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单元检测6化学反应与能量一、选择题：本题共15小题，每小题3分，共45分。每小题只有一个选项符合题意。1．古代诗词中蕴含着许多科学知识，下列叙述正确的是()A．“冰，水为之，而寒于水”说明等质量的水和冰相比，

冰的能量更高B．于谦《石灰吟》“千锤万凿出深山，烈火焚烧若等闲”，描述的石灰石煅烧是吸热反应C．曹植《七步诗》“煮豆燃豆萁，豆在釜中泣”，这里的变化只有化学能转化为热能D．苏轼《石炭·并引》“投泥泼水愈光明，烁玉流金见

精悍”，所指高温时碳与水蒸气的反应为放热反应2．港珠澳大桥的设计使用寿命高达120年，主要的防腐方法有①钢梁上安装铝片；②使用高性能富锌(富含锌粉)底漆；③使用高附着性防腐涂料；④预留钢铁腐蚀量。下列

分析不合理的是()A．防腐涂料可以防水、隔离O2，降低吸氧腐蚀速率B．防腐过程中铝和锌均作为被牺牲的阳极，失去电子C．钢铁发生吸氧腐蚀时的负极反应式为Fe－3e－===Fe3＋D．方法①②③只能减缓钢铁腐蚀，不能完全消除3．下列有关热化学方程式的表示及说法正确的是()A．已知C(石墨，s

)===C(金刚石，s)ΔH>0，则金刚石比石墨稳定B．已知I2(g)＋H2(g)===2HI(g)ΔH1；I2(s)＋H2(g)===2HI(g)ΔH2；则ΔH1<ΔH2C．HCl和NaOH反应的中和热ΔH＝－57.3kJ·mol－1，则H2SO4和Ba(OH)2反应的中和热ΔH＝2×(－5

7.3)kJ·mol－1D．已知H2(g)＋F2(g)===2HF(g)ΔH＝－270kJ·mol－1，则2L氟化氢气体分解成1L氢气和1L氟气吸收270kJ热量4．电化学原理在日常生活和科技领域中应用广泛。下列说法正确的是(

)A．甲：H＋向Zn电极方向移动，Cu电极附近溶液pH增大B．乙：电池充电时，二氧化铅与电源的负极相连C．丙：被保护的金属铁与电源的负极连接，该方法称为外加电流的阴极保护法D．丁：负极的电极反应式为CH3OH－6e－＋8OH－===CO2－3＋6H2O5．一种碳纳米管新型二次电池的装置

如图所示。下列说法中正确的是()A．离子交换膜选用阳离子交换膜(只允许阳离子通过)B．正极的电极反应为NiO(OH)＋H2O＋e－===Ni(OH)2＋OH－C．导线中通过1mol电子时，理论上负极区溶液质量增加1gD．充电时，碳电极与电源的正极相连6．依据图示关系，下列说法不

正确的是()A．反应①是吸热反应B．ΔH3＝ΔH1＋ΔH2C．反应③是一个熵增的反应D．数据表明：V2O5(s)的能量比V2O4(s)低，更稳定7．化学反应①A―→BΔH1和反应②B===CΔH2的反应过程中能量变化如图所示。下列叙述错误

的是()A．反应①中断键吸收的总能量高于成键释放的总能量B．反应②的活化能小于反应①的活化能C．总反应A―→CΔH＝ΔH1＋ΔH2，且ΔH一定大于0D．升温时，反应②的正反应速率减小，逆反应速率增大，平衡向逆反应方向移动8．某化学兴趣小组探究铁和铝在Na2SiO3溶液中腐蚀的情况，

将铝片和钢片分别以全浸、半浸放置在饱和Na2SiO3溶液中，约三小时后取出，观察到实验前后铝片和钢片表面的情况如图所示，整个实验过程中未见气泡逸出。下列叙述正确的是()A.全浸时，铝片和钢片发生了化学腐蚀B．半浸时，铝片和钢片发生了析氢腐蚀C．半浸时，铝片吸氧腐蚀的正极反应为O2＋4e－

＋2H2O===4OH－D．该实验间接证实，钢板镀铝的目的是牺牲铝阳极保护铁阴极9．氢气与氧气生成水的反应是氢能源应用的重要途径。下列有关说法正确的是()A．一定温度下，反应2H2(g)＋O2(g)===2H2O能自发进行，该反应的ΔH<0B．氢氧燃料电池的负极反应为

O2＋2H2O＋4e－===4OH－C．常温常压下，氢氧燃料电池放电过程中消耗11.2LH2，转移电子的数目为6.02×1023D．反应2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)的ΔH可通过下式估算：ΔH＝反应

中形成新共价键的键能之和－反应中断裂旧共价键的键能之和10．电化学还原二氧化碳为乙烯，不仅能缓解温室效应，而且能得到高附加值的石油化工产品乙烯。用纳米结构铜电极高选择性电催化CO2制乙烯的原理如图所示

。下列说法正确的是()A．电解池的阴极和阳极，均为纳米结构的铜B．通电时，电解质中的H＋移向右侧电极C．左侧电极反应为2CO2＋12H＋－12e－===C2H4＋4H2OD．工作时电流方向为Y→阳极→电

解质→阴极→X11．一种利用碳布上生长的介孔SnO2(mSnO2/CC)和CuO纳米片(CuONS/CF)作催化电极，通电时在两极均检测到甲酸生成的新型电解池，其工作原理如图所示。下列说法错误的是()A．“mSnO2/CC”能降低阴极反应的活化能B．阴极室电解质溶液的pH相对较小时，有

利于阴极甲酸的生成C．通电时阳极生成的H＋穿过质子交换膜移向左室D．阴极反应为CO2＋HCO－3＋2e－===HCOO－＋CO2－312．高铁酸钠(Na2FeO4)是一种新型绿色水处理剂。工业上可用电解浓NaOH溶液制备Na2FeO4，其工作原理如图所示，两端隔室中离子不能进入

中间隔室。下列说法错误的是()A．阳极反应式：Fe－6e－＋8OH－===FeO2－4＋4H2OB．甲溶液可循环利用C．离子交换膜a是阳离子交换膜D．当电路中通过2mol电子的电量时，Fe电极会有1molH2生成13．电絮凝技

术(EC)是一种集混凝、气浮、电化学于一体的新兴水处理技术，实验表明电絮凝技术能除去废水中96%以上的磷(主要以PO3－4形式存在)和油污，某化学兴趣小组用甲烷燃料电池作为电源模拟电絮凝净水，装置如图所示。下列说法正确的是()A．甲烷燃料电池中X是空气，Y是甲

烷B．燃料电池的负极反应为CH4－8e－＋2H2O===CO2＋8H＋C．电解池阳极溶解9gAl，理论上有2gCH4被氧化D．电絮凝净水存在氧化、水解、吸附、上浮和下沉等过程14．聚合物电解质薄膜的燃料电池是一种能直接将燃料和氧化剂中的化学能转化

为电能的装置，具有能量转化率高、环境友好、启动快等特点，可被广泛使用。如图为某含聚合物电解质薄膜的燃料电池，下列说法不正确的是()A．正极发生的电极反应式为：O2＋4H＋＋4e－===2H2OB．负极发生氧化反应C．该聚合物电解质薄

膜可通过H＋的定向迁移导电D．若将灯泡换成电解饱和食盐水装置，当燃料电池生成9g水时，电解食盐水会同时产生11.2L的H215．DBFC燃料电池的结构如图，该电池的总反应为NaBH4＋4H2O2===NaBO2＋6H2O。下列关于电池工作时的相关分析不正确的是()A．X极为

正极，电流经X流向外电路B．Y极发生的还原反应为H2O2＋2e－===2OH－C.X极区溶液的pH逐渐减小D．每消耗1.0L0.50mol·L－1的H2O2电路中转移1.0mole－二、非选择题：本题共5小题，共55分。16．(8分)电化学

原理在能量转换、物质合成、防止金属腐蚀等方面应用广泛。回答下列问题：(1)以四甲基氯化铵[(CH3)4NCl]水溶液为原料，通过电解法可以制备四甲基氢氧化铵[(CH3)4NOH]，装置如图所示。①收集到(CH3)4NOH的区域是______(填“a”“b”“c”或“d”)。②电解总反应的化学方程式

为____________________________________________________________________________________________________________________

____________________________。(2)支撑海港码头基础的钢管桩，常采用如图所示的方法进行防腐，其中高硅铸铁为惰性辅助阳极。①该保护方法叫做________(填“牺牲阳极法”或“外加电流法”)

。②下列有关表述正确的是______(填序号)。a．钢管桩被迫成为阴极而受到保护，其表面的腐蚀电流接近于零b．高硅铸铁的作用是作为损耗阳极材料和传递电流c．通电后，调整外加电压，外电路中的电子被强制从钢管桩流向高硅铸铁d．石墨能导电且化学性质不活泼，可用石墨代

替高硅铸铁作辅助阳极17．(12分)(1)绿色电源“直接二甲醚(CH3OCH3)燃料电池”的工作原理示意图如图所示：正极为________电极(填“A”或“B”)，H＋移动方向为________(填“由A到B”

或“由B到A”)，写出A电极的电极反应式：________________________________________________________________________________________________________________________________

________________。(2)SO2和NOx是主要大气污染物，利用如图装置可同时吸收SO2和NO。①a是直流电源的________极。②已知电解池的阴极室中溶液的pH在4～7之间，阴极的电极反应式为________________________________________

________________________________________________________________________________________________________。③用

离子方程式表示吸收NO的原理_____________________________________________________________________________________________________________________________________

___________。(3)VB2－空气电池是目前储电能力最高的电池。以VB2－空气电池为电源，用惰性电极电解硫酸铜溶液如图所示，该电池工作时的反应为4VB2＋11O2===4B2O3＋2V2O5，VB2极发生的电极反应为_________________

_______________________________________________________________________________________________________________________________。当外电

路中通过0.04mol电子时，B装置内共收集到0.448L气体(标准状况)，若B装置内的液体体积为200mL(电解前后溶液体积不变)，则电解前CuSO4溶液的物质的量浓度是多少？(写出计算过程)18．(11分)多

室电解池在工业生产中应用广泛。回答下列问题：(1)一种“分步法电解制氢气”的装置如图1所示，该方法制氢气分两步：第一步在其中一个惰性电极产生H2，NiOOH/Ni(OH)2电极发生氧化反应；第二步在另一个惰性电极产生O2。图1①第一步反应时，开关K应该连接________(填“K1”

或“K2”)。②第二步反应时，NiOOH/Ni(OH)2电极的电极反应式为________________。③当电路中转移6.25mol电子时，产生67.2L(标准状况)H2，则电能的利用率为________%。(2)砷酸可用于制造有机颜

料、杀虫剂等，利用如图2所示的三室电解池电解亚砷酸钠(Na3AsO3)溶液可得到砷酸(H3AsO4)和NaOH。则a电极应接电源的________极，b电极的电极反应式为________________。(3)用次磷酸钠通过电渗析法制备次磷酸的装置如图3所示。交换膜A为________(填“

阳离子”或“阴离子”)交换膜，电极N的电极反应式为________________________，当电路中通过3.8528×105C电荷量时，制得次磷酸的物质的量为________(1个电子的电荷量为1.6×10－19C，NA

的值约为6.02×1023)。19．(12分)[2023·河北石家庄栾城二中摸底](1)实验测得16g甲醇CH3OH(l)在氧气中充分燃烧生成二氧化碳气体和液态水时释放363.25kJ的热量，甲醇的燃烧热的热化学方程式为____________________________

____________________________________________________________________________________________________________________。(2)合成氨反应N

2(g)＋3H2(g)⇌2NH3(g)ΔH＝akJ·mol－1，能量变化如图甲所示：①该反应通常用铁作催化剂，加催化剂会使图甲中E的值________(填“增大”“减小”或“不变”，下同)，图甲中ΔH____

____。②有关键能数据如下：化学键H—HN—HN≡N键能/(kJ·mol－1)436391945试根据表中所列键能数据计算a＝________________________________________________________________________。(3)肼(N2H

4)是一种重要的燃料，在工业生产中用途广泛。①发射卫星时可用肼为燃料，二氧化氮为氧化剂，这两种物质反应生成氮气和水蒸气。已知：Ⅰ.N2(g)＋2O2(g)===2NO2(g)ΔH1＝bkJ·mol－1；Ⅱ.N2H4(g)＋O2(g)===N

2(g)＋2H2O(g)ΔH2＝ckJ·mol－1。写出肼和二氧化氮反应生成氮气和水蒸气的热化学方程式：______________________________________。②肼(N2H4)­空气燃料电池是一种

碱性燃料电池，电解质溶液是20%～30%的KOH溶液，如图乙所示，则该电池工作时，释放1molN2转移电子的物质的量为________mol，电池工作一段时间后，电解质溶液的pH________(填“增大”“减小”或“不变”)。

20．(12分)(1)氢碘酸也可以用“电解法”制备，装置如图所示。其中双极膜(BPM)是阴、阳复合膜，在直流电的作用下，阴、阳膜复合层间的H2O解离成H＋和OH－；A、B为离子交换膜。①B膜最佳应选择________。②阳极的电极反应式是____________________

____________________________。③少量的I－因浓度差通过BPM膜，若撤去A膜，其缺点是________________________________。(2)利用电化学高级氧化技术可以在电解槽中持续产生·OH，使处理含苯酚(C6H

5OH)废水更加高效，装置如下图所示。已知a极主要发生的反应是O2生成H2O2，然后在电解液中产生·OH并迅速与苯酚反应。①b极连接电源的________极(填“正”或“负”)。②a极的电极反应式为_________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________。③除电极反应外，电解液中主要发生的反应方程式有______________________________________________

__________________________________________________________________________________________________。