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实验中心2024级高一下学期第一次质量检测(18、19)
化学答题页
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1.答题前,考生先将自己的姓名、班级、考场填写清楚,并认真核对
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2.选择题部分请按题号用2B铅笔填涂方框,修改时用橡皮擦干净,不
留痕迹。
3.非选择题部分请按题号用0.5毫米黑色墨水签字笔书写,否则作答
无效。要求字体工整、笔迹清晰。作图时,必须用2B铅笔,并描浓。
4.在草稿纸、试题卷上答题无效。
5.请勿折叠答题卡,保持字体工整、笔迹清晰、卡面清洁。
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(正面朝上,切勿贴出虚线方框)
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客观题(1~10为单选题;11~15为多选题)
1 [A] [B] [C] [D]
2 [A] [B] [C] [D]
3 [A] [B] [C] [D]
4 [A] [B] [C] [D]
5 [A] [B] [C] [D]
6 [A] [B] [C] [D]
7 [A] [B] [C] [D]
8 [A] [B] [C] [D]
9 [A] [B] [C] [D]
10 [A] [B] [C] [D]
11 [A] [B] [C] [D]
12 [A] [B] [C] [D]
13 [A] [B] [C] [D]
14 [A] [B] [C] [D]
15 [A] [B] [C] [D]
解答题
16. (1)
(2)
(3)① ②
③ ④
17. (1)
(2)①
②
③
④
⑤
18.(1)①
②
③
(2)
(3)
19. (1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
(7)
20. (1)
(2)
(3)
(4) (5)
(6) (7)
答案第 1页,共 12页
实验中心 2024级高一下学期第一次质量检测(18、19)
化学学科
相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 Na 23 Mg 24 Al 27 P 31 S 32 Cl 35.5 Fe
56 Cu 64
一、单选题:本题共 10小题,每小题 2 分,共 20 分。每小题只有一个选项符合题意。
1.化学与自然、科技、生活、生产密切相关。下列有关说法正确的是
A.钢铁在干燥的环境中更容易发生“吸氧腐蚀”
B.港珠澳大桥使用高性能富锌底漆防腐,依据的原理是外加电流的阴极保护法
C.明矾常用作净水剂是因为它能够杀菌消毒
D. 2 3Na CO 溶液呈碱性,可用热的纯碱溶液擦拭有油污的灶台
2. 150mL0.50mol L 盐酸与 150mL0.55mol L NaOH 溶液进行中和反应,通过测定反应过程中所放
出的热量可计算中和热。已知上述反应温度变化为 t℃,水的比热容为 c J•g-1•K-1,中和热为∆Hn,
下列说法正确的是
A.可以用金属搅拌棒代替玻璃搅拌棒
B.碎泡沫塑料起到保温隔热的作用
C.计算得该反应的中和热∆Hn=+100ct J•mol-1
D.用氨水代替 NaOH 溶液测得中和热 nH ,则∆Hn= nH
3.已知: -12 2 2
1H S g + O g =H O g +S s ΔH=-221.2kJ mol
2
; -12 2H O g =H O l ΔH=-44.0kJ mol ;
-12 2S s +O g =SO g ΔH=-296.0kJ mol 。下列叙述正确的是
A. 2H S g 的燃烧热 ΔH 为 -1-265.2kJ mol
B. -12 2 2
1H S g + O g =H O g +S g ΔH>-221.2kJ mol
2
C.由 S(s,正交硫)=S(s,单斜硫) -1ΔH=+0.3kJ mol 判断,单斜硫比正交硫稳定
D. -12 2 2 2
3H S g + O g =H O l +SO g ΔH=-517.2kJ mol
2
4.下列实验现象或图像信息不能充分说明相应的化学反应是放热反应的是
答案第 2页,共 12页
A.温度计的水银柱不断上升 B.反应物总能量大于生成物总能量
C.反应开始后,甲处液面低于乙处液面 D.反应开始后,针筒活塞向右移动
5.已知反应 2 2 24CO+2NO N +4CO
催化剂
在不同条件下化学反应速率如下,请判断出速率最快的
是
A. -1 -12N =0.8mol L min v B. -1 -12NO =0.02mol L s v
C. -1 -1CO =3mol L min v D. -1 -12CO =2.2mol L min v
6.装置甲是一种将废水中的氯乙烯( 2CH CHCl )转换成对环境无害的微生物电池,连接甲、乙
装置进行粗铜精炼,其原理如图所示。
下列说法不正确的是
A.电解精炼时,粗铜与 Y 电极相连
B.若 N 电极消耗 11.2LO2,粗铜电极质量减少 64g
C.电解过程中 N 区溶液的 pH 增大
答案第 3页,共 12页
D.M 电极的电极反应式为 CH2=CHCl-10e-+4H2O=2CO2+11H++Cl-
7.新型水泥基电池具有成本低、环境友好和可充电性等优点,在绿色储能领域具有巨大的应
用潜力。已知水泥基材料的孔结构充满了毛细孔水和游离水组成的孔溶液,孔溶液内的离子通
过孔隙通道传输。该电池放电时原理如图所示,下列说法正确的是
A.水泥基中孔溶液呈强酸性
B.放电时,电极 B 发生氧化反应
C.隔膜应为阳离子交换膜
D.充电时,阳极的电极反应式为 22Ni OH OH e NiOOH H O
8.下列关于各图的说法错误的是
A.图 1:待镀铁制品与直流电源负极相接
B.图 2:辅助电极应使用石墨等惰性电极
C.图 2:调整外接电源电压使钢闸门表面腐蚀电流降至零或接近零
D.图 3:离子交换膜为阴离子交换膜
9.在某密闭容器中充入等物质的量的气体 A 和 B,一定温度下发生反应 A(g)+xB(g) 2C(g),
达到平衡后,只改变反应的一个条件,测得容器中物质的量浓度、反应速率随时间变化如图所
示。下列说法中正确的是
答案第 4页,共 12页
A.20~30 min 时温度、压强不变,40 min 时温度不变,增大压强
B.8 min 前 A 的平均反应速率为 0.08 mol·(L·s)-1
C.反应方程式中的 x=1,正反应为吸热反应
D.20~40 min 时该反应的环境温度不变
10.一种碳中和的原理如下: 2 2 3 2CO g +3H g CH OH g +H O g ,在一密闭容器中充入一定
比例的氢气、二氧化碳,反应相同时间,测得混合气体中甲醇的体积分数 3φ CH OH 与温度的
关系如图所示。下列说法错误的是
A.该反应可低温自发进行
B.b 点时反应达到了平衡状态
C.二氧化碳转化率: c b a
D.及时移除 2H O g ,可以提高甲醇的平衡产率
二、不定项选择题:本题共 5小题,每小题 4 分,共 20分。每小题有 1 个或 2 个选项符
合题意,全都选对得 4 分,选对但不全的得 2 分,有选错的得 0 分。
11.下列实验装置(部分夹持装置已略去)或操作能达到相应实验目的的是
选项 A B
实验目的 验证 3Fe 与 I的反应是可逆反应
测定中和反应的反应
热
答案第 5页,共 12页
实验装置
11mL0.2mol L KI 溶液
1
31mL0.1mol L FeCl
溶液
实验目的 验证 2 2 42NO N O 正反应是放热反应 探究铁的析氢腐蚀
选项 C D
实验装置
12.硫酸盐还原菌(SRB)可以处理含 Cu2+的硫酸盐酸性废水,同时实现有机废水的处理,原理
如图所示,下列说法正确的是
A.若以铅蓄电池为电源,b 为 Pb 电极
B.SO 24参与的电极反应为:
2 2
4 2
SRB
Cu +SO 8e +8H CuS+4H O
C.电解一段时间后阳极区溶液的 pH 减小
D.标准状况下,产生 2.24LCO2时,理论上可产生 9.6gCuS
13.双阴极微生物燃料电池可进行硝化和反硝化脱氮,装置如图。下列说法错误的是
答案第 6页,共 12页
A.H+的迁移方向:厌氧阳极→缺氧阴极,厌氧阳极→好氧阴极
B.装置工作时,“缺氧阴极”电极附近的溶液 pH 增大
C.“好氧阴极”电极反应式为: 4 2 2NH 6e +2H O=NO 8H
D.放电过程中若有 1mol 4NH完全转化为 3NO,“好氧阴极”区内理论上消耗 O2(STP)44.8L
14.NH3催化还原 NO 是重要的烟气脱硝技术,其反应过程与能量关系如图甲所示:有氧条件
下,Fe3+催化 NH3还原 NO 的反应历程如图乙所示。下列说法错误的是
A.图甲反应中既有极性共价键的断裂和形成,又有非极性共价键的断裂和形成
B.图乙所示反应③中氧化剂与还原剂物质的量之比为 1∶2
C.图甲所示热化学方程式为 4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(g);ΔH=(a-b)kJ·mol-1
D.图乙中总反应为 4NH3(g)+4NO(g)+O2(g) 催化剂 4N2(g)+6H2O(g)
15.在160 C 200 C 、 条件下,分别向两个容积为 2L 的刚性容器中充入 2molCO 和 22molN O(g),
发生反应: 2 2 2CO(g) N O(g) CO (g) N (g) H 0 。实验测得两容器中 CO 或 2N 的物质的量随时
间的变化关系如图所示。下列说法正确的是
答案第 7页,共 12页
A.当容器中混合气体的密度不随时间变化时,该反应达到平衡状态
B.ac 段 2N 的平均反应速率为 1 1mol L0.10 min
C.逆反应速率: c>d>b
D.160 C 时,该反应的平衡常数 pK 9
三、非选择题:本题共 5 小题,共 60 分。
16.氨气是一种重要的含氮化合物,在工农业生产、生活中有着重要作用。
(1)下图是 2N (g)和 2H (g)反应生成 1 mol 3NH (g)过程中能量的变化示意图。 2N 和 2H 反应的热化学
方程式为 。
(2)已知部分化学键的键能数据如下表:
N H H H N N
断开 1 mol化学键需要吸收的能量/ kJ a 436 946
表中 a为 。
(3)在 2L 恒温恒容密闭容器中充入 0.6 mol 3NH (g) ,发生分解反应: 3 2 22NH (g) N (g) 3H (g) ,
3NH (g) 的转化率随时间变化情况如图所示:
答案第 8页,共 12页
①0~4min 内, 3NH 的反应速率为 1 1mol L min 。
②反应 3 2 22NH (g) N (g) 3H (g) 的平衡常数表达式K ;混合气体的压强:
:p p 平 始 = 。
③下列能表明上述反应已达到平衡状态的有 (填序号)。
A. 3 22 NH 3 Hv v正 逆 B.混合气体密度不再改变
C.混合气体的平均相对分子质量不再改变 D.混合气体压强不再变化
④反应达到平衡后,为提高的 3NH 转化率,可采取的措施有 (填序号)。
A.改用高效催化剂 B.升高温度 C.缩小容器的体积
17.二甲醚是一种重要的清洁燃料,也可替代氟利昂作制冷剂等,对臭氧层无破坏作用。工业
上可利用煤的气化产物(水煤气)合成二甲醚。回答下列问题:
(1)利用水煤气合成二甲醚的三步反应如下:
① 2 32H (g) CO(g) CH OH(g) 1ΔH 90.8kJ mol
② 3 3 3 22CH OH(g) CH OCH (g) H O(g) 1ΔH 23.5kJ mol
③ 2 2 2CO(g) H O(g) CO (g) H (g) 1ΔH 41.3kJ mol
总反应: 2 3 3 23H (g) 3CO(g) CH OCH (g) CO (g) 的ΔH 。
(2)如图所示,某同学设计了一个二甲醚( 3 3CH OCH )燃料电池并探究氯碱工业原理和粗铜的精炼
原理,乙装置中 X 为阳离子交换膜。根据要求回答下列相关问题:
答案第 9页,共 12页
①通入氧气的电极为 (填“正极”或“负极”),写出负极的电极反应式 。
②写出石墨电极的电极反应式为 。
③如果粗铜中含有锌、银等杂质,丙装置中阳极上电极反应式为 。反应一段时间,
硫酸铜溶液浓度将 (填“增大”“减小”或“不变”)。
④若在标准状况下,有 2.24L 氧气参加反应,则乙装置中铁电极上生成的气体在标准状况下的
体积为 L;丙装置中阴极析出铜的质量为 g。
⑤工业上用电解法制取 2 4Na FeO 同时获得氢气:
2
2 4 2Fe 2H O 2OH FeO 3H
电解
,工作原理如图
所示,电解一段时间后,阳极室发生的电极反应式为 。
18.氯碱工业是非常重要的化学工业,针对其高能耗、易污染不断进行改进。
(1)利用氯碱厂生产的 H2作燃料,将氢燃料电站应用于氯碱工业,其示意图如下图所示:
①甲装置 a 极电极上发生的反应式 。
②乙装置中电解饱和食盐水的总反应离子方程式为 。
③结合电极反应解释乙装置 d 出口 NaOH 溶液浓度增大的原因 。
(2)二氧化氯(ClO2)为一种黄绿色气体,是国际上公认的高效、广谱、快速、安全的杀菌消毒剂。
利用氯碱工业,调整反应条件可以实现直接电解制备 ClO2,写出阳极产生 ClO2的电极反应
式: 。
(3)工业上利用双极膜电渗析法可以同时制取盐酸和氢氧化钠,装置如图所示。图中双极膜中间
答案第 10页,共 12页
层中的 H2О电离为 H+和 OH-,并在直流电场作用下分别向两极迁移。
①N 表示 离子交换膜(填“阴”或“阳”)。
② 室流出的为氢氧化钠溶液(选填“甲”、“乙”、“丙”)。
19.电化学在生活中的应用无处不在。结合所学知识,回答下列问题。
I.在新能源汽车中的应用。HCOOH 燃料电池是一种可应用于汽车动力的燃料电池。研究
HCOOH 燃料电池性能的装置如图所示,两电极区间用允许 K+、H+通过的半透膜隔开。
(1)该电池电势较高的是图中 电极(填“左侧”或“右侧”)。
(2)放电过程中需补充的物质 A 为 (填化学式)。
(3)Fe3+在该电池中作用是 。
Ⅱ.在工业生产中的应用。次磷酸(H3PO2)可以通过电解的方法制备。电解制备次磷酸工作原
理如图所示(相邻各室之间由阴或阳离子交换膜隔开):
答案第 11页,共 12页
(4)写出阴极的电极反应式 。
(5)图中电解装置的三个离子交换膜从左到右依次为哪种类型交换膜: 、 、 (填“阳”或“阴”)。
(6)随着电解的进行,阳极区稀硫酸浓度逐渐 (填“升高”、“降低”或“不变”)。
(7)在金属精炼中的应用。如图为电解精炼银的示意图。若 b 极有少量红棕色气体产生,则生成
该气体的电极反应式为 。
20.CO 与 2H 反应可合成可再生能源甲醇,反应为 2 3CO g 2H g CH OH g 。回答下列问题。
I.已知:反应① 3 3 3 22CH OH g CH OCH g H O g 1K
反应② 2 3 3 22CO g 4H g CH OCH g H O g 2K
(1)则 2 3CO g 2H g CH OH g 的K (用 1K 、 2K 表示)。
II.在一个容积可变的密闭容器中充有 5molCO 和 210molH ,在催化剂作用下发生反应
2 3CO g 2H g CH OH g 。CO 的平衡转化率( )与温度(T)、压强(p)的关系如图所示。
答案第 12页,共 12页
(2)图中压强 1p 2p (填“>”或“<”,下同)。温度为 1T ,压强 1p 时,D 点反应速率:v正 v逆。
(3)A、B、C 三点平衡常数 AK 、 BK 、 CK 的大小关系为 。
(4)A 点的正反应速率 (填“>”或“<”)C 点的逆反应速率。
(5)恒温恒压条件下,下列能说明反应达到平衡状态的是 (填标号)。
a. 2CO 2 Hv v正 逆
b.容器内混合气体的密度不再改变
c.CO 和 2H 的物质的量之比不再改变
d.混合气体的平均相对分子质量不再改变
(6)若达到平衡状态 A 时,容器的容积为 5L,则在平衡状态 B 时容器的容积为 L。
(7)C 点时,若再充入 5mol 的 3CH OH g ,保持恒温恒压再次平衡时 CO 的物质的量分数
(填“增大”“减小”或“不变”)。
答案第 1页,共 12页
实验中心 2024 级高一下学期第一次质量检测(18、19)
化学学科参考答案
题号 1 2 3 5 6 7 8 9 10
答案 D B B A B D D D C
题号 11 12 13 15
答案 C B CD CD
1.D
【详解】A.钢铁在干燥的环境中不容易被腐蚀,故 A 错误;
B.港珠澳大桥使用高性能富锌底漆防腐,锌比铁活波,发生腐蚀先消耗锌来保护铁,属于牺
牲阳极法,故 B 错误;
C.明矾常用作净水剂是因为溶解的铝离子水解生成氢氧化铝胶体,氢氧化铝胶体能吸附悬浮
物而净水,不是其能够杀菌消毒,故 C 错误;
D. 2 3Na CO 溶液呈碱性,加热促进其水解溶液碱性增强,碱性溶液能和油污反应而除去油污,
故可用热的纯碱溶液擦拭有油污的灶台,故 D 正确;
故选 D。
2.B
【详解】A.金属搅拌棒导热性好,会导致反应放出的热量散失,使测得的热量不准确,不能
用金属搅拌棒代替玻璃搅拌棒,A 错误;
B.碎泡沫塑料能减少反应体系与外界的热量交换,起到保温隔热的作用,B 正确;
C.中和反应是放热反应,ΔH为负值,该反应中生成水的物质的量为 0.05L×0.50mol/L=0.025mol,
溶液质量约为 100g,根据 Q=cmΔt,反应放出热量 Q=100ctJ,中和热
ΔH= 1000.025
ct
J/mol=−4000ctJ/mol,C 错误;
D.一水合氨是弱碱,电离过程吸热,用氨水代替 NaOH 溶液,反应放出的热量减少,ΔH 是
负值,则 'n nH H ,D 错误;
故选 B。
3.B
【详解】A. 2H S g 的燃烧热对应的热量,是反应 2 2 2 2
3H S g + O g =H O l +SO g
2
对应的热量,
A 错误;
B. S g S s 是放热过程,则 -12 2 2
1H S g + O g =H O g +S g ΔH>-221.2 kJ mol
2
,B 正确;
C.由 S(s,正交硫)=S(s,单斜硫) -1ΔH=+0.3kJ mol ,正交硫能量低,C 错误;
答案第 2页,共 12页
D.由题意可得, -12 2 2 2
3H S g + O g =H O g +SO g ΔH=-517.2 kJ mol
2
,状态不对应,D 错误;
故选 B。
4.D
【详解】A.稀盐酸滴入氢氧化钠溶液中,通过温度计的水银柱升高可知,混合后温度升高,说明
反应放热,故 A 不选;
B.由图示可知反应物的能量高于生成物的能量,由反应物到生成物能量降低,反应放热,故 B
不选;
C.甲出液面低于乙处液面说明广口瓶中的气体膨胀,可知小试管中的反应放出热量使广口瓶中
的温度升高,故 C 不选;
D.由于反应生成氢气,压强增大,所以随着反应的进行,针筒活塞向右移动,这与反应是放
热反应或吸热反应无关,故 D 选;
故选 D。
5.A
【分析】采用转化法,转到同一种物质来表示反应速率,借助速率之比等于化学计量数之比,
注意单位换算,据此解答。
【详解】A. 1 12N 0.8mol L minv ;
B. 1 12NO 0.02mol L sv ,速率之比等于化学计量数之比,得 1 12N 0.6mol L minv ;
C. 1 1CO 3mol L minv ,速率之比等于化学计量数之比,得 1 12N 0.75mol L minv ;
D. 2COv 1 12.2 mol L min ,速率之比等于化学计量数之比,得 1 12N 0.55mol L minv ;
综上所述,反应速率最快的是 A;答案选 A。
6.B
【分析】根据题给信息可知,甲装置是将化学能转化为电能的原电池,由甲图可知,N 极氧气
得电子变成水,是正极;则 M 是负极,电解质溶液为酸性溶液;乙装置是利用电解原理,将
粗铜精炼为精铜,粗铜作阳极,失去电子,精铜作阴极,得到电子,将铜离子还原为铜。
【详解】A.根据分析可知,Y 极为正极,电解精炼时,粗铜作阳极,应该与正极电极相连,
A 正确;
B.未指明是否处于标准状况,无法计算氧气的物质的量,不能开展计算,B 错误;
C.N 极氧气得电子变成水,是正极,电极反应式为: 2 2O 4e 4H 2H O ,消耗了氢离子,导
致溶液 pH 增大,C 正确;
答案第 3页,共 12页
D.M 是负极,氯乙烯失去电子,电极反应式为: 2 2 210e 4H O 2 11HCH CHCl CO Cl ,
D 正确;
故选 B。
7.D
【分析】放电时,A 电极铁失电子生成四氧化三铁,A 是负极,负极反应式为
3Fe-8e-+8OH-=Fe3O4+4H2O;B 电极 NiOOH 得电子生成 Ni(OH)2,电极反应式为
NiOOH+e-+H2O=Ni(OH)2+OH-,B 是正极。
【详解】A. Fe、Fe3O4、NiOOH、Ni(OH)2均能与酸反应,水泥基中孔溶液不能呈强酸性,故 A
错误;
B. 放电时,电极 B 镍元素化合价降低,发生还原反应,故 B 错误;
C. 根据电极反应式,负极消耗氢氧根离子、正极生成氢氧根离子,隔膜应为阴离子交换膜,
故 C 错误;
D. 放电时,正极反应式为 NiOOH+e-+H2O=Ni(OH)2+OH-,充电时,阳极的电极反应式为
22Ni OH OH e NiOOH H O
,故 D 正确;
选 D。
8.D
【详解】A.电镀时,镀件放阴极与电源负极相连,镀层金属放阳极与电源正极相连,A 正确;
B.为保护钢闸门,钢闸门应作与电源负极相连,辅助电极做阳极,应使用石墨等惰性电极 B
正确;
C.钢闸门中的铁和碳在电解液中构成原电池,产生腐蚀电流,钢闸门外接电源负极,保护铁,
铁不易被氧化而失去电子,外加电流保护法,理论上只要能对抗钢闸门表面的腐蚀电流即可,
故调整外接电源电压使表面腐蚀电流降至零或接近零,C 正确;
D.左侧为阳极,电极反应为 - - 22Cl -2e =Cl ,右侧为阴极,电极反应:
- -
2 22H O+2e =H 2OH ,
Na+从右侧进入左侧,故离子交换膜为阳离子交换膜,D 错误;
故选 D。
9.D
【分析】由左图可知,8min 时,A、B 浓度变化为 2.00mol/L—1.36mol/L=0.64mol/L,由物质
的浓度变化量之比等于化学计量数之比可知,x=1,则该反应是气体体积不变的反应,增大压
强,平衡不移动,由右图可知,40 min 条件改变的瞬间,正逆反应速率都增大,平衡向逆反应
方向移动,则该反应为放热反应,改变的条件为压强不变,升高温度。
答案第 4页,共 12页
【详解】A.由左图可知,20~30 min 时,反应体系中各物质的浓度和反应速率不变,说明反
应已达到平衡,则反应体系的温度和压强都不变;由分析可知,改变的条件为压强不变,升高
温度,故 A 错误;
B.由左图可知,8min 时,A、B 浓度变化为 2.00mol/L—1.36mol/L=0.64mol/L,则 0~8min 内
A 的反应速率为
0.64mol/L
8min
=0.08 mol/(L·min),故 B 错误;
C.由分析可知,该反应为放热反应,故 C 错误;
D.由右图可知,30 min 条件改变的瞬间,正逆反应速率均减小,平衡不移动,则 20~40 min
时该反应的环境温度不变,故 D 正确;
故选 D。
10.C
【分析】一种碳中和的原理如下: 2 2 3 2CO g +3H g CH OH g +H O g ,在一密闭容器中充入
一定比例的氢气、二氧化碳,反应相同时间,T0时 3φ CH OH 最大,此时反应达到平衡,之后
升高温度, 3φ CH OH 减小,说明平衡逆向移动,该反应为放热反应,依次解答。
【详解】A.由分析可知,该反应为放热反应 H 0 ,且 S 0 ,ΔH-TΔS<0时反应能够自发进行,
则该反应可低温自发进行,A 正确;
B.一种碳中和的原理如下: 2 2 3 2CO g +3H g CH OH g +H O g ,在一密闭容器中充入一定比
例的氢气、二氧化碳,反应相同时间,T0时 3φ CH OH 最大,此时反应达到平衡,B 正确;
C. 3φ CH OH 越大,说明反应正向进行的程度越大,二氧化碳转化率越大,则二氧化碳转化率:
b c a ,C 错误;
D.及时移除 2H O g ,平衡正向移动,可以提高甲醇的平衡产率,D 正确;
故选 C。
11.C
【详解】A.根据信息可知,碘离子是过量的,故无法通过该实验验证 3Fe 与 I的反应是可逆
反应,A 错误;
B.由图可知,该反应没有保温装置,热量流失较多,无法测定中和反应的反应热,B 错误;
C.左右两个容器中温度不同,其中的颜色不同,热水中颜色较深,则可以验证 2 2 42NO N O
正反应是放热反应,C 正确;
D.食盐水是中性的,发生的是吸氧腐蚀,D 错误;
答案第 5页,共 12页
故选 C。
12.B
【分析】由装置图可知右侧石墨电极上发生反应: - - +3 2 2CH COO +2H O-8e =2CO +7H ;可知石墨
电极作阳极,则左侧石墨电极为阴极,a 为负极,b 为正极,据此分析解答。
【详解】A.由以上分析可知 b 为正极,若以铅蓄电池为电源,b 为 PbO2电极,故 A 错误;
B.左侧石墨电极为阴极,SO 24在该电极得电子转化为 CuS,电极反应为:
2 2
4 2
SRB
Cu +SO 8e +8H CuS+4H O ,故 B 正确;
C.结合阳极反应可知,每转移 8mol 电子时,阳极区生成 7mol 氢离子,但为满足电荷守恒,
同时有 8mol 氢离子通过质子交换膜进入阴极区,则阳极区溶液中氢离子浓度减小, pH 增大,
故 C 错误;
D.标准状况下,产生 2.24LCO2即生成 0.1mol,转移 0.4mol 电子,结合阴极反应可知,此时
阴极生成 0.05molCuS,质量为:4.8g,故 D 错误;
故选:B。
13.CD
【分析】如图,“厌氧阳极”上, 6 12 6C H O 失去电子生成 2CO 和H,电极反应式为
6 12 6 2 2C H O +6H O 24e 6CO 24H
;“缺氧阴极”上, 3NO得到电子生成 2NO , 2NO 再转化为 2N ,
电极反应式分别为 2 23 O2H eNO NO H
、 2 2 22NO 8H 8e N 4H O
。“好氧阴极”上, 2O 得
到电子生成 2H O ,电极反应式为
+
2 2O 4H 4e 2H O
,同时 2O 还能氧化 4NH
生成 2NO
, 2NO
还
可以被 2O 氧化为 3NO
,离子方程式分别为 2 2 2
+
4 O2 O+3O HNH N=2 4 2H
、 2 2 32 2+ONO NO
,据此
回答。
【详解】A.在原电池中,阳离子向正极移动。该电池中厌氧阳极是负极,缺氧阴极和好氧阴
极是正极,所以 H+的迁移方向是厌氧阳极→缺氧阴极,厌氧阳极→好氧阴极,A 正确;
B.由分析可知,电池工作时,“缺氧阴极”上消耗的 H+多于从“厌氧阳极”迁移过来的 H+,且反
应生成水,其附近的溶液 pH 增大,B 正确;
C.“好氧阴极” 应该发生得电子的还原反应,而 4 2 2NH 6e +2H O=NO 8H 是氧化反应,“好氧
阴极” 正确的电极反应式为 +2 2O 4H 4e 2H O ,C 错误;
D.1mol 4NH完全转化为 3NO,N 元素的化合价从-3 价升高到+5 价,失去 8mol 电子,需要消
答案第 6页,共 12页
耗的 2O 为 2mol。根据 “好氧阴极” 的电极反应式 +2 2O 4H 4e 2H O ,转移 8mol 电子时,消
耗 2mol 2O ,共消耗的 2O 为 4mol,在标准状况(STP)下的体积为4mol 22.4L/mol = 89.6L ,D 错
误;
故选 CD。
14.AB
【详解】A.图甲反应中有极性共价键的断裂和形成,如断裂 N-H 键,形成 H-O 键,有非极
性共价键的形成,如N N ,但没有非极性键的断裂,A 错误;
B.由图乙可知,该反应③方程式为 4Fe2++O2+4H+=2H2O+4Fe3+,氧化剂为 O2,还原剂为 Fe2+,
则氧化剂与还原剂物质的量之比为 1:4,B 错误;
C.图甲所示热化学方程式为 4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(g) ΔH=反应物总键能-生成物总
键能=(a-b)kJ·mol-1,C 正确;
D.由图乙可知,有氧条件下,Fe3+催化 NH3还原 NO 的产物为 N2和 H2O,故总化学方程式为
4NH3(g)+4NO(g)+O2(g) 催化剂 4N2(g)+6H2O(g),D 正确;
答案选 AB。
15.CD
【详解】A.该反应所有反应物均为气体,依据质量守恒定律,气体总质量保持不变,而反应
容器也是固定为 2L,则密度一直保持不变,气体密度不能作为判断是否达到平衡状态的标准,
A 错误;
B.ac 段,时间从 2min 变成 10min, 2N 的物质的量 0.4mol 变成 1.2mol,该反应容器容积为 2L,
所以 2N 的平均反应速率为
1 11.2mol 0.4mol 0.05mol L min
2L 10min 2min
,B 错误;
C.图示分别为 160℃、200℃条件下的两个平衡,由图可知 ac 线先达到平衡,即该平衡反应
速率快,为 200℃条件下达到的平衡,则 bd 线为 160℃条件下达到的平衡,所以 c 的速率最快,
同温下,反应正向进行,正反应速率减小,逆反应速率加快,d>b,综上有 c>d>b,C 正确;
D.依据题目信息, CO 和 2N O g 起始浓度均为 1
2mol 1mol L
2L
,结合图示,160℃条件下, 2N
的浓度变化值为 1
2mol 0.5mol 0.75mol L
2L
,列出平衡三段式进行计算:
2 2 2
1
1
1
CO(g) +N O(g) CO (g) +N (g)
mol L ) 1 1 0 0
mol L ) 0.75 0.75 0.75 0.75
mol L ) 0.25 0.25 0.75 0.75
起始(
转化(
平衡(
,平衡常数
1 1
1 1
0.75mol L 0.75mol LK= =9
0.25mol L 0.25mol L
,该
反应为体积不变的反应 Kc=Kp,所以 160℃时,该反应的平衡常数 KP=9,D 正确;
答案第 7页,共 12页
答案选 CD。
16.(1) 2 2 3N (g) 3H (g) 2NH (g) 192kJ mol H
(2)391
(3) 0.0375
3
2 2
2
3
N H
NH
c c
c
3 : 2 CD B
【详解】(1)由图计算生成 1 mol 3NH 的 1 11 2ΔH=E -E =(254-300)kJ mol 46kJ mol ,则
2 2 3N (g) 3H (g) 2NH (g) 1ΔH=-92kJ mol ;
(2)由键能与反应热关系得:ΔH=946kJ/mol+3 436kJ/mol-2 3 akJ/mol=-92kJ/mol ,解得 a=391kJ / mol,
即断开 1 mol N H 键需要吸收 391 kJ能量;
(3)①0~4min 内,消耗0.6mol 50%=0.3mol 3NH ,则
3v NH 0.3mol / (2L 4min) 0.0375 1 1mol L min
②反应 3 2 22NH (g) N (g) 3H (g) 的平衡常数表达式K
3
2 2
2
3
c N c H
c NH ;混根据已知列三段式:
3 2 2
5
2NH (g) N (g) 3H (g)
/ mol
/
0.6 0 0
0.3 0.15 0.o m l
/ mol
45
0.3 0.15 0.4
始
转
平
,由于反应处于恒温恒容容器中进行,所以混合气体的
压强之比等于物质的量之比,故混合气体的压强: =(0.3+0.15+0.45):0.6=3:2p :p平 始 ;
③A.速率之比等于化学方程式计量数之比,为正逆反应速率之比: 3 23v NH =2v H正 逆 ,则
3 22v NH =3v H逆始 不能说明反应达到平衡状态,A 错误;
B.反应前后气体质量和体积不变,气体密度始终不改变,不能说明反应达到平衡状态,B 错
误;
C.反应前后气体质量不变,气体物质的量增大,混合气体的平均相对分子质量不再改变,说
明反应达到平衡状态,C 正确;
D.气体物质的量增大,恒温恒容下,气体的压强与物质的量成正比,则压强是变量,当混合
气体压强不再变化,说明反应达到平衡状态,D 正确;
故选 CD;
④A.改用高效催化剂只改变反应速率,不影响平衡移动, 3NH 转化率不变,A 错误;
B.该反应是吸热反应,升高温度,平衡正向移动, 3NH 转化率增大,B 正确;
C.该反应是气体体积增大的反应,缩小容器的体积造成压强增大,平衡逆向移动, 3NH 转化
答案第 8页,共 12页
率减小,C 错误;
故选 B。
17.(1) 1246.4kJ mol
(2) 正极 23 3 3 2CH OCH 12e 16OH 2CO 11H O 22Cl 2e Cl
2Zn 2e Zn 、 2Cu 2e Cu 减小 4.48 12.8 24 2Fe 6e 8OH FeO 4H O
【分析】甲为甲醚燃料电池,乙、丙均为电解池,甲中通入 O2的 Pt 电极为正极、通入甲醚的
Pt 电极为负极;则乙中 Fe 电极为阴极、C 电极为阳极;丙中粗铜为阳极、精铜为阴极。
【详解】(1)① 2 32H g CO g CH OH g 90.8H kJ⋅ mo l-1;
② 3 3 3 22CH OH g CH OCH g H O g 23.5H kJ⋅ mo l-1;
③ 2 2 2CO g H O g CO g H g 41.3H kJ⋅ mo l-1;
根据盖斯定律可知,①×2+②+③得: 2 3 3 23H g 3CO g CH OCH g CO g ΔH=-246.4
kJ·mol-1;
(2)①根据分析,通入氧气的电极为正极;通入甲醚的电极为负极,结合电解质溶液为 KOH
溶液,负极的电极反应式为 CH3OCH3-12e-+16OH-=2 2-3CO +11H2O;
②石墨电极为阳极,根据放电顺序,石墨电极的电极反应式为 2Cl- -2e-=Cl2↑;
③根据分析,粗铜为阳极,如果粗铜中含有锌、银等杂质,由于金属活泼性 Zn>Cu>Ag,故
丙装置中阳极上的电极反应式为 Zn-2e-=Zn2+、Cu-2e-=Cu2+;精铜为阴极,精铜上的电极反应
式为 Cu2++2e-=Cu;根据得失电子相等,反应一段时间,硫酸铜溶液浓度将减小;
④甲装置中 O2发生的电极反应为 O2+4e-+2H2O=4OH-,若在标准状况下,有 2.24L 氧气参加反
应,则电路中通过电子物质的量为
2.24L
22.4L/mol ×4=0.4mol;乙装置中铁电极上电极反应式为
2H2O+2e-=H2↑+2OH-,则电路中通过 0.4mol 电子时铁电极上产生 0.2molH2,在标准状况下的体
积为 0.2mol×22.4L/mol=4.48L;丙装置中阴极电极反应为 Cu2++2e-=Cu,则电路中通过 0.4mol
电子时析出 Cu 的物质的量为 0.2mol,质量为 0.2mol×64g/mol=12.8g;
⑤由装置图可知,Ni 电极为阴极,Fe 电极为阳极,阳极室 Fe 发生失电子的氧化反应生成 2-4FeO ,
电极反应式为 Fe-6e-+8OH-= 2-4FeO +4H2O。
18.(1) H2-2e-+2OH-=2H2O 2Cl-+2H2O
电解
2OH-+Cl2↑+H2↑ 阴极发生反应:
2H2O+2e-=H2↑+2OH-,OH-在阴极生成,阳极的 Na+通过阳离子交换膜进入阴极,因此在 d 口
答案第 9页,共 12页
导出浓度较大的 NaOH 溶液
(2)Cl--5e-+2H2O=ClO2↑+4H+
(3) 阴 甲
【详解】(1)由图可知,甲装置为燃料电池,通入氢气的电极 a 为燃料电池的负极,碱性条件
下氢气在负极失去电子发生氧化反应生成水,电极 b 为正极,水分子作用下,氧气在正极得到
电子发生还原反应生成氢氧根离子;乙装置为电解饱和食盐水的电解池,与燃料电池正极相连
的 c 电极为电解池的阳极,氯离子在阳极失去电子发生氧化反应生成氯气,电极 d 为阴极,水
分子在阴极得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子,钠离子通过阳离子交换膜进入阴极
区,所以 d 出口氢氧化钠溶液浓度增大;
①由分析可知,甲装置为燃料电池,通入氢气的电极 a 为燃料电池的负极,碱性条件下氢气在
负极失去电子发生氧化反应生成水,电极反应式为 H2-2e-+2OH-=2H2O,故答案为:
H2-2e-+2OH-=2H2O;
②由分析可知,乙装置为电解饱和食盐水的电解池,发生的反应为饱和食盐水电解生成氢氧化
钠、氢气和氯气,反应的离子方程式为,故答案为:2Cl-+2H2O
电解
2OH-+Cl2↑+H2↑;
③由分析可知,乙装置为电解饱和食盐水的电解池,电极 d 为阴极,水分子在阴极得到电子发
生还原反应生成氢气和氢氧根离子,钠离子通过阳离子交换膜进入阴极区,所以 d 出口氢氧化
钠溶液浓度增大,故答案为:阴极发生反应:2H2O+2e-=H2↑+2OH-,OH-在阴极生成,阳极的
Na+通过阳离子交换膜进入阴极,因此在 d 口导出浓度较大的 NaOH 溶液;
(2)由题意可知,阳极产生二氧化氯的反应为水分子作用下氯离子在阳极失去电子发生氧化
反应生成二氧化氯和氢离子,电极反应式为 Cl--5e-+2H2O=ClO2↑+4H+,故答案为:
Cl--5e-+2H2O=ClO2↑+4H+;
(3)由图可知,左侧石墨电极为电解池的阴极、右侧石墨电极为阳极,左侧双极膜中氢离子
移向阴极室、氢氧根离子移向甲室,乙室中钠离子通过阳离子交换膜 M 移向甲室,则甲室流
出的为氢氧化钠溶液;右侧双极膜中氢离子移向丙室、氢氧根离子移向阳极区,乙室中氯离子
通过阴离子交换膜 N 移向丙室,则丙室流出的为盐酸,故答案为:阴;甲。
19.(1)右侧
(2)H2SO4
(3)催化剂
(4)2H2O+2e-=H2↑+2OH-
(5) 阳 阴 阳
答案第 10页,共 12页
(6)升高
(7) -3NO +e-+2H+=NO2↑+H2O
【分析】Ⅰ.由图可知:左侧电极上碳元素价态升高失电子,故左侧电极为负极,电极反应式
为 HCOOH-2e-+3OH-= -3HCO +2H2O;右侧电极为正极,电极反应式为:Fe3++e-=Fe2+,生成的
Fe2+与 O2反应重新生成 Fe3+,反应方程式为 4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O,据此分析解答。
Ⅱ.该装置为电解池,其中左侧石墨电极连接电源的正极,该石墨电极为阳极,在阳极上水电
离产生的 OH-失去电子被氧化为 O2,发生氧化反应,阳极的电极反应式为:2H2O-4e-=4H++O2↑,
反应产生的 H+通过阳离子交换膜进入到产品室;原料室中的阴离子 -2 2H PO 则通过阴离子交换膜
进入到产品室,形成 H3PO2,故该离子交换膜膜为阴离子交换膜;右侧石墨电极与电源负极连
接为阴极,发生得到电子的还原反应,阴极的电极反应式为:2H2O+2e-=H2↑+2OH-,原料室中
的 Na+通过阳离子交换膜进入到阴极室,形成 NaOH 溶液,导致阴极室溶液的 NaOH 浓度增大,
故右侧离子交换膜为阳离子交换膜,根据阳极室的电极反应中 c(H+)的浓度变化判断溶液酸碱
性的变化。
【详解】(1)根据图示可知:在 HCOOH 燃料电池中,在左边电极上 HCOOH 失去电子,被氧
化变为 KHCO3,电极反应式为:HCOOH-2e-+3OH-= -3HCO +2H2O,所以左边为燃料电池的负极;
在右边电极上 Fe3+得到电子被还原为 Fe2+,电极反应式为:Fe3++e-=Fe2+,反应产生的 Fe2+与右
侧罐 O2反应,重新生成 Fe3+,反应方程式为:4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O,故右边电极为燃料
电池的正极,正极的电极电势比负极的电势高,故该电池电势较高的是图中右侧电极;
(2)根据上述分析可知:左侧为负极,电极反应式为:HCOOH-2e-+3OH-= -3HCO +2H2O,右侧
为正极,右侧储罐中 Fe2+被氧气氧化 Fe3+,反应应在酸性环境下进行,同时生成 K2SO4,故应
该补充的位置 A 为 H2SO4;
(3)在开始时正极上反应消耗 Fe3+变为 Fe2+,后来又在右侧罐中 Fe2+被 O2氧化反应产生 Fe3+,
Fe3+的数目没有减小,因此 Fe3+在该电池中作用是催化剂;
(4)根据上述分析可知:右侧与电源负极连接的电极为阴极,发生还原反应,故阴极的电极
反应式为:2H2O+2e-=H2↑+2OH-;
(5)根据上述分析可知:图中电解装置的三个离子交换膜从左到右依次为阳离子交换膜、阴
离子交换膜、阳离子交换膜;
(6)左边石墨电极连接电源正极左阳极,发生反应:2H2O-4e-=4H++O2↑,由于不断反应产生
H+,使溶液中 c(H+)增大,因此阳极区稀硫酸浓度逐渐升高;
(7)在金属 Ag 精炼过程中,在阳极 a 上主要是单质 Ag 失去电子变为 Ag+进入溶液,电极反
答案第 11页,共 12页
应式为:Ag-e-=Ag+;在阴极 b 上,主要是 Ag+得到电子被还原为 Ag 单质,电极反应式为:
Ag++e-=Ag;此外还有少量 -3NO 得到电子被还原为红棕色 NO2气体,故阴极产生 NO2气体的电
极反应式为:
-
3NO +e-+2H+=NO2↑+H2O。
20.(1) 2
1
K
K
(2) < <
(3) A B CK K K
(4)<
(5)bd
(6)1
(7)不变
【详解】(1)根据盖斯定律,该反应可由反应 1
2
② ① 得到,根据平衡常数表达式可知,
2
1
KK
K
;
(2)①温度不变增压时, 2 3CO g 2H g CH OH g 平衡右移,CO 的平衡转化率增大,则 12p > p ;
②温度为 1T ,压强为 1p 时,D点未达到平衡,CO 的转化率高于平衡时的转化率,反应逆向进
行,则 v v正 逆;
(3)A 、B 两点的温度相同,平衡常数 A BK K ,由图像可知同压升温 CO 的平衡转化率降低,
所以升温平衡常数减小, AK 、 BK 、 CK 的大小关系为 A B CK K K ;
(4)C 点温度高,压强大,所以反应速率快;
(5)a. 2CO 2 Hv v正 逆 时不能说明正、逆反应速率相等,不能说明反应达到平衡状态;
b.该反应过程中气体的总质量不变,总体积减小,混合气体的密度增大,当容器内混合气体
的密度不再改变时说明反应达到平衡;
c.CO 和 2H 按照物质的量之比1: 2反应,CO 和 2H 按照物质的量之比1: 2投料,二者的比值是定
值,CO 和 2H 的物质的量之比不再改变不能说明反应达到平衡状态;
d.反应前后都是气体,反应后气体的物质的量减小,所以混合气体的平均相对分子质量保持
不变时,反应达到平衡状态;
答案第 12页,共 12页
故选 bd;
(6)A 点 CO 的平衡转化率为 0.5,列三段式:
2 3CO g 2H g CH OH g
/ mol 5 10 0
/ mol 2.5 5 2.5
/ mol 2.5 5 2.5
始
转
平
若达到平衡状态A 时,容器的容积为5L, 2
2.5
5 1
2.5 5
5 5
AK
,B点 CO 的平衡转化率为 0.8,列
三段式:
2 3CO g 2H g CH OH g
/ mol 5 10 0
/ mol 4 8 4
/ mol 1 2 4
始
转
平
A BK K ,设B点时容器的容积为 LV , 2
4
1
1 1
B
VK
V V
,解得 1V
(7)C 点时,若再充入 5mol 的 3CH OH g ,在恒温恒压下再次平衡时建立等效平衡,CO 的物
质的量分数不变。