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…………○…………内…………○…………装…………○…………内…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………※※请※※不※※要※※在※※装※※订※※线※※内※※答※※题※※…………○…………外…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………第=page22页,总=sectionpages22页第=page11页,总=sectionpages11页2025年沪教版必修2化学上册月考试卷583考试试卷考试范围:全部知识点;考试时间:120分钟学校:______姓名:______班级:______考号:______总分栏题号一二三四五六总分得分评卷人得分一、选择题(共7题,共14分)1、在容积为的恒容密闭容器中充入和在一定条件下发生反应:反应进行时达到平衡状态,测得该反应的平衡常数K与温度T的关系如图1所示,的平衡转化率如图2所示;下列说法错误的是。
A.在图1中,曲线Ⅱ表示该反应的平衡常数K与温度T的关系B.该温度下,平衡常数C.在其他条件不变的情况下,图2中x可表示温度、压强或和的投料比D.用二氧化碳合成甲醇体现了减排理念2、t℃时,反应N2+3H22NH3在容积固定的密闭容器中进行,达到平衡状态的标志是A.v(NH3)=2v(N2)B.H2的物质的量浓度不再发生变化C.单位时间内消耗2molNH3的同时生成1molN2D.1molN2和3molH2完全转化为2molNH33、锌(Zn)-空气电池的总反应式:2Zn+O2+2H2O=2Zn(OH)2;装置如图所示。
下列说法不正确的是A.多孔石墨电极上发生还原反应B.电子从锌电极经过KOH溶液流向石墨电极C.负极的电极反应:Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2D.电池工作时,电解质溶液中K+的数目保持不变4、将漫射的日光照射到装有氯气和甲烷混合气体(体积比为4:1)的装置上(如图)。现列出如下现象;其中正确的描述是。
①试管内黄绿色逐渐消失②试管内黄绿色加深③无任何现象④试管内液面上升⑤试管内壁上有油状物生成A.只有①B.①④和⑤C.①⑤D.②和⑤5、标准状况下,4.48L气态混合烃在足量氧气中完全燃烧后得到6.72L二氧化碳和7.2g水,则下列对气态混合烃的描述正确的是A.一定含乙烷B.一定含乙烯C.一定含甲烷,可能含乙烯D.可能是由甲烷、乙烯、乙烷混合而成6、在一定条件下,可逆反应X(g)+2Y(g)2Z(g)ΔH=-akJ•mol-1,达到化学平衡时,下列说法一定正确的是()A.反应放出akJ热量B.反应物和生成物的浓度都不再发生变化C.X和Y的物质的量之比为1∶2D.X的正反应速率等于Z的逆反应速率7、下列有关原子结构及元素周期表的叙述正确的是A.第IA族元素钫的两种核素:221Fr比223Fr少2个质子B.第三周期金属元素的离子半径:r(Na+)<r(Mg2+)3+)C.第ⅦA族元素从上到下,单质与氢气化合越来越容易D.通常可在周期表的过渡元素中寻找化学反应的催化剂评卷人得分二、填空题(共8题,共16分)8、回答下列问题:
(1)现有下列四个化学反应:
A.+2NH4ClBaCl2+2NH3↑+10H2O
B.4NH3+3O22N2+6H2O
C.
D.
①上述四个反应中属于氧化还原反应且反应过程中能量变化符合下图所示的是_______填字母
②上述四个反应中能设计成原电池的是_______填字母
(2)为了验证与氧化性强弱,设计一个装置,下列装置中既能观察到电流表指针发生了偏转又能达到实验目的是_______填字母
(3)燃料电池是一种高效;环境友好的供电装置;甲烷燃料电池原理示意图如下,请回答下列问题:
①该电池的负极的电极反应式是_______。
②已知甲烷与氧气完全反应时,每生成液态水释放的能量约为400kJ。又知该甲烷燃料电池每发电能生成水,则该电池的能量转化率为_______%
(4)高铁电池是一种新型可充电电池,与普通电池相比,该电池能较长时间保持稳定的放电电压。高铁电池放电时的总反应式为则高铁电池放电时正极的电极反应式是_______。9、如图所示装置:
(1)若烧杯中溶液为稀硫酸,则观察到的现象为___________。两极反应式为:正极___________;负极___________。该原电池中的H+向___________(Mg;Al)极移动。
(2)若烧杯中溶液为氢氧化钠溶液,则负极为___________,正极为___________;总反应方程式为___________。10、某温度时在2L容器中X;Y、Z三种物质的物质的量(n)随时间(t)变化的曲线如图所示;由图中数据分析:
(1)该反应的化学方程式为:_____
(2)反应开始至2min,用Z表示的平均反应速率为:____
(3)下列叙述能说明上述反应达到化学平衡状态的是____(填序号)
A.混合气体的总物质的量不随时间的变化而变化。
B.混合气体的压强不随时间的变化而变化。
C.单位时间内每消耗3molX;同时生成2molZ
D.混合气体的总质量不随时间的变化而变化。
(4)在密闭容器里,通入amolX(g)和bmolY(g);发生反应X(g)+Y(g)=2Z(g),当改变下列条件时,反应速率会发生什么变化(选填“增大”;“减小”或“不变”)?
①降低温度:____
②加入催化剂:____
③增大容器的体积:____11、绿色化学是当今社会人们提出的新概念;它可以公开为环境友好化学。安的着眼点是使污染消灭在生产的源头,从根本上消除污染。请回答下列问题:
(1)下列叙述错误的是:______________________
A.绿色化学和环境化学都是研究保护环境的;
B.绿色化学不是被动的治理环境;而是主动地防治环境污染;
C.绿色化学保护了环境;而且也能给企业带来经济利益。
(2)硝酸工业的尾气中主要含有NO、NO2气体。下列关于它的危害的叙述中,正确的是:__________。
A.形成酸雨;
B.破坏臭氧层;
C.NO能刺激呼吸道;
D.NO2能跟血红蛋白作用生成二氧化氮血红蛋白而引起中毒;
E.NO、NO2在空气中能形成褐色或红色的毒性好大的烟雾。
(3)工厂里常采用NaOH溶液吸收NO、NO2,使其转化为化工产品NaNO2。请写出有关的化学方程式:___________,这一处理方法是否符合绿色化学概念:________(填“是”或“不是”);其原子利用率为:_______________。12、有科学家预言;氢能将成为21世纪的主要能源,而且是一种理想的绿色能源。
(1)氢能被称为绿色能源的原因是____(任答一点)。
(2)在101kPa下;1g氢气完全燃烧生成气态水放出120.9kJ的热量,请回答下列问题:
①该反应的反应物总能量______生成物总能量。(填“>、=、<”)
②该反应的热化学方程式为______。
③已知H-O键能为463.4kJ/mol;O=O键能为498kJ/mol,计算H-H键能为___kJ/mol。
(3)氢能的储存是氢能利用的前提,科学家研究出一种储氢合金Mg2Ni,已知:Mg(s)+H2(g)=MgH2(s)ΔH1=-74.5kJ/mol;
Mg2Ni(s)+2H2(g)=Mg2NiH4(s)ΔH2=-64.4kJ/mol;Mg2Ni(s)+2MgH2(s)=2Mg(s)+Mg2NiH4(s)ΔH3,则ΔH3=_____kJ/mol。13、有甲、乙两位同学均想利用原电池反应检测金属的活动性顺序,两人均用镁片和铝片作电极,但甲同学将电极放入6mol/L的H2SO4溶液中;乙同学将电极放入6mol/L的NaOH溶液中,如图所示。
(1)甲中SO移向______(填“铝片”或“镁片”),写出甲中正极的电极反应式_____。
(2)乙中负极为______(填“铝片”或“镁片”)写出其电极反应式式:______。
(3)铅蓄电池中,正极材料为PbO2,负极材料为Pb,电解液为硫酸,放电时其正极反应式为_____。
(4)如图为绿色电源“二甲醚(CH3OCH3)燃料电池”的工作原理示意图,请写出负极的电极反应式:_____。
14、正确认识和使用电池有利于我们每一个人的日常生活。
I.电化学法处理SO2是目前研究的热点。利用双氧水氧化吸收SO2可消除SO2污染,设计装置如图所示(已知石墨只起导电作用,质子交换膜只允许H+通过)。
(1)石墨1为________(填“正极”或“负极”),正极的电极反应式为________________。
(2)反应的总方程式为____________________________。
(3)放电时H+迁移向_________。(填“正极”或“负极”)
(4)某同学关于原电池的笔记中,不合理的有__________。
①原电池两电极材料活泼性一定不同。
②原电池负极材料参与反应;正极材料都不参与反应。
③Fe-浓硝酸-Cu原电池;Fe是负极。
④原电池是将化学能转变为电能的装置。
Ⅱ.航天技术中使用的氢氧燃料电池具有高能;轻便和不污染环境等优点。
(1)某碱式氢氧燃料电池的电解质溶液是KOH溶液,则其负极反应为_______。
(2)氢氧燃料电池用于航天飞船,电极反应产生的水,经过冷凝后可用作航天员的饮用水,当得到1.8g饮用水时,转移的电子数为_____________。15、(1)高铁电池是一种新型可充电电池,与普通铅蓄电池相比,该电池能较长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应请回答下列问题:
①高铁电池放电时,负极材料是________,正极发生______(填“氧化”或“还原”)反应;已知正极反应式为则负极反应式为________。
②每生成需要消耗Zn的质量为______g。
(2)氯-铝电池是一种新型的燃料电池。电池工作时,电子从_____(填“Al”或“Cl”)极流向_____(填“正”或“负”)极;每消耗8.1gAl,电路中通过的电子数目为_____NA。评卷人得分三、判断题(共8题,共16分)16、淀粉和纤维素的通式均为(C6H10O5)n,两者互为同分异构体。(____)A.正确B.错误17、高分子分离膜可用于海水淡化、分离工业废水、浓缩天然果汁等。(_______)A.正确B.错误18、以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池,放电过程中,H+从正极区向负极区迁移。(_______)A.正确B.错误19、高分子物质可作为生产化学纤维的原料。(_______)A.正确B.错误20、该装置可用于分离石油,得到汽油、煤油和柴油等各种纯净物。(____)A.正确B.错误21、甲烷、乙烯和苯在工业上都可通过石油分馏得到。(____)A.正确B.错误22、农村用沼气池产生的沼气作燃料属于生物质能的利用。_____A.正确B.错误23、植物油氢化过程中发生了加成反应。(____)A.正确B.错误评卷人得分四、工业流程题(共4题,共40分)24、三氧化二镍()是一种灰黑色无气味有光泽的块状物,易粉碎成细粉末,常用于制造高能电池。工业上以金属镍废料生产的工艺流程如下:
下表为金属离子生成氢氧化物沉淀的pH(设开始沉淀时金属离子浓度为):。氢氧化物开始沉淀的pH1.16.53.57.1沉淀完全的pH3.29.74.79.2
回答下列问题:
(1)为提高金属镍废料浸出的速率,在“酸浸”时可采取的措施是_______。(写两点即可)
(2)酸浸后的酸性溶液中含有等。加的作用是_______其离子方程式为_______。
(3)在沉镍前,需加控制溶液pH的范围为_______。
(4)沉镍的离子方程式为_______。
(5)氧化生成的离子方程式为_______。25、以菱锌矿(主要含有另含有少量等)为原料电解制的流程如图:
相关难溶物溶度积常数如下表:。物质
(1)“酸浸”时为提高锌的浸出率,可采取的措施有_______(写出一种即可)。
(2)“调过滤”中,物质X最适宜选择_______(填标号)。
A.B.C.
(3)“氧化过滤”中,转化为的离子方程式为_______。若反应结束时,溶液为5,则残留的_______
(4)“转化过滤”中,除去速率先慢后快的原因是_______。
(5)“脱钙镁过滤”后,溶液中_______。
(6)“电解”装置示意如图。
①开始通电时,阳极表面形成保护阳极不被酸性电解液腐蚀,相应的电极反应式为_______。
②电解过程中,电解液中含量应维持在含量不宜过高的原因是_______。26、利用炼锌矿渣【主要含铁酸镓铁酸锌】可制得具有优异光电性能的氮化镓();部分工艺流程如下:
已知:金属离子在该工艺条件下的萃取率(进入有机层中的金属离子百分数)见下表。金属离子萃取率/%099097~98.5
回答下列问题:
(1)可以写成“浸出”过程中发生反应的离子方程式为___________。
(2)滤饼的主要成分是___________(填化学式),固体X最好选用___________(填化学式)。
(3)与同主族,化学性质相似。“反萃取”后,溶液中镓元素的存在形式为___________(填离子符号)。
(4)下图表示氮化镓与铜组装成的人工光合系统的工作原理,铜电极上发生反应的电极反应式为___________。向该系统中通入标况下理论上可产生氧气的物质的量为___________
27、如图所示的是黄铁矿为主要原料接触发至硫酸工业的流程示意图以黄铁矿为原料生产硫酸的工艺流程图如图:
(1)接触法至硫酸的沸腾炉处理的炉气必须经过净化处理,目的是为了___。
(2)接触法制硫酸中没有设计的设备是___(填序号)
A.沸腾炉B.合成塔C.吸收塔D.接触室。
(3)从⑤处排出的气体是___(填序号)
A.SO2、SO3B.SO2、O2C.SO3、O2D.水蒸气。
(4)对从进口⑧喷进的液体的叙述最准确的是___(填序号)。
A.水B.发烟硫酸C.98.3%的浓硫酸D.稀硫酸。
(5)在生产中常使用过量的空气是为了___。
(6)在B设备中加热到400℃~500℃是由于①加快反应速率,②___。
(7)对于SO2接触氧化的反应,图中的甲、乙、丙分别表示在不同条件下,SO3在反应混合物中的体积分数(y)与时间(x)的关系;请按要求填写:
①若甲图两条曲线分别表示有催化剂和无催化剂的情况,则___表示有催化剂的情况;
②若乙图两条曲线分别表示不同压强的情况,则___表示压强较大的情况;
③若丙图两条曲线分别表示600℃和400℃的情况,则___表示600℃的情况。评卷人得分五、元素或物质推断题(共2题,共14分)28、某同学用不含结晶水的盐X(三种元素组成的纯净物)进行了如下实验:
已知:气体甲被蒸馏水全部吸收;溶液丙恰好完全中和需消耗0.6molNaOH。
请回答:
(1)X的化学式是____________。
(2)步骤③的离子方程式是____________。
(3)实验发现将带火星的木条伸入气体甲中,木条能复燃,试解释原因____________。29、A;B、C、D、E均为短周期元素;原子序数依次增大,请根据表中信息回答下列问题:
。元素。
元素性质或结构。
A
最外层电子数是其内层电子数的2倍。
B
B元素的单质在空气中含量最多。
C
C元素在地壳中含量最多。
D
D元素在同周期中金属性最强。
E
常温常压下;E元素形成的单质是淡黄色固体,常在火山口附近沉积。
(1)E在元素周期表中的位置_____________.
(2)D的最高价氧化物的水化物电子式___________,所含化学键类型____________.
(3)B、C、D、E简单离子半径由大到小顺序为_____________(用离子符号表示).
(4)由A、B、C与氢元素组成的一种常见酸式盐与过量D的最高价氧化物的水化物反应的离子方程式:_____________________________.评卷人得分六、实验题(共1题,共7分)30、乙酸乙酯是一种重要的化工原料;请针对乙酸乙酯的制备实验回答下列问题:
(1)某化学小组用图1装置探究无机盐催化酯化反应的效果。
经充分反应测得实验数据,并查得相关信息如下:。无机盐用量/mmol酯层厚度/cm无机盐用量/mmol酯层厚度/cm12.112.133.232.432.453.552.452.43030
①实验结果表明比作催化剂产率相对较高,其可能原因是_______(填标号)。
a.催化剂选择性不同b.阴离子对反应的阻碍作用不同c.催化剂用量不同。
②根据图2和图3写出作催化剂时决速反应的化学方程式:_______。
(2)精制乙酸乙酯实验的相关信息如下:
部分实验数据如下表所示:。原料熔点/℃沸点/℃实验用量/mL密度(g·cm-3)冰醋酸16.7118101.0595%乙醇-117.378.4160.8浓硫酸10.53385.61.84饱和碳酸钠溶液————16.7——饱和氯化钠溶液————20.8——饱和氯化钙溶液————13.8——硫酸镁固体————适量——
实验步骤如下:
①用图4装置制备乙酸乙酯。
②用图5装置蒸馏出产品。
③洗涤:a.用饱和碳酸钠溶液洗涤,用pH试纸测得产品pH约为7;b.用饱和氯化钠溶液洗涤;c.用饱和氯化钙溶液洗涤。
④产品加入适量硫酸镁固体充分振荡;静置;过滤。
⑤用图5装置蒸馏滤液;收集73~78℃的馏分。
⑥称重产品为8.02g。
回答下列问题:
i.图4中仪器C的作用是______,图5中仪器D的名称是_____。
ii.三次洗涤均用饱和溶液的原因是____,ac操作间缺少操作b洗涤可能造成的结果是_____,洗涤在____(填仪器名称)进行,其具体操作为振荡和_____;反复几次然后静置。
iii.已知冰醋酸、乙醇和乙酸乙酯相对分子质量分别为60、46和88,则该实验产率为____%(保留四位有效数字)。参考答案一、选择题(共7题,共14分)1、C【分析】【详解】
A.为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,平衡常数K减小,因此在题图1中,曲线Ⅱ表示该反应的平衡常数K与温度T的关系,故A正确;B.该温度下,平衡常数故B正确;C.根据反应可知,升高温度,平衡逆向移动,二氧化碳的平衡转化率降低,与题图2相符;增大压强,平衡正向移动,二氧化碳的平衡转化率增大,与题图2不相符;增大和的投料二氧化碳的平衡转化率减小,与题图2相符,因此题图2中x不可以表示压强,故C错误。D.用二氧化碳合成甲醇,能够减少二氧化碳的排放量,体现了减排理念,故D正确;答案选C。2、B【分析】【分析】
【详解】
A.正逆反应速率相同达到平衡状态,v(NH3)=2v(N2)未指明是否是正反应速率或逆反应速率;故不能说明已平衡,A错误;
B.正逆反应速率相同时,各成分的浓度或含量保持不变,体系达到平衡状态,则H2的物质的量浓度不再发生变化;故能说明已平衡,B正确;
C.单位时间内消耗2molNH3的同时必定生成1molN2;均指逆反应速率,故不能说明已平衡,C错误;
D.未指明起始时各成分的物质的量,反应中消耗1molN2和3molH2必定完全转化为2molNH3;故不能说明已平衡,D错误;
答案选B。3、B【分析】【分析】
该装置为原电池;负极失去电子发生氧化反应,正极上得到电子,发生还原反应。
【详解】
A.由装置图可知:在多孔石墨电极上通入空气中的O2得到电子;发生还原反应,A正确;
B.该装置为原电池;Zn为负极,多孔石墨电极为正极,电子由Zn经外电路流向正极石墨,而不能进入电解质溶液中,B错误;
C.该装置为原电池,Zn为负极,Zn失去电子变为Zn2+,然后结合溶液中的OH-变为Zn(OH)2,故负极的电极反应式为:Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2;C正确;
D.在反应过程中K+没有参与反应,因此电池工作时,电解质溶液中K+的数目保持不变;D正确;
故合理选项是B。4、B【分析】【分析】
【详解】
氯气和甲烷混合气体(体积比为4:1)在光照条件下发生取代反应;生成一氯甲烷;二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳和氯化氢,其中氯气为黄绿色气体,其他均为无色,随着反应的进行,氯气被消耗,黄绿色逐渐消失,则①正确;②、③错误;生成的二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳都是油状液体,且氯化氢溶于饱和食盐水,试管内压强减小,液面上升,④和⑤正确;故正确的有①④和⑤,B正确。
故选B。5、C【分析】【分析】
【详解】
标准状况下,4.48L气态混合烃的物质的量为生成6.72L二氧化碳的物质的量为7.2g水的物质的量为则分子中原子个数应介于纯物质分子中原子个数之间,从C原子个数来说,混合物中一定含有甲烷,从H原子个数来说,可能含有乙烯,一定不含有乙烷,故C正确。
答案选C。6、B【分析】【分析】
从化学平衡的特征和本质两方面分析判断。
【详解】
A.当1molX(g)和2molY(g)完全反应生成2molZ(g)时才能放热akJ;A项错误;
B.化学平衡时;反应物和生成物的浓度都不再随时间发生变化,B项正确;
C.起始时X和Y的物质的量未知;反应消耗的X和Y的物质的量之比为1∶2,故平衡时X和Y的物质的量之比不一定为1∶2,C项错误;
D.化学平衡时;正;逆反应速率相等。X的正反应速率与Z的逆反应速率之比应等于化学计量数之比1∶2,D项错误。
本题选B。
【点睛】
化学平衡时正、逆反应速率相等,即:同种物质表示的正、逆反应速率相等,或不同物质表示的正、逆反应速率之比等于化学计量数之比。7、D【分析】A.221Fr比223Fr为同位素,质子数相同,故A错误;B.电子层结构相同的离子,离子半径随核电荷数的增加而减小,因此离子半径r(Na+)>r(Mg2+)>r(Al3+),故B错误;C.第ⅦA族元素从上到下,元素的非金属逐渐减弱,单质与氢气化合越来越困难,故C错误;D.优良的催化剂和耐高温、耐腐蚀的合金材料大多属于过渡元素,故D正确;故选D。二、填空题(共8题,共16分)8、略
【分析】(1)
①A.+2NH4ClBaCl2+2NH3↑+10H2O是吸热反应,非氧化还原反应;B.4NH3+3O22N2+6H2O是放热反应,是氧化还原反应;C.是吸热反应,是氧化还原反应;D.是放热反应;是非氧化还原反应;该图是吸热反应,因此上述四个反应中属于氧化还原反应且反应过程中能量变化符合下图所示的是C;故答案为:C。
②能设计成原电池的是放热的氧化还原反应;因此上述四个反应中B能设计成原电池;故答案为:B。
(2)
为了验证与氧化性强弱;设计一个装置,利用铁离子作氧化剂,铜离子作氧化产物,因此发生的方程式为铁离子和铜反应生成亚铁离子和铜离子即铜作负极,活泼性比铜弱的金属作正极,铁离子作电解液,因此下列装置中既能观察到电流表指针发生了偏转又能达到实验目的是B;故答案为:B。
(3)
①该电池甲烷化合价升高变为碳酸根,氧气得到电子变为氢氧根,因此甲烷为负极,其负极的电极反应式是故答案为:
②甲烷与氧气完全氧化时每生成液态水释放能量约又知该甲烷燃料电池每发电能生成水,生成液态水放出的热量为则转化率为故答案为:72。
(4)
根据高铁电池放电时的总反应式为分析,锌失去电子作负极,中铁化合价降低得到电子,作正极,因此高铁电池放电时正极的电极反应式是故答案为:【解析】(1)CB
(2)B
(3)72
(4)9、略
【分析】【分析】
Mg比Al活泼;二者都可与酸反应,如电解池溶液为酸,则Mg为负极,发生氧化反应,Al为正极,发生还原反应;如电解质溶液为氢氧化钠溶液,因Mg与碱不反应,而Al反应,则Al为负极,以此可解答该题。
【详解】
(1)该装置为原电池装置,将化学能转变为电能,镁比铝活泼,当电解池溶液为稀硫酸时,镁作原电池负极,发生氧化反应,镁逐渐溶解,铝极上有气泡冒出,电流表指针发生偏转,电极反应为Mg-2e-=Mg2+,铝作正极,发生还原反应,电极反应为2H++2e-=H2↑;原电池中阳离子向正极移动,则H+向Al极移动;
(2)铝能与NaOH溶液反应,而镁不反应,所以铝作负极,带负电,镁作正极,电池总反应和铝与NaOH溶液的反应相同,为2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑。【解析】镁逐渐溶解,铝极上有气泡冒出,电流表指针发生偏转2H++2e-=H2↑Mg-2e-=Mg2+AlAlMg2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑10、略
【分析】【分析】
利用坐标图象推断X;Y、Z发生反应的化学方程式时;首先从图象的起点切入,依据物质的量的变化趋势确定反应物和生成物,其次利用各物质的物质的量的变化量,确定化学计量数,最后依据反应结束后是否存在某一物质的量为0,确定反应是可逆反应还是不可逆反应。利用某量判断平衡状态时,需分析题中所给的量是常量还是变量,变量不变是平衡状态;分析条件改变对反应速率的影响时,需分析条件改变后,能否引起分子碰撞次数的增大或活化能的降低。
【详解】
(1)从反应起点看,X、Y为反应物,Z为生成物;从变化量之比等于化学计量数之比分析,化学计量数为3X+Y→2Z;从反应的最终结果看,没有一种物质的物质的量为0,所以反应可逆,因此该反应的化学方程式为:3X+Y2Z。答案为:3X+Y2Z;
(2)反应开始至2min,用Z表示的平均反应速率为:=0.05mol·L-1·min-1。答案为:0.05mol·L-1·min-1;
(3)A.随着反应的进行;混合气体的总物质的量减小,当物质的量不变时,反应达平衡状态,A符合题意;
B.随着反应的进行;气体的总物质的量不断减小,混合气体的压强不断减小,当混合气体的压强不变时,气体的物质的量不变,反应达平衡状态,B符合题意;
C.不管反应是否达平衡;单位时间内每消耗3molX,同时生成2molZ,此时反应不一定达平衡状态,C不合题意;
D.不管反应进行到什么程度;混合气体的总质量都保持不变,所以混合气体总质量不变时,不一定达平衡状态,D不合题意;
故选AB。答案为:AB;
(4)①降低温度:反应物的能量降低;有效碰撞次数减少,反应速率减小;
②加入催化剂:降低反应的活化能;增大活化分子百分数,化学反应速率加快;
③增大容器的体积:减小反应混合物的浓度;分子有效碰撞的次数减少,反应速率减慢;
答案为:减小;增大;减小。
【点睛】
在推断X、Y、Z发生反应的化学方程式时,我们很容易忽视反应的可逆性,把反应物与生成物中间的“”写成“==”。【解析】3X+Y2Z0.05mol·L-1·min-1AB减小增大减小11、略
【分析】【详解】
(1)A.绿色化学的核心是把有害;有毒物质转化为无污染的物质;而综合治理其污染是环境化学,故A错误;
B.绿色化学的核心是利用化学原理从源头消除污染;是主动地防治环境污染,故B正确;
C.绿色化学的核心是利用化学原理从源头消除污染;既保护了环境,又减小治理污染所增加的成本,提高了经济利益,故C正确;
故答案为A。
(3)A.正常雨水的pH约为5.6,酸雨的pH<5.6,一氧化氮在空气中可氧化为二氧化氮,二氧化氮与水反应生成硝酸,硝酸工业的尾气中主要含有NO、NO2气体等物质是形成硝酸型酸雨的主要物质;故A正确;
B.氮氧化物NO和O3及O发生如下反应:O3+NO=NO2+O2O+NO2=NO+O2;一氧化氮(NO)可破坏臭氧层,故B正确;
C.NO是无色无味的有毒;它能与血液中的血红蛋白结合,从而导致体内组织器官严重缺氧而死亡,故C错误;
D.NO2有刺激性气味的有毒气体;与血液中的血红蛋白结合的是NO,不是二氧化氮,故D错误;
E.NO、NO2属于有毒气体,NO2是红棕色气体,NO、NO2在空气中可形成褐色或黄色的毒性很大的烟雾;故E正确;
故答案为A;B、E;
(3)利用NaOH溶液吸收NO、NO2,生成NaNO2,发生反应的化学方程式为NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+2H2O,减小了对环境的污染,符合绿色化学概念,其原子利用率为==88.5%。【解析】AABENO+NO2+2NaOH=2NaNO2+2H2O是88.5%12、略
【分析】【分析】
(1)根据氢气燃烧产物是否产生污染;反应产生热量的多少,制取原料的多少分析;
(2)①反应物能量比生成物的能量高;反应是放热反应;
②根据物质燃烧产生的热量与氢气的质量呈正比;结合物质的存在状态书写热化学方程式;
③根据反应热等于断裂反应物化学键吸收的能量与形成生成物化学键释放的能量差计算;
(3)根据盖斯定律进行分析;可得待求反应的热化学方程式。
【详解】
(1)H2燃烧热值高;燃烧产物是水,不产生污染,且以水为原料制取氢气,原料丰富,所以氢能被称为绿色能源;
(2)①氢气燃烧生成水放出热量;说明氢气燃烧反应是放热反应,证明反应物的能量比生成物的能量高;
②1g氢气完全燃烧生成气态水放出120.9kJ的热量,则2molH2即4gH2完全燃烧产生液态水,放出热量Q=120.9kJ/g×4g=483.6kJ,所以表示反应热的热化学方程式为:2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)ΔH=-483.6kJ/mol;
③由于反应热等于断裂反应物化学键吸收的能量与形成生成物化学键释放的能量差;所以2×E(H-H)+498kJ/mol-4×463.4kJ/mol=-483.6kJ/mol,解得E(H-H)=436kJ/mol;
(3)①Mg(s)+H2(g)=MgH2(s)ΔH1=-74.5kJ/mol;
②Mg2Ni(s)+2H2(g)=Mg2NiH4(s)ΔH2=-64.4kJ/mol;
根据盖斯定律可知:②-①×2,整理可得Mg2Ni(s)+2MgH2(s)=2Mg(s)+Mg2NiH4(s)ΔH3=+84.6kJ/mol。
【点睛】
本题考查了盖斯定律的应用及反应热与化学键的键能、物质的能量关系。化学反应的反应热与反应途径无关,只与物质的始态和终态有关,等于反应物总能量与生成物总能量的差,等于断裂反应物化学键吸收的总能量与形成生成物化学键释放的总能量的差。根据盖斯定律,不仅可以计算不容易测定的反应热,也可以计算不能直接进行反应的反应热,使生产有计划进行,使能量充分利用。【解析】产物无污染、燃烧热值高、来源丰富>2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)ΔH=-483.6kJ/mol436+84.613、略
【分析】【分析】
在酸性介质中镁比铝活泼,镁作负极、Al作正极;在碱性介质中铝比镁活泼,铝作负极、镁作正极;铅蓄电池在放电时的负极为Pb失电子发生氧化反应;燃料电池中;通入燃料的一极为负极,通入氧气的一极为正极,负极上二甲醚失电子生成二氧化碳,据此分析解答。
【详解】
(1)在硫酸溶液中,镁比铝活泼,镁作负极、Al作正极,负极上镁发生氧化反应、正极上氢离子发生还原反应,正极的电极反应式为:2H++2e-=H2↑,原电池中阴离子向负极移动,所以硫酸根离子流向镁片,故答案为:镁片;2H++2e-=H2↑;
(2)在碱性介质中铝比镁活泼,所以乙池中铝作负极,镁作正极,负极上铝失电子发生氧化反应,电极反应式为Al+4OH--3e-=AlO+2H2O,故答案为:负极;Al+4OH--3e-=AlO+2H2O;
(3)铅蓄电池在放电时的负极为Pb,失电子发生氧化反应,电极反应式为Pb+SO-2e-=PbSO4,正极为PbO2,得电子发生还原反应,电极反应式为PbO2+4H++SO+2e-=PbSO4+2H2O,故答案为:PbO2+4H++SO+2e-=PbSO4+2H2O;
(4)燃料电池中,通入燃料的一极为负极,通入氧气的一极为正极,负极上二甲醚与水反应生成二氧化碳和氢离子,电极反应式为CH3OCH3-12e-+3H2O=2CO2+12H+,故答案为:CH3OCH3-12e-+3H2O=2CO2+12H+。【解析】镁片2H++2e-=H2↑铝片2Al-6e-+8OH-=2AlO+4H2OPbO2+4H++SO+2e-=PbSO4+2H2OCH3OCH3-12e-+3H2O=2CO2+12H+14、略
【分析】【分析】
(1)依据题意可知;过氧化氢可氧化二氧化硫进而除去二氧化硫,根据总的氧化还原反应,结合原电池原理作答;
(2)二氧化硫与过氧化氢反应生成硫酸;
(3)原电池中阳离子移向正极;
(4)原电池中;相对较活泼的金属作负极,燃料电池是碳电极,正极上得电子发生还原反应,负极上失电子发生氧化反应,外电路中电子从负极沿导线流向正极,溶液中阳离子向正极移动,阴离子向负极移动,负极和正极都可以参加反应;
Ⅱ.(1)氢氧燃料电池中;氢气在负极发生氧化反应;
(2)依据总反应;结合物质与转移电子数之间的关系作答。
【详解】
I.(1)该原电池中,通入二氧化硫的电极上失电子发生氧化反应,则通入二氧化硫的电极是负极、通入双氧水的电极是正极,正极上双氧水得电子生成水,电极反应式为H2O2+2e-+2H+=2H2O,故答案为负极;H2O2+2e-+2H+=2H2O;
(2)原电池总反应化学方程式为:SO2+H2O2=H2SO4;
(3)H+的迁移方向为正极;从质子交换膜左侧向右侧迁移;
故答案为正极;
(4)①原电池两电极活泼性可以相同;如氢氧燃料电池电极材料为石墨,所以不一定不同,①项错误;
②原电池负极材料参与反应,正极材料也可以参与反应,如铅蓄电池中正极材料PbO2和负极材料Pb都参加反应;②项错误;
③Fe-浓硝酸-Cu原电池;Fe和浓硝酸发生钝化,电极总反应主要是铜与浓硝酸的氧化还原反应,所以Cu是负极,③项错误;
④原电池是将化学能转变为电能的装置;④项正确;
故答案为①②③;
Ⅱ.(1)碱式氢氧燃料电池中,负极氢气失电子发生氧化反应,则负极反应为2H2+4OH--4e-=4H2O;
(2)氢氧燃料电池,电极总反应为2H2+O2=2H2O,1.8g饮用水的物质的量为=0.1mol,则转移电子数为0.1×2×NA=0.2NA(或1.204×1023)。
【点睛】
氢氧燃料电池是常考点,需要注意电解质环境,电解质的酸碱性会影响电极反应的书写及电极产物,学生要多分析,避免低级错误。【解析】负极H2O2+2e-+2H+=2H2OSO2+H2O2=H2SO4正极①②③H2-2e-+2OH-=2H2O0.2NA(或1.204×1023)15、略
【分析】【分析】
根据方程式分析;化合价升高的为负极,化合价降低的为正极,电池的总反应方程式-正极反应式=负极反应式。
【详解】
(1)①由高铁电池放电时总反应方程式可知,锌失电子,做还原剂,所以负极材料应为Zn,正极上得电子发生还原反应,由电池的总反应方程式-正极反应式=负极反应式,而正极反应式为则负极电极反应式故答案为:锌或Zn;还原;
②由总反应方程式知生成2molFe(OH)3时消耗3molZn,则生成1molFe(OH)3需要消耗的质量为
(2)根据题意可知该电池的总反应方程式Cl2得电子在正极反应,Al失电子在负极反应;电子由负极Al流向正极;8.1gAl的物质的量为1molAl反应转移3mol电子,0.3molAl反应电路中通过的电子数为
【点睛】
原电池是常考题型,主要考查原电池正负极判断、电极反应式书写、电路中电子转移和电子转移数目。【解析】锌或Zn还原97.5Al正0.9三、判断题(共8题,共16分)16、B【分析】【详解】
淀粉和纤维素n值不同,不互为同分异构体。17、A【分析】【详解】
高分子分离膜是一种新型高分子材料,可用于海水淡化、分离工业废水、浓缩天然果汁等。故正确。18、B【分析】【详解】
燃料电池放电过程中,阳离子从负极区向正极区迁移。以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池,放电过程中,H+从负极区向正极区迁移,错误。19、A【分析】【详解】
化学纤维用天然的或人工合成的高分子物质为原料、经过化学或物理方法加工制得,则高分子物质可作为生产化学纤维的原料,故答案为正确;20、B【分析】【详解】
该装置是蒸馏装置,可以根据沸点不同分离石油,得到汽油、煤油和柴油等,汽油、煤油和柴油是混合物。说法错误。21、B【分析】【详解】
石油主要成分为饱和烃,通过物理变化石油分馏可得到汽油、柴油、液化石油气(含甲烷)等产品,通过化学变化石油裂解可获得乙烯等不饱和烃,苯可通过化学变化煤的干馏得到,题干说法错误。22、A【分析】【详解】
植物的秸秆,枝叶,杂草和人畜粪便等蕴含着丰富的生物质能、在厌氧条件下产生沼气、则沼气作燃料属于生物质能的利用。故答案是:正确。23、A【分析】【详解】
植物油氢化过程就是油脂与氢气发生加成反应,正确。四、工业流程题(共4题,共40分)24、略
【分析】【分析】
金属镍废料酸浸后的酸性溶液中含有等。加把Fe2+氧化为Fe3+,加控制溶液pH要把沉淀完全,但要避免沉淀,过滤,在滤液中加入碳酸钠“沉镍”、所得沉淀为NiCO3。NiCO3沉淀溶于盐酸产,所得溶液加入碱性次氯酸钠发生氧化生成
【详解】
(1)升温;增大接触面积、增加反应物浓度等均能提高反应速率;故为提高金属镍废料浸出的速率,在“酸浸”时可采取的措施是升高温度;增加盐酸的浓度;粉碎;搅拌。
(2)双氧水是绿色氧化剂,加的作用是把Fe2+氧化为Fe3+,离子方程式为2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O。
(3)在沉镍前,要把沉淀完全,但要避免沉淀,需加控制溶液pH的范围为4.7≤pH<7.1。
(4)由流程知,加入碳酸钠“沉镍”、所得沉淀能溶于盐酸产生二氧化碳气体,故沉淀为NiCO3,则“沉镍”的离子方程式为Ni2++=NiCO3↓。
(5)NiCO3沉淀能溶于盐酸产生二氧化碳气体、NiCl2和水,所得溶液加入碱性次氯酸钠发生氧化生成还原产物为氯化钠,则按得失电子数守恒、元素质量守恒等,可得离子方程式为2Ni2++ClO-+4OH-=Ni2O3+Cl-+2H2O。【解析】①.升高温度;增加盐酸的浓度;粉碎;搅拌②.把Fe2+氧化为Fe3+③.2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O④.4.7≤pH<7.1⑤.Ni2++=NiCO3↓⑥.2Ni2++ClO-+4OH-=Ni2O3+Cl-+2H2O25、略
【分析】【分析】
菱锌矿硫酸酸浸后氧化钙转化为硫酸钙进入滤渣1,二氧化硅不与硫酸反应,进入滤渣1,其他氧化物与稀硫酸反应转化离子留在滤液中,金属阳离子为:Zn2+、Fe2+、Fe3+、加H2O2氧化将亚铁离子转化为铁离子,调节pH使铁离子形成氢氧化铁沉淀,进入滤渣2;再加Zn粉除转化为钴;铜沉淀进入滤渣3;此时滤液中主要为硫酸锌溶液,加HF过滤脱杂质钙镁,最后硫酸锌溶液中加硫酸电解得到Zn。
【详解】
(1)“酸浸”时为提高锌的浸出率;可采用增大压强;将焙烧后的产物碾碎,增大接触面积、增大硫酸的浓度等方式提高锌的浸取率。
(2)A.NaOH会引入杂质Na+;且成本较高,A错误;
B.Ca(OH)2不会引入新的杂质;且成本较低,B正确;
C.NH3·H2O易分解产生NH3污染空气;且经济成本较高,C错误;
故选B。
(3)“氧化过滤”中,转化为的离子方程式为若反应结束时,溶液为5,即则则残留的
(4)除去的反应属于置换反应;置换反应是放热反应,随着反应进行,溶液温度升高,反应速率先慢后快。
(5)“脱钙镁过滤”后,溶液中
(6)阳极表面形成相应的电极反应式为电解过程中,含量过高会钝化铝电极,维持含量,物质的量浓度为【解析】(1)将焙烧后的产物碾碎(或增大接触面积;增大硫酸的浓度)
(2)B
(3)
(4)除去的反应属于置换反应;置换反应是放热反应,随着反应进行,溶液温度升高,反应速率先慢后快。
(5)75
(6)防止硫酸浓度较大时,将铝电极钝化。26、略
【分析】【分析】
炼锌矿渣用稀硫酸酸浸后所得滤液中含有亚铁离子、铁离子、锌离子、Ca3+,加入双氧水氧化亚铁离子,调节pH沉淀铁离子和Ca3+,滤液1中含有锌离子;得到的滤饼加入盐酸酸化得到氯化铁和氯化镓,加入固体铁把铁离子转化为亚铁离子,然后利用萃取剂萃取Ca3+,加入氢氧化钠溶液使Ca3+转化为NaGaO2;据此解答。
【详解】
(1)可以写成则“浸出”过程中和稀硫酸发生反应的离子方程式为
(2)根据以上分析可知滤饼的主要成分是后续流程中需萃取Ca3+而不能萃取Fe3+,由表可知,需将Fe3+转变为Fe2+;则“萃取”前加入的固体X的目的是还原铁离子,因此固体X最好选用Fe。
(3)Ga与Al同主族,化学性质相似;“反萃取”后,加入氢氧化钠溶液使Ca3+转化为NaGaO2,即镓的存在形式为或
(4)由图中质子的流向可知,GaN电极为该电池的负极,Cu电极为该电池的正极,铜电极上,二氧化碳得到电子转化为甲烷,电极反应式为标况下的物质的量是6.72L÷22.4L/mol=0.3mol,转移2.4mol,根据电子得失守恒可知生成氧气的物质的量是2.4mol÷4=0.6mol。【解析】(写成也可)或0.627、略
【分析】【分析】
根据以黄铁矿(主要成分是FeS2)为原料生产硫酸的工艺流程图可知:
第一步:SO2的制取,主要原料是黄铁矿和空气,在高温下煅烧,使硫元素转变成SO2气体,反应方程式为:4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2;设备为沸腾炉,黄铁矿需要粉碎,以增大和空气的接触面;
第二步:SO3的制取,从沸腾炉中出来的气体需经过净化、除尘,以防止催化剂中毒,进入接触室在催化剂作用下SO2和O2反应生成SO3;设备为接触室,同时涉及热量的交换;催化剂的作用、平衡的移动等问题;
第三步:硫酸的生成,从接触室中出来的气体进入吸收塔,为避免酸雾形成需用浓H2SO4吸收;以此解答(1);(2)、(3)、(4);
(5)二氧化硫被空气氧化为三氧化硫是可逆反应;
(6)合成氨的过程并必须选择适宜的温度;保障反应速率和限度较大;
(7)①使用催化剂;加快反应速率,缩短到达平衡的时间,平衡不移动;
②压强大;速率大,到达平衡的时间短;
③温度大;速率大,到达平衡的时间短。
【详解】
(1)煅烧黄铁矿形成的炉气主要是二氧化硫气体;另外含有杂质,能使催化剂中毒,影响催化氧化的效果;故答案为:防止催化剂中毒;
(2)工业接触法制硫酸时;硫铁矿在沸腾炉灼烧来制取二氧化硫气体,二氧化硫和氧气在接触室中发生催化氧化来制备三氧化硫,三氧化硫在吸收塔中被98%的浓硫酸吸收制取发烟硫酸,所以涉及的设备有沸腾炉;接触室和吸收塔,故选B;
(3)进入接触室在催化剂作用下SO2和O2反应生成SO3,三氧化硫在吸收塔中被98%的浓硫酸吸收制取发烟硫酸,未反应完的SO2和O2再次进入接触室反应生成SO3,即从⑤处排出的气体是SO2和O2;故选B;
(4)三氧化硫在吸收塔中被98%的浓硫酸吸收制取发烟硫酸;即对从进口⑧喷进的液体的98.3%的浓硫酸;故选C;
(5)用过量的空气能促进SO2的转化,平衡正向移动,则SO2的转化率增大;故答案为:提高SO2的转化率;
(6)合成氨的过程中;为保障反应速率和限度较大;催化剂的活性大,要选择适宜的温度400−500℃;故答案为:提高催化剂的催化能力;
(7)①使用催化剂,加快反应速率,缩短到达平衡的时间,平衡不移动,由图可知,a先到达平衡,故a曲线表示使用催化剂,b达到平衡所用时间较长,则b曲线表示没有使用催化剂;故答案为:a;
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