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

2023级高二第一学期第一阶段学习检测 化学 2024.10 (满分100分，考试时间75分钟) 可能用到的相对原子质量：H-1 C-12 N-14 O-16 S-32 Cl-35.5 Pb-207 一、单项选择题：共14题，每题3分，共42分。每题只有一个选项最符合题意。 1. 下列关于化学反应中的能量变化的说法正确的是 A. 放热反应无需加热即可进行，而吸热反应则必须在加热条件下才能进行 B. 化学反应必然伴随着能量的变化 C. 若反应物的总能量低于生成物的总能量，则该反应放热 D. 浓硫酸溶于水放热，属于放热反应 2. 锥形瓶内壁用某溶液润洗后，放入混合均匀的新制铁粉和碳粉，塞紧瓶塞，同时测量锥形瓶内压强的变化，如图所示。下列说法不正确的是 A. 0~时，铁可能发生了析氢腐蚀 B. ~时，铁一定发生了吸氧腐蚀 C. 负极的电极反应式为 D. 用于润洗锥形瓶的溶液可能是稀盐酸 3. 有关下列四个常用电化学装置的叙述正确的是 A. 图Ⅰ所示电池中，的作用是做催化剂 B. 图Ⅱ所示电池放电过程中，正极电极反应式： C. 图Ⅲ所示装置工作过程中，其正极电池反应式： D. 图Ⅳ所示电池中，是还原剂，电池工作过程中被氧化为 4. 可逆反应X(g)+3Y(g)2Z(g)+Q(g)在不同条件下的反应速率如下，其中反应速率最快的是 A. v(X)=0.25mol/(L•s) B. v(Y)=3.6mol/(L•min) C. v(Z)=0.3mol/(L•s) D. v(Q)=0.1mol/(L•s) 5. 已知： 下列有关说法正确是 A. 的燃烧热为 B. C. 等质量的和完全燃烧，放出的热量多 D. 6. 下列装置能达到设计目的的是 A. 装置①用于深埋在潮湿的中性土壤中钢管的防腐 B. 装置②用于深浸在海水中的钢闸门的防腐 C. 装置③用于模拟铁制品表面镀铜 D. 装置④用于模拟粗铜的电解精炼 7. 下列关于化学反应速率的说法正确的是 ①恒温时，增大压强，化学反应速率一定加快 ②其他条件不变，温度越高化学反应速率越快 ③使用催化剂可改变反应的活化能，从而改变该反应的焓变 ④3mol/(L∙s)的反应速率一定比l mol/(L∙s)的反应速率大 ⑤有气体参加的化学反应，若增大压强(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 ⑥增大反应物浓度，可增大活化分子的百分数，从而使单位时间有效碰撞次数增多 A. ②⑥ B. ②⑤ C. ①②③⑤ D. ①②④⑤ 8. 已知：H2(g)+2ICl(g)=I2(g)+2HCl(g) ΔH。该反应分①②两步进行，其能量曲线如图所示，下列有关说法正确的是 A. 反应①为吸热反应 B. H2(g)+2ICl(g)=I2(g)+2HCl(g) ΔH=-218kJ / mol C. 若ΔH1和ΔH2分别为反应①和②的焓变，则：ΔH=ΔH1-ΔH2 D. 反应①为整个反应的决速步骤 9. 下列表述不正确的是 A. 装置甲：盐桥中的移向溶液 B. 装置乙：外电路电流由极流向极 C. 装置丙：a极附近产生的气体能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝 D. 装置丁：应使用阳离子交换膜 10. 用 Na2SO3溶液吸收尾气中的 SO2，将所得混合液进行电解循环再生，从而达到循环脱硫。其中阴、阳离子交换膜组合循环再生机理如图所示，则下列说法中错误的是 A. X为直流电源负极 B. 图中两处硫酸的质量分数b>a C. 该过程中的产品主要为H2SO4和H2 D 阳极区pH增大 11. 下列图像分别表示有关反应的反应过程与能量变化的关系。 据此判断下列说法中正确的是(　) A. 由图1知，石墨转变为金刚石是吸热反应 B 由图2知，S(g)+O2(g)=SO2(g) ΔH1，S(s)+O2(g)=SO2(g)ΔH2，则ΔH1＞ΔH2 C. 由图3知，白磷比红磷稳定 D. 由图4知，CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ΔH＞0 12. 一定条件下，将3 mol A 和1 mol B投入容积2L且容积不变的密闭容器中，发生反应：3A(g)+B(s)xC(g)+2D(g)，2min末，C和D浓度为0.2mol/L和0.4mol/L。下列叙述正确是 A. x=2 B. 充入氦气压强增大，化学反应速率加快 C. 0~2min内B的反应速率为0.1 mol/(L∙min) D. 此时A的转化率为40%(注：转化率=) 13. 某兴趣小组设计如下图所示的微型实验装置。实验时，先断开K2，闭合K1，两极均有气泡产生；一段时间后，断开K1，闭合K2，发现电流表A指针偏转。有关描述正确的是 A. 断开K1，闭合K2时，石墨电极作正极 B. 断开K1，闭合K2时，铜电极反应式为： C. 断开K2，闭合K1时，总反应为： D. 断开K2，闭合K1时，石墨电极附近溶液变红 14. 某化学兴趣小组在实验室中设计如图所示装置(a、b、c、d均为惰性电极)，以去离子水和氧气为原料通过电解法制备双氧水。下列分析错误是 A. 乙装置中，d极上发生氧化反应，移向该电极 B. 理论上d极消耗的CH4与b极生成的O2物质的量之比为1：2 C. 气体X为CO2，c极反应式为： D. 一段时间后，甲装置中生成的O2与消耗的O2物质的量相等 二、非选择题(共4题，共58分) 15. 甲醇是重要的化学工业基础原料和液体燃料，可用于制造甲醛和农药。 （1）工业上可利用CO2和H2生产甲醇，方程式如下： CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(1)+H2O(g) ΔH=Q1kJ/mol 又查资料得知：①CH3OH(1)+O2(g)=CO2(g)+2H2(g) ΔH =Q2kJ/mol H2O(g)=H2O(1) ΔH =Q3kJ/mol，则 Q3___________0(填“>”、“<”或“=”)，表示甲醇标准燃烧热的热化学方程式：___________。 （2）甲醇燃料电池是符合绿色化学理念的新型燃料电池，如图是以甲醇燃料电池(甲池)为电源的电解装置。已知：A、B、C、D、E、F都是惰性电极，丙中为0.1mol/LCuSO4溶液(假设反应前后溶液体积不变)，当向甲池通入物质a和b时，D极附近呈红色。 ①物质b的化学式为___________，A电极的电极反应式为___________。 ②乙中D电极方程式为___________。 ③丙装置中总反应的离子方程式为：___________。 ④当乙中C电极收集到224mL(标准状况下)气体时，则此时丙溶液中生成c(H+)=___________mol/L。 16. 某同学用图中装置电解硫酸钾溶液来获得氧气、氢气、硫酸和氢氧化钾。 (1)X极与电源的___________(填“正”或“负”)极相连，氢气从___________(填“A”“B”“C”或“D”)口导出。 (2)离子交换膜只允许一类离子通过，则M为___________(填“阴离子”或“阳离子”，下同)交换膜，N为___________交换膜，图中少量硫酸和少量氢氧化钾的作用是___________。 (3)若将制得的氢气、氧气和氢氧化钾溶液组合为氢氧燃料电池(石墨为电极)，则电池负极的电极反应式为___________。 (4)若使用铅蓄电池作电源完成上述电解，当制得11.2 L标准状况下的氢气时，理论上铅蓄电池消耗硫酸___________mol，负极板质量增加___________g。 17. 氢能是具有广泛应用前景的新能源。 （1）101kPa时，氢气在氯气中点燃生成氯化氢气体的能量变化示意图如下： 写出此反应的热化学方程式___________。 （2）电解法制Na2FeO4，同时得到H2：Fe+2H2O+2OH-+3H2↑，工作原理如图。 已知：若NaOH溶液浓度过高，铁电极区会产生红褐色物质；Na2FeO4只在强碱性条件下稳定，易被H2还原。 ①电解时，Fe电极发生的电极反应式为：___________。电解时，OH-移向___________电极(填“Fe”或“Ni”)。 ②电解过程中，须将阴极产生的气体及时排出，主要原因是___________。 ③c(Na2FeO4)随初始c(NaOH)的变化如图，则分析M、N点c(Na2FeO4)均低于最高值的可能原因：M点___________，N点___________。 （3）下图各容器中均盛有海水，铁在其中被腐蚀时由快到慢的顺序是___________(填序号) A. ④>②>③>① B. ②>①>③>④ C. ④>②>①>③ D. ③>②>④>① 18. 消除含氮化合物对大气和水体的污染是环境保护的重要研究课题。 （1）利用电化学装置可消除氮氧化物污染。 ①化学家正在研究尿素燃料电池直接去除废水中的尿素，既能产生净化的水，又能发电，尿素燃料电池结构如图所示： 理论上每净化1mol尿素，消耗O2的体积约为___________L(标准状况下)。 ②如图为电解NO制备NH4NO3的装置，该装置中阳极的电极反应式为___________；“反应室”中发生反应的离子方程式为：___________。 （2）工业上用电解法治理亚硝酸盐对水体的污染，模拟工艺如图所示，写出电解时铁电极的电极反应式___________，随后，铁电极附近有无色气体产生，可能原因是___________。 （3）工业上用惰性电极电解硝酸钠和硫酸钠混合溶液，可使转变为，后续再将反应除去，其他条件不变，若向混合溶液中投入一定量NaCl，后续去除的效果明显提高，溶液中氮元素含量显著降低，可能原因是___________。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2023级高二第一学期第一阶段学习检测 化学 2024.10 (满分100分，考试时间75分钟) 可能用到的相对原子质量：H-1 C-12 N-14 O-16 S-32 Cl-35.5 Pb-207 一、单项选择题：共14题，每题3分，共42分。每题只有一个选项最符合题意。 1. 下列关于化学反应中的能量变化的说法正确的是 A. 放热反应无需加热即可进行，而吸热反应则必须在加热条件下才能进行 B. 化学反应必然伴随着能量的变化 C. 若反应物的总能量低于生成物的总能量，则该反应放热 D. 浓硫酸溶于水放热，属于放热反应 【答案】B 【解析】 【详解】A．吸热反应和放热反应的判断跟条件无关，有些吸热反应需要加热，有些不需要加热，放热反应也是如此，故A错误； B．化学反应发生时有化学键的断裂和形成，就伴随着能量的变化，故B正确； C．若反应物的总能量低于生成物的总能量，则该反应是吸热反应，故C错误； D．浓硫酸溶于水放热，属于放热过程，没有发生化学变化，不属于放热反应，故D错误； 故本题选B。 2. 锥形瓶内壁用某溶液润洗后，放入混合均匀的新制铁粉和碳粉，塞紧瓶塞，同时测量锥形瓶内压强的变化，如图所示。下列说法不正确的是 A. 0~时，铁可能发生了析氢腐蚀 B. ~时，铁一定发生了吸氧腐蚀 C. 负极的电极反应式为 D. 用于润洗锥形瓶的溶液可能是稀盐酸 【答案】C 【解析】 【详解】A．由图可知，0~t1时锥形瓶内压强增大，说明气体的物质的量增加，则铁可能发生了析氢腐蚀，故A不选； B．由图可知，t1~t2时锥形瓶内压强减少，说明气体物质的量减少，则铁一定发生了吸氧腐蚀，故B不选； C．负极反应为：Fe-2e-=Fe2+，故C选； D．锥形瓶内开始发生析氢腐蚀，则用于润洗锥形瓶的溶液一定显酸性，可能是稀盐酸，故D不选； 故选：C。 3. 有关下列四个常用电化学装置的叙述正确的是 A. 图Ⅰ所示电池中，的作用是做催化剂 B. 图Ⅱ所示电池放电过程中，正极电极反应式： C. 图Ⅲ所示装置工作过程中，其正极电池反应式： D. 图Ⅳ所示电池中，是还原剂，电池工作过程中被氧化为 【答案】C 【解析】 【详解】A．由图可知，Ⅰ中锌筒为锌锰碱性电池的负极，碳棒是正极，二氧化锰在正极得到电子发生还原反应生成三氧化二锰，所以二氧化锰的作用不可能是做催化剂，故A错误； B．由图可知，Ⅱ所示电池放电过程中，二氧化铅为二次电池的正极，酸性条件下二氧化铅在硫酸根离子作用下得到电子发生还原反应生成硫酸铅和水，电极反应式为，故B错误； C．由图可知，Ⅲ为氢氧燃料电池，通入氧气的电极为燃料电池的正极，酸性条件下氧气在正极得到电子发生还原反应生成水，电极反应式为，故C正确； D．Ⅳ中氧化银为银锌纽扣电池的正极，水分子作用下氧化银在正极得到电子发生还原反应生成银和氢氧根离子，故D错误； 故选C。 4. 可逆反应X(g)+3Y(g)2Z(g)+Q(g)在不同条件下的反应速率如下，其中反应速率最快的是 A. v(X)=0.25mol/(L•s) B. v(Y)=3.6mol/(L•min) C. v(Z)=0.3mol/(L•s) D. v(Q)=0.1mol/(L•s) 【答案】A 【解析】 【详解】A．v(X)=0.25mol/(L•s)； B．v(Y)=3.6mol/(L•min)=0.06 mol/(L•s)，反应速率之比等于化学计量数之比，将其转化成X的反应速率，v(X)=v(Y)==0.02mol/(L•s)； C．v(X)=v(Z)=0.15mol/(L•s)； D．v(X)=v(Q)=0.1mol/(L•s)， 则反应速率最大的为A，故选：A。 5. 已知： 下列有关说法正确的是 A. 的燃烧热为 B. C. 等质量的和完全燃烧，放出的热量多 D. 【答案】C 【解析】 【详解】A．燃烧热是在101 kPa时，1 mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量；根据 ，可知1mol氢气燃烧生成1mol液态水放出热量为285.8 kJ⋅mol−1，则氢气燃烧热为285.8 kJ⋅mol−1，A错误； B．反应中有BaSO4(s)生成，而生成BaSO4也是放热的，所以生成1mol水放出的热量比57.3 kJ多，即该反应的△H< ，B错误； C．等质量的和完全燃烧，设质量均为1g；则氢气放热，甲醇放热，所以H2(g)放出的热量多，C正确； D．液体水变为气体水需要吸热，故生成气体水放热少，焓变值变大，D错误； 故选C。 6. 下列装置能达到设计目的的是 A. 装置①用于深埋在潮湿的中性土壤中钢管的防腐 B. 装置②用于深浸在海水中的钢闸门的防腐 C. 装置③用于模拟铁制品表面镀铜 D. 装置④用于模拟粗铜的电解精炼 【答案】C 【解析】 【详解】A．铁比铜更活泼，会导致铜铁原电池中铁做负极，加速铁的锈蚀，A错误； B．用于深浸在海水中的钢闸门的防腐，则闸门应该连接外接电源的负极，本身做阴极被保护，B错误； C．装置③用于模拟铁制品表面镀铜，镀件做阴极会生成铜镀层，C正确； D．粗铜的电解精炼，粗铜做阳极连接电源的正极，左侧烧杯中锌活泼发生氧化反应，为负极，故错误，D错误； 故选C。 7. 下列关于化学反应速率说法正确的是 ①恒温时，增大压强，化学反应速率一定加快 ②其他条件不变，温度越高化学反应速率越快 ③使用催化剂可改变反应的活化能，从而改变该反应的焓变 ④3mol/(L∙s)的反应速率一定比l mol/(L∙s)的反应速率大 ⑤有气体参加的化学反应，若增大压强(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 ⑥增大反应物浓度，可增大活化分子的百分数，从而使单位时间有效碰撞次数增多 A. ②⑥ B. ②⑤ C. ①②③⑤ D. ①②④⑤ 【答案】B 【解析】 【详解】①恒温时，增大压强，如通入惰性气体导致压强增大，但参加反应气体的浓度不变，则化学反应速率不加快，故①错误； ②其他条件不变，温度越高，活化分子含量增加，则化学反应速率越快，故②正确； ③使用催化剂可改变反应速率，但不改变该反应过程中吸收或放出的热量，故③错误； ④如在同一个反应,且计量数之比为3:1，则用不同物质表示反应速率,3mol⋅L−1⋅s−1的反应速率与1mol⋅L−1⋅s−1的反应速率可能相等，故④错误； ⑤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)，浓度增大，导致增加单位体积内活化分子数增大，则反应速率增大，故⑤正确； ⑥增大反应物浓度，活化分子的百分数不变，故⑥错误； 故选B。 8. 已知：H2(g)+2ICl(g)=I2(g)+2HCl(g) ΔH。该反应分①②两步进行，其能量曲线如图所示，下列有关说法正确的是 A. 反应①为吸热反应 B. H2(g)+2ICl(g)=I2(g)+2HCl(g) ΔH=-218kJ / mol C. 若ΔH1和ΔH2分别为反应①和②的焓变，则：ΔH=ΔH1-ΔH2 D. 反应①为整个反应的决速步骤 【答案】BD 【解析】 【详解】A．反应①生成物总能量小于反应物总能量，反应①为放热反应，故A错误； B．根据图示，1molH2(g)和2mol ICl(g)的总能量比1mol I2(g)和2mol HCl(g)的总能量多218kJ，H2(g)+2ICl(g)=I2(g)+2HCl(g) ΔH=-218kJ / mol，故B正确； C．若ΔH1和ΔH2分别为反应①和②的焓变，根据盖斯定律①+②得H2(g)+2ICl(g)=I2(g)+2HCl(g)ΔH=ΔH1+ΔH2，故C错误； D．活化能越小反应速率越快，反应①的活化能大于反应②，反应①是慢反应，慢反应决定总反应速率，反应①为整个反应的决速步骤，故D正确； 选BD。 9. 下列表述不正确的是 A. 装置甲：盐桥中的移向溶液 B. 装置乙：外电路电流由极流向极 C. 装置丙：a极附近产生的气体能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝 D. 装置丁：应使用阳离子交换膜 【答案】B 【解析】 【详解】A．Zn比Cu活泼，在装置甲中锌为负极，铜为正极，原电池工作时阴离子向负极移动，则盐桥中的Cl-移向ZnSO4溶液，A正确； B．氢氧燃料电池工作时，通入氢气的a电极为负极，通入氧气的b电极为正极，外电路电流由正极流向负极，即由b极流向a极，B错误； C．装置丙是用惰性电极电解氯化铜溶液的装置，a电极为阳极，Cl-被氧化生成氯气，氯气将湿润的淀粉碘化钾中的I-氧化为I2，淀粉遇I2变蓝，所以a极附近产生的气体能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝，C正确； D．电解饱和食盐水的阳极区生成氯气，阴极区生成氢气和氢氧化钠，若使用阴离子交换膜，氢氧根离子会进入阳极区与氯气反应，则不能使用阴离子交换膜，阴极区生成氢氧根离子，故应使用阳离子交换膜，使钠离子进入阴极区生成氢氧化钠，D正确； 故选B 10. 用 Na2SO3溶液吸收尾气中的 SO2，将所得混合液进行电解循环再生，从而达到循环脱硫。其中阴、阳离子交换膜组合循环再生机理如图所示，则下列说法中错误的是 A. X为直流电源负极 B. 图中两处硫酸的质量分数b>a C. 该过程中的产品主要为H2SO4和H2 D. 阳极区pH增大 【答案】D 【解析】 【分析】根据图示，Pt(Ⅰ)氢离子得电子发生还原反应生成氢气，Pt(Ⅰ)是阴极；Pt(Ⅱ) 失电子发生氧化反应生成，Pt(Ⅱ)是阳极。 【详解】A．Pt(Ⅰ)是阴极，X与阴极连接，X为直流电源负极，故A正确； B．Pt(Ⅱ)是阳极，阳极反应为，所以图中两处硫酸的质量分数b>a，故B正确； C．阳极生成硫酸、阴极生成氢气，该过程中的产品主要为H2SO4和H2，故C正确； D．阳极反应为，阳极区pH减小，故D错误； 选D。 11. 下列图像分别表示有关反应的反应过程与能量变化的关系。 据此判断下列说法中正确的是(　) A. 由图1知，石墨转变为金刚石是吸热反应 B. 由图2知，S(g)+O2(g)=SO2(g) ΔH1，S(s)+O2(g)=SO2(g)ΔH2，则ΔH1＞ΔH2 C. 由图3知，白磷比红磷稳定 D. 由图4知，CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ΔH＞0 【答案】A 【解析】 【详解】A．根据图1知，石墨能量低，因此石墨转变为金刚石是吸热反应，故A正确； B．根据图2知，1mol S(g)具有的能量比1mol S(s)具有的能量高，S(g)+O2(g)=SO2(g) ΔH1， S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH2 ，1mol S(g)燃烧放出的热量多，由于放热焓变为负，放出热量越多，焓变反而越小，因此则ΔH1＜ΔH2，故B错误； C．根据图3知，根据能量越低越稳定，得出红磷比白磷稳定，故C错误； D．根据图4知，CO2(g)+H2(g) = CO(g)+H2O(g) ΔH＞0，则CO(g)+H2O(g) = CO2(g)+H2(g) ΔH＜0，故D错误。 综上所述，答案为A。 12. 一定条件下，将3 mol A 和1 mol B投入容积2L且容积不变的密闭容器中，发生反应：3A(g)+B(s)xC(g)+2D(g)，2min末，C和D浓度为0.2mol/L和0.4mol/L。下列叙述正确是 A. x=2 B. 充入氦气压强增大，化学反应速率加快 C. 0~2min内B的反应速率为0.1 mol/(L∙min) D. 此时A的转化率为40%(注：转化率=) 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】A．根据转化浓度之比=化学计量数之比，x=1，A错误； B．恒容，充入氦气，物质的量浓度不变，速率不变，B错误； C．B为固体，一般不用来表示速率，C错误； D．A的转化率=，D正确； 故选D。 13. 某兴趣小组设计如下图所示的微型实验装置。实验时，先断开K2，闭合K1，两极均有气泡产生；一段时间后，断开K1，闭合K2，发现电流表A指针偏转。有关描述正确的是 A. 断开K1，闭合K2时，石墨电极作正极 B. 断开K1，闭合K2时，铜电极反应式： C. 断开K2，闭合K1时，总反应为： D. 断开K2，闭合K1时，石墨电极附近溶液变红 【答案】A 【解析】 【分析】实验时，先断开K2，闭合K1，两极均有气泡产生，说明左边为阳极，产生氯气，右边为阴极，产生氢气；一段时间后，断开K1，闭合K2，发现电流表A指针偏转，说明左边为正极，右边为负极。 【详解】A. 断开K1，闭合K2时，氢气在右边失去电子，作负极，因此石墨电极作正极，故A正确； B. 断开K1，闭合K2时，石墨电极反应式为：，故B错误； C. 断开K2，闭合K1时，总反应为：，故C错误； D. 断开K2，闭合K1时，铜电极是阴极，水中氢离子得到电子，剩余氢氧根，因此铜电极附近溶液变红，故D错误。 综上所述，答案为A。 14. 某化学兴趣小组在实验室中设计如图所示装置(a、b、c、d均为惰性电极)，以去离子水和氧气为原料通过电解法制备双氧水。下列分析错误的是 A. 乙装置中，d极上发生氧化反应，移向该电极 B. 理论上d极消耗CH4与b极生成的O2物质的量之比为1：2 C. 气体X为CO2，c极反应式为： D. 一段时间后，甲装置中生成的O2与消耗的O2物质的量相等 【答案】D 【解析】 【分析】在原电池中，阴离子向负极移动，乙装置中，通入甲烷的d极为负极，a电极与负极连接，作阴极，以此分析； 【详解】A．在原电池中，阴离子向负极移动。在乙装置中，通入甲烷的d极为负极，失去电子发生氧化反应，d极上发生氧化反应，则向d极移动，A正确； B．在d电极反应中每有1 mol CH4发生反应转化为CO2，转移8 mol电子；在b电极上每反应产生1 mol O2，转移4 mol电子，在同一闭合回路中电子转移数目相等，所以理论上d极消耗的CH4与b极生成的O2物质的量之比为1∶2，B正确； C．通入氧气的c极为燃料电池的正极，在二氧化碳作用下，氧气在正极得到电子发生还原反应生成碳酸根，c电极上电极反应式：，所以X为CO2，C正确； D．a电极与负极连接，作阴极，发生反应：；b电极与电源正极连接，作阳极，电极反应式为：，由于同一闭合回路中电子转移数目相等，所以a电极消耗的O2与b电极产生的O2的物质的量的比是2：1，生成氧气的量和消耗氧气的量不相等，D错误； 故选：D。 二、非选择题(共4题，共58分) 15. 甲醇是重要的化学工业基础原料和液体燃料，可用于制造甲醛和农药。 （1）工业上可利用CO2和H2生产甲醇，方程式如下： CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(1)+H2O(g) ΔH=Q1kJ/mol 又查资料得知：①CH3OH(1)+O2(g)=CO2(g)+2H2(g) ΔH =Q2kJ/mol H2O(g)=H2O(1) ΔH =Q3kJ/mol，则 Q3___________0(填“>”、“<”或“=”)，表示甲醇标准燃烧热的热化学方程式：___________。 （2）甲醇燃料电池是符合绿色化学理念的新型燃料电池，如图是以甲醇燃料电池(甲池)为电源的电解装置。已知：A、B、C、D、E、F都是惰性电极，丙中为0.1mol/LCuSO4溶液(假设反应前后溶液体积不变)，当向甲池通入物质a和b时，D极附近呈红色。 ①物质b的化学式为___________，A电极的电极反应式为___________。 ②乙中D电极方程式为___________。 ③丙装置中总反应的离子方程式为：___________。 ④当乙中C电极收集到224mL(标准状况下)气体时，则此时丙溶液中生成的c(H+)=___________mol/L。 【答案】（1） ①. < ②. （2） ①. 氧气 ②. ③. ④. ⑤. 【解析】 【小问1详解】 ①气态水转化为液态水是放热过程，故Q3<0; 故答案为：< ②已知：①； ②； ③；根据盖斯定律，将，整理可得表示甲醇标准燃烧热的热化学方程式为：； 故答案为： 【小问2详解】 甲为原电池，乙、丙为电解池，当向甲池通入气体a和b时，D极附近呈红色，说明D为电解池的阴极，C为电解池的阳极，b为正极，a为负极，E为阳极，F为阴极； ①上述分析可知A电极通入的物质a为甲醇，B电极通入的b物质为氧气，A电极通入CH3OH，失去电子，发生氧化反应，电极反应为：； 故答案为：①氧气② ②乙中是电解饱和食盐水，其中D电级也就是阴极电极反应式为； 故答案为： ③丙装置为惰性电极电解硫酸铜溶液，放电离子为铜离子和氢氧根离子，总反应方程式为:； 故答案为： ④当乙装置中C电极收集到224mL（标况下）气体时，生成氯气物质的量0.01mol，可知转移电子的物质的量为0.02mol，对应氢离子的物质的量为0.02mol，则此时氢离子浓度为; 故答案为： 16. 某同学用图中装置电解硫酸钾溶液来获得氧气、氢气、硫酸和氢氧化钾。 (1)X极与电源的___________(填“正”或“负”)极相连，氢气从___________(填“A”“B”“C”或“D”)口导出。 (2)离子交换膜只允许一类离子通过，则M为___________(填“阴离子”或“阳离子”，下同)交换膜，N为___________交换膜，图中少量硫酸和少量氢氧化钾的作用是___________。 (3)若将制得的氢气、氧气和氢氧化钾溶液组合为氢氧燃料电池(石墨为电极)，则电池负极的电极反应式为___________。 (4)若使用铅蓄电池作电源完成上述电解，当制得11.2 L标准状况下的氢气时，理论上铅蓄电池消耗硫酸___________mol，负极板质量增加___________g。 【答案】 ①. 正 ②. C ③. 阴离子 ④. 阳离子 ⑤. 增强溶液的导电性 ⑥. H2-2e-+2OH-=2H2O ⑦. 1 ⑧. 48 【解析】 【详解】目的是用如图装置电解硫酸钾溶液来制取氧气、氢气、硫酸和氢氧化钾，由装置图可知，硫酸应在左室得到，KOH在右室得到，左室为阳极室，氢氧根离子放电生成氧气，M为阴离子交换膜，硫酸根离子通过阴离子交换膜进入左室，右室为阴极室，氢离子放电生成氢气，N为阳离子交换膜，钾离子通过阳离子交换膜进入右室。则 （1）左室为阳极室，X极与电源正极相连，右室为阴极室，氢离子放电生成氢气，氢气从C口导出； （2）由上述分析可知，M为阴离子交换膜，N为阳离子交换膜。硫酸与氢氧化钾均是强电解质，图中少量硫酸和少量氢氧化钾的作用是增强溶液导电性； （3）将制得的氢气、氧气和氢氧化钾溶液组合为氢氧燃料电池（石墨为电极），负极发生氧化反应，氢气在负极失去电子，碱性条件下生成水，负极电极反应式为：H2－2e－＋2OH－＝2H2O； （4）生成氢气物质的量为11.2L÷22.4L/mol=0.5mol，转移电子为0.5mol×2=1mol。铅蓄电池的总反应为Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)＝2PbSO4(s)+2H2O(l)，所以理论上铅蓄电池消耗硫酸1mol，正极板发生反应：PbO2(s)+2e－+4H＋(aq)+SO42－aq)＝PbSO4(s)+H2O(l)，负极板反应为Pb(s)－2e－+SO42－(aq)＝PbSO4(s)，质量增加0.5mol×96g/mol＝48g。 17. 氢能是具有广泛应用前景的新能源。 （1）101kPa时，氢气在氯气中点燃生成氯化氢气体的能量变化示意图如下： 写出此反应的热化学方程式___________。 （2）电解法制Na2FeO4，同时得到H2：Fe+2H2O+2OH-+3H2↑，工作原理如图。 已知：若NaOH溶液浓度过高，铁电极区会产生红褐色物质；Na2FeO4只在强碱性条件下稳定，易被H2还原。 ①电解时，Fe电极发生的电极反应式为：___________。电解时，OH-移向___________电极(填“Fe”或“Ni”)。 ②电解过程中，须将阴极产生的气体及时排出，主要原因是___________。 ③c(Na2FeO4)随初始c(NaOH)的变化如图，则分析M、N点c(Na2FeO4)均低于最高值的可能原因：M点___________，N点___________。 （3）下图各容器中均盛有海水，铁在其中被腐蚀时由快到慢的顺序是___________(填序号) A ④>②>③>① B. ②>①>③>④ C. ④>②>①>③ D. ③>②>④>① 【答案】（1）H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) △H=-183kJ/mol （2） ①. Fe-6e-+8OH-=+4H2O ②. Fe ③. 防止生成的Na2FeO4被H2还原 ④. M点：c(OH-)低，Na2FeO4稳定性差 ⑤. N点：c(OH-)高，铁电极区会产生Fe(OH)3，使Na2FeO4浓度降低 （3）C 【解析】 【小问1详解】 根据反应热△H=反应物键能总和-生成物键能总和，△H=436kJ/mol+243kJ/mol-2×431kJ/mol=-183kJ/mol，则热化方程式为：H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) △H=-183kJ/mol； 【小问2详解】 ①铁电极与外加电源正极连接做阳极，铁失去电子生成，反应的离子方程式为：Fe-6e-+8OH-=+4H2O；Ni作阴极，发生还原反应：2H2O-2e=H2↑+2OH-，离子交换膜为阴离子交换膜， OH-离子由Ni电极向铁电极移动； ②阴极上生成H2，Na2FeO4易被H2还原，因此需将生成的氢气及时排出，防止生成的Na2FeO4被H2还原； ③M、N点c(Na2FeO4)均低于最高值，可能的原因是：M点：c(OH-)低，Na2FeO4稳定性差，得到Na2FeO4浓度小；N点：c(OH-)高，铁电极区会产生Fe(OH)3，使Na2FeO4浓度降低； 【小问3详解】 ④是电解池，铁做阳极，阳极上铁失去电子被氧化，腐蚀最快；②形成原电池，铁作负极被氧化，腐蚀较快，①中的铁没有保护措施，③中的铁利用原电池原理铁做正极受到保护，腐蚀的最慢，铁被腐蚀时由快到慢的顺序是：④>②>①>③，答案选C。 18. 消除含氮化合物对大气和水体的污染是环境保护的重要研究课题。 （1）利用电化学装置可消除氮氧化物污染。 ①化学家正在研究尿素燃料电池直接去除废水中的尿素，既能产生净化的水，又能发电，尿素燃料电池结构如图所示： 理论上每净化1mol尿素，消耗O2的体积约为___________L(标准状况下)。 ②如图为电解NO制备NH4NO3的装置，该装置中阳极的电极反应式为___________；“反应室”中发生反应的离子方程式为：___________。 （2）工业上用电解法治理亚硝酸盐对水体的污染，模拟工艺如图所示，写出电解时铁电极的电极反应式___________，随后，铁电极附近有无色气体产生，可能原因是___________。 （3）工业上用惰性电极电解硝酸钠和硫酸钠混合溶液，可使转变为，后续再将反应除去，其他条件不变，若向混合溶液中投入一定量NaCl，后续去除的效果明显提高，溶液中氮元素含量显著降低，可能原因是___________。 【答案】（1） ①. 33.6 ②. NO-3e-+2H2O =NO+4H+ ③. NH3+H+=NH （2） ①. Fe-2e-=Fe2+ ②. 生成的Fe2+将溶液中的NO还原成N2 （3）Cl-在阳极上失去电子生成Cl2，Cl2具有强氧化性，可将NH氧化成N2，使溶液中氮元素的含量明显降低 【解析】 【小问1详解】 ①由氢离子的移动方向可知，甲电极为原电池的负极，水分子作用下尿素在负极失去电子发生氧化反应生成二氧化碳、氮气和水，电极反应式为CO(NH2)2—6e—+H2O=CO2↑+N2↑+6H+，乙电极为正极，酸性条件下氧气在正极得到电子发生还原反应生成水，电极反应式O2+4e—+4H+=2H2O，由得失电子数目守恒可知，理论上每净化1mol尿素，消耗标准状况下氧气的体积为1mol××22.4L/mol=33.6L，故答案为：33.6； ②由图可知，左侧电极为阴极，酸性条件下一氧化氮在阴极得到电子发生还原反应生成铵根离子和水，电极反应式为NO+5e—+6H+=NH+H2O，右侧电极为阳极，水分子作用下一氧化氮在阳极失去电子发生氧化反应生成硝酸根离子和氢离子，电极反应式为NO—3e—+2H2O =NO+4H+，反应室中发生的反应为通入的氨气与溶液中的氢离子反应生成铵根离子，反应的离子方程式为NH3+H+=NH，故答案为：NO—3e—+2H2O =NO+4H+；NH3+H+=NH； 【小问2详解】 由阳离子的移动方向可知，铁电极为电解池的阳极，铁失去电子发生氧化反应生成亚铁离子，电极反应式为Fe—2e—=Fe2+，随后，铁电极附近有无色气体产生的原因是生成的Fe2+将溶液中的NO还原成N2，故答案为：Fe—2e—=Fe2+；生成的Fe2+将溶液中的NO还原成N2； 【小问3详解】 由题意可知，向混合溶液中投入一定量氯化钠，后续去除铵根离子的效果明显提高，溶液中氮元素含量显著降低的原因是Cl—在阳极上失去电子生成Cl2，Cl2具有强氧化性，可将NH氧化成N2，使溶液中氮元素的含量明显降低，故答案为：Cl—在阳极上失去电子生成Cl2，Cl2具有强氧化性，可将NH氧化成N2，使溶液中氮元素的含量明显降低。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $