資源簡(jiǎn)介

專(zhuān)題測(cè)評(píng)驗(yàn)收卷(六)
(滿(mǎn)分:100分)　
一、選擇題(本題包括14個(gè)小題,每小題3分,共42分,每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意)
1.從能源開(kāi)發(fā)、環(huán)境保護(hù)、資源利用等角度分析,下列說(shuō)法正確的是 (　　)
太陽(yáng)能、風(fēng)能、天然氣和生物質(zhì)能都是可再生能源
水煤氣是一種二次能源,比煤直接燃燒污染小
研究采煤、采油新技術(shù)的目的就是提高產(chǎn)量以滿(mǎn)足工業(yè)生產(chǎn)的需要
氫能是理想的清潔能源,目前儲(chǔ)存與運(yùn)輸方便、安全
2.氫氧燃料電池可作為汽車(chē)動(dòng)力能源。一種制H2的方法如圖所示,該過(guò)程中 (　　)
太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能
存在化學(xué)鍵的斷裂與生成
化學(xué)能轉(zhuǎn)化為太陽(yáng)能
光催化劑分解得到H2和O2
3.對(duì)于敞口容器中反應(yīng):Zn(s)+H2SO4(aq)ZnSO4(aq)+H2(g),下列敘述不正確的是 (　　)
Zn和H2SO4的總能量大于ZnSO4和H2的總能量
反應(yīng)過(guò)程中能量變化可用如圖表示
若將該反應(yīng)設(shè)計(jì)成原電池,則Zn為負(fù)極
若將該反應(yīng)設(shè)計(jì)成原電池,當(dāng)有65 g鋅溶解時(shí),正極放出11.2 L氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況)
4.下列有關(guān)說(shuō)法正確的是 (　　)
電解CuCl2溶液得到1 mol Cu,理論上轉(zhuǎn)移1 mol電子
因?yàn)楹辖鹪诔睗竦目諝庵幸仔纬稍姵?所以合金耐腐蝕性都較差
鋰電池相比鋁電池的比能量(單位質(zhì)量的電極材料放出電能的大小)更高
由于Mg比Al活潑,當(dāng)Mg、Al與電解質(zhì)溶液構(gòu)成原電池時(shí),Mg作負(fù)極
5.(2024·福建福州三中高一期中)氫能的低成本、低溫、高效率制取一直是亟待解決的關(guān)鍵難題。實(shí)驗(yàn)計(jì)算機(jī)模擬在催化劑表面水煤氣變換低溫產(chǎn)氫反應(yīng)(CO+H2OCO2+H2)過(guò)程中能量的變化如圖所示,下列說(shuō)法正確的是 (　　)
CO+H2OCO2+H2為放熱反應(yīng)
狀態(tài)3中物質(zhì)狀態(tài)最穩(wěn)定
過(guò)程Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均需要吸收能量
該反應(yīng)類(lèi)型為置換反應(yīng)
6.某探究小組利用丙酮的溴代反應(yīng)(CH3COCH3+Br2CH3COCH2Br+HBr)來(lái)研究反應(yīng)物濃度與反應(yīng)速率的關(guān)系。反應(yīng)速率v(Br2)通過(guò)測(cè)定溴的顏色消失所需的時(shí)間來(lái)確定,在一定溫度下,獲得如下實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù):
實(shí)驗(yàn) 序號(hào) 初始濃度c/mol·L-1 溴顏色消失 所需時(shí)間t/s
CH3COCH3 HCl Br2
① 0.80 0.20 0.001 0 290
② 1.60 0.20 0.001 0 145
③ 0.80 0.40 0.001 0 145
④ 0.80 0.20 0.002 0 580
分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)所得出的結(jié)論不正確的是 (　　)
增大c(CH3COCH3),v(Br2)增大
實(shí)驗(yàn)②和③的v(Br2)相等
增大c(HCl),v(Br2)增大
增大c(Br2),v(Br2)增大
7.生產(chǎn)液晶顯示器的過(guò)程中使用的化學(xué)清洗劑NF3是一種溫室氣體,其儲(chǔ)存能量的能力是CO2的12 000~20 000倍,在大氣中的壽命可長(zhǎng)達(dá)740年之久,已知鍵能是指斷開(kāi)1 mol化學(xué)鍵變成氣態(tài)原子時(shí)所吸收的能量,以下是幾種化學(xué)鍵的鍵能:
化學(xué)鍵 N≡N F—F N—F
鍵能/(kJ·mol-1) 941.7 154.8 283.0
下列說(shuō)法中正確的是 (　　)
過(guò)程N(yùn)2(g)→2N(g)放出能量
過(guò)程N(yùn)(g)+3F(g)→NF3(g)放出能量
反應(yīng)N2(g)+3F2(g)2NF3(g)是吸熱反應(yīng)
NF3吸收能量后如果沒(méi)有化學(xué)鍵的斷裂與形成,仍可能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)
8.可逆反應(yīng):2NO22NO+O2(所有物質(zhì)均為氣體)在恒容容器中進(jìn)行,達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志是 (　　)
①混合氣體的壓強(qiáng)不再改變的狀態(tài)
②單位時(shí)間內(nèi)生成n mol NO2的同時(shí)生成2n mol O2
③用NO2、NO、O2表示的反應(yīng)速率之比為2∶2∶1的狀態(tài)
④混合氣體的顏色不再改變的狀態(tài)
⑤混合氣體的密度不再改變的狀態(tài)
⑥混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再改變的狀態(tài)
①④⑥ ②③⑤
①③④ ①②③④⑤⑥
9.已知CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)。在2 L恒容密閉容器中分別加入0.5 mol CH4和1 mol NO2,保持溫度不變,測(cè)得n(CH4)隨時(shí)間變化的有關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表所示。下列說(shuō)法正確的是 (　　)
時(shí)間/min 0 10 20 30 40 50
n(CH4)/mol 0.5 0.35 0.25 0.17 0.10 0.10
0~20 min內(nèi),NO2的平均反應(yīng)速率為
0.025 mol·L-1·min-1
由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知,該反應(yīng)在50 min時(shí)才達(dá)平衡狀態(tài)
單位時(shí)間內(nèi),若消耗0.5 mol N2的同時(shí),生成1 mol NO2,則反應(yīng)達(dá)到平衡
達(dá)平衡時(shí),二氧化氮的轉(zhuǎn)化率與甲烷的轉(zhuǎn)化率相等
10.金屬-空氣燃料電池是一類(lèi)重要的電池,其工作原理如圖所示。設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值,下列說(shuō)法不正確的是 (　　)
Mn+向空氣電極移動(dòng)
向裝置中注入海水就可使LED燈發(fā)光
若有0.1 mol O2反應(yīng),則通過(guò)電解質(zhì)的電子的數(shù)目為0.4NA
消耗相同質(zhì)量的Zn、Al、Mg時(shí),通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)最多的是Al
11.一定溫度下,向10 mL 0.40 mol·L-1的H2O2溶液中加入少量FeCl3溶液(忽略整個(gè)過(guò)程中溶液體積的變化),不同時(shí)刻測(cè)得生成O2的體積(已折算為標(biāo)準(zhǔn)狀況下)如表所示:
t/min 0 2 4 6
V(O2)/mL 0 9.9 17.5 22.4
資料顯示,反應(yīng)分兩步進(jìn)行:
①2Fe3++H2O22Fe2++2H++O2↑;②H2O2+2Fe2++2H+2H2O+2Fe3+。反應(yīng)過(guò)程中能量變化如圖所示。下列說(shuō)法正確的是 (　　)
Fe2+的作用是增大過(guò)氧化氫的分解速率
反應(yīng)①②均是放熱反應(yīng)
反應(yīng)2H2O2(aq)2H2O(l)+O2(g)是吸熱反應(yīng)
0~6 min內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(H2O2)≈3.33×10-2 mol·L-1·min-1
12.(2023·遼寧卷)某低成本儲(chǔ)能電池原理如下圖所示。下列說(shuō)法正確的是 (　　)
放電時(shí)負(fù)極質(zhì)量減小
儲(chǔ)能過(guò)程中電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能
放電時(shí)右側(cè)H+通過(guò)質(zhì)子交換膜移向左側(cè)
充電總反應(yīng):Pb+S+2Fe3+PbSO4+2Fe2+
13.工業(yè)上可以用CO2來(lái)生產(chǎn)甲醇燃料。在體積為2 L的密閉容器中,充入1 mol CO2和3 mol H2,一定條件下發(fā)生反應(yīng)CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。測(cè)得CH3OH和CO2的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化如圖所示。下列描述正確的是 (　　)
達(dá)到平衡時(shí),H2的轉(zhuǎn)化率為55%
3 min 時(shí),CH3OH和CO2的濃度相等,達(dá)到了化學(xué)平衡狀態(tài)
反應(yīng)進(jìn)行到10 min時(shí),CO2的正逆反應(yīng)速率相等,反應(yīng)停止
反應(yīng)開(kāi)始到10 min,用CO2表示的反應(yīng)速率為0.037 5 mol·L-1·min-1
14.新型微生物電池可應(yīng)用于酸性有機(jī)廢水(含C6H6O)的處理,其放電時(shí)的工作原理如圖所示,其中交換膜為質(zhì)子交換膜。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是 (　　)
N極為電池正極
工作時(shí),氫離子從M極移向N極
N極的電極反應(yīng)式O2+4e-+4H+2H2O
N極消耗22.4 L O2(標(biāo)況),M極產(chǎn)生CO2的體積為22.4 L(標(biāo)況)
二、非選擇題(本題包括3小題,共58分)
15.(16分)試回答下列各題:
(1)(6分)如圖1所示是NO2和CO反應(yīng)生成CO2和NO過(guò)程中能量變化示意圖,請(qǐng)寫(xiě)出NO2和CO反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)(10分)化學(xué)反應(yīng)的焓變與反應(yīng)物和生成物的鍵能有關(guān)。
①已知:H2(g)+Cl2(g)2HCl(g)ΔH=-185 kJ·mol-1。
請(qǐng)?zhí)羁?
共價(jià)鍵 H—H Cl—Cl H—Cl
鍵能/(kJ·mol-1) 436 247
②圖2中表示氧族元素中氧、硫、硒、碲生成氫化物時(shí)的焓變數(shù)據(jù),根據(jù)焓變數(shù)據(jù)可確定a、b、c、d分別代表哪種元素,試寫(xiě)出硒化氫在熱力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下,發(fā)生分解反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
16.(21分)(1)(6分)合成氨工業(yè)是煤化工產(chǎn)業(yè)鏈中非常重要的一步。已知:破壞1 mol N2中的化學(xué)鍵需要吸收946 kJ能量;破壞0.5 mol H2中的H—H鍵需要吸收218 kJ能量;形成氨分子中1 mol N—H鍵能夠釋放391 kJ能量。如圖所示表示合成氨工業(yè)過(guò)程中能量的變化,請(qǐng)將圖①、②的能量變化的數(shù)值填在橫線(xiàn)上。
①　　　　　　;②　　　　　　。
(2)(12分)由A、B、C、D四種金屬按如表所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
裝置
現(xiàn)象 A不斷溶解 C的質(zhì)量增加 A上有氣體產(chǎn)生
①已知A反應(yīng)后易形成二價(jià)離子,則裝置甲中負(fù)極的電極反應(yīng)式為　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
②裝置乙中正極的電極反應(yīng)式為　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
③裝置丙中溶液的pH　　　　　　(填“增大”“減小”或“不變”)。
④四種金屬的活動(dòng)性由強(qiáng)到弱的順序是　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)(3分)一定溫度下,在體積為2 L的恒容密閉容器中充入1 mol N2(g)和3 mol H2(g),一定條件下發(fā)生反應(yīng):N2(g)+3H2(g)2NH3(g),測(cè)得其中N2(g)的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化如圖所示。
0~t2 min內(nèi),氨氣的平均反應(yīng)速率為　　　　　　　　　　　　　。
17.(21分)(1)(9分)通過(guò)NO傳感器可監(jiān)測(cè)汽車(chē)尾氣中NO的含量,其工作原理如圖所示。已知:O2-可在固體電解質(zhì)中自由移動(dòng)。
①NiO電極上發(fā)生的是　　　　(填“氧化”或“還原”反應(yīng))。
②外電路中,電子是從　　　　(填“NiO”或“Pt”)電極流出。
③Pt電極上的電極反應(yīng)式為　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)(9分)一種新型催化劑能使NO和CO發(fā)生反應(yīng):2NO+2CO2CO2+N2。已知增大催化劑的比表面積可提高該反應(yīng)速率。為了驗(yàn)證溫度、催化劑的比表面積對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響規(guī)律,某同學(xué)設(shè)計(jì)了三組實(shí)驗(yàn),如表所示:
實(shí)驗(yàn) 編號(hào) t/℃ NO初始濃度/ (mol·L-1) CO初始濃度/ (mol·L-1) 催化劑的比表面 積/(m2·g-1)
Ⅰ 280 1.20×10-3 5.80×10-3 82
Ⅱ 280 1.20×10-3 5.80×10-3 124
Ⅲ 350 a 5.80×10-3 82
①表中a=　　　　。
②能驗(yàn)證溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率影響規(guī)律的是實(shí)驗(yàn)　　　　(填實(shí)驗(yàn)編號(hào))。
③實(shí)驗(yàn)Ⅰ和實(shí)驗(yàn)Ⅱ中,NO的物質(zhì)的量濃度c(NO)隨時(shí)間t的變化曲線(xiàn)如圖所示,其中表示實(shí)驗(yàn)Ⅱ的是曲線(xiàn)　　　　(填“甲”或“乙”)。
(3)(3分)在容積固定的絕熱容器中發(fā)生反應(yīng)2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g),不能說(shuō)明反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是　　　　(填字母序號(hào))。
A.容器內(nèi)溫度不再變化
B.容器內(nèi)的氣體壓強(qiáng)保持不變
C.2v逆(NO)=v正(N2)
D.容器內(nèi)混合氣體的密度保持不變
專(zhuān)題測(cè)評(píng)驗(yàn)收卷(六)
1.B　[天然氣屬于化石燃料,是不可再生能源,A項(xiàng)錯(cuò)誤;水煤氣由煤與水蒸氣反應(yīng)生成,是一種二次能源,它比煤燃燒充分,且污染小,B項(xiàng)正確;研究采煤、采油新技術(shù)的主要目的是降低開(kāi)采成本,減少污染,提高效率,C項(xiàng)錯(cuò)誤;氫能是理想的清潔能源,目前儲(chǔ)存與運(yùn)輸問(wèn)題還沒(méi)得到很好的解決,D項(xiàng)錯(cuò)誤。]
2.B　[在光催化劑的作用下,利用太陽(yáng)能將H2O分解生成H2和O2,太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能,A、C、D項(xiàng)錯(cuò)誤;化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中伴隨著舊化學(xué)鍵的斷裂和新化學(xué)鍵的形成,B項(xiàng)正確。]
3.D　[Zn和H2SO4的反應(yīng)是放熱反應(yīng),所以Zn和H2SO4的總能量大于ZnSO4和H2的總能量,A項(xiàng)正確。放熱反應(yīng)中反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量,B項(xiàng)正確。在反應(yīng)Zn(s)+H2SO4(aq)ZnSO4(aq)+H2(g)中Zn失去電子,化合價(jià)升高,作原電池的負(fù)極,C項(xiàng)正確。根據(jù)反應(yīng)方程式可知,1 mol (65 g)Zn完全反應(yīng)生成1 mol H2,1 mol H2在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為22.4 L,D項(xiàng)錯(cuò)誤。]
4.C　[電解CuCl2溶液得到1 mol Cu,理論上轉(zhuǎn)移2 mol電子,A項(xiàng)錯(cuò)誤;合金在潮濕的空氣中易形成原電池,但合金耐腐蝕性不一定差,如白鐵皮、不銹鋼,B項(xiàng)錯(cuò)誤;由于單位質(zhì)量的鋰電池失去電子的物質(zhì)的量比鋁電池高,所以鋰電池的比能量更高,C項(xiàng)正確;Mg、Al與NaOH溶液構(gòu)成的原電池,Al作負(fù)極,D項(xiàng)錯(cuò)誤。]
5.A　[從反應(yīng)歷程和能量關(guān)系圖可以看出,反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量,所以該反應(yīng)是放熱反應(yīng),故A正確;能量越低越穩(wěn)定,狀態(tài)3能量最高,最不穩(wěn)定,故B錯(cuò)誤;過(guò)程Ⅰ和Ⅱ是從低能量狀態(tài)到高能量狀態(tài),需要吸收能量,過(guò)程Ⅲ是從高能量狀態(tài)到低能量狀態(tài),放出能量,故C錯(cuò)誤;置換反應(yīng)是單質(zhì)和化合物反應(yīng)生成另一種單質(zhì)和另一種化合物的反應(yīng),該反應(yīng)的反應(yīng)物沒(méi)有單質(zhì),不屬于置換反應(yīng),故D錯(cuò)誤。]
6.D　[對(duì)比實(shí)驗(yàn)①和②數(shù)據(jù)可以判斷出,增大c(CH3COCH3),v(Br2)增大,A正確;比較實(shí)驗(yàn)②和③數(shù)據(jù)可知,Br2的濃度相等,溴顏色消失所需的時(shí)間也相等,則溴的反應(yīng)速率是相等的,B正確;比較實(shí)驗(yàn)①和③數(shù)據(jù)可以判斷出,增大c(HCl),v(Br2)增大,C正確;比較實(shí)驗(yàn)①和④數(shù)據(jù)可知,CH3COCH3和HCl的濃度相同,而④中Br2的濃度比①中的大,溴顏色消失所需時(shí)間變長(zhǎng),不能得出溴的反應(yīng)速率增大的結(jié)論,D錯(cuò)誤。]
7.B　[A項(xiàng),由N2(g)→2N(g)破壞化學(xué)鍵需吸收能量;B項(xiàng),N(g)+3F(g)→NF3(g)是形成化學(xué)鍵,放出能量;C項(xiàng),ΔH=(941.7+154.8×3-283.0×6)kJ·mol-1=-291.9 kJ·mol-1,反應(yīng)放熱;D項(xiàng),化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是化學(xué)鍵的斷裂和形成。]
8.A　[此反應(yīng)是體積增大的反應(yīng),正向進(jìn)行,壓強(qiáng)增大,當(dāng)混合氣體的壓強(qiáng)不再改變的狀態(tài),說(shuō)明達(dá)到平衡,①符合題意;單位時(shí)間內(nèi)生成n mol NO2,同時(shí)會(huì)消耗n mol O2,因此不能作為判斷平衡的標(biāo)志,②不符合題意;用NO2、NO、O2表示的反應(yīng)速率之比為2∶2∶1,但不清楚逆反應(yīng)速率還是正反應(yīng)速率,因此不能作為判斷平衡的標(biāo)志,③不符合題意;混合氣體的顏色不再改變的狀態(tài),即各物質(zhì)的濃度保持不變,能作為判斷平衡的標(biāo)志,④符合題意;密度等于氣體質(zhì)量除以容器體積,氣體質(zhì)量不變,容器體積不變,密度始終不改變,因此混合氣體的密度不再改變的狀態(tài)不能作為判斷平衡的標(biāo)志,⑤不符合題意;平均摩爾質(zhì)量等于氣體質(zhì)量除以物質(zhì)的量,氣體質(zhì)量不變,反應(yīng)向右進(jìn)行,氣體物質(zhì)的量增加,平均摩爾質(zhì)量減少,當(dāng)平均摩爾質(zhì)量即混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再改變的狀態(tài),說(shuō)明達(dá)到平衡狀態(tài),⑥符合題意;綜上所述,①④⑥符合題意,A項(xiàng)正確。 ]
9.D　[根據(jù)表中數(shù)據(jù),0~20 min內(nèi),甲烷反應(yīng)了0.25 mol,則NO2反應(yīng)了0.5 mol,其平均反應(yīng)速率為=0.012 5 mol·L-1·min-1,A錯(cuò)誤;由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知,該反應(yīng)在40 min時(shí)已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)(甲烷物質(zhì)的量不再改變),B錯(cuò)誤;單位時(shí)間內(nèi),若消耗0.5 mol N2,則一定生成1 mol NO2(氮?dú)馀c二氧化氮的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比為1∶2),此時(shí)未知正方向反應(yīng)情況,故無(wú)法判斷是否到達(dá)平衡,C錯(cuò)誤;初始時(shí),甲烷與二氧化氮的物質(zhì)的量之比為1∶2,其化學(xué)計(jì)量數(shù)之比也為1∶2,則達(dá)到平衡時(shí),二氧化氮的轉(zhuǎn)化率與甲烷的轉(zhuǎn)化率相等,D正確。]
10.C　[電池工作時(shí),空氣電極得電子發(fā)生還原反應(yīng),作正極,原電池中陽(yáng)離子向正極移動(dòng),則Mn+向空氣電極移動(dòng),A項(xiàng)正確;海水中含有電解質(zhì),海水可導(dǎo)電,向裝置中注入海水就可使LED燈發(fā)光,B項(xiàng)正確;電子不能通過(guò)電解質(zhì)傳遞,而是通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)傳遞,C項(xiàng)錯(cuò)誤;發(fā)生原電池反應(yīng)時(shí),1 g Zn、Al、Mg轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量分別為 mol,則消耗相同質(zhì)量的Zn、Al、Mg時(shí),通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)轉(zhuǎn)移電子數(shù)最多的是Al,D項(xiàng)正確。]
11.D　[Fe3+作催化劑,增大過(guò)氧化氫的分解速率,Fe2+是中間產(chǎn)物,A項(xiàng)錯(cuò)誤;根據(jù)圖像可知,反應(yīng)①是吸熱反應(yīng),反應(yīng)②是放熱反應(yīng),B項(xiàng)錯(cuò)誤;根據(jù)圖像可知,反應(yīng)2H2O2(aq)2H2O(l)+O2(g)中反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量,是放熱反應(yīng),C項(xiàng)錯(cuò)誤;0~6 min內(nèi)生成氧氣0.001 mol,消耗H2O2 0.002 mol,則平均反應(yīng)速率v(H2O2)=≈3.33×10-2mol·L-1·min-1,D項(xiàng)正確。]
12.B　[該儲(chǔ)能電池放電時(shí),Pb為負(fù)極,失電子結(jié)合硫酸根離子生成PbSO4,則多孔碳電極為正極,正極上Fe3+得電子轉(zhuǎn)化為Fe2+;充電時(shí),多孔碳電極為陽(yáng)極,Fe2+失電子生成Fe3+,PbSO4電極為陰極,PbSO4得電子生成Pb和S。A.放電時(shí)負(fù)極上Pb失電子結(jié)合硫酸根離子生成PbSO4附著在負(fù)極上,負(fù)極質(zhì)量增大,A錯(cuò)誤;B.儲(chǔ)能過(guò)程中,該裝置為電解池,將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能,B正確;C.放電時(shí),右側(cè)為正極,電解質(zhì)溶液中的陽(yáng)離子向正極移動(dòng),左側(cè)的H+通過(guò)質(zhì)子交換膜移向右側(cè),C錯(cuò)誤;D.充電時(shí),總反應(yīng)為PbSO4+2Fe2+Pb+S+2Fe3+,D錯(cuò)誤。]
13.D　[A.由圖可知,達(dá)到平衡時(shí),生成甲醇的物質(zhì)的量是0.75 mol,根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式,可知消耗了氫氣2.25 mol,則H2的轉(zhuǎn)化率為×100%=75%,故A錯(cuò)誤;B.3 min后,CH3OH濃度還在增加,CO2的濃度還在減少,則3 min 時(shí),反應(yīng)沒(méi)有達(dá)到平衡狀態(tài),故B錯(cuò)誤;C.由圖可知,反應(yīng)進(jìn)行到10 min時(shí),CH3OH和CO2的濃度不再發(fā)生變化,反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),則CO2的正逆反應(yīng)速率相等但不等于零,反應(yīng)沒(méi)有停止,故C錯(cuò)誤;D.反應(yīng)開(kāi)始到10 min,CO2減少了0.75 mol,則用CO2表示的反應(yīng)速率為v(CO2)= mol·L-1·min-1=0.037 5 mol·L-1·min-1,故D正確。]
14.D　[A.N電極上,O2轉(zhuǎn)化為H2O,發(fā)生還原反應(yīng),則N極為電池正極,A項(xiàng)正確;B.N極為正極,M為負(fù)極,陽(yáng)離子向正極移動(dòng),則氫離子從M極移向N極,B項(xiàng)正確;C.N電極上,O2轉(zhuǎn)化為H2O,電極反應(yīng)式為O2+4e-+4H+2H2O,C項(xiàng)正確;D.由圖可知,電池總反應(yīng)為C6H6O+7O26CO2+3H2O,N極消耗22.4 L O2(標(biāo)況),其物質(zhì)的量為1 mol,M極生成 mol CO2,標(biāo)況下,其體積為19.2 L,D項(xiàng)錯(cuò)誤。]
15.(1)NO2(g)+CO(g)NO(g)+CO2(g)　ΔH=-234 kJ·mol-1
(2)①434　②H2Se(g)Se(s)+H2(g)　ΔH=-81 kJ·mol-1
解析　(1)根據(jù)NO2和CO反應(yīng)生成CO2和NO過(guò)程中能量變化示意圖可知,反應(yīng)物能量高于生成物能量,反應(yīng)是放熱反應(yīng),反應(yīng)焓變=E1-E2=134 kJ·mol-1-368 kJ·mol-1=-234 kJ·mol-1,所以NO2和CO反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為NO2(g)+CO(g)NO(g)+CO2(g)　ΔH=-234 kJ·mol-1。(2)①ΔH=436 kJ·mol-1+247 kJ·mol-1-2E(H—Cl)=-185 kJ·mol-1,解得E(H—Cl)=434 kJ·mol-1。②根據(jù)元素周期律,同一主族元素非金屬性越強(qiáng),其氣態(tài)氫化物越穩(wěn)定,而能量越低越穩(wěn)定,所以a、b、c、d依次為H2Te、H2Se、H2S、H2O;b為硒化氫的生成熱數(shù)據(jù),則硒化氫分解放熱,ΔH=-81 kJ·mol-1,所以H2Se發(fā)生分解反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為H2Se(g)Se(s)+H2(g)　ΔH=-81 kJ·mol-1。
16.(1)①2 254　②92　(2)①A-2e-A2+　②Cu2++2e-Cu
③增大　④D>A>B>C　(3) mol·L-1·min-1
解析　(1)斷裂1 mol N2(g)、3 mol H2(g)中的化學(xué)鍵形成2 mol N原子、6 mol H原子時(shí),需吸收的能量為946 kJ+3÷0.5×218 kJ=2 254 kJ,生成2 mol NH3(g)時(shí)釋放的能量為6×391 kJ=2 346 kJ,整個(gè)反應(yīng)釋放的能量為2 346 kJ-2 254 kJ=92 kJ。(2)①根據(jù)裝置甲及所對(duì)應(yīng)的現(xiàn)象可知,金屬的活動(dòng)性順序:A>B,A作負(fù)極,負(fù)極的電極反應(yīng)式為A-2e-A2+;②根據(jù)裝置乙及所對(duì)應(yīng)的現(xiàn)象可知,金屬的活動(dòng)性順序:B>C,C作正極,正極的電極反應(yīng)式為Cu2++2e-Cu;③根據(jù)裝置丙及所對(duì)應(yīng)的現(xiàn)象可知,金屬的活動(dòng)性順序:D>A,A作正極,正極的電極反應(yīng)式為2H++2e-H2↑,故溶液中c(H+)減小,溶液的pH增大;④綜上可知金屬的活動(dòng)性順序:D>A>B>C。(3)根據(jù)反應(yīng)速率的計(jì)算公式可知v(NH3)=2v(N2)= mol·L-1·min-1。
17.(1)①氧化　②NiO　③O2+4e-2O2-
(2)①1.20×10-3　②Ⅰ和Ⅲ　③乙　(3)CD
解析　(1)①原電池中,NiO為負(fù)極,電極上NO失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成二氧化氮。②外電路中,電子由負(fù)極NiO電極流出,經(jīng)導(dǎo)線(xiàn)流入正極Pt電極。③原電池中,Pt電極為正極,O2在正極上發(fā)生還原反應(yīng)生成O2-,電極反應(yīng)式為O2+4e-2O2-。(2)①由表格數(shù)據(jù)可知,實(shí)驗(yàn)Ⅰ、Ⅱ溫度相同,催化劑的比表面積不同,實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖球?yàn)證催化劑的比表面積對(duì)反應(yīng)速率的影響,則溫度和反應(yīng)物的初始濃度要相同,實(shí)驗(yàn)Ⅰ、Ⅲ催化劑的比表面積相同、溫度不同,實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖球?yàn)證溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響,則反應(yīng)物的初始濃度要相同,則a=1.20×10-3。③因?qū)嶒?yàn)Ⅰ、Ⅱ催化劑的比表面積不同,溫度、反應(yīng)物的初始濃度相同,由于實(shí)驗(yàn)Ⅱ的反應(yīng)速率大,先達(dá)到化學(xué)平衡,故曲線(xiàn)乙表示實(shí)驗(yàn)Ⅱ。(3)因反應(yīng)在絕熱容器中進(jìn)行,容器內(nèi)的溫度會(huì)發(fā)生變化,當(dāng)溫度不再變化時(shí),說(shuō)明反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài);該反應(yīng)是一個(gè)反應(yīng)前后氣體體積減小的反應(yīng),當(dāng)容器內(nèi)的氣體壓強(qiáng)保持不變時(shí),說(shuō)明正、逆反應(yīng)速率相等,反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài);v逆(NO)=2v正(N2)時(shí),正、逆反應(yīng)速率相等,反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),故2v逆(NO)=v正(N2)時(shí)反應(yīng)沒(méi)有達(dá)到平衡狀態(tài);由質(zhì)量守恒定律可知,反應(yīng)前后氣體質(zhì)量不變,容器的體積不變,則容器內(nèi)混合氣體的密度一直保持不變,故混合氣體的密度不變不能說(shuō)明反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)。(共45張PPT)
專(zhuān)題測(cè)評(píng)驗(yàn)收卷(六)
(滿(mǎn)分：100分)
專(zhuān)題 　化學(xué)反應(yīng)與能量變化
6
一、選擇題(本題包括14個(gè)小題,每小題3分,共42分,每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意)
1.從能源開(kāi)發(fā)、環(huán)境保護(hù)、資源利用等角度分析,下列說(shuō)法正確的是(　　)
A.太陽(yáng)能、風(fēng)能、天然氣和生物質(zhì)能都是可再生能源
B.水煤氣是一種二次能源,比煤直接燃燒污染小
C.研究采煤、采油新技術(shù)的目的就是提高產(chǎn)量以滿(mǎn)足工業(yè)生產(chǎn)的需要
D.氫能是理想的清潔能源,目前儲(chǔ)存與運(yùn)輸方便、安全
B
解析　天然氣屬于化石燃料,是不可再生能源,A項(xiàng)錯(cuò)誤;水煤氣由煤與水蒸氣反應(yīng)生成,是一種二次能源,它比煤燃燒充分,且污染小,B項(xiàng)正確;研究采煤、采油新技術(shù)的主要目的是降低開(kāi)采成本,減少污染,提高效率,C項(xiàng)錯(cuò)誤;氫能是理想的清潔能源,目前儲(chǔ)存與運(yùn)輸問(wèn)題還沒(méi)得到很好的解決,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
2.氫氧燃料電池可作為汽車(chē)動(dòng)力能源。一種制H2的方法如圖所示,該過(guò)程中(　　)
A.太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能
B.存在化學(xué)鍵的斷裂與生成
C.化學(xué)能轉(zhuǎn)化為太陽(yáng)能
D.光催化劑分解得到H2和O2
解析　在光催化劑的作用下,利用太陽(yáng)能將H2O分解生成H2和O2,太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能,A、C、D項(xiàng)錯(cuò)誤;化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中伴隨著舊化學(xué)鍵的斷裂和新化學(xué)鍵的形成,B項(xiàng)正確。
B
3.對(duì)于敞口容器中反應(yīng):Zn(s)+H2SO4(aq)===ZnSO4(aq)+H2(g),下列敘述不正確的是(　　)
A.Zn和H2SO4的總能量大于ZnSO4和H2的
總能量
B.反應(yīng)過(guò)程中能量變化可用如圖表示
C.若將該反應(yīng)設(shè)計(jì)成原電池,則Zn為負(fù)極
D.若將該反應(yīng)設(shè)計(jì)成原電池,當(dāng)有65 g鋅溶解時(shí),正極放出11.2 L氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況)
D
解析　Zn和H2SO4的反應(yīng)是放熱反應(yīng),所以Zn和H2SO4的總能量大于ZnSO4和H2的總能量,A項(xiàng)正確。放熱反應(yīng)中反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量,B項(xiàng)正確。在反應(yīng)Zn(s)+H2SO4(aq)===ZnSO4(aq)+H2(g)中Zn失去電子,化合價(jià)升高,作原電池的負(fù)極,C項(xiàng)正確。根據(jù)反應(yīng)方程式可知,1 mol (65 g)Zn完全反應(yīng)生成1 mol H2,1 mol H2在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為22.4 L,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
4.下列有關(guān)說(shuō)法正確的是(　　)
A.電解CuCl2溶液得到1 mol Cu,理論上轉(zhuǎn)移1 mol電子
B.因?yàn)楹辖鹪诔睗竦目諝庵幸仔纬稍姵?所以合金耐腐蝕性都較差
C.鋰電池相比鋁電池的比能量(單位質(zhì)量的電極材料放出電能的大小)更高
D.由于Mg比Al活潑,當(dāng)Mg、Al與電解質(zhì)溶液構(gòu)成原電池時(shí),Mg作負(fù)極
解析　電解CuCl2溶液得到1 mol Cu,理論上轉(zhuǎn)移2 mol電子,A項(xiàng)錯(cuò)誤;合金在潮濕的空氣中易形成原電池,但合金耐腐蝕性不一定差,如白鐵皮、不銹鋼,B項(xiàng)錯(cuò)誤;由于單位質(zhì)量的鋰電池失去電子的物質(zhì)的量比鋁電池高,所以鋰電池的比能量更高,C項(xiàng)正確;Mg、Al與NaOH溶液構(gòu)成的原電池,Al作負(fù)極,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
C
5.(2024·福建福州三中高一期中)氫能的低成本、低溫、高效率制取一直是亟待解決的關(guān)鍵難題。實(shí)驗(yàn)計(jì)算機(jī)模擬在催化劑表面水煤氣變換低溫產(chǎn)氫反應(yīng)(CO+H2O===CO2+H2)過(guò)程中能量的變化如圖所示,下列說(shuō)法正確的是(　　)
A.CO+H2O===CO2+H2為放熱反應(yīng)
B.狀態(tài)3中物質(zhì)狀態(tài)最穩(wěn)定
C.過(guò)程Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均需要吸收能量
D.該反應(yīng)類(lèi)型為置換反應(yīng)
A
解析　從反應(yīng)歷程和能量關(guān)系圖可以看出,反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量,所以該反應(yīng)是放熱反應(yīng),故A正確;能量越低越穩(wěn)定,狀態(tài)3能量最高,最不穩(wěn)定,故B錯(cuò)誤;過(guò)程Ⅰ和Ⅱ是從低能量狀態(tài)到高能量狀態(tài),需要吸收能量,過(guò)程Ⅲ是從高能量狀態(tài)到低能量狀態(tài),放出能量,故C錯(cuò)誤;置換反應(yīng)是單質(zhì)和化合物反應(yīng)生成另一種單質(zhì)和另一種化合物的反應(yīng),該反應(yīng)的反應(yīng)物沒(méi)有單質(zhì),不屬于置換反應(yīng),故D錯(cuò)誤。
實(shí)驗(yàn)序號(hào) 初始濃度c/mol·L-1 溴顏色消失
所需時(shí)間t/s
CH3COCH3 HCl Br2 ① 0.80 0.20 0.001 0 290
② 1.60 0.20 0.001 0 145
③ 0.80 0.40 0.001 0 145
④ 0.80 0.20 0.002 0 580
分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)所得出的結(jié)論不正確的是(　　)
A.增大c(CH3COCH3),v(Br2)增大 B.實(shí)驗(yàn)②和③的v(Br2)相等
C.增大c(HCl),v(Br2)增大 D.增大c(Br2),v(Br2)增大
解析　對(duì)比實(shí)驗(yàn)①和②數(shù)據(jù)可以判斷出,增大c(CH3COCH3),v(Br2)增大,A正確;比較實(shí)驗(yàn)②和③數(shù)據(jù)可知,Br2的濃度相等,溴顏色消失所需的時(shí)間也相等,則溴的反應(yīng)速率是相等的,B正確;比較實(shí)驗(yàn)①和③數(shù)據(jù)可以判斷出,增大c(HCl),v(Br2)增大,C正確;比較實(shí)驗(yàn)①和④數(shù)據(jù)可知,CH3COCH3和HCl的濃度相同,而④中Br2的濃度比①中的大,溴顏色消失所需時(shí)間變長(zhǎng),不能得出溴的反應(yīng)速率增大的結(jié)論,D錯(cuò)誤。
D
7.生產(chǎn)液晶顯示器的過(guò)程中使用的化學(xué)清洗劑NF3是一種溫室氣體,其儲(chǔ)存能量的能力是CO2的12 000~20 000倍,在大氣中的壽命可長(zhǎng)達(dá)740年之久,已知鍵能是指斷開(kāi)1 mol化學(xué)鍵變成氣態(tài)原子時(shí)所吸收的能量,以下是幾種化學(xué)鍵的鍵能:
下列說(shuō)法中正確的是(　　)
A.過(guò)程N(yùn)2(g)→2N(g)放出能量
B.過(guò)程N(yùn)(g)+3F(g)→NF3(g)放出能量
C.反應(yīng)N2(g)+3F2(g)===2NF3(g)是吸熱反應(yīng)
D.NF3吸收能量后如果沒(méi)有化學(xué)鍵的斷裂與形成,仍可能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)
B
化學(xué)鍵 N≡N F—F N—F
鍵能/(kJ·mol-1) 941.7 154.8 283.0
解析　A項(xiàng),由N2(g)→2N(g)破壞化學(xué)鍵需吸收能量;B項(xiàng),N(g)+3F(g)→NF3(g)是形成化學(xué)鍵,放出能量;C項(xiàng),ΔH=(941.7+154.8×3-283.0×6)kJ·mol-1=-291.9 kJ·mol-1,反應(yīng)放熱;D項(xiàng),化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是化學(xué)鍵的斷裂和形成。
①混合氣體的壓強(qiáng)不再改變的狀態(tài)
②單位時(shí)間內(nèi)生成n mol NO2的同時(shí)生成2n mol O2
③用NO2、NO、O2表示的反應(yīng)速率之比為2∶2∶1的狀態(tài)
④混合氣體的顏色不再改變的狀態(tài)
⑤混合氣體的密度不再改變的狀態(tài)
⑥混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再改變的狀態(tài)
A.①④⑥ B.②③⑤ C.①③④ D.①②③④⑤⑥
A
解析　此反應(yīng)是體積增大的反應(yīng),正向進(jìn)行,壓強(qiáng)增大,當(dāng)混合氣體的壓強(qiáng)不再改變的狀態(tài),說(shuō)明達(dá)到平衡,①符合題意;單位時(shí)間內(nèi)生成n mol NO2,同時(shí)會(huì)消耗n mol O2,因此不能作為判斷平衡的標(biāo)志,②不符合題意;用NO2、NO、O2表示的反應(yīng)速率之比為2∶2∶1,但不清楚逆反應(yīng)速率還是正反應(yīng)速率,因此不能作為判斷平衡的標(biāo)志,③不符合題意;混合氣體的顏色不再改變的狀態(tài),即各物質(zhì)的濃度保持不變,能作為判斷平衡的標(biāo)志,④符合題意;密度等于氣體質(zhì)量除以容器體積,氣體質(zhì)量不變,容器體積不變,密度始終不改變,因此混合氣體的密度不再改變的狀態(tài)不能作為判斷平衡的標(biāo)志,⑤不符合題意;平均摩爾質(zhì)量等于氣體質(zhì)量除以物質(zhì)的量,氣體質(zhì)量不變,反應(yīng)向右進(jìn)行,氣體物質(zhì)的量增加,平均摩爾質(zhì)量減少,當(dāng)平均摩爾質(zhì)量即混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再改變的狀態(tài),說(shuō)明達(dá)到平衡狀態(tài),⑥符合題意;綜上所述,①④⑥符合題意,A項(xiàng)正確。
A.0~20 min內(nèi),NO2的平均反應(yīng)速率為0.025 mol·L-1·min-1
B.由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知,該反應(yīng)在50 min時(shí)才達(dá)平衡狀態(tài)
C.單位時(shí)間內(nèi),若消耗0.5 mol N2的同時(shí),生成1 mol NO2,則反應(yīng)達(dá)到平衡
D.達(dá)平衡時(shí),二氧化氮的轉(zhuǎn)化率與甲烷的轉(zhuǎn)化率相等
D
時(shí)間/min 0 10 20 30 40 50
n(CH4)/mol 0.5 0.35 0.25 0.17 0.10 0.10
解析　根據(jù)表中數(shù)據(jù),0~20 min內(nèi),甲烷反應(yīng)了0.25 mol,則NO2反應(yīng)了0.5 mol,其平均反應(yīng)速率為=0.012 5 mol·L-1·min-1,A錯(cuò)誤;由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知,該反應(yīng)在40 min時(shí)已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)(甲烷物質(zhì)的量不再改變),B錯(cuò)誤;單位時(shí)間內(nèi),若消耗0.5 mol N2,則一定生成1 mol NO2(氮?dú)馀c二氧化氮的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比為1∶2),此時(shí)未知正方向反應(yīng)情況,故無(wú)法判斷是否到達(dá)平衡,C錯(cuò)誤;初始時(shí),甲烷與二氧化氮的物質(zhì)的量之比為1∶2,其化學(xué)計(jì)量數(shù)之比也為1∶2,則達(dá)到平衡時(shí),二氧化氮的轉(zhuǎn)化率與甲烷的轉(zhuǎn)化率相等,D正確。
10.金屬 空氣燃料電池是一類(lèi)重要的電池,其工作原理如圖所示。設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值,下列說(shuō)法不正確的是(　　)
A.Mn+向空氣電極移動(dòng)
B.向裝置中注入海水就可使LED燈發(fā)光
C.若有0.1 mol O2反應(yīng),則通過(guò)電解質(zhì)的
電子的數(shù)目為0.4NA
D.消耗相同質(zhì)量的Zn、Al、Mg時(shí),通過(guò)
導(dǎo)線(xiàn)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)最多的是Al
C
解析　電池工作時(shí),空氣電極得電子發(fā)生還原反應(yīng),作正極,原電池中陽(yáng)離子向正極移動(dòng),則Mn+向空氣電極移動(dòng),A項(xiàng)正確;海水中含有電解質(zhì),海水可導(dǎo)電,向裝置中注入海水就可使LED燈發(fā)光,B項(xiàng)正確;電子不能通過(guò)電解質(zhì)傳遞,而是通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)傳遞,C項(xiàng)錯(cuò)誤;發(fā)生原電池反應(yīng)時(shí),1 g Zn、Al、Mg轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量分別為 mol,則消耗相同質(zhì)量的Zn、Al、Mg時(shí),通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)轉(zhuǎn)移電子數(shù)最多的是Al,D項(xiàng)正確。
11.一定溫度下,向10 mL 0.40 mol·L-1的H2O2溶液中加入少量FeCl3溶液(忽略整個(gè)過(guò)程中溶液體積的變化),不同時(shí)刻測(cè)得生成O2的體積(已折算為標(biāo)準(zhǔn)狀況下)如表所示:
t/min 0 2 4 6
V(O2)/mL 0 9.9 17.5 22.4
資料顯示,反應(yīng)分兩步進(jìn)行:①2Fe3++H2O2===2Fe2++2H++O2↑;②H2O2+2Fe2++2H+ ===2H2O+2Fe3+。反應(yīng)過(guò)程中能量變化如圖所示。下列說(shuō)法正確的是(　　)
A.Fe2+的作用是增大過(guò)氧化氫的分解速率
B.反應(yīng)①②均是放熱反應(yīng)
C.反應(yīng)2H2O2(aq)===2H2O(l)+O2(g)是吸熱反應(yīng)
D.0~6 min內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(H2O2)≈3.33×10-2 mol·L-1·min-1
D
解析　Fe3+作催化劑,增大過(guò)氧化氫的分解速率,Fe2+是中間產(chǎn)物,A項(xiàng)錯(cuò)誤;根據(jù)圖像可知,反應(yīng)①是吸熱反應(yīng),反應(yīng)②是放熱反應(yīng),B項(xiàng)錯(cuò)誤;根據(jù)圖像可知,反應(yīng)2H2O2(aq)===2H2O(l)+O2(g)中反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量,是放熱反應(yīng),C項(xiàng)錯(cuò)誤;0~6 min內(nèi)生成氧氣0.001 mol,消耗H2O2 0.002 mol,則平均反應(yīng)速率v(H2O2)=≈3.33×10-2mol·L-1·min-1,D項(xiàng)正確。
12.(2023·遼寧卷)某低成本儲(chǔ)能電池原理如下圖所示。下列說(shuō)法正確的是(　　)
A.放電時(shí)負(fù)極質(zhì)量減小
B.儲(chǔ)能過(guò)程中電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能
C.放電時(shí)右側(cè)H+通過(guò)質(zhì)子交換膜移向左側(cè)
D.充電總反應(yīng):Pb+S+2Fe3+===PbSO4+2Fe2+
B
解析　該儲(chǔ)能電池放電時(shí),Pb為負(fù)極,失電子結(jié)合硫酸根離子生成PbSO4,則多孔碳電極為正極,正極上Fe3+得電子轉(zhuǎn)化為Fe2+;充電時(shí),多孔碳電極為陽(yáng)極,Fe2+失電子生成Fe3+,PbSO4電極為陰極,PbSO4得電子生成Pb和S。A.放電時(shí)負(fù)極上Pb失電子結(jié)合硫酸根離子生成PbSO4附著在負(fù)極上,負(fù)極質(zhì)量增大,A錯(cuò)誤;B.儲(chǔ)能過(guò)程中,該裝置為電解池,將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能,B正確;C.放電時(shí),右側(cè)為正極,電解質(zhì)溶液中的陽(yáng)離子向正極移動(dòng),左側(cè)的H+通過(guò)質(zhì)子交換膜移向右側(cè),C錯(cuò)誤;D.充電時(shí),總反應(yīng)為PbSO4+2Fe2+===Pb+S+2Fe3+,D錯(cuò)誤。
A.達(dá)到平衡時(shí),H2的轉(zhuǎn)化率為55%
B.3 min 時(shí),CH3OH和CO2的濃度相等,達(dá)到了化學(xué)
平衡狀態(tài)
C.反應(yīng)進(jìn)行到10 min時(shí),CO2的正逆反應(yīng)速率相等,
反應(yīng)停止
D.反應(yīng)開(kāi)始到10 min,用CO2表示的反應(yīng)速率為0.037 5 mol·L-1·min-1
D
解析　A.由圖可知,達(dá)到平衡時(shí),生成甲醇的物質(zhì)的量是0.75 mol,根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式,可知消耗了氫氣2.25 mol,則H2的轉(zhuǎn)化率為×100%=75%,故A錯(cuò)誤;B.3 min后,CH3OH濃度還在增加,CO2的濃度還在減少,則3 min 時(shí),反應(yīng)沒(méi)有達(dá)到平衡狀態(tài),故B錯(cuò)誤;C.由圖可知,反應(yīng)進(jìn)行到10 min時(shí),CH3OH和CO2的濃度不再發(fā)生變化,反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),則CO2的正逆反應(yīng)速率相等但不等于零,反應(yīng)沒(méi)有停止,故C錯(cuò)誤;D.反應(yīng)開(kāi)始到10 min,CO2減少了0.75 mol,則用CO2表示的反應(yīng)速率為v(CO2)= mol·L-1·min-1=0.037 5 mol·L-1·min-1,故D正確。
14.新型微生物電池可應(yīng)用于酸性有機(jī)廢水(含C6H6O)的處理,其放電時(shí)的工作原理如圖所示,其中交換膜為質(zhì)子交換膜。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　　)
A.N極為電池正極
B.工作時(shí),氫離子從M極移向N極
C.N極的電極反應(yīng)式O2+4e-+4H+===2H2O
D.N極消耗22.4 L O2(標(biāo)況),M極產(chǎn)生CO2的體積
為22.4 L(標(biāo)況)
D
解析　A.N電極上,O2轉(zhuǎn)化為H2O,發(fā)生還原反應(yīng),則N極為電池正極,A項(xiàng)正確;B.N極為正極,M為負(fù)極,陽(yáng)離子向正極移動(dòng),則氫離子從M極移向N極,B項(xiàng)正確;C.N電極上,O2轉(zhuǎn)化為H2O,電極反應(yīng)式為O2+4e-+4H+===2H2O,C項(xiàng)正確;D.由圖可知,電池總反應(yīng)為C6H6O+7O2===6CO2+3H2O,N極消耗22.4 L O2(標(biāo)況),其物質(zhì)的量為1 mol,M極生成 mol CO2,標(biāo)況下,其體積為19.2 L,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
二、非選擇題(本題包括3小題,共58分)
15.(16分)試回答下列各題:
(1)如圖1所示是NO2和CO反應(yīng)生成CO2
和NO過(guò)程中能量變化示意圖,請(qǐng)寫(xiě)出
NO2和CO反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　。
NO2(g)+CO(g)===NO(g)+CO2(g)　ΔH=-234 kJ·mol-1
解析　(1)根據(jù)NO2和CO反應(yīng)生成CO2和NO過(guò)程中能量變化示意圖可知,反應(yīng)物能量高于生成物能量,反應(yīng)是放熱反應(yīng),反應(yīng)焓變=E1-E2=134 kJ·mol-1-368 kJ·mol-1 =-234 kJ·mol-1,所以NO2和CO反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為NO2(g)+CO(g)===NO(g)+ CO2(g)　ΔH=-234 kJ·mol-1。
(2)化學(xué)反應(yīng)的焓變與反應(yīng)物和生成物的
鍵能有關(guān)。
①已知:H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)
ΔH=-185 kJ·mol-1。
請(qǐng)?zhí)羁?
②圖2中表示氧族元素中氧、硫、硒、碲生成氫化物
時(shí)的焓變數(shù)據(jù),根據(jù)焓變數(shù)據(jù)可確定a、b、c、d分別
代表哪種元素,試寫(xiě)出硒化氫在熱力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下,發(fā)
生分解反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
共價(jià)鍵 H—H Cl—Cl H—Cl
鍵能/(kJ·mol-1) 436 247
434
H2Se(g)===Se(s)+H2(g)　ΔH=-81 kJ·mol-1
解析　(2)①ΔH=436 kJ·mol-1+247 kJ·mol-1-2E(H—Cl)=-185 kJ·mol-1,解得E(H—Cl)=434 kJ·mol-1。②根據(jù)元素周期律,同一主族元素非金屬性越強(qiáng),其氣態(tài)氫化物越穩(wěn)定,而能量越低越穩(wěn)定,所以a、b、c、d依次為H2Te、H2Se、H2S、H2O;b為硒化氫的生成熱數(shù)據(jù),則硒化氫分解放熱,ΔH=-81 kJ·mol-1,所以H2Se發(fā)生分解反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為H2Se(g)===Se(s)+H2(g)　ΔH=-81 kJ·mol-1。
①　　　　　　;②　　　　　　。
16.(21分)(1)合成氨工業(yè)是煤化工產(chǎn)業(yè)鏈中非常重要的一步。已知:破壞1 mol N2中的化學(xué)鍵需要吸收946 kJ能量;破壞0.5 mol H2中的H—H鍵需要吸收218 kJ能量;形成氨分子中1 mol N—H鍵能夠釋放391 kJ能量。如圖所示表示合成氨工業(yè)過(guò)程中能量的變化,請(qǐng)將圖①、②的能量變化的數(shù)值填在橫線(xiàn)上。
2 254
92
解析　(1)斷裂1 mol N2(g)、3 mol H2(g)中的化學(xué)鍵形成2 mol N原子、6 mol H原子時(shí),需吸收的能量為946 kJ+3÷0.5×218 kJ=2 254 kJ,生成2 mol NH3(g)時(shí)釋放的能量為6×391 kJ=2 346 kJ,整個(gè)反應(yīng)釋放的能量為2 346 kJ-2 254 kJ=92 kJ。
(2)由A、B、C、D四種金屬按如表所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
①已知A反應(yīng)后易形成二
價(jià)離子,則裝置甲中負(fù)極
的電極反應(yīng)式為
　　　　　　　　　　。
②裝置乙中正極的電極反
應(yīng)式為　　　　　　　　　　　　　　　　　 。
③裝置丙中溶液的pH　　　　　　(填“增大”“減小”或“不變”)。
④四種金屬的活動(dòng)性由強(qiáng)到弱的順序是　　　　　　　　　　　　　。
A-2e-===A2+
Cu2++2e-===Cu
增大
D>A>B>C
解析　(2)①根據(jù)裝置甲及所對(duì)應(yīng)的現(xiàn)象可知,金屬的活動(dòng)性順序:A>B,A作負(fù)極,負(fù)極的電極反應(yīng)式為A-2e-===A2+;②根據(jù)裝置乙及所對(duì)應(yīng)的現(xiàn)象可知,金屬的活動(dòng)性順序:B>C,C作正極,正極的電極反應(yīng)式為Cu2++2e-===Cu;③根據(jù)裝置丙及所對(duì)應(yīng)的現(xiàn)象可知,金屬的活動(dòng)性順序:D>A,A作正極,正極的電極反應(yīng)式為2H++2e-===H2↑,故溶液中c(H+)減小,溶液的pH增大;④綜上可知金屬的活動(dòng)性順序: D>A>B>C。
0~t2 min內(nèi),氨氣的平均反應(yīng)速率為　　　　　　　　　　　　　。
mol·L-1·min-1
解析　(3)根據(jù)反應(yīng)速率的計(jì)算公式可知v(NH3)=2v(N2)= mol·L-1·min-1。
17.(21分)(1)通過(guò)NO傳感器可監(jiān)測(cè)汽車(chē)尾氣中NO的含量,其工作原理如圖所示。已知:O2-可在固體電解質(zhì)中自由移動(dòng)。
①NiO電極上發(fā)生的是　　　　(填“氧化”或
“還原”反應(yīng))。
②外電路中,電子是從　　　　(填“NiO”或
“Pt”)電極流出。
③Pt電極上的電極反應(yīng)式為　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
氧化
NiO
O2+4e-===2O2-
解析　(1)①原電池中,NiO為負(fù)極,電極上NO失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成二氧化氮。②外電路中,電子由負(fù)極NiO電極流出,經(jīng)導(dǎo)線(xiàn)流入正極Pt電極。③原電池中,Pt電極為正極,O2在正極上發(fā)生還原反應(yīng)生成O2-,電極反應(yīng)式為O2+4e-===2O2-。
實(shí)驗(yàn) 編號(hào) t/℃ NO初始濃 度/(mol·L-1) CO初始濃 度/(mol·L-1) 催化劑的比表
面積/(m2·g-1)
Ⅰ 280 1.20×10-3 5.80×10-3 82
Ⅱ 280 1.20×10-3 5.80×10-3 124
Ⅲ 350 a 5.80×10-3 82
①表中a=　　　　　　。
②能驗(yàn)證溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率影響規(guī)律的是實(shí)驗(yàn)　　　　(填實(shí)驗(yàn)編號(hào))。
③實(shí)驗(yàn)Ⅰ和實(shí)驗(yàn)Ⅱ中,NO的物質(zhì)的量濃度c(NO)隨時(shí)間t的變化曲線(xiàn)如圖所示,其中表示實(shí)驗(yàn)Ⅱ的是曲線(xiàn)　　　　(填“甲”或“乙”)。
1.20×10-3
Ⅰ和Ⅲ
乙
解析　(2)①由表格數(shù)據(jù)可知,實(shí)驗(yàn)Ⅰ、Ⅱ溫度相同,催化劑的比表面積不同,實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖球?yàn)證催化劑的比表面積對(duì)反應(yīng)速率的影響,則溫度和反應(yīng)物的初始濃度要相同,實(shí)驗(yàn)Ⅰ、Ⅲ催化劑的比表面積相同、溫度不同,實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖球?yàn)證溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響,則反應(yīng)物的初始濃度要相同,則a=1.20×10-3。③因?qū)嶒?yàn)Ⅰ、Ⅱ催化劑的比表面積不同,溫度、反應(yīng)物的初始濃度相同,由于實(shí)驗(yàn)Ⅱ的反應(yīng)速率大,先達(dá)到化學(xué)平衡,故曲線(xiàn)乙表示實(shí)驗(yàn)Ⅱ。
CD
解析　(3)因反應(yīng)在絕熱容器中進(jìn)行,容器內(nèi)的溫度會(huì)發(fā)生變化,當(dāng)溫度不再變化時(shí),說(shuō)明反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài);該反應(yīng)是一個(gè)反應(yīng)前后氣體體積減小的反應(yīng),當(dāng)容器內(nèi)的氣體壓強(qiáng)保持不變時(shí),說(shuō)明正、逆反應(yīng)速率相等,反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài);v逆(NO)=2v正(N2)時(shí),正、逆反應(yīng)速率相等,反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),故2v逆(NO)=v正(N2)時(shí)反應(yīng)沒(méi)有達(dá)到平衡狀態(tài);由質(zhì)量守恒定律可知,反應(yīng)前后氣體質(zhì)量不變,容器的體積不變,則容器內(nèi)混合氣體的密度一直保持不變,故混合氣體的密度不變不能說(shuō)明反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)。

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