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階段檢測六(專題六) 一、選擇題(本大題共25小題,每小題2分,共50分。每個小題列出的四個備選項(xiàng)中只有一個是符合題目要求的,不選、多選、錯選均不得分) 1.已知反應(yīng):①101 kPa時,2C(s)+O2(g) 2CO(g)　　ΔH=-221 kJ/mol ②稀溶液中,H+(aq)+OH-(aq) H2O(l)　ΔH=-57.3 kJ/mol 下列結(jié)論中正確的是(　　) A.碳的燃燒熱ΔH<-110.5 kJ/mol B.①的反應(yīng)熱為221 kJ/mol C.稀硫酸與稀NaOH溶液反應(yīng)的中和熱為-57.3 kJ/mol D.稀醋酸與稀NaOH溶液反應(yīng)生成1 mol水,放出57.3 kJ熱量 答案　A　使用燃燒熱時要注意兩個關(guān)鍵點(diǎn):一是反應(yīng)物用量,可燃物為1 mol;二是充分燃燒生成穩(wěn)定氧化物[H→H2O(l)、C→CO2(g)、S→SO2(g)等],反應(yīng)①沒有生成穩(wěn)定氧化物,因此碳的燃燒熱大于110.5 kJ/mol,故A正確;①的反應(yīng)熱為-221 kJ/mol,故B錯誤;稀硫酸與稀NaOH溶液反應(yīng)的中和熱為57.3 kJ/mol,故C錯誤;CH3COOH為弱電解質(zhì),電離過程要吸熱,則稀醋酸與稀NaOH溶液反應(yīng)生成1 mol水,放出的熱量小于57.3 kJ,故D錯誤。 2.油酸甘油酯(相對分子質(zhì)量884)在體內(nèi)代謝時可發(fā)生如下反應(yīng): C57H104O6(s)+80O2(g) 57CO2(g)+52H2O(l) 已知燃燒1 kg該化合物釋放出熱量3.810 4 kJ。油酸甘油酯的燃燒熱ΔH為(　　) A.3.8104 kJ mol-1 B.-3.8104 kJ mol-1 C.3.4104 kJ mol-1 D.-3.4104 kJ mol-1 答案　D　燃燒1 mol油酸甘油酯釋放的熱量為3.8104kJ1 000 g884 g≈3.4104 kJ,則油酸甘油酯的燃燒熱ΔH=-3.4104 kJmol-1。 3.已知: 化學(xué)鍵 C—H C—F H—F F—F 鍵能(kJmol-1) 414 489 565 158 CH4(g)+4F2(g)CF4(g)+4HF(g)　ΔH=a kJmol-1。則a等于(　　) A.-1 928 B.+1 928 C.+1 838 D.-1 838 答案　A　由表格數(shù)據(jù)及反應(yīng)可知,ΔH=414 kJmol-14+158 kJmol-14-489 kJmol-14-565 kJmol-14=a kJmol-1,解得a=-1 928,故選A。 4.已知:①CH4(g)+2O2(g) CO2(g)+2H2O(g)　ΔH=-Q1 kJ/mol; ②2H2(g)+O2(g) 2H2O(g)　ΔH=-Q2 kJ/mol; ③H2O(g) H2O(l)　ΔH=-Q3 kJ/mol。 常溫下,取體積比為4∶1的甲烷和H2的混合氣體112 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下),經(jīng)完全燃燒后恢復(fù)到常溫,則放出的熱量為(　　) A.(4Q1+0.5Q2)kJ B.(4Q1+Q2+10Q3)kJ C.(4Q1+2Q2)kJ D.(4Q1+0.5Q2+9Q3)kJ 答案　D　標(biāo)準(zhǔn)狀況下,112 L甲烷和氫氣混合氣體的物質(zhì)的量為112 L22.4 L/mol=5 mol,甲烷和氫氣的體積之比為4∶1,所以甲烷的物質(zhì)的量為5 mol45=4 mol,氫氣的物質(zhì)的量為5 mol-4 mol=1 mol,根據(jù)蓋斯定律①+③2可得CH4(g)+2O2(g) CO2(g)+2H2O(l)　ΔH1=-(Q1+2Q3)kJ/mol,根據(jù)蓋斯定律,②+③2可得2H2(g)+O2(g) 2H2O(l) ΔH=-(Q2+2Q3)kJ/mol,4 mol甲烷完全燃燒放出的熱量為4(Q1+2Q3)kJ,1 mol氫氣完全燃燒放出的熱量為0.5(Q2+2Q3)kJ,所以混合氣體完全燃燒放出的熱量為4(Q1+2Q3)kJ+0.5(Q2+2Q3)kJ=(4Q1+0.5Q2+9Q3)kJ。 5.我國科研人員提出了由CO2和CH4轉(zhuǎn)化為高附加值產(chǎn)品CH3COOH的催化反應(yīng)歷程。該歷程示意圖如下。 下列說法不正確的是(　　) A.生成CH3COOH總反應(yīng)的原子利用率為100% B.CH4→CH3COOH過程中,有C—H鍵發(fā)生斷裂 C.①→②放出能量并形成了C—C鍵 D.該催化劑可有效提高反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率 答案　D　催化劑只影響化學(xué)反應(yīng)速率,不會使化學(xué)平衡發(fā)生移動,故不會提高反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率,D不正確。 6.HBr被O2氧化依次由如下Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三步反應(yīng)組成,1 mol HBr被氧化為Br2放出12.67 kJ熱量,其能量與反應(yīng)過程曲線如圖所示。 (Ⅰ)HBr(g)+O2(g) HOOBr(g) (Ⅱ)HOOBr(g)+HBr(g) 2HOBr(g) (Ⅲ)HOBr(g)+HBr(g) H2O(g)+Br2(g) 下列說法中正確的是(　　) A.三步反應(yīng)均為放熱反應(yīng) B.步驟(Ⅰ)的反應(yīng)速率最慢 C.HOOBr比HBr和O2穩(wěn)定 D.熱化學(xué)方程式為4HBr(g)+O2(g) 2H2O(g)+2Br2(g)　ΔH=-12.675 kJmol-1 答案　B　放熱反應(yīng)的反應(yīng)物總能量高于生成物的總能量,根據(jù)題圖可知,第一步反應(yīng)為吸熱反應(yīng),A項(xiàng)錯誤;步驟(Ⅰ)為吸熱反應(yīng),導(dǎo)致體系溫度降低,反應(yīng)速率減慢,其余反應(yīng)為放熱反應(yīng),反應(yīng)溫度升高,反應(yīng)速率加快,B項(xiàng)正確;HOOBr的總能量比HBr和O2的總能量高,能量越高,物質(zhì)越不穩(wěn)定,C項(xiàng)錯誤;根據(jù)題意,1 mol HBr被氧化為Br2放出12.67 kJ熱量,則熱化學(xué)方程式為4HBr(g)+O2(g) 2H2O(g)+2Br2(g)　ΔH=-50.68 kJmol-1,D項(xiàng)錯誤。 7.最近我國科學(xué)家設(shè)計(jì)了一種CO2+H2S協(xié)同轉(zhuǎn)化裝置,實(shí)現(xiàn)對天然氣中CO2和H2S的高效去除。示意圖如下圖所示,其中電極分別為ZnO@石墨烯(石墨烯包裹的ZnO)和石墨烯,石墨烯電極區(qū)發(fā)生反應(yīng)為: ①EDTA-Fe2+-e- EDTA-Fe3+ ②2EDTA-Fe3++H2S 2H++S+2EDTA-Fe2+ 該裝置工作時,下列敘述錯誤的是(　　) A.陰極的電極反應(yīng):CO2+2H++2e- CO+H2O B.協(xié)同轉(zhuǎn)化總反應(yīng):CO2+H2S CO+H2O+S C.石墨烯上的電勢比ZnO@石墨烯上的低 D.若采用Fe3+/Fe2+取代EDTA-Fe3+/EDTA-Fe2+,溶液需為酸性 答案　C　本題考查電解原理的應(yīng)用。由石墨烯電極區(qū)反應(yīng)①可知該極發(fā)生氧化反應(yīng),為陽極,則ZnO@石墨烯為陰極。陰極的電極反應(yīng)為:CO2+2H++2e- CO+H2O,A正確;裝置工作時涉及三個反應(yīng),Fe2+與Fe3+的轉(zhuǎn)化循環(huán)進(jìn)行,總反應(yīng)為CO2與H2S之間的反應(yīng),根據(jù)得失電子守恒可知總反應(yīng)為:CO2+H2S CO+H2O+S,B正確;石墨烯與電源正極相連,ZnO@石墨烯與電源負(fù)極相連,故石墨烯上的電勢比ZnO@石墨烯上的高,C錯誤;Fe2+、Fe3+均在酸性環(huán)境中穩(wěn)定存在,D正確。 8.我國科學(xué)家研發(fā)了一種室溫下“可呼吸”的Na-CO2二次電池。將NaClO4溶于有機(jī)溶劑作為電解液,鈉和負(fù)載碳納米管的鎳網(wǎng)分別作為電極材料,電池的總反應(yīng)為:3CO2+4Na2Na2CO3+C。下列說法錯誤的是(　　) A.放電時,ClO4-向負(fù)極移動 B.充電時釋放CO2,放電時吸收CO2 C.放電時,正極反應(yīng)為:3CO2+4e-2CO32-+C D.充電時,正極反應(yīng)為:Na++e-Na 答案　D　放電時,負(fù)極反應(yīng)為:4Na-4e-4Na+,正極反應(yīng)為3CO2+4e-C+2CO32-;Na+移向正極,CO32-、ClO4-移向負(fù)極,A、C正確;充電過程與放電過程相反,B正確;充電時,陽極反應(yīng)為2CO32-+C-4e-3CO2↑,D錯誤。 9.一種可充電鋰—空氣電池如圖所示。當(dāng)電池放電時,O2與Li+在多孔碳材料電極處生成Li2O2-x(x=0或1)。下列說法正確的是(　　) A.放電時,多孔碳材料電極為負(fù)極 B.放電時,外電路電子由多孔碳材料電極流向鋰電極 C.充電時,電解質(zhì)溶液中Li+向多孔碳材料區(qū)遷移 D.充電時,電池總反應(yīng)為Li2O2-x 2Li+(1-x2)O2↑ 答案　D　A項(xiàng),依據(jù)題意和可充電電池裝置圖判斷出,放電時鋰電極作負(fù)極,多孔碳材料電極作正極,錯誤;B項(xiàng),在原電池中,外電路電子由負(fù)極流向正極,即放電時,外電路電子由鋰電極流向多孔碳材料電極,錯誤;C項(xiàng),充電時,電解質(zhì)溶液中的陽離子向陰極區(qū)遷移,即Li+向鋰電極區(qū)遷移,錯誤;D項(xiàng),充電時,Li+在陰極區(qū)得到電子生成Li,陽極區(qū)生成O2,即電池總反應(yīng)為Li2O2-x 2Li+(1-x2)O2↑,正確。 10.利用LiOH和鈷氧化物可制備鋰離子電池正極材料?？捎秒娊釲iCl溶液制備LiOH,裝置如下圖所示。下列說法中正確的是(　　) A.電極B連接電源正極 B.A極區(qū)電解液為LiCl溶液 C.陽極反應(yīng)式為2H2O+2e- H2↑+2OH- D.每生成1 mol H2,有1 mol Li+通過該離子交換膜 答案　B　由題意知,電解LiCl溶液制備LiOH,由于B電極生成氫氣,A與B用陽離子交換膜隔開,所以B為陰極,B極區(qū)為LiOH溶液,A極區(qū)為LiCl溶液。電極B上產(chǎn)生氫氣,所以B為陰極,B連接電源負(fù)極,A項(xiàng)錯誤;A極區(qū)電解液為LiCl溶液,B項(xiàng)正確;陽極反應(yīng)式為2Cl-+2e- Cl2↑,C項(xiàng)錯誤;每生成1 mol H2,有2 mol Li+通過該離子交換膜,D項(xiàng)錯誤。 11.已知1 mol CH4氣體完全燃燒生成氣態(tài)CO2和液態(tài)H2O,放出890.3 kJ熱量,下列表示該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式正確的是(　　) A.CH4(g)+2O2(g) CO2(g)+2H2O(g)　ΔH=+890.3 kJmol-1 B.CH4(g)+2O2(g) CO2(g)+2H2O(l)　ΔH=-890.3 kJmol-1 C.CH4(g)+2O2(g) CO2(g)+2H2O(l)　ΔH=+890.3 kJmol-1 D.CH4(g)+2O2(g) CO2(g)+2H2O(g)　ΔH=-890.3 kJmol-1 答案　B　1 mol CH4氣體完全燃燒生成氣態(tài)CO2和液態(tài)H2O,放出890.3 kJ熱量,表示該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為CH4(g)+2O2(g) CO2(g)+2H2O(l)　ΔH=-890.3 kJmol-1,故選B。 12.下列關(guān)于反應(yīng)能量的說法正確的是(　　) A.Zn(s)+CuSO4(aq) ZnSO4(aq)+Cu(s)　ΔH=-216 kJmol-1,則反應(yīng)物總能量>生成物總能量 B.相同條件下,如果1 mol氫原子所具有的能量為E1,1 mol氫分子所具有的能量為E2,則2E1=E2 C.101 kPa時,2H2(g)+O2(g) 2H2O(l)　ΔH=-571.6 kJmol-1,則H2的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱為-571.6 kJmol-1 D.H+(aq)+OH-(aq) H2O(l)　ΔH=-57.3 kJmol-1,則1 mol的氫氧化鈉固體與含0.5 mol H2SO4的溶液混合后放出57.3 kJ的熱量 答案　A　Zn(s)+CuSO4(aq) ZnSO4(aq)+Cu(s)　ΔH=-216 kJmol-1,為放熱反應(yīng),則反應(yīng)物總能量>生成物總能量,故A正確;形成化學(xué)鍵釋放能量,則2E1>E2,故B錯誤;H2的燃燒熱為標(biāo)準(zhǔn)狀況下1 mol氫氣完全燃燒放出的能量,故C錯誤;氫氧化鈉固體溶于水放出熱量,1 mol NaOH固體與含0.5 mol H2SO4的稀硫酸混合后放出的熱量大于57.3 kJ,故D錯誤。 13.已知通過乙醇制取氫氣通常有如下兩條途徑: a.CH3CH2OH(g)+H2O(g) 4H2(g)+2CO(g)　ΔH1=+256.6 kJmol-1 b.2CH3CH2OH(g)+O2(g) 6H2(g)+4CO(g)　ΔH2=+27.6 kJmol-1 則下列說法正確的是(　　) A.升高a的反應(yīng)溫度,乙醇的轉(zhuǎn)化率增大 B.由反應(yīng)b可知乙醇的燃燒熱為13.8 kJmol-1 C.對反應(yīng)b來說,增大O2濃度可使ΔH2的值增大 D.由以上兩種途徑制取等量的氫氣,消耗的能量相同 答案　A　反應(yīng)a為吸熱反應(yīng),升高溫度,乙醇的轉(zhuǎn)化率增大,A項(xiàng)正確。 14.隨著各地治霾力度的加大,大力發(fā)展高性能燃料電池汽車成為研究課題。如圖是某課題組設(shè)計(jì)的液體燃料電池示意圖。下列有關(guān)敘述不正確的是(　　) A.該電池的優(yōu)點(diǎn)是不產(chǎn)生污染氣體,且液體燃料便于攜帶 B.電池內(nèi)部使用的是陰離子交換膜,OH-經(jīng)交換膜移向負(fù)極 C.該燃料電池的電極材料采用多孔納米碳材料,目的是增大接觸面積,增加吸附量 D.該電池中通入N2H4的電極為正極,發(fā)生的電極反應(yīng)式為N2H4+4OH--4e- N2↑+4H2O 答案　D　A項(xiàng),該燃料電池中,聯(lián)氨和空氣中的氧氣反應(yīng)生成氮?dú)夂退?不會造成大氣污染,同時液態(tài)聯(lián)氨便于攜帶,正確;B項(xiàng),該原電池中,正極上氧氣結(jié)合電子生成氫氧根離子,氫氧根離子移向負(fù)極,所以離子交換膜要選取陰離子交換膜,正確;C項(xiàng),因?yàn)殡姵刂姓⒇?fù)極上為氣體參與的反應(yīng),所以采用多孔導(dǎo)電材料,可以提高反應(yīng)物質(zhì)在電極表面的吸附量,并使它們與電解質(zhì)溶液充分接觸,正確;D項(xiàng),通入N2H4的電極為負(fù)極,負(fù)極上燃料失電子發(fā)生氧化反應(yīng),電極反應(yīng)式為:N2H4+4OH--4e- N2↑+4H2O,錯誤。 15.乙苯催化脫氫制苯乙烯的熱化學(xué)方程式為+H2(g)　ΔH 已知: 化學(xué)鍵 C—H C—C CC H—H 鍵能/kJmol-1 412 348 612 436 上述反應(yīng)的ΔH為(　　) A.248 kJmol-1 B.240 kJmol-1 C.120 kJmol-1 D.124 kJmol-1 答案　D　ΔH=(348+4122) kJmol-1-(612+436) kJmol-1=124 kJmol-1。 16.工業(yè)生產(chǎn)水煤氣的反應(yīng)為C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)　ΔH=131.4 kJ/mol,下列判斷正確的是(　　) A.反應(yīng)物能量總和大于生成物能量總和 B.CO(g)+H2(g)C(s)+H2O(l)　ΔH=-131.4 kJ/mol C.工業(yè)生產(chǎn)水煤氣的反應(yīng)中生成1 mol H2(g)吸收131.4 kJ熱量 D.工業(yè)生產(chǎn)水煤氣的反應(yīng)中生成1體積CO(g)吸收131.4 kJ熱量 答案　C　題給反應(yīng)是吸熱反應(yīng),故反應(yīng)物的總能量小于生成物的總能量,A錯誤;B中H2O的狀態(tài)為液態(tài),ΔH<-131.4 kJ/mol,錯誤;由題干反應(yīng)可知生成1 mol H2(g)吸收的熱量為131.4 kJ,C正確,D錯誤。 17.甲醇質(zhì)子交換膜燃料電池中將甲醇蒸氣轉(zhuǎn)化為氫氣的兩種反應(yīng)原理如下: ①CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g)　ΔH=+49.0 kJmol-1 ②CH3OH(g)+12O2(g)CO2(g)+2H2(g)　ΔH=-192.9 kJmol-1 下列說法正確的是(　　) A.CH3OH(g)的燃燒熱為+192.9 kJmol-1 B.反應(yīng)①中的能量變化如圖所示 C.CH3OH(g)轉(zhuǎn)變成H2(g)的過程中一定要吸收能量 D.根據(jù)反應(yīng)②推知反應(yīng):CH3OH(l)+12O2(g)CO2(g)+2H2(g)的ΔH>-192.9 kJmol-1 答案　D　CH3OH(g)的燃燒熱為1 mol CH3OH(g)完全燃燒生成CO2和液態(tài)水時所放出的熱量,A錯誤;反應(yīng)①的ΔH>0,而圖示的ΔH=生成物總能量-反應(yīng)物總能量<0,B錯誤;由題干可知,反應(yīng)①為吸熱反應(yīng),而反應(yīng)②為放熱反應(yīng),C錯誤;同物質(zhì)的量的同種物質(zhì),氣態(tài)能量最高,其次是液態(tài)能量,固態(tài)能量最低,由反應(yīng)②推知反應(yīng):CH3OH(l)+12O2(g)CO2(g)+2H2(g)的ΔH>-192.9 kJmol-1,D正確。 18.2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)　ΔH反應(yīng)過程中能量的變化如圖所示。已知1 mol SO2(g)與0.5 mol O2(g)反應(yīng)生成1 mol SO3(g)的ΔH=-99 kJmol-1。 下列說法不正確的是(　　) A.圖中A點(diǎn)、C點(diǎn)對應(yīng)的能量大小分別表示反應(yīng)物總能量、生成物總能量 B.E的大小對該反應(yīng)的反應(yīng)熱無影響 C.該反應(yīng)通常用V2O5作催化劑,加V2O5會使圖中B點(diǎn)升高 D.圖中ΔH=-198 kJmol-1 答案　C　圖中A點(diǎn)、C點(diǎn)對應(yīng)的能量大小分別表示反應(yīng)物總能量、生成物總能量,A正確;反應(yīng)熱與活化能E的大小無關(guān),B正確;使用催化劑可使反應(yīng)的活化能降低,故加V2O5會使圖中B點(diǎn)降低,C不正確;因1 mol SO2(g)與0.5 mol O2(g)反應(yīng)生成1 mol SO3(g)的ΔH=-99 kJmol-1,所以 2 mol SO2(g)與1 mol O2(g)反應(yīng)生成2 mol SO3(g)的ΔH=-198 kJmol-1,D正確。 19.“類推”是思維的一種形式,下列“類推”中正確的是(　　) A.Fe片、Cu片連接插在稀硫酸中形成的原電池,Fe為負(fù)極;那么Fe片、Cu片連接插在濃硝酸中形成的原電池,Fe也為負(fù)極 B.Cl2+H2OHCl+HClO是氧化還原反應(yīng),則ICl+H2OHCl+HIO也是氧化還原反應(yīng) C.鎂比鋁活潑,工業(yè)上用電解熔融氧化鋁制鋁,所以工業(yè)上也用電解熔融氧化鎂的方法制鎂 D.硝酸銀溶液通常保存在棕色的試劑瓶中,是因?yàn)橄跛徙y見光易分解,那么濃硝酸也要保存在棕色試劑瓶中 答案　D　Fe遇濃硝酸會發(fā)生鈍化,因此Fe片、Cu片連接插在濃硝酸中形成的原電池,Fe為正極,A錯誤;反應(yīng)ICl+H2OHCl+HIO中各元素的化合價沒有發(fā)生變化,因此不是氧化還原反應(yīng),B錯誤;工業(yè)上電解氯化鎂制取鎂,C錯誤;硝酸銀溶液通常保存在棕色的試劑瓶中,是因?yàn)橄跛徙y見光易分解,那么濃硝酸也要保存在棕色試劑瓶中,D正確。 20.關(guān)于如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置,下列說法不正確的是(　　) A.該裝置為鐵的吸氧腐蝕 B.一段時間后,向插入鐵釘?shù)牟Ａ矁?nèi)滴入NaOH溶液,可觀察到鐵釘附近的溶液中有沉淀生成 C.向插入石墨棒的玻璃筒內(nèi)滴入石蕊試液,可觀察到石墨棒附近的溶液變紅 D.若將裝置中的飽和食鹽水換成稀硫酸,裝置為析氫腐蝕 答案　C　飽和食鹽水顯中性,題圖裝置為鐵的吸氧腐蝕,A正確;一段時間后,有亞鐵離子產(chǎn)生,向插入鐵釘?shù)牟Ａ矁?nèi)滴入NaOH溶液,可觀察到鐵釘附近的溶液中有沉淀生成,B正確;石墨棒是正極,氧氣得到電子轉(zhuǎn)化為氫氧根離子,滴入石蕊試液,可觀察到石墨棒附近的溶液變藍(lán),C錯誤;若將裝置中的飽和食鹽水換成稀硫酸,裝置為析氫腐蝕,D正確。 21.干電池的模擬實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。下列說法不正確的是(　　) A.鋅片作負(fù)極,碳棒作正極 B.電子從鋅片流向碳棒,電流方向則相反 C.NH4Cl是電解質(zhì),在鋅片逐漸被消耗的過程中MnO2不斷被氧化 D.該電池是一次電池,該廢舊電池中鋅可回收 答案　C　鋅是活潑金屬,則鋅片作負(fù)極,碳棒作正極,A項(xiàng)正確;原電池中電子從負(fù)極沿導(dǎo)線流向正極,電流從正極流向負(fù)極,B項(xiàng)正確;用糊狀NH4Cl作電解質(zhì),其中加入MnO2氧化吸收H2,C項(xiàng)錯誤;該電池是一次電池,該廢舊電池中鋅可回收,D項(xiàng)正確。 22.堿性電池因具有容量大,放電電流大的特點(diǎn)而得到廣泛應(yīng)用。鋅錳堿性電池以氫氧化鉀溶液為電解質(zhì)溶液,電池總反應(yīng)為Zn+2MnO2+2H2OZn(OH)2+2MnO(OH),下列說法不正確的是(　　) A.電池工作時鋅為負(fù)極 B.正極的電極反應(yīng)式為2MnO2+2H2O+2e-2MnO(OH)+2OH- C.電池工作時,電解質(zhì)溶液的OH-移向正極 D.外電路中每通過0.2 mol電子,理論上鋅的質(zhì)量減少6.5 g 答案　C　根據(jù)電池總反應(yīng)可知Zn失去電子被氧化,為原電池的負(fù)極,故A正確;正極反應(yīng)式為2MnO2+2H2O+2e-2MnO(OH)+2OH-,故B正確;原電池中,OH-由正極移向負(fù)極,故C錯誤;負(fù)極反應(yīng)式為Zn-2e-+2OH-Zn(OH)2,外電路中每通過0.2 mol電子,消耗Zn的物質(zhì)的量為0.1 mol,質(zhì)量為0.1 mol65 g/mol=6.5 g,所以理論上鋅的質(zhì)量減少6.5 g,故D正確。 23.將純鋅片和純銅片按圖示方式插入相同濃度的稀硫酸中一段時間,以下敘述正確的是(　　) A.兩燒杯中溶液的pH均增大 B.甲燒杯中銅片是正極,乙燒杯中銅片是負(fù)極 C.兩燒杯中銅片表面均無氣泡產(chǎn)生 D.產(chǎn)生氣泡的速率甲比乙慢 答案　A　甲燒杯中可以形成原電池,乙燒杯中不能形成原電池,但是兩燒杯中的反應(yīng)均為Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑,隨著H2SO4的消耗,溶液酸性減弱,pH均增大,A正確。甲燒杯中形成的原電池,Zn失去電子作負(fù)極,Cu作正極;乙燒杯中不能形成原電池,B錯誤。甲燒杯中銅片作原電池正極,電極反應(yīng)式為2H++2e-H2↑,所以銅片表面有氣泡產(chǎn)生;乙燒杯中Zn直接與稀硫酸反應(yīng)產(chǎn)生H2,Cu片表面無明顯現(xiàn)象,C錯誤。甲燒杯中形成原電池使反應(yīng)更迅速,所以產(chǎn)生氣泡速率甲比乙快,D錯誤。 24.鋅—空氣電池(原理如圖)可作為城市電動車的動力電源。該電池放電時Zn轉(zhuǎn)化為ZnO。該電池工作時,下列說法正確的是(　　) A.Zn電極是該電池的正極 B.Zn電極的電極反應(yīng)式為Zn+H2O-2e-ZnO+2H+ C.OH-向石墨電極移動 D.氧氣在石墨電極上發(fā)生還原反應(yīng) 答案　D　放電時Zn轉(zhuǎn)化為ZnO,發(fā)生氧化反應(yīng),故Zn電極為該電池的負(fù)極,A錯誤;根據(jù)題圖可知,電解質(zhì)溶液為KOH溶液,故Zn電極的電極反應(yīng)式為Zn+2OH--2e-ZnO+H2O,B錯誤;放電時,陰離子移向負(fù)極,即OH-向Zn電極移動,C錯誤;電池工作時,正極發(fā)生還原反應(yīng),D正確。 25.已知甲烷和汽油(可用C8H18表示)燃燒的熱化學(xué)方程式如下: CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)　ΔH=-890 kJ mol-1; C8H18(l)+252O2(g)8CO2(g)+9H2O(l)　ΔH=-5 472 kJmol-1。 某學(xué)校食堂擬選用天然氣作為供熱燃料,下列選擇依據(jù)不正確的是(　　) A.等質(zhì)量的汽油和甲烷燃燒,甲烷產(chǎn)生的熱量比汽油多,因此甲烷更高效 B.產(chǎn)生相同熱量所生成的二氧化碳,汽油比甲烷多,因此甲烷更低效 C.甲烷含碳量低,燃燒更充分,不易產(chǎn)生CO,因此更環(huán)保 D.等物質(zhì)的量的汽油和甲烷燃燒,汽油產(chǎn)生的熱量比甲烷多,因此更環(huán)保 答案　D　16 g甲烷燃燒放出的熱量是890 kJ,而16 g汽油燃燒放出的熱量小于890 kJ,故A正確;燃燒甲烷產(chǎn)生890 kJ熱量同時生成的二氧化碳為1 mol,燃燒汽油產(chǎn)生890 kJ熱量同時生成的二氧化碳為890 kJmol-15 472 kJmol-18 mol≈1.3 mol,故B正確;甲烷含碳量為75%,而汽油的含碳量為812812+18100%≈84.2%,因此甲烷含碳量低,燃燒更充分,不易產(chǎn)生CO,更環(huán)保,故C正確;等物質(zhì)的量的汽油和甲烷燃燒,汽油產(chǎn)生的熱量比甲烷多,但汽油的質(zhì)量遠(yuǎn)大于甲烷的質(zhì)量,生成的CO2更多,不環(huán)保,故D錯誤。 二、非選擇題(本大題共7小題,共50分) 26.(6分)CO2是一種廉價的碳資源,其綜合利用具有重要意義?；卮鹣铝袉栴}: CO2與CH4經(jīng)催化重整,制得合成氣: CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g) ①已知上述反應(yīng)中相關(guān)的化學(xué)鍵鍵能數(shù)據(jù)如下: 化學(xué)鍵 C—H CO H—H C← O(CO) 鍵能/kJmol-1 413 745 436 1 075 則該反應(yīng)的ΔH=　　　　　　　　。分別在V L恒溫密閉容器A(恒容)、B(恒壓,容積可變)中,加入CH4和CO2各1 mol的混合氣體。兩容器中反應(yīng)達(dá)平衡后放出或吸收的熱量較多的是 　　　　(填“A”或“B”)。 ②按一定體積比加入CH4和CO2,在恒壓下發(fā)生反應(yīng),溫度對CO和H2產(chǎn)率的影響如圖1所示。此反應(yīng)優(yōu)選溫度為900 ℃的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 圖1 答案　①+120 kJmol-1　B ②900 ℃時,合成氣產(chǎn)率已經(jīng)較高,再升高溫度產(chǎn)率增幅不大,但能耗升高,經(jīng)濟(jì)效益降低 解析　(2)①由已知鍵能數(shù)據(jù)知,反應(yīng)的ΔH=4413 kJmol-1+2745 kJmol-1-(21 075 kJmol-1+2436 kJmol-1)=+120 kJmol-1;已知正反應(yīng)是氣體分子數(shù)增大的吸熱反應(yīng),A(恒容)與B(恒壓,容積可變)相比,B中壓強(qiáng)小于A,減壓平衡正向移動,則B容器中反應(yīng)達(dá)到平衡后吸收的熱量較多。②觀察圖像知,900 ℃時,合成氣產(chǎn)率已經(jīng)較高,再升高溫度產(chǎn)率增幅不大,但能耗升高,經(jīng)濟(jì)效益降低,故此反應(yīng)優(yōu)選溫度為900 ℃。 27.(4分)CO2是一種廉價的碳資源,其綜合利用具有重要意義?；卮鹣铝袉栴}: O2輔助的Al-CO2電池工作原理如圖2所示。該電池電容量大,能有效利用CO2,電池反應(yīng)產(chǎn)物Al2(C2O4)3是重要的化工原料。 圖2 電池的負(fù)極反應(yīng)式:　　　　　　　　　　　　　。 電池的正極反應(yīng)式:6O2+6e- 6O2- 6CO2+6O2- 3C2O42-+6O2 反應(yīng)過程中O2的作用是　　　　　　。 該電池的總反應(yīng)式:　　　　　　　　　　　　　　。 答案　Al-3e-Al3+(或2Al-6e-2Al3+)　催化劑　2Al+6CO2Al2(C2O4)3 解析　觀察原電池工作原理圖知,鋁電極作負(fù)極,多孔碳電極作正極,故負(fù)極反應(yīng)式為Al-3e- Al3+;正極反應(yīng)式為6O2+6e- 6O2-、6CO2+6O2- 3C2O42-+6O2,由此可知反應(yīng)過程中O2的作用是催化劑;電池總反應(yīng)式為2Al+6CO2 Al2(C2O4)3。 28.(6分)某同學(xué)設(shè)計(jì)如圖的實(shí)驗(yàn)方案來探究NH4Cl與Ba(OH)28H2O反應(yīng)中的能量變化。 (1)小燒杯中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)步驟④溶液中產(chǎn)生的現(xiàn)象是　。 (3)由上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知NH4Cl與Ba(OH)28H2O反應(yīng)為　　　　　　反應(yīng)(填“吸熱”或“放熱”),說明該反應(yīng)中反應(yīng)物的總能量　　　生成物的總能量(填“>”“<”或“=”)。 答案　(1)Ba(OH)28H2O+2NH4ClBaCl2+2NH3↑+10H2O (2)有白色晶體析出 (3)吸熱　< 解析　(1)氯化銨屬于銨鹽,能和強(qiáng)堿氫氧化鋇反應(yīng)生成氨氣、水和氯化鋇,化學(xué)方程式為Ba(OH)28H2O+2NH4ClBaCl2+2NH3↑+10H2O; (2)用稀硫酸吸收氨氣以防止污染空氣,硝酸鉀的溶解度隨著溫度的降低明顯下降,故溶液中應(yīng)有白色晶體析出; (3)KNO3溶液中有白色晶體析出,說明氫氧化鋇和氯化銨的反應(yīng)是吸熱反應(yīng),即反應(yīng)物的總能量小于生成物的總能量。 29.(4分)二甲醚(DME)是一種清潔的替代燃料,不含硫,不會形成微粒,而且與汽油相比,排放的NO2更少,因此是優(yōu)良的柴油機(jī)替代燃料。工業(yè)上利用一步法合成二甲醚的反應(yīng)如下(復(fù)合催化劑為CuO/ZnO/Al2O3):2CO(g)+4H2(g) CH3OCH3(g)+H2O(g)　ΔH=-204.7 kJ/mol。 (1)600 ℃時,一步法合成二甲醚的過程如下: CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)　ΔH1=-100.46 kJ/mol 2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+H2O(g)　ΔH2 CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)　ΔH3=-38.7 kJ/mol 則ΔH2=　　　　　　。 (2)以DME為燃料,氧氣為氧化劑,在酸性電解質(zhì)溶液中用惰性電極制成燃料電池,則通入氧氣的電極是電源的　　　　　　(填“正”或“負(fù)”)極,通DME的電極反應(yīng)為　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 答案　(1)-3.78 kJ/mol (2)正　CH3OCH3+3H2O-12e- 2CO2↑+12H+ 解析　(1)已知: ①CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)　ΔH1=-100.46 kJ/mol ②2CO(g)+4H2(g) CH3OCH3(g)+H2O(g)　ΔH=-204.7 kJ/mol 根據(jù)蓋斯定律:②-①2得2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+H2O(g)　ΔH2=-204.7 kJ/mol-(-100.46 kJ/mol)2=-3.78 kJ/mol; (2)該燃料電池中,氧氣得電子,則通入氧氣的電極是電源的正極,負(fù)極上二甲醚失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成二氧化碳,則負(fù)極反應(yīng)式為CH3OCH3+3H2O-12e- 2CO2↑+12H+。 30.(10分)肼(N2H4)是一種高能燃料,在工業(yè)生產(chǎn)中用途廣泛。 (1)0.5 mol肼中含有　　　mol極性共價鍵。 (2)工業(yè)上可用肼(N2H4)與新制Cu(OH)2反應(yīng)制備納米級Cu2O,同時放出N2,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (3)發(fā)射火箭時,肼為燃料,過氧化氫為氧化劑,兩者反應(yīng)生成氮?dú)馀c水蒸氣。已知1.6 g液態(tài)肼在上述反應(yīng)中放出64.22 kJ的熱量,寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (4)肼—過氧化氫燃料電池由于其較高的能量密度而備受關(guān)注,其工作原理如圖所示。該電池正極反應(yīng)式為　　　　　　　　　　　,電池工作過程中,A極區(qū)溶液的pH　　　(填“增大”“減小”或“不變”)。 答案　(1)2　 (2)N2H4+4Cu(OH)2 2Cu2O↓+N2↑+6H2O (3)N2H4(l)+2H2O2(l) N2(g)+4H2O(g)　　ΔH=-1 284.4 kJ/mol (4)H2O2+2e- 2OH-　減小 解析　(1)肼的結(jié)構(gòu)式為,0.5 mol肼中含有極性共價鍵的物質(zhì)的量為2 mol。 (2)工業(yè)上可用肼(N2H4)與新制Cu(OH)2反應(yīng)制備納米級Cu2O,同時放出N2,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為N2H4+4Cu(OH)2 2Cu2O↓+N2↑+6H2O。 (3)肼與過氧化氫反應(yīng)生成氮?dú)馀c水蒸氣。1.6 g液態(tài)肼在反應(yīng)中放出64.22 kJ的熱量,則1 mol肼(32 g)燃燒放出321.664.22 kJ=1 284.4 kJ熱量,反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為N2H4(l)+2H2O2(l) N2(g)+4H2O(g)　ΔH=-1 284.4 kJ/mol。 (4)肼—過氧化氫燃料電池中正極發(fā)生還原反應(yīng),正極反應(yīng)式為H2O2+2e- 2OH-,電池工作過程中,A極為負(fù)極,總反應(yīng)式為N2H4+2H2O2 N2↑+4H2O,用總反應(yīng)式減去正極反應(yīng)式得到負(fù)極反應(yīng)式為N2H4-4e-+4OH- N2↑+4H2O,負(fù)極區(qū)溶液的pH逐漸減小。 31.(10分)某混合物漿液含Al(OH)3、MnO2和少量Na2CrO4。考慮到膠體的吸附作用使Na2CrO4不易完全被水浸出,某研究小組利用設(shè)計(jì)的電解分離裝置(如圖),使?jié){液分離成固體混合物和含鉻元素溶液,并回收利用?；卮稷窈廷蛑械膯栴}。 Ⅰ.固體混合物的分離和利用(流程圖中的部分分離操作和反應(yīng)條件未標(biāo)明) (1)反應(yīng)①所加試劑NaOH的電子式為　　　　　　,B→C的反應(yīng)條件為　　　　,C→Al的制備方法稱為　　　　。 (2)該小組探究反應(yīng)②發(fā)生的條件。D與濃鹽酸混合,不加熱,無變化;加熱有Cl2生成,當(dāng)反應(yīng)停止后,固體有剩余,此時滴加硫酸,又產(chǎn)生Cl2。由此判斷影響該反應(yīng)有效進(jìn)行的因素有(填序號)　　　。 a.溫度　　　　b.Cl-的濃度　　　　c.溶液的酸度 (3)0.1 mol Cl2與焦炭、TiO2完全反應(yīng),生成一種還原性氣體和一種易水解成TiO2xH2O的液態(tài)化合物,放熱4.28 kJ,該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 Ⅱ.含鉻元素溶液的分離和利用 (4)用惰性電極電解時,CrO42-能從漿液中分離出來的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,分離后含鉻元素的粒子是　　　　　;陰極室生成的物質(zhì)為　　　　　　　(寫化學(xué)式)。 答案　(1)Na+[:O:H]-　加熱(或煅燒)　電解法 (2)ac (3)2Cl2(g)+TiO2(s)+2C(s) TiCl4(l)+2CO(g)　ΔH=-85.6 kJmol-1 (4)在直流電源作用下,CrO42-通過陰離子交換膜向陽極室移動,脫離漿液　CrO42-和Cr2O72-　NaOH和H2 解析　本題考查電子式的書寫、熱化學(xué)方程式的書寫、電解原理及其應(yīng)用等。 (1)NaOH是離子化合物,其電子式為Na+[:O:H]-;固體混合物中含有Al(OH)3和MnO2,加入NaOH溶液,Al(OH)3轉(zhuǎn)化為易溶于水的NaAlO2,MnO2不能溶于NaOH溶液,故固體D為MnO2,溶液A中含有NaAlO2,向溶液A中通入CO2后生成的沉淀B為Al(OH)3,Al(OH)3受熱分解生成Al2O3(固體C),工業(yè)上常用電解熔融的Al2O3制備金屬鋁。 (2)固體D為MnO2。MnO2與濃鹽酸混合,不加熱無變化,加熱有Cl2生成,說明該反應(yīng)能否有效進(jìn)行與溫度有關(guān);反應(yīng)停止后,固體有剩余,滴加硫酸又產(chǎn)生Cl2,說明該反應(yīng)能否有效進(jìn)行與溶液的酸度有關(guān)。 (3)通過分析可知反應(yīng)生成的還原性氣體為CO,易水解成TiO2xH2O的液態(tài)化合物為TiCl4,故反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為2Cl2(g)+TiO2(s)+2C(s) TiCl4(l)+2CO(g)　ΔH=-85.6 kJmol-1。 (4)依據(jù)離子交換膜的性質(zhì)和電解池的工作原理知,在直流電場作用下,CrO42-通過陰離子交換膜向陽極室移動,脫離漿液;在電解過程中,OH-在陽極室失去電子生成O2,溶液的酸性增強(qiáng),通過陰離子交換膜移向陽極室的CrO42-有部分轉(zhuǎn)化為Cr2O72-,故分離后含鉻元素的粒子是CrO42-和Cr2O72-;H+在陰極室得到電子生成H2,溶液中的OH-濃度增大,混合物漿液中的Na+通過陽離子交換膜移向陰極室,故陰極室生成的物質(zhì)為NaOH和H2。 32.(10分)利用LiOH和鈷氧化物可制備鋰離子電池正極材料。LiOH可由電解法制備,鈷氧化物可通過處理鈷渣獲得。 (1)利用如圖裝置電解制備LiOH,兩電極區(qū)電解液分別為LiOH和LiCl溶液。B極區(qū)電解液為　　　　溶液(填化學(xué)式),陽極電極反應(yīng)式為　　　　　　　　,電解過程中Li+向　　　　電極遷移(填“A”或“B”)。 (2)利用鈷渣[含Co(OH)3、Fe(OH)3等]制備鈷氧化物的工藝流程如下: Co(OH)3溶解還原反應(yīng)的離子方程式為　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。鐵渣中鐵元素的化合價為　　　　。在空氣中煅燒CoC2O4生成鈷氧化物和CO2,測得充分煅燒后固體質(zhì)量為2.41 g,CO2體積為1.344 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況),則鈷氧化物的化學(xué)式為　　　　。 答案　(1)LiOH　2Cl--2e- Cl2↑　B (2)2Co(OH)3+SO32-+4H+ 2Co2++SO42-+5H2O [或Co(OH)3+3H+ Co3++3H2O,2Co3++SO32-+H2O 2Co2++SO42-+2H+]　+3　Co3O4 解析　(1)B極區(qū)產(chǎn)生H2,則B極區(qū)發(fā)生還原反應(yīng),為陰極;A極電極反應(yīng)式為2Cl--2e- Cl2↑,為陽極。A極區(qū)電解液為LiCl溶液,B極區(qū)電解液為LiOH溶液;Li+(陽離子)向陰極(B電極)移動。 (2)向浸液中加入了具有氧化性的NaClO3和O2,所以鐵渣中的鐵元素為+3價。設(shè)鈷氧化物的化學(xué)式為CoxOy,由 xCoC2O4　　+　　y2O2CoxOy　　+　　2xCO2 (59x+16y) g　 2x22.4 L 2.41 g　　　 1.344 L 則(59x+16y) g2.41 g=2x22.4 L1.344 L,解得x∶y=3∶4,則鈷氧化物的化學(xué)式為Co3O4。