![鲁科版选修四第一章 化学反应与能量转化测试题及答案解01](http://img-preview.51jiaoxi.com/3/7/14804094/0-1693904604615/0.jpg?x-oss-process=image/resize,w_794,m_lfit,g_center/sharpen,100)
![鲁科版选修四第一章 化学反应与能量转化测试题及答案解02](http://img-preview.51jiaoxi.com/3/7/14804094/0-1693904604669/1.jpg?x-oss-process=image/resize,w_794,m_lfit,g_center/sharpen,100)
![鲁科版选修四第一章 化学反应与能量转化测试题及答案解03](http://img-preview.51jiaoxi.com/3/7/14804094/0-1693904604695/2.jpg?x-oss-process=image/resize,w_794,m_lfit,g_center/sharpen,100)
高中化学鲁科版 (2019)必修 第二册第2节 化学反应与能量转化课时作业
展开一、选择题(每小题4分,共56分)
1.实验室中欲快速制取氢气,最好的方法应该用( )
A.纯锌与稀H2SO4 B.纯锌与浓H2SO4
C.粗锌与稀HNO3 D.粗锌与稀H2SO4
解析 粗锌和稀H2SO4构成原电池,反应速率加快。
答案 D
2.已知31 g白磷变成红磷放出18.39 kJ热量,下列两反应中:
①P4(s,白)+5O2(g)===2P2O5(s) ΔH=Q1 kJ·ml-1
②4P(s,红)+5O2(g)===2P2O5(s) ΔH=Q2 kJ·ml-1
则下列说法正确的是( )
A.Q1>Q2,白磷比红磷稳定
B.Q1>Q2,红磷比白磷稳定
C.Q1<Q2,白磷比红磷稳定
D.Q1<Q2,红磷比白磷稳定
解析 反应①-反应②得P4(s,白)=4P(s,红) ΔH=(Q1-Q2) kJ·ml-1由于白磷转化为红磷为放热反应,所以Q1-Q2<0,得出Q1
3.能够实现反应:Cu+2H2O===Cu(OH)2↓+H2↑的是( )
A.铜银合金在潮湿的空气中发生电化学腐蚀
B.用铜作阴极、石墨作阳极,电解饱和氯化钠溶液
C.用铜作阳极、石墨作阴极,电解饱和氯化钠溶液
D.铜片作原电池的负极,石墨作原电池的正极,氯化钠溶液作电解质溶液
解析 Cu+2H2O===Cu(OH)2↓+H2↑不是一个自发发生的反应,必须通过电解池实现,且铜作阳极,选用活泼金属的盐溶液如NaCl溶液作电解质溶液。
答案 C
4.已知:
①C(s)+1/2O2(g)===CO(g) ΔH1=-110.35 kJ·ml-1
②CO(g)+1/2O2(g)===CO2(g) ΔH2=-282.57 kJ·ml-1
③C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH3
则ΔH3等于( )
A.+172.22 kJ·ml-1 B.-172.22 kJ·ml-1
C.+392.92 kJ·ml-1 D.-392.92 kJ·ml-1
解析 由盖斯定律①+②得③,所以ΔH3=ΔH1+ΔH2=-110.35 kJ·ml-1-282.57 kJ·ml-1=-392.92 kJ·ml-1。
答案 D
5.电解下列物质的水溶液,在阴极上有金属析出的是( )
A.HCl B.CuCl2
C.NaOH D.CaCl2
解析 A、C、D项中阴极产物为H2,B项中阴极产物为Cu。
答案 B
6.已知热化学方程式2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)
ΔH1<0,则关于2H2O(l)===2H2(g)+O2(g) ΔH2的说法不正确的是( )
A.方程式中化学计量数表示分子数
B.该反应的ΔH2应大于零
C.该反应的ΔH2=-ΔH1
D.该反应可表示36 g液态水完全分解生成气态氢气和氧气的热效应
解析 热化学方程式中,化学计量数表示物质的量,不表示分子数,A项错。
答案 A
7.将铂电极放置在KOH溶液中,然后分别向两极通入CH4和O2即可产生电流,称为燃料电池,下列叙述正确的是( )
①通入CH4的电极为正极 ②正极的电极反应式是O2+2H2O+4e-===4OH- ③通入CH4的电极反应式是CH4+2O2+4e-===CO2+2H2O ④负极的电极反应式是CH4+10OH--8e-===COeq \\al(2-,3)+7H2O ⑤放电时溶液中的阳离子向负极移动 ⑥放电时溶液中的阴离子向负极移动
A.①③⑤ B.②④⑥
C.④⑤⑥ D.①②③
解析 在甲烷燃料电池中,CH4被氧化,所以通CH4的一极为负极,电极反应式是CH4+10OH--8e-===COeq \\al(2-,3)+7H2O,O2被还原,所以通O2的一极为正极,电极反应式为O2+2H2O+4e-===4OH-,放电时,阳离子向正极移动,阴离子向负极移动。
答案 B
8.质量均为100 g的铜作为电极电解硝酸银溶液,电解一段时间后,两电极质量相差28 g,此时阳极质量为( )
A.121.6 g B.88.2 g
C.89.6 g D.93.6 g
解析 阳极:Cu-2e-===Cu2+ 阴极:2Ag++2e-===2Ag,假设阳极溶解Cu的物质的量为x,那么阴极析出Ag的物质的量为2x,所以2x×108 g·ml-1+x×64 g·ml-1=28 g,解得x=0.1 ml,阳极溶解Cu 6.4 g,此时阳极的质量为100 g-6.4 g=93.6 g。
答案 D
9.下列防腐措施中,属于电化学保护法的是( )
A.用氧化剂使金属表面生成致密稳定的氧化物保护膜
B.在金属中加入一些铬或镍制成金属合金
C.在轮船的船壳水线以下部分,装上一锌锭
D.金属表面喷漆
解析 在轮船的船壳水线以下部分,装上锌锭,构成了原电池,锌锭作为负极而损耗,船壳作为正极被保护,属于牺牲阳极保护法。
答案 C
10.镀锌铁在发生析氢腐蚀时,若有0.2 ml电子发生转移,下列说法正确的是( )
①有5.6 g金属被腐蚀 ②有6.5 g金属被腐蚀 ③在标准状况下有2.24 L气体放出 ④在标准状况下有1.12 L气体放出
A.①② B.②③
C.①④ D.③④
解析 镀锌铁发生析氢腐蚀时,锌为负极,失电子被腐蚀,转移0.2 ml电子,腐蚀掉锌0.1 ml,质量6.5 g。铁为正极,H+被还原产生H2,转移0.2 ml电子,产生H2 0.1 ml,标况下的体积为2.24 L。
答案 B
11.为增强金属制品的抗蚀性能,需要对金属进行表面处理。如图为铝的阳极氧化法表面处理技术原理示意图,可使铝制品表面生成一层致密的氧化膜。则下列说法不正确的是( )
A.阳极反应为2Al+3H2O-6e-===Al2O3+6H+
B.阴极反应为2H++2e-===H2↑
C.电解一段时间后溶液的pH升高
D.表面生成的致密的氧化膜不溶于稀硫酸
解析 电解反应的总反应式为2Al+3H2O===Al2O3+3H2↑,所以电解一段时间后H2SO4的浓度变大,pH降低。
答案 C
12.分别放在以下装置(都盛有0.1 ml·L-1 H2SO4溶液)中的4块相同的纯锌片,其中腐蚀最快的是( )
解析 C项构成原电池,Zn为负极,腐蚀加快。A项为化学腐蚀,B、D项中Zn都得到保护。
答案 C
13.下列说法或表示方法正确的是( )
A.反应物总能量低于生成物总能量时,该反应不能发生
B.稀的强酸与稀的强碱反应放出的热量就是中和热
C.由C(石墨,s)===C(金刚石,s) ΔH>0可知石墨比金刚石稳定
D.在101 kPa、25 ℃时,2 g H2完全燃烧生成液态水,放出285.8 kJ的热量;氢气燃烧的热化学方程式表示为2H2(g)+O2(g)===
2H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·ml-1
解析 反应物总能量低于生成物总能量时为吸热反应,该反应在一定条件下仍可以发生,A项错;由于没有物质的量的限制,B项错;由物质能量越低越稳定可知C项正确;由质量与放出热量的关系可知D项错。
答案 C
14.铅蓄电池上有两个接线柱,一个接线柱旁标有“+”,另一个接线柱旁标有“-”,关于标有“+”的接线柱,下列说法中正确的是( )
A.充电时作阳极,放电时作正极
B.充电时作阳极,放电时作负极
C.充电时作阴极,放电时作负极
D.充电时作阴极,放电时作正极
解析 铅蓄电池放电时为原电池,标有“+”的接线柱作原电池的正极,发生还原反应;充电时铅蓄电池的正极与直流电源的正极相连作阳极,发生氧化反应。
答案 A
二、填空题(共44分)
15.(10分)由氢气和氧气反应生成1ml水蒸气,放热241.8 kJ。写出该反应的热化学方程式:_______________________________。
若1 g水蒸气转化成液态水放热2.494 kJ,则反应H2(g)+eq \f(1,2)O2(g)===H2O(l)的ΔH=______kJ·ml-1。
解析 书写热化学方程式时注意:化学计量数改变时,ΔH也同等倍数地改变,故生成水蒸气时的热化学方程式可写为H2(g)+eq \f(1,2)O2(g)===H2O(g) ΔH=-241.8 kJ·ml-1或2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH=-483.6 kJ·ml-1。1 g水蒸气变成液态水时放热2.494 kJ,则1 ml水蒸气变成1 ml液态水时放热45 kJ,所以1 ml H2燃烧生成1 ml H2O(l)时,ΔH=-241.8 kJ·ml-1+(-45 kJ·ml-1)=-286.8 kJ·ml-1。
答案 H2(g)+eq \f(1,2)O2(g)===H2O(g) ΔH=-241.8 kJ·ml-1或2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH=-483.6 kJ·ml-1 -286.8
16.(18分)由于Fe(OH)2极易被氧化,所以实验室很难用亚铁盐溶液与烧碱反应制得白色纯净的Fe(OH)2沉淀。若用下图所示实验装置可制得纯净的Fe(OH)2沉淀。两极材料分别为石墨和铁。
(1)a电极材料为__________,其电极反应式为__________。
(2)电解液d可以是__________,则白色沉淀在电极上生成;也可以是__________,则白色沉淀在两极之间的溶液中生成。
A.纯水 B.NaCl溶液
C. NaOH溶液 D.CuCl2溶液
(3)液体c为苯,其作用是__________,在加入苯之前,对d溶液进行加热处理的目的是_______________________________。
(4)若d改为Na2SO4溶液,当电解一段时间,看到白色沉淀后,再反接电源,继续电解,除了电极上看到气泡外,另一明显现象为__________。
解析 若要产生Fe(OH)2沉淀,则必须实现Feeq \(――→,\s\up15(-2e-))Fe2+eq \(――→,\s\up15(+OH-))Fe(OH)2,且必须除去溶液中溶解的氧气,以防止Fe(OH)2被氧化。阳极:Fe-2e-===Fe2+,当d为NaOH溶液时,则Fe(OH)2在阳极上生成;当d为NaCl溶液时,阴极:2H++2e-===H2↑,阳极生成的Fe2+与阴极生成的OH-由于离子的迁移,生成的Fe(OH)2在两极之间。反接电源时,Fe为阴极,石墨为阳极,电解Na2SO4溶液实质上是电解水,此时生成的O2会将Fe(OH)2氧化。
答案 (1)Fe Fe-2e-===Fe2+
(2)C B
(3)隔绝空气,防止Fe(OH)2被空气中的氧气氧化
排尽溶液中的氧气,防止生成的Fe(OH)2在溶液中氧化
(4)白色沉淀迅速变成灰绿色,最后变成红褐色
17.(16分)将氧化还原反应2H2+O2===2H2O设计成原电池。
(1)利用氢气和氧气、氢氧化钾溶液构成燃料电池,则负极通入的气体应是________,正极通入的气体是________,电极反应为:正极__________________,负极______________________。
(2)若把KOH溶液改为稀硫酸做电解质溶液,则电极反应为:正极________,负极________________。
(3)若把H2改为CH3OH,KOH溶液做电解质溶液,则电极反应为:正极_____________________________________________,
负极__________。电池反应为____________。
解析 (1)由电池反应可知在反应中H2被氧化,O2被还原。H2应该在负极上反应,O2应该在正极上反应,又因为是碱溶液,不可能有H+参加或生成,故负极的电极反应为2H2+4OH--4e-===4H2O,正极的电极反应为O2+2H2O+4e-===4OH-。
(2)若将电解质溶液换为酸溶液,此时应考虑不可能有OH-生成,故负极的电极反应为2H2-4e-===4H+,正极的电极反应为O2+4H++4e-===2H2O。
(3)如把H2改为CH3OH,KOH溶液做电解质溶液,则正极反应为3O2+6H2O+12e-===12OH-,负极反应为2CH3OH+16OH--12e-===2COeq \\al(2-,3)+12H2O。正、负极反应相加得电池反应:2CH3OH+3O2+4KOH===2K2CO3+6H2O。
答案 (1)H2 O2 O2+2H2O+4e-===4OH- 2H2+4OH--4e-===4H2O
(2)O2+4H++4e-===2H2O 2H2-4e-===4H+
(3)3O2+6H2O+12e-===12OH-
2CH3OH+16OH--12e-===2COeq \\al(2-,3)+12H2O
2CH3OH+3O2+4KOH===2K2CO3+6H2O
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