永嘉县2013-2014高二化学上学期第一次月考试卷(带解析)
一、选择题(每小题只有一个选项符合题意,每小题3分)
1.(3分)(2015春•大方县校级期中)下列反应属于吸热反应的是( )
A.
炭燃烧生成一氧化碳
B.
中和反应
C.
锌粒与稀H2SO4反应制取H2
D.
Ba(OH)2•8H2O与NH4Cl反应
2.(3分)(2013秋•鹿城区校级期中)下列叙述正确的是( )
A.
同温同压下,4Al(s)+3O2(g)═2Al2O3(s)在常温和点燃条件下的△H不同
B.
在某反应中,当反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量时,该反应放热,△H>0
C.
已知C(s)+O2(g)=CO(g),△H=﹣110.5kJ•mol﹣1,则碳的标准燃烧热是,△H=﹣110.5kJ•mol﹣1
D.
新能源应具有资源丰富、可再生、无污染或少污染等特点.如太阳能、氢能、风能、地热能、潮汐能和生物质能等新能源
3.(3分)(2013秋•永嘉县校级月考)已知C(石墨,s)=C(金刚石,s)△H>0,P(白磷,s)=P(红磷,s)△H<0.下列判断正确的是( )
A.
说明相同质量时金刚石的能量比石墨低
B.
说明相同质量时红磷的能量比白磷低
C.
说明红磷比金刚石稳定
D.
上述变化为物理变化
4.(3分)(2012秋•菏泽期末)关于如图所示装置的叙述,正确的是( )
A.
铜是阳极,铜片上有气泡产生
B.
铜片质量逐渐减少
C.
电流从锌片经导线流向铜片
D.
铜离子在铜片表面被还原
5.(3分)(2010秋•宣城期末)设C+CO2⇌2CO;△H>0,反应速率为v1;N2+3H2⇌2NH3;△H<0,反应速率为v2,对于上述反应,当温度升高时,v1和v2的变化情况为( )
A.
同时增大
B.
同时减小
C.
v1增大,v2减小
D.
v1减小,v2增大
6.(3分)(2012•江苏)某反应的反应过程中能量变化如图所示(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( )
- 24 -
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
7.(3分)(2012•南昌三模)将4mol A气体和2mol B气体在2L的密闭容器内混合,并在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,现有下列几种说法:
①用物质A表示的反应的平均速率为0.3mol•L﹣1•s﹣1
②用物质B表示的反应的平均速率为0.6mol•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
其中正确的是( )
A.
①③
B.
①④
C.
②③
D.
③④
8.(3分)(2013春•昆明校级期末)下列各图所表示的反应是放热反应的是( )
A.
B.
C.
D.
9.(3分)(2008•珠海一模)铜板上铁铆钉处的吸氧腐蚀原理如图所示,下列有关说法中,不正确的是( )
A.
正极电极反应式为:2H++2e﹣→H2↑
B.
此过程中还涉及反应:4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3
C.
此过程中铜不被腐蚀
D.
此过程中电子从Fe移向Cu
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10.(3分)(2014秋•湛江期末)已知在1×105Pa,298K条件下,2mol氢气燃烧生成水蒸气放出484kJ热量,下列热化学方程式正确的是( )
A.
H2O(g)=H2(g)+O2(g)△H=+242kJ•mol﹣1
B.
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H=﹣484kJ•mol﹣1
C.
H2(g)+O2(g)=H2O(g)△H=+242kJ•mol﹣1
D.
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=+484kJ•mol﹣1
11.(3分)(2012春•牙克石市校级期末)对于在一定条件下进行的化学反应:2SO2+O2⇌2SO3,改变下列条件,可以提高反应物中的活化分子百分数的是( )
A.
降低温度
B.
增大压强
C.
使用催化剂
D.
增大反应物浓度
12.(3分)(2013•天津校级学业考试)有A、B、C、D四种金属.将A与B用导线连接起来,浸入电解质溶液中,B不易腐蚀.将A、D分别投入等浓度盐酸中,D比A反应剧烈.将铜浸入B的盐溶液里,无明显变化.如果把铜浸入C的盐溶液里,有金属C析出.据此判断它们的活动性由强到弱的顺序是( )
A.
D>C>A>B
B.
D>A>B>C
C.
D>B>A>C
D.
B>A>D>C
13.(3分)(2008•江苏)镍镉(Ni﹣Cd)可充电电池在现代生活中有广泛应用.已知某镍镉电池的电解质溶液为KOH溶液,其充、放电按下式进行:Cd+2NiOOH+2H2OCd(OH)2+2Ni(OH)2.有关该电池的说法正确的是( )
A.
充电时阳极反应:Ni(OH)2﹣e﹣+OH﹣═NiOOH+H2O
B.
充电过程是化学能转化为电能的过程
C.
放电时负极附近溶液的碱性不变
D.
放电时电解质溶液中的OH﹣向正极移动
14.(3分)(2014春•南关区校级期末)下列图示中关于铜电极的连接错误的是( )
A.
稀硫酸
B.
硫酸铜溶液
C.
硫酸铜溶液
D.
氯化铜溶液
15.(3分)(2012秋•麻城市校级期末)少量铁粉与100mL 0.01mol/L的稀盐酸反应,反应速率太慢.为了加快此反应速率而不改变H2的产量,可以使用如下方法中的( )
①加H2O ②加NaOH固体 ③滴入几滴浓盐酸 ④加CH3COONa固体
⑤加NaCl溶液 ⑥滴入几滴硫酸铜溶液 ⑦升高温度(不考虑盐酸挥发) ⑧改用10mL 0.1mol/L盐酸.
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A.
①⑥⑦
B.
③⑤⑧
C.
③⑦⑧
D.
⑤⑦⑧
16.(3分)(2012春•嘉兴期中)对于可逆反应N2+3H2⇌2NH3下列各项所表示的反应速率最快的是( )
A.
V(N2)=0.01mol/(L•S)
B.
V(H2)=0.2mol/(L•S)
C.
V(H2)=0.6mol/(L•S)
D.
V(NH3)=1.2mol/(L•S)
17.(3分)(2013秋•永嘉县校级月考)如图所示,a极为Fe,b极为Cu,c、d极均为Pt,下列说法不正确的是( )
A.
甲为原电池,乙为电解池
B.
电子从b极流出,经导线流到c极
C.
b极的电极反应式为:Cu2++2e﹣=Cu
D.
d极的电极反应式为:2H2O+2e﹣=H2↑+2OH﹣
18.(3分)(2013秋•永嘉县校级月考)在相同温度下,已知2H2 (g)+O2(g)=2H2O(g)△H1; 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H2;
H2(g)+O2(g)=H2O(l)△H3,则△H1,△H2,△H3大小关系为( )
A.
△H1=△H2=△H3
B.
2△H3=△H2>△H1
C.
△H3>△H2>△H1
D.
2△H3=△H2<△H1
19.(3分)(2014春•抚顺期末)下列有关热化学方程式的叙述正确的是( )
A.
已知2H2(g)+O2(g)=2H2O(g);△H=﹣483.6kJ/mol,则氢气的燃烧热为241.8kJ
B.
已知4P(红磷,s)=P4(白磷,s);△H>0,则白磷比红磷稳定
C.
含20.0g NaOH的稀溶液与稀硫酸完全中和,放出28.7kJ的热量,则表示该反应中和热的热化学方程式为:NaOH(aq)+H2SO4(aq)=Na2SO4(aq)+H2O(l);△H=﹣57.4kJ/mol
D.
己知C(s)+O2(g)=CO2(g);△H1C(s)+O2(g)=CO(g);△H2 则△H1>△H2
20.(3分)(2011秋•望城县校级期末)用如图甲所示装置进行实验,若图乙中横坐标x表示流入电极的电子的物质的量.下列叙述不正确的是( )
- 24 -
A.
E表示反应生成Cu的物质的量
B.
E表示反应消耗H2O的物质的量
C.
F表示反应生成H2SO4的物质的量
D.
F表示反应生成O2的物质的量
二、填空题(共30分)
21.(6分)(2013秋•椒江区校级月考)(1)化学反应可视为旧键断裂和新键形成的过程.化学键的键能是形成(或拆开),1mol化学键时释放(或吸收)的能量.已知:N≡N键的键能是940kJ•mol﹣1,H﹣H键的键能是436kJ•mol﹣1;由N2和H2合成1molNH3时可放出46kJ的热量.N﹣H键的键能是 kJ/mol.
(2)发射卫星用N2H4气体为燃料,NO2气体为氧化剂,两者反应生成N2和水蒸气,已知:
N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)△H1=+68kJ•mol﹣1;
N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)△H2=﹣534kJ•mol﹣1;
H2O(l)=H2O(g)△H3=+44kJ•mol﹣1.
写出N2H4气体与NO2气体反应生成氮气和液态水的热化学方程式: .
22.(6分)(2013秋•永嘉县校级月考)用50mL0.50mol/L盐酸与50mL0.55mol/LNaOH溶液在如图所示的装置中进行中和反应.通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热.回答下列问题:
(1)从实验装置上看,图中尚缺少的一种玻璃用品是 .
(2)如果用60mL0.50mol/L盐酸与50mL0.55mol/LNaOH溶液进行反应,与上述实验相比,所求中和热 (填“相等、不相等”).
(3)实验时所用盐酸及NaOH溶液的体积均为50mL,各溶液密度均为1g/mL,生成溶液的比热容c=4.18J•g﹣1•℃﹣1,实验起始温度为t1℃,终止温度为t2℃.试推断中和热的计算式△H= .
23.(10分)(2013秋•桂林校级月考)铝和氢氧化钾都是重要的工业产品.请回答:
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(1)工业冶炼铝的化学方程式是 .
(2)铝与氢氧化钾溶液反应的离子方程式是 .
(3)工业品氢氧化钾的溶液中含有某些含氧酸杂质,可用离子交换膜法电解提纯.电解槽内装有阳离子交换膜(只允许阳离子通过),其工作原理如图所示.
①该电解槽的阳极反应式是 .
②通电开始后,阴极附近溶液PH会增大,请简述原因 .
③除去杂质后的氢氧化钾溶液从溶液出口 (填写“A”或“B”)导出.
24.(8分)(2013秋•永嘉县校级月考)能源短缺是人类社会面临的重大问题.甲醇是一种可再生能源,具有广泛的开发和应用前景.
(1)以甲醇、氧气为原料,KOH溶液作为电解质构成燃料电池总反应为:2CH3OH+3O2+4KOH=2K2CO3+6H2O,负极的电极反应式为 ,随着反应的不断进行溶液的pH (填“增大”“减小”或“不变”).
(2)如果以该燃料电池为电源,石墨作两极电解饱和食盐水,
阳极产物的检验方法: ,电解池总反应的离子方程式为 .
三、计算题(10分)
25.(10分)(2013秋•永嘉县校级月考)常温时,用石墨电极电解500mLNaCl和CuSO4混合溶液,当电路中通过2mol电子时,两极均产生标准状况下16.8L气体,其中阳极产生的O2在标准状况下是5.6L(假定产生的气体全部放出,电解前后溶液体积变化忽略不计),求:
(1)原溶液中NaCl和CuSO4的物质的量浓度.
(2)电解后溶液的c(OH﹣)
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2013-2014学年浙江省温州市永嘉县楠江中学高二(上)第一次月考化学试卷
参考答案与试题解析
一、选择题(每小题只有一个选项符合题意,每小题3分)
1.(3分)(2015春•大方县校级期中)下列反应属于吸热反应的是( )
A.
炭燃烧生成一氧化碳
B.
中和反应
C.
锌粒与稀H2SO4反应制取H2
D.
Ba(OH)2•8H2O与NH4Cl反应
考点:
吸热反应和放热反应.
专题:
化学反应中的能量变化.
分析:
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).
解答:
解:A.炭燃烧生成一氧化碳是放热反应,故A错误;
B.中和反应是放热反应,故B错误;
C.锌粒与稀H2SO4反应制取H2是放热反应,故C错误;
D.Ba(OH)2•8H20与NH4Cl反应是吸热反应,故D正确.
故选:D.
点评:
本题考查化学反应中能量变化,题目难度不大,掌握常见的放热反应和吸热反应是解题的关键.
2.(3分)(2013秋•鹿城区校级期中)下列叙述正确的是( )
A.
同温同压下,4Al(s)+3O2(g)═2Al2O3(s)在常温和点燃条件下的△H不同
B.
在某反应中,当反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量时,该反应放热,△H>0
C.
已知C(s)+O2(g)=CO(g),△H=﹣110.5kJ•mol﹣1,则碳的标准燃烧热是,△H=﹣110.5kJ•mol﹣1
D.
新能源应具有资源丰富、可再生、无污染或少污染等特点.如太阳能、氢能、风能、地热能、潮汐能和生物质能等新能源
考点:
反应热和焓变.
专题:
化学反应中的能量变化.
分析:
A、焓变的大小与反应条件无关,决定于反应物和生成物能量的相对高低;
B、△H=生成物能量和﹣反应物能量和;
C、C的燃烧热是指1molC完全燃烧生成CO2时放出的热量;
D、新能源的优点就是具有资源丰富、可再生、无污染或少污染等特点.
解答:
解:A、焓变的大小与反应条件无关,决定于反应物和生成物能量的相对高低,△H=生成物能量和﹣反应物能量和,故A错误;
B、△H=生成物能量和﹣反应物能量和,当反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量时,该反应放热,△H<0,故B错误;
C、C的燃烧热是指1molC完全燃烧生成CO2时放出的热量,故C错误;
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D、新能源的优点就是具有资源丰富、可再生、无污染或少污染,开发利用的有太阳能、风能等等,故D正确;
故选D.
点评:
题目考查焓变的求算、燃烧热、新能源等知识,注意△H=生成物能量和﹣反应物能量和的应用.
3.(3分)(2013秋•永嘉县校级月考)已知C(石墨,s)=C(金刚石,s)△H>0,P(白磷,s)=P(红磷,s)△H<0.下列判断正确的是( )
A.
说明相同质量时金刚石的能量比石墨低
B.
说明相同质量时红磷的能量比白磷低
C.
说明红磷比金刚石稳定
D.
上述变化为物理变化
考点:
反应热和焓变.
专题:
化学反应中的能量变化.
分析:
依据热化学方程式可知石墨变化为金刚石是吸热反应,金刚石能量高于石墨,白磷转化成红磷是放热反应,红磷的能量低于白磷,能量越低的物质就越稳定.
解答:
解:A、依据热化学方程式可知石墨变化为金刚石是吸热反应,金刚石能量高于石墨,说明金刚石不如石墨稳定,故A错误;
B、白磷转化成红磷是放热反应,红磷的能量低于白磷,说明红磷比白磷稳定,故B正确;
C、白磷转化成红磷是放热反应,红磷的能量低于白磷,说明红磷比白磷稳定,石墨变化为金刚石是吸热反应,金刚石能量高于石墨,说明金刚石不如石墨稳定,但红磷和金刚石不能比较稳定性,故C错误;
D、同素异形体之间的转化是化学变化,不是物理变化,故D错误.
故选B.
点评:
本题考查物质具有的能量和反应吸放热之间的关系以及物质的稳定性和本身能量高低之间的关系,注意知识的归纳和整理是关键,难度不大.
4.(3分)(2012秋•菏泽期末)关于如图所示装置的叙述,正确的是( )
A.
铜是阳极,铜片上有气泡产生
B.
铜片质量逐渐减少
C.
电流从锌片经导线流向铜片
D.
铜离子在铜片表面被还原
考点:
原电池和电解池的工作原理.
专题:
电化学专题.
分析:
先判断该装置是原电池还是电解池,再根据原电池工作原理判断选项正误.
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解答:
解:没有外加电源,所以该装置是原电池.原电池中,活泼性较强的锌作负极,锌失去电子变成离子进入溶液,所以锌片质量减少;活泼性较差的铜作正极,铜离子得电子生成铜单质,附着在铜片上,所以铜片质量增加;电子从锌片沿导线流向铜片,电流从铜片沿导线流向锌片.
A、铜是正极,铜片上有铜析出,故A错误.
B、铜片质量逐渐增加,故B错误.
C、电流从铜片沿导线流向锌片,故C错误.
D、铜离子得电子被还原生成铜单质,附着在铜片上,故D正确.‘
故选D
点评:
原电池的构成条件:
1、有两种活泼性不同的金属(或其中一种为非金属导体)作电极;
2、电极均需插入电解质溶液中;
3、两极相互连接(或接触);
4、能自发地发生氧化还原反应.
5.(3分)(2010秋•宣城期末)设C+CO2⇌2CO;△H>0,反应速率为v1;N2+3H2⇌2NH3;△H<0,反应速率为v2,对于上述反应,当温度升高时,v1和v2的变化情况为( )
A.
同时增大
B.
同时减小
C.
v1增大,v2减小
D.
v1减小,v2增大
考点:
化学反应速率的影响因素.
专题:
化学平衡专题.
分析:
化学反应中,无论是吸热反应还是放热反应,无论是正反应还是逆反应,温度升高时,化学反应速率都增大.
解答:
解:对于CO2+C=2CO是吸热反应,反应速率为v1,升高温度,反应速率增大,对于N2+3H2=2NH3是放热反应,反应速率为
v2,升高温度,反应速率增大,即化学反应中,无论是吸热反应还是放热反应,温度升高时,活化分子的百分含量增大,化学反应速率都增大,故选A.
点评:
本题考查化学反应速率的影响因素,题目难度不大,本题注意无论是吸热反应还是放热反应,无论是正反应还是逆反应,温度升高时,化学反应速率都增大.
6.(3分)(2012•江苏)某反应的反应过程中能量变化如图所示(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
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D.
逆反应的活化能大于正反应的活化能
考点:
化学反应中能量转化的原因;反应热和焓变.
专题:
化学反应中的能量变化.
分析:
A、依据图象中反应物和生成物能量的大小比较判断;
B、催化剂改变速率不改变平衡;
C、催化剂改变化学反应速率是降低了反应的活化能;
D、图象中分析判断;
解答:
解:A、图象中反应物能量低于生成物能量,故反应是吸热反应,故A错误;
B、催化剂不能改变该反应的焓变,只能改变反应速率,故B错误;
C、催化剂改变化学反应速率是降低了反应的活化能,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;
故选C.
点评:
本题考查了化学反应的能量变化分析,催化剂的作用实质,图象识别和理解含义是解题关键.
7.(3分)(2012•南昌三模)将4mol A气体和2mol B气体在2L的密闭容器内混合,并在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,现有下列几种说法:
①用物质A表示的反应的平均速率为0.3mol•L﹣1•s﹣1
②用物质B表示的反应的平均速率为0.6mol•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
其中正确的是( )
A.
①③
B.
①④
C.
②③
D.
③④
考点:
化学平衡的计算;化学反应速率和化学计量数的关系.
专题:
化学反应速率专题.
分析:
根据化学反应速率等于单位时间内浓度的变化量及根据反应2A(g)+B(g)⇌2C(g),并利用三段式法计算,据此解答.
解答:
解:利用三段式法计算:
起始A的浓度为=2mol/L,B的浓度为 =1mol/L
2A(g)+B(g)⇌2C(g),
起始:2mol/L 1mol/L 0
变化:0.6mol/L 0.3mol/L 0.6mol/L
2s时:1.4mol/L 0.7mol/L 0.6mol/L
2s内,用物质A表示的反应的平均速率为v(A)==0.3mol•L﹣1•s﹣1;
2s内,用物质B表示的反应的平均速率为v(B)==0.15mol•L﹣1•s﹣1;
2s时物质A的转化率为α=×100%=30%;
2s时物质B的浓度为0.7mol•L﹣1,
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显然①④正确,
故选:B.
点评:
本题考查化学反应速率有关计算,难度不大,学生应学会利用三段式计算方法来表示各个量,并进行相关的计算.
8.(3分)(2013春•昆明校级期末)下列各图所表示的反应是放热反应的是( )
A.
B.
C.
D.
考点:
化学反应中能量转化的原因.
专题:
化学反应中的能量变化.
分析:
当反应物的能量高于生成物的能量时,反应是放热反应,反应的实质是物质先变为活化分子,再结合成生成物.
解答:
解:当反应物的能量高于生成物的能量时,反应是放热反应,所以AC错误,物质间反应的实质是物质先变为活化分子,此过程吸热,然后活化分子变为生成物,此过程释放热的,故D错误.
故选B.
点评:
本题考查学生放热反应的原因,可以根据所学知识进行回答,较简单.
9.(3分)(2008•珠海一模)铜板上铁铆钉处的吸氧腐蚀原理如图所示,下列有关说法中,不正确的是( )
A.
正极电极反应式为:2H++2e﹣→H2↑
B.
此过程中还涉及反应:4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3
C.
此过程中铜不被腐蚀
D.
此过程中电子从Fe移向Cu
考点:
金属的电化学腐蚀与防护.
专题:
电化学专题.
分析:
根据图片知,水中溶解了氧气,铜、铁和水构成了原电池,较活泼的金属作负极,较不活泼的金属作正极,发生吸氧腐蚀,负极上铁失电子发生氧化反应,正极上氧气得电子发生还原反应,原电池放电时,电子从负极流向正极.
解答:
解:根据图片知,水中溶解了氧气,铜、铁和水构成了原电池,较活泼的金属作负极,较不活泼的金属作正极,发生吸氧腐蚀.
A、正极上氧气得电子发生还原反应,电极反应式为:O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣,故A错误;
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B、负极上发生的电极反应式为:Fe﹣2e﹣=Fe2+,正极上的电极反应式为:O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣,亚铁离子和氢氧根离子反应生成氢氧化亚铁,氢氧化亚铁不稳定,容易被空气中的氧气氧化生成氢氧化铁,反应方程式为:4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3,故B正确;
C、该原电池中铜作正极,原电池放电时,负极失电子容易被腐蚀,正极被保护,所以铜不被腐蚀,故C正确;
D、该原电池放电时,外电路上电子从负极铁流向正极铜,故D正确;
故选A.
点评:
本题以原电池原理为载体考查了金属的腐蚀,难度不大,明确钢铁发生析氢腐蚀和吸氧腐蚀的条件是解本题的关键,注意钢铁的吸氧腐蚀中还含有氢氧化亚铁生成氢氧化铁的反应.
10.(3分)(2014秋•湛江期末)已知在1×105Pa,298K条件下,2mol氢气燃烧生成水蒸气放出484kJ热量,下列热化学方程式正确的是( )
A.
H2O(g)=H2(g)+O2(g)△H=+242kJ•mol﹣1
B.
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H=﹣484kJ•mol﹣1
C.
H2(g)+O2(g)=H2O(g)△H=+242kJ•mol﹣1
D.
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=+484kJ•mol﹣1
考点:
热化学方程式.
专题:
基本概念与基本理论.
分析:
A、根据氢气燃烧生成水蒸气的逆过程为吸热过程来分析;
B、根据物质的聚集状态来判断;
C、根据反应放热时焓变符号为负来判断;
D、根据反应放热时焓变符号为负来判断.
解答:
解:A、2mol氢气燃烧生成水蒸气放出484kJ热量,则1mol氢气燃烧生成水蒸气放出242kJ热量,其逆过程就要吸收这些热量,有:H2O(g)=H2(g)+O2(g)△H=+242kJ•mol﹣1,故A正确;
B、生成的水应该为气态,而不是液态,故B错误;
C、反应为放热反应,此时焓变符号为负,故C错误;
D、反应为放热反应,此时焓变符号为负,故D错误.
故选A.
点评:
本题主要考查学生热化学方程式的书写原则,该题型是现在高考的热点.
11.(3分)(2012春•牙克石市校级期末)对于在一定条件下进行的化学反应:2SO2+O2⇌2SO3,改变下列条件,可以提高反应物中的活化分子百分数的是( )
A.
降低温度
B.
增大压强
C.
使用催化剂
D.
增大反应物浓度
考点:
活化能及其对化学反应速率的影响.
专题:
化学反应速率专题.
- 24 -
分析:
升高温度或加入催化剂可提高反应物中的活化分子百分数.
解答:
解:加入催化剂可提高反应物中的活化分子百分数;降低温度降低反应物中的活化分子百分数,而压强和浓度只改变活化分子的数目,不改变百分数,
故选C.
点评:
本题考查影响活化分子百分数的因素,题目难度不大,注意相关知识的积累.
12.(3分)(2013•天津校级学业考试)有A、B、C、D四种金属.将A与B用导线连接起来,浸入电解质溶液中,B不易腐蚀.将A、D分别投入等浓度盐酸中,D比A反应剧烈.将铜浸入B的盐溶液里,无明显变化.如果把铜浸入C的盐溶液里,有金属C析出.据此判断它们的活动性由强到弱的顺序是( )
A.
D>C>A>B
B.
D>A>B>C
C.
D>B>A>C
D.
B>A>D>C
考点:
原电池和电解池的工作原理;常见金属的活动性顺序及其应用.
专题:
电化学专题.
分析:
原电池中较活泼的金属作负极,负极上失电子生成阳离子进入溶液而被腐蚀;金属和酸反应,较活泼的金属与酸反应较剧烈;金属之间的置换反应中,较活泼金属能置换出较不活泼的金属,据此分析解答.
解答:
解:①将A与B用导线连接起来,浸入电解质溶液中,该装置构成了原电池,原电池中较活泼的金属作负极,负极上金属失电子生成金属阳离子进入溶液而被腐蚀,较不活泼的金属作正极而不易腐蚀,B不易腐蚀,所以金属活动性A>B;
②金属和酸反应,较活泼的金属与酸反应较剧烈,将A、D分别投入等浓度盐酸中,D比A反应剧烈,所以金属活动性D>A;
③金属之间的置换反应中,较活泼金属能置换出较不活泼的金属,将铜浸入B的盐溶液里,无明显变化,所以B的活泼性大于铜;
④金属之间的置换反应中,较活泼金属能置换出较不活泼的金属,如果把铜浸入C的盐溶液里,有金属C析出,所以铜的活泼性大于C.
所以它们的活动性由强到弱的顺序是D>A>B>C,
故选B.
点评:
本题考查了金属活泼性强弱的判断,难度不大,金属活泼性强弱的判断方法有:原电池中的正负极材料、金属之间的置换反应、金属和酸反应置换出氢气的难易等.
13.(3分)(2008•江苏)镍镉(Ni﹣Cd)可充电电池在现代生活中有广泛应用.已知某镍镉电池的电解质溶液为KOH溶液,其充、放电按下式进行:Cd+2NiOOH+2H2OCd(OH)2+2Ni(OH)2.有关该电池的说法正确的是( )
A.
充电时阳极反应:Ni(OH)2﹣e﹣+OH﹣═NiOOH+H2O
B.
充电过程是化学能转化为电能的过程
C.
放电时负极附近溶液的碱性不变
D.
放电时电解质溶液中的OH﹣向正极移动
考点:
原电池和电解池的工作原理.
专题:
电化学专题.
分析:
放电时负极上发生的电极反应式为:Cd﹣2e﹣+2OH﹣=Cd(OH)2,正极上发生的电极反应式为:NiOOH+e﹣+H2O═Ni(OH)2+OH﹣
- 24 -
,充电时阳极上发生的电极反应式为:Ni(OH)2+OH﹣﹣e﹣→NiOOH+H2O,阴极上发生的电极反应式为:Cd(OH)2+2e﹣═Cd+2OH﹣,放电时,溶液中氢氧根离子向负极移动,电解池是把电能转变为化学能的装置.
解答:
解:A.充电时,该装置是电解池,阳极上电极反应式为:Ni(OH)2﹣e﹣+OH﹣═NiOOH+H2O,故A正确;
B.充电过程实际上是把电能转变为化学能的过程,故B错误;
C.放电时,负极上电极反应式为:Cd﹣2e﹣+2OH﹣=Cd(OH)2,所以碱性减弱,故C错误;
D,放电时,电解质溶液中氢氧根离子向负极移动,故D错误;
故选A.
点评:
本题考查原电池和电解池原理、电极反应式的书写,明确电极上得失电子及反应物质是解本题关键,电极反应式的书写是学习难点,要注意结合电解质溶液的酸碱性书写,难度中等.
14.(3分)(2014春•南关区校级期末)下列图示中关于铜电极的连接错误的是( )
A.
稀硫酸
B.
硫酸铜溶液
C.
硫酸铜溶液
D.
氯化铜溶液
考点:
原电池和电解池的工作原理.
专题:
电化学专题.
分析:
A.原电池中,易失电子的金属作负极、不易失电子的金属作正极;
B.电解精炼粗铜时,粗铜作阳极、纯铜作阴极;
C.电镀时,镀层作阳极、镀件作阴极;
D.电解氯化铜溶液时,石墨作阳极、Cu作阴极.
解答:
解:A.该装置中,锌易失电子作负极、Cu作正极,故A正确;
B.电解精炼粗铜时,粗铜作阳极、纯铜作阴极,所以粗铜连接正极、纯铜连接负极,故B正确;
C.电镀时,镀层Cu作阳极、镀件作阴极,故C错误;
D.电解氯化铜溶液时,如果将Cu作阳极,则阳极上铜失电子发生氧化反应而不是氯离子失电子,所以石墨作阳极、铜作阴极,故D正确;
故选C.
点评:
本题考查了原电池和电解池原理,明确实验目的是解本题关键,再结合电解原理、电镀原理等知识点分析解答即可,注意:活泼金属作阳极时,阳极上金属发生氧化反应,为易错点.
15.(3分)(2012秋•麻城市校级期末)少量铁粉与100mL 0.01mol/L的稀盐酸反应,反应速率太慢.为了加快此反应速率而不改变H2的产量,可以使用如下方法中的( )
①加H2O ②加NaOH固体 ③滴入几滴浓盐酸 ④加CH3COONa固体
- 24 -
⑤加NaCl溶液 ⑥滴入几滴硫酸铜溶液 ⑦升高温度(不考虑盐酸挥发) ⑧改用10mL 0.1mol/L盐酸.
A.
①⑥⑦
B.
③⑤⑧
C.
③⑦⑧
D.
⑤⑦⑧
考点:
化学反应速率的影响因素.
专题:
化学反应速率专题.
分析:
为了加快此反应速率而不改变H2的产量,少量铁粉完全反应,则可增大氢离子浓度、构成原电池、升高温度等来加快反应速率,以此来解答.
解答:
解:①加H2O,氢离子浓度减小,反应速率减慢,故错误;
②加NaOH固体,氢离子浓度减小,反应速率减慢,故错误;
③滴入几滴浓盐酸,氢离子浓度增大,反应速率加快,故正确;
④加CH3COONa固体,生成醋酸,氢离子浓度减小,反应速率减慢,故错误;
⑤加NaCl溶液,氢离子浓度减小,反应速率减慢,故错误;
⑥滴入几滴硫酸铜溶液,构成原电池,反应速率加快,但Fe少量,导致生成的氢气减少,故错误;
⑦升高温度(不考虑盐酸挥发),反应速率加快,故正确;
⑧改用10mL 0.1mol/L盐酸,氢离子浓度增大,反应速率加快,故正确;
故选C.
点评:
本题考查影响反应速率的因素,明确常见的温度、浓度、原电池对反应速率的影响即可解答,注意铁粉少量完全反应,生成的氢气由铁粉决定为解答的易错点,解答中易多选⑥,题目难度不大.
16.(3分)(2012春•嘉兴期中)对于可逆反应N2+3H2⇌2NH3下列各项所表示的反应速率最快的是( )
A.
V(N2)=0.01mol/(L•S)
B.
V(H2)=0.2mol/(L•S)
C.
V(H2)=0.6mol/(L•S)
D.
V(NH3)=1.2mol/(L•S)
考点:
反应速率的定量表示方法.
专题:
化学反应速率专题.
分析:
同一化学反应中,同一时间段内,各物质的反应速率之比等于其计量数之比;先把不同物质的反应速率换算成同一物质的反应速率进行比较,从而确定选项.
解答:
解:对于反应N2+3H2=2NH3,同一反应中各物质的反应速率之比等于计量数之比,把这些反应速率都换算成H2的反应速率.
A、v(N2)=0.01 mol/(L•s),所以v(H2)=3v(N2)=0.03mol/(L•s);
B、v(H2)=0.2mol/(L•S);
C、v(H2)=0.6mol/(L•S);
D、v(NH3)=1.2mol/(L•s),所以v(H2)=1.5v(NH3)=1.5×1.2mol/(L•s)=1.8mol/(L•S);
故选D.
点评:
本题考查学生对化学反应速率及其表示法的理解及应用,此类习题的 解题方法是:把不同物质的反应速率换算成同一物质的反应速率进行比较,注意单位是否相同.
17.(3分)(2013秋•永嘉县校级月考)如图所示,a极为Fe,b极为Cu,c、d极均为Pt,下列说法不正确的是( )
- 24 -
A.
甲为原电池,乙为电解池
B.
电子从b极流出,经导线流到c极
C.
b极的电极反应式为:Cu2++2e﹣=Cu
D.
d极的电极反应式为:2H2O+2e﹣=H2↑+2OH﹣
考点:
原电池和电解池的工作原理.
专题:
电化学专题.
分析:
甲中Fe、Cu、硫酸铜溶液构成原电池,Fe为负极,Cu为正极,乙中为电解池,d与负极相连为阴极,氢离子在阴极放电,c与正极相连为阳极,氯离子在阳极放电;电子从原电池的负极流出;据此结合选项分析.
解答:
解:甲中Fe、Cu、硫酸铜溶液构成原电池,Fe为负极,Cu为正极,乙中为电解池,d与负极相连为阴极,氢离子在阴极放电,c与正极相连为阳极,氯离子在阳极放电;
A、甲中Fe、Cu、硫酸铜溶液构成原电池,乙为电解池,故A正确;
B、电子从原电池的负极流出,即从a极流出,经导线流到d极,故B错误;
C、b极为Cu,作原电池的正极,为铜离子得电子,其电极反应为:Cu2++2e﹣=Cu,故C正确;
D、d与负极相连为阴极,氢离子在阴极放电,其电极反应式为:2H2O+2e﹣=H2↑+2OH﹣,故D正确;
故选B.
点评:
本题考查了原电池原理和电解池原理的应用,注意把握原电池正负极的判断以及电极方程式的书写,题目难度不大.
18.(3分)(2013秋•永嘉县校级月考)在相同温度下,已知2H2 (g)+O2(g)=2H2O(g)△H1; 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H2;
H2(g)+O2(g)=H2O(l)△H3,则△H1,△H2,△H3大小关系为( )
A.
△H1=△H2=△H3
B.
2△H3=△H2>△H1
C.
△H3>△H2>△H1
D.
2△H3=△H2<△H1
考点:
反应热的大小比较.
专题:
化学反应中的能量变化.
分析:
氢气完全燃烧生成液态水比生成气态水放出的热量多,因为液态水变为气态水需要吸热.燃烧2mol氢气是燃烧1mol氢气生成液态水放出的热量的2倍,以此解答该题.
解答:
解:因为液态水变为气态水需要吸热,则气完全燃烧生成液态水比生成气态水放出的热量多,但△H<0,则△H2<△H1,燃烧2mol氢气是燃烧1mol氢气生成液态水放出的热量的2倍,2△H3=△H2,所以2△H3=△H2<△H1,
故选D.
点评:
本题考查反应热大小的比较,题目难度不大,本题注意把握比较反应热大小的方法.
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19.(3分)(2014春•抚顺期末)下列有关热化学方程式的叙述正确的是( )
A.
已知2H2(g)+O2(g)=2H2O(g);△H=﹣483.6kJ/mol,则氢气的燃烧热为241.8kJ
B.
已知4P(红磷,s)=P4(白磷,s);△H>0,则白磷比红磷稳定
C.
含20.0g NaOH的稀溶液与稀硫酸完全中和,放出28.7kJ的热量,则表示该反应中和热的热化学方程式为:NaOH(aq)+H2SO4(aq)=Na2SO4(aq)+H2O(l);△H=﹣57.4kJ/mol
D.
己知C(s)+O2(g)=CO2(g);△H1C(s)+O2(g)=CO(g);△H2 则△H1>△H2
考点:
热化学方程式.
专题:
化学反应中的能量变化.
分析:
A、根据燃烧热是在某一温度和压强下,1mol物质燃烧生成最稳定的氧化物所放出的能量来回答;
B、物质具有的能量越低越稳定;
C、中和热是稀的强酸和稀的强碱反应生成1mol水的过程所放出的能量;
D、物质完全燃烧放出的能量多,焓变越小;
解答:
解:A、由燃烧热在某一温度和压强下lmol某物质完全燃烧生成稳定氧化物时所释放出的热量,所以H2的燃烧热为285.8kJ•mol﹣1,故A错误;
B、4P(红磷,s)=P4(白磷,s)△H>0,则红磷的能量低于白磷的能量,物质具有的能量越低越稳定,所以红磷比白磷稳定,故B错误;
C、含20.0g NaOH的稀溶液与稀硫酸完全中和,放出28.7kJ的热量,则表示该反应中和热的热化学方程式为:NaOH(aq)+H2SO4(aq)=Na2SO4(aq)+H2O(l);△H=﹣57.4kJ/mol,故C正确;
D、物质C完全燃烧放出的能量多,所以△H1<△H2,故D错误;
故选:C.
点评:
本题考查学生燃烧热的含义以及中和热的概念、反应的热效应方面的知识,注意比较反应热时要考虑反应热前面的负号,难度中等.
20.(3分)(2011秋•望城县校级期末)用如图甲所示装置进行实验,若图乙中横坐标x表示流入电极的电子的物质的量.下列叙述不正确的是( )
A.
E表示反应生成Cu的物质的量
B.
E表示反应消耗H2O的物质的量
C.
F表示反应生成H2SO4的物质的量
D.
F表示反应生成O2的物质的量
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考点:
原电池和电解池的工作原理.
专题:
电化学专题.
分析:
由甲可知,为电解装置,C为阳极,发生4OH﹣﹣4e﹣=O2↑+2H2O,Cu为阴极,发生Cu2++2e﹣=Cu;由乙可知,转移4mol电子生成2molE,E为Cu,生成1molF,F为氧气,以此来解答.
解答:
解:由甲可知,为电解装置,C为阳极,发生4OH﹣﹣4e﹣=O2↑+2H2O,Cu为阴极,发生Cu2++2e﹣=Cu,总反应为2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4,结合乙可知,转移4mol电子生成2molE,生成1molF,
A.由电子与物质的物质的量的关系可知E表示反应生成铜的物质的量,故A正确;
B.由总反应可知,Cu与水的物质的量相同,则E表示反应消耗水的物质的量,故B正确;
C.因硫酸与氧气的物质的量不等,则F不能表示生成硫酸的物质的量,故C错误;
D.由电子与物质的物质的量的关系可知F表示反应生成氧气的物质的量,故D正确;
故选C.
点评:
本题考查电解原理,明确发生的电极反应、电解反应及图象的分析是解答本题的关键,注意反应中转移电子与各物质的物质的量的关系即可解答,题目难度不大.
二、填空题(共30分)
21.(6分)(2013秋•椒江区校级月考)(1)化学反应可视为旧键断裂和新键形成的过程.化学键的键能是形成(或拆开),1mol化学键时释放(或吸收)的能量.已知:N≡N键的键能是940kJ•mol﹣1,H﹣H键的键能是436kJ•mol﹣1;由N2和H2合成1molNH3时可放出46kJ的热量.N﹣H键的键能是 390 kJ/mol.
(2)发射卫星用N2H4气体为燃料,NO2气体为氧化剂,两者反应生成N2和水蒸气,已知:
N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)△H1=+68kJ•mol﹣1;
N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)△H2=﹣534kJ•mol﹣1;
H2O(l)=H2O(g)△H3=+44kJ•mol﹣1.
写出N2H4气体与NO2气体反应生成氮气和液态水的热化学方程式: 2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(l)△H=﹣1312kJ/mol .
考点:
有关反应热的计算;用盖斯定律进行有关反应热的计算.
专题:
化学反应中的能量变化.
分析:
(1)据△H=反应物的键能﹣生成物的键能解答;
(2)利用盖斯定律来计算化学反应的焓变即可.
解答:
解:(1)据题意,0.5mol氮气和1.5mol氢气反应生成1mol氨气时放出46KJ的热量,又△H=反应物的键能﹣生成物的键能,
1mol氨气中有3molN﹣H键,设其键能为x,则有0.5×940+1.5×436.0﹣3x=﹣46,
可解得x=390,所以N﹣H键的键能为390kJ/mol,
故答案为:390;
(2)已知:①N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)△H1=+68kJ•mol﹣1;
②N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)△H2=﹣534kJ•mol﹣1;
③H2O(l)=H2O(g)△H3=+44kJ•mol﹣1.
2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(l)可以是反应②×2﹣①﹣③×4得到,
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所以该反应的焓变=(﹣534kJ•mol﹣1)×2﹣68kJ•mol﹣1﹣(+44kJ•mol﹣1)×4=﹣1312kJ/mol,
故答案为:2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(l)△H=﹣1312kJ/mol.
点评:
本题考查学生化学反应焓变的计算方法,可以根据键能来计算,还可以借助盖斯定律来计算,难度中等.
22.(6分)(2013秋•永嘉县校级月考)用50mL0.50mol/L盐酸与50mL0.55mol/LNaOH溶液在如图所示的装置中进行中和反应.通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热.回答下列问题:
(1)从实验装置上看,图中尚缺少的一种玻璃用品是 环形玻璃搅拌棒 .
(2)如果用60mL0.50mol/L盐酸与50mL0.55mol/LNaOH溶液进行反应,与上述实验相比,所求中和热 相等 (填“相等、不相等”).
(3)实验时所用盐酸及NaOH溶液的体积均为50mL,各溶液密度均为1g/mL,生成溶液的比热容c=4.18J•g﹣1•℃﹣1,实验起始温度为t1℃,终止温度为t2℃.试推断中和热的计算式△H= ﹣16.72(t2﹣t1)kJ/mol .
考点:
中和热的测定.
专题:
实验题.
分析:
(1)根据量热计的构造来判断该装置的缺少仪器;
(2)反应放出的热量和所用酸以及碱的量的多少有关,并根据中和热的概念和实质来回答;
(3)先根据Q=m•c•△T计算反应放出的热量,然后根据△H=﹣kJ/mol计算出反应热.
解答:
解:(1)由量热计的构造可知该装置的缺少仪器是环形玻璃搅拌棒,故答案为:环形玻璃搅拌棒;
(2)反应放出的热量和所用酸以及碱的量的多少有关,若用60mL0.50mol/L盐酸与50mL0.55mol/LNaOH溶液进行反应,与上述实验相比,生成水的物质的量增多,所放出的热量偏高,但中和热是强酸和强碱反应生成1mol水时放出的热量,与酸碱的用量无关,中和热数值相等;
故答案为:相等;
(3)用50mL0.50mol/L盐酸与50mL0.55mol/LNaOH溶液进行中和反应生成水的物质的量为0.05L×0.50mol/L=0.025mol,溶液的质量为100ml×1g/ml=100g,温度变化的值为t2﹣t1,则生成0.025mol水放出的热量为Q=m•c•△T=4.18J/(g•℃)×100mL×1g/cm3(t2﹣t1)=0.418kJ,所以实验测得的中和热△H=﹣
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=﹣16.72(t2﹣t1)kJ/mol;
故答案为:﹣16.72(t2﹣t1)kJ/mol.
点评:
本题考查中和热的测定与计算,题目难度中等,注意理解中和热的概念是解题的关键.
23.(10分)(2013秋•桂林校级月考)铝和氢氧化钾都是重要的工业产品.请回答:
(1)工业冶炼铝的化学方程式是 2Al2O34Al+3O2↑ .
(2)铝与氢氧化钾溶液反应的离子方程式是 2Al+2OH﹣+2H2O=2AlO2﹣+3H2↑ .
(3)工业品氢氧化钾的溶液中含有某些含氧酸杂质,可用离子交换膜法电解提纯.电解槽内装有阳离子交换膜(只允许阳离子通过),其工作原理如图所示.
①该电解槽的阳极反应式是 4OH﹣﹣4e﹣=2H2O+O2↑ .
②通电开始后,阴极附近溶液PH会增大,请简述原因 通电开始后,水电离产生的H+在阴极放电,留下的OH﹣又不能通过阳离子交换膜,所以阴极附近溶液pH会增大 .
③除去杂质后的氢氧化钾溶液从溶液出口 B (填写“A”或“B”)导出.
考点:
铝的化学性质;电解原理.
专题:
电化学专题;几种重要的金属及其化合物.
分析:
(1)工业冶炼铝是利用惰性电极电极熔融氧化铝得到;
(2)铝和氢氧化钾溶液反应生成偏铝酸钾和氢气;
(3)①用阳离子交换膜电解法除去工业品氢氧化钾溶液中的杂质含氧酸根,相当于电解水,阳极氢氧根离子放电;
②电解时,阳极:4OH﹣﹣4e﹣=2H2O+O2↑,阴极:4H++4e﹣=2H2↑,其中阴极区H+放电,H+浓度减小,使水的电离平衡向右移动促进水的电离,OH﹣浓度增大;
③在阴极和阳极之间有阳离子交换膜,只允许阳离子K+和H+通过,这样就在阴极区聚集大量的K+和OH﹣,从而产生纯的氢氧化钾溶液,所以除去杂质后的氢氧化钾溶液从溶液出口在阴极区.
解答:
解:(1)工业冶炼铝是利用惰性电极电极熔融氧化铝得到,阳极是氯离子失电子生成氯气,阴极是铝离子得到电子生成铝,反应的化学方程式为:2Al2O34Al+3O2↑;
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故答案为:2Al2O34Al+3O2↑;
(2)铝和氢氧化钾溶液反应生成偏铝酸钾和氢气,反应的离子方程式:2Al+2OH﹣+2H2O=2AlO2﹣+3H2↑,
故答案为:2Al+2OH﹣+2H2O=2AlO2﹣+3H2↑;
(3)①用阳离子交换膜电解法除去工业品氢氧化钾溶液中的杂质含氧酸根,相当于电解水,故电解时,阳极:4OH﹣﹣4e﹣=2H2O+O2↑,
故答案为:4OH﹣﹣4e﹣=2H2O+O2↑;
②阴极:4H++4e﹣=2H2↑,其中阴极区H+放电,H+浓度减小,使水的电离平衡向右移动促进水的电离,在阴极和阳极之间有阳离子交换膜,只允许阳离子K+和H+通过,留下的OH﹣浓度增大,阴极附近溶液pH会增大,
故答案为:通电开始后,水电离产生的H+在阴极放电,留下的OH﹣又不能通过阳离子交换膜,所以阴极附近溶液pH会增大;
③在阴极区聚集大量的K+和OH﹣,从而产生纯的氢氧化钾溶液,除杂后的氢氧化钾溶液从出口B导出,故答案为:B.
点评:
本题考查了电解原理的分析应用,关键是根据离子放电顺序判断电解过程中发生的反应理解除杂原理,题目难度中等.
24.(8分)(2013秋•永嘉县校级月考)能源短缺是人类社会面临的重大问题.甲醇是一种可再生能源,具有广泛的开发和应用前景.
(1)以甲醇、氧气为原料,KOH溶液作为电解质构成燃料电池总反应为:2CH3OH+3O2+4KOH=2K2CO3+6H2O,负极的电极反应式为 CH3OH+8OH﹣﹣6e﹣=CO32﹣+6H2O ,随着反应的不断进行溶液的pH 减小 (填“增大”“减小”或“不变”).
(2)如果以该燃料电池为电源,石墨作两极电解饱和食盐水,
阳极产物的检验方法: 将湿润的KI淀粉试纸放在气体出口,若观察到试纸变蓝,证明有Cl2产生 ,电解池总反应的离子方程式为 2Cl﹣+2H2OCl2↑+H2↑+2OH﹣ .
考点:
原电池和电解池的工作原理.
专题:
电化学专题.
分析:
(1)原电池中负极上燃料失电子,碱性条件下,CH3OH反应生成碳酸根离子;根据电极反应判断氢氧根离子浓度的变化;
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(2)阳极上氯离子放电生成氯气,氯气可以用湿润的淀粉碘化钾试纸检验;根据阴阳两极的反应来书写总反应.
解答:
解:(1)原电池放电时,甲醇失电子被氧化,应为电池负极反应,其电极反应式为:2CH3OH+3O2+4OH﹣=2CO32﹣+6H2O;已知电池总反应为:2CH3OH+3O2+4KOH=2K2CO3+6H2O,电池在放电过程中消耗氢氧根离子,所以溶液的pH减小;
故答案为:CH3OH+8OH﹣﹣6e﹣=CO32﹣+6H2O;减小;
(2)阴极上氢离子放电生成氢气,阳极上氯离子放电生成氯气,氯气可以用湿润的淀粉碘化钾试纸检验,如果湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝色,则证明有氯气生成,所以电池反应式为2Cl﹣+2H2OCl2↑+H2↑+2OH﹣;
故答案为:将湿润的KI淀粉试纸放在气体出口,若观察到试纸变蓝,证明有Cl2产生;2Cl﹣+2H2OCl2↑+H2↑+2OH﹣.
点评:
本题考查了燃料电池、电解原理的应用,侧重于考查学生书对电极方程式的书写的掌握情况,题目难度中等,注意电解质溶液的酸碱性对电极方程式的影响.
三、计算题(10分)
25.(10分)(2013秋•永嘉县校级月考)常温时,用石墨电极电解500mLNaCl和CuSO4混合溶液,当电路中通过2mol电子时,两极均产生标准状况下16.8L气体,其中阳极产生的O2在标准状况下是5.6L(假定产生的气体全部放出,电解前后溶液体积变化忽略不计),求:
(1)原溶液中NaCl和CuSO4的物质的量浓度.
(2)电解后溶液的c(OH﹣)
考点:
电解原理.
专题:
电化学专题.
分析:
电解500mL一定浓度的NaCl与CuSO4混合溶液,阳极发生2Cl﹣﹣2e﹣=Cl2↑、4OH﹣﹣4e﹣=O2↑+2H2O,阴极发生Cu2++2e﹣=Cu、2H++2e﹣=H2↑,两极均产生标准状况下16.8L气体,其中阳极产生的O2在标准状况下是5.6L,根据电极反应式结合电子守恒来计算回答.
解答:
解:(1)电解500mL一定浓度的NaCl与CuSO4混合溶液,阳极发生2Cl﹣﹣2e﹣=Cl2↑、4OH﹣﹣4e﹣=O2↑+2H2O,电极上产生标准状况下16.8L即0.75mol气体,阳极产生的O2在标准状况下是5.6L即0.25mol,所以产生氯气是0.5mol,所以氯离子的物质的量是:0.5mol×2=1.0mol,原溶液中NaCl的物质的量浓度c==2mol/L;
阴极发生Cu2++2e﹣=Cu、2H++2e﹣=H2↑,该电极上产生16.8L即0.75mol氢气,转移电子是1.5mol,所以铜离子转移电子是0.5mol,铜离子的物质的量是0.25mol,硫酸铜的物质的量浓度c==0.5mol/L,
答:原溶液中NaCl和CuSO4的物质的量浓度分别是:c(NaCl)=2mol/L,c(CuSO4)=0.5mol/L;
(2)阳极上反应:4OH﹣﹣4e﹣=O2↑+2H2O,阳极产生的O2在标准状况下是5.6L即0.25mol,消耗氢氧根离子是1mol,阴极反应:2H++2e﹣=H2
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↑,产生0.75mol氢气,消耗氢离子是1.5mol,所以溶液中的氢氧根离子是1.5mol﹣1.0mol=0.5mol,氢氧根离子浓度c===1mol/L,
答:电解后溶液的c(OH﹣)=1.0mol/L.
点评:
本题涉及电解池的工作原理以及根据电极反应的计算知识,注意电极反应式的书写是关键,难度不大.
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