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章末測評驗收卷(六)
(滿分:100分)
一、選擇題(本題包括15小題,每小題只有一個選項符合題意,每小題3分,共45分)
1.下列我國科技創(chuàng)新的產(chǎn)品設(shè)備在工作時,由化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能的是 (　　)
A.長征三號乙運載火箭用偏二甲肼為燃料 B.嫦娥四號月球探測器上的太陽能電池板 C.和諧號動車以350 km/h飛馳 D.世界首部可折疊柔屏手機通話
答案　D
解析　火箭升空時,將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為火箭的機械能,故A錯誤;太陽能電池板,將太陽能轉(zhuǎn)化為電能,故B錯誤;動車在行駛時主要的能量轉(zhuǎn)化是電能轉(zhuǎn)化為機械能,故C錯誤;手機電池放電是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,故D正確。
2.下列事實或做法與化學(xué)反應(yīng)速率無關(guān)的是 (　　)
A.將食物存放在溫度低的地方
B.用鐵觸媒作催化劑合成氨
C.將煤塊粉碎后燃燒
D.加熱金屬鈉制備過氧化鈉
答案　D
解析　A項,降低溫度,反應(yīng)速率減慢,所以溫度降低能減慢食物的腐敗速率;B項,用鐵觸媒作催化劑合成氨,催化劑能增大反應(yīng)速率;C項,增大反應(yīng)物接觸面積,能增大反應(yīng)速率,將煤塊粉碎能增大反應(yīng)物接觸面積,所以能加快反應(yīng)速率。
3.下列說法正確的是 (　　)
A.CaO+H2O===Ca(OH)2可放出大量熱,可利用該反應(yīng)設(shè)計成原電池,把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能
B.任何化學(xué)反應(yīng)中的能量變化都表現(xiàn)為熱量變化
C.有化學(xué)鍵形成一定發(fā)生化學(xué)反應(yīng)
D.灼熱的鉑絲與NH3、O2混合氣接觸,鉑絲繼續(xù)保持紅熱,說明氨的催化氧化反應(yīng)是放熱反應(yīng)
答案　D
解析　CaO+H2O===Ca(OH)2為放熱反應(yīng),但該反應(yīng)不是氧化還原反應(yīng),不能設(shè)計成原電池,A錯誤;化學(xué)反應(yīng)中的能量變化不一定表現(xiàn)為熱量變化,也可能是光能、電能等,B錯誤;化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)是舊化學(xué)鍵的斷裂和新化學(xué)鍵的形成,有化學(xué)鍵形成不一定發(fā)生化學(xué)反應(yīng),如從水溶液中結(jié)晶形成離子化合物時有離子鍵形成,但這個過程是物理變化,C錯誤;灼熱的鉑絲與NH3、O2混合氣接觸,發(fā)生反應(yīng):4NH3+5O24NO+6H2O,鉑絲繼續(xù)保持紅熱,說明該反應(yīng)放熱,即氨的催化氧化反應(yīng)是放熱反應(yīng),D正確。
4.NOCl常用于有機合成,其合成原理為2NO(g)+Cl2(g)2NOCl(g),反應(yīng)過程中的能量變化如圖所示。下列有關(guān)說法正確的是 (　　)
A.2 mol NOCl(g)所具有能量比2 mol NO(g)所具有能量低76 kJ
B.該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)
C.該反應(yīng)中每生成2 mol NOCl(g)放出熱量76 kJ
D.形成1 mol NOCl(g)中的化學(xué)鍵吸收熱量90 kJ
答案　C
解析　根據(jù)圖示,2 mol NOCl(g)所具有能量比2 mol NO(g)和1 mol Cl2(g)所具有的總能量低(180-104) kJ=76 kJ,則2 mol NOCl(g)所具有能量比2 mol NO(g)和1 mol Cl2(g)所具有的總能量低76 kJ,A錯誤;反應(yīng)物的能量總和大于生成物的能量總和,為放熱反應(yīng),B錯誤;2 mol NO(g)和1 mol Cl2(g)完全反應(yīng)生成2 mol NOCl(g)放出熱量(180-104) kJ=76 kJ,C正確;斷裂化學(xué)鍵吸收能量,形成化學(xué)鍵放出能量,D錯誤。
5.對于以下反應(yīng):A(s)+3B(g)2C(g)+D(g),在一定溫度、壓強下,在一體積可變的容器中,當(dāng)下列物理量不再發(fā)生變化時就可確定反應(yīng)一定達到平衡狀態(tài)的是 (　　)
A.A的濃度不再改變
B.容器的體積不再發(fā)生變化
C.B、C、D的分子個數(shù)之比為3∶2∶1
D.B的消耗速率和D的消耗速率之比為3∶1
答案　D
解析　A項,A為固體,濃度視為常數(shù),不管是否達到平衡,A濃度均不變;B項,反應(yīng)前后氣體的化學(xué)計量數(shù)之和相等,無論是否達到平衡狀態(tài),氣體體積不變;C項,B、C、D的分子個數(shù)之比取決于起始物質(zhì)的配料比以及轉(zhuǎn)化的程度,不能用以判斷是否達到平衡狀態(tài);D項,B的消耗速率和D的消耗速率之比為3∶1,說明正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率,能說明反應(yīng)達到平衡。
6“鹽水動力”玩具車的電池以鎂片、活性炭為電極,向極板上滴加食鹽水后電池便可工作,電池反應(yīng)為2Mg+O2+2H2O===2Mg(OH)2。下列關(guān)于該電池的說法中,錯誤的是 (　　)
A.鎂片作為負(fù)極
B.電池工作時實現(xiàn)了化學(xué)能向電能的轉(zhuǎn)化
C.電池工作時鎂片逐漸被消耗
D.食鹽水作為電解質(zhì)溶液,且Cl-向炭電極移動
答案　D
解析　根據(jù)原電池反應(yīng)式知,Mg元素化合價由0價變?yōu)?2價,所以Mg失電子作負(fù)極,A正確;該裝置是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置,為原電池,B正確;Mg作負(fù)極,失去電子生成氫氧化鎂,所以電池工作時鎂片逐漸被消耗,C正確;該原電池中,電解質(zhì)溶液是食鹽水,陰離子向負(fù)極移動,即Cl-向Mg電極移動,D錯誤。
7.氫能的低成本、低溫、高效率制取一直是亟待解決的關(guān)鍵難題。實驗計算機模擬在催化劑表面水煤氣變換低溫產(chǎn)氫反應(yīng)(CO+H2O===CO2+H2)過程中能量的變化如圖所示,下列說法正確的是 (　　)
A.CO+H2O===CO2+H2為放熱反應(yīng)
B.狀態(tài)3中物質(zhì)狀態(tài)最穩(wěn)定
C.過程Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均需要吸收能量
D.該反應(yīng)類型為置換反應(yīng)
答案　A
解析　根據(jù)反應(yīng)過程和能量關(guān)系圖可以看出,反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量,所以該反應(yīng)是放熱反應(yīng),A正確;能量越低越穩(wěn)定,狀態(tài)3能量最高,最不穩(wěn)定,B錯誤;過程Ⅰ和Ⅱ是從低能量狀態(tài)到高能量狀態(tài),需要吸收能量,過程Ⅲ是從高能量狀態(tài)到低能量狀態(tài),放出能量,C錯誤;該反應(yīng)的反應(yīng)物沒有單質(zhì),不屬于置換反應(yīng),D錯誤。
8.NO-空氣燃料電池的工作原理如圖所示,下列說法正確的是 (　　)
A.電流的流動方向:負(fù)極→導(dǎo)線→正極
B.“多孔”電極對化學(xué)反應(yīng)速率沒有影響
C.若反應(yīng)消耗1 mol NO,則有3 mol H+向正極區(qū)域移動
D.放電過程中正極的電極反應(yīng)式為O2+4e-+2H2O===4OH-
答案　C
解析　在燃料電池中,通入O2的一極是正極,電極方程式為O2+4e-+4H+===2H2O,通入NO的一極為負(fù)極,NO在負(fù)極失去電子生成HNO3,電極方程式為NO-3e-+2H2O===N+4H+。原電池中電流從正極經(jīng)導(dǎo)線流向負(fù)極,A錯誤;“多孔”電極是一種用于電化學(xué)反應(yīng)的電極,它具有多孔結(jié)構(gòu),可以增大反應(yīng)物的接觸面積,有效地提高電化學(xué)反應(yīng)的速度和效率,B錯誤;負(fù)極電極方程式為NO-3e-+2H2O===N+4H+,若反應(yīng)消耗1 mol NO,則有3 mol H+向正極區(qū)域移動,C正確;該原電池電解質(zhì)溶液為酸性的,通入O2的一極是正極,電極方程式為O2+4e-+4H+===2H2O,D錯誤。
9.對下列各圖的表達中正確的是 (　　)
A.圖a可以表示t s時,N2(g)+3H2(g)2NH3(g)達到了平衡
B.圖b中所介紹的電池使用后不能投入火中,應(yīng)埋入地下以防污染環(huán)境
C.圖c可表示某化學(xué)反應(yīng)屬于吸熱反應(yīng),吸收的能量為E2
D.圖d涉及的反應(yīng)可能為MN
答案　A
解析　從圖a中可知,2v正(N2)=v逆(NH3),對于N2(g)+3H2(g)2NH3(g),2v正(N2)=v正(NH3),故v正(NH3)=v逆(NH3),則該反應(yīng)達到平衡,A正確;該電池中的重金屬離子會污染環(huán)境,不能埋入地下,應(yīng)集中回收,B錯誤;圖c表示放熱反應(yīng),放出的能量是反應(yīng)物與生成物的能量之差,即E2,C錯誤;從圖d中可知,在0~t s內(nèi),M、N的濃度分別變化了4 mol·L-1、2 mol·L-1,所以方程式可能為N2M,D錯誤。
10.一定溫度下,在2 L密閉容器中,A、B、C三種氣體的物質(zhì)的量隨時間變化的曲線如圖所示,下列說法正確的是 (　　)
A.a點時,v(A)=v(B)
B.5 min時,反應(yīng)停止
C.5 min時,A的轉(zhuǎn)化率為25%
D.反應(yīng)的化學(xué)方程式為3A(g)2B(g)+C(g)
答案　D
解析　a點時,A、B兩物質(zhì)反應(yīng)的時間相同,但物質(zhì)的量的變化量不同,反應(yīng)速率不相等,A錯誤;5 min時,反應(yīng)達平衡,是動態(tài)平衡,不是反應(yīng)停止,B錯誤;反應(yīng)開始到5 min,Δn(A)=(0.8-0.2 )mol=0.6 mol, A的轉(zhuǎn)化率為×100%=75%,C錯誤;根據(jù)化學(xué)反應(yīng)計量系數(shù)之比等于反應(yīng)體系中物質(zhì)變化量之比,Δn(A)∶Δn(B)∶Δn(C)=0.6 mol∶0.4 mol∶0.2 mol=3∶2∶1,則反應(yīng)的化學(xué)方程式為3A(g)2B(g)+C(g),D正確。
11.為了研究外界條件對H2O2分解反應(yīng)速率的影響,某同學(xué)在相應(yīng)條件下進行實驗,實驗記錄如下表:
實驗序號 反應(yīng)物 溫度 催化劑 收集V mL氣體所用時間
① 5 mL 5%H2O2溶液 25 ℃ 2滴1 mol/LFeCl3 t1
② 5 mL 5%H2O2溶液 45 ℃ 2滴1 mol/LFeCl3 t2
③ 5 mL 10%H2O2溶液 25 ℃ 2滴1 mol/LFeCl3 t3
④ 5 mL 5%H2O2溶液 25 ℃ 不使用 t4
下列說法中,不正確的是 (　　)
A.通過實驗①②,可研究溫度對反應(yīng)速率的影響
B.所用時間:t1>t3
C.通過實驗①④,可研究催化劑對反應(yīng)速率的影響
D.反應(yīng)速率:③<④
答案　D
解析　A項,實驗①②中除溫度外其他條件均相同,可研究溫度對反應(yīng)速率的影響;B項,實驗①③中除過氧化氫濃度不同外其他條件均相同,濃度大的反應(yīng)速率快,故收集相同體積的氣體實驗③用的時間短,故t1>t3;C項,實驗①④中,④未采用催化劑,其他條件均相同,可研究催化劑對反應(yīng)速率的影響;D項,實驗③④中有濃度和催化劑兩個變量,故不能比較反應(yīng)速率。
12.具有高能量密度的鋅 空氣蓄電池是鋰離子電池的理想替代品。如圖是一種新型可充電鋅 空氣蓄電池放電時的工作原理示意圖,下列說法正確的是 (　　)
A.放電時,鋅板為正極
B.放電時,正極的電極反應(yīng)式為
Zn+4OH--2e-===[Zn(OH)4]2-
C.放電時,OH-由過渡金屬碳化物通過離子交換膜向鋅板移動
D.放電時,每消耗22.4 mL O2,外電路轉(zhuǎn)移電子數(shù)約為2.408×1021
答案　C
解析　據(jù)圖可知放電時,鋅板上Zn被氧化,為負(fù)極,A錯誤;放電時,正極上是氧氣得電子的還原反應(yīng),電極反應(yīng)式為O2+4e-+2H2O===4OH-,B錯誤;此電池中陰離子移向負(fù)極,故OH-由過渡金屬碳化物通過離子交換膜向鋅板移動,C正確;由正極的電極反應(yīng)式O2+4e-+2H2O===4OH-可知,每消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下22.4 mL O2,外電路中轉(zhuǎn)移電子數(shù)約為2.408×1021,但由于未指明是否在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,故不能計算外電路中轉(zhuǎn)移的電子數(shù),D錯誤。
13.一定溫度下,向恒容的密閉容器中充入一定量的A和B兩種氣體發(fā)生反應(yīng),生成氣體C,測得各組分濃度隨時間變化如圖所示。下列能說法正確的是 (　　)
A.0~t0時用C表示的化學(xué)反應(yīng)速率為v(C)=mol·L-1·min-1
B.提高反應(yīng)時的溫度,能實現(xiàn)B完全轉(zhuǎn)化成C
C.容器中B的物質(zhì)的量不再改變,該反應(yīng)達到平衡狀態(tài)
D.3v正(B)=2v逆(C),該反應(yīng)達到平衡狀態(tài)
答案　C
解析　結(jié)合圖像,A、B為反應(yīng)物,C為生成物,根據(jù)化學(xué)計量數(shù)之比等于物質(zhì)的量之比,A、B、C的系數(shù)之比為(1.0-0.8)∶(1.0-0.4)∶0.4=1∶3∶2,則方程式為A(g)+3B(g)2C(g)。0~t0時用C表示的化學(xué)反應(yīng)速率為v(C)= mol·L-1·min-1,A錯誤;該反應(yīng)存在一定的限度,反應(yīng)物不能完全轉(zhuǎn)化為生成物,B錯誤;物質(zhì)的濃度不再改變,反應(yīng)達到平衡,則容器中B的物質(zhì)的量不再改變,該反應(yīng)達到平衡狀態(tài),C正確;反應(yīng)的方程式為A(g)+3B(g)2C(g),根據(jù)化學(xué)計量數(shù)關(guān)系,2v正(B)=3v逆(C),該反應(yīng)達到平衡狀態(tài),D錯誤。
14.通過傳感器可以監(jiān)測空氣中甲醛的含量。一種燃料電池型甲醛氣體傳感器的原理如圖所示,下列說法錯誤的是 (　　)
A.b為電池的負(fù)極,甲醛被氧化
B.a極的電極反應(yīng)為O2+4e-+4H+===2H2O
C.傳感器工作過程中,電解質(zhì)溶液中硫酸的濃度不變
D.當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移1×10-4 mol電子時,傳感器內(nèi)參加反應(yīng)的HCHO為0.75 mg
答案　C
解析　原電池工作時,HCHO失電子在負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng),負(fù)極反應(yīng)為HCHO-4e- +H2O===CO2 + 4H+,O2在正極得電子發(fā)生還原反應(yīng),正極反應(yīng)為O2+4e-+4H+===2H2O,結(jié)合電池總反應(yīng)判斷溶液濃度變化。氧氣得電子被還原,a為正極,故b為電池的負(fù)極,甲醛被氧化,A正確;酸性條件下,氧氣得電子生成水,則正極反應(yīng)為O2+4e-+4H+===2H2O,B正確;電池放電的總反應(yīng)為HCHO+O2CO2+H2O,反應(yīng)后溶液體積增大,所以硫酸的濃度變小,C錯誤;負(fù)極反應(yīng)為HCHO-4e-+H2O===CO2 + 4H+,當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移1×10-4 mol電子時,反應(yīng)的甲醛物質(zhì)的量為×10-4 mol ,質(zhì)量為×10-4 mol ×30 g/mol=7.5×10-4g=0.75mg ,D正確。
15.在2 L恒溫密閉容器中通入氣體X并發(fā)生反應(yīng):2X(g)Y(g)(正反應(yīng)放熱),X的物質(zhì)的量n(X)隨時間t變化的曲線如圖所示(圖中的兩條曲線分別代表有、無催化劑的情形),下列敘述正確的是 (　　)
A.實線表示使用催化劑的情形
B.b、c兩點表明反應(yīng)在相應(yīng)的條件下達到了最大限度
C.反應(yīng)進行到a點時放出的熱量多于反應(yīng)進行到b點時放出的熱量
D.反應(yīng)從開始到a點的平均反應(yīng)速率可表示為v(Y)=0.01 mol·L-1·min-1
答案　B
解析　催化劑能加快化學(xué)反應(yīng)速率,縮短反應(yīng)達到平衡的時間,根據(jù)圖可知,虛線表示使用催化劑的情形,A項錯誤;根據(jù)圖可知,b、c兩點達到了化學(xué)平衡狀態(tài),而化學(xué)平衡狀態(tài)是反應(yīng)所能達到的最大限度,B項正確;根據(jù)圖可知,a點反應(yīng)沒有達到平衡,隨著時間的推移,反應(yīng)繼續(xù)向正反應(yīng)方向進行,且放出熱量,b點的反應(yīng)達到平衡狀態(tài),所以反應(yīng)進行到a點時放出的熱量少于反應(yīng)進行到b點時放出的熱量,C項錯誤;反應(yīng)從開始到a點,X的物質(zhì)的量減少0.1 mol,根據(jù)化學(xué)方程式可知,Y的物質(zhì)的量增加0.05 mol,則平均反應(yīng)速率可表示為v(Y)==0.005 mol·L-1·min-1,D項錯誤。
二、非選擇題(本題包括4小題,共55分)
16.(13分)Ⅰ.給你提供純鋅片、純銅片和500 mL 0.2 mol·L-1的硫酸溶液、導(dǎo)線、1 000 mL量筒等。試用如圖裝置來測定鋅和稀硫酸反應(yīng)時在某段時間內(nèi)通過導(dǎo)線的電子的物質(zhì)的量。
(1)如圖所示,裝置氣密性良好,且1 000 mL量筒中已充滿了水,則開始實驗時,首先要　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　。
(2)a電極材料為　　　　,其電極反應(yīng)式為　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　;
b電極材料為　　　　,其電極反應(yīng)式為　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　。
(3)當(dāng)量筒中收集672 mL氣體時(已折算到標(biāo)準(zhǔn)狀況下),通過導(dǎo)線的電子的物質(zhì)的量為　　　　　　　　　　　　。
Ⅱ.某種氫氧燃料電池是用固體金屬化合物陶瓷作電解質(zhì),兩極上發(fā)生的電極反應(yīng)分別為
A極:2H2+2O2--4e-===2H2O
B極:O2+4e-===2O2-
則A極是電池的　　　　　　極;電子從該極　　　　　　(填“流入”或“流出”)。
答案　 Ⅰ.(1)用導(dǎo)線把a、b兩電極連接起來
(2)純鋅片　Zn-2e-===Zn2+　純銅片
2H++2e-===H2↑　(3)0.06 mol　Ⅱ.負(fù)　流出
解析　Ⅰ.導(dǎo)線中電子的物質(zhì)的量的測定可以通過測定反應(yīng)產(chǎn)生H2的體積(物質(zhì)的量)來實現(xiàn)。導(dǎo)線中有電子的流動必然形成原電池。因此只有用導(dǎo)線將a、b相連形成閉合回路才能實現(xiàn)。產(chǎn)生H2的電極應(yīng)為b極,故b為純銅片,作原電池正極,a極為負(fù)極。其電極反應(yīng)式分別為a極:Zn-2e-===Zn2+;b極:2H++2e-===H2↑,則轉(zhuǎn)移電子為×2=0.06 mol。
Ⅱ. 據(jù)電極反應(yīng)可知A極失去(或流出)電子,作原電池的負(fù)極。
17.(14分)如圖所示,是原電池的裝置圖。請回答:
(1)若溶液C為稀H2SO4溶液,電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),B電極材料為Fe且作負(fù)極,則A電極上發(fā)生的電極反應(yīng)式為　　　　　　　　　　　　; 在反應(yīng)中溶液中的陰離子移向　　　　 (填“A”或“B”),反應(yīng)進行一段時間后溶液C的pH　　　　 (填“升高”“降低”或“基本不變”)。
(2)若需將反應(yīng)Cu+2Fe3+===Cu2++2Fe2+設(shè)計成如圖所示的原電池裝置,則A極(負(fù)極)材料為　　　　, B極電極反應(yīng)式為　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　。
(3)CO與H2反應(yīng)還可制備CH3OH,CH3OH可作為燃料使用,用CH3OH和O2組合形成的質(zhì)子交換膜燃料電池的結(jié)構(gòu)示意圖如下:
電池總反應(yīng)為2CH3OH+3O2===2CO2+4H2O,則電極c是　　　　(填“正極”或“負(fù)極”),若線路中轉(zhuǎn)移2 mol電子,則上述CH3OH燃料電池,消耗的O2在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為　　　　 L。
答案　(1)2H++2e-===H2↑　B　升高
(2)Cu　Fe3++e-===Fe2+
(3)負(fù)極　11.2
解析　(1)若溶液C為稀H2SO4溶液,電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),B電極材料為Fe且作負(fù)極,則A電極為正極,A電極上發(fā)生的電極反應(yīng)式為2H++2e-===H2↑;原電池工作時陰離子向負(fù)極移動,在反應(yīng)中溶液中的陰離子移向B(負(fù)極);負(fù)極反應(yīng)式為Fe-2e-===Fe2+,電池總反應(yīng)為Fe+2H+===Fe2++H2↑,反應(yīng)中消耗H+,反應(yīng)進行一段時間后溶液C中H+的濃度減小,pH升高;(2)反應(yīng)Cu+2Fe3+===Cu2++2Fe2+中,Fe3+發(fā)生得到電子的還原反應(yīng)轉(zhuǎn)化成Fe2+,Cu發(fā)生失去電子的氧化反應(yīng)轉(zhuǎn)化成Cu2+,根據(jù)原電池工作原理,A極(負(fù)極)材料為Cu,B極為正極,B極上Fe3+發(fā)生得到電子的還原反應(yīng),B極電極反應(yīng)式為Fe3++e-===Fe2+;(3)由示意圖可知,電子由電極c經(jīng)負(fù)載流向電極d,則電極c為負(fù)極,電極d為正極,電極d的電極反應(yīng)式為O2+4e-+4H+===2H2O,若線路中轉(zhuǎn)移2 mol電子,則消耗0.5 mol O2,在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為0.5 mol×22.4 L/mol=11.2 L。
18.(14分)Ⅰ.化學(xué)反應(yīng)中伴隨著能量的變化。
(1)下列變化中屬于吸熱反應(yīng)的是　　　　(填序號)。
①冰融化　②碳與水蒸氣制取水煤氣(CO和H2)　③苛性鈉固體溶于水　④氯酸鉀分解制氧氣　⑤生石灰跟水反應(yīng)生成熟石灰　⑥干冰升華
⑦Ba(OH)2·8H2O晶體和氯化銨晶體反應(yīng)
Ⅱ.在2 L的恒容密閉容器中充入1 mol CO和2 mol H2,一定條件下發(fā)生反應(yīng):CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),測得CO(g)和CH3OH(g)的物質(zhì)的量變化如圖1所示,反應(yīng)過程中的能量變化如圖2所示。
(2)從反應(yīng)開始至達到平衡,以CO表示的反應(yīng)的平均反應(yīng)速率v(CO)=　　　　 mol·L-1·min-1。平衡時H2的轉(zhuǎn)化率為　　　　　　　　　　　　。
(3)下列措施能增大反應(yīng)速率的是　　　　　　　 (填字母)。
A.升高溫度
B.降低壓強
C.減小CH3OH的濃度
D.加入合適的催化劑
(4)已知斷開1 mol CO(g)和2 mol H2(g)中的化學(xué)鍵需要吸收的能量為1 924 kJ,則斷開1 mol CH3OH(g)中的化學(xué)鍵所需要吸收　　　　kJ的能量。
答案　Ⅰ .(1)②④⑦　Ⅱ.(2)0.125　75%　(3)AD
(5)2 052.8
解析　(1)冰融化,是吸熱過程,但不發(fā)生化學(xué)反應(yīng),①不符合題意;碳與水蒸氣制取水煤氣(CO和H2),反應(yīng)吸收熱量,②符合題意;苛性鈉固體溶于水,放出大量的熱,但屬于物理過程,③不符合題意;氯酸鉀分解制氧氣,屬于分解反應(yīng),吸收熱量,④符合題意;生石灰跟水反應(yīng)生成熟石灰,反應(yīng)放出熱量,⑤不符合題意;干冰升華,吸收熱量,但只發(fā)生狀態(tài)改變,屬于物理過程,⑥不符合題意;Ba(OH)2·8H2O晶體和氯化銨晶體反應(yīng),反應(yīng)吸收熱量,⑦符合題意;故屬于吸熱反應(yīng)的是②④⑦。(2)從反應(yīng)開始至達到平衡,以CO表示的反應(yīng)的平均反應(yīng)速率v(CO)=×100%=75%。(3)A項,升高溫度,反應(yīng)速率加快;B項,降低壓強,反應(yīng)混合物的濃度減小,反應(yīng)速率減小;C項,減小CH3OH的濃度反應(yīng)速率減小;D項,加入合適的催化劑,反應(yīng)速率加快。(4)設(shè)1 mol CH3OH(g)的鍵能為x,則1 924 kJ-x=-128.8 kJ,x=2 052.8 kJ。則斷開1 mol CH3OH(g)中的化學(xué)鍵所需要吸收2 052.8 kJ的能量。
19.(14分)已知Fe3+具有氧化性,I-具有較強的還原性,二者可自發(fā)進行氧化還原反應(yīng)。通過如下實驗對此反應(yīng)進行探究。
(1)寫出Fe3+和I-發(fā)生反應(yīng)的離子方程式　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　。
(2)[實驗一]
(已知CCl4不溶于水且密度大于水,I2極易溶于CCl4,此實驗中的其他物質(zhì)不溶于CCl4)
操作 現(xiàn)象 結(jié)論
①取5 mL 0.1 mol·L-1 KI溶液,加入0.1 mol·L-1 FeCl3溶液5~6滴,繼續(xù)加2 mL CCl4;充分振蕩 溶液分層,下層呈　　　　色 　　　
②取上層清液,加入2滴KSCN溶液 溶液呈紅色 　　　
[思考]　由反應(yīng)方程式知,上述實驗①中KI過量很多,如何解釋實驗②中的結(jié)論
　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　。
(3)[實驗二]根據(jù)[實驗一]對Fe3+和I-反應(yīng)探究的結(jié)論,設(shè)計如圖所示裝置。
①反應(yīng)開始時,電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),該裝置中能量轉(zhuǎn)化形式為　　　　　　　　　　　　。
②反應(yīng)開始時,石墨(a)作　　　　極,石墨(b)上發(fā)生　　　　反應(yīng)。
③反應(yīng)開始時,電子沿導(dǎo)線移動方向為　　　　(填“a→b”或“b→a”)。
④反應(yīng)開始時,石墨(a)的電極反應(yīng)式為　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　。
⑤反應(yīng)進行一段時間后,電流表讀數(shù)為0,說明了　　　　　　　　　　　　。
答案　(1)2Fe3++2I-===2Fe2++I2
(2)[實驗一]①紫紅　有I2生成　②有Fe3+剩余　[思考]Fe3+和I-的反應(yīng)不能進行到底,有限度,屬于可逆反應(yīng)
(3)[實驗二]①化學(xué)能→電能　②正　氧化
③b→a　④Fe3++e-===Fe2+
⑤此可逆反應(yīng)達到平衡狀態(tài)
解析　(1)根據(jù)氧化還原反應(yīng)離子方程式的書寫方法可寫出:2Fe3++2I-===2Fe2++I2。(2)根據(jù)信息,溶液分層,I2易溶于CCl4,則下層呈紫紅色,說明Fe3+與I-發(fā)生了反應(yīng),生成I2。取上層清液加入2滴KSCN溶液呈紅色,說明有Fe3+剩余。根據(jù)離子方程式及反應(yīng)物用量知,I-過量很多時,Fe3+剩余,說明Fe3+與I-的反應(yīng)不能進行到底,有限度,屬于可逆反應(yīng)。(3)Fe3+與I-的反應(yīng)是自發(fā)的、可逆的氧化還原反應(yīng),因此此實驗裝置是原電池。石墨(a)是正極,電極反應(yīng)式為2Fe3++2e-===2Fe2+,發(fā)生還原反應(yīng);石墨(b)是負(fù)極,電極反應(yīng)式為2I--2e-===I2,發(fā)生氧化反應(yīng)。電子由負(fù)極石墨(b)→正極石墨(a)。反應(yīng)進行一段時間后,電流表讀數(shù)為0,證明此可逆反應(yīng)達到平衡狀態(tài)。章末測評驗收卷(六)　
(滿分:100分)　
一、選擇題(本題包括15小題,每小題只有一個選項符合題意,每小題3分,共45分)
1.下列我國科技創(chuàng)新的產(chǎn)品設(shè)備在工作時,由化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能的是 (　　)
長征三號乙運載火箭用偏二甲肼為燃料 嫦娥四號月球探測器上的太陽能電池板 和諧號動車以350 km/h飛馳 世界首部可折疊柔屏手機通話
2.下列事實或做法與化學(xué)反應(yīng)速率無關(guān)的是 (　　)
將食物存放在溫度低的地方
用鐵觸媒作催化劑合成氨
將煤塊粉碎后燃燒
加熱金屬鈉制備過氧化鈉
3.下列說法正確的是 (　　)
CaO+H2OCa(OH)2可放出大量熱,可利用該反應(yīng)設(shè)計成原電池,把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能
任何化學(xué)反應(yīng)中的能量變化都表現(xiàn)為熱量變化
有化學(xué)鍵形成一定發(fā)生化學(xué)反應(yīng)
灼熱的鉑絲與NH3、O2混合氣接觸,鉑絲繼續(xù)保持紅熱,說明氨的催化氧化反應(yīng)是放熱反應(yīng)
4.NOCl常用于有機合成,其合成原理為2NO(g)+Cl2(g)2NOCl(g),反應(yīng)過程中的能量變化如圖所示。下列有關(guān)說法正確的是 (　　)
2 mol NOCl(g)所具有能量比2 mol NO(g)所具有能量低76 kJ
該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)
該反應(yīng)中每生成2 mol NOCl(g)放出熱量76 kJ
形成1 mol NOCl(g)中的化學(xué)鍵吸收熱量90 kJ
5.對于以下反應(yīng):A(s)+3B(g)2C(g)+D(g),在一定溫度、壓強下,在一體積可變的容器中,當(dāng)下列物理量不再發(fā)生變化時就可確定反應(yīng)一定達到平衡狀態(tài)的是 (　　)
A的濃度不再改變
容器的體積不再發(fā)生變化
B、C、D的分子個數(shù)之比為3∶2∶1
B的消耗速率和D的消耗速率之比為3∶1
6“鹽水動力”玩具車的電池以鎂片、活性炭為電極,向極板上滴加食鹽水后電池便可工作,電池反應(yīng)為2Mg+O2+2H2O2Mg(OH)2。下列關(guān)于該電池的說法中,錯誤的是 (　　)
鎂片作為負(fù)極
電池工作時實現(xiàn)了化學(xué)能向電能的轉(zhuǎn)化
電池工作時鎂片逐漸被消耗
食鹽水作為電解質(zhì)溶液,且Cl-向炭電極移動
7.氫能的低成本、低溫、高效率制取一直是亟待解決的關(guān)鍵難題。實驗計算機模擬在催化劑表面水煤氣變換低溫產(chǎn)氫反應(yīng)(CO+H2OCO2+H2)過程中能量的變化如圖所示,下列說法正確的是 (　　)
CO+H2OCO2+H2為放熱反應(yīng)
狀態(tài)3中物質(zhì)狀態(tài)最穩(wěn)定
過程Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均需要吸收能量
該反應(yīng)類型為置換反應(yīng)
8.NO-空氣燃料電池的工作原理如圖所示,下列說法正確的是 (　　)
電流的流動方向:負(fù)極→導(dǎo)線→正極
“多孔”電極對化學(xué)反應(yīng)速率沒有影響
若反應(yīng)消耗1 mol NO,則有3 mol H+向正極區(qū)域移動
放電過程中正極的電極反應(yīng)式為O2+4e-+2H2O4OH-
9.對下列各圖的表達中正確的是 (　　)
圖a可以表示t s時,N2(g)+3H2(g)2NH3(g)達到了平衡
圖b中所介紹的電池使用后不能投入火中,應(yīng)埋入地下以防污染環(huán)境
圖c可表示某化學(xué)反應(yīng)屬于吸熱反應(yīng),吸收的能量為E2
圖d涉及的反應(yīng)可能為MN
10.一定溫度下,在2 L密閉容器中,A、B、C三種氣體的物質(zhì)的量隨時間變化的曲線如圖所示,下列說法正確的是 (　　)
a點時,v(A)=v(B)
5 min時,反應(yīng)停止
5 min時,A的轉(zhuǎn)化率為25%
反應(yīng)的化學(xué)方程式為3A(g)2B(g)+C(g)
11.為了研究外界條件對H2O2分解反應(yīng)速率的影響,某同學(xué)在相應(yīng)條件下進行實驗,實驗記錄如下表:
實驗 序號 反應(yīng)物 溫度 催化劑 收集V mL氣體 所用時間
① 5 mL 5% H2O2溶液 25 ℃ 2滴1 mol/L FeCl3 t1
② 5 mL 5% H2O2溶液 45 ℃ 2滴1 mol/L FeCl3 t2
實驗 序號 反應(yīng)物 溫度 催化劑 收集V mL氣體 所用時間
③ 5 mL 10% H2O2溶液 25 ℃ 2滴1 mol/L FeCl3 t3
④ 5 mL 5% H2O2溶液 25 ℃ 不使用 t4
下列說法中,不正確的是 (　　)
通過實驗①②,可研究溫度對反應(yīng)速率的影響
所用時間:t1>t3
通過實驗①④,可研究催化劑對反應(yīng)速率的影響
反應(yīng)速率:③<④
12.具有高能量密度的鋅 空氣蓄電池是鋰離子電池的理想替代品。如圖是一種新型可充電鋅 空氣蓄電池放電時的工作原理示意圖,下列說法正確的是 (　　)
放電時,鋅板為正極
放電時,正極的電極反應(yīng)式為
Zn+4OH--2e-[Zn(OH)4]2-
放電時,OH-由過渡金屬碳化物通過離子交換膜向鋅板移動
放電時,每消耗22.4 mL O2,外電路轉(zhuǎn)移電子數(shù)約為2.408×1021
13.一定溫度下,向恒容的密閉容器中充入一定量的A和B兩種氣體發(fā)生反應(yīng),生成氣體C,測得各組分濃度隨時間變化如圖所示。下列能說法正確的是 (　　)
0~t0時用C表示的化學(xué)反應(yīng)速率為
v(C)=mol·L-1·min-1
提高反應(yīng)時的溫度,能實現(xiàn)B完全轉(zhuǎn)化成C
容器中B的物質(zhì)的量不再改變,該反應(yīng)達到平衡狀態(tài)
3v正(B)=2v逆(C),該反應(yīng)達到平衡狀態(tài)
14.通過傳感器可以監(jiān)測空氣中甲醛的含量。一種燃料電池型甲醛氣體傳感器的原理如圖所示,下列說法錯誤的是 (　　)
b為電池的負(fù)極,甲醛被氧化
a極的電極反應(yīng)為O2+4e-+4H+2H2O
傳感器工作過程中,電解質(zhì)溶液中硫酸的濃度不變
當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移1×10-4 mol電子時,傳感器內(nèi)參加反應(yīng)的HCHO為0.75 mg
15.在2 L恒溫密閉容器中通入氣體X并發(fā)生反應(yīng):2X(g)Y(g)(正反應(yīng)放熱),X的物質(zhì)的量n(X)隨時間t變化的曲線如圖所示(圖中的兩條曲線分別代表有、無催化劑的情形),下列敘述正確的是 (　　)
實線表示使用催化劑的情形
b、c兩點表明反應(yīng)在相應(yīng)的條件下達到了最大限度
反應(yīng)進行到a點時放出的熱量多于反應(yīng)進行到b點時放出的熱量
反應(yīng)從開始到a點的平均反應(yīng)速率可表示為v(Y)=0.01 mol·L-1·min-1
二、非選擇題(本題包括4小題,共55分)
16.(13分)Ⅰ.(11分)給你提供純鋅片、純銅片和500 mL 0.2 mol·L-1的硫酸溶液、導(dǎo)線、1 000 mL量筒等。試用如圖裝置來測定鋅和稀硫酸反應(yīng)時在某段時間內(nèi)通過導(dǎo)線的電子的物質(zhì)的量。
(1)(1分)如圖所示,裝置氣密性良好,且1 000 mL量筒中已充滿了水,則開始實驗時,首先要　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　。
(2)(8分)a電極材料為　　　　,其電極反應(yīng)式為　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　;
b電極材料為　　　　,其電極反應(yīng)式為　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　。
(3)(2分)當(dāng)量筒中收集672 mL氣體時(已折算到標(biāo)準(zhǔn)狀況下),通過導(dǎo)線的電子的物質(zhì)的量為　　　　　　　　　　　　。
Ⅱ.(4分)某種氫氧燃料電池是用固體金屬化合物陶瓷作電解質(zhì),兩極上發(fā)生的電極反應(yīng)分別為
A極:2H2+2O2--4e-2H2O
B極:O2+4e-2O2-
則A極是電池的　　　　　極;電子從該極　　　　　(填“流入”或“流出”)。
17.(14分)如圖所示,是原電池的裝置圖。請回答:
(1)(6分)若溶液C為稀H2SO4溶液,電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),B電極材料為Fe且作負(fù)極,則A電極上發(fā)生的電極反應(yīng)式為　　　　　　　　　　　　; 在反應(yīng)中溶液中的陰離子移向　　　　 (填“A”或“B”),反應(yīng)進行一段時間后溶液C的pH　　　　 (填“升高”“降低”或“基本不變”)。
(2)(4分)若需將反應(yīng)Cu+2Fe3+Cu2++2Fe2+設(shè)計成如圖所示的原電池裝置,則A極(負(fù)極)材料為　　　　, B極電極反應(yīng)式為　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　。
(3)(5分)CO與H2反應(yīng)還可制備CH3OH,CH3OH可作為燃料使用,用CH3OH和O2組合形成的質(zhì)子交換膜燃料電池的結(jié)構(gòu)示意圖如下:
電池總反應(yīng)為2CH3OH+3O22CO2+4H2O,則電極c是　　　　(2分)(填“正極”或“負(fù)極”),若線路中轉(zhuǎn)移2 mol電子,則上述CH3OH燃料電池,消耗的O2在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為　　　　(3分) L。
18.(14分)Ⅰ .化學(xué)反應(yīng)中伴隨著能量的變化。
(1)(3分)下列變化中屬于吸熱反應(yīng)的是　　　　　　(填序號)。
①冰融化　②碳與水蒸氣制取水煤氣(CO和H2)　③苛性鈉固體溶于水　④氯酸鉀分解制氧氣　⑤生石灰跟水反應(yīng)生成熟石灰　⑥干冰升華
⑦Ba(OH)2·8H2O晶體和氯化銨晶體反應(yīng)
Ⅱ.在2 L的恒容密閉容器中充入1 mol CO和2 mol H2,一定條件下發(fā)生反應(yīng):CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),測得CO(g)和CH3OH(g)的物質(zhì)的量變化如圖1所示,反應(yīng)過程中的能量變化如圖2所示。
(2)(6分)從反應(yīng)開始至達到平衡,以CO表示的反應(yīng)的平均反應(yīng)速率v(CO)=　　　　 mol·L-1·min-1。平衡時H2的轉(zhuǎn)化率為　　　　　　　　　　　　。
(3)(3分)下列措施能增大反應(yīng)速率的是　　　　　　　　 (填字母)。
A.升高溫度 B.降低壓強
C.減小CH3OH的濃度 D.加入合適的催化劑
(4)(3分)已知斷開1 mol CO(g)和2 mol H2(g)中的化學(xué)鍵需要吸收的能量為1 924 kJ,則斷開1 mol CH3OH(g)中的化學(xué)鍵所需要吸收　　　　kJ的能量。
19.(14分)已知Fe3+具有氧化性,I-具有較強的還原性,二者可自發(fā)進行氧化還原反應(yīng)。通過如下實驗對此反應(yīng)進行探究。
(1)(2分)寫出Fe3+和I-發(fā)生反應(yīng)的離子方程式　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　。
(2)(4分)[實驗一]
(已知CCl4不溶于水且密度大于水,I2極易溶于CCl4,此實驗中的其他物質(zhì)不溶于CCl4)
操作 現(xiàn)象 結(jié)論
①取5 mL 0.1 mol·L-1 KI溶液,加入0.1 mol·L-1 FeCl3溶液5~6滴,繼續(xù)加2 mL CCl4;充分振蕩 溶液分層,下層呈 　　　　色 　　　
②取上層清液,加入2滴KSCN溶液 溶液呈紅色 　　　
[思考]　由反應(yīng)方程式知,上述實驗①中KI過量很多,如何解釋實驗②中的結(jié)論
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)(9分)[實驗二]根據(jù)[實驗一]對Fe3+和I-反應(yīng)探究的結(jié)論,設(shè)計如圖所示裝置。
①反應(yīng)開始時,電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),該裝置中能量轉(zhuǎn)化形式為　　　　　　　　　　(1分)。
②反應(yīng)開始時,石墨(a)作　　　　(1分)極,石墨(b)上發(fā)生　　　　(1分)反應(yīng)。
③反應(yīng)開始時,電子沿導(dǎo)線移動方向為　　　　(2分)(填“a→b”或“b→a”)。
④反應(yīng)開始時,石墨(a)的電極反應(yīng)式為　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(2分)。
⑤反應(yīng)進行一段時間后,電流表讀數(shù)為0,說明了　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　(2分)。(共49張PPT)
章末測評驗收卷
(六)
第六章
化學(xué)反應(yīng)與能量
一、選擇題(本題包括15小題,每小題只有一個選項符合題意,每小題3分,共45分)
1.下列我國科技創(chuàng)新的產(chǎn)品設(shè)備在工作時,由化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能的是(　　)
D
A.長征三號乙運載火箭用偏二甲肼為燃料 B.嫦娥四號月球探測器上的太陽能電池板 C.和諧號動車以350 km/h飛馳 D.世界首部可折疊柔屏手機通話
解析　火箭升空時,將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為火箭的機械能,故A錯誤;太陽能電池板,將太陽能轉(zhuǎn)化為電能,故B錯誤;動車在行駛時主要的能量轉(zhuǎn)化是電能轉(zhuǎn)化為機械能,故C錯誤;手機電池放電是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,故D正確。
2.下列事實或做法與化學(xué)反應(yīng)速率無關(guān)的是 (　　)
A.將食物存放在溫度低的地方
B.用鐵觸媒作催化劑合成氨
C.將煤塊粉碎后燃燒
D.加熱金屬鈉制備過氧化鈉
解析　A項,降低溫度,反應(yīng)速率減慢,所以溫度降低能減慢食物的腐敗速率;B項,用鐵觸媒作催化劑合成氨,催化劑能增大反應(yīng)速率;C項,增大反應(yīng)物接觸面積,能增大反應(yīng)速率,將煤塊粉碎能增大反應(yīng)物接觸面積,所以能加快反應(yīng)速率。
D
3.下列說法正確的是 (　　)
A.CaO+H2O===Ca(OH)2可放出大量熱,可利用該反應(yīng)設(shè)計成原電池,把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能
B.任何化學(xué)反應(yīng)中的能量變化都表現(xiàn)為熱量變化
C.有化學(xué)鍵形成一定發(fā)生化學(xué)反應(yīng)
D.灼熱的鉑絲與NH3、O2混合氣接觸,鉑絲繼續(xù)保持紅熱,說明氨的催化氧化反應(yīng)是放熱反應(yīng)
D
解析　CaO+H2O===Ca(OH)2為放熱反應(yīng),但該反應(yīng)不是氧化還原反應(yīng),不能設(shè)計成原電池,A錯誤;化學(xué)反應(yīng)中的能量變化不一定表現(xiàn)為熱量變化,也可能是光能、電能等,B錯誤;化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)是舊化學(xué)鍵的斷裂和新化學(xué)鍵的形成,有化學(xué)鍵形成不一定發(fā)生化學(xué)反應(yīng),如從水溶液中結(jié)晶形成離子化合物時有離子鍵形成,但這個過程是物理變化,C錯誤;灼熱的鉑絲與NH3、O2混合氣接觸,發(fā)生反應(yīng):4NH3+ 5O2 4NO+6H2O,鉑絲繼續(xù)保持紅熱,說明該反應(yīng)放熱,即氨的催化氧化反應(yīng)是放熱反應(yīng),D正確。
4.NOCl常用于有機合成,其合成原理為2NO(g)+Cl2(g) 2NOCl(g),反應(yīng)過程中的能量變化如圖所示。下列有關(guān)說法正確的是(　　)
A.2 mol NOCl(g)所具有能量比2 mol NO(g)所具有能量低76 kJ
B.該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)
C.該反應(yīng)中每生成2 mol NOCl(g)放出熱量76 kJ
D.形成1 mol NOCl(g)中的化學(xué)鍵吸收熱量90 kJ
C
解析　根據(jù)圖示,2 mol NOCl(g)所具有能量比2 mol NO(g)和1 mol Cl2(g)所具有的總能量低(180-104) kJ=76 kJ,則2 mol NOCl(g)所具有能量比2 mol NO(g)和1 mol Cl2(g)所具有的總能量低76 kJ,A錯誤;反應(yīng)物的能量總和大于生成物的能量總和,為放熱反應(yīng),B錯誤;2 mol NO(g)和1 mol Cl2(g)完全反應(yīng)生成2 mol NOCl(g)放出熱量(180-104) kJ=76 kJ,C正確;斷裂化學(xué)鍵吸收能量,形成化學(xué)鍵放出能量,D錯誤。
5.對于以下反應(yīng):A(s)+3B(g) 2C(g)+D(g),在一定溫度、壓強下,在一體積可變的容器中,當(dāng)下列物理量不再發(fā)生變化時就可確定反應(yīng)一定達到平衡狀態(tài)的是(　　)
A.A的濃度不再改變
B.容器的體積不再發(fā)生變化
C.B、C、D的分子個數(shù)之比為3∶2∶1
D.B的消耗速率和D的消耗速率之比為3∶1
D
解析　A項,A為固體,濃度視為常數(shù),不管是否達到平衡,A濃度均不變;B項,反應(yīng)前后氣體的化學(xué)計量數(shù)之和相等,無論是否達到平衡狀態(tài),氣體體積不變;C項,B、C、D的分子個數(shù)之比取決于起始物質(zhì)的配料比以及轉(zhuǎn)化的程度,不能用以判斷是否達到平衡狀態(tài);D項,B的消耗速率和D的消耗速率之比為3∶1,說明正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率,能說明反應(yīng)達到平衡。
6“鹽水動力”玩具車的電池以鎂片、活性炭為電極,向極板上滴加食鹽水后電池便可工作,電池反應(yīng)為2Mg+O2+2H2O===2Mg(OH)2。下列關(guān)于該電池的說法中,錯誤的是 (　　)
A.鎂片作為負(fù)極
B.電池工作時實現(xiàn)了化學(xué)能向電能的轉(zhuǎn)化
C.電池工作時鎂片逐漸被消耗
D.食鹽水作為電解質(zhì)溶液,且Cl-向炭電極移動
D
解析　根據(jù)原電池反應(yīng)式知,Mg元素化合價由0價變?yōu)?2價,所以Mg失電子作負(fù)極,A正確;該裝置是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置,為原電池,B正確;Mg作負(fù)極,失去電子生成氫氧化鎂,所以電池工作時鎂片逐漸被消耗,C正確;該原電池中,電解質(zhì)溶液是食鹽水,陰離子向負(fù)極移動,即Cl-向Mg電極移動,D錯誤。
7.氫能的低成本、低溫、高效率制取一直是亟待解決的關(guān)鍵難題。實驗計算機模擬在催化劑表面水煤氣變換低溫產(chǎn)氫反應(yīng)(CO+H2O===CO2+H2)過程中能量的變化如圖所示,下列說法正確的是 (　　)
A.CO+H2O===CO2+H2為放熱反應(yīng) B.狀態(tài)3中物質(zhì)狀態(tài)最穩(wěn)定
C.過程Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均需要吸收能量 D.該反應(yīng)類型為置換反應(yīng)
A
解析　根據(jù)反應(yīng)過程和能量關(guān)系圖可以看出,反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量,所以該反應(yīng)是放熱反應(yīng),A正確;能量越低越穩(wěn)定,狀態(tài)3能量最高,最不穩(wěn)定,B錯誤;過程Ⅰ和Ⅱ是從低能量狀態(tài)到高能量狀態(tài),需要吸收能量,過程Ⅲ是從高能量狀態(tài)到低能量狀態(tài),放出能量,C錯誤;該反應(yīng)的反應(yīng)物沒有單質(zhì),不屬于置換反應(yīng),D錯誤。
8.NO-空氣燃料電池的工作原理如圖所示,下列說法正確的是 (　　)
A.電流的流動方向:負(fù)極→導(dǎo)線→正極
B.“多孔”電極對化學(xué)反應(yīng)速率沒有影響
C.若反應(yīng)消耗1 mol NO,則有3 mol H+向正極區(qū)域移動
D.放電過程中正極的電極反應(yīng)式為O2+4e-+2H2O===4OH-
C
解析　在燃料電池中,通入O2的一極是正極,電極方程式為O2+4e-+4H+===2H2O,通入NO的一極為負(fù)極,NO在負(fù)極失去電子生成HNO3,電極方程式為NO-3e-+2H2O===N+4H+。原電池中電流從正極經(jīng)導(dǎo)線流向負(fù)極,A錯誤;“多孔”電極是一種用于電化學(xué)反應(yīng)的電極,它具有多孔結(jié)構(gòu),可以增大反應(yīng)物的接觸面積,有效地提高電化學(xué)反應(yīng)的速度和效率,B錯誤;負(fù)極電極方程式為NO-3e-+2H2O ===N+4H+,若反應(yīng)消耗1 mol NO,則有3 mol H+向正極區(qū)域移動,C正確;該原電池電解質(zhì)溶液為酸性的,通入O2的一極是正極,電極方程式為O2+4e-+4H+=== 2H2O,D錯誤。
9.對下列各圖的表達中正確的是 (　　)
A.圖a可以表示t s時,N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)達到了平衡
B.圖b中所介紹的電池使用后不能投入火中,應(yīng)埋入地下以防污染環(huán)境
C.圖c可表示某化學(xué)反應(yīng)屬于吸熱反應(yīng),吸收的能量為E2
D.圖d涉及的反應(yīng)可能為M N
A
解析　從圖a中可知,2v正(N2)=v逆(NH3),對于N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),2v正(N2)=v正(NH3),故v正(NH3)=v逆(NH3),則該反應(yīng)達到平衡,A正確;該電池中的重金屬離子會污染環(huán)境,不能埋入地下,應(yīng)集中回收,B錯誤;圖c表示放熱反應(yīng),放出的能量是反應(yīng)物與生成物的能量之差,即E2,C錯誤;從圖d中可知,在0~t s內(nèi),M、N的濃度分別變化了4 mol·L-1、2 mol·L-1,所以方程式可能為N 2M,D錯誤。
10.一定溫度下,在2 L密閉容器中,A、B、C三種氣體的物質(zhì)的量隨時間變化的曲線如圖所示,下列說法正確的是 (　　)
A.a點時,v(A)=v(B)
B.5 min時,反應(yīng)停止
C.5 min時,A的轉(zhuǎn)化率為25%
D.反應(yīng)的化學(xué)方程式為3A(g) 2B(g)+C(g)
D
解析　a點時,A、B兩物質(zhì)反應(yīng)的時間相同,但物質(zhì)的量的變化量不同,反應(yīng)速率不相等,A錯誤;5 min時,反應(yīng)達平衡,是動態(tài)平衡,不是反應(yīng)停止,B錯誤;反應(yīng)開始到5 min,Δn(A)=(0.8-0.2 )mol=0.6 mol, A的轉(zhuǎn)化率為×100%=75%,C錯誤;根據(jù)化學(xué)反應(yīng)計量系數(shù)之比等于反應(yīng)體系中物質(zhì)變化量之比,Δn(A)∶Δn(B)∶Δn(C) =0.6 mol∶0.4 mol∶0.2 mol=3∶2∶1,則反應(yīng)的化學(xué)方程式為3A(g) 2B(g)+C(g), D正確。
11.為了研究外界條件對H2O2分解反應(yīng)速率的影響,某同學(xué)在相應(yīng)條件下進行實驗,實驗記錄如下表:
實驗序號 反應(yīng)物 溫度 催化劑 收集V mL氣體所用時間
① 5 mL 5%H2O2溶液 25 ℃ 2滴1 mol/LFeCl3 t1
② 5 mL 5%H2O2溶液 45 ℃ 2滴1 mol/LFeCl3 t2
③ 5 mL 10%H2O2溶液 25 ℃ 2滴1 mol/LFeCl3 t3
④ 5 mL 5%H2O2溶液 25 ℃ 不使用 t4
下列說法中,不正確的是 (　　)
A.通過實驗①②,可研究溫度對反應(yīng)速率的影響
B.所用時間:t1>t3
C.通過實驗①④,可研究催化劑對反應(yīng)速率的影響
D.反應(yīng)速率:③<④
D
解析　A項,實驗①②中除溫度外其他條件均相同,可研究溫度對反應(yīng)速率的影響;B項,實驗①③中除過氧化氫濃度不同外其他條件均相同,濃度大的反應(yīng)速率快,故收集相同體積的氣體實驗③用的時間短,故t1>t3;C項,實驗①④中,④未采用催化劑,其他條件均相同,可研究催化劑對反應(yīng)速率的影響;D項,實驗③④中有濃度和催化劑兩個變量,故不能比較反應(yīng)速率。
A.放電時,鋅板為正極
B.放電時,正極的電極反應(yīng)式為
Zn+4OH--2e-===[Zn(OH)4]2-
C.放電時,OH-由過渡金屬碳化物通過離子
交換膜向鋅板移動
D.放電時,每消耗22.4 mL O2,外電路轉(zhuǎn)移電子數(shù)約為2.408×1021
C
12.具有高能量密度的鋅 空氣蓄電池是鋰離子電池的理想替代品。如圖是一種新型可充電鋅 空氣蓄電池放電時的工作原理示意圖,下列說法正確的是 (　　)
解析　據(jù)圖可知放電時,鋅板上Zn被氧化,為負(fù)極,A錯誤;放電時,正極上是氧氣得電子的還原反應(yīng),電極反應(yīng)式為O2+4e-+2H2O===4OH-,B錯誤;此電池中陰離子移向負(fù)極,故OH-由過渡金屬碳化物通過離子交換膜向鋅板移動,C正確;由正極的電極反應(yīng)式O2+4e-+2H2O===4OH-可知,每消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下22.4 mL O2,外電路中轉(zhuǎn)移電子數(shù)約為2.408×1021,但由于未指明是否在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,故不能計算外電路中轉(zhuǎn)移的電子數(shù),D錯誤。
13.一定溫度下,向恒容的密閉容器中充入一定量的A和B兩種氣體發(fā)生反應(yīng),生成氣體C,測得各組分濃度隨時間變化如圖所示。下列能說法正確的是 (　　)
A.0~t0時用C表示的化學(xué)反應(yīng)速率為v(C)=mol·L-1·min-1
B.提高反應(yīng)時的溫度, 能實現(xiàn)B完全轉(zhuǎn)化成C
C.容器中B的物質(zhì)的量不再改變,該反應(yīng)達到平衡狀態(tài)
D.3v正(B)=2v逆(C),該反應(yīng)達到平衡狀態(tài)
C
解析　結(jié)合圖像,A、B為反應(yīng)物,C為生成物,根據(jù)化學(xué)計量數(shù)之比等于物質(zhì)的量之比,A、B、C的系數(shù)之比為(1.0-0.8)∶(1.0-0.4)∶0.4=1∶3∶2,則方程式為A(g)+3B(g) 2C(g)。0~t0時用C表示的化學(xué)反應(yīng)速率為v(C)= mol·L-1·min-1,A錯誤;該反應(yīng)存在一定的限度,反應(yīng)物不能完全轉(zhuǎn)化為生成物,B錯誤;物質(zhì)的濃度不再改變,反應(yīng)達到平衡,則容器中B的物質(zhì)的量不再改變,該反應(yīng)達到平衡狀態(tài),C正確;反應(yīng)的方程式為A(g)+3B(g) 2C(g),根據(jù)化學(xué)計量數(shù)關(guān)系,2v正(B)=3v逆(C),該反應(yīng)達到平衡狀態(tài),D錯誤。
14.通過傳感器可以監(jiān)測空氣中甲醛的含量。一種燃料電池型甲醛氣體傳感器的原理如圖所示,下列說法錯誤的是 (　　)
A.b為電池的負(fù)極,甲醛被氧化
B.a極的電極反應(yīng)為O2+4e-+4H+===2H2O
C.傳感器工作過程中,電解質(zhì)溶液中硫酸的濃度不變
D.當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移1×10-4 mol電子時,傳感器內(nèi)參加反應(yīng)的HCHO為0.75 mg
C
解析　原電池工作時,HCHO失電子在負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng),負(fù)極反應(yīng)為HCHO-4e- +H2O===CO2 + 4H+,O2在正極得電子發(fā)生還原反應(yīng),正極反應(yīng)為O2+4e-+4H+===2H2O,結(jié)合電池總反應(yīng)判斷溶液濃度變化。氧氣得電子被還原,a為正極,故b為電池的負(fù)極,甲醛被氧化,A正確;酸性條件下,氧氣得電子生成水,則正極反應(yīng)為O2+4e-+4H+===2H2O,B正確;電池放電的總反應(yīng)為HCHO+O2 CO2+H2O,反應(yīng)后溶液體積增大,所以硫酸的濃度變小,C錯誤;負(fù)極反應(yīng)為HCHO-4e-+H2O===CO2 + 4H+,當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移1×10-4 mol電子時,反應(yīng)的甲醛物質(zhì)的量為×10-4 mol ,質(zhì)量為×10-4 mol ×30 g/mol=7.5×10-4g=0.75mg ,D正確。
15.在2 L恒溫密閉容器中通入氣體X并發(fā)生反應(yīng):2X(g) Y(g)(正反應(yīng)放熱),X的物質(zhì)的量n(X)隨時間t變化的曲線如圖所示(圖中的兩條曲線分別代表有、無催化劑的情形),下列敘述正確的是(　　)
A.實線表示使用催化劑的情形
B.b、c兩點表明反應(yīng)在相應(yīng)的條件下達到了最大限度
C.反應(yīng)進行到a點時放出的熱量多于反應(yīng)進行到b點時放出的熱量
D.反應(yīng)從開始到a點的平均反應(yīng)速率可表示為v(Y)=0.01 mol·L-1·min-1
B
解析　催化劑能加快化學(xué)反應(yīng)速率,縮短反應(yīng)達到平衡的時間,根據(jù)圖可知,虛線表示使用催化劑的情形,A項錯誤;根據(jù)圖可知,b、c兩點達到了化學(xué)平衡狀態(tài),而化學(xué)平衡狀態(tài)是反應(yīng)所能達到的最大限度,B項正確;根據(jù)圖可知,a點反應(yīng)沒有達到平衡,隨著時間的推移,反應(yīng)繼續(xù)向正反應(yīng)方向進行,且放出熱量,b點的反應(yīng)達到平衡狀態(tài),所以反應(yīng)進行到a點時放出的熱量少于反應(yīng)進行到b點時放出的熱量,C項錯誤;反應(yīng)從開始到a點,X的物質(zhì)的量減少0.1 mol,根據(jù)化學(xué)方程式可知,Y的物質(zhì)的量增加0.05 mol,則平均反應(yīng)速率可表示為v(Y)==0.005 mol·L-1·min-1,D項錯誤。
二、非選擇題(本題包括4小題,共55分)
16.(13分)Ⅰ.給你提供純鋅片、純銅片和500 mL 0.2 mol·L-1的硫酸溶液、導(dǎo)線、1 000 mL量筒等。試用如圖裝置來測定鋅和稀硫酸反應(yīng)時在某段時間內(nèi)通過導(dǎo)線的電子的物質(zhì)的量。
(1)如圖所示,裝置氣密性良好,且1 000 mL量筒中已充滿了水,則開始實驗時,首先要　　　　　　　　　　　 　　　。
(2)a電極材料為　　　　　　,其電極反應(yīng)式為　　　　　　　　; b電極材料為
　　　　, 其電極反應(yīng)式為　　　　　　　　　　　。
(3)當(dāng)量筒中收集672 mL氣體時(已折算到標(biāo)準(zhǔn)狀況下),通過導(dǎo)線的電子的物質(zhì)的量為　　　　　　。
用導(dǎo)線把a、b兩電極連接起來
純鋅片
Zn-2e-===Zn2+
純銅片
2H++2e-===H2↑
0.06 mol
解析　Ⅰ.導(dǎo)線中電子的物質(zhì)的量的測定可以通過測定反應(yīng)產(chǎn)生H2的體積(物質(zhì)的量)來實現(xiàn)。導(dǎo)線中有電子的流動必然形成原電池。因此只有用導(dǎo)線將a、b相連形成閉合回路才能實現(xiàn)。產(chǎn)生H2的電極應(yīng)為b極,故b為純銅片,作原電池正極,a極為負(fù)極。其電極反應(yīng)式分別為a極:Zn-2e-===Zn2+;b極:2H++2e-===H2↑,則轉(zhuǎn)移電子為×2=0.06 mol。
Ⅱ.某種氫氧燃料電池是用固體金屬化合物陶瓷作電解質(zhì),兩極上發(fā)生的電極反應(yīng)分別為
A極:2H2+2O2--4e-===2H2O
B極:O2+4e-===2O2-
則A極是電池的　　　　極;電子從該極　　　　　　(填“流入”或“流出”)。
負(fù)
流出
解析　Ⅱ. 據(jù)電極反應(yīng)可知A極失去(或流出)電子,作原電池的負(fù)極。
17.(14分)如圖所示,是原電池的裝置圖。請回答:
(1)若溶液C為稀H2SO4溶液,電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),B電極材料
為Fe且作負(fù)極,則A電極上發(fā)生的電極反應(yīng)式為　　　　　　　　;
在反應(yīng)中溶液中的陰離子移向　　　　 (填“A”或“B”),反應(yīng)進行一段時間后溶液C的pH　　　　 (填“升高”“降低”或“基本不變”)。
(2)若需將反應(yīng)Cu+2Fe3+===Cu2++2Fe2+設(shè)計成如圖所示的原電池裝置,則A極(負(fù)極)材料為　　　　, B極電極反應(yīng)式為　　　　　　　　。
2H++2e-===H2↑
B
升高
Cu
Fe3++e-===Fe2+
解析　(1)若溶液C為稀H2SO4溶液,電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),B電極材料為Fe且作負(fù)極,則A電極為正極,A電極上發(fā)生的電極反應(yīng)式為2H++2e-===H2↑;原電池工作時陰離子向負(fù)極移動,在反應(yīng)中溶液中的陰離子移向B(負(fù)極);負(fù)極反應(yīng)式為Fe-2e-===Fe2+,電池總反應(yīng)為Fe+2H+===Fe2++H2↑,反應(yīng)中消耗H+,反應(yīng)進行一段時間后溶液C中H+的濃度減小,pH升高;(2)反應(yīng)Cu+2Fe3+===Cu2++2Fe2+中,Fe3+發(fā)生得到電子的還原反應(yīng)轉(zhuǎn)化成Fe2+,Cu發(fā)生失去電子的氧化反應(yīng)轉(zhuǎn)化成Cu2+,根據(jù)原電池工作原理,A極(負(fù)極)材料為Cu,B極為正極,B極上Fe3+發(fā)生得到電子的還原反應(yīng),B極電極反應(yīng)式為Fe3++e-===Fe2+;
(3)CO與H2反應(yīng)還可制備CH3OH,CH3OH可作為燃料使用,用CH3OH和O2組合形成的質(zhì)子交換膜燃料電池的結(jié)構(gòu)示意圖如下:
電池總反應(yīng)為2CH3OH+3O2===2CO2+4H2O,則電極c是　　　　(填“正極”或“負(fù)極”),若線路中轉(zhuǎn)移2 mol電子,則上述CH3OH燃料電池,消耗的O2在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為　　　　 L。
負(fù)極
11.2
解析　(3)由示意圖可知,電子由電極c經(jīng)負(fù)載流向電極d,則電極c為負(fù)極,電極d為正極,電極d的電極反應(yīng)式為O2+4e-+4H+===2H2O,若線路中轉(zhuǎn)移2 mol電子,則消耗0.5 mol O2,在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為0.5 mol×22.4 L/mol=11.2 L。
18.(14分)Ⅰ.化學(xué)反應(yīng)中伴隨著能量的變化。
(1)下列變化中屬于吸熱反應(yīng)的是　　　　(填序號)。
①冰融化　②碳與水蒸氣制取水煤氣(CO和H2)　③苛性鈉固體溶于水　
④氯酸鉀分解制氧氣　⑤生石灰跟水反應(yīng)生成熟石灰　⑥干冰升華
⑦Ba(OH)2·8H2O晶體和氯化銨晶體反應(yīng)
②④⑦
解析　(1)冰融化,是吸熱過程,但不發(fā)生化學(xué)反應(yīng),①不符合題意;碳與水蒸氣制取水煤氣(CO和H2),反應(yīng)吸收熱量,②符合題意;苛性鈉固體溶于水,放出大量的熱,但屬于物理過程,③不符合題意;氯酸鉀分解制氧氣,屬于分解反應(yīng),吸收熱量,④符合題意;生石灰跟水反應(yīng)生成熟石灰,反應(yīng)放出熱量,⑤不符合題意;干冰升華,吸收熱量,但只發(fā)生狀態(tài)改變,屬于物理過程,⑥不符合題意;Ba(OH)2·8H2O晶體和氯化銨晶體反應(yīng),反應(yīng)吸收熱量,⑦符合題意;故屬于吸熱反應(yīng)的是②④⑦。
Ⅱ.在2 L的恒容密閉容器中充入1 mol CO和2 mol H2,一定條件下發(fā)生反應(yīng):CO(g)+2H2(g) CH3OH(g),測得CO(g)和CH3OH(g)的物質(zhì)的量變化如圖1所示,反應(yīng)過程中的能量變化如圖2所示。
(2)從反應(yīng)開始至達到平衡,以CO表示的反應(yīng)的平均反應(yīng)速率v(CO)=____________ mol·L-1·min-1。 平衡時H2的轉(zhuǎn)化率為　　　　。
(3)下列措施能增大反應(yīng)速率的是　　　 (填字母)。
A.升高溫度 B.降低壓強
C.減小CH3OH的濃度 D.加入合適的催化劑
(4)已知斷開1 mol CO(g)和2 mol H2(g)中的化學(xué)鍵需要吸收的能量為1 924 kJ,則斷開1 mol CH3OH(g)中的化學(xué)鍵所需要吸收　　　　kJ的能量。
0.125
75%
AD
2 052.8
解析　(2)從反應(yīng)開始至達到平衡,以CO表示的反應(yīng)的平均反應(yīng)速率v(CO)= ×100%=75%。(3)A項,升高溫度,反應(yīng)速率加快;B項,降低壓強,反應(yīng)混合物的濃度減小,反應(yīng)速率減小;C項,減小CH3OH的濃度反應(yīng)速率減小;D項,加入合適的催化劑,反應(yīng)速率加快。(4)設(shè)1 mol CH3OH(g)的鍵能為x,則1 924 kJ-x=-128.8 kJ,x=2 052.8 kJ。則斷開1 mol CH3OH(g)中的化學(xué)鍵所需要吸收2 052.8 kJ的能量。
19.(14分)已知Fe3+具有氧化性,I-具有較強的還原性,二者可自發(fā)進行氧化還原反應(yīng)。通過如下實驗對此反應(yīng)進行探究。
(1)寫出Fe3+和I-發(fā)生反應(yīng)的離子方程式　　　　　　　　　　　 。
2Fe3++2I-===2Fe2++I2
解析　(1)根據(jù)氧化還原反應(yīng)離子方程式的書寫方法可寫出:
2Fe3++2I-===2Fe2++I2。
(2)[實驗一]
(已知CCl4不溶于水且密度大于水,I2極易溶于CCl4,此實驗中的其他物質(zhì)不溶于CCl4)
操作 現(xiàn)象 結(jié)論
①取5 mL 0.1 mol·L-1 KI溶液,加入0.1 mol·L-1 FeCl3溶液5~6滴,繼續(xù)加2 mL CCl4;充分振蕩 溶液分層,下層呈　　　　色 　　　　　
②取上層清液,加入2滴KSCN溶液 溶液呈紅色 　　　　　
[思考]　由反應(yīng)方程式知,上述實驗①中KI過量很多,如何解釋實驗②中的結(jié)論
　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　。
紫紅
有I2生成
有Fe3+剩余
Fe3+和I-的反應(yīng)不能進行到底,有限度,屬于可逆反應(yīng)
解析　(2)根據(jù)信息,溶液分層,I2易溶于CCl4,則下層呈紫紅色,說明Fe3+與I-發(fā)生了反應(yīng),生成I2。取上層清液加入2滴KSCN溶液呈紅色,說明有Fe3+剩余。根據(jù)離子方程式及反應(yīng)物用量知,I-過量很多時,Fe3+剩余,說明Fe3+與I-的反應(yīng)不能進行到底,有限度,屬于可逆反應(yīng)。
(3)[實驗二]根據(jù)[實驗一]對Fe3+和I-反應(yīng)探究的結(jié)論,設(shè)計如圖所示裝置。
①反應(yīng)開始時,電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),該裝置中能量
轉(zhuǎn)化形式為　　　　　　　　　。
②反應(yīng)開始時,石墨(a)作　　極,石墨(b)上發(fā)生　　　反應(yīng)。
③反應(yīng)開始時,電子沿導(dǎo)線移動方向為　　　　(填“a→b”或“b→a”)。
④反應(yīng)開始時,石墨(a)的電極反應(yīng)式為　　　　　　　　　。
⑤反應(yīng)進行一段時間后,電流表讀數(shù)為0,說明了　　　　　　　　　　　　。
化學(xué)能→電能
正
氧化
b→a
Fe3++e-===Fe2+
此可逆反應(yīng)達到平衡狀態(tài)
解析　(3)Fe3+與I-的反應(yīng)是自發(fā)的、可逆的氧化還原反應(yīng),因此此實驗裝置是原電池。石墨(a)是正極,電極反應(yīng)式為2Fe3++2e-===2Fe2+,發(fā)生還原反應(yīng);石墨(b)是負(fù)極,電極反應(yīng)式為2I--2e-===I2,發(fā)生氧化反應(yīng)。電子由負(fù)極石墨(b)→正極石墨(a)。反應(yīng)進行一段時間后,電流表讀數(shù)為0,證明此可逆反應(yīng)達到平衡狀態(tài)。

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