精品解析：河南省安阳市林州市林州市第一中学2024-2025学年高二上学期11月月考化学试题

2024-2025学年高二上学期11月检测 化学 注意事项： 1.答卷前，考生务必将自己的姓名和座位号填写在答题卡上。 2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡的相应位置上。写在本试卷上无效。 3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 可能用到的相对原子质量：Na23 Zn65 O16 Cu64 K39 Cl 35.5 一、选择题(共15小题，每题3分，共45分) 1. 化学与社会、能源、环境等密切相关。下列说法错误的是 A. 生铁制作的铁锅比纯铁制作的铁锅更容易生锈 B. 太阳能、风能、水能、生物质能均为可再生能源 C. 工业上通过煤的干馏、气化等措施能提高煤的利用效率 D. 可将反应设计成原电池，从而实现电能转化 2. 对于反应 而言，改变条件使平衡正向移动，则该条件的改变一定能使 A. 增大 B. 反应释放的热量增多 C. 化学平衡常数K增大 D. 的平衡转化率增大 3. 下列说法正确的是 A. 铜制器皿在酸性环境中易发生析氢腐蚀 B. 可用勒夏特列原理解释用排饱和食盐水法收集氯气能减少氯气损失的原因 C. 金属锌与硫酸反应制氢气时，增大浓度一定可以加快生成的速率 D. 对平衡体系增大压强，平衡正向移动，减小 4. 利用反应 ，可处理石油化工行业废气中的硫化氢并回收硫黄。某条件下、无催化剂存在时，该反应的正、逆反应速率随时间t的变化关系如图所示。下列说法正确的是 A. 曲线②表示是与时间的关系 B. 时刻混合气体的平均摩尔质量大于时刻 C. 时刻体系中 D. 有催化剂存在时，增大、不变 5. 金属硫化物()催化反应 ，既可以除去天然气中的，又可以获得。T℃时，该反应在某密闭容器中进行，下列有关说法正确的是 A. 平衡后通入Ne，反应速率增大 B. 当时，反应达到平衡状态 C. 温度不变，压缩容器的容积，平衡逆向移动，减小 D. 温度不变，改变条件使平衡常数(浓度商)，平衡正向移动 6. 类比和推理是重要的学习方法。下列类比或推理合理的是 选项 已知 方法 结论 A 工业电解熔融氯化镁制镁 类比 工业电解熔融氯化铝制铝 B 且 推理 氯的得电子能力大于溴 C 铁制品在潮湿空气中易生锈 类比 铝制品在潮湿空气中易生锈 D 由铝片、镁片与NaOH溶液组成的原电池中，铝片为负极 推理 铝的失电子能力大于镁 A. A B. B C. C D. D 7. 某低成本储能电池的工作原理如图所示，下列说法正确的是 A. 放电过程中负极区电解液质量增加 B. 充电时通过质子交换膜移向右侧 C. 放电过程中多孔碳电极发生氧化反应 D. 充电时发生的总反应为 8. 按如图所示的实验装置或方案进行实验，能达到相应实验目的的是 甲 乙 丙 丁 A. 用甲装置可实现铁镀银 B. 用乙装置实现化学能转化为电能 C. 用丙装置验证浓度对化学反应速率的影响 D. 用丁装置比较、对分解反应催化能力的大小 9. 某学习小组用如图所示装置进行相关电解实验，下列说法正确的是 A. 该装置中电子移动方向：“负极”→石墨1→X溶液→石墨2→“正极” B. 若X是，电解一段时间后，向U形管两端滴入酚酞，只有石墨1电极附近的溶液呈红色 C. 若X是，电解一段时间后，电解液的氧化性减弱 D. 若X是NaOH，石墨2的电极反应式为 10. 向甲、乙、丙三个密闭容器中分别充入一定量的A和B，发生反应(x为正整数)： ，各容器的容积、反应温度、反应物起始量如表所示，其中甲、乙、丙容器反应过程中C的浓度随时间的变化关系如图所示： 容器 甲 乙 丙 容积 1L 1L 1L 温度/℃ 反应物起始量 3 mol A 1 mol B 3 mol A 1 mol B 6 mol A 2 mol B 下列分析与推断错误的是 A. a<0 B. 丙容器达到平衡所需要的时间比乙短 C. 丙容器中A的平衡转化率小于16.7% D. 0~10 min内甲容器中的平均反应速率 11. 钠离子电池因其原材料丰富、资源成本低廉及安全环保等突出优点，在电化学规模储能领域和低速电动车领域中具有广阔应用前景。某钠离子电池结构如图所示，钠离子电放电池总反应方程式为NaxTMO2+Na1-xCNaTMO2 +C，下列说法不正确的是 A. 充电时，电极B与外接直流电源的负极相连 B. 充电时，Na+得电子成为Na嵌入硬碳中 C. 放电时，电极A为正极，电极反应式： NaxTMO2+(1- x)Na+ +(1- x)e- = NaTMO2 D. 放电时，外电路中每转移0.2mole-，理论上硬碳质量增加4.6g 12. 在城市中地下常埋有纵横交错的管道和输电线路，有些地面上还铺有地铁或城铁的铁轨，当有电流泄漏入潮湿的土壤中，并与金属管道或铁轨形成回路时，就会引起后者的腐蚀。原理简化如图所示。则下列有关说法不正确的是 A. 原理图可理解为两个串联电解装置 B. 溶液中铁丝被腐蚀时，左侧有无色气体产生，附近产生少量白色沉淀，随后变为灰绿色 C. 溶液中铁丝左端电极反应式为：Fe-2e-=Fe2+ D. 地下管线被腐蚀，不易发现，维修也不便，故应将埋在地下的金属管道表面涂绝缘膜(或油漆等) 13. 下图是一套模拟工业生产的电化学装置。丙装置中两电极均为惰性电极，电解质溶液为KCl溶液，不考虑气体溶解，且钾离子交换膜只允许钾离子通过。下列说法正确的是 A. 若甲装置中b为精铜，a为镀件，则可实现a上镀铜 B. 丙装置可以制取KOH溶液，制得的KOH可以通过g口排出 C. 当d电极消耗标准状况下2.24LO2时，丙装置中阳极室溶液质量减少29.8g D. 若甲装置中a、b均为惰性电极，向甲所得溶液中加入0.05molCu2(OH)2CO3后恰好使溶液复原，则电路中转移的电子数目为0.2NA 14. 在1 L 恒温恒容的密闭容器中投入一定量 N2O5，发生反应： 现有下列情况：①混合气体的密度保持不变；②气体压强保持不变；③气体的平均摩尔质量保持不变；④保持不变；⑤O2的物质的量保持不变；⑥v正(N2O4)：v逆(NO2)=1:2。能表明反应2一定达到平衡状态的是 A. ②③④⑥ B. ①②③⑥ C. ①③⑤⑥ D. ②③④⑤ 15. 在容积一定的密闭容器中，可逆反应A(g)＋B(g)xC(g)，有下图所示的关系曲线，根据下图下列判断正确的是 A. p3>p4，y轴表示A的转化率 B. p3>p4，y轴表示混合气体的密度 C. p3<p4，y轴表示B的质量分数 D. p3<p4，y轴表示混合气体的平均摩尔质量 二、非选择题(共4小题，共55分) 16. 回答下列问题 （1）意大利科学家FulvioCacace等获得了极具理论研究意义的N4分子。N4分子结构如图所示。已知断裂1 mol N—N吸收167 kJ热量，生成1 mol N≡N放出942 kJ。根据以上信息和数据，计算1molN4气体转变为N2气体的ΔH=___________ kJ·mol-1。 （2）已知含KOH 28.0 g稀溶液与足量稀硫酸反应，放出28.65 kJ的热量，试写出表示该反应中和热的热化学方程式___________。 （3）借鉴中和反应反应热的测定方法，某同学测定放热反应的焓变(忽略温度对焓变的影响，忽略溶液体积、质量变化和金属吸收的热量。近似的认为溶液的密度、比热容与水的相同，已知水的比热容为4.18)。实验结果见下表。 序号 反应试剂 体系温度/℃ 反应前 反应后 ⅰ 100mL 0.20 溶液 1.36g Zn粉 a b ⅱ 0.62g Zn粉 a c 则温度：b___________c(填“>”“<”或“=”)；___________(用含a、c的代数式表示)。 （4）已知298 K，101 kPa时， ，相关物质的摩尔燃烧焓数据如表： 物质 摩尔燃烧焓 -285.8 -393.5 a 则表示C(石墨，s)摩尔燃烧焓的热化学方程式为___________，a=___________。 17. 工业上利用正丁烷(CH3CH2CH2CH3)的裂解反应制备乙烯、丙烯等化工基础原料，相关反应有： ⅰ. △H1=+80 kJ/mol ⅱ. △H2=+92 kJ/mol 请回答下列问题： （1）反应ⅰ在___________下能自发进行(填字母)。 a．高温 b．低温 c．任意温度 （2）已知 △H3=-9 kJ/mol，相对而言，___________较稳定(填“正丁烷”或“异丁烷”)；若异丁烷发生反应ⅰ，则其反应热△H ___________80 kJ/mol(填“＞”或“＜”)。 （3）将一定量的正丁烷通入某恒容密闭容器中，发生上述反应ⅰ和反应ⅱ，测得正丁烷的平衡转化率(a)与压强(p)、温度(T)的关系如图所示。 ①下列情况能说明上述反应达到平衡状态的是___________(填字母)。 A．△H1、△H2保持不变 B．CH4与CH3CH3的物质的量之比保持不变 C．混合气体的平均摩尔质量保持不变 D． ②c点正丁烷的平衡转化率大于b点的原因为___________。 ③对反应ⅰ而言，图中a、b、c三点的化学平衡常数K(a)、K(b)、K(c)从大到小的顺序为___________。 ④若p1为18m kPa，a点丙烯的选择性为80%［丙烯的选择性=］，则该温度下反应ⅰ的平衡常数K=___________kPa(用含m的代数式表示，用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。 （4）从反应混合物中分离出的CH4可用于燃料电池。某CH4-空气燃料电池的工作原理如图所示： 电极R上的电极反应式为___________；理论上电极P上消耗的CH4与生成的CO2的物质的量之比为___________。 18. 一氧化氮－空气质子交换膜燃料电池将化学能转化为电能，实现了制硝酸、发电环保三位一体的结合。如图所示，某同学设计用该电池探究将雾霾中的SO2、NO转化为(NH4)2SO4的原理和粗铜的精炼原理。 (1)燃料电池放电过程中负极的电极反应式____。 (2)乙装置中物质A是____(填化学式)，理由是___；电解过程中阳极附近pH___(填“增大”“减小”或“不变”)，阴极的电极反应式是____。 (3)如果粗铜中含有锌、银等杂质，丙装置中反应一段时间，CuSO4溶液的浓度将__(填“增大”、“减小”或“不变”)。 (4)若在标准状况下，甲装置有22.4 L O2参加反应，则乙装置中转化SO2和NO的物质的量共有____mol；丙装置中阴极析出铜的质量为___g。 19. I．回答下列问题 （1）设反应 ① Fe(s) + CO2(g)FeO(s) + CO(g)  平衡常数为K1， 反应②Fe(s) + H2O(g)FeO(s) + H2(g)  平衡常数为K2， 在不同温度下，K1、K2的值如下： T/K K1 K2 973 1.47 2.38 1173 215 1.67 现有反应 ③ H2(g) + CO2(g)CO(g) + H2O(g)  平衡常数为K3 结合上表数据，根据反应①、②推导出K1、K2、K3的关系式K3= ___________，反应③是___________(填“放”或“吸”)热反应。 II．将CO2转化为甲醇可以有效利用资源。原理为：CO2+3H2CH3OH+H2O。 （2）一定温度下，若上述制备甲醇的反应在体积为2L的密闭容器中进行并保持温度不变，起始时投入1 mol CO2、4mol H2，达到平衡时H2与CO2的物质的量之比为8：1，CO2的转化率是___________； （3）在其他条件不变情况下，将体系体积压缩到原来的二分之一，下列有关该体系的说法不正确的是___________； a．甲醇的物质的量增加 b．重新平衡时n(H2)/n(CH3OH)增大 c．氢气的浓度减小 d．正反应速率增大，逆反应速率也增大 （4）若在温度为373K时，向体积为1L的密闭容器中，充入1 mol CO2和3molH2，反应过程中测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间的变化如图所示求此温度下该反应的平衡常数K=___________，若开始时向该容器中充1molCO2，2mo1H2，1.5molCH3OH和1 molH2O(g)，则此时v(正)___________v(逆)(填“>”、“<”或“=”) 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11月检测 化学 注意事项： 1.答卷前，考生务必将自己的姓名和座位号填写在答题卡上。 2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡的相应位置上。写在本试卷上无效。 3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 可能用到的相对原子质量：Na23 Zn65 O16 Cu64 K39 Cl 35.5 一、选择题(共15小题，每题3分，共45分) 1. 化学与社会、能源、环境等密切相关。下列说法错误的是 A. 生铁制作的铁锅比纯铁制作的铁锅更容易生锈 B. 太阳能、风能、水能、生物质能均为可再生能源 C. 工业上通过煤的干馏、气化等措施能提高煤的利用效率 D. 可将反应设计成原电池，从而实现电能转化 【答案】D 【解析】 【详解】A．生铁中含有碳、铁，易形成原电池，发生电化学腐蚀，纯铁不易被腐蚀，故生铁制作的铁锅比纯铁制作的铁锅更容易生锈，选项A正确； B．像水能、风能、太阳能、生物质能等都是能够源源不断的从自然界得到的能源叫可再生能源，选项B正确； C．工业上通过煤的干馏、煤的气化用于生产各种气体燃料，有利于提高煤的利用效率，选项C正确； D．为氧化还原反应，但为吸热反应，不能设计成原电池，选项D错误； 答案选D。 2. 对于反应 而言，改变条件使平衡正向移动，则该条件的改变一定能使 A. 增大 B. 反应释放的热量增多 C. 化学平衡常数K增大 D. 的平衡转化率增大 【答案】B 【解析】 【详解】A．改变条件使平衡正向移动，可能是减小了生成物浓度，不一定增大，A错误； B．该反应为放热反应，改变条件使平衡正向移动，反应释放的热量一定增多，B正确； C．温度不变，K值不变，增大反应物浓度，也可以使平衡正向移动，C错误； D．增大氧气的浓度，也可以使平衡正向移动，但氧气的转化率减小，D错误； 故选B。 3. 下列说法正确的是 A. 铜制器皿在酸性环境中易发生析氢腐蚀 B. 可用勒夏特列原理解释用排饱和食盐水法收集氯气能减少氯气损失的原因 C. 金属锌与硫酸反应制氢气时，增大浓度一定可以加快生成的速率 D. 对平衡体系增大压强，平衡正向移动，减小 【答案】B 【解析】 【详解】A．铜不会和酸反应置换出氢气，故铜在酸性环境下不会发生化学反应，不会发生析氢腐蚀，A错误； B．由于，饱和食盐水中含有氯离子，会使平衡逆向移动，减少氯气的损失，B正确； C．浓硫酸和锌反应会钝化，故增大浓度不一定能加快生成氢气的速率，C错误； D．对于反应，增大压强相当于缩小容器的体积，增大； 故选B 4. 利用反应 ，可处理石油化工行业废气中的硫化氢并回收硫黄。某条件下、无催化剂存在时，该反应的正、逆反应速率随时间t的变化关系如图所示。下列说法正确的是 A. 曲线②表示的是与时间的关系 B. 时刻混合气体的平均摩尔质量大于时刻 C 时刻体系中 D. 有催化剂存在时，增大、不变 【答案】B 【解析】 【详解】A．反应为处理石油化工行业废气中的硫化氢并回收硫黄的过程，开始反应物浓度最大，随着反应进行反应物浓度逐渐减小，则正反应速率逐渐减小，所以曲线①表示的是与时间关系，A错误； B．该反应正反应是一个气体物质的量增大的方向，混合气体的质量保持不变，随着反应的进行，混合气体的总物质的量增大，故时刻混合气体的平均摩尔质量大于时刻，B正确； C．由题干信息无法确定H2S的转化率，故无法计算时刻体系中的比值，C错误； D．催化剂能降低反应的活化能，能同等幅度地加快正、逆反应速率，即、都增大，D错误； 故答案为：B。 5. 金属硫化物()催化反应 ，既可以除去天然气中的，又可以获得。T℃时，该反应在某密闭容器中进行，下列有关说法正确的是 A. 平衡后通入Ne，反应速率增大 B. 当时，反应达到平衡状态 C. 温度不变，压缩容器的容积，平衡逆向移动，减小 D. 温度不变，改变条件使平衡常数(浓度商)，平衡正向移动 【答案】D 【解析】 【详解】A．平衡后通入Ne，容器中各物质的浓度保持不变，故反应速率不变，A错误； B．根据反应速率之比等于各物质的系数之比可知，当时，反应达到平衡状态，B错误； C．已知反应正反应是一个气体体积增大的方向，故温度不变，压缩容器的容积，平衡逆向移动，但不变，C错误； D．温度不变，平衡常数不变，故改变条件使平衡常数(浓度商)，平衡正向移动，D正确； 故答案为：D。 6. 类比和推理是重要的学习方法。下列类比或推理合理的是 选项 已知 方法 结论 A 工业电解熔融氯化镁制镁 类比 工业电解熔融氯化铝制铝 B 且 推理 氯的得电子能力大于溴 C 铁制品在潮湿空气中易生锈 类比 铝制品在潮湿空气中易生锈 D 由铝片、镁片与NaOH溶液组成的原电池中，铝片为负极 推理 铝的失电子能力大于镁 A. A B. B C. C D. D 【答案】B 【解析】 【详解】A．工业电解熔融氯化镁制镁，但由于AlCl3是共价化合物，熔融时不导电，故工业上要电解熔融的氧化铝来冶炼铝，A不合题意； B．由题干信息可知， ， 且说明Cl2与H2化合比Br2与H2化合更容易，即说明Cl2的氧化性强于Br2，故可得出氯的得电子能力大于溴，B符合题意； C．铁单质在潮湿的空气中容易生锈，因为铁锈是疏松多孔的，氧化铝薄膜比较致密的，会阻止内层金属继续被氧化，故铝在潮湿的空气中不易生锈，C不合题意； D．Mg的金属性强于Al，即铝的失电子能力小于镁，由铝片、镁片与NaOH溶液组成的原电池中，铝片为负极是由于Al与H2O反应生成的Al(OH)3溶于NaOH而Mg与H2O反应生成的Mg(OH)2不能溶于NaOH溶液覆盖在电极表面，阻止反应继续进行，D不合题意； 故答案为：B。 7. 某低成本储能电池的工作原理如图所示，下列说法正确的是 A. 放电过程中负极区电解液质量增加 B. 充电时通过质子交换膜移向右侧 C. 放电过程中在多孔碳电极发生氧化反应 D. 充电时发生的总反应为 【答案】B 【解析】 【分析】该储能电池放电时，Pb为负极，失电子结合硫酸根离子生成PbSO4，则多孔碳电极为正极，正极上Fe3+得电子转化为Fe2+，充电时，多孔碳电极为阳极，Fe2+失电子生成Fe3+，PbSO4电极为阴极，PbSO4得电子生成Pb和硫酸； 【详解】A．放电时负极上Pb失电子结合硫酸根离子生成PbSO4附着在负极上，负极区电解液质量减小，选项A错误； B．充电时，右侧为阴极，电解质溶液中的阳离子向阴极移动，左侧的H+通过质子交换膜移向右侧，选项B正确； C．放电时，Pb在a电极失电子发生氧化反应，并生成PbSO4，左室是得电子生成的还原反应，选项C错误； D．充电时，发生的总反应为，选项D错误； 答案选B。 8. 按如图所示的实验装置或方案进行实验，能达到相应实验目的的是 甲 乙 丙 丁 A. 用甲装置可实现铁镀银 B. 用乙装置实现化学能转化为电能 C. 用丙装置验证浓度对化学反应速率的影响 D. 用丁装置比较、对分解反应催化能力的大小 【答案】D 【解析】 【详解】A．电镀银时，镀件铁应与直流电源的负极相连做电镀池的阴极，则甲装置不能实现铁镀银，故A错误； B．锌铜原电池中，负极锌不能与硫酸铜溶液直接接触，否则无法形成原电池，则乙装置不能实现化学能转化为电能，故B错误； C．过氧化氢溶液与亚硫酸氢钠溶液反应生成硫酸钠、硫酸和水，反应中没有明显的实验现象变化，则丙装置不能用于验证浓度对化学反应速率的影响，故C错误； D．分别向等体积等浓度的过氧化氢溶液中滴入等浓度的氯化铜和氯化铁溶液，滴入氯化铁溶液的试管中生成气泡的速率快，说明氯化铁对过氧化氢分解反应催化能力强，则丁装置比较氯化铜、氯化铁对过氧化氢分解反应催化能力的大小，故D正确； 故选D。 9. 某学习小组用如图所示装置进行相关电解实验，下列说法正确的是 A. 该装置中电子移动方向：“负极”→石墨1→X溶液→石墨2→“正极” B. 若X是，电解一段时间后，向U形管两端滴入酚酞，只有石墨1电极附近的溶液呈红色 C. 若X是，电解一段时间后，电解液的氧化性减弱 D. 若X是NaOH，石墨2的电极反应式为 【答案】B 【解析】 【详解】A．已知电子不能经过电解质溶液或熔融的电解质，故该装置中电子移动方向：“负极”→阴极即石墨1，再由阳极即石墨2→“正极”，A错误； B．若X是，则阴极即石墨1上电极反应为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，阳极即石墨2上电极反应为：2H2O-4e-=O2↑+4H+，故电解一段时间后，向U形管两端滴入酚酞，只有石墨1电极附近的溶液呈红色，B正确； C．若X是，则阴极即石墨1上电极反应为：2Ag++2e-=2Ag，阳极即石墨2上电极反应为：2H2O-4e-=O2↑+4H+，电解一段时间后，电解液由AgNO3变为HNO3和AgNO3的混合液，由于HNO3的氧化性强于AgNO3，即电解液的氧化性增强，C错误； D．若X是NaOH，石墨2即阳极，阳极发生氧化反应，该电极反应式为，D错误； 故答案为：B。 10. 向甲、乙、丙三个密闭容器中分别充入一定量的A和B，发生反应(x为正整数)： ，各容器的容积、反应温度、反应物起始量如表所示，其中甲、乙、丙容器反应过程中C的浓度随时间的变化关系如图所示： 容器 甲 乙 丙 容积 1L 1L 1L 温度/℃ 反应物起始量 3 mol A 1 mol B 3 mol A 1 mol B 6 mol A 2 mol B 下列分析与推断错误的是 A. a<0 B. 丙容器达到平衡所需要的时间比乙短 C. 丙容器中A的平衡转化率小于16.7% D. 0~10 min内甲容器中的平均反应速率 【答案】C 【解析】 【分析】由题干图像可知，乙容器达到平衡所需要的时间比甲容器更短，说明乙容器的反应速率大于甲容器，故T2＞T1，且温度越高，C的浓度越小，说明该反应正反应是一个放热反应，结合表中数据可知，同温下丙容器中起始量是乙容器的2倍，达到平衡时C的浓度也是乙容器的2倍，说明两容器达到的平衡为等效平衡，即得出x=1，据此分析解题。 【详解】A．由题干图像信息可知，乙容器反应先达到化学平衡，即乙容器的温度T2高于甲容器的温度T1，温度越高，c(C)的浓度越小，即升高温度平衡逆向移动，说明该反应正反应是一个放热反应，即a<0，A正确； B．由表中数据可知，丙容器比乙容器反应物浓度更大，温度相同，故丙容器的反应速率更快，即丙容器达到平衡所需要的时间比乙短，B正确； C．由题干表中数据和图像信息可知，平衡时乙容器中C的浓度为1mol/L，则A的消耗量为0.5mol/L，A的转化率为：=16.7%，根据分析可知x=1，则丙容器与乙容器达到等效平衡，丙容器中A的平衡转化率等于16.7%，C错误； D．由题干表中数据和图像信息可知，x=1，10 min 末C的浓度为1mol/L，则B的消耗量为0.5mol/L，则0~10 min内甲容器中的平均反应速率，D正确； 故答案为：C。 11. 钠离子电池因其原材料丰富、资源成本低廉及安全环保等突出优点，在电化学规模储能领域和低速电动车领域中具有广阔的应用前景。某钠离子电池结构如图所示，钠离子电放电池总反应方程式为NaxTMO2+Na1-xCNaTMO2 +C，下列说法不正确的是 A. 充电时，电极B与外接直流电源的负极相连 B. 充电时，Na+得电子成为Na嵌入硬碳中 C. 放电时，电极A为正极，电极反应式： NaxTMO2+(1- x)Na+ +(1- x)e- = NaTMO2 D. 放电时，外电路中每转移0.2mole-，理论上硬碳质量增加4.6g 【答案】D 【解析】 【分析】根据图示可知，充电时Na+向B电极移动，因此B电极为阴极，A电极为阳极。放电时，Na+向A极移动，故A极为正极，B极为负极。 【详解】A．充电时，电极B为阴极，与电源的负极相连，A正确； B．根据钠离子电池充电时的化学方程式可知，充电时发生反应，钠离子生成钠单质嵌入硬碳中，B正确； C．放电时，电极A为正极，根据钠离子电池的放电的化学方程式可知，其正极电极反应为NaxTMO2+(1- x)Na+ +(1- x)e- = NaTMO2，C正确； D．放电时，，此时每转移0.2mol电子，就有0.2molNa+脱嵌，硬碳质量减小4.6g，D错误； 故答案选D。 12. 在城市中地下常埋有纵横交错的管道和输电线路，有些地面上还铺有地铁或城铁的铁轨，当有电流泄漏入潮湿的土壤中，并与金属管道或铁轨形成回路时，就会引起后者的腐蚀。原理简化如图所示。则下列有关说法不正确的是 A. 原理图可理解为两个串联电解装置 B. 溶液中铁丝被腐蚀时，左侧有无色气体产生，附近产生少量白色沉淀，随后变为灰绿色 C. 溶液中铁丝左端电极反应式为：Fe-2e-=Fe2+ D. 地下管线被腐蚀，不易发现，维修也不便，故应将埋在地下的金属管道表面涂绝缘膜(或油漆等) 【答案】C 【解析】 【详解】A、该装置存在外电源，所以是电解池装置，与正极相连的铁为阳极，与负极相连的铁为阴极，而电解质溶液中的铁丝又与铁构成闭合回路，所以该装置可看成是串联的电解池装置，A正确； B、溶液中铁丝被腐蚀时，左侧的铁与正极相连，为电解池的阳极，失去电子生成亚铁离子，而左侧铁丝与阳极相连，则为阴极，发生还原反应，氢离子放电生成氢气，所以氢氧根离子浓度增大，与亚铁离子结合为白色氢氧化亚铁沉淀，在空气中被氧化，迅速变为灰绿色，B正确； C、溶液中铁丝的左端是阴极，氢离子放电生成氢气，C错误； D、地下管线被腐蚀，不易发现，维修也不便，所以为保护地下管线，其表面涂绝缘膜(或油漆等)，防止被腐蚀，D正确； 答案选C。 13. 下图是一套模拟工业生产的电化学装置。丙装置中两电极均为惰性电极，电解质溶液为KCl溶液，不考虑气体溶解，且钾离子交换膜只允许钾离子通过。下列说法正确的是 A. 若甲装置中b为精铜，a为镀件，则可实现a上镀铜 B. 丙装置可以制取KOH溶液，制得的KOH可以通过g口排出 C. 当d电极消耗标准状况下2.24LO2时，丙装置中阳极室溶液质量减少29.8g D. 若甲装置中a、b均为惰性电极，向甲所得溶液中加入0.05molCu2(OH)2CO3后恰好使溶液复原，则电路中转移的电子数目为0.2NA 【答案】C 【解析】 【分析】由图可知，乙装置为燃料电池，通入甲醇的c极为燃料电池的负极，通入氧气的d极是正极，甲装置为电镀池或电解硫酸铜溶液的电解池，与燃料电池负极c相连的b极为阴极，a极为阳极，丙装置为电解氯化钾溶液的电解池，与燃料电池正极d相连的e极为阳极，f极为阴极。 【详解】A．若装置甲为电镀池，实现镀件上镀铜，阴极为镀件，阳极为精铜，则b极为镀件，a极为精铜，故A错误； B．由分析可知，丙装置为电解氯化钾溶液的电解池，e极为阳极，f极为阴极，水在阴极上得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子，钾离子通过钾离子交换膜进入阴极区，则高浓度的氢氧化钾溶液从h口排出，故B错误； C．由分析可知，丙装置为电解氯化钾溶液的电解池，e极为阳极，氯离子在阳极失去电子发生氧化反应生成氯气，富集的钾离子通过钾离子交换膜进入阴极区，阳极室溶液减少质量实际为氯化钾的质量，当d电极消耗标准状况下2.24L氧气时，由得失电子数目守恒可知，阳极室溶液减少质量为×4×74.5mol/L=29.8g，故C正确； D．若甲装置中a、b均为惰性电极，该装置为电解硫酸铜溶液的电解池，向所得溶液中加入碱式碳酸铜后恰好使溶液复原说明电解过程中先电解硫酸铜溶液，后电解水，由加入的碱式碳酸铜的物质的量为0.05mol可知，参与电解的铜离子为0.1mol、水为0.05mol，则电路中转移的电子数目为0.1mol×2×NAmol—1+0.05mol×2×NAmol—1=0.3NA，故D错误； 故选C。 14. 在1 L 恒温恒容的密闭容器中投入一定量 N2O5，发生反应： 现有下列情况：①混合气体的密度保持不变；②气体压强保持不变；③气体的平均摩尔质量保持不变；④保持不变；⑤O2的物质的量保持不变；⑥v正(N2O4)：v逆(NO2)=1:2。能表明反应2一定达到平衡状态的是 A. ②③④⑥ B. ①②③⑥ C. ①③⑤⑥ D. ②③④⑤ 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】①该反应过程中各物质均为气体，所以气体的总质量不变，容器恒容，所以密度始终不变，故①不符合题意； ②反应2未平衡时，气体的总物质的量会发生变化，容器恒容，则压强会发生变化，当压强不变时，说明反应平衡，故②符合题意； ③未平衡时气体的总物质的量会发生变化，而气体的总质量不变，所以气体的平均摩尔质量会发生改变，当其不变时说明反应平衡，故③符合题意； ④反应2未平衡时，c(N2O4)减小，c(NO2)增大，则会发生变化，当该值不变时说明反应达到平衡，故④符合题意； ⑤反应1不是可逆反应，且氧气不参与反应2，所以氧气的物质的量不变不能判断反应2是否平衡，故⑤不符合题意； ⑥v正(N2O4)：v逆(NO2)=1:2说明v正(NO2)=v逆(NO2)，反应达到平衡，故⑥符合题意； 综上所述能表明反应2一定达到平衡状态是②③④⑥，故答案为A。 15. 在容积一定的密闭容器中，可逆反应A(g)＋B(g)xC(g)，有下图所示的关系曲线，根据下图下列判断正确的是 A. p3>p4，y轴表示A的转化率 B. p3>p4，y轴表示混合气体的密度 C. p3<p4，y轴表示B的质量分数 D. p3<p4，y轴表示混合气体的平均摩尔质量 【答案】A 【解析】 【分析】由左图，温度相同时，p2>p1，压强越大，C%越大，所以x=1；压强相同时，T1>T2，温度越高，C%越小，正反应是放热反应。 【详解】A.升高温度，A的转化率减小，压强越大，A的转化率越大，A正确； B.混合气体总质量守恒，容积固定，气体密度不变，B错误； C.升高温度，平衡向左移动，B的质量分数增大，C错误； D.升高温度，平衡向左移动，气体物质的量增大，气体总质量不变，平均摩尔质量减小，增大压强，气体摩尔质量增大，p3>p4，D错误； 答案选A。 二、非选择题(共4小题，共55分) 16. 回答下列问题 （1）意大利科学家FulvioCacace等获得了极具理论研究意义的N4分子。N4分子结构如图所示。已知断裂1 mol N—N吸收167 kJ热量，生成1 mol N≡N放出942 kJ。根据以上信息和数据，计算1molN4气体转变为N2气体的ΔH=___________ kJ·mol-1。 （2）已知含KOH 28.0 g稀溶液与足量稀硫酸反应，放出28.65 kJ的热量，试写出表示该反应中和热的热化学方程式___________。 （3）借鉴中和反应反应热的测定方法，某同学测定放热反应的焓变(忽略温度对焓变的影响，忽略溶液体积、质量变化和金属吸收的热量。近似的认为溶液的密度、比热容与水的相同，已知水的比热容为4.18)。实验结果见下表。 序号 反应试剂 体系温度/℃ 反应前 反应后 ⅰ 100mL 0.20 溶液 1.36g Zn粉 a b ⅱ 0.62g Zn粉 a c 则温度：b___________c(填“>”“<”或“=”)；___________(用含a、c的代数式表示)。 （4）已知298 K，101 kPa时， ，相关物质的摩尔燃烧焓数据如表： 物质 摩尔燃烧焓 -285.8 -393.5 a 则表示C(石墨，s)摩尔燃烧焓的热化学方程式为___________，a=___________。 【答案】（1）-882 （2）KOH(aq)+H2SO4(aq)=K2SO4(aq)+H2O(l)；ΔH=-57.3kJ·mol-1 （3） ①. > ②. （4） ①. ； ②. -3267.5 【解析】 【小问1详解】 反应热等于反应物的键能之和减去生成物的键能之和，N4(g)=2N2(g)，则△H= (6×167-2×946) kJ/mol=-882 kJ/mol； 【小问2详解】 中和热是在稀溶液中，强酸跟强碱发生中和反应生成1mol液态水时所释放的热量；已知含28.0gKOH的稀溶液（含0.5mol氢氧根离子）与足量的H2SO4稀溶液反应放出28.65 kJ的热量，则生成1 mol液态水时所释放的热量为2×28.65 kJ，故表示中和热的热化学方程式为：  ΔH=-57.3kJ/mol； 【小问3详解】 硫酸铜物质的量为0.02mol，1.36gZn物质的量为0.021mol，0.65gZn物质的量为0.01mol，根据化学方程式可知，i反应中Zn稍过量，硫酸铜完全反应，放出热量更多，ii中Zn不足，硫酸铜未反应完，放出热量少，因此b>c。ii实验中体系温度升高(c-a)℃，则放出热量为100g×4.18kJ/K·kg×(c-a)=0.418(c-a)kJ，这是反应掉0.01molZn放出的热量，则反应的ΔH=-41.8(c-a)kJ/mol； 【小问4详解】 根据表格数据可知①H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH=-285.8kJ/mol，②C(石墨，s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-393.5kJ/mol，③C6H6(l)+O2(g)=6CO2(g)+3H2O(l) ΔH=akJ/mol，则石墨燃烧热的热化学方程式为C(石墨，s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-393.5kJ/mol。将小问中的热化学方程式标号为④，则反应③=反应①×3+反应②×6-反应④，a=(-285.8×3-393.5×6-49.1)kJ/mol=-3267.5kJ/mol。 17. 工业上利用正丁烷(CH3CH2CH2CH3)的裂解反应制备乙烯、丙烯等化工基础原料，相关反应有： ⅰ. △H1=+80 kJ/mol ⅱ. △H2=+92 kJ/mol 请回答下列问题： （1）反应ⅰ在___________下能自发进行(填字母)。 a．高温 b．低温 c．任意温度 （2）已知 △H3=-9 kJ/mol，相对而言，___________较稳定(填“正丁烷”或“异丁烷”)；若异丁烷发生反应ⅰ，则其反应热△H ___________80 kJ/mol(填“＞”或“＜”)。 （3）将一定量的正丁烷通入某恒容密闭容器中，发生上述反应ⅰ和反应ⅱ，测得正丁烷的平衡转化率(a)与压强(p)、温度(T)的关系如图所示。 ①下列情况能说明上述反应达到平衡状态的是___________(填字母)。 A．△H1、△H2保持不变 B．CH4与CH3CH3物质的量之比保持不变 C．混合气体的平均摩尔质量保持不变 D． ②c点正丁烷的平衡转化率大于b点的原因为___________。 ③对反应ⅰ而言，图中a、b、c三点的化学平衡常数K(a)、K(b)、K(c)从大到小的顺序为___________。 ④若p1为18m kPa，a点丙烯的选择性为80%［丙烯的选择性=］，则该温度下反应ⅰ的平衡常数K=___________kPa(用含m的代数式表示，用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。 （4）从反应混合物中分离出的CH4可用于燃料电池。某CH4-空气燃料电池的工作原理如图所示： 电极R上的电极反应式为___________；理论上电极P上消耗的CH4与生成的CO2的物质的量之比为___________。 【答案】（1）a （2） ①. 异丁烷 ②. ＞ （3） ①. BD ②. 反应ⅰ和反应ⅱ均为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，反应物的平衡转化率增大(合理即可) ③. K(c)＞K(a)=K(b) ④. 20.48m （4） ①. O2+4e-+2CO2=2 ②. 1∶5 【解析】 【小问1详解】 根据热化学方程式可知：反应ⅰ的正反应是放热反应，在其它条件不变时，升高温度，化学平衡向吸热的正反应方向移动，有利于制取丙烯，则高温有利于丙烯的制取，故合理选项是a； 小问2详解】 物质含有的能量越低，物质的稳定性就越强。根据正丁烷转化为异丁烷的热化学方程式可知：正丁烷转化为异丁烷时会放出热量，因此相对而言，异丁烷较稳定； 已知：ⅰ. △H1=+80 kJ/mol ⅲ. △H3=-9 kJ/mol，根据盖斯定律，将ⅰ-ⅲ，整理可得CH(CH3)3(g)=CH4(g)+CH3CH=CH2(g) △H=+89 kJ/mol，因此若异丁烷发生反应ⅰ，则其反应热大于80 kJ/mol； 【小问3详解】 ①A．在一定温度与压强下，对于一个确定的化学反应，其反应热与反应是否达到平衡状态无关，因此不能根据△H1、△H2保持不变判断反应是否达到平衡状态，A错误； B．CH4是反应ⅰ产生的，CH3CH3是反应ⅱ产生的，当CH4与CH3CH3的物质的量之比保持不变时，则体系内各种物质的浓度不变，反应达到平衡状态，B正确； C．反应前后气体物质的质量不变，两个反应发生，都是1 mol反应物气体反应产生2 mol生成物气体，因此无论反应是否达到平衡，混合气体的平均摩尔质量始终保持不变，因此不能据此判断反应是否达到平衡状态，C错误； D．CH3CH=CH2只有反应ⅱ产生，而CH3CH2CH2CH3是两个反应的反应物，若，则任何一组分的浓度都不变，两个反应都达到了平衡状态，D正确； 故合理选项是BD； ②根据图示可知反应温度：c＞b，由于反应ⅰ和反应ⅱ的正反应均为吸热反应，在其它条件不变时，升高温度，化学平衡正向移动，使反应物的平衡转化率增大，故正丁烷的平衡转化率：c＞b； ③对于同一化学反应，化学平衡常数只与温度有关，与反应是否达到平衡状态无关，反应ⅰ的正反应是吸热反应，升高温度，化学平衡正向移动导致平衡常数增大。由于温度：c＞a=b，所以化学平衡常数：K(c)＞K(a)=K(b)； ④若p1为18m kPa，由于a点正丁烷的转化率是80%，且a点丙烯的选择性为80%，假设发生分解反应的正丁烷是1 mol，未分解的正丁烷的物质的量是0.25 mol，其发生分解产生混合气体的物质的量是2 mol，中有80%发生反应ⅰ，20%发生反应ⅱ，体系中p(CH4)=p(丙烯)=，正丁烷的平衡分压为p(正丁烷)= ，故该温度下反应ⅰ的化学平衡常数Kp=； 【小问4详解】 根据装置图可知：在电极R上，O2得到电子产生的O2-与CO2反应产生，故R电极的电极反应式为：O2+4e-+2CO2=2； 在电极P上CH4失去电子，与反应产生CO2、H2O，根据电子守恒、电荷守恒即原子守恒，可知是1个CH4失去8个电子与4个反应产生5个CO2，故理论上电极P上消耗的CH4与生成的CO2的物质的量之比为1：5。 18. 一氧化氮－空气质子交换膜燃料电池将化学能转化为电能，实现了制硝酸、发电环保三位一体的结合。如图所示，某同学设计用该电池探究将雾霾中的SO2、NO转化为(NH4)2SO4的原理和粗铜的精炼原理。 (1)燃料电池放电过程中负极的电极反应式____。 (2)乙装置中物质A是____(填化学式)，理由是___；电解过程中阳极附近pH___(填“增大”“减小”或“不变”)，阴极的电极反应式是____。 (3)如果粗铜中含有锌、银等杂质，丙装置中反应一段时间，CuSO4溶液的浓度将__(填“增大”、“减小”或“不变”)。 (4)若在标准状况下，甲装置有22.4 L O2参加反应，则乙装置中转化SO2和NO的物质的量共有____mol；丙装置中阴极析出铜的质量为___g。 【答案】 ①. NO-3e-+2H2O=+4H+ ②. H2SO4 ③. 根据反应5SO2+2NO+8H2O(NH4)2SO4+4H2SO4，产物中除有(NH4)2SO4外还有H2SO4或阳极的电极反应为SO2-2e-+2H2O=+4H+，故A为H2SO4 ④. 减小 ⑤. NO+5e-+6H+=+H2O ⑥. 减小 ⑦. 2.8 ⑧. 128 【解析】 【分析】根据题中图示，判断原电池甲的正负极，写出燃料电池电极反应；根据题中图示，判断电解池乙的阴阳极，写出阴阳极电极反应，据此分析解答；根据粗铜精炼原理，判断Cu2+减少；根据转移电子守恒，计算相应的物质的量及质量。 【详解】（1）由题中图示可知，左端NO中N元素化合价由+2价失电子变成+5价，发生氧化反应，由原电池的工作原理图示可知，左端的铂电极为原电池负极，其电极反应：NO-3e-+2H2O=+4H+；答案为NO-3e-+2H2O=+4H+。 （2）由题中图示可知，通SO2的石墨电极与电源正极相连，为阳极，失电子发生氧化反应，其电极反应为SO2-2e-+2H2O=+4H+，通NO的石墨电极为阴极，得电子发生还原反应，其电极反应为NO+5e-+6H+=+H2O，总反应方程式为5SO2+2NO+8H2O(NH4)2SO4+4H2SO4，产物中除有(NH4)2SO4外还有H2SO4或阳极的电极反应为SO2-2e-+2H2O=+4H+，A为H2SO4，由阳极的电极反应为SO2-2e-+2H2O=+4H+，可知电解过程中阳极附近pH减小，阴极的电极反应式是NO+5e-+6H+=+H2O；答案为H2SO4，由总反应方程式为5SO2+2NO+8H2O(NH4)2SO4+4H2SO4可知，产物中除有(NH4)2SO4外还有H2SO4或阳极的电极反应为SO2-2e-+2H2O=+4H+，A为H2SO4，减小，NO+5e-+6H+=+H2O。 （3）丙装置中，粗铜作阳极，粗铜中含有锌、银等杂质，阳极上金属失电子发生氧化反应，阴极上铜离子得电子生成铜，根据转移电子守恒，阳极上Zn比Cu活泼，Zn会失电子变成Zn2+，阳极上铜消耗的质量小于阴极上析出铜的质量，所以溶液中硫酸铜浓度减小；答案为减小。 （4）在标准状况下，甲装置有22.4 L O2参加反应，即1molO2参加反应，转移4mol电子，由转移电子守恒得，阳极SO2-2e-+2H2O=+4H+，转移4mol电子，参加反应SO2为2mol，阴极NO+5e-+6H+=NH4++H2O，转移4mol电子，参加反应NO为0.8mol，乙装置中转化SO2和NO的物质的量共有2mol+0.8mol=2.8mol，丙装置中阴极电极反应为Cu2++2e-=Cu，转移4mol电子，析出2molCu，析出铜的质量为2mol×64g/mol=128g；答案为2.8，128。 【点睛】本题关键是要准确判断装置甲原电池的正负极，根据题中图示，左边Pt电极通入NO转化为HNO3，N元素的化合价升高，失电子，发生氧化反应，作负极，右边Pt电极通入O2，得电子，发生还原反应，作正极。 19. I．回答下列问题 （1）设反应 ① Fe(s) + CO2(g)FeO(s) + CO(g)  平衡常数为K1， 反应②Fe(s) + H2O(g)FeO(s) + H2(g)  平衡常数为K2， 在不同温度下，K1、K2的值如下： T/K K1 K2 973 1.47 2.38 1173 2.15 167 现有反应 ③ H2(g) + CO2(g)CO(g) + H2O(g)  平衡常数为K3 结合上表数据，根据反应①、②推导出K1、K2、K3的关系式K3= ___________，反应③是___________(填“放”或“吸”)热反应。 II．将CO2转化为甲醇可以有效利用资源。原理为：CO2+3H2CH3OH+H2O。 （2）一定温度下，若上述制备甲醇的反应在体积为2L的密闭容器中进行并保持温度不变，起始时投入1 mol CO2、4mol H2，达到平衡时H2与CO2的物质的量之比为8：1，CO2的转化率是___________； （3）在其他条件不变的情况下，将体系体积压缩到原来的二分之一，下列有关该体系的说法不正确的是___________； a．甲醇的物质的量增加 b．重新平衡时n(H2)/n(CH3OH)增大 c．氢气的浓度减小 d．正反应速率增大，逆反应速率也增大 （4）若在温度为373K时，向体积为1L的密闭容器中，充入1 mol CO2和3molH2，反应过程中测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间的变化如图所示求此温度下该反应的平衡常数K=___________，若开始时向该容器中充1molCO2，2mo1H2，1.5molCH3OH和1 molH2O(g)，则此时v(正)___________v(逆)(填“>”、“<”或“=”) 【答案】（1） ①. ②. 吸 （2）80% （3）bc （4） ①. (或5.3) ②. > 【解析】 【小问1详解】 Fe(s)+CO2(g) FeO(s)+CO(g)①、Fe(s)+H2O(g) FeO(s)+H2(g)②，将方程式①-②得反应③CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)，则CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)的K3===0.62； 反应CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)，温度为973K时，K3===0.62，在1173K时的平衡常数K3===1.29＞0.62，说明温度升高，平衡常数增大，反应正向移动，△H＞0，即正反应为吸热反应； 【小问2详解】 假设转化的CO2是xmol， 根据题意有，解得x=0.8mol，所以CO2的转化率是。 【小问3详解】 在其他条件不变的情况下，将体系体积压缩到原来的，浓度增大，反应速率加快，平衡正向移动。 a．平衡正向移动，甲醇的物质的量增加，a正确； b．重新达平衡时，H2的物质的量减小，CH3OH的物质的量增大，所以n(H2 )/n(CH3OH)减小，b错误 c．平衡正向移动，但增加的氢气不能完全消耗，氢气的浓度增大，c错误； d．浓度增大，正反应速率加快，逆反应速率也加快，d正确； 答案选bc； 【小问4详解】 平衡时甲醇为0.75mol/L、二氧化碳为0.25mol/L，H2为0.75mol/L，水也为0.75mol/L；则平衡常数K==，若开始时向该1L密闭容器中充入1mol CO2，2mol H2，1.5mol CH3OH和1mol H2O（g），此时Q===<K，说明反应正向进行，v(正)>v(逆)。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$