精品解析：江苏省苏州市第三中学2024-2025学年高二上学期第一次月考化学试题

2024-2025学年第一学期高二化学 相对原子质量：Li-7 一、单项单选题：本部分包括13题，每题3分，共计39分。每题只有一个选项最符合题意。 1. “碳达峰、碳中和”事关中华民族永续发展和构建人类命运共同体。下列措施对实现“碳达峰、碳中和”不具有直接贡献的是 A. 植树造林 B. 开发核能 C. 燃煤脱硫 D. 节约用电 【答案】C 【解析】 【详解】A．植树造林可以减少二氧化碳的排放，能对实现“碳达峰、碳中和”具有直接贡献，故A不符合题意； B．开发核能可以减少化石能源的使用，有利于减少二氧化碳的排放，能对实现“碳达峰、碳中和”具有直接贡献，故B不符合题意； C．燃煤脱硫可以减少二氧化硫的排放，但不能减少二氧化碳的排放，对实现“碳达峰、碳中和”不具有直接贡献，故C符合题意； D．节约用电可以减少化石能源的使用，有利于减少二氧化碳的排放，能对实现“碳达峰、碳中和”具有直接贡献，故D不符合题意； 故选C。 2. 最新报道：科学家首次用X射线激光技术观察到CO与O在催化剂表面形成化学键的过程。反应过程的示意图如下： 下列说法中正确的是 A. CO和O生成CO2是吸热反应 B. 在该过程中，CO断键形成C和O C. CO和O生成了具有极性共价键的CO2 D. 状态Ⅰ →状态Ⅲ表示CO与O2反应的过程 【答案】C 【解析】 【详解】A.根据能量--反应过程的图像知，状态I的能量高于状态Ⅲ的能量，故该过程是放热反应，A错误； B.根据状态I、Ⅱ、Ⅲ可以看出整个过程中CO中的C和O形成的化学键没有断裂，故B错误； C.由图Ⅲ可知，生成物是CO2，具有极性共价键，故C正确； D.状态Ⅰ →状态Ⅲ表示CO与O反应的过程，故D错误。 故选C。 3. 下列说法正确的是 A. CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) △H=- 801.3 kJ/mol；结论： CH4的燃烧热为801.3 kJ/mol B. Sn(灰，s) Sn(白，s) △H= +2.1 kJ/mol(灰锡为粉末状)；结论：锡制品在寒冷的冬天因易转化为灰锡而损坏 C. 稀溶液中有：H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) △H= - 57.3 kJ/mol；结论：将盐酸与氨水的稀溶液混合后，若生成1 mol H2O，则会放出57.3 kJ的能量 D. C(石墨，s)+O2(g)=CO2(g) △H= -393.5kJ/mol、C(金刚石，s)+O2(g)=CO2(g) △H= -395 kJ/mol；结论：相同条件下金刚石比石墨稳定 【答案】B 【解析】 【详解】A．甲烷的燃烧热为1mol甲烷完全燃烧生成二氧化碳和液态水放出的热量，故A错误； B．由热化学方程式可知，灰锡转化为白锡的反应是吸热反应，在低于13.2℃的寒冷的冬天，锡制品会转化为粉末状灰锡而损坏，故B正确； C．氨水是弱碱，电离时会吸收热量，则将盐酸与氨水的稀溶液混合生成1mol时，放出的能量会小于57.3kJ，故C错误； D．由盖斯定律可知，石墨转化为金刚石反应的反应热ΔH=(-393.5kJ·mol-1)-(-395kJ·mol-1)=+1.5kJ·mol-1，该反应为吸热反应，则石墨的能量比金刚石的低，相同条件下石墨比金刚石稳定，故D错误； 故选B。 4. 通过以下反应可获得新型能源二甲醚(CH3OCH3)。下列说法不正确的是 ①C(s)+ H2O(g)=CO(g)+H2(g) △H1=a kJ/mol ②CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) △H2=b kJ/mol ③CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) △H3=c kJ/mol ④2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g) △H4=d kJ/mol A. 反应①②为反应③提供原料气 B. 反应③也是CO2资源化利用的方法之一 C. 反应CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+H2O(l) △H=kJ/mol D. 反应2CO(g)+4H2(g)=CH3OCH3(g)+ H2O(g)的△H=(2b+2c+d) kJ/mol 【答案】C 【解析】 【详解】A．反应①②可以生成CO2和H2，为③提供原料气，A正确； B．反应③消耗二氧化碳生成燃料甲醇，也是CO2资源化利用的方法之一，B正确； C．反应CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g) 可由反应④×得到，故△H=kJ/mol，但是若水为液态，则会放出更多热量，C错误； D．反应2CO(g)+4H2(g)=CH3OCH3(g)+ H2O(g)可由②×2+③×2+④，故其焓变△H=(2b+2c+d) kJ/mol，D正确； 故选C。 5. 已知：①某些化学键的键能如表。 化学键 键能(kJ/mol) 154 500 942 a ②火箭燃料肼()的有关化学反应的能量变化如图所示。 则下列说法错误的是 A. 比稳定 B. 表中的 C. kJ/mol D. 图中的kJ/mol 【答案】B 【解析】 【详解】A．的键能为942kJ/mol，的键能为500kJ/mol，所以比稳定，A正确； B．利用建立有关a的等量关系，即，，B错误； C．从图中可以看出，反应物为，生成物为，反应热kJ/mol，则反应的热化学方程式为：   kJ/mol，C正确； D．图中的kJ/molkJ/molkJ/mol，D正确； 故选B。 6. 实验发现，时，在氯化铁酸性溶液中加入少量锌粒后，立即被还原成。某夏令营兴趣小组根据该实验事实设计了如图所示的原电池装置(锌少量)。下列有关说法正确的是 A. 该原电池的正极反应是 B. 左侧烧杯中溶液的红色逐渐褪去 C. 该原电池的铂电极上立即有气泡出现 D. 该原电池总反应为 【答案】B 【解析】 【分析】由题意可知：加入少量锌粒后，立即被还原成，故Pt电极做原电池正极，电极反应方程式为：Fe3++e-=Fe2+，Zn做负极，电极反应方程式为：。 【详解】A．作负极，该原电池的负极反应是，A不正确； B．在左侧烧杯中发生反应：Fe3++e-=Fe2+，，的物质的量浓度逐渐减小，溶液的红色逐渐褪去，B正确； C．该原电池铂电极上先获得电子变为，因此不会立即产生气泡，C不正确； D．因氧化性：，铂电极上先得到电子生成，完全消耗后，得电子生成，不能被少量还原为，故总反应为：，D不正确； 故选B。 7. 某种熔融碳酸盐燃料电池以 、 为电解质、以 为燃料时，该电池工作原理如图。下列说法正确的是 A. 为 ， 为 B. 向正极移动 C. 此电池在常温时也能工作 D. 正极反应式为： 【答案】D 【解析】 【分析】该原电池为甲烷燃料电池，根据图中电子流向知，左边电极为负极、右边电极为之间，通入燃料的电极为负极、通入氧化剂的电极为正极，所以a为丁烷、b为O2，负极反应式为C4H10-26e-+13=17CO2↑+5H2O，正极反应式为O2+2CO2+4e-═2，据此分析解答． 【详解】A．燃料电池中通入燃料的电极是负极、通入氧化剂的电极是正极，根据电子流向知，左边电极是负极、右边电极是正极，所以a是C4H10，b为空气，故A错误； B．原电池放电时，碳酸根离子向负极移动，故B错误； C．电解质为熔融碳酸盐，需要高温条件，故C错误； D．正极上氧气得电子和二氧化碳反应生成碳酸根离子，电极反应式为，故D正确； 故选：D。 8. 微生物燃料电池可用于净化含铬废水，其工作原理如图所示，该电池工作时，下列说法不正确的是 A. M极是电池的负极 B. 在电极上发生氧化反应 C. N电极附近溶液的pH增大 D. 若参加反应，则有从交换膜右侧向左侧迁移 【答案】D 【解析】 【分析】由图可知，M电极为原电池的负极，微生物和水分子作用下甲醇在负极失去电子发生氧化反应生成二氧化碳和氢离子，电极反应式为CH3OH—6e—+H2O=CO2↑+6H+，电极N为正极，还原菌作用下氧气、重铬酸根离子酸性条件下在正极得到电子发生还原反应生成水、氢氧化铬，电极反应式为O2+4e—+4H+＝2H2O、Cr2O+6e—+8H+＝2Cr(OH)3+H2O，原电池工作时负极区氢离子通过阳离子交换膜进入正极区。 【详解】A．由分析可知，M电极为原电池的负极，故A正确； B．由分析可知，M电极为原电池的负极，微生物和水分子作用下甲醇在负极失去电子发生氧化反应生成二氧化碳和氢离子，故B正确； C．由分析可知，电极N为正极，还原菌作用下重铬酸根离子酸性条件下在正极得到电子发生还原反应生成氢氧化铬，电极反应式为Cr2O+6e—+8H+＝2Cr(OH)3+H2O，原电池工作时放电消耗氢离子，溶液中氢离子浓度减小，所以N电极附近溶液的pH增大，故C正确； D．由分析可知，电极N为正极，在还原菌作用下氧气、重铬酸根离子酸性条件下在正极得到电子发生还原反应生成水、氢氧化铬，电极反应式为：O2+4e-+4H+=2H2O、+6e-+8H+=2Cr(OH)3+H2O，则若有0. l mol重铬酸根离子参加反应，从交换膜的左侧向右侧迁移的氢离子的物质的量大于0.8 mol，故D错误； 故选D。 9. 下列电化学装置正确且能达到目的的是 A. 用装置甲在铁制品表面镀铜 B. 用装置乙电解精炼铜 C. 用装置丙制备NaOH和氯气 D. 用装置丁保护钢闸门 【答案】B 【解析】 【详解】A.用装置甲在铁制品表面镀铜时，要用铜做电镀池的阳极，与直流电源的正极相连，不能用铁做电镀池的阳极，故A错误； B.用装置乙电解精炼铜时，粗铜做精炼池的阳极，与直流电源的正极相连，故B正确； C.用装置丙制备NaOH和氯气时，应选择阳离子交换膜，以有利于钠离子向阴极迁移，防止氢氧根离子向阳极迁移，故C错误； D.用装置丁保护钢闸门时，应选用比铁活泼的锌与钢闸门相连，选用石墨会形成铁、石墨原电池，钢闸门会因原电池反应加快腐蚀，或者将钢闸门连在电源的负极上，故D错误； 故选B。 10. 沿海电厂采用海水为冷却水，但在排水管中生物的附着和滋生会阻碍冷却水排放并降低冷却效率，为解决这一问题，通常在管道口设置一对惰性电极(如图所示)，通入一定的电流。 下列叙述错误的是 A. 阳极发生将海水中的氧化生成的反应 B. 管道中可以生成氧化灭杀附着生物的 C. 阴极生成的应及时通风稀释安全地排入大气 D. 阳极表面形成的等积垢需要定期清理 【答案】D 【解析】 【分析】海水中除了水，还含有大量的Na+、Cl-、Mg2+等，根据题干信息可知，装置的原理是利用惰性电极电解海水，阳极区溶液中的Cl-会优先失电子生成Cl2，阴极区H2O优先得电子生成H2和OH-，结合海水成分及电解产物分析解答。 【详解】A．根据分析可知，阳极区海水中的Cl-会优先失去电子生成Cl2，发生氧化反应，A正确； B．设置的装置为电解池原理，根据分析知，阳极区生成的Cl2与阴极区生成的OH-在管道中会发生反应生成NaCl、NaClO和H2O，其中NaClO具有强氧化性，可氧化灭杀附着的生物，B正确； C．因为H2是易燃性气体，所以阴极区生成的H2需及时通风稀释，安全地排入大气，以排除安全隐患，C正确； D．阴极的电极反应式为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，会使海水中的Mg2+沉淀积垢，所以阴极表面会形成Mg(OH)2等积垢需定期清理，D错误。 故选D。 11. 太阳能路灯蓄电池是磷酸铁锂电池，其工作原理如图。M电极材料是金属锂和碳的复合材料(碳作为金属锂的载体)，电解质为一种能传导Li+的高分子材料，隔膜只允许Li+通过，电池反应式为LixC6+Li1-xFePO4LiFePO4+6C。下列说法正确的是 A. 放电时Li+从左边移向右边，从右边移向左边 B. 放电时，正极反应式为Li1-xFePO4+xLi++xe-=LiFePO4 C. 充电时M极连接电源的负极，电极反应式为6C+xe-= D. 充电时电路中通过2.0mol电子，产生28gLi 【答案】B 【解析】 【分析】电池反应式为LixC6+Li1-xFePO4LiFePO4+6C，由图可知，M极为负极，电极反应式为LixC6-xe-═xLi++6C，N极为正极，电极反应式为Li1-xFePO4+xLi++xe-═LiFePO4，充电时，M极为阴极，电极反应式为xLi++6C+xe-═LixC6，N极为阳极，电极反应式为LiFePO4-xe-═Li1-xFePO4+xLi+，据此作答。 【详解】A．放电时，负极生成锂离子，正极消耗锂离子，故Li+从左边移向右边，隔膜为阳离子交换膜，磷酸根离子不能透过，故A错误； B．放电时，N极为正极，电极反应式为Li1-xFePO4+xLi++xe-═LiFePO4，故B正确； C．充电时，M极为阴极，连接电源的负极，电极反应式为xLi++6C+xe-═LixC6，故C错误； D．充电时电路中通过2.0mol电子，阴极生成Li的质量为2mol×7g/mol=14g，故D错误； 答案选B。 12. 用甲醚(CH3OCH3)燃料电池电解Na2SO4溶液制取NaOH溶液和硫酸的装置如下图所示。下列说法正确的是 A. 通入甲醚的电极反应式为CH3OCH3+12e-＋3H2O=2CO2＋12H＋ B. 膜a、膜b依次为阳离子交换膜和阴离子交换膜 C. M为硫酸、N为NaOH D. 反应的甲醚与生成气体Y的物质的量之比为1：3 【答案】C 【解析】 【分析】图中左池为甲醚燃料电池，通甲醚一极为负极，通氧气一极为正极，对应右池（电解池）左边为阳极，电极反应为：2H2O-4e-= O2↑+4H+，此时中间室硫酸根经过膜a进入阳极室，可得到H2SO4，故膜a为阴离子交换膜；右边为阴极，电极反应为：2H2O+2e-= H2↑+ 2OH-，此时中间室Na+经过膜b进入阴极室，可得到NaOH，故膜b为阳离子交换膜。 【详解】A．由图中质子交换膜知燃料电池电解质溶液为酸性，此时CH3OCH3反应生成CO2，C元素化合价由-2价升高到+4价，故1分子甲醚失去12个电子，即负极转化为：CH3OCH3-12e-→2CO2，根据电荷守恒，左边添加12个H+，根据元素守恒，右边添加3个H2O，得最终电极反应为：CH3OCH3 + 3H2O -12e-= 2CO2+12H+，A错误； B．由分析知膜a为阴离子交换膜，膜b为阳离子交换膜，B错误； C．根据分析可知，右池阳极产生H2SO4，阴极产生NaOH，即M为H2SO4，N为NaOH，C正确； D．电解阴极产生气体Y为H2，生成1个H2得两个电子，1个CH3OCH3反应转移12个电子，根据串联电路转移电子处处相等规律，确定关系：CH3OCH3~6H2，即反应的甲醚和生成的H2物质的量比为1:6，D错误； 故选C。 13. 有机物Z是合成药物的中间体，Z的合成路线如下。下列说法正确的是 A. 最多能与反应 B. Y不存在顺反异构体 C. Z分子中含有2个手性碳原子 D. 可以用溶液鉴别化合物Y和Z 【答案】A 【解析】 【详解】A．X中酯基水解生成的羧基和酚羟基能和NaOH以1 : 1反应，且X中含有1个烯醇羟基（普通羟基不和碱反应，烯醇羟基有酸性，能和碱反应），均能与NaOH反应，所以 1 molX最多消耗3molNaOH，选项A正确； B．Y分子中碳碳双键两端的碳原子连接2个不同原子或原子团，所以存在顺反异构，选项B错误； C．连接4个不同的原子或原子团的碳原子为手性碳原子，Z中连接苯环的饱和碳原子为手性碳原子，只有1个，选项C错误； D．Y和Z都含有羧基，都可与碳酸氢钠溶液反应，则不能用碳酸氢钠溶液鉴别，选项D错误； 答案选A。 二、非选择题：共4题，共61分。 14. 完成下列问题 （1）在微生物作用的条件下，NH经过两步反应被氧化成NO。两步反应的能量变化示意如图： ①第一步反应是___________(填“放热”或“吸热”)反应，判断依据是___________。 ②1 mol NH (aq)全部氧化成NO (aq)的热化学方程式是___________。 （2）已知：2CO(g)＋O2(g)=2CO2(g)　ΔH=-566 kJ·mol-1① Na2O2(s)＋CO2(g)=Na2CO3(s)＋O2(g)　ΔH=-226 kJ·mol-1② 则CO(g)与Na2O2(s)反应放出509 kJ热量时，生成的O2为___________L(标况)。 （3）有科学家预言，氢能将成为21世纪的主要能源，而且是一种理想的绿色能源。若1 mol氢气完全燃烧生成1 mol气态水放出241 kJ的热量，已知H—O键能为463 kJ·mol-1，O=O键能为498 kJ·mol-1，计算H—H键能为___________kJ·mol-1。 （4）氢能的储存是氢能利用的前提，科学家研究出一种储氢合金Mg2Ni，已知： Mg(s)＋H2(g)=MgH2(s)　ΔH1=-74.5 kJ·mol-1； Mg2Ni(s)＋2H2(g)=Mg2NiH4(s)　ΔH2=-64.4 kJ·mol-1； Mg2Ni(s)＋2MgH2(s)=2Mg(s)＋Mg2NiH4(s)　ΔH3。 则ΔH3=___________kJ·mol-1。 【答案】（1） ①. 放热 ②. ΔH＜0(或反应物的总能量大于生成物的总能量) ③. NH (aq)＋2O2(g)=NO (aq)＋2H＋(aq)＋H2O(l)　ΔH=-346 kJ·mol-1 （2）11.2L （3）436 （4）＋84.6 【解析】 【分析】 【小问1详解】 ①从图象中可知，第一步反应反应物的总能量大于生成物的总能量，是放热反应； ②第一步反应的热化学方程式是 ，第二步反应的热化学方程式是 ，根据盖斯定律，得到1 mol NH (aq)全部氧化成NO (aq)的热化学方程式NH (aq)＋2O2(g)=NO (aq)＋2H＋(aq)＋H2O(l)　ΔH=-346 kJ·mol-1。 【小问2详解】 根据盖斯定律，“反应①× +反应②”可得到CO(g)与Na2O2(s)反应的热化学方程式 ，则放出509 kJ热量时，消耗Na2O2(s)1mol，生成的O20.5mol，标况下体积为11.2L。 【小问3详解】 根据题意，1 mol氢气完全燃烧生成1 mol气态水的热化学方程式为 ，由热效应等于反应物总键能减去生成物总键能可知，，求得H—H键能为436 kJ·mol-1。 【小问4详解】 氢能的储存是氢能利用的前提，科学家研究出一种储氢合金Mg2Ni，已知： Mg(s)＋H2(g)=MgH2(s)　ΔH1=-74.5 kJ·mol-1； Mg2Ni(s)＋2H2(g)=Mg2NiH4(s)　ΔH2=-64.4 kJ·mol-1；Mg2Ni(s)＋2MgH2(s)=2Mg(s)＋Mg2NiH4(s)　ΔH3=＋84.6 kJ·mol-1 15. 回答下列问题。 （1）通过电化学循环法可将H2S转化为H2SO4和H2(如图所示)。其中氧化过程发生如下两步反应： H2S+H2SO4=SO2↑+S↓+2H2O、S+O2=SO2 ①电极a上发生电极反应式：___________。 ②理论上1molH2S参加反应可产生H2的物质的量为___________。 （2）FeS2是Li/FeS2电池(如图1)的正极活性物质，Li/FeS2电池的负极是金属Li，电解液是含锂盐的有机溶液。电池放电反应：FeS2+4Li=Fe+4Li++2S2-。该反应可认为分两步进行： 第1步：FeS2+2Li=2Li++，则第2步正极的电极反应式：___________。 （3）如图2为钠硫高能电池的结构示意图，该电池的工作温度为320℃左右，电池的反应式：2Na+xS=Na2Sx，正极的电极反应式：___________。M(由Na2O和Al2O3制得)的两个作用：___________。 （4）浓差电池中的电动势是由于电池中存在浓度差而产生的。某浓差电池的原理如图3所示，该电池从浓缩海水中提取LiCl的同时又获得了电能。 ①X为___________极，Y极反应式：___________。 ②Y极生成1molCl2时，___________molLi+移向___________(填“X”或“Y”)极。 【答案】（1） ①. SO2-2e-+2H2O═4H++SO ②. 2mol （2）+2e-=2S2-+Fe （3） ①. xS+2e-=Sx2-(或2Na++xS+2e-=Na2Sx) ②. 作为电解质的同时又将钠和硫隔开 （4） ①. 正 ②. 2Cl--2e-=Cl2↑ ③. 2 ④. X 【解析】 【小问1详解】 ①a电极上是二氧化硫失电子发生氧化反应生成硫酸，电极反应为：SO2-2e-+2H2O═4H++SO， ②理论上1mol H2S参加反应，H2S+H2SO4═SO2↑+S↓+2H2O、S+O2═SO2，生成2molSO2，在电极上发生氧化反应，转移电子总数4e-，阴极上电极反应：I2+2H++2e-=2HI，2HI⇌H2↑+I2，电极上生成4molHI，所以理论上生成2mol氢气； 【小问2详解】 原电池反应为FeS2+4Li═Fe+4Li++2S2-．原电池原理可知，负极是Li失电子发生氧化反应，FeS2得到电子生成硫离子和铁，该反应可认为分两步进行：第1步，FeS2+2Li═2Li++，负极反应式为Li-e-=Li+，用总反应减去第1步反应得，2Li+=Fe+2Li++2S2-，用该反应减去负极反应式，消去Li+即可得正极反应式的第2步电极反应式为+2e-=2S2-+Fe； 【小问3详解】 原电池正极发生得电子的还原反应，在反应2Na+xS=Na2Sx中，硫单质得电子，故正极反应为：xS+2e-=Sx2-(或2Na++xS+2e-=Na2Sx)，M作为电解质的同时又将钠和硫隔开； 【小问4详解】 ①X极上H+得到电子生成H2，为正极，Y极为负极，电极方程式为2Cl--2e-=Cl2↑； ②由电荷守恒可知，Y极生成1molCl2时，电路中转移2mol电子，有2mol锂离子移向X极(正极)。 16. 回答下列问题。 （1）CH4可作为燃料使用，用CH4和O2组合形成的质子交换膜燃料电池的结构示意图如图。电池总反应：CH4+2O2=CO2+2H2O，则c电极是___________(填“正极”或“负极”)，c电极的电极反应式：___________。 （2）CO2甲烷化是实现碳平衡阶段的中坚力量。1902年，PaulSabatier首次报道了CO2的甲烷化。在一定的温度和压力条件下，将按一定比例混合的CO2和H2通过装有金属Ni的反应器，可得到CH4。 已知：CH4和H2的标准燃烧热H分别为-890.3kJ/mol、-285.8kJ/mol。由题可知，CO2甲烷化反应：CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(l)的H=___________kJ/mol。 （3）近年来，生物电催化技术运用微生物电解池实现了CO2的甲烷化，其工作原理如图1所示。 ①微生物电解池实现CO2甲烷化的阴极反应式为___________。 ②如果处理有机物[(CH2O)n]产生标准状况下112m3的CH4，则理论上导线中通过的电子的物质的量为___________。 （4）沼气的主要成分是CH4，还含有CO2、H2S等。JoDeVrieze等设计了利用膜电解法脱除沼气中的CO2和H2S，并将阴极处理后气体制成高纯度生物甲烷，其流程如图2所示。 ①需控制电解槽中阴极室pH>7，其目的：___________。 ②阳极室逸出CO2和___________(填化学式)；H2S在阳极上转化为而除去，其电极反应式：___________。 【答案】（1） ①. 负 ②. （2）-252.9 （3） ①. CO2+8H++8e-=CH4+2H2O ②. 4×104mol （4） ①. 有利于酸性气体CO2和H2S的吸收，将H2S转化为HS-(或S2-)，将部分CO2转化为HCO(或CO)； ②. O2 ③. H2S+4H2O-8e-═10H++ SO 【解析】 【小问1详解】 CH4酸性燃料电池中电子从负极经外电路流向正极，则图中电极c为负极，电极d为正极，负极上CH4发生失电子的氧化反应生成CO2，正极上氧气发生得电子的还原反应生成H2O，中间采用质子交换膜，允许H+通过，故错极的电极反应式为：； 【小问2详解】 由已知可得①CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O（l）ΔH=-890.3 kJ•mol-1； ②H2(g)+O2(g)=H2O（l）ΔH=-285.8 kJ•mol-1，根据盖斯定律知4×②-①可得CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(l)，其ΔH=4×(-285.8kJ⋅mol-1)-(-890.3kJ⋅mol-1)=-252.9kJ⋅mol-1； 【小问3详解】 ①微生物电解池实现CO2甲烷化，CO2得到电子生成CH4，其阴极电极反应式为CO2+8H++8e-=CH4+2H2O； ②标准状况下112 m3的CH4的物质的量为=5000mol，故产生5000molCH4，理论上导线中通过的电子的物质的量为5000mol×8=4×104mol； 【小问4详解】 ①控制电解槽中阴极室pH＞7，有利于酸性气体CO2和H2S的吸收，并转化为HS-(或S2-)、HCO(或CO)； ②电解池中，HS-(或S2-)、HCO(或CO)移向阳极与酸生成H2S、CO2，阳极上OH-(或H2O)、H2S发生失去电子的氧化反应生成O2、SO，电极反应为4OH--4e-=O2↑+2H2O(或H2O-4e-=O2↑+4H+)、H2S+4H2O-8e-═10H++ SO，所以阳极室逸出CO2和O2，H2S转化为SO42-而除去。 17. 有机物Ⅰ是一种药物合成的中间体，其合成路线如下： （1）B→C的反应类型为_______。 （2）流程中设计E→F的目的是_______。 （3）A→B得到的产物若不经提纯，依据B到E的合成路线会生成一种与E互为同分异构体的副产物X，X的结构简式为_______。 （4）B的一种同分异构体同时满足下列条件，写出该同分异构体的结构简式：_______。 ①有手性碳原子，与溶液发生显色反应且能使的溶液褪色； ②碱性条件下水解后酸化生成两种有机产物，产物之一分子中只有两种不同化学环境的氢原子。 （5）写出以苯、甲苯、为原料制备的合成路线流程图(无机试剂和有机溶剂任用，合成路线示例见本题题干)。________ 【答案】（1）还原 （2）保护酮羰基，防止F→G转化时被还原(加成) （3） （4）或或或等 （5） 【解析】 【分析】由有机物的转化关系可知，在氯化铝作用下与发生环加成反应，与锌(汞)、盐酸发生还原反应生成，与SOCl2发生取代反应生成，在氯化铝作用下发生取代反应生成，在酸性条件下，与乙二醇先发生加成反应，再发生取代反应生成，催化剂作用下，与氢气发生加成反应生成，酸性条件下转化为，先在无水乙醚作用下与CH3CH2MgBr发生取代反应，再在酸性条件下共热发生消去反应生成。 【小问1详解】 由分析可知，B→C的反应为与锌(汞)、盐酸发生还原反应生成，故答案为：还原； 【小问2详解】 由E、H的分子中都含有酮羰基可知，流程中设计E→F的目的是保护酮羰基，防止F→G转化时与氢气反应被还原(加成)，故答案为：保护酮羰基，防止F→G转化时被还原(加成)； 【小问3详解】 由结构简式可知，A→B的反应中在氯化铝作用下与发生环加成反应生成，则A→B得到的产物若不经提纯，依据B到E的合成路线会生成一种与E互为同分异构体的副产物，故答案为：； 【小问4详解】 B的同分异构体有手性碳原子，与氯化铁溶液发生显色反应且能使溴的四氯化碳溶液褪色说明同分异构体分子中含有连有4个不同原子或原子团的饱和碳原子、酚羟基和碳碳双键，碱性条件下水解后酸化生成两种有机产物，产物之一分子中只有两种不同化学环境的氢原子说明同分异构体分子中含有酚酯基，则符合条件的结构简式为或或或等； 【小问5详解】 由题给有机物的转化关系可知，以苯、甲苯、为原料制备的合成步骤为与酸性高锰酸钾溶液发生氧化反应生成，与SOCl2发生取代反应生成，在氯化铝作用下与苯发生取代反应生成，先在无水乙醚作用下与发生取代反应，再在酸性条件下共热发生消去反应生成，催化剂作用下与氢气共热发生加成反应生成，则合成路线为，故答案为：。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024-2025学年第一学期高二化学 相对原子质量：Li-7 一、单项单选题：本部分包括13题，每题3分，共计39分。每题只有一个选项最符合题意。 1. “碳达峰、碳中和”事关中华民族永续发展和构建人类命运共同体。下列措施对实现“碳达峰、碳中和”不具有直接贡献的是 A. 植树造林 B. 开发核能 C. 燃煤脱硫 D. 节约用电 2. 最新报道：科学家首次用X射线激光技术观察到CO与O在催化剂表面形成化学键的过程。反应过程的示意图如下： 下列说法中正确的是 A. CO和O生成CO2是吸热反应 B. 在该过程中，CO断键形成C和O C. CO和O生成了具有极性共价键的CO2 D. 状态Ⅰ →状态Ⅲ表示CO与O2反应的过程 3. 下列说法正确的是 A. CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) △H=- 801.3 kJ/mol；结论： CH4的燃烧热为801.3 kJ/mol B. Sn(灰，s) Sn(白，s) △H= +2.1 kJ/mol(灰锡为粉末状)；结论：锡制品在寒冷的冬天因易转化为灰锡而损坏 C. 稀溶液中有：H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) △H= - 57.3 kJ/mol；结论：将盐酸与氨水的稀溶液混合后，若生成1 mol H2O，则会放出57.3 kJ的能量 D. C(石墨，s)+O2(g)=CO2(g) △H= -393.5kJ/mol、C(金刚石，s)+O2(g)=CO2(g) △H= -395 kJ/mol；结论：相同条件下金刚石比石墨稳定 4. 通过以下反应可获得新型能源二甲醚(CH3OCH3)。下列说法不正确的是 ①C(s)+ H2O(g)=CO(g)+H2(g) △H1=a kJ/mol ②CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) △H2=b kJ/mol ③CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) △H3=c kJ/mol ④2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g) △H4=d kJ/mol A. 反应①②为反应③提供原料气 B. 反应③也是CO2资源化利用的方法之一 C. 反应CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+H2O(l) △H=kJ/mol D. 反应2CO(g)+4H2(g)=CH3OCH3(g)+ H2O(g)的△H=(2b+2c+d) kJ/mol 5. 已知：①某些化学键的键能如表。 化学键 键能(kJ/mol) 154 500 942 a ②火箭燃料肼()的有关化学反应的能量变化如图所示。 则下列说法错误的是 A. 比稳定 B. 表中的 C. kJ/mol D. 图中的kJ/mol 6. 实验发现，时，在氯化铁酸性溶液中加入少量锌粒后，立即被还原成。某夏令营兴趣小组根据该实验事实设计了如图所示的原电池装置(锌少量)。下列有关说法正确的是 A. 该原电池的正极反应是 B. 左侧烧杯中溶液的红色逐渐褪去 C. 该原电池的铂电极上立即有气泡出现 D. 该原电池总反应为 7. 某种熔融碳酸盐燃料电池以 、 为电解质、以 为燃料时，该电池工作原理如图。下列说法正确的是 A. 为 ， 为 B. 向正极移动 C. 此电池在常温时也能工作 D. 正极反应式为： 8. 微生物燃料电池可用于净化含铬废水，其工作原理如图所示，该电池工作时，下列说法不正确的是 A. M极是电池的负极 B. 在电极上发生氧化反应 C. N电极附近溶液的pH增大 D. 若参加反应，则有从交换膜右侧向左侧迁移 9. 下列电化学装置正确且能达到目的的是 A. 用装置甲在铁制品表面镀铜 B. 用装置乙电解精炼铜 C. 用装置丙制备NaOH和氯气 D. 用装置丁保护钢闸门 10. 沿海电厂采用海水为冷却水，但在排水管中生物的附着和滋生会阻碍冷却水排放并降低冷却效率，为解决这一问题，通常在管道口设置一对惰性电极(如图所示)，通入一定的电流。 下列叙述错误的是 A. 阳极发生将海水中的氧化生成的反应 B. 管道中可以生成氧化灭杀附着生物的 C. 阴极生成的应及时通风稀释安全地排入大气 D. 阳极表面形成的等积垢需要定期清理 11. 太阳能路灯蓄电池是磷酸铁锂电池，其工作原理如图。M电极材料是金属锂和碳的复合材料(碳作为金属锂的载体)，电解质为一种能传导Li+的高分子材料，隔膜只允许Li+通过，电池反应式为LixC6+Li1-xFePO4LiFePO4+6C。下列说法正确的是 A. 放电时Li+从左边移向右边，从右边移向左边 B. 放电时，正极反应式为Li1-xFePO4+xLi++xe-=LiFePO4 C. 充电时M极连接电源的负极，电极反应式为6C+xe-= D. 充电时电路中通过2.0mol电子，产生28gLi 12. 用甲醚(CH3OCH3)燃料电池电解Na2SO4溶液制取NaOH溶液和硫酸的装置如下图所示。下列说法正确的是 A. 通入甲醚的电极反应式为CH3OCH3+12e-＋3H2O=2CO2＋12H＋ B. 膜a、膜b依次为阳离子交换膜和阴离子交换膜 C. M为硫酸、N为NaOH D. 反应的甲醚与生成气体Y的物质的量之比为1：3 13. 有机物Z是合成药物的中间体，Z的合成路线如下。下列说法正确的是 A. 最多能与反应 B. Y不存在顺反异构体 C. Z分子中含有2个手性碳原子 D. 可以用溶液鉴别化合物Y和Z 二、非选择题：共4题，共61分。 14. 完成下列问题 （1）在微生物作用的条件下，NH经过两步反应被氧化成NO。两步反应的能量变化示意如图： ①第一步反应是___________(填“放热”或“吸热”)反应，判断依据是___________。 ②1 mol NH (aq)全部氧化成NO (aq)的热化学方程式是___________。 （2）已知：2CO(g)＋O2(g)=2CO2(g)　ΔH=-566 kJ·mol-1① Na2O2(s)＋CO2(g)=Na2CO3(s)＋O2(g)　ΔH=-226 kJ·mol-1② 则CO(g)与Na2O2(s)反应放出509 kJ热量时，生成的O2为___________L(标况)。 （3）有科学家预言，氢能将成为21世纪的主要能源，而且是一种理想的绿色能源。若1 mol氢气完全燃烧生成1 mol气态水放出241 kJ的热量，已知H—O键能为463 kJ·mol-1，O=O键能为498 kJ·mol-1，计算H—H键能为___________kJ·mol-1。 （4）氢能的储存是氢能利用的前提，科学家研究出一种储氢合金Mg2Ni，已知： Mg(s)＋H2(g)=MgH2(s)　ΔH1=-74.5 kJ·mol-1； Mg2Ni(s)＋2H2(g)=Mg2NiH4(s)　ΔH2=-64.4 kJ·mol-1； Mg2Ni(s)＋2MgH2(s)=2Mg(s)＋Mg2NiH4(s)　ΔH3。 则ΔH3=___________kJ·mol-1。 15. 回答下列问题。 （1）通过电化学循环法可将H2S转化为H2SO4和H2(如图所示)。其中氧化过程发生如下两步反应： H2S+H2SO4=SO2↑+S↓+2H2O、S+O2=SO2 ①电极a上发生电极反应式：___________。 ②理论上1molH2S参加反应可产生H2的物质的量为___________。 （2）FeS2是Li/FeS2电池(如图1)的正极活性物质，Li/FeS2电池的负极是金属Li，电解液是含锂盐的有机溶液。电池放电反应：FeS2+4Li=Fe+4Li++2S2-。该反应可认为分两步进行： 第1步：FeS2+2Li=2Li++，则第2步正极的电极反应式：___________。 （3）如图2为钠硫高能电池的结构示意图，该电池的工作温度为320℃左右，电池的反应式：2Na+xS=Na2Sx，正极的电极反应式：___________。M(由Na2O和Al2O3制得)的两个作用：___________。 （4）浓差电池中的电动势是由于电池中存在浓度差而产生的。某浓差电池的原理如图3所示，该电池从浓缩海水中提取LiCl的同时又获得了电能。 ①X为___________极，Y极反应式：___________。 ②Y极生成1molCl2时，___________molLi+移向___________(填“X”或“Y”)极。 16. 回答下列问题。 （1）CH4可作为燃料使用，用CH4和O2组合形成的质子交换膜燃料电池的结构示意图如图。电池总反应：CH4+2O2=CO2+2H2O，则c电极是___________(填“正极”或“负极”)，c电极的电极反应式：___________。 （2）CO2甲烷化是实现碳平衡阶段的中坚力量。1902年，PaulSabatier首次报道了CO2的甲烷化。在一定的温度和压力条件下，将按一定比例混合的CO2和H2通过装有金属Ni的反应器，可得到CH4。 已知：CH4和H2的标准燃烧热H分别为-890.3kJ/mol、-285.8kJ/mol。由题可知，CO2甲烷化反应：CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(l)的H=___________kJ/mol。 （3）近年来，生物电催化技术运用微生物电解池实现了CO2的甲烷化，其工作原理如图1所示。 ①微生物电解池实现CO2甲烷化的阴极反应式为___________。 ②如果处理有机物[(CH2O)n]产生标准状况下112m3的CH4，则理论上导线中通过的电子的物质的量为___________。 （4）沼气的主要成分是CH4，还含有CO2、H2S等。JoDeVrieze等设计了利用膜电解法脱除沼气中的CO2和H2S，并将阴极处理后气体制成高纯度生物甲烷，其流程如图2所示。 ①需控制电解槽中阴极室pH>7，其目的：___________。 ②阳极室逸出CO2和___________(填化学式)；H2S在阳极上转化为而除去，其电极反应式：___________。 17. 有机物Ⅰ是一种药物合成的中间体，其合成路线如下： （1）B→C的反应类型为_______。 （2）流程中设计E→F的目的是_______。 （3）A→B得到的产物若不经提纯，依据B到E的合成路线会生成一种与E互为同分异构体的副产物X，X的结构简式为_______。 （4）B的一种同分异构体同时满足下列条件，写出该同分异构体的结构简式：_______。 ①有手性碳原子，与溶液发生显色反应且能使的溶液褪色； ②碱性条件下水解后酸化生成两种有机产物，产物之一分子中只有两种不同化学环境的氢原子。 （5）写出以苯、甲苯、为原料制备的合成路线流程图(无机试剂和有机溶剂任用，合成路线示例见本题题干)。________ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $