2016-2017学年浙江省杭州市西湖高中高二(上)期中化学试卷
一、选择题(共25小题,每小题只有一个正确选项,每小题2分,共50分)
1.未来新能源的特点是资源丰富,在使用时对环境无污染或污染很小,且可以再生.下列属于未来新能源标准的是( )
①天然气
②煤
③核能
④石油
⑤太阳能
⑥生物质能
⑦风能
⑧氢能.
A.①②③④
B.⑤⑥⑦⑧
C.①③⑤⑥⑦⑧
D.③④⑤⑥⑦⑧
2.下列热化学方程式书写正确的是(△H的绝对值均正确)( )
A.C(s)+O2(g)═CO(g)△H=﹣110.5KJ mol﹣1(燃烧热)
B.C2H5OH+3O2═2CO2+3H2O△H=﹣1368.8KJ mol﹣1(反应热)
C.2NaOH(aq)+H2SO4(aq)═Na2SO4(aq)+2H2O
(l)△H=﹣114.6KJ mol﹣1(中和热)
D.2H2O(g)═2H2(g)+O2(g)△H=+483.6KJ mol﹣1(反应热)
3.铜锌原电池(如图)工作时,下列叙述正确的是( )
A.正极反应为:Zn﹣2e﹣═Zn2+
B.电池反应为:Zn+Cu2+═Zn2++Cu
C.在外电路中,电子从正极流向负极
D.盐桥中的K+移向ZnSO4溶液
4.电瓶车所用电池一般为铅蓄电池,这是一种典型的可充电电池,电池总反应式为:Pb+PbO2+4H++2SO42﹣2PbSO4+2H2O则下列说法正确的是( )
A.放电时:电子流动方向由A经导线流向B
B.放电时:正极反应是Pb﹣2e﹣+SO42﹣PbSO4
C.充电时:铅蓄电池的负极应与充电器电源的正极相连
D.充电时:阳极反应是PbSO4﹣2e﹣+2H2O=PbO2+SO42﹣+4H+
5.用惰性电极电解下列溶液,一段时间后,再加入一定质量的另一种物质(括号内),溶液能与原来溶液完全一样的是( )
A.CuCl2(CuO)
B.NaOH(NaOH)
C.NaCl(HCl)
D.CuSO4[Cu(OH)2]
6.某同学按如图所示的装置进行电解实验.下列说法正确的是( )
A.电解过程中,铜电极上有H2产生
B.电解过程中,铜电极不断溶解
C.电解过程中,石墨电极上始终有铜析出
D.整个电解过程中,H+的浓度不断增大
7.下列用来表示物质变化的化学用语中,正确的是( )
A.钢铁发生电化腐蚀的正极反应式:Fe﹣2e﹣═Fe2+
B.氢氧燃料电池的负极反应式:O2+2H2O+4e﹣═4OH﹣
C.粗铜精炼时,与电源正极相连的是纯铜,电极反应式为:Cu﹣2e﹣═Cu2+
D.电解饱和食盐水时,阳极的电极反应式为:2Cl﹣﹣2e﹣=Cl2↑
8.下列关于金属的腐蚀及防腐说法错误的是( )
A.马口铁(镀锡铁)镀层破损铁的腐蚀速率加快
B.为了防止钢铁设备腐蚀,利用外加电流的阴极保护法,应另附加一惰性电极,惰性电极作阴极
C.可以采用改变金属组成或结构的方法防止金属腐蚀
D.为保护海轮的船壳,利用牺牲阳极的阴极保护法,常在船壳上镶入锌块
9.用压强传感器探究生铁在pH=2和pH=4醋酸溶液中发生腐蚀的装置及得到的图象如下:分析图象,以下结论错误的是( )
A.溶液pH≤2时,生铁发生析氢腐蚀
B.生铁的腐蚀中化学腐蚀比电化学腐蚀更普遍
C.在酸性溶液中生铁可能发生吸氧腐蚀
D.两溶液中负极反应均为:Fe﹣2e﹣═Fe2+
10.分别用X、Y、Z、W四种金属进行如下三个实验:
1
将X与Y用导线连接,浸入电解质溶液中,Y不易腐蚀
2
将X、W分别投入等浓度的稀盐酸中都有气体产生,但W比X反应剧烈
3
用惰性电极电解含等物质的量浓度的Y2+和Z2+混合溶液,在阴极上首先析出单质Z
根据以上事实的下列判断错误的是( )
A.Z的阳离子氧化性最强
B.W的还原性强于Y的还原性
C.Z放入CuSO4溶液中一定有Cu析出
D.用X、Z和稀硫酸构成的原电池,X做负极
11.反应A(g)+B(g) C(g)+D(g)过程中的能量变化如图所示,由此可判断( )
A.1mol
A与1mol
B充分反应后,能量变化为△E
B.加入催化剂后,反应加快,△E减小
C.反应物的总键能小于生成物的总键能
D.反应达到平衡时,升高温度,A的转化率增大
12.一定条件下反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g
)在10L的密闭容器中进行,测得2min内,N2的物质的量由20mol减小到8mol,则2min内H2的反应速率为( )
A.1.2mol/(L min)
B.1.8
mol/(L min)
C.0.6mol/(L min)
D.2.4mol/(L min)
13.用锌和1mol/L稀硫酸溶液制取氢气,欲提高制取氢气的速率,下列措施不可行的是( )
A.改用98%的浓硫酸
B.使用更小颗粒的锌粒
C.滴入少量CuSO4溶液
D.加热
14.下列说法正确的是( )
A.热化学方程式中,如没有注明温度和压强,表示反应热是在标准状况下测得的数据
B.物质发生化学变化不一定伴随着能量变化
C.发生碰撞的分子只要具有足够的能量,就能够发生有效碰撞
D.化学反应速率可通过实验测定,比如可以测量在一定温度和压强下释放出的气体的体积,或者可以用比色的方法测定溶液颜色的深浅进行换算
15.下列说法正确的是( )
A.自发进行的化学反应不一定是放热反应
B.自发过程将导致体系的熵增大
C.△H﹣T△S<0的反应,不需要任何条件就可自发进行
D.同一物质的气、液、固三种状态的熵值依次增大
16.对于可逆反应C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g),下列说法不能证明反应已达平衡状态的是( )
A.绝热容器,温度不再改变
B.恒容时,压强不在改变
C.恒压时,体积不在改变
D.断裂2
mol
O﹣H键同时形成1molH﹣H键
17.对于任何一个平衡体系,采用以下措施,一定会使平衡移动的是( )
A.加入一种反应物
B.升高温度
C.对平衡体系增加压强
D.使用催化剂
18.下列事实不能用勒夏特列原理解释的是( )
A.由NO2和N2O4组成的平衡体系加压后颜色先变深后变浅
B.增大压强可加快SO2转化为SO3的速率
C.黄绿色的氯水光照后颜色变浅
D.在含有Fe(SCN)3的红色溶液中加铁粉,振荡静置,溶液颜色变浅或褪去
19.O3也是一种很好的消毒剂,具有高效、洁净、方便、经济等优点.O3可溶于水,在水中易分解,产生的[O]为游离氧原子,有很强的杀菌消毒能力.常温常压下发生反应如下:
反应①O3 O2+[O]△H>0 平衡常数为K1;
反应②[O]+O3 2O2△H<0 平衡常数为K2;
总反应:2O3 3O2△H<0 平衡常数为K
下列叙述正确的是( )
A.升高温度,K增大
B.K=K1+K2
C.适当升温,可提高消毒效率
D.压强增大,K2减小
20.某温度下,体积一定的密闭容器中进行如下反应:2X(g)+Y(g) Z(g)+W(s)△H>0,下列叙述正确的是( )
A.在容器中加入氩气,反应速率不变
B.加入少量W,逆反应速率增大
C.升高温度,正反应速率增大,逆反应速率减小
D.若将容器的体积压缩,可增大单位体积内活化分子的百分数,有效碰撞次数增大
21.合成氨反应:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)△H=﹣92.4kJ mol﹣1,在反应过程中,正反应速率的变化如图.下列说法正确的是( )
A.t1时升高了温度
B.t2时使用了催化剂
C.t3时增大了压强
D.t4时降低了温度
22.已知(CH3COOH)2(g) 2CH3COOH(g),经实验测得不同压强下,体系的平均摩尔质量随温度(T)的变化曲线如图所示,下列说法正确的是( )
A.该过程的△H<0
B.气体压强:p(a)<p(b)=p(c)
C.平衡常数:K(a)=K(b)<K(c)
D.测定乙酸的相对分子质量要在高压、低温条件
23.一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图.下列有关该电池的说法正确的是( )
A.电极B上发生的电极反应为:O2+2CO2+4e﹣=2CO32﹣
B.电极A上H2参与的电极反应为:H2+2OH﹣﹣2e﹣=2H2O
C.电池工作时,CO32﹣向电极B移动
D.反应CH4+H2O
3H2+CO,每消耗1molCH4转移12mol
电子
24.工业上消除氮氧化物的污染,可用如下反应:CH4(g)+2NO2(g) N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=a
kJ/mol
在温度T1和T2时,分别将0.50mol
CH4和1.2mol
NO2充入体积为1L的密闭容器中,测得n(CH4)随时间变化数据如下表:下列说法不正确的是( )
温度
时间/minn/mol
0
10
20
40
50
T1
n(CH4)
0.50
0.35
0.25
0.10
0.10
T2
n(CH4)
0.50
0.30
0.18
…
0.15
A.10
min内,T1时CH4的化学反应速率比T2时小
B.温度:T1<T2
C.a<0
D.平衡常数:K(T1)<K(T2)
25.合成氨的热化学方程式为N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)△H=﹣92.4kJ/mol.现将1molN2(g)、3molH2(g)充入一容积为2L的密闭容器中,在500℃下进行反应,10min时达到平衡,NH3的体积分数为φ,下列说法中正确的是( )
A.若达到平衡时,测得体系放出9.24kJ热量,则H2反应速率变化曲线如图甲所示
B.反应过程中,混合气体平均相对分子质量为M,混合气体密度为d,混合气体压强为p,三者关系如图乙
C.如图丙所示,容器I和II达到平衡时,NH3的体积分数为φ,则容器I放出热量与容器II吸收热量之和为92.4kJ
D.若起始加入物料为1
mol
N2,3
mol
H2,在不同条件下达到平衡时,NH3的体积分数变化如图丁所示
二、填空题(共5小题,共50分)
26.能源是人类赖以生存和发展的重要物质基础,常规能源的合理利用和新能源的开发是当今社会人类面临的严峻课题.回答下列问题:
(1)我国是世界上少数以煤为主要燃料的国家,下列关于煤作燃料的论点正确的是 .
A.煤是重要的化工原料,把煤作燃料简单燃烧掉太可惜,应该综合利用
B.煤是发热很高的固体燃料,我国煤炭资源相对集中,开采成本低,用煤作燃料合算
C.煤燃烧时产生大量二氧化硫和烟尘,对环境污染严重
D.通过洁净煤技术,如煤的气化和液化以及烟气脱硫,不仅减轻了燃煤污染,还能提高煤燃烧的热利用率
(2)乌克兰科学家将铜和铁混合熔化制成多孔金属,用于制作太空火箭上使用的煤油燃料雾化器,该雾化器的作用是 .
27.一定条件下反应A(g)+B(g) C(g)△H<0达到平衡后,据下列图象判断:
达到新的平衡对应的图象(填写字母)
平衡移动方向(正反应、逆反应,不移动)
(1)使用催化剂
(2)升温
(3)降压
(4)增加A的量
(5)减少C的量
28.到目前为止,由化学能转变的热能或电能仍然是人类使用最主要的能源.
(1)化学反应中放出的热能(焓变,△H)与反应物和生成物的键能(E)有关.已知:H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)△H=﹣a
kJ mol﹣1;E(H﹣H)=b
kJ mol﹣1,E(Cl﹣Cl)=c
kJ mol﹣1,则:E(H﹣Cl)= ;
(2)氯原子对O3的分解有催化作用:O3(g)+Cl(g)=ClO(g)+O2(g)△H1,ClO(g)+O(g)=Cl(g)+O2(g)△H2,大气臭氧层的分解反应是O3+O=2O2△H.该反应的能量变化示意图如图1所示.则反应O3(g)+O(g)=2O2(g)的正反应的活化能为 kJ mol﹣1.
(3)实验中不能直接测出由石墨和氢气反应生成甲烷反应的反应热,但可测出CH4、石墨和H2燃烧反应的反应热,求由石墨生成甲烷的反应热.已知:
①CH4(g)+2O2(g)═CO2(g)+2H2O(l)△H=﹣a
kJ mol﹣1
②C(石墨)+O2(g)═CO2(g)△H=﹣b
kJ mol﹣1
③H2(g)+O2(g)═H2O(l)△H=﹣c
kJ mol﹣1
则反应C(石墨)+2H2(g)→CH4(g)的反应热:
△H= kJ mol﹣1.
又已知:该反应为放热反应,△H﹣T△S可作为反应方向的判据,当△H﹣T△S<0时可自发进行;则该反应在什么条件下可自发进行 .(填“低温”、“高温”)
(4)有图2所示的装置,该装置中Cu极为 极;当铜片的质量变化为12.8g时,a极上消耗的O2在标准状况下的体积为 L.
29.某实验小组用0.50mol/L
NaOH溶液和0.50mol/L硫酸溶液进行中和热的测定.
Ⅰ.配制0.50mol/L
NaOH溶液
(1)若实验中大约要使用245mL
NaOH溶液,至少需要称量NaOH固体 g.
(2)从图中选择称量NaOH固体所需要的仪器是(填字母): .
名称
托盘天平(带砝码)
小烧杯
坩埚钳
玻璃棒
药匙
量筒
仪器
序号
a
b
c
d
e
f
Ⅱ.测定稀硫酸和稀氢氧化钠中和热的实验装置如图所示.
(1)写出该反应的热化学方程式(中和热为57.3kJ/mol): .
(2)取50mL
NaOH溶液和30mL硫酸溶液进行实验,实验数据如下表.
①请填写下表中的空白:
温度实验次数
起始温度t1/℃
终止温度t2/℃
温度差平均值(t2﹣t1)/℃
H2SO4
NaOH
平均值
1
26.2
26.0
26.1
30.1
2
27.0
27.4
27.2
33.3
3
25.9
25.9
25.9
29.8
4
26.4
26.2
26.3
30.4
②近似认为0.50mol/L
NaOH溶液和0.50mol/L硫酸溶液的密度都是1g/cm3,中和后生成溶液的比热容c=4.18J/(g ℃).则中和热△H= (取小数点后一位).
③上述实验数值结果与57.3kJ/mol有偏差,产生偏差的原因可能是(填字母) .
a.实验装置保温、隔热效果差
b.量取NaOH溶液的体积时仰视读数
c.分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中
d.用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定H2SO4溶液的温度.
30.在一定体积的密闭容器中,进行如下化学反应:
CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),其化学平衡常数K和温度t的关系如表:
t℃
700
800
830
1000
1200
K
1.7
1.1
1.0
0.6
0.4
回答下列问题:
(1)该反应的化学平衡常数表达式为K= ,该反应为 反应(选填“吸热”、“放热”).
(2)能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是 ;
A.容器中压强不变
B.混合气体中c(CO)不变
C.v逆(H2)=v正(H2O)
D.c(CO2)=c(CO)
(3)830℃时,容器中的反应已达到平衡.在其他条件不变的情况下,在此温度下,若该容器中含有1molCO2、1.2molH2、0.75molCO、1.5molH2O,这状态 (是或否)处于平衡状态?若不是,反应向哪个方向进行? .(选填“向正反应方向”、“向逆反应方向”).
(4)若830℃时,向容器中充入lmolCO、5molH2O,反应达到平衡后,CO的转化率为 .
2016-2017学年浙江省杭州市西湖高中高二(上)期中化学试卷
参考答案与试题解析
一、选择题(共25小题,每小题只有一个正确选项,每小题2分,共50分)
1.未来新能源的特点是资源丰富,在使用时对环境无污染或污染很小,且可以再生.下列属于未来新能源标准的是( )
①天然气
②煤
③核能
④石油
⑤太阳能
⑥生物质能
⑦风能
⑧氢能.
A.①②③④
B.⑤⑥⑦⑧
C.①③⑤⑥⑦⑧
D.③④⑤⑥⑦⑧
【考点】使用化石燃料的利弊及新能源的开发.
【分析】煤、石油、天然气是化石燃料,太阳能、核能、地热能、潮汐能、风能、氢能、生物质能等都是新能源.
【解答】解:煤、石油、天然气是化石能源,能引起严重的空气污染,不是新能源.常见新能源有:太阳能、核能、地热能、潮汐能、风能、氢能、生物质能等,这些能源对环境污染小,属于对环境友好型能源,故选B.
2.下列热化学方程式书写正确的是(△H的绝对值均正确)( )
A.C(s)+O2(g)═CO(g)△H=﹣110.5KJ mol﹣1(燃烧热)
B.C2H5OH+3O2═2CO2+3H2O△H=﹣1368.8KJ mol﹣1(反应热)
C.2NaOH(aq)+H2SO4(aq)═Na2SO4(aq)+2H2O
(l)△H=﹣114.6KJ mol﹣1(中和热)
D.2H2O(g)═2H2(g)+O2(g)△H=+483.6KJ mol﹣1(反应热)
【考点】热化学方程式.
【分析】A.应生成稳定的氧化物;
B.注意标明物质的聚集状态;
C.中和热应生成1mol水.
D.水的分解为吸热反应.
【解答】解:A.燃烧热应生成稳定的氧化物,生成CO不是最稳定状态,不是燃烧热,故A错误;
B.注意标明物质的聚集状态,应为C2H5OH(l)+3O2(g)═2CO2(g)+3H2O(l)△H=﹣1368.8KJ mol﹣1,故B错误;
C.中和热应生成1mol水,该方程式为2mol水,不是中和热,故C错误.
D.水的分解为吸热反应,符合热化学方程式的书写要求,故D正确.
故选D.
3.铜锌原电池(如图)工作时,下列叙述正确的是( )
A.正极反应为:Zn﹣2e﹣═Zn2+
B.电池反应为:Zn+Cu2+═Zn2++Cu
C.在外电路中,电子从正极流向负极
D.盐桥中的K+移向ZnSO4溶液
【考点】原电池和电解池的工作原理.
【分析】根据原电池原理分析.正极得电子,负极失去电子;电池反应为氧化还原反应;盐桥的作用就是使电荷守恒,形成闭合回路,阳离子向正极移动,阴离子向负极移动.
【解答】解:A,正极上铜离子得电子,发生还原反应,故错误;
B,电池反应原理为锌与硫酸铜溶液反应置换铜,故正确;
C,外电路中,电子从负极流向正极,故错误;
D,盐桥中阳离子流向正极,阴离子流向负极,即盐桥中的K+移向CuSO4溶液,故错误;
故选B.
4.电瓶车所用电池一般为铅蓄电池,这是一种典型的可充电电池,电池总反应式为:Pb+PbO2+4H++2SO42﹣2PbSO4+2H2O则下列说法正确的是( )
A.放电时:电子流动方向由A经导线流向B
B.放电时:正极反应是Pb﹣2e﹣+SO42﹣PbSO4
C.充电时:铅蓄电池的负极应与充电器电源的正极相连
D.充电时:阳极反应是PbSO4﹣2e﹣+2H2O=PbO2+SO42﹣+4H+
【考点】原电池和电解池的工作原理.
【分析】由铅蓄电池的总反应PbO2+2H2SO4+Pb═2PbSO4+2H2O可知,放电时,Pb被氧化,应为电池负极反应,电极反应式为Pb﹣2e﹣+SO42﹣=PbSO4,正极上PbO2得电子被还原,电极反应式为PbO2+SO42﹣+2e﹣+4H+═PbSO4+2H2O,在充电时,阳极上发生氧化反应,电极反应式和放电时的正极反应互为逆反应,阴极上发生还原反应,电极反应式和放电时的负极反应互为逆反应.
【解答】解:A.放电时,Pb极即B极为电池负极,PbO2极即A极为正极,电子流动方向由负极经导线流向正极,即由B经导线流向A,故A错误;
B、由铅蓄电池的总反应PbO2+2H2SO4+Pb═2PbSO4+2H2O可知,放电时,Pb被氧化,应为电池负极反应,电极反应式为Pb﹣2e﹣+SO42﹣=PbSO4,正极上PbO2得电子被还原,电极反应式为PbO2+SO42﹣+2e﹣+4H+═PbSO4+2H2O,故B错误;
C、在充电时,铅蓄电池的负极的逆反应是还原反应,应与充电器电源的负极相连,故C错误;
D、在充电时,阳极上发生氧化反应,和放电时的正极反应互为逆反应,即PbSO4﹣2e﹣+2H2O=PbO2+SO42﹣+4H+,故D正确.
故选D.
5.用惰性电极电解下列溶液,一段时间后,再加入一定质量的另一种物质(括号内),溶液能与原来溶液完全一样的是( )
A.CuCl2(CuO)
B.NaOH(NaOH)
C.NaCl(HCl)
D.CuSO4[Cu(OH)2]
【考点】电解原理.
【分析】电解池中,要想使电解质溶液复原,遵循的原则是:电解后从溶液中减少的物质是什么就利用元素守恒来加什么.
【解答】解:A、电解氯化铜时,阳极放氯气,阴极生成金属铜,所以应加氯化铜让电解质溶液复原,故A错误;
B、电解氢氧化钠时,阳极产生氧气,阴极产生氢气,所以应加水让电解质溶液复原,故B错误;
C、电解氯化钠时,阳极产生氯气,阴极产生氢气,所以应加氯化氢让电解质溶液复原,故C正确;
D、电解硫酸铜时,阳极产生氧气,阴极产生金属铜,所以应加氧化铜让电解质溶液复原,故D错误.
故选C.
6.某同学按如图所示的装置进行电解实验.下列说法正确的是( )
A.电解过程中,铜电极上有H2产生
B.电解过程中,铜电极不断溶解
C.电解过程中,石墨电极上始终有铜析出
D.整个电解过程中,H+的浓度不断增大
【考点】电解原理.
【分析】根据图知,电解时,阳极上电极反应式为Cu﹣2e﹣=Cu2+、阴极上电极反应为2H++2e﹣=H2↑,当溶液中铜离子达到一定程度后,阴极上铜离子放电生成铜,以此解答该题.
【解答】解:A、电解过程中,Cu作阳极,阳极上始终是铜失电子生成铜离子,故A错误;
B、电解过程中,Cu作阳极,阳极上铜失电子发生氧化反应,所以铜逐渐溶解,故B正确;
C.电解初期,阴极上电极反应为2H++2e﹣=H2↑,故C错误;
D.阳极上电极反应式为Cu﹣2e﹣=Cu2+、阴极上电极反应为2H++2e﹣=H2↑,溶液中氢离子浓度减小,故D错误.
故选B.
7.下列用来表示物质变化的化学用语中,正确的是( )
A.钢铁发生电化腐蚀的正极反应式:Fe﹣2e﹣═Fe2+
B.氢氧燃料电池的负极反应式:O2+2H2O+4e﹣═4OH﹣
C.粗铜精炼时,与电源正极相连的是纯铜,电极反应式为:Cu﹣2e﹣═Cu2+
D.电解饱和食盐水时,阳极的电极反应式为:2Cl﹣﹣2e﹣=Cl2↑
【考点】电极反应和电池反应方程式.
【分析】A.钢铁发生电化学腐蚀时,负极上Fe失电子发生氧化反应;
B.氢氧燃料电池中,负极上氢气失电子发生氧化反应,正极上氧气得电子发生还原反应;
C.精炼粗铜时,粗铜连接电源正极、纯铜连接电源负极;
D.电解饱和食盐水时,阳极上氯离子放电、阴极上氢离子放电.
【解答】解:A.钢铁发生电化学腐蚀时,负极上Fe失电子发生氧化反应,所以负极反应式为Fe﹣2e﹣═Fe2+,故A错误;
B.氢氧燃料电池中,负极上氢气失电子发生氧化反应,正极上氧气得电子发生还原反应,如果是氢氧燃料碱性电池,则正极反应式为O2+2H2O+4e﹣═4OH﹣,故B错误;
C.精炼粗铜时,粗铜连接电源正极、纯铜连接电源负极,则阳极上电极反应式为Cu﹣2e﹣═Cu2+、阴极电极发生有为Cu2++2e﹣═Cu,故C错误;
D.电解饱和食盐水时,阳极上氯离子放电、阴极上氢离子放电,则阳极、阴极反应式分别为2Cl﹣﹣2e﹣=Cl2↑、2H++2e﹣=H2↑,故D正确;
故选D.
8.下列关于金属的腐蚀及防腐说法错误的是( )
A.马口铁(镀锡铁)镀层破损铁的腐蚀速率加快
B.为了防止钢铁设备腐蚀,利用外加电流的阴极保护法,应另附加一惰性电极,惰性电极作阴极
C.可以采用改变金属组成或结构的方法防止金属腐蚀
D.为保护海轮的船壳,利用牺牲阳极的阴极保护法,常在船壳上镶入锌块
【考点】金属的电化学腐蚀与防护.
【分析】A、马口铁(镀锡)的表面一旦破损,构成原电池,Fe为负极;
B、电解池中,阳极被腐蚀,阴极被保护;
C、将金属制成合金,即改变金属的组成和结构;
D、原电池的正极金属易被保护,不易腐蚀.
【解答】解:A、马口铁(镀锡)的表面一旦破损,构成原电池,Fe为负极,则铁腐蚀加快,故A正确;
B、电解池中,阳极被腐蚀,阴极被保护,故应将钢铁的设备做阴极,故B错误;
C、将金属制成合金,即改变金属的组成和结构,能起到很好的防止腐蚀的作用,故C正确;
D、海轮外壳镶嵌锌块,此时铁作为原电池的正极金属而被保护,不易腐蚀,是采用了牺牲阳极的阴极保护法,故D正确.
故选B.
9.用压强传感器探究生铁在pH=2和pH=4醋酸溶液中发生腐蚀的装置及得到的图象如下:分析图象,以下结论错误的是( )
A.溶液pH≤2时,生铁发生析氢腐蚀
B.生铁的腐蚀中化学腐蚀比电化学腐蚀更普遍
C.在酸性溶液中生铁可能发生吸氧腐蚀
D.两溶液中负极反应均为:Fe﹣2e﹣═Fe2+
【考点】金属的电化学腐蚀与防护.
【分析】根据压强与时间关系图知,pH=2的醋酸溶液中压强随着反应的进行而逐渐增大,说明该反应发生析氢腐蚀,pH=4的醋酸溶液中压强随着反应的进行而逐渐减小,说明发生吸氧腐蚀,根据原电池原理来分析解答.
【解答】解:A.根据PH=2的溶液中压强与时间的关系知,压强随着反应的进行而逐渐增大,说明该装置发生析氢腐蚀,则溶液pHpH≤2时,生铁发生析氢腐蚀,故A正确;
B.金属的腐蚀以电化学腐蚀为主,所以生铁的腐蚀中电化学腐蚀更普遍,故B错误;
C.pH=4的醋酸溶液中压强随着反应的进行而逐渐减小,说明发生吸氧腐蚀,pH=4的醋酸溶液呈酸性,所以在酸性溶液中生铁可能发生吸氧腐蚀,故C正确;
D.两个溶液中都发生电化学腐蚀,铁均作负极,电极反应式为Fe﹣2e﹣=Fe2+,故D正确;
故选B.
10.分别用X、Y、Z、W四种金属进行如下三个实验:
1
将X与Y用导线连接,浸入电解质溶液中,Y不易腐蚀
2
将X、W分别投入等浓度的稀盐酸中都有气体产生,但W比X反应剧烈
3
用惰性电极电解含等物质的量浓度的Y2+和Z2+混合溶液,在阴极上首先析出单质Z
根据以上事实的下列判断错误的是( )
A.Z的阳离子氧化性最强
B.W的还原性强于Y的还原性
C.Z放入CuSO4溶液中一定有Cu析出
D.用X、Z和稀硫酸构成的原电池,X做负极
【考点】原电池和电解池的工作原理;常见金属的活动性顺序及其应用.
【分析】1、在原电池中,负极金属易被腐蚀,正极金属不易被腐蚀;
2、金属的活泼性越强,则和酸反应生成气体越剧烈;
3、电解池中,在阴极上氧化性强的离子先得到电子,离子的得电子能力越强,金属单质的还原性越弱.
【解答】解:根据1可知金属活泼性是:X>Y,根据2可知金属的活泼性是:W>X,根据3可知,金属的活泼性是Y>Z,所以四种金属的金属活动性为:W>X>Y>Z,Z可能是Ag或Cu.
A、金属单质的还原性越弱,离子的得电子能力越强,即氧化性越强,四种金属的金属活动性为:W>X>Y>Z,所以Z的阳离子氧化性最强,故A正确;
B、金属的活动性为:W>Y,W的还原性强于Y的还原性,故B正确;
C、四种金属的金属活动性为:W>X>Y>Z,Z可能是Ag或Cu,Z放入CuSO4溶液中一定没有Cu析出,故C错误;
D、金属活泼性是:X>Z,所以用X、Z和稀硫酸构成的原电池,X做负极,故D正确.
故选C.
11.反应A(g)+B(g) C(g)+D(g)过程中的能量变化如图所示,由此可判断( )
A.1mol
A与1mol
B充分反应后,能量变化为△E
B.加入催化剂后,反应加快,△E减小
C.反应物的总键能小于生成物的总键能
D.反应达到平衡时,升高温度,A的转化率增大
【考点】反应热和焓变.
【分析】A、A与B必须完全反应生成C与D时,能量变化才是△E;
B、催化剂不能改变反应的焓变;
C、反应物能量低于生成物,反应物键能大;
D、反应吸热,升温反应正向移动.
【解答】解:A、△H=生成物能量和﹣反应物能量和,A与B完全转化生成C与D时,能量变化为△E,充分反应不一定完全转化,故A错误;
B、催化剂只能改变反应速率,不能影响焓变,故B错误;
C、△H=反应物键能和﹣生成物键能和=生成物能量和﹣反应物能量和,反应吸热,反应物键能和大于生成物键能和,故C错误;
D、正反应吸热,升温时平衡正向移动,A转化率增大,故D正确.
故选:D.
12.一定条件下反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g
)在10L的密闭容器中进行,测得2min内,N2的物质的量由20mol减小到8mol,则2min内H2的反应速率为( )
A.1.2mol/(L min)
B.1.8
mol/(L min)
C.0.6mol/(L min)
D.2.4mol/(L min)
【考点】反应速率的定量表示方法.
【分析】2min内,N2的物质的量由20mol减小到8mol,则△c==1.2mol/L,结合v=计算,反应速率之比等于化学方程式计量数之比计算氢气的反应速率.
【解答】解:一定条件下反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g
)在10L的密闭容器中进行,测得2min内,N2的物质的量由20mol减小到8mol,则△c==1.2mol/L,v(N2)==0.6mol/(L min),则2min内H2的反应速率v(H2)=3v(N2)=1.8
mol/(L min),
故选B.
13.用锌和1mol/L稀硫酸溶液制取氢气,欲提高制取氢气的速率,下列措施不可行的是( )
A.改用98%的浓硫酸
B.使用更小颗粒的锌粒
C.滴入少量CuSO4溶液
D.加热
【考点】化学反应速率的影响因素.
【分析】提高制取氢气的速率,可增大接触面积、加热、形成原电池、增大浓度等,注意浓硫酸具有强氧化性,以此来解答.
【解答】解:A.改用98%的浓硫酸,与Zn发生氧化还原反应,不生成氢气,故A选;
B.用更小颗粒的锌粒,接触面积增大,反应速率加快,故B不选;
C.滴入少量CuSO4溶液,置换出Cu,构成原电池,加快反应速率,故C不选;
D.加热,温度升高,反应速率加快,故D不选;
故选A.
14.下列说法正确的是( )
A.热化学方程式中,如没有注明温度和压强,表示反应热是在标准状况下测得的数据
B.物质发生化学变化不一定伴随着能量变化
C.发生碰撞的分子只要具有足够的能量,就能够发生有效碰撞
D.化学反应速率可通过实验测定,比如可以测量在一定温度和压强下释放出的气体的体积,或者可以用比色的方法测定溶液颜色的深浅进行换算
【考点】吸热反应和放热反应;热化学方程式;化学反应速率的影响因素.
【分析】A、没有注明温度和压强,应是常温常压下的条件;
B、依据化学反应的实质分析,化学反应一定伴随能量变化;
C、只有活化分子发生有效碰撞;
D、根据反应速率v=即单位时间内浓度的变化分析判断.
【解答】解:A、在热化学方程式中,没有注明温度和压强,应是常温常压下的条件,故A错误;
B、依据化学反应的实质分析,反应物断裂化学键吸收能量,形成化学键放出热量,化学反应一定伴随能量变化,故B错误;
C、只有活化分子发生有效碰撞,发生有效碰撞时取决于分子的能量和碰撞方向,故C错误;
D、因为反应速率v=即单位时间内浓度的变化,所以测定某反应的化学反应速率可以测量在一定温度和压强下释放出的气体的体积,或者可以用比色的方法测定溶液颜色的深浅进行换算,故D正确;
故选D.
15.下列说法正确的是( )
A.自发进行的化学反应不一定是放热反应
B.自发过程将导致体系的熵增大
C.△H﹣T△S<0的反应,不需要任何条件就可自发进行
D.同一物质的气、液、固三种状态的熵值依次增大
【考点】反应热和焓变.
【分析】化学反应能否自发进行,取决于焓变和熵变的综合判据,当△G=△H﹣T △S<0时,反应能自不发进行.
【解答】解:A、高温下熵增自发进行的反应,是吸热反应,故A正确;
B、△H﹣T△S<0的反应能够自发进行,当△H<0,△S<0时,低温下反应能够自发进行,所以,自发过程不一定导致体系的熵值增大,故B错误;
C、当△H﹣T △S<0,一定能自发进行,但△H>0,△S>0时,高温下反应才能够自发进行,故C错误;
D、同种物质在固态、液态、气态三种状态下,固态时熵值最小,气态时熵值最大,故D错误;
故选A.
16.对于可逆反应C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g),下列说法不能证明反应已达平衡状态的是( )
A.绝热容器,温度不再改变
B.恒容时,压强不在改变
C.恒压时,体积不在改变
D.断裂2
mol
O﹣H键同时形成1molH﹣H键
【考点】化学平衡状态的判断.
【分析】根据化学平衡状态的特征解答,当反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,各物质的浓度、百分含量不变,以及由此衍生的一些量也不发生变化,解题时要注意,选择判断的物理量,随着反应的进行发生变化,当该物理量由变化到定值时,说明可逆反应到达平衡状态.
【解答】解:A、绝热容器,温度不再改变,说明正逆反应速率相等,故A正确;
B、随着反应断裂2
mol
O﹣H键同时形成1molH﹣H键的进行体系压强逐渐增大,容器内压强保持不变说明达平衡状态,故B正确;
C、恒压时,体积不在改变,说明气体的物质的量不变,达平衡状态,故C正确;
D、断裂2
mol
O﹣H键同时形成1molH﹣H键,都反映的正方向,故D错误;
故选D.
17.对于任何一个平衡体系,采用以下措施,一定会使平衡移动的是( )
A.加入一种反应物
B.升高温度
C.对平衡体系增加压强
D.使用催化剂
【考点】化学平衡的影响因素.
【分析】A、在反应中,固体量的增减不会引起化学平衡的移动;
B、升高温度,化学平衡向着吸热方向进行,任何化学反应一定伴随能量的变化;
C、对于有气体参加的反应前后气体体积变化的反应,压强会引起平衡的移动;
D、使用催化剂只能改变化学反应的速率,不会引起化学平衡的移动.
【解答】解:A、在反应中,加入一种故体反应物,固体量的增减不会引起化学平衡的移动,故A错误;
B、任何化学反应一定伴随能量的变化,升高温度,化学平衡一定是向着吸热方向进行,故B正确;
C、对于没有气体参加的反应,或是前后气体体积不变的反应,压强不会引起平衡的移动,故C错误;
D、使用催化剂只能改变化学反应的速率,不会引起化学平衡的移动,故D错误.
故选B.
18.下列事实不能用勒夏特列原理解释的是( )
A.由NO2和N2O4组成的平衡体系加压后颜色先变深后变浅
B.增大压强可加快SO2转化为SO3的速率
C.黄绿色的氯水光照后颜色变浅
D.在含有Fe(SCN)3的红色溶液中加铁粉,振荡静置,溶液颜色变浅或褪去
【考点】化学平衡移动原理.
【分析】勒夏特列原理为:如果改变影响平衡的条件之一,平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动.使用勒夏特列原理时,该反应必须是可逆反应,否则勒夏特列原理不适用.
【解答】解:A、对2NO2 N2O4平衡体系增加压强,体积变小,颜色变深,平衡正向移动,颜色变浅,能用勒夏特列原理解释,故A不选;
B、增大压强可加快SO2转化为SO3的速率,不涉及平衡的移动,故B选;
C、Cl2+H2O HCl+HClO,次氯酸见光分解,平衡正向移动,氯气浓度减小,颜色变浅,能用勒夏特列原理解释,故C不选;
D、Fe3++2SCN﹣ [Fe(SCN)]2+,向溶液中加入Fe粉,发生反应Fe+2Fe3+=3Fe2+,平衡向逆反应方向移动,导致溶液颜色变浅或褪去,可以用勒夏特里原理解释,故D不选;
故选B.
19.O3也是一种很好的消毒剂,具有高效、洁净、方便、经济等优点.O3可溶于水,在水中易分解,产生的[O]为游离氧原子,有很强的杀菌消毒能力.常温常压下发生反应如下:
反应①O3 O2+[O]△H>0 平衡常数为K1;
反应②[O]+O3 2O2△H<0 平衡常数为K2;
总反应:2O3 3O2△H<0 平衡常数为K
下列叙述正确的是( )
A.升高温度,K增大
B.K=K1+K2
C.适当升温,可提高消毒效率
D.压强增大,K2减小
【考点】化学平衡的影响因素.
【分析】由盖斯定律可知反应①+②可得总反应,则K=K1×K2,结合温度对平衡移动的影响判断即可.
【解答】解:A.由总反应:2O3═3O2
△H<0可知正反应为放热反应,则升高温度平衡向逆反应方向移动,平衡常数减小,故A错误;
B.由盖斯定律可知反应①+②可得总反应,则K=K1×K2,故B错误;
C.适当升温,反应速率增大,则可提高消毒效率,故C正确;
D.平衡常数只受温度的影响,温度不变,平衡常数不变,故D错误,
故选C.
20.某温度下,体积一定的密闭容器中进行如下反应:2X(g)+Y(g) Z(g)+W(s)△H>0,下列叙述正确的是( )
A.在容器中加入氩气,反应速率不变
B.加入少量W,逆反应速率增大
C.升高温度,正反应速率增大,逆反应速率减小
D.若将容器的体积压缩,可增大单位体积内活化分子的百分数,有效碰撞次数增大
【考点】化学反应速率的影响因素.
【分析】对于2X(g)+Y(g) Z(g)+W(s)△H>0,正反应为吸热反应,升高温度,正逆反应速率都增大,平衡正向移动,W为固体,加入W对反应速率没有影响,增大压强,如浓度增大,则反应速率增大,但活化分子百分数不变,以此解答该题.
【解答】解:A.在容器中加入氩气,参加反应气体的浓度不变,则反应速率不变,故A正确;
B.W为固体,加入少量W,反应速率不变,故B错误;
C.升高温度,正逆反应速率都增大,故C错误;
D.增大压强,活化分子百分数,故D错误.
故选A.
21.合成氨反应:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)△H=﹣92.4kJ mol﹣1,在反应过程中,正反应速率的变化如图.下列说法正确的是( )
A.t1时升高了温度
B.t2时使用了催化剂
C.t3时增大了压强
D.t4时降低了温度
【考点】化学反应速率的影响因素.
【分析】由图象可知,t1时正反应速率增大,t2时正逆反应速率同等程度增大,t3时正反应速率减小,t4时反应速率瞬间不变,然后减小,结合影响因素来解答.
【解答】解:A.t1时正反应速率增大,且大于逆反应速率,则应为增大压强,故A错误;
B.t2时正逆反应速率同等程度增大,则为使用了催化剂,故B正确;
C.t3时正反应速率减小,且逆反应速率大于正反应速率,则为减小压强,故C错误;
D.t4时反应速率瞬间不变,然后减小,应为减小生成物浓度,故D错误;
故选:B.
22.已知(CH3COOH)2(g) 2CH3COOH(g),经实验测得不同压强下,体系的平均摩尔质量随温度(T)的变化曲线如图所示,下列说法正确的是( )
A.该过程的△H<0
B.气体压强:p(a)<p(b)=p(c)
C.平衡常数:K(a)=K(b)<K(c)
D.测定乙酸的相对分子质量要在高压、低温条件
【考点】体积百分含量随温度、压强变化曲线.
【分析】A、温度升高平均摩尔质量减小,气体质量不变,物质的量增大,说明平衡正反应方向进行,升温平衡向吸热反应方向进行;
B、bc点是压强相同条件下的化学平衡,依据图象分析可知温度不变时,增大压强,气体物质的量减小,气体摩尔质量越大,P1>P2;
C、平衡常数随温度变化而不随压强变化;
D、反应是气体体积增大的吸热反应,测定乙酸的相对分子质量应使平衡正向进行选择条件.
【解答】解:A、温度升高平均摩尔质量减小,气体质量守恒,物质的量增大,说明平衡正反应方向进行,升温平衡向吸热反应方向进行,反应是吸热反应,△H>0,故A错误;
B、bc点是压强相同条件下的化学平衡,依据图象分析可知温度不变时,增大压强,气体物质的量减小,气体摩尔质量越大,P1>P2,则P(a)<P(b)=P(c),故B正确;
C、a点温度和c点温度相同,b点温度较高,由于反应是吸热反应,因此温度越高平衡常数越大,平衡常数K(b)>K(a)=K(c),故C错误;
D、反应是气体体积增大的吸热反应,测定乙酸的相对分子质量应使平衡正向进行,需要在低压高温条件下进行乙提高乙酸的纯度,故D错误;
故选:B.
23.一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图.下列有关该电池的说法正确的是( )
A.电极B上发生的电极反应为:O2+2CO2+4e﹣=2CO32﹣
B.电极A上H2参与的电极反应为:H2+2OH﹣﹣2e﹣=2H2O
C.电池工作时,CO32﹣向电极B移动
D.反应CH4+H2O
3H2+CO,每消耗1molCH4转移12mol
电子
【考点】化学电源新型电池.
【分析】原电池工作时,CO和H2失电子在负极反应,则A为负极,CO和H2被氧化生成二氧化碳和水,正极B上为氧气得电子生成CO32﹣,以此解答该题.
【解答】解:A.B为正极,正极为氧气得电子生成CO32﹣,反应为O2+2CO2+4e﹣=2CO32﹣,故A正确;
B.A是负极,负极上CO和H2被氧化生成二氧化碳和水,电极A反应为:H2+CO+2CO32﹣﹣4e﹣=H2O+3CO2,故B错误;
C.放电时,电解质中阴离子向负极移动,即向A极移动,故C错误;
D.该反应中1mol甲烷完全反应转移电子6mol电子,故D错误;
故选A.
24.工业上消除氮氧化物的污染,可用如下反应:CH4(g)+2NO2(g) N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=a
kJ/mol
在温度T1和T2时,分别将0.50mol
CH4和1.2mol
NO2充入体积为1L的密闭容器中,测得n(CH4)随时间变化数据如下表:下列说法不正确的是( )
温度
时间/minn/mol
0
10
20
40
50
T1
n(CH4)
0.50
0.35
0.25
0.10
0.10
T2
n(CH4)
0.50
0.30
0.18
…
0.15
A.10
min内,T1时CH4的化学反应速率比T2时小
B.温度:T1<T2
C.a<0
D.平衡常数:K(T1)<K(T2)
【考点】化学平衡的计算.
【分析】A.由表格中的数据计算υ(CH4);
B.温度升高,反应速率加快;
C.温度升高,甲烷剩余量增多,说明反应向左进行,正反应放热;
D.T1时反应进行的更为彻底.
【解答】解:A.10
min内,T1时υ(CH4)==0.015mol L﹣1 min﹣1,T2时时υ(CH4)==0.02mol L﹣1 min﹣1,T1时υ(CH4)比T2时小,故A正确;
B.温度升高,反应速率加快,因此T2>T1,故B正确;
C.温度升高,甲烷剩余量增多,说明反应向左进行,正反应放热,所以a<0,故C正确;
D.T1时反应进行的更为彻底,因此平衡常数更大,K(T1)>K(T2),故D错误;
故选:D.
25.合成氨的热化学方程式为N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)△H=﹣92.4kJ/mol.现将1molN2(g)、3molH2(g)充入一容积为2L的密闭容器中,在500℃下进行反应,10min时达到平衡,NH3的体积分数为φ,下列说法中正确的是( )
A.若达到平衡时,测得体系放出9.24kJ热量,则H2反应速率变化曲线如图甲所示
B.反应过程中,混合气体平均相对分子质量为M,混合气体密度为d,混合气体压强为p,三者关系如图乙
C.如图丙所示,容器I和II达到平衡时,NH3的体积分数为φ,则容器I放出热量与容器II吸收热量之和为92.4kJ
D.若起始加入物料为1
mol
N2,3
mol
H2,在不同条件下达到平衡时,NH3的体积分数变化如图丁所示
【考点】化学平衡的计算.
【分析】A、达到平衡时放出的热量为9.24kJ,由热化学方程式可知参加反应的氢气的物质的量为0.3mol,10min内氢气的平均速率为0.015mol/(L min),反应速率应为由高到低;
B、混合气体的总质量不变,容器的体积不变,混合气体的密度为定值;随反应进行、混合气体的物质的量减小,混合气体的平均相对分子质量增大、混合气体的压强降低;
C、恒温恒容下,容器Ⅱ中按化学计量数转化为N2、H2,可得N21mol、H23mol,容器Ⅰ、容器Ⅱ内为等效平衡.平衡时容器内对应各物质物质的量相等,令平衡时容器内N2为nmol,结合热化学方程式计算;
D、增大压强平衡向正反应方向移动,升高温度平衡向逆反应方向移动.据此判断平衡时NH3的体积分数.
【解答】解:A、反应开始速率相对较快,达平衡前反应速率相对较慢,所以反应速率应为由高到低,达到平衡时放出的热量为9.24kJ,由热化学方程式可知参加反应的氢气的物质的量为0.3mol,10min内氢气的平均速率为0.015mol/(L min),最低反应速率应小于0.015mol/(L min),故A错误;
B、混合气体的总质量不变,容器的体积不变,混合气体的密度为定值;随反应进行、混合气体的物质的量减小,混合气体的平均相对分子质量增大、混合气体的压强降低,故B错误;
C、恒温恒容下,容器Ⅱ中按化学计量数转化为N2、H2,可得N21mol、H23mol,容器Ⅰ、容器Ⅱ内为等效平衡.两种途径中达到平衡时,NH3的体积分数均为ω,平衡时容器内对应各物质物质的量相等,令平衡时容器内N2为nmol,则容器Ⅰ中放出的热量为(1﹣n)mol×92.4kJ/mol=92.4(1﹣n)kJ,容器Ⅱ内吸收的热量为nmol×92.4kJ/mol=92.4nkJ,容Ⅰ中放出的热量与Ⅱ中吸收的热量之和为92.4(1﹣n)kJ+92.4nkJ=92.4kJ,故C正确;
D、起始加入的物料均为1molN2、3molH2,在不同条件下达到平衡时,比较500℃、2L与500℃、1L,体积小压强大,反应速率快,达到平衡时间短,平衡向正反应移动,平衡时NH3的体积分数相对较大;比较500℃、2L与400℃、2L,温度增大,反应速率快,达到平衡时间短,平衡向逆反应移动,平衡时NH3的体积分数相对较小,故D错误.
故选C.
二、填空题(共5小题,共50分)
26.能源是人类赖以生存和发展的重要物质基础,常规能源的合理利用和新能源的开发是当今社会人类面临的严峻课题.回答下列问题:
(1)我国是世界上少数以煤为主要燃料的国家,下列关于煤作燃料的论点正确的是 ACD .
A.煤是重要的化工原料,把煤作燃料简单燃烧掉太可惜,应该综合利用
B.煤是发热很高的固体燃料,我国煤炭资源相对集中,开采成本低,用煤作燃料合算
C.煤燃烧时产生大量二氧化硫和烟尘,对环境污染严重
D.通过洁净煤技术,如煤的气化和液化以及烟气脱硫,不仅减轻了燃煤污染,还能提高煤燃烧的热利用率
(2)乌克兰科学家将铜和铁混合熔化制成多孔金属,用于制作太空火箭上使用的煤油燃料雾化器,该雾化器的作用是 增大接触面积,使燃料燃烧更充分 .
【考点】常见的生活环境的污染及治理.
【分析】(1)煤可燃烧,燃烧时产生大量二氧化硫和烟尘,且燃烧效率较低,可通过洁净煤技术,如煤的气化和液化以及烟气脱硫,提高煤燃烧的热利用率;
(2)多孔金属具有较大的接触面积.
【解答】解:(1)煤可燃烧,燃烧时产生大量二氧化硫和烟尘,且燃烧效率较低,可通过洁净煤技术,如煤的气化和液化以及烟气脱硫,提高煤燃烧的热利用率,如用煤直接做燃料,可导致环境污染,造成较大浪费,ACD正确,
故答案为:ACD;
(2)物质气态时燃烧时更充分,故煤油燃料雾化器能将煤油由液态雾化为气态,燃烧更充分,故答案为:增大接触面积,使燃料燃烧更充分.
27.一定条件下反应A(g)+B(g) C(g)△H<0达到平衡后,据下列图象判断:
达到新的平衡对应的图象(填写字母)
平衡移动方向(正反应、逆反应,不移动)
(1)使用催化剂
(2)升温
(3)降压
(4)增加A的量
(5)减少C的量
【考点】化学反应速率与化学平衡图象的综合应用.
【分析】反应A(g)+B(g) C(g)△H<0达到平衡后,使用催化剂,只能加快反应速率,不会引起平衡的移动;升高温度,加快反应速率,反应逆向移动;降低压强,反应逆向移动,速率减慢;增加A的量,平衡正向移动,反应速率加快;减少C的量,正向移动,速率减慢,化学平衡向哪个方向移动,则那个方向的速率快于另一个方向的速率,据此回答.
【解答】解:(1)反应A(g)+B(g) C(g)△H<0达到平衡后,使用催化剂,只能加快反应速率,不会引起平衡的移动,故选D;
故答案为:D;不移动;
(2)升高温度,加快反应速率,反应逆向移动,故选B;故答案为:B;逆反应;
(3)降低压强,反应逆向移动,速率减慢,故选C;故答案为:C;逆反应;
(4)增加A的量,平衡正向移动,反应速率加快,故选A;故答案为:A;正反应;
(5)减少C的量,正向移动,速率减慢,故选E,故答案为:E;正反应.
28.到目前为止,由化学能转变的热能或电能仍然是人类使用最主要的能源.
(1)化学反应中放出的热能(焓变,△H)与反应物和生成物的键能(E)有关.已知:H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)△H=﹣a
kJ mol﹣1;E(H﹣H)=b
kJ mol﹣1,E(Cl﹣Cl)=c
kJ mol﹣1,则:E(H﹣Cl)= KJ/mol ;
(2)氯原子对O3的分解有催化作用:O3(g)+Cl(g)=ClO(g)+O2(g)△H1,ClO(g)+O(g)=Cl(g)+O2(g)△H2,大气臭氧层的分解反应是O3+O=2O2△H.该反应的能量变化示意图如图1所示.则反应O3(g)+O(g)=2O2(g)的正反应的活化能为 E1﹣E2 kJ mol﹣1.
(3)实验中不能直接测出由石墨和氢气反应生成甲烷反应的反应热,但可测出CH4、石墨和H2燃烧反应的反应热,求由石墨生成甲烷的反应热.已知:
①CH4(g)+2O2(g)═CO2(g)+2H2O(l)△H=﹣a
kJ mol﹣1
②C(石墨)+O2(g)═CO2(g)△H=﹣b
kJ mol﹣1
③H2(g)+O2(g)═H2O(l)△H=﹣c
kJ mol﹣1
则反应C(石墨)+2H2(g)→CH4(g)的反应热:
△H= (﹣2c﹣b+a)kJ mol﹣1 kJ mol﹣1.
又已知:该反应为放热反应,△H﹣T△S可作为反应方向的判据,当△H﹣T△S<0时可自发进行;则该反应在什么条件下可自发进行 低温 .(填“低温”、“高温”)
(4)有图2所示的装置,该装置中Cu极为 阳 极;当铜片的质量变化为12.8g时,a极上消耗的O2在标准状况下的体积为 2.24 L.
【考点】有关反应热的计算;原电池和电解池的工作原理.
【分析】(1)根据反应热=反应物的键能﹣生成物的键能来分析;
(2)反应的活化能是使普通分子变成活化分子所需提供的最低限度的能量,依据图象能量关系可知,正反应的活化能=E1﹣E2;
(3)已知①CH4(g)+2O2(g)═CO2(g)+2H2O(l)△H=﹣a
kJ mol﹣1
②C(石墨)+O2(g)═CO2(g)△H=﹣b
kJ mol﹣1
③H2(g)+O2(g)═H2O(l)△H=﹣c
kJ mol﹣1
由盖斯定律可知,②+2×③﹣①可得C(石墨,s)+2H2(g)═CH4(g)△H;
(4)分析装置图可知左边为原电池,是氢氧燃料电池,氧气一端为原电池正极,氢气一端电极为原电池负极,右边装置为电解池,与a相连的铜电极为阳极,与b电极连接的锌电极为电解池的阴极,依据原理分析写出电极反应,结合电子守恒计算.
【解答】解:(1)由于反应热=反应物的键能﹣生成物的键能,设E(H﹣Cl)为Xmol,故有:E(H﹣H)+E(Cl﹣Cl)﹣2X=﹣akJ/mol,即bkJ/mol+ckJ/mol﹣2X=﹣aKJ/mol
解得X=KJ/mol,故答案为:
KJ/mol;(1)(a+b+c)/2
kJ mol﹣1,
(2)反应的活化能是使普通分子变成活化分子所需提供的最低限度的能量,依据图象能量关系可知,正反应的活化能=E1﹣E2;
故答案为:E1﹣E2;
(3)已知①CH4(g)+2O2(g)═CO2(g)+2H2O(l)△H=﹣a
kJ mol﹣1
②C(石墨)+O2(g)═CO2(g)△H=﹣b
kJ mol﹣1
③H2(g)+O2(g)═H2O(l)△H=﹣c
kJ mol﹣1
由盖斯定律可知,②+2×③﹣①可得C(石墨,s)+2H2(g)═CH4(g)△H=(﹣2c﹣b+a)
kJ mol﹣1,
又该反应为放热反应,△H<0,又△S<0,所以该反应在低温下△H﹣T△S<0可自发进行;
故答案为:(﹣2c﹣b+a)
kJ mol﹣1;低温;
(4)装置图可知左边为原电池,是氢氧燃料电池,氧气一端为原电池正极,氢气一端电极为原电池负极,右边装置为电解池,与a相连的铜电极为阳极,与b电极连接的锌电极为电解池的阴极,当铜片的质量变化为12.8g时物质的量==0.2mol,依据电极反应和电子守恒计算得到,铜电极电极反应:Cu﹣2e﹣=Cu2+;a电极反应为O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣,依据电子守恒得到O2~2Cu,a极上消耗的O2物质的量为0.1mol,标准状况下的体积=0.1mol×22.4L/mol=2.24L,
故答案为:阳;2.24.
29.某实验小组用0.50mol/L
NaOH溶液和0.50mol/L硫酸溶液进行中和热的测定.
Ⅰ.配制0.50mol/L
NaOH溶液
(1)若实验中大约要使用245mL
NaOH溶液,至少需要称量NaOH固体 5.0 g.
(2)从图中选择称量NaOH固体所需要的仪器是(填字母): a
b
e .
名称
托盘天平(带砝码)
小烧杯
坩埚钳
玻璃棒
药匙
量筒
仪器
序号
a
b
c
d
e
f
Ⅱ.测定稀硫酸和稀氢氧化钠中和热的实验装置如图所示.
(1)写出该反应的热化学方程式(中和热为57.3kJ/mol): H2SO4(aq)+2NaOH(aq)=Na2SO4(aq)+H2O(l)△H=﹣114.6kJ/mol .
(2)取50mL
NaOH溶液和30mL硫酸溶液进行实验,实验数据如下表.
①请填写下表中的空白:
温度实验次数
起始温度t1/℃
终止温度t2/℃
温度差平均值(t2﹣t1)/℃
H2SO4
NaOH
平均值
1
26.2
26.0
26.1
30.1
4.0
2
27.0
27.4
27.2
33.3
3
25.9
25.9
25.9
29.8
4
26.4
26.2
26.3
30.4
②近似认为0.50mol/L
NaOH溶液和0.50mol/L硫酸溶液的密度都是1g/cm3,中和后生成溶液的比热容c=4.18J/(g ℃).则中和热△H= ﹣53.5
kJ/mol (取小数点后一位).
③上述实验数值结果与57.3kJ/mol有偏差,产生偏差的原因可能是(填字母) acd .
a.实验装置保温、隔热效果差
b.量取NaOH溶液的体积时仰视读数
c.分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中
d.用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定H2SO4溶液的温度.
【考点】中和热的测定;有关反应热的计算;热化学方程式;配制一定物质的量浓度的溶液.
【分析】Ⅰ、(1)根据公式m=nM=cVM来计算氢氧化钠的质量,但是没有245mL的容量瓶;
(2)氢氧化钠要在称量瓶中称量,根据称量固体氢氧化钠所用的仪器来回答;
Ⅱ、(1)根据酸碱中和反应生成1mol液态水时放出57.3kJ的热量书写热化学方程式;
(2)①温度差平均值等于各个温度差的和除以4;
②根据Q=m c △T计算;
③a.实验装置保温、隔热效果必须好;
b.量取NaOH溶液的体积时视线要和凹液面相平;
c.允许分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中;
d.用温度计测定NaOH溶液起始温度后,要将温度计回零直再测定H2SO4溶液的温度.
【解答】解:Ⅰ、(1)需要称量NaOH固体m=nM=cVM=0.5mol/L×0.25L×40g/mol=5.0g,故答案为:5.0;
(2)氢氧化钠要在称量瓶或者小烧杯中称量,称量固体氢氧化钠所用的仪器有天平、烧杯和药匙,故答案为:a
b
e;
Ⅱ、(1)已知稀强酸、稀强碱反应生成1mol液态水时放出57.3kJ的热量,稀硫酸和氢氧化钡钠稀溶液都是强酸和强碱的稀溶液,则反应的热化学方程式为:
H2SO4(aq)+NaOH(aq)=Na2SO4(aq)+H2O(l)△H=﹣57.3kJ/mol,
故答案为:
H2SO4(aq)+NaOH(aq)=Na2SO4(aq)+H2O(l)△H=﹣57.3kJ/mol;
(2)①温度差平均值=,但是第2组数据明显有误,所以删掉,
温度差平均值=4.0°C,故答案为:4.0;
②50mL0.50mol/L氢氧化钠与30mL0.50mol/L硫酸溶液进行中和反应生成水的物质的量为0.05L×0.50mol/L=0.025mol,溶液的质量为:80ml×1g/ml=80g,温度变化的值为△T=4℃,则生成0.025mol水放出的热量为Q=m c △T=80g×4.18J/(g ℃)×4.0℃=1337.6J,即1.3376KJ,所以实验测得的中和热△H=﹣=﹣53.5
kJ/mol,
故答案为:﹣53.5kJ/mol;
③a.实验装置保温、隔热效果必须好,否则影响实验结果,故a正确;
b.量取NaOH溶液的体积时仰视读数,会导致所量的氢氧化钠体积偏大,放出的热量偏高,则大于57.3kJ/mol,故b错误;
c.尽量一次快速将NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中,不允许分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中,故c正确;
d.用温度计测定NaOH溶液起始温度后,要将温度计回零直再测定H2SO4溶液的温度,故d正确.
故答案为:acd.
30.在一定体积的密闭容器中,进行如下化学反应:
CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),其化学平衡常数K和温度t的关系如表:
t℃
700
800
830
1000
1200
K
1.7
1.1
1.0
0.6
0.4
回答下列问题:
(1)该反应的化学平衡常数表达式为K= ,该反应为 放热 反应(选填“吸热”、“放热”).
(2)能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是 BC ;
A.容器中压强不变
B.混合气体中c(CO)不变
C.v逆(H2)=v正(H2O)
D.c(CO2)=c(CO)
(3)830℃时,容器中的反应已达到平衡.在其他条件不变的情况下,在此温度下,若该容器中含有1molCO2、1.2molH2、0.75molCO、1.5molH2O,这状态 否 (是或否)处于平衡状态?若不是,反应向哪个方向进行? 向逆反应方向 .(选填“向正反应方向”、“向逆反应方向”).
(4)若830℃时,向容器中充入lmolCO、5molH2O,反应达到平衡后,CO的转化率为 83.3%(或83%,或5/6) .
【考点】化学平衡的计算;化学平衡的影响因素.
【分析】(1)化学平衡常数K等于生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比,但不包含固体和纯液体;升高温度平衡向吸热方向移动;
(2)可逆反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,反应体系中各物质的物质的量不变、物质的量浓度不变、百分含量不变以及引起的一系列物理量不变;
(3)先计算浓度商,根据浓度商与化学平衡常数相对大小判断反应进行方向;
(4)根据化学平衡常数计算参加反应的CO物质的量,转化率=×100%.
【解答】解:(1)化学平衡常数K等于生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比,但不包含固体和纯液体,所以该反应化学平衡常数K=;升高温度平衡向吸热方向移动,根据表中数据知,升高温度化学平衡常数减小,说明平衡逆向移动,则正反应是放热反应,
故答案为:;放热;
(2)A.该反应前后气体物质的量不变,所以反应是否达到平衡状态容器中压强都不变,所以不能判断平衡状态,故错误;
B.混合气体中c(CO)不变时,正逆反应速率相等,反应达到平衡状态,故正确;
C.v逆(H2)=v正(H2O)=v正(H2),正逆反应速率相等,反应达到平衡状态,故正确;
D.c(CO2)=c(CO)时该反应可能达到平衡状态也可能没有达到平衡状态,与反应物初始量及转化率有关,所以不能判断平衡状态,故错误;
故选BC;
(3)因为该反应中各气体计量数都是1,所以化学平衡常数也等于生成物物质的量之积与反应物物质的量之积的比,830℃时,化学平衡常数K=1.0,若该容器中含有1molCO2、1.2molH2、0.75molCO、1.5molH2O,该体系中浓度商==1.07>1,该反应没有达到平衡状态,要使反应达到平衡状态,应该向逆反应方向移动,
故答案为:否;向逆反应方向;
(4)该温度下化学平衡常数K为1.0,设参加反应的n(CO)=xmol,根据方程式知,参加反应的n(H2O)=n(H2)=n(CO2)=n(CO)=xmol,K=,x=
转化率=×100%==.83.3%(或83%,或5/6),
故答案为:83.3%(或83%,或5/6).
2017年1月3日