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第四章化学反应与电能测试题一、单选题1.对于敞口容器中的反应:Zn(s)+H2SO4(aq)=ZnSO4(aq)+H2(g),下列叙述中错误的是()A.Zn和H2SO4的总能量大于ZnSO4和H2的总能量B.反应过程正极电极反应式为2H+-2e-=H2↑C.若将该反应设计成原电池,则Zn为负极D.若设计成原电池,当有65g锌溶解时,理论上正极放出22.4L气体(标准状况)2.是一种剧毒气体,对废气资源化利用的途径之一是回收能量并得到单质硫,反应原理为。如图为质子膜燃料电池的示意图。下列说法正确的是()A.电池工作时,电流从电极a经过负载流向电极bB.电路中每流过4mol电子,电池会向外界释放632kJ热能C.电极a上发生的电极反应式为D.参与反应时,经质子交换膜进入正极区3.原电池原理的发现和各式各样电池装置的发明是化学对人类的一项重大贡献.关于如图所示原电池的说法正确的是()A.将电能转化为化学能的装置B.电子由铜片经导线流向锌片C.锌片为负极,发生氧化反应D.铜片上发生的反应为Cu2++2e﹣=Cu4.下列反应中,在原理上可以设计成原电池的是()A.氢氧化钠和盐酸的反应 B.碳与二氧化碳的反应C.石灰石的分解 D.乙醇和氧气的反应5.一种新型污水处理装置模拟细胞内生物电的产生过程,可将酸性有机废水的化学能直接转化为电能。下列说法中不正确的是()A.M极作负极,发生氧化反应B.电子流向:M→负载→N→电解质溶液→MC.N极的电极反应:O2+4H++4e-=2H2OD.当N极消耗5.6L(标况下)气体时,最多有NA个H+通过阳离子交换膜6.利用下图装置可以模拟铁的电化学防护。下列说法错误的是()A.若X为锌棒,开关K置于M处,可减缓铁的腐蚀B.若X为锌棒,开关K置于M处,铁极发生氧化反应C.若X为碳棒,开关K置于N处,可减缓铁的腐蚀D.若X为碳棒,开关K置于N处,X极发生氧化反应7.全固态锂硫电池能量密度高、成本低,其工作原理如图所示,其中电极a常用掺有石墨烯的S8材料,电池反应为:16Li+xS8=8Li2Sx(2≤x≤8)。下列说法错误的是()A.电池工作时,正极可发生反应:2Li2S6+2Li++2e−=3Li2S4B.电池工作时,外电路中流过0.02mol电子,负极材料减重0.14gC.石墨烯的作用主要是提高电极a的导电性D.电池充电时间越长,电池中Li2S2的量越多8.是一种重要的无机化合物,可作为食盐中的补碘剂,也可采用“电解法”制备,装置如图所示,下列说法正确的是()A.溶液中的迁移方向是从右池到左池B.装置中每转移2mol,产生气体体积为22.4LC.电解过程中,阴极区溶液的pH值增大D.电解时阳极的电极反应式为9.普通水泥在固化过程中其自由水分子减少并形成碱性溶液。根据这一物理化学特点,科学家发明了电动势法测水泥的初凝时间。此法的原理如图所示,总反应为2Cu+Ag2O=Cu2O+2Ag。下列有关说法正确的是()A.正极的电极反应式:Ag2O-2e-+2H2O=2Ag+2OH-B.2molCu与1molAg2O的总能量低于1mLCu2O与2molAg的总能量C.电池工作时,OH-向Ag2O/Ag电极移动D.水泥固化过程中自由水分子减少,导致溶液中各离子浓度的变化,从而引起电动势变化10.下列说法错误的是()A.原电池是将化学能转化为电能的装置B.原电池中电解质溶液的作用是传递电子C.碱性锌锰电池以锌作负极,KOH为电解质D.铅蓄电池是一种二次电池,以PbO2作正极11.水系钠离子电池有望代替锂离子电池和铅酸电池,工作原理如图所示。下列说法错误的是()A.放电时,电极N上的电势高于电极M上的电势B.充电时,光电极参与该过程C.该交换膜为阴离子交换膜D.放电时总反应为:12.常温下,某小组探究不同溶液中钢铁的腐蚀,结果如下。下列说法错误的是溶液腐蚀快慢较快慢慢较快主要产物A.在溶液中,主要发生的是析氢腐蚀B.在溶液中,发生腐蚀时正极反应为:C.由实验可知,溶液碱性越强,钢铁腐蚀越困难D.钢铁腐蚀的产物受到溶液酸碱性的影响13.关于图中电化学装置的分析正确的是()A.若M为滴加酚酞的NaCl溶液,通电一段时间后,铁电极附近溶液显红色B.若M为CuSO4溶液,则可以在石墨上镀铜C.装置工作时,电子流动的方向:电源负极→Fe→溶液M→石墨→电源正极D.若电源反接,M为NaCl溶液,可制备Fe(OH)2并使其较长时间保持白色14.我国科学家设计了一种CO2捕获和利用一体化装置,利用含的废水和CO2制备甲酸铵(HCOONH4)其原理过程示意图如下。有关说法错误的是A.参与的电极反应为:+8e-+6H2O=NH3+9OH-B.生成HCOO-的电极反应为:+H2O-2e-=HCOO-+2OH-C.装置Ⅱ中OH-穿过阴离子交换膜由左向右迁移D.空气的作用是作为载气将含NH3的气体吹出反应器15.酒精检测仪可帮助执法交警测试驾驶员饮酒的多少,其工作原理示意图如下图所示。反应原理为:CH3CH2OH+O2=CH3COOH+H2O,被测者呼出气体中所含的酒精被输送到电池中反应产生微小电流,该电流经电子放大器放大后在液晶显示屏上显示其酒精含量。下列说法正确的是()A.电解质溶液中的H+移向a电极B.b为正极,电极反应式为:O2+4H++4e-=2H2OC.若有0.4mol电子转移,则在标准状况下消耗4.48L氧气D.呼出气体中酒精含量越高,微处理器中通过的电流越小16.电解法是制备物质的重要途径,下列物质不能通过电解盐溶液制备的是()A.Na B.Cl2 C.H2 D.Cu二、综合题17.铅(Pb)与碳(C)为同主族元素,序数为82,是一种金属元素,常温下不溶于浓硫酸。可用作耐硫酸腐蚀、防电离辐射、蓄电池等的材料。铅的一种氧化物二氧化铅()可以导电。(1)已知Pb原子核外共有6个电子层,写出Pb在周期表中的位置。(2)有一种Pb的核素含有126个中子,请用2X表示该核素的组成。(3)Pb的常见价态有+2、+4,且+2价更稳定,可以与浓盐酸共热产生黄绿色气体,则反应的化学方程式为。(4)铅蓄电池是常见的电池(填一次或二次),广泛用于汽车、电瓶车的供电装置。电池工作时总反应为:,写出电池工作时负极的电极反应式。18.环氧乙烷(,别称EO)是重要的杀菌剂和工业合成原料。回答下列问题:(1)(一)乙烯直接氧化法:反应Ⅰ:(g)反应Ⅱ:乙烯与在a、b两种催化剂作用下发生反应,催化剂的催化活性(用EO%衡量)及生成EO的选择性(用EO选择性%表示)与温度(T)的变化曲线如图一所示。①依据图给信息,选择制备环氧乙烷的适宜条件为。②M点后曲线下降的原因为。③下列说法正确的有(填标号)。A.催化剂的选择性越高,其达到最高反应活性所需的温度越高B.催化剂的催化活性与温度成正比C.不同催化剂达到最高活性时的温度不同(2)设为相对压力平衡常数,其表达式写法:在浓度平衡常数表达式中,用相对分压代替浓度。气体的相对分压等于其分压(单位为kPa)除以。反应Ⅰ、Ⅱ对应的随(温度的倒数)的变化如图二所示。①0(填“>”或“<”)。②在T℃的恒温、恒容密闭容器中,按体积分数充入反应混合气体:乙烯30%、氧气7%,其余混合气63%(致稳气),发生反应Ⅰ(忽略反应Ⅱ)。平衡时体系压强为2000kPa,乙烯的转化率为,则T℃下反应Ⅰ的相对压力平衡常数。(3)(二)电化学合成法科学家利用、水合成环氧乙烷,有利于实现碳中和。总反应为:,该过程在两个独立的电解槽中实现,装置如图三所示,在电解槽2中利用氯离子介导制备环氧乙烷,内部结构如图四所示。①电解槽1中阴极的电极反应式为。②图四虚线框中发生的反应为:、、。19.“氯碱工业”以电解饱和食盐水为基础制取氯气等产品,氯气是实验室和工业上的常用气体。请回答:(1)电解饱和食盐水制取氯气的化学方程式是。(2)下列说法错误的是______。A.可采用碱石灰干燥氯气B.可通过排饱和食盐水法收集氯气C.常温下,可通过加压使氯气液化而储存于钢瓶中D.工业上,常用氢气和氯气反应生成的氯化氢溶于水制取盐酸(3)在一定温度下,氯气溶于水的过程及其平衡常数为:Cl2(g)⇌Cl2(aq)K1=c(Cl2)/pCl2(aq)+H2O(l)⇌H+(aq)+Cl-(aq)+HClO(aq)K2其中p为Cl2(g)的平衡压强,c(Cl2)为Cl2在水溶液中的平衡浓度。①Cl2(g)⇌Cl2(aq)的焓变ΔH10。(填”>”、“=”或“<”)②平衡常数K2的表达式为K2=。③氯气在水中的溶解度(以物质的量浓度表示)为c,则c=。(用平衡压强p和上述平衡常数表示,忽略HClO的电离)(4)工业上,常采用“加碳氯化”的方法以高钛渣(主要成分为TiO2)为原料生产TiCl4,相应的化学方程式为;I.TiO2(s)+2Cl2(g)⇌TiCl4(g)+O2(g)ΔHI=181mol·L-1,KI=-3.4×10-29II.2C(s)+O2(g)⇌2CO(g)ΔHII=-221mol·L-1,KII=1.2×1048结合数据说明氯化过程中加碳的理由。(5)在一定温度下,以I2为催化剂,氯苯和Cl2在CS2中发生平行反应,分别生成邻二氯苯和对二氯苯,两产物浓度之比与反应时间无关。反应物起始浓度均为0.5mol·L-1,反应30min测得氯苯15%转化为邻二氯苯,25%转化为对二氯苯。保持其他条件不变,若要提高产物中邻二氯苯的比例,可采用的措施是______。A.适当提高反应温度 B.改变催化剂C.适当降低反应温度 D.改变反应物浓度20.反应的能量变化趋势如图甲所示。(1)该反应为(填“吸热”或“放热”)反应。(2)若将上述反应设计成原电池,铜为原电池某一极材料,则铜为(填“正”或“负”)极。铜片上产生的现象为,该极的电极反应式为。(3)某学生为了探究锌与硫酸反应过程中的速率变化,将表面被氧化的锌粒投入稀硫酸中,测得生成氢气的速率与反应时间t关系曲线如图乙所示。①曲线0~a段,反应的离子方程是为。②曲线b~c段,产生氢气的速率增加较快的主要原因是。③曲线由c以后,产生氢气的速率逐渐下降的主要原因是。21.目前,液流电池是电化学储能领域的一个研究热点,优点是储能容量大、使用寿命长。一种简单钒液流电池的电解液存储在储液罐中,放电时的结构及工作原理如图:回答下列问题:(1)放电时,导线中电流方向为,质子通过质子交换膜方向为(填“从A到B”或“从B到A”)。(2)用该电池作为电源电解饱和食盐水,电解反应的化学方程式为;若欲利用电解所得产物制取含149kgNaClO的消毒液用于环境消毒,理论上电解过程中至少需通过电路mol电子。(3)若将该电池电极连接电源充电,则A极连接电源的极,发生的电极反应为。
答案解析部分1.【答案】B【解析】【解答】A.活泼金属与酸的置换反应是放热反应,即反应物能量总和大于生成物能量总和,即Zn和H2SO4的总能量大于ZnSO4和H2的总能量,故A不符合题意;B.该反应过程为金属的化学腐蚀过程,不满足构成原电池的条件,没有形成原电池,没有正负极反应,故B符合题意;C.Zn发生失电子的氧化反应,若设计成原电池,则Zn作负极,故C不符合题意;D.若设计成原电池,当有65g锌溶解时,n(Zn)==1mol,根据反应Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑,正极生成1molH2,理论上正极放出22.4L气体(标准状况),故D不符合题意;故答案为:B。
【分析】此题考查反应特点,金属和酸的反应是常见的放热反应。是一个氧化还原反应,所以可以设计成原电池。2.【答案】C【解析】【解答】A.根据反应原理可知,通H2S的一极为负极,失去电子,电子从电极a经过负载流向电极b,则电流从电极b经过负载流向电极a,故A不符合题意;B.原电池是化学能转化为电能的装置,因此电路中每流过4mol电子,电池不会向外界释放632kJ热能,故B不符合题意;C.电极a是负极,H2S失去电子转化为S2,结合质子交换膜,写出电极反应式:2H2S-4e-=S2+4H+,故C符合题意;D.没有标明状态,根据气体体积不能确定物质的量,故D不符合题意;故答案为:C。
【分析】根据反应原理确定正负极,负极失电子,发生氧化反应电流从正极流到负极,据此分析解答。3.【答案】C【解析】【解答】解:A.该装置为原电池,将化学能转化为电能的装置,A不符合题意;B.原电池中,电子从负极流向正极,即由锌片经导线流向铜片,B不符合题意;C.活泼性强的金属作负极,负极上Zn失电子,发生氧化反应,C符合题意;D.铜片上发生的反应为2H++2e﹣═H2↑,D不符合题意;故答案为:C【分析】图示原电池装置中,铜做正极,H+在正极发生得电子的还原反应,其电极反应式为:2H++2e-=H2;锌做负极,Zn发生失电子的氧化反应,其电极反应式为:Zn-2e-=Zn2+;据此结合选项进行分析。4.【答案】D【解析】【解答】题中只有D选项为氧化还原反应反应,可设计成原电池反应,其中通入乙醇的电极为负极,通入氧气的电极为正极,而A、C选项都不是氧化还原反应,B选项虽然是氧化还原反应,但属于吸热反应,均不能设计成原电池。故答案为:D。【分析】原电池所涉及反应为自发进行的氧化反应。5.【答案】B【解析】【解答】A.M极加入有机物,有机物变成二氧化碳,发生氧化反应,说明M作负极,A不符合题意;
B.M为负极,N为正极,所以电子流向:M→负载→N,电子只能通过导线不能通过溶液,B符合题意;
C.N极为正极,氧气在正极上得到电子,电极反应:O2+4H++4e-=2H2O,C不符合题意;
D.当N极消耗5.6L(标况下)气体基5.6/22.4=0.25mol氧气时,转移0.25×4=1mol电子,所以最多有NA个H+通过阳离子交换膜,D不符合题意。
故答案为:B
【分析】A.有机物类似于燃料电池的燃料,做负极;
B.电子只能通过导线(外电路)不能通过溶液(内电路);
C.N极为正极,溶液为酸性,所以氧气在正极上得到电子生成水;
D.电荷守恒。6.【答案】B【解析】【解答】若X为锌棒,开关K置于M处,形成原电池,锌作负极,发生氧化反应;铁做正极被保护,故A不符合题意,B符合题意。若X为碳棒,开关K置于N处,形成电解池,铁作阴极,被保护,可减缓铁的腐蚀,C不符合题意;X极作阳极,发生氧化反应,D不符合题意。故答案为:B。
【分析】若K连接M构成原电池,若X的活动性强于铁,可以保护铁,若X是不活泼金属或碳棒时,加速铁的腐蚀,若K连接N构成电解池。此时是可以保护铁7.【答案】D【解析】【解答】A.原电池工作时,Li+向正极移动,则a为正极,正极上发生还原反应,随放电的多少可能发生多种反应,其中可能为2Li2S6+2Li++2e-=3Li2S4,故A不符合题意;B.原电池工作时,转移0.02mol电子时,氧化Li的物质的量为0.02mol,质量为0.14g,故B不符合题意;C.石墨能导电,利用石墨烯作电极,可提高电极a的导电性,故C不符合题意;D.电池充电时间越长,转移电子数越多,生成的Li和S8越多,即电池中Li2S2的量越少,故D符合题意;故答案为D。
【分析】原电池中负极失去电子,化合价升高,发生氧化反应,正极得到电子,化合价降低,发生还原反应,正极得到的电子和负极失去的电子数目是相等的。8.【答案】C【解析】【解答】A.阳极失电子,阴极得电子,所以电解液中的阳离子从阳极移向阴极,则溶液中K+的迁移方向是从左池到右池,A不符合题意;
B.由分析可知,阴极产生气体,其电极反应式为2H2O+2e-=2OH-+H2↑,则标况下,每转移2mole-,产生气体体积为22.4L,B不符合题意;
C.由分析可知,阴极区溶液碱性逐渐增强,则其pH增大,C符合题意;
D.由分析可知,阳极的电极反应式为I2+12OH--10e-=2IO3-+6H2O,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】该装置为电解池,其中a为阳极,b为阴极,阳极的电极反应式为I2+12OH--10e-=2IO3-+6H2O,阴极的电极反应式为2H2O+2e-=2OH-+H2↑。9.【答案】D【解析】【解答】解:A.由电池反应方程式2Cu+Ag2O=Cu2O+2Ag知,较不活泼的金属银作正极,电极反应式为Ag2O+2e−+H2O═2Ag+2OH−,故A不符合题意;B.因为原电池的构成条件之一为自发的放热的氧化还原反应,所以该反应为放热反应,则2molCu与1molAg2O的总能量大于1molCu2O与2molAg具有的总能量,故B不符合题意;C.原电池工作时,阴离子向负极移动,阳离子向正极移动,因此OH-向Cu电极移动,故C不符合题意。D、水泥固化过程中,自由水分子减少,溶剂的量减少导致溶液中各离子浓度的变化,从而引起电动势变化,故D符合题意.故答案为:D.
【分析】关于原电池的题目,核心在于判断正负极,掌握正向正、负向负的电荷移动原理,结合核心产物与溶液环境,书写电极反应式,根据电极反应式进行计算。10.【答案】B【解析】【解答】A.原电池装置中,将化学能转化为电能,选项正确,A不符合题意;B.电子只能在电极和导线之间移动,不能再电解质溶液中移动,选项错误,B符合题意;C.碱性锌锰电池中,Zn为负极,KOH为电解质,选项正确,C不符合题意;D.铅蓄电池中放电过程的总反应为:Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O,该电池中,正极为PbO2,选项正确,D不符合题意;故答案为:B【分析】A.根据原电池装置的能量转化分析;B.电子只能在电极和导线之间移动;C.根据碱性锌锰干电池的反应分析;D.根据铅蓄电池的反应分析;11.【答案】C【解析】【解答】A.由图可知,放电时,电极N上转化为,碘元素的被还原,因此电极N为正极,电极M为负极,电极N上的电势高于电极M上的电势,故A不符合题意;B.充电时在光电极上失电子被氧化为,因此充电时,光电极参与该过程,故B不符合题意;C.由图可知,交换膜允许钠离子自由通过,所以该交换膜为阳离子交换膜,故C符合题意;D.在负极上被氧化为,电极反应式为,正极电极反应式为,总反应为,故D不符合题意;故答案为:C。
【分析】A、放电时,正极的电势高于负极的电势;
B、充电时在光电极上失电子被氧化为;
C、钠离子可以通过,因此是阳离子交换膜;
D、转化为,转化为,总反应为。12.【答案】C【解析】【解答】A.在溶液中,酸性条件下,主要发生的是析氢腐蚀,故A不符合题意;B.在溶液中,发生吸氧腐蚀,正极反应为:,故B不符合题意;C.中腐蚀速度快,说明溶液碱性越强,钢铁腐蚀越容易,故C符合题意;D.不同pH条件下,钢铁腐蚀的产物不同,受到溶液酸碱性的影响,故D不符合题意;故答案为:C。
【分析】A.中性或弱酸性条件下,金属发生吸氧腐蚀,酸性环境下,金属发生析氢腐蚀;C.依据表中数据对比分析;D.不同pH条件下,钢铁腐蚀的产物不同。13.【答案】A【解析】【解答】A.若M为滴加酚酞的NaCl溶液,铁连接电源的负极作阴极,电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-,生成氢氧根离子,故铁电极附近溶液显红色,A符合题意;B.石墨连接电源的正极作阳极,电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+,不能实现石墨上镀铜,B不符合题意;C.电解池中电子由负极流向阴极,由阳极流回到正极,不经过电解质溶液,C不符合题意;D.若将电源反接,铁做阳极,铁失电子生成亚铁离子,石墨做阴极,溶液中的氢离子在此极得电子变为氢气,溶液中的氢氧根离子浓度增大,亚铁离子和氢氧根离子反应生成氢氧化亚铁沉淀,但是溶液中的氧气能够把氢氧化亚铁氧化为氢氧化铁红褐色沉淀,氢氧化亚铁不能较长时间保持白色,D不符合题意;故答案为:A。
【分析】A、电解池中,铁为阴极,电解饱和食盐水时,阴极有氢气产生,氢离子浓度降低,碱性增强;
B、铜离子是阳离子,在阴极放电,即在铁上镀铜;
C、负极失去电子,经过导线流向阴极,阳极失去电子经过导线流向正极;
D、电源反接,铁为阳极,失去电子形成亚铁离子,氢离子在石墨放电形成氢气,氢离子浓度减小,氢氧根浓度增大,形成氢氧化亚铁,但是氢氧化亚铁很容易被氧化。14.【答案】B【解析】【解答】A.由分析可知,参与的电极反应为:+8e-+6H2O=NH3+9OH-,A不符合题意;B.由分析可知,生成HCOO-的电极反应为:+H2O+2e-=HCOO-+2OH-,B符合题意;C.由分析可知,装置Ⅱ中左侧为阴极,右侧为阳极,故OH-穿过阴离子交换膜由左向右迁移,C不符合题意;D.由题干装置可知,空气的作用是作为载气将含NH3的气体吹出反应器,D不符合题意;故答案为:B。
【分析】电解时,阳极与直流电源的正极相连的电极,发生氧化反应;阴极与直流电源的负极相连的电极,发生还原反应;阳离子移向阴极,阴离子移向阳极。15.【答案】B【解析】【解答】燃料电池中,负极上燃料失电子发生氧化反,应,氧化剂在正极上发生还原反应,A.该燃料电池中,a是负极,b是正极,电解质溶液中氢离子向b极移动,选项A不符合题意;B.b为正极,正极上氧气得电子和氢离子反应生成水,所以电极反应式为O2+4e-+4H+=2H2O,选项B符合题意;C.b为正极,电极反应式为O2+4e-+4H+=2H2O,所以有0.4mol电子转移,则在标准状况下消耗2.24L氧气,选项C不符合题意;D.单位时间内,人呼出的气体中酒精含量越多,酒精失电子数越多,所以微处理器中通过的电流越大,选项D不符合题意;故答案为:B。
【分析】形成原电池,故乙醇做为电池的负极,空气一端作为电池的正极,乙醇在失去电子,产生二氧化碳,空气一端氧气得到电子结合大量的氢离子形成水。根据转移的电子数即可计算出氧气的量,负极气体越多,电流越大16.【答案】A【解析】【解答】A.Na的制备是电解熔融的氯化钠溶液,2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑,A符合题意;B.工业上制备Cl2是电解饱和食盐水,2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑,B不合题意;C.工业上制备H2可以电解饱和食盐水,2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑,C不合题意;D.工业上电解CuSO4溶液可以制备Cu,2CuSO4+2H2O2Cu+2H2SO4+O2↑,D不合题意;故答案为:A。
【分析】工业上制取钠,不能通过电解盐溶液得到钠单质,一般是通过电解熔融氯化钠制取金属钠,氯气和氢气可以通过电解饱和食盐水,金属铜可以通过电解铜的盐溶液。17.【答案】(1)第六周期ⅣA族(2)(3)PbO2+4HCl(浓)Δ__PbCl2+Cl2↑+2H(4)二次;Pb-2e-+=PbSO4【解析】【解答】(1)C位于第IVA族,所有的电子层数就是元素的周期数,综合起来Pb的位置就是第六周期第IVA族;
(2)在表示原子的方法中,元素符号的左上角是原子的质量数,左下角是质子数;
(3)黄绿色的气体是氯气,根据信息可知该反应是氧化还原反应,是PbO2氧化HCl,产物是PbCl2,Cl2和水;
(4)铅蓄电池是一种二次电池,属于原电池的一种,在原电池中,负极发生失去电子的反应,即氧化反应。【分析】二次电池指的是电池在放电之后可以再通过充电的方式使活性物质激活而继续使用的电池。再原电池中,负极失去电子,发生氧化反应,正极得到电子,发生还原反应。18.【答案】(1)选用催化剂a,温度220℃;温度升高,催化剂活性减弱;发生反应Ⅱ,使选择性下降;C(2)<;(3);【解析】【解答】(1)①在较低温度下催化剂a体现了较高的催化活性和生成EO的选择性,能耗低,极值对应温度220℃;②M点后随着温度升高,催化剂的活性减弱,发生反应II,生成EO的选择性也随之降低;③A.催化剂选择性高低变化和最高反应活性也要在一定温度范围内变化与维持,A项不正确;B.温度过高会使催化剂失活,所以催化活性并不与温度成正比,B项不正确;C.由图可知不同催化剂达到最高活性时的温度不同,C项正确,故故答案为:C。(2)①由图像可知自左向右随着温度T降低,反应II对应的值逐渐减小,即逐渐增大,说明平衡向正反应放热方向移动,所以反应II正反应是放热反应,<0;②设混合气体总体积为100,列反应I三段式如图(3)①电解槽I中阴极区CO2得电子被还原为C2H4,电极反应式为:;②在碱性条件下脱去HCl,虚线框内的反应式为。
【分析】(1)①在较低温度下催化剂a体现了较高的催化活性和生成EO的选择性,能耗低,极值对应温度220℃;
②M点后随着温度升高,催化剂的活性减弱;
③温度会影响催化剂的活性;
(2)①温度降低,反应II对应的值逐渐减小,即逐渐增大,说明平衡正向移动;
②列出反应的三段式计算;
(3)①电解槽Ⅰ中阴极区CO2得电子被还原为C2H4;
②HOCH2CH2Cl在碱性条件下脱去HCl。19.【答案】(1)2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑(2)A(3)<;;K1p+(4)反应I+II得:TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)=TiCl4(g)+2CO(g),K=KIKII=4.1×1019远大于K1,反应II使TiO2氯化为TiCl4得以实现;ΔH=ΔHI+ΔHII=-40kJ·mol-1,反应II可为反应I提供所需的能量(5)A;B【解析】【解答】(1)反应的化学方程式是2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑。(2)A.氯气可与碱反应,碱石灰含有氢氧化钠和氧化钙,因此,不能用碱石灰干燥氯气,A说法不正确;B.氯气可与水反应生成盐酸和次氯酸,该反应是可逆反应,在饱和食盐水中存在浓度较大的氯离子,可以使氯气的溶解平衡逆向移动,因此,氯气在饱和食盐水中的溶解度较小,可以通过排饱和食盐水法收集氯气,B说法正确;C.氯气在常温下不与铁反应;氯气的相对分子质量较大,其分子间的作用力较大,因此,氯气属于易液化的气体,常温下,可通过加压使氯气液化而储存于钢瓶中,C说法正确;D.氢气和氯气反应生成氯化氢,氯化氢溶于水得到盐酸,因此,工业上,常用氢气和氯气反应生成的氯化氢溶于水制取盐酸,D说法正确。综上所述,相关说法错误的是A,故答案为:A。(3)①Cl2(g)⇌Cl2(aq)表示的是氯气的溶解平衡,氯气在常温下可溶于水,该过程是自发的,由于该过程的熵变小于0,因此,其焓变ΔH1<0。②由化学方程式Cl2(aq)+H2O(l)⇌H+(aq)+Cl-(aq)+HClO(aq)可知,其平衡常数K2的表达式为K2=,注意水为液态,其不出现在表达式中。③Cl2(g)⇌Cl2(aq)与Cl2(aq)+H2O(l)⇌H+(aq)+Cl-(aq)+HClO(aq)相加可以得到Cl2(g)+H2O(l)⇌H+(aq)+Cl-(aq)+HClO(aq),因此,该反应的平衡常数为;氯气在水中的溶解度(以物质的量浓度表示)为c,根据物料守恒可知,c=+c(HClO)+c(Cl-),由于HCl是强电解质,若忽略水的电离和次氯酸的电离,则,由K2=可知=,由K1=c(Cl2)/p可知,=,则=,因此,c=K1p+。(4)已知:I.TiO2(s)+2Cl2(g)⇌TiCl4(g)+O2(g)ΔHI=181mol·L-1,KI=-3.4×10-29;II.2C(s)+O2(g)⇌2CO(g)ΔHII=-221mol·L-1,KII=1.2×1048。根据盖斯定律可知,I+II得:TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)=TiCl4(g)+2CO(g),则K=KIKII=4.1×1019远大于K1,反应II的发生可以减小反应I的平衡体系中氧气的浓度,从而使TiO2氯化为TiCl4得以实现;反应I为吸热反应,而ΔH=ΔHI+ΔHII=-40kJ·mol-1,说明TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)=TiCl4(g)+2CO(g)为放热反应,则反应II可为反应I提供所需的能量。(5)A..由于两产物浓度之比与反应时间无关,适当提高反应温度,使催化剂碘的溶解度增大,既可以加快化学反应速率,同时可以提高邻位取代的机率(催化剂会参与反应形成中间体,根据信息可知,碘在对位的取代机率较大),从而提高产物中邻二氯苯的比例,故A正确;B.可以使用对生成邻二氯苯有更高选择性的催化剂,以提高产物中邻二氯苯的比例,B正确;C.适当降低反应温度,不利于提高邻二氯苯的生成机率,不能提高产物中邻二氯苯的比例,C不正确;D.改变反应物浓度可以改变化学反应速率,从而改变反应达到化学平衡状态的时间,但是,产物浓度之比与反应时间无关,因此,不能提高产物中邻二氯苯的比例,D不正确。综上所述,选AB。【分析】(1)电解饱和食盐水制取氯气时,同时还生成氢气和氢氧化钠
(2)氯气溶于水后,形成的是次氯酸或盐酸与碱石灰作用。收集氯气时利用的是排饱和食盐水的方法进行收集气体,常温下可以加压的方式减小分子的间隔即
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