广东省广州市2024-2025学年高二下学期开学模拟测试化学练习卷
2025-02-13
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内容正文:
广东省广州市2024-2025学年高二下学期开学模拟测试化学练习卷
一.选择题(共20小题)
1.(2024秋•荔湾区校级期中)下列说法正确的是( )
A.已知C(s)+O2(g)═CO2(g)ΔH=akJ•mol﹣1,C(s)+O2(g)═CO(g)ΔH=bkJ•mol﹣1,则a<b
B.2H2(g)+O2(g)═2H2O(g)ΔH=﹣527.4kJ•mol﹣1,则H2(g)的燃烧热ΔH=﹣263.7kJ•mol﹣1
C.H+(aq)+OH﹣(aq)═H2O(l)ΔH=﹣57.3kJ•mol﹣1,则稀H2SO4和Ba(OH)2稀溶液反应生成1mol H2O时放出57.3kJ的热量
D.H2(g)+I2(g)⇌2HI(g)ΔH=﹣11kJ•mol﹣1,则该条件下,1mol H2(g)与足量I2(g)充分反应,放出热量11kJ
2.(2024春•番禺区校级月考)杭州亚运会CO2合成甲醇做火炬燃料实现了零碳排放,反应CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)是合成甲醇的方式之一。向恒容密闭容器中充入CO2、H2和催化剂PST,500℃时反应历程如下(TS表示过渡态,加*表示吸附在催化剂表面)。下列说法不正确的是( )
A.该方法合成甲醇的反应是放热反应
B.有副反应发生,副反应的化学方程式为:CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)
C.催化剂PST可提高生成甲醇的选择性,决定PST选择性较高的步骤是生成TS3步骤
D.反应速率v生成(CO2)=v消耗(CH3OH)时,该反应达到平衡状态
3.(2022秋•荔湾区校级月考)已知反应:①H2(g)+O2(g)═H2O(g)ΔH1
②N2(g)+O2(g)═NO2(g)ΔH2
③(g)+H2(g)⇌NH3(g)ΔH3
则反应2NH3(g)+O2(g)═2NO2(g)+3H2O(g)的ΔH为( )
A.2ΔH1+2ΔH2﹣2ΔH3 B.ΔH1+ΔH2﹣ΔH3
C.3ΔH1+2ΔH2+2ΔH3 D.3ΔH1+2ΔH2﹣2ΔH3
4.(2022秋•荔湾区校级月考)理论研究表明,在101kPa和298K下,HCN(g)⇌HNC(g)异构化反应过程的能量变化如图所示。下列说法错误的是( )
A.HCN比HNC稳定
B.该异构化反应的ΔH=+59.3kJ•mol﹣1
C.使用催化剂,可以改变反应的反应热
D.正反应的活化能大于逆反应的活化能
5.(2024秋•海珠区校级月考)下列过程中ΔH<0的是( )
A.氯化铵分解得氨气
B.碳酸氢钠与柠檬酸的反应
C.过氧化氢的分解反应
D.Ba(OH)2•8H2O晶体与NH4Cl晶体反应
6.(2024秋•广州期中)金属腐蚀对国家经济造成的损失非常严重,我国科学家在世界最长跨海大桥——港珠澳跨海大桥防腐上采用“高性能涂层+阴极保护”联合防护思想,使得港珠澳跨海大桥预期耐久性可以达到120年,下列说法不正确的是( )
A.海水中钢管发生的主要是电化学腐蚀,燃气灶中心部位的铁发生的主要是化学腐蚀
B.采用涂层将海泥与钢管本身隔绝开来可以极大避免腐蚀的发生
C.将钢闸门连接到直流电源的负极加以保护是应用了牺牲阳极法
D.白铁(镀锌铁)比马口铁(镀锡铁)更耐腐蚀
7.(2024春•番禺区校级月考)某公司开发的Li—SO2Cl2电池能快速放电、高效转化,可做军用野战雷达电源,其示意图如图。放电时负极产生LiCl,正极有无色刺激性气味的气体产生。下列说法正确的是( )
A.负极电解液是LiAlCl4水溶液,LiCl溶于水中可避免附在负极表面影响放电效率
B.放电时,石墨电极的电极反应为:SO2Cl2﹣2e﹣═2Cl﹣+SO2
C.离子交换膜是阴离子交换膜
D.正极产生22.4L气体时,负极电解液质量增加14g
8.(2023秋•广州期末)在熔融盐体系中,通过电解TiO2和SiO2获得电池材料(TiSi),电解装置如图,下列说法正确的是( )
A.石墨电极为阴极
B.A的电极反应:8H++TiO2+SiO2+8e﹣═TiSi+4H2O
C.该体系中,石墨优先于Cl﹣参与反应
D.电解时,阳离子向石墨电极移动
9.(2022秋•广州期中)利用如图装置进行铁上电镀铜的实验探究。
装置示意图
序号
电解质溶液
实验现象
①
0.1mol/LCuSO4+少量H2SO4
阴极表面有无色气体,一段时间后阴极表面有红色固体,气体减少。经检验电解液中有Fe2+
②
0.1mol/LCuSO4+过量氨水
阴极表面未观察到气体,一段时间后阴极表面有致密红色固体。经检验电解液中无Fe元素
下列说法不正确的是( )
A.①中气体减少,推测是由于溶液中c(H+)减少,且Cu覆盖铁电极,阻碍H+与铁接触
B.①中检测到Fe2+,推测可能发生反应:Fe+2H+═Fe2++H2、Fe+Cu2+═Fe2++Cu
C.随阴极析出Cu,推测②中溶液c(Cu2+)减少,Cu2++4NH3⇌[Cu(NH3)4]2+平衡逆移
D.②中Cu2+生成[Cu(NH3)4]2+,使得c(Cu2+)比①中溶液的小,Cu缓慢析出,镀层更致密
10.(2024秋•荔湾区校级月考)一款Zn﹣LEP电池的工作原理如图所示,该可充电电池的总反应为。下列说法错误的是( )
A.放电时,电子由左侧电极进入溶液后流向右侧电极
B.放电时电池内部Li+移向右侧电极
C.充电时,阳极反应式为
D.若充电时转移2mole﹣,则左侧电极将增重65g
11.(2024秋•荔湾区校级期中)下列水溶液由于水解显酸性的是( )
A.NaHCO3 B.NaHSO4 C.NH4NO3 D.CH3COOH
12.(2024秋•荔湾区校级期中)0.1mol•L﹣1的下列溶液中,最大的是( )
A.NH3•H2O B.(NH4)2CO3
C.(NH4)2SO4 D.(NH4)2Fe(SO4)2
13.(2024秋•广州期中)下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是( )
A.透明溶液中:Na+、Fe3+、、Br﹣
B.Na2S溶液中:H+、Al3+、、
C.NaOH溶液中:Na+、Mg2+、、Cl﹣
D.新制氯水中:Fe2+、、、
14.(2024秋•荔湾区校级期中)某温度时,MS的沉淀溶解平衡曲线如图所示。M2+为Cu2+、Zn2+、Mn2+。下列说法正确的是( )
A.三种离子对应的硫化物中Ksp(CuS)最小,约为1×10﹣20
B.向MnS的悬浊液中加入少量水,沉淀溶解平衡向溶解的方向移动,c(S2﹣)增大
C.可用ZnS除去ZnCl2溶液中混有的少量杂质CuCl2
D.a点是ZnS的不饱和溶液
15.(2024秋•荔湾区校级期中)25℃,一元弱碱甲胺(CH3NH2)的电离常数Kb=4.0×10﹣4,lg5=0.7,电解质溶液的电导率与离子浓度有关,电导率越大,溶液的导电能力越强。25℃时,用0.02mol•L﹣1的盐酸滴定20.00mL0.02mol•L﹣1CH3NH2溶液,利用传感器测得滴定过程中溶液的电导率随加入盐酸的体积变化如图。下列说法不正确的是( )
A.25℃,M点对应的溶液中水电离的c水(H+)•c水(OH﹣)>1.0×10﹣14
B.溶液中始终存在:c(CH3)+c(H+)=c(OH﹣)+c(Cl﹣)
C.N点对应的溶液中:c(Cl﹣)>c(H+)>c(CH3)>c(OH﹣)
D.25℃,M点对应溶液的pH=6.3
16.(2024秋•荔湾区校级期中)反应N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)ΔH<0达平衡状态后,改变某一条件,下列图像与条件变化一致的是( )
A.升高温度
B.增大N2浓度
C.改变压强
D.t2时,向恒容容器中加入NH3
A.A B.B C.C D.D
17.(2024秋•荔湾区校级期中)将足量A放入密闭容器中,发生反应A(s)⇌2B(g)+C(g)ΔH<0,下列说法正确的是( )
A.气体摩尔质量不变,则反应达到平衡状态
B.平衡后,恒容恒温充入氦气使压强增大,平衡逆向移动
C.平衡后,恒容下降低温度,再次平衡后气体中C的体积分数不变
D.平衡后,恒温恒容下,加入A,平衡正向移动
18.(2024秋•荔湾区校级期中)下列措施或现象不能用勒夏特列原理解释的是( )
A.合成氨工业中需要采用高压的条件
B.加热0.5mol/LCuCl2溶液,颜色由蓝色变为绿色
C.向醋酸溶液中加入少许醋酸钠固体,溶液的pH增大
D.H2、I2、HI平衡时的混合气体,缩小容器的体积,颜色变深
19.(2024秋•荔湾区校级期中)二氧化硫催化氧化反应为:2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)ΔH<0,下列措施既能加快反应速率又能提高平衡转化率的是( )
A.升高温度 B.增大压强
C.降低温度 D.使用催化剂
20.(2022秋•越秀区校级期中)一定温度下,将2mol A和2mol B两种气体混合放入体积为2L的密闭刚性容器中,发生反应3A(g)+B(g)⇌xC(g)+2D(g),2min末反应达到平衡,生成0.8mol D,并测得C的物质的量浓度为0.4mol•L﹣1,下列说法正确的是( )
A.x的值为1
B.A的平衡转化率为40%
C.此温度下该反应的平衡常数K等于0.5
D.A和B的平衡转化率相等
二.解答题(共4小题)
21.(2023秋•白云区校级期中)SO2是空气中的主要污染物,是国家空气质量周报的主要指标。
Ⅰ:工业上接触法制硫酸的主要反应为:2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g),该反应过程的能量变化如图所示。已知1molSO2(g)完全氧化为1molSO3(g)的ΔH=﹣99kJ/mol。请回答下列问题:
(1)E表示该反应的 ,E的大小对该反应的反应热 (填“有”或“无”)影响。
(2)图中ΔH= kJ/mol;在一定温度和压强下,把2molSO2和1molO2放在某密闭容器中进行该反应,测得反应放出的热量总是少于该值,原因是 。
Ⅱ:(3)对烟道气中的SO2进行回收再利用具有较高的社会价值和经济价值。
CO还原法:一定条件下,由SO2和CO反应生成S和CO2的能量变化如图所示,每生成16gS(s),该反应 (填“放出”或“吸收”)的热量为 kJ。
(4)汽车尾气中排放的NOx和CO污染环境,在汽车尾气系统中装置催化转化器,可有效降低NOx和CO的排放。已知:
①2CO(g)+O2(g)⇌2CO2(g) ΔH=﹣566.0kJ/mol
②N2(g)+O2(g)⇌2NO(g) ΔH=+180.5kJ/mol
③2NO(g)+O2(g)⇌2NO2(g) ΔH=﹣116.5kJ/mol
试回答:CO的燃烧热ΔH为 kJ/mol,CO将NO2还原为N2单质的热化学方程式为 。
22.(2024春•白云区校级期中)化学电池在通讯、交通及日常生活中有着广泛的应用。
Ⅰ.(1)图甲是锌锰干电池的基本构造示意图。锌锰干电池工作时,电路中每通过0.2mole﹣,负极质量减少 g;工作时在正极放电产生两种气体,其中一种气体分子是含10e﹣的微粒,正极的电极反应式是 。
(2)关于该电池的使用和性能的说法中正确的是 (填字母,下空同)。
A.该电池可充电后反复使用
B.该电池可用于闹钟、收音机等
C.该电池使用后能投入火中,也可投入池塘中
D.该电池长时间不用时,应当从电器中取出
Ⅱ.(3)目前常用的镍(Ni)镉(Cd)电池,其电池总反应可表示为:Cd+2NiO(OH)+2H2O2Ni(OH)2+Cd(OH)2。已知Ni(OH)2和Cd(OH)2均难溶于水但能溶于酸。以下法中正确的是 。
A.反应环境为碱性
B.电池放电时Cd作负极
C.是一种二次电池
Ⅲ.某宇宙飞船上使用的氢氧燃料电池是一种新型电源,其构造如图乙所示。A、B两个电均由多孔的石墨电极组成,通入的氢气和氧气由孔隙中逸出,并在电极表面发生电极反应放电。
(4)A电极的反应式为 。
(5)若为飞行员提供了360kg的水,则电路中通过了 mol电子。
23.(2024春•番禺区校级月考)银及其化合物在制造钱币、装饰器皿、电子电器、医药等方面具有广泛用途,研究Ag及其化合物具有重要意义。回答下列问题:
(1)Ag单质可溶于稀硝酸,同时生成NO。将0.1mol Ag投入某浓度的稀硝酸中,常温下溶解速率较慢,完全溶解时消耗稀硝酸的物质的量随温度的变化如图:
①Ag是第五周期ⅠB族元素,写出基态Ag原子的价电子轨道表示式: 。
②根据图像分析最适合溶解银的温度是 43℃(填“>”“<”或“=”),原因是 。
(2)加热某些硝酸盐晶体,并将气体冷凝可得到硝酸。如加热硝酸镁晶体[化学式为:Mg(NO3)2•xH2O],将蒸气冷凝即可得到硝酸溶液(忽略2NO2⇌N2O4的变化,加热温度超过100℃)。
①补充完整方程式:2Mg(NO3)2•xH2O2MgO+ NO2↑+O2↑+2x ↑。
②将蒸气冷凝至室温,三种气体中一种气体先变为液态,随后两种气体溶解其中得到HNO3溶液。
已知:反应Ⅰ2NO(g)+O2(g)═2NO2(g) ΔH1;
反应Ⅱ3NO2(g)+H2O(l)═2HNO3(aq)+NO(g) ΔH2。
写出两种气体溶解得到HNO3的热化学方程式,焓变用含ΔH1和ΔH2的代数式表示: 。
③若所得溶液中n(HNO3):n(H2O)=0.4,计算x= 。
(3)AgCl难溶于水,但可溶于氨水,方程式为:AgCl(s)+2NH3(aq)⇌[Ag(NH3)2]+(aq)+Cl﹣(aq)。
已知:常温下Ksp(AgCl)=1.5×10﹣10,[Ag(NH3)2]+(aq)⇌Ag+(aq)+2NH3(aq)K=6.0×10﹣8。
将0.1mol AgCl投入1L水中并通入NH3,若溶液体积始终保持1L,计算AgCl恰好完全溶解时通入NH3的物质的量为 mol(在答题卷中写出计算过程,恰好完全溶解时[Ag(NH3)2]+的分解可忽略,即可视为c{[Ag(NH3)2]+}=c(Cl﹣),氨水的电离也可忽略,溶液中NH3、NH3•H2O、均视为NH3)。
24.(2024秋•广州期中)CO2减排能有效降低温室效应,同时CO2也是一种重要的资源,因此研究CO2捕集与转化对实现“碳中和”目标具有重要意义而备受关注。
(1)某研究机构成功合成了氮掺杂多孔有机聚合物DLU﹣1吸附剂,用于烟道气(主要是N2和CO2)和天然气中CO2的捕集。为考查样品对单组分气体的吸附性能,测定在压强为1bar,温度为273K和298K下的单组分气体吸附等温线如图,请阐述DLU﹣1吸附剂能做捕获剂的理由: 。
(2)工业上用CO2和H2反应合成二甲醚,
2CO2(g)+6H2(g)⇌CH3OCH3(g)+3H2O(g) ΔH=﹣387.7kJ•mol﹣1
①恒温恒容下,充入等物质的量的CO2和H2充分反应,以下叙述不能说明该反应达到平衡状态的是 (填序号)。
A.CO2的物质的量分数保持不变
B.容器中混合气体的密度保持不变
C.容器中混合气体的平均摩尔质量保持不变
D.断裂1molπ键的同时断裂1.5mol O—H键
②在某压强下,合成二甲醚的反应在不同温度、不同投料比时,CO2的平衡转化率如图所示,则T1 T2(填“>”或“<”)。
③T1温度下,将4mol CO2和12mol H2充入2L的密闭容器中,5min后反应达到平衡状态,则0~5min内的平均反应速率v(CH3OCH3)= 。
(3)工业上可以利用二氧化碳合成甲醇,已知
①CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g) ΔH1=+41kJ•mol﹣1
②CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g) ΔH2=﹣90kJ•mol﹣1
若③CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)正反应的活化能为EakJ•mol﹣1,则逆反应的活化能为 kJ•mol﹣1(用含Ea的式子表示),该反应在 (填“较高温度”或“较低温度”)下可自发进行。
(4)以CO2为原料,电解法制取乙烯、乙烷的装置如图,生成乙烯的电极反应式为: 。
参考答案与试题解析
一.选择题(共20小题)
1.(2024秋•荔湾区校级期中)下列说法正确的是( )
A.已知C(s)+O2(g)═CO2(g)ΔH=akJ•mol﹣1,C(s)+O2(g)═CO(g)ΔH=bkJ•mol﹣1,则a<b
B.2H2(g)+O2(g)═2H2O(g)ΔH=﹣527.4kJ•mol﹣1,则H2(g)的燃烧热ΔH=﹣263.7kJ•mol﹣1
C.H+(aq)+OH﹣(aq)═H2O(l)ΔH=﹣57.3kJ•mol﹣1,则稀H2SO4和Ba(OH)2稀溶液反应生成1mol H2O时放出57.3kJ的热量
D.H2(g)+I2(g)⇌2HI(g)ΔH=﹣11kJ•mol﹣1,则该条件下,1mol H2(g)与足量I2(g)充分反应,放出热量11kJ
【答案】A
【分析】A.焓变是负值,放热越大,焓变越小;
B.燃烧热必须是生成稳定的化合物,即水必须是液态的;
C.生成硫酸钡也会放出热量;
D.可逆反应中,反应物不能完全转化。
【解答】解:A.已知C(s)+O2(g)═CO2(g)ΔH=akJ•mol﹣1,C(s)+O2(g)═CO(g)ΔH=bkJ•mol﹣1,因为焓变是负值,放热越大,焓变越小,所以a<b,故A正确;
B.2H2(g)+O2(g)═2H2O(g)ΔH=﹣527.4kJ•mol﹣1,则无法确定H2(g)的燃烧热,因为燃烧热必须是生成稳定的化合物,即水必须是液态的,故B错误;
C.室温下,OH﹣(aq)+H+(aq)=H2O(l)ΔH=﹣57.3kJ•mol﹣1,则稀H2SO4和稀Ba(OH)2溶液反应生成1mol H2O(l)时,放出的热量大于57.3kJ,因为生成硫酸钡也会放出热量,故C错误;
D.H2(g)+I2(g)⇌2HI(g)ΔH=﹣11kJ•mol﹣1,则该条件下,1mol H2(g)与足量I2(g)充分反应,放出热量小于11kJ,因为该反应是可逆反应,1mol H2(g)不能完全反应,故D错误;
故选:A。
【点评】本题主要考查反应热与焓变的相关知识,属于基本知识的考查,难度不大。
2.(2024春•番禺区校级月考)杭州亚运会CO2合成甲醇做火炬燃料实现了零碳排放,反应CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)是合成甲醇的方式之一。向恒容密闭容器中充入CO2、H2和催化剂PST,500℃时反应历程如下(TS表示过渡态,加*表示吸附在催化剂表面)。下列说法不正确的是( )
A.该方法合成甲醇的反应是放热反应
B.有副反应发生,副反应的化学方程式为:CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)
C.催化剂PST可提高生成甲醇的选择性,决定PST选择性较高的步骤是生成TS3步骤
D.反应速率v生成(CO2)=v消耗(CH3OH)时,该反应达到平衡状态
【答案】D
【分析】A.由图可知,反应物总能量大于生成物总能量;
B.根据图中TS3分析;
C.催化剂能降低反应的活化能,总反应的决速步骤为活化能最大的步骤;
D.当正逆反应速率相等时,反应达到平衡状态。
【解答】解:A.由图可知,反应物总能量大于生成物总能量,则该反应为放热反应,故A正确;
B.根据图中TS3可知,CO2和H2可以反应生成CO和H2O,副反应的化学方程式为:CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g),故B正确;
C.催化剂能降低反应生成甲醇所需活化能,提高提高生成甲醇的选择性,生成TS3骤的活化能最大,是决定PST选择性较高的步骤,故C正确;
D.v生成(CO2)=v消耗(CH3OH),只指明逆反应速率,不能说明正逆反应速率相等时,反应不一定达到平衡状态,故D错误;
故选:D。
【点评】本题考查反应热与焓变,侧重考查学生识图能力和分析能力,掌握反应热与物质能量的关系、化学平衡的判断方法为解题关键,此题难度不大。
3.(2022秋•荔湾区校级月考)已知反应:①H2(g)+O2(g)═H2O(g)ΔH1
②N2(g)+O2(g)═NO2(g)ΔH2
③(g)+H2(g)⇌NH3(g)ΔH3
则反应2NH3(g)+O2(g)═2NO2(g)+3H2O(g)的ΔH为( )
A.2ΔH1+2ΔH2﹣2ΔH3 B.ΔH1+ΔH2﹣ΔH3
C.3ΔH1+2ΔH2+2ΔH3 D.3ΔH1+2ΔH2﹣2ΔH3
【答案】D
【分析】根据盖斯定律:3×①+2×②﹣2×③得2NH3(g)+O2(g)═2NO2(g)+3H2O(g)。
【解答】解:根据盖斯定律:3×①+2×②﹣2×③得2NH3(g)+O2(g)═2NO2(g)+3H2O(g)ΔH=3ΔH1+2ΔH2﹣2ΔH3,
故选:D。
【点评】本题考查反应热与焓变,为高频考点,掌握盖斯定律的应用是解答的关键,侧重分析与应用能力的考查,题目难度不大。
4.(2022秋•荔湾区校级月考)理论研究表明,在101kPa和298K下,HCN(g)⇌HNC(g)异构化反应过程的能量变化如图所示。下列说法错误的是( )
A.HCN比HNC稳定
B.该异构化反应的ΔH=+59.3kJ•mol﹣1
C.使用催化剂,可以改变反应的反应热
D.正反应的活化能大于逆反应的活化能
【答案】C
【分析】A.由图可知,HCN的能量最低;
B.由反应物、生成物的总能量相对大小判断焓变;
C.催化剂可降低反应的活化能,不改变反应的始终态;
D.由图可知为吸热反应,焓变等于正逆反应的活化能之差。
【解答】解:A.由图可知,HCN的能量最低,则HCN比HNC稳定,故A正确;
B.由反应物、生成物的总能量相对大小可知,该异构化反应的ΔH=+59.3kJ•mol﹣1,故B正确;
C.催化剂可降低反应的活化能,不改变反应的始终态,则使用催化剂,反应的反应热不变,故C错误;
D.由图可知为吸热反应,焓变等于正逆反应的活化能之差,则正反应的活化能大于逆反应的活化能,故D正确;
故选:C。
【点评】本题考查反应热与焓变,为高频考点,把握反应中能量变化、能量与稳定性、焓变的计算为解答的关键,侧重分析与计算能力的考查,注意选项B为解答的易错点。
5.(2024秋•海珠区校级月考)下列过程中ΔH<0的是( )
A.氯化铵分解得氨气
B.碳酸氢钠与柠檬酸的反应
C.过氧化氢的分解反应
D.Ba(OH)2•8H2O晶体与NH4Cl晶体反应
【答案】C
【分析】A.根据氯化铵分解得氨气是吸热反应进行分析;
B.根据碳酸氢钠与柠檬酸的反应为吸热反应进行分析;
C.根据过氧化氢的分解反应为放热反应进行分析;
D.根据Ba(OH)2•8H2O晶体与NH4Cl晶体反应为吸热反应进行分析。
【解答】解:A.NH4Cl分解得氨气是吸热反应,ΔH>0,故A错误;
B.NaHCO3与柠檬酸的反应为吸热反应,ΔH>0,故B错误;
C.H2O2的分解反应为放热反应,ΔH<0,故C正确;
D.Ba(OH)2•8H2O晶体与氯化铵晶体反应为吸热反应,ΔH>0,故D错误;
故选:C。
【点评】本题主要考查反应热和焓变等,注意完成此题,可以从题干中抽取有用的信息,结合已有的知识进行解题。
6.(2024秋•广州期中)金属腐蚀对国家经济造成的损失非常严重,我国科学家在世界最长跨海大桥——港珠澳跨海大桥防腐上采用“高性能涂层+阴极保护”联合防护思想,使得港珠澳跨海大桥预期耐久性可以达到120年,下列说法不正确的是( )
A.海水中钢管发生的主要是电化学腐蚀,燃气灶中心部位的铁发生的主要是化学腐蚀
B.采用涂层将海泥与钢管本身隔绝开来可以极大避免腐蚀的发生
C.将钢闸门连接到直流电源的负极加以保护是应用了牺牲阳极法
D.白铁(镀锌铁)比马口铁(镀锡铁)更耐腐蚀
【答案】C
【分析】依据常见金属腐蚀与防护知识分析。
【解答】解:A.海水中钢管在海水中形成原电池,主要发生的主要是电化学腐蚀,燃气灶中心部位的铁发生的主要是化学腐蚀,故A正确;
B.采用涂层将海泥与钢管本身隔绝开,可以避免金属在海水中形成原电池,避免腐蚀的发生,故B正确;
C.将钢闸门连接到直流电源的负极加以保护是应用了外接电流的阴极保护法,故C错误;
D.Zn比Fe活泼,白铁(镀锌铁)被破坏,Zn作负极,Fe作正极被保护,Fe比Sn活泼,马口铁(镀锡铁)被破坏,Fe作负极,腐蚀速度加快,故D正确;
故选:C。
【点评】本题考查金属腐蚀与防护,题目难度中等,掌握常见的金属腐蚀与防护知识是解题的关键。
7.(2024春•番禺区校级月考)某公司开发的Li—SO2Cl2电池能快速放电、高效转化,可做军用野战雷达电源,其示意图如图。放电时负极产生LiCl,正极有无色刺激性气味的气体产生。下列说法正确的是( )
A.负极电解液是LiAlCl4水溶液,LiCl溶于水中可避免附在负极表面影响放电效率
B.放电时,石墨电极的电极反应为:SO2Cl2﹣2e﹣═2Cl﹣+SO2
C.离子交换膜是阴离子交换膜
D.正极产生22.4L气体时,负极电解液质量增加14g
【答案】C
【分析】由图可知,Li为负极,电极反应式为Li﹣e﹣=Li+,石墨电极为正极,电极反应式为SO2Cl2+2e﹣═2Cl﹣+SO2,据此作答。
【解答】解:A.Li性质活泼能与水反应,故不能用LiAlCl4水溶液作电解质溶液,故A错误;
B.石墨电极为正极,电极反应式为SO2Cl2+2e﹣═2Cl﹣+SO2,故B错误;
C.氯离子由右侧向左侧迁移,故离子交换膜是阴离子交换膜,故C正确;
D.题目未给标准状况,无法使用22.4L/mol计算气体的物质的量,故D错误;
故选:C。
【点评】本题考查原电池,题目难度中等,能依据图象和信息准确判断正负极是解题的关键。
8.(2023秋•广州期末)在熔融盐体系中,通过电解TiO2和SiO2获得电池材料(TiSi),电解装置如图,下列说法正确的是( )
A.石墨电极为阴极
B.A的电极反应:8H++TiO2+SiO2+8e﹣═TiSi+4H2O
C.该体系中,石墨优先于Cl﹣参与反应
D.电解时,阳离子向石墨电极移动
【答案】C
【分析】由图可知,在外加电源下石墨电极上C转化为CO,失电子发生氧化反应,为阳极,与电源正极相连,则电极A作阴极,TiO2和SiO2获得电子产生电池材料TiSi。
【解答】解:A.由分析可知,石墨电极为阳极,故A错误;
B.A作阴极得电子,由于该体系为熔融盐体系,没有H+存在,所以发生的反应为:,故B错误;
C.根据图中信息可知,该体系中,石墨优先于参Cl﹣参与反应,故C正确;
D.电解池中石墨电极为阳极,阳离子向阴极电极A移动,故D错误;
故选:C。
【点评】本题主要考查电解原理,掌握电解池的工作原理是解题的关键,题目难度一般。
9.(2022秋•广州期中)利用如图装置进行铁上电镀铜的实验探究。
装置示意图
序号
电解质溶液
实验现象
①
0.1mol/LCuSO4+少量H2SO4
阴极表面有无色气体,一段时间后阴极表面有红色固体,气体减少。经检验电解液中有Fe2+
②
0.1mol/LCuSO4+过量氨水
阴极表面未观察到气体,一段时间后阴极表面有致密红色固体。经检验电解液中无Fe元素
下列说法不正确的是( )
A.①中气体减少,推测是由于溶液中c(H+)减少,且Cu覆盖铁电极,阻碍H+与铁接触
B.①中检测到Fe2+,推测可能发生反应:Fe+2H+═Fe2++H2、Fe+Cu2+═Fe2++Cu
C.随阴极析出Cu,推测②中溶液c(Cu2+)减少,Cu2++4NH3⇌[Cu(NH3)4]2+平衡逆移
D.②中Cu2+生成[Cu(NH3)4]2+,使得c(Cu2+)比①中溶液的小,Cu缓慢析出,镀层更致密
【答案】C
【分析】由图可知,该装置为电解池,Cu连接电源的正极作阳极,Fe作阴极,据此作答。
【解答】解:A.Fe与氢离子反应生成氢气,当阴极铜离子放电生成Cu覆盖铁电极时,阻碍H+与铁接触,气体减少,故A正确;
B.Fe能与氢离子和铜离子反应,反应离子方程式为Fe+2H+═Fe2++H2↑、Fe+Cu2+═Fe2++Cu,故B正确;
C.铜离子与过量氨水反应生成[Cu(NH3)4]2+,[Cu(NH3)4]2+在阴极得电子生成Cu,随阴极析出Cu,[Cu(NH3)4]2+浓度减小,平衡正向移动,故C错误;
D.铜离子与过量氨水反应生成[Cu(NH3)4]2+,[Cu(NH3)4]2+在阴极得电子生成Cu,使得c(Cu2+)比①中溶液的小,Cu缓慢析出,镀层更致密,故D正确;
故选:C。
【点评】本题考查电解原理,题目难度中等,能依据图象和题目信息准确判断阴阳极是解题的关键。
10.(2024秋•荔湾区校级月考)一款Zn﹣LEP电池的工作原理如图所示,该可充电电池的总反应为。下列说法错误的是( )
A.放电时,电子由左侧电极进入溶液后流向右侧电极
B.放电时电池内部Li+移向右侧电极
C.充电时,阳极反应式为
D.若充电时转移2mole﹣,则左侧电极将增重65g
【答案】A
【分析】可充电电池的总反应可知,阳极反应式为,阴极反应式xZn2++2xe﹣=xZn,充电时LiFePO4失电子,阳离子向正极移动,阴离子向负极移动,据此分析。
【解答】解:A.放电时,电子由左侧电极经过导线流向右侧电极,电子不能进入溶液,故A错误;
B.放电时,阳离子向正极移动,阴离子向负极移动,所以电池内部Li+向正极移动,故B正确;
C.由该可充电电池的总反应可知,充电时LiFePO4失电子,所以阳极反应式为,故C正确;
D.由阴极反应式xZn2++2xe﹣=xZn可知,每转移2mole﹣,就有1mol Zn2+得电子生成1mol Zn,则左侧电极将增重65g,故D正确;
故选:A。
【点评】本题主要考查原电池与电解池的综合等,注意完成此题,可以从题干中抽取有用的信息,结合已有的知识进行解题。
11.(2024秋•荔湾区校级期中)下列水溶液由于水解显酸性的是( )
A.NaHCO3 B.NaHSO4 C.NH4NO3 D.CH3COOH
【答案】C
【分析】物质的水溶液因发生水解而显酸性的是强酸弱碱盐,弱碱阳离子结合水电离平衡状态的氢氧根离子促进水的电离,溶液氢氧根离子浓度小于氢离子浓度,溶液呈酸性。
【解答】解:A.NaHCO3溶液由于碳酸氢根离子的水解大于电离导致溶液显碱性,故A错误;
B.NaHSO4溶液由于NaHSO4电离出Na+、H+和硫酸根离子而使溶液显酸性,故B错误;
C.NH4NO3溶液由于发生水解而使溶液显酸性,水解离子方程式为:+H2O⇌NH3•H2O+H+,故C正确;
D.CH3COOH溶液由于醋酸电离出醋酸根和H+而使溶液显酸性,故D错误;
故选:C。
【点评】本题考查盐类水解的应用,侧重于学生的分析能力的考查,题目难度不大,注意把握盐类水解的规律以及水解原理,把握相关基础知识的积累。
12.(2024秋•荔湾区校级期中)0.1mol•L﹣1的下列溶液中,最大的是( )
A.NH3•H2O B.(NH4)2CO3
C.(NH4)2SO4 D.(NH4)2Fe(SO4)2
【答案】D
【分析】在盐的水解过程是微弱的,弱电解质的电离是微弱的,据此进行解答。
【解答】解:A.NH3•H2O是弱碱,发生微弱的电离;
B.(NH4)2CO3中会电离出两个铵根离子,碳酸根离子和铵根离子会相互促进电离;
C.(NH4)2SO4中会电离出两个铵根离子,铵根离子发生水解;
D.(NH4)2Fe(SO4)2中铁离子水解会产生氢离子会抑制铵根离子的水解;
故D中c()的浓度最大;
故选:D。
【点评】本题考查弱电解质的电离和盐的水解的相关知识,属于基础知识的考查,题目比较简单。
13.(2024秋•广州期中)下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是( )
A.透明溶液中:Na+、Fe3+、、Br﹣
B.Na2S溶液中:H+、Al3+、、
C.NaOH溶液中:Na+、Mg2+、、Cl﹣
D.新制氯水中:Fe2+、、、
【答案】A
【分析】A.不反应的离子能大量共存;
B.能和Na2S反应的离子不能大量共存;
C.能和NaOH反应的离子不能大量共存;
D.氯水中含有Cl2、HCl、HClO,能和Cl2、HCl、HClO反应的离子不能大量共存。
【解答】解:A.这几种离子之间不反应,所以能大量共存,故A正确;
B.S2﹣、Al3+发生双水解反应而不能大量共存,且酸性条件下,S2﹣、发生氧化还原反应而不能大量共存,故B错误;
C.Mg2+、OH﹣反应反应生成Mg(OH)2沉淀而不能大量共存,且、OH﹣反应生成、H2O而不能大量共存,故C错误;
D.Fe2+能被Cl2、HClO氧化而不能大量共存,H+、反应生成CO2、H2O而不能大量共存,故D错误;
故选:A。
【点评】本题考查离子共存,侧重考查分析、判断及知识综合运用能力,明确离子的性质、离子共存的条件是解本题关键,注意题干中限制性的条件。
14.(2024秋•荔湾区校级期中)某温度时,MS的沉淀溶解平衡曲线如图所示。M2+为Cu2+、Zn2+、Mn2+。下列说法正确的是( )
A.三种离子对应的硫化物中Ksp(CuS)最小,约为1×10﹣20
B.向MnS的悬浊液中加入少量水,沉淀溶解平衡向溶解的方向移动,c(S2﹣)增大
C.可用ZnS除去ZnCl2溶液中混有的少量杂质CuCl2
D.a点是ZnS的不饱和溶液
【答案】C
【分析】A.Ksp(MS)=c(M2+)•c(S2﹣),c(S2﹣)或lgc(S2﹣)相同时,Ksp(MS)与c(M2+)成正比,即lgc(M2+)越大,Ksp(MS)越大;
B.向MnS的悬浊液中加入少量水,沉淀溶解平衡向溶解的方向移动,但可能仍然是MnS的饱和溶液,也可能是MnS的不饱和溶液;
C.同类型沉淀物质的溶度积Ksp越大,其溶解度越大,结合沉淀转化规律分析判断;
D.沉淀溶解平衡曲线上方的点表示过饱和溶液,沉淀溶解平衡曲线上的点表示过饱和溶液,沉淀溶解平衡曲线下方的点表示不饱和溶液。
【解答】解:A.Ksp(MS)=c(M2+)•c(S2﹣),lgc(S2﹣)一定时,Ksp(MS)与c(M2+)成正比,即lgc(M2+)或c(M2+)越大,Ksp(MS)越大,所以图中Ksp(CuS)最小,为10﹣25×10﹣10=10﹣35,故A错误;
B.向CuS悬浊液中加入少量水,平衡向溶解的方向移动,但溶液可能仍然是MnS的饱和溶液,也可能是MnS的不饱和溶液,即c(S2﹣)可能不变或减小,不可能增大,故B错误;
C.由上述分析可知,Ksp(ZnS)>Ksp(CuS),溶解度大的物质能自发转化为溶解度小的物质,所以可用ZnS除去ZnCl2溶液中混有的少量杂质CuCl2,故C正确;
D.由图可知,a点位于ZnS沉淀溶解平衡曲线上方,是ZnS的过饱和溶液,故D错误;
故选:C。
【点评】本题考查沉淀溶解平衡及其图象分析,侧重分析判断能力和基础知识运用能力考查,把握Ksp(MS)表达式、沉淀溶解平衡曲线上下方点的意义、沉淀转化规律是解题的关键,题目难度不大。
15.(2024秋•荔湾区校级期中)25℃,一元弱碱甲胺(CH3NH2)的电离常数Kb=4.0×10﹣4,lg5=0.7,电解质溶液的电导率与离子浓度有关,电导率越大,溶液的导电能力越强。25℃时,用0.02mol•L﹣1的盐酸滴定20.00mL0.02mol•L﹣1CH3NH2溶液,利用传感器测得滴定过程中溶液的电导率随加入盐酸的体积变化如图。下列说法不正确的是( )
A.25℃,M点对应的溶液中水电离的c水(H+)•c水(OH﹣)>1.0×10﹣14
B.溶液中始终存在:c(CH3)+c(H+)=c(OH﹣)+c(Cl﹣)
C.N点对应的溶液中:c(Cl﹣)>c(H+)>c(CH3)>c(OH﹣)
D.25℃,M点对应溶液的pH=6.3
【答案】C
【分析】A.根据方程式和滴定曲线可知M点酸碱恰好完全反应进行分析;
B.根据电荷守恒,进行分析;
C.根据N点时盐酸过量,为CH3NH3Cl、HCl的混合物,进行分析;
D.根据一元弱碱甲胺的电离常数Kb≈4.0×10﹣4,M点酸碱恰好完全反应,溶质为CH3NH3Cl,进行分析。
【解答】解:A.M点酸碱恰好完全反应,溶质为CH3NH3Cl,是强酸弱碱盐,水解促进水的电离,c水(H+)=c水(OH﹣)>1.0×10﹣14,M点对应的溶液中水电离的c水(H+)•c水(OH﹣)>1.0×10﹣14,故A正确;
B.根据溶液存在电荷守恒,滴定开始后,溶液中存在c()+c(H+)=c(OH﹣)+c(Cl﹣),故B正确;
C.N点时盐酸过量,N点为HCl和CH3NH3Cl,则N点对应的溶液中c(Cl﹣)>c(CH3)>c(H+)>c(OH﹣),故C错误;
D.甲胺的电离常数Kb≈4.0×10﹣4,M点酸碱恰好完全反应,溶质为CH3NH3Cl,CH3NH3Cl的浓度为0.01mol/L,,则,25℃,M点对应的溶液的pH=7﹣lg5≈6.3,故D正确;
故选:C。
【点评】本题主要考查酸碱混合时的定性判断及有关pH的计算等,注意完成此题,可以从题干中抽取有用的信息,结合已有的知识进行解题。
16.(2024秋•荔湾区校级期中)反应N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)ΔH<0达平衡状态后,改变某一条件,下列图像与条件变化一致的是( )
A.升高温度
B.增大N2浓度
C.改变压强
D.t2时,向恒容容器中加入NH3
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【分析】依据外界条件改变对化学反应速率和化学平衡的影响分析。
【解答】解:A.升高温度,平衡逆向移动,氢气转化率减小,与图象不符,故A错误;
B.增大氮气浓度,平衡正向移动,氢气转化率增大,与图象不符,故B错误;
C.由图可知,压强为P2时,反应先达到平衡状态,反应速率快,压强大,故P1<P2,增大压强,平衡正向移动,氨气的物质的量分数增大,与图象不符,故C错误;
D.t2时,向恒容容器中加入NH3,逆反应速率增大,正反应速率瞬间不变,平衡逆向移动,与图象符合,故D正确;
故选:D。
【点评】本题考查化学平衡,题目难度中等,掌握外界条件改变对化学平衡的影响是解题的关键。
17.(2024秋•荔湾区校级期中)将足量A放入密闭容器中,发生反应A(s)⇌2B(g)+C(g)ΔH<0,下列说法正确的是( )
A.气体摩尔质量不变,则反应达到平衡状态
B.平衡后,恒容恒温充入氦气使压强增大,平衡逆向移动
C.平衡后,恒容下降低温度,再次平衡后气体中C的体积分数不变
D.平衡后,恒温恒容下,加入A,平衡正向移动
【答案】C
【分析】反应到达平衡状态时,正逆反应速率相等,各组分浓度和百分含量保持不变,结合外界条件改变对化学平衡的影响分析。
【解答】解:A.反应中B和C的物质的量之比始终为2:1,故混合气体的平均摩尔质量始终保持不变,无法判断反应是否达到平衡状态,故A错误;
B.平衡后,恒容恒温充入氦气使压强增大,体系中各组分的浓度保持不变,平衡不移动,故B错误;
C.平衡后,恒容下降低温度,平衡正向移动,但反应中B和C的物质的量之比始终为2:1,故再次平衡后气体中C的体积分数不变,故C正确;
D.A为固体,浓度为定值,平衡后,恒温恒容下,加入A,平衡不移动,故D错误;
故选:C。
【点评】本题考查化学平衡,题目难度中等,掌握外界条件改变对化学平衡的影响是解题的关键。
18.(2024秋•荔湾区校级期中)下列措施或现象不能用勒夏特列原理解释的是( )
A.合成氨工业中需要采用高压的条件
B.加热0.5mol/LCuCl2溶液,颜色由蓝色变为绿色
C.向醋酸溶液中加入少许醋酸钠固体,溶液的pH增大
D.H2、I2、HI平衡时的混合气体,缩小容器的体积,颜色变深
【答案】D
【分析】勒夏特列原理即平衡移动原理,外界条件改变使平衡发生移动时,可用勒夏特列原理解释。
【解答】解:A.合成氨反应正向气体分子数减小,高压有利于平衡正向移动,可用勒夏特列原理解释,故A正确;
B.在氯化铜溶液中,铜离子通常以水合铜离子的形式存在,呈现蓝色,加热0.5mol/LCuCl2溶液,氯离子与铜离子结合形成四氯合铜离子,溶液由蓝色变为绿色,可用勒夏特列原理解释,故B正确;
C.向醋酸溶液中加入少许醋酸钠固体,醋酸电离平衡逆向移动,溶液中氢离子浓度减小,pH增大,可用勒夏特列原理解释,故C正确;
D.H2、I2、HI平衡时的混合气体,缩小容器的体积,平衡不移动,I2的物质的量不变,但体积减小,I2的浓度增大,颜色加深,不可用勒夏特列原理解释,故D错误;
故选:D。
【点评】本题考查化学平衡,题目难度中等,掌握外界条件改变对化学平衡的影响是解题的关键。
19.(2024秋•荔湾区校级期中)二氧化硫催化氧化反应为:2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)ΔH<0,下列措施既能加快反应速率又能提高平衡转化率的是( )
A.升高温度 B.增大压强
C.降低温度 D.使用催化剂
【答案】B
【分析】能加快反应速率的措施有:升高温度、增大压强、使用催化剂等,提高平衡转化率,需要使平衡正向移动,结合温度、压强、浓度等外界条件对化学平衡的影响分析。
【解答】解:A.该反应为放热反应,升高温度平衡逆向移动,平衡转化率降低,故A错误;
B.增大压强,反应速率加快,该反应为气体体积缩小的反应,增大压强后平衡正向移动,平衡转化率提高,故B正确;
C.该反应为放热反应,降低温度平衡正向移动,反应速率降低,平衡转化率增大,故C错误;
D.使用催化剂,能够加快反应速率,但该平衡不移动,不能提高平衡转化率,故D错误;
故选:B。
【点评】本题考查化学平衡、化学反应速率的影响,明确题干反应特点、反应速率的影响因素为解答关键,注意掌握外界条件对化学平衡的影响,题目难度不大。
20.(2022秋•越秀区校级期中)一定温度下,将2mol A和2mol B两种气体混合放入体积为2L的密闭刚性容器中,发生反应3A(g)+B(g)⇌xC(g)+2D(g),2min末反应达到平衡,生成0.8mol D,并测得C的物质的量浓度为0.4mol•L﹣1,下列说法正确的是( )
A.x的值为1
B.A的平衡转化率为40%
C.此温度下该反应的平衡常数K等于0.5
D.A和B的平衡转化率相等
【答案】C
【分析】平衡时c(D)==0.4mol/L,c(C):c(D)=0.4mol/L:0.4mol/L=1:1,所以x=2,则
3A(g)+B(g)⇌2C(g)+2D(g),(单位mol)
起始:2 2 0 0
转化:1.2 0.4 0.8 0.8
平衡:0.8 1.6 0.8 0.8
以此解答该题。
【解答】解:A.由以上分析可知x=2,故A错误;
B.A的平衡转化率为=60%,故B错误;
C.由以上分析可知,平衡时各物质的量浓度分别为0.4mol/L、0.8mol/L、0.4mol/L、0.4mol/L。则K==0.5,故C正确;
D.A、B按3:1反应,起始物质的量相等,则转化率不等,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查化学平衡计算,为高频考点,侧重考查学生分析计算能力,明确化学方程式中各个物理量的关系式是解本题关键,题目难度不大。
二.解答题(共4小题)
21.(2023秋•白云区校级期中)SO2是空气中的主要污染物,是国家空气质量周报的主要指标。
Ⅰ:工业上接触法制硫酸的主要反应为:2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g),该反应过程的能量变化如图所示。已知1molSO2(g)完全氧化为1molSO3(g)的ΔH=﹣99kJ/mol。请回答下列问题:
(1)E表示该反应的 活化能 ,E的大小对该反应的反应热 无 (填“有”或“无”)影响。
(2)图中ΔH= ﹣198 kJ/mol;在一定温度和压强下,把2molSO2和1molO2放在某密闭容器中进行该反应,测得反应放出的热量总是少于该值,原因是 该反应为可逆反应,反应物不能完全转化为生成物 。
Ⅱ:(3)对烟道气中的SO2进行回收再利用具有较高的社会价值和经济价值。
CO还原法:一定条件下,由SO2和CO反应生成S和CO2的能量变化如图所示,每生成16gS(s),该反应 放出 (填“放出”或“吸收”)的热量为 135 kJ。
(4)汽车尾气中排放的NOx和CO污染环境,在汽车尾气系统中装置催化转化器,可有效降低NOx和CO的排放。已知:
①2CO(g)+O2(g)⇌2CO2(g) ΔH=﹣566.0kJ/mol
②N2(g)+O2(g)⇌2NO(g) ΔH=+180.5kJ/mol
③2NO(g)+O2(g)⇌2NO2(g) ΔH=﹣116.5kJ/mol
试回答:CO的燃烧热ΔH为 ﹣283 kJ/mol,CO将NO2还原为N2单质的热化学方程式为 2NO2(g)+4CO(g)⇌N2(g)+4CO2(g)ΔH=﹣1196kJ•mol﹣1 。
【答案】(1)活化能;无;
(2)﹣198;该反应为可逆反应,反应物不能完全转化为生成物;
(3)放出;135;
(4)﹣283;2NO2(g)+4CO(g)⇌N2(g)+4CO2(g)ΔH=﹣1196kJ•mol﹣1。
【分析】(1)E表示该反应的活化能,该反应的反应热取决于反应物和生成物总能量差;
(2)1molSO2(g)完全氧化为1molSO3(g)的ΔH=﹣99kJ/mol,图中ΔH=2×(﹣99)kJ/mol;可逆反应中反应物不能完全转化为生成物;
(3)根据图知,反应物总能量大于生成物总能量,则该反应为放热反应,该反应热化学方程式为2CO(g)+SO2(g)=S(s)+2CO2(g)ΔH=(409﹣679)kJ/mol=﹣270kJ/mol,即生成32g固态S放出270kJ热量,据此计算每生成16gS(s)的反应热;
(4)燃烧热:1mol纯物质完全燃烧生成稳定的产物所释放的热量;方程式①×2﹣②﹣③得方程式4CO(g)+2NO2(g)+⇌N2(g)+4CO2(g),ΔH=2×(﹣566.0kJ/mol)﹣(+180.5kJ/mol)﹣(﹣116.5kJ/mol)。
【解答】解:(1)E表示该反应的活化能,该反应的反应热取决于反应物和生成物总能量差,与活化能E无关,
故答案为:活化能;无;
(2)1molSO2(g)完全氧化为1molSO3(g)的ΔH=﹣99kJ/mol,图中ΔH=2×(﹣99)kJ/mol=﹣198kJ/mol;在一定温度和压强下,把2molSO2和1molO2放在某密闭容器中进行该反应,该反应为可逆反应,反应物不能完全转化为生成物,所以测得反应放出的热量总是少于该值,
故答案为:﹣198;该反应为可逆反应,反应物不能完全转化为生成物;
(3)根据图知,反应物总能量大于生成物总能量,则该反应为放热反应,该反应热化学方程式为2CO(g)+SO2(g)=S(s)+2CO2(g)ΔH=(409﹣679)kJ/mol=﹣270kJ/mol,即生成32g固态S放出270kJ热量,据此计算每生成16gS(s)放出的热量为×16g=135kJ,
故答案为:放出;135;
(4)CO完全燃烧生成稳定的产物的化学方程式为2CO+O2⇌2CO2,由①可知,2molCO参加反应释放热量566.0kJ,所以1molCO完全燃烧应该释放热量283kJ,CO的燃烧热ΔH为﹣283kJ/mol;方程式①×2﹣②﹣③得方程式4CO(g)+2NO2(g)+⇌N2(g)+4CO2(g),ΔH=2×(﹣566.0kJ/mol)﹣(+180.5kJ/mol)﹣(﹣116.5kJ/mol)=﹣1196kJ•mol﹣1,
故答案为:﹣283;2NO2(g)+4CO(g)⇌N2(g)+4CO2(g)ΔH=﹣1196kJ•mol﹣1。
【点评】本题考查反应热的有关计算,侧重考查分析、判断及计算能力,明确盖斯定律内涵、方程式的计算方法、燃烧热的概念是解本题关键,题目难度不大。
22.(2024春•白云区校级期中)化学电池在通讯、交通及日常生活中有着广泛的应用。
Ⅰ.(1)图甲是锌锰干电池的基本构造示意图。锌锰干电池工作时,电路中每通过0.2mole﹣,负极质量减少 6.5 g;工作时在正极放电产生两种气体,其中一种气体分子是含10e﹣的微粒,正极的电极反应式是 2+2e﹣=2NH3↑+H2↑ 。
(2)关于该电池的使用和性能的说法中正确的是 BD (填字母,下空同)。
A.该电池可充电后反复使用
B.该电池可用于闹钟、收音机等
C.该电池使用后能投入火中,也可投入池塘中
D.该电池长时间不用时,应当从电器中取出
Ⅱ.(3)目前常用的镍(Ni)镉(Cd)电池,其电池总反应可表示为:Cd+2NiO(OH)+2H2O2Ni(OH)2+Cd(OH)2。已知Ni(OH)2和Cd(OH)2均难溶于水但能溶于酸。以下法中正确的是 ABC 。
A.反应环境为碱性
B.电池放电时Cd作负极
C.是一种二次电池
Ⅲ.某宇宙飞船上使用的氢氧燃料电池是一种新型电源,其构造如图乙所示。A、B两个电均由多孔的石墨电极组成,通入的氢气和氧气由孔隙中逸出,并在电极表面发生电极反应放电。
(4)A电极的反应式为 2H2﹣4e﹣+4OH﹣=4H2O(或H2﹣2e﹣+2OH﹣=2H2O) 。
(5)若为飞行员提供了360kg的水,则电路中通过了 4×104 mol电子。
【答案】Ⅰ.(1)6.5;2+2e﹣=2NH3↑+H2↑;
(2)BD;
Ⅱ.(3)ABC;
Ⅲ.(4)2H2﹣4e﹣+4OH﹣=4H2O(或H2﹣2e﹣+2OH﹣=2H2O);
(5)4×104。
【分析】Ⅰ.(1)锌锰干电池的负极是锌,正极为石墨棒,电解质溶液为二氧化锰和氯化铵,根据电极反应现象判断电极反应生成物,进而书写电极反应式,根据电池反应式计算;
(2)干电池的特点以及原电池的工作原理来判断;
Ⅱ.Cd+2NiO(OH)+2H2O2Ni(OH)2+Cd(OH)2,电池反应中放电反应为原电池,Cd做原电池负极,生成氢氧化物,说明电池环境为碱性,可以充电,属于二次电池;
Ⅲ.氢氧燃料电池中A、B两个电均由多孔的石墨电极组成,通入的氢气和氧气由孔隙中逸出,并在电极表面发生电极反应放电,A电极通入的是氢气,失电子发生氧化反应,结合电子守恒和电极反应计算电子转移。
【解答】解:Ⅰ.(1)锌锰干电池的负极是锌,正极为石墨棒,电解质溶液为二氧化锰和氯化铵,负极发生氧化反应,电极反应式为Zn﹣2e﹣=Zn2+,根据电极反应式可知,电路中每通过0.2mole﹣,消耗0.1mol Zn,质量为0.1mol×65g/mol=6.5g,正极发生还原反应,工作时离子在正放电,产生两种气体,其中一种气体分子是含10e﹣的微粒,应为NH3,电极反应式为:2+2e﹣=2NH3↑+H2↑,
故答案为:6.5;2+2e﹣=2NH3↑+H2↑;
(2)A.该电池是一次电池,不能反复使用,故A错误;
B.该电池可将化学能转化为电能,能用于闹钟、收音机、照相机等,故B正确;
C.该电池使用后不能投入火中、池塘中,防止造成二次污染,要集中处理,故C错误;
D.该电池长时间不用时,应当从电器中取出,防止电池在电器中腐烂,使电器线路中断,故D正确;
故答案为:BD;
Ⅱ.(3)A.根据电池产物是氢氧化物,知道反应环境为碱性,故A正确
B.电池放电时是原电池的工作原理,失电子的极是负极,即Cd做负极,故B正确;
C.该电池是能连续充放电使用的电池,是一种二次电池,故C正确.
故答案为:ABC;
Ⅲ.(4)氢氧燃料电池中,通入氢气的一极为电源的负极,通入氧气的一极为原电池的正极,由于电解质溶液呈碱性,则负极电极反应式为2H2﹣4e﹣+4OH﹣=4H2O(或H2﹣2e﹣+2OH﹣=2H2O),
故答案为:2H2﹣4e﹣+4OH﹣=4H2O(或H2﹣2e﹣+2OH﹣=2H2O);
(5)氢氧燃料电池的总反应与氢气在氧气中燃烧的化学方程式相同,生成物为水,即2H2+O2=2H2O,在2H2+O2=2H2O中,化合价升高值=化合价降低值=4,即当转移电子4mol时,会有2mol即36g的水生成,当为飞行员提供了360kg即2×104mol的水时,会转移电子4×104mol,故答案为:4×104。
【点评】本题考查了原电池原理,涉及电极反应式的书写、电子守恒的计算等知识点,根据得失电子确定正负极,再结合正负极上发生的反应来分析解答,注意基础知识的理解应用,题目难度中等。
23.(2024春•番禺区校级月考)银及其化合物在制造钱币、装饰器皿、电子电器、医药等方面具有广泛用途,研究Ag及其化合物具有重要意义。回答下列问题:
(1)Ag单质可溶于稀硝酸,同时生成NO。将0.1mol Ag投入某浓度的稀硝酸中,常温下溶解速率较慢,完全溶解时消耗稀硝酸的物质的量随温度的变化如图:
①Ag是第五周期ⅠB族元素,写出基态Ag原子的价电子轨道表示式: 。
②根据图像分析最适合溶解银的温度是 = 43℃(填“>”“<”或“=”),原因是 常温下溶解速率较慢,高于43℃,硝酸的消耗增多 。
(2)加热某些硝酸盐晶体,并将气体冷凝可得到硝酸。如加热硝酸镁晶体[化学式为:Mg(NO3)2•xH2O],将蒸气冷凝即可得到硝酸溶液(忽略2NO2⇌N2O4的变化,加热温度超过100℃)。
①补充完整方程式:2Mg(NO3)2•xH2O2MgO+ 4 NO2↑+O2↑+2x H2O ↑。
②将蒸气冷凝至室温,三种气体中一种气体先变为液态,随后两种气体溶解其中得到HNO3溶液。
已知:反应Ⅰ2NO(g)+O2(g)═2NO2(g) ΔH1;
反应Ⅱ3NO2(g)+H2O(l)═2HNO3(aq)+NO(g) ΔH2。
写出两种气体溶解得到HNO3的热化学方程式,焓变用含ΔH1和ΔH2的代数式表示: ΔH=ΔH1+2ΔH2 。
③若所得溶液中n(HNO3):n(H2O)=0.4,计算x= 6 。
(3)AgCl难溶于水,但可溶于氨水,方程式为:AgCl(s)+2NH3(aq)⇌[Ag(NH3)2]+(aq)+Cl﹣(aq)。
已知:常温下Ksp(AgCl)=1.5×10﹣10,[Ag(NH3)2]+(aq)⇌Ag+(aq)+2NH3(aq)K=6.0×10﹣8。
将0.1mol AgCl投入1L水中并通入NH3,若溶液体积始终保持1L,计算AgCl恰好完全溶解时通入NH3的物质的量为 2.2 mol(在答题卷中写出计算过程,恰好完全溶解时[Ag(NH3)2]+的分解可忽略,即可视为c{[Ag(NH3)2]+}=c(Cl﹣),氨水的电离也可忽略,溶液中NH3、NH3•H2O、均视为NH3)。
【答案】(1)①;
②=;常温下溶解速率较慢,高于43℃,硝酸的消耗增多;
(2)①4;H2O;
②ΔH=ΔH1+2ΔH2;
③6;
(3)2.2。
【分析】(1)①Ag是第五周期ⅠB族元素,基态Ag原子的价电子排布式为4d105s1;
②根据图像分析最适合溶解银的温度是43℃,高于该温度,硝酸的消耗增多;
(2)①根据原子守恒配平方程式;
②反应Ⅰ2NO(g)+O2(g)═2NO2(g) ΔH1,反应Ⅱ3NO2(g)+H2O(l)═2HNO3(aq)+NO(g) ΔH2,两种气体溶解得到HNO3的热化学方程式为4NO2(g)+O2(g)+2H2O(l)=4HNO3(aq),将方程式Ⅰ+2Ⅱ得4NO2(g)+O2(g)+2H2O(l)=4HNO3(aq),ΔH进行需要的改变;
③若所得溶液中n(HNO3):n(H2O)=0.4,假设n(HNO3)=0.4mol、n(H2O)=1mol,生成0.4mol HNO3消耗n(H2O)=n(HNO3)=×0.4mol=0.2mol,根据N原子守恒得n(NO2)=n(HNO4)=0.4mol,即4:2x=0.4mol:(1+0.2)mol;
(3)①AgCl(s)⇌Ag+(aq)+Cl﹣(aq)Ksp(AgCl)=1.5×10﹣10、②[Ag(NH3)2]+(aq)⇌Ag+(aq)+2NH3(aq)K=6.0×10﹣8,将方程式①﹣②得方程式AgCl(s)+2NH3(aq)⇌[Ag(NH3)2]+(aq)+Cl﹣(aq)K==2.5×10﹣3,根据方程式“AgCl(s)+2NH3(aq)⇌[Ag(NH3)2]+(aq)+Cl﹣(aq)”知,0.1mol AgCl完全溶解转化为[Ag(NH3)2]+(aq)、Cl﹣(aq)时,溶液的体积为1L,溶液中c{[Ag(NH3)2]+}=c(Cl﹣)=0.1mol/L,消耗的n(NH3)=2n(AgCl)=2×0.1mol=0.2mol,设溶液中c[NH3(aq)]=xmol/L,AgCl(s)+2NH3(aq)⇌[Ag(NH3)2]+(aq)+Cl﹣(aq)K==2.5×10﹣3,x=2,则溶液中n(NH3)(aq)=2mol/L×1L=2mol。
【解答】解:(1)①基态Ag原子的价电子轨道表示式:,
故答案为:;
②常温下溶解速率较慢,根据图像分析最适合溶解银的温度是43℃,高于43℃,硝酸的消耗增多,
故答案为:=;常温下溶解速率较慢,高于43℃,硝酸的消耗增多;
(2)①根据原子守恒配平方程式,2Mg(NO3)2•xH2O2MgO+4NO2↑+O2↑+2xH2O↑,
故答案为:4;H2O;
②反应Ⅰ2NO(g)+O2(g)═2NO2(g) ΔH1,反应Ⅱ3NO2(g)+H2O(l)═2HNO3(aq)+NO(g) ΔH2,两种气体溶解得到HNO3的热化学方程式为4NO2(g)+O2(g)+2H2O(l)=4HNO3(aq),将方程式Ⅰ+2Ⅱ得4NO2(g)+O2(g)+2H2O(l)=4HNO3(aq),ΔH=ΔH=ΔH1+2ΔH2,
故答案为:ΔH=ΔH1+2ΔH2;
③若所得溶液中n(HNO3):n(H2O)=0.4,假设n(HNO3)=0.4mol、n(H2O)=1mol,生成0.4mol HNO3消耗n(H2O)=n(HNO3)=×0.4mol=0.2mol,根据N原子守恒得n(NO2)=n(HNO4)=0.4mol,即4:2x=0.4mol:(1+0.2)mol,x=6,
故答案为:6;
(3)①AgCl(s)⇌Ag+(aq)+Cl﹣(aq)Ksp(AgCl)=1.5×10﹣10、②[Ag(NH3)2]+(aq)⇌Ag+(aq)+2NH3(aq)K=6.0×10﹣8,将方程式①﹣②得方程式AgCl(s)+2NH3(aq)⇌[Ag(NH3)2]+(aq)+Cl﹣(aq)K==2.5×10﹣3,根据方程式“AgCl(s)+2NH3(aq)⇌[Ag(NH3)2]+(aq)+Cl﹣(aq)”知,0.1mol AgCl完全溶解转化为[Ag(NH3)2]+(aq)、Cl﹣(aq)时,溶液的体积为1L,溶液中c{[Ag(NH3)2]+}=c(Cl﹣)=0.1mol/L,消耗的n(NH3)=2n(AgCl)=2×0.1mol=0.2mol,设溶液中c[NH3(aq)]=xmol/L,AgCl(s)+2NH3(aq)⇌[Ag(NH3)2]+(aq)+Cl﹣(aq)K==2.5×10﹣3,x=2,则溶液中n(NH3)(aq)=2mol/L×1L=2mol,则通入n(NH3)=0.2mol+2mol=2.2mol,
故答案为:2.2。
【点评】本题考查难溶物的溶解平衡、原子结构、物质的性质,侧重考查分析、判断及计算能力,明确原子结构、盖斯定律的计算方法、物质的性质及溶解度常数的计算方法是解本题关键,(3)题为解答难点,注意:通入的NH3包含消耗的NH3和溶液中存在的NH3(aq),题目难度中等。
24.(2024秋•广州期中)CO2减排能有效降低温室效应,同时CO2也是一种重要的资源,因此研究CO2捕集与转化对实现“碳中和”目标具有重要意义而备受关注。
(1)某研究机构成功合成了氮掺杂多孔有机聚合物DLU﹣1吸附剂,用于烟道气(主要是N2和CO2)和天然气中CO2的捕集。为考查样品对单组分气体的吸附性能,测定在压强为1bar,温度为273K和298K下的单组分气体吸附等温线如图,请阐述DLU﹣1吸附剂能做捕获剂的理由: 相同条件下,和CO2相比,N2与CH4的吸附量均很小,这说明DLU﹣1具有较好的吸附选择性 。
(2)工业上用CO2和H2反应合成二甲醚,
2CO2(g)+6H2(g)⇌CH3OCH3(g)+3H2O(g) ΔH=﹣387.7kJ•mol﹣1
①恒温恒容下,充入等物质的量的CO2和H2充分反应,以下叙述不能说明该反应达到平衡状态的是 AB (填序号)。
A.CO2的物质的量分数保持不变
B.容器中混合气体的密度保持不变
C.容器中混合气体的平均摩尔质量保持不变
D.断裂1molπ键的同时断裂1.5mol O—H键
②在某压强下,合成二甲醚的反应在不同温度、不同投料比时,CO2的平衡转化率如图所示,则T1 < T2(填“>”或“<”)。
③T1温度下,将4mol CO2和12mol H2充入2L的密闭容器中,5min后反应达到平衡状态,则0~5min内的平均反应速率v(CH3OCH3)= 0.14mol•L﹣1•min﹣1 。
(3)工业上可以利用二氧化碳合成甲醇,已知
①CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g) ΔH1=+41kJ•mol﹣1
②CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g) ΔH2=﹣90kJ•mol﹣1
若③CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)正反应的活化能为EakJ•mol﹣1,则逆反应的活化能为 Ea+49 kJ•mol﹣1(用含Ea的式子表示),该反应在 较低温度 (填“较高温度”或“较低温度”)下可自发进行。
(4)以CO2为原料,电解法制取乙烯、乙烷的装置如图,生成乙烯的电极反应式为: 2CO2+12e﹣+12H+=C2H4+4H2O 。
【答案】(1)相同条件下,和CO2相比,N2与CH4的吸附量均很小,这说明DLU﹣1具有较好的吸附选择性;
(2)①AB;
②<;
③0.14mol•L﹣1•min﹣1;
(3)Ea+49;较低温度;
(4)2CO2+12e﹣+12H+=C2H4+4H2O。
【分析】(1)根据图知,相同条件下,和CO2相比,N2与CH4的吸附量均很小;
(2)①可逆反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,反应体系中各物质的物质的量、物质的量浓度、百分含量以及由此引起的一系列物理量不变;
②投料比相同、压强相同时,升高温度,平衡逆向移动,CO2的转化率降低;
③T1温度下,将4mol CO2和12mol H2充入2L的密闭容器中,5min后反应达到平衡状态,CO2的转化率为70%,则消耗的n(CO2)=4mol×70%=2.8mol,生成的n(CH3OCH3)=n(CO2)=×2.8mol=1.4mol,则0~5min内的平均反应速率v(CH3OCH3)=;
(3)①+②得③CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)ΔH=ΔH1+ΔH2=(+41﹣90)kJ/mol=﹣49kJ/mol=正反应的活化能﹣逆反应的活化能,逆反应的活化能=正反应的活化能﹣焓变;该反应的ΔH<0、△S<0,ΔH﹣T△S<0时,反应能自发进行;
(4)根据图知,a电极上CO2得电子和H+反应生成C2H4和H2O。
【解答】解:(1)根据图知,相同条件下,和CO2相比,N2与CH4的吸附量均很小,这说明DLU﹣1具有较好的吸附选择性,
故答案为:相同条件下,和CO2相比,N2与CH4的吸附量均很小,这说明DLU﹣1具有较好的吸附选择性;
(2)①A.设开始时充入n(CO2)=n(H2)=6mol,CO2的初始物质的量分数为50%,假设生成的n(CH3OCH3)=amol,消耗n(CO2)=2amol、n(H2)=6amol,生成n(H2O)=3amol,二氧化碳的物质的量分数=×100%=50%,所以不能据此判断平衡状态,故A正确;
B.反应前后气体总质量不变、容器体积不变,容器内混合气体的密度始终不变,不能据此判断平衡状态,故B正确;
C.反应前后气体总质量不变、物质的量减小,混合气体的平均摩尔质量增大,当容器中混合气体的平均摩尔质量保持不变,反应达到平衡状态,故C错误;
D.断裂1molπ键的同时断裂1.5mol O—H键,正逆反应速率相等,反应达到平衡状态,故D错误;
故答案为:AB;
②根据图知,投料比相同、压强相同时,升高温度,平衡逆向移动,CO2的转化率降低,则T1<T2,
故答案为:<;
③T1温度下,将4mol CO2和12mol H2充入2L的密闭容器中,5min后反应达到平衡状态,CO2的转化率为70%,则消耗的n(CO2)=4mol×70%=2.8mol,生成的n(CH3OCH3)=n(CO2)=×2.8mol=1.4mol,则0~5min内的平均反应速率v(CH3OCH3)===0.14mol•L﹣1•min﹣1,
故答案为:0.14mol•L﹣1•min﹣1;
(3)①+②得③CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)ΔH=ΔH1+ΔH2=(+41﹣90)kJ/mol=﹣49kJ/mol=正反应的活化能﹣逆反应的活化能,则逆反应的活化能=正反应的活化能﹣焓变=(Ea+49)kJ/mol,该反应的ΔH<0、△S<0,反应能自发进行,ΔH﹣T△S<0时,应该较低温度下才能自发进行,
故答案为:Ea+49;较低温度;
(4)根据图知,a电极上CO2得电子和H+反应生成C2H4和H2O,则生成乙烯的电极反应式为:2CO2+12e﹣+12H+=C2H4+4H2O,
故答案为:2CO2+12e﹣+12H+=C2H4+4H2O。
【点评】本题考查化学平衡的计算、盖斯定律、电解原理,侧重考查阅读、图象分析判断及计算能力,明确盖斯定律的计算方法、化学平衡的计算方法、电解池中各个电极上发生的反应是解本题关键,知道焓变与正逆反应活化能的关系,题目难度中等。
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