人教版 高中化学 选修四寒假复习题含答案.docx
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人教版高中化学选修四寒假复习题含答案
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人教版高中化学选修四寒假复习题
本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分,共100分,考试时间90分钟。
第Ⅰ卷
一、单选题(共10小题,每小题4.0分,共40分)
1.下列说法正确的是( )
A.增大压强,活化分子数增多,化学反应速率一定增大
B.使用催化剂,降低反应的活化能,增大了活化分子百分数,化学反应速率一定增大
C.加入反应物,使活化分子百分数增加,化学反应速率增大
D.升高温度,活化分子百分数不一定增大,化学反应速率一定增大
2.在恒温恒容容器中发生反应2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g),起始时SO2和O2分别为20mol和10mol,达到平衡时,SO2的转化率为80%。
若从SO3开始进行反应,在相同的条件下,欲使平衡时各成分的体积分数与前者相同,则起始时SO3的物质的量及SO3的转化率分别为( )
A.10mol和10%
B.20mol和20%
C.20mol和40%
D.30mol和80%
3.图1是铜锌原电池示意图。
图2中,x轴表示实验时流入正极的电子的物质的量,y轴表示( )
A.铜棒的质量
B.c(Zn2+)
C.c(H+)
D.c(SO)
4.下列说法错误的是( )
A.NH4NO3溶于水是自发过程
B.同一种物质气态时熵值最大,液态时次之,而固态时最小
C.借助于外力能自发进行的过程,其体系的能量趋向于从高能状态转变为低能状态
D.由能量判据(以焓变为基础)和熵判据组合而成的复合判据,更适合于所有的过程
5.反应4A(g)+5B(g)
4C(g)+6D(g),在5L的密闭容器中进行,半分钟后,C的物质的量增加了0.30mol。
下列叙述正确的是( )
A.A的平均反应速率是0.010mol•L﹣1•s﹣1
B.容器中含D物质的量至少为0.45mol
C.容器中A、B、C、D的物质的量的比一定是4∶5∶4∶6
D.容器中A的物质的量一定增加了0.30mol
6.pH值相同的醋酸和盐酸,分别用蒸馏水稀释到原来体积的m倍和n倍,稀释后两溶液的pH值仍相同,则m和n的关系是( )
A.m>n
B.m=n
C.m<n
D.不能确定
7.有关金属腐蚀的论述,正确的是( )
A.金属的腐蚀一定伴有电流产生
B.Fe在干燥的氯气里比在潮湿的空气里更易被腐蚀
C.发生化学能转变为电能的腐蚀时较活泼的金属总是作正极而被腐蚀
D.发生电化学腐蚀时都有能量的转变,且被腐蚀的金属总是失电子
8.某种溶质的溶液的pH=2,向该溶液中加水到体积变为原来溶液体积的10倍,所得溶液的pH在2~3之间,则溶液中的溶质可能是( )
A.强酸
B.弱酸
C.强碱
D.弱碱
9.将0.1mol·L-1HCl溶液和0.06mol·L-1的Ba(OH)2溶液等体积混合后,则该溶液的pH是( )
A.1.7
B.12.3
C.12
D.1
10.在恒温、体积为2L的密闭容器中进行反应:
2A(g)
3B(g)+C(g),若反应物在前20s由3mol降为1.8mol,则前20s的平均反应速率为( )
A.v(B)=0.03mol·L-1·s-1
B.v(B)=0.045mol·L-1·s-1
C.v(C)=0.03mol·L-1·s-1
D.v(C)=0.06mol·L-1·s-1
二、双选题(共4小题,每小题5.0分,共20分)
11.(双选)已知可逆反应aA+bB
cC中,物质的含量A%和C%随时间进行、温度的变化曲线如图所示,下列说法正确的是( )
A.该反应在T1温度时已达到过化学平衡
B.该反应在T3温度时才达到过化学平衡
C.降低温度,平衡会向正反应方向移动
D.该可逆反应的正反应是放热反应
12.(双选)下列关于催化剂的说法,正确的是( )
A.催化剂能使不起反应的物质发生反应
B.催化剂在化学反应前后,化学性质和质量都不变
C.催化剂能改变化学反应速率
D.任何化学反应,都需要催化剂
13.(双选)叠氮酸(HN3)与醋酸酸性相似,下列叙述中正确的是( )
A.HN3水溶液中微粒浓度大小顺序为c(HN3)>c(H+)>c(
)>c(OH-)
B.HN3水溶液中微粒浓度大小顺序为c(H+)>c(HN3)>c(
)>c(OH-)
C.NaN3水溶液中离子浓度大小顺序为c(Na+)>c(
)>c(H+)>c(OH-)
D.NaN3水溶液中离子浓度大小顺序为c(Na+)>c(
)>c(OH-)>c(H+)
14.(双选)下列关于影响化学反应速率的条件说法正确的是( )
A.增大压强一定能加快化学反应速率
B.使用催化剂,使反应的活化能降低,反应速率加快
C.减小反应物浓度,降低了活化分子百分数,从而减小化学反应速率
D.升高温度,活化分子百分数增大,有效碰撞次数增多,化学反应速率加快
第Ⅱ卷
三、综合题(共4小题,每小题10.0分,共40分)
15.电化学原理在金属腐蚀、能量转换、物质合成等方面应用广泛.
(1)通常可用图l、图2所示的两种方式减缓海水埘钢闸门A的腐蚀,则图l中材料B通常选择 (填字母序号),图2中材料C最好选择 (填字母序号).
a.钠块b.铜块c.锌块d.石墨
则图2中C上发生的主要电极反应式为 .
(2)镁燃料电池在可移动电子设备电源和备用电源等方面应用前景广阔.图3为“镁﹣次氯酸盐”燃料电池原理示意图,电极为镁合金和铂合金.
①D为该燃料电池的 极(填“正”或“负”).E电极上的电极反应式为 .
②镁燃料电池负极容易发生自腐蚀使负极利用率降低,该过程中产生的气体a为 (填化学式).
(3)乙醇酸(HOOC﹣CHO)是有机合成的重要中间体.工业上用“双极室成对电解法”生产乙醛酸,原理如图4所示,该装置中阴、阳两极为惰性电极,两极室均可产生乙醛酸.
①乙二醛(OHC﹣CHO)与M电极的气体产物反应生成乙醛酸,则反应的化学方程式为 .
②该电解装置工作中若有0.5molH+通过质子交换膜,并完全参与了反应,则该装置中生成的乙醛酸为 mol.
16.LiBH4为近年来储氢材料领域的研究热点。
(1)反应2LiBH4===2LiH+2B+3H2↑,生成22.4LH2(标准状况)时,转移电子的物质的量为____mol。
(2)图10是2LiBH4/MgH2体系放氢焓变示意图,则:
Mg(s)+2B(s)===MgB2(s)△H=________。
(3)采用球磨法制备Al与LiBH4的复合材料,并对Al-LiBH4体系与水反应产氢的特性进行下列研究:
①图11为25℃水浴时每克不同配比的Al-LiBH4复合材料与水反应产生H2体积随时间变化关系图。
由图11可知,下列说法正确的是(填字母)。
a.25℃时,纯铝与水不反应
b.25℃时,纯LiBH4与水反应产生氢气
c.25℃时,Al-LiBH4复合材料中LiBH4含量越高,1000s内产生氢气的体积越大
②图12为25℃和75℃时,Al-LiBH4复合材料[ω(LiBH4)=25%]与水反应一定时间后产物的X-射线衍射图谱(X-射线衍射可用于判断某晶态物质是否存在,不同晶态物质出现衍射峰的衍射角不同)。
从图12分析,25℃时Al-LiBH4复合材料中与水完全反应的物质是(填化学式),产生Al(OH)3的化学方程式为________。
(4)图13是直接硼氢化钠-过氧化氢燃料电池示意图。
该电池工作时,正极附近溶液的pH(填“增大”、“减小”或“不变”),负极的电极反应式为。
17.随着科学技术的进步,人们研制出了多种类型的甲醇质子交换膜燃料电池,以满足不同的需求.
①有一类甲醇质子交换膜燃料电池,需将甲醇蒸气转化为氢气,两种反应原理是
A、CH3OH(g)+H2O(g)=CO2(g)+3H2(g)△H=+49.0kJ/mol
B、CH3OH(g)+
O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)△H=﹣192.9kJ/mol
(1)可见,CH3OH的燃烧热 (填“大于”、“等于”或“小于”)192.9kJ/mol
(2)已知水的气化热为44kJ/mol,则氢气燃烧热的热化学方程式为 .如图是某笔记本电脑用一个乙醇燃料电池工作时的示意图.乙池中的两个电极均为石墨电极,乙池中盛有100mL3.00mol/L的CuSO4溶液.
请回答下列问题:
(3)甲池中发生反应的化学方程式为 ;
(4)在此过程中,若乙池中两电极产生的气体恰好相等时(假设标准状况下),理论上需通入 mol乙醇.
18.锂锰电池的体积小,性能优良,是常用的一次电池.该电池反应原理如图所示,其中电解质LiClO4溶于混合有机溶剂中,Li+通过电解质可以自由迁移,正极反应式为:
MnO2+Li++e﹣=LiMnO2.回答下列问题:
(1)外电路的电子方向是由 极流向 极.(填字母)
(2)该电池的负极反应式为 .
(3)如果14g的锂完全溶解放电,所产生的电量用来电解水,会产生 L的H2(在标准状况下).
(4)MnO2可与KOH和KClO3在高温条件下反应,生成K2MnO4,反应的化学方程式为 ,K2MnO4在酸性溶液中歧化,生成KMnO4和MnO2的物质的量之比为 .
答案解析
1.【答案】B
【解析】压强改变有多种,如恒温恒容条件下加入惰性气体,体系压强增大,但反应物浓度不变,活化分子数不变,反应速率不变,A项错误;使用催化剂,降低反应的活化能,增大活化分子百分数,反应速率增大,B项正确;如反应物是固体或纯液体,改变其用量,活化分子百分数不变,反应速率不变,C项错误;升高温度,部分非活化分子吸收能量转化为活化分子,活化分子百分数增大,反应速率增大,D项错误。
2.【答案】B
【解析】气体分子数不等的可逆反应,在恒温恒容时,只有投料对应相等,才能形成什么量都对应相等的全等效平衡;当投料对应成比例时,什么都不相等,也不对应成比例。
起始时SO2和O2分别为20mol和10mol相当于20molSO3,它们构成全等效平衡;参考状态中SO2的转化率为80%,参加反应SO2的物质的量为16mol,生成了16molSO3;当起始物质是SO3时,参加反应的为20mol-16mol=4mol,转化率为20%,B项正确。
由此可见,对于全等效平衡状态,从正反应和逆反应建立平衡时,计量数相同的反应物与生成物的转化率之和为100%,据此也可直接选定B项。
3.【答案】C
【解析】该装置构成原电池,Zn是负极,Cu是正极。
A项,在正极Cu上溶液中的H+获得电子变为氢气,Cu棒的质量不变,错误;B项由于Zn是负极,不断发生反应Zn-2e-===Zn2+,所以溶液中c(Zn2+)增大,错误;C项,由于反应不断消耗H+,所以溶液的c(H+)逐渐降低,正确;D项,SO不参加反应,其浓度不变,错误。
4.【答案】C
【解析】NH4NO3溶于水,电离产生自由移动的铵根离子和硝酸根离子,属于自发过程,A正确;同一种物质,气态时熵值最大,液态时熵值次之,固态时熵值最小,B正确;反应是否借助外力进行,与反应的能量变化无直接关联,C错误;ΔG=ΔH-TΔS,ΔG<0时,反应能自发进行,D正确。
5.【答案】B
【解析】依据化学平衡的三段式列式;半分钟后,C的物质的量增加了0.30mol;
A的平均反应速率=
=0.0020mol•L﹣1•s﹣1;故A错误;起始量不定,容器中含D物质的量至少为0.45mol,且容器中A、B、C、D的物质的量的比不一定是4∶5∶4∶6,故B正确、C错误;容器中A一定减少了0.30mol,故D错误;故选B。
6.【答案】A
【解析】强酸在溶液中完全电离,只存在离子;弱酸在溶液中部分电离,除离子外还存在分子,pH相同的强酸和弱酸溶液,“弱酸中存在分子”是强酸和弱酸产生不同的根本原因,是解决问题的突破口。
与盐酸不同,稀释醋酸时不仅有c(H+)的减小,还有醋酸分子的再电离,导致醋酸中c(H+)减小程度减弱,若稀释相同的倍数,即m=n时,弱酸的pH变化减小程度弱,强酸的pH变化程度大,要使稀释后两溶液pH值相同,必须m>n,A正确。
另解:
原醋酸和盐酸溶液中n(H+)相同,加水稀释促进醋酸电离,导致醋酸中n(H+)增大,盐酸溶液中n(H+)基本不变,要使稀释后两种溶液的pH相同,则溶液体积关系为醋酸>盐酸,m>n,A正确。
7.【答案】D
【解析】金属的腐蚀可分为化学腐蚀和电化学腐蚀。
化学腐蚀是金属直接与氧化剂反应,电子直接转移给氧化剂,无电流产生,A错误;Fe在潮湿的空气里形成原电池更易被腐蚀,B错误;电化学腐蚀是最普遍的金属腐蚀,其原理与原电池原理一致,活泼金属做负极失电子被腐蚀,C错误,D正确。
8.【答案】B
【解析】溶液的pH=2,溶液显示酸性,C、D错误;如强酸溶液加水体积变为原来的10倍,c(H+)变为原来1/10,pH增加1个单位,pH=3,A错误;加水促进弱酸电离,pH增加不到1个单位,B正确。
9.【答案】C
【解析】这是强酸和强碱的混合,要先判断混合液的酸碱性。
酸中c(H+)=0.1mol·L-1;碱中c(OH-)=0.12mol·L-1,等体积混合碱过量,根据pH值的计算方法,要先求c(OH-),再求c(H+),最后求pH值。
c(OH-)余=
=0.01mol·L-1,c(H+)=
=1×10-12mol·L-1,则pH=-lgc(H+)=12。
10.【答案】B
【解析】aA+bB===cC+dD可以用单位时间内各物质的物质的量浓度变化来表示,如v(A)=
;不同物质表示的速率间有v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=a∶b∶c∶d规律。
反应物A前20s由3mol降到1.8mol,则v(A)=
=0.03mol·L-1·s-1,v(B)=0.045mol·L-1·s-1,v(C)=0.015mol·L-1·s-1。
A、C、D项错误,B项正确。
11.【答案】CD
【解析】T2℃之前A%变小,C%从0逐渐增大,而T2℃之后A%逐渐增大,C%逐渐减小,说明T2℃之前反应没有达到平衡状态,T2℃时恰好平衡,A、B项错误;T2℃之后A%渐大,C%渐小,说明T2℃之后是温度升高使平衡向左移动,逆反应是吸热反应,正反应是放热反应,D项正确;降低温度,平衡向放热方向移动即正反应方向移动,C项正确。
12.【答案】BC
【解析】催化剂能同等程度地降低正逆反应活化能,同等程度加快正、逆反应速率,C项正确;催化剂虽参与反应,但反应前后质量和性质都不变,B项正确;只有能自发进行的反应,催化剂才能改变反应速率,A项错误;如果反应速率很快,就没必要使用催化剂,如盐酸与烧碱的中和反应,D项错误。
13.【答案】AD
【解析】HN3水溶液中,HN3
H++
,H2O
H++OH-,前者电离程度大于后者,c(H+)>c(
)>c(OH-),弱酸在水溶液中不完全电离,在溶液中大部分以分子的形式存在,c(HN3)最大,因此c(HN3)>c(H+)>c(
)>c(OH-),A正确,B错误。
NaN3水溶液中,NaN3===Na++
,H2O
H++OH-,
+H2O
HN3+OH-,叠氮酸根离子水解,c(Na+)>c(
);溶液呈碱性,则c(H+)<c(OH-),C错误,D正确。
14.【答案】BD
【解析】压强只影响有气体参加的化学反应,A项错误;减小反应物浓度,减小了单位体积中分子总数,活化分子百分数不变,单位体积中有效碰撞次数减小,反应速率减小,C项错误。
15.【答案】
(1)c;d;2Cl﹣﹣2e﹣═Cl2↑;
(2)①负;ClO﹣+2e﹣+H2O═Cl﹣+2OH﹣;②H2;
(3)①OHC﹣CHO+Cl2+H2O═HOOC﹣CHO+2HCl;②0.5.
【解析】
(1)原电池原理保护金属铁时,将铁与比铁活泼的金属相连;电解池原理保护金属铁时,铁作阴极,阳极接石墨,不需要频繁更换,在海水中阳极上氯离子失电子生成氯气,电极反应式为:
2Cl﹣﹣2e﹣═Cl2↑;
(2)①“镁﹣次氯酸盐”燃料电池中失电子的为负极,则Mg为负极;正极上ClO﹣得电子生成氯离子,则正极的电极反应式为:
ClO﹣+2e﹣+H2O═Cl﹣+2OH﹣;
②Mg的活泼性较强能与水反应生成氢气,其反应为:
Mg+2H2O═Mg(OH)2+H2↑;
(3)①乙二醛(OHC﹣CHO)与M电极的氯气反应生成乙醛酸,化学方程式为:
OHC﹣CHO+Cl2+H2O═HOOC﹣CHO+2HCl;
②根据电极方程式HOOC﹣COOH+2e﹣+2H+═HOOC﹣CHO+H2O,0.5molH+通过质子交换膜,则生成0.25mol乙醛酸,由于两极均有乙醛酸生成所以生成的乙醛酸为0.5mol.
16.【答案】
(1)2
(2)-93kJ·mol-1
(3)①ab
②LiBH42Al+6H2O===2Al(OH)3+3H2↑
(4)增大 BH
-8e-+8OH-===BO
+6H2O
【解析】
(1)反应2LiBH4═2LiH+2B+3H2↑,可知生成3mol的氢气转移6mol的电子,则生成22.4LH2(标准状况)时,也就是产生1mol的氢气,转移电子的物质的量为2mol;
(2)由图可知:
2LiBH4(s)+MgH2(s)=2LiH(s)+2B(s)+MgH2(s)+3H2(g)△H=+200kJ•mol﹣1①2LiBH4(s)+MgH2(s)=2LiBH4(s)+Mg(s))+H2(g)△H=+76kJ•mol﹣1②
2LiBH4(s)+MgH2(s)=2LiH(s)+MgB2(s)+4H2(g)△H=+183kJ•mol﹣1③
①-③可得:
MgB2(s)+H2(g)=2B(s)+MgH2(s)△H=+17kJ•mol﹣1④
﹣④﹣②得:
Mg(s)+2B(s)═MgB2(s)△H=﹣(17+76)kJ•mol﹣1=﹣93kJ•mol﹣1;
(3)①a正确,25℃时,纯铝与水不反应,因为由图LiBH4含量为0时,氢气的体积为0;
b正确,25℃时,纯LiBH4与水反应产生氢气,负一价的氢与正一价的氢发生归中反应生成氢气;c错误,由图可知25℃时,Al﹣LiBH4复合材料中LiBH4含量越高,1000s内产生氢气的体积越小;
②如图3中无LiBH4,说明与水完全反应,根据质量守恒中的元素守恒,不可能产生氢氧化铝,氢氧化铝是铝与水反应得到的:
2Al+6H2O═2Al(OH)3+3H2↑;
(4)如图4正极是阳离子流向的一极,即过氧化钠所在的一极,发生还原反应,负一价的氧得电子生成氧负离子,跟水结合成氢氧根离子,溶液的pH增大,负极发生还原反应,注意是碱性介质,电极反应式为:
BH4﹣﹣8e﹣+8OH﹣═BO2﹣+6H2O。
17.【答案】
(1)大于;
(2)H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)△H=﹣124.6kJ/mol;
(3)C2H5OH+3O2+4KOH=2K2CO3+5H2O;
(4)0.1.
【解析】
(1)因燃烧热在某一温度和压强下lmol某物质B完全燃烧生成稳定化合物时所释放出的热量,而H2O的稳定化合物是液态水,H2O蒸汽转变为液态水需要放热,所以CH3OH的燃烧热大于192.9kJ/mol;
(2)CH3OH(g)+H2O(g)=CO2(g)+3H2(g)△H=+49.0kJ/mol①
CH3OH(g)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)△H=﹣192.9kJ/mol②
②﹣①得3H2(g)+3/2O2(g)=3H2O(g)△H=﹣241.9kJ/mol③
H2O(l)=H2O(g)△H=+44kJ/mol④
③﹣④×3得3H2(g)+3/2O2(g)=3H2O(g)△H=﹣373.9kJ/mol即H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)△H=﹣124.6kJ/mol;
(3)甲池是燃料电池中,通氧气的极是正极,该极上发生氧气得电子的还原反应,所以总反应方程式为:
C2H5OH+3O2+4KOH=2K2CO3+5H2O;
(4)乙池中阳极反应是4OH﹣﹣4e﹣═O2↑+2H2O,阴极反应依次是:
Cu2++2e﹣═Cu,2H++2e﹣═H2,
当铜离子全部放电时,转移电子是0.6mol,
设转移nmol电子时,两极上产生气体的体积相等,
则两极上产生气体的物质的量等式表示为:
0.25n=0.5(n﹣0.6),
解得n=1.2,
根据反应C2H6O+3O2═2CO2+3H2O,在转移12mol电子时,消耗C2H6O的量为1mol,当转移1.2mol电子时,理论上消耗乙醇0.1moL.
18.【答案】
(1)a;b;
(2)Li﹣e﹣=Li+;
(3)22.4;
(4)3MnO2+KClO3+6KOH
3K2MnO4+KCl+3H2O;2:
1.
【解析】
(1)Li为负极,MnO2为正极,原电池工作时,外电路的电流方向从正极到负极,即从b极流向a极,电子移动方向与电流相反,由a流向b;
(2)Li为负极,被氧化,电极方程式为Li﹣e﹣=Li+;
(3)14gLi为2mol,2molLi反应转移电子物质的量为2mol,电解水时,每有2mol电子转移生成1mol氢气,在标准状况下体积为22.4L;
(4)MnO2可与KOH和KClO3在高温下反应,生成K2MnO4,反应的方程式为3MnO2+KClO3+6KOH
3K2MnO4+KCl+3H2O,
K2MnO4在酸性溶液中歧化,生成KMnO4和MnO2,反应中Mn元素化合价分别由+6价升高到7价、降低到+4价,由氧化还原反应氧化剂和还原剂之间得失电子数目相等可知,生成KMnO4和MnO2的物质的量之比为2∶1.
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