精品解析：河南省郑州市河南省实验中学2024～2025学年高二上期中化学试卷

河南省实验中学2024-2025学年上期期中试卷高二化学 (时间：75分钟 满分：100分) 可能用到的相对原子质量：H：1 C：12 N：14 O：16 Na：23 S：32 Cu：64 Pb：207 一、选择题：(本大题共14小题，每小题3分，共42分，每小题只有一个正确选项。) 1. 下列说法中，正确的是 A. 钢柱在水下比在空气与水的交界处更易生锈 B. 生铁(铁碳合金)制作的铁锅不易生锈 C. 测定中和反应热的实验中，混合溶液的温度不再化时，该温度为终止温度 D. 测定中和反应热的实验中，将试剂“50mL0.55mol/LNaOH溶液与50mL0.50mol/L盐酸”改为“50mL 0.65mol/LNaOH溶液与50mL0.60mol/L盐酸，”所得中和热的数值保持不变 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. 结合图判断，下列叙述正确的是 A. (a)和(b)中Na+均向铁电极方向移动 B. (a)和(b)中正极均被保护 C. (a)和(b)中负极反应均是Fe—2e—=Fe2+ D. (a)和(b)中正极反应均是O2+2H2O+4e-=4OH— 4. 关于下图所示装置的判断，叙述正确的是 A. 左边的装置是电解池，右边的装置是原电池 B. 该装置中铜为正极，C为负极 C. 装置中电子的流向是：a→Cu→经过溶液→C→b D. 当铜片的质量变化为12.8g时，a极上消耗的在标准状况下的体积为2.24L 5. 是一种新型硝化剂，在温度下可发生下列反应： 。温度下的平衡常数为。下列说法错误的是 A. 反应的 B. 该反应在高温下可自发进行 C. 温度下的平衡常数为，温度下的平衡常数为，若，则 D. 温度下，在体积为1 L的恒温密闭容器中充入2 mol，4 mol ，1 mol，此时反应将向正反应方向进行 6. 工业合成氨反应为，其能量变化如图所示。在实际生产中，下列有关说法正确的是 A. 温度越高，氮气的平衡转化率越高 B. 使用催化剂，E变小，不变 C. 压强越大越好，可提升化学反应速率与限度 D. 若平衡时、和均为1mol，则 7. 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 8. 下列选项中的操作及现象与原因或结论不对应的是 选项 操作及现象 原因或结论 A 向中加入，产生气泡的速率加快 降低了反应所需的活化能 B 向溶液中加入溶液，溶液呈红色，再滴加几滴的溶液，溶液颜色变浅 增大生成物浓度，平衡向逆反应方向移动 C 将盛有气体的密闭容器浸泡在热水中，容器内气体颜色变深 ，平衡向生成方向移动 D 在密闭容器中发生反应：，加压，气体颜色变深 增大压强，平衡不移动，但增大 A. A B. B C. C D. D 9. 下图是我国科研工作者研究MgO(s)与CH4(g)作用最终生成Mg(s)与CH3OH (g)的物质相对能量-反应进程曲线。下列叙述错误的是 A. 中间体OMgCH4(s)比MgOCH4(s)更稳定 B. 该反应进程中的最大能垒(活化能)为350.6 kJ·mol-1 C. 生成HOMgCH3(s)的过程中有极性键的断裂和形成 D. 总反应的热化学方程式为MgO(s)+CH4(g)=Mg(s)+CH3OH (g) ΔH=-146.1kJ·mol-1 10. 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 11. 一定压强下，向密闭容器中充入和，发生反应。与的消耗速率与温度的关系如图，下列说法正确的是 A. 四点中只有点达到平衡状态 B. 正反应的活化能小于逆反应的活化能 C. D. ，反应达平衡后缩小容器体积，各物质浓度不变 12. 研究人员研制出一种可在一分钟内完成充放电的超常性能铝离子电池。该电池分别以铝和石墨为电极，用AlCl和有机阳离子构成的电解质溶液作为离子导体，其放电工作原理如图所示。下列说法中，不正确的是 A. 放电时，铝为负极，石墨为正极 B. 放电时，有机阳离子向铝电极方向移动 C. 放电时的负极反应为：Al+7AlCl-3e-=4Al2Cl D. 充电时的阳极反应为：Cn+AlCl-e-=CnAlCl4 13. 某新型电池装置如图所示。下列说法错误的是 已知：还原性，隔膜只允许通过。 A. 右侧溶液中的通过隔膜移向左侧 B. 多孔电极区电极反应式为 C. 外电路中电子流向：→用电器→多孔碳电极 D. 电路中转移0.1mol电子时，电极质量增加4.8g 14. 目前，我国光伏发电并网装机容量稳居全球首位。以四甲基氯化铵[]为原料，采用光伏并网发电装置，通过电渗析法合成，工作原理如图。下列说法不正确的是 A. 光伏并网发电装置中N型半导体为负极 B. 阳极发生的电极反应为 C. c为阳离子交换膜，d、e均为阴离子交换膜 D. 制备182g四甲基氢氧化铵，两极共产生33.6L气体(标准状况) 二、非选择题(本大题共4小题，共58分) 15. 按题目要求完成下列问题。 （1）土壤中的微生物可将大气中的经两步反应氧化成，两步反应的能量变化示意图如下： 1mol全部氧化成的热化学方程式为___________。 （2）二氧化硫-空气质子交换膜燃料电池可以利用大气所含快速启动，其装置图如下： ①质子的流动方向为___________(填“从A到B”或“从B到A”)。 ②负极的电极反应式为___________。 （3）某宇宙飞船使用的是碱性氢氧燃料电池，其负极电极反应式为：___________，正极电极反应式为：___________。 （4）某小组拟用酸性溶液与溶液的反应(此反应为放热反应)来探究“条件对化学反应速率的影响”，并设计了如下的方案记录实验结果。 限选试剂和仪器：0.20mol/L溶液、0.010mol/L溶液(酸性)、蒸馏水、试管、量筒、秒表、恒温水浴槽。 编号 V(0.20mol/L溶液)/mL V(蒸馏水)/mL V(0.010mol/L酸性溶液)/mL /g T/℃ ① 2.0 0 4.0 0 50 ② 2.0 0 4.0 0 25 ③ 1.5 a 4.0 0 25 ④ 2.0 0 4.0 0.1 25 已知：，回答下列问题： ①上述实验①②是探究___________对化学反应速率的影响；上述实验②④是探究___________对化学反应速率的影响。 ②若上述实验②③是探究浓度对化学反应速率的影响，则a为___________。 16. 研究CO2的回收利用既可变废为宝，又可减少碳的排放。回答下列问题； 二甲醚(CH3OCH3)被誉为“21世纪的清洁燃料，由CO2和H2制备二甲醚的反应原理如下： 反应Ⅰ： (a>0) 反应Ⅱ： (b>0) 反应Ⅲ： （1）=_______kJ/mol，据此判断反应Ⅲ在_______(填“低温”、“高温”或“任意温度”)条件下能自发进行。 （2）恒温恒压条件下，在密闭容器中通入等物质的量的CO2和H2发生反应I，能说明反应I达到平衡状态的是_______(填字母序号)。 a．平衡常数保持不变 b．生成3molH—H键的同时断裂1molC—O键 c．容器内混合气体的密度保持不变 d．CO2和H2O的物质的量之比保持不变 （3）T1℃时，将1mol二甲醚充入某恒容密闭容器中，发生如下分解反应： ，在不同时间测定容器内的总压，所得数据见下表： 反应时间t/min 0 5 10 15 20 气体总压p总/kPa p0 1.4p0 1.6p0 1.8p0 1.9p0 2p0 由表中数据计算：反应达平衡时，二甲醚的分解率为_______，该温度下的平衡常数_______(为用气体平衡分压代替气体平衡浓度表示的平衡常数，分压=总压×气体的物质的量分数)。 （4）恒压下将CO2和氢气按体积比1：3混合，在不同催化剂作用下发生反应I和反应Ⅲ，在相同的时间段内CH3OH的选择性和产率随温度的变化如下图。其中：CH3OH的选择性=×100% ①在上述条件下，结合图象分析，合成甲醇的最佳温度是_______，最佳催化剂是_______。 ②温度高于230℃，CH3OH产率随温度升高而下降的原因是_______。 17. 如图1所示，A为新型高效的甲烷燃料电池，采用铂为电极材料，两电极上分别通入和O₂，电解质为KOH溶液。B为浸透饱和硫酸钠和酚酞试液的滤纸，滤纸中央滴有一滴溶液，C、D为电解槽，其电极材料、电解质溶液见图。 （1）甲烷燃料电池负极的电极反应式为___________。 （2）关闭，打开，通电后，B的紫红色液滴向d端移动，则电源a端为___________极，通电一段时间后，观察到滤纸c端出现的现象是___________。 （3）D装置中有200mL一定浓度的NaCl与的混合溶液，理论上两极所得气体的标况下体积随时间变化的关系如图2所示，原混合溶液中NaCl的物质的量浓度___________mol·L-1，时所得溶液显___________。(填“酸性”或“碱性”或“中性”) （4）若C装置中溶液为且足量，总反应的离子方程式为___________。电解结束后，为了使溶液恢复原样，则可以在反应后的溶液中加入___________(填化学式)。 18. 血红蛋白(Hb)和肌红蛋白(Mb)分别存在于血液和肌肉中，都能与氧气结合，与氧气的结合度a(吸附O2的Hb或Mb的量占总Hb或Mb的量的比值)和氧气分压p(O2)密切相关。 请回答下列问题： （1）Hb与氧气的结合能力受到c(H+)的影响，相关反应如下：。37℃，pH分别为7.2、7.4、7.6时氧气分压p(O2)与达到平衡时Hb与氧气的结合度a的关系如图所示，pH=7.6时对应的曲线为___________(填“A”或“B”)。 （2）Mb与氧气结合的反应如下：，37℃时，氧气分压p(O2)与达平衡时Mb与氧气的结合度a的关系如图所示。 ①已知Mb与氧气结合的反应的平衡常数表达式，计算37℃时K=___________kPa-l。 ②人正常呼吸时，体温约为37℃，氧气分压约为20.00kPa，计算此时Mb与氧气的最大结合度为___________(结果保留3位有效数字)。 ③经测定，体温升高，Mb与氧气的结合度降低，则该反应的△H___________(填“>”或“<”)0。 ④已知37℃时，上述反应的正反应速率，逆反应速率，若，则k2___________。37℃时，上图中C点时， =___________。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 河南省实验中学2024-2025学年上期期中试卷高二化学 (时间：75分钟 满分：100分) 可能用到的相对原子质量：H：1 C：12 N：14 O：16 Na：23 S：32 Cu：64 Pb：207 一、选择题：(本大题共14小题，每小题3分，共42分，每小题只有一个正确选项。) 1. 下列说法中，正确的是 A. 钢柱在水下比在空气与水的交界处更易生锈 B. 生铁(铁碳合金)制作的铁锅不易生锈 C. 测定中和反应热的实验中，混合溶液的温度不再化时，该温度为终止温度 D. 测定中和反应热的实验中，将试剂“50mL0.55mol/LNaOH溶液与50mL0.50mol/L盐酸”改为“50mL 0.65mol/LNaOH溶液与50mL0.60mol/L盐酸，”所得中和热的数值保持不变 【答案】D 【解析】 【详解】A．钢柱在水中发生吸氧腐蚀，水的交界处的氧气浓度大于水下氧气浓度，更易发生吸氧腐蚀，更易生锈，A选项错误； B．生铁中铁比碳活泼，铁作负极发生电化学腐蚀，因此生铁(铁碳合金)制作的铁锅更容易生锈，B选项错误； C．酸碱恰好反应完全时放热最多，所以测定中和反应热的实验中，混合溶液温度最高时的温度为终止温度，C选项错误； D．反应放出的热量和所用酸以及碱的量的多少有关，而中和热是强酸和强碱的稀溶液反应生成1mol水时放出的热，与酸碱的用量无关，因此将“50mL 0.55mol/L NaOH溶液与50mL 0.50mol/L盐酸”改为“50mL 0.65mol/L NaOH溶液与50mL 0.60mol/L盐酸时放热增多，但所得中和热的数值保持不变，D选项正确； 故选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. 结合图判断，下列叙述正确的是 A. (a)和(b)中Na+均向铁电极方向移动 B. (a)和(b)中正极均被保护 C. (a)和(b)中负极反应均是Fe—2e—=Fe2+ D. (a)和(b)中正极反应均是O2+2H2O+4e-=4OH— 【答案】B 【解析】 【分析】由图可知，(a)中由于锌的金属性强于铁，在氯化钠溶液中锌作原电池的负极，铁作正极，锌发生吸氧腐蚀，铁被保护；(b)中由于铁的金属性强于铜，在酸性氯化钠溶液中铁作原电池的负极，铜作正极，铁发生析氢腐蚀，铜被保护。 【详解】A．由分析可知，(b)中铜作原电池的正极，钠离子向正极铜电极移动，故A错误； B．由分析可知，(a)中负极锌发生吸氧腐蚀，正极铁被保护，(b)中负极铁发生析氢腐蚀，正极铜被保护，故B正确； C．由分析可知，(a)中锌作原电池的负极，锌失去电子发生氧化反应生成锌离子，电极反应式为Zn—2e—=Zn2+，故C错误； D．由分析可知，(b)中铁发生析氢腐蚀，氢离子在铜电极上得到电子发生还原反应生成氢气，电极反应式为2H++2e—=H2↑，故D错误； 故选B。 4. 关于下图所示装置的判断，叙述正确的是 A. 左边的装置是电解池，右边的装置是原电池 B. 该装置中铜为正极，C为负极 C. 装置中电子的流向是：a→Cu→经过溶液→C→b D. 当铜片的质量变化为12.8g时，a极上消耗的在标准状况下的体积为2.24L 【答案】D 【解析】 【分析】分析装置，得出左边为原电池：氢氧燃料电池，b为负极，电极反应为：，a为正极，电极反应为：；右边为电解池：与电池正极相连接Cu为阳极，电极反应为：，C为阴极，电极反应为：，根据分析解答。 【详解】A．根据分析，左边的装置是原电池，右边的装置是电解池，A错误； B．右边的装置是电解池，Cu为阳极，C为阴极，B错误； C．电子无法通过溶液，C错误； D．根据分析，利用电子转移守恒，列关系式：，解得，D正确； 故答案为：D。 5. 是一种新型硝化剂，在温度下可发生下列反应： 。温度下的平衡常数为。下列说法错误的是 A. 反应的 B. 该反应在高温下可自发进行 C. 温度下的平衡常数为，温度下的平衡常数为，若，则 D. 温度下，在体积为1 L的恒温密闭容器中充入2 mol，4 mol ，1 mol，此时反应将向正反应方向进行 【答案】C 【解析】 【详解】A．由热化学方程式可知，该反应为气体分子数增加的反应即熵增，则ΔS＞0，故A项正确； B．ΔH>0，ΔS＞0，该反应若可以自发进行，需ΔG=ΔH-TΔS<0，则该反应在高温下可自发进行，故B项正确； C．该反应为吸热反应，温度越高平衡常数越大，若K1<K2，则T1<T2，故C项错误； D．，Qc<K1，则此时反应将向正反应方向进行，故D项正确； 答案选C。 6. 工业合成氨反应为，其能量变化如图所示。在实际生产中，下列有关说法正确的是 A. 温度越高，氮气的平衡转化率越高 B. 使用催化剂，E变小，不变 C. 压强越大越好，可提升化学反应速率与限度 D. 若平衡时、和均为1mol，则 【答案】B 【解析】 【详解】A．由图示可知，合成氨反应为放热反应，升高温度，平衡逆移，氮气的平衡转化率减小，A错误； B．使用催化剂降低化学反应的活化能，不改变反应的焓变，故使用催化剂，E变小，不变，B正确； C．压强越大反应速率快，平衡正向进行，但压强过高会增加设备的成本，因此实际生产中的压强不是越高越好，C错误； D．化学平衡常数等于生成物浓度幂之积比上反应物浓度幂之积，未给出体积，无法计算浓度，无法计算化学平衡常数，D错误； 故选B。 7. 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。 8. 下列选项中的操作及现象与原因或结论不对应的是 选项 操作及现象 原因或结论 A 向中加入，产生气泡的速率加快 降低了反应所需的活化能 B 向溶液中加入溶液，溶液呈红色，再滴加几滴的溶液，溶液颜色变浅 增大生成物浓度，平衡向逆反应方向移动 C 将盛有气体的密闭容器浸泡在热水中，容器内气体颜色变深 ，平衡向生成方向移动 D 在密闭容器中发生反应：，加压，气体颜色变深 增大压强，平衡不移动，但增大 A. A B. B C. C D. D 【答案】B 【解析】 【详解】A．作为分解的催化剂，可以降低分解的活化能，选项A正确； B．和没有参加反应，因此对该反应平衡无影响，颜色变浅是因为溶液被稀释了，选项B错误； C．温度升高，平衡向吸热方向移动，选项C正确； D．该反应为气体分子数不变的反应，加压，平衡不移动，颜色变深是因为加压过程中增大，选项D正确； 答案选B。 9. 下图是我国科研工作者研究MgO(s)与CH4(g)作用最终生成Mg(s)与CH3OH (g)的物质相对能量-反应进程曲线。下列叙述错误的是 A. 中间体OMgCH4(s)比MgOCH4(s)更稳定 B. 该反应进程中的最大能垒(活化能)为350.6 kJ·mol-1 C. 生成HOMgCH3(s)的过程中有极性键的断裂和形成 D. 总反应的热化学方程式为MgO(s)+CH4(g)=Mg(s)+CH3OH (g) ΔH=-146.1kJ·mol-1 【答案】B 【解析】 【详解】A．由图可知，中间体OMgCH4(s)比MgOCH4(s)能量更低，故更稳定，A正确； B．过渡态物质的总能量与反应物总能量的差值为活化能，即图中过渡态与反应物之间的相对落差越大则活化能越大，该反应进程中的最大能垒(活化能)为，B错误； C．生成HOMgCH3(s)的过程中有碳氢键的断裂和氢氧键的生成，故有极性键的断裂和形成，C正确； D．由图可知，总反应为氧化镁和甲烷反应生成镁和甲醇，反应放热，其热化学方程式为MgO(s)+CH4(g)=Mg(s)+CH3OH (g) ΔH=-146.1kJ·mol-1，D正确； 故答案选B。 10. 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。 11. 一定压强下，向密闭容器中充入和，发生反应。与的消耗速率与温度的关系如图，下列说法正确的是 A. 四点中只有点达到平衡状态 B. 正反应的活化能小于逆反应的活化能 C. D. ，反应达平衡后缩小容器体积，各物质浓度不变 【答案】B 【解析】 【分析】Cl2的消耗速率表示正反应速率，SCl2的消耗速率表示逆反应速率，当时，说明正逆反应速率相等，反应到达平衡，所以图像的平衡点应为B和D点。 【详解】A． A点，未达到平衡，故A错误； B．随着温度升高，SCl2的消耗速率大于Cl2的消耗速率的二倍，则逆反应速率大于正反应速率，说明温度升高，平衡逆向移动，是放热反应，则正反应的活化能小于逆反应的活化能，故B正确； C．该反应为放热反应，温度升高，K减小，由图可知，C点温度最低，则K最大，故，故C错误； D．300℃时，反应达平衡后缩小容器体积，平衡不移动，但是体积缩小，各组分浓度均增加，故D错误。 故选B。 12. 研究人员研制出一种可在一分钟内完成充放电的超常性能铝离子电池。该电池分别以铝和石墨为电极，用AlCl和有机阳离子构成的电解质溶液作为离子导体，其放电工作原理如图所示。下列说法中，不正确的是 A. 放电时，铝为负极，石墨为正极 B. 放电时，有机阳离子向铝电极方向移动 C. 放电时的负极反应为：Al+7AlCl-3e-=4Al2Cl D. 充电时的阳极反应为：Cn+AlCl-e-=CnAlCl4 【答案】B 【解析】 【分析】由装置图可知，放电时为原电池，铝是活泼的金属，铝作负极，被氧化生成 ，电极反应式为 Al+7 -3e-=4，石墨为正极，电极反应式为CnAlCl4+e-= Cn+；充电时为电解池，石墨为阳极，Al为阴极，阴、阳极反应与原电池负、正极反应相反，据此分析判断。 【详解】A．放电时为原电池，铝是活泼的金属，铝作负极，石墨为正极，故A正确； B．原电池工作时，阳离子向正极移动，因此有机阳离子向石墨电极方向移动，故B错误； C．放电时为原电池，活泼的金属铝是负极， Al失电子生成，电极反应式为Al+7 -3e-=4，故C正确； D．充电时为电解池，阳极反应与原电池的正极反应相反，即阳极反应为Cn+ - e-= CnAlCl4，故D正确； 故选B。 13. 某新型电池装置如图所示。下列说法错误的是 已知：还原性，隔膜只允许通过。 A. 右侧溶液中的通过隔膜移向左侧 B. 多孔电极区电极反应式为 C. 外电路中电子流向：→用电器→多孔碳电极 D. 电路中转移0.1mol电子时，电极质量增加4.8g 【答案】A 【解析】 【分析】根据原电池装置图和已知还原性，得出为负极，多孔C电极为正极，电池总反应为，负极反应式：，正极反应式为：，根据分析解答。 【详解】A．根据电极反应，左侧消耗，增多；右侧得到电子，正电荷减少，隔膜只允许通过，所以左边剩余的透过隔膜向右边移动，A错误； B．多孔C电极为正极，电极反应式为，B正确； C．外电路中电子流向为：负极用电器正极，C正确； D．根据分析和电子转移守恒可知，每转移电子，电极消耗Pb生成，难溶会附着在电极上使电极质量增加，则转移0.1mol电子时，电极质量增加4.8g，D正确； 故答案为：A。 14. 目前，我国光伏发电并网装机容量稳居全球首位。以四甲基氯化铵[]为原料，采用光伏并网发电装置，通过电渗析法合成，工作原理如图。下列说法不正确的是 A. 光伏并网发电装置中N型半导体为负极 B. 阳极发生的电极反应为 C. c为阳离子交换膜，d、e均为阴离子交换膜 D. 制备182g四甲基氢氧化铵，两极共产生33.6L气体(标准状况) 【答案】C 【解析】 【分析】根据第三个池中浓度变化得出，钠离子从第四池通过e膜，氯离子从第二池通过d膜，由电解池中阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动的规律，则a为阴极，电极反应式为：，b为阳极，电极反应式为:，a与N型半导体相连，b与P型半导体相连，所以N型半导体为负极，P型半导体为正极，据此分析解答。 【详解】A．由分析可知，N型半导体为负极，A正确； B．分析可知，b为阳极，电极反应式为:，B正确； C．通过分析可知，Na+离子通过e膜，Cl-通过d膜，(CH3)4N+通过c膜，所以c、e膜为阳离子交换膜，d为阴离子交换膜，C错误； D．182g四甲基氢氧化铵的物质的量为，a极电极反应式为：，则收集氢气1mol，转移电子为2mol，b极电极反应式为:，则收集氧气为0.5mol，标况下两极可得气体体积为，D正确； 故选C。 二、非选择题(本大题共4小题，共58分) 15. 按题目要求完成下列问题。 （1）土壤中的微生物可将大气中的经两步反应氧化成，两步反应的能量变化示意图如下： 1mol全部氧化成的热化学方程式为___________。 （2）二氧化硫-空气质子交换膜燃料电池可以利用大气所含快速启动，其装置图如下： ①质子的流动方向为___________(填“从A到B”或“从B到A”)。 ②负极的电极反应式为___________。 （3）某宇宙飞船使用的是碱性氢氧燃料电池，其负极电极反应式为：___________，正极电极反应式为：___________。 （4）某小组拟用酸性溶液与溶液的反应(此反应为放热反应)来探究“条件对化学反应速率的影响”，并设计了如下的方案记录实验结果。 限选试剂和仪器：0.20mol/L溶液、0.010mol/L溶液(酸性)、蒸馏水、试管、量筒、秒表、恒温水浴槽。 编号 V(0.20mol/L溶液)/mL V(蒸馏水)/mL V(0.010mol/L酸性溶液)/mL /g T/℃ ① 2.0 0 4.0 0 50 ② 2.0 0 4.0 0 25 ③ 1.5 a 4.0 0 25 ④ 2.0 0 4.0 0.1 25 已知：，回答下列问题： ①上述实验①②是探究___________对化学反应速率的影响；上述实验②④是探究___________对化学反应速率的影响。 ②若上述实验②③是探究浓度对化学反应速率的影响，则a为___________。 【答案】（1） （2） ①. 从A到B ②. （3） ①. ②. （4） ①. 温度 ②. 催化剂 ③. 0.5 【解析】 【小问1详解】 由图可知，第一步热化学方程式为，第二步反应的热化学方程式为，根据盖斯定律，第一步与第二步方程式相加得：； 【小问2详解】 ①二氧化硫发生氧化反应，氧气发生还原反应，所以通入二氧化硫的电极为负极，通入氧气的电极为正极，原电池中阳离子移向正极，所以质子移动方向为从A到B； ②二氧化硫在负极失去电子发生氧化反应，电极反应式为； 【小问3详解】 在碱性条件下，氢氧燃料电池的负极是氢气失电子，极反应的方程式为；正极是氧气得电子，极反应的方程式为； 【小问4详解】 上述实验①②中只有温度不同，所以是探究温度对化学反应速率的影响； 上述实验②④中，④多加了MnSO4，是探究催化剂对化学反应速率的影响； 若上述实验②③是探究浓度对化学反应速率的影响，则KMnO4溶液的浓度不变，a为0.5。 16. 研究CO2的回收利用既可变废为宝，又可减少碳的排放。回答下列问题； 二甲醚(CH3OCH3)被誉为“21世纪的清洁燃料，由CO2和H2制备二甲醚的反应原理如下： 反应Ⅰ： (a>0) 反应Ⅱ： (b>0) 反应Ⅲ： （1）=_______kJ/mol，据此判断反应Ⅲ在_______(填“低温”、“高温”或“任意温度”)条件下能自发进行。 （2）恒温恒压条件下，在密闭容器中通入等物质的量的CO2和H2发生反应I，能说明反应I达到平衡状态的是_______(填字母序号)。 a．平衡常数保持不变 b．生成3molH—H键的同时断裂1molC—O键 c．容器内混合气体的密度保持不变 d．CO2和H2O的物质的量之比保持不变 （3）T1℃时，将1mol二甲醚充入某恒容密闭容器中，发生如下分解反应： ，在不同时间测定容器内的总压，所得数据见下表： 反应时间t/min 0 5 10 15 20 气体总压p总/kPa p0 1.4p0 1.6p0 1.8p0 1.9p0 2p0 由表中数据计算：反应达平衡时，二甲醚的分解率为_______，该温度下的平衡常数_______(为用气体平衡分压代替气体平衡浓度表示的平衡常数，分压=总压×气体的物质的量分数)。 （4）恒压下将CO2和氢气按体积比1：3混合，在不同催化剂作用下发生反应I和反应Ⅲ，在相同的时间段内CH3OH的选择性和产率随温度的变化如下图。其中：CH3OH的选择性=×100% ①在上述条件下，结合图象分析，合成甲醇的最佳温度是_______，最佳催化剂是_______。 ②温度高于230℃，CH3OH产率随温度升高而下降的原因是_______。 【答案】（1） ①. —(2a+b) ②. 低温 （2）cd （3） ①. 50% ②. （4） ①. 230℃ ②. CZ(Zr—1)T催化剂 ③. 反应I为放热反应，温度升高，使CO2转化为CH3OH的平衡转化率下降 【解析】 【小问1详解】 由盖斯定律可知，反应I×2-反应II可得到反应III，则△H3=2∆H1-∆H2=—(2a+b) kJ/mol，反应III为气体体积减小的放热反应，反应∆H＜0、∆S＜0，低温条件下反应∆H-T∆S小于0，能自发进行，故答案为：—(2a+b)；低温； 【小问2详解】 a．平衡常数是温度函数，温度不变，平衡常数始终保持不变，则平衡常数不变不能说明正逆反应速率相等，无法判断反应是否达到平衡，故错误； b．生成3molH—H键的同时断裂1molC—O键均代表逆反应速率，不能说明正逆反应速率相等，无法判断反应是否达到平衡，故错误； c．该反应为气体体积减小的反应，由质量守恒定律可知，反应前后气体的质量相等，在恒压容器中，容器的体积增大，气体体积增大，混合气体的密度减小，则容器内混合气体的密度保持不变说明正逆反应速率相等，反应已达到平衡，故正确； d．反应物二氧化碳和生成物水的物质的量之比保持不变说明正逆反应速率相等，反应已达到平衡，故正确； 故选cd； 【小问3详解】 由表格数据可知， T1℃反应达到平衡时，气体总压为2p0，设二甲醚的转化率为a，由方程式可知，平衡时二甲醚、甲烷、氢气、二氧化碳的物质的量分别为(1—a)mol、amol、amol、amol，由恒温恒容条件下，气体的物质的量之比等于压强之比可得：(1＋2a)：1＝2p0：p0，解得x＝0.5mol，则二甲醚的转化率为50%，二甲醚、甲烷、氢气、二氧化碳的平衡分压都为×p0=，平衡常数Kp==，故答案为：50%；； 【小问4详解】 ①由图可知，在催化剂为CZ(Zr-1)T、230℃条件下，甲醇的选择性和产率都较高，则合成甲醇的最佳条件为温度为230℃、催化剂为CZ(Zr-1)T催化剂，故答案为：230℃；CZ(Zr-1)T催化剂； ②由图可知，温度为230℃时，甲醇的产率最高，反应达到平衡状态，该反应为放热反应，温度升高，平衡向逆反应方向移动，二氧化碳的转化率降低、甲醇的产率降低，所以温度高于230℃，甲醇产率随温度升高而下降，故答案为：反应I为放热反应，温度升高，使CO2转化为CH3OH的平衡转化率下降。 17. 如图1所示，A为新型高效的甲烷燃料电池，采用铂为电极材料，两电极上分别通入和O₂，电解质为KOH溶液。B为浸透饱和硫酸钠和酚酞试液的滤纸，滤纸中央滴有一滴溶液，C、D为电解槽，其电极材料、电解质溶液见图。 （1）甲烷燃料电池负极的电极反应式为___________。 （2）关闭，打开，通电后，B的紫红色液滴向d端移动，则电源a端为___________极，通电一段时间后，观察到滤纸c端出现的现象是___________。 （3）D装置中有200mL一定浓度的NaCl与的混合溶液，理论上两极所得气体的标况下体积随时间变化的关系如图2所示，原混合溶液中NaCl的物质的量浓度___________mol·L-1，时所得溶液显___________。(填“酸性”或“碱性”或“中性”) （4）若C装置中溶液为且足量，总反应的离子方程式为___________。电解结束后，为了使溶液恢复原样，则可以在反应后的溶液中加入___________(填化学式)。 【答案】（1） （2） ①. 负 ②. c端试纸变红 （3） ①. 0.1 ②. 酸性 （4） ①. ②. Ag2O或Ag2CO3 【解析】 【小问1详解】 甲烷燃料电池中在碱性条件下，甲烷在负极失去电子，发生氧化反应，生成碳酸根离子和水，电极反应式：； 【小问2详解】 关闭K1，打开K2，燃料电池 A和电解池 B组成串联电路，电解池中阴离子向阳极迁移，通电后，B的KMnO4紫红色液滴向d端移动，则d为阳极、c为阴极，与c相连的a为电源的负极；阴极c上水放电发生还原反应生成氢气和氢氧根离子，碱性溶液能使酚酞试液变红色，故滤纸c端出现的现象是：c端试纸变红； 【小问3详解】 D装置中有200mL一定浓度的NaCl与CuSO4的混合溶液，初始阴极上铜离子得到电子发生还原反应生成铜单质，无气体产生，阳极上氯离子首先放电发生氧化反应生成氯气，结合图可知，生成氯气：，根据氯元素守恒可知，原混合溶液中NaCl的物质的量浓度为；t1~t2阴极仍为铜离子放电、阳极水放电发生氧化反应生成氧气和氢离子：，结合图可知，生成氧气：，则同时生成氢离子0.02mol，氢离子浓度为，pH=1，溶液呈酸性； 【小问4详解】 若C装置中溶液为AgNO3且足量，则阴极上银离子得到电子发生还原反应生成银单质，阳极水放电发生氧化反应生成氧气和氢离子，总反应的离子方程式：，电解过程减少的是银、氧元素，故为了使溶液恢复原样，则可以在反应后的溶液中加入Ag2O或Ag2CO3。 18. 血红蛋白(Hb)和肌红蛋白(Mb)分别存在于血液和肌肉中，都能与氧气结合，与氧气的结合度a(吸附O2的Hb或Mb的量占总Hb或Mb的量的比值)和氧气分压p(O2)密切相关。 请回答下列问题： （1）Hb与氧气的结合能力受到c(H+)的影响，相关反应如下：。37℃，pH分别为7.2、7.4、7.6时氧气分压p(O2)与达到平衡时Hb与氧气的结合度a的关系如图所示，pH=7.6时对应的曲线为___________(填“A”或“B”)。 （2）Mb与氧气结合的反应如下：，37℃时，氧气分压p(O2)与达平衡时Mb与氧气的结合度a的关系如图所示。 ①已知Mb与氧气结合的反应的平衡常数表达式，计算37℃时K=___________kPa-l。 ②人正常呼吸时，体温约为37℃，氧气分压约为20.00kPa，计算此时Mb与氧气的最大结合度为___________(结果保留3位有效数字)。 ③经测定，体温升高，Mb与氧气的结合度降低，则该反应的△H___________(填“>”或“<”)0。 ④已知37℃时，上述反应的正反应速率，逆反应速率，若，则k2___________。37℃时，上图中C点时， =___________。 【答案】（1）A （2） ①. 2 ②. 97.6% ③. < ④. 60s-1 ⑤. 1 【解析】 【小问1详解】 根据反应可知，pH越小，H+浓度越大，平衡正向移动，Hb与氧气的结合度α减小，故37℃，pH分别为7.2、7.4、7.6时氧气分压与达到平衡时Hb与氧气的结合度α的关系如图1所示，pH=7.6时对应的曲线为A，故答案为：A； 【小问2详解】 ①由图2可知，氧气分压p(O2)=2.00kPa时，Mb与氧气的结合度α=80.0%，则==4.00，K===2.00kPa-1，故答案为：2.00； ②体温约为37℃，K==2.00kPa-1，氧气分压p(O2)=20.00kPa时，=40.00，所以Mb与氧气的最大结合度=×100%=97.6%，故答案为：97.6%； ③体温升高，Mb与氧气的结合度降低，则Mb(aq)+O2(g)⇌MbO2(aq)的平衡逆向移动，逆反应吸热，正反应放热，即△H＜0，故答案为：＜； ④反应达到平衡时v(正)=v(逆)，即k1•c(Mb)•p(O2)=k2•c(MbO2)， =K=2.00kPa-1，k1=120 s-1•kPa-1时，则k2=60 s-1，37℃时，图2中C点时：p(O2)=2.00kPa、结合度α=80.0%，则==，所以=K××p(O2)=2.00kPa-1××2.00kPa=1，故答案为：60 s-1；1。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $