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學(xué)而優(yōu)·教有方PAGE2021學(xué)年下學(xué)期期中考試預(yù)測卷(三)高一化學(xué)可能用到的相對原子質(zhì)量:H1N14O16Na23S32Cl35.5第Ⅰ卷一、選擇題:本題共13小題,每小題3分,共39分。每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求。1.下列反應(yīng)中,屬于氧化還原反應(yīng)且反應(yīng)前后能量變化如下圖所示的是(
)
A.生石灰溶于水B.高溫條件下鋁與氧化鐵的反應(yīng)C.高溫條件下碳粉與二氧化碳的反應(yīng)D.Ba(OH)2·8H2O晶體與NH4Cl固體的反應(yīng)2.人類在未來將逐漸由“碳素燃料文明時(shí)代”過渡至“太陽能文明時(shí)代”(包括風(fēng)能、生物質(zhì)能等太陽能轉(zhuǎn)換形態(tài)),屆時(shí)人們將適應(yīng)“低碳經(jīng)濟(jì)”和“低碳生活”。下列說法錯(cuò)誤的是(
)A.煤、石油和天然氣都屬于碳素燃料B.發(fā)展太陽能經(jīng)濟(jì)有助于減緩溫室效應(yīng)C.太陽能電池可將太陽能直接轉(zhuǎn)化為電能D.目前研究菠菜蛋白質(zhì)“發(fā)電”不屬于“太陽能文明”B、太陽能的利用減少化石燃料的使用,從而減慢溫室效應(yīng),正確3.N2和H2在催化劑表面合成氨的微觀歷程及能量變化的示意圖如圖所示,用、、分分別表示N2、H2、NH3,下列說法正確的是(
)
A.使用催化劑時(shí),合成氨的反應(yīng)放出的熱量減少B.在該過程中,N2、H2斷鍵形成N原子和H原子C.在該過程中,N原子和H原子形成了含有非極性鍵的NH3D.合成氨反應(yīng)中,反應(yīng)物斷鍵吸收的能量大于生成物形成新鍵釋放的能量4.已知反應(yīng)X+Y===M+N吸收能量,下列關(guān)于該反應(yīng)的說法中正確的是(
)A.X的能量一定低于Y的能量,Y的能量一定低于N的能量B.因?yàn)樵摲磻?yīng)吸收能量,只有加熱時(shí)反應(yīng)才能進(jìn)行C.破壞反應(yīng)物化學(xué)鍵吸收的能量小于形成生成物化學(xué)鍵放出的能量D.X和Y的總能量一定低于M和N的總能量5.二氧化氮能與反應(yīng)生成硝酸和一氧化氮,關(guān)于該反應(yīng)的說法中正確的是(
)A.二氧化氮是氧化劑,水是還原劑B.二氧化氮是還原劑,水是氧化劑C.二氧化氮既是氧化劑又是還原劑D.二氧化氮既不是氧化劑又不是還原劑6.為了研究碳酸鈣與鹽酸反應(yīng)的反應(yīng)速率,某同學(xué)通過實(shí)驗(yàn)測定碳酸鈣固體與足量稀鹽酸反應(yīng)生成CO2的體積隨時(shí)間的變化情況,繪制出如圖所示的曲線甲。下列有關(guān)說法不正確的是(
)
A.在O~t1、t1~t2、t2~t3s中,t1~t2s生成的CO2氣體最多B.因反應(yīng)放熱,導(dǎo)致O~t1s內(nèi)的反應(yīng)速率逐漸增大C.若用單位時(shí)間內(nèi)CO2的體積變化來表示該反應(yīng)的反應(yīng)速率,則t2~t3s內(nèi)的反應(yīng)速率為D.將碳酸鈣固體研成粉末,則曲線甲將變成曲線乙7.科學(xué)工作者研發(fā)了一種SUNCAT的系統(tǒng),借助鋰循環(huán)可持續(xù)合成氨,其原理如圖所示。下列說法不正確的是A.過程Ⅰ得到的Li3N中N元素為?3價(jià)B.過程Ⅱ生成W的反應(yīng):Li3N+3H2O═3LiOH+NH3↑C.過程Ⅲ中能量轉(zhuǎn)化的形式:電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能D.過程Ⅲ涉及到反應(yīng):2H2O-4e?═O2↑+4H+8.已知:X(g)+2Y(g)
3Z(g)
?H=﹣akJ·molˉ1(a>0),下列說法不正確的是(
)
A.0.1molX和0.2molY充分反應(yīng)生成Z,放出能量一定小于0.1akJB.Y的起始濃度不能為零,平衡濃度也不能為零C.在其他條件不變的情況下,降低反應(yīng)溫度,正、逆反應(yīng)速率均減小D.當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí),一定存在3v(Y)正=2v(Z)逆9.已知鉛蓄電池充放電的總反應(yīng)為Pb+PbO2+2H2SO42H2O+2PbSO4,下列關(guān)于鉛蓄電池的說法正確的是(
)A.在放電時(shí),兩極質(zhì)量均增加B.在充電時(shí),電池中硫酸的濃度不斷變小C.在放電時(shí),負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)是Pb+2e-+SO=PbSO4D.在放電時(shí),正極發(fā)生的反應(yīng)是PbSO4+2e-=Pb+SO10.氫—氧燃料電池是將H2和O2分別通入電池,穿過浸入20%~40%的KOH溶液的多孔碳電極,其電池反應(yīng)式為:2H2+O2=2H2O,則下列敘述正確的是(
)A.通H2的一極是負(fù)極,其電極反應(yīng)式為:2H2+4OH--4e-=4H2OB.電池工作時(shí),電子從正極經(jīng)導(dǎo)線流向負(fù)極,再由負(fù)極經(jīng)電解質(zhì)溶液流向正極C.工作一段時(shí)間后電解質(zhì)溶液pH減小D.工作時(shí)OH-向正極移動(dòng)11.三元電池成為2019年我國電動(dòng)汽車的新能源,其電極材料可表示為+3,且x+y+z=1。充電時(shí)電池總反應(yīng)為LiNixCoyMnzO2+6C(石墨)===Li1-aNixCoyMnzO2+LiaC6,其電池工作原理如圖所示,兩極之間有一個(gè)允許特定的離子X通過的隔膜。下列說法正確的是A.允許離子X通過的隔膜屬于陰離子交換膜B.充電時(shí),A為陰極,Li+被氧化C.可從無法充電的廢舊電池的石墨電極中回收金屬鋰D.放電時(shí),正極反應(yīng)式為Li1-aNixCoyMnzO2+aLi++ae-===LiNixCoyMnzO212.如圖所示是一種酸性燃料電池酒精檢測儀,具有自動(dòng)吹氣流量偵測與控制的功能,非常適合進(jìn)行現(xiàn)場酒精檢測,下列說法錯(cuò)誤的是(
)
A.
電流由O2所在的鉑電極經(jīng)外電路流向另-電極B.
該電池的負(fù)極反應(yīng)式為:CH3CH2OH+3H2O-12e-=2CO2↑+12H+C.
O2所在的鉑電極處發(fā)生還原反應(yīng)D.
微處理器通過檢測電流大小而計(jì)算出被測氣體中酒精的含量13.足量銅與一定量的濃硝酸反應(yīng),得到硝酸銅溶液和二氧化氮、一氧化氮的混合氣體2.24L(標(biāo)準(zhǔn)狀況),這些氣體與一定體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氧氣混合后通入水中,所有氣體完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸銅溶液中加入4mol·L-1氫氧化鈉溶液至銅離子恰好完全沉淀,則消耗氫氧化鈉溶液的體積是50mL,下列說法正確的是(
)A.混合氣體中含二氧化氮1.12LB.消耗氧氣的體積為1.68LC.此反應(yīng)過程中轉(zhuǎn)移的電子為0.3molD.參加反應(yīng)的硝酸是0.4mol第Ⅱ卷二、選擇題:本題共4小題,共61分。14.H2S有劇毒,在空氣中可以燃燒。以硫化氫、氧氣為原料,可以設(shè)計(jì)一種燃料電池。
回答下列問題:(1)H2S在空氣中充分燃燒,能量變化過程如圖所示:
①反應(yīng)過程中反應(yīng)物的總能量________
(填“>”“<”或“=”)生成物的總能量。②H2S完全燃燒的化學(xué)方程式為________
。
(2)以H2S、O2為原料的堿性燃料電池裝置的示意圖如圖,該裝置工作時(shí)總反應(yīng)離子方程式為2H2S+3O2+4OH-=2SO32-+4H2O。
①該裝置將________
能轉(zhuǎn)化為________能。②已知正極反應(yīng)式O2+2H2O+4e-=4OH-,則負(fù)極反應(yīng)式為________,右室電解質(zhì)溶液的pH________(填“變大”“減小”或“不變”)。(3)日本茨城大學(xué)研制了一種新型的質(zhì)子交換膜二甲醚燃料電池(DDFC),該電池有較高的安全性。電池總反應(yīng)為:CH3OCH3+3O2=2CO2+3H2O,電池結(jié)構(gòu)如下圖所示,據(jù)此回答下列問題:
a極為電池的________極,b電極上的電極反應(yīng)式為________。電池工作時(shí)電流的方向是由________(填“a”或“b”,下同)經(jīng)導(dǎo)向________。電池工作時(shí),若有0.1mol二甲醚被氧化時(shí),有________mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移。15.某化學(xué)反應(yīng)2A(g)=B(g)+C(g)正反應(yīng)為吸熱反應(yīng))在三種不同條件下進(jìn)行,B、C的起始濃度均為0,反應(yīng)物A的濃度(mol·L-1)隨反應(yīng)時(shí)間(min)的變化情況如表所示,表中溫度單位為攝氏度(oC),容器容積恒定。實(shí)驗(yàn)序號時(shí)間濃度溫度010203040506018002800c38200.20根據(jù)上述數(shù)據(jù),回答下列問題:(1)在實(shí)驗(yàn)2中,c=________________________,反應(yīng)經(jīng)20min達(dá)到平衡狀態(tài),可推測實(shí)驗(yàn)2中隱含的條件是_______________________,判斷理由是_______________.(2)在實(shí)驗(yàn)1、3中,實(shí)驗(yàn)3比實(shí)驗(yàn)1達(dá)到平衡狀態(tài)所用的時(shí)間短,原因是________________________________________________________________。(3)在實(shí)驗(yàn)2、3中,化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí),實(shí)驗(yàn)3中c(A)較小的原因是________________________________。(4)在實(shí)驗(yàn)2中,10:20min內(nèi)的反應(yīng)速率v(B)______________________mol·L-1·min-1。實(shí)驗(yàn)3達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí),A的轉(zhuǎn)化率為___________________________________。16.反應(yīng)Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑的能量變化趨勢,如圖所示:(1)該反應(yīng)為________反應(yīng)(填“吸熱”或“放熱”)。(2)若要使該反應(yīng)的反應(yīng)速率加快,下列措施可行的是________(填字母)。A.改鐵片為鐵粉B.改稀硫酸為98%的濃硫酸C.升高溫度(3)電子工業(yè)上常利用FeCl3溶液腐蝕銅板制作印刷電路,其反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________。請把該反應(yīng)設(shè)計(jì)成一個(gè)原電池,畫出原電池裝置圖(要求:標(biāo)明電極材料和電解質(zhì)溶液)__________。(4)在2L的密閉容器中充入1molCO和2molH2,一定條件下發(fā)生反應(yīng):CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),測得CO和CH3OH(g)濃度變化如下圖所示。①從反應(yīng)開始到平衡,氫氣的平均反應(yīng)速率v(H2)=_____mol·(L·min)-1。反應(yīng)前后容器的壓強(qiáng)比為_____。②能夠判斷該反應(yīng)達(dá)到平衡的是_____(填選項(xiàng))。A.CO、H2和CH3OH三種物質(zhì)的濃度相等B.密閉容器中混合氣體的密度不再改變C.CH3OH分解的速率和CH3OH生成的速率相等D.相同時(shí)間內(nèi)消耗1molCO,同時(shí)消耗1molCH3OH17.氮化硼(BN)是白色難溶于水的粉末狀固體,高溫下易被氧化。根據(jù)題意,回答下列問題:Ⅰ.制備氮化硼實(shí)驗(yàn)室以硼粉(黑色)為原料制備氮化硼的裝置如圖1所示,圖2中提供了三種不同的氨氣發(fā)生及干燥裝置以及相關(guān)藥品。圖1圖2(1)圖2裝置中可填入圖1虛線框中的是(填字母);簡述產(chǎn)生NH3的反應(yīng)原理。
(2)圖2裝置中盛放堿石灰的儀器名稱為;圖1中多孔球泡的作用是。
(3)當(dāng)三頸燒瓶中出現(xiàn)的現(xiàn)象時(shí)說明反應(yīng)完全,此時(shí)應(yīng)立即停止通入O2,原因是;制備氮化硼的化學(xué)方程式為。
Ⅱ.測定氮化硼樣品純度為測定制得的氮化硼樣品純度,設(shè)計(jì)以下實(shí)驗(yàn):①稱取0.0625g氮化硼樣品,加入濃硫酸和催化劑,微熱,使樣品中的N元素全部轉(zhuǎn)化為銨鹽;②向銨鹽中加入足量NaOH溶液并加熱,蒸出的氨用20.00mL0.1008mol·L-1稀硫酸吸收;③用0.10000mol·L-1NaOH溶液滴定剩余硫酸,消耗NaOH溶液的平均體積為20.32mL。(4)氮化硼樣品的純度為。
(5)下列實(shí)驗(yàn)操作可能使樣品純度測定結(jié)果偏低的是(填標(biāo)號)。
A.蒸出的氨未被稀硫酸完全吸收B.滴定時(shí)未用NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液潤洗滴定管C.讀數(shù)時(shí),滴定前平視,滴定后俯視
2020-2021學(xué)年下學(xué)期期中考試預(yù)測卷(三)高一化學(xué)可能用到的相對原子質(zhì)量:H1N14O16Na23S32Cl35.5第Ⅰ卷一、選擇題:本題共13小題,每小題3分,共39分。每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求。1.下列反應(yīng)中,屬于氧化還原反應(yīng)且反應(yīng)前后能量變化如下圖所示的是(
)
A.生石灰溶于水B.高溫條件下鋁與氧化鐵的反應(yīng)C.高溫條件下碳粉與二氧化碳的反應(yīng)D.Ba(OH)2·8H2O晶體與NH4Cl固體的反應(yīng)【答案】B【分析】根據(jù)圖示可知該反應(yīng)是放熱反應(yīng)?!窘馕觥緼.生石灰溶于水是放熱反應(yīng),但是沒有元素化合價(jià)的變化,屬于非氧化還原反應(yīng),錯(cuò)誤;B.高溫條件下鋁與氧化鐵的反應(yīng)產(chǎn)生氧化鋁和鐵,是氧化還原反應(yīng),同時(shí)也是放熱反應(yīng),正確;C.高溫條件下碳粉與二氧化碳的反應(yīng)是氧化還原反應(yīng),同時(shí)屬于吸熱反應(yīng),錯(cuò)誤;D.Ba(OH)2·8H2O晶體與NH4C1固體的反應(yīng)是復(fù)分解反應(yīng),屬于非氧化還原反應(yīng),同時(shí)是吸熱反應(yīng),錯(cuò)誤。故答案為:B。2.人類在未來將逐漸由“碳素燃料文明時(shí)代”過渡至“太陽能文明時(shí)代”(包括風(fēng)能、生物質(zhì)能等太陽能轉(zhuǎn)換形態(tài)),屆時(shí)人們將適應(yīng)“低碳經(jīng)濟(jì)”和“低碳生活”。下列說法錯(cuò)誤的是(
)A.煤、石油和天然氣都屬于碳素燃料B.發(fā)展太陽能經(jīng)濟(jì)有助于減緩溫室效應(yīng)C.太陽能電池可將太陽能直接轉(zhuǎn)化為電能D.目前研究菠菜蛋白質(zhì)“發(fā)電”不屬于“太陽能文明”【答案】D【解析】A、煤和石油,天然氣都為化石燃料,為碳素燃料,不選A;B、太陽能的利用減少化石燃料的使用,從而減慢溫室效應(yīng),正確,不選B;C、太陽能電池將太陽能轉(zhuǎn)化為電能,為清潔能源和新能源,正確,不選C;D、菠菜蛋白質(zhì)制成電池為生物質(zhì)能,屬于太陽能文明時(shí)代范疇,錯(cuò)誤,選D。3.N2和H2在催化劑表面合成氨的微觀歷程及能量變化的示意圖如圖所示,用、、分分別表示N2、H2、NH3,下列說法正確的是(
)
A.使用催化劑時(shí),合成氨的反應(yīng)放出的熱量減少B.在該過程中,N2、H2斷鍵形成N原子和H原子C.在該過程中,N原子和H原子形成了含有非極性鍵的NH3D.合成氨反應(yīng)中,反應(yīng)物斷鍵吸收的能量大于生成物形成新鍵釋放的能量【答案】B【解析】A.催化劑不改變反應(yīng)熱,且平衡不移動(dòng),不能改變反應(yīng)放出的熱量,故A錯(cuò)誤;B.在②→③過程,存在H-H、N≡N鍵的斷裂,形成N原子和H原子,故B正確;C.NH3含有N-H鍵,為極性鍵,故C錯(cuò)誤;D.合成氨為放熱反應(yīng)。則反應(yīng)物斷鍵吸收能量小于生成物形成新鍵釋放的能量,故D錯(cuò)誤;故答案為B?!军c(diǎn)睛】考查反應(yīng)熱與焓變,把握反應(yīng)中能量變化、能量轉(zhuǎn)化為解答的關(guān)鍵,化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)是構(gòu)成反應(yīng)物的化學(xué)鍵斷裂,重新形成新的化學(xué)鍵,選項(xiàng)A為易錯(cuò)點(diǎn),使用催化劑可以改變反應(yīng)活化能,但不改變反應(yīng)熱效應(yīng)。4.已知反應(yīng)X+Y===M+N吸收能量,下列關(guān)于該反應(yīng)的說法中正確的是(
)A.X的能量一定低于Y的能量,Y的能量一定低于N的能量B.因?yàn)樵摲磻?yīng)吸收能量,只有加熱時(shí)反應(yīng)才能進(jìn)行C.破壞反應(yīng)物化學(xué)鍵吸收的能量小于形成生成物化學(xué)鍵放出的能量D.X和Y的總能量一定低于M和N的總能量【答案】D【解析】A.該反應(yīng)為吸熱反應(yīng),生成物總能量高于反應(yīng)物總能量的反應(yīng),所以X的能量不一定低于Y的能量,Y的能量不一定低于N的能量,A錯(cuò)誤;B.吸熱反應(yīng)是生成物總能量高于反應(yīng)物總能量的反應(yīng),不一定需要加熱,例如氯化銨和氫氧化鋇晶體的反應(yīng)為吸熱反應(yīng),但是該反應(yīng)在常溫下就可進(jìn)行,B錯(cuò)誤;C.吸熱反應(yīng)中,斷裂反應(yīng)物中的化學(xué)鍵吸收的能量大于形成生成物中的化學(xué)鍵放出的能量,C錯(cuò)誤;D.根據(jù)已知條件,該化學(xué)反應(yīng)為吸熱反應(yīng),反應(yīng)物的總能量一定小于生成物的總能量,D正確;正確選項(xiàng)D。5.二氧化氮能與反應(yīng)生成硝酸和一氧化氮,關(guān)于該反應(yīng)的說法中正確的是(
)A.二氧化氮是氧化劑,水是還原劑B.二氧化氮是還原劑,水是氧化劑C.二氧化氮既是氧化劑又是還原劑D.二氧化氮既不是氧化劑又不是還原劑【答案】C【解析】二氧化氮與水反應(yīng)生成硝酸和一氧化氮,氧化劑和還原劑都是二氧化氮。6.為了研究碳酸鈣與鹽酸反應(yīng)的反應(yīng)速率,某同學(xué)通過實(shí)驗(yàn)測定碳酸鈣固體與足量稀鹽酸反應(yīng)生成CO2的體積隨時(shí)間的變化情況,繪制出如圖所示的曲線甲。下列有關(guān)說法不正確的是(
)
A.在O~t1、t1~t2、t2~t3s中,t1~t2s生成的CO2氣體最多B.因反應(yīng)放熱,導(dǎo)致O~t1s內(nèi)的反應(yīng)速率逐漸增大C.若用單位時(shí)間內(nèi)CO2的體積變化來表示該反應(yīng)的反應(yīng)速率,則t2~t3s內(nèi)的反應(yīng)速率為D.將碳酸鈣固體研成粉末,則曲線甲將變成曲線乙【答案】D【解析】A.由圖可知,t1~t2s生成的CO2氣體最多,故A正確;B.O~t1s,隨著反應(yīng)的進(jìn)行,反應(yīng)物的濃度是減小的,反應(yīng)速率增大說明該反應(yīng)一定放熱,溫度升高,反應(yīng)速率加快,故B正確;C.由圖知:若用單位時(shí)間內(nèi)CO2的體積變化來表示該反應(yīng)的反應(yīng)速率,則t2~t3s內(nèi)的反應(yīng)速率為,故C正確;D.將碳酸鈣固體研成粉末,反應(yīng)物的接觸面積增大,反應(yīng)速率加快,而曲線乙表示生成CO2的速率比曲線甲慢,故D錯(cuò)誤;故選D。7.科學(xué)工作者研發(fā)了一種SUNCAT的系統(tǒng),借助鋰循環(huán)可持續(xù)合成氨,其原理如圖所示。下列說法不正確的是A.過程Ⅰ得到的Li3N中N元素為?3價(jià)B.過程Ⅱ生成W的反應(yīng):Li3N+3H2O═3LiOH+NH3↑C.過程Ⅲ中能量轉(zhuǎn)化的形式:電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能D.過程Ⅲ涉及到反應(yīng):2H2O-4e?═O2↑+4H+【答案】D【解析】A.由圖可知,過程Ⅰ是Li和N2生成Li3N,Li元素為+1價(jià),N元素為?3價(jià),A正確;B.W是LiOH,過程II的反應(yīng)為:Li3N+3H2O=3LiOH+NH3,B正確;C.過程Ⅲ是4LiOH=4Li+2H2O+O2↑,該反應(yīng)需要電解,所以是電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能,C正確;D.由于該過程為了合成NH3,故電解質(zhì)環(huán)境為堿性,過程Ⅲ涉及到反應(yīng)為:4OH--4e-=O2+2H2O,D錯(cuò)誤;故選D。8.已知:X(g)+2Y(g)
3Z(g)
?H=﹣akJ·molˉ1(a>0),下列說法不正確的是(
)
A.0.1molX和0.2molY充分反應(yīng)生成Z,放出能量一定小于0.1akJB.Y的起始濃度不能為零,平衡濃度也不能為零C.在其他條件不變的情況下,降低反應(yīng)溫度,正、逆反應(yīng)速率均減小D.當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí),一定存在3v(Y)正=2v(Z)逆【答案】B【解析】A.由于該反應(yīng)為可逆反應(yīng),則0.1molX與0.2molY無法完全反應(yīng),因此反應(yīng)過程中放出的熱量一定小于0.1akJ,選項(xiàng)正確,A不符合題意;
B.若反應(yīng)逆向進(jìn)行,則Y的起始濃度為0,選項(xiàng)錯(cuò)誤,B符合題意;C.溫度降低,則正逆反應(yīng)速率都減小,選項(xiàng)正確,C不符合題意;D.反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計(jì)量系數(shù)之比,因此當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí),存在3v(Y)正=2v(Z)逆,選項(xiàng)正確,D不符合題意;故答案為:BA.根據(jù)可逆反應(yīng)的特點(diǎn)分析;
B.若反應(yīng)逆向進(jìn)行,則Y的起始濃度為0;C.結(jié)合溫度對反應(yīng)速率的影響分析;D.結(jié)合反應(yīng)速率與化學(xué)計(jì)量系數(shù)的關(guān)系分析;9.已知鉛蓄電池充放電的總反應(yīng)為Pb+PbO2+2H2SO42H2O+2PbSO4,下列關(guān)于鉛蓄電池的說法正確的是(
)A.在放電時(shí),兩極質(zhì)量均增加B.在充電時(shí),電池中硫酸的濃度不斷變小C.在放電時(shí),負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)是Pb+2e-+SO=PbSO4D.在放電時(shí),正極發(fā)生的反應(yīng)是PbSO4+2e-=Pb+SO【答案】A【解析】A.在放電時(shí),負(fù)極:PbPbSO4,正極:PbO2PbSO4,兩極質(zhì)量均增加,故A正確;B.在充電時(shí),總反應(yīng)為2PbSO4+2H2O=Pb+PbO2+2H2SO4,電池中硫酸的濃度不斷變大,故B錯(cuò)誤;C.在放電時(shí),負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng),電極反應(yīng)為:Pb-2e-
+SO=PbSO4,故C錯(cuò)誤;D.根據(jù)分析,在放電時(shí),正極發(fā)生的反應(yīng)是
PbO2+SO+4H++2e-=PbSO4+2H2O,故D錯(cuò)誤;答案選A。10.氫—氧燃料電池是將H2和O2分別通入電池,穿過浸入20%~40%的KOH溶液的多孔碳電極,其電池反應(yīng)式為:2H2+O2=2H2O,則下列敘述正確的是(
)A.通H2的一極是負(fù)極,其電極反應(yīng)式為:2H2+4OH--4e-=4H2OB.電池工作時(shí),電子從正極經(jīng)導(dǎo)線流向負(fù)極,再由負(fù)極經(jīng)電解質(zhì)溶液流向正極C.工作一段時(shí)間后電解質(zhì)溶液pH減小D.工作時(shí)OH-向正極移動(dòng)【答案】A【解析】A.通H2的一極是負(fù)極,電解質(zhì)溶液為KOH溶液,則負(fù)極反應(yīng)式為:2H2+4OH--4e-=4H2O,故A正確;B.原電池工作時(shí),電子從負(fù)極經(jīng)導(dǎo)線流向正極,電子不進(jìn)入溶液中,溶液中陰陽離子移動(dòng)導(dǎo)電,故B錯(cuò)誤;C.氫氧燃料電池的總反應(yīng)式為:2H2+O2=2H2O,產(chǎn)物為水,則工作一段時(shí)間后,KOH溶液的濃度增大,則電解質(zhì)溶液pH增大,故C錯(cuò)誤;D.原電池中,陰離子向負(fù)極移動(dòng),故D錯(cuò)誤;故選A。11.三元電池成為2019年我國電動(dòng)汽車的新能源,其電極材料可表示為+3,且x+y+z=1。充電時(shí)電池總反應(yīng)為LiNixCoyMnzO2+6C(石墨)===Li1-aNixCoyMnzO2+LiaC6,其電池工作原理如圖所示,兩極之間有一個(gè)允許特定的離子X通過的隔膜。下列說法正確的是A.允許離子X通過的隔膜屬于陰離子交換膜B.充電時(shí),A為陰極,Li+被氧化C.可從無法充電的廢舊電池的石墨電極中回收金屬鋰D.放電時(shí),正極反應(yīng)式為Li1-aNixCoyMnzO2+aLi++ae-===LiNixCoyMnzO2【答案】D【解析】A.根據(jù)LiNixCoyMnzO2+6C(石墨)===Li1-aNixCoyMnzO2+LiaC6可知,x是Li+,允許Li+通過的隔膜屬于陽離子交換膜,A錯(cuò)誤;B.根據(jù)充電時(shí)電池總反應(yīng)LiNixCoyMnzO2+6C(石墨)===Li1-aNixCoyMnzO2+LiaC6可知,A上發(fā)生C(石墨)→LiaC6的反應(yīng),是還原反應(yīng),A為陰極,Li+沒有發(fā)生氧化還原反應(yīng),B錯(cuò)誤;C.根據(jù)充電時(shí)電池總反應(yīng)可知,無法充電的廢舊電池的石墨電極中沒有鋰元素,不能回收金屬鋰,C錯(cuò)誤;D.放電時(shí),總反應(yīng)為Li1-aNixCoyMnzO2+LiaC6===LiNixCoyMnzO2+6C(石墨),正極發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)式為Li1-aNixCoyMnzO2+aLi++ae-===LiNixCoyMnzO2,D正確;答案選D。12.如圖所示是一種酸性燃料電池酒精檢測儀,具有自動(dòng)吹氣流量偵測與控制的功能,非常適合進(jìn)行現(xiàn)場酒精檢測,下列說法錯(cuò)誤的是(
)
A.
電流由O2所在的鉑電極經(jīng)外電路流向另-電極B.
該電池的負(fù)極反應(yīng)式為:CH3CH2OH+3H2O-12e-=2CO2↑+12H+C.
O2所在的鉑電極處發(fā)生還原反應(yīng)D.
微處理器通過檢測電流大小而計(jì)算出被測氣體中酒精的含量【答案】B【解析】A.乙醇燃料電池中,負(fù)極上乙醇失電子發(fā)生氧化反應(yīng),正極上是氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng),電流由正極流向負(fù)極,即從O2所在的鉑電極經(jīng)外電路流向另一電極,A不符合題意;
B.該電池的負(fù)極上乙醇失電子發(fā)生氧化反應(yīng),分析裝置圖可知乙醇在負(fù)極失去電子被氧化生成醋酸,CH3CH2OH-4e-+H2O=4H++CH3COOH,B不符合題意;C.乙醇燃料電池中,正極上是氧氣得電子的還原反應(yīng),O2所在的鉑電極處得到電子發(fā)生還原反應(yīng),C不符合題意;D.根據(jù)微處理器通過檢測電流大小可以得出電子轉(zhuǎn)移的物質(zhì)的量,根據(jù)電極反應(yīng)式可以計(jì)算出被測氣體中酒精的含量,D不符合題意;故答案為:B。該裝置中含有質(zhì)子交換膜,則電解質(zhì)溶液為酸性,酸性條件下,乙醇燃料電池中,負(fù)極上乙醇失電子發(fā)生氧化反應(yīng),正極上是氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng);根據(jù)圖示得出酸性燃料電池的反應(yīng)物和生成物,再根據(jù)原電池原理寫出該電池的反應(yīng)式來判斷。13.足量銅與一定量的濃硝酸反應(yīng),得到硝酸銅溶液和二氧化氮、一氧化氮的混合氣體2.24L(標(biāo)準(zhǔn)狀況),這些氣體與一定體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氧氣混合后通入水中,所有氣體完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸銅溶液中加入4mol·L-1氫氧化鈉溶液至銅離子恰好完全沉淀,則消耗氫氧化鈉溶液的體積是50mL,下列說法正確的是(
)A.混合氣體中含二氧化氮1.12LB.消耗氧氣的體積為1.68LC.此反應(yīng)過程中轉(zhuǎn)移的電子為0.3molD.參加反應(yīng)的硝酸是0.4mol【答案】A【解析】有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式:Cu+4HNO3(濃)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,4NO2+2H2O+O2===4HNO3,4NO+2H2O+3O2===4HNO3,Cu(NO3)2+2NaOH
===Cu(OH)2↓+NaNO3。反應(yīng)生成氮的氧化物的物質(zhì)的量=2.24L÷22.4L·mol-1=0.1mol,反應(yīng)生成硝酸銅的物質(zhì)的量=0.05L×4
mol·L-1÷2=0.1
mol,設(shè)生成二氧化氮、一氧化氮的物質(zhì)的量分別為x、y,x+y=0.1mol,x+3y=0.1
mol×2,x=0.05
mol,y=0.05
mol;消耗氧氣的體積=(0.05mol÷4+0.05
mol÷4×3)×22.4
L·mol-1=1.12
L;反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量=0.1mol×2=0.2
mol;參加反應(yīng)的硝酸是0.1mol+0.1
mol×2=0.3
mol。第Ⅱ卷二、選擇題:本題共4小題,共61分。14.H2S有劇毒,在空氣中可以燃燒。以硫化氫、氧氣為原料,可以設(shè)計(jì)一種燃料電池。
回答下列問題:(1)H2S在空氣中充分燃燒,能量變化過程如圖所示:
①反應(yīng)過程中反應(yīng)物的總能量________
(填“>”“<”或“=”)生成物的總能量。②H2S完全燃燒的化學(xué)方程式為________
。
(2)以H2S、O2為原料的堿性燃料電池裝置的示意圖如圖,該裝置工作時(shí)總反應(yīng)離子方程式為2H2S+3O2+4OH-=2SO32-+4H2O。
①該裝置將________
能轉(zhuǎn)化為________能。②已知正極反應(yīng)式O2+2H2O+4e-=4OH-,則負(fù)極反應(yīng)式為________,右室電解質(zhì)溶液的pH________(填“變大”“減小”或“不變”)。(3)日本茨城大學(xué)研制了一種新型的質(zhì)子交換膜二甲醚燃料電池(DDFC),該電池有較高的安全性。電池總反應(yīng)為:CH3OCH3+3O2=2CO2+3H2O,電池結(jié)構(gòu)如下圖所示,據(jù)此回答下列問題:
a極為電池的________極,b電極上的電極反應(yīng)式為________。電池工作時(shí)電流的方向是由________(填“a”或“b”,下同)經(jīng)導(dǎo)向________。電池工作時(shí),若有0.1mol二甲醚被氧化時(shí),有________mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移。【答案】(1)>;2H2S+3O2=點(diǎn)燃=2SO2+2H2O(2)化學(xué);電;H2S+8OH-—6e-=SO32-+5H2O;減小
(3)負(fù);O2+4H++4e-=2H2O;b;a;1.2
【解析】(1)由圖可知,反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量,為放熱反應(yīng)。燃燒方程式:2H2S+3O2=點(diǎn)燃=2SO2+2H2O。(2)該裝置為原電池,故是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,負(fù)極為硫化氫生成二氧化硫,電極反應(yīng)如下,H2S+8OH-—6e-=SO32-+5H2O,根據(jù)電極反應(yīng)式可得,消耗了氫氧根,故PH減小。(3)在a電極通入燃料,為負(fù)極,在b電極通入氧氣,為正極,正極上O2獲得電子,與溶液中的H+結(jié)合形成水,正極的電極反應(yīng)式為O2+4H++4e-=2H2O;電池工作時(shí)電流的方向是由正極經(jīng)外電路到負(fù)極,對該電池來說為由b電極到a電極;根據(jù)總反應(yīng)方程式CH3OCH3+3O2=2CO2+3H2O可知:每有1molCH3OCH3反應(yīng),轉(zhuǎn)移12mol電子,則若有0.1mol二甲醚被氧化時(shí),有1.2mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移。(1)反應(yīng)物的能量高于生成物的能量為放熱反應(yīng),反之為吸熱反應(yīng)(2)電極反應(yīng)書寫步驟:先找反應(yīng)物,再找生成物,根據(jù)變價(jià)元素標(biāo)明得失電子數(shù)目,最后再配電荷守恒,及原子守恒。(3)根據(jù)方程式可知二甲醚被氧化做原電池的負(fù)極,結(jié)合原電池原理進(jìn)行回答即可。15.某化學(xué)反應(yīng)2A(g)=B(g)+C(g)正反應(yīng)為吸熱反應(yīng))在三種不同條件下進(jìn)行,B、C的起始濃度均為0,反應(yīng)物A的濃度(mol·L-1)隨反應(yīng)時(shí)間(min)的變化情況如表所示,表中溫度單位為攝氏度(oC),容器容積恒定。實(shí)驗(yàn)序號時(shí)間濃度溫度010203040506018002800c38200.20根據(jù)上述數(shù)據(jù),回答下列問題:(1)在實(shí)驗(yàn)2中,c=________________________,反應(yīng)經(jīng)20min達(dá)到平衡狀態(tài),可推測實(shí)驗(yàn)2中隱含的條件是_______________________,判斷理由是_______________.(2)在實(shí)驗(yàn)1、3中,實(shí)驗(yàn)3比實(shí)驗(yàn)1達(dá)到平衡狀態(tài)所用的時(shí)間短,原因是________________________________________________________________。(3)在實(shí)驗(yàn)2、3中,化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí),實(shí)驗(yàn)3中c(A)較小的原因是________________________________。(4)在實(shí)驗(yàn)2中,10:20min內(nèi)的反應(yīng)速率v(B)______________________mol·L-1·min-1。實(shí)驗(yàn)3達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí),A的轉(zhuǎn)化率為___________________________________?!敬鸢浮浚?)1.00使用了催化劑對比實(shí)驗(yàn)1、2可知,溫度相同,A的起始濃度相同,實(shí)驗(yàn)2達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)所用的時(shí)間比實(shí)驗(yàn)1短(2)其他條件不變時(shí),溫度升高,反應(yīng)速率增大,達(dá)到平衡狀態(tài)的時(shí)間縮短(3)該反應(yīng)正向?yàn)槲鼰岱磻?yīng),溫度升高,化學(xué)平衡向正向移動(dòng),達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)較小(4)0.00580%【解析】(1)對比實(shí)驗(yàn)1、實(shí)驗(yàn)2可知,反應(yīng)溫度相同,達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)A的濃度相同,說明是同一平衡狀態(tài),即,又實(shí)驗(yàn)2達(dá)到平衡狀態(tài)所需的時(shí)間短,反應(yīng)速率快,說明實(shí)驗(yàn)2使用了催化劑,故答案為:;使用了催化劑;對比實(shí)驗(yàn)1、2可知,溫度相同,A的起始濃度相同,實(shí)驗(yàn)2達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)所用的時(shí)間比實(shí)驗(yàn)1短;(2)對比實(shí)驗(yàn)1、實(shí)驗(yàn)3可知,其他條件不變時(shí),溫度升高,反應(yīng)速率增大,達(dá)到平衡的時(shí)間縮短,故答案為:其他條件不變時(shí),溫度升高,反應(yīng)速率增大,達(dá)到平衡狀態(tài)的時(shí)間縮短;(3)溫度升高,化學(xué)平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng),該反應(yīng)正向?yàn)槲鼰岱磻?yīng),實(shí)驗(yàn)3的溫度比實(shí)驗(yàn)2的高,所以平衡時(shí)較小,故答案為:該反應(yīng)正向?yàn)槲鼰岱磻?yīng),溫度升高,化學(xué)平衡向正向移動(dòng),達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)較小;(4)在實(shí)驗(yàn)2中,內(nèi),,實(shí)驗(yàn)3達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí),平衡時(shí)c(A)=0.2mol/L,,故答案為:;80%。16.反應(yīng)Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑的能量變化趨勢,如圖所示:(1)該反應(yīng)為________反應(yīng)(填“吸熱”或“放熱”)。(2)若要使該反應(yīng)的反應(yīng)速率加快,下列措施可行的是________(填字母)。A.改鐵片為鐵粉B.改稀硫酸為98%的濃硫酸C.升高溫度(3)電子工業(yè)上常利用FeCl3溶液腐蝕銅板制作印刷電路,其反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________。請把該反應(yīng)設(shè)計(jì)成一個(gè)原電池,畫出原電池裝置圖(要求:標(biāo)明電極材料和電解質(zhì)溶液)__________。(4)在2L的密閉容器中充入1molCO和2molH2,一定條件下發(fā)生反應(yīng):CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),測得CO和CH3OH(g)濃度變化如下圖所示。①從反應(yīng)開始到平衡,氫氣的平均反應(yīng)速率v(H2)=_____mol·(L·min)-1。反應(yīng)前后容器的壓強(qiáng)比為_____。②能夠判斷該反應(yīng)達(dá)到平衡的是_____(填選項(xiàng))。A.CO、H2和CH3OH三種物質(zhì)的濃度相等B.密閉容器中混合氣體的密度不再改變C.CH3OH分解的速率和CH3OH生成的速率相等D.相同時(shí)間內(nèi)消耗1molCO,同時(shí)消耗1molCH3OH【答案】(1)放熱(2)AC(3)2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2(4)①0.252:1②CD【解析】(1)根據(jù)圖示可知反應(yīng)物的能量比生成物多,因此發(fā)生反應(yīng)時(shí)會(huì)放出熱量,故該反應(yīng)是放熱反應(yīng);(2)A.改鐵片為鐵粉,增大了反應(yīng)物的接觸面積,反應(yīng)速率增大,A正確;B.改稀硫酸為98%的濃硫酸,由于濃硫酸中硫酸主要以分子存在,溶液中氫離子濃度很小,且在常溫下鐵在濃硫酸中會(huì)發(fā)生鈍化,不能進(jìn)行反應(yīng),反應(yīng)速率不能加快,B錯(cuò)誤;C.升高溫度,物質(zhì)的內(nèi)能增加,活化分子數(shù)目增加,有效碰撞次數(shù)加快,反應(yīng)速率增大,C正確;故合理選項(xiàng)是AC;(3)FeCl3與Cu反應(yīng)產(chǎn)生FeCl2、CuCl2,反應(yīng)方程式為2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2;在該反應(yīng)中Cu失去電子,F(xiàn)e3+得到電子,所以在設(shè)計(jì)成原電池時(shí),Cu為負(fù)極,C為正極,含有FeCl3的水溶液為電解質(zhì)溶液,裝置圖為:;(4)①反應(yīng)在2L密閉容器中進(jìn)行,根據(jù)圖示可知反應(yīng)開始至平衡,CO的物質(zhì)的量由1.00mol變?yōu)?.25mol,則用CO濃度變化表示的反應(yīng)速率v(CO)==0.125mol/(L·min),根據(jù)方程式可知v(H2)=2v(CO)=2×0.125mol/(L·min)=0.25mol/(L·min);在反應(yīng)開始時(shí),n(CO)=1mol,n(H2)=2mol,則反應(yīng)開始時(shí)氣體的總物質(zhì)的量n(始)總=1mol+2mol=3mol,根據(jù)方程式CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)可知:每有1molCO反應(yīng),反應(yīng)后氣體物質(zhì)的量會(huì)減少2mol,根據(jù)圖示可知反應(yīng)的CO的物質(zhì)的量是△n(CO)=1mol-0.25mol=0.75mol,則反應(yīng)后氣體的物質(zhì)的量減少了2×0.75mol=1.5mol,則反應(yīng)后達(dá)到平衡時(shí)氣體的總物質(zhì)的量為n(平)總=3mol-1.5mol=1.5mol。在恒溫恒容時(shí),氣體的物質(zhì)的量的比等于壓強(qiáng)之比,故反應(yīng)前后容器的壓強(qiáng)比為p(前):p(后)=3:1.5=2:1;②A.反應(yīng)開始時(shí)加入的CO、H2的物質(zhì)的量的比是1:2,二者反應(yīng)的物質(zhì)的量的比也是1:2,則平衡時(shí)CO、H2的物質(zhì)的量及濃度比也是1:2,故平衡時(shí)三種物質(zhì)的濃度不可能相等,因此當(dāng)三種物質(zhì)的濃度相等時(shí),反應(yīng)不處于平衡狀態(tài),A錯(cuò)誤;B.反應(yīng)在恒容密閉容器中進(jìn)行,容器的容積不變;反應(yīng)混合物都是氣體,氣體的質(zhì)量也不變,因此混合氣體的密度始終不變,不能據(jù)此判斷反應(yīng)是否處于平衡狀態(tài),B錯(cuò)誤;C.CH3OH分解的速率和CH3OH生成的速率相等,則物質(zhì)的濃度不變,
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