1、第1章测评A(基础过关卷)(时间:90分钟满分:100分)可能用到的相对原子质量:H1C12N14O16Mg24S32Fe56Cu64Ag108一、选择题(本题包括12小题,每小题4分,共48分。每小题只有一个选项符合题意)1.2014年6月15日,第20届国际氢能大会在韩国举行。山西省国新能源发展集团有限公司从大会捧回鲁道夫.A.艾荏奖,成为国内首家获得该奖项的企业。氢能具有的优点包括()原料来源广易燃烧、热值高储存方便制备工艺廉价易行A.B.C.D.解析:水是广泛的氢来源,但是氢气储存不方便,制备的时候要消耗大量能源。答案:B2.如图所示,H1=-393.5 kJmol-1,H2=-395
2、.4 kJmol-1,下列说法或表示式正确的是()A.石墨和金刚石的转化是物理变化B.C(s,石墨)C(s,金刚石)H=+1.9 kJmol-1C.金刚石的稳定性强于石墨D.断裂1 mol石墨的化学键吸收的能量比断裂1 mol金刚石的化学键吸收的能量少解析:同素异形体之间的转化属于化学变化,A错误;据图可知,C(s,石墨)+O2(g)CO2(g)H1=-393.5 kJmol-1,C(s,金刚石)+O2(g)CO2(g)H=-395.4 kJmol-1,结合盖斯定律得出,C(s,石墨)C(s,金刚石)H=+1.9 kJmol-1,B正确;因为石墨的能量比金刚石的能量低,所以石墨更稳定,断裂1
3、mol石墨的化学键吸收的能量比断裂1 mol金刚石的化学键吸收的能量多,C、D错误。答案:B3.某实验小组学生用50 mL 0.50 molL-1的盐酸与50 mL 0.55 molL-1的NaOH溶液在如图所示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程中所放出的热量计算反应热。下列说法中正确的是()A.如图条件下实验过程中没有热量损失B.图中实验装置缺少环形玻璃搅拌棒C.烧杯间填满碎纸条的作用是固定小烧杯D.若改用60 mL 0.50 molL-1盐酸与50 mL 0.55 molL-1的NaOH溶液进行反应,从理论上说所求反应热相等解析:图中小烧杯与大烧杯之间有很大空隙未填满碎纸条,会有较多的
4、热量损失,A错误;烧杯间碎纸条的主要作用是隔热保温,C错误;D项中所求中和热相同,但反应物的物质的量不同,所以反应热不同,D错误。答案:B4.用惰性电极实现电解,下列说法中正确的是()A.电解稀硫酸,实质上是电解水,故溶液酸性不变B.电解稀氢氧化钠溶液,要消耗OH-,故溶液碱性减弱C.电解硫酸钠溶液,在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为12D.电解氯化铜溶液,阴极和阳极产物的物质的量之比为11解析:电解稀硫酸,实质上是电解水,硫酸的物质的量不变,但溶液体积减小,浓度增大,故溶液酸性增强,A错误;电解稀NaOH溶液,阳极消耗OH-,阴极消耗H+,实质也是电解水,NaOH溶液浓度增大,故溶液的
5、碱性增强,B错误;电解Na2SO4溶液时,在阳极发生反应:4OH-4e-2H2O+O2,在阴极发生反应:2H+2e-H2,由于两电极通过电量相等,故放出H2与O2的物质的量之比为21,C错误;电解CuCl2溶液时,阴极反应为Cu2+2e-Cu,阳极反应为2Cl-2e-Cl2,两极通过电量相等时,Cu和Cl2的物质的量之比为11,D正确。答案:D5.一种光化学电池的结构如图所示,当光照在表面涂有氯化银的银片上时,发生反应:AgCl(s)Ag(s)+Cl(AgCl)Cl(AgCl)表示生成的氯原子吸附在氯化银表面,Cl(AgCl)+e-Cl-(aq)。下列说法正确的是()A.光照时,外电路电流由Y
6、流向XB.光照时,Pt电极上发生的反应为2Cl-2e-Cl2C.光照时,Cl-向Ag电极移动D.光照时,电池总反应为AgCl(s)+Cu+(aq)Ag(s)+Cu2+(aq)+Cl-(aq)解析:该装置是原电池,光照时,涂在银片上的氯化银先见光分解生成Ag和Cl(AgCl),然后Cl(AgCl)在银电极上得电子发生还原反应,所以涂有AgCl的银片作正极,Cu+在铂电极上失电子发生氧化反应,铂作负极。光照时,Cu+在铂电极上失去电子,经导线流向X,电流方向与电子的流向相反,所以外电路电流从X流向Y,A项说法错误;光照时,铂电极上发生的反应为Cu+-e-Cu2+,B项说法错误;原电池中阴离子移向负
7、极,该电池中铂作负极,所以氯离子向铂电极移动,C项说法错误;光照时,正极上AgCl分解产生的氯原子得电子发生还原反应,负极上Cu+失电子发生氧化反应,所以电池总反应为AgCl(s)+Cu+(aq)Ag(s)+Cu2+(aq)+Cl-(aq),D项说法正确。答案:D6.在日常生活中,我们经常看到铁制品生锈、铝制品表面出现白斑等众多金属腐蚀现象。现通过如图所示装置进行实验探究。下列说法正确的是()A.用图所示装置进行实验,为了更快更清晰地观察到液柱上升,可用酒精灯加热具支试管B.图是图所示装置的原理示意图,图所示装置的正极材料是铁C.铝制品表面出现白斑的原理可以通过图所示装置进行探究,Cl-由活性
8、炭向铝箔表面迁移,并发生电极反应:2Cl-2e-Cl2D.图所示装置的总反应为4Al+3O2+6H2O4Al(OH)3,生成的Al(OH)3进一步脱水形成白斑解析:A项,加热使具支试管中气体体积增大,部分气体逸出,冷却后,气体体积缩小,导管中形成液柱,并不能证明金属发生吸氧腐蚀,错误;B项,负极材料应为铁,错误;C项,铝箔为负极,活性炭为正极,正极反应为O2+4e-+2H2O4OH-,负极反应为Al-3e-+3OH-Al(OH)3,错误;D项,将正极反应式和负极反应式相加可得图所示装置的总反应为4Al+3O2+6H2O4Al(OH)3,生成的Al(OH)3进一步脱水形成白斑,正确。答案:D7.
9、生产液晶显示器的过程中使用的化学清洗剂NF3是一种温室气体,其存储能量的能力是CO2的12 00020 000倍,在大气中的寿命可长达740年之久,以下是几种化学键的键能:化学键NNFFNF键能/(kJmol-1)941.7154.8283.0下列说法中正确的是()A.过程N2(g)2N(g)放出能量B.过程N(g)+3F(g)NF3(g)放出能量C.反应N2(g)+3F2(g)2NF3(g)的H0D.NF3吸收能量后如果没有化学键的断裂与生成,仍可能发生化学反应解析:选项A是拆键的过程,吸收能量,A错。选项B是成键的过程,放出能量,B正确。选项C中反应的H=反应物的键能之和-生成物的键能之和
10、=941.7 kJmol-1+3154.8 kJmol-1-6283.0 kJmol-1=-291.9 kJmol-1,因此C错。化学反应过程中必有键的断裂与生成,所以D错。答案:B8.TiO2在光照射下可使水分解:2H2O2H2+O2,该过程类似植物的光合作用。下图是光照射下TiO2分解水的装置示意图。下列叙述正确的是()A.该装置可以将光能转化为电能,同时也能将其转化为化学能B.TiO2电极上发生的反应为2H+2e-H2C.该装置工作时,电流由TiO2电极经R流向铂电极D.该装置工作时,TiO2电极附近溶液的pH变大解析:铂电极上生成氢气的反应为2H+2e-H2;TiO2电极上生成氧气的反
11、应为4OH-4e-2H2O+O2,所以TiO2电极附近溶液的pH减小;电子由TiO2电极经R流向铂电极,电流流动方向相反。答案:A9.根据题图判断,下列说法正确的是()A.电子从Zn极流出,流入Fe极,经盐桥回到Zn极B.烧杯b中发生的电极反应为Zn-2e-Zn2+C.烧杯a中发生的反应为O2+4H+4e-2H2O,溶液pH减小D.反应后,向烧杯a中加入少量K3Fe(CN)6溶液,有蓝色沉淀生成解析:电解质溶液靠离子的定向移动导电,溶液中不存在电子的流动,A项说法错误;Zn的金属活动性比Fe的强,所以Zn作负极,烧杯b中发生的电极反应为Zn-2e-Zn2+,B项说法正确;氯化钠溶液显中性,在中
12、性溶液中发生吸氧腐蚀,氧气得到电子和水反应生成氢氧根离子,电极反应式应为O2+2H2O+4e-4OH-,有OH-生成,溶液pH增大,C项说法错误;烧杯a中铁没有参与反应,无亚铁离子生成,反应后加入少量K3Fe(CN)6溶液,无蓝色沉淀生成,D项说法错误。答案:B10.2014年7月22日,全国腐蚀电化学及测试方法学术会议在哈尔滨工程大学召开。来自全国材料腐蚀及防护领域的200余位专家、学者开展了交流。下列有关金属的腐蚀与防护的叙述正确的是()A.金属的化学腐蚀比电化学腐蚀普遍B.如图所示装置表示“牺牲阳极的阴极保护法”的原理C.金属腐蚀的本质是M-ne-Mn+而被损耗D.用铝质铆钉来铆接铁板,
13、铁板易被腐蚀解析:金属的腐蚀主要是电化学腐蚀,A项说法错误;有外接电源时,金属防护的原理是外加电流阴极保护法,B项说法错误;金属腐蚀的本质是金属失去电子发生氧化反应变成金属阳离子而被损耗,C项说法正确;用铝质铆钉来铆接铁板,在潮湿的环境里会发生电化学腐蚀,但此时铁被保护,被腐蚀的是比铁活泼的铝,D项说法错误。答案:C11.相比于气体燃料电池,液体燃料电池具有体积小,无需气体存储装置等优点。一种以肼(N2H4)为燃料的电池装置如图所示。该电池用空气中的氧气作氧化剂,KOH溶液作电解质溶液。下列关于该燃料电池的说法不正确的是()A.电流从右侧电极经过负载后流向左侧电极B.负极发生的电极反应为N2H
14、4+4OH-4e-N2+4H2OC.该燃料电池的电极材料应采用多孔导电材料,以提高电极反应物在电极表面的吸附量,并使它们与电解质溶液充分接触D.该燃料电池持续放电时,K+从负极向正极迁移,离子交换膜需选用阳离子交换膜解析:该燃料电池中,负极上燃料失电子发生氧化反应,左侧电极为负极,电极反应为N2H4+4OH-4e-N2+4H2O,正极上氧气得电子发生还原反应,右侧电极为正极,电极反应为O2+2H2O+4e-4OH-,电池总反应为N2H4+O2N2+2H2O。该燃料电池中,右侧通入空气的电极为正极,外电路中电流从正极流向负极,即电流从右侧电极经过负载后流向左侧电极,A项说法正确;由前面分析可知B
15、项说法正确;采用多孔导电材料作电极材料,可以提高电极反应物在电极表面的吸附量,并使它们与电解质溶液充分接触,提高放电速率,C项说法正确;该燃料电池中,负极上消耗OH-,正极上生成OH-,所以持续放电时,OH-从正极向负极迁移,离子交换膜要选用阴离子交换膜,D项说法错误。答案:D12.为了测定酸碱反应的中和热,计算时至少需要的数据是()酸的浓度和体积碱的浓度和体积比热容反应后溶液的质量生成水的物质的量反应前后温度的变化操作所需时间A.B.C.D.全部解析:根据测定中和热的实验步骤分析。答案:A二、非选择题(本题包括4小题,共52分)13.(10分)某化学小组对生石灰与水反应是显著放热反应进行了实
16、验探究,在除了用手触摸试管壁,感觉发热外,还设计了下列几个可行性方案:甲方案:将温度计与盛有生石灰的小试管用橡皮筋捆绑在一起放入有水的小烧杯中,用胶头滴管向小试管中缓缓滴入水,看到的现象是,说明反应放热。(下列装置中支撑及捆绑等仪器已略去)乙方案:将盛放有生石灰的小试管插入带支管的试管中,支管接或,用胶头滴管向小试管中缓缓滴入水,看到的现象是(接),(接),说明反应放热。丙方案:用胶头滴管向盛放有生石灰且带支管的试管中滴加水,支管接的导管中盛适量无水硫酸铜粉末,看到的现象是,说明反应放热,其原因是。解析:实验从反应放热的“热”为出发点进行探究,通过放热使温度上升、使气体膨胀、水被蒸发等特征现象
17、,合理地设计了实验探究方案。答案:甲方案:小试管中固体变成乳状,同时有大量水蒸气产生,温度计温度上升乙方案:有气泡产生左边水柱下降,右边水柱上升丙方案:无水硫酸铜粉末变蓝色水和生石灰反应放出热量使水蒸发14.(12分)嫦娥三号于2013年12月初由长征三号乙运载火箭从西昌卫星发射中心发射。它携带中国的第一艘月球车,并实现中国首次月面软着陆,这标志着我国航天技术走在了世界前列。请回答下列与航天技术有关的问题:(1)长征三号乙的火箭推进器中装有肼(N2H4)和过氧化氢,当两者混合时即产生气体,并放出大量的热。已知:N2H4(l)+2H2O2(l)N2(g)+4H2O(g)H=-641.6 kJmo
18、l-1,H2O(l)H2O(g)H=+44 kJmol-1;若用6.4 g液态肼与足量过氧化氢反应生成氮气和液态水,则整个过程中转移的电子的物质的量为,放出的热量为。(2)我国“长征三号甲”运载火箭一级推进剂采用四氧化二氮作为氧化剂,燃料是液态偏二甲肼(C2H8N2),火箭起飞时的反应产物都是无毒的气体。请你写出该反应的化学方程式:。请你解释火箭上升过程中“尾巴”是红棕色的原因:。(3)“神舟”十号建成中国的太空空间站,需要再生性的燃料电池,这种电池的基本原理是:有太阳光时利用太阳能电池板收集的电能将水电解(2H2O2H2+O2),没有太阳光时利用燃料(H2)和氧化剂(O2)构成原电池提供电能
19、。若用KOH浓溶液作为电解液,请写出该原电池负极的反应式:。(4)飞船或空间站中的宇航员新陈代谢的气体是二氧化碳和水蒸气,而呼吸需要的则是氧气,请你利用自己所学的化学知识设计一个能够循环处理飞船或空间站内气体的方法(写出化学方程式即可):。解析:(1)6.4 g液态肼的物质的量为0.2 mol,1 mol液态肼完全被过氧化氢氧化为氮气与水蒸气时,转移的电子为4 mol,故6.4 g液态肼转移的电子为0.8 mol;由盖斯定律可知,液态肼与过氧化氢反应生成氮气和液态水的热化学方程式:N2H4(l)+2H2O2(l)N2(g)+4H2O(l)H=-817.6 kJmol-1,故0.2 mol液态肼
20、放出的热量为0.2 mol817.6 kJmol-1=163.5 kJ。(2)四氧化二氮与偏二甲肼反应的产物为二氧化碳、氮气和水;火箭上升过程中,泄漏出的四氧化二氮分解产生二氧化氮,红棕色即为二氧化氮的颜色。(3)该燃料电池的负极反应式为H2+2OH-2e-2H2O。(4)利用Na2O2与二氧化碳、水蒸气反应生成氧气的原理可以处理飞船或空间站中人体新陈代谢产生的“废气”。答案:(1)0.8 mol163.5 kJ(2)C2H8N2+2N2O42CO2+4H2O+3N2四氧化二氮分解产生红棕色的二氧化氮(3)H2+2OH-2e-2H2O(4)2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2,2Na2O
21、2+2H2O4NaOH+O215.(16分).如图所示装置,甲池中发生的总反应为2CH3OH+3O2+4KOH2K2CO3+6H2O,试回答下列问题。(1)甲池是(填“原电池”或“电解池”,下同)装置,乙池是装置。(2)甲池通入CH3OH的一极的电极反应为。(3)甲池中消耗280 mL(标准状况下)O2,此时丙池中理论上最多产生 g固体。.在如图所示的装置中,若通直流电5 min时,铜电极质量增加2.16 g。试回答下列问题。(1)X为直流电源的极。(2)溶液pH变化:A池:(填“增大”“减小”或“不变”,下同),B池:,C池:。(3)通电5 min时,B池中共收集到224 mL(标准状况下)
22、气体,溶液体积为200 mL,则通电前溶液中CuSO4的物质的量浓度为(设电解前后溶液体积无变化)。解析:.(1)甲池为原电池,乙池、丙池为电解池。(2)根据燃料电池的工作原理可知,通入CH3OH的一极为负极,通入O2的一极为正极,所以石墨、Pt(左)作阳极,Ag、Pt(右)作阴极;甲池的负极反应为CH3OH-6e-+8OH-C+6H2O。(3)丙池中发生的总反应为MgCl2+2H2OMg(OH)2+Cl2+H2,根据得失电子守恒可知,甲池中消耗0.012 5 mol O2,整个电路中转移0.05 mol电子,丙池中生成0.025 mol Mg(OH)2,其质量为1.45 g。.(1)本题所给
23、装置有明显的外接电源,所以装置中A、B、C是三个串联的电解池。电解AgNO3溶液时,Ag+在阴极发生还原反应生成Ag,所以质量增加的铜电极是阴极,则银电极是阳极,Y是正极,X是负极。(2)A池中电解KCl溶液生成KOH,溶液pH增大;B池中电解CuSO4溶液生成H2SO4,溶液pH减小;C池为电镀池,银作阳极,不断溶解生成Ag+,同时,Ag+在阴极得电子,析出Ag,溶液浓度保持不变,pH不变。(3)通电5 min时,C池中析出0.02 mol Ag,电路中通过0.02 mol电子。B池中共收集到0.01 mol气体,若该气体全为氧气,则电路中需通过0.04 mol电子,电子转移不守恒。因此,B
24、池中电解过程分为两个阶段,在阴极,Cu2+先放电:Cu2+2e-Cu,Cu2+放电结束后,H+放电:2H+2e-H2;在阳极,一直是水电离产生的OH-放电:2H2O-4e-4H+O2,由4e-O2可知转移0.02 mol电子产生O2的物质的量为0.005 mol,故B池中收集的0.01 mol气体中含H2 0.005 mol,由得失电子守恒可知:2n(Cu2+)+2n(H2)=0.02 mol,则n(Cu2+)=0.005 mol,由铜元素守恒可知通电前溶液中n(CuSO4)=0.005 mol,则c(CuSO4)=0.005 mol0.2 L=0.025 molL-1。答案:.(1)原电池电
25、解池(2)CH3OH-6e-+8OH-C+6H2O(3)1.45.(1)负(2)增大减小不变(3)0.025 molL-116.(14分).到目前为止,由化学能转变的热能或电能仍然是人类使用的主要的能源。(1)燃料燃烧将其所含的化学能转变为我们所需要的热能。已知:CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)H=-890.3 kJmol-1C(s,石墨)+O2(g)CO2(g)H=-393.5 kJmol-12H2(g)+O2(g)2H2O(l)H=-571.6 kJmol-1标准状况下22.4 L氢气和甲烷的混合气体在足量的氧气中充分燃烧放出588.05 kJ的热量,原混合气体中氢气
26、的质量是。根据以上三个热化学方程式,计算C(s,石墨)+2H2(g)CH4(g)的反应热H=。(2)在100 g木炭不完全燃烧所得气体中,CO和CO2的体积比为12。已知:C(s)+O2(g)CO(g)H1=-110.35 kJmol-1CO(g)+O2(g)CO2(g)H2=-282.57 kJmol-1则与100 g木炭完全燃烧相比,损失的热量是 kJ。.发射飞船的火箭推进器中盛有强还原剂液态肼(N2H4)和强氧化剂液态过氧化氢。当它们混合反应时,即产生大量氮气和水蒸气,并放出大量热。已知0.4 mol液态肼与足量的液态过氧化氢反应,生成氮气和水蒸气,放出256.7 kJ的热量。(1)反应
27、的热化学方程式为。(2)已知:H2O(l)H2O(g)H=+44.0 kJmol-1,16 g液态肼与液态过氧化氢反应生成液态水时放出的热量是 kJ。(3)此反应用于火箭推进,除释放大量热和快速产生大量气体外,还有一个很大的优点是。解析:.(1)设H2、CH4的物质的量分别为x、y,则解得:x=y=0.5 mol则m(H2)=2 gmol-10.5 mol=1 g。由+-得:C(s,石墨)+2H2(g)CH4(g)H=(-393.5-571.6+890.3) kJmol-1=-74.8 kJmol-1。(2)100 g木炭的物质的量为 mol。所以CO的物质的量为 mol mol。故损失的热量
28、为282.57 kJmol-1 mol784.92 kJ。.首先写出化学方程式:N2H4+2H2O2N2+4H2O,1 mol液态肼产生的热量为 kJ=641.75 kJ。(1)N2H4(l)+2H2O2(l)N2(g)+4H2O(g)H=-641.75 kJmol-1。(2)由于H2O(g)H2O(l)H=-44.0 kJmol-1,故N2H4(l)+2H2O2(l)N2(g)+4H2O(l)H=-641.75 kJmol-1+4(-44.0) kJmol-1=-817.75 kJmol-1,故16 g液态肼燃烧生成液态水时放出热量为817.75 kJmol-1=408.875 kJ。(3)肼与过氧化氢反应产生N2和H2O(g),产物不污染环境。答案:.(1)1 g-74.8 kJmol-1(2)785(或784.92).(1)N2H4(l)+2H2O2(l)N2(g)+4H2O(g)H=-817.75 kJmol-1(2)408.875(3)产物不会污染环境