第六章化学反应与能量检测题 (含解析)2022---2023学年高一下学期化学人教版(2019)必修第二册

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名称 第六章化学反应与能量检测题 (含解析)2022---2023学年高一下学期化学人教版(2019)必修第二册
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资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 化学
更新时间 2023-06-22 16:26:44

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第六章 化学反应与能量 检测题
一、单选题
1.a、b两试管中分别盛装足量等体积、等浓度的稀硫酸溶液,向a、b两试管中加少量等质量的锌粉,同时向b试管中加入少量固体粉末,让a、b两试管同时开始反应,则产生H2的物质的量随时间变化关系如图所示,其中正确的是
A. B. C. D.
2.有A、B、C、D四种金属,将A和B用导线连接起来,浸入电解质溶液中,B上有电子流入,将A、D分别投入等浓度的盐酸中,D比A反应剧烈,将铜浸入B的盐溶液中,无明显变化,如果把铜浸入C的盐溶液中,有金属C析出,据此判断A、B、C、D四种金属的活泼性由强到弱的顺序是
A.D>C>A>B B.D>A>B>C C.D>B>A>C D.B>A>D>C
3.下列说法正确的是
A.氢氧燃料电池工作时,将H2通入正极,将O2通入负极
B.对于反应2H2O2=2H2O+O2↑,加入MnO2或升高温度都能加快O2的生成速率
C.用Cu和稀HNO3反应制备NO时,改用63%的浓HNO3可以加快产生NO的速率
D.100 mL2 mol/L盐酸跟锌片反应,将盐酸换成100 mL2 mol/L硫酸,反应速率不变
4.少量铁粉与10mL 0.1mol·L-1的稀盐酸反应反应速率太慢。为了加快此反应速率而不改变H2的产量可以使用如下方法中的
①加H2O ②加NaOH固体 ③滴入几滴浓盐酸 ④加 CHCOONa固体 ⑤加NaCl溶液⑥滴入几滴硫酸铜溶液 ⑦升高温度(不考虑盐酸挥发)⑧改用10mL 1mol·L-1盐酸
A.①⑥⑦ B.③⑤⑧ C.③⑦⑧ D.⑤⑦⑧
5.在一定温度下的可逆反应:mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),生成物C的体积分数与压强p1和p2、时间t1和t2的关系如图所示,则在下列关系式中正确的是(  )
A.p1>p2 B.p1p+q D.m+n=p+q
6.下列反应既属于氧化还原反应,又属于吸热反应的是
A.金属钠与水的反应 B.Ba(OH)2·8H2O与H4Cl反应
C.灼热的炭与CO2反应 D.乙烯在氧气中的燃烧反应
7.下列说法正确的是
A.化学反应除了生成新物质外,还伴随着能量的变化,且均表现为吸热
B.能量守恒定律说明,必须从外界吸收能量后才表现出放热
C.石墨完全转化为金刚石时,要吸收热量,说明金刚石稳定
D.化学反应是吸热还是放热取决于生成物具有的总能量和反应物具有的总能量
8.某金属能和盐酸反应生成氢气,该金属与锌组成原电池时,锌为负极,则该金属可能为
A.铝 B.铁 C.镁 D.硅
9.在5L的恒容密闭容器中进行反应4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g),起始时,通入4molNH3和5molO2,20min后反应达到平衡,此时测得NO的物质的量为2mol。下列有关说法中正确的是
A.升高温度,化学反应速率增大
B.其他条件保持不变,加入催化剂,反应速率不变
C.达到平衡后,4v(NH3)=5v(O2)
D.其他条件保持不变,延长反应时间可提高反应的限度
10.下列说法正确的是( )
A.N、O、F原子半径及其简单离子半径均依次减小
B.NaH、Na2O2、CaC2均能与水发生氧化还原反应
C.反应MgCl2(l)=Mg(l)+Cl2(g)的△H<0,常温下能自发进行
D.对于酯化反应(△H<0),加入少量浓硫酸并加热,该反应的反应速率和平衡常数均增大
11.在一定温度下,把4molA 和5molB混合充入容积为2L的恒容密闭容器里,发生反应:4A(g)+5B(g) xC(g)+6D(g),经5s反应达平衡,在此5s内C的平均反应速率为0.24mol L-1 s-1,同时生成3.6molD,下列叙述中错误的是
A.达到平衡状态时C的产率为60%
B.x=4
C.达到平衡状态时容器内气体的压强与起始时压强比为16:15
D.混合气体的密度保持不变,说明反应达到化学平衡状态
12.下列各组材料中,不能组成原电池的是
A B C D
两极材料 Zn片、石墨 Cu片、Ag片 Zn片、Cu片 Fe片、Cu片
插入溶液 H2SO4溶液 AgNO3溶液 无水乙醇 稀盐酸
A.A B.B C.C D.D
13.如图为发光二极管连接柠檬电池装置,下列说法正确的是
A.该柠檬电池将化学能最终转化为电能
B.电子由铜线经过发光二极管流向Fe环
C.负极的电极反应为:Fe-2e-= Fe2+
D.可将柠檬替换成盛装酒精溶液的装置
14.下列用来表示物质变化的化学用语中,正确的是( )
A.电解饱和食盐水时,阳极的电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑
B.粗铜精炼时,与电源正极相连的是纯铜,电极反应式为Cu-2e-=Cu2+
C.氢氧燃料电池的负极反应式:O2+2H2O+4e-=4OH-
D.钢铁发生电化学腐蚀的正极反应式:Fe-2e-=Fe2+
15.某微生物电池在运行时可同时实现净化含葡萄糖的污水、净化含Cr2O废水(常温时pH约为6)和淡化食盐水,其装置示意图如图所示,图中D和E为阳离子交换膜或阴离子交换膜,Z为待淡化食盐水。已知Cr2O转化为Cr(III),下列说法不正确的是( )
A.D为阴离子交换膜
B.X为含葡萄糖的污水,Y为含Cr2O废水
C.A室的电极反应式为C6H12O6-24e-+6H2O=6CO2↑+24H+
D.理论上处理1mol的Cr2O的同时可脱除3mol的NaCl
二、填空题
16.如图所示,某同学设计了一个燃料电池探究氯碱工业原理的相关问题,其中乙装置中X为阳离子交换膜,请按要求回答相关问题:
(1)石墨电极(C)作___________极,甲中甲烷燃料电池的负极反应式为___________。
(2)若消耗2.24(标况)氧气,则乙装置中铁电极上生成的气体体积(标况)为___________ L。
(3)若丙中以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___________
A.a电极为纯铜 B.粗铜接电源正极,发生还原反应
C.CuSO4溶液的浓度保持不变 D.利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属
(4)若丙中以稀H2SO4为电解质溶液,电极材料b为铝,则能使铝表面生成一层致密的氧化膜,该电极反应式为___________。
(5)若将乙装置中两电极用导线直接相连形成原电池,则石墨(C)电极上发生的电极反应为:___________。
17.在一个固定容积的密闭容器中,有如下反应: △H=QkJ/mol,其化学平衡常数K和温度t的关系如下
700 800 850 1000 1200
K
(1)下列各项能判断该反应已达到化学平衡状态的是______。
a.容器中压强不变 b.△H不变 c. d.CO的质量分数不变
(2)在时,可逆反应在固定容积的密闭容器中进行,容器内各物质的浓度变化如下表:
时间 CO
0 0 0
2
3
4
5
6
计算:时,的转化率_____。
表中之间数值发生变化,可能的原因是______。
(3)在723K时,将和通入抽空的1L恒容密闭容器中,发生如下反应: ,反应达平衡后,水的物质的量分数为。
的平衡转化率等于_______,反应平衡常数K等于_____保留两位有效数字。
再向容器中加入过量的和,则容器中又会增加如下平衡:K1, K2,最后反应达平衡时,容器中水的物质的量分数为,则K1等于______。
18.在盛有1L0.1mol/LCuSO4溶液的大烧杯中,用锌、铜作电极,用导线连接形成原电池,当电极锌消耗3.25g时,试完成:
(1)写出电极反应式:负极__________________;正极____________。
(2)电极上析出铜的质量。__________________
19.某温度时,在2 L容器中,某一反应中A、B的物质的量随时间变化的曲线如图所示,由图中数据分析得:
(1)该反应的化学方程式为_____________________________________。
(2)从反应开始至4 min时,A的平均反应速率为____________________________。
(3)反应3Fe(s)+4H2O(g)Fe3O4+4H2(g),在一可变的容积的密闭容器中进行,(填增大、不变、减小)
①保持体积不变,充入N2使体系压强增大,其正反应速率_______。
②保持压强不变,充入N2使容器的体积增大,逆反应速率_______。
(4)将等物质的量的A和B,混合于2 L的密闭容器中,发生如下反应:3A(g)+B(g)===xC(g)+2D(g),经过5 min后测得D的浓度为0.5 mol·L-1,c(A)∶c(B)=3∶5,C的反应速率是0.1 mol·L-1·min-1,A在5 min末的浓度是________,x的值是________。
20.研究和开发海水及其综合利用关系到人类的可持续发展。甲、乙两实验小组分别探索从海水中制取金属镁和单质溴的实验。
(1)甲实验小组的流程如图1。
①制备石灰乳的化学反应方程式是___、___。
②写出反应Ⅰ的离子反应方程式___。
③反应Ⅱ是工业冶炼金属镁的反应原理,写出反应Ⅱ的化学反应方程式___。
(2)乙实验小组的流程如图2。
①分液漏斗使用前需检漏,检漏的方法为___,在步骤③中,萃取后分液漏斗内观察到的现象是___。
②写出步骤①发生反应的离子方程式___;写出步骤②发生反应的化学方程式___。
③在步骤③中,分离出溴单质的实验操作的名称是分液和___,后一实验操作用到的玻璃仪器有:___。
④在步骤①和步骤②之间设计了通入空气和水蒸气吹出的操作步骤的目的是___。
(3)图3各烧杯中盛有海水,铁在其中被腐蚀由快到慢的顺序为___。(填序号)
21.为了研究在MnO2存在下H2O2的分解速率,某学生将少许MnO2粉末加入50mL密度为1.1g cm-3的过氧化氢溶液中,通过实验测定,在标准状况下放出气体的体积和时间的关系如图所示。请据图回答下列问题:
(1)放出一半气体所需要的时间为_____。
(2)A、B、C、D各点反应速率大小的顺序是_____。
(3)过氧化氢溶液的初始物质的量浓度为____。
22.科学家一直致力于“人工固氨”的新方法研究。目前合成氨技术原理为:N2(g) +3H2(g)2NH3(g)+92.4 kJ/mol673K,30MPa下,上述合成氨反应中n(NH3)和n(H2)随时间变化的关系如右图所示。
(1)下列叙述正确的是________
A.点a的正反应速率比点b的大
B.点c处反应达到平衡
C.点d和点e处的n (N2)相同
D.773K,30MPa 下,反应至t2时刻达到平衡,则n(NH3)比图中e点的值大
(2)在容积为2.0 L恒容得密闭容器中充入0.80 mol N2(g)和1.60 mol H2(g),673K、30MPa下达到平衡时,NH3的体积分数为20%。该条件下,N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的平衡常数值为:___。
(3)K值越大,表明反应达到平衡时( )。
A.H2的转化率一定越高 B.NH3的产量一定越大
C.正反应进行得越完全 D.化学反应速率越大
(4)1998年希腊亚里斯多德大学的两位科学家采用高质子导电性的SCY陶瓷(能传递H+),实现了高温、常压下高转化率的电解合成氨。其实验装置如图。阳极的电极反应为:H2-2e→2H+,则阴极的电极反应为:_____________。
23.科学家一直致力研究常温、常压下“人工固氮”的新方法。曾有实验报道:在常温、常压、光照条件下,N2在催化剂(掺有少量Fe2O3的TiO2)表面与水发生反应,生成的主要产物为NH3,反应的化学方程式如下:N2(g)+ 3H2O(l) 2NH3(g)+ O2(g)。回答下列问题:
(1)进一步研究NH3生成量与温度的关系,部分实验数据见下表(光照、N2压力1.0×105 Pa、反应时间3 h),则该反应的正反应为______反应(填“吸热”或“放热”)
T/K 303 313 323
NH3生成量/(10-6 mol) 4.8 5.9 6.0
(2)与目前广泛使用的工业合成氨方法相比,该方法中固氮反应速率慢。请提出可提高其反应速率且增大NH3生成量的建议:______。
(3)合成氨工业中原料气N2可从空气中分离得到,H2可用甲烷在高温下与水蒸气反应制得。甲烷在高温下与水蒸气反应反应方程式为:CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)。部分物质的燃烧热数据如下:
H2(g) :△H =-285.8 kJ mol-1;
CO(g) :△H =-283.0 kJ mol-1;
CH4(g) :△H =-890.3 kJ mol-1。
已知1mol H2O(g)转变为1mol H2O(l)时放出44.0 kJ热量。写出CH4和H2O在高温下反应的热化学方程式______。
(4)有人设想寻求适合的催化剂和电极材料,以N2、H2为电极反应物,以HCl—NH4Cl为电解质溶液制成新型燃料电池,请写出该电极的正极反应式______
(5)生成的NH3可用于制铵态氮肥,如(NH4)2SO4、NH4Cl,这些肥料显______性,原因是(用离子方程式表示)______,使用时避免与______物质合施。
24.化学电源在生产生活中有着广泛的应用,请回答下列问题:
(1)根据构成原电池的本质判断,下列化学(或离子)方程式正确且能设计成原电池的是______(填字母,下同)。
A.KOH+HCl=KCl+H2O B.Cu+Fe3+=Fe2++Cu2+
C.Na2O+H2O=2NaOH D.Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑
(2)为了探究化学反应中的能量变化,某兴趣小组设计了如图两个实验(如图所示)。试回答下列问题:
①有关反应一段时间后的实验现象,下列说法正确的是______。
A.图Ⅰ中温度计的示数高于图Ⅱ的示数
B.图Ⅰ中锌片是负极,图Ⅱ中铜片是正极
C.图Ⅰ和图Ⅱ的气泡均产生于锌棒表面
D.图Ⅱ中产生气体的速率比Ⅰ慢
E.图Ⅰ和图Ⅱ中溶液酸性均增强
F.图Ⅱ的外电路中电流方向Zn→Cu
②写出图Ⅱ实验中铜上电极反应式______。
③在图Ⅱ实验中,如果把硫酸换成硫酸铜溶液,请写出电池总反应的离子方程式:_____;当电路中转移0.25mol电子时,消耗负极材料的质量为______g。
(3)某科研团队设计了一种以硅作为基底的微型直接氢气酸性燃料电池,其工作原理如图所示:
电池工作时,A电极上的电极反应式为______。
(4)根据原电池原理可以制造化学电池。如:电动汽车上用的铅蓄电池是由一组海绵状铅板和另一组结构相似的充满二氧化铅的铅板做为两电极,用H2SO4作电解质溶液构成。放电时,电池总反应为Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O。试写出放电时正极的电极反应式:______。
25.运用你所学影响化学反应速率因素的知识,分析下列生活中的现象。
(1)窗帘上直接受阳光照射的一面布料容易褪色_______。
(2)肉类放在冷冻室(温度一般为)中要比放在冷藏室(温度一般为2~8℃)中存放的时间更长久_______。
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.A
【详解】由题意可知,锌与稀硫酸反应时,a、b两试管中锌均不足量,向b中加入少量硫酸铜固体粉末,锌与铜离子在溶液中发生置换反应置换铜,在稀硫酸溶液中构成铜、铁原电池,原电池反应加快反应速率,所以b完全反应需要的时间小于a,但由于与铜离子反应消耗了部分锌,导致产生氢气的物质的量小于a,则让a、b两试管同时开始反应,符合产生氢气的物质的量随时间变化关系的图示为A,故选A。
2.B
【详解】将A和B用导线连接起来,浸入电解质溶液中,B上有电子流入,B为正极,A为负极,则金属活泼性A>B;将A、D分别投入等浓度的盐酸中,D比A反应剧烈,则金属活泼性D>A;将铜浸入B的盐溶液中,无明显变化,如果把铜浸入C的盐溶液中,有金属C析出,说明Cu能置换出C,不能置换出B,则金属活泼性:B>Cu>C;A、B、C、D四种金属的活泼性由强到弱的顺序为D>A>B>C,答案选B。
3.B
【详解】A.在氢氧燃料电池工作时,通入燃料H2的电极为负极,通入O2的电极为正极,A错误;
B.对于反应2H2O2=2H2O+O2↑,加入催化剂MnO2能够降低反应的活化能,使反应在较低条件下发生,因而可以加快反应速率;升高温度,物质的平均内能增加,活化分子数增加,活化分子之间的有效碰撞次数增加,化学反应速率加快,因而两种情况都能加快O2的生成速率,B正确;
C.由于63%的浓HNO3与Cu反应制取得到的气体为NO2,因此通过增加硝酸浓度的方法不能加快制取NO的反应速率,C错误;
D.将HCl改为等浓度的H2SO4,c(H+)增大,化学反应速率大大加快,D错误;
故合理选项是B。
4.C
【分析】不改变H2的产量,说明铁的质量不能改变。
【详解】①加H2O,浓度减小,速率减慢;②加NaOH固体,氢氧化钠与盐酸反应,氢离子浓度减小,速率减慢;③滴入几滴浓盐酸,氢离子浓度增大,速率加快;④加CHCOONa固体,与盐酸反应,氢离子浓度减小,速率减慢;⑤加NaCl溶液,实际加水,浓度减小,速率减慢;⑥滴入几滴硫酸铜溶液,铁和铜离子反应,形成Fe—Cu—盐酸原电池,加快反应速率,但氢气量减少;⑦升高温度(不考虑盐酸挥发)改10mL 1mol·L-1盐酸,浓度增大,速率加快,故C正确;
综上所述,答案为C。
【点睛】注意氢气的量不改变,氢气的量由铁的量决定,因此铁的质量不能改变,加硫酸铜,铁和铜离子反应,铁的质量减少,影响氢气的量。
5.B
【详解】根据先拐先平数值大的原则知p16.C
【详解】A. 金属钠与水的反应为放热反应,与题意不符,A错误;
B. Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应,为非氧化还原反应,与题意不符,B错误;
C. 灼热的炭与CO2反应为吸热反应,且化合价发生改变,符合题意,C正确;
D. 乙烯在氧气中的燃烧反应为放热反应,与题意不符,D错误;
答案为C。
7.D
【详解】A.化学反应除了生成新物质外,还伴随着能量的变化,有的吸热、有的放热,故A错误;
B.能量守恒定律说明,必须从外界吸收能量后才表现出吸热,故B错误;
C.能量越低越稳定,石墨完全转化为金刚石时,要吸收热量,金刚石比石墨能量高,所以石墨比金刚石稳定,故C错误;
D.化学反应是吸热还是放热取决于生成物具有的总能量和反应物具有的总能量,若生成物的总能量大于反应物的总能量,则吸热反应,反之为放热反应,故D正确;
选D。
8.B
【分析】某金属与锌、盐酸组成原电池时,锌为负极,则该金属活动性比Zn弱,某金属能和盐酸反应生成氢气,说明该金属是比较活泼的金属,能够与酸发生置换反应产生H2。
【详解】A.Al活动性比Zn强。Al与Zn及盐酸构成原电池时,Al为负极,Zn 为正极,A不符合题意;
B.Fe是比较活泼的金属,能够与盐酸发生置换反应产生H2,但金属活动性:Zn>Fe,因此Zn、Fe、HCl构成原电池时,Zn为负极,Fe为正极,B符合题意;
C.Mg活动性比Zn强,Mg、Zn及盐酸构成原电池时,Mg为负极,Zn 为正极,C不符合题意;
D.Si是非金属元素,Si单质不能与盐酸反应产生H2,D不符合题意;
故合理选项是B。
9.A
【详解】A.升高温度,分子间的有效碰撞次数增多,化学反应速率增大,故A正确;
B.其他条件保持不变,加入催化剂,单位体积内的活化分子数增多,反应速率将增大,故B错误;
C.对于反应4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g),速率之比等于系数之比,故不存在4v(NH3)=5v(O2),故C错误;
D.其他条件保持不变,延长反应时间,反应速率不变,不能提高反应的限度,故D错误;
故选A。
10.A
【详解】A. 同周期从左到右原子半径递减,故N、O、F原子半径递减,具有相同电子排布的离子,原子序数大的离子半径小,故简单离子半径均依次减小,A正确;
B. NaH、Na2O2均能与水发生氧化还原反应,CaC2与水发生非氧化还原反应,B错误;
C. 反应MgCl2(l)=Mg(l)+Cl2(g)的△H>0,△S>0,在常温下不能自发进行,C错误;
D. 对于酯化反应(△H<0),加入少量浓硫酸并加热,浓硫酸作催化剂,故该反应的反应速率和增大,加热升温,平衡左移,故平衡常数减小,D错误;
答案选A。
11.D
【分析】经5s反应达平衡,在此5s内C的平均反应速率为0.24mol L-1 s-1,生成D为3.6mol,则

据此分析解答。
【详解】A.达到平衡状态时C的产率=D的产率=×100%=60%,故A正确;
B.根据各物质的转化量之比=化学计量数之比,=,解得:x=4,故B正确;
C.同温同体积时,气体的物质的量比等于压强比,达到平衡状态时容器内气体的压强与起始时压强比==,故C正确;
D.ρ=,根据质量守恒,反应前后m不变,容积为2L的恒容密闭容器里,V也不变,故ρ为定量,密度不变,不能说明达到化学平衡状态,故D错误;
故选D。
12.C
【分析】根据原电池的构成条件分析,原电池的构成条件是:①有两个活泼性不同的电极,②将电极插入电解质溶液中,③两电极间构成闭合回路,④能自发的进行氧化还原反应。
【详解】A、锌是活泼金属,石墨能导电,锌和硫酸能自发的发生氧化还原反应,所以能形成原电池,故A错误;
B、两金属的活泼性不同,且铜片能自发的与AgNO3溶液发生氧化还原反应,所以能形成原电池,故B错误;
C、两金属的活泼性不同,但是无水乙醇是非电解质,所以不能形成原电池,故C正确;
D、两金属的活泼性不同,铁和稀盐酸自发的发生氧化还原反应,所以能形成原电池,故D错误。
故选C。
13.C
【详解】A.该柠檬电池放电过程中反应物的化学能转化为电能和生成物的化学能以及热能等,故A错误;
B.铁的活泼性大于铜,铁环作为柠檬电池的负极,Fe失去电子经过发光二极管流向铜线,故B错误;
C.铁的活泼性大于铜,铁环作为柠檬电池的负极,负极上铁失电子,电极反应为:Fe-2e-=Fe2+,故C正确;
D.酒精是非电解质,不能导电,不能将柠檬替换成盛装酒精溶液的装置,故D错误;
综上所述,说法正确的是C项,故答案为C。
14.A
【详解】A. 电解时阳极上阴离子失电子,由于放电能力Cl->OH-,所以Cl-失电子生成Cl2,阳极的电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑,A正确;
B. 电解精炼时粗铜作阳极,粗铜与电源正极相连,电极反应式为Cu-2e-=Cu2+,B错误;
C. 碱性条件下的氢氧燃料电池中,负极上H2失去电子,发生氧化反应,电极反应式为:H2-2e-+2OH-=2H2O,C错误;
D.钢铁发生电化学腐蚀,Fe在负极失电子,负极反应式:Fe-2e-=Fe2+,D错误;
故合理选项是A。
15.D
【分析】原电池中,还原剂在负极失去电子发生氧化反应,电子从负极流出,电子沿着导线流向正极,正极上氧化剂得到电子发生还原反应,内电路中阴离子移向负极、阳离子移向正极,电化学反应时,电极上电子数守恒,据此分析回答;
【详解】A. A室为负极区,阴离子向负极移动,D为阴离子交换膜,允许阴离子通过,A正确;
B. A室为负极区,X为含葡萄糖的污水,葡萄糖在负极被氧化生成二氧化碳,C室为正极区,Y为含Cr2O废水,正极反应式为 ,B正确;
C. A室为负极区,葡萄糖在负极被氧化生成二氧化碳,电极反应式为C6H12O6-24e-+6H2O=6CO2↑+24H+,C正确;
D. 理论上处理1mol的Cr2O的同时转移电子6mol,即Na+、Cl 分别定向移动6mol,即可脱除6mol的NaCl,D错误;
答案选D。
16.(1) 阳 CH4-8e-+ 10 OH- = CO+ 7H2O
(2)4.48
(3)AD
(4)2Al + 3H2O-6e-= Al2O3 + 6H+
(5)O2 + 2H2O + 4e- = 4OH-
【分析】(1)
石墨电极(C)与正极相连,作阳极,燃料电池中,负极上通入燃料所以通入甲烷的电极是负极,负极上失电子发生氧化反应,电极反应式为:CH4+10OH--8e-=CO+7H2O;
(2)
串联电池中转移电子数相等,若在标准状况下,有2.24L氧气参加反应,则转移电子的物质的量=×4=0.4mol,乙装置中铁电极上氢离子放电生成氢气,设生成氢气的体积为VL;根据反应
解得:V=4.48;
(3)
A.a与负极相连为阴极,a电极为纯铜,A正确;
B.粗铜接电源正极,作阳极,阳极上发生氧化反应,B错误;
C.阳极上Cu以及活泼性比Cu强的金属失电子,阴极上铜离子得电子生成Cu,溶解的金属与析出的金属不相等,所以CuSO4溶液的浓度保持改变,C错误;
D.Ag、Pt、Au等活泼性比Cu弱的金属在阳极不反应,形成阳极泥,所以利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属,D正确;
故答案为:AD;
(4)
电极材料b为铝,且b为阳极,Al失电子生成氧化铝,酸性条件下,铝电极的电极方程式为:2Al+3H2O-6e-=Al2O3+6H+;
(5)
若将乙装置中两电极用导线直接相连,则构成原电池,铁为负极,石墨(C)为正极,发生的电极反应为:O2+2H2O+4e-=4OH-。
17. cd 40% 增加H2O(g)的浓度 15% 0.076 9
【详解】(1)a.因为反应前后气体体积不变,所以容器中压强始终不变,a不一定达平衡状态;
b.化学反应及反应时的温度一定时,△H不变,其与反应是否达平衡无关,b不一定达平衡状态;
c.,各物质的浓度不变,反应达平衡状态;
d.CO的质量分数不变,各物质的浓度不变,反应达平衡状态;
故选cd;
(2)依题意,850℃时,K=1.0,则4min时,,c3=0.12mol/L,所以的转化率== 40%;
表中之间数值发生变化,CO浓度减小0.02mol/L,CO2浓度增大0.02mol/L,H2O浓度增大0.05mol/L,说明可能的原因是增加H2O(g)的浓度;
答案为:40%;增加H2O(g)的浓度;
(3)设参加反应的H2的物质的量为x,则可建立如下三段式:
则,x=0.03mol,CO2的平衡转化率等于=15%,反应平衡常数K等于= 0.076。
上面平衡体系中,CO2为0.17mol,H2为0.07mol,CO、H2O(g)都为0.03mol;由反应方程式可知,若参加反应的H2物质的量为y,则生成H2O的物质的量也为y,从而得出,y=0.06mol,则K1等于=9。答案为:0.076;9。
18. Zn-2e-=Zn2+ Cu2++2e-=Cu 3.2g
【分析】(1)用锌、铜作电极,锌较活泼,为原电池的负极,发生氧化反应,正极铜离子发生还原反应;
(2)结合物质的物质的量以及电极方程式计算。
【详解】(1)用锌、铜作电极,锌较活泼,为原电池的负极,发生氧化反应,电极方程式为Zn-2e-=Zn2+,正极发生还原反应,电极方程式为:Cu2++2e-=Cu,
故答案为:Zn-2e-=Zn2+;Cu2++2e-=Cu;
(2)n(Zn)= =0.05mol,
负极发生Zn-2e-=Zn2+,可失去0.1mol电子,正极发生Cu2++2e-=Cu,Cu2+得到0.1mol电子,生成的铜为0.05mol,质量为0.05mol×64g·mol-1=3.2g,故答案为:3.2。
【点睛】本题综合考查原电池知识,侧重于学生的分析能力和计算能力的考查,注意把握原电池的工作原理以及电极方程式的书写,难点(2)结合电极方程式计算。
19. 2AB 0.05 mol·L-1·min-1 不变 减小 0.75 mol·L-1 2
【分析】根据图像中反应物浓度的减少和生成物的增加计算反应方程式;根据单位时间内反应物浓度的变化量计算反应速率;根据单位体积内活化分子百分数的变化判断反应速率的变化;根据速率比等于化学计量数的比计算未知量的值。
【详解】(1)根据图像,4min时A物质减少0.8mol-0.4mol=0.4mol,B物质增加0.4mol-0.2mol=0.2mol,由于反应的物质的量变化量比等于化学计量数比,则该反应的反应方程式为2AB,故答案为:2AB;
(2)从反应开始到4min时,A物质减少0.4mol,则这段时间内A物质的反应速率v====0.05 mol·L-1·min-1,故答案为:0.05 mol·L-1·min-1;
(3)①体积不变充入氮气,反应的单位体积中活化分子百分数不变,正逆反应速率不变,故答案为:不变;
②保持压强不变充入氮气,容器体积增大,反应的单位体积中活化分子百分数减小,正逆反应速率减小,故答案为减小;
(4)5 min后测得D的浓度为0.5 mol·L-1,则D的速率v==0.1 mol·L-1·min-1,根据速率比等于化学计量数比,可以得出x=2;设反应开始时充入y mol的两种气体,经过5min后A的物质的量变为(y-1.5)mol,B的物质的量变为(y-0.5)mol,此时A、B的浓度比为3:5,则y=3mol,5min末A物质的浓度c===0.75 mol·L-1,故答案为:0.75 mol·L-1、2。
20. CaCO3CaO+CO2↑ CaO+H2O=Ca(OH)2 Ca(OH)2+Mg2+=Mg(OH)2+Ca2+ MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑ 向分液漏斗中加入少量蒸馏水,检查旋塞处是否漏水;将漏斗倒转过来,检查玻璃塞是否漏水 液体分为上下两层,下层呈紫红色 Cl2+2Br-=Br2+2Cl- Br2+SO2+2H2O=2HBr+H2SO4 蒸馏 蒸馏烧瓶、冷凝管、温度计、尾接管、锥形瓶 富集溴 ③①②
【分析】(1)海水中加入贝壳煅烧得到氧化钙溶于水生成的氢氧化钙沉淀镁离子生成氢氧化镁沉淀,反应的化学方程式为:MgCl2+Ca(OH)2=CaCl2+Mg(OH)2,过滤得到氢氧化镁沉淀中加入盐酸溶解得到氯化镁溶液,Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O,蒸发浓缩,冷却结晶,过滤洗涤得到氯化镁晶体,氯化氢气流中加热失去结晶水得到固体氯化镁固体,电解熔融氯化镁得到金属镁,反应的化学方程式为:MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑,据此分析解答;
(2)将海水蒸发浓缩得到含有溴离子的海水浓溶液,加入硫酸酸化,通入氯气置换出溴单质,用空气从含Br2的海水将Br2吹出得到含Br2的空气,用二氧化硫吸收,得到吸收液,发生的反应为SO2+2H2O+Br2=H2SO4+2HBr,然后将吸收液氯化,发生的反应为2HBr+Cl2=Br2+2HCl,得到溴水混合物,用四氯化碳萃取溴水中的溴单质,然后采用蒸馏的方法得到液溴,据此分析解答;
(3)电化学腐蚀大于化学腐蚀,金属被腐蚀时做原电池负极,据此分析解答。
【详解】(1)①制备石灰乳的化学反应方程式是CaCO3CaO+CO2↑、CaO+H2O=Ca(OH)2;
②反应Ⅰ的离子反应方程式为Ca(OH)2+Mg2+=Mg(OH)2+Ca2+;
③反应Ⅱ是工业冶炼金属镁的反应原理,反应Ⅱ的化学反应方程式为MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑;
(2)①分液漏斗使用前需检漏,检漏的方法为向分液漏斗中加入少量蒸馏水,检查旋塞处是否漏水;将漏斗倒转过来,检查玻璃塞是否漏水,在步骤③中,萃取后分液漏斗内观察到的现象是液体分为上下两层,下层呈紫红色;
②步骤①发生反应的离子方程式为Cl2+2Br-=Br2+2Cl-;步骤②发生反应的化学方程式为Br2+SO2+2H2O=2HBr+H2SO4;
③在步骤③中,分离出溴单质的实验操作的名称是分液和蒸馏,后一实验操作用到的玻璃仪器有:蒸馏烧瓶、冷凝管、温度计、尾接管、锥形瓶;
④在步骤①和步骤②之间设计了通入空气和水蒸气吹出的操作步骤的目的是富集溴;
(3)①为化学腐蚀,②为原电池且Fe为正极被保护,③为原电池且Fe为负极失去电子,则铁在其中被腐蚀由快到慢的顺序为③①②。
21.(1)1min
(2)D>C>B>A
(3)0.11mol/L
【解析】(1)
由题图可知,放出一半气体,即放出气体体积为30mL,所需要的时间为1min。
(2)
随着反应的进行,过氧化氢溶液的浓度逐渐减小,反应速率也逐渐减小,即反应速率:D>C>B>A。
(3)
该反应的化学方程式为,在5min后,收集到的气体体积不再增加,说明过氧化氢完全分解,由题图可知,生成氧气的体积为60(标准状况),则:
,所以。
22. AC K=16/15(或1.07或1.1) C N2+6H++6e→2NH3
【详解】(1)A、a点反应物的浓度大于b点,浓度越大反应速率越快,故a点反应速率更大,A正确;B、点c之后氢气的物质的量继续减小,可逆反应未达到平衡状态,反应向正反应方向进行,故B错误;C、d、e对应氢气、氨气的物质的量不变,可逆反应处于平衡状态,点d和点e处的n(N2)相同,故C正确;D、该反应正反应是放热反应,温度升高平衡向逆反应方向移动,氨气的物质的量减小,故D错误,答案选AC。
(2)令平衡时转化的氮气的物质的量浓度为x,则:
N2(g)+ 3H2(g)2NH3(g)
起始浓度(mol/L) 0.4 0.8 0
转化浓度mol/L) x 3x 2x
平衡浓度mol/L) 0.4-x 0.8-3x 2x
所以=20%
解得x=0.1
因此该温度下平衡常数K===1.07
(3)A、氢气的转化率与氮气、氢气的投入量等有关,K值大,氢气转化率不一定高,故A错误;B、氨气的产率与与氮气、氢气的投入量等有关,K值大,氨气的产量不一定大,故B错误;C、K值越大,表示反应正向进行的程度大,即正反应进行得越完全,故C正确;D、K值越大,表示反应正向进行的程度大,但该温度下不一定反应发生,反应速率不一定大,故D错误,答案选C。
(4)电解池的阴极发生得电子的还原反应,在合成氨反应中,氮气得电子,所以阴极电极反应为N2+6H++6e-→2NH3。
23. 吸热 升高温度、增大N2的浓度 CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) △ H=+206.1 kJ mol-1 N2+8H++ 6e- =2 NH 酸性 NH+H2O NH3 H2O+H+ 碱性
【详解】(1)根据题干提供的表格信息:温度升高,NH3生成量增大,说明平衡向正反应方向移动,则正反应为吸热反应,正确答案:吸热;
(2)该反应正反应是吸热反应,升高温度,化学平衡向正反应方向移动,增大了NH3生成量,升高温度也能提高反应速率;增大反应物N2浓度,加快反应速率,并使化学平衡向右移动;正确答案为:升高温度、增大N2的浓度;
(3)由表中数据可知:
①H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)△H=-285.8kJ mol-1,
②CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)△H=-283.0 kJ mol-1
③CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-890.3 kJ mol-1,
④H2O(g)=H2O(l)△H=-44.0kJ mol-1,
利用盖斯定律,将③+④-①×3-②可得:
CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H=+206.1 kJ mol-1,
正确答案为:CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H=+206.1 kJ mol-1;
(4)原电池正极得电子,发生还原反应,在HCl——NH4Cl为电解质溶液中,N2得电子生成NH4+,电极反应式为:N2+6e-+8H+=2NH4+,正确答案为:N2+8H++6e-=2NH4+;
(5)(NH4)2SO4、NH4Cl等为强酸弱碱盐,NH4+水解使溶液呈酸性,在溶液中发生:NH4++H2ONH3·H2O+H+;如果在碱性环境下,NH4++H2ONH3·H2O+H+,H+离子浓度降低,该平衡正向移动,生成的NH3·H2O分解,降低了肥效,所以在使用时要避免与碱性物质混合使用,防止降低肥效,正确答案为:酸;NH4++H2ONH3H2O+H+;碱性。
24.(1)D
(2) A 2H++2e-=H2↑ Zn+Cu2+=Zn2++Cu 8.125
(3)O2+4e-+4H+=2H2O
(4)PbO2+2e-+SO+4H+=PbSO4+2H2O
【详解】(1)A.KOH+HCl=KCl+H2O属于非氧化还原反应,没有电子转移,不能设计成原电池,A不符合题意;
B.Cu+Fe3+=Fe2++Cu2+没有配平,正确离子方程式为Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+,B不符合题意;
C.Na2O+H2O=2NaOH属于非氧化还原反应,没有电子转移,不能设计成原电池,C不符合题意;
D.Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑属于氧化还原反应,有电子转移,能设计成原电池,D符合题意;
故选D。
(2)①A.图I中化学能转化为热能,图Ⅱ中化学能主要转化为电能,所以图I中温度计的示数高于图Ⅱ的示数,A正确;
B.图I中不能形成原电池,因此没有正负极,B错误;
C.图I中不能形成原电池,气泡产生在锌棒表面,图Ⅱ中形成原电池,锌为负极,铜为正极,气泡产生在铜棒表面,C错误;
D.图Ⅱ中形成原电池,能加快反应速率,图Ⅱ中产生气体的速度比I快,D错误;
E.图I和图Ⅱ的总反应都是Zn+2H+=Zn2++H2,因此溶液酸性均减弱,E错误;
F.图Ⅱ中锌为负极,铜为正极,外电路中电流方向为Cu→Zn,F错误;
故选A。
②图Ⅱ中形成原电池,锌为负极,电极反应式为Zn-2e-=Zn2+,铜为正极,电极反应式为2H++2e-=H2;
③如果把硫酸换成硫酸铜溶液,铜电极的反应为Cu2++2e-=Cu,因此总反应为Zn+Cu2+=Zn2++Cu;当电路中转移0.25mol电子时,消耗负极材料的质量为=8.125g。
(3)由燃料电池工作原理图可知,A电极为正极,O2得电子结合氢离子生成H2O,其电极反应式为O2+4e-+4H+=2H2O。
(4)放电时,正极PbO2得电子生成PbSO4,正极的电极反应式为PbO2+2e-+SO+4H+=PbSO4+2H2O。
25.(1)光照射,温度升高,加快颜料的氧化速率
(2)温度降低,反应速率减小,肉类腐败的速率减慢
【详解】(1)光照射,温度升高,加快颜料的氧化速率,所以直接受阳光照射的一面布料容易褪色;
(2)温度降低,反应速率减小,肉类腐败的速率减慢,所以肉类放在冷冻室中要比放在冷藏室中存放的时间更长久。
答案第1页,共2页
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