精品解析：山东省枣庄市第三中学2024-2025学年高二上学期第一次月考 化学试题

枣庄三中2024~2025学年度高二年级10月质量检测考试 化学试题 2024.10 可能用到的相对原子质量：H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 S-32 Cl-35.5 Cu-64 本试卷分第I卷和第II卷两部分，满分100分，考试时间90分钟。考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、考号、班级填写在答题纸和答题卡规定的位置，考试结束，将答题纸和答题卡一并交回。 第I卷 (共40分) 一、选择题(每小题只有一个选项符合题意，本题包括10小题，每小题2分，共20分) 1. 关于能量的说法正确的是 A. 水变成水蒸气时吸收的能量就是该过程的反应热 B. 可逆反应与反应进行的程度有关 C. 放热反应在任何条件下都可以发生，吸热反应不加热就不能发生 D. 等压条件下进行的化学反应的反应热等于反应的焓变 2. 下列实验无法达到实验目的的是 A．测定一定时间内生成H2的反应速率 B．在铁制钥匙上镀铜 C．探究X与Y反应的热效应 D．探究温度对平衡的影响，左池加入NH4NO3晶体；右池加入生石灰 A. A B. B C. C D. D 3. 科研人员利用酸性和碱性两种电解质溶液之间存在的氢离子浓度差，设计了一种如图所示的全氢电池。下列有关叙述错误的是 A. 该电池可将酸碱中和能转化为电能 B. 该电池中的氢气可循环利用 C. 钠离子通过离子交换膜向左侧迁移 D. 电极M发生的电极反应式为 4. 石河子大学设计了一种S掺杂的新型电催化剂，用于碱性环境下甲醇氧化辅助电解水制氢，电解装置如图。下列说法错误的是 A. a极电势低于b极电势 B. b极反应为 C. 转移电子理论上有个向a极迁移 D. 该新型催化剂提高了电荷转移速率 5. 某化学兴趣小组的同学利用如图所示装置探究钢铁的腐蚀与防护，下列有关说法正确的是 选项 a、b连接方式 X成分 Y成分 结论 A 直接相连 海水 石墨 铁发生析氢腐蚀 B 直接相连 河水 锌 铁发生吸氧腐蚀 C 直接相连 饱和溶液 铜 Y电极上有气泡产生 D 分别与电源负极、正极相连 食盐水 石墨 牺牲阳极法 A A B. B C. C D. D 6. 苯乙烯是生产塑料和合成橡胶的重要有机原料，直接催化脱氢法制苯乙烯：将一定量乙苯气体充入恒容密闭容器中，发生反应，控制反应温度为t℃，下列不能判断该反应达到化学平衡状态的是 A. 平衡常数K不变 B. 容器的压强不变 C. 气体平均相对分子质量不变 D. 容器内的乙苯的物质的量分数不变 7. 已知： ，一定条件下与0.3molY(g)在体积为1L的密闭容器中发生反应，则下列图示中肯定合理的是 A. B. C. D. 8. 下列关于化学反应速率和化学平衡的说法正确的是 A. 一定条件下，可逆反应2NO2(g)N2O4(g) 达到平衡后，保持容器温度和容积不变，再通入一定量NO2，则再次达到平衡时NO2的百分含量减小 B. 一定温度下，容积一定的密闭容器中的反应，当混合气体的压强不变时，则表明该反应已达平衡 C. 有气体参加的化学反应，缩小容器体积，可增加活化分子百分数，从而使反应速率增大 D. 反应：达到平衡后，其他条件不变，将反应炉体积缩小一半，则达到新平衡时的浓度将变大 9. 两个恒容密闭容器中平衡体系2HI(g)⇌H2(g)+I2(g)和3O2(g)⇌2O3(g)的反应物平衡转化率分别为α1和α2，反应物的平衡浓度分别为c1和c2，在温度不变的情况下，均增加反应物的物质的量，下列叙述正确的是 A. α1不变、α2增大，c1、c2均增大 B. α1、α2均增大，c1、c2均增大、 C. α1减小，α2增大，c1、c2均增大 D. α1不变、α2增大，c1不变、c2增大 10. 在恒容密闭反应器中充入和，发生反应： 。实验测得的平衡转化率与投料比、温度关系如图所示。 下列叙述正确的是 A. 平衡常数： B. b点放出热量比a点多 C 反应速率： D. 中降温对平衡的影响小于投料比 二、选择题(每小题有一个或两个选项符合题意，本题包括5小题，每小题全部选对得4分，选对但不全的得1分，有选错的得0分，共20分) 11. 已知：由最稳定的单质合成1mol某物质的反应焓变叫做该物质的摩尔生成焓，用表示，最稳定的单质的摩尔生成焓为0；有关物质的ΔH如图所示，下列有关判断不正确的是 A. 的摩尔生成焓ΔH<-241.8kJ⋅mol-1 B. 相同状况下，NH3比N2H4稳定 C. 依据上表所给数据，可求得的摩尔燃烧焓 D. 0.5mol与1.5mol充分反应，放出45.9kJ的热量 12. 三元电池是电动汽车的新能源，其充电时总反应为：，电池工作原理如图所示，两极之间有一个允许特定的离子X通过的隔膜。下列说法正确的是 A. 允许离子X通过的隔膜属于阳离子交换膜 B. 充电时，A为阴极，被氧化 C. 放电时，正极反应式为 D 该电池可用稀硫酸作电解质溶液 13. 在三个容积均为1 L的密闭容器中，起始时H2浓度均为1.0 mol·L－1，以不同的氢碳比充入H2和CO2，一定条件下发生反应2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g)，ΔH，CO2的平衡转化率与温度的关系如图所示。下列说法正确的是 A. 该反应的ΔH >0 B. 在氢碳比为2.0时，Q点：v(正)< v(逆) C. 氢碳比：① < ② D. P点对应温度的平衡常数为512 (mol·L－1)－3 14. 利用MO+与CH4反应能高选择性生成甲醇，体系能量随反应进程变化如图实线所示。MO+分别与CH4、CH2T2反应的历程相似。已知：参与反应的原子质量数越大，速率越慢。下列说法错误的是 A. 该反应的总反应式为MO++CH4=CH3OH+M+ B. 该反应是放热反应 C. 过渡态2比过渡态1稳定 D. MO+与CH2T2反应的能量变化应为图中曲线b 15. 已知： ，反应在起始物时，在不同条件下达到平衡，设体系中甲醇的物质的量分数为，在下、在下如图所示。下列说法正确的是 A. 图中对应等压过程的曲线是N B. C点处相同，平衡常数相同 C. 当时，的平衡转化率为1/3 D. 由d点到b点可以通过升温实现 第II卷(共60分) 注意事项： 1.第II卷共5大题，共60分。 2.考生用0.5毫米黑色签字笔将答案和计算步骤、过程填写在答题纸相应位置，直接在试卷上作答不得分。 16. 研究化学反应时，既要关注物质变化，又要关注能量变化。请回答以下问题： （1）下列反应中能量变化与图一致的是_______(填字母)。 A. 甲烷燃烧 B. 生石灰与水反应 C. 镁与稀硫酸的反应 D. 氢氧化钡晶体和氯化铵晶体反应 （2）如图是和反应生成和过程中能量变化示意图。 ①请写出该反应的热化学方程式：_______。 ②若在该反应体系中加入催化剂，则对反应热_______(填“有”或“没有”)影响。 （3）金属钛(Ti)在航空航天、医疗器械等工业领域有着重要用途，目前生产钛的方法之一是将金红石(TiO2)转化为TiCl4，再进一步还原得到钛。TiO2转化为TiCl4有直接氯化法和碳氯化法。在1000℃时反应的热化学方程式如下： (i)直接氯化： (ii)碳氯化： 则反应的ΔH为_______kJ⋅mol-1。 （4）“氧弹量热仪”可测定蔗糖的摩尔燃烧焓，“氧弹”是一个耐高温高压可通电点火的金属罐，将蔗糖和足量氧气充入“氧弹”中点燃，产生的热量被氧弹外的水吸收，通过测定水温的变化从而计算出蔗糖的摩尔燃烧焓。已知：蔗糖的质量为1.71g，(已知蔗糖C12H22O11的摩尔质量是342克/摩)量热计中水的质量为3.00kg，水的比热容为cJ⋅g-1⋅℃-1，忽略金属“氧弹”吸收的热量。反应前后所测水温如表，请计算： 序号 点火前温度/℃ 燃烧后测得的最高温度/℃ 1 20.73 2263 2 20.76 21.25 3 20.72 22.82 表示蔗糖摩尔燃烧焓的热化学方程式：_______。 17. 电化学及其产品与能源、材料、环境等领域紧密联系，被广泛地应用于生产、生活的许多方面。根据要求，回答下列问题： I．我国科学家通过电解，从海水中提取到锂单质，其工作原理如图所示。 （1）生成锂单质的电极是___________极(填“阳”或“阴”)，该电极的电极反应式是___________。 （2）理论分析，另一电解产物可能有、。 ①生成的电极反应式是___________。 ②实验室模拟上述过程，气体中未检测到，推测可能是溶于水。取实验后阳极区溶液进行检验，证实了阳极放电。实验所用的试剂是___________(填标号)，加入试剂后观察到溶液变蓝。 A．溶液 B．KI溶液 C．淀粉溶液 D．品红溶液 （3）工业上采用惰性电极隔膜法电解溶液制得，电解装置如图所示。 左侧电极与直流电源的___________(填“负极”或“正极”)相连，左侧电极的电极反应式为___________。 Ⅱ．实验室用如图所示装置探究氯碱工业原理和粗铜的电解精炼原理。 （4）反应一段时间后，乙装置中氢氧化钠主要在铁电极区生成，则X为___________(填“阳离子交换膜”或“阴离子交换膜”)。 （5）已知N为阿伏加德罗常数的值。若在标准状况下，有氢气参加反应，则乙装置中铁电极上生成的气体的分子数为___________(用含的式子表示)，丙装置中阴极析出铜的质量为___________。 18. (I)20世纪末至21世纪初，燃料电池成了电池领域的热点。一种将燃料电池与电解饱和食盐水组合的新工艺，其相关物质的传输与转化关系如图所示，其中的电极未标出，所用离子交换膜都只允许阳离子通过。 （1）图中的物质Y是_______。 （2）a_______b(填“>”“<”或“=”)，燃料电池每消耗11.2LO2(标准状况)，理论上最多产生X(标准状况)的体积为_______L。 (II)某科研小组用乙烷-空气燃料电池提供的电能电解处理含的酸性废水，设计如图所示装置(X、Y、Z均为气体)，已知在溶液中的反应为，电解后在烧杯中产生和沉淀。 （3）M电极的电极反应式为_______。 （4）Fe电极的电极反应式为_______。 （5）除去理论上消耗乙烷的物质的量为_______mol(用分数表示)。 19. (Ⅰ)科学家积极探索新技术利用合成低碳烯烃： ，测得温度对的平衡转化率和催化剂催化效率的影响如图1所示，请回答： （1）上述由合成的反应在___________(填“高温”或“低温”)下自发进行。理由是___________。 （2）在体积为的恒容密闭容器中，充入和，测得温度对的平衡转化率和催化剂催化效率的影响如图1所示。下列说法正确的是___________。 A. 平衡常数大小： B. 其他条件不变，若不使用催化剂。则时的平衡转化率可能位于点 C. 图1中点时，乙烯的体积分数约为 D. 压强或不变时均可证明化学反应已达到平衡状态 (Ⅱ)利用干重整反应不仅可以对天然气资源综合利用，还可以缓解温室效应对环境的影响，反应历程的能量变化如图2所示。 （3）干重整反应的热化学方程式为___________(选用的关系式表示反应热)，反应Ⅱ是___________(填“慢反应”或“快反应”)。 （4）在恒压条件下，等物质的量的和发生干重整反应时，各物质的平衡转化率随温度变化如图3所示。已知在干重整中还发生了副反应：，则表示平衡转化率的是曲线___________(填“A”或“B”)，判断的依据是___________。 20. 乙烯和丙烯都是重要的化工原料，甲醇和丙烷共反应制备乙烯和丙烯可大幅度降低能耗，该反应体系中存在如下反应： I. II. III. IV. （1）ΔH3=_______。 （2）630℃时，向盛有催化剂的真空容器中充入，保持容器压强为0.1MPa，进行反应，当反应达到平衡时， 的转化率为60%，的平衡分压为0.0125MPa。 ①此时_______，反应II的分压平衡常数为Kp=_______MPa。 ②若向上述平衡体系中充入，再次达到平衡时的转化率_______(填“>”“<”或“=”)60%。此时将会_______(填“变大”“变小”或“不变”)。 （3）若向盛有催化剂的真空容器中按物质的量之比4∶1∶1充入、和，仍在容器压强为0.1MPa下进行反应，平衡体系中和的体积分数随温度(T)的变化如图所示。解释300℃后，的体积分数随温度(T)的变化的原因为_______。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 枣庄三中2024~2025学年度高二年级10月质量检测考试 化学试题 2024.10 可能用到的相对原子质量：H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 S-32 Cl-35.5 Cu-64 本试卷分第I卷和第II卷两部分，满分100分，考试时间90分钟。考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、考号、班级填写在答题纸和答题卡规定的位置，考试结束，将答题纸和答题卡一并交回。 第I卷 (共40分) 一、选择题(每小题只有一个选项符合题意，本题包括10小题，每小题2分，共20分) 1. 关于能量的说法正确的是 A. 水变成水蒸气时吸收的能量就是该过程的反应热 B. 可逆反应的与反应进行的程度有关 C. 放热反应在任何条件下都可以发生，吸热反应不加热就不能发生 D. 等压条件下进行的化学反应的反应热等于反应的焓变 【答案】D 【解析】 【详解】A．液态水变为水蒸气属于物理变化，而反应热是化学变化中的热效应，A错误； B．表示完全反应时的热量变化，与反应过程、是否是可逆反应无关，与反应进行的程度无关，B错误； C．有些放热反应需要在一定条件下才能发生，如铝热反应是放热反应，但在高温条件下才能进行，有些吸热反应不需要加热也能进行，如Ba(OH)2•8H2O与NH4Cl反应，C错误； D．在等压条件下进行的化学反应，其反应热等于反应的焓变，D正确； 故答案为：D。 2. 下列实验无法达到实验目的的是 A．测定一定时间内生成H2的反应速率 B．在铁制钥匙上镀铜 C．探究X与Y反应的热效应 D．探究温度对平衡的影响，左池加入NH4NO3晶体；右池加入生石灰 A. A B. B C. C D. D 【答案】B 【解析】 【详解】A．通过秒表计时，通过注射器体积变化可以测定一定时间内生成H2的反应速率，故A正确； B．在铁制钥匙上镀铜，应该将铁连接电池的负极，故B错误； C．X与Y反应放热或者吸热会造成空气体积热胀冷缩从而引起没有液面两边不平，可以探究X与Y反应的热效应，故C正确； D．探究温度对平衡的影响，左池加入NH4NO3晶体降温；右池加入生石灰升温，通过颜色加深或者变浅来判断平衡的移动方向，故D正确： 故选：B。 3. 科研人员利用酸性和碱性两种电解质溶液之间存在的氢离子浓度差，设计了一种如图所示的全氢电池。下列有关叙述错误的是 A. 该电池可将酸碱中和能转化为电能 B. 该电池中的氢气可循环利用 C. 钠离子通过离子交换膜向左侧迁移 D. 电极M发生的电极反应式为 【答案】C 【解析】 【分析】观察装置图可知，吸附层M通入氢气，氢气在碱性条件下失去电子，发生氧化反应，则吸附层M为负极；吸附层N放出氢气，酸性溶液中氢离子得到电子发生还原反应生成氢气，则吸附层N为正极，据此作答： 【详解】A．该装置为原电池，化学能转化为电能，A正确； B．由上述分析可知，M吸收氢气，N极放出氢气，氢气可循环利用，B正确； C．N极氢离子得到电子发生还原反应作正极，电解质溶液中阳离子向正极移动，所以Na+应该向N极移动，C错误； D．吸附层M通入氢气，氢气在碱性条件下失去电子，发生氧化反应，电极反应式为，D正确； 故选C。 4. 石河子大学设计了一种S掺杂的新型电催化剂，用于碱性环境下甲醇氧化辅助电解水制氢，电解装置如图。下列说法错误的是 A. a极电势低于b极电势 B. b极反应为 C. 转移电子理论上有个向a极迁移 D. 该新型催化剂提高了电荷转移速率 【答案】C 【解析】 【分析】由图可知，与直流电源负极相连的a极为电解池的阴极，水在阴极得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子，b极为阳极，碱性条件下甲醇在阳极失去电子发生氧化反应生成甲酸根离子和水，电解池工作时，氢氧根离子移向b极。 【详解】A．由分析可知，与直流电源负极相连的a极为电解池的阴极，b极为阳极，则a极电势低于b极电势，故A正确； B．由分析可知，b极为阳极，碱性条件下甲醇在阳极失去电子发生氧化反应生成甲酸根离子和水，故B正确； C．由分析可知，与直流电源负极相连的a极为电解池的阴极，b极为阳极，则电解池工作时，氢氧根离子移向b极，故C错误； D．该新型催化剂能降低了反应的活化能，提高了电荷转移速率，故D正确； 故选C。 5. 某化学兴趣小组的同学利用如图所示装置探究钢铁的腐蚀与防护，下列有关说法正确的是 选项 a、b连接方式 X成分 Y成分 结论 A 直接相连 海水 石墨 铁发生析氢腐蚀 B 直接相连 河水 锌 铁发生吸氧腐蚀 C 直接相连 饱和溶液 铜 Y电极上有气泡产生 D 分别与电源负极、正极相连 食盐水 石墨 牺牲阳极法 A. A B. B C. C D. D 【答案】C 【解析】 【详解】A．海水为中性溶液，一般发生吸氧腐蚀，A错误； B．锌比铁活泼，连接锌，保护铁不被腐蚀，B错误； C．氯化铵水解呈酸性，形成原电池，铜为正极，析出氢气，C正确； D．分别与外接电源的负极和正极相连，为外加电源保护法，D错误； 答案选C。 6. 苯乙烯是生产塑料和合成橡胶的重要有机原料，直接催化脱氢法制苯乙烯：将一定量乙苯气体充入恒容密闭容器中，发生反应，控制反应温度为t℃，下列不能判断该反应达到化学平衡状态的是 A. 平衡常数K不变 B. 容器的压强不变 C. 气体平均相对分子质量不变 D. 容器内的乙苯的物质的量分数不变 【答案】A 【解析】 【详解】A．K只与温度有关，温度不变则K始终不变，不能据此判断反应是否达到平衡状态，A符合题意； B．由题干方程式可知，该反应是气体体积增大的反应，恒温恒容条件下反应正向进行时气体的物质的量和压强均增大，则气体的压强不变的状态是平衡状态，B不合题意； C．由题干方程式可知，该反应是气体体积增大的反应，混合气体的质量不变，根据M=可知，气体的平均相对分子质量不变的状态是平衡状态，C不合题意； D．化学平衡的特征之一为反应体系各组分的浓度、百分含量保持不变，故容器内的乙苯的物质的量分数不变，说明反应达到化学平衡状态，D不合题意； 故答案为：A。 7. 已知： ，一定条件下与0.3molY(g)在体积为1L的密闭容器中发生反应，则下列图示中肯定合理的是 A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】A．X减少0.1 mol，消耗Y 0.3 mol，生成Z 0.2mol，当达到平衡时X、Z的物质的量可以相同，但反应是可逆反应不能进行彻底，图象不符合反应达到平衡状态，A错误； B．Y消耗0.1mol，生成Z物质的量为0.2mol，图象中反应的定量关系不符合反应比，B错误； C．该反应是气体体积减小的反应，随反应进行X的体积分数不变化，恒为50%，随反应进行，Z的体积分数不断增大，然后体积分数不变化，与图象符合，C正确； D．反应速率之比等于化学方程式计量数之比，2v (X)正=v (Z)逆，此时反应达到平衡状态，v (X)=v (Z)，不能说明反应达到平衡状态，D错误； 故答案选C。 8. 下列关于化学反应速率和化学平衡的说法正确的是 A. 一定条件下，可逆反应2NO2(g)N2O4(g) 达到平衡后，保持容器温度和容积不变，再通入一定量NO2，则再次达到平衡时NO2的百分含量减小 B. 一定温度下，容积一定的密闭容器中的反应，当混合气体的压强不变时，则表明该反应已达平衡 C. 有气体参加的化学反应，缩小容器体积，可增加活化分子百分数，从而使反应速率增大 D. 反应：达到平衡后，其他条件不变，将反应炉体积缩小一半，则达到新平衡时的浓度将变大 【答案】A 【解析】 【详解】A．加入一定量NO2后，体系压强增大，平衡向正反应方向移动，再次平衡时，NO2、N2O4的浓度均比原平衡大，但温度不变时，不变，则增大的程度大于的，因此再次平衡时NO2的百分含量减小，A正确； B．该反应前后气体体积不变，恒容条件下进行时，容器内压强恒定，无法判断何时达到平衡状态，B错误； C．有气体参加的化学反应，缩小容器体积，可增加单位体积内活化分子数，从而使反应速率增大，但活化分子百分数恒定，C错误； D．该反应的平衡常数为，其他条件不变，将反应炉体积缩小一半，达到新平衡时不变，则的浓度不变，D错误； 故选A。 9. 两个恒容密闭容器中平衡体系2HI(g)⇌H2(g)+I2(g)和3O2(g)⇌2O3(g)的反应物平衡转化率分别为α1和α2，反应物的平衡浓度分别为c1和c2，在温度不变的情况下，均增加反应物的物质的量，下列叙述正确的是 A. α1不变、α2增大，c1、c2均增大 B. α1、α2均增大，c1、c2均增大、 C. α1减小，α2增大，c1、c2均增大 D. α1不变、α2增大，c1不变、c2增大 【答案】A 【解析】 【详解】对于2HI(g)⇌H2(g)+I2(g)，该反应为气体体积不变的反应，增加反应物的物质的量，达到新的平衡，与原平衡为等效平衡，则α1不变，但c1增大，反应3O2(g)⇌2O3(g)增大压强，平衡正向移动，所以α2增大，但平衡时反应物和生成物的浓度都原平衡的浓度大，则c2均增大，A正确； 故选A。 10. 在恒容密闭反应器中充入和，发生反应： 。实验测得的平衡转化率与投料比、温度关系如图所示。 下列叙述正确的是 A. 平衡常数： B. b点放出热量比a点多 C. 反应速率： D. 中降温对平衡的影响小于投料比 【答案】B 【解析】 【详解】A．该反应正反应是放热反应，降低温度，平衡向右移动，的平衡转化率增大，即，降低温度，平衡常数增大，故A项错误； B．点放出热量之差等于，故B项正确； C．，温度越低，反应速率越小，，故C项错误； D．时平衡总转化率增大，投料比由，转化率降低；降低温度，转化率增大，且增大程度大于降低程度，即温度对平衡的影响大于投料比，故D项错误； 故本题选B。 二、选择题(每小题有一个或两个选项符合题意，本题包括5小题，每小题全部选对得4分，选对但不全的得1分，有选错的得0分，共20分) 11. 已知：由最稳定单质合成1mol某物质的反应焓变叫做该物质的摩尔生成焓，用表示，最稳定的单质的摩尔生成焓为0；有关物质的ΔH如图所示，下列有关判断不正确的是 A. 的摩尔生成焓ΔH<-241.8kJ⋅mol-1 B. 相同状况下，NH3比N2H4稳定 C. 依据上表所给数据，可求得的摩尔燃烧焓 D. 0.5mol与1.5mol充分反应，放出45.9kJ的热量 【答案】CD 【解析】 【详解】A．气态水变为液态水放出热量，所以由最稳定的单质合成1mol时放出的热量更多，摩尔生成焓ΔH为负值，则的摩尔生成焓，A正确； B．由图可知，的摩尔生成焓为正值，说明由最稳定的单质合成1mol的反应为吸热反应，的摩尔生成焓为负值，说明由最稳定的单质合成1mol的反应为放热反应，能量越低越稳定，则相同状况下，比稳定，B正确； C．燃烧热是指时，纯物质完全燃烧生成指定产物时放出的热量，题中缺少液态水的摩尔生成焓数据，不能求得的摩尔燃烧焓，C错误； D．氮气和氢气反应生成氨气的反应为可逆反应，不能完全转化，则0.5mol与1.5mol充分反应生成NH3(g)的物质的量小于1mol，放出的热量小于，D错误； 故选CD。 12. 三元电池是电动汽车的新能源，其充电时总反应为：，电池工作原理如图所示，两极之间有一个允许特定的离子X通过的隔膜。下列说法正确的是 A. 允许离子X通过的隔膜属于阳离子交换膜 B. 充电时，A为阴极，被氧化 C. 放电时，正极反应式为 D. 该电池可用稀硫酸作电解质溶液 【答案】AC 【解析】 【分析】充电时总反应为： LiNixCoyMnzO2＋6C(石墨)=Li1-aNixCoyMnzO2＋LiaC6，逆过程是放电时的反应，放电时，正极B是得电子的还原反应，反应式为Li1-aNixCoyMnzO2＋aLi＋＋ae-=LiNixCoyMnzO2，A是负极，是金属锂失电子的氧化反应，据此分析解答。 【详解】A．放电时，A是负极，B是正极，Li+向正极移动，则x是Li+，允许阳离子通过的隔膜为阳离子交换膜，A正确； B．充电时，A为阴极，发生还原反应，Li＋被还原，B错误； C．放电时，正极B是得电子的还原反应，反应式为Li1-aNixCoyMnzO2＋aLi＋＋ae-=LiNixCoyMnzO2，C正确； D．由于Li能与稀硫酸发生反应，则稀硫酸不能用作该电池的电解质溶液，D错误； 故选AC。 13. 在三个容积均为1 L的密闭容器中，起始时H2浓度均为1.0 mol·L－1，以不同的氢碳比充入H2和CO2，一定条件下发生反应2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g)，ΔH，CO2的平衡转化率与温度的关系如图所示。下列说法正确的是 A. 该反应的ΔH >0 B. 在氢碳比为2.0时，Q点：v(正)< v(逆) C. 氢碳比：① < ② D. P点对应温度的平衡常数为512 (mol·L－1)－3 【答案】D 【解析】 【详解】A．氢碳比一定时，升高温度，CO₂的平衡转化率降低，说明平衡逆向移动，则正反应为放热反应，所以该反应的ΔH <0，A错误； B．在氢碳比为2.0时，Q点未处于平衡状态，Q点要达到平衡状态，CO₂的平衡转化率应该增大，说明Q点反应正向进行，则Q点：v(正)>v(逆)，B错误； C．温度一定时，氢碳比越大，二氧化碳的平衡转化率越大，根据图知，温度相同时，①中二氧化碳的转化率大于②，所以氢碳比：①>②，故C错误； D．P点的CO₂平衡转化率为50%，氢碳比为2.0，起始时H2浓度均为，则 ，转化的，利用三段式分析P点对应温度的平衡常数K==，D正确； 答案选D。 14. 利用MO+与CH4反应能高选择性生成甲醇，体系能量随反应进程变化如图实线所示。MO+分别与CH4、CH2T2反应的历程相似。已知：参与反应的原子质量数越大，速率越慢。下列说法错误的是 A. 该反应的总反应式为MO++CH4=CH3OH+M+ B. 该反应是放热反应 C. 过渡态2比过渡态1稳定 D. MO+与CH2T2反应的能量变化应为图中曲线b 【答案】D 【解析】 【详解】A．由图可知，MO+和CH4生成CH3OH和M+，则该反应的总反应式为MO++CH4=CH3OH+M+，A正确； B．由图可知，反应物总能量大于生成物总能量，该反应是放热反应，B正确； C．过渡态2具有的能量比过渡态1低，说明过渡态2比过渡态1稳定，C正确； D．已知：参与反应的原子质量数越大，速率越慢，所以MO+与CH2T2反应的活化能大于MO+与CH4，MO+与CH2T2反应的能量变化应为图中曲线a，D错误； 故选D。 15. 已知： ，反应在起始物时，在不同条件下达到平衡，设体系中甲醇的物质的量分数为，在下、在下如图所示。下列说法正确的是 A. 图中对应等压过程的曲线是N B. C点处相同，平衡常数相同 C. 当时，的平衡转化率为1/3 D. 由d点到b点可以通过升温实现 【答案】AC 【解析】 【详解】A．已知CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49kJ•mol-1，故恒压时温度升高，平衡逆向移动，CH3OH的物质的量分数减小，故图中对应等压过程的曲线是N，A正确； B．图中曲线N是恒压下随温度改变的曲线，M曲线是恒温下随压强改变的曲线，由图中可知C点对应的温度不是250℃，故C点对应的两种条件下的温度不一样，温度改变，平衡常数改变，故C点处x(CH3OH)相同，但平衡常数不相同，B错误； C．根据三段式分析可知，当x(CH3OH)=0.10时，即=0.1，解得x=，故CO2的平衡转化率为=1/3，C正确； D．由A项分析可知，曲线M为恒温故d点对应的温度为250℃，N为恒压，从图中可知b点对应的温度为270℃，d点对应的压强为8×105Pa，而b点对应的压强5×105Pa，故由d点到b点可以通过升温同时减压才能实现，D错误； 故选AC。 第II卷(共60分) 注意事项： 1.第II卷共5大题，共60分。 2.考生用0.5毫米黑色签字笔将答案和计算步骤、过程填写在答题纸相应位置，直接在试卷上作答不得分。 16. 研究化学反应时，既要关注物质变化，又要关注能量变化。请回答以下问题： （1）下列反应中能量变化与图一致是_______(填字母)。 A. 甲烷燃烧 B. 生石灰与水反应 C. 镁与稀硫酸的反应 D. 氢氧化钡晶体和氯化铵晶体反应 （2）如图是和反应生成和过程中能量变化示意图。 ①请写出该反应的热化学方程式：_______。 ②若在该反应体系中加入催化剂，则对反应热_______(填“有”或“没有”)影响。 （3）金属钛(Ti)在航空航天、医疗器械等工业领域有着重要用途，目前生产钛的方法之一是将金红石(TiO2)转化为TiCl4，再进一步还原得到钛。TiO2转化为TiCl4有直接氯化法和碳氯化法。在1000℃时反应的热化学方程式如下： (i)直接氯化： (ii)碳氯化： 则反应的ΔH为_______kJ⋅mol-1。 （4）“氧弹量热仪”可测定蔗糖的摩尔燃烧焓，“氧弹”是一个耐高温高压可通电点火的金属罐，将蔗糖和足量氧气充入“氧弹”中点燃，产生的热量被氧弹外的水吸收，通过测定水温的变化从而计算出蔗糖的摩尔燃烧焓。已知：蔗糖的质量为1.71g，(已知蔗糖C12H22O11的摩尔质量是342克/摩)量热计中水的质量为3.00kg，水的比热容为cJ⋅g-1⋅℃-1，忽略金属“氧弹”吸收的热量。反应前后所测水温如表，请计算： 序号 点火前温度/℃ 燃烧后测得的最高温度/℃ 1 20.73 22.63 2 20.76 21.25 3 20.72 22.82 表示蔗糖摩尔燃烧焓的热化学方程式：_______。 【答案】（1）D （2） ①. ②. 没有 （3）-223 （4） 【解析】 【小问1详解】 能量变化图中显示，反应物的总能量低于生成物的总能量，则该反应为吸热反应。 A．甲烷燃烧时放出热量，该反应为放热反应，A项错误； B．生石灰与水反应能够放出热量，该反应放热反应，B项错误； C．镁与稀硫酸反应，生成硫酸镁和氢气，该反应为放热反应，C项错误； D．氢氧化钡晶体和氯化铵晶体发生复分解反应，需要从周围环境中吸收热量，该反应为吸热反应，D项正确； 故答案为D。 【小问2详解】 从反应的能量变化示意图可看出，该反应的反应物的总能量高于生成物的总能量，为放热反应，放出的热量为，该反应的热化学方程式为； 反应热只与始态、终态的总能量有关，而与反应途径、条件无关，若在该反应体系中加入催化剂，只改变反应途径，不改变反应的热效应，则对反应热没有影响； 故答案为：；没有。 【小问3详解】 利用盖斯定律，(ii)碳氯化-(i)直接氯化，可得反应的反应热； 故答案为：。 【小问4详解】 利用表中数据，计算三次实验中反应前后的温度变化，实验1温度变化为，实验2温度变化为，实验3温度变化为，由于实验2的测定结果与另两次实验的误差过大，数据不能采用；反应放出的热量，1.71g蔗糖的物质的量为，则1mol蔗糖燃烧放出的热量为，则表示蔗糖摩尔燃烧焓的热化学方程式为； 故答案为：。 17. 电化学及其产品与能源、材料、环境等领域紧密联系，被广泛地应用于生产、生活的许多方面。根据要求，回答下列问题： I．我国科学家通过电解，从海水中提取到锂单质，其工作原理如图所示。 （1）生成锂单质的电极是___________极(填“阳”或“阴”)，该电极的电极反应式是___________。 （2）理论分析，另一电解产物可能有、。 ①生成的电极反应式是___________。 ②实验室模拟上述过程，气体中未检测到，推测可能是溶于水。取实验后阳极区溶液进行检验，证实了阳极放电。实验所用的试剂是___________(填标号)，加入试剂后观察到溶液变蓝。 A．溶液 B．KI溶液 C．淀粉溶液 D．品红溶液 （3）工业上采用惰性电极隔膜法电解溶液制得，电解装置如图所示。 左侧电极与直流电源的___________(填“负极”或“正极”)相连，左侧电极的电极反应式为___________。 Ⅱ．实验室用如图所示装置探究氯碱工业原理和粗铜的电解精炼原理。 （4）反应一段时间后，乙装置中氢氧化钠主要在铁电极区生成，则X为___________(填“阳离子交换膜”或“阴离子交换膜”)。 （5）已知N为阿伏加德罗常数的值。若在标准状况下，有氢气参加反应，则乙装置中铁电极上生成的气体的分子数为___________(用含的式子表示)，丙装置中阴极析出铜的质量为___________。 【答案】（1） ①. 阴 ②. Li++e-=Li （2） ①. 2H2O-4e-=O2↑+4H+ ②. BC （3） ①. 正极 ②. （4）阳离子交换膜 （5） ①. 0.1NA ②. 6.4g 【解析】 【小问1详解】 该装置是利用太阳能从海水中提取到锂单质，则上面电极为阴极，阴极上锂离子得电子发生还原反应析出金属锂，故下面电极为阳极，为氯离子放电生成氯气。故生成锂单质的一极为阴极，生成锂单质的电极反应式是Li++e-=Li； 【小问2详解】 ①生成O2的电极反应式是2H2O-4e-=O2↑+4H+； ②阳极Cl-放电生成Cl2，检验有Cl2生成即可，利用Cl2与KI溶液反应生成I2，I2 遇淀粉变蓝来检验，故实验所用的试剂及现象是KI溶液和淀粉溶液，溶液变蓝； 【小问3详解】 该装置中的电极为惰性电极，图上显示阳离子通过阳离子交换膜向右侧移动，则右侧电极为阴极，发生的反应为，左侧电极为阳极，与直流电源的正极相连，转化为时Mn元素化合价升高，发生氧化反应，电极反应式为； 【小问4详解】 该装置中甲为氢氧燃料原电池装置，乙和丙为电解池装置。甲池中通入氧气的一极为正极，通入氢气的一极为正极，乙装置中Fe为阴极，C为阳极，丙池中电解精炼铜，粗铜作阳极，纯铜作阴极。乙装置中Fe为阴极，水中氢离子放电生成氢气和氢氧根离子，C为阳极，氯离子放电生成氯气，反应一段时间后，乙装置中氢氧化钠主要在铁电极区生成，钠离子要移向Fe极，则X为阳离子交换膜； 【小问5详解】 铁电极上生成的气体电极反应式为，丙装置中阴极析出铜的电极反应式为，甲装置负极电极反应式为，根据电荷守恒：，故有2.24L（0.1mol）氢气参加反应时，则乙装置中铁电极上生成的气体的分子数为0.1NA，丙装置中阴极析出铜的质量为：0.1mol×64g/mol=6.4g。 18. (I)20世纪末至21世纪初，燃料电池成了电池领域的热点。一种将燃料电池与电解饱和食盐水组合的新工艺，其相关物质的传输与转化关系如图所示，其中的电极未标出，所用离子交换膜都只允许阳离子通过。 （1）图中的物质Y是_______。 （2）a_______b(填“>”“<”或“=”)，燃料电池每消耗11.2LO2(标准状况)，理论上最多产生X(标准状况)的体积为_______L。 (II)某科研小组用乙烷-空气燃料电池提供的电能电解处理含的酸性废水，设计如图所示装置(X、Y、Z均为气体)，已知在溶液中的反应为，电解后在烧杯中产生和沉淀。 （3）M电极的电极反应式为_______。 （4）Fe电极的电极反应式为_______。 （5）除去理论上消耗乙烷的物质的量为_______mol(用分数表示)。 【答案】（1）H2或氢气 （2） ①. < ②. 22.4 （3） （4） （5） 【解析】 【分析】I．电解饱和食盐水时，加入饱和食盐水处电解得到氯气，剩余稀食盐水，X是氯气，另一个电极得到氢气和氢氧化钠溶液，Y是氢气；氢气通入燃料电池，氢气发生氧化反应，燃料电池左侧为负极，右侧通入空气，氧气发生还原反应生成氢氧根离子，右侧为正极。 II ．在溶液中的反应为，可知Fe电极为阳极，发生反应Fe-2e-=Fe2+；则燃料电池的N为正极、M为负极，所以N极通入氧气、二氧化碳，M极通入乙烷。 【小问1详解】 根据以上分析，Y是H2； 【小问2详解】 燃料电池，右侧通入空气，氧气发生还原反应生成氢氧根离子，右侧为正极，正极反应式为O2+4e-=4OH-，所以右侧氢氧化钠浓度增大，所以a<b，燃料电池每消耗11.2LO2(标准状况)转移2mol电子，消耗1mol氢气，则电解池阴极生成1mol氢气，根据电子守恒，理论上最多产生1mol氯气，氯气(标准状况)的体积为22.4L。 【小问3详解】 M电极乙烷失电子生成二氧化碳和水，负极的电极反应式为； 【小问4详解】 Fe电极为阳极，阳极的电极反应式为； 【小问5详解】 除去理论上消耗6molFe2+，生成6mol Fe2+电路中转移12mol电子，根据得失电子守恒，消耗乙烷的物质的量为mol。 19. (Ⅰ)科学家积极探索新技术利用合成低碳烯烃： ，测得温度对的平衡转化率和催化剂催化效率的影响如图1所示，请回答： （1）上述由合成的反应在___________(填“高温”或“低温”)下自发进行。理由是___________。 （2）在体积为的恒容密闭容器中，充入和，测得温度对的平衡转化率和催化剂催化效率的影响如图1所示。下列说法正确的是___________。 A. 平衡常数大小： B. 其他条件不变，若不使用催化剂。则时的平衡转化率可能位于点 C. 图1中点时，乙烯的体积分数约为 D. 压强或不变时均可证明化学反应已达到平衡状态 (Ⅱ)利用干重整反应不仅可以对天然气资源综合利用，还可以缓解温室效应对环境的影响，反应历程的能量变化如图2所示。 （3）干重整反应的热化学方程式为___________(选用的关系式表示反应热)，反应Ⅱ是___________(填“慢反应”或“快反应”)。 （4）在恒压条件下，等物质的量的和发生干重整反应时，各物质的平衡转化率随温度变化如图3所示。已知在干重整中还发生了副反应：，则表示平衡转化率的是曲线___________(填“A”或“B”)，判断的依据是___________。 【答案】（1） ①. 低温 ②. 根据要使反应自发进行使，需低温下进行 （2）ACD （3） ①. ②. 快反应 （4） ①. B ②. 的转化率大于 【解析】 【小问1详解】 依据反应可自发进行，升高温度，CO2转化率下降，说明该反应，则，要使反应自发进行使，需低温下进行； 【小问2详解】 A．反应是放热反应，温度升高平衡逆向进行，所以，故A正确； B．催化剂只能影响反应速率，不能使平衡发生移动，则催化剂不影响CO2平衡转化率，故B错误； C．图中M点时二氧化碳的转化率，可结合化学平衡三段式法列式：，乙烯的体积分数约为≈，故C正确； D．反应前后气体体积不同，压强不变时可以说明达到平衡状态，n(CO2)不变时也可证明化学反应已达到平衡状态，故D正确； 故选ACD； 【小问3详解】 干重整反应生成和，由图可知反应物能量低于生成物，该反应为吸热反应，生成物能量-反应物能量，热化学方程式为：；由图可知，反应Ⅱ的活化能小于反应Ⅰ，反应Ⅱ是快反应； 【小问4详解】 等物质的量的和发生干重整反应，同时还发生了副反应：，则的转化率大于，则表示平衡转化率的是曲线B。 20. 乙烯和丙烯都是重要的化工原料，甲醇和丙烷共反应制备乙烯和丙烯可大幅度降低能耗，该反应体系中存在如下反应： I. II. III. IV. （1）ΔH3=_______。 （2）630℃时，向盛有催化剂的真空容器中充入，保持容器压强为0.1MPa，进行反应，当反应达到平衡时， 的转化率为60%，的平衡分压为0.0125MPa。 ①此时_______，反应II的分压平衡常数为Kp=_______MPa。 ②若向上述平衡体系中充入，再次达到平衡时的转化率_______(填“>”“<”或“=”)60%。此时将会_______(填“变大”“变小”或“不变”)。 （3）若向盛有催化剂的真空容器中按物质的量之比4∶1∶1充入、和，仍在容器压强为0.1MPa下进行反应，平衡体系中和的体积分数随温度(T)的变化如图所示。解释300℃后，的体积分数随温度(T)的变化的原因为_______。 【答案】（1）+42.95kJ/mol （2） ①. 0.025MPa ②. 0.00625 ③. > ④. 不变 （3）温度升高，反应IV平衡逆向移动，H2浓度增大使平衡逆向移动(反应II正向进行的程度大于反应I) 【解析】 【小问1详解】 I. II. 根据盖斯定律I –II得=； 【小问2详解】 630℃时，向盛有催化剂的真空容器中充入，保持容器压强为0.1MPa，进行反应，当反应达到平衡时，的转化率为60%，则参加反应是为0.6mol，反应后气体总物质的量为1.6mol，的平衡分压为0.0125MPa，则的物质的量为，参与反应II的为0.2mol，反应II生成甲烷的物质的量为0.2mol；参与反应I的为0.4mol，反应I 生成丙烯的物质的量为0.4mol、生成氢气的物质的量为0.4mol；平衡时容器中的物质的量为0.4mol。 ①此时，反应II的分压平衡常数为Kp=MPa。 ②若向上述平衡体系中充入，容器体积增大，相当于减压，平衡正向移动，再次达到平衡时的转化率>60%。平衡常数不变，所以不变。 【小问3详解】 反应IV放热，温度升高，反应IV平衡逆向移动，H2浓度增大，使平衡I逆向移动，所以300℃后，的体积分数随温度(T)升高而减小。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $