精品解析：福建省德化第二中学2023-2024学年高二上学期第一阶段考试化学试题

2023年秋德化二中高二年第一次阶段考试化学试卷 注意：本试卷包含Ⅰ、Ⅱ两卷。第Ⅰ卷为选择题，所有答案必须用2B铅笔涂在答题卡中相应的位置。第Ⅱ卷为非选择题，所有答案必须填在答题卷的相应位置。答案写在试卷上均无效，不予记分。 相对原子质量：H：1 C：12 O：16 Na：23 S：32 Cl：35.5 Fe：56 Cu：64 第I卷(选择题，共48分) 一、单选题(本大题共16小题，共48.0分) 1. 已知热化学方程式：C(金刚石，s) ； C(石墨，s) ； C(石墨，s)(金刚石，s) 。下列说法正确的是 A. 金刚石比石墨稳定 B. C. D. 石墨转化成金刚石的反应是吸热反应 2. 下列有关金属腐蚀与防护的说法正确的是（　　） A. 在海轮外壳连接锌块保护外壳不受腐蚀是采用了牺牲阴极的阳极保护法 B. 当镀锡铁制品的镀层破损时，镀层仍能对铁制品起保护作用 C. 纯银器表面在空气中因化学腐蚀渐渐变暗 D. 可将地下输油钢管与外加直流电源的正极相连以保护它不受腐蚀 3. 下列说法正确的是 A. 增大反应物浓度，可增大单位体积内活化分子的百分数，从而使有效碰撞次数增大 B. 有气体参加的化学反应，若增大压强(即缩小反应容器的体积)，可增大活化分子的百分数，从而使反应速率增大 C. 升高温度能使化学反应速率增大的主要原因是增加了反应物分子中活化分子的百分数 D. 催化剂不影响反应活化能但能增大单位体积内活化分子百分数，从而增大化学反应速率 4. 对于反应3A(g)+B(g)4C(g)+2D(g)，测得4种条件下的反应速率分别为①v(A)=0.9mol•L-1•s-1、②v(B)=24mol•L-1•min-1、③v(C)=1.6mol•L-1•s-1、④v(D)=0.4mol•L-1•s-1，则上述4种条件下的反应速率大小关系正确的是 A. ②>④>③>① B. ②>①>④>③ C. ②=③>①>④ D. ②=③>④=① 5. 用如图所示装置，可由乙二醛制备乙二酸，反应原理为＋2Cl2+2H2O+4HCl。下列说法正确的是 A. 该装置利用上述反应将化学能转化为电能 B. 电极的反应式为 C. 盐酸除起增强溶液导电性的作用，还提供参与电极反应 D. 理论上每得到乙二酸，将有从右室迁移到左室 6. 中国研究人员研制出一种新型复合光催化剂，利用太阳光在催化剂表面实现高效分解水，主要过程如下图所示。下列说法不正确的是 A. 整个过程实现了光能向化学能的转换 B. 过程II有O-O单键生成并放出能量 C. 过程III发生的化学反应为： 2H2O2=2H2O+O2 D. 整个过程的总反应方程式为： 2H2O→2H2+O2 7. 在压强为、温度达到374℃时，水成为“超临界状态”，此时水可将等含碳化合物转化为有机物，这就是“水热反应”，生物质在地下高温高压条件下通过水热反应可生成石油、煤等矿物能源．下列说法不正确的是 A. 二氧化碳与超临界水作用生成汽油的反应，属于放热反应 B. “水热反应”是一种复杂的物理化学变化 C. 火力发电厂可望利用废热，将二氧化碳转变为能源物质 D. 随着科技的进步，“水热反应”制取能源有望实现地球上碳资源的和谐循环 8. 现以、、熔融盐Z(Na2CO3)组成的燃料电池，采用电解法处理同时制备，装置如图所示，其中为。下列说法不合理的是 A. 石墨Ⅰ是原电池的负极，发生氧化反应 B. 甲池中的向石墨Ⅰ极移动 C. 乙池中左端极电极反应式： D. 若甲池消耗标准状况下的氧气，则乙池中产生氢气 9. 如下图，a、b是石墨电极，通电一段时间后，b极附近溶液显红色，下列说法正确的是 A. Pt为阴极，Cu为阳极 B. a极的电极反应式是2Cl−-2e-=Cl2↑ C. 当b极产生2.24L气体时，Pt极上有6.4gCu析出 D. 电解过程中CuSO4溶液的pH逐渐增大 10. 反应Fe(s) +CO2 (g)FeO(s)+CO(g)，700℃时平衡常数为1.47，900℃时平衡常数为2.15。下列说法正确的是 A. 升高温度该反应的正反应速率增大，逆反应速率减小 B. 该反应的化学平衡常数表达式为K= C. 绝热容器中进行该反应，温度不再变化，则达到化学平衡状态 D. 该反应的正反应是放热反应 11. CO(g)与H2O(g)反应过程的能量变化如图所示，下列说法中正确的是 A. 该反应为吸热反应 B. CO(g)和H2O(g)的总能量大于CO2(g)和H2(g)的总能量 C. 该反应的热化学方程式：CO(g)+H2O(g)=CO2 (g)+H2(g) △H= +41 kJ/mol D. 1molCO2(g)和1 mol H2(g)反应生成1molCO(g)和1 mol H2O(g)要放出41kJ的热量 12. 下列与金属腐蚀有关的说法，正确的是 A. 图4中，用牺牲镁块的方法来防止地下钢铁管道的腐蚀，镁块相当于原电池的负极 B. 图2中，插入溶液中的铁棒容易溶解，主要是发生电化学腐蚀 C. 图1中，插入海水中的铁棒，越靠近底端腐蚀越严重 D. 图3中，燃气灶的中心部位容易生锈，主要是由于高温下铁发生电化学腐蚀 13. 下列说法中，不正确的是 A．钢铁发生吸氧腐蚀 B．钢铁发生氢析腐蚀 C．将锌板换成铜板对钢闸门保护效果更好 D．钢闸门作为阴极而受到保护 A. A B. B C. C D. D 14. 港珠澳大桥设计寿命120年，对桥体钢构件采用了多种防腐方法。下列分析错误的是 A. 防腐原理主要是避免发生反应：2Fe+O2+2H2O===2Fe(OH)2 B. 钢构件表面喷涂环氧树脂涂层，是为了隔绝空气、水等防止形成原电池 C. 采用外加电流的阴极保护时需外接镁、锌等作辅助阳极 D. 钢构件可采用不锈钢材料以减缓电化学腐蚀 15. 目前认为酸催化乙烯水合制乙醇的反应机理及能量与反应进程的关系如图所示。下列说法正确的是（ ） A. ①、②、③三步反应均释放能量 B. 该反应进程中有两个过渡态 C. 第③步反应原子利用率为100% D. 总反应速率由第①步反应决定 16. 电石主要成分为是重要的基本化工原料。已知时，电石生产原理如下： 平衡常数   平衡常数 以下说法不正确的是（ ） A. 反应 B. 反应平衡常数 C. 时增大压强，减小、增大 D. 反应 第II卷(非选择题，共 52分) 二、简答题(本大题共4小题，共52.0分) 17. 某温度时在2L容器中X、Y、Z三种气态物质的物质的量（n）随时间（t）变化的曲线如图所示，由图中数据分析： （1）该反应的化学方程式为：______________________________。 （2）反应开始至2min，用Z表示的平均反应速率为：_______________。 （3）下列叙述能说明上述反应达到化学平衡状态的是_________（填序号）。 A．混合气体的总物质的量不随时间的变化而变化 B．混合气体的压强不随时间的变化而变化 C．单位时间内每消耗3mol X，同时生成2 mol Z D．混合气体的总质量不随时间的变化而变化 E．恒定容积，混合气体的密度不再发生改变 （4）在密闭容器里，通入a mol X（g）和b mol Y（g），发生反应X（g）+ Y（g）2Z（g），当改变下列条件时，反应速率会发生什么变化（选填“增大”、“减小”或“不变”） ①升高温度，反应速率_____________； ②保持容器体积不变，充入不参加反应的惰性气体，反应速率____________。 18. 农业对化肥的需求是合成氨工业发展的持久推动力。如图是N2(g)H2(g)反应生成NH3(g)过程中能量变化示意图： （1）写出 N2和H2反应的热化学方程式___________。 （2）合成氢反应使用的催化剂通常为铁触媒。使用铁触媒后反应过程对应的曲线是___________(填“a”或“b”)，△H将___________(填“增大”、“减小”或“不变”)。 （3）由气态基态原于形成1mol化学键释放的最低能量叫键能。若已知下列数据 化学键 键能 试根据表中及图中数据计算N≡N的键能___________ 。 （4）用NH3催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。已知：     则NH3还原NO至N2的热化学方程式为___________(△H用含a、b的式子表示，水是气态)。 19. 钢铁很容易生锈而被腐蚀，每年因腐蚀而损失的钢铁占世界钢铁年产量的四分之一。请回答钢铁在腐蚀、防护过程中的有关问题。 （1）钢铁在中性条件下发生吸氧腐蚀时的正极电极反应式为___________；下列哪个装置可防止铁棒被腐蚀且防护效果最好___________。 A． B． C． D． （2）在实际生产中，可在铁件的表面镀铜防止铁被腐蚀。装置示意图如图。请回答： ①B电极的电极反应式是___________。 ②若电镀前、两金属片质量相同，电镀完成后将它们取出洗净、烘干、称量，二者质量差为，则电镀时电路中通过的电子为___________。 （3）因极易氧化，实验室很难制得白色纯净的沉淀。应用如图所示电解实验可制得白色纯净的沉淀。电解液为溶液，两电极的材料分别为石墨和铁。 ①a极材料应为___________。 ②d为苯，其作用为___________。 ③制备过程的总反应方程式为__________。 20. 运用化学反应原理研究合成氨反应有重要意义，请完成下列探究。 （1）生产氢气：将水蒸气通过红热的炭即产生水煤气。C(s)＋H2O(g)H2(g)＋CO(g) ΔH＝＋131.3kJ·mol－1，ΔS＝＋133.7J·mol－1·K－1， ①该反应在低温下___________(填“能”或“不能”)自发进行。 ②写出该反应的平衡常数表达式_________________。 （2）已知在400℃时，N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)的K＝0.5。 ①在400℃时，2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)的K′＝________(填数值)。 ②400℃时，在0.5L的反应容器中进行合成氨反应，一段时间后，测得N2、H2、NH3的物质的量分别为2mol、1mol、2mol，则此时反应v(N2)正________v(N2)逆(填“＞”、“＜”、“＝”或“不能确定”)。 ③若在恒温、恒压条件下向平衡体系中通入氩气，则合成氨反应的平衡________移动(填“向左”、“向左”或“不”)；反应的ΔH__________(填“增大”、“减小”或“不改变”)。 （3）水煤气转化反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)在一定温度下达到化学平衡。现将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中进行反应，得到如下两组数据： 实验编号 温度/℃ 起始量/mol 平衡量/mol 达到平衡所需时间/min CO H2O H2 CO 1 650 4 2 1.6 2.4 5 2 900 2 1 0.4 1.6 3 ① 实验l中以CO2表示的反应速率为v(CO2)=____________； ② 实验1的平衡常数K1__________实验2的平衡常数K2(填“大于””小于，“等于”“不能确定”)。 ③ 该反应正方向为_____________(填“吸”或‘放”)热反应； 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2023年秋德化二中高二年第一次阶段考试化学试卷 注意：本试卷包含Ⅰ、Ⅱ两卷。第Ⅰ卷为选择题，所有答案必须用2B铅笔涂在答题卡中相应的位置。第Ⅱ卷为非选择题，所有答案必须填在答题卷的相应位置。答案写在试卷上均无效，不予记分。 相对原子质量：H：1 C：12 O：16 Na：23 S：32 Cl：35.5 Fe：56 Cu：64 第I卷(选择题，共48分) 一、单选题(本大题共16小题，共48.0分) 1. 已知热化学方程式：C(金刚石，s) ； C(石墨，s) ； C(石墨，s)(金刚石，s) 。下列说法正确的是 A. 金刚石比石墨稳定 B. C. D. 石墨转化成金刚石的反应是吸热反应 【答案】D 【解析】 【详解】A．石墨转化为金刚石要吸收能量，说明石墨的能量低，石墨比金刚石稳定，A错误； B．石墨的能量低于金刚石的能量，故石墨燃烧放出的能量比等质量的金刚石少，放热反应的，则，B错误； C．将3个反应依次编号为①、②、③，根据盖斯定律，，故，C错误； D．由C（石墨，s）═C（金刚石，s）△H3=+1.9kJ•mol-1可知石墨转化成金刚石的反应是吸热反应，D正确； 故答案选：D。 2. 下列有关金属腐蚀与防护的说法正确的是（　　） A. 在海轮外壳连接锌块保护外壳不受腐蚀是采用了牺牲阴极的阳极保护法 B. 当镀锡铁制品的镀层破损时，镀层仍能对铁制品起保护作用 C. 纯银器表面在空气中因化学腐蚀渐渐变暗 D. 可将地下输油钢管与外加直流电源的正极相连以保护它不受腐蚀 【答案】C 【解析】 【详解】A、在海轮外壳连接锌块保护外壳不受腐蚀是采用了牺牲阳极的阴极保护法，故A错误； B、金属性是铁＞锡，所以当镀锡铁制品的镀层破损时，铁易被腐蚀，故B错误； C、发生电化学腐蚀时，金属应不纯，则纯银器在空气中与硫化氢反应生成硫化银，发生了化学腐蚀，故C正确； D、防止金属被氧化，金属应连接电源的负极，如连接正极，加剧腐蚀，故D错误； 综上所述，本题正确答案为C。 3. 下列说法正确的是 A. 增大反应物浓度，可增大单位体积内活化分子的百分数，从而使有效碰撞次数增大 B. 有气体参加的化学反应，若增大压强(即缩小反应容器的体积)，可增大活化分子的百分数，从而使反应速率增大 C. 升高温度能使化学反应速率增大的主要原因是增加了反应物分子中活化分子的百分数 D. 催化剂不影响反应活化能但能增大单位体积内活化分子百分数，从而增大化学反应速率 【答案】C 【解析】 【详解】A．增大反应物浓度，可增大单位体积内活化分子的数目，而不是百分数，从而使有效碰撞次数增大，A错误； B．有气体参加的化学反应，若增大压强(即缩小反应容器的体积)，可增大单位体积内活化分子的数目，从而使反应速率增大，B错误； C．升高温度能使化学反应速率增大的主要原因是增加了反应物分子中活化分子的百分数，同时提高有效碰撞几率，C正确； D．催化剂改变反应历程，降低了反应活化能，增大单位体积内活化分子百分数，从而增大化学反应速率，D错误； 故选C。 4. 对于反应3A(g)+B(g)4C(g)+2D(g)，测得4种条件下的反应速率分别为①v(A)=0.9mol•L-1•s-1、②v(B)=24mol•L-1•min-1、③v(C)=1.6mol•L-1•s-1、④v(D)=0.4mol•L-1•s-1，则上述4种条件下的反应速率大小关系正确的是 A. ②>④>③>① B. ②>①>④>③ C. ②=③>①>④ D. ②=③>④=① 【答案】C 【解析】 【详解】由化学反应速率之比等于化学计量数之比可知，物质的反应速率与化学计量数的比值越大，反应速率越快，将速率单位统一后，由题意可得：==0.3、==0.4、==0.4、==0.2，则4种条件下的反应速率大小关系为②=③>①>④，故选C。 5. 用如图所示装置，可由乙二醛制备乙二酸，反应原理为＋2Cl2+2H2O+4HCl。下列说法正确的是 A. 该装置利用上述反应将化学能转化为电能 B. 电极的反应式为 C. 盐酸除起增强溶液导电性的作用，还提供参与电极反应 D. 理论上每得到乙二酸，将有从右室迁移到左室 【答案】C 【解析】 【详解】A．该装置为电解池，能量转化关系为电能转化为化学能，故A错误； B．为阴极，阴极上发生得电子的还原反应，电极反应式为↑，故B错误； C．盐酸作为电解质溶液起提供的作用，在极放电生成，此外，盐酸还有增强溶液导电性的作用，故C正确； D．由反应＋2Cl2+2H2O+4HCl可知，每生成乙二酸转移，将有从右室迁移到左室，则理论上每得到乙二酸，将有从右室迁移到左室，故D错误； 答案为C。 6. 中国研究人员研制出一种新型复合光催化剂，利用太阳光在催化剂表面实现高效分解水，主要过程如下图所示。下列说法不正确的是 A. 整个过程实现了光能向化学能的转换 B. 过程II有O-O单键生成并放出能量 C. 过程III发生的化学反应为： 2H2O2=2H2O+O2 D. 整个过程的总反应方程式为： 2H2O→2H2+O2 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】A．由图可知，太阳能使水分解，则实现了光能向化学能的转化，故A正确； B．过程II中生成氢气、过氧化氢，形成化学键，过程Ⅱ放出能量并生成了O−O键，故B正确； C．由图可知，过程Ⅲ发生的反应为过氧化氢分解生成氢气和氧气的反应，H2O2═H2+O2，故C错误； D．总反应为水分解生成氢气和氧气，则总反应2H2O→2H2+O2，故D正确。 故选C。 7. 在压强为、温度达到374℃时，水成为“超临界状态”，此时水可将等含碳化合物转化为有机物，这就是“水热反应”，生物质在地下高温高压条件下通过水热反应可生成石油、煤等矿物能源．下列说法不正确的是 A. 二氧化碳与超临界水作用生成汽油的反应，属于放热反应 B. “水热反应”是一种复杂的物理化学变化 C. 火力发电厂可望利用废热，将二氧化碳转变为能源物质 D. 随着科技的进步，“水热反应”制取能源有望实现地球上碳资源的和谐循环 【答案】A 【解析】 【详解】A．高温高压条件下通过水热反应可生成石油、煤等矿物能源，属于吸热反应，A错误； B．压强达到2.20×104kPa、温度达到374℃时，水成为“超临界状态”，该过程为物理变化，此时水可将CO2 等含碳化合物转化为有机物，为化学变化，B正确； C．利用废热，在高压条件下将CO2等含碳化合物转化为有机物，是将二氧化碳转变为能源物质，C正确； D．充分利用地球上的碳资源，有利于碳资源的循环使用和碳资源的和谐循环，D正确； 故选A。 8. 现以、、熔融盐Z(Na2CO3)组成的燃料电池，采用电解法处理同时制备，装置如图所示，其中为。下列说法不合理的是 A. 石墨Ⅰ是原电池的负极，发生氧化反应 B. 甲池中的向石墨Ⅰ极移动 C. 乙池中左端极电极反应式： D. 若甲池消耗标准状况下的氧气，则乙池中产生氢气 【答案】D 【解析】 【分析】本题重点考查原电池与电解池的综合应用。石墨Ⅰ电极上CO→CO2，碳元素化合价升高，发生氧化反应，石墨Ⅰ是原电池的负极，石墨Ⅱ氧元素化合价降低，发生还原反应，为正极；与原电池负极相连的Pt电极为电解池阴极，溶液中H+得电子，发生还原反应，电极反应为2H++2e-=H2↑，与原电池正极相连的Pt电极为电解池阳极，N2O4失去电子，发生氧化反应，电极反应为N2O4-2e-+2HNO3=2N2O5+2H+。 【详解】A．石墨Ⅰ电极上CO→CO2，碳元素化合价升高，发生氧化反应，石墨Ⅰ是原电池的负极，故A正确； B．甲池是原电池，阴离子移向负极，故向石墨Ⅰ极移动，故B正确； C．乙池中左端Pt与原电池电源正极相连，为电解池阳极，电极反应式：N2O4-2e-+2HNO3=2N2O5+2H+，故C正确； D．乙池的阴极反应为2H++2e-=H2↑，若甲池消耗标准状况下的氧气2.24L，转移电子0.4mol，则乙池中产生氢气0.2mol，故D正确； 综上所述，本题应选D。 9. 如下图，a、b是石墨电极，通电一段时间后，b极附近溶液显红色，下列说法正确的是 A. Pt为阴极，Cu为阳极 B. a极的电极反应式是2Cl−-2e-=Cl2↑ C. 当b极产生2.24L气体时，Pt极上有6.4gCu析出 D. 电解过程中CuSO4溶液的pH逐渐增大 【答案】B 【解析】 【分析】Ｕ形管中，电解的是滴有酚酞的饱和食盐水，a、b是石墨电极，通电一段时间后，b极附近溶液显红色，说明b极为阴极，产生氢气并且有OH－产生，a极为阳极，则电源Ｙ为负极，Ｘ为正极，左边烧杯中，铂电极为阳极，铜电极为阴极。 【详解】A．根据分析，左边烧杯中，铂电极为阳极，铜电极为阴极，A错误； B．根据分析，a极为阳极，Cl−参与氧化反应，电极反应式是2Cl−-2e-=Cl2↑，B正确； C．条件不一定是标况，气体的量不一定为0.1mol，所以无法计算，C错误； D．电解CuSO4溶液过程中，两极分别产生铜单质和氧气，消耗铜离子和OH－，产生大量氢离子，溶液的pH逐渐减小，D错误； 故选B。 10. 反应Fe(s) +CO2 (g)FeO(s)+CO(g)，700℃时平衡常数为1.47，900℃时平衡常数为2.15。下列说法正确的是 A. 升高温度该反应的正反应速率增大，逆反应速率减小 B. 该反应的化学平衡常数表达式为K= C. 绝热容器中进行该反应，温度不再变化，则达到化学平衡状态 D. 该反应的正反应是放热反应 【答案】C 【解析】 【详解】A、升高温度，正逆反应速率都增大，故A错误；B、反应过程中，固体物质的浓度不发生变化，所以平衡常数表达式中，不应该写固体，故B错误；C项，反应过程中，伴随着能量变化，温度不变时，说明正逆反应速率相等，反应达到平衡，故C正确；D项，温度升高，平衡常数增大，平衡右移，说明正反应是吸热反应，故D错误；故选C。 11. CO(g)与H2O(g)反应过程的能量变化如图所示，下列说法中正确的是 A. 该反应为吸热反应 B. CO(g)和H2O(g)的总能量大于CO2(g)和H2(g)的总能量 C. 该反应的热化学方程式：CO(g)+H2O(g)=CO2 (g)+H2(g) △H= +41 kJ/mol D. 1molCO2(g)和1 mol H2(g)反应生成1molCO(g)和1 mol H2O(g)要放出41kJ的热量 【答案】B 【解析】 【详解】A．从题图数据可知，该反应的△H＜0，为放热反应，故A错误； B．从题图可知，反应物的总能量高，生成物的总能量低，CO(g)与H2O(g)所具有的总能量大于CO2(g)与H2(g)所具有的总能量，故B正确； C．从题图数据可知，该反应的△H＜0，反应的热化学方程式：CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) △H=-41kJ•mol-1，故C错误； D．从题图数据可知，该反应的△H＜0，正反应为放热反应，则逆反应为吸热反应，所以1molCO2(g)和1molH2(g)反应生成1molCO(g)和1molH2O(g)要吸收41kJ热量，故D错误； 故选B。 12. 下列与金属腐蚀有关的说法，正确的是 A. 图4中，用牺牲镁块的方法来防止地下钢铁管道的腐蚀，镁块相当于原电池的负极 B. 图2中，插入溶液中的铁棒容易溶解，主要是发生电化学腐蚀 C. 图1中，插入海水中的铁棒，越靠近底端腐蚀越严重 D. 图3中，燃气灶的中心部位容易生锈，主要是由于高温下铁发生电化学腐蚀 【答案】A 【解析】 【详解】A．图中，镁比铁活泼，镁块和输水管相连形成原电池时，镁作负极，从而保护钢铁管道不被腐蚀，故A正确。 B．图中，铁与电源的负极相连，为电解池的阴极，溶液中氯离子在铁棒上放电生成氯气，铁棒不发生放电，不易腐蚀，故B错误； C．由钢铁的吸氧腐蚀原理可知，图中，插入海水中的铁棒，铁棒在水面的位置最易发生吸氧腐蚀，腐蚀最严重，故C错误； D．图中，燃气灶的中心部位容易生锈，主要是由于高温下铁与氧气发生了反应，发生了化学腐蚀，故D错误； 故选：A. 13. 下列说法中，不正确的是 A．钢铁发生吸氧腐蚀 B．钢铁发生氢析腐蚀 C．将锌板换成铜板对钢闸门保护效果更好 D．钢闸门作为阴极而受到保护 A. A B. B C. C D. D 【答案】C 【解析】 【详解】A．当钢铁表面的水膜酸性很弱或显中性时，铁在负极放电，氧气在正极上放电，发生的是钢铁的吸氧腐蚀，故A正确； B．当钢铁表面的水膜显较强的酸性时，铁在负极放电，水膜中的氢离子在正极放电生成氢气，发生的是析氢腐蚀，故B正确； C．在原电池中，正极被保护，当将锌板换成铜板后，铜为正极被保护，钢闸门为负极被腐蚀，起不到对钢闸门的保护作用，故C错误； D．在电解池中，阴极被保护，故要保护钢闸门，就要将钢闸门与电源的负极相连，故D正确； 答案选C。 14. 港珠澳大桥设计寿命120年，对桥体钢构件采用了多种防腐方法。下列分析错误的是 A. 防腐原理主要是避免发生反应：2Fe+O2+2H2O===2Fe(OH)2 B. 钢构件表面喷涂环氧树脂涂层，是为了隔绝空气、水等防止形成原电池 C. 采用外加电流的阴极保护时需外接镁、锌等作辅助阳极 D. 钢构件可采用不锈钢材料以减缓电化学腐蚀 【答案】C 【解析】 【详解】A. 铁为活泼的金属，在潮湿的空气中容易发生吸氧腐蚀，发生的主要反应有2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2、4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3等，故A正确； B. 钢构件表面喷涂环氧树脂涂层，可以隔绝空气、水等防止形成原电池，防止铁发生电化学腐蚀，故B正确； C. 外接镁、锌等作辅助阳极属于牺牲阳极的阴极保护法，采用外加电流的阴极保护时需外接电源，故C错误； D. 不锈钢具有较强的抗腐蚀性，采用不锈钢材料做钢构件可以防止或减缓电化学腐蚀，故D正确；故选C。 15. 目前认为酸催化乙烯水合制乙醇的反应机理及能量与反应进程的关系如图所示。下列说法正确的是（ ） A. ①、②、③三步反应均释放能量 B. 该反应进程中有两个过渡态 C. 第③步反应原子利用率为100% D. 总反应速率由第①步反应决定 【答案】D 【解析】 【分析】根据过渡态理论，反应物转化为生成物的过程中要经过能量较高的过渡态，过渡态的平均能量与反应分子的平均能量之差为反应的活化能，活化能越大，反应速率越慢，决定总反应的反应速率；反应过程是能量的变化，取决于反应物和生成物总能量的大小，生成物的总能量低于反应总能量的反应，是放热反应，若是吸热反应则相反。 【详解】A. 由能量变化关系图知第①步是吸热反应，故A错误； B. 根据过渡态理论，反应物转化为生成物的过程中要经过能量较高的过渡态，由图可知，该反应进程中有三个过渡态，故B错误； C. 由反应机理知，第③步反应还有H+产生，原子利用率不是100%，故C错误； D. 总反应速率由活化能最大的那步反应即第①步反应决定，故D正确； 故选D。 16. 电石主要成分为是重要的基本化工原料。已知时，电石生产原理如下： 平衡常数   平衡常数 以下说法不正确的是（ ） A. 反应 B. 反应平衡常数 C. 时增大压强，减小、增大 D. 反应 【答案】C 【解析】 【详解】A.已知，则反应，故A正确；  B.已知，平衡常数，则反应平衡常数 ，故B正确； C.平衡常数只随温度改变而改变，则时增大压强，平衡常数不变，故C错误；  D.已知，，根据盖斯定律的热化学方程式，故D正确； 答案选C。 第II卷(非选择题，共 52分) 二、简答题(本大题共4小题，共52.0分) 17. 某温度时在2L容器中X、Y、Z三种气态物质的物质的量（n）随时间（t）变化的曲线如图所示，由图中数据分析： （1）该反应的化学方程式为：______________________________。 （2）反应开始至2min，用Z表示的平均反应速率为：_______________。 （3）下列叙述能说明上述反应达到化学平衡状态的是_________（填序号）。 A．混合气体的总物质的量不随时间的变化而变化 B．混合气体的压强不随时间的变化而变化 C．单位时间内每消耗3mol X，同时生成2 mol Z D．混合气体的总质量不随时间的变化而变化 E．恒定容积，混合气体的密度不再发生改变 （4）在密闭容器里，通入a mol X（g）和b mol Y（g），发生反应X（g）+ Y（g）2Z（g），当改变下列条件时，反应速率会发生什么变化（选填“增大”、“减小”或“不变”） ①升高温度，反应速率_____________； ②保持容器体积不变，充入不参加反应的惰性气体，反应速率____________。 【答案】 ①. 3X + Y2Z ②. 0.05 mol·L－1·min－1 ③. AB ④. 增大 ⑤. 不变 【解析】 【详解】（1）由图象可以看出X、Y的物质的量减小，Z的物质的量增多，则X、Y为反应物，Z为生成物，化学反应中各物质的物质的量变化量与化学计量数之比呈正比，则有Y：X：Z=（1.0mol-0.9mol）：（1.0mol-0.7mol）：0.2mol=1：3：2，则反应的化学方程式为3X + Y2Z； （2）反应开始至2min，用Z表示的平均反应速率为v==0.05 mol·L-1·min-1； （3）A、该反应是气体的物质的量减小的反应，当达到化学平衡时，混合气体的总物质的量不随时间的变化而变化，选项A正确；B、反应前后气体的计量数之和不相等，混合气体的压强不随时间的变化而变化，说明上述反应达到平衡状态，选项B正确；C、无论反应是否平衡，单位时间内每消耗3molX，同时生成2molZ，选项C错误；D、反应遵循质量守恒定律，无论是否平衡，混合气体的总质量不随时间的变化而变化，不能说明上述反应达到平衡状态，选项D错误；E、反应遵循质量守恒定律，无论是否平衡，混合气体的总质量不随时间的变化而变化，而容器体积不变，则密度也不随时间的变化而变化，不能说明上述反应达到平衡状态，选项E错误。答案选AB； （4）根据条件对反应速率的影响，①升高温度，反应速率增大；②保持容器体积不变，充入不参加反应的惰性气体，参与反应的气体物质的浓度不变，反应速率不变。 18. 农业对化肥的需求是合成氨工业发展的持久推动力。如图是N2(g)H2(g)反应生成NH3(g)过程中能量变化示意图： （1）写出 N2和H2反应的热化学方程式___________。 （2）合成氢反应使用的催化剂通常为铁触媒。使用铁触媒后反应过程对应的曲线是___________(填“a”或“b”)，△H将___________(填“增大”、“减小”或“不变”)。 （3）由气态基态原于形成1mol化学键释放的最低能量叫键能。若已知下列数据 化学键 键能 试根据表中及图中数据计算N≡N的键能___________ 。 （4）用NH3催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。已知：     则NH3还原NO至N2的热化学方程式为___________(△H用含a、b的式子表示，水是气态)。 【答案】（1）N2(g)+2H2(g)=2NH3(g) △H＝-92kJ/mol （2） ①. b ②. 不变 （3）943 （4）4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(g) △H3＝(a-3b)kJ/mol 【解析】 【小问1详解】 根据图像可知，反应物总能量大于生成物总能量，应为放热反应，生成2mol氨气放出600kJ－508kJ＝92kJ热量，则反应的热化学方程式为N2(g)+2H2(g)=2NH3(g) △H＝-92kJ/mol； 【小问2详解】 催化剂会降低反应活化能，从而加快反应速率，故使用铁触媒后反应过程对应的曲线是b，催化剂不改变反应焓变，故△H不变； 【小问3详解】 反应热等于反应物的总键能减去生成物的总键能，设N≡N的键能为x，则x+3×435-6×390＝-92，解得x＝943，故N≡N的键能为390kJ/mol； 【小问4详解】 已知： ①4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g)；△H1=akJ/mol ②N2(g)+O2(g)=2NO(g)；△H2=bkJ/mol 利用盖斯定律将①－3×②即得到反应4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(g)，所以该反应的反应热△H3＝(a-3b)kJ/mol。 19. 钢铁很容易生锈而被腐蚀，每年因腐蚀而损失的钢铁占世界钢铁年产量的四分之一。请回答钢铁在腐蚀、防护过程中的有关问题。 （1）钢铁在中性条件下发生吸氧腐蚀时的正极电极反应式为___________；下列哪个装置可防止铁棒被腐蚀且防护效果最好___________。 A． B． C． D． （2）在实际生产中，可在铁件的表面镀铜防止铁被腐蚀。装置示意图如图。请回答： ①B电极的电极反应式是___________。 ②若电镀前、两金属片质量相同，电镀完成后将它们取出洗净、烘干、称量，二者质量差为，则电镀时电路中通过的电子为___________。 （3）因极易氧化，实验室很难制得白色纯净的沉淀。应用如图所示电解实验可制得白色纯净的沉淀。电解液为溶液，两电极的材料分别为石墨和铁。 ①a极材料应为___________。 ②d为苯，其作用为___________。 ③制备过程的总反应方程式为__________。 【答案】（1） ①. O2+4e-+2H2O=4OH- ②. D （2） ①. Cu2++2e-=Cu ②. 0.08 （3） ①. Fe ②. 隔绝空气，防止亚铁离子和氢氧化亚铁被空气中的氧气氧化 ③. Fe+2H2O H2↑+Fe(OH)2 【解析】 【小问1详解】 钢铁在中性条件下发生吸氧腐蚀时，正极得电子，O2中氧元素化合价降低，生成OH-，电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-； A．铁为负极，碳棒为正极，形成原电池反应，是铁的吸氧腐蚀； B．锌比铁活泼，铁为正极，锌为负极，锌失电子，铁被保护不易腐蚀，是牺牲阳极的阴极保护法； C．水中溶解有氧气，铁可被腐蚀； D．铁连接电源负极，为阴极，被保护，是外加电源的阴极保护法； 综上，BD都可以防止铁棒腐蚀，D效果最好； 【小问2详解】 在铁件的表面镀铜，用硫酸铜溶液作为电解液，A接外电源正极是阳极，电极材料是铜，B是阴极，铁件做阴极，溶液中铜离子在阴极得电子生成铜单质； ①B是阴极，溶液中铜离子在阴极得电子生成铜单质，电极反应式为Cu2++2e-=Cu； ②阳极铜变为铜离子，阴极铜离子转化为铜单质，两电极变化质量相同，故二者质量差为5.12g，阳极溶解的铜物质的量为0.04mol，则电路中通过的电子物质的量为0.08mol； 【小问3详解】 通过电解池，铁做阳极，失电子生成亚铁离子，与阴极生成的氢氧根生成氢氧化亚铁，苯在电解液的上层隔绝空气，可以得到纯净的氢氧化亚铁； ①a为阳极，电极材料为铁，则铁在阳极失电子生成亚铁离子； ②苯密度小，与水溶液不互溶，在电解液的上层隔绝空气，防止亚铁离子和氢氧化亚铁被空气中的氧气氧化； ③该制备过程利用电解池，阳极为铁，失电子得亚铁离子，阴极电解生成氢氧根和亚铁离子反应生成氢氧化亚铁，总反应方程式为Fe+2H2OH2↑+Fe(OH)2。 20. 运用化学反应原理研究合成氨反应有重要意义，请完成下列探究。 （1）生产氢气：将水蒸气通过红热的炭即产生水煤气。C(s)＋H2O(g)H2(g)＋CO(g) ΔH＝＋131.3kJ·mol－1，ΔS＝＋133.7J·mol－1·K－1， ①该反应在低温下___________(填“能”或“不能”)自发进行。 ②写出该反应的平衡常数表达式_________________。 （2）已知在400℃时，N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)的K＝0.5。 ①在400℃时，2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)的K′＝________(填数值)。 ②400℃时，在0.5L的反应容器中进行合成氨反应，一段时间后，测得N2、H2、NH3的物质的量分别为2mol、1mol、2mol，则此时反应v(N2)正________v(N2)逆(填“＞”、“＜”、“＝”或“不能确定”)。 ③若在恒温、恒压条件下向平衡体系中通入氩气，则合成氨反应的平衡________移动(填“向左”、“向左”或“不”)；反应的ΔH__________(填“增大”、“减小”或“不改变”)。 （3）水煤气转化反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)在一定温度下达到化学平衡。现将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中进行反应，得到如下两组数据： 实验编号 温度/℃ 起始量/mol 平衡量/mol 达到平衡所需时间/min CO H2O H2 CO 1 650 4 2 1.6 2.4 5 2 900 2 1 0.4 1.6 3 ① 实验l中以CO2表示的反应速率为v(CO2)=____________； ② 实验1的平衡常数K1__________实验2的平衡常数K2(填“大于””小于，“等于”“不能确定”)。 ③ 该反应正方向为_____________(填“吸”或‘放”)热反应； 【答案】 ①. 不能 ②. K= ③. 2 ④. = ⑤. 向左 ⑥. 不改变 ⑦. 0.16mol/(L·min) ⑧. 大于 ⑨. 放 【解析】 【分析】（1）①根据反应能否自发进行的判据：△H-T△S＜0，反应自发进行，代入数据来计算；②k=； （2）①互为逆反应的化学反应平衡常数互为倒数； ②根据浓度熵和平衡常数之间的关系来判断反应的状态； ③恒压条件下向平衡体系中通入氩气，体积增大，平衡向逆方向移动；催化剂对反应热不影响； （3）①已知平衡时c（H2）=1.6mol，所以c（CO2）=1.6mol，根据公式求出v（CO2）=； ②先求出实验1、实验2中CO的转化率，然后根据则温度升高，判定平衡移动的方向，说明该反应的吸放热情况，以此判定平衡常数的大小； ③第二组温度比第一组高，反应物物质的量比第一组减半，但是平衡时H2的物质的量比第一组的一半少，表明该反应为放热反应。 【详解】（1）①△H-T△S=131.3KJ/mol-T×133.7×0.001KJ/(K•mol)，在低温下，该值一定是大于0的，所以不能在低温下自发进行，故答案为：不能； ②该反应的平衡常数表达式K=，故答案为：K=； （2）①反应2NH3(g)N2(g)+3H2(g)和反应N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)是互为可逆反应，平衡常数互为倒数，故此反应的平衡常数是2，故答案为：2； ②一段时间后，当N2、H2、NH3的物质的量分别为4mol/L、2mol/L、4mol/L时，Qc==0.5=K1，所以该状态是平衡状态，正逆反应速率相等，故答案为：=； ③恒压条件下向平衡体系中通入氩气，体积增大，平衡向逆方向移动；加入催化剂，只改变反应的活化能，但反应热不变；故答案为：向左；不改变； （3）①已知平衡时c(H2)=1.6mol，所以c(CO2)=1.6mol，v(CO2)==0.16mol/(L•min)，故答案为：0.16mol/(L•min)； ②实验1中CO的转化率为×100%=40%，实验2中CO的转化率为×100%=20%，则实验1的转化率大于实验2，则说明温度升高平衡向逆反应方向移动，正反应放热，温度升高平衡向逆反应方向移动，平衡常数K减小，故答案为：大于； ③根据②的分析，该反应正反应放热，故答案为：放。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $