工業(yè)上由二氧化錳制備高錳酸鉀可分二步進行，第一步：二氧化錳與氫氧化鉀共熔并通入氧氣2MnO₂＋4KOH＋O₂2K₂MnO₄＋2H₂O；第二步：電解錳酸鉀溶液：2K₂MnO₄＋H₂O  2KMnO₄＋H₂↑＋2KOH下列說法敘述正確的是

A．氧化性：KMnO₄＞K₂MnO₄＞O₂

B．第二步電解時，KMnO₄在陽極區(qū)生成

C．根據(jù)上述過程，每生成1mol KMnO₄共轉移6mol電子

D．第二步電解時陰極周圍pH減小

【解析】氧化劑的氧化性大于氧化產(chǎn)物的，所以氧化性是KMnO₄＞O₂＞K₂MnO₄，A不正確。在第二步反應中KMnO₄是氧化產(chǎn)物，應該在電解池的陽極周圍生成，B正確。二氧化錳中錳的化合價是＋4價，而在KMnO₄中錳的化合價是＋7價，所以每生成1mol KMnO₄共轉移3mol電子，C不正確。電解時陰極氫離子放電，所以pH是增大的，因此答案是B。

（8分）氮是地球上含量豐富的一種元素，氮及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活中有著重要作用，

（1）上圖是N₂(g)和H₂(g)反應生成1mol NH₃(g)過程中能量變化示意圖，請寫出N₂和H₂反應的熱化學方程式：                                         ；

（2）若已知下列數(shù)據(jù)：

試根據(jù)表中及圖中數(shù)據(jù)計算N-H的鍵能        kJ·mol^－1

（3）合成氨反應通常用鐵觸媒作催化劑。使用鐵觸媒后E₁和E₂的變化是：E₁______，E₂______(填“增大”、“減小、”“不變”)。

（4）用NH₃催化還原NO_X還可以消除氮氧化物的污染。例如

4NH₃(g)+3O₂(g)  2N₂(g)+6H₂O(g)；△H₁= akJ·mol^-1

N₂(g)+O₂(g)   2NO(g)；△H₂= bkJ/mol

若1mol NH₃還原NO至N₂，則該反應過程中的反應熱△H₃=     kJ/mol（用含a、b的式子表示）

【解析】（1）根據(jù)反應進程可判斷反應物的能量高，生成物的能量低，所以熱化學方程式為N₂(g)＋3H₂(g)2NH₃(g)   △H＝－92 kJ/mol。

（2）反應熱就是斷鍵吸收的能量和成鍵所放出的能量的差值，所以有943kJ/mol＋3×435kJ/mol－2×3×x＝－92 kJ/mol ，解得x＝390 kJ/mol。

（3）催化劑能降低反應的活化能，但不能改變反應熱，所以E₁和E₂均減小。

（4）考查蓋斯定律的應用，將已知的2個熱化學方程式疊加即得到

4NH₃＋6NO=6H₂O＋5N₂    △H＝（a－3b）kJ/mol。所以1mol NH₃還原NO至N₂，則該反應過程中的反應熱 kJ/mol。

（4分）下列反應在210℃時達到平衡：

①PCl₅(g)PCl₃(g)+Cl₂(g)；△H₁>0  K₁=10

②CO(g)+Cl₂(g)COCl₂(g)；△H₁<0  K₂= 5×10³

③PCl₅(g) +CO(g) COCl₂(g) + PCl₃(g) K₃

   （1）反應③的平衡常數(shù)K₃=         。

     （2）要使反應①和反應②的K數(shù)值相等，可采取的措施是         （填序號）。

A．降低反應①、②體系中Cl₂濃度         B．反應①、②選擇不同的催化劑

C．反應①、反應②同時升高溫度            D．降低反應①、反應②的體系壓強

E．反應①降低溫度，反應②維持210℃

【解析】當可逆反應達到平衡狀態(tài)時，生成物濃度的冪之積和反應物濃度的冪之積的比值稱作平衡常數(shù)。①＋②即得到③，所以③的平衡常數(shù)為10×5×10³= 5×10^4.。反應①是吸熱反應，②是放熱反應，所以要使反應①和反應②的K數(shù)值相等，則反應①要向正反應方向移動，反應②要向逆反應方向移動，所以答案是C。

（12分）能源短缺是人類社會面臨的重大問題。甲醇是一種可再生能源，具有廣泛的開發(fā)和應用前景。工業(yè)上合成甲醇的反應為：CO(g)＋2H₂(g)CH₃OH(g)；ΔH

（1）已知，該反應在300℃，5MPa條件下能自發(fā)進行，則ΔH    0，△S   0 （填“＜，＞或＝”）。

（2）在300℃，5MPa條件下，將0.20mol的 CO與0.58mol H₂的混合氣體充入2L密閉容器發(fā)生反應，反應過程中甲醇的物質(zhì)的量濃度隨時間的變化如圖所示。

①在0～2min內(nèi)，以H₂表示的平均反應速率為       mol·L^-1·s^-1。

②列式計算300℃時該反應的平衡常數(shù)K =                                  。

③300℃時，將0.50mol CO、1.00mol H₂和1.00 molCH₃OH充入容積為2L的密閉容器中，此時反應將        。

A．向正方向移動   B．向逆方向移動   C．處于平衡狀態(tài)  D．無法判斷

④下列措施可增加甲醇產(chǎn)率的是         

A．壓縮容器體積                B．將CH₃OH(g)從體系中分離

C．充入He，使體系總壓強增大   D．再充入0.20mol CO和0.58mol H₂

（3）若其它條件不變，使反應在500℃下進行，在圖中作出甲醇的物質(zhì)的量濃度隨時間的變化的示意圖。

【解析】（1）根據(jù)反應的特點可知△S小于0，因為反應在300℃，5MPa條件下能自發(fā)進行，所以根據(jù)△G＝△H－T·△S可知反應是放熱反應。

（2）①反應速率通常用單位時間內(nèi)濃度的變化量來表示，根據(jù)圖像可知反應進行到2min時甲醇

的濃度不再發(fā)生變化，平衡時甲醇的物質(zhì)的量是0.04mol，則消耗氫氣是0.08mol，所以在0～2min

內(nèi)，以H₂表示的平均反應速率為。

②平衡時氫氣的濃度是，CO的平衡濃度是

,所以該溫度下的平衡常數(shù)為。

③300℃時，將0.50mol CO、1.00mol H₂和1.00 molCH₃OH充入容積為2L的密閉容器中，此時它們的濃度分別為0.25mol/L、0.50mol/L、、0.50mol/L，因為＞4，所以反應向逆反應方向移動。

④壓縮體積，壓強增大，平衡向正反應方向移動。選項B是降低生成物濃度，平衡也向正反應方

向移動。充入He，使體系總壓強增大，但物質(zhì)但濃度沒有變化，所以平衡不移動。再充入0.20mol

CO和0.58mol H₂，相當于增大體系的壓強，平衡向正反應方向移動，所以答案是ABD。

（3）因為反應是放熱反應，所以升高溫度平衡向逆反應方向移動，但反應速率會加快，所以圖

像為

（10分）下圖是一個電化學過程的示意圖。

請回答下列問題：

（1）圖中甲池的名稱          (填“原電池”“電解池”或“電鍍池”)。

（2）寫出通入CH₃OH的電極的電極反應式：                                。

（3）乙池中反應的化學方程式為                       ，當乙池中B極的質(zhì)量增加5.4g時，甲池中理論上消耗O₂的體積為    L(標準狀況下)，此時丙池中   電極（填“C”或“D”）析出1.6g某金屬，則丙池的某鹽溶液可能是          (填序號)

A．MgSO₄溶液      B．CuSO₄溶液      C．Na_­Cl溶液      D．AgNO₃溶液 

【解析】（1）甲屬于燃料電池，給乙池和丙池供電。在燃料電池中可燃物在負極通入，所以電極反應式為CH₃OH＋8OH^――6e^－＝CO₃^2－＋6H₂O。電極A和電池的正極相連，所以A是陽極、B是陰極、C是陽極、D是陰極。A是惰性電極，所以乙池中反應式為4AgNO₃＋2H₂O 4Ag＋O₂↑＋4HNO₃。5.4g是單質(zhì)銀，轉移的電子是，所以根據(jù)得失電子守恒可知氧氣的物質(zhì)的量是。金屬陽離子只有在陰極放電，所以在D電極放電。鎂和鈉屬于活潑的金屬，在水溶液中其離子不可能放電。1.6g若是銅，則轉移的電子為，正確。若是銀，則說明硝酸銀不足，還有氫氣生成，所以答案是BD。

（9分）實驗室用H₂O₂分解反應制取氧氣時，常加入催化劑以加快反應速率，某研究性學習小組為研究催化劑FeCl₃的量對O₂生成速率的影響，設計了如下三組實驗方案（見下表），將表中所給的試劑按一定體積混合后進行反應。

按要求回答下列問題：

（1）欲用右圖裝置來比較該反應的反應速率快慢，當反應物的濃度、用量及其他影響速率的條件確定之后，可以通過測                   推(計)算反應速率。

（2）為實現(xiàn)實驗目的，則V₁=    ，V₂=    ；

V₃=     ，V₄=    。

（3）根據(jù)你所掌握的知識判斷，在上述實驗中反應速率最快的可能是      （填“實驗編號”）

（4）已知Fe³⁺催化H_­2O₂分解的機理可分兩步反應進行，其中第一步反應為：2Fe³⁺ + H₂O₂ ==2Fe²⁺+ O₂↑+ 2H⁺，則第二步反應的離子方程式為：

                                              。

【解析】（1）因為反應中生成氧氣，所以可以通過收集相同體積的氣體所需要的時間來進行計算。

（2）為使實驗在相同條件下進行雙氧水的量應該相同，且最終溶液的體積要相同，所以V₁=20.00ml，V₂=20.00ml，V₃=10.00ml，V₄=5.00ml。

（3）C中催化劑的量最多，所以反應速率可能最快。

（4）因為催化劑在反應前后是不能變的，所以在第二步中亞鐵離子要重新生成鐵離子，因此正確的反應式為2Fe²⁺ + H₂O₂ +2H⁺ == 2Fe³⁺ + 2H₂O。

（11分）某研究性學習小組為證明2Fe³⁺ + 2I^-  2Fe²⁺+ I₂為可逆反應（即反應存在一定的限度），設計如下幾種方案。已知FeF₆^3-是一種無色的穩(wěn)定的絡離子。

按要求回答下列問題。

方案甲：

取5mL0.1mol/L KI溶液，滴加2ml 0.1mol/L 的FeCl₃溶液，再繼續(xù)加入2mL CCl₄，充分振蕩。靜置、分層，再取上層清液，滴加KSCN溶液。

（1）甲方案中能證明該反應為可逆反應的現(xiàn)象是                            。

（2）有同學認為該方案設計不夠嚴密，即使該反應為不可逆反應也可能出現(xiàn)上述現(xiàn)象，其原因是                                 。

方案乙：

取5mL0.1mol/L KI溶液，滴加2ml 0.1mol/L 的FeCl₃溶液，溶液呈棕黃色，再往溶液中滴加NH₄F溶液，若看到                   現(xiàn)象，即可證明該反應為可逆反應，請解釋產(chǎn)生該現(xiàn)象的原因                                       。

方案丙：

設計如圖原電池裝置，接通靈敏電流計，指針向右偏轉（注：靈敏電流計指針總是偏向電源正極），隨著時間進行電流計讀數(shù)逐漸變小，最后讀數(shù)變?yōu)榱恪?/p>

當指針讀數(shù)變零后，在乙燒杯中加入1mol/L FeCl₂溶液，若觀察到靈敏電流計的指針向     方向偏轉（填“左”、“右”或“不移動”），即可判斷該反應為可逆反應，此時甲中石墨電極上的電極反應式為                           。

【解析】（1）根據(jù)實驗數(shù)據(jù)可知碘化鉀是過量的，若反應是可逆反應，則溶液中一定存在鐵離子，同時也必須生成單質(zhì)碘。所以可以通過檢驗鐵離子和單質(zhì)碘來證明。

（2）因為碘離子和亞鐵離子在空氣中也可以被氧氣氧化生成單質(zhì)碘和鐵離子，所以方案不是很嚴密。

（3）可以依據(jù)外界條件對平衡的影響來驗證。因為Fe³⁺與F^-絡合生成無色的FeF₆^3-，促使2Fe³⁺ +2I^-  2Fe²⁺ + I₂平衡朝逆反應方向移動，所以溶液顏色會變淺。

（4）在原電池中負極是失去電子的，碘離子失去電子，所以電子是從甲池流向乙池，所以電流計的指針向左偏轉。

（6分）氫氧燃料電池是將H₂通入負極，O₂通入正極而發(fā)生電池反應的，其能量轉換率高。

（1）若電解質(zhì)溶液為硫酸，其正極反應為_____________        _，若反應過程中轉移了2mol電子，可產(chǎn)生水的質(zhì)量為       g。

（2）若用氫氧燃料電池電解由NaCl和CuSO₄組成的混合溶液，.其中c(Na⁺)= 3 c(Cu²⁺ )= 0.3 mol/L，取該混合液100 mL用石墨做電極進行電解，通電一段時間后，在陰極收集到0.112 L（已折算到標準狀況）氣體。此時氫氧燃料電池外電路中轉移電子的物質(zhì)的量為        mol。（不考慮電路中的其它損耗）。

【解析】（1）在燃料電池中正極通入的是氧氣，所以正極反應式為O₂ + 4H⁺ + 4e^-= 2H₂O。因為總反應是O₂ + 2H₂ = 2H₂O，反應中轉移的電子是4mol，所以若反應過程中轉移了2mol電子，可產(chǎn)生水的質(zhì)量為18g。

（2）在陰極上首先是銅離子放電，析出銅，然后是氫離子放電，生成氫氣。銅離子是0.1mol/L×0.1L＝0.01mol，得到的電子是0.02mol。氫氣是，轉移的電子是0.01mol，所以轉移的總的電子是0.03mol。

元素性質(zhì)呈周期性變化的決定因素是  (      )

A．元素原子半徑大小呈周期性變化         B．元素原子量依次遞增

C．元素原子最外層電子排布呈周期性變化   D．元素的最高正化合價呈周期性變化

據(jù)報道，放射性同位素鈥可有效冶療肝癌，該同位素原子核內(nèi)的中子數(shù)與質(zhì)子數(shù)之差為（     ）

A．32                          B．67                   C．99                   D．166