内容正文:
房山区2024-2025学年度第一学期学业水平调研(一)
高二化学
本试卷共9页,满分100分,考试时长90分钟。考生务必将答案填涂或书写在答题卡上,在试卷上作答无效。考试结束后,将试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量:H 1 O 16 C 12 N 14 Cu 64
第一部分 选择题(共42分)
本部分共14题,每题3分,共42分。在每题列出的四个选项中,选出最符合题目要求的一项。
1. 下列过程或装置能实现电能转化为化学能的是
A. 太阳能电池 B. 火力发电
C. 氢氧燃料电池 D. 电动汽车充电
【答案】D
【解析】
【详解】A.太阳能电池将光能转化为电能,A项错误;
B.火力发电是将化学能转化为热能,再转化为机械能,最后转化为电能,B项错误;
C.氢氧燃料电池是将化学能转化为电能,C项错误;
D.电动汽车充电是将电能转化为化学能,D项正确;
答案选D。
2. 下列食品添加剂中,其使用目的与反应速率有关的是( )
A. 抗氧化剂 B. 调味剂
C. 着色剂 D. 增稠剂
【答案】A
【解析】
【详解】A. 抗氧化剂减少食品与氧气的接触,延缓氧化的反应速率,故A正确;
B. 调味剂是为了增加食品的味道,与速率无关,故B错误;
C. 着色剂是为了给食品添加某种颜色,与速率无关,故C错误;
D. 增稠剂是改变物质的浓度,与速率无关,故D错误。
故选:A。
3. 下列说法正确的是
A. 放热反应一定是自发反应 B. 熵增的反应不一定是自发反应
C. 固体溶解一定是熵减小的过程 D. 非自发反应在任何条件下都不能发生
【答案】B
【解析】
【详解】A.反应自发进行的判断依据是△H-T△S<0,放热反应△H<0,若△S<0,高温下是非自发进行的反应,故A错误;
B.依据△H-T△S<0反应自发进行,△H-T△S>0属于非自发进行分析,熵增大反应△S>0,△H>0低温下反应自发进行,高温下反应不能自发进行,熵增的反应不一定是自发反应,故B正确;
C.混乱度越大,熵值越大,则固体溶解是一个熵增大的过程,故C错误;
D.非自发反应在一定条件下也能发生,如碳酸钙的分解反应在常温下是非自发反应,但是在高温下能自发进行,故D错误;
故选B。
4. 某反应过程的能量变化如图所示。下列说法中,不正确的是
A. 该反应为放热反应 B. 曲线b表示有催化剂参与的反应过程
C. 反应i 的∆H>0 D. 反应i比反应ii的速率大
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据图像,反应物能量高于生成物能量,该反应为放热反应,A正确;
B.曲线b活化能低于曲线a,但反应前后能量不变,说明加入了催化剂,B正确;
C.反应i的生成物能量高于反应物能量,反应吸热,∆H>0,C正确;
D.反应i的活化能比反应ii的活化能高,则反应i比反应ii的速率小,D错误;
故选D。
5. 1g碳与适量水蒸气反应生成CO和H2,需吸收10.94KJ热量,此反应的热化学方程式为
A. C + H2O=CO + H2 ΔH=+131.3KJ·mol-1
B. C(s)+ H2O(g)=CO(g) + H2(g) ΔH=+10.94KJ·mol-1
C. C(s)+ H2O(l)=CO(g) + H2(g) ΔH= +131.3KJ·mol-1
D. C(s)+ H2O(g)=CO(g) + H2(g) ΔH=+131.3KJ·mol-1
【答案】D
【解析】
【详解】1g碳与适量水蒸气反应生成CO和H2,需吸收10.94KJ热量,可知1molC完全反应吸热为12×10.94KJ=131.3KJ,则此反应的热化学方程式为C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)△H=+131kJ/mol或C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)-131.3KJ,
故选:D。
6. 一定条件下将和按物质的量之比充入反应容器,发生反应:。在不同压强下分别测得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.
B. 其他条件不变,温度升高,该反应的反应限度增大
C. 400℃、条件下,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
【解析】
【详解】A.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,一氧化氮的平衡转化率增大,由图可知,相同温度时,条件下一氧化氮的平衡转化率小于,则压强小于,故A正确;
B.由图可知,相同压强时,升高温度,一氧化氮的平衡转化率减小,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.、条件下,平衡时NO的平衡转化率为,、条件下,平衡时NO的转化率大于,和按物质的量之比投入,且按反应,二者转化率相等,因此400℃、p2条件下的平衡转化率大于,故C错误;
D.该反应是气体体积减小的反应,反应前后气体的化学计量数不相等,平衡常数与体积有关,由于体积未知、物质的浓度未知,不能计算平衡常数,故D错误;
故答案选A。
7. 。一定条件下,反应达平衡时,下列措施能提高转化率的是
①降温②恒压通入惰性气体③增加的浓度④加压
A. ①④ B. ①② C. ②③ D. ③④
【答案】A
【解析】
【详解】①正反应为放热反应,降温平衡正向移动,氮气的平衡转化率增大,故①正确;
②正反应为气体体积减小的反应,恒压通入惰性气体,等同于减压,减压平衡逆向移动,氮气的平衡转化率减小,故②错误;
③增加N2的浓度,氢气的转化率增大,但氮气的转化率减小,故③错误;
④正反应为气体体积减小的反应,加压平衡正向移动,氮气的平衡转化率增大,故④正确;
故答案为:A。
8. 下列有关金属腐蚀和保护的说法,不正确的是
A. 埋在潮湿土壤里的铁管比在干燥的土壤里更容易被腐蚀
B. 牺牲阳极的阴极保护法利用电解原理保护金属
C. 生铁比纯铁容易生锈
D. 镀银的铁制品,镀层损坏后,露出的铁表面更容易被腐蚀
【答案】B
【解析】
【详解】A.铁管埋在潮湿的土壤中会与周围的环境形成原电池,加快铁管腐蚀,A正确;
B.牺牲阳极的阴极保护法是利用原电池原理保护金属,B错误;
C.生铁是含碳的铁合金,容易形成原电池,此时铁作负极被腐蚀,所以生铁比纯铁容易生锈,C正确;
D.镀银的铁制品,镀层损坏后,镀层、铁与外界环境形成原电池,铁作负极被腐蚀,D正确。
故本题选B。
9. 降低能耗是氯碱工业发展的方向。氯碱工业示意图如图所示,下列说法不正确的是
A. 该装置a处获得,b处获得
B. 该装置中透过阳离子交换膜向N极区移动
C. 该装置中c处一侧流出的是淡盐水
D. 电解饱和食盐水的离子方程式是:
【答案】A
【解析】
【分析】该题涉及到的是电解食盐水,即氯碱工业问题。M极连接电源正极,即M为阳极;N极连接电源负极,即N是阴极。M极产生氯气,同时钠离子通过阳离子交换膜移动到N极,生成NaOH和氢气。
【详解】A.在氯碱工业电解池中,阳极发生反应,阴极发生反应。与电源正极相连的是阳极,与电源负极相连的是阴极,由图可知M处为阳极,a应获得Cl2;N处为阴极,b应获得H2 ,A错误;
B.电解池中,阳离子向阴极移动,N极为阴极,所以Na+透过阳离子交换膜向N极区移动,B正确;
C.a处(阳极)Cl−放电生成Cl2 ,Na+通过阳离子交换膜移向阴极,所以c处一侧流出的是淡盐水 ,C正确;
D.电解饱和食盐水时,Cl−在阳极放电生成Cl2,H2O在阴极放电生成H2和OH−,离子方程式为 ,D正确;
故选A。
10. 图为电镀实验装置,下列有关叙述不正确的是
A. 电镀时,待镀铁制品应与直流电源负极相连 B. 通电后,溶液中的移向阳极
C. 镀铜时,理论上阳极和阴极的质量变化相等 D. 待镀铁制品增重2.56 g,电路中通过的电子为0.04 mol
【答案】D
【解析】
【详解】A.电镀时,待镀铁制品为阴极,应与直流电源负极相连,故A正确;
B.电解池中,阴离子向阳极移动,通电后,溶液中的移向阳极,故B正确;
C.电镀铜时,阳极Cu-2e-=Cu2+ ,阴极Cu2++2e-=Cu,理论上阳极和阴极的质量变化相等,故C正确;
D.电镀时,待镀铁制品为阴极,阴极电极方程式为:Cu2++2e-=Cu,待镀铁制品增重2.56 g,生成=0.04,电路中通过的电子为0.04 mol×2=0.08mol,故D错误;
故选D。
11. 下列事实能用平衡移动原理解释的是
A. H2O2溶液中加入少量固体,促进分解
B. 向溶液中滴加几滴KSCN溶液,溶液呈红色,再加入少量铁粉,溶液红色变浅
C. 带活塞密闭容器内存在平衡,向外拉动活塞颜色变浅
D. 锌片与稀反应过程中,加入少量固体,促进的产生
【答案】B
【解析】
【详解】A.催化分解过氧化氢,与平衡移动无关,A错误;
B.向溶液中滴加几滴KSCN溶液,存在平衡:,加入少量铁粉,消耗铁离子,平衡逆向移动,溶液红色变浅,B正确;
C.该反应前后气体计量数之和不变,改变压强,平衡不移动,所以向外拉动活塞颜色变浅,是因为容器体积增大,减小,与平衡移动无关,C错误;
D.Zn能置换出Cu,Zn、Cu和稀硫酸构成原电池而促进H2的产生,与平衡移动原理无关,D错误;
答案选B。
12. 二维锑片 (Sb)是一种新型的CO2电化学还原催化剂。酸性条件下人工固碳装置中CO2气体在Sb表面发生三种催化竞争反应,其反应历程如下图所示(*表示吸附态中间体)。下列说法不正确的是
A. 生成HCOOH的速率最快
B. 生成CO吸收的能量最多
C. Sb电极表面生成HCOOH的反应为:
D. 三种催化反应均为氧化还原反应
【答案】B
【解析】
【详解】A.生成HCOOH的活化能最低,所以生成HCOOH的速率最快,故A正确;
B.HCOOH的能量最高,生成HCOOH吸收的能量最多,故B错误;
C.二氧化碳生成HCOOH,C元素化合价由+4降低为+2,Sb电极表面生成HCOOH的反应为:,故C正确;
D.三种催化反应均有元素化合价改变,均为氧化还原反应,故D正确;
选B。
13. 下列实验装置(部分夹持装置已略去)不能达到对应实验目的是
实验目的
A.测定中和反应的反应热
B.测定锌与稀硫酸反应速率
实验装置
实验目的
C.验证铁的吸氧腐蚀
D.防止铁片被腐蚀
实验装置
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.测定中和反应的反应热时,需要用大、小烧杯,碎泡沫塑料(或纸条)、环形玻璃搅拌棒等组装成简易量热计 ,该装置缺少大烧杯,不能有效防止热量散失,无法准确测定中和反应的反应热,A错误;
B.稀硫酸与锌粒反应生成氢气,通过观察单位时间内注射器体积变化或产生一定体积气体所用的时间,可测定反应速率,B正确;
C.铁钉在食盐水中发生吸氧腐蚀,消耗试管内氧气,使试管内压强减小,导管中会形成一段水柱,可验证铁的吸氧腐蚀,C正确;
D.该装置中,铁与电源负极相连,作阴极,根据电解池原理,阴极被保护,可防止铁片被腐蚀,D正确;
故选A。
14. 钒电池是目前发展势头强劲的绿色环保储能电池之一,其工作原理如图所示,放电时电子由B极一侧向A极移动,电解质溶液含硫酸。下列说法不正确的是
A. 放电时,负极上发生反应的电极反应是:
B. 放电时,通过离子交换膜由B极一侧向A极移动
C. 充电时A极为阳极
D. 充电时,电池总反应为:
【答案】D
【解析】
【分析】原电池中电子由负极流出,向正极移动;已知,放电时电子由B极一侧向A极移动,则A为正极、B为负极;
【详解】A.负极发生氧化反应,由图可知,电极反应为,A正确;
B.放电时,阳离子向电源正极运动,通过离子交换膜由B极一侧向A极移动,B正确;
C.A极为电池的正极,则充电时为阳极,C正确;
D.充电时,阳极发生氧化反应转化为,阴极发生还原反应转化为,故电池总反应为:,D错误;
故选D。
第二部分 非选择题(共58分)
本部分共5题,共58分。
15. 电化学原理在能量转换、物质制备、防金属腐蚀等方面应用广泛。
(1)下图是常见电化学装置图。
①负极发生的反应式为_______。
②若用一根铜丝代替盐桥插入两烧杯中,电流计指针也发生偏转,推测:其中一个为原电池,一个为电解池,写出a端发生的电极反应_______。
(2)下图探究金属Fe是否腐蚀的示意图。
在培养皿中加入一定量的琼脂和饱和NaCl溶液混合,滴入5~6滴酚酞溶液,混合均匀,将缠有铜丝的铁钉放入培养皿中。溶液变红的部位为_______端(填“左”或“右”),结合化学用语解释变红的原因_______。
(3)我国科学家通过电解从海水中提取到锂单质,其工作原理如图所示。
①金属锂在电极_______(填“A”或“B”)生成,发生的是_______(填“氧化”或“还原”)反应。
②阳极产生两种气体单质,电极反应式分别是_______;_______。
【答案】(1) ①. ②.
(2) ①. 左 ②. 铜、铁和溶液构成原电池,铜为正极,发生吸氧腐蚀,反应为,溶液呈碱性
(3) ①. A ②. 还原 ③. ④.
【解析】
【小问1详解】
①该电化学装置Zn作负极,发生氧化反应:;
②若用一根铜丝代替盐桥插入烧杯,则左侧烧杯中发生锌的吸氧腐蚀,为原电池,右侧烧杯为电解池,a电极与原电池的正极相连,为阳极,发生氧化反应:;
【小问2详解】
铜、铁和溶液构成原电池,铜为正极,发生吸氧腐蚀:,使左端附近溶液中,溶液呈碱性;
小问3详解】
①得到电子发生还原反应转化为锂单质,根据图示电子流向分析可知A极得到电子,所以金属锂在A电极生成,发生的是还原反应;
②阳极上失电子发生氧化反应,且阳极附近主要含有和等,阳极产生两种气体单质,则阳极对应的电极反应式分别是:、。
16. 氮元素在地球上含量丰富,氮元素单质及其化合物在生产生活中有着重要作用。
(1)在固定体积密闭容器中,进行如下化学反应:,其平衡常数K与温度T的关系如下表:
T/K
298
398
498
平衡常数K
①试判断_______(填写“>”、“<”或“=”)。
②一定温度下,在2L密闭容器中充入和并发生反应。若容器容积恒定,10min达到平衡时,的物质的量为0.5mol,则的转化率_______,以表示该过程的反应速率为_______。
(2)氢气既能与氮气又能与氧气发生反应,但是反应的条件却不相同。
已知:
计算断裂键需要能量_______kJ,氮气分子中化学键比氧气分子中的化学键_______(填“强”或“弱”),因此氢气与二者反应的条件不同。
【答案】(1) ①. > ②. 83.3% ③.
(2) ①. 946 ②. 强
【解析】
【小问1详解】
①反应放热,升高温度,平衡逆向移动,平衡常数减小,;
②,的转化率;以表示该过程的反应速率:;
【小问2详解】
根据图示,1mol断裂需,焓变=反应物总键能-生成物总键能,设断裂键需要能量为x,则,解得;断开1mol氮气分子中化学键需要能量,断开1mol氧气中的化学键需要能量,氮气分子中化学键比氧气分子中的化学键强。
17. 某校课外活动小组利用与的反应来探究温度对化学平衡的影响。
已知:
(1)该化学反应的平衡常数表达式为_______。
(2)该小组的同学取了两个烧瓶A和B,分别加入相同浓度的1与的混合气体,中间用夹子夹紧,并将A和B浸入到已盛有水的两个水槽中(如下图所示),然后分别向两个水槽中加入热水和冰块。
①A中的现象为_______。
②由上述实验现象可知,降低温度,该反应化学平衡向_______(填“正”或“逆”)反应方向移动。
(3)对反应,在温度分别为:时,平衡体系中的体积分数随压强变化曲线如图所示,下列说法正确的是_______。(填字母,下同)。
a.A、C两点的反应速率:
b.A、C两点的转化率:
c.A、C两点化学平衡常数:
d.由状态B到状态A,可以用加热的方法
(4)下列叙述中,能说明恒容条件下该反应达到化学平衡状态的是_______。
a.的生成速率是的生成速率的2倍
b.单位时间内消耗,同时生成:
c.容器内的压强不再变化
d.容器内混合气体的密度不再变化
【答案】(1)
(2) ①. 颜色变深 ②. 正
(3)d (4)a、c
【解析】
【小问1详解】
根据平衡常数的定义,生成物浓度的幂之积除以反应物浓度的幂之积所得之商为平衡常数,该化学反应的平衡常数表达式。
【小问2详解】
①,正反应放热,升高温度,平衡逆向移动,NO2浓度增大,A中的现象为颜色变深。
②由上述实验现象可知,降低温度,颜色变浅,该反应化学平衡向正反应方向移动。
【小问3详解】
升高温度,平衡逆向移动,NO2浓度增大。相同压强,温度越高,NO2浓度越大,所以。
A.A点压强小于C点,所以A、C两点的反应速率,故a错误;
B.A点压强小于C点,增大压强平衡正向移动,所以A、C两点的转化率:,故b错误;
C.A、C两点温度相同,化学平衡常数只与温度有关,所以A、C两点化学平衡常数:,故c错误;
D.,由状态B到状态A,可以用加热的方法,故d正确;
选d。
【小问4详解】
a.的生成速率是的生成速率的2倍,正逆反应速率比等于系数比,反应一定达到平衡状态,故选a;
b.单位时间内消耗,同时生成:,不能判断正逆反应速率是否相等,反应不一定平衡,故不选b;
c.反应前后气体系数和不同,压强是变量,容器内的压强不再变化,反应一定达到平衡状态,故选c;
d.反应前后气体总质量不变、容器体积不变,混合气体的密度是恒量,容器内混合气体的密度不再变化,反应不一定平衡,故不选d;
选ac。
18. 大气中含量的控制和资源化利用具有重要意义。
(1)还原是实现“双碳”经济的有效途径之一,相关的主要反应有:
I:
II:
反应 _______kJ∙mol-1。
(2)资源化利用方法之一是合成二甲醚。加氢合成二甲醚的过程中发生反应
①该反应分为以下两步完成,请写出反应ii的热化学方程式。
ⅰ.
ⅱ._______。
②时,反应i的平衡常数,该温度下某时刻测得体系内四种物质的浓度均为,则此时_______(填“>”、“<”或“=”)。
③提高反应ⅰ速率且增大的平衡产率,可采取的措施_______。
A.升高反应温度 B.使用合适的催化剂
C.增大体系压强 D.从平衡体系中及时分离出
(3)一种捕获并实现资源利用的反应原理如图1所示。反应I完成之后,以为载气,将恒定组成的混合气,以恒定流速通入反应器,单位时间流出气体各组分的物质的量随反应时间变化如图2所示。反应过程中始终未检测到,在催化剂上有积碳,推测发生了副反应(反应Ⅲ):。
①反应II的化学方程式为_______。
②时间段内,反应II速率减小至0,可能的原因是_______。
③时刻,反应II和反应III生成的速率之比为_______。
【答案】(1)
(2) ①. ②. > ③. C
(3) ①. ②. 催化剂表面不断被积碳覆盖直至反应II无法进行 ③. 3:1
【解析】
【小问1详解】
根据盖斯定律:(Ⅱ-Ⅰ)×计算反应CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)的ΔH=×[+329kJ•mol-1-(+247kJ•mol-1)]=+41kJ•mol-1。
【小问2详解】
①由盖斯定律可知,反应减去反应ⅰ×2可得反应ⅱ为 ;
②时,反应i的平衡常数,该温度下某时刻测得体系内四种物质的浓度均为,则反应i的Qc==1<,此时平衡正向进行,>;
③反应ⅰ是气体体积减小的放热反应,
A.升高反应温度,平衡逆向移动,的平衡产率减小,A不选;
B.催化剂不能增大的平衡产率,B不选;
C.增大压强可以提高反应速率且增大的平衡产率,C选;
D.从平衡体系中及时分离出,平衡正向移动,的平衡产率增大,但反应速率减慢,D不选;
故选C。
【小问3详解】
①由图1可知,催化剂作用下CaCO3和CH4生成CaO、H2和CO,根据得失电子守恒和原子守恒配平化学方程式为;
②发生副反应时会有积碳覆盖在催化剂上,减小反应物与催化剂的接触面积,反应速率减小直至无法进行;
③反应Ⅱ为,副反应为CH4C+2H2,图2中t2时刻n(CO)=1.5t2mmol,反应Ⅱ生成的n(H2)=1.5t2mmol,则副反应生成的n(H2)=2t2mmol-1.5t2mmol=0.5t2mmol,所以t2时刻反应Ⅱ和反应Ⅲ生成H2的速率之比为1.5t2mmol:0.5t2mmol=3:1。
19. 实验小组探究不同酸性条件对电解溶液微粒放电能力的影响。配制溶液(酸性可调节),设计如下图所示的实验装置进行电解,实验记录如下:
序号
电压
阴极现象
阳极现象
I
1.5V
无气泡产生;电极表面有银灰色金属析出
无气泡产生,湿润淀粉碘化钾不变蓝;电极表面逐渐析出红褐色沉淀
II
1.5V
1
有气泡产生;电极表面有极少量银灰色金属析出
无气泡产生,湿润淀粉碘化钾不变蓝;取阳极附近溶液,滴加KSCN溶液变红
(1)实验前预测电解溶液时,阳极放电的微粒可能是_______。
(2)分析阴极实验现象
①实验I中,阴极的电极反应是_______。
②对比实验I、II阴极现象,可以得出的结论是_______。
(3)分析阳极实验现象
①甲同学得出结论:实验I、II条件下,放电而没有放电。“放电”的实验证据是_______。
②乙同学认为仅由实验I、II不能得出此结论,并提出可能放电,的产生可能有两种途径。
途径1:在阳极放电产生。
途径2:_______产生。
(4)I中虽未检测出,但在实验I条件下是否放电仍需进一步证明。小组设计实验I的对照实验完成验证,该实验方案是_______。
【答案】(1)(或)
(2) ①. ②. 增大,得电子(或放电)能力增强,竞争放电
(3) ①. 阳极附近溶液滴加KSCN溶液变红 ②. 在阳极放电产生的将氧化
(4)1.5V电压下,电解溶液(调节浓度为),取少量阳极附近的溶液,滴在淀粉碘化钾试纸上,试纸变蓝色则说明在阳极放电,若淀粉碘化钾试纸不变蓝,则在阳极不放电
【解析】
【分析】根据实验I、Ⅱ,对比阳极现象可知,都没有氯气生成,阳极均是Fe2+失电子变为Fe3+,由于I中酸性较弱,故会生成氢氧化铁沉淀;对比阴极现象可知,在pH较大时,Fe2+优先放电生成单质铁,pH较小时,H+优先放电生成氢气。
【小问1详解】
电解溶液,阳极可能放电发生氧化反应的微粒有:(或);
【小问2详解】
①实验Ⅰ中,阴极无气泡产生,电极表面有银灰色金属析出,则说明此时亚铁离子被还原为铁单质:;
②对比实验I、II阴极现象,可以得出的结论:增大,得电子(或放电)能力增强,竞争放电;
【小问3详解】
①阳极附近溶液滴加KSCN溶液变红,说明生成铁离子,从而证明放电;
②可能是氯离子放电生成氯气,氯气具有氧化性,将氧化生成;
【小问4详解】
若要证明在实验I条件下是否放电,设计实验如下:1.5V电压下,电解溶液(调节浓度为),取少量阳极附近的溶液,滴在淀粉碘化钾试纸上,试纸变蓝色则说明在阳极放电,若淀粉碘化钾试纸不变蓝,则在阳极不放电。
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高二化学
本试卷共9页,满分100分,考试时长90分钟。考生务必将答案填涂或书写在答题卡上,在试卷上作答无效。考试结束后,将试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量:H 1 O 16 C 12 N 14 Cu 64
第一部分 选择题(共42分)
本部分共14题,每题3分,共42分。在每题列出的四个选项中,选出最符合题目要求的一项。
1. 下列过程或装置能实现电能转化为化学能的是
A 太阳能电池 B. 火力发电
C. 氢氧燃料电池 D. 电动汽车充电
2. 下列食品添加剂中,其使用目的与反应速率有关的是( )
A. 抗氧化剂 B. 调味剂
C. 着色剂 D. 增稠剂
3. 下列说法正确的是
A. 放热反应一定是自发反应 B. 熵增的反应不一定是自发反应
C. 固体溶解一定是熵减小的过程 D. 非自发反应在任何条件下都不能发生
4. 某反应过程的能量变化如图所示。下列说法中,不正确的是
A. 该反应为放热反应 B. 曲线b表示有催化剂参与的反应过程
C. 反应i 的∆H>0 D. 反应i比反应ii的速率大
5. 1g碳与适量水蒸气反应生成CO和H2,需吸收10.94KJ热量,此反应的热化学方程式为
A. C + H2O=CO + H2 ΔH=+131.3KJ·mol-1
B. C(s)+ H2O(g)=CO(g) + H2(g) ΔH=+10.94KJ·mol-1
C. C(s)+ H2O(l)=CO(g) + H2(g) ΔH= +131.3KJ·mol-1
D. C(s)+ H2O(g)=CO(g) + H2(g) ΔH=+131.3KJ·mol-1
6. 一定条件下将和按物质的量之比充入反应容器,发生反应:。在不同压强下分别测得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.
B. 其他条件不变,温度升高,该反应的反应限度增大
C. 400℃、条件下,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
7. 。一定条件下,反应达平衡时,下列措施能提高转化率的是
①降温②恒压通入惰性气体③增加的浓度④加压
A. ①④ B. ①② C. ②③ D. ③④
8. 下列有关金属腐蚀和保护的说法,不正确的是
A. 埋在潮湿土壤里的铁管比在干燥的土壤里更容易被腐蚀
B. 牺牲阳极的阴极保护法利用电解原理保护金属
C. 生铁比纯铁容易生锈
D. 镀银的铁制品,镀层损坏后,露出的铁表面更容易被腐蚀
9. 降低能耗是氯碱工业发展的方向。氯碱工业示意图如图所示,下列说法不正确的是
A. 该装置a处获得,b处获得
B. 该装置中透过阳离子交换膜向N极区移动
C. 该装置中c处一侧流出的是淡盐水
D. 电解饱和食盐水的离子方程式是:
10. 图为电镀实验装置,下列有关叙述不正确的是
A. 电镀时,待镀铁制品应与直流电源负极相连 B. 通电后,溶液中的移向阳极
C. 镀铜时,理论上阳极和阴极的质量变化相等 D. 待镀铁制品增重2.56 g,电路中通过的电子为0.04 mol
11. 下列事实能用平衡移动原理解释的是
A. H2O2溶液中加入少量固体,促进分解
B. 向溶液中滴加几滴KSCN溶液,溶液呈红色,再加入少量铁粉,溶液红色变浅
C. 带活塞密闭容器内存在平衡,向外拉动活塞颜色变浅
D. 锌片与稀反应过程中,加入少量固体,促进的产生
12. 二维锑片 (Sb)是一种新型的CO2电化学还原催化剂。酸性条件下人工固碳装置中CO2气体在Sb表面发生三种催化竞争反应,其反应历程如下图所示(*表示吸附态中间体)。下列说法不正确的是
A. 生成HCOOH的速率最快
B. 生成CO吸收的能量最多
C. Sb电极表面生成HCOOH的反应为:
D. 三种催化反应均为氧化还原反应
13. 下列实验装置(部分夹持装置已略去)不能达到对应实验目的是
实验目的
A.测定中和反应的反应热
B.测定锌与稀硫酸反应速率
实验装置
实验目的
C.验证铁的吸氧腐蚀
D.防止铁片被腐蚀
实验装置
A. A B. B C. C D. D
14. 钒电池是目前发展势头强劲的绿色环保储能电池之一,其工作原理如图所示,放电时电子由B极一侧向A极移动,电解质溶液含硫酸。下列说法不正确的是
A. 放电时,负极上发生反应的电极反应是:
B. 放电时,通过离子交换膜由B极一侧向A极移动
C. 充电时A极为阳极
D. 充电时,电池总反应为:
第二部分 非选择题(共58分)
本部分共5题,共58分。
15. 电化学原理在能量转换、物质制备、防金属腐蚀等方面应用广泛。
(1)下图是常见电化学装置图。
①负极发生的反应式为_______。
②若用一根铜丝代替盐桥插入两烧杯中,电流计指针也发生偏转,推测:其中一个为原电池,一个为电解池,写出a端发生的电极反应_______。
(2)下图探究金属Fe是否腐蚀的示意图。
在培养皿中加入一定量的琼脂和饱和NaCl溶液混合,滴入5~6滴酚酞溶液,混合均匀,将缠有铜丝的铁钉放入培养皿中。溶液变红的部位为_______端(填“左”或“右”),结合化学用语解释变红的原因_______。
(3)我国科学家通过电解从海水中提取到锂单质,其工作原理如图所示。
①金属锂在电极_______(填“A”或“B”)生成,发生的是_______(填“氧化”或“还原”)反应。
②阳极产生两种气体单质,电极反应式分别是_______;_______。
16. 氮元素地球上含量丰富,氮元素单质及其化合物在生产生活中有着重要作用。
(1)在固定体积的密闭容器中,进行如下化学反应:,其平衡常数K与温度T的关系如下表:
T/K
298
398
498
平衡常数K
①试判断_______(填写“>”、“<”或“=”)。
②一定温度下,在2L密闭容器中充入和并发生反应。若容器容积恒定,10min达到平衡时,的物质的量为0.5mol,则的转化率_______,以表示该过程的反应速率为_______。
(2)氢气既能与氮气又能与氧气发生反应,但是反应的条件却不相同。
已知:
计算断裂键需要能量_______kJ,氮气分子中化学键比氧气分子中的化学键_______(填“强”或“弱”),因此氢气与二者反应的条件不同。
17. 某校课外活动小组利用与的反应来探究温度对化学平衡的影响。
已知:
(1)该化学反应的平衡常数表达式为_______。
(2)该小组的同学取了两个烧瓶A和B,分别加入相同浓度的1与的混合气体,中间用夹子夹紧,并将A和B浸入到已盛有水的两个水槽中(如下图所示),然后分别向两个水槽中加入热水和冰块。
①A中的现象为_______。
②由上述实验现象可知,降低温度,该反应化学平衡向_______(填“正”或“逆”)反应方向移动。
(3)对反应,在温度分别为:时,平衡体系中的体积分数随压强变化曲线如图所示,下列说法正确的是_______。(填字母,下同)。
a.A、C两点的反应速率:
b.A、C两点的转化率:
c.A、C两点的化学平衡常数:
d.由状态B到状态A,可以用加热的方法
(4)下列叙述中,能说明恒容条件下该反应达到化学平衡状态的是_______。
a.的生成速率是的生成速率的2倍
b.单位时间内消耗,同时生成:
c.容器内的压强不再变化
d.容器内混合气体的密度不再变化
18. 大气中含量的控制和资源化利用具有重要意义。
(1)还原是实现“双碳”经济的有效途径之一,相关的主要反应有:
I:
II:
反应 _______kJ∙mol-1
(2)资源化利用的方法之一是合成二甲醚。加氢合成二甲醚的过程中发生反应
①该反应分为以下两步完成,请写出反应ii的热化学方程式。
ⅰ.
ⅱ._______。
②时,反应i平衡常数,该温度下某时刻测得体系内四种物质的浓度均为,则此时_______(填“>”、“<”或“=”)。
③提高反应ⅰ速率且增大的平衡产率,可采取的措施_______。
A.升高反应温度 B.使用合适的催化剂
C.增大体系压强 D.从平衡体系中及时分离出
(3)一种捕获并实现资源利用反应原理如图1所示。反应I完成之后,以为载气,将恒定组成的混合气,以恒定流速通入反应器,单位时间流出气体各组分的物质的量随反应时间变化如图2所示。反应过程中始终未检测到,在催化剂上有积碳,推测发生了副反应(反应Ⅲ):。
①反应II的化学方程式为_______。
②时间段内,反应II速率减小至0,可能的原因是_______。
③时刻,反应II和反应III生成的速率之比为_______。
19. 实验小组探究不同酸性条件对电解溶液微粒放电能力的影响。配制溶液(酸性可调节),设计如下图所示的实验装置进行电解,实验记录如下:
序号
电压
阴极现象
阳极现象
I
1.5V
无气泡产生;电极表面有银灰色金属析出
无气泡产生,湿润淀粉碘化钾不变蓝;电极表面逐渐析出红褐色沉淀
II
1.5V
1
有气泡产生;电极表面有极少量银灰色金属析出
无气泡产生,湿润淀粉碘化钾不变蓝;取阳极附近溶液,滴加KSCN溶液变红
(1)实验前预测电解溶液时,阳极放电的微粒可能是_______。
(2)分析阴极实验现象
①实验I中,阴极的电极反应是_______。
②对比实验I、II阴极现象,可以得出的结论是_______。
(3)分析阳极实验现象
①甲同学得出结论:实验I、II条件下,放电而没有放电。“放电”的实验证据是_______。
②乙同学认为仅由实验I、II不能得出此结论,并提出可能放电,的产生可能有两种途径。
途径1:在阳极放电产生。
途径2:_______产生。
(4)I中虽未检测出,但在实验I条件下是否放电仍需进一步证明。小组设计实验I的对照实验完成验证,该实验方案是_______。
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