山东省2024-2025学年高二下学期开学模拟测试化学练习卷

山东省2024-2025学年高二下学期开学模拟测试化学练习卷 一．选择题（共20小题） 1．（2024秋•泰安期中）自由基是化学键断裂时产生的含未成对电子的中间体，HNO•自由基与O2反应进程的能量变化如图所示。下列说法正确的是（　　） A．HNO•与O2键能总和大于产物P2的键能总和 B．产物P1与P2的分子式、氧元素的化合价均相同 C．产物P2的反应历程中最大能垒E正＝186.2kJ•mol﹣1 D．中间产物Z转化为产物的速率：v（P1）＜v（P2） 2．（2024秋•泰安期中）某学习小组按如图探究金属电化学腐蚀与防护的原理，下列说法正确的是（　　） A．b为正极，K连接A时，铁棒腐蚀的速率最慢 B．相同条件下，若X为模拟海水，K分别连接B、C，连接C时铁棒的腐蚀速率更慢 C．若X为模拟海水，K未闭合时，铁棒上腐蚀最严重且表面铁锈最多的位置则是F D．相同条件下，若K分别连接A、B时，石墨电极上的反应物不相同 3．（2024秋•泰安期中）化学反应往往伴随着能量变化，下列说法正确的是（　　） A．白锡转化为灰锡的反应焓变为ΔH＝﹣2.18kJ•mol﹣1，则白锡比灰锡更稳定 B．已知2H2S（g）+O2（g）＝2S（g）+2H2O（l）ΔH1、2H2S（g）+3O2（g）＝2SO2（g）+2H2O（l）ΔH2，则ΔH1＞ΔH2 C．已知2H2（g）+O2（g）＝2H2O（g）ΔH＝﹣483.6kJ•mol﹣1，则氢气的摩尔燃烧焓为﹣241.8kJ•mol﹣1 D．室温下，OH﹣（aq）+H+（aq）＝H2O（l）ΔH＝﹣57.3kJ•mol﹣1，则稀H2SO4和稀Ba（OH）2溶液反应生成1mol H2O（l）时，放出的热量是57.3kJ 4．（2024秋•潍坊期中）臭氧分解反应以及催化臭氧分解反应过程中能量变化如图所示，下列说法正确的是（　　） A．催化反应中的催化剂是ClO• B．决定催化反应快慢的是反应② C．催化反应过程中不会聚集较高浓度的ClO• D．反应达平衡时，升高温度，氧气浓度增大 5．（2024秋•烟台期中）Deacon催化氧化法以CuCl2作催化剂将HCl转化为Cl2的反应：4HCl（g）+O2（g）⇌2Cl2（g）+2H2O（g） ΔH＝﹣116kJ•mol﹣1，实现氯资源的再利用。如图为该法的一种催化机理。下列说法正确的是（　　） A．反应①在低温下可自发进行 B．反应②的平衡常数 C．反应③为CuO（s）+2HCl（g）＝CuCl2（s）+H2O（g） D．反应制得1mol Cl2，需要投入2mol CuCl2 6．（2024秋•烟台期中）一种NO﹣空气燃料电池的工作原理如图所示。该电池工作时，下列说法正确的是（　　） A．电极a为正极，其电极反应式为 B．多孔电极有利于增大接触面积、加快气体吸附速度 C．电子的流动方向：负极→电解质溶液→正极 D．若产生0.1mol HNO3，则通入O2体积为1.68L（标准状况） 7．（2024秋•黄岛区期中）将缠有铜丝和锌皮的铁钉放入图中表面皿，一段时间后，下列说法错误的是（　　） A．图甲中铜丝上的电极反应式为O2+4e﹣+2H2O＝4OH﹣ B．图甲中会出现蓝色和红色两种颜色 C．图乙中的锌皮保护铁钉未发生腐蚀，为阴极电保护法 D．图甲和图乙均发生吸氧腐蚀 8．（2024秋•德州期中）下列叙述与图不对应的是（　　） 甲 乙 丙 丁 A．图甲为反应2A（g）+B（g）⇌2C（g）ΔH＜0中C的百分含量随时间变化的曲线 B．图乙中t1时刻可表示使用催化剂对反应速率的影响 C．图丙表示室温下pH相同的CH3COOH溶液和HClO溶液稀释的pH变化曲线 D．由图丁可知，可逆反应2XY3（g）⇌2X（g）+3Y2（？），Y2为气体，ΔH＜0 9．（2024秋•泰安期中）已知N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g）ΔH＝﹣92.2kJ•mol﹣1ΔS＝﹣198.2J•mol﹣1•K﹣1如图为工业合成氨的流程图。下列说法正确的是（　　） A．此反应自发进行的温度应低于465.1K B．步骤②中“加压”不能提高原料的转化率，但可以加快反应速率 C．步骤④中反应温度越高，催化剂活性越大，反应速率越快 D．步骤④⑤均有利于提高原料的平衡转化率 10．（2024秋•泰安期中）一定温度下，在密闭容器中进行反应：N2（g）+O2（g）⇌2NO（g），下列条件能加快反应速率的是（　　） A．体积不变，充入N2使压强增大 B．体积不变，充入惰性气体 C．增大体积使压强减小 D．压强不变，充入惰性气体 11．（2023秋•即墨区期末）水煤气变换反应是工业上的重要反应，可用于制氢。CO（g）+H2O（g）⇌CO2（g）+H2（g）。下列说法正确的是（　　） A．恒温恒容下，恒定水碳比[n（H2O）/n（CO）]，增加体系总压可提高H2的平衡产率 B．恒温恒容下，平衡后再通入H2O（g）可使平衡正向移动，增大CO平衡转化率 C．恒温恒容下，平衡后再通入惰性气体增加体系总压，可提高反应速率 D．恒温恒容下，平衡后再通入CO（g），可使正反应速率增大，逆反应速率减小 12．（2024秋•潍坊期中）自然界中有一些过程是自发进行的，而且是有方向性的。下列说法中正确的是（　　） A．能够自发进行的反应一定能迅速进行 B．ΔH＜0、ΔS＞0的反应在任何温度下都能自发进行 C．自发反应的熵一定增大，非自发反应的熵一定减小 D．放热反应都可以自发进行，而吸热反应不一定能自发进行 13．（2024秋•潍坊期中）一定条件下将NO（g）和O2（g）按物质的量之比2：1充入反应容器，发生反应：2NO（g）+O2（g）⇌2NO2（g）。在不同压强下分别测得NO的平衡转化率随温度变化的曲线如图，下列说法正确的是（　　） A．p1＜p2 B．其他条件不变，温度升高，该反应的反应限度增大 C．400℃、p1条件下，O2的平衡转化率为20% D．400℃时，该反应的化学平衡常数的数值为 14．（2024秋•淄博期中）将一定量硫化氢气体通入密闭容器中，发生反应：2H2S（g）⇌S2（g）+2H2（g）。该反应的平衡常数的负对数（﹣lgK）随温度（T）的变化曲线如图所示，下列说法错误的是（　　） A．该反应的ΔH＞0 B．A点对应状态的平衡常数K＝10﹣1.4552 C．反应速率：vA＞vC D．30℃时，B点对应状态的v正＞v逆 15．（2024秋•潍坊期中）下列叙述正确的是（　　） A．用明矾对自来水进行净化和杀菌消毒 B．用干燥的pH试纸测定NaClO溶液的pH C．用泡沫灭火器扑灭电器着火 D．用热碱水来清洗厨房中的油污 16．（2024秋•德州期中）常温下，某NaHCO3、MgCl2的混合溶液中，部分含碳物种的摩尔分数与pH变化关系如图所示（忽略溶液体积变化，已知：Ksp（MgCO3）＝6.8×10﹣6Ksp（Mg（OH）2）＝5.6×10﹣12）下列说法正确的是（　　） A．线Ⅲ表示的变化情况 B．pH变化时存在沉淀的转化 C．H2CO3的电离平衡常数Ka2＝10a D．改变溶液中NaHCO3、MgCl2的初始浓度，a数值改变 17．（2024秋•日照期中）将过量碳酸钙粉末置于水中达到沉淀溶解平衡：CaCO3（s）⇌Ca2+（aq）+（aq）。[已知的Ksp（CaCO3）＝3.4×10﹣9，Ksp（CaSO4）＝4.9×10﹣5，H2CO3的Ka1＝4.5×10﹣7，Ka2＝4.7×10﹣11]，下列说法错误的是（　　） A．上层清液中存在c（Ca2+）＞c（ ） B．上层清液中含碳微粒最主要以形式存在 C．向体系中通入CO2气体，溶液中c（Ca2+）增大 D．通过加Na2SO4溶液可实现CaCO3向CaSO4的有效转化 18．（2024秋•潍坊期中）25℃时，水的电离达到平衡：H2O⇌H++OH﹣ΔH＞0。下列叙述正确的（　　） A．将水加热至沸腾，Kw增大，pH＞7 B．向水中加入稀NaHSO4溶液，平衡正向移动，c（H+）增大 C．向水中通入少量HCl气体，平衡逆向移动，c（OH﹣）减小 D．相同条件下，向水中分别加入等体积的0.1mol•L﹣1盐酸与0.1mol•L﹣1NaOH溶液，水的电离程度不同 19．（2024秋•潍坊期中）实验测得0.1mol•L﹣1NaHCO3溶液升温过程中（不考虑水挥发）的pH变化曲线如图，下列说法正确的是（　　） A．a、c两点溶液的c（OH﹣）相等 B．a点时，Kw＝Ka1（H2CO3）•Ka2（H2CO3） C．b点溶液中，c（Na+）＞c（）+2c（） D．b段，pH减小说明升温抑制了的水解 20．（2024秋•烟台期中）向Na2CO3溶液中通入SO2制备NaHSO3溶液，水溶液中H2SO3、、的分布系数δ与pH的变化关系如图所示。[比如：]下列说法错误的是（　　） A．线Ⅰ表示δ（H2SO3）～pH的变化情况 B．当溶液pH范围为4～5时，停止通入SO2 C．H2SO3的第一步电离的平衡常数 D．a点， 二．解答题（共4小题） 21．（2024•泰山区校级开学）电池是人类生产和生活中重要的能量来源。各式各样电池的发明是化学对人类的一项重大贡献。按要求回答下列问题。 （1）燃料电池有节能、超低污染、噪声低、使用寿命长等优点。某甲醇燃料电池工作原理如图1所示。Pt（a）电极是电池的 　 　极，Pt（b）电极反应式为 　 　。如果该电池工作时电路中通过2mol电子，则消耗的CH3OH的物质的量为 　 　mol。 （2）某新型固体燃料电池的电解质是固体氧化锆和氧化钇，高温下允许氧离子（O2﹣）在其间通过。如图2所示，其中多孔电极不参与电极反应。写出该反应的负极反应式：　 　，当有16g甲醇发生反应时，则理论上提供的电量为 　 　（1个电子的电量为1.6×10﹣19C，结果保留3位有效数字）。 （3）一氧化氮﹣空气质子交换膜燃料电池将化学能转化为电能的同时，实现了制硝酸、发电、环保三位一体的结合，其工作原理如图3所示，写出放电过程中负极的电极反应式：　 　，若过程中产生2mol HNO3，则消耗标准状况下O2的体积为 　 　L。 （4）以CH4（g）为燃料可以设计甲烷燃料电池，该电池以稀H2SO4作电解质溶液，电池的能量转换效率为86.4%，1mol甲烷燃烧释放的热量为890.3kJ，则该电池的比能量为 　 　kW•h•kg﹣1[结果保留1位小数，比能量＝J]。 22．（2023秋•即墨区期末）采用选择性催化还原技术（SCR）可以有效脱除烟气中的氮氧化物（NOx）。 （1）钒基催化剂（V2O5/TiO2催化剂）可用于NH3—SCR，反应机理与催化剂表面NH3的活性吸附位点有关。基于Lewis酸位点的SCR催化反应循环机理如图甲所示： ①脱除NO的总反应化学方程式为 　 　，该反应的中间体有 　 　种。 ②若烟气中含有硫的氧化物，则会降低NH3—SCR的速率，可能的原因是 　 　。 （2）研究发现：当烟气中NO和NO2的物质的量相同时，会发生快速SCR反应过程： 2NH3+NO+NO2═2N2+3H2O。臭氧对NH3—SCR具有一定的辅助作用。臭氧先氧化NO，发生反应：O3+NO═NO2+O2。在不同温度下，经过相同时间后测得O3/NO的物质的量之比与NO的脱除率关系如图乙所示。 ①温度升高到一定程度后，O3—NH3—SCR中NO脱除率均有不同程度的降低，其原因是 　 　（写两条）。 ②温度低于250℃，O3/NO物质的量之比为0.5时，NO脱除率较高的原因是 　 　。 ③实验发现，向烟气中先通入NH3，NO脱除率低于先通入O3，可能的原因是 　 　。 （3）以Ce4+/Ce3+为媒介的间接电化学氧化法可以同时除去烟气中的NO2和SO2，装置如图丙所示： 则阳极的电极反应式为 　 　，NO2参与反应的离子方程式为 　 　。 23．（2024秋•潍坊期中）一定温度下，Mg2+在不同pH，的K2CO3溶液中可能形成Mg（OH）2或MgCO3。 已知：ⅰ．K2CO3体系中各含碳粒子的lgc与pH的关系如图甲所示。 ⅱ．在不同pH时含0.1mol K2CO3的溶液中，c（）对应图甲得到，Mg（OH）2或MgCO3对应的lgc（Mg2+）随pH变化如图乙所示。 回答下列问题： （1）图甲中曲线③表示的微粒为 　 　，H2CO3的电离平衡常数Ka2＝ 　 　，当溶液中c（H2CO3）＝c（）时，溶液的pH＝ 　 　。 （2）图乙中，代表MgCO3的曲线的是 　 　（填“Ⅰ”或“Ⅱ”）；若初始状态pH＝9，lgc（Mg2+）＝﹣2，体系中含碳粒子的物料守恒关系为0.1mol＝ 　 　；M点后继续增大溶液pH，反应MgCO3（s）+2OH﹣（aq）＝Mg（OH）2（s）+（aq）将 　 　（填“正向”、“逆向”或“不”）移动。 （3）结合图甲和图乙，初始状态pH＝11，lgc（Mg2+）＝﹣5时，Mg2+与发生反应的离子方程式为 　 　。 24．（2023秋•即墨区期末）氮元素是维持动植物生命活动的必需元素。 （1）草木灰与铵态氮肥不能混合施用，其原因是 　 　。 （2）国防工业中，氨气可用于制造火箭、导弹的推进剂。实验室在浓氨水中加入生石灰可以快速制备氨气，请从平衡移动角度解释其原理 　 　。 （3）肼（N2H4）为二元弱碱，在水中的电离与氨类似。常温下，N2H4的第一步电离平衡： N2H4+H2O⇌N2+OH﹣Kb1＝8.7×10﹣7mol•L﹣1。 ①N2H4第二步电离平衡方程式为 　 　。 ②反应N2H4+H+⇌N2的平衡常数K＝　 　L•mol﹣1。 （4）化学工作者以Ni2P和CoP纳米片作为电极催化材料，合成偶氮化合物的装置如图所示（其中R表示烃基）。 ①该“甲醇燃料电池”的负极反应式为 　 　。 ②CoP电极反应式为 　 　。 ③每合成1mol偶氮化合物，理论上消耗甲醇的质量为 　 　g，消耗RCH2NH2的物质的量为 　 　mol。 参考答案与试题解析 一．选择题（共20小题） 1．（2024秋•泰安期中）自由基是化学键断裂时产生的含未成对电子的中间体，HNO•自由基与O2反应进程的能量变化如图所示。下列说法正确的是（　　） A．HNO•与O2键能总和大于产物P2的键能总和 B．产物P1与P2的分子式、氧元素的化合价均相同 C．产物P2的反应历程中最大能垒E正＝186.2kJ•mol﹣1 D．中间产物Z转化为产物的速率：v（P1）＜v（P2） 【答案】C 【分析】A．ΔH＝反应物的总键能﹣生成物的总键能； B．，P1中含有过氧键，有2个O原子为﹣1价，P2中的O全部是﹣2价； C．由图可知，产物P2的反应历程中最大能垒E正＝（﹣18.9）kJ•mol﹣1﹣（﹣205.1）kJ•mol﹣1； D．中间产物Z转化为产物P1的能垒更小，能垒越小，反应速率越快。 【解答】解：A．由图可知，HNO•与O2转化为P2属于放热反应，ΔH＜0，即ΔH＝反应物的总键能﹣生成物的总键能＜0，所以HNO•与O2键能总和小于产物P2的键能总和，故A错误； B．由图可知，产物P1与P2的分子式相同、氧元素的化合价不同，P1中含有过氧键，有2个O原子为﹣1价，故B错误； C．由图可知，产物P2的反应历程中最大能垒E正＝（﹣18.9）kJ•mol﹣1﹣（﹣205.1）kJ•mol﹣1＝186.2kJ•mol﹣1，故C正确； D．中间产物Z转化为产物的速率：v（P1）＞v（P2），因为转化为P1的能垒更小，故D错误； 故选：C。 【点评】本题主要考查反应热与焓变的相关知识，属于基本知识的考查，难度不大。 2．（2024秋•泰安期中）某学习小组按如图探究金属电化学腐蚀与防护的原理，下列说法正确的是（　　） A．b为正极，K连接A时，铁棒腐蚀的速率最慢 B．相同条件下，若X为模拟海水，K分别连接B、C，连接C时铁棒的腐蚀速率更慢 C．若X为模拟海水，K未闭合时，铁棒上腐蚀最严重且表面铁锈最多的位置则是F D．相同条件下，若K分别连接A、B时，石墨电极上的反应物不相同 【答案】B 【分析】A．b为正极，K连接A时，该装置构成电解池，Fe作阳极； B．相同条件下，若X为模拟海水，K分别连接B、C，该装置构成原电池，K连接B时，Fe作负极，加速被腐蚀，K连接C时，Fe作正极，被保护； C．若X为模拟海水，K未闭合时，铁棒上腐蚀最严重且表面铁锈最多的是接触海水且有氧气的位置； D．相同条件下，若K分别连接A、B时，连接A时，石墨电解可能作阳极也可能作阴极，连接B时，石墨作正极。 【解答】解：A．b为正极，K连接A时，该装置构成电解池，Fe作阳极，加速被腐蚀，铁棒腐蚀的速率最快，故A错误； B．相同条件下，若X为模拟海水，K分别连接B、C，该装置构成原电池，K连接B时，Fe作负极，加速被腐蚀，K连接C时，Fe作正极，被保护，所以连接C时铁棒的腐蚀速率更慢，故B正确； C．若X为模拟海水，K未闭合时，铁棒上腐蚀最严重且表面铁锈最多的是接触海水且有氧气的位置，铁棒上腐蚀最严重且表面铁锈最多的位置则是E，故C错误； D．相同条件下，若K分别连接A、B时，连接A时，石墨电解可能作阳极也可能作阴极，连接B时，石墨作正极，无法判断石墨电极上的反应物是否相同，故D错误； 故选：B。 【点评】本题考查金属的腐蚀与防护，侧重考查分析、判断及知识综合运用能力，明确原电池和电解池原理、各个电极上发生的反应是解本题关键，题目难度不大。 3．（2024秋•泰安期中）化学反应往往伴随着能量变化，下列说法正确的是（　　） A．白锡转化为灰锡的反应焓变为ΔH＝﹣2.18kJ•mol﹣1，则白锡比灰锡更稳定 B．已知2H2S（g）+O2（g）＝2S（g）+2H2O（l）ΔH1、2H2S（g）+3O2（g）＝2SO2（g）+2H2O（l）ΔH2，则ΔH1＞ΔH2 C．已知2H2（g）+O2（g）＝2H2O（g）ΔH＝﹣483.6kJ•mol﹣1，则氢气的摩尔燃烧焓为﹣241.8kJ•mol﹣1 D．室温下，OH﹣（aq）+H+（aq）＝H2O（l）ΔH＝﹣57.3kJ•mol﹣1，则稀H2SO4和稀Ba（OH）2溶液反应生成1mol H2O（l）时，放出的热量是57.3kJ 【答案】B 【分析】A．物质的能量越低越稳定； B．S（g）转化为SO2（g）继续放热，生成SO2（g）时，放出的热量更多，但焓变是负值，+放热越多，焓变越小； C．摩尔燃烧焓必须是生成稳定的化合物，即水必须是液态的； D．生成硫酸钡也会放出热量。 【解答】解：A．白锡转化为灰锡的反应焓变为ΔH＝﹣2.18kJ•mol﹣1，说明白锡的能量更高，则灰锡比白锡更稳定，故A错误； B．已知2H2S（g）+O2（g）＝2S（g）+2H2O（l）ΔH1、2H2S（g）+3O2（g）＝2SO2（g）+2H2O（l）ΔH2，S（g）转化为SO2（g）继续放热，所以ΔH1＞ΔH2，故B正确； C．已知2H2（g）+O2（g）＝2H2O（g）ΔH＝﹣483.6kJ•mol﹣1，不能确定氢气的摩尔燃烧焓，因为摩尔燃烧焓必须是生成稳定的化合物，即水必须是液态的，故C错误； D．室温下，OH﹣（aq）+H+（aq）＝H2O（l）ΔH＝﹣57.3kJ•mol﹣1，则稀H2SO4和稀Ba（OH）2溶液反应生成1mol H2O（l）时，放出的热量大于57.3kJ，因为生成硫酸钡也会放出热量，故D错误； 故选：B。 【点评】本题主要考查反应热与焓变的相关知识，属于基本知识的考查，难度不大。 4．（2024秋•潍坊期中）臭氧分解反应以及催化臭氧分解反应过程中能量变化如图所示，下列说法正确的是（　　） A．催化反应中的催化剂是ClO• B．决定催化反应快慢的是反应② C．催化反应过程中不会聚集较高浓度的ClO• D．反应达平衡时，升高温度，氧气浓度增大 【答案】C 【分析】根据Cl•在反应①中先消耗，在反应②中又生成，为该反应的催化剂，ClO•在反应中先生成后消耗，为中间产物，反应①的活化能大于反应②的活化能，反应的活化能越大，反应速率越慢，慢反应是反应的决速步骤，进行分析。 【解答】解：A．由方程式可知，Cl•在反应①中先消耗，在反应②中又生成，为该反应的催化剂，ClO•在反应中先生成后消耗，为中间产物，故A错误； B．催化反应中，反应①的活化能大于反应②的活化能，慢反应是反应的决速步骤，则决定催化反应快慢的是反应①，故B错误； C．反应的活化能越大，反应速率越慢，则反应①为慢反应、反应②为快反应，所以反应过程中不会积聚较高浓度的ClO•，故C正确； D．催化反应是放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，氧气浓度减小，故D错误； 故选：C。 【点评】本题主要考查反应热和焓变等，注意完成此题，可以从题干中抽取有用的信息，结合已有的知识进行解题。 5．（2024秋•烟台期中）Deacon催化氧化法以CuCl2作催化剂将HCl转化为Cl2的反应：4HCl（g）+O2（g）⇌2Cl2（g）+2H2O（g） ΔH＝﹣116kJ•mol﹣1，实现氯资源的再利用。如图为该法的一种催化机理。下列说法正确的是（　　） A．反应①在低温下可自发进行 B．反应②的平衡常数 C．反应③为CuO（s）+2HCl（g）＝CuCl2（s）+H2O（g） D．反应制得1mol Cl2，需要投入2mol CuCl2 【答案】C 【分析】根据图中信息结合原子守恒反应①为，X为Cl2；反应②为，Y为O2；反应③为CuO（s）+2HCl（g）＝CuCl2（s）+H2O（g）ΔH3。 【解答】解：根据图中信息结合原子守恒反应①为，X为Cl2；反应②为，Y为O2；反应③为CuO（s）+2HCl（g）＝CuCl2（s）+H2O（g）ΔH3； A．反应①为ΔH＞0，ΔS＞0需在高温下可自发进行，故A错误； B．反应②为，平衡常数，故B错误； C．4HCl（g）+O2（g）⇌2Cl2（g）+2H2O（g） ΔH＝﹣116kJ•mol﹣1为反应④，根据盖斯定律将④﹣①﹣②得③，＝，故C正确； D．将反应①+②可知，制得1mol Cl2，需要投入1mol CuCl2，故D错误； 故选：C。 【点评】本题考查反应中的能量变化，侧重考查学生焓变的掌握情况，试题难度中等。 6．（2024秋•烟台期中）一种NO﹣空气燃料电池的工作原理如图所示。该电池工作时，下列说法正确的是（　　） A．电极a为正极，其电极反应式为 B．多孔电极有利于增大接触面积、加快气体吸附速度 C．电子的流动方向：负极→电解质溶液→正极 D．若产生0.1mol HNO3，则通入O2体积为1.68L（标准状况） 【答案】B 【分析】燃料电池中，通燃料一极为负极，通入氧气或空气一极为正极，则电极a为负极，电极b为正极，以此解答。 【解答】解：A．燃料电池中，通入氧气或空气一极为正极，电极b为正极，电极a为负极，NO在负极失去电子生成HNO3，负极的电极方程式为：，故A错误； B．反应物接触面积越大，反应速率越快，多孔电极有利于增大接触面积和加快气体吸附速度，加快反应速率，故B正确； C．电子不能进入溶液，原电池中电子从负极经导线流向正极，故C错误； D．NO在负极失去电子生成HNO3，负极的电极方程式为：，O2在正极得到电子生成H2O，电极方程式为：O2+4e﹣+4H+＝2H2O，若产生0.1mol HNO3，转移0.3mol电子，消耗0.075mol O2，标准状况下的体积为0.075mol×22.4L/mol＝1.68L，由图可知O2不能完全反应，则通入O2体积大于1.68L（标准状况），故D错误； 故选：B。 【点评】本题考查电化学，侧重考查学生原电池的掌握情况，试题难度中等。 7．（2024秋•黄岛区期中）将缠有铜丝和锌皮的铁钉放入图中表面皿，一段时间后，下列说法错误的是（　　） A．图甲中铜丝上的电极反应式为O2+4e﹣+2H2O＝4OH﹣ B．图甲中会出现蓝色和红色两种颜色 C．图乙中的锌皮保护铁钉未发生腐蚀，为阴极电保护法 D．图甲和图乙均发生吸氧腐蚀 【答案】C 【分析】由图可知，甲中Fe比Cu活泼，Fe作负极，电极反应式为Fe﹣2e﹣＝Fe2+，Cu作正极，电极反应式为O2+4e﹣+2H2O＝4OH﹣，乙中Zn比Fe活泼，Zn作负极，电极反应式为Zn﹣2e﹣＝Zn2+，Fe作正极，电极反应式为O2+4e﹣+2H2O＝4OH﹣，据此作答。 【解答】解：A．甲中Cu作正极，电极反应式为O2+4e﹣+2H2O＝4OH﹣，故A正确； B．甲中Fe作负极，电极反应式为Fe﹣2e﹣＝Fe2+，Fe2+遇铁氰化钾变蓝，正极生成氢氧根离子，遇酚酞变红，故B正确； C．图乙中的锌皮保护铁钉未发生腐蚀，为牺牲阳极的阴极保护法，故C错误； D．由分析可知，甲、乙均发生吸氧腐蚀，故D正确； 故选：C。 【点评】本题考查原电池原理，题目难度中等，能依据图象和信息准确判断正负极是解题的关键。 8．（2024秋•德州期中）下列叙述与图不对应的是（　　） 甲 乙 丙 丁 A．图甲为反应2A（g）+B（g）⇌2C（g）ΔH＜0中C的百分含量随时间变化的曲线 B．图乙中t1时刻可表示使用催化剂对反应速率的影响 C．图丙表示室温下pH相同的CH3COOH溶液和HClO溶液稀释的pH变化曲线 D．由图丁可知，可逆反应2XY3（g）⇌2X（g）+3Y2（？），Y2为气体，ΔH＜0 【答案】D 【分析】依据外界条件改变对化学平衡和化学反应速率的影响分析。 【解答】解：A．由图可知，压强一定时，温度为T1时反应先达到平衡，故T1＞T2，升高温度，平衡逆向移动，C的百分含量减小，温度一定时，压强为P2时反应先达到平衡，故P2＞P1，增大压强，平衡正向移动，C的百分含量增大，与图象符合，故A正确； B．加入催化剂，正逆反应速率同等程度增大，平衡不移动，与图象符合，故B正确； C．醋酸为弱酸，盐酸为强酸，pH相同的CH3COOH溶液和HClO溶液稀释相同倍数时，醋酸电离平衡正向移动，醋酸溶液中氢离子浓度大于盐酸，与图象符合，故C正确； D．温度一定时，增大压强，XY3的百分含量增大，平衡逆向移动，故反应正向气体分子数增大，Y2为气体，压强一定时，升高温度，平衡逆向移动，XY3的百分含量增大，与图象不符，故D错误； 故选：D。 【点评】本题考查化学平衡，题目难度中等，掌握外界条件改变对化学平衡的影响是解题的关键。 9．（2024秋•泰安期中）已知N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g）ΔH＝﹣92.2kJ•mol﹣1ΔS＝﹣198.2J•mol﹣1•K﹣1如图为工业合成氨的流程图。下列说法正确的是（　　） A．此反应自发进行的温度应低于465.1K B．步骤②中“加压”不能提高原料的转化率，但可以加快反应速率 C．步骤④中反应温度越高，催化剂活性越大，反应速率越快 D．步骤④⑤均有利于提高原料的平衡转化率 【答案】A 【分析】A．该反应自发进行的最低温度，需使ΔH﹣TΔS＜0，将数据代入计算即可； B．合成氨的反应为气体分子数减小的反应，加压有利于平衡正向移动，提高原料转化率，加压也可以提高反应速率； C．步骤④中反应温度500℃时催化剂活性较好，超过500℃催化剂的活性下降； D．步骤④加入催化剂只能提高反应速率，不能提高平衡转化率。 【解答】解：A．该反应自发进行的最低温度，需使ΔH﹣TΔS＜0，即﹣92.4kJ•mol﹣1﹣T×（﹣0.198kJ•mol﹣1•K﹣1）＜0，解得T＜466.7K，因此保持此反应自发进行的温度低于466.7K，故A正确； B．步骤②中“加压”既可以提高原料的转化率，又可以加快反应速率，故B错误； C．步骤④中反应温度超过500℃催化剂的活性下降，反应速率减慢，故C错误； D．步骤④使用催化剂，不改变平衡移动，使用较高的温度，主要考虑催化剂的活性，但对平衡的影响是平衡逆向移动，平衡转化率下降，故D错误； 故选：A。 【点评】本题主要考查化学平衡移动的相关知识，属于基本知识的考查，难度中等。 10．（2024秋•泰安期中）一定温度下，在密闭容器中进行反应：N2（g）+O2（g）⇌2NO（g），下列条件能加快反应速率的是（　　） A．体积不变，充入N2使压强增大 B．体积不变，充入惰性气体 C．增大体积使压强减小 D．压强不变，充入惰性气体 【答案】A 【分析】A．体积不变，充入氮气，反应物的浓度增大； B．体积不变，充入惰性气体，反应物和生成物的浓度不变； C．增大体积使压强减小，反应物和生成物的浓度都减小； D．压强不变，充入惰性气体，反应物和生成物的分压减小。 【解答】解：A．体积不变，充入氮气，反应物的浓度增大，单位体积内活化分子个数增大，化学反应速率加快，故A正确； B．体积不变，充入惰性气体，反应物和生成物的浓度不变，化学反应速率不变，故B错误； C．增大体积使压强减小，反应物和生成物的浓度都减小，化学反应速率减慢，故C错误； D．压强不变，充入惰性气体，反应物和生成物的分压减小，化学反应速率减慢，故D错误； 故选：A。 【点评】本题考查化学反应速率的影响因素，侧重考查分析、判断及知识综合运用能力，明确外界条件对化学反应速率的影响原理是解本题关键，题目难度不大。 11．（2023秋•即墨区期末）水煤气变换反应是工业上的重要反应，可用于制氢。CO（g）+H2O（g）⇌CO2（g）+H2（g）。下列说法正确的是（　　） A．恒温恒容下，恒定水碳比[n（H2O）/n（CO）]，增加体系总压可提高H2的平衡产率 B．恒温恒容下，平衡后再通入H2O（g）可使平衡正向移动，增大CO平衡转化率 C．恒温恒容下，平衡后再通入惰性气体增加体系总压，可提高反应速率 D．恒温恒容下，平衡后再通入CO（g），可使正反应速率增大，逆反应速率减小 【答案】B 【分析】A．恒定水碳比[]，CO（g）+H2O（g）⇌CO2（g）+H2（g）反应前后气体计量数之和不变，压强不影响平衡移动； B．恒温恒容条件下充入H2O（g），会使平衡正向移动； C．通过充入惰性气体增加体系总压，但反应物和生成物的分压不变； D．恒温恒压条件下通入CO（g），容器体积增大，气体反应物和生成物浓度减小，反应体系分压减小。 【解答】解：A．恒定水碳比[]，CO（g）+H2O（g）⇌CO2（g）+H2（g）反应前后气体计量数之和不变，压强不影响平衡移动，所以不能提高平衡产率，故A错误； B．恒温恒容条件下通入H2O（g），会使平衡正向移动，增大CO的转化率，故B正确； C．通过充入惰性气体增加体系总压，但反应物和生成物的分压不变，反应速率不变，故C错误； D．恒温恒压条件下通入CO（g），容器体积增大，气体反应物和生成物浓度减小，正、逆反应速率都减小，故D错误； 故选：B。 【点评】本题考查化学平衡影响因素、化学反应速率影响因素，侧重考查分析、判断及知识综合运用能力，明确催化剂和浓度对化学反应速率影响原理、化学平衡状态判断方法、外界条件对平衡影响原理是解本题关键。 12．（2024秋•潍坊期中）自然界中有一些过程是自发进行的，而且是有方向性的。下列说法中正确的是（　　） A．能够自发进行的反应一定能迅速进行 B．ΔH＜0、ΔS＞0的反应在任何温度下都能自发进行 C．自发反应的熵一定增大，非自发反应的熵一定减小 D．放热反应都可以自发进行，而吸热反应不一定能自发进行 【答案】B 【分析】A．根据ΔG＜0时，反应能自发进行，进行分析； B．根据ΔG＝ΔH﹣TΔS＜0，反应能自发进行，进行分析； C．根据反应能否自发进行由反应的焓变、熵变和温度共同决定，进行分析； D．根据反应能否自发进行由反应的焓变、熵变和温度共同决定，进行分析。 【解答】解：A．ΔG＜0时，反应能自发进行，但反应速率不一定大，比如金属的腐蚀，故A错误； B．ΔG＝ΔH﹣TΔS，若ΔH＜0、ΔS＞0，则ΔG＜0，该反应在任何温度下都能自发进行，故B正确； C．反应能否自发进行由反应的焓变、熵变和温度共同决定，熵增大的反应有利于反应的自发进行，但是熵增加的反应不一定都是自发反应，故C错误； D．吸热、放热反应在一定条件下可能自发进行，如氢氧化钡与氯化铵的反应吸热、但该反应可自发进行，放热反应常温不一定能自发进行，如铝热反应在常温下不能自发进行，故D错误； 故选：B。 【点评】本题主要考查化学反应的自发过程等，注意完成此题，可以从题干中抽取有用的信息，结合已有的知识进行解题。 13．（2024秋•潍坊期中）一定条件下将NO（g）和O2（g）按物质的量之比2：1充入反应容器，发生反应：2NO（g）+O2（g）⇌2NO2（g）。在不同压强下分别测得NO的平衡转化率随温度变化的曲线如图，下列说法正确的是（　　） A．p1＜p2 B．其他条件不变，温度升高，该反应的反应限度增大 C．400℃、p1条件下，O2的平衡转化率为20% D．400℃时，该反应的化学平衡常数的数值为 【答案】A 【分析】A．根据气体体积减小的反应，增大压强，平衡向正反应方向移动，一氧化氮的转化率增大，进行分析； B．根据相同压强时，升高温度，一氧化氮的转化率减小，说明平衡向逆反应方向移动，进行分析； C．根据一氧化氮的转化率为40%，结合氧气的转化率进行分析； D．根据缺容器的体积进行分析。 【解答】解：A．2NO（g）+O2（g）⇌2NO2（g），该反应是气体体积减小的反应，增大压强，平衡向正反应方向移动，一氧化氮的转化率增大，相同温度时p1条件下一氧化氮的转化率小于p2，则压强p1小于p2，故A正确； B．相同压强时，升高温度，一氧化氮的转化率减小，说明平衡向逆反应方向移动，反应的反应限度减小，故B错误； C．设起始一氧化氮的物质的量为2mol、氧气的物质的量为1mol，由图可知，400℃、p1条件下，一氧化氮的转化率为40%，由方程式可知，氧气的转化率为×100%＝40%，故C错误； D．2NO（g）+O2（g）⇌2NO2（g），该反应是气体体积减小的反应，由于缺少容器的体积，所以无法计算该温度下该反应的化学平衡常数，但可通过恒压条件下计算该温度下的压强平衡常数为，故D错误； 故选：A。 【点评】本题主要考查转化率随温度、压强的变化曲线等，注意完成此题，可以从题干中抽取有用的信息，结合已有的知识进行解题。 14．（2024秋•淄博期中）将一定量硫化氢气体通入密闭容器中，发生反应：2H2S（g）⇌S2（g）+2H2（g）。该反应的平衡常数的负对数（﹣lgK）随温度（T）的变化曲线如图所示，下列说法错误的是（　　） A．该反应的ΔH＞0 B．A点对应状态的平衡常数K＝10﹣1.4552 C．反应速率：vA＞vC D．30℃时，B点对应状态的v正＞v逆 【答案】D 【分析】A．由图像可知，升高温度﹣lgK减小，说明升高温度K增大，平衡正向移动，则正反应为吸热反应； B．A点﹣lgK＝1.4552，则平衡常数K＝10﹣1.4552； C．因为A点温度比C点高，所以反应速率：vA＞vC； D．B点浓度商大于30℃时的化学平衡常数，故反应逆向进行。 【解答】解：A．由图像可知，升高温度﹣lgK减小，说明升高温度K增大，平衡正向移动，则正反应为吸热反应，即该反应的ΔH＞0，故A正确； B．A点﹣lgK＝1.4552，则平衡常数K＝10﹣1.4552，故B正确； C．因为A点温度比C点高，所以反应速率：vA＞vC，故C正确； D．B点浓度商大于30℃时的化学平衡常数，故反应逆向进行，则B点对应状态的v正＜v逆，故D错误； 故选：D。 【点评】本题主要考查化学平衡常数的含义，为高频考点，题目难度不大。 15．（2024秋•潍坊期中）下列叙述正确的是（　　） A．用明矾对自来水进行净化和杀菌消毒 B．用干燥的pH试纸测定NaClO溶液的pH C．用泡沫灭火器扑灭电器着火 D．用热碱水来清洗厨房中的油污 【答案】D 【分析】A．根据明矾没有氧化性进行分析； B．根据次氯酸钠溶液具有漂白性进行分析； C．根据泡沫灭火器的反应原理为硫酸铝溶液与碳酸氢钠溶液发生双水解反应生成硫酸钠、氢氧化铝沉淀和二氧化碳、水，进行分析； D．根据碳酸钠在溶液中的水解反应是吸热反应进行分析。 【解答】解：A．明矾没有氧化性，不能起到杀菌消毒的作用，故A错误； B．NaClO溶液具有漂白性，所以不能用pH试纸测定次氯酸钠溶液的pH，故B错误； C．泡沫灭火器的反应原理为硫酸铝溶液与碳酸氢钠溶液发生双水解反应生成硫酸钠、氢氧化铝沉淀和CO2、H2O，所以不能用泡沫灭火器扑灭电器着火，故C错误； D．Na2CO3在溶液中的水解反应是吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，溶液中的氢氧根离子浓度增大，去除油污的能力增强，所以可以用热碱水来清洗厨房中的油污，故D正确； 故选：D。 【点评】本题主要考查盐类水解的应用等，注意完成此题，可以从题干中抽取有用的信息，结合已有的知识进行解题。 16．（2024秋•德州期中）常温下，某NaHCO3、MgCl2的混合溶液中，部分含碳物种的摩尔分数与pH变化关系如图所示（忽略溶液体积变化，已知：Ksp（MgCO3）＝6.8×10﹣6Ksp（Mg（OH）2）＝5.6×10﹣12）下列说法正确的是（　　） A．线Ⅲ表示的变化情况 B．pH变化时存在沉淀的转化 C．H2CO3的电离平衡常数Ka2＝10a D．改变溶液中NaHCO3、MgCl2的初始浓度，a数值改变 【答案】B 【分析】随着pH的增大，c（）逐渐减小，c（）逐渐增大，则图中曲线Ⅰ、Ⅱ分别表示、的摩尔分数与pH变化关系，pH＝a时c（）＝c（），此时H2CO3的电离平衡常数Ka2＝×c（H+）＝10﹣a；由图可知，pH增大时c（）增大较快，而后c（OH﹣）增大，所以先生成MgCO3沉淀，后生成Mg（OH）2，即曲线Ⅲ表示MgCO3沉淀的转化，据此分析解答。 【解答】解：A．由上述分析可知，图中曲线Ⅰ、Ⅱ分别表示、的摩尔分数与pH变化关系，曲线Ⅲ表示MgCO3沉淀的转化，故A错误； B．曲线Ⅲ表示MgCO3沉淀的转化，MgCO3的摩尔分数先增大后减小，即pH增大到一定值时c（OH﹣）较大，MgCO3转化Mg（OH）2沉淀，故B正确； C．由图可知，pH＝a时c（）＝c（）、c（H+）＝10﹣amol/L，此时H2CO3的电离平衡常数Ka2＝×c（H+）＝10﹣a，故C错误； D．温度不变时电离平衡常数Ka2不变，Ka2＝×c（H+），c（）＝c（）时Ka2＝10﹣a、始终不变，与溶液中NaHCO3、MgCl2的初始浓度无关，故D错误； 故选：B。 【点评】本题考查沉淀溶解平衡和弱电解质的电离平衡及其图象分析，侧重图象信息分析能力、计算能力和灵活运用能力考查，把握图中曲线表示的意义、电离平衡常数的计算及其应用、沉淀转化规律是解题关键，题目难度中等。 17．（2024秋•日照期中）将过量碳酸钙粉末置于水中达到沉淀溶解平衡：CaCO3（s）⇌Ca2+（aq）+（aq）。[已知的Ksp（CaCO3）＝3.4×10﹣9，Ksp（CaSO4）＝4.9×10﹣5，H2CO3的Ka1＝4.5×10﹣7，Ka2＝4.7×10﹣11]，下列说法错误的是（　　） A．上层清液中存在c（Ca2+）＞c（ ） B．上层清液中含碳微粒最主要以形式存在 C．向体系中通入CO2气体，溶液中c（Ca2+）增大 D．通过加Na2SO4溶液可实现CaCO3向CaSO4的有效转化 【答案】D 【分析】A．根据上层清液中Ca2+不水解，水解生成，进行分析； B．根据水解平衡常数，说明溶液中的水解程度较大，进行分析； C．根据CO2+H2O+CaCO3＝Ca（HCO3）2，进行分析； D．根据Ksp（CaCO3）＜Ksp（CaSO4），CaCO3比CaSO4更难溶，进行分析。 【解答】解：A．上层清液中Ca2+不水解，水解生成，所以上层清液中存在c（Ca2+）＞c（ ），故A正确； B．水解平衡常数，说明溶液中的水解程度较大，上层清液中含碳微粒最主要以形式存在，故B正确； C．向体系中通入二氧化碳气体，发生反应CO2+H2O+CaCO3＝Ca（HCO3）2，难溶性的碳酸钙转化为可溶性的碳酸氢钙，溶液中c（Ca2+）增大，故C正确； D．Ksp（CaCO3）＜Ksp（CaSO4），碳酸钙比硫酸钙更难溶，所以加硫酸钠溶液不可实现碳酸钙向硫酸钙的有效转化，故D错误； 故选：D。 【点评】本题主要考查沉淀溶解平衡等，注意完成此题，可以从题干中抽取有用的信息，结合已有的知识进行解题。 18．（2024秋•潍坊期中）25℃时，水的电离达到平衡：H2O⇌H++OH﹣ΔH＞0。下列叙述正确的（　　） A．将水加热至沸腾，Kw增大，pH＞7 B．向水中加入稀NaHSO4溶液，平衡正向移动，c（H+）增大 C．向水中通入少量HCl气体，平衡逆向移动，c（OH﹣）减小 D．相同条件下，向水中分别加入等体积的0.1mol•L﹣1盐酸与0.1mol•L﹣1NaOH溶液，水的电离程度不同 【答案】C 【分析】A．根据水的电离是吸热过程，将水加热至沸腾，水的电离平衡正向移动，进行分析； B．根据c（H+）增大，平衡逆向移动，进行分析； C．根据溶液中c（H+）增大，平衡逆向移动，进行分析； D．根据0.1mol•L﹣1盐酸中氢离子浓度与0.1mol•L﹣1NaOH溶液中的氢氧根离子浓度相等，进行分析。 【解答】解：A．H2O的电离是吸热过程，将水加热至沸腾，水的电离平衡正向移动，氢离子浓度、氢氧根离子浓度均增大，Kw增大，pH减小，则pH＜7，故A错误； B．向水中加入稀硫酸氢钠溶液，溶液中c（H+）增大，平衡逆向移动，故B错误； C．向水中通入少量HCl气体，溶液中c（H+）增大，平衡逆向移动，c（OH﹣）减小，故C正确； D．0.1mol•L﹣1盐酸中氢离子浓度与0.1mol•L﹣1NaOH溶液中的氢氧根离子浓度相等，则相同条件下，向水中分别加入等体积等浓度的盐酸和NaOH溶液，抑制水的电离程度相同，则水的电离程度，故D错误； 故选：C。 【点评】本题主要考查水的电离等，注意完成此题，可以从题干中抽取有用的信息，结合已有的知识进行解题。 19．（2024秋•潍坊期中）实验测得0.1mol•L﹣1NaHCO3溶液升温过程中（不考虑水挥发）的pH变化曲线如图，下列说法正确的是（　　） A．a、c两点溶液的c（OH﹣）相等 B．a点时，Kw＝Ka1（H2CO3）•Ka2（H2CO3） C．b点溶液中，c（Na+）＞c（）+2c（） D．b段，pH减小说明升温抑制了的水解 【答案】C 【分析】碳酸氢钠溶液中存在电离和水解2个过程，由图可知，碳酸氢钠溶液呈碱性，说明碳酸氢根离子离子在溶液中的水解程度大于电离程度，碳酸氢钠在溶液中的水解反应是吸热反应，升高温度，促进碳酸氢钠的水解。 【解答】解：A．由图可知，a、c两点溶液的pH相等，说明溶液中氢离子浓度相等，温度升高，水的离子积常数增大，a点温度小于c点，所以a点溶液中OH﹣浓度小于c点，故A错误； B．由电离常数可知，的水解常数Kh＝，，由图可知，a点为碳酸氢钠溶液，溶液呈碱性，说明碳酸氢根离子离子在溶液中的水解程度大于电离程度，水解常数大于电离常数，则Kh＝，Kw＞Ka1（H2CO3）•Ka2（H2CO3），故B错误； C．由图可知，b点溶液呈碱性，溶液中OH﹣浓度大于氢离子浓度，由电荷守恒关系可知，溶液中，故C正确； D．NaHCO3在溶液中的水解反应是吸热反应，升高温度，促进碳酸氢钠的水解，溶液pH变化的原因是升高温度，水的电离程度增大，溶液pH减小，故D错误； 故选：C。 【点评】本题主要考查盐类水解的原理等，注意完成此题，可以从题干中抽取有用的信息，结合已有的知识进行解题。 20．（2024秋•烟台期中）向Na2CO3溶液中通入SO2制备NaHSO3溶液，水溶液中H2SO3、、的分布系数δ与pH的变化关系如图所示。[比如：]下列说法错误的是（　　） A．线Ⅰ表示δ（H2SO3）～pH的变化情况 B．当溶液pH范围为4～5时，停止通入SO2 C．H2SO3的第一步电离的平衡常数 D．a点， 【答案】C 【分析】向Na2CO3溶液中通入SO2制备NaHSO3溶液，随着pH的增大，溶液中c（OH﹣）浓度增大，水溶液中H2SO3浓度减小，浓度增大，随着c（OH﹣）浓度继续增大，浓度减小，浓度增大，则曲线I、II、III分别代表代表H2SO3、、的分布系数δ与pH的变化关系，以此解答。 【解答】解：A．向Na2CO3溶液中通入SO2制备NaHSO3溶液，随着pH的增大，溶液中c（OH﹣）浓度增大，水溶液中H2SO3浓度减小，浓度增大，随着c（OH﹣）浓度继续增大，浓度减小，浓度增大，则曲线I、II、III分别代表代表H2SO3、、的分布系数δ与pH的变化关系，曲线I表示δ（H2SO3）～pH的变化情况，故A正确； B．曲线II表示～pH的变化情况，当溶液pH范围为4～5时，接近1，此时应该停止通入SO2，故B正确； C．曲线I表示δ（H2SO3）～pH的变化情况，曲线II表示～pH的变化情况，a点pH＝2，且c（H2SO3）＝，H2SO3的第一步电离的平衡常数，故C错误； D．a点时c（H2SO3）＝，此时溶液中存在NaHSO3、H2SO3、H2CO3，根据物料守恒可知，故D正确； 故选：C。 【点评】本题考查水溶液中的平衡，侧重考查学生弱电解质电离的掌握情况，试题难度中等。 二．解答题（共4小题） 21．（2024•泰山区校级开学）电池是人类生产和生活中重要的能量来源。各式各样电池的发明是化学对人类的一项重大贡献。按要求回答下列问题。 （1）燃料电池有节能、超低污染、噪声低、使用寿命长等优点。某甲醇燃料电池工作原理如图1所示。Pt（a）电极是电池的 　负　极，Pt（b）电极反应式为 　　。如果该电池工作时电路中通过2mol电子，则消耗的CH3OH的物质的量为 　　mol。 （2）某新型固体燃料电池的电解质是固体氧化锆和氧化钇，高温下允许氧离子（O2﹣）在其间通过。如图2所示，其中多孔电极不参与电极反应。写出该反应的负极反应式：　　，当有16g甲醇发生反应时，则理论上提供的电量为 　2.89×105C　（1个电子的电量为1.6×10﹣19C，结果保留3位有效数字）。 （3）一氧化氮﹣空气质子交换膜燃料电池将化学能转化为电能的同时，实现了制硝酸、发电、环保三位一体的结合，其工作原理如图3所示，写出放电过程中负极的电极反应式：　NO﹣3e﹣+2H2O＝+4H+　，若过程中产生2mol HNO3，则消耗标准状况下O2的体积为 　33.6　L。 （4）以CH4（g）为燃料可以设计甲烷燃料电池，该电池以稀H2SO4作电解质溶液，电池的能量转换效率为86.4%，1mol甲烷燃烧释放的热量为890.3kJ，则该电池的比能量为 　13.4　kW•h•kg﹣1[结果保留1位小数，比能量＝J]。 【答案】（1）负；；； （2）；2.89×105C； （3）NO﹣3e﹣+2H2O＝+4H+；33.6； （4）13.4。 【分析】（1）根据Pt（a）电极通入甲醇，因此是电池的负极；Pt（b）电极是正极，发生还原反应，反应式为；负极反应式：，进行分析。 （2）根据燃料电池中的燃料为甲醇，在负极上反应失去电子转化为水和二氧化碳，电解质中传递电流的离子为氧离子，负极反应式为：；进行分析。 （3）根据左端的铂电极为负极，其电极反应式为NO﹣3e﹣+2H2O＝+4H+，进行分析。 （4）根据甲烷燃料电池中，通入氧气的电极为燃料电池的正极，电极反应式为O2+4e﹣+4H+＝2H2O，通入甲烷的电极为负极，电极反应式为CH4﹣8e﹣+2H2O＝CO2+8H+，进行分析。 【解答】解：（1）Pt（a）电极通入甲醇，因此是电池的负极；Pt（b）电极是正极，发生还原反应，反应式为；负极反应式：，如果该电池工作时电路中通过2mol电子，则消耗的CH3OH的物质的量为mol， 故答案为：负；；； （2）原电池中负极发生氧化反应，由图知，燃料电池中的燃料为甲醇，在负极上反应失去电子转化为水和二氧化碳，由题知电解质中传递电流的离子为氧离子，因此可写出负极反应式为：；当有16g甲醇发生反应时，则理论上提供的电量为≈2.89×105C， 故答案为：；2.89×105C； （3）由原电池的工作原理图示可知，左端的铂电极为负极，其电极反应式为NO﹣3e﹣+2H2O＝+4H+，当过程中产生2mol HNO3时转移6mole﹣，而1mol O2参与反应转移4mol e﹣，故需要 1.5 mol O2参与反应，标准状况下的体积为33.6 L， 故答案为：NO﹣3e﹣+2H2O＝+4H+；33.6； （4）甲烷燃料电池中，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O2+4e﹣+4H+＝2H2O，通入甲烷的电极为负极，水分子作用下甲烷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CH4﹣8e﹣+2H2O＝CO2+8H+，则由题意可知，电池的比能量为＝13.4 kW•h•kg﹣1， 故答案为：13.4。 【点评】本题主要考查燃料电池等，注意完成此题，可以从题干中抽取有用的信息，结合已有的知识进行解题。 22．（2023秋•即墨区期末）采用选择性催化还原技术（SCR）可以有效脱除烟气中的氮氧化物（NOx）。 （1）钒基催化剂（V2O5/TiO2催化剂）可用于NH3—SCR，反应机理与催化剂表面NH3的活性吸附位点有关。基于Lewis酸位点的SCR催化反应循环机理如图甲所示： ①脱除NO的总反应化学方程式为 　4NH3+4NO+O24N2+6H2O　，该反应的中间体有 　3　种。 ②若烟气中含有硫的氧化物，则会降低NH3—SCR的速率，可能的原因是 　硫的氧化物与氨气反应，生成硫酸盐或亚硫酸盐，覆盖在催化剂表面的活性吸附位点上，导致催化剂活性降低　。 （2）研究发现：当烟气中NO和NO2的物质的量相同时，会发生快速SCR反应过程： 2NH3+NO+NO2═2N2+3H2O。臭氧对NH3—SCR具有一定的辅助作用。臭氧先氧化NO，发生反应：O3+NO═NO2+O2。在不同温度下，经过相同时间后测得O3/NO的物质的量之比与NO的脱除率关系如图乙所示。 ①温度升高到一定程度后，O3—NH3—SCR中NO脱除率均有不同程度的降低，其原因是 　温度升高到一定程度后，臭氧迅速分解，臭氧的利用率降低；温度升高，催化剂活性降低　（写两条）。 ②温度低于250℃，O3/NO物质的量之比为0.5时，NO脱除率较高的原因是 　当 O3/NO 物质的量之比为0.5时，生成的NO2和剩余的NO的物质的量相同，发生快速SCR反应过程，因此相同时间内NO脱除率较高　。 ③实验发现，向烟气中先通入NH3，NO脱除率低于先通入O3，可能的原因是 　先通入臭氧，部分NO被氧化为NO2，有利于发生快速SCR反应过程；先通入氨气，后通入臭氧，部分氨气与臭氧发生氧化还原反应，降低了NO脱除率　。 （3）以Ce4+/Ce3+为媒介的间接电化学氧化法可以同时除去烟气中的NO2和SO2，装置如图丙所示： 则阳极的电极反应式为 　Ce3+﹣e﹣═Ce4+　，NO2参与反应的离子方程式为 　　。 【答案】（1）①4NH3+4NO+O24N2+6H2O；3； ②硫的氧化物与氨气反应，生成硫酸盐或亚硫酸盐，覆盖在催化剂表面的活性吸附位点上，导致催化剂活性降低； （2）①温度升高到一定程度后，臭氧迅速分解，臭氧的利用率降低；温度升高，催化剂活性降低； ②当O3/NO 物质的量之比为0.5时，生成的NO2和剩余的NO的物质的量相同，发生快速SCR反应过程，因此相同时间内NO脱除率较高； ③先通入臭氧，部分NO被氧化为NO2，有利于发生快速SCR反应过程；先通入氨气，后通入臭氧，部分氨气与臭氧发生氧化还原反应，降低了NO脱除率； （3）Ce3+﹣e﹣═Ce4+；。 【分析】（1）①依据图象转化判断反应物和生成物，进而书写方程式，反应中先消耗后生成的物质为中间产物； ②生成物覆盖在催化剂表面，影响催化剂活性； （2）①反应物性质和温度对催化剂活性对脱除率有影响； ②生成的NO2和剩余的NO的物质的量相同，发生快速SCR反应过程； ③先通入臭氧，部分NO被氧化为NO2，先通入氨气，后通入臭氧，部分氨气与臭氧发生氧化还原反应； （3）由图可知，左侧电极为阳极，电极反应式为Ce3+﹣e﹣═Ce4+；依据电子守恒书写离子方程式。 【解答】解：（1）①由图象可知，氨气、NO、氧气为反应物，氮气、水为生成物，由电子守恒可得方程式为4NH3+4NO+O24N2+6H2O，该反应的中间体有3种， 故答案为：4NH3+4NO+O24N2+6H2O；3； ②若烟气中含有硫的氧化物，则会降低NH3—SCR的速率，可能的原因是硫的氧化物与氨气反应，生成硫酸盐或亚硫酸盐，覆盖在催化剂表面的活性吸附位点上，导致催化剂活性降低， 故答案为：硫的氧化物与氨气反应，生成硫酸盐或亚硫酸盐，覆盖在催化剂表面的活性吸附位点上，导致催化剂活性降低； （2）①温度升高到一定程度后，O3—NH3—SCR中NO脱除率均有不同程度的降低，其原因是温度升高到一定程度后，臭氧迅速分解，臭氧的利用率降低，温度升高，催化剂活性降低， 故答案为：温度升高到一定程度后，臭氧迅速分解，臭氧的利用率降低；温度升高，催化剂活性降低； ②温度低于250℃，O3/NO物质的量之比为0.5时，NO脱除率较高的原因是当O3/NO 物质的量之比为0.5时，生成的NO2和剩余的NO的物质的量相同，发生快速SCR反应过程，因此相同时间内NO脱除率较高， 故答案为：当O3/NO 物质的量之比为0.5时，生成的NO2和剩余的NO的物质的量相同，发生快速SCR反应过程，因此相同时间内NO脱除率较高； ③实验发现，向烟气中先通入NH3，NO脱除率低于先通入O3，可能的原因是先通入臭氧，部分NO被氧化为NO2，有利于发生快速SCR反应过程；先通入氨气，后通入臭氧，部分氨气与臭氧发生氧化还原反应，降低了NO脱除率， 故答案为：先通入臭氧，部分NO被氧化为NO2，有利于发生快速SCR反应过程；先通入氨气，后通入臭氧，部分氨气与臭氧发生氧化还原反应，降低了NO脱除率； （3）左侧电极为阳极，电极反应式为Ce3+﹣e﹣═Ce4+；NO2参与反应的离子方程式为， 故答案为：Ce3+﹣e﹣═Ce4+；。 【点评】本题考查化学平衡，题目难度中等，掌握外界条件改变对化学平衡的影响是解题的关键。 23．（2024秋•潍坊期中）一定温度下，Mg2+在不同pH，的K2CO3溶液中可能形成Mg（OH）2或MgCO3。 已知：ⅰ．K2CO3体系中各含碳粒子的lgc与pH的关系如图甲所示。 ⅱ．在不同pH时含0.1mol K2CO3的溶液中，c（）对应图甲得到，Mg（OH）2或MgCO3对应的lgc（Mg2+）随pH变化如图乙所示。 回答下列问题： （1）图甲中曲线③表示的微粒为 　　，H2CO3的电离平衡常数Ka2＝ 　10﹣10.25　，当溶液中c（H2CO3）＝c（）时，溶液的pH＝ 　8.31　。 （2）图乙中，代表MgCO3的曲线的是 　Ⅱ　（填“Ⅰ”或“Ⅱ”）；若初始状态pH＝9，lgc（Mg2+）＝﹣2，体系中含碳粒子的物料守恒关系为0.1mol＝ 　　；M点后继续增大溶液pH，反应MgCO3（s）+2OH﹣（aq）＝Mg（OH）2（s）+（aq）将 　正向　（填“正向”、“逆向”或“不”）移动。 （3）结合图甲和图乙，初始状态pH＝11，lgc（Mg2+）＝﹣5时，Mg2+与发生反应的离子方程式为 　　。 【答案】（1）；10﹣10.25；8.31； （2）Ⅱ；；正向； （3）。 【分析】（1）根据随着pH的逐渐增大，H2CO3的浓度逐渐减小，逐渐增大，则①表示H2CO3浓度，②表示浓度，③表示浓度进行分析； （2）根据在一定温度下，Ksp[Mg（OH）2]、Kw均为常数，故lgc（Mg2+）与pH是线性关系，则曲线Ⅰ表示Mg（OH）2中lgc（Mg2+）随pH的变化，代表MgCO3的为曲线Ⅱ，进行分析； （3）根据初始状态pH＝11，lgc（Mg2+）＝﹣5时，反应将生成Mg（OH）2沉淀，同时生成，进行分析； 【解答】解：（1）由图知，随着pH的逐渐增大，H2CO3的浓度逐渐减小，逐渐增大，则①表示H2CO3浓度，②表示浓度，③表示浓度；H2CO3的电离平衡常数，由②和③的交点可知，则，此时pH＝10.25，则；，由①和②的交点可知，则，此时pH＝6.37，则，，当溶液中时，，c（H+）＝10﹣8.31，溶液的pH＝8.31， 故答案为：；10﹣10.25；8.31； （2）由，则，，在一定温度下，Ksp[Mg（OH）2]、Kw均为常数，故lgc（Mg2+）与pH是线性关系，则曲线Ⅰ表示Mg（OH）2中lgc（Mg2+）随pH的变化，代表MgCO3的为曲线Ⅱ；若初始状态pH＝9，lgc（Mg2+）＝﹣2，体系中含碳粒子的物料守恒关系为；M点后继续增大溶液pH，c（OH﹣）增大，反应平衡将正向移动， 故答案为：Ⅱ；；正向； （3）结合图甲和图乙，初始状态pH＝11，lgc（Mg2+）＝﹣5时，反应将生成Mg（OH）2沉淀，同时生成，故Mg2+与发生反应的离子方程式为， 故答案为：。 【点评】本题主要考查沉淀溶解平衡等，注意完成此题，可以从题干中抽取有用的信息，结合已有的知识进行解题。 24．（2023秋•即墨区期末）氮元素是维持动植物生命活动的必需元素。 （1）草木灰与铵态氮肥不能混合施用，其原因是 　草木灰中的碳酸根离子与铵态氮肥中的铵根离子都能发生水解且相互促进，使铵根离子转化为氨气而逸出，降低铵态氮肥的肥效　。 （2）国防工业中，氨气可用于制造火箭、导弹的推进剂。实验室在浓氨水中加入生石灰可以快速制备氨气，请从平衡移动角度解释其原理 　浓氨水中存在平衡：，生石灰与水反应生成氢氧化钙电离出OH﹣，c（OH﹣）增大，使上述平衡逆向移动，有利于氨气生成　。 （3）肼（N2H4）为二元弱碱，在水中的电离与氨类似。常温下，N2H4的第一步电离平衡： N2H4+H2O⇌N2+OH﹣Kb1＝8.7×10﹣7mol•L﹣1。 ①N2H4第二步电离平衡方程式为 　　。 ②反应N2H4+H+⇌N2的平衡常数K＝　8.7×107　L•mol﹣1。 （4）化学工作者以Ni2P和CoP纳米片作为电极催化材料，合成偶氮化合物的装置如图所示（其中R表示烃基）。 ①该“甲醇燃料电池”的负极反应式为 　　。 ②CoP电极反应式为 　　。 ③每合成1mol偶氮化合物，理论上消耗甲醇的质量为 　42.67　g，消耗RCH2NH2的物质的量为 　2　mol。 【答案】（1）草木灰中的碳酸根离子与铵态氮肥中的铵根离子都能发生水解且相互促进，使铵根离子转化为氨气而逸出，降低铵态氮肥的肥效； （2）浓氨水中存在平衡：，生石灰与水反应生成氢氧化钙电离出OH﹣，c（OH﹣）增大，使上述平衡逆向移动，有利于氨气生成； （3）①； ②8.7×107； （4）①； ②； ③42.67；2。 【分析】（1）草木灰中的碳酸根与铵态氮肥中的铵根发生双水解而失效； （2）浓氨水中存在平衡：，生石灰与水反应生成氢氧化钙电离出OH﹣，c（OH﹣）增大，使上述平衡逆向移动； （3）①肼（N2H4）为二元弱碱，温下，N2H4的第一步电离平衡：N2H4+H2O⇌N2+OH﹣，据此分析书写第二步电离方程式； ②反应N2H4+H+⇌N2的平衡常数K＝＝×＝； （4）①该“甲醇燃料电池”的负极反应是甲醇在碱性溶液中失电子生成碳酸盐； ②CoP电极反应为硝基苯得到电子生成偶氮化合物； ③电子守恒和电极反应、氮元素守恒计算。 【解答】解：（1）草木灰与铵态氮肥不能混合施用，其原因是：草木灰中的碳酸根离子与铵态氮肥中的铵根离子都能发生水解且相互促进，使铵根离子转化为氨气而逸出，降低铵态氮肥的肥效， 故答案为：草木灰中的碳酸根离子与铵态氮肥中的铵根离子都能发生水解且相互促进，使铵根离子转化为氨气而逸出，降低铵态氮肥的肥效； （2）实验室在浓氨水中加入生石灰可以快速制备氨气，平衡移动角度解释其原理为：浓氨水中存在平衡：，生石灰与水反应生成氢氧化钙电离出OH﹣，c（OH﹣）增大，使上述平衡逆向移动，有利于氨气生成， 故答案为：浓氨水中存在平衡：，生石灰与水反应生成氢氧化钙电离出OH﹣，c（OH﹣）增大，使上述平衡逆向移动，有利于氨气生成； （3）①肼（N2H4）为二元弱碱，温下，N2H4的第一步电离平衡：N2H4+H2O⇌N2+OH﹣，第二步电离方程式为：， 故答案为：； ②反应N2H4+H+⇌N2的平衡常数K＝＝×＝＝＝8.7×107， 故答案为：8.7×107； （4）①该“甲醇燃料电池”的负极反应是甲醇在碱性溶液中失电子生成碳酸盐，电极反应式为：， 故答案为：； ②CoP电极反应为硝基苯得到电子生成偶氮化合物，电极反应为：， 故答案为：； ③电极反应：，，得到4CH3OH～3，合成1mol偶氮化合物，理论上消耗甲醇的物质的量为mol，质量为＝mol×32g/mol≈42.67g，氮元素守恒得到消耗RCH2NH2的物质的量为2mol， 故答案为：42.67；2。 【点评】本题考查了弱电解质电离平衡、盐类水解和影响因素的分析判断、原电池原理和电极反应书写、电子守恒和元素守恒的计算，注意知识的熟练掌握，题目难度中等。 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