福建省龙岩市连城县第一中学2019-2020学年高二上学期第一次月考化学试题 19页

2019-2020 学年福建省龙岩市连城一中高二（上）第一次月考化学试卷 一、单选题（本大题共 16 小题，共 48.0 分） 1.绿色能源是指使用过程中不排放或排放极少污染物的能源，如一级能源中的水能、地热、 天然气等；二级能源中电能、氢能等。下列能源属于绿色能源的是（ ） ①太阳能 ②风能 ③石油 ④煤 ⑤潮汐能 ⑥木材 A. ①②③ B. ③④⑤ C. ④⑤⑥ D. ①②⑤ 【答案】D 【解析】 ③④⑥燃烧会产生污染性气体，不是绿色能源，其余都是正确的，答案选 D。 2.在 25℃、101kPa 条件下，反应 2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g) ΔH＝+56.7 kJ·mol-1 能自发进行的 原因是（ ） A. 该反应是吸热反应 B. 该反应是放热反应 C. 该反应是熵减小的反应 D. 该反应的熵增效应大于能量效应 【答案】D 【解析】 【详解】2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g) △H=+56.7kJ/mol，是一个吸热反应，△H＞0，反应能够自 发进行，必须满足△G=△H-T•△S＜0，所以△S＞0，且熵增效应大于能量效应； 故选 D。 3.化学反应 2AB=A2+B2 的能量变化如图所示，下列说法正确的是（ ） [Failed to download image : http://qbm-images.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/QBM/2019/9/23/2297034071801856/22 97484120588288/STEM/b644ae1bb4a14081aa136d6cc9da451d.png] A. 该反应是放热反应 B. 该反应一定要在加热条件下才能进行 C. 断开 1molA2 中的化学键和 1mol B2 中的化学键需吸收 akJ 的能量 D. 1mol A2 和 1molB2 的总能量高于 2mol AB 的总能量 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据图象可知，反应物的总能量小于生成物的总能量，则此反应为吸热反应，故 A 错误； B．此反应为吸热反应，而反应吸、放热与反应条件无必然关系，即吸热反应不一定需要加热， 故 B 错误； C．断开 1mol A2 和 1mol B2 中的化学键需吸收的能量与形成 1mol A2 和 1mol B2 中的化学键放 出的能量相同，根据图象可知，断开 1mol A2 中的化学键和 1mol B2 中的化学键需吸收的能量 为 bkJ，故 C 错误； D．根据图象可知，1mol A2 和 1mol B2 的总能量高于 2mol AB 的总能量，故 D 正确； 故选 D。 【点睛】本题 易错点为 C，要注意断开 1mol A2 和 1mol B2 中的化学键需吸收的能量与形成 1mol A2 和 1mol B2 中的化学键放出的能量相同。 4. 将下图所示实验装置的 K 闭合，下列判断正确的是 [Failed to download image : http://qbm-images.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/QBM/2012/7/6/1576058114285568/157 6058114392064/STEM/d08ab77124564cb0b3764d6e497614aa.png] A. Cu 电极上发生还原反应 B. 电子沿 Zn→a→b→Cu 路径流动 C. 片刻后甲池中 c(SO42-)增大 D. 片刻后可观察到滤纸 b 点变红色 【答案】A 【解析】 K 闭合时，Zn 当负极，铜片当正极构成原电池，使得 a 为阴极，b 为阳极，电解饱和硫酸钠溶 液。A 项：正确。B 项：在电解池中电子不能流入电解质溶液中，错误；C 项：甲池中硫酸根 离子没有放电，所以浓度不变。错误；D 项：b 为阳极，OH-放电，使得 b 附近溶液显酸性，不 能使试纸变红，错误。 考点定位：本题考查了原电池和电解池原理。 5.下图所示各烧杯中均盛有海水，铁在其中被腐蚀最快和被保护最好的分别为(　　) [Failed to download image : 的 http://qbm-images.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/QBM/2018/12/22/2102244404183040/2 103522032115712/STEM/0f16e129932142fabc0b7b93198e7844.png] A. ①⑤ B. ③② C. ④⑤ D. ④① 【答案】C 【解析】 【详解】①铁放在海水中形成微小原电池，能腐蚀。②锌和铁形成原电池，铁做正极，被保 护。③铁和铜形成原电池，铁做负极，被腐蚀。④形成电解池，铁做阳极，腐蚀更快。⑤形 成电解池，铁做阴极，被保护。所以五个装置中腐蚀最快的为④，保护最好的为⑤。 故选 C。 6.下列有关金属腐蚀与防护的说法正确的是（ ） A. 黄铜（铜锌合金）制作的铜锣易产生铜绿 B. 钢铁的腐蚀生成疏松氧化膜，不能保护内层金属 C. 在轮船船体四周镶嵌锌块保护船体不受腐蚀的方法叫阴极电化学保护法 D. 不锈钢有较强的抗腐蚀能力是因为在钢铁表面镀上了铬 【答案】B 【解析】 【详解】A．黄铜是锌和铜的合金，锌比铜的化学性质活泼，与铜相比它更易与空气中的氧气 反应，而阻碍了铜在空气中的缓慢氧化，所以黄铜(铜锌合金)制作的铜锣不易产生铜绿，故 A 错误； B．铁锈是疏松多孔易吸水的结构，不能隔绝空气，所以不能保护内层金属，故 B 正确； C．在轮船船体四周镶嵌锌块保护船体，叫牺牲阳极的阴极保护法，故 C 错误； D．不锈钢一般含铬、锰、镍等元素，这些元素均匀分散在钢铁中，而不是镀在钢铁的表面， 故 D 错误； 故选 B。 7.依据氧化还原反应：2Ag+（aq）+Cu（s）═Cu2+（aq）+2Ag（s）设计的原电池如图所示．下 列说法不正确的是（ ） A. 电极 X 的材料是铜 B. 电解质溶液 Y 是硝酸银溶液 C. 银电极为电池的正极，发生的电极反应为：Ag++e﹣═Ag D. 盐桥中的阳离子向硫酸铜溶液中运动 【答案】D 【解析】 答案：D ABC 均正确，在原电池内部，阳离子移向正极。阴离子移向负极，该电池银是正极，盐桥中的 阳离子向硝酸银溶液运动。 8.某生产工艺中用惰性电极电解 Na2CO3 溶液获得 NaHCO3 和 NaOH，其原理如图。下列有关说法 正确的是（ ） A. a 接外电源负极 B. B 出口为 H2，C 出口为 NaHCO3 溶液 C. 阳极电极反应为 4CO32-+2H2O-4e- = 4HCO3-+O2↑ D. 应选用阳离子交换膜，电解时 Na+从右侧往左移动 【答案】C 【解析】 根据图示，a 极放出氧气，是溶液中的水失去电子发生氧化反应，a 极为阳极，阳极区生成的 氢离子与碳酸根离子反应生成碳酸氢根离子，则 b 极放出氢气，溶液中的水得到电子发生还 原反应，阴极区生成的氢氧根离子与阳极区迁移过来的钠离子结合形成氢氧化钠。A. 根据上 述分析，a 极为阳极，a 接外电源正极，故 A 错误；B. B 出口为 H2，C 出口为氢氧化钠溶液， 故 B 错误；C. 根据上述分析，阳极电极反应为 4CO32-+2H2O-4e- = 4HCO3-+O2↑，故 C 正确；D. 根据上述分析，阳极区的钠离子需要向阴极区迁移，应选用阳离子交换膜，电解时 Na+从左侧 往右移动，故 D 错误；故选 C。 9.在容积不变的密闭容器中，可逆反应：4A（g）+5B（g）⇌3C（g）+6D（g）△H＜0，达到化 学平衡状态的标志是（ ） A. 气体密度不再发生变化 B. A 的物质的量浓度不再改变 C. 容器内总压强不再改变 D. 单位时间内消耗 4nmolA，同时消耗 5nmolB 【答案】B 【解析】 【详解】A．该反应是一个反应前后气体的质量不改变的化学反应，容器的体积不变，所以混 合气体的密度始终不变，气体密度不再发生变化，不能说明达到平衡状态，故 A 错误； B．根据平衡状态 概念可知，A 的物质的量浓度不再改变，说明是平衡状态，故 B 正确； C．该反应是一个反应前后气体的系数和相等的化学反应，容器内总压强始终不变，容器内总 压强不再改变，不能说明反应达到平衡状态，故 C 错误； D．单位时间内消耗 4nmolA 是正反应速率，同时消耗 5nmolB 也为正反应速率，不能说明正逆 反应速率相等，不能判断是否为平衡状态，故 D 错误； 故选 B。 10.我国首创的海洋电池以铝板为负极，铂网为正极，海水为电解质溶液，空气中的氧气与铝 反应产生电流．电池总反应为：4Al+3O2+6H2O=4Al（OH）3，下列说法不正确的是（ ） A. 正极反应为：O2+2H2O+4e-=4OH- B. 电池工作时，电流由铝电极沿导线流向铂电极 C. 该电池通常只需要更换铝板就可继续使用 D. 以网状的铂为正极，可增大与氧气的接触面积 【答案】B 【解析】 【分析】 的 根据电池总反应 4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3 可知，电池工作时，负极为 Al，发生氧化反应，电极 反 应 式 为 Al-3e-+3OH-=Al(OH)3 ， 正 极 上 通 入 空 气 ， 发 生 还 原 反 应 ， 正 极 反 应 式 为 O2+2H2O+4e-=4OH-，结合原电池的工作原理分析解答。 【详解】A．正极上通入空气，发生还原反应，正极反应式为 O2+2H2O+4e-=4OH-，故 A 正确； B．电池工作时，电流由正极流向负极，即从铂电极沿导线流向铝电极，故 B 错误； C．Al 不断反应，不断溶解，所以一段时间后，更换铝板就可以继续使用，故 C 正确； D．铂做成网状的目的是增大与氧气的接触面积，故 D 正确； 故选 B。 【点睛】本题的易错点为 B，要注意电流运动方向与电子运动方向相反。 11. 下列事实不能用勒夏特列原理解释的是 A. 实验室可以用排饱和食盐水的方法收集氯气 B. 将铜粉和锌粉混合后放入稀硫酸中，产生气体 速率比不加铜粉快 C. 高压有利于工业上合成氨 D. 打开汽水瓶时，瓶中立即泛起大量泡沫 【答案】B 【解析】 勒夏特列原理主要用来讨论平衡移动的方向；B 项主要是形成了锌铜原电池而导致产生氢气的 速度加快。 12.一定温度下，在甲、乙、丙、丁四个恒容密闭容器中投入 SO2（g）和 O2（g），其起始物质 量及 SO2 的平衡转化率如表所示。下列判断中，正确的是（ ） 甲 乙 丙 丁 密闭容器体积/L 2 2 2 1 n（SO2）/mol 0.4 0.8 0.8 0.4 起始物质的量 n（O2）/mol 0.24 0.24 0.48 0.24 SO2 的平衡转化率/% 80 α1 α2 α3 的 的 A. 甲中反应的平衡常数小于乙 B. 该温度下，甲和乙中反应的平衡常数 K 均为 400 C. SO2 的平衡转化率：α1＞α2=α3 D. 容器中 SO3 的物质的量浓度：丙＞甲=丁 【答案】B 【解析】 【详解】A．温度相同时，该反应的平衡常数不变，则甲、乙中反应的平衡常数相等，故 A 错 误； B．根据 2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)， 开始(mol) 0.4 0.24 0 转化(mol) 0.32 0.16 0.32 平衡(mol) 0.08 0.08 0.32 平衡浓度(mol/L)0.04 0.04 0.16 所以该温度下，平衡常数值为 =400，故 B 正确； C．由甲、乙可知，氧气的浓度相同，二氧化硫的浓度增大会促进氧气的转化，二氧化硫转化 率减小，丙和丁达到的是相同的平衡状态，丙实验氧气物质的量增大，氧气转化率增大；则 二氧化硫转化率，α1＜α2=α3，故 C 错误； D．体积相同，丙中的起始浓度为甲的 2 倍，压强增大，平衡正向移动，则丙中转化率增大， 即丙中 c(SO3)大于甲中 c(SO3)的 2 倍，丙体积为 2L，丁体积为 1L，起始量分别为 0.8，0.48； 0.40，24，丙和丁达到的平衡相同，三氧化硫浓度相同，丙=丁＞甲，故 D 错误； 故选 B。 【点睛】正确解读表格数据是解题的关键。本题中丙和丁达到的平衡状态相同，丙相当于对 甲增大压强得到的。 13.标准状况下，气态分子断开 1mol 化学键所需的能量称为键能。已知 H-H，H-O，和 O=O 键 的键能分别为 436kJ/mol，463kJ/mol，495kJ/mol，下列热化学方程式正确的是（ ） A. H2O（g）=H2（g）+ O2（g）△H=-485kJ/mol 2 2 (0.16mol/L) (0.04mol/L) 0.04mol/L× 1 2 B. H2O（g）=H2（g）+ O2（g）△H=+485kJ/mol C. 2H2（g）+O2（g）=2H2O（g）△H=+485kJ/mol D. 2H2（g）+O2（g）=2H2O（g）△H=-485kJ/mol 【答案】D 【解析】 【详解】A．水分解是吸热反应，应该△H＞0，故 A 错误； B．水分解是吸热反应，H2O(g)=H2(g)+ O2(g)△H=2×463kJ/mol-436kJ/mol- ×495kJ/mol=+242.5kJ/mol，故 B 错误； C．氢气的燃烧是放热反应，应该△H＜0，故 C 错误； D．氢气的燃烧是放热反应， 2H2(g)+O2(g)=2 H2O(g)△H=2×436kJ/mol+495kJ/mol-4×463kJ/mol=-485kJ/mol，故 D 正确； 故选 D。 14.利用如图装置制取 Cu2O，乙的总反应化学方程式为：2Cu+H2O=Cu2O+H2↑。下列说法正确的 是（ ） A. 乙中 Cu 电极的电极反应式是：2Cu+2OH--2e-=Cu2O+H2O B. 甲中通入氧气的电极为负极 C. 乙中阴离子向石墨电极移动 D. 电路上通过 0.5mol 电子，可制得 0.5molCu2O 【答案】A 【解析】 分析】 甲 装 置 是 燃 料 电 池 ， 负 极 上 电 极 反 应 式 为 H2+2OH-+2e-=2H2O ， 正 极 上 电 极 反 应 式 为 O2+2H2O+4e-=4OH-，乙装置为电解池，铜为阳极，阳极上电极反应式为 2Cu+2OH--2e-=Cu2O+H2O， 【 1 2 1 2 1 2 石墨为阴极，阴极上电极反应式为 2H++2e-=H2↑，据此分析解答。 【详解】甲中通入氧气的电极是正极、通入氢气的电极是负极，所以乙中 Cu 是阳极、石墨是 阴极。 A．乙中 Cu 电极上 Cu 失电子发生氧化反应，所以 Cu 的电极反应式是： 2Cu+2OH--2e-=Cu2O+H2O，故 A 正确； B．甲中通入氧化剂的电极是正极，所以通入氧气的电极是正极，故 B 错误； C．电解池中阴离子向阳极移动，则阴离子向 Cu 电极移动，故 C 错误； D．根据 2Cu+2OH--2e-=Cu2O+H2O，电路上通过 0.5mol 电子，可制得 0.25mol Cu2O，故 D 错误； 故选 A。 【点睛】明确判断氢氧燃料电池以及各个电极上发生的反应是解本题关键。本题的易错点为 A， 要注意根据总反应方程式结合电解池原理书写电极反应的产物。 15.在一密闭容器中加入等物质的量 A、B，发生如下反应：2A(g)＋2B(g) 3C(s)＋4D(g)， 平衡常数温度和压强的变化如表所示： 下列判断正确的是（ ） A. g>f B. △H<0 C. 2.0MPa、300℃时，A 的平衡转化率最小 D. 1.5MPa、100℃时，B 的平衡转化率为 50％ 【答案】D 【解析】 【详解】A．平衡常数只与温度有关，温度不变，K 值不变，所以 g＝f，故 A 错误； B．由表格中的数据知，平衡常数随温度升高而增大，说明升高温度，平衡正向移动，故正反 应为吸热反应，ΔH>0，故 B 错误； C．该反应的正反应为气体物质的量不变的反应，其他条件不变，增大压强时，平衡不移动， 该反应的正反应为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，所以 A 的转化率增大，即 2.0MPa、300℃ 时，A 的平衡转化率不是最小，故 C 错误； D．2.0MPa、100℃时，平衡常数为 16，设参加反应的 A、B 的物质的量为 amol，转化的 A 的 物质的量为 xmol，根据 2A(g)＋2B(g) 3C(s)＋4D(g)，平衡时，n(A)=(a-x)mol， n(B)=(a-x)mol，n(D)=2xmol，则有 K= =16，解得 x= ，所以此时 A 的转化率=50%， 因为该反应的正反应为气体物质的量不变的反应，其他条件不变，增大压强时，平衡不移动， 所以 1.5 MPa、100℃时，B 的平衡转化率等于 A 的转化率，均为 50％，故 D 正确； 故选 D。 16.某体积可变的密闭容器，盛有适量的 A 和 B 的混合气体，在一定条件下发生反应：A+3B 2C 若维持温度和压强不变，当达到平衡时，容器的体积为 V 升，其中 C 气体的体积占 10%， 下列推断正确的是（ ） ①原混和气体的体积为 1.2V 升； ②原混和气体的体积为 1.1V 升； ③反应达平衡时气体 A 消耗掉 0.05V 升； ④反应达平衡时气体 B 消耗掉 0.05V 升。 A. ②③ B. ②④ C. ①③ D. ①④ 【答案】A 【解析】 【分析】 当达到平衡时，容器的体积为 V 升，其中 C 气体的体积占 10%，即平衡时生成 C 的体积为 0.1VL， 根据方程式可以计算消耗的 A、B 的体积，以及气体体积减少量，根据原混合气体体积=平衡 时体积+减小的体积分析解答。 【详解】平衡时生成 C 的体积为 0.1VL，则： A(g) + 3 B(g)⇌2 C(g) 体积减小△V 1 3 2 2 0.05VL 0.15VL 0.1VL 0.1VL 4 2 2 2x( )V a-x a-x( ) ( )V V a 2 则原混合气体总体积=VL+0.1VL=1.1V L，反应达平衡时气体 A 消耗掉 0.05V L，气体 B 消耗掉 0.15V L，所以②③正确，①④错误，故选 A。 二、填空题（本大题共 2 小题，共 8.0 分） 17.家用液化气的主要成分之一是丁烷，当 10kg 丁烷完全燃烧并生成二氧化碳和液态水时， 放出热量为 5×105kJ，试写出丁烷燃烧的热化学方程式____________________，已知 1mol 液 态水气化时需要吸收 44kJ 的热量，则反应 的 ΔH 为____________________。 【答案】 ΔH=－2900 kJ/mol －2680 kJ/mol 【解析】 18.反应 A(g) B(g) +C(g)在容积为 1.0L 的密闭容器中进行，A 的初始浓度为 0.050mol/L。 温度 T1 和 T2 下 A 的浓度与时间关系如图所示。回答下列问题： （1）上述反应的温度 T1 T2，平衡常数 K(T1) K(T2)。（填“大于”、“小于” 或“等 于”） （2）若温度 T2 时，5min 后反应达到平衡，A 的转化率为 70%，则： ①平衡时体系总的物质的量为 。 ②反应的平衡常数 K= 。 ③反应在 0~5min 区间的平均反应速率 v(A)= 。 【答案】 （1）小于 小于 （2）①0.085mol ②0.082mol/L ③0.007mol/(L·min) 【解析】 （1）由图可知 T2 先达平衡状态，所以 T1 小于 T2，而温度越高 K 越小，所以正反应为吸热反 应，所以温度越高 K 值越大，故答案为：小于；小于； 4 10 2 2 2 13C H (g)+ O (g)=4CO (g)+5H O(g)2 （2）A（g） B（g）+C（g） 起始浓度：0.050 0 0 变化浓度：0.035 0.035 0.035 平衡浓度：0.015 0.035 0.035 ①平衡时体系总的物质的量为=（0.015+0.035+0.035）×1=0.085mol； ②K= =0.082mol/L； ③反应在 0～5min 区间的平均反应速率 v（A）= =0.007mol/（L•min）； 三、简答题（本大题共 3 小题，共 40.0 分） 19.反应 2SO2（g）+O2（g） 2SO3（g） 在容积为 2L 的密闭容器中进行，初始时向容 器里充入 4molSO2 和 2mol18O2，在 T1 和 T2 温度下，SO3 的物质的量与时间关系如图所示。请回 答下列问题： （1）反应后 18O 原子存在于哪些物质中___（填化学式）。 （2）上述反应的温度 T1___ T2（填“＞”“＜”或“=”）。 （3）若温度 T2 时，5min 后反应达到平衡，SO2 的转化率为 90%，则： ①平衡时体系内所含物质总的物质的量为___。 ②平衡时 SO3 的浓度为___。 ③下列说法不正确的是___。 A．如在该反应体系中加入适当的催化剂，可加快化学反应速率 B．其它条件相同时，该反应在 T1 时生成 SO3 的速率比 T2 时的小 C．该反应到达平衡时，体系内各组分的体积分数保持不变 D．若密闭容器中混合气体密度不变，则该反应达到化学平衡状态 【答案】 (1). SO2、O2、SO3 (2). ＜ (3). 4.2mol (4). 1.8mol•L-1 (5). D 【解析】 【分析】 (1)根据该反应为可逆反应分析判断； (2)根据 T2 建立平衡需要的时间短，反应速率快分析判断； (3)若温度 T2 时，5min 后反应达到平衡，SO2 的转化率为 90%，转化的二氧化硫为 4mol×90%=3.6mol，结合三段式分析计算，据此分析解答①和②；③A．使用催化剂加快反应 速率；B．温度高，反应速率快；C．平衡时，各组分的含量、浓度均不变；D.根据 2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) 的反应特点分析判断。 【详解】(1)该反应为可逆反应，含氧元素的物质均存在18O 原子，则反应后 18O 原子存在于 SO2、 O2、SO3 中，故答案为：SO2、O2、SO3； (2)由图可知，T2 的时间短，反应速率快，先建立平衡，则 T2 大，可知 T1＜T2，故答案为： ＜； (3)若温度 T2 时，5min 后反应达到平衡，SO2 的转化率为 90%，转化的二氧化硫为 4mol×90%=3.6mol，则 2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) 开始(mol) 4 2 0 转化(mol) 3.6 1.8 3.6 平衡(mol) 0.4 0.2 3.6 ①平衡时物质的量为 0.4mol+0.2mol+3.6mol=4.2mol，故答案为：4.2mol； ②平衡时 SO3 的浓度为 =1.8mol•L-1，故答案为：1.8mol•L-1； ③A．使用催化剂加快反应速率，则在该反应体系中加入适当的催化剂，可加快化学反应速率， 故 A 正确；B．温度高，反应速率快，则其它条件相同时，该反应在 T1 时生成 SO3 的速率比 T2 时的小，故 B 正确；C．平衡时，各组分的含量、浓度均不变，则反应到达平衡时，体系内各 组分的体积分数保持不变，故 C 正确；D.2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) 在容积为 2L 的密 闭容器中进行，气体的质量 m、气体的体积 V 均不变，则密度始终不变，因此密度不变不能判 定是否为平衡状态，故 D 错误；故选 D。 20.如图所示，A 为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 3.6mol 2L O2，电解质为 KOH 溶液。B 为浸透饱和食盐水和酚酞试液的滤纸，滤纸中央滴有一滴 KMnO4 溶 液，C、D 为电解槽，其电极材料、电解质溶液见图。 （1）甲烷燃料电池正极、负极的电极反应式分别为____；____。 （2）关闭 K1，打开 K2，通电后，B 的 KMnO4 紫红色液滴向 d 端移动，则电源 a 端为___极，通 电一段时间后，观察到滤纸 c 端出现的现象是_____。 （3）已知 C 装置中溶液为 AgNO3 溶液，D 装置的溶液为 Cu(NO3)2 溶液，打开 K1，关闭 K2，通 电一段时间后，D 装置中 Cu 极的电极反应式为____，C 装置中总反应的离子方程式为___。 （4）若 C 装置中 AgNO3 溶液足量，且溶液体积为 1L，电解一段时间后，C 装置中产生 O2 的体 积为 0.56 L(标准状况下)，则电路通过的电子的物质的量为___，溶液的 pH 为___(忽略溶液 体积变化)。 【答案】 (1). 2O2＋4H2O＋8e－＝8OH－ (2). CH4＋10OH－－8e－＝CO32-＋7H2O (3). 负 (4). 变红色 (5). Cu－2e －＝Cu2＋ (6). 4Ag＋+2H2O 4Ag＋O 2↑＋4H+ (7). 0.1mol (8). 1 【解析】 【分析】 (1)燃料电池中，燃料电极为负极，负极上燃料失电子发生氧化反应，氧化剂电极为正极，正 极上氧化剂得电子发生还原反应； (2)关闭 K1，打开 K2，为电解饱和食盐水装置，通电后，B 的 KMnO4 紫红色液滴向 d 端移动， 根据电解池工作原理，阴离子向阳极移动判断电源的正负极并判断反应现象； (3)打开 K1，关闭 K2，为电解硝酸银和硝酸铜的串联电路，结合电解原理分析解答； (4)根据(3)的分析，结合电子得失电子守恒分析计算。 【详解】(1)甲烷燃料电池中通入甲烷的电极为负极，通入氧气的电极为正极，正极上氧气得 电子发生还原反应，电极方程式为：2O2＋4H2O＋8e－＝8OH－；负极上甲烷发生氧化反应，电 极方程式为：CH4＋10OH－－8e－＝CO32-＋7H2O，故答案为：2O2＋4H2O＋8e－＝8OH－；CH4＋10OH －－8e－＝CO32-＋7H2O； (2)根据题意，KMnO4 紫红色液滴向 d 端移动，说明高锰酸根离子向 d 端移动，可推出 d 极为 阳极，进一步可确定电源 a 端为负极，b 端为正极，滤纸 c 端为阴极，通电一段时间后，滤纸 c 端发生反应为 2H++2e-=H2↑，c 端附近溶液显碱性，滴加酚酞呈红色，故答案为：负；变红色； (3)打开 K1，关闭 K2，为电解硝酸银和硝酸铜的串联电路，D 装置中 Cu 极连接电源的正极，为 电解池的阳极，发生氧化反应，电极方程式为 Cu-2e-=Cu2+；C 装置中右端 Pt 电极为阳极，氢 氧根离子放电生成氧气，电极反应式为 4OH--4e-=2H2O+O2↑，左端 Pt 电极为阴极，银离子放 电生成银，电极反应式为 Ag ++e-= Ag，电解总反应为 4Ag++2H2O 4Ag+O2↑+4H+，故答案为： Cu-2e-=Cu2+；4Ag++2H2O 4Ag+O2↑+4H+； (4)C 装置中产生标准状况下 O2 的体积为 0.56L，则转移电子数为 ×4=0.1mol，C 装置中总反应方程式为 4AgNO3+2H2O 4Ag+O2↑+4HNO3，则生成氢离子为 0.1mol，又溶液体 积为 1L，所以氢离子浓度为 0.1mol/L，pH 为 1，故答案为：0.1mol；1。 【点睛】根据 KMnO4 紫红色液滴向 d 端移动判断电源的正负极为解答该题的关键。本题的易错 点为电极反应式的书写，要注意结合电解质溶液的酸碱性书写反应产物。 21.（1）用惰性电极电解 CuSO4 溶液（如图的装置）， 该过程中电解池电极反应式为是阳极： ， 阴极： 。 （2）若电解池中装入足量溶液，当阴极增重 3.2g 时，停止通电，此时阳极产生气体的体积 （标准状况）为 （假设气体全部逸出）。 （3）欲使电解液恢复到起始状态，应向溶液中加入适量的 A．CuSO4 B．H2O C．CuO D．CuSO4·5H2O 0.56L 22.4L/mol （4）用 Na2CO3 熔融盐作电解质，CO、O2 为原料组成的新型电池的研究取得了重大突破。该电 池示意图如右：负极电极反应式为_________________________，为了使该燃料电池长时间稳 定运行，电池的电解质组成应保持稳定，电池工作时必须有部分 A 物质参加循环。A 物质的化 学式为__________________。 【答案】（1）4OH-=O2+2H2O+4e- 2Cu2++4 e-= 2Cu （2）0.56L （3）C （4）CO32-+CO 2CO2+2e－CO2 【解析】 试题分析：（1）用惰性电极电解硫酸铜溶液时，阳极上氢氧根离子放电，电极反应式为： 4OH-=O2+2H2O+4e-；阴极上铜离子放电，电极反应式为：2Cu2++4 e-=" 2Cu" ； （2）阴极增重 3.2g，应为铜的质量，铜物质的量为 n=3.2g÷64g/mol="0.05"mol，转移的电 子为 0.05mol × 2 = 0.1mol，根据两电极转移的电子数目相等，则阳极转移的电子也为 0.1mol， 在阳极上生成氧气的物质的量为 0.1mol÷4=0.025mol，放出气体在标准状况下的体积为 0.025mol×22.4L/mol=0.56L； （3）从溶液中析出的物质是氧气和铜，因为稀硫酸和氧气和铜都不反应，但和氧化铜反应， 氧气和铜反应生成氧化铜，所以向溶液中加入氧化铜即可，答案选 C。 （4）该燃料电池的总反应为：2CO+O2=2CO2，通入氧气和 CO2 的混合气体一极为原电池的正极， 发生还原反应，电极反应式为：O2+4e-+2CO2=2CO32-，通入 CO 的一极为原电池的负极，发生氧 化反应，电极反应式为：CO32-+CO 2CO2+2e－；根据电极反应可知，负极生成 CO2 气体，而 正极消耗 CO2 气体，所以电池工作时必须有部分二氧化碳参加循环，则 A 物质的化学式为 CO2。 考点：考查电解池的工作原理及应用。 四、实验题（本大题共 1 小题，共 4.0 分） 22.某化学兴趣小组要完成中和热的测定。 (1)实验桌上备有大、小两个烧杯、泡沫塑料、泡沫塑料板、胶头滴管、环形玻璃搅拌棒、 0.5 mol/L 盐酸、0.55 mol/L NaOH 溶液，实验尚缺少的玻璃用品是 ____________________________________________、________。 (2)实验中能否用环形铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒？________(填“能”或“否”)，其原 因是___________________________________________________________。 (3)他们记录的实验数据如表： 溶液温度 中和热 实验用品 t1 t2 ΔH ① 50 mL 0.55 mol/L NaOH 溶液 50 mL 0.5 mol/L HCl 溶液 20 ℃ 23.3 ℃ ② 50 mL 0.55 mol/L NaOH 溶液 50 mL 0.5 mol/L HCl 溶液 20 ℃ 23.5 ℃ ________ 已知：Q＝cm(t2－t1)，反应后溶液的比热容 c 为 4.18 kJ/(℃·kg)，各物质的密度均为 1 g/cm3。 ①计算完成上表。 ②根据实验结果写出 NaOH 溶液与 HCl 溶液反应的热化学方程式： ___________________________________。 (4)若用 KOH 代替 NaOH，对测定结果_______________________________ (填“有”或“无”)影响；若用醋酸代替 HCl 做实验，对测定结果________(填“有”或“无”) 影响。 【答案】 (1). 量筒 (2). 温度计 (3). 否 (4). 金属易导热，热量散失多，导 致误差偏大 (5). －56.8 kJ/mol (6). NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l) ΔH ＝－56.8 kJ/mol (7). 无 (8). 有 【解析】 试题分析：（1）测定中和热小于用量筒量取酸碱溶液的体积，需要用温度计测量温度，实验 尚缺少的玻璃用品是量筒、温度计；（2）金属的导热系数大于玻璃，造成热量散失，误差大， 所以不能用金属搅拌器；多次测量，温度取平均值 23.4℃，m（HCl） = m（NaOH） = 50g，50 mL0.55 mol·L-1NaOH 与 50mL.0.5mol·L-1HCl 发生中和反应时放出的热量为:Q = Cm（t2-t1） =" 4.18" KJ·℃-1· Kg-1 × 0.1kg × （23.4-20） ℃ =" 1.42" KJ，生成 1mol 水时的反 应热为:△H="-1.42" KJ ÷ 0.025 mol =" -56.8" KJ/mol。NaOH 溶液与 HCl 溶液反应的热化 学方程式：NaOH （aq ） ＋ HCl （aq ） = NaCl （aq ） ＋ H 2O （l ） ΔH ＝ －56.8 kJ·mol-1。中和热是指在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应生成 1 mol 液态水时所释放的热量， KOH 与 NaOH 同为强碱，故对测定结果无影响；醋酸为弱电解质，溶于水发生电离，放出的热 量较小。 考点：本题考查中和热测定。