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2019-2020年高考化學一輪復習 課時跟蹤訓練 第六章 化學反應與能量變化 專題課時4 新型化學電源 新人教版 一、選擇題 1．(xx海淀期末)下列與金屬腐蝕有關的說法中，不正確的是(　　) A．鋼鐵在潮濕空氣中生銹屬于電化學腐蝕 B．電化學腐蝕一般可分為吸氧腐蝕和析氫腐蝕 C．金屬腐蝕的本質是金屬原子失去電子被氧化 D．鋁具有很強的抗腐蝕能力，是因為其不易與氧氣發(fā)生反應 解析　鋼鐵中含有碳，在潮濕的空氣中易形成Fe－C原電池而被腐蝕，A項正確；金屬在酸性較強的環(huán)境中發(fā)生析氫腐蝕，在酸性極弱或中性環(huán)境中發(fā)生吸氧腐蝕，析氫腐蝕和吸氧腐蝕都屬于電化學腐蝕，B項正確；金屬被腐蝕的本質是金屬原子失去電子被氧化，C項正確；鋁具有很強的抗腐蝕能力是因為鋁的表面易形成一層致密的氧化物薄膜，從而阻止了鋁進一步被氧化，D項錯誤。 答案　D 2．(xx上海長寧一模，14)以下關于如圖說法正確的是(　　) A．如圖表明催化劑可以改變反應的熱效應 B．如圖表示某反應能量的變化與生成物狀態(tài)無關 C．如圖表示某吸熱反應分別在有、無催化劑的情況下反應過程中的能量變化 D．如圖表明化學反應不僅遵循質量守恒定律，也遵循能量守恒 解析　A項，催化劑不能改變反應的熱效應，只能改變反應的活化能，錯誤；B項，反應能量的變化與生成物狀態(tài)及量都有關系，錯誤；C項，圖中表示的是放熱反應，錯誤；D項，圖中表明化學反應不僅遵循質量守恒定律，也遵循能量守恒，正確。 答案　D 3．下列說法正確的是(　　) A．如圖可表示水分解過程中的能量變化 B．若2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH＝－221.0 kJmol－1，則碳的燃燒熱為110.5 kJmol－1 C．需要加熱的反應一定是吸熱反應，常溫下能發(fā)生的反應一定是放熱反應 D．已知：Ⅰ：對于反應H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g) ΔH＝－a kJmol－1， Ⅱ： 且a、b、c均大于零，則斷開1 mol H—Cl鍵所需的能量為(a＋b＋c)kJ 解析　A項，水分解過程是吸熱反應，使用催化劑會降低活化能，正確；B項，燃燒熱是1 mol純物質完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物(如CO2)放出的熱量，錯誤；C項，加熱與吸熱、放熱反應無關，如金屬的燃燒多數需要加熱，錯誤；D項，斷開1 mol H—Cl鍵所需的能量為kJ，錯誤。 答案　A 4．化學反應的本質是舊化學鍵的斷裂和新化學鍵的形成。已知某些化學鍵的鍵能數據如下： 化學鍵 H—H Cl—Cl H—Cl 鍵能/(kJmol－1) 436 243 431 則下列熱化學方程式不正確的是(　　) A.H2(g)＋Cl2(g)===HCl (g) ΔH＝－91.5 kJ mol －1 B．H2 (g) ＋Cl2 (g) ===2HCl (g) ΔH＝－183 kJ mol－1 C.H2(g)＋Cl2(g)===HCl (g) ΔH＝＋91.5 kJ mol －1 D．2HCl (g) ===H2 (g)＋Cl2 (g) ΔH＝＋183 kJ mol－1 解析　化學反應的焓變ΔH＝反應物的鍵能之和－生成物的鍵能之和，反應H2(g)＋Cl2(g)===HCl (g)的　ΔH＝(436 kJ mol －1＋ 243 kJmol －1)/2－431 kJ mol －1＝－91.5 kJ mol －1，所以A項正確、C項錯誤；B項反應的ΔH＝－91.5 kJmol－1 2＝－183 kJmol－1，正確；D項反應是B項反應的逆反應，生成 HCl 的反應是放熱反應；則 HCl 的分解反應是吸熱反應，吸收的熱量與放出的熱量相等，D項正確。 答案　C 5．(xx大連雙基)下列有關電化學裝置的說法正確的是(　　) A．用圖1裝置處理銀器表面的黑斑(Ag2S)，銀器表面發(fā)生的反應為Ag2S＋2e－===2Ag＋S2－ B．用圖2裝置電解一段時間后，銅電極部分溶解，溶液中銅離子的濃度基本不變 C．圖3裝置中若直流電源的X極為負極，則該裝置可實現粗銅的電解精煉 D．圖4裝置中若M是銅，則該裝置能防止鐵被腐蝕 解析　題圖1裝置中，銀器、鋁與食鹽水構成原電池，銀器是正極，銀器上的Ag2S發(fā)生還原反應生成銀，A項正確；題圖2裝置中，銅電極是陰極，銅不參與電極反應，B項錯誤；題圖3裝置中若X極為負極，則粗銅是陰極，電解精煉銅時粗銅應作陽極，C項錯誤；題圖4裝置中，鐵作負極，鐵被腐蝕，D項錯誤。 答案　A 6．下列電極反應式與出現的環(huán)境相匹配的是(　　) 選項 電極反應式 出現的環(huán)境 A O2＋2H2O＋4e－===4OH－ 堿性環(huán)境下氫氧燃料電池的負極反應 B 4OH－－4e－===O2↑＋2H2O 弱酸性環(huán)境下鋼鐵的吸氧腐蝕 C Cu－2e－===Cu2＋ 粗銅精煉的陽極主要發(fā)生的反應 D H2－2e－===2H＋ 用惰性電極電解H2SO4溶液的陽極反應 解析　所給電極反應式為正極反應式，A項錯誤；在弱酸性環(huán)境下，鋼鐵主要發(fā)生析氫腐蝕，B項錯誤；用惰性電極電解H2SO4溶液的陽極反應為2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，D項錯誤。 答案　C 7．(xx貴陽期末，6)Na在不同條件下與O2反應生成Na2O和Na2O2。已知：25 ℃、101 kPa時： ①2Na(s)＋O2(g)===Na2O(s)　ΔH1＝－414 kJmol－1 ②2Na(s)＋O2(g)===Na2O2(s)　ΔH2＝－511 kJmol－1 下列說法正確的是(　　) A．等量的Na充分反應后，反應①和②生成物的陰陽離子個數比不相等 B．等量的Na充分反應后，反應①和②轉移電子數不同 C．Na與足量O2反應生成Na2O，隨溫度升高生成Na2O的速率逐漸加快 D．25 ℃ 101 kPa下，Na2O2(s)＋Na(s)===Na2O(s)ΔH＝－158.5 kJmol－1 解析　A項，Na2O由Na＋和O2－構成，Na2O2由Na＋和O構成，兩者所含陽陰離子數目比均為2∶1；B項，兩反應中Na→Na＋，所以等量的Na反應時轉移的電子數一定相同；C項，常溫下Na與O2生成Na2O，而溫度升高時，Na與O2生成Na2O2；D項，要求的熱化學方程式可由①－②得到，所以ΔH＝－414 kJmol－1－(－511 kJmol－1)＝－158.5 kJmol－1。 答案　D 8．某同學組裝了如圖所示的電化學裝置，電極Ⅰ為Al，其他電極均為Cu，則 (　　) A. 電流方向：電極Ⅳ→?→電極Ⅰ B. 電極Ⅰ發(fā)生還原反應 C. 電極Ⅱ逐漸溶解 D. 電極Ⅲ的電極反應：Cu2＋＋2e－===Cu 解析　當多個電池串聯時，兩電極材料活潑性相差大的作原電池，其他池作電解池，由此可知圖示中左邊兩池組成原電池，右邊組成電解池。A項，電子移動方向：電極Ⅰ→?→電極Ⅳ，電流方向與電子移動方向相反，A正確。 答案　A 9．如下圖所示，x、y分別是直流電源的兩極，通電后發(fā)現a極板質量增加，b極板處有無色、無味氣體放出。符合這一情況的是附表中的(　　) a極板 b極板 x電極 z溶液 A 鋅 石墨 負極 CuSO4 B 石墨 石墨 正極 NaOH C 銀 鐵 正極 AgNO3 D 銅 石墨 負極 CuCl2 解析　由題意知a極板質量增加，a應為陰極，則b為陽極，x為電源的負極，y為電源的正極。A選項中a極板為陰極，b極板為陽極，參考各個選項知，A項符合。 答案　A 10．(xx烏魯木齊二診)已知平衡：①C2H4(g)C2H2(g)＋H2(g)，②2CH4(g)C2H4(g)＋2H2(g)。當升高溫度時，①和②式均向右移動。 a．C(s)＋2H2(g)CH4(g)　ΔH1 b．2C(s)＋H2(g)C2H2(g)　ΔH2 c．2C(s)＋2H2(g)C2H4(g)　ΔH3 下列有關a、b和c中的ΔH1、ΔH2、ΔH3大小順序排列正確的是(　　) A．ΔH1＞ΔH2＞ΔH3 B．ΔH2＞ΔH3＞2ΔH1 C．ΔH2＞ΔH1＞ΔH3 D．ΔH3＞ΔH2＞2ΔH1 解析　升高溫度，平衡向吸熱反應方向移動，所以①、②兩反應的正反應都是吸熱反應，反應熱均大于零，根據蓋斯定律可知，b－c＝①，即ΔH2－ΔH3＞0，所以ΔH2＞ΔH3；c－2a＝②，即ΔH3－2ΔH1＞0，所以ΔH3＞2ΔH1。綜上可得：ΔH2＞ΔH3＞2ΔH1，選B。 答案　B 11．(xx杭州二檢)含乙酸鈉和對氯酚()的廢水可以利用微生物電池除去，其原理如圖所示。下列有關說法不正確的是(　　) A．B極是負極 B．質子從A極移向B極 C．B極的電極反應式：CH3COO－－8e－＋4H2O===2HCO＋9H＋ D．處理后的廢水pH降低 解析　兩極的變化為：A極，C6H5OCl―→C6H5OH＋Cl－，發(fā)生還原反應；B極，CH3COO－―→HCO，發(fā)生氧化反應；即A極為正極，B極為負極，A項正確；質子應該由B極移向A極，B項錯誤；B極的轉變?yōu)镃H3COO－―→HCO，對應的電極反應式為CH3COO－－8e－＋4H2O===2HCO＋9H＋，C項正確；正極反應為C6H5OCl＋2e－＋H＋===C6H5OH＋Cl－，總反應式為CH3COO－＋4C6H5OCl＋4H2O===2HCO＋4C6H5OH＋4Cl－＋5H＋，所以反應過程中H＋量增加，溶液酸性增強，D項正確。 答案　B 二、填空題 12．某化學活動小組利用如圖甲裝置對原電池進行探究，請回答以下問題：(其中鹽橋為含有飽和KCl溶液的瓊脂) (1)在甲裝置中，當電流計中指針發(fā)生偏轉時，鹽橋中的K＋移向________燒杯(填“A”或“B”)，裝置中電子的移動路徑和方向為__________________________。 該小組同學提出設想：如果將實驗中的鹽橋換為導線(銅制)，電流表是否也發(fā)生偏轉呢？帶著疑問，該小組利用乙裝置進行了實驗，發(fā)現電流計指針同樣發(fā)生偏轉?；卮鹣铝袉栴}： (2)對于實驗中產生電流的原因，起初認為該裝置仍然為原電池，但老師提醒注意使用的是銅導線，經深入探討后認為燒杯A實際為原電池，在此問題上，該小組成員的意見發(fā)生了很大的分歧。 ①一部分同學認為是由于ZnSO4溶液水解顯酸性，此時原電池實際是由Zn、Cu作電極，H2SO4溶液作為電解質溶液而構成的原電池。如果這個觀點正確，寫出燒杯B中銅片上發(fā)生反應的電極反應式_______________________________ __________________________________________________________________。 ②另一部分同學認為是溶液酸性較弱，由于溶解在溶液中的氧氣的作用，使得Zn、Cu之間形成原電池。如果這個觀點正確，那么原電池的正極反應式為__________________________________________________________________ _________________________________________________________________。 (3)若第(2)小題中觀點②正確，則可以利用此原理設計電池為在偏遠海島工作的燈塔供電。其具體裝置為以金屬鋁和石墨為電極，以海水為電解質溶液，請寫出電池工作時總反應的化學方程式_______________________________________ ________________________________________________________________。 解析　(1)甲裝置中Zn為負極，Cu為正極，電流方向為Cu→電流計→Zn→鹽橋→Cu，電流的方向為正電荷運動的方向，負電荷運動的反方向，故K＋移向B燒杯，電子由Zn電極經外電路流向Cu電極。 (2)若鹽橋改為銅導線，且仍有電流產生，說明A為原電池，而B為電解池。A中Zn為負極，Cu為正極，氧化性微?？赡転閆n2＋水解產生的H＋或溶解于溶液中的O2。則B中銅片為陰極，電極反應式為Cu2＋＋2e－===Cu。如②所述，A中正極上O2獲得電子。 (3)Al為負極，石墨為正極，海水為電解質溶液，O2為氧化劑，總反應的化學方程式為4Al＋3O2＋6H2O===4Al(OH)3。 答案　(1)B　由Zn電極沿導線流向Cu電極 (2)①Cu2＋＋2e－===Cu?、贠2＋2H2O＋4e－===4OH－ (3)4Al＋3O2＋6H2O===4Al(OH)3 13．(xx湖北部分重點中學一次聯考)已知E1＝134 kJmol－1、E2＝368 kJmol－1，請參考題中圖表，按要求填空： (1)圖甲是1 mol NO2(g)和1 mol CO(g)反應生成CO2(g)和NO(g)過程中的能量變化示意圖，若在反應體系中加入催化劑，反應速率加快，E1的變化是________(填“增大”、“減小”或“不變”，下同)，ΔH的變化是________。NO2和CO反應的熱化學方程式為__________________________________________。 (2)捕碳技術(主要指捕獲CO2)在降低溫室氣體排放中具有重要的作用。目前NH3和(NH4)2CO3已經被用作工業(yè)捕碳劑，它們與CO2可發(fā)生如下可逆反應： 反應Ⅰ：2NH3(l)＋H2O(l)＋CO2(g)(NH4)2CO3(aq)ΔH1 反應Ⅱ：NH3(l)＋H2O(l)＋CO2(g)NH4HCO3(aq)ΔH2 反應Ⅲ：(NH4)2CO3(aq)＋H2O(l)＋CO2(g)2NH4HCO3(aq)ΔH3 則ΔH3與ΔH1、ΔH2之間的關系是：ΔH3＝________。 (3)下表所示是部分化學鍵的鍵能參數： 化學鍵 P—P P—O O===O P===O 鍵能/(kJmol－1) a b c x 已知P4(g)＋5O2(g)===P4O10(g)　ΔH＝－d kJmol－1，P4及P4O10的結構如圖乙所示。表中x＝________ kJmol－1。(用含a、b、c、d的代數式表示) 解析　(1)加入催化劑，降低反應的活化能，即E1減??；反應的焓變不變，即ΔH不變。由圖示知，1 mol NO2(g)與1 mol CO(g)反應的焓變ΔH＝E1－E2＝－234 kJmol－1，由此可寫出反應的熱化學方程式。(2)利用蓋斯定律知，反應Ⅲ＝2反應Ⅱ－反應Ⅰ，故ΔH3＝2ΔH2－ΔH1。(3)P4(g)＋5O2(g)===P4O10(g)　ΔH＝－d kJmol－1，利用“反應焓變＝反應物鍵能之和－生成物鍵能之和”可得－d＝6a＋5c－(12b＋4x)，解得x＝(d＋6a＋5c－12b)。 答案　(1)減小　不變　NO2(g)＋CO(g)===CO2(g)＋NO(g)　ΔH＝－234 kJmol－1 (2)2ΔH2－ΔH1　(3)(d＋6a＋5c－12b) [選做題] 14．某興趣小組的同學用如圖所示裝置研究有關電化學的問題。當閉合該裝置的開關時，觀察到電流計的指針發(fā)生了偏轉。 請回答下列問題： (1)甲池為________(填“原電池”、“電解池”或“電鍍池”)，通入CH3OH一極的電極反應式為________________________________________________ ___________________________________________________________________。 (2)乙池中A(石墨)電極的名稱為________(填“正極”、“負極”、“陰極”或“陽極”)，乙池中發(fā)生反應的總電極反應式為________________________。 (3)當乙池中B極質量增加5.40 g時，甲池中理論上消耗O2的體積為________mL(標準狀況)，丙池中________(填“C”或“D”)極析出________g銅。 (4)若丙池中電極不變，將其中溶液換成NaCl溶液，開關閉合一段時間后，甲池中溶液的pH將________(填“增大”、“減小”或“不變”，下同)；丙池中溶液的pH將________。 解析　(1)甲池為原電池，通入CH3OH的電極為負極發(fā)生氧化反應，電極反應式為CH3OH－6e－＋8OH－===CO＋6H2O。 (2)乙池為用惰性電極電解AgNO3溶液，總電極反應式為4AgNO3＋2H2O4Ag＋O2↑＋4HNO3。 (3)根據各電極上轉移電子的數目相同得n(Ag)＝4n(O2)＝2n(Cu)，V(O2)＝22.4 Lmol－1＝0.28 L＝280 mL，m(Cu)＝64 gmol－1＝1.60 g。 (4)若丙池中電極不變，將其溶液換成NaCl溶液，根據總反應式2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，可知電解一段時間后，溶液的pH將增大，而甲池中總反應為2CH3OH＋3O2＋4KOH===2K2CO3＋6H2O，電解一段時間后，溶液pH將減小。 答案　(1)原電池　CH3OH－6e－＋8OH－===CO＋6H2O　(2)陽極　4AgNO3＋2H2O4Ag＋O2↑＋4HNO3　(3)280　D　1.60　(4)減小　增大