化学·反应原理
第2讲 化学平衡状态 化学平衡的移动
>0
C.CH3CH2OH(g) CH2 CH2(g)+H2O(g)
ΔH>0
1.(2022·河南洛阳12月统测)在一定温度下,可 D.2C6H5CH2CH3(g)+O2(g) 2C6H5CH
逆反应A(g)+3B(g) 2C(g)达到平衡的标志是 CH2(g)+2H2O(g) ΔH<0
( ) 5.(2022·北京海淀期末)已知反应2CH3OH(g)
A.A,B,C的分子数之比为1∶3∶2 CH3OCH3(g)+H2O(g)某温度下的平衡常数为
B.C生成速率与A生成速率相等 400。此温 度 下,在2L的 密 闭 容 器 中 加 入 a mol
C.单位时间内生成nmolA同时生成3nmolB CH3OH,反应到某时刻测得各组分的浓度如下:
D.A,B,C的浓度不再变化
物质 CH3OH CH3OCH3 H2O
2.(2022·山东菏泽第一中学12月月考)下列说
浓度/(mol·L-1法正确的是 ( ) ) 0.44 0.6 0.6
A.温度和压强一定时,对于可逆反应:2NO2(g) 下列说法正确的是 ( )
N2O4(g),混合气体的密度不再改变,则反应达到 A.a=1.64
平衡状态 B.此时刻正反应速率大于逆反应速率
B.已 知:H2(g)+F2(g) 2HF(g) ΔH = C.若起始时加入2amolCH3OH,则达到平衡时
-270kJ·mol-1,则1mol氢气与1mol氟气反应生 CH3OH的转化率增大
成2mol液态氟化氢放出的热量小于270kJ D.若混合气体的平均摩尔质量不再变化,则说明
C.500℃、30MPa下,将0.5molN2 和1.5mol 反应已达到平衡状态
H2 置于密闭的容器中充分反应生成 NH3(g),放热 6.(2022·北京西城期末)将0.2mol·L-1的 KI
19.3kJ,其 热 化 学 方 程 式 为:N2(g)+3H2(g) 溶液和0.05mol·L-1Fe2(SO4)3 溶液等体积混合后,
2NH3(g) ΔH=-38.6kJ·mol-1 取混合液分别完成下列实验,能说明溶液中存在化学
D.已知:C(s,金刚石) C(s,石墨) ΔH = 平衡“2Fe3++2I- 2Fe2++I2”的是 ( )
-1.5kJ·mol-1,说明金刚石更稳定
实验编号 实验操作 实验现象
3.(2022·安徽安庆第二中学质检)在一定温度
下,恒容密闭容器中,充入一定量的NO和O ,发生反 ① 滴入KSCN溶液 溶液变红色2
应O2(g)+2NO(g) 2NO2(g),反应已达到平衡的 ② 滴入AgNO3 溶液 有黄色沉淀生成
标志是 ( ) ③ 滴入K3[Fe(CN)6]溶液 有蓝色沉淀生成
A.反应混合物中各组分的浓度相等 ④ 滴入淀粉溶液 溶液变蓝色
B.混合气体的密度不再改变
C.混合气体的颜色不再变化 A.①和② B.②和④
D.O2、NO、NO2 三种物质的反应速度之比为1∶ C.③
和④ D.①和③
2∶2 7.(2022·辽宁师大附中期中)在密闭容器中的一
4.(2022·山东菏泽第一中学12月月考)一定条 定量混合气体发生反应:xA(g)+yB(g) zC(g),达
件下,下列反应中水蒸气含量随反应时间的变化趋势 到平衡时,测得A的浓度为0.5mol/L,在温度不变的
符合下图的是 ( ) 条件下,将容器的体积扩大到两倍,使再达到平衡,测
得A的浓度降低为0.3mol/L,下列有关判断正确的是
( )
A.x+yB.平衡向正反应方向移动
C.C的体积分数下降
D.A的转化率提高
8.(2022·福建泉州五校联考)一定条件下,向容
A.CO2(g)+2NH3(g) CO(NH2)2(s)+H2O(g) 积为2L的密闭容器中充入1molCO2 和3molH2,
ΔH<0 发生如下反应:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+
B.CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) ΔH H2O(g),5min后反应达到平衡时c(CH3OH)为0.2
31
小题狂刷 高考专题特训
mol·L-1。CO2(g)的平衡物质的量浓度c(CO2)与温
度关系如图所示。下列说法错误的是 (
)
高频题特训
1.(2022·山东临沂兰陵月考)已知NO2 和N2O4
可以相互转化:2NO2(g) N2O4(g) ΔH<0。现
将一定量的NO2 和N2O4 混合气体通入体积为1L的
A.0~5min,CO2 的平均反应速率为0.04mol· 恒温密闭容器中,两种物质的浓度随时间的变化关系
(L·min)-1 如下图所示。下列说法不正确的是 ( )
B.反应CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O
(g)的ΔH<0
C.在T2℃时,若反应处于状态 D,则一定有v正
D.若T1℃、T2℃时的平衡常数分别为K1、K2,则
K1>K2
9.(2022·江西赣中南五校第二次联考)一定温度
下,可逆反应2NO2 2NO+O2 在恒容密闭容器中 A.图中两条曲线X和Y,其中X表示 NO2 浓度
反应,达到平衡状态的标志是 ( ) 随时间的变化
①单位 时 间 内 生 成n molO2 的 同 时 生 成2n B.a,b,c,d四个点中,表示化学反应处于化学平
molNO2; 衡状态的是b和d
②单位 时 间 内 生 成n molO2 的 同 时 生 成2n C.反应进行至25min时,曲线变化的原因是加入
molNO; 了0.4molN2O4
③混合气体的密度不再改变的状态; D.若要达到与d相同的平衡状态,在25min时,
④混合气体的颜色不再改变的状态; 还能采取的措施是缩小容器的体积
⑤密闭容器中压强不再改变的状态; 2.(2022· 浙 江 富 阳 中 学 月 考)一定温度下,将
⑥混 合 气 体 的 平 均 相 对 分 子 质 量 不 再 改 变 的 1molA和1molB气体充入2L密闭容器,发生反应:
状态。 A(g)+B(g) xC(g)+D(s),t1时达到平衡。在t2,
A.②③⑤⑥ B.①④⑤⑥ t3 时刻分别改变反应的一个条件,测得容器中气体C
C.①③④⑥ D.全部 的浓度随时间变化如图所示。下列说法正确的是
10.(2022·河北沧州质检)在一定条件下,反应 ( )
X(g)+3Y(g) 2Z(g) ΔH=-92.4kJ·mol-1,X
的平衡转化率(α)与体系总压强(p)的关系如图所示。
下列说法正确的是 ( )
A.t1~t3 间该反应的平衡常数均为4
B.反应方程式中的x=1
A.图中A、B 两点,达到相同的平衡体系 C.t2 时刻改变的条件是使用催化剂
B.上述反应在达到平衡后增大压强,X的转化率 D.t3 时刻改变的条件是移去少量物质D
提高 3.(2022·安徽合肥一中等六校联考)已知:A(g)
C.升高温度,平衡向逆反应方向移动,说明逆反 +3B(g) M(g)+N(g) ΔH=-49.0kJ·mol-1,
应速率增大,正反应速率减小 一定条件下,向体积为2L的密闭容器中充入2molA
D.将1.0molX,3.0molY,置于1L密闭容器中 和6molB,测得A和 M的浓度随时间变化曲线如图
发生反应,放出的热量为92.4kJ 所示,下列叙述中,正确的是 ( )
32
化学·反应原理
A.若T2>T1,则正反应是放热反应
B.达到平衡时,A2 的转化率大小为:b>a>c
C.若T2>T1,达到平衡时b,d 点的反应速率为
vd>vb
D.在T2 和n(A2)不变时达到平衡,AB3 的物质
的量大小为:c>b>a
6.(2022·重庆巴蜀中学月考)在密闭容器中进行
A.充分反应后该反应放出98kJ的热量 反应CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g) ΔH>
B.10min后,升高温度能使n(M)/n(A)增大 0,测得c(CH4)随反应时间(t)的变化如图所示。下列
C.3min时B的生成速率是 M生成速率的3倍 判断正确的是 ( )
D.反应到达平衡时刻B的转化率为75%
4.(2022· 北 京 石 景 山 重 点 中 学 期 中)将
4molSO2与2molO2 的混合气分别置于容积相等的
甲、乙两容器中,发生反应:2SO2(g)+O2(g) 2SO3
(g) ΔH<0,在相同温度下使其均达到平衡状态。
甲是恒压容器,乙是恒容容器。甲容器达到平衡状态
时,测得混合气体的物质的量为4.2mol;乙容器经50
s达到平衡状态。请回答: A.10min时,改变的外界条件可能是减小压强
B.0~5min内,v(H2)=0.1mol/(L·min)
C.恒温下,缩小容器体积,平衡后c(H2)减小
D.12min时,反应达平衡时,气体的平均摩尔质
量不再变化
7.(2022·浙江杭州第二中学模拟)二氧化碳的捕
(1)甲容器达到平衡时SO 的转化率是 , 集、利用与封存(CCUS)是我国能源领域的一个重要战2
其所需时间 50s(填“大于”、“小于”或“等于”)。 略方向,CCUS或许发展成一项重要的新兴产业。
(2)达到平衡状态后,要使甲、乙两容器中SO 的 (1)已知:CH4(g)+2O2(g) CO2(g)+2H2O(g)2
-1
物质的量相等,可采取的措施是 (填字母)。 ΔH1=akJ·mol
A.保持温度不变,适当扩大甲容器的容积 CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) ΔH2=b
-1
B.保持容积不变,使乙容器升温 kJ·mol
C.保持容积和温度不变,向乙容器中加入适量 2CO(g)+O2(g) 2CO2(g) ΔH3=c kJ
·mol-1SO3(g)
D.保持容积和温度不变,向甲容器中加入适量 反应CO2
(g)+CH4(g) 2CO(g)+2H2(g)的
SO (g) ΔH= kJ
·mol-1。
3
(2)利用废气中的CO2 为原料制取甲醇,反应方
易错题特训 程式为:CO2+3H2 CH3OH+H2O,其他条件相
同,该甲醇合成反应在不同催化剂(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)作用下
5.(2022·上海十一校12月联考)某化学小组研
反应相同时间后,CO2 的转化率随反应温度的变化如
究在其他条件不变时,改变密闭容器中某一条件对
图1所示。
A2(g)+3B2(g) 2AB3(g)化学平衡状态的影响,得
到如下图所示的曲线(图中T 表示温度,n表示物质的
量)。下列判断正确的是 ( )
图1
33
小题狂刷 高考专题特训
①a点所代表的状态 (填“是”或“不是”) 气态物质的物质的量如图4所示:
平衡状态。
②c点CO2 的转化率高于b点,原因是 。
(3)在实际生产中发现,随着甲醇的生成,还伴随
有少量CO副产物出现:CO2+H2 CO+H2O
ΔH>0,且CO2 的转化率、甲醇的产率和CO含量除
受浓度、温度、压强等因素影响外,还受催化剂CuO的
质量分数、气体混合物在反应锅炉内的流动速率影响
(用空间流率表示)。通过实验分别得到如下数据图
2、3:
图4
①该反应的ΔS 0(填“>”或“<”)。
②对于气体反应,用某组分(B)的平衡压强(pB)
代替物质的量浓度(cB)也可以表示平衡常数(记作
Kp),则该反应的Kp= 。
③为提高CO2 的平衡转化率,除改变温度外,还
可采取的措施是 (列举2项)。
拓展题特训
8.(2022· 四 川 成 都 诊 断)已知反应 CO(g)+
2H2(g) CH3OH(g) ΔH=QkJ·mol-1,在三个
不同容积的容器中分别充入lmolCO与2molH2,恒
温恒容,测得平衡时CO的转化率如下表。下列说法
正确的是 ( )
温度(℃) 容器体积 CO转化率 平衡压强(p)
① 200 V1 50% p1
② 200 V2 70% p2
③ 350 V3 50% p3
A.反应速率:③>①>②
B.平衡时体系压强:p1∶p2=5∶4
①由图2得,最佳空间流率为 h-1; C.若容器体积V1>V3,则ΔH<0
②在其他条件不变的前提下调整催化剂配比,并 D.若实验②中CO和H2 用量均加倍,则CO转化
记录到达平衡所需的时间,得到如下表数据,试说明不 率<70%
选择单组分ZnO原因是 。 9.(2022·北京海淀期中)五氯化磷(PCl5)是有机
合成中重要的氯化剂,可以由三氯化磷(PCl)氯化
催化剂组分 CuO 0 25 50 75 100
3
得到:
质量分数(%) ZnO 100 75 50 25 0
PCl3(g)+Cl2(g) PCl5(g) ΔH=-93.0kJ·
无催化 -1
到达平衡所需时间(h) 2.5 7.4 8.1 12 mol 。某温度下,在容积恒定为2.0L的密闭容器中
活性 充入2.0molPCl3 和1.0molCl2,一段时间后反应达平
(4)用二氧化碳催化加氢来合成低碳烯烃,起始时 衡状态,实验数据如下表所示:
以0.1MPa,n(H2)∶n(CO2)=3∶1的投料比充入反 t/s 0 50 150 250 350
催化剂
应器 中,发 生 反 应:2CO (g)+6H (g) n(PCl5)/mol 0 0.24 0.36 0.40 0.402 2
C2H4(g)+4H2O(g) ΔH,不同温度下平衡时的四种 (1)0~150s内的平均反应速率v(PCl3)=
34
化学·反应原理
mol·L-1·s-1。 (1)根据上图,计算从反应开始到平衡时,平均反
(2)该温度下,此反应的化学平衡常数的数值为 应速率v(H2)为 mol/(L·min)。
(可用分数表示)。 (2)该反应的化学平衡常数表达式K= ,
(3)反应至250s时,该反应放出的热量为 kJ。 随温度的升高,K 值将 (填“增大”、“减小”“不
(4)下列关于上述反应的说法中,正确的是 变”)。
(填字母序号)。 (3)反应达到平衡后,第5分钟末,保持其他条件
a.无论是否达平衡状态,混合气体的密度始终 不变,若改变反应温度,则 NH3 的物质的量浓度不可
不变 能为 。
b.300s时,升高温度,正、逆反应速率同时增大 A.0.20mol/L B.0.12mol/L
c.350s时,向该密闭容器中充入氮气,平衡向正 C.0.10mol/L D.0.08mol/L
反应方向移动 (4)反应达到平衡后,第5分钟末,保持其他条件
d.相同条件下,若起始向该密闭容器中充入1.0 不变,若只把容器的体积缩小一半,平衡 移动
molPCl3 和 0.2 molCl2,达 到 化 学 平 衡 状 态 时, (填“向逆反应方向”、“向正反应方向”或“不”),化学平
n(PCl5)<0.20mol 衡常数 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(5)温度为T1时,混合气体中PCl5 的体积分数随 (5)在第5分钟末将容器的体积缩小一半后,若在
时间t变化的示意图如下。其他条件相同,请在下图 第8分钟末达到新的平衡(此时NH3 的浓度约为0.25
中画出温度为T2(T2>T1)时,PCl5 的体积分数随时 mol/L),请在上图中画出第5分钟末到此平衡时NH3
间变化的曲线。 浓度的变化曲线。
(6)在 三 个 相 同 容 器 中 各 充 入 1 molN2 和
3molH2,在某一不同条件下反应并达到平衡,氨的体
积分数随时间变化曲线如下图。下列说法正确的是
(填序号)。
10.(2022·天津五校联考)在一容积为4L的密
闭容器中,加入0.4mol的N2 和1.2mol的H2,在一定
条件下发生如下反应:
N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH<0,反应中 A.图Ⅰ可能是不同 压 强 对 反 应 的 影 响,且 p2
NH3 的物质的量浓度变化情况如图: >p1
B.图Ⅱ可能是不同压强对反应的影响,且p1>p2
C.图Ⅲ可能是不同 温 度 对 反 应 的 影 响,且 T1
>T2
D.图Ⅱ可能是同温同压下,催化剂性能对反应的
影响,且1>2
35
化学·反应原理
参考答案
7.B 【解析】 碳尾气燃烧生成气体二氧化碳时放出的
专题一 化学反应与能量 热量才能称为碳的燃烧热,则根据图像可知碳的燃烧热不是
bkJ/mol,A错误;根据图像可知①C(s)+O2(g) CO2(s)
第1讲 反应热 盖斯定律 1
ΔH=-bkJ/mol,②CO(g)+ O2()2 g CO2
(s) ΔH
【基础特训】
/
【 】 , =-akJmol
,则根据盖斯定律可知(②-①)×2即可得到
1.B 解析 过氧化钠溶于水放出热量并生成氧气
2C(s)+O2(g) 2CO(g) ΔH=-2(b-a)kJ/mol,B正
使容器内温度升高,压强增大,U形管内液体慢慢右移,但恢
确;根据图像 可 知2CO2(s) 2CO(g)+O2(g) ΔH=
复到原温度后液面左边仍然比右边低,A项错误;氧化钠与
+2akJ/mol,C错误;由于气态二氧化碳的能量高于固态二
水反应放出热量,使容器内温度升高,压强增大,U形管内液
, 氧化碳
,则C(s)+O () CO () ΔH>-bkJ/mol,D
体慢慢右移 恢复到原温度后液面左边与右边基本相平,B 2 g 2 g
; 错误
。
项正确 钠加入水中放热并生成氢气,使容器内温度升高,压
,U , 8.B
【解析】 氢 气 的 燃 烧 热 的 热 化 学 方 程 式 为:
强增大 形管内液体慢慢右移 但恢复到原温度后液面左
边仍然比右边低,C项错误; 1钾加入水中放热并生成氢气,使 H2(g)+ O2(g) H2O(l),又 因 为 H—H、H—2 O
和
容器内温度升高,压强增大,U形管内液体慢慢右移,但恢复
O O键的键能ΔH 分别为436kJ/mol、463kJ/mol和495
到原温度后液面左边仍然比右边低,D项错误。
1
2.C 【解析】 任何化学反应能量守恒,化学反应的特 kJ/mol,所以氢气的燃烧生成气态水时ΔH=436+495×2
点是有新物质生成,新物质和反应物的总能量是不同的,所 -463×2=-242.5kJ/mol,又18g水蒸气变成液态水放出
以任何化学反应都伴随有能量变化,A项正确;化学反应中
的能量变化形式有多种,如光能、声能、电能等,但通常表现 44kJ的热量,所以 H2(g)
1
+ () ()2O2 g H2Ol ΔH=
为热量的变化,B项正确;反应物所具有的总能量高于生成 -242.5-44=-286.5kJ·mol-1,B项正确。
物所具有的总能量为放热反应,C项错误;反应物的总能量 9.D 【解析】 n(NaOH)=0.5L×0.8mol/L=0.4
低于生成物的总能量时为吸热反应,D项正确。 mol,则 由 CO2 ~2NaOH 可 知,n(CO2)=0.2 mol,则
3.C 【解析】 燃烧热指的是1mol可燃物完全燃烧生
n(CH O)
1
= ×n(CO )=0.1mol,放出的热量为Q,所以
成稳定的氧化物时放出的热量,H2O应转化为液态水,故甲 2 6 2 2
烷燃烧 的 热 化 学 方 程 式 可 表 示 为:CH4(g)+2O2(g) 1mol乙醇完全燃烧放出的热量为10Q,D项正确。
CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890kJ·mol-1。反应焓变为 【能力特训】
正值是表示吸热反应,A项错误;物质聚集状态未标注,B项 1.C 【解析】 因为是可逆反应,所以不能进行完全,放
错误;符合计算得到热化学方程式,C项正确;热化学方程式 热小于9.48kJ,A项错误;当反应②吸收52.96kJ热量时,反
中生成的水是气体,不符合燃烧热概念中稳定氧化物的要 应了2mol氢气,转移4mole-,B项错误;气体I2 比固体I2
求,D项错误。 能量高,反应②的反应物总能量比反应①的反应物总能量
4.A 【解析】 已 知 晶 体 硅 的 燃 烧 热 为990kJ· 低,C项正确;根据盖斯定律,由题干中热化学方程式②-①
mol-1,则Si(s)+O2(g) SiO2(s) ΔH=-990kJ· 得到I2(s) I2(g) ΔH=35.96kJ/mol,D项错误。
mol-1;1mol晶体硅中含有2molSi—Si,1molSiO2 中含有 2.D 【解析】 KOH的物质的量为n(KOH)=c×V=
4molSi—O,1molO2 中含有1molO O,则反应焓变ΔH 0.1L×5mol/L=0.5mol,2KOH+CO2 K2CO3+H2O,
=2×180+500-4x=-990,解得x=462.5,A项正确。 1
根据钾离子守恒,故 (
【 】 , n K2CO3
)=0.5mol× =0.25mol,
5.B 解析 第三个方程式是由①+2×②得到 依据 2
盖斯定 律:ΔH3=ΔH1+2×ΔH2=-764.5kJ/mol,B项 根据碳元素守恒由n(CO2)=n(K2CO3)=0.25mol,
正确。 点燃2C4H10+13O2 8CO2+10H2O
6.BD 【解析】 放热的氧化还原反应可以设计成原电 根据碳元素守恒可知,丁烷的物质的量为n(C4H10)=
池,A项正确;ΔH=反应物键能和-生成物键能和,不知道 1 1
O—O键和 H—H 键的键能,无法确定 H—O键键能,B项 0.25mol×4=16mol
,
; () () 1错误 H2O g H2 g + O2(g)的 ΔH 是2H2(g)2 +
1
即 mol丁烷放出的热量大小为 ,16 QkJ
1
O2(g) 2H O(g)的ΔH 的相反数的 ,C项正确;ΔH= 1mol2 2 故1mol丁烷完全燃烧放出的热量为QkJ×1 =
反应物键能和-生成物键能和,不知道 O—O键的键能,无 16mol
法确定 H—H键和 H—O键哪个更牢固,D项错误。 16QkJ,
81
小题狂刷 高考专题特训
() 13
()
则此条件下反应热化学方程式为C4H10 g + O2(g)
2 太阳能转化为电能再转化为化学能
2 400℃
4CO ()+5H O(l) · -1,
(3)3( ) ΔH=-16Q kJ mol D NH4 2SO4 4NH3↑+N2↑+3SO ↑+ g 项 22 2
。 6H2O↑正确
()
【解析】 , , 4 ①2H2SO4
(l) 2SO2(g)+O2(g)+2H O() 3.C 反应①和③相比较 反应物相同 ①的产 2 g
ΔH=+550kJ·mol-1物的能量比③高,则放出的热量比③少,a 比c大,A项错误;
②(ⅰ)< (ⅱ)>
氢气的燃烧是放热反应,即b和d 均为负值,B项错误;反应
, (ⅲ)温度升高,反应速率加快,达到平衡所需的时间缩②是①的二倍 故b=2a,而且燃烧放热,即b=2a<0,C项
; , , 短(或温度升高,反应速率加快,相同时间内更快达到平衡)正确 氢气 的 燃 烧 是 放 热 反 应 即c 和d 均 为 负 值 D 项
【解析】 (。 1
)反应1是二氧化硫和氨气在水中反应生成
错误
【 】 , 亚硫酸铵的反应
,反应的离子方程式为
解析 SO2+H2O+2NH4.B 图中表示的是放热反应 而反应①是吸 3
+ 2-。(
热反应,A项错误;依据盖斯定律结合①②合并:②-①得到 2NH4 +SO3 2
)据图分析,反应2是太阳能转化为
电能,电解亚硫酸铵生成硫酸铵和氢气。(3)硫酸铵在1 400℃
H2(g)+2O2
(g) H2O(g) ΔH=-241.9kJ/mol;所以 时分解,产物除水蒸气外还有A、B、C三种气体,A是空气中
2H (g)+O (g) 2H O(g) ΔH=-483.8kJ/mol,B项 含量最多的单质,则为氮气,B能使湿润的红色石蕊试纸变2 2 2
正确;反应②甲醇与氧气反应生成二氧化碳和氢气的焓变是 蓝,为NH3,C能使品红溶液褪色,为SO2。
-192.9kJ/mol,而1molCH OH充分燃烧生成二氧化碳和 (4)①已知 H2SO4(l) SO3(g)+H2O(g) ΔH=3
-1
水放出的热量大于192.9kJ;C项错误;CH OH 转变成 H +177kJ·mol ()3 2 a
的过程按照反应①是吸热反应,按照反应②是放热反应,所 2SO3(g) 2SO2(g)+O2(g) ΔH =+196kJ·
, 。 mol-1以不一定要吸收能量 D项错误 (b)
5.D 【解析】 甲醇燃烧为放热反应,焓变小于0,ΔH 据盖斯 定 律,2a+b得:2H2SO4(l) 2SO2()1 g +O2
1 (g)+2H2O(g) ΔH=+550kJ·mol
-1;②(ⅰ)据图可知,
<0,CO(g)+ O2(g) CO2(g)气体系数减小,2 ΔS2<0
,
随温度的升高,三氧化硫的平衡转化率增大,说明三氧化硫
1 分解 是 吸 热 反 应,; () () () , 温 度 越 高
,平 衡 常 数 越 大,所 以 K( )<
A项错误 H X2 g +2O2 g H2Ol
为放热反应 气体
K(Z);(ⅱ)Y点时反应还没有达到平衡状态,正向进行,所以
3
体积减小,ΔH <0,ΔS <0,B项错误;①+⑤得 O (g)+ 正反应速率大于逆反应速率;(ⅲ)温度的升高,曲线b向曲3 3 2 2 线a逼近,反应速率加快,达到平衡时的时间缩短。
CO(g)+2H2(g) CO2(g)+2H2O(l);②+③CO(g)+ 8.C 【解析】 根据盖斯定律可知:一个反应无论是一
H2(g)+O2(g) H2O(l)+CO2(g),二者计量系数不同, 步完成还是分为数步完成,其热效应是相同的,故应有:ΔH1
焓变不同,C项错误;液态水转化为气态水需要吸收热量,所 =-ΔH2-ΔH3,A项错误;E1、E2 分别代表反应过程中各
以ΔH3<ΔH4,D项正确。 步反应的活化能,整个反应的活化能为能量较高的E1,B项
6.C 【解析】 燃烧热是指1mol纯物质完全燃烧生成 错误;氢氧化钠是强电解质,氨水是弱电解质,滴加的弱电解
1
稳定的氧化物所放出的热量,所以 H2 的燃烧热为 ×571.6 质先和氢氧化钠反应生成强电解质醋酸钠,但溶液体积不断2
增大,溶液被稀释,所以电导率下降;当氢氧化钠完全被中和
kJ/mol,A项错误;中和热是强酸强碱的稀溶液完全反应生
后,醋酸继续与弱电解质氨水反应生成强电解质醋酸铵,所
成1mol水时放出的热量,反应生成硫酸钡沉淀过程是放热
以电导率增大;氨水也完全反应后,继续滴加醋酸,因为溶液
过程,ΔH <-57.3kJ·mol-1,B 项 错 误;令 H2(g)和
被稀释,电导率有下降趋势,C项正确;图象中未标明CO、氧
1 1
CH3OH(l)的质量都为1g,则1g氢气燃烧放热为 × × 气以及CO2 的物质的量与焓变的值的数值计量关系, 项2 2 D
错误。
1 1
571.6=142.45kJ,1gCH3OH燃烧放热为32×2×1452= 19.(1)H2 (g)+ O2 (g) H2O (l) ΔH
22.69kJ,所以 H2(g)放出的热量多,C项正确;2H (g)+ 22
O2(g) 2H2O(
/
l) ΔH=-571.6kJ·mol-1改写为3H =-285.8kJmol2
(
3 3 2
)SO2 I2 ②
(g)+2O2
(g) 3H2O(l) ΔH=- (2×571.6)kJ· (3)Hg+2HBr HgBr2+H2↑
mol-1,2CH OH(l)+3O (g) 2CO (g)+4H O(l) (4)CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g) ΔH=3 2 2 2
-1
ΔH=-1452kJ·mol-1改 写 为 CO2(g)+2H2O(l) +161.1kJ·mol
3 【解析】 (1)1g氢气燃烧生成液态水放出142.9kJ热
CH3OH(l)+2O2
(g) ΔH=+ (1 · -1,2×1452)kJ mol 量,则2g氢气即1mol氢气燃烧生成液态水放出285.8kJ
改写后的方程相加即得3H2(g)+CO2(g) CH3OH(l)+ 的热量。(2)反应①为:二氧化硫和碘单质和水反应:SO2+
(3 ) (1 ) I2+2H2O H2SO4+2HI,反应②为:硫酸分解生成二氧H2O(l),所 以 其 ΔH = - 2×571.6 + 2×1452 = 化硫、水、氧气:2H2SO4 2SO2↑+O2↑+2H2O,反应③
-131.4kJ·mol-1,D项错误。 为:碘化氢分解2HI H2+I2,整个流程参与循环的物质
7.(1)SO +H O+2NH 2NH++SO2-2 2 3 4 3 是SO2、I2,最难进行的反应是②。(3)根据反应③知反应②
82
化学·反应原理
有 HgBr2 生成,根据 HgBr2 知反应①的产物 HBr参与反应 一极(b极)为电池的正极,发生还原反应,正极反应为:O2+
②,所以反应②为:Hg+2HBr HgBr2+H2↑。(4)由三 4e-+2H2O 4OH-,B项错误;氢氧燃料电池的电池总
: () 1 () 反应方程式与氢气在氧气中燃烧的化学方程式一致
,都是
个图可写 出 相 应 的 热 化 学 方 程 式 CO g +2O2 g 2H2+O2 2H2O,C项正确;总反应方程式为2H2+O2
() · -1 , () 1CO g ΔH=-282kJ mo ① H g + O (g) 2H2O,电池工作时生成水,c(OH
-)减小,则pH减小,D
2 2 2 2 项正确。
H2O(g) ΔH=-241.8kJ·mo-1②,CH4(g)+2O2(g) 3.B 【解析】 根据电池反应式知,二氧化铅得电子发
CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-846.3kJ·mo-1③,由盖斯定 生还原反应,所以二氧化铅是正极,A项错误;负极上铅失电
律:用“③-(①+②×3)”得所求反应的ΔH=+161.1kJ· 子和硫酸根离子反应生成硫酸铅,电极反应式为:Pb(s)+
mo-1,则CH4(g)与 H2O(g)反应生成CO(g)和 H2(g)的热 SO2-4 (aq)-2e- PbSO4(s),B项正确;二氧化铅得电子
化学方程式为:CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g) 被还原,C项错误;电池放电时,硫酸参加反应生成水,所以
ΔH=+161.1kJ·mol-1。 溶质的质量减少,溶剂的质量增加,所以溶液酸性减弱,D项
10.(1)N2H4(l)+2H2O2(l) N2(g)+4H2O(g) 错误。
ΔH=-641.6kJ·mol-1 4.D 【解析】 根据电池总反应可判断出Ag应为原电
(2)408.8 池的负 极,负 极 发 生 反 应 的 电 极 方 程 式 为:Ag+Cl- -e-
(3)产物为氮气和水,无污染 AgCl,而不是正极方程式,A项错误;反应中 Ag的化合
(4)2N2H4(g)+2NO2(g) 3N2(g)+4H2O(g) ΔH 价升高,被氧化,Ag应为原电池的负极,AgCl是氧化产物,B
=-1135.7kJ·mol-1 项错误;在原电池中阴离子向负极移动,阳离子向正极移动,
【解析】 (1)已知0.4mol液态肼和足量 H2O2(l)反应 C项错误;根据方程式中5MnO2 生成1Na2Mn5O10,化合价
生成氮气和水蒸气时放出256.6kJ的热量,依据热化学方程 共降低了2价,所以每生成1molNa2Mn5O10转移2mol电
式的书写原则,结合定量关系写出,1mol肼和过氧化氢反应 子,D项正确。
256.6kJ×1mol 5.B 【解析】 原电池工作时,阳离子向正极移动, 项生成氮气和 水 蒸 气 放 出 的 热 量= A0.4mol =641.6 错误;电池 放 电 时,正 极 发 生 还 原 反 应,由 总 方 程 式 可 知,
kJ。()
16
216 液态肼物质的量= gg =0.5mol,由①NH Mo3S4 为正极,被还原,电极反应为 MoS
- 2+
2 4 3 4
+2xe +xMg
32g/mol MgxMo3S4,B项正确;充电时,Mg为阴极,被还原,电极
(l)+2H2O2(l) N2(g)+4H2O(g) ΔH=-641.6kJ/mol; 反应为电极方程式为xMg2++2xe- xMg,C项错误;电
②H2O(l) H2O(g) ΔH=+44kJ/mol,结合盖斯定律 池充 电 时,阳 极 反 应 为 Mg MoS -2xe-x 3 4 Mo3S4+
的内容和要求,可以把②×4方向倒转得到③4H2O(g) xMg2+,D项错误。
4H2O(l) ΔH=-44×4kJ/mol=-176kJ/mol,①+③得 6.D 【解析】 当有0.1mol电子转移时,a 电极为电解
到N2H4(l)+2H2O2(l) N2(g)+4H2O(l) ΔH = 池阴极,电极反应为4H++4e- 2H2↑,产生1.12LH2,
-817.6kJ/mol,所以0.5mol液态肼与足量双氧水反应生成 A项错误;b 电 极 为 阳 极,失 电 子 发 生 氧 化 反 应:4OH- -
0.5mol×817.6kJ
氮气和液态水时,放出 的 热 量= =408.8 4e- 2H2O+O2↑,B项错误;d 为负极,失电子发生氧化1mol
反应:。() , 2H2-4e
- 4H+,C项错误;c电极上氧气得到电子kJ 3 反应应用于火箭推进器 除释放出大量热量和快速
发生还原反应,B池中的 H+ 可以通过隔膜进入 A池,D项
生成大量气体产生巨大推力外,反应的生成物是氮气和水,
正确。
很突出的优点是对环境无污染。(4)①N2(g)+2O2(g)
7.D 【解析】 由2H2S(g)+O2(g) S2(s)+2H2O
2NO2(g) ΔH=+67.7kJ·mol-1;②N2H4(g)+O2(g) (l)反应,得出负极 H2S失电子发生氧化反应,则 为电池的
N2(g)+2H2O(g) ΔH=-534kJ·mol-1。
a
将方程式
负极,A项错误;正极 O2 得电子发生还原反应,所以电极b
2×②-①得2N2H4(g)+2NO2(g) 3N2(g)+4H2O(g)
上发生的电极反应为:O +4H++4e-
( · -1) ( · -1) 2
2H2O,B项错误;
ΔH=2× -534kJ mol - +67.7kJ mol =
电路中每流过4mol电子,则消耗1mol氧气,但该装置将化
-1135.7kJ·mol-1。
学能转化为电能,所以电池内部几乎不放出能量,C项错误;
第2讲 原电池原理及应用 17每17g即34=0.5molH2S参与反应,则消耗0.25mol氧
【基础特训】 气,则根据O +4H++4e-2 2H2O,所以有1molH+ 经
1.B 【解析】 原电池中活泼金属作负极,锂比铁活泼, 质子膜进入正极区,D项正确。
锂作负极,A项正确;原电池中,阴离子移向原电池的负极, 8.C 【解析】 放电时,锌作负极,失去电子生成氢氧化
即放电时OH-向负极移动,B项错误;金属锂和水之间反应 锌,A项正确;充电时,阳极是氢氧化铁失去电子生成高铁酸
生成氢氧化锂和氢气,该反应中,水是氧化剂,在电池中还可 根离子,B项正确;放电时,每转移3摩尔电子,正极有1摩尔
以担当溶剂,C项正确;锂水电池中,自发的氧化还原反应是 高铁酸钾被还原,C项错误;放电时,正极为FeO2- -4 +3e +
金属锂和水之间反应生成氢氧化锂和氢气,即总反应为:2Li 4H2O Fe(OH)3+5OH-,正 极 附 近 的 碱 性 增 强,D项
+2H2O 2LiOH+H2↑,D项正确。 正确。
2.B 【解析】 氢氧燃料电池工作时,通入氢气的一极 9.C 【解析】 根据反应方程式,NH3 中N的化合价由
(a 极)为电池的负极,发生氧化反应,A项正确;通入氧气的 -3价→0,化合价上升,被氧化,根据原电池的工作原理,化
83
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合价升高的作负极,另一极作正极,因此 A为负极,B为正 原电池工作时乙 池 中 进 入 甲 池Zn2+ 和 溶 解 进 入 溶 液 里 的
极,电流从正极流向负极,即B经外电路流向 A,A项正确; Zn2+物质的量相等,溶液里c(Zn2+)=c(SO2-4 ),C项错误;
负极电极反应式:2NH3+6OH--6e- N 2+2+6H2O,正极 乙池中的Zn 通过阳离子交换膜进入甲池,以保持溶液电
电极反应式:2NO2+4H -2O+8e N2+8OH-,保持电池 荷守恒,阴离子不能通过阳离子交换膜,D项错误。
持续放电,让正极产生的OH-向负极移动,离子交换膜应是 6.D 【解析】 根据原电池的工作原理,阳离子向正极
阴离子 交 换 膜,B项 正 确,C项 错 误;根 据 B选 项 的 分 析, 移动,A 项 正 确;正 极 电 极 反 应 式:O2+4H+ +4e-
2molNO2 参加反应转移8moL电子,则4.48LNO2 参加 2H2O,转移0.4mol电子,消耗0.1molO2,即2.24L的氧
反应转移0.8mol电子,D项正确。 气,B 项 正 确;正 极:O +4H+2 +4e- 2H2O,负 极:
10.D 【解析】 电 解 精 炼 铜 是 阳 极,除 了Cu失 去 电 CH -3CH2OH-4e +H2O CH3COOH+4H+,两式相加
子,较活泼的Zn、Ni、Fe等也能失去电子溶解,所以当有0.1 得到:CH3CH2OH+O2 CH3COOH+H2O,C项正确;
mole-转移时,溶解的铜小于3.2g,A项错误;负极反应为: 环境是酸性环境,因此电极反应式为:O +4H+ +4e-2
CH4+4CO2-3 -8e- 5CO2+2H2O,B项错误;电池总反 2H2O,D项错误。
应为:CH4+2H2O CO2+2H2O,不 需 补 充 Li2CO3 和 7.B 【解析】 由电子流向可知a 为负极,b为正极,负
K2CO3,C项错误;空气通入的电极为正极,O2 在CO2 存在 极上发生氧化反应,通入氢气,正极上发生还原反应,通入的
的条件 下 得 电 子 生 成 CO2-3 ,电 极 反 应 式 为:O2+4e- + 是氧气,A项错误,B项正确;通氧气的一极为b 极,b 为正
2CO2 2CO2-3 ,D项正确。 极,发生的电极反应为 O2+2H2O+4e- 4OH-,C项错
【能力特训】 误;该装置的能量转换是化学能转化为电能最终转化为光
1.D 【解析】 放电时,该电池反应式中元素化合价变 能,D项错误。
化为:Li元素由0价变为+1价,O元素化合价由0价变为 8.C 【解析】 根据电池的总反应可知,高铁电池放电
-2价,所以a 是负极,c 是正极,A项错误;放电时,正极上 时必定是 锌 在 负 极 失 去 电 子,电 极 反 应 式 为 Zn-2e- +
电极反应式为 O - -2+2H2O+4e 4OH ,正极附近生成 2OH- Zn(OH)2,A项正确;充电时,阴极发生的电极反
氢氧根离子,导致氢氧根离子浓度增大,则溶液的pH增大, 应为Zn(OH)+2e- Zn+2OH-2 ,pH增大,B项正确;放
B项错误;充电时,正极与电源正极相连为阳极,失电子发生 电时,正 极 反 应 为 FeO2-4 +4H -2O+3e Fe(OH)3+
氧化反应,所以正极c极应接电源的正极,C项错误;该锂- 5OH-,每转移6mol电子,正极有6molOH- 移向负极,和
空气电池充电时,c 极应接电源的正极为阳极,电极反应式 电极反应中电子转移、产生的氢氧根离子之间无关系,C项
为4OH--4e- 2H2O+O2↑,D项正确。 错误;充电时,阳极发生Fe(OH)3 失电子的氧化反应,即反
2.B 【解析】 锌是负极,发生氧化反应,A项错误;原 应为:Fe(OH)3-3e- +5OH- FeO2-4 +4H2O,D 项
电池工作时,阴离子由正极向负极运动,但阴离子不能通过
正确。
阳离 子 交 换 膜,只 出 现 锌 离 子 由 甲 池 移 向 乙 池,甲 池 的
9.A 【解析】 根据原电池的工作原理,该电池的电解
c(SO2-4 )不变,B项正确;根据B的分析,电池工作一段时间 质是不断被消耗的,当电池无法放电时,更换电解质溶液即
后,甲池溶液仍是硫酸锌溶液,质量不变,C项错误;该装置 可工作,A项正确;放电时,反应中 V2+ 离子被氧化,应是电
是原电池装置,将化学能转化为电能,电子的定向移动产生
源的负极,负极发生失电子的氧化反应,即反应为 V2+
电流,但电子总量不变,D项错误。 V3++e-,B项错误;充电时,阳极附近发生失电子的氧化反
3.C 【解析】 根据装置图可知,电极 A 通入氨气,氨
应,即VO2++H2O VO+2 +2H++e-,溶液颜色逐渐变
气被氧化为 氮 气,则 电 极 A 发 生 氧 化 反 应,为 原 电 池 的 负
为黄色,C项错误;放电过程中,正极附近发生反应:VO+2 +
极,则电极B 为原电池正极,电流从右侧电极经过负载后流
, ; , 2H
++e- VO2++H2O,消耗氢离子,溶液的pH变大,D
向左侧电极 A项正确 A 极电极上发生的是氧化反应 B 电
项错误。
极发生 还 原 反 应,B 为 正 极,B项 正 确;该 电 解 质 溶 液 为
, - - 10.
(1)CD (2)减小
KOH溶液 所以A 电极的反应是2NH3-6e +6OH
3
N2+6H2O,C项错误;标准状况下2.24L二氧化氮的物质的 (3)CH3OH+H -2O-6e CO2+6H+ 2O2+
量是0.1mol,N元素的化合价从+4价降低到0价,所以转 6H++6e- 3H2O 96.6%
移电子的物质的量是0.4mol,D项正确。 【解析】 (1)a 电 极 通 入 氢 气,发 生 氧 化 反 应,应 是 负
4.C 【解析】 放电时,原电池负极发生氧化反应,A项
极,原电池工作时OH- 移向负极,A项正确;通入氧气的电
正确;充电时,电解池阳极上发生氧化反应,阴离子移向阳
极为正极,发生还原反应,电极反应式为 O +2H O+4e-
极,阳离子移向阴极, ;
2 2
B项正确 充电时阴极发生还原反应,
, ; 4OH
-,B 项 正 确;电 极 总 反 应 式 为 2H2+O2
碘单质得到电子被还原 C项错误 放电时正极O2 发生还原
2H2O,不是在点燃的条件下反应,C项错误;电解硝酸银溶
反应,D项正确。
电解
5.B 【解析】 由图象可知,该原电池反应式为:Zn+ 液总反应式为4AgNO3+2H2O 4HNO3+O2↑+4Ag,
Cu2+ Zn2++Cu,Zn为负极,发生氧化反应,Cu为正极, 电池中电解质溶液的pH 减小,D项错误;氢氧燃料电池可
发生还原反应,A项错误;乙池中的Zn2+ 通过阳离子交换膜 分别在两极上通入氢气和氧气,是一种不需要将还原剂和氧
进入甲池,甲池中发生反应:Cu2++2e- Cu,保持溶液呈 化剂全部储藏在电池内的新型发电装置,E项正确。(2)电
电中性,进入甲池的Zn2+与放电的Cu2+的物质的量相等,而 解硝酸 银 溶 液,阴 极 发 生4Ag+ +4e- 4Ag,阳 极 发 生
Zn的摩尔质量大于Cu,故甲池溶液总质量增大,B项正确; 4OH--4e- 2H2O+O2↑,总 反 应 式 为4AgNO3+
84
化学·反应原理
电解
, +HClO,而 H2 不溶于水,故石墨电极上方得到的气体比铁2H2O 4HNO3+O2↑+4Ag 所以电解一段时间后溶液
。 电极上方得到的气体少,A项错误;装置Ⅱ是原电池装置,H Fep 减小
() : 为负极,失去电子产生Fe
2+,
3 酸性条件下甲醇燃料电池的总反应式为 CH OH+ Fe
2+ 再与溶液中的 OH- 反应
3
生成Fe(OH):Fe-2e-2 +2OH- Fe(OH)2,B项正确;3
O2 CO2+2H2O①,酸性条件下该燃料电池的正极反2 石墨为正极,正极为Cl2 得到电子,故石墨电极的电极反应
3 为:Cl2+2e
- 2Cl- (或 HClO+H+ +2e- Cl- +
应式为 O +6H++6e-2 3H2O②,①-②得电池负极2 H2O),C项错误;铁电极上产生H -2:2H2O+2e H2↑+
反应式为:CH OH+H - + - -3 2O-6e CO2+6H ;该燃料电 2OH ,由于有OH 生成,故溶液的pH升高,D项错误。
702.1kJ 。 7.A 【解析】 电解硫酸铜溶液时,阴极上铜离子放电池的理论效率为
726.5kJ×100%=96.6% 生成铜,质量增加,阳极上氢氧根离子放电,所以电解质溶液
第3讲 电解池原理及应用 的酸性增强,溶液的pH减小,A项正确;电解氢氧化钠溶液
时,实质是电解水,所以电解质溶液的碱性增强,溶液的
金属的电化学腐蚀与防护 pH
增大,B项错误;电解氯化钡溶液,阴极上氢离子放电,阳极
【基础特训】 上氯离子放电,所以电解质溶液的碱性增强,pH增大,C项
1.B 【解析】 钢铁在空气中发生电化学腐蚀时为吸氧 错误;电解稀硫酸溶液,阳极上氢氧根离子放电,阴极上氢离
腐蚀,铁易失电子发生氧化反应而作负极,负极上电极反应 子放电,电解质溶液中溶质的量不变,溶剂的量减小,所以酸
式为:Fe-2e- Fe2+,碳作正极,正极上氧气得电子发生 性增强,D项错误。
还原反应,电极反应式为2H2O+O2+4e- 4OH-,B项 8.C 【解析】 由图2可知,pH>0.68时,电压小于0,
正确。 反应逆向进行,pH<0.68时,电压大于0,反应正向进行,所
2.B 【解析】 在电解池的阳极上发生失电子的氧化反 以调节pH可以改变反应的方向,A项正确;pH=0.68时,电
应,在阴极发生得电子的还原反应,A项正确;电解饱和食盐 压为零,反应处于平衡状态,B项正确;pH=5时,电压小于
水时,阴极上时氢离子发生得电子的还原反应,生成氢气,氢 0,反应逆向进行,AsO3-3 在负极失电子,则负极电极反应式
离子浓度减小,氢氧根离子浓度增大,钠离子移向该电极,该 为AsO3--2e-+H O AsO3-3 2 4 +2H+,C项错误;pH>
电极会产生大量的氢氧化钠,B项错误;电解精炼粗铜时,粗 0.68时,电压小于0,反应逆向进行,碘作氧化剂,所以氧化性
铜作阳极、纯铜作阴极,电解质溶液为可溶性的铜盐,C项正 I2>AsO3-4 ,D项正确。
确;电镀时,镀层作阳极、镀件作阴极,所以在镀件上电镀锌, 9.C 【解析】 根据pH=2的溶液中压强与时间的关
用锌作阳极,D项正确。 系知,压强随着反应的进行而逐渐增大,说明该装置发生析
3.C 【解析】 铜锌原电池中,锌易失电子发生氧化反 氢腐蚀,则溶液pH≤2时,生铁发生析氢腐蚀,A项正确;pH
应而作负极,铜作正极,正极上得电子发生还原反应,A项正 =4的醋酸溶液中压强随着反应的进行而逐渐减小,说明发
确;用铜作阳极电解氯化钠溶液时,阳极上铜失电子而不是 生吸氧腐蚀,pH=4的醋酸溶液呈酸性,所以在酸性溶液中
电解质溶液中氯离子失电子,所以得不到氯气,所以铜作阴
生铁可能发生吸氧腐蚀,B项正确;根据压强与时间关系图
极,B项正确;电解精炼粗铜时,粗铜作阳极,纯铜作阴极,C 知,pH=2的溶液和pH=4的溶液中,变化相同的压强时所
项错误;电镀时,镀层作阳极,镀件作阴极,所以在镀件上电
用时间不同,前者比后者使用时间长,说明吸氧腐蚀速率大
镀铜时,铜作阳极,镀件作阴极,D项正确。 于析氢腐蚀速率,C项错误;两个溶液中都发生电化学腐蚀,
4.B 【解析】 根据阴阳离子的移动方向知,阳离子向 铁均作负极,电极反应式为Fe-2e- Fe2+,D项正确。
Pt(Ⅰ)电极移动,阴离子向Pt(Ⅱ)移动,因此Pt(Ⅰ)为阴极, 10.A 【解析】 根据装置图,B极区电极反应为2H+
Pt(Ⅱ)为阳极,所以X为直流电源的负极,Y为直流电源的 +2e- H2↑,A极区电极反应为2Cl--2e Cl2↑,所
正极,A项正确;阳极上,亚硫酸根离子被氧化生成硫酸根离
以B极区电解液为LiOH溶液,A极区电解液为LiCl溶液,
子,亚硫酸是弱电解质,硫酸是强电解质,所以阳极附近氢离
A项正确;没有说明是标准状况,无法计算气体的物质的量,
子浓度增大,溶液的pH减小,B项错误;该电解池中阴极上 B项错误;根据装置图,电解质之间有阳离子交换膜,所以电
生成氢气,应该是氢离子得电子发生还原反应,2H+ +2e-
解过程中Li+迁移入B电极区,OH- 留在B电极区,C项错
H2↑,C项正确;根据循环再生图得到:可以循环利用的
误;反应方程式错误,不符 合 客 观 事 实,应 为
, 。 2LiCl+2H2O物质是Na2SO3 D项正确
电解
5.C 【解析】 a 和b 不连接时,铁片和硫酸铜溶液之 H2↑+Cl2↑+2LiOH,D项错误。
间发生化学反应,铁能将金属铜从其盐中置换出来,所以铁 【能力特训】
片上会有金属铜析出,但无电流产生,A项错误;a 和b 用导 1.C 【解析】 电流方向是从正极到负极,所以a 是正
线连接时,形成了原电池,铜作正极,Cu2+ 向铜电极移动,B 极,c是阳极,d 是阴极,电解精炼铜时,阳极c 是粗铜,阴极
项错误;a 和b分别连接直流电源正、负极时,形成电解池,铁 d 是纯铜,电解质是含有铜离子的可溶性的盐,如硫酸铜溶
为阴极被保护,铜为阳极失电子,所以铜电极质量减少,C项 液,A项错误;在锌、铜、硫酸原电池装置中,能将化学能转化
正确;a 和b分别连接直流电源正、负极时,形成电解池,溶液 为电能,活泼金属锌作负极,该金属发生失去电子的氧化反
中Cu2+向阴极铁电极移动,D项错误。 应,B项错误;氨气或氯化氢是极易溶于水的气体,在处理时
6.B 【解析】 石墨电极生成Cl2,铁电极生成 H2,因 要防止倒吸,四氯化碳密度比水大,和水是互不相溶的,和氨
Cl2 能溶解在水中,且与 H2O发生反应:Cl2+H2O HCl 气也不相溶,该装置可以防止倒吸,C项正确;氨气是密度小
85
小题狂刷 高考专题特训
于空气的气体,收集时采用向下排空气法,可以用水来吸收 A中阴极上氢离子放电,阳极上氯离子放电,导致溶液氢氧
多余的氨气,但是要防止倒吸,D项错误。 根离子浓度增大,溶液的pH增大,B中正极上氢离子放电导
2.B 【解析】 由于 KCl能和 AgNO3 产生沉淀,因此 致氢离子浓度减小,溶液的pH增大,D项正确。
盐桥 中 的 电 解 质 不 能 用 KCl,A 项 错 误;CuSO4 溶 液 中 6.B 【解析】 粗铜精练时,粗铜和电源的正极相连,作
n(Cu2+)=0.05mol,完全消耗时转移电子数为0.1mol,导线 阳极,A项正确;原电池中较活泼的金属是负极,失去电子,
中流过0.2mole-说明水也参与了电解,电解CuSO4 的总反 发生氧化反应。电子经导线传递到正极,所以溶液中的阳离
电解 子向正极移动,正极得到电子,发生还原反应, - 移向甲烧
应2Cu2+
Cl
+2H2O 2Cu+O2↑+4H+,溶液中减少的是
杯;B项错误;C是外加电源的阴极保护法,C项正确;D中负
2Cu和O2(相当于2CuO),需要补充0.05molCuO,电解水
极分别是铝和锌,转移的电子数相同时,消耗铝和锌的物质
的总反应2H2O 2H2↑+O2↑,转移电子数为0.1mol,
的量不同,
, D
项正确。
因此 消 耗0.05mol的 H2O 所 以 加 入0.05mol即4.9g
7.D 【解析】 钢铁在潮湿的空气中易形成原电池,所
Cu(OH)2,CuSO4 溶液可恢复原组成,B项正确;闭合 K,与
以钢铁在潮湿空气中生锈属于电化学腐蚀,A项正确;中性
铁相连的石墨为阴极,发生还原反应,首先Cu2++2e-
或弱酸性条件下,金属发生吸氧腐蚀,酸性环境下,金属发生
Cu,析出Cu,后发生2H++2e- H2↑,放出氢气,C项错
析氢腐蚀,则电化学腐蚀一般可分为吸氧腐蚀和析氢腐蚀,
误;闭合 K,铁比银活泼为负极,
B
与铁相连的石墨为阴极,所
项正确;金属腐蚀时失电子生成阳离子,则金属腐蚀的本质
以外电路电流方向为石墨电极→Fe电极,D项错误。
是金属原子失去电子被氧化的过程,C项正确;铝的表面易
3.D 【解析】 在反应3N2O4+8HNO3 6N2O5+
形成致密的氧化膜,氧化膜能保护内部金属不被腐蚀,所以
2NO+4H2O中,阳极上 N2O4 发生氧化反应,生成 N2O5,
铝具有很强的抗腐蚀能力,D项错误。
每摩尔 N2O4 反应转移电子2mol;HNO3 在阴极发生还原
8.C 【解析】 断开K1,闭合K2 时,是电解池装置,两
反应,生成NO,每摩尔 HNO3 被还原时转移电子3mol,电
极均有气泡产生,说明是电解饱和食盐水的反应,反应的离
解质溶液为酸性环境,可以形成电极反应式。阴极发生还原
电解
反应,电极反应式为:NO-3 +4H++3e- NO↑+2H2O, 子方程式为2H2O+2Cl
- Cl2↑+H2↑+2OH-,A项错
A项正 确;阳 极 发 生 氧 化 反 应,电 极 反 应 式 为:N2O4+ 误;电子不能通过溶液,溶液导电是通过自由移动的离子导
2HNO -2e-3 2N + , ; , , ,2O5+2H ,B项正确;从反应方程式可 电的 B项错误 断开K1 闭合K2 时 为电解池反应 石墨应
见,每8mol硝酸反应,只有2mol被还原,转移6mol电子,C 为电解池阳极,铁极为电解池阴极,铁电极上氢离子放电,附
项正确;依据电荷守恒,当电路中通过6mole-时,应有6mol 近溶液pH逐渐升高,C项正确;断开K2,闭合K1时,是原电
H+从阳极向阴极迁移,D项错误。 池反应,形成氢氯燃料电池,石墨作原电池正极,铁是负极,
4.D 【解析】 燃料电池是原电池,通入燃料的A 电极 被腐蚀,D项错误。
是负极,负极上失电子发生氧化反应,碱性环境下,发生反 9.C 【解析】 甲中X是负极,Y是正极,质子透过离
应:C2H5OH+16OH--12e- 2CO2-+11H2O,A项错 子交换膜由左向右移动,A项错误;铜电极应与正极相连,即3
误;甲 池 放 电 的 总 方 程 式 为 C2H OH+4OH- +3O 与Y 相 连 接,5 2 B项 错 误;M 电 极 反 应 式:(C6H10O5)n +
2CO2- 7nH O-24ne
- 6nCO ↑+24nH+,C项正确;N电极为
3 +5H2O,消耗氢氧根离子,溶液的pH值变小,B项错 2 2
; , + -误 乙池中加入K2SO4 溶液 当电路中转移0.01mole- 时, 氧气得电子发生还原反应,电极反应式为:O2+4H +4e
交换膜左侧会有0.01mol钾离子通过阳离子交换膜向D 极 2H2O,当N电极消耗0.25mol气体时,转移电子1mol,
移动,同时会有0.005mol氢氧根离子失去0.01mol电子生 铁电极发生反应:Cu
2++2e- Cu,则铁电极增重0.5×64
成氧气,所以氢氧根离子会减少0.005mol,则交换膜左侧溶 =32g,D项错误。
液中共约减少0.015mol离子,C项错误;通乙醇的电极是负 10.B 【解 析】 将 含 有 0.4 mol NaCl 和
极,所以D 是阴极,C 是阳极,在乙池反应过程中,碘离子在 0.5molCu(NO3)2的水溶液1L,用惰性电极电解,溶液中的
2+ + +
阳极C 极放电,生成棕黄色的碘,用有机物四氯化碳萃取,有 阳离子 有 Cu 、H 、Na 移 向 阴 极,发 生 的 电 极 反 应 为:
2+ - - -
机层四氯化碳在下层,碘单质溶于其中,下层溶液呈现紫红 Cu +2e Cu;阴离子Cl 、OH 、NO-3 移向阳极,电极
- -
色,上层接近无色,D项正确。 反应为:2Cl -2e Cl2↑,0.3molCu生成转移电子为
5.A 【解析】 当K闭合时,B装置能自发进行氧化还 0.6mol;溶液中氯离子物质的量为0.4mol,全部反应失去电
原反应,所以为原电池,则A、C、D都是电解池,B中Zn易失 子物质的量为0.4mol,生成氯气为0.2mol,还有0.2mol电
电子作负极、Cu作正极,所以A中碳、C中铜、D中纯铜都是 子是氢氧根离 子 失 去 电 子,发 生 电 极 反 应 为:4OH
- -4e-
阳极,A中Fe、C中 Ag、D中粗铜都是阴极;当 K打开时,B 2H2O+O2↑,生成氧气为0.05mol,所以标准状况下生
不能形成闭合回路,所以不能构成原电池,则锌和稀硫酸发 成气体体积为(0.05mol+0.2mol)×22.4L/mol=5.6L,B
生化学腐蚀。当 K闭合时,B装置能自发进行氧化还原反 项正确。
应,为原电池,在电路中作电源,A为电解池,A项错误;当K 第4讲 电化学综合应用
断开时,B装置不能构成原电池,锌片和稀硫酸发生化学腐
蚀而溶解,有氢气产生,B项正确;当K闭合后,B为原电池, 【基础特训】
A、C、D为电 解 池,电 子 从 负 极 流 向 阴 极,再 从 阴 极 流 向 阳 1.C 【解析】 铅蓄电池、镍镉电池、锂离子电池等属于
极,所以整个电路中电子的流动方向为①→⑧;⑦→⑥;⑤→ 可充电电池,可以反复充电放电,是二次电池,锌银纽扣电
④;③→②,电子不进入电解质溶液,C项正确;当K闭合后, 池、氢氧燃料电池和碱性锌锰电池完全放电后不能再使用,
86
化学·反应原理
是一次电池,C项正确。 含Zn、Fe等较活泼金属,D项错误。
2.D 【解析】 氯碱工业原理:阳极上氯离子失电子生 8.B 【解析】 电子从负极流向正极Pt,A项正确;电
成氯气,阴极上氢离子得电子生成氢气,由图可知Cu为阴极 池工作时,电解质中Ag+数目不变,B项错误;氯气在正极发
(若铜为阳极,则铜失电子,氯离子不反应),C为阳极。石墨 生还原反应生成氯离子,与银离子反应生成AgCl沉淀,C项
为阳极,与直流电源的正极相连,A项错误;Cu为阴极,阴极 正确;反应原理是Ag与氯气反应,则空气中c(Cl2)越大,Ag
上氢离子得电子生成氢气,没有氯气生成,所以用湿润KI淀 极消耗速率越快,D项正确。
粉试剂在铜电极附近检验气体,试纸不变蓝色,B项错误;Cu 9.D 【解析】 铁粉、氯化钠溶液、炭粉构成原电池,原
为阴极,阴极上氢离子得电子生成氢气,同时生成氢氧化钠, 电池放电过程是放热反应,A项错误;脱氧过程中铁作原电池
电解池中阳离子向阴 极 移 动,Na+ 向Cu电 极 移 动,C项 错 负极,负极上铁失电子生成亚铁离子,电极反应为:Fe-2e-
误;Cu为阴极,阴极上氢离子得电子生成氢气,铜电极的反 Fe2+,B项错误;脱氧过程中碳作原电池正极,C项错误;
应式为:2H++2e- H2↑,D项正确。 由电子守恒知,消耗氧化剂氧气的体积(标况下):V(O2)=
3.D 【解析】 根据电池反应式知,负极反应式为LixC6 1.12g
56g/mol×3×22.4L
/mol
-xe- C6+xLi+,正极反应式为Li1-xCoO2+xLi+ + =336mL,D项正确。
xe- LiCoO2,充电时,阴极、阳极反应式与负极、正极反
4
【能力特训】
应式正好相反,所以 A是负极,B是正极。放电时,A是负
, , , + , 1.A 【解析】极 B是正极 锂离子向正极移动 则Li 从左边流向右边 A Zn
比铜活泼为负极,Cu为正极,K+ 移
; , , , , 向CuSO4 溶液,A项正确;原电池是将化学能转化为电能的项正确 放电时 A是负极 则充电时 A是阴极 发生还原反
, ; , , : 装置,B项错误;用装置②用于铁棒镀铜,则 极为铜棒,应 B项正确 放电时 B为正极 电极反应式为 Li CoO N C1-x 2
+ - , 项错误
;电解精炼铜时溶液中的Cu2+浓度减小,D项错误。
+xLi +xe LiCoO2 C项正确;根据电池反应式知,充
, 。 2.C
【解析】 阳极是铁放电,生成二价铁离子,溶液变
电时锂离子加入石墨中 D项错误
为浅绿色,【 】 , A项错误
;阴极发生还原反应,应为得电子,B项
4.C 解析 该装置是一个电解池 电解池是将电能
;
, ; 错误 阴极氢离子放电
,导致氢离子浓度降低,pH升高,C项转化为化学能的装置 A项正确 CO2 电催化还原为CH4 的
, 正确
;阴极室生成的物质可能是磷酸一氢根或磷酸二氢根,D
过程是一个还原反应过程 所以铜电极是电解池的阴极,铜
项错误。
电极的电极反应式为CO2+8H++8e- CH4+2H2O,B
; 3.C
【解析】 该原电池中,硝酸根离子得电子发生还
项正确 在电解池的阴极上发生二氧化碳得电子的还原反
,
, + - , , 原反应 则右边装置中电极是正极
,电极反应式为2NO-+
应 即CO2+8H +8e CH4+2H 32O 一段时间后 氢离
- +
, , 10e +12H N2↑+6H2O,左边装置电极是负极,负极子减小 氢氧根浓度增大 氢氧根会和①池中的碳酸氢钾反
, 上有机物失电子发生氧化反应生成 ,有机物在厌氧菌作用应 所以n(KHCO X3)会减小,C项错误;在电解池的阳极上,
下生成二氧化碳。放电时,电解质溶液中阴离子Cl- 移向负
是阴离子氢氧根离子发生失电子的氧化反应,所以酸性增
, , 。 极室左室,A项正确;有机物在厌氧菌作用下生成二氧化碳,强 pH一定下降 D项正确
【 】 所以 气体为 , 项正确;正极电极反应式为
-
5.C 解析 , 2CuSO X CO2 B 2NO3 +甲装置是电解池 方程式为 4+
10e-+12H+ N2↑+6H2O,氢离子参加反应导致溶液电解
2H2O 2Cu+2H2SO4+O2↑。乙装置是原电池,方程式 酸性减小,溶液的pH增大,C项错误;根据负极上有机物失
为 Mg+2HCl MgCl2+H2↑,所以电解一段时间后溶液 电子发生氧化反应,有机物在厌氧菌作用下生成二氧化碳,
的质量变化:甲减小,乙增大,A项正确;根据方程式可知一 电极反应式为CH O -24e-+7H O 6CO ↑+24H+6 10 5 2 2
段时间后溶液pH变化:甲减小,乙增大,B项正确;根据电子 知,电路中每通过4mol电子,产生标准状况下X的体积为
得失守恒可知相同条件下产生气体的体积:2V甲=V乙,C项 4
错误;电极反应式:甲中阴极为还原反应, , 项正确。乙中负极为氧化反 =24×6×22.4=22.4LD
应,D项正确。 4.B 【解析】 若闭合K1,该装置没有外接电源,所以
6.C 【解析】 K与N相接时,形成原电池,铅为负极, 构成了原电池,较活泼的金属铁作负极,负极上铁失电子,Fe
二氧化铅为正极,能量由化学能转化为电能,A项错误;形成 -2e- Fe2+,A项错误;若闭合 K1,该装置 没 有 外 接 电
原电池,铅失去电子后生成硫酸铅,B项错误;K与 M 连接 源,所以构成了原电池;不活泼的石墨棒作正极,正极上氧气
时,形成电解池,铅为阴极,与它相连的a极是负极,C项正 得电子生成氢氧根离子发生还原反应,电极反应式为2H2O
确;电解池的二氧化铅为阳极,硫酸铅得到电子生成二氧化 +O +4e-2 4OH-,所以石墨棒周围溶液pH逐渐升高,
铅,D项错误。 B项正确;K2 闭合,Fe与负极相连为阴极,铁棒不会被腐蚀,
7.B 【解析】 氯化铝属于共价化合物,熔融状态下以 属于外加电源的阴极保护法,C项错误;K2 闭合,电路中通
分子存在,所以熔融氯化铝不导电,工业上用电解熔融冶炼 过0.4NA个电子时,阴极生成0.2mol氢气,阳极生成0.2
的方法冶炼Al,A项错误;铅蓄电池放电时,正极上二氧化 mol氯气,两 极 共 产 生0.4 mol气 体,两 极 共 产 生 标 况 下
铅得电子发生还原反应,B项正确;用Fe作阳极电解饱和食 8.96L气体,D项错误。
盐水时,阳极上Fe失电子发生氧化反应,电解反应式为Fe- 5.C 【解析】 Li发生氧化反应,所以Li为负极,A项
2e- Fe2+,C项错 误;电 解 精 炼 粗 铜 时,阳 极 上Cu和 比 正确;电池充 电 反 应 为LiMn2O4 Li1-xMn2O4+xLi,B
Cu活泼的金属失电子发生氧化反应,不如Cu活泼的金属以 项正确;放电时,b极锂的化合价升高发生氧化反应,C项错
沉淀形式进入电解质,所以阳极泥中含有Ag、Au等金属,不 误;a为正极,放电时溶液中Li+从b向a迁移,D项正确。
87
小题狂刷 高考专题特训
6.B 【解析】 外接电源,所以 是电解氯化钠溶 误;反应②的焓变为正值,属于吸热反应,B项错误;催化剂
不会改变焓变, 项错误;用“反应 反应 ”得所求反应
液的电解池, 上的c点显红色,说明c点有氢氧根离子生 C ③- ②
的焓变为:206.1-131.3=74.8kJ·mol-1,D项正确。
成,根据离子的放电顺序知,该极上氢离子得电子放电,所以
2.D 【解析】 本题考查金属的腐蚀、原电池原理、溶
c是阴极,外电 源b 是 负 极,a 是 正 极,A项 错 误;c 极 是 阴
解平衡等知识。使用催化剂能够降低反应的活化能,但不能
极,放电的是氢离子,反应为2H+ +2e- H2↑,B项 正
改变反应热,A项错误;金属发生吸氧腐蚀,氧气浓度越大,
确;实现铁上镀锌,则要让金属铁作阴极,金属锌为阳极,根
腐蚀速率越快,B项错误;原电池中发生反应达平衡时,该电
据A选项的分析结果:外电源b是负极,a 是正极,则知道f
池没有电流产生,C项错误;在同浓度的盐酸中,, ZnS
可溶而
是阴极 e是阳极,所以金属锌应该是为e极,C项错误;e是
CuS不溶,说明, CuS
比ZnS难溶,D项正确。
阳极 阳极发生氧化反应,D项错误。
3.AD 【【 解析
】 根据化合价升降判断,Zn化合价只能
7.D 解析】 当K闭合时,在交换膜处SO2-4 从右向
上升,故为负极材料,K
左移动,说明A为负极,B为正极,原电池中负极 A上金属 2
FeO4为正极材料,A项正确;KOH
溶液为电解质溶液,则正极电极方程式为 2- -
失电子发生氧化反应,生成金属阳离子进入溶液导致溶液中 2FeO4 +6e +
-
A2+ ( ) , ;浓度增大,A项错误;当K闭合时,在交换膜处SO2- 从 8H2O 2FeOH 3+10OH B项错误 该电池放电过程4
-
右向左移动,说明A为负极,B为正极,B极上溶液中的金属 中电解质溶液浓度减小,C项错误;电池工作时阴离子 OH
阳离子得电子生成金属单质,电极反应式为B2++2e- 向负极迁移,D项正确。
B,B项错误;右边装置中连接B的y 极为阳极,连接 A的x 4.C 【解析】 该装置构成原电池,Zn是负极,Cu是正
极为阴极,电解池工作时,y 极上氯离子失电子发生氧化反 极。在正极Cu上溶液中的 H
+ 获得电子变为氢气,Cu棒的
应,电极反应式为2Cl--2e- Cl↑,C项错误;右边装置 质量不变,A项 错 误;由 于Zn是 负 极,不 断 发 生 反 应Zn-2
- 2+ 2+
中y 极上发生的电极反应式为2Cl--2e- Cl↑,x 极上 2e Zn ,所以溶液中c(Zn )增大,B项错误;由于反应2
+ +
发生的电极反应式为2H++2e- H2↑,由于氢离子放电 不断消 耗 H ,所 以 溶 液 中 的c(H )逐 渐 降 低,C项 正 确;
2-
而氢氧根离子不放电导致溶液呈碱性,铝离子和氢氧根离子 SO4 不参加反应,其浓度不变,D项错误。
反应生成难溶性的氢氧化铝,氢氧化铝和氢氧根离子反应生 5.C 【解析】 本题考查原电池与电解池的工作原理的
成可溶性的偏铝酸盐,D项正确。 分析判断。放电时“正正负负”,带正电荷的阳离子向正极移
8.(Ⅰ)①2Cu(OH)+NaOH+CH CHO CuO↓ 动,A项正确;放电时,负极失去电子,B项正确;充电时石墨2 3 2
(C )发生反应:xLi++C +xe-+CH3COONa+3H2O 6 6 LixC6,若转移1mol电
②溶液由无色变为蓝色,有红色不溶物 子,则石墨C6电极增重7g,C项错误;充电时阳极失去电子,
③CuO+2H++2Cl- 2CuCl↓+H O 发生氧化反应,是原电池正极反应的逆反应,D项正确。2 2
(Ⅱ)(1)NaOH、NaCO 、HCl 6.D 【解析】 本题考查电解原理。电解 NaCl溶液,2 3 a
(2)(ⅰ)Cu+Cl--e- CuCl↓ 为阴极,为 H
+ 放电生成 H2,同时留下 OH-,所 以 试 纸 变
5 蓝,A项正确;b处为阳极,为Cl-放电生成Cl2,Cl2 溶于水显(ⅱ)CuCl+OH- CuOH+Cl- ×10-8或6 8.3× 酸性,所以c处变红,Cl2 溶于水同时生成 HClO,具有漂白
-9 1 -7 性,所以局部褪色,B项正确;实验一相当于两个串联电路,10 或12×10 所以c处的Fe作阳极,故Fe失去电子生成Fe2+,C项正确;
(3)加入足量浓盐酸,溶液变为绿色,则含有CuO 根据实验一的原理知,实验二也相当于两个串联电路,m作
【解析】 (Ⅰ)①乙 醛 与 新 制 氢 氧 化 铜 的 反 应 式 为: 阳极,m处的Cu会溶解生成Cu2+,而n处的Cu为阴极,会
2Cu(OH)
△
+NaOH+CH CHO →CuO↓+CH COONa 有Cu
2+得电子生成 , 项错误。
2 3 2 3 CuD
+3H2O;②氧化亚铜与稀硫酸反应生成铜单质、硫酸铜与 7.B 【解析】 根 据 题 意,电 池 总 反 应 式 为:Mg+
水,所以反应现象是硫酸溶液由无色变为蓝色,且有红色物 2AgCl MgCl2+2Ag,正极反应为:2AgCl+2e- 2Cl-
质生成。③CuO+2H++2Cl- 2CuCl↓+H O。 +2Ag,负极反应为:Mg-2e- 2+2 2 Mg ,A项正确,B项错
(Ⅱ)(1)除去钙镁离子,首先加入氢氧化钠除去镁离子, 误;对原电池来说,阴离子由正极移向负极,C项正确;由于
再向溶液中加入碳酸钠溶液除去钙离子,经过过滤之后除去 镁是 活 泼 金 属,则 负 极 会 发 生 副 反 应 Mg+2H2O
沉淀,最后加入盐酸溶液除去过量的氢氧化钠与碳酸钠溶 Mg(OH)2+H2↑,D项正确;答案选B。
液。(2)(ⅰ)b极为电解池的阳极,发生氧化反应。电解质 8.C 【解析】 充电时,为电解池,电解质溶液中阳离子
溶液为氯化钠溶液,所以阳极的电极反应式为:Cu+Cl-- 向阴极移动,故 K+ 向阴极移动,A项错误;充电时,为电解
e- CuCl↓(ⅱ)氯化亚铜水解结合水中的氢氧根形成氢 池,根 据 总 反 应:2Zn(OH)2- -4 2Zn+O2+4OH +
氧化亚铜方程式为:CuCl+OH- CuOH+Cl- 将氢氧化 2H O,c(OH-2 )逐渐增大,B项错误;放电时负极上Zn发生
亚铜与氯化亚铜的Ksp之比即为所求。(3)氧化铜与盐酸反 氧化反 应,C项 正 确;放 电 时,正 极 反 应:O2+4e- +2H2O
应产生氯化铜与水,氯化铜中有Cu2+,故溶液显蓝色。 4OH-,电路中通过2mol电子,消耗氧气0.5mol,在标
( ) 准状况下体积为11.2L,D项错误。综合特训 一
9.B 【解析】 A项,通电后中间隔室的SO2-4 离子向
【母题特训】 正极迁 移,正 极 区 OH- 发 生 氧 化 反 应:4OH- -4e-
1.D 【解析】 反 应①是 光 能 转 化 为 化 学 能,A项 错 2H -2O+O2↑,正极区c(OH )减小,pH减小,错误;B项,该
88
化学·反应原理
法在处理含 Na2SO4废水时,在阳极区可以得到 H2SO4,阴 反应的焓变。反应的共性部分为苯环和与苯环相连的碳碳
极区得到NaOH,正确;C项,负极连接电解池的阴极,H+ 发 键,故有ΔH=412×2+348-612-436=124。
生还原反应:2H++2e- H2↑,负极区c(H+)减小,pH 13.-355 ②③ ①
电解
增大,错误;D项,电解总反应:
【解析】 根据盖斯定律,将三个热化学方程式按照
2H O 2H ↑+O ↑,该 ①+2 2 2
-, ②×3可得目标方程式,故4e 1mol ΔH=494kJ
·mol-1+(-283
反应中转移电子数为 则电路中通过 电子的电量
时,会有0.25mol的O 生成,错误。 kJ
·mol-1)×3=-355kJ·mol-1;根据给定的三个热化学
2
【 】 方程式可知, 两个反应为放热反应,而 为吸热反应,则10.C 解析 多孔电极的接触面积大,有利于氧气的 ②③ ①
, ; 整个反应流程中,放出的热量足以供给所需的热量。吸收 A项正确 根据信息提示,相同质量的 Mg、Al、Zn完全
m m m 14.299
反应,失去的电子数分别为 、 、 , 项正
12mol 9mol32.5molB 【解析】 形成1molH2(g)和1molI2(g)共放出436kJ
确;正极为 O2 放电,电 极 反 应 式 为:O2+2H2O+4e- +151kJ=587kJ能量,设断裂2molHI(g)吸收2akJ能
4OH-,C项 错 误;不 能 采 用 碱 性 电 解 质,否 则 负 极 产 生 的 量,由2a-587=11,得a=299kJ。(另解:ΔH=2E(H—I)
Mg2+与OH-反应生成沉淀,采用阳离子交换膜时,正极产 -E(H—H)-E(I—I),2E(H—I)=ΔH +E(H—H)+
生的OH-不能向负极移动,D项正确。 E(I—I)=11+436+151,E(H—I)=299kJ·mol
-1)。
H H 15.(1)Fe2O3+6H
+ 2Fe3++3H2O (2)C
·· ··
11.(1)H· N· ·· · N·H -2 (3)活化硫铁矿还原Fe3+时,FeS2 中的S元素可能被氧
·· ··
(2)NaClO+2NH N H +NaCl+H O 化成 H2SO3,H2SO3 溶液中通入空气发 生2H2SO3+O23 2 4 2
(3)ΔH4=2ΔH3-2ΔH -ΔH 反应放热量大、产生 2H2SO4,溶液酸性增强2 1
大量气体 (4)4FeCO3(s)+O2(g) 2Fe2O3(s)+4CO2(g)
(4)8.7×10-7 N H (HSO ) ΔH=-260kJ/mol2 6 4 2
+ - -
(5)固体逐渐变黑,并有气泡产生 1 N H 的用量少, (5)FeS2+4Li +4e Fe+2Li2S或FeS2+4e 2 4
( , Fe+2S2-不产生其他杂质 还原产物为 N2 和 H2O 而 Na2SO3 产生
NaSO ) () 29ab 1131c2 4 60.0118ab-0.646c或 -
【解析】 (1)联氨是由两种非金属元素形成的共价化合 2450 1750
【解析】 本题主要考查了离子反应方程式的书写、离子H H
·· ··
, · 、 、H N· N·H, , 检验 盖斯定律 化学计算等
。()碱性氧化物( )与酸
物 电子式为 · · · 根据化合价代数和为零 其中 1 Fe2O3
·· ·· (H2SO4)反应生成盐[Fe2(SO4)3]和水,对应的离子方程式
氮的化合价为-2价。
为:
() , Fe
+ 3+
2O3+6H 2Fe +3H2O。
2 次氯酸钠溶液与氨反应制备联氨 Cl元素的化合价
(2)Fe3+, 的检验应选择KSCN溶液
,C项正确;A、B项均
由+1价降低到-1价 N元素的化合价由-3价升高到-2
2+
, , 为检验Fe 溶液的所需试剂
。
价 根据得失电子守恒和原子守恒配平 反应的化学方程式
。 (3)活化硫铁矿还原Fe
3+时,FeS2 中的 元素可能被氧为NaClO+2NH S3 N2H4+NaCl+H2O
() , 化成 H2SO3,H2SO3 溶 液 中 通 入 空 气 发 生3 根据盖斯定律 反应热效应之间的关系式为ΔH = 2H2SO3+O24
。 , , 2H2SO4,溶液酸性增强。2ΔH3-2ΔH2-ΔH1 联氨有强还原性 N2O4有强氧化性
, 、 (4)将所给热化学方程式标号:两者在一起易发生自发地氧化还原反应 反应放热量大 产
, () () ()生大量气体 所以联氨和NO 可作为火箭推进剂。 4Fes+3O2 g 2Fe2O3 s ΔH=-1648kJ
/mol
2 4
(4)联氨为二元弱碱,在水中的电离方程式与氨相似,则 ①
联氨第 一 步 电 离 的 方 程 式 为 N H +H O N H+ C
(s)+O2(g) CO2(g)+ ΔH=-393kJ
/mol ②
2 4 2 2 5
OH-, :N H +H+ N H+
() ()
K=8.7×107;K = 2Fes +2C s +3O
()
已知 的 2 g
2FeCO3(s) ΔH =
2 4 2 5 W /
1.0×10-14,
-1480kJmol ③
平 衡 常 数 K=8.7×107×1.0×10-14=8.7×
10-7; ,
根据盖斯 定 律:①+②×4-③×2得:4FeCO (s)+
联氨为二元弱碱 酸碱发生中和反应生成盐,则联氨与 3
() ()
硫酸形成酸式盐的化学式为N H (HSO )。 O2 g 2Fe2O3 s+4CO2
(g),则ΔH=-1648kJ/mol-
2 6 4 2
(5)联氨是一种常用的还原剂,ABr具有氧化性,两者 393×4kJ
/mol+1480×2kJ/mol=-260kJ/mol。
g
, (5)正极发生还原反应:由方程式知FeS2(Fe显+2价)发生氧化还原反应生成银 则向装有少量 AgBr的试管中加
被还原 被还原
入联氨溶液,可观察到固体逐渐变黑,并有气泡产生;联氨可 →Fe(Fe显+0价)、FeS2(S显-1价) →Li2S(S
用于处理高压锅炉水中的氧,防止锅炉被腐蚀,发生的反应 显-2价),结合电解质是含Li+ 的电解质溶液,知正极反应
为N2H4+O2 N2+2H2O,理论上1kg的联氨可除去水 式为:FeS2+4e-+4Li+ Fe+2Li2S。
中溶解的氧气为1kg÷32g/mol×32g/moL=1kg;与使用 (6)加入 FeCO3 的 目 的 是 中 和 剩 余 H2SO4 和 生 成 的
Na2SO3 处理水中溶解的O2 相比,联氨的优点是N2H4的用 H2SO4,根 据 化 学 方 程 式 FeCO3+H2SO4 FeSO4+
量少,不产生其他杂质,而 Na2SO3 的氧化产物为 Na2SO4, CO2↑+H2O。根据两个反应消耗的硫酸之和为akg×b%
易生成硫酸盐沉淀,影响锅炉的安全使用。 可计算加入FeCO3 的量,即:akg×b%=ckg×50%×96%
12.124 98k ·kmol-1 13 xk ×98k ·kmol-1
【解析】 ×
g g g ,解得:
160k ·kmol-1×7+ 116k ·kmol-1 x=用反应物的总键能减去生成物的总键能等于 g g
89
小题狂刷 高考专题特训
29ab 1131c 【 】 ,
- (或者x=0.0118ab-0.646c)。
6.B 解析 没有构成闭合回路不能形成原电池 没
2450 1750 有实现化学能转化成电能,A项错误;NO2 和 N2O4 的平衡
16.(1)Ag在空气中易与氧气反应生成氧化银 体系在升温时向二氧化氮的方向移动,说明生成 NO2 的方
(2)1.8×10-7 2 向为吸热反应,B项正确;铁钉在食盐水中发生的是吸氧腐
光照
(3)2AgNO Ag+2NO ↑+O ↑ 蚀,不是析氢腐蚀,C项 错 误;硝 酸 银 中 加 入 氯 化 钠 后 还 有3 2 2
() + - Ag+4Ag +e Ag 剩余,后生成Ag2S沉淀,不能说明是AgCl转变成Ag2S
【解析】 考查金属的腐蚀、溶度积的应用、氧化还原反 沉淀,不能验证溶解度的大小,D项错误。
应理论的应用,电极反应式的书写。(1)根据金属的腐蚀可 7.D 【解析】 工作时电极b为空气作正极,A项错误;
知Ag变黑是发生了化学腐蚀,生成氧化银的缘故;(2)根据 原电池放电时电流由正极通过传感器流向负极,B项错误;
反应中 HCl和硝酸银的物质的量可知 HCl过量,则计算剩 工作时电极b为空气作正极,电极反应式为:O2+4e
-
2-
余的Cl-的物质的量浓度为(0.02-0.018)mol/L/2=0.001 2O ,C项错误;当消耗11.2L(标准状况下)CO时即0.5
- 2-
mol/L,根据AgCl的溶度积的表达式计算即可;因为该反应 mol,根据负极反应CO-2e +O CO2,则理论上传感
中 H+未参加反应,所以溶液的体积变为100mL时,H+ 的 器中会通过 NA个电子,D项正确。
浓度为0.01mol/L,则pH=2;(3)根据氧化还原反应理论, 8.D 【解析】 电极Ⅰ为Al,其他均为Cu,Al易失电子
硝酸银分解生成Ag和二氧化氮气体,无元素化合价升高的, 作负极,所以Ⅰ是负极、Ⅳ是阴极,Ⅲ是阳极、Ⅱ是正极,则前
所以该反应中有氧气生成;(4)该原电池的实质是Cu与银离 2个组成原电池,第3个为电解池,A项错误;盐桥中无电子
子发生置换反应生成 A 单质,所以正极是生成 A 单质的 通过,B项错误;电极Ⅱ是正极,正极上发生反应为Cu2+g g +
还原反应。 2e- Cu,所以电极Ⅱ质量逐渐增大,C项错误;电极Ⅳ是
【过关特训】 阴极,电极反应式为Cu2++2e- Cu,D项正确。
1.D 【解析】 根据燃烧热的含义,必须是1mol物质 9.B 【解析】 根据题意知Zn为负极,进行氧化反应,
完全燃烧生成最稳定的产物放出的热量,应该是生成二氧化 A项正确;电池工作时,电子由负极沿导线流向正极,即由
碳,不能是生成一氧化碳,A项错误;该反应不是物质在氧气 Zn流向 MnO2,B项错误;MnO2 为原电池的正极,发生还原
中的燃烧反应,B项错误;该反应应该是生成液态水,不能是 反应,正极反应:MnO2+e-+H2O MnO(OH)+OH-,
气态水,C项错误。 C项正确;电池总反应:Zn+2MnO2+2H2O Zn(OH)2
2.A 【解析】 任何化学反应,反应物具有的总能量不 +2MnO(OH),D项正确。
等于生成物具有的总能量,都伴随有能量变化,A项正确; 10.B 【解析】 单斜硫的能量比正交硫的能量高,S(s,
ΔH<0表示放热反应,ΔH>0表示吸热反应,B项错误;断 单斜) S(s,正交) ΔH=-0.33kJ/mol,为放热反应,A
开化学键需要吸收能量,C项错误;反应物总能量比生成物 项错误;物质的能量越高越不稳定,则正交硫比单斜硫稳定,
总能量高的反应是放热反应,D项错误。 B项正确;由图象可以看出,单斜硫的能量比正交硫的能量
3.D 【解析】 ①2H3F3(g) 3H2F2(g) ΔH1=a 高,C项错误;①式反应需断裂单斜硫中S-S键和 O O
kJ·mol-1;②H2F2(g) 2HF(g) ΔH2=bkJ·mol-1, 键,不仅仅是断裂lmolO2 中的共价键所吸收的能量,D项
,①+②×3 错误
。
根据盖斯定律 得
2 H3F3
(g) 3HF(g) ΔH3=
11.A 【解析】 根据电池反应式知,阳极上碘离子放
+(0.5a+1.5b)kJ·mol-1,D项正确。 电生成碘酸根离子,则阳极应该为惰性电极石墨,阴极为铁,
4.D 【解析】 分子式为C2H4O的可能是乙醛也可能 A项错误;电解时,阳极上碘离子放电生成 KIO3,电极反应
为环氧乙烷,所以性质不相同,A项错误;同温同压下,气体 为:I--6e-+3H2O IO-3 +6H+,B项正确;KI和KIO3
摩尔体积相等,相同体积的任何气体含有相同数目的分子, 在酸性溶液中发生氧化还原反应,不利于生产碘酸钾,C项
分子构成不同,所以其原子个数不一定相等,B项错误;密闭 正确;碘化钾和碘酸钾都是强酸强碱盐,其溶液都呈中性,电
容器中1molN2 与3molH2 充分反应生成氨气为可逆反 解过程中水参加反应,导致溶液浓度增大,但pH几乎不变,
应,又可逆反应不可能反应到底,则无法计算,C项错误;依 D项正确。
据能 量 曲 线 可 确 定 反 应:CH2=CH2(g)+HBr(g) 12.C 【解析】 C(s)完全 燃 烧 的 产 物 为 二 氧 化 碳 气
CH3CH2Br(l)的ΔH=反应物的焓-生成物的焓=(E1+ 体,1molC(s)完全燃烧放出的热量大于110kJ,A项错误;
E -E -E )kJ·mol-13 2 4 ,D项正确。
() 1 () () 1①+② H2 g +2O2 g H2O g ΔH=
(
2× 2×436+4965.C 【解析】 得出:2 CH4
(g)+2NO2(g) N2
-4×462)=-240kJ·mol-1,B项错误;①2C(s)+O2(g)
(g)
1
+CO2(g)+2H2O(g) ΔH= ×(2 -574-1160
)kJ· 1 2CO(g) ΔH=-220kJ·mol-1,②H2(g)+ ()2O2 g
mol-1=-867kJ·mol-1,A项正确;H2O(g) H2O(l) 1
ΔH<0,因此两式相加,ΔH <ΔH ,B项 正 确;根 据 A选 H2O(g) ΔH=-240kJ·mol
-1,将①×2-②
,得:
3 1
项,放出热量为867×0.2kJ=173.4kJ,但没有说明 H2O的 C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g) ΔH =+130kJ·
状态,如果是气态,则正确,若是液态,则大于173.4kJ,C项
-1 1
; , -, mol ,C项正确;根据 () () ()错误 根据A选项 消耗1molCH 转移电子8mole 则消 H2 g +2O2 g H2Og ΔH4
耗2.24LCH4 转移电子为0.8mol,D项正确。 =-240kJ·mol-1,欲分解2molH2O(l),至少需要提供2
90
化学·反应原理
×240kJ的热量,D项错误。 H2O(l)②,Cl2(g)+H2(g) 2HCl(g)③,①-2×②
13.C 【解析】 Na2FeO4 还原产物为Fe3+,Fe3+ 水解 +③×2得出:2H2O2(l)+2Cl2(g) 4HCl(g)+2O2(g)
得到胶体,水解离子反应为Fe3++3H2O Fe(OH)3(胶 ΔH=+6.02kJ·mol-1,即 H2O2(l)+Cl2(g) 2HCl(g)
体)+3H+,A项正确;FeCl3、NaOH、NaClO三种物质反应 +O2(g) ΔH=+3.01kJ·mol-1。(4)根据电解原理,阳
制得 Na2FeO4,发 生 氧 化 还 原 反 应,Cl元 素 得 到 电 子 生 成 极上是阴离子失电子,即Cl--6e- →ClO -3 ,根据缺项配
NaCl,由电子、原 子 守 恒 可 知,反 应 为2FeCl+10NaOH+ 平,因此电极反应式为:Cl-3 +3H - -2O-6e ClO3 +6H+。
3NaClO 2Na2FeO4+9NaCl+5H2O,B项 正 确;酸 性 溶 18.(1)b (2)
400℃
4KClO3 KCl+3KClO4
液中不能生成氢氧根离子,则离子方程式为4FeO2-4 +20H+ (3)-1527.6kJ/mol
4Fe3++10H2O+3O2↑,C项错误;铁作阳极,Fe失去 (4)①b ②CH3OH+8OH--6e- CO2-3 +6H2O
电子,则阳极的电极反应为:Fe-6e-+8OH- FeO2-4 + (5)①9MgO·FeO·5SiO2
4H2O,D项正确。
14.C 【解析】 钢铁是铁碳合金,当表面水膜为弱酸性
或中性溶液时,易发生吸氧腐蚀,A项正确;钢铁是铁碳合 ②
金,当表面水膜为酸性较强溶液时,易发生析氢腐蚀,B项正
确;Zn—Fe原电池,Zn为负极,可加快锌板腐蚀,保护钢闸 ③取少量最后一次的洗涤液,加硝酸酸化的硝酸银溶
门,如果换成Cu,则变成Fe—Cu原电池,Fe为负极,加快了 液,如无沉淀产生,则已洗净
钢闸门的腐蚀,C项错误;通过外接电源的负极保护钢闸门 【解析】 (1)浓硫酸具有强氧化性、酸性,不能干燥具有
不受腐蚀,这是外接电源的阴极保护法,D项正确。 还原性、碱性的气体。NH3 为碱性气体,不能用浓硫酸和五
15.C 【解析】 电 解 饱 和 食 盐 水,总 电 极 反 应 式 为: 氧化二磷干燥,可用碱石灰干燥,a项错误;HI为还原性气
电解
2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑,A项正确;海水 体,不能利用浓硫酸干燥,可以利用P2O5 干燥,b项正确;二
中含有较丰富的镁元素、溴元素、碘元素等,储存量大,因此 氧化硫为酸性气体,可以用浓硫酸、五氧化二磷或无水氯化
工业上常从海水中提取镁、溴、碘等物质,B项正确;粗铜作 钙干燥,c项错误;二氧化碳为酸性气体,可以用浓硫酸、五氧
阳极:Cu-2e- Cu2+,电解液是含Cu2+,阴极电极反应式 化二磷或无水氯化钙干燥,d项错误。(2)KClO3 可用于实
为Cu2++2e- Cu,由于铁、锌比铜活泼,铁、锌先失电子, 验室制O2,若不加催化剂,400℃时分解只生成两种盐,其中
因此溶液中含有的金属阳离子有Zn2+、Fe2+、Cu2+,C项错 一种是无氧酸盐,另一种盐的阴阳离子个数比为1∶1,则该
误;电镀时,镀层金属作阳极,镀件作阴极,D项正确。 无氧酸为KCl,KCl中氯元素化合价为-1,说明氯酸钾中氯
16.A 【解析】 阳极开始产生Cl2,后产生 O2,阴极开 元素化合价降低,则另一种含氧酸盐中氯元素化合价会升
始生成Cu,后产生 H2,根据“两极收集到的气体在相同条件 高
,由于氯酸钾中氯元素化合价为+5,则氯元素化合价升高
下体积相同”,则阴极产生0.2molH ,阳极产生0.1molCl 只能被氧化成高氯酸钾,根据氧化还原反应中化合价升降相2 2
和0.1molO2,
400℃
则转移电子数为0.6NA,A项正确、B项错误; 等配平该反应为:4KClO3 KCl+3KClO4。
阴极析出铜0.1mol,即6.4g,C项错误;电解前硫酸的浓度 (3)CO(g)+2H2 (g) CH3OH(g) ΔH =
为1mol·L-1,电解过程中消耗0.2mol水,故电解后剩余 -90.8kJ/mol ①
溶液中硫酸的浓度大于1mol·L-1,D项错误。 2H2(g)+O2(g) 2H2O(l) ΔH=-571.6kJ/mol
17.(1)Cl+2OH- ClO-2 +Cl-+H2O ②
(2)ad 2CO(g)+O2(g) 2CO2(g) ΔH=-566.0kJ/mol
(3)①离子键 共价键(非极性键) ③
△ 依据盖斯定律计算③+②×2-①×2得到热化学方程
②2NaCl+SO2+O2 Na2SO4+Cl2
式为: () () () ()
③H2O2(l)+Cl2(g) 2HCl(g) (
2CH3OHg +3O2 g 2CO2 g +4H2Ol ΔH
+O2 g) ΔH =
=-1527.6kJ/mol。(4)①燃料电池的工作原理:电池的负
+3.01kJ·mol-1
极一定是燃料失电子,发生氧化反应,在正极上一定是氧气
(4)Cl--6e-+3H2O ClO -3 +6H+
得电子,发生还原反应,所以a为正极,b是负极;②电池负极
【解析】 (1)氯 气 和 氢 氧 化 钠 发 生 氧 化 还 原 反 应。
是燃料甲醇发生失电子的氧化反应,在碱性环境下,反应的
(2)Cl2具有消毒杀菌作用,利用其氧化性,能替代Cl2 杀菌消 电极反应式为:CH OH+8OH- -6e- CO2-3 +6H2O。
毒的物 质 的 也 具 有 氧 化 性,
3
即 臭 氧、ClO2,选 项ad正 确。 (5)①根据硅酸盐写成氧化物的规律,Mg9FeSi5O20用氧化物
(3)①NaCl属于离子化合物,含有离子键,Cl2 属于非极性分 的形式可表示为9MgO·FeO·5SiO2,②根据流程图,固碳
子,含有共价键或非极性共价键;②根据信息,SO2 中+4价 时 主 要 反 应 的 方 程 式 为 NaOH (aq)+ CO2(g)
→+6价,NaCl中-1价→0,化合价都升高,必然有化合价 NaHCO3(aq),工业上电解饱和食盐水会获得烧碱,缺少烧
降低,燃煤 过 程,肯 定 有 氧 气 的 参 加,氧 气 作 氧 化 剂,即 有 碱的制取流程; ③判断产品洗净只需要检验洗涤液中不含
SO2+NaCl+O2→Na2SO4+Cl2,根 据 化 合 价 的 升 降 法 配 有氯离子即可,氯离子的检验用硝酸酸化的硝酸银,操作是:
△
平,化学 反 应 方 程 式 为:SO2+2NaCl+O2 Na2SO4+ 取少量最后一次的洗涤液,加硝酸酸化的硝酸银溶液,如无
1 沉淀产生,则已洗净。
Cl2;③2H2O2(l) 2H2O(l)+O2(g)①,H2(g)+ O2(g)2 19.(1)①3∶1
91
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②4NO(g) 2NO2(g)+N2(g) ΔH=-293kJ/mol 氧化二氮的能量,故二氧化氮转化为四氧化二氮的反应为放
(2)① 负 CH 2- -4 +4O -8e CO2 +2H2O 热反应,所以图c中,右侧烧杯的温度高于左侧,升高温度使
②4OH--4e- O2↑+2H2O 1.12L 甲烷不完全被 2NO2(红棕色) N2O4(无色) ΔH<0向逆反应方向移
氧化,生成C或CO或电池能量转化率达不到100%(其他合 动,即向生 成 NO2 方 向 移 动,故B瓶 颜 色 更 深。(3)铜 与
理答案都可以) H2O2 和 H2SO4 反应生成了硫酸铜,离子反应方程式是:Cu
【解析】 (1)由“对 H2 的相对密度为17”可知,平均相 + △+H O +2H Cu2+2 2 +2H2O;由于温度高于40℃后,随
对 分 子 质 量 为 34,设 NO 为 x mol,NO2 为 y mol,则 着温度的升高,H2O2 的分解速率加快,使溶液中H2O2 的浓
30x+46y
=34,x∶y=3∶1。由(第一个方程式-第二个方 度降低加快,对铜的溶解速率的影响超过了温度升高对铜溶x+y
解速率的影响,所以铜的溶解速率逐渐减小。
程式)÷2 得 4NO(g) 2NO2(g)+N2(g) ΔH =
22.(1)H2 右
-293kJ/mol。(2)①由电池工作原理示意图可知:B极通入
电解
的是甲烷,为负极,总反应为CH4+2O ()
- -
2 CO2+2H2O, 2 负 Cl +H2O ClO +H2↑
正极反应为2O2+8e- 4O2-,总反应减去正极反应即得 (3)①2H2-4e
-+4OH- 4H2O O2+4e-+2H2O
负极反应:CH +4O2--8e-4 CO2+2H2O。②阳极的电 4OH
- ②b%>a%>c%
极反应式为4OH--4e- O2↑+2H2O;阴极首先发生 【解析】 (1)图1中,根据电子流向知,左边电极是电解
Cu2++2e- Cu,当Cu2+ 消耗完毕,H+ 放电:2H++2e- 池阳极,右边电极是电解池阴极,阳极上氯离子放电生成氯
H2↑,设生成氢气和氧气都是x mol,则转移电子4x 气,阴极上氢离子放电生成氢气,所以a 气球中气体是氯气、
mol,0.2+2x=4x,x=0.1mol,转移0.4mol电子消耗甲烷 b气球中的气体是氢气,同时阴极附近有 NaOH 生成,溶液
0.05mol,体积为1.12L。 呈碱性,无色酚酞遇碱变红色,所以 U 形管右边溶液变 红
20.(1)3 (2)①N2(g)+O2(g) 2NO(g) ΔH 色。(2)利用图2制作一种环保型消毒液发生器,阳极上氯
=-150kJ·mol-1 离子放电生成氯气,阴极上氢离子放电生成氢气同时阴极有
②否 该反应是焓增、熵减的反应,根据G=ΔH-T· NaOH生成,氯气和氢氧化钠反应生成 NaClO,次氯酸钠具
ΔS,G>0,反应不能自发进行 有漂白性,为了使反应更充分,则下边电极生成氯气,上边电
③CO+CO2--2e- 2CO 极附近有NaOH生成,上边电极生成氢气,为阴极,则c为负3 2
【解析】 (
电解
1)溶 液 中 电 荷 守 恒:c(K+)+c(NH+4 )+ 极,d为 正 极;其 电 池 反 应 式 为 Cl- +H2O ClO- +
c(Na+)+c(H+ )=2c(SO2-4 )+c(NO-3 )+c(Cl- )+ H2↑。(3)①B是燃料电池,右边电池中通入空气,左边原电
c(OH-)和KW,得c(H+)=1×10-3mol·L-1,pH值为3。 池中通入气体Y,则Y是氢气,则电解池中左边电极是阳极,
(2)①该反应中的反应热=反应物的键能和-生成物的键能 右边电极是阴极,阳极上氯离子放电,阴极上氢离子放电,负
和=1140-1290=-150kJ/mol,所以 N2 和 O2 反应生成 极反应式 为2H2-4e- +4OH- 4H2O,正 极 反 应 式 为
NO的热化学反应方程式为 N2(g)+O2(g) 2NO(g) O2+4e- +2H2O 4OH-;② 图 3 中 电 解 池 中 加 入
ΔH=-150kJ·mol-1;②根据G=ΔH-T·ΔS 判断反应 NaOH的目的是增大溶液导电性,通入电解后生成的氢氧化
能否自发进行,如果G<0,反应能自发进行,G>0,反应不能 钠,所以加入的NaOH浓度小于出来的NaOH浓度;原电池
自发进行,2CO(g) 2C(s)+O2(g),该反应是焓增、熵减 中,正极上生成氢氧化钠,且其浓度大于加入的氢氧化钠,所
的反应,根据G=ΔH-T·ΔS,G>0,不能实现;③此电池 以氢氧化钠浓度大小顺序是b%>a%>c%。
中电解质为熔融碳酸钾,正极通入的是氧气与二氧化碳的混
合气体, : 专题二 化学反应速率与平衡发生反应为 O2+2CO2+4e- 2CO2-3 ,原电池中
阴离子在电解质中充当电子移向原电池的负极,总的方程式
为2CO+O 2- - 第 讲 化学反应速率2 2CO2,则 阴 极 反 应 为:CO+CO 1 3 -2e
2CO2。 【基础特训】
21.(1)①正 极 ②O2+2e- +2H2O H2O2+ 1.C 【解析】 已 知:v(HCN)=n mol/(L·min),
2OH- ③能耗低 v(O2)=m mol/(L·min),反应速率之比等于其计量数之
(2)①深 ②H2O2 分解放热,使平衡2NO2 N2O4 比,故nmol/(L·min)∶m mol/(L·min)=2∶3,即 m=
向生成NO2 方向移动 3
( 。3)Cu+H O + 2+ n2 2+2H Cu +2H2O 温度升高, 2
H2O2 分解速率加快 2.A 【解析】 碳是固体,增加碳的量不能影响浓度,
【解析】 (1)由题给信息,氧气在阴极还原得到 H2O2 对反映速率没有影响,A项正确;容器的体积缩小,压强增
和稀碱的混合物,则b为负极,a为正极,阴极电极反应式为: 大,气体浓度增大,反应速率加快,B项错误;体积不变,充入
O - -2+2e +2H2O H2O2+2OH ,电解需要消耗大量电 水,水蒸汽浓度增大,反应速率增大,C项错误;压强不变,充
能,而CO、O2 和水在三苯膦钯的催化下室温制得了 H2O2, 入氮气,容器的体积增大,气体浓度减小,反应速率减慢,D
不需要额外提供能量。(2)由图a可知,1mol过氧化氢总能 项错误。
量高于1mol水与0.5mol氧气总能量,故过氧化氢分解是 3.B 【解析】 该反应是一个反应前后气体体积增大、
放热反应,由图b可知,2mol二氧化氮的能量高于1mol四 吸热的可逆反应,t1 时,减小 A或B的物质的量的浓度,则
92
化学·反应原理
正反应速率减小,逆反应速率不变,平衡向逆反应方向移动, 3A(g)+B(g) 2C(g)+2D(g)
与图象不符合,A项错误;t2 时,升高了温度,正逆反应速率 开始/mol:6 5 0 0
都增大,且正反应速率增大倍数大于逆反应速率增大倍数, 转化/mol:3 1 2 2
平衡向正反应方向移动,与图象相符,B项正确;t2 时,如果 平衡/mol:3 4 2 2
增大压强,正逆反应速率都增大,但逆反应速率增大程度大 α(B)=1÷5×100%=20%,B项正确;平衡时,c(A)=
于正反应速率增大程度,平衡向逆反应方向移动,与图象不 3mol · -1, ; ( ) Δc
(B)
项 错 误
符,C项错误;
=0.75mol L C v B = =0.05
t1时,如果加了催化剂,催化剂能同等程度的改 4L Δt
变正逆反应速率,平衡不移动,与图象不符,D项错误。 mol·L-1·s-1,D项错误。
4.C 【解析】 反应的目的是回收硫及Y为单质,可知 9.A 【解析】 反应物浓度越大,则反应速率越大,甲
催化剂 /
反应方程式为SO2(g)+2CO(g) 2CO2(g)+S(l),
0.1molL×0.010L
A 中Na2S2O3 溶液浓度为 ,0.010L+0.010L+0.005L H2SO4
项正确;根据浓度之比等于系数之比,c(X)=1mol/L,v(X) 0.1mol/L×0.010L
Δc 1mol·L-1 溶液浓度为 ,乙中0.010L+0.010L+0.005L Na2S2O3
溶液
= = =1mol/(L·s),B项正确;从反应方程t 1s 0.2mol/L×0.005L
式可知,CO显还原性,SO2 显氧化性,C项错误;反应的平衡 浓 度 为 ,H2SO4 溶 液 浓 度 为0.005L+0.005L+0.020L
c(X)2
常数K= ( ) ( )2=3.33×10
36,D项正确。 0.2mol/L×0.005LcSO ×cCO ,比较可知甲的反应物浓度大,则2 0.005L+0.005L+0.020L
5.D 【解析】 该反应在固定体积的容器中进行,且该 反应速率大。
反应中有固体参加,所以气体的质量发生变化,则气体的密 10.C 【解析】 升高温度,v(逆)>v(正),平衡逆向移动,
度发生变化,当气体的密度不变时,能说明反应达到平衡状 可判断正反应为放热反应,A项错误;压强增大平衡正向移
态,A项错误;平衡后加压,则正逆反应的速率均加快,平衡 动,在图b中平衡不移动,B项错误;若正反应的ΔH<0,升
正向移动,B项错误;开始加入的 A与B的物质的量之比为 高温度使平衡向逆反应方向移动,v(逆)、v(正)均增大,C项正
3∶1,与化学计量数之比相同,则A、B的转化率相等,C项错 确;升高温度,气体平均相对分子质量减小,气体物质的量增
误;开始到平衡,D的物质的量增加0.8mol,说明 A的物质 加,即逆向移动,可推知正反应的ΔH<0,D项错误。
3
的量减少0.8mol×2=1.2mol
,则用A表示该反应的化学 【能力特训】
1.C 【解析】 将体积缩小到原来的一半,则压强增大,
1.2mol
反应速率为
2L·2min=0.3mol
/(L·min),D项正确。 平衡逆向移动,二氧化碳的浓度比原来的2倍浓度小,A项
错误;从物质的状态分析,反应为熵增, 项错误;将体积增
6.C 【解析】
B
加热时,平衡向逆反应方向移动,C的百
大为原来的2倍,即减压,平衡正向移动,二氧化碳的浓度比
分含量减小,A项错误;使用催化剂,生成C的速率增大,但
, , ; ,
平衡不移动,C的百分含量不变, ; ,
原来小 密度变小 C项正确 保持容器的体积不变 充入氦
B项错误 增大压强 生成C
, , , 气,气体的浓度不变,平衡不移动, 项错误。的速率增大 平衡向正反应方向移动 C的百分含量增大 C D
; , , 2.D 【解析】 容器体积不变,充入氮气,对反应物和项正确 分离出D 体系中压强减小 生成C的速率减小,平
生成物浓度没有影响,化学反应速率不变, 项错误;不能用
衡向正反应方向移动,C的百分含量增大,D项错误。 A
单位时间内固体的浓度变化表示化学反应速率, 项错误;
7.D 【解析】 根据表格的数据可知:温度不变时,蔗 B
, 化学反 应 速 率 之 比 等 于 化 学 计 量 数 之 比,所 以 ( )糖的浓度越大 水解的速率越快。根据浓度与速率的变化关 2v B =
系可知:在328.2K时,蔗糖的浓度每减小0.100mol/L,水解 1.2mol
2 2 2L
速率减小1.50mmol/(L·min),所以在温度是328.2K、浓 3v(C),C项错误;v(C)= v(3 B
)=3× 2min =0.2mol
/
度是0.400mol/L时,水解的速率是a=7.50-1.50=6.00 (L·min),D项正确。
mmol/(L·min),A项正确;根据表格数据可知:升高温度, 0.3mol
水解速率增大,增大浓度,水解速率也增大,若同时改变反应 5L
, 3.B 【解析】 v(C)= =0.002mol·L
-1·
物的浓度和反应的温度 则二者对水解反应速率的影响因素 30min
可能相互抵消,使反应速率可能不发生改变,B项正确;在物 min-1,反应速 率 之 比 等 于 化 学 计 量 数 之 比,所 以v(A)=
质的浓度不变时,升高温度,水解速率增大,降低温度,水解 v(C)=0.002mol·L-1·min-1,A项错误;C的物质的量增
速率减 小,由 于 在 物 质 的 浓 度 是0.600mol/L时,温 度 是 加了0.30mol,根 据 方 程 式4A(g)+5B(g) 4C(g)+
318.2K时水解速率是3.60mmol/(L·min),现在该反应的 6D(g)可知,生成 D的物质的量为0.45mol,B项 正 确;30
速率是2.16mmol/(L·min)<3.60mmol/(L·min),说明 min后,容器中各物质的物质的量的比与投入的量及转化率
反应温度低于318.2K,即b<318.2,C项正确;不同温度时, 有关,可能为4∶5∶4∶6,可能不是,C项错误;C的物质的
蔗糖浓度减少,所以速率减慢,但是温度不同,在相同的浓度 量增加了0.30mol,根据方程式4A(g)+5B(g) 4C(g)+
时的反应速率不相同,D项错误。 6D(g)可知,参加反应的A的物质的量为0.3mol,A减小0.3
8.B 【解析】 平衡时,n(D)=0.5mol·L-1×4L= mol,D项错误。
2mol。在相同时间内生成C和D的物质的量相等,因此x 4.A 【解析】 升高温度,反应速率增大,达到平衡所用
=2,A项错误; 时间较少,平衡向正反应方向移动,A的含量减小,A项正确;
正反应吸热,升高温度平衡向正反应方向移动,正反应速率大
93
小题狂刷 高考专题特训
于逆反应速率,B项错误;升高温度,反应速率增大,达到平衡
H2O(l) ΔH =ΔH1+ΔH2+ΔH3。(2)
Δc
①v= =
所用时间较少,图象不符合,C项错误;增大压强,平衡向正反 t
应方向移动,正反应速率大于逆反应速率,D项错误。 0.0108mol/L
108min =1.00×10
-4mol/(L·min);②pH 增 大,则
5.D 【解析】 利用三行式分析:
-
C(s)+ 2NO() N() () OH 浓度增大
,
+CO pH增大能加速 O3 分解
,表明对 分解起
g 2g 2g O3
-
起始物质的量(mol) 2.030 0.100 0 0 催化作用的是OH ;③由表中数据可知,40℃、pH=3.0时,
转化物质的量(mol) 0.030 0.060 0.030 0.030 所需时间在31min~158min之间;10℃、pH=4.0时,所需
平衡物质的量(mol) 2.000 0.040 0.030 0.030 时间>231min;30℃、pH=7.0时,所需时间<7min,则分
平衡时各物质的浓度:c(NO)=0.02mol/L,c(N2)=0.015 解速率依次增大的顺序为b
、a、c。(3)由表中数据可知,温度
mol/L,c(CO )=0.015mol/L。 越大平衡常数越小,说明升高温度平衡向逆反应方向移动,2
c(N )c(CO ) 9 故正反应方向为放热反应
,即ΔH<0,A项错误;硫难溶于
2 2
该温度下的平衡常数是:K= 2( ) = ,A项c NO 16 水,而碘单质与I
- 形成I-3 而溶于水,可以达到除去少量碘
0.06mol 的目的,B项正确;加入苯,碘能溶于苯,这样水中碘的浓度
正确;达到平衡时,NO的转化率:0.100mol×100%=60%
,
变小,平衡向逆反应方向移动,C项错误;加入KI固体,平衡
Δn 向右移动,但平衡常数只受温度影响,与物质的浓度无关,加
B项正确;3min末达到平衡,则v(NO)=VΔt=0.01mol
/
入少量KI固体,平衡常数 K 不变,D项错误。(4)①I2(aq)
(L·min),C项正确;不知道反应是放热反应还是吸热反应, +I-(aq) I-3 (aq),使得紫色加深,下层紫色变浅,上层溶
无法确定温度对该反应限度的影响,D项错误。 液中含碘元素的微粒有I-、I2、I-3 ;②根据实验现象可知,I2
6.B 【解析】 升高温度,正逆反应速率都增大,根据勒 在KI溶液中的溶解性比在CCl4 中强。
夏特列原理,平衡向逆反应方向进行,A项错误;当x=1时, 10.(1)①HCHO ②-470kJ·mol-1 (2)<
两个平衡为等效平衡,转化率相等,即原来平衡中转化率为 【解析】 (1)①有催化剂作用下,活化能应该降低,根据
0.5a
×100%=50%,B项正确;x=2,相当于增大压强,平衡 图象可知转化成甲醛时活化能最低,则使用催化剂时主要产a
物为 HCHO;②2HCHO(g)+ O2 (g) 2CO(g)+
右移,F的平衡浓度大于0.5amol·L-1,C项错误;恒容时,
2H2O(g),根据 图 象 可 知 该 反 应 为 放 热 反 应,ΔH=-2×
向正反应方向进行,气体物质的量增大,压强增大,反应速率
(676-158-283)kJ·mol-1=-470kJ·mol-1。(2)250℃
加快,达到平衡所需时间小,D项错误。
测得该反应的反应物与生成物的浓度为c(CO)=0.4mol·
7.C 【解析】 0~2 min的 反 应 速 率 v(Cl2)=
L-1、c(H2)=0.4mol·L-1、c(CH3OH)=0.8mol·L-1,浓
1.8×10-3 /( · ) 9×10
-4
2V mol L min = V mol
/(L·min),4~ 0.8
度商Q=0.4×0.42=12.5>K=2.041
,则反应逆向进行,v正
(
( ) 5.4-3.7
)×10-3
6min的反应速率v Cl2 = 2V mol
/(L·min) 8.5×10-4
= mol/(L·min),前者大于后者,A项错误;没有 第2讲 化学平衡状态 化学平衡的移动V
说明容器的体积,无法计算化学反应速率,B项错误;反应前 【基础特训】
后气体之和不相等,根据勒夏特列原理,增大压强平衡向正 1.D 【解析】 各组分的分子数的多少,不能判断各组
反应方向移动,HCl的转化率增大,C项正确;此反应是放热 分的浓度是否不变,无法判断是否达到了平衡状态,A项错
反应,升高温 度 平 衡 向 逆 反 应 方 向 移 动,因 此K(200℃)> 误;由于A与C的化学计量数不相等,A的生成速率与C的
K(400℃),D项错误。 分解速率相等,说明没有达到平衡状态,B项错误;单位时间
8.C 【解析】 0~12min,25℃时的水解反应速率最 内生成nmolA,同时生成3nmolB,表示的都是逆反应速
大,A项错误;随着反应时间的不断延长,反应达到平衡状态 率,不能判断正逆反应速率是否相等,C项错误;各组分的浓
后,c(NH -2COO )不 再 减 小,B 项 错 误;0~6 min, 度不变,正逆反应速率相等,达到了平衡状态,D项正确。
· -1 · -1
( -) 2.2mol L -1.9mol L 2.A
【解析】 温 度 和 压 强 一 定 时,对 于 可 逆 反 应:
v NH2COO = 6min = 0.05 2NO2(g) N2O4(g),混合气体的密度不再改变,因气体质
mol·L-1·min-1,C项正确;随着反应的进行,反应速率不 量始终是定值,因此体积不再改变,可知反应达到平衡状态,
断减小,v(24min~30min)min时,c(NH2COO-)<2.0mol·L-1,D项错误。 能量守恒,1mol氢气与1mol氟气反应生成2mol液态氟化
9.(1)O3(g)+2I-(aq)+2H+(aq) I2(aq)+H2O(l) 氢放出的热量大于270kJ,B项错误;0.5molN2 和1.5mol
+O2(g) ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3 H2 置于密闭容器中充分反应生成 NH3(g),放热19.3kJ,由
(2)①1.00×10-4 ②OH- ③b、a、c 于是可逆反应,放出的热量小于38.6kJ,C项错误;由反应C
(3)B (s,金刚石) C(s,石墨) ΔH=-1.5kJ·mol-1,说明金
(4)①I-、I -2、I3 ②在此温度下,I2 在KI溶液中的溶解 刚石的能量高,所以石墨更稳定,D项错误。
性比在CCl4 中强 3.C 【解析】 达到化学平衡的条件是正逆反应速率相
【解析】 (1)将所给的三个反应:①+②+③可得总反 等,各组分的物质的量不再变化;反应各组分的浓度相等,不
应为:2I-(aq)+O3(g)+2H+ (aq) I2(aq)+O2(g)+ 能证明正逆反应速率相等,无法判断是否达到平衡,A项错
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化学·反应原理
误;容器的容积不变,气体的总质量不变化,故气体的密度始 0.04mol/(L·min),根 据 化 学 反 应 速 率 等 于 系 数 之 比,则
终不会变化,无法判断是否达到平衡,B项错误;由于反应中 v(CO)=v(CH3OH)=0.04mol/(L·min),A项正确;曲线
只有二氧化氮是有色的气体,气体颜色不再变化,NO2 的物 是平衡线,随着温度的升高,CO2 的浓度增大,根据勒夏特列
质的量不再改变,达到了平衡状态,C项正确;反应速率之比 原理,升高温度,平衡向逆反应方向进行,正反应方向为放热
无法证明正逆反应速率是否相等,无论是否平衡,三者速率 反应,ΔH<0,B项正确;曲线是平衡线,从D→B,CO2 的浓
之比始终为1∶2∶2,D项错误。 度降低,反应向正反应方向进行,v正>v逆,C项错误;升高温
4.A 【解析】 温度越高,反应越快,到达平衡的时间 度,平衡向逆反应方向进行,根据化学平衡常数的表达式 K
就越少,因此T2>T1;同理压强越大,反应越快,到达平衡的 c(CH3OH)×c(H2O)= ,K >K ,D项正确。
时间就越少, 3
1 2
因此p1>p2。A项,反应是一个体积减小的、 c(CO2)×c (H2)
放热的可逆反应,因此升高温度平衡向逆反应方向移动,降 9.B 【解析】 单 位 时 间 内 生 成n molO2,同 时 生 成
低水蒸气的含量;而增大压强平衡向正反应方向移动,增大 2nmolNO2,说明反应v正=v逆,达到平衡状态,①正确;无论
水蒸气的含量,A项正确;B项,反应是一个体积不变的、吸 反应是否达到平衡状态,反应速率之比等于化学计量数之
热的可逆反应,压强对水蒸气的含量不影响;升高温度平衡 比,不能说明达到平衡状态,②错误;容器体积不变,气体质
向正反应方向移动,增大水蒸气的含量,因此均不符合,B项 量不变,所以密度始终不变,密度不变不能确定是否达到平
错误;C项,反应是一个体积增大的、吸热的可逆反应,升高 衡,③错误;混合气体的颜色不再改变,说明 NO2 气体的浓
温度平衡向正反应方向移动,增大水蒸气的含量,不符合图 度不变,达到平衡状态,④正确;反应前后气体的化学计量数
象,C项错误;D项,反应是一个体积增大的、放热的可逆反 之和不相等,当达到平衡时,气体的压强不变,⑤正确;反应
应,压强不符合,D项错误。 前后气体的化学计量数之和不相等,当达到平衡时,气体的
5.B 【解析】 根据方程式,生成的H O的物质的量为 物 质 的 量 不 变,则 混 合 气 体 的 平 均 摩 尔 质 量 不 再 改 变,2
0.6mol/L×2=1.2mol,未 反 应 的CH 正确。3OH 的 物 质 的 量 为 ⑥
0.44mol/L×2=0.88mol,乙醇a=0.88mol+1.2mol×2= 10.B 【解析】 图中A、B 两点,X的平衡转化率(α)不
0.6×0.6 同,两者为不相同的平衡体系,A项错误;增大压强平衡向体
3.28mol,A项错误;浓度商Qc= ,0.442 =1.34
