河南商丘实验中学高中化学必修【三套卷】1-8章混合题习题(培优专题)
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一、选择题
1.硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应的化学方程式为:Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2+S↓+H2O,下列各组实验中最先出现浑浊的是( )
A.A B.B C.C D.D
2.已知分解1 mol H2O2放出热量98 kJ,在含少量I-的溶液中,H2O2分解分两步基元反应:H2O2+I- →H2O+IO- 慢H2O2+IO- → H2O+O2+I- 快;下列有关该反应的说法正确的是A.v (H2O2)=v (H2O)=v (O2) B.IO-是该反应的中间产物
C.反应活化能为98 kJ·mol-1D.反应速率由IO-浓度决定
3.在一定温度下的刚性密闭容器中,当下列哪些物理量不再发生变化时,表明下述反应:A(s)+2B(g)C(g)+D(g)已达到平衡状态
①混合气体的压强②混合气体的密度③各气体物质的物质的量浓度④气体的总物质的量⑤混合气体的平均相对分子质量
A.②③⑤B.①②③C.②③④⑤D.①③④⑤
4.5.6 g铁粉与100 mL 1mol/L的稀盐酸反应时,为了使反应平缓进行且不改变H2的产量,可以使用如下方法中的
①NaOH溶液②改用200mL 0.5mol/L的盐酸③加NaCl溶液
④CuSO4固体⑤加CH3COONa固体⑥加NH4Cl固体
A.②③⑤B.②⑤⑥C.①②⑥D.①②⑤
5.N2O和CO是环境污染性气体,可在Pt2O+表面转化为无害气体,其反应为:N2O(g)+CO(g)CO2(g)+N2(g)ΔH,有关化学反应的物质变化过程如图1所示,能量变化过程如图2所示,下列说法正确的是()
A.由图1、2可知ΔH=ΔH1+ΔH2=ΔE2-ΔE1
B.反应中加入Pt2O+可使反应的焓变减小
C.由图2可知正反应的活化能小于逆反应的活化能
D.1molN2O和1molCO的总能量小于1molCO2和1molN2的总能量
6.反应2NO2(g)O2(g)+2NO(g),一定条件下,将NO2置于恒容密闭容器中发生上述反应。
下列能说明反应达到平衡状态的是()
A.气体密度保持不变
B.混合气体颜色保持不变
C.O2和NO的体积比保持不变
D.每消耗2molNO2的同时生成2molNO
7.对丙烷进行溴代反应,反应一段时间后得到如下结果:
2CH3CH2CH3+Br2
127
−−−−→
光,℃
CH3CH2CH2Br(3%)+CH3CHBrCH3(97%)+2HBr
已知:正丙基结构简式CH3CH2CH2-、异丙基结构简式(CH3)2CH-,反应机理中链转移决速步为RH+Br·→R·+HBr,其反应势能变化如图所示。
下列说法正确的是
A.物质组合A为异丙基+HBr
B.生成正丙基过程的活化能大于生成异丙基过程的活化能
C.正丙基的稳定性强于异丙基
D.溴原子取代的位置只取决于反应物与生成物的能量变化
8.在2A(s)+B(g) ⇌ 3C(g)+4D(g)反应中,表示反应速率最快的是( ) A .v(A)=0.5 mol/(L•s) B .v(B)=0.2 mol/(L•s) C .v(C)=18 mol/(L•min)
D .v(D)=0.6 mol/(L•s)
9.在一定条件下,A 气体与B 气体反应生成C 气体。
反应过程中,反应物与生成物的浓度随时间变化的曲线如图,则下列叙述正确的是
A .该反应的化学方程式为3A +
B 2C
B .在t 1~(t 1+10)s 时,v(A)=v(B)=0
C .t 1 s 时反应物A 的转化率为60%
D .0~t 1内A 应的反应速率为v(A)=0.4mol/(L *s) 10.2SO 2(g)+O 2(g)
25
V O
Δ
2SO 3(g) △H =-196.6KJ/mol 是制备硫酸的重要反应。
下列关
于该反应的叙述不正确的是
A .反应达到平衡状态后,SO 3(g)浓度保持不变
B .催化剂V 2O 5能够提高SO 2的平衡转化
率
C .增加O 2的浓度有利于提高SO 2的平衡转化率
D .采用450℃高温可以缩短反应达到平衡的时间
二、填空题
11.某同学在用稀硫酸与锌制取氢气的实验中,发现加入少量硫酸铜溶液可加快氢气的生成速率。
为了进一步研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响,该同学设计了如下一系列实验。
将表中所给的混合溶液分别加入到6个盛有过量Zn 粒的反应瓶中,收集产生的气体,记录获得相同体积的气体所需时间。
实验
混合溶液
A B C D E F 4 mol·L -1 H 2SO 4/mL 30 V 1 V 2 V 3 V 4 V 5 饱和CuSO 4溶液/mL
0 0.5 2.5 5 V 6 20 H 2O/mL
V 7
V 8
V 9
V 10
10
(1)请完成此实验设计,其中:V 1=________,V 6=________,V 9=________;
(2)反应一段时间后,实验A中的金属呈________色,实验E中的金属呈________色;
(3)该同学最后得出的结论为:当加入少量CuSO4溶液时,生成氢气的速率会大大提高。
但当加入的CuSO4溶液超过一定量时,生成氢气的速率反而会下降。
请分析氢气生成速率下降的主要原因________________________。
12.(1)化学反应速率可通过实验测定。
要测定不同反应时刻反应物或生成物的浓度,可通过观察和测量体系中的某一物质的相关性质,再进行适当的转换和计算。
如比较锌粒与不同浓度硫酸反应时的速率,可通过测定收集等体积H2需要的__来实现;在硫酸酸化的KMnO4与H2C2O4反应中,可通过观察单位时间内溶液颜色变化来测定该反应的速率,该反应的化学方程式为:__。
(2)已知:Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O(该反应速率的快慢可通过出现浑浊所需要的时间来判断)。
某同学探究影响硫代硫酸钠与稀硫酸反应速率的因素时(注:控制单一变量),设计了如下系列实验:
该实验①、②可探究___对反应速率的影响,因此V1和V2分别是__、__。
实验①、③可探究__对反应速率的影响,因此V3是__。
13.通常氢氧燃料电池有酸式和碱式两种,试回答下列问题:
(1)在酸式介质中,负极反应的物质为____,正极反应的物质为______,酸式电池的电极反应:
负极:__________________________________,正极:___________________________。
电解质溶液pH的变化_______________(填“变大”,“变小”,“不变”)。
(2)在碱式介质中,碱式电池的电极反应:
负极:__________________________________,正极:___________________________。
电解质溶液pH的变化_______________(填“变大”,“变小”,“不变”)。
(3)氢氧燃料电池汽车作为上海世博园中的交通工具之一,下列有关说法不正确的是
________。
A.太阳光催化分解水制氢气比电解水气氢气更为科学
B.氢氧燃料电池作为汽车动力更能保护环境
C.以稀H2SO4、KOH为介质的氢氧燃料电池的负极电极反应式相同
D.以稀H2SO4、KOH为介质的氢氧燃料电池的总反应式相同
(4)纯电动车采用了高效耐用的一种新型可充电电池,该电池的总反应式为:3Zn+2K2FeO4+8H2O3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH。
①该电池放电时负极反应式为_________________。
②放电时每转移3 mol电子,正极有________ mol K2FeO4被还原。
(5)锰酸锂离子电池在混合动力车等大型蓄电池应用领域占据主导地位。
电池反应式为:Li1-x MnO4+Li x LiMnO4,下列有关说法不正确的是________。
A.放电时电池的正极反应式为:Li1-x MnO4+xLi++xe-=LiMnO4
B.放电过程中,石墨没有得失电子
C.该电池也能在KOH溶液的环境中正常工作
D.充电时电池上标有“-”的电极应与外接电源的负极相连
14.新型高效的甲烷燃料电池采用铂为电极材料,两电极上分别通入CH4和O2,电解质为KOH溶液。
某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源,进行饱和氯化钠溶液电解实验,如图所示。
回答下列问题:
(1)甲烷燃料电池负极的电极反应式为__。
(2)闭合开关K后,a、b电极上均有气体产生,其中b电极上得到的是__,电解氯化钠溶液的总反应方程式为__。
15.化学反应一定伴随能量变化。
(1)将20gBa(OH)2·8H2O晶体与10g NH4Cl晶体一起放入烧杯中,并将烧杯放在滴有几滴
水的玻璃片上,用玻璃棒快速搅拌,闻到______气味,用手触摸烧杯底部感觉________,烧杯下面的玻璃片可能与烧杯___。
说明Ba(OH)2·8H2O跟NH4Cl的反应是_____(填“吸热”或“放热”)反应。
该反应的化学方程式_________
(2)NaOH稀溶液跟稀盐酸反应的中和热与KOH稀溶液跟稀硫酸反应的中和热_____(填“相等”或“不等”),原因是(用适当的文字和离子方程式解释)_____
(3)下列措施可以提高燃料的燃烧效率的是________(填序号)
①提高燃料的着火点,②降低燃料的着火点,③将固体燃料粉碎,④将液体燃料雾化,⑤将燃料煤气化处理,⑥通入适量空气
16.I.某同学做如下实验,以探究反应中的能量变化。
(1)在实验中发现反应后(a)中温度升高,由此可以判断(a)中反应是________热反应;(b)中温度降低,由此可以判断(b)中反应是________热反应。
(2)根据能量守恒定律,(b)中反应物的总能量应该________生成物的总能量。
II.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。
(3) 从能量转化角度分析,上述原电池将化学能转化为_________;
(4) 负极的电极材料为_____________;
(5) 正极发生的电极反应__________________________________;
17.(1)如图为氢氧燃料电池的构造示意图,根据电子运动方向,可知氢气从__口通入(填“a”或“b”),Y极为电池的___(填“正”或“负”)极。
(2)微型纽扣电池在现代生活中有广泛应用,有一种银锌电池,其电极分别是Ag2O和Zn,
电解质溶液为KOH溶液,电极反应为:
Zn+2OH--2e-=ZnO+H2O
Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-
总反应为Ag2O+Zn=ZnO+2Ag
①Ag2O是__极,Zn发生__反应。
②电子由__极流向__极(填“Zn”或“Ag2O”),当电路通过0.1mol电子时,负极消耗物质的质量是___g。
18.依据反应:2Ag+(aq)+Cu(s)=Cu2+(aq)+2Ag(s)设计的原电池如图所示。
请回答下列问题:
(1)电极X的材料是__,电解质溶液Y是__;
(2)银电极为电池的__极,发生的电极反应为__;
(3)X电极上发生的电极反应为__。
19.能源、资源问题是当前人类社会面临的一项重大课题。
(1) 直接利用物质燃烧提供热能在当今社会仍然占很大比重,但存在利用率低的问题。
CH4、CO、CH3OH都是重要的能源物质,等质量的上述气体充分燃烧,消耗O2最多的是_______ (填化学式)。
(2) 燃料电池将能量转化效率比直接燃烧效率高,如图为某种燃料电池的工作原理示意图,
a、b均为惰性电极。
①使用时,空气从_________口通入(填“A”或“B”);
②假设使用的“燃料”是甲烷,a极的电极反应为:_________________。
(3)某同学设计如图的原电池,则正极的电极反应式为:______________,当导线中有
3.01×1023个电子流过,溶液质量变化为________ g。
20.在25℃、101kPa的条件下,断裂1molH—H键吸收436kJ能量,断裂1molCl—Cl键吸收243kJ能量,形成1molH—Cl键放出431kJ能量。
该条件下H2+Cl22HCl反应中的能量变化可用如图表示:
现有1molH2和1molCl2在25℃、101kPa下完全反应。
请根据上述信息回答下列有关问题:(1)反应物断键吸收的总能量为___。
(2)生成物成键放出的总能量为___。
(3)H2+Cl22HCl是___(填“吸热”或“放热”)反应。
(4)反应物的总能量___(填“>”或“<”)生成物的总能量。
(5)写出盐酸与氢氧化铝反应的离子方程式__。
三、解答题
21.甲醛在木材加工、医药等方面有重要用途。
利用甲醇(CH3OH)制备甲醛
脱氢法:CH3OH(g)═HCHO(g)+H2(g)△H1=+92.09KJ⋅mol−1
氧化法:CH3OH(g)+1
2
O2(g)═HCHO(g)+H2O(g)△H2
(1)脱氢法制甲醛,有利于提高平衡产率的条件有___。
A.低温B.高温C.低压D.高压E.催化剂
(2)已知:2H2(g)+O2(g)═2H2O(g)△H3=−483.64kJ⋅mol−1,则△H2=___。
(3)750K下,在恒容密闭容器中,充入一定量的甲醇,发生反应CH3OH(g)⇌HCHO(g)+H2(g),若起始压强为101kPa,达到平衡转化率为50.0%,则反应的平衡常数Kp=___(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数,忽略其它反应)。
(4)选用Ag/SiO2—ZnO作催化剂,在400~750℃区间进行活性评价,图乙给出了甲醇转化率与甲醛选择性(选择性越大,表示生成该物质越多)随反应温度的变化曲线。
制备甲醛的最佳反应温度为___(填标号),理由是___。
a.400℃
b.650℃
c.700℃
d.750℃
(5)合成甲醇的主要反应为:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)△H<0,其化学平衡常数K和温度T的关系如下表所示:
T/℃T1T2T3
K1/10001/4025
T1、T2、T3的大小关系为______
22.合成氨是人类科学技术上的一项重大突破,一种工业合成氨的简式流程图如图:
(1)步骤Ⅱ中制氢气的原理如下:
①CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)ΔH=+206.4kJ·mol-1
②CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)ΔH=-41kJ·mol-1
对于反应①,一定可以提高平衡体系中H2的百分含量,又能加快反应速率的措施是__。
a.升高温度 b.减小CO浓度 c.加入催化剂 d.降低压强
利用反应②,将CO进一步转化,可提高H2的产量。
若将1molCO和4molH2O的混合气体充入一容积为2L的容器中反应,若第4分钟时达到平衡时放出32.8kJ的能量,则前4分钟的平均反应速率v(CO)为____。
(2)步骤Ⅴ的反应原理为N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=-92.4kJ·mol-1
①合成氨工业采取的下列措施不可用平衡移动原理解释的是___(填选项)。
A.采用较高压强(20MPa~50MPa)
B.采用500℃的高温
C.用铁触媒作催化剂
D.将生成的氨液化并及时从体系中分离出来
②450℃时该反应的平衡常数____500℃时的平衡常数(填“<”“>”或“=”)。
③合成氨工业中通常采用了较高压强(20MPa~50MPa),而没有采用100MPa或者更大压强,理由是___。
(3)天然气的主要成分为CH4,CH4在高温下的分解反应相当复杂,一般情况下温度越高,小分子量的产物就越多,当温度升高至上千度时,CH4就彻底分解为H2和炭黑,反应如下:2CH4C+2H2。
该反应在初期阶段的速率方程为:r=k×c CH4,其中k为反应速率常数。
①设反应开始时的反应速率为r1,甲烷的转化率为α时的反应速率为r2,则r2=___r1。
②对于处于初期阶段的该反应,下列说法正确的是___。
A.增加甲烷浓度,r增大
B.增加氢气浓度,r增大
C.氢气的生成速率逐渐增大
D.降低反应温度,k减小
23.一定条件下,反应室(容积恒定为2L)中有反应:A(g)+2B(g)C(g)。
(1)1molA(g)与2molB(g)在催化剂作用下在反应室反应生成C(g),A的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示:
①P1_____P2(填“>”、“<”或“=”,下同),正反应的△H_____0。
②下列措施中一定能使
(C)
(A)
c
c
增大的是_____。
A.升高温度B.恒温恒容再充入A
C.恒温恒容再充入B D.恒温恒容再充入1molC
(2)100℃时,将1molA和2molB通入反应室,保持温度不变,10min末C的浓度为0.05mol/L,则10min末B的转化率为_____,该温度下,该反应的平衡常数K为_____,此时v正_____v
逆(填“<”、“>”或“=”)
(3)采用______、________方法,既可以加快反应速率,又可以提高A的转化率。
24.回答下列问题:
(1)已知两种同素异形体A、B的燃烧热的热化学方程式为:
A(s)+O2(g) =CO2(g) △H= - 393.51 kJ/mol
B(s)+O2(g)=CO2(g) △H= - 395.41 kJ/mol
则两种同素异形体中较稳定的是(填"A"或"B")___________________。
(2)工业上用H2和Cl2反应制HCl,各键能数据为:H – H:436 kJ/mol;Cl-Cl:243 kJ/mol;H-Cl:431 kJ/mol,该反应的热化学方程式是_____________________。
(3)合成气(CO和H2为主的混合气体)不但是重要的燃料也是重要的化工原料,制备合成气的方法有多种,已知l gCH4气体与O2气体反应生成CO气体和H2气体放2.25 kJ热量。
①写出相应热化学方程式______________。
②用甲烷制备合成气还可以发生反应:CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g);△H2= +216kJ/mol。
现有1 mol由H2O(g)与O2组成的混合气,且O2的体积分数为x,将此混合气与足量CH4充分反应。
若x=0.2时,反应①放出的能量为____ kJ;若x=____时,反应①与②放出(或吸收)的总能量为0。
(4)一定温度下,将3 mol A气体和l mol B气体通入一容积固定为2 L的密闭容器中,发生如下反应:3A(g)+B(g)xC(g), 反应1 min时测得剩余1.8 mol A,C的浓度为0.4 mol/L,则1 min内,B的平均反应速率为_________; x为___________。
可以作为达到平衡状态的标志是______________。
A.单位时间内生成n mol B的同时生成3n molA
B.混合气体的压强不变
C.混合气体的颜色不再改变(C为有色气体)
D.混合气体的密度不变
25.十九大报告提出要对环境问题进行全面、系统的可持续治理。
回答下列问题:
(1)以TiO2为催化剂的光热化学循环分解CO2反应为温室气体减排提供了一个新途径,该反应的机理及各分子化学键完全断裂时的能量变化如图所示。
①上述过程中,能量的变化形式是由________转化为________。
②根据数据计算,分解1molCO2需________(填“吸收”或“放出”)________kJ的能量。
(2)电化学气敏传感器可用于监测环境中NH3的含量,其工作原理示意图如下。
①Pt电极(a)为________极(填“正”或“负”);Pt电极(b)上的电极反应式为:________。
②该过程总反应的化学反应方程式为________,反应一段时间后,KOH溶液的浓度将
________(填“增大”“减小”或“不变”)。
26.Ⅰ、常见铅蓄电池是二次电池,其电极材料分别为Pb和PbO2,电解液为稀H2SO4溶液,工作时的总反应式为Pb +PbO2+ 2H2SO42PbSO4+2H2O。
请依据上述情况判断:(1)铅蓄电池的负极材料是________________。
(2)写出放电时正极反应是_______________________________________。
(3)充电式阴极的电极反应式为___________________________________。
(4)放电时,电解质溶液中阴离子移向______极;
Ⅱ、如图所示,若电解5min时铜电极质量增加2.16g,试回答:
(1)电源电极X名称为____________。
(2)电解池中溶液pH变化(选填“增大”、“减小”、“不变”):C池________。
(3)B中阳极的电极反应式为________________________________。
(4)A中发生反应的离子方程式为_____________________________________________。
27.实验是化学研究的重要手段,定性与定量是实验研究的两个不同角度。
(1)为了比较Fe、Co、Cu三种金属的活动性。
某实验小组设计如图实验装置。
①甲装置中Co电极附近产生气泡,Co电极的电极反应式为___。
②丙装置中X电极附近溶液先变红,X电极名称为___,反应一段时间后,可制得NaClO消毒液,丙装置中的总反应方程式为___。
③乙装置中交换膜类型为___(填“阳”或“阴”)离子交换膜,三种金属的活动性由强到弱的顺序是___。
(2)为了测定市售白醋的总酸量(g/100mL),某实验小组设计如图实验流程。
①量取白醋样品10.00mL用到的量取仪器是___,“配制100mL待测白醋溶液”用到的仪器有烧杯、玻璃棒和___。
②“酸碱中和滴定”用0.1000mol•L-1NaOH标准溶液进行滴定。
盛装待测白醋液的锥形瓶中应加入2~3滴___溶液作指示剂,盛装NaOH溶液的滴定管初始液面位置如图所示,此时的读数为___mL。
“酸碱中和滴定”实验记录如下
滴定次数1234
V(待测白醋)/mL20.0020.0020.0020.00
V(NaOH)(消耗)/mL15.9515.0015.0514.95
该市售白醋总酸量___g/100mL(结果保留四位有效数字)。
③“酸碱中和滴定”过程中,下列操作会使实验结果偏大的是___。
A.未用标准NaOH溶液润洗滴定管
B.碱式滴定管的尖嘴在滴定前有气泡,滴定后气泡消失
C.锥形瓶中加入待测白醋溶液后,再加入少量水
D.锥形瓶在滴定时剧烈摇动,有少量液体减出
28.在催化剂作用下,CO可脱除燃煤烟气中的SO2,生成单质S和一种温室效应气体。
(1)该反应的化学方程式为___________。
(2)为加快该反应的速率,可采取的措施是____________(任写两条)。
(3)T℃时,向恒容密闭容器中加入SO2和CO气体各4mol,测得反应体系中两种气态含碳物质的浓度随时间变化关系如图所示。
①图中___线(填“a”或“b”)表示的是CO的浓度变化情况,容器容积V=_____L。
②当反应进行至图中N点时,CO的转化率为_____,SO2的浓度为_____。
③用单质S的变化量表示0~t1min内该反应的平均反应速率υ(S)=_________g·min-1。
(用含t1的代数式表示)
一、选择题
2NH3 (g),当反应达到限度时,1.在密闭容器中进行反应:N2 + 3H2 (g) 高温、高压
催化剂
下列说法正确的是( )
A.N2、H2完全转化为NH3B.此时反应已停止
C.生成2mol 氨气的同时,同时生成3mol H2 D.氮气、氢气、氨气的浓度相等
2.在密闭容器里,A与B反应生成C,其反应速率分别用v A、v B、v C表示,已知2v B=3v A、3v C=2v B,则此反应可表示为
A.2A+3B=2C B.A+3B=2C C.3A+B=2C D.A+B=C
3.下列实验操作能达到实验目的且现象描述正确的是
A.A B.B C.C D.D
4.运用DFT计算研究HCOOH在不同催化剂(Pd和Rh)表面分解产生H2的部分反应历程如图所示,其中吸附在催化剂表面的物种用*表示。
下列说法不正确的是
A.HCOOH吸附在催化剂表面是一个吸热过程
B.HCOO*+H*═CO2+2H*是该历程的决速步骤
C.该反应过程中存在C-H键的断裂和C=O键的生成
D.Pd和Rh作催化剂时HCOOH分解产生H2的反应热相同
5.有A、B、C、D四种金属,将A与B用导线连接浸入电解质溶液,B不易腐蚀,将A
与D用导线连接浸入电解质溶液电流从A流向D,无明显变化,若将B浸入C的盐溶液中,有金属C析出,这四种金属的活动性顺序为
A.D>C>A>B B.D>A>B>C C.D>B>A>C D.B>A>D>C
6.节能减排是保护环境的有力手段,利用如图所示的装置处理工业尾气中的硫化氢具有明显优势。
下列有关说法错误的是()
A.该装置可将化学能转化为电能
B.在Fe3+存在的条件下可获得硫单质
C.该装置工作时,H+从甲电极移动到乙电极
D.甲电极上的电极反应式为H2S+2H2O-6e-=SO2+6H+
7.工业合成三氧化硫的反应为2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g) ∆H=-198kJ/mol,反应过程可用如图模拟(表示O2,表示SO2,表示催化剂)。
下列说法正确的是
A.过程Ⅰ和过程Ⅳ决定了全部反应进行的程度
B.过程Ⅱ为放热过程,过程Ⅲ为吸热过程
C.催化剂可降低反应的活化能,从而使∆H减小
D.1mol SO2和1mol O2反应,放出的热量小于99kJ
8.如图是某校化学兴趣小组设计的一套原电池装置,下列有关描述正确的是
A.此装置能将电能转变为化学能
B.石墨电极的反应式:O2+2H2O+4e-=4OH-
C.电子由石墨电极经导线流向Cu电极
D.电池的总反应式:2Cu+O2+4HCl=2CuCl2+2H2O
9.使反应4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g)在2 L的密闭容器中进行,半分钟后N2的物质的量增加了0.60 mol。
则下列选项中反应的平均速率正确的为
A.v(NH3)=0.040 mol·L-1·s-1B.v(O2)=0.015 mol·L-1·s-1
C.v(N2)=0.020 mol·L-1·s-1D.v(H2O)=0.020 mol·L-1·s-1
10.已知:2H2(g) +O2(g) =2H2O(l),△H =-571.6 kJ/mol;H2O(1) =H2O(g),△H = +44 kJ/mol 下列说法中正确的是
A.液态水的能量高于气态水
B.2H2(g)+O2(g) =2H2O(g) △H =- 483.6 kJ/mol
C.1 mol H2完全燃烧生成气态水放出的热量大于285.8 kJ
D.形成1 mol H2O中化学键释放的总能量小于断裂1molH2和0.5molO2中化学键所吸收的总能量
二、填空题
11.化学电源在生产生活中有着广泛的应用,电动汽车上用的铅蓄电池是以一组充满海绵状态铜的铅板和另一组结构相似的充满二氧化铅的铅板组成,用H2SO4作电解液。
放电时总反应为:Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O
(1)写出放电时负极的电极反应式:______________________________;
(2)铅蓄电池放电时,溶液的pH将_________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
当外电路上有0.5mol电子通过时,溶液中消耗H2SO4的物质的量为___________。
(3)放电完后,对该电池进行充电,在连接电源的负极一端生成________。
(填“Pb”或“PbO2”)
12.如图所示,是原电池的装置图。
请回答:
(1)若C为稀H2SO4溶液,电流表指针发生偏转,B电极材料为Fe且作负极,则A电极上发生的电极反应式为_____________;反应进行一段时间后溶液C的pH将_____(填“升高”“降低”或“基本不变”)。
(2)若需将反应:Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+设计成如图所示的原电池装置,则A(负极)极材料为____,B(正极)极材料为______,溶液C为_______。
(3)CO与H2反应还可制备CH3OH,CH3OH可作为燃料使用,用CH3OH和O2组合形成的质子交换膜燃料电池的结构示意图如下:
电池总反应为2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O,则c电极是____(填“正极”或“负极”),c 电极的反应方程式为______________。
若线路中转移2mol电子,则上述CH3OH燃料电池,消耗的O2在标准状况下的体积为_____。
13.科学家利用太阳能分解水生成的氢气在催化剂作用下与二氧化碳反应生成甲醇,并开发出直接以甲醇为燃料的燃料电池。
已知H2(g)、CO(g)和CH3OH(l)的燃烧热ΔH分别为-285.8kJ·mol-1、-283.0kJ·mol-1和-726.5kJ·mol-1。
请回答下列问题:
(1)用太阳能分解10mol液态水消耗的能量是____________kJ;
(2)甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式为_______________;
(3)在以甲醇为燃料、电解质为稀硫酸的燃料电池中,甲醇发生________反应(填“氧化”或“还原”),正极反应式为_________________________;
(4)二甲醚(CH3OCH3)是无色气体,可作为一种新型能源,由合成气(组成为H2、CO、和少量CO2)直接制备二甲醚,其中主要过程包括以下反应:
甲醇合成反应:①CO(g)+ 2H2(g)=CH3OH(g) ΔH1=-90.1kJ·mol‒1
水煤气变换反应:②CO(g) + H2O (g)=CO2(g)+H2(g) ΔH2=-41.1kJ·mol‒1
二甲醚合成反应:③2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH3=-24.5 kJ·mol‒1
由H2和CO直接制备二甲醚(另一产物为水蒸气)的热化学方程式为___________,二甲醚直接燃料电池具有启动快,效率高等优点,其能量密度高于甲醇直接燃料电池,若电解质为碱性,二甲醚燃料电池的负极反应式为______________________________。
14.某温度下,在2 L密闭容器中,X、Y、Z三种气态物质发生化学反应时,物质的量随时间变比的关系曲线如图所示:
已知5 min时反应放热96 kJ。
(1)由图中的数据分析,该反应的热化学反应方程式:___________。
(2)5 min 内用Z表示的平均反应速率为___________。
15.某研究性学习小组利用草酸溶液和酸性KMnO4溶液之间的反应来探究“外界条件改变对化学反应速率的影响”,实验设计如下:(假设溶液混合时体积可以加和)
实验序号实验温度
(K)
酸性KMnO4溶液草酸溶液去离子水
溶液褪色
时间c(mol/L)V (mL)c(mol/L)V (mL)V (mL)t (s)
①2980.02 2.00.10 4.00t1
②T0.02 2.00.10 3.0a8.0
③3430.02 2.00.10 3.0a t2
④3730.02 2.00.10 3.0a t3
(1)写出草酸与酸性KMnO4溶液反应的离子方程式:_____________。
(2)甲同学利用实验①来绘制反应过程中生成CO2的物质的量n(CO2)随反应时间t 的变化曲线,反应在t = t1时完成,试在下图中画出n(CO2)随反应时间t 变化的曲线______,并确定m =________mol。
(3)乙同学欲通过实验①、②探究反应物浓度对该反应速率的影响,则a = ____, T = _______。
若 t 1<8 s ,可以得出的结论是:____________。
(4)通过比较实验②、③的结果,可以探究________变化对化学反应速率的影响。
16.氨是一种重要的化工产品。
(1)标准状况下,1molNH 3的体积约为_________L 。
(2)实验室制取NH 3的化学方程式为__________。
(3)收集NH 3应使用______法,验证NH 3是否收集满的方法是______,要得到干燥的NH 3可选用________做干燥剂。
(4)压强对合成氨反应具有重要的影响。
下表是合成氨反应达到平衡时压强与NH 3含量的一些实验数据:
压强/MPa 10 20 30 60 100 NH 3含量(体积分数)
81.5
86.4
89.9
95.4
98.8
从表中数据可以推断:随着压强增大,平衡时NH 3含量随之________(填字母)。
A .增大 B .减小 C .先增大再减小 D .不变 17.回答下列问题:
(1)某工业废水中含有一定量的2-27Cr O 和24CrO ,二者存在平衡:22-
4CrO (黄色)+2H +
2-27Cr O (橙色)+2H 2O
①若平衡体系滴加少量浓H 2SO 4(不考虑温度的影响),溶液显_______色。
②能说明该反应达平衡状态的是_____________。
a .2-27Cr O 和2-4CrO 的浓度相同
b .2v(2-27Cr O )=v(2-
4CrO ) c .溶液的颜色不变
(2)H 2O 2 稀溶液易被催化分解,可使用的催化剂为(填序号)_______。
a .MnO 2 b .FeCl 3 c .Na 2S 2O 3 d .KMnO 4 (3)密闭容器中发生如下反应:A(g)+3B(g)2C(g) ΔH <0,根据下列速率—时间图象,
回答下列问题。
①下列时刻所改变的外界条件是:
t1________;t3________;t4________;
②产物C的体积分数最大的时间段是________;
③反应速率最大的时间段是________。
18.我国神舟十一号载人飞船在酒泉卫星发射中心成功发射,为我们更好地掌握空间交会对接技术、开展地球观测活动奠定了基础。
我国制造航天飞船的主要材料是铝,因而其也被称为会飞的金属,请根据其性质回答下列问题:
(1)现在工业冶炼铝的化学方程式为_______________。
(2)铝锂形成化合物LiAlH4既是金属储氢材料又是有机合成中的常用试剂,遇水能得到无色溶液并剧烈分解释放出H2,LiAlH4在化学反应中通常作_______(填“氧化”或“还原”)剂。
(3)铝电池性能优越,在现代生产、生活中有广泛的应用。
①Al-Ag2O电池可用作水下动力电源,化学反应为:2Al+3Ag2O+2NaOH+3H2O=
2Na[Al(OH)4]+6Ag,则负极的电极反应式为_______________,正极附近溶液的
pH________(填“变大”“不变”或“变小”)。
②铝一空气电池以其环保、安全而受到越来越多的关注,其原理如下图所示。
该电池的正极反应方程式为_______________;电池中NaCl溶液的作用是_______________;以该电池为电源,用惰性电极电解Na2SO4溶液,当Al电极质量减少1.8g时,电解池阴极生成的气体在标准状况下的体积为____________L。
19.在密闭容器里,通入x mol H2(g)和y mol I2(g),发生反应:H2(g)+I2(g)⇌2HI (g)△H<0.改变下列条件,反应速率将如何改变?(选填“增大”“减小”或“不变”)
①升高温度________
②加入催化剂________。