专题07 化学反应与能量-【好题汇编】备战2024-2025学年高二化学下学期期末真题分类汇编(浙江专用)
2025-05-13
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内容正文:
专题07 化学反应与能量
内容概览
考向1 化学反应与能量变化
考向2 化学反应速率与平衡
考向3 化学反应机理和历程
考向4 电化学知识综合应用
考向1化学反应与能量变化
1.(浙江省宁波市2023-2024学年高二下学期期末)下列关于热化学反应的描述正确的是( )
A.H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH=-57.3kJ·mol−1,则含1mol CH3COOH的溶液与含1molNaOH的稀溶液混合,放出热量为57.3kJ
B.甲烷的燃烧热ΔH=-890.3kJ·mol−1,则CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g) ΔH<-890.3kJ·mol−1
C.500℃、30MPa下,N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4kJ·mol−1,将1.5mol H2和过量的N2在此条件下充分反应,放出热量46.2Kj
D.同温同压下,H2(g)+Cl 2(g)=2HCl (g)在光照或点燃条件下的ΔH的数值相同
2.(浙江省慈溪市2023-2024学年高二下学期期末)下列燃烧反应的反应热不是燃烧热的是( )
①H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH1
②C(s)+O2(g)=CO(g) ΔH2
③S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH3
④2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(s)+2H2O(l) ΔH4
A.①③ B.②④ C.②③ D.①④
3.(浙江省宁波市2023-2024学年高二下学期期末)Diels-Alder反应可得到环加成产物,某个Diels-Alder反应及反应过程中的能量变化如下图所示。下列说法不正确的是( )
A.内型产物和外型产物都是顺式结构 B.反应速率:内型产物>外型产物
C.反应过程中有σ键生成,无π键生成 D.一定条件下,内型产物可能转化为外型产物
4.(浙江省绍兴市2023-2024学年高二下学期期末调测)在某温度下,同时发生反应A(g)B(g)和A(g)C(g)。已知A(g)反应生成B(g)或C(g)的能量如图所示,下列说法正确的是( )
A.B(g)比C(g)稳定
B.在该温度下,反应刚开始时,产物以B为主;反应足够长时间,产物以C为主
C.反应A(g)B(g)的活化能为(E3—E1)
D.反应A(g)C(g)的ΔH<0且ΔS=0
考向2化学反应速率与平衡
5.(浙江省慈溪市2023-2024学年高二下学期期末)在干燥的HCl气流中加热MgCl2•6H2O,能得到无水MgCl2。下列说法正确的是( )
A.MgCl2•nH2O(s) MgCl2•(n-1)H2O(s)+H2O(g) ΔH<0
B.MgCl2(s)+2H2O(s)Mg(OH)2(s)+2HCl(g),HCl气流可促进反应进行
C.MgCl2•H2O(s)═Mg(OH)Cl(s)+HCl(g),升高温度,反应更易发生
D.MgCl2•4H2O(s)MgCl2•2H2O(s)+2H2O(g),HCl气流可抑制反应进行
6.(浙江省浙南名校2023-2024学年高二下学期期末)已知图1所示的有机可逆反应在图2所示的装置内能自发进行。实验发现随着长度x的增加,A、B的转化率提高,D在产物中的占比逐渐增大并超过C。下列说法正确的是( )
A.升高温度两个反应的平衡常数均增大 B.反应2的活化能大于反应1的活化能
C.装置中长度x越小,C的产率越高 D.物质C比物质D稳定
7.(浙江省宁波市2023-2024学年高二下学期期末)已知有机物R与形成的配离子能被HNO3氧化为:。现用等体积、浓度分别为c1mol/L、c2mol/L、c3mol/L()的HNO3溶液与三组等体积的反应,随时间t的变化曲线如图所示。下列说法不正确的是( )
A.曲线Ⅰ对应的HNO3溶液浓度为c1mol/L
B.硝酸浓度为c2mol/L时,0~2min内,mol/(L·min)
C.平衡后加水稀释,减小
D.三组实验中的反应速率都是先增大后减小
8.(浙江省金华市2023-2024学年高二下学期期末)某研究小组为了探究不同条件对乙酸乙酯水解速率的影响,设计并完成了如下实验:
①取3支试管分别加入4mL 2mo/L H2SO4溶液、4mL 4mol/L NaOH溶液和4mL蒸馏水。
②再分别向3支试管中加入4mL乙酸乙酯,振荡、静置。
③常温下,每隔3min记录酯层减少体积。
④65℃水浴下重复上述实验。
(常温)
(65℃)
NaOH
(常温)
NaOH
(65℃)
蒸馏水
(常温)
蒸馏水
(65℃)
3
0.3
0.4
1
1.2
0
0
6
0.6
1.0
1.4
2.4
0
0
9
1.4
2.4
1.6
3.4
0
0.2
12
2.2
4.0
1.6
4.0
0
0.2
下列说法不正确的是( )
A.水解速率不能用电导率传感器定量测定溶液电导率来进行比较
B.其他条件相同时,乙酸乙酯的水解速率:碱性环境酸性环境中性环境
C.随着反应温度的升高,水解程度增大
D.在酸性环境下,乙酸乙酯也能完全水解
考向3化学反应机理和历程
9.(浙江省湖州市2023-2024学年高二下学期期末)酯在碱性条件下发生水解反应的历程如图,下列说法不正确的是( )
A.反应①为该反应的决速步骤
B.该反应历程中碳原子杂化方式发生了改变
C.反应①中攻击的位置由碳和氧电负性大小决定
D.若用18OH-进行标记,反应结束后醇和羧酸根离子中均存在18O
10.(浙江省衢州市2023-2024学年高二下学期期末)温度为55℃时,溴代烷在水中可按如下过程进行水解反应:
ⅠRBrR++Br- 慢 Ⅱ 快
Ⅲ 快
已知,当R基团不同时,水解相对速率如下
R
(CH3)3C
(CH3)2CH
CH3CH2
CH3
相对速率
100
0.023
x
0.0034
下列说法不正确的是( )
A.第一步反应的活化能较高
B.加入AgNO3,能促进溴代烷的水解
C.可以预测x的值介于0.0034到0.023之间
D.溶液碱性增强时,RBr→ROH反应速率加快且RBr转化率升高
11.(浙江省杭州市2023-2024学年高二下学期期末)苯的溴化反应机理如下所示,下列说法正确的是( )
①C6H6+Br2→C6H6Br++Br-慢反应
②C6H6Br+→C6H5Br+H+快反应
A.已知反应①△H>0,故苯的溴化反应是吸热反应
B.苯的溴化反应速率主要由反应②决定
C.FeBr3的催化机理:反应过程中产生了[Br+][FeBr4-],有利于反应①进行
D.苯与ICl反应可能得到氯苯
12.(浙江省丽水市2023-2024学年高二下学期期末)乙醛发生反应的原因和下列描述无关的是( )
A.氧原子电负性强 B.乙醛能发生加成反应
C.a-C上的H受羰基吸电子影响变得活泼 D.碳氧双键中碳原子带部分正电荷
13.(浙江省宁波市2023-2024学年高二下学期期末)乙醛与苯甲醛反应机理如下图所示:
下列说法不正确的是( )
A.此反应可用氢氧化钠作催化剂 B.反应产物中可能含有副产物CH3CH=CHCHO
C.反应过程中包含了加成反应和消去反应 D.存在2个手性碳原子
14.(浙江省嘉兴市2023-2024学年高二下学期期末)催化剂Ⅰ和Ⅱ均能催化反应R(g)P(g)。反应历程(下图)中,M为中间产物。其它条件相同时,下列说法不正确的是( )
A.使用Ⅰ和Ⅱ,反应历程都分4步进行 B.反应达平衡时,升高温度,R的浓度增大
C.使用Ⅱ时,反应体系更快达到平衡 D.使用Ⅰ时,反应过程中M所能达到的最高浓度更大
15.(浙江省温州市环大罗山联盟2023-2024学年高二下学期期末)Ni可活化制得,其反应历程如图所示:
下列关于活化历程的说法正确的是( )
A.总反应的
B.总反应的速率由“中间体2→中间体3”决定
C.该反应过程中有碳氢键、碳碳键的断裂和形成
D.使用更高效的催化剂可降低反应所需的活化能和焓变
16.(浙江省台州市2023-2024学年高二下学期期末)叔丁基溴在乙醇中反应的能量变化如图所示。
反应1:(CH3)3CBr(CH3)3C=CH2 +HBr
反应2:(CH3)3CBr+C2H5OH(CH3)3COC2H5 +HBr
下列说法不正确的是( )
A.(CH3)3C=CH2在乙醇中反应生成(CH3)3COC2H5时,反应的催化剂是H+
B.(CH3)3C=CH2在乙醇中反应生成(CH3)3COC2H5时,增加催化剂的用量,可以提高(CH3)3C=CH2转化为(CH3)3COC2H5的选择性,减少副反应
C.(CH3)3C=CH2在乙醇中反应生成(CH3)3COC2H5时,决速步反应活化能为E6-E2
D.升高温度,(CH3)3C=CH2与乙醇反应转化率下降,(CH3)3C=CH2与HBr反应转化率升高
17.(浙江省丽水市2023-2024学年高二下学期期末)三级溴丁烷[(CH3)3CBr]和乙醇反应生成乙基叔丁基醚[(CH3)3COC2H5]的反应过程及能量变化如下图所示,已知(CH3)3C+不稳定,易失去H+。下列说法不正确的是( )
A.总反应方程式为:(CH3)3CBr+C2H5OH(CH3)3COC2H5 +HBr
B.加入NaOH溶液可以提高乙基叔丁基醚的产率
C.适当降低温度可提高该反应的平衡转化率
D.反应中可能有副产物
18.(浙江省慈溪市2023-2024学年高二下学期期末)溴甲基丙烷发生水解反应[CH3)3CBr+H2O(CH3)3COH +HBr]的能量变化与反应过程的关系如图所示。反应分3步进行,下列说法不正确的是( )
A.升高温度,水解平衡转化率降低
B.第2步反应既有极性键的断裂又有极性键的生成
C.水解反应的速率由第1步决定
D.(CH3)3C-I比(CH3)3C-Cl更容易水解生成(CH3)3C-OH
19.(浙江省新力量联盟2023-2024学年高二下学期期末)CO2和H2在某催化剂表面合成CH3OH:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH,反应历程如图1所示,其中吸附在催化剂表面上的物种用*标注。△G随温度关系如图2所示。
下列说法正确的是( )
A.该历程中的基元反应全部是放热反应
B.图2中表示该反应△G随温度的变化的是直线a
C.该反应历程中活化能最小的基元反应是
D.过程中发生非极性键的断裂和生成
考向4电化学知识综合应用
20.(浙江省嘉兴市2023-2024学年高二下学期期末)如图是一种酸性燃料电池酒精检测仪,具有流量侦测与控制的功能,非常适合进行现场酒精检测。下列说法不正确的是( )
A.电子由A极流出
B.左侧Pt电极表面发生的反应:CH3CH2OH+H2O-4e-=CH3COOH-+4H+
C.微处理器通过检测电流大小计算出酒精含量
D.每消耗22.4L O2(标准状况下),有2mol质子(H+)通过质子交换膜
21.(浙江省舟山市2023-2024学年高二下学期期末)利用微生物燃料电池可处理有机废水获得电能,同时实现海水淡化。现以溶液模拟海水,用如图装置处理有机废水(以含CH3COO-的溶液为例)。
下列说法不正确的是( )
A.正极反应为O2+2H2O+4e-=4OH-
B.隔膜1为阴离子交换膜,隔膜2为阳离子交换膜
C.工作一段时间后A室pH升高,C室pH下降
D.处理1 molCH3COO理论上有8 mol电子发生转移
22.(浙江省新力量联盟2023-2024学年高二下学期期末)某课题组设计了一种新型可充放电的“生物质电池”,实现了在存储和释放电力的同时生产高附加值的化学品。电化学装置如图所示,电解质溶液为溶液,实线代表放电,虚线代表充电,下列说法正确的是( )
A.放电时,极电势高于极
B.放电时,极电极反应式为NiOOH+H2O+e-=Ni2++3OH-
C.充电时,电路中每转移0.5mol e-,理论上可生产糠醇24.5g
D.充电时,极附近溶液不断减小
23.(浙江省宁波市2023-2024学年高二下学期期末)科学家正在研究--种可植入体内的燃料电池,它可以将人体内多余的葡萄糖转化为葡萄糖酸(C6H12O7)。该葡萄糖燃料电池以Pt作为两极,其工作原理如图所示。下列说法不正确的是( )
A.此电池可用于糖尿病患者,能降低其体内血糖
B.若有1.92g氧气参与电池反应,则可消耗葡萄糖1.80g
C.电极A上发生还原反应
D.负极的电极反应为:C6H12O6+H2O-2e-=C6H12O7+2H+
24.(浙江省衢州市2023-2024学年高二下学期期末)物质有自发地从浓度大的区域向浓度小的区域扩散的趋势,利用该趋势可设计浓差电池。如图所示装置可测定氧气的含量,参比侧通入纯氧,测量侧气压调节到与参比侧相同,接通电路,通过电势差大小可测出测量侧气体的含氧量。下列说法正确的是( )
A.测量侧为电池的正极,电极反应式为:O2+4e-=2O2-
B.相同压强下,电势差越大,测量侧气体中含氧量越高
C.测量侧处于封闭环境时,初期的读数比较准确
D.参比侧每消耗224mL气体,电路中通过0.04mol电子
25.(浙江省台州市2023-2024学年高二下学期期末)太阳能驱动NO3-和CO2制备CO(NH2)2的装置如图。下列说法不正确的是( )
A.阳极区电极反应式为4OH--4e-=2H2O+ O2↑
B.溶液中电流从a极流向b极
C.阳极区中补充SO32-可提高制备效率
D.理论上,每生成标况下44.8LO2时,阴极区溶液质量增加22g
26.(浙江省杭州市2023-2024学年高二下学期期末)利用下图装置研究铁的电化学腐蚀与防护,下列说法不正确的是( )
A.若M为锌棒,开关K掷于A处,可减缓铁的腐蚀
B.若M为碳棒,开关K分别掷于B、C处,铁的腐蚀速率:C>B
C.可用K3[Fe(CN)6]溶液检验铁是否发生腐蚀
D.钢铁设施在河水中的腐蚀速率比在海水中的慢
27.(浙江省温州市环大罗山联盟2023-2024学年高二下学期期末)一种电解装置如图所示,通过电解获得的电解液可实现下列说法不正确的是( )
A.“转化Ⅰ”生成1mol 理论上电路中通过:6mol
B.右室电解获得的电解液可用于实现“转化Ⅰ”
C.右室发生的电极反应为Cr2O72-+14H++ 6е- =2Cr3+-+7Н2О
D.“转化Ⅱ”发生的反应为
28.(浙江省温州市十校2023-2024学年高二下学期期末)利用电化学方法富集海水中的锂,其工作原理如下图所示.工作步骤如下:①向MnO2所在腔室通入海水,启动电源1,使海水中的Li+进入MnO2而形成LixMn2O4;②关闭电源1和海水通道,启动电源2,同时向电极2上通入空气.下列说法正确的是( )
A.上述过程中,电极1和电极2分别作阴极和阳极
B.启动电源1时,阴极上的电极反应:2MnO2+xe-+xLi+=LixMn2O4
C.腔室2中通过阳离子交换膜从左向右移动
D.工作时电极1附近和电极2附近溶液的pH均增大
29.(浙江省宁波市九校2023-2024学年高二下学期期末)某无隔膜流动海水电解法制H2的装置如图,其中高选择性催化剂PRT可抑制O2产生。下列说法正确的是( )
A.b为电源正极 B.理论上转移2mole-生成22.4LH2
C.电解后海水pH下降 D.阳极发生:Cl-+H2O-2e-=HClO+H+
30.(浙江省湖州市2023-2024学年高二下学期期末)将两根铜棒分别插入浓Cu(NO3)2和稀Cu(NO3)2溶液中(装置如图),观察到电流表指针发生偏转,一段时间后,浸入浓Cu(NO3)2溶液的铜棒变粗。下列说法不正确的是( )
A.铜棒变粗的反应:Cu2++2e-=Cu
B.该装置中应选用阳离子交换膜
C.随着反应的进行,浓、稀Cu(NO3)2溶液的浓度逐渐接近
D.Cu2+的氧化性随c(Cu2+)增大而增强
31.(浙江省金华市2023-2024学年高二下学期期末)钴(Co)是生产耐热合金、硬质合金、防腐合金的重要原料,如图为水溶液中电解制备金属钴的装置示意图。下列说法不正确的是( )
A.电子的移动方向为由石墨经导线流向钴电极
B.阳极的电极反应式为:2H2O-4e-=O2↑+4H+
C.生成1molCo,Ⅰ室溶液质量理论上减少16g
D.工作时,Ⅰ室和Ⅱ室溶液的pH均减小
32.(浙江省绍兴市2023-2024学年高二下学期期末调测)工业上主要采用如图1所示的方法制备盐酸羟胺(),一种常见的显像剂,性质类似。电池装置中含Fe的催化电极的电极反应机理如图2所示。下列说法正确的是( )
A.Pt电极作正极,发生还原反应
B.外电路每转移2mol电子,通过氢离子交换膜往左侧迁移的H+有2NA个
C.反应一段时间后,右侧溶液pH减小
D.由图2可知,NO在电极上发生的反应为:NO+4H++3e-=NH3OH+
33.(浙江省宁波市九校2023-2024学年高二下学期期末)催化剂I和II均能催化反应R(g)P(g)。反应历程如图,M为中间产物。其它条件相同时,下列说法正确的是( )
A.使用I和II,反应历程都分2步进行
B.反应达平衡后升高温度,R的浓度增大
C.使用I时,反应体系更慢达到平衡
D.使用II时,反应过程中M所能达到的最高浓度更大
34.(浙江省舟山市2023-2024学年高二下学期期末)已知:CO2氧化C2H6制C2H4的主反应热化学方程式为:C2H6(g)+CO2(g) C2H4(g)+CO(g)+H2O(g) ΔH=+177kJ·mol−1 K;该反应的历程分为如下两步:
反应①:C2H6(g)C2H4(g)+H2(g) (快反应) ΔH1 K1
反应②:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) (慢反应) ΔH2=+42kJ·mol−1 K2
下列说法正确的是( )
A.当cC2H6= cC2H4时,反应一定达到平衡
B.相比于提高cC2H6,提高cCO2对主反应速率影响更小
C.
D.
35.(浙江省浙南名校2023-2024学年高二下学期期末)利用电解原理可以制备物质(图甲为氯碱工业改进示意图)或进行电镀(图乙为铁制品上镀铜示意图)。下列说法不正确的是( )
A.图甲中的离子交换膜为阳离子交换膜
B.图甲中通过向B电极通入氧气的改进,能降低能耗
C.图乙中向硫酸铜溶液中加入一定量的氨水制成铜氨溶液,可使镀层更光亮
D.图乙中电子的移动方向是Cu片→导线→a极→电池内部→b极→导线→待镀铁制品
.36.(浙江省慈溪市2023-2024学年高二下学期期末)利用电解质溶液的浓度对电极电势的影响,可设计浓差电池。某热再生浓差电池放电时的工作原理如图所示,通入NH3发生反应Cu2++4NH3[Cu(NH3)4]2+,电池开始工作,甲室电极质量减少,乙室电极质量增加,中间a为离子交换膜,放电后利用工业废热进行充电。下列说法正确的是( )
A.放电时,甲室Cu电极电势高于乙室
B.充电时,NO3-经阴离子交换膜a由乙室向甲室迁移
C.放电时,外电路有0.2mol电子通过时,乙室溶液质量减少6.4g
D.电池的总反应为:Cu2++4NH3[Cu(NH3)4]2+,ΔH<0
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专题07 化学反应与能量
内容概览
考向1 化学反应与能量变化
考向2 化学反应速率与平衡
考向3 化学反应机理和历程
考向4 电化学知识综合应用
考向1化学反应与能量变化
1.(浙江省宁波市2023-2024学年高二下学期期末)下列关于热化学反应的描述正确的是( )
A.H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH=-57.3kJ·mol−1,则含1mol CH3COOH的溶液与含1molNaOH的稀溶液混合,放出热量为57.3kJ
B.甲烷的燃烧热ΔH=-890.3kJ·mol−1,则CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g) ΔH<-890.3kJ·mol−1
C.500℃、30MPa下,N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4kJ·mol−1,将1.5mol H2和过量的N2在此条件下充分反应,放出热量46.2Kj
D.同温同压下,H2(g)+Cl 2(g)=2HCl (g)在光照或点燃条件下的ΔH的数值相同
【答案】D
【解析】A项,CH3COOH是弱酸,电离需要吸热,1mol CH3COOH的溶液与含1mol NaOH的稀溶液混合,放出热量小于57.3kJ,A错误;B项,甲烷的燃烧热ΔH=-890.3kJ·mol−1,生成液态水放出热量为890.3kJ,则生成气态水放热少,CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g) ΔH>-890.3kJ·mol−1,B错误;C项,合成氨反应为可逆反应,1.5mol 2和过量的2在此条件下充分反应,放出热量小于46.2kJ,C错误;D项,同温同压下,H2(g)+Cl 2(g)=2HCl (g)在光照或点燃条件下的ΔH的数值相同,与反应条件无关,D正确;故选D。
2.(浙江省慈溪市2023-2024学年高二下学期期末)下列燃烧反应的反应热不是燃烧热的是( )
①H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH1
②C(s)+O2(g)=CO(g) ΔH2
③S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH3
④2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(s)+2H2O(l) ΔH4
A.①③ B.②④ C.②③ D.①④
【答案】B
【解析】①中,H2(g)为1mol,发生完全燃烧,生成稳定的产物H2O(l),所以ΔH1为燃烧热;②中,C(s)燃烧的产物为CO(g),燃烧不完全,所以ΔH2不是燃烧热;③中,1molS(s)完全燃烧,生成稳定的产物SO2(g),所以ΔH3为燃烧热;④中,反应物H2S(g)物质的量为2mol,所以ΔH4不是燃烧热;综合以上分析,②④中的ΔH不表示燃烧热,故选B。
3.(浙江省宁波市2023-2024学年高二下学期期末)Diels-Alder反应可得到环加成产物,某个Diels-Alder反应及反应过程中的能量变化如下图所示。下列说法不正确的是( )
A.内型产物和外型产物都是顺式结构 B.反应速率:内型产物>外型产物
C.反应过程中有σ键生成,无π键生成 D.一定条件下,内型产物可能转化为外型产物
【答案】C
【解析】A项,碳碳双键同侧原子或原子团不相同,内型产物和外型产物都是顺式结构,A正确;B项,因外型产物活化能更高,反应速率慢,则反应速率:内型产物>外型产物,B正确;C项,内型产物和外型产物的碳碳双键处有生成的π键,C错误;D项,一定条件下会发生异构化反应,故内型产物可能转化为外型产物,D正确;故选C。
4.(浙江省绍兴市2023-2024学年高二下学期期末调测)在某温度下,同时发生反应A(g)B(g)和A(g)C(g)。已知A(g)反应生成B(g)或C(g)的能量如图所示,下列说法正确的是( )
A.B(g)比C(g)稳定
B.在该温度下,反应刚开始时,产物以B为主;反应足够长时间,产物以C为主
C.反应A(g)B(g)的活化能为(E3—E1)
D.反应A(g)C(g)的ΔH<0且ΔS=0
【答案】B
【解析】A项,从图分析,B的能量比C高,根据能量低的稳定分析,B(g)比C(g)不稳定,故错误;B项,在该温度下,反应生成B的活化能比生成C的活化能低,所以反应刚开始时,产物以B为主;C比B更稳定,所以反应足够长时间,产物以C为主,故正确;C项,反应A(g)B(g)的活化能为E1,故错误;D项,反应A(g)C(g)为放热反应,即ΔH<0,但ΔS不为0,故错误。故选B。
考向2化学反应速率与平衡
5.(浙江省慈溪市2023-2024学年高二下学期期末)在干燥的HCl气流中加热MgCl2•6H2O,能得到无水MgCl2。下列说法正确的是( )
A.MgCl2•nH2O(s) MgCl2•(n-1)H2O(s)+H2O(g) ΔH<0
B.MgCl2(s)+2H2O(s)Mg(OH)2(s)+2HCl(g),HCl气流可促进反应进行
C.MgCl2•H2O(s)═Mg(OH)Cl(s)+HCl(g),升高温度,反应更易发生
D.MgCl2•4H2O(s)MgCl2•2H2O(s)+2H2O(g),HCl气流可抑制反应进行
【答案】C
【解析】A项,MgCl2•nH2O(s) MgCl2•(n-1)H2O(s)+H2O(g)属于分解反应,分解反应大多是吸热反应,所以反应ΔH>0,A错误;B项,MgCl2水解会生成HCl,HCl气流可抑制水解反应进行,B错误;C项,水解反应是吸热反应,加热促进水解反应的进行,升高温度,MgCl2•H2O(s)═Mg(OH)Cl(s)+HCl(g)更易发生,C正确;D项,MgCl2•4H2O(s)MgCl2•2H2O(s)+2H2O(g)该反应产物中没有HCl,HCl气流不能抑制反应进行,D错误;故选C。
6.(浙江省浙南名校2023-2024学年高二下学期期末)已知图1所示的有机可逆反应在图2所示的装置内能自发进行。实验发现随着长度x的增加,A、B的转化率提高,D在产物中的占比逐渐增大并超过C。下列说法正确的是( )
A.升高温度两个反应的平衡常数均增大 B.反应2的活化能大于反应1的活化能
C.装置中长度x越小,C的产率越高 D.物质C比物质D稳定
【答案】B
【解析】A项,随着长度的增加,反应温度降低,A、B的转化率提高,说明两个反应都是放热反应,升高温度平衡逆向移动,则两个反应的平衡常数均减小,故A错误;B项,随着长度的增加,D在产物中的占比逐渐增大并超过C,则长度较短时C在产物中占比较大,因此生成C较容易,则反应1的活化能小于反应2的活化能,故B正确;C项,随着长度的增加,A、B的转化率提高,反之长度越小转化率降低,则C的产率下降,故C错误;D项,实验发现随着长度x的增加,A、B的转化率提高,D在产物中的占比逐渐增大并超过C,说明D的稳定性大于C,D错误;故选B。
7.(浙江省宁波市2023-2024学年高二下学期期末)已知有机物R与形成的配离子能被HNO3氧化为:。现用等体积、浓度分别为c1mol/L、c2mol/L、c3mol/L()的HNO3溶液与三组等体积的反应,随时间t的变化曲线如图所示。下列说法不正确的是( )
A.曲线Ⅰ对应的HNO3溶液浓度为c1mol/L
B.硝酸浓度为c2mol/L时,0~2min内,mol/(L·min)
C.平衡后加水稀释,减小
D.三组实验中的反应速率都是先增大后减小
【答案】C
【解析】浓度分别为c1mol/L、c2mol/L、c3mol/L()的HNO3溶液,因为反应物浓度增加,反应速率增大,据此可知三者对应的曲线分别为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ。A项,由分析可知,曲线Ⅰ对应的HNO3溶液浓度为c1mol/L,A正确;B项,硝酸浓度为c2mol/L时,0~2min内, mol/(L·min),B正确;C项,对于反应,加水稀释,平衡逆向移动,[FeR3]2+含量增加,[FeR3]3+含量减小,增大,C错误;D项,观察图像可知,三组实验反应速率都是前期速率增加,后期速率减小,D正确;故选C。
8.(浙江省金华市2023-2024学年高二下学期期末)某研究小组为了探究不同条件对乙酸乙酯水解速率的影响,设计并完成了如下实验:
①取3支试管分别加入4mL 2mo/L H2SO4溶液、4mL 4mol/L NaOH溶液和4mL蒸馏水。
②再分别向3支试管中加入4mL乙酸乙酯,振荡、静置。
③常温下,每隔3min记录酯层减少体积。
④65℃水浴下重复上述实验。
(常温)
(65℃)
NaOH
(常温)
NaOH
(65℃)
蒸馏水
(常温)
蒸馏水
(65℃)
3
0.3
0.4
1
1.2
0
0
6
0.6
1.0
1.4
2.4
0
0
9
1.4
2.4
1.6
3.4
0
0.2
12
2.2
4.0
1.6
4.0
0
0.2
下列说法不正确的是( )
A.水解速率不能用电导率传感器定量测定溶液电导率来进行比较
B.其他条件相同时,乙酸乙酯的水解速率:碱性环境酸性环境中性环境
C.随着反应温度的升高,水解程度增大
D.在酸性环境下,乙酸乙酯也能完全水解
【答案】D
【解析】A项,乙酸乙酯在稀硫酸中水解得到乙酸,在氢氧化钠溶液中水解得到乙酸钠,乙酸是弱电解质,乙酸钠是强电解质,等浓度的乙酸和乙酸钠导电能力不同,故水解速率不能用电导率传感器定量测定溶液电导率来进行比较,A正确;B项,相同时间相同温度不同环境时,酯层减少体积为:碱性环境>酸性环境>中性环境,则其他条件相同时,乙酸乙酯的水解速率:碱性环境>酸性环境>中性环境,B正确;C项,相同时间相同环境时,酯层减少体积为:65℃>常温,则随着反应温度的升高,水解程度增大,C正确;D项,酯化反应是可逆反应,在酸性环境下,乙酸乙酯不能完全水解,D不正确;故选D。
考向3化学反应机理和历程
9.(浙江省湖州市2023-2024学年高二下学期期末)酯在碱性条件下发生水解反应的历程如图,下列说法不正确的是( )
A.反应①为该反应的决速步骤
B.该反应历程中碳原子杂化方式发生了改变
C.反应①中攻击的位置由碳和氧电负性大小决定
D.若用18OH-进行标记,反应结束后醇和羧酸根离子中均存在18O
【答案】D
【解析】A项,反应历程中最慢的一步是整个反应的决速步,结合图示可知,反应①为该反应的决速步骤,A正确;B项,反应①中酯基中碳原子为sp2杂化,生成物中碳原子连接四个单键为sp3杂化,该反应历程中碳原子杂化方式有发生改变,B正确;C项,反应①中OH-带负电,攻击的位置由碳和氧电负性大小决定,攻击电负性较弱在成键后电子云密度较小的碳原子,C正确;D项,反应①断开了酯基的碳氧双键结合18OH-,反应②断裂出原酯基中的,反应③转移了氢离子得到醇,反应结束后醇中不均存在18O,D错误;故选D。
10.(浙江省衢州市2023-2024学年高二下学期期末)温度为55℃时,溴代烷在水中可按如下过程进行水解反应:
ⅠRBrR++Br- 慢 Ⅱ 快
Ⅲ 快
已知,当R基团不同时,水解相对速率如下
R
(CH3)3C
(CH3)2CH
CH3CH2
CH3
相对速率
100
0.023
x
0.0034
下列说法不正确的是( )
A.第一步反应的活化能较高
B.加入AgNO3,能促进溴代烷的水解
C.可以预测x的值介于0.0034到0.023之间
D.溶液碱性增强时,RBr→ROH反应速率加快且RBr转化率升高
【答案】D
【解析】A项,活化能越小反应越快,活化能越大反应越慢,决定总反应速率的是慢反应,则第一步反应的活化能最高,故A正确;B项,加入AgNO3,溴离子和银离子生成溴化银沉淀,促使RBr⇌R++Br-正向减小,故能促进溴代烷的水解,故B正确;C项,由表可知,随着R基团减小,反应相对速率减小,故可以预测x的值介于0.0034~0.023之间,故C正确;D项,RBr→ROH反应速率由第I步RBrR++Br-决定,溶液碱性增强时,对第I步反应无影响,水解速率影响不大,故D错误;故选D。
11.(浙江省杭州市2023-2024学年高二下学期期末)苯的溴化反应机理如下所示,下列说法正确的是( )
①C6H6+Br2→C6H6Br++Br-慢反应
②C6H6Br+→C6H5Br+H+快反应
A.已知反应①△H>0,故苯的溴化反应是吸热反应
B.苯的溴化反应速率主要由反应②决定
C.FeBr3的催化机理:反应过程中产生了[Br+][FeBr4-],有利于反应①进行
D.苯与ICl反应可能得到氯苯
【答案】C
【解析】A项,已知反应①△H>0,题目信息不知道反应②是吸热反应还是放热反应,所以不能进行判断,A错误;B项,化学反应速率由慢反应决定,所以苯的溴化反应速率主要由反应①决定,B错误;C项,反应过程中的催化机理为:产生了[Br+][FeBr4-],有利于反应①进行,C正确;D项,在反应中,ICl作为氯化剂和氧化剂,其中的I原子显示出+1的化合价,而Cl原子显示出-1的化合价,根据取代反应的原则,电性相反的原子或原子团相互结合形成化合物,从而促使苯环上的一个氢原子被ICl中的I原子取代,生成一碘化苯(苯环上的一个氢原子被碘原子取代的产物)和氯化氢(HCl),D错误;故选C。
12.(浙江省丽水市2023-2024学年高二下学期期末)乙醛发生反应的原因和下列描述无关的是( )
A.氧原子电负性强 B.乙醛能发生加成反应
C.a-C上的H受羰基吸电子影响变得活泼 D.碳氧双键中碳原子带部分正电荷
【答案】B
【解析】A项,乙醛分子中由于氧的电负性强使得醛分子中与醛基直接相连的碳原子上的氢原子受羰基吸电子作用的影响,具有一定的活泼性,在一定条件下能发生羟醛缩合反应,A正确;B项,乙醛能发生加成反应是因为含有不饱和的碳氧双键,能够与氢气等发生加成反应,与发生羟醛缩合的机理不同,B错误;C项,醛分子中在醛基邻位碳原子上的氢原子(α—H)受羰基吸电子作用的影响,具有一定的活泼性,所以分子中含有α—H的醛能够发生羟醛缩合反应,C正确;D项,由于氧的电负性大于碳,碳氧双键中碳原子带部分正电,使得羰基有较强的极性,与醛基直接相连的碳原子上的氢原子受羰基吸电子作用的影响,具有一定的活泼性,在一定条件下能发生羟醛缩合反应,D正确;故选B。
13.(浙江省宁波市2023-2024学年高二下学期期末)乙醛与苯甲醛反应机理如下图所示:
下列说法不正确的是( )
A.此反应可用氢氧化钠作催化剂 B.反应产物中可能含有副产物CH3CH=CHCHO
C.反应过程中包含了加成反应和消去反应 D.存在2个手性碳原子
【答案】D
【解析】A项,氢氧化钠反应前后不变,参与了反应,氢氧化钠是催化剂,A正确;B项,乙醛和乙醛发生反应可以生成CH3CH=CHCHO,反应产物中可能含有副产物CH3CH=CHCHO,B正确;C项,反应过程中先发生加成反应后发生消去反应,C正确;D项,中,与羟基相连的碳原子为手性碳原子共1个,D错误;故选D。
14.(浙江省嘉兴市2023-2024学年高二下学期期末)催化剂Ⅰ和Ⅱ均能催化反应R(g)P(g)。反应历程(下图)中,M为中间产物。其它条件相同时,下列说法不正确的是( )
A.使用Ⅰ和Ⅱ,反应历程都分4步进行 B.反应达平衡时,升高温度,R的浓度增大
C.使用Ⅱ时,反应体系更快达到平衡 D.使用Ⅰ时,反应过程中M所能达到的最高浓度更大
【答案】C
【解析】A项,由图可知两种催化剂均出现四个波峰,所以使用Ⅰ和Ⅱ,反应历程都分4步进行,A正确;B项,由图可知该反应是放热反应,所以达平衡时,升高温度平衡向左移动,R的浓度增大,B正确;C项,由图可知Ⅰ的最高活化能小于Ⅱ的最高活化能,所以使用Ⅰ时反应速率更快,反应体系更快达到平衡,C错误;D项,由图可知在前两个历程中使用Ⅰ活化能较低反应速率较快,后两个历程中使用Ⅰ活化能较高反应速率较慢,所以使用Ⅰ时,反应过程中M所能达到的最高浓度更大,D正确;故选C。
15.(浙江省温州市环大罗山联盟2023-2024学年高二下学期期末)Ni可活化制得,其反应历程如图所示:
下列关于活化历程的说法正确的是( )
A.总反应的
B.总反应的速率由“中间体2→中间体3”决定
C.该反应过程中有碳氢键、碳碳键的断裂和形成
D.使用更高效的催化剂可降低反应所需的活化能和焓变
【答案】B
【解析】A项,由图可知,总反应为反应物的能量大于生成物的能量的放热反应,反应的焓变小于0,ΔH<0,故A错误;B项,反应的活化能越大,反应速率越慢,总反应取决于慢反应,根据图像可知,中间体2→中间体3的活化能最大,反应速率最慢,则总反应的速率由中间体2→中间体3的反应速率决定,故B正确;C项,由图可知,中间体1生成过渡态1的过程中有碳碳键的断裂,但没有碳碳键的形成,故C错误;D项,催化剂可降低反应所需的活化能但不变改变焓变,故D错误;故选B。
16.(浙江省台州市2023-2024学年高二下学期期末)叔丁基溴在乙醇中反应的能量变化如图所示。
反应1:(CH3)3CBr(CH3)3C=CH2 +HBr
反应2:(CH3)3CBr+C2H5OH(CH3)3COC2H5 +HBr
下列说法不正确的是( )
A.(CH3)3C=CH2在乙醇中反应生成(CH3)3COC2H5时,反应的催化剂是H+
B.(CH3)3C=CH2在乙醇中反应生成(CH3)3COC2H5时,增加催化剂的用量,可以提高(CH3)3C=CH2转化为(CH3)3COC2H5的选择性,减少副反应
C.(CH3)3C=CH2在乙醇中反应生成(CH3)3COC2H5时,决速步反应活化能为E6-E2
D.升高温度,(CH3)3C=CH2与乙醇反应转化率下降,(CH3)3C=CH2与HBr反应转化率升高
【答案】B
【解析】A项,从图中可以看出,(CH3)3C=CH2在乙醇中反应生成(CH3)3COC2H5时,反应的催化剂是H+,A正确;B项,催化剂HBr不会提高(CH3)3C=CH2转化为(CH3)3COC2H5的选择性,B错误;C项,从图中可知,(CH3)3C=CH2在乙醇中反应生成(CH3)3COC2H5时,决速步反应活化能为E6-E2,C正确;D项,(CH3)3C=CH2与乙醇反应放出热量,(CH3)3C=CH2与HBr反应吸收热量,则升高温度,(CH3)3C=CH2与乙醇反应转化率下降,(CH3)3C=CH2与HBr反应转化率升高,D正确;故选B。
17.(浙江省丽水市2023-2024学年高二下学期期末)三级溴丁烷[(CH3)3CBr]和乙醇反应生成乙基叔丁基醚[(CH3)3COC2H5]的反应过程及能量变化如下图所示,已知(CH3)3C+不稳定,易失去H+。下列说法不正确的是( )
A.总反应方程式为:(CH3)3CBr+C2H5OH(CH3)3COC2H5 +HBr
B.加入NaOH溶液可以提高乙基叔丁基醚的产率
C.适当降低温度可提高该反应的平衡转化率
D.反应中可能有副产物
【答案】B
【解析】A项,根据图像可知,总反应式为:(CH3)3CBr+C2H5OH(CH3)3COC2H5 +HBr,A正确;B项,根据已知(CH3)3C+不稳定,易失去H+,氢氧化钠会和(CH3)3C+反应,不利于后续反应的发生, 乙基叔丁基醚产率降低,B错误C项,根据图像可知该反应为放热反应。降低温度可提高反应物平衡转化率,C正确;D项,三级溴丁烷[(CH3)3CBr]发生水解反应生成,D正确;故选B。
18.(浙江省慈溪市2023-2024学年高二下学期期末)溴甲基丙烷发生水解反应[CH3)3CBr+H2O(CH3)3COH +HBr]的能量变化与反应过程的关系如图所示。反应分3步进行,下列说法不正确的是( )
A.升高温度,水解平衡转化率降低
B.第2步反应既有极性键的断裂又有极性键的生成
C.水解反应的速率由第1步决定
D.(CH3)3C-I比(CH3)3C-Cl更容易水解生成(CH3)3C-OH
【答案】B
【解析】A项,结合图示,该水解反应为放热反应,升高温度,水解平衡逆向移动,转化率降低,A正确;B项,第2步反应为(CH3)3C+和H2O结合的过程,不存在极性键的断裂,只有极性键的生成,B错误;C项,第1步反应的活化能最大,为慢反应,故决定水解反应的速率由第1步决定,C正确;D项,碘原子半径大于氯原子,则C-I键能更小,利于C-I断裂发生反应,(CH3)3C-I比(CH3)3C-Cl更容易水解生成(CH3)3C-OH,D正确;故选B。
19.(浙江省新力量联盟2023-2024学年高二下学期期末)CO2和H2在某催化剂表面合成CH3OH:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH,反应历程如图1所示,其中吸附在催化剂表面上的物种用*标注。△G随温度关系如图2所示。
下列说法正确的是( )
A.该历程中的基元反应全部是放热反应
B.图2中表示该反应△G随温度的变化的是直线a
C.该反应历程中活化能最小的基元反应是
D.过程中发生非极性键的断裂和生成
【答案】C
【解析】A项,该反应历程中有的基元反应中,反应物的总能量小于生成物的总能量,是吸热反应,A项错误;B项,由图可知,该反应的△H<0,ΔS<0,由ΔG=ΔH-TΔS<0可知,直线方程的斜率是正值,则为直线c,B项错误;C项,从图中可以看出,活化能最小的反应是,C项正确;D项,过程中断裂碳氧键,形成碳氢键,则发生极性键的断裂和生成,D项错误;故选C。
考向4电化学知识综合应用
20.(浙江省嘉兴市2023-2024学年高二下学期期末)如图是一种酸性燃料电池酒精检测仪,具有流量侦测与控制的功能,非常适合进行现场酒精检测。下列说法不正确的是( )
A.电子由A极流出
B.左侧Pt电极表面发生的反应:CH3CH2OH+H2O-4e-=CH3COOH-+4H+
C.微处理器通过检测电流大小计算出酒精含量
D.每消耗22.4L O2(标准状况下),有2mol质子(H+)通过质子交换膜
【答案】D
【解析】B电极通入氧气,氧气得电子生成水,则B是正极、A是负极。A项,B是正极、A是负极,电子由A极流出,故A正确;B项,左侧Pt电极为负极,乙醇失电子发生氧化反应生成乙酸,发生的反应为CH3CH2OH+H2O-4e-=CH3COOH+4H+,故B正确;C项,微处理器通过检测电流大小计算出酒精含量,故C正确;D项,氧气得电子生成水,每消耗22.4LO2 (标准状况下),转移4mol电子,有4mol质子(H+)通过质子交换膜,故D错误;选D。
21.(浙江省舟山市2023-2024学年高二下学期期末)利用微生物燃料电池可处理有机废水获得电能,同时实现海水淡化。现以溶液模拟海水,用如图装置处理有机废水(以含CH3COO-的溶液为例)。
下列说法不正确的是( )
A.正极反应为O2+2H2O+4e-=4OH-
B.隔膜1为阴离子交换膜,隔膜2为阳离子交换膜
C.工作一段时间后A室pH升高,C室pH下降
D.处理1 molCH3COO理论上有8 mol电子发生转移
【答案】C
【解析】a电极CH3COO失电子发生氧化反应生成CO2,a电极为原电池负极,b电极为原电池正极,氧化剂氧气得电子发生还原反应,电极反应式:O2+2H2O+4e-=4OH-。A项,根据分析可知,b极为正极,氧气发生还原反应,电极反应式:O2+2H2O+4e-=4OH-,A正确;B项,该装置可实现海水淡化,则B室中钠离子应透过隔膜2进入正极区,B室中氯离子透过隔膜1进入A室,隔膜1为阴离子交换膜,隔膜2为阳离子交换膜,B正确;C项,A室电极反应:CH3COO-+2H2O-8e-=2CO2↑+7H+,溶液pH降低,C室电极反应:,O2+2H2O+4e-=4OH-,溶液pH升高,C错误;D项,根据A室反应:CH3COO-+2H2O-8e-=2CO2↑+7H+,处理1 molCH3COO理论上有8 mol电子发生转移,D正确;故选C。
22.(浙江省新力量联盟2023-2024学年高二下学期期末)某课题组设计了一种新型可充放电的“生物质电池”,实现了在存储和释放电力的同时生产高附加值的化学品。电化学装置如图所示,电解质溶液为溶液,实线代表放电,虚线代表充电,下列说法正确的是( )
A.放电时,极电势高于极
B.放电时,极电极反应式为NiOOH+H2O+e-=Ni2++3OH-
C.充电时,电路中每转移0.5mol e-,理论上可生产糠醇24.5g
D.充电时,极附近溶液不断减小
【答案】C
【解析】题意可知,放电时:N电极NiOOH转化为Ni(OH)2,得到电子,N电极为正极,则M为负极,此时糠醛转化为糠酸;充电时:M电极糠醛转化为糠醇,发生还原反应,M为阴极,N电极Ni(OH)2转化为NiOOH,N为阳极。A项,放电时,正极电势高于负极,则N极电势高于M极,故A错误;B项,放电时,N极电极反应式为NiOOH+H2O+e-=Ni(OH)2+OH-,故B错误;C项,糠醛化学式为C5H4O2,糠醇化学式C5H6O2,24.5g糠醇是物质的量是0.25mol,充电时,当生产0.25mol糠醇时,有1.25mol的0价碳(平均价态)降低到价(平均价态),转移mol电子,故C正确;D项,充电时,M电极的反应为:+2H2O+2e-=2OH-+,则M电极pH值不断增大,故D错误;故选C。
23.(浙江省宁波市2023-2024学年高二下学期期末)科学家正在研究--种可植入体内的燃料电池,它可以将人体内多余的葡萄糖转化为葡萄糖酸(C6H12O7)。该葡萄糖燃料电池以Pt作为两极,其工作原理如图所示。下列说法不正确的是( )
A.此电池可用于糖尿病患者,能降低其体内血糖
B.若有1.92g氧气参与电池反应,则可消耗葡萄糖1.80g
C.电极A上发生还原反应
D.负极的电极反应为:C6H12O6+H2O-2e-=C6H12O7+2H+
【答案】B
【解析】此装置为原电池,A极O2得电子发生还原反应,为正极,B电极发生氧化反应为负极。A项,此电池可以将葡萄糖转化为葡萄糖酸,用于糖尿病患者,能降低其体内血糖,A正确;B项,若有1.92g氧气参与电池反应,电子转移,1mol葡萄糖转化为葡萄糖酸需要转移2mol电子,有(0.24÷2)×180=21.6g葡萄糖消耗,B错误;C项,电极A是正极发生还原反应,C正确;D项,负极上发生氧化反应,葡萄糖转化为葡萄糖酸,电极反应为:C6H12O6+H2O-2e-=C6H12O7+2H+,D正确;故选B。
24.(浙江省衢州市2023-2024学年高二下学期期末)物质有自发地从浓度大的区域向浓度小的区域扩散的趋势,利用该趋势可设计浓差电池。如图所示装置可测定氧气的含量,参比侧通入纯氧,测量侧气压调节到与参比侧相同,接通电路,通过电势差大小可测出测量侧气体的含氧量。下列说法正确的是( )
A.测量侧为电池的正极,电极反应式为:O2+4e-=2O2-
B.相同压强下,电势差越大,测量侧气体中含氧量越高
C.测量侧处于封闭环境时,初期的读数比较准确
D.参比侧每消耗224mL气体,电路中通过0.04mol电子
【答案】C
【解析】由题给信息可知,参比侧的铂电极为浓差电池的正极,氧气在正极得到电子发生还原反应生成氧负离子,电极反应式为O2+4e-=2O2-,测量侧的铂电极为负极,氧负离子在负极失去电子发生氧化反应生成氧气,电极反应式为2O2--4e-=O2↑,相同压强下,测量侧气体中氧气含量越低,浓差电池的电势差越大。A项,参比侧的铂电极为电池的正极,电极反应式为:O2+4e-=2O2-,A错误;B项,相同压强下,电势差越大,测量侧气体中含氧量越低,B错误;C项,测量侧的铂电极为负极,氧离子在负极失去电子发生氧化反应生成氧气,测量侧处于封闭环境时,初期的读数与测量侧气体中含氧量有关,后期因为氧气的生成导致读数与测量侧气体中含氧量相差很大,所以初期的读数比较准确,C正确;D项,没有注明在标准状况下,D错误;故选C。
25.(浙江省台州市2023-2024学年高二下学期期末)太阳能驱动NO3-和CO2制备CO(NH2)2的装置如图。下列说法不正确的是( )
A.阳极区电极反应式为4OH--4e-=2H2O+ O2↑
B.溶液中电流从a极流向b极
C.阳极区中补充SO32-可提高制备效率
D.理论上,每生成标况下44.8LO2时,阴极区溶液质量增加22g
【答案】D
【解析】根据图中装置可知,双极膜中产生的OH-移动到a电极,a电极为阳极,电极反应式为:4OH--4e-=2H2O+ O2↑,双极膜中产生的H+移动到b电极,b电极为阴极,电极反应式为:2NO3-+CO2+18H++16e-=CO(NH2)2+7H2O。A项,由图示信息可知阳极区OH-转化为氧气,电极反应为:4OH--4e-=2H2O+ O2↑,故A正确;B项,a电极为阳极,b电极为阴极,电解池的外电路:是与电源连接的电路,阳极是氧化反应,失去电子使得电子通过电源外电路到电解池的阴极,这是电子的移动方向,电流的方向与电子运动的方向相反,所以外电路的电流是阴极流向阳极,电解池的内电路:就是溶液里的电流方向,是从阳极流向阴极,溶液中电流从a极流向b极,故B正确;C项,SO32-水解可产生OH-,使阳极区溶液呈碱性,提高阳极区OH-的浓度,从而可提高制备效率,故C正确;D项,标准状况下44.8LO2为2mol,生成2mol氧气转移8mol电子,阴极区电极式为:2NO3-+CO2+18H++16e-=CO(NH2)2+7H2O,阴极区增重的重量为二氧化碳和转移的氢离子质量,44×0.5+8=30g,故D错误;故选D。
26.(浙江省杭州市2023-2024学年高二下学期期末)利用下图装置研究铁的电化学腐蚀与防护,下列说法不正确的是( )
A.若M为锌棒,开关K掷于A处,可减缓铁的腐蚀
B.若M为碳棒,开关K分别掷于B、C处,铁的腐蚀速率:C>B
C.可用K3[Fe(CN)6]溶液检验铁是否发生腐蚀
D.钢铁设施在河水中的腐蚀速率比在海水中的慢
【答案】B
【解析】当K与A相连形成原电池,当K与B、C相连形成电解池,与B相连时M为阴极,Fe为阳极,Fe被腐蚀,与C相连时,M为阳极,Fe为阴极,被保护。A项,若M为锌棒,开关K掷于A处,M为负极,Fe为正极,可减缓铁的腐蚀,A正确;B项,若M为碳棒,开关K分别掷于B、C处,与B相连时M为阴极,Fe为阳极,Fe被腐蚀,与C相连时,M为阳极,Fe为阴极,被保护,铁的腐蚀速率:B>C,B错误;C项,可用K3[Fe(CN)6]溶液检验铁是否发生腐蚀,腐蚀产生的Fe2+与K3[Fe(CN)6]溶液产生蓝色沉淀,C正确;D项,钢铁设施在河水中的腐蚀速率比在海水中的慢,因为海水中电解质离子浓度大,腐蚀速率快,D正确;故选B。
27.(浙江省温州市环大罗山联盟2023-2024学年高二下学期期末)一种电解装置如图所示,通过电解获得的电解液可实现下列说法不正确的是( )
A.“转化Ⅰ”生成1mol 理论上电路中通过:6mol
B.右室电解获得的电解液可用于实现“转化Ⅰ”
C.右室发生的电极反应为Cr2O72-+14H++ 6е- =2Cr3+-+7Н2О
D.“转化Ⅱ”发生的反应为
【答案】C
【解析】根据氢离子在电解池中移动方向可知,a电极为阴极,b电极为阳极,阳极发生失电子的氧化反应,阴极发生得电子的还原反应,阳极反应为2Cr3+- 6е-+7Н2О =Cr2O72-+14H+,阴极上Ti4++e-=Ti3+,阳极生成的重铬酸根具有强氧化性,阴极生成的Ti3+,具有还原性,“转化Ⅰ”为氧化反应、可加入右室电解获得的电解液氧化实现,“转化Ⅱ”为还原反应,可加入左室电解获得的电解液还原实现,“转化II”的反应为+6Ti3++6H+→+Ti4++2H2O。A项,“转化Ⅰ”生成1mol ,由于消耗6mol的H+,根据电荷守恒原则,故需要转移6mole-,故A正确;B项,右室电解获得的电解液为重铬酸根,可以作为氧化剂使用,而“转化Ⅰ”是氧化反应,需要氧化剂,故B正确;C项,b电极为阳极,阳极发生失电子的氧化反应,故应该是Cr3+ 失去电子转化为重铬酸根,故C错误;D项,“转化Ⅱ”发生还原反应,加入Ti3+实行转化,+6Ti3++6H+→+Ti4++2H2O,故D正确;故选C。
28.(浙江省温州市十校2023-2024学年高二下学期期末)利用电化学方法富集海水中的锂,其工作原理如下图所示.工作步骤如下:①向MnO2所在腔室通入海水,启动电源1,使海水中的Li+进入MnO2而形成LixMn2O4;②关闭电源1和海水通道,启动电源2,同时向电极2上通入空气.下列说法正确的是( )
A.上述过程中,电极1和电极2分别作阴极和阳极
B.启动电源1时,阴极上的电极反应:2MnO2+xe-+xLi+=LixMn2O4
C.腔室2中通过阳离子交换膜从左向右移动
D.工作时电极1附近和电极2附近溶液的pH均增大
【答案】B
【解析】由图可知,该电化学系统工作时,先通入海水,启动电源1,形成LixMn2O4,Mn元素化合价降低得电子,故二氧化锰电极为阴极,电极反应式为2MnO2+xe-+xLi+=LixMn2O4,惰性电极1为阳极,电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+,关闭电源1和海水通道,启动电源2,LixMn2O4转化为MnO2,二氧化锰电极为阳极,电极反应式为LixMn2O4+xe-=2MnO2+xLi+,惰性电极2为阴极,氧气得电子,电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-。A项,上述过程中,电极1和电极2分别作阳极和阴极,A错误;B项,启动电源1时,阴极上的电极反应:2MnO2+xe-+xLi+=LixMn2O4,B正确;C项,启动电源2,MnO2电极为阳极,惰性电极2为阴极,则腔室2中Li+通过阳离子交换膜从阳极移向阴极即从右向左移动,C错误;D项,工作时惰性电极1为阳极,电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+,即电极1附近pH碱性,惰性电极2为阴极,氧气得电子,电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-,即电极2附近溶液的pH增大,D错误;故选B。
29.(浙江省宁波市九校2023-2024学年高二下学期期末)某无隔膜流动海水电解法制H2的装置如图,其中高选择性催化剂PRT可抑制O2产生。下列说法正确的是( )
A.b为电源正极 B.理论上转移2mole-生成22.4LH2
C.电解后海水pH下降 D.阳极发生:Cl-+H2O-2e-=HClO+H+
【答案】D
【解析】根据图示,钛网上海水中Cl-、H2O发生失电子的氧化反应生成HClO、O2,钛网为阳极,电极反应式为Cl-+H2O-2e-=HClO+H+。钛箔上生成H2,钛箔上生成H2的电极反应为2H++2e-=H2↑,故钛箔为阴极。其中高选择性催化剂PRT可抑制O2产生,故电解的主要总反应为Cl-+2H2OHClO+H2↑+OH-。A项,由分析可知,a为正极,b电极为负极,A错误;B项,右侧电极上产生氢气的电极方程式为:2H++2e-=H2↑,则理论上转移2mole-生成1molH2,题目没有告知是否为标准状态下,故H2不能确定,B错误;C项,电解的主要总反应为Cl-+2H2OHClO+H2↑+OH-,电解后海水中OH-浓度增大,pH上升,C错误;D项,由图可知,阳极上的电极反应为:Cl-+H2O-2e-=HClO+H+,D正确;故选D。
30.(浙江省湖州市2023-2024学年高二下学期期末)将两根铜棒分别插入浓Cu(NO3)2和稀Cu(NO3)2溶液中(装置如图),观察到电流表指针发生偏转,一段时间后,浸入浓Cu(NO3)2溶液的铜棒变粗。下列说法不正确的是( )
A.铜棒变粗的反应:Cu2++2e-=Cu
B.该装置中应选用阳离子交换膜
C.随着反应的进行,浓、稀Cu(NO3)2溶液的浓度逐渐接近
D.Cu2+的氧化性随c(Cu2+)增大而增强
【答案】B
【解析】将两根铜棒分别插入浓Cu(NO3)2和稀Cu(NO3)2溶液中,观察到电流表指针发生偏转,一段时间后,浸入浓Cu(NO3)2溶液的铜棒变粗。说明该电极有铜析出,则b侧电极做正极,电极反应为:Cu2++2e-=Cu,a侧电极做负极,电极反应:Cu-2e-=Cu2+。A项,铜棒变粗的反应:Cu2++2e-=Cu,故A正确;B项,b侧电极做正极,a侧电极做负极,右侧不断消耗Cu2+,左侧不断生成Cu2+,该装置中应选用阴离子交换膜,右侧的硝酸根离子向左移动,故B错误;C项,随着反应的进行,右侧不断消耗Cu2+,左侧不断生成Cu2+,浓、稀溶液的浓度逐渐接近,故C正确;D项,据分析对比可知,Cu2+的氧化性随c(Cu2+)增大而增强,Cu的还原性随c(Cu2+)增大而减弱,故D正确;故选B。
31.(浙江省金华市2023-2024学年高二下学期期末)钴(Co)是生产耐热合金、硬质合金、防腐合金的重要原料,如图为水溶液中电解制备金属钴的装置示意图。下列说法不正确的是( )
A.电子的移动方向为由石墨经导线流向钴电极
B.阳极的电极反应式为:2H2O-4e-=O2↑+4H+
C.生成1molCo,Ⅰ室溶液质量理论上减少16g
D.工作时,Ⅰ室和Ⅱ室溶液的pH均减小
【答案】C
【解析】由图可知,该装置为电解池,石墨电极为阳极,水在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子,电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+,Ⅰ室中阳离子电荷数大于阴离子电荷数,放电生成的氢离子通过阳离子交换膜由Ⅰ室向Ⅱ室移动,钴电极为阴极,钴离子在阴极得到电子发生还原反应生成钴,电极反应式为Co2++2e-=Co,Ⅲ室中阴离子电荷数大于阳离子电荷数,氯离子过阴离子交换膜由Ⅲ室向Ⅱ室移动,电解的总反应的离子方程式为2Co2++2H2O2Co +O2↑+4H+。A项,由分析可知,石墨电极为阳极,钴电极为阴极,电子由阳极经导线流向阴极,故A正确;B项,阳极的电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+,故B正确;C项,阴极生成1mol钴,阳极有1mol水放电,则Ⅰ室溶液质量减少18g,故C错误;D项,放电生成的氢离子通过阳离子交换膜由Ⅰ室向Ⅱ室移动,使Ⅱ室中氢离子浓度增大,Ⅱ室溶液pH减小,而Ⅰ室电解水导致硫酸浓度增大,Ⅰ室pH也减小,故D正确;故选C。
32.(浙江省绍兴市2023-2024学年高二下学期期末调测)工业上主要采用如图1所示的方法制备盐酸羟胺(),一种常见的显像剂,性质类似。电池装置中含Fe的催化电极的电极反应机理如图2所示。下列说法正确的是( )
A.Pt电极作正极,发生还原反应
B.外电路每转移2mol电子,通过氢离子交换膜往左侧迁移的H+有2NA个
C.反应一段时间后,右侧溶液pH减小
D.由图2可知,NO在电极上发生的反应为:NO+4H++3e-=NH3OH+
【答案】B
【解析】根据Fe催化电极的电极反应机理图,NO得电子发生还原反应生成H3NOH+,Fe电极为正极,Pt电极氢气失电子发生氧化反应生成氢离子,Pt电极为负极。A项,Pt电极作负极,发生氧化反应,故A错误;B项,阳离子由负极向正极移动,外电路每转移2mol电子,根据电荷守恒,通过氢离子交换膜往左侧迁移的H+有2NA个,故B正确;C项,负极生成的氢离子通过离子交换膜进入正极区,反应一段时间后,右侧溶液pH不变,故C错误;D项,由图2可知,NO在电极上发生的反应为:NO+4H++3e-=NH3OH+,故D错误;故选B。
33.(浙江省宁波市九校2023-2024学年高二下学期期末)催化剂I和II均能催化反应R(g)P(g)。反应历程如图,M为中间产物。其它条件相同时,下列说法正确的是( )
A.使用I和II,反应历程都分2步进行
B.反应达平衡后升高温度,R的浓度增大
C.使用I时,反应体系更慢达到平衡
D.使用II时,反应过程中M所能达到的最高浓度更大
【答案】B
【解析】A项,由图可知两种催化剂均出现四个波峰,所以使用Ⅰ和Ⅱ,反应历程都分4步进行,A错误;B项,由图可知该反应是放热反应,所以达平衡时,升高温度平衡向左移动,R的浓度增大,B正确;C项,由图可知Ⅰ的最高活化能小于Ⅱ的最高活化能,所以使用Ⅰ时反应速率更快,反应体系更快达到平衡,C错误;D项,由图可知在前两个历程中使用Ⅰ活化能较低反应速率较快,后两个历程中使用Ⅰ活化能较高反应速率较慢,所以使用Ⅰ时,反应过程中M所能达到的最高浓度更大,使用Ⅱ时前两个历程中活化能较高反应速率较慢,后两个历程中使用Ⅱ活化能较低反应速率较快,反应过程中M所能达到的最高浓度更小,D错误;故选B。
34.(浙江省舟山市2023-2024学年高二下学期期末)已知:CO2氧化C2H6制C2H4的主反应热化学方程式为:C2H6(g)+CO2(g) C2H4(g)+CO(g)+H2O(g) ΔH=+177kJ·mol−1 K;该反应的历程分为如下两步:
反应①:C2H6(g)C2H4(g)+H2(g) (快反应) ΔH1 K1
反应②:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) (慢反应) ΔH2=+42kJ·mol−1 K2
下列说法正确的是( )
A.当cC2H6= cC2H4时,反应一定达到平衡
B.相比于提高cC2H6,提高cCO2对主反应速率影响更小
C.
D.
【答案】D
【解析】A项,反应达到平衡时,各物质的浓度不再发生改变,当cC2H6= cC2H4时,不能说明乙烷、乙烯的浓度不再发生改变,则反应不一定达到平衡状态,A错误;B项,反应②为慢反应,则总反应的反应速率取决于反应②,提高cC2H6不能使反应②的速率加快,而提高cCO2可以加快反应②的速率,进而提高主反应的反应速率,因此提高cCO2对主反应速率影响更大,B错误;C项,根据反应历程可知:反应①与②相加可得C2H6(g)+CO2(g) C2H4(g)+CO(g)+H2O(g),因此化学平衡常数为,C错误;D项,反应①与②相加可得C2H6(g)+CO2(g) C2H4(g)+CO(g)+H2O(g),因此根据盖斯定律,,D正确;故选D。
35.(浙江省浙南名校2023-2024学年高二下学期期末)利用电解原理可以制备物质(图甲为氯碱工业改进示意图)或进行电镀(图乙为铁制品上镀铜示意图)。下列说法不正确的是( )
A.图甲中的离子交换膜为阳离子交换膜
B.图甲中通过向B电极通入氧气的改进,能降低能耗
C.图乙中向硫酸铜溶液中加入一定量的氨水制成铜氨溶液,可使镀层更光亮
D.图乙中电子的移动方向是Cu片→导线→a极→电池内部→b极→导线→待镀铁制品
【答案】D
【解析】A项,图甲中电极A由Cl-转化为Cl2失电子,Na+通过离子交换膜进入到右侧,离子交换膜为阳离子交换膜,A正确;B项,图甲中通过向B电极得电子,2H2O+2e-=H2↑+2OH-,通入氧气的改进O2+2H2O+4e-=4OH-,避免水电离的H+直接得电子生成H2,降低了电解电压,电耗明显减少能降低能耗,B正确;C项,图乙中向硫酸铜溶液中加入一定量的氨水制成铜氨溶液,镀铜时,加入氨水可以生成铜配离子,使铜离子浓度降低,而且配合物平衡的存在能使铜离子浓度稳定在一定的范畴内,这样使镀层更加紧密均匀光亮,可使镀层更光亮,C正确;D项,图乙中电子的移动方向是b极→导线→待镀铁制品,Cu片→导线→a极,D错误; 故选D。
.36.(浙江省慈溪市2023-2024学年高二下学期期末)利用电解质溶液的浓度对电极电势的影响,可设计浓差电池。某热再生浓差电池放电时的工作原理如图所示,通入NH3发生反应Cu2++4NH3[Cu(NH3)4]2+,电池开始工作,甲室电极质量减少,乙室电极质量增加,中间a为离子交换膜,放电后利用工业废热进行充电。下列说法正确的是( )
A.放电时,甲室Cu电极电势高于乙室
B.充电时,NO3-经阴离子交换膜a由乙室向甲室迁移
C.放电时,外电路有0.2mol电子通过时,乙室溶液质量减少6.4g
D.电池的总反应为:Cu2++4NH3[Cu(NH3)4]2+,ΔH<0
【答案】D
【解析】电池开始工作时,甲室铜电极质量减少,做负极,发生氧化反应,乙室铜电极质量增加,做正极,发生还原反应,Cu2+向正极移动,由甲室透过离子交换膜向乙室移动。A项,根据题中给出的电池开始工作时,甲室电极质量减少,乙室电极质量增加,可知,甲室电极为负极,发生氧化反应,乙室电极为正极,发生还原反应,甲室电势低于乙室,故A错误;B项,充电时,乙室为阳极,NO3-向阳极移动,经阴离子交换膜a由甲室向乙室迁移,故B错误;C项,放电时,乙电极质量增加,外电路有0.2mol电子通过时,乙室生成0.1mol铜,电极质量增加6.4g,溶液质量减少6.4g,但甲室有0.1mol Cu2+移动到乙室,故乙室溶液质量不变,故C错误;D项,放电时,甲室电极反应为:Cu+4NH3-2e-[Cu(NH3)4]2+,乙室电极反应为:Cu2++2e-=Cu,总反应为Cu2++4NH3[Cu(NH3)4]2+,根据已知,放电后可利用废热进行充电再生,可知放电过程是放热反应,ΔH<0,故D正确;故选D。
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