
1.下列關(guān)于化學(xué)反應(yīng)速率的說法正確的是
A. 根據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率可以知道化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的快慢
B. 化學(xué)反應(yīng)速率0.8 mol·L-1·s-1是指1 s時某物質(zhì)的濃度為0.8 mol·L-1
C. 對于任何化學(xué)反應(yīng)來說,反應(yīng)速率越大,反應(yīng)現(xiàn)象就越明顯
D. 化學(xué)反應(yīng)速率是指一定時間內(nèi)任何一種反應(yīng)物濃度的減小或任何一種生成物濃度的增加
【答案】A
【解析】
【詳解】A. 化學(xué)反應(yīng)速率是用于描述化學(xué)反應(yīng)快慢的物理量,根據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率可以知道化學(xué)
反應(yīng)進(jìn)行的快慢,故A正確;
B. 因化學(xué)反應(yīng)速率為平均速率,則化學(xué)反應(yīng)速率為0.8mol/(L·s)是指1s內(nèi)該物質(zhì)的濃
度變化量為0.8mol/L,故B錯誤;
C. 對有明顯現(xiàn)象的化學(xué)反應(yīng),反應(yīng)速率越快,反應(yīng)現(xiàn)象就越明顯,對于沒有明顯現(xiàn)象的反應(yīng),反應(yīng)速率快慢對反應(yīng)現(xiàn)象影響很小,如中和反應(yīng)等,故C錯誤;
D. 化學(xué)反應(yīng)速率通常用單位時間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減小或生成物濃度的增大來表示,固體或純液體的濃度變化視為0,不能用于表示反應(yīng)速率,故D錯誤。
故選A。
【點睛】化學(xué)反應(yīng)速率通常用單位時間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減小或生成物濃度的增大來表示,固體或純液體的濃度變化視為0,不能用于表示反應(yīng)速率。
2.下列敘述中不正確的是
A. 金屬的電化學(xué)腐蝕比化學(xué)腐蝕普遍
B. 鋼鐵在干燥的空氣里不易腐蝕
C. 用鋁質(zhì)鉚釘鉚接鐵板,鐵板易被腐蝕
D. 原電池外電路電子由負(fù)極流入正極
【答案】C
【解析】
【詳解】A. 在日常生活的金屬腐蝕中,以電化學(xué)腐蝕更為普遍,故A正確;
B.金屬腐蝕的條件:和水、空氣接觸,鋼鐵在干燥空氣里因為沒有水而不易腐蝕,故
B正確;
C.金屬鐵和鋁形成的原電池中,活潑的金屬鋁為負(fù)極,更易被腐蝕,金屬鐵被保護(hù),故C錯誤;
D. 原電池外電路中電子由負(fù)極流入正極,故D正確。
故選C。
3.下列反應(yīng)中,生成物的總能量高于反應(yīng)物的總能量的是
A. 碳酸鈣受熱分解 B. 乙醇在空氣中燃燒
C. 鋁粉與鹽酸反應(yīng) D. 氧化鈣溶解于水
【答案】A
【解析】
【詳解】A.碳酸鈣受熱分解屬于吸熱反應(yīng),生成物總能量高于反應(yīng)物總能量,故A正確;
B.乙醇燃燒屬于放熱反應(yīng),生成物的總能量小于反應(yīng)物的總能量,故B錯誤;
C.鋁與鹽酸反應(yīng)屬于放熱反應(yīng),生成物的總能量小于反應(yīng)物的總能量,故C錯誤;
D.氧化鈣溶于水,與水發(fā)生化合反應(yīng),屬于放熱反應(yīng),生成物的總能量小于反應(yīng)物的總能量,故D錯誤。
故選A。
【點睛】反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量時,反應(yīng)物轉(zhuǎn)化為生成物時就會放出能量;反應(yīng)物的總能量小于生成物的總能量時,反應(yīng)物需要吸收能量才能轉(zhuǎn)化為生成物。如果反應(yīng)中的能量變化主要表現(xiàn)為熱的形式,反應(yīng)就伴隨有熱量的吸收或釋放。
4.將N2和H2的混合氣體分別充入甲、乙、丙三個容器中進(jìn)行合成氨反應(yīng),經(jīng)過一段時間后反應(yīng)速率為:v甲(H2)=3 mol·L-1·min-1,v乙(N2)=2 mol·L-1·min-1,v丙(NH3)=1 mol·L-1·min-1。這段時間內(nèi)三個容器中合成氨的反應(yīng)速率的大小關(guān)系為
A. v甲>v乙>v丙 B. v乙>v甲>v丙
C. v甲>v丙>v乙 D. v甲=v乙=v丙
【答案】B
【解析】
試題分析:都轉(zhuǎn)化為用同一物質(zhì)表示的化學(xué)反應(yīng)速率,然后再比較大小。我們不妨都用氮氣的濃度變化表示反應(yīng)速率。v甲(H2)=3 mol·L-1·min-1,則v甲(N2)=1 mol·L-1·min-1;v丙(NH3)=1 mol·L-1·min-1,則v丙(N2)=0.5 mol·L-1·min-1,所以這段時間內(nèi)三個容器中合成氨的反應(yīng)速率的大小關(guān)系為v乙>v甲>v丙,故答案是選項B.
考點:考查化學(xué)反應(yīng)速率大小比較的知識。
5.2Zn(s)+O2(g)===2ZnO(s) ΔH=-701.0 kJ·mol-1
2Hg(l)+O2(g)===2HgO(s) ΔH=-181.6 kJ·mol-1
則反應(yīng)Zn(s)+HgO(s)===ZnO(s)+Hg(l)的ΔH為
A. +519.4 kJ·mol-1 B. +259.7 kJ·mol-1
C. -259.7 kJ·mol-1 D. -519.4 kJ·mol-1
【答案】C
【解析】
【詳解】①2Zn(s)+O2(g)=2ZnO(s) ΔH=-701.0 kJ·mol-1
②2Hg(l)+O2(g)=2HgO(s) ΔH=-181.6 kJ·mol-1
根據(jù)蓋斯定律,①-②得2Zn(s)+2HgO(s)=2ZnO(s)+2Hg(l),
ΔH=(-701.0 kJ·mol-1)-(-181.6 kJ·mol-1)=-519.4 kJ·mol-1,即Zn(s)+HgO(s)=ZnO(s)+Hg(l),ΔH=-259.7 kJ·mol-1,故C正確。
故選C。
6.下列有關(guān)電化學(xué)的示意圖中正確的是( )
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
A、Zn應(yīng)為原電池的負(fù)極,Cu為原電池的正極,選項A錯誤;B、鹽橋兩邊的燒杯中盛裝的電解質(zhì)溶液應(yīng)互換,選項B錯誤;C、粗銅應(yīng)連接電源正極,選項C錯誤;D、電解飽和NaCl溶液,Cl-在陽極放電產(chǎn)生Cl2,溶液中的H+在陰極獲得電子而產(chǎn)生H2,選項D正確。答案選D。
點睛:本題綜合考查原電池和電解池知識,側(cè)重于電化學(xué)的工作原理的考查,注意把握電極反應(yīng)的判斷,把握電極方程式的書寫,為解答該類題目的關(guān)鍵。
7.銅板上鐵鉚釘處的吸氧腐蝕原理如圖所示,下列有關(guān)說法錯誤的是
A. 正極電極反應(yīng)式為:2H++2e-===H2↑
B. 此過程中還涉及到反應(yīng):4Fe(OH)2+2H2O+O2===4Fe(OH)3
C. 此過程中Cu并不被腐蝕
D. 此過程中電子從Fe移向Cu
【答案】A
【解析】
【詳解】A.正極電極反應(yīng)式為:O2+2H2O+4e-=4OH-,故A錯誤;
B.電化學(xué)腐蝕過程中生成的Fe(OH)2易被氧化成Fe(OH)3,故B正確;
C.銅為正極,被保護(hù)起來了,故C正確;
D. 此過程中電子從負(fù)極Fe移向正極Cu,故D正確;
故選A。
8.堿性電池具有容量大、放電電流大的特點,因而得到廣泛應(yīng)用。鋅-錳堿性電池以氫氧化鉀溶液為電解液,電池總反應(yīng)為Zn(s)+2MnO2(s)+H2O(l)===Zn(OH)2(s)+Mn2O3(s),下列說法錯誤的是
A. 電池工作時,鋅失去電子
B. 電池正極反應(yīng)為2MnO2(s)+H2O(l)+2e-=Mn2O3(s)+2OH-(aq)
C. 電池工作時,負(fù)極附近溶液堿性增強(qiáng)
D. 外電路中每通過0.2 mol電子,鋅的質(zhì)量理論上減小6.5 g
【答案】C
【解析】
【詳解】A. 該電解質(zhì)溶液呈堿性,放電時,負(fù)極上鋅失電子發(fā)生氧化反應(yīng),故A正確;
B. 正極上二氧化錳得電子發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)式為2MnO2(s)+H2O(l)+2e-=Mn2O3(s)+2OH-(aq),故B正確;
C. 放電時,負(fù)極上氫氧根離子參加反應(yīng)導(dǎo)致負(fù)極附近氫氧根離子濃度減小,則PH降低,故C錯誤;
D. 1 mol Zn失去2 mol電子,外電路中每通過0.2 mol電子,Zn的質(zhì)量理論上減小6.5 g,故D正確。
故選C。
9.原電池電極的“正”與“負(fù)”不僅與電極材料的性質(zhì)有關(guān),也與電解質(zhì)溶液有關(guān).下列說法中正確的是
A. 由Fe、Cu和FeCl3溶液組成的原電池中,負(fù)極反應(yīng)式為:Cu-2e-===Cu2+
B. 由Al、Cu和稀硫酸組成的原電池中,負(fù)極反應(yīng)式為:Cu-2e-===Cu2+
C. 由Al、Mg和NaOH溶液組成的原電池中,負(fù)極反應(yīng)式為:Al+4OH--3e-===AlO2-+2H2O
D. 由Al、Cu和濃HNO3溶液組成的原電池中,負(fù)極反應(yīng)式為:Al-3e-===Al3+
【答案】C
【解析】
【詳解】A. 該裝置中,鐵易失電子作負(fù)極、Cu 作正極,負(fù)極上鐵失電子、正極上鐵離子得電子,負(fù)極反應(yīng)式為:Fe-2e-= Fe2+,故A錯誤;
B.該原電池中,Al易失電子作負(fù)極、Cu 作正極,負(fù)極上鋁失電子、正極上氫離子得電子,負(fù)極反應(yīng)式為:Al-3e-=Al3+,故B錯誤;
C. 該原電池中,Al易失電子作負(fù)極、Mg作正極,負(fù)極上Al失電子、正極上水得電子,負(fù)極上電極反應(yīng)式為Al+4OH--3e-=AlO2-+2H2O,故C正確;
D. 該原電池中,銅易失電子作負(fù)極、Al作正極,負(fù)極上銅失電子、正極上硝酸根離子得電子,負(fù)極上電極反應(yīng)式為Cu-2e-=Cu2+,故D錯誤。
故選C。
10.25℃,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,辛烷的燃燒熱為5 518 kJ·mol-1。下列熱化學(xué)方程式書寫正確的是
A. 2H+(aq)+SO42-(aq)+Ba2+(aq)+2OH-(aq)===BaSO4(s)+2H2O(l);ΔH=-57.3 kJ·mol-1
B. KOH(aq)+1/2H2SO4(aq)===1/2K2SO4(aq)+H2O(l);ΔH=-57.3 kJ·mol-1
C. C8H18(l)+25/2O2(g)===8CO2(g)+9H2O(g);ΔH=-5 518 kJ·mol-1
D. 2C8H18(g)+25O2(g)===16CO2(g)+18H2O(l);ΔH=-5 518 kJ·mol-1
【答案】B
【解析】
【詳解】A.根據(jù)題意,強(qiáng)酸與強(qiáng)堿生成1mol水放出57.3kJ的熱量,硫酸與氫氧化鋇發(fā)生中和反應(yīng)除了生成水外還生成硫酸鋇沉淀,所以無法確定反應(yīng)2H+(aq)+SO42-(aq)+Ba2+(aq)+2OH-(aq)=BaSO4(s)+2H2O(l)的ΔH,故A錯誤;
B.在稀溶液中,強(qiáng)酸跟強(qiáng)堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1mol水放出57.3kJ的熱量,故B正確;
C.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. 辛烷的燃燒熱為5 518 kJ·mol-1,該熱化學(xué)方程式中不是1mol物質(zhì)燃燒,焓變數(shù)值乘以2,應(yīng)為2C8H18(g)+25O2(g)=16CO2(g)+18H2O(l);ΔH=-11036 kJ·mol-1,故D錯誤。
故選B。
【點睛】(1)在稀溶液中,酸跟堿發(fā)生中和反應(yīng)而生成1mol水,這時的反應(yīng)熱叫中和熱。
(2)燃燒熱是101kPa,1mol可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定氧化物時放出的熱量。
11.在25℃時,將兩個鉑電極插入一定量的飽和Na2SO4溶液中進(jìn)行電解,通電一段時間后在陽極逸出a mol氣體,同時析出w克Na2SO4·10H2O晶體,若溫度不變,此時剩余溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是
A. ×100% B. ×100%
C. ×100% D. ×100%
【答案】D
【解析】
【詳解】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,本質(zhì)上是電解水,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克Na2SO4·10H2O晶體中硫酸鈉的質(zhì)量為wg×142/322=(71w/161)g;
設(shè)電解水的質(zhì)量為x,
2H2O ~O2↑
36g 1mol
x a mol
x=36ag,
所以飽和溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:[(71w/161)/(w+36a)] ×100%=×100%,故D正確。
故選D。
12.一種新型燃料電池,它以多孔鎳板為電極插入KOH溶液中,然后分別向兩極上通乙烷和氧氣,其電極反應(yīng)式為:C2H6+18OH--14e- =2CO32-+12H2O,7H2O+O2+14e- =14OH-,有關(guān)此電池的推斷正確的是
A. 電解質(zhì)溶液中電子向正極移動
B. 放電一段時間后,KOH的物質(zhì)的量濃度不變
C. 通乙烷的電極為負(fù)極
D. 參加反應(yīng)的O2和C2H6的物質(zhì)的量之比為2:7
【答案】C
【解析】
【詳解】A.放電時,電解質(zhì)溶液中陽離子向正極移動、陰離子向負(fù)極移動,電子不經(jīng)過電解質(zhì)溶液,故A錯誤;
B.電池反應(yīng)式為C2H6+4OH-+O2 =2CO32-+5H2O,KOH的物質(zhì)的量減少,溶液體積增大,所以KOH的物質(zhì)的量濃度減小,故B錯誤;
C. 燃料電池中,燃料失電子發(fā)生氧化反應(yīng)、氧化劑得電子發(fā)生還原反應(yīng),所以通入乙烷的電極是負(fù)極,故C正確;
D. 電池反應(yīng)式為C2H6+4OH-+O2 =2CO32-+5H2O,則參加反應(yīng)的氧氣與C2H6的物質(zhì)的量之比為
7:2,故D錯誤。
故選C。
13.一定量的鹽酸跟過量的鐵粉反應(yīng)時,為了減緩反應(yīng)速率,且不影響生成氫氣的總量,可向鹽酸中加入適量的
A. NaOH固體 B. K2SO4固體 C. CuSO4固體 D. CH3COONa固體
【答案】D
【解析】
【詳解】A. NaOH與酸中和,引起H+的物質(zhì)的量的減小,濃度減小,反應(yīng)速率減慢,但氫氣的總量也在減少,故A錯誤;
B. 加入K2SO4,氫離子物質(zhì)的量不變,氫離子濃度不變,反應(yīng)速率不變,故B錯誤;
C. 硫酸銅與鐵反應(yīng)生成Cu,從而形成原電池加快反應(yīng)速率,故C錯誤;
D. 加入CH3COONa生成弱酸,H+離子濃度降低,反應(yīng)速率減慢,但H+離子的總的物質(zhì)的量的不變,則不影響生成氫氣的總量, 故D正確。
故選D。
14.C(石墨,s)===C(金剛石,s);ΔH>0,(已知物質(zhì)能量越高,越不穩(wěn)定)下列結(jié)論不正確的是
A. 石墨能在一定條件下轉(zhuǎn)化為金剛石
B. 金剛石比石墨堅硬,所以金剛石比石墨穩(wěn)定
C. 1 mol 石墨比1 mol金剛石的總能量低
D. 石墨比金剛石穩(wěn)定
【答案】B
【解析】
【詳解】A. 根據(jù)題意C(石墨,s)===C(金剛石,s);ΔH>0,可知石墨能在一定條件下轉(zhuǎn)化為金剛石,故A正確;
B. C(石墨,s)===C(金剛石,s);ΔH>0,是吸熱反應(yīng),石墨的能量低于金剛石,物質(zhì)能量越高,越不穩(wěn)定,所以石墨比金剛石穩(wěn)定,故B錯誤;
C.石墨轉(zhuǎn)化為金剛石要吸收能量,所以1 mol 石墨比1 mol金剛石的總能量低,故C正確;
D. 物質(zhì)能量越高,越不穩(wěn)定,所以石墨比金剛石穩(wěn)定,故D正確。
故選B。
【點睛】同素異形體之間的相互轉(zhuǎn)化是非氧化還原反應(yīng),石墨轉(zhuǎn)化為金剛石要吸收能量,物質(zhì)能量越低,越穩(wěn)定,所以石墨比金剛石穩(wěn)定,但金剛石比石墨堅硬。
15.在恒溫恒容中反應(yīng):2NO2(g)2NO(g)+O2(g),能說明反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)的是:
①單位時間內(nèi)生成n mol O2的同時生成2n mol NO2;
②單位時間內(nèi)生成n mol O2 的同時生成2n mol NO;
③NO2、NO、O2 的反應(yīng)速率的比為2 : 2 : 1的狀態(tài);
④混合氣體的顏色不再改變的狀態(tài);
⑤混合氣體的密度不再改變的狀態(tài);
⑥混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再改變的狀態(tài)。
A. ①④⑥ B. ②③⑤ C. ①③④ D. 全部
【答案】A
【解析】
【分析】
從平衡狀態(tài)的兩個重要特征上判斷:(1)υ正=υ逆≠0,(2)混合物中各組分的濃度、百分含量不變。
【詳解】①單位時間內(nèi)生成n mol O2的同時生成2n mol NO2 ,說明υ正=υ逆≠0,達(dá)到平衡狀態(tài),故正確;
②單位時間內(nèi)生成n mol O2 的同時,生成2n mol NO,不能說明υ正=υ逆,不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),故錯誤;
③NO2.、NO、O2 的反應(yīng)速率的比為2 : 2 : 1的狀態(tài),不能說明υ正=υ逆,不能確定是否達(dá)到平衡狀態(tài),故錯誤;
④混合氣體的顏色不再改變的狀態(tài),說明NO2氣體的濃度不變,達(dá)到平衡狀態(tài),故正確;
⑤混合氣體的質(zhì)量不變,體積不變,密度始終不變,所以密度不變不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),故錯誤;
⑥反應(yīng)前后氣體的化學(xué)計量數(shù)之和不相等,當(dāng)達(dá)到平衡時,氣體的物質(zhì)的量不變,則混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再改變,混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再改變能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài);故正確。
故選A。
【點睛】解決本題的關(guān)鍵是掌握化學(xué)平衡狀態(tài)的兩個重要特征:υ正=υ逆≠0,混合物中各組分的濃度、百分含量不變。
16.研究人員最近發(fā)現(xiàn)了一種“水”電池,這種電池能利用淡水與海水之間含鹽量差別進(jìn)行發(fā)電,在海水中電池總反應(yīng)可表示為5MnO2+2Ag+2NaCl===Na2Mn5O10+2AgCl,下列“水”電池在海水中放電時的有關(guān)說法正確的是( )
A. 正極反應(yīng)式:Ag+Cl--e-===AgCl
B. 每生成1 mol Na2Mn5O10轉(zhuǎn)移2 mol電子
C. Na+不斷向“水”電池的負(fù)極移動
D. AgCl是還原產(chǎn)物
【答案】B
【解析】
試題分析:A、根據(jù)總反應(yīng):5MnO2+2Ag+2NaCl=Na2Mn5O10+2AgCl,可知,Ag的化合價升高,被氧化,為原電池的負(fù)極,錯誤;B、式中5MnO2得電子生成Na2Mn5O10,化合價共降低了2價,所以每生成1molNa2Mn5O10轉(zhuǎn)移2mol電子,正確;C、在原電池中陰離子向負(fù)極移動,陽離子向正極移動,錯誤;
D、Ag的化合價升高,被氧化,AgCl是氧化產(chǎn)物,錯誤。
考點:考查電極反應(yīng)和電池反應(yīng)方程式;原電池和電解池的工作原理。
17.某固體酸燃料電池以CsHSO4固體為電解質(zhì)傳遞H+,其基本結(jié)構(gòu)見圖,電池總反應(yīng)可表示為:2H2+O2===2H2O,下列有關(guān)說法正確的是( )
A. 電子通過外電路從b極流向a極
B. b極上的電極反應(yīng)式為:O2+2H2O+4e-===4OH-
C. 每轉(zhuǎn)移0.1 mol電子,消耗1.12 L的H2
D. H+由a極通過固體酸電解質(zhì)傳遞到b極
【答案】D
【解析】
A. 因氫元素的化合價升高,故a為負(fù)極,則電子應(yīng)該是通過外電路由a極流向b,故A錯誤;
B. 該電池為酸性電池,b極上的電極反應(yīng)式為:O2+4e?+4H+=2H2O,故B錯誤;
C. 每轉(zhuǎn)移0.1mol電子,消耗0.05mol的H2,則標(biāo)準(zhǔn)狀況下H2的體積是1.12 L,故C正確;
D. H+是陽離子,在原電池中移向正極,則H+由a極通過固體酸電解質(zhì)傳遞到b極,故D錯誤;
故答案選C。
點睛:本題是考試中的常見題型,屬于中等難度的試題,側(cè)重考查靈活運(yùn)用原電池原理解決實際問題的能力,本題的難點在于該原電池的正負(fù)極判斷,利用2H2+O2=2H2O,H2在反應(yīng)中失電子,所以a為負(fù)極,O2在反應(yīng)中得電子,所以b為正極,再結(jié)合原電池的基本原理進(jìn)行解答,因此在學(xué)習(xí)時要重點掌握原電池中電子以及離子的定向移動問題,要能正確判斷原電池的正負(fù)極,以及電極反應(yīng)式的書寫等問題。
18.甲醇是人們開發(fā)和利用的一種新能源。已知:
①2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH1=-571.8 kJ·mol-1;
②CH3OH(g)+1/2O2(g)===CO2(g)+2H2(g) ΔH2=-192.9 kJ·mol-1
(1)甲醇蒸氣完全燃燒的熱化學(xué)方程式為_____________________________________
(2)反應(yīng)②中的能量變化如圖所示,則ΔH2=__________。(用E1、E2的相關(guān)式子表示)
(3)H2(g)的燃燒熱為________。
(4)請你分析H2(g)作為能源比甲醇蒸氣作為能源的優(yōu)點:________________(寫出兩點即可)。
【答案】 (1). CH3OH(g)+ 3/2O2(g)= CO2(g)+ 2H2O(l) ΔH=-764.7 kJ·mol-1 (2). (E1-E2)kJ·mol-1 (3). 285.9kJ·mol-1 (4). 熱值高、不污染環(huán)境
【解析】
【分析】
(1)①2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH1=-571.8 kJ·mol-1;
②CH3OH(g)+1/2O2(g)=CO2(g)+2H2(g) ΔH2=-192.9 kJ·mol-1
由蓋斯定律②+①,計算反應(yīng)熱,寫出熱化學(xué)方程式。
(2)反應(yīng)焓變ΔH=生成物總能量-反應(yīng)物總能量,據(jù)此解答。
(3)燃燒熱是1mol可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定氧化物時放出的熱量。
(4)根據(jù)氫能源的優(yōu)點和氫能源的開發(fā)和利用的最新動向即可作答。
【詳解】(1)①2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH1=-571.8 kJ·mol-1;
②CH3OH(g)+1/2O2(g)=CO2(g)+2H2(g) ΔH2=-192.9 kJ·mol-1
由蓋斯定律②+①得到甲醇蒸氣完全燃燒的熱化學(xué)方程式為CH3OH(g)+ 3/2O2(g)= CO2(g)+ 2H2O(l) ΔH=-764.7 kJ·mol-1,故答案為:CH3OH(g)+ 3/2O2(g)= CO2(g)+ 2H2O(l) ΔH=-764.7 kJ·mol-1。
(2)反應(yīng)②中的能量變化如圖所示,依據(jù)圖像分析,反應(yīng)焓變ΔH=生成物總能量-反應(yīng)物總能量,ΔH2=(E1-E2)kJ/mol,故答案為:(E1-E2)kJ·mol-1。
(3)燃燒熱是1mol可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定氧化物時放出的熱量。2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)
ΔH1=-571.8 kJ·mol-1,則氫氣燃燒熱為:285.9 kJ·mol-1,故答案為:285.9kJ·mol-1。
(4)地球上水資源豐富,可以從水中提取氫氣,說明資源廣泛,依據(jù)燃燒熱計算分析,氫氣的燃燒值高,氫氣燃燒產(chǎn)物是水,不污染環(huán)境。故答案為:熱值高、不污染環(huán)境。
19.對金屬制品進(jìn)行抗腐蝕處理,可延長其使用壽命。
(1)以下為鋁材表面處理的一種方法:
①堿洗的目的是洗去鋁材表面的自然氧化膜,堿洗時候常有氣泡冒出,原因是(用離子方程式表示)_____。為將堿洗槽液中的鋁以沉淀形式回收,最好向槽液中加入下列試劑中的____。
a.NH3 b.CO2 c.NaOH d.HNO3
②以鋁材為陽極,在H2SO4溶液中電解,鋁材表面形成氧化膜,陽極電極反應(yīng)式為 _________。
(2)鍍銅可防止鐵制品腐蝕,電鍍時用銅而不用石墨做陽極的原因是________。
(3)利用圖裝置,可以模擬鐵的電化學(xué)防護(hù)。
若X為碳棒,為減緩鐵的腐蝕,開關(guān)K應(yīng)該置于____處(填“M”或“N”);若X為鋅,開關(guān)K置于M處,該電化學(xué)防護(hù)法稱為_______。
(4)已知:H2O2是弱酸,在堿性條件下以HO2-存在。目前研究比較熱門的Al-H2O2燃料電池,其原理如下圖所示:
電池總反應(yīng)如下:2Al+3HO2-=2AlO2-+OH-+H2O 。寫出負(fù)極反應(yīng)式為_______;寫出正極反應(yīng)式為________。
【答案】 (1). 2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑ (2). b (3). 2Al+3H2O-6e-=Al2O3+6H+ (4). 補(bǔ)充溶液中消耗的Cu2+,保持溶液中Cu2+濃度恒定 (5). N (6). 犧牲陽極的陰極保護(hù)法 (7). 2Al+8OH--6e-=2AlO2-+4H2O (8). 3HO2-+3H2O+6e-= 9OH-
【解析】
【分析】
(1)①冒氣泡的原因是Al與氫氧化鈉發(fā)生發(fā)應(yīng),使AlO2-轉(zhuǎn)變成Al(OH)3沉淀,最好是通入CO2,若加HNO3沉淀容易溶解。
②以鋁材為陽極,陽極發(fā)生氧化反應(yīng),要形成氧化膜還必須有水參加。
(2)電鍍時,陽極銅可以發(fā)生氧化反應(yīng)生成Cu2+。
(3)鐵被保護(hù),可以是作原電池的正極,或者是電解池的陰極。
(4)燃料電池的正極上發(fā)生的是得電子的還原反應(yīng),負(fù)極上發(fā)生的是失電子的氧化反應(yīng)。
【詳解】(1)①冒氣泡的原因是Al與氫氧化鈉發(fā)生發(fā)應(yīng),離子方程式為:2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑;使AlO2-轉(zhuǎn)變成Al(OH)3沉淀,最好是通入CO2,若加HNO3沉淀容易溶解,故答案為:2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑;b。
②以鋁材為陽極,陽極發(fā)生氧化反應(yīng),要形成氧化膜還必須有水參加,故電極反應(yīng)式為2Al+3H2O-6e-=Al2O3+6H+,故答案為:2Al+3H2O-6e-=Al2O3+6H+。
(2)電鍍時,陽極銅可以發(fā)生氧化反應(yīng)生成Cu2+,故答案為:補(bǔ)充溶液中消耗的Cu2+,保持溶液中Cu2+濃度恒定。
(3)鐵被保護(hù),可以是作原電池的正極,或者是電解池的陰極,故若X為碳棒,開關(guān)K應(yīng)置于N處,F(xiàn)e連電源負(fù)極,為外加電流的陰極保護(hù)法,若X為鋅,開關(guān)K置于M處,F(xiàn)e作正極,稱為犧牲陽極的陰極保護(hù)法,故答案為:N;犧牲陽極的陰極保護(hù)法。
(4)燃料電池的負(fù)極上發(fā)生的是失電子的氧化反應(yīng),負(fù)極反應(yīng)是Al失電子,電極反應(yīng)式為:2Al+8OH--6e-=2AlO2-+4H2O,根據(jù)電池反應(yīng)2Al+3HO2-=2AlO2-+OH-+H2O,用總反應(yīng)式減去負(fù)極反應(yīng)式可得出正極反應(yīng)式為:3HO2-+3H2O+6e-= 9OH-,故答案為:2Al+8OH--6e-=2AlO2-+4H2O;3HO2-+3H2O+6e-= 9OH-。
20.一定溫度下,在2 L的密閉容器中,X、Y、Z三種氣體的量隨時間變化的曲線如圖所示:
(1)從反應(yīng)開始到10 s,用Z表示的反應(yīng)速率為______________________________。X的物質(zhì)的量濃度減少了________,Y的轉(zhuǎn)化率為____________________________。
(2)該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____________________________。
(3)10 s后的某一時刻(t1)改變了外界條件,其速率隨時間的變化圖象如圖所示:
則下列說法符合該圖象的是________。
A.t1時刻,增大了X的濃度 B.t1時刻,升高了體系溫度
C.t1時刻,縮小了容器體積 D.t1時刻,使用了催化劑
【答案】(1)0.079 mol·L-1·s-1 0.395 mol·L-1 79.0%
(2)X(g)+Y(g)2Z(g)
(3)CD
【解析】
本題考查化學(xué)反應(yīng)速率的計算以及影響化學(xué)平衡移動的因素,(1)根據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率數(shù)學(xué)表達(dá)式,v(Z)=1.58/(2×10)mol/(L·s)=0.079mol/(L·s);X減少的濃度為(1.2-0.41)/2mol·L-1=0.395mol·L-1,Y的轉(zhuǎn)化率為(1-0.21)/1×100%=79.0%;(2)同一容器中,化學(xué)反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計量數(shù)之比等于物質(zhì)的量變化之比,因此X、Y、Z的系數(shù)之比為:(1.2-0.41):(1-0.21):1.58=1:1:2,因此化學(xué)反應(yīng)方程式為:X(g)+Y(g)2Z(g);(3)根據(jù)圖像,t1時刻化學(xué)反應(yīng)速率增大,但化學(xué)平衡不移動,A、增大X濃度,平衡向正反應(yīng)方向移動,故A錯誤;B、升高溫度,化學(xué)平衡必然改變,故B錯誤;C、縮小容器的體積,相當(dāng)于增大壓強(qiáng),因為反應(yīng)前后氣體系數(shù)之和相等,因此增大壓強(qiáng),平衡不移動,但正逆反應(yīng)速率增大,故C正確;D、使用催化劑加快反應(yīng)速率,但平衡不移動,故D正確。
21.電解原理在化學(xué)工業(yè)中有廣泛的應(yīng)用。
上圖表示一個電解池,裝有電解液a;X、Y是兩塊電極板,通過導(dǎo)線與直流電源相連。請回答以下問題:
(1)若X、Y都是惰性電極,a是飽和NaCl溶液,實驗開始時,同時在兩邊各滴入幾滴酚酞試液,則:
①電解池中X極上的電極反應(yīng)式為________,在X極附近觀察到的現(xiàn)象是__________________________ 。電解液中向X極方向移動的離子是______。
②檢驗Y電極反應(yīng)產(chǎn)物的方法是________________
(2)如要用電解方法精煉粗銅,電解液a選用CuSO4溶液,則:
①X電極的材料是________
②溶液中的c(Cu2+)與電解前相比________(填“變大”、“變小”或“不變”)。
(3)如利用該裝置實現(xiàn)鐵上鍍鋅,電解池盛放的電鍍液必須含有濃度較高的________(要求填電解質(zhì)溶液中所含的陽離子)。
【答案】 (1). 2H++2e-=H2↑ (2). 有無色氣泡產(chǎn)生,溶液會變紅 (3). Na+和H+ (4). 將濕潤的淀粉碘化鉀試紙接近出氣口,如果試紙變藍(lán)說明生成氯氣 (5). 純銅 (6). 變小 (7). Zn2+
【解析】
【分析】
(1)①若X、Y都是惰性電極,a是飽和NaCl溶液,X為陰極,電極上氫離子放電生成氫氣。
②Y電極上產(chǎn)生氯氣,氯氣可以用濕潤的淀粉碘化鉀試紙檢驗。
(2)①如要用電解方法精煉粗銅,電解液a選用CuSO4溶液,則陽極應(yīng)該是粗銅,陰極是純銅。
②該電解池的陽極材料是粗銅,參與放電的是金屬鋅、鐵、銅等金屬,在陰極上一直是銅離子得電子的還原反應(yīng),溶液中的c(Cu2+)與電解前相比減少。
(3)鐵上鍍鋅,鍍層金屬鋅作陽極,鍍件金屬鐵作陰極,含Zn2+的溶液作為電解質(zhì)溶液。
【詳解】(1)①若X、Y都是惰性電極,a是飽和NaCl溶液,X為陰極,電極上氫離子放電生成氫氣,電極反應(yīng)式為2H++2e-=H2↑,同時該電極附近生成氫氧根離子,遇到酚酞試液會變紅,電解質(zhì)溶液中陽離子向陰極定向移動,所以向X極方向移動的離子是Na+和H+,故答案為:2H++2e-=H2↑;有無色氣泡產(chǎn)生,溶液會變紅;Na+和H+。
②Y電極上產(chǎn)生氯氣,氯氣具有氧化性,能氧化碘離子生成碘單質(zhì),碘遇淀粉試液變藍(lán)色,所以氯氣可以用濕潤的淀粉碘化鉀試紙檢驗,故答案為:將濕潤的淀粉碘化鉀試紙接近出氣口,如果試紙變藍(lán)說明生成氯氣。
(2)①如要用電解方法精煉粗銅,電解液a選用CuSO4溶液,則陽極應(yīng)該是粗銅,陰極是純銅,則X是純銅,Y是粗銅,故答案為:純銅。
②該電解池的陽極材料是粗銅,參與放電的是金屬鋅、鐵、銅等金屬,在陰極上一直是銅離子得電子的還原反應(yīng),溶液中的c(Cu2+)與電解前相比減少,故答案為:變小。
(3)鐵上鍍鋅,鍍層金屬鋅作陽極,鍍件金屬鐵作陰極,陰極發(fā)生反應(yīng)為:Zn2++2e-=Zn,電鍍液中含有鍍層金屬陽離子的鹽溶液,可以是ZnCl2溶液或ZnSO4溶液,故答案為:Zn2+。
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