1、2015-2016学年新疆兵团农二师华山中学高二(下)第一次月考化学试卷一、选择题(下列各题均只有一个正确选项,每题3分,共48分)1有关下列能量转化的认识不正确的是()A植物的光合作用使得太阳能转化为了化学能B人类使用照明设备是将电能转化为了光能C生物体内的化学变化过程在能量转化上比在体外发生的一些能量转化更为合理、有效D燃料燃烧时只是将化学能转化为了热能2已知:H2(g)+F2(g)=2HF(g)H=270kJ/mol,下列说法正确的是()A在相同条件下,1mol H2与1mol F2的能量总和大于2mol HF气体的能量B1mol H2与1mol F2反应生成2mol液态HF放出的热量小
2、于270kJC该反应的逆反应是放热反应D该反应过程的能量变化可用如图来表示3下列离子能抑制水的电离的是()AH+BFe3+CNa+DNO34给蒸馏水中滴入少量盐酸后,下列说法中错误的是()Ac(H+)c(OH)乘积不变BpH减小了Cc(OH)降低了D水电离出的c(H+)增加了5下列溶液中粒子的物质的量浓度关系正确的是()A0.1 molL1 NaHCO3溶液与0.1 molL1 NaOH溶液等体积混合,所得溶液中:c(Na+)c(CO32)c(HCO32)c(OH)B20 mL 0.1 molL1 CH3COONa溶液与10 mL 0.1 molL1 HCl溶液混合后溶液呈酸性,所得溶液中:c
3、(CH3COO)c(Cl)c(CH3COOH)c(H+)C室温下,pH=2的盐酸与pH=12的氨水等体积混合,所得溶液中:c(Cl)+c(H+)c(NH4+)+c(OH)D0.1 molL1 CH3COOH溶液与0.1 molL1 NaOH溶液等体积混合,所得溶液中:c(OH)c(H+)+c(CH3COOH)6如图,在盛有稀 H2SO4 的烧杯中放入用导线连接的电极X、Y,外电路中电子流向如图所示,关于该装置的下列说法正确的是()A外电路的电流方向为:X外电路YB若两电极分别为Fe和碳棒,则X为碳棒,Y为FeCX极上发生的是还原反应,Y极上发生的是氧化反应D若两电极都是金属,则它们的活动性顺序
4、为XY7若某装置(电解池或原电池)中发生的总反应的离子方程式是Cu+2H+Cu2+H2,则下列关于该装置的有关说法中正确的是()A该装置可能是原电池,也可能是电解池B该装置只能是原电池,且电解质溶液为硝酸C该装置只能是电解池,且金属铜为该电解池的阳极D该装置只能是原电池,电解质溶液不可能是盐酸8下列说法正确的是()A铅蓄电池放电时铅电极发生还原反应B电解饱和食盐水在阳极得到氯气,阴极得到金属钠C给铁钉镀铜可采用CuSO4作电镀液D生铁浸泡在食盐水中发生析氢腐蚀9某蓄电池放电、充电的反应式为:Fe+Ni2O3+3H2OFe(OH)2+2Ni(OH)2,下列推断中正确的是()放电时,Fe为正极,N
5、i2O3为负极;充电时,阴极上的电极反应式是:Fe(OH)2+2eFe+2OH;充电时,Ni(OH)2为阳极;蓄电池的电极必须浸在某碱性溶液中ABCD10向含有AgCl(s)的饱和AgCl溶液中加水,下列叙述正确的是()AAgCl的溶解度增大BAgCl的溶解度、Ksp均不变CKsp(AgCl)增大DAgCl的溶解度、Ksp均增大11一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图下列有关该电池的说法正确的是()A反应CH4+H2O3H2+CO,每消耗1molCH4转移12mol电子B电极A上H2参与的电极反应为:H2+2OH2e=2H2OC电池工作时,CO32向电极B移动D电极B上发生的电极反应为:O2+2
6、CO2+4e=2CO3212微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置,其工作原理如图所示下列有关微生物电池的说法错误的是()A正极反应中有CO2生成B微生物促进了反应中电子的转移C质子通过交换膜从负极区移向正极区D电池总反应为C6H12O6+6O26CO2+6H2O13锌铜原电池装置如图所示,其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过,下列有关叙述正确的是()A铜电极上发生氧化反应B电池工作一段时间后,甲池的c(SO42)减小C电池工作一段时间后,乙池溶液的总质量增加D阴阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动,保持溶液中电荷平衡14某模拟“人工树叶”电化学实验装置如图所示,该装置能将
7、H2O和CO2转化为O2和燃料(C3H8O)下列说法正确的是()A该装置将化学能转化为光能和电能B该装置工作时,H+从b极区向a极区迁移C每生成1 mol O2,有44 g CO2被还原Da电极的反应为:3CO2+16H+18eC3H8O+4H2O15下列叙述中,正确的是()电解池是将化学能转变成电能的装置原电池是将电能转变成化学能的装置金属和石墨导电均为物理变化,电解质溶液导电是化学变化不能自发进行的氧化还原反应,通过电解的原理有可能实现电镀过程相当于金属的“迁移”,可视为物理变化ABCD16按如图装置实验,若x轴表示流入阴极的电子的物质的量,则y轴可表示()c(Ag+)c(AgNO3)a棒
8、的质量b棒的质量 溶液的pHABCD二、填空题(本题共4个小题,共52分)17水煤气(CO 和H2)是重要燃料和化工原料,可用水蒸气通过炽热的炭层制得:C (s)+H2O(g)CO(g)+H2 (g)H=+131.3kJmol1(1)该反应的平衡常数K随温度的升高而(增大/减小/不变)(2)上述反应达到平衡后,将体系中的C (s)全部移走,平衡(向左移/向右移/不移动)(3)下列事实能说明该反应在一定条件下已达到平衡状态的有(填序号)A单位体积内每消耗1mol CO的同时生成1molH2B混合气体总物质的量保持不变C生成H2O(g)的速率与消耗CO的速率相等DH2O(g)、CO、H2的浓度相等
9、(4)某温度下,将4.0mol H2O(g)和足量的炭充入2L的密闭容器中,发生如下反应,C(s)+H2O(g)CO (g)+H2 (g),达到平衡时测得K=1,则此温度下H2O(g)的转化率为(5)己知:C (s)+H2O(l)CO (g)+H2 (g)H12CO(g)+O2(g)2CO2(g)H 2H2O(l)H2(g)+O2(g)H 3则2C(s)+2O2(g)2CO2(g)的H=18新型高效的甲烷燃料电池采用铂为电极材料,两电极上分别通入CH4和O2,电解质为KOH溶液某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源,进行饱和氯化钠溶液电解实验,如图所示回答下列问题:(1)甲烷燃料电池正极、
10、负极的电极反应分别为、(2)闭合K开关后,a、b电极上均有气体产生,其中b电极上得到的是,电解氯化钠溶液的总反应方程式为;(3)若每个电池甲烷通入量为1L(标准状况),且反应完全,则理论上通过电解池的电量为(法拉第常数F=9.65104 Cmol1,列式计算),最多能产生的氯气体积为L(标准状况)19如图装置所示,C、D、E、F、X、Y都是惰性电极,甲、乙中溶液的体积和浓度都相同(假设通电前后溶液体积不变),A、B为外接直流电源的两极将直流电源接通后,F极附近呈红色请回答:(1)B极是电源的,一段时间后,甲中溶液颜色,丁中X极附近的颜色逐渐变浅,Y极附近的颜色逐渐变深,这表明,在电场作用下向Y
11、极移动(2)若甲、乙装置中的C、D、E、F电极均只有一种单质生成时,对应单质的物质的量之比为(3)现用丙装置给铜件镀银,则H应该是(填“镀层金属”或“镀件”),电镀液是溶液当乙中溶液的c(OH)=0.1molL1时(此时乙溶液体积为500mL),丙中镀件上析出银的质量为,甲中溶液的pH(填“变大”“变小”或“不变”)(4)若将C电极换为铁,其他装置都不变,则甲中发生总反应的离子方程式是20如图所示装置中,甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放100g 5.00%的NaOH溶液、足量的CuSO4溶液和100g 10.00%的K2SO4溶液,电极均为石墨电极接通电源,经过一段时间后,测得丙中K2SO4浓度
12、为10.47%,乙中c电极质量增加据此回答问题:(1)电源的N端为极(2)电极b上发生的电极反应为(3)列式计算电极b上生成的气体在标准状况下的体积(4)电极c的质量变化是g2015-2016学年新疆兵团农二师华山中学高二(下)第一次月考化学试卷参考答案与试题解析一、选择题(下列各题均只有一个正确选项,每题3分,共48分)1有关下列能量转化的认识不正确的是()A植物的光合作用使得太阳能转化为了化学能B人类使用照明设备是将电能转化为了光能C生物体内的化学变化过程在能量转化上比在体外发生的一些能量转化更为合理、有效D燃料燃烧时只是将化学能转化为了热能【考点】常见的能量转化形式【分析】植物的光合作用
13、是绿色植物和藻类利用叶绿素等光合色素和某些细菌利用其细胞本身,在可见光的照射下,将二氧化碳和水(细菌为硫化氢和水)转化为有机物,并释放出氧气(细菌释放氢气)的生化过程;照明设备是将电能转化为了光能;生物体内的化学变化过程在能量转化上比在体外发生的一些能量转化更为合理、有效;燃料燃烧将化学能转化为热能、光能等形式的能量【解答】解;A、植物的光合作用是把太阳能转化为化学能,吸入二氧化碳呼出氧气,故A正确;B、照明是电能转化为光能,故B正确;C、生物体内的化学变化过程在能量转化上更为合理、有效,故C正确;D、燃烧是剧烈的发光放热的氧化还原反应,过程中可以变为光能、热能等,故D错误;故选D2已知:H2
14、(g)+F2(g)=2HF(g)H=270kJ/mol,下列说法正确的是()A在相同条件下,1mol H2与1mol F2的能量总和大于2mol HF气体的能量B1mol H2与1mol F2反应生成2mol液态HF放出的热量小于270kJC该反应的逆反应是放热反应D该反应过程的能量变化可用如图来表示【考点】反应热和焓变【分析】由热化学方程式可知,正反应H0,为放热反应,说明反应物总能量大于生成物总能量,物质由气体变为液体放出能量,以此解答该题【解答】解:A由热化学方程式可知,正反应H0,为放热反应,说明反应物总能量大于生成物总能量,故A正确;B物质由气体变为液体放出能量,则1mol H2与1
15、mol F2反应生成2mol液态HF放出的热量大于270kJ,故B错误;C正反应H0,为放热反应,该反应的逆反应是吸热反应,故C错误;D由A可知,反应物总能量大于生成物总能量,故D错误故选A3下列离子能抑制水的电离的是()AH+BFe3+CNa+DNO3【考点】水的电离【分析】盐的水解能促进水的电离,酸或碱能抑制水的电离,据此分析【解答】解:水的电离方程式:H2OH+OHA、根据水的电离方程式可知,H+能使水的电离平衡左移,抑制水的电离,故A正确;B、Fe3+是弱碱阳离子,在溶液中结合水电离出的氢氧根而水解,能使水的电离平衡右移,水的电离被促进,故B错误;C、钠离子是强碱阳离子,在溶液中不能水
16、解,故对水的电离无影响,故C错误;D、硝酸根是强酸根,在溶液中不能水解,故对水的电离无影响,故D错误故选A4给蒸馏水中滴入少量盐酸后,下列说法中错误的是()Ac(H+)c(OH)乘积不变BpH减小了Cc(OH)降低了D水电离出的c(H+)增加了【考点】离子积常数;水的电离【分析】HCl电离出氢离子而导致溶液中氢离子浓度增大,从而抑制水电离,水的离子积常数只与温度有关,温度不变水的离子积常数不变,据此分析解答【解答】解:A水的离子积常数只与温度有关,温度不变水的离子积常数不变,故A正确;BHCl电离出氢离子而导致溶液中氢离子浓度增大,溶液的pH减小,故B正确;C离子积常数不变,氢离子浓度增大,则
17、溶液中c(OH)降低,故C正确;DHCl电离出氢离子而导致溶液中氢离子浓度增大,从而抑制水电离,则水电离出的c(H+)减少了,故D错误;故选D5下列溶液中粒子的物质的量浓度关系正确的是()A0.1 molL1 NaHCO3溶液与0.1 molL1 NaOH溶液等体积混合,所得溶液中:c(Na+)c(CO32)c(HCO32)c(OH)B20 mL 0.1 molL1 CH3COONa溶液与10 mL 0.1 molL1 HCl溶液混合后溶液呈酸性,所得溶液中:c(CH3COO)c(Cl)c(CH3COOH)c(H+)C室温下,pH=2的盐酸与pH=12的氨水等体积混合,所得溶液中:c(Cl)+
18、c(H+)c(NH4+)+c(OH)D0.1 molL1 CH3COOH溶液与0.1 molL1 NaOH溶液等体积混合,所得溶液中:c(OH)c(H+)+c(CH3COOH)【考点】离子浓度大小的比较【分析】A.0.1 molL1 NaHCO3溶液与0.1 molL1 NaOH溶液等体积混合,二者恰好完全反应生成Na2CO3,碳酸根离子水解导致溶液呈碱性,但水解程度较小,水电离也生成氢氧根离子;B.20 mL 0.1 molL1 CH3COONa溶液与10 mL 0.1 molL1 HCl溶液混合后溶液呈酸性,溶液中溶质为等物质的量浓度的CH3COONa、NaCl、CH3COOH,溶液呈酸性
19、,说明醋酸电离程度大于醋酸钠水解程度,但醋酸电离程度较小;C室温下,pH=2的盐酸浓度小于pH=12的氨水,二者等体积混合后,氨水有剩余,溶液呈碱性,但溶液中仍然存在电荷守恒,根据电荷守恒判断;D.0.1 molL1 CH3COOH溶液与0.1 molL1 NaOH溶液等体积混合,二者恰好完全反应生成醋酸钠,溶液中存在质子守恒,根据质子守恒判断【解答】解:A.0.1 molL1 NaHCO3溶液与0.1 molL1 NaOH溶液等体积混合,二者恰好完全反应生成Na2CO3,碳酸根离子水解导致溶液呈碱性,但水解程度较小,水电离也生成氢氧根离子,所以离子浓度大小顺序是c(Na+)c(CO32)c(
20、OH)c(HCO32),故A错误;B.20 mL 0.1 molL1 CH3COONa溶液与10 mL 0.1 molL1 HCl溶液混合后溶液呈酸性,溶液中溶质为等物质的量浓度的CH3COONa、NaCl、CH3COOH,溶液呈酸性,说明醋酸电离程度大于醋酸钠水解程度,但醋酸电离程度较小,结合电荷守恒得离子浓度大小顺序是:c(CH3COO)c(Cl)c(CH3COOH)c(H+),故B正确;C室温下,pH=2的盐酸浓度小于pH=12的氨水,二者等体积混合后,氨水有剩余,溶液呈碱性,c(H+)c(OH)但溶液中仍然存在电荷守恒,根据电荷守恒得c(Cl)c(NH4+),所以得c(Cl)+c(H+
21、)c(NH4+)+c(OH),故C错误;D.0.1 molL1 CH3COOH溶液与0.1 molL1 NaOH溶液等体积混合,二者恰好完全反应生成醋酸钠,溶液中存在质子守恒,根据质子守恒得c(OH)=c(H+)+c(CH3COOH),故D错误;故选B6如图,在盛有稀 H2SO4 的烧杯中放入用导线连接的电极X、Y,外电路中电子流向如图所示,关于该装置的下列说法正确的是()A外电路的电流方向为:X外电路YB若两电极分别为Fe和碳棒,则X为碳棒,Y为FeCX极上发生的是还原反应,Y极上发生的是氧化反应D若两电极都是金属,则它们的活动性顺序为XY【考点】原电池和电解池的工作原理【分析】根据图片知,
22、该装置是原电池,根据电子的流向判断正负极,电流的流向正好与电子的流向相反;较活泼的金属作负极,不活泼的金属或导电的非金属作正极;负极上发生氧化反应,正极上发生还原反应【解答】解:A、根据图片知该装置是原电池,外电路中电子从X电极流向Y电极,电流的流向与此相反,即Y外电路X,故A错误;B、原电池中较活泼的金属作负极,较不活泼的金属或导电的非金属作正极,若两电极分别为Fe和碳棒,则Y为碳棒,X为Fe,故B错误;C、X是负极,负极上发生氧化反应;Y是正极,正极上发生还原反应,故C错误;D、原电池中较活泼的金属作负极,较不活泼的金属或导电的非金属作正极,该原电池中X是负极,Y是正极,所以若两电极都是金
23、属,则它们的活动性顺序为XY,故D正确;故选D7若某装置(电解池或原电池)中发生的总反应的离子方程式是Cu+2H+Cu2+H2,则下列关于该装置的有关说法中正确的是()A该装置可能是原电池,也可能是电解池B该装置只能是原电池,且电解质溶液为硝酸C该装置只能是电解池,且金属铜为该电解池的阳极D该装置只能是原电池,电解质溶液不可能是盐酸【考点】原电池和电解池的工作原理【分析】根据电池反应式的反应物和生成物特点确定是原电池还是电解池,再根据得失电子确定电极材料,注意铜和稀盐酸、稀硫酸不反应,和硝酸反应不生成氢气所以反应是非自发进行的氧化还原反应,需要用电解原理完成【解答】解:A、铜和盐酸或稀硫酸不能
24、自发的进行氧化还原反应,铜和硝酸能自发的进行氧化还原反应,但生成的气体是氮氧化物而不是氢气,所以该反应只能是电解池反应而不是原电池反应,所以该装置只能构成电解池不能构成原电池,故A错误;B、反应是非自发进行的氧化还原反应,需要用电解原理完成,故B错误;C、该电解池中,阳极上铜失电子发生氧化反应,阴极上氢离子得电子发生还原反应,所以该电解池的阳极必须是铜电极,故C正确;D、铜和盐酸或稀硫酸不能自发的进行氧化还原反应,铜和硝酸能自发的进行氧化还原反应,但生成的气体是氮氧化物而不是氢气,该反应只能是电解池反应而不是原电池反应,故D错误;故选C8下列说法正确的是()A铅蓄电池放电时铅电极发生还原反应B
25、电解饱和食盐水在阳极得到氯气,阴极得到金属钠C给铁钉镀铜可采用CuSO4作电镀液D生铁浸泡在食盐水中发生析氢腐蚀【考点】常见化学电源的种类及其工作原理;原电池和电解池的工作原理【分析】A铅蓄电池放电时铅电极为原电池的负极;B电解饱和食盐水得到氢气、氯气和氢氧化钠;C电镀时用含镀层金属的阳离子的盐做电解质溶液;D生铁浸泡在食盐水中发生吸氧腐蚀【解答】解:A铅蓄电池放电时铅电极为原电池的负极,发生氧化反应,正极发生还原反应,故A错误;B电解饱和食盐水得到氢气、氯气和氢氧化钠,阴极上得到氢气和氢氧化钠,故B错误;C电镀时用含镀层金属的阳离子的盐做电解质溶液,则给铁钉镀铜可采用CuSO4作电镀液,故C
26、正确;D生铁浸泡在食盐水中发生吸氧腐蚀,在酸性溶液中发生析氢腐蚀,故D错误故选C9某蓄电池放电、充电的反应式为:Fe+Ni2O3+3H2OFe(OH)2+2Ni(OH)2,下列推断中正确的是()放电时,Fe为正极,Ni2O3为负极;充电时,阴极上的电极反应式是:Fe(OH)2+2eFe+2OH;充电时,Ni(OH)2为阳极;蓄电池的电极必须浸在某碱性溶液中ABCD【考点】原电池和电解池的工作原理【分析】根据电池的总反应:Fe+Ni2O3+3H2O=Fe(OH)2+2Ni(OH)2,可以判断出铁镍蓄电池放电时Fe作负极,发生氧化反应,为还原剂,失电子生成Fe2+,最终生成Fe(OH)2,Ni2O
27、3作正极,发生还原反应,为氧化剂,得电子,最终生成Ni(OH)2,电池放电时,负极反应为Fe+2OH2e=Fe(OH)2,则充电时,阴极发生Fe(OH)2+2e=Fe+2OH,阴极附近溶液的pH升高,电池充电时,阳极发生2Ni(OH)2+2OH2e=Ni2O3+3H2O【解答】解:、由放电时的反应可以得出铁做还原剂失去电子,Ni2O3做氧化剂得到电子,即正极为Ni2O3、负极为Fe,故错误;、充电可以看作是放电的逆过程,即阴极为原来的负极,所以电池放电时,负极反应为:Fe+2OH2e=Fe(OH)2,所以电池充电过程时阴极反应为Fe(OH)2+2e=Fe+2OH,故正确;、充电时,阴极发生Fe
28、(OH)2+2e=Fe+2OH,阳极发生2Ni(OH)2+2OH2e=Ni2O3+3H2O,Ni(OH)2做阳极,故正确 、根据总反应Fe+Ni2O3+3H2O=Fe(OH)2+2Ni(OH)2,可以判断出铁镍蓄电池放电时Fe作负极,发生氧化反应,为还原剂,失电子生成Fe2+,碱性电解质中最终生成Fe(OH)2,所以电解质溶液是碱,故正确;故选D10向含有AgCl(s)的饱和AgCl溶液中加水,下列叙述正确的是()AAgCl的溶解度增大BAgCl的溶解度、Ksp均不变CKsp(AgCl)增大DAgCl的溶解度、Ksp均增大【考点】难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质【分析】一定温度下AgCl的
29、溶解度、溶度积为定值,溶度积只受温度影响,据此结合选项解答【解答】解:A、加入水多,溶解的氯化银质量多,AgCl的溶解度是指一定温度下,100g水中溶解AgCl的最大质量,与加入水的多少无关,故A错误;B、AgCl的溶解度、Ksp只受温度影响,温度不变,AgCl的溶解度、Ksp不变,故B正确;C、AgCl的Ksp只受温度影响,温度不变,AgCl的Ksp不变,故C错误;D、AgCl的溶解度、Ksp只受温度影响,温度不变,AgCl的溶解度、Ksp不变,故D错误;故选B11一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图下列有关该电池的说法正确的是()A反应CH4+H2O3H2+CO,每消耗1molCH4转移12
30、mol电子B电极A上H2参与的电极反应为:H2+2OH2e=2H2OC电池工作时,CO32向电极B移动D电极B上发生的电极反应为:O2+2CO2+4e=2CO32【考点】真题集萃;原电池和电解池的工作原理【分析】甲烷和水经催化重整生成CO和H2,反应中C元素化合价由4价升高到+2价,H元素化合价由+1价降低到0价,原电池工作时,CO和H2为负极反应,被氧化生成二氧化碳和水,正极为氧气得电子生成CO32,以此解答该题【解答】解:A反应CH4+H2O3H2+CO,C元素化合价由4价升高到+2价,H元素化合价由+1价降低到0价,每消耗1molCH4转移6mol电子,故A错误;B电解质没有OH,负极反
31、应为H2+CO+2CO324e=H2O+3CO2,故B错误;C电池工作时,CO32向负极移动,即向电极A移动,故C错误;DB为正极,正极为氧气得电子生成CO32,电极反应为:O2+2CO2+4e=2CO32,故D正确故选D12微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置,其工作原理如图所示下列有关微生物电池的说法错误的是()A正极反应中有CO2生成B微生物促进了反应中电子的转移C质子通过交换膜从负极区移向正极区D电池总反应为C6H12O6+6O26CO2+6H2O【考点】真题集萃;原电池和电解池的工作原理【分析】A根据图知,负极上C6H12O6失电子,正极上O2得电子和H+反应生成水
32、,负极的电极反应式为C6H12O6+6H2O24e=6CO2+24H+,正极的电极反应式为O2+4e+4H+2H2O;B葡萄糖在微生物的作用下将化学能转化为电能,形成原电池;C原电池中,阳离子向正极移动,所以质子通过交换膜从负极区移向正极区;D燃料电池反应式和燃料燃烧方程式相同【解答】解:A根据图知,负极上C6H12O6失电子,正极上O2得电子和H+反应生成水,负极的电极反应式为C6H12O6+6H2O24e=6CO2+24H+,正极的电极反应式为O2+4e+4H+2H2O,因此CO2在负极产生,故A错误;B葡萄糖在微生物的作用下将化学能转化为电能,形成原电池,有电流产生,所以微生物促进了反应
33、中电子的转移,故B正确;C通过原电池的电极反应可知,负极区产生了H+,根据原电池中阳离子向正极移动,可知质子(H+)通过交换膜从负极区移向正极区,故C正确;D该反应属于燃料电池,燃料电池的电池反应式和燃烧反应式相同,则电池反应式为C6H12O6+6O2=6CO2+6H2O,故D正确;故选A13锌铜原电池装置如图所示,其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过,下列有关叙述正确的是()A铜电极上发生氧化反应B电池工作一段时间后,甲池的c(SO42)减小C电池工作一段时间后,乙池溶液的总质量增加D阴阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动,保持溶液中电荷平衡【考点】真题集萃;原电池和电解池的工作原理【分
34、析】由图象可知,该原电池反应式为:Zn+Cu2+=Zn2+Cu,Zn发生氧化反应,为负极,Cu电极上发生还原反应,为正极,阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过,两池溶液中硫酸根浓度不变,随反应进行,甲池中的Zn2+通过阳离子交换膜进入乙池,以保持溶液呈电中性,进入乙池的Zn2+与放电的Cu2+的物质的量相等,而Zn的摩尔质量大于Cu,故乙池溶液总质量增大【解答】解:A由图象可知,该原电池反应式为:Zn+Cu2+=Zn2+Cu,Zn为负极,发生氧化反应,Cu为正极,发生还原反应,故A错误;B阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过,故两池中c(SO42)不变,故B错误;C甲池中的Zn2+通过阳离子交
35、换膜进入乙池,乙池中发生反应:Cu2+2e=Cu,保持溶液呈电中性,进入乙池的Zn2+与放电的Cu2+的物质的量相等,而Zn的摩尔质量大于Cu,故乙池溶液总质量增大,故C正确;D甲池中的Zn2+通过阳离子交换膜进入乙池,以保持溶液电荷守恒,阴离子不能通过阳离子交换膜,故D错误,故选:C14某模拟“人工树叶”电化学实验装置如图所示,该装置能将H2O和CO2转化为O2和燃料(C3H8O)下列说法正确的是()A该装置将化学能转化为光能和电能B该装置工作时,H+从b极区向a极区迁移C每生成1 mol O2,有44 g CO2被还原Da电极的反应为:3CO2+16H+18eC3H8O+4H2O【考点】化
36、学电源新型电池【分析】A、该装置是电解池装置,是将电能转化为化学能;B、与电源正极相连的是电解池的阳极,负极相连的是电解池的阴极,a与电源负极相连,所以a是阴极,而电解池中氢离子向阴极移动;C、电池总的方程式为:6CO2+8H2O2C3H8O+9O2,即生成9mol的氧气,阴极有6mol的二氧化碳被还原,由此分析解答;D、a与电源负极相连,所以a是负极阴极,电极反应式为:3CO2+18H+18e=C3H8O+5H2O【解答】解:A、该装置是电解池装置,是将电能转化为化学能,所以该装置将光能和电能转化为化学能,故A错误;B、a与电源负极相连,所以a是阴极,而电解池中氢离子向阴极移动,所以H+从阳
37、极b极区向阴极a极区迁移,故B正确;C、电池总的方程式为:6CO2+8H2O2C3H8O+9O2,即生成9mol的氧气,阴极有6mol的二氧化碳被还原,也就是1mol的氧气,阴极有mol的二氧化碳被还原,所以被还原的二氧化碳为29.3g,故C错误;D、a与电源负极相连,所以a是阴极,发生还原反应,电极反应式为:3CO2+18H+18e=C3H8O+5H2O,故D错误;故选B15下列叙述中,正确的是()电解池是将化学能转变成电能的装置原电池是将电能转变成化学能的装置金属和石墨导电均为物理变化,电解质溶液导电是化学变化不能自发进行的氧化还原反应,通过电解的原理有可能实现电镀过程相当于金属的“迁移”
38、,可视为物理变化ABCD【考点】原电池和电解池的工作原理【分析】电解池是将电能转变成化学能的装置;原电池是将化学能转变成电能的装置;金属和石墨导电均为物理变化,电解质溶液导电是化学变化,发生电能和化学能的转化;不能自发进行的氧化还原反应,通过电解的原理有可能实现,如铜和稀硫酸的反应;电镀过程相当于金属的“迁移”,发生氧化还原反应【解答】解:电解池是将电能转变成化学能的装置,故错误;原电池是将化学能转变成电能的装置,故错误;金属和石墨导电均为物理变化,电解质溶液导电是化学变化,发生电能和化学能的转化,一定发生化学变化,故正确;不能自发进行的氧化还原反应,通过电解的原理有可能实现,如铜和稀硫酸的反
39、应,铜为阳极被氧化,可生成硫酸铜,故正确;电镀过程相当于金属的“迁移”,发生氧化还原反应,为化学反应,故错误故选B16按如图装置实验,若x轴表示流入阴极的电子的物质的量,则y轴可表示()c(Ag+)c(AgNO3)a棒的质量b棒的质量 溶液的pHABCD【考点】原电池和电解池的工作原理【分析】图装置实验为Fe、Ag、AgNO3构成的电解池,该电解池中,活泼金属Fe连接原电池的负极为阴极,Ag连接原电池的正极为阳极,该装置实际上是在铁的表面电镀银,电解质溶液的浓度不变,而图b中,Y轴表示某个量不变,据此即可解答【解答】解:根据图中装置试验,Fe、Ag、AgNO3构成的电解池,由图a可知,Ag连接
40、电源的正极,则为阳极,电解质溶液为硝酸银溶液,则该装置实际上是在铁的表面电镀银,电解质溶液的浓度不变,即Ag+、NO3的浓度不变,溶液的浓度及pH不变,图b中,Y轴表示某个量不变,阳极Ag溶解Age=Ag+,阴极铁上银离子得电子析出金属银Ag+e=2Ag,溶液中c(Ag+)不变;硝酸根离子未参与电极反应,所以c(NO3)不变,则c(AgNO3)不变;a棒铁棒连接电源的负极为电解池的阴极,银离子得电子析出金属银Ag+2e=Ag,所以质量增加;b棒Ag连接电源的正极,则为阳极,Age=Ag+,质量在减轻;该反应本质为在铁的表面电镀银,电解质溶液的浓度不变,pH不变,所以y轴可表示;故选C二、填空题
41、(本题共4个小题,共52分)17水煤气(CO 和H2)是重要燃料和化工原料,可用水蒸气通过炽热的炭层制得:C (s)+H2O(g)CO(g)+H2 (g)H=+131.3kJmol1(1)该反应的平衡常数K随温度的升高而增大(增大/减小/不变)(2)上述反应达到平衡后,将体系中的C (s)全部移走,平衡向左移(向左移/向右移/不移动)(3)下列事实能说明该反应在一定条件下已达到平衡状态的有AB(填序号)A单位体积内每消耗1mol CO的同时生成1molH2B混合气体总物质的量保持不变C生成H2O(g)的速率与消耗CO的速率相等DH2O(g)、CO、H2的浓度相等(4)某温度下,将4.0mol
42、H2O(g)和足量的炭充入2L的密闭容器中,发生如下反应,C(s)+H2O(g)CO (g)+H2 (g),达到平衡时测得K=1,则此温度下H2O(g)的转化率为50%(5)己知:C (s)+H2O(l)CO (g)+H2 (g)H12CO(g)+O2(g)2CO2(g)H 2H2O(l)H2(g)+O2(g)H 3则2C(s)+2O2(g)2CO2(g)的H=2H1+H22H3【考点】原电池和电解池的工作原理;化学平衡状态的判断;化学平衡的计算【分析】(1)该反应正反应是吸热反应,升高温度平衡向正反应方向移动,据此判断;(2)将C全部移走,由于是可逆反应,还会生成碳,生成的碳不能完全反应;(
43、3)依据平衡标志是正逆反应速率相同,各组分含量保持不变,结合反应特征和平衡移动原理分析选项;(4)依据化学平衡三段式列式计算,转化率=100%计算得到;(5)结合热化学方程式和盖斯定律计算所需热化学方程式得到反应焓变【解答】解:(1)该反应正反应是吸热反应,升高温度平衡向正反应方向移动,平衡常数增大;故答案为:增大;(2)将C全部移走,由于是可逆反应,还会生成碳,生成的碳不能完全反应,故平衡向左移动,故答案为:向左移;(3)C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)H=+131.3kJmol1 ,反应是气体体积增大的放热反应;分析选项正逆反应速率相同是平衡标志;A单位体积内每消耗1mol C
44、O的同时生成1molH2 ,说明对一氧化碳或氢气正逆反应速率相同,故A正确;B反应前后气体物质的量变化,混合气体总物质的量保持不变说明反应达到平衡状态,故B正确;C生成H2O(g)的速率与消耗CO的速率相等只能说明反应逆向进行,不能说明反应达到平衡状态,故C错误;DH2O(g)、CO、H2的浓度相等和起始量变化量有关,不能作为平衡标志,故D错误;故答案为:AB;(4)设H2O转化了xmol/L,依据化学平衡三段式列式计算; C (s)+H2O(g)CO (g)+H2 (g)初始浓度(mol/L) 2.0 0 0转化浓度(mol/L) x x x平衡浓度(mol/L) 2.0x x x 达到平衡
45、时测得K=1K=1,解得x=1mol/L所以(H2O)=100%=50%;故答案为:50%;(5)C (s)+H2O(l)CO(g)+H2(g)H12CO(g)+O2(g)2CO2(g)H2H2O(l)H2 (g)+O2(g)H3依据盖斯定律计算2+2得到,C(s)+O2(g)CO2(g)H=2H1+H22H3;故答案为:2H1+H22H318新型高效的甲烷燃料电池采用铂为电极材料,两电极上分别通入CH4和O2,电解质为KOH溶液某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源,进行饱和氯化钠溶液电解实验,如图所示回答下列问题:(1)甲烷燃料电池正极、负极的电极反应分别为2O2+4H2O+8e=8O
46、H、CH4+10OH8e=CO32+7H2O(2)闭合K开关后,a、b电极上均有气体产生,其中b电极上得到的是H2,电解氯化钠溶液的总反应方程式为2NaCl+2H2O2NaOH+H2+Cl2;(3)若每个电池甲烷通入量为1L(标准状况),且反应完全,则理论上通过电解池的电量为89.65104C/mol=3.45104C(法拉第常数F=9.65104 Cmol1,列式计算),最多能产生的氯气体积为4L(标准状况)【考点】原电池和电解池的工作原理【分析】(1)甲烷碱性燃料电池中正极氧气得电子被还原,负极甲烷失电子被氧化;(2)b连接电源的负极,应为阴极,生成氢气;电解氯化钠溶液生成氢气、氯气和氢氧
47、化钠;(3)根据关系式1 mol CH48 mol e4 mol Cl2计算【解答】解:(1)在碱性溶液中,甲烷燃料电池的总反应式为:CH4+2O2+2OH=CO32+3H2O,正极是:2O2+4H2O+8e8OH,负极是:CH48e+10OHCO32+7H2O故答案为:2O2+4H2O+8e=8OH;CH4+10OH8e=CO32+7H2O;(2)b电极与通入甲烷的电极相连,作阴极,是H+放电,生成H2;电解氯化钠溶液的总反应方程式为:2NaCl+2H2O2NaOH+H2+Cl2,故答案为:H2;2NaCl+2H2O2NaOH+H2+Cl2;(3)根据得失电子守恒,可得:1 mol CH48
48、 mol e4 mol Cl2,故若每个电池甲烷通入量为1 L(标准状况),生成4L Cl2;电解池通过的电量为89.65l04Cmol1=3.45104C(题中虽然有两个燃料电池,但电子的传递量只能用一个池的甲烷量计算),故答案为:89.65104C/mol=3.45104C;419如图装置所示,C、D、E、F、X、Y都是惰性电极,甲、乙中溶液的体积和浓度都相同(假设通电前后溶液体积不变),A、B为外接直流电源的两极将直流电源接通后,F极附近呈红色请回答:(1)B极是电源的负极,一段时间后,甲中溶液颜色逐渐变浅,丁中X极附近的颜色逐渐变浅,Y极附近的颜色逐渐变深,这表明氢氧化铁胶体粒子带正电
49、荷,在电场作用下向Y极移动(2)若甲、乙装置中的C、D、E、F电极均只有一种单质生成时,对应单质的物质的量之比为1:2:2:2(3)现用丙装置给铜件镀银,则H应该是镀件(填“镀层金属”或“镀件”),电镀液是AgNO3溶液当乙中溶液的c(OH)=0.1molL1时(此时乙溶液体积为500mL),丙中镀件上析出银的质量为5.4g,甲中溶液的pH减小(填“变大”“变小”或“不变”)(4)若将C电极换为铁,其他装置都不变,则甲中发生总反应的离子方程式是Fe+Cu2+Cu+Fe2+【考点】电解原理【分析】(1)将直流电源接通后,F极附近呈红色,可知道氢离子在该电极放电,所以F极是阴极,B为电源负极、A为
50、电源正极,据此判断其它各个电极的名称;硫酸铜中铜离子减少导致溶液颜色的变化;胶体的胶粒带点电,即电泳实验证明的结论;(2)C、D、E、F电极转移的电子数目相等,结合电极反应式根据转移电子数可计算生成的单质的量;(3)电镀装置中,镀层金属必须做阳极,镀件做阴极,电镀液含有镀层金属阳离子;根据乙中氢氧根离子的浓度计算其物质的量,结构电极反应式计算转移电子物质的量,各个电极上转移的电子数是相等的,据此计算丙中析出Ag的物质的量,进而计算质量;电解硫酸铜的过程中水放电生成氧气,有硫酸生成,氢离子浓度增大,所以酸性增强,甲中溶液的pH变小(4)铁电极做阳极则该电极放电的是金属铁本身【解答】解:将直流电源
51、接通后,F极附近呈红色,说明F极显碱性,是氢离子在该电极放电,所以F极是阴极,B为电源负极、A为电源正极,可得出D、F、H、Y均为阴极,C、E、G、X均为阳极;(1)B电极是电源的负极,在A池中,电解硫酸铜的过程中,铜离子逐渐减少,导致溶液颜色变浅;Y极是阴极,该电极颜色逐渐变深,说明氢氧化铁胶体向该电极移动,异性电荷相互吸引,所以氢氧化铁胶体粒子带正电荷,故答案为:负极;逐渐变浅;氢氧化铁胶体粒子带正电荷;(2)C、D、E、F电极发生的电极反应分别为:4OHO2+2H2O+4e、Cu2+2eCu、2ClCl2+2e、2H+2eH2,当各电极转移电子均为1mol时,生成单质的量分别为:0.25
52、mol、0.5mol、0.5mol、0.5mol,所以单质的物质的量之比为1:2:2:2;故答案为:1:2:2:2;(3)电镀装置中,镀层金属必须做阳极,镀件做阴极,所以H应该是镀件,电镀液含有镀层金属阳离子,故电镀液为AgNO3溶液;当乙中溶液的c(OH)=0.1molL1时(此时乙溶液体积为500mL),根据电极反应2H2O+2eH2+2OH,则放电的氢离子的物质的量为:0.1mol/l0.5L=0.05mol,当转移0.05mol电子时,丙中镀件上析出银的质量=108g/mol0.05mol=5.4g,电解硫酸铜的过程中水放电生成氧气,有硫酸生成,所以氢离子浓度增大,所以酸性增强,甲中溶
53、液的pH变小,故答案为:镀件;AgNO3;5.4g;变小;(4)C电极换为铁,则阳极铁失电子,阴极铜离子得电子,电解池反应为:Fe+Cu2+Cu+Fe2+,故答案为:Fe+Cu2+Cu+Fe2+20如图所示装置中,甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放100g 5.00%的NaOH溶液、足量的CuSO4溶液和100g 10.00%的K2SO4溶液,电极均为石墨电极接通电源,经过一段时间后,测得丙中K2SO4浓度为10.47%,乙中c电极质量增加据此回答问题:(1)电源的N端为正极(2)电极b上发生的电极反应为4OH4e=2H2O+O2(3)列式计算电极b上生成的气体在标准状况下的体积2.8L(4)电极
54、c的质量变化是16g【考点】原电池和电解池的工作原理【分析】(1)乙中C电极质量增加,则c处发生的反应为:Cu2+2e=Cu,即C处为阴极,由此可推出b为阳极,a为阴极,M为负极,N为正极;(2)甲中为NaOH,相当于电解H2O,阳极b处为阴离子OH放电,即4OH4e=2H2O+O2(3)根据转移电子的量,即和电极反应式进行计算即可;(4)Cu2+2e=Cu,根据转移电子的量,计算铜的质量【解答】解:(1)乙杯中c质量增加,说明Cu沉积在c电极上,电子是从bc移动,M是负极,N为正极,故答案为:正;(2)甲中为NaOH,相当于电解H2O,阳极b处为阴离子OH放电,即4OH4e=2H2O+O2,故答案为:4OH4e=2H2O+O2;丙中为K2SO4,相当于电解水,设电解的水的质量为x由电解前后溶质质量相等有,10010%=10.47%,得x=4.5g,故为0.25mol由方程式2H2+O22H2O可知,生成2molH2O,转移4mol电子,所以整个反应中转化0.5mol电子,则生成O2为0.5mol=0.125mol,标况下的体积为0.12522.4=2.8L,故答案为:2.8L(4)整个电路是串联的,所以每个烧杯中的电极上转移电子数是相等的,根据电极反应:Cu2+2e=Cu,可知转移0.5mol电子生成的m(Cu)=64g/mol=16g故答案为:162016年5月31日