应，故电极A为原电池的负极，电极B是正极，发生还原反应。(3)充电时，发生电解反应，阳极反应式为S－2e－===xS。(4)根据以上分析，左侧溶液变蓝色，说明生成I2，左侧电极为阳极，电极反应式为2I－－2e－===I2，右侧电极为阴极，电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，右侧I－、OH－通过阴离子交换膜向左侧移动，发生反应：3I2＋6OH－===IO＋5I－＋3H2O，故一段时间后，蓝色逐渐变浅。19．(17分)电解原理在化学工业中有广泛的应用。(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：①图中A极要连接电源的________(填“正”或“负”)极。②精制饱和食盐水从图中________位置补充，氢氧化钠溶液从图中________位置流出。(填“a”“b”“c”“d”“e”或“f”)③电解总反应的离子方程式为________________________________________________________________。(2)电解法处理含氮氧化物的废气可回收硝酸，具有较高的环境效益和经济效益。实验室模拟电解法吸收NOx的装置如图所示(图中电极均为石墨电极)。用NO2气体进行模拟电解法吸收实验。①写出电解时NO2发生的电极反应：________________________________________________________________。②若有标准状况下2.24 L NO2被吸收，通过阳离子交换膜(只允许阳离子通过)的H＋为________mol。(3)为了减缓钢制品的腐蚀，可以在钢制品的表面镀铝。电解液采用一种非水体系的室温熔融盐，由有机阳离子、Al2Cl和AlCl组成。①钢制品应接电源的________极。②已知电镀过程中不产生其他离子且有机阳离子不参与电极反应，阴极电极反应式为___________________________________________________________。③若改用AlCl3水溶液作电解液，则电解过程中的离子方程式为：________________________________________________________________。答案　(1)①正　②a　d　③2Cl－＋2H2OCl2↑＋H2↑＋2OH－(2)①NO2－e－＋H2O===NO＋2H＋　②0.1(3)①负　②4Al2Cl＋3e－===Al＋7AlCl③2Al3＋＋6H2O＋6Cl－2Al(OH)3↓＋3H2↑＋3Cl2↑解析　(1)①电解过程中，阳离子向阴极移动，则图中A极为阳极，要连接电源的正极。②B电极为阴极，阴极区H＋发生还原反应，促进水的电离，阴极区产生大量OH－，同时阳极区Cl－发生氧化反应，则精制饱和食盐水从图中a位置补充，氢氧化钠溶液从图中d位置流出。③电解饱和食盐水发生反应的离子方程式是2Cl－＋2H2OCl2↑＋H2↑＋2OH－。(2)①根据装置图知，电解时，左室中电极上氢离子放电生成氢气，则左室为阴极室，右室为阳极室，阳极上氮氧化物失电子生成NO，阳极反应式为NO2－e－＋H2O===NO＋2H＋。②n(NO2)＝＝0.1 mol，阳极反应式为NO2－e－＋H2O===NO＋2H＋，反应中转移0.1 mol e－，则有0.1 mol H＋通过阳离子交换膜。(3)①依据电镀原理分析，钢铁上镀铝是利用铝作阳极与电源正极相连，钢铁作阴极与电源负极相连。②根据题给信息，其他离子不参与反应，因此，阴极反应式为4Al2Cl＋3e－===Al＋7AlCl。③反应的化学方程式为2AlCl3＋6H2O2Al(OH)3↓＋3H2↑＋3Cl2↑，可改写成离子方程式，见答案。