第1章 化学反应与能量转化 单元测试(含解析) 高二上学期化学鲁科版(2019)选择性必修1

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名称 第1章 化学反应与能量转化 单元测试(含解析) 高二上学期化学鲁科版(2019)选择性必修1
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版本资源 鲁科版(2019)
科目 化学
更新时间 2023-06-27 10:49:34

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第1章 化学反应与能量转化 单元测试卷
高二上学期化学鲁科版(2019)选择性必修1
一、单选题
1.向100mL 0.4mol·L-1的氢氧化钡溶液中加入足量稀硫酸充分反应后,放出5.12kJ的热量。如果向100mL 0.4mol·L-1的稀盐酸中加入足量氢氧化钡溶液充分反应后,放出2.2kJ的热量,则硫酸钠溶液与氯化钡溶液反应的热化学方程式为(  )
A.Ba2+(aq)+ (aq)=BaSO4(s) ΔH= -2.92kJ·mol-1
B.Ba2+(aq)+ (aq)=BaSO4(s) ΔH= -0.72kJ·mol-1
C.Ba2+(aq)+ (aq)=BaSO4(s) ΔH= -18kJ·mol-1
D.Ba2+(aq)+ (aq)=BaSO4(s) ΔH= -73kJ·mol-1
2.下列叙述正确的是(  )
①电解池是将化学能转变成电能的装置
②原电池是将电能转变成化学能的装置
③金属和石墨导电均为物理变化,电解质溶液导电是化学变化
④电解池两个电极材料可以相同
A.①②③④ B.仅③④ C.仅②③④ D.仅③
3.下列事实中,与电化学腐蚀无关的是(  )
A.用铜质铆钉铆接铁板,铁板易被腐蚀
B.为了保护海轮的船壳,常在船壳上附加锌块
C.在空气中,铝表面会生成一层致密氧化膜
D.埋在潮湿土壤里的铁管比埋在干燥土壤里的铁管更容易被腐蚀
4.下列说法正确的是(  )
A.可逆反应达到平衡后,加入固体,逆反应速率加快
B.中和同、同体积的溶液和氨水,消耗盐酸中的物质的量相同
C.由可知,灰锡比白锡稳定
D.溶于的离子方程式:
5.如图所示的装置,M为活动性顺序位于氢之前的金属,N为石墨棒,关于此装置的下列叙述中,正确的是
A.M上有气体放出
B.电解质溶液中移向M极
C.M为正极,N为负极
D.导线中有电流通过,电流方向是由M到N
6.关于下列装置说法正确的是(  )
A.装置①中,盐桥中的K+移向ZnSO4溶液
B.装置②工作一段时间后,a极附近溶液的pH增大
C.用装置③精炼铜时,溶液中Cu2+的浓度一定始终不变
D.装置④中电子由Zn流向Fe,装置中有Fe2+生成
7.羟基自由基()是自然界中氧化性仅次于氟的氧化剂。我国科学家设计了一种能将苯酚氧化为和的原电池-电解池组合装置(如图所示),该装置能实现发电、环保二位一体。下列说法错误的是(  )
A.a极为正极,c极为阴极
B.a极区每产生1mol,c极区溶液质量减轻3g
C.d极的电极反应式为
D.工作时,如果II室中、数目都减小,则N为阴离子交换膜
8.下列反应过程中的能量变化情况符合下图的是(  )
A.乙醇的燃烧 B.碳酸钙的分解
C.镁和盐酸的反应 D.酸和碱的中和反应
9.下列事实中,与电化学腐蚀无关的是(  )
A.用铜质铆钉铆接铁板,铁板易被腐蚀
B.为了保护海轮的船壳,常在船壳上附加锌块
C.在空气中,银器表面会生成一层黑色的物质
D.埋在潮湿土壤里的铁管比埋在干燥土壤里的铁管更容易被腐蚀
10.锂锰电池的体积小、性能优良,是常用的一次电池。该电池反应原理如图所示,其中电解质LiClO4,溶于混合有机溶剂中,Li+通过电解质迁移入MnO2晶格中,生成LiMnO2。 下列说法错误的是(  )
A.电解质LiClO4在电池使用过程中减少
B.外电路的电流方向是由b极流向a极
C.电池正极反应式为MnO2+e-+Li+=LiMnO2
D.电极Li能与水反应,所以不能用水代替电池中的混合有机溶剂
11.某反应过程能量变化如图所示,下列说法正确的是(  )
A.改变催化剂,可改变该反应的活化能
B.该反应为放热反应,热效应等于E1-E2
C.反应过程a有催化剂参与
D.有催化剂条件下,反应的活化能等于E1+E2
12.工业上生产环氧乙烷( )的反应为:2 CH2=CH2(g) +O2(g) 2 (g) ΔH=-106 kJ·mol-1,其反应机理如下:①Ag+O2 AgO2 慢
②CH2=CH2+AgO2 +AgO 快
③CH2=CH2+6AgO 2CO2+2H2O+6Ag 快
下列有关该反应的说法正确的是(  )
A.反应的活化能等于106 kJ·mol-1
B.AgO2也是反应的催化剂
C.增大乙烯浓度能显著提高环氧乙烷的生成速率
D.理论上0.7 mol乙烯参与反应最多可得到0.6 mol环氧乙烷
13.关于下列各装置图的叙述中,错误的是(  )
A.用装置①精炼铜,则a极为粗铜,电解质溶液为CuSO4溶液
B.用装置①进行电镀,镀件接在b极上
C.装置②的总反应是:Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+
D.装置③中的铁钉几乎没被腐蚀
14.用P作阴极,Q作阳极,电解M的水溶液,电解一段时间后,再加入N能使溶液恢复到电解前的状态,正确的一组是(  )
  P Q M N
A Cu Cu CuSO4 CuSO4
B Fe 石墨 NaCl 盐酸
C Pt Pt CuSO4 Cu(OH)2
D Pt Pt NaOH H2O
A.A B.B C.C D.D
15.镍镉(Ni-Cd)可充电电池在现代生活中有广泛应用。已知某镍镉电池的电解质溶液为KOH溶液,其充、放电按下式进行:Cd + 2NiOOH + 2H2O Cd(OH)2 + 2Ni(OH)2 ,有关该电池的说法正确的是(  )
A.放电时电解质溶液中的OH-向正极移动
B.充电过程是化学能转化为电能的过程
C.放电时负极附近溶液的碱性增强
D.充电时阳极反应:Ni(OH)2-e- + OH- = NiOOH + H2O
16.二甲醚(CH3OCH3)直接燃料电池具有启动快、效率高等优点,用二甲醚燃料电池电解甲基肼(CH3-NH-NH2)制氢的装置如图所示,其中X、Y、M、N均为惰性电极。下列说法错误的是( )
A.M极的电极反应式为CH3—NH—NH2+12OH -10e =CO32-+N2↑+9H2O
B.乙中的交换膜是阴离子交换膜,OH 透过交换膜向M极移动
C.若忽略水的消耗与生成,甲中电解质溶液的pH减小,乙中电解质溶液的pH增大
D.理论上,标况下当生成6.72 L H2时,消耗CH3OCH3的质量为2.3 g
二、综合题
17.下图装置中:b电极用金属M制成,a、c、d为石墨电极,接通电源,金属M沉积于b极,b为阴极。同时a、d电极上产生气泡。试回答
(1)a连接电源的   极。b极的电极反应式为   。
(2)电解开始时,在B烧杯的中央,滴几滴淀粉溶液,你能观察到的现象是:   。此时C极上的电极反应式为:   。
(3)当d极上收集到44.8mL气体(标准状况)时停止电解,a极上的电极反应式为   ,若在b电极上沉积金属M的质量为0.432g,则此金属的摩尔质量为     。
(4)电解停止后加蒸馏水使A烧杯中的溶液体积仍为200mL。取该溶液逐滴加入到25.0mL0.1mol/L HCl溶液中,当加入25.00mL这种溶液时刚好沉淀完全。试计算电解前A烧杯中MNO3溶液的物质的量浓度为   
18.工业上常以水煤气( 和 )为原料合成甲醇。
(1)已知:
则 与 制备水煤气的热化学方程式为   。
(2)工业上通常用水煤气在恒容、催化剂和加热条件下生产甲醇,其热化学方程式为: 。以下各项能说明该反应达到平衡状态的是_______。
A.混合气体的密度保持不变 B.容器内总压强保持不变
C.CO的体积分数保持不变 D.
(3)在2L恒容容器中,分别在 、 两种温度下模拟工业合成甲醇。两种温度下不同 和CO起始组成比 与CO平衡转化率的关系如图所示:
①温度     (填“>”、“<”或“=”)。
② 时,往恒容容器中充入 、 ,经过 达到平衡,则 内用 表示的反应速率为    ,反应平衡常数    。
③b点CO平衡转化率比a点高的原因是   。
(4)研究证实, 可在酸性溶液中通过电解在阴极生成甲醇,阴极的电极反应式是   。
19.十九大报告中关于生态环境保护的论述全面而深刻,对研究NOx、SO2等大气污染物的妥善处理具有重要指导意义。
(1)已知:2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)△H=-113.0kJ·mol-1
2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)△H=-196.6kJ·mol-1
写出SO2与NO2反应生成SO3和NO的热化学反应方程式   。
(2)汽车尾气的净化装置中发生反应:2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g)△H<0。在密闭容器中充入10molCO和8molNO,发生上述反应,如图为平衡时NO的体积分数与温度,压强的关系。
①该反应达到平衡后,为在提高反应速率同时提高NO的转化率,可采取的措施有   (填字母序号)。
a.升高温度 b.增加CO的浓度 c.缩小容器的体积 d.改用高效催化剂
②压强为10MPa、温度为T1下,若反应进行到10min达到平衡状态,容器的体积为2L;用CO2的浓度变化表示的平均反应速率v(CO2)=   ;若在D点对反应容器升温的同时增大体积使体系压强减小,重新达到的平衡状态可能是图中A~G点中的   点。
(3)电解硝酸工业的尾气NO可制备NH4NO3,其工作原理如图所示,则N极应连接电源的   (填“正极”或“负极”),M极的电极反应式为   。
20.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:
(1)反应Ⅰ:2H2SO4(l)=2SO2(g)+O2(g)+2H2O(g) ΔH=+550 kJ·mol-1
它由两步反应组成:i.H2SO4(l)=SO3(g)+H2O(g) ΔH=+177 kJ·mol-1 ii. SO3(g)分解。
L(L1、L2)、X可分别代表压强和温度。下图表示L一定时,ii中SO3(g)的平衡转化率随X的变化关系。
①X代表的物理量是   。
②判断L1、L2的大小关系是   。
(2)反应Ⅱ:I-可以作为催化剂,可能的催化过程如下。
i.SO2+4I-+4H+=S↓+2I2+2H2O; ii.I2+2H2O+SO2=SO42-+4H++2I-;
探究i、ii反应速率与SO2歧化反应速率的关系,实验如下:分别将18mLSO2饱和溶液加入到2mL下列试剂中,密闭放置观察现象。(已知:I2易溶解在KI溶液中)
序号 A B C D
试剂组成 0.4mol/LKI amol/LKI 0.2mol/LH2SO4 0.2mol/L H2SO4 0.2mol/LKI 0.0002molI2
实验现象 溶液变黄,一段时间后出现浑浊 溶液变黄,出现浑浊较A快 无明显现象 溶液由棕褐色很快褪色,变成黄色,出现浑浊较A快
①B是A的对比实验,则a=   。
②比较A,B,C,可得出的结论是   。
③实验表明,SO2的歧化反应速率D>A,结合i、ii反应速率解释原因:   。
(3)在钠碱循环法中,Na2SO3溶液作为吸收液吸收SO2的过程中,pH随n(SO32-):n(HSO3-)变化关系如下表:
n(SO32-):n(HSO3-) 91:9 1:1 1:91
pH 8.2 7.2 6.2
当吸收液的pH降至约为6时,需送至电解槽再生。再生示意图如下:
①上表判断NaHSO3溶液显   性,用化学平衡原理解释:   。
②HSO3-在阳极放电的电极反应式是   ,当阴极室中溶液pH升至8以上时,吸收液再生并循环利用。简述再生原理   。
21.催化还原CO2是解决温室效应及能源问题的重要手段之一。研究表明,在Cu/ZnO催化剂存在下,CO2和H2可发生两个反应,分别生成CH3OH和CO。反应的热化学方程式如下:
I.CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) H1=-53.7kJ/mol
II.CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) H2
某实验控制CO2和H2初始投料比为1:2.2,经过相同反应时间测得如下实验数据:
T(K) 催化剂 CO2转化率(%) 甲醇选择性(%)
543 Cat.1 12.3 42.3
543 Cat.2 10.9 72.7
553 Cat.1 15.3 39.1
553 Cat.2 12.0 71.6
[备注]Cat.1:Cu/ZnO纳米棒,Cat.2:Cu/ZnO纳米片;
甲醇选择性:转化的CO2中生成甲醇的百分比。
已知:①CO和H2的标准燃烧热分别为-283.0kJ/mol和285.8kJ/mol
②H2O(1) H2O(g) H3=+440kJ/mol
请回答(不考虑温度对 H的影响):
(1)a.反应II的 H2=   kJ/mol。
b.800℃时,反应I和II对应的平衡常数分别为1.0和2.5,则该温度下反应:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)的平衡常数K的数值为   。
(2)在图中分别画出I在无催化剂、有Cat.1和有Cat.2三种情况下“反应过程-能量”示意图(在图中标注出相应的催化剂)   。
(3)工业生产甲醇还有如下方法:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)
副反应:2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+H2O(g)
若生产过理中在恒压条件下通入水蒸气,从化学平衡的角度分析该操作对生产甲醇带来的利和弊   。
(4)利用光能和光催化剂,可将CO2和H2O(g)转化为CH4和O2。紫外线照射时,在不同催化剂(1、I、III)作用下,CH4产量随光照时间的变化如下图所示。下列说法正确的是____
A.催化剂能加快化学反应速率,在反应开始时对正反应的催化效果更好
B.从图中可知催化剂I的催化效果更好
C.若光照时间足够长,三条由线将相交于一点
D.光照15h前,无论用所给的哪种催化剂,该反应均未达到平衡
(5)人们正在研究某种锂一空气电池,它是一种环境友好的蓄电池。放电时的总反应为:4Li+O2=2Li2O。在充电时,阳极区发生的过程比较复杂,目前普遍认可是按两步反应进行,请补充完整。
电极反应式:   和Li2O2-2e-=2Li++O2
答案解析部分
1.C
100mL 0.4mol·L-1 Ba(OH)2溶液中n[Ba(OH)2]=0.04mol,向H2SO4溶液中加入100mL 0.4mol·L-1 Ba(OH)2溶液反应涉及的离子方程式有Ba2+(aq)+ (aq)=BaSO4(s)、H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l),100mL 0.4mol·L-1 稀盐酸中n(HCl)=0.04mol,向足量Ba(OH)2溶液中加入100 mL 0.4 mol·L-1 稀盐酸时涉及的离子方程式为H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l),放出的热量为2.2kJ,可知H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH= - = -55kJ·mol-1,设Ba2+(aq)+ (aq)=BaSO4(s) ΔH= -QkJ·mol-1,则0.04Q+0.08mol×55kJ·mol-1=5.12kJ,解之得Q=18,所以Na2SO4溶液与BaCl2溶液反应的热化学方程式为Ba2+(aq)+ (aq)=BaSO4(s) ΔH= -18kJ·mol-1,
故答案为C。
利用盖斯定律计算,写出已知条件下的热化学方程式,在计算反应热时,在加和反应时等号同侧的相加,当乘以一个系数时反应热也要乘以这个系数;向H2SO4溶液中加入 Ba(OH)2溶液反应涉及的离子方程式有Ba2+(aq)+ (aq)=BaSO4(s)、H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l),向足量Ba(OH)2溶液中加入HCl溶液时涉及的离子方程式为H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l),据此分析。
2.B
电解质溶液导电发生了氧化还原反应,是化学变化;金属导电仅是电子的定向移动,是物理变化。电解池的两极只要能导电即可。
电解池是将电能转化为化学能的装置;原电池是将化学能转化为电能的装置;金属和石墨导电均为物理变化,电解质溶液导电是化学变化;电解池中两个电极材料可以是相同的。
3.C
A.用铜质铆钉铆接铁板时,铁、铜及周围的电解质溶液构成原电池,由于Fe的活动性比Cu强,所以Fe为原电池的负极,发生氧化反应,因此铁板易被腐蚀,与电化学腐蚀有关,A不符合题意;
B.为了保护海轮的船壳,常根据原电池反应原理,在船壳上附加活动性比铁强的锌块,铁、锌及周围的海水构成原电池,锌为负极,首先被氧化腐蚀,轮船得到了保护,与电化学腐蚀有关,B不符合题意;
C.在空气中,铝与空气中的O2发生氧化还原反应产生一层致密氧化膜Al2O3,阻止金属进一步氧化,因此铝具有一定的抗腐蚀性能,与电化学腐蚀无关,C符合题意;
D.埋在潮湿土壤里的铁管,Fe、其中的杂质C及周围的电解质溶液会构成原电池,铁作原电池的负极,发生电化学腐蚀,因而比埋在干燥土壤里的铁管更容易被腐蚀,与电化学腐蚀有关,D不符合题意;
故答案为:C。
依据原电池的构造原理分析;C项中铝表面产生一层致密氧化膜,阻止金属进一步氧化,因此铝具有一定的抗腐蚀性能。
4.C
A.可逆反应FeCl3+3KSCNFe(SCN)3 +3KCl,实质为:Fe3++3SCN-Fe(SCN)3,因此加入KCl固体,不会影响反应速率,A不符合题意;
B.由于氨水中,NH3·H2O为弱碱,因此等体积等pH的NaOH溶液和氨水,碱的物质的量:NaOH小于氨水,则氨水消耗的HCl的物质的量多,B不符合题意;
C.由可知,该反应为吸热反应,则灰锡的能量比白锡低,能量越高越不稳定,故灰锡比白锡稳定,C符合题意;
D.溶于,铵根离子水解,离子方程式为,D不符合题意;
故答案为:C。
A.加入KCl,各物质浓度不变,反应速率不受影响;
B.中和相同pH、相同体积的NaOH溶液和氨水,消耗HCl物质的量与碱的物质的量成正比;
D.铵根离子在中水解的离子方程式为。
5.B
A.由于活动性M>N,所以N为原电池的正极,在正极上溶液中的H+获得电子变为H2,所以N上有气泡产生,故A不符合题意;
B.原电池中阴离子向负极移动,M为负极,则移向M极,故B符合题意;
C.根据题意可知两个电极的活动性M>N,结合原电池反应组成可知:较活泼金属电极M电极为负极,失去电子,发生氧化反应,活动性较弱的石墨电极N为正极,故C不符合题意;
D.根据原电池反应原理可知:电子由负极M经外电路流向正极N,而电流的方向为正电荷的移动方向,电流方向与电子流向相反,因此导线中电流方向是由正极(N)流向负极(M),故D不符合题意;
故答案为:B。
原电池的角度进行分析,活泼金属作为负极,负极质量减少,正极质量增加或者生产气体,电子由负极经过导线流向正极,电流由正极经过导线流向负极,阳离子移向正极,阳离子得到电子形成单质,阴离子移向负极,负极失去电子形成阳离子。
6.B
A、装置①原电池中,Zn是负极,Cu是正极,电解质里的阳离子K+移向正极,即移向硫酸铜溶液,A不符合题意;
B、在装置②电解池中,阴极a极是氢离子发生得电子生成氢气的还原反应,该极附近碱性增强,所以a极附近溶液的pH增大,B符合题意;
C、精炼铜时,由于粗铜中含有杂质,开始时活泼的金属锌、铁等失去电子,而阴极始终是铜离子放电,所以若装置③用于电解精炼铜,溶液中的Cu2+浓度减小,C不符合题意;
D、在该原电池中,电子从负极Zn极流向正极Fe极,在铁电极上氢离子得电子生成氢气,反应实质是金属锌和氢离子之间的反应,不会产生亚铁离子,D不符合题意。
故答案为:B。
A.原电池工作时,阳离子向正极移动;
B.a为阴极,产生氢氧化钠;
C.粗铜中含铁、镍等,失电子发生氧化反应,硫酸铜溶液浓度略降低;
D.锌比铁活泼,锌作负极,铁被保护。
7.B
A. I室化合价降低,得电子,发生还原反应,因此a极为正极,b极为负极,c极为阴极,d极为阳极,故A不符合题意;
B.a极每产生1mol,转移3mol电子,c极上的电极反应式为,生成1.5mol,与此同时,有3mol从阳极室透过质子交换膜进入阴极室,因此c极区溶液质量不变,故B符合题意;
C.根据图中信息可知,d极上发生的电极反应式为,故C不符合题意;
D.II室中、数目都减小,说明离子从II室向I室和III室移动,由于阴离子移向负极(b极),阳离子移向正极(a极),因此N和M分别为阴离子交换膜和阳离子交换膜,故D不符合题意。
故答案为:B。
由图可知,a极发生还原反应,则a极为正极,b极为负极,c极为阴极,d极为阳极。
8.B
A. 乙醇的燃是放热反应,A不符合题意;
B.碳酸钙的分解是分解反应,属于吸热反应,B符合题意
C. 镁和盐酸的反属于金属与酸的反应,是放热反应,C不符合题意;
D. 酸和碱的中和反应是放热反应,D不符合题意;
故答案为:B
根据图像,该反应的反应物能量小于生成物能量,是吸热反应。
9.C
A.用铜质铆钉铆接铁板,铁、铜在电解质溶液中形成原电池,Fe为负极,Cu为正极,加快铁的腐蚀,与电化学腐蚀有关,故A不符合题意;
B.在船壳上附加锌块,Zn为负极,被腐蚀,属于牺牲阳极的阴极保护法,与电化学腐蚀有关,故B不符合题意;
C.金属银与空气中的硫化氢气体反应生成黑色硫化银的过程属于化学腐蚀,与电化学腐蚀无关,故C符合题意;
D.与埋在干燥土壤里的铁管相比,铁管在潮湿的环境下容易形成原电池,Fe为负极,C为正极,加快铁的腐蚀,与电化学腐蚀有关,故D不符合题意;
故答案为:C。
A.铁、铜在电解质溶液中形成原电池;
B.利用牺牲阳极的阴极保护法;
C.银与硫化氢反应生成硫化银的过程属于化学腐蚀;
D.铁管在潮湿的环境下容易形成原电池。
10.A
A、根据总反应方程式Li+MnO2=LiMnO2,电解质LiClO4在电池使用过程中没有被消耗,A符合题意;
B、Li为负极,MnO2为正极,原电池工作时,外电路的电流方向从正极到负极,即从b极流向a极,B不符合题意;
C、MnO2为正极,被还原,电极反应式为MnO2+e-+Li+=LiMnO2,C不符合题意;
D、因负极材料为Li,可与水反应,则不能用水代替电池中的混合有机溶剂,D不符合题意;
故答案为:A。
由图可知,该电池中,Li为负极,电极反应式为Li-e-=Li+,MnO2为正极,电极反应式为MnO2+e-+Li+=LiMnO2。
11.A
A.催化剂的作用是降低活化能,A项符合题意;
B.据图像可知,反应物的总能量高于生成物的总能量,故该反应为放热反应,热效应等于 H,B项不符合题意;
C.反应过程能量变化图像可知,反应过程b的活化能比反应过程a小,故反应过程b有催化剂参与,C项不符合题意;
D.有催化剂条件下,反应的活化能等于E1,D项不符合题意。
A.催化剂加快反应速率的原理就是通过降低活化能;
B.反应的焓变是反应物的能量和减去生成物的能量和;
C.b的活化能更小,说明b是有催化剂加入;
D.根据图像可知,有催化剂加入时,反应的活化能等于E1。
12.D
A.反应热为-106 kJ·mol-1,而不是活化能,故A不符合题意;
B.氧化银是中间产物,银单质是催化剂,故B不符合题意;
C.根据反应机理,反应速率取决于慢反应,所以增大乙烯浓度对反应速率影响不大,故C不符合题意;
D.根据反应机理,理论上0.7 mol乙烯参与反应,其中要有0.1 mol乙烯被氧化成二氧化碳,所以最多可得到0.6 mol环氧乙烷,所以D选项是符合题意的。
故答案为:D。
A.焓变不等于活化能;
B.AgO2是中间产物;
C.从反应机理分析,反应速率的快慢决定于慢反应;
D.根据AgO的分配进行计算。
13.C
装置①中,b极是阴极,发生还原反应,生成铜,故A、B不符合题意;
C、装置②中,由于铁比铜活泼,铁作为负极与氯化铁溶液反应,C符合题意;
D、浓硫酸有强氧化性,可以使铁钝化,D不符合题意;
故答案为:C。
A、电解精炼铜,粗铜做阳极,精铜做阴极;
B、电镀时,镀件作阴极,镀层金属作阳极;
C、活泼哦金属作负极,失去电子 Fe+2Fe3+=3Fe2+;
D、浓硫酸具有吸水性,在干燥的环境中铁难以腐蚀。
14.D
A.阴阳两极都是铜放电,类似于电解精炼铜,则溶液浓度是不变的,加入CuSO4,CuSO4浓度增大,故A不符合题意;
B.电解食盐水,生成NaOH、H2、Cl2,加盐酸,溶液的浓度显然不能恢复电解前的状态,应通入适量的HCl气体,故B不符合题意;
C.电解CuSO4,阴极析出铜,阳极生成氧气,应加入CuO,故C不符合题意;
D.电解NaOH溶液实际上是电解的水,加入一定量的水可恢复原浓度,故D符合题意;
故答案为:D。
用P作阴极,Q作阳极,电解M的水溶液,电解一段时间后,再加入N能使溶液恢复到电解前的状态,应首先判断电解产物,要满足溶液浓度不变,应再加入电解产物。
15.D
A. 放电时,电解质溶液中氢氧根离子向负极移动,故A项不符合题意;
B. 充电过程实际上是把电能转化为化学能的过程,故B项不符合题意;
C. 放电时,负极上电极反应式为:Cd-2e-+2OH-=Cd(OH)2,碱性减弱,故C项不符合题意;
D. 充电时,该装置是电解池,阳极上电极反应式为:Ni(OH)2-e-+OH-═NiOOH+H2O,故D项符合题意;
故答案为:D。
放电时负极上发生的电极反应式为:Cd-2e-+2OH-=Cd(OH)2,正极上发生的电极反应式为:NiOOH+e-+H2O═Ni(OH)2+OH-,充电时阳极上发生的电极反应式为:Ni(OH)2+OH--e-=NiOOH+H2O,阴极上发生的电极反应式为:Cd(OH)2+2e-═Cd+2OH-,放电时,溶液中氢氧根离子向负极移动,电解池是把电能转化为化学能的装置,据此分析作答。
16.C
A.根据H+流向可知,X为负极,Y为正极,二甲醚从b口通入,O2从c口通入,从a口排出CO2;M为阳极,N为阴极。M极发生氧化反应,电极反应式为CH3-NH-NH2+12OH -10e =CO32-+N2↑+9H2O,A项不符合题意;
B.乙中的交换膜是阴离子交换膜,OH-透过交换膜向M极移动,参与电极反应,B项不符合题意
C.甲所示的总反应为CH3OCH3+3O2=2CO2+3H2O,电解质的溶液的pH增大,乙所示的总反应消耗OH-,电解质溶液的pH减小,C项符合题意;
D.消耗2.3g甲醚时,失去0.6mol电子,所以在标况下当生成6.72LH2时,得到了0.6mol电子,电子数相等,D项不符合题意;
故答案为:C。
该题属于原电池与电解池连接在一起的题目,电极方程式可以通过判断正负极以及阴阳极得失电子进行判断,离子移动方向,在原电池中,阳离子往正极跑,阴离子往负极跑,在电解池中,阳离子往阴极跑,阴离子往阳极跑,以此来判断离子交换膜的选择,pH的判断可以通过反应前后生成的离子来判断。
17.(1)正;M++e-=M
(2)C电极周围先变蓝色;2I--2e-=I2
(3)4OH--4e-=O2↑+2H2O;108g/mol
(4)0.12mol/L
(1)因为b为阴极,故a为阳极,所以a连接电源正极;b极为阴极,发生还原反应生成M,电极反应式为: ,故答案为:正; ;(2)c为阳极,电极反应式为: ,产生碘单质,淀粉遇碘变蓝色,故答案为:C电极周围先变蓝色; ;(3)a电极为阳极,氢氧根放电生成氧气,电极反应式为: ,d极产生氢气,d极上收集到44.8mL气体即0.002mol氢气时,电路中流过0.004mol电子,b极生成金属M的物质的量为0.004mol,故金属M的摩尔质量为 ,故答案为:108g/mol;(4)根据摩尔质量可以推知M为银,银离子和氯离子会产生氯化银沉淀,根据题中“取该溶液逐滴滴加入到25.0mL0.1mol/L HCl溶液中,当加入25.00mL这种溶液时刚好沉淀完全”可推知,电解停止后稀释所得硝酸银的浓度0.1mol/L, 电解消耗了0.004mol银离子,溶液体积为0.2L,所以原溶液浓度为: ,
故答案为:0.12mol/L。
因为b为阴极,故a为阳极,c为阳极,d为阴极;a极产生氧气,c极产生I2,d极产生氢气。
18.(1)
(2)B;C
(3)<;;;提高 的比例,使反应 向正反应反向移动,提高CO的平衡转化率,且该影响因素大于温度对平衡的影响
(4)
(1)已知:① ,② ,根据盖斯定律分析,有(①-②)/2得热化学方程式为 。
(2)对于反应 。
A. 在恒容条件下,混合气体的总质量不变,所以混合气体的密度始终保持不变,故不能说明反应到平衡;B. 因为反应前后气体总物质的量不同,所以容器内总压强保持不变可以说明反应到平衡;C. CO的体积分数保持不变可以说明反应到平衡;D. 不能说明正逆反应速率相等,不能说明反应到平衡。
故答案为:BC。
(3)在2L恒容容器中,分别在 、 两种温度下模拟工业合成甲醇。两种温度下不同 和CO起始组成比 与CO平衡转化率的关系如图所示:
①反应 ,正反应方向为放热反应,所以,升温有利于平衡逆向移动,一氧化碳的平衡转化率降低,所以温度 低于 。
② 时,往恒容容器中充入 、 ,经过 达到平衡,从图分析,平衡时一氧化碳的平衡转化率为50%,则有
则 内用 表示的反应速率为 = ,反应平衡常数 =16。
③b点CO平衡转化率比a点高的原因是提高 的比例,使反应 向正反应反向移动,提高CO的平衡转化率,且该影响因素大于温度对平衡的影响。
(4) 可在酸性溶液中通过电解在阴极生成甲醇,阴极的电极反应式 。
(1)根据盖斯定律分析求解即可;
(2)根据达到化学平衡状态时,正逆反应速率相等,反应物和生成物的浓度不变,以及反应混合物中各组成成分不变来分析解答;
(3)①根据正反应方向为放热反应,升温平衡逆向移动分析判断;
②根据化学平衡三段式计算,结合反应速率和平衡常数的计算公式即可求解;
③提高 的比例,有利于平衡向正反应反向移动;
19.(1)SO2(g)+NO2(g)=SO3(g)+NO(g)△H=-41.8kJ mol-1
(2)bc;0.2mol L-1 min-1;A
(3)正极;NO+5e-+6H+=NH +H2O
(1)①2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)△H=-113.0kJ·mol-1②2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)△H=-196.6kJ·mol-1,根据盖斯定律,(②-①)÷2可得,SO2(g)+NO2(g) NO(g)+SO3(g) △H=-41.8kJ mol-1;
(2)①a.该反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,NO的转化率降低,a与题意不符;
b.增加CO的浓度,反应速率增大,NO的转化率增大,b正确;
c.缩小容器的体积,压强增大,平衡正向移动,转化率增大,反应速率增大,c正确;
d.改用高效催化剂,反应速率增大,平衡不移动,d与题意不符;
答案为bc;
②压强为10MPa、温度为T1,平衡时,NO的体积分数为图中E点,为25%,
=25%,解得x=4mol,v(CO2)= =0.2mol L-1 min-1;该反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,NO的体积分数增大,重新达到的平衡状态可能是A点;
(3)根据图像可知,NO在N极失电子生成硝酸根离子,作阳极,与电池的正极相连;NO在M极失电子生成铵根离子,电极反应式为NO+5e-+6H+=NH +H2O。
(1)根据盖斯定律计算反应热,从而写出反应的热化学方程式。
(2)①结合浓度、温度、压强、催化剂对反应速率和平衡移动的影响分析;
②结合平衡三段式进行计算。
(3)由图可知,NO在N电极上转化为NO3-,发生失电子的氧化反应,为阳极;M电极上,NO转化NH4+,发生得电子的还原反应,据此写出电极反应式。
20.(1)压强;L2>L1
(2)0.4;I 是SO2歧化反应的催化剂,H+单独存在时不具有催化作用,但H+可以加快歧化反应速率;反应ii比i快;D中由反应ii产生的H+使反应i加快
(3)。酸;HSO3-存在HSO3- H++SO32-和HSO3-+H2O H2SO3+OH-,HSO3-的电离程度大于水解程度;HSO3-+H2O﹣2e-=SO42-+3H+;氢离子在阴极得电子生成氢气,溶液中氢离子浓度降低,促使HSO3-电离生成SO32-,且钠离子进入阴极室,吸收液就可以再生。
(1)由盖斯定律得出热化学反应方程式2SO3(g)=2SO2(g)+O2(g)△H=+196kJ·mol-1;①该反应正反应为气体体积增大的反应,压强增大,平衡逆向移动,SO3的转化率减小,X代表的物理量为压强;②根据①问可知L代表的物理量为温度,该反应的正反应为吸热反应,相同压强时,温度升高,平衡正向移动,SO3的转化率增大,故L2>L1。(2)①B是A的对比实验,则其实验条件仅有是否加入硫酸一个变量,则其中加入KI的浓度应相同,均为0.4mol/L。②I 是SO2歧化反应的催化剂,H+单独存在时不具有催化作用,但H+可以加快歧化反应速率;C组实验无现象,说明硫酸不能催化该反应的进行,而A、B两组实验仅有是否含有硫酸一个变量,而B中沉淀出现较A快,说明在相同条件下,酸性条件可加快反应i的速率。(3)①根据表中的数据n(SO32-):n(HSO3-)=1:91时,溶液的pH为酸性,由此可知,NaHSO3为酸性;HSO3-在溶液中,会发生电离与水解作用HSO3- H++SO32-和HSO3-+H2O H2SO3+OH-,HSO3-的电离程度强于水解程度,故溶液呈酸性;②根据图中电解槽所示,HSO3-在阳极放电的电极方程式为:HSO3-+H2O﹣2e-=SO42-+3H+;在阴极室中,H+得电子生成H2,随着H+浓度的降低,溶液pH逐渐增大,可促使HSO3-电离生成SO32-,且Na+进入阴极室,吸收液得以再生。
(1) ① 根据总反应书写三氧化硫的分解反应方程式2SO3(g)=2SO2(g)+O2(g)△H=+196kJ·mol-1,温度升高三氧化硫转化率增大,压强增大三氧化硫转化率减小;
② 温度增大三氧化硫转化率增大,所以 L2>L1 ;
(2) ① B是A的对比实验,则其实验条件仅有是否加入硫酸一个变量,则其中加入KI的浓度应相同,均为0.4mol/L;
② 根据实验现象得到 I 是SO2歧化反应的催化剂,H+单独存在时不具有催化作用,但H+可以加快歧化反应速率 ;
③ 根据题目信息发现氢离子能够增大反应速率;
(3)亚硫酸氢根电离大于水解显酸性,关于电解的相关题目,核心在于判断阴阳极,掌握正向负、负向正的电荷移动原理,结合核心产物、电荷守恒溶液环境书写电极反应式,综合判断得出答案。
21.(1)+41.2;0.4
(2)
(3)利:通入水蒸气增大了水蒸气的浓度,使副反应平衡左移,减少副反应的发生;弊:恒压通入水蒸气相当于减压,使主反应平衡左移,甲醇平衡产量降低
(4)C;D
(5)2Li2O-2e-=2Li++Li2O2
(1)a.根据CO和H2的标准燃烧热分别为-283.0kJ/mol和285.8kJ/mol书写热化学方程式:a:CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) H=-283.0kJ/molb:H2(g)+1/2O2(g)=H2O (1) H=-285.8kJ/mol
c:H2O(1) H2O(g) H3=+44.0kJ/mol由盖斯定律分析将b-a+c得CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) H=(-285.8+283.0+44)kJ/mol=+41.2kJ/mol
B.根据热化学方程式:I.CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) H1=-53.7kJ/molII.CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) H2=+41.2kJ/mol分析,结合盖斯定律,将反应I-II得,则该温度下反应:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) H=-53.7-41.2kJ/mol=-94.9kJ/mol其反应的平衡常数K的数值 =0.4。(2)从表中数据分析,在催化剂的作用下,甲醇的选择性更大,说明催化剂Cat.2对反应的催化效果更好,催化剂能降低反应的活化能,说明使用催化剂Cat.2的反应过程中活化能更低,因此图为 。(4)在生产过程中在恒压条件下通入水蒸气,利:通入水蒸气增大了水蒸气的浓度,使副反应平衡左移,减少副反应的发生;弊:恒压通入水蒸气相当于减压,使主反应平衡左移,甲醇平衡产量降低。(5)A.催化剂能同等程度的影响反应速率,故错误;
B.从图分析催化剂的催化效果更好,故错误;
C.三条线不断上升,催化剂只能影响反应速率,不影响平衡,所以足够长的时间,甲烷的产量会相同,三条线会相交于一点,故正确;
D.因为随着时间的延长,甲烷的产量在增加,说明光照15h前,无论用所给的哪种催化剂,该反应均未达到平衡,故正确。
故答案为:CD。(5)放电的总反应为:4Li+O2=2Li2O,所以充电的总反应为2Li2O=4Li+O2,阳极电极总反应为2Li2O-4e-=4Li++O2,阳极区分两步反应,第二步Li2O2-2e-=2Li++O2,所以第一步反应为总反应-第二步反应即可得第一步反应: 2Li2O-2e-=2Li++Li2O2。
(1)盖斯定律的主要内容是化学反应的能量变化与反应经过的途径无关,而与始态和终态有关;
(2)催化剂可以加快反应速率的原理是催化剂可以降低反应的活化能;
(3)根据勒夏特列原理可知,改变反应中的某一因素,反应会向减弱这一因素的方向进行转移;
(4)根据三天线的变化趋势可知如果照射的时间足够长,那么三天线将相交于一点;达到平衡的标志是正逆反应速率相等,即甲烷的产率不会再上升;
(5)在电解池的阳极失去电子,发生的是氧化反应。