章末检测试卷(一)
(分值:100分)
一、选择题(本题包括15小题,每小题3分,共45分。每小题只有一个选项符合题意)
1.当今世界面临日益加剧的能源危机,下列关于能源的描述不正确的是( )
A.提高燃料的利用效率是解决能源危机的方向之一
B.正在探索的新能源有太阳能、氢能、风能、海洋能和生物质能等
C.新能源的优点是可以再生、没有污染或者污染很少
D.摩尔燃烧焓是评价燃料优劣的唯一标准
2.“嫦娥五号”采用“比能量”达到195 W·h·kg-1的锂离子蓄电池储存由高效太阳能电池产生的电能。太阳能电池对锂离子蓄电池充电的整个过程中的能量转化形式是( )
A.太阳能→电能
B.太阳能→电能→化学能
C.化学能→太阳能→电能
D.太阳能→化学能→电能
3.为减少目前燃料燃烧时产生的污染,同时缓解能源危机,有关专家提出了利用太阳能制取氢能的构想,如图所示。下列有关说法正确的是( )
A.H2O的分解反应是放热反应
B.氢能源已被普遍使用
C.2 mol H2O(l)具有的总能量低于2 mol H2(g)和1 mol O2(g)具有的总能量
D.氢氧燃料电池放电过程中电能转化为化学能
4.如图所示的电化学装置中,电极Ⅰ为Al,其他电极均为Cu,下列说法正确的是( )
A.盐桥中电子从右侧流向左侧
B.三个烧杯中的SO浓度都始终保持不变
C.电极Ⅱ的质量减少,电极Ⅲ的质量增加
D.电极Ⅲ的电极反应:2H2O-4e-===4H++O2↑
5.金属腐蚀会造成巨大的经济损失,甚至引起安全事故。某同学为探究铁钉腐蚀的条件,设计了如图①②③三组实验。一段时间后,该同学观察到的现象是:①中铁钉生锈;②中铁钉不生锈;③中铁钉不生锈。下列说法错误的是( )
A.①中发生的腐蚀为电化学腐蚀,发生腐蚀时,铁钉中的碳作正极
B.①中铁钉发生电化学腐蚀时,正极的电极反应式为O2+2H2O+4e-===4OH-
C.此实验得出的结论:铁钉生锈需要和水以及空气接触
D.②所用的水要经过煮沸处理,植物油可以用CCl4代替
6.(2023·合肥高二月考)氯原子对O3的分解有催化作用。反应O3+Cl·===ClO·+O2的焓变为ΔH1,反应ClO·+O·===Cl·+O2的焓变为ΔH2,大气臭氧层的分解反应是O3+O·===2O2,其焓变为ΔH,该反应的能量变化如图,下列叙述正确的是( )
A.反应O3+O·===2O2的ΔH=E1-E3
B.O3+O·===2O2是吸热反应
C.ΔH=ΔH1+ΔH2
D.氯原子改变了O3分解反应的ΔH
7.热化学离不开实验,更离不开对反应热的研究。下列有关说法正确的是( )
A.向图1的试管A中加入某一固体和液体,若注射器的活塞右移,说明A中发生了放热反应
B.将图1虚线框中的装置换为图2装置,若注射器的活塞右移,说明锌粒和稀硫酸的反应为放热反应
C.由图3可知,ΔH1小于ΔH2
D.由图3可知,ΔH3=ΔH1+ΔH2
8.电致变色器件可智能调控太阳光透过率,从而实现节能。如图是某电致变色器件的示意图。当通电时,Ag+注入到无色WO3薄膜中,生成AgxWO3,器件呈现蓝色,对于该变化过程,下列叙述错误的是( )
A.Ag为阳极
B.Ag+由银电极向变色层迁移
C.W元素的化合价升高
D.总反应为WO3+xAg===AgxWO3
9.某同学进行下列实验:
操作 现象
取一块打磨过的生铁片,在其表面滴一滴含酚酞和K3[Fe(CN)6]的食盐水 放置一段时间后,生铁片上出现如图所示“斑痕”,其边缘为红色,中心区域为蓝色,在两色环交界处出现铁锈
已知:可用加K3[Fe(CN)6](铁氰化钾)溶液生成蓝色沉淀的方法检验Fe2+。
下列说法不合理的是( )
A.生铁片发生吸氧腐蚀
B.中心区域的电极反应式为Fe-2e-===Fe2+
C.边缘处的电极反应式为O2+2H2O+4e-===4OH-
D.交界处发生的反应为4Fe2++O2+10H2O===4Fe(OH)3+8H+
10.如图为两种制备硫酸的途径(反应条件略)。下列说法不正确的是( )
A.途径①和途径②的反应热是不相等的
B.含1 mol H2SO4的浓溶液、含1 mol H2SO4的稀溶液,分别与足量的NaOH溶液反应,二者放出的热量是相等的
C.图中由SO2(g)催化氧化生成SO3(g),反应物断键吸收的总能量小于生成物成键释放的总能量
D.若ΔH1<ΔH2+ΔH3,则2H2O2(aq)===2H2O(l)+O2(g)为放热反应
11.近期中国科学院福建物构所设计了一种电催化装置(如图所示),实现了CO2在双电极电解体系中的阴、阳两极高效协同合成甲酸盐。双极膜由阴离子交换膜和阳离子交换膜组成,能将水分子解离成H+和OH-。下列说法正确的是( )
A.催化电极的电势:M>N
B.交换膜a为阴离子交换膜
C.阳极区的电极反应为CO2+2e-+H+===HCOO-
D.电路中转移电子数为4NA时,生成n(HCOO-)为3 mol
12.(2023·福建南平高二质检)西北工业大学推出一种新型Zn-NO2电池。该电池能有效地捕获NO2,将其转化为NO,再将产生的NO电解制氨,过程如图所示。下列说法错误的是( )
A.d电极为电解池的阳极
B.Zn-NO2电池总反应式为Zn+2NO2===Zn(NO2)2
C.c极区溶液的pH升高
D.电路中转移2 mol e-时,理论上能得到2 mol NH3
13.熔盐电解法已经成为乏燃料后处理研究中最常见的分离技术。一定条件下,氧化物乏燃料中的稀土氧化物Gd2O3、Nd2O3等可通过如图装置在金属Li的作用下被还原为金属单质,从而实现资源的回收利用。下列说法正确的是( )
A.阴极发生反应的电极反应式为Li++e-===Li
B.电极M接电源正极,发生还原反应
C.离子导体也可以是KCl-LiCl的水溶液
D.当电路中通过的电子数为2NA时,阳极可以产生11.2 L气体
14.钛被誉为第三金属,广泛用于航天航空等领域。硼化钒(VB2)空气电池的放电反应为4VB2+11O2===4B2O3+2V2O5,以该电池为电源制备钛的装置如图所示。
下列说法不正确的是( )
A.放电过程中,OH-由阴离子交换膜左侧向右侧迁移
B.电解槽中的阳极材料石墨电极需定期更换
C.石墨电极可能发生反应:2Cl--2e-===Cl2↑、2O2--4e-===O2↑
D.若石墨电极只收集到4.48 L Cl2,则应制备4.8 g Ti
15.以下反应可表示获得乙醇并将其用作汽车燃料的过程,下列有关说法正确的是( )
①6CO2(g)+6H2O(l)===C6H12O6(s)+6O2(g) ΔH1
②C6H12O6(s)===2C2H5OH(l)+2CO2(g) ΔH2
③C2H5OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+3H2O(l) ΔH3
A.2ΔH3=-ΔH1-ΔH2
B.在不同油耗汽车中发生反应③,ΔH3会不同
C.植物的光合作用通过反应①将热能转化为化学能
D.已知反应④C2H5OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+3H2O(g) ΔH4,则ΔH3>ΔH4
二、非选择题(本题共4小题,共55分)
16.(14分)某学生通过测定反应过程中所放出的热量来计算中和反应的反应热,将100 mL 0.5 mol·L-1盐酸与100 mL 0.55 mol·L-1NaOH溶液在如图所示的装置中进行中和反应(在稀溶液中,可以近似地认为酸、碱的密度、比热容与水的相等)。回答下列问题:
(1)从实验装置上看,图中缺少的一种玻璃仪器的作用是____________。
(2)简易量热计如果不盖杯盖,生成1 mol H2O(l)时所测得中和反应的反应热(ΔH)将____________(填“偏大”“偏小”或“不变”),判断的理由是_________________
________________________________________________________________________。
(3)实验中改用80 mL 0.50 mol·L-1盐酸和80 mL 0.55 mol·L-1NaOH溶液进行反应,与上述实验相比,二者所放出的热量____________(填“相等”或“不相等”)。
(4)若用等体积等物质的量浓度的CH3COOH溶液进行上述实验(已知弱酸电离吸热),生成1 mol H2O(l)时,所测得的中和反应的反应热的绝对值(|ΔH|)将________(填“偏大”“偏小”或“无影响”),判断的理由是_______________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)下列说法正确的是________(填字母)。
a.向内筒中加入稀碱时,应当缓慢而匀速地加入
b.将用量筒量取好的稀盐酸加入内筒后,应当快速用水冲洗量筒内壁剩余的稀盐酸至内筒中,以免造成测量误差
c.用量筒量取稀酸或碱时,眼睛必须与液体凹面最低处相平
d.内筒洗净后,未及时烘干,直接用该内筒进行实验,对生成1 mol H2O(l)时所测得的中和反应的反应热(ΔH)无影响
17.(12分)依据电化学知识,解决下列问题:
(1)图1为锌银电池,负极是Zn,正极是Ag2O,电解质是KOH溶液。写出该电池负极的电极反应式:______________________________________________________________,
电池工作时,正极区周围溶液的pH__________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)图2是一种新型燃料电池,以CO为燃料,一定比例的Li2CO3和Na2CO3的熔融混合物为电解质,图3是粗铜精炼的装置图,现用该燃料电池为电源进行粗铜的精炼实验。
①(3分)写出A极的电极反应式:___________________________________________
________________________________________________________________________。
②用该燃料电池为电源进行粗铜的精炼实验,则B极应该与__________(填“C”或“D”)极相连。
③当消耗标准状况下2.24 L O2时,C电极的质量变化为________。
18.(14分)(1)(4分)由N2O和NO反应生成N2和NO2的能量变化如图所示,若生成1 mol N2,其ΔH=________kJ·mol-1。
(2)(5分)CO、H2可用于合成甲醇和甲醚,其反应为(m、n均大于0):
反应①:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ΔH=-m kJ·mol-1
反应②:2CO(g)+4H2(g) CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH=-n kJ·mol-1
反应③:2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH<0
则m与n的关系为____________________。
(3)(5分)氨是最重要的化工产品之一。合成氨使用的氢气可以甲烷为原料制得:CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)。有关化学反应的能量变化如图所示,则CH4(g)与H2O(g)反应生成CO(g)和H2(g)的热化学方程式为____________________________________________
________________________________________________________________________。
19.(15分,每空3分)将天然气(主要成分为CH4)中的CO2、H2S资源化转化,在能源利用、环境保护等方面意义重大。
(1)CO2转化为CO、H2S转化为S的反应如下:
ⅰ.2CO2(g)===2CO(g)+O2(g) ΔH1=+566 kJ·mol-1
ⅱ.2H2S(g)+O2(g)===2H2O(l)+2S(s) ΔH2=-530 kJ·mol-1
ⅲ.CO2、H2S转化生成CO、S等物质的热化学方程式是___________________________。
(2)CO2性质稳定,是一种“惰性”分子。对于反应ⅲ,通过利用合适的催化剂可以降低反应的____,提高反应速率。
(3)我国科学家通过研制新型催化剂,设计协同转化装置实现反应,工作原理如图所示。
方案1若M3+、M2+分别为Fe3+、Fe2+。
①结合化学用语说明生成S、CO的原理:___________________________________
________________________________________________________________________。
方案2若M3+、M2+分别为EDTA-Fe3+、EDTA-Fe2+(配合物)。
已知:电流效率η(B)=×100%
②测得η(EDTA-Fe3+)≈100%,η(CO)≈80%,阴极放电的物质有________________。
③为进一步确认CO2、H2S能协同转化,对CO的来源分析如下:
来源1:CO2通过电极反应产生CO;
来源2:电解质(含碳元素)等物质发生降解,产生CO。
设计实验探究,证实来源2不成立。实验方案是_______________________________
________________________________________________________________________。
结论:方案2明显优于方案1。该研究成果为天然气的净化、资源化转化提供了工业化解决思路。
章末检测试卷(一)
1.D 2.B 3.C 4.B 5.D 6.C 7.C 8.C 9.D 10.B
11.D [催化电极M处CO2→HCOO-,碳元素化合价降低,发生还原反应,则M是阴极、N是阳极,催化电极的电势:M12.D [由图可知,锌为活泼金属,失去电子发生氧化反应,a为负极、b为正极,则c为阴极、d为阳极。Zn-NO2电池总反应为锌和二氧化氮反应生成亚硝酸锌:Zn+2NO2===Zn(NO2)2,B正确;c极区为阴极区,亚硝酸根离子发生还原反应生成NH3,溶液碱性增强,溶液的pH升高,电子转移为NO~6e-~NH3,则电路中转移2 mol e-时,理论上能得到 mol NH3,C正确、D错误。]
13.A [氧化物乏燃料中的稀土氧化物被金属Li还原,说明Li+在电极M处得电子被还原,则电极反应式为Li++e-===Li,故A正确;电极M是阴极,与电源负极相连,发生还原反应,故B错误;离子导体不能是水溶液,如果是水溶液,则阴极就没有金属Li生成,就不能还原氧化物乏燃料中的稀土氧化物,故C错误;没有说明生成的气体是否在标准状况下,体积无法确定,故D错误。]
14.D [该装置是原电池与电解池的串联,由硼化钒空气电池放电总反应推知,复合碳电极是正极,VB2电极是负极,故OH-由阴离子交换膜左侧向右侧迁移,A正确;石墨电极是电解池的阳极,电解质中阴离子(Cl-、O2-)发生氧化反应,并且生成的氧气会与石墨电极反应生成CO2,故石墨电极需定期更换,B、C正确;未指明4.48 L Cl2是否处于标准状况,不能据此计算制备Ti的质量,D错误。]
15.A [根据盖斯定律,由-①×-②×得③C2H5OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+3H2O(l) ΔH3=-ΔH1-ΔH2,所以2ΔH3=-ΔH1-ΔH2,A项正确;反应热只与反应的始态和终态有关,在不同油耗汽车中发生反应③,ΔH3相同,B项错误;植物的光合作用通过反应①将光能转化为化学能,C项错误;等物质的量的气态水的能量大于液态水的能量,即⑤H2O(l)===H2O(g) ΔH5>0,根据盖斯定律,由×(④-③)得⑤,即ΔH5=(ΔH4-ΔH3),则ΔH3<ΔH4,D项错误。]
16.(1)使强酸和强碱充分反应 (2)偏大 未盖杯盖会造成热量损失,所测得的数值变小,但ΔH为负值,所以生成1 mol H2O(l)时的反应热偏大 (3)不相等 (4)偏小 CH3COOH参与反应时电离要吸收热量,使得生成1 mol H2O(l)时的反应热的绝对值(|ΔH|)变小 (5)c
解析 (3)反应放出的热量和所用酸以及碱的量的多少有关,改用80 mL 0.50 mol·L-1盐酸与80 mL 0.55 mol·L-1氢氧化钠溶液反应,与上述实验相比,生成水的量减少,所放出的热量偏小。(5)向内筒中加入稀碱时,应当快速倒入内筒中,若缓慢而匀速地加入会造成热量散失,故a错误;将用量筒量取好的稀盐酸加入内筒后,若快速用水冲洗量筒内壁剩余的稀盐酸至内筒中,会使生成水的量增大,造成测量误差,故b错误。
17.(1)Zn+2OH--2e-===ZnO+H2O 增大
(2)①CO-2e-+CO===2CO2
②D ③增加12.8 g
解析 (1)图1为锌银电池,负极是Zn,正极是Ag2O,电解质溶液是KOH溶液,则负极的电极反应式为Zn-2e-+2OH-===ZnO+H2O;正极电极反应式为Ag2O+2e-+H2O===2Ag+2OH-,因此,电池工作时,正极区周围溶液的pH增大。(2)①图2中,A电极为负极,电极反应式为CO-2e-+CO===2CO2;②电解精炼铜时,粗铜应与燃料电池的正极即B电极相连;③利用得失电子守恒,可建立如下关系式:
O2 ~ 2Cu
0.1 mol 0.2 mol
m(Cu)=0.2 mol×64 g·mol-1=12.8 g。
18.(1)-139
(2)n>2m (3)CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g) ΔH=+161.1 kJ·mol-1
解析 (1)由题图可得,ΔH=209 kJ·mol-1-348 kJ·mol-1=-139 kJ·mol-1。
(2)根据盖斯定律,由反应②-①×2可得热化学方程式③:2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH=(2m-n) kJ·mol-1<0,所以n>2m。
(3)根据题图所示能量变化可写出热化学方程式:
①CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-846.3 kJ·mol-1
②CO2(g)===CO(g)+O2(g) ΔH=+282 kJ·mol-1
③O2(g)+H2(g)===H2O(g) ΔH=-241.8 kJ·mol-1
根据盖斯定律,由反应①+②-③×3可得目标热化学方程式:CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g) ΔH=+161.1 kJ·mol-1。
19.(1)CO2(g)+H2S(g)===CO(g)+S(s)+H2O(l) ΔH=+18 kJ·mol-1 (2)活化能
(3)①阳极反应:Fe2+-e-===Fe3+,2Fe3++H2S===2Fe2++S+2H+;H+通过质子交换膜移向阴极区,阴极反应:CO2+2e-+2H+===CO+H2O,从而产生S、CO ②CO2、H+ ③阴极区通入不含CO2的原料气,重复上述实验,无CO产生
解析 (1)由盖斯定律可知,(ⅰ+ⅱ)×可得CO2(g)+H2S(g)===CO(g)+S(s)+H2O(l) ΔH=×[(+566)+(-530)] kJ·mol-1=+18 kJ·mol-1。(共63张PPT)
第1章
章末检测试卷(一)
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1.当今世界面临日益加剧的能源危机,下列关于能源的描述不正确的是
A.提高燃料的利用效率是解决能源危机的方向之一
B.正在探索的新能源有太阳能、氢能、风能、海洋能和生物质能等
C.新能源的优点是可以再生、没有污染或者污染很少
D.摩尔燃烧焓是评价燃料优劣的唯一标准
√
选择题
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
评价燃料的优劣还应当考虑是否对环境有污染等,D错误。
2.“嫦娥五号”采用“比能量”达到195 W·h·kg-1的锂离子蓄电池储存由高效太阳能电池产生的电能。太阳能电池对锂离子蓄电池充电的整个过程中的能量转化形式是
A.太阳能→电能 B.太阳能→电能→化学能
C.化学能→太阳能→电能 D.太阳能→化学能→电能
选择题
1
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√
太阳能电池将太阳能转化为电能,给蓄电池充电时,电能再转化为化学能。
3.为减少目前燃料燃烧时产生的污染,同时缓解能源危机,有关专家提出了利用太阳能制取氢能的构想,如图所示。下列有关说法正确的是
A.H2O的分解反应是放热反应
B.氢能源已被普遍使用
C.2 mol H2O(l)具有的总能量低于2 mol H2(g)
和1 mol O2(g)具有的总能量
D.氢氧燃料电池放电过程中电能转化为化学能
选择题
√
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选择题
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H2O的分解反应是吸热反应,A项错误;
氢能源未被普遍使用,B项错误;
因为H2O的分解反应是吸热反应,所以2 mol H2O(l)具有的总能量低于2 mol H2(g)和1 mol O2(g)具有的总能量,C项正确;
氢氧燃料电池放电过程中化学能转化为电能,D项错误。
4.如图所示的电化学装置中,电极Ⅰ为Al,其他电极均为Cu,下列说法正确的是
A.盐桥中电子从右侧流向左侧
B.三个烧杯中的 浓度都始终保持不变
C.电极Ⅱ的质量减少,电极Ⅲ的质量增加
D.电极Ⅲ的电极反应:2H2O-4e-===4H++O2↑
选择题
1
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选择题
电子只能在外电路中移动,不能在盐桥中移动,故A错误;
电极Ⅱ是正极,正极上发生反应:Cu 2++2e-===Cu,所以电极Ⅱ质量增大,电极Ⅲ为阳极,铜失去电子变为铜离子,电极反应式为Cu-2e-===Cu2+,质量减小,故C、D错误。
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5.金属腐蚀会造成巨大的经济损失,甚至引起安全事故。某同学为探究铁钉腐蚀的条件,设计了如图①②③三组实验。一段时间后,该同学观察到的现象是:①中铁钉生锈;②中铁钉不生锈;③中铁钉不生锈。下列说法错误的是
选择题
1
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A.①中发生的腐蚀为电化学腐蚀,发生腐蚀时,
铁钉中的碳作正极
B.①中铁钉发生电化学腐蚀时,正极的电极反
应式为O2+2H2O+4e-===4OH-
C.此实验得出的结论:铁钉生锈需要和水以及空气接触
D.②所用的水要经过煮沸处理,植物油可以用CCl4代替
选择题
1
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√
选择题
①中不纯的铁钉在有水和氧气的环境中,铁钉发生的腐蚀为电化学腐蚀,发生腐蚀时,铁为负极、铁钉中的碳作正极,电极反应式为O2+2H2O+4e-===4OH-,A、B正确;
与①相比,②中植物油隔绝了氧气、③中碱石灰吸收了水分,一段时间后,根据该同学观察到的现象,可得出结论:铁钉生锈需要和水以及空气接触,C正确;
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选择题
②所用的水要经过煮沸处理以除去溶解氧,但CCl4密度大于水,植物油不可以用CCl4代替,D错误。
1
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6.(2023·合肥高二月考)氯原子对O3的分解有催化作用。反应O3+Cl·===
ClO·+O2的焓变为ΔH1,反应ClO·+O·===Cl·+O2的焓变为ΔH2,大气臭氧层的分解反应是O3+O·===2O2,其焓变为ΔH,该反应的能量变化如图,下列叙述正确的是
A.反应O3+O·===2O2的ΔH=E1-E3
B.O3+O·===2O2是吸热反应
C.ΔH=ΔH1+ΔH2
D.氯原子改变了O3分解反应的ΔH
选择题
√
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19
选择题
反应热等于反应产物的总能量减去反应物的总能量,则反应O3+O·===2O2的ΔH=E3-E2,A项错误;
由图像可以看出,反应物的总能量大于反应产物的总能量,反应为放热反应,B项错误;
已知:①O3+Cl·===ClO·+O2 ΔH1;②ClO·+O·===Cl·+O2 ΔH2,利用盖斯定律,①+②可得O3+O·===2O2 ΔH=ΔH1+ΔH2,故C正确。
1
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7.热化学离不开实验,更离不开对反应热的研究。下列有关说法正确的是
选择题
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A.向图1的试管A中加入某一固体和液体,若注
射器的活塞右移,说明A中发生了放热反应
B.将图1虚线框中的装置换为图2装置,若注射
器的活塞右移,说明锌粒和稀硫酸的反应为
放热反应
C.由图3可知,ΔH1小于ΔH2
D.由图3可知,ΔH3=ΔH1+ΔH2
选择题
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很多物质的溶解过程也是放热的,图1的试管A中加入某一固体和液体,若注射器的活塞右移,不能说明A中发生了放热反应,A错误;
选择题
由于锌粒与稀硫酸反应生成了H2,因此将图1虚线框中的装置换为图2装置,若注射器的活塞右移,不能说明锌粒和稀硫酸的反应为放热反应,B错误;
等质量气态硫的能量比固态硫的能量高,反应①放出的热量比反应②的多,放热反应的焓变为负值,因此ΔH1小于ΔH2,C正确;
由图3可知,ΔH2=ΔH1+ΔH3,D错误。
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8.电致变色器件可智能调控太阳光透过率,从而实现节能。如图是某电致变色器件的示意图。当通电时,Ag+注入到无色WO3薄膜中,生成AgxWO3,器件呈现蓝色,对于该变化过程,下列叙述错误的是
A.Ag为阳极
B.Ag+由银电极向变色层迁移
C.W元素的化合价升高
D.总反应为WO3+xAg===AgxWO3
选择题
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根据题给信息,通电时Ag+注入无色WO3薄膜中生成AgxWO3,可知Ag为阳极,失去电子,发生氧化反应:Ag
-e-===Ag+,Ag+通过固体电解质向电致变色层迁移,总反应为WO3+xAg===AgxWO3,A、B、D项正确;
9.某同学进行下列实验:
选择题
操作 现象
取一块打磨过的生铁片,在其表面滴一滴含酚酞和K3[Fe(CN)6]的食盐水
放置一段时间后,生铁片上出现如图所示“斑痕”,其边缘为红色,中心区域为蓝色,在两色环交界处出现铁锈
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已知:可用加K3[Fe(CN)6](铁氰化钾)溶液生成蓝色沉淀的方法检验Fe2+。
下列说法不合理的是
A.生铁片发生吸氧腐蚀
B.中心区域的电极反应式为Fe-2e-===Fe2+
C.边缘处的电极反应式为O2+2H2O+4e-===4OH-
D.交界处发生的反应为4Fe2++O2+10H2O===4Fe(OH)3+8H+
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选择题
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生铁片边缘处为红色,说明生成了OH-,电极反应式为O2+2H2O+4e-===4OH-,生铁片发生吸氧腐蚀,故A、C项合理;
根据实验现象,中心区域为蓝色,说明生成Fe2+,电极反应式为Fe-2e-===Fe2+,故B项合理;
在两色环交界处出现铁锈,是因为生成的氢氧化亚铁被氧气氧化生成氢氧化铁,氢氧化铁进一步转化为铁锈,故D项不合理。
选择题
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10.如图为两种制备硫酸的途径(反应条件略)。下列说法不正确的是
A.途径①和途径②的反应热是不相等的
B.含1 mol H2SO4的浓溶液、含1 mol H2SO4
的稀溶液,分别与足量的NaOH溶液反应,
二者放出的热量是相等的
C.图中由SO2(g)催化氧化生成SO3(g),反应物断键吸收的总能量小于生成
物成键释放的总能量
D.若ΔH1<ΔH2+ΔH3,则2H2O2(aq)===2H2O(l)+O2(g)为放热反应
选择题
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浓硫酸溶于水放热,故B错误。
11.近期中国科学院福建物构所设计了一种电催化装置(如图所示),实现了CO2在双电极电解体系中的阴、阳两极高效协同合成甲酸盐。双极膜由阴离子交换膜和阳离子交换膜组成,能将水分子解离成H+和OH-。下列说法正确的是
A.催化电极的电势:M>N
B.交换膜a为阴离子交换膜
C.阳极区的电极反应为CO2+2e-+H+===HCOO-
D.电路中转移电子数为4NA时,生成n(HCOO-)为3 mol
选择题
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催化电极M处CO2→HCOO-,碳元素化合价降低,发生还原反应,则M是阴极、N是阳极,催化电极的电势:MM是阴极,氢离子移向M,交换膜a为阳离子交换膜,B错误;
阴极区发生还原反应,电极反应为CO2+2e-+H+===HCOO-,C错误;
选择题
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根据得失电子守恒,电路中转移电子数为4NA时,阳极生成n(HCOO-)=1 mol,阴极生成n(HCOO-)=2 mol,所以两极共生成n(HCOO-)为3 mol,D正确。
12.(2023·福建南平高二质检)西北工业大学推出一种新型Zn-NO2电池。该电池能有效地捕获NO2,将其转化为 ,再将产生的 电解制氨,过程如图所示。下列说法错误的是
A.d电极为电解池的阳极
B.Zn-NO2电池总反应式为Zn+2NO2
===Zn(NO2)2
C.c极区溶液的pH升高
D.电路中转移2 mol e-时,理论上能得到2 mol NH3
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选择题
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由图可知,锌为活泼金属,失去电子发生氧化反应,a为负极、b为正极,则c为阴极、d为阳极。Zn-NO2电池总反应为锌和二氧化氮反应生成亚硝酸锌:Zn+2NO2===Zn(NO2)2,B正确;
选择题
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13.熔盐电解法已经成为乏燃料后处理研究中最常见的分离技术。一定条件下,氧化物乏燃料中的稀土氧化物Gd2O3、Nd2O3等可通过如图装置在金属Li的作用下被还原为金属单质,从而实现资源的回收利用。下列说法正确的是
A.阴极发生反应的电极反应式为Li++e-===Li
B.电极M接电源正极,发生还原反应
C.离子导体也可以是KCl-LiCl的水溶液
D.当电路中通过的电子数为2NA时,阳极可以
产生11.2 L气体
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选择题
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选择题
氧化物乏燃料中的稀土氧化物被金属Li还原,说明Li+在电极M处得电子被还原,则电极反应式为Li++e-===Li,故A正确;
电极M是阴极,与电源负极相连,发生还原反应,故B错误;
离子导体不能是水溶液,如果是水溶液,则阴极就没有金属Li生成,就不能还原氧化物乏燃料中的稀土氧化物,故C错误;
没有说明生成的气体是否在标准状况下,体积无法确定,故D错误。
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14.钛被誉为第三金属,广泛用于航天航空等领域。硼化钒(VB2)空气电池的放电反应为4VB2+11O2===4B2O3+2V2O5,以该电池为电源制备钛的装置如图所示。
选择题
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下列说法不正确的是
A.放电过程中,OH-由阴离子
交换膜左侧向右侧迁移
B.电解槽中的阳极材料石墨电
极需定期更换
C.石墨电极可能发生反应:2Cl--2e-===Cl2↑、2O2--4e-===O2↑
D.若石墨电极只收集到4.48 L Cl2,则应制备4.8 g Ti
选择题
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该装置是原电池与电解池的串联,由硼化钒空气电池放电总反应推知,复合碳电极是正极,VB2电极是负极,故OH-由阴离子交换膜左侧向右侧迁移,A正确;
选择题
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石墨电极是电解池的阳极,电解质中阴离子(Cl-、O2-)发生氧化反应,并且生成的氧气会与石墨电极反应生成CO2,故石墨电极需定期更换,B、C正确;
未指明4.48 L Cl2是否处于标准状况,不能据此计算制备Ti的质量,D错误。
选择题
15.以下反应可表示获得乙醇并将其用作汽车燃料的过程,下列有关说法正确的是
①6CO2(g)+6H2O(l)===C6H12O6(s)+6O2(g) ΔH1
②C6H12O6(s)===2C2H5OH(l)+2CO2(g) ΔH2
③C2H5OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+3H2O(l) ΔH3
A.2ΔH3=-ΔH1-ΔH2
B.在不同油耗汽车中发生反应③,ΔH3会不同
C.植物的光合作用通过反应①将热能转化为化学能
D.已知反应④C2H5OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+3H2O(g) ΔH4,则ΔH3>ΔH4
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反应热只与反应的始态和终态有关,在不同油耗汽车中发生反应③,ΔH3相同,B项错误;
植物的光合作用通过反应①将光能转化为化学能,C项错误;
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16.某学生通过测定反应过程中所放出的热量来计算中和反应的反应热,将100 mL 0.5 mol·L-1盐酸与100 mL 0.55 mol·L-1NaOH溶液在如图所示的装置中进行中和反应(在稀溶液中,可以近似地认为酸、碱的密度、比热容与水的相等)。回答下列问题:
(1)从实验装置上看,图中缺少的一种玻璃仪器的作用是_______________
_________。
使强酸和强碱
充分反应
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(2)简易量热计如果不盖杯盖,生成1 mol H2O(l)时所测得中和反应的反应热(ΔH)将_____(填“偏大”“偏小”或“不变”),判断的理由是__________________________
________________________________________________
_______________。
偏大
未盖杯盖会造成热量损失,
所测得的数值变小,但ΔH为负值,所以生成1 mol H2O(l)
时的反应热偏大
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(3)实验中改用80 mL 0.50 mol·L-1盐酸和80 mL 0.55 mol·L-1NaOH溶液进行反应,与上述实验相比,二者所放出的热量__________(填“相等”或“不相等”)。
不相等
非选择题
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反应放出的热量和所用酸以及碱的量的多少有关,改用80 mL 0.50 mol·L-1盐酸与80 mL 0.55 mol·L-1氢氧化钠溶液反应,与上述实验相比,生成水的量减少,所放出的热量偏小。
非选择题
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(4)若用等体积等物质的量浓度的CH3COOH溶液进行上述实验(已知弱酸电离吸热),生成1 mol H2O(l)时,所测得的中和反应的反应热的绝对值(|ΔH|)将______(填“偏大”
“偏小”或“无影响”),判断的理由是______________
_____________________________________________________________________。
偏小
CH3COOH参与
反应时电离要吸收热量,使得生成1 mol H2O(l)时的反应热的绝对值(|ΔH|)变小
非选择题
(5)下列说法正确的是____(填字母)。
a.向内筒中加入稀碱时,应当缓慢而匀速地加入
b.将用量筒量取好的稀盐酸加入内筒后,应当快速
用水冲洗量筒内壁剩余的稀盐酸至内筒中,以免
造成测量误差
c.用量筒量取稀酸或碱时,眼睛必须与液体凹面最低处相平
d.内筒洗净后,未及时烘干,直接用该内筒进行实验,对生成1 mol H2O(l)
时所测得的中和反应的反应热(ΔH)无影响
c
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向内筒中加入稀碱时,应当快速倒入内筒中,若缓慢而匀速地加入会造成热量散失,故a错误;
将用量筒量取好的稀盐酸加入内筒后,若快速用水冲洗量筒内壁剩余的稀盐酸至内筒中,会使生成水的量增大,造成测量误差,故b错误。
非选择题
17.依据电化学知识,解决下列问题:
(1)图1为锌银电池,负极是Zn,正极是Ag2O,电解质是KOH溶液。写出该电池负极的电极反应式:____________________________,电池工作时,正极区周围溶液的pH______(填“增大”“减小”或“不变”)。
Zn+2OH--2e-===ZnO+H2O
增大
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图1为锌银电池,负极是Zn,正极是Ag2O,电解质溶液是KOH溶液,则负极的电极反应式为Zn-2e-+2OH-===ZnO+H2O;正极电极反应式为Ag2O+2e-+H2O===2Ag+2OH-,因此,电池工作时,正极区周围溶液的pH增大。
非选择题
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(2)图2是一种新型燃料电池,以CO为燃料,一定比例的Li2CO3和Na2CO3的熔融混合物为电解质,图3是粗铜精炼的装置图,现用该燃料电池为电源进行粗铜的精炼实验。
①写出A极的电极反应式:_______________________。
非选择题
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②用该燃料电池为电源进行粗铜的精炼实验,则B极应该与___(填“C”或“D”)极相连。
D
电解精炼铜时,粗铜应与燃料电池的正极即B电极相连;
非选择题
③当消耗标准状况下2.24 L O2时,C电极的质量变化为___________。
增加12.8 g
利用得失电子守恒,可建立如下关系式:
O2 ~ 2Cu
0.1 mol 0.2 mol
m(Cu)=0.2 mol×64 g·mol-1=12.8 g。
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18.(1)由N2O和NO反应生成N2和NO2的能量变化如图所示,若生成1 mol N2,其ΔH=________kJ·mol-1。
-139
由题图可得,ΔH=209 kJ·mol-1-348 kJ·mol-1=-139 kJ·mol-1。
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(2)CO、H2可用于合成甲醇和甲醚,其反应为(m、n均大于0):
反应①:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ΔH=-m kJ·mol-1
反应②:2CO(g)+4H2(g) CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH=-n kJ·mol-1
反应③:2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH<0
则m与n的关系为______。
n>2m
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根据盖斯定律,由反应②-①×2可得热化学方程式③:2CH3OH(g)
CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH=(2m-n) kJ·mol-1<0,所以n>2m。
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(3)氨是最重要的化工产品之一。合成氨使用的氢气可以甲烷为原料制得:CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)。有关化学反应的能量变化如图所示,则CH4(g)与H2O(g)反应生成CO(g)和H2(g)的热化学方程式为_______________
______________________________________。
CH4(g)+H2O(g)
CO(g)+3H2(g) ΔH=+161.1 kJ·mol-1
非选择题
根据题图所示能量变化可写出热化学方程式:
①CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-846.3 kJ·mol-1
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非选择题
根据盖斯定律,由反应①+②-③×3可得目标热化学方程式:CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g) ΔH=+161.1 kJ·mol-1。
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非选择题
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19.将天然气(主要成分为CH4)中的CO2、H2S资源化转化,在能源利用、环境保护等方面意义重大。
(1)CO2转化为CO、H2S转化为S的反应如下:
ⅰ.2CO2(g)===2CO(g)+O2(g) ΔH1=+566 kJ·mol-1
ⅱ.2H2S(g)+O2(g)===2H2O(l)+2S(s) ΔH2=-530 kJ·mol-1
ⅲ.CO2、H2S转化生成CO、S等物质的热化学方程式是_______________
_________________________________________。
CO2(g)+H2S(g)
===CO(g)+S(s)+H2O(l) ΔH=+18 kJ·mol-1
非选择题
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(2)CO2性质稳定,是一种“惰性”分子。对于反应ⅲ,通过利用合适的催化剂可以降低反应的_______,提高反应速率。
活化能
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(3)我国科学家通过研制新型催化剂,设计协同转化装置实现反应,工作原理如图所示。
[方案1]若M3+、M2+分别为Fe3+、Fe2+。
①结合化学用语说明生成S、CO的原理:____________________________
_________________________________________________________________________________________________________________。
阳极反应:Fe2+-e-===Fe3+,
2Fe3++H2S===2Fe2++S+2H+;H+通过质子交换膜移向阴极区,阴极反应:CO2+2e-+2H+===CO+H2O,从而产生S、CO
非选择题
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[方案2]若M3+、M2+分别为EDTA-Fe3+、EDTA-Fe2+(配合物)。
②测得η(EDTA-Fe3+)≈100%,η(CO)≈80%,阴极放电的物质有__________。
CO2、H+
非选择题
③为进一步确认CO2、H2S能协同转化,对CO的来源分析如下:
来源1:CO2通过电极反应产生CO;
来源2:电解质(含碳元素)等物质发生降解,
产生CO。
设计实验探究,证实来源2不成立。实验
方案是____________________________________________________。
结论:方案2明显优于方案1。该研究成果为天然气的净化、资源化转化提供了工业化解决思路。
阴极区通入不含CO2的原料气,重复上述实验,无CO产生
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