精品解析:福建省莆田第二十五中学2025-2026学年高二上学期第一次月考化学试题
2025-10-22
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内容正文:
莆田第二十五中学2025-2026学年上学期月考一试卷
高二化学
相对原子质量:C12 H1 O16 N14 Li7 Ca40 Cr52
一、单选题(每题4分,共60分)
1. 下列有关热化学方程式的叙述正确的是
A. 已知S(正交,s)=S(单斜,s) △H=+0.33kJ/mol,则单斜硫比正交硫稳定
B. 已知C(S)+O2(g)=CO2(g) △H=a, △H=b,则a<b
C. H2(g)的燃烧热是285.8kJ/mol,则反应2H2O(g)=2H2(g)+O2(g)的反应热△H=+571.6kJ/mol
D. 已知 △H=-26.5kJ·mol-1,由此可知1molH2与1molI2气体在密闭容器中充分化合后可以吸收53kJ的热量
2. 化学与人类生活、社会可持续发展密切相关,下列说法正确的是
A. 直接燃烧煤和将煤进行深加工后再燃烧的效率相同
B. 天然气、水能属于一级能源,水煤气、电能属于二级能源
C. 人们可以把放热反应释放的能量转化为其它可利用的能量,而吸热反应没有利用价值
D. 地热能、风能、天然气和氢能都属于新能源
3. 某同学设计如图所示实验,探究反应中的能量变化。
下列判断正确的是
A. 由实验可知,(a)、(b)、(c)所涉及的反应都是放热反应
B. 将实验(a)中的铝片更换为等质量的铝粉后释放出的热量有所增加
C. 实验(c)中将环形玻璃搅拌棒改为铁质搅拌器对实验结果没有影响
D. 若用固体代替溶液与盐酸反应测定中和反应的反应热,则测定数值偏高
4. 已知25℃时,某些物质的燃烧热数据如表:
物质
C(石墨,s)
C(金刚石,s)
燃烧热
下列热化学方程式书写正确的是
A.
B.
C.
D.
5. 一种分解氯化铵实现产物分离的物质转化关系如下,其中b、d代表MgO或Mg(OH)Cl中的一种。下列说法正确的是
A. a、c分别是HCl、
B. d既可以是MgO,也可以是Mg(OH)Cl
C. 反应①:,反应②:
D. 等压条件下,反应①、②的反应热之和等于氯化铵直接分解的反应热
6. 如图是金属镁和卤素单质反应的能量变化示意图。下列说法不正确的是
A. 由制取Mg是吸热反应
B. 热稳定性:
C. 常温下还原性:
D. 由图知此温度下 与 反应的热化学方程式为:
7. 利用铝-空气电池驱动风扇的工作原理如图。下列说法正确的是
A. 风扇转动时,电流从a极流向b极
B. 电池工作时b极附近的pH不断上升
C. a极的电极反应式为
D. 每转移0.6 mol电子,消耗空气3.36 L(折合成标准状况)
8. 浓差电池是一种利用电解质溶液浓度差产生电势差而形成的电池,理论上当电解质溶液的浓度相等时停止放电。下图为浓差电池,下列说法不正确的是
A. 该离子交换膜为阳离子交换膜
B. 导线中电子移动的方向:a→b
C. 一段时间后,浸入浓溶液的铜棒变粗
D. 的氧化性随c()增大而增强,Cu的还原性随c()增大而减弱
9. 利用如图所示装置,当X、Y选用不同材料时,可将电解原理广泛应用于工业生产。下列说法中正确的是
A. 氯碱工业中,X、Y均为石墨,Y附近能得到氢氧化钠
B. 铜的精炼中,X是纯铜,Y是粗铜,Z是CuSO4
C. 电镀工业中,X是待镀金属,Y是镀层金属
D. 外加电流的阴极保护法中,X是待保护金属
10. 科学家使用研制了一种可充电电池(如图所示)。电池工作一段时间后,电极上检测到和少量。下列叙述正确的是
A. 电池工作时电极发生氧化反应,向负极方向迁移
B. 放电时,外电路中电流从电极流向电极
C. 放电时,正极主要反应有
D. 若电极质量减少,电极一定生成了
11. 由我国科学家设计的Mg-Li双盐电池具有较高的电池效率,其工作原理如图所示,下列说法错误的是
A. 放电时,负极电极反应式为FeS-2e-+2Li+=Fe+Li2S
B. 充电时,Mg电极发生了还原反应
C. 充电时,每生成1 mol Mg,电解质溶液质量减少10g
D. 电解质溶液含离子迁移速率更快的Li+,提高了电流效率
12. 某燃料电池主要构成要素如图所示,下列说法正确的是
A. 电池可用于乙醛的制备
B. b电极为正极
C. 电池工作时,a电极附近c(H+)增大
D. a电极的反应式为O2-4e-+4H+=2H2O
13. 太阳能路灯蓄电池是磷酸铁锂电池,其工作原理如图。M电极材料是金属锂和碳的复合材料(碳作为金属锂的载体),电解质为一种能传导Li+的高分子材料,隔膜只允许Li+通过,电池反应式为LixC6+Li1-xFePO4LiFePO4+6C。下列说法正确的是
A. 放电时Li+从左边移向右边,从右边移向左边
B. 放电时,正极反应式为Li1-xFePO4+xLi++xe-=LiFePO4
C. 充电时M极连接电源的负极,电极反应式为6C+xe-=
D. 充电时电路中通过2.0mol电子,产生28gLi
14. 如图,某液态金属储能电池放电时产生金属化合物。下列说法正确的是
A. 放电时,M电极反应为
B. 放电时,由M电极向N电极移动
C. 充电时,M电极的质量减小
D. 充电时,N电极反应为
15. 恒温条件下,用图1装置研究铁的电化学腐蚀,测定结果如图2。下列说法不正确的是
A. 段主要发生析氢腐蚀
B. 段负极反应式为
C. 段正极反应式主要为
D. 段溶液的基本不变,可能的原因:相同时间内,消耗的量与产生的量基本相同
二、非选择题。
16. 按要求写出对应反应的热化学方程式。
(1)已知稀溶液中,1 mol H2SO4与NaOH溶液恰好完全反应时,放出114.6 kJ热量,写出表示H2SO4与NaOH反应的中和热的热化学方程式:_______。
(2)25 ℃、101 kPa条件下充分燃烧一定量的丁烷气体生成CO2和液态水时,放出的热量为Q kJ,经测定,将生成的CO2通入足量澄清石灰水中产生25 g白色沉淀,写出表示丁烷燃烧热的热化学方程式:_______。
(3)已知下列热化学方程式:
①CH3COOH(l)+2O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l) ΔH1=-870.3 kJ·mol-1
②C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH2=-393.5 kJ·mol-1
③2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH3=-571.6 kJ·mol-1
写出由C(s)、H2(g)和O2(g)化合生成CH3COOH(l)的热化学方程式:_______。
(4)甲醇既是重要的化工原料,又可作为燃料。利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂作用下合成甲醇,发生的主要反应如下:
①CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) ΔH1
②CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) ΔH2
③CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) ΔH3
已知反应①中相关的化学键键能数据如下:
化学键
H—H
C—O
C≡O(CO中)
H—O
C—H
E/(kJ·mol-1)
436
343
1 076
465
413
由此计算ΔH1=_______ kJ·mol-1;已知ΔH2=-58 kJ·mol-1,则ΔH3=_______kJ·mol-1。
17. 电池的发明和应用是化学家们对人类社会的重要贡献之一。每一次化学电池技术的突破,都带来了电子设备革命性的发展。
(1)我国在甲烷燃料电池的相关技术上获得了新突破,原理如下图所示,甲烷燃料应从_______(填字母)口通入,发生的电极反应式为_______。
(2)以石墨作电极电解饱和食盐水,如下图所示,电解开始后在_______(填“阴极”或“阳极”)的周围先出现红色,该极的电极反应式为_______。
(3)以CuSO4溶液为电解质溶液进行粗铜(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质)的电解精炼,下列说法正确的是_______(填字母)。
a.利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属
b.粗铜接电源正极,发生氧化反应
c.溶液中Cu2+向阳极移动
d.电能全部转化为化学能
(4)人工肾脏或采用间接电化学方法除去代谢产物中的尿素[CO(NH2)2],原理如下图。
①电源的正极为_______(填“A”或“B”)。
②电解结束后,阴极室溶液的c(H+)与电解前相比将_______(填“增大”“减小”或“不变”);若两极共收集到气体6.72 L(标准状况),则除去的尿素质量为_______g(忽略气体的溶解)。
18. 实际生产生活中,钢铁等金属因电化学腐蚀损失巨大,而电化学在金属制备和加工中也发挥着重要的作用。
(1)生活中钢铁腐蚀以吸氧腐蚀为主,该腐蚀过程中正极的电极反应式为___________。金属的两种常见电化学防护方法如下图所示,图甲中铁闸门连接电源的___________(填“正极”或“负极”),图乙所示金属的防护方法称为___________。
(2)某科研单位利用—空气质子交换膜燃料电池制备高纯铬和硫酸的简单装置如下图所示:
①(Ⅱ)电极为___________(填“正极”“负极”“阴极”或“阳极”),(Ⅰ)电极上发生的电极反应式为___________。
②X膜为___________交换膜(填“阴离子”或“阳离子”)。
③理论上,Pt(Ⅱ)电极上参加反应的O2标况下为1.68L,则Cr棒增重___________g。( Cr-52)
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莆田第二十五中学2025-2026学年上学期月考一试卷
高二化学
相对原子质量:C12 H1 O16 N14 Li7 Ca40 Cr52
一、单选题(每题4分,共60分)
1. 下列有关热化学方程式的叙述正确的是
A. 已知S(正交,s)=S(单斜,s) △H=+0.33kJ/mol,则单斜硫比正交硫稳定
B. 已知C(S)+O2(g)=CO2(g) △H=a, △H=b,则a<b
C. H2(g)的燃烧热是285.8kJ/mol,则反应2H2O(g)=2H2(g)+O2(g)的反应热△H=+571.6kJ/mol
D. 已知 △H=-26.5kJ·mol-1,由此可知1molH2与1molI2气体在密闭容器中充分化合后可以吸收53kJ的热量
【答案】B
【解析】
【详解】A.正交硫转化为单斜硫需要吸热,说明正交硫能量更低,更稳定,A错误;
B.生成CO2的焓变a对应完全燃烧,释放热量更多,故a的数值更小(如a=-393kJ/mol,b=-110kJ/mol,a<b),B正确;
C.燃烧热对应生成液态水,而题目反应生成气态水,实际△H应大于+571.6kJ/mol,C错误;
D.原反应中I2为固态,而题意指的是1mol气态I2,状态不同导致焓变不同,且反应未完全进行(可逆反应),无法确定吸收53kJ热量,D错误;
故选B。
2. 化学与人类生活、社会可持续发展密切相关,下列说法正确的是
A. 直接燃烧煤和将煤进行深加工后再燃烧的效率相同
B. 天然气、水能属于一级能源,水煤气、电能属于二级能源
C. 人们可以把放热反应释放的能量转化为其它可利用的能量,而吸热反应没有利用价值
D. 地热能、风能、天然气和氢能都属于新能源
【答案】B
【解析】
【详解】A、将煤进行深加工后,脱硫处理、气化处理很好地减少污染气体,提高燃烧效率,燃烧的效果好,错误;B、能源依据产生的方式可划分为一级能源和二级能源。一级能源是指在自然界中能以现成形式提供的能源,例如:天然气,煤,石油,水能,太阳能。二级能源是指需要依靠其它能源(也就是一级能源)的能量间接制取的能源。水煤气是通过煤和水蒸气制取得,是一氧化碳和氢气的混合气体,水煤气是通过煤和水蒸气制取的,是二级能源。电能是通过物质燃烧放热转化成的;或是由风能、水能、核能等转化来的,为二级能源。正确;C、放热反应释放的能量转化为其它可利用的能量,比如煤的燃烧,可以用来取暖;而吸热反应也有利用价值,如氯化铵和氢氧化钙反应,可以制冷。错误;D、根据能源利用的早晚,可把能源分为常规能源和新能源。常规能源:如煤、石油、天然气等人类已经利用了多年的能源叫常规能源。新能源:核能、太阳能、地热能、氢能是人类近期利用的能源,称为新能源。错误。故选B。
点睛:本题重点考查能源的分类与应用。是当今社会比较热门的话题,即为常考题。同一种能源可属于不同的能源类型,例如水能既属于一次能源,也属于可再生能源,还可以是常规能源,这是因为从不同的角度划分的。(1)从其产生的方式可分为一次能源和二次能源。一次能源:从自然界直接获取的能源叫一次能源,如水能,风能,太阳能。 二次能源:无法从自然界直接获取,必须通过一次能源的消耗才能得到的能源叫二次能源,如电能。(2)从能源是否可再生的角度可分为可再生能源和不可再生能源。可再生能源:可以在自然界里源源不断地得到的能源,如水能、风能、生物质能。不可再生能源:越用越少,不可能在短期内从自然界得到补充的能源,如化石能源、核能。(3)根据能源利用的早晚,又可把能源分为常规能源和新能源。 常规能源:如煤、石油、天然气等人类已经利用了多年的能源叫常规能源。 新能源:核能、太阳能、地热能是人类近期利用的能源,称为新能源。(4)按生成年代分为化石能源和生物质能。化石能源:像煤、石油、天然气,是千百万年前埋在地下的动植物经过漫长的地质年代形成的,所以称为化石能源。生物质能:具有生命物质提供的能量称为生物质能。如木材、草类、肉类等。
3. 某同学设计如图所示实验,探究反应中的能量变化。
下列判断正确的是
A. 由实验可知,(a)、(b)、(c)所涉及的反应都是放热反应
B. 将实验(a)中的铝片更换为等质量的铝粉后释放出的热量有所增加
C. 实验(c)中将环形玻璃搅拌棒改为铁质搅拌器对实验结果没有影响
D. 若用固体代替溶液与盐酸反应测定中和反应的反应热,则测定数值偏高
【答案】D
【解析】
【详解】A.(a)铝与盐酸反应放热,(b)Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应为吸热反应,(c)中和反应放热,并非都是放热反应,A错误;
B.铝片与铝粉仅表面积不同,等质量铝完全反应时物质的量相同,释放热量由反应焓变和物质的量决定,与表面积无关,热量不变,B错误;
C.铁质搅拌器导热性强,会导致热量散失增加,使测得温度变化偏小,中和热数值偏低,对实验结果有影响,C错误;
D.NaOH固体溶于水放热,中和反应本身放热,测定时会包含溶解热,导致总热量偏大,测定数值偏高,D正确;
故答案为:D。
4. 已知25℃时,某些物质的燃烧热数据如表:
物质
C(石墨,s)
C(金刚石,s)
燃烧热
下列热化学方程式书写正确的是
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】
【详解】A.燃烧热是指1mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量,H2燃烧生成的稳定氧化物是液态水,不是气态水,故A错误;
B.根据燃烧热数据可得:①CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890.3kJ/mol;
②C(石墨,s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-393.5kJ/mol;
③H2(g)+O2 (g)=H2O(l) ΔH=-285.8kJ/mol,由①-②-③×2可得ΔH=-890.3kJ/mol+393.5kJ/mol +285.8kJ/mol =+74.8kJ/mol,故B正确;;
C.由C(石墨,s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-393.5kJ/mol,C(金刚石,s)+O2(g)=CO2(g)ΔH=-395.0kJ/mol,用前式减去后式可得ΔH=+1.5kJ/mol,故C错误;
D.CH4燃烧热是指1mol CH4完全燃烧生成CO2和液态水时放出的热量,而该反应生成的是CO,不是CH4的燃烧热,故D错误;
答案选B。
5. 一种分解氯化铵实现产物分离的物质转化关系如下,其中b、d代表MgO或Mg(OH)Cl中的一种。下列说法正确的是
A. a、c分别是HCl、
B. d既可以是MgO,也可以是Mg(OH)Cl
C. 反应①:,反应②:
D. 等压条件下,反应①、②的反应热之和等于氯化铵直接分解的反应热
【答案】D
【解析】
【分析】由转化关系可知,总反应为NH4Cl分解生成NH3和HCl,反应①为氯化铵与氧化镁反应生成氨气和碱式氯化镁,反应②碱式氯化镁受热分解生成氧化镁和氯化氢,则a为氨气、b为碱式氯化镁、c为氯化氢、d为氧化镁。
【详解】A.由分析可知,a为NH3,c为HCl,A错误;
B.由分析可知,d为MgO,b为Mg(OH)Cl;不能同时为两种物质,B错误;
C.反应②为Mg(OH)Cl分解生成MgO和HCl的反应,为吸热反应,ΔH2>0,反应①为NH4Cl与MgO反应生成NH3和Mg(OH)Cl,反应热为ΔH1,总反应(NH4Cl分解)为吸热,需ΔH1+ΔH2>0,无法确定反应①一定放热,C错误;
D.根据盖斯定律,等压下反应热(ΔH)具有加和性,反应①+反应②=总反应,故反应①、②的反应热之和等于氯化铵直接分解的反应热,D正确;
故选D。
6. 如图是金属镁和卤素单质反应的能量变化示意图。下列说法不正确的是
A. 由制取Mg是吸热反应
B. 热稳定性:
C. 常温下还原性:
D. 由图知此温度下 与 反应的热化学方程式为:
【答案】B
【解析】
【详解】A.依据图象分析判断,Mg与Cl2的能量高于MgCl2,依据能量守恒判断,所以由MgCl2制取Mg是吸热反应,A正确;
B.物质的能量越低越稳定,根据图象数据分析,化合物的热稳定性顺序为,B错误;
C.第ⅦA的卤素单质氧化性:,则还原性:,C正确;
D.依据图象可得,,,将第一个方程式减去第二方程式得,D正确;
答案选B。
7. 利用铝-空气电池驱动风扇的工作原理如图。下列说法正确的是
A. 风扇转动时,电流从a极流向b极
B. 电池工作时b极附近的pH不断上升
C. a极的电极反应式为
D. 每转移0.6 mol电子,消耗空气3.36 L(折合成标准状况)
【答案】B
【解析】
【分析】根据铝-空气电池工作原理图可知,Al失电子发生氧化反应,空气中氧气得电子发生还原反应,则a极为负极,b极为正极。
【详解】A.原电池中电流从正极流向负极,则风扇转动时,电流从b极流向a极,A错误;
B.电池工作时,b极为正极,氧气得电子发生还原反应:,则b极附近的pH不断上升,B正确;
C.a极为负极,Al失电子发生氧化反应:,C错误;
D.根据正极电极反应式可知,每转移0.6 mol电子,则标准状况下消耗氧气,D错误;
答案选B。
8. 浓差电池是一种利用电解质溶液浓度差产生电势差而形成的电池,理论上当电解质溶液的浓度相等时停止放电。下图为浓差电池,下列说法不正确的是
A. 该离子交换膜为阳离子交换膜
B. 导线中电子移动的方向:a→b
C. 一段时间后,浸入浓溶液的铜棒变粗
D. 的氧化性随c()增大而增强,Cu的还原性随c()增大而减弱
【答案】A
【解析】
【分析】浓差电池中,两侧硝酸铜的浓度趋于相等,左侧稀Cu(NO3)2溶液浓度增大,Cu电极为负极,电极方程式为:Cu-2e-=Cu2+,右侧浓Cu(NO3)2溶液浓度减小,Cu电极为正极,电极方程式为:Cu2++2e-=Cu,为维持溶液电中性,正极区NO需通过离子交换膜移向负极区,故该膜为阴离子交换膜。
【详解】A.由分析可知,该离子交换膜为阴离子交换膜,A错误;
B.由分析可知,电子从负极(左侧a极)经导线流向正极(右侧b极),即方向为a→b,B正确;
C.由分析可知,右侧浓溶液的Cu电极为正极,发生Cu2++2e-=Cu的还原反应,Cu析出使铜棒变粗,C正确;
D.由图可知,c(Cu2+)大的一极做正极,Cu2+表现氧化性,铜离子浓度小的一极做负极,Cu表现还原性,因此c(Cu2+)增大而Cu2+的氧化性随之增强,Cu的还原性减弱,D正确;
故选A。
9. 利用如图所示装置,当X、Y选用不同材料时,可将电解原理广泛应用于工业生产。下列说法中正确的是
A. 氯碱工业中,X、Y均为石墨,Y附近能得到氢氧化钠
B. 铜的精炼中,X是纯铜,Y是粗铜,Z是CuSO4
C. 电镀工业中,X是待镀金属,Y是镀层金属
D. 外加电流的阴极保护法中,X是待保护金属
【答案】A
【解析】
【详解】A.氯碱工业上,用惰性电极电解饱和氯化钠溶液,阴极附近得到氢氧化钠,即Y附近能得到氢氧化钠,A正确;
B.铜的精炼中,粗铜作阳极X,纯铜作阴极Y,硫酸铜溶液作电解质溶液,B错误;
C.电镀工业上,Y是待镀金属,X是镀层金属,C错误;
D.外加电流的阴极保护法中,阴极是待保护金属,即Y是待保护金属,D错误;
故选A。
【点晴】原电池原理和电解池原理是高考的热点,根据电解时离子的放电顺序、电镀、电解精炼、金属的腐蚀与防护来分析解答即可,具体分析:氯碱工业上,用惰性电极电解饱和氯化钠溶液,阳极上析出氯气,阴极上析出氢气,阴极附近得到氢氧化钠;铜的精炼中,粗铜作阳极,纯铜作阴极,硫酸铜溶液作电解质溶液;电镀工业上,镀层作阳极,镀件作阴极;外加电流的阴极保护法中,阴极是待保护金属,基础性知识考查,要求强调知识面的熟悉程度,据此分析解题。
10. 科学家使用研制了一种可充电电池(如图所示)。电池工作一段时间后,电极上检测到和少量。下列叙述正确的是
A. 电池工作时电极发生氧化反应,向负极方向迁移
B. 放电时,外电路中电流从电极流向电极
C. 放电时,正极主要反应有
D. 若电极质量减少,电极一定生成了
【答案】C
【解析】
【分析】因为电极上检测到和少量,即锰元素化合价降低,所以是正极,则锌为负极。
【详解】A.锌为负极,失电子,发生氧化反应,向正极方向迁移,A错误;
B.放电时,外电路中电流从正极流向负极,即从电极流向电极,B错误;
C.根据电荷、原子守恒守恒,放电时,正极主要反应有,C正确;
D.若电极质量减少,即减小了,转移了,如果正极只发生,则电极一定生成了,但是正极还生成少量,因此电极生成的一定小于,D错误;
故选C。
11. 由我国科学家设计的Mg-Li双盐电池具有较高的电池效率,其工作原理如图所示,下列说法错误的是
A. 放电时,负极电极反应式为FeS-2e-+2Li+=Fe+Li2S
B. 充电时,Mg电极发生了还原反应
C. 充电时,每生成1 mol Mg,电解质溶液质量减少10g
D. 电解质溶液含离子迁移速率更快的Li+,提高了电流效率
【答案】A
【解析】
【分析】根据其工作原理可知,放电时转化为,元素化合价降低,则左侧电极为正极,电极反应式为:;右侧电极为负极,电极反应式为:,则总反应为:。
【详解】A.由分析可知,放电时,负极电极反应式为:,A错误;
B.充电时,Mg电极发生反应:,为还原反应,B正确;
C.由电极反应式可知,充电时,每生成,转移,会消耗,同时生成,则电解质溶液质量减少,C正确;
D.电解液中含离子迁移速率更快的Li+,增强了导电性,提高了电流效率,D正确;
故选A。
12. 某燃料电池主要构成要素如图所示,下列说法正确的是
A. 电池可用于乙醛的制备
B. b电极为正极
C. 电池工作时,a电极附近c(H+)增大
D. a电极的反应式为O2-4e-+4H+=2H2O
【答案】A
【解析】
【分析】根据燃料电池的转化原理,可以得到通入燃料的电极为负极,则b电极为负极,乙烯在b电极失去电子转化为乙醛,电极反应式为:;然后负极产生通过质子交换膜进入a电极的正极区域,在a电极得到转化为水,电极反应式为:,据此分析解答。
【详解】A.根据分析,该电池的总反应为:,可用于乙醛的制备,A正确;
B.根据分析,b电极为负极,B错误;
C.根据分析,电池工作时,a电极的电极反应式为:,消耗,减小,C错误;
D.根据分析,a电极为正极,得到电子,电极反应式为:,D错误;
故答案为:A。
13. 太阳能路灯蓄电池是磷酸铁锂电池,其工作原理如图。M电极材料是金属锂和碳的复合材料(碳作为金属锂的载体),电解质为一种能传导Li+的高分子材料,隔膜只允许Li+通过,电池反应式为LixC6+Li1-xFePO4LiFePO4+6C。下列说法正确的是
A. 放电时Li+从左边移向右边,从右边移向左边
B. 放电时,正极反应式为Li1-xFePO4+xLi++xe-=LiFePO4
C. 充电时M极连接电源的负极,电极反应式为6C+xe-=
D. 充电时电路中通过2.0mol电子,产生28gLi
【答案】B
【解析】
【分析】电池反应式为LixC6+Li1-xFePO4LiFePO4+6C,由图可知,M极为负极,电极反应式为LixC6-xe-═xLi++6C,N极为正极,电极反应式为Li1-xFePO4+xLi++xe-═LiFePO4,充电时,M极为阴极,电极反应式为xLi++6C+xe-═LixC6,N极为阳极,电极反应式为LiFePO4-xe-═Li1-xFePO4+xLi+,据此作答。
【详解】A.放电时,负极生成锂离子,正极消耗锂离子,故Li+从左边移向右边,隔膜为阳离子交换膜,磷酸根离子不能透过,故A错误;
B.放电时,N极为正极,电极反应式为Li1-xFePO4+xLi++xe-═LiFePO4,故B正确;
C.充电时,M极为阴极,连接电源的负极,电极反应式为xLi++6C+xe-═LixC6,故C错误;
D.充电时电路中通过2.0mol电子,阴极生成Li的质量为2mol×7g/mol=14g,故D错误;
答案选B。
14. 如图,某液态金属储能电池放电时产生金属化合物。下列说法正确的是
A. 放电时,M电极反应为
B. 放电时,由M电极向N电极移动
C. 充电时,M电极的质量减小
D. 充电时,N电极反应为
【答案】B
【解析】
【分析】由题干信息可知,放电时,M极由于Li比Ni更活泼,也比N极上的Sb、Bi、Sn更活泼,故M极作负极,电极反应为:Li-e-=Li+,N极为正极,电极反应为:3Li++3e-+Bi=Li3Bi,据此分析解题。
【详解】A.由分析可知,放电时,M电极反应为Li-e-=Li+,A错误;
B.由分析可知,放电时,M极为负极,N极为正极,故由M电极向N电极移动,B正确;
C.由二次电池的原理可知,充电时和放电时同一电极上发生的反应互为逆过程,M电极的电极反应为:Li++e-= Li,故电极质量增大,C错误;
D.由二次电池的原理可知,充电时和放电时同一电极上发生的反应互为逆过程,充电时,N电极反应为,D错误;
故答案为:B。
15. 恒温条件下,用图1装置研究铁的电化学腐蚀,测定结果如图2。下列说法不正确的是
A. 段主要发生析氢腐蚀
B. 段负极反应式为
C. 段正极反应式主要为
D. 段溶液的基本不变,可能的原因:相同时间内,消耗的量与产生的量基本相同
【答案】C
【解析】
【分析】图1中构成原电池,铁作负极,开始时pH=1.8,AB段溶液pH值增大,体系压强增大,铁主要发生析氢腐蚀;BD段溶液的pH值增加,体系压强减小,正极反应式为:O2+4e-+4H+=2H2O;DE段溶液pH基本不变,但压强减小,产生的Fe2+被O2氧化,pH基本不变可能的原因:相同时间内,2Fe+O2+4H+=2Fe2++2H2O消耗H+的量与4Fe2++O2+10H2O=4Fe(OH)3+8H+产生H+的量基本相同,据此分析;
【详解】A.由图可知,AB段体系的压强增大,说明产生了氢气,故AB段主要发生析氢腐蚀,A正确;
B.AD段内发生的都是铁的电化学腐蚀,铁在负极的电极式为:Fe-2e-=Fe2+,B正确;
C.由图可知BC段的pH为3-5,正极不能产生氢氧根,电极反应式为:O2+4e-+4H+=2H2O,C错误;
D.根据分析,DE段溶液pH基本不变,但压强减小,产生的Fe2+被O2氧化,pH基本不变可能的原因:相同时间内,2Fe+O2+4H+=2Fe2++2H2O消耗H+的量与4Fe2++O2+10H2O=4Fe(OH)3+8H+产生H+的量基本相同,D正确;
故选C。
二、非选择题。
16. 按要求写出对应反应的热化学方程式。
(1)已知稀溶液中,1 mol H2SO4与NaOH溶液恰好完全反应时,放出114.6 kJ热量,写出表示H2SO4与NaOH反应的中和热的热化学方程式:_______。
(2)25 ℃、101 kPa条件下充分燃烧一定量的丁烷气体生成CO2和液态水时,放出的热量为Q kJ,经测定,将生成的CO2通入足量澄清石灰水中产生25 g白色沉淀,写出表示丁烷燃烧热的热化学方程式:_______。
(3)已知下列热化学方程式:
①CH3COOH(l)+2O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l) ΔH1=-870.3 kJ·mol-1
②C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH2=-393.5 kJ·mol-1
③2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH3=-571.6 kJ·mol-1
写出由C(s)、H2(g)和O2(g)化合生成CH3COOH(l)的热化学方程式:_______。
(4)甲醇既是重要的化工原料,又可作为燃料。利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂作用下合成甲醇,发生的主要反应如下:
①CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) ΔH1
②CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) ΔH2
③CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) ΔH3
已知反应①中相关的化学键键能数据如下:
化学键
H—H
C—O
C≡O(CO中)
H—O
C—H
E/(kJ·mol-1)
436
343
1 076
465
413
由此计算ΔH1=_______ kJ·mol-1;已知ΔH2=-58 kJ·mol-1,则ΔH3=_______kJ·mol-1。
【答案】(1)
(2)
(3)
(4) ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
中和热是指强酸、强碱生成水放出的热量,与NaOH溶液恰好完全反应时,生成水,放出热量,则生成水时放出的热量,所以反应的中和热化学方程式为:。
【小问2详解】
生成,根据丁烷燃烧的方程式计量关系可知,反应消耗丁烷,放出的热量为,所以表示丁烷燃烧热化学方程式为。
【小问3详解】
利用盖斯定律将②×2+③-①可得:;,所以热化学方程式为。
【小问4详解】
根据可知,。根据盖斯定律,②-①=③,则。
17. 电池的发明和应用是化学家们对人类社会的重要贡献之一。每一次化学电池技术的突破,都带来了电子设备革命性的发展。
(1)我国在甲烷燃料电池的相关技术上获得了新突破,原理如下图所示,甲烷燃料应从_______(填字母)口通入,发生的电极反应式为_______。
(2)以石墨作电极电解饱和食盐水,如下图所示,电解开始后在_______(填“阴极”或“阳极”)的周围先出现红色,该极的电极反应式为_______。
(3)以CuSO4溶液为电解质溶液进行粗铜(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质)的电解精炼,下列说法正确的是_______(填字母)。
a.利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属
b.粗铜接电源正极,发生氧化反应
c.溶液中Cu2+向阳极移动
d.电能全部转化为化学能
(4)人工肾脏或采用间接电化学方法除去代谢产物中的尿素[CO(NH2)2],原理如下图。
①电源的正极为_______(填“A”或“B”)。
②电解结束后,阴极室溶液的c(H+)与电解前相比将_______(填“增大”“减小”或“不变”);若两极共收集到气体6.72 L(标准状况),则除去的尿素质量为_______g(忽略气体的溶解)。
【答案】(1) ①. b ②. CH4-8e-+2H2O=CO2+8H+
(2) ①. 阴极 ②. 2H2O+2e- = H2↑+2OH-
(3)ab (4) ①. A ②. 不变 ③. 3.6
【解析】
【小问1详解】
由氢离子移动方向可知,由b口通入甲烷的左侧电极为负极,酸性条件下甲烷失去电子发生氧化反应生成二氧化碳和氢离子,电极反应式为CH4-8e-+2H2O=CO2+8H+,故答案为:b;CH4-8e-+2H2O=CO2+8H+;
【小问2详解】
以石墨电极电解饱和食盐水,阴极上氢离子放电,溶液呈碱性,使酚酞变红,电极反应式为2H2O+2e- = H2↑+2OH-,故答案为:阴极;2H2O+2e- = H2↑+2OH-;
【小问3详解】
a.在阳极上,没有铜活泼的金属Ag、Pt、Au等金属会从阳极掉落,形成阳极泥,利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属,故正确;
b.电解精炼铜时,粗铜作阳极,接电源正极,发生氧化反应,故正确;
c.溶液中铜离子向阴极移动,在阴极上发生还原反应,故错误;
d.电解池中,电能不会全部转化为化学能,还会伴随热能等形式的能量产生,故错误;
故选ab;
【小问4详解】
①根据电解池中阴离子在阳极放电和阳离子在阴极放电的规律及图中的电极产物氢气和氯气,可以判断出放出氢气的电极为阴极,与之连接的电极B为电源的负极,A为电源的正极,故答案为:A;
②阴极反应为:6H2O+6e-=6OH-+3H2↑,阳极反应为:6Cl--6e--=3Cl2↑,阳极附近还发生反应CO(NH2)2+3Cl2+H2O=N2+CO2+6HCl,根据上述反应式可以看出在阴、阳极上产生的氢氧根离子、氢离子的数目相等,阳极室中反应产生的氢离子通过质子交换膜进入阴极室与氢氧根离子恰好反应生成水,所以阴极室中电解前后溶液的pH不变;由上述反应式可以看出,转移6mol电子时,阴极产生3mol氢气,阳极产生1mol氮气和1mol二氧化碳,所以电解收集到的6.72 L气体中氮气和二氧化碳都为1.344 L,所以尿素的质量为×60g/mol=3.6g,故答案为:不变;3.6。
18. 实际生产生活中,钢铁等金属因电化学腐蚀损失巨大,而电化学在金属制备和加工中也发挥着重要的作用。
(1)生活中钢铁腐蚀以吸氧腐蚀为主,该腐蚀过程中正极的电极反应式为___________。金属的两种常见电化学防护方法如下图所示,图甲中铁闸门连接电源的___________(填“正极”或“负极”),图乙所示金属的防护方法称为___________。
(2)某科研单位利用—空气质子交换膜燃料电池制备高纯铬和硫酸的简单装置如下图所示:
①(Ⅱ)电极为___________(填“正极”“负极”“阴极”或“阳极”),(Ⅰ)电极上发生的电极反应式为___________。
②X膜为___________交换膜(填“阴离子”或“阳离子”)。
③理论上,Pt(Ⅱ)电极上参加反应的O2标况下为1.68L,则Cr棒增重___________g。( Cr-52)
【答案】(1) ①. ②. 负极 ③. 牺牲阳极的阴极保护法
(2) ①. 正极 ②. NO+2H2O-3e-=NO+4H+ ③. 阴离子交换膜 ④. 5.2
【解析】
【小问1详解】
钢铁发生吸氧腐蚀,氧气在正极上得电子,即电极反应式为,图甲铁闸门连接电源,防止铁闸门腐蚀,这种方法称为外加电流法,根据电解原理,铁闸门作阴极,即铁闸门与电源的负极相连;图乙是R比铁活泼,让铁闸门作正极,保护铁闸门不被腐蚀,这种方法称为牺牲阳极的阴极保护法;故答案为;负极;牺牲阳极的阴极保护法;
【小问2详解】
①根据装置图可知,左端装置为原电池,右端装置为电解装置,Pt(Ⅰ)上,N的化合价升高,根据原电池工作原理,Pt(Ⅰ)为负极,Pt(Ⅱ)为正极,Pt(Ⅰ)电极反应式为;故答案为正极;;
②Cr棒与电源的负极相连,Cr棒作阴极,因为该装置制备高纯铬,阴极反应式为,石墨作阳极,电极反应式为,根据电解原理,以及制备硫酸,H+通过阳膜移向Ⅱ室,Ⅲ室通过X膜移向Ⅱ室,因此X膜为阴离子交换膜;故答案为阴离子交换膜;
③Pt(Ⅱ)上的电极反应式为,根据得失电子数目守恒,建立,m(Cr)==5.2g。
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