
考試時間:90分鐘 滿分:100分
相對原子質(zhì)量:H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 Mg-24 Al-27 Fe-56 Cu-64 Ag-108
一、選擇題(每小題只有一個答案,每小題2分,共22小題,共44分)
1.化學(xué)與人類生活、社會可持續(xù)發(fā)展密切相關(guān)。下列措施有利于節(jié)能減排、保護(hù)環(huán)境的是: ①加快化石燃料的開采與使用?②研發(fā)易降解的生物農(nóng)藥?③應(yīng)用高效潔凈的能源轉(zhuǎn)化技術(shù)?④田間焚燒秸稈??⑤推廣使用節(jié)能環(huán)保材料? ( )
A. ①③⑤ B. ②③⑤ C. ①②④ D. ②④⑤
【答案】B
【解析】
試題分析:①加快化石燃料的開采與使用會增加污染物的排放量,故不符合題意;②研發(fā)易降解的生物農(nóng)藥能減少污染物的排放,故符合題意;③應(yīng)用高效潔凈的能源轉(zhuǎn)換技術(shù),可以節(jié)約能源,減少二氧化碳的排放,故符合題意;④田間焚燒秸稈增加二氧化碳的排放,故不符合題意;⑤推廣使用節(jié)能環(huán)保材料可以節(jié)約能源,減少二氧化碳的排放,故符合題意,即有利于節(jié)能減排、保護(hù)環(huán)境的是②③⑤,故選B。
考點(diǎn):考查了使用化石燃料的利弊及新能源的開發(fā)的相關(guān)知識。
2.甲裝置中所含的是物質(zhì)的量之比為1∶2的CuSO4和NaCl的混合溶液,電解過程中溶液的pH隨時間t變化的示意圖如乙所示(不考慮電解產(chǎn)物與水的反應(yīng))。試分析下列敘述中正確的是( )
A. 該混合溶液中的SO42-導(dǎo)致A點(diǎn)溶液的pH小于B點(diǎn)
B. AB段與BC段在陰極上發(fā)生的反應(yīng)是相同的,即Cu2++2e-===Cu
C. BC段陰極產(chǎn)物和陽極產(chǎn)物的體積之比為2∶1
D. 在整個電解的過程中會出現(xiàn)少量藍(lán)色的Cu(OH)2沉淀
【答案】C
【解析】
【分析】
本題主要考查電解原理的應(yīng)用與學(xué)生的圖示信息提取能力??梢约僭O(shè)溶液中n(CuSO4)=1mol、n(NaCl)=2mol,電解起初陽極上Cl-放電、陰極上Cu2+放電,當(dāng)轉(zhuǎn)移2mol電子時,陰極上Cu2+完全放電生成Cu、陽極上Cl-完全放電生成Cl2,溶液中的溶質(zhì)之間變?yōu)镹a2SO4,當(dāng)Cu2+和Cl-完全放電后,繼續(xù)電解,其實(shí)質(zhì)是為電解水,此時溶液的pH不變。
【詳解】A.CuSO4是強(qiáng)酸弱堿鹽,Cu2+會水解導(dǎo)致溶液呈酸性,從圖中可以看出,B點(diǎn)Cu2+和Cl-完全放電,導(dǎo)致A點(diǎn)pH小于B點(diǎn),溶液中的溶質(zhì)變?yōu)闉閺?qiáng)酸強(qiáng)堿鹽Na2SO4,所以,并不該混合溶液中的SO42-導(dǎo)致上述pH的升高,故A錯誤;
B. AB段是電解CuCl2、BC段是電解H2O,AB段陰極電極反應(yīng)式為Cu2++2e-=Cu、BC段陰極電極反應(yīng)式為2H++2e-=H2↑,故B錯誤;
C. BC段是電解水,陰極上生成氫氣、陽極上生成氧氣,所以陰極產(chǎn)物和陽極產(chǎn)物的體積之比為2:1,故C正確;
D.由電解產(chǎn)物可知,起初溶液環(huán)境為酸性,隨著電解的進(jìn)行,pH的升高到中性后保持不變,因此整個電解過程中溶液不呈堿性,所以不會出現(xiàn)Cu(OH)2藍(lán)色沉淀,故D錯誤;
故本題答案選C。
【點(diǎn)睛】有關(guān)電化學(xué)基礎(chǔ),把握規(guī)律是解題的關(guān)鍵,其中計算是必不可少的,其計算原則與方法如下:
a.原則:
(1)陽極還原劑失去的電子數(shù) = 陰極氧化劑得到的電子數(shù);如本題中利用此原則可分析得出陰陽極產(chǎn)物分別是什么;
(2)串聯(lián)電路中通過各電極的電子總數(shù)相等;
(3)電源輸出的電子總數(shù)和電解池中轉(zhuǎn)移的電子總數(shù)。
b.方法:
(1)電子守恒法:依據(jù)電路中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相等;
(2)總反應(yīng)式計算法:先寫出電極反應(yīng)式,再寫出總反應(yīng)式,最后根據(jù)總反應(yīng)式列出比例式進(jìn)行相關(guān)計算;
(3)關(guān)系式法:根據(jù)得失電子守恒關(guān)系建立已知量與未知量之間的橋梁,列出關(guān)系式進(jìn)而計算。
3.在2CH4(g)+2NH3(g)+3O2(g)===2HCN(g)+6H2O(g)反應(yīng)中,已知v(HCN)=n mol·L-1·min-1,且v(O2)=m mol·L-1·min-1,則m與n的關(guān)系正確的是( )
A. 2m=n B. 3m=2n C. 2m=3n D. m=2n
【答案】C
【解析】
【分析】
本題考查化學(xué)反應(yīng)速率知識,依據(jù)參加反應(yīng)的各物質(zhì)的反應(yīng)速率之比等于方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)之比的規(guī)律來作答即可得出結(jié)論。
答案選C。
【詳解】已知:v(HCN)=n mol/(L/min),v(O2) = m mol/(L/min),反應(yīng)速率之比等于其計量數(shù)之比,故n mol/(L/min):m mol/(L/min) = 2:3,即2m = 3n,C項(xiàng)正確;
【點(diǎn)睛】化學(xué)反應(yīng)速率的計算除了依據(jù)定義直接計算以外,也可依據(jù)各物質(zhì)表示的反應(yīng)速率之比等于其化學(xué)計量數(shù)之比進(jìn)行計算。
4. 如圖所示,將兩燒杯用導(dǎo)線如圖相連,Pt、Cu、Zn、C分別為四個電極,當(dāng)閉合開關(guān)后,以下敘述正確的是
A. Cu極附近OH-濃度增大
B. Cu極為原電池負(fù)極
C. 電子流向是由C極流向Pt極
D. 當(dāng)C極上有4 mol電子轉(zhuǎn)移時,Pt極上有1 mol O2生成
【答案】A
【解析】
正確答案:A
右邊原電池,負(fù)極Zn―2e-=Zn2+正極2H++2e-=H2
左邊電解池,陰極2H2O+2e-=H2+2OH―,陽極2Cl――2e-=Cl2
A 正確;B不正確,Cu極為原電池正極;C.不正確,電子流向是由Zn極流向Cu極
D.不正確,當(dāng)C極上有4 mol電子轉(zhuǎn)移時,Pt極上有2mol H2生成
5.一定條件下,在水溶液中1 mol Cl-、ClOx-(x=1,2,3,4)的能量(kJ)相對大小如圖所示,下列有關(guān)說法正確的是 ( )
A. e是ClO3-
B. b→a+c反應(yīng)的活化能為60 kJ·mol-1
C. a、b、c、d、e中c最穩(wěn)定
D. b→a+d反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為3ClO-(aq)===ClO3- (aq)+2Cl-(aq)ΔH=-116 kJ·mol-1
【答案】D
【解析】
【分析】
本題以鹵族元素氯元素為載體考查了氧化還原反應(yīng)、熱化學(xué)反應(yīng)方程式的反應(yīng)熱的計算等。
A.依據(jù)D中Cl元素化合價為+7價;
B.依據(jù)圖中數(shù)據(jù)無法判斷b→a+c反應(yīng)的活化能;
C.能量越低越穩(wěn)定;
D.B→A+C,根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒得該反應(yīng)方程式為3ClO- = ClO3- + 2Cl-,反應(yīng)熱=(64 kJ/mol+2×0 kJ/mol)-3×60 kJ/mol=-116 kJ/mol。
【詳解】A.由圖示信息可知,e中Cl元素化合價為+7價,而ClO3-中Cl元素化合價為+5價,故A錯誤;
B.依據(jù)圖中數(shù)據(jù)無法判斷b→a+c反應(yīng)的活化能,故B錯誤;
C.能量越低越穩(wěn)定,因此由圖中縱坐標(biāo)觀察,顯然a,b,c,d中a能量最低,所以a最穩(wěn)定,故C錯誤;
D. b→a+d,根據(jù)轉(zhuǎn)移電子數(shù)守恒得該反應(yīng)方程式為3ClO-= ClO3-+2Cl-,反應(yīng)熱=(64kJ/mol+2×0kJ/mol)-3×60kJ/mol=-116kJ/mol,所以該熱化學(xué)反應(yīng)方程式為3ClO-(aq)=ClO3-(aq)+2Cl-(aq)△H = -116kJ/mol,故D正確;
故答案為D。
【點(diǎn)睛】通過電子守恒規(guī)律寫出氧化還原反應(yīng)及其對熱化學(xué)方程式反應(yīng)熱微觀意義的理解來計算相應(yīng)反應(yīng)熱的大小是解題的關(guān)鍵,注意化學(xué)方程式中的化學(xué)計量數(shù)。
6. 為了測定酸堿反應(yīng)的中和反應(yīng)反應(yīng)熱,計算時至少需要的數(shù)據(jù)是( )
①酸的濃度和體積 ②堿的濃度和體積 ③比熱容 ④反應(yīng)后溶液的質(zhì)量
⑤生成水的物質(zhì)的量 ⑥反應(yīng)前后溶液溫度變化 ⑦操作所需的時間
A. ①②③⑥ B. ①③④⑥ C. ③④⑤⑥ D. 全部
【答案】C
【解析】
試題分析:根據(jù)反應(yīng)熱的計算公式△H=Q=-cm△T可知,酸堿反應(yīng)的中和熱計算時,至少需要的數(shù)據(jù)有:比熱容c、反應(yīng)后溶液的質(zhì)量以及生成水的物質(zhì)的量m、反應(yīng)前后溫度,根據(jù)反應(yīng)前后的溫度獲得反應(yīng)前后溫度變化△T,選項(xiàng)C符合題意.
考點(diǎn):測定酸堿中和反應(yīng)的中和熱
7. 下列條件一定能使反應(yīng)速率增大的是( )
① 增加反應(yīng)物的物質(zhì)的量 ② 升高溫度 ③ 縮小反應(yīng)容器的體積
④ 不斷分離出生成物 ⑤加入MnO2
A. 全部 B. ①②⑤ C. ②③ D. ②
【答案】D
【解析】
試題分析:①增加反應(yīng)物的物質(zhì)的量,化學(xué)反應(yīng)速率不一定增大,比如增加固體物質(zhì)的量,不會引起反應(yīng)速率的變化,①錯誤;②升高溫度,會使得所有化學(xué)反應(yīng)速率均加快,②正確;③縮小反應(yīng)容器的體積,即增大壓強(qiáng),僅僅適用于體參加的反應(yīng),③錯誤;④不斷分離出生成物(不是固體產(chǎn)物),會導(dǎo)致化學(xué)反應(yīng)速率減慢,④錯誤;⑤加入MnO2,僅會使得部分化學(xué)反應(yīng)速率加快,催化劑具有專一性的特點(diǎn),⑤錯誤,答案選D。
【考點(diǎn)定位】考查外界條件對反應(yīng)速率的影響
【名師點(diǎn)晴】參加化學(xué)反應(yīng)的物質(zhì)的性質(zhì)是決定化學(xué)反應(yīng)速率的主要原因。反應(yīng)的類型不同,物質(zhì)的結(jié)構(gòu)不同,都會導(dǎo)致反應(yīng)速率不同。當(dāng)其他條件不變時:①濃度:增加反應(yīng)物的濃度可以加快反應(yīng)速率;②壓強(qiáng):對于有氣體參加的化學(xué)反應(yīng),增大氣體的壓強(qiáng),可以加快化學(xué)反應(yīng)速率;③溫度:升高溫度,可以加快化學(xué)反應(yīng)速率;④催化劑:加入催化劑可以加快化學(xué)反應(yīng)速率;⑤其他因素:光、超聲波、激光、放射線、電磁波、反應(yīng)物表面積、擴(kuò)散速率、溶劑等因素也都能影響化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速率。
8.已知氧化性:Au3+>Ag+>Cu2+>Pb2+>Cr3+>Zn2+>Ti2+?,F(xiàn)有如圖所示的電化學(xué)裝置,下列敘述中正確的是
A. 若X為Ti,則Y極的電極反應(yīng)式可能是Zn-2e-=Zn2+
B. 若X為Cr,則Y可以選Zn或Ti
C. 若Y為Cu,則X極的電極反應(yīng)式可能是Cr-3e-=Cr3+
D. 若Y為Pb,則Xn+(aq)中陰離子數(shù)會減少
【答案】C
【解析】
試題分析:根據(jù)裝置圖可知,X電極是負(fù)極,失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)。Y電極是正極,正極得到電子,發(fā)生還原反應(yīng),據(jù)此可以判斷。A、若X為Ti,由于Y電極是正極,得到電子發(fā)生還原反應(yīng),因此A不正確;B、若X為Cr,則Y電極的金屬性要弱于Ti的金屬性,Zn或Ti的金屬性強(qiáng)于Cr的金屬性。則Y不能選Zn或Ti,可以選擇銅或Pb等,B不正確;C、若Y為Cu,由于X是負(fù)極,則X電極的金屬性要強(qiáng)于Cu,所以可以選擇Cr,因此負(fù)極電極反應(yīng)式可能是Cr-3e-=Cr3+,C正確;D、若Y為Pb,由于X電極是負(fù)極,失去電子,發(fā)生氧化反應(yīng),因此Xn+(aq)中陰離子數(shù)會增加,D不正確,答案選C。
考點(diǎn):考查原電池原理的有關(guān)判斷和應(yīng)用
9.氫碘酸(HI)可用“四室式電滲析法”制備,其工作原理如圖所示(陽膜和陰膜分別只允許陽離子、陰離子通過)。下列敘述錯誤的是( )
A. 通電后,陰極室溶液pH增大
B. 陽極電極反應(yīng)式為2H2O-4e-===4H++O2↑
C. 得到1 mol產(chǎn)品HI,陽極室溶液質(zhì)量減少8 g
D. 通電過程中,NaI的濃度逐漸減小
【答案】C
【解析】
【分析】
制備氫碘酸,電解質(zhì)為H2SO4溶液,則陽極區(qū)的OH-失電子發(fā)生氧化反應(yīng),生成大量H+,而后H+離子通過陽離子交換膜移向產(chǎn)品室,在陰極上是氫氧化鈉溶液中的H+放電,在直流電的作用下,原料室中NaI的Na+移向陰極、I-移向產(chǎn)品室,據(jù)此分析解答;
【詳解】A.通電后,陰極室上是氫氧化鈉溶液中的H+放電,則溶液pH增大,故A正確;
B.陽極上是硫酸溶液中的氫氧根失電子發(fā)生氧化反應(yīng),電極反應(yīng)式是2H2O-4e-═4H++O2↑,故B正確;
C.得到l mol產(chǎn)品HI,則轉(zhuǎn)移l mol電子,陽極電極反應(yīng)式是2H2O-4e-═4H++O2↑,氫離子通過陽離子交換膜移向產(chǎn)品室,所以消耗0.5mol水即9g,故C錯誤;
D.通電過程中,在陰極上是氫氧化鈉溶液中的H+放電,在直流電的作用下,原料室中NaI的Na+移向陰極、I-移向產(chǎn)品室,所以NaI的濃度逐漸減小,故D正確。
故選C。
【點(diǎn)睛】本題考查了電解池原理以及電極反應(yīng)式的書寫,難度適中,應(yīng)注意的是任何電解質(zhì)溶液必須保持電中性,離子交換膜的作用是也是電解池中需要掌握的細(xì)節(jié)。
10.25℃,以石墨作電極電解一定量的硫酸鈉飽和溶液。一段時間后,陰極析出a mol氣體,同時有m g Na2SO4·10H2O晶體析出 。若溫度不變,此時溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是( )
A. ×100% B. ×100% C. % D. %
【答案】D
【解析】
【分析】
用Pt作電極,電解飽和硫酸鈉溶液時,陽極上氫氧根離子放電生成氧氣,陰極上氫離子放電生成氫氣,實(shí)際上是電解水,發(fā)生總反應(yīng)2H2O2H2↑+O2,由于溶劑水的減少,導(dǎo)致溶液中硫酸鈉過飽和而析出晶體,但剩余的電解質(zhì)溶液仍是飽和溶液,析出的硫酸鈉晶體和電解的水組成的也是飽和溶液,根據(jù)質(zhì)量分?jǐn)?shù)公式計算即可。
【詳解】用Pt作電極,電解飽和硫酸鈉溶液時,陽極上氫氧根離子放電生成氧氣,陰極上氫離子放電生成氫氣,電解水后,溶液中硫酸鈉過飽和導(dǎo)致析出晶體,剩余的電解質(zhì)溶液仍是飽和溶液,析出的硫酸鈉晶體和電解的水組成的也是飽和溶液.
w g Na2SO4?10H2O硫酸鈉的質(zhì)量= w g× = g。
設(shè)電解水的質(zhì)量為x:
2H2O2H2↑+O2
36g 2 mol
x a mol
x=18a g
所以飽和溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)= / [(w+18a)g] ×100% = %
故答案選D。
【點(diǎn)睛】本題難度較大,要求對學(xué)過的溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)知識靈活運(yùn)用的同時,還必須有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪\(yùn)算思維與較強(qiáng)的計算能力,分別求出溶質(zhì)硫酸鈉與溶劑水的質(zhì)量是解題的關(guān)鍵。另外,抓住電解飽和硫酸鈉溶液實(shí)質(zhì)是電解水這一點(diǎn),進(jìn)而間接求出消耗的水的質(zhì)量。
11.用惰性電極電解1 L 0.1 mol·L-1含Cu2+、X3+的水溶液,陰極質(zhì)量和通過電子的物質(zhì)的量的關(guān)系如圖所示,則溶液中離子的氧化性由強(qiáng)到弱的順序是( )
A. Cu2+>X3+>H+ B. X3+>Cu2+>H+
C. Cu2+>H+>X3+ D. H+>Cu2+>X3+
【答案】C
【解析】
【分析】
本題主要考查惰性電極電解時,陰極區(qū)的放電順序與離子的氧化性有關(guān)。離子的氧化性越強(qiáng),越易得電子。再結(jié)合圖示信息中電子轉(zhuǎn)移的物質(zhì)的量與溶液中離子的物質(zhì)的量的關(guān)系進(jìn)行判斷。
【詳解】理論上陰極增重只能是析出的Cu、X或X和Cu的質(zhì)量,1L 0.1 mol·L-1含Cu2+、X3+的物質(zhì)的量均為0.1mol,它們完全放電所需要電子的物質(zhì)的量分別為0.2mol和0.3mol,而實(shí)際通過圖示可以看到,通過0.2 mol e-后陰極質(zhì)量不再增加,說明銅離子放電后溶液中的氫離子放電,而不是X3+放電析出X,故氧化性由強(qiáng)到弱的順序是Cu2+>X3+>H+,選C。
本題答案選C。
【點(diǎn)睛】電解原理中陰陽極放電順序判斷方法:
(1)陰極:陰極上放電的一般是溶液中的陽離子。金屬活動性順序表中越排在后面的,其離子的氧化性越強(qiáng),越易得到電子(注意Fe3+在Cu2+后面)而放電,其放電順序?yàn)椋篕+Ca2+Na+Al3+(水中)H+ Zn2+ Fe2+ Sn4+ Pb2+ H+Cu2+ Fe3+ Ag+。
(2)陽極:若為活性電極做陽極,則活性電極首先失電子,發(fā)生氧化反應(yīng);若為惰性電極做陽極,則一般是溶液中的陰離子放電,其常見的放電順序?yàn)椋篎-含氧酸根離子OH-Cl-Br-I-S2-。
12.25 ℃、101 kPa時,強(qiáng)酸與強(qiáng)堿的稀溶液發(fā)生中和反應(yīng)的中和熱為57.3 kJ·mol-1,辛烷的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱為-5518 kJ·mol-1。下列熱化學(xué)方程式書寫正確的是( )
A. 2H+(aq)+SO (aq)+Ba2+(aq)+2OH-(aq)===BaSO4(s)+2H2O(l)ΔH=-57.3 kJ·mol-1
B. KOH(aq)+H2SO4(aq)=== K2SO4(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1
C. C8H18(l)+O2(g)===8CO2(g)+9H2O(g) ΔH=-5518 kJ·mol-1
D. 2C8H18(g)+25O2(g)===16CO2(g)+18H2O(l) ΔH=-5518 kJ·mol-1
【答案】B
【解析】
【分析】
本題主要考查中和熱與燃燒熱的定義與應(yīng)用,緊扣定義中的注意事項(xiàng)便可得出答案。
【詳解】A.中和熱專指生成1 mol水時所對應(yīng)的熱量,該熱化學(xué)方程式中生成的是2mol水,生成BaSO4沉淀也放熱,反應(yīng)熱不是57.3kJ/mol,故A錯誤;
B. 符合中和熱的概念,故B正確;
C. 燃燒熱是指1 mol 可燃物生成穩(wěn)定的氧化物時所對應(yīng)的熱量,該熱化學(xué)方程式中生成的水是氣體,不是穩(wěn)定氧化物,故C錯誤;
D.熱化學(xué)方程式中可燃物不是1mol,不符合燃燒熱的定義,故D錯誤;
故本題答案選B。
【點(diǎn)睛】對燃燒熱與中和熱概念的理解是??键c(diǎn)。解題時需注意以下幾點(diǎn):
(1)燃燒熱是反應(yīng)熱的一種,其ΔH0;
(2)101kPa時,純凈可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物,如C完全燃燒生成二氧化碳(g),而不是CO(g);
(3)書寫表示燃燒熱的熱化學(xué)方程式時,應(yīng)以燃燒1 mol物質(zhì)為標(biāo)準(zhǔn)來配平其余物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù),其他物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)可能會出現(xiàn)分?jǐn)?shù)表示的情況;
(4)中和熱理解為稀酸溶液與稀的堿溶液發(fā)生中和反應(yīng)生成1 mol液態(tài)水和可溶性鹽所放出的熱量。
13.對于可逆反應(yīng)A(g)+3B(s)2C(g)+2D(g),下列在不同條件下表示的反應(yīng)速率中最快的是( )
A. v(A)=0.5 mol·L-1·min-1 B. v(B)=1.6 mol·L-1·min -1
C. v(D)=0.4 mol·L-1·min-1 D. v(C)=0.02 mol·L-1·s-1
【答案】D
【解析】
【分析】
本題主要考查化學(xué)反應(yīng)速率的快慢比較,是??碱}型??梢圆捎脷w一法進(jìn)行求解,即將不同物質(zhì)表示的反應(yīng)速率折算成A表示的反應(yīng)速率進(jìn)行比較。
【詳解】A(g)+3B(s)2C(g)+2D(g),以A的反應(yīng)速率為標(biāo)準(zhǔn),根據(jù)參加反應(yīng)的各物質(zhì)的反應(yīng)速率之比等于方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)之比的規(guī)律來作答即可比較出反應(yīng)速率的大小。
A. v(A) = 0.5 mol·L-1·min-1
B. B為純固體,不能表示反應(yīng)速率,故不做考慮;
C. v(D)=0.4 mol·L-1·min-1,則v(A)= v(D)/2 = 0.2 mol·L-1·min-1;
D. 因v(C)=0.02 mol·L-1·s-1,則v(A)= v(C)/2 = 0.01 mol·L-1·s-1 = 0.6 mol·L-1·min-1;
通過對比同一個標(biāo)準(zhǔn)v(A)的大小,可以看出顯然D項(xiàng)中表示反應(yīng)速率最大,即反應(yīng)速率最快,故D項(xiàng)正確;
故本題答案選D。
【點(diǎn)睛】化學(xué)反應(yīng)速率的大小比較一般可以歸納為定性比較與定量比較兩大類。
(1)定性比較:通過明顯的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,如反應(yīng)的劇烈程度、產(chǎn)生氣泡或沉淀的快慢以及固體消失?;驓怏w充滿所需時間的長短等來定性判斷化學(xué)反應(yīng)的快慢,如K與水反應(yīng)比Na與水反應(yīng)劇烈,則反應(yīng)速率:KNa。
(2)定量比較:對同一化學(xué)反應(yīng)用不同物質(zhì)表示的反應(yīng)速率,其數(shù)值可能不同,但比較反應(yīng)速率的大小,不能只看數(shù)值的多少,而要進(jìn)行一定的轉(zhuǎn)化,具體比較方法如下:①一看:看化學(xué)反應(yīng)速率的單位是否一致;②二化:將不同物質(zhì)表示的化學(xué)反應(yīng)速率轉(zhuǎn)化成同一物質(zhì)表示的化學(xué)反應(yīng)速率,或分別除以相應(yīng)物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)。③三比較:比較同一物質(zhì)表示的化學(xué)反應(yīng)速率或除以化學(xué)計量數(shù)之后的數(shù)值。數(shù)值越大,反應(yīng)進(jìn)行得越快。
14.在一定條件下,向容積為2 L的密閉容器中加入2 mol N2和10 mol H2,發(fā)生反應(yīng):N2+3H2 2NH3,2 min時,測得剩余的N2為1 mol,則下列化學(xué)反應(yīng)速率的表達(dá)式中正確的是( )
A. v(N2)=1 mol·L-1·min-1 B. v(H2)=0.75 mol·L-1·min-1
C. v(NH3)=0.25 mol·L-1·min-1 D. v(N2)=0.5 mol·L-1·min-1
【答案】B
【解析】
【分析】
本題考查化學(xué)反應(yīng)速率的計算與比較,按照定義求出v(N2) = = 0.25 mol·L-1·min-1以后,根據(jù)各物質(zhì)表示的化學(xué)反應(yīng)速率與方程式中的化學(xué)計量系數(shù)成正比即可選出答案。
【詳解】2 min時,N2物質(zhì)的量減少了1mol,因此v(N2) = 1mol/(2L?2min) = 0.25 mol·L-1·min-1
,各物質(zhì)表示的化學(xué)反應(yīng)速率與方程式中的化學(xué)計量系數(shù)成正比,根據(jù)反應(yīng)方程式中的化學(xué)計量數(shù)可知,v(H2) = 0.75 mol·L-1·min-1,v(NH3) = 0.5 mol·L-1·min-1,故A、C、D項(xiàng)錯誤,B項(xiàng)正確;
綜上所述,本題選B。
【點(diǎn)睛】在計算參加反應(yīng)的某物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率時,需要特別注意幾點(diǎn):
(1)題設(shè)條件中所用時間可能是s,也可能是min,因此常用單位為mol·L-1·min-1或mol·L-1·s-1;
(2)反應(yīng)速率指的是平均反應(yīng)速率,而不是瞬時反應(yīng)速率,且均為正;
(3)對同一化學(xué)反應(yīng)用不同物質(zhì)表示的反應(yīng)速率,其數(shù)值可能不同,但表示的意義完全相同,都表示該反應(yīng)的反應(yīng)速率;
(4)由于在反應(yīng)中固體或純液體的濃度是恒定不變的,因此一般不用固體或純液體來表示化學(xué)反應(yīng)速率。雖然化學(xué)反應(yīng)速率與固體或純液體的物質(zhì)的量無關(guān),但與其表面積卻有關(guān)。
15.一種電化學(xué)制備NH3的裝置如圖所示,圖中陶瓷在高溫時可以傳輸H+。下列敘述錯誤的是
A. Pd電極b為陰極
B. 陰極的反應(yīng)式為:N2+6H++6e?2NH3
C. H+由陽極向陰極遷移
D. 陶瓷可以隔離N2和H2
【答案】A
【解析】
A、此裝置為電解池,總反應(yīng)是N2+3H2=2NH3,Pd電極b上是氫氣發(fā)生反應(yīng),即氫氣失去電子化合價升高,Pd電極b為陽極,故A說法錯誤;B、根據(jù)A選項(xiàng)分析,Pd電極a為陰極,反應(yīng)式為N2+6H++6e-=2NH3,故B說法正確;C、根據(jù)電解的原理,陰極上發(fā)生還原反應(yīng),即有陽極移向陰極,故C說法正確;D、根據(jù)裝置圖,陶瓷隔離N2和H2,故D說法正確。
16.如圖是在航天所用的高壓氫鎳電池基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種金屬氫化物鎳電池(MH-Ni電池)。下列有關(guān)說法不正確的是( )
A. 放電時正極反應(yīng)為NiOOH+H2O+e-===Ni(OH)2+OH-
B. 電池的電解液可為KOH溶液
C. 充電時負(fù)極反應(yīng)為MH+OH--e-===H2O+M
D. MH是一類儲氫材料,其氫密度越大,電池的能量密度越大
【答案】C
【解析】
【分析】
本題結(jié)合充電電池的特點(diǎn),主要考查原電池與電解池基本原理及其相關(guān)的電極反應(yīng)式的書寫。放電時,正極反應(yīng)式為:NiOOH+H2O+e- = Ni(OH)2+OH-,負(fù)極反應(yīng)式為:MH+OH--e- = H2O+M,總反應(yīng)為:NiOOH+MH = M+Ni(OH)2充電時,陽極反應(yīng)為Ni(OH)2+OH--e-= NiOOH+H2O,陰極反應(yīng)為:H2O+M+e- = MH+OH-,總反應(yīng)為M+Ni(OH)2 = NiOOH+MH。以上各式中M為金屬合金,MH為吸附了氫原子的儲氫合金。在儲氫材料中,其氫密度越大,其化學(xué)能密度越高,電池的能量密度越高。
【詳解】A.電池放電時,化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,為原電池原理,因此正極發(fā)生還原反應(yīng),其電極反應(yīng)式為NiOOH+H2O+e- = Ni(OH)2+OH-,故A項(xiàng)正確;
B.電池正極反應(yīng)物為NiOOH,得電子會生成Ni(OH)2,其電極反應(yīng)式為NiOOH+H2O+e- = Ni(OH)2+OH-,所以電解質(zhì)溶液須為堿性電解質(zhì)溶液,可為KOH溶液,故B項(xiàng)正確;
C.充電時,電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能,為電解池原理,該電池負(fù)極作陰極,發(fā)生得電子的還原反應(yīng),其反應(yīng)式為:H2O+M+e- = MH+OH-,故C項(xiàng)錯誤;
D.MH為吸附了氫原子的儲氫合金,其氫密度越大,其化學(xué)能密度越高,電池的能量密度越高,故D項(xiàng)正確。
【點(diǎn)睛】可充電電池的兩極有放電與充電兩個過程。分析可充電電池,通常是借助于氧化還原反應(yīng)中化合價的變化來判斷電極反應(yīng)的反應(yīng)物與產(chǎn)物。
17.已知:鋰離子電池的總反應(yīng)為LixC+ Li1-xCoO2 C+ LiCoO2;鋰硫電池的總反應(yīng)為2Li+S Li2S。(提示:參與電極反應(yīng)的單位質(zhì)量的電極材料放出電能的大小稱為該電池的比能量)。有關(guān)上述兩種電池說法正確的是( )
A. 鋰離子電池放電時,Li+向負(fù)極遷移
B. 鋰硫電池充電時,鋰電極發(fā)生還原反應(yīng)
C. 理論上兩種電池的比能量相同
D. 如圖表示用鋰離子電池給鋰硫電池充電
【答案】B
【解析】
【分析】
本題主要考查新型化學(xué)電源的反應(yīng)原理,以總反應(yīng)式中氧化還原反應(yīng)化合價的升價為突破口,其解題思路如下:
A.原電池中陽離子向正極移動;
B.鋰硫電池充電時,鋰電極與外接電源的負(fù)極相連;
C.比能量是參與電極反應(yīng)的單位質(zhì)量的電極材料放出電能的大??;
D.通常可以用電壓高的、能量高的電池給電壓低的、能量低的電池充電,但鋰離子電池和鋰硫電池的能量及電壓都不確定,無法說明鋰離子電池一定可以給鋰硫電池充電。
【詳解】A.原電池中陽離子向正極移動,則鋰離子電池放電時,Li+向正極遷移,故A項(xiàng)錯誤;
B.鋰硫電池充電時,鋰電極與外接電源的負(fù)極相連,鋰電極上Li+得電子發(fā)生還原反應(yīng),故B項(xiàng)正確;
C.比能量是參與電極反應(yīng)的單位質(zhì)量的電極材料放出電能的大小,鋰硫電池放電時負(fù)極為Li,鋰離子電池放電時負(fù)極為LixC,兩種電池的負(fù)極材料不同,所以比能量不同,故C項(xiàng)錯誤;
D.通??梢杂秒妷焊叩摹⒛芰扛叩碾姵亟o電壓低的、能量低的電池充電,但鋰離子電池和鋰硫電池的能量及電壓都不確定,無法說明鋰離子電池一定可以給鋰硫電池充電,故D項(xiàng)錯誤;
故答案選B。
【點(diǎn)睛】新型化學(xué)電源反應(yīng)式的正確書寫是本題的難點(diǎn)。要求學(xué)生能夠正確區(qū)分原電池與電解池原理,并通過分析選項(xiàng),利用排除法解答能夠達(dá)到事半功倍的效果。
18.一種熔融碳酸鹽燃料電池原理示意如圖.下列有關(guān)該電池的說法正確的是( ??)
A. 反應(yīng)CH4+H2O 3H2+CO,每消耗1 mol?CH4轉(zhuǎn)移12 mol 電子
B. 電極A上H2參與的電極反應(yīng)為:H2+2OH- -2e-=2H2O
C. 電池工作時, CO32-向電極B移動
D. 電極B上發(fā)生的電極反應(yīng)為:O2+2CO2+4e-=2CO32-
【答案】D
【解析】
試題分析:A、每消耗1摩爾甲烷,轉(zhuǎn)移6摩爾電子,錯誤,不選A;B、電解質(zhì)為熔融的碳酸鹽,不含氫氧根離子,錯誤,不選B;C、B極通入氧氣,為正極,碳酸根離子向負(fù)極移動,錯誤,不選C;D、電極B上氧氣得到電子生成碳酸根離子,正確,選D。
考點(diǎn):原電池的原理的應(yīng)用
19.利用含碳化合物合成燃料是解決能源危機(jī)的重要方法,已知CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)反應(yīng)過程中的能量變化情況如圖所示,曲線Ⅰ和曲線Ⅱ分別表示不使用催化劑和使用催化劑的兩種情況。下列判斷正確的是 ( )
A. 該反應(yīng)的ΔH=+91 kJ·mol-1
B. 加入催化劑,該反應(yīng)的ΔH變小
C. 反應(yīng)物的總能量小于生成物的總能量
D. 如果該反應(yīng)生成液態(tài)CH3OH,則ΔH減小
【答案】D
【解析】
試題分析:A.反應(yīng)物總能量大于生成物總能量,該反應(yīng)放熱,故A錯誤;B.加入催化劑,反應(yīng)熱不變,故B錯誤;C.由圖象可知,反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量,為放熱反應(yīng),故C正確;D.如果該反應(yīng)生成液態(tài)CH3OH,放出更多的熱量,因反應(yīng)熱為負(fù)值,則△H減小,故D錯誤;故選C。
【考點(diǎn)定位】考查反應(yīng)熱與焓變
【名師點(diǎn)晴】本題考查反應(yīng)熱與焓變,注意反應(yīng)物與生成物總能量與反應(yīng)熱的關(guān)系,特別是催化劑只改變反應(yīng)的活化能,但不能改變反應(yīng)熱。反應(yīng)物總能量大于生成物總能量,該反應(yīng)放熱,曲線Ⅱ活化能降低,應(yīng)加入催化劑。
20.已知:NH3·H2O(aq)與H2SO4(aq)反應(yīng)生成1 mol正鹽的ΔH=-24.2 kJ·mol-1,強(qiáng)酸、強(qiáng)堿稀溶液反應(yīng)的中和熱為ΔH=-57.3 kJ·mol-1,則NH3·H2O在水溶液中電離的ΔH等于( )
A. -69.4 kJ·mol-1 B. -45.2 kJ·mol-1 C. +69.4 kJ·mol-1 D. +45.2 kJ·mol-1
【答案】D
【解析】
試題分析:根據(jù)蓋斯定律:2NH3?H2O(aq)+H2SO4(aq)=(NH4)2SO4(aq)+2H2O (l)△H=-24.2kJ/mol
2NH3?H2O(aq)+2H+=2NH4+(aq)+2H2O(l)△H=-24.2kJ/mol
NH3?H2O(aq)+H+=NH4+(aq)+H2O(l)△H=-12.1kJ/moL (1)
H+(aq)+OH-(aq)=H2O (l)△H=-57.3kJ/mol (2)
(1)-(2)可得:NH3?H2O(aq)=NH4+(aq)+OH-(aq),△H=+45.2kJ/mol,
答案選D。
考點(diǎn):蓋斯定律
21.下圖是某同學(xué)設(shè)計的驗(yàn)證原電池和電解池的實(shí)驗(yàn)裝置,下列有關(guān)說法不正確的是( )
A. 關(guān)閉K2、打開K1,試管內(nèi)兩極都有氣泡產(chǎn)生
B. 關(guān)閉K2、打開K1,一段時間后,發(fā)現(xiàn)左側(cè)試管收集到的氣體比右側(cè)略多,則a為負(fù)極,b為正極
C. 關(guān)閉K2,打開K1,一段時間后,用拇指堵住試管移出燒杯,向試管內(nèi)滴入酚酞,發(fā)現(xiàn)左側(cè)試管內(nèi)溶液變紅色,則a為負(fù)極,b為正極
D. 關(guān)閉K2,打開K1,一段時間后,再關(guān)閉K1,打開K2,檢流計指針不會偏轉(zhuǎn)
【答案】D
【解析】
【分析】
A.關(guān)閉K2,打開K1,該裝置為電解池,NaCl溶液被電解,陰極產(chǎn)生氫氣,陽極產(chǎn)生氯氣;
B.由于氯氣在水中的溶解度比氫氣大,一段時間后,試管中體積大的氣體為氫氣;
C.產(chǎn)生氫氣的一極消耗了氫離子,溶液顯堿性,堿性溶液能使酚酞溶液變紅;
D.一段時間后,再關(guān)閉K1,打開K2時,氫氣、氯氣和NaCl溶液能形成原電池。
【詳解】A.關(guān)閉K2,打開K1,該裝置為電解池,NaCl溶液被電解,兩極分別產(chǎn)生氫氣和氯氣,故A正確;
B.由于氯氣在水中的溶解度比氫氣大,一段時間后,氣體體積大的為氫氣,該電極為陰極,與該極相連的電源電極即為負(fù)極;則生成氯氣的電極為陽極,與該極相連的電源電極即為正極,故B正確;
C.產(chǎn)生氫氣的一極消耗了水電離的氫離子,促進(jìn)了水的電離,溶液顯堿性,堿性溶液能使酚酞溶液變紅,故C正確;
D.一段時間后,再關(guān)閉K1,打開K2時,氫氣、氯氣和NaCl溶液能形成原電池,放電時會引起電流計指針發(fā)生偏移,故D錯誤。
故選D。
【點(diǎn)睛】電化學(xué)(原電池與電解池綜合題型)解題技巧:
(1)先判斷是原電池原理還是電解池原理;
(2)若為原電池,則考慮正負(fù)極反應(yīng)、電子的轉(zhuǎn)移及其反應(yīng)現(xiàn)象等;
(3)若為電解池,則需要先看是惰性電極還是活性電極,如果是惰性電極,則根據(jù)陰陽極的放電順序進(jìn)行解答;相反,若為活性電極,需要注意陽極的金屬電極要先失電子變成金屬陽離子,陰極則直接利用陽離子的放電順序分析即可。
22.下列對化學(xué)反應(yīng)預(yù)測正確的是()
選項(xiàng)
化學(xué)反應(yīng)方程式
已知條件
預(yù)測
A
M(s)=X(g)+Y(s)
ΔH>0
它是非自發(fā)反應(yīng)
B
W(s)+xG(g)=2Q(g)
ΔH0
【答案】B
【解析】
A.M(s)═X(g)+Y(s),反應(yīng)氣體系數(shù)增大,為熵增大的反應(yīng),△S>0,△H>0,在高溫條件下能自發(fā)進(jìn)行,故A錯誤;B.W(s)+xG(g)═2Q(g)△H<0,x為1,2,3時,反應(yīng)熵變,△S>0,則一定滿足△H-T△S<0,反應(yīng)能夠自發(fā)進(jìn)行,故B正確;C.4X(g)+5Y(g)═4W(g)+6G(g)反應(yīng)為氣體系數(shù)增大的反應(yīng),△S>0,所以當(dāng)△H<0,一定滿足△H-T△S<0,反應(yīng)一定能夠自發(fā)進(jìn)行,當(dāng)△H>0時,當(dāng)高溫時,△H-T△S<0,成立,可以自發(fā)進(jìn)行,故C錯誤;D.4M(s)+N(g)+2W(l)═4Q(s)為氣體系數(shù)減小的反應(yīng),△S<0,當(dāng)△H>0時,△H-T△S>0,一定不能自發(fā)進(jìn)行,故D錯誤;故選B。
點(diǎn)睛:在等溫、等壓條件下,化學(xué)反應(yīng)的方向是由反應(yīng)的焓變和熵變共同決定的.化學(xué)反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的最終判據(jù)是吉布斯自由能變,自由能一般用△G來表示,且△G=△H-T△S,當(dāng)△G=△H-T△S<0時,反應(yīng)向正反應(yīng)方向能自發(fā)進(jìn)行;當(dāng)△G=△H-T△S=0時,反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài);當(dāng)△G=△H-T△S>0時,反應(yīng)不能向正反應(yīng)方向自發(fā)進(jìn)行;據(jù)此解答。
二、非選擇題(共7題,共56分)
23.碳是形成化合物種類最多的元素,其單質(zhì)及其化合物是人類生產(chǎn)生活的主要能源物質(zhì)。請回答下列問題:
(1)有機(jī)物M經(jīng)過太陽光光照可轉(zhuǎn)化成N,轉(zhuǎn)化過程如下:
ΔH=88.6 kJ/mol則M、N相比,較穩(wěn)定的是________。
(2)已知CH3OH(l)的燃燒熱為-726.5 kJ·mol-1,CH3OH(l)+1/2O2(g)===CO2(g)+2H2(g) ΔH=-a kJ·mol-1,則a________726.5(填“>”“<”或“=”)。
(3)使Cl2和H2O(g)通過灼熱的炭層,生成HCl和CO2,當(dāng)有1 mol Cl2參與反應(yīng)時釋放出145 kJ熱量,寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:_______________________________。
(4)火箭和導(dǎo)彈表面的薄層是耐高溫物質(zhì)。將石墨、鋁粉和二氧化鈦按一定比例混合在高溫下煅燒,所得物質(zhì)可作耐高溫材料:4Al(s)+3TiO2(s)+3C(s)===2Al2O3(s)+3TiC(s) ΔH=-1176 kJ·mol-1,則反應(yīng)過程中,每轉(zhuǎn)移1 mol電子放出的熱量為________。
【答案】 (1). M (2). < (3). 2Cl2(g)+2H2O(g)+C(s)===4HCl(g)+CO2(g)ΔH=-290 kJ·mol-1 (4). 98 kJ
【解析】
【分析】
本題考查化學(xué)能與熱能的綜合運(yùn)用,主要從化學(xué)反應(yīng)熱的計算,以及根據(jù)熱化學(xué)反應(yīng)方程式來計算能量變化等思路進(jìn)行解答。
(1)M轉(zhuǎn)化為N是吸熱反應(yīng),所以N的能量高,不穩(wěn)定;
(2)甲醇燃燒生成CO2(g)和H2(g)屬于不完全燃燒,放出的熱量少,故a
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