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宁南中学2027届高一下学期第一次月考化学模拟试题
考试时间:75分钟 满分:100分
可能用到的相对原子质量:H-1 O-16 C -12 Na-23 S-32 Cu-64 Zn-65
一、选择题(本题包括14道题,每题3分,共42分)
1. 下列有关说法正确是
A. 二氧化硅广泛应用于太阳能电池、计算机芯片
B. 大量含硫化石燃料燃烧是形成酸雨的主要原因
C. 碳纳米材料是一类有机高分子材料,主要包括富勒烯、碳纳米管等
D. “火树银花合,星桥铁锁开”中涉及的焰色反应是化学变化
2. 研究氮及其化合物的性质,可以有效改善人类的生存环境。氮元素化合价-物质类别关系如图,以下说法正确的是
A. 1molN2和3molH2完全反应生成2molA
B. 标准状况下,3.36L物质B与水完全反应,电子转移0.3mol
C. 物质C的浓溶液与足量的Cu反应刚开始反应的离子方程式为
D. 铵态氮肥不可与草木灰共用
3. 粗盐中常含有杂质和,为将杂质除尽,设计如下实验方案:
下列有关说法中,不正确的是
A. 试剂①、②、③分别是
B. 除去的主要反应:
C. 加稀盐酸是为了除去过量的和
D. 检验是否除净的方法:取滤液,加稀盐酸酸化,再加溶液,观察是否产生沉淀
4. 下列“实验结论”与“实验操作及现象”不相符的一组是
选项
实验操作及现象
实验结论
A
向某溶液中加入足量稀盐酸,无明显现象,再加入BaCl2溶液,有白色沉淀产生
该溶液中一定含有SO42-
B
向某溶液中加入盐酸,产生能使澄清石灰水变浑浊的气体
该溶液中一定含有CO32-
C
向某溶液中加入浓NaOH溶液,加热,产生能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体
该溶液中一定含有NH4+
D
向紫色石蕊溶液中加入氯水,溶液先变红,随后褪色
氯水中含有酸性物质和漂白性物质
A. A B. B C. C D. D
5. 含硫煤燃烧会产生大气污染物,为防治该污染,某工厂设计了新的治污方法,同时可得到化工产品,该工艺流程如图所示,下列叙述不正确的是
A. 该过程中可得到化工产品H2SO4
B. 该工艺流程是除去煤燃烧时产生的SO2
C. 该过程中化合价发生改变的元素为Fe和S
D. 图中涉及的反应之一为Fe2(SO4)3+SO2+2H2O=2FeSO4+2H2SO4
6. 已知反应在不同条件下的化学反应速率如下,其中表示反应速率最慢的是
A. B. v(CO)=1.5mol/(L·min)
C. D.
7. 在恒温恒容的容器中,当下列物理量不再发生变化时,能判断A(s)+2B(g)C(g)+D(g)已经达到化学平衡的是
①2v逆(B)=v正(C) ②各反应物或生成物的浓度之比等于化学计量数之比 ③某种气体的百分含量
④混合气体的压强 ⑤混合气体的密度 ⑥混合气体的总物质的量
⑦混合气体的平均相对分子质量 ⑧混合气体的颜色
A. ②⑤⑥ B. ②⑤⑦ C. ③⑤⑦ D. ②⑥⑦
8. 下图为两种原电池。Ⅱ中各组物质中,能构成原电池且反应原理与Ⅰ相同的是
选项
a电极
X溶液
Y溶液
A
Fe
硫酸铜
氯化铁
B
Zn
氯化铁
硫酸铜
C
Pt
硫酸铜
氯化铁
D
C
氯化铁
硫酸铜
A. A B. B C. C D. D
9. 下列关于化学反应中物质或能量变化的判断正确的是
A. 加热条件下进行的化学反应一定是吸热反应
B. 化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因
C. 一定条件下进行的化学反应,只能将化学能转化为热能
D. 将NH4Cl固体与Ba(OH)2·8H2O固体混合并搅拌,反应放出热量
10. 化学反应中的能量变化是由化学反应中旧化学键断裂时吸收的能量与新化学键形成时放出的能量不同引起的,如图为和反应生成过程中的能量变化。则下列说法正确的是
和反应生成过程中能量变化
A. N原子和O原子形成1个分子会放出的热量
B. 常温下和混合就能直接生成
C. 和反应生成吸收的能量为
D. 和具有的总能量大于具有的总能量
11. 有关下列四个常用电化学装置的叙述中,正确的是
氢氧燃料电池
铅蓄电池
原电池
银锌纽扣电池
A. 图Ⅰ所示电池使用一段时间后,电解质溶液的碱性不变
B. 图Ⅱ所示铅蓄电池放电过程中,负极质量不断减小
C. 图Ⅲ所示装置工作过程中,电解质溶液中浓度始终不变
D. 图Ⅳ所示电池中,是氧化剂,电池工作过程中被还原为Ag
12. 碱性电池具有容量大、放电电流大的特点,因而得到广泛应用。碱性锌锰电池与锌锰干电池在反应过程中,锌均会被逐渐消耗,不可重复使用。以氢氧化钾溶液为电解质溶液的碱性锌锰电池,电池总反应式为。下列说法正确的是
A. 电池工作时,锌电极附近的溶液碱性增强
B. 电池工作时,外电路中每通过1mol电子,消耗65gZn
C. 电池正极的电极反应式为
D. 碱性锌锰电池为二次电池
13. 已知在密闭容器中发生反应,经后,的物质的量减少。下列有关反应速率的说法正确的是
A. 用表示的反应速率大小关系为
B. 用表示的反应速率是
C. 用B表示反应在末的反应速率为
D. 增加A的量,化学反应速率加快
14. 某原电池2Fe3++Fe=3Fe2+不能实现该反应的原电池是
A. 正极Cu负极Fe电解质溶液FeCl3
B. 正极Fe负极Zn电解质溶液Fe(NO3)3
C. 正极Pt负极Fe电解质溶液Fe2(SO4)3
D. 正极C负极Fe电解质溶液FeCl3
二、填空题(本题包括5道题,共58分)
15. 按下列要求填空
(1)下列过程中属于吸热反应的是_______。
①灼热的木炭中通入CO2②碘升华③石灰石受热分解④水蒸气液化⑤Mg+2HCl=MgCl2+H2↑⑥CH4+2O2CO2+2H2O⑦HCl+NaHCO3=NaCl+H2O+CO2↑⑧Na2CO3·10H2O与NH4NO3反应制作冷敷袋
(2)已知含20.0 g NaOH的稀溶液与稀硫酸完全中和,放出28.7 kJ的热量。写出表示中和热的热化学方程式:_______。
(3)已知23gC2H5OH(l)在O2中完全燃烧生成CO2和液态水,放出akJ的热量。写出C2H5OH燃烧热的热化学方程式:_______。
(4)已知:
;
;
。
则工业上用炭粉在高温条件下还原CuO制取Cu2O和CO的热化学方程式为_______。
(5)乙酸是重要的有机化工原料,可由乙烯气相直接水合法或间接水合法生产。已知:
甲醇脱水反应:2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+ H2O (g) ΔH1=-23.9 kJ∙mol-1
甲醇制烯烃反应:2CH3OH(g)= C2H4(g)+ 2H2O (g) ΔH2=-29.1 kJ∙mol-1
乙醇异构化反应:C2H5OH(g) =CH3OCH3(g) ΔH3=+50.7 kJ∙mol-1
则乙烯气相直接水合反应C2H4(g)+H2O(g)=C2H5OH(g)的ΔH=_______ kJ∙mol-1。
(6)通常把拆开1mol某化学键吸收的能量看做是该化学键的键能。下表是常见的键能数据:
化学键
H-O
C=O
H-H
C-H
键能(kJ/mol)
a
b
c
d
计算反应CH4(g)+2H2O(g)=CO2(g)+4H2(g)的ΔH=_______。
(7)已知1 g氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热量122 kJ。且氧气中1 mol O=O键完全断裂时吸收热量496 kJ,水蒸气中1 mol H—O键形成时放出热量463 kJ,则氢气中1 mol H—H键断裂时吸收热量为_______。
16. 某研究小组用如图装置制取SO2并对其性质进行相关实验(部分夹持装置已略去)。
(1)装置A用于制取SO2,发生反应的化学方程式为_______。
(2)将B中FeCl3溶液换成KMnO4酸性溶液也能达到检验SO2性质的目的,根据氧化还原反应配平其方程式:_______。
(3)C中观察到的现象是_______;B、C、D三支试管中的现象分别体现了SO2的_______性、_______性和_______性。
(4)尾气处理时将气体通入_______溶液,发生反应的离子方程式为_______。
(5)检验溶液中有的操作是_______。
17. 某实验小组利用以下装置制取氨气并探究氨气性质:
(1)装置A中发生反应的化学方程式为_______。
(2)装置B中的干燥剂是_______(填名称),_______(填“能”或“不能”)换成。
(3)装置C中的现象是_______。
(4)为防止过量氨气外逸,需在上述装置末端增加尾气吸收装置,应选用的装置是_______(填“E”或“F”)。
(5)在催化剂和加热的条件下,NH3生成NO是工业制硝酸的重要反应,化学方程式是______。
(6)实验室中,检验溶液中含有的操作方法是_______。
18. 在密闭容器内发生反应,时,测得随时间的变化如下表:
时间/s
0
1
2
3
4
5
0.020
0.010
0.008
0.007
0.007
0.007
(1)反应达到平衡时,的转化率是_______。
(2)图中表示的变化的曲线是_______(填字母)。
(3)用表示从内该反应的平均速率_______。
(4)下列能说明该反应已达化学平衡状态的是_______。
A.单位时间内生成的同时消耗
B.
C.容器中平均相对分子质量保持不变
D.容器中的体积分数保持不变
E.容器中气体的总压强保持不变
F.容器中气体的密度保持不变
(5)能使该反应的反应速率增大的是_______。
A. 分离出 B. 适当升高温度
C. 恒容下充入使压强增大 D. 选择更高效的催化剂
19. 某温度时,在2L恒容密闭容器中X、Y、Z三种气体的物质的量随时间的变化关系如图所示。
(1)由图中的数据分析可知,该反应的化学方程式为_______。
(2)内X的平均反应速率为______,内Z的平均反应速率为_______。
(3)后Z的生成速率_______(填“大于”、“小于”或“等于”)时Z的生成速率。
(4)反应前的压强与平衡时的压强之比为_______。
(5)对于该反应,改变其中一个条件,则生成Z的速率怎样变化?(填“增大”、“减小”或“不变”)
①升高温度:_______。
②加入X:_______。
③增大容器容积:_______。
(6)在两个恒温、恒容的密闭容器中进行下列两个可逆反应:
(甲)X(g)⇌2Y(g)+Z(s) (乙)A(s)+2B(g) ⇌C(g)+D(g)
当下列物理量不再发生变化时,其中能表明(甲)达到化学平衡状态是_______;能表明(乙)达到化学平衡状态是_______。
①混合气体的密度
②反应容器中生成物的百分含量
③反应物的消耗速率与生成物的消耗速率之比等于系数之比
④混合气体的压强
⑤混合气体的平均相对分子质量
⑥混合气体的总物质的量
20. 有甲、乙两位同学均想利用原电池反应检测金属的活动性顺序,两人均用镁片和铝片作电极,但甲同学将电极放入6mol/L的H2SO4溶液中,乙同学将电极放入6mol/L的NaOH溶液中,如图所示。
(1)甲中移向_______(填“铝片”或“镁片”),写出甲中正极的电极反应式_______。
(2)乙中负极为_______(填“铝片”或“镁片”),写出正极的电极反应式:_______;写出负极的电极反应式_______。
(3)铅蓄电池中,正极材料为PbO2,负极材料为Pb,电解液为硫酸,放电时其正极反应式为_______。
(4)某同学设计如图的原电池,正极实验现象为_______,则负极的电极反应式为:_______,当导线中有3.01×1023个电子流过,溶液质量变化为_______g。
(5)如图所示是一个燃料电池的示意图,a、b表示通入的气体,当此燃料电池工作时:
a、如果a极通入H2,b极通入O2,H2SO4溶液作电解质溶液,则相同时间内,正极和负极通入的气体的体积比为:_______。(气体为标况),正极的电极反应为:_______。
b、如果a极通入CH4,b极通入O2,NaOH溶液作电解质溶液,则通CH4的电极上的电极反应为:_______。
c、如果a极通入甲醇(CH3OH),b极通入O2,NaOH溶液作电解质溶液,则通CH3OH的电极上的电极反应为:_______。
d、如果a极通入乙醇(C2H5OH),b极通入O2,H2SO4溶液作电解质溶液,则电子由_______流向_______(填“a”或“b”),通乙醇电极上的电极反应为:_______。
(6)潜艇中使用的液氨-液氧燃料电池工作原理如图所示:
①电极a是_______。(填“正极”或“负极”)
②电解质溶液中OH-离子向_______移动(填“a”或“b”)。
③电极b的电极反应式为_______。
21. 某学习小组设计方案探究外界因素对化学反应速率的影响,相关实验数据如表所示。
实验序号
温度/℃
恰好褪色时间/s
稀硫酸
蒸馏水
溶液
溶液
1
25
5.00
0
25.00
10.00
a
2
25
5.00
5.00
20.00
b
3
25
5.00
10.00
10.00
c
4
35
5.00
1000
15.00
10.00
d
(1)完成上表数据:_______,_______。
(2)进行实验,由恰好褪色时间_______(用a、b、c的大小进行比较)可得出:相同温度时,增大反应物浓度, 反应速率加快;通过实验_______(填实验序号)可以分析温度对反应速率的影响。
(3)向少量酸性溶液中加入溶液,用数字传感器测得该反应速率随时间的变化如图,初始阶段反应速率加快的原因可能是_______。
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宁南中学2027届高一下学期第一次月考化学模拟试题
考试时间:75分钟 满分:100分
可能用到的相对原子质量:H-1 O-16 C -12 Na-23 S-32 Cu-64 Zn-65
一、选择题(本题包括14道题,每题3分,共42分)
1. 下列有关说法正确的是
A. 二氧化硅广泛应用于太阳能电池、计算机芯片
B. 大量含硫化石燃料燃烧是形成酸雨的主要原因
C. 碳纳米材料是一类有机高分子材料,主要包括富勒烯、碳纳米管等
D. “火树银花合,星桥铁锁开”中涉及的焰色反应是化学变化
【答案】B
【解析】
【详解】A.用于太阳能电池、计算机芯片的材料是硅单质,A错误;
B.化石燃料如燃煤,大量燃烧生成硫的氧化物,溶于雨水形成酸雨,B正确;
C.碳纳米材料碳纳米材料一类新型无机非金属材料,主要包括富勒烯、碳纳米管、石墨烯等,C错误;
D.焰色反应体现的是金属元素的物理性质,属于物理变化,D错误;
答案选B。
2. 研究氮及其化合物的性质,可以有效改善人类的生存环境。氮元素化合价-物质类别关系如图,以下说法正确的是
A. 1molN2和3molH2完全反应生成2molA
B. 标准状况下,3.36L物质B与水完全反应,电子转移0.3mol
C. 物质C的浓溶液与足量的Cu反应刚开始反应的离子方程式为
D. 铵态氮肥不可与草木灰共用
【答案】D
【解析】
【分析】根据氮元素化合价-物质类别关系图,A是NH3;N是NO2;C是HNO3;
【详解】A. 是可逆反应,1molN2和3molH2完全反应生成氨气的物质的量小于2mol,故A错误;
B.3NO2+H2O=2HNO3+NO,N元素化合价由+4升高为+5、由+4降低为+2,3molNO2参加反应转移2mol电子,标准状况下,3.36L物质NO2与水完全反应,电子转移0.1mol,故B错误;
C.浓HNO3与足量的Cu反应,刚开始反应生成NO2气体,反应的离子方程式为,故C错误;
D.铵盐与碱反应放出氨气,铵态氮肥不可与草木灰共用,故D正确;
选D。
3. 粗盐中常含有杂质和,为将杂质除尽,设计如下实验方案:
下列有关说法中,不正确的是
A. 试剂①、②、③分别是
B. 除去的主要反应:
C. 加稀盐酸是为了除去过量的和
D. 检验是否除净的方法:取滤液,加稀盐酸酸化,再加溶液,观察是否产生沉淀
【答案】A
【解析】
【分析】除去粗盐中的MgCl2、CaCl2和Na2SO4杂质,所用的试剂是NaOH、Na2CO3、BaCl2,为了能完全除去杂质,除杂试剂要过量,过量的NaOH、Na2CO3可用稀盐酸调节pH除去,过量的BaCl2可用Na2CO3除去,故除杂试剂的添加顺序是NaOH 、BaCl2、Na2CO3或BaCl2、NaOH、Na2CO3,据此分析解答。
【详解】A.经分析除去粗盐中的MgCl2、CaCl2和Na2SO4所加试剂顺序是NaOH 、BaCl2、Na2CO3或BaCl2、NaOH、Na2CO3,碳酸钠必须在氯化钡之后加入,故A错误;
B.除去Ca2+的主要试剂是Na2CO3,则除去Ca2+的主要反应是,故B正确;
C.经分析,除杂试剂要过量,过量的NaOH、Na2CO3可用稀盐酸调节pH除去,故C正确;
D.检验滤液中是否有的方法是取适量滤液,加稀盐酸酸化,再加BaCl2溶液,若有沉淀,则有,否则就没有,故D正确;
本题答案A。
4. 下列“实验结论”与“实验操作及现象”不相符的一组是
选项
实验操作及现象
实验结论
A
向某溶液中加入足量稀盐酸,无明显现象,再加入BaCl2溶液,有白色沉淀产生
该溶液中一定含有SO42-
B
向某溶液中加入盐酸,产生能使澄清石灰水变浑浊的气体
该溶液中一定含有CO32-
C
向某溶液中加入浓NaOH溶液,加热,产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体
该溶液中一定含有NH4+
D
向紫色石蕊溶液中加入氯水,溶液先变红,随后褪色
氯水中含有酸性物质和漂白性物质
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A. 向溶液中加入足量稀盐酸,无明显现象,再加入BaCl2溶液,有白色沉淀产生,说明溶液中一定存在SO42-,A项正确;
B. 向某溶液中加入盐酸,产生能使澄清石灰水变浑浊的气体,说明溶液中可能存在CO32-或HCO3-等离子,B项错误;
C. 向某溶液中加入浓NaOH溶液,加热,产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,说明溶液中存在NH4+,C项正确;
D. 氯水中存在H+和HClO,向紫色石蕊溶液中加入氯水,溶液先变红,随后褪色,D项正确;
答案选B。
【点睛】根据离子性质不同而在实验中所表现出的现象不同,可把检验离子的方法归纳为三种类型:①生成气体,如NH4+、CO32-的检验;②显现特殊颜色,如Fe3+、K+的检验;③生成沉淀,如Cl-、SO42-的检验。
5. 含硫煤燃烧会产生大气污染物,为防治该污染,某工厂设计了新的治污方法,同时可得到化工产品,该工艺流程如图所示,下列叙述不正确的是
A. 该过程中可得到化工产品H2SO4
B. 该工艺流程是除去煤燃烧时产生的SO2
C. 该过程中化合价发生改变的元素为Fe和S
D. 图中涉及的反应之一为Fe2(SO4)3+SO2+2H2O=2FeSO4+2H2SO4
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据图可知,该工艺中Fe2(SO4)3溶液吸收SO2生成FeSO4和H2SO4,该反应的化学方程式为Fe2(SO4)3+SO2+2H2O=2FeSO4+2H2SO4,该工艺不仅吸收了二氧化硫,还得到了化工产品硫酸,A正确;
B.根据以上分析可知该工艺流程是除去煤燃烧时产生的SO2,B正确;
C.该过程中化合价发生变化的元素有氧、铁、硫,C错误;
D.图中涉及的反应有Fe2(SO4)3+SO2+2H2O=2FeSO4+2H2SO4,D正确;
故选C。
6. 已知反应在不同条件下的化学反应速率如下,其中表示反应速率最慢的是
A. B. v(CO)=1.5mol/(L·min)
C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】同一化学反应中,同一时间段内,各物质的反应速率之比等于其计量数之比,把不同物质的反应速率换算成同一物质的反应速率进行比较,数值越小的反应速率越慢,同时注意单位的统一。
【详解】A.v(CO)=2v(NO2)=1.4mol/(L·min);
B.v(CO)=1.5mol/(L·min);
C.v(CO)=4v(N2)=0.16mol/(L⋅s)=9.6mol/(L·min);
D.v(CO)=v(CO2)=0.1mol/(L⋅s) =6mol/(L·min);
反应速率大小顺序是C>D>B>A,所以反应速率最慢的是A;
故选A。
7. 在恒温恒容的容器中,当下列物理量不再发生变化时,能判断A(s)+2B(g)C(g)+D(g)已经达到化学平衡的是
①2v逆(B)=v正(C) ②各反应物或生成物的浓度之比等于化学计量数之比 ③某种气体的百分含量
④混合气体的压强 ⑤混合气体的密度 ⑥混合气体的总物质的量
⑦混合气体的平均相对分子质量 ⑧混合气体的颜色
A. ②⑤⑥ B. ②⑤⑦ C. ③⑤⑦ D. ②⑥⑦
【答案】C
【解析】
【详解】①2v逆(B)=v正(C)时,反应进行的方向相反,但B、C的速率之比不等于化学计量数之比,不能判断反应达平衡状态,①不符合题意;
②各反应物或生成物的浓度之比等于化学计量数之比,可能是反应进行过程中的某一阶段,不一定是平衡状态,②不符合题意;
③某种气体的百分含量不变,则正逆反应速率相等,反应达平衡状态,③符合题意;
④反应前后气体的分子数相等,混合气体的压强始终不变,反应不一定达平衡状态,④不符合题意;
⑤混合气体的质量发生变化、体积不变,则混合气体的密度不断改变,当密度不变时,反应达平衡状态,⑤符合题意;
⑥反应前后气体的分子数相等,则混合气体的总物质的量始终不变,反应不一定达平衡状态,⑥不符合题意;
⑦反应前后混合气体的总质量不断改变、物质的量不变,则混合气体的平均相对分子质量始终改变,当平均相对分子质量不变时,反应达平衡状态,⑦符合题意;
⑧混合气体呈无色,则混合气体的颜色不变时反应不一定达平衡状态,⑧不符合题意;
综合以上分析,③⑤⑦符合题意,故选C。
8. 下图为两种原电池。Ⅱ中各组物质中,能构成原电池且反应原理与Ⅰ相同的是
选项
a电极
X溶液
Y溶液
A
Fe
硫酸铜
氯化铁
B
Zn
氯化铁
硫酸铜
C
Pt
硫酸铜
氯化铁
D
C
氯化铁
硫酸铜
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【分析】Ⅰ中铁离子得到电子发生还原反应、铜失去电子发生氧化反应从而构成原电池,总反应为;对于双液原电池(Ⅱ),负极(Cu)对应电解质溶液为负极金属对应阳离子的盐(硫酸铜)溶液;正极可选用比负极活泼性弱的金属(Pt)或导电非金属(C),正极对应的电解质溶液为与负极发生氧化还原反应的电解质(氯化铁)溶液。
【详解】A.根据分析,a极选用Fe,其活泼性强于Cu,不符合题意,故A项错误;
B.根据分析,a极选用Zn,其活泼性强于Cu,且X溶液应为含Cu2+的盐溶液,故B项错误;
C.根据分析,a极选用Pt,其活泼性弱于Cu,且电解质溶液均符合要求,故C项正确;
D.a极选用碳棒符合题意,X、Y电解质溶液应分别为CuSO4、FeCl3溶液,故D项错误。
故选C。
9. 下列关于化学反应中物质或能量变化的判断正确的是
A. 加热条件下进行的化学反应一定是吸热反应
B. 化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因
C. 一定条件下进行的化学反应,只能将化学能转化为热能
D. 将NH4Cl固体与Ba(OH)2·8H2O固体混合并搅拌,反应放出热量
【答案】B
【解析】
【详解】A.放热反应有的也需要加热才能发生,如煤炭的燃烧,即加热条件下进行的化学反应不一定是吸热反应,A错误;
B.化学变化中一定有新物质生成,则一定有化学键的断裂和生成,断裂化学键吸收能量、成键释放能量,则化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因,B正确;
C.一定条件下进行的化学反应,可以将化学能转化成光能、热能或电能等,还可能是热能转化为化学能,C错误;
D.将NH4Cl固体与Ba(OH)2·8H2O固体混合并搅拌,反应吸收热量,D错误;
答案选B。
10. 化学反应中的能量变化是由化学反应中旧化学键断裂时吸收的能量与新化学键形成时放出的能量不同引起的,如图为和反应生成过程中的能量变化。则下列说法正确的是
和反应生成过程中能量变化
A. N原子和O原子形成1个分子会放出的热量
B. 常温下和混合就能直接生成
C. 和反应生成吸收的能量为
D. 和具有的总能量大于具有的总能量
【答案】C
【解析】
【详解】A.1mol N原子和1mol O原子完全反应生成1mol NO分子时,会放出632kJ的热量,A错误;
B.常温下N2(g)和 O2(g)混合不反应,B错误;
C.断裂1mol N2(g)和1mol O2(g)需要吸收的能量为946kJ+498kJ=1444kJ,反应产生2mol NO释放的能量为2×632kJ=1264kJ,1444kJ-1264kJ=180kJ,故吸收的能量为180kJ,C正确;
D.由以上分析可知,该反应吸收能量大于反应放出能量,说明该反应为吸热反应,即1mol N2(g)和1mol O2(g)具有的总能量小于2mol NO(g)具有的总能量,D错误;
故选C。
11. 有关下列四个常用电化学装置的叙述中,正确的是
氢氧燃料电池
铅蓄电池
原电池
银锌纽扣电池
A. 图Ⅰ所示电池使用一段时间后,电解质溶液的碱性不变
B. 图Ⅱ所示铅蓄电池放电过程中,负极质量不断减小
C. 图Ⅲ所示装置工作过程中,电解质溶液中浓度始终不变
D. 图Ⅳ所示电池中,是氧化剂,电池工作过程中被还原为Ag
【答案】D
【解析】
【详解】A.图1中燃料电池的总反应为:2H2+O2=2H2O,有水生成,电解质溶液碱性减弱,A错误;
B.铅蓄电池中负极电极反应为:,硫酸铅难溶,故负极质量不断增加,B错误;
C.图示电池为原电池,铁为负极,铜为正极,负极铁失电子生成亚铁离子,正极铜离子得电子生成铜,故电解质溶液中铜离子浓度逐渐减小,C错误;
D.银锌纽扣电池中锌为负极,Ag2O为正极,电池工作过程中得电子,被还原为Ag,是氧化剂,D正确;
故选D。
12. 碱性电池具有容量大、放电电流大的特点,因而得到广泛应用。碱性锌锰电池与锌锰干电池在反应过程中,锌均会被逐渐消耗,不可重复使用。以氢氧化钾溶液为电解质溶液的碱性锌锰电池,电池总反应式为。下列说法正确的是
A. 电池工作时,锌电极附近的溶液碱性增强
B. 电池工作时,外电路中每通过1mol电子,消耗65gZn
C. 电池正极的电极反应式为
D. 碱性锌锰电池为二次电池
【答案】C
【解析】
【分析】锌锰电池工作过程中,Zn被逐渐消耗,说明Zn为负极失电子结合氢氧根离子生成Zn(OH)2,MnO2为正极得电子生成MnO(OH)。
【详解】A.电池工作时,Zn电极为负极,负极上Zn失电子结合氢氧根离子生成Zn(OH)2,因此锌电极附近溶液碱性减弱,A错误;
B.负极上电极反应为Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2,外电路中每通过1mol电子,消耗Zn0.5mol,质量为32.5g,B错误;
C.电池正极上MnO2得电子结合水生成MnO(OH)和氢氧根离子,电极反应为,C正确;
D.碱性锌锰电池在反应过程中,Zn被逐渐消耗,不可重复使用,因此其不是二次电池,D错误;
故答案选C。
13. 已知在密闭容器中发生反应,经后,的物质的量减少。下列有关反应速率的说法正确的是
A. 用表示的反应速率大小关系为
B. 用表示的反应速率是
C. 用B表示反应在末的反应速率为
D. 增加A的量,化学反应速率加快
【答案】A
【解析】
【详解】A.反应速率之比等于化学计量数之比,用表示的反应速率大小关系为,故A正确;
B.A是固体,反应过程浓度视为不变,不能作为表示反应速率的物质,故B错误;
C.反应速率是指某一时段内的平均速率,不是某时刻的瞬时速率,故C错误;
D.因A物质为纯固体,增加A的量,化学反应速率不变,故D错误;
故选A。
14. 某原电池2Fe3++Fe=3Fe2+不能实现该反应原电池是
A. 正极Cu负极Fe电解质溶液FeCl3
B. 正极Fe负极Zn电解质溶液Fe(NO3)3
C. 正极Pt负极Fe电解质溶液Fe2(SO4)3
D. 正极C负极Fe电解质溶液FeCl3
【答案】B
【解析】
【分析】根据2Fe3++Fe=3Fe2+知,铁易失电子作负极,不如铁活泼的金属或导电的非金属作正极,铁离子得电子发生还原反应,所以电解质溶液为可溶性的铁盐,据此分析解答.
【详解】A.铁的活泼性大于铜,铁作负极,铜作正极,电解质溶液为氯化铁,所以是能实现该反应的原电池,故A正确;
B.锌的活泼性大于铁,锌作负极,铁作正极,电解质溶液为硝酸铁,所以是不能实现该反应的原电池,故B错误;
C.铁的活泼性大于Pt,铁作负极,Pt作正极,电解质溶液为硫酸铁,所以是能实现该反应的原电池,故C正确;
D.铁的活泼性大于碳,铁作负极,碳作正极,电解质溶液为氯化铁,所以是能实现该反应的原电池,故D正确;
答案为B。
二、填空题(本题包括5道题,共58分)
15. 按下列要求填空
(1)下列过程中属于吸热反应的是_______。
①灼热的木炭中通入CO2②碘升华③石灰石受热分解④水蒸气液化⑤Mg+2HCl=MgCl2+H2↑⑥CH4+2O2CO2+2H2O⑦HCl+NaHCO3=NaCl+H2O+CO2↑⑧Na2CO3·10H2O与NH4NO3反应制作冷敷袋
(2)已知含20.0 g NaOH的稀溶液与稀硫酸完全中和,放出28.7 kJ的热量。写出表示中和热的热化学方程式:_______。
(3)已知23gC2H5OH(l)在O2中完全燃烧生成CO2和液态水,放出akJ的热量。写出C2H5OH燃烧热的热化学方程式:_______。
(4)已知:
;
;
。
则工业上用炭粉在高温条件下还原CuO制取Cu2O和CO的热化学方程式为_______。
(5)乙酸是重要的有机化工原料,可由乙烯气相直接水合法或间接水合法生产。已知:
甲醇脱水反应:2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+ H2O (g) ΔH1=-23.9 kJ∙mol-1
甲醇制烯烃反应:2CH3OH(g)= C2H4(g)+ 2H2O (g) ΔH2=-29.1 kJ∙mol-1
乙醇异构化反应:C2H5OH(g) =CH3OCH3(g) ΔH3=+50.7 kJ∙mol-1
则乙烯气相直接水合反应C2H4(g)+H2O(g)=C2H5OH(g)的ΔH=_______ kJ∙mol-1。
(6)通常把拆开1mol某化学键吸收的能量看做是该化学键的键能。下表是常见的键能数据:
化学键
H-O
C=O
H-H
C-H
键能(kJ/mol)
a
b
c
d
计算反应CH4(g)+2H2O(g)=CO2(g)+4H2(g)的ΔH=_______。
(7)已知1 g氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热量122 kJ。且氧气中1 mol O=O键完全断裂时吸收热量496 kJ,水蒸气中1 mol H—O键形成时放出热量463 kJ,则氢气中1 mol H—H键断裂时吸收热量为_______。
【答案】(1)①③⑦⑧
(2)H2SO4(aq)+NaOH(aq)=Na2SO4(aq)+H2O(l) ΔH=−57.4kJ·mol−1
(3)C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l) △H=-2akJ/mol
(4)
(5)-45.5kJ·mol−1
(6)(4d+4a-2b-4c)kJ/mol
(7)434kJ
【解析】
【小问1详解】
①灼热的木炭中通入CO2是以C为还原剂的氧化还原反应属于吸热反应,②碘升华是物理变化,不是化学反应,③石灰石受热分解是吸热反应,④水蒸气液化是一个放热过程,属于物理变化,⑤Mg+2HCl=MgCl2+H2↑是活泼金属与酸的反应,属于放热反应,⑥CH4+2O2CO2+2H2O是燃烧反应,属于放热反应,⑦HCl+NaHCO3=NaCl+H2O+CO2↑是一个吸热反应,⑧Na2CO3·10H2O与NH4NO3反应制作冷敷袋是铵盐的有关反应,属于吸热反应,综上分析可知,上述过程中属于吸热反应的是①③⑦⑧,故答案为:①③⑦⑧;
【小问2详解】
已知含20.0 g NaOH的物质的量为: =0.5mol,则含20.0 g NaOH的稀溶液与稀硫酸完全中和,放出28.7 kJ的热量,表示中和热的热化学方程式为:H2SO4(aq)+NaOH(aq)=Na2SO4(aq)+H2O(l) ΔH=−57.4kJ·mol−1,故答案为:H2SO4(aq)+NaOH(aq)=Na2SO4(aq)+H2O(l) ΔH=−57.4kJ·mol−1;
【小问3详解】
23gC2H5OH的物质的量为:=0.5mol,已知23gC2H5OH(l)在O2中完全燃烧生成CO2和液态水,放出akJ的热量,则C2H5OH燃烧热的热化学方程式为:C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l) △H=-2akJ/mol,故答案为:C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l) △H=-2akJ/mol;
【小问4详解】
已知:反应Ⅰ:;反应Ⅱ:;反应Ⅲ:,则Ⅰ+Ⅱ-Ⅲ可得反应根据盖斯定律可知,(-169kJ/mol)+(-110.5kJ//mol)-(-314kJ/mol)=+34.5kJ/mol,故工业上用炭粉在高温条件下还原CuO制取Cu2O和CO的热化学方程式为,故答案为:;
【小问5详解】
已知:甲醇脱水反应1:2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+ H2O (g) ΔH1=-23.9 kJ∙mol-1,甲醇制烯烃反应2:2CH3OH(g)= C2H4(g)+ 2H2O (g) ΔH2=-29.1 kJ∙mol-1,乙醇异构化反应3:C2H5OH(g) =CH3OCH3(g) ΔH3=+50.7 kJ∙mol-1,则1-2-3可得反应C2H4(g)+H2O(g)=C2H5OH(g),根据盖斯定律可得,ΔH=(-23.9kJ/mol)-(-29.1kJ/mol)-(50.7kJ/mol)=-45.5kJ∙mol-1,故答案为:-45.5;
【小问6详解】
已知反应热等于反应物的键能总和减去生成物的键能总和,则反应CH4(g)+2H2O(g)=CO2(g)+4H2(g)的ΔH=4E(C-H)+4E(H-O)-2E(C=O)-4E(H-H)=(4d+4a-2b-4c)kJ/mol,故答案为:(4d+4a-2b-4c)kJ/mol;
【小问7详解】
已知1 g氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热量122 kJ,则该热化学方程式为:2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)=-488kJ/mol,且氧气中1 mol O=O键完全断裂时吸收热量496 kJ,水蒸气中1 mol H—O键形成时放出热量463 kJ,则有=2E(H-H)+E(O=O)-4E(H-O)= 2E(H-H)+496kJ/mol-4×463kJ/mol=-488kJ/mol,解得:E(H-H)=434kJ/mol,则氢气中1 mol H—H键断裂时吸收热量为434kJ,故答案为:434kJ。
16. 某研究小组用如图装置制取SO2并对其性质进行相关实验(部分夹持装置已略去)。
(1)装置A用于制取SO2,发生反应的化学方程式为_______。
(2)将B中FeCl3溶液换成KMnO4酸性溶液也能达到检验SO2性质的目的,根据氧化还原反应配平其方程式:_______。
(3)C中观察到的现象是_______;B、C、D三支试管中的现象分别体现了SO2的_______性、_______性和_______性。
(4)尾气处理时将气体通入_______溶液,发生反应的离子方程式为_______。
(5)检验溶液中有的操作是_______。
【答案】(1)
(2)
(3) ①. 出现黄色沉淀 ②. 还原 ③. 氧化 ④. 漂白
(4) ①. 氢氧化钠 ②.
(5)取少量待测液于试管中,先加入稀盐酸酸化,再滴加氯化钡溶液,若产生白色沉淀,则说明存在硫酸根离子,反之则不存在
【解析】
【分析】A装置采用Cu与浓硫酸反应制得SO2,B装置检验SO2还原性、C装置检验SO2氧化性、D装置检验SO2与品红反应验证其漂白性。
【小问1详解】
装置A中共热浓硫酸和Cu反应生成硫酸铜和二氧化硫和水:;
【小问2详解】
酸性条件下,高锰酸钾氧化二氧化硫生成硫酸根离子,硫化合价由+4变为+6、锰化合价由+7变为+2,结合电子守恒,反应为:;
【小问3详解】
C中SO2被Na2S还原,生成硫单质,出现黄色沉淀,体现二氧化硫氧化性;B中铁离子被二氧化硫还原为亚铁离子,体现二氧化硫还原性;D中二氧化硫使得品红溶液褪色,体现二氧化硫的漂白性;
【小问4详解】
二氧化硫会污染空气,能被碱性溶液氢氧化钠吸收生成亚硫酸钠和水,反应为:;
【小问5详解】
硫酸根离子能和钡离子生成不溶于酸的硫酸钡沉淀,故检验溶液中有的操作是:取少量待测液于试管中,先加入稀盐酸酸化,再滴加氯化钡溶液,若产生白色沉淀,则说明存在硫酸根离子,反之则不存在。
17. 某实验小组利用以下装置制取氨气并探究氨气的性质:
(1)装置A中发生反应的化学方程式为_______。
(2)装置B中的干燥剂是_______(填名称),_______(填“能”或“不能”)换成。
(3)装置C中的现象是_______。
(4)为防止过量氨气外逸,需在上述装置末端增加尾气吸收装置,应选用的装置是_______(填“E”或“F”)。
(5)在催化剂和加热的条件下,NH3生成NO是工业制硝酸的重要反应,化学方程式是______。
(6)实验室中,检验溶液中含有的操作方法是_______。
【答案】(1)
(2) ①. 碱石灰(或生石灰或氢氧化钠) ②. 不能
(3)湿润的红色石蕊试纸变蓝色
(4)E (5)
(6)取少量待测溶液于试管中,然后滴入少量浓的氢氧化钠溶液并给试管加热,将润湿的红色石蕊试纸悬放于试管口处,若试纸由红色变成蓝色,则说明原溶液中含有
【解析】
【分析】装置A用氯化铵固体和氢氧化钙固体加热反应生成氯化钙、氨气和水;经装置B的碱石灰干燥氨气;进入装置C使湿润的红色石蕊试纸变蓝色;氨气和浓盐酸反应生成氯化铵固体;为防止倒吸,应选E做尾气吸收装置,据此分析作答。
【小问1详解】
装置A中氯化铵固体和氢氧化钙固体加热反应生成氯化钙、氨气和水,反应的化学方程式为:,故答案为:。
【小问2详解】
氨气是碱性气体用碱石灰干燥,则装置B中的干燥剂是碱石灰;氨气和无水氯化钙会发生化学反应,则碱石灰干不能换成,故答案为:碱石灰;不能。
【小问3详解】
氨气溶于水生成一水合氨,一水合氨电离出氢氧根离子溶液显碱性,氨气遇到湿润的红色石蕊试纸变蓝色,故答案为:湿润的红色石蕊试纸变蓝色。
【小问4详解】
氨气极易溶于水,水吸收需要防止倒吸,选择倒扣在水面的漏斗用水吸收多余的氨气,选装置E,故答案为:E。
【小问5详解】
NH3与氧气在催化剂和加热的条件下生成NO与水,化学方程式为:,故答案为:。
【小问6详解】
检验铵根离子是利用铵盐能跟碱起反应放出氨气的性质,具体检验方法是:取少量待测溶液于试管中,然后滴入少量浓的氢氧化钠溶液并给试管加热,将润湿的红色石蕊试纸悬放于试管口处,若试纸由红色变成蓝色,则说明原溶液中含有,故答案为:取少量待测溶液于试管中,然后滴入少量浓的氢氧化钠溶液并给试管加热,将润湿的红色石蕊试纸悬放于试管口处,若试纸由红色变成蓝色,则说明原溶液中含有。
18. 在密闭容器内发生反应,时,测得随时间的变化如下表:
时间/s
0
1
2
3
4
5
0.020
0.010
0.008
0.007
0.007
0.007
(1)反应达到平衡时,的转化率是_______。
(2)图中表示的变化的曲线是_______(填字母)。
(3)用表示从内该反应的平均速率_______。
(4)下列能说明该反应已达化学平衡状态的是_______。
A.单位时间内生成的同时消耗
B.
C.容器中平均相对分子质量保持不变
D.容器中的体积分数保持不变
E.容器中气体的总压强保持不变
F.容器中气体的密度保持不变
(5)能使该反应的反应速率增大的是_______。
A. 分离出 B. 适当升高温度
C. 恒容下充入使压强增大 D. 选择更高效的催化剂
【答案】(1)65% (2)b
(3)0.0015 mol∙L-1∙s-1
(4)CDE (5)BD
【解析】
【小问1详解】
由表格数据可知,3s时反应已经达到平衡,平衡时的转化率是。
【小问2详解】
反应的物质的量之比等于系数比,结合方程式,反应过程中三氧化硫的物质的量增加0.020mol-0.007mol=0.013mol,,则上图中表示的变化的曲线是b。
【小问3详解】
表示从内该反应的平均速率;
【小问4详解】
A.单位时间内生成的同时消耗,描述的都是正反应,不能说明正逆反应速率相等,不能说明反应达到平衡,故A不选;
B.没有说明是否正逆反应,不能说明正逆反应速率相等,不能说明反应达到平衡,故B不选;
C.混合气体的平均摩尔质量,气体质量不变,但是气体的总物质的量随反应进行而改变,所以M会发生改变,当M不变时,反应达到平衡,故C选;
D.容器中氧气的体积分数不变,说明正逆反应速率相等,反应达到平衡,故D选;
E.反应为气体分子数改变的反应,当压强不变,说明平衡不再移动,达到平衡状态,故E选;
F.容器体积和气体质量始终不变,则混合气体的密度始终不变,因此不能说明反应已达平衡,故F不选;
故选CDE。
【小问5详解】
A.分离出,物质浓度降低,反应速率减慢,故A不选;
B.适当升高温度,提高活化分子比例,反应速率增大,故B选;
C.恒容下充入Ne,参与反应的物质浓度不变,反应速率不变,故C不选;
D.选择更高效催化剂,反应速率增大,故D选;
故选BD。
19. 某温度时,在2L恒容密闭容器中X、Y、Z三种气体的物质的量随时间的变化关系如图所示。
(1)由图中的数据分析可知,该反应的化学方程式为_______。
(2)内X的平均反应速率为______,内Z的平均反应速率为_______。
(3)后Z的生成速率_______(填“大于”、“小于”或“等于”)时Z的生成速率。
(4)反应前的压强与平衡时的压强之比为_______。
(5)对于该反应,改变其中一个条件,则生成Z的速率怎样变化?(填“增大”、“减小”或“不变”)
①升高温度:_______。
②加入X:_______。
③增大容器容积:_______。
(6)在两个恒温、恒容的密闭容器中进行下列两个可逆反应:
(甲)X(g)⇌2Y(g)+Z(s) (乙)A(s)+2B(g) ⇌C(g)+D(g)
当下列物理量不再发生变化时,其中能表明(甲)达到化学平衡状态是_______;能表明(乙)达到化学平衡状态是_______。
①混合气体的密度
②反应容器中生成物的百分含量
③反应物消耗速率与生成物的消耗速率之比等于系数之比
④混合气体的压强
⑤混合气体的平均相对分子质量
⑥混合气体的总物质的量
【答案】(1)3X(g)+Y(g)⇌2Z(g)
(2) ①. 0.075 mol∙L-1∙min-1 ②. 0.040 mol∙L-1∙min-1
(3)等于 (4)21∶17
(5) ①. 增大 ②. 增大 ③. 减小
(6) ①. ①②③④⑤⑥ ②. ①②③⑤
【解析】
【小问1详解】
随着反应的进行,X、Y物质的量减小直至5min不变,Z物质的量增大直至5min不变,则X、Y为反应物,Z为生成物,反应为可逆反应,5min后达到平衡,X、Y、Z的化学计量数之比等于物质的量的变化量之比,为:0.6∶0.2∶0.4=3∶1∶2,则反应的化学方程式为,故答案为:。
【小问2详解】
容器的体积为2L,则内X的平均反应速率v(X)==;内Z的平均反应速率v(Z)= =,故答案为:0.075 mol∙L-1∙min-1;0.040 mol∙L-1∙min-1。
【小问3详解】
由图可知5min时各物质的物质的量不再改变,则5min时反应得到平衡状态,正逆反应速率相等且不再改变,则后Z的生成速率等于时Z的生成速率,故答案为:等于。
【小问4详解】
恒温恒容条件下,气体压强比=气体总物质的量之比,则反应前的压强与平衡时的压强之比=(1.0+1.0+0.1)mol∶(0.8+0.5+0.4)mol= 21∶17,故答案为:21∶17。
【小问5详解】
①升高温度,反应速率增大,则生成Z的速率增大,故答案为:增大;
②加入X,X的浓度增大,反应物浓度增大,则生成Z的速率增大,故答案为:增大;
③增大容器容积,气体压强减小(或气体物质的量浓度减小),反应速率减小,则生成Z的速率减小,故答案为:减小。
【小问6详解】
由题可知,甲反应为:X(g)⇌2Y(g)+Z(s), 乙反应为:A(s)+2B(g) ⇌C(g)+D(g),
①由于甲、乙反应都有固体参与,气体质量是变量,容器的容积不变,所以密度是变量,密度不变时甲、乙一定达到平衡状态;
②反应容器中生成物的百分含量不变时,说明生成物浓度不变,甲、乙一定达到平衡状态;
③反应物的消耗速率与生成物的消耗速率之比等于系数之比,即正逆反应速率相等,甲、乙一定达到平衡状态;
④恒温时,甲反应气体物质的量增加,如果气体压强不再改变,说明甲达到平衡状态;乙是反应前后气体物质的量不变的可逆反应,压强始终不变,所以压强不变无法判断乙是否达到平衡状态;
⑤对于反应乙,气体质量是变量,气体物质的量不变,所以平均相对分子质量是变量,对于反应甲,正反应是气体质量减小且气体物质的量增加的方向,根据可知,混合气体平均相对分子质量是变量,所以平均相对分子质量不变时,可判断甲、乙反应一定达到平衡状态;
⑥反应甲混合气体的总物质的量是变量、反应乙混合气体的总物质的量是恒量,混合气体的总物质的量不变,说明甲达到平衡状态,但是不能判断乙是否达到平衡状态;
综上,能表明(甲)达到化学平衡状态是①②③④⑤⑥,能表明(乙)达到化学平衡状态是①②③⑤,故答案为:①②③④⑤⑥;①②③⑤。
20. 有甲、乙两位同学均想利用原电池反应检测金属的活动性顺序,两人均用镁片和铝片作电极,但甲同学将电极放入6mol/L的H2SO4溶液中,乙同学将电极放入6mol/L的NaOH溶液中,如图所示。
(1)甲中移向_______(填“铝片”或“镁片”),写出甲中正极的电极反应式_______。
(2)乙中负极为_______(填“铝片”或“镁片”),写出正极的电极反应式:_______;写出负极的电极反应式_______。
(3)铅蓄电池中,正极材料为PbO2,负极材料为Pb,电解液为硫酸,放电时其正极反应式为_______。
(4)某同学设计如图的原电池,正极实验现象为_______,则负极的电极反应式为:_______,当导线中有3.01×1023个电子流过,溶液质量变化为_______g。
(5)如图所示是一个燃料电池的示意图,a、b表示通入的气体,当此燃料电池工作时:
a、如果a极通入H2,b极通入O2,H2SO4溶液作电解质溶液,则相同时间内,正极和负极通入的气体的体积比为:_______。(气体为标况),正极的电极反应为:_______。
b、如果a极通入CH4,b极通入O2,NaOH溶液作电解质溶液,则通CH4的电极上的电极反应为:_______。
c、如果a极通入甲醇(CH3OH),b极通入O2,NaOH溶液作电解质溶液,则通CH3OH的电极上的电极反应为:_______。
d、如果a极通入乙醇(C2H5OH),b极通入O2,H2SO4溶液作电解质溶液,则电子由_______流向_______(填“a”或“b”),通乙醇的电极上的电极反应为:_______。
(6)潜艇中使用的液氨-液氧燃料电池工作原理如图所示:
①电极a是_______。(填“正极”或“负极”)
②电解质溶液中OH-离子向_______移动(填“a”或“b”)。
③电极b的电极反应式为_______。
【答案】(1) ①. 镁片 ②.
(2) ①. 铝片 ②. ③.
(3)
(4) ①. 石墨棒上有红色固体析出 ②. ③. 2
(5) ①. 1:2 ②. ③. ④. ⑤. a ⑥. b ⑦.
(6) ①. 负极 ②. a ③.
【解析】
【分析】在酸性介质中镁比铝活泼,镁作负极、Al作正极;在碱性介质中铝比镁活泼,铝作负极、镁作正极;铅蓄电池在放电时的负极为Pb失电子发生氧化反应;燃料电池中,通入燃料的一极为负极,通入氧气的一极为正极,据此分析作答。
【小问1详解】
在硫酸溶液中,镁比铝活泼,镁作负极、Al作正极,甲中硫酸根移向负极镁片,负极上镁发生氧化反应,正极上氢离子发生还原反应,则正极的电极反应式为:,故答案为:镁片;。
【小问2详解】
碱性介质中铝比镁活泼,所以乙池中铝作负极,负极失电子发生氧化反应,电极反应式为:;镁作正极,正极得电子发生还原反应,电极反应式为:,故答案为:铝片;;。
【小问3详解】
铅蓄电池在放电时的负极为Pb,失电子发生氧化反应,正极为PbO2,得电子发生还原反应,电极反应式为,故答案为:。
【小问4详解】
某同学设计如图的原电池,则负极为Fe,正极为石墨,负极实验现象为:铁棒不断溶解,电极反应式为:;正极Cu2+得电子,正极实验现象为:石墨棒上有红色固体析出,电极反应式为:;当导线中有3.01×1023个电子流过,转移电子的物质的量为0.5mol,则有0.25mol Fe2+进入溶液,有0.25molCu析出,则溶液质量减少为:,故答案为:石墨棒上有红色固体析出;;2。
【小问5详解】
a、燃料电池中,通入燃料的一极为负极,通入氧气的一极为正极,则可知a极均为负极、b极均为正极;如果a极通入H2,b极通入O2,H2SO4溶液作电解质溶液,则负极失电子发生氧化反应,电极反应式为:,正极得电子发生还原反应,电极反应式为:,总反应方程式为:,则相同时间内,正极和负极通入的气体的体积比等于化学计量数之比=1:2;
b、如果a极通入CH4,b极通入O2,NaOH溶液作电解质溶液,则通CH4为负极,失电子发生氧化反应,电极反应式为:;
c、如果a极通入甲醇(CH3OH),b极通入O2,NaOH溶液作电解质溶液,则通CH3OH为负极,失电子发生氧化反应,电极反应式为:;
d、如果a极通入乙醇(C2H5OH),b极通入O2,H2SO4溶液作电解质溶液,因为a极为负极、b极为正极,则电子由a流向b,通乙醇为负极,失电子发生氧化反应,电极反应式为:;
故答案为:1:2;;;;a;b;。
【小问6详解】
在燃料电池中,燃料液氨在负极发生氧化反应,氧化剂液氧在正极发生还原反应,因此,电极a作为液氨输入的电极,应为负极;在燃料电池中,阴离子会迁移至发生氧化反应的负极,则OH-需向电极a迁移;电极b为正极,液氧在此被还原,在碱性条件下,电极反应式为:,故答案为:负极;a;。
21. 某学习小组设计方案探究外界因素对化学反应速率的影响,相关实验数据如表所示。
实验序号
温度/℃
恰好褪色时间/s
稀硫酸
蒸馏水
溶液
溶液
1
25
5.00
0
25.00
10.00
a
2
25
5.00
5.00
20.00
b
3
25
5.00
10.00
10.00
c
4
35
5.00
10.00
15.00
10.00
d
(1)完成上表数据:_______,_______。
(2)进行实验,由恰好褪色时间_______(用a、b、c的大小进行比较)可得出:相同温度时,增大反应物浓度, 反应速率加快;通过实验_______(填实验序号)可以分析温度对反应速率的影响。
(3)向少量酸性溶液中加入溶液,用数字传感器测得该反应速率随时间的变化如图,初始阶段反应速率加快的原因可能是_______。
【答案】(1) ①. 10.0 ②. 15.00
(2) ①. c>b>a ②. 3、4
(3)Mn2+是该反应的催化剂
【解析】
【分析】控制变量的实验探究中要注意变量的唯一性,通过控制变量进行对比实验研究某一因素对实验结果的影响;
【小问1详解】
比较实验数据,实验1、2、3是研究溶液浓度的对化学反应速率的影响,其他条件完全相同,则10.00,15.00;
【小问2详解】
相同温度时,增大反应物浓度, 反应速率加快;浓度越大,反应速率越快,则恰好褪色时间减小,结合表数据存在:c>b>a;比较实验数据,实验3、4的变量为温度,是研究温度的对化学反应速率的影响;
【小问3详解】
随着反应进行,反应物浓度逐渐减小,反应速率会减小,则初始阶段反应速率加快的原因可能是:反应放热,温度升高对反应速率的影响大于浓度对反应速率的影响,或者是生的Mn2+是该反应的催化剂,加快了反应的速率。
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