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2019-2020年高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 考點(diǎn)研習(xí)訓(xùn)練 專題達(dá)標(biāo)檢測2
一、選擇題(每小題3分,共45分,每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意)
1.(xx年高考江蘇卷)某反應(yīng)的反應(yīng)過程中能量變化如圖所示(圖中E1表示正反應(yīng)的活化能,E2表示逆反應(yīng)的活化能)。下列有關(guān)敘述正確的是( )
A.該反應(yīng)為放熱反應(yīng)
B.催化劑能改變該反應(yīng)的焓變
C.催化劑能降低該反應(yīng)的活化能
D.逆反應(yīng)的活化能大于正反應(yīng)的活化能
解析:解本題的關(guān)鍵是正確理解圖像的意義。不難看出,E1>E2,正反應(yīng)的活化能大于逆反應(yīng)的活化能,ΔH=E1-E2>0,故該反應(yīng)為吸熱反應(yīng),故A、D均錯(cuò)。催化劑能降低反應(yīng)的活化能,但不能改變反應(yīng)的焓變,故B錯(cuò),C對。
答案:C
2.(xx年高考北京卷)已知33As、35Br位于同一周期。下列關(guān)系正確的是( )
A.原子半徑:As>Cl>P
B.熱穩(wěn)定性:HCl>AsH3>HBr
C.還原性:As3->S2->Cl-
D.酸性:H3AsO4>H2SO4>H3PO4
解析:解答本題主要從元素周期表、元素周期律的角度分析,要了解同一主族、同一周期元素性質(zhì)的遞變規(guī)律。同一周期原子半徑從左到右依次減小,A選項(xiàng)中P的原子半徑大于Cl,A錯(cuò);非金屬性越強(qiáng),其氣態(tài)氫化物越穩(wěn)定,其最高價(jià)氧化物對應(yīng)的水化物酸性越強(qiáng),故B選項(xiàng)中熱穩(wěn)定性:HCl>HBr>AsH3,D選項(xiàng)中酸性:H2SO4>H3PO4>H3AsO4,B、D均錯(cuò);S和Cl處于同一周期,故還原性:S2->Cl-,而As和Se處于同一周期,還原性:As3->Se2-,而S和Se又處于同一主族,還原性:Se2->S2-,故C正確。
答案:C
3.(xx年西安名校聯(lián)考)X、Y、Z、W、M均為短周期元素,X、Y同主族,X的氫化物和最高價(jià)氧化物的水化物能反應(yīng)生成一種離子化合物,其水溶液顯酸性;Z、W、M是第3周期連續(xù)的三種元素,其中只有一種是非金屬,且原子半徑Z>W>M。下列敘述正確的是( )
A.Z是海水中含量最高的金屬元素,W是地殼中含量最多的金屬元素
B.X、M兩元素氫化物的穩(wěn)定性:X
W>M”可知,Z、W、M分別是Mg、Al、Si。海水中含量最高的金屬元素是Na,故A錯(cuò);N、Si的氫化物的穩(wěn)定性:NH3>SiH4,故B錯(cuò);N的氧化物不能作高溫材料,故C錯(cuò);AlN的水解反應(yīng)為:AlN+3H2O===Al(OH)3↓+NH3,Al(OH)3可凈水,故D正確。
答案:D
4.(xx年梅州調(diào)研)在容積一定的密閉容器中發(fā)生可逆反應(yīng)A(g)+2B(g) 2C(g);ΔH>0,平衡移動關(guān)系如下圖所示。下列說法正確的是( )
A.p1p2,縱坐標(biāo)指C的質(zhì)量分?jǐn)?shù)
C.p1①>②
C.達(dá)到平衡時(shí)氨氣的體積分?jǐn)?shù):①>③
D.N2的轉(zhuǎn)化率:②>①>③
解析:化學(xué)平衡的建立和反應(yīng)的途徑無關(guān),只與反應(yīng)物的起始濃度有關(guān),增大反應(yīng)物濃度,化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動,對于N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ/mol,表示1 mol N2(g)和3 mol H2(g)完全反應(yīng)轉(zhuǎn)化為2 mol NH3(g)時(shí)放出92.4 kJ的熱量,而N2(g)+3H2(g)2NH3(g)為可逆反應(yīng),即反應(yīng)物不可能完全轉(zhuǎn)化為生成物,所以A正確;化學(xué)平衡常數(shù)只與反應(yīng)的溫度有關(guān),與反應(yīng)物的起始濃度無關(guān),B錯(cuò)誤;對于反應(yīng)①和反應(yīng)③,反應(yīng)③可以看做對反應(yīng)①增大壓強(qiáng),對于反應(yīng)N2(g)+3H2(g)2NH3(g),增大壓強(qiáng),平衡向右移動,即達(dá)平衡時(shí)氨氣的體積分?jǐn)?shù):①<③,C錯(cuò)誤;反應(yīng)②可以看作在反應(yīng)①達(dá)到平衡后再加入1 mol N2,此時(shí)化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動,但是N2的轉(zhuǎn)化率減小,故N2的轉(zhuǎn)化率:③>①>②,D錯(cuò)誤。
答案:A
8.如圖是甲醇/過氧化氫燃料電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。工作時(shí),甲醇和過氧化氫分別進(jìn)入燃料電池的燃料腔和氧化劑腔,在各自催化劑的作用下發(fā)生反應(yīng),并向外界輸出電能。下列說法正確的是( )
A.該電池的正極反應(yīng)式:H2O2+2H++2e-===2H2O
B.燃料腔中的多孔石墨電極為該燃料電池的正極
C.電池工作時(shí),1 mol甲醇被還原有6 mol電子轉(zhuǎn)移
D.電路中的電子經(jīng)正極、負(fù)極、質(zhì)子交換膜后再回到正極,形成閉合回路
解析:多孔石墨電極既作電池正極也作負(fù)極;甲醇反應(yīng)中被氧化;電子由負(fù)極流向正極。
答案:A
9.(xx年高考上海卷)水中加入下列溶液對水的電離平衡不產(chǎn)生影響的是( )
A.NaHSO4溶液 B.KF溶液
C.KAl(SO4)2溶液 D.NaI溶液
解析:A中H+抑制H2O的電離,B中F-,C中Al3+水解促進(jìn)水的電離。
答案:D
10.(xx年高考安徽卷)氫氟酸是一種弱酸,可用來刻蝕玻璃。已知25℃時(shí):
①HF(aq)+OH-(aq)===F-(aq)+H2O(l)
ΔH=-67.7 kJmol-1
②H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l)
ΔH=-57.3 kJmol-1
在20 mL 0.1 molL-1氫氟酸中加入V mL 0.1 molL-1NaOH溶液。下列有關(guān)說法正確的是( )
A.氫氟酸的電離方程式及熱效應(yīng)可表示為:HF(aq)F-(aq)+H+(aq) ΔH=+10.4 kJmol-1
B.當(dāng)V=20時(shí),溶液中:c(OH-)=c(HF)+c(H+)
C.當(dāng)V=20時(shí),溶液中:c(F-)0時(shí),溶液中一定存在:c(Na+)>c(F-)>c(OH-)>c(H+)
解析:解答本題時(shí)應(yīng)特別注意,HF是弱酸,在溶液中不能完全電離;溶液中離子濃度大小的判斷要充分利用電荷守恒和物料守恒。根據(jù)蓋斯定律,將①式減去②式可得:HF(aq)H+(aq)+F-(aq) ΔH=-10.4 kJmol-1,故A項(xiàng)錯(cuò)誤。 當(dāng)V=20時(shí),兩者恰好完全反應(yīng)生成NaF,溶液中存在質(zhì)子守恒關(guān)系:c(OH-)=c(HF)+c(H+);因F-水解,故溶液中存在:c(F-)②>④>③
B.將③、④分別稀釋到pH=5,由水電離出的氫離子的濃度均減小100倍
C.在①、②中分別加入適量的NH4Cl晶體后,①的pH減小,②的pH不變
D.將①、④兩種溶液等體積混合,所得溶液中:<1
解析:A項(xiàng),稀釋相同倍數(shù)時(shí),強(qiáng)酸、強(qiáng)堿的pH變化大,故分別加水稀釋10倍后,NaOH溶液的pH=10,氨水的pH>10,鹽酸的pH=4,醋酸溶液的pH<4。B項(xiàng),酸加水稀釋后,H2O的電離程度增大。C項(xiàng),在①、②中分別加入適量NH4Cl晶體后,①、②的pH均減小。D項(xiàng),將①、④兩種溶液等體積混合,氨水過量,溶液呈堿性,則>1。
答案:A
12.(xx年北京西城模擬)常溫下,若HA溶液和NaOH溶液混合后pH=7,下列說法不合理的是( )
A.反應(yīng)后HA可能有剩余
B.生成物NaA的水溶液的pH可能小于7
C.HA溶液和NaOH溶液的體積可能不相等
D.HA溶液的c(H+)和NaOH溶液的c(OH-)可能不相等
解析:NaOH為強(qiáng)堿,HA可能為強(qiáng)酸,也可能為弱酸,NaA溶液的pH大于或等于7。
答案:B
13.(xx年北京東城模擬)下列說法正確的是( )
A.在由水電離產(chǎn)生的氫離子濃度為10-13 molL-1的溶液中,Ca2+、K+、Cl-、HCO四種離子能大量共存
B.常溫下,將0.2 molL-1某一元堿ROH溶液和0.1 molL-1HCl溶液等體積混合,混合后溶液pH<7,則c(ROH)>c(R+)
C.反應(yīng)N2H4(l)===N2(g)+2H2(g) ΔH=-50.6 kJmol-1,它只在高溫下自發(fā)進(jìn)行
D.已知MgCO3的Ksp=6.8210-6,則所有含有固體MgCO3的溶液中,都有c(Mg2+)=c(CO),且c(Mg2+)c(CO)=6.8210-6
解析:A項(xiàng),由水電離產(chǎn)生的氫離子濃度為10-13molL-1的溶液可以顯酸性也可以顯堿性,HCO在強(qiáng)酸性或強(qiáng)堿性條件下均不能大量存在;B項(xiàng),將0.2 molL-1某一元堿ROH溶液和0.1 molL-1HCl溶液等體積混合后ROH過量,溶質(zhì)為等物質(zhì)的量的ROH和RCl,混合后溶液pH<7,說明R+的水解程度大于ROH的電離程度,所以c(ROH)>c(R+);C項(xiàng),該反應(yīng)是一個(gè)熵增加的放熱反應(yīng),任何條件下均可以自發(fā)進(jìn)行;D項(xiàng),MgCO3的Ksp=6.8210-6,即c(Mg2+)c(CO)=6.8210-6,但c(Mg2+)不一定等于c(CO)。
答案:B
14.(xx年北京西城模擬)下列敘述正確的是( )
A.K與N連接時(shí),X為硫酸,一段時(shí)間后溶液的pH增大
B.K與N連接時(shí),X為氯化鈉,石墨電極反應(yīng):2H++2e-===H2↑
C.K與M連接時(shí),X為硫酸,一段時(shí)間后溶液的pH增大
D.K與M連接時(shí),X為氯化鈉,石墨電極反應(yīng):4OH--4e-===2H2O+O2↑
解析:A項(xiàng),K與N連接時(shí)構(gòu)成原電池,X為硫酸,發(fā)生析氫腐蝕,鐵作負(fù)極,失去電子被氧化,石墨作正極,氫離子在正極表面得到電子,一段時(shí)間后溶液的pH增大;B項(xiàng),K與N連接時(shí)構(gòu)成原電池,X為氯化鈉,鐵發(fā)生吸氧腐蝕,石墨電極反應(yīng):2H2O+O2+4e-===4OH-;C項(xiàng),K與M連接時(shí)構(gòu)成電解池,X為硫酸,石墨作陽極,鐵作陰極,相當(dāng)于電解水,一段時(shí)間后硫酸的濃度增大,溶液的pH減??;D項(xiàng),K與M連接時(shí)構(gòu)成電解池,X為氯化鈉,石墨作陽極,電極反應(yīng)為:2Cl--2e-===Cl2↑。
答案:A
15.(xx年日照模擬)用鉛蓄電池電解甲、乙電解池中的溶液。已知鉛蓄電池的總反應(yīng)為:Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O。電解一段時(shí)間后向c極和d極附近分別滴加酚酞試劑,c極附近溶液變紅,下列說法正確的是( )
A.d極為陰極
B.放電時(shí)鉛蓄電池負(fù)極的電極反應(yīng)式為:PbO2+4H++SO+2e-===PbSO4+2H2O
C.若利用甲池精煉銅,b極應(yīng)為粗銅
D.若四個(gè)電極材料均為石墨,當(dāng)析出6.4 g Cu時(shí),兩池中共產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體3.36 L
解析:“電解一段時(shí)間后向c極和d極附近分別滴加酚酞試劑,c極附近溶液變紅”,說明c極是陰極,d極為陽極,a極為陰極,b極為陽極,故A錯(cuò);放電時(shí)鉛蓄電池負(fù)極的電極反應(yīng)式為:Pb(s)+SO(aq)-2e-===PbSO4(s),故B錯(cuò);電解精煉銅時(shí),粗銅應(yīng)為陽極,故C正確;當(dāng)析出6.4 g(0.1 mol)Cu時(shí),甲中生成Cl2為0.1 mol,乙中生成H2、O2共0.15 mol,兩池中共產(chǎn)生氣體0.25 mol,即5.6 L,故D錯(cuò)。
答案:C
二、非選擇題(本題包含5個(gè)小題,共55分)
16.(12分)(xx年高考天津卷)X、Y、Z、M、G五種元素分屬三個(gè)短周期,且原子序數(shù)依次增大。X、Z同主族,可形成離子化合物ZX;Y、M同主族,可形成MY2、MY3兩種分子。
請回答下列問題:
(1)Y在元素周期表中的位置為________。
(2)上述元素的最高價(jià)氧化物對應(yīng)的水化物酸性最強(qiáng)的是________(寫化學(xué)式),非金屬氣態(tài)氫化物還原性最強(qiáng)的是________(寫化學(xué)式)。
(3)Y、G的單質(zhì)或兩元素之間形成的化合物可作水消毒劑的有________(寫出其中兩種物質(zhì)的化學(xué)式)。
(4)X2M的燃燒熱ΔH=-a kJmol-1,寫出X2M燃燒反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:___________________________________________________________________。
(5)ZX的電子式為________;ZX與水反應(yīng)放出氣體的化學(xué)方程式為________。
(6)熔融狀態(tài)下,Z的單質(zhì)和FeG2能組成可充電電池(裝置示意圖如右),反應(yīng)原理為:
2Z+FeG2Fe+2ZG放電時(shí),電池的正極反應(yīng)式為________;充電時(shí),______(寫物質(zhì)名稱)電極接電源的負(fù)極;該電池的電解質(zhì)為________。
解析:X、Y、Z、M、G五種元素分屬三個(gè)短周期,并且原子序數(shù)依次增大,X、Z同主族,且能形成離子化合物ZX,則Z為Na、X為H;Y、M同主族且能形成MY2、MY3兩種分子,則M為S、Y為O,G為Cl。
(1)O元素在元素周期表中的位置為第二周期第ⅥA族。
(2)五種元素的最高價(jià)氧化物對應(yīng)的水化物酸性最強(qiáng)的是HClO4,O、S、Cl三種元素的非金屬性:O>S,Cl>S,所以非金屬性最弱的是S,其氣態(tài)氫化物的還原性最強(qiáng),為H2S。
(3)O、Cl兩種元素的單質(zhì)或兩元素之間形成的化合物可以用作水消毒劑的有O3、Cl2、ClO2等。
(4)H2S的燃燒熱ΔH=-a kJmol-1,則1 mol H2S完全燃燒生成SO2氣體和H2O(l)放出akJ的熱量,所以H2S燃燒的熱化學(xué)方程式為2H2S(g)+3O2(g)===2SO2(g)+2H2O(l) ΔH=-2a kJmol-1
或H2S(g)+3/2O2(g)===SO2(g)+H2O(l)
ΔH=-a kJmol-1。
(5)NaH的電子式為Na+[∶H]-,NaH與水發(fā)生的反應(yīng)為NaH+H2O===NaOH+H2↑。
(6)Na與FeCl2形成的可充電電池在放電時(shí)為原電池,正極發(fā)生的反應(yīng)為Fe2++2e-===Fe。
根據(jù)可充電電池裝置可知,放電時(shí)熔融Na電極作負(fù)極,熔融FeCl2電極作正極;充電時(shí),原電池的負(fù)極接電源負(fù)極作電解池陰極,原電池的正極接電源正極作電解池陽極,故充電時(shí)鈉接電源的負(fù)極。因?yàn)樵撾姵刂须姌O材料為熔融Na電極和熔融FeCl2電極,所以電解質(zhì)為βAl2O3。
答案:(1)第二周期第ⅥA族 (2)HClO4 H2S
(3)Cl2、O3、ClO2(任寫兩種,其他合理答案均可)
(4)H2S(g)+O2(g)===SO2(g)+H2O(l)
ΔH=-a kJmol-1
(5)Na+[∶H]- NaH+H2O===NaOH+H2↑
(6)Fe2++2e-===Fe 鈉 βAl2O3
17.(11分)(xx年高考新課標(biāo)全國卷)科學(xué)家利用太陽能分解水生成的氫氣在催化劑作用下與二氧化碳反應(yīng)生成甲醇,并開發(fā)出直接以甲醇為燃料的燃料電池。已知H2(g)、CO(g)和CH3OH(l)的燃燒熱ΔH分別為-285.8 kJmol-1、-283.0 kJmol-1和-726.5 kJmol-1。請回答下列問題:
(1)用太陽能分解10 mol水消耗的能量是________ kJ;
(2)甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式為____________________;
(3)在容積為2 L的密閉容器中,由CO2和H2合成甲醇,在其他條件不變的情況下,考察溫度對反應(yīng)的影響,實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下圖所示(注:T1、T2均大于300 ℃):
下列說法正確的是________(填序號)
①溫度為T1時(shí),從反應(yīng)開始到平衡,生成甲醇的平均速率為
v(CH3OH)= molL-1min-1
②該反應(yīng)在T1時(shí)的平衡常數(shù)比T2時(shí)的小
③該反應(yīng)為放熱反應(yīng)
④處于A點(diǎn)的反應(yīng)體系從T1變到T2,達(dá)到平衡時(shí)增大
(4)在T1溫度時(shí),將1 mol CO2和3 mol H2充入一密閉恒容容器中,充分反應(yīng)達(dá)到平衡后,若CO2的轉(zhuǎn)化率為α,則容器內(nèi)的壓強(qiáng)與起始壓強(qiáng)之比為________;
(5)在直接以甲醇為燃料的燃料電池中,電解質(zhì)溶液為酸性,負(fù)極的反應(yīng)式為______________________、正極的反應(yīng)式為________________________。理想狀態(tài)下,該燃料電池消耗1 mol甲醇所能產(chǎn)生的最大電能為702.1 kJ,則該燃料電池的理論效率為______(燃料電池的理論效率是指電池所產(chǎn)生的最大電能與燃料電池反應(yīng)所能釋放的全部能量之比)。
解析:(1)根據(jù)氫氣的燃燒熱寫出熱化學(xué)方程式:
H2(g)+1/2O2(g)===H2O(l) ΔH1=-285.8 kJmol-1①,則分解10 mol水消耗能量為2 858 kJ。
(2)根據(jù)燃燒熱再寫出熱化學(xué)方程式:
CH3OH(l)+3/2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l)
ΔH2=-726.5 kJmol-1②
CO(g)+1/2O2(g)===CO2(g)
ΔH3=-283.0 kJmol-1③
方程式②-③可得:CH3OH(l)+O2(g)===CO(g)+2H2O(l),則ΔH=ΔH2-ΔH3=-726.5 kJmol-1-(-283.0 kJmol-1)=-443.5 kJmol-1。
(3)方程式①3-②可得:
CO2(g)+3H2(g)===CH3OH(l)+H2O(l),則ΔH=3ΔH1-ΔH2=3(-285.8 kJmol-1)-(-726.5 kJmol-1)=-130.9 kJmol-1。
v(CH3OH)==molL-1min-1,①錯(cuò)誤。溫度越高反應(yīng)速率越快,先達(dá)到平衡,則T2>T1。該反應(yīng)是放熱反應(yīng),升溫平衡逆向移動,平衡常數(shù)減小,增大,②錯(cuò)誤,③、④正確。
(4)300 ℃時(shí)甲醇和水都為氣態(tài),根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式:
CO2+3H2 CH3OH+H2O
起始物質(zhì)的量(mol) 1 3 0 0
轉(zhuǎn)化物質(zhì)的量(mol) α 3α α α
平衡物質(zhì)的量(mol) 1-α3-3α α α
壓強(qiáng)之比等于物質(zhì)的量之比,則p平/p始=(4-2α)/4=(2-α)/2。
(5)負(fù)極上甲醇失電子,在酸性條件下與水結(jié)合生成氫離子:CH3OH+H2O===CO2+6H++6e-。正極電極反應(yīng)式為O2+4e-+4H+===2H2O。該電池的理論效率為100%≈96.6%。
答案:(1)2 858 (2)CH3OH(l)+O2(g)===CO(g)+2H2O(l) ΔH=-443.5 kJmol-1 (3)③④ (4)(2-α)/2 (5)CH3OH+H2O===CO2+6H++6e- 3/2O2+6e-+6H+===3H2O 96.6%
18.(10分)(xx年高考山東卷)偏二甲肼與N2O4是常用的火箭推進(jìn)劑,二者發(fā)生如下化學(xué)反應(yīng):
(CH3)2NNH2(l)+2N2O4(l)===2CO2(g)+3N2(g)+4H2O(g) (Ⅰ)
(1)反應(yīng)(Ⅰ)中氧化劑是________。
(2)火箭殘骸中?,F(xiàn)紅棕色氣體, 原因?yàn)椋篘2O4(g) 2NO2(g) (Ⅱ)
當(dāng)溫度升高時(shí),氣體顏色變深,則反應(yīng)(Ⅱ)為______(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)。
(3)一定溫度下,反應(yīng)(Ⅱ)的焓變?yōu)棣。現(xiàn)將1 mol N2O4充入一恒壓密閉容器中,下列示意圖正確且能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是________。
若在相同溫度下,上述反應(yīng)改在體積為1 L的恒容密閉容器中進(jìn)行,平衡常數(shù)________(填“增大”“不變”或“減小”),反應(yīng)3 s后NO2的物質(zhì)的量為0.6 mol,則0~3 s內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(N2O4)=________molL-1s-1。
(4)NO2可用氨水吸收生成NH4NO3,25 ℃時(shí),將a mol NH4NO3溶于水,溶液顯酸性,原因是__________________(用離子方程式表示)。向該溶液滴加b L氨水后溶液呈中性,則滴加氨水的過程中水的電離平衡將________(填“正向”“不”或“逆向”)移動, 所滴加氨水的濃度為________molL-1。(NH3H2O的電離平衡常數(shù)取Kb=210-5molL-1)
解析:(1)反應(yīng)(Ⅰ)中的氧化劑為N2O4。(2)溫度升高,顏色變深,說明平衡右移,則反應(yīng)(Ⅱ)為吸熱反應(yīng)。(3)密度不變時(shí)為平衡狀態(tài),a對;對于給定的反應(yīng),ΔH一直保持不變,故不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),b錯(cuò);N2O4的正反應(yīng)速率逐漸減小,最后保持不變,NO2的反應(yīng)速率應(yīng)從零開始,逐漸增大,最后保持不變,c錯(cuò);轉(zhuǎn)化率一定時(shí)達(dá)到平衡,d對。平衡常數(shù)只與溫度有關(guān),對于給定的反應(yīng),溫度不變,平衡常數(shù)不變;根據(jù)N守恒,可知3 s后n(N2O4)=0.7 mol,故0~3 s內(nèi)N2O4的平均反應(yīng)速率v(N2O4)==0.1 molL-1s-1。(4)NH水解使NH4NO3溶液顯酸性:NH+H2ONH3H2O+H+;滴加氨水時(shí)水的電離平衡將逆向移動;溶液呈中性,由電荷守恒可知c(NH)+c(H+)=c(NO)+c(OH-),則n(NH)+n(H+)=n(NO)+n(OH-),因?yàn)槠胶夂笕芤撼手行裕琻(H+)=n(OH-),則n(NH)=n(NO)=a mol,設(shè)加入的氨水的濃度為c mol L-1,反應(yīng)后溶液體積為V L。
由Kb===210-5 molL-1,得c= molL-1。
答案:(1)N2O4 (2)吸熱 (3)ad 不變 0.1
(4)NH+H2O NH3H2O+H+ 逆向
19.(10分)(xx年濟(jì)南模擬)(1)事實(shí)證明,能設(shè)計(jì)成原電池的反應(yīng)通常是放熱反應(yīng),下列化學(xué)反應(yīng)在理論上可以設(shè)計(jì)成原電池的是________。
A.C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g) ΔH>0
B.2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH<0
C.NaOH(aq)+HCl(aq)===NaCl(aq)+H2O(l) ΔH<0
(2)以KOH溶液為電解質(zhì)溶液,依據(jù)所選反應(yīng)設(shè)計(jì)一個(gè)原電池,其正極的電極反應(yīng)式為____________________________________________________。
(3)熔融鹽燃料電池具有高發(fā)電效率,因而受到重視。某燃料電池以熔融的K2CO3(其中不含O2-和HCO)為電解質(zhì),以丁烷為燃料,以空氣為氧化劑,以具有催化作用和導(dǎo)電性能的稀土金屬材料為電極。該燃料電池負(fù)極電極反應(yīng)式為:2C4H10+26CO-52e-===34CO2+10H2O。試回答下列問題:
①該燃料電池的化學(xué)反應(yīng)方程式為_______________________________。
②為了使該燃料電池長時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行,電池的電解質(zhì)組成應(yīng)保持穩(wěn)定。為此,必須在通入的空氣中加入一種物質(zhì),加入的物質(zhì)是________,它來自________。
(4)如圖是一個(gè)電化學(xué)過程的示意圖。
當(dāng)乙池中B(Ag)極質(zhì)量增加5.4 g,甲池中理論上消耗O2的體積為________L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下),此時(shí)丙池中某電極析出1.6 g某金屬,則丙池中的某鹽溶液可能是________。
A.MgSO4溶液 B.CuSO4溶液
C.NaCl溶液 D.AgNO3溶液
解析:(1)根據(jù)題意和原電池形成原理知道,要形成原電池應(yīng)該是放熱的氧化還原反應(yīng),B符合要求。
(2)所設(shè)計(jì)原電池就是堿性條件下的氫氧燃料電池,正極是O2得電子,電極反應(yīng)式為:O2+4e-+2H2O===4OH-。
(3)①燃料電池的化學(xué)反應(yīng)就是燃料的燃燒反應(yīng):2C4H10+13O2===8CO2+10H2O②該燃料電池是以熔融的K2CO3為電解質(zhì),負(fù)極反應(yīng)消耗CO,為了保持電解質(zhì)組成的穩(wěn)定,正極需要生成CO,所以需要通入CO2,它可以用負(fù)極上生成的CO2。
(4)乙池是電解AgNO3溶液,電解方程式為4AgNO3+2H2O4Ag+4HNO3+O2↑;當(dāng)乙池中B(Ag)極質(zhì)量增加5.4 g,得到的電子的物質(zhì)的量為 mol=0.05 mol,由電子守恒可知,生成氧氣的物質(zhì)的量為 mol=0.0125 mol,在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為0.0125 mol22.4 L/mol=0.28 L。此時(shí)丙池中某電極析出1.6 g某金屬,設(shè)該金屬為+2價(jià)金屬,則M=1.6 g/(0.5 mol/2)=64 g/mol,則該金屬為Cu,故選B。
答案:(1)B
(2)O2+4e-+2H2O===4OH-
(3)①2C4H10+13O2===8CO2+10H2O ②CO2 負(fù)極反應(yīng)產(chǎn)物
(4)0.28 B
20.(12分)(xx年高考廣東卷)碘在科研與生活中有重要應(yīng)用。某興趣小組用0.50 molL-1 KI、0.2%淀粉溶液、0.20 molL-1K2S2O8、0.10 molL-1Na2S2O3等試劑,探究反應(yīng)條件對化學(xué)反應(yīng)速率的影響。
已知:S2O+2I-===2SO+I(xiàn)2 (慢)
I2+2S2O===2I-+S4O (快)
(1)向KI、Na2S2O3與淀粉的混合溶液中加入一定量的K2S2O8溶液,當(dāng)溶液中的________耗盡后,溶液顏色將由無色變?yōu)樗{(lán)色。為確保能觀察到藍(lán)色,S2O與S2O初始的物質(zhì)的量需滿足的關(guān)系為n(S2O)∶n(S2O)________。
(2)為探究反應(yīng)物濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響,設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案如下表:
實(shí)驗(yàn)
序號
體積V/mL
K2S2O8溶液
水
KI溶液
Na2S2O3溶液
淀粉溶液
①
10.0
0.0
4.0
4.0
2.0
②
9.0
1.0
4.0
4.0
2.0
③
8.0
Vx
4.0
4.0
2.0
表中Vx=________,理由是________________________________________。
(3)已知某條件下,濃度c(S2O)~反應(yīng)時(shí)間t的變化曲線如圖所示,若保持其他條件不變,請?jiān)谧鴺?biāo)圖中,分別畫出降低反應(yīng)溫度和加入催化劑時(shí)c(S2O)~t的變化曲線示意圖(進(jìn)行相應(yīng)的標(biāo)注)。
(4)碘也可用作心臟起搏器電源—鋰碘電池的材料。
該電池反應(yīng)為:2Li(s)+I(xiàn)2(s)===2LiI(s) ΔH
已知:4Li(s)+O2(g)===2Li2O(s) ΔH1
4LiI(s)+O2(g)===2I2(s)+2Li2O(s) ΔH2
則電池反應(yīng)的ΔH=________;碘電極作為該電池的________極。
解析:解答本題時(shí),要圍繞實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 探究反應(yīng)條件對化學(xué)反應(yīng)速率的影響)進(jìn)行分析與處理。
(1)淀粉溶液遇I2顯藍(lán)色,溶液由無色變?yōu)樗{(lán)色時(shí),溶液中有I2,說明Na2S2O3消耗盡。為確保能觀察到藍(lán)色,溶液中Na2S2O3要耗盡。由題給離子反應(yīng)可得關(guān)系式:S2O~I(xiàn)2~2S2O,則有n(S2O)∶n(S2O)<2∶1時(shí),能觀察到藍(lán)色。
(2)實(shí)驗(yàn)的目的是探究K2S2O8溶液的濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響,故應(yīng)保證每組實(shí)驗(yàn)中其他物質(zhì)的濃度相等,即溶液的總體積相等(即為20.0 mL),從而可知Vx=2.0。
(3)降低溫度時(shí),化學(xué)反應(yīng)速率減慢,c(S2O)變化減慢。加入催化劑時(shí),化學(xué)反應(yīng)速率加快,c(S2O)變化加快,c(S2O)~t的變化曲線如圖所示。
(4)已知:①4Li(s)+O2(g)===2Li2O(s) ΔH1
②4LiI(s)+O2(g)===2I2(s)+2Li2O(s) ΔH2
據(jù)蓋斯定律,由(①-②)可得:2Li(s)+I(xiàn)2(s)===2LiI(s) (ΔH1-ΔH2),則有ΔH=(ΔH1-ΔH2)。
由電池反應(yīng)可知,I2得電子被還原,則碘電極作為該電池的正極。
答案:(1)Na2S2O3 <2 (2)2.0 保證反應(yīng)物K2S2O8的濃度改變,而其他的不變 (3)如圖所示
(4)(ΔH1-ΔH2) 正
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