内容正文:
阶段达标检测卷
第1讲 描述运动的基本概念
注意事项
1.全卷满分100分。考试用时75分钟。
2.考试范围:专题1~专题2。
3.可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 Na 23 S 32
Ca 40 Zn 65 Pb 207。
第1讲 描述运动的基本概念
1.化学反应中的物质变化和能量转化是人类研究的重大课题。下列说法错误的是 ( )
A.工业上将煤气化可以提高能源利用率
B.常温下Fe(OH)2可自发被氧化为Fe(OH)3,则该反应的ΔH<0
C.清洗铁锅后及时擦干,能减缓铁锅因发生化学腐蚀而生锈
D.“奋斗者”号载人潜水器使用的锂离子电池是二次电池
一、选择题(本题共15小题,每小题3分,共45分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求
的)
C
第1讲 描述运动的基本概念
解析 工业上通过煤的气化将其转化为气体燃料,使燃烧更充分,提高能源利用率,A正确;Fe(OH)2被氧
化为Fe(OH)3的反应在常温下能自发进行(ΔG<0),该反应中O2被消耗,ΔS<0,则只有ΔH<0才能使ΔG<0,B
正确;清洗铁锅后及时擦干主要减缓的是铁锅的电化学腐蚀,C错误;锂离子电池属于二次电池,D正确。
第1讲 描述运动的基本概念
2.已知:①破坏1 mol A—A键、1 mol B—B键、1 mol A—B键分别需要吸收436 kJ、498 kJ、463 kJ的
能量;
②反应2A2(g)+B2(g) 2A2B(g)的能量变化如图所示。下列说法中错误的是 ( )
A.体系中B2比A2稳定
B.E1=1 370 kJ·mol-1
C.ΔH=+482 kJ·mol-1
D.该反应是放热反应
C
第1讲 描述运动的基本概念
解析 破坏1 mol B—B键吸收的能量大于破坏1 mol A—A键吸收的能量,则B2比A2稳定,A正确;E1=(2×4
36+498) kJ·mol-1=1 370 kJ·mol-1,B正确;E2=2×2×463 kJ·mol-1=1 852 kJ·mol-1,ΔH=E1-E2=(1 370-1 852) kJ·
mol-1=-482 kJ·mol-1,C错误;反应物的总能量高于生成物的总能量,所以该反应是放热反应,D正确。
第1讲 描述运动的基本概念
3.工业合成氨反应为N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),其能量变化如图所示。
在实际生产中,下列有关说法正确的是 ( )
A.温度越高,氮气的平衡转化率越高
B.使用催化剂,E变小,ΔH不变
C.压强越大越好,可提升化学反应速率与限度
D.若平衡时N2、H2和NH3均为1 mol,则K=1
B
第1讲 描述运动的基本概念
解析 由题图可知,合成氨反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,氮气的平衡转化率减小,A项错误;
使用催化剂,降低活化能,但不改变反应的焓变,故使用催化剂,E变小,ΔH不变,B项正确;压强过高会增加
设备的成本,故实际生产中的压强不是越高越好,C项错误;未给出体积,无法计算浓度,无法计算化学平
衡常数,D项错误。
第1讲 描述运动的基本概念
4.下列电极反应式书写错误的是 ( )
A.氢氧碱性燃料电池的负极反应式:H2+2OH--2e- 2H2O
B.氯碱工业阳极反应式:2H2O+2e- H2↑+2OH-
C.通过电镀往镀件上镀铜的阳极(金属铜)反应式:Cu-2e- Cu2+
D.乙烯—氧气酸性燃料电池正极反应式:O2+4H++4e- 2H2O
B
第1讲 描述运动的基本概念
解析 碱性环境下,氢氧燃料电池中H2在负极被氧化,负极反应式为H2+2OH--2e- 2H2O,A正确;氯碱
工业中阳极发生氧化反应:2Cl--2e- Cl2↑,B错误;电镀时阳极金属Cu溶解,电极反应式为Cu-2e-
Cu2+,C正确;酸性条件下,O2在正极得电子生成H2O,正极反应式为O2+4H++4e- 2H2O,D正确。
第1讲 描述运动的基本概念
A.低温利于反应CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g)的自发进行
B.甲烷脱氢阶段既存在非极性键断裂又存在极性键断裂
C.反应CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g)正反应的活化能小于逆反应
的活化能
D.在Sn-Ni合金催化下,该历程中决速步的化学方程式为C +H* C +2H*
5.合成气的一种制备原理为CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g) ΔH>0,在Sn-Ni合金催化下,甲烷脱氢
阶段的反应历程如图所示(“*”表示吸附在催化剂表面)。下列说法正确的是 ( )
D
第1讲 描述运动的基本概念
解析 反应CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g)是ΔH>0、ΔS>0的反应,高温有利于其自发进行,A错误;
甲烷脱氢阶段只有C—H极性键的断裂,不存在非极性键的断裂,B错误;反应CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+
2H2(g)为吸热反应,正反应的活化能大于逆反应的活化能,C错误;由题图可知,在Sn-Ni合金催化下,活化
能最大的为反应ⅱ,故反应ⅱ是该反应的决速步,其化学方程式为C +H* C +2H*,D正确。
第1讲 描述运动的基本概念
6.S8(s)、S2(g)和氧气的反应过程与能量变化关系如图所示。下列说法错误的是 ( )
A.ΔH1-ΔH2>0
B. S8(g)+O2(g) X(g)的ΔH<ΔH1
C.X是SO2
D.存在4S2(g) S8(s) ΔH=8ΔH1-8ΔH2
D
第1讲 描述运动的基本概念
解析 根据题图可得热化学方程式① S8(s)+O2(g) SO2(g) ΔH1、② S2(g)+O2(g) SO2(g) ΔH2,
且ΔH2<ΔH1<0,故ΔH1-ΔH2>0,根据盖斯定律可知,反应②×8-反应①×8得 4S2(g) S8(s) ΔH=8ΔH2-
8ΔH1,A、C正确、D错误;等质量时S8(g)能量高于S8(s),则 S8(g)+O2(g) SO2(g)的ΔH<ΔH1,B正确。
第1讲 描述运动的基本概念
7.某化学小组查阅资料后,得知NO2(g)+CO(g) NO(g)+CO2(g)的反应历程分两步:
①2NO2(g) NO3(g)+NO(g)(慢反应) ②NO3(g)+CO(g) NO2(g)+CO2(g)(快反应)
k正、k逆均为速率常数,两步反应的正、逆反应速率方程分别为:
①v正= ·c2(NO2),v逆= ·c(NO3)·c(NO);
②v正= ·c(NO3)·c(CO),v逆= ·c(NO2)·c(CO2)。
下列说法正确的是 ( )
A.总反应速率取决于反应②
B.反应①的活化能小于反应②的活化能
C.NO2(g)+CO(g) NO(g)+CO2(g)的平衡常数K=
D.若反应①为吸热反应,则升高温度, 增大, 减小
C
第1讲 描述运动的基本概念
解析 总反应速率取决于慢反应,即反应①,A错误;反应的活化能越大反应越慢,反应①的活化能大于
反应②的活化能,B错误;由反应①、②得K1= = ,K2= = ,平衡常数K=K1·
K2= ,C正确;升高温度,正、逆反应速率均变大,故 增大, 也增大,D错误。
第1讲 描述运动的基本概念
8.在一定温度下的可逆反应X(g) 2Y(g) ΔH>0,v正=k正c(X),v逆=k逆c2(Y),若该温度下的平衡常数K=10,
下列说法错误的是( )
A.该温度下k正与k逆的数值之比为10
B.升高温度,k正增大的倍数大于k逆增大的倍数
C.使用高效催化剂可以提高Y的平衡产率
D.恒压条件下,向平衡体系中充入稀有气体He,X的转化率增大
C
第1讲 描述运动的基本概念
解析 达到平衡时v正=v逆,k正c(X)=k逆c2(Y),得出 = =K=10,则k正与k逆的数值之比为10,A正确;该反应
是吸热反应,升高温度平衡正向移动,故k正增大的倍数大于k逆增大的倍数,B正确;催化剂不能使化学平衡
移动,不能提高Y的平衡产率,C错误;恒温恒压下,向平衡体系中充入稀有气体,容器体积增大,相当于减
压,平衡正向移动,X的转化率增大,D正确。
第1讲 描述运动的基本概念
9.某学习小组按如图装置探究金属电化学腐蚀与防护的原理。下列说法不正确的是 ( )
A.相同条件下,若X溶液为食盐水,K分别连接B、C时,前者铁棒的腐蚀速率更快
B.若X溶液为模拟海水,K未闭合时铁棒上E处表面铁锈较D处和F处多
C.若b为负极,K连接A时,铁棒防腐蚀的方式称为外加电流的阴极保护法
D.若X溶液中含有KSCN溶液,可有效提升铁棒腐蚀或防腐的观察效果
D
第1讲 描述运动的基本概念
解析 相同条件下,若X溶液为食盐水,K连接B时构成原电池,铁棒为负极,失去电子被腐蚀;锌比铁活泼,
K连接C时,铁棒为正极,被保护,故A正确。E处在溶液与空气交界处,易发生腐蚀,E处表面铁锈较D处和
F处多,故B正确。若b为负极,K连接A时,铁棒为电解池的阴极,铁棒防腐蚀的方式称为外加电流的阴极
保护法,故C正确。铁放电生成Fe2+,Fe2+遇KSCN溶液没有明显现象,故D不正确。
第1讲 描述运动的基本概念
10.反应S2 (aq)+3I-(aq) 2S (aq)+ (aq) ΔH<0的速率方程可表示为v=k·cm(S2 )·cn(I-),其中k为
速率常数,常温下,实验测得反应的数据如下:
实验编号 c(S2 )/(mol·L-1) c(I-)/(mol·L-1) v/(mol·L-1·min-1)
① 1.0×10-4 1.0×10-2 6.5×10-7
② 2.0×10-4 1.0×10-2 1.3×10-6
③ 4.0×10-4 1.0×10-2 2.6×10-6
④ 2.0×10-4 2.0×10-2 2.6×10-6
第1讲 描述运动的基本概念
下列说法错误的是 ( )
A.m=1,n=3
B.k=0.65 L·mol-1·min-1
C.增大压强,该反应速率不变
D.升高温度,速率常数k增大
A
第1讲 描述运动的基本概念
解析 将实验①、②数据代入速率方程,联立计算可得m=1,将实验②、④数据代入速率方程,联立计算
可得n=1,故A错误;将实验①数据代入速率方程,则k= = =
0.65 L·mol-1·min-1,B正确;该反应没有气体参与,故改变压强,反应速率不变,C正确;升高温度,该反应的速
率常数k增大,D正确。
第1讲 描述运动的基本概念
11.已知Arrhenius经验公式为Rlnk=RlnA- (Ea为活化能,k为速率常数,R、A为常数),温度对于活化能大
的反应影响大。一定条件下,CH3CH CH2与HCl发生反应有①、②两种可能,反应过程中的能量变化
如图所示。保持其他条件不变,若要提高产物中CH3CH2CH2Cl(g)的比例,可采用的措施是
( )
a.适当提高反应温度
b.更换催化剂
c.适当降低反应温度
d.改变反应物浓度
A.ab B.ad C.bc D.bd
A
第1讲 描述运动的基本概念
解析 温度对于活化能大的反应影响大,适当提高反应温度,对活化能大的反应①更有利,能提高产物
中CH3CH2CH2Cl(g)的比例,a符合、c不符合;更换催化剂,使用高效选择性催化剂,可以提高产物中
CH3CH2CH2Cl(g)的比例,b符合;改变反应物浓度,不影响反应的活化能,不影响产物中成分的比例,d不符
合,故选A。
第1讲 描述运动的基本概念
12.钠硫电池作为一种新型化学电源,具有体积小、容量大、寿命长、效率高等优点。其结构与工作原
理如图所示,下列说法错误的是 ( )
A.放电过程中,A极为负极
B.放电过程中,电池总反应为2Na+xS Na2Sx
C.充电过程中,Na+由A极移动到B极
D.充电过程中,外电路中流过0.01 mol电子,阴极材
料增重0.23 g
C
第1讲 描述运动的基本概念
解析 由题图可知,充电时,A极接电源的负极,所以放电时,A极为原电池负极,故A正确;放电过程中,钠
在负极失电子,变成钠离子,Na+移向正极,在正极生成Na2Sx,电池总反应为2Na+xS Na2Sx,故B正确;充
电过程中,Na+移向阴极,即由B极移动到A极,故C错误;充电过程中,外电路中流过0.01 mol电子,阴极有
0.01 mol Na+转化成钠单质,所以阴极材料增重0.23 g,故D正确。
第1讲 描述运动的基本概念
13.一定条件下,向体积为2 L的刚性容器中通入2 mol 1-苯基丙炔( )和2 mol HCl发生
催化加成,反应如图1:
已知:①Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的正反应活化能分别为Ea1、Ea2和Ea3;②含碳物质的百分含量随时间变化如图2;③该
温度下反应Ⅲ的物质的量分数表示的平衡常数Kx=9,1-苯基丙炔的转化率为α。
第1讲 描述运动的基本概念
下列说法错误的是( )
A. <1
B.反应活化能:Ea1<Ea2
C.平衡体系中产物Ⅱ的物质的量浓度为0.9α mol·L-1
D.增大HCl浓度可增大平衡时产物Ⅱ和产物Ⅰ的比例
D
第1讲 描述运动的基本概念
解析 根据盖斯定律可知,反应Ⅱ=反应Ⅰ+反应Ⅲ,且反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均为放热反应,则反应Ⅱ放热更
多,即|ΔH1|<|ΔH2|,故 <1,A正确;由题图2可知,短时间内反应Ⅰ得到的产物比反应Ⅱ得到的产物多,
说明反应Ⅰ的速率比反应Ⅱ的速率快,说明反应活化能:Ea1<Ea2,B正确;设平衡时生成产物Ⅰx mol,生成产
物Ⅱ y mol,反应Ⅲ的物质的量分数表示的平衡常数Kx=9,可得 =9①,此时测得 的转化率为α,已知起始通入2 mol ,可得x+y=2α②,联立①②解得x=0.2α,y=1.8α,
产物Ⅱ的物质的量浓度为 mol·L-1=0.9α mol·L-1,C正确;由于存在反应Ⅲ:产物Ⅰ 产物Ⅱ,其平衡
常数K与氯化氢含量无关,因此增大HCl浓度不会增大平衡时产物Ⅱ和产物Ⅰ的比例,D错误。
第1讲 描述运动的基本概念
14.继电器在控制电路中应用非常广泛,有一种新型继电器是以对电池的循环充放电实现自动离合(如
图所示)。以下关于该继电器的说法中正确的是 ( )
已知图中左电池一极的电极材料为纳米Fe2O3,另一极为金属锂和石墨的复合材料。
A.放电时,Fe为电池的负极
B.该电池电解液一般由锂盐水溶液组成
C.充电时,阳极中的Fe转化为Fe2O3
D.充电完成时,电池能被磁铁吸引
C
第1讲 描述运动的基本概念
解析 放电时,Li是负极,负极的电极反应式为Li-e- Li+,A错误;锂和水发生反应,不可用锂盐水溶液
作电解液,B错误;放电时正极反应式为Fe2O3+6Li++6e- 3Li2O+2Fe,充电时,Fe为阳极,阳极的电极反
应式为3Li2O+2Fe-6e- Fe2O3+6Li+,生成Fe2O3,C正确;充电完成时,铁转化为Fe2O3,磁铁不能吸引Fe2O3,
D错误。
第1讲 描述运动的基本概念
15.氢气是一种清洁能源,乙醇—水催化重整可获得H2。主要反应有:
Ⅰ.C2H5OH(g)+3H2O(g) 6H2(g)+2CO2(g) ΔH>0
Ⅱ.H2(g)+CO2(g) CO(g)+H2O(g) ΔH>0
一定条件下,向2 L恒容密闭容器中充入2 mol C2H5OH(g)和6 mol H2O(g),C2H5OH和H2O的平衡转化率随
温度的变化如图所示。下列说法正确的是 ( )
A.L2表示C2H5OH的平衡转化率
B.a点和b点对应反应Ⅰ的平衡常数:K(a)>K(b)
C.200 ℃反应达平衡时,n(H2)∶n(CO2)=1∶3
D.500 ℃时,反应Ⅱ的平衡常数KⅡ=
D
第1讲 描述运动的基本概念
解析 反应Ⅰ、Ⅱ均为吸热反应,随着温度升高反应Ⅰ平衡正向移动,C2H5OH的平衡转化率始终增大,
结合题图可知,温度高于300 ℃,反应Ⅱ开始发生,随温度升高平衡也正向移动,不断生成H2O,使H2O的平
衡转化率降低,故L1表示C2H5OH的平衡转化率,L2表示H2O的平衡转化率,A项错误;a点温度低于b点,温
度升高,反应Ⅰ平衡正向移动,平衡常数增大,故K(a)<K(b),B项错误;综合上述分析可知,200 ℃时,只发生
反应Ⅰ,C2H5OH和H2O按反应Ⅰ的化学计量数之比投料,生成H2、CO2的物质的量之比=3∶1,即平衡时n
(H2)∶n(CO2)=3∶1,C项错误;向2 L恒容密闭容器中充入2 mol C2H5OH(g)和6 mol H2O(g),500 ℃时C2H5
OH的平衡转化率为95%,H2O的平衡转化率为70%,设平衡时C2H5OH转化了a mol,反应Ⅱ生成了b mol H
2O,则有:
C2H5OH(g)+3H2O(g) 6H2(g)+2CO2(g)
转化/mol a 3a 6a 2a
第1讲 描述运动的基本概念
H2(g)+CO2(g) CO(g)+H2O(g)
转化/mol b b b b
a=2×95%=1.9,3a-b=6×70%,解得b=1.5,则平衡时,C2H5OH为0.1 mol,H2O为6 mol-3×1.9 mol+1.5 mol=
1.8 mol,H2为6×1.9 mol-1.5 mol=9.9 mol,CO2为2×1.9 mol-1.5 mol=2.3mol,故反应Ⅱ的平衡常数为
= = ,D项正确。
第1讲 描述运动的基本概念
二、非选择题(本题共4小题,共55分)
16.(12分)(1)反应mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)的能量变化如图所示,该反应ΔH=____________kJ·mol-1
(用含E1、E2的式子表示);在反应体系中加入催化剂,该反应的ΔH_______(填“增大”“减小”或“不
变”)。
(2)近年来,研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储。过程如下:
反应Ⅰ:2H2SO4(l) 2SO2(g)+2H2O(g)+O2(g) ΔH1=+551 kJ·mol-1
反应Ⅲ:S(s)+O2(g) SO2(g) ΔH2=-297 kJ·mol-1
不变
(E1-E2)
第1讲 描述运动的基本概念
反应Ⅱ的热化学方程式为____________________________________________________________。
(3)100 mL 0.200 mol·L-1 CuSO4溶液与1.95 g锌粉在量热计中充分反应、测得反应前温度为20.1 ℃,反应
后最高温度为30.1 ℃。已知:反应前后,溶液的比热容均近似为4.18 J·g-1·℃-1、溶液的密度均近似为
1.00 g·cm-3,忽略溶液体积、质量变化和金属吸收的热量。请计算:
①反应放出的热量Q=_____________J。
②反应Zn(s)+CuSO4(aq) ZnSO4(aq)+Cu(s)的ΔH=_________kJ·mol-1。
-209
4.18×103
3SO2(g)+2H2O(g) 2H2SO4(l)+S(s) ΔH=-254 kJ·mol-1
第1讲 描述运动的基本概念
解析 (1)由题图可知,E1为正反应的活化能,E2为逆反应的活化能,该反应为放热反应,ΔH=(E1-E2) kJ/
mol;在反应体系中加入催化剂,只能改变反应的活化能,不能改变反应的ΔH。
(2)由题图可知反应Ⅱ的反应物是SO2和H2O,生成物是H2SO4和S,所以发生反应3SO2(g)+2H2O(g)
2H2SO4(l)+S(s),根据盖斯定律可知反应Ⅱ=-(反应Ⅰ+反应Ⅲ),可求出该反应的ΔH=-(ΔH1+ΔH2)=-(551 kJ·
mol-1-297 kJ·mol-1)=-254 kJ·mol-1,则反应Ⅱ的热化学方程式为3SO2(g)+2H2O(g) 2H2SO4(l)+S(s) ΔH=
-254 kJ·mol-1。
(3)①100 mL 0.200 mol·L-1 CuSO4溶液与1.95 g锌粉发生反应:CuSO4+Zn ZnSO4+Cu,溶液的质量m=
ρV=1.00 g·cm-3×100 mL=100 g,反应放出的热量Q=cmΔt=4.18 J·g-1·℃-1×100 g×(30.1-20.1) ℃=4.18×
103 J。②上述反应中硫酸铜的物质的量n(CuSO4)=0.200 mol·L-1×0.100 L=0.020 mol,锌粉的物质的量
n(Zn)= = =0.030 mol,由此可知,锌粉过量。由①分析可知,转化0.020 mol硫酸铜所放出的热
量为4.18×
103 J,则反应Zn(s)+CuSO4(aq) ZnSO4(aq)+Cu(s)的ΔH=- =-209 kJ·mol-1。
第1讲 描述运动的基本概念
17.(12分)在容积为2.0 L的恒容密闭容器中,通入一定量的N2O4,发生反应:N2O4(g) 2NO2(g) ΔH>
0。100 ℃时,各物质浓度随时间变化如图所示。
(1)0~60 s内,v(N2O4)=____________________。
(2)下列叙述中,能说明该反应达到化学平衡状态
的是_______(填字母)。
A.NO2的生成速率是N2O4的生成速率的2倍
B.单位时间内消耗a mol N2O4,同时生成2a mol NO2
C.容器内的压强不再变化
D.容器内混合气体的密度不变
AC
0.001 mol/(L·s)
第1讲 描述运动的基本概念
(3)欲提高N2O4的平衡转化率,理论上可以采取的措施为_______。
A.增大压强(缩小容器体积)
B.升高温度
C.加入催化剂
D.恒温恒压条件下充入Ar
(4)100 ℃时,在容器中按初始浓度c(N2O4)=0.10 mol/L、c(NO2)=0.10 mol/L投料,反应_______进行(填
“正向”或“逆向”)。
正向
BD
第1讲 描述运动的基本概念
解析 (1)由题图可知,0~60 s内N2O4浓度的变化量为0.06 mol/L,v(N2O4)= =0.001 mol/(L·s)。
(2)NO2的生成速率和N2O4的生成速率分别表示正、逆反应速率,二者之比等于对应物质的化学计量数
之比,该反应达到平衡状态,A正确;单位时间内消耗a mol N2O4,同时生成2a mol NO2,反应不一定达到平
衡状态,B错误;该反应反应前后气体分子数不相等,恒温恒容条件下,容器内的压强是个变量,当容器内
的压强不再变化说明该反应达到平衡状态,C正确;该反应在恒容容器内发生,气体总质量不变,则容器
内混合气体的密度不变,不一定达到化学平衡状态,D错误。
(3)增大压强(缩小容器体积),平衡逆向移动,N2O4的平衡转化率减小,A错误;该反应的正反应是吸热反
应,升高温度,平衡正向移动,N2O4的平衡转化率增大,B正确;加入催化剂只能改变反应速率,不能改变平
衡转化率,C错误;恒温恒压条件下充入Ar,容器体积增大,相当于减压,平衡正向移动,N2O4的平衡转化率
增大,D正确。
(4)100 ℃,在容积为2.0 L的恒容密闭容器中充入0.10 mol/L N2O4,达平衡时N2O4的浓度为0.04 mol/L,列
第1讲 描述运动的基本概念
“三段式”如下:
N2O4(g) 2NO2(g)
起始浓度(mol/L) 0.10 0
转化浓度(mol/L) 0.06 0.12
平衡浓度(mol/L) 0.04 0.12
则平衡常数K= =0.36;若100 ℃时,在容器中按初始浓度c(N2O4)=0.10 mol/L、c(NO2)=0.10 mol/L投
料,浓度商Q= = =0.1<K,则反应正向进行。
第1讲 描述运动的基本概念
18.(16分)(1)电解饱和食盐水是氯碱工业的基础。目前比较先进的方法是阳离子交换膜法,电解示意图
如图所示。请回答以下问题:
①电解饱和食盐水的总反应的离子方程式是_____________________________。
②在b口加入的物质为____________。
(2)全钒液流电池是一种新型的绿色环保储能装置,工作原理如图:
NaOH稀溶液
2Cl-+2H2O 2OH-+Cl2↑+H2↑
第1讲 描述运动的基本概念
几种离子在水溶液中的颜色如表所示:
离子种类 V VO2+ V3+ V2+
颜色 黄色 蓝色 绿色 紫色
第1讲 描述运动的基本概念
①全钒液流电池放电时V2+发生氧化反应,该电池放电时总反应是_________________________
____。
②当完成储能时,阴极室溶液的颜色是_______。
(3)将PbO溶解在HCl和NaCl的混合溶液中,得到含Na2PbCl4的电解液,电解Na2PbCl4溶液生成Pb的装置如
图所示。
紫色
V2++V +2H+ V3++VO2++H2O
①写出电解时阴极的电极反应式:______________________。
②电解过程中通过阳离子交换膜的离子主要为_______。
H+
PbC +2e- Pb+4Cl-
第1讲 描述运动的基本概念
解析 (2)①全钒液流电池放电时,V2+发生氧化反应生成V3+,则V 发生还原反应生成VO2+,据此书写放
电时的总反应。②电池储能时为电解池,阴极的电极反应式为V3++e- V2+,则完成储能时,阴极室溶液
的颜色为紫色。
(3)电解Na2PbCl4溶液生成Pb,PbC 在阴极发生还原反应生成Pb,水电离出的OH-在阳极放电生成氧
气。电解过程中,阳离子向阴极(电极b)移动,通过阳离子交换膜的离子主要是H+。
第1讲 描述运动的基本概念
19.(15分)PCl3、PCl5常用于制造农药等。磷在氯气中燃烧生成这两种氯化磷。回答下列问题:
(1)已知:①P4(s)+6Cl2(g) 4PCl3(l) ΔH1=-a kJ·mol-1,
②P4(s)+10Cl2(g) 4PCl5(s) ΔH2=-b kJ·mol-1(b>a>0)。
则PCl3(l)+Cl2(g) PCl5(s) ΔH=_____________(用含a、b的式子表示)kJ·mol-1。
(2)实验测得PCl3(g)+Cl2(g) PCl5(g)的速率方程为v=kcn(PCl3)·cm(Cl2)(k为速率常数,只与温度、催化剂
有关),速率常数k与活化能的经验关系式为Rlnk=- (R为常数,Ea为活化能,T为绝对温度)。
- 或
第1讲 描述运动的基本概念
①一定温度下,向密闭容器中充入适量PCl3(g)和Cl2(g),实验测得在催化剂Cat1、Cat2下Rlnk与 的关系
如图所示。催化效能较高的是_________(填“Cat1”或“Cat2”)。
②将2n mol PCl3(g)和n mol Cl2(g)充入体积不变的密闭容器中,一定条件下发生上述反应,达到平衡时,
PCl5(g)为a mol,如果此时移走n mol PCl3(g)和0.5n mol Cl2(g),在相同温度下再达到平衡时PCl5(g)的物质
的量为x,则x符合______(填字母)。
a.x=a mol
b.x=0.5a mol
c.x<0.5a mol
d.0.5a mol<x<a mol
c
Cat1
第1讲 描述运动的基本概念
(3)向恒容密闭容器中投入0.2 mol Cl2和0.2 mol PCl3(g),发生反应:PCl3(g)+Cl2(g) PCl5(g),在不同条件
下进行,反应体系总压强随时间的变化如图所示。
①相对曲线b,曲线a改变的条件可能是_________。
②曲线b条件下,该反应平衡常数(Kp)为__________kPa-1(提示:用分压计算的平衡常数为压强平衡常数Kp,
分压=总压×物质的量分数)。
0.025
升高温度
第1讲 描述运动的基本概念
解析 (1)根据盖斯定律可知,(反应②-反应①)× 得PCl3(l)+Cl2(g) PCl5(s),则ΔH=- kJ·mol-1,由于
b>a>0,则该反应是放热反应。
(2)①根据表达式可知,温度变化相同时,Ea值越小,Rlnk变化值(绝对值)越小,直线斜率越小,催化剂催化
效能越大,图中Cat1对应直线的斜率较小。②移走一半反应物,压强减小,平衡逆向移动,即平衡时PCl5
(g)的物质的量小于原平衡的一半,故选c。
(3)①曲线a、b起始状态时,容器体积相同,反应物的物质的量相同,温度越高,压强越大,即温度:a>b。②
设平衡时PCl3(g)转化的物质的量为x mol,列三段式:
PCl3(g)+Cl2(g) PCl5(g)
起始/mol 0.2 0.2 0
变化/mol x x x
第1讲 描述运动的基本概念
平衡/mol 0.2-x 0.2-x x
同温同容条件下,压强之比等于物质的量之比, = ,x=0.1,p(PCl3)=p(Cl2)=p(PCl5)=
120 kPa× =40 kPa,Kp= = =0.025 kPa-1。
第1讲 描述运动的基本概念
$