精品解析：四川省眉山市彭山区第一中学2023-2024学年高一下学期5月期中化学试题

眉山市彭山区第一中学高一下5月化学考试试题 (考试时间75分钟，满分100分) 第I卷(选择题共42分) (相对原子质量 H：1 C：12 N：14 O：16 Cl：35.5 Al：27 Fe：56 Zn：65) 一、选择题(包括14个小题，每小题3分，共42分，每小题只有一个选项符合题意)。 1. 下列有关材料的说法，正确的是 A. 中国深海载人潜水器“蛟龙号”的发动机使用的氮化硅陶瓷属于新型无机非金属材料 B. 天然气、沼气、瓦斯、煤气、油田气、煤层气等主要成分都是CH4 C. 光伏电池是以二氧化硅为基底的硅太阳能电池，将光能直接转化为电能 D. 2022年北京冬奥会展示的智能服饰含有石墨烯，石墨烯与金刚石互为同分异构体 2. 为了更好地利用化学反应中的物质和能量变化，研究化学反应的快慢和程度具有重要的意义。下列说法正确的是 A. 原电池是电能转化为化学能的装置 B. 冰融化成水不属于吸热反应 C. 化学反应速率慢的反应一定是可逆反应 D. 温度升高，吸热反应的反应速率会减小 3. 下列化学用语使用不正确的是 A. 甲烷的球棍模型： B. F-的结构示意图： C. 丁烷的结构简式：CH3(CH2)2CH3 D. 次氯酸的电子式： 4. 设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 A. 22.4LNH3中含有的共价键数目为 B. 常温下，5.6g铁与足量的浓硝酸反应，转移的电子数为 C. 与足量的S反应，转移的电子数为 D. 与的混合气体中含有的原子总数为 5. 下列离子在指定溶液中能大量共存的是 A. 可与铝反应产生的溶液中： B. 澄清透明的溶液中： C. 新制氯水中： D. 使紫色石蕊变红的溶液： 6. 下列有关实验内容、实验装置和对应的实验目的均正确的是 A. 图①不能用于探究氧化性： KMnO4＞Cl2＞I2 B. 图②验证CuCl2对双氧水分解的催化作用 C. 图③通过测定收集一定体积氢气所用的时间来测量锌粒和一定浓度的稀硫酸反应的速率 D. 图④比较不同温度对化学反应速率的影响 7. 下列解释实验事实方程式错误的是 A. 过量铁粉加入稀硝酸中： B. 铅蓄电池放电： C. 向溶液中滴加少量溶液： D. 能除去污水中的： 8. 向下图所示内筒中加入20mLNaOH溶液和20mLHCl溶液进行中和反应反应热的测定。下列有关说法正确的是 A. 加入NaOH溶液时应分三次加入 B. 若用同体积同浓度的醋酸代替，会使测得的中和反应的反应热数值偏低 C. 实验中使用了稍过量的氢氧化钠溶液，会使实验产生不必要的误差 D. 玻璃搅拌器可用铜制搅拌器代替 9. 以下关于甲烷的说法中，正确的是 ①一氯甲烷分子具有正四面体结构 ②二氯甲烷有两种同分异构体 ③甲烷与发生光照取代，取代1mol H需0.5mol ④甲烷分子中四个C-H键，任意两个之间的键角均相等 A. ④ B. ②③ C. ③④ D. ①④ 10. 法国科学家发明了第一块可植入人体为人造器官提供电能的葡萄糖生物燃料电池，其基本原理是葡萄糖和氧气在人体中酶的作用下发生反应：(酸性环境)。下列说法不正确的是 A. 葡萄糖的结构简式为，也是人体所需的基本营养物质 B. 电池工作时，从负极区向正极区移动 C. 该电池负极的电极反应式为 D. 该电池可用10的硫酸溶液做离子导体 11. 根据能量图，下列说法正确的是 A. A2(g)＋B2(g)＝2AB(g)是一个放热反应 B. 2AB(g)＝A2(g)＋B2(g)　ΔH＝－(a－b) kJ·mol－1 C. 拆开1 mol AB(g)中的化学键需要吸收b kJ的能量 D. 1 mol A2(g)和1 mol B2(g)的能量之和为a kJ 12. 已知反应，用A、B、C、D表示的反应速率分别为① ② ③ ④，则表示的反应速率从快到慢的顺序是 A. ①=④>②>③ B. ④>①=②>③ C. ①>②>③>④ D. ①>③>④>② 13. 一定温度下，可逆反应2NO2(g) ⇌2NO(g) + O2(g)在体积固定的密闭容器中反应，达到平衡状态的标志是 ①单位时间内消耗n mol O2 ，同时生成2n molNO2 ②单位时间内生成n molNO ，同时生成n molNO2 ③用NO2、NO、 O2浓度变化的表示的反应速率的比为2 ：2 ：1 ④NO的体积分数不随时间变化 ⑤混合气体的颜色不再改变 ⑥混合气体的压强不再改变 ⑦容器内气体密度不随时间变化 A. ②④⑤⑥ B. ①②④⑤ C. ②⑤⑥ D. ①③④⑦ 14. 某密闭容器中进行如下反应：X(g)+2Y(g)2Z(g)，若要使平衡时反应物总物质的量与生成物总物质的量相等，且用X、Y作反应物，设X、Y的初始物质的量之比为a，则a的范围应满足 A. 1＜a＜3 B. ＜a＜ C. ＜a＜4 D. ＜a＜ 第Ⅱ卷(非选择题共58分) 15. 利用铝与空气中氧气发生反应，可设计为原电池，实现化学能转化为电能，实验装置如图： （1）①该装置负极_______；发生的电极反应式是：_______，②消耗27g铝时，转移的电子数为：_______mol。 （2）如图为甲烷燃料电池原理示意图。 a电极的电极反应式：_______，当电路中累计有2mol电子通过时，消耗的氧气体积为(在标准状况下)_______L。 （3）我国科学家开发Ni-N-C(Cl)催化剂实现高效催化CO2还原制备CO。装置如图所示(采用阳离子交换膜)。总反应为。其中正极反应式为_______，溶液中离子的移动顺序为_______。 16 已知下列反应：2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH=-566kJ·mol-1，Na2O2(s)+CO2(g)=Na2CO3(s)+ O2(g) ΔH=-266kJ·mol-1，试回答： （1）CO的燃烧热ΔH=_______。 （2）在催化剂作用下，一氧化碳可与过氧化钠反应生成固体碳酸钠，该反应的热化学方程式为：_______。 （3）甲醇(CH3OH)是一种重要的化工原料，广泛应用于化工生产，也可以直接用做燃料。 已知：CH3OH(1) + O2(g) = CO(g) + 2H2O(g)    ΔH1 = -443.64 kJ·mol-1 2CO (g) + O2(g) = 2CO2(g)    ΔH2 = -566.0 kJ·mol-1 ①试写出CH3OH(1)在氧气中完全燃烧生成CO2和H2O(g)的热化学方程式：_______ ②甲醇作为燃料，优点是燃烧时排放的污染物少，从而不仅能缓解能源紧张和温室效应的问题，还能改善大气质量。试利用①中的热化学方程式计算，完全燃烧16g甲醇，生成二氧化碳和水蒸气时，放出的热量为_______，生成的CO2气体(标准状况下)体积是_______，转移电子_______mol （4）根据以下三个热化学方程式：2H2S(g)+3O2(g)= 2SO2 (g) +2H2O (l) ΔH=-Q1kJ·mol-1，2H2S(g)+O2(g)= 2S (s) +2H2O (l) ΔH=-Q2kJ·mol-1，2H2S(g)+O2(g)=2 S (s) +2H2O (g) ΔH=-Q3kJ·mol-1，判断Q1、Q2、Q3的大小关系是_______ （5）已知C(石墨，s)=C(金刚石，s)ΔH=+1.5kJ·mol-1，某同学根据该反应吸收的热量较小，认为由石墨变为金刚石很容易进行，但此反应却很难发生，需要很高的温度和压强，请你对此分析并阐述原因_______ 17. 中学教材对Cu与的反应进行了讲解，但深入研究时用到了控制变量法，设计了如下的实验装置，并探讨了一些值得思考的问题。 Ⅰ.利用如图装置完成Cu与制取氮氧化物的反应。实验过程中可观察到装置B中液面上方为无色气体，C中液面上方为红棕色气体。 （1）实验开始时应先打开弹簧夹，通入氮气，一段时间后关闭弹簧夹，该操作目的是_______ （2）用化学方程式解释C中液面上方为红棕色气体的原理_______ （3）将分液漏斗中液体换为稀硫酸和硝酸钠混合液也出现了溶解现象。此时烧瓶中发生反应的离子方程式为_______ Ⅱ.深入研究时，有同学观察到了以下现象：实验1中蓝色溶液A遇铜片立即产生气泡；而相同条件下实验2中3mol/L硝酸遇铜片短时间内无明显变化，一段时间后才有少量气泡产生。实验操作如图： 实验1 实验2 分析蓝色溶液A的成分后，学习小组探究蓝色溶液A与铜片能够立即发生反应的原因。 实验验证： （4）将少量硫酸铜固体加入到硝酸中，溶液呈蓝色，放入铜片，无明显变化。该同学这样做是为了验证_______(填化学式)对该反应是否有催化作用。该同学这样做不能得出该物质不是催化剂的正确结论，还应该考虑_______和_______的影响。 （5）某同学又提出可能是对该反应有催化作用。为了得出该结论，应该补充的实验为_______(写实验操作及现象)。 18. I.某温度时，在一个10L的恒容容器中X、Y、Z均为气体，三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。根据图中数据填空： （1）该反应的化学方程式为_______； （2）反应开始至2min，以气体X表示的平均反应速率为_______； （3）平衡时混合气体的平均相对分子质量M2_______(填“大于”，“小于”或“等于”下同)起始时的平均相对分子质量M1； （4）将amolX与bmolY的混合气体发生上述反应，反应到某时刻各物质的量恰好满足：，则气体X和气体Y的转化率之比为_______。 II.已知硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应化学方程式为，某学习小组探究一定条件下影响化学反应速率的因素，如下表所示： （5）对比实验I、III的目的为：_______。若实验III、IV为证明浓度对速率的影响，则X=_______，Y=_______。 实验序号 温度 溶液 稀 I 25 5 0.1 10 0.1 5 II 25 5 0.2 5 02 10 III 35 5 0.1 10 0.1 5 IV 35 5 0.2 X 0.2 Y 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 眉山市彭山区第一中学高一下5月化学考试试题 (考试时间75分钟，满分100分) 第I卷(选择题共42分) (相对原子质量 H：1 C：12 N：14 O：16 Cl：35.5 Al：27 Fe：56 Zn：65) 一、选择题(包括14个小题，每小题3分，共42分，每小题只有一个选项符合题意)。 1. 下列有关材料的说法，正确的是 A. 中国深海载人潜水器“蛟龙号”的发动机使用的氮化硅陶瓷属于新型无机非金属材料 B. 天然气、沼气、瓦斯、煤气、油田气、煤层气等主要成分都是CH4 C. 光伏电池是以二氧化硅为基底的硅太阳能电池，将光能直接转化为电能 D. 2022年北京冬奥会展示的智能服饰含有石墨烯，石墨烯与金刚石互为同分异构体 【答案】A 【解析】 【详解】A．氮化硅陶瓷是一种耐高温结构陶瓷，属于新型无机非金属材料，A正确； B．煤气的主要成分是一氧化碳和氢气，天然气、沼气、瓦斯、油田气、煤层气等主要成分都是CH4，B错误； C．光伏电池是以硅为基底的硅太阳能电池，将光能直接转化为电能，C错误； D．石墨烯与金刚石是碳元素组成的不同单质，互为同素异形体，D错误； 故选A。 2. 为了更好地利用化学反应中的物质和能量变化，研究化学反应的快慢和程度具有重要的意义。下列说法正确的是 A. 原电池是电能转化为化学能的装置 B. 冰融化成水不属于吸热反应 C. 化学反应速率慢的反应一定是可逆反应 D. 温度升高，吸热反应的反应速率会减小 【答案】B 【解析】 【详解】A．原电池是把化学能转化成电能的装置，A错误； B．冰融化属于物理变化，为吸热现象，但不是吸热反应，B正确； C．化学反应速率快慢与反应是否为可逆反应无关，C错误； D．温度升高，吸热反应的反应速率也会变大，D错误； 故选B。 3. 下列化学用语使用不正确的是 A. 甲烷的球棍模型： B. F-的结构示意图： C. 丁烷的结构简式：CH3(CH2)2CH3 D. 次氯酸的电子式： 【答案】D 【解析】 【详解】A．是甲烷的球棍模型，A正确； B．F是第9号元素，F原子的得到1个电子生成F-，其结构示意图：，B正确； C．丁烷的结构简式为CH3(CH2)2CH3，C正确； D．Cl周围应该有8个电子，正确的电子式： ，D错误； 故答案选D。 4. 设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 A. 22.4LNH3中含有的共价键数目为 B. 常温下，5.6g铁与足量的浓硝酸反应，转移的电子数为 C. 与足量的S反应，转移的电子数为 D. 与的混合气体中含有的原子总数为 【答案】D 【解析】 【详解】A．选项中未说明氨气所处状态，无法计算22.4L氨气的物质的量，也就无法计算其含有共价键的数目，A错误； B．常温下，Fe在浓硝酸中发生钝化，只有表面的铁发生了反应，内部的铁没有反应，转移电子数小于0.3NA，B错误； C．S的氧化性较弱，Fe与S反应生成FeS，0.4molFe与足量S反应，生成0.4molFeS，转移电子数为0.8NA，C错误； D．NO2和N2O4最简式都是NO2，92gNO2物质的量为2mol，含有的原子总数为6mol，D正确； 故答案选D。 5. 下列离子在指定溶液中能大量共存的是 A. 可与铝反应产生的溶液中： B. 澄清透明的溶液中： C. 新制氯水中： D. 使紫色石蕊变红的溶液： 【答案】B 【解析】 【详解】A．与铝能产生H2的溶液可能呈酸性也可能呈碱性，在碱性溶液中：会生成NH3∙H2O，镁离子会产生氢氧化镁沉淀，在酸性溶液中会生成CO2，均不能大量共存， A错误； B．澄清透明的溶液中：之间不反应，能够大量共存，B正确； C．新制氯水中：亚铁离子、碘离子均能被氧化，不能大量共存，C错误； D．使紫色石蕊溶液呈红色的溶液呈酸性，硅酸根、四羟基合铝酸根均能与 H+发生反应，且钡离子和硅酸根能产生沉淀，不能大量共存， D错误； 答案选B 6. 下列有关实验内容、实验装置和对应的实验目的均正确的是 A. 图①不能用于探究氧化性： KMnO4＞Cl2＞I2 B. 图②验证CuCl2对双氧水分解的催化作用 C. 图③通过测定收集一定体积氢气所用的时间来测量锌粒和一定浓度的稀硫酸反应的速率 D. 图④比较不同温度对化学反应速率的影响 【答案】C 【解析】 【详解】A. 图①的装置中，高锰酸钾可以将浓盐酸氧化为氯气，氯气可以将碘化钾氧化为碘，碘化钾溶液变为棕黄色，氧化剂的氧化性强于氧化产物，因此，该实验可以说明氧化性由强到弱的顺序为 KMnO4＞Cl2＞I2，A不正确； B. 在控制变量法的实验中，通常只能有一个变量，图②的对比实验中，除了所加氯化铜不同外，两者的温度不同，故不能用于验证CuCl2对双氧水分解的催化作用，B不正确； C. 图③实验中，稀硫酸与锌反应可以生成氢气，注射器可以作为收集氢气的装置，因此，通过测定收集一定体积氢气所用的时间可以测量锌粒和一定浓度的稀硫酸反应的速率，C正确； D. 图④中两个容器之间没有隔开，两容器所处的环境温度不同，在不同温度下该反应的限度不同，因此，基于上述两方面的原因，该装置无法比较不同温度对化学反应速率的影响，D不正确。 综上所述，有关实验内容、实验装置和对应的实验目的均正确的是C，本题选C。 7. 下列解释实验事实的方程式错误的是 A. 过量铁粉加入稀硝酸中： B. 铅蓄电池放电： C. 向溶液中滴加少量溶液： D. 能除去污水中的： 【答案】A 【解析】 【详解】A．过量铁粉加入稀硝酸中，生成亚铁离子而不是铁离子，离子方程式为3Fe+8H++2=3Fe2++2NO↑+4H2O，A错误； B．铅蓄电池放电，负极上Pb失电子结合硫酸生成硫酸铅，正极上PbO2得电子结合硫酸生成硫酸铅，总反应为，B正确； C．向碳酸氢钠溶液中滴加少量氢氧化钡溶液，生成碳酸钡沉淀、碳酸根离子和水，离子方程式正确，C正确； D．FeS能除去污水中的Hg2+，是因为FeS转化为了更难溶的HgS，离子方程式为，D正确； 故答案选A。 8. 向下图所示内筒中加入20mLNaOH溶液和20mLHCl溶液进行中和反应反应热的测定。下列有关说法正确的是 A. 加入NaOH溶液时应分三次加入 B. 若用同体积同浓度的醋酸代替，会使测得的中和反应的反应热数值偏低 C. 实验中使用了稍过量的氢氧化钠溶液，会使实验产生不必要的误差 D. 玻璃搅拌器可用铜制搅拌器代替 【答案】B 【解析】 【详解】A．分批加入NaOH溶液会导致热量损失，因此应一次性加入，故A错误； B．醋酸为弱酸，电离过程中吸收热量，导致最终放出的热量减少，则反应热数值偏低，故B正确； C．实验中使用了稍过量的氢氧化钠溶液，有利于盐酸充分反应，使所测中和热更准确，不会产生不必要的误差，故C错误； D．铜制搅拌器可以导热，会导致热量损失，不能替换，故D错误； 答案选B。 9. 以下关于甲烷的说法中，正确的是 ①一氯甲烷分子具有正四面体结构 ②二氯甲烷有两种同分异构体 ③甲烷与发生光照取代，取代1mol H需05mol ④甲烷分子中四个C-H键，任意两个之间的键角均相等 A. ④ B. ②③ C. ③④ D. ①④ 【答案】A 【解析】 【详解】①一氯甲烷中碳氯键和碳氢键键长不同，一氯甲烷是四面体但不是正四面体，①错误； ②二氯甲烷为四面体结构，无同分异构体，②错误； ③甲烷与Cl2光照条件下发生取代反应，生成一氯甲烷等的同时有HCl生成，取代1molH时需要1molCl2，③错误； ④甲烷分子为正四面体结构，键角为109°28′，任意两个碳氢键的键角都相等，④正确； 故正确的为④，答案选A。 10. 法国科学家发明了第一块可植入人体为人造器官提供电能的葡萄糖生物燃料电池，其基本原理是葡萄糖和氧气在人体中酶的作用下发生反应：(酸性环境)。下列说法不正确的是 A. 葡萄糖的结构简式为，也是人体所需的基本营养物质 B. 电池工作时，从负极区向正极区移动 C. 该电池负极的电极反应式为 D. 该电池可用10的硫酸溶液做离子导体 【答案】D 【解析】 【详解】A．葡萄糖分子式为C6H12O6，结构简式为，也是人体所需的基本营养物质，故A正确； B．电池工作时，阳离子向正极移动，则生物燃料电池中氢离子从负极区向正极区移动，故B正确； C．由方程式可知，生物燃料电池中葡萄糖在负极失去电子发生氧化反应生成二氧化碳，电极反应式为，故C正确； D．10mol/L硫酸溶液具有脱水性使葡萄糖脱水碳化，使生物燃料电池无法正常工作，则10mol/L硫酸溶液不能做离子导体，故D错误； 故选D。 11. 根据能量图，下列说法正确的是 A. A2(g)＋B2(g)＝2AB(g)是一个放热反应 B. 2AB(g)＝A2(g)＋B2(g)　ΔH＝－(a－b) kJ·mol－1 C. 拆开1 mol AB(g)中的化学键需要吸收b kJ的能量 D. 1 mol A2(g)和1 mol B2(g)的能量之和为a kJ 【答案】B 【解析】 【详解】A．由于生成物的能量比反应物高，故发生的反应A2(g)＋B2(g)＝2AB(g)为吸热反应，A错误； B．根据图示可知A2(g)＋B2(g)＝2AB(g)为化合反应，1 mol A2(g)和1 mol B2(g)反应产生2 molAB(g)吸收(a－b) kJ的热量，则2 molAB(g)分解产生1 mol A2(g)和1 mol B2(g)放出热量是(a－b) kJ，其热化学方程式为：2AB(g)＝A2(g)＋B2(g)　ΔH＝－(a－b) kJ·mol－1，B正确； C．根据图示：拆开2 mol AB(g)中的化学键需要吸收b kJ的能量，则拆开1 mol AB(g)中的化学键需要吸收 kJ的能量，C错误； D．断裂1 mol A2(g)中 A-A键和1 mol B2(g)中的B-B键，形成2 mol A(g)和2 mol B(g)原子需吸收的能量之和为a kJ，D错误； 故合理选项是B。 12. 已知反应，用A、B、C、D表示的反应速率分别为① ② ③ ④，则表示的反应速率从快到慢的顺序是 A. ①=④>②>③ B. ④>①=②>③ C. ①>②>③>④ D. ①>③>④>② 【答案】A 【解析】 【详解】根据速率与计量系数比值越大，速率越大即，因此反应速率从快到慢的顺序是①=④>②>③，故A符合题意。 综上所述，答案为A。 13. 一定温度下，可逆反应2NO2(g) ⇌2NO(g) + O2(g)在体积固定的密闭容器中反应，达到平衡状态的标志是 ①单位时间内消耗n mol O2 ，同时生成2n molNO2 ②单位时间内生成n molNO ，同时生成n molNO2 ③用NO2、NO、 O2浓度变化的表示的反应速率的比为2 ：2 ：1 ④NO的体积分数不随时间变化 ⑤混合气体的颜色不再改变 ⑥混合气体的压强不再改变 ⑦容器内气体密度不随时间变化 A. ②④⑤⑥ B. ①②④⑤ C. ②⑤⑥ D. ①③④⑦ 【答案】A 【解析】 【详解】①单位时间内消耗n mol O2的同时生成2n mol NO2，描述的都是逆反应，不能判断该反应达到平衡状态，故错误； ②单位时间内生成n molNO ，同时生成n molNO2，正逆反应速率相等，所以该反应达到平衡状态，故正确； ③用NO2、NO、O2表示的反应速率的比为2：2：1的状态，该反应可能达到平衡状态也可能没有达到平衡状态，与反应初始浓度和转化率有关，所以不能据此判断平衡状态，故错误； ④NO的体积分数不随时间变化，则平衡不再移动，该反应达到平衡状态，故正确； ⑤混合气体的颜色不再改变的状态，二氧化氮物质的量不变，则该反应达到平衡状态，故正确； ⑥该反应是一个反应前后气体体积减小的可逆反应，当混合气体的压强不再改变时，各物质的浓度不变，则该反应达到平衡状态，故正确； ⑦反应前后气体质量不变、容器体积不变，所以混合气体的密度始终不变，所以不能据此判断平衡状态，故错误； 故选A。 14. 某密闭容器中进行如下反应：X(g)+2Y(g)2Z(g)，若要使平衡时反应物总物质的量与生成物总物质的量相等，且用X、Y作反应物，设X、Y的初始物质的量之比为a，则a的范围应满足 A. 1＜a＜3 B. ＜a＜ C. ＜a＜4 D. ＜a＜ 【答案】D 【解析】 【详解】根据三段式可知（单位：mol） 平衡时反应物总物质的量与生成物总物质的量相等，所以有x-n+y-2n=2n，解得n=。反应物不能完全反应，所以有x＞n，y＞2n，即①x＞，②y＞；由①得，由②得，所以＜a＜。 故选D。 第Ⅱ卷(非选择题共58分) 15. 利用铝与空气中的氧气发生反应，可设计为原电池，实现化学能转化为电能，实验装置如图： （1）①该装置负极_______；发生的电极反应式是：_______，②消耗27g铝时，转移的电子数为：_______mol。 （2）如图为甲烷燃料电池原理示意图。 a电极的电极反应式：_______，当电路中累计有2mol电子通过时，消耗的氧气体积为(在标准状况下)_______L。 （3）我国科学家开发Ni-N-C(Cl)催化剂实现高效催化CO2还原制备CO。装置如图所示(采用阳离子交换膜)。总反应为。其中正极反应式为_______，溶液中离子的移动顺序为_______。 【答案】（1） ①. Al片 ②. Al-3e- = Al3+ ③. 3 （2） ①. CH4-8e-+10OH-=CO+7H2O ②. 11.2 （3） ① ②. 阳离子(K+)通过交换膜移向Ni-N-C(Cl)(正极)一极 【解析】 【分析】Al和碳棒、NaCl溶液构成原电池，Al失电子为负极，C棒上持续通入空气，O2得电子，C棒为正极。甲烷燃料电池中，通入甲烷的电极为负极，通入氧气的电极为正极。 【小问1详解】 该装置中Al电极为负极，发生的电极反应为Al-3e-=Al3+。消耗27gAl即1molAl，转移电子数为3mol。 【小问2详解】 a电极为负极，负极上CH4失电子结合氢氧根离子生成碳酸根离子和水，电极反应式为CH4-8e-+10OH-=CO+7H2O。正极上O2得电子结合水生成氢氧根离子，电极反应为O2+4e-+2H2O=4OH-，当电路中累计有2mol电子通过时，消耗氧气0.5mol，标况下体积为11.2L。 【小问3详解】 正极上CO2得电子结合碳酸氢根离子生成CO、碳酸根离子和水，电极反应为。装置中含有阳离子交换膜，则只有K+能通过离子交换膜移动，电解质溶液中阳离子从负极向正极移动，因此阳离子(K+)通过交换膜移向Ni-N-C(Cl)(正极)一极。 16. 已知下列反应：2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH=-566kJ·mol-1，Na2O2(s)+CO2(g)=Na2CO3(s)+ O2(g) ΔH=-266kJ·mol-1，试回答： （1）CO的燃烧热ΔH=_______。 （2）在催化剂作用下，一氧化碳可与过氧化钠反应生成固体碳酸钠，该反应的热化学方程式为：_______。 （3）甲醇(CH3OH)是一种重要的化工原料，广泛应用于化工生产，也可以直接用做燃料。 已知：CH3OH(1) + O2(g) = CO(g) + 2H2O(g)    ΔH1 = -443.64 kJ·mol-1 2CO (g) + O2(g) = 2CO2(g)    ΔH2 = -566.0 kJ·mol-1 ①试写出CH3OH(1)在氧气中完全燃烧生成CO2和H2O(g)的热化学方程式：_______ ②甲醇作为燃料，优点是燃烧时排放的污染物少，从而不仅能缓解能源紧张和温室效应的问题，还能改善大气质量。试利用①中的热化学方程式计算，完全燃烧16g甲醇，生成二氧化碳和水蒸气时，放出的热量为_______，生成的CO2气体(标准状况下)体积是_______，转移电子_______mol （4）根据以下三个热化学方程式：2H2S(g)+3O2(g)= 2SO2 (g) +2H2O (l) ΔH=-Q1kJ·mol-1，2H2S(g)+O2(g)= 2S (s) +2H2O (l) ΔH=-Q2kJ·mol-1，2H2S(g)+O2(g)=2 S (s) +2H2O (g) ΔH=-Q3kJ·mol-1，判断Q1、Q2、Q3的大小关系是_______ （5）已知C(石墨，s)=C(金刚石，s)ΔH=+1.5kJ·mol-1，某同学根据该反应吸收的热量较小，认为由石墨变为金刚石很容易进行，但此反应却很难发生，需要很高的温度和压强，请你对此分析并阐述原因_______ 【答案】（1）- 283kJ·mol-1 （2）CO(g)+Na2O2(s)=Na2CO3(s)   ΔH=-549kJ·mol-1 （3） ①. 2CH3OH(1) +3O2(g) = 2CO2(g) + 4H2O(g) ΔH =-1453.28kJ·mol-1 ②. 363.32 kJ ③. 11.2L ④. 3 （4）Q1>Q2>Q3 （5）该反应的活化能很高 【解析】 小问1详解】 2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-566kJ/mol，燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物时放出热量，则一氧化碳的燃烧热为△H=-283kJ/mol，故答案为-283kJ/mol； 【小问2详解】 知①2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-566kJ/mol，②Na2O2(s)+CO2(g)=Na2CO3(s)+ O2(g)△H=-266kJ/mol，由盖斯定律：×①+②得CO(g)+Na2O2(s)=Na2CO3(s)△H=×(-566)+(-266)=-549 kJ/mol，故答案为CO(g)+Na2O2(s)=Na2CO3(s)△H=-549 kJ/mol； 【小问3详解】 已知①CH3OH(1) + O2(g) = CO(g) + 2H2O(g)    △H1 = －443.64 kJ·mol－1；②2CO (g) + O2(g) = 2CO2(g)    △H2 = －566.0 kJ·mol－1。由①②得2CH3OH(1) +3O2(g) = 2CO2(g) + 4H2O(g)，所以△H =（－443.64 kJ·mol－1）+（－566.0 kJ·mol－1）=－1453.28kJ·mol－1，所以CH3OH(1)在氧气中完全燃烧生成CO2和H2O（g）的热化学方程式为2CH3OH(1) +3O2(g) = 2CO2(g) + 4H2O(g)   △H =－1453.28kJ·mol－1 。 ②由CH3OH(1)在氧气中完全燃烧生成CO2和H2O（g）的热化学方程式为2CH3OH(1) +3O2(g) = 2CO2(g) + 4H2O(g)   △H =－1453.28kJ·mol－1 可知，完全燃烧2mol CH3OH(1) (质量为64g) 放出1453.28kJ的热量，因此，完全燃烧16g甲醇，生成二氧化碳和水蒸气时，放出的热量为363.32kJ ，生成的CO2气体标准状况下体积是11.2L；该反应完全燃烧16g甲醇，即0.5mol甲醇，转移电子数3mol。 【小问4详解】 ①2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(1) △H=-Q1kJ/mol，②2H2S(g)+O2(g)=2S(g)+2H2O(1) △H=-Q2kJ/mol，③2H2S(g)+O2(g)=2S(g)+2H2O(g) △H=-Q3kJ/mol，反应②③相比，生成气态水和生成液态水相比，生成液态水放出的热量多，所以Q2＞Q3；反应①②相比，②反应生成单质硫，单质硫转化为二氧化硫时会放出热量，所以Ql＞Q2；综上所述Q1、Q2、Q3三者大小关系为：Ql＞Q2＞Q3，故答案为Ql＞Q2＞Q3。 【小问5详解】 C(石墨，s)=C(金刚石，s)ΔH=+1.5kJ·mol-1，该反应吸收热量较小，只是意味着断键吸收的能量略大于成键放出的能量，并不代表反应容易进行，由于此反应实际很难发生，需要很高的温度和压强，说明断键需要的能量较高，即反应的活化能较大。 17. 中学教材对Cu与的反应进行了讲解，但深入研究时用到了控制变量法，设计了如下的实验装置，并探讨了一些值得思考的问题。 Ⅰ.利用如图装置完成Cu与制取氮氧化物的反应。实验过程中可观察到装置B中液面上方为无色气体，C中液面上方为红棕色气体。 （1）实验开始时应先打开弹簧夹，通入氮气，一段时间后关闭弹簧夹，该操作目的是_______ （2）用化学方程式解释C中液面上方为红棕色气体的原理_______ （3）将分液漏斗中液体换为稀硫酸和硝酸钠混合液也出现了溶解现象。此时烧瓶中发生反应的离子方程式为_______ Ⅱ.深入研究时，有同学观察到了以下现象：实验1中蓝色溶液A遇铜片立即产生气泡；而相同条件下实验2中3mol/L硝酸遇铜片短时间内无明显变化，一段时间后才有少量气泡产生。实验操作如图： 实验1 实验2 分析蓝色溶液A的成分后，学习小组探究蓝色溶液A与铜片能够立即发生反应的原因。 实验验证： （4）将少量硫酸铜固体加入到硝酸中，溶液呈蓝色，放入铜片，无明显变化。该同学这样做是为了验证_______(填化学式)对该反应是否有催化作用。该同学这样做不能得出该物质不是催化剂的正确结论，还应该考虑_______和_______的影响。 （5）某同学又提出可能是对该反应有催化作用。为了得出该结论，应该补充的实验为_______(写实验操作及现象)。 【答案】（1）排尽装置内的氧气，避免干扰实验 （2） （3） （4） ①. 或 ②. 离子浓度 ③. 阴离子种类 （5）向A中鼓入数分钟得溶液C，相同条件下，铜片与A、C溶液的反应速率：大于 【解析】 【分析】稀硝酸是氧化剂，铜是还原剂，利用铜和稀硝酸反应制备NO，NO进入C被浓硝酸氧化为NO2，NO和NO2有毒，需要用NaOH溶液吸收尾气。据此分析作答。 【小问1详解】 为了排除装置内的空气，需要通入不与NO反应的气体，所以N2的作用是排尽装置内的氧气，避免干扰实验； 【小问2详解】 NO进入C被浓硝酸氧化为NO2：； 【小问3详解】 将分液漏斗中液体换为稀硫酸和硝酸钠混合液，提供了H+和，与铜反应生成NO：； 【小问4详解】 少量硫酸铜固体加入到硝酸中，溶液呈蓝色，放入铜片，无明显变化，说明该假设是探究或对该反应有催化作用； 该同学这样做不能得出该物质不是催化剂的正确结论，还应该考虑Cu2+离子浓度、阴离子种类即或对反应的影响； 【小问5详解】 因为NO2会和水反应产生硝酸，致使硝酸浓度增大，避免浓度对反应的影响，故需增加对照实验：向A中鼓入N2数分钟，使得溶液中NO2的浓度下降，得溶液C，当>时，实验能够证明假设成立。 18. I.某温度时，在一个10L的恒容容器中X、Y、Z均为气体，三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。根据图中数据填空： （1）该反应的化学方程式为_______； （2）反应开始至2min，以气体X表示的平均反应速率为_______； （3）平衡时混合气体的平均相对分子质量M2_______(填“大于”，“小于”或“等于”下同)起始时的平均相对分子质量M1； （4）将amolX与bmolY的混合气体发生上述反应，反应到某时刻各物质的量恰好满足：，则气体X和气体Y的转化率之比为_______。 II.已知硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应的化学方程式为，某学习小组探究一定条件下影响化学反应速率的因素，如下表所示： （5）对比实验I、III的目的为：_______。若实验III、IV为证明浓度对速率的影响，则X=_______，Y=_______。 实验序号 温度 溶液 稀 I 25 5 0.1 10 0.1 5 II 25 5 0.2 5 0.2 10 III 35 5 0.1 10 0.1 5 IV 35 5 0.2 X 0.2 Y 【答案】（1）3X+Y2Z （2）0.015 mol/（L•min） （3）大于 （4） （5） ①. 探究温度对反应速率的影响 ②. 5 ③. 10 【解析】 【小问1详解】 根据图象来判断X和Y是反应物，X、Y、Z的变化量分别是0.3mol、0.1mol、0.2mol，变化量之比是0.3：0.1：0.2=3：1：2，反应的化学方程式为：3X+Y2Z； 【小问2详解】 反应开始至2min，以气体X表示的平均反应速率v==0.015 mol/（L•min）； 【小问3详解】 混合气体的平均相对分子质量M=m÷n，从开始到平衡，质量是守恒的，但是n是逐渐减小的，所以M会变大，故答案为：大于； 【小问4详解】 根据三段式可知 反应到某时刻各物质的量恰好满足：，则a－3x＝b－x＝4x，解得a＝7x、b＝5x，所以气体X和气体Y的转化率之比为； 【小问5详解】 实验Ⅰ、Ⅲ的温度不同，其它量都相同，因此实验目的是探究温度对反应速率的影响，实验Ⅲ、Ⅳ探究浓度对反应速率的影响，则要求硫酸的物质的量相等，所以X=5，溶液的总体积也相等，所以Y=10。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$