精品解析：河南省南阳市2024-2025学年高二上学期10月月考 化学试题

2024-2025学年(上)南阳六校高二年级期中考试 化学 考生注意： 1.答题前，考生务必将自己的姓名、考生号填写在试卷和答题卡上，并将考生号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。 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：H 1 C 12 O 16 K 39 Cu 64 Zn 65 一、选择题：本题共14小题，每小题3分，共42分。每小题只有一个选项符合题目要求。 1. 化学与生产生活密不可分。下列选项中的反应不属于放热反应的是 图示 焊接铁轨 氧炔焰焊接金属 一次性保暖贴 制备生石灰 选项 A．铝热反应 B．乙炔在氧气中燃烧 C．铁与氧气反应 D．煅烧大理石 A. A B. B C. C D. D 2. 按一定比例混合的和通过装有催化剂的密闭反应器制得甲烷的反应为，测得CO2、CH4的浓度随时间的变化如图所示，只改变一个外界条件，则该条件是 A. 增大H2浓度 B. 缩小体积增大压强 C. 降低温度 D. 加高效催化剂 3. 用甲、乙两套装置分别做以下四组实验，一段时间后，下列有关四组实验的描述正确的是 甲 实验编号 试剂X 乙 实验编号 试剂Y ① 食盐水 ③ 生石灰 ② 0.1mol·L-1醋酸溶液 ④ 金属钠 A. 实验①中红墨水左低右高 B. 实验②中铁钉发生析氢腐蚀 C. 实验③中红墨水左高右低 D. 实验④中钠与水反应产生H2，对验证该反应是放热反应有影响 4. 在T℃的恒温下，向恒容密闭容器中通入3mol甲烷和2mol氮气发生反应：，下列能说明该反应达到平衡状态的一组是 ①混合气体的密度保持不变 ②混合气体的压强保持不变 ③氮气与甲烷的物质的量之比保持不变 ④断开1molC—H键的同时形成1molH—N键 ⑤ ⑥碳的质量保持不变 A ①③④ B. ①②⑥ C. ③⑤⑥ D. ②④⑤ 5. 下列有关反应的方程式或电极反应式书写错误的是 A. 13g乙炔气体完全燃烧产生二氧化碳气体和液态水放出的热量为649.8kJ，则乙炔气体燃烧的热化学方程式为 B. 乙醇-空气碱性燃料电池中负极的电极反应式为 C. 铅蓄电池是一种二次电池，其放电时的离子方程式为 D. 若某反应的平衡常数表达式，则该反应的化学方程式为 6. 下列有关说法正确的是 A. 工业上合成氨选用铁做催化剂的目的是降低反应的活化能和提高反应物的平衡转化率 B. 工业上电解熔融氧化铝制铝时加冰晶石的目的是作助熔剂 C. 化学反应平衡常数越大，说明反应进行越完全，反应速率越快 D. 判断反应自发性只与焓变和熵变有关，与其他外界因素均无关 7. 甲烷与氯气光照条件下的反应实际上是氯自由基()与甲烷的取代反应，其中两步反应的机理如下： 第一步：(慢反应) 第二步：(快反应) 下列反应进程示意图符合上述两步机理的是 A. B. C. D. 8. 钌(Ru)基电催化剂提高了OER活性，抑制了副产物的形成，从而提升了可充电锂氧(Li-O2)电池的可逆性和循环稳定性，其放电时的工作示意图如图所示。下列说法错误的是 A. 放电时，电子由电极经导线流向电极 B. 充电时，电极与电源的负极相连 C. 该电池中的电解质溶液可选用Li2SO4溶液 D. 每消耗标准状况下11.2LO2，有1molLi+由左向右移动 9. CO2与H2催化重整制备CH3OCH3的过程中发生反应：。已知：键能是指气态分子中1mol化学键解离成气态原子所吸收的能量。部分化学键的键能如下表所示。 化学键 C—H C=O C—O 键能/(kJ·mol-1) 413 745 326 断开6molH—O键与断开6molH—H键所需的能量差为 A. 25kJ B. 28kJ C. 35kJ D. 46kJ 10. 已知图甲表示反应①：；图乙表示反应②： 。 下列关于反应及图像的描述错误的是 A. 图甲中 B. 图甲中A、C、D三点的平衡常数： C. 反应②中化学计量数 D. 反应②在高温下可自发进行 11. 氯碱工业和电解精炼铜是工业上电解原理的重要应用，其示意图如图所示，下列有关说法正确的是 A. M是电源负极 B. 电解精炼铜过程中硫酸铜溶液的浓度保持不变 C. F口产生的气体是氯气 D. 电解精炼铜的纯铜与铁器表面电镀铜中的纯铜都是作阴极 12. 湖南大学王双印教授团队提出了一种独特的亲气亲水异质结构金-聚四氟乙烯/硅(Au-PTFE/Si)基光电极，在温和条件下于酸性电解液中进行固氮反应高效合成氨，装置如图所示。下列说法正确的是 A. N极的电势比M极的高 B. 电解液中的H+向M极移动 C. N极的电极反应式为 D. 电路中转移1.5mol电子时，产生氨气的体积为11.2L 13. 一定温度下，恒容密闭容器中碘甲烷(CH3I)热裂解制低碳烯烃的反应如下： 反应①： 反应②： 反应②的正、逆反应速率表达式：，(、为反应速率常数，只与温度、催化剂有关)，反应②正反应的活化能小于逆反应的活化能。测得浓度随时间的变化如下表。 0 1 2 3 4 5 0.160 0.113 0.080 0.056 0.040 0.028 下列说法正确的是 A. 0~4min内，C2H4的平均反应速率为 B. 若降低温度，的值减小 C. 5min时，反应①和反应②均达到化学平衡 D. 2min时，若测得，则此时压强与起始压强比为 14. 向2L恒容密闭容器中投入一定量的NO和ICl，发生反应：，NO的平衡转化率与温度、投料比的关系如图所示。下列说法错误的是 A. B. C. 在400K、条件下，起始投入2molNO、2molICl，平衡后再加入1molNO、1molNOCl、1molICl和1molI2，此时平衡逆向移动 D. 在500K、条件下，若缩小容器体积增大压强，NO的平衡转化率可能从Y点到Z点 二、非选择题：本题共4小题，共58分。 15. 氢气是一种重要的工业产品，它广泛用于石油、化工、建材等工业部门和服务部门。工业上制备氢气的方法有多种。 （1）在催化剂作用下，用太阳光分解水制备氢气的原理如图1所示。 ①光分解水制备氢气过程中的主要能量转化形式是___________。 ②反应的化学方程式为___________。 ③该过程中反应、的能量变化过程如图2所示，则反应的焓变与反应的焓变的大小关系是___________。 （2）丙烷与水蒸气制备氢气，同时还生成一氧化碳。已知丙烷、一氧化碳和氢气的摩尔燃烧焓分别为、、；。 ①丙烷与水蒸气制备氢气反应的___________(填“>”或“<”)0。 ②写出丙烷与水蒸气制备氢气反应的热化学方程式：___________。 （3）甲醇(CH3OH))直接分解制备氢气反应历程与能量变化关系如图3所示。 ①反应⑤是甲醇分解反应的决速步骤，原因是___________。 ②写出上述①~⑤过程中活化能最小的一步反应方程式：___________。 ③分解吸收的能量是___________kJ。 16. 化学电池和电解原理在生产生活中有着非常广泛的应用。 （1）金属腐蚀在生产生活中普遍存在，为了保护埋在地下的铁管道可以设计如图所示方法来防止铁被腐蚀，该方法的名称是___________。 （2）一种新型Zn-PbO2电池由三个不同区域(A、B、C)组成，所用电解质依次为KOH、K2SO4和H2SO4，不同区域由离子交换膜(a、b)隔开，用该电池为电源电解含NO的废气制备HNO3的示意图如图所示(M、N均为石墨电极)。 ①a离子交换膜___________(填“阳离子”或“阴离子”)交换膜。 ②N极是___________(填“阳极”或“阴极”)。 ③含NO的废气从___________(填“甲”或“乙”)口通入，该极的电极反应式为___________。 ④图中右侧装置溶液中的H+流向是___________(填“→”或“→”)。 ⑤当图中右侧装置溶液中生成1molHNO3时，理论上左侧A区溶液___________(填“增加”或“减少”)的质量是___________。 17. 过氧化氢可用于羊毛、生丝、象牙、纸浆、脂肪等的漂白。用过氧化氢进行下列实验探究。 （1）实验室制备过氧化氢的方法：在冰的冷却下，向100mL15%~18%的硫酸中逐渐加入过氧化钡，加入的量以保持溶液为弱酸性。倾出上层溶液即得到过氧化氢溶液(已知过氧化钡与稀硫酸反应放热)。用冰冷却的目的是___________。 （2）用量气法测定化学反应速率：反应原理为，装置如图所示。 ①仪器X的名称是___________。 ②若量气管液面比水准管液面低，测得气体的体积___________(填“偏大”或“偏小”)。 （3）某小组用过氧化氢溶液来探究外界条件对化学反应速率的影响，已知碘单质溶于水后，溶液为棕色。实验数据如表1和表2所示(忽略溶液体积变化)： 表1 实验编号 温度/℃ 0.1mol·L-1H2O2溶液的体积/mL 0.1mol·L-1CuSO4溶液的体积/mL 0.1mol·L-1FeCl3溶液的体积/mL 收集相同体积O2的时间/s i 25 10 0.05 0 t1 ii 25 10 0 0.05 t2 ①Fe3+对过氧化氢催化分解反应机理分为如下两步： 第一步：___________； 第二步：。 ②表1实验是为了探究Fe3+和Cu2+对过氧化氢催化分解的效果，该实验存在的一处不足是___________。 表2 实验编号 温度/℃ 0.1mol·L-1H2O2溶液的体积/mL 0.1mol·L-1HI溶液的体积/mL 水的体积/mL 从混合到出现棕黄色的时间/s iii 25 10 5 V t3 iv 25 10 8 2 t4 ③写出过氧化氢溶液与氢碘酸(HI)反应的化学方程式：___________。 ④表2探究浓度对反应速率的影响，V=___________，预测___________(填“>”或“<”)。 18. 氨催化氧化是硝酸工业的基础。硝酸工业尾气中含氮的氧化物容易形成光化学烟雾、雾霾及酸雨等，污染环境。 （1）用氢气还原一氧化氮的反应为，该反应的速率方程为，k为速率常数，相同条件下测得四组实验的反应物浓度与反应速率的关系如下表。 实验编号 浓度 反应速率 H2 NO a 1.00×10-3 6.00×10-3 3.24×10-3 b 2.00×10-3 6.00×10-3 6.48×10-3 c 1.00×10-3 3.00×10-3 8.10×10-4 速率常数k=___________，=___________。 （2）用甲烷还原二氧化氮的反应为，一定温度下，向体积可变的密闭容器中通入2molCH4和2molNO2，测得平衡时、和的物质的量分数随压强变化的关系如图所示。 ①曲线Ⅰ表示___________(填化学式)的物质的量分数随压强变化的关系。 ②9.6p0kPa时，甲烷的平衡转化率为___________。 （3）工业上以氨气和氧气为原料，利用“氨催化氧化法”生产NO，在Pt-Rh合金催化剂作用下，发生主反应Ⅰ和副反应Ⅱ： Ⅰ． Ⅱ． 一定温度下，将4molNH3、6molO2充入2L恒容密闭容器中，在上述催化剂作用下，测得平衡时，n(NO)=n(O2)=6n(N2)=2.4mol。 ①平衡时，c(NH3)=___________mol∙L-1。 ②若起始压强为5p0kPa，平衡时，NO的分压p(NO)= ___________kPa，该温度下反应Ⅱ的平衡常数Kp=___________kPa(用含po的代数式表示，Kp为用分压表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数)。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2024-2025学年(上)南阳六校高二年级期中考试 化学 考生注意： 1.答题前，考生务必将自己的姓名、考生号填写在试卷和答题卡上，并将考生号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。 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：H 1 C 12 O 16 K 39 Cu 64 Zn 65 一、选择题：本题共14小题，每小题3分，共42分。每小题只有一个选项符合题目要求。 1. 化学与生产生活密不可分。下列选项中的反应不属于放热反应的是 图示 焊接铁轨 氧炔焰焊接金属 一次性保暖贴 制备生石灰 选项 A．铝热反应 B．乙炔在氧气中燃烧 C．铁与氧气反应 D．煅烧大理石 A. A B. B C. C D. D 【答案】D 【解析】 【详解】A．焊接铁轨利用了铝热反应：2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe，该反应属于放热反应，A不符合题意； B．乙炔在氧气中燃烧，发光发热，属于放热反应，B不符合题意； C．铁与氧气反应持续缓慢放热，属于放热反应，C不符合题意； D．煅烧大理石时碳酸钙分解为氧化钙和CO2，该反应属于吸热反应，D符合题意； 故选D。 2. 按一定比例混合的和通过装有催化剂的密闭反应器制得甲烷的反应为，测得CO2、CH4的浓度随时间的变化如图所示，只改变一个外界条件，则该条件是 A. 增大H2浓度 B. 缩小体积增大压强 C. 降低温度 D. 加高效催化剂 【答案】B 【解析】 【详解】由图可知，瞬间二氧化碳、甲烷浓度同时增大一倍，则改变条件为缩小体积为原来的二分之一，从而增大压强导致平衡正向移动，故选B。 3. 用甲、乙两套装置分别做以下四组实验，一段时间后，下列有关四组实验描述正确的是 甲 实验编号 试剂X 乙 实验编号 试剂Y ① 食盐水 ③ 生石灰 ② 0.1mol·L-1醋酸溶液 ④ 金属钠 A. 实验①中红墨水左低右高 B. 实验②中铁钉发生析氢腐蚀 C. 实验③中红墨水左高右低 D. 实验④中钠与水反应产生H2，对验证该反应是放热反应有影响 【答案】B 【解析】 【详解】A．实验①中左侧盛有食盐水，为中性环境，形成吸氧腐蚀，吸收氧气，气体压强减小，导致红墨水左高右低，A错误； B．实验②中醋酸为酸性环境，则铁钉发生析氢腐蚀，B正确； C．实验③中生石灰和水反应放出大量热，大试管中气体膨胀，导致右侧U形管中红墨水左低右高，C错误； D．实验④中钠与水反应产生H2，生成氢气从小试管中逸出，对验证该反应是放热反应没有影响；由于反应放热，导致右侧U形管中红墨水左低右高，能验证该反应是放热反应，D错误； 故选B。 4. 在T℃的恒温下，向恒容密闭容器中通入3mol甲烷和2mol氮气发生反应：，下列能说明该反应达到平衡状态的一组是 ①混合气体的密度保持不变 ②混合气体的压强保持不变 ③氮气与甲烷的物质的量之比保持不变 ④断开1molC—H键的同时形成1molH—N键 ⑤ ⑥碳的质量保持不变 A. ①③④ B. ①②⑥ C. ③⑤⑥ D. ②④⑤ 【答案】B 【解析】 【详解】①容器体积始终不变，而反应中气体的质量为变量，则混合气体的密度不变，说明反应已达平衡； ②恒容密闭容器中进行反应，反应为气体分子数改变的反应，当压强不变，说明平衡不再移动，达到平衡状态； ③恒容密闭容器中通入3mol甲烷和2mol氮气发生反应，投料比等于反应中物质系数比，氮气与甲烷的物质的量之比为定值，氮气与甲烷的物质的量之比保持不变，不能说明反应达到平衡； ④断开1molC—H键的同时形成1molH—N键，描述的都是正反应，不能说明反应达到平衡； ⑤，没有说明为正反应还是逆反应，不能确定反应是否平衡； ⑥碳的质量保持不变，说明平衡不再移动，达到平衡状态； 故选B。 5. 下列有关反应的方程式或电极反应式书写错误的是 A. 13g乙炔气体完全燃烧产生二氧化碳气体和液态水放出的热量为649.8kJ，则乙炔气体燃烧的热化学方程式为 B. 乙醇-空气碱性燃料电池中负极的电极反应式为 C. 铅蓄电池是一种二次电池，其放电时的离子方程式为 D. 若某反应的平衡常数表达式，则该反应的化学方程式为 【答案】D 【解析】 【详解】A．13g乙炔物质的量为0.5mol，完全燃烧产生二氧化碳气体和液态水放出的热量为649.8kJ，乙炔气体燃烧的热化学方程式为，A正确； B．乙醇在碱性条件下被氧化为，根据电荷守恒配平电极反应式：，B正确； C．铅蓄电池放电时，Pb作负极被氧化，PbO2作正极被还原，离子方程式：，C正确； D．平衡常数表达式为生成物浓度幂之积比反应物浓度幂之积，若某反应的平衡常数表达式，反应方程式：，D错误； 答案选D。 6. 下列有关说法正确的是 A. 工业上合成氨选用铁做催化剂的目的是降低反应的活化能和提高反应物的平衡转化率 B. 工业上电解熔融氧化铝制铝时加冰晶石的目的是作助熔剂 C. 化学反应平衡常数越大，说明反应进行越完全，反应速率越快 D. 判断反应的自发性只与焓变和熵变有关，与其他外界因素均无关 【答案】B 【解析】 【详解】A．催化剂降低反应活化能，加快反应速率，但是不该变平衡移动，A错误； B．氧化铝的熔点很高，达到2054℃，添加冰晶石作为助熔剂后可以将混合物熔点降到1000℃左右，节约大量能源和成本，B正确； C．化学反应平衡常数越大，说明反应进行越完全，但是不能说明反应速率越快，C错误； D．焓变和熵变会受到温度的影响，故判断反应的自发性与焓变和熵变有关，也会受其他外界因素影响，D错误； 故选B。 7. 甲烷与氯气光照条件下的反应实际上是氯自由基()与甲烷的取代反应，其中两步反应的机理如下： 第一步：(慢反应) 第二步：(快反应) 下列反应进程示意图符合上述两步机理的是 A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】过渡态物质的总能量与反应物总能量的差值为活化能，即图中峰值越大则活化能越大，峰值越小则活化能越小，活化能越小反应越快，活化能越大反应越慢，决定总反应速率的是慢反应；由题意，第一步为慢反应，则第一步反应的活化能大于第二步；第一步反应为吸热反应、第二步为放热反应，则第一步生成物能量大于反应物、第二步生成物能量低于反应物； 故选A。 8. 钌(Ru)基电催化剂提高了OER活性，抑制了副产物的形成，从而提升了可充电锂氧(Li-O2)电池的可逆性和循环稳定性，其放电时的工作示意图如图所示。下列说法错误的是 A. 放电时，电子由电极经导线流向电极 B. 充电时，电极与电源的负极相连 C. 该电池中的电解质溶液可选用Li2SO4溶液 D. 每消耗标准状况下11.2LO2，有1molLi+由左向右移动 【答案】C 【解析】 【分析】根据题意，放电时，该电池Li作为负极，失去电子，电极反应式为：；电池的正极是O2得到电子，与Li+在电极处生成，电极反应式为：；充电时，原电池的负极需与电源负极相连，正极需与电源正极相连，据此分析作答。 【详解】A．放电时，锂金属作为负极被氧化，失去电子，氧气在正极被还原，得到电子，因此电子由电极经导线流向电极，A项正确； B．充电时，原电池的负极需与电源负极相连，以便锂离子在电极得到电子，B项正确； C．Li2SO4溶液中有水，锂金属极活泼，与水剧烈反应生成LiOH和H2，导致电池失效，C项错误； D．标准状况下11.2LO2为0.5 mol，放电时，该极发生的反应为：，则每消耗0.5mol O2需1molLi+从左（负极）向右（正极）迁移，D项正确； 答案选C。 9. CO2与H2催化重整制备CH3OCH3的过程中发生反应：。已知：键能是指气态分子中1mol化学键解离成气态原子所吸收的能量。部分化学键的键能如下表所示。 化学键 C—H C=O C—O 键能/(kJ·mol-1) 413 745 326 断开6molH—O键与断开6molH—H键所需的能量差为 A. 25kJ B. 28kJ C. 35kJ D. 46kJ 【答案】A 【解析】 【详解】化学反应焓变等于反应物键能之和减去生成物键能之和，，则； 故选A。 10. 已知图甲表示反应①：；图乙表示反应②： 。 下列关于反应及图像的描述错误的是 A. 图甲中 B. 图甲中A、C、D三点的平衡常数： C. 反应②中化学计量数 D. 反应②在高温下可自发进行 【答案】B 【解析】 【详解】A．反应①为放热反应，相同条件下，升高温度，平衡逆向移动，CO转化率降低，则图甲中，A正确； B．结合A分析，平衡常数：，平衡常数只受温度影响，则，故存在，B错误； C．由图可知，相同条件下，增大压强，Z体积分数减小，则平衡逆向移动，说明反应②中化学计量数，C正确； D．结合C分析，反应②为气体分子数增大的熵增反应；由图可知，相同条件下，升高温度，Z体积分数增大，平衡正向移动，反应②为吸热的反应，焓变大于0；，反应能够自发进行，则反应②在高温下可自发进行，D正确； 故选B。 11. 氯碱工业和电解精炼铜是工业上电解原理的重要应用，其示意图如图所示，下列有关说法正确的是 A. M是电源的负极 B. 电解精炼铜过程中硫酸铜溶液的浓度保持不变 C. F口产生的气体是氯气 D. 电解精炼铜的纯铜与铁器表面电镀铜中的纯铜都是作阴极 【答案】C 【解析】 【分析】氯碱工业中，通过电解饱和食盐水生产氯气、氢气和氢氧化钠，阳极发生反应为：，阴极发生反应为：，该装置用多孔隔膜分隔阴阳极，防止氯气、氢气混合爆炸，同时允许Na⁺迁移至阴极，维持电荷平衡，则M端与电解池阳极相连，N端与电解池阴极相连；电解精炼铜，利用电解法提纯粗铜，去除杂质（如Fe、Zn、Ni），阳极发生反应为：（杂质优先溶解），阴极发生反应为：，电解质为含Cu²⁺的硫酸铜溶液，需定期补充，据此分析作答。 【详解】A．由分析可知，M端与电解池阳极相连，则M是电源的正极，A项错误； B．电解精炼铜过程中，阳极会有其他杂质参与反应，则铜离子会消耗，硫酸铜溶液的浓度下降，需定期补充，B项错误； C．M端与电解池阳极相连，阳极发生反应为：，则F口产生的气体是氯气，C项正确； D．电镀铜时，纯铜必须作为阳极，铁器作为阴极，D项错误； 答案选C。 12. 湖南大学王双印教授团队提出了一种独特的亲气亲水异质结构金-聚四氟乙烯/硅(Au-PTFE/Si)基光电极，在温和条件下于酸性电解液中进行固氮反应高效合成氨，装置如图所示。下列说法正确的是 A. N极的电势比M极的高 B. 电解液中的H+向M极移动 C. N极的电极反应式为 D. 电路中转移1.5mol电子时，产生氨气的体积为11.2L 【答案】C 【解析】 【分析】由图可知，M极硫化合价升高，失去电子发生氧化反应，M为阳极，阳极电极反应：，N为阴极，氮气得到电子发生还原反应，阴极电极反应：； 【详解】A．M为阳极， N为阴极，N极的电势比M极的低，A错误； B．电解池中阳离子向阴极N极移动，B错误； C．由分析，N极的电极反应式为，C正确； D．没有指明标准状况，不确定生成氨气的体积，D错误； 故选C。 13. 一定温度下，恒容密闭容器中碘甲烷(CH3I)热裂解制低碳烯烃的反应如下： 反应①： 反应②： 反应②的正、逆反应速率表达式：，(、为反应速率常数，只与温度、催化剂有关)，反应②正反应的活化能小于逆反应的活化能。测得浓度随时间的变化如下表。 0 1 2 3 4 5 0.160 0.113 0.080 0.056 0.040 0.028 下列说法正确的是 A. 0~4min内，C2H4的平均反应速率为 B. 若降低温度，的值减小 C. 5min时，反应①和反应②均达到化学平衡 D. 2min时，若测得，则此时压强与起始压强比为 【答案】D 【解析】 【详解】A．反应①中，2 mol 生成1 mol 。0~4 min内，浓度减少0.120 mol/L，理论上生成的浓度为0.060 mol/L，平均速率为0.060 / 4 = 0.015 mol/(L·min)。但反应②会消耗部分（生成），实际的净生成量小于理论值，故A错误； B．反应②正反应的活化能小于逆反应，说明正反应为放热（ < 0）。降温时，平衡向正反应方向移动，平衡常数  增大。因此， 的值应增大，故B错误； C．表格中的浓度在5 min时看不出是否平衡，反应②的进行依赖反应①生成的，因此反应②也不能确定达平衡，故C错误； D．2 min时，的浓度为0.080 mol/L，变化量为0.080 mol/L。反应①生成：0.080 / 2 = 0.040 mol/L，：0.080 mol/L。反应②中，浓度为0.01 mol/L，消耗：，净浓度：0.040 - 0.015 = 0.025 mol/L。总物质的量浓度：0.080 () + 0.025 () + 0.080 () + 0.01 () = 0.195 mol/L。初始总浓度：0.160 mol/L。压强比为 ，故D正确。 故选D。 14. 向2L恒容密闭容器中投入一定量的NO和ICl，发生反应：，NO的平衡转化率与温度、投料比的关系如图所示。下列说法错误的是 A. B. C. 在400K、条件下，起始投入2molNO、2molICl，平衡后再加入1molNO、1molNOCl、1molICl和1molI2，此时平衡逆向移动 D. 在500K、条件下，若缩小容器体积增大压强，NO的平衡转化率可能从Y点到Z点 【答案】C 【解析】 【分析】反应是气体体积缩小的反应，增大压强，平衡正向移动；由图，升高温度，NO转化率降低，平衡逆向移动，则正反应放热，焓变小于0； 【详解】A．由分析，升高温度，NO转化率降低，平衡逆向移动，则正反应放热，，A正确； B．相同条件下，增大NO的投料，平衡正向移动，促进ICl的转化，但是NO自身的转化率降低，结合图示中，则，B正确； C．在400K、条件下，NO平衡转化率为50%，则反应1molNO， 则，平衡后再加入1molNO、1molNOCl、1molICl和1molI2，则，则平衡正向移动，C错误； D．反应为气体分子数减小的反应，在500K、条件下，若缩小容器体积增大压强，平衡正向移动，NO转化率增大，则NO的平衡转化率可能从Y点到Z点，D正确； 故选C。 二、非选择题：本题共4小题，共58分。 15. 氢气是一种重要的工业产品，它广泛用于石油、化工、建材等工业部门和服务部门。工业上制备氢气的方法有多种。 （1）在催化剂作用下，用太阳光分解水制备氢气的原理如图1所示。 ①光分解水制备氢气过程中的主要能量转化形式是___________。 ②反应的化学方程式为___________。 ③该过程中反应、的能量变化过程如图2所示，则反应的焓变与反应的焓变的大小关系是___________。 （2）丙烷与水蒸气制备氢气，同时还生成一氧化碳。已知丙烷、一氧化碳和氢气的摩尔燃烧焓分别为、、；。 ①丙烷与水蒸气制备氢气反应的___________(填“>”或“<”)0。 ②写出丙烷与水蒸气制备氢气反应的热化学方程式：___________。 （3）甲醇(CH3OH))直接分解制备氢气的反应历程与能量变化关系如图3所示。 ①反应⑤是甲醇分解反应的决速步骤，原因是___________。 ②写出上述①~⑤过程中活化能最小的一步反应方程式：___________。 ③分解吸收的能量是___________kJ。 【答案】（1） ①. 太阳能转化为化学能 ②. ③. > （2） ①. > ②. （3） ①. 反应的活化能大 ②. ③. 228.75 【解析】 【小问1详解】 ①由图，光分解水制备氢气过程中生成氢气和氧气，主要能量转化形式是太阳能转化为化学能。 ②由图，反应为水催化生成氢气和过氧化氢，化学方程式为。 ③该过程中反应、的能量变化过程如图2所示，反应为吸热反应，焓变为正值，反应为放热反应，焓变为负值，则>； 【小问2详解】 ①丙烷与水蒸气制备氢气，同时还生成一氧化碳，反应为，反应为气体分子数增大的反应，则>0。 ②燃烧热是在101 kPa时，1 mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量；据已知，则： ① ② ③ ④ 由①+3×④-7×③-3×②得反应，； 【小问3详解】 ①过渡态物质的总能量与反应物总能量的差值为活化能，即图中峰值越大则活化能越大，峰值越小则活化能越小，活化能越小反应越快，活化能越大反应越慢，决定总反应速率的是慢反应；反应⑤是甲醇分解反应的决速步骤，原因是活化能大。 ②由图，上述①~⑤过程中活化能最小的一步反应为③，方程式：。 ③由图可知，1mol甲醇分解生成一氧化碳和氢气吸收91.5kJ的能量，则（为2.5mol）分解吸收的能量是2.5×91.5kJ=228.75kJ。 16. 化学电池和电解原理在生产生活中有着非常广泛的应用。 （1）金属腐蚀在生产生活中普遍存在，为了保护埋在地下的铁管道可以设计如图所示方法来防止铁被腐蚀，该方法的名称是___________。 （2）一种新型Zn-PbO2电池由三个不同区域(A、B、C)组成，所用电解质依次为KOH、K2SO4和H2SO4，不同区域由离子交换膜(a、b)隔开，用该电池为电源电解含NO的废气制备HNO3的示意图如图所示(M、N均为石墨电极)。 ①a离子交换膜是___________(填“阳离子”或“阴离子”)交换膜。 ②N极是___________(填“阳极”或“阴极”)。 ③含NO的废气从___________(填“甲”或“乙”)口通入，该极的电极反应式为___________。 ④图中右侧装置溶液中的H+流向是___________(填“→”或“→”)。 ⑤当图中右侧装置溶液中生成1molHNO3时，理论上左侧A区溶液___________(填“增加”或“减少”)的质量是___________。 【答案】（1）牺牲阳极的阴极保护法 （2） ①. 阳离子 ②. 阴极 ③. 甲 ④. ⑤. → ⑥. 减小 ⑦. 19.5g 【解析】 【分析】（2）三个不同区域A、B、C所用电解质依次为KOH、K2SO4和H2SO4，由图可知，Zn为负极，失去电子被氧化生成：，反应消耗OH-，则钾离子向正极移动，a是阳离子交换膜；PbO2为正极，失去电子发生还原反应：，正极消耗氢离子，阴离子向负极移动，则b是阴离子交换膜，B区域得到浓硫酸钾溶液；与负极相连的N为阴极，则M为阳极； 【小问1详解】 由图可知，锌比铁活泼，Zn失去电子为负极，而铁为正极被保护，该方法的名称是牺牲阳极的阴极保护法； 【小问2详解】 ①由分析，a离子交换膜是阳离子交换膜。 ②N极是阴极。 ③电解含NO的废气制备HNO3，则NO失去电子发生氧化反应，则含NO的废气从阳极甲口通入，该极的电极反应式为。 ④图中右侧装置为电解池，阳离子向阴极移动，则溶液中的H+流向是→。 ⑤，当图中右侧装置溶液中生成1molHNO3时，则电路中转移电子3mol，A区反应消耗1.5mol锌（溶液增加97.5g），同时有3mol钾离子（溶液减小117g）迁移到B区域，则理论上左侧A区溶液减小质量是19.5g。 17. 过氧化氢可用于羊毛、生丝、象牙、纸浆、脂肪等的漂白。用过氧化氢进行下列实验探究。 （1）实验室制备过氧化氢的方法：在冰的冷却下，向100mL15%~18%的硫酸中逐渐加入过氧化钡，加入的量以保持溶液为弱酸性。倾出上层溶液即得到过氧化氢溶液(已知过氧化钡与稀硫酸反应放热)。用冰冷却的目的是___________。 （2）用量气法测定化学反应速率：反应原理为，装置如图所示。 ①仪器X的名称是___________。 ②若量气管液面比水准管液面低，测得气体的体积___________(填“偏大”或“偏小”)。 （3）某小组用过氧化氢溶液来探究外界条件对化学反应速率的影响，已知碘单质溶于水后，溶液为棕色。实验数据如表1和表2所示(忽略溶液体积变化)： 表1 实验编号 温度/℃ 0.1mol·L-1H2O2溶液的体积/mL 0.1mol·L-1CuSO4溶液的体积/mL 0.1mol·L-1FeCl3溶液的体积/mL 收集相同体积O2的时间/s i 25 10 0.05 0 t1 ii 25 10 0 0.05 t2 ①Fe3+对过氧化氢催化分解反应机理分为如下两步： 第一步：___________； 第二步： ②表1实验是为了探究Fe3+和Cu2+对过氧化氢催化分解的效果，该实验存在的一处不足是___________。 表2 实验编号 温度/℃ 0.1mol·L-1H2O2溶液的体积/mL 0.1mol·L-1HI溶液的体积/mL 水的体积/mL 从混合到出现棕黄色的时间/s iii 25 10 5 V t3 iv 25 10 8 2 t4 ③写出过氧化氢溶液与氢碘酸(HI)反应的化学方程式：___________。 ④表2探究浓度对反应速率的影响，V=___________，预测___________(填“>”或“<”)。 【答案】（1）防止过氧化氢因温度过高而分解 （2） ①. 锥形瓶 ②. 偏小 （3） ①. ②. 溶液中阴离子种类和浓度不同，可能会干扰实验 ③. ④. 5 ⑤. 【解析】 【分析】通过过氧化钡与稀硫酸反应可制取过氧化氢，利用过氧化氢进行反应速率影响因素的对比探究实验，需控制单一变量。 【小问1详解】 H2O2热稳定性不强，过氧化钡与稀硫酸反应放热，可能会导致生成的过氧化氢分解，用冰冷却的目的是防止过氧化氢因温度过高而分解； 【小问2详解】 ①据仪器X的构造可知，其名称为锥形瓶； ②量气法是通过测量气体的体积来推算反应速率的。如果量气管的液面低于水准管的液面，说明气体压强偏大，导致测得的气体体积偏小； 【小问3详解】 ①过氧化氢分解的总反应：，减去第二步反应：，得第一步反应：； ②探究Fe3+和Cu2+对过氧化氢催化分解的效果，应保持其它实验条件保持一致，控制变量，但该实验溶液中阴离子种类和浓度不同，可能会干扰实验； ③过氧化氢具有氧化性，可与HI发生氧化还原反应：； ④表2探究浓度对反应速率的影响，需控制其它实验条件一致，改变实中HI溶液浓度，不改变实中H2O2溶液浓度，溶液总体积应一样，则第一组实验水的体积V为5，第iv组实验HI溶液浓度更大，反应速率更快，时间更短，。 18. 氨催化氧化是硝酸工业的基础。硝酸工业尾气中含氮的氧化物容易形成光化学烟雾、雾霾及酸雨等，污染环境。 （1）用氢气还原一氧化氮的反应为，该反应的速率方程为，k为速率常数，相同条件下测得四组实验的反应物浓度与反应速率的关系如下表。 实验编号 浓度 反应速率 H2 NO a 1.00×10-3 6.00×10-3 3.24×10-3 b 2.00×10-3 6.00×10-3 6.48×10-3 c 1.00×10-3 3.00×10-3 8.10×10-4 速率常数k=___________，=___________。 （2）用甲烷还原二氧化氮的反应为，一定温度下，向体积可变的密闭容器中通入2molCH4和2molNO2，测得平衡时、和的物质的量分数随压强变化的关系如图所示。 ①曲线Ⅰ表示___________(填化学式)的物质的量分数随压强变化的关系。 ②9.6p0kPa时，甲烷的平衡转化率为___________。 （3）工业上以氨气和氧气为原料，利用“氨催化氧化法”生产NO，在Pt-Rh合金催化剂作用下，发生主反应Ⅰ和副反应Ⅱ： Ⅰ． Ⅱ． 一定温度下，将4molNH3、6molO2充入2L恒容密闭容器中，在上述催化剂作用下，测得平衡时，n(NO)=n(O2)=6n(N2)=2.4mol。 ①平衡时，c(NH3)=___________mol∙L-1。 ②若起始压强为5p0kPa，平衡时，NO的分压p(NO)= ___________kPa，该温度下反应Ⅱ的平衡常数Kp=___________kPa(用含po的代数式表示，Kp为用分压表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数)。 【答案】（1） ①. 9.00×104 ②. （2） ①. H2O ②. 40% （3） ① 0.4 ②. 1.2p0 ③. 172.8p0 【解析】 【小问1详解】 依据表中数据，可得出，则2m=2，m=1；，则2n=4，n=2；，则速率常数k=9.00×104，=。 【小问2详解】 用甲烷还原二氧化氮的反应为，一定温度下，向体积可变的密闭容器中通入2molCH4和2molNO2，达平衡时，n(H2O)=2n(N2)=2n(CO2)，达平衡后加压，平衡逆向移动，CO2、H2O的物质的量减小，物质的量分数减小，NO2的物质的量增大，物质的量分数增大。 ①达平衡时，H2O的物质的量是CO2物质的量的二倍，则H2O的物质的量分数大于CO2的物质的量分数，所以曲线Ⅰ表示H2O的物质的量分数随压强变化的关系。 ②9.6p0kPa时，H2O的物质的量分数为，设参加反应CH4的物质的量为x，则可建立如下三段式： 则，求得x=0.8mol，甲烷的平衡转化率为=40%。 【小问3详解】 工业上以氨气和氧气为原料，利用“氨催化氧化法”生产NO，在Pt-Rh合金催化剂作用下，发生主反应Ⅰ和副反应Ⅱ： Ⅰ． Ⅱ． 一定温度下，将4molNH3、6molO2充入2L恒容密闭容器中，在上述催化剂作用下，测得平衡时，n(NO)=n(O2)=6n(N2)=2.4mol，则可建立如下三段式： ①平衡时，c(NH3)==0.4mol∙L-1。 ②若起始压强为5p0kPa，依据阿伏加德罗定律，平衡时，总压强为=5.4p0kPa，NO的分压p(NO)==1.2p0kPa，该温度下反应Ⅱ的平衡常数Kp==172.8p0kPa。 【点睛】压强平衡常数与浓度平衡常数一样，在化学反应一定时，只受温度变化的影响。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$