2019-2020学年高一下学期第二单元训练卷
化 学(一)
注意事项:
1.答题前,先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上,并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.选择题的作答:每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑,写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.非选择题的作答:用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4.考试结束后,请将本试题卷和答题卡一并上交。
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 Na 23 Al 27 S 32
Cl 35.5 K 39 Cu 64
一、选择题(本题包括16小题,每小题3分,共48分。每小题只有一个选项符合题意。)
1.关于化学反应中的能量变化,下列说法中不正确的是
A.燃烧反应都是放热反应
B.对于可逆反应:aA(g)+bB(g)bC(g)+dD(g),如果正反应放热,逆反应一定吸热
C.氢气燃烧生成水是一个放热的化学反应,说明1mol H2的能量高于1mol H2O的能量
D.只有放热的氧化还原反应才可以设计为原电池
2.下列反应中生成物总能量高于反应物总能量的是
A.碳酸钙受热分解 B.乙醇燃烧
C.铝粉与氧化铁粉末反应 D.氧化钙溶于水
某兴趣小组设计的水果电池装置如图所示。该电池工作时,下列说法正确的是
A.铜片作负极
B.锌片发生还原反应
C.将电能转化为化学能
D.电子由锌片经导线流向铜片
4.已知:H2(g)+F2(g)=2HF(g) ΔH=-270kJ·mol?1,下列说法正确的是:
A.氟化氢气体分解生成氢气和氟气的反应是放热反应
B.1mol H2与1mol F2反应生成2mol液态HF放出的热量小于270kJ
C.在相同条件下,1mol H2与1mol F2的能量总和小于2mol HF气体的能量
D.该反应中的能量变化可用如图来表示
5.用铝片与1mol·L?1稀盐酸反应制取氢气时,下列措施不能使氢气生成速率增大的是
A.对该反应体系加热 B.用浓硫酸代替稀盐酸
C.加入少量硫酸铜溶液 D.加入少量1mol·L?1硫酸
6.在温度不变的条件下,密闭容器中发生如下反应:2SO2+O22SO3,下列叙述能够说明反应已经达到平衡状态的是
A.容器中SO2、O2、SO3共存
B.SO2与SO3的浓度相等
C.容器中SO2、O2、SO3的物质的量之比为2∶1∶2
D.反应容器中压强不随时间变化
7.在2A+B3C+4D反应中,表示该反应速率最快的是
A.v(B)=0.3mol·(L·s)?1 B.v(A)=0.5mol·(L·s)?1
C.v(C)=0.8mol·(L·s)?1 D.v(D)=30mol·(L·s)?1
8.N2+3H22NH3是工业上制造氮肥的重要反应。下列说法中,不正确的是
A.增加N2的浓度能加快反应速率
B.降低体系温度会减慢反应速率
C.使用合适的催化剂能加快反应速率
D.若反应在密闭容器中进行,N2和H2能100%转化为NH3
9.对于反应2HI(g)H2(g)+I2(g),下列叙述能够说明己达平衡状态的是
A.混合气体的颜色不再变化
B.温度和体积一定时,容器内压强不再变化
C.lmol H-H键生成的同时有2mol H-I键断裂
D.各物质的物质的量浓度之比为2∶1∶1
10.下列各图所示装置属于原电池的是
A. B.
C. D.
11.下列关于化学反应速率的说法错误的是
A.化学反应速率是用于衡量化学反应进行快慢的物理量
B.可逆反应达到化学平衡状态时,反应停止,正、逆反应速率都为零
C.决定化学反应速率的主要因素是反应物本身的性质
D.增大反应物浓度或升高反应温度都能加快化学反应速率
12.下面是四个化学反应,你认为理论上不可用于设计原电池的化学反应是
A.Zn+Ag2O+H2O==Zn(OH)2+2Ag
B.Pb+PbO2+2H2SO4==2PbSO4+2H2O
C.Zn+CuSO4==Cu+ZnSO4
D.CaO+SiO2CaSiO3
13.一定温度下,在2 L的密闭容器中,X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示:下列描述正确的是
A.反应开始到10s,用Z表示反应速率为0.158 mol·L-1·s-1
B.反应开始到10s时,Y的转化率为79.0%
C.反应开始到10s,X的物质的量浓度减少了0.79mol·L-1
D.反应的化学方程式为:X(g)+Y(g)Z(g)
14.硫酸是一种重要的化工产品,2SO2+O22SO3是生产过程中的重要反应。下列对于该反应的说法中正确的是
A.只要选择适宜的条件,SO2和O2就能全部转化为SO3
B.该反应达到平衡后,反应就完全停止了,即正逆反应速率均为零
C.如果反应前充入由18O原子组成的O2,反应达到平衡状态时,18O只存在于O2和SO3中
D.在工业合成SO3时,要同时考虑反应速率和反应能达到的限度两方面的问题
15.把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中,用导线两两相连可以组成几个原电池。若a、b 相连时a为负极;c、d相连时电流由d到c;a、c相连时c上产生大量气泡;b、d相连时b上有大量气泡产生,则四种金属的活动性顺序由强到弱为
A.a>c>d>b B.a>b>c>d C.c>a>b>d D.b>d>c>a
16.一种微生物燃料电池的结构示意图如下所示,关于该电池的叙述正确的是
A.电池工作时,电子由a流向b
B.微生物所在电极区放电时发生还原反应
C.放电过程中,H+从正极区移向负极区
D.正极反应式为:MnO2+4H++2e-=Mn2++2H2O
二、非选择题(共52分)
17.为了探究化学能与热能的转化,某实验小组设计了如下图所示的三套实验装置:
(1)上述3个装置中,不能验证“铜与浓硝酸的反应是吸热反应还是放热反应”的装置是________(填装置序号)。
(2)某同学选用装置Ⅰ进行实验(实验前U形管里液面左右相平),在甲试管中加入适量了Ba(OH)2溶液与稀硫酸,U形管中可观察到的现象是___________
_____________________。说明该反应属于________(填“吸热”或“放热”)反应。
(3)为探究固体M溶于水的热效应,选择装置Ⅱ进行实验(反应在丙试管中进行)。
①若M为钠,则实验过程中烧杯中可观察到的现象是_________________。
②若观察到烧杯中产生气泡,则说明M溶于水________(填“一定是放热反应”、“一定是吸热反应”或“可能是放热反应”),理由是_____________________________
________________。
至少有两种实验方法能验证超氧化钾与水的反应(4KO2+2H2O=4KOH+3
O2↑)是放热反应还是吸热反应。
方法①:选择装置________(填装置序号)进行实验;
方法②:取适量超氧化钾粉末用脱脂棉包裹并放在石棉网上,向脱脂棉上滴加几滴蒸馏水,片刻后,若观察到脱脂棉燃烧,则说明该反应是________(填“吸热”或“放热”)反应。
18.发射卫星时可用肼(N2H4)作燃料,二氧化氮作氧化剂,两者反应生成氮气和气态水。
(1)肼(N2H4)中氮元素化合价为______,氮气的电子式为__________
(2)肼和二氧化氮反应的化学方程式为________________。
(3)已知拆开1mol H-H键,1mol O-H(g)键,1mol O=O键分别需要的能量是436kJ、463kJ、496kJ,则O2与H2反应生成2mol H2O(g)所释放的热量为___________kJ
(4)已知N2H4(g)-空气燃料电池,电解质溶液为KOH溶液,若负极产生了一种无毒气体N2,则负极的电极反应式为______________________;若导线中转移电子2mol,则标况下正极消耗的O2为_____L
19.某化学兴趣小组开展模拟工业合成氨的制备实验,在2 L密闭容器内,t℃时发生反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g),在体系中,n(N2)随时间的变化如下表:
时间(min)
0
1
2
3
4
5
N2的物质的量(mol)
0.20
0.10
0.08
0.06
0.06
0.06
(1)上述反应在第5min时,N2的转化率为___________________。
(2)用H2表示从0~2min内该反应的平均速率v(H2)=___________________。
(3)t℃时,在4个均为2L密闭容器中不同投料下进行合成氨反应。根据在相同时间内测定的结果,判断该反应进行快慢的顺序为_________________(用字母填空,下同)
a.v(NH3)=0.05mol·(L·min)?1 b.v(H2)=0.03mol·(L·min)?1
c.v(N2)=0.02mol·(L·min)?1 d.v(H2)=0.001mol·(L·min)?1
(4)下列表述能作为上述实验中可逆反应N2(g)+3H2 (g)2NH3(g)达到化学平衡状态的标志是____________________
a.反应速率v(N2)∶v(H2)∶v(NH3)=1∶3∶2
b.各组分的物质的量浓度不再改变
c.混合气体的平均相对分子质量不再改变
d.混合气体的密度不变
e.单位时间内生成n mol N2的同时,生成3n mol H2。
f.v(N2)消耗=2v(NH3)消耗
g.单位时间内3mol H﹣H键断裂的同时2mol N﹣H键也断裂
(5)下列措施不能使上述化学反应速率加快的是_____________。
a.及时分离出NH3气体 b.适当升高温度
c.增大N2的浓度 d.选择高效催化剂
20.四中某学习小组依据氧化还原反应原理:2Ag++Cu=Cu2++2Ag设计成的原电池如右图所示。
(1)从能量转化角度分析,上述原电池将化学能转化为_________ ;
(2)负极的电极材料为_____________;
(3)正极发生的电极反应__________________________________;
(4)假设反应初两电极质量相等,当反应进行到一段时间后(AgNO3溶液足量),取出两电极洗净干燥后称量,测得两电极质量差为11.2g,则该时间内原电池反应转移的电子数为_____________。(设NA表示阿伏加德罗常数的值)
21.Ⅰ.恒温恒容下,将2mol A气体和2mol B气体通入体积为2L的密闭容器中发生如下反应:2A(g)+B(g)xC(g)+2D(s),2min时反应达到平衡状态,此时剩余1.2mol B,并测得C的浓度为1.2 mol·L-1。
(1)从开始反应至达到平衡状态,生成C的平均反应速率为____mol·(L·s)?1。
(2)x=____。
(3)下列各项可作为该反应达到平衡状态的标志的是____。
A.压强不再变化 B.υ(A)正=2υ(B)逆
C.气体密度不再变化 D.A的百分含量保持不变
E.A的消耗速率与C的消耗速率之比为2∶1
Ⅱ.某鱼雷采用Al-Ag2O动力电池,以溶解有KOH的流动海水为电解液,电池总反应为:2Al+3Ag2O+2KOH=6Ag+2KAlO2+H2O。试回答下列问题:
(1)Ag2O为电池的____极(填“负”或“正”)其电极反应式为______。
(2)电子由_____极经外电路流向___极(填“Ag2O”或“Al”),当有1mol电子流经外电路时,负极质量减少___g。
(3)溶液中的OH?向____极迁移(填“Ag2O”或“Al”)。
2019-2020学年高一下学期第二单元训练卷
化学(一)答 案
1.【答案】C
A.燃烧就是发光、放热的剧烈的氧化还原反应,A正确;B.ΔH=生成物的能量和-反应物的能量和,所以其逆反应的反应热是其相反数,B正确;C.氢气燃烧放热,说明氢气和氧气的能量和比水高,不能说明1mol H2的能量高于1mol H2O的能量,C错误;D.反应物比生成物能量高时,才有能量转化为其他能量,D正确。答案选C。
2.【答案】A
根据反应中生成物总能量高于反应物总能量,说明该反应是一个吸热反应,根据常见的吸热反应来回答。A.碳酸钙受热分解是一个吸热反应,故A正确;B.乙醇的燃烧反应是一个放热反应,故B错误;C.铝与氧化铁粉未反应是一个放热反应,故C错误;D.氧化钙溶于水是一个放热反应,故D错误。故选A。
3.【答案】D
A.锌作负极,铜为正极,选项A错误;B.锌作负极,负极上锌失电子发生氧化反应,选项B错误;C.该装置是原电池,将化学能转化为电能,选项C错误;D.电子从负极锌沿导线流向正极铜,选项D正确;答案选D。
4.【答案】D
A.此反应是放热反应,逆过程是吸热反应,故A错误;B.HF(g)=HF(l) ΔH<0,因此1mol H2与1mol F2反应生成2mol液态HF放出的热量大于270kJ,故B错误;C.此反应是放热反应,反应物的总能量大于生成物的总能量,故C错误;D.根据选项C的分析,故D正确。答案选D。
5.【答案】B
A.温度越大,反应速率越大,故加热可以加快氢气的生成,A不符合题意;B.铝片遇浓硫酸发生钝化,反应停止,不再产生氢气,B符合题意;C.加入少量硫酸铜溶液,Al可以置换出Cu,Al、Cu与稀盐酸形成原电池,加快氢气的生成,C不符合题意;D.加入少量1mol·L?1硫酸,增大了H+的浓度,会加快氢气的生成,D不符合题意;故选B。
6.【答案】D
在一定条件下,当可逆反应中正反应速率和逆反应速率相等时(但不为0),各种物质的浓度或含量均不再发生变化的状态,是化学平衡状态。平衡时浓度不再发生变化,但物质之间的浓度不一定相等或满足某种关系,因此选项B、C都是错误的。选项A也不正确,因为只要是可逆反应,反应物和生成物一定同时存在;根据方程式可知,反应是体积减小的,所以压强也是减小的,因此当压强不再发生变化时,可以说明反应达到平衡状态,答案选D。
7.【答案】A
单位换算一致以后,反应速率与化学计量数的比值越大,反应速率越快,对于这类题目,还需要将各反应速率换算为同一物质进行比较,加入都换算为A物质的速率(单位:mol·(L·s)?1)则A.v(A)=2v(B)=0.6;B.v(A)=0.5;C.v(A)=v(C)=0.53;D.v(A)=v(D)=×=0.25;显然A中比值最大,反应速率最快,答案选A。
8.【答案】D
A.增大的浓度,活化分子数目增多,则反应速率加快,故A正确;B.降低温度,活化分子百分数减小,反应速率减慢,故B正确;C.催化剂可降低反应所需的活化能,加快反应速率,故C正确;D.为可逆反应,不能完全转化,则不能100%转化为,故D错误;答案选D。
9.【答案】A
A.混合气体的颜色不再变化,说明碘蒸气的浓度不变,达平衡状态,故A正确;B.气体两边的计量数相等,所以温度和体积一定时,容器内压强一直不变化,故B错误;C.1mol H-H键生成的同时有2mol H-I键断裂,都体现正反应方向,未体现正与逆的关系,故C错误;D.当体系达平衡状态时,各物质的物质的量浓度之比可能为2∶1∶1,也可能不是2∶1∶1,与各物质的初始浓度及转化率有关,故D错误;故选A。
10.【答案】A
原电池的构成条件是:①有两个活泼性不同的电极,②将电极插入电解质溶液中,③两电极间构成闭合回路,④能自发的进行氧化还原反应,据此进行判断。A.该装置符合原电池构成条件,Zn易失电子作负极、Cu作正极,故A正确;B.该装置中酒精不是电解质,该装置不能自发发生氧化还原反应,所以不能构成原电池,故B错误;C.该装置没有形成闭合回路,无法形成原电池,故C错误;D.两个电极材料相同,所以不能构成原电池,故D错误;故选A。
11.【答案】B
化学反应有的快,有的慢,则使用化学反应速率来定量表示化学反应进行的快慢,故A正确;可逆反应达到化学平衡状态时,正逆反应速率相等,但反应并没有停止,B项错误;影响化学反应速率的主要因素是反应物本身的性质,C项正确;即单位体积内的反应物分子增多,其中能量较高的活化分子数也同时增多,分子之间碰撞的机会增多,反应速率加快,升高反应温度,反应物分子获得能量,使一部分原来能量较低分子变成活化分子,增加了活化分子的百分数,使得有效碰撞次数增多,故反应速率加大,D项正确。
12.【答案】D
理论上能自发进行的、放热的氧化还原反应均可以设计为原电池,选项A、B、C均是氧化还原反应,可以设计为原电池,选项D中的反应是非氧化还原反应,不能设计为原电池,答案选D。
13.【答案】B
根据图象知,随着反应的进行,X、Y的物质的量减小,Z的物质的量增加,说明X、Y是反应物,Z是生成物,达到平衡时Δn(X)=(1.20-0.41)mol=
0.79mol,Δn(Y)=(1.00-0.21)mol=0.79mol,Δn(Z)=(1.58-0)mol=1.58mol,同一反应中同一时间段内各物质的物质的量变化之比等于其计量数之比,所以X、Y、Z的计量数之比=1∶1∶1,则该反应方程式为X(g)+Y(g)2Z(g),以此解答该题。A.由图可知,10s内Z的物质的量变化量为1.58mol,用Z表示的反应速率为v(Z)=
=0.079moL/(L·s),故A错误;B.Y的起始物质的量为1mol,反应开始到10 s时,转化的Y为(1-0.21)mol=0.79mol,故Y的转化率为×100%=79%,故B正确;C.由图可知,反应开始到10s时,X的物质的量减少了0.79 mol,其浓度减少了=0.395mol/L,故C错误;D.反应是可逆反应,且Δn(X)∶Δn(Y)∶Δn(Z)=(1.20-0.41)mol∶(1.00-0.21)mol∶1.58mol=1∶1∶2,参加反应的物质的物质的量之比等于化学计量数之比,故反应化学方程式为X(g)+Y(g)2Z(g),故D错误;故答案为B。
14.【答案】D
A项,2SO2+O22SO3属于可逆反应,SO2和O2不可能全部转化为SO3,A项错误;B项,化学平衡是一种动态平衡,反应达到平衡时,υ(正)=υ(逆)≠0,但反应并没有停止,B项错误;C项,化学平衡是一种动态平衡,平衡时,18O存在于O2、SO2、SO3中,C项错误;D项,在工业合成SO3时,要同时考虑反应速率和反应能达到的限度两方面的问题,使经济效益最大,D项正确;答案选D。
15.【答案】A
原电池中,活泼金属作负极失去电子,较不活泼金属作正极,离子在正极得到电子。a、b相连时,a为负极,故活性a>b;c、d相连时,电流由d到c,故d为正极,c为负极,故活性c>d;a、c相连时,c极产生气泡,说明H+在c极得到电子变成氢气,说明c是正极,a为负极,故活动性a>c;b、d相连时,b极产生气泡,说明H+在b极得到电子变成氢气,说明b是正极,d为负极,故活动性d>b;故四种金属活动性顺序为a>c>d>b。综上所述,本题正确答案为A。BCD均错。
16.【答案】D
A.左侧MnO2反应转化为Mn2+,Mn元素化合价降低,发生还原反应,所以左侧电极为电源的正极,电子由b流向a,故A错误;B.微生物在右侧,右侧电极为电源的负极,所以微生物所在电极区放电时发生氧化反应,故B错误;C.H+是阳离子,在原电池中,H+从负极区移向正极区,故C错误;D.电池左侧为电池的正极区,MnO2在H+条件下发生得电子反应,所以正极反应式为:MnO2+4H++2e?=Mn2++2H2O,故D正确;答案选D。
17.【答案】(1)Ⅲ
左端液面降低,右端液面升高 放热
产生气泡,反应完毕后,冷却至室温,烧杯中的导管内形成一段水柱 可能是放热反应 某些物质(如NaOH固体)溶于水放热,但不是放热反应
Ⅰ(或Ⅱ) 放热
(1)装置Ⅰ可通过U形管中红墨水液面的变化判断铜与浓硝酸的反应是放热还是吸热;装置Ⅱ可通过烧杯中是否产生气泡判断铜与浓硝酸的反应放热还是吸热。装置Ⅲ只是一个铜与浓硝酸反应并将生成的气体用水吸收的装置,不能证明该反应是放热反应还是吸热反应;(2)氢氧化钡与硫酸反应属于中和反应,中和反应都是放热反应,所以锥形瓶中气体受热膨胀,导致U型管左端液柱降低,右端液柱升高;(3))①若M为钠,钠与水反应生成氢氧化钠和氢气,该反应为放热反应,放热的热量使大试管中温度升高,气体压强增大,所以右边烧杯中有气泡产生,反应完毕后,冷却至室温,烧杯里的导管内形成一段水柱;②若观察到烧杯里产生气泡,说明M溶于水放出热量,由于放热反应一定属于化学变化,而有热量放出的反应不一定为化学变化,所以不一定属于放热反应,如浓硫酸溶于水会放出热量,但是不属于放热反应;(4)证明超氧化钾与水的反应是放热反应还是吸热反应:方法①:选择上述装置Ⅰ(或Ⅱ)进行实验,Ⅰ装置右边U型管中左端液柱降低,右端液柱升高(或烧杯中导管中有气泡放出),证明该反应为放热反应;方法②:取适量超氧化钾粉末用脱脂棉包裹并放在石棉网上,向脱脂棉上滴加几滴蒸馏水,片刻后,若观察到棉花燃烧,则说明该反应放出大量热,使棉花燃烧,证明该反应是放热反应。
18.【答案】(1)-2
(2)2N2H4+2NO2=4H2O+3N2
(3)484
(4)N2H4-4e?+4OH?=4H2O+N2 11.2
联氨的结构式为,具有很强的还原性,其氧化产物一般是N2。(1)肼(N2H4)中H元素化合价为+1,设N元素化合价为x,则2x+4=0,x=-2,肼(N2H4)中氮元素化合价为-2,氮气中氮原子最外层5个电子,N与N形成3个共用电子对,氮气的电子式为;(2)肼(N2H4)作燃料,二氧化氮作氧化剂,两者反应生成氮气和气态水,肼和二氧化氮反应的化学方程式为2N2H4 +2NO2=4H2O+3N2;(3)O2与H2反应生成2mol H2O(g),热化学方程式为2H2(g)+O2
(g)=2H2O(g),Q=2E(H-H)+E(O=O)-4E(O-H)=2×436kJ+496kJ-4×463kJ=-484kJ,则O2与H2反应生成2mol H2O(g)所释放的热量为484kJ;(4)已知N2H4(g)-空气燃料电池,电解质溶液为KOH溶液,若负极产生了一种无毒气体N2,说明N2H4失电子变为N2,根据缺项配平可知负极的电极反应式为N2H4-4e?+4OH?=4H2O+N2,正极电极反应式为O2+4e?+2H2O=4OH?,可知4e?~O2,若导线中转移电子2mol,则标况下正极消耗的O2为0.5mol,即11.2L。
19.【答案】(1)70%
(2)0.09mol·(L·min)?1
a>c=d>b
bc
a
N2的初始物质的量0.20mol,第5min时,N2的物质的量为0.06mol,已经转化的氮气的物质的量为:0.20mol?0.06mol=0.14mol,反应在第5min时,N2的转化率=×100%=0.14mol÷0.2mol×100%=70%,故答案为:70%;N2的初始物质的量0.20mol,第2min时,N2的物质的量为0.08mol,从0~2min内已经转化的氮气的物质的量为:0.20mol?0.08mol=0.12mol,平均速率v(N2)=ΔC÷Δt=0.12mol
÷2L÷2min=0.03mol·(L·min)?1,v(H2)=3v(N2)=0.09mol·(L·min)?1,故答案为:0.09
mol·(L·min)?1;反应为N2(g)+3H2(g)2NH3,以氢气的反应速率为标准进行判断;a.V(NH3)=0.05mol·(L·min)?1,反应速率之比等于其计量数之比,所以ν(H2)=0.075mol·(L·min)?1;b.ν(H2)=0.03mol·(L·min)?1;c.ν(N2)=0.02mol·(L·min)?1,反应速率之比等于其计量数之比,所以ν(H2)=0.06mol·(L·min)?1;d.ν(H2)=0.001
mol·(L·min)?1。所以该反应进行快慢的顺序为a>c>b>d,故答案为:a>c>b>d;a.反应速率之比等于化学计量数之比,无论是否达到平衡状态都存在反应速率v(N2)∶v(H2)∶v(NH3)=1∶3∶2,不能用于判断是否破坏,故a错误;b.各组分的物质的量浓度不再改变,可说明正逆反应速率相等,达到破坏状态,故b正确;c.混合气体的平均相对分子质量不再改变,说明气体的总物质的量不变,可说明达到破坏状态,故c正确;d.因气体的质量不变,容器的体积不变,则无论是否达到破坏,混合气体的密度都不变,故d错误;e.单位时间内生成n mol N2的同时,生成3nmol H2,都为逆反应,不能说明正逆反应速率相等,故e错误;f.2v(N2)消耗=v(NH3)消耗,说明正逆反应速率相等,v(N2)消耗=2v(NH3)消耗,不能说明正逆反应速率相等,故f错误;g.单位时间内3mol H?H键断裂的同时2mol N?H键也断裂,正逆反应速率不等,没有达到破坏状态,故g错误;故答案为:bc。(5)a.及时分离出NH3气体,氨气的浓度降低,化学反应速率变慢,故a错误;b.升高温度,化学反应速率加快,故b正确;c.增大N2的浓度,提高化学反应速率,故c正确;d.选择高效催化剂,可以加快化学反应速率。故d正确;故选:c。
20.【答案】(1)电能
Cu(或铜)
Ag++e?=Ag
0.08NA
(1)该装置为原电池,原电池将化学能转化为电能,故答案为:电能;(2)铜的金属活泼性比银强,铜失电子生成铜离子,银离子得电子生成银,因此负极的电极材料为铜,故答案为:铜;(3)正极上银离子得电子生成银,电极反应式为:Ag++e?=Ag,故答案为:Ag++e?=Ag;(4)正极上的电极反应式为:Ag++e?=Ag,负极上的电极反应式为:Cu-2e?=Cu2+,设转移电子物质的量为xmol,则正极上生成银的质量为xmol×108g/mol=108xg,负极上消耗铜的质量为1/2xmol×
64g/mol=32xg,反应后测得两电极质量差为11.2g,则108xg+32xg=11.2g,解得x=0.08mol,该时间内原电池反应转移的电子数为0.08NA,故答案为:0.08NA。
21.【答案】Ⅰ.(1)0.01
(2)3
BCD
Ⅱ.(1)正 Ag2O+2e?+H2O=2Ag+2OH?
Al Ag2O 9
Al
(1)2min达到平衡,C的浓度为1.2mol/L,由==
0.6mol/(L·min),υ(C)=mol/(L·s)=0.01mol/(L·s);(2)2min时反应达到平衡状态,此时剩余1.2mol B,则B的反应速率为=0.2mol/(L·min),由反应速率之比等于化学计量数之比可知,x=3,故答案3;(3)2A(g)+B(g)3C(g)
+2D(s),反应前后气体体积不变,则A.反应前后气体体积不变,反应过程中和平衡状态下压强始终不变化,压强不变不能说明反应达到平衡状态,A项错误;B.反应速率之比等于化学方程式系数之比,υ(A)正=2υ(B)逆,说明正逆反应速率相等,反应达到平衡状态,B项正确;C.反应前后气体质量变化,气体体积不变,气体密度不再变化,说明反应达到平衡状态,C项正确;D.A的百分含量保持不变,则说明反应达到平衡状态,D项正确;E.A的消耗速率与C的消耗速率之比为2∶1,根据化学计量数易知,不能说明正逆反应速率相等,即不能表明反应达到平衡状态,E项错误;故答案为BCD;Ⅱ.该原电池中,Al元素化合价由0价变为+3价而发生氧化反应,所以为负极,则Ag2O为正极;(1)根据原电池工作原理,化合价升高,失电子的作负极,即铝单质作负极,则Ag2O作电池的正极,其电极反应式为:Ag2O+2e?+H2O=2Ag+2OH?;(2)电子由Al极经外电路流向Ag2O极;负极电极反应式为:Al-3e?+4OH?=AlO+2H2O,当有1mol电子流经外电路时,负极质量减少=9g;(3)放电过程中,溶液中的阴离子向负极移动,则溶液中的OH?向Al极移动,故答案为Al。
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化 学(二)
注意事项:
1.答题前,先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上,并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.选择题的作答:每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑,写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.非选择题的作答:用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4.考试结束后,请将本试题卷和答题卡一并上交。
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 Na 23 Al 27 S 32
Cl 35.5 K 39 Cu 64
一、选择题(本题包括16小题,每小题3分,共48分。每小题只有一个选项符合题意。)
1.反应A+B→C ΔH<0,分两步进行:①A+B→X ΔH>0;②X→C ΔH<0。下列示意图中,能正确表示总反应过程中能量变化的是
A. B.
C. D.
2.下列关于反应速率与化学反应限度的说法正确的是
A.对于任意化学反应,其他条件不变时,增大压强都一定能加快化学反应速率
B.化学平衡状态不一定是该反应在给定条件下的最大限度
C.可逆反应达到化学平衡状态时,正、逆反应的速率相等且都为0
D.反应速率用于衡量化学反应进行的快慢,决定反应速率的主要因素是反应物的性质
3.下列变化中属于化学变化且吸热的是
①液态水汽化 ②将胆矾加热变为白色粉末 ③苛性钠固体溶于水 ④氯酸钾分解制氧气 ⑤生石灰跟水反应生成熟石灰 ⑥干冰升华
A.②④ B.①② C.③⑤ D.①⑥
4.废电池必须进行集中处理的首要原因是
A.充电后可再使用
B.回收利用石墨电极和金属材料
C.防止电池中汞、镉和铅等重金属离子污染土壤和水源
D.防止电池中的电解质溶液腐蚀其他物品
5.用Cl2生产某些含氯有机物时会产生副产物HCl。利用反应A可实现氯的循环利用。反应A:4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)
已知:I.反应A中,4molHCl被氧化,放出115.6kJ热量。
II.
判断下列说法正确的是
A.反应A的ΔH>-115.6kJ·mol-1
B.H2O中H—O键比HCl中H—Cl键弱
C.由II中的数据判断氯元素的非金属性比氧元素强
D.断开1mol H—O键与断开1mol H—Cl键所需能量相差31.9kJ
6.在一定温度下,向aL密闭容器中加入1mol X气体和2mol Y气体,发生如下反应:X(g)+2Y(g)2Z(g),此反应达到平衡的标志是
A.容器内压强不随时间变化
B.V正(X)=V逆(Z)
C.容器内X、Y、Z的浓度之比为l∶2∶2
D.单位时间消耗0.1mol X同时生成0.2mol Z
7.已知,石墨在一定条件下可转化为金刚石,已知12 g石墨完全转化为金刚石时,要吸收1.91 kJ的热量,据此判断,下列说法中正确的是
A.由石墨制备金刚石是放热反应;等质量时,石墨的能量比金刚石的高
B.由石墨制备金刚石是吸热反应;等质量时,石墨的能量比金刚石的高
C.由石墨制备金刚石是放热反应;等质量时,石墨的能量比金刚石的低
D.由石墨制备金刚石是吸热反应;等质量时,石墨的能量比金刚石的低
8.某原电池的电池反应为:Fe+2Fe3+=3Fe2+,与此电池反应不符的原电池是
A.铜片、铁片、FeCl3溶液组成的原电池
B.石墨、铁片、Fe(NO3)3溶液组成的原电池
C.铁片、锌片、Fe2(SO4)3溶液组成的原电池
D.铜片、铁片、Fe(NO3)3溶液组成的原电池
9.某反应的反应过程中能量变化如图1所示(图中E1表示正反应的活化能,E2表示逆反应的活化能)。下列有关叙述正确的是
A.该反应为放热反应
B.催化剂能改变该反应的焓变
C.催化剂能降低该反应的活化能
D.逆反应的活化能大于正反应的活化能
10.可逆反应:2NO2(g)2NO(g)+O2(g),在容积固定的密闭容器中达到平衡状态的标志是
①单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2
②单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO
③用NO2、NO、O2表示的反应速率之比为2∶2∶1的状态
④混合气体的颜色不再改变的状态
⑤混合气体的密度不再改变的状态
⑥混合气体的压强不再改变的状态
⑦混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态
A.①④⑥⑦ B.②③⑤⑦
C.①③④⑤ D.全部
11.Mg-AgCl电池是一种能被海水激活的一次性贮备电池,电池反应方程式为:2AgCl+Mg=Mg2++2Ag+2Cl?。有关该电池的说法正确的是
A.Mg为电池的正极
B.负极反应为AgCl+e?=Ag+Cl?
C.不能被KCl溶液激活
D.可用于海上应急照明供电
12.锂海水电池的反应原理为:2Li+2H2O=2LiOH+H2↑,其示意图如图所示。有关该电池工作时说法错误的是
A.金属锂作正极
B.镍电极上发生还原反应
C.海水作为电解质溶液
D.可将化学能转化为电能
13.有a、b、c、d四个金属电极,有关的实验装置及部分实验现象如下:
实验
装置
部分实验现象
a极质量减小;b极质量增加
b极有气体产生;c极无变化
d极溶解;c极有
气体产生
电流从a极
流向d极
由此可判断这四种金属的活动性顺序是
A.a>b>c>d B.b>c>d>a C.d>a>b>c D.a>b>d>c
14.将4mol A气体和2mol B气体充入2 L的密闭容器中,一定条件下发生如下反应:2A(g)+B(g)2C(g)。若经2s后测得C的浓度为0.6mol·L-1,下列几种说法正确的是
①用物质A表示的反应平均速率为0.3mol·L-1·s-1
②用物质B表示的反应平均速率为0.3mol·L-1·s-1
③2s时物质A的转化率为70%
④2s时物质B的浓度为0.7mol·L-1
A.①③ B.①④ C.②③ D.③④
15.铅蓄电池的两极分别为Pb、PbO2,电解质溶液为H2SO4,工作时的电池反应式为Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O,下列结论正确的是
A.Pb为正极被氧化 B.溶液的pH不断减小
C.SO只向PbO2处移动 D.电解质溶液的pH不断增大
16.微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置,其工作原理如图所示。下列有关微生物电池的说法错误的是
正极反应中有CO2生成
微生物促进了反应中电子的转移
质子通过交换膜从负极区移向正极区
电池总反应为C6H12O6+6O2=6CO2+6H2O
非选择题(共52分)
17.某温度下,A、B、C三种气体在2L密闭容器中进行反应,在不同反应时间各物质的物质的量的变化情况如图所示。
(1)该反应的化学方程式为___________________。
(2)反应开始至2min时,用C表示的反应速率 = _____________。
(3)B的转化率=__________________。
(4)下列可判断反应已达到平衡状态的是___________。
a.A、B、C的反应速率相等
b.A、B的反应速率之比为2∶1
c.混合气体的压强不变
d.生成1mol C的同时消耗1mol A和0.5mol B
e.混合气体的密度不变
f.混合气体的平均相对分子质量不变
18.工业合成氨的反应为N2(g)+3H2(g)2NH3(g)是一个放热的可逆反应,反应条件是高温、高压,并且需要合适的催化剂。已知形成1mol H—H键、1mol N—H键、1mol N≡N键放出的能量分别为436kJ、391kJ、946kJ。则:
(1)若1mol氮气完全反应生成氨气可放出的能量为__________ kJ。
(2)如果将1mol氮气和3mol氢气混合,使其充分反应,反应放出的能量总小于上述数值,为什么?_______________。
(3)实验室模拟工业合成氨时,在容积为2 L的密闭容器内,充入2 mol氮气和3 mol氢气反应经过1分钟后,达到平衡状态,此时容器内压强为原来的80%,则用氮气表示的化学反应速率是______ mol/(L·min),氢气的转化率为________。
(4)一定条件下,当合成氨的反应达到化学平衡时,下列说法正确的是______
a.正反应速率和逆反应速率相等且为零 b.氮气和氢气的转化率相等
c.氮气的转化率达到最大值 d.氮气和氢气的浓度相等
e.N2、H2和NH3的体积分数相等 f.反应达到最大程度
(5)生产过程中通常将氨气及时分离出去,则平衡________(填正向,逆向,不)移动,正反应速率将________(增大,减小,不变)。
19.近年来,镁在汽车、航空、航天、机械制造、军事等产业中应用迅猛发展。
(1)写出工业上冶炼金属镁的化学方程式_____________________________。
(2)某研究性小组探究以镁条、铝片为电极,稀氢氧化钠溶液为电解质溶液构成的原电池(如图所示),刚开始时发现电表指针向左偏转,镁条作负极;但随后很快指针向右偏转。
①开始阶段,镁条发生的电极反应式为_________,指出其反应类型为_______
__(填“氧化”或“还原”)。
②随后阶段,铝片发生的电极反应式为_________。
20.某学生为了探究锌与盐酸反应过程中的速率变化,在100mL稀盐酸中加入足量的锌粉,用排水集气法收集反应放出的氢气。(实验记录的体积为累计值,已换算成标准状况):
时间(min)
1
2
3
4
5
氢气体积(mL)
50
120
232
290
310
(1)哪一时间段(指0~1、1~2、2~3、3~4、4~5 min)反应速率最大___,原因是___。
(2)哪一段时段的反应速率最小___,原因是___。
(3)求2~3分钟时间段以盐酸的浓度变化来表示的该反应速率(设溶液体积不变)___。
(4)如果反应太激烈,为了减缓反应速率而又不减少产生氢气的量,他在盐酸中分别加入等体积的下列溶液:
A.蒸馏水 B.NaCl溶液 C.NaNO3溶液 D.Na2CO3溶液
你认为可行的是(填编号)___。
21.有甲、乙两同学想利用原电池反应验证金属的活泼性强弱,两人均用镁片和铝片作电极,但甲同学将两电极放入6mol/L的H2SO4溶液中,乙同学将两电极放入6 mol/L的NaOH溶液中,装置如图所示。
(1)写出甲中正极的电极方程式:____。
(2)乙中负极材料为___________;总反应的离子方程式为__________。
(3)甲、乙两同学都认为“如果构成原电池的电极材料都是金属,则作负极的金属应比作正极的金属活泼”,则甲同学得出的结论是_____的活动性更强,乙同学得出的结论是_____的活动性更强。(填元素符号)
(4)由该实验得出的下列结论中,正确的是___(填字母)
A.利用原电池反应判断金属活泼性强弱时应注意选择合适的电解质
B.镁的金属性不一定比铝的金属性强
C.该实验说明金属活泼性顺序表已经过时,没有实用价值
D.该实验说明化学研究对象复杂,反应受条件影响较大,因此应具体问题具体分析
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化学(二)答 案
1.【答案】D
根据物质具有的能量进行计算:ΔH=E(生成物的总能量)-E(反应物的总能量),当反应物的总能量大于生成物的总能量时,反应放热,当反应物的总能量小于生成物的总能量时,反应吸热,以此解答该题。由反应A+B→C(ΔH<0)分两步进行 ①A+B→X(ΔH>0),②X→C(ΔH<0)可以看出,A+B→C(ΔH<0)是放热反应,A和B的能量之和大于C,由①A+B→X(ΔH>0)可知这步反应是吸热反应,X→C(ΔH<0)是放热反应,故X的能量大于A+B;A+B的能量大于C;X的能量大于C,图象D符合,故选D。
2.【答案】D
A.对于任意化学反应,其他条件不变时,增大压强不一定都能加快化学反应速率,压强只能适用于有气体参加的反应,A错误;B.化学平衡状态是该反应在给定条件下的最大限度,B错误;C.可逆反应达到化学平衡状态时,正、逆反应的速率相等但不为0,C错误;D.反应速率用于衡量化学反应进行的快慢,决定反应速率的主要因素是反应物的性质,D正确,答案选D。
3.【答案】A
常见的放热反应有:所有的物质燃烧、所有金属与酸或与水、所有中和反应、绝大多数化合反应、铝热反应;常见的吸热反应有:绝大数分解反应、个别的化合反应(如C和CO2)、工业制水煤气、碳(一氧化碳、氢气)还原金属氧化物、某些复分解(如铵盐和强碱)。吸热过程或放热过程与吸热反应或放热反应不同:①水汽化是物理变化,不属于吸热反应,①错误;②(胆矾)CuSO4?5H2O受热分解生成CuSO4和H2O,属于吸热反应,②正确;③苛性钠固体溶于水是放热过程,属于物理变化,故③错误;④氯酸钾分解制氧气属于吸热反应,故④正确;⑤生石灰跟水反应生成熟石灰是化合反应,属于放热反应,故⑤错误;⑥干冰升华为物理变化,故⑥错误;综上所述,②④正确,A项正确。
4.【答案】C
废电池中含有重金属离子,为了防止重金属离子污染土壤和水源,所以要集中处理。答案选C。
5.【答案】D
A.反应A就是4mol HCl被氧化,所以ΔH=-115.6kJ/mol,故A错误; B.E(H-O)、E(HCl)分别表示H-O键能、H-Cl键能,反应A中,4mol HCl被氧化,放出115.6kJ的热量,反应热ΔH=反应物总键能-生成物的总键能,故:4×E(H-Cl)+498kJ/mol-[2×243kJ/mol+4×E(H-O)]=-115.6kJ/mol,整理得,4E(H-Cl)-4E(H-O)=-127.6kJ/mol,即E(H-O)-E(HCl)=31.9kJ/mol,故断开1mol H-O键与断开1mol H-Cl键所需能量相差约为31.9kJ/mol×1mol=31.9kJ≈32kJ,H2O中H-O键比HCl中H-Cl键强,故B错误;C.由反应Ⅱ判断,氧气能够将氯氧化为氯气,氯元素的非金属性比氧元素弱,故C错误;D.E(H-O)、E(HCl)分别表示H-O键能、H-Cl键能,反应A中,4mol HCl被氧化,放出115.6kJ的热量,反应热ΔH=反应物总键能-生成物的总键能,故:4×E(H-Cl)+498kJ/mol-[2×243kJ/mol+4×E(H-O)]=-115.6kJ/mol,整理得,4E(H-Cl)-4E(H-O)=-127.6kJ/mol,即E(H-O)-E(HCl)=31.9kJ/mol,故断开1mol H-O键与断开1mol H-Cl键所需能量相差约为31.9kJ/mol×1mol=31.9kJ≈32kJ,故D正确;选D。
6.【答案】A
反应达到平衡的标志有速率标志,即正逆反应速率相等;“量”的标志,即浓度、n、含量、p等保持一定,结合反应方程式解析如下。A.这是一个反应前后气体物质的量不等的反应,即压强会改变,所以当压强不随时间变化时说明反应已达平衡,故A正确;B.v正(X)=v逆(Z),尽管体现了正逆两个方向的速率,但是速率数值之比不等于计量系数之比,说明正逆反应速率不相等,反应没有达到平衡状态,B错误;C.平衡时容器内各物质的浓度之比与其开始时加入的量有关,所以浓度之比等于对应的计量系数之比,不能说明反应已达平衡状态,C错误;D.单位时间内消耗0.1mol X,是正向速率,同时生成0.2mol Z也是正向速率,同一方向的速率不能说明反应已达平衡状态,D错误;本题答案为A。
7.【答案】D
12g石墨完全转化为金刚石时,要吸收1.91kJ的能量,由石墨制备金刚石是吸热反应,所以等质量时金刚石能量高于石墨,选项D正确,故答案为D。
8.【答案】C
某原电池的电池反应为:Fe+2Fe3+=3Fe2+,Fe为负极,做另一电极的金属性比Fe弱,溶液中是电离出Fe3+的盐。A.铜片、铁片、FeCl3 溶液组成的原电池,负极是铁,电池反应为Fe+2Fe3+=3Fe2+,符合;B.石墨、铁片、Fe(NO3)3溶液组成的原电池,负极是铁,电池反应为Fe+2Fe3+=3Fe2+,符合;C.铁片、锌片、Fe2(SO4)3 溶液组成的原电池,负极是锌,电池反应为Zn+2Fe3+=2Fe2++Zn2+,不符合;D.铜片、铁片、Fe(NO3)3 溶液组成的原电池,,负极是铁,电池反应为Fe+2Fe3+=3Fe2+,符合;故选C。
9.【答案】C
A.图象分析反应物能量低于生成物能量,反应是吸热反应,故A错误;B.催化剂只能降低反应的活化能,不能改变反应的焓变,故B错误;C.催化剂对反应的始态和终态无响应,但改变活化能,故C正确;D.图象分析逆反应的活化能E2小于正反应的活化能E1,故D错误。答案选C。
10.【答案】A
化学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、百分含量不变以及由此引起的一系列物理量不变,据此分析解答。①中单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2,正逆反应速率相等,说明反应已达到平衡状态,故①正确;②无论该反应是否达到平衡状态,单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO,不能据此判断平衡状态,故②错误;③中无论达到平衡与否,用各物质表示的化学反应速率之比都等于化学计量数之比,故③错误;④有色气体的颜色不变,则表示物质的浓度不再变化,说明反应已达到平衡状态,故④正确;⑤气体体积固定、反应前后质量守恒,密度始终不变,不能据此判断平衡状态,故⑤错误;⑥反应前后ΔV(g)≠0,压强不变,意味着各物质的含量不再变化,说明已达到平衡状态,故⑥正确;⑦由于气体的质量不变,气体的平均相对分子质量不变时,说明气体中各物质的物质的量不变,说明反应已达到平衡状态,故⑦正确;①④⑥⑦正确,答案选A。
11.【答案】D
A.根据电极总电极反应式,化合价升高的作负极,Mg作负极,故错误;B.AgCl作正极,故错误;C.KCl属于电解质,能被激活,故错误;D.利用海水作电解质溶液,故正确。故选D。
12.【答案】A
锂海水电池的电池反应为2Li+2H2O=2LiOH+H2↑,金属锂做原电池负极失电子发生氧化反应,电极反应:Li-e?=Li+,金属镍做原电池正极,海水中水得到电子发生还原反应生成氢气,电极反应:2H2O+2e?=2OH?+H2↑,电子从负极沿导线流向正极。A.锂海水电池的电池反应为2Li+2H2O=2LiOH+H2↑,金属锂做原电池负极失电子发生氧化反应,电极反应:Li?e?=Li+,故A错误;B.金属镍做原电池正极,海水中水得到电子发生还原反应生成氢气,电极反应:2H2O+2e?=2OH?
+H2↑,故B正确;C.原电池中利用海水做电解质溶液,形成闭合回路,故C正确;D.装置为原电池反应,化学能转化为电能,故D正确;答案选A。
13.【答案】C
装置1:发生电化学腐蚀,a极质量减小,b极质量增加,a极为负极,b极为正极,说明金属的活动性顺序a>b;装置2:发生化学腐蚀,b极有气体产生,c极无变化,说明金属的活动性顺序b>c;装置3:发生电化学腐蚀,d极溶解,则d是负极,c极有气体产生,c是正极,所以金属的活动性顺序d>c;装置4:发生电化学腐蚀,电流从a极流向d极,则a极为正极,d极为负极,因此金属的活动性顺序d>a;所以这四种金属的活动性顺序d>a>b>c,故合理选项是C。
14.【答案】B
根据三段式2A(g)+B(g)2C(g)
开始浓度(mol/L) 2 1 0
变化浓度(mol/L) 0.6 0.3 0.6
平衡浓度(mol/L) 1.4 0.7 0.6
①用物质A表示的反应的平均速率为0.6/2=0.3mol·L-1·s-1,正确;②用物质B表示的反应的平均速率为0.3/2=0.15mol·L-1·s-1,错误;③2s时物质A的转化率为(0.6/2)×100%=30%,错误;④2s时物质B的浓度为0.7mol·L-1,正确;选B。
15.【答案】D
由题给电极反应式可以看出H2SO4不断被消耗,故pH不断增大,B项错误,D项正确;由Pb元素化合价的变化,可以看出Pb是负极,A项错误;原电池工作时,整个电路中负电荷的流向是一致的,外电路中,电子由Pb极流向PbO2极;内电路中,负电荷(SO和OH-)移向Pb极,C项错误。
16.【答案】A
微生物电池中,C6H12O6所在电极为负极,发生失去电子的氧化反应,电极反应式为C6H12O6-24e?+6H2O=6CO2+24H+,O2所在电极为正极,发生得到电子的还原反应,电极反应式为O2+4H++4e?=2H2O,电池工作时,电子从负极沿导线流向正极,内电路中阳离子移向正极,阴离子移向负极,总反应为C6H12O6+6O2=6
CO2+6H2O,据此解答。A.微生物电池中,C6H12O6所在电极为负极,发生失去电子的氧化反应,电极反应式为C6H12O6-24e?+6H2O=6CO2+24H+,所以负极发生氧化反应,且负极区有CO2生成,故A错误;B.微生物的作用促进了反应C6H12O6+6O2=6CO2+6H2O的发生,即促进了反应中电子的转移,故B正确;C.微生物电池工作时,内电路中阳离子移向正极,阴离子移向负极,所以质子通过交换膜从负极区移向正极区,故C正确;D.由装置图可知,该电池实质是C6H12O6和O2反应,即电池总反应为C6H12O6+6O2=6CO2+6H2O,故D正确,答案选A。
17.【答案】(1)2A(g)+B(g)2C(g)
(2)0.5mol·(L·min)?1
(3)50%
(4)c、 f
(1)由图象可以看出,反应中A、B的物质的量减小,C的物质的量增多,则A、B为反应物,C为生成物,由于在同一容器中,浓度之比等于物质的量之比,故有Δn(A)∶Δn(B)∶Δn(C)=2mol∶1mol∶2mol=2∶1∶2,则反应的化学方程式为:2A(g)+B(g)2C(g);(2)反应开始至2分钟时,用C表示反应速率为=0.5mol/(L·min);(3)平衡时B的转化率==50%;(4)a.由于各物质的化学计量数不等,则A、B、C的反应速率相等不能说明是否达到平衡状态,故a错误;b.化学反应速率之比等于化学计量数之比,无论是否达到平衡状态,A、B的反应速率比都为2∶1,故b错误;c.反应前后气体的总物质的量不等,当反应达到平衡状态时,各物质的物质的量不变,则混合气体的总压强不再发生改变,故c正确;d.生成1mol C的同时消耗1mol A和0.5mol B,均为正反应,则无法判断达到平衡状态,故d错误;e.由于反应在体积不变的密闭容器中进行,反应过程中气体的的总质量不变,则混合气体的密度始终不变,不能判断是否达到平衡状态,故e错误;f.混合气体的总质量不变,混合气体的总物质的量随着反应进行在不断变化,由M=可知,当混合气体的平均相对分子质量不变时,混合气体的总物质的量不再改变,则反应达到平衡状态,故f正确;故答案为cf。
18.【答案】(1)92
该反应是可逆反应,1mol氮气和3mol氢气不能完全反应,放出的能量总是小于92 kJ
0.25 50%
cf
正向 减小
(1)ΔH=反应物键能和-生成物键能和,反应N2+3H22NH3的ΔH=(946+3×436-6×391)kJ/mol=-92kJ/mol;(2)将1mol N2和3mol H2混合,使充分反应,反应放出的热量总小于上述数值,是因为合成氨为可逆反应,反应物不能完全转化为生成物NH3,所以1mol氮气和3mol氢气混合,使其充分反应,反应放出的能量总小于92kJ;(3)在恒温恒容时,气体的压强比等于气体的物质的量的比,开始时气体的物质的量为2mol+3mol=5mol,由于平衡时气体压强为原来的80%,则气体的物质的量减小5mol-5mol×80%=1mol。根据方程式N2+3H2
2NH3可知:每有1mol N2反应,反应后会减小2mol,现在气体的物质的量减小1mol,则反应的N2的物质的量为0.5mol,所以用氮气表示的化学反应速率是υ(N2)==
=0.25mol/(L·min);根据方程式可知N2、H2反应的物质的量的比是1∶3,氮气反应了0.5mol,则氢气反应了1.5mol,由于反应开始时加入氢气的物质的量为3mol,所以氢气的转化率为= ×100%=50%;(4)a.化学平衡为动态平衡,达到平衡时正反应速率和逆反应速率相等但不为零,a错误;b.反应达到平衡时,氮气和氢气的转化率可能相等,也可能不相等,这与反应开始时加入的两种物质的物质的量多少有关,b错误;c.反应从正反应方向开始,若氮气的转化率达到最大值,则反应达到平衡,c正确;d.达到平衡时氮气和氢气的浓度不一定相等,这与起始量、物质的转化率有关,d错误;e.N2、H2和NH3的体积分数相等,反应可能处于平衡状态,也可能未处于平衡状态,e错误;f.反应达到最大程度,任何物质的浓度不再发生变化,反应达到平衡状态,f正确;故合理选项是cf;(5)生产过程中通常将氨气及时分离出去,则c(NH3)减小,根据平衡移动原理:减小生成物浓度,化学平衡向正向移动,由于物质的浓度降低,所以正反应速率将减小。
19.【答案】(1)MgCl2Mg+Cl2↑
(2)Mg+2OH?-2e?=Mg(OH)2 氧化 Al+4OH?-3e?=AlO+2H2O
通常用电解熔融的氯化镁的方式冶炼金属镁,其方程式为MgCl2 Mg+Cl2↑;(2)①开始时发现电表指针向左偏转,镁条作负极,失电子,被氧化,发生氧化反应,生成镁离子与溶液中的氢氧根离子反应生成氢氧化镁,则电极反应式为Mg+2OH?-2e?=Mg(OH)2;②随后很快指针向右偏转,则Al作负极,失电子生成的铝离子反应生成偏铝酸根离子和水,电极反应式为Al+4OH?-3e?=AlO+2H2O。
20.【答案】(1)2~3min 锌与盐酸反应放热,溶液温度升高,反应速率加快
(2)4~5min 随着盐酸(或H+)消耗,浓度降低,反应速率下降
(3)0.1mol/(L·min)
(4)A、B
根据影响化学反应速率的因素,温度越高、浓度越大、固体表面积越大,反应的速率越大,从表中数据看出2min~3min收集的氢气比其他时间段多,原因是Zn置换H2的反应是放热反应,温度升高;4min~5min收集的氢气最少是因为随反应进行c(H+)下降;根据v=计算反应速率;根据影响化学反应速率的因素以及氢气的量取决于H+的物质的量。(1)从表中数据看出2min~3min收集的氢气比其他时间段多,虽然反应中c(H+)下降,但主要原因是Zn置换H2的反应是放热反应,温度升高,故答案为:2min~3min;锌与盐酸反应,溶液温度升高,反应速率加快;(2)4 min~5 min收集的氢气最少,是由于虽然反应中放热,但主要原因是c(H+)下降,反应物浓度越低,反应速率越小,故答案为:4 min~5 min;随着盐酸(或H+)消耗,浓度降低,反应速率下降;(3)在2~3min时间段内,n(H2)==0.005mol,由2HCl~H2得,消耗盐酸的物质的量为0.01mol,则υ(HCl)==0.1mol/(L·min),故答案为:0.1mol/(L·min);(4)A.加入蒸馏水,溶液的浓度减小,反应速率减小,H+的物质的量不变,氢气的量也不变,故A正确;B.加入氯化钠溶液,减小盐酸的浓度,反应速率减小,H+的物质的量不变,氢气的量也不变,故B正确;C.加入NaNO3溶液,减小盐酸的浓度,但此时溶液中含有硝酸,与金属反应得不到氢气,故C错误;D.加入Na2CO3溶液,Na2CO3能与盐酸反应,盐酸的浓度减小,反应速率减小,H+的物质的量减小,氢气的量也减小,故D错误;故答案为:A、B。
21.【答案】(1)2H++2e-=H2↑
Al 2Al+2OH-+2H2O=2AlO+3H2↑
Mg Al
AD
(1)镁易失电子作负极、Al作正极,负极上镁发生氧化反应、正极上氢离子发生还原反应,正极的电极反应式为:2H++2e-=H2↑;(2)在碱性介质中铝易失电子作负极、镁作正极,负极上铝失电子发生氧化反应, 总的反应式为:2Al+2OH-+2H2O=2AlO+3H2↑;(3)甲中镁作负极、乙中铝作负极,根据作负极的金属活泼性强判断,甲中镁活动性强、乙中铝活动性强;(4)A.根据甲、乙中电极反应式知,原电池正负极与电解质溶液有关,故正确;B.镁的金属性大于铝,但失电子难易程度与电解质溶液有关,故错误;C.因金属失电子的难易程度与电解质溶液有关,该实验对研究物质的性质有实用价值,故错误;D.该实验说明化学研究对象复杂,反应与条件有关,电极材料相同其反应条件不同导致其产物不同,所以应具体问题具体分析,故正确;答案为AD。