2023屆高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)第6章化學(xué)反應(yīng)與能量轉(zhuǎn)化章末綜合檢測(六)魯科版

第6章化學(xué)反應(yīng)與能量轉(zhuǎn)化章末綜合檢測(六)(時(shí)間：60分鐘；滿分：100分)一、選擇題(本題包括9小題，每小題5分，共45分)1．(2023·杭州一模)碳酸鈣分解的反應(yīng)需要在高溫下持續(xù)加熱，根據(jù)如圖所示的反應(yīng)判斷下列說法中錯(cuò)誤的是()A．1molCO2(g)和1molCaO(s)的總能量大于1molCaCO3(s)的總能量B．該反應(yīng)的焓變大于零C．該反應(yīng)中有離子鍵斷裂也有共價(jià)鍵斷裂，化學(xué)鍵斷裂吸收能量，化學(xué)鍵生成放出能量D．由該反應(yīng)可推出凡是需要加熱才發(fā)生的反應(yīng)均為吸熱反應(yīng)解析：選D。因?yàn)樘妓徕}受熱分解是吸熱反應(yīng)，所以1molCO2(g)和1molCaO(s)的總能量大于1molCaCO3(s)的總能量，焓變大于零，A、B正確；在CaCO3中，Ca2＋和COeq\o\al(2－,3)之間存在離子鍵，COeq\o\al(2－,3)中C與O之間存在共價(jià)鍵，故反應(yīng)中有離子鍵斷裂也有共價(jià)鍵斷裂，舊化學(xué)鍵斷裂吸收能量，新化學(xué)鍵形成放出能量，C正確；需要加熱才發(fā)生的反應(yīng)不一定為吸熱反應(yīng)，如碳的燃燒需要加熱，但該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，D錯(cuò)誤。2．(2023·天津河西區(qū)模擬)通過以下反應(yīng)均可獲取H2。下列有關(guān)說法不正確的是()①太陽光催化分解水制氫：2H2O(l)=2H2(g)＋O2(g)ΔH1＝571．6kJ/mol②焦炭與水反應(yīng)制氫：C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g)ΔH2＝131．3kJ/mol③甲烷與水反應(yīng)制氫：CH4(g)＋H2O(g)=CO(g)＋3H2(g)ΔH3＝206．1kJ/molA．由反應(yīng)①知H2的燃燒熱為571．6kJ/molB．反應(yīng)②中生成物的總能量高于反應(yīng)物的總能量C．反應(yīng)③若改用新催化劑，ΔH3不變化D．反應(yīng)CH4(g)=C(s)＋2H2(g)的ΔH＝74．8kJ/mol解析：選A。A．在一定條件下，1mol可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定氧化物時(shí)所放出的熱量是燃燒熱，由反應(yīng)①知H2的燃燒熱為285．8kJ/mol，A錯(cuò)誤；B．反應(yīng)②的焓變大于0，說明該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，生成物的總能量高于反應(yīng)物的總能量，B正確；C．反應(yīng)③使用催化劑，可以加快反應(yīng)速率，但是催化劑不影響反應(yīng)熱，所以改用新催化劑后ΔH3不變，C正確；D．根據(jù)蓋斯定律，③－②可得：反應(yīng)CH4(g)=C(s)＋2H2(g)的ΔH＝206．1kJ/mol－131．3kJ/mol＝74．8kJ/mol，D正確。3．如圖所示，將緊緊纏繞不同金屬的鐵釘放入培養(yǎng)皿中，再加入含有適量酚酞和NaCl的瓊脂熱溶液，冷卻后形成瓊膠(離子在瓊膠內(nèi)可以移動(dòng))。下列敘述正確的是()A．a(chǎn)中鐵釘附近呈現(xiàn)紅色B．b中鐵釘上發(fā)生還原反應(yīng)C．a(chǎn)中銅絲上發(fā)生氧化反應(yīng)D．b中鋁條附近有氣泡產(chǎn)生解析：選B。a、b兩裝置中金屬接觸中性電解質(zhì)溶液，都發(fā)生吸氧腐蝕。a中鐵釘作負(fù)極，銅絲作正極，正極上的反應(yīng)為O2＋2H2O＋4e－=4OH－，堿性增強(qiáng)，銅絲附近呈紅色，故A、C兩項(xiàng)錯(cuò)；b中形成的原電池Al作負(fù)極，電極反應(yīng)為Al－3e－=Al3＋，故D項(xiàng)錯(cuò)；b中鐵釘作正極，發(fā)生還原反應(yīng)，故B項(xiàng)正確。4．(2023·濱州統(tǒng)考)利用電解原理凈化含有機(jī)物的廢水，其原理是在電解條件下將較低價(jià)態(tài)的金屬離子(Co2＋)氧化成較高價(jià)態(tài)的金屬離子(Co3＋)，利用較高價(jià)態(tài)的金屬離子將廢水中的有機(jī)物氧化成CO2。裝置如圖所示。下列說法正確的是()A．鋅極為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)B．石墨極上發(fā)生的電極反應(yīng)式為Co2＋－e－=Co3＋C．電解過程中，陰極附近溶液pH減小D．氧化1molHCHO時(shí)電路中至少轉(zhuǎn)移3mol電子解析：選B。根據(jù)圖示知，鋅為陰極、石墨為陽極，陰極發(fā)生還原反應(yīng)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；石墨極發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為Co2＋－e－=Co3＋，B項(xiàng)正確；鋅極的電極反應(yīng)式為2H＋＋2e－=H2↑，陰極附近溶液pH增大，C項(xiàng)錯(cuò)誤；4Co3＋＋HCHO＋H2O=CO2↑＋4H＋＋4Co2＋，氧化1molHCHO時(shí)至少要轉(zhuǎn)移4mol電子，D項(xiàng)錯(cuò)誤。5．(2023·重慶一中月考)現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中常用電解氯化亞鐵溶液的方法制得氯化鐵溶液吸收有毒的硫化氫氣體。工藝原理如圖所示。下列說法中不正確的是()A．左槽中發(fā)生的反應(yīng)為2Cl－－2e－=Cl2↑B．右槽中的反應(yīng)式：2H＋＋2e－=H2↑C．H＋從電解池左槽遷移到右槽D．FeCl3溶液可以循環(huán)利用解析：選A。根據(jù)裝置圖可知Fe2＋在電解池的左槽中被氧化生成Fe3＋，則左槽是電解池的陽極，右槽是電解池的陰極。陽極(左槽)的電極反應(yīng)式為Fe2＋－e－=Fe3＋，A項(xiàng)錯(cuò)誤；陰極(右槽)的電極反應(yīng)式為2H＋＋2e－=H2↑，B項(xiàng)正確；電解池中H＋從電解池陽極(左槽)遷移到陰極(右槽)，C項(xiàng)正確；反應(yīng)池中的反應(yīng)為2FeCl3＋H2S=2FeCl2＋2HCl＋S↓，故FeCl3溶液可以循環(huán)利用，D項(xiàng)正確。6．(2023·遼寧五校聯(lián)考)對下列由電極和電解質(zhì)溶液構(gòu)成的裝置敘述不正確的是()A．若X、M、Q分別是H2SO4、Pb和PbO2，a、b連接后兩極都有PbSO4生成B．若X、M、Q分別是滴加酚酞的Na2SO4、C和Fe，a，b分別連接電池的正、負(fù)極，則通電后Q周圍溶液顏色變紅C．若X、M、Q分別是CuSO4、Cu和Fe，a、b分別連接電源的正、負(fù)極，則可在鐵上鍍銅D．若X、M、Q分別是NaCl、C和Fe，則a、b連接后，M電極上有氣體產(chǎn)生解析：選D。A項(xiàng)構(gòu)成的是鉛蓄電池，在正極和負(fù)極均生成PbSO4，A項(xiàng)正確；B項(xiàng)為電解池，Q與電源負(fù)極相連作陰極，陰極H2O電離出的H＋放電，Q極周圍OH－濃度增大，溶液遇酚酞變成紅色，B項(xiàng)正確；C項(xiàng)為電鍍池，Cu和Fe分別為陽極和陰極，能實(shí)現(xiàn)Fe上鍍Cu，C項(xiàng)正確；D項(xiàng)電解質(zhì)溶液呈中性，F(xiàn)e發(fā)生吸氧腐蝕，M電極的電極反應(yīng)式為O2＋2H2O＋4e－=4OH－，D項(xiàng)錯(cuò)誤。7．(2023·湖北四校聯(lián)考)用固體氧化物作電解質(zhì)的甲醇-氧氣燃料電池電解Na2SO4溶液制備白色的Fe(OH)2。其原理如圖所示：下列有關(guān)說法正確的是()A．Fe為陰極B．碳棒Y上的電極反應(yīng)式為O2＋4e－＋4H＋=2H2OC．碳棒X上的電極反應(yīng)式為CH3OH－6e－＋3O2－=CO2↑＋2H2OD．C電極的表面觀察到Fe(OH)2白色沉淀解析：選C。選項(xiàng)A中Fe失電子提供Fe2＋，發(fā)生氧化反應(yīng)，作陽極，A項(xiàng)錯(cuò)誤。選項(xiàng)B中以固體氧化物作為電解質(zhì)，因此電極反應(yīng)式中不應(yīng)出現(xiàn)H＋，B項(xiàng)錯(cuò)誤。選項(xiàng)D中Fe(OH)2白色沉淀應(yīng)在兩極之間形成，而不是在電極表面，D項(xiàng)錯(cuò)誤。8．(2023·福州一模)我國對“可呼吸”的鈉-二氧化碳電池的研究取得突破性進(jìn)展。該電池的總反應(yīng)式為4Na＋3CO2eq\o(,\s\up7(放電),\s\do5(充電))2Na2CO3＋C，其工作原理如圖所示(放電時(shí)產(chǎn)生的Na2CO3固體儲(chǔ)存于碳納米管中)。下列說法不正確的是()A．放電時(shí)，鈉金屬片作負(fù)極，碳納米管作正極B．充電時(shí)，陽極反應(yīng)為2Na2CO3＋C－4e－=3CO2↑＋4Na＋C．放電時(shí)，Na＋從負(fù)極區(qū)向正極區(qū)移動(dòng)D．該電池的電解質(zhì)溶液也可使用NaClO4的水溶液解析：選D。根據(jù)電池的總反應(yīng)式可知，放電時(shí)Na發(fā)生氧化反應(yīng)，則鈉金屬片作負(fù)極，碳納米管作正極，A項(xiàng)正確；充電時(shí)，陽極上發(fā)生氧化反應(yīng)，C轉(zhuǎn)化為CO2，電極反應(yīng)為2Na2CO3＋C－4e－=3CO2↑＋4Na＋，B項(xiàng)正確；放電時(shí)，Na＋從負(fù)極區(qū)向正極區(qū)移動(dòng)，C項(xiàng)正確；金屬鈉能與水反應(yīng)，故電解質(zhì)溶液不能使用NaClO4的水溶液，D項(xiàng)錯(cuò)誤。9．(2023·高考浙江卷)金屬(M)-空氣電池(如圖)具有原料易得、能量密度高等優(yōu)點(diǎn)，有望成為新能源汽車和移動(dòng)設(shè)備的電源。該類電池放電的總反應(yīng)方程式為4M＋nO2＋2nH2O=4M(OH)n。已知：電池的“理論比能量”指單位質(zhì)量的電極材料理論上能釋放出的最大電能。下列說法不正確的是()A．采用多孔電極的目的是提高電極與電解質(zhì)溶液的接觸面積，并有利于氧氣擴(kuò)散至電極表面B．比較Mg、Al、Zn三種金屬-空氣電池，Al-空氣電池的理論比能量最高C．M-空氣電池放電過程的正極反應(yīng)式：4Mn＋＋nO2＋2nH2O＋4ne－=4M(OH)nD．在Mg-空氣電池中，為防止負(fù)極區(qū)沉積Mg(OH)2，宜采用中性電解質(zhì)及陽離子交換膜解析：選C。A項(xiàng)，采用多孔電極可以增大電極與電解質(zhì)溶液的接觸面積，且有利于氧氣擴(kuò)散至電極表面，正確；B項(xiàng)，根據(jù)“已知”信息知鋁的比能量比Mg、Zn的高，正確；C項(xiàng)，M-空氣電池放電過程中，正極為氧氣得到電子生成OH－，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，為了避免正極生成的OH－移至負(fù)極，應(yīng)選用陽離子交換膜，正確。二、非選擇題(本題包括5小題，共55分)10．(6分)從NOeq\o\al(－,3)、SOeq\o\al(2－,4)、Cl－、Cu2＋、Ba2＋、Ag＋、H＋等中選出適當(dāng)?shù)碾x子組成電解質(zhì)，采用惰性電極對其溶液進(jìn)行電解。(1)若兩極分別放出H2和O2，電解質(zhì)的化學(xué)式為______________________。(2)若陰極析出金屬，陽極放出氧氣，電解質(zhì)的化學(xué)式為______________________。(3)若兩極分別放出氣體，且體積比為1∶1，電解質(zhì)的化學(xué)式為______________________。解析：(1)兩極分別放出H2和O2，即H＋和OH－放電，實(shí)質(zhì)是電解H2O，水中的溶質(zhì)應(yīng)起導(dǎo)電作用，它可以是HNO3、H2SO4、Ba(NO3)2中的任意一種，但不是BaSO4。(2)陰極析出金屬，即Ag＋或Cu2＋放電；陽極放出O2，即OH－放電。水中的溶質(zhì)可以是AgNO3、Cu(NO3)2、CuSO4中的任意一種。(3)兩極都生成氣體，且氣體體積比為1∶1，則放電的離子應(yīng)是Cl－和H＋。水中的溶質(zhì)可以是HCl、BaCl2中的任意一種。答案：(1)HNO3[或H2SO4或Ba(NO3)2](2)AgNO3[或Cu(NO3)2或CuSO4](3)HCl(或BaCl2)11．(12分)(1)常溫下，0．5mol甲醇在氧氣中完全燃燒生成CO2和液態(tài)水，放出熱量363．3kJ。寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：_______________________________________。(2)請?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)燃料電池：電解質(zhì)溶液為強(qiáng)堿溶液，Pt作電極，在電極上分別通入甲醇和氧氣。通入甲醇的電極應(yīng)為________極(填“正”或“負(fù)”)，該電極上發(fā)生的電極反應(yīng)式為________________________________________________________________________。(3)用Pt作電極電解1LpH＝6的硝酸銀溶液，如圖甲所示，則右邊電極上發(fā)生的電極反應(yīng)式為__________________________________________________。(4)某化學(xué)學(xué)習(xí)興趣小組為了研究金屬的腐蝕現(xiàn)象，將一枚鐵釘放在“84”消毒液(有效成分為NaClO)中，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖乙所示實(shí)驗(yàn)裝置，寫出石墨電極上發(fā)生的電極反應(yīng)式：________________________________________________________________________。解析：(2)通入燃料的電極為負(fù)極，在強(qiáng)堿性溶液中甲醇的氧化產(chǎn)物應(yīng)為碳酸鹽；(3)用惰性電極電解硝酸銀溶液時(shí)，陽極是水失去電子產(chǎn)生氧氣；(4)“84”消毒液中ClO－在正極得電子生成Cl－。答案：(1)CH3OH(l)＋eq\f(3,2)O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－726．6kJ·mol－1(2)負(fù)CH3OH＋8OH－－6e－=COeq\o\al(2－,3)＋6H2O(3)2H2O－4e－=O2↑＋4H＋(4)ClO－＋H2O＋2e－=Cl－＋2OH－12．(12分)新型高效的甲烷燃料電池采用鉑為電極材料，兩電極上分別通入CH4和O2，電解質(zhì)為KOH溶液。某研究小組將兩個(gè)甲烷燃料電池串聯(lián)后作為電源，進(jìn)行電解飽和氯化鈉溶液實(shí)驗(yàn)，如圖所示?；卮鹣铝袉栴}：(1)甲烷燃料電池正極、負(fù)極的電極反應(yīng)式分別為__________________________、________________________________________________________________________。(2)閉合K開關(guān)后，a、b電極上均有氣體產(chǎn)生，其中b電極上得到的是________________，電解飽和氯化鈉溶液的總反應(yīng)方程式為____________________________________________。(3)若每個(gè)電池甲烷通入量均為1L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，且反應(yīng)完全，則理論上通過電解池的電量為________________________________________________________________________________________(法拉第常數(shù)F＝9．65×104C·mol－1，列式計(jì)算)，最多能產(chǎn)生的氯氣體積為________L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。解析：(1)甲烷燃料電池的總反應(yīng)方程式為CH4＋2O2＋2OH－=COeq\o\al(2－,3)＋3H2O，正極反應(yīng)式為2O2＋4H2O＋8e－=8OH－，負(fù)極反應(yīng)式由總反應(yīng)式減去正極反應(yīng)式即可得到；(2)由圖示可知，甲烷燃料電池中通入CH4的一極為負(fù)極，因而與之相連的b電極為陰極，產(chǎn)生的氣體為氫氣；(3)1mol甲烷被氧化失去電子8mol，電量為8×9．65×104C，題中雖有兩個(gè)燃料電池，但電子的轉(zhuǎn)移只能用一個(gè)電池的甲烷量計(jì)算，可根據(jù)CH4～8e－～4Cl2計(jì)算出標(biāo)準(zhǔn)狀況下產(chǎn)生氯氣的體積為4L。答案：(1)2O2＋4H2O＋8e－=8OH－CH4＋10OH－－8e－=COeq\o\al(2－,3)＋7H2O(2)H22NaCl＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(通電))2NaOH＋H2↑＋Cl2↑(3)eq\f(1L,22.4L·mol－1)×8×9．65×104C·mol－1＝3．45×104C413．(12分)能源的開發(fā)、利用與人類社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展息息相關(guān)，怎樣充分利用好能源是擺在人類面前的重大課題。Ⅰ．已知：Fe2O3(s)＋3C(石墨，s)=2Fe(s)＋3CO(g)ΔH＝akJ·mol－1CO(g)＋1/2O2(g)=CO2(g)ΔH＝bkJ·mol－1C(石墨，s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH＝ckJ·mol－1則反應(yīng)：4Fe(s)＋3O2(g)=2Fe2O3(s)的焓變?chǔ)＝________kJ·mol－1。Ⅱ．(1)依據(jù)原電池的構(gòu)成原理，下列化學(xué)反應(yīng)在理論上可以設(shè)計(jì)成原電池的是________(填序號(hào))。A．C(s)＋CO2(g)=2CO(g)B．NaOH(aq)＋HCl(aq)=NaCl(aq)＋H2O(l)C．2H2O(l)=2H2(g)＋O2(g)D．CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)若以KOH溶液為電解質(zhì)溶液，依據(jù)所選反應(yīng)可以設(shè)計(jì)成一個(gè)原電池，請寫出該原電池的電極反應(yīng)式。負(fù)極：____________________________________________________________________，正極：____________________________________________________________________。(2)二氧化氯(ClO2)是一種高效安全的自來水消毒劑。ClO2是一種黃綠色氣體，易溶于水。實(shí)驗(yàn)室以NH4Cl、鹽酸、NaClO2為原料制備ClO2流程如下：已知：電解過程中發(fā)生的反應(yīng)為NH4Cl＋2HCleq\o(=,\s\up7(電解))NCl3＋3H2↑，NCl3中氮元素為＋3價(jià)。①寫出電解時(shí)陰極的電極反應(yīng)式：______________________________________________。②在陽極上放電的離子是________。解析：Ⅰ．①Fe2O3(s)＋3C(石墨，s)=2Fe(s)＋3CO(g)ΔH＝akJ·mol－1②CO(g)＋1/2O2(g)=CO2(g)ΔH＝bkJ·mol－1③C(石墨，s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH＝ckJ·mol－1由蓋斯定律(③－②)×6－①×2得4Fe(s)＋3O2(g)=2Fe2O3(s)ΔH＝[6(c－b)－2a]kJ·mol－1。Ⅱ．(1)設(shè)計(jì)成原電池需要是自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)。A項(xiàng)是非自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)，不選；B項(xiàng)是復(fù)分解反應(yīng)，不是氧化還原反應(yīng)，不選；C項(xiàng)是非自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)，不選；D項(xiàng)是自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)，可以設(shè)計(jì)成原電池。D項(xiàng)反應(yīng)可設(shè)計(jì)成甲烷燃料電池，在堿溶液中甲烷在負(fù)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，氧氣在正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)。負(fù)極：CH4－8e－＋10OH－=COeq\o\al(2－,3)＋7H2O；正極：2O2＋4H2O＋8e－=8OH－。(2)①電解時(shí)陰極上是氫離子得到電子生成氫氣，陰極的電極反應(yīng)式為2H＋＋2e－=H2↑；②電解時(shí)陽極上是銨根離子失去電子生成NCl3。答案：Ⅰ．6(c－b)－2aⅡ．(1)DCH4－8e－＋10OH－=COeq\o\al(2－,3)＋7H2O2O2＋4H2O＋8e－=8OH－(2)①2H＋＋2e－=H2↑②NHeq\o\al(＋,4)14．(13分)(2023·南通一模)電解法處理含氮氧化物的廢氣，可回收硝酸，具有較高的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。實(shí)驗(yàn)室模擬電解法吸收NOx的裝置如圖所示(圖中電極均為石墨電極)。(1)若用NO2氣體進(jìn)行模擬電解法吸收實(shí)驗(yàn)。①寫出電解時(shí)NO2發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式：_________________________________________________________________________________________________________。②若在標(biāo)準(zhǔn)狀況下有2．24LNO2被吸收，通過陽離子交換膜(只允許陽離子通過)的H＋為________mol。(2)某小組在右室裝有10L0．2mol·L－1硝酸，用含NO和NO2(不考慮NO2轉(zhuǎn)化為N2O4)的廢氣進(jìn)行模擬電解法吸收實(shí)驗(yàn)。①實(shí)驗(yàn)前，配制10L0．2mol·L－1硝酸需量取________mL、密度為1．4g·mL－1、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為63%的濃硝酸。②電解過程中，有部分NO轉(zhuǎn)化為HNO2。實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，測得右室溶液中含3molHNO3、0．1molHNO2，同時(shí)左室收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下28LH2。計(jì)算原氣體中NO和NO2的體積比(假設(shè)尾氣不含氮氧化物，寫出計(jì)算過程)。解析：(1)①從題圖知，NOx在電解時(shí)會(huì)轉(zhuǎn)化成HNO3，則NO2中N由