精品解析:河北省保定市唐县第一中学2025-2026学年高二上学期9月月考 化学试题
2025-09-29
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内容正文:
唐县第一中学高二上学期第一次月考化学试题
考试时间:75分钟 总分:100分
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 Si-28 Fe-56 Cu-64 Zn-65
一、单选题(共14题,每题3分,共42分)
1. 能源与科学、技术、社会密不可分。下列装置或过程能实现电能转化为化学能的是
A.风力发电
B.天然气燃烧
C.冶炼金属钠
D.暖宝宝发热
A. A B. B C. C D. D
2. 设为阿伏加德罗常数的数值。下列说法正确的是
A. 60 g二氧化硅中所含硅氧键数目为
B. 1 mol 与1 mol 混合后充分反应,分子总数一定为
C. 氢氧燃料电池工作时,正极消耗22.4 L 时转移的电子数一定为
D. 工业上电解精炼铜时,若阳极质量减少64 g,电子转移数一定为
3. 下列有关电极方程式或离子方程式正确的是
A. 铅酸蓄电池充电时的阳极反应:
B. 铁铜浓硝酸组成的原电池的负极反应式为:
C. 向硫代硫酸钠()溶液中加入过量稀硫酸:
D. 碱性甲醇燃料电池负极电极反应:
4. 10mL浓度为1mol·L-1的盐酸与过量的锌粉反应,若加入适量的下列溶液,能减慢反应速率但又不影响氢气生成量的是( )
A. CH3COOH B. K2SO4 C. CuSO4 D. Na2CO3
5. 下列关于金属腐蚀与防护,说法不正确的是
A.发生析氢腐蚀
B.外加电流法防护
C.牺牲阳极法实验
D.制成不锈钢防护
A. A B. B C. C D. D
6. 下列实验无法达到实验目的的是
A.测定的生成
B.在铁制品表面镀锌
C.探究X与Y反应的热效应
D.增大反应物浓度,该反应速率加快
A. A B. B C. C D. D
7. 在一定温度、容积不变的密闭容器里,下列选项中可用来判断可逆反应A(g)+3B(g) 2C(g)+2D(s)达到平衡的有
①C的生成速率与C的消耗速率相等
②单位时间内生成a mol A,同时生成3a mol B
③A、B、C的浓度不再改变
④混合气体的密度不再改变
⑤混合气体的总压强不再改变
⑥混合气体的总物质的量不再改变
⑦A、B、C、D浓度之比为1:3:2:2
A. ①②③④⑤⑥ B. ①③④⑤ C. ①③④⑤⑥ D. ①③⑤⑥⑦
8. 下列对于反应的预测正确的是
选项
化学反应方程式
已知条件
预测
A
室温下不能自发进行
B
,低温下自发反应
可以等于3
C
常温下能自发反应
D
,能自发反应
A. A B. B C. C D. D
9. 工业上利用电解含Co(Ⅱ)的水溶液制备金属Co和的装置如图。下列说法正确的是
A. Co电极应连接电源的正极
B. “电解”时石墨电极的电极反应为
C. 膜Ⅰ和膜Ⅱ分别为阴离子交换膜和阳离子交换膜
D. 溶液浓度的大小:
10. 从下列实验事实或操作所得出的相应结论正确的是
选项
实验事实或操作
结论
A
5%的双氧水中加入粉末,分解速率迅速加快,但的质量和化学性质在化学反应前后,都没有发生改变
作为催化剂,没有参加反应,但其可以降低反应的焓变,使单位体积的活化分子数增多,有效碰撞增多,速率加快
B
物质的量浓度相同的盐酸和硫酸分别与等质量、形状相同的锌粒反应
开始时两者的化学反应速率相等
C
在容积可变的密闭容器中发生反应,把容积缩小一半
正、逆反应速率均加快
D
向溶液中滴加几滴等浓度的KI溶液,充分反应后,再滴加KSCN溶液,溶液变为红色
与的反应为可逆反应
A. A B. B C. C D. D
11. 下列说法正确的是
A. 由图1可得,1 mol (g)和1 mol (g)完全反应放出的能量为180 kJ
B. 图2可表示盐酸与碳酸氢钠反应的能量变化
C. 利用图3的装置可以测定中和反应的反应热
D. 由图4可以写出的热化学方程式:
12. 我国化学家通过对过渡金属基尖晶石氧化物()进行性能优化,成功开发出锌—空气二次电池,其工作原理如图所示。下列说法错误的是
A. 放电时,极电极反应式:
B. 充电时,极与电源的正极相连,发生氧化反应
C. 放电过程中,极附近溶液减小
D. 放电时,当电路中有通过时,极消耗标准状况下
13. Ni可活化放出,其反应历程如下图所示:
下列关于该活化历程的说法正确的是
A. 恒容条件下,充入Ne使体系压强增大,可加快化学反应速率
B. 该反应的决速步是:中间体1→中间体2
C. Ni是该反应的催化剂,可加快反应速率
D. 该反应的热化学方程式为
14. 一定温度下,把2.5molA和2.5molB混合盛入容积为2L的密闭容器里,发生如下反应:3A(g)+B(s)⇌xC(g)+2D(g),经5s反应达平衡,在此5s内C的平均反应速率为0.2mol·L-1·s-1,同时生成1molD,下列叙述中不正确的是
A. 反应达到平衡状态时A的转化率为60%
B. x=4
C. 反应达到平衡状态时,相同条件下容器内气体的压强与起始时压强比为8∶5
D. 某条件下,该反应的v(A)=0.6mol·L-1·s-1,v(D)=24mol·L-1·min-1,此时D表示的反应速率更快
二、填空题(共4题,除特殊说明外,每空2分,共58分)
15. .按要求回答下列问题。
(1)肼燃烧的能量变化如下图所示,热化学方程式为 ,该反应中能量___________kJ。
(2)已知:键能是指化学键形成时放出的能量或化学键断裂时吸收的能量。根据键能数据计算的反应热___________。
化学键
C—H
C—F
H—F
F—F
键能()
414
489
565
155
.乙醇是一种重要的化工原料和新型燃料。回答下列问题:
(3)图中甲装置的正极反应式为___________;电池工作一段时间后,甲中KOH溶液的pH___________(填“增大”、“不变”或“减小”)。
(4)若利用乙装置精炼铜,则A为___________(填“粗铜”或“精铜”);若利用乙装置在铁钥匙上镀铜,则铁钥匙应在___________极(填A或B)。
(5)若A、B、C、D均为石墨,W溶液为饱和氯化钠溶液:
①丙装置中的总化学方程式为___________。
②工作一段时间后,向乙装置中加入0.005 mol 后恰好使电解质溶液复原。工作中丙装置D电极上生成气体的体积(标况下)为___________mL。
16. 实验探究是学习化学原理的重要方法,请回答下列问题:
.某实验小组用0.55 mol/L NaOH溶液和0.25 mol/L硫酸进行中和反应反应热的测定。
(1)测定中和反应反应热的实验装置如图所示。取50 mL NaOH溶液和50 mL硫酸进行实验,从实验装置上看,图中缺少的重要仪器为___________。
(2)已知:学习小组用50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液和50 mL 0.25 mol/L硫酸进行中和反应,测得反应热为56.l kJ/mol,根据以上数据写出该反应中和热的热化学方程式:___________。
(3)上述实验结果的数值与57.3 kJ/mol有偏差,产生偏差的原因可能是___________(填字母)。
a.两烧杯夹层间碎纸条没有填满,
b.配制0.25 mol/L硫酸,定容时俯视
c.分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中
d.记录混合液的最高温度作为终止温度
.某化学小组为了探究外界条件对化学反应速率的影响,进行了酸性与反应如下实验。
【实验数据】
实验序号
温度/℃
试管中所加试剂及其用量/mL
溶液紫色褪至无色时所需时间/min
0.04 mol/L 溶液
0.36 mol/L稀硫酸
0.2 mol/L 溶液
①
20
1.0
1.0
2.0
2.0
4.0
②
20
1.0
1.0
3.0
3.6
③
40
1.0
1.0
2.0
2.0
0.92
(4)实验中酸性与反应离子方程式___________。
(5)实验①、②探究的是___________对反应速率的影响,表中___________。
(6)由实验①、③可得出的结论是___________。
(7)实验①中,4.0 min内,用表示的化学反应速率为___________(保留三位有效数字)。
(8)反应过程中,反应速率随时间的变化趋势如图所示。其中,因反应放热导致温度升高对速率影响不大,试推测速率迅速增大的主要原因___________。
17. 二氧化碳的综合利用是当下研究的重要课题。回答下列问题:
(1)已知下列热化学方程式:
反应:
反应:
则反应 ___________。
(2)氢气-二氧化碳重整技术制取甲醚:恒温下,在体积为1 L密闭容器中充入3 mol (g)和9 mol (g),发生反应,测得、的物质的量随时间变化如图所示。
①下列情况说明该反应一定达到化学平衡状态的是___________。
A.混合气体的密度不再发生变化
B.混合气体的平均相对分子质量不再变化
C.容器内气体压强不再变化
D.甲醚的消耗速率等于消耗速率的2倍
②a点的正反应速率___________(填>、<或=)b点逆反应速率。
③0-3 min该反应的平均反应速率___________。
④该反应达到平衡时的体积分数为___________(用分数表示)。
(3)电化学法还原二氧化碳制备甲醇:工作原理如图所示,通入的一端发生的电极反应式为___________。生成16 g甲醇时,转移___________mol电子。
18. 电化学在生产、生活和科学研究中应用十分广泛,认识和研究化学能与电能相互转化的原理和规律具有重要意义。
(1)镍镉(Ni-Cd)电池是常用的二次电池,其总反应可以表示为:,已知和均难溶于水但能溶于酸。
①该电池的负极材料为___________(填元素符号)。
②该电池放电时,正极的电极反应式为___________。
(2)可通过电解溶液的方法直接制得,电解装置如下:
①电极a的电极反应式为___________。
②的移动方向___________(填“由a到b”或“由b到a”);产物D是___________。
(3)一种肼-空气燃料电池,能将饱和食盐水淡化,同时可获得盐酸和NaOH。其工作原理如下图所示:
①燃料电池电极A的电极反应式为___________。
②N膜为___________(填“阳离子”或“阴离子”)交换膜。
③当电路中有2 mol电子转移时,正极室质量增加___________g。
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唐县第一中学高二上学期第一次月考化学试题
考试时间:75分钟 总分:100分
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 Si-28 Fe-56 Cu-64 Zn-65
一、单选题(共14题,每题3分,共42分)
1. 能源与科学、技术、社会密不可分。下列装置或过程能实现电能转化为化学能的是
A.风力发电
B.天然气燃烧
C.冶炼金属钠
D.暖宝宝发热
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.风力发电是将风能转化为电能,A错误;
B.天然气燃烧是将化学能转化为热能(和光能),B错误;
C.冶炼金属钠通常采用电解熔融氯化钠的方法,该过程需要消耗电能,将电能转化为化学能,C正确;
D.暖宝宝发热的原理是铁的氧化反应放热,将化学能转化为热能,D错误;
故答案选C。
2. 设为阿伏加德罗常数的数值。下列说法正确的是
A. 60 g二氧化硅中所含硅氧键数目为
B. 1 mol 与1 mol 混合后充分反应,分子总数一定为
C. 氢氧燃料电池工作时,正极消耗22.4 L 时转移的电子数一定为
D. 工业上电解精炼铜时,若阳极质量减少64 g,电子转移数一定为
【答案】B
【解析】
【详解】A.二氧化硅中每个硅原子连接4个氧原子,形成4个硅氧键,1 mol SiO2含个硅氧键,A错误;
B.反应生成为可逆反应,但反应前后气体分子总数不变,总分子数始终为,B正确;
C.气体体积未指明标准状况,的物质的量不一定是1 mol,转移电子数无法确定,C错误;
D.电解精炼铜时,阳极是粗铜,含有比铜活泼的金属杂质(如锌、铁等),当阳极质量减少64 g时,溶解的金属的物质的量不一定是1 mol,则转移的电子数不一定是,D错误;
故选B。
3. 下列有关电极方程式或离子方程式正确的是
A. 铅酸蓄电池充电时的阳极反应:
B. 铁铜浓硝酸组成的原电池的负极反应式为:
C. 向硫代硫酸钠()溶液中加入过量稀硫酸:
D. 碱性甲醇燃料电池负极电极反应:
【答案】C
【解析】
【详解】A.铅酸蓄电池充电时阳极反应为PbSO4转化为PbO2,反应:,A错误;
B.常温下铁在浓硝酸中发生钝化,阻止反应继续进行,此时铜作负极,反应式为:,B错误;
C.硫代硫酸钠与稀硫酸反应生成S、SO2和H2O,离子方程式为:,C正确;
D.碱性条件下甲醇燃料电池负极反应式为应:,D错误;
故选C。
4. 10mL浓度为1mol·L-1的盐酸与过量的锌粉反应,若加入适量的下列溶液,能减慢反应速率但又不影响氢气生成量的是( )
A. CH3COOH B. K2SO4 C. CuSO4 D. Na2CO3
【答案】B
【解析】
【分析】减慢反应速率但又不影响氢气生成量,必须减小溶液中的c(H+),但最终酸液所能提供的n(H+)总量要保持不变。
【详解】A.加入CH3COOH,溶液中n(H+)增大,产生H2更多,A不符合题意;
B.加入K2SO4溶液后,溶液中c(H+)减小,反应速率减小,而n(H+)不变,产生H2的量不变,B符合题意;
C.加入CuSO4溶液后,发生反应Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu,形成铜锌原电池,反应速率加快,C不符合题意;
D.加入Na2CO3溶液后,消耗H+,产生H2的量变小,D不符合题意;
故答案为B
5. 下列关于金属腐蚀与防护,说法不正确的是
A.发生析氢腐蚀
B.外加电流法防护
C.牺牲阳极法实验
D.制成不锈钢防护
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.析氢腐蚀发生在酸性较强的水膜环境中,正极反应为;而图中存在O2,水膜通常为中性或弱酸性,此时Fe与Cu形成原电池,Fe作负极失电子生成Fe2+,正极反应为,属于吸氧腐蚀,并非析氢腐蚀,A错误;
B.外加电流法防护中,被保护金属(钢闸门)作阴极,与电源负极相连,辅助阳极(不溶性)作阳极与电源正极相连,电子从电源负极流向钢闸门,防止钢闸门失电子,图中装置符合外加电流法,B正确;
C.牺牲阳极法利用原电池原理,将比被保护金属(铁钉)更活泼的金属(锌皮)作负极,锌失电子被腐蚀,铁钉作正极被保护;含酚酞和NaCl的琼脂中,正极(铁钉附近)因O2得电子生成OH⁻使酚酞变红,图中装置可验证牺牲阳极法,C正确;
D.不锈钢是铁与Cr、Ni等金属形成的合金,通过改变金属内部结构增强抗腐蚀性,制成不锈钢可有效防护金属腐蚀,D正确;
故选A。
6. 下列实验无法达到实验目的的是
A.测定的生成
B.在铁制品表面镀锌
C.探究X与Y反应的热效应
D.增大反应物浓度,该反应速率加快
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.装置中大理石与稀盐酸反应生成CO2,CO2进入注射器,但装稀盐酸的仪器是长颈漏斗,CO2会从长颈漏斗里跑出去,不能达到测定CO2生成的目的,A错误;
B.在铁制品表面镀锌需采用电镀原理,待镀铁制品应作阴极(连接电源负极),镀层金属锌作阳极(连接电源正极),电解液为ZnSO4溶液,即可在铁制品上镀锌,B正确;
C.X与Y反应的热效应会改变瓶内气体温度,导致压强变化,U型管中煤油液面出现高度差(放热时左侧下降、右侧上升,吸热则相反),可探究热效应,C正确;
D.两试管中Na2S2O3浓度不同(0.05 mol/L和0.1 mol/L),其他条件相同,通过比较与H2SO4反应出现浑浊的时间,能说明增大反应物浓度加快反应速率,D正确;
故答案选A。
7. 在一定温度、容积不变的密闭容器里,下列选项中可用来判断可逆反应A(g)+3B(g) 2C(g)+2D(s)达到平衡的有
①C的生成速率与C的消耗速率相等
②单位时间内生成a mol A,同时生成3a mol B
③A、B、C的浓度不再改变
④混合气体的密度不再改变
⑤混合气体的总压强不再改变
⑥混合气体的总物质的量不再改变
⑦A、B、C、D浓度之比为1:3:2:2
A. ①②③④⑤⑥ B. ①③④⑤ C. ①③④⑤⑥ D. ①③⑤⑥⑦
【答案】C
【解析】
【详解】①C的生成速率与消耗速率相等,说明正逆反应速率相等,正确;
②生成A和B均为逆反应方向,比例固定,无法判断平衡,错误;
③浓度不再变化是平衡的直接标志,正确;
④D为固体,气体总质量变化导致密度变化,密度不变说明平衡,正确;
⑤反应正向进行气体物质的量减少导致压强变化,压强不变说明平衡,正确;
⑥气体总物质的量变化,当其不变时说明平衡,正确;
⑦浓度比与起始量和转化率有关,且D为固体,无法判断,错误;
正确条件为①③④⑤⑥,对应选项C。
8. 下列对于反应的预测正确的是
选项
化学反应方程式
已知条件
预测
A
室温下不能自发进行
B
,低温下自发反应
可以等于3
C
常温下能自发反应
D
,能自发反应
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【分析】反应能自发进行;
【详解】A.该反应生成气体,熵增(ΔS>0),室温下不能自发说明ΔH-TΔS>0,故ΔH>0,A错误;
B.若x=3,反应气体减少(ΔS<0),但ΔH<0,低温时ΔH主导,满足ΔH-TΔS<0,x可以等于3,B正确;
C.反应气体增加(ΔS>0),常温自发需ΔH-TΔS<0,但ΔH可能>0(高温有利),预测ΔH<0不一定正确,C错误;
D.ΔH>0且反应自发,需ΔS>0且高温下TΔS>ΔH时可自发,D错误;
故选B。
9. 工业上利用电解含Co(Ⅱ)的水溶液制备金属Co和的装置如图。下列说法正确的是
A. Co电极应连接电源的正极
B. “电解”时石墨电极的电极反应为
C. 膜Ⅰ和膜Ⅱ分别为阴离子交换膜和阳离子交换膜
D. 溶液浓度的大小:
【答案】B
【解析】
【分析】工业上利用电解含Co(Ⅱ)的水溶液制备金属Co和,根据电解装置图可知,得电子生成Co,则Co电极为阴极,石墨电极为阳极。
【详解】A.根据分析,图中Co电极为阴极,应连接电源的负极,A错误;
B.电解时石墨电极为阳极,失电子生成和,依据得失电子守恒、电荷守恒和元素守恒,可得电极反应为,B正确;
C.阳极生成的透过膜Ⅰ进入中,在阴极得电子生成Co,则透过膜Ⅱ进入中,因此膜Ⅰ为阳离子交换膜,膜Ⅱ为阴离子交换膜,C错误;
D.阳极生成的透过膜Ⅰ进入中,阴极区透过膜Ⅱ进入中,则溶液浓度增大,因此溶液浓度的大小:,D错误;
答案选B。
10. 从下列实验事实或操作所得出的相应结论正确的是
选项
实验事实或操作
结论
A
5%的双氧水中加入粉末,分解速率迅速加快,但的质量和化学性质在化学反应前后,都没有发生改变
作为催化剂,没有参加反应,但其可以降低反应的焓变,使单位体积的活化分子数增多,有效碰撞增多,速率加快
B
物质的量浓度相同的盐酸和硫酸分别与等质量、形状相同的锌粒反应
开始时两者的化学反应速率相等
C
在容积可变的密闭容器中发生反应,把容积缩小一半
正、逆反应速率均加快
D
向溶液中滴加几滴等浓度的KI溶液,充分反应后,再滴加KSCN溶液,溶液变为红色
与的反应为可逆反应
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.催化剂参与反应,降低活化能,但不改变焓变,结论中“降低焓变”错误,A错误;
B.硫酸是二元酸,盐酸是一元酸,硫酸的H+浓度是盐酸的2倍,反应速率更快,结论“开始时速率相等”错误,B错误;
C.缩小容积增大浓度,正、逆反应速率均加快,结论正确,C正确;
D.FeCl3溶液过量,充分反应,Fe3+有剩余,滴加几滴KSCN溶液后会变为红色,不能说明与的反应为可逆反应,结论错误,D错误;
故选C。
11. 下列说法正确的是
A. 由图1可得,1 mol (g)和1 mol (g)完全反应放出的能量为180 kJ
B. 图2可表示盐酸与碳酸氢钠反应的能量变化
C. 利用图3的装置可以测定中和反应的反应热
D. 由图4可以写出的热化学方程式:
【答案】B
【解析】
【详解】A.图1中N2和O2反应生成NO,断键吸收能量为946 kJ/mol+498 kJ/mol=1444 kJ/mol,成键放出能量为2×632 kJ/mol=1264 kJ/mol,ΔH=(1444-1264)kJ/mol=+180 kJ/mol,为吸热反应,A错误;
B.图2显示反应物总能量低于生成物总能量,为吸热反应,盐酸与碳酸氢钠反应()是吸热反应,B正确;
C.测定中和热需环形玻璃搅拌棒使反应充分,图3装置缺少玻璃搅拌棒,C错误;
D.热化学方程式必须标注各物质聚集状态,D错误;
故选B。
12. 我国化学家通过对过渡金属基尖晶石氧化物()进行性能优化,成功开发出锌—空气二次电池,其工作原理如图所示。下列说法错误的是
A. 放电时,极电极反应式:
B. 充电时,极与电源的正极相连,发生氧化反应
C. 放电过程中,极附近溶液减小
D. 放电时,当电路中有通过时,极消耗标准状况下
【答案】C
【解析】
【分析】放电时,X电极上Zn失电子转化为,可知X为负极,则Y为正极,Y电极上发生反应,据此分析解答。
【详解】A.由图可知,放电时,极为原电池的负极,碱性条件下锌失去电子发生氧化反应生成四羟基合锌离子,电极反应式为,A正确;
B.放电时,极为正极,则充电时,极与电源正极连接,作阳极,发生氧化反应,B正确;
C.放电过程中,极发生反应,生成,正极区负电荷增多,内外电路转移电荷数相同,以转移4mol电子为例,生成的4mol氢氧根通过阴离子交换膜移向负极,K+守恒,n(KOH)不变,消耗水,增大,C错误;
D.放电时,极的电极反应式为,当电路中有通过时,极消耗标准状况下,D正确;
故选:C。
13. Ni可活化放出,其反应历程如下图所示:
下列关于该活化历程的说法正确的是
A. 恒容条件下,充入Ne使体系压强增大,可加快化学反应速率
B. 该反应的决速步是:中间体1→中间体2
C. Ni是该反应的催化剂,可加快反应速率
D. 该反应的热化学方程式为
【答案】D
【解析】
【详解】A.恒容充入稀有气体,参加反应气体浓度不变,反应速率不变,A错误;
B.决速步是活化能最大步,即能量差值最大,反应速率最慢,为中间体2→中间体3,B错误;
C.Ni参与反应并生成NiCH2,是反应物不是催化剂,C错误;
D.由图像可知该反应的热化学方程式为,D正确;
故答案选D。
14. 一定温度下,把2.5molA和2.5molB混合盛入容积为2L的密闭容器里,发生如下反应:3A(g)+B(s)⇌xC(g)+2D(g),经5s反应达平衡,在此5s内C的平均反应速率为0.2mol·L-1·s-1,同时生成1molD,下列叙述中不正确的是
A. 反应达到平衡状态时A的转化率为60%
B. x=4
C. 反应达到平衡状态时,相同条件下容器内气体的压强与起始时压强比为8∶5
D. 某条件下,该反应的v(A)=0.6mol·L-1·s-1,v(D)=24mol·L-1·min-1,此时D表示的反应速率更快
【答案】D
【解析】
【分析】由在此5s内C的平均反应速率为0.2mol·L-1·s-1,可知平衡时C的物质的量为,同时生成1molD,由变化量之比等于化学计量数之比得,x=4,此时消耗的A的物质的量为1.5mol,据此回答。
【详解】A.达到平衡时,反应掉A的物质的量为1.5mol,A的转化率为1.5mol÷2.5mol=60%,A正确;
B.5s内C的平均反应速率为0.2mol·L-1·s-1,则5s内生成C的物质的量为2mol,同时生成1molD,则D的反应速率为C的0.5倍,故x=4,B正确;
C.由分析知,平衡时A的物质的量为,C的物质的量为2mol,D的物质的量为1mol,由压强之比等与物质的量之比得,反应达到平衡状态时,相同条件下容器内气体的压强与起始时压强比为,C正确;
D.某条件下,该反应的v(A)=0.6mol·L-1·s-1,v(D)=24mol·L-1·min-1=0.4mol·L-1·s-1,由于A和D得化学计量数之比为3∶2,此时v(A) ∶v(D)= 3∶2,则此时D表示的反应速率与A表示得速率相等,D错误;
故选D。
二、填空题(共4题,除特殊说明外,每空2分,共58分)
15. .按要求回答下列问题。
(1)肼燃烧的能量变化如下图所示,热化学方程式为 ,该反应中能量___________kJ。
(2)已知:键能是指化学键形成时放出的能量或化学键断裂时吸收的能量。根据键能数据计算的反应热___________。
化学键
C—H
C—F
H—F
F—F
键能()
414
489
565
155
.乙醇是一种重要的化工原料和新型燃料。回答下列问题:
(3)图中甲装置的正极反应式为___________;电池工作一段时间后,甲中KOH溶液的pH___________(填“增大”、“不变”或“减小”)。
(4)若利用乙装置精炼铜,则A为___________(填“粗铜”或“精铜”);若利用乙装置在铁钥匙上镀铜,则铁钥匙应在___________极(填A或B)。
(5)若A、B、C、D均为石墨,W溶液为饱和氯化钠溶液:
①丙装置中的总化学方程式为___________。
②工作一段时间后,向乙装置中加入0.005 mol 后恰好使电解质溶液复原。工作中丙装置D电极上生成气体的体积(标况下)为___________mL。
【答案】(1)2254
(2)
(3) ①. O2+4e-+2H2O=4OH- ②. 减小
(4) ①. 粗铜 ②. B
(5) ①. 2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑ ②. 112
【解析】
【小问1详解】
由,可得E=2254 kJ。
【小问2详解】
由反应物总键能−生成物总键能,可得算式。
【小问3详解】
①装置甲为燃料电池,通乙醇一极为负极,通氧气一极为正极,电解液呈碱性。正极电极反应式为:O2+4e-+2H2O=4OH-;
②负极电极反应式为,当正负极都转移12个电子时,正极得到12个氢氧根,负极消耗16个氢氧根,消耗的大于生成的氢氧根,所以其pH会减小。
【小问4详解】
①图中甲中氧气为正极,图乙中的A电极与正极相连,作阳极,则B电极作阴极。在精炼铜中,精铜作阴极,粗铜作阳极,所以与A相连的是粗铜;
②在电镀中,镀件作阴极,镀层金属作阳极,所以铁钥匙应与B相连。
【小问5详解】
①装置丙中两电极均为惰性电极,电解液为饱和食盐水,氯离子会在阳极放电产生氯气,水中的氢氧根离子在阴极放电产生氢气,使电解液呈碱性,其电解总方程式为:2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑;
②向乙装置中加入0.005 mol CuCO3后恰好使电解质溶液复原,则0.005 mol CuCO3分解成0.005 mol CuO和0.005 mol CO2,也即相当于有0.005 molCu原子得到电子,共得电子0.01 mol,在丙装置D电极上,发生反应,则生成的H2的物质的量为0.005 mol,在标况下的体积为0.005 mol×22.4 L/mol=0.112 L=112 mL。
16. 实验探究是学习化学原理的重要方法,请回答下列问题:
.某实验小组用0.55 mol/L NaOH溶液和0.25 mol/L硫酸进行中和反应反应热的测定。
(1)测定中和反应反应热的实验装置如图所示。取50 mL NaOH溶液和50 mL硫酸进行实验,从实验装置上看,图中缺少的重要仪器为___________。
(2)已知:学习小组用50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液和50 mL 0.25 mol/L硫酸进行中和反应,测得反应热为56.l kJ/mol,根据以上数据写出该反应中和热的热化学方程式:___________。
(3)上述实验结果的数值与57.3 kJ/mol有偏差,产生偏差的原因可能是___________(填字母)。
a.两烧杯夹层间碎纸条没有填满,
b.配制0.25 mol/L硫酸,定容时俯视
c.分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中
d.记录混合液的最高温度作为终止温度
.某化学小组为了探究外界条件对化学反应速率的影响,进行了酸性与反应如下实验。
【实验数据】
实验序号
温度/℃
试管中所加试剂及其用量/mL
溶液紫色褪至无色时所需时间/min
0.04 mol/L 溶液
0.36 mol/L稀硫酸
0.2 mol/L 溶液
①
20
1.0
1.0
2.0
2.0
4.0
②
20
1.0
1.0
3.0
3.6
③
40
1.0
1.0
2.0
2.0
0.92
(4)实验中酸性与反应离子方程式___________。
(5)实验①、②探究的是___________对反应速率的影响,表中___________。
(6)由实验①、③可得出的结论是___________。
(7)实验①中,4.0 min内,用表示的化学反应速率为___________(保留三位有效数字)。
(8)反应过程中,反应速率随时间的变化趋势如图所示。其中,因反应放热导致温度升高对速率影响不大,试推测速率迅速增大的主要原因___________。
【答案】(1)环形玻璃搅拌棒(或“环形玻璃搅拌器”)
(2)
(3)ac (4)
(5) ①. 草酸浓度 ②. 1.0
(6)其他条件不变,温度升高,化学反应速率加快
(7)0.00167 mol/(L·min)
(8)反应产生的Mn2+对该反应起催化作用,能够使反应速率加快
【解析】
【分析】.用0.55 mol/L NaOH溶液和0.25 mol/L硫酸进行中和反应反应热的测定,实验装置如图所示;
.实验①和②探究的是其它条件相同时,草酸的浓度对反应速率的影响,总体积恒定,则Vx=1.0;反应①和③探究的是其它条件相同时,温度对反应速率的影响,实验③的温度高,反应速率快,紫色褪色时间短,据此回答。
【小问1详解】
测定中和反应反应热的实验中,为了使反应充分进行且溶液混合均匀,需要用到环形玻璃搅拌棒,所以图中缺少的重要仪器为环形玻璃搅拌棒(或“环形玻璃搅拌器”);
【小问2详解】
中和热是指在稀溶液中,强酸和强碱发生中和反应生成1 mol水时放出的热量,所以该反应中和热的热化学方程式为: ;
【小问3详解】
a.两烧杯夹层间碎纸条没有填满,会导致热量散失,测得的反应热数值偏小,与57.3 kJ/mol有偏差,a正确;
b.配制0.25mol/L硫酸,定容时俯视,会导致所配硫酸浓度偏大,反应时放出热量偏多,测得的反应热数值偏大,与题中数据不符,b错误;
c.分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中,会导致热量散失,测得的反应热数值偏小,与57.3 kJ/mol有偏差,c正确
d.记录混合液的最高温度作为终止温度,这是正确的操作,不会导致偏差,d错误;
故选ac;
【小问4详解】
草酸具有还原性,KMnO4具有氧化性,二者发生氧化还原反应生成CO2和Mn2+,根据电子守恒、电荷守恒和原子守恒,反应的离子方程式为:;
【小问5详解】
实验①和②是其它条件都相同,草酸的浓度不同;探究的是草酸浓度改变对反应速率的影响,总体积要恒定,则Vx=1.0;
【小问6详解】
由实验①和③可知,其它条件相同,温度不同对反应速率的影响,温度高的,紫色褪色时间短,反应速率快,结论是:其他条件不变,温度升高,化学反应速率加快;
【小问7详解】
实验①高锰酸钾溶液褪色时间为4min,;
【小问8详解】
影响反应速率的因素有温度、浓度、催化剂等。因反应放热导致温度升高对速率影响不大,反应物浓度减少,反应速率应该下降,t1~t2时间段反应速率突然增大,只能是催化剂对反应速率的影响,说明反应产生的Mn2+对化学反应起了催化作用。
17. 二氧化碳的综合利用是当下研究的重要课题。回答下列问题:
(1)已知下列热化学方程式:
反应:
反应:
则反应 ___________。
(2)氢气-二氧化碳重整技术制取甲醚:恒温下,在体积为1 L密闭容器中充入3 mol (g)和9 mol (g),发生反应,测得、的物质的量随时间变化如图所示。
①下列情况说明该反应一定达到化学平衡状态的是___________。
A.混合气体的密度不再发生变化
B.混合气体的平均相对分子质量不再变化
C.容器内气体压强不再变化
D.甲醚的消耗速率等于消耗速率的2倍
②a点的正反应速率___________(填>、<或=)b点逆反应速率。
③0-3 min该反应的平均反应速率___________。
④该反应达到平衡时的体积分数为___________(用分数表示)。
(3)电化学法还原二氧化碳制备甲醇:工作原理如图所示,通入的一端发生的电极反应式为___________。生成16 g甲醇时,转移___________mol电子。
【答案】(1)
(2) ①. BC ②. > ③. ④.
(3) ①. ②. 3
【解析】
【小问1详解】
根据盖斯定律,反应Ⅱ-反应Ⅰ可得目标反应 ,则;
【小问2详解】
①A.反应在体积不变的密闭容器中进行,混合气体的质量始终不变,根据,密度始终不变,不能说明达到平衡状态,A错误;
B.反应前后气体的物质的量发生变化,混合气体的质量不变,根据,平均相对分子质量不再变化,说明达到平衡状态,B正确;
C.反应前后气体的物质的量发生变化,在恒温恒容条件下,容器内气体压强不再变化,说明达到平衡状态,C正确;
D.甲醚的消耗速率等于消耗速率的2倍时,正、逆反应速率不相等,反应没有达到平衡状态,D错误;
故选BC;
②a 点时反应正向进行,正反应速率大于逆反应速率;b 点时反应也正向进行,正反应速率大于逆反应速率,且 a 点反应物浓度大于 b 点,所以 a 点的正反应速率>b 点逆反应速率;
③由图可知, 0-3 min内的物质的量变化量为3 mol-1 mol=2 mol,根据反应,的物质的量变化量为6 mol,则;
④由图可知,平衡时的物质的量为0.5 mol,的物质的量为1.25 mol,根据反应方程式,的物质的量为3×1.25 mol =3.75 mol,消耗的物质的量为3 mol - 0.5 mol = 2.5 mol,则消耗的物质的量为3×2.5 mol =7.5 mol,剩余H2的物质的量为9 mol - 7.5 mol = 1.5 mol,混合气体总物质的量为0.5 mol + 1.25 mol + 3.75 mol + 1.5 mol = 7 mol,则的体积分数为;
【小问3详解】
通入的一端发生还原反应,得电子结合生成和,电极反应式为;16 g甲醇的物质的量为,根据电极反应式,生成1 mol 转移6 mol电子,则生成0.5 mol 时,转移3 mol电子。
18. 电化学在生产、生活和科学研究中应用十分广泛,认识和研究化学能与电能相互转化的原理和规律具有重要意义。
(1)镍镉(Ni-Cd)电池是常用的二次电池,其总反应可以表示为:,已知和均难溶于水但能溶于酸。
①该电池的负极材料为___________(填元素符号)。
②该电池放电时,正极的电极反应式为___________。
(2)可通过电解溶液的方法直接制得,电解装置如下:
①电极a的电极反应式为___________。
②的移动方向___________(填“由a到b”或“由b到a”);产物D是___________。
(3)一种肼-空气燃料电池,能将饱和食盐水淡化,同时可获得盐酸和NaOH。其工作原理如下图所示:
①燃料电池电极A的电极反应式为___________。
②N膜为___________(填“阳离子”或“阴离子”)交换膜。
③当电路中有2 mol电子转移时,正极室质量增加___________g。
【答案】(1) ①. Cd ②. NiO(OH)+e-+H2O=Ni(OH)2+OH-
(2) ①. MnO-e-=MnO ②. 由a到b ③. 浓KOH溶液
(3) ①. ②. 阳离子 ③. 62g
【解析】
【分析】(1)由镍镉(Ni-Cd)二次电池总反应式:可得,放电时Cd化合价升高失电子,作负极, NiO(OH) 转化为Ni(OH)2得电子,作正极;
(2)a极失去电子转化为,为阳极,则b为阴极,阳极的电极反应式为MnO-e-=MnO,阴极的电极反应式为;
(3)电极A中N2H4转化为N2,N从-2价升高为0价,发生氧化反应,为负极,电极反应式为;电极B为正极,反应式为。
【小问1详解】
①该电池中,反应物Cd由0价升高到+2价,Cd失电子作负极,则负极材料为Cd。
②该电池放电时,正极NiO(OH)得电子,其得电子产物与电解质反应生成Ni(OH)2等,电极反应式为NiO(OH)+e-+H2O=Ni(OH)2+OH-。.
【小问2详解】
①a极失去电子转化为,为阳极,则b为阴极,阳极的电极反应式为MnO-e-=MnO;
②在电解池中,阳离子向阴极移动,因此的移动方向为由a到b;阴极生成,结合迁移过来的,KOH溶液浓度增大,因此产物D是浓KOH溶液。
【小问3详解】
①N2H4转化为N2,N从-2价升高为0价,发生氧化反应,为负极,电极反应式为;
②N膜中发生了Na+从左到右的转移,因此为阳离子交换膜;
③正极反应式为,同时转移进入4个Na+,因此当转移2 mol电子时,质量增加:mol O2与2 mol Na+共mol×32 g/mol+2 mol×23 g/mol=62 g。
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