福建省宁德市某校2024-2025学年高二上学期9月化学月考(解析版)
展开可能用到的相对原子质量O-16 S-32 Cl-35.5 Ag-108 Al-27 Cu-64 Fe-56 Zn-65 H-1
一、单选题(每题4分,共40分)
1. 下列设备工作时,将化学能转化为电能的是
A. AB. BC. CD. D
【答案】C
【解析】电动车电池充电是将电能转化为化学能,故A不选;硅太阳能电池是将太阳能转化为电能,故B不选;碱性电池为原电池装置,将化学能转化为电能,故C选;燃气灶是将化学能转化为热能和光能,故D不选;
故选:C。
2. 在化学变化中能量越低越稳定。如图表示反应C(s,金刚石)=C(s,石墨)过程中的能量变化情况,下列有关说法正确的是
A. 该过程是一个物理变化B. 常温下,石墨比金刚石稳定
C. 该反应是吸热反应D. 反应物的总键能大于生成物的总键能
【答案】B
【解析】同素异形体的转化是一个化学变化,A错误;能量越低越稳定,石墨能量更低,故更加稳定,B正确;如图可知,反应物总能量大于生成物总能量,该反应为放热反应,C错误;该反应为放热反应,反应物总键能小于生成物总键能,D错误;
故答案选B。
3. 下列能形成原电池的是
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】原电池构成四要素:两个活动性不同的电极、电解质溶液、形成闭合回路、自发的氧化还原反应
蔗糖不是电解质,蔗糖溶液不是电解质溶液,不能形成原电池,A错误;铜和锌是活动性不同的导电金属,溶液是电解质溶液,有自发的氧化还原反应,铜和锌相连共同插入电解质溶液中形成闭合回路,故形成了原电池,B正确;两个电解均为石墨,活动性相同,不能构成原电池,C错误;两个金属没有连接,没有形成闭合回路,不能形成原电池,D错误;
故选B。
4. 爱迪生蓄电池在充电和放电时发生的反应为,下列对该蓄电池的叙述错误的是
A. 放电时,Fe参与负极反应,参与正极反应
B. 放电时,电解质溶液中的阴离子向负极移动
C. 放电时,负极上的电极反应式为
D. 充电时,该蓄电池的负极连接电源的负极
【答案】C
【解析】Fe元素化合价由0价变为+2价、Ni元素化合价由+4价变为+2价,则Fe参与负极反应,NiO2参与正极反应,故A正确;放电时为原电池,原电池中,电解质溶液中的阴离子向负极方向移动,阳离子向正极移动,故B正确;根据题意,电解质为碱性溶液,放电时,负极上失电子发生氧化反应,电极反应式为Fe-2e-+2OH-=Fe(OH)2,故C错误;放电时,Fe作负极,作正极,充电时,Fe电极连接外部电源负极做电解池的阴极,即该蓄电池的负极连接电源的负极,故D正确;
故选C。
5. 化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。下列说法正确的是
A. 图甲:锌铜原电池工作时,电子由锌经电解质溶液流向铜
B. 图乙:纽扣式银锌电池中,正极的电极反应式为
C. 图丙:锌锰干电池中,锌筒作负极,发生氧化反应,且外电路中每转移1ml电子消耗锌32.5g
D. 图丁:铅蓄电池为二次电池,其负极的电极反应式为
【答案】C
【解析】图1为锌铜原电池,锌为负极,铜为正极,电子通过导线流向铜,故A错误;图2为纽扣式银锌电池,正极为氧化银得电子发生还原反应,电解质溶液为氢氧化钾,所以正极的极反应为:Ag2O+2e-+H2O=2Ag+2OH-,故B错误;图3为锌锰干电池中,锌筒作负极,发生氧化反应,极反应式:Zn-2e-=Zn2+,所以外电路中每转移1ml电子,消耗锌0.5ml,质量为0.5×65g/ml=32.5g,故C正确;图4为铅蓄电池为二次电池,总反应为:Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O,放电时铅为负极,发生氧化反应,其负极的电极反应式为Pb-2e-+SO=PbSO4,故D错误;
故选C。
6. 下列各组热化学方程式中,化学反应的ΔH前者大于后者的是
①2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(l) ΔH1;2H2S(g)+O2(g)=2S(s)+2H2O(l) ΔH2
②S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH3;S(g)+O2(g)=SO2(g) ΔH4
③NH3·H2O(aq)+H+(aq)=NH (aq)+H2O(l) ΔH5;H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH6
④CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) ΔH7;CaO(s)+H2O(l)=Ca(OH)2(s) ΔH8
A. ②③④B. ④C. ①D. ①②③
【答案】A
【解析】①两个反应都为放热反应,ΔH<0,H2S完全燃烧生成SO2,放出的热量更多,则ΔH1<ΔH2,故①错误;②都为放热反应,其ΔH<0,前者S为固态,则前者放出的热量少,则ΔH3>ΔH4,故②正确;③一水合氨为弱碱,电离过程需要吸热,则其与酸反应放出热量较少,则ΔH5>ΔH6,故③正确;④前者吸热反应,ΔH7>0,后者为放热反应,ΔH8<0,则ΔH7>ΔH8,故④正确;根据分析可知,反应的ΔH前者大于后者的是②③④;
答案选A。
7. 在25 ℃、101 kPa下,碳、氢气、甲烷和葡萄糖的摩尔燃烧焓依次是393.5 kJ/ml、285.8 kJ/ml、890.3 kJ/ml、2 800 kJ/ml,则下列热化学方程式正确的是
A. C(s)+O2(g)=CO(g) ΔH=-393.5 kJ/ml
B. CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890.3 kJ/ml
C. 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=+571.6 kJ/ml
D. C6H12O6(s)+3O2(g)=3CO2(g)+3H2O(g) ΔH=-1 400 kJ/ml
【答案】B
【解析】生成物一氧化碳不是稳定氧化物,A错误;甲烷的摩尔燃烧焓是1ml甲烷完全燃烧生成CO2和液态水时放出的热量,B正确;氢气燃烧是放热反应,ΔH小于0,C错误;生成物水蒸气不是稳定氧化物,D错误;
故选B。
8. 在如图所示的装置中,x、y分别是直流电源的两极,通电后发现a极极板质量增加,b极极板处有无色无臭气体放出,符合这一情况的是
A. AB. BC. CD. D
【答案】A
【解析】通电后发现a极板质量增加,所以金属阳离子在a极上得电子,a极是阴极;b极板处有无色无臭气体放出,即溶液中氢氧根离子放电生成氧气,b极是阳极,所以X电极是负极,Y电极是正极。
电解硫酸铜溶液,溶液中铜离子在阴极得电子生成铜单质,a极质量增加,b极是溶液中的氢氧根离子放电生成氧气,A正确;电解氢氧化钠溶液,在两电极上分别得到氧气和氢气,得不到金属单质,B错误;电解硝酸银溶液,铁是活泼金属,作阳极失电子,所以在b极得不到气体,C错误;电解氯化铜溶液,在b极处溶液中的氯离子失电子得到有刺激性气味的气体,D错误;
故选A。
9. 利用电解法可吸收SO2,装置如图所示,电极均为惰性电极。下列说法不正确的是
A. a为直流电源的负极
B. 阳极的电极反应式为SO2+2H2O-2e-=SO+4H+
C. 工作时,H+透过离子交换膜移向右侧
D. 若阴阳极互换,其它条件不变,则不能吸收SO2
【答案】A
【解析】通入二氧化硫的一极生成硫酸,可知a为阳极,发生氧化反应,则b为阴极,阳极发生SO2-2e-+2H2O=SO+4H+,阴极发生2+2e-+2H+═S2O+2H2O,以此解答该题。
由分析可知,a为阳极,则电极a连接的是电源的正极,故A错误;由分析可知,阳极发生SO2-2e-+2H2O=SO+4H+,故B正确;电解使阳极生成氢离子,阴极消耗氢离子,则氢离子向阴极移动,则图中的离子交换膜是阳离子交换膜,H+透过离子交换膜移向右侧,故C正确;若阴阳极互换,其它条件不变,SO2通入阴极,则SO2不能失去电子生成SO,该装置不能吸收SO2,故D正确;
故选A。
10. 某同学组装了如图所示的电化学装置,则下列说法不正确的是
A. 甲池为原电池
B. 电极的电极反应式为:
C. 当乙池中B极质量增加时,甲池理论上消耗的体积为(标准状况下)
D. 若丙中电极不变,电解质换成溶液,则一段时间后,丙中溶液的将增大
【答案】B
【解析】闭合电键,甲池为燃料电池,与甲池串联的乙池和丙池为电解池,结合电化学装置的得失电子守恒进行电极反应分析;
闭合电键形成闭合回路,甲池为燃料电池,故A正确;甲池燃料电池负极端为燃料发生失电子的氧化反应,生成二氧化碳和水,二氧化碳会进一步与电解质氢氧化钾反应生成碳酸钾和水,所以电极反应式为,故B错误;乙池中B极为阴极,质量增加为Ag质量,对应物质的量为0.05ml,根据电子守恒:4Ag~O2~4e-,甲池理论消耗氧气体积,即280mL,故C正确;若丙中电极不变,电解质换成溶液,阴极氢离子得电子生成氢气,溶液pH增大,故D正确;
答案选B。
二、填空题(本题共5小题,共60分,出特殊标注外,其余每空均2分)
11. 写出下列反应的热化学方程式:
(1)1ml (l)完全燃烧生成(g)和(l),放出1366.8kJ热量:___________。
(2)1ml C(石墨,s)与适量(g)反应生成CO(g)和(g),吸收131.3kJ热量:___________。
(3)已知16g固体硫完全燃烧时放出148.4kJ的热量,写出表示硫的燃烧热的热化学方程式:___________。
(4)如图是298K、101kPa时,与反应过程中能量变化的曲线图。该反应的热化学方程式为___________。
【答案】(1)
(2)C(石墨,s)
(3) ΔH=-296.8kJ/ml
(4) ΔH=-92kJ/ml
【解析】
【小问1详解】
1ml (l)完全燃烧生成(g)和(l),放出1366.8kJ热量,则热化学方程式为;
【小问2详解】
1ml C(石墨,s)与适量(g)反应生成CO(g)和(g),吸收131.3kJ热量,热化学方程式为:C(石墨,s);
【小问3详解】
16g(0.5ml)硫固体完全燃烧时产物为二氧化硫,放出148.4kJ的热量,表示硫的燃烧热的热化学方程式为 ΔH=-296.8kJ/ml;
【小问4详解】
由图可知,该反应放出的能量为600kJ-508kJ=92kJ,故热化学方程式为 ΔH=-92kJ/ml。
12. 如图所示装置,C、D、E、F、X、Y都是惰性电极,A、B为外接直流电源两极。将直流电源接通后,F极附近呈红色。请回答:
(1)电源电极A名称为____________。
(2)写出C和F的电极名称,以及电极反应式
C:____________ _________________________;
F:____________ _________________________;
(3)若通过0.02ml电子时,通电后甲中溶液体积为200mL,则通电后所得的硫酸溶液的物质的量浓度为______________。
(4)若通过0.02ml电子时,丁中电解足量R(NO3)m溶液时,某一电极析出了a g金属R,则金属R的相对原子质量Mr(R)的计算公式为Mr(R)=____________(用含a、m的代数式表示)。
(5)戊中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Fe(OH) 3胶体粒子带________电荷(填“正”或“负”),在电场作用下向Y极移动。
(6)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___________________________。
(7)现用丙装置给铜件镀银,则H应该是________(填“铜件”或“银”)。
【答案】①. 正极 ②. 阳极 ③. 4OH--4e-═O2↑+2H2O(或2H2O-4e-═O2↑+4H+) ④. 阴极 ⑤. 2H++2e-═H2↑ (或2H2O+4e-═H2↑+4OH-) ⑥. 0.05 ml•L-1 ⑦. 50am ⑧. 正
⑨. 1∶2∶2∶2 ⑩. 铜件
【解析】C、D、E、F、X、Y都是惰性电极,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,说明F电极附近氢氧根离子浓度增大,溶液呈碱性,则F为阴极,所以C、E、G、X、I为阳极,D、F、H、Y、J为阴极,A为正极、B为负极,据此分析解答。
(1)C、D、E、F、X、Y都是惰性电极,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,F电极附近氢氧根离子浓度增大,溶液呈碱性,则F为阴极,所以C、E、G、X、I为阳极,D、F、H、Y、J为阴极,A为正极、B为负极,故答案为:正极;
(2)C、E、G、X、I为阳极,D、F、H、Y、J为阴极,C电极上氢氧根离子放电,电极反应式为4OH--4e-═O2↑+2H2O(或2H2O-4e-═O2↑+4H+),F电极上氢离子放电,电极反应式为2H++2e-═H2↑ (或2H2O+4e-═H2↑+4OH-),故答案为:阳极;4OH--4e-═O2↑+2H2O(或2H2O-4e-═O2↑+4H+);阴极;2H++2e-═H2↑ (或2H2O+4e-═H2↑+4OH-);
(3)若通过0.02ml电子,根据电解方程式:2CuSO4+2H2O O2↑+2Cu+2H2SO4,产生硫酸的物质的量是0.01ml,通电后甲中溶液体积为200mL,则通电后所得的硫酸溶液的物质的量浓度为=0.05 ml•L-1,故答案为:0.05 ml•L-1;
(4)由电子守恒可知,电解R(NO3)m溶液时,某一极增加了agR,根据Rm++me-=R可知,×m=0.02ml,解得:Mr(R)=50am,故答案为:50am;
(5)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,根据异性电荷相互吸引,所以氢氧化铁胶体粒子带正电荷,故答案为:正;
(6)C、D、E、F电极发生的电极反应分别为:4OH-═O2↑+2H2O+4e-、Cu2++2e-═Cu、2Cl-═Cl2↑+2e-、2H++2e-═H2↑,当各电极转移电子均为1ml时,生成单质的物质的量分别为:0.25ml、0.5ml、0.5ml、0.5ml,所以单质的物质的量之比为1∶2∶2∶2,故答案为:1∶2∶2∶2;
(7)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,即H应该是铜件,故答案为:铜件。
13. 钢铁很容易生锈而被腐蚀,每年因腐蚀而损失的钢材占世界钢铁年产量的四分之一
Ⅰ.如图装置中,U形管内为红墨水,a、b试管内分别盛有氯化铵(显酸性)溶液和食盐水,各加入生铁块,放置一段时间均被腐蚀,这两种腐蚀都属于电化学腐蚀。
(1)红墨水柱两边的液面变为左低右高,则___________(填“a”或“b”)边盛有食盐水。
(2)b试管中铁发生的是___________腐蚀。
Ⅱ.下面两个图都是金属防护的例子。
(3)为了降低某水库的铁闸门被腐蚀的速率,可以采用图甲所示的方案,其中焊接在铁闸门上的固体材料R可以采用___________(从下面选项中选择),此方法叫做___________保护法。
A.铜 B.钠 C.锌 D.石墨
(4)图乙方案也可以降低铁闸门腐蚀的速率,其中铁闸门应该连接在直流电源的___________极。
(5)采取以上两种方法,___________(填“甲”或“乙”)种能使铁闸门保护得更好。
【答案】(1)b (2)吸氧
(3)①. C ②. 牺牲阳极法
(4)负 (5)乙
【解析】
【小问1详解】
红墨水柱两边的液面变为左低右高说明a中产生了气体,发生铁的析氢腐蚀,则a中盛放酸性的氯化铵溶液,b边盛放的是食盐水;
【小问2详解】
b边盛放的是食盐水,发生铁的吸氧腐蚀;
【小问3详解】
图甲所示的方案中形成了原电池,为保护铁闸门,铁闸门应作正极,焊接在铁闸门上的固体材料R作负极,这属于牺牲阳极法,故负极必须采用比铁活泼的金属,选项中只有锌和钠比铁活泼,但钠本身能和水反应不符合要求;
【小问4详解】
图乙方案形成了电解池,为降低铁闸门腐蚀的速率,铁闸门应该作为阴极,连接直流电源的负极;
【小问5详解】
在乙种方法中,铁闸门被迫成为阴极而受到保护,该装置输出的电流连续可调,以上两种方法,外加电流法即乙种能使铁闸门保护得更好。
14. 结合所学知识,回答下列问题。
(1)按要求写出电极反应式
①碱性锌锰电池的总反应为,写出负极电极反应式___________。
②将设计成双液电池:正极烧杯中盛放的溶液为___________,电池正极的电极反应式为___________。
(2)某同学设计了如下图所示装置,用氢氧燃料电池作为电源探究粗铜精炼原理,根据要求回答下列问题:
①甲装置中通入氧气的电极为___________(填“正极”或“负极”),该极发生的电极反应式为___________。
②如果粗铜中含有铁、银等杂质,粗铜电极发生的电极反应式有___________。乙装置中反应一段时间后,溶液的___________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
③在标准状况下,甲装置有2.24L氧气参加反应,则乙装置中阴极析出铜的质量理论上为___________g。
【答案】(1)①. ②. 溶液
③.
(2)①. 正极 ②. ③. 及
④. 减小 ⑤. 12.8
【解析】
【小问1详解】
①碱性锌锰电池的总反应为,正极二氧化锰得电子发生还原反应,正极反应式,负极锌失去电子生成氢氧化锌,电极反应为;②将设计成双液电池:是氧化剂,正极烧杯中盛放的为溶液,碘离子是还原剂在负极失电子生成碘单质,电池负极的电极反应式为,正极反应为;
【小问2详解】
①甲是原电池,氧气是氧化剂,得电子发生还原反应,甲装置中通入氧气的电极为正极,氧气发生的电极反应式。
②乙为电解池,如果粗铜中含有铁、银等杂质,铁和铜溶解,银形成阳极泥,粗铜电极发生的电极反应式有及。阴极为:,乙装置中反应一段时间后,析出的铜多于阳极溶解的铜,溶液的浓度减小。
③若在标准状况下,甲装置有2.24L氧气参加反应,由电子得失守恒,,则乙装置中阴极析出铜的质量理论上为。
15. 2022年12月4日神舟十四号载人飞船成功返回地面,圆满完成飞行任务。载人航天工程对科学研究及太空资源开发具有重要意义。
(1)氢氧燃料电池(如图所示)反应生成的水可作为航天员的饮用水,由图示的电子转移方向判断Y气体是___________,为保证电解质溶液浓度不至于随着反应而变稀,需要在___________(填“正极”或“负极”)添加冷凝装置排出多余水分,负极的电极反应式为___________。
(2)我国“神舟”飞船的电源系统有太阳能电池帆板、镉镍蓄电池和应急电池等。
①飞船在光照区运行时,太阳能电池帆板的能量转化形式是:___________能转化为电能等。
②镉镍蓄电池的工作原理为:。当飞船运行到地影区时,镉镍蓄电池为飞船供电,此时在正极电极反应方程式是___________,负极附近溶液的碱性___________(填“增强”“减弱”或“不变”)。
③应急电池在紧急状况下会自动启动,工作原理为,工作时,正极电极方程式为___________。
【答案】(1)① 或氧气 ②. 负 ③.
(2)①. 太阳或光 ②.
③. 减弱 ④.
【解析】
【小问1详解】
根据图示,电子由X极流出,Y极流入,则X是负极、Y是正极,正极发生还原反应,Y气体是O2,负极氢气失电子生成水,为保证电解质溶液浓度不至于随着反应而变稀,需要在负极添加冷凝装置排出多余水分,负极的电极反应式为。
【小问2详解】
①飞船在光照区运行时,太阳能电池帆板的能量转化形式是:太阳能转化为电能等。
②镉镍蓄电池的工作原理为:,Ni元素化合价降低发生还原反应,Cd元素化合价升高发生氧化反应;当飞船运行到地影区时,镉镍蓄电池为飞船供电,正极发生还原反应,正极电极反应方程式是,负极发生反应Cd-2e-+2OH-=Cd(OH)2,负极消耗氢氧根离子,负极附近溶液的碱性减弱。
③,Zn元素化合价升高发生氧化反应,Ag元素化合价降低发生还原反应,电池工作时,正极发生还原反应,正极电极方程式。
A
B
C
D
电动车电池充电
硅太阳能电池
碱性电池
燃气灶
选项
a极板
b极板
x电极
z溶液
A
锌
石墨
负极
CuSO4
B
石墨
石墨
负极
NaOH
C
银
铁
正极
AgNO3
D
铜
石墨
负极
CuCl2
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