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文档介绍
2017-2018学年山东省济南市第一中学高二上学期10月阶段测试化学试题 解析版
济南一中2017年10月阶段性考试 高二化学试题(理科) 1. 下列说法或表示方法正确的是( ) A. 反应物的总能量低于生成物的总能量时,该反应一定不能发生 B. 化学反应中的能量变化都是以热量的形式体现 C. 任何化学反应都伴随着能量的变化 D. 含20.0g NaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和,放出28.7kJ的热量,则稀醋酸和稀NaOH溶液反应的热化学方程式为:NaOH(aq)+CH3COOH(aq) == CH3COONa(aq) + H2O(l) △H =-57.4kJ·mol-1 【答案】C 【解析】A项,反应物的总能量低于生成物的总能量时,需要吸收能量反应才能发生,如氯化铵与氢氧化钠的反应、氢气还原氧化铜的反应、电解食盐水的反应等都是反应物的总能量低于生成物的总能量的反应,故A错误;B项,化学反应中的能量变化可以是热能、光能、电能等形式,例如燃烧往往有发光、放热现象,自发的氧化还原反应可以设计原电池等,故B错误;C项,化学反应的实质是旧键断裂和新键形成,旧键断裂需吸收能量,新键形成会释放能量,而吸收和释放的能量不相等,所以任何化学反应都伴随着能量的变化,故C正确;D项,20.0g NaOH物质的量为0.5mol,由题意,强酸强碱的稀溶液中和反应的热化学方程式为:OH-(aq) + H+(aq)= H2O(l) △H =-57.4kJ·mol-1,因为弱酸不完全电离,且电离时吸收热量,所以反应NaOH(aq)+CH3COOH(aq) = CH3COONa(aq) + H2O(l)的△H>-57.4kJ·mol-1,故D错误。 2. 下列说法或表示方法正确的是( ) A. 需要加热发生的反应是吸热反应 B. 在稀溶液中:H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) △H = –57.3kJ/mol,若将含0.5mol H2SO4的浓硫酸与含1molNaOH的溶液混合,放出的热量大于57.3kJ C. 由C(石墨)=C(金刚石) △H = +1.9kJ/mol,可知金刚石比石墨稳定 D. 在101kPa时,2gH2完全燃烧生成液态水,放出285.8kJ热量,氢气燃烧的热化学方程式表示为: 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H = +285.8kJ/mol 【答案】B 【解析】A项,需要加热发生的反应不一定是吸热反应,可能是放热反应,如在空气中加热金属钠,钠会燃烧起来,放出热量,故A错误;B项,因为浓硫酸稀释放出热量,所以放出的热量大于57.3kJ,故B正确;C项,由热化学方程式可得,石墨转变为金刚石吸收能量,所以等质量的石墨能量低于金刚石的能量,石墨比金刚石稳定,故C错误;D项,D项,2gH2的物质的量为1mol,1molH2完全燃烧生成液态水,放出285.8kJ热量,则热化学方程式为:2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H = -571.6kJ/mol,故D错误。 点睛:本题考查化学反应与能量变化的综合知识,主要考涉及化学方程式的书写与△H的计算等,B项注意浓硫酸稀释放热,C项注意能量越低越稳定。 3. 下列有关金属腐蚀与防护的说法正确的是 ( ) A. 纯银器表面在空气中因电化学腐蚀渐渐变暗 B. 当镀锡铁制品的镀层破损时,镀层仍能对铁制品起保护作用 C. 在海轮外壳连接锌块保护外壳不受腐蚀是采用了牺牲阳极的阴极保护法 D. 可将地下输油钢管与外加直流电源的正极相连以保护它不受腐蚀 【答案】C 【解析】A、金属银在空气中易被氧气氧化因生成氧化银而变质,属于化学腐蚀,选项A错误;B、镀锡铁制品的镀层受损后,形成铁、锡原电池,负极金属铁易被腐蚀,选项B错误;C、在海轮外壳连接锌块保护外壳,此时锌作原电池的负极,是采用了牺牲阳极的阴极保护法,该电极金属不易被腐蚀,选项C正确;D、地下输油钢管与外加直流电源的正极相连,此时该金属作阳极,该电极金属易被腐蚀,选项D错误。答案选C。 4. 锌和足量的稀HCl反应时,加入少量CuSO4固体,下列叙述正确的是( ) A. 反应速率减慢,产生H2的量不变 B. 反应速率加快,产生H2的量不变 C. 反应速率不变,产生H2的量增加 D. 反应速率加快,产生H2的量减少 【答案】D 【解析】锌和足量的稀HCl反应时,加入少量CuSO4固体,锌与CuSO4发生置换反应生成Cu,溶液中会形成无数微小的Cu-Zn原电池,加快了化学反应速率,但锌被消耗,与稀HCl反应产生H2的量减少,故选D。 5. 某原电池总反应离子方程式为2Fe3++Fe=3Fe2+,能实现该反应的原电池是( ) A. 正极为铜,负极为铁,电解质溶液为氯化铁溶液 B. 正极为铜,负极为铁,电解质溶液为硝酸亚铁溶液 C. 正极为铁,负极为锌,电解质溶液为硫酸铁溶液 D. 正极为银,负极为铁,电解质溶液为硫酸铜溶液 【答案】A 【解析】A、铁的活泼性大于铜,铁作负极,铜作正极,电解质溶液为氯化铁,所以是能实现该反应的原电池,故A正确; B、不存在自发的氧化还原反应,所以不能实现该反应的原电池,故B错误; C、锌的活泼性大于铁,锌作负极,铁作正极,电解质溶液为硫酸铁,所以是不能实现该反应的原电池,故C错误; D、铁的活泼性大于银,铁作负极,银作正极,电解质溶液为硫酸铜,所以是不能实现该反应的原电池,故D错误;故选A. 6. 已知H—H、H—O和OO键的键能分别为436 kJ·mol-1、463 kJ·mol-1和495 kJ·mol-1,下列热化学方程式正确的是( ) A. H2O(g)H2(g)+O2(g) ΔH=-485 kJ·mol-1 B. H2O(g)H2(g)+O2(g) ΔH=-242.5 kJ·mol-1 C. 2H2(g)+O2(g)2H2O(g) ΔH=+485 kJ·mol-1 D. 2H2(g)+O2(g)2H2O(g) ΔH=-485 kJ·mol-1 【答案】D 【解析】由题意,反应H2O(g)H2(g)+O2(g)的ΔH=反应物总键能-生成物总键能=2×463 kJ·mol-1-436 kJ·mol-1-×495 kJ·mol-1=+242.5 kJ·mol-1,故A、B都错误;反应2H2(g)+O2(g)2H2O(g)的ΔH=反应物总键能-生成物总键能=2×436 kJ·mol-1+495 kJ·mol-1-2×2×463 kJ·mol-1=-485 kJ·mol-1,故C错误,D正确。 点睛:本题考查ΔH的计算,此题还可不用计算,直接判断,因为水的分解是吸热反应,所以ΔH>0,故A、B都错误;H2和O2生成水是放热反应,所以ΔH<0,故C错误,D正确。 7. 在如图所示的8个装置中,属于原电池的是( ) A. ①④ B. ③④⑤ C. ④⑧ D. ②④⑥⑦ 【答案】D 【解析】试题分析:①不存在两个电极,不是原电池;②满足原电池的构成条件,是原电池;③两个电极相同,不是原电池;④满足原电池的构成条件,是原电池;⑤酒精是非电解质,不是原电池;⑥满足原电池的构成条件,是原电池;⑦满足原电池的构成条件,是原电池;⑧未构成回路,不是原电池。 考点:考查了原电池的构成条件的相关知识。 8. Cu2O是一种半导体材料,基于绿色化学理念设计制取Cu2O的电解池示意图如右图,电解总反应:2Cu+H2O==Cu2O+H2↑。下列说法正确的是( ) A. 石墨电极上产生氢气 B. 铜电极发生还原反应 C. 铜电极接直流电源的负极 D. 当有0.1mol电子转移时,有0.1molCu2O生成。 【答案】A 【解析】试题分析: A、电解总反应:2Cu+H2OCu2O+H2↑,金属铜失电子,说明金属铜一定作阳极,石墨做阴极,在阴极上是溶液中的氢离子得电子,产生氢气,故A正确;B、铜电极本身失电子,发生氧化反应,故B错误;C、铜电极是电解池的阳极,接直流电源的正极,故C错误;D、反应2Cu+H2O═Cu2O+H2↑失电子物质的量为2mol,生成氧化亚铜1mol,所以当有0.1mol电子转移时,有0.05molCu2O生成,故D错误;故选A。 考点:考查了电解池的工作原理的相关知识。 9. 以惰性电极电解足量的CuSO4溶液。若阳极上产生气体的物质的量为0.0100 mol,则阴极上析出铜的质量为( ) A. 0.64 g B. 1.28 g C. 2.56 g D. 5.12 g 【答案】B 【解析】惰性电极电解CuSO4溶液时,阳极产生的是氧气,则转移电子是0.04mol,因此根据电子得失守恒可知,析出铜是0.04mol÷2=0.02mol,质量是0.02mol×64g/mol=1.28g,答案选B。 10. 已知下列反应的热化学方程式为:⑴C(s)+O2(g)=CO2(g) ;ΔH 1=-393.5kJ/mol ⑵CH3COOH(l)+2O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l) ;ΔH 2=-870.3kJ/mol ⑶H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) ;ΔH 3=-285.8kJ/mol 则反应2C(s) +2H2(g)+O2(g)=CH3COOH(l) 的ΔH 为( ) A. 488.3 kJ/mol B. -488.3 kJ/mol C. -244.15 kJ/mol D. 244.15 kJ/mol 【答案】B 【解析】试题分析:根据盖斯定律,(1)×2-(2)+(3)×2,得-393.5kJ/mol×2+870.3kJ/mol -285.8kJ/mol×2=-488.3 kJ/mol,选B。 考点:考查盖斯定律的应用。 11. 下列说法正确的是( ) A. 同温同压下,H2 (g)+Cl2(g)= 2HCl(g)在光照和点燃条件下的△H相同 B. 任何酸与碱发生中和反应生成1 mol H2O的过程中,能量变化均相同 C. 已知:①2H2(g) +O2(g) =2H2O(g) △H1 ②2H2(g)+O2 (g)= 2H2O(1) △H2,则△H1<△H2 D. 已知:①C(s,石墨)+O2 (g)=CO2(g) △H=—393.5kJ·mol-1,②C(s,金刚石)+O2(g)=CO2 (g) △H=—395.0 kJ·mol-1 则C(s,石墨)=C(s,金刚石) △H= —1.5 kJ·mol-1 【答案】A 【解析】A项,反应热等于生成物能量和与反应物能量和的差值,与反应条件是光照或者点燃无关,故A正确;B项,强碱与强酸的稀溶液发生中和反应生成1molH2O的过程中,能量变化均相同,如果有弱酸或弱碱则结果会不同,故B错误;C项,因为气态水变为液态水会放热,所以△H2<△H1<0,故C错误;D项,根据盖斯定律,①-②得,C(s,石墨)=C(s,金刚石) △H=1.5 kJ·mol-1,故D错误。 12. 某混合溶液中含有两种溶质NaCl和H2SO4,且n(NaCl): n(H2SO4)=3:1 。若以石墨电极电解该混合液时根据电极产物,可明显分为三个阶段,下列叙述中不正确的是( ) A. 阴极自始至终只析出H2 B. 阳极先析出Cl2,后析出O2 C. 电解最后阶段为电解水 D. 电解液的pH不断增大,最终等于7 【答案】D 【解析】可以将溶质看成3molNaCl和1molH2SO4,或者可以看成2molHCl,1molNa2SO4,1molNaCl,由于1molNa2SO4自始至终无法放电,且其溶液pH=7,暂时可以忽略,则电解过程可先看成电解HCl,再电解NaCl,最后电解水,即2HClH2↑+Cl2↑,2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑,2H2O2H2↑+O2↑,生成的NaOH为碱性,pH大于7。A、阴极自始自终是氢离子放电,只析出H2,故A正确;B、阳极氯离子先于氢氧根离子放电,先析出Cl2,后析出O2,故B正确;C、电解最后阶段为电解水,故C正确;D、溶液pH不断增大,最后生成的NaOH为碱性,pH大于7,故D错误;故选D。 点睛:溶液中含有两种溶质NaCl和H2SO4,阳极离子的放电顺序:银离子>铜离子>氢离子,阴极离子的放电顺序:氯离子>氢氧根离子>硫酸根离子,因此放电顺序为:HCl→NaCl→H2O。 13. 把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中,用导线两两相连可以组成几个原电池。若a、b 相连时a负极;c、d相连时电流由d到c;a、c相连时c极上产生大量气泡;b、d相连时b上有大量气泡产生,则四种金属的活动性顺序由强到弱为 ( ) A. a>b>c>d B. a>c>d>b C. c>a>b>d D. b>d>c>a 【答案】B 【解析】试题分析:原电池中,活泼金属作负极,失去电子,溶解。a、b相连时a溶解,a>b;c、d相连时c为负极,c>d;a、c相连时,c极上产生大量气泡,c作正极,a>c;b、d相连时,b为正极,d>b. 所以综上:a>c>d>b 考点:原电池 点评:本题解题关键在于根据实验现象来判断哪一个是正极,哪一个是负极,而原电池中负极的金属活动性大于正极。 14. 如图所示装置中,X是铁,Y是石墨电极,a是硫酸钠溶液,实验开始前, 在U形管的两边同时各滴入几滴酚酞试液,下列叙述正确的是( ) A. 闭合K1,断开K2,X极放出H2 B. 闭合K1,断开K2,Y极为阳极 C. 闭合K2,断开K1,Y极的电极反应式为O2+2H2O+4e-===4OH- D. 闭合K2,断开K1,工作一段时间后,X电极附近显红色 【答案】D 【解析】A项,闭合K1,断开K2,形成原电池,X(铁)作负极,失电子发生氧化反应生成Fe2+,故A错误;B项,闭合K1,断开K2,形成原电池,Y(石墨)为正极,故B错误;C项,闭合K2,断开K1,形成电解池,Y是阳极,OH-失电子发生氧化反应,故C错误;D项,闭合K2,断开K1,形成电解池,X是阴极,电极反应式可表示为:2H2O+2e-=H2+2OH-,所以工作一段时间后,X电极附近显红色,故D正确。 15. 如图装置中发生反应的离子方程式:Cu+2H+=Cu2++H2↑,下列说法正确的是( ) A. a、b不可能是同种材料的电极 B. 该装置可能是原电池,电解质溶液为稀盐酸 C. 该装置可能是a、b未形成闭合回路,电解质溶液是稀硝酸 D. 该装置可能是电解池,电解质溶液为稀盐酸 【答案】D 【解析】A项,该装置可以是电解池,a、b可以都是Cu,故A错误;B项,Cu与稀盐酸不能自发反应,该装置不可能是原电池,故B错误;C项,若a、b未形成闭合回路,电解质溶液是稀硝酸,因为稀硝酸具有强氧化性,与Cu反应不可能产生H2,故C错误;D项,Cu与稀盐酸不能自发反应,该装置可能是电解池,阳极为Cu,电解质溶液为稀盐酸,故D正确。 点睛:本题综合考查电化学知识,注意自发的氧化还原反应反应才能设计成原电池;电解池中,活性电极作阳极时,活性电极失电子发生氧化反应,活性电极在阴极上不影响电极反应。 16. 按图甲装置进行实验,若图乙中横坐标X表示通过电极的电子的物质的量.下列叙述正确的是( ) A. F表示反应生成Cu的物质的量 B. F表示反应生成H2SO4 的物质的量 C. E表示反应生成O2 的物质的量 D. E表示反应消耗H2O的物质的量 【答案】D 【解析】由甲图可得Cu为阴极,C为阳极,电解质溶液CuSO4溶液,电解总反应为:2CuSO4+2H2O2Cu+2H2SO4+O2↑,各物质及电子转移关系为:2H2O~2Cu~2H2SO4~O2~4e-,再根据乙图,所以E可以表示H2O、Cu和H2SO4的物质的量,F表示O2的物质的量,故选D。 17. 如图所示,a、b、c、d均为石墨电极,通电进行电解,下列说法正确的是( ) A. 电路中电子流向:负极→d→c→b→a→正极 B. a、c两极产生气体的物质的量相等 C. SO42-向b电极运动,Cl-向c电极运动 D. 通电后乙烧杯滴入酚酞溶液d极会变红 【答案】D 【解析】A项,电子只能在外电路中运动,故A错误;B项,a极产生O2,c极产生Cl2,根据电子守恒O2~2Cl2~4e-,O2和Cl2的物质的量之比为1:2,故B错误;C项,阴离子向阳极移动,a和c是阳极,所以SO42-向a电极运动,Cl-向c电极运动,故C错误;D项,d 极是阴极,电极反应式可表示为:2H2O+2e-=H2+2OH-,所以滴入酚酞溶液d极会变红,故D正确。 点睛:本题考查电解原理,重在对基础知识的考查,明确两个烧杯中的电极反应是解题关键,a与电源正极相连,则a为阳极,b为阴极;c为阳极,d为阴极;甲中反应:2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4,乙中反应:2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑。 18. 关于下列装置说法正确的是( ) A. 装置①中,盐桥中的K+移向ZnSO4溶液 B. 滴有酚酞溶液的装置②在电解过程中,b极先变红 C. 可以用装置③在铁上镀铜,d极为铜 D. 装置④中发生铁的吸氧腐蚀 【答案】C 【解析】A项,装置①为原电池,Zn为负极,Cu为正极,电流方向与阳离子运动方向形成闭合,所以盐桥中的K+移向CuSO4溶液,故A错误;B项,滴有酚酞溶液的装置②是惰性电极电解NaCl溶液,b为阳极,生成Cl2,a为阴极,生成H2,所以a极先变红,故B错误;C项,装置③电解质溶液为CuSO4溶液,若阴极(c极)为铁,阳极(d极)为铜,则可在铁上镀铜,故C正确;D项,装置④为原电池,Zn作负极失电子发生氧化反应,铁作正极只起导电作用,故D错误。 19. 将含有0.4molCu(NO3)2和0.4molKCl的水溶液1L用惰性电极电解一段时间后,在一个电极上析出0.3molCu,此时在另一个电极上放出气体的体积(标准状况)约为( ) A. 5 .6L B. 6.72L C. 2.8L D. 13.44L 【答案】A 【解析】试题分析:在阴极析出0.3molCu,则电路中转移了0.6mol电子。阳极有0.4molCl-失电子,失去0.4mol电子,产生0.2molCl2,另外还有0.2mol电子是OH-失去的,产生0.05molO2,因此一共产生标准状况下的气体5.6L,A正确。 考点:电解池 点评:考查电解池的原理,具有一定的难度,侧重考查学生的逻辑推理能力和分析问题的能力,解题的关键是找出电极反应得失电子的情况,从而准确解答。 20. 关于下列各装置图的叙述中,不正确的是( ) A. 用装置①精炼铜,则a极为粗铜,电解质溶液为CuSO4溶液 B. 用装置①进行电镀,镀件接在b极上 C. 装置②的总反应是:Cu+2Fe3+===Cu2++2Fe2+ D. 装置③中的铁钉几乎没被腐蚀 【答案】C 【解析】试题分析:装置①中,b极是阴极,发生还原反应,生成铜,故A、B选项正确;D、浓硫酸有强氧化性,可以使铁钝化,故D正确;C、装置②中,由于铁比铜活泼,铁作为负极与氯化铁溶液反应,故C错误;此题选C. 考点:考查原电池和电解池原理。 21. 图中X为电源,Y为浸透饱和食盐水和酚酞试液的滤纸,滤纸中央滴有一滴KMnO4溶液,通电后Y中央的紫红色斑向d端扩散。下列判断正确的是( ) A. 滤纸上c点附近会变红色 B. Cu电极质量减小,Pt电极质量增大 C. Z中溶液的pH先减小,后增大 D. 溶液中的SO向Cu电极定向移动 【答案】A 【解析】试题分析:A、紫红色斑即MnO4- 向d端扩散,根据阴离子向阳极移动的原理,可知d端为阳极,即b为正极,a为负极,c为阴极,NaCl溶液中H+放电,产生OH-,c点附近会变红色,A正确;B、电解硫酸铜溶液时,Pt为阳极,溶液中的OH-放电:4OH--4e-=O2↑+2H2O,电极质量不变,Cu为阴极,溶液中的Cu2+得电子,生成铜,总反应式为2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4,铜电极质量增加,B错误;C、随着电解的进行,Z中溶液变为硫酸溶液,再电解则为电解水,硫酸浓度增大,pH减小,C错误;D、Pt电极附近生成H+,则SO42-向Pt电极移动,D错误,D错误,答案选A。 考点:考查电化学原理的应用 22. 镍镉(Ni—Cd)可充电电池在现代生活中有广泛应用。已知某镍镉电池的电解质溶液为KOH溶液,其充、放电按下式进行:Cd+2NiOOH+2H2OCd(OH)2+2Ni(OH)2,有关该电池的说法正确的是( ) A. 充电时阳极反应:Ni(OH)2+OH-+e- ==NiOOH+H2O B. 充电过程是化学能转化为电能的过程 C. 放电时负极附近溶液的碱性不变 D. 放电时电解质溶液中的OH-向负极移动 【答案】D 【解析】A项,充电时,该装置是电解池,阳极上Ni(OH)2发生氧化反应,生成NiOOH,电极反应式为:Ni(OH)2-e-+OH-=NiOOH+H2O,故A错误;B项,充电过程实际上是把电能转变为化学能的过程,故B错误;C项,放电时,负极上Cd失电子发生氧化反应,电极反应式为:Cd-2e-+2OH-=Cd(OH)2,所以碱性减弱,故C错误;D项,阴离子与电子移动方向形成闭合,即电子由负极沿外电路流向正极,内电路中阴离子由正极移向负极,所以放电时电解质溶液中的OH-向负极移动,故D正确。 点睛:本题考查原电池和电解池原理、电极反应式的书写,明确电极上得失电子发生反应物质是解本题关键,要注意分析总反应,结合电解质溶液的酸碱性书写电极反应式。 23. 一种新型燃料电池,一极通入空气,另一极通入丁烷气体;电解质是掺杂氧化钇(Y2O3)的氧化锆(ZrO2)晶体,在熔融状态下能传导O2-。下列对该燃料电池说法正确的是( ) A. 在熔融电解质中,O2-由负极移向正极 B. 电池的总反应式:2C4H10+13O2===8CO2+10H2O C. 通入空气的一极是负极,电极反应为O2+4e-===2O2- D. 通入丁烷的一极是负极,电极反应为C4H10+26e-+13O2-===4CO2+5H2O 【答案】B ............... 24. 500mlK2SO4和CuSO4的混合液中c(SO42-)= 3mol/L,用石墨电极电解此溶液,通电一段时间,两极上均产生22.4L(标准状况)气体,则原混合液中K+的浓度是( ) A. 0.5mol/L B. 4mol/L C. 1.5mol/L D. 2mol/L 【答案】D 25. 为了探究金属腐蚀的条件和快慢,某课外学习小组用不同的细金属丝将三根大小相同的普通铁钉分别固定在如图所示的三个装置内,并将这些装置在相同的环境中放置相同的一段时间,下列对实验结果的描述不正确的是( ) A. 实验结束时,装置甲左侧的液面一定会下降 B. 实验结束时,装置甲左侧的液面一定比装置乙的低 C. 实验结束时,铁钉b腐蚀最严重 D. 实验结束时,铁钉c几乎没有被腐蚀 【答案】B 【解析】根据铁丝所在的环境可知,(1)是铁直接和盐酸反应,(2)是析氢腐蚀,(3)中铁发生钝化。由于通过原电池进行的反应,反应速率快,所以(2)中产生的氢气多,因此选项B是错误的,其余都是正确的,答案选B。 26. 已知:①Fe2O3 (s)+3C(s)=2Fe(s)+3CO(g) ΔH1=+494kJ·mol-1 ②CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) ΔH2=-283kJ·mol-1 ③C(s)+ 1/2O2(g)=CO(g) ΔH3=-110kJ·mol-1 则反应Fe2O3 (s)+3 C(s)+ 3/2O2(g)=2Fe(s)+3CO2 (g) 的ΔH=______________kJ·mol-1。 【答案】-355 【解析】根据盖斯定律,①+②×3得,Fe2O3(s)+3C(s)+O2(g)=2Fe(s)+3CO2(g) ΔH=ΔH1+ΔH2×3=+494kJ·mol-1+(-283kJ·mol-1)×3=-355 kJ·mol-1。 27. 常见铅蓄电池是二次电池,其电极材料分别为Pb和PbO2,电解液为稀H2SO4溶液,工作时的总反应式为Pb +PbO2 + 2H2SO4 2PbSO4 +2H2O。请依据上述情况判断: (1)铅蓄电池的负极材料是________________。 (2)请依据两极材料和总反应,写出放电时正极反应是______________。 (3)请依据总反应式和正极反应式,写出放电时负极反应是________________________。(4)放电时,电解质溶液中阴离子移向______极;电流方向从______极流向______极。 (5)放电时,电解质溶液的酸性_________(填“增强”、“减弱”或“不变”)。 【答案】 (1). Pb (2). PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O (3). Pb-2e-+SO42-= PbSO4 (4). 负极 (5). 正 (6). 负 (7). 减弱 【解析】(1)根据电池总反应式可知,Pb元素化合价由0价、+4价变为+2价,因为在原电池中负极发生失电子化合价升高的氧化反应,所以Pb为负极材料。 (2)放电时,正极上PbO2得电子,同时与H2SO4反应生成PbSO4和水,电极反应式为:PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O。 (3)放电时,负极Pb失电子发生氧化反应,同时与SO42-反应生成PbSO4,电极反应式为:Pb-2e-+SO42-= PbSO4。 (4)放电时,负极Pb失电子,电子从负极沿外电路流向正极,电流方向与电子运动方向相反,故电流从正极流向负极;阳离子与电流方向形成闭合,阴离子与电子方向形成闭合,所以电解质溶液中阳离子向正极移动、阴离子向负极移动。 (5)放电时,H2SO4参加反应导致溶液中c(H+)降低,故电解质溶液的酸性减弱。 点睛:本题通过铅酸蓄电池放电时的反应情况考查原电池工作原理,注意分析电池反应中元素化合价变化情况,明确正负极上发生的反应、电流方向、电解质溶液中阴阳离子移动方向等知识。 28. 据报道,摩托罗拉公司开发了一种以液态甲醇为原料,以KOH 为电解质的用于手机的可充电的高效燃料电池,充一次电可连续使用一个月.下图是一个电化学过程的示意图. 已知甲池的总反应式为:2CH3OH+3O2+4KOH2K2CO3+6H2O 请填空: (1)充电时:①原电池的负极与电源________极相连 ②阳极的电极反应为_________________. (2)在此过程中若完全反应,乙池中B极的质量增加648g,则甲池中理论上消耗O2_____L(标准状况下). (3)若在常温常压下,1gCH3OH燃烧生成CO2和液态H2O时放热22.68kJ,表示该反应的热化学方程式为______________________________________. 【答案】 (1). 负极 (2). 4OH--4e-=2H2O +O2 (3). 33.6 (4). CH3OH(l)+3/2 O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-725.76kJ/mol 【解析】(1)①因为放电时负极上甲醇失电子发生氧化反应,所以充电时该电极应发生得电子还原反应,为阴极,故与电源负极相连;②阳极上氢氧根离子失电子发生氧化反应,电极反应式为:4OH--4e-=2H2O+O2↑。 (2)乙池中B极上Ag+得电子发生还原反应,电极反应式为:Ag++e-=Ag,所以生成Ag的质量为648g,物质的量为6mol,转移电子为6mol,根据电子守恒,甲池中消耗O2转移的电子也是6mol,由O2+2H2O+4e-=4OH-,所以理论上消耗1.5mol O2,标准状况下体积为33.6L。 (3)常温常压下,1gCH3OH燃烧生成CO2和液态H2O时放热22.68kJ,则1mol(32g)CH3OH燃烧生成CO2和液态H2O时放热32×22.68kJ=725.76kJ,表示该反应的热化学方程式为:CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-725.76kJ/mol。 29. 如图所示,若电解5min时,铜电极质量增加21.6g。 (1)电源电极Y名称为__________(填“正极”或“负极” )。 (2)电解池中溶液的pH变化:A_________,B________(填“增大”、“减小”或“不变”)。 (3)A中发生反应的离子方程式为:_________________,若A中KCl溶液的体积也是200mL,电解后溶液OH-的浓度等于_______。 (4)B中阳极的电极反应式为____________________;若通电5min时B中共收集2.24L气体(标况),溶液体积为200mL,则通电前硫酸铜溶液的物质的量浓度约为______。 (5)若将C装置单独取出,导线连接铜、银后,请写出负极的电极反应式____________ 【答案】 (1). 正极 (2). 增大 (3). 减小 (4). 2Cl-+2H2O=2 OH-+H2+Cl2 (5). 1mol/L (6). 4OH--4e-=2H2O +O2 (7). 0.25 mol/L (8). Cu-2e-=Cu2+ 【解析】(1)由已知铜电极的质量增加,所以铜电极上发生还原反应,铜电极为阴极,则Ag电极为阳极,电源中Y极是正极。 (2)A为惰性电极电解KCl溶液,总反应为:2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-,故电解后A中溶液pH增大;装置B为惰性电极电解硫酸铜溶液,初始阶段总反应的离子方程式为2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+,故电解后B中溶液pH减小。 (3)由上述分析,A中发生反应的离子方程式为:2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-;因为C中铜电极反应为:Ag++e-=Ag,电解5 min时,铜电极增加21.6 g,即生成的Ag为0.2mol,所以电路中转移0.2mol电子,又根据A中反应2H2O+2e-=H2↑+2OH-,则生成OH-物质的量为0.2mol,电解后溶液OH-的浓度为:0.2mol÷0.2L=1mol•L-1。 (4)装置B为惰性电极电解硫酸铜溶液,所以阳极的电极反应式为:4OH--4e-=2H2O+O2↑;根据前面的分析,电路中转移0.2mol电子,则转移0.2mol电子生成氧气为0.05mol,体积为0.05mol×22.4L•mol-1=1.12L,因为B中共收集到2.24L(标准状况)气体,则在阴极也生成1.12L气体,由反应式2H++2e-=H2↑得,阴极生成氢气转移0.1mol电子,则Cu2++2e-=Cu中转移0.1mol电子,所以Cu2+的物质的量为0.05mol,通电前c(CuSO4)=0.05mol÷0.2L=0.25 mol·L-1。 (5)C装置两极分别为Cu、Ag,电解质溶液为硝酸银溶液,导线连接后形成原电池,Cu作负极失电子发生氧化反应,故负极的电极反应式为:Cu-2e-=Cu2+。 查看更多