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文档简介
第1章化学反应与能量转化一、选择题(共16题)1.在第十三届阿布扎比国际防务展上,采用先进的氢燃料电池系统的无人机,创造了该级别270分钟续航的新世界记录。下列有关氢燃料电池的说法正确的是A.通入氧气的电极发生氧化反应B.碱性电解液中阳离子向通入氢气的方向移动C.正极的电极反应式为:O2+2H2O+4e-═4OH-D.放电过程中碱性电解液的浓度不断增大2.如图所示是一种酸性燃料电池酒精检测仪,具有自动吹气流量侦测与控制的功能,非常适合进行现场酒精检测.下列说法不正确的是A.电流由所在的铂电极经外电路流向另一电极B.每转移4mol的电子,则消耗1mol的O2C.该电池的负极反应式为:D.微处理器通过检测电流大小而计算出被测气体中酒精的含量3.下列属于吸热反应的是A.铝片和稀盐酸反应B.Ba(OH)2∙8H2O晶体和NH4Cl晶体充分混合反应C.甲烷在氧气中燃烧D.氧化钙溶于水4.化学兴趣小组设计了一个简易原电池装置如图所示,反应原理为Cu+2AgNO3=2Ag+Cu(NO3)2。下列叙述正确的是A.银离子向铜极移动B.铜极为该装置的正极C.溶液的质量逐渐变小D.石墨极上发生氧化反应5.氯盐可导致混凝土中的钢筋腐蚀。为防止混凝土中的钢筋腐蚀,可在混凝土表面敷置一定电解质溶液并将惰性金属导电网浸泡其中,惰性金属导电网与钢筋分别连接外部直流电源从而除去Cl-,装置如图,下列说法错误的是A.钢筋接电源的正极B.金属导电网上发生的电极反应为2Cl—-2e-=Cl2↑C.混凝土中的钙离子向钢筋方向移动D.电解一段时间后钢筋附近溶液的pH增大6.乙醛酸是一种重要的化工中间体,可果用如下图所示的电化学装置合成。图中的双极膜中间层中的解离为和,并在直流电场作用下分别问两极迁移。下列说法正确的是A.在上述电化学合成过程中只起电解质的作用B.阳极上的反应式为:+2H++2e-=+H2OC.制得乙醛酸,理论上外电路中迁移了电子D.双极膜中间层中的在外电场作用下向铅电极方向迁移7.用NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是A.在1L
0.1mol/L的硫化钠溶液中,阴离子总数大于0.1NAB.常温常压下,Na2O2与足量H2O反应,生成4.48LO2
,转移电子的数目为0.2NAC.在密闭容器中充入1.5molH2和0.5molN2,充分反应后可得到NH3的分子数为NAD.电解精炼铜的过程中,电路中每通过NA个电子,阳极溶解铜32g8.“84”消毒液可有效杀死物体表面的新冠病毒。氯碱工业的产品Cl2和NaOH可用于生产“84”消毒液。如图为模拟氯碱工业的简易装置,其中两电极均为惰性电极。下列说法正确的是A.“84”消毒液的有效成分是NaClO和NaClB.阴极反应式为:2Cl--2e-=Cl2↑C.通电过程中,A室c(Na+)逐渐增大,B室c(Na+)逐渐减小D.若电路中通过电子0.2mol,理论上两极共得到气体2.24L9.一种新型燃料电池,一极通入空气,另一极通入丁烷气体;电解质是掺杂氧化钇(Y2O3)的氧化锆(ZrO2)晶体,在熔融状态下能传导O2-。下列说法不正确的是A.通入丁烷的一极是负极,电极反应为:C4H10+26e-+13O2-===4CO2↑+5H2OB.在熔融电解质中,O2-向负极定向移动C.电池的总反应是:2C4H10+13O2===8CO2+10H2OD.通入空气的一极是正极,电极反应为:O2+4e-===2O2-10.近年来,科学工作者致力于二氧化碳转化为甲烷、甲醇等技术研究,为解决环境和能源问题提供了一种新途径。以下关于二氧化碳甲烷化的技术(如图所示)说法错误的是A.过程Ⅰ中,CO2分子内的化学键没有断裂B.过程Ⅰ中,La元素的化合价没有改变C.过程Ⅱ中,H2→2H•为吸热过程D.该技术的总反应为4H2+CO2CH4+2H2O11.科学家设计了一种电解装置,能将甘油()和二氧化碳转化为甘油醛()和合成气,装置如下图所示。下列说法正确的是A.催化电极b应与电源正极相连B.电解一段时间后,催化电极b附近的pH增大C.催化电极a上发生的电极反应方程式:D.当外电路转移4mol时,生成的合成气标况下的体积为22.4L12.镍基La2O3催化CO2甲烷化反应机理,如下图所示,下列叙述错误的是A.是反应的中间体B.在镍基La2O3催化下,明显被活化C.在镍基La2O3催化下,H2分子中的H-H断裂D.存在反应La2O3CO3=+La2O313.用惰性电极电解一定浓度的硫酸铜溶液,通电一段时间后,若要恢复到电解前的浓度和pH,可向所得的溶液中加入0.01mol。下列说法错误的是A.此电解过程中,阴极产生的气体为B.此电解过程中,转移电子的物质的量为0.04molC.此电解过程中,与电源正极相连的电极共放出气体的体积约为224mLD.电解结束后,原溶液的溶质变为14.用甲醇燃料电池作电源,用铁作电极电解含的酸性废水,最终可将转化成Cr(OH)3沉淀而除去,装置如下图。下列说法正确的是A.电极N为负极,Fe(Ⅱ)为阳极B.电解一段时间后,在Fe(Ⅰ)极附近有沉淀析出C.M电极的电极反应式为CH3OH+8OH--6e-═+6H2OD.电路中每转移6mol电子,最多有1mol被还原15.二氧化硫—空气质子交换膜燃料电池将化学能转变成电能的同时,实现了制硫酸、发电、环保三位一体的结合,降低了成本提高了效益,其原理如图所示。下列说法错误的是A.该电池放电时电子从Pt1电极经过外电路流到Pt2电极B.Pt1电极附近发生的反应为:SO2+2H2O-2e-=SO+4H+C.相同条件下,放电过程中消耗的SO2和O2的体积比为2∶1D.Pt2电极附近发生的反应为O2+4e-=2O2-16.将0.2molKNO3、0.4molCu(NO3)2、0.4molKCl一起溶于水,配成100mL混合溶液,用惰性电极电解一段时间后,若在一极析出19.2gCu,此时在另一极上产生气体的体积(标准状况下)为A.3.96L B.4.48L C.5.6L D.6.72L二、综合题(共6题)17.A、B、C三个烧杯中分别盛有相同物质的量浓度的稀硫酸。(1)A中反应的离子方程式为___________。(2)B中Sn极为___________极,电极反应式为___________;Sn极附近溶液的酸性___________(填“增大”、“减小”或“不变”)。B中Fe极为___________极,电极反应式为___________。(3)C中被腐蚀的金属是___________,总反应式为___________;比较A、B、C中铁被腐蚀的速率,由快到慢的顺序是___________。18.I.下图表示某反应的能量变化关系(1)此反应为__________(填“吸热”或“放热”)反应,(2)ΔH=_____________(用含有a、b的关系式表示)。II.联氨(又称肼,N2H4,无色液体)是一种应用广泛的化工原料,可用作火箭燃料。已知:①2O2(g)+N2(g)==N2O4(l)ΔH1②N2(g)+2H2(g)==N2H4(l)ΔH2③O2(g)+2H2(g)==2H2O(g)ΔH3④2N2H4(l)+N2O4(l)==3N2(g)+4H2O(g)ΔH4(3)上述反应热效应之间的关系式为ΔH4=__________。III.恒温恒容条件下,硫可以发生如下转化,其反应过程和能量关系如图所示。已知:2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)ΔH=-196.6kJ·mol-1(4)写出硫燃烧的热化学方程式:___________。(5)ΔH2=______kJ·mol-1。19.燃料电池是利用燃料与氧气反应从而将化学能转化为电能的装置。(1)以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构示意图如图所示。①A为生物燃料电池的________(填“正”或“负”)极。②正极反应式为_____________。③放电过程中,H+由________极区向________极区迁移(填“正”或“负”)。④在电池反应中,每消耗1mol氧气,理论上生成标准状况下二氧化碳的体积是________。(2)一氧化碳无色无味有毒,世界各国每年均有不少人因一氧化碳中毒而失去生命。一种一氧化碳分析仪的工作原理如图所示,该装置中电解质为氧化钇—氧化钠,其中O2-可以在固体介质NASICON中自由移动。传感器中通过的电流越大,尾气中一氧化碳的含量越高。请回答:①a极电极反应式为______________;②工作时,O2-由电极________向电极________移动(填“a”或“b”);③电子由电极________通过传感器流向电极________(填“a”或“b”)。20.(1)肼(N2H4)又称联氨,是一种可燃性的液体,可用作火箭燃料。已知在101kPa时,16.0gN2H4在氧气中完全燃烧生成氮气,放出热量312kJ(25℃时),写出表示N2H4燃烧热的热化学方程式。(2)甲烷----氧气燃料电池以20%~30%的KOH溶液为电解质溶液。正极的电极反应式是。负极的电极反应式是。(3)右图是一个电化学过程示意图。①锌片上发生的电极反应是。②假设使用肼—空气燃料电池作为本过程中的电源,铜片的质量变化128g,则肼一空气燃料电池理论上消耗标标准状况下的空气L(假设空气中氧气体积含量为20%)21.如图是一个电化学过程的示意图。Ⅰ.在甲池中,若A端通入甲醇,B端通入氧气,丙池中装有溶质质量分数为10.00%的Na2SO4溶液100g,过一段时间后,丙池中溶质的质量分数变为10.99%.(1)A极的电极反应式为:_____________________________________(2)若乙池溶液的体积为1L,则此时乙池溶液中c(H+)=_____________(不考虑Ag+的水解)(3)丙池中产生的气体体积为___________L(标准状况下)Ⅱ.制取KMnO4的最好方法是电解K2MnO4,若此时把丙池中阳极材料换为镍板,阴极材料换为K2MnO4铁板,硫酸钠溶液换成K2MnO4溶液,则可制取KMnO4(4)阳极的电极反应式为_______________________________22.我国成功发射的“嫦娥”卫星和“玉兔”月球车对探究月球结构和资源开发具有极为重要的战略意义。请回答下列问题:(1)发射“嫦娥”卫星使用了大功率运载火箭,火箭推进器中装有还原剂肼和强氧化剂过氧化氢,其反应为,已知生成释放出热量。①写出在催化剂作用下分解的化学方程式:_______。②用电子式表示的形成过程:_______。③若该火箭推进器中有共价键发生断裂,释放出的热量为_______。(2)镍氢蓄电池具有能量密度大、电压高、可多次反复充放电等特性而被用于“玉兔”月球车上,溶液作电解液,其放电时,正极的电极反应式为,负极的电极反应式为,利用太阳能充电时负极的电极反应式为。①该镍氢蓄电池放电时的总反应方程式为_______。②该电池利用太阳能充电时正极的电极反应式为_______。③该电池工作时,向_______(填“正极”或“负极”)迁移。④假设电池工作时有个电子从负极流向正极,则消耗的H2在标准状况下的体积为_______L。参考答案1.C2.C3.B4.C5.A6.D7.A8.C9.A10.A11.B12.B13.C14.B15.D16.C17.正减小负ZnB>A>C18.放热(a-b)kJ·mol-12ΔH3-2ΔH2-ΔH1S(s)+O2(g)===SO2(g)ΔH=-297kJ·mol-1-78.6419.正O2+4H++4e-=2H2O负正22.4LCO+O
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