7.有A、B、C、D、E五块金属片,进行如下实验:
①A、B用导线相连后,同时浸入稀H2SO4溶液中,A极为负极;②C、D用导线相连后,同时浸入稀H2SO4溶液中,电流由D→导线→C;③A、C相连后,同时浸入稀H2SO4溶液中,C极产生大量气泡;④B、D相连后,同时浸入稀H2SO4溶液中,D极发生氧化反应;⑤用惰性电极电解含B离子和E离子的溶液,E先析出。
据此,判断五种金属的活动性顺序是
A.A>B>C>D>EB.A>C>D>B>E
C.C>A>B>D>ED.B>D>C>A>E
【答案】B
【解析】
试题分析:
①A、B用导线相连后,同时浸入稀硫酸溶液中,A极为负极,所以活泼性:
A>B;②原地啊池中,电流从正极流向负极,C、D用导线相连后,同时浸入稀硫酸溶液中,电流由D→导线→C,所以金属活泼性:
C>D;③A、C相连后,同时浸入稀硫酸溶液中,C极产生大量气泡,说明C极是正极,所以金属活泼性:
A>C;④B、D相连后,同时浸入稀硫酸溶液中,D极发生氧化反应,说明D极是负极,所以金属活泼性:
D>B;综上可知金属活泼性顺序是:
A>C>D>B.答案选B.
考点:
原电池原理
8.已知有如下热化学方程式
①2C(s)+O2(g)=2CO(g)ΔH1
②2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)ΔH2
③C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)ΔH3
则下列关系正确的是:
A.ΔH3=(ΔH1+ΔH2)/2B.ΔH3=ΔH2-ΔH1
C.ΔH3=(ΔH2-ΔH1)/2D.ΔH3=(ΔH1-ΔH2)/2
【答案】D
【解析】
【分析】
利用盖斯定律计算,将①/2-②/2,可得C(s)+H2O(g)═CO(g)+H2(g),反应热随之相加减,可求得反应热;
【详解】2C(s)+O2(g)=2CO(g)ΔH1①2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)ΔH2②利用盖斯定律,将①/2-②/2,可得C(s)+H2O(g)═CO(g)+H2(g),则ΔH3=(ΔH1-ΔH2)/2;综上,本题选D。
9.在一定温度下的定容密闭容器中,当下列物理量不再变化时,不能表明反应:
A(s)+2B(g)
C(g)+D(g)已达到平衡的是
A.混合气体的压强B.混合气体的密度C.气体的平均摩尔质量D.反应物A的质量
【答案】A
【解析】
试题分析:
可逆反应A(s)+2B(g)⇌C(g)+D(g)达到平衡状态时,正逆反应速率相等,平衡时各物质的浓度、百分含量不变,以及由此衍生的一些量也不发生变化,注意该反应中A为固态,且反应恰好气体的体积不变.
解:
A.该反应是反应前后气体体积没有变化的反应,容器中的压强始终不发生变化,所以不能证明达到了平衡状态,故A正确;
B.该容器的体积保持不变,根据质量守恒定律知,反应前后混合气体的质量会发生变化,所以容器内气体的密度会变,当容器中气体的密度不再发生变化时,能表明达到化学平衡状态,故B错误;
C.该反应前后气体的总物质的量不变,而气体的质量发生变化,如果混合气体的平均摩尔质量不变,说明已经达到平衡状态,故C错误;
D.该反应达到平衡状态时,各种气体的物质的量浓度不变,所以A的质量不变能说明该反应达到平衡状态,故D错误,
故选A.
10.固体氧化物燃料电池是由美国西屋(Westinghouse)公司研制开发的。
它以固体氧化锆氧化钇为电解质,这种固体电解质在高温下允许氧离子(O2-)在其间通过。
该电池的工作原理如图所示,其中多孔电极a、b均不参与电极反应。
下列判断正确的是
A.有O2放电的a极为电池的负极
B.有H2放电的b极为电池的正极
C.a极对应的电极反应式为O2+2H2O+4e-===4OH-
D.该电池的总反应方程式为2H2+O2===2H2O
【答案】D
【解析】
【分析】
该电池属于氢氧燃料电池,电池工作时的正负极反应式分别为:
正极:
O2+4e-=2O2-;负极:
H2-2e-+O2-═H2O,总反应为:
2H2+O2=2H2O。
【详解】A.在燃料电池中,有O2放电的a极为原电池的正极,故A项错误;B.在燃料电池中,有H2放电的b极为电池的负极,故B项错误;C.a极对应的电极反应为:
O2+4e-=2O2-,故C项错误;D.在燃料电池中,总反应方程式即为燃料燃烧的化学方程式,即2H2+O2=2H2O,故D正确。
综上,本题选D。
11.一定条件下,将3molA和1molB两种气体混合于固定容积为2L密闭容器中,发生如下反应:
3A(g)+B(g)
xC(g)+2D(s)。
2min末该反应达到平衡,生成0.6molD,并测得C的浓度为0.15mol/L。
下列判断正确的是
A.从开始到平衡A的平均反应速率为0.225mol/(L∙s)
B.从开始到平衡B的转化率为60%
C.此反应的化学平衡常数表达式K=c(C)c2(D)/c3(A)c(B)
D.若混合气体的密度不再改变时,该反应一定达到平衡状态
【答案】D
【解析】
【分析】
结合题干,即可列出该反应的三段式,利用相关数值进行简单计算;
【详解】2min末该反应达到平衡,生成0.6molD,并测得C的浓度为0.15mol/L,则生成C的物质的量为2L×0.15mol/L=0.3mol,可知x:
2=0.3mol:
0.6mol,解得x=1,
3A(g)+B(g)⇌C(g)+2D(s)
n03mol1mol0mol0mol
Δn0.9mol0.3mol0.3mol0.6mol
n平2.1mol0.7mol0.3mol0.6mol
A.结合υ(A)=△c/△t=0.9mol÷2L÷2min=0.225mol/(L∙min),故A项错误;B.B的转化率=0.3mol/1mol×100%=30%,故B项错误;C.K为生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比,D为固体,所以K=c(C)/c3(A)c(B),故C项错误;D.固定容积为2L,气体体积不变,但D为固体,可知混合气体的质量变化,密度为变量,若混合气体的密度不再改变,则该反应达到平衡状态,故D项正确。
综上,本题选D。
【点睛】本题考查化学平衡常数及转化率的计算,要求学生能运用化学平衡的规律进行运算。
化学平衡计算模式"三步曲"
(1)写出化学方程式。
(2)根据化学方程式列出各物质(包括反应物和生成物)的三段式,已知中没有列出的相关数据,设未知数表示。
(3)根据已知条件列方程,解出未知数。
12.铜锌原电池(如图)工作时,下列叙述正确的是
A.正极反应为:
Zn-2e-=Zn2+
B.盐桥中的K+移向ZnSO4溶液
C.电池反应为:
Zn+Cu2+=Zn2++Cu
D.在外电路中,电子从负极流向正极;在电池内部,电子从正极流向负极
【答案】C
【解析】
A、锌比铜活泼,锌作负极,铜作正极,正极反应式为Cu2++2e-=Cu,故A错误;B、根据原电池工作原理,阴离子向负极移动,阳离子向正极移动,故B错误;C、负极反应是为Zn-2e-=Zn2+,因此电池反应式为Zn+Cu2+=Zn2++Cu,故C正确;D、根据原电池的工作原理,电子从负极经外电路流向正极,电池内部只有阴阳离子的定向移动,故D错误。
13.在一密闭容器中,进行以下可逆反应O(g)+P(g)
W(g)+2T(?
),在不同条件下W的百分含量的变化情况如图,则该反应
A.正反应放热,T是固体B.正反应放热,T是气体
C.正反应吸热,T是气体D.正反应放热,T是固体或气体
【答案】B
【解析】
【分析】
结合图像分析可知P2>P1、T2>T1,再结合压强、温度对平衡的影响,即可得到答案。
【详解】根据图像可知,在温度相同的条件下,压强越大W的含量越低,这说明增大压强平衡向逆反应方向移动,所以正反应是体积增大的可逆反应,因此T一定是气态。
而当压强相同时,温度越高W的含量越低,这说明升高温度平衡向逆反应方向移动,所以正反应是放热反应。
综上,本题选B。
【点睛】在分析有关图像时应该注意:
一、ν-t图像或c-t图像:
1.ν-t图像:
分清正逆反应,分清各因素(浓度、温度、压强、催化剂)对反应速率和平衡移动的影响。
二、平衡图像1.出现拐点的图像:
分析依据“先拐先平”。
在转化率-时间图像或物质的百分含量-时间图像中,先出现拐点的曲线先达到平衡(代表温度高或压强大或使用合适的催化剂等)。
14.利用如图所示装置,当X、Y选用不同材料时,可将电解原理广泛应用于工业生产。
下列说法中正确的是
A.氯碱工业中,X、Y均为石墨,Y附近能得到氢氧化钠
B.铜的精炼中,X是纯铜,Y是粗铜,Z是CuSO4
C.电镀工业中,X是待镀金属,Y是镀层金属
D.外加电流的阴极保护法中,X是待保护金属
【答案】A
【解析】
分析:
A、氯碱工业上,用惰性电极电解饱和氯化钠溶液,阳极上析出氯气,阴极上析出氢气,阴极附近得到氢氧化钠;B、铜的精炼中,粗铜作阳极,纯铜作阴极,硫酸铜溶液作电解质溶液;C、电镀工业上,镀层作阳极,镀件作阴极;D、外加电流的阴极保护法中,阴极是待保护金属。
详解:
A、氯碱工业上,用惰性电极电解饱和氯化钠溶液,阴极附近得到氢氧化钠,即Y附近能得到氢氧化钠,选项A正确;B、铜的精炼中,粗铜作阳极X,纯铜作阴极Y,硫酸铜溶液作电解质溶液,选项B错误;C、电镀工业上,Y是待镀金属,X是镀层金属,选项C错误;D、外加电流的阴极保护法中,阴极是待保护金属,即Y是待保护金属,选项D错误。
答案选A。
点睛:
本题考查了电解原理,根据电解时离子的放电顺序、电镀、电解精炼、金属的腐蚀与防护来分析解答即可,难度不大,注意原电池原理和电解池原理是高考的热点,应掌握此知识点。
15.在密闭容器中发生下列反应aA(g)
cC(g)+dD(g),反应达到平衡后,将气体体积压缩到原来的一半,当再次达到平衡时,D的浓度为原平衡的2.3倍,下列叙述正确的是
A.A的转化率变小B.平衡向逆反应方向移动
C.a>c+dD.D的体积分数变小
【答案】C
【解析】
【分析】
反应达到平衡后,将气体体积压缩到原来的一半,若平衡不移动,D的浓度为原平衡的2倍,而当再次达到平衡时,D的浓度为原平衡的2.3倍,可知压强增大,平衡正向移动,以此来解答。
【详解】反应达到平衡后,将气体体积压缩到原来的一半,若平衡不移动,D的浓度为原平衡的2倍,而当再次达到平衡时,D的浓度为原平衡的2.3倍,可知压强增大,平衡正向移动;A.平衡正向移动,则A的转化率变大,故A项错误;B.平衡正向移动,故B项错误;C.增大压强,平衡正向移动,则a>c+d,故C项正确;D.增大压强平衡正向移动,则D的体积分数变大,故D项错误;综上,本题选C。
16.关于下列装置的说法中正确的是
A.装置①中,盐桥可用导电的金属丝替代
B.装置②通电过程中有Fe(OH)2产生
C.装置③用于电解法精炼铜中,d极溶解铜和c极析出铜的质量相等
D.装置④中有Cl2生成
【答案】B
【解析】
【分析】
A.盐桥中存在的是自由移动的离子;B.装置②中,阳极产生的Fe2+可与阴极产生的OH-结合生成Fe(OH)2;C.电解法精炼铜中,由于粗铜中有杂质,故溶解的铜和析出的铜质量不相等;D.此装置为铁在酸性条件下的析氢腐蚀;
【详解】A.盐桥中存在的是自由移动的离子,而金属丝中不存在离子,故A项错误;B.装置②中,阳极Fe-2e-=Fe2+,阴极2H2O+2e-=H2↑+2OH-,Fe2+与OH-结合生成Fe(OH)2,故B项正确;C.电解精炼铜时,电解池的阳极是粗铜,由于粗铜中含有杂质所以会发生Fe-2e-=Fe2+、Cu-2e−=Cu2+等反应,阴极发生Cu2++2e−=Cu,溶解的铜和析出铜的质量不相等,故C项错误;D.在金属的电化学腐蚀中,金属锌是负极,金属铁是正极,电子是从负极Zn流向正极Fe,装置中铁电极上会产生氢气,故D项错误。
综上,本题选B。
第Ⅱ卷(非选择题,共52分)
二、填空题(本大题5小题,共计52分)
17.白磷、红磷是磷的两种同素异形体,在空气中燃烧得到磷的氧化物,空气不足时生成P4O6,空气充足时生成P4O10。
(1)已知298K时白磷、红磷完全燃烧的热化学方程式分别为
P4(s,白磷)+5O2(g)===P4O10(s)ΔH1=-2983.2kJ·mol-1
P(s,红磷)+5/4O2(g)===1/4P4O10(s)ΔH2=-738.5kJ·mol-1
则该温度下红磷转化为白磷的热化学方程式为_________________________________________。
(2)已知298K时白磷不完全燃烧的热化学方程式为P4(s,白磷)+3O2(g)===P4O6(s)ΔH=-1638kJ·mol-1。
在某密闭容器中加入37.2g白磷和29.12L氧气(标准状况),控制条件使之恰好完全反应。
则所得到的P4O10与P4O6的物质的量之比为_____________,反应过程中放出的热量为_____________。
【答案】
(1).4P(s,红磷)===P4(s,白磷)ΔH=+29.2kJ·mol-1
(2).2:
1(3).760.44kJ
【解析】
【分析】
(1)根据盖斯定律写出红磷转化为白磷的热化学方程式;
(2)设P4O10物质的量为x,P4O6物质的量为y,结合原子守恒计算得到,根据热化学方程式计算反应放出的热量;
【详解】
(1)P4(s,白磷)+5O2(g)=P4O10(s)ΔH1=-2983.2kJ·mol-1①
P(s,红磷)+5/4O2(g)=1/4P4O10(s)ΔH2=-738.5kJ·mol-1②
根据盖斯定律②×4-①得,4P(s,红磷)=P4(s,白磷)ΔH=+29.2kJ·mol-1;
(2)在某密闭容器中加入37.2g白磷和29.12L氧气(标准状况),白磷中磷原子物质的量n=37.2g/31(g/mol)=1.2mol,氧气物质的量n=29.12L/22.4(L/mol)=1.3mol,则氧原子物质的量为2.6mol。
根据原子守恒列式计算:
设P4O10的物质的量为xmol,P4O6的物质的量为ymol。
则4x+4y=1.2,10x+6y=2.6解得x=0.2mol,y=0.1mol,故P4O10与P4O6的物质的量之比为2:
1;结合热化学方程式可知,生成0.2molP4O10放出热量596.64kJ,生成0.1molP4O6放出热量163.8kJ,故放出总热量为760.44kJ;
18.电解原理在化学工业中有广泛应用。
(1)氯碱厂电解饱和食盐水制取烧碱,若利用下图装置制备NaOH,两电极区电解液分别为NaOH和NaCl溶液。
①B极区电解液为_____________溶液(填化学式),A极要连接电源的______________(填“正”或“负”)极。
②阳极电极反应式为_____________________________,电解过程中Na+向_____________电极迁移(填“A”或“B”)。
③电解总反应的离子方程式是________________________________。
(2)利用下图装置,可以模拟铁的电化学防护。
①若X为碳电极,为减缓铁的腐蚀,开关K应置于_____________处(填“A”、“B”或“C”)。
②若X为锌电极,开关K置于A处,该电化学防护法称为______________________________。
【答案】
(1).NaOH
(2).正(3).2Cl‾—2e‾=Cl2↑(4).B(5).2Cl-+2H2O
Cl2↑+H2↑+2OH-(6).C(7).牺牲阳极的阴极保护法
【解析】
【分析】
(1)由图可知,右侧生成氢气,则B为阴极,B极区电解液为NaOH溶液,A极区中为NaCl溶液,氯离子放电生成氯气;
(2)结合原电池原理和电解池原理入手,保护金属的方法有牺牲阳极的阴极保护法和外加电流的阴极保护法;
【详解】
(1)电解制备NaOH,两电极区电解液分别为NaOH和NaCl溶液,由图可知,右侧生成氢气,则B中氢离子放电,可知B为阴极,在B中制备NaOH,B极区电解液为NaOH溶液;Na+由A经过阳离子交换膜向B移动;A极区中为NaCl溶液,氯离子放电生成氯气,则阳极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑。
①根据上述分析,B