山东省菏泽市郓城县实验中学2022-2023学年高一下学期5月月考化学试题
2024-08-15
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内容正文:
山东省菏泽市郓城县实验中学2022-2023学年高一下学期5月月考化学试题
(考试时间:100分钟 试卷满分:100分)
一、单选题(本大题12小题,共36分)
1.下列分子中,所有原子共平面的是
A.乙醇 B.苯 C.甲烷 D.乙烷
2.下列反应属于放热反应的是
A.氢气与氯气的反应
B.灼热的炭与二氧化碳的反应
C.盐酸与碳酸氢钠的反应
D.Ba(OH)2 ·8H2O晶体与NH4Cl晶体的反应
3.对 A(g) + 2B(g) 2C(g)+ 3D(g)来说,下列四种不同情况下的反应速率最快的是
A.v(A)=0.3mol/(L•min) B.v(B)=0.5 mol/(L•min)
C.v(C)=0.4mol/(L•min) D.v(D)=0.6 mol/(L•min)
4.按以下实验方案可从海洋动物柄海鞘中提取具有抗肿瘤活性的天然产物(已知:甲苯、甲醇为互溶的有机溶剂,甲苯不溶于水,甲醇易溶于水:甲苯蒸汽有毒).
下列说法正确的是
A.步骤(1)需要用到分液漏斗 B.步骤(2)为萃取、分液
C.步骤(3)需要用到坩埚 D.步骤(4)为蒸发
5.燃烧法是测定有机化合物分子式的一种重要方法。将0.2 mol有机物A与标准状况下17.92 L氧气混合点燃,两者刚好完全反应,只得到三种产物:CO、和。将全部产物依次通入足量的浓硫酸和碱石灰中,浓硫酸增重14.4 g,碱石灰增重17.6 g。剩余气体通过足量灼热氧化铜(假设气体全部参加反应),测得固体质量减少6.4g。下列说法正确的是
A.有机物A只含碳、氢两种元素
B.有机物A的分子式为
C.若有机物A能与碳酸氢钠溶液反应生成气体,则有机物A也能发生加成反应
D.若有机物A中所含官能团为羧基,则有机物A可能的结构有2种
6.设NA为阿伏伽德罗常数的值,下列说法正确的是
A.0.5molNa2O2与足量的CO2反应转移的电子数目为NA
B.将1molCl2通入水中,HClO、Cl-、ClO-粒子数之和小于2NA
C.1L12mol/L的浓硝酸与足量的碳反应转移的电子数为12NA
D.常温常压下,22.4LNH3中存在共价键的总数为3NA
7.一种自修复高分子材料在被外力破坏后能够复原,其结构简式如图所示。下列说法正确的是
A.合成该高分子的两种单体互为同系物 B.该高分子可通过缩聚反应合成
C.该材料能耐强酸或强碱的腐蚀 D.该高分子化合物含有两种含氧官能团
8.已知H2(g)+Br2(g)=2HBr(g) ΔH=-72 kJ/mol,其他相关数据如下表:
H2(g)
Br2(g)
HBr(g)
1 mol 分子中的化学键
断裂时需要吸收的能量/kJ
436
a
366
则表中a为( )
A.404 B.260 C.224 D.200
9.用NA表示阿伏加德罗常数,下列说法正确的是
A.22.4L O2的物质的量约为1mol
B.标准状况下,11.2L H2O的物质的量约为1 mol
C.1 L 1mol/L的NaOH溶液中Na+的物质的量为1 mol
D.0.1mol铁与足量的盐酸完全反应,铁失去的电子数为0.1NA
10.化学反应可视为旧键断裂和新键形成的过程。化学键的键能是形成(或拆开)1mol化学键时释放(或吸收)的能量。一定条件下,氢气与氧气反应的能量变化如图所示,下列说法中正确的是
A.该反应的反应热
B.该反应为吸热反应
C.断裂和放出的能量
D.燃烧热的热化学方程式为:
11.某烃的结构简式为,若分子中共线碳原子数为a,可能共面的碳原子数最多为b,含四面体结构的碳原子数为c,则a、b、c分别是( )
A.3、4、5 B.3、10、4
C.3、14、4 D.4、10、4
12.一种海水提溴的部分工艺流程如图所示。下列说法错误的是
A.“氧化”和“转化”工序中的主要作用相同
B.水相Ⅰ和水相Ⅱ中均含有和
C.“洗脱”工序可完成的再生
D.保存液溴时加适量水的主要作用是防止溴单质被氧化
二、多选题(本大题共3小题,共18分)
13.下列有关说法错误的是
A.乙烯的结构简式为
B.镁离子的结构示意图为
C.硫化钠的电子式为
D.甲烷分子的填充模型为
14.某化学兴趣小组设计实验利用苯甲酸(沸点249℃)和异丙醇(沸点82℃)制备苯甲酸异丙酯(沸点218℃),实验装置如图:
实验步骤:①在图甲干燥的仪器a中加入反应物苯甲酸、异丙醇和催化剂浓硫酸,再加入几粒沸石;②加热至70 ℃左右,保持恒温半小时;③将仪器a中反应后的液体用图乙所示装置进行精制得到产品。下列说法不正确的是
A.在仪器a中加入三种试剂的先后顺序是:浓硫酸、异丙醇、苯甲酸
B.加入的苯甲酸和异丙醇中,需过量的是苯甲酸
C.实验采用水浴加热,若温度过高会使产率减小
D.步骤③操作时应收集218 ℃的馏分,如果温度计水银球偏下,则收集的精制产品中可能混有的杂质为异丙醇
15.下列实验不能获得成功的是
实验目的
实验步骤
A
探究甲烷与溴能发生取代反应
将甲烷通入溴水中
B
探究乙醇能发生氧化反应
将铜丝在酒精灯外焰加热后,立即伸入无水乙醇中,反复几次
C
探究石蜡油分解的产物不都是烷烃
将石蜡油加强热产生的气体通入溴的四氯化碳溶液中
D
探究淀粉水解的产物中是否水解完全
取少量淀粉溶液加稀硫酸,水浴加热15分钟后,加入过量的NaOH溶液中,再加入几滴碘水
A.A B.B C.C D.D
三、填空题(本大题共5小题,共48分)
16.如图是某化学反应中的能量变化图。
①该反应是 (填字母A:吸热、B:放热)反应。
②请在图中标注出该反应的热效应。
17.下面是元素周期表的一部分,表中的每个字母表示一种短周期元素,请回答下列问题:
A
B
C
D
E
(1)D的最高价氧化物对应的水化物的化学式是 。
(2)A、E两种元素中非金属较强的是 (填元素符号)。
(3)B、C两元素的原子半径较小的是 (填元素符号)。
(4)在盛有水的小烧杯中加入元素B的单质,发生反应的化学方程式为: 。
18.有甲、乙两种物质:
(1)由甲转化为乙需经下列过程(已略去各步反应的无关产物,下同):
其中反应I所需反应物及条件是 ,反应II的化学反应方程式是 ,反应III的反应类型是 。
(2)下列物质不能与乙反应的是 (选填序号)。
a.溴水 b.金属钠 c.乙酸 d.碳酸钠溶液
(3)甲能通过化学反应生成一种高分子化合物,写出反应的化学方程式 。
(4)乙有多种同分异构体,能同时满足下列条件的同分异构体有 种。
a.苯环上只有2个侧链 b.遇FeCl3溶液显示紫色
其中核磁共振氢谱中有4组峰,且峰面积之比为6:2:2:1的结构简式是 。
19.如图所示,某同学设计了一个燃料电池并探究氯碱工业原理的相关问题,其中乙装置中X为离子交换膜。
请按要求回答相关问题:
(1)甲烷燃料电池负极电极反应式是: 。
(2)乙中X是 交换膜,工作一段时间后若要恢复成原溶液,应 。
(3)欲用丙装置给铜镀银,b应是 (填化学式)。
(4)若乙池中的饱和氯化钠溶液换成一定量CuSO4溶液,通电一段时间后,向所得的溶液中加入0.1molCu(OH)2后恰好恢复到电解前的浓度和pH,则电解过程中转移的电子数为 mol。(忽略溶液体积的变化)
(5)通过膜电池可除去废水中的乙酸钠和对氯苯酚(),其原理如图所示,A极的电极反应为 。
(6)化学在环境保护中起十分重要的作用,电化学降解法可用于治理水中硝酸盐污染,电化学降解的原理如图所示。
①Ag-Pt电极上的电极反应式为 。
②若电解过程中转移了2mol电子,则膜两侧电解液的质量变化差(Δm左-Δm右)为 g。
20.(I)某探究小组用HNO3与大理石反应过程中质量减小的方法,研究影响反应速率的因素。所用HNO3浓度为1.00mol/L、2.00mol/L,大理石有细颗粒和粗颗粒两种规格,实验温度为25℃、35℃,每次实验HNO3的用量为25.00mL,大理石用量为10.00g。
实验编号
温度(℃)
大理石规格
HNO3浓度(mol/L)
实验目的
①
25
粗颗粒
2.00
(Ⅰ)实验①和②探究浓度对反应速率的影响;
(Ⅱ)实验①和③探究温度对反应速率的影响;
(Ⅲ)实验①和④探究e___________对反应速率的影响
②
25
粗颗粒
a___________
③
b___________
粗颗粒
2.00
④
c___________
细颗粒
d___________
(1)请完成实验设计表,并在实验目的一栏中填空:a ,e 。
(2)实验①中CO2质量随时间变化的关系如图。计算实验①中70s~90s范围内用HNO3表示的平均反应速率 mol·L-1·s-1(忽略溶液体积变化,不需要写出计算过程)。在0~70、70~90、90~200各相同的时间段里,反应速率最大的时间段是 。
(II)某小组利用H2C2O4溶液和硫酸酸化的KMnO4溶液反应来探究“外界条件对化学反应速率的影响”。实验时通过测定酸性KMnO4溶液褪色所需时间来判断反应的快慢。该小组设计了如下方案。已知:2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O
实验编号
0.1mol·L-1酸性KMnO4溶液的体积/mL
0.6mol·L-1H2C2O4溶液的体积/mL
H2O的体积/mL
实验温度/℃
溶液褪色所需时间/min
①
10
V1
35
25
②
10
10
30
25
③
10
10
V2
50
(3)表中V1= mL。
(4)探究温度对化学反应速率影响的实验编号是 (填编号,下同),可探究反应物浓度对化学反应速率影响的实验编号是 。
(5)实验①测得KMnO4溶液的褪色时间为2min,忽略混合前后溶液体积的微小变化,这段时间内平均反应速率v(H2C2O4)= mol·L-1·min-1。
第3页 共8页 ◎ 第4页 共8页
第5页 共8页 ◎ 第6页 共8页
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参考答案:
1.B
【详解】A.乙醇存在饱和碳原子,采取sp3杂化,如图,不可能所有原共平面,A错误;
B.所有C原子均采取sp2杂化,即苯环结构为平面结构,如图,所以所有原子共平面,B正确;
C.甲烷存在饱和碳原子,采取sp3杂化,如图,不可能所有原共平面,C错误;
D.乙烷与甲烷类似,C原子均采取sp3杂化,如图,不可能所有原共平面,D错误;
故答案选B。
2.A
【详解】常见的放热反应有物质的燃烧、缓慢氧化、中和反应、化合反应、铝热反应。常见的吸热分解反应、C或CO还原金属氧化物的反应、Ba(OH)2 ·8H2O晶体与NH4Cl的反应等。A项为物质的燃烧反应为放热反应;
故选A。
3.A
【分析】注意反应速率之比与化学计量数之比相等。
【详解】在化学反应过程中,反应速率之比等于化学计量数之比,故A(g) + 2B(g) 2C(g)+ 3D(g)中,v(A):v(B):v(C):v(D)=1:2:2:3。将四种物质的反应速率进行统一,以A物质为标准,当v(B)=0.5 mol/(L•min)时,v(A)=0.5v(B)=0.25 mol/(L•min),当v(C)=0.4mol/(L•min)时,v(A)=0.5v(C)=0.25 mol/(L•min),当v(D)=0.6 mol/(L•min)时,v(A)=⅓v(D)=0.2 mol/(L•min),综上所述,A项反应最快。
答案为A 。
4.B
【分析】从海洋动物柄海鞘中提取具有抗肿瘤活性的天然产物,由实验流程可知,步骤(1)是分离固液混合物,其操作为过滤,步骤(2)分离互不相溶的液体混合物,需进行分液,要用到分液漏斗;步骤(3)是从溶液中得到固体,操作为蒸发,需要蒸发皿;步骤(4)是从有机化合物中,利用沸点不同采取蒸馏得到甲苯。
【详解】A.操作(1)为过滤,需要漏斗,故A错误;
B.步骤(2)分离互不相溶的液体混合物,为萃取、分液,故B正确;
C.步骤(3)是从溶液中得到固体,操作为蒸发,需要蒸发皿,故C错误;
D.步骤(4)是从有机化合物中,利用沸点不同采取蒸馏得到甲苯,为蒸馏,故D错误;
故选:B。
5.D
【分析】标况下17.92 L氧气的物质的量mol;浓硫酸增重为生成水的质量,14.4 g 的物质的量mol;其中的mol,碱石灰增重的质量为生成二氧化碳的质量,则有机物燃烧生成的二氧化碳的物质的量mol;剩余气体通过足量灼热氧化铜,测得固体质量减少6.4g,CO和氧化铜反应,减少的质量为参加反应的氧化铜中氧原子的质量,参加反应的氧化铜中氧原子的物质的量mol,与参加反应的一氧化碳的物质的量相等,即有机物燃烧生成的一氧化碳的物质的量为0.4 mol。0.2 mol有机物A中氧原子的物质的量为mol,所以n(有机物A),因此有机物A的分子式为。
【详解】A.由分析可知,有机物A含有碳、氢、氧三种元素,A错误;
B.有机物A的分子式为,B错误;
C.若有机物A能与碳酸氢钠反应放出气体,则分子中含有羧基,则有机物A的结构简式为或两种,两种结构均不能发生加成反应,C错误;
D.若有机物A含有羧基,则有机物A的结构简式为或两种,D正确;
故选D。
6.B
【详解】A. Na2O2~e-,0.5molNa2O2与足量的CO2反应转移的电子数目为0.5NA,故A错误;B. 将1molCl2通入水中,部分氯气与水反应生成盐酸和次氯酸,所以HClO、Cl-、ClO-粒子数之和小于2NA,故B正确;C. 随着反应进行浓硝酸成为稀硝酸时反应停止,所以1L12mol/L的浓硝酸与足量的碳反应转移的电子数小于12NA,故C错误;D. 常温常压下,气体摩尔体积大于22.4L/mol,所以22.4LNH3的物质的量小于1mol,存在共价键的总数小于3NA,故D错误。故选B。
7.A
【分析】由该高分子的结构简式可知,其单体为和。
【详解】A.由分析可知,两种单体的结构相似,相差2个,互为同系物,A正确;
B.由分析指,两种单体中均含碳碳双键,通过加聚反应产生高分子化合物,B错误;
C.由该高分子的结构简式可知,高分子中含有酯基结构,在强酸或强碱的条件下能发生水解反应,则使用该材料时应避免接触强酸或强碱,C错误;
D.该高分子中只含有酯基1种含氧官能团,D错误;
故选A。
8.C
【详解】在H2(g)+Br2(l)=2HBr(g)△H=-72kJ/mol反应中,反应热等于反应物的总键能减生成物的总键能,即△H=反应物的总键能-生成物的总键能=436+a-2×366=-72,a=-2240,即1molBr2(g)中的化学键断裂时需要吸收的能量224kJ,
答案选C。
9.C
【详解】A. 22.4L O2,没有指明标准状况,无法计算物质的量,故A错误;
B. 标准状况下,H2O是液体,因此物质的量不能按照气体体积来计算,故B错误;
C. 1 L 1mol/L的NaOH物质的量为1mol,Na+的物质的量为1 mol,故C正确;
D. 0.1mol铁与足量的盐酸完全反应,铁变为亚铁离子,因此铁失去的电子数为0.2NA,故D错误。
综上所述,答案为C。
10.A
【详解】A.由题干图示信息可知,该反应的反应热,A正确;
B.由题干图示信息可知,该反应中反应物总能量高于生成物总能量,故为放热反应,B错误;
C.化学键断裂需要吸收能量,化学键形成才能释放能量,故断裂和吸收的能量,C错误;
D.燃烧热是指1mol纯物质燃料完全燃烧生成指定稳定的物质是释放的热量,H2燃烧需生成液态水,故H2燃烧热的热化学方程式为:,D错误;
故答案为:A。
11.C
【分析】,首先利用乙烯模型中键角为,乙炔模型为直线,苯环键角为,将有机物的结构写成上图。4、7、8号三个碳原子一定共线;苯环和2、3、4、5、7号碳原子构成的乙烯面可以共面;以四个单键与其他原子连接的碳原子为四面体结构。
【详解】4、7、8号三个碳原子一定共线,所以共线碳原子为3;苯环和2、3、4、5、7号碳原子构成的乙烯面可以共面,一共有11个碳原子,因为4、7、8号三个碳原子一定共线,所以8号碳原子一定也在这个面内(12个碳共面了),1号、6号碳原子也可以在这个面内(14个碳共面了);以四个单键与其他原子连接的碳原子为四面体结构,有1号、2号、5号、6号碳原子符合。
答案选C。
12.D
【分析】卤水“氧化”时氯气与卤水反应置换出,同时氯气与水反应生成进入水相Ⅰ;“还原”时与反应生成、、,再与反应生成和,用盐酸“洗脱”生成和,HBr被氯气氧化得到溴单质,蒸馏得到液溴。
【详解】A.“氧化”和“转化”工序中的主要作用均为氧化,A项正确;
B.由流程中转化关系知,“氧化”时氯气与卤水反应置换出,同时氯气与水反应生成进入水相Ⅰ;“还原”时与反应生成、、,再与反应生成和,故水相Ⅱ中含和,则水相Ⅰ和水相Ⅱ中均含有和,B项正确;
C.用盐酸“洗脱”生成同时生成,可完成的再生,C项正确;
D.保存液溴时加适量水的主要作用是防止溴单质挥发,D项错误;
故选D。
13.BC
【详解】A.乙烯中含有碳碳双键,结构简式为,故A正确;
B.镁离子的质子数为12,结构示意图为,故B错误;
C.硫化钠是离子化合物,电子式为,故C错误;
D.甲烷分子的填充模型为,故D正确;
选BC。
14.AB
【详解】A.浓硫酸和其他液态物质混合时应注意实验安全,一般都是将浓硫酸沿玻璃棒或容器壁缓缓注入其他液体中,边注入边搅拌,所以酯化反应实验中,一般先加入密度最小的醇,再加入羧酸,最后加入浓硫酸,故A错误;
B.油水分离器中水层高低的变化可以显示生成物水的量,据此可以判断酯化反应是否达到平衡;由于酯化反应属于可逆反应,所以其中一种物质过量,既可以使平衡向正反应方向移动,又可以提高另外一种物质的转化率,由题中数据知,异丙醇的沸点低,易挥发,异丙醇应过量,故B错误;
C.有机物一般都易挥发,根据题给各物质的沸点,温度过高,容易造成反应物挥发而损失,从而降低产率,故C正确;
D.步骤③操作时应收集218 ℃的馏分,如果温度计水银球偏下,则蒸馏烧瓶支管口处温度比温度计所测量的温度低,会有沸点较低的杂质逸出,则收集的精制产品中可能混有的杂质为异丙醇,故D正确;
答案选AB。
15.AD
【详解】A.甲烷和溴蒸气在光照条件下可发生取代反应,甲烷和溴水不反应,故不会成功,A符合题意;
B.铜丝首先被氧化为黑色,立即伸入乙醇中,铜丝表面又变红,反复几次,可闻到刺激性气味的物质产生,B不符合题意;
C.石蜡油加强热产生的气体通入溴的四氯化碳,溶液褪色,说明产物中含烯烃或其他不饱和烃,C不符合题意;
D.过量的与碘单质反应,无论淀粉是否完全水解,溶液都不可能变蓝,D符合题意。
故选AD。
16. B
【详解】
该反应中反应物能量高于生成物能量,说明为放热反应;反应物与生成物的能量差值为热效应,标注如图:
17. H2SiO3 F Mg 2Na+2H2O=2NaOH+H2↑
【分析】根据元素在周期表中的位置知,A、B、C、D、E分别是F、Na、Mg、Si、Cl元素,结合元素周期律分析解答。
【详解】(1)D为Si元素,其最高价氧化物对应的水化物的化学式为H2SiO3,故答案为H2SiO3;
(2)同一主族,从上到下,元素的非金属性逐渐减弱,A、E两种元素中非金属较强的是F,故答案为F;
(3)同一周期,从左到右,原子半径逐渐减小,B、C两元素的原子半径较小的是Mg,故答案为Mg;
(4)在盛有水的小烧杯中加入钠单质,钠与水反应生成氢氧化钠和氢气,反应的化学方程式为2Na+2H2O=2NaOH+H2↑,故答案为2Na+2H2O=2NaOH+H2↑。
18.(1) Cl2,光照 加成
(2)ad
(3)
(4) 15
【详解】(1)甲到乙-CH3变为-CH2Cl,该反应为烷基的光照、Cl2取代反应。乙含有Cl双键断裂连上了Cl该步应该为加成反应,同时-CH2Cl变为CH2OH,该步为氢氧化钠水溶液中加热发生取代反应。所以反应Ⅱ的方程式为:,Ⅲ为加成反应;
(2)碳碳双键可以与H2、HX、H2O、卤素单质发生加成反应,还能发生加聚反应;羟基可以与金属钠反应置换氢气,与乙酸发生酯化反应;-COOH与碳酸盐或者碳酸氢盐发生反应产生CO2,与碱发生酸碱中和;与醇发生酯化反应等。该物质中含有-X和羟基,-X可以与NaOH醇溶液发生消去反应,也可以与NaOH水溶液发生取代反应;羟基可以与金属钠反应,浓硫酸催化下发生消去反应,与O2发生催化氧化反应,与羧酸发生酯化反应等。所以不能反应的为ad;
(3)甲中含有C=C可以发生加聚反应合成高分子,所以反应方程式为 ;
(4)乙中含有苯环、酚羟基、卤代烷基。可以认为是烷基的一氯代的同分异构体,考虑烷基结构异构有两种-CH2CH2CH3和-CH(CH3)2,两个取代基在苯环上的相对位置有邻间对,得到如下结构,前三者一氯代均为3种后三者一氯代物均为2种,则同分异构体为。氢谱峰6:2:2:1即分子种含有两个-CH3,则结构为。
19.(1)CH4-8e-+10OH-=+7H2O
(2) 阳离子 通入一定量HCl气体
(3)Ag
(4)0.4
(5)+H++2e-→Cl-+
(6) 2+10e-+12H+=N2↑+6H2O 14.4g
【分析】(1)甲烷燃料电池负极上CH4失电子,发生氧化反应,在碱性条件下产物为碳酸钾;
(2)燃料电池通氧气的极为正极,则乙中电解池的阴极为Fe、阳极为C,电解产物为H2、Cl2和NaOH;
(3)丙为电镀池,其中b为阳极,a为阴极,现铜镀银,则应选择Ag为阳极,Cu为阴极;
(4)用C为阳极电解CuSO4溶液,加入0.1mol Cu(OH)2后恰好恢复到电解前的浓度和pH,发生如下电解:2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4、2H2O2H2↑+O2↑,再根据“析出什么加入什么”的原则分析;
(5)原电池中阳离子移向正极,根据原电池中氢离子的移动方向可知A为正极,正极有氢离子参与反应;
(6)由题给原理图可知,Ag-Pt电极上NO3-发生还原反应生成N2,则Ag-Pt电极为阴极,则B为负极,A为电源正极,Pt电极为电解池的阳极,电极反应式为:2H2O-4e-=4H++O2↑,据此计算膜两侧电解液的质量变化差。
【详解】(1)甲烷燃料电池负极上CH4失电子,发生氧化反应,在碱性条件下产物为碳酸钾,则负极电极反应式是CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O;
(2)燃料电池通氧气的极为正极,则乙中电解池的阴极为Fe、阳极为C,电解产物为H2、Cl2和NaOH,工作一段时间后若要恢复成原溶液,应通入适量HCl气体,恰好完全中和NaOH即可;
(3)丙为电镀池,其中b为阳极,a为阴极,现铜镀银,则应选择Ag为阳极, Cu为阴极,即b极材料是Ag;
(4)乙池加入0.1mol Cu(OH)2后恰好恢复到电解前的浓度和pH,发生如下电解:2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4、2H2O2H2↑+O2↑,Cu(OH)2从组成上可看成CuO•H2O,根据“析出什么加入什么”的原则知,析出的物质是氧化铜和水,则阴极上析出氢气和铜,生成0.1mol铜转移电子=0.1mol×2mol=0.2mol,根据原子守恒知,生成0.1mol水需要0.1mol氢气,生成0.1mol氢气转移电子=0.1mol×2mol=0.2mol,所以电解过程中共转移电子数为0.4mol;
(5)A为正极,正极有氢离子参与反应,电极反应式为+H++2e-→Cl-+;
(6)①由题给原理图知,Ag-Pt电极上NO3-发生还原反应,酸性介质中,电极反应式为:2NO3-+10e-+12H+=N2↑+6H2O;
②A为电源正极,Pt电极为电解池的阳极,电极反应式为:2H2O-4e-=4H++O2↑,转移2mol电子时,阳极区消耗1mol水,产生2molH+进入阴极室,阳极室质量减少18g;电极反应式为2NO3-+10e-+12H+=N2↑+6H2O,阴极室中放出0.2molN2(即5.6g),同时有2molH+(即2g)进入阴极室,因此阴极室质量减少5.6g-2g=3.6g,故膜两侧电解液的质量变化差(△m左-△m右)=14.4g。
20. 1.00 大理石规格 0.01mol/(L·s) 0~70 5 ②和③ ①和② 0.025
【详解】(I)(1)由于①和②探究浓度对反应速率的影响,故硝酸的浓度不同,a应该是1.00mol/LHNO3;实验①和④的大理石规格不同,其它反应条件相同,探究的是固体物质的表面积对反应速率的影响,故c为25℃,d是2.00mol/L,e是固体物质的表面积,即大理石规格;
(2)由图可知70至90s,CO2生成的质量为m(CO2)=0.95g-0.84g=0.11g,物质的量为,根据反应CaCO3+2HNO3=Ca(NO3)2+CO2↑H2O,可知消耗HNO3的物质的量为n(HNO3)=2×0.0025mol=0.005mol,又由于硝酸溶液体积为0.025L,所以HNO3减少的浓度,反应的时间t=90s-70s=20s,所以HNO3在70~90s范围内的平均反应速率为;在大理石与硝酸的反应中,随着反应的进行,硝酸的浓度逐渐减低,在0~70s、70s~90s、90s~200s各相同的时间段里,浓度最大的是0~70s,所以反应速率最大的时间段是0~70s;
(Ⅱ).(3)实验2混合液的总体积为10mL+10mL+30mL=50mL,则V1=50mL-10mL-35mL=5mL;
(4)探究温度对化学反应速率影响,必须满足除了温度不同,其他条件完全相同,所以满足此条件的实验编号是:②和③;探究反应物浓度对化学反应速率影响,除了浓度不同,其他条件完全相同的实验编号是①和②;
(5)草酸的物质的量n(H2C2O4)=0.60mol/L×0.005L=0.003mol,高锰酸钾的物质的量n(KMnO4)=0.10mol•L-1×0.01L=0.001mol,草酸和高锰酸钾的物质的量之比为0.003mol:0.001mol=3:1,由2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O可知草酸过量,高锰酸钾完全反应,混合后溶液中高锰酸钾的浓度c(KMnO4)=nV=0.001mol0.05LnV=0.001mol0.05L=0.02mol/L,这段时间内平均反应速率,由速率之比等于化学计量数之比可知,这段时间内平均反应速率。
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