2018届高考化学第二轮专题复习：题型练(十) 化学反应与能量(包括反应热、电化学)

1．由N2O和NO反应生成N2和NO2的能量变化如图所示，下列有关说法正确的是(　　)

A．该反应的活化能为348 kJ·mol－1

B．使用催化剂，该反应的ΔH减小

C．N2O(g)＋NO(g)===N2(g)＋NO2(g)

ΔH＝－139 kJ·mol－1

D．反应物中化学键的总键能大于生成物中化学键的总键能

解析：该反应的活化能为209 kJ·mol－1，A项错误；使用催化剂，该反应的ΔH不变，B项错误；由题图可写出该反应的热化学方程式：N2O(g)＋NO(g)===N2(g)＋NO2(g)　ΔH＝(209－348) kJ·mol－1＝－139 kJ·mol－1，C项正确；该反应为放热反应，则反应物中化学键的总键能小于生成物中化学键的总键能，D项错误。

答案：C

2．甲醇是一种新型的汽车动力燃料，工业上可通过CO和H2化合来制备甲醇，其反应为：CO(g)＋2H2(g)  CH3OH(g)　ΔH，已知该反应中相关的化学键键能数据如下：

A．＋99 kJ·mol－1　　　    B．＋512 kJ·mol－1

C．－99 kJ·mol－1     D．－512 kJ·mol－1

解析：根据ΔH＝反应物总键能－生成物总键能，该反应的ΔH＝1 076 kJ·mol－1＋436 kJ·mol－1×2－(413 kJ·mol－1×3＋343 kJ·mol－1＋465 kJ·mol－1)＝

－99 kJ·mol－1，C项正确。

答案：C

3．电化学气敏传感器可用于监测环境中NH3的含量，其工作原理如图所示，其中NH3被氧化为常见无毒物质。下列说法错误的是(　　)

A．溶液中OH－向电极a移动

B．电极b上发生还原反应

C．负极的电极反应式为2NH3－6e－＋6OH－===N2＋6H2O

D．理论上反应消耗的NH3与O2的物质的量之比为3∶4

解析：电极a上NH3发生氧化反应生成N2，则电极a为负极，电极b为正极，原电池中，阴离子向负极移动，故A项正确；电极b为正极，正极上发生还原反应，B项正确；负极上NH3失电子生成N2和H2O，电极反应式为2NH3－6e－＋6OH－===N2＋6H2O，C项正确；由电池反应4NH3＋3O2===2N2＋6H2O可知，理论上反应消耗的NH3与O2的物质的量之比为4∶3，D项错误。

答案：D

4．(2017·长沙模拟)研究人员研制出一种可在一分钟内完成充电的超常性能铝离子电池，该电池以金属铝和石墨为电极。用AlCl、Al2Cl和有机阳离子组成电解质溶液。其放电工作原理如图所示。下列说法正确的是(　　)

A．放电时，电子由石墨电极经用电器流向铝电极

B．充电时，铝电极上发生氧化反应

C．充电时，AlCl向铝电极方向移动

D．放电时，负极的电极反应为：Al－3e－＋7AlCl===4Al2Cl

解析：该电池中Al为负极，石墨为正极，放电时，电子由铝电极经用电器流向石墨电极，A项错误；放电时，铝电极为负极，发生氧化反应，则充电时，铝电极上发生还原反应，B项错误；充电时，铝电极为阴极，石墨电极为阳极，AlCl向阳极(石墨电极)方向移动，C项错误；根据图示可知，放电时负极上Al发生氧化反应，且AlCl向负极移动参与反应，电极反应式为Al－3e－＋7AlCl===4Al2Cl，D项正确。

答案：D

5．(2017·东北四市联合体模拟)我国对可呼吸的钠­二氧化碳电池的研究取得突破性进展，该电池的总反应式为：4Na＋3CO22Na2CO3＋C，其工作原理如图所示(放电时产生的碳酸钠固体储存于碳纳米管中)。关于该电池，下列说法错误的是(　　)

A．充电时，Na＋从阳极向阴极移动

B．可以用乙醇代替TEGDME做有机溶剂

C．放电时，当转移1 mol电子时负极质量减轻23 g

D．放电时，正极反应式为3CO2＋4Na＋＋4e－===2Na2CO3＋C

解析：充电时该装置为电解池，根据电解池中阳离子向阴极移动，则Na＋从阳极向阴极移动，A项正确；金属钠能与乙醇发生反应生成H2，故不能用乙醇代替TEGDME做有机溶剂，B项错误；根据电池的总反应式可知，放电时负极发生反应：Na－e－===Na＋，当转移1 mol电子时，负极质量减轻23 g，C项正确；放电时，正极上CO2发生还原反应，电极反应式为：3CO2＋4Na＋＋4e－===2Na2CO3＋C，D项正确。

答案：B

6．甲醇燃料电池被认为是21世纪电动汽车的最佳候选动力源，其工作原理如图所示。下列有关叙述正确的是(　　)

A．通氧气的一极为负极

B．H＋从正极区通过交换膜移向负极区

C．通甲醇的一极的电极反应式为：CH3OH＋H2O－6e－=== CO2↑＋6H＋

D．甲醇在正极发生反应，电子经过外电路流向负极

解析：燃料电池中通入燃料的一极为负极，通入氧气或空气的一极为正极，A项错误；原电池中阳离子向正极移动，B项错误；通甲醇的一极为负极，负极反应式为CH3OH－6e－＋H2O===CO2↑＋6H＋，C项正确；甲醇在负极发生反应，电子经过外电路流向正极，D项错误。

答案：C

7．(2017·合肥模拟)某种甲烷燃料电池采用铂做电极，电池中的质子交换膜只允许质子和水分子通过，其基本结构如图，电池总反应为CH4＋2O2===CO2＋2H2O。

下列有关说法正确的是(　　)

A．电子由a极流出经过负载流向b极

B．电解质溶液中H＋移向a极

C．每转移1 mol e－，消耗1.6 g CH4

D．b极上的电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－

解析：根据题图可知，a极为负极，b极为正极，电子由a极流出经过负载流向b极，A项正确。电解质溶液中H＋向正极(b极)移动，B项错误；根据CH4失

8e－,CO2，每转移1 mol e－，消耗mol CH4，即消耗2 g CH4，C项错误；电解质溶液为稀硫酸，b极的电极反应式为：O2＋4H＋＋4e－===2H2O，D项错误。

答案：A

8.H2S是一种剧毒气体，对H2S废气资源化利用的途径之一是回收能量并得到单质硫，反应原理为

2H2S(g)＋O2(g)===S2(s)＋2H2O(l)　ΔH＝－632 kJ·mol－1。如图为质子膜H2S燃料电池的示意图。下列说法正确的是(　　)

A．电池工作时，电流从电极a经过负载流向电极b

B．电极a上发生的电极反应式为：2H2S－4e－===S2＋4H＋

C．此燃料电池中化学能主要转化为热能

D．当电路中通过4 mol电子时，有4 mol H＋经质子膜进入负极区

解析：H2S发生氧化反应，电极a是负极，电子从电极a经过负载流向电极b，电流方向与电子流向相反，A错误；电极a上H2S发生氧化反应生成S2，电极反应式为：2H2S－4e－===S2＋4H＋，B正确；燃料电池中化学能主要转化为电能，C错误；当电路中通过4 mol电子时，有4 mol H＋经质子膜进入正极区，D错误。

答案：B

9．(2017·广东五校协作体模拟)如图甲是一种利用微生物将废水中的尿素(H2NCONH2)的化学能直接转化为电能，并生成环境友好物质的装置，同时利用此装置的电能在铁上镀铜，下列说法中正确的是(　　)

A．乙装置中溶液颜色会变浅

B．铁电极应与Y相连接

C．M电极反应式：H2NCONH2＋H2O－6e－===CO2↑＋N2↑＋6H＋

D．当N电极消耗0.25 mol气体时，铜电极质量减少16 g

解析：M电极为负极，发生氧化反应：H2NCONH2＋H2O－6e－===CO2↑＋N2↑＋6H＋，C项正确。乙装置为电镀装置，电镀液的浓度不变，因此溶液颜色不变，A项错误；电镀时，待镀金属作阴极，与电源负极相连，而N电极上O2转化为H2O，发生还原反应，N电极为正极，B项错误；根据N电极反应式：O2＋4H＋＋4e－===2H2O、铜电极反应式：Cu－2e－===Cu2＋，由各电极上转移电子数相等，可得关系式：O2～2Cu，则N电极消耗0.25 mol O2时，铜电极质量减少

0.25 mol×2× g·mol－1＝32 g，D项错误。

答案：C

10．已知：锂硫电池的总反应为2Li ＋xS===Li2Sx。以锂硫电池为电源，通过电解含(NH4)2SO4的废水制备硫酸和化肥的示意图如图(不考虑其他杂质离子的反应)。下列说法正确的是(　　)

A．b为电源的正极

B．每消耗32 g硫，理论上导线中一定通过2 mol e－

C．SO通过阴膜由原料室移向M室

D．N室的电极反应式为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋

解析：结合题意及题图知，M室得到硫酸，则M室中氢氧根离子放电，M室发生反应：2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，故a为电源的正极，b为电源的负极，A项错误；根据锂硫电池的总反应知，正极反应式为xS＋2e－===S，则每消耗

32 g(1 mol)硫，理论上导线中通过mol电子，因Li2Sx中x值不确定，故不一定转移2 mol电子，B项错误；SO通过阴膜由原料室移向M室，C项正确；N室中氢离子放电，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，D项错误。

答案：C

11．(2017·昆明模拟)厨房垃圾发酵液通过电渗析法处理，同时得到乳酸的原理如图所示(图中HA表示乳酸分子，A－表示乳酸根离子)。下列说法正确的是(　　)

A．通电后，阳极附近pH增大

B．电子从负极经电解质溶液回到正极

C．通电后，A－通过阴离子交换膜从阴极进入浓缩室

D．当电路中通过2 mol电子的电量时，会有1 mol O2生成

解析：由题图可知，阳极上氢氧根离子放电，所以通电后，阳极附近pH减小，A项错误；电子不进入电解质溶液，电解质溶液导电是通过带电离子的定向移动，B项错误；电解池中，阴离子向阳极移动，故通电后，A－通过阴离子交换膜从阴极进入浓缩室，C项正确；根据阳极的电极反应式：2H2O－4e－===O2↑＋

4H＋，当电路中通过2 mol电子的电量时，会有0.5 mol O2生成，D项错误。

答案：C

12．电镀废水中含有剧毒的CN－，用如图所示装置可除去含Cl－、CN－废水中的CN－。控制溶液的pH为9～10时，阳极产生的ClO－将CN－氧化为两种无污染的气体。下列说法不正确的是(　　)

A．电解装置中可用石墨做阳极，铁做阴极

B．阳极的电极反应式：Cl－＋2OH－－2e－===ClO－＋H2O

C．阴极的电极反应式：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－

D．电路中通过2 mol电子，生成气体22.4 L(标准状况)

解析：电解时，阳极应为惰性电极，A正确；阳极Cl－发生氧化反应生成Cl2，Cl2与OH－反应生成ClO－和Cl－，B正确；碱性条件下，阴极水中氢元素被还原为H2，C正确；电路中通过2 mol电子，阴极生成1 mol H2，阳极ClO－还会将CN－氧化为N2和CO2，气体的体积大于22.4 L，D错误。

答案：D

13．K2S2O8(过硫酸钾)是强氧化剂，在水溶液中能将Mn2＋、Cr3＋氧化成MnO、Cr2O。某学习小组拟设计如图装置制备K2S2O8。下列说法正确的是(　　)

A．铜极发生氧化反应

B．阳极反应式为2SO－2e－===S2O

C．电解时，H＋从交换膜左侧向右侧迁移

D．若产生22.4 L氢气，则转移电子为2 mol

解析：由题图知，与电源负极相连的为阴极，铜极为阴极，发生还原反应，A项错误；石墨极为阳极，发生氧化反应，B项正确；氢离子由质子交换膜右侧(阳极)向左侧(阴极)迁移，C项错误；没有指明标准状况，不能根据产生的氢气体积计算转移电子的物质的量，D项错误。

答案：B

14．人工光合作用能够借助太阳能，用CO2和H2O制备化学原料。科学家用氮化镓材料与铜组装如图所示的人工光合系统，成功地实现了以CO2和H2O合成CH4，下列说法错误的是(　　)

A．CaN表面发生氧化反应，有O2产生

B．相同条件下，生成的O2和CH4体积比为2∶1

C．产生22.4 L O2时，电解液中H＋从右向左迁移4 g

D．Cu表面的电极反应式为CO2＋8e－＋8H＋===CH4＋2H2O

解析：根据题给装置图中电子的流向可确定GaN电极为负极，发生反应：4H2O－8e－===8H＋＋2O2↑，GaN表面发生氧化反应，A项正确；Cu电极的电极反应式为CO2＋8e－＋8H＋===CH4＋2H2O，根据得失电子守恒知，相同条件下生成O2和CH4的体积比为2∶1，B、D项正确；没有给出气体所处的状态，不能用标准状况下的气体摩尔体积进行计算，C项错误。

答案：C