第1章《化学反应与能量转化》测试题
一、单选题(每小题只有一个正确答案)
1.下列既属于氧化还原反应,又属于吸热反应的是( )
A.铝片与稀盐酸反应 B.氢氧化钡与氯化铵的反应
C.灼热的碳与水蒸气的反应 D.铝热反应
2.下列有关能量转化的说法正确的是( )
A.动物体内的葡萄糖被氧化为CO2的过程是热能转化为化学能的过程
B.植物的光合作用是把太阳能转化为热能的过程
C.化石燃料和植物燃料燃烧时放出的能量均来源于太阳能
D.电解饱和食盐水是把化学能转化为电能
3.下列的叙述不正确的是( )
A.明矾可作净水剂,向海水中加入明矾可以使海水淡化
B.离子交换膜在工业上应用广泛,在氯碱工业中使用阳离子交换膜
C.硬币材质一般都是合金.所有的不锈钢中都含有非金属元素
D.使用含钙、镁离子浓度较大的地下水洗衣服,肥皂去污能力会减弱
4.50mL0.50mol·L-1盐酸与50mL0.55 mol·L -1INaOH 溶液进行中和反应,通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热,下列说法正确的是( )
A.在测定中和热的实验中,至少需要测定并记录的温度是3次
B.大烧杯上如不盖硬纸板,测得的中和热数值会偏小
C.用相同浓度和体积的氨水代替NaOH 溶液进行上述实验,测得中和热的数值会偏大
D.测定中和热的实验中,环形玻璃搅拌棒材料若用铜代替,则测量出的中和热的数值会偏大
5.电镀废水中常含有剧毒的。该废水处理的一种方法是利用还原剂把还原成毒性较低的Cr3+,再加碱生成沉淀;另一种方法是向废水中加入适量的NaCl,用Fe作电极进行电解。下列说法错误的是( )
A.电解时,阳极反应式为Fe?2e?===Fe2+
B.电解过程中,阴极能产生氢气
C.电解过程中,被还原的离子方程式为+6Fe2++14H+===2Cr3++6Fe3++7H2O
D.电解过程中,阳极附近生成Fe(OH)3和Cr(OH)3沉淀
6.下列说法正确的是( )
A.书写热化学方程式时,只要在化学方程式的右端写上热量的符号和数值即可
B.凡是在加热或点燃条件下进行的反应都是吸热反应
C.表明参加反应的物质的量和反应热的关系的化学方程式叫做热化学方程式
D.氢气在氧气中燃烧的热化学方程式为:2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-483.6 kJ
7.锂一铜空气燃料电池容量高、成本低,具有广阔的发展前景。该电池通过一种复杂的铜腐蚀“现象”产生电力,其中放电过程为2Li+Cu2O+H2O==2Cu+2Li++2OH-,下列说法不正确的是( )
A.放电时,正极的电极反应式为Cu2O+H2O+2e-=2OH-+2Cu
B.放电时,电子透过固体电解质向Li极移动
C.通空气时,铜电极被腐蚀,表面产生Cu2O
D.整个反应过程中,氧化剂为O2
8.现有阳离子交换膜、阴离子交换膜、石墨电极和如图所示的电解槽。利用氯碱工业中的离子交换膜技术原理,可电解Na2SO4溶液生产NaOH溶液和H2SO4溶液。下列说法中不正确的是( )
A.阳极反应式为4OH--4e-=2H2O+O2↑ B.从A口出来的是硫酸溶液
C.b是阳离子交换膜,允许Na+通过 D.Na2SO4溶液从E口加入
9.利用如图装置进行实验,开始时,a、b两处液面相平,密封好,放置一段时间。下列说法不正确的是 ( )
A.a管发生吸氧腐蚀,b管发生析氢腐蚀
B.一段时间后,a管液面高于b管液面
C.a、b两处具有相同的电极反应式:Fe-2e-=Fe2+
D.a处溶液的pH增大,b处溶液的pH减小
10.据报道,美国麻省理工学院基于葡萄糖开发了一种新型燃料电池,以Pt/TiO2为电极,植入人体就可以进行工作,如图是人工模拟此电池的示意图,下列叙述正确的是 ( )
A.电极a上发生还原反应
B.电池总反应式为C6H12O6+6O2―→6CO2+6H2O
C.两个电极材料相同,不能形成燃料电池
D.b极的电极反应式为C6H12O6+6H2O-24e-===6CO2+24H+
11.我国科学家报道了如图所示的水溶液锂离子电池体系。下列叙述错误的是( )
A.a为电池的正极 B.电池充电反应为
C.放电时,a极锂的化合价发生变化 D.放电时,溶液中Li+从b向a迁移
12.海水中含有大量Na+、C1-及少量Ca2+、Mg2+、SO42-,用电渗析法对该海水样品进行淡化处理,如图所示。下列说法正确的是( )
A.B极室产生的气体可使湿润的KI淀粉试纸变蓝
B.A极室产生氧气并伴有少量沉淀生成
C.淡化工作完成后A、B、C三室中pH大小为pHA
D.b膜是阳离子交换膜
二、填空题
13.如图所示,甲、乙两池电极材料都是铁棒和碳棒,请回答下列问题:
(1)若两池中均为CuSO4溶液,反应一段时间后:
①有红色物质析出的是甲池中的____________棒,乙池中的____________棒。
②乙池中阳极的电极反应式是___________________。
(2)若两池中均为饱和NaCl溶液:
①写出乙池中总反应的离子方程式_________________ 。
②甲池中碳极上电极反应式是_____________________,
③若乙池转移0.02 mol e-后停止实验,溶液体积是200 mL,则溶液混合均匀后的pH=____。
14.(I)利用如图装置电解制备LiOH,两电极区电解液分别为LiOH和LiCl溶液。
B极区电解液为__________溶液(填化学式),阳极电极反应式为_________________________,
电解过程中Li+向 __________电极迁移(填“A”或“B”)。
(Ⅱ)如图为绿色电源“二甲醚(CH3OCH3)燃料电池”的工作原理示意图.b电极是________极。
请写出负极的电极反应方程式:__________________
15.下图表示一个精炼粗铜的电解池,电解液a选用CuSO4溶液,X、Y是两块电极板,通过导线与直流电源相连
请回答以下问题
(1)Y电极的材料是 ,
(2)电极反应式是 ,
(3)X电极的现象是 。
16.利用焦炭或天然气制取廉价的CO和H2,再用于氨合成和有机合成是目前工业生产的重要途径。回答下列问题:
(1)甲烷在高温下与水蒸气反应的化学方程式为:CH4+H2O=CO+3H2。部分物质的燃烧热数据如下表:
物 质
燃烧热(kJ·mol-1)
H2(g)
-285.8
CO(g)
-283.0
CH4(g)
-890.3
已知1 mol H2O(g)转变为1 mol H2O(l)时放出44.0 kJ热量。写出CH4和水蒸气在高温下反应的热化学方程式 。
(2)500℃、50MPa时,在容积为V L的容器中加入1 mol N2、3 mol H2,,此时N2的转化率为a。则平衡时NH3的浓度为 。
(3)1,3―丙二醇是重要的化工原料,用乙烯合成1,3―丙二醇的路线如下:
某化工厂已购得乙烯11.2t,考虑到原料的充分利用,反应②、③所需的CO和H2可由以下两个反应获得:
C+H2OCO+H2CH4+H2OCO+3H2
假设在生产过程中,反应①、②、③中各有机物的转化率均为100%。且反应②中CO和H2、反应③中H2的转化率都为80%,计算至少需要焦炭 吨、甲烷 吨,
才能满足生产需要。
三、实验题
17.盐酸与溶液在如图所示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。
回答下列问题:
(1)从实验装置上看,图中尚缺少一种玻璃仪器,这种玻璃仪器的名称是____________________。能否改用铜丝_______(填“能、否”),原因是____________________________
(2)大烧杯上如不盖硬纸板,测得的中和热数值会__________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
(3)实验中改用盐酸跟溶液进行反应,与上述实验相比,所放出的热量__________(填“偏大”“相等”或“偏小”),所求中和热__________(填“相等”或“不相等”)。
(4)用相同浓度和体积的氨水代替溶液进行上述实验,测得的中和热数值会__________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
(5)取溶液和硫酸溶液进行实验,实验数据如下表。
温度 实验次数 起始温度 终止温度 温度差平均值
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
则中和热__________(取小数点后一位。)(本题中溶液和硫酸溶液的密度均取,中和后生成溶液的比热容取)
18.高锰酸钾可用于生活消毒,是中学化学常见的氧化剂。工业上,用软锰矿制高锰酸钾的流程如下(部分条件和产物省略):
请回答下列问题:
(1)写出KOH的电子式 。
(2)写出二氧化锰和氢氧化钾熔融物中通入空气时发生的主要化学反应的方程式: 。
(3)从经济性考虑试剂X宜选择(填名称): 。上述流程中,设计步骤IV和V的目的是 。
(4)已知:常温下,。工业上,调节pH沉淀废水中Mn2+.当pH=10时,溶液中c(Mn2)= 。
(5)测定高锰酸钾样品纯度:向高锰酸钾溶液中滴定硫酸锰溶液,产生黑色沉淀。当溶液由紫红色刚好褪色且半分钟不变色,表明达到滴定终点。写出离子方程式: 。
(6)以惰性材料为电极,采用电解锰酸钾溶液的方法完成步骤III转化。
①阳极反应式为 。
②电解过程中,阴极附近电解质溶液的pH将 (填:增大、减小或不变)。
四、推断题
19.有两种位于短周期的相邻周期、相邻主族的非金属元素X、Y.已知两元素最高价氧化物的水化物均为强酸.根据下图转化关系(反应条件及部分产物已略去),回答下列问题:
(1)若A、B、C、D均为含X元素的化合物,且A的一个分子中只含有10个电子,则:
①A的分子构型为 。
②反应Ⅰ的化学方程式为 。
③化合物NaX3是合成“达菲”的中间活性物质,NaX3受撞击后生成Na3X和另一种气体单质,请写出该反应的化学方程式 。
(2)若A、B、C、D均为含Y元素的化合物,且A的摩尔质量为120 g·mol,则:
①反应Ⅳ的溶液加热蒸干所得的晶体属于 晶体(填“离子”、“分子”、“原子”).
②反应I的化学方程式为 。
③若灼烧6gA产生的B(气态)全部转化为C(气态)时放出9.83 KJ热量,请写第Ⅱ步反应的热化学方程式 。
20. D、E为中学化学常见的金属单质,F是一种黑色晶体。E与C的浓溶液在常温作用无明显现象,加热时则有大量无色气体产生,同时生成H。在一定条件下C、D间能发生反应。各物质转化关系如下图:
(1)已知1g E在B中燃烧放出的热量为Q kJ,试写出表示E燃烧热的热化学方程式______。
(2)检验H和G的混合溶液中含有G的阳离子的试剂可以是:_____________。
A.氯水和KSCN溶液 B.氢氧化钠溶液 C.酸性KMnO4溶液
(3)用惰性电极电解一定浓度的A的水溶液,阳极反应式为_____________________,通电一段时间后,向所得溶液中加入8.0g D的氧化物后恰好恢复到电解前的浓度和pH,则电解过程中收集到标准状况下的气体体积为__________。
(4)假设用以铂做电极,KOH溶液为电解质溶液的肼(N2H4)——空气燃料电池作为本过程的电源,则放电时的负极反应式 (生成物均无污染)。
五、计算题
21.为测定某氧化物(化学式为MO)中M是何种金属,做以下实验:称取该氧化物8.0g溶于适量的稀硫酸中,再配制成250.0mL溶液。取该溶液50.0mL用惰性电极进行电解,当刚好电解完全时,电极析出M 1.28g 。通过计算回答以下问题:
(1)M是什么金属?
(2)最初配制的溶液中,该金属离子物质的量浓度是多少?
(3)若50mL此电解液在电解后体积变为40mL,此时溶液的c(H+)是多少?
22.I.甲醇是一种优质燃料,可制作燃料电池。工业上可用下列两种反应制备甲醇:
已知:CO(g) + 2H2(g) CH3OH(g) ΔH1
CO2(g) + 3H2(g) CH3OH(g) + H2O(g) ΔH2
2H2(g)+ O2(g)=2H2O(g) ΔH3
则2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) 的反应热ΔH=____ ___(用ΔH1、ΔH2、ΔH3表示)。
II.工业上可利用“甲烷蒸气转化法生产氢气”,反应为:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)。
已知温度、压强和水碳比[n(H2O)/ n(CH4)]对甲烷平衡含量的影响如下图:
(
0
2
甲烷平衡含量
(%)
3
4
5
6
2
4
6
8
10
12
水碳比
1MPa
0
600
甲烷平衡含量
(%)
700
800
900
1000
5
1530
25
20
15
5
20
25
30
35
温度
(
℃
)
1MPa
2MPa
)
图1(水碳比为3) 图2(800℃)
(1)温度对该反应的反应速率和平衡移动的影响是 。
(2)其他条件不变,请在图2中画出压强为2 MPa时,CH4平衡含量与水碳比之间关系曲线。(只要求画出大致的变化曲线)
(3)已知:在700℃,1MPa时,1mol CH4与1mol H2O在1L的密闭容器中反应,6分钟达到平衡,此时CH4的转化率为80%,求这6分钟H2的平均反应速率和该温度下反应的平衡常数是多少?(写出计算过程,结果保留小数点后一位数字。)
III.某实验小组设计如图a所示的电池装置,正极的电极反应式为____ ____。
试卷第4页,总10页
参考答案
1.C2.C3.A4.B5.D6.C7.B8.D9.D10.B11.C12.D
13.碳 铁 4OH--4e-=2H2O+O2↑ 2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH- 2H2O+O2+4e-=4OH- 13
14. LiOH 2Cl-—2e-==Cl2↑ B 正 C2H6O-12e-+3H2O =2CO2+12H+
15.34.(1)粗铜 (2)Cu-2e-=Cu2+ (3)X电极上有红色的铜析出
16.(1)CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g); △H =+206.1 kJ·mol-1(3分)
(2)2a/V mol/L(3分)
(3)3.0 4.0
17.环形玻璃搅拌棒 否 因为铜传热快,热量损失大 偏小 相等 相等 偏小 4.0℃
18.(14分)(1)
(2)2MnO2+4KOH+O22K2MnO4+2H2O(2分)
(3)石灰乳(或生石灰)(1分)
循环利用二氧化锰、氢氧化钾,提高原料利用率(2分)
(4)2.0×10-5mol·L-1(2分)
(5)2MnO4+3Mn2++2H2O=5MnO2↓+4H+(2分)
(6)①MnO42-e=MnO4(2分)②增大(2分)
19.(1)①三角锥形 (2分)
② (3分)
③(3分)
(2)①离子(2分)
② (3分)
③;(3分)
20.(1)Fe(s)+2/3O2(g)=1/3Fe3O4(s)△H=-56QkJ/mol (3分) (2)C (2分)
(3)4OH--4e-=2H2O +O2↑(3分);1.12L (3分) (4) N2H4-4e-+4OH-=N2↑+4H2O (3分)
21.(8分)⑴ Cu……………………( 3分 )
⑵原溶液中Cu2+=0.4 mol/L……………………( 3分 )
⑶c(H+)=1 mol/L…………………… ( 2分 )
22.I.2ΔH1-2ΔH2+ΔH3(3分)
II.(1)其他条件不变,升高温度,反应速率加快,平衡向正反应方向移动。(或描述降温的变化,3分)
(2)如下图(2分)(形状1分,标注1分)
(3)计算过程为:(格式2分,速率1分,常数2分,共5分)
CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)
起始浓度(mol/L) 1 1 0 0
变化浓度(mol/L)0.8 0.8 0.8 2.4
平衡浓度(mol/L)0.2 0.2 0.8 2.4
(平衡常数没写单位不扣分)
III.O2 + 2H2O + 4e-=4OH-(3分)