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文檔簡介
第四章化學反應與電能測試題高二上學期化學人教版(2019)選擇性必修1一、單選題1.下列裝置中,可以實現(xiàn)反應的是()A. B.C. D.2.2021年5月15日,我國火星探測器“天問一號”成功著陸火星。據介紹,該火星車除裝有光電轉換效率較高的4塊太陽電池板外,在其頂部還裝有一個像雙筒望遠鏡樣子的設備,叫作集熱窗,它可以直接吸收太陽能,然后利用一種叫作正十一烷的物質儲存能量。白天,火星溫度升高,這種物質吸熱融化,到了晚上溫度下降,這種物質在凝固的過程中釋放熱能。從上述資料中不能直接得出的結論是()A.“4塊太陽電池板”可將光能轉換成電能B.“集熱窗”可將光能轉化成化學能儲存在化學物質中C.物質的融化和凝固伴隨著能量的變化D.“天問一號”的動力來源主要是太陽能和氫氧燃料電池3.科技乃興國之重。下列說法正確的是()A.“天問一號”實驗艙所使用的鋁合金熔點高于其各組分金屬B.中國天眼望遠鏡所使用的高性能SiC屬于有機高分子材料C.“殲-35”戰(zhàn)斗機機翼所使用的“碳纖維布”(聚丙烯睛經碳化而成)與金剛石互為同素異形體D.港珠澳大橋使用環(huán)氧樹脂作為防腐涂料,它可以減小海水與橋體金屬間的腐蝕電流4.如圖是鋅-銅原電池的示意圖,下列說法錯誤的是()A.作原電池的負極B.電極上有氣泡冒出C.溶液中的向電極方向移動D.每生成就有電子從經導線流向再經溶液流回5.下列各組材料中,能夠組成原電池的是ABCD兩極材料石墨、石墨Zn片、Cu片石墨、Cu片Zn片、Cu片插入溶液H2SO4溶液酒精稀鹽酸CuSO4溶液A.A B.B C.C D.D6.某電解裝置如圖所示,下列說法正確的是()A.模擬工業(yè)制氫氧化鈉,可以用鐵棒替代a電極B.模擬鐵制品鍍銅,可以用純銅替代b電極C.模擬精煉銅,精煉過程中,理論上溶液中Cu2+濃度不斷減小D.用惰性電極電解CuCl2溶液,一段時間后可以通入HCl氣體使溶液恢復到電解前的濃度7.普通水泥在固化過程中自由水分子減少并形成堿性溶液。根據這一物理化學特點,科學家發(fā)明了電動勢法測水泥的初凝時間。此法的原理如圖所示,反應的總方程式為:,下列有關說法正確的是()A.測量原理示意圖中,電流方向從經過導線流向B.電池工作時,溶液中向正極移動C.電路中轉移的電子,電極的質量增加D.電極的電極反應式為8.利用微生物燃料電池處理氨氮廢水原理如圖。下列敘述正確的是()A.微生物燃料電池工作時外電路的電流方向為B.極的電極反應式:C.理論上參與反應的和的物質的量之比為D.移去質子交換膜,可提高厭氧微生物電極的性能9.下列說法正確的是()A.用碳酸鈉溶液浸泡鍋爐水垢的原理:B.溶液水解方程式:C.甲烷的燃燒熱可以表示為,則甲烷燃燒的熱化學方程式為D.氫氧燃料電池(電解質為溶液)的負極反應式:10.某種熔融碳酸鹽燃料電池以、為電解質、以為燃料時,該電池工作原理如圖。下列說法正確的是()A.為,為B.向正極移動C.此電池在常溫時也能工作D.正極反應式為:11.金屬(M)空氣電池的工作原理如圖所示。下列說法正確的是()A.金屬M作電池正極B.電解質是熔融的MOC.電路中轉移2mol電子,理論上約消耗空氣56LD.電池總反應為2M+O2+2H2O=2M(OH)212.鋅銅原電池裝置如圖所示,其中陽離子交換膜只允許陽離子和水分子通過,下列有關敘述錯誤的是()A.Zn電極上發(fā)生氧化反應B.電池工作后,甲池的SO42-微粒數減少C.電池工作后,甲池溶液的陽離子移動到乙池D.電池工作后,乙池中的Cu電極質量增加13.取一張用飽和的NaCl溶液浸濕的pH試紙,兩根鉛筆芯作電極,接通直流電源,一段時間后,發(fā)現(xiàn)a電極與試紙接觸處出現(xiàn)一個雙色同心圓,內圈為白色,外圈呈淺紅色。則下列說法不正確的是()A.b電極是陰極 B.a電極與電源的正極相連C.電解過程中水是氧化劑 D.b電極附近溶液的pH變小14.2-萘酚()在生產環(huán)境中主要以粉塵、氣溶膠形式存在,可采用催化劑(@AgBr/mp-TiO2,其中mp-TiO2為介孔二氧化鈦,具有大的比表面積和滲透能力)條件下的光降解法除去環(huán)境中的該污染物,工作原理如圖。下列判斷正確的是()A.該除去方法中的能量轉化只有化學能轉化為電能B.mp-TiO2可加快O2的失電子速率C.負極反應:-46e-+23O2-=10CO2+4H2OD.該法降解144g2-萘酚時,裝置吸收空氣約為1288L15.鋅銅原電池的裝置如圖,下列說法正確的是()A.若用乙醇代替CuSO4溶液,則也能構成原電池B.銅電極的電極反應式為Cu2++2e-=CuC.電子由鋅電極流出,經電解質溶液傳遞到銅電極D.電池工作時,溶液中的Cu2+向鋅電極遷移16.人工濕地-微生物燃料電池是一種將人工濕地植物根系的有機物[(CH2O)n]作為燃料的電池,燃料通過微生物厭氧分解產生電子和質子(H+),將來自廢水的某些有害物在另外一極通過微生物作用而凈化,如將對氯苯酚()凈化為苯酚(),其原理如圖所示。下列說法錯誤的是()A.質子從a極移動到b極B.微生物主要起到催化劑的作用C.b極的電極反應式為:+2e-+H+=+Cl-D.總反應式為:+(CH2O)n+H2O=+2Cl-+CO2↑+2H+17.我國科技工作者設計了一種電解裝置,能將甘油(C3H8O3)和二氧化碳轉化為甘油醛(C3H6O3)和合成氣(CO和H2),原理如圖所示,下列說法錯誤的是A.催化電極b與電源負極相連B.電解時催化電極a附近的pH增大C.電解時陰離子透過交換膜向a極遷移D.生成合成氣時電極上發(fā)生還原反應18.高鐵酸鈉()易溶于水,是一種新型多功能水處理劑,可以用電解法制取,工作原理如圖所示。裝置通電后,鐵電極附近生成紫紅色的,鎳電極有氣泡產生。下列說法錯誤的是()A.鐵電極與電源正極相連B.陽極室中發(fā)生的電極反應為C.電解總方程式為Fe+2D.電解結束后,陽極室溶液的pH將增大19.利用如下實驗探究鐵釘在不同溶液中的吸氧腐蝕。下列說法不正確的是()實驗裝置實驗編號浸泡液pH氧氣濃度隨時間的變化5577A.上述正極反應均為B.在不同溶液中,是影響吸氧腐蝕速率的主要因素C.向實驗中加入少量固體,吸氧腐蝕速率加快D.在300min內,鐵釘的平均吸氧腐蝕速率酸性溶液大于中性溶液20.火星大氣由96%的二氧化碳氣體組成,火星探測器采用Li—CO2電池供電,其反應機理如圖所示,下列說法錯誤的是()A.R方向為電子移動的方向B.CO2電極反應式為4Li++4e-+3CO2=2Li2CO3+CC.可采用LiNO3溶液作為電解質溶液D.碳酸鋰的生成和分解形式提供了實現(xiàn)可逆電化學電池二、綜合題21.氫氣是重要的清潔能源,低成本制氫是今后科研攻關的重點課題。(1)堿金屬氫化物制氫。以一種制氫儲氫材料氫化鈉在室溫下結合制氫為例,能將反應中的部分還原成碳并放出,該反應的化學方程式為。(2)活性金屬鋁制氫。向兩份活性合金粉末(的質量分數為)中分別加入溶液充分攪拌,在相同時間內測得、兩種不同溫度下制氫率(實際制氫量占理論產氫量的百分比)隨時間的變化如圖-1所示。后時制氫率始終低于時制氫率的原因是。(3)不對稱電解質電解制氫。以電解苯甲醇生成苯甲酸為例,其電解槽陰極區(qū)為酸性電解質進行析氫反應,陽極區(qū)為堿性電解質和苯甲醇。寫出陽極發(fā)生的電極反應式:。(4)肼催化分解制氫。在溫和條件下,負載型雙金屬合金M催化肼迅速分解,并且制氫選擇性可達,可能機理如圖-2所示。①催化分解制氫的過程可描述為。②的水溶液呈弱堿性。研究發(fā)現(xiàn):向溶液中加入適量或,能明顯促進上述催化分解反應的進行。其原因可能是。22.(1)Ⅰ.裝置如圖所示,C、D、E、F、X、Y都是惰性電極,甲、乙中溶液的體積和濃度都相同(假設通電前后溶液體積不變),A、B為外接直流電源的兩極。將直流電源接通后,F(xiàn)極附近呈紅色。請回答:若AB電源是甲醇在酸性環(huán)境的燃料電池,則甲中C極的電極反應式為。(2)若甲、乙裝置中的C、D、E、F電極均只有一種單質生成,對應單質的物質的量之比為。(3)丙是一個給銅件鍍銀的裝置,當乙中溶液的c(OH-)=0.1mol/L時(此時乙溶液體積為500mL),丙中鍍件上析出銀的質量為g。(4)Ⅱ.某同學用稀硝酸和銅反應制NO,發(fā)現(xiàn)化學反應速率較慢,因此改用濃硝酸按下圖所示裝置制取NO。濃硝酸一般盛放在棕色試劑瓶中,原因是。23.中央財經委員會第九次會議強調,我國將力爭2030年前實現(xiàn)碳達峰、2060年前實現(xiàn)碳中和,是黨中央經過深思熟慮做出的重要決策,事關中華民族永續(xù)發(fā)展和構建人類命運共同體。利用二氧化碳催化加氫制甲醇,有利于減少溫室氣體二氧化碳的排放?;卮鹣铝袉栴}:(1)I.某溫度下,二氧化碳加氫制甲醇的總反應為,。已知、的燃燒熱分別為、,且,則。(2)II.在體積為的密閉容器中充入和,發(fā)生反應,測得、的物質的量隨時間變化如圖:時間段內,的平均反應速率為。(3)該反應的平衡常數表達式K=;若在上述平衡體系中再充入和(保持溫度不變),則此平衡將移動(填“向正反應方向”、“不”、“向逆反應方向”)。(4)下列措施能使增大的是____。A.將從體系中分離 B.充入He,使體系壓強增大C.降低溫度、增大壓強 D.再充入(5)III.甲醇是優(yōu)質的清潔燃料,制作成甲醇燃料電池可進一步提升燃料的利用率,減少有害氣體的排放。某甲醇燃料電池工作原理如圖所示:電極A上的電極反應式為:。(6)當電極A上消耗時,在電極B附近消耗的體積為(標準狀況)。24.按照要求回答下列問題:(1)I.已知:S2Cl2(l)+Cl2(g)=2SCl2(l)ΔH=-50.2kJ·mol-1。斷裂1molCl—Cl鍵、1molS—S鍵分別需要吸收243kJ、268kJ的能量,則斷裂1molS—Cl鍵需要吸收的能量為kJ。(2)某容積不變的密閉容器中發(fā)生如下反應:2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g)△H=-197kJ·mol-1。下列能說明反應達到平衡狀態(tài)的是。a.體系壓強保持不變b.混合氣體的密度保持不變c.SO3和O2的體積比保持不變d.每消耗1molSO3的同時生成1molSO2(3)如圖所示,左側石墨上通入,右側石墨上通入,電解質溶液為溶液。完成下列問題:①負極反應式為。②放電時向(填“正”或“負”)極移動。③當外電路通過電子的物質的量為時,正極通入的在標準狀況下的體積為(假設能量全部轉化為電能)。(4)II.工業(yè)上硝酸的制備和自然界中硝酸的生成既有相同之處,又有區(qū)別。圖中路線a、b、c是工業(yè)制備硝酸的主要途徑,路線Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是雷電固氮過程中生成硝酸的途徑。N2在常溫下性質很穩(wěn)定,任意寫出一種與此性質有關的用途:。(5)實驗室制取NH3的化學方程式為。(6)下列環(huán)境問題與氮的氧化物排放無關的是_____。A.酸雨 B.光化學煙霧 C.臭氧層空洞 D.白色污染(7)Ertl(獲2007年諾貝爾化學獎)對合成氨機理進行深入研究,并將研究成果用于汽車尾氣處理中,在催化劑存在下可將NO和CO反應轉化為兩種無色無毒氣體,用化學反應方程式表示這個過程(8)有一瓶稀硫酸和稀硝酸的混合溶液,其中c(H2SO4)=2.0mol?L-1,c(HNO3=1.0mol?L-1取100mL該混合溶液與12.8g銅粉反應,標準狀況下生成NO的體積為L。25.2023年9月杭州亞運會開幕式首次使用廢碳再生的綠色甲醇作為主火炬塔燃料,實現(xiàn)循環(huán)內的零排放,助力打造首屆碳中和亞運會。在加氫合成甲醇的體系中,同時存在以下反應:反應?。悍磻ⅲ海?)反應ⅲ:的。(2)在加氫合成甲醇的體系中,下列說法不正確的是________(填序號)。A.體系達平衡后,若壓縮體積,反應ⅰ平衡正向移動,反應ⅱ平衡不移動B.若氣體的平均相對分子質量不變,說明反應ⅰ、ⅱ都已達平衡C.若在絕熱恒容容器,反應ⅰ的平衡常數K保持不變,說明反應ⅰ、ⅱ都已達平衡D.選用合適的催化劑可以提高甲醇在單位時間內的產量(3)某溫度下,向容積恒為1L的密閉容器中通入和,后體系達到平衡,此時的轉化率為,的選擇性為。已知:的選擇性:①內的平均消耗速率。②反應ⅰ的平衡常數.(寫出計算式即可)。(4)維持壓強、投料比和反應時間不變,將和按一定流速通過反應器,的轉化率和甲醇的選擇性隨溫度變化的關系如圖所示。已知催化劑活性隨溫度影響變化不大,結合反應ⅰ和反應ⅱ,分析下列問題:①甲醇的選擇性隨溫度升高而下降的原因;②的轉化率隨溫度升高也下降的可能原因是。(5)一種基于銅基金屬簇催化劑電催化還原制備甲醇的裝置如下圖所示。b電極生成的電極反應式為。
答案解析部分1.【答案】C【解析】【解答】A.可以形成原電池,但是Fe是負極,A不符合題意;B.沒有自發(fā)的氧化還原反應,不能形成原電池,B不符合題意;C.是電解池,Cu作陽極失去電子,陰極是,總反應是:,C符合題意;D.可以形成原電池,Cu是陰極不會失去電子,D不符合題意;故答案為:C。
【分析】A、Fe是負極,失去電子;
B、不能自發(fā)發(fā)生反應;
C、Cu作陽極失去電子,連接電源正極;
D、Cu連接電源負極,不會失去電子。2.【答案】D【解析】【解答】A.“4塊太陽電池板”可吸收光能,將光能轉換成電能,A不符合題意;B.集熱窗可以直接吸收太陽能,然后利用一種叫作正十一烷的物質儲存能量,這說明“集熱窗”可將光能轉化成化學能儲存在化學物質中,B不符合題意;C.物質的融化吸熱,凝固放熱,因此都伴隨著能量的變化,C不符合題意;D.根據已知信息無法得出“天問一號”的動力來源主要是太陽能和氫氧燃料電池這一結論,D符合題意;故答案為:D。
【分析】A.太陽能電池利用太陽能轉化為熱能。
C.利用正十一烷凝固和融化,實現(xiàn)吸熱和放熱,維持探測器溫度不易過高過低。3.【答案】D【解析】【解答】A.合金的熔點一般低于其各組分金屬的熔點,A錯誤;
B.SiC屬于無機非金屬材料,B錯誤;
C.聚丙烯睛經碳化而成屬于高分子材料,不是碳的單質,C錯誤;
D.環(huán)氧樹脂作為防腐涂料,可以隔絕海水與橋體金屬接觸,減小海水與橋體金屬間的腐蝕電流,D正確;
故答案為:D。
【分析】A.合金的熔點一般低于其各組分金屬的熔點,硬度要小于各組分;
B.SiC屬于新無機非金屬材料;
C.同素異形體是指由同種元素組成的不同單質。4.【答案】D【解析】【解答】A、由分析可知,Zn做負極,A不符合題意。
B、H+在Cu電極上發(fā)生得電子的還原反應,生成H2。因此可觀察到Cu電極上有氣泡冒出,B不符合題意。
C、在原電池中,陰離子移向負極。因此溶液中SO42-向Zn電極方向移動,C不符合題意。
D、2gH2的物質的量為1mol,轉移2mol電子。電子由負極經導線流向正極,D符合題意。
故答案為:D
【分析】該Zn-Cu原電池中,金屬活動性Zn>Cu,因此Zn做負極,發(fā)生失電子的氧化反應,生成Zn2+,其電極反應式為:Zn-2e-=Zn2+。Cu做正極,H+發(fā)生得電子的還原反應,生成H2,其電極反應式為:2H++2e-=H2↑。據此結合選項分析。5.【答案】D6.【答案】C【解析】【解答】A.圖中a接電源正極,故a電極為陽板,若用鐵棒代替a電極,則電極反應為Fe-2e-=Fe2+,而工業(yè)制取氫氧化鈉,陽極反應為2Cl--2e-=Cl2↑,故不能用鐵棒替代a電極,故A不符合題意;B.鐵制品鍍銅,則純銅作陽極,鐵制品作陰極,b電極為陰極,不可用純銅,故B不符合題意;C.電解精煉銅,陽極反應式為Zn-2e-=Zn2+,F(xiàn)e-2e-=Fe2+等和Cu-2e-=Cu2+,而陰極只有Cu2++2e-=Cu,根據陰陽極轉移電子數相等可知,溶液中Cu2+濃度不斷減小,故C符合題意;D.用惰性電極電解氯化銅溶液,總反應為CuCl2Cu+Cl2,故應該加氯化銅固體才能恢復溶液,故D不符合題意;故答案為:C。
【分析】A.工業(yè)制取氫氧化鈉,不能用鐵棒陽極電極;B.電鍍池,鍍層金屬作陽極;C.電解精煉銅,陽極有多種金屬失電子,只有銅析出,據此分析;D.依據“出啥加啥”分析。7.【答案】D【解析】【解答】A、該裝置為原電池組裝置,在原電池中,Cu為負極,Ag2O為正極,電流從正極流向負極,因此電流從Ag2O電極經導線流向Cu電極,A不符合題意。
B、在原電池中,陰離子移向負極,因此溶液中OH-向負極移動,B不符合題意。
C、Cu電極為負極,其電極反應式為2Cu-2e-+2OH-=Cu2O+H2O,當電路中轉移0.1mol電子時,參與反應的n(Cu)=0.1mol,反應生成的n(Cu2O)=0.05mol,因此Cu電極增加的質量為0.05mol×16g·mol-1=0.8g,C不符合題意。
D、Ag2O/Ag電極為正極,Ag2O發(fā)生得電子的還原反應,生成Ag,其電極反應式為Ag2O+2e-+H2O=2Ag+2OH-,D符合題意。
故答案為:D
【分析】該裝置為原電池裝置,Cu電極為負極,發(fā)生失電子的氧化反應,生成Cu2O,其電極反應式為2Cu-2e-+2OH-=Cu2O+H2O。Ag2O/Ag電極為正極,發(fā)生得電子的還原反應,其電極反應式為Ag2O+2e-+H2O=2Ag+2OH-。8.【答案】B【解析】【解答】A.根據氫離子的移動方向可判斷A電極是負極,B電極是正極,則微生物燃料電池工作時外電路的電流方向為,A不符合題意;B.極是負極,失去電子被氧化生成二氧化碳,電極反應式:,B符合題意;C.正極反應為2NO+10e-+12H+=N2↑+6H2O,根據氮原子守恒和電子得失守恒可知理論上參與反應的和的物質的量之比為,C不符合題意;D.移去質子交換膜后銨根離子會移向正極,在好氧微生物反應器中無法轉化為硝酸根,所以不會提高厭氧微生物電極的性能,D不符合題意;故答案為:B。
【分析】根據微生物的電池電極反應,即可判斷左側是負極,失去電子變?yōu)槎趸迹l(fā)生氧化反應,右側是正極,銨根離子被氧氣氧化為硝酸根,硝酸根得到電子發(fā)生還原反應變?yōu)榈獨?,電流是由B到A移動,根據正負極得失電子即可計算出和物質的量之比,移除質子交換膜,右側的氧氣進入左側,導致厭氧電極性能下降9.【答案】A【解析】【解答】A.用碳酸鈉溶液浸泡鍋爐水垢的原理:,故A符合題意;
B.溶液水解方程式應為,故B不符合題意;
C.燃燒熱指1mol純物質完全燃燒生成穩(wěn)定氧化物時所放出來的熱量,H對應穩(wěn)定氧化物為H2O(l),故C不符合題意;
D.電解質溶液為堿性溶液,不可能有H+存在,負極反應式為:,故D不符合題意;
故答案為:A
【分析】燃燒熱指1mol純物質完全燃燒生成穩(wěn)定氧化物時所放出來的熱量,H對應穩(wěn)定氧化物為H2O(l)。
HS-水解方程式:,電離方程式HS-=H++S2-.
電解質溶液為堿性溶液,電極反應不可能生成有H+。10.【答案】D【解析】【解答】A.燃料電池中通入燃料的電極是負極、通入氧化劑的電極是正極,根據電子流向知,左邊電極是負極、右邊電極是正極,所以a是C4H10,b為O2,故A不符合題意;B.原電池放電時,碳酸根離子向負極移動,故B不符合題意;C.電解質為熔融碳酸鹽,需要高溫條件,故C不符合題意;D.正極上氧氣得電子和二氧化碳反應生成碳酸根離子,電極反應式為,故D符合題意;故答案為:D。
【分析】燃料電池中,通入燃料的一極為負極,負極發(fā)生氧化反應,通入氧氣的一極為正極,正極發(fā)生還原反應,原電池工作時,陰離子向負極移動。11.【答案】D【解析】【解答】A.從圖中可以看出M失電子生成M2+,故M電極為原電池的負極,A不符合題意;B.從圖中可以看出,M2+離子和OH-離子可在兩電極之間移動,說明電解質為熔融M(OH)2,B不符合題意;C.陽極反應為O2+2H2O+4e-=4OH-,電路中轉移2mol電子,正極需要消耗氧氣0.5mol,標準狀況為11.2L,C不符合題意;D.根據電池的正負極方程式可知,電池的總反應為2M+O2+2H2O=2M(OH)2,D符合題意;故答案為:D?!痉治觥繌碾姵厥疽鈭D中可以看出,左側金屬M失去電子變成M2+,為電池負極;右側空氣中的氧氣得到電子與水反應生成OH-,為電池正極,據此答題。12.【答案】B【解析】【解答】A、由圖象可知該原電池反應原理為Zn+Cu2+=Zn2++Cu,故Zn電極為負極失電子發(fā)生氧化反應,Cu電極為正極得電子發(fā)生還原反應,故A不符合題意;B、該裝置中的陽離子交換膜只允許陽離子和水分子通過,故兩池中c(SO42-)不變,故B符合題意;C、該裝置中的陽離子交換膜只允許陽離子和水分子通過,電解過程中溶液中Zn2+由甲池通過陽離子交換膜進入乙池保持溶液中電荷平衡,陰離子并不通過交換膜,故C不符合題意;D、電解過程中溶液中Zn2+由甲池通過陽離子交換膜進入乙池,乙池中Cu2++2e—=Cu,乙池中為Cu電極質量增加,故D不符合題意;故答案為:B
【分析】該裝置為雙液原電池,甲為負極區(qū),乙為正極區(qū)??偡磻獮閆n+Cu2+=Zn2++Cu,硫酸根離子不參與反應,所以濃度不變。13.【答案】D【解析】【解答】A.由分析可知,b電極為陰極,故A項不符合題意;B.a電極為陽極與電源正極相連,故B項不符合題意;C.電解過程中,水分子中氫元素由+1價降為0價,被還原,為氧化劑,故C項不符合題意;D.b為陰極與電源負極相連,電極式為2H++2e-=H2↑,氫離子濃度降低,氫氧根濃度升高,故溶液pH變大,故D項符合題意。故答案為:D?!痉治觥慷栊噪姌O電解飽和食鹽水,總反應為2Cl-+2H2OH2↑+Cl2↑+2OH-,陰極:2H++2e-=H2↑,陽極:2Cl—2e-=Cl2↑。根據題意a電極與試紙接觸處出現(xiàn)一個雙色同心圓,內圓為白色,外圈呈淺紅色,說明a電極先生成氯氣,漂白pH試紙,后OH-放電生成氧氣,氫氧根濃度降低,酸性增強,故pH試紙外圈呈紅色。故a極為陽極,與電源正極相連,b為陰極與電源負極相連,據此分析解答。14.【答案】C【解析】【解答】A.由原理圖可知,太陽能參與了該降解方法,即存在太陽能轉化為化學能,A不符合題意;
B.O2在該裝置中得電子,B不符合題意;
C.負極2-萘酚被氧化,失電子生成二氧化碳和水,C符合題意;
D.由正負極反應可知關系式2~23O2,144g2-萘酚為1mol,降解1mol2-萘酚時,消耗11.5molO2,空氣中O2約占五分之一,即消耗空氣為57.5mol,即標準狀況下的1288L,但該選項缺少標準狀況條件,故消耗的空氣體積不確定,D不符合題意;
故答案為:C。
【分析】氧氣移向的電極a為原電池的正極,氧氣得到電子發(fā)生還原反應生成氧離子,電極反應:O2+4e-=2O2-,2-萘酚失電子發(fā)生氧化反應生成二氧化碳和水,電極反應:-46e-+23O2═10CO2+4H2O,太陽能參與了該降解方法,結合電極反應和電子守恒計算消耗空氣體積;
A.注意反應中的能量轉化;
B.化合價降低的物質得到電子;
C.化合價升高的物質失去電子被氧化;
D.衡量氣體體積必須指明具體的溫度壓強。15.【答案】B【解析】【解答】A.乙醇中沒有可移動的離子,不能代替CuSO4溶液構成原電池,故A不符合題意;
B.銅電極的電極反應式為Cu2++2e-=Cu,故B符合題意;
C.電子由鋅電極流出,經導線傳遞到銅電極,故C不符合題意;
D.電池工作時,負極為Zn極,正極為Cu極,溶液中的Cu2+向正極移動,故D不符合題意;
故答案為:B
【分析】原電池工作原理:負極發(fā)生氧化反應,正極發(fā)生還原反應,電池工作時,內部陰、陽離子分別流向負極、正極,電子由負極經導線流向正極。16.【答案】D【解析】【解答】A、質子從負極向正極移動,則質子從a極移動到b極,故A不符合題意;
B、微生物在該電池中起催化作用,故B不符合題意;
C、b極為正極,氯苯酚發(fā)生還原反應生成苯酚,電極反應式為+2e-+H+=+Cl-,故C不符合題意;
D、總反應式為2n+(CH2O)n+nH2O=2n+2nCl-+nCO2↑+2nH+,故D符合題意;
故答案為:D。
【分析】由圖可知,a極上,[(CH2O)n]發(fā)生氧化反應生成CO2,則a極為負極,b極為正極。17.【答案】B【解析】【解答】A.由分析可知,與直流電源負極相連的催化電極b為陰極,故A不符合題意;B.由分析可知,催化電極a為陽極,碳酸根離子作用下甘油在陽極失去電子發(fā)生氧化反應生成甘油醛和碳酸氫根離子,電極反應式為C3H8O3-2e-+2CO=C3H6O3+2HCO,碳酸根離子在溶液中的水解程度大于碳酸氫根離子,則催化電極a附近溶液的pH減小,故B符合題意;C.由分析可知,與直流電源負極相連的催化電極b為陰極,催化電極a為陽極,則電解時陰離子透過交換膜向陽極a極遷移,故C不符合題意;D.與直流電源負極相連的催化電極b為陰極,二氧化碳和水在陰極在陰極得到電子發(fā)生還原反應生成一氧化碳和氫氣,故D不符合題意;故答案為:B。
【分析】催化電極a上,甘油被氧化為甘油醛,則催化電極a為陽極,電極反應式為C3H8O3-2e-+2CO=C3H6O3+2HCO,催化電極b為陰極,二氧化碳和水在陰極在陰極得到電子發(fā)生還原反應生成一氧化碳和氫氣。18.【答案】D【解析】【解答】A、由分析可知,F(xiàn)e電極為陽極,與電源正極相連,故A正確;
B、由分析可知,陽極室中發(fā)生的電極反應為,故B正確;
C、陽極反應為,陰極反應為2H2O+2e-=2OH-+H2↑,相加得總反應為:Fe+2H2O+2OH?電解__FeO42?+3H2↑,故C正確;
D、陽極室消耗OH-,且生成水,OH-濃度減小,陽極室溶液的pH減小,故D錯誤;
故答案為:C。19.【答案】B【解析】【解答】A.根據圖像可知,實驗裝置中的氧氣濃度是逐漸降低的,故此腐蝕為吸氧腐蝕,故正極反應均為,故A不符合題意;B.根據圖像可知,的反應速率接近,的反應速率接近,且遠大于,遠大于,故陰離子對反應速率影響不大,是影響反應速率的主要因素,故B符合題意;C.是影響反應速率的主要因素,能導致鋼鐵的吸氧腐蝕速率加快,故向實驗中加入少量固體,吸氧腐蝕速率加快,故C不符合題意;D.溶液顯酸性,顯中性,根據圖像可知,鐵釘的平均腐蝕速率酸性溶液大于中性溶液,故D不符合題意;故答案為:B。
【分析】A.吸氧腐蝕正極反應均為;B.根據圖像可知,的反應速率接近,的反應速率接近,且遠大于,遠大于,故陰離子對反應速率影響不大,是影響反應速率的主要因素;C.是影響反應速率的主要因素,能導致鋼鐵的吸氧腐蝕速率加快;D.根據圖像可知,鐵釘的平均腐蝕速率酸性溶液大于中性溶液;20.【答案】C【解析】【解答】A.Li電極為負極失電子,二氧化碳電極得電子,生成無機碳,R方向為電子移動的方向,A不符合題意;
B.CO2是正極,反應式為4Li++4e-+3CO2=2Li2CO3+C,B不符合題意;
C.Li能與水發(fā)生反應,不能做電解質溶液,C符合題意;
D.放電過程有碳酸鋰的生成,充電過程有碳酸鋰的分解,碳酸鋰的生成和分解形式提供了實現(xiàn)可逆電化學電池,D不符合題意;
故答案為:C
【分析】A.Li電極為負極失電子,二氧化碳電極得電子;
B.CO2是正極,反應式為4Li++4e-+3CO2=2Li2CO3+C;
C.Li能與水發(fā)生反應;
D.放電過程有碳酸鋰的生成,充電過程有碳酸鋰的分解,碳酸鋰的生成和分解形式提供了實現(xiàn)可逆電化學電池。21.【答案】(1)4NaH+3CO2=2Na2CO3+C+2H2(2)45℃較25℃溫度高,反應速率更快,較短時間內消耗完NaOH,較多的鋁和水反應生成難溶于水的Al(OH)3覆蓋在合金表面,提早阻斷了鋁與溶液接觸,阻止了反應進一步進行;同時溫度升高,生成的水解生成的Al(OH)3增多,覆蓋在合金表面,也阻止了反應進一步進行(3)-4e-+5OH-=+4H2O(4)N2H4吸附在(催化劑)M表面,連續(xù)斷裂N-H鍵、脫H,形成N2H3、N2H2、和N2H等中間產物,直至H原子全部脫去,生成N2,脫去的H兩兩結合成H2;肼是弱堿,在水溶液中存在N2H4+H2O+OH-;加入適量NaOH或KOH后,溶液堿性增強,上述平衡逆向移動,N2H4的濃度增大,肼分解速率加快,同時適宜的偏向堿性的pH有利于增強(催化劑)M的活性【解析】【解答】(1)能將反應中的部分還原成碳并放出,同時生成Na2CO3,根據氧化還原反應配平可得,該反應的化學方程式為:4NaH+3CO2=2Na2CO3+C+2H2,故答案為:4NaH+3CO2=2Na2CO3+C+2H2;(2)45℃較25℃溫度高,反應速率更快,較短時間內消耗完NaOH,較多的鋁和水反應生成難溶于水的Al(OH)3覆蓋在合金表面,提早阻斷了鋁與溶液接觸,阻止了反應進一步進行;同時溫度升高,生成的水解生成的Al(OH)3增多,覆蓋在合金表面,也阻止了反應進一步進行,導致2min后45℃時制氫率始終低于25℃時制氫率,故答案為:45℃較25℃溫度高,反應速率更快,較短時間內消耗完NaOH,較多的鋁和水反應生成難溶于水的Al(OH)3覆蓋在合金表面,提早阻斷了鋁與溶液接觸,阻止了反應進一步進行;同時溫度升高,生成的水解生成的Al(OH)3增多,覆蓋在合金表面,也阻止了反應進一步進行;(3)以電解苯甲醇生成苯甲酸為例,其電解槽陰極區(qū)為酸性電解質進行析氫反應,陰極發(fā)生還原反應,電極反應式為:2H++2e-=H2↑,陽極區(qū)為堿性電解質和苯甲醇,陽極發(fā)生氧化反應,即苯甲醇被氧化為苯甲酸,故陽極發(fā)生的電極反應式為:-4e-+5OH-=+4H2O,故答案為:-4e-+5OH-=+4H2O;(4)①由題干圖-2催化劑M表面N2H4分解制氫示意圖可知,N2H4催化分解制氫的過程可描述為N2H4吸附在(催化劑)M表面,連續(xù)斷裂N-H鍵、脫H,形成N2H3、N2H2、和N2H等中間產物,直至H原子全部脫去,生成N2,脫去的H兩輛結合成H2,故答案為:N2H4吸附在(催化劑)M表面,連續(xù)斷裂N-H鍵、脫H,形成N2H3、N2H2、和N2H等中間產物,直至H原子全部脫去,生成N2,脫去的H兩輛結合成H2;②N2H4的水溶液呈弱堿性。研究發(fā)現(xiàn):向N2H4溶液中加入適量NaOH或KOH,能明顯促進上述催化分解反應的進行。其原因可能是肼是弱堿,在水溶液中存在N2H4+H2O+OH-;加入適量NaOH或KOH后,溶液堿性增強,上述平衡逆向移動,N2H4的濃度增大,肼分解速率加快,同時適宜的偏向堿性的pH有利于增強(催化劑)M的活性,故答案為:肼是弱堿,在水溶液中存在N2H4+H2O+OH-;加入適量NaOH或KOH后,溶液堿性增強,上述平衡逆向移動,N2H4的濃度增大,肼分解速率加快,同時適宜的偏向堿性的pH有利于增強(催化劑)M的活性。
【分析】(1)根據氧化還原反應配平;(2)考慮溫度對反應速率的影響,利用產物的性質進行分析;(3)陽極發(fā)生氧化反應;(4)①由制氫示意圖結合化學鍵的斷裂和形成進行描述;②分析外界因素對電離平衡的影響。22.【答案】(1)2H2O-4e-=O2↑+4H+(2)1∶2∶2∶2(3)5.4(4)硝酸不穩(wěn)定,見光或受熱易分解B中反應的化學方程式是?!窘馕觥俊窘獯稹縁裝置是電解池裝置,電解飽和食鹽水,陽極是氯離子進行放電,陰極是氫離子得到電子變?yōu)闅錃?,因此留下大量的氫氧根離子,因此F極變紅則F為陰極,E為陽極,同時可以確定D為陰極,C為陽極,G為陽極,H為陰極,X為陽極,Y為陰極。
(1)若AB電源是甲醇在酸性環(huán)境中的燃料電池,則甲中的C連接的是電池的正極,為陽極,電極反應式為2H2O-4e-=O2↑+4H+,故正確答案是:2H2O-4e-=O2↑+4H+
(2)若甲乙裝置的C為陽極,析出氧氣,2H2O-4e-=O2↑+4H+,D為陰極,析出銅Cu2++2e=Cu,乙裝置中,E為陽極,析出氯氣,2Cl--2e=Cl2,F(xiàn)為陰極,析出氫氣,2H2O+4e=H2↑+2OH-,當轉移4mol電子時,C極析出1mol單質,D極析出2mol,E析出2mol,F(xiàn)析出2mol,求出對應的單質的物質的量為1:2:2:2:2,故正確答案是:1:2:2:2:2
(3)丙是一個給銅件鍍銀的裝置,G為陽極發(fā)生氧化反應為銀,H為陰極,材料為銅,當一中的溶液中的氫氧根離子=0.1mol/L時即產生0.05mol的氫氧根離子,說明轉移0.05mol的電子即析出0.05mol的銀,丙中析出的銀的質量為108x0.05g=5.4g,故正確答案是:5.4
(4)①濃硝酸一般盛放在棕色試劑瓶中,原因是硝酸不穩(wěn)定,見光或受熱易分解②B為二氧化氮與水反應生成硝酸和水的反應,故B中反應的化學方程式是【分析】根據給出F極附近呈現(xiàn)紅色,先將其余電極的陰極和陽極進行判斷
(1)電解硫酸銅溶液,正極是氫氧根離子放電,而陰極是銅離子得電子,根據判斷C的電極即可寫出電極式
(2)根據電極的陰陽極即可寫出電極方程式,再結合轉移的電子數相同即可計算出物質的量
(3)根據氫氧根離子的濃度即可計算出轉移的電子數即可計算出銀離子的物質的量
(4)①考慮的是濃硝酸的見光分解②考查的是二氧化氮和水反應的方程式23.【答案】(1)-95.7(2)(3);不(4)A;C(5)(6)33.6【解析】【解答】(1)①H2(g)+O2(g)=H2O(l)ΔH=-285.8kJ/mol,②CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-726.5kJ/mol,③CH3OH(l)=CH3OH(g)ΔH=35.2kJ/mol,目標反應式=反應①×3-②+③,則a=-285.8kJ/mol×3+726.5kJ/mol+35.2kJ/mol=-95.7kJ/mol(2)從圖中可知,0-3min內CO2物質的量變化量為0.4mol,則根據化學方程式可知H2的物質的量變化量為1.2mol,則H2的平均反應速率為。(3)該反應的平衡常數表達式K=。根據圖示可知,平衡時CO2濃度為0.05mol/L,CH3OH濃度為0.15mol/L,H2濃度為0.05mol/L,H2O的濃度為0.15mol/L,則K的值為3600。平衡后加入0.4molCO2和1.2molH2O,則此時CO2濃度為0.15mol/L,H2O濃度為0.45mol/L,則Q=3600=K,則平衡不移動。(4)A.將H2O從體系中分離,產物濃度減小,化學平衡正向移動,增大,A正確;B.充入He,使體系壓強增大,但是反應物和生成物的濃度不變,化學平衡不移動,B不正確;C.降低溫度,增大壓強,化學平衡均正向移動,增大,C正確;D.再充入0.8molCO2,盡管化學平衡正向移動,但是CO2濃度增大,減小,D不正確;故故答案為:AC
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