【化学】河北省沧州市第一中学2019-2020学年高一下学期期末考试试题(解析版)
河北省沧州市第一中学2019-2020学年高一下学期期末考试试题
可能用到相对原子质量为:H:1C:12N:14O:16Ag:108
一、单项选择题(1-15题,每题2分,共30分)
1. 为纪念元素周期表诞生150周年,联合国将2019年定为“国际化学元素周期表年”。编制出第一张元素周期表的科学家是( )
A. 门捷列夫 B. 达尔文 C. 牛顿 D. 波义耳
【答案】A
【解析】
【详解】1869年,门捷列夫发现了元素周期律,并编制出元素周期表,故A正确;
故选A。
2. 2020年是淮安市创建全国文明城市决胜之年。下列做法不应提倡的是( )
A. 拒绝露天烧烤,合理健康饮食
B. 秸秆就地焚烧,增强土壤肥效
C. 推广电动汽车,践行绿色交通
D. 施行垃圾分类,有效节约资源
【答案】B
【解析】
【详解】A.拒绝露天烧烤,既可以减少有害气体的产生,同时也减少了食物中有害成分的产生与摄入,因此更符合健康饮食的需要,A应提倡;
B.秸秆就地焚烧会产生大量浓烟,还会导致土壤的板结,不能实现秸秆还田增加土壤有机物质的补充的需要,因此不符合绿色、增强土壤肥效的目的,B不应提倡;
C.推广电动汽车,践行绿色交通,就可以减少化石能源使用减少有害气体的产生,因此更绿色、环保,C应提倡;
D.施行垃圾分类,可以使垃圾资源化,可有效节约资源,避免浪费,同时也保护了环境,D应提倡;
故合理选项是B。
3. 科学家发现C60 后,近年又合成了许多球形分子(富勒烯),如C50 、C70 、C120 、C540 等,它们互称为( )
A. 同系物 B. 同分异构体 C. 同素异形体 D. 同位素
【答案】C
【解析】
【详解】C60、C50 、C70 、C120 、C540 等都是碳元素组成的不同单质,它们互称为同素异形体;
答案选C。
4. 下列属于放热反应的是( )
A. 硝酸铵溶于水 B. 氨气液化
C. 碳酸钙分解 D. 镁条溶于盐酸
【答案】D
【解析】
【详解】A.硝酸铵溶于水吸热,但不属于化学变化,选项A不符合题意;
B.氨气液化放热,不属于化学变化,所以不属于放热反应,选项B不符合题意;
C.碳酸钙分解属于吸热反应,选项C不符合题意
D.镁条溶于盐酸属于放热反应,选项D符合题意;
答案选D。
5. 下列有关化学用语表示正确的是( )
A. 次氯酸的电子式: B. Mg原子的结构示意图:
C. 硫化钠的电子式: D. 的结构示意图为
【答案】A
【解析】
【详解】 次氯酸为共价化合物,分子中含有1个键和1个键,其正确的电子式为,故A正确;
B. 为镁离子结构示意图,Mg原子的核外电子总数为12,正确的原子结构示意图为,故B错误;
C. 硫化钠为离子化合物,其正确的电子式为,故C错误;
D.的结构示意图为,故D错误;
故选A。
6. 下列说法不正确的是( )
A. CCl4、SiO2都存在共价键,都是共价化合物
B. 某物质在熔融状态能导电,则该物质中不一定含有离子键
C. H2O比H2S稳定是因为H2O分子之间存在氢键
D. SO2溶于水时,需克服共价键和分子间作用力
【答案】C
【解析】
【详解】A.非金属元素之间形成共价键,只含有共价键的化合物属于共价化合物,CCl4、SiO2都存在共价键,它们都是共价化合物,故A正确;
B.某物质在熔融状态能导电,可能是金属,金属在熔融态也能导电,不含离子键,故B正确;
C.稳定性是化学性质,氧元素的非金属性强于硫的非金属性,则H2O比H2S稳定,故C错误;
D.SO2属于分子晶体,存分子间作用力,SO2与水反应生成亚硫酸,SO2溶于水时,需克服共价键和分子间作用力,故D正确;
故选:C。
7. 下列叙述正确的是( )
A. 电解饱和食盐水时,用铁作阳极,Cl-发生氧化反应
B. 铅蓄电池放电时,负极质量减轻,正极质量增加
C. 马口铁(镀锡铁)镀层破损后还可以起到保护作用
D. 钢铁发生电化学腐蚀的负极反应式:Fe-2e-=Fe2+
【答案】D
【解析】
【详解】A.铁作阳极时,铁失去电子,发生氧化反应,故A错误;
B.铅蓄电池放电时正负极质量均增加 ;正极:PbO2 + 4H+ + SO42- + 2e- = PbSO4 + 2H2O ;负极:Pb + SO42- - 2e- = PbSO4(PbSO4微溶于稀的强酸溶液),故B错误;
C.马口铁(镀锡铁)镀层破损后,形成原电池,原电池的负极是铁,是容易被氧化的电极,易被腐蚀,即失去保护作用,故C错误;
D.负极铁失去电子产生Fe2+,电板反应是Fe-2e- = Fe2+,故D正确;
答案选D。
8. 下列微粒半径大小比较正确的是( )
A. Na
Cl->Na+>Mg2+ D. Na+Mg>Al>O,故A错误;
B.同主族元素从上到下半径依次增大,原子半径Cs>Rb>K>Na,故B错误;
C.电子层数越多半径越大,电子层数相同,质子数越多半径越小,所以半径S2->Cl->Na+>Mg2+,故C正确;
D.电子层数相同,质子数越多半径越小,所以半径O2->Na+>Mg2+>Al3+,故D错误;
选C。
9. 下列有关工业上金属冶炼的说法不正确的是( )
A. 用电解熔融氯化镁法制镁 B. 用一氧化碳高温还原氧化铁法制铁
C. 用电解熔融氧化铝法制铝 D. 用电解饱和食盐水法制钠
【答案】D
【解析】
【详解】A.镁性质活泼,用电解熔融氯化镁法制镁,故A正确;
B.铁性质较不活泼,用热还原法制取,通常用一氧化碳高温还原氧化铁法制铁,故B正确;
C.铝性质活泼,用电解法制取,通常用电解熔融氧化铝法制铝,故C正确;
D.钠性质活泼,用电解熔融氯化钠方法制取,用电解饱和食盐水法得不到钠,故D错误;
故选:D。
10. 已知X、Y、Z都是金属,若把X浸入Z的盐溶液中,X的表面有Z析出;若X、Y和盐酸溶液形成原电池,Y为电池的负极。则X、Y、Z的金属活动顺序为( )
A. Y>X>Z B. X>Z>Y C. X>Y>Z D. Y>Z>X
【答案】A
【解析】
【详解】把X浸入Z的硝酸盐溶液中,X的表面有Z析出,说明金属X可以把金属Z从其盐中置换出来,所以活泼性X>Z,X和Y组成原电池时,Y为电池的负极,所以活泼性Y>X,X、Y、Z三种金属的活动性顺序为Y>X>Z;
答案选A。
11. 反应2CO(g)+2NO(g)2CO2(g)+N2(g),下列反应条件的改变对该反应速率的影响正确的是( )
A. 升高温度能减慢反应速率 B. 增大反应物浓度能加快反应速率
C. 达到平衡时,CO能100%转化为CO2 D. 使用催化剂能减慢该反应的速率
【答案】B
【解析】
【详解】A.升高温度,活化分子百分数增大,加快反应速率,故A错误;
B.增大反应物浓度,活化分子数目增大,加快反应速率,故B正确;
C.为可逆反应,不能完全转化,达到平衡时,CO不能100%转化为CO2,故C错误;
D.使用催化剂,降低反应的活化能,能加快该反应的速率,故D错误;
故选:B。
12. 把6 mol A气体和5 mol B气体混合充入4 L 密闭容器中,在一定条件下发生反应:3A(g)+B(g)2C(g)+xD(g),经5 s达到平衡,此时生成C为2 mol ,测得D的平均反应速率为0.1 mol·L-1·s-1,下列说法错误的是( )
A. x=2
B. B的转化率为20%
C. 平衡时A的浓度为0.75 mol·L-1
D. 恒温达到平衡时容器内的压强为开始的75%
【答案】D
【解析】
【详解】平衡时生成C为2mol,D的平均反应速率为0.1 mol·L-1·s-1,生成D的物质的量为0.1 mol·L-1·s-1×5s×4L=2mol,则:
A.物质的量之比等于化学计量数之比,由C、D两种物质的生成量可知,2:2=1:x,则x=2,故A正确;
B.生成2molC时,消耗1molB,则B的转化率为:×100%=20%,故B正确;
C. 生成2molC时,消耗3molA,平衡时A的浓度c(A)==0.75mol/L,故C正确;
D.反应前后气体的物质的量不变,恒温恒容下,压强之比等于物质的量之比,平衡时容器内的压强与开始时压强相等,故D错误;
答案选D。
13. 50mL0.5mol/L盐酸与50mL0.55mol/LNaOH溶液进行中和反应,通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热,下列说法正确的是( )
A. 从实验装置上看,除了缺少环形玻璃搅拌棒外没有其他问题
B. 大烧杯上如不盖硬纸板,测得中和热数值会偏大
C. 用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行上述实验,测得中和热的数值会偏大
D. 实验中改用60mL0.5mol/L盐酸跟50mL0.55mol/LNaOH溶液进行反应,与上实验相比,所放出的热量不相等,但是所求中和热相等
【答案】D
【解析】
【详解】A.从实验装置上看,缺少环形玻璃搅拌棒外,内外烧杯不一样高,热量损失大,A错误;
B.大烧杯上如不盖硬纸板,会导致热量损失大,使测得的中和热数值会偏小,B错误;
C.用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行上述实验,由于NH3·H2O是弱电解质,电离吸收热量,使测得中和热的数值会偏小,C错误;
D.实验中改用60mL0.5mol/L盐酸跟50mL0.55mol/LNaOH溶液进行反应,与上实验相比,所放出的热量不相等,但是由于中和热是反应产生1mol水时所放出的热量,因此所求中和热相等,D正确;
故答案选D。
14. 某原电池装置如图所示,电池总反应为2Ag+Cl2=2AgCl。下列说法正确的是( )
A. 正极反应为AgCl +e-=Ag +Cl-
B. 放电时,交换膜右侧溶液中有大量白色沉淀生成
C. 若用NaCl溶液代替盐酸,则电池总反应随之改变
D. 当电路中转移0.01 mol e-时,交换膜左侧溶液中约减少0.02 mol离子
【答案】D
【解析】
【详解】A项正确的正极反应式为Cl2+2e-=2Cl-,错误;
B项由于阳离子交换膜只允许阳离子通过,故在左侧溶液中才会有大量白色沉淀生成,错误;
C项若用NaCl溶液代替盐酸,电池总反应不变,错误;
D项当电路中转移0.01 mol e-时,交换膜左侧产生0.01 mol Ag+与盐酸反应产生AgCl沉淀,同时约有0.01 mol H+通过阳离子交换膜转移到右侧溶液中,故左侧溶液共约0.02 mol离子减少,正确。
故选D。
15. 三硫化四磷用于制造火柴等,可由白磷和单质硫化合而得。它们的结构如下:
依据下列键能数据,反应8P4(s)+3S8(s)=8P4S3(g)的ΔH为( )
化学键
P—P
S—S
P—S
键能/kJ·mol-1
a
b
c
A. 24(a+b-2c) kJ·mol-1 B. (32a+24b-24c) kJ·mol-1
C. (48c-24a-24b) kJ·mol-1 D. (8a+3b-3c) kJ·mol-1
【答案】A
【解析】
【详解】ΔH=反应物的总键能-生成物的总键能=8×6×E(P—P)+3×8×E(S—S)-8×3×E(P—P)-8×6×E(P—S)=48a+24b-24a-48c=24a+24b-48c=24(a+b-2c),故A正确;
故选A。
二.不定项选择(共 5 题,每题 4 分,共计 20 分)
16. 下列物质既含有离子键又含有共价键的化合物是( )
A. H2 B. Na2O2 C. HCl D. NaOH
【答案】BD
【解析】
【详解】A.H2是非金属单质,只含共价键,故不选A;
B.Na2O2是离子化合物,由Na+、构成,既含有离子键又含有共价键 ,故选B;
C.HCl是共价化合物,只含共价键,故不选C;
D.NaOH是离子化合物,由Na+、构成,既含有离子键又含有共价键 ,故选D;
选BD。
17. 氢氧燃料电池以KOH溶液为电解质溶液,下列有关该电池的叙述正确的是( )
A. 正极反应式为:O2+2H2O+4e-=4OH-
B. 工作一段时间后,电解液中KOH的物质的量浓度不变
C. 该燃料电池的总反应方程式为:2H2+O2=2H2O
D. 用该电池电解CuCl2溶液,产生2.24LCl2时,有0.2mol电子转移
【答案】AC
【解析】
【详解】A.正极上氧气得电子发生还原反应,电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-,故A正确;
B.负极上氢气和氢氧根离子反应生成水,正极上氧气得电子和水反应生成氢氧根离子,所以溶液中钾离子没有参与反应,根据原子守恒知,KOH的物质的量不变,浓度变小,故B错误;
C.负极电极反应式为H2-2e-+2OH-=2H2O,正极电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-
,反应的总方程式为2H2+O2=2H2O,故C正确;
D.没有指明是否是标准状况,因此氯气的物质的量不能确定,故D错误;
故选:AC。
18. 在一定温度下的某容积可变的密闭容器中,建立下列化学平衡:A(g)+3B(g) 2C(g),能确定上述可逆反应在一定条件下已达到化学平衡状态的是()
A. 体系的压强不再发生变化 B. 2υ正(B)=3υ逆(C)
C. 混合气体密度不再变化 D. 消耗1molA的同时生成2molC
【答案】BC
【解析】
【详解】A.该反应是反应容器体积可变的密闭容器,压强始终不变,因此当体系的压强不再发生变化,不能作为判断平衡标志,故A不符合题意;
B.2υ正(B)=3υ逆(C),一个正反应,一个逆反应,速率之比等于计量系数之比,可作为判断平衡标志,故B符合题意;
C.密度等于质量除以容器体积,气体质量不变,由于该反应是体积减小的反应,因此容器体积变小,密度变大,当混合气体密度不再变化,可作为判断平衡标志,故C符合题意;
D.消耗1molA,表示正向反应,同时生成2molC,表示正向反应,同一个方向表示的反应,不能作为判断平衡标志,故D不符合题意。
综上所述,答案为BC。
19. 下列装置中铜电极的连接错误的是( )
A:铜锌原电池
B:电解精炼铜
C:镀件上镀铜
D:电解氯化铜溶液
【答案】C
【解析】A、铜锌原电池中,Cu作正极,A正确;B、电解精炼铜时,粗铜作阳极,连接电源的正极,纯铜作阴极,连接电源的负极,B正确;C、镀件上镀铜,铜作阳极,连接电源的阳极,镀件作阴极,连接电源的负极,C错误;D、电解氯化铜溶液,铜作阴极,石墨作阳极,若铜作阳极,则阳极失去电子的是铜而不是氯离子,D正确。正确答案为C。
20. 下列各容器中盛有海水,铁在其中被腐蚀时,由快到慢的顺序是( )
A. 4>2>1>3>5>6
B. 5>4>2>3>1>6
C. 4>6>2>1>3>5
D. 6>3>5>2>4>1
【答案】C
【解析】
【详解】由图可知4中铁为电解池的阳极,腐蚀最快,而5中铁为电解池的阴极,则腐蚀最慢,6为原电池的负极被腐蚀,但腐蚀速率4>6,6和2相比较,6易腐蚀(两极金属的活泼性相差越大,负极越易被腐蚀),1为化学腐蚀,3中铁为原电池的正极,被保护,则腐蚀时由快到慢的顺序是4>6>2>1>3>5;
答案:C
三、填空题(共 4 道大题,50 分)
21. 现有下列短周期元素的数据(已知 Be 的原子半径为 0.089 nm):
①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
⑧
原子半径/nm
0.074
0.160
0.152
0.110
0.099
0.186
0.075
0.082
最高正化合价
+2
+1
+5
+7
+1
+5
+3
最低负化合价
-2
-3
-1
-3
(1)⑧号元素在周期表中的位置是____; 写出⑤的原子结构示意图____。
(2)元素①和⑥能形成两种化合物,写出其中原子个数为 1:1 的化合物与水反应的离子方程式____。用电子式表示①和⑥形成的另一种化合物的形成过程____。
(3)含锂材料在社会中广泛应用,根据下列要求回答问题:
和作核反应堆最佳热载体, 和用作高温堆减速剂。下列说法正确的是____(填字母,下同)。
A. 和 互为同位素 B. 和属于同种核素
C. 和的化学性质不同 D. 和是同种物质
【答案】(1). 第二周期ⅢA族 (2). (3). 2Na2O2+2H2O=4Na++4OH-+O2↑ (4). (5). AD
【解析】
【分析】元素①最低负价为-2价,且半径比Be原子小,则为O元素;元素②最高正价为+2价,应为第IIA族元素,半径比Be大,所以为Mg元素;③和⑥最高正价均为+1价,为第IA族元素,⑥的半径大于③,则③为Li,⑥为Na元素;④和⑦均为第ⅤA族元素,④半径较大,则④为P,⑦为N;⑤为Cl;⑧的最高正价为+3价,应为第IIIA族元素,其半径比Be小,则为B。
【详解】(1)⑧号元素为B,在周期表中的位置是第二周期第ⅢA族;⑤为Cl,原子序数为17,其原子结构示意图为;
(2)元素①和⑥能形成两种化合物:Na2O和Na2O2,其中原子个数为 1:1 的化合物为过氧化钠,与水反应的离子方程式为2Na2O2+2H2O=4Na++4OH‾+O2↑;
(3)A.质子数相同、中子数不同的原子互为同位素,则和互为同位素,选项A正确;
B.和中子数分别为3、4,属于不同核素,选项B错误;
C.和都是由氢元素和锂元素组成的相同化合物,化学性质相同,选项C错误;
D.和是由氢元素和锂元素组成的同种物质,选项D正确;
答案选AD。
22. (1) 已知 31g 白磷变为 31g 红磷释放能量。上述变化属于____(填“物理”或“化学”)变化。常温常压下,白磷与红磷更稳定的是____。
(2)甲醇是人们开发和利用的一种新能源。已知:
①2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH1=-571.8 kJ/mol;
②CH3OH(l)+ O2(g)=CO2(g)+2H2(g) ΔH2=-192.9 kJ/mol
Ⅰ.表示甲醇燃烧热的热化学方程式为____;
Ⅱ.反应②中的能量变化如图所示,则 ΔH2=____。(用 E1、E2 的相关式子表示);
(3)捕碳技术(主要指捕获 CO2 在降低温室气体排放中具有重要的作用。目前 NH3 和(NH4)2CO3 已经被用作工业捕碳剂,它们与 CO2 可发生如下反应:
反应Ⅰ:2NH3(l)+H2O(l)+CO2(g) ⇌ (NH4)2CO3(aq) △H1
反应Ⅱ:NH3(l)+H2O(l)+CO2(g) ⇌ NH4HCO3(aq) △H2
反应Ⅲ:(NH4)2CO3(aq)+H2O(l)+CO2(g) ⇌ 2NH4HCO3(aq) △H3
则 ΔH3 与 ΔH1、ΔH2 与之间的关系为 ΔH3 =____;
(4) 已知反应 N2(g)+3H2(g) ⇌ 2NH3(g) ΔH=akJ/mol,试根据表中所列键能数据估算 a 的值____。(注明“+”或“﹣”)。
化学键
H﹣H
N﹣H
N≡N
键能/kJ/mol
436
391
945
(5)1mol H2 和 1molCH4 完全燃烧放出的热量分别为:286kJ、890kJ,等质量的 H2 和 CH4 完全燃烧放出的热量,____(填化学式)放出的热量多。
【答案】(1). 化学 (2). 红磷 (3). CH3OH(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-764.7kJ/mol (4). E1-E2 (5). 2△H2-△H1 (6). -93 (7). H2
【解析】
【分析】(1)有新物质生成的变化是化学变化;物质具有的能量越大越不稳定;
(2)Ⅰ.首先书写甲醇完全燃烧的化学方程式CH3OH(l)+ O2(g)=CO2(g)+2H2O(l),再根据盖斯定律分析计算CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)的焓变△H;
II.根据焓变△H=生成物的总能量-反应物的总能量计算;
(3)根据盖斯定律分析计算(NH4)2CO3(aq)+H2O(l)+CO2(g)⇌2NH4HCO3(aq)的焓变△H3;
(4)根据焓变△H=反应物总键能-生成物的总键能计算;
(5)1molH2和1molCH4完全燃烧放出的热量分别为:286kJ、890kJ,计算1gH2和1gCH4完全燃烧放出的热量即可比较大小。
【详解】(1)白磷和红磷是不同物质,所以白磷转变为红磷是化学变化;白磷转变为红磷释放能量,则等质量的白磷具有的能量较大,物质具有的能量越大越不稳定,所以红磷比白磷稳定,故答案为:化学;红磷;
(2)Ⅰ.1molCH3OH完全燃烧生成液态水的化学方程式CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l),①2H2(g)+O2(g)═2H2O(l)△H1=-571.8kJ/mol,②CH3OH(l)+O2(g)═CO2(g)+2H2(g)△H2=-192.9kJ/mol,根据盖斯定律①+②计算CH3OH(l)+ O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)的△H=-764.7kJ/mol,甲醇燃烧热的热化学方程式为CH3OH(l)+ O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-764.7kJ/mol,故答案为:CH3OH(l)+ O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-764.7kJ/mol;
Ⅱ.焓变△H2=生成物的总能量-反应物的总能量=E1-E2,故答案为:E1-E2;
(3)反应Ⅰ:2NH3(l)+H2O(l)+CO2(g)⇌(NH4)2CO3(aq)△H1
反应Ⅱ:NH3(l)+H2O(l)+CO2(g)⇌NH4HCO3(aq)△H2
根据盖斯定律:反应Ⅱ×2-反应Ⅰ计算反应Ⅲ:(NH4)2CO3(aq)+H2O(l)+CO2(g)⇌2NH4HCO3(aq)的焓变△H3=2△H2-△H1,故答案为:2△H2-△H1;
(4)反应N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)△H=(N≡N键的键能+3×H-H键的键能)-N-H的键能×6=(945+436×3)kJ/mol-391kJ/mol×6=-93kJ/mol,即a=-93,故答案为:-93;
(5)1molH2和1molCH4完全燃烧放出的热量分别为:286kJ、890kJ,则1gH2和1gCH4完全燃烧放出的热量分别为:286kJ×=143kJ、890kJ×=55.6kJ,即等质量的H2和CH4完全燃烧放出的热量,H2放出的热量多,故答案为:H2。
23. 某温度下,在一个 2L 的密闭容器中,X、Y、Z 三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。根据图中数据,填写下列空白:
(1)从开始至 2min,Y 平均反应速率为____。
(2)该反应的化学方程式为____。
(3)1min 时,ν(逆)____ν(正),3min 时,ν(正)____ν(逆) (填“大于”或“小于”或“等于”) 。
(4)上述反应在甲、乙两个相同容器内同时进行,分别测得甲中 v(X)=9mol•L-1min-1,乙中 v(Y)=0.5mol•L-1s-1,则____中反应更快。
(5) 若 X、Y、Z 均为气体(容器体积不变),下列能说明反应已达平衡的是____。
a.X、Y、Z 三种气体的浓度不再改变
b.气体混合物物质的量不再改变
c.反应已经停止
d.反应速率 v(X)∶v(Y)=3∶1
e.单位时间内消耗 X 的物质的量∶单位时间内消耗 Z 的物质的量=3∶2
f.混合气体的密度不随时间变化
【答案】(1). 0.025mol•L-1•min-1 (2). 3X+Y⇌2Z (3). 小于 (4). 等于 (5). 乙 (6). abe
【解析】
【分析】(1)结合v=计算;
(2)由图可知,X、Y的物质的量减小为反应物,Z的物质的量增大为生成物,物质的量的变化量之比等于化学计量数之比,且2min达到平衡;
(3)由图可知,1min时反应正向进行,2min达到平衡,结合平衡状态的建立过程中反应速率的变化分析解答;
(4)根据化学反应速率之比等于化学计量数之比比较大小;
(5)根据化学平衡的特征和本质分析判断。
【详解】(1)由图可知,从开始至2min,△n
(Y)=1.0mol-0.9mol=0.1mol,从开始至2min,Y的平均反应速率为=0.025mol•L-1•min-1,故答案为:0.025mol•L-1•min-1;
(2)△n(X)=1.0mol-0.7mol=0.3mol,△n(Y)=1.0mol-0.9mol=0.1mol,△n(Z)=0.2mol,则△n(X) ∶△n(Y)∶△n(Z)=3∶1∶2,最终三者的物质的量不变,说明该反应为可逆反应,则化学方程式为3X+Y⇌2Z,故答案为:3X+Y⇌2Z;
(3)由图可知,该反应在2min时反应达到平衡状态,则1min时反应未达到平衡状态,反应正向进行,则ν(逆)小于 ν(正),2min后,反应达到平衡状态,ν(正)等于ν(逆),故答案为:小于;等于;
(4)甲中v(X)=9mol•L-1min-1= mol•L-1s-1 =0.15mol•L-1s-1,根据化学反应速率之比等于化学计量数之比,此时v(Y)=0.05mol•L-1s-1,而乙中v(Y)=0.5mol•L-1s-1,可知乙中反应速率更快,故答案为:乙;
(5)a.X、Y、Z三种气体的浓度不再改变,符合特征“定”,为平衡状态,故a正确;b.3X+Y⇌2Z是一个气体的物质的量变化的反应,则气体混合物物质的量不再改变,说明反应达到平衡,故b正确;c.化学平衡为动态平衡,反应未停止,故c错误;d.3X+Y⇌2Z反应中始终存在反应速率v(X) ∶v(Y)=3∶1,不能判断正反应速率和逆反应速率的关系,不能说明反应达到平衡状态,故d错误;e.单位时间内消耗X的物质的量∶单位时间内消耗Z的物质的量=3∶2,即v正(X) ∶v逆(Z)=3∶2,符合化学反应速率之比等于化学计量数之比,说明正反应速率=逆反应速率,反应达到平衡状态,故e正确;f.混合气体的质量不变,容器的体积不变,密度始终不变,则密度不随时间变化,不能判定平衡状态,故f错误;故答案为:abe。
24. 某兴趣小组的同学用下图所示装置研究有关电化学的问题(甲、乙、丙三池中溶质足量), 当闭合该装置的电键 K 时,观察到电流计的指针发生了偏转。请回答下列问题:
(1)乙池为_____(填“原电池”、“电解池”或“电镀池”),B 电极的电极反应式为____。
(2)丙池中 E 电极为____(填“正极”、“负极”、“阴极”或“阳极”),电极的电极反应式为____。该池总反应的化学方程式为____。
(3)当乙池中 C 极质量减轻 54 g 时,甲池中 B 电极理论上消耗 O2的为____L(标准状况)。
(4)一段时间后,断开电键 K,下列物质能使丙池恢复到反应前浓度的是____(填选项字母)。
A Cu B CuO C Cu(OH)2 D Cu2(OH)2CO3
【答案】(1). 电解池 (2). O2 +4e-+2H2O = 4OH- (3). 阳极 (4). 2H2O-4e-= O2↑+4H+ (5). 2CuSO4 + 2H2O2Cu +O2↑+2H2SO4 (6). 2.8 (7). B
【解析】
【分析】由图可知甲图为原电池是一甲醇燃料电池,通甲醇的A为负极、B为正极;乙池为电解池,C为阳极电极反应为:Ag-e-=Ag+,D为阴极,电极反应为Cu2++2e-=Cu;丙池为电解池,E为阳极,电极反应为:2H2O-4e-=O2↑+4H+,F电极为阴极,电极反应为:Cu2++2e-=Cu,总反应方程式为:2CuSO4+2H2O2H2SO4+2Cu+O2↑,一段时间后,断开电键K,要使丙池恢复到反应前浓度需加入CuO或者CuCO3,据此分析解答。
【详解】(1)由图可知乙图为电解池;甲图为原电池,B电极通入氧气,为正极,氧气在碱性条件下得电子产生氢氧根离子,电极反应式为:O2 +4e-+2H2O = 4OH-;
(2)丙池为电解池,其中E电极连接电源正极,为阳极,电极反应式为:2H2O-4e-=O2↑+4H+,F电极连接电源负极,为阴极,发生反应:Cu2++2e-=Cu,总反应方程式为:2CuSO4+2H2O2H2SO4+2Cu+O2↑;
(3)乙池中C为阳极电极反应为:Ag-e-=Ag+,D为阴极,电极反应为Cu2++2e-=Cu;n(Ag)==0.5mol,由于Ag是+1价的金属,所以转移电子的物质的量为0.5mol,由于在同一闭合回路中电子转移数目相等,所以甲池中反应消耗O2的物质的量n(O2)=×0.5mol=0.125mol,则消耗氧气在标准状况下的体积V(O2)=0.125mol×22.4L/mol=2.8L;
(4)一段时间后,断开电键K,根据少什么加什么,丙池一个电极产生Cu单质,另一个电极产生O2,相当于从溶液中出去的物质为Cu与O2反应产生的CuO。
A.Cu与硫酸不能反应,不能达到目的,选项A错误;
B.CuO与硫酸反应,产生硫酸铜和水,能达到目的,选项B正确;
C.Cu(OH)2比CuO多一个水的组成,相当于对溶液进行了稀释,不能使丙池恢复到反应前浓度,选项C错误;
D.Cu2(OH)2CO3与硫酸生成硫酸铜、二氧化碳和水,比等物质的量的CuO多一个水的组成,相当于对溶液进行了稀释,不能使丙池恢复到反应前浓度,选项D错误;
答案选B。