第2章化学键 化学反应规律 练习卷
一、单选题
1.下列有关黄河流域的治理和生态修复的措施中,没有涉及化学变化的是
A.将废水中的有机污染物在微生物作用下降解为无害的物质
B.将沿黄河工业废水中的重金属离子沉淀处理,达标后排放
C.将含沙量大的黄河水引入低洼地区进行沉降
D.将河道中的垃圾回收分类,利用现代焚化炉进行燃烧无害化处理
2.已知断开1mol键吸收的能量为436kJ,断开1mol键吸收的能量是945.6kJ,形成1mol键放出的能量为391kJ,根据化学方程式可知,高温、高压条件下,假设1mol反应完全,则反应放出的能量为
A.369.6kJ B.277.2kJ C.184.8kJ D.92.4kJ
3.N2和H2在催化剂表面合成氢的微观历程及能量变化的示意图如图,用、、分别表示N2,H2,NH3,已知:N2(g)+3H2(g)2NH3(g),该反应属于放热反应,下列说法不正确的是
A.合成氨反应中,反应物断键吸收的能量大于生成物形成新键释放的能量
B.②一③过程,是吸热过程
C.③一④过程,N原子和H原子形成了含有极性键的NH3
D.合成氨反应中,反应物总能量大于生成物总能量
4.已知反应在不同条件下的化学反应速率如下,其中表示反应速率最快的是
A.v(N2O)=0.01 mol·L-1·s-1 B.v(NO)=0.2 mol·L-1·min-1
C.v(CO)=0.04 mol·L-1·s-1 D.v(CO2)=0.5 mol·L-1·min-1
5.镁燃料电池作为一种高能化学电源,具有良好的应用前景。如图是镁-空气燃料电池工作原理示意图。下列有关该电池的说法正确的是 ( )。
A.该电池Mg作负极,发生还原反应
B.该电池的正极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-
C.电池工作时,电子通过导线由碳电极流向Mg电极
D.当电路中通过0.2 mol电子时,消耗的O2体积为1.12 L
6.化学科学需要借助化学专用语言来描述,下列有关化学用语正确的是( )
A.N2电子式为
B.Cl-的结构示意图为
C.CO2的结构式为O—C—O
D.氯化镁的电子式:Mg2+[C]
7.2014年12月科学家发现了迄今为止最轻的冰——“冰十六”,它是水的一种结晶形式,有着像笼子一样、可以困住其他分子的结构。下列有关叙述中不正确的是
A.冰的密度比液态水小 B.冰与干冰由不同分子构成
C.“冰十六”可以包合气体分子 D.液态水转变成“冰十六”是化学变化
8.已知,现将下列4种盐酸,分别加入到4支盛有,溶液的试管中,并加水稀释到5mL,混合后到能观察到明显浑浊现象所需要的时间最少的是
A. B.
C. D.
9.等体积等浓度的两份稀硫酸a、b 中分别加入过量的锌粉,同时向a 中加入少量的CuSO4溶液,下列各图表示的是产生H2的体积V与时间t的关系,其中正确的是
A. B. C. D.
10.下列物质中,既有离子键又有共价键的是
A.CaCl2 B.NH4Cl
C.H2O D.HF
11.在一个密闭容器中发生反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)。已知反应过程中的某一时间SO2、O2和SO3的浓度分别为:0.2mol/L、0.1mol/L和0.2mol/L。当反应达到平衡时可能存在的数据正确的是
A.c(O2)=0.2mol/L B.c(SO2)=0.25mol/L
C.c(SO3)=0.4mol/L D.c(SO2)=c(SO3)=0.15mol/L
12.在恒容密闭容器中通入X并发生反应:,T1、T2温度下X的物质的量浓度c(X)随时间t变化的曲线如图所示,下列叙述正确的是
A.该反应进行到M点放出的热量大于进行到W点放出的热量
B.M点的正反应速率大于N点的逆反应速率
C.T2温度下,在时间内,
D.M点时向容器内充入一定量惰性气体,正反应速率增大
13.在给定条件下,下列加点的物质在对应的化学反应中能完全耗尽的是
A.向100.0 mL 5.00 mol/L的稀硝酸中加入5.6 g铁
B.用40.0 mI,10.00 mol/L的盐酸与10.0 g二氧化锰共热制取氯气
C.标准状况下,将1.0 g铝片投入20.0 mL,18.40 mol/L的硫酸中
D.在一定条件下,用5 mol氧气和1 mol二氧化硫合成三氧化硫
14.在一定温度下容积不变的容器中发生反应:。下列叙述中不能表示该反应达到平衡状态的是
A.单位时间内消耗n mol的同时消耗2n mol
B.容器中气体压强不再变化
C.混合气体的颜色不再改变的状态
D.
15.下列实验操作、现象与结论均正确的是
选项 实验操作 实验现象 实验结论
A 用铂蘸取某碱金属的盐溶液刻灼烧 火焰呈紫色 证明其中含有K+
B 向CuSO4溶液中通入H2S气体 出现黑色沉淀 酸性:H2S>H2SO4
C 将等浓度等体积的KI溶液和FeC13溶液混合,充分反应后 滴入KSCN溶液 溶液变红 溶液中存在平衡:2Fe3++2I-2Fe2++I2
D 用稀硫酸和锌粒制取H2时,加几滴CusO4溶液 反应速率加快 CuSO4是该反应的催化剂
A.A B.B C.C D.D
二、填空题
16.判断a、氧化锰;b、碘化氢;c、氢氧化钠;d、硫酸,属于离子化合物的有_____,属于共价化合物的有_____。
17.在100℃和200kPa的条件下,反应aA(g) bB(g)+c C(g)建立平衡后,在不加入任何物质的条件下逐步增大体系的压强(维护温度不变),下表列出的不同压强下反应建立平衡时物质B的浓度。
压强(kPa) 200 500 1000
B的浓度(mol/L) 0.04 0.1 0.27
根据表中的数据,回答下列问题:
(1)压强从200kPa增加到500kPa时,平衡_______ 移动(填“正向”或“逆向”或“不”),理由是__________________________________ 。
(2)压强从500kPa增加到1000kPa时,平衡_______ 移动(填“正向”或“逆向”或“不”),其原因可能为________________________________________________。
18.298 K,101 KPa下,在2 L密闭容器中,三种气态物质X、Y、Z的物质的量(n)随时间(t)变化的曲线如图所示,由图中数据分析可得:
(1)该反应的化学方程式为_______;
(2)反应开始至2 min,用Y表示的平均反应速率为_______;
(3)反应进行至2 min,X的转化率为_______;
(4)下列关于化学反应速率的说法中,错误的是_______。
A.化学反应速率用于表示化学反应进行的快慢
B.化学反应速率会受到反应物本身性质的影响
C.可逆反应达到化学平衡状态时,正、逆反应的速率相等且都变为0
D.增大反应物的浓度、提高反应体系温度都能增大反应速率
19.瑞典ASES公司设计的曾用于驱动潜艇的液氨﹣液氧燃料电池如图所示,该燃料电池工作时,负极的电极反应式为________;电池的总反应为________
20.T℃时,在0.5L的密闭容器中,气体A与气体B反应生成气体C,反应过程中A、B、C的浓度变化如图所示。
(1)该反应的化学方程式为___。
(2)10s内用B表示的反应速率为___。
21.用序号按要求回答下列问题:
(1)下列各组微粒:与 和 、D、金刚石和石墨 和 ,互为同位素的是_________;互为同素异形体的是________;质量数相等,但不能互称为同位素的是 ______。
(2)下列各种物质: ④Na2O2 ⑤MgCl2 ,不存在化学键的是______;只存在离子键的是______;属于共价化合物的是________;含非极性键的离子化合物是 _________ 。
(3)下列变化过程:碘的升华 NaCl固体溶于水 O2溶于水 HCl气体溶于水烧碱熔化 氯化铵受热分解,化学键没有被破坏的是__________; 仅破坏离子键的是__________;仅破坏共价键的是__________。
22.将两个铂电极插入氢氧化钾溶液中,向两极分别通入甲烷和氧气,即构成甲烷燃料电池,则通入甲烷的一极,其电极反应为:__。
23.某学习小组用利用反应2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+设计原电池,装置如图所示。请回答下列问题。
(1)实验过程中观察到电流表指针向右偏转(电流方向),则电极乙所用材料是____,电解质溶液是____,甲电极上发生的电极反应式是____,乙电极上发生的电极反应式是____。
(2)电池工作过程中,电解质溶液中的阳离子向____极移动(填“甲”或“乙”)。若电池反应过程共转移0.6mole-,则电解质溶液质量变化为____。
(3)电流表指针为0时,将乙电极换为铁电极,此时,乙电极为电池的____极(填“正”或“负”),电池总反应为____。
24.甲醚(CH3OCH3)被称为21世纪的新型燃料,它清洁、高效、具有优良的环保性能,甲醚是一种无色气体,具有轻微的醚香味,其燃烧热为1455kJ·mol-1。
(1)写出甲醚燃烧的热化学方程式____;已知H2(g)和C(s)的燃烧热分别是285.8kJ·mol-1、393.5kJ·mol-1;计算反应:4C(s)+6H2(g)+O2(g)=2CH3OCH3(g)的反应热为____。
(2)工业上利用H2和CO2合成二甲醚的反应如下:6H2(g)+2CO2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)△H<0
①一定温度下,在一个固定体积的密闭容器中进行该反应。下列能判断反应达到化学平衡状态的是____
a.c(H2)与c(H2O)的比值保持不变
b.单位时间内有2mol H2消耗时,有1molH2O生成
c.容器中气体密度不再改变
d.容器中气体压强不再改变
②温度升高,该化学平衡移动后,达到新的平衡,CH3OCH3的产率将___(填“变大”、“变小”或“不变”)
25.铁及铁的化合物应用广泛,如FeCl3可用作催化剂、印刷电路铜板腐蚀剂和外伤止血剂等。
(1)写出FeCl3溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式:___________________。
(2)若将(1)中的反应设计成原电池,请在方框内画出原电池的装置图,标出正、负极,并写出电极反应式。
__________________________
正极反应式:_________________________________________。
负极反应式:_________________________________________。
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.C
【详解】A.通过微生物的代谢作用,将废水中有毒有害的有机污染物降解为简单的、无害的物质,过程中生成了新物质,为化学变化,A不合题意;
B.将沿黄河工业废水中的重金属离子沉淀处理,达标后排放,需要加入试剂发生化学反应除去,为化学变化,B不合题意;
C.将含沙量大的黄河水引入处于黄河堤坝后的低洼地区进行沉淀,是固体沉积过程,无新物质生成,为物理变化,C符合题意;
D.将河道中的垃圾回收分类,利用现代焚化炉进行燃烧无害化处理,消灭各种病原体,过程中发生了化学反应,D不合题意;
故答案为:C。
2.D
【详解】已知断开1mol键吸收的能量为436kJ/mol,形成1mol键放出的能量为391kJ/mol,断开1mol键吸收的能量为945.6kJ,由题述反应放出的热量=断开反应物键能时吸收的总能量―形成生成物键能时放出的总能量,即,从而得出1mol完全反应放出的能量是92.4kJ。
答案选D。
3.A
【详解】A.合成氨为放热反应,反应物断键吸收能量小于生成物形成新键释放的能量,A错误;
B.②→③过程,断裂为、,H-H键断裂为两个H原子,均为吸热过程,B正确;
C.③→④过程,N原子和H原子通过共用电子对形成NH3,N-H是极性键,C正确;
D.合成氨为放热反应,反应物总能量大于生成物总能量,D正确。
答案选A。
4.C
【解析】不同条件下不同物质表示的同一反应速率比较要先统一单位,然后利用化学反应速率之比等于化学计量数之比转化为同一物质表示的速率再进行比较。
【详解】A.v(N2O)=0.01 mol·L-1·s-1=0.6 mol·L-1·min-1;
B.v(NO):v(N2O)=2:1,所以v(NO)=0.2 mol·L-1·min-1时,v(N2O)=0.1 mol·L-1·min-1;
C.v(CO):v(N2O)=1:1,所以v(CO)=0.04 mol·L-1·s-1=2.4 mol·L-1·min-1时,v(N2O)=2.4 mol·L-1·min-1;
D.v(CO2):v(N2O)=1:1,所以v(CO2)=0.5 mol·L-1·min-1时,v(N2O)=0.5mol·L-1·min-1;
综上所述反应速率最快的是C,故答案为C。
5.B
【分析】该镁-空气燃料电池中,镁做负极,失去电子,被氧化,通入空气的碳载体为正极,氧气在正极得到电子,被还原。电子从负极流向正极。
【详解】A.负极反应为:2Mg-4e-2Mg2+,Mg被氧化,A错误;
B.电解质溶液为NaCl中性溶液,所以正极反应类似吸氧腐蚀的正极反应,为O2+2H2O+4e-=4OH-,B正确;
C.原电池中,电子由负极镁流向正极碳,C错误;
D.未指定标准状况,所以无法计算其体积,D错误。
故选B。
6.B
【详解】A项、氮气分子中含有1个氮氮三键,N原子最外层达到8电子稳定结构,N2的电子式为,故A错误;
B项、Cl-的质子数为17,核外电子数为18,各层电子数分别为2、8、8,氯离子结构示意图为,故B正确;
C项、二氧化碳分子中碳原子与氧原子之间形成2对共用电子对,存在碳氧双键,结构式为O=C=O,故C错误;
D项、氯化镁为离子化合物,镁离子的电子式就是其离子符号,氯离子的电子式要带[ ]并标明所带电荷数,氯化镁的电子式:,故D错误;
故选B。
【点睛】离子化合物的电子式由阴、阳离子的电子式组合而成,但相同的离子不能合并是解答关键,也是易错点。
7.D
【详解】A.冰的密度比液态水小,选项A正确;
B.冰的分子式为H2O,干冰的分子式为CO2,二者是由不同分子构成,选项B错误;
C.根据题给信息知,“冰十六”可以包合气体分子,选项C正确;
D.液态水转变成“冰十六”是物理变化,选项D错误。
答案选D。
8.A
【详解】A.2mL,0.3mol·L-1加入后所得5mL混合溶液中盐酸浓度为=;
B.2mL,0.2mol·L-1加入后所得5mL混合溶液中盐酸浓度为=;
C.1mL,0.4mol·L-1加入后所得5mL混合溶液中盐酸浓度为=;
D.1mL,0.25mol·L-1加入后所得5mL混合溶液中盐酸浓度为=;
盐酸浓度越大反应速率越快,观察到浑浊现象所需要的时间越短;
故选A。
9.D
【详解】反应均发生Zn+2H+=Zn2++H2↑, Zn过量,则等浓度、等体积的稀硫酸完全反应,生成氢气相同。由于a中加入少量CuSO4溶液,构成Cu、Zn、硫酸原电池,加快了反应的速率,所以a反应速率快,达到反应结束时的时间短,显然只有D图象符合,故合理选项是D。
10.B
【详解】A.CaCl2是离子化合物,钙离子与氯离子之间只有离子键,故A不符合题意;
B.NH4Cl是离子化合物,铵根离子与氯离子之间是离子键,铵根离子内部含有共价键,故B符合题意;
C.H2O是共价化合物,氧原子与氢原子之间只有共价键,故C不符合题意;
D.HF是共价化合物,氢原子与氟原子之间只有共价键,故D不符合题意;
答案选B。
【点睛】氯化铵属于离子晶体,存在离子键,铵根离子中的氮原子和氢原子形成了三对共价键,一对配位键,可以从电子式的书写确定化学键的类型。
11.B
【分析】可逆反应有一定的限度,反应物不能完全转化为生成物,反应过程中的某一时间SO2、O2和SO3的浓度分别为:0.2mol/L、0.1mol/L和0.2mol/L,若极限转化,则SO2、O2和SO3的浓度分别为:0.4mol/L、0.2mol/L和0mol/L或0mol/L、0mol/L和0.4mol/L。
【详解】A.极限转化时c(O2)=0.2mol/L,但可逆反应不能完全转化,所以c(O2)<0.2mol/L,故A错误;
B.根据分析可知0<c(SO2)<0.4mol L-1 ,故B正确;
C.极限转化时c(SO3)=0.4mol/L,但可逆反应不能完全转化,所以c(SO3)<0.4mol/L,故C错误;
D.根据硫元素守恒,应有c(SO2)+c(SO3)=0.4mol L-1,所以不可能出现c(SO2)=c(SO3)=0.15mol/L,故D错误;
故答案为B。
12.B
【详解】A.反应进行到M点时消耗的X的物质的量小于W点,由于正反应是放热反应,所以反应进行到M点放出的热量比W点少,A错误;
B.温度越高反应速率越快,T1>T2,则M点的正反应速率v正大于N点的逆反应速率v逆,B正确;
C.T2温度下,在0~t1时间内,X的浓度变化为Δc(X)=(a-b) mol·L-1,则Y的浓度变化为Δc(Y)=Δc(X)=mol·L-1,所以T2温度下,在0~t1时间内,C错误;
D.恒容密闭容器中,M点时向容器内充入一定量惰性气体,惰性气体不参与反应,对反应体系各物质的浓度无影响,正反应速率不变,D错误;
答案选B。
13.A
【详解】A. n(Fe)=0.1mol,n(HNO3)=5mol/L×0.1L=0.5mol,3Fe+8HNO3=3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O,,说明铁不足量,则铁能完全耗尽,故A正确;
B. 二氧化锰和浓盐酸在加热条件下反应生成氯气,但二氧化锰和稀盐酸不反应,随着反应进行,盐酸浓度降低,所以二氧化锰不能完全消耗,故B错误;
C. 标准状况下,铝和浓硫酸发生钝化现象而阻止进一步反应,则Al不能完全消耗,故C错误;
D. 二氧化硫和氧气之间的反应为可逆反应,所以二氧化硫不能完全转化为三氧化硫,故D错误;
故选A。
14.D
【详解】A.单位时间内消耗n mol的同时消耗2n mol ,说明正逆反应速率相等,反应一定达到平衡状态,故不选A;
B.反应前后气体系数和不同,压强是变量,容器中气体压强不再变化,反应一定达到平衡状态,故不选B;
C.混合气体的颜色不再改变的状态,说明浓度不变,反应一定达到平衡状态,故不选C;
D.不能说明正逆反应速率相等,反应不一定达到平衡状态,故选D;
选D。
15.C
【详解】A.的焰色为紫色,需要透过蓝色钴玻璃才能观察到,A错误;
B.因为沉淀既不溶于水,也不溶于酸,故这种弱酸也能和发生复分解反应生产硫化铜沉淀和强酸硫酸,但这不能说明酸性强于硫酸,B错误;
C.,若反应不可逆,则等体积等浓度的和溶液恰好反应,无铁离子剩余,滴加硫氰酸钾显红色说明铁离子有剩余,因此证明该反应可逆,C正确;
D.锌和硫酸反应制取氢气时,滴加硫酸铜反应速率加快,是因为锌将铜置换出来形成了铜锌原电池,加快了反应速率,D错误;
答案选C。
【点睛】在复分解反应中,强酸可以生成弱酸,弱酸不能制强酸,但是有特殊情况存在, ,该反应可以发生,是因为沉淀既不溶于水,也不溶于酸。
16. ac bd
【详解】氧化锰是金属氧化物,是离子化合物;碘化氢是非金属化合物,是共价化合物;氢氧化钠是碱,是离子化合物;硫酸是含氧酸,是共价化合物;故属于离子化合物的有:ac;属于共价化合物的有bd。
17. 不移动 压强增大的倍数与浓度增大的倍数相同 正向 浓度增大的倍数比压强增大的倍数要大,加压至1000KPa时C物质变成了非气态物质。
【分析】(1)压强从200kPa增加到500kPa,增大了2.5倍,B的浓度从0.04mol/L增大到0.1mol/L, ,也增大了2.5倍,说明a=b+c ,改变压强平衡不移动;
(2)压强增大的倍数为1000kPa/500kPa=2 ,B的浓度增大的倍数为0.27mol/L/0.1mol/L=2.7 ,浓度增大的倍数大于压强增大的倍数,所以平衡向“正向”移动。
【详解】(1)根据表中数据,压强从200kPa增加到500kPa,增大了2.5倍,B的浓度从0.04mol/L增大到0.1mol/L,也增大了2.5倍,说明浓度增大的倍数和压强增大的倍数相同,化学计量数满足a=b+c,改变压强,化学平衡不移动;
因此,本题正确答案是:不移动;浓度增大的倍数和压强增大的倍数相同;
(2)利用表中数据可以知道,压强增大的倍数为1000kPa/500kPa=2,B的浓度增大的倍数为0.27mol/L/0.1mol/L=2.7,浓度增大的倍数大于压强增大的倍数,说明加压至1000kPa时,C物质变成了非气态物质,所以增大压强化学平衡向“正向”移动;
因此,本题正确答案是:正向;浓度增大的倍数比压强增大的倍数要大,加压至1000kPa时,C物质变成了非气态物质。
18.(1)3X+Y2Z
(2)
(3)30%
(4)C
【详解】(1)由图像可以看出,反应中X、Y的物质的量减小,Z的物质的量增多,则X、Y为反应物,Z为生成物,且△n(X):△n(Y):△n(Z)=0.3mol:0.1mol:0.2mol=3:1:2,则反应的化学方程式为:3X+Y2Z。
(2)反应开始至2 min,用Y表示的平均反应速率为。
(3)反应进行至2 min,X的转化率为=30%。
(4)A.化学反应速率是用来表示化学反应快慢的物理量,故A正确;
B.影响反应速率的主要因素为物质的本身性质,为内因,故B正确;
C.可逆反应达到化学平衡状态时,正、逆反应的速率相等且都不为0,故C错误;
D.增大反应物的浓度、提高反应体系温度都能增大反应速率,故D正确;
故选C。
19. 2NH3+6OH﹣﹣6e﹣═N2+6H2O 4NH3+3O2=2N2+6H2O
【分析】根据电池的工作原理示意图电极2是正极,电极1是负极,负极生氧化反应,根据燃料中N元素的化合价变化判断失电子数,进而完成电极反应式的书写。燃料电池的总反应是燃料燃烧的化学方程式。
【详解】在燃料电池的负极上燃料氨气失电子发生氧化反应,在碱性环境下电极1发生的电极反应为: 2NH3+6OH﹣﹣6e﹣═N2+6H2O;燃料电池的总反应是燃料燃烧的化学方程式为4NH3+3O2=2N2+6H2O。答案:2NH3+6OH﹣﹣6e﹣═N2+6H2O;4NH3+3O2=2N2+6H2O。
20. A+3B2C 0.06mol·L-1·s-1
【详解】(1)由图示可知C为生成物,A、B为反应物,由物质的变化量之比等于化学计量数之比,则该反应的化学方程式为:;
(2)10s内B的物质的量浓度的变化量为,由,故答案为:。
21. ①和③ ②和④ ⑤ ⑥ ⑤ ①和② ④ ①和③ ②和⑤ ④
【分析】(1)质子数相同,中子数不同的同一种元素形成的不同单质互为同位素;由同一种元素形成的不同单质互为同素异形体;
(2)一般活泼的金属和活泼的非金属容易形成离子键,非金属元素的原子间容易形成共价键;含有离子键的化合物是离子化合物,全部由共价键形成的化合物是共价化合物;
(3)根据物质含有的化学键类型,结合过程的变化特点判断化学键的变化。
【详解】(1)与的质子数相同均是6个、中子数不同(分别是6个和7个),二者互为同位素;H、D、T的质子数均是1个,中子数分别是0、1、2,因此互为同位素,答案选①和③;氧气和臭氧均是氧元素形成的单质,互为同素异形体,金刚石和石墨均是碳元素形成的单质,互为同素异形体,答案选②和④;与的质量数均是14,但质子数不同,二者不能互为同位素,答案选⑤;
(2)稀有气体元素的最外层已经满足8电子稳定结构,所以形成的单质中不存在化学键,答案选⑥;水分子中含有极性键,氨气分子中含有极性键,KOH中含有离子键和极性键,过氧化钠中含有离子键和非极性键,氯化镁中含有离子键,所以只存在离子键的是氯化镁,答案选⑤;全部由共价键形成的化合物是共价化合物,则属于共价化合物的是水和氨气,答案选①和②;含非极性键的离子化合物是过氧化钠,答案选④;
(3)①碘的升华是物理变化,化学键不变;②NaCl固体溶于水电离出阴阳离子,离子键被破坏;③O2溶于水是物理变化,化学键不变;④HCl气体溶于水电离出阴阳离子,共价键被破坏;⑤烧碱熔化电离出阴阳离子,离子键被破坏;⑥氯化铵受热分解发生化学变化,生成氨气和氯化氢,离子键和共价键均被破坏,则化学键没有被破坏的是①和③;仅破坏离子键的是②和⑤;仅破坏共价键的是④。
22.CH4+10OH-﹣8e-=CO32-+7H2O
【分析】燃料电池中,失电子发生氧化反应的电极为负极、得电子发生还原反应的电极为正极。
【详解】燃料电池中,失电子发生氧化反应的电极为负极、得电子发生还原反应的电极为正极,燃料电池中,氧气一般做正极,燃料一般做负极,因此在此电池中氧气做正极发生还原反应,电极反应式为:2O 2 +4H 2 O+8e - =8OH -,通入甲烷的一极做负极,发生氧化反应,电极反应式为CH4+10OH-﹣8e-=CO32-+7H2O,故答案为:CH4+10OH-﹣8e-=CO32-+7H2O。
【点睛】燃料电池中,失电子发生氧化反应的电极为负极、得电子发生还原反应的电极为正极。
23.(1) 铜片 FeCl3溶液(或硫酸铁溶液) Fe3++e-=Fe2+ Cu-2e-=Cu2+
(2) 甲 增加19.2g
(3) 负 Fe+Cu2+ = Fe2++Cu
【解析】(1)
根据电流表指针向右偏转(电流方向),则电极乙为负极,所用材料是铜,电解质溶液是FeCl3溶液(或硫酸铁溶液),甲电极为正极,其电极反应式为:Fe3++e-=Fe2+,乙电极为负极,其电极反应式为:Cu-2e-=Cu2+,故答案为:铜;FeCl3溶液(或硫酸铁溶液);Fe3++e-=Fe2+;Cu-2e-=Cu2+;
(2)
原电池中,阳离子向正极移动,则电解质溶液中的阳离子向甲极移动,若电池反应过程共转移0.6mole-,则负极溶解0.3mol铜,电解质溶液的质量增加0.3mol×64g/mol=19.2g,故答案为:甲;增加19.2g;
(3)
电流表指针为0时,将乙电极换为铁电极,此时,乙电极为电池的负极,电池总反应为:Fe+Cu2+ = Fe2++Cu,故答案为Fe+Cu2+ = Fe2++Cu。
24. CH3OCH3(g)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l) △H=-1455kJ/mol 338.8 kJ/mol ad 变小
【分析】(1)依据燃烧热的含义,结合书写方法写出热化学方程式;依据燃烧热写出热化学方程式,结合盖斯定律计算得到所需热化学方程式和对应焓变;
(2)①反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,平衡时各种物质的物质的量、浓度、含量等不再发生变化,以及由此衍生的其它量不变,可由此进行判断。
②根据反应放热,结合温度对平衡的影响作答。
【详解】(1)甲醚完全燃烧生成二氧化碳和液态水,因燃烧热为1455kJ/mol,则甲醚燃烧的热化学方程式为:CH3OCH3(g)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l) △H=-1455kJ/mol;
H2(g)和C(s)的燃烧热分别是285.8kJ mol 1、393.5kJ mol 1,由此写出热化学方程式:
①H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) △H1= 285.8 kJ/mol;
②C(s)+O2(g)=CO2(g) △H2= 393.5 kJ/mol;
③CH3OCH3(g)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l) △H3= 1455kJ/mol;
依据盖斯定律计算①×3+②×2 ③得到反应热化学方程式为:2C(s)+3H2(g)+1/2O2(g)═CH3OCH3(g) △H= 169.4 kJ/mol;
则4C(s)+6H2(g)+O2(g)═2CH3OCH3(g) △H= 338.8 kJ/mol;
故答案为CH3OCH3(g)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l) △H=-1455kJ/mol;338.8 kJ/mol;
(2)①a.在反应达平衡前,c(H2)与c(H2O)的比值在变小,故当c(H2)与c(H2O)的比值保持不变时,能说明反应达平衡;
b.单位时间内有2mol H2消耗时一定会有1mol H2O生成,故不能作为平衡的标志;
c.该反应的反应物和生成物全是气体,根据质量守恒可知,在反应过程中气体的质量一直不变,而又是恒容的容器,即气体体积不变,故气体密度ρ=m/V一直不变,故密度不变不能作为平衡的标志;
d.此反应是气体的物质的量有改变的反应,即在平衡之前,容器中气体的物质的量和压强在变化,故当压强不变时,说明反应达平衡;
故答案为ad;
②反应放热,故升高温度,平衡向逆反应方向移动,故CH3OCH3的产率将变小,故答案为变小。
【点睛】
有关达到化学平衡状态的标志是常考题型,通常有直接判断法和间接判断法两大类。
1.直接判断法:
①ν(正)=ν(逆)0,即正反应速率 = 逆反应速率
注意反应速率的方向必须有正逆之分,每个物质都可以表示出参与的化学反应速率,而其速率之比应符合方程式中的化学计量数的比值,这一点学生做题容易出错。
②各组分的浓度保持不变,包括各组分的质量分数、物质的量分数、体积分数、百分含量不变。
2.间接判断法
①在恒温恒容条件下,对于气体体积前后改变的反应,压强不变是平衡的标志,而对于气体体积前后不改变的反应,压强不能做标志。
②对于恒温恒压条件下的反应,气体体积前后改变的反应密度不变是平衡标志。
③对于恒温恒容下的反应,有非气体物质的反应,密度不变是平衡标志。
④有颜色的物质参与或生成的可逆反应,体系的颜色不再随时间而变化是平衡标志。
⑤任何化学反应都伴随着能量变化,在绝热容器中当体系温度一定时,达到平衡。
25. 2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+ 2Fe3++2e-=2Fe2+ Cu-2e-=Cu2+
【详解】(1)FeCl3溶液腐蚀铜生成CuCl2和FeCl2,反应的离子方程式为:2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+。
(2)反应2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+中Cu失电子发生氧化反应生成Cu2+,故设计成原电池时Cu作负极,选择比铜不活泼的金属或碳棒作正极,FeCl3溶液作电解质溶液,装置图为;正极反应式为2Fe3++2e-=2Fe2+;负极反应式为Cu-2e-=Cu2+。
答案第1页,共2页
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