题目内容

1．现代膜技术可使某种离子具有单向通过能力，常用于电解池、原电池中．电解NaB（OH）4溶液可制备H3BO3，其工作原理如图．下列叙述错误的是（　　）
A．M室发生的电极反应式：2H2O-4e-═O2↑+4H+
B．N室：a%＜b%
C．产品室发生的反应是：B（OH）4-+H+?H3BO3+H2O
D．理论上每生成1mol产品，阴极室可生成标准状况下5.6L气体

分析 A．M室中石墨电极为阳极，电解时阳极上水失电子生成O2和H+；
B．N室中石墨为阴极，电解时阴极上水得电子生成H2和OH-，原料室中的钠离子通过c膜进入N室，溶液中c（NaOH）增大；
C．原料室中的B（OH）4-通过b膜进入产品室，M室中氢离子通入a膜进入产品室，B（OH）4-、H+发生反应生成H3BO3；
D．理论上每生成1mol产品，M、N室电极反应式分别为2H2O-4e-=O2↑+4H+、2H2O+2e-=H2↑+2OH-，M室生成1molH+、N室生成0.5molH2．

解答 解：A．M室中石墨电极为阳极，电解时阳极上水失电子生成O2和H+，电极反应式为2H2O-4e-═O2↑+4H+，故A正确；
B．N室中石墨为阴极，电解时阴极上水得电子生成H2和OH-，原料室中的钠离子通过c膜进入N室，溶液中c（NaOH）增大，所以N室：a%＜b%，故B正确；
C．原料室中的B（OH）4-通过b膜进入产品室，M室中氢离子通入a膜进入产品室，B（OH）4-、H+发生反应生成H3BO3，反应方程式为B（OH）4-+H+?H3BO3+H2O，故C正确；
D．理论上每生成1mol产品，M、N室电极反应式分别为2H2O-4e-=O2↑+4H+、2H2O+2e-=H2↑+2OH-，M室生成1molH+、N室生成0.5molH2，阴极生成的气体体积在标况下是11.2L，故D错误；
故选D．

点评 本题考查电解原理，为高频考点，明确各个电极上发生的反应是解本题关键，注意膜类型的判断方法，题目难度不大．

练习册系列答案
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11．芳香族化合物C的分子式为C9H9OCl，C与其他物质之间的转化如图所示：

C分子中有一个甲基且苯环上只有一条侧链；一定条件下C能发生银镜反应．
（1）F中官能团的名称是醛基、碳碳双键．
（2）G的结构简式是．
（3）写出D与银氨溶液反应的化学方程式．
（4）若实验测得B中不含有氯原子，你认为可能的原因是新制Cu（OH）2悬浊液中含有过量的NaOH，在碱性环境中B水解．
（5）D的一种同系物W（分子式为C8H8O2）有多种同分异构体，则符合以下条件的W的同分异构体有4种．
①属于芳香族化合物；
②能与NaHCO3反应产生CO2气体．
12．下列化合物中，只含有离子键的是（　　）
A．CaCl2B．NH3C．H2OD．KOH
9．碳元素及其化合物与人类的生活、生产息息相关，请回答下列问题：
（1）自然界中的碳循环对人类的生存与发展具有重要意义．
①绿色植物的光合作用吸收CO2释放O2的过程可以描述为以下两步：
2CO2（g）+2H2O（l）+2C5H10O4（s）═4（C3H6O3）+（s）+O2（g）+4e-△H=+1360kJ•mol-1
12C3H6O3（s）+12e-═C6H12O6（s，葡萄糖）+6C3H10O4（s）+3O2（g）△H=-1200kJ•mol-1
则绿色植物利用二氧化碳和水合成葡萄糖并放出氧气的热化学方程式为：6CO2（g）+6H2O（l）=C6H12O6（s）+6O2（g）△H=+2880kJ•mol-1．
②溶洞的形成是石灰岩中的主要成分碳酸钙在一定条件下溶解和沉积形成，请站在活化能的角度解释溶洞形成过程极为缓慢的原因溶洞形成过程的化学反应在自然条件下活化能较高．
（2）工业上碳及其化合物是重要的工业原料．
①以CO2、NaCl、NH3为原料制得Na2CO3是“侯氏制碱法”的重要步骤，相关物质的溶解度曲线如图所示，请写出常温下向饱和氯化钠溶液中先后通入足量的NH3、CO2发生反应的离子方程式：NH3+CO2+H2O+Na+=NaHCO3↓+NH4+．
常温常压下，在NaHCO3溶液中存在如下平衡：
HCO3-+H2O?H2CO3+OH-    Kh=2.27×10-8
HCO3-?CO32-+H+                 Ka2=4.7×10-11
H2O?H++OH-                     Kw=1.0×10-14
请用K定量解释NaHCO3溶液显碱性的原因：NaHCO3溶液中HCO3-的水解程度大于电离程度，使得溶液中c（OH-）大于c（H+）而显碱性，在NaHCO3溶液中继续通入CO2，至溶液中n（HCO3-）：n（H2CO3）=4.4时溶液可以达中性．
②工业上可以利用甲醇制备氢气．
甲醇蒸汽重整法制备氢气的胡政尧反应为CH3OH（g）?CO（g）+2H2（g），设在容积为2.0L的密闭容器中充入0.60mol的CH3OH（g）体系压强为p1，在一定条件下达到平衡时，体系压强为p2，且p2：p1=2.2，则该条件下CH3OH的平衡转化率为60%．
工业上还可以利用甲醇部分氧化法制备氢气，在一定温度下以$\frac{Ag}{Ce{O}_{2}}$-ZnO为催化剂，原料气比例对反应选择性（选择性越大，表示生成的该物质越多）影响关系如图所示．则当$\frac{n（{O}_{2}）}{n（C{H}_{3}OH）}$=0.25时，CH3OH与O2发生的主要反应方程式为2CH3OH+O2?2HCHO+2H2O；在制备H2时最好控制$\frac{n（{O}_{2}）}{n（C{H}_{3}OH）}$=0.5．
16．黄铁矿（主要成分为FeS2）的利用对资源和环境具有重要意义．
（1）工业上煅烧黄铁矿可制取SO2．已知下列热化学方程式
4FeS2（s）+11O2（g）═2Fe2O3（s）+8SO2（g）△H=akJ/mol
S（s）+O2（g）═SO2（g）△H=bkJ/mol
Fe（s）+2S（s）═FeS2（s）△H=ckJ/mol
则4Fe（s）+3O2（g）=2Fe2O3（s）△H=a+4c-8bkJ/mol
（2）一种酸性条件下催化氧化黄铁矿的物质转化关系如图I所示．

（1）写出图1中Fe3+与FeS2反应的离子方程式：14Fe3++FeS2+8H2O=15Fe2++2SO4-+16H+．
（2）硝酸也可将FeS2氧化为Fe3+和SO42-，使用浓硝酸比使用稀硝酸反应速率慢，其原因是稀硝酸反应后被还原为NO，浓硝酸被还原为NO2，NO可作催化剂，NO2不能．
（3）控制Fe2+的浓度、溶液体积和通入O2的速率一定，图II所示为改变其他条件时Fe2+被氧化的转化率随时间的变化．
①加入NaNO2发生反应：2H++3NO2-═NO3-+2NO+H2O．若1mol NaNO2完全反应则转移电子的数目为$\frac{2}{3}$mol．
②加入NaNO2、KI发生反应：4H++2NO2-+2I-═2NO+I2+2H2O．解释图II中该条件下能进一步提高单位时间内Fe2+转化率的原因：生成的催化剂NO更多，加快了反应速率．
（4）为研究FeS2作电极时的放电规律，以FeS2作阳极进行电解，由FeS2放电产生粒子的含量与时间、电压（U）的关系如图 III所示．
①写出t1至t2间FeS2所发生的电极反应式：FeS2-2e-=Fe2++2S．
②当电压的值介于3U～4U之间，FeS2放电所得主要粒子为Fe3+、SO42-．
6．设NA为阿伏加德罗常数的数值，下列说法不正确的是（　　）
A．盛有SO2的密闭容器中含有NA个氧原子，则SO2的物质的量为0.5 mol
B．28g乙烯和环丙烷（C3H6）组成的混合气体，完全燃烧时，转移的电子数为12NA
C．0.1 mol•L-1的（NH4）2SO4溶液中，所含NH4+数小于0.2NA
D．标准状况下，2.24 L18O2中含有2NA个中子
13．是合成高聚酚酯的原料，其合成路线（部分反应条件略去）如图所示：

已知：i．CH2CH═CH2$→_{O_{2}}^{催化剂}$CH3CHO+HCHO
           ii．
（1）A的结构简式为HCHO，B分子中最多有15个原子共面． 
  （2）反应①的反应条件NaOH醇溶液、加热．
（3）由C生成D的化学方程式为$→_{△}^{浓硫酸}$+H2O．
（4）与D互为同分异构体且含有碳碳双键和-COO-的苯的二元取代物有6种，其中核磁共振谱为5组峰，且峰面积比为2：1：2：2：1的结构简式为（任写一种）．
（5）写出以C2H5OH为原料合成乳酸（  ）的路线（其他试剂任选，合成路线常用的表示方式为A$\stackrel{反应试剂}{→}$B…$\stackrel{反应试剂}{→}$目标产物）．
10．设NA表示阿伏加德罗常数的值．下列说法正确的是（　　）
A．标准状况下，3.36LC2H4和C3H6的混合气体中含有碳碳双键的数目为0.15NA
B．0.1 mol•L-1（NH4）2SO4溶液与0.2 mol•L-1NH4CI溶液中的NH4+数目相同
C．H2和CO混合气体8.96 L在足量O2中充分燃烧消耗O2分子数为0.2 NA
D．含0.1molNH4HSO4的溶液中，阳离子数目略大于0.2NA
11．在恒容密闭容器中发生反应H2（g）+I2（g）?2HI（g）+9.4kJ，下列说法能说明该反应一定达到平衡的是（　　）
A．混合气体的密度不再发生变化B．混合气体的颜色不再发生变化
C．反应放出的热量恰好为9.4kJ时D．混合气体的压强不再发生变化

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