化学反应原理—热、电、速综合练习4
一、单选题
1.下列关于中和热的说法中正确的是(
)
A.
10
L
0.05
mol·L-1Ba(OH)2溶液与20
L
0.05
mol·L-1HNO3反应时的反应热是中和热
B.
1
mol
HCl气体通入1
L
0.01
mol·L-1NaOH溶液中反应时的反应热是中和热
C.
1
mol
HClO与2
mol
NaOH溶液反应时的反应热也可能是中和热
D.
只要强酸与强碱在稀溶液中反应生成1
mol水时的反应热就是中和热
2.下列说法正确的是(
)
A.
非自发进行的反应一定不能发生
B.
自发进行的反应一定能迅速发生
C.
在一定条件下,非自发进行的反应也能发生
D.
吸热反应一定不能自发进行
3.25
℃、101
kPa时,强酸与强碱的稀溶液中发生中和反应的中和热为57.3
kJ·mol-1,则下列描述正确的是(
)
A.
KOH(aq)+H2SO4(aq)===1/2
K2SO4(aq)+H2O(l)ΔH=-57.3
kJ·mol-1
B.
NaOH(aq)+HCl(aq)===NaCl(aq)+H2O(l)ΔH=+57.3
kJ·mol-1
C.
H2SO4和Ca(OH)2反应的中和热为ΔH=2×(-57.3)kJ·mol-1
D.
稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1
mol水,放出57.3
kJ热量
4.下列可逆反应达平衡状态后,降温可以使混和气体平均相对分子质量减小的是(
)
A.
H2(g)+Br2(g)2HBr(g)
ΔH<0
B.
N2(g)+3H2(g)2NH3(g)
ΔH<0
C.
2SO3(g)2SO2(g)+O2(g)
ΔH>0
D.
4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)
ΔH<0
5.下列说法正确的是(
)
A.
中和热一定是强酸跟强碱反应放出的热量
B.
1
mol酸与1
mol碱完全反应放出的热量是中和热
C.
在稀溶液中,酸与碱发生中和反应生成1
mol
H2O(l)时的反应热叫做中和热
D.
测定中和热时可用稀硫酸和稀Ba(OH)2溶液
6.25
℃、101
kPa时,强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的中和热为57.3
kJ·mol-1,下列热化学方程式书写正确的是(
)
A.Ba(OH)2(aq)+H2SO4(aq)===BaSO4(s)+H2O(l)
ΔH=-57.3
kJ·mol-1
B.
KOH(aq)+H2SO4(aq)===K2SO4(aq)+H2O(l)
ΔH=-57.3
kJ·mol-1
C.
2NaOH(aq)+H2SO4(aq)===
Na2SO4(aq)+2H2O(l)
ΔH=-57.3
kJ·mol-1
D.
KOH(aq)+H2SO4(浓)===K2SO4(aq)+H2O(l)
ΔH=-57.3
kJ·mol-1
7.下列有关说法正确的是(
)
A.
铅蓄电池的正极反应为PbO2+4H++2e-===Pb2++2H2O
B.
以CO和O2构成的碱性燃料电池负极电极反应式为CO+4OH--2e-===CO+2H2O
C.
电解法精炼铜时,以粗铜作阴极,纯铜作阳极D.
工业上通过电解氯化钠溶液制备金属钠和氯气
8.下列各组热化学方程式中,ΔH1>ΔH2的是(
)
①C(s)+O2(g)====CO2(g)ΔH1
C(s)+O2(g)====CO(g)ΔH2
②
S(g)+O2(g)====SO2(g)ΔH1
S(s)+O2(g)====SO2(g)ΔH2
③H2(g)+O2(g)====H2O(l)ΔH1
2H2(g)+O2(g)====2H2O(l)ΔH2
④CaCO3(s)===CaO(s)+CO2(g)ΔH1
CaO(s)+H2O(l)====Ca(OH)2(s)ΔH2
A.
①
B.
②③④
C.
③④
D.
①②③
9.已知反应:COCl2(g)CO(g)+Cl2(g)
ΔH>0,当反应达到平衡时,下列措施:①升温
②恒容通入惰性气体
③增加CO浓度
④减压
⑤加催化剂
⑥恒压通入惰性气体,其中能提高COCl2转化率的是(
)
A.
①②④
B.
①④⑥
C.
②③⑤
D.
③⑤⑥
10.下列说法正确的是(
)
A.
所有的放热反应都不需要加热就能发生
B.
Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应属于放热反应
C.
天然气燃烧时,其化学能全部转化为热能
D.
反应热只与反应体系的始态和终态有关,而与反应的途径无关
11.碱性电池具有容量大、放电电流大的特点,因而得到广泛应用。锌锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液,电池总反应式为Zn(s)+2MnO2(s)+H2O(l)===Zn(OH)2(s)+Mn2O3(s)
下列说法错误的是(
)
A.
电池工作时,锌失去电子
B.
电池工作时,电子由正极通过外电路流向负极
C.
电池正极的电极反应式为:2MnO2(s)+H2O(l)+
2e-===Mn2O3(s)+2OH-(aq)
D.
外电路中每通过O.2
mol
e-,锌的质量理论上减小6.5
g
12.下列与化学反应能量变化相关的叙述正确的是(
)
A.
生成物总能量一定低于反应物总能量
B.
放热反应的反应速率总是大于吸热反应的反应速率
C.
应用盖斯定律,可计算某些难以直接测量的反应焓变
D.
同温同压下,H2(g)+Cl2(g)====2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH不同
13.在如图所示的水果电池中,外电路上的电子从电极Y流向电极X。若X为铅电极,则下列说法正确的是(
)
A.
Y极材料可能为锌
B.
Y极发生还原反应
C.
X极发生氧化反应
D.
Y极可能为铜
14.下列有关金属铁的腐蚀与防护,说法正确的是(
)
A.
酸雨后易发生析氢腐蚀、炒锅存留盐液时易发生吸氧腐蚀
B.
当镀锡铁和镀锌铁镀层破损时,后者更易被腐蚀
C.
铁与电源正极连接可实现电化学保护
D.
将钢管与铜管一起堆放时可保护钢管少受腐蚀
15.已知:①1
mol
H2分子中化学键断裂时吸收436
kJ的能量,②1
mol
I2(g)中化学键断裂时吸收151
kJ的能量,③由H原子和I原子形成1
mol
HI气态分子时释放299
kJ的能量。下列热化学方程式正确的是(
)
A.
2HI(g)===H2(g)+I2(g)
ΔH=+11
kJ·mol-1
B.
H2(g)+I2(g)===2HI(g)
ΔH=-22
kJ·mol-1
C.
H2(g)+I2(g)===2HI(g)
ΔH=+288
kJ·mol-1
D.
H2(g)+I2(g)===2HI(g)
ΔH=-144
kJ·mol-1
16.在一定温度下,体积不变的密闭容器中有可逆反应A(g)+B(g)2C(g)+D(s),可以判断反应达到平衡是(
)
A.
单位时间内反应nmol
B同时生成2nmol
C
B.
容器内气体的物质的量不再变化
C.
A的生成速率与B的生成速率相等
D.
容器内气体的密度不再变化
17.下列叙述错误的是(
)
A.
生铁中含有碳,抗腐蚀能力比纯铁弱
B.
用锡焊接的铁质器件,焊接处易生锈
C.
在铁制品上镀铜时,镀件为阳极,铜盐溶液为电镀液
D.
铁管上镶嵌锌块,铁管不易被腐蚀
18.某小组为研究电化学原理,设计如图装置。下列叙述不正确的是(
)
A.
无论a和b是否连接均可形成原电池
B.
a和b不连接时,铁片上会有金属铜析出
C.
a和b用导线连接时,铜片上发生的反应为Cu2++2e-===Cu
D.
无论a和b是否连接,铁片均会溶解,溶液从蓝色逐渐变成浅绿色
19.汽车的启动电源常用铅蓄电池,电池反应如下:
PbO2+Pb+2H2SO42PbSO4+2H2O,根据此反应判断下列叙述中正确的是(
)
A.
PbO2放电时是电池的负极,充电时是电池的阳极
B.
负极的电极反应式为Pb+-2e-===PbSO4
C.
放电时,PbO2得电子,被氧化
D.
电池放电时,溶液酸性增强
20.下列关于电解池的说法正确的是(
)
A.
电源的负极就是阴极
B.
与直流电源正极相连的是电解池的阴极
C.
与直流电源负极相连的电极上发生还原反应
D.
阳极上发生还原反应
21.合成氨所需的H2可由煤和水蒸气反应而制得,其中一步的反应为:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)
ΔH<
0,下列措施中,能提高CO转化率的是(
)
A.
增大压强
B.
升高温度
C.
增大水蒸气浓度
D.
增大CO浓度
22.在25
℃、101
kPa下,1
g甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热22.68
kJ,下列热化学方程式正确的是
(
)
A.
CH3OH(l)+O2(g)===CO2(g)+2
H2O(l)
ΔH=+725.8
kJ·
B.
2CH3OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+4H2O(l)
ΔH=-1452
kJ·
C.
2CH3OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+4H2O(l)
ΔH=-725.8
kJ·
D.
2CH3OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+4H2O(l)
ΔH=+1452
kJ·
23.关于下列各装置图的叙述中不正确的是(
)
A.
用装置①精炼铜,则a极为粗铜,电解质溶液为CuSO4溶液
B.
装置②的总反应是Cu+2Fe3+===Cu2++2Fe2+
C.
装置③中钢闸门应与外接电源的负极相连
D.
装置④中的铁钉几乎没被腐蚀
24.氢气和氟气混合在黑暗处即可发生爆炸而释放出大量的热量。在反应过程中,断裂1
mol
H2中的化学键消耗的能量为Q1kJ,断裂1
mol
F2中的化学键消耗的能量为Q2kJ,形成1
mol
HF中的化学键释放的能量为Q3kJ。下列关系式中正确的是(
)
A.Q1+Q2<2Q3
B.Q1+Q2>2Q3
C.Q1+Q2<Q3
D.Q1+Q2>Q3
25.X、Y、Z、W四块金属板分别用导线两两相连浸入稀硫酸中构成原电池。X、Y相连时,X为负极;Z、W相连时,电流方向是W→Z;X、Z相连时,Z极上产生大量气泡;W、Y相连时,W极发生氧化反应。据此判断四种金属的活动性顺序是(
)
A.
X>Z>W>Y
B.
Z>X>Y>W
C.
X>Y>Z>W
D.
Y>W>Z>X
26.据报道,在300
℃、70
MPa下由二氧化碳和氢气合成乙醇已成为现实:
2CO2(g)+6H2(g)CH3CH2OH(g)+3H2O(g)下列叙述错误的是(
)
A.
使用Cu-Zn-Fe催化剂可大大提高生产效率
B.
反应需在300
℃下进行可推测该反应是吸热反应
C.
充入大量CO2气体可提高H2的转化率
D.
从平衡混合气体中分离出CH3CH2OH和H2O可提高CO2和H2的利用率
27.下列叙述中一定能判断某化学平衡发生移动的是(
)
A.
混合物中各组分的浓度改变
B.
正、逆反应速率改变
C.
混合物中各组分的含量改变
D.
混合体系的压强发生改变
28.在一定温度下的可逆反应:mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),生成物C的体积分数与压强p1和p2、时间t1和t2的关系如图所示,则在下列关系式中正确的是(
)
A.p1>p2
B.p1
C.m+n>p+q
D.m+n=p+q
29.已知H2(g)+
Cl2(g)====2HCl(g)ΔH=-184.6
kJ·,则反应
HCl(g)═H2(g)+Cl2(g)的ΔH为
(
)
A.
+184.6
kJ·
B.
-92.3
kJ·
C.
+92.3kJ
D.
+92.3
kJ·
30.在一定温度下,反应H2(g)+X2(g)HX(g)的平衡常数为10。则反应2HX(g)H2(g)+X2(g)的平衡常数为(
)
A.
0.01
B.
1
C.
10
D.
100
31.对于有气体参加的反应,一定能使化学反应速率加快的因素是(
)
①扩大容器的容积
②使用催化剂
③增加反应物的物质的量
④升高温度
⑤缩小容积
⑥增大容器内的压强
A.
②③
B.
②③④⑥
C.
②④⑤
D.
②④
32.在恒温、恒容条件下,能使A(g)+B(g)C(g)+D(s)反应速率加快的是(
)
A.
减少C或D的物质的量
B.
增大D的物质的量
C.
减少B的物质的量
D.
增大A或B的物质的量
33.一定条件下反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)在一密闭容器中进行,测得平均反应速率v(C)=2v(B)。若反应达平衡后保持温度不变,增大体系压强时平衡不移动,则m、n、p、q的数值可以是(
)
A.
2、6、3、5
B.
1、3、2、2
C.
3、1、2、2
D.
3、1、2、1
34.已知3.6
g碳在6.4
g氧气中燃烧,至反应物全部耗尽,放出XkJ的热量,已知单质碳的燃烧热为YkJ·mol-1,则1
mol
C与O2反应生成CO的ΔH=__________________。
35.在密闭容器中进行如下反应:CO2(g)+C(s)2CO(g)
,达到平衡后,若改变下列条件,则指定物质的浓度及平衡如何变化。
(1)增加C,平衡_____________,c(CO2)__________。
(2)保持反应容器的容积和温度不变,通入N2,则平衡____________,c(CO2)_________。
36.下图所示装置中,甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放100
g
5.00%的NaOH溶液、足量的CuSO4溶液和100
g
10.00%的K2SO4溶液,电极均为石墨电极。
(1)接通电源,经过一段时间后,测得丙中K2SO4浓度为10.47%,乙中c电极质量增加。据此回答问题:
①电源的N端为________极。
②电极b上发生的电极反应为_____________________________________________。
③计算电极b上生成的气体在标准状态下的体积:________。
④电极c的质量变化是________g。
⑤电解前后各溶液的酸、碱性大小是否发生变化,简述其原因:
甲溶液________________________________________;乙溶液______________________________________;
丙溶液________________________________________________________________________。
(2)如果电解过程中铜全部析出,此时电解能否继续进行,为什么?_______________________________________。
37.已知:①4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g)
ΔH=-1
266.8
kJ·mol-1
②N2(g)+O2(g)2NO(g)
ΔH=180.5
kJ·mol-1
则氨高温催化氧化的热化学方程式:__________,氨催化氧化生成NO反应的化学平衡常数表达式K=________。
38.按下图所示装置进行实验,并回答下列问题:
(1)判断装置的名称:A池为____________________,B池为___________________。
(2)锌极为________极,电极反应式为__________________________________________;
铜极为________极,电极反应式为________________________;石墨棒C1为________极,电极反应式为________________________________;石墨棒C2附近发生的实验现象为________________________________,
反应结束后,B池溶液的pH值________。(增大、减小、不变,忽略气体溶于水)
。
(3)当C2极析出224
mL气体(标准状况下),锌的质量________(增加或减少)________g。
39.根据电解规律,填空:(1)用惰性电极电解氯化钾溶液。
①阴极反应式是________,阳极反应式是________。
②电解的化学方程式是_______________________________________________________________。
③电解后溶液的pH变化是________;欲使电解后的溶液复原,需加入的物质是________。
(2)在硫酸铜溶液中,插入两个电极进行电解。
①若两极均为Pt电极,则阳极反应式是________________________________________,
阴极反应式是___________________________,电解的化学方程式是___________________________________。
②若两极均为铜片,则阳极反应式是________,阴极反应式是________,电解过程中溶液的浓度变化是________。
③若阳极为锌片,阴极为铜片,则阳极反应式是________,电解过程中两极的变化是___________________。
40.用惰性电极电解硫酸铜溶液。若阴极上析出铜的质量为3.2
g,则阳极上产生气体在标准状况下的体积为________;常温下,若将电解后的溶液稀释至1
L,则溶液的pH约为________。
41.在密闭容器中,使2
mol
N2和6
mol
H2混合发生下列反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)
ΔH<0
(1)当反应达到平衡时,N2和H2的浓度比是________;N2和H2的转化率比是________。
(2)升高平衡体系的温度(保持体积不变),混合气体的平均相对分子质量________,密度________(填“变大”、“变小”或“不变”)
。
(3)当达到平衡时,充入氩气,并保持压强不变,平衡将________(填“正向”、“逆向”或“不”)移动。
(4)若容器恒容、绝热,加热使容器内温度迅速升至原来的2倍,平衡将________(填“向左移动”、“向右移动”或“不移动”)。达到新平衡后,容器内温度________(填“大于”、“小于”或“等于”)原来的2倍。
42.请按要求回答下列问题。
(1)根据图1回答①②:①若断开K2,闭合K1。
A电极可观察到的现象_______________________________________;
B极的电极反应式为______________________________________________________。
②若断开K1,闭合K2,A电极可观察到的现象是_____________________________________;
B极的电极反应式为______________________________________________________。
(2)根据图2回答③④:③将较纯净的CuSO4溶液放入如图所示的装置中进行电解,石墨电极上的电极反应式为________________________________,电解反应的离子方程式为___________________________。
④实验完成后,铜电极增重ag,石墨电极产生标准状况下的气体体积________L。
43.下图所示的是某研究性学习小组探究金属腐蚀条件的实验装置图,试分析实验并回答下列问题:
(1)若起始时甲、乙、丙三套装置的导管中液面高度相同,过一段时间后液面最高的是________。铁粉腐蚀的速率由大到小的排列顺序为(用甲、乙、丙填写)________。
(2)通过甲、乙装置的对比说明钢铁中碳的含量越________(填“高”或“低”)越易腐蚀。
(3)乙装置中发生电化学腐蚀时正极的电极反应式为________。
(4)针对乙、丙装置研究的结果分析,可采用何种防护措施来减缓金属的腐蚀:________(写出一点即可)。
44.科学家预言,燃料电池将是21世纪获得电能的重要途径,美国已计划将甲醇燃料电池用于军事。一种甲醇燃料电池采用铂或碳化钨作为电极催化剂,在稀硫酸电解液中直接加入纯化后的甲醇,同时向一个电极通入空气。
回答下列问题:(1)这种电池放电时发生的化学反应方程式是___________________________________。
(2)此电池正极发生的电极反应式是_______________________________________________,
负极发生的电极反应式是_________________________________________________________。
(3)电解液中的H+向________极移动,向外电路释放电子的电极是________________。
(4)比起直接燃烧燃料产生电力,使用燃料电池有许多优点,其中主要有两点:首先是燃料电池能量转化效率高,其次是___________________________________________________。
45.在一定体积的密闭容器中,进行如下化学反应:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),其化学平衡常数K和温度T的关系如下表所示:
回答下列问题:(1)该反应的化学平衡常数表达式为K=________。
(2)某温度下,平衡浓度符合下式:c(CO2)·c(H2)=c(CO)·c(H2O),试判断此时的温度为________℃。
46.海洋是一座巨大的宝藏,海水中蕴含80多种元素。氯碱工业和制备金属镁的原料都来自于海水。
Ⅰ.在氯碱工业中,曾用石棉隔膜电解槽来电解食盐水(如图甲所示)。
(1)写出阳极的反应式_____________________________________________________。
(2)图甲中流出的b是溶液________________________________________________________。
(3)石棉隔膜的作用是__________________________________________________________。
Ⅱ.随着科技的发展,电解工艺不断革新,电解效率和产品纯度得到提高。20世纪80年代起,隔膜法电解工艺逐渐被离子交换膜电解技术取代。
(1)离子交换膜电解槽(如图乙所示)中⑥、⑦分别是__________、____________。
(2)已知一个电子的电量是1.602×10-19C,用离子膜电解槽电解饱和食盐水,当电路中通过1.929×105C的电量时,生成NaOH________g。
Ⅲ.下图是工业上生产镁的流程。
(1)写出下列反应的化学方程式:
①沉淀池:____________________________________________
②电解:_________________________________________________
(2)整个生产流程中循环使用的物质是____________________________________________。
47.在某温度下,若反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)的起始浓度分别为:c(CO)=1
mol·L-1,c(H2)=2.4
mol·L-1,5
min后达到平衡,CO的转化率为50%;若反应物的起始浓度分别为:c(CO)=4
mol·L-1,c(H2)=amol·L-1,达到平衡后,c(CH3OH)=2
mol·L-1,则a=_________mol·L-1。
48.根据下列装置图,回答问题。
(1)若A、B均为惰性电极,电解质溶液为MgCl2溶液。
阳极:______________________________________;阴极:_______________________________;
总反应式:
_________________________________________。
(2)若A为Cu,B为碳棒,电解质溶液为CuSO4溶液。
阳极:_____________________________________;阴极:_________________________________。
(3)若A为碳棒,B为铁,电解质为熔融NaCl。
阳极:______________________________;阴极:_________________________________________;
总反应式________________________________________________________________。
49.利用甲醇可以与水蒸气反应生成氢气:CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g)
ΔH(298K)=49.4
kJ·mol-1。一定条件下,向容积为2
L的恒容密闭容器中充入1
mol
CH3OH(g)和3
mol
H2O(g),实验测得达到平衡状态时吸收热量19.76
kJ。则达到平衡时混合气体的压强是反应前的________倍。
答案解析
1.【答案】A
【解析】中和热是指酸、碱的稀溶液完全反应生成1
mol水和可溶盐时的反应热,不包含生成沉淀、反应物溶解、电离、水合等过程的热效应,A正确;B中除中和热外,还有HCl气体的溶解热,HCl水中电离吸收的热量,错误;C中除中和热外,还包括HClO电离吸收的热量,错误;如硫酸与氢氧化钡反应时,除中和热外,还包括生成沉淀对应放出的热量,D错误。
2.【答案】C
【解析】自发过程的体系取向于从高能状态转变为低能状态,体系对外做功或释放热量。
自发进行只能说明反应进行的方向,不能说明反应发生的难易和快慢,B错误;有些吸热反应也能自发进行,如氢氧化钡晶体[Ba(OH)2·8H2O]和氯化铵晶体在常温下进行,D错误;非自发反应在一定条件下也能进行,如通电条件下熔融态氧化铝可以分解为铝和氧气,A错误,C正确。
3.【答案】A
【解析】根据中和热的定义和题意,A正确;中和反应为放热反应,ΔH为负值,B错误;中和热指生成1
mol
H2O(l)时的反应热,C错误;D中醋酸是弱酸,电离要吸收热量,生成1
mol水时放出的热量小于57.3
kJ。
4.【答案】D
【解析】其他条件不变时,升高温度,正逆反应速率不同程度加快,平衡向吸热方向移动,尽可能削弱这种改变,反之亦然。降温时,A、B、D项平衡均正向移动,A项气体总物质的量不变,B项气体总物质的量减小,D项气体总物质的量增加,反应前后气体质量都不变,则混合气体相对分子质量变化是:A不变、B增大、D减小,D项正确。降温时C项平衡反向移动,气体总物质的量减小,气体总质量不变,混合气体平均相对分子质量增加,错误。
5.【答案】C
【解析】中和热是指酸、碱的稀溶液完全反应生成1mol水时的反应热,不包含生成沉淀、反应物溶解、电离、水合等过程的热效应。中和热也可以是弱酸和弱碱稀溶液间的反应,A错误;B中未指明酸碱浓度、生成水的物质的量,B错误;H2SO4和Ba(OH)2生成BaSO4沉淀也会放出热量,其反应热不是中和热,D错误。
6.【答案】B
【解析】57.3
kJ·mol-1是稀的强酸与强碱生成1
mol
H2O(l)和可溶性盐时对应的中和热,当参加反应的酸或碱为弱电解质时,电离时需吸收热量,放出的热量小于57.3
kJ,ΔH>-57.3
kJ·mol-1;当反应中有沉淀生成时,生成沉淀也会增加放出热量,ΔH<-57.3
kJ·mol-1;当浓硫酸参加中和反应时,还伴随有浓硫酸稀释放热,放出的总热量大于57.3
kJ,ΔH<-57.3
kJ·mol-1。A中生成
1
mol
H2O和mol
BaSO4,反应热包含生成沉淀时的热效应,放出热量大于57.3
kJ,ΔH<-57.3
kJ·mol-1,错误;C中生成2
mol
H2O,ΔH=-114.6
kJ·mol-1,错误;D中浓硫酸溶于水放热,与KOH溶液中和生成1
mol水时放出的热量应大于57.3
kJ,ΔH<-57.3
kJ·mol-1,错误。
7.【答案】B
【解析】书写铅蓄电池电极反应式时应考虑SO参与反应,正极电极反应式为PbO2+SO+4H++2e-===PbSO4+2H2O,A项不正确;以CO和O2构成的碱性燃料电池,负极CO失电子在碱性条件下生成CO,所以负极电极反应式为CO+4OH--2e-===CO+2H2O,B项正确;电解精炼铜时,粗铜作阳极,纯铜作阴极,C项不正确;工业电解熔融NaCl制备钠和氯气,D项不正确。
8.【答案】C
【解析】①碳不完全燃烧放热少;焓变比较要包含负号比较大小;故ΔH1<ΔH2,错误;②固体硫变为气态硫需要吸收热量;故ΔH1<ΔH2,错误;③相同条件下量少的反应放热少;1mol氢气燃烧放热小于2
mol氢气燃烧放热,故ΔH1>ΔH2,正确;④碳酸钙分解吸热,焓变为正值;氧化钙和水化合反应放热,焓变是负值;所以ΔH1>ΔH2,正确。故选C。
9.【答案】B
【解析】该反应具备气体分子数增多、吸热的特征。①升温平衡正移,可提高COCl2的转化率;②恒容通入惰性气体,平衡体系中各物质浓度未变,平衡不动,COCl2的转化率不变;③增加CO浓度,平衡逆移,COCl2的转化率变小;④减压平衡正移,COCl2的转化率变大;⑤使用催化剂只能影响化学反应速率,对化学平衡无影响;⑥通入惰性气体,为保证恒压只能增大容积,相当于直接减压,同④。综上所述,能提高COCl2转化率的有①④⑥,B项
正确。
10.【答案】D
【解析】放热反应在反应开始时也可能需要加热,如天然气燃烧,A错;Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应属于吸热反应,B错;天然气燃烧时,化学能除了转化为热能还转化为了光能,C错;D选项是盖斯定律的内容。
11.【答案】B
【解析】①由锌锰碱性电池的总反应式可知,锌的化合价升高,失去电子发生氧化反应,锌为负极;二氧化锰的化合价降低,在正极上得到电子发生还原反应。
②锌锰碱性电池的总反应式与负极反应式(Zn-2e-==Zn2+)相减,可得其正极反应式。
12.【答案】C
【解析】生成物的总能量低于反应物总能量的反应,是放热反应,若是吸热反应则相反,A错;反应速率与反应是吸热还是放热没有必然的联系,B错;化学反应的反应热大小取决于反应物和生成物的总能量大小,与反应途径无关,应用盖斯定律,可计算某些难以直接测量的反应焓变,C正确;根据ΔH=生成物的焓﹣反应物的焓可知,焓变与反应条件无关,在光照和点燃条件下该反应的ΔH相同,
D错。
13.【答案】A
【解析】由“电子从电极Y流向电极X”知Y为负极,失去电子,发生氧化反应,较活泼,排在铅之前,A正确,B和D错误。X极得到电子,发生还原反应,C错误。
14.【答案】A
【解析】酸雨后溶液显酸性,容易发生析氢腐蚀,炒锅存留盐液是中性溶液,较易发生吸氧腐蚀,A正确;金属活动性Zn>Fe>Sn,所以镀锡铁镀层破损时,Fe作原电池的负极首先被腐蚀,而镀锌铁镀层破损时,由于Fe作正极,被保护起来,前者更易被腐蚀,B错误;铁与电源负极连接可实现电化学保护,C错误;将钢管与铜管一起堆放形成原电池,钢管作为负极,受腐蚀的程度增加,D错误。
15.【答案】A
【解析】反应热=反应物的键能和-生成物的键能和,故2HI(g)===H2(g)+I2(g)的焓变:ΔH=2×299
kJ·mol-1-(436
kJ·mol-1+151
kJ·mol-1)=+11
kJ·mol-1;根据热化学方程式的含义可知,H2(g)+I2(g)===2HI(g)
ΔH=-11
kJ·mol-1。综上分析,A项正确。
16.【答案】D
【解析】若反应正向进行时,y发生改变,则“y不再随时间变化”可作为判断平衡的标志;若反应正向进行时,气体分子数不变,气体的总物质的量不变,B不能作为反应达到平衡的标志;若反应正向进行时,气体质量减小,体积不变,密度减小,D能作为平衡标志。只有既表达v(正)方向,又表达v(逆)方向,且二者速率之比等于计量数之比,才可作为判断平衡的标志。A中前者表示v正,后者表示v正,未涉及v逆,不能作为平衡标志;C中前者表示v逆,后者表示v逆,未涉及v正,不能作为平衡标志。
17.【答案】C
【解析】
18.【答案】A
【解析】a和b不连接时,不构成闭合回路,无法形成原电池,此时发生Fe+Cu2+===Cu+Fe2+置换反应,铁片上会有金属铜析出,A错误、B正确;a和b用导线连接时,形成原电池,Cu为正极,在正极上阳离子得电子,Cu2++2e-===Cu,C正确;无论a和b是否用导线连接,均发生Fe+Cu2+===Cu+Fe2+,铁片均溶解,溶液从蓝色逐渐变成浅绿色,D正确。
19.【答案】B
【解析】放电时Pb+-2e-===PbSO4,Pb是电池的负极,充电时Pb是还原产物,作电解池的阴极,B正确;放电时,PbO2++2e-+4H+===PbSO4+2H2O,
PbO2得电子,被还原,是正极,充电时是氧化产物,作电解池的阳极,A、C错误;电池放电时,由于不断消耗溶液中的硫酸,所以溶液酸性减弱,D错误。
20.【答案】C
【解析】解答本题需了解电解池阴、阳极的判断及电解的特点。电解池的阴、阳极是根据直流电源的正、负极确定的,与电源负极相连的电极为电解池的阴极,该电极上发生还原反应;与电源正极相连的电极为电解池的阳极,该电极上发生氧化反应。C正确。
21.【答案】C
【解析】该反应前后气体分子数不变,压强的改变对平衡无影响,CO的转化率不变,A项错误;正反应为放热反应,升温,平衡逆向移动,CO的转化率降低,B项错误;增大水蒸气的浓度,平衡正向移动,CO的转化率增大,C项正确;增大CO的浓度,平衡正向移动,但CO的转化率降低,D项错误。
22.【答案】B
【解析】甲醇燃烧放热,焓变为负值,故A、D错误;1
g甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热22.68
kJ,则2
mol甲醇燃烧放热1452
kJ,故B正确。
23.【答案】B
【解析】A项,根据电流方向,a为阳极,b为阴极,粗铜作阳极;B项,装置②的总反应为Fe+2Fe3+===3Fe2+;C项,被保护的金属应作阴极;D项,铁钉所处的环境干燥不易被腐蚀。
24.【答案】A
【解析】化学反应的本质是化学键的先破后立,所以由键能可计算反应的焓变,即ΔH=反应物的总键能-生成物的总键能。H2(g)+F2(g)===2HF(g)
ΔH=Q1kJ·mol-1+Q2kJ·mol-1-2Q3kJ·mol-1=(Q1+Q2-2Q3)
kJ·mol-1;又因此反应放热,ΔH<0,即(Q1+Q2-2Q3)<0,Q1+Q2<2Q3。
25.【答案】A
【解析】在原电池中,活泼金属作原电池的负极,失电子发生氧化反应;不活泼的金属或非金属导体作原电池的正极,阳离子或氧气等在正极得到电子发生还原反应。电子由负极经导线流向正极,与电流的方向相反。因此,X、Y相连时,X为负极,则活动性X>Y;Z、W相连时,电流方向是W→Z,则活动性Z>W;X、Z相连时,Z极上产生大量气泡,则活动性X>Z;W、Y相连时,W极发生氧化反应,则活动性W>Y。综上所述,可以得出金属的活动性顺序:X>Z>W>Y。A正确。
26.【答案】B
【解析】B项,加热可以加快化学反应速率,放热反应也可能在加热条件下进行,故不正确。
27.【答案】C
【解析】反应前后分子数不变的反应,如2HI(g)H2(g)+I2(g),缩小容器体积,压强发生改变,各物质浓度增大,但平衡不动,A、D项错误;使用合适的催化剂,正、逆反应速率都改变,但平衡不移动,B项错误。
28.【答案】B
【解析】图中p2压强下达到平衡所需时间短于p1,斜率大,速率大,压强大,p2>p1,B项正确;对比二种压强下的平衡可知,压强增大,C的体积分数减小,平衡向逆反应方向移动,逆反应方向为气体分子数减小的方向,m+n29.【答案】D
【解析】依据热化学方程式的书写原则和方法,已知热化学方程式:H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)
ΔH=-184.6k
kJ·,
改变方向,焓变变为正值,系数除以2,焓变也除以2,得到热化学方程式为HCl(g)==H2(g)
+Cl2(g)ΔH=+92.3
kJ·,故选D。
30.【答案】A
【解析】反应H2(g)+X2(g)HX(g),K1==10,反应2HX(g)H2(g)+X2(g),K2====0.01,A正确。
31.【答案】C
【解析】对于有气体参加的反应,使用催化剂、升温、缩小体积,化学反应速率一定加快;而增加反应物的物质的量,该反应物若是固体,速率不加快;增大容器内的压强,反应物浓度不一定增大,反应速率不一定加快。
32.【答案】D
【解析】固体或纯液体的浓度视为常数,改变其用量对反应速率无影响,B项错误;在恒温、恒容条件下,减少反应体系中物质的物质的量,反应速率减小,
A、C项错误;通入气体反应物,增大了气体分子的浓度,化学反应速率加快,D项正确。
33.【答案】C
【解析】
34.【答案】-(5X-0.5Y)
kJ·mol-1
【解析】碳在氧气中燃烧,氧气不足发生反应2C+O22CO,氧气足量发生反应C+O2CO2。n(碳)==0.3
mol,n(O2)==0.2
mol,n(C)∶n(O2)=3∶2,上述反应都发生。
令生成的CO为xmol,CO2为ymol,根据碳元素守恒有x+y=0.3,根据氧元素守恒有x+2y=0.2×2,联立得x=0.2,y=0.1。
单质碳的燃烧热为YkJ·mol-1,生成0.1
mol二氧化碳放出的热量为0.1
mol×YkJ·mol-1=0.1YkJ,所以生成0.2
mol
CO放出的热量为XkJ-0.1YkJ。碳燃烧为放热反应,ΔH的符号为“-”,1
mol
C与O2反应生成CO的反应热ΔH=-=-(5X-0.5Y)
kJ·mol-1。
35.【答案】(1)不动
不变
(2)不动
不变
【解析】(1)改变固体的用量对平衡无影响。
(2)容积不变充入N2,容器总压强增大,但反应体系各物质浓度没变,平衡不动。
36.【答案】(1)①正
②4OH--4e-===2H2O+O2↑
③2.8L
④16
⑤碱性增强,因为相当于电解水
酸性增强,OH-放电,H+增多
酸、碱性不变,相当于电解水
(2)可以;因为CuSO4溶液已转变为H2SO4溶液,反应也就变为水的电解反应
【解析】(1)①乙中c电极质量增加,则c处发生的反应为Cu2++2e-===Cu,即c处为阴极,由此可推出b为阳极,a为阴极,M为负极,N为正极。
②甲中为NaOH,相当于电解H2O,阳极b处为阴离子OH-放电,即4OH--4e-===2H2O+O2↑。
③丙中为K2SO4,相当于电解水,设电解的水的质量为x。由电解前后溶质质量相等有100
g×10%=(100g-x)×10.47%,得x≈4.5
g,即消耗0.25
mol
H2O,
2H2O~2H2~O2~4e-可知,整个反应中转化0.5
mol电子,而整个电路是串联的,故每个烧杯中的电极上转移电子数是相等的,即b电极上生成O2为0.125
mol,标准状况下的体积为0.125
mol×22.4
L·mol-1=2.8
L。
④c电极发生的反应为Cu2++2e-===Cu,Cu~2e-,转移0.5
mol电子,则生成的m(Cu)=16
g。
⑤甲中相当于电解水,故NaOH的浓度增大,pH变大;乙中阴极为Cu2+放电,阳极为OH-放电,所以H+增多,故pH减小;丙中为电解水,对于K2SO4溶液而言,其pH几乎不变。
(2)铜全部析出,可以继续电解H2SO4,有电解液即可电解。
37.【答案】4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)
ΔH=-905.8
kJ·mol-1
K=。
【解析】aA+bBcC+dD,K=。
利用盖斯定律①+2×②可得:4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g);ΔH=-905.8
kJ·mol-1;K=。
38.【答案】
(1)原电池
电解池
(2)负极
Zn-2e-===Zn2+
正极
Cu2++2e-===Cu
阳极
2Cl--2e-===Cl2↑
有气体生成,溶液变红
增大
(3)减少
0.65
【解析】(1)锌与硫酸铜可以发生自发的氧化还原反应,A装置是原电池,B装置中电极均是惰性电极,属于电解池。
(2)在原电池中,Zn+Cu2+===Zn2++Cu,锌是负极,Zn-2e-===Zn2+;Cu是正极,Cu2++2e-===Cu。C1电极与原电池的正极相连作阳极,2Cl--2e-===Cl2↑。C2电极与原电池的负极相连作阴极,2H++2e-===H2↑(或2H2O+2e-===H2↑+2OH-)。由于氢离子放电破坏阴极周围水的电离平衡,导致阴极周围氢离子浓度小于氢氧根离子浓度,溶液显碱性,碱能使酚酞显红色。B电解池反应为2KCl+2H2O2KOH+H2↑+Cl2↑。
(3)若工作一段时间后,生成标准状况下氢气224
mL,其物质的量是0.01
mol,转移电子的物质的量是0.02
mol。根据电子转移守恒可知消耗锌的物质的量是0.01
mol,质量减少0.01
mol×65
g·mol-1=0.65
g。
39.【答案】(1)①2H++2e-===H2↑
2Cl--2e-===Cl2↑
②2KCl+2H2O2KOH+H2↑+Cl2↑
③增大
HCl气体
(2)①4OH--4e-===2H2O+O2↑2Cu2++4e-===2Cu
2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4
②Cu-2e-===Cu2+
Cu2++2e-===Cu
不变
③Zn-2e-===Zn2+
阳极锌片不断溶解,阴极铜片质量不断增加
【解析】电解池电极反应式及电解总反应式书写技巧
(1)先判断出阴、阳极;再看阳极材料。(若为除Pt、Au外的金属,则先氧化溶解)
(2)再依据阴、阳离子的放电顺序书写电极反应式;最后写电解总反应式。(注意溶液中H+和OH-)。提醒:注意判断阳极溶解生成的阳离子是否和电解质中的阴离子发生反应。
40.【答案】0.56L
1
【解析】用惰性电极电解硫酸铜溶液时,阳极:4OH--4e-===O2↑+2H2O,阴极:Cu2++2e-===Cu,根据电子守恒,n(O2)=n(Cu)=×=0.025mol,所以标准状况下V(O2)=0.56
L;根据反应2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4,电解后溶液中n(H+)=4n(O2)=0.1
mol,c(H+)=0.1
mol·L-1,pH=1。
41.【答案】(1)1∶3
1∶1
(2)变小
不变
(3)逆向
(4)向左移动
小于
【解析】该反应具备气体分子数减少、向外释放热量的特征。
(1)开始时n(N2)∶n(H2)=2∶6=1∶3,反应时消耗n(N2)∶n(H2)=1∶3,平衡时n(N2)∶n(H2)=1∶3,c(N2)∶c(H2)=1∶3,转化率之比为1∶1。
(2)升温,平衡逆移,气体的总物质的量增大,总质量不变,平均相对分子质量变小;ρ=,气体的总质量不变,容器体积不变,气体的密度不变。
(3)恒压充入氩气,体系体积增大,相当于直接减小压强,平衡逆移。
(4)恒容时升温,平衡向吸热反应的方向移动,即向左移动;达新平衡后,容器内温度大于原来的温度,小于原来温度的2倍。
42.【答案】(1)①锌不断溶解
Cu2++2e-===Cu
②锌极镀上一层红色的铜
Cu-2e-===Cu2+
(2)③4OH--4e-===2H2O+O2↑
2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+
④0.175a
【解析】(1)①断开K2,闭合K1,则构成原电池。Zn为负极,失去电子变为Zn2+进入溶液;Cu为正极,其电极反应式为Cu2++2e-===Cu。②断开K1,闭合K2,则构成电解池,A极为阴极,有红色铜在Zn极表面析出;B极为阳极,Cu失去电子变成Cu2+进入溶液。
(2)①图2中石墨为阳极,其电极反应式为4OH--4e-===2H2O+O2↑或2H2O-4e-===4H++O2↑,总电解反应式为2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+。
②根据转移电子守恒得,×2=×4,V=0.175aL。
43.【答案】(1)乙
乙>甲>丙
(2)高
(3)2H2O+O2+4e-===4OH-
(4)将金属放在油脂或有机溶剂中
【解析】铁粉、炭粉 食盐水构成原电池,发生吸氧腐蚀,故乙中液面最高;甲中铁粉中的少量碳也能发生吸氧腐蚀,但由于C的含量少,故不如乙中Fe腐蚀得快,丙中乙醇为非电解质,铁粉、炭粉形不成原电池,Fe受到保护,故可把钢铁放在油脂或有机溶剂中进行防护。
44.【答案】(1)2CH3OH+3O2===2CO2+4H2O
(2)3O2+12H++12e-===6H2O
2CH3OH+2H2O-12e-===2CO2+12H+
(3)正
负极
(4)对环境无污染
【解析】(1)甲醇燃料电池实质就是利用CH3OH燃料在氧气中反应来提供电能。
(2)CH3OH作负极,发生氧化反应,电极反应为2CH3OH+2H2O-12e-===2CO2+12H+;氧气在正极的电极反应为3O2+12H++12e-===6H2O,两反应相加得总反应式。
(3)在电池中,负极释放电子,经导线传到正极上,负极产生H+,正极消耗H+,所以H+向正极移动。
(4)甲醇反应产物为CO2和H2O,对环境无污染。
45.【答案】(1)
(2)830
【解析】aA+bBcC+dD,K=。CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)
K=。
(2)当c(CO2)·c(H2)=c(CO)·c(H2O)时,K==1.0,由表中数据可知温度为830
℃。
46.【答案】Ⅰ.(1)2Cl--2e-===Cl2↑
(2)NaOH和NaCl
(3)阻止气体通过
Ⅱ.(1)NaOH溶液
Na+
(2)80
Ⅲ.(1)①MgCl2+Ca(OH)2===Mg(OH)2↓+CaCl2
②MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑
(2)氯气(Cl2)
【解析】Ⅰ.(1)氯碱工业中阳极是氯离子放电生成氯气,2Cl--2e-===Cl2↑。
(2)氯碱工业产物除氯气、氢气外还有NaOH,所以从b流出的液体为NaOH,还有未电解的NaCl。
(3)石棉隔膜的作用是防止气体通过,避免气体混合发生爆炸,避免氯气与NaOH接触。
Ⅱ.(1)如果能允许OH-通过离子交换膜,则无法阻止氯气和NaOH溶液的反应,不利于氯碱工业生产,离子交换膜只能是阳离子交换膜,允许阳离子通过,Na+可以通过到达阴极室,所以⑥、⑦分别是NaOH溶液、Na+。
(2)电路中通过1.929×105C的电量时,通过计算可知通过的电子的物质的量约为2
mol,由电解饱和食盐水的化学方程式知2e-~2NaOH,生成的NaOH的质量为80
g。
Ⅲ.(1)①石灰乳是氢氧化钙的浊液,与海水中的氯化镁反应生成氢氧化镁沉淀,化学方程式为MgCl2+Ca(OH)2===Mg(OH)2↓+CaCl2;②电解熔融的氯化镁可得镁,化学方程式为MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑。
(2)过滤得到的氢氧化镁用盐酸中和,生成的氯气可用于制盐酸,所以整个生产流程中循环使用的物质是氯气(Cl2)。
47.【答案】5.4
【解析】5
min后达到平衡,CO的转化率为50%,则Δc(CO)=1
mol·L-1×50%=
0.5
mol·L-1,
c(CO)=0.5
mol·L-1,c(H2)=2.4
mol·L-1-2×0.5
mol·L-1=1.4
mol·L-1,c(CH3OH)=
0.5
mol·L-1,K==。K它只与反应本身和温度有关,温度不变,K不变。若反应物的起始浓度分别为:c(CO)=4
mol·L-1,c(H2)=amol·L-1,达到平衡后,c(CH3OH)=2
mol·L-1,c′(CO)=4
mol·L-1-2
mol·L-1=2
mol·L-1,c′(H2)=ymol·L-1,K==,y=1.4,a=2
mol·L-1×2+1.4
mol·L-1=5.4
mol·L-1。
48.【答案】(1)2Cl--2e-===Cl2↑
2H++2e-===H2↑
Mg2++2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+Mg(OH)2↓
(2)Cu-2e-===Cu2+
Cu2++2e-===Cu
(3)2Cl--2e-===Cl2↑
2Na++2e-===2Na
2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑
【解析】电解池电极反应式及电解总反应式书写技巧
(1)先判断出阴、阳极;再看阳极材料。(若为除Pt、Au外的金属,则先氧化溶解)
(2)再依据阴、阳离子的放电顺序书写电极反应式;最后写电解总反应式。(注意溶液中H+和OH-)。
提醒:注意判断阳极溶解生成的阳离子是否和电解质中的阴离子发生反应。
49.【答案】1.2
【解析】反应达到平衡时吸收的热量为49.4
kJ,
在恒温恒容时,气体压强之比等于气体物质的量之比:=1.2。