精品解析：山东省青岛第九中学2024-2025学年高二上学期10月考试 化学试题

青岛九中2024-2025学年度第一学期10月考试高二化学 可能用到的相对原子质量：H-1 C-12 O-16 K-39 Fe-56 一、单选题 1. 化学与社会、生产、生活密切相关。下列说法错误的是 A. 在相同条件下，白口铁(镀锌铁)比马口铁(镀锡铁)更耐腐蚀 B. 可将地下输油钢管与外加直流电源的负极相连，保护其不受腐蚀 C. “保暖贴”工作过程中，主要利用了原电池的工作原理 D. “嫦娥五号”探测器中配制砷化镓太阳能电池，将化学能直接转化为电能 【答案】D 【解析】 【详解】A．白口铁中锌和铁形成原电池，锌做负极，铁做正极被保护；在马口铁中，锡和铁形成的原电池，锡做正极，铁做负极更易被腐蚀，A正确； B．可将地下输油钢管与外加直流电源的负极相连，外加电流保护法，保护其不受腐蚀，B正确； C．“保暖贴”利用铁粉为负极，碳粉为正极，氯化钠为电解液，组成原电池，发生电化学腐蚀而发热，C正确； D．砷化镓太阳能电池是将太阳能直接转化为电能，D错误； 故选D。 2. 下列有关说法正确的是 A. 恒容绝热容器中，发生反应，当压强不变时反应达到平衡状态 B. ，，则 C. 室温下，反应不能自发进行，说明该反应的 D. 一定温度下，压缩容器体积，再次达到新平衡后，浓度增大 【答案】A 【解析】 【详解】A．该反应为气体体积不变的放热反应，恒容绝热容器中，反应放出的热量，使容器内反应温度升高，气体压强增大，则压强不变说明正逆反应速率相等，反应已达到平衡状态，故A正确； B．硫在氧气中的燃烧反应为放热反应，气态硫的能量高于固态硫，则反应的焓变ΔH1小于ΔH2，故B错误； C．该反应为熵增的反应，室温下，反应不能自发进行说明反应ΔH—TΔS＞0，则反应的焓变ΔH大于0，故C错误； D．由方程式可知，反应的平衡常数K= c(CO2)，平衡常数为温度函数，温度不变，平衡常数不变，则压缩容器体积，再次达到新平衡后，二氧化碳的浓度不变，故D错误； 故选A。 3. 有关下列装置说法错误的是 A. 利用装置①可比较Zn和Cu的金属性 B. 利用装置②电解饱和溶液可制取 C. 利用装置③可电解精炼银 D. 装置④为牺牲阳极保护法 【答案】C 【解析】 【详解】A．装置①为原电池，金属性强于铜的锌电极为原电池的负极，锌失去电子发生氧化反应被损耗，铜为正极，铜离子得到电子发生还原反应生成铜，则利用装置①可比较锌和铜的金属性，故A正确； B．装置②电解为电解池，氯离子在阳极失去电子发生氧化反应生成氯气，溶液中锂离子通过阴离子交换膜进入阴极室，水在阴极得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子，在阴极室可以制得氢氧化锂，则利用装置②电解饱和氯化锂溶液可制取氢氧化锂，故B正确； C．装置③为精炼池，粗银应与直流电源的正极相连做阳极，精银做阴极，则利用装置③不能用于电解精炼银，故C错误； D．装置④为牺牲阳极保护法，镁、铁在潮湿的土壤中构成原电池，金属性强于铁的镁做被损耗，铁做正极被保护，故D正确； 故选C。 4. 新型液态电池的工作原理如图所示（a、b均为石墨电极）。下列有关说法错误的是 A. 电极a为负极，发生氧化反应 B. 放电时，负极区溶液pH减小 C. 正极电极反应式为 D. 若用此电池为铅酸蓄电池充电，b电极连接电极 【答案】C 【解析】 【分析】a电极有气体c放出，放出的气体为氧气，可知a电极双氧水发生氧化反应生成氧气，a是负极、b是正极。 【详解】A．a电极有气体c放出，放出的气体为氧气，电极a为负极，发生氧化反应，故A正确； B．放电时，负极发生反应H2O2-2e-+2OH-=2H2O+O2↑，负极区消耗OH-，溶液pH减小，故B正确； C．b是正极，正极双氧水得电子生成水，正极电极反应式为，故C错误； D．a是负极、b是正极，若用此电池为铅酸蓄电池充电，铅酸蓄电池充电时电极为阳极，接电池正极b电极，故D正确； 选C。 5. 一定温度下，和在恒容密闭容器中发生反应：容器中A、B、D的物质的量浓度随时间的变化如图所示。下列说法错误的是 A. B. 前内的平均反应速率 C. 该温度时，反应的平衡常数 D. 平衡时保持温度不变，压缩容器体积，平衡向正反应方向移动 【答案】D 【解析】 【详解】A．由图可知，反应在前10min内D的浓度变化为3mol/L，A浓度变化量为(3.5-2)mol/L=1.5mol/L，故1：x=1.5：3，解得x=2，故A正确； B．由图可知，反应在前10min内D的浓度变化为3mol/L，平均反应速率v(D)= =0.3mol⋅L-1⋅min-1，故B正确； C．该反应方程式为，平衡时，C的浓度为1.5mol/L，D的浓度为3.0mol/L，A的浓度为2.0mol/L，B的浓度为1.0mol/L，所以平衡常数K=，故C正确； D．该反应过程中气体分子数变大，温度一定时，压缩容器体积，增大压强，平衡向逆方向移动，故D错误； 故选D。 6. 下列说法正确的是 A. 一定条件下，在体积为10 L的密闭容器中充入1 mol X和1 mol Y进行反应：2X(g)+Y(g)⇌Z(g)达到平衡，若将容器体积变为20 L，则Z的平衡浓度等于原来的 B. C(s)+H2O(g)⇌H2(g)+CO(g)，碳的质量不再改变说明反应已达平衡 C. 若压强不再随时间变化时能说明反应2A(？)+B(g)⇌2C(？)已达平衡，则A、C不能同时是气体 D. 1 mol N2和3 mol H2反应达到平衡时H2转化率为10%，放出的热量为Q1；在相同温度和压强下，当2mol NH3分解为N2和H2的转化率为10%时，吸收的热量为Q2，Q2不等于Q1 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】A．对于反应2X(g)+Y(g)⇌Z(g)，当反应容器体积由10L扩大到20L，相当于减压，平衡左移，则Z的平衡浓度小于原来的 ，A项错误； B．在建立平衡前，碳的质量不断改变，达到平衡时，质量不变，因而碳的质量不再改变说明反应已达平衡，B项正确； C．即使A，C物质均为气体，反应前后气体分子总数也会发生变化、压强也会变，故当压强不随时间变化时，仍能说明反应达到平衡，C项错误； D．设合成氨反应中消耗1 mol N2和3 mol H2同时生成2 mol NH3时，放出热量为Q，则热化学方程式为：，消耗2 mol NH3同时生成1 molN2和3 mol H2时，吸收热量为Q，则热化学方程式为：，当1 mol N2和3 mol H2反应达到平衡时H2转化率为10%，放出的热量为Q1=0.1Q，在相同温度和压强下，当2 mol NH3分解为N2和H2的转化率为10%时，吸收的热量为Q2=Q1，D项错误； 故答案选B。 7. 以不同材料修饰的为电极，一定浓度的溶液为电解液，采用电解和催化相结合的循环方式，可实现高效制和，装置如图所示。下列说法错误的是 A. 电极a连接电源负极 B. 加入Y的目的是补充 C. 电解总反应式为 D. 催化阶段反应产物物质的量之比 【答案】B 【解析】 【分析】电极b上Br-发生失电子的氧化反应转化成，电极b为阳极，电极反应为Br- -6e-+3H2O=+6H+；则电极a为阴极，电极a的电极反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-；电解总反应式为Br-+3H2O+3H2↑；催化循环阶段被还原成Br-循环使用、同时生成O2，实现高效制H2和O2，即Z为O2。 【详解】A．根据分析，电极a为阴极，连接电源负极，A项正确； B．根据分析电解过程中消耗H2O和Br-，而催化阶段被还原成Br-循环使用，故加入Y的目的是补充H2O，维持NaBr溶液为一定浓度，B项错误； C．根据分析电解总反应式为Br-+3H2O+3H2↑，C项正确； D．催化阶段，Br元素的化合价由+5价降至-1价，生成1molBr-得到6mol电子，O元素的化合价由-2价升至0价，生成1molO2失去4mol电子，根据得失电子守恒，反应产物物质的量之比n(O2) ∶n(Br-)=6∶4=3∶2，D项正确； 答案选B。 8. 2023年9月23日，杭州亚运会采用了废碳再生的“绿色甲醇”为燃料，而工业上常用二氧化碳加氢生产甲醇，有利于实现“碳达峰”，反应过程如下所示： ① ② 向密闭容器中通入物质的量比为的和混合气体，在不同条件下达到平衡，测得平衡时甲醇的物质的量分数，在℃下的、在下的如图所示： 下列说法错误的是 A. 在250℃、下，平衡时甲醇的物质的量分数为10％ B. 图像中A点和B点达到了相同的平衡状态 C. 保持其他条件不变，增大起始物的比值，可以提高的平衡转化率 D. 在210℃、下，当反应处于Y点状态时，延长反应时间不能达到X点状态 【答案】D 【解析】 【详解】A．由图可知，250℃、9×105Pa下，平衡时甲醇的物质的量分数为10％，故A正确； B．由图可知，250℃、5×105Pa下，A点甲醇的物质的量分数与B点甲醇的物质的量分数都为0.05，所以A点和B点达到了相同的平衡状态，故B正确； C．保持其他条件不变，增大起始物的比值相当于增大氢气的浓度，平衡向正反应方向移动，二氧化碳的转化率增大，故C正确； D．由图可知，210℃、5×105Pa下，Y点甲醇的物质的量分数小于X点甲醇的物质的量分数，说明反应未达到平衡，反应向正反应方向进行，则延长反应时间能达到X点状态，故D错误； 故选D。 9. 下列有关图示原电池装置的叙述正确的是 A. 图1盐桥中的阳离子移向溶液 B. 图2中Zn发生还原反应，发生氧化反应 C. 图3中电池放电时，负极质量减小，正极质量增加 D. 图4电解质溶液采用稀硫酸时，正极反应为： 【答案】D 【解析】 【详解】A．图1为铜锌原电池，Zn为负极（锌失电子），Cu为正极（Cu2+得电子），盐桥中阳离子移向正极区CuSO4溶液、阴离子移向负极区溶液，A错误； B．图2为锌锰干电池，Zn为负极，发生氧化反应，为正极，发生还原反应，B错误； C．图3为铅蓄电池，放电时负极反应为（质量增加），正极反应为（质量增加），正、负极质量均增大，C错误； D．图4为氢氧燃料电池，酸性电解质中，正极氧气得电子发生还原反应与氢离子结合生成水，正极反应为，D正确； 故选D。 10. 下列有关实验现象和解释或结论都正确的是 选项 实验操作 现象 解释或结论 A 向充有NO2和N2O4混合气体的恒容透明密闭容器中充入氦气，增大压强2NO2N2O4 颜色变浅 增大压强，平衡正向移动 B 向两只试管中均加入5mL淀粉溶液和两滴碘水，向其中一只试管中加入1mL 2mol/L的硫酸溶液(必要时可加热)，向另一支试管中加入1mL唾液，观察现象 对比蓝色褪色的时间 不同催化剂对化学反应速率的影响不同 C 将充满的密闭玻璃球浸泡在热水中 红棕色变深 2NO2N2O4的 D 向和的混合溶液中，加入固体 血红色溶液变浅 增大的浓度，平衡逆向移动 A. A B. B C. C D. D 【答案】B 【解析】 【详解】A．恒容透明密闭容器中充入氦气，平衡不移动，NO2和N2O4的浓度均不变，颜色不变，故A错误； B．硫酸、唾液均使淀粉发生水解，根据控制变量的原则，其余量一样，只有催化剂不同，可探究不同催化剂对反应速率的影响，故B正确； C．将充满的密闭玻璃球浸泡在热水中，红棕色变深，说明2NO2N2O4逆向移动，故该反应为放热反应，即，故C错误； D．加入KCl固体，对Fe3++3SCN-⇌Fe(SCN)3的平衡无影响，溶液颜色不变，故D错误； 答案选B。 二、不定项选择题 11. 下列实验装置和操作能达到实验目的的是 选项 实验目的 实验装置和操作 A 在铁上镀锌 B 根据溶液褪色时间，探究浓度对化学反应速率的影响 C 验证牺牲阳极保护法 D 证明与的反应是有限度的 A. A B. B C. C D. D 【答案】AC 【解析】 【详解】A．由实验装置图可知，与直流电源正极相连的锌电极做阳极，铁在阴极，电解质溶液为硫酸锌溶液可以实现在铁上镀锌的实验目的，故A正确； B．由实验装置图可知，草酸溶液与高锰酸钾溶液反应时，草酸溶液不足量，无法观察到溶液褪色，所以无法到达根据溶液褪色时间，探究浓度对化学反应速率的影响的实验目的，故B错误； C．向铁电极附近的溶液中滴入铁氰化钾溶液，没有蓝色沉淀生成说明锌做原电池的负极，铁做正极被保护，则题给装置能达到验证牺牲阳极保护法的实验目的，故C正确； D．氯化铁溶液与少量碘化钾溶液反应生成能使淀粉溶液变蓝色的单质碘，则题给装置无法到达证明铁离子与碘离子的反应是有限度的实验目的，故D错误； 故选AC。 12. 2023年8月，科学家研制出一种低成本高能量密度的多硫/高锰液流电池，其工作原理如下图所示，两侧储罐溶液体积均为。下列说法正确的是 A. 放电时，电流从a电极经外电路流向b电极 B. 放电时，a极的电极反应为 C. 充电时，从a电极区经交换膜流向b电极区 D. 充电时，当浓度变化，交换膜交换个 【答案】B 【解析】 【分析】放电时，电极a上失电子生成，电极a为负极，电极b上得电子生成，电极b为正极；充电时电极a为阴极，得电子生成，电极b为阳极，失电子生成。 【详解】A．放电时，电极a为负极，电极b为正极，电流从电极b经外电路流向电极a，A错误； B．放电时，电极a为负极，电极反应为，B正确； C．充电时，电极a为阴极，电极b为阳极，电解质溶液中的阳离子从阳极向阴极移动，即K+从电极b区向电极a区移动，C错误； D．充电时，阳极反应式为-e-=，当浓度变化0.3mol/L，转移电子的物质的量为0.3mol/L×10L=3mol，交换膜交换3NA个K+，D错误； 故答案选B。 13. 在一定体积下，分解时相关物质的相对能量与反应历程关系如图所示[已知和的相对能量为0]。下列说法错误的是 A. 根据图像可知： B. 形成键时释放的能量为 C. 的平衡转化率：历程I=历程II D. 在该历程中速率最快步骤的热化学方程式为 【答案】B 【解析】 【分析】由图可知，历程I为反应物总能量高于生成物总能量的放热反应，反应的热化学方程式为O3(g)+O(g)=2O2(g) △H=—(E3—E6)kJ/mol；历程II中第一步反应为O3(g)+ Cl(g)=2O2(g) +ClO(g)△H=—(E2—E4)kJ/mol，第二步反应为O(g) +ClO(g) =O2(g) +Cl(g) △H=—(E4—E5)kJ/mol，总反应为O3(g)+O(g) 2O2(g) △H=—(E2—E5)kJ/mol，催化剂改变反应的历程，但不改变反应热，则总反应的△H=—(E3—E6)kJ/mol=—(E2—E5)kJ/mol。 【详解】A．由分析可知，总反应的△H=—(E3—E6)kJ/mol=—(E2—E5)kJ/mol，整理可得E2—E3= E5—E6，故A正确； B．由图可知，气态氯原子的相对能量为(E2—E3) kJ/mol =( E5—E6) kJ/mol，由氯气的相对能量为0可知，形成1mol氯氯键时释放的能量为2(E2—E3) kJ/mol =2(E5—E6) kJ/mol，故B错误； C．由分析可知，气态氯原子是历程II的催化剂，催化剂改变反应的历程，但不改变平衡的移动方向，所以历程I和历程II中臭氧的转化率相等，故C正确； D．由图可知，历程Ⅱ中第二步反应的活化能小于第一步反应的活化能，反应的活化能越小，反应速率越快，则在该历程中速率最快步骤的热化学方程式为O(g) +ClO(g) =O2(g) +Cl(g) △H=—(E4—E5)kJ/mol，故D正确； 故选B。 14. 一种合成氨的反应历程如图所示(吸附在催化剂表面的物质用*表示)。下列说法错误的是 A. 生成过程中包含多步还原反应 B. 过程和过程中能量的变化值相同 C. 增大浓度，有利于提高的转化率 D. 有大量氨分子吸附在催化剂表面会降低化学反应速率 【答案】B 【解析】 【详解】A．由题图可知，生成NH3的过程中氮元素化合价逐渐降低，是通过多步还原反应生成的，故A正确； B．过程Ⅰ是断裂氮氮三键中的一个键且形成一个N-H键，而过程Ⅲ是断裂键N=N中的一个键且形成一个N-H键，所以能量变化不同，故B错误； C．增大N2的浓度，平衡正向移动，使H2转化量增加从而增大了H2的转化率，故C正确； D．NH3的及时脱附可留下继续反应的空间而增加催化剂的活性位，如果大量氨分子吸附在催化剂表面，将降低反应速率，故D正确； 故选B。 15. 八钼酸铵可用于染料、催化剂、防火剂等。该化合物可通过电渗析法获得，工作原理如图。下列说法错误的是 A. a连接电源正极 B. 生成的反应为 C. 电解一段时间后，b极附近氨水的浓度减小 D. 双极膜附近的移向左侧 【答案】C 【解析】 【分析】由图可知，b为阴极，水放电生成氢气和氢氧根离子，则a为阳极，水放电生成氧气和氢离子；双极膜释放出氢离子向阴极移动和反应生成； 【详解】A．由分析可知，a为阳极，连接电源正极，A正确； B．双极膜释放出氢离子向阴极移动和反应生成，生成的反应为，B正确； C．电解一段时间后，b极附近生成的氢氧根离子和左侧迁移过来的铵根离子生成一水合氨，氨水的浓度变大，C错误； D．阴离子向阳极迁移，双极膜附近的移向左侧，D正确； 故选C。 三、非选择题。 16. 随着能源结构的改变，甲醇将成为21世纪具有竞争力的清洁能源，工业上常利用CO或来生产甲醇。回答下列问题： （1）二氧化碳加氢制甲醇时，一般认为可通过如下步骤来实现： 第一步： 第二步： ①与反应生成和的热化学方程式为___________。 ②若第一步为慢反应，下列示意图中能体现上述反应能量变化的是___________(填标号)。 A．　　B．　　C．　D． （2）气态甲醇用作燃料时，可发生如下两个反应： 　 　 则___________(填“>”“<”或“=”)。 （3）某同学设计了如下电化学装置，利用制取甲醇。 ①固体电解质采用___________(填“氧离子导体”或“质子导体”)。 ②正极的电极反应式为___________。 （4）利用可再生能源电还原制取甲醇的装置如下图所示，高浓度的用于抑制酸性电解液中的析氢反应来提高甲醇的生成率，Cu电极上发生的电极反应为___________，当制得时，标准状况下理论上阳极产生的气体体积为___________。 【答案】（1） ①. CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49kJ/mol ②. C （2）> （3） ①. 氧离子导体 ②. CO2+2H2O+6e-=CH3OH+3O2- （4） ①. CO2+6e-+6H+=CH3OH+H2O ②. 6.72L 【解析】 【小问1详解】 ①由盖斯定律，CO2(g)与H2(g)反应生成CH3OH(g)和H2O(g)的热化学方程式CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49kJ/mol； ②若第一步为慢反应，则第一步活化能高，第二步活化能低，且第一步吸热，第二步放热，符合的图像为C； 【小问2详解】 由盖斯定律，③式-④式，CO(g)+O2(g)= CO2(g) <0，则Q1>Q2； 【小问3详解】 ①该电池为原电池，左侧为负极，电极方程式为H2-2e-+O2-=H2O，因此为氧离子导体；②右侧为正极，电极反应式为CO2+2H2O+6e-=CH3OH+3O2-； 【小问4详解】 ①该电池为电解池，Cu为阴极，电极方程式为CO2+6e-+6H+=CH3OH+H2O；②阴极电极式为2H2O-4e-=O2+4H+，当制得6.4g CH3OH时，n（CH3OH）==0.2mol，由电极式转移电子数1.2NA，转移1.2mol电子，生成标准状况下氧气0.3mol理论上阳极产生的气体体积为0.3×22.4L=6.72L。 17. 回答下列问题： （1）铝及其化合物在生成生活中有广泛应用 ①一定温度下，3AlCl(g)AlCl3(s)+2Al(s)。在密闭容器中投入足量的AlCl(g)，一定温度下发生上述反应，达到平衡后P(AlCl)=a kPa，保持温度不变，将体积缩小至原来的三分之一且保持体积不变，达到第二次平衡。下列说法错误的_____(填字母) A. 气体压强保持不变时达到平衡的状态 B. 第一次平衡到第二次平衡时平衡常数增大 C. 达到第二次平衡时，P(AlCl)=a kPa D. 第一次平衡到第二次平衡时，n(AlCl3)保持不变 ②氮化铝(AlN)是一种新型无机非金属材料。工业制备AlN的反应原理为Al2O3(s)+3C(s)+N2(g)2AlN(s)+3CO(g) △H＞0。向2L恒容密闭容器中充入足量的Al2O3(s)、C(s)、2molN2(g)，只发生上述反应，测得平衡时CO的体积分数与温度、压强的关系如图所示： ①X代表________(填“温度”或“压强”)，判断依据是________。Y1________Y2(填“＞”、“＜”或“=”) ②M点对应的条件下，平衡常数为________mol2•L－2(用分数表示) （2）CO2催化加氢，CO2催化加氢生成乙烯和水的反应中，原料初始组成，在体系压强为，反应达到平衡时，四种组分的物质的量分数x随温度T的变化如下图所示。 图中表示C2H4、CO2变化的曲线分别是________、________。 CO2催化加氢合成C2H4反应的∆H_________0(“大”或“小于”)。根据图中点，计算该温度时反应的平衡常数_______(列出计算式。以分压表示，分压总压×物质的量分数)。 【答案】（1） ①. BD ②. 温度 ③. 该反应的正反应为吸热反应，平衡后升高温度，反应正向移动，CO的体积分数增大 ④. ＞ ⑤. （2） ①. d ②. c ③. 小于 ④. 【解析】 【小问1详解】 ①A．正反应气体体积减小，恒温恒容条件下反应正向进行时，气体的物质的量减小，压强也减小，所以气体压强保持不变时达到平衡状态，故A正确； B．第一次平衡到第二次平衡时温度不变，则两次平衡常数K相同，故B错误； C．达到第二次平衡时平衡常数Kp不变，平衡常数Kp=，则达到第二次平衡时，p(AlCl)=akPa，故C正确； D．正反应气体体积减小，恒温恒容条件下增大压强平衡正向移动，n(AlCl3)增大，故D错误； 答案为BD； ②①制备AlN的化学反应为气体分子数增大的吸热反应，其他条件不变时升高温度，平衡正向移动，CO的体积分数增大，则图中X表示温度，Y表示压强，其他条件不变时增大压强，平衡逆向移动，CO的体积分数减小，即压强越大，CO的体积分数越小，所以Y1＞Y2； ②根据试题数据，反应三段式为： 图中M点时CO的体积分数为50%，即1-x=3x，解得x=0.25，平衡常数K== mol2•L－2= mol2•L－2； 【小问2详解】 ①CO2催化加氢生成C2H4和水的反应中，该反应的化学方程式是2CO2+6H2C2H4+4H2O(g)，由题中信息可知，两反应物CO2和H2初始投料之比等于化学计量数之比，所以平衡时CO2和H2的物质的量分数比为1：3，平衡时C2H4和H2O的物质的量分数比为1：4，d和b表示的物质的物质的量分数之比为1：4，c和a表示的物质的物质的量分数之比为1：3，所以表示乙烯变化的曲线是d，表示二氧化碳变化曲线的是c，由图中曲线的变化趋势可知，升高温度，乙烯的物质的量分数减少，则化学平衡向逆反应方向进行，则该反应是放热反应，ΔH小于0； ②起始投料比n(CO2)：n(H2O)=1：3，平衡时总压为0.1MPa，在相同外界条件下气体的压强比等于气体的物质的量的比，则p(CO2)：p(H2)=1：3，p(C2H4)：p(H2O)=1：4，由图像中A点坐标可知p(H2)=p(H2O)=0.1×0.39MPa，所以p(CO2)=p(H2)=×0.1×0.39MPa，p(C2H4)=p(H2O)= ×0.1×0.39MPa，结合反应的化学方程式：2CO2+6H2C2H4+4H2O(g)可得该温度下的平衡常数Kp===。 18. 科研小组设计利用甲烷(CH4)燃料电池(碱性溶液做电解质溶液)，模拟工业电镀、精炼和海水淡化的装置如下。 （1）A电极的电极反应式为__________。 （2）乙装置用来模拟电解精炼和电镀。 ①若用于粗铜的精炼，装置中电极C是_________(填“粗铜”或“纯铜”)。 ②若用于电镀金属银，则电镀液宜用_________溶液，镀件是_________(填“C”或“D”)。镀铬时由CrO放电产生铬镀层的电极反应式为__________。(已知：镀铬时常加硫酸作为催化剂) （3）电渗析法是海水淡化的常用方法，某地海水中主要离子的含量如下表，现利用“电渗析法”进行淡化，技术原理如图丙所示(两端为惰性电极，阳膜只允许阳离子通过，阴膜只允许阴离子通过)。 离子 Na+ K+ Ca2+ Mg2+ Cl－ SO HCO 含量/mg·L-1 9360 83 200 1100 16000 1200 118 ①淡化过程中在________室中易形成水垢(主要成分是CaCO3和Mg(OH)2) ②产生淡水的出水口为________(选填“e”、“f”、“j”)。 （4）利用膜电解技术(装置如图所示)，以Na2CrO4为主要原料制备Na2Cr2O7的总反应方程式为：4Na2CrO4+4H2O2Na2Cr2O7+4NaOH+2H2↑+O2↑。则Na2Cr2O7在________(填“阴”或“阳”)极室制得，电解时通过膜的离子主要为_________。 【答案】（1）CH4-8e-+10OH-=CO+7H2O （2） ①. 粗铜 ②. AgNO3 ③. D ④. CrO+6e-+8H+=Cr+4H2O （3） ①. 戊 ②. ej （4） ①. 阳 ②. Na+ 【解析】 【分析】由图可知，甲为甲烷燃料电池，A极通入甲烷作负极，B极通入氧气作正极，乙为电解池，C作阳极，D作阴极，丙为电解池，左侧电极为阳极，即甲室为阳极室，右侧电极为阴极，戊室为阴极室，据此作答。 【小问1详解】 甲装置中B电极为正极，发生还原反应，A极为负极，电极反应式为CH4-8e-+10OH-=CO+7H2O， 【小问2详解】 ①若用于粗铜的精炼，粗铜作阳极，故装置中C电极是粗铜； ②若用于电镀银，电解质用AgNO3溶液，镀件作阴极，故D是镀件；镀铬时，镀件作阴极，CrO放电产生铬镀层的电极为阴极，电极反应式为CrO+6e-+8H+=Cr+4H2O； 【小问3详解】 ①戊室为阴极室，阴极电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，氢氧根离子与镁离子反应生成氢氧化镁，氢氧根离子与碳酸氢根离子反应生成碳酸根离子，碳酸根离子与水中的钙离子反应生成碳酸钙，形成水垢； ②甲室为阳极室，乙室中阴离子向左侧迁移进入甲室，乙室中阳离子向右侧迁移进入丙室，故e出口产生淡水，戊为阴极室，丁室阳离子向右侧迁移进入戊室，丁室阴离子向左侧迁移进入丙室，故j出口产生淡水；即产生淡水的出水口为ej； 【小问4详解】 电解过程实质是电解水，阳极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+，阳极室还发生反应：2CrO+2H+⇌Cr2O+H2O，阴极反应式为4H2O+4e-═2H2↑+4OH-，即Na2Cr2O7在阳极室制得，电解过程中，阴极有NaOH生成，Na+离子通过离子交换膜由阳极室移向阴极室。 19. 探究CH3OH合成反应化学平衡的影响因素，有利于提高CH3OH的产率。以CO2、H2为原料合成CH3OH涉及的主要反应如下： Ⅰ. Ⅱ. Ⅲ. 回答下列问题： (1)_________。 (2)一定条件下，向体积为VL的恒容密闭容器中通入1 mol CO2和3 mol H2发生上述反应，达到平衡时，容器中CH3OH(g)为ɑ mol，CO为b mol，此时H2(g)的浓度为__________mol﹒L-1(用含a、b、V的代数式表示，下同)，反应Ⅲ的平衡常数为___________。 (3)不同压强下，按照n(CO2)：n(H2)=1：3投料，实验测定CO2的平衡转化率和CH3OH的平衡产率随温度的变化关系如下图所示。 已知：CO2的平衡转化率= CH3OH的平衡产率= 其中纵坐标表示CO2平衡转化率的是图___________(填“甲”或“乙”)；压强p1、p2、p3由大到小的顺序为___________；图乙中T1温度时，三条曲线几乎交于一点的原因是___________。 (4)为同时提高CO2的平衡转化率和CH3OH的平衡产率，应选择的反应条件为_________(填标号)。 A.低温、高压 B.高温、低压 C.低温、低压 D.高温、高压 【答案】 ①. +43.9 ②. ③. ④. 乙 ⑤. p1、p2、p3 ⑥. T1时以反应Ⅲ为主，反应Ⅲ前后气体分子数相等，压强改变对平衡没有影响 ⑦. A 【解析】 【分析】根据盖斯定律计算反应热；利用三个反应，进行浓度和化学平衡常数的计算；结合图形根据勒夏特列原理考虑平衡移动的方向，确定温度和压强变化时，CO2的平衡转化率和CH3OH的平衡产率之间的关系得到相应的答案。 【详解】(1).根据反应I-II=III，则△H3=△H1-△H2=-48.5kJ∙mol-1-(-92.4 kJ∙mol-1)=+43.9 kJ∙mol-1； (2).假设反应II中，CO反应了xmol，则II生成的CH3OH为xmol，I生成的CH3OH为(a-x)mol，III生成CO为(b+x)mol，根据反应I：，反应II： ，反应III：，所以平衡时H2的物质的量为3mol-3(a-x)mol-2xmol-(b+x)mol =(3-3a-b)mol，浓度为:；平衡时CO2的物质的量为1mol-(a-x)mol-(b+x)mol=(1-a-b)mol，CO的物质的量为bmol，水的物质的量为(a+b)mol，则反应III的平衡常数为：； (3).反应I和II为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，则CH3OH的平衡产率减少，所以图甲表示CH3OH的平衡产率，图乙中，开始升高温度，由于反应I和II为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，CO2的平衡转化率降低，反应III为吸热反应，升高温度反应III向正反应方向移动，升高一定温度后以反应III为主，CO2的平衡转化率又升高，所以图乙表示CO2的平衡转化率；压强增大，反应I和II是气体体积减小的反应，反应I和II平衡正向移动，反应III气体体积不变化，平衡不移动，故压强增大CH3OH的平衡产率增大，根据图所以压强关系为：p1>p2>p3；温度升高，反应I和II平衡逆向移动，反应III向正反应方向移动，所以T1温度时，三条曲线交与一点的原因为：T1时以反应III为主，反应III前后分子数相等，压强改变对平衡没有影响； (4).根据图示可知，温度越低，CO2的平衡转化率越大，CH3OH的平衡产率越大，压强越大，CO2的平衡转化率越大，CH3OH的平衡产率越大，所以选择低温和高压，答案选A。 【点睛】本题为化学反应原理综合题，考查了盖斯定律、化学平衡常数的计算、勒夏特列原理进行图象的分析，难点为平衡常数的计算，巧用了三个反应的化学方程式，进行了数据的处理，得到反应III的各项数据，进行计算得到平衡常数。 20. 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。回答下列问题： （1）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及其平衡常数如下： (i)直接氯化：TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(g)+O2(g) △H1=+172kJ∙mol-1，Kp1=1.0×10-2 (ii)碳氯化：TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)=TiCl4(g)+2CO(g) △H2=-51kJ∙mol-1，Kp2=1.2×1012Pa ①反应2C(s)+O2(g)=2CO(g)的H 为_________kJ mol-1， Kp =_________Pa。 ②碳氯化的反应趋势远大于直接氯化，其原因是___________。 ③对于碳氯化反应：增大压强，平衡_________移动(填“向左”“向右”或“不”)；温度升高，平衡转化率_________(填“变大”“变小”或“不变”)。 （2）热分解反应为： △H1=+170kJ∙mol-1。 ①在1470K、l00kPa反应条件下，将的混合气进行热分解反应。平衡时混合气中与的分压相等，平衡转化率为_________，平衡常________。 ②在1373K、100kPa反应条件下，对于分别为4：1、1：1、1：4、1：9、1：19的混合气，热分解反应过程中转化率随时间的变化如图所示。 越小，平衡转化率_________，理由是_________。 【答案】（1） ①. -223 ②. 1.2×1014 ③. 碳氯化反应为熵增的放热反应，有利于反应正向进行，而直接氯化的反应为熵减的吸热反应，不利于反应正向进行 ④. 向左 ⑤. 变小 （2） ①. 66.7% ②. 25 ③. 越高 ④. n(H2S)：n(Ar)越小，H2S分压越小，平衡向正反应方向进行，H2S平衡转化率越高 【解析】 【小问1详解】 ①根据(i)：TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(g)+O2(g) △H1=+172kJ∙mol-1，Kp1=1.0×10-2；(ii)：TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)=TiCl4(g)+2CO(g) △H2=-51kJ∙mol-1，Kp2=1.2×1012Pa，反应ii-反应i得到反应2C(s)+O2(g)=2CO(g)，故ΔH=ΔH2-ΔH1═-51kJ•mol-1-172kJ•mol-1=-223kJ•mol-1；Kp===1.2×1014Pa； ②碳氯化的反应，正向既是熵增反应又是放热反应，这两个因素均有利于反应正向进行；而直接氯化的正反应，既是熵减反应又是吸热反应，这两个因素均不利于反应正向进行，所以碳氯化的反应趋势远大于直接氯化； ③根据勒夏特列原理可知，增大压强，平衡向气体系数减小的方向移动，TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)=TiCl4(g)+2CO(g) △H2=-51kJ∙mol-1，生成物气体的系数大于反应物气体的系数，故平衡向逆反应方向移动，该反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，转化率减小； 【小问2详解】 ①假设在该条件下，硫化氢和氩的起始投料的物质的量分别为1mol和4mol，列三段式： 平衡时H2S和S2的分压相等，则二者的物质的量相等，即1-x=0.5x，解得x=，所以H2S的平衡转化率为=66.7%；平衡时混合气体总物质的量为mol+mol++4mol=mol，所以平衡常数Kp═==25kPa； ②反应正向气体分子数增大，越小，总压不变，H2S分压越小，越有利于平衡正向进行，H2S平衡转化率越高。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 青岛九中2024-2025学年度第一学期10月考试高二化学 可能用到的相对原子质量：H-1 C-12 O-16 K-39 Fe-56 一、单选题 1. 化学与社会、生产、生活密切相关。下列说法错误的是 A. 在相同条件下，白口铁(镀锌铁)比马口铁(镀锡铁)更耐腐蚀 B. 可将地下输油钢管与外加直流电源的负极相连，保护其不受腐蚀 C. “保暖贴”工作过程中，主要利用了原电池的工作原理 D. “嫦娥五号”探测器中配制砷化镓太阳能电池，将化学能直接转化为电能 2. 下列有关说法正确的是 A. 恒容绝热容器中，发生反应，当压强不变时反应达到平衡状态 B. ，，则 C. 室温下，反应不能自发进行，说明该反应的 D. 一定温度下，压缩容器体积，再次达到新平衡后，浓度增大 3. 有关下列装置说法错误的是 A. 利用装置①可比较Zn和Cu的金属性 B. 利用装置②电解饱和溶液可制取 C. 利用装置③可电解精炼银 D. 装置④为牺牲阳极保护法 4. 新型液态电池的工作原理如图所示（a、b均为石墨电极）。下列有关说法错误的是 A. 电极a为负极，发生氧化反应 B. 放电时，负极区溶液pH减小 C. 正极电极反应式为 D. 若用此电池为铅酸蓄电池充电，b电极连接电极 5. 一定温度下，和在恒容密闭容器中发生反应：容器中A、B、D的物质的量浓度随时间的变化如图所示。下列说法错误的是 A. B. 前内的平均反应速率 C. 该温度时，反应的平衡常数 D. 平衡时保持温度不变，压缩容器体积，平衡向正反应方向移动 6. 下列说法正确的是 A. 一定条件下，在体积为10 L的密闭容器中充入1 mol X和1 mol Y进行反应：2X(g)+Y(g)⇌Z(g)达到平衡，若将容器体积变为20 L，则Z的平衡浓度等于原来的 B. C(s)+H2O(g)⇌H2(g)+CO(g)，碳的质量不再改变说明反应已达平衡 C. 若压强不再随时间变化时能说明反应2A(？)+B(g)⇌2C(？)已达平衡，则A、C不能同时是气体 D. 1 mol N2和3 mol H2反应达到平衡时H2转化率为10%，放出的热量为Q1；在相同温度和压强下，当2mol NH3分解为N2和H2的转化率为10%时，吸收的热量为Q2，Q2不等于Q1 7. 以不同材料修饰的为电极，一定浓度的溶液为电解液，采用电解和催化相结合的循环方式，可实现高效制和，装置如图所示。下列说法错误的是 A. 电极a连接电源负极 B. 加入Y的目的是补充 C. 电解总反应式为 D. 催化阶段反应产物物质的量之比 8. 2023年9月23日，杭州亚运会采用了废碳再生的“绿色甲醇”为燃料，而工业上常用二氧化碳加氢生产甲醇，有利于实现“碳达峰”，反应过程如下所示： ① ② 向密闭容器中通入物质的量比为的和混合气体，在不同条件下达到平衡，测得平衡时甲醇的物质的量分数，在℃下的、在下的如图所示： 下列说法错误的是 A. 在250℃、下，平衡时甲醇的物质的量分数为10％ B. 图像中A点和B点达到了相同的平衡状态 C. 保持其他条件不变，增大起始物的比值，可以提高的平衡转化率 D. 在210℃、下，当反应处于Y点状态时，延长反应时间不能达到X点状态 9. 下列有关图示原电池装置的叙述正确的是 A. 图1盐桥中的阳离子移向溶液 B. 图2中Zn发生还原反应，发生氧化反应 C. 图3中电池放电时，负极质量减小，正极质量增加 D. 图4电解质溶液采用稀硫酸时，正极反应为： 10. 下列有关实验现象和解释或结论都正确的是 选项 实验操作 现象 解释或结论 A 向充有NO2和N2O4混合气体的恒容透明密闭容器中充入氦气，增大压强2NO2N2O4 颜色变浅 增大压强，平衡正向移动 B 向两只试管中均加入5mL淀粉溶液和两滴碘水，向其中一只试管中加入1mL 2mol/L的硫酸溶液(必要时可加热)，向另一支试管中加入1mL唾液，观察现象 对比蓝色褪色的时间 不同催化剂对化学反应速率的影响不同 C 将充满的密闭玻璃球浸泡在热水中 红棕色变深 2NO2N2O4的 D 向和的混合溶液中，加入固体 血红色溶液变浅 增大的浓度，平衡逆向移动 A. A B. B C. C D. D 二、不定项选择题 11. 下列实验装置和操作能达到实验目的的是 选项 实验目的 实验装置和操作 A 在铁上镀锌 B 根据溶液褪色时间，探究浓度对化学反应速率的影响 C 验证牺牲阳极保护法 D 证明与的反应是有限度的 A. A B. B C. C D. D 12. 2023年8月，科学家研制出一种低成本高能量密度的多硫/高锰液流电池，其工作原理如下图所示，两侧储罐溶液体积均为。下列说法正确的是 A. 放电时，电流从a电极经外电路流向b电极 B. 放电时，a极的电极反应为 C. 充电时，从a电极区经交换膜流向b电极区 D. 充电时，当浓度变化，交换膜交换个 13. 在一定体积下，分解时相关物质的相对能量与反应历程关系如图所示[已知和的相对能量为0]。下列说法错误的是 A. 根据图像可知： B. 形成键时释放的能量为 C. 的平衡转化率：历程I=历程II D. 在该历程中速率最快步骤的热化学方程式为 14. 一种合成氨的反应历程如图所示(吸附在催化剂表面的物质用*表示)。下列说法错误的是 A. 生成过程中包含多步还原反应 B. 过程和过程中能量的变化值相同 C. 增大浓度，有利于提高的转化率 D. 有大量氨分子吸附在催化剂表面会降低化学反应速率 15. 八钼酸铵可用于染料、催化剂、防火剂等。该化合物可通过电渗析法获得，工作原理如图。下列说法错误的是 A. a连接电源正极 B. 生成的反应为 C. 电解一段时间后，b极附近氨水的浓度减小 D. 双极膜附近的移向左侧 三、非选择题。 16. 随着能源结构的改变，甲醇将成为21世纪具有竞争力的清洁能源，工业上常利用CO或来生产甲醇。回答下列问题： （1）二氧化碳加氢制甲醇时，一般认为可通过如下步骤来实现： 第一步： 第二步： ①与反应生成和的热化学方程式为___________。 ②若第一步为慢反应，下列示意图中能体现上述反应能量变化的是___________(填标号)。 A．　　B．　　C．　D． （2）气态甲醇用作燃料时，可发生如下两个反应： 　 　 则___________(填“>”“<”或“=”)。 （3）某同学设计了如下电化学装置，利用制取甲醇。 ①固体电解质采用___________(填“氧离子导体”或“质子导体”)。 ②正极的电极反应式为___________。 （4）利用可再生能源电还原制取甲醇的装置如下图所示，高浓度的用于抑制酸性电解液中的析氢反应来提高甲醇的生成率，Cu电极上发生的电极反应为___________，当制得时，标准状况下理论上阳极产生的气体体积为___________。 17. 回答下列问题： （1）铝及其化合物在生成生活中有广泛应用 ①一定温度下，3AlCl(g)AlCl3(s)+2Al(s)。在密闭容器中投入足量的AlCl(g)，一定温度下发生上述反应，达到平衡后P(AlCl)=a kPa，保持温度不变，将体积缩小至原来的三分之一且保持体积不变，达到第二次平衡。下列说法错误的_____(填字母) A. 气体压强保持不变时达到平衡的状态 B. 第一次平衡到第二次平衡时平衡常数增大 C. 达到第二次平衡时，P(AlCl)=a kPa D. 第一次平衡到第二次平衡时，n(AlCl3)保持不变 ②氮化铝(AlN)是一种新型无机非金属材料。工业制备AlN的反应原理为Al2O3(s)+3C(s)+N2(g)2AlN(s)+3CO(g) △H＞0。向2L恒容密闭容器中充入足量的Al2O3(s)、C(s)、2molN2(g)，只发生上述反应，测得平衡时CO的体积分数与温度、压强的关系如图所示： ①X代表________(填“温度”或“压强”)，判断依据是________。Y1________Y2(填“＞”、“＜”或“=”) ②M点对应的条件下，平衡常数为________mol2•L－2(用分数表示) （2）CO2催化加氢，CO2催化加氢生成乙烯和水的反应中，原料初始组成，在体系压强为，反应达到平衡时，四种组分的物质的量分数x随温度T的变化如下图所示。 图中表示C2H4、CO2变化的曲线分别是________、________。 CO2催化加氢合成C2H4反应的∆H_________0(“大”或“小于”)。根据图中点，计算该温度时反应的平衡常数_______(列出计算式。以分压表示，分压总压×物质的量分数)。 18. 科研小组设计利用甲烷(CH4)燃料电池(碱性溶液做电解质溶液)，模拟工业电镀、精炼和海水淡化的装置如下。 （1）A电极的电极反应式为__________。 （2）乙装置用来模拟电解精炼和电镀。 ①若用于粗铜的精炼，装置中电极C是_________(填“粗铜”或“纯铜”)。 ②若用于电镀金属银，则电镀液宜用_________溶液，镀件是_________(填“C”或“D”)。镀铬时由CrO放电产生铬镀层的电极反应式为__________。(已知：镀铬时常加硫酸作为催化剂) （3）电渗析法是海水淡化的常用方法，某地海水中主要离子的含量如下表，现利用“电渗析法”进行淡化，技术原理如图丙所示(两端为惰性电极，阳膜只允许阳离子通过，阴膜只允许阴离子通过)。 离子 Na+ K+ Ca2+ Mg2+ Cl－ SO HCO 含量/mg·L-1 9360 83 200 1100 16000 1200 118 ①淡化过程中在________室中易形成水垢(主要成分是CaCO3和Mg(OH)2) ②产生淡水的出水口为________(选填“e”、“f”、“j”)。 （4）利用膜电解技术(装置如图所示)，以Na2CrO4为主要原料制备Na2Cr2O7的总反应方程式为：4Na2CrO4+4H2O2Na2Cr2O7+4NaOH+2H2↑+O2↑。则Na2Cr2O7在________(填“阴”或“阳”)极室制得，电解时通过膜的离子主要为_________。 19. 探究CH3OH合成反应化学平衡的影响因素，有利于提高CH3OH的产率。以CO2、H2为原料合成CH3OH涉及的主要反应如下： Ⅰ. Ⅱ. Ⅲ. 回答下列问题： (1)_________。 (2)一定条件下，向体积为VL的恒容密闭容器中通入1 mol CO2和3 mol H2发生上述反应，达到平衡时，容器中CH3OH(g)为ɑ mol，CO为b mol，此时H2(g)的浓度为__________mol﹒L-1(用含a、b、V的代数式表示，下同)，反应Ⅲ的平衡常数为___________。 (3)不同压强下，按照n(CO2)：n(H2)=1：3投料，实验测定CO2的平衡转化率和CH3OH的平衡产率随温度的变化关系如下图所示。 已知：CO2的平衡转化率= CH3OH的平衡产率= 其中纵坐标表示CO2平衡转化率的是图___________(填“甲”或“乙”)；压强p1、p2、p3由大到小的顺序为___________；图乙中T1温度时，三条曲线几乎交于一点的原因是___________。 (4)为同时提高CO2的平衡转化率和CH3OH的平衡产率，应选择的反应条件为_________(填标号)。 A.低温、高压 B.高温、低压 C.低温、低压 D.高温、高压 20. 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。回答下列问题： （1）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及其平衡常数如下： (i)直接氯化：TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(g)+O2(g) △H1=+172kJ∙mol-1，Kp1=1.0×10-2 (ii)碳氯化：TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)=TiCl4(g)+2CO(g) △H2=-51kJ∙mol-1，Kp2=1.2×1012Pa ①反应2C(s)+O2(g)=2CO(g)的H 为_________kJ mol-1， Kp =_________Pa。 ②碳氯化的反应趋势远大于直接氯化，其原因是___________。 ③对于碳氯化反应：增大压强，平衡_________移动(填“向左”“向右”或“不”)；温度升高，平衡转化率_________(填“变大”“变小”或“不变”)。 （2）热分解反应为： △H1=+170kJ∙mol-1。 ①在1470K、l00kPa反应条件下，将的混合气进行热分解反应。平衡时混合气中与的分压相等，平衡转化率为_________，平衡常________。 ②在1373K、100kPa反应条件下，对于分别为4：1、1：1、1：4、1：9、1：19的混合气，热分解反应过程中转化率随时间的变化如图所示。 越小，平衡转化率_________，理由是_________。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $