精品解析：江苏省无锡市南菁高级中学实验班2023-2024学年高一下学期期中考试（化学）试卷

南菁高中实验班2023-2024学年第二学期 高一期中(化学)试卷 可能用到的相对原子质量： 单项选择题(每题仅有一个正确选项，共20小愿，每题3分，共60分) 1. “液态阳光”是指由阳光、二氧化碳和水通过人工光合作用得到的绿色液态燃料，下列有关“液态阳光”的说法不正确的是 A. 和转化为“液态阳光”过程中同时释放能量 B. 煤气化得到的水煤气合成的甲醇不属于“液态阳光” C. “液态阳光”行动有利于可持续发展并应对气候变化 D. “液态阳光”有望解决全球化石燃料不断枯竭的难题 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】A．根据题意可知，阳光、二氧化碳和水转化为“液态阳光”过程中类似光合作用，需吸收能量，故A错误； B．煤气化得到的水煤气，成分为CO和H2，水煤气合成的甲醇，没有合成“液态阳光”的要素，因此不属于“液态阳光”，故B正确； C．“液态阳光”行动有利于可持续发展，减少温室效应，有利于气候变化，故C正确； D．“液态阳光”只需要阳光、二氧化碳和水，因此有望解决全球化石燃料不断枯竭的难题，故D正确。 综上所述，答案为A。 2. 将氢化为有三种方法，对应的反应依次为： ① ② ③，下列说法中不正确的是 A. 反应①的 B. 反应②的 C. D. 反应③常温下一定能自发进行 【答案】D 【解析】 【详解】A．反应①能自发进行，则ΔS>0且低温，A正确； B．反应②中Si为固体，故，B正确； C．反应③=反应②-反应①，即，C正确； D．反应③=反应②-反应①，，，ΔG=ΔH-TΔS，ΔG<0，还需要根据具体数值计算，D错误； 故选D。 3. 研究人员最近发明了一种“水”电池，这种电池能利用淡水与海水之间含盐量差别进行发电，在海水中电池总反应可表示为5MnO2+2Ag+2NaCl=Na2Mn5O10+2AgCl。下列“水”电池在海水中放电时的有关说法不正确的是（ ） A. “水”电池的负极是Ag，AgCl是氧化产物 B. 正极反应为5MnO2+2e-+2NaCl=Na2Mn5O10+2Cl- C. 每生成1molNa2Mn5O10，转移2mol电子 D. “水”电池工作时，Na+往MnO2电极方向移动 【答案】B 【解析】 【分析】根据原电池的工作原理进行分析，负极上失去电子，化合价升高，发生氧化反应，正极上得到电子，化合价降低，发生还原反应，根据电池总反应进行分析； 【详解】A. 根据电池总反应，Ag元素的化合价由0价→+1价，化合价升高，发生氧化反应，依据原电池工作原理，Ag为负极，AgCl是氧化产物，故A说法正确； B. NaCl、Na2Mn5O10为可溶强电解质，根据电池总反应，MnO2中Mn的化合价由+4价→+3.6价，得到电子，MnO2作正极，因此正极上的电极反应式为5MnO2+2e-=，故B说法错误； C. 根据B选项分析，生成1molNa2Mn5O10，转移2mol电子，故C说法正确； D. 原电池中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，因此Na+向MnO2电极方向移动，故D说法正确； 故答案为B。 4. 我国科研团队研制出“TM-LiH(TM表示过渡金属)”双催化剂体系，实现了氨的低温催化合成，其原理示意如下： 下列分析不合理的是 A. 状态Ⅰ为吸附并发生解离，键发生断裂并吸收能量 B. 状态Ⅲ反应的方程式为 C. “TM-LiH”能降低合成氨反应的 D. 合成总反应的原子利用率是100% 【答案】C 【解析】 【详解】A．由原理可知氮气与TM-LiH反应生成LiNH，LiNH与氢气反应生成氨和LiH。状态Ⅰ为吸附并发生解离的过程，键发生断裂要吸收能量，A正确； B．由原理可知，状态Ⅲ为LiNH与氢气反应生成氨和LiH的过程，方程式为：，B正确； C．催化剂可降低反应的活化能，但不能降低反应物和生成物的总能量，不能改变反应热，C错误； D．由原理可知氮气和氢气反应生成物只有氨，原子利用率为100%，D正确； 故选C。 5. NaClO2(亚氯酸钠)是常用的消毒剂和漂白剂，工业上可采用电解法制备，工作原理如图所示。下列叙述正确的是 A. 若直流电源为铅蓄电池，则b极为Pb B. 交换膜左侧 NaOH 的物质的量不变，气体X为Cl2 C. 阳极反应式为ClO2+e-=ClO2- D. 制备 18.1 gNaClO2 时理论上有 0.2 molNa＋由交换膜左侧向右侧迁移 【答案】B 【解析】 【详解】A. 二氧化氯转化为NaClO2( 亚氯酸钠)的过程是发生还原反应，应该发生在阴极，所以a是负极，b是正极，若直流电源为铅蓄电池，则电池的负极和电源的负极相连，b极为正极，应该是PbO2，A错误； B. 阳离子交换膜只允许阳离子通过，所以交换膜左边NaOH的物质的量不变，在阳极上是Cl-失电子的氧化反应，产生的是Cl2，气体X为Cl2，B正确； C. 在阳极上是Cl-失电子的氧化反应，产生的是氯气，C错误； D. Na+由交换膜右侧向左侧迁移，D错误； 故合理选项是B。 6. 某污水处理厂利用电解法处理含酚废水并制氢，工作原理如图所示。下列说法不正确的是 A. X为电源的正极，b极发生还原反应 B. a极电极反应式为 C. 产生标准状况下，则有通过质子交换膜 D. 电解后将两极区溶液混合，与原废水相比较，溶液的保持不变 【答案】D 【解析】 【分析】根据电解池原理，苯酚在a极发生氧化反应，生成二氧化碳和氢离子，氢离子穿过质子交换膜在b极发生还原反应，生成氢气，据此回答问题。 【详解】A．X为电源的正极，b极连电源负极作阴极，发生还原反应，A正确； B．a极发生氧化反应，电极反应式为：C6H5OH＋11H2O-28e-=6CO2↑＋28H+，B正确； C．产生标准状况下4.48L CO2，即0.2mol二氧化碳，根据a极反应可知有通过质子交换膜，C正确； D．电解后将两极区溶液混合，与原废水相比较，原废液为苯酚，显弱酸性，电解后液体成电中性，溶液的pH发生改变，D错误。 故答案为D。 7. 已知是一种弱酸，在强碱溶液中主要以形式存在。现以电池电解尿素的碱性溶液制备，下列说法正确的是 A. 电解过程中，电子的流向为 B. 电池的正极反应为 C. 电解时，消耗，则产生标准状况下 D. c电极是阳极，且反应后该电极区溶液增大 【答案】C 【解析】 【分析】根据装置，左侧为电池，右侧为电解池，d电极上产生H2，根据电解原理，d电极为阴极，则c电极为阳极，a为负极，b为正极，据此分析； 【详解】A．根据装置，左侧为电池，右侧为电解池，d电极上产生H2，根据电解原理，d电极为阴极，则c电极为阳极，a为负极，b为正极，电解质内部没有电子通过，电子流向由a→d，c→b，故A错误； B．根据A选项分析，b电极为正极，电极反应方程式为，故B错误； C．根据得失电子数目守恒，因此有，解得V(N2)=2.24L，故C正确； D．根据A选项分析，电极c为阳极，电极反应式为CO(NH2)2＋8OH－－6e－=CO＋N2↑＋6H2O，消耗OH－，反应后该电极区pH减小，故D错误； 答案为C。 8. 化学家描绘出了一种使用(二甲亚砜)作为电解液，并用多孔黄金作为电极的锂-空气电池的实验模型，该电池放电时在多孔黄金上氧分子与锂离子反应，形成过氧化锂，其装置图如图所示。下列有关叙述正确的是 A. 电解液能传递和电子，不能换成水溶液 B. 该电池放电时每消耗，转移电子 C. 给该锂-空气电池充电时，金属锂接电源的正极 D. 多孔黄金为电池正极，电极反应式为 【答案】D 【解析】 【分析】该装置为原电池，锂电极作负极，负极的电极反应式为Li-e-=Li+，且已知该电池放电时在多孔的黄金上氧分子与锂离子反应，形成过氧化锂，因此多孔的黄金作为正极，正极的电极反应式为，在原电池中，电子经导线从负极移动向正极，溶液中离子移动导电，据此分析。 【详解】A．电子经导线从负极移动向正极，电子不在溶液中移动，溶液中是离子移动导电，A错误； B．该电池放电时每消耗，转移电子，B错误； C．放电时，金属锂为负极，充电时该电极相当于电解池的阴极，因此给该锂—空气电池充电时，金属锂接直流电源的负极，C错误； D．多孔的黄金作为正极，正极的电极反应式为，D正确； 故选D。 9. 是一种新型二次电池，其装置的示意图如下(透过膜只允许通过)。下列说法正确的是 A. 断开、闭合，左室的电极为阳极，发生还原反应 B. 断开、闭合，右室的电极反应式： C. 断开、闭合，外电路中通过电子时，左室溶液质量增加 D. 该二次电池的总反应为 【答案】C 【解析】 【详解】A．断开K1、闭合K2，该装置为电解池，右室的电极与外接电源的正极相连作阳极，LiFePO4失去电子发生氧化反应生成Li1-xFePO4，A错误； B．断开K2、闭合K1，该装置为原电池，右室的电极为正极，Li1-xFePO4得电子发生还原反应生成LiFePO4，电极反应式为：Li1-xFePO4+xLi++xe-=LiFePO4，B错误； C．断开K2、闭合K1，外电路中通过a mol电子时，左室有0.5a mol Mg溶解，同时有a mol Li+移向右室，因此左室溶液质量增加，C正确； D．该二次电池的总反应为：xMg+xLi2SO4+2Li1-xFePO4xMgSO4+2LiFePO4，D错误； 故选C。 10. Na2Cr2O7的酸性水溶液随着H+浓度的增大会转化为CrO3。电解法制备CrO3的原理如图所示。下列说法错误的是 A. 电解时只允许H+通过离子交换膜 B. 生成O2和H2的质量比为8∶1 C. 电解一段时间后阴极区溶液OH-的浓度增大 D. CrO3的生成反应为：Cr2O+2H+=2CrO3+H2O 【答案】A 【解析】 【分析】根据左侧电极上生成，右侧电极上生成，知左侧电极为阳极，发生反应：，右侧电极为阴极，发生反应：；由题意知，左室中随着浓度增大转化为，因此阳极生成的不能通过离子交换膜。 【详解】A．由以上分析知，电解时通过离子交换膜的是，A项错误； B．根据各电极上转移电子数相同，由阳极反应和阴极反应，知生成和的物质的量之比为1∶2，其质量比为8∶1，B项正确； C．根据阴极反应知，电解一段时间后阴极区溶液的浓度增大，C项正确： D．电解过程中阳极区的浓度增大，转化为，D项正确。 故选A。 11. 恒温恒容下，将气体和气体通入体积为的密闭容器中发生如下反应： ①压强不再变化 ②气体密度不再变化 ③A的消耗速率与B的生成速率之比为 ④A的百分含量保持不变 ⑤A的转化率不再改变 ⑥混合气体的平均相对分子质量不再变化。上列各项可作为该反应达到平衡状态的标志的有 A. 全部 B. 5项 C. 4项 D. 2项 【答案】B 【解析】 【详解】①该反应为气体体积不变的反应，压强不再变化，不能判断反应达到平衡； ②该反应为气体质量减少的反应，气体密度不再变化，反应达到平衡； ③A的消耗速率与B的生成速率之比为，说明正逆反应速率相等，反应达到平衡； ④A的百分含量保持不变，说明其浓度不再变化，反应达到平衡； ⑤A的转化率不再改变，说明其浓度不再变化，反应达到平衡； ⑥该反应为气体质量减少的反应，混合气体的平均相对分子质量不再变化，反应达到平衡； 故选B。 12. 根据下列实验操作和现象所得到的结论正确的是 选项 实验操作 实验现象 结论 A 向溶液中缓慢滴加稀硝酸 溶液由黄色转变为橙色 增大有利于转化为 B 将充满的密闭玻璃球浸泡在热水中 气体红棕色加深 C 向溶液中加入溶液，萃取分液后，向水层滴入溶液 溶液变成血红色 与所发生的反应为可逆反应 D 向锌粒和稀硫酸反应的试管中，滴加几滴溶液 气体生成速率加快 是锌和稀硫酸反应的催化剂 A. A B. B C. C D. D 【答案】A 【解析】 【详解】A．K2CrO4溶液中存在平衡：，向溶液中缓慢滴加稀硝酸，黄色溶液逐渐变成橙色，说明增大有利于转化为，A正确； B．将充满的密闭玻璃球浸泡在热水中，气体红棕色加深，说明平衡逆向移动，则该反应是放热反应，，B错误； C．向溶液中加入溶液，FeCl3过量，检验剩余的Fe3+，不能说明Fe3+与I-所发生的反应为可逆反应，C错误； D．向锌粒和稀硫酸反应的试管中，滴加几滴溶液，锌和硫酸铜反应置换出铜，形成锌铜原电池，故反应速率加快，D错误； 故选A。 13. 在恒压、H2和CO2的起始浓度一定的条件下，用不同Mg含量的催化剂Ni/xMg(x值越大表示Mg含量越大)催化反应相同时间，测得不同温度下反应：4H2(g)+CO2(g)=CH4(g)+2H2O(g)的CO2的转化率如图所示。下列说法正确的是 A. 反应4H2(g)+CO2(g)=CH4(g)+2H2O(g)的ΔH>0 B. 延长W点的反应时间可提高CO2的转化率 C. 相同条件下催化剂中Mg的含量越高催化效率越高 D. 使用合适的催化剂可以提高CO2的转化率 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】A．据图可知使用不同催化剂时，在360℃左右、相同时间内CO2的转化率相同，说明该温度下，改时间段内三种催化剂条件下反应都达到了平衡，继续升高温度CO2的转化率减小，说明平衡逆向移动，则正反应为放热反应，ΔH<0，A错误； B．W点处反应已经达到平衡，延长W点的反应时间平衡也不会移动，CO2的转化率不变，B错误； C．据图可知温度较低反应未达到平衡时，催化剂中Mg的含量越高，相同时间内CO2转化率越低，催化效率越低，C错误； D．据图可知，在温度较低反应未达到平衡时，选用合适的催化剂可以加快反应速率，提高CO2的转化率，D正确； 综上所述答案为D。 14. 向体积均为的两恒容容器中分别充入和发生反应： ，其中甲为绝热过程，乙为恒温过程，两反应体系的压强随时间的变化曲线如图所示，下列说法正确的是 A. B. 气体总物质的量： C. 点平衡常数： D. 反应速率： 【答案】C 【解析】 【详解】A．该反应为气体体积减小的反应，则反应中气体压强会减小，由图可知，绝热容器甲中，气体压强先增大后减小，说明反应过程中反应温度升高，该反应为焓变小于0的放热反应，故A错误； B．由图可知，a点和c点的气体压强相等，该反应为气体体积减小的放热反应，若a点和c点的气体总物质的量相等，绝热容器甲中反应温度大于恒温容器乙，气体压强大于恒温容器乙，所以容器甲中气体总物质的量小于容器乙，故B错误； C．由图可知，a点反应达到平衡，气体压强为p，该反应为气体体积减小的放热反应，则绝热容器甲中平衡时的反应温度大于起始反应温度，由起始压强为2p可知，平衡时气体的总物质的量小于3mol×=1.5mol，设平衡时生成Z的浓度为amol/L，由题意可建立如下三段式： 由三段式数据可得：3—2a＜1.5，解得a＞0.75，则反应的平衡常数K＞=12，故C正确； D．该反应为气体体积减小的放热反应，则相同时间时绝热容器甲中反应温度大于恒温容器乙，温度越高，反应速率越快，则点反应速率大于b点，故D错误； 故选C。 15. 在一体积可变的密闭容器中，加入一定量的X、Y，发生反应：。反应达到平衡时，Y的物质的量浓度与温度、容器体积的关系如下表所示 1 2 3 100 1.00 0.75 0.53 200 1.20 0.90 0.63 300 1.30 1.00 0.70 下列说法正确的是 A. B. C. 温度不变，压强增大，Y的质量分数增大 D. 体积不变，温度升高，平衡向正反应方向移动 【答案】D 【解析】 【分析】根据题目信息可得，在温度相同的条件下，当体积扩大到原来的两倍时，Y的浓度降低的倍数小于2，所以可确定增大体积，平衡正向移动，根据平衡移动原理，增大体积，平衡向体积增大的方向移动，当体积相同时，温度升高，Y的浓度增大，即平衡正向移动，所以此反应的正向为吸热反应。 【详解】A．在温度相同的条件下，当体积扩大到原来的两倍时，Y的浓度降低的倍数小于2，所以可确定增大体积，平衡正向移动，则有，A错误； B．当体积相同时，温度升高，Y的浓度增大，即平衡正向移动，所以此反应的正向为吸热反应，则Q>0，B错误； C．温度不变，压强增大，平衡向逆反应方向移动，则Y的质量分数减少，C错误； D．反应的正向为吸热反应，体积不变，温度升高，平衡正向移动，D正确； 故选D。 16. 温度为T时，向2.0 L恒容密闭容器中充入1.0 mol PCl5，反应PCl5(g)===PCl3(g)＋Cl2(g)经过一段时间后达到平衡。反应过程中测定的部分数据见下表： t/s 0 50 150 250 350 n(PCl3)/mol 0 0.16 0.19 0.20 0.20 下列说法正确的是 A. 反应在前50 s的平均速率v(PCl3)＝0.0032 mol·L-1·s-1 B. 保持其他条件不变，升高温度，平衡时c(PCl3)＝0.11 mol·L-1，则反应的ΔH＜0 C. 相同温度下，起始时向容器中充入1.0 mol PCl5、0.20 mol PCl3和0.20 mol Cl2，反应达到平衡前v(正)＞v(逆) D. 相同温度下，起始时向容器中充入2.0 mol PCl3和2.0 mol Cl2，达到平衡时，PCl3的转化率小于80% 【答案】C 【解析】 【详解】A. 反应在前50s的平均速率为，A项错误； B. 由表格数据可知，250s达到平衡，c(PCl3)=0.20mol/2.0L=0.1mol/L，则升高温度，平衡时，c(PCl3)=0.11mol⋅L−1，可知升高温度平衡正向移动，则正反应为吸热反应，反应的△H>0，B项错误； C. PCl5(g) ⇌ PCl3(g) + Cl2(g) 开始（mol/L） 0.5        0             0 转化（mol/L） 0.1          0.1            0.1 平衡（mol/L） 0.4          0.1            0.1 则该温度时，反应的平衡常数为： 起始时向容器中充入1.0 molPCl5、0.20 molPCl3和0.20 molCl2，，平衡正向移动，则达到平衡前v(正)>v(逆)，C项正确； D. 起始时向容器中充入2.0 mol PCl3和2.0 mol Cl2等效为起始加入2.0mol PCl5，与原平衡相比，相当于增大压强，平衡向逆反应方向移动，平衡时的PCl5转化率较原平衡低，故平衡时PCl3的物质的量小于0.4mol，即相同温度下，起始时向容器中充入2.0molPCl3和2.0molCl2，达到平衡时，PCl3的物质的量小于0.4mol，参加反应的PCl3的物质的量大于1.6mol，故达到平衡时，PCl3的转化率高于1.6mol/2mol=80%，D项错误； 答案选C。 17. 下列事实中，能用勒夏特列原理解释的是 A. 排饱和食盐水收集氯气 B. 对2H2O22H2O＋O2的反应，使用MnO2可加快制O2的反应速率 C. 由H2(g)、I2(g)和HI(g)组成的平衡体系加压后颜色变深 D. 500 ℃时比室温更有利于合成氨的反应 【答案】A 【解析】 【详解】A．氯气与水反应为可逆反应，反应生成氯离子，饱和食盐水中的氯离子浓度较大，能使平衡逆向移动，从而抑制氯气与水反应，减少氯气的损失，故A正确； B．H2O2分解时使用MnO2作催化剂，可以加快反应速率，但催化剂对平衡无影响，故B错误； C．H2(g)、I2(g)和HI(g)组成的平衡体系加压后I2(g)的浓度增大体系内颜色加深，该反应前后气体分子数不变，增大压强平衡不移动，故C错误； D．合成氨的反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，选择较高温度是为了使催化剂活性最大，提高反应速率，故D错误； 故选：A。 18. 各可逆反应达平衡后，改变反应条件，其变化趋势正确的是 A. CH3COOHCH3COO-+H+（忽略溶液体积变化） B. FeCl3＋3KSCNFe(SCN)3＋3KCl（忽略溶液体积变化） C. N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)（恒温恒压） D. CH3OCH3(g)＋3H2O(g) 6H2(g)＋2CO2(g) △H>0（密闭容器，恒压） 【答案】D 【解析】 【详解】A、CH3COOH溶液中加入CH3COONa固体，使CH3COOH溶液中CH3COO-浓度增加，电离平衡逆向移动，则c（H+）减小，pH逐渐增大，与图中不符合，选项A错误； B、因该反应中K+、Cl-实际不参加反应，则加入KCl对平衡体系无影响，化学平衡不移动，铁离子的浓度不变，与图中不符合，选项B错误； C、恒温恒压，加入Ar，各反应物的物质的量不变，体积变大，各物质的量浓度成倍减小（等效于减压），化学平衡朝体积增大方向移动，H2的改变量减小，起始量不变，转化率减小，图中不符合，选项C错误； D、因反应为吸热反应，则体积、压强不变时，升高温度，平衡正向移动，则甲醚的转化率增大，与图中相符合，选项D正确； 答案选D。 19. I2在KI溶液中存在下列平衡：I2(aq)+I-(aq)⇌(aq)，某I2、KI混合溶液中，的物质的量浓度c()与温度T的关系如图所示(曲线上任何一点都表示平衡状态)。下列说法不正确的是 A. 温度为T1时，向该平衡体系中加入KI固体，平衡正同移动 B. I2(aq)+I-(aq)⇌(aq)的△H＜0 C. 若T1时，反应进行到状态d时，一定有v正>v逆 D. 状态a与状态b相比，状态b时I2的转化率更高 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】A．温度T1时，加入KI固体，I-浓度增大，平衡向正反应方向移动，故A正确； B．由图象曲线的变化趋势可知，当温度升高时，的物质的量浓度减小，说明该反应的正反应为放热反应，反应I2(aq)+I-(aq)⇌(aq)的△H＜0，故B正确； C．若反应进行到状态d时，反应未达到平衡状态，若反应趋向于平衡，则反应向生成的方向移动，则v正＞v逆，故C正确； D．状态a与状态b均为平衡状态，状态b的的物质的量浓度明显小于状态a的的物质的量浓度，说明由状态a转化为状态b时，升高温度平衡逆向移动，则I2的转化率降低，故D错误； 故答案为D。 20. 与作用分别生成的反应均为放热反应。工业尾气中可通过催化氧化为除去。将一定比例和的混合气体以一定流速通过装有催化剂的反应答，的选择性的转化率与温度的关系如题图所示。 下列说法正确的是 A. 时完全被催化氧化转移 B. 催化氧化除尾气中应选择反应温度高于 C. 其他条件不变，在范围，随温度升高，出口处氮氧化物物质的量增大 D. 其他条件不变，在范围，随温度升高，出口处氮气的物质的量减小 【答案】C 【解析】 【详解】A．与作用分别生成，若完全转化为NO时，转移5mol电子，此时转移电子最多，则完全被催化氧化转移，故A错误。 B．根据图像，温度高于250℃ N2的选择率降低，且氨气的转化率变化并不大，浪费能源，根据图像，温度应略小于225℃，此时氨气的转化率、氮气的选择率较大，故B错误； C．根据图像，在范围，随温度的升高，N2的选择率减小，的转化率基本不变，出口处氮氧化物物质的量增大，故C正确； D．其他条件不变，在范围，随温度的升高，N2的选择率降低，的转化率增大，由的选择性公式可知，无法判断出口处氮气的物质的量变化，故D错误； 故选C。 二、按要求填空 21. 空气中有丰富的氮气，科学家展开了向空气要氨气的系列研究。 （1）已知： 工业上合成氨反应_______。 （2）以悬浮的纳米Fe2O3作催化剂，和为原料直接常压电化学合成氨方面取得了突破性进展。其工作原理如下图所示： ①电极处发生的总反应为：。已知该反应分为两步，其中第二步的反应为，则第一步反应为_______。 ②蒙乃尔筛网处发生的电极反应为：_______。 （3）可以合成尿素，反应为。向一体积可变的恒压容器中充入一定量的和，保持容器的温度不变，和的转化率随时间的变化如下图所示。则起始时和的物质的量之比为_______。 （4）2015年报道了一种新型可逆电池。该电池的负极为金属铝，正极为()，式中表示石墨；电解质为烃基取代咪唑阳离子()和阴离子组成的离子液体。电池放电时，在负极附近形成双核配合物。充放电过程中离子液体中的阳离子始终不变。电池放电时，负极的反应为_____，电池放电时，每有生成，转移电子物质的量为_______。 （5）在密闭容器内，时反应体系中，随时间的变化如下表： 时间(s) 0 1 2 3 4 5 / 0.02 0.010 0.008 0.007 0.007 0.007 下图表示的浓度变化的曲线是______，用表示从内该反应的平衡速率____。 【答案】（1）(b+ - )kJ/mol （2） ①. Fe2O3+6e-+3H2O=2Fe+6OH- ②. 4OH--4e-=2H2O+O2↑ （3）3∶1 （4） ①. ②. 1.5 mol （5） ①. b ②. 【解析】 【分析】(1)可根据盖斯定理由已知反应求得目标反应的焓变； (2)观察其工作原理图可知，Ni电极变化为N2→NH3，发生还原反应，是阴极，则蒙乃尔筛网处是阳极，发生氧化反应。 (3)设起始时NH3和CO2的物质的量分别为n(NH3)、n(CO2)，反应消耗的CO2的物质的量为x，结合方程式列三段式，结合氨气、二氧化碳的转化率进行分析计算，求出n（NH3）:n（CO2）； （4）电池放电时，正极得电子，电极反应式：，负极失电子，电极反应式：；总反应：； （5）根据表中数据计算NO的浓度改变量，从而确定NO2的曲线，由NO的浓度改变量计算氧气的改变量，进而求算速率； 【小问1详解】 由已知：①2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)  ΔH＝a kJ·mol-1；②N2(g)+O2(g) =2NO(g)  ΔH＝b kJ·mol-1 ；③4NH3(g)+5O2(g) =4NO(g)+6H2O(l)  ΔH＝c kJ·mol-1； 根据盖斯定理，可由①×+②-③×得反应：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)，则ΔH＝ (b+ - )kJ·mol-1，答案为：(b+ - )kJ/mol； 【小问2详解】 ①用总反应减第二步的反应得：Fe2O3+6e-+3H2O=2Fe+6OH-，答案为：Fe2O3+6e-+3H2O=2Fe+6OH-； ②蒙乃尔筛网处是阳极，OH-放电，发生氧化反应：4OH--4e-=2H2O+O2↑，答案为：4OH--4e-=2H2O+O2↑； 【小问3详解】 设起始时NH3和CO2的物质的量分别为n(NH3)、n(CO2)，反应消耗的CO2的物质的量为x，则有： ， ，，解得：，答案为：3∶1； 【小问4详解】 电池放电时，正极得电子，电极反应式：，负极失电子，电极反应式：；总反应：；则负极反应：；电池放电时，每有生成，转移电子物质的量为1.5 mol； 【小问5详解】 从开始到5s平衡时，NO减少0.020mol -0.007mol= 0.013mol，则NO2从0增加到0.013mol，所以平衡时NO2的浓度为0.0065mol/L，图中表示变化曲线的是b；从开始到2s时，NO减少0.020mol -0.008mol= 0.012mol，则O2减少0.006mol，所以O2的浓度变化量为0.003mol/L，。 22. 研究氮氧化物的相关反应对于减少环境污染有重要意义。 （1）在恒压、和的起始浓度一定的条件下，反应相同时间，测得不同温度下转化为的转化率如图-1中实线所示(图中虚线表示相同条件下的平衡转化率随温度的变化)。 ①反应的_______0(选填“=”、“>”或“<”)。 ②时，与反应一段时间后，测得的转化率为(图中X点)，不改变温度和压强且不使用催化剂，可以提高转化率的措施有_______。 ③由一步快反应和一步慢反应组成，在反应过程中检测到。的反应过程可描述为_______(用化学方程式表示)。 （2）电解可制备，装置如图-2所示。 ①写出电解时阳极的电极反应式：_______。电路中每转移电子，阴极理论能处理的体积为_______L(标准状况下)。 ②为使电解产物全部转化为，需补充物质A。A的化学式为_______，补充物质A的理由为_______。 【答案】（1） ①. < ②. 充入O2或者及时分离出产物NO2 ③. 2NO=、 （2） ①. 2H2O+NO-3e-= NO+4H+ ②. 4.48 ③. NH3 ④. 根据电子守恒，阳极得到的NO3-的量大于阴极得到的NH的量，所以需充入NH3 【解析】 【小问1详解】 ①升高温度NO平衡转化率降低，平衡逆向移动，升高温度平衡向吸热方向移动，则正反应为放热反应，所以<0； ②反应是气体体积减小的放热反应，若不改变温度和压强且不使用催化剂，可以提高转化率的措施有：充入O2或者及时分离出产物NO2； ③由一步快反应和一步慢反应组成，在反应过程中检测到，说明NO和O2先反应生成，方程式为：2NO=；然后再缓慢转化为NO2，方程式为：，的反应过程可描述为2NO=、。 【小问2详解】 ①由图可知，NO在阳极失去电子生成NO，电极方程式为：2H2O+NO-3e-= NO+4H+，同时NO在阴极得到电子生成NH，电极方程式为：6H++NO+5e-= NH+ H2O，电路中每转移电子，阴极理论能处理0.2mol，标准状况下的体积为4.48L； ②由电解NO制备NH4NO3的工作原理图可知，NO在阳极发生氧化反应生成NO，电极反应式为：2H2O+NO-3e-= NO+4H+；NO在阴极发生还原反应生成NH，电极反应式为：6H++NO+5e-= NH+ H2O，电池总反应式为：8NO+7H2O3NH4NO3+2HNO3，从两极反应可看出，阳极产生的NO的物质的量大于阴极产生的NH的物质的量，因此若要使电解产物全部转化为NH4NO3，需补充NH3。 23. I．的资源化利用是实现碳中和的重要途径。电化学法将转化为甲酸科学家近年发明了一种新型水介质电池。如图所示，电极分别为金属锌和选择性催化材料，放电时，被转化为储氢物质甲酸。 注：双极隔膜为一层阳离子交换膜和一层阴离子交换膜复合而成，中间为水，作为电解质溶液中和的来源。 （1）放电时，正极电极反应式为_______。 （2）充电时每生成，理论上阴极获的物质的量为_______。 （3）与极室相连的为_______离子交换膜 (填“阴”或“阳”)。 Ⅱ．甲醇气相脱水制甲醚的反应可表示为， 请回答下列问题： （4）一定温度下，在恒容密闭容器中充入一定量的发生上述反应，能判断反应达到化学平衡状态的是_______。 A. 和的浓度比保持不变 B. C. 容器内压强不再变化 D. 混合气体的平均相对分子质量不再变化 （5）时，向恒容密闭容器中充入一定量的发生上述反应，测得的浓度随时间(t)的变化如下表： 0 1 2 3 4 5 6 1.00 0.65 0.50 0.36 0.27 0.20 0.20 ①内，用表示该反应的平均速率为_______。 ②的平衡转化率为_______。 ③时，向该容器中投入三种成分的浓度如下： 物质 0.54 0.68 0.68 该时刻，正、逆反应速率的大小关系为_____(填“>”“<”或“=”)。 （6）已知：甲醚在一定条件下可分解为和，甲醚分解率、甲醇脱水制甲醚产率随温度变化关系如图所示试解释之后甲醇脱水制甲醚产率降低的原因为_______。 【答案】（1） （2）2 （3）阴离子交换膜 （4）B （5） ①. ②. 80% ③. > （6）温度升高到800℃后，甲醚分解率增大，因而甲醚产率降低 【解析】 【小问1详解】 充电时，H2O生成氧气，发生氧化反应，右侧为阳极，作为原电池时为正极，放电时，CO2得到电子发生还原反应生成HCOOH，； 【小问2详解】 根据的事电子守恒可得，当生成1molO2，阴极上获得2molZn； 【小问3详解】 放电时，左侧作负极，发生电极反应，，放电时，需要有OH-参与反应，则与Zn电极室相连的交换膜为阴离子交换膜； 【小问4详解】 A．CH3OCH3(g)和H2O(g)均为生成物，且两种比例为1：1，物质的量相等，则两者物质的量浓度也相等，故两者浓度比始终为1：1，所以两者浓度比保持不变，不能说明反应达到平衡状态，A不选； B．在任何时刻存在，若，则，反应处于平衡状态，B选； C．该反应前后气体物质的量不变，压强始终不变，C不选； D．根据，反应前后都是气体，总质量不变，反应前后气体物质的量也不变，所以平均相对分子质量始终不变，D不选； 故答案为：B； 【小问5详解】 ① 在10min~30min内，，则，故反应速率；故答案为：； ②反应开始时，平衡时，则CH3OH的平衡转化率；故答案为：80%； ③反应开始时，平衡时，反应消耗CH3OH的浓度，则根据物质反应转化关系，对于反应前后气体物质的量不变的反应，压强比等于气体的物质的量之比，则在200℃的平衡常，在该时刻，向该容器中投入三种成分的浓度分别为，，，所以反应正向进行，因此；故答案为：>； 【小问6详解】 根据图象可知，温度升高到800℃后，甲醚分解率增大，因而甲醚产率降低；故答案为：温度升高到800℃后，甲醚分解率增大，因而甲醚产率降低。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 南菁高中实验班2023-2024学年第二学期 高一期中(化学)试卷 可能用到的相对原子质量： 单项选择题(每题仅有一个正确选项，共20小愿，每题3分，共60分) 1. “液态阳光”是指由阳光、二氧化碳和水通过人工光合作用得到的绿色液态燃料，下列有关“液态阳光”的说法不正确的是 A. 和转化为“液态阳光”过程中同时释放能量 B. 煤气化得到的水煤气合成的甲醇不属于“液态阳光” C. “液态阳光”行动有利于可持续发展并应对气候变化 D. “液态阳光”有望解决全球化石燃料不断枯竭的难题 2. 将氢化为有三种方法，对应的反应依次为： ① ② ③，下列说法中不正确的是 A. 反应①的 B. 反应②的 C. D. 反应③常温下一定能自发进行 3. 研究人员最近发明了一种“水”电池，这种电池能利用淡水与海水之间含盐量差别进行发电，在海水中电池总反应可表示为5MnO2+2Ag+2NaCl=Na2Mn5O10+2AgCl。下列“水”电池在海水中放电时的有关说法不正确的是（ ） A. “水”电池的负极是Ag，AgCl是氧化产物 B. 正极反应为5MnO2+2e-+2NaCl=Na2Mn5O10+2Cl- C. 每生成1molNa2Mn5O10，转移2mol电子 D. “水”电池工作时，Na+往MnO2电极方向移动 4. 我国科研团队研制出“TM-LiH(TM表示过渡金属)”双催化剂体系，实现了氨的低温催化合成，其原理示意如下： 下列分析不合理的是 A. 状态Ⅰ为吸附并发生解离，键发生断裂并吸收能量 B. 状态Ⅲ反应的方程式为 C. “TM-LiH”能降低合成氨反应的 D. 合成总反应的原子利用率是100% 5. NaClO2(亚氯酸钠)是常用的消毒剂和漂白剂，工业上可采用电解法制备，工作原理如图所示。下列叙述正确的是 A. 若直流电源为铅蓄电池，则b极为Pb B. 交换膜左侧 NaOH 的物质的量不变，气体X为Cl2 C. 阳极反应式为ClO2+e-=ClO2- D. 制备 18.1 gNaClO2 时理论上有 0.2 molNa＋由交换膜左侧向右侧迁移 6. 某污水处理厂利用电解法处理含酚废水并制氢，工作原理如图所示。下列说法不正确的是 A. X为电源的正极，b极发生还原反应 B. a极电极反应式为 C. 产生标准状况下，则有通过质子交换膜 D. 电解后将两极区溶液混合，与原废水相比较，溶液的保持不变 7. 已知是一种弱酸，在强碱溶液中主要以形式存在。现以电池电解尿素的碱性溶液制备，下列说法正确的是 A. 电解过程中，电子的流向为 B. 电池的正极反应为 C. 电解时，消耗，则产生标准状况下 D. c电极是阳极，且反应后该电极区溶液增大 8. 化学家描绘出了一种使用(二甲亚砜)作为电解液，并用多孔黄金作为电极的锂-空气电池的实验模型，该电池放电时在多孔黄金上氧分子与锂离子反应，形成过氧化锂，其装置图如图所示。下列有关叙述正确的是 A. 电解液能传递和电子，不能换成水溶液 B. 该电池放电时每消耗，转移电子 C. 给该锂-空气电池充电时，金属锂接电源的正极 D. 多孔黄金为电池正极，电极反应式为 9. 是一种新型二次电池，其装置的示意图如下(透过膜只允许通过)。下列说法正确的是 A. 断开、闭合，左室的电极为阳极，发生还原反应 B. 断开、闭合，右室的电极反应式： C. 断开、闭合，外电路中通过电子时，左室溶液质量增加 D. 该二次电池的总反应为 10. Na2Cr2O7的酸性水溶液随着H+浓度的增大会转化为CrO3。电解法制备CrO3的原理如图所示。下列说法错误的是 A. 电解时只允许H+通过离子交换膜 B. 生成O2和H2的质量比为8∶1 C. 电解一段时间后阴极区溶液OH-的浓度增大 D. CrO3的生成反应为：Cr2O+2H+=2CrO3+H2O 11. 恒温恒容下，将气体和气体通入体积为的密闭容器中发生如下反应： ①压强不再变化 ②气体密度不再变化 ③A的消耗速率与B的生成速率之比为 ④A的百分含量保持不变 ⑤A的转化率不再改变 ⑥混合气体的平均相对分子质量不再变化。上列各项可作为该反应达到平衡状态的标志的有 A. 全部 B. 5项 C. 4项 D. 2项 12. 根据下列实验操作和现象所得到的结论正确的是 选项 实验操作 实验现象 结论 A 向溶液中缓慢滴加稀硝酸 溶液由黄色转变为橙色 增大有利于转化为 B 将充满的密闭玻璃球浸泡在热水中 气体红棕色加深 C 向溶液中加入溶液，萃取分液后，向水层滴入溶液 溶液变成血红色 与所发生的反应为可逆反应 D 向锌粒和稀硫酸反应的试管中，滴加几滴溶液 气体生成速率加快 是锌和稀硫酸反应的催化剂 A. A B. B C. C D. D 13. 在恒压、H2和CO2的起始浓度一定的条件下，用不同Mg含量的催化剂Ni/xMg(x值越大表示Mg含量越大)催化反应相同时间，测得不同温度下反应：4H2(g)+CO2(g)=CH4(g)+2H2O(g)的CO2的转化率如图所示。下列说法正确的是 A. 反应4H2(g)+CO2(g)=CH4(g)+2H2O(g)的ΔH>0 B. 延长W点的反应时间可提高CO2的转化率 C. 相同条件下催化剂中Mg的含量越高催化效率越高 D. 使用合适的催化剂可以提高CO2的转化率 14. 向体积均为的两恒容容器中分别充入和发生反应： ，其中甲为绝热过程，乙为恒温过程，两反应体系的压强随时间的变化曲线如图所示，下列说法正确的是 A. B. 气体总物质的量： C. 点平衡常数： D. 反应速率： 15. 在一体积可变的密闭容器中，加入一定量的X、Y，发生反应：。反应达到平衡时，Y的物质的量浓度与温度、容器体积的关系如下表所示 1 2 3 100 1.00 0.75 0.53 200 1.20 0.90 0.63 300 1.30 1.00 0.70 下列说法正确的是 A. B. C. 温度不变，压强增大，Y的质量分数增大 D. 体积不变，温度升高，平衡向正反应方向移动 16. 温度为T时，向2.0 L恒容密闭容器中充入1.0 mol PCl5，反应PCl5(g)===PCl3(g)＋Cl2(g)经过一段时间后达到平衡。反应过程中测定的部分数据见下表： t/s 0 50 150 250 350 n(PCl3)/mol 0 0.16 0.19 0.20 0.20 下列说法正确的是 A. 反应在前50 s的平均速率v(PCl3)＝0.0032 mol·L-1·s-1 B. 保持其他条件不变，升高温度，平衡时c(PCl3)＝0.11 mol·L-1，则反应的ΔH＜0 C. 相同温度下，起始时向容器中充入1.0 mol PCl5、0.20 mol PCl3和0.20 mol Cl2，反应达到平衡前v(正)＞v(逆) D. 相同温度下，起始时向容器中充入2.0 mol PCl3和2.0 mol Cl2，达到平衡时，PCl3的转化率小于80% 17. 下列事实中，能用勒夏特列原理解释的是 A. 排饱和食盐水收集氯气 B. 对2H2O22H2O＋O2的反应，使用MnO2可加快制O2的反应速率 C. 由H2(g)、I2(g)和HI(g)组成的平衡体系加压后颜色变深 D. 500 ℃时比室温更有利于合成氨的反应 18. 各可逆反应达平衡后，改变反应条件，其变化趋势正确的是 A. CH3COOHCH3COO-+H+（忽略溶液体积变化） B. FeCl3＋3KSCNFe(SCN)3＋3KCl（忽略溶液体积变化） C. N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)（恒温恒压） D. CH3OCH3(g)＋3H2O(g) 6H2(g)＋2CO2(g) △H>0（密闭容器，恒压） 19. I2在KI溶液中存在下列平衡：I2(aq)+I-(aq)⇌(aq)，某I2、KI混合溶液中，的物质的量浓度c()与温度T的关系如图所示(曲线上任何一点都表示平衡状态)。下列说法不正确的是 A. 温度为T1时，向该平衡体系中加入KI固体，平衡正同移动 B. I2(aq)+I-(aq)⇌(aq)的△H＜0 C. 若T1时，反应进行到状态d时，一定有v正>v逆 D. 状态a与状态b相比，状态b时I2的转化率更高 20. 与作用分别生成的反应均为放热反应。工业尾气中可通过催化氧化为除去。将一定比例和的混合气体以一定流速通过装有催化剂的反应答，的选择性的转化率与温度的关系如题图所示。 下列说法正确的是 A. 时完全被催化氧化转移 B. 催化氧化除尾气中应选择反应温度高于 C. 其他条件不变，在范围，随温度升高，出口处氮氧化物物质的量增大 D. 其他条件不变，在范围，随温度升高，出口处氮气的物质的量减小 二、按要求填空 21. 空气中有丰富的氮气，科学家展开了向空气要氨气的系列研究。 （1）已知： 工业上合成氨反应_______。 （2）以悬浮的纳米Fe2O3作催化剂，和为原料直接常压电化学合成氨方面取得了突破性进展。其工作原理如下图所示： ①电极处发生的总反应为：。已知该反应分为两步，其中第二步的反应为，则第一步反应为_______。 ②蒙乃尔筛网处发生的电极反应为：_______。 （3）可以合成尿素，反应为。向一体积可变的恒压容器中充入一定量的和，保持容器的温度不变，和的转化率随时间的变化如下图所示。则起始时和的物质的量之比为_______。 （4）2015年报道了一种新型可逆电池。该电池的负极为金属铝，正极为()，式中表示石墨；电解质为烃基取代咪唑阳离子()和阴离子组成的离子液体。电池放电时，在负极附近形成双核配合物。充放电过程中离子液体中的阳离子始终不变。电池放电时，负极的反应为_____，电池放电时，每有生成，转移电子物质的量为_______。 （5）在密闭容器内，时反应体系中，随时间的变化如下表： 时间(s) 0 1 2 3 4 5 / 0.02 0.010 0.008 0.007 0.007 0.007 下图表示的浓度变化的曲线是______，用表示从内该反应的平衡速率____。 22. 研究氮氧化物的相关反应对于减少环境污染有重要意义。 （1）在恒压、和的起始浓度一定的条件下，反应相同时间，测得不同温度下转化为的转化率如图-1中实线所示(图中虚线表示相同条件下的平衡转化率随温度的变化)。 ①反应的_______0(选填“=”、“>”或“<”)。 ②时，与反应一段时间后，测得的转化率为(图中X点)，不改变温度和压强且不使用催化剂，可以提高转化率的措施有_______。 ③由一步快反应和一步慢反应组成，在反应过程中检测到。的反应过程可描述为_______(用化学方程式表示)。 （2）电解可制备，装置如图-2所示。 ①写出电解时阳极的电极反应式：_______。电路中每转移电子，阴极理论能处理的体积为_______L(标准状况下)。 ②为使电解产物全部转化为，需补充物质A。A的化学式为_______，补充物质A的理由为_______。 23. I．的资源化利用是实现碳中和的重要途径。电化学法将转化为甲酸科学家近年发明了一种新型水介质电池。如图所示，电极分别为金属锌和选择性催化材料，放电时，被转化为储氢物质甲酸。 注：双极隔膜为一层阳离子交换膜和一层阴离子交换膜复合而成，中间为水，作为电解质溶液中和的来源。 （1）放电时，正极电极反应式为_______。 （2）充电时每生成，理论上阴极获的物质的量为_______。 （3）与极室相连的为_______离子交换膜 (填“阴”或“阳”)。 Ⅱ．甲醇气相脱水制甲醚的反应可表示为， 请回答下列问题： （4）一定温度下，在恒容密闭容器中充入一定量的发生上述反应，能判断反应达到化学平衡状态的是_______。 A. 和的浓度比保持不变 B. C. 容器内压强不再变化 D. 混合气体的平均相对分子质量不再变化 （5）时，向恒容密闭容器中充入一定量的发生上述反应，测得的浓度随时间(t)的变化如下表： 0 1 2 3 4 5 6 1.00 0.65 0.50 0.36 0.27 0.20 0.20 ①内，用表示该反应的平均速率为_______。 ②的平衡转化率为_______。 ③时，向该容器中投入三种成分的浓度如下： 物质 0.54 0.68 0.68 该时刻，正、逆反应速率的大小关系为_____(填“>”“<”或“=”)。 （6）已知：甲醚在一定条件下可分解为和，甲醚分解率、甲醇脱水制甲醚产率随温度变化关系如图所示试解释之后甲醇脱水制甲醚产率降低的原因为_______。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $