资源描述
考点四十 金属电池1某兴趣小组设计如图所示的原电池装置，下列有关说法正确的是 ( ) A 锌板是原电池的负极，发生还原反应B 电子流向：锌板灯泡银板湿布锌板C 银板上的电极反应：D 电池总反应：【答案】D2一种新型的电池，总反应为: 3Zn+2FeO42+8H2O=2Fe(OH)3+3Zn(OH)2+4OH，其工作原理如图所示。下列说法不正确的是 A Zn极是负极，发生氧化反应B 随着反应的进行，溶液的pH增大C 电子由Zn极流出到石墨电极，再经过溶液回到Zn极，形成回路D 石墨电极上发生的反应为：FeO42+3e+4H2O=Fe(OH)3+5OH【答案】C【解析】A、根据电池总反应，Zn的化合价升高，根据原电池的工作原理，即锌作负极，发生氧化反应，故A说法正确；B、根据电池总反应方程式，生成OH，溶液的pH增大，故B说法正确；C、根据原电池的工作原理，电子从Zn电极流出经外电路流向石墨，电解质溶液应是阴阳离子定向移动，没有电子通过，故C说法错误；D、负极电极反应式为Zn2OH2e=Zn(OH)2，正极反应式为FeO424H2O3e=Fe(OH)35OH，故D说法正确。3关于如图所示装置的叙述，正确的是 A 铜是阳极，铜片上有气泡产生B 铜片质量逐渐减少C 电流方向从锌片经导线流向铜片D 铜离子在铜片表面被还原【答案】D4下列实验操作或装置符合实验要求的是装置装置装置装置 A 装置用滴定法测定盐酸的浓度B 装置可用于中和热的测定C 装置可用于验证化学能转化为电能D 装置可合成氨并检验氨气的生成【答案】C5下列关于铜锌原电池（如图所示）的说法正确的是（ ） A Zn是负极，发生还原反应 B Cu是负极，发生氧化反应C 铜片上有气体逸出 D 电子由铜片通过导线流向锌片【答案】C【解析】A.该装置是原电池,Zn易失电子发生氧化反应而作负极、Cu作正极,故A错误; B.Cu作正极,发生还原反应,故B错误；C.铜是正极,氢离子在正极得电子发生还原反应:2H+2e-=H2,所以C选项是正确；D.负极上失电子、正极上得电子,该装置中Zn是负极、Cu是正极,所以电子从Zn沿导线流向正极Cu,故D错误；正确选项C。6有关 X、Y、Z、W 四种金属的实验如下：将 X 与 Y 用导线连接，浸入电解质溶液中，Y 不易腐蚀将片状的 X、W 分别投入等浓度盐酸中都有气体产生，W 比 X 反应剧烈用惰性电极电解等物质的量浓度的 Y 和 Z 的硝酸盐混合溶液，在阴极上首先析出单质 Z 根据以上事实，下列判断或推测错误的是（ ）。A Z 的阳离子氧化性最强B W 的还原性强于 Y 的还原性C 用 Y、Z 和稀硝酸可构成原电池，且 Y 作负极D Z 放入 CuSO4 溶液中一定有 Cu 析出【答案】D【解析】根据1可知金属活泼性是：XY，根据2可知金属的活泼性是：WX，根据3可知，金属的活泼性是YZ，所以四种金属的金属活动性为：WXYZ，Z可能是Ag或Cu。A、金属单质的还原性越弱，离子的得电子能力越强，即氧化性越强，四种金属的金属活动性为：WXYZ，所以Z的阳离子氧化性最强，故A正确；B、金属的活动性为：WY，W的还原性强于Y的还原性，故B正确；C、金属活泼性是：XZ，所以用X、Z和稀硫酸构成的原电池，X做负极，故C正确。D、四种金属的金属活动性为：WXYZ，Z可能是Ag或Cu，Z放入CuSO4溶液中一定没有Cu析出，故D错误。7某原电池的电池反应为：Fe2Fe3=3Fe2，与此电池反应不符的原电池是A 铜片、铁片、FeCl3 溶液组成的原电池B 石墨、铁片、Fe(NO3)3 溶液组成的原电池C 铁片、锌片、Fe2(SO4)3 溶液组成的原电池D 铜片、铁片、Fe(NO3)3 溶液组成的原电池【答案】C8实验室可用如图装置(启普发生器)制取氢气，欲使得到氢气的速率加快，下列措施可行的是 A 将稀硫酸改为浓硫酸B 向稀硫酸中加入少量固体C 向稀硫酸中加入溶液D 给装置中发生反应的部分加热【答案】B9下图甲和乙是双液原电池装置。由图可判断下列说法错误的是（ ） A 乙图电池反应的离子方程式为：Co(s)2Ag(aq)2Ag(s)Co2+(aq)B 反应2Ag(s)Cd2(aq)Cd(s)2Ag(aq) 不能发生C 盐桥的作用是形成闭合回路，并使两边溶液保持电中性D 甲图当有1mol电子通过外电路时，正极有59g Co析出【答案】D【解析】A项，乙装置中，Co为负极，Co极电极反应式为Co-2e-=Co2+，Ag为正极，Ag极电极反应式为2Ag+2e-=2Ag，电池总反应的离子方程式为Co（s）+2Ag+（aq）=Co2+（aq）+2Ag（s），A项正确；B项，甲装置中，Cd为负极，Co为正极，金属活动性：CdCo，乙装置中，Co为负极，Ag为正极，金属活动性：CoAg，则金属活动性：CdCoAg，反应2Ag（s）+Cd2+（aq）=2Ag+（aq）+Cd（s）不能发生，B项正确；C项，盐桥的作用是形成闭合回路和平衡电荷，原电池工作时，盐桥中的阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，使两边溶液保持电中性，C项正确；D项，甲装置中，Co为正极，Co极电极反应式为Co2+2e-=Co，当有1mol电子通过外电路时正极析出0.5molCo，即有29.5gCo析出，D项错误；答案选D。10如图所示，杠杆 AB 两端分别挂有体积相同质量相等的空心铜球和空心铁球，调节杠杆并使其在水中保持平衡，然后小心地向烧杯中央滴入 M 的浓溶液，一段时间后， 下列有关杠杆的偏向判断正确的是（实验过程中，不考虑两球的浮力变化）（ ） A 当 M为盐酸、杠杆为导体时，A 端高，B 端低B 当 M为 AgNO3、杠杆为导体时，A 端高，B 端低C 当 M为 CuSO4、杠杆为导体时，A 端低，B 端高D 当 M为 CuSO4、杠杆为绝缘体时，A 端低，B 端高【答案】C11如图所示，烧杯内盛有浓 HNO3，在烧杯中放入用导线相连的铁、铅两个电极，已知原电池停止工作时，Fe、Pb 都有剩余下列说法正确的是（ ） A Fe比Pb活泼，始终作负极B Fe在浓硝酸中钝化，始终不会溶解C 电池停止工作时，烧杯中生成了硝酸铁D 利用浓硝酸做电解质溶液不符合“绿色化学”思想【答案】D12如图为一原电池装置，其中X、Y为两种不同的金属。对此装置的下列说法中正确的是 A 活动性顺序：XYB 外电路的电流方向是：X外电路YC 随反应的进行，溶液的pH减小D Y极上发生的是氧化反应【答案】A【解析】A.一般构成原电池的两个金属电极的活泼性为：负极正极，故XY，故A正确；B. 外电路的电流方向与电子的流向相反，应为是：Y外电路X，故B错误；C. 随反应的进行，溶液中氢离子浓度不断减小，溶液的pH增大，故C错误；D. Y极上得到电子，发生还原反应，故D错误；答案选A。13据报道，锌电池可能取代目前广泛使用的铅蓄电池，因为锌电池容量更大，而且没有铅污染，其电池反应为2ZnO2=2ZnO，原料为锌粒、KOH电解液和空气，则下列叙述正确的是( )A 锌为正极，空气进入负极反应 B 负极反应为Zn2OH2e=ZnOH2OC 正极发生氧化反应 D 放电时电子在溶液中从正极向负极移动【答案】B【解析】A项，在电池反应2Zn+O2=2ZnO中，Zn发生失电子的氧化反应，Zn为负极，O2在正极发生还原反应，空气进入正极反应，A项错误；B项，Zn为负极，KOH溶液为电解质溶液，负极电极反应式为Zn+2OH-2e-=ZnO+H2O，B项正确；C项，正极发生得电子的还原反应，C项错误；D项，放电时电子从负极经导线流向正极，D项错误；答案选B。14有关如下图所示原电池的叙述，正确的是(盐桥中装有含KCl饱和溶液的琼脂)( ) A 反应中，盐桥中的K会移向CuSO4溶液B 取出盐桥后，电流计依然发生偏转C 铜片上有气泡逸出D 反应前后铜片质量不改变【答案】A15下列装置或操作能达到实验目的的是 【答案】A【解析】A利用空气热胀冷缩的性质验证热效应，如果钠和水是放热反应，放出的热量导致空气体积膨胀，会导致U形管左端液柱下降，所以能实现实验目的，故A正确；B该装置中应该使用分液漏斗，否则生成的氢气从长颈漏斗中逸出而得不到氢气，故B错误；C酸性溶液只能盛放在酸式滴定管中，酸性高锰酸16有a、b、c、d四个金属电极，有关的反应装置及部分反应现象如下：实验装置部分实验现象a极质量减小b极质量增加b极有气体产生c极无变化d极溶解c极有气体产生电流计指示在导线中电流从a极流向d极 由此可判断这四种金属的活动性顺序是A abcd B dabc C bcda D abdc【答案】B【解析】装置是原电池，a极质量减小，b极质量增加，a极为负极，b极为正极，所以金属的活动性顺序ab；装置不能构成原电池，b极有气体产生，c极无变化，所以金属的活动性顺序bc；装置是原电池，d极溶解，d是负极，c极有气体产生，c是正极，所以金属的活动性顺序dc；装置是原电池，电流从a极流向d极，a极为正极，d极为负极，所以金属的活动性顺序da；因此这四种金属的活动性顺序dabc，答案选B。17关于如图所示装置的说法错误的是（ ） A 锌片发生氧化反应B 铜片周围溶液变为蓝色C 电子由锌片通过外电路流向铜片D 溶液中SO42-向负极方向流动【答案】B18Licht等科学家设计的AlMnO4电池原理如图所示，电池总反应为AlMnO4=AlO2MnO2，下列说法正确的是( ) A 电池工作时，K向负极区移动B Al电极发生还原反应C 正极的电极反应式为MnO44H3e=MnO22H2OD 理论上电路中每通过1mol电子，负极质量减小9g【答案】D19控制适合的条件，将反应Fe3+AgFe2+Ag+设计成如图所示的原电池(盐桥装有琼脂-硝酸钾溶液；灵敏电流计的0刻度居中，左右均有刻度)。已知接通后，观察到电流计指针向右偏转。下列判断不正确的是( ) A 在外电路中，电子从银电极流向石墨电极B 盐桥中的K+移向甲烧杯C 电流计指针居中后,往甲烧杯中加入一定量的铁粉，电流计指针将向左偏转D 一段时间后，电流计指针反向偏转，越过0刻度，向左边偏转【答案】D【解析】A项，石墨电极为正极，得到电子，银电极为负极，失去电子，因此外电路中电子从银电极流向石墨电极，故A项正确。B项，盐桥中的阳离子K+移向正极处的FeCl3溶液，以保证两电解质溶液均保持电中性，故B项正确；C项，电流计指针居中后，往甲烧杯中加入一定量的铁粉，由于铁的金属活动性比银强，形成了新的原电池，此时铁作负极，银电极作正极，外电路电流方向为由由银到石墨，故电流计指针将向左偏转，故C项正确；D项，一段时间后，原电池反应结束，灵敏电流计指针应该指向0刻度，故D项错误；综上所述，本题正确答案为D。20A1-MnO4电池是一种高能电池,以Ga2O3为缓蚀剂,其示意图如图所示。已知电池总反应为Al + MnO4 AlO2- + MnO2.下列说法正确的是( ) A 电池工作时,K+向负极移动B 电池工作时，电子由Al经电解质溶液流向NiC 负极反应为Al- 3e + 4OH AlO2 + 2H2OD 电池工作时，Ni电极周围溶液pH减小【答案】C21普通水泥在固化过程中其自由水分子减少并形成碱性溶液。根据这一物理化学特点，科学家发明了电动势法测水泥的初凝时间。此法的原理如图所示，总反应为2Cu+Ag2O=Cu2O+2Ag。下列有关说法正确的是 A 正极的电极反应式：Ag2O-2e-+2H2O=2Ag+2OH-B 2 mol Cu与1 mol Ag2O的总能量低于1mlCu2O与2 molAg的总能量C 电池工作时，OH-向Ag2O /Ag电极移动D 水泥固化过程中自由水分子减少，导致溶液中各离子浓度的变化，从而引起电动势变化【答案】D【解析】A. 由电池反应方程式2Cu+Ag2O=Cu2O+2Ag知，较不活泼的金属银作正极，电极反应式为Ag2O +2e+H2O2Ag+2OH，故A错误；B. 因为原电池的构成条件之一为自发的放热的氧化还原反应,所以该反应为放热反应，则2molCu与1molAg2O的总能量大于1molCu2O与2molAg具有的总能量，故B错误；C. 原电池工作时，阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，因此OH-向Cu电极移动，故C错误。D、水泥固化过程中，自由水分子减少，溶剂的量减少导致溶液中各离子浓度的变化，从而引起电动势变化，故D正确答案选D.22某兴趣小组设计了如图所示原电池装置(盐桥中吸附有饱和K2SO4溶液）。下列说法正确的是 A 该原电池的正极反应是Cu2+2e=CuB 甲烧杯中溶液的血红色逐渐变浅C 盐桥中的SO42流向甲烧杯D Cu电极质量减少，Pt电极质量增加【答案】B23下列关于催化剂的说法不正确的是A催化剂在适宜的温度范围时的催化效果更好B使用催化剂，可以增大活化分子百分数，加快反应速率C催化剂在化学反应前后质量和化学性质不变是因为催化剂不参加化学反应D锌与盐酸反应时，加入几滴硫酸铜溶液可加快反应速率，但硫酸铜不作催化剂【答案】C【解析】在化学反应中催化剂参与反应，增大活化分子百分数，加快反应速率，只不过质量和化学性质不变，所以C错误；D中是发生了置换反应，铜与锌构成了原电池，加快反应速率。24关于催化剂的理解中不正确的是A 由催化剂反应前后质量不变知催化剂不参加化学反应B 催化剂具有高度的选择性(即催化的专一性)C 酶是生物体内的一类催化剂D 催化剂在化学反应前后的化学性质、质量不变【答案】A252010年诺贝尔化学奖授予理查德赫克等三位科学家，以表彰他们在“钯催化交叉偶联”方面的研究。下面关于催化剂的说法正确的是A 催化剂只改变反应的正反应速率B 催化剂通过升高反应的活化能来加快反应速率C 催化剂能够改变反应的反应热D 催化剂不能改变反应物的转化率【答案】D【解析】A催化剂能同等程度地改变正逆反应速率，故A错误；B催化剂在化学反应中降低反应的活化能，故B错误；C反应热只与反应的始末状态有关，与催化剂不能改变反应热，故C错误；D催化剂不能改变反应的平衡状态，则不能改变反应物的转化率，故D错误26下列关于催化剂的说法不正确的是A温度越高，催化剂的催化效果越好B汽车排气管上的“催化转化器”能减少有害气体排放C催化剂可以改变化学反应速率，但反应前后质量和化学性质不变D催化剂可以降低反应所需要的活化能，但不能改变反应热 【答案】A【解析】适宜的温度下，催化剂的催化效果越好，故A错误。27下列关于催化剂的说法不正确的是（ ）A温度越高，催化剂的催化效果越好B汽车排气管上的“催化转化器”能减少有害气体排放C催化剂可以改变化学反应速率，但厦应前后质量和化学性质不变D锌与盐酸反应时，加入几滴硫酸铜溶液可加快反应速率，但硫酸铜不作催化剂【答案】A28下列关于催化剂的说法正确的是A 使用催化剂可以增大正反应速率，减小逆反应速率B 使用催化剂可以使化学平衡正向移动C 使用催化剂可以降低反应的活化能D 使用催化剂可以改变反应的平衡常数【答案】C【解析】试题分析：A、使用催化剂可以增大正反应速率，同时也增大逆反应速率，A错误；B、使用催化剂能同等程度改变正逆反应速率，因此不能使化学平衡移动，B错误；C、使用催化剂可以降低反应的活化能，从而加快反应速率，C正确；D、使用催化剂不能改变平衡状态，因此不可以改变反应的平衡常数，D错误，答案选C。29下列关于催化剂的说法不正确的是 ( )A 温度越高，催化剂的催化效果越好B 汽车排气管上的“催化转化器”能减少有害气体排放C 催化剂可以改变化学反应速率，但反应前后质量和化学性质不变D 锌与盐酸反应时，加入几滴硫酸铜溶液可加快化学反应速率，但硫酸铜不作催化剂【答案】A【解析】某些催化剂会因温度过高而失去活性，即失去催化作用，故催化剂不是温度越高催化效果越好。302017年11月1日，中国环境网报道，近日，从中科院大连化物所获悉，该所催化基础国家重点实验室王集杰博士、李灿院士等人开发了一种双金属固溶体氧化物催化剂，实现了二氧化碳(CO2)高选择性高稳定性加氢合成甲醇。传统用于合成气制甲醇的Cu基催化剂应用于二氧化碳加氢制甲醇时，突出问题是甲醇选择性低(5060%).研究团队开发的一种不同于传统金属催化剂的双金属固溶体氧化物催化剂ZnO-ZrO2，在二氧化碳单程转化率超过10%时，甲醇选择性仍保持在90%左右，是目前同类研究中综合水平最好的结果。据此判断下列说法不正确的是（ ）A 一种催化剂并非对所有的化学反应都有催化作用，某些化学反应并非只有唯一的催化剂B 使用传统Cu基催化剂不改变二氧化碳加氢制甲醇的化学反应速率，因此甲醇选择性低C 使用双金属固溶体氧化物催化剂ZnO-ZrO2和Cu基催化剂，前者所得产物甲醇的纯度高D 二氧化碳加氢制甲醇等燃料及化学品可实现全球二氧化碳减排和碳资源可持续利用【答案】B31美国科学家理查德赫克（Richard F, Heck）和日本科学家根岸英一(Ei-ichi Negishi) 、铃木章(Akira Suzuki)因在有机合成领域中钯催化交叉偶联反应方面的卓越研究获诺贝尔化学奖。这一成果广泛应用于制药、电子工业和先进材料等领域，为化学家们提供“精致工具”，大大提升合成复杂化学物质的可能性。下列有关催化剂的表述错误的是A催化剂是改变化学反应速率最有效的手段之一B催化剂自身的组成、化学性质和质量在反应前后不发生变化 C同一反应可以有不同的催化剂，同一催化剂也可用于不同的反应D上图中b表示使用催化剂的情况，a表示无催化剂的情况【答案】D【解析】催化剂可减少反应的活化能而提高活化分子的百分数，进而加快反应速率，故图中的a线表示有催化剂的情况，答案为D3232已知：2N2(g)+6H2O(g)4NH3(g)+3O2(g) H=+Q kJmol，下图为该反应在不同初始浓度的N2和不同催化剂I、作用下（其他条 件相同），体积为2L的密闭容器中n(NH3)随反应时间的变化曲线，下列说法正确的是 A 06h内，催化剂I的催化效果比催化剂的好B a点时，催化剂I、作用下N2的转化率相等C 05h内，在催化剂I的作用下，O2的反应速率为0.12mol/(Lh)D 012h内，催化剂作用下反应吸收的热量比催化剂I的多【答案】D33某化学反应的能量变化如右图所示。下列有关叙述正确的是 A该反应的反应热HE1E2Ba、b分别对应有催化剂和无催化剂的能量变化C催化剂能降低反应的活化能D催化剂能改变反应的焓变【答案】C【解析】试题分析：A、焓变H=产物的总焓-反应物的总焓=H=E2-E1，故A错误；B、催化剂会降低反应的活化能，a、b分别对应无催化剂和有催化剂的能量变化，故B错误；C、催化剂能降低反应的活化能，从而加快化学反应速率，故C正确；D、加入催化剂不会改变化学反应的焓变，故D错误，故选C。34碳酸二甲酯(DMC）是一种无毒、环保性能优异、用途广泛的化工原料在催化剂作用下，可由甲醇和CO2直接合成碳酸二甲酯：CO2+2CH3OHCO(OCH3）2 + H2O 。某研究小组在其他条件不变的情况下，通过研究催化剂用量分别对转化数（TON ） 的影响来评价催化剂的催化效果计算公式为TON转化的甲醇的物质的量催化剂的物质的量根据该研究小组的实验及催化剂用量TON的影响图，判断下列说法不正确的是 A由甲醇和CO2直接合成碳酸二甲酯，可以利用价廉易得的甲醇把影响环境的温室气体CO2转化为资源，在资源循环利用和环境保护方面都具有重要意义B在反应体系中添加合适的吸水剂，将提高该反应的TONC当催化剂用量为1.210-5mol时，该反应的TON 达到最高点D当催化剂用量高于1.210-5mol时，随着催化剂用量的增加，甲醇的平衡转化率逐渐降低【答案】D35如图为某烯烃在催化剂作用下发生加成反应的能量变化图，下列有关叙述错误的是 A催化剂能降低该反应的活化能B催化剂能改变该反应的焓变C该反应为放热反应D由图可知，在催化剂作用下，该反应不是一步完成的【答案】B36一定条件下，用 Fe2O3、 NiO 或 Cr2O3作催化剂对燃煤烟气进行回收，使 SO2转化生成为 S。催化剂不同，相同其他条件(浓度、温度、压强)情况下， 相同时间内 SO2 的转化率随反应温度的变化如下图:下列说法不正确的是( ) A 不考虑催化剂价格因素，选择 Fe2O3 作催化剂可以节约能源B 相同其他条件下，选择 Cr2O3 作催化剂， SO2 的平衡转化率最小C a 点后 SO2 的转化率减小的原因可能是温度升高催化剂活性降低了D 选择 Fe2O3 作催化剂，最适宜温度为 340380温度范围【答案】B【解析】根据图像可知，当温度在340时，在Fe2O3作催化剂条件下，反应先达到平衡，SO2 的平衡转化率最大，A正确；相同其他条件下，选择 Cr2O3 作催化剂，在温度为380时，SO2 的平衡转化率不是最小的，NiO作催化剂时，相同温度下，SO2 的转化率是最小的，B错误；催化剂催化能力需要维持在一定的温度下，温度太高，催化剂活性可能会降低，C正确；340380温度范围内，催化剂的催化能力最大，二氧化硫的转化率也是最大，反应速率最快，D正确；正确选项B。37已知CoxNi(1x)Fe2O4（其中Co、Ni均为+2价）可用作H2O2分解的催化剂，具有较高的活性，通常由两种不同方法制得。右图为二种方法制得的催化剂，在10时催化分解6%的H2O2溶液的相对初始速率随x变化的曲线图。下列说法错误的是 A该催化剂中铁元素的化合价为+3价BCo、Ni、Fe均为B族元素C由图中信息可知，Co2+、Ni2+两种离子中催化效果较好的是Co2+D由图中信息可知，微波水热法制取的催化剂活性更高【答案】B38已知H2O2在催化剂作用下分解速率加快，进程的变化示意图。下列说法正确的是（ ） A 加入催化剂，可提高H2O2的平衡转化率B a表示的催化剂效率高于b表示的催化剂效率C 改变催化剂既能改变反应热也能改变活化能D 该反应可自发进行【答案】D39三效催化剂是最为常见的汽车尾气催化剂，其催化剂表面物质转化的关系如图所示，下列说法正确的是 A 在转化过程中，氮元素均被还原B 依据图示判断催化剂不参与储存和还原过程C 还原过程中生成0.1mol N2，转移电子数为0.5 molD 三效催化剂能有效实现汽车尾气中CO、CxHy、NOx三种成分的净化【答案】D【解析】A、根据图中信息可知，NOx被氧气氧化得到硝酸盐，氮元素被氧化，硝酸盐还原产生氮气，氮元素被还原，选项A错误；B、催化剂参与储存和还原过程，但反应前后质量和化学性质不变，选项B错误；C、还原过程中氮元素从+5价降为0价，生成0.1mol N2，转移电子数为1.0 mol，选项C错误；D、三效催化剂能有效实现汽车尾气中CO、CxHy、NOx三种成分的净化，转化为无污染的气体再排放，选项D正确。40常温常压时烯烃与氢气混合不反应，高温时反应很慢，但在适当的催化剂存在时可氢气反应生成烷，一般认为加氢反应是在催化剂表面进行。反应过程的示意图如下： 下列说法中正确的是A 乙烯和H2生成乙烷的反应是吸热反应B 加入催化剂，可减小反应的热效应C 催化剂能改变平衡转化率，不能改变化学平衡常数D 催化加氢过程中金属氢化物的一个氢原子和双键碳原子先结合，得到中间体【答案】D41将CO2转化为 CH4，既可以减少温室气体的排放，又能得到清洁能源。已知：CO2(g)2H2O(g)CH4(g)2O2(g) H= +802 kJmol-1右图为在恒温、光照和不同催化剂（、）作用下，体积为1 L的密闭容器中n (CH4)随光照时间的变化曲线。下列说法正确的是 A016h内，v(H2O)=1.5mol/(Lh)B025h内，催化剂的催化效果比催化剂的效果好C在两种不同催化剂下，该反应的平衡常数不相等D反应开始后的15h内，第种催化剂的作用下，得到的CH4最多【答案】A【解析】A、在016h内，CH4的反应速率v（CH4）0.75mol/（Lh），而v（H2O）2v（CH4）20.75mol/（Lh）1.5 mol/（Lh），A正确；B、在0-25h时，在催化剂I的作用下，生成的甲烷的物质的量较少，故催化剂的催化效果比催化剂的效果好，B错误；C、平衡常数只受温度的影响，与催化剂的使用无关，故在恒温的条件下，在两种不同催化剂下，该反应的平衡常数相等，C错误；D、根据图象不难看出，在反应开始后的15h内，第种催化剂的作用下，得到的CH4较少，D错误，答案选A。42诺贝尔化学奖得主德国科学家格哈德埃特尔对一氧化碳在铂表面氧化过程的研究，催生了汽车尾气净化装置。净化装置中催化转化器可将CO、NO、NO2等转化为无害物质。下列有关说法不正确的是A 催化转化器中的铂催化剂可加快CO的氧化B 铂表面做成蜂窝状更有利于提高催化效果C 使用铂催化剂，可以提高CO、NO、NO2的平衡转化率D 在铂催化下，NO、NO2可被CO还原成N2【答案】C43人工光合作用能够借助太阳能，用CO2和H2O制备化学原料。下图是通过人工光合作用制备HCOOH的原理示意图，下列说法不正确的是 A该过程是将太阳能转化为化学能的过程B催化剂a表面发生氧化反应，有O2产生C催化剂a附近酸性减弱，催化剂b附近酸性增强D催化剂b表面的反应是CO2 +2H+2e一=HCOOH【答案】C【解析】根据题给信息和反应特点，该电池中发生的总反应式为：2CO2+2H2O=2HCOOH+O2；故其将太阳能转化为了化学能，A对；根据氢离子的转移方向和电子转移的方向，催化剂a表面发生：2H2O-4e- =4H+ O2，氧元素化合价升高被氧化，B对；催化剂a表面产生氢离子，酸性增强，C错；催化剂b表面发生：CO2 +2H+2e一=HCOOH，D对。44硝酸是氧化性酸，其本质是NO3有氧化性，某课外实验小组进行了下列有关NO3氧化性的探究（实验均在通风橱中完成）。实验装置编号溶液X实验现象实验6 molL-1稀硝酸电流计指针向右偏转，铜片表面产生无色气体，在液面上方变为红棕色。实验15 molL-1浓硝酸电流计指针先向右偏转，很快又偏向左边，铝片和铜片表面产生红棕色气体，溶液变为绿色。 （1）实验中，铝片作_（填“正”或“负”）极。液面上方产生红棕色气体的化学方程式是_。（2）实验中电流计指针先偏向右边后偏向左边的原因是_。查阅资料：活泼金属与1 molL-1稀硝酸反应有H2和NH4+生成，NH4+生成的原理是产生H2的过程中NO3被还原。（3）用上图装置进行实验：溶液X为1 molL-1稀硝酸溶液，观察到电流计指针向 右偏转。反应后的溶液中含NH4+。实验室检验NH4+的方法是_。生成NH4+的电极反应式是_。（4）进一步探究碱性条件下NO3的氧化性，进行实验： 观察到A中有NH3生成，B中无明显现象。A、B产生不同现象的解释是_。A中生成NH3的离子方程式是_。（5）将铝粉加入到NaNO3溶液中无明显现象，结合实验和说明理由_。【答案】负2NO+O2=2NO2Al开始作电池的负极，Al在浓硝酸中迅速生成致密氧化膜后，Cu作负极取少量待检溶液于试管中，加入浓NaOH溶液，加热，若产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，则溶液中含NH4+NO3-8e-10H+NH4+3H2OAl与NaOH溶液反应产生H2的过程中可将NO3-还原为NH3，而Mg不能与NaOH溶液反应8Al3NO3-5OH-2H2O3NH38AlO2-因为铝与中性的硝酸钠溶液无生成H2的过程，NO3无法被还原【解析】（1）根据实验现象可知，实验1电流计指针向右偏转，铜片表面产生无色气体，在液面上方变为红棕色，说明在原电池中铝作负极，发生氧化反应，铜做正极，硝酸根离子被还原成一氧化氮，在空气中被氧化成二氧化氮，反应方程式为2NO+O2=2NO2；（2）实验2中电流计指针先向右偏转，很快又偏向左边，铝片和铜片表面产生红棕色气体，溶液变为绿色，说明开始铝是负极，同实验1，铜表面有二氧化氮产生，很快铝被浓硝酸钝化，铜做负极，发生氧化反应，生成硝酸铜，溶液呈绿色，硝酸根离子在铝电极被还原成二氧化氮；（3）溶液X为1molL-1稀硝酸溶液，反应后的溶液中含NH4+，说明硝酸根离子被还原成了铵根离子，原电池中铝做负极，铜做正极，硝酸根离子在正极还原成铵根离子，实验室检验NH4+的方法是 取少量待检溶液于试管中，加入浓NaOH溶液，加热，若产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，则溶液中含NH4+；生成NH4+的电极反应式是NO3-+8e-+10 H+=NH4+3H2O；（4）Al与NaOH溶液反应产生H2的过程中可将NO3-还原为NH3；根据电荷守恒和元素守恒可写出离子方程式，而镁与碱没有反应；碱性条件下铝将硝酸根还原生成氨气，反应的离子方程式为8Al+3NO3-+5OH-+2H2O=3NH3+8AlO2-；（5）铝与中性的硝酸钠溶液无生成H2的过程，也就不与硝酸钠反应，所以无明显现象。45依据氧化还原反应：Zn(s)Cu2(aq)=Zn2(aq)Cu(s)设计的原电池如下图所示。 请回答下列问题：（1）电极X的材料是_；电解质溶液Y是_。（2）铜电极为电池的_极，发生的电极反应为_，X极上发生的电极反应为_。（3）外电路中的电子是从_极流向_极。（4）盐桥中的Cl向_极移动，如将盐桥撤掉，电流计的指针将_偏转。【答案】ZnCuCl2溶液正Cu22eCuZnZn22eZnCuZn不【解析】 (1)由Zn(s)Cu2(aq)=Zn2(aq)Cu(s)反应可知，锌的化合价升高，被氧化，做负极，铜为正极，则电解质溶液为氯化铜。(2)铜为正极，是溶液中的铜离子得到电子，电极反应为：Cu22e=Cu，锌为负极，失去电子生成锌离子，电极反应为Zn2e=Zn2；(3)原电池工作时，电子从负极经过导线流向正极，所以从Zn流向Cu；(4)原电池工作时，阴离子向负极移动，即向Zn极移动，若将盐桥撤掉，则不能形成闭合回路，电流计的指针不能偏转。46LiSOCl2电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和碳，电解液是LiAlCl4SOCl2。电池的总反应可表示为4Li2SOCl24LiClSSO2。请回答下列问题：(1)电池的负极材料为_，发生的电极反应为_，每转移0.5mol电子，负极的质量都会减少_g。(2)电池正极发生的电极反应为_。(3)SOCl2易挥发，实验室中常用NaOH溶液吸收SOCl2，有Na2SO3和NaCl生成。如果把少量水滴到SOCl2中，实验现象是_，反应的化学方程式为_。(4)组装该电池必须在无水、无氧的条件下进行，原因是_。【答案】锂Li-e-Li+3.52SOCl2+4e-4Cl-+S+SO2出现白雾，有刺激性气体生成SOCl2+H2OSO2+2HClLi与O2、H2O反应，SOCl2与水反应47稀薄燃烧是指汽油在较大空/燃比(空气与燃油气的体积比)条件下的燃烧。随着全球能源危机的加剧，稀薄燃烧技术的研究受到了人们的重视，但稀薄燃烧时，常用的汽车尾气净化装置不能有效地将NOx转化为N2。不同空/燃比时汽车尾气中主要污染物的含量变化如图所示。 (1)稀薄燃烧技术除能节约能源外，还具有的优点是_(填一项)。排放到大气中的NOx会导致酸雨、_等环境问题(填一项)。(2)某校化学研究性学习小组的同学在技术人员的指导下，按下列流程探究不同催化剂对NH3还原NO反应的催化性能。 若控制其他实验条件均相同，在催化反应器中装载不同的催化剂，将经催化反应后的混合气体通入滴有酚酞的稀硫酸溶液(溶液的体积、浓度均相同)。为比较不同催化剂的催化性能，需要测量并记录的数据是_。(3)若某一催化剂能同时催化NH3等还原性气体与NOx的反应。将该催化剂分别用于催化还原含等物质的量NOx的两种气体：纯NO气体，汽车尾气。消耗NH3的物质的量较多的可能是_(填字母)，原因是_。A B C都有可能【答案】(1)减少CO和碳氢化合物的污染 光化学烟雾(2)溶液显色所需要的时间(3)A 汽车尾气中含有一定量的CO和碳氢化合物，少消耗NH3(或B 汽车尾气中含有一定量的NO2，多消耗NH3或C 汽车尾气中同时含有CO、碳氢化合物等还原性气体和NO2等氧化性气体，二者相对含量的不同可导致消耗NH3的增多或减少)48碳酸二甲酯(DMC)是一种近年来受到广泛关注的环保型绿色化工产品。在催化剂作用下，可由甲醇和CO2直接合成DMC：CO22CH3OHCO(OCH3)2H2O，但甲醇转化率通常不会超过1%是制约该反应走向工业化的主要原因。某研究小组在其他条件不变的情况下，通过研究温度、反应时间、催化剂用量分别对转化数(TON)的影响来评价催化剂的催化效果。计算公式为TON转化的甲醇的物质的量/催化剂的物质的量。（1）已知25 时，甲醇和DMC的标准燃烧热分别为H1和H2，则上述反应在25 时的焓变H3_。 （2）根据反应温度对TON的影响图(图1)判断该反应的焓变H_0(填“”、“”或“”)，理由是_。（3）根据反应时间对TON的影响图(图2)，已知溶液总体积 10 mL，反应起始时甲醇0.25 mol，催化剂0.6105 mol，计算该温度下，47 h内DMC的平均反应速率：_；计算10 h时，甲醇的转化率：_。（4）根据该研究小组的实验及催化剂用量TON的影响图(图3)，判断下列说法正确的是_。a由甲醇和CO2直接合成DMC，可以利用价廉易得的甲醇把影响环境的温室气体CO2转化为资源，在资源循环利用和环境保护方面都具有重要意义b在反应体系中添加合适的脱水剂，将提高该反应的TONc当催化剂用量低于1.2105 mol时，随着催化剂用量的增加，甲醇的平衡转化率显著提高d当催化剂用量高于1.2105 mol时，随着催化剂用量的增加，DMC的产率反而急剧下降【答案】（1）2H1H2 （3分）（2）（1分） 经过相同的反应时间，温度较低时，反应未达到平衡；温度较高时，反应已达到平衡，随着温度升高，TON减小，即平衡向左移动，说明该反应的正反应是放热反应，所以H0;（3）1103 molL1h1（3分） 8.4102%（3分）；（4）a、b（3分）。【解析】 （1）因为在25 时，甲醇和DMC的标准燃烧热分别为H1和H2，则可得热化学方程式是： CH4O(l)+3/2O2(g)=CO2(g)+H2O(l) H1 ; CO(OCH3)2(l)3O2(g)=CO2(g)+H2O(l) H2 ; 2可得CO2(g)2CH3OH(l)CO(OCH3)2(l)H2O(l) H =2H1H2 ; （2） 经过相同的反应时间，温度较低时，反应未达到平衡；温度较高时，反应已达到平衡，随着温度升高，TON减小，即平衡向左移动，说明该反应是放热反应所以H0; （3）由于在反应开始时，n(CH3OH)=0.25mol;n(催化剂)=0.610-5mol;在4h、7 h时的TON分别是20、30，则在这三个小时n(CH3OH)=100.610-5mol=610-5mol,所以V(CH3OH)= 610-5mol0.01L3h=210-3mol/(Lh);则 47 h内DMC的平均反应速率是V(DMC)= 1/2V(CH3OH)= 110-3mol/(Lh). 在10 h时，甲醇的TON是35，甲醇的转化物质的量n(CH3OH) = 350.610-5mol=2.110-4mol,所以甲醇的转化率是：2.110-4mol0.25mol=8.410-4=8.4102%;（4） a由甲醇和CO2直接合成DMC，可以利用价廉易得的甲醇把影响环境的温室气体CO2转化为资源，在资源循环利用和环境保护方面都具有重要意义，正确；b在反应体系中添加合适的脱水剂，即减小生成物的浓度，平衡正向移动，因此将提高该反应的TON，正确；c当催化剂用量低于1.2105 mol时，随着催化剂用量的增加，催化剂的催化效果增大，错误；d当催化剂用量高于1.2105 mol时，随着催化剂用量的增加，催化剂的催化效果急剧下降，错误。只有在催化剂用量等于1.2105 mol时，催化效果最好。49（1）生产水煤气过程中有以下反应：C(s)CO2(g)2CO(g) H1；CO(g)H2O(g) H2(g)CO2(g) H2；C(s)H2O(g) CO(g)H2(g) H3；上述反应H3与H1、H2之间的关系为_。（2）将CH4转化成CO，工业上常采用催化转化技术，其反应原理为2CH4(g)3O2(g) 2CO(g)4H2O(g)H1 038 kJmol1。工业上要选择合适的催化剂，分别对X、Y、Z三种催化剂进行如下实验(其他条件相同)：X在750 时催化效率最高，能使正反应速率加快约3105倍；Y在600 时催化效率最高，能使正反应速率加快约3105倍；Z在440 时催化效率最高，能使逆反应速率加快约1106倍；根据上述信息，你认为在生产中应该选择的适宜催化剂是_(填“X”或“Y”或“Z”)，选择的理由是_；（3）请画出（2）中反应在有催化剂与无催化剂两种情况下反应过程中体系能量变化示意图，并进行必要标注。【答案】（1）H3H1H2（2）Z 催化效率最高其活性温度低，节能(或催化活性高、速度快、反应温度低)（3） 50NOx会引起光化学烟雾等环境问题，在催化剂存在条件下，以NH3或尿素将尾气中NOx还原为N2的技术，即NH3或尿素-SCR技术，是去除NOx最为有效且应用最广的技术之一，其中最重要的催化剂体系是钒基催化剂。（1）NH3去除尾气中的NOx，当v(NO)：v(NO2)=l:1时称为“快速SCR 反应”，该反应化学方程式为_。（2）不同钒含量的催化剂（V2O5/TiO2）添加WO3对NO去除率的影响如下图，从图中可以得出其它条件相同时添加WO3，对NO去除率的影响是_（填“增大”、“减小”或“无影响”）。根据图中所示，随着温度升高NO去除率的变化趋势为_，该变化趋势的一种可能原因是_。 （3）在制备钒基催化剂时，添加的各种成型助剂中碱金属或碱土金属（如Na、K、Ca）能够使催化剂中毒（催化性能下降）, K、Ca的毒化作用与Na相似。下列适合做成型助剂有_。ALi BMg C酸性铝溶胶 D酸性硅溶胶 请设计实验研究添加金属K对催化剂活性的影响（只需写出实验思路，不需要具体实验操作）_。（4）在NOx催化去除过程中，NH3储罐存在危险性，更多应用为尿素-SCR技术。在该技术过程中，发生如下两个反应： CO(NH2)2=NH3+HNCO HNCO(g)+H20(g)=NH3(g)+CO2(g)在此过程中一分子尿素可以生成两分子NH3，因此尿素被视为是NH3的有效储存源。反应的平衡常数表达式为_。目前商用的尿素溶液浓度为32.5%（密度为1.05g/mL），常称为“Ad Blue ”。1L该商用尿素溶液发生“快速SCR反应”， 理论上最多可消除NO和NO2在标准状况下的体积为_L。【答案】 2NH3+NO+NO2= 2N2+3H2O 增大 减小 低温阶段，温度升高反应速率加快导致NO去除率增大；高温阶段，温度升高平衡逆向移动导致NO去除率下降；低温阶段，温度升高反应速率加快导致NO去除率增大；高温阶段，发生NH3的非选择性氧化NOx反应。低温阶段，温度升高反应速率加快导致NO去除率增大；高温阶段，催化剂活性下降。（其它合理答案均可） C、D 分别向催化剂中添加1%K、2%K，并控制与（3）题中相同实验条件下，然后测定不同温度下的NO去除率，绘制成图表。 c(NH3)c(CO2)/c(HNCO)c(H2O) 254.8
展开阅读全文