1、专题6测评(B)(时间:60分钟满分:100分)一、选择题(本题包括12小题,每小题5分,共60分。每小题只有1个选项符合题意)1.下列说法不正确的是()。A.绿色植物光合作用过程中把太阳能转变成化学能B.用甘蔗生产的燃料乙醇属可再生能源,利用乙醇燃料不会产生温室气体C.氢能利用的难题是氢气的贮存与运输D.太阳能电池可将太阳能直接转化为电能答案:B解析:乙醇作燃料产生CO2气体,会引起温室效应,B项错误。2.下列四组原电池,其中放电后电解质溶液质量增大,且在正极有单质生成的是()。A.Cu、Ag、AgNO3溶液B.Zn、Cu、浓硫酸C.Fe、Zn、CuSO4溶液D.Fe、C、Fe2(SO4)3
2、溶液答案:C解析:电池反应式为Cu+2AgNO3Cu(NO3)2+2Ag,溶液质量减小,正极有单质Ag生成,A项不符合题意;Zn与浓硫酸反应没有单质生成,B项不符合题意;电池反应式为Zn+CuSO4Cu+ZnSO4,溶液质量增大,正极有单质铜生成,C项符合题意;电池反应式为Fe+2Fe3+3Fe2+,溶液质量增大,但正极没有单质生成,D项不符合题意。3.化学能可与热能、电能等相互转化。下列表述不正确的是()。图图A.有能量变化是化学反应的基本特征之一B.图所示的装置能将化学能转变为电能C.图所示的反应为放热反应D.化学反应中能量变化的主要原因是化学键的断裂与形成答案:B解析:化学反应过程中,除
3、了有新物质生成,一定伴随能量的变化,所以有能量变化是化学反应的基本特征之一,A项正确;图所示的装置不能形成闭合回路,不能构成原电池,化学能不能转变为电能,B项错误;根据图知,反应物总能量大于生成物总能量,则该反应是放热反应,C项正确;化学反应总是伴随着能量变化,断键需要吸收能量,成键放出能量,所以化学反应中能量变化的主要原因是化学键的断裂与生成,D项正确。4.有关电化学知识的描述正确的是()。A.CaO+H2OCa(OH)2,可以放出大量的热,故可把该反应设计成原电池,把其中的化学能转化为电能B.某原电池反应为Cu+2AgNO3Cu(NO3)2+2Ag,装置中一定是银作正极C.因为铁的活动性强
4、于铜,所以将铁、铜用导线连接后放入浓硫酸中,若能组成原电池,必是铁作负极、铜作正极D.电解池是将电能转化为化学能的装置,利用电解可以获得普通化学方法难以制备的物质,例如金属钠答案:D解析:所给反应不是氧化还原反应,没有电子转移,虽然为放热反应,但不能将该反应设计成原电池,A项错误;根据所给反应,负极材料应该是Cu,但正极材料可以用Ag,也可以用石墨等惰性电极,B项错误;当铁和铜作为电极放入浓硫酸中时,铁发生钝化,C项错误。5.在容积固定的密闭容器中,发生反应2HI(g)H2(g)+I2(g),下列方法中能证明已达到平衡状态的是()。混合气体的颜色不再变化各组分浓度相等v正(H2)=2v逆(HI
5、)一个HH键断裂的同时有两个HI键断裂混合气体的平均摩尔质量不再变化A.B.C.D.答案:A解析:各组分浓度相等,但相等并不是不变,不能说明反应达到平衡状态,错误;反应速率v正(H2)=2v逆(HI),速率之比与其相应的化学计量数之比不成比例,反应没有达到平衡状态,错误;混合气体的平均摩尔质量是混合气体的质量和混合气体的总物质的量的比值,质量和物质的量均不变,所以混合气体的平均摩尔质量不再变化不能说明反应达到平衡状态,错误。6.甲:在试管中加入1 g粉末状大理石,加入4 molL-1盐酸20 mL(过量);乙:在试管中加入2 g颗粒状大理石,加入4 molL-1盐酸20 mL(过量);下列CO
6、2生成体积(折算成标准状况)V(CO2)同反应时间t的关系曲线图合理的是()。答案:D解析:甲、乙试管中大理石的状态和质量不同,甲中1g粉末状的大理石,乙中2g颗粒状的大理石,产生气体的速率甲比乙快,产生气体的量乙是甲的2倍,因此甲曲线比乙曲线斜率大,乙曲线比甲曲线气体体积大,甲比乙先反应完,分析比较可知D项正确。7.N2H4是一种高效清洁的火箭燃料,0.25 mol N2H4(g)完全燃烧生成N2和气态水时放出133.5 kJ热量,则下列热化学方程式中正确的是()。A.12N2H4(g)+12O2(g)12N2(g)+H2O(g)H=+267 kJmol-1B.N2H4(g)+O2(g)N2
7、(g)+2H2O(g)H=-133.5 kJmol-1C.N2H4(g)+O2(g)N2(g)+2H2O(l)H=-534 kJmol-1D.N2H4(g)+O2(g)N2(g)+2H2O(g)H=-534 kJmol-1答案:D解析:0.25molN2H4(g)完全燃烧放出133.5kJ热量,则1molN2H4(g)完全燃烧放出的热量为4133.5kJ=534kJ。选项A,H为正值,不正确;选项B,H数值不正确;选项C,生成物水的状态不正确。8.下列关于化学反应的限度的说法中正确的是()。A.一个可逆反应达到的平衡状态就是这个反应在该条件下所能达到的最大限度B.当一个可逆反应达到平衡状态时,
8、正向反应速率和逆向反应速率相等且等于0C.平衡状态时,各物质的浓度保持相等D.化学反应的限度不可以通过改变条件而改变答案:A解析:反应达到平衡时v正=v逆0,各物质浓度保持不变但不一定相等,且当外界条件发生改变时,这种状态可能会发生改变,B、C、D错误。9.一种新型燃料电池,一极通入空气,另一极通入丁烷(C4H10)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-。下列对该燃料电池的说法正确的是()。A.在熔融电解质中,O2-移向正极B.当负极消耗4.48 L气体时,转移电子5.2 molC.电子的流向:由负极经外电路流向正极,再通过内电路流回负极D.通入
9、丁烷的一极是负极,电极反应式为C4H10+13O2-26e-4CO2+5H2O答案:D解析:该装置是原电池,在熔融电解质中,氧离子由正极向负极移动,A项错误;未指明气体所处的温度和压强,负极消耗4.48L气体的物质的量不一定是0.2mol,转移电子不一定是5.2mol,B项错误;原电池内部不存在电子转移,只存在阴、阳离子的定向移动,C项错误;通入丁烷的电极是负极,负极上丁烷失电子和氧离子反应生成二氧化碳和水,电极反应式为C4H10+13O2-26e-4CO2+5H2O,D项正确。10.图像法是研究化学反应的一种常用方法。已知化学反应A2(g)+B2(g)2AB(g)的能量变化曲线如图所示,则下
10、列叙述中正确的是()。A.每生成2 mol AB(g)时吸收b kJ能量B.该反应热H=+(a-b) kJmol-1C.该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量D.断裂1 mol AA键和1 mol BB键时放出a kJ能量答案:B解析:依据图像分析,1molA2(g)与1molB2(g)反应生成2molAB(g),吸收(a-b)kJ能量,A项错误;H=反应物键能总和-生成物键能总和,则该反应热H=+(a-b)kJmol-1,B项正确;反应物的总能量低于生成物的总能量,C项错误;断裂化学键时要吸收能量,D项错误。11.可逆反应2NO2(g)红棕色2NO(g)无色+O2(g),在容积固定的密闭容
11、器中达到平衡状态的标志是()。单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO用NO2、NO、O2表示的反应速率之比为221的状态混合气体的颜色不再改变的状态混合气体的密度不再改变的状态混合气体的压强不再改变的状态混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态A.B.C.D.答案:A解析:中单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO2,说明反应已达到平衡状态。单位时间内生成nmolO2必生成2nmolNO,不能说明反应达到平衡状态。中无论达到平衡与否,用各物质表示的化学反应速率之比都等于化学计量数之比。混合气体的颜色不变,
12、则表示NO2的浓度不再变化,说明反应已达到平衡状态。气体体积固定、反应前后质量守恒,密度始终不变。反应后气体的物质的量增大,压强不变,意味着各物质的含量不再变化,说明已达到平衡状态。由于气体的质量不变,气体的平均相对分子质量不变时,说明气体中各物质的物质的量不变,说明反应已达到平衡状态。12.如图所示,杠杆AB两端分别挂有体积相同、质量相同的空心铜球和空心铁球,调节杠杆使其在水中保持平衡,然后小心地向烧杯中央滴入浓CuSO4溶液,一段时间后,下列有关杠杆的偏向判断正确的是()。A.杠杆为导体或绝缘体时,均为A端高B端低B.杠杆为导体或绝缘体时,均为A端低B端高C.当杠杆为绝缘体时,A端低B端高
13、;为导体时,A端高B端低D.当杠杆为绝缘体时,A端高B端低;为导体时,A端低B端高答案:D解析:根据题意,若杠杆为绝缘体,滴入浓CuSO4溶液后,Cu在铁球表面析出,铁球质量增大,B端下沉;若杠杆为导体,滴入浓CuSO4溶液后,形成原电池,Cu在铜球表面析出,Fe部分溶解,A端下沉。二、非选择题(本题包括4个小题,共40分)13.(8分)下表中的数据是破坏1 mol物质中的化学键所消耗的能量(kJ)。物质Cl2Br2I2H2HFHClHBrHI能量/kJ242.7193151436.4568431.8366298根据上述数据回答(1)(5)题:(1)下列物质本身具有的能量最低的是。A.H2B.
14、Cl2C.Br2D.I2(2)下列氢化物中,最稳定的是。A.HFB.HClC.HBrD.HI(3)X2+H22HX(X代表Cl、Br、I)是(填“吸热”或“放热”)反应。(4)相同条件下,X2(X代表Cl、Br、I)分别与氢气反应,当消耗等物质的量的氢气时,放出或吸收的热量最多的是。(5)若无上表中的数据,你能正确回答出问题(4)吗?,你的根据是。答案:(1)A(2)A(3)放热(4)Cl2(5)能生成物越稳定,放出的热量越多,在HX中,HCl最稳定解析:键能越大,分子越稳定,能量越低。14.(8分)已知电极材料有铁、铜、银、石墨、锌、铝;电解质溶液有CuCl2溶液、Fe2(SO4)3溶液、稀
15、硫酸。按要求回答下列问题:(1)电工操作上规定:不能把铜导线和铝导线连接在一起使用。请说明原因:。(2)若电极材料选铜和石墨,电解质溶液选硫酸铁溶液,外加导线,能否构成原电池?(填“能”或“不能”)。若能,请写出电极反应式,负极:,正极:。(若不能,后两空不填)(3)设计一种以铁与稀硫酸反应为原理的原电池,要求:画出装置图,标明电极材料及电池的正、负极。(4)利用反应2Cu+O2+2H2SO42CuSO4+2H2O可以制备CuSO4,若将该反应设计为原电池,其正极电极反应式为。答案:(1)两者连接在一起时,接头处在潮湿的空气中易形成原电池而被腐蚀,造成断路(2)能Cu-2e-Cu2+Fe3+e
16、-Fe2+(3)如图(4)4H+O2+4e-2H2O解析:(1)当Cu、Al导线连接时,接头处接触到潮湿的空气,易形成原电池而被腐蚀,造成断路。(2)Fe2(SO4)3能与Cu发生反应:Fe2(SO4)3+Cu2FeSO4+CuSO4,根据所给条件可以设计成原电池,其负极为Cu,电极反应为Cu-2e-Cu2+,正极为石墨,电极反应为Fe3+e-Fe2+。(3)电池反应为Fe+H2SO4FeSO4+H2,负极为Fe,正极可为Cu、Ag或石墨,电解质溶液为稀硫酸,画出装置图。(4)该反应中铜元素的化合价由0价变为+2价、氧元素的化合价由0价变为-2价,要将该反应设计成原电池,则Cu作负极,正极上氧
17、气得电子发生还原反应,因为在酸性条件下,所以氧气得电子与氢离子反应生成水,电极反应式为4H+O2+4e-2H2O。15.(12分)CH3OH是一种无色有刺激性气味的液体,在生产生活中有重要用途,同时也是一种重要的化工原料。(1)已知CH3OH(g)+12O2(g)CO2(g)+2H2(g)的能量变化如右图所示,下列说法正确的是。A.CH3OH转变成H2的过程是一个吸收能量的过程B.H2的生成速率与CH3OH的消耗速率之比为12C.化学变化不仅有新物质生成,同时也一定有能量变化D.2 mol HH键断裂的同时2 mol CO键形成,则反应达最大限度(2)某温度下,将5 mol CH3OH和2 m
18、ol O2充入2 L的密闭容器中,经过4 min反应达到平衡,测得c(O2)=0.2 molL-1,4 min内平均反应速率v(H2)=。(3)某种CH3OH燃料电池由甲醇、空气(氧气)、KOH溶液(电解质溶液)构成。其中负极反应式为CH3OH+8OH-6e-CO32-+6H2O。则下列说法正确的是(填序号)。电池放电时通入空气的电极为负极电池放电时,电解质溶液的碱性逐渐减弱电池放电时每消耗6.4 g CH3OH转移1.2 mol电子(4)铝-空气燃料电池是一种新型的燃料电池,其工作原理如图所示,其中电解质溶液是KOH溶液,正极反应式为O2+2H2O+4e-4OH-。试回答下列问题:通入空气的
19、电极是(填“正”或“负”)极。Al电极是(填“X”或“Y”)电极。电池总反应式为(写离子方程式)。答案:(1)CD(2)0.8 molL-1min-1(3)(4)正X4Al+4OH-+3O24AlO2-+2H2O解析:(1)由图像可知,反应物的总能量高于生成物的总能量,则CH3OH转变成H2的过程是一个放出能量的过程,A项错误;平均反应速率之比等于化学计量数之比,H2的生成速率与CH3OH的消耗速率之比为21,B项错误;化学变化不仅有新物质生成,同时也一定有能量变化,C项正确;2molHH键断裂的同时2molCO键形成,说明v正=v逆,反应达到平衡,即反应达最大限度,D项正确。(2)将5mol
20、CH3OH和2molO2充入2L的密闭容器中,经过4min反应达到平衡,测得c(O2)=0.2molL-1,说明氧气反应掉(2-0.22)mol=1.6mol,则氢气生成6.4mol,所以4min内平均反应速率v(H2)=6.4mol2L4min=0.8molL-1min-1。(3)甲醇燃料电池由甲醇、空气(氧气)、KOH溶液(电解质溶液)构成。电池放电时,氧气得电子,则通入空气的电极为正极,错误;电池放电时,生成的CO2与KOH溶液反应生成碳酸钾,电解质溶液的碱性逐渐减弱,正确;6.4g甲醇的物质的量为0.2mol,根据CH3OH+8OH-6e-CO32-+6H2O,电池放电时每消耗6.4g
21、CH3OH转移1.2mol电子,正确。(4)该燃料电池中Al失电子作负极,O2得电子,则通入空气的电极作正极;电子由X电极流向Y电极,所以X电极为Al,作负极,Y电极为通入空气的电极,作正极,电池总反应式为4Al+4OH-+3O24AlO2-+2H2O。16.(12分)某温度时,在2 L的密闭容器中,X、Y、Z(均为气体)的物质的量随时间的变化曲线如图所示。请回答下列问题:(1)由图中所给数据进行分析,该反应的化学方程式为。(2)反应从开始至2 min,用Z的浓度变化表示的平均反应速率v(Z)=。(3)2 min后反应达到平衡,容器内混合气体的平均相对分子质量比起始时(填“增大”“减小”或“不
22、变”,下同);混合气体的密度。(4)将a mol X与b mol Y的混合气体通入2 L的密闭容器中并发生上述反应,反应到某时刻各物质的物质的量恰好满足:n(X)=n(Y)=n(Z),则原混合气体中ab=。(5)下列措施能增大反应速率的是。A.恒压时充入HeB.恒容时充入HeC.恒容时充入XD.及时分离出ZE.升高温度F.选择高效的催化剂(6)下列说法正确的是。A.升高温度改变化学反应的限度B.已知正反应是吸热反应,升高温度正反应速率增大,逆反应速率减小C.化学反应的限度与时间长短无关D.化学反应的限度是不可能改变的E.增大Y的浓度,正反应速率增大,逆反应速率减小答案:(1)3X+Y2Z(2)
23、0.05 molL-1min-1(3)增大不变(4)53(5)CEF(6)AC解析:(1)由图像可知,02min内随着反应的进行,X、Y的物质的量不断减小,X、Y为反应物,Z的物质的量不断增大,Z为生成物。由02min内各物质转化的物质的量:X为0.3mol,Y为0.1mol,Z为0.2mol,可知化学方程式中X、Y、Z的化学计量数之比为312,则化学方程式为3X+Y2Z。(2)反应从开始至2min,用Z的浓度变化表示的平均反应速率v(Z)=0.2mol2min2L=0.05molL-1min-1。(3)在恒容、密闭容器中,混合气体的质量不变,随着反应的进行,气体的总物质的量变小,根据M=mn
24、,则2min时反应达到平衡,容器内混合气体的平均相对分子质量比起始时增大;根据=mV,混合气体的体积和质量不变,混合气体的密度不变。(4)根据上述分析,反应的化学方程式为3X+Y2Z,根据三段式法解题,假设反应至某时刻时Y已转化nmol,3X+Y2Z起始量/molab0变化量/mol3nn2n某时刻的量/mola-3nb-n2n根据题意:b-n=2n,b=3n;a-3n=2n,a=5n,则ab=53。(5)A项,恒压时充入He,导致气体体积增大,各物质的浓度降低,化学反应速率减小;B项,恒容时充入He,各物质的浓度不变,化学反应速率不变;C项,恒容时充入X,导致反应物浓度增大,化学反应速率增大;D项,及时分离出Z,导致生成物浓度降低,化学反应速率减小;E项,升高温度能增大化学反应速率;F项,选择高效的催化剂能增大化学反应速率。(6)任何化学反应都有热效应,升高温度,平衡发生移动,所以升温能改变化学反应限度,A项正确;升高温度,正、逆反应速率均增大,B项错误;化学反应的限度与时间长短无关,C项正确;改变外界条件,例如升高温度,平衡发生移动,所以化学反应的限度是可以改变的,D项错误;增大Y的浓度,正反应速率增大,逆反应速率也增大,E项错误。