专题一综合测试题
时间90分钟，满分100分。
一、选择题（本题包括18小题，每题只有一个选项符合题意，每小题3分，共54分）
1.已知在25℃、101 kPa下，1 g C8H18（辛烷）燃烧生成二氧化碳和液态水时放出48.40 kJ的热量。表示上述反应的热化学方程式正确的是( )
A.C8H18 (l)+ O2(g) 8CO2(g)+9H2O(g)
ΔH=-48.40 kJ·mol-1
B.C8H18 (l)+ O2(g)→8CO2(g)+9H2O(l)
ΔH=-5 518 kJ·mol-1
C.C8H18 (l)+ O2(g) →8CO2(g)+9H2O
ΔH=+5 518 kJ·mol-1
D.C8H18 (l)+ O2(g) →8CO2(g)+9H2O(l)
ΔH=-48.40 kJ·mol-1
答案：B
解析：在25℃、101 kPa下，1 mol C8H18燃烧生成CO2和液态水时放出的热量为
×114 g=5 518 kJ。在判断热化学方程式时应注明以下几点：①标明各物质的状态，A中H2O的状态标错，A不正确；②标明反应是吸热还是放热，ΔH>0时为吸热反应，ΔH<0时为放热反应，C错；③热量数值要与化学计量数相对应，显然D错。
2(2008·广东卷，2)海水是一个巨大的化学资源宝库，下列有关海水综合利用的说法正确的是( )
A.海水中含有钾元素，只需经过物理变化就可以得到钾单质
B.海水蒸发制海盐的过程中只发生了化学变化
C.从海水中可以得到NaCl，电解熔融NaCl可制备Cl2
D.利用潮汐发电是将化学能转化为电能
答案：C
解析：A项中要得到钾单质必须通过电解其熔融的盐，故A错，B项中海水蒸发制海盐利用了蒸发结晶为物理变化，故B错，D中潮汐是自然现象，不是将化学能转化为电能，故D错。
3.(2008·北京卷，5)据报道，我国拥有完全自主产权的氢氧燃料电池车将在北京奥运会期间为运动员提供服务。某种氢氧燃料电池的电解液为KOH溶液，下列有关该电池的叙述不正确的是( )
A.正极反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH-
B.工作一段时间后，电解液中KOH的物质的量不变
C.该燃料电池的总反应方程式为：2H2+O2=2H2O
D.用该电池电解CuCl2溶液，产生2.24 L Cl2（标准状况）时，有0.1 mol电子转移
答案：D
解析：燃料电池中正极反应：O2+2H2O+4e-=4OH-；负极反应：2H2-4e-+4OH-=4H2O；总反应：2H2+O2=H2O，故ABC均正确。电解CuCl2溶液时，阳极反应：2Cl-==Cl2↑+2e-，产生2.24 L Cl2时，电子转移数为0.2 mol，故D项错。
4.下图中，表示正反应是吸热反应的是( )
答案：A
解析：吸热反应中，生成物的总能量大于反应物的总能量。
5.已知H—H键能为436 kJ·mol-1，H—N键能为391 kJ·mol-1，根据化学方程式：N2+3H22NH3 ΔH=-92.4 kJ·mol-1；则N≡N键的键能是( )
A.431 kJ·mol-1 B. 946 kJ·mol-1
C.649 kJ·mol-1 D.869 kJ·mol-1
答案：B
解析：根据反应热与键能的关系可知：92.4=2×391×3-3×436-E (N≡N)，解得E（N≡N）=946 kJ·mol-1。
6.据报道，氢氧燃料电池公交汽车已经驶上北京街头。下列说法正确的是( )
A.电解水制取氢气是理想而经济的制氢方法
B.发展氢氧燃料电池汽车不需要安全高效的储氢技术
C.氢氧燃料电池汽车的使用可以有效减少城市空气污染
D.氢氧燃料电池把氢气和氧气燃烧放出的热能转化为电能
答案：C
解析：电解水会耗费大量的电能；氢气的摩尔质量小，所占体积大，需要安全高效的储氢技术；燃料电池是使燃料和空气在两电极上发生反应。
7.已知方程式2H2(g)+O2(g)==2H2O(l)
ΔH=-571.6 kJ·mol-1，则关于方程式“2H2O(l)== 2H2(g)+O2(g) ΔH”的说法中正确的是( )
A.方程式中化学计量数表示分子数
B.该反应ΔH大于零
C.该反应ΔH=-571.6 kJ·mol-1
D.该反应可表示36 g水分解时的热效应
答案：B
解析：热化学方程式前的化学计量数只表示物质的量，而不表示分子数，所以A不正确，在书写热化学方程式时，若把反应物和生成物对换，则热效应的数值不变，符号相反，则B正确，C不正确。D项没有说明物质的状态。
8.用惰性电极电解M(NO3) x的水溶液，当阴极上增重a g时，在阳极上同时产生b L（标准状况）氧气，从而可知M的相对原子质量是( )
A. B.
C. D.
答案：C
解析：阴、阳两极转移电子的数目相同，有：
·x=×4，解得： M=g·mol-1
9.下列方法不能用于金属防腐处理的是( )
A.铝热反应 B.油漆
C.电镀 D.制成合金
答案：A
解析：铝热反应是用来制备某些难熔金属，如Fe、Mn、Cr等。
10.理论上不能设计为原电池的化学反应是( )
A.CH4(g)+2O2(g)点燃CO2(g)+2H2O(l) ΔH<0
B.HNO3(aq)+NaOH(aq)==NaNO3(aq)+H2O(aq) ΔH<0
C.2H2(g)+O2(g)点燃2H2O（l） ΔH<0
D.2FeCl3(l)+Fe(s)==3FeCl2(l) ΔH<0
答案：B
解析：非氧化还原反应不能设计为原电池。
11.把锌片和铁片放在盛有稀食盐水和酚酞试液混合溶液的玻璃皿中（如下图所示平面图），经过一段时间后，首先观察到溶液变红的区域是( )
A.Ⅰ和Ⅱ附近 B.Ⅰ和Ⅳ附近
C.Ⅱ和Ⅲ附近 D.Ⅱ和Ⅳ附近
答案：B
解析：Ⅰ为电解池的阴极，H+放电，破坏水的电离平衡，使c (OH-)增大，遇到酚酞则变红，Ⅳ为原电池的正极，O2在此极得电子生成OH-遇酚酞变红。
12.下列热化学方程式能表示可燃物的燃烧热的是( )
A.H2(g)+Cl2(g)==2HCl(g) ΔH=-184.6 kJ·mol-1
B.CH4(g)+2O2(g)==2H2O(g)+CO2(g) ΔH=-802.3 kJ·mol-1
C.CO（g）+1/2O2(g)==CO2(g) ΔH=-283 kJ·mol-1
D.2H2(g)+O2(g)==2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1
答案：C
解析：燃烧热的概念是：“1 mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量。”A中无氧化物，不能表示燃烧热；B中生成的是气态水，不是稳定氧化物；D中的ΔH表示2 mol H2完全燃烧时放出的热量，因此只有C正确。
13.pH=a的某电解质溶液中，插入两支惰性电极通直流电一段时间后，溶液的pH>a，则该电解质可能是( )
A.NaOH B.H2SO4
C.AgNO3 D..Na2SO4
答案：A
解析：电解NaOH，H2SO4，Na2SO4的溶液，都是电解水，其结果会使溶液浓度增大，增大浓度后，NaOH的c (OH-)增大，所以其pH值增大，A对。而电解AgNO3溶液会生成Ag和HNO3，pH值减小。
14.用惰性电极实现电解，下列说法正确的是( )
A.电解稀硫酸溶液，实质上是电解水，故溶液pH不变
B.电解稀氢氧化钠溶液，要消耗OH-，故溶液pH减小
C.电解硫酸钠溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1:2
D.电解氯化铜溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1:1
答案：D
解析：电解稀H2SO4，实质上是电解水，硫酸的物质的量不变，但溶液体积减少，浓度增大，故溶液pH减小。电解稀NaOH溶液，阳极消耗OH-，阴极消耗H+，实质也是电解水，NaOH溶液浓度增大，故溶液的pH增大。电解Na2SO4溶液时，在阳极发生反应：4OH--4e-==2H2O+O2↑，在阴极发生反应：2H++2e-==H2↑，由于两电极通过电量相等，故放出H2和O2的物质的量之比为2:1。电解CuCl2溶液时，阴极反应为 Cu2++2e-==Cu，阳极反应为2Cl--2e-==Cl2↑，两极通过电量相等时，Cu和Cl2的物质的量之比为1:1。
15.按下图装置进行实验，若乙中横坐标x表示流入电极的电子的物质的量，下列叙述不正确的是( )
A.E表示生成铜的物质的量
B.E表示总反应中消耗水的物质的量
C.F表示反应生成氧气的物质的量
D.F表示生成硫酸的物质的量
答案：D
解析：甲装置是电解CuSO4的实验装置，其电解方程式为2CuSO4+2H2O电解2Cu↓+O2↑+2H2SO4，可得2CuSO4~2H2O~2Cu~O2~2H2SO4~4e-，结合图乙可知选项D错误。
16.用铂电极电解CuSO4和KNO3的混合溶液500 mL，经过一段时间后，两极均得到标准状况下11.2 L的气体，则原混合溶液中CuSO4的物质的量浓度为( )
A.0.5 mol·L-1 B.0.8 mol·L-1
C.1.0 mol·L-1 D.1.5 mol·L-1
答案：C
解析：阳极电极反应4OH--4e-==2H2O+O2↑，失去电子的物质的量n (O2)×4=
×4=2 mol。
阴极电极反应：首先发生的是Cu2++2e-==Cu，其次发生的是2H++2e-==H2↑，阴极还原反应，物质得到电子的总量n (Cu2+)×2+n (H2)×2=n (Cu2+)×2+×2，两电极物质得与失电子数相等，即2 mol=n (Cu2+)×2+×2。解得
n (Cu2+)=0.5 mol； n (CuSO4)=
n (Cu2+)=0.5 mol，所以其物质的量浓度=
=1.0 mol·L-1。
17.X、Y、Z、W四块金属分别用导线两两相连浸入稀硫酸中，组成原电池。X、Y相连时，X为负极、Z、W相连时，电流方向是W→Z；X、Z相连时，Z极上产生大量气泡；W、Y相连时，W极发生氧化反应。据此判断四种金属的活泼性顺序是( )
A.X>Z>W>Y B.Z>X>Y>W
C.W>X>Y>Z D.Y>W>Z>X
答案：A
解析：在原电池中，活泼金属作为电池的负极，失去电子，发生氧化反应；不活泼的金属作为电池的正极，得到电子，发生还原反应。电子由负极经导线流向正极，与电流的方向相反（物理学中规定正电荷移动的方向为电流的方向）。因此，X、Y相连时，X为负极，则活泼性X>Y;Z、W相连时，电流方向是W→Z，则活泼性Z>W；X、Z相连时，Z极上产生大量气泡，则活泼性X>Z;W、Y相连时，W极发生氧化反应，则活泼性W>Y。综上，可以得出金属的活泼性顺序是X>Z>W>Y。
18.实验室用铅蓄电池作电源电解饱和食盐水制取Cl2（提示：2NaCl+2H2O电解2NaOH+H2↑+Cl2↑），已知铅蓄电池放电时发生如下反应：
负极：Pb+SO2-4-2e-==PbSO4
正极：PbO2+4H++SO2-4+2e-==PbSO4+2H2O
今若制得0.050molCl2，这时电池内所消耗H2SO4的物质的量至少是( )
A.0.25 mol B.0.050 mol
C.0.10 mol D.0.20 mol
答案：C
解析：本题主要考查了电解池的有关计算。欲求H2SO4的量，需找出铅蓄电池的总反应，将电极反应式合并，得Pb+PbO2+2H2SO4==2PbSO4+2H2O，而制Cl2时，每生成1molCl2，电子转移2 mol，现需电子0.05mol×2=0.10mol,由铅蓄电池反应可知，每转移0.10mol电子，将消耗H2SO4 0.10 mol。
二、非选择题（共46分）
19. (6分)（1）5.7 g汽油［主要成分是辛烷（C8H18），相对分子质量为114］完全燃烧，生成液态水和CO2，放出275.9 kJ的热量，汽油的燃烧热为 。
（2）由于石油资源有限，且汽油燃烧会产生严重污染，氢气作为一种清洁的能源日益受到各国的重视。许多汽车厂商正努力研究用氢气作为燃料来取代汽油，生产21世纪的环保汽车。已知：
2H2（g）+O2(g)==2H2O(g) ΔH=-483.6 kJ·mol-1
H2O（l）==H2O(g) ΔH=+44 kJ·mol-1
①写出氢气和氧气反应生成液态水的热化学方程式： 。
②在通常状况下，若要得到857.4 kJ的热量，需氢气的质量为 ，这些氢气在标准状况下的体积为 。
答案：（1）5 518 kJ·mol-1
（2）①2H2(g)+O2(g)==2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1 ②6 g；67.2 L
解析：（1）n (C8H18)= =0.05 mol，1 molC8H18燃烧放热：
=5 518 kJ·mol-1，故汽油的燃烧热为5 518 kJ·mol-1。
（2）①2H2（g）+O2(g) 2H2O(g) 2H2O(l)
故该反应生成2 mol H2O(l)共放热：483.6 kJ+44 kJ×2=571.6 kJ，热化学方程式为：2H2（g）+O2(g)==2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1。
②由上式求得的热化学方程式知：2 mol H2完全燃烧生成H2O(l)（通常状况）放热571.6 kJ，故放出857.4 kJ的热量，需氢气n (H2)= ×2 mol=3 mol， m (H2)=3 mol×2 g·mol-1=6 g， V (H2)=3 mol×22.4 L·mol-1=67.2 L。
20.（8分）下图是一个简易测量物质反应是吸热还是放热的实验装置，利用此装置可以很方便地测得某反应是放热反应还是吸热反应。请根据装置回答下列问题：
（1）将铝片加入小试管内，然后注入足量的盐酸，有关反应的离子方程式是 ，试管中看到的现象是 。
（2）S形导管中液面A （填“上升”或“下降”），原因是 ；说明此反应是 （填“放热”或“吸热”）反应。
答案：（1）2Al+6H+==2Al3++3H2↑ 有无色气体放出，铝片逐渐溶解
（2）下降 铝片与盐酸反应放热，使锥形瓶内气体体积增大，造成S形导管液面A下降放热
21. (6分)从NO-3、SO2-4、H+、Cu2+、Ba2+、Ag+、Cl-等离子中选出适当的离子组成电解质，采用惰性电极对其溶液进行电解。
（1）两极分别放出H2和O2时，电解质的化学式可能是 ；
（2）若阴极析出金属，阳极放出O2，电解质的化学式可能是 ；
（3）两极分别放出气体，且体积比为1:1，电解质的化学式可能是 。
答案：（1）H2SO4、HNO3、Ba(NO3) 2、Ba(OH) 2
（2）AgNO3、Cu(NO3) 2、CuSO4 （3）HCl、BaCl2
22. (10分)铅蓄电池是典型的可充电电池，它的正负极隔板是惰性材料，电池总反应式为：Pb+PbO2+4H++2SO2-42PbSO4+2H2O
请回答下列问题（不考虑氢、氧的氧化还原）：
（1）放电时，正极的电极反应式是 ；电解液中H2SO4 的浓度将变 ；当外电路通过1 mol电子时，理论上负极板的质量增加 g。
（2）在完全放电耗尽PbO2和Pb时，若按上图连接，电解一段时间后， 则在A电极上生成 、B电极上生成 ，此时铅 蓄电池的正负极的极性将 。
答案：（1）PbO2+2e-+4H++SO2-4==PbSO4+2H2O 小 48
（2）Pb PbO2 对换
解析：原电池里正极上得电子、负极上失电子。根据电池总反应式，正极反应式为：PbO2+2e +4H++SO2-4==PbSO4+2H2O。
负极反应为：
Pb-2e-+SO2-4==PbSO4 质量增加
2 mol 96 g
1 mol Δm
求得Δm=48 g
电解池里与电源正极相连的电极（阳极）上失电子、与电源负极相连的电极（阴极）上得电子。则阳极反应为PbSO4-2e-+2H2O==PbO2+4H++SO2-4；阴极反应为PbSO4+2e-==Pb+SO2-4。根据图示，电解一段时间后，原PbO2极（阴极）变成Pb，原Pb极（阳极）变成PbO2，即正负极对换。
23. (8分)铝和氢氧化钾都是重要的工业产品。
请回答：
（1）工业冶炼铝的化学方程式是 。
（2）铝与氢氧化钾溶液反应的离子方程式是 。
（3）工业品氢氧化钾的溶液中含有某些含氧酸根杂质，可用离子交换膜法电解提纯。电解槽内装有阳离子交换膜（只允许阳离子通过），其工作原理如图所示。
①该电解槽的阳极反应式是 。
②通电开始后，阴极附近溶液pH会增大，请简述原因 。
③除去杂质后的氢氧化钾溶液从液体出口 （填写“A”或“B”）导出。
答案：（1）2Al2O 通电4Al+3O2↑
（2）2Al+2OH-+2H2O==2AlO-2+3H2↑
（3）①4OH--4e-==2H2O+O2↑
②H+放电，促进水的电离，OH-浓度增大 ③B
解析：离子交换膜法电解提纯KOH时，阳极反应为： 4OH--4e ==2H2O+O2↑，阴极反应为：4H2O+4e-==4OH-+2H2↑。电解过程中阳极附近的K+通过阳离子交换膜向阴极移动，含氧酸根离子不能通过离子交换膜。一段时间后，阴极附近K+、OH-浓度变大，从B处（阴极区）得到溶液，蒸发结晶后可得较纯净的KOH。
24. (8分)在20℃时，用石墨电极电解饱和硫酸铜溶液（阳极放出氧气），如有0.20 mol e-发生转移，试回答以下问题：
（1）在阴极发生什么反应？写出电极反应式。阴极得到铜的质量是多少？
（2）在阳极发生什么反应？写出电极反应式。阳极得到氧气体积（标准状况）是多少？
（3）电解后，溶液的pH发生了什么变化？为什么？
（4）如用铜片代替石墨作阳极，阳极发生什么反应？产物是什么？电解质溶液的pH将如何变化？
答案：（1）在阴极上Cu2+放电发生还原反应：Cu2++2e-==Cu；
m (Cu)=6.4 g
（2）在阳极OH-放电发生氧化反应：4OH--4e-==O2↑+2H2O， V (O2)=1.12 L。
（3）pH变小，因为随着OH-放电，电离平衡H2OH++OH-，不断向右移动，结果c(H )>c (OH )，使溶液酸性增强，pH减小。
（4）氧化反应：Cu-2e-==Cu2+，阳极产物是Cu2+，电解液pH基本不变。
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