精品解析：河南省郑州市中牟县第一高级中学2024-2025学年高二上学期10月月考 化学试题

2024——2025学年高二上学期第二次月考 化学试题 一、单项选择题(15小题，每题3分，共45分) 1. 2022年北京冬奥会中的火炬“飞扬”使用了氢燃料，在研制过程中，解决了火焰颜色与稳定性、高压储氢、氢能安全利用等多项技术难题。我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制氢，主要过程如图所示。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化 B. 过程Ⅰ释放能量，过程Ⅱ吸收能量 C. 过程Ⅲ属于氧化还原反应 D. 整个过程中反应物的总能量小于生成物的总能量 2. 利用苯(C6H6)和甲醇(CH3OH)在催化剂作用下反应可得到C7H8.我国学者结合实验与计算机模拟结果，研究得到反应C6H6(g)＋CH3OH(g)=C7H8(g)＋H2O(g)在固体酸(HB)催化剂表面进行的反应历程如图所示。其中吸附在固体酸(HB)表面的物种用*标注。 下列有关叙述错误的是 A. 该反应的热化学方程式为C6H6(g)＋CH3OH(g)=C7H8(g)＋H2O(g) ΔH=-61.4 kJ·mol-1 B. C6H在催化剂表面转化为C7H的反应方程式为C6H＋H2O＋CH3B=C7H＋H2O＋HB C. 吸附CH3OH(g)的焓变大于吸附C6H6(g)的焓变 D. 该历程中最大能垒(活化能)E正=161.9 kJ·mol-1 3. 某化学反应分两步进行；①；②。其能量变化如图所示，下列说法错误的是 A. 反应是放热反应 B. 反应①是吸热反应 C. X、Y、M三种物质中Y最稳定 D. M是该反应催化剂，可降低该反应的焓变，提高该反应的速率 4. 我国科学家研发了一种可充电电池装置，充电时该装置可吸收合成甲酸，其具体工作原理如图所示。已知将阴离子、阳离子复合组成双极膜，双极膜中间层中的解离为和，并在直流电场作用下分别向两极迁移。下列说法错误的是 A. L膜是阴离子膜，P膜是阳离子膜 B. 放电时，电子由a流向电源的M极 C. 充电时，外电路中每通过1mol电子，理论上复合膜层间有解离 D. 充电时，N电极上发生的电极反应式为 5. 氯碱工业的一种节能新工艺是将电解池与燃料电池相结合，相关物料的传输与转化关系如图所示(电极未标出)。下列说法正确的是 A. 甲池是电解池，离子交换膜是阴离子交换膜 B. 通入空气(除CO2)的电极为负极 C. 电解池中产生2 mol Cl2时，理论上燃料电池中消耗0.5 mol O2 D. a、b、c的大小关系为c＞a＞b 6. 利用电化学方法通过微生物电催化将有效地转化为，装置如图所示，下列说法错误的是 A. 钛网电极应与电源的正极连接 B. 石墨电极反应式为 C. 高温条件不利于有效地转化为 D. 当电路中转移时，右侧电极室质量减少8g 7. 下列事实不能用勒夏特列原理解释的是 A. 500℃左右比常温下更有利于合成氨 B. 新制氯水在光照条件下颜色变浅 C. 可向浓氨水加入氢氧化钠固体快速制取氨 D. 用钠与氯化钾共融的方法制备气态钾 8. 与地震、海啸等自然灾害相比，腐蚀同样具备极强的破坏力。研究发现，每1.5分钟，全世界就有2吨的钢铁被腐蚀成铁锈，某学习小组探究金属电化学腐蚀与防护原理的示意图如图，下列说法不正确的是 A. 若X为食盐水，K未闭合，Fe棒上B点表面铁锈最多 B. 若X为食盐水，K与M连接，石墨电极上的反应式为O2+2H2O+4e-=4OH- C. 若X为稀盐酸，K分别与M、N连接，后者Fe腐蚀得更快 D. 若X为稀盐酸，K与M连接，石墨电极周围的pH会增大 9. 已知反应：，在一定温度下，平衡常数为K，反应达到平衡时，B的转化率与压强变化的关系如图所示，下列叙述一定正确的是 ①②点表示的正反应速率小于逆反应速率③点表示的反应速率比点的小④该反应温度升高值增大⑤若该反应在体积固定的密闭容器中进行，密度不变可以说明该反应到达平衡。 A ①②③④⑤ B. ①② C. ①②③⑤ D. ②③⑤ 10. 工业上生产硫酸时，利用催化氧化反应将SO2转化为SO3是一个关键步骤：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)。工业制硫酸的原理示意图： SO2的平衡转化率(%)随温度和压强的变化情况见下表： 温度/℃ 平衡时SO2的转化率/% 0.1MPa 05MPa 1MPa 5MPa 10MPa 450 97.5 98.9 99.2 99.6 99.7 550 85.6 92.9 94.9 97.7 98.3 下列说法不正确的是 A. 使用催化剂可以缩短反应达到平衡所需的时间 B. 通常不采取加压措施是因为常压下SO2的转化率已相当高 C. 工业生产中通入过量的空气可以提高SO2的平衡转化率 D. 反应选择在400～500 ℃，主要是让V2O5的活性最大、SO2的平衡转化率提高 11. 向容器中充入和，发生反应，测得反应在不同压强、不同温度下，平衡混合物中体积分数如图Ⅰ所示，测得反应时逆反应速率与容器中关系如图Ⅱ所示。下列说法正确的是 A. B. C. D. 图Ⅱ中当x点平衡体系升高至某一温度时，反应可重新达平衡状态，新平衡点可能是d 12. 一定温度下，水溶液中H＋和OH-的浓度变化曲线如图，下列说法正确的是 A. 该温度下，a点溶液c(OH-)>c(H＋) B. 该温度下，0.01 mol·L-1NaOH溶液中c(H＋)=1.0×10-12 mol·L-1 C. 该温度下，加入NaOH可能引起由d向b的变化 D. b点时，升高温度，可能引起由b向c的变化 13. 在常温下，有关下列溶液的叙述中错误的是 ①的氨水　　　 ②的氢氧化钾溶液 ③的醋酸　　　 ④的盐酸 A. 将①、②分别加水稀释1000倍后，溶液的①>② B. 将等体积的①和④混合，得到的溶液呈酸性 C. 向③、④中分别加入醋酸钠晶体后，两种溶液的均增大 D. 恰好中和等体积的③、④溶液，③消耗等浓度溶液的体积大 14. 下列四幅图分别对应着四个反应： ①； ②； ③； ④。 下列说法正确的是 A. 图①中时，，故 B. 图②为恒温条件下时刻缩小容器体积的变化图 C. 图③为的平衡转化率与温度、压强的关系 D. 图④为的反应速率随温度的变化图 15. 利用光能源可以将CO2转化为重要的化工原料C2H4(电解质溶液为稀硫酸)，同时可为制备次磷酸(H3PO2)提供电能，其工作原理如图所示。下列说法错误的是 A. Y极为阴极 B. 标准状况下，当Z极产生11.2 L O2时，可生成H3PO2的数目为NA C. a、b、d为阳离子交换膜，c为阴离子交换膜 D. W极的电极反应式为2CO2＋12H＋＋12e-=C2H4＋4H2O 二、实验探究题 16. 回答下列问题 （1）高铁酸盐在能源、环保等方面有着广泛的用途。高铁酸钾(K2FeO4)不仅是一种理想的水处理剂，而且高铁电池的研制也在进行中。如图是高铁电池的模拟实验装置： 该电池放电时正极的电极反应式为___________。 （2）二氧化氯(ClO2)为一种黄绿色气体，是国际上公认的高效、广谱、快速、安全的杀菌消毒剂。如图是目前已开发出用电解法制取ClO2的新工艺。 阳极产生ClO2的电极反应式：___________。 （3）当阴极产生标准状况下112mL气体时，通过阳离子交换膜离子的物质的量为___________。 某科研小组用SO2为原料制取硫酸。 （4）利用原电池原理，用SO2、O2和H2O来制备硫酸，该电池用多孔材料作电极，它能吸附气体，同时也能使气体与电解质溶液充分接触。请写出该电池负极的电极反应式：___________。 （5）用Na2SO3溶液充分吸收SO2得NaHSO3溶液，然后电解该溶液可制得硫酸。电解原理示意图如图。请写出开始时阳极反应的电极反应式___________。 三、填空题 17. 回答下列问题 （1）甲醇既是基本有机原料，又可作为燃料用于替代矿物燃料。 以下是工业上合成甲醇的两个反应： 反应Ⅰ：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) 反应Ⅱ：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) 上述反应符合“原子经济”原则的是___________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”) （2）已知在常温常压下： ①2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g) ΔH1 ②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH2 ③H2O(g)=H2O(l) ΔH3 则反应CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l)的ΔH=___________。 （3）水的离子积常数，是表示溶液中氢氧离子和H2O的比例关系的常数。它和温度的关系如表所示： 温度/℃ 25 t1 水的离子积Kw 1×10-14 1×10-12 ①t1℃时，水的离子积Kw=1×10-12，则t1___________(填“>”“=”或“<”)25，其判断依据是___________。 ②25℃时，5.0×10-5mol/L硫酸溶液，其pH=___________，其中由水电离产生的c(H+)=___________。 ③25℃时，某Na2SO4溶液中c(SO)=5×10-4mol/L，取该溶液1mL加水稀释至10mL，则稀释后溶液中c(Na+):c(OH-)=___________。 （4）在t1℃温度下，某溶液的pH=7，则该溶液___________(填字母)。 A. 呈中性 B. 呈碱性 C. 呈酸性 D. c(OH-)=100c(H+) 18. Ⅰ.一定条件下，在容积为的密闭容器中，、B、C三种气体的物质的量随时间的变化如图甲所示。已知达到平衡后，降低温度，A的体积分数减小。 (1)该反应的化学方程式为____________。 (2)该反应的反应速率随时间的关系如图乙所示。 ①根据图乙判断，在时刻改变的外界条件是_____________。 ②、、对应的平衡状态中，C的体积分数最大的是状态________。 ③各阶段平衡常数如下表所示： 、、之间的大小关系为__________(用“”“”或“”连接)。 Ⅱ.在密闭容器中充入一定量的，发生反应： ，如图丙所示为气体分解生成和的平衡转化率与温度、压强的关系。 (1)________(填“”“”或“”)0。 (2)图丙中压强(、、)由大到小的顺序为________。 (3)图丙中点对应的平衡常数________(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压总压物质的量分数)。 (4)如果想进一步提高的转化率，除改变温度、压强外，还可以采取的措施有__________。 19. 减弱温室效应的方法之一是将回收利用，科学家研究利用回收的制取甲醛，反应的热化学方程式为。 请回答下列问题： （1）已知：① ②相关化学键的键能数据如表所示： 化学键 键能 498 436 464 则 ___________。 （2）一定条件下，将的混合气体充入恒温恒容的密闭容器中，发生反应． ①下列说明反应已经达到平衡状态的是___________（填字母，下同）。 a．容器内气体密度保持不变 b．的体积分数保持不变 c．该反应的平衡常数保持不变 d．混合气体的平均相对分子质量不变 ②下列措施既能提高的转化率又能加快反应速率的是___________。 a．升高温度 b．使用高效催化剂 c．缩小容器体积 d．扩大容器体积 e．及时将产物分离出体系 （3）实验室在密闭容器中进行模拟上述合成的实验。时，将和混合气体充入容器中，后达到平衡，的转化率为， ①求用表示该反应的平均反应速率为____________。 ②时，反应的平衡常数___________。 ③时，向体积为的恒容密闭容器中充入一定量的和的混合气体，容器内气体压强为，反应达到平衡时，的分压与起始的关系如图所示： a．当时，反应达到平衡后，若再向容器中加入和，使二者分压均增大，则达到新平衡时，的转化率将__________（填“增大”“减小”或“不变”）。 b．当时，达到平衡状态后，的分压可能是图像中的点___________（填“D”“E”或“F”）。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2024——2025学年高二上学期第二次月考 化学试题 一、单项选择题(15小题，每题3分，共45分) 1. 2022年北京冬奥会中的火炬“飞扬”使用了氢燃料，在研制过程中，解决了火焰颜色与稳定性、高压储氢、氢能安全利用等多项技术难题。我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制氢，主要过程如图所示。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化 B. 过程Ⅰ释放能量，过程Ⅱ吸收能量 C. 过程Ⅲ属于氧化还原反应 D. 整个过程中反应物的总能量小于生成物的总能量 【答案】B 【解析】 【详解】A．由图可知，利用太阳光在催化剂表面实现水分解为氢气和氧气，光能转化为化学能，A正确； B．过程Ⅰ发生了O-H键断裂，吸收能量，B错误； C．过程Ⅲ中双氧水转化为氢气和氧气，有化合价变化，属于氧化还原反应，C正确； D．整个过程为水的分解反应，水的分解反应是吸热反应，反应物的总能量小于生成物的总能量，D正确； 故选B。 2. 利用苯(C6H6)和甲醇(CH3OH)在催化剂作用下反应可得到C7H8.我国学者结合实验与计算机模拟结果，研究得到反应C6H6(g)＋CH3OH(g)=C7H8(g)＋H2O(g)在固体酸(HB)催化剂表面进行的反应历程如图所示。其中吸附在固体酸(HB)表面的物种用*标注。 下列有关叙述错误的是 A. 该反应的热化学方程式为C6H6(g)＋CH3OH(g)=C7H8(g)＋H2O(g) ΔH=-61.4 kJ·mol-1 B. C6H在催化剂表面转化为C7H的反应方程式为C6H＋H2O＋CH3B=C7H＋H2O＋HB C. 吸附CH3OH(g)的焓变大于吸附C6H6(g)的焓变 D. 该历程中最大能垒(活化能)E正=161.9 kJ·mol-1 【答案】C 【解析】 【详解】A．C6H6(g)＋CH3OH(g)=C7H8(g)＋H2O(g)，根据图示，反应物的总能量高于生成物的总能量，为放热反应，利用盖斯定律，反应热只与始态和终态有关，与反应过程无关，则ΔH=-61.4 kJ·mol-1，故A正确； B．根据图示，C6H在催化剂表面转化为C7H的反应方程式为C6H＋H2O＋CH3B=C7H＋H2O＋HB，故B正确； C．吸附CH3OH(g)的焓变为-109.9 kJ·mol-1，小于吸附C6H6(g)的焓变为（-66.4-25.5）kJ·mol-1，故C错误； D．过渡态物质的总能量与反应物总能量的差值为活化能，即图中峰值越大则活化能越大，峰值越小则活化能越小，反应历程中最大的能垒E正=[52 kJ·mol-1-（-109.9 kJ·mol-1）]=161.9 kJ·mol-1，故D正确； 答案选C。 3. 某化学反应分两步进行；①；②。其能量变化如图所示，下列说法错误的是 A. 反应是放热反应 B. 反应①是吸热反应 C X、Y、M三种物质中Y最稳定 D. M是该反应的催化剂，可降低该反应的焓变，提高该反应的速率 【答案】D 【解析】 【分析】由题意可知，X为反应物、Y为生成物、M为中间产物； 【详解】A．由图可知，X转化为Y的反应为反应物总能量大于生成物总能量的放热反应，故A正确； B．由图可知，反应①反应物总能量小于生成物总能量的吸热反应，故B正确； C．物质的能量越低越稳定，由图可知，X、Y、M三种物质中Y的能量最低，所以三种物质中Y最稳定，故C正确； D．由分析可知，M为反应的中间产物，故D错误； 答案选D。 4. 我国科学家研发了一种可充电电池装置，充电时该装置可吸收合成甲酸，其具体工作原理如图所示。已知将阴离子、阳离子复合组成双极膜，双极膜中间层中的解离为和，并在直流电场作用下分别向两极迁移。下列说法错误的是 A. L膜是阴离子膜，P膜是阳离子膜 B. 放电时，电子由a流向电源的M极 C. 充电时，外电路中每通过1mol电子，理论上复合膜层间有解离 D. 充电时，N电极上发生的电极反应式为 【答案】C 【解析】 【分析】由题干信息可知，充电时该装置可吸收CO2合成甲酸，即N极将CO2转化为HCOOH，发生还原反应，则N极为阴极，电极反应为：CO2+2H++2e-=HCOOH，此时M极为阳极发生氧化反应，电极反应为：[Fe(CN)6]4--e-=[Fe(CN)6]3-，电源a电极为正极，b为负极，阳离子由阳极区移向阴极区，即P膜为阳离子交换膜，L膜为阴离子交换膜。 【详解】A．由分析可知，L膜是阴离子膜，P膜是阳离子膜，A正确； B．由分析可知，放电时，N为负极，M为正极，a为阳极，b为阴极，故电子由N流向b，再由a流向电源的M极，B正确； C．复合膜中H2OH++OH-，由于电子所带电荷数与H+或OH-所带电荷数相等，则外电路中每通过1mol电子，通过P膜的H+或L膜的OH-物质的量均为1mol，即充电时，外电路中每通过1mol电子，复合膜层间有1molH2O解离，C错误； D．由分析可知，充电时，N电极上发生的电极反应式为，D正确； 故选C。 5. 氯碱工业的一种节能新工艺是将电解池与燃料电池相结合，相关物料的传输与转化关系如图所示(电极未标出)。下列说法正确的是 A. 甲池是电解池，离子交换膜是阴离子交换膜 B. 通入空气(除CO2)的电极为负极 C. 电解池中产生2 mol Cl2时，理论上燃料电池中消耗0.5 mol O2 D. a、b、c的大小关系为c＞a＞b 【答案】D 【解析】 【分析】电解饱和食盐水，阴极发生还原反应：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，阳极发生氧化反应：2Cl--2e-=Cl2↑，则左边甲装置是电解池，电解饱和食盐水发生反应为：2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑，反应产生的H2在右边装置甲的燃料电池的负极发生氧化反应，电极反应式为：H2-2e-+2OH-=2H2O，通入空气(除CO2)的电极为燃料电池的正极，发生得到电子的还原反应：O2+4e-+2H2O=4OH-，可知X是Cl2，Y是H2，然后根据问题分析解答。 【详解】A．根据上述分析可知甲池是电解池，在甲装置的左边发生反应：2Cl--2e-= Cl2↑，Cl-放电导致电解池左边阳离子Na+浓度增大，为维持电荷守恒，Na+通过离子交换膜进入到电解池的右边，故该离子交换膜应该是阳离子交换膜，A错误； B．在右边装置乙的通入空气(除CO2)的电极为燃料电池的正极，正极上发生还原反应：O2+4e-+2H2O=4OH-，B错误； C．电解池中产生2 mol Cl2时，反应过程中转移4 mol电子，根据同一闭合回路中电子转移数目相等，可知理论上燃料电池中消耗1 mol O2，C错误； D．在燃料电池中的离子膜是阳离子交换膜，只允许阳离子通过，而燃料电池中正极氧气得到电子产生OH-，所以反应后氢氧化钠的浓度升高，即：c＞a；在燃料电池的负极上，氢气失电子生成H+会消耗OH-离子，所以NaOH溶液的浓度：a＞b，故三种NaOH溶液的浓度大小关系为：c＞a＞b，D正确； 故合理选项是D。 6. 利用电化学方法通过微生物电催化将有效地转化为，装置如图所示，下列说法错误的是 A. 钛网电极应与电源的正极连接 B. 石墨电极反应式为 C. 高温条件不利于有效地转化为 D. 当电路中转移时，右侧电极室质量减少8g 【答案】D 【解析】 【分析】由图可知，左侧由转化为，化合价降低，为阴极，电极反应式为，与电源负极连接，钛网电极与电源正极连接，电极反应式为，据此分析； 【详解】A．根据物质元素价态的变化，得知石墨电极为阴极，与电源负极连接，钛网电极与电源正极连接，A正确； B．根据分析可知，石墨电极反应式为，B正确； C．微生物在高温条件下失去活性，不利于有效地转化为，C正确； D．当电路中转移时，产生，质量为8g，同时有由右侧向左侧迁移，则右侧共减少9g，D错误； 故选D。 7. 下列事实不能用勒夏特列原理解释的是 A. 500℃左右比常温下更有利于合成氨 B. 新制氯水在光照条件下颜色变浅 C. 可向浓氨水加入氢氧化钠固体快速制取氨 D. 用钠与氯化钾共融方法制备气态钾 【答案】A 【解析】 【详解】A．合成氨的反应N2＋3H2⇌2NH3是放热反应，∆H＜0，升高温度平衡逆向移动，不能用勒夏特列原理解释，故A符合题意； B．新制的氯水中次氯酸受光照射会分解，次氯酸浓度减小，使得化学平衡Cl2＋H2O⇌HCl＋HClO向右移动，颜色变浅，能用勒夏特列原理解释，故B不符合题意； C．浓氨水加入氢氧化钠固体，氢氧化钠固体溶解放热，使一水合氨分解生成氨气，化学平衡NH3＋H2O⇌NH3•H2O⇌＋OH−逆向进行，能用勒夏特列原理解释，故C不符合题意； D．用钠与氯化钾共融的方法制备气态钾：Na(l)+KCl(l)⇌K(g)+NaCl(l)，K为气体，减小生成物的浓度可使平衡正向移动，能用勒夏特列原理解释，故D不符合题意； 故答案选A。 8. 与地震、海啸等自然灾害相比，腐蚀同样具备极强的破坏力。研究发现，每1.5分钟，全世界就有2吨的钢铁被腐蚀成铁锈，某学习小组探究金属电化学腐蚀与防护原理的示意图如图，下列说法不正确的是 A. 若X为食盐水，K未闭合，Fe棒上B点表面铁锈最多 B. 若X为食盐水，K与M连接，石墨电极上的反应式为O2+2H2O+4e-=4OH- C. 若X为稀盐酸，K分别与M、N连接，后者Fe腐蚀得更快 D. 若X为稀盐酸，K与M连接，石墨电极周围的pH会增大 【答案】C 【解析】 【详解】A．铁丝易被腐蚀的条件是：有氧气和水，C点没有氧气，所以腐蚀较慢，B中含有氧气和水，所以腐蚀较快，A中没有水所以腐蚀较慢，则B点腐蚀最快，铁锈最多，故A正确； B．若X为NaCl溶液，K与M链接，构成原电池，铁做负极，Fe上电极发生为Fe-2e-=Fe2+，石墨做正极，石墨电极上的反应式为O2+2H2O+4e=4OH-，故B正确； C．若X为稀盐酸，K与M相连接，铁做负极，加快腐蚀，与N链接铁做正极被保护，所以Fe腐蚀情况前者更慢，故C错误； D．若X为稀盐酸，K与M链接，构成原电池，铁做负极，石墨电极做正极，电极反应为2H++2e-=H2↑，石墨电极周围的pH会增大，故D正确； 答案选C。 9. 已知反应：，在一定温度下，平衡常数为K，反应达到平衡时，B的转化率与压强变化的关系如图所示，下列叙述一定正确的是 ①②点表示的正反应速率小于逆反应速率③点表示的反应速率比点的小④该反应温度升高值增大⑤若该反应在体积固定的密闭容器中进行，密度不变可以说明该反应到达平衡。 A. ①②③④⑤ B. ①② C. ①②③⑤ D. ②③⑤ 【答案】C 【解析】 【详解】①根据图知，一定温度下，增大压强，B的转化率增大，平衡正向移动，则n＞p，所以m+n＞p，故①正确； ②曲线上各点都是平衡点，要使x点达到平衡状态，B的转化率应该减小，平衡逆向移动，该点正反应速率小于逆反应速率，故②正确； ③压强越大，反应速率越快，压强：x点小于y点，则x点表示的反应速率比y点的小，故③正确； ④正反应放热，升高温度平衡逆向移动，因此该反应温度升高值减小，故④错误； ⑤若该反应在体积固定的密闭容器中进行，由于反应前后气体的质量是变化的，所以密度不变可以说明该反应到达平衡，故⑤正确； 故选：C。 10. 工业上生产硫酸时，利用催化氧化反应将SO2转化为SO3是一个关键步骤：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)。工业制硫酸的原理示意图： SO2的平衡转化率(%)随温度和压强的变化情况见下表： 温度/℃ 平衡时SO2的转化率/% 0.1MPa 0.5MPa 1MPa 5MPa 10MPa 450 97.5 98.9 99.2 99.6 99.7 550 85.6 92.9 94.9 97.7 98.3 下列说法不正确的是 A. 使用催化剂可以缩短反应达到平衡所需的时间 B. 通常不采取加压措施是因为常压下SO2的转化率已相当高 C. 工业生产中通入过量的空气可以提高SO2的平衡转化率 D. 反应选择在400～500 ℃，主要是让V2O5的活性最大、SO2的平衡转化率提高 【答案】D 【解析】 【详解】A．使用催化剂加快反应速率，可以缩短反应达到平衡所需的时间，A正确； B．根据表中数据可判断常压下SO2的转化率已相当高，所以通常不采取加压措施是因为常压下SO2的转化率已相当高，增大压强对设备要求高，增加成本，B正确； C．氧气是反应物之一，工业生产中通入过量的空气促使平衡正向移动，因此可以提高SO2的平衡转化率，C正确； D．反应选择在400～500 ℃，主要是让V2O5的活性最大，由于正反应是放热反应，因此高温下SO2的平衡转化率会降低，D错误； 答案选D。 11. 向容器中充入和，发生反应，测得反应在不同压强、不同温度下，平衡混合物中体积分数如图Ⅰ所示，测得反应时逆反应速率与容器中关系如图Ⅱ所示。下列说法正确的是 A. B. C. D. 图Ⅱ中当x点平衡体系升高至某一温度时，反应可重新达平衡状态，新平衡点可能是d 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据图1可知升高温度甲醇的含量降低，说明温度升高平衡逆向进行，反应为放热反应，，A错误； B．正反应体积减小，温度不变时增大压强平衡正向进行，甲醇含量增大，所以，B错误； C．升高温度，平衡向逆反应方向移动，化学平衡常数减小，由图可知，反应温度：B＞A＞C，则A、B、C三点对应的平衡常数K（A）、K（B）、K（C）由大到小的顺序排列为K（C）＞K（A）＞K（B），C错误； D．升高温度，正、逆反均应速率增大，反应为放热反应，平衡向逆反应方向移动，甲醇的浓度减小，则新平衡点可能是图中d点，D正确； 故答案为D。 12. 一定温度下，水溶液中H＋和OH-的浓度变化曲线如图，下列说法正确的是 A. 该温度下，a点溶液c(OH-)>c(H＋) B. 该温度下，0.01 mol·L-1NaOH溶液中c(H＋)=1.0×10-12 mol·L-1 C. 该温度下，加入NaOH可能引起由d向b的变化 D. b点时，升高温度，可能引起由b向c的变化 【答案】A 【解析】 【分析】根据图像，b点Kw=c(H＋)·c(OH-)=1.0×10-12>1.0×10-14，说明该温度高于常温； 【详解】A．曲线上的点的温度相同。该温度下，a点溶液中c(H＋)<c(OH-)，A正确； B．该温度下，0.01 mol·L-1 NaOH溶液中c(OH-)=0.01 mol·L-1，则c(H＋)=1.0×10-10mol·L-1，B错误； C．该温度下，加入NaOH，溶液中的c(OH-)增大，c(H＋)减小，不能引起d向b的变化，C错误； D．b点时，升高温度，水的电离程度增大，c(H＋)·c(OH-)增大，不能引起b向c的变化，D错误； 故选A。 13. 在常温下，有关下列溶液的叙述中错误的是 ①的氨水　　　 ②的氢氧化钾溶液 ③的醋酸　　　 ④的盐酸 A. 将①、②分别加水稀释1000倍后，溶液的①>② B. 将等体积的①和④混合，得到的溶液呈酸性 C. 向③、④中分别加入醋酸钠晶体后，两种溶液的均增大 D. 恰好中和等体积的③、④溶液，③消耗等浓度溶液的体积大 【答案】B 【解析】 【详解】A．一水合氨稀释过程中还能继续电离出氢氧根，所以稀释103倍其pH的变化小于3，pH=11的氢氧化钾溶液稀释103倍其pH的变化为3，则稀释后pH：①>②，A正确； B．将等体积的①和④混合，pH=3的盐酸中c（H+）=10-3mol/L，pH=11的氨水中c（OH-）=10-3mol/L，两种溶液H+与OH-离子浓度相等，但由于氨水为弱电解质，不能完全电离，则氨水浓度大于10-3mol/L，即氨水的浓度大于盐酸浓度，反应后氨水过量，溶液呈碱性，B错误； C．向醋酸中加入醋酸钠晶体，醋酸根离子会抑制醋酸的电离，氢离子浓度减小，pH增大；向硫酸中加入醋酸钠晶体，醋酸根离子会结合氢离子生成醋酸，氢离子浓度减小，pH增大，C正确； D．pH相同时，醋酸的浓度大于盐酸，恰好中和等体积的③、④溶液，③消耗等浓度溶液的体积大，D正确； 故选B。 14. 下列四幅图分别对应着四个反应： ①； ②； ③； ④。 下列说法正确的是 A. 图①中时，，故 B. 图②为恒温条件下时刻缩小容器体积的变化图 C. 图③为的平衡转化率与温度、压强的关系 D. 图④为的反应速率随温度的变化图 【答案】B 【解析】 【详解】A．时，，但以后和还在发生改变，因此时刻反应未达到化学平衡状态，不等于，A错误； B．该反应平衡常数表达式为，恒温条件下平衡常数为定值，故缩小容器体积，再次平衡后与原平衡浓度相等，B正确； C．的分解反应是吸热反应，压强相同时，升高温度，平衡正向移动，平衡转化率增大，C错误； D．平衡（）时升高温度，甲醇的正、逆反应速率均应增大，D错误； 故选B。 15. 利用光能源可以将CO2转化为重要的化工原料C2H4(电解质溶液为稀硫酸)，同时可为制备次磷酸(H3PO2)提供电能，其工作原理如图所示。下列说法错误的是 A. Y极为阴极 B. 标准状况下，当Z极产生11.2 L O2时，可生成H3PO2的数目为NA C. a、b、d为阳离子交换膜，c为阴离子交换膜 D. W极的电极反应式为2CO2＋12H＋＋12e-=C2H4＋4H2O 【答案】B 【解析】 【分析】左侧为原电池，右侧为电解池；左侧Z极上发生氧化反应2H2O-4e-=O2+4H+是原电池负极，W极上发生还原反应2CO2+12H++12e-=C2H4+4H2O是原电池正极，电解质溶液中H+由左到右穿过a膜；右侧Y极连接原电池负极(Z极)，是电解池阴极，发生还原反应2H2O+2e-=H2+2OH-，X极连接原电池正极(W极)，是电解池阳极，发生氧化反应2H2O-4e-=O2+4H+，原料室中Na+通过d膜进入N室保证电荷守恒，通过c膜进入产品室，M室中生成的H+通过b膜进入产品室，H+与按个数比1﹕1生成H3PO2。 【详解】A．右侧Y极连接原电池负极（Z极），是电解池阴极，故A正确； B．Z极上的电极反应为：2H2O-4e-=O2+4H+，标准状况下，11.2LO2物质的量是0.5mol，转移电子2mol，则X极上反应也应失去电子2mol，生成2molH+，最终生成2molH3PO2，其数目为2NA，故B错误； C．由于电解过程中电解质溶液中H+由左到右穿过a膜，原料室中Na+通过d膜进入N室保证电荷守恒，通过c膜进入产品室，M室中生成的H+通过b膜进入产品室，则a、b、d膜均过阳离子，c膜过阴离子，故C正确； D．W极为原电池的正极，其电极反应式为：2CO2+12H++12e-=C2H4+4H2O，故D正确； 故选：B。 二、实验探究题 16. 回答下列问题 （1）高铁酸盐在能源、环保等方面有着广泛的用途。高铁酸钾(K2FeO4)不仅是一种理想的水处理剂，而且高铁电池的研制也在进行中。如图是高铁电池的模拟实验装置： 该电池放电时正极的电极反应式为___________。 （2）二氧化氯(ClO2)为一种黄绿色气体，是国际上公认的高效、广谱、快速、安全的杀菌消毒剂。如图是目前已开发出用电解法制取ClO2的新工艺。 阳极产生ClO2的电极反应式：___________。 （3）当阴极产生标准状况下112mL气体时，通过阳离子交换膜离子的物质的量为___________。 某科研小组用SO2为原料制取硫酸。 （4）利用原电池原理，用SO2、O2和H2O来制备硫酸，该电池用多孔材料作电极，它能吸附气体，同时也能使气体与电解质溶液充分接触。请写出该电池负极电极反应式：___________。 （5）用Na2SO3溶液充分吸收SO2得NaHSO3溶液，然后电解该溶液可制得硫酸。电解原理示意图如图。请写出开始时阳极反应的电极反应式___________。 【答案】（1）FeO+4H2O+3e-=Fe(OH)3↓+5OH- （2）Cl--5e-+2H2O=ClO2↑+4H+ （3）0.01mol （4）SO2-2e-+2H2O=SO+4H+ （5）HSO-2e-+H2O=SO+3H+ 【解析】 【小问1详解】 根据电池装置，Zn做负极，C为正极，高铁酸钾的氧化性很强，正极上高铁酸钾发生还原反应生成Fe(OH)3，正极电极反应式为：+4H2O+3e-=Fe(OH)3↓+5OH-。 【小问2详解】 依据题干信息，阳极Cl－被氧化为ClO2，根据电子守恒和电荷守恒，写出电极反应式为：Cl--5e-+2H2O=ClO2↑+4H+。 【小问3详解】 电极上得到或失去一个电子，电解质溶液中必有一个钠离子通过阳离子交换膜，阴极反应式为：2H2O+2e-=2OH-+H2，当阴极生成标准状况下112mL H2时，转移电子的物质的量为：。 【小问4详解】 该原电池中，负极上失电子被氧化，二氧化硫到硫酸，硫的化合价升高，所以负极上投放的气体是二氧化硫，二氧化硫失电子和水反应生成硫酸根离子和氢离子，所以负极上的电极反应式为：SO2-2e-+2H2O=+4H+。 【小问5详解】 由图可知，阳极区失去电子被氧化生成，根据得失电子守恒和电荷守恒配平电极反应式：-2e-+H2O=+3H+。 三、填空题 17. 回答下列问题 （1）甲醇既是基本有机原料，又可作为燃料用于替代矿物燃料。 以下是工业上合成甲醇的两个反应： 反应Ⅰ：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) 反应Ⅱ：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) 上述反应符合“原子经济”原则的是___________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”) （2）已知在常温常压下： ①2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g) ΔH1 ②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH2 ③H2O(g)=H2O(l) ΔH3 则反应CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l)的ΔH=___________。 （3）水的离子积常数，是表示溶液中氢氧离子和H2O的比例关系的常数。它和温度的关系如表所示： 温度/℃ 25 t1 水的离子积Kw 1×10-14 1×10-12 ①t1℃时，水离子积Kw=1×10-12，则t1___________(填“>”“=”或“<”)25，其判断依据是___________。 ②25℃时，5.0×10-5mol/L的硫酸溶液，其pH=___________，其中由水电离产生的c(H+)=___________。 ③25℃时，某Na2SO4溶液中c(SO)=5×10-4mol/L，取该溶液1mL加水稀释至10mL，则稀释后溶液中c(Na+):c(OH-)=___________。 （4）在t1℃温度下，某溶液的pH=7，则该溶液___________(填字母)。 A. 呈中性 B. 呈碱性 C. 呈酸性 D. c(OH-)=100c(H+) 【答案】（1）Ⅰ （2）×(ΔH1-ΔH2+4ΔH3) （3） ①. > ②. 升高温度，促进水的电离，Kw增大 ③. 4 ④. 10-10mol/L ⑤. 1000 （4）BD 【解析】 【小问1详解】 反应I中所用原材料原子均转化到最终产物中，原子利用率为100%最经济，反应Ⅰ符合“原子经济”。 【小问2详解】 根据盖斯定律，由×(①-②+4×③)可得反应CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l)的ΔH=×(ΔH1-ΔH2+4ΔH3)。 【小问3详解】 ①由于水的电离过程为吸热过程，温度越高，水的电离程度越大，水的离子积Kw越大，t1℃时，水的离子积Kw=1×10-12>1×10-14，则t1>25； ②25℃时，5.0×10-5mol/L的硫酸溶液中c(H+)=5.0×10-5mol/L×2=1×10-4mol/L，其pH=-lgc(H+)=4，溶液中的氢氧根全部是由水电离出来的，则由水电离产生的c(H+)=c(OH-)= mol/L=10-10mol/L； ③25℃时，某Na2SO4溶液中c()=5×10-4mol/L，则溶液中钠离子浓度是5×10-4mol/L ×2=1×10-3 mol/L，如果稀释10倍，则钠离子浓度是1×10-4 mol/L；但硫酸钠溶液是显中性的，所以c(Na+)∶c(OH-)=10-4∶10-7=1000∶1。 【小问4详解】 在t1℃温度下，某溶液的pH=7，溶液中c(H+)=10-7mol/L，c(OH-)= mol/L=10-5mol/L，c(OH-)=100c(H+)，溶液呈碱性，故选BD。 18. Ⅰ.一定条件下，在容积为的密闭容器中，、B、C三种气体的物质的量随时间的变化如图甲所示。已知达到平衡后，降低温度，A的体积分数减小。 (1)该反应的化学方程式为____________。 (2)该反应的反应速率随时间的关系如图乙所示。 ①根据图乙判断，在时刻改变的外界条件是_____________。 ②、、对应的平衡状态中，C的体积分数最大的是状态________。 ③各阶段的平衡常数如下表所示： 、、之间的大小关系为__________(用“”“”或“”连接)。 Ⅱ.在密闭容器中充入一定量的，发生反应： ，如图丙所示为气体分解生成和的平衡转化率与温度、压强的关系。 (1)________(填“”“”或“”)0。 (2)图丙中压强(、、)由大到小的顺序为________。 (3)图丙中点对应的平衡常数________(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压总压物质的量分数)。 (4)如果想进一步提高的转化率，除改变温度、压强外，还可以采取的措施有__________。 【答案】 ①. ②. 升高温度 ③. ④. ⑤. ⑥. ⑦. 1 ⑧. 及时分离出产物 【解析】 【详解】Ⅰ．(1)根据图甲可知，达到平衡时A的物质的量减少，的物质的量减少，C的物质的量增加，所以A、B、C的物质的量变化量之比为，且A和B未完全转化为C，该反应为可逆反应，所以该反应的化学方程式为； (2)①根据图乙可知：时刻正、逆反应速率同时增大，且逆反应速率大于正反应速率，平衡逆向移动该反应反应前后气体分子数减小，若增大压强，平衡正向移动，与图象不符达到平衡后，降低温度，A的体积分数减小，则该反应为放热反应，升高温度，正、逆反应速率均增大，平衡逆向移动，与图象相符，所以时刻改变的条件是升高温度； ②根据图乙可知，在时反应正向进行，A的转化率逐渐增大，时反应达到平衡状态，A的转化率达到最大；时升高温度，平衡逆向移动，A的转化率逐渐减小，时A的转化率达到最小；时，正、逆反应速率同时增大且相等，说明平衡没有移动，A的转化率不变，与时相等，所以A的转化率最大的时间段是，A的转化率最大时，C的体积分数最大，对应a； ③反应 ，温度升高平衡向逆反应方向移动，化学平衡常数减小，所以温度越高，化学平衡常数越小；、、时间段的温度关系为，所以化学平衡常数大小关系为； Ⅱ．(1)恒压条件下，温度升高，的转化率增大，即升高温度平衡正向移动，则； (2) ，该反应是气体分子数增大的反应，温度不变，增大压强平衡逆向移动，的转化率减小，则压强由大到小的顺序为； (3)M点对应的转化率为50%，总压为，设起始量为，列三段式： ； (4)如果想进一步提高的转化率，除改变温度、压强外，还可以减少生成物浓度促进平衡正向移动。 19. 减弱温室效应的方法之一是将回收利用，科学家研究利用回收的制取甲醛，反应的热化学方程式为。 请回答下列问题： （1）已知：① ②相关化学键的键能数据如表所示： 化学键 键能 498 436 464 则 ___________。 （2）一定条件下，将的混合气体充入恒温恒容的密闭容器中，发生反应． ①下列说明反应已经达到平衡状态的是___________（填字母，下同）。 a．容器内气体密度保持不变 b．的体积分数保持不变 c．该反应的平衡常数保持不变 d．混合气体的平均相对分子质量不变 ②下列措施既能提高的转化率又能加快反应速率的是___________。 a．升高温度 b．使用高效催化剂 c．缩小容器体积 d．扩大容器体积 e．及时将产物分离出体系 （3）实验室在密闭容器中进行模拟上述合成的实验。时，将和混合气体充入容器中，后达到平衡，的转化率为， ①求用表示该反应的平均反应速率为____________。 ②时，反应的平衡常数___________。 ③时，向体积为的恒容密闭容器中充入一定量的和的混合气体，容器内气体压强为，反应达到平衡时，的分压与起始的关系如图所示： a．当时，反应达到平衡后，若再向容器中加入和，使二者分压均增大，则达到新平衡时，的转化率将__________（填“增大”“减小”或“不变”）。 b．当时，达到平衡状态后，的分压可能是图像中的点___________（填“D”“E”或“F”）。 【答案】（1）-6kJ/mol （2） ①. bd ②. c （3） ①. 0.05 ②. 1 ③. 增大 ④. F 【解析】 【小问1详解】 根据=反应物总键能-生成物总键能，反应2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)的，而由盖斯定律，反应HCHO(g)+O2(g)=CO2(g)+H2O(g)ΔH1=-480kJ⋅mol-1与反应2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)相减即可得到目标反应，故； 【小问2详解】 ①a．在恒温恒容的密闭容器中，体积始终不发生改变，由质量守恒可知，气体质量不变，根据可知，容器内气体密度为不变量，故不能证明达到平衡状态； b．H2O的体积分数保持不变，证明反应达到平衡状态； c．温度不变，反应平衡常数始终不变，为不变量，不能证明达到平衡状态； d．根据化学计量数反应前后不等，可知气体的物质的量为变量，质量不变，则气体的平均摩尔质量也为变量，可以证明达到平衡状态； 故选bd； ②a．升高温度反应速率增大，但因为，升高温度，平衡逆向移动，H2转化率降低，不符合题意要求； b．使用高效催化剂不改变转化率，不符合题意要求； c．缩小容器体积相当于增大压强，反应速率加快，平衡向体积减小的方向进行，即正向移动，H2的转化率增大，符合题意要求； d．扩大容器体积，浓度减小，反应速率降低，不符合题意要求； e．减少产物浓度，可使平衡右移，但是速率会下降，不符合题意要求； 故答案选c； 【小问3详解】 ①根据题意列三段式如下：，CO2转化率==50%，解得x=0.5mol，v(H2)=； ②K=； ③T2°C时，容器内气体起始压强为1.2kPa，当=2时，=2则p(H2)=0.8kPa，p(CO2)=0.4kPa，由图像可知，平衡时p(HCHO)=0.24kPa，列三段式如下：，Kp=，反应达到平衡后，若再向容器中加入CO2(g)和H2O(g)，使二者分压均增大0.05kPa，Q=平衡正向移动，则H2的转化率增大； ④结合图像分析，当反应物按化学计量数之比投料，达到平衡时生成物的百分含量最大，当=2.5时，达到平衡状态后，HCHO的体积分数应小于C点，故可能是图像中的F点。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$