精品解析：上海市华东师范大学第二附属中学张江分校2023-2024学年高二下学期期末考试化学试卷

上海市华东师范大学第二附属中学张江分校2023—2024学年 高二下学期期末化学试题 一、电解质溶液 研究弱电解质的电离及盐的水解，对科学研究和生产生活均有指导意义。 1. 部分弱酸的电离平衡常数如下表： 化学式 电离平衡常数(25℃) （1）下列式子属于水解反应，且溶液呈酸性是___________。 A. B. C. D. （2）常温下的溶液在加水稀释过程中，下列表达式的数据一定变小的是___________。 A. B. C. D. （3）的二级电离平衡常数的表达式为___________。 （4）相同条件下，测得①②③三种溶液的相同，则它们的物质的量浓度由大到小的顺序是___________(用序号表示)。 （5）根据上述电离常数及物质的特性判断下列化学反应方程式错误的是___________(填序号)。 ①次氯酸与溶液的反应： ②少量通入溶液中： ③硫化氢气体通入溶液中： ④碳酸钠滴入足量甲酸溶液中： ⑤碳酸钠溶液通入少量： 2. 下列事实不能用平衡移动原理解释的是 A. 将溶液加热蒸干不能得到固体 B. 用稀硫酸洗涤沉淀比用等体积蒸馏水洗涤损失的少 C. 铁质器件附有铜质配件，久置，在接触处铁易生锈 D. 在漂白液中加入适量盐酸能增强其漂白效果 3. 利用弱电解质及盐类水解原理可配置化学缓冲溶液，即外加少量酸、碱后而值基本不变的溶液 （1）现有25℃时浓度均为的和的缓冲溶液，，请用化学语言解释该溶液具有一定缓冲作用的原因：___________ （2）向1.0L上述的和的缓冲溶液中滴加几滴稀溶液(忽略溶液体积的变化)，发生反应的离子方程式为___________，反应后溶液中___________。 4. 人体血液里主要通过碳酸氢盐缓冲体系()维持稳定。已知正常人体血液在正常体温时，的一级电离常数，，正常情况情况下人体血液的___________(保留1位小数)。人在剧烈运动后或紧张时，易因过度换气呼出大量二氧化碳，而出现呼吸性碱中毒，此时血液缓冲体系中的值将___________(填“变大”、“变小”或“不变”)。 二、亚硫酸钠 5. Ⅰ.在染料、造纸、制革、化学合成等工业中作为还原剂，在酿造、饮料行业中用作杀菌剂，还可用于生产糖精、香料等。其水溶液中含硫微粒随的分布曲线如图所示。回答以下问题： （1）由图判断亚硫酸氢钠溶液酸碱性，并用平衡原理解释原因___________。 （2）下列说法正确的是___________。 A. 时，水的电离程度最大 B. 时，溶液中 C. 溶液中 D. 溶液中 （3）若向溶液中滴入溶液使恰好为7，此时测得，则溶液中___________。 Ⅱ.工业上可用纯碱吸收二氧化硫法制备，流程如下图所示。 （4）步骤Ⅰ中边搅拌边向溶液中通入制备溶液，结合分布系数图，确定停止通入的最佳范围是___________，①中从溶液中得到的操作为___________； （5）某小组同学用的酸性溶液测定产品中的含量，具体流程： a．称量样品，溶解，配置成的溶液； b．用滴定管量取样品溶液于锥形瓶中，用酸性溶液滴定； c．消耗溶液体积为； a中配置溶液时，需要用到除烧杯外的玻璃仪器有：___________；判断滴定终点的现象是：___________ （6）假定杂质不含还原性物质，样品中的纯度为___________。 三、负碳技术 为了实现“碳达峰”和“碳中和”的目标，将转化成可利用的化学能源的“负碳”技术是世界各国关注的焦点。 6. 下列能量转化形式在二氧化碳捕集与利用循环图中不涉及的是 A. 电能→化学能 B. 化学能→电能 C. 热能→电能 D. 光能(风能)→电能 7. 二氧化碳甲烷化技术是资源化利用的有效手段之一，其反应原理为 。已知298 K时，有关物质的相对能量如表所示： 物质 相对能量/() 0 -75 -242 -393 下列说法正确的是 A. 该反应 B. 相对能量： C. 该反应的 D. ，则 8 利用甲烷和二氧化碳共转化催化亦可获得更多产品，反应历程如图所示： 已知部分化学键的键能数据如下： 共价键 键能() 413 497 462 351 348 已知产物为气态根据上述信息，写出该催化反应的热化学方程式：___________，该反应的自发条件是___________(填“低温”“高温”或“任意温度”)。 9. 催化加氢法可制备乙烯，反应原理为。向2L恒容密闭容器中加入和，在催化剂作用下发生反应，测得不同温度下，平衡时各组分物质量的曲线如图所示： （1）图中曲线b、d分别代表的是___________、___________的物质的量随温度的变化关系。 （2）时，的平衡转化率为___________(结果保留三位有效数字)。 10. 我国科学家已成功利用二氧化碳完成了淀粉的人工全合成工作，合成淀粉的重要反应包括二氧化碳制备甲醇的反应： i．(主反应) ii．(副反应) （1）若在恒温恒容条件下进行反应i，下列不能说明该反应已到达化学平衡状态的是___________。 A. 的浓度不再改变 B. 混合气体的平均相对分子质量不变 C. 容器内混合气体密度不再改变 D. 的物质的量分数不变 （2）对于反应i，改变某一条件，对化学反应速率的影响及解释正确的是___________。 A. 升高温度，使单位体积内活化分子百分数增加，反应速率加快 B. 增加反应物的浓度，使单位体积内活化分子百分数增加，反应速率加快 C. 使用催化剂能降低反应活化能，使单位体积内活化分子百分数增加，反应速率加快 D. 反应达到平衡后，增大压强，仍等于 （3）该主反应在有催化剂和无催化剂作用下的反应机理如图所示(其中标有*的为吸附在催化剂表面上的物种，TS为过渡态)；使用催化剂的曲线是___________(选填“甲”、“乙”)，催化剂可使反应历程中决速步骤的活化能降低___________eV(eV为能量单位)。 （4）一定温度下，分别按、起始物质的量之比为1：1，1：2，1：3发生反应，保持总压强为，测得的平衡转化率与温度之间的关系如图所示。曲线Ⅰ代表的投料比为___________。X点条件下，用平衡分压代替平衡浓度计算的平衡常数___________(已知：分压=总压×物质的量分数)。 （5）我国科学家以材料作光电极，以饱和溶液的的溶液作电解液，将转化为，原理如图所示。根据图示，生成的电极名称是___________极，电极方程式为___________。 四、化学电源 2024年4月25日20时59分，神舟十八号载人飞船在长征二号F运载火箭的托举下，搭乘着三名航天员，从酒泉卫星发射中心点火升空。相较于神舟十六号和神舟十七号载人飞船，神舟十八号的电池容量更大、系统可靠性更高，将更好地支持载人飞行任务。在神舟十八号载人飞船上，主电源储能电池由镉镍电池更改为锂离子电池，电池扩容达30%。 11. 下列关于常见的化学电源说法错误的是 A. 铅酸蓄电池放电时，负极质量减轻 B. 碱性锌锰电池正极反应式为：MnO2+H2O+e−=MnO(OH)+OH− C. 锂离子电池具有质量小、体积小、储存和输出能量大等特点 D. 氢氧燃料电池中，若把H2改为等物质的量的甲醇进行充分反应，O2的用量增加 12. 氢氧燃料电池(如图所示)反应生成的水可作为航天员的饮用水，由图示的电子转移方向判断Y气体是___________，向___________(填“正”或“负”)极作定向移动，负极的电极反应式为___________。 13. 硫酸镍在强碱溶液中用氧化，可沉淀出能用作镍镉电池正极材料的。写出该反应的离子方程式_______。 14. 可用于冶炼镉，产生的粗镉可利用电解精炼的方法进行提纯，在电解池的___________(填“阳极”或“阴极”)产生纯镉。 15. 镉镍蓄电池的工作原理为：。若以镉镍蓄电池为飞船供电，有关该电池的说法正确的是 A. 放电时电子由电极出发经由电解质溶液转移到镍电极 B. 放电时负极附近溶液的碱性减小 C. 充电时化学能转化为电能 D. 充电时阳极发生还原反应： 16. 飞船配备有应急电池，在紧急状况下会自动启动，工作原理为，工作时，当消耗时，理论上外电路转移的电子数目为___________。 17. 利用电化学原理，还可对金属腐蚀进行防护，下列装置中，铁的腐蚀速率由小到大的顺序是___________。 五、的制备 18. 磷酸铁锂电池是以磷酸铁锂()为正极材料的一种锂离子二次电池。一种由钛白副产硫酸亚铁［主要成分为，还含有少量、、］制备锂离子电池正极材料的前驱体的工艺流程如图所示： 已知常温下：①“酸溶”后，溶液，有关微粒浓度如下表所示： 微粒 浓度 0.0043 0.07 ②，时，沉淀完全。 ③，。 （1）“除杂过滤”工序中，将转化为除去。加入铁粉的作用是___________(写出两点)。 （2）当沉淀完全时，滤渣中是否含有？结合计算说明原因___________。(忽略溶液体积的变化) （3）写出与、混合在酸性条件下生成的离子方程式，并标出电子转移的方向与数目__________。 （4）工业上可以用电解磷铁渣(主要含)的方法制备，电解原理如图所示： ①溶液中的向___________极移动。 A．磷铁渣 B．石墨 ②生成的电极反应式为___________。 （5）磷酸铁锂锂离子电池充电时阳极反应式为：，电池放电时，锂离子从石墨晶体中脱嵌出来，通过隔膜迁移到磷酸铁锂晶体表面，然后重新嵌入到磷酸铁锂的晶格内，放电工作示意图如图。下列叙述正确的是___________。 A. 充电时，铜箔作阴极 B. 该电池充放电过程中，、元素化合价均不发生变化 C. 放电时，电流由铜箔流向铝箔放电 D. 电池总反应为： 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 上海市华东师范大学第二附属中学张江分校2023—2024学年 高二下学期期末化学试题 一、电解质溶液 研究弱电解质的电离及盐的水解，对科学研究和生产生活均有指导意义。 1. 部分弱酸的电离平衡常数如下表： 化学式 电离平衡常数(25℃) （1）下列式子属于水解反应，且溶液呈酸性是___________。 A. B. C. D. （2）常温下的溶液在加水稀释过程中，下列表达式的数据一定变小的是___________。 A. B. C. D. （3）的二级电离平衡常数的表达式为___________。 （4）相同条件下，测得①②③三种溶液的相同，则它们的物质的量浓度由大到小的顺序是___________(用序号表示)。 （5）根据上述电离常数及物质的特性判断下列化学反应方程式错误的是___________(填序号)。 ①次氯酸与溶液的反应： ②少量通入溶液中： ③硫化氢气体通入溶液中： ④碳酸钠滴入足量甲酸溶液中： ⑤碳酸钠溶液通入少量： 【答案】（1）BD （2）DD （3）Ka2= （4）②＞③＞① （5）①③⑤ 【解析】 【小问1详解】 A．是电离方程式，故A不选； B．是水解方程式，溶液显酸性，故B选； C．是水解方程式，溶液显碱性，故C不选； D．水解方程式，溶液显酸性，故D选； 答案选BD； 【小问2详解】 常温下0.1 mol•L-1的CH3COOH溶液在加水稀释过程中，醋酸的电离程度增大，溶液的体积增大，但溶液体积增大对[H+]、[CH3COO-]的影响大于电离程度增大的影响，所以[H+]、[CH3COOH]、[CH3COO-]减小，[OH-]增大； A．由上述分析可知 变大，故A不选； B．不变，但是[CH3COO-]减小，故增大，故B不选； C．=Kw不变，故C不选； D．由分析可知变小，故D选； 答案选D； 【小问3详解】 的二级电离平衡常数的表达式为Ka2=； 【小问4详解】 在相同的条件下测得①Na2CO3 ②CH3COONa ③NaClO三种溶液pH相同，由题干表格数据可知，酸性：CH3COOH＞HClO＞，所以水解程度：Na2CO3＞NaClO＞CH3COONa，pH相同时，溶液的浓度：Na2CO3＜NaClO＜CH3COONa，即②＞③＞①； 小问5详解】 由表格数据可知酸性强弱为：HCOOH＞CH3COOH> H2CO3＞H2S＞HClO＞HCO＞HS-；根据强酸制弱酸的原理判断； ①次氯酸与溶液的反应，不能拆为，故离子方程式错误；根据酸性强弱，次氯酸不能与溶液反应，故①错误； ②由于酸性H2CO3＞HClO＞HCO，少量通入溶液中只能生成HClO和HCO，离子方程式为，故②正确； ③硫化氢气体通入溶液中会发生氧化还原反应生成单质硫和氯离子：，故③错误； ④甲酸酸性强于碳酸，碳酸钠滴入足量甲酸溶液中生成CO2和H2O：，故④正确； ⑤酸性：H2S＞HCO＞HS-，碳酸钠溶液通入少量生成和，离子方程式为：： 故⑤错误； 答案为①③⑤。 2. 下列事实不能用平衡移动原理解释的是 A. 将溶液加热蒸干不能得到固体 B. 用稀硫酸洗涤沉淀比用等体积蒸馏水洗涤损失的少 C. 铁质器件附有铜质配件，久置，在接触处铁易生锈 D. 在漂白液中加入适量盐酸能增强其漂白效果 【答案】C 【解析】 【详解】A．FeCl3溶液中存在水解平衡：FeCl3+3H2O=Fe(OH)3+3HCl，加热时HCl挥发，使平衡向右移动，得到Fe(OH)3，最终得到Fe2O3固体，故A项正确； B．硫酸钡存在溶解平衡：，用水洗涤使BaSO4的溶解平衡向正方向移动，造成BaSO4的损失大；而用H2SO4洗涤，平衡向左移动，抑制了BaSO4的溶解，导致BaSO4损失量少，故B项正确； C．铁质器件附有铜质配件，在接触处形成原电池装置，其中金属铁为负极，易生铁锈，和电化学腐蚀有关，与平衡移动无关，故C项错误； D．漂白液中存在：，加入适量盐酸，被消耗，平衡向右移动，生成更多，漂白效果增强，故D项正确； 故本题选C。 3. 利用弱电解质及盐类水解原理可配置化学缓冲溶液，即外加少量酸、碱后而值基本不变的溶液 （1）现有25℃时浓度均为的和的缓冲溶液，，请用化学语言解释该溶液具有一定缓冲作用的原因：___________ （2）向1.0L上述的和的缓冲溶液中滴加几滴稀溶液(忽略溶液体积的变化)，发生反应的离子方程式为___________，反应后溶液中___________。 【答案】（1）、 （2） ①. ②. 【解析】 【小问1详解】 缓冲溶液的作用是外加少量的酸或碱不会对溶液的pH有很大影响，25℃时浓度均为的和的缓冲溶液中存在的电离平衡和 的水解平衡，故答案为：、 【小问2详解】 向上述缓冲溶液中滴加几滴稀溶液，发生反应，溶液pH几乎没有变化，则溶液中，故答案为；。 4. 人体血液里主要通过碳酸氢盐缓冲体系()维持稳定。已知正常人体血液在正常体温时，的一级电离常数，，正常情况情况下人体血液的___________(保留1位小数)。人在剧烈运动后或紧张时，易因过度换气呼出大量二氧化碳，而出现呼吸性碱中毒，此时血液缓冲体系中的值将___________(填“变大”、“变小”或“不变”)。 【答案】 ①. 7.4 ②. 变大 【解析】 【详解】Ka1=，，所以c(H+)=mol•L-1，则pH=-lg=7.4；当过量的碱进入血液中时，氢氧根离子增大，氢离子浓度减小，而温度不变则Ka1不变，所以变大。 二、亚硫酸钠 5. Ⅰ.在染料、造纸、制革、化学合成等工业中作为还原剂，在酿造、饮料行业中用作杀菌剂，还可用于生产糖精、香料等。其水溶液中含硫微粒随的分布曲线如图所示。回答以下问题： （1）由图判断亚硫酸氢钠溶液酸碱性，并用平衡原理解释原因___________。 （2）下列说法正确的是___________。 A. 时，水的电离程度最大 B. 时，溶液中 C. 溶液中 D. 溶液中 （3）若向溶液中滴入溶液使恰好为7，此时测得，则溶液中___________。 Ⅱ.工业上可用纯碱吸收二氧化硫法制备，流程如下图所示。 （4）步骤Ⅰ中边搅拌边向溶液中通入制备溶液，结合的分布系数图，确定停止通入的最佳范围是___________，①中从溶液中得到的操作为___________； （5）某小组同学用的酸性溶液测定产品中的含量，具体流程： a．称量样品，溶解，配置成的溶液； b．用滴定管量取样品溶液于锥形瓶中，用酸性溶液滴定； c．消耗溶液体积为； a中配置溶液时，需要用到除烧杯外的玻璃仪器有：___________；判断滴定终点的现象是：___________ （6）假定杂质不含还原性物质，样品中的纯度为___________。 【答案】（1）亚硫酸氢钠溶液中既存在电离平衡又存在水解平衡，因为其电离平衡程度大于水解平衡，故溶液显酸性 （2）BC （3）0.04 （4） ①. 4≤pH≤5 ②. 蒸发浓缩，冷却结晶、过滤洗涤 （5） ①. 玻璃棒、250mL容量瓶、胶体滴管 ②. 当滴入最后一滴标准液时，溶液有无色变为浅红色，且半分钟内不褪色 （6）90% 【解析】 【小问1详解】 图象可知pH=4左右时，的含量最大，故亚硫酸氢钠溶液显酸性，亚硫酸氢钠溶液中既存在电离平衡又存在水解平衡，因为其电离平衡程度大于水解平衡，故溶液显酸性； 【小问2详解】 A．根据水解的原理，SO含量最高时，水的电离程度最大，由图可知此时pH为9左右，故A错误； B．pH=6时，图象分析可知，溶液中离子浓度大小为：，故B正确； C．NaHSO3溶液中存在电荷守恒：[Na+]+[H+]=2[SO]+[HSO]+[OH-]，溶液中存在物料守恒：[Na+]=[SO]+[HSO]+[H2SO3]；合并得到，故C正确； D．溶液中物料守恒的等式为：[Na+]=[SO]+[HSO]+[H2SO3]，故D错误； 答案为BC； 【小问3详解】 图象可知当pH=7时，，若向NaHSO3溶液中滴入NaOH溶液使pH恰好为7，此时测得[Na+]=0.12mol/L，溶液中存在电荷守恒得到：[Na+]+[H+]=2[SO]+[HSO]+[OH-]，则溶液中[Na+]=0.12mol/L=0.04mol/L； 【小问4详解】 用Na2CO3制NaHSO3溶液时，应边通SO2气体边测溶液的pH，当pH约为4≤pH≤5时，主要生成NaHSO3，应停止通SO2，操作①是溶液中得到溶质晶体的操作，蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤得到晶体； 【小问5详解】 a中配置溶液时，需要用到除烧杯外的玻璃仪器有：玻璃棒、250mL容量瓶、胶体滴管；判断滴定终点的现象是当滴入最后一滴标准液时，溶液有无色变为浅红色，且半分钟内不褪色； 【小问6详解】 酸性KMnO4溶液滴定产品中Na2SO3，反应的离子方程式为：，得关系式，25mL溶液中含Na2SO3的物质的量为=0.005mol,250mL的溶液中含Na2SO3的物质的量=0.005mol×=0.05mol，样品中Na2SO3的纯度==90%。 三、负碳技术 为了实现“碳达峰”和“碳中和”的目标，将转化成可利用的化学能源的“负碳”技术是世界各国关注的焦点。 6. 下列能量转化形式在二氧化碳捕集与利用循环图中不涉及的是 A. 电能→化学能 B. 化学能→电能 C. 热能→电能 D. 光能(风能)→电能 【答案】C 【解析】 【详解】电解池实现电能→化学能，光伏电池或风力电机发电实现光能(风能)→电能，燃料电池车实现化学能→电能，合成塔中主要是热能转化为化学能，循环图中不涉及的是热能→电能，C项符合题意。 7. 二氧化碳甲烷化技术是资源化利用的有效手段之一，其反应原理为 。已知298 K时，有关物质的相对能量如表所示： 物质 相对能量/() 0 -75 -242 -393 下列说法正确的是 A. 该反应的 B. 相对能量： C. 该反应的 D. ，则 【答案】C 【解析】 【详解】A．由反应可知反应物的气体分子数多于生成物气体分子数，则，故A错误； B．相同条件下，同种物质相对能量：气态>液态，则相对能量：，故B错误； C．该反应的，故C正确； D．相对能量：，生成液态水时放出的热量多于生成气态水时的热量，放热越多越小，则，故D错误； 故选：C 8. 利用甲烷和二氧化碳共转化催化亦可获得更多产品，反应历程如图所示： 已知部分化学键的键能数据如下： 共价键 键能() 413 497 462 351 348 已知产物为气态根据上述信息，写出该催化反应的热化学方程式：___________，该反应的自发条件是___________(填“低温”“高温”或“任意温度”)。 【答案】 ①. ②. 低温 【解析】 【详解】根据反应历程可知，该反应是由二氧化碳和甲烷合成乙酸的反应，该反应的=反应物的键能之和-生成物的键能之和，则反应物的总键能为，生成物的总键能为，则该催化反应的热化学方程式为 ；根据该反应能自发进行，其中，，则该反应的自发条件是低温，故答案为 ；低温。 9. 催化加氢法可制备乙烯，反应原理为。向2L恒容密闭容器中加入和，在催化剂作用下发生反应，测得不同温度下，平衡时各组分物质的量的曲线如图所示： （1）图中曲线b、d分别代表的是___________、___________的物质的量随温度的变化关系。 （2）时，的平衡转化率为___________(结果保留三位有效数字)。 【答案】（1） ①. CO2 ②. C2H4 （2）33.3% 【解析】 【小问1详解】 反应为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，则随温度升高，物质的量增大的曲线a、b代表反应物随温度的变化关系，随温度升高，物质的量减小的曲线c、d代表生成物随温度的变化关系，结合化学计量数关系可知，a代表的物质的量随温度的变化，b代表的物质的量随温度的变化，c代表的物质的量随温度的变化，d代表的物质的量随温度的变化； 【小问2详解】 设反应达到平衡时生成，根据反应方程式，列三段式： 由图可知，时，解得，平衡时，氢气的转化率为。 10. 我国科学家已成功利用二氧化碳完成了淀粉的人工全合成工作，合成淀粉的重要反应包括二氧化碳制备甲醇的反应： i．(主反应) ii．(副反应) （1）若在恒温恒容条件下进行反应i，下列不能说明该反应已到达化学平衡状态的是___________。 A. 的浓度不再改变 B. 混合气体的平均相对分子质量不变 C. 容器内混合气体的密度不再改变 D. 的物质的量分数不变 （2）对于反应i，改变某一条件，对化学反应速率的影响及解释正确的是___________。 A. 升高温度，使单位体积内活化分子百分数增加，反应速率加快 B. 增加反应物的浓度，使单位体积内活化分子百分数增加，反应速率加快 C. 使用催化剂能降低反应活化能，使单位体积内活化分子百分数增加，反应速率加快 D. 反应达到平衡后，增大压强，仍等于 （3）该主反应在有催化剂和无催化剂作用下的反应机理如图所示(其中标有*的为吸附在催化剂表面上的物种，TS为过渡态)；使用催化剂的曲线是___________(选填“甲”、“乙”)，催化剂可使反应历程中决速步骤的活化能降低___________eV(eV为能量单位)。 （4）一定温度下，分别按、起始物质的量之比为1：1，1：2，1：3发生反应，保持总压强为，测得的平衡转化率与温度之间的关系如图所示。曲线Ⅰ代表的投料比为___________。X点条件下，用平衡分压代替平衡浓度计算的平衡常数___________(已知：分压=总压×物质的量分数)。 （5）我国科学家以材料作光电极，以饱和溶液的的溶液作电解液，将转化为，原理如图所示。根据图示，生成的电极名称是___________极，电极方程式为___________。 【答案】（1）C （2）AC （3） ①. 乙 ②. 0.20 （4） ①. 1：3 ②. 0.01 （5） ①. 阴 ②. 【解析】 【小问1详解】 A．的浓度不再改变，说明正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故A不选； B．反应前后气体总质量不变，气体物质的量增大，则混合气体平均相对分子质量减小，当混合气体的平均相对分子质量不变时，反应达到平衡状态，故B不选； C．反应前后气体总质量不变，容器体积不变，则容器内混合气体的密度始终不变，不能据此判断平衡状态，故C选； D．H2O的物质的量分数不变，说明正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故D不选； 故选C； 【小问2详解】 A．升高温度，使单位体积内活化分子百分数增加，反应速率加快，A正确； B．增加反应物的浓度，活化分子百分数不变，B错误； C．使用催化剂能降低反应活化能，使单位体积内活化分子百分数增加，反应速率加快，C正确； D．该反应为气体分子数减小的反应，则反应达到平衡后，增大压强，平衡正向移动，V正大于V逆，D错误； 故选AC； 【小问3详解】 使用催化剂能够降低反应的活化能，使反应速率大大加快，从而缩短了达到平衡所需时间。根据图示可知曲线乙表示的是使用催化剂的曲线；对于多步反应，活化能最大的慢反应对总反应起决定作用。未使用催化剂时，慢反应的活化能为1.80 eV-0.20 eV=1.60 eV；当使用了催化剂后，活化能变为：0.40 eV-（-1.00 eV）=1.40 eV，可见催化剂可使反应历程中决速步骤的活化能降低1.60 eV-1.40eV=0.20 eV，故答案为：乙：0.20； 【小问4详解】 根据增加H2的量可以提高CO2的转化率可知，投料比减小，则CO2的转化率要增大，所以曲线Ⅰ代表的投料比为1:3；X点条件时，投料比为1：3，CO2的转化率为50%，假设起始加入CO2物质的量为1mol，H2物质的量为3mol，则CO2转化了0.5mol列三段式： 气体总物质的量为，则，故答案为：1：3；0.01； 【小问5详解】 H2O转化为O2氧元素化合价升高，发生氧化反应，作为阳极，CO2转化为HCOO-碳元素化合价降低，发生还原反应，做为阴极，其电极反应式为，故答案为：阴；。 四、化学电源 2024年4月25日20时59分，神舟十八号载人飞船在长征二号F运载火箭的托举下，搭乘着三名航天员，从酒泉卫星发射中心点火升空。相较于神舟十六号和神舟十七号载人飞船，神舟十八号的电池容量更大、系统可靠性更高，将更好地支持载人飞行任务。在神舟十八号载人飞船上，主电源储能电池由镉镍电池更改为锂离子电池，电池扩容达30%。 11. 下列关于常见的化学电源说法错误的是 A. 铅酸蓄电池放电时，负极质量减轻 B. 碱性锌锰电池正极反应式为：MnO2+H2O+e−=MnO(OH)+OH− C. 锂离子电池具有质量小、体积小、储存和输出能量大等特点 D. 氢氧燃料电池中，若把H2改为等物质的量的甲醇进行充分反应，O2的用量增加 【答案】A 【解析】 【详解】A．铅酸蓄电池放电时，负极反应为，负极质量增大，A错误； B．碱性锌锰电池正极反应式为：，B正确； C．锂离子电池具有质量小、体积小、储存和输出能量大等特点，C正确； D．氢氧燃料电池中，若把H2改为等物质的量的甲醇进行充分反应，甲醇燃烧消耗的氧气比等物质的量的氢气多，O2的用量增加，D正确； 故选A。 12. 氢氧燃料电池(如图所示)反应生成的水可作为航天员的饮用水，由图示的电子转移方向判断Y气体是___________，向___________(填“正”或“负”)极作定向移动，负极的电极反应式为___________。 【答案】 ①. O2 ②. 负 ③. 【解析】 【分析】电子由负极流向正极，X电极为电子流出的一极，Y电极为电子流入的一极，所以X极为负极，电极反应为：，Y极为正极，正极反应为，据此解答。 【详解】由分析可知气体Y为O2，原电池中阴离子向负极移动，故答案为：O2；负；。 13. 硫酸镍在强碱溶液中用氧化，可沉淀出能用作镍镉电池正极材料的。写出该反应的离子方程式_______。 【答案】 【解析】 【详解】根据已知反应过程中有的生成，则ClO-被还原为Cl-，根据电子转移守恒、电荷守恒、原子守恒可得离子方程式为：；答案为：。 14. 可用于冶炼镉，产生的粗镉可利用电解精炼的方法进行提纯，在电解池的___________(填“阳极”或“阴极”)产生纯镉。 【答案】阴极 【解析】 【详解】根据电解原理可知，电解精炼镉时，镉化合价降低发生还原反应，故在电解池的阴极产生纯镉。 15. 镉镍蓄电池的工作原理为：。若以镉镍蓄电池为飞船供电，有关该电池的说法正确的是 A. 放电时电子由电极出发经由电解质溶液转移到镍电极 B. 放电时负极附近溶液的碱性减小 C. 充电时化学能转化为电能 D. 充电时阳极发生还原反应： 【答案】B 【解析】 【分析】放电时为原电池，Cd失电子、化合价升高，Cd为负极，反应式为，正极上NiOOH发生的电极反应式为，工作时阳离子移向正极、阴离子移向负极；充电时为电解池，与电源正极相接的为阳极，与电源负极相接的为阴极，阴阳极反应与原电池负正极反应相反，据此分析解答。 【详解】A．放电时该装置为原电池，电子由电极（负极）出发经由外电路转移到 电极，故A错误； B．放电时该装置为原电池，Cd为负极，反应式为，该反应消耗氢氧根，碱性减小，故B正确； C．充电时该装置为电解池，电能转化成化学能，故C错误； D．充电时阳极发生失去电子的氧化反应，故D错误； 故选B。 16. 飞船配备有应急电池，在紧急状况下会自动启动，工作原理为，工作时，当消耗时，理论上外电路转移的电子数目为___________。 【答案】NA 【解析】 【详解】根据总反应可知，消耗1molZn时转移2mol电子，的物质的量为0.5mol，外电路转移的电子为1mol，数目为NA。 17. 利用电化学原理，还可对金属腐蚀进行防护，下列装置中，铁腐蚀速率由小到大的顺序是___________。 【答案】③①②④ 【解析】 【详解】④装置是电解池，金属铁为阳极，阳极金属被腐蚀速率最快，②和③都是原电池，②中铁是负极，已被腐蚀，③中铁是正极，得到保护；根据电解原理引起的腐蚀＞原电池原理引起的腐蚀＞化学腐蚀＞受到保护的腐蚀；所以铁腐蚀由小到大的顺序是：③①②④。 五、的制备 18. 磷酸铁锂电池是以磷酸铁锂()为正极材料的一种锂离子二次电池。一种由钛白副产硫酸亚铁［主要成分为，还含有少量、、］制备锂离子电池正极材料的前驱体的工艺流程如图所示： 已知常温下：①“酸溶”后，溶液，有关微粒浓度如下表所示： 微粒 浓度 0.0043 0.07 ②，时，沉淀完全。 ③，。 （1）“除杂过滤”工序中，将转化为除去。加入铁粉的作用是___________(写出两点)。 （2）当沉淀完全时，滤渣中是否含有？结合计算说明原因___________。(忽略溶液体积的变化) （3）写出与、混合在酸性条件下生成的离子方程式，并标出电子转移的方向与数目__________。 （4）工业上可以用电解磷铁渣(主要含)的方法制备，电解原理如图所示： ①溶液中的向___________极移动。 A．磷铁渣 B．石墨 ②生成的电极反应式为___________。 （5）磷酸铁锂锂离子电池充电时阳极反应式为：，电池放电时，锂离子从石墨晶体中脱嵌出来，通过隔膜迁移到磷酸铁锂晶体表面，然后重新嵌入到磷酸铁锂的晶格内，放电工作示意图如图。下列叙述正确的是___________。 A. 充电时，铜箔作阴极 B. 该电池充放电过程中，、元素化合价均不发生变化 C. 放电时，电流由铜箔流向铝箔放电 D. 电池总反应为： 【答案】（1）还原为；与H+作用，调节pH，将转化为 （2）当完全沉淀时，，pH=4，，，无沉淀产生，滤渣中不含有Mg(OH)2 （3） （4） ①. B ②. （5）CD 【解析】 【分析】钛白副产硫酸亚铁[主要成分为，还含有少量、、]，酸溶后溶液中加入铁，将还原为，与H+作用，调节pH，将转化为除去，则滤渣的主要成分为H2TiO3，“结晶过滤”获得，再将其溶解，加入过氧化氢氧化生成，最后加入“沉铁”生成，据此解题。 【小问1详解】 “除杂过滤”工序中，将转化为，加入铁粉的的作用是将还原为，且与H+作用，调节pH，将转化为，故答案为：还原为；与H+作用，调节pH，将转化为； 【小问2详解】 当完全沉淀时，，pH=4，，，无沉淀产生，则滤渣中不含有Mg(OH)2； 【小问3详解】 “氧化”时铁元素化合价升高，氧元素化合价降低，表示电子转移的方向和数目为：； 【小问4详解】 ①电解池中阳离子向阴极移动，则溶液中的向石墨电极移动，故选B； ②阳极失去电子生成，其电极反应式为：； 【小问5详解】 电池放电时，锂离子从石墨晶体中脱嵌出来，通过隔膜迁移到磷酸铁锂晶体表面，则铝箔作负极，铜箔作正极；电池充电时，与外接电源的正极相连为阳极，与外接电源负极相连为阴极，阳极反应式为：，铝箔电极为阴极，阴极上锂离子得电子发生还原反应，阴极反应式为：，则电池总反应为：，则： A．电池放电时，铝箔作负极，则充电时，铝箔做阴极，A错误； B．电池总反应为：，则该电池充放电过程中，Fe的化合价发生变化，C元素化合价不变，B错误； C．放电时，该装置原电池，铝箔作负极，铜箔作正极，则电流由铜箔流向铝箔放电，C正确； D．电池总反应为：，D正确； 故选CD。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$