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模塊質(zhì)量檢測(一)
(標(biāo)題目配有講評課件,選擇題請?jiān)诖痤}欄中作答)
一、選擇題:本題共15小題,每小題3分,共45分。
1.下列做法與改變化學(xué)反應(yīng)速率無關(guān)的是 (　　)
A.在糕點(diǎn)包裝內(nèi)放置除氧劑
B.未成熟的獼猴桃與成熟的蘋果一起密封
C.牛奶在冰箱里保存
D.高爐煉鐵增加高爐的高度
2.某中科院的科研人員發(fā)表成果:創(chuàng)制了一條利用二氧化碳和電能人工合成淀粉的路線(ASAP路線):通過光伏發(fā)電電解水產(chǎn)生氫氣,然后通過催化劑利用氫氣和二氧化碳生成甲醇,使用多種優(yōu)選的酶逐步將甲醇最后轉(zhuǎn)化為淀粉。1立方米生物反應(yīng)器年產(chǎn)淀粉量相當(dāng)于5畝土地玉米種植的淀粉產(chǎn)量。下列說法錯誤的是 (　　)
A.ASAP路線體現(xiàn)了光能—電能—化學(xué)能的轉(zhuǎn)變
B.催化劑可以提高氫氣和二氧化碳的平衡轉(zhuǎn)化率
C.酶在合成路線中使各步化學(xué)反應(yīng)更容易發(fā)生
D.ASAP路線生產(chǎn)在未來的發(fā)展具有廣闊前景
3.已知2C2H2(g)+5O2(g)4CO2(g)+2H2O(g),若該反應(yīng)的反應(yīng)速率分別用v(C2H2)、v(O2)、v(CO2)、v(H2O)表示,則下列關(guān)系式正確的是 (　　)
A.v(C2H2)=2v(CO2) B.v(H2O)=2v(CO2)
C.5v(C2H2)=2v(O2) D.2v(H2O)=5v(O2)
4.已知溫度T時(shí)水的離子積常數(shù)為Kw,該溫度下,將濃度為a mol·L-1的一元酸HA與b mol·L-1的一元堿BOH等體積混合,可判斷溶液呈中性的依據(jù)是 (　　)
A.a=b
B.混合溶液中,c(H+)+c(B+)=c(OH-)+c(A-)　
C.混合溶液中,c(H+)=
D.混合溶液的pH=7
5.某同學(xué)設(shè)計(jì)如圖所示實(shí)驗(yàn),探究反應(yīng)中的能量變化。
下列判斷正確的是 (　　)
A.由實(shí)驗(yàn)可知,(a)、(b)、(c)所涉及的反應(yīng)都是放熱反應(yīng)
B.實(shí)驗(yàn)(c)所涉及實(shí)驗(yàn)一組完整的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)需要測兩次溫度
C.實(shí)驗(yàn)(c)中將玻璃攪拌器改為銅質(zhì)攪拌器對實(shí)驗(yàn)結(jié)果沒有影響
D.若用NaOH固體代替NaOH溶液與鹽酸反應(yīng)測定中和反應(yīng)的反應(yīng)熱,則測得中和熱的ΔH偏低
6.下列說法正確的是 (　　)
A.甲烷燃燒熱的數(shù)值為890.3 kJ·mol-1,則甲烷燃燒的熱化學(xué)方程式為CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g)　ΔH=-890.3 kJ·mol-1
B.已知1 mol金剛石轉(zhuǎn)化為石墨,要放出1.9 kJ的熱能,1 g石墨完全燃燒放出的熱量比1 g金剛石完全燃燒放出的熱量少
C.在稀溶液中:H+(aq)+OH-(aq)H2O(l)
ΔH=-57.3 kJ·mol-1,若將含0.6 mol H2SO4的稀硫酸與含1 mol NaOH的稀溶液混合,放出的熱量大于57.3 kJ
D.500 ℃、30 MPa下,將0.5 mol N2和1.5 mol H2置于密閉的容器中充分反應(yīng)生成NH3,放出熱量19.3 kJ,其熱化學(xué)方程式為N2(g)+3H2(g)2NH3(g)　ΔH=-38.6 kJ·mol-1
7.固體鐵-空氣電池(采用鐵-石墨電極)是大規(guī)模應(yīng)用于牽引力最有可能的電化學(xué)動力源之一。有關(guān)該電池工作時(shí)說法不正確的是 (　　)
A.電子由鐵電極流向石墨電極
B.石墨電極本身發(fā)生還原反應(yīng)
C.電池的負(fù)極反應(yīng)為Fe-2e-Fe2+
D.該電池工作時(shí)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能
8.反應(yīng)H2(g)+I2(g)2HI(g)的逆反應(yīng)速率隨時(shí)間變化的曲線如圖所示,t1時(shí)刻反應(yīng)達(dá)到平衡,維持其他條件不變,t1時(shí)刻只改變一種條件,該條件可能是 (　　)
①增大H2濃度　②縮小容器體積　③恒容時(shí)充入氬氣　④使用催化劑
A.①② B.③④ C.②④ D.①④
9.(2024·海南卷)已知298 K,101 kPa時(shí),2H2(g)+O2(g)2H2O(l)　ΔH=-571.6 kJ·mol-1,H2的臨界溫度(能夠液化的最高溫度)為32.98 K。下列說法錯誤的是 (　　)
A.氫氣燃燒熱ΔH=-285.8 kJ·mol-1
B.題述條件下2 mol H2和1 mol O2在燃料電池中完全反應(yīng),電功+放熱量=571.6 kJ
C.氫能利用的關(guān)鍵技術(shù)在于安全儲存與運(yùn)輸
D.不同電極材料電解水所需電壓不同,產(chǎn)生2 g H2(g)消耗的電功相同
10.常溫下,下列各組離子一定能在指定溶液中大量共存的是 (　　)
A.c水(H+)=1×10-12 mol·L-1的溶液:Al3+、Fe3+、Cl-、S
B.=1×10-13 mol·L-1的溶液:N、Ca2+、Cl-、N
C.澄清透明的無色溶液:K+、N、Mn、HC
D.和Al反應(yīng)放出H2的溶液:Mg2+、Cu2+、N、S
11.(2025年1月·八省聯(lián)考四川卷)恒容反應(yīng)器中,Rh和Rh/Mn均能催化反應(yīng):HCHO+H2+COHOCH2CHO(羥基乙醛),反應(yīng)歷程如圖所示,I1~I3為中間體,TS1~TS3為過渡態(tài)。下列描述正確的是 (　　)
A.“CO插入”步驟,ΔH為-17.6 kcal·mol-1
B.Rh催化作用下,“加氫”步驟為決速步驟
C.Rh/Mn催化作用下,羥基乙醛生成速率更小
D.反應(yīng)達(dá)平衡時(shí),升高溫度,羥基乙醛濃度增大
12.在容積為2 L的密閉容器中通入一定量的O2、NH3,一定條件下發(fā)生反應(yīng):5O2+4NH34NO+6H2O(忽略NO和O2的反應(yīng)),容器中各物質(zhì)的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化如圖所示,下列說法錯誤的是 (　　)
A.2 min時(shí)改變的條件可能是升高溫度
B.4 min時(shí)正反應(yīng)速率增大,逆反應(yīng)速率減小
C.6 min時(shí)O2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為41.32%
D.0~5 min內(nèi)的反應(yīng)速率v(NO)=0.028 mol·L-1·min-1
13.反應(yīng)物(S)轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物(P或P·Z)的能量與反應(yīng)進(jìn)程的關(guān)系如圖所示:
下列有關(guān)四種不同反應(yīng)進(jìn)程的說法正確的是 (　　)
A.進(jìn)程Ⅰ是放熱反應(yīng)　　 B.平衡時(shí)P的產(chǎn)率:Ⅰ<Ⅱ
C.生成P的速率:Ⅱ<Ⅲ D.進(jìn)程Ⅳ中,Z為催化劑
14.碳固體氧化物電池是一種高效、環(huán)境友好的燃料電池。電池工作時(shí),物質(zhì)的轉(zhuǎn)化原理如圖所示。下列說法正確的是 (　　)
A.多孔電極a為負(fù)極
B.多孔電極b的反應(yīng):CO-2e-+O2-CO2
C.整個裝置的總反應(yīng):CO2+C2CO
D.該電池能將碳燃料產(chǎn)生的能量100%轉(zhuǎn)化為電能
15.(2024·福建卷)將草酸鈣固體溶于不同初始濃度[c0(HCl)]的鹽酸中,平衡時(shí)部分組分的lg c lg c0(HCl)關(guān)系如圖。已知草酸Ka1=10-1.3,Ka2=10-4.3。下列說法錯誤的是 (　　)
A.lg c0(HCl)=-1.2時(shí),溶液的pH=1.3
B.任意c0(HCl)下均有:c(Ca2+)=c(HC2)+c(H2C2O4)+c(C2)
C.CaC2O4(s)+2H+(aq)Ca2+(aq)+H2C2O4(aq)的平衡常數(shù)為10-3.0
D.lg c0(HCl)=-4.1時(shí),2c(Ca2+)+c(H+)=c(OH-)+2c(HC2)+c(Cl-)
二、非選擇題:本題共4小題,共55分。
16.(12分)用酸性KMnO4和H2C2O4(草酸)反應(yīng)研究影響反應(yīng)速率的因素。一實(shí)驗(yàn)小組欲通過測定單位時(shí)間內(nèi)生成CO2的速率,探究某種影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案如下(KMnO4溶液已酸化):
實(shí)驗(yàn)序號 A溶液 B溶液
① 20 mL 0.1 mol·L-1 H2C2O4溶液 30 mL 0.01 mol·L-1 KMnO4溶液
② 20 mL 0.2 mol·L-1 H2C2O4溶液 30 mL 0.01 mol·L-1KMnO4溶液
(1)該反應(yīng)的離子方程式為 　。(已知H2C2O4是二元弱酸)
(2)該實(shí)驗(yàn)探究的是　　　　因素對化學(xué)反應(yīng)速率的影響。相同時(shí)間內(nèi)針筒中所得CO2的體積大小關(guān)系是　　　　<　　　　(填實(shí)驗(yàn)序號)。
(3)若實(shí)驗(yàn)①在2 min末收集了2.24 mL CO2(標(biāo)準(zhǔn)狀況下),則在2 min末,c(Mn)=　　　　 mol·L-1(假設(shè)混合液體積為50 mL)。
(4)除通過測定一定時(shí)間內(nèi)CO2的體積來比較反應(yīng)速率,本實(shí)驗(yàn)還可通過測定　　　　　　　　　　　　　　　來比較化學(xué)反應(yīng)速率。(一條即可)
(5)小組同學(xué)發(fā)現(xiàn)反應(yīng)速率隨時(shí)間變化如圖所示,其中t1~t2時(shí)間內(nèi)速率變快的主要原因可能是:
① ;
② 　。
17.(13分) 某化學(xué)興趣小組設(shè)計(jì)了如圖所示的電化學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置,其中c為石墨電極,d為銀電極,按要求填空:
(1)甲池中OH-移向　　　　　極(填電極的字母),f為　　　　(填電極名稱)。
(2)a極上的電極反應(yīng)式是 　。
(3)乙池中放出氣體的電極為　　　　極(填“c”或“d”),寫出此電極反應(yīng)式: 　。
(4)乙池中總反應(yīng)的離子方程式是 　。
(5)當(dāng)乙池中陰極質(zhì)量增加5.40 g時(shí),丙池中某電極析出1.60 g金屬,則丙池溶液中溶質(zhì)可能是　　　　(填字母)。
A.MgSO4　　　B.CuSO4　　　C.NaCl
18.(15分)下圖是利用廢銅屑(含雜質(zhì)鐵)制備膽礬(硫酸銅晶體)的流程。
部分陽離子的氫氧化物形式沉淀時(shí)溶液的pH見下表:
沉淀物 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Cu(OH)2
開始沉淀 2.7 7.5 4.4
完全沉淀 3.7 9.7 6.7
請回答:
(1)溶液B中含有的金屬陽離子有　　　　　　　(填離子符號)。
(2)下列物質(zhì)中最適宜做氧化劑X的是　　　　　(填字母)。
a.NaClO　　　b.H2O2　　c.KMnO4
(3)加入試劑①是為了調(diào)節(jié)pH,則試劑①可以選擇　　　(填化學(xué)式),要調(diào)整的pH范圍是　　　　。
(4)溶液E經(jīng)過操作①可得到膽礬,操作①為　　　　　　　　　　、過濾、洗滌。
(5)為測定制得的膽礬樣品的純度(樣品中不含能與I-發(fā)生反應(yīng)的氧化性雜質(zhì)),某學(xué)習(xí)小組采用了“間接碘量法”,過程如下;取1.200 g試樣溶于水,加入過量KI固體,充分反應(yīng),生成白色沉淀(CuI)。用0.100 0 mol·L-1 Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定,到達(dá)滴定終點(diǎn)時(shí),消耗Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液40.00 mL。已知相關(guān)反應(yīng)如下:2Cu2++4I-2CuI↓+I2,I2+2S2S4+2I-。
①可選用　　　　作滴定指示劑,滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是當(dāng)?shù)稳胱詈蟀氲螛?biāo)準(zhǔn)液時(shí), 　　。
②該試樣中CuSO4·5H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為　　　(保留一位小數(shù))。
19.(15分)(2024·湖南卷)丙烯腈(CH2CHCN)是一種重要的化工原料。工業(yè)上以N2為載氣,用TiO2作催化劑生產(chǎn)CH2CHCN的流程如下:
已知:①進(jìn)料混合氣進(jìn)入兩釜的流量恒定,兩釜中反應(yīng)溫度恒定;
②反應(yīng)釜Ⅰ中發(fā)生的反應(yīng):
ⅰ:HOCH2CH2COOC2H5(g)CH2CHCOOC2H5(g)+H2O(g)　ΔH1
③反應(yīng)釜Ⅱ中發(fā)生的反應(yīng):
ⅱ:CH2CHCOOC2H5(g)+NH3(g)CH2CHCONH2(g)+C2H5OH(g)　ΔH2
ⅲ:CH2CHCONH2(g)CH2CHCN(g)+H2O(g)　ΔH3
④在此生產(chǎn)條件下,酯類物質(zhì)可能發(fā)生水解。
　回答下列問題:
(1)總反應(yīng)HOCH2CH2COOC2H5(g)+NH3(g)CH2CHCN(g)+C2H5OH(g)+2H2O(g)　ΔH=　　　　　(用含ΔH1、ΔH2和ΔH3的代數(shù)式表示)。
(2)進(jìn)料混合氣中n(HOCH2CH2COOC2H5)∶n(C2H5OH)=1∶2,出料中四種物質(zhì)(CH2CHCOOC2H5、CH2CHCN、C2H5OH、H2O)的流量(單位時(shí)間內(nèi)出料口流出的物質(zhì)的量)隨時(shí)間變化關(guān)系如圖:
①表示CH2CHCN的曲線是　　　　(填“a”“b”或“c”);
②反應(yīng)釜Ⅰ中加入C2H5OH的作用是 　;
③出料中沒有檢測到CH2CHCONH2的原因是 　;
④反應(yīng)11 h后,a、b、c曲線對應(yīng)物質(zhì)的流量逐漸降低的原因是 　。
(3)催化劑TiO2再生時(shí)會釋放CO2,可用氨水吸收獲得NH4HCO3。現(xiàn)將一定量的NH4HCO3固體(含0.72 g水)置于密閉真空容器中,充入CO2和NH3,其中CO2的分壓為100 kPa,在27 ℃下進(jìn)行干燥。為保證NH4HCO3不分解,NH3的分壓應(yīng)不低于　　　　　 kPa[已知p(H2O)=2.5×102 kPa·mol-1×n(H2O);NH4HCO3分解的平衡常數(shù)Kp=4×104(kPa)3]。
(4)以CH2CHCN為原料,稀硫酸為電解液,Sn作陰極,用電解的方法可制得Sn(CH2CH2CN)4,其陰極反應(yīng)式為 　。
模塊質(zhì)量檢測(一)
1.選D　在糕點(diǎn)包裝內(nèi)放置小包除氧劑的目的是防止食品變質(zhì),減慢糕點(diǎn)腐敗變質(zhì)的速度,故A不符合題意;未成熟的獼猴桃與成熟蘋果一起密封放置,加快獼猴桃成熟的速率,故B不符合題意;牛奶在冰箱里保存,降低溫度,減緩食物變質(zhì)的速率,故C不符合題意;高爐煉鐵增加高爐的高度對反應(yīng)速率沒有影響,故D符合題意。
2.選B　通過光伏發(fā)電電解水產(chǎn)生氫氣,在此過程中,光能轉(zhuǎn)化為電能,電能又轉(zhuǎn)化為化學(xué)能,所以ASAP路線體現(xiàn)了光能—電能—化學(xué)能的轉(zhuǎn)變,故A正確;催化劑可以加快反應(yīng)速率,但不能提高氫氣和二氧化碳的平衡轉(zhuǎn)化率,故B錯誤;酶是一種高效催化劑,在合成路線中可以使各步化學(xué)反應(yīng)更容易發(fā)生,故C正確;ASAP路線在1立方米生物反應(yīng)器的年產(chǎn)淀粉量相當(dāng)于5畝土地玉米種植的淀粉產(chǎn)量,所以ASAP路線生產(chǎn)在未來的發(fā)展具有廣闊前景,故D正確。
3.選C　用不同物質(zhì)表示同一反應(yīng)速率,速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,則v(C2H2)∶v(O2)∶v(CO2)∶v(H2O)=2∶5∶4∶2,由此得出2v(C2H2)=v(CO2)、2v(H2O)=v(CO2)、5v(C2H2)=2v(O2)、5v(H2O)=2v(O2),則A、B、D錯誤,C正確。
4.選C　一元酸和一元堿的相對強(qiáng)弱不知,因此無法判定得到的鹽溶液的酸堿性,A錯誤;根據(jù)電荷守恒,c(H+)+c(B+)=c(OH-)+c(A-),不論是酸性、堿性及中性溶液都存在電荷守恒,B錯誤;根據(jù)Kw=c(H+)c(OH-),c(H+)=,則c(H+)=c(OH-),溶液顯中性,C正確;溶液溫度不知道,pH=7無法判斷溶液的酸堿性,D錯誤。
5.選D　Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl反應(yīng)產(chǎn)生BaCl2、NH3·H2O、H2O的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)而不是放熱反應(yīng),A錯誤;實(shí)驗(yàn)(c)所涉及實(shí)驗(yàn)一組完整的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)需要測兩次初始溫度和一次混合溶液的溫度共測三次溫度,B錯誤;銅是金屬,容易導(dǎo)熱,使反應(yīng)放出的熱量散失,導(dǎo)致中和熱數(shù)據(jù)偏低,因此實(shí)驗(yàn)(c)中將玻璃攪拌器改為銅質(zhì)攪拌器對實(shí)驗(yàn)結(jié)果會產(chǎn)生一定的影響,C錯誤;NaOH固體溶于水時(shí)放熱,放出的熱量偏多, ΔH偏低,D正確。
6.選B　燃燒熱是在101 kPa時(shí),1 mol物質(zhì)完全燃燒生成指定產(chǎn)物時(shí)所放出的熱量;甲烷燃燒熱的數(shù)值為890.3 kJ·mol-1,則甲烷燃燒的熱化學(xué)方程式為CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)　ΔH=-890.3 kJ·mol-1,A錯誤; 已知1 mol金剛石轉(zhuǎn)化為石墨,要放出1.9 kJ的熱能,則說明石墨更穩(wěn)定,能量更低,則1 g石墨完全燃燒放出的熱量比1 g金剛石完全燃燒放出的熱量少,B正確;若將含0.6 mol H2SO4的稀硫酸與含1 mol NaOH的稀溶液混合,反應(yīng)為1 mol氫離子、1 mol氫氧根離子生成1 mol水的反應(yīng),放出的熱量等于57.3 kJ,C錯誤;反應(yīng)為可逆反應(yīng),則1 mol氨氣、3 mol氫氣完全反應(yīng)放熱大于38.6 kJ,D錯誤。
7.選B　原電池中電子由負(fù)極流向正極,故A正確;石墨作正極材料,正極上氧氣發(fā)生得電子的還原反應(yīng),故B錯誤;負(fù)極上鐵失電子,故負(fù)極反應(yīng)為Fe-2e-Fe2+,故C正確;原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置,故D正確。
8.選C　反應(yīng)H2(g)+I2(g) 2HI(g)是一個反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變的可逆反應(yīng)。由圖可知,t1時(shí)刻反應(yīng)達(dá)到平衡,維持其他條件不變,t1時(shí)刻只改變一種條件,逆反應(yīng)速率增大后不再改變,說明化學(xué)平衡不移動,則改變條件后正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等,該條件可能是加入催化劑或增大壓強(qiáng),C正確。
9.選D　由題干可知,氫氣的燃燒熱ΔH==-285.8 kJ·mol-1,A項(xiàng)正確;燃料電池中化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能和熱能,故2 mol H2完全反應(yīng)產(chǎn)生的總能量=電功+放熱量=571.6 kJ,B項(xiàng)正確;氫氣易燃易爆炸,因此氫能利用的關(guān)鍵技術(shù)在于安全儲存和運(yùn)輸,C項(xiàng)正確;不同電極材料電解水所需電壓不同,產(chǎn)生2 g氫氣,消耗的電功不同,D項(xiàng)錯誤。
10.選B　水的電離被抑制,溶液呈酸性或堿性,堿性條件下,Al3+、Fe3+生成沉淀,故A錯誤;c(H+)>c(OH-),溶液呈酸性,這幾種離子之間不反應(yīng)且和氫離子不反應(yīng),所以能大量共存,故B正確;無色溶液中不含有色離子,Mn呈紫色,故C錯誤;能和Al反應(yīng)放出H2的溶液為弱氧化性酸或強(qiáng)堿溶液,強(qiáng)酸性條件下硝酸和Al反應(yīng)生成氮氧化物而不是氫氣,強(qiáng)堿性條件下,Mg2+、Cu2+生成氫氧化物沉淀而不能大量共存,故D錯誤。
11.選B　由圖可知,CO插入步驟為放熱反應(yīng),ΔH=-15.4 kcal·mol-1,A錯誤;由圖可知,Rh催化作用下,加氫步驟的活化能為24.4 kcal·mol-1,反應(yīng)的活化能最大,所以加氫步驟為決速步驟,B正確;由圖可知,Rh催化作用下反應(yīng)的活化能大于Rh/Mn催化作用下,所以Rh催化作用下羥基乙醛的生成速率小于Rh/Mn催化作用下,C錯誤;由圖可知,生成羥基乙醛的反應(yīng)為放熱反應(yīng),升高溫度,平衡向逆反應(yīng)方向移動,羥基乙醛的濃度減小,D錯誤。
12.選B　從圖可以看出2 min時(shí),O2和NH3的物質(zhì)的量減少,H2O(g)物質(zhì)的量增加,平衡正向移動,改變的條件可能是升高溫度,故A正確;從圖可以看出4 min時(shí)增加了O2的物質(zhì)的量,正反應(yīng)速率瞬間增大,逆反應(yīng)速率瞬間不變隨后也增大,故B錯誤;從圖可以看出,5 min時(shí)反應(yīng)達(dá)到了平衡,NH3物質(zhì)的量減少了0.28 mol,由方程式可得反應(yīng)生成的NO的物質(zhì)的量為0.28 mol,H2O(g)的物質(zhì)的量為0.42 mol,由圖可得n(O2)=1.0 mol,n(NH3)=0.72 mol,所以6 min時(shí)O2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為×100%≈41.32%,故C正確;從圖可以看出,5 min時(shí)反應(yīng)達(dá)到了平衡,NH3物質(zhì)的量減少了0.28 mol,由方程式可得反應(yīng)生成的NO的物質(zhì)的量為0.28 mol, 0~5 min內(nèi)的反應(yīng)速率v(NO)==0.028 mol·L-1·min-1,故D正確。
13.選A　由圖中信息可知:進(jìn)程Ⅰ中S的總能量大于產(chǎn)物P的總能量,因此進(jìn)程Ⅰ是放熱反應(yīng),A正確;進(jìn)程Ⅱ中使用了催化劑X,但是催化劑不能改變平衡產(chǎn)率,因此在兩個進(jìn)程中平衡時(shí)P的產(chǎn)率相同,B錯誤;進(jìn)程Ⅲ中由S·Y轉(zhuǎn)化為P·Y的活化能高于進(jìn)程Ⅱ中由S·X轉(zhuǎn)化為P·X的活化能,由于這兩步反應(yīng)分別是兩個進(jìn)程的決速步驟,因此生成P的速率為Ⅱ>Ⅲ,C錯誤;由圖中信息可知:進(jìn)程Ⅳ中S吸附到Z表面生成S·Z,然后S·Z轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物P·Z,由于P·Z沒有轉(zhuǎn)化為P+Z,因此,Z沒有表現(xiàn)出催化作用,D錯誤。
14.選B　由圖中電子流向可知,a為正極,A錯誤;CO在b極發(fā)生氧化反應(yīng),則電極反應(yīng)為CO-2e-+O2-CO2,B正確;正極反應(yīng)為O2+4e-2O2-,則總反應(yīng)為2CO+O22CO2,C錯誤;總反應(yīng)中產(chǎn)生的CO2一部分轉(zhuǎn)化為CO參加反應(yīng),所以碳燃料無法100%轉(zhuǎn)化為電能,D錯誤。
15.選D　將草酸鈣固體溶于鹽酸的過程中,存在三個轉(zhuǎn)化平衡:CaC2O4(s) Ca2+(aq)+C2(aq),C2(aq)+H+(aq) HC2(aq),HC2(aq)+H+(aq) H2C2O4(aq)。隨著c0(HCl)的增大,以上三個平衡均正向移動,且由于H2C2O4是弱酸,當(dāng)lg c0(HCl)=1時(shí),有c(C2)16.解析:(1)高錳酸鉀溶液具有強(qiáng)氧化性,把草酸氧化成CO2,根據(jù)化合價(jià)升降法進(jìn)行配平,其離子方程式為2Mn+5H2C2O4+6H+2Mn2++10CO2↑+8H2O;(2)對比表格數(shù)據(jù)可知,草酸的濃度不一樣,因此是探究濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響,濃度越大,反應(yīng)速率越快,則①<②;(3)根據(jù)反應(yīng)方程式并結(jié)合CO2的體積,求出消耗的n(KMnO4)=2×10-5 mol,剩余n(KMnO4)=(30×10-3×0.01-2×10-5)mol=2.8×10-4 mol,c(KMnO4)==0.005 6 mol·L-1;(4)除通過測定一定時(shí)間內(nèi)CO2的體積來比較反應(yīng)速率,還可以通過測定KMnO4溶液完全褪色所需時(shí)間或產(chǎn)生相同體積氣體所需的時(shí)間來比較化學(xué)反應(yīng)速率;(5)t1~t2時(shí)間內(nèi)速率變快的原因可能是:①此反應(yīng)是放熱反應(yīng),溫度升高,雖然反應(yīng)物的濃度降低,但溫度起決定作用;②可能產(chǎn)生的Mn2+是反應(yīng)的催化劑,加快反應(yīng)速率。
答案:(1)2Mn+5H2C2O4+6H+2Mn2++10CO2↑+8H2O　 (2)濃度　①　②　(3)0.005 6　(4)KMnO4溶液完全褪色所需時(shí)間或產(chǎn)生相同體積氣體所需的時(shí)間
(5)①該反應(yīng)放熱　②產(chǎn)物Mn2+是反應(yīng)的催化劑
17.解析:由圖可知,甲池為燃料電池,通入燃料甲醇的a電極為負(fù)極,通入氧氣的b電極為正極,燃料電池為電源,則乙池和丙池為電解池,與電源正極相連的為陽極,與電源負(fù)極相連的為陰極,則c、e電極為陽極,d、f電極為陰極。(1)原電池中陰離子向負(fù)極移動,由分析可知甲池中OH-移向a極,f為陰極;(2)該燃料電池中,甲醇失去電子和氫氧根離子反應(yīng)生成碳酸根離子和水,則a極上的電極反應(yīng)式是CH3OH-6e-+8OH-C+6H2O;(3)據(jù)分析可知,乙池為電解池,c為陽極,d為陰極,電解硝酸銀溶液時(shí),c電極上氫氧根離子放電,生成氧氣,d電極上銀離子放電,生成銀單質(zhì),則乙池中放出氣體的電極為c極,此電極反應(yīng)式為2H2O-4e-O2↑+4H+;(4)乙池為電解硝酸銀溶液的反應(yīng),其總反應(yīng)的離子方程式是4Ag++2H2O4Ag+O2↑+4H+;(5)乙池中陰極質(zhì)量增加的為銀單質(zhì),其質(zhì)量為5.40 g即為0.05 mol,則整個電路中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為0.05 mol;鎂是活潑金屬,在溶液中鎂離子不會得電子生成鎂單質(zhì),A錯誤;電解硫酸銅溶液時(shí),陰極上析出1.60 g銅為0.025 mol,生成1 mol銅轉(zhuǎn)移2 mol電子,則生成0.025 mol銅轉(zhuǎn)移0.05 mol電子,B正確;鈉為活潑金屬,在溶液中鈉離子不會得到電子生成鈉單質(zhì),C錯誤。
答案:(1)a　陰極　(2)CH3OH-6e-+8OH-C+6H2O　(3)c　2H2O-4e-O2↑+4H+
(4)4Ag++2H2O4Ag+O2↑+4H+　(5)B
18.解析:灼燒Cu、Fe被氧化為金屬氧化物,加入稀硫酸,生成硫酸銅、硫酸亞鐵、硫酸鐵,加氧化劑,將Fe2+氧化為Fe3+,調(diào)pH,將Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3除去,最后蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶得到硫酸銅晶體。(1)A中含有CuO、Fe3O4,A和稀硫酸反應(yīng)且稀硫酸過量導(dǎo)致溶液B中含有CuSO4、FeSO4、Fe2(SO4)3和稀硫酸,所以B中含有的金屬陽離子為Cu2+、Fe2+、Fe3+;(2)過氧化氫具有強(qiáng)氧化性,可將Fe2+氧化成 Fe3+,且過氧化氫被還原為水,不引入新的雜質(zhì);(3)加入試劑①是為了調(diào)節(jié)pH,讓三價(jià)鐵離子完全沉淀,銅離子不沉淀,故調(diào)整pH范圍是3.7~4.4,試劑①能和氫離子反應(yīng)且不能引入新的雜質(zhì),該試劑為CuO或Cu(OH)2 或CuCO3等;(4)溶液E為硫酸銅,硫酸銅溶液經(jīng)過操作①可得到膽礬,操作①為蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌;(5)①硫代硫酸鈉滴定碘單質(zhì),利用碘單質(zhì)遇淀粉變藍(lán),選擇指示劑為淀粉,滴入最后半滴Na2S2O3溶液,溶液藍(lán)色褪去,且半分鐘內(nèi)不變色,說明滴定到達(dá)終點(diǎn);②由方程式得關(guān)系式2Cu2+~I2~2S2,CuSO4·5H2O的物質(zhì)的質(zhì)量為0.1 mol·L-1×0.04 L×250 g·mol-1=1 g,CuSO4·5H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為×100%≈83.3%。
答案:(1)Cu2+、Fe2+、Fe3+　(2)b　(3)CuO[或Cu(OH)2或CuCO3等]　3.7~4.4(或3.7≤pH<4.4)　(4)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶　(5)①淀粉　溶液由藍(lán)色變成無色且半分鐘不變化　
②83.3%
19.解析:工業(yè)上以N2為載氣,用TiO2作催化劑,由HOCH2CH2COOC2H5和C2H5OH為進(jìn)料氣體生產(chǎn)CH2CHCN,在反應(yīng)釜Ⅰ中發(fā)生反應(yīng)ⅰ,加入NH3后,在反應(yīng)釜Ⅱ中發(fā)生反應(yīng)ⅱ,反應(yīng)ⅲ,故產(chǎn)物的混合氣體中有CH2CHCN、未反應(yīng)完的C2H5OH、CH2CHCOOC2H5(g)和水。
(1)根據(jù)蓋斯定律,總反應(yīng)HOCH2CH2COOC2H5(g)+NH3(g)CH2CHCN(g)+C2H5OH(g)+2H2O(g)可以由反應(yīng)ⅰ+反應(yīng)ⅱ+反應(yīng)ⅲ得到,故ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3。
(2)①根據(jù)總反應(yīng),設(shè)進(jìn)料混合氣中n(HOCH2CH2COOC2H5)=1 mol,n(C2H5OH)=2 mol,出料氣中CH2CHCOOC2H5含量很少,則生成CH2CHCN(g)、C2H5OH(g)物質(zhì)的量約為1 mol,生成H2O(g)的物質(zhì)的量約為2 mol,故出料氣中C2H5OH(g)物質(zhì)的量共約3 mol,故出料氣中CH2CHCN、C2H5OH、H2O物質(zhì)的量之比約為1∶3∶2,故曲線c表示CH2CHCN的曲線;②反應(yīng)釜Ⅰ中發(fā)生反應(yīng)ⅰ是氣體體積增大的反應(yīng),故加入C2H5OH降低分壓有利于反應(yīng)ⅰ平衡正向移動且提高醇的濃度可以使酯的水解程度降低從而提高產(chǎn)率;③出料中沒有檢測到CH2CHCONH2的原因是CH2CHCONH2在反應(yīng)釜Ⅱ的溫度下發(fā)生分解;④反應(yīng)11 h后,a、b、c曲線對應(yīng)物質(zhì)的流量逐漸降低的原因是反應(yīng)時(shí)間過長,催化劑中毒活性降低,反應(yīng)速率降低,故產(chǎn)物減少。
(3)0.72 g水的物質(zhì)的量為0.04 mol,故p(H2O)=2.5×102 kPa·mol-1×n(H2O)=10 kPa,NH4HCO3分解的反應(yīng)式為NH4HCO3NH3↑+CO2↑+H2O↑,故NH4HCO3分解的平衡常數(shù)Kp=p(NH3)p(CO2)p(H2O)=4×104(kPa)3,解得p(NH3)=40 kPa,故為保證NH4HCO3不分解,NH3的分壓應(yīng)不低于40 kPa。
(4)Sn(CH2CH2CN)4是有機(jī)化合物,與水不溶,水中不電離,以CH2CHCN為原料在Sn作陰極得電子制得Sn(CH2CH2CN)4,故陰極的電極反應(yīng)式為Sn+4CH2CHCN+4e-+4H+Sn(CH2CH2CN)4。
答案:(1)ΔH1+ΔH2+ΔH3　(2)①c　②降低分壓有利于反應(yīng)ⅰ平衡正向移動且提高醇的濃度可以使酯的水解程度降低從而提高產(chǎn)率　③CH2CHCONH2在反應(yīng)釜Ⅱ的溫度下發(fā)生分解　④反應(yīng)時(shí)間過長,催化劑中毒活性降低,反應(yīng)速率降低,故產(chǎn)物減少　(3)40　(4)Sn+4CH2CHCN+4e-+4H+Sn(CH2CH2CN)4
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