这篇资料是关于高中化学的一份月考试题,涵盖了化学反应的能量变化、原电池与电解池的工作原理、氧化还原反应以及化学平衡等多个知识点。下面将详细解释这些内容。
1. 化学反应的能量变化:化学反应的能量变化通常表现为反应热,即反应物与生成物之间的能量差。选项C正确,盖斯定律指出,无论化学反应是一步完成还是分步完成,其反应热是相同的,因此可以利用已知反应的焓变来计算难以直接测量的反应焓变。选项A错误,因为反应可以是吸热或放热,这取决于反应物和生成物的能量状态。选项B和D涉及到反应速率,与能量变化无关,且反应速率受温度、浓度、催化剂等因素影响,而非单纯由吸热或放热决定。
2. 原电池与腐蚀:在给出的铁腐蚀问题中,铁与其他金属如锌、锡一起在海水中,形成原电池。一般来说,更活泼的金属(如锌)会先被氧化,保护其他金属不被腐蚀,这就是牺牲阳极的阴极保护法。选项B和C涉及了腐蚀速率,铁在不同环境下腐蚀速率不同,通常活泼金属的存在会加速铁的腐蚀,但题目未提供足够的信息来确定确切的腐蚀速率。
3. 钢铁锈蚀的过程:钢铁锈蚀涉及多种化学反应,包括铁的氧化、氧气的还原、氢气的生成以及水的参与。选项A和B只包含了部分过程,而选项C则包括了所有可能的变化。因此,答案可能是C。
4. 脱氧剂原理:脱氧剂用于食品包装中,利用铁粉的吸氧能力防止食品氧化变质。选项A错误,脱氧反应是放热反应,但不一定会降低温度。选项B错误,铁作为负极失去电子变为Fe2+。选项C错误,碳不是原电池的负极,而是作为反应的一部分帮助铁氧化。选项D正确,铁粉与氧气反应生成氧化铁,计算出理论上的氧气消耗量。
5. 同素异形体与反应热:灰锡和白锡是锡的两种形态,它们之间的转化伴随着能量变化。根据题目,灰锡转化为白锡是吸热反应,所以ΔH3 > 0,ΔH2 > ΔH1。选项A错误,B错误(因为灰锡在低温下更不稳定),C错误,D正确,当环境温度低于13.2℃时,灰锡会自发转化为白锡。
6. 燃料电池:乙烷燃料电池中,乙烷在负极失去电子,氧气在正极得到电子。负极反应为C2H6 + 18OH- - 14e- → 2CO32- + 10H2O,放电过程中负极周围pH下降,正极反应为7O2 + 14H2O + 28e- → 14OH-。选项A和B错误,C错误,D正确,因为总反应消耗KOH,其物质的量浓度会降低。
7. 海水激活电池:Mg-AgCl电池中,Mg是负极,失去电子变为Mg2+,AgCl在正极得到电子变为Ag。选项B和C错误,D正确,AgCl在正极发生还原反应。
8. 二氧化钛生产钛的电化学过程:在这个过程中,二氧化钛中的氧离子在阴极获得电子,生成氧气。选项A正确,B错误(产生的气泡是氧气),C错误(氧离子向阴极移动),D错误(石墨棒可能因消耗而需要更换)。
9. 电化学反应判断:根据电极反应,烧杯a中氢离子得到电子生成氢气,pH升高;烧杯b中发生氧化反应,氯离子失去电子生成氯气。选项A、B和D正确,C错误(氢离子得到电子而非失去)。
10. 电化学示意图:图未给出,无法分析。
11. 电解混合溶液:电解硝酸铜和硝酸银的混合溶液,阴极优先析出Ag,当Ag完全析出后,Cu开始析出。题目中阴极生成气体为氢气,说明Ag已经完全析出,气体对应0.05mol电子转移,因此转移电子总量大于0.1mol。选项B正确,A和C错误,D正确,阴极增重是Ag的质量,0.1molAg的质量为1.08g。
12. 电解CuCl2溶液:电解CuCl2,阴极析出Cu,阳极Cl-失去电子生成Cl2。选项A错误,a端应为电源正极,B正确,C错误,阳极发生反应2Cl- - 2e- → Cl2,D正确,通电一段时间后,阴极附近有Cu沉积。
以上是试题中涉及的主要化学知识点的详细解释。