2023版新教材高中化学专题1化学反应与能量变化质量检测苏教版选择性必修1

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专题1质量检测　化学反应与能量变化考试时间：75分钟，满分：100分可能用到的相对原子质量：H－1　C－12　O－16　Ag－108一、选择题：本题包括13小题，每小题3分，共39分。每小题只有一个选项符合题意。1．研究物质变化时，人们可以从不同的角度、不同的层面来认识物质变化时所引起的化学键及能量变化。据此判断以下叙述中错误的是(　　)A.金属钠与氯气反应生成氯化钠后，其结构的稳定性增强，体系的能量降低B.物质燃烧可看作是储存在物质内部的能量(化学能)转化为热能释放出来C.氮气分子内部存在着很强的化学键，故通常情况下氮气的化学性质很活泼D.需要加热才能发生的反应不一定是吸收能量的反应2．下列反应过程中的能量变化符合下图的是(　　)①酸碱中和；②镁与盐酸的反应；③生石灰变成熟石灰的反应；④铝热反应；⑤石灰石分解；⑥甲烷燃烧；⑦灼热的炭与二氧化碳反应A.①②③⑤ B．④⑤⑦C.③④⑦ D．⑤⑦3．高氯酸在化工生产中有广泛应用，工业上以NaClO4为原料制备高氯酸的原理如图所示。下列说法正确的是(　　)A.上述装置中，f极为光伏电池的正极B.阴极的电极反应为2H2O－4e－===4H＋＋O2↑C.d处得到较浓的NaOH溶液，c处得到HClO4D.若转移2 mol电子，理论上生成100.5 g HClO44．下列关于金属保护的说法不正确的是(　　)A.图1是牺牲阳极的阴极保护法，图2是外加电流的阴极保护法B.钢闸门均为电子输入的一端C.锌和高硅铸铁处的电极反应均为还原反应D.钢闸门处发生放电的主要微粒不相同5．一种铁燃料电池(电池反应为：3Fe＋2O2===Fe3O4)的装置如图所示，下列说法正确的是(　　)A.Fe极为电池正极B.KOH溶液为电池的电解质溶液C.电子由多孔碳极沿导线流向Fe极D.每5.6 g Fe参与反应，导线中流过1.204×1023个e－6．化学家格哈德·埃特尔证实了氢气与氮气在固体催化剂表面合成氨的反应过程，示意图如下：下列关于合成氨反应的叙述中不正确的是(　　)A.该过程表明，在化学反应中存在化学键的断裂与形成B.在催化剂的作用下，反应物的化学键变得容易断裂C.过程②需吸收能量，过程③则放出能量D.常温下该反应难以进行，是因为常温下生成物的化学键难以形成7．已知下列热化学方程式：(1)H2(g)＋1/2O2(g)===H2O(g)　ΔH1＝a kJ·mol－1(2)2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH2＝b kJ·mol－1(3)H2(g)＋1/2O2(g)===H2O(l)　ΔH3＝c kJ·mol－1(4)2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH4＝d kJ·mol－1则a、b、c、d的关系正确的是(　　)A.ad>0C.2a＝b<0 D．2c＝d>08．已知在相同状况下，同一化学键断裂需要吸收的能量等于形成该化学键放出的能量。下列说法正确的是(　　)A.电解熔融的Al2O3可以制得金属铝和氧气，该反应是一个放出热量的反应B.水分解产生氢气和氧气时放出热量C.相同状况下，反应2SO2＋O2===2SO3是一个放热反应，则反应2SO3===2SO2＋O2是一个吸热反应D.氯化氢分解成氢气和氯气时放出热量9．一种燃料电池中发生的化学反应为：在酸性溶液中甲醇与氧气作用生成水和二氧化碳。该电池负极发生的反应是(　　)A.CH3OH(g)＋O2(g)－2e－===H2O(l)＋CO2(g)＋2H＋(aq)B.O2(g)＋4H＋(aq)＋4e－===2H2O(l)C.CH3OH(g)＋H2O(l)－6e－===CO2(g)＋6H＋(aq)D.O2(g)＋2H2O(l)＋4e－===4OH－10．一种新型的锂－空气电池的工作原理如图所示。下列关于该电池的说法错误的是(　　)A.多孔碳作正极，其中多孔的目的是增大与空气的接触面积B.不能将有机电解液改为水溶液C.电池总反应为：4Li＋O2＋2H2O===4LiOHD.当溶液中有4 mol Li＋向多孔碳电极移动时，有32 g空气被还原11．中国科学院长春应用化学研究所模拟实验研究了低合金钢在海水中的局部腐蚀，研究发现缺氧的阳极区腐蚀速度比富氧介质(流动或充气)中钢的腐蚀速度大，验证了宏观氧浓差电池的存在。模拟氧浓差电池的简易装置图如图，下列叙述中错误的是(　　)A.电子从M电极经导线流向N电极B.N电极的电极反应式为：Fe－2e－===Fe2＋C.阴极区附近溶液的pH增大D.电路中转移0.01 mol电子时，有0.08 g O2参与反应12．关于如图的说法不正确的是(　　)A.1 mol固态碘与1 mol H2化合生成2 mol HI气体时，需要吸收5 kJ的能量B.2 mol HI气体分解生成1 mol碘蒸气与1 mol H2时，需要吸收12 kJ的能量C.1 mol固态碘变为1 mol碘蒸气时需要吸收17 kJ的能量D.碘蒸气与H2生成HI气体的反应是吸热反应13．2020年7月10日正式上市的比亚迪“汉”汽车，让电动汽车安全达到一个新高度，其配置磷酸铁锂“刀片电池”放电时的总反应：LixC6＋Li(1－x)·FePO4===6C＋LiFePO4，工作原理如图所示。下列说法正确的是(　　)A.放电时，铝箔作负极B.放电时，Li＋通过隔膜移向负极C.用充电桩给汽车电池充电的过程中，阴极质量减小D.充电时的阳极反应式为LiFePO4－xe－===Li(1－x)FePO4＋xLi＋二、非选择题：本题包括5小题，共61分。14．(11分)Ⅰ.为了研究化学反应A＋B===C＋D的能量变化情况，某同学设计了如图所示装置。当向盛有A的试管中滴加试剂B时，看到U形管中甲处液面下降乙处液面上升。试回答下列问题：(1)该反应为________反应(填“放热”或“吸热”)。(2)反应物化学键断裂吸收的能量________(填“高”或“低”)于生成物化学键形成放出的能量。(3)已知B为水，写出一个符合题中条件的化学方程式：________________________________________________________________________。Ⅱ.依据盖斯定律可以对某些难以通过实验直接测定的化学反应的焓变进行推算。已知：C(s，石墨)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH12CO2(g)＋H2(g)===C2H2(g)＋2O2(g)　ΔH2(4)根据盖斯定律，由C(s，石墨)和H2(g)反应生成1 mol C2H2(g)的热化学方程式为：____________________________(反应热ΔH用含ΔH1和ΔH2表达式表示)15．(10分)(1)已知葡萄糖(C6H12O6)的燃烧热是2 804 kJ·mol－1，写出葡萄糖的燃烧热的热化学方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________，当它在人体内氧化生成1g水时放出的热量约为________。(2)已知：HCN(aq)与NaOH(aq)反应生成1 mol液态水的ΔH＝－12.1 kJ·mol－1；HCl(aq)与NaOH(aq)反应生成1 mol液态水的ΔH＝－55.6 kJ·mol－1，则HCN在水溶液中电离的热化学方程式为：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)2 L 0.5 mol·L－1 H2SO4溶液与足量Ba(OH)2稀溶液反应放出a kJ热量；2 L 0.5 mol·L－1 HCl溶液与足量NaOH稀溶液充分反应放出b kJ热量；则500 mL 0.4 mol·L－1 BaCl2溶液与足量稀硫酸反应放出的热量为________。(4)2015年冬季，雾霾天气严重影响了我国北方地区。国内电力行业和供暖部门引进先进脱硫工艺以减少污染。目前脱硫工艺涉及的主要反应有：①H2S(g)＋ eq \f(3,2) O2(g)===SO2(g)＋H2O(g)　ΔH1②S(g)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH2③S(g)＋H2(g)===H2S(g)　ΔH3则“2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH4”中ΔH4＝________。(5)N2和H2合成NH3的能量变化如图所示，写出生成液氨的热化学方程式是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。16．(14分)2022年，第24届冬奥会在中国北京、张家口两地举办。中国绿色碳汇基金会发起“我们的冬奥碳汇林”众筹项目，在张家口市崇礼区种植小树。碳汇，是指通过植树造林、森林管理、植被恢复等措施，利用植物光合作用吸收大气中的二氧化碳[6CO2(g)＋6H2O(l)―→C6H12O6(s)＋6O2(g)]，并将其固定在植被和土壤中，从而减少温室气体在大气中浓度的过程、活动或机制。已知利用植物的光合作用每吸收1 mol CO2需要吸收的能量约为470 kJ。请回答下列问题：(1)碳汇过程中能量的转化形式为________能转化为________能；有资料表明，某块林木通过光合作用大约吸收了1.88×107 kJ能量，则吸收的CO2为________ kg。(2)工业废气中的CO2可用碱液吸收。已知：①CO2(g)＋2NaOH(aq)===Na2CO3(aq)＋H2O(l)　ΔH＝－a kJ·mol－1；②CO2(g)＋NaOH(aq)===NaHCO3(aq)　ΔH＝－b kJ·mol－1。反应CO2(g)＋H2O(l)＋Na2CO3(aq)===2NaHCO3(aq)的ΔH＝________ kJ·mol－1(用含a、b的代数式表示)。(3)生产液晶显示器的过程中使用的化学清洗剂NF3和CO2一样，也是一种温室气体，其在大气中能够稳定存在数百年。下表是几种化学键的键能：①关于反应N2(g)＋3F2(g)===2NF3(g)，下列说法中不正确的是________。A．过程N2(g)===2N(g)放出能量B．反应N2(g)＋3F2(g)===2NF3(g)放出能量C．使用催化剂能减小反应的ΔH②NF3对半导体硅进行蚀刻时，在蚀刻物表面不留任何残留物，试写出蚀刻反应方程式____________________。17．(12分)根据要求，回答下列问题：(1)有机物M经过太阳光光照可转化成有机物N，转化过程如下：两者稳定性大小是：N________M(填“>”“<”或“＝”)。(2)已知：CH3OH(l)的燃烧热ΔH1＝－726.5 kJ·mol－1；CH3OH(l)＋ eq \f(3,2) O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH2。则ΔH1________ΔH2(填“>”“<”或“＝”)。(3)使Cl2(g)和H2O(g)通过灼热的炭层，生成HCl(g)和CO2(g)。每消耗1 mol Cl2(g)放出145 kJ热量，则该反应的热化学方程式为____________________________。(4)火箭和导弹表面的涂层是耐高温的物质。将铝粉、二氧化钛粉和石墨粉按一定比例混合在高温下煅烧，所得物质可作耐高温材料，反应的热化学方程式为4Al(s)＋3TiO2(s)＋3C(s)===2Al2O3(s)＋3TiC(s)　ΔH＝－1 176 kJ·mol－1。则反应过程中，每转移2 mol电子，放出的热量为________ kJ。18．(14分)Ⅰ.下图中电极a、b分别为Ag电极和Pt电极，电极c、d都是石墨电极。通电一段时间后，在c、d两极上共收集到336 mL(标准状态)气体。回答：(1)直流电源中，M为________极。(2)Pt电极上生成的物质是________，其质量为________g。(3)电源输出的电子，其物质的量与电极b、c、d分别生成的物质的物质的量之比为2∶________∶________∶________。(4)AgNO3溶液的浓度________(填“增大”“减小”或“不变”，下同)，硫酸的浓度________。(5)若硫酸的质量分数由5.00%变为5.02%，则原有5.00%的硫酸为________ g。Ⅱ.高氯酸铵(AP)受高温和猛烈撞击能引起爆炸，可用作火箭推进剂。目前制备高氯酸铵的流程如下： eq \b\lc\ \rc\](\a\vs4\al\co1(Cl2,NaOH溶液)) ―→混合物A eq \o(――→,\s\up7(水蒸气)) HClO eq \o(――→,\s\up7(电解)) HClO3 eq \o(――→,\s\up7(电解)) HClO4 eq \o(――→,\s\up7(NH3·H2O)) NH4ClO4(1)写出Cl2和NaOH溶液反应的离子方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)将HClO3加入到电解槽中，电解产生H2和O3，产生H2的电极名称为________，写出产生O3的电极反应式：________________________________________________________________________。(3)O3与ClO eq \o\al(\s\up1(－),\s\do1(3)) 反应生成ClO eq \o\al(\s\up1(－),\s\do1(4)) ，O3与ClO eq \o\al(\s\up1(－),\s\do1(3)) 反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为________________________________________________________________________。专题1质量检测　化学反应与能量变化1．答案：C解析：A.Na和Cl2反应为放热反应，NaCl中Na＋、Cl－均为稳定结构，因此生成NaCl，体系能量降低，正确；B.物质燃烧是放热反应，可以看做是储存在物质内部的能量转化为热能释放出来，正确；C.氮气分子内部存在着很强的化学键，所以通常情况下氮气的的化学性质稳定，错误；D.需要加热的反应可能是放热反应，也可能是吸热反应，一个化学反应是放热反应还是吸热反应与反应物与生成物的能量差有关，与是否需要加热无关，正确。故选C。2．答案：D解析：由图可知，反应物的能量小于生成物的能量，该反应属于吸热反应；①酸碱中和反应是放热反应，故错误；②镁与盐酸的反应是放热反应，故错误；③生石灰和水反应生成熟石灰，是放热反应，故错误；④铝热反应是放热反应，故错误；⑤石灰石分解是吸热反应，故正确；⑥甲烷燃烧是放热反应，故错误；⑦灼热的炭与二氧化碳反应是吸热反应，故正确；则⑤⑦正确，故D正确。3．答案：C解析：电解时Na＋移向阴极区，则f为电源负极，A项错误；电解时，阳极反应为2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，Na＋移向阴极区，阳极区溶液逐渐由NaClO4转化为HClO4；阴极反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，阴极区产生NaOH，B项错误、C项正确；根据得失电子守恒，若转移2 mol电子，理论上生成201 g HClO4，D项错误。4．答案：C解析：钢闸门连接锌块，Fe、Zn、电解质溶液构成原电池，Fe失电子能力小于Zn而作正极被保护，所以该保护方法属于牺牲阳极的阴极保护法，水中的钢闸门连接电源负极，阴极上得电子被保护，所以属于使用外加电流的阴极保护法，故A正确；图1中，电子从锌块经外电路移向钢闸门，图2中，电子从电源负极移向钢闸门，故B正确；图1形成了原电池，锌做负极，发生氧化反应；图2形成电解池，高硅铸铁做阳极，也发生氧化反应，故C错误；图1中钢闸门做正极，发生锌的吸氧腐蚀，氧气在钢闸门上放电；图2中钢闸门做阴极，水电离出的氢离子在其上面放电，故两者的钢闸门上放电微粒不同，故D正确。5．答案：B解析：铁燃料电池总反应为3Fe＋2O2===Fe3O4，Fe化合价升高、发生失去电子的氧化反应，为原电池负极，故A错误；铁燃料电池是碱性电池，通过KOH溶液形成闭合回路，电解质溶液为KOH溶液，故B正确；原电池中，Fe为负极、多孔碳为正极，原电池工作时，电子由负极Fe流出，经过导线流向正极多孔碳，故C错误；负极电极反应式为3Fe－8e－＋8OH－===Fe3O4＋4H2O，n(e－)＝ eq \f(8,3) n(Fe)，所以5.6 g Fe即0.1 mol Fe参与反应，导线中流过0.1× eq \f(8,3) ×6.02×1023个e－，即1.61×1023个e－，故D错误。故选B。6．答案：D解析：由图可知，在化学反应中存在化学键的断裂与形成，故A正确；催化剂的作用原理是降低活化能，即使反应物的化学键变得容易断裂，故B正确；过程②化学键断裂需要吸收能量，过程③化学键形成则放出能量，故C正确；常温下该反应难以进行，是因为常温下反应物的化学键难以断裂，故D错误。7．答案：C解析：在比较ΔH时不仅要看物质的量与聚集状态，还要看正负。该题中反应都是放热反应，故ΔH1、ΔH2、ΔH3、ΔH4，即a、b、c、d均小于0，(2)中反应物是(1)中反应物的2倍，故放出的热量也是(1)中放出热量的2倍，故2a＝b<0，同理，2c＝d<0；(1)中生成气态水，而(3)中生成液态水，(1)比(3)放出的热量少，故c