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章末测评验收卷(六)
(满分:100分)
一、选择题(本题包括15小题,每小题只有一个选项符合题意,每小题3分,共45分)
1.下列我国科技创新的产品设备在工作时,由化学能转变成电能的是 (　　)
A.长征三号乙运载火箭用偏二甲肼为燃料 B.嫦娥四号月球探测器上的太阳能电池板 C.和谐号动车以350 km/h飞驰 D.世界首部可折叠柔屏手机通话
答案　D
解析　火箭升空时,将燃料的化学能转化为火箭的机械能,故A错误;太阳能电池板,将太阳能转化为电能,故B错误;动车在行驶时主要的能量转化是电能转化为机械能,故C错误;手机电池放电是将化学能转化为电能,故D正确。
2.下列事实或做法与化学反应速率无关的是 (　　)
A.将食物存放在温度低的地方
B.用铁触媒作催化剂合成氨
C.将煤块粉碎后燃烧
D.加热金属钠制备过氧化钠
答案　D
解析　A项,降低温度,反应速率减慢,所以温度降低能减慢食物的腐败速率;B项,用铁触媒作催化剂合成氨,催化剂能增大反应速率;C项,增大反应物接触面积,能增大反应速率,将煤块粉碎能增大反应物接触面积,所以能加快反应速率。
3.下列说法正确的是 (　　)
A.CaO+H2O===Ca(OH)2可放出大量热,可利用该反应设计成原电池,把化学能转化为电能
B.任何化学反应中的能量变化都表现为热量变化
C.有化学键形成一定发生化学反应
D.灼热的铂丝与NH3、O2混合气接触,铂丝继续保持红热,说明氨的催化氧化反应是放热反应
答案　D
解析　CaO+H2O===Ca(OH)2为放热反应,但该反应不是氧化还原反应,不能设计成原电池,A错误;化学反应中的能量变化不一定表现为热量变化,也可能是光能、电能等,B错误;化学反应的本质是旧化学键的断裂和新化学键的形成,有化学键形成不一定发生化学反应,如从水溶液中结晶形成离子化合物时有离子键形成,但这个过程是物理变化,C错误;灼热的铂丝与NH3、O2混合气接触,发生反应:4NH3+5O24NO+6H2O,铂丝继续保持红热,说明该反应放热,即氨的催化氧化反应是放热反应,D正确。
4.NOCl常用于有机合成,其合成原理为2NO(g)+Cl2(g)2NOCl(g),反应过程中的能量变化如图所示。下列有关说法正确的是 (　　)
A.2 mol NOCl(g)所具有能量比2 mol NO(g)所具有能量低76 kJ
B.该反应为吸热反应
C.该反应中每生成2 mol NOCl(g)放出热量76 kJ
D.形成1 mol NOCl(g)中的化学键吸收热量90 kJ
答案　C
解析　根据图示,2 mol NOCl(g)所具有能量比2 mol NO(g)和1 mol Cl2(g)所具有的总能量低(180-104) kJ=76 kJ,则2 mol NOCl(g)所具有能量比2 mol NO(g)和1 mol Cl2(g)所具有的总能量低76 kJ,A错误;反应物的能量总和大于生成物的能量总和,为放热反应,B错误;2 mol NO(g)和1 mol Cl2(g)完全反应生成2 mol NOCl(g)放出热量(180-104) kJ=76 kJ,C正确;断裂化学键吸收能量,形成化学键放出能量,D错误。
5.对于以下反应:A(s)+3B(g)2C(g)+D(g),在一定温度、压强下,在一体积可变的容器中,当下列物理量不再发生变化时就可确定反应一定达到平衡状态的是 (　　)
A.A的浓度不再改变
B.容器的体积不再发生变化
C.B、C、D的分子个数之比为3∶2∶1
D.B的消耗速率和D的消耗速率之比为3∶1
答案　D
解析　A项,A为固体,浓度视为常数,不管是否达到平衡,A浓度均不变;B项,反应前后气体的化学计量数之和相等,无论是否达到平衡状态,气体体积不变;C项,B、C、D的分子个数之比取决于起始物质的配料比以及转化的程度,不能用以判断是否达到平衡状态;D项,B的消耗速率和D的消耗速率之比为3∶1,说明正反应速率等于逆反应速率,能说明反应达到平衡。
6“盐水动力”玩具车的电池以镁片、活性炭为电极,向极板上滴加食盐水后电池便可工作,电池反应为2Mg+O2+2H2O===2Mg(OH)2。下列关于该电池的说法中,错误的是 (　　)
A.镁片作为负极
B.电池工作时实现了化学能向电能的转化
C.电池工作时镁片逐渐被消耗
D.食盐水作为电解质溶液,且Cl-向炭电极移动
答案　D
解析　根据原电池反应式知,Mg元素化合价由0价变为+2价,所以Mg失电子作负极,A正确;该装置是将化学能转化为电能的装置,为原电池,B正确;Mg作负极,失去电子生成氢氧化镁,所以电池工作时镁片逐渐被消耗,C正确;该原电池中,电解质溶液是食盐水,阴离子向负极移动,即Cl-向Mg电极移动,D错误。
7.氢能的低成本、低温、高效率制取一直是亟待解决的关键难题。实验计算机模拟在催化剂表面水煤气变换低温产氢反应(CO+H2O===CO2+H2)过程中能量的变化如图所示,下列说法正确的是 (　　)
A.CO+H2O===CO2+H2为放热反应
B.状态3中物质状态最稳定
C.过程Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均需要吸收能量
D.该反应类型为置换反应
答案　A
解析　根据反应过程和能量关系图可以看出,反应物的总能量高于生成物的总能量,所以该反应是放热反应,A正确;能量越低越稳定,状态3能量最高,最不稳定,B错误;过程Ⅰ和Ⅱ是从低能量状态到高能量状态,需要吸收能量,过程Ⅲ是从高能量状态到低能量状态,放出能量,C错误;该反应的反应物没有单质,不属于置换反应,D错误。
8.NO-空气燃料电池的工作原理如图所示,下列说法正确的是 (　　)
A.电流的流动方向:负极→导线→正极
B.“多孔”电极对化学反应速率没有影响
C.若反应消耗1 mol NO,则有3 mol H+向正极区域移动
D.放电过程中正极的电极反应式为O2+4e-+2H2O===4OH-
答案　C
解析　在燃料电池中,通入O2的一极是正极,电极方程式为O2+4e-+4H+===2H2O,通入NO的一极为负极,NO在负极失去电子生成HNO3,电极方程式为NO-3e-+2H2O===N+4H+。原电池中电流从正极经导线流向负极,A错误;“多孔”电极是一种用于电化学反应的电极,它具有多孔结构,可以增大反应物的接触面积,有效地提高电化学反应的速度和效率,B错误;负极电极方程式为NO-3e-+2H2O===N+4H+,若反应消耗1 mol NO,则有3 mol H+向正极区域移动,C正确;该原电池电解质溶液为酸性的,通入O2的一极是正极,电极方程式为O2+4e-+4H+===2H2O,D错误。
9.对下列各图的表达中正确的是 (　　)
A.图a可以表示t s时,N2(g)+3H2(g)2NH3(g)达到了平衡
B.图b中所介绍的电池使用后不能投入火中,应埋入地下以防污染环境
C.图c可表示某化学反应属于吸热反应,吸收的能量为E2
D.图d涉及的反应可能为MN
答案　A
解析　从图a中可知,2v正(N2)=v逆(NH3),对于N2(g)+3H2(g)2NH3(g),2v正(N2)=v正(NH3),故v正(NH3)=v逆(NH3),则该反应达到平衡,A正确;该电池中的重金属离子会污染环境,不能埋入地下,应集中回收,B错误;图c表示放热反应,放出的能量是反应物与生成物的能量之差,即E2,C错误;从图d中可知,在0~t s内,M、N的浓度分别变化了4 mol·L-1、2 mol·L-1,所以方程式可能为N2M,D错误。
10.一定温度下,在2 L密闭容器中,A、B、C三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示,下列说法正确的是 (　　)
A.a点时,v(A)=v(B)
B.5 min时,反应停止
C.5 min时,A的转化率为25%
D.反应的化学方程式为3A(g)2B(g)+C(g)
答案　D
解析　a点时,A、B两物质反应的时间相同,但物质的量的变化量不同,反应速率不相等,A错误;5 min时,反应达平衡,是动态平衡,不是反应停止,B错误;反应开始到5 min,Δn(A)=(0.8-0.2 )mol=0.6 mol, A的转化率为×100%=75%,C错误;根据化学反应计量系数之比等于反应体系中物质变化量之比,Δn(A)∶Δn(B)∶Δn(C)=0.6 mol∶0.4 mol∶0.2 mol=3∶2∶1,则反应的化学方程式为3A(g)2B(g)+C(g),D正确。
11.为了研究外界条件对H2O2分解反应速率的影响,某同学在相应条件下进行实验,实验记录如下表:
实验序号 反应物 温度 催化剂 收集V mL气体所用时间
① 5 mL 5%H2O2溶液 25 ℃ 2滴1 mol/LFeCl3 t1
② 5 mL 5%H2O2溶液 45 ℃ 2滴1 mol/LFeCl3 t2
③ 5 mL 10%H2O2溶液 25 ℃ 2滴1 mol/LFeCl3 t3
④ 5 mL 5%H2O2溶液 25 ℃ 不使用 t4
下列说法中,不正确的是 (　　)
A.通过实验①②,可研究温度对反应速率的影响
B.所用时间:t1>t3
C.通过实验①④,可研究催化剂对反应速率的影响
D.反应速率:③<④
答案　D
解析　A项,实验①②中除温度外其他条件均相同,可研究温度对反应速率的影响;B项,实验①③中除过氧化氢浓度不同外其他条件均相同,浓度大的反应速率快,故收集相同体积的气体实验③用的时间短,故t1>t3;C项,实验①④中,④未采用催化剂,其他条件均相同,可研究催化剂对反应速率的影响;D项,实验③④中有浓度和催化剂两个变量,故不能比较反应速率。
12.具有高能量密度的锌 空气蓄电池是锂离子电池的理想替代品。如图是一种新型可充电锌 空气蓄电池放电时的工作原理示意图,下列说法正确的是 (　　)
A.放电时,锌板为正极
B.放电时,正极的电极反应式为
Zn+4OH--2e-===[Zn(OH)4]2-
C.放电时,OH-由过渡金属碳化物通过离子交换膜向锌板移动
D.放电时,每消耗22.4 mL O2,外电路转移电子数约为2.408×1021
答案　C
解析　据图可知放电时,锌板上Zn被氧化,为负极,A错误;放电时,正极上是氧气得电子的还原反应,电极反应式为O2+4e-+2H2O===4OH-,B错误;此电池中阴离子移向负极,故OH-由过渡金属碳化物通过离子交换膜向锌板移动,C正确;由正极的电极反应式O2+4e-+2H2O===4OH-可知,每消耗标准状况下22.4 mL O2,外电路中转移电子数约为2.408×1021,但由于未指明是否在标准状况下,故不能计算外电路中转移的电子数,D错误。
13.一定温度下,向恒容的密闭容器中充入一定量的A和B两种气体发生反应,生成气体C,测得各组分浓度随时间变化如图所示。下列能说法正确的是 (　　)
A.0~t0时用C表示的化学反应速率为v(C)=mol·L-1·min-1
B.提高反应时的温度,能实现B完全转化成C
C.容器中B的物质的量不再改变,该反应达到平衡状态
D.3v正(B)=2v逆(C),该反应达到平衡状态
答案　C
解析　结合图像,A、B为反应物,C为生成物,根据化学计量数之比等于物质的量之比,A、B、C的系数之比为(1.0-0.8)∶(1.0-0.4)∶0.4=1∶3∶2,则方程式为A(g)+3B(g)2C(g)。0~t0时用C表示的化学反应速率为v(C)= mol·L-1·min-1,A错误;该反应存在一定的限度,反应物不能完全转化为生成物,B错误;物质的浓度不再改变,反应达到平衡,则容器中B的物质的量不再改变,该反应达到平衡状态,C正确;反应的方程式为A(g)+3B(g)2C(g),根据化学计量数关系,2v正(B)=3v逆(C),该反应达到平衡状态,D错误。
14.通过传感器可以监测空气中甲醛的含量。一种燃料电池型甲醛气体传感器的原理如图所示,下列说法错误的是 (　　)
A.b为电池的负极,甲醛被氧化
B.a极的电极反应为O2+4e-+4H+===2H2O
C.传感器工作过程中,电解质溶液中硫酸的浓度不变
D.当电路中转移1×10-4 mol电子时,传感器内参加反应的HCHO为0.75 mg
答案　C
解析　原电池工作时,HCHO失电子在负极发生氧化反应,负极反应为HCHO-4e- +H2O===CO2 + 4H+,O2在正极得电子发生还原反应,正极反应为O2+4e-+4H+===2H2O,结合电池总反应判断溶液浓度变化。氧气得电子被还原,a为正极,故b为电池的负极,甲醛被氧化,A正确;酸性条件下,氧气得电子生成水,则正极反应为O2+4e-+4H+===2H2O,B正确;电池放电的总反应为HCHO+O2CO2+H2O,反应后溶液体积增大,所以硫酸的浓度变小,C错误;负极反应为HCHO-4e-+H2O===CO2 + 4H+,当电路中转移1×10-4 mol电子时,反应的甲醛物质的量为×10-4 mol ,质量为×10-4 mol ×30 g/mol=7.5×10-4g=0.75mg ,D正确。
15.在2 L恒温密闭容器中通入气体X并发生反应:2X(g)Y(g)(正反应放热),X的物质的量n(X)随时间t变化的曲线如图所示(图中的两条曲线分别代表有、无催化剂的情形),下列叙述正确的是 (　　)
A.实线表示使用催化剂的情形
B.b、c两点表明反应在相应的条件下达到了最大限度
C.反应进行到a点时放出的热量多于反应进行到b点时放出的热量
D.反应从开始到a点的平均反应速率可表示为v(Y)=0.01 mol·L-1·min-1
答案　B
解析　催化剂能加快化学反应速率,缩短反应达到平衡的时间,根据图可知,虚线表示使用催化剂的情形,A项错误;根据图可知,b、c两点达到了化学平衡状态,而化学平衡状态是反应所能达到的最大限度,B项正确;根据图可知,a点反应没有达到平衡,随着时间的推移,反应继续向正反应方向进行,且放出热量,b点的反应达到平衡状态,所以反应进行到a点时放出的热量少于反应进行到b点时放出的热量,C项错误;反应从开始到a点,X的物质的量减少0.1 mol,根据化学方程式可知,Y的物质的量增加0.05 mol,则平均反应速率可表示为v(Y)==0.005 mol·L-1·min-1,D项错误。
二、非选择题(本题包括4小题,共55分)
16.(13分)Ⅰ.给你提供纯锌片、纯铜片和500 mL 0.2 mol·L-1的硫酸溶液、导线、1 000 mL量筒等。试用如图装置来测定锌和稀硫酸反应时在某段时间内通过导线的电子的物质的量。
(1)如图所示,装置气密性良好,且1 000 mL量筒中已充满了水,则开始实验时,首先要　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　。
(2)a电极材料为　　　　,其电极反应式为　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　;
b电极材料为　　　　,其电极反应式为　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　。
(3)当量筒中收集672 mL气体时(已折算到标准状况下),通过导线的电子的物质的量为　　　　　　　　　　　　。
Ⅱ.某种氢氧燃料电池是用固体金属化合物陶瓷作电解质,两极上发生的电极反应分别为
A极:2H2+2O2--4e-===2H2O
B极:O2+4e-===2O2-
则A极是电池的　　　　　　极;电子从该极　　　　　　(填“流入”或“流出”)。
答案　 Ⅰ.(1)用导线把a、b两电极连接起来
(2)纯锌片　Zn-2e-===Zn2+　纯铜片
2H++2e-===H2↑　(3)0.06 mol　Ⅱ.负　流出
解析　Ⅰ.导线中电子的物质的量的测定可以通过测定反应产生H2的体积(物质的量)来实现。导线中有电子的流动必然形成原电池。因此只有用导线将a、b相连形成闭合回路才能实现。产生H2的电极应为b极,故b为纯铜片,作原电池正极,a极为负极。其电极反应式分别为a极:Zn-2e-===Zn2+;b极:2H++2e-===H2↑,则转移电子为×2=0.06 mol。
Ⅱ. 据电极反应可知A极失去(或流出)电子,作原电池的负极。
17.(14分)如图所示,是原电池的装置图。请回答:
(1)若溶液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　　　　　　　　　　　　; 在反应中溶液中的阴离子移向　　　　 (填“A”或“B”),反应进行一段时间后溶液C的pH　　　　 (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极(负极)材料为　　　　, B极电极反应式为　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　。
(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,则电极c是　　　　(填“正极”或“负极”),若线路中转移2 mol电子,则上述CH3OH燃料电池,消耗的O2在标准状况下的体积为　　　　 L。
答案　(1)2H++2e-===H2↑　B　升高
(2)Cu　Fe3++e-===Fe2+
(3)负极　11.2
解析　(1)若溶液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电极为正极,A电极上发生的电极反应式为2H++2e-===H2↑;原电池工作时阴离子向负极移动,在反应中溶液中的阴离子移向B(负极);负极反应式为Fe-2e-===Fe2+,电池总反应为Fe+2H+===Fe2++H2↑,反应中消耗H+,反应进行一段时间后溶液C中H+的浓度减小,pH升高;(2)反应Cu+2Fe3+===Cu2++2Fe2+中,Fe3+发生得到电子的还原反应转化成Fe2+,Cu发生失去电子的氧化反应转化成Cu2+,根据原电池工作原理,A极(负极)材料为Cu,B极为正极,B极上Fe3+发生得到电子的还原反应,B极电极反应式为Fe3++e-===Fe2+;(3)由示意图可知,电子由电极c经负载流向电极d,则电极c为负极,电极d为正极,电极d的电极反应式为O2+4e-+4H+===2H2O,若线路中转移2 mol电子,则消耗0.5 mol O2,在标准状况下的体积为0.5 mol×22.4 L/mol=11.2 L。
18.(14分)Ⅰ.化学反应中伴随着能量的变化。
(1)下列变化中属于吸热反应的是　　　　(填序号)。
①冰融化　②碳与水蒸气制取水煤气(CO和H2)　③苛性钠固体溶于水　④氯酸钾分解制氧气　⑤生石灰跟水反应生成熟石灰　⑥干冰升华
⑦Ba(OH)2·8H2O晶体和氯化铵晶体反应
Ⅱ.在2 L的恒容密闭容器中充入1 mol CO和2 mol H2,一定条件下发生反应:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),测得CO(g)和CH3OH(g)的物质的量变化如图1所示,反应过程中的能量变化如图2所示。
(2)从反应开始至达到平衡,以CO表示的反应的平均反应速率v(CO)=　　　　 mol·L-1·min-1。平衡时H2的转化率为　　　　　　　　　　　　。
(3)下列措施能增大反应速率的是　　　　　　　 (填字母)。
A.升高温度
B.降低压强
C.减小CH3OH的浓度
D.加入合适的催化剂
(4)已知断开1 mol CO(g)和2 mol H2(g)中的化学键需要吸收的能量为1 924 kJ,则断开1 mol CH3OH(g)中的化学键所需要吸收　　　　kJ的能量。
答案　Ⅰ .(1)②④⑦　Ⅱ.(2)0.125　75%　(3)AD
(5)2 052.8
解析　(1)冰融化,是吸热过程,但不发生化学反应,①不符合题意;碳与水蒸气制取水煤气(CO和H2),反应吸收热量,②符合题意;苛性钠固体溶于水,放出大量的热,但属于物理过程,③不符合题意;氯酸钾分解制氧气,属于分解反应,吸收热量,④符合题意;生石灰跟水反应生成熟石灰,反应放出热量,⑤不符合题意;干冰升华,吸收热量,但只发生状态改变,属于物理过程,⑥不符合题意;Ba(OH)2·8H2O晶体和氯化铵晶体反应,反应吸收热量,⑦符合题意;故属于吸热反应的是②④⑦。(2)从反应开始至达到平衡,以CO表示的反应的平均反应速率v(CO)=×100%=75%。(3)A项,升高温度,反应速率加快;B项,降低压强,反应混合物的浓度减小,反应速率减小;C项,减小CH3OH的浓度反应速率减小;D项,加入合适的催化剂,反应速率加快。(4)设1 mol CH3OH(g)的键能为x,则1 924 kJ-x=-128.8 kJ,x=2 052.8 kJ。则断开1 mol CH3OH(g)中的化学键所需要吸收2 052.8 kJ的能量。
19.(14分)已知Fe3+具有氧化性,I-具有较强的还原性,二者可自发进行氧化还原反应。通过如下实验对此反应进行探究。
(1)写出Fe3+和I-发生反应的离子方程式　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　。
(2)[实验一]
(已知CCl4不溶于水且密度大于水,I2极易溶于CCl4,此实验中的其他物质不溶于CCl4)
操作 现象 结论
①取5 mL 0.1 mol·L-1 KI溶液,加入0.1 mol·L-1 FeCl3溶液5~6滴,继续加2 mL CCl4;充分振荡 溶液分层,下层呈　　　　色 　　　
②取上层清液,加入2滴KSCN溶液 溶液呈红色 　　　
[思考]　由反应方程式知,上述实验①中KI过量很多,如何解释实验②中的结论
　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　。
(3)[实验二]根据[实验一]对Fe3+和I-反应探究的结论,设计如图所示装置。
①反应开始时,电流表指针发生偏转,该装置中能量转化形式为　　　　　　　　　　　　。
②反应开始时,石墨(a)作　　　　极,石墨(b)上发生　　　　反应。
③反应开始时,电子沿导线移动方向为　　　　(填“a→b”或“b→a”)。
④反应开始时,石墨(a)的电极反应式为　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　。
⑤反应进行一段时间后,电流表读数为0,说明了　　　　　　　　　　　　。
答案　(1)2Fe3++2I-===2Fe2++I2
(2)[实验一]①紫红　有I2生成　②有Fe3+剩余　[思考]Fe3+和I-的反应不能进行到底,有限度,属于可逆反应
(3)[实验二]①化学能→电能　②正　氧化
③b→a　④Fe3++e-===Fe2+
⑤此可逆反应达到平衡状态
解析　(1)根据氧化还原反应离子方程式的书写方法可写出:2Fe3++2I-===2Fe2++I2。(2)根据信息,溶液分层,I2易溶于CCl4,则下层呈紫红色,说明Fe3+与I-发生了反应,生成I2。取上层清液加入2滴KSCN溶液呈红色,说明有Fe3+剩余。根据离子方程式及反应物用量知,I-过量很多时,Fe3+剩余,说明Fe3+与I-的反应不能进行到底,有限度,属于可逆反应。(3)Fe3+与I-的反应是自发的、可逆的氧化还原反应,因此此实验装置是原电池。石墨(a)是正极,电极反应式为2Fe3++2e-===2Fe2+,发生还原反应;石墨(b)是负极,电极反应式为2I--2e-===I2,发生氧化反应。电子由负极石墨(b)→正极石墨(a)。反应进行一段时间后,电流表读数为0,证明此可逆反应达到平衡状态。章末测评验收卷(六)　
(满分:100分)　
一、选择题(本题包括15小题,每小题只有一个选项符合题意,每小题3分,共45分)
1.下列我国科技创新的产品设备在工作时,由化学能转变成电能的是 (　　)
长征三号乙运载火箭用偏二甲肼为燃料 嫦娥四号月球探测器上的太阳能电池板 和谐号动车以350 km/h飞驰 世界首部可折叠柔屏手机通话
2.下列事实或做法与化学反应速率无关的是 (　　)
将食物存放在温度低的地方
用铁触媒作催化剂合成氨
将煤块粉碎后燃烧
加热金属钠制备过氧化钠
3.下列说法正确的是 (　　)
CaO+H2OCa(OH)2可放出大量热,可利用该反应设计成原电池,把化学能转化为电能
任何化学反应中的能量变化都表现为热量变化
有化学键形成一定发生化学反应
灼热的铂丝与NH3、O2混合气接触,铂丝继续保持红热,说明氨的催化氧化反应是放热反应
4.NOCl常用于有机合成,其合成原理为2NO(g)+Cl2(g)2NOCl(g),反应过程中的能量变化如图所示。下列有关说法正确的是 (　　)
2 mol NOCl(g)所具有能量比2 mol NO(g)所具有能量低76 kJ
该反应为吸热反应
该反应中每生成2 mol NOCl(g)放出热量76 kJ
形成1 mol NOCl(g)中的化学键吸收热量90 kJ
5.对于以下反应:A(s)+3B(g)2C(g)+D(g),在一定温度、压强下,在一体积可变的容器中,当下列物理量不再发生变化时就可确定反应一定达到平衡状态的是 (　　)
A的浓度不再改变
容器的体积不再发生变化
B、C、D的分子个数之比为3∶2∶1
B的消耗速率和D的消耗速率之比为3∶1
6“盐水动力”玩具车的电池以镁片、活性炭为电极,向极板上滴加食盐水后电池便可工作,电池反应为2Mg+O2+2H2O2Mg(OH)2。下列关于该电池的说法中,错误的是 (　　)
镁片作为负极
电池工作时实现了化学能向电能的转化
电池工作时镁片逐渐被消耗
食盐水作为电解质溶液,且Cl-向炭电极移动
7.氢能的低成本、低温、高效率制取一直是亟待解决的关键难题。实验计算机模拟在催化剂表面水煤气变换低温产氢反应(CO+H2OCO2+H2)过程中能量的变化如图所示,下列说法正确的是 (　　)
CO+H2OCO2+H2为放热反应
状态3中物质状态最稳定
过程Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均需要吸收能量
该反应类型为置换反应
8.NO-空气燃料电池的工作原理如图所示,下列说法正确的是 (　　)
电流的流动方向:负极→导线→正极
“多孔”电极对化学反应速率没有影响
若反应消耗1 mol NO,则有3 mol H+向正极区域移动
放电过程中正极的电极反应式为O2+4e-+2H2O4OH-
9.对下列各图的表达中正确的是 (　　)
图a可以表示t s时,N2(g)+3H2(g)2NH3(g)达到了平衡
图b中所介绍的电池使用后不能投入火中,应埋入地下以防污染环境
图c可表示某化学反应属于吸热反应,吸收的能量为E2
图d涉及的反应可能为MN
10.一定温度下,在2 L密闭容器中,A、B、C三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示,下列说法正确的是 (　　)
a点时,v(A)=v(B)
5 min时,反应停止
5 min时,A的转化率为25%
反应的化学方程式为3A(g)2B(g)+C(g)
11.为了研究外界条件对H2O2分解反应速率的影响,某同学在相应条件下进行实验,实验记录如下表:
实验 序号 反应物 温度 催化剂 收集V mL气体 所用时间
① 5 mL 5% H2O2溶液 25 ℃ 2滴1 mol/L FeCl3 t1
② 5 mL 5% H2O2溶液 45 ℃ 2滴1 mol/L FeCl3 t2
实验 序号 反应物 温度 催化剂 收集V mL气体 所用时间
③ 5 mL 10% H2O2溶液 25 ℃ 2滴1 mol/L FeCl3 t3
④ 5 mL 5% H2O2溶液 25 ℃ 不使用 t4
下列说法中,不正确的是 (　　)
通过实验①②,可研究温度对反应速率的影响
所用时间:t1>t3
通过实验①④,可研究催化剂对反应速率的影响
反应速率:③<④
12.具有高能量密度的锌 空气蓄电池是锂离子电池的理想替代品。如图是一种新型可充电锌 空气蓄电池放电时的工作原理示意图,下列说法正确的是 (　　)
放电时,锌板为正极
放电时,正极的电极反应式为
Zn+4OH--2e-[Zn(OH)4]2-
放电时,OH-由过渡金属碳化物通过离子交换膜向锌板移动
放电时,每消耗22.4 mL O2,外电路转移电子数约为2.408×1021
13.一定温度下,向恒容的密闭容器中充入一定量的A和B两种气体发生反应,生成气体C,测得各组分浓度随时间变化如图所示。下列能说法正确的是 (　　)
0~t0时用C表示的化学反应速率为
v(C)=mol·L-1·min-1
提高反应时的温度,能实现B完全转化成C
容器中B的物质的量不再改变,该反应达到平衡状态
3v正(B)=2v逆(C),该反应达到平衡状态
14.通过传感器可以监测空气中甲醛的含量。一种燃料电池型甲醛气体传感器的原理如图所示,下列说法错误的是 (　　)
b为电池的负极,甲醛被氧化
a极的电极反应为O2+4e-+4H+2H2O
传感器工作过程中,电解质溶液中硫酸的浓度不变
当电路中转移1×10-4 mol电子时,传感器内参加反应的HCHO为0.75 mg
15.在2 L恒温密闭容器中通入气体X并发生反应:2X(g)Y(g)(正反应放热),X的物质的量n(X)随时间t变化的曲线如图所示(图中的两条曲线分别代表有、无催化剂的情形),下列叙述正确的是 (　　)
实线表示使用催化剂的情形
b、c两点表明反应在相应的条件下达到了最大限度
反应进行到a点时放出的热量多于反应进行到b点时放出的热量
反应从开始到a点的平均反应速率可表示为v(Y)=0.01 mol·L-1·min-1
二、非选择题(本题包括4小题,共55分)
16.(13分)Ⅰ.(11分)给你提供纯锌片、纯铜片和500 mL 0.2 mol·L-1的硫酸溶液、导线、1 000 mL量筒等。试用如图装置来测定锌和稀硫酸反应时在某段时间内通过导线的电子的物质的量。
(1)(1分)如图所示,装置气密性良好,且1 000 mL量筒中已充满了水,则开始实验时,首先要　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　。
(2)(8分)a电极材料为　　　　,其电极反应式为　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　;
b电极材料为　　　　,其电极反应式为　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　。
(3)(2分)当量筒中收集672 mL气体时(已折算到标准状况下),通过导线的电子的物质的量为　　　　　　　　　　　　。
Ⅱ.(4分)某种氢氧燃料电池是用固体金属化合物陶瓷作电解质,两极上发生的电极反应分别为
A极:2H2+2O2--4e-2H2O
B极:O2+4e-2O2-
则A极是电池的　　　　　极;电子从该极　　　　　(填“流入”或“流出”)。
17.(14分)如图所示,是原电池的装置图。请回答:
(1)(6分)若溶液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　　　　　　　　　　　　; 在反应中溶液中的阴离子移向　　　　 (填“A”或“B”),反应进行一段时间后溶液C的pH　　　　 (填“升高”“降低”或“基本不变”)。
(2)(4分)若需将反应Cu+2Fe3+Cu2++2Fe2+设计成如图所示的原电池装置,则A极(负极)材料为　　　　, B极电极反应式为　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　。
(3)(5分)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+3O22CO2+4H2O,则电极c是　　　　(2分)(填“正极”或“负极”),若线路中转移2 mol电子,则上述CH3OH燃料电池,消耗的O2在标准状况下的体积为　　　　(3分) L。
18.(14分)Ⅰ .化学反应中伴随着能量的变化。
(1)(3分)下列变化中属于吸热反应的是　　　　　　(填序号)。
①冰融化　②碳与水蒸气制取水煤气(CO和H2)　③苛性钠固体溶于水　④氯酸钾分解制氧气　⑤生石灰跟水反应生成熟石灰　⑥干冰升华
⑦Ba(OH)2·8H2O晶体和氯化铵晶体反应
Ⅱ.在2 L的恒容密闭容器中充入1 mol CO和2 mol H2,一定条件下发生反应:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),测得CO(g)和CH3OH(g)的物质的量变化如图1所示,反应过程中的能量变化如图2所示。
(2)(6分)从反应开始至达到平衡,以CO表示的反应的平均反应速率v(CO)=　　　　 mol·L-1·min-1。平衡时H2的转化率为　　　　　　　　　　　　。
(3)(3分)下列措施能增大反应速率的是　　　　　　　　 (填字母)。
A.升高温度 B.降低压强
C.减小CH3OH的浓度 D.加入合适的催化剂
(4)(3分)已知断开1 mol CO(g)和2 mol H2(g)中的化学键需要吸收的能量为1 924 kJ,则断开1 mol CH3OH(g)中的化学键所需要吸收　　　　kJ的能量。
19.(14分)已知Fe3+具有氧化性,I-具有较强的还原性,二者可自发进行氧化还原反应。通过如下实验对此反应进行探究。
(1)(2分)写出Fe3+和I-发生反应的离子方程式　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　。
(2)(4分)[实验一]
(已知CCl4不溶于水且密度大于水,I2极易溶于CCl4,此实验中的其他物质不溶于CCl4)
操作 现象 结论
①取5 mL 0.1 mol·L-1 KI溶液,加入0.1 mol·L-1 FeCl3溶液5~6滴,继续加2 mL CCl4;充分振荡 溶液分层,下层呈 　　　　色 　　　
②取上层清液,加入2滴KSCN溶液 溶液呈红色 　　　
[思考]　由反应方程式知,上述实验①中KI过量很多,如何解释实验②中的结论
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)(9分)[实验二]根据[实验一]对Fe3+和I-反应探究的结论,设计如图所示装置。
①反应开始时,电流表指针发生偏转,该装置中能量转化形式为　　　　　　　　　　(1分)。
②反应开始时,石墨(a)作　　　　(1分)极,石墨(b)上发生　　　　(1分)反应。
③反应开始时,电子沿导线移动方向为　　　　(2分)(填“a→b”或“b→a”)。
④反应开始时,石墨(a)的电极反应式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(2分)。
⑤反应进行一段时间后,电流表读数为0,说明了　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　(2分)。(共49张PPT)
章末测评验收卷
(六)
第六章
化学反应与能量
一、选择题(本题包括15小题,每小题只有一个选项符合题意,每小题3分,共45分)
1.下列我国科技创新的产品设备在工作时,由化学能转变成电能的是(　　)
D
A.长征三号乙运载火箭用偏二甲肼为燃料 B.嫦娥四号月球探测器上的太阳能电池板 C.和谐号动车以350 km/h飞驰 D.世界首部可折叠柔屏手机通话
解析　火箭升空时,将燃料的化学能转化为火箭的机械能,故A错误;太阳能电池板,将太阳能转化为电能,故B错误;动车在行驶时主要的能量转化是电能转化为机械能,故C错误;手机电池放电是将化学能转化为电能,故D正确。
2.下列事实或做法与化学反应速率无关的是 (　　)
A.将食物存放在温度低的地方
B.用铁触媒作催化剂合成氨
C.将煤块粉碎后燃烧
D.加热金属钠制备过氧化钠
解析　A项,降低温度,反应速率减慢,所以温度降低能减慢食物的腐败速率;B项,用铁触媒作催化剂合成氨,催化剂能增大反应速率;C项,增大反应物接触面积,能增大反应速率,将煤块粉碎能增大反应物接触面积,所以能加快反应速率。
D
3.下列说法正确的是 (　　)
A.CaO+H2O===Ca(OH)2可放出大量热,可利用该反应设计成原电池,把化学能转化为电能
B.任何化学反应中的能量变化都表现为热量变化
C.有化学键形成一定发生化学反应
D.灼热的铂丝与NH3、O2混合气接触,铂丝继续保持红热,说明氨的催化氧化反应是放热反应
D
解析　CaO+H2O===Ca(OH)2为放热反应,但该反应不是氧化还原反应,不能设计成原电池,A错误;化学反应中的能量变化不一定表现为热量变化,也可能是光能、电能等,B错误;化学反应的本质是旧化学键的断裂和新化学键的形成,有化学键形成不一定发生化学反应,如从水溶液中结晶形成离子化合物时有离子键形成,但这个过程是物理变化,C错误;灼热的铂丝与NH3、O2混合气接触,发生反应:4NH3+ 5O2 4NO+6H2O,铂丝继续保持红热,说明该反应放热,即氨的催化氧化反应是放热反应,D正确。
4.NOCl常用于有机合成,其合成原理为2NO(g)+Cl2(g) 2NOCl(g),反应过程中的能量变化如图所示。下列有关说法正确的是(　　)
A.2 mol NOCl(g)所具有能量比2 mol NO(g)所具有能量低76 kJ
B.该反应为吸热反应
C.该反应中每生成2 mol NOCl(g)放出热量76 kJ
D.形成1 mol NOCl(g)中的化学键吸收热量90 kJ
C
解析　根据图示,2 mol NOCl(g)所具有能量比2 mol NO(g)和1 mol Cl2(g)所具有的总能量低(180-104) kJ=76 kJ,则2 mol NOCl(g)所具有能量比2 mol NO(g)和1 mol Cl2(g)所具有的总能量低76 kJ,A错误;反应物的能量总和大于生成物的能量总和,为放热反应,B错误;2 mol NO(g)和1 mol Cl2(g)完全反应生成2 mol NOCl(g)放出热量(180-104) kJ=76 kJ,C正确;断裂化学键吸收能量,形成化学键放出能量,D错误。
5.对于以下反应:A(s)+3B(g) 2C(g)+D(g),在一定温度、压强下,在一体积可变的容器中,当下列物理量不再发生变化时就可确定反应一定达到平衡状态的是(　　)
A.A的浓度不再改变
B.容器的体积不再发生变化
C.B、C、D的分子个数之比为3∶2∶1
D.B的消耗速率和D的消耗速率之比为3∶1
D
解析　A项,A为固体,浓度视为常数,不管是否达到平衡,A浓度均不变;B项,反应前后气体的化学计量数之和相等,无论是否达到平衡状态,气体体积不变;C项,B、C、D的分子个数之比取决于起始物质的配料比以及转化的程度,不能用以判断是否达到平衡状态;D项,B的消耗速率和D的消耗速率之比为3∶1,说明正反应速率等于逆反应速率,能说明反应达到平衡。
6“盐水动力”玩具车的电池以镁片、活性炭为电极,向极板上滴加食盐水后电池便可工作,电池反应为2Mg+O2+2H2O===2Mg(OH)2。下列关于该电池的说法中,错误的是 (　　)
A.镁片作为负极
B.电池工作时实现了化学能向电能的转化
C.电池工作时镁片逐渐被消耗
D.食盐水作为电解质溶液,且Cl-向炭电极移动
D
解析　根据原电池反应式知,Mg元素化合价由0价变为+2价,所以Mg失电子作负极,A正确;该装置是将化学能转化为电能的装置,为原电池,B正确;Mg作负极,失去电子生成氢氧化镁,所以电池工作时镁片逐渐被消耗,C正确;该原电池中,电解质溶液是食盐水,阴离子向负极移动,即Cl-向Mg电极移动,D错误。
7.氢能的低成本、低温、高效率制取一直是亟待解决的关键难题。实验计算机模拟在催化剂表面水煤气变换低温产氢反应(CO+H2O===CO2+H2)过程中能量的变化如图所示,下列说法正确的是 (　　)
A.CO+H2O===CO2+H2为放热反应 B.状态3中物质状态最稳定
C.过程Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均需要吸收能量 D.该反应类型为置换反应
A
解析　根据反应过程和能量关系图可以看出,反应物的总能量高于生成物的总能量,所以该反应是放热反应,A正确;能量越低越稳定,状态3能量最高,最不稳定,B错误;过程Ⅰ和Ⅱ是从低能量状态到高能量状态,需要吸收能量,过程Ⅲ是从高能量状态到低能量状态,放出能量,C错误;该反应的反应物没有单质,不属于置换反应,D错误。
8.NO-空气燃料电池的工作原理如图所示,下列说法正确的是 (　　)
A.电流的流动方向:负极→导线→正极
B.“多孔”电极对化学反应速率没有影响
C.若反应消耗1 mol NO,则有3 mol H+向正极区域移动
D.放电过程中正极的电极反应式为O2+4e-+2H2O===4OH-
C
解析　在燃料电池中,通入O2的一极是正极,电极方程式为O2+4e-+4H+===2H2O,通入NO的一极为负极,NO在负极失去电子生成HNO3,电极方程式为NO-3e-+2H2O===N+4H+。原电池中电流从正极经导线流向负极,A错误;“多孔”电极是一种用于电化学反应的电极,它具有多孔结构,可以增大反应物的接触面积,有效地提高电化学反应的速度和效率,B错误;负极电极方程式为NO-3e-+2H2O ===N+4H+,若反应消耗1 mol NO,则有3 mol H+向正极区域移动,C正确;该原电池电解质溶液为酸性的,通入O2的一极是正极,电极方程式为O2+4e-+4H+=== 2H2O,D错误。
9.对下列各图的表达中正确的是 (　　)
A.图a可以表示t s时,N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)达到了平衡
B.图b中所介绍的电池使用后不能投入火中,应埋入地下以防污染环境
C.图c可表示某化学反应属于吸热反应,吸收的能量为E2
D.图d涉及的反应可能为M N
A
解析　从图a中可知,2v正(N2)=v逆(NH3),对于N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),2v正(N2)=v正(NH3),故v正(NH3)=v逆(NH3),则该反应达到平衡,A正确;该电池中的重金属离子会污染环境,不能埋入地下,应集中回收,B错误;图c表示放热反应,放出的能量是反应物与生成物的能量之差,即E2,C错误;从图d中可知,在0~t s内,M、N的浓度分别变化了4 mol·L-1、2 mol·L-1,所以方程式可能为N 2M,D错误。
10.一定温度下,在2 L密闭容器中,A、B、C三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示,下列说法正确的是 (　　)
A.a点时,v(A)=v(B)
B.5 min时,反应停止
C.5 min时,A的转化率为25%
D.反应的化学方程式为3A(g) 2B(g)+C(g)
D
解析　a点时,A、B两物质反应的时间相同,但物质的量的变化量不同,反应速率不相等,A错误;5 min时,反应达平衡,是动态平衡,不是反应停止,B错误;反应开始到5 min,Δn(A)=(0.8-0.2 )mol=0.6 mol, A的转化率为×100%=75%,C错误;根据化学反应计量系数之比等于反应体系中物质变化量之比,Δn(A)∶Δn(B)∶Δn(C) =0.6 mol∶0.4 mol∶0.2 mol=3∶2∶1,则反应的化学方程式为3A(g) 2B(g)+C(g), D正确。
11.为了研究外界条件对H2O2分解反应速率的影响,某同学在相应条件下进行实验,实验记录如下表:
实验序号 反应物 温度 催化剂 收集V mL气体所用时间
① 5 mL 5%H2O2溶液 25 ℃ 2滴1 mol/LFeCl3 t1
② 5 mL 5%H2O2溶液 45 ℃ 2滴1 mol/LFeCl3 t2
③ 5 mL 10%H2O2溶液 25 ℃ 2滴1 mol/LFeCl3 t3
④ 5 mL 5%H2O2溶液 25 ℃ 不使用 t4
下列说法中,不正确的是 (　　)
A.通过实验①②,可研究温度对反应速率的影响
B.所用时间:t1>t3
C.通过实验①④,可研究催化剂对反应速率的影响
D.反应速率:③<④
D
解析　A项,实验①②中除温度外其他条件均相同,可研究温度对反应速率的影响;B项,实验①③中除过氧化氢浓度不同外其他条件均相同,浓度大的反应速率快,故收集相同体积的气体实验③用的时间短,故t1>t3;C项,实验①④中,④未采用催化剂,其他条件均相同,可研究催化剂对反应速率的影响;D项,实验③④中有浓度和催化剂两个变量,故不能比较反应速率。
A.放电时,锌板为正极
B.放电时,正极的电极反应式为
Zn+4OH--2e-===[Zn(OH)4]2-
C.放电时,OH-由过渡金属碳化物通过离子
交换膜向锌板移动
D.放电时,每消耗22.4 mL O2,外电路转移电子数约为2.408×1021
C
12.具有高能量密度的锌 空气蓄电池是锂离子电池的理想替代品。如图是一种新型可充电锌 空气蓄电池放电时的工作原理示意图,下列说法正确的是 (　　)
解析　据图可知放电时,锌板上Zn被氧化,为负极,A错误;放电时,正极上是氧气得电子的还原反应,电极反应式为O2+4e-+2H2O===4OH-,B错误;此电池中阴离子移向负极,故OH-由过渡金属碳化物通过离子交换膜向锌板移动,C正确;由正极的电极反应式O2+4e-+2H2O===4OH-可知,每消耗标准状况下22.4 mL O2,外电路中转移电子数约为2.408×1021,但由于未指明是否在标准状况下,故不能计算外电路中转移的电子数,D错误。
13.一定温度下,向恒容的密闭容器中充入一定量的A和B两种气体发生反应,生成气体C,测得各组分浓度随时间变化如图所示。下列能说法正确的是 (　　)
A.0~t0时用C表示的化学反应速率为v(C)=mol·L-1·min-1
B.提高反应时的温度, 能实现B完全转化成C
C.容器中B的物质的量不再改变,该反应达到平衡状态
D.3v正(B)=2v逆(C),该反应达到平衡状态
C
解析　结合图像,A、B为反应物,C为生成物,根据化学计量数之比等于物质的量之比,A、B、C的系数之比为(1.0-0.8)∶(1.0-0.4)∶0.4=1∶3∶2,则方程式为A(g)+3B(g) 2C(g)。0~t0时用C表示的化学反应速率为v(C)= mol·L-1·min-1,A错误;该反应存在一定的限度,反应物不能完全转化为生成物,B错误;物质的浓度不再改变,反应达到平衡,则容器中B的物质的量不再改变,该反应达到平衡状态,C正确;反应的方程式为A(g)+3B(g) 2C(g),根据化学计量数关系,2v正(B)=3v逆(C),该反应达到平衡状态,D错误。
14.通过传感器可以监测空气中甲醛的含量。一种燃料电池型甲醛气体传感器的原理如图所示,下列说法错误的是 (　　)
A.b为电池的负极,甲醛被氧化
B.a极的电极反应为O2+4e-+4H+===2H2O
C.传感器工作过程中,电解质溶液中硫酸的浓度不变
D.当电路中转移1×10-4 mol电子时,传感器内参加反应的HCHO为0.75 mg
C
解析　原电池工作时,HCHO失电子在负极发生氧化反应,负极反应为HCHO-4e- +H2O===CO2 + 4H+,O2在正极得电子发生还原反应,正极反应为O2+4e-+4H+===2H2O,结合电池总反应判断溶液浓度变化。氧气得电子被还原,a为正极,故b为电池的负极,甲醛被氧化,A正确;酸性条件下,氧气得电子生成水,则正极反应为O2+4e-+4H+===2H2O,B正确;电池放电的总反应为HCHO+O2 CO2+H2O,反应后溶液体积增大,所以硫酸的浓度变小,C错误;负极反应为HCHO-4e-+H2O===CO2 + 4H+,当电路中转移1×10-4 mol电子时,反应的甲醛物质的量为×10-4 mol ,质量为×10-4 mol ×30 g/mol=7.5×10-4g=0.75mg ,D正确。
15.在2 L恒温密闭容器中通入气体X并发生反应:2X(g) Y(g)(正反应放热),X的物质的量n(X)随时间t变化的曲线如图所示(图中的两条曲线分别代表有、无催化剂的情形),下列叙述正确的是(　　)
A.实线表示使用催化剂的情形
B.b、c两点表明反应在相应的条件下达到了最大限度
C.反应进行到a点时放出的热量多于反应进行到b点时放出的热量
D.反应从开始到a点的平均反应速率可表示为v(Y)=0.01 mol·L-1·min-1
B
解析　催化剂能加快化学反应速率,缩短反应达到平衡的时间,根据图可知,虚线表示使用催化剂的情形,A项错误;根据图可知,b、c两点达到了化学平衡状态,而化学平衡状态是反应所能达到的最大限度,B项正确;根据图可知,a点反应没有达到平衡,随着时间的推移,反应继续向正反应方向进行,且放出热量,b点的反应达到平衡状态,所以反应进行到a点时放出的热量少于反应进行到b点时放出的热量,C项错误;反应从开始到a点,X的物质的量减少0.1 mol,根据化学方程式可知,Y的物质的量增加0.05 mol,则平均反应速率可表示为v(Y)==0.005 mol·L-1·min-1,D项错误。
二、非选择题(本题包括4小题,共55分)
16.(13分)Ⅰ.给你提供纯锌片、纯铜片和500 mL 0.2 mol·L-1的硫酸溶液、导线、1 000 mL量筒等。试用如图装置来测定锌和稀硫酸反应时在某段时间内通过导线的电子的物质的量。
(1)如图所示,装置气密性良好,且1 000 mL量筒中已充满了水,则开始实验时,首先要　　　　　　　　　　　 　　　。
(2)a电极材料为　　　　　　,其电极反应式为　　　　　　　　; b电极材料为
　　　　, 其电极反应式为　　　　　　　　　　　。
(3)当量筒中收集672 mL气体时(已折算到标准状况下),通过导线的电子的物质的量为　　　　　　。
用导线把a、b两电极连接起来
纯锌片
Zn-2e-===Zn2+
纯铜片
2H++2e-===H2↑
0.06 mol
解析　Ⅰ.导线中电子的物质的量的测定可以通过测定反应产生H2的体积(物质的量)来实现。导线中有电子的流动必然形成原电池。因此只有用导线将a、b相连形成闭合回路才能实现。产生H2的电极应为b极,故b为纯铜片,作原电池正极,a极为负极。其电极反应式分别为a极:Zn-2e-===Zn2+;b极:2H++2e-===H2↑,则转移电子为×2=0.06 mol。
Ⅱ.某种氢氧燃料电池是用固体金属化合物陶瓷作电解质,两极上发生的电极反应分别为
A极:2H2+2O2--4e-===2H2O
B极:O2+4e-===2O2-
则A极是电池的　　　　极;电子从该极　　　　　　(填“流入”或“流出”)。
负
流出
解析　Ⅱ. 据电极反应可知A极失去(或流出)电子,作原电池的负极。
17.(14分)如图所示,是原电池的装置图。请回答:
(1)若溶液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　　　　　　　　;
在反应中溶液中的阴离子移向　　　　 (填“A”或“B”),反应进行一段时间后溶液C的pH　　　　 (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极(负极)材料为　　　　, B极电极反应式为　　　　　　　　。
2H++2e-===H2↑
B
升高
Cu
Fe3++e-===Fe2+
解析　(1)若溶液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电极为正极,A电极上发生的电极反应式为2H++2e-===H2↑;原电池工作时阴离子向负极移动,在反应中溶液中的阴离子移向B(负极);负极反应式为Fe-2e-===Fe2+,电池总反应为Fe+2H+===Fe2++H2↑,反应中消耗H+,反应进行一段时间后溶液C中H+的浓度减小,pH升高;(2)反应Cu+2Fe3+===Cu2++2Fe2+中,Fe3+发生得到电子的还原反应转化成Fe2+,Cu发生失去电子的氧化反应转化成Cu2+,根据原电池工作原理,A极(负极)材料为Cu,B极为正极,B极上Fe3+发生得到电子的还原反应,B极电极反应式为Fe3++e-===Fe2+;
(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,则电极c是　　　　(填“正极”或“负极”),若线路中转移2 mol电子,则上述CH3OH燃料电池,消耗的O2在标准状况下的体积为　　　　 L。
负极
11.2
解析　(3)由示意图可知,电子由电极c经负载流向电极d,则电极c为负极,电极d为正极,电极d的电极反应式为O2+4e-+4H+===2H2O,若线路中转移2 mol电子,则消耗0.5 mol O2,在标准状况下的体积为0.5 mol×22.4 L/mol=11.2 L。
18.(14分)Ⅰ.化学反应中伴随着能量的变化。
(1)下列变化中属于吸热反应的是　　　　(填序号)。
①冰融化　②碳与水蒸气制取水煤气(CO和H2)　③苛性钠固体溶于水　
④氯酸钾分解制氧气　⑤生石灰跟水反应生成熟石灰　⑥干冰升华
⑦Ba(OH)2·8H2O晶体和氯化铵晶体反应
②④⑦
解析　(1)冰融化,是吸热过程,但不发生化学反应,①不符合题意;碳与水蒸气制取水煤气(CO和H2),反应吸收热量,②符合题意;苛性钠固体溶于水,放出大量的热,但属于物理过程,③不符合题意;氯酸钾分解制氧气,属于分解反应,吸收热量,④符合题意;生石灰跟水反应生成熟石灰,反应放出热量,⑤不符合题意;干冰升华,吸收热量,但只发生状态改变,属于物理过程,⑥不符合题意;Ba(OH)2·8H2O晶体和氯化铵晶体反应,反应吸收热量,⑦符合题意;故属于吸热反应的是②④⑦。
Ⅱ.在2 L的恒容密闭容器中充入1 mol CO和2 mol H2,一定条件下发生反应:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g),测得CO(g)和CH3OH(g)的物质的量变化如图1所示,反应过程中的能量变化如图2所示。
(2)从反应开始至达到平衡,以CO表示的反应的平均反应速率v(CO)=____________ mol·L-1·min-1。 平衡时H2的转化率为　　　　。
(3)下列措施能增大反应速率的是　　　 (填字母)。
A.升高温度 B.降低压强
C.减小CH3OH的浓度 D.加入合适的催化剂
(4)已知断开1 mol CO(g)和2 mol H2(g)中的化学键需要吸收的能量为1 924 kJ,则断开1 mol CH3OH(g)中的化学键所需要吸收　　　　kJ的能量。
0.125
75%
AD
2 052.8
解析　(2)从反应开始至达到平衡,以CO表示的反应的平均反应速率v(CO)= ×100%=75%。(3)A项,升高温度,反应速率加快;B项,降低压强,反应混合物的浓度减小,反应速率减小;C项,减小CH3OH的浓度反应速率减小;D项,加入合适的催化剂,反应速率加快。(4)设1 mol CH3OH(g)的键能为x,则1 924 kJ-x=-128.8 kJ,x=2 052.8 kJ。则断开1 mol CH3OH(g)中的化学键所需要吸收2 052.8 kJ的能量。
19.(14分)已知Fe3+具有氧化性,I-具有较强的还原性,二者可自发进行氧化还原反应。通过如下实验对此反应进行探究。
(1)写出Fe3+和I-发生反应的离子方程式　　　　　　　　　　　 。
2Fe3++2I-===2Fe2++I2
解析　(1)根据氧化还原反应离子方程式的书写方法可写出:
2Fe3++2I-===2Fe2++I2。
(2)[实验一]
(已知CCl4不溶于水且密度大于水,I2极易溶于CCl4,此实验中的其他物质不溶于CCl4)
操作 现象 结论
①取5 mL 0.1 mol·L-1 KI溶液,加入0.1 mol·L-1 FeCl3溶液5~6滴,继续加2 mL CCl4;充分振荡 溶液分层,下层呈　　　　色 　　　　　
②取上层清液,加入2滴KSCN溶液 溶液呈红色 　　　　　
[思考]　由反应方程式知,上述实验①中KI过量很多,如何解释实验②中的结论
　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　。
紫红
有I2生成
有Fe3+剩余
Fe3+和I-的反应不能进行到底,有限度,属于可逆反应
解析　(2)根据信息,溶液分层,I2易溶于CCl4,则下层呈紫红色,说明Fe3+与I-发生了反应,生成I2。取上层清液加入2滴KSCN溶液呈红色,说明有Fe3+剩余。根据离子方程式及反应物用量知,I-过量很多时,Fe3+剩余,说明Fe3+与I-的反应不能进行到底,有限度,属于可逆反应。
(3)[实验二]根据[实验一]对Fe3+和I-反应探究的结论,设计如图所示装置。
①反应开始时,电流表指针发生偏转,该装置中能量
转化形式为　　　　　　　　　。
②反应开始时,石墨(a)作　　极,石墨(b)上发生　　　反应。
③反应开始时,电子沿导线移动方向为　　　　(填“a→b”或“b→a”)。
④反应开始时,石墨(a)的电极反应式为　　　　　　　　　。
⑤反应进行一段时间后,电流表读数为0,说明了　　　　　　　　　　　　。
化学能→电能
正
氧化
b→a
Fe3++e-===Fe2+
此可逆反应达到平衡状态
解析　(3)Fe3+与I-的反应是自发的、可逆的氧化还原反应,因此此实验装置是原电池。石墨(a)是正极,电极反应式为2Fe3++2e-===2Fe2+,发生还原反应;石墨(b)是负极,电极反应式为2I--2e-===I2,发生氧化反应。电子由负极石墨(b)→正极石墨(a)。反应进行一段时间后,电流表读数为0,证明此可逆反应达到平衡状态。

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