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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年鲁教五四新版选修4化学下册月考试卷138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8题,共16分)1、已知乙炔与苯蒸气完全燃烧的热化学方程式如下所示:
①2C2H2(g)+5O2(g)→4CO2(g)+2H2O(l)+2600kJ
②2C6H6(g)+15O2(g)→12CO2(g)+6H2O(l)+6590kJ
下列说法正确的是A.2molC2H2(g)完全燃烧生成气态水时放热大于2600kJB.2molC6H6(l)完全燃烧生成液态水时放热大于6590kJC.相同条件下,等质量的C2H2(g)与C6H6(g)完全燃烧,C6H6(g)放热更多D.C2H2(g)三聚生成C6H6(g)的过程属于放热反应2、I2在KI溶液中存在下列平衡:I2(ag)+I-(aq)I3-(aq)△H。KI混合溶液中,I-的物质的量浓度c(I-)与温度T的关系如下图所示(曲线上任何一点都表示平衡状态)。下列说法不正确的是。
A.该反应△H<0B.若在T1、T2温度下,反应的平衡常数分别为K1、K2,则K1>K2C.若反应进行到状态D时,一定有v正>v逆D.状态A与状态B相比,状态A的c(I3-)大3、密闭容器中进行的可逆反应aA(g)+bB(g)⇌cC(g)在不同温度(T1和T2)及压强(p1和p2)下;混合气体中B的质量分数w(B)与反应时间(t)的关系如图所示。下列判断正确的是()
A.T12,p12,a+b>c,正反应为吸热反应B.T1>T2,p12,a+bC.T12,p1>p2,a+bD.T1>T2,p1>p2,a+b>c,正反应为放热反应4、在1L某一元弱酸HR的溶液中,H+与HR的个数之比为m:n,则此时HR的电离平衡常数为A.B.C.D.5、下列实验操作和数据记录都正确的是A.用托盘天平称量时,将NaOH固体放在右盘内的纸上,称得质量为10.2gB.用25mL碱式滴定管量取高锰酸钾溶液,体积为16.60mLC.用干燥的广泛pH试纸测稀盐酸的pH=3.2D.用10mL量筒量取NaCl溶液,体积为9.2mL6、25℃时,向20mL0.1mol/LNH4HSO4溶液中滴入0.1mol/L的NaOH溶液至恰好反应完全,下列说法正确的是()A.整个反应过程中:c(H+)+c(NH4+)+c(Na+)=c(SO42-)+c(OH-)B.当溶液呈中性时:c(NH4+)>c(SO42-)>c(Na+)>c(H+)=c(OH-)C.当滴入20mLNaOH溶液时:2c(SO42-)=c(NH3∙H2O)+c(NH4+)D.当滴入30mLNaOH溶液时(pH>7):c(NH4+)>c(NH3∙H2O)>c(OH-)>c(H+)7、已知25℃时,向0.1mo/L的碳酸氢钠溶液滴几滴酚酞,呈微红色,则该溶液中A.若滴加甲基橙溶液呈红色B.c(HCO3-)>c(CO32-)>c(H2CO3)C.c(OH-)=c(H+)+c(H2CO3)-c(CO32-)D.若加水稀释,的比值减小8、以甲烷为燃料的新型电池得到广泛的研究;下图是目前研究较多的一类固体氧化物燃料电池的工作原理示意图。下列说法错误的是。
A.以甲烷为燃料,其成本大大低于以氢气为燃料的传统燃料电池B.A电极为电池正极,发生还原反应C.B电极反应式为CH4+4O2--8e-===CO2+2H2OD.若用该燃料电池作电源,用石墨作电极电解100mL1mol·L-1的硫酸铜溶液,当两极收集到的气体体积相等时,理论上消耗的甲烷的体积为22.4L(标准状况下)评卷人得分二、填空题(共8题,共16分)9、(3分)发射卫星用作燃料,作氧化剂,两者反应生成N2和水蒸气;已知:
△H1=+67.7kJ/mol
N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)△H2=-534kJ/mol
试写出N2H4与NO2反应的热化学方程式。
____。10、已知破坏1molH﹣H键、1molI﹣I键、1molH﹣I键分别需要吸收的能量为436kJ、151kJ、299kJ.则由氢气和碘单质反应生成2molHI需要放出________kJ的热量.11、在密闭容器中进行下列反应:M(g)+N(g)⇌R(g)+2L(?);此反应规律符合如图图象:
(1)T1______T2,正反应的△H______0(填“>”;“<”或“=”;下同)
(2)P1______P2,L为______(填“固”或“液”或“气”态)12、铁及其化合物与生产;生活关系密切。
(1)写出铁红(Fe2O3)的一种用途:_______________________。
(2)写出利用FeCl3溶液制备氢氧化铁胶体的离子方程式:_________________________;
(3)已知t℃时,FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)的平衡常数K=0.25,在该温度下,反应达到平衡时n(CO):n(CO2)=_________________13、如图所示;是原电池的装置图。请回答:
(1)若C为稀H2SO4溶液,电流表指针发生偏转,B电极材料为Fe且做负极,则A电极上发生的电极反应式为____________;
(2)若需将反应:Cu+2Fe3+===Cu2++2Fe2+设计成如上图所示的原电池装置,则A(负极)极材料为______,B(正极)极材料为________,溶液C为________。
(3)若C为CuCl2溶液,Zn是________极,Cu电极反应为_________________。反应过程溶液中c(Cu2+)________(填“变大”“变小”或“不变”)。
(4)CO与H2反应还可制备CH3OH,CH3OH可作为燃料使用,用CH3OH和O2组合形成的质子交换膜燃料电池的结构示意图如下:
电池总反应为2CH3OH+3O2===2CO2+4H2O,则c电极是________(填“正极”或“负极”),c电极的反应方程式为________。若线路中转移2mol电子,则上述CH3OH燃料电池,消耗的O2在标准状况下的体积为________L。14、LiFePO4电池具有稳定性高、安全、对环境友好等优点。某电极的工作原理如左下图所示,该电池电解质为能传导Li+的固体材料。
(1)放电时,该电极为_____极,电极反应为__________________________
(2)充电时该电极连接外接电源的______极。
(3)放电时,电池负极的质量_______(减少;增加、不变)
(4)LiOH可做制备锂离子电池电极的材料,利用如右上图装置电解制备LiOH,两电极区电解液分别为LiOH和LiCl溶液。阴极区电解液为__________溶液(填化学式),离子交换膜应使用__________(阳、阴)离子交换膜。15、(1)在一体积为10L的容器中,通入一定量的CO和H2O,在850℃时发生如下反应:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g);△H<0。CO和H2O浓度变化如图,则0〜4min的平均反应速率v(CO)=______________mol/(L·min)
(2)t1℃(高于850℃)时,在相同容器中发生上述反应,容器内各物质的浓度变化如下表。时间(min)COH2OCO2H200.2000.3000020.1380.2380.0620.0623c1c2c3c44c1c2c3c450.1160.2160.08460.0960.2660.104
请回答:
①表中3〜4min之间反应处于_____________状态;c3数值_____________0.12mol/L(填大于;小于或等于)。
②反应在4〜5min间,平衡向逆方向移动,可能的原因是_____________(单选),表中5〜6min之间数值发生变化,可能的原因是_____________(单选)。
a.增加了水蒸气的量b.升高温度c.使用催化剂d.增加压强。
(3)如图是一个电化学的装置图。
①图中乙池是________装置(填“电解池”或“原电池”)甲池中OH-移向____________极(填“CH3OH”或“O2”)。若丙池中为400ml1mol/L硫酸铜溶液,当外电路有1mol电子通过时,C、D两极共产生_______mol的气体。
②写出B电极的电极反应式:______________________________________________________________。16、I.(1)钢铁容易生锈的主要原因是钢铁在炼制过程中混有少量的碳杂质,在潮湿的空气中容易形成原电池,发生电化学腐蚀。在酸性环境下,其正极反应式为_____________;在酸性很弱或中性条件下,其发生___________________(填“析氢腐蚀”或“吸氧腐蚀”)。
(2)利用如图装置,可以模拟铁的电化学防护。若X为碳棒,开关K置于N处,该电化学防护法称为____________________;若X为锌棒,开关K置于M处,________(填“能”或“不能”)达到防止铁腐蚀目的。
II.如图所示,其中甲池的总反应式为2CH3OH+3O2+4KOH=2K2CO3+6H2O;完成下列问题:
(1)甲池燃料电池的负极反应为___________________。
(2)乙池中石墨电极为___________极,发生_____________反应(填“氧化”或“还原”)写出乙池中电解总反应的化学方程式:___________________。
(3)甲池中消耗224mL(标准状况下)O2,此时丙池中理论上最多产生________g沉淀,此时乙池中溶液的体积为400mL,该溶液的pH=____________。评卷人得分三、判断题(共1题,共2分)17、向溶液中加入少量水,溶液中减小。(____)评卷人得分四、元素或物质推断题(共1题,共9分)18、Q;W、X、Y、Z是位于不同主族的五种短周期元素;其原子序数依次增大。
①W的氢化物与W最高价氧化物对应水化物反应生成化合物甲。
②X;Y、Z的最高价氧化物对应水化物之间两两反应均可生成盐和水。
③常温下,Q的最高价气态氧化物与化合物X2O2发生反应生成盐乙。
请回答下列各题:
(1)甲的水溶液呈酸性,用离子方程式表示其原因____________________________________________________________________________。
(2)③中反应的化学方程式为________________________________________________________________________________________________。
(3)已知:ZO3n-+M2++H+→Z-+M4++H2O(M为金属元素,方程式未配平)由上述信息可推测Z在周期表中位置为________________________________________________________________________________________________。
(4)Y形成的难溶半导体材料CuYO2可溶于稀硝酸,同时生成NO。写出此反应的离子方秳式_____________________________。评卷人得分五、结构与性质(共3题,共15分)19、随着我国碳达峰、碳中和目标的确定,含碳化合物的综合利用备受关注。CO2和H2合成甲醇是CO2资源化利用的重要方法。以CO2、H2为原料合成CH3OH涉及的反应如下:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:
回答下列问题:
(1)反应Ⅰ的=_______已知由实验测得反应Ⅰ的(为速率常数,与温度、催化剂有关)。若平衡后升高温度,则_______(填“增大”“不变”或“减小”)。
(2)①下列措施一定能使CO2的平衡转化率提高的是_______(填字母)。
A.增大压强B.升高温度C.增大H2与CO2的投料比D.改用更高效的催化剂。
②恒温(200℃)恒压条件下,将1molCO2和1molH2充入某密闭容器中,反应达到平衡时,CO2的转化率为a,CH3OH的物质的量为bmol,则此温度下反应Ⅲ的平衡常数Kx=_______[写出含有a、b的计算式;对于反应为物质的量分数。已知CH3OH的沸点为64.7℃]。其他条件不变,H2起始量增加到3mol,达平衡时平衡体系中H2的物质的量分数为_______(结果保留两位有效数字)。
(3)反应Ⅲ可能的反应历程如图所示。
注:方框内包含微粒种类及数目;微粒的相对总能量(括号里的数字或字母;单位:eV)。其中,TS表示过渡态、*表示吸附在催化剂上的微粒。
①反应历程中,生成甲醇的决速步骤的反应方程式为_______。
②相对总能量_______eV(计算结果保留2位小数)。(已知:)20、常温下,有下列四种溶液:①HCl②NaOH③NaHSO4④CH3COOH
(1)NaHSO4溶液呈酸性,用化学用语解释其呈酸性的原因:________________。
(2)0.1mol·L-1的溶液②,其pH=____________。
(3)向等体积、等浓度的溶液①、④中加入大小相同的镁条,开始时反应速率的大小关系为①_________④(填“>”、“<”或“=”)。
(4)等体积、等pH的溶液①和④分别与足量的②反应,消耗②的物质的量大小关系为①_______④(填“>”、“<”或“=”)。21、常温下,用酚酞作指示剂,用0.10mol·L-1NaOH溶液分别滴定20.00mL浓度均为0.10mol·L-1的CH3COOH溶液和HCN溶液所得滴定曲线如图。
(已知:CH3COOH、HCN的电离平衡常数分别为1.75×10-5、6.4×10-10)
(1)图__(a或b)是NaOH溶液滴定HCN溶液的pH变化的曲线;判断的理由是__。
(2)点③所示溶液中所含离子浓度的从大到小的顺序:__。
(3)点①和点②所示溶液中:c(CH3COO-)-c(CN-)__c(HCN)-c(CH3COOH)(填“>、<或=”)
(4)点②③④所示的溶液中水的电离程度由大到小的顺序是:__。评卷人得分六、有机推断题(共1题,共3分)22、某温度时,Ag2SO4在水溶液中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。请回答下列问题:
(1)A点表示Ag2SO4是_____(填“过饱和”“饱和”或“不饱和”)溶液。
(2)该温度下Ag2SO4的溶度积常数Ksp=_____。(列式带入数据并计算出结果)
(3)现将足量的Ag2SO4固体分别加入:
a.40mL0.01mol·L-1K2SO4溶液。
b.10mL蒸馏水。
c.10mL0.02mol·L-1H2SO4溶液。
则Ag2SO4的溶解程度由大到小的顺序为_____(填字母)。
(4)向Ag2SO4悬浊液中加入足量Na2CrO4固体,可观察到有砖红色沉淀生成(Ag2CrO4为砖红色),写出沉淀转化的离子方程式:_____。参考答案一、选择题(共8题,共16分)1、D【分析】【详解】
A.2C2H2(g)+5O2(g)→4CO2(g)+2H2O(l)+2600kJ,2molC2H2(g)完全燃烧生成气态水时放热小于2600kJ;故A错误;
B.2C6H6(g)+15O2(g)→12CO2(g)+6H2O(l)+6590kJ,2molC6H6(l)完全燃烧生成液态水时放热等于6590kJ;故B错误;
C.相同条件下,等质量的C2H2(g)与C6H6(g)完全燃烧,1gC2H2(g)物质的量=mol,1gC6H6(g)物质的量=mol,C2H2(g)完全燃烧放热=50kJ,C6H6(g)完全燃烧放热=42.2kJ,C2H2(g)完全燃烧放热更多;故C错误;
D.由反应①×3-反应②得:6C2H2(g)=2C6H6(g)+1210kJ,因此C2H2(g)三聚生成C6H6(g)的过程属于放热反应;故D正确;
故答案为:D。2、C【分析】【详解】
A.随着温度升高,I-的浓度逐渐增大,说明升高温度,化学平衡逆向移动,逆反应为吸热反应,则I2(aq)+I-(aq)I3-(aq)正反应为放热反应,△H<0;A正确;
B.因为K=T2>T1,所以当温度升高时,反应向逆方向移动,即K1>K2;B正确;
C.从图中可以看出D点并没有达到平衡状态,c(I-)小于该温度下的平衡浓度,所以反应逆向进行,故v逆>v正;C错误;
D.温度T2>T1,升高温度,平衡逆向移动,c(I3-)变小,所以c(I3-):A>B,即状态A的c(I3-)高;D正确;
故合理选项是C。
【点睛】
本题考查化学平衡的移动和平衡常数的运用,据图得出该反应为放热反应是解答本题的关键,试题难度不大。3、B【分析】【分析】
升高温度;增大压强;反应速率均增大,到达平衡的时间缩短。
【详解】
温度都为T1,压强为p2先达到平衡,p2>p1,p1到p2,平衡时B的质量分数增大,即增大压强,平衡逆向移动,故a+b
压强都为p2,T1条件下先达到平衡,T1>T2,T1到T2;平衡时B的质量分数增大,即降低温度,平衡逆向移动,故逆反应是放热反应,正反应是吸热反应;
综上所述,T1>T2,p12,a+b
答案选B。
【点睛】
“先拐先平”数值大。4、A【分析】【详解】
H+与HR的个数之比为m:n,所以物质的量浓度之比为m:n;设H+的浓度为m,则HR的浓度为n,则:由HRH++R-可知Ka==故答案为A。5、D【分析】【详解】
A.氢氧化钠应该放在小烧杯中称量;A错误;
B.应该用25mL酸式滴定管量取高锰酸钾溶液;B错误;
C.广泛pH试纸读数只能是整数;C错误;
D.用10mL量筒量取NaCl溶液;体积为6.5mL,D正确;
答案选D。6、D【分析】【详解】
A选项,整个反应过程中遵循电荷守恒,因此电荷守恒关系为:c(H+)+c(NH4+)+c(Na+)=2c(SO42-)+c(OH-);故A错误;
B选项,当氢氧化钠为20mL时,溶液为酸性,多加一点变为中性,溶液呈中性时应该是硫酸钠、硫酸铵和一水合氨的混合物,所以钠离子浓度大于硫酸根浓度:c(Na+)>c(SO42-)>c(NH4+)>c(H+)=c(OH-);故B错误;
C选项,当滴入20mLNaOH溶液时,刚好反应完生成硫酸钠和硫酸铵,根据物料守恒应该是这样关系:c(SO42-)=c(NH3∙H2O)+c(NH4+);故C错误;
D选项,当滴入30mLNaOH溶液时(pH>7),溶质是硫酸钠、硫酸铵、一水合氨,一水合氨电离出铵根离子,溶液显碱性,因此有c(NH4+)>c(NH3∙H2O)>c(OH-)>c(H+);故D正确。
综上所述;答案为D。
【点睛】
临界点,加入20mL氢氧化钠反应恰好把硫酸氢铵溶液中的氢离子消耗完,溶液为硫酸铵和硫酸钠,溶液呈酸性,再加入氢氧化钠就是铵根离子和氢氧根离子反应,此时可以判断溶液中离子浓度大小关系。7、C【分析】【分析】
向0.1mo/L的碳酸氢钠溶液滴几滴酚酞,呈微红色,则溶液pH>7;以此解题。
【详解】
A.甲基橙的变色范围为3.1-4.4;当pH大于4.4时,甲基橙为黄色,故A错误;
B.0.1mol/L的碳酸氢钠溶液的pH>7,说明碳酸氢根离子的水解程度大于电离程度,但电离程度和水解程度都较小,则c(HCO3-)>c(H2CO3)>c(CO32-);故B错误;
C.溶液中存在物料守恒和电荷守恒,根据电荷守恒得c(OH-)+2c(CO32-)+c(HCO3-)=c(H+)+c(Na+),根据物料守恒得c(Na+)=c(H2CO3)+c(CO32-)+c(HCO3-),物料守恒式减去电荷守恒式得c(OH-)=c(H+)+c(H2CO3)-c(CO32-);故C正确;
D.加水稀释,促进碳酸氢根离子水解生成碳酸,因此碳酸氢根离子浓度减小,碳酸浓度增大,所以,的比值增大;故D错误;
答案选C。8、D【分析】A.由于氢气难以大规模制备,因此以甲烷为燃料,其成本大大低于以氢气为燃料的传统燃料电池,A正确;B.由阴离子移动方向可知B为负极,负极发生氧化反应,甲烷被氧化生成二氧化碳和水,电极方程式为CH4+4O2--8e-=CO2+2H2O,A极是正极,该电极上是氧气得电子的还原反应,电极方程式为O2+4e-=2O2-,B正确;C.B电极反应式为CH4+4O2--8e-=CO2+2H2O,C正确;D.硫酸铜的物质的量=0.1L×1mol/L=0.1mol,开始阶段发生反应:2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+,铜离子完全放电后,发生反应2H2O2H2↑+O2↑,当两极收集到的气体体积相等时,即氢气与氧气的体积相等,令是氢气为xmol,根据电子转移守恒,则:0.1mol×2+2x=4x,解得x=0.1,根据电子转移守恒,可知消耗的甲烷物质的量=0.1mol×4/8=0.05mol,故消耗甲烷的体积=0.05mol×22.4L/mol=1.12L,D错误,答案选D。二、填空题(共8题,共16分)9、略
【分析】(2)×2-(1),得所求热化学方程式【解析】2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g)△H=-1135.7kJ·mol-110、略
【分析】【详解】
氢气和碘反应生成2molHI的反应实质是;旧键断裂吸收能量的值为:436kJ+151kJ=587kJ,新键生成释放能量为:299kJ×2=598kJ,旧键断裂吸收的能量小于新键生成释放的能量,反应为放热反应,放出的热量为:598kJ-587kJ=11kJ;
故答案为:11。
【点睛】
本题主要考查了与键能有关的知识,掌握旧键断裂要吸收能量,新键生成要释放能量是解答的关键。【解析】1111、略
【分析】【详解】
(1)根据图像可知,当压强均为P1时,温度为T2的曲线首先达到平衡状态,这说明温度是T2>T1;但温度高,R的含量低,这说明升高温度平衡向逆反应方向移动,因此正方应是放热反应,即△H<0,故答案为:<;<;
(2)根据图像可知,当温度均为T1时,压强为P2的曲线首先达到平衡状态,这说明P2>P1;但压强高,R的含量低,这说明增大越强平衡向逆反应方向移动,因此正方应是体积增大的可逆反应,即L一定是气态,故答案为:<;气态。【解析】①.<②.<③.<④.气态12、略
【分析】【分析】
【详解】
试题分析:(1)铁红(Fe2O3)常用作防锈漆和炼铁的原料;故答案为防锈漆;炼铁;
(2)利用FeCl3溶液制备氢氧化铁胶体的离子方程式为Fe3++3H2OFe(OH)3(胶体)+3H+,故答案为Fe3++3H2OFe(OH)3(胶体)+3H+;
(3)反应FeO(s)+CO(g)⇌Fe(s)+CO2(g)的平衡常数K=t℃时,反应达到平衡时n(CO):n(CO2)===4;故答案为4。
考点:考查了铁及其化合物的性质、化学平衡的相关知识。【解析】①.防锈漆、炼铁②.Fe3++3H2OFe(OH)3(胶体)+3H+③.413、略
【分析】【分析】
利用原电池的工作原理;进行分析判断;
【详解】
(1)C为稀硫酸,电流表指针发生偏转,B电极材料为Fe,且作负极,A电极为正极,总电极反应式为Fe+2H+=Fe2++H2↑,即A电极反应式为2H++2e-=H2↑;
答案为2H++2e-=H2↑;
(2)根据原电池工作原理,以及总电极反应式,负极材料是Cu,正极材料是石墨,溶液C为FeCl3;
答案为Cu;石墨;FeCl3溶液;
(3)Zn比Cu活泼,Zn为负极,锌电极反应式为Zn-2e-=Zn2+,Cu为正极,Cu电极反应式为Cu2++2e-=Cu,整个过程中Cu2+被消耗,即c(Cu2+)变小;
答案为负极;Cu2++2e-=Cu;变小;
(4)根据装置图,电子从电极c流向电极d,因此电极c为负极,燃料电池中通燃料一极为负极,即CH3OH在负极上失去电子,其电极反应式为H2O+CH3OH-6e-=CO2+6H+,消耗1molO2需要得到4mole-,因此电路中转移2mol电子,消耗氧气的物质的量为=0.5mol,标准状况下,消耗氧气的体积为0.5mol×22.4L·mol-1=11.2L;
答案为负极;H2O+CH3OH-6e-=CO2+6H+;11.2L。
【点睛】
电极反应式的书写是本题的难点,原电池是将氧化还原反应反应分成两个半反应,书写电极反应式是先写出还原剂-ne-→氧化产物,氧化剂+ne-→还原产物,如本题负极反应式:CH3OH-6e-→CO2,然后判断电解质溶液的酸碱性,本题质子通过质子交换膜,说明电解质溶液为酸性,根据原子守恒和电荷守恒,得出电极反应式为CH3OH+H2O-6e-=CO2+6H+。【解析】(14分,无特殊说明每空1分)(1)2H++2e-=H2↑(2分)(2)铜CFeCl3溶液(3)负Cu2++2e-=Cu(2分)变小(4)负极H2O+CH3OH-6e-=CO2+6H+(2分)11.2(2分)14、略
【分析】【分析】
【详解】
试题分析:(1)放电时,该装置是原电池,正极发生还原反应,反应为:FePO4+Li++e-═LiFePO4;(2)充电时为电解池,该电极连接外接电源的正极;(3)放电时,该装置是原电池,电池负极发生氧化反应,负极反应为:Li―e-=Li+,质量减少;(4)根据示意图,B极区生产H2,同时生成LiOH,则B极区电解液不能是LiCl溶液,如果是LiCl溶液则无法得到纯净的LiOH,则B极区电解液为LiOH溶液;离子交换膜应使用阳离子交换膜,传导Li+。
【考点】
电解原理及应用。
【点睛】
本题考查电解原理及应用,包括电极方程式的书写、电解液的判断、离子移动方向的判断;准确理解题给信息是解决问题的关键。首先通过电解法制备LiOH的分析考查了电解的原理及应用,侧重于对分析问题、解决问题能力的考查。【解析】正FePO4+e-+Li+=LiFePO4正极减少LiOH阳15、略
【分析】【详解】
(1)υ(CO)===0.03mol/(L•min);故答案为0.03mol/(L•min);
(2)①在高于850℃时发生反应,化学反应速率加快,一定在4min前达到化学平衡.另外从表中可看出反应在3min和4min时的各物质浓度相同,故3min-4min之间反应应处于平衡状态;由于是放热反应,温度升高,化学平衡向逆反应方向移动,C3数值应小于0.12mol/L;故答案为平衡;小于;
②反应在4min-5min间,平衡向逆方向移动可能是升高温度、增大生成物浓度、减少反应物浓度等因素引起,故选b;表中5min-6min之间CO浓度减少,H2O浓度增大,CO2浓度增大,只有增加水蒸气,使化学平衡向正反应方向移动,故选a;故答案为b;a;
(3)①根据图示,图中甲池属于燃料电池,乙池和丙池属于电解池;甲池中通入甲醇的是负极,通入氧气的是正极,原电池中阴离子移向负极,因此OH-移向CH3OH极。丙池中为400ml1mol/L硫酸铜溶液含有硫酸铜0.4mol,0.4mol铜离子放电转移0.8mol电子,当外电路有1mol电子通过时,阳极有氢氧根离子放电生成0.25mol氧气,阴极还有0.2mol氢离子放电生成0.1mol氢气,两极共产生0.35mol的气体,故答案为电解池;CH3OH;0.35;
②乙池中B电极为阴极,发生还原反应,电极反应式为Ag++e-=Ag,故答案为Ag++e-=Ag。
点睛:本题综合考查化学平衡常数、平衡的有关计算和判断、原电池和电解池等问题。将图表信息和图象信息相结合来分析是解答的关键。本题的易错点是(3)中气体的判断。【解析】0.03平衡小于ba电解池CH3OH0.35Ag++e-===Ag16、略
【分析】【分析】
I.(1)根据金属电化学腐蚀分为吸氧腐蚀和析氢腐蚀进行分析;
(2)从金属防护的方法上进行分析;
II.从原电池工作原理和电解原理的角度进行分析和解答;
【详解】
I.(1)金属电化学腐蚀分为吸氧腐蚀和吸氢腐蚀,如果电解质为酸性,则发生析氢腐蚀,根据原电池工作原理,正极反应式为2H++2e-=H2↑;如果电解质为中性或极弱的酸性,则发生吸氧腐蚀,根据原电池的工作原理,正极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-;
故答案为2H++2e-=H2↑;吸氧腐蚀;
(2)X为碳棒;开关K置于N处,该装置则有外加电源,装置属于电解质,根据电解池的工作原理,铁电极作阴极,铁不参与反应,被保护,这叫外加电流阴极保护法;若X为锌棒,开关K置于M处,该装置为原电池装置,锌比铁活泼,锌为负极,铁为正极,铁被保护,该方法叫牺牲阳极的阴极保护法;
故答案为:外加电流阴极保护法;能;
II.(1)甲池为电池,通燃料一极为负极,即通CH3OH一极为负极,通氧气或空气的一极为正极,电解质为KOH溶液,因此负极反应式为CH3OH+8OH--6e-=CO32-+6H2O;
故答案为CH3OH+8OH--6e-=CO32-+6H2O;
(2)乙池中石墨连接甲池通氧气一极,即乙池中石墨为阳极,乙池中Ag作阴极,根据电解原理,阳极上失电子,发生氧化反应,阳极反应式为2H2O+4e-=O2↑+4H+,阴极上得到电子,发生还原反应,阴极反应式为Cu2++2e-=Cu,因此总电极反应式为2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4;
故答案为:阳;氧化;2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4;
(3)丙池总反应式为MgCl2+2H2OMg(OH)2+H2↑+Cl2↑,电路为串联电路,根据转移电子物质的量相同,建立的关系式是为解得n1=0.02mol,即生成Mg(OH)2质量为0.02mol×58g·mol-1=1.16g,n2=0.04mol,乙池中c(H+)==0.1mol·L-1;即pH=1;
故答案为1.16g;1。
【点睛】
电池的电极反应式书写是本题的难点,电池是两个半反应,一般先判断出氧化剂、还原产物,还原剂、氧化产物,根据化合价的变化,标出得失电子,根据电解质溶液的酸碱性,判断出H2O、H+、OH-谁参与反应,最后根据电荷守恒和原子守恒,配平其他。【解析】2H++2e=H2↑吸氧腐蚀外加电源(流)的阴极保护法能CH3OH-6e+8OH=CO32-+6H2O阳氧化2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO41.161三、判断题(共1题,共2分)17、×【分析】【详解】
向溶液中加入少量水,减小,碱性减弱即减小,则增大,则溶液中增大,故错;【解析】错四、元素或物质推断题(共1题,共9分)18、略
【分析】【分析】
根据题干可知Q;W、X、Y、Z分别为C、N、O、Na、Cl五种元素。
(1)甲为硝酸铵,其水溶液呈酸性,主要是铵根水解显酸性,其离子方程式表示其原因NH4++H2ONH3·H2O+H+。
(2)③中反应为二氧化碳和过氧化钠反应生成碳酸钠和氧气,其化学方程式为2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2。
(3)根据方程式ZO3n-→Z-;由上述信息可推测Z为Cl,在周期表中位置为第三周期第ⅦA族。
(4)Y形成的难溶半导体材料CuYO2可溶于稀硝酸,同时生成NO。此反应的离子方程式为16H++3CuAlO2+NO3-=3Cu2++3Al3++NO+8H2O。
【详解】
(1)甲为硝酸铵,其水溶液呈酸性,主要是铵根水解显酸性,其离子方程式表示其原因NH4++H2ONH3·H2O+H+,故答案为:NH4++H2ONH3·H2O+H+。
(2)③中反应为二氧化碳和过氧化钠反应生成碳酸钠和氧气,其化学方程式为2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2,故答案为:2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2。
(3)根据方程式ZO3n-→Z-;由上述信息可推测Z为Cl,在周期表中位置为第三周期第ⅦA族,故答案为:第三周期第ⅦA族。
(4)Y形成的难溶半导体材料CuYO2可溶于稀硝酸,同时生成NO。此反应的离子方程式为16H++3CuAlO2+NO3-=3Cu2++3Al3++NO+8H2O,故答案为:16H++3CuAlO2+NO3-=3Cu2++3Al3++NO+8H2O。【解析】NH4++H2ONH3·H2O+H+2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2第三周期第ⅦA族16H++3CuAlO2+NO3-=3Cu2++3Al3++NO+8H2O五、结构与性质(共3题,共15分)19、略
【分析】【详解】
(1)根据盖斯定律,由Ⅲ-Ⅱ可得
反应Ⅰ属于吸热反应,反应Ⅰ达平衡时升温,平衡正向移动,K增大,则减小;
(2)①A.Ⅲ为气体分子总数减小的反应,加压能使平衡正向移动,从而提高的平衡转化率;A正确;
B.反应Ⅰ为吸热反应,升高温度平衡正向移动,反应Ⅲ为放热反应,升高温度平衡逆向移动,的平衡转化率不一定升高;B错误;
C.增大与的投料比有利于提高的平衡转化率;C正确;
D.催剂不能改变平衡转化率;D错误;
故选AC;
②200℃时是气态,1mol和1molH2充入密闭容器中,平衡时的转化率为a,则消耗剩余的物质的量为根据碳原子守恒,生成CO的物质的量为消耗剩余生成此时平衡体系中含有和则反应Ⅲ的其他条件不变,H2起始量增加到3mol,达平衡时则平衡时
的物质的量分别为0.5mol、1.9mol、0.5mol、0.2mol、0.3mol,平衡体系中H2的物质的量分数为1.9/3.4=0.56;
(3)①决速步骤指反应历程中反应速率最慢的反应。反应速率快慢由反应的活化能决定,活化能越大,反应速率越慢。仔细观察并估算表中数据,找到活化能(过渡态与起始态能量差)最大的反应步骤为
②反应Ⅲ的指的是和的总能量与和的总能量之差为49kJ,而反应历程图中的E表示的是1个分子和1个分子的相对总能量与1个分子和3个分子的相对总能量之差(单位为eV),且将起点的相对总能量设定为0,所以作如下换算即可方便求得相对总能量【解析】(1)+41.0减小。
(2)AC0.56
(3)或-0.5120、略
【分析】【分析】
(1)NaHSO4溶液呈酸性,其原因是NaHSO4完全电离生成H+。
(2)0.1mol·L-1的溶液②,c(OH-)=0.1mol·L-1,c(H+)=10-13mol·L-1,pH=-lgc(H+)。
(3)向等体积、等浓度的溶液①、④中加入大小相同的镁条,HCl完全电离,而CH3COOH部分电离,溶液中的c(H+)为盐酸大于醋酸;由此可得出开始时反应速率的大小关系。
(4)等体积;等pH的溶液①和④中;醋酸的浓度远大于盐酸,分别与足量的②反应时,盐酸和醋酸都发生完全电离,由此可得出二者消耗②的物质的量大小关系。
【详解】
(1)NaHSO4溶液呈酸性,其原因是NaHSO4完全电离生成H+,其电离方程式为NaHSO4=Na++H++SO42-。答案为:NaHSO4=Na++H++SO42-;
(2)0.1mol·L-1的溶液②,c(OH-)=0.1mol·L-1,c(H+)=10-13mol·L-1,pH=-lgc(H+)=13。答案为:13;
(3)向等体积、等浓度的溶液①、④中加入大小相同的镁条,HCl完全电离,而CH3COOH部分电离,溶液中的c(H+)为盐酸大于醋酸,由此可得出开始时反应速率的大小关系为①>④。答案为:>;
(4)等体积、等pH的溶液①和④中,醋酸的浓度远大于盐酸,醋酸的物质的量远大于盐酸,与足量的②反应时,盐酸和醋酸都发生完全电离,由此可得出消耗②的物质的量大小关系为①<④。答案为:<。
【点睛】
等体积、等pH的强酸和弱酸溶液,虽然二者的c(H+)相同,但由于弱酸只发生部分电离,所以弱酸的物质的量浓度远比强酸大。与碱反应时,弱酸不断发生电离,只要碱足量,最终弱酸完全电离,所以弱酸消耗碱的物质的量比强酸要大得多。解题时,我们一定要注意,与金属或碱反应时,只要金属或碱足量,不管是强酸还是弱酸,最终都发生完全电离,若只考虑电离的部分,则会得出错误的结论。【解析】NaHSO4=Na++H++SO42-13><21、略
【分析】【分析】
(1)电离平衡常数越小酸性越弱;同浓度pH值越大;
(2)b为醋酸;先判断点③所示溶液中的溶
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