精品解析：河南省新乡市2024-2025学年高二上学期12月月考 化学试题

2024—2025学年度高二12月联考 化学试题 注意事项： 1.答卷前，考生务必将自己的姓名，考场号、座位号，准考证号填写在答题卡上。 2.回答选择题时，选出每小题答案后，用船笔把答题卡上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。 考试时间为75分钟，满分100分 可能用到的相对原子质量： 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. 下列过程中，将电能转化为化学能的是 A．风力发电 B．氯碱工业 C．太阳能发电 D．用天然气烧水 A. A B. B C. C D. D 2. 下列关于反应热的叙述正确的是 A. C(石墨，s)=C(金刚石，s) ΔH=+1.9kJ·mol-1，则金刚石比石墨稳定 B. 反应热的大小与反应物所具有的能量和生成物所具有的能量无关 C. 2MgO(s)+2Cl2(g)=2MgCl2(s)+O2(g)在一定条件下能自发进行，则该反应的ΔH>0 D. 一定条件下，2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g) ΔH1，2SO2(g)+O2(g)=2SO3(l) ΔH2，则ΔH1>ΔH2 3. 普通锌锰电池构造如图，下列说法不正确的是 A. 工作时锌筒质量逐渐减小 B. 普通锌锰电池比碱性锌锰电池寿命更长 C. 该电池放电之后不能充电 D. 工作时电流从石墨棒通过导线流向锌筒 4. 下列有关金属的腐蚀和防护说法正确的是 A. 当镀锡铁皮的镀层破损时，减慢铁的腐蚀速率 B. 外加电源阴极保护法常用于海堤钢闸门防腐，被保护的钢铁设备作为阳极 C. 铜铁交接处，在潮湿的空气中直接发生反应：，继而形成铁锈 D. 石油管道常常通过连接一块锌块以达到防腐的作用 5. 中国是世界上最大的合成氨生产国之一，合成氨反应原理： ΔH=-92.4 kJ·mol-1及反应流程如图所示。下列说法正确的是 A. 合成塔中充入的N2越多，N2的转化率越大 B. 使用催化剂，可提高合成氨的生成速率和平衡产率 C. 及时分离出液氨，可提高原料的利用率 D. 实际生产中，常采用低温、超高压的条件提高氨产率 6. 一种全锰电池结构如图所示。该电池工作时，下列说法错误的是 A. 正极反应为 B. 理论上，每转移，两个电极质量改变相差 C. 溶液的浓度始终保持不变 D. 若更换为阳离子交换膜，会造成Mn电极的腐蚀 7. 下列实验操作正确的是 A. 用图1装置进行用KMnO4溶液滴定未知浓度的FeSO4溶液实验 B. 如图2所示，记录滴定终点读数为19.90mL C. 可用图3装置量取10.50mLH2SO4溶液 D. 中和滴定时。选用图4装置配制稀硫酸 8. 下列关于电解法镀铜和粗铜精炼的叙述，错误的是 A. 粗铜精炼时，用纯铜作阴极 B. 镀件上电镀铜时，用铜作阳极 C. 都可以用CuSO4溶液作电解液 D. 粗铜精炼时，Cu2+浓度不变 9. 是一种绿色能源，一种燃料电池工作原理如图所示。下列说法正确的是 A. 放电时，从交换膜右侧向左侧移动 B. 放电过程中右侧溶液的减小 C. 每生成，理论上消耗 D. 负极电极反应式为 10. 铅蓄电池的两极分别为，电解质溶液为。下列结论正确的是 A. 电池放电时，Pb电极发生还原反应 B. 电池充电时，电解质溶液的密度不断增大 C. 电池放电时，两极板质量均减轻 D. 电池充电时，电极接电源的负极 11. 某低成本储能电池原理如图所示，下列说法正确的是 A. 充电时，右侧溶液的增大 B. 充电时，总反应为 C. 放电时，电子由铅电极经质子交换膜移向多孔碳电极 D. 放电时，电路中每转移电子，左侧溶液质量减少 12. 室温下，根据下列实验过程及现象，能验证相应实验结论的是 实验过程及现象 实验结论 A 向溶液中滴加溶液，溶液褪色 具有氧化性 B 向溶液中滴加滴溶液，溶液由橙色变为黄色 平衡向正反应方向移动 C 向浓度均为的混合溶液中滴加几滴溶液，产生黄色沉淀 D 用试纸分别测定溶液和溶液的溶液的大 结合能力： A. A B. B C. C D. D 13. 净化含尿素和酸性废水的微生物燃料电池工作原理如图。下列说法错误的是 A. 放电时，电子由M电极沿导线流向N电极 B. 放电时，负极的电极反应为 C. 废水中的浓度或酸性越大，电池的效率越高 D. 被净化时，有从M室迁移到N室 14. 恒温条件下，用图1装置研究铁的电化学腐蚀，测定结果如图2。下列说法不正确的是 A. 段主要发生析氢腐蚀 B. 段负极反应式为 C. 段正极反应式主要为 D. 段溶液的基本不变，可能的原因：相同时间内，消耗的量与产生的量基本相同 二、非选择题：本题共4小题，共58分。 15. 在密闭容器内，时，加入等物质的量的、，发生如下反应： 反应过程中随时间的变化如下表： 时间/s 0 10 20 30 40 50 0.20 0.16 0.13 0.11 0.10 0.10 （1）计算该反应在20秒内用表示的反应速率_______。 （2）该反应的平衡常数表达式为_______，该温度下该反应的平衡常数为_______。 （3）增大压强，平衡移动_______(填“正向”、“逆向”或“不”)，平衡常数_______(填“增大”、“减小”或“不变”)。 （4）下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是_______(填字母)。 a． b． c． d． （5）能使该反应的反应速率增大，且NO的平衡转化率也增大的是_______(填字母)。 a．及时分离出 b．适当升高温度 c．选择高效催化剂 d．增大浓度 e．增大浓度 16. 回答下列问题： Ⅰ．燃料电池被誉为改变未来世界的十大新科技之一、下图为氢氧燃料电池的结构示意图，电解质溶液为溶液，电极材料为疏松多孔石墨棒。当氧气和氢气分别连续不断地从正、负两极通入燃料电池时，便可在闭合回路中不断地产生电流。 （1）燃料电池的优点是_______；电子经导线移向_______极(填“负”或“正”)。 （2）写出氢氧燃料电池工作时正极反应式：_______。 （3）若将此燃料电池改进为直接以甲烷和氧气为原料进行工作时，则负极附近溶液的_______(填“变大”“变小”或“不变”)。 （4）利用该装置可以处理氨的氧化物和尾气，总反应的方程式为：，则负极反应式为_______。 Ⅱ．下图为相互串联的甲、乙两个电解池(电极A、B、C都是惰性电极)。 （5）写出甲电解池中的电解方程式：_______。 （6）若甲电解池阴极增重，则乙电解池阳极放出的气体在标准状况下的体积为_______L；若乙电解池剩余液体为，则电解后得到碱液的物质的量浓度为_______。 17. 弱电解质的电离和水的离子积是高中化学的重要知识点。回答下列问题： （1）①下列方法中，可以使醋酸稀溶液中CH3COOH电离程度增大的是___________(填字母)。 a．滴加少量浓盐酸 b．微热溶液 c．加水稀释 d．加入少量醋酸钠晶体 ②常温下，0.1mol/L的CH3COOH溶液在加水稀释过程中，下列表达式的数值一定变小的是___________(填字母)。 A．c(H+) B． C．c(H+)·c(OH-) D． （2）在水的电离平衡中，c(H+)和c(OH-)的关系如图所示。 ①点A处水的离子积常数为1×10-14，则点B处水的离子积常数为___________。 ②在100℃时，若向水中滴加盐酸，___________(填“能”或“不能”)使体系处于B点状态。 ③在100℃时，若盐酸中c(H+)=5×10-4mol/L，则由水电离产生的c(H+)=___________mol/L。 （3）将等质量且过量的锌粉分别投入等体积且pH均等于3的醋酸溶液和盐酸中，经过充分反应后，则生成氢气的体积：V(盐酸) ___________V(醋酸溶液)(填“>”“<”或“=”)。 18. 氯碱工业是化学工业中的重要组成部分，为了实现可持续发展和提高经济效益，降低能耗成为氯碱工业发展的关键方向。为达到这一目标，氯碱工业采取多种措施来提高能源利用效率，减少能源消耗。回答下列相关问题： （1）写出氯碱工业反应原理的离子方程式：_______。 （2）将氢氧燃料电池应用于氯碱工业，其示意图如下： ①b极为_______(填“正”或“负”)极。 ②甲装置中，向_______(填“a”或“b”)极移动。 ③下列关于乙装置的说法中，不正确的是_______(填字母)。 A．在c极区获得氢气和氢氧化钠溶液 B．在d极区获得的产物，可供甲装置使用 C．当溶液浓度较低时，及时更换为精制饱和溶液，以保证生产效率 （3）向乙装置中的阴极区通入，能够替代水中的获得电子，降低电解电压，减少电耗。写出在阴极区发生反应的电极反应式：_______。 （4）杂质离子可造成交换膜损伤，导致迁移至阳极区，对产品质量造成不良影响。请结合化学用语说明原因：_______。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024—2025学年度高二12月联考 化学试题 注意事项： 1.答卷前，考生务必将自己的姓名，考场号、座位号，准考证号填写在答题卡上。 2.回答选择题时，选出每小题答案后，用船笔把答题卡上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。 考试时间为75分钟，满分100分 可能用到的相对原子质量： 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. 下列过程中，将电能转化为化学能的是 A．风力发电 B．氯碱工业 C．太阳能发电 D．用天然气烧水 A. A B. B C. C D. D 【答案】B 【解析】 【详解】A．风力发电，将风能转化为电能，A错误； B．氯碱工业将电能转化为化学能，B正确； C．太阳能发电，将太阳能转化为电能，C错误； D．天然气烧水，将化学能转化为热能，D错误； 故选B。 2. 下列关于反应热的叙述正确的是 A. C(石墨，s)=C(金刚石，s) ΔH=+1.9kJ·mol-1，则金刚石比石墨稳定 B. 反应热的大小与反应物所具有的能量和生成物所具有的能量无关 C. 2MgO(s)+2Cl2(g)=2MgCl2(s)+O2(g)在一定条件下能自发进行，则该反应的ΔH>0 D. 一定条件下，2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g) ΔH1，2SO2(g)+O2(g)=2SO3(l) ΔH2，则ΔH1>ΔH2 【答案】D 【解析】 【详解】A．由C(石墨，s)=C(金刚石，s) ΔH=+1.9kJ·mol-1，说明相同条件下，金刚石的能量高于石墨的，能量越高，越不稳定，则石墨比金刚石稳定，故A错误； B．反应热等于生成物的总能量减去反应物的总能量，其大小与反应物所具有的能量和生成物所具有的能量有关，故B错误； C．该反应的ΔS<0，根据反应可以自发进行，则ΔH-TΔS<0，则该反应的ΔH<0，故C错误； D．将两个反应相减，得到2SO3(l) =2SO3(g)，液态变成气态需要吸收能量，即ΔH>0，则ΔH1-ΔH2>0，即ΔH1>ΔH2，故D正确； 故答案为D。 3. 普通锌锰电池构造如图，下列说法不正确的是 A. 工作时锌筒质量逐渐减小 B. 普通锌锰电池比碱性锌锰电池寿命更长 C. 该电池放电之后不能充电 D. 工作时电流从石墨棒通过导线流向锌筒 【答案】B 【解析】 【分析】图示的电池为普通锌锰电池，锌筒作为电池的负极，其电极反应式为：，碳棒为电池的正极，其反应的电极方程式为。 【详解】A．根据电池反应，锌筒作为电池负极逐渐被反应，锌筒质量逐渐减小，A项正确； B．碱性锌锰电池比普通锌锰电池寿命更长，B项错误； C．该电池为一次电池，放电后不能重复充电，C项正确； D．石墨棒为正极，锌筒为负极，工作时电流从石墨棒通过导线流向锌筒，D项正确； 故选B。 4. 下列有关金属的腐蚀和防护说法正确的是 A. 当镀锡铁皮的镀层破损时，减慢铁的腐蚀速率 B. 外加电源阴极保护法常用于海堤钢闸门防腐，被保护的钢铁设备作为阳极 C. 铜铁交接处，在潮湿的空气中直接发生反应：，继而形成铁锈 D. 石油管道常常通过连接一块锌块以达到防腐的作用 【答案】D 【解析】 【详解】A．当镀锡铁皮的镀层破损时，锡铁在潮湿空气中形成原电池，金属性强于锡的铁为负极，腐蚀速率加快，故A错误； B．外加电源阴极保护法常用于海堤钢闸门防腐，被保护的钢铁设备作为阴极，故B错误； C．铜铁在潮湿空气中形成原电池，金属性强于铜的铁为负极，铁失去电子发生氧化反应生成亚铁离子，电极反应式为，故C错误； D．地下钢铁管道用导线连接着锌块，锌铁在潮湿环境中构成原电池，金属性强于铁的锌为负极被腐蚀，铁管为正极被保护，故D正确； 故选D。 5. 中国是世界上最大的合成氨生产国之一，合成氨反应原理： ΔH=-92.4 kJ·mol-1及反应流程如图所示。下列说法正确的是 A. 合成塔中充入的N2越多，N2的转化率越大 B. 使用催化剂，可提高合成氨的生成速率和平衡产率 C. 及时分离出液氨，可提高原料的利用率 D. 实际生产中，常采用低温、超高压的条件提高氨产率 【答案】C 【解析】 【分析】制取原料气主要含有N2、H2，以及CO等杂质气体，净化时，除去杂质气体，防止催化剂中毒，将N2、H2经压缩机压缩成高压气体，在合成塔中发生反应：，及时分离出液氨，促进平衡正向移动，据此分析解题。 【详解】A．合成塔中充入的氮气越多相当于增大氮气浓度，平衡向正反应方向移动，但氮气的转化率减小，故A错误； B．使用催化剂，化学反应速率加快，但平衡不移动，氨气的平衡产率不变，故B错误； C．及时分离出液氨，生成物氨气的浓度减小，平衡向正反应方向移动，反应物的转化率增大，原料的利用率增大，故C正确； D．为提高合成氨的综合效益，实际生产中，常采用适宜高温、适宜高压的条件提高氨产率，故D错误； 选C。 6. 一种全锰电池结构如图所示。该电池工作时，下列说法错误的是 A. 正极反应为 B. 理论上，每转移，两个电极质量改变相差 C. 溶液的浓度始终保持不变 D. 若更换为阳离子交换膜，会造成Mn电极的腐蚀 【答案】C 【解析】 【分析】该装置为原电池装置，Mn为负极，失电子生成锰离子，MnO2为正极，得电子结合氢离子生成锰离子和水。 【详解】A．锰电极为负极，二氧化锰石墨电极为正极，电极反应分别为，，A正确； B．电池工作时，每转移消耗，质量改变为，同时，消耗，质量改变为，两电极质量改变相差，B正确； C．隔膜为阴离子隔膜，电池工作时，向左室迁移，左室的浓度增大，C错误； D．若隔膜换成阳离子交换膜，即允许、在两室迁移，因右室浓度高于左室，无法避免其从右向左室迁移，锰电极发生腐蚀，D正确； 答案选C。 7. 下列实验操作正确的是 A. 用图1装置进行用KMnO4溶液滴定未知浓度的FeSO4溶液实验 B. 如图2所示，记录滴定终点读数为19.90mL C. 可用图3装置量取10.50mLH2SO4溶液 D. 中和滴定时。选用图4装置配制稀硫酸 【答案】C 【解析】 【详解】A．KMnO4溶液具有强氧化性，会腐蚀碱式滴定管的橡胶管，应放于酸式滴定管中，并且在滴定时，滴定管的尖嘴不能伸入锥形瓶中，A错误； B．滴定管的“0”刻度在上方，从上至下依次增大，虚线处读数为18.10mL，B错误； C．图3所示为酸式滴定管，可选用图3滴定管量取10.50mLH2SO4溶液，C正确； D．容量瓶不能直接用于溶解或稀释配制溶液，D错误； 故答案为：C。 8. 下列关于电解法镀铜和粗铜精炼的叙述，错误的是 A. 粗铜精炼时，用纯铜作阴极 B. 镀件上电镀铜时，用铜作阳极 C. 都可以用CuSO4溶液作电解液 D. 粗铜精炼时，Cu2+浓度不变 【答案】D 【解析】 【详解】A．粗铜精炼时，粗铜作精炼池的阳极，纯铜作阴极，故A正确； B．镀件上电镀铜时，铜作电镀池的阳极，镀件作阴极，故B正确； C．电解法镀铜和粗铜精炼时，都可以用硫酸铜溶液作电解液，故C正确； D．粗铜精炼时，粗铜作精炼池的阳极，锌、铁、铜在阳极失去电子发生氧化反应生成金属阳离子，纯铜作阴极，铜离子在阴极得到电子发生还原反应生成铜，则电解过程中铜离子浓度减小，镀铜时电解液中铜离子浓度几乎不变，故D错误； 故答案为D。 9. 是一种绿色能源，一种燃料电池工作原理如图所示。下列说法正确的是 A. 放电时，从交换膜右侧向左侧移动 B. 放电过程中右侧溶液的减小 C. 每生成，理论上消耗 D. 负极电极反应式为 【答案】C 【解析】 【分析】通入甲醇一端为负极，发生氧化反应，电极方程式为，通入氧气一端为正极，发生还原反应，电极式为，据此回答。 【详解】A．左边甲醇被氧化为，失去电子，为负极区，氧气得电子为正极区，放电时，原电池内部阳离子由负极移向正极，即从左侧移向右侧，错误； B．为正极，放电过程中，得电子生成，移向右侧使浓度增大，增大，错误； C．根据电极方程式可知，每生成，电路中转移电子，故理论情况下消耗1.5mol O2，正确； D．负极甲醇被氧化为，其电极反应式为，D错误； 故选C。 10. 铅蓄电池的两极分别为，电解质溶液为。下列结论正确的是 A. 电池放电时，Pb电极发生还原反应 B. 电池充电时，电解质溶液的密度不断增大 C. 电池放电时，两极板质量均减轻 D. 电池充电时，电极接电源的负极 【答案】B 【解析】 【分析】由铅蓄电池的总反应PbO2+2H2SO4+Pb2PbSO4+2H2O可知，放电时，Pb被氧化，应为电池负极反应，电极反应式为Pb-2e-+SO=PbSO4，正极上PbO2得电子被还原，电极反应式为PbO2+SO+2e-+4H+=PbSO4+2H2O，据此分析解答。 【详解】A．根据电池反应式知， Pb化合价由0价变为+2价，则Pb作负极，失电子被氧化，发生氧化反应，A错误； B．电池充电时，根据2PbSO4+2H2O=PbO2+2H2SO4+Pb知，由水变为硫酸电解质溶液，则溶液的密度逐渐增大，B正确； C．根据正负极电极反应式PbO2+SO+2e-+4H+=PbSO4+2H2O、Pb-2e-+SO=PbSO4可知两极均会产生硫酸铅沉淀，故两极板质量均增重，C错误； D．充电时PbO2失电子作阳极，连接电源的正极，D错误； 答案选B。 11. 某低成本储能电池原理如图所示，下列说法正确的是 A. 充电时，右侧溶液的增大 B. 充电时，总反应为 C. 放电时，电子由铅电极经质子交换膜移向多孔碳电极 D. 放电时，电路中每转移电子，左侧溶液质量减少 【答案】A 【解析】 【分析】由图可知，放电时，Pb为负极，电极反应式为Pb-2e-+SO=PbSO4，多孔碳为正极，电极反应式为Fe3++e-=Fe2+，充电时，Pb电极为阴极，电极反应式为PbSO4+2e-=Pb+ SO，多孔碳为阳极，电极反应式为Fe2+-e-=Fe3+，据此作答。 【详解】A．由分析可知，充电时，右侧电极为阳极，亚铁离子在阳极失去电子发生氧化反应生成铁离子，溶液中的氢离子通过质子交换膜由阳极区移向阴极区，溶液中的氢离子浓度减小，溶液pH增大，故A正确； B．由分析可知，充电时，电解的总反应为，故B错误； C．放电时，电子由铅电极经导线移向多孔碳电极，质子交换膜不能传递电子，故C错误； D．由分析可知，放电时，左侧电极为储能电池的负极，硫酸根离子作用下，铅在负极失去电子发生氧化反应生成硫酸铅，电极反应式为Pb—2e—+ SO=PbSO4，电路中每转移1mol电子时，放电生成0.5mol硫酸铅，同时有1mol氢离子通过质子交换膜由负极区移向正极区，则左侧溶液减少质量为0.5mol×96g/mol+1 mol×1g/mol=49g，故D错误； 故选A。 12. 室温下，根据下列实验过程及现象，能验证相应实验结论的是 实验过程及现象 实验结论 A 向溶液中滴加溶液，溶液褪色 具有氧化性 B 向溶液中滴加滴溶液，溶液由橙色变为黄色 平衡向正反应方向移动 C 向浓度均为的混合溶液中滴加几滴溶液，产生黄色沉淀 D 用试纸分别测定溶液和溶液的溶液的大 结合能力： A. A B. B C. C D. D 【答案】B 【解析】 【详解】A．具有强氧化性，向0.1 溶液中滴加0.1 溶液，溶液褪色，说明具有还原性，可被氧化，A错误； B．溶液中存在平衡：，加入NaOH溶液，消耗，溶液由橙色变为黄色，说明平衡向正反应方向移动，B正确； C．向2mL浓度均为0.1的NaCl、NaI混合溶液中滴加几滴0.1 溶液，产生黄色沉淀，说明的相对较小，C错误； D．未指明两溶液浓度是否相同，无法比较结合能力，D错误； 答案选B。 13. 净化含尿素和酸性废水的微生物燃料电池工作原理如图。下列说法错误的是 A. 放电时，电子由M电极沿导线流向N电极 B. 放电时，负极的电极反应为 C. 废水中的浓度或酸性越大，电池的效率越高 D. 被净化时，有从M室迁移到N室 【答案】C 【解析】 【分析】由图可知，该装置为原电池，M室电极为负极，在微生物的作用下，CO(NH2)2在负极上失去电子发生氧化反应生成氮气和二氧化碳气体，电极反应式为，N室电极为正极，在还有菌作用下，在正极上得到电子发生还原反应生成Cr3+，电极反应式为+6e-+14H＋=2Cr3++7H2O，生成的Cr3+又转化为Cr(OH)3沉淀，据此分析； 【详解】A．放电时，电子由负极流向正极，故电子由M电极沿导线流向N电极，A正确； B．根据分析可知，负极的电极反应为，B正确； C．蛋白质在强氧化剂作用下或强酸性溶液中会发生变性，当废水中的浓度或酸性过大时，还原菌的活性降低导致电池的效率降低，C错误； D．由分析可知，当1mol被净化时，转移，负极放电生成的6molH＋从负极室迁移到正极室，D正确； 故选C。 14. 恒温条件下，用图1装置研究铁的电化学腐蚀，测定结果如图2。下列说法不正确的是 A. 段主要发生析氢腐蚀 B. 段负极反应式为 C. 段正极反应式主要为 D. 段溶液的基本不变，可能的原因：相同时间内，消耗的量与产生的量基本相同 【答案】C 【解析】 【分析】图1中构成原电池，铁作负极，开始时pH=1.8，AB段溶液pH值增大，体系压强增大，铁主要发生析氢腐蚀；BD段溶液的pH值增加，体系压强减小，正极反应式为：O2+4e-+4H+=2H2O；DE段溶液pH基本不变，但压强减小，产生的Fe2+被O2氧化，pH基本不变可能的原因：相同时间内，2Fe+O2+4H+=2Fe2++2H2O消耗H+的量与4Fe2++O2+10H2O=4Fe(OH)3+8H+产生H+的量基本相同，据此分析； 【详解】A．由图可知，AB段体系的压强增大，说明产生了氢气，故AB段主要发生析氢腐蚀，A正确； B．AD段内发生的都是铁的电化学腐蚀，铁在负极的电极式为：Fe-2e-=Fe2+，B正确； C．由图可知BC段的pH为3-5，正极不能产生氢氧根，电极反应式为：O2+4e-+4H+=2H2O，C错误； D．根据分析，DE段溶液pH基本不变，但压强减小，产生的Fe2+被O2氧化，pH基本不变可能的原因：相同时间内，2Fe+O2+4H+=2Fe2++2H2O消耗H+的量与4Fe2++O2+10H2O=4Fe(OH)3+8H+产生H+的量基本相同，D正确； 故选C。 二、非选择题：本题共4小题，共58分。 15. 在密闭容器内，时，加入等物质的量的、，发生如下反应： 反应过程中随时间的变化如下表： 时间/s 0 10 20 30 40 50 0.20 0.16 0.13 0.11 0.10 0.10 （1）计算该反应在20秒内用表示的反应速率_______。 （2）该反应的平衡常数表达式为_______，该温度下该反应的平衡常数为_______。 （3）增大压强，平衡移动_______(填“正向”、“逆向”或“不”)，平衡常数_______(填“增大”、“减小”或“不变”)。 （4）下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是_______(填字母)。 a． b． c． d． （5）能使该反应的反应速率增大，且NO的平衡转化率也增大的是_______(填字母)。 a．及时分离出 b．适当升高温度 c．选择高效催化剂 d．增大浓度 e．增大浓度 【答案】（1）0.00175mol/(Lmin) （2） ①. K= ②. （3） ①. 正向 ②. 不变 （4）d （5）d 【解析】 【小问1详解】 由表格的数据可知，在20秒内的反应速率=0.00175mol/(Lmin)，0.00175mol/(Lmin)； 【小问2详解】 该反应的平衡常数表达式为K=，由表格数据可知，起始时加入的NO和O2都是0.2mol，平衡时NO为0.10mol，列三段式如下： K==； 【小问3详解】 该反应是气体体积缩小的反应，增大压强，平衡正向移动；平衡常数不变； 【小问4详解】 a．在恒容的容器中，气体密度始终不变，故图像错误，不能说明达到平衡，故a不选； b．只要方程式确定，为一个定值，图像正确，但是不能说明达到平衡，故b不选； c．反应开始后，正反应速率应该逐渐减小，而不是逐渐增大，故图像错误，故c不选； d．NO的转化率逐渐增大，当不再改变后说明反应达到平衡，故d选； 答案为d； 【小问5详解】 a．及时分离出，反应速率会减小，故a不选； b．适当升高温度，反应速率会加快，但是平衡逆向移动，NO的转化率减小，故b不选； c．选择高效催化剂，反应速率会加快，但是平衡不移动，NO的转化率不变，故c不选； d．增大浓度，反应速率加快，平衡正向移动，NO的转化率增大，故d选； e．增大浓度，反应速率加快，平衡正向移动，但是NO本身的转化率减小，故e选； 答案为d。 16. 回答下列问题： Ⅰ．燃料电池被誉为改变未来世界的十大新科技之一、下图为氢氧燃料电池的结构示意图，电解质溶液为溶液，电极材料为疏松多孔石墨棒。当氧气和氢气分别连续不断地从正、负两极通入燃料电池时，便可在闭合回路中不断地产生电流。 （1）燃料电池的优点是_______；电子经导线移向_______极(填“负”或“正”)。 （2）写出氢氧燃料电池工作时正极反应式：_______。 （3）若将此燃料电池改进为直接以甲烷和氧气为原料进行工作时，则负极附近溶液的_______(填“变大”“变小”或“不变”)。 （4）利用该装置可以处理氨的氧化物和尾气，总反应的方程式为：，则负极反应式为_______。 Ⅱ．下图为相互串联的甲、乙两个电解池(电极A、B、C都是惰性电极)。 （5）写出甲电解池中的电解方程式：_______。 （6）若甲电解池阴极增重，则乙电解池阳极放出的气体在标准状况下的体积为_______L；若乙电解池剩余液体为，则电解后得到碱液的物质的量浓度为_______。 【答案】（1） ①. 能量利用率高，绿色无污染 ②. 正 （2）O2+2H2O+4e—=4OH— （3）变小 （4）2NH3—6e—+6OH—=N2+6H2O （5）2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4 （6） ①. 4.48 ②. 1 【解析】 【分析】I．由图可知，通入氢气的多孔石墨电极为负极，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，通入氧气的多孔石墨电极为正极，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，电极反应式为O2+2H2O+4e—=4OH—； II．由图可知，甲池为电解硫酸铜溶液的电解池，A电极为电解池的阴极，铜离子在阴极得到电子发生还原反应生成铜，B电极为阳极，水分子在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，总反应为CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4；乙池为电解饱和食盐水的电解池，铁电极为电解池的阴极，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，C电极为阳极，氯离子在阳极失去电子发生氧化反应生成氯气。 【小问1详解】 氧气和氢气的燃料电池的产物是水，并且氧气和氢气的燃烧放出的热量高，所以燃料电池的优点是能量利用率高，绿色无污染；燃料电池工作时，电子由负极经导线流向正极，故答案为：能量利用率高，绿色无污染；正； 【小问2详解】 由分析可知，通入氧气的多孔石墨电极为正极，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，电极反应式为O2+2H2O+4e—=4OH—，故答案为：O2+2H2O+4e—=4OH—； 【小问3详解】 若将此燃料电池改进为直接以甲烷和氧气为原料进行工作时，通入甲烷的电极为燃料电池的负极，碱性条件下甲烷在负极失去电子发生氧化反应生成碳酸根离子和水，电极反应式为CH4+10OH——8e—=CO+7H2O，放电消耗氢氧根离子导致负极附近溶液的pH变小，故答案为：变小； 【小问4详解】 由总反应方程式可知，通入氨气的电极为原电池的负极，碱性条件下氨气在负极失去电子发生氧化反应生成氮气和水，电极反应式为2NH3—6e—+6OH—=N2+6H2O，故答案为：2NH3—6e—+6OH—=N2+6H2O； 【小问5详解】 由分析可知，电解硫酸铜溶液的总反应方程式为2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4，故答案为：2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4； 【小问6详解】 由分析可知，甲池中A电极为电解池的阴极，铜离子在阴极得到电子发生还原反应生成铜，乙池中C电极为阳极，氯离子在阳极失去电子发生氧化反应生成氯气，由得失电子数目守恒可知，，甲电解池阴极增重12.8g时，标准状况下生成氯气的体积为×1×22.4L/mol=4.48L，电解总反应为，乙池中生成氢氧根离子的浓度为=1 mol/L，故答案为：4.48；1。 17. 弱电解质的电离和水的离子积是高中化学的重要知识点。回答下列问题： （1）①下列方法中，可以使醋酸稀溶液中CH3COOH电离程度增大的是___________(填字母)。 a．滴加少量浓盐酸 b．微热溶液 c．加水稀释 d．加入少量醋酸钠晶体 ②常温下，0.1mol/L的CH3COOH溶液在加水稀释过程中，下列表达式的数值一定变小的是___________(填字母)。 A．c(H+) B． C．c(H+)·c(OH-) D． （2）在水的电离平衡中，c(H+)和c(OH-)的关系如图所示。 ①点A处水的离子积常数为1×10-14，则点B处水的离子积常数为___________。 ②在100℃时，若向水中滴加盐酸，___________(填“能”或“不能”)使体系处于B点状态。 ③在100℃时，若盐酸中c(H+)=5×10-4mol/L，则由水电离产生的c(H+)=___________mol/L。 （3）将等质量且过量的锌粉分别投入等体积且pH均等于3的醋酸溶液和盐酸中，经过充分反应后，则生成氢气的体积：V(盐酸) ___________V(醋酸溶液)(填“>”“<”或“=”)。 【答案】（1） ①. bc ②. A （2） ①. 1×10-12 ②. 不能 ③. 2×10-9 （3）< 【解析】 【小问1详解】 ①a．CH3COOH的电离方程式为：CH3COOH=CH3COO-+H+，向醋酸溶液中滴加少量浓盐酸会增大氢离子浓度，使得电离平衡逆向移动，醋酸的电离程度减小，a不符合题意； b．加热会促进醋酸的电离，电离程度增大，b符合题意； c．加水稀释促进醋酸的电离，电离程度会增大，c符合题意； d．加入少量醋酸钠晶体会增大醋酸根离子的浓度，使醋酸的电离平衡逆向移动，醋酸的电离程度减小，d不符合题意； 故答案为bc； ②常温下，0.1mol/L的CH3COOH溶液在加水稀释过程中，电离程度增大，n(H+)变大，n(CH3COOH)减小，Kw=c(H+)·c(OH-)不变，c(H+)减小，故c(OH-)增大，所以，变大，c(H+)·c(OH-)不变，变大，A符合题意，故答案为A。 【小问2详解】 ①B点处水的离子积常数Kw= c(H+)·c(OH-)=10-6×10-6=1×10-12. ②100℃时，若向水中滴加盐酸，不能使体系处于B点状态，因为在盐酸中，c(H+)≠c(OH-)。 ③100℃时，若盐酸中c(H+)=5×10-4mol/L，则该溶液中c(OH-)==2×10-9mol/L，而由水电离产生的c水(H+)=c水(OH-)=2×10-9mol/L。 【小问3详解】 由于醋酸是弱酸，pH均等于3的醋酸溶液和盐酸中，醋酸溶液的浓度大于盐酸的，所以等体积的两溶液中，醋酸的物质的量大，分别与过量的锌粉反应时，醋酸与锌反应产生的氢气的物质的量多。 18. 氯碱工业是化学工业中的重要组成部分，为了实现可持续发展和提高经济效益，降低能耗成为氯碱工业发展的关键方向。为达到这一目标，氯碱工业采取多种措施来提高能源利用效率，减少能源消耗。回答下列相关问题： （1）写出氯碱工业反应原理的离子方程式：_______。 （2）将氢氧燃料电池应用于氯碱工业，其示意图如下： ①b极为_______(填“正”或“负”)极。 ②甲装置中，向_______(填“a”或“b”)极移动。 ③下列关于乙装置的说法中，不正确的是_______(填字母)。 A．在c极区获得氢气和氢氧化钠溶液 B．在d极区获得的产物，可供甲装置使用 C．当溶液浓度较低时，及时更换为精制饱和溶液，以保证生产效率 （3）向乙装置中的阴极区通入，能够替代水中的获得电子，降低电解电压，减少电耗。写出在阴极区发生反应的电极反应式：_______。 （4）杂质离子可造成交换膜损伤，导致迁移至阳极区，对产品质量造成不良影响。请结合化学用语说明原因：_______。 【答案】（1） （2） ①. 正 ②. b ③. A （3） （4）生成的氯气会在阳极区与发生反应：，减少氯气产量（也可能迁移至阳极区，会发生反应：，生成氧气，使氯气不纯）。 【解析】 【分析】氯碱工业原理是采用电解食盐水的方法产生氯气和烧碱，故称为氯碱工业；根据题目所给图示，甲装置为氢氧燃料电池，乙为电解池，甲装置中氢气进入a极，则a电极为负极，发生氧化反应，b极为正极，发生还原反应，则a电极连接乙装置的d电极为阴极，b电极连接乙装置的c电极为阳极。 【小问1详解】 氯碱工业原理是采用电解食盐水的方法产生氯气和烧碱，故称为氯碱工业，离子方程式为； 【小问2详解】 ①甲装置为氢氧燃料电池，氢气进入a极，则a电极为负极，b极为正极， ②a电极为负极，发生氧化反应，即，要保持溶液电荷守恒，要向b电极移动； ③A．c电极为阳极，发生氧化反应，即，故A错误； B．根据分析，d电极为阴极，发生还原反应，即，获得氢气可以继续供给甲装置使用，故B正确； C．随着电解过程中氯化钠的减少，若氯化钠溶液浓度降低，继续电解可能会生成氧气，使氯气不纯，及时更换为精制饱和溶液，以保证生产效率，C正确； 【小问3详解】 若向乙装置阴极区通入氧气，氧气得电子生成，其电极反应式为；； 【小问4详解】 生成的氯气会在阳极区与发生反应：，减少氯气产量，也可能迁移至阳极区，会发生反应：，生成氧气，使氯气不纯。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $