精品解析：云南省楚雄彝族自治州2024-2025学年高一下学期5月期中化学试题

楚雄州春季学期高一年级第二次月考卷 化学 考生注意： 1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间75分钟。 2.答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。 3.考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。 4.本卷命题范围：人教版必修第二册第五章～第七章第二节，选择性必修1第四章。 5.可能用到的相对原子质量：H-1 C-12 N-14 O-16 S-32 一、选择题(本题共14小题，每小题3分，共42分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的) 1. 下列文物的腐蚀与电化学原理有关的是 A. 铜、铁类文物生锈 B. 竹木类文物干裂 C. 书画类文物变黄 D. 丝织类文物褪色 2. 下列说法错误的是 A. 镀锌铁的镀层破损铁仍可得到保护 B. 钢铁进行发蓝处理表面形成保护膜 C. 工业上通过电解饱和食盐水冶炼钠 D. 利用电解精炼铜的阳极泥提炼金、银等金属 3. 某反应的能量变化如图所示，下列不符合该变化过程的是 A. 碳酸氢钠与盐酸反应 B. 氢氧化钡晶体与氯化铵固体反应 C. 盐酸与氢氧化钠溶液反应 D. 木炭与二氧化碳反应 4. 从成键情况看，下列分子式和结构式不合理的是 A. ： B. ： C. ： D. ： 5. 历史悠久的青花瓷是中华传统文化的重要组成部分，其具有丰富的社会民俗文化和精神内涵。青花瓷是一种高温釉下彩瓷。所用颜料叫青料，采用钴土矿提炼而成，下列相关说法正确的是 A. 青花瓷属于硅酸盐材料 B. 硅酸盐都不溶于水 C. 青料是一种有机色素 D. 青花瓷高温下容易分解 6. 化学以实验为基础，下列实验装置正确且能达到实验目的的是 选项 A B C D 实验装置 实验目的 收集 除去中的 制备 检验 A. A B. B C. C D. D 7. 下列关于氮及其化合物的说法正确的是 A. 可用浓硫酸干燥 B. 久置的浓硝酸浓度减小 C. 的过程属于氮的固定 D. 浓硝酸常温下不与铁反应 8. 实验室用如图1所示装置(夹持装置已省略)进行甲烷与氯气在光照条件下的实验。下列说法错误的是 A. 可发生反应： B. 光照一段时间后，产生如图2所示实验现象 C. 若无光照，实验现象如图3所示，与不反应 D. 若用乙烷替代甲烷进行实验，也能发生类似反应 9. 下列指定反应的离子方程式书写正确的是 A. 少量Fe溶于足量稀硝酸： B. 向中加入过量氨水： C. 用足量NaOH溶液吸收尾气： D. NaOH溶液与溶液反应： 10. 某种氢燃料客车搭载的质子交换膜燃料电池的结构如图所示。下列说法错误的是 A. a极电极反应式为 B. 空气中的在b极发生还原反应 C. 质子从a极区通过质子交换膜进入b极区 D. 转移电子时消耗(标准状况) 11. 下列说法中错误的是 A. 手机中使用的锂电池属于二次电池 B. 在原电池中，发生氧化反应的电极为负极 C. 原电池反应的电极材料为锌、铁 D. 碱性锌锰电池中负极电极反应式： 12. 物质有从浓度大的区域向浓度小的区域扩散的趋势，利用该趋势可设计浓差电池。如图所示浓差电池装置可测定氧气的含量，参比侧通入纯氧(参比侧为正极)，测量侧气压调节到与参比测相同，接通电路，通过电势差大小可测出测量侧气体的含氧量。下列说法错误的是 A. 相同压强下，电势差越大，测量侧气体中含氧量越低 B. 电流方向为参比侧→用电仪器→测量侧 C. 图中测量仪器可能为电流计(指针偏向电源正极) D. 装置中存在 13. 工业上苯乙烯（）的生产主要采用乙苯（）脱氢工艺：。在一定温度下，无催化剂存在时，向反应器中充入，该反应的正、逆反应速率v随时间t的变化关系如图所示。下列说法正确的是 A. 曲线①表示的是逆反应的关系 B. t₂时刻体系处于平衡状态，反应停止 C. 反应进行到时，体系中各物质的物质的量相等 D. 催化剂存在时，正、逆反应速率均增大 14. 钴的合金材料广泛应用于航空航天、机械制造等领域。如图为水溶液中电解制备金属钴的装置示意图。一段时间后，Ⅱ室溶液中浓度增大。下列叙述错误的是 A. 石墨电根连接电源的正极 B. 交换膜X为阳离子交换膜，交换膜Y为阴离子交换膜 C. 电解总反应： D. 生成，Ⅱ室理论上生成 二、非选择题(本题共4小题，共58分) 15. 电化学原理在防止金属腐蚀、能量转换等方面应用广泛。回答下列问题： （1）如图1所示，将金属M连接在钢铁设施表面，可减缓水体中钢铁设施的腐蚀。为了减缓海水对钢闸门A的腐蚀，材料M可以选择___________(填字母)。 A. 碳棒 B. 锌板 C. 铜板 D. 镁块 （2）碳钢广泛应用在石油化工设备管道等领域，随着深层石油天然气的开采，石油和天然气中含有的及水引起的腐蚀问题(俗称腐蚀)引起了广泛关注。深井中腐蚀的主要过程如下所示： 负极：(主要) 正极：(主要) ①钢铁在水溶液中的腐蚀总反应可表示为___________。深井中对碳钢的腐蚀主要为___________(填“电化学腐蚀”或“化学腐蚀”)。 ②腐蚀过程表明含有的溶液腐蚀性比相同值的溶液腐蚀性___________(填“强”或“弱”)。 （3）两种金属接触时，接触部位会发生“电偶腐蚀”。金属铁和铜在自来水和海水中，相同时间发生的腐蚀情况如图2。 图2中甲的介质为___________，乙中正极电极反应式为___________。 （4）高压直流电线路的瓷绝缘子常常出现铁帽腐蚀现象，在铁帽上加锌环能有效防止铁帽的腐蚀，防护原理如图3所示。通电时，锌环作___________极，断电时，锌环上的电极反应式为___________。 16. 对CO2实施循环再利用，是我国实现“双碳”目标的重要途径。一定条件下，在容积恒为2 L的密闭容器中发生反应(未配平)，测得各物质的物质的量随时间变化如图所示。回答下列问题： （1）该反应的化学方程式为___________。 （2）表示CO2的为曲线___________(填“A”“B”“C”或“D”)。 （3）___________；平衡时的转化率为___________%(保留1位小数)。 （4）下列能说明该反应达到平衡状态的是___________(填字母)。 A. 容器中CH4与H2O的物质的量之比为1：2 B. 混合气体的平均相对分子质量不变 C. 每消耗1 mol CO2生成1 mol CH4 D. 密闭容器中总压强保持不变 （5）保持其他条件不变，只改变一个反应条件时，该反应的化学反应速率如何变化(填“加快”“减慢”“无影响”)。 改变条件 降低温度 缩小容器体积 恒容充入适量氦气 加入催化剂 变化趋势 ___________ ___________ ___________ ___________ 17. 利用燃料电池电解制备并得到副产物、、，装置如图所示： 回答下列问题： （1）a极为___________极，a极电极反应式为___________。a极每产生气体，外电路转移电子的物质的量为___________mol。 （2）Y室中石墨电极为___________极，该极电极反应式为___________。 （3）A膜、B膜和C膜中属于阳离子交换膜的是___________(填“A”“B”或“C”)。从___________(填“原料室”“产品室”“X室”或“Y室”，下同)移到___________。 （4）a极上消耗2.24L(标准状况下)甲烷，阳极室减少___________mol。 18. 某化学兴趣小组在实验室用除去表面氧化物的铁钉（碳素钢）与浓硫酸共热进行实验。回答下列问题： I．为验证生成气体的成分，兴趣小组同学设计了如图所示实验装置进行探究（不考虑水蒸气）。 （1）为验证并吸收，装置B中加入的试剂为______（填“酸性溶液”或“浓硫酸”），装置C中品红溶液的作用是______。 （2）装置C中品红溶液不褪色，装置D中澄清石灰水变浑浊，说明有______（填化学式）生成。 （3）能证明有生成的实验现象为______。 Ⅱ．兴趣小组同学设计如图装置验证的化学性质。 （4）能验证具有氧化性的实验现象为______。 （5）为验证的还原性，取试管b中充分反应后的溶液分成三等份，分别进行如下实验： 方案一：向第一份溶液中加入品红溶液，红色褪去 方案二：向第二份溶液中加入溶液，产生白色沉淀 方案三：向第三份溶液中加入溶液，有白色沉淀生成 上述方案中合理的是方案______（填“一”“二”或“三”）；试管b中发生反应的离子方程式为______。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 楚雄州春季学期高一年级第二次月考卷 化学 考生注意： 1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间75分钟。 2.答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。 3.考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。 4.本卷命题范围：人教版必修第二册第五章～第七章第二节，选择性必修1第四章。 5.可能用到的相对原子质量：H-1 C-12 N-14 O-16 S-32 一、选择题(本题共14小题，每小题3分，共42分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的) 1. 下列文物的腐蚀与电化学原理有关的是 A. 铜、铁类文物生锈 B. 竹木类文物干裂 C. 书画类文物变黄 D. 丝织类文物褪色 【答案】A 【解析】 【详解】A．铜、铁在潮湿环境中，表面易形成水膜（含电解质），铁作为活泼金属成为阳极被氧化，氧气在阴极被还原，属于典型的电化学腐蚀，A项正确； B．竹木类文物干裂，是因为是水导致，属于物理变化，B项错误； C．书画类文物变黄是因为与空气接触，发生氧化反应导致，C项错误； D．丝织类文物褪色是因为与空气接触，发生氧化反应导致，D项错误； 答案选A。 2. 下列说法错误的是 A. 镀锌铁的镀层破损铁仍可得到保护 B. 钢铁进行发蓝处理表面形成保护膜 C. 工业上通过电解饱和食盐水冶炼钠 D. 利用电解精炼铜的阳极泥提炼金、银等金属 【答案】C 【解析】 【详解】A．镀锌铁破损时，锌作为活泼金属优先被腐蚀，保护铁不被氧化，故A正确； B．发蓝处理使钢铁表面生成致密氧化膜（如），隔绝氧气和水，故B正确； C．工业制钠需电解熔融NaCl，电解食盐水生成NaOH、和，无法得到金属钠，故C错误； D．电解精炼铜时，阳极泥含不活泼金属（如Au、Ag），可从中提取金、银，故D正确； 故选C。 3. 某反应的能量变化如图所示，下列不符合该变化过程的是 A. 碳酸氢钠与盐酸反应 B. 氢氧化钡晶体与氯化铵固体反应 C. 盐酸与氢氧化钠溶液反应 D. 木炭与二氧化碳反应 【答案】C 【解析】 【分析】图示中，反应物总能量小于生成物总能量，表示吸热反应。 【详解】A．碳酸氢钠与盐酸反应为吸热反应，故不选A； B．氢氧化钡晶体与氯化铵固体反应为吸热反应，故不选B； C．盐酸与氢氧化钠溶液反应为放热反应，故选C； D．木炭与二氧化碳反应为吸热反应，故不选D； 选C。 4. 从成键情况看，下列分子式和结构式不合理的是 A. ： B. ： C. ： D. ： 【答案】B 【解析】 【详解】A．C原子最外层有4个电子，可以形成4个共价键达到稳定状态，N原子最外层5个电子，可以形成3个共价键达到稳定状态，则的结构为：，故A不选； B．C和Si原子最外层都含有4个电子，形成4个共价键时稳定，则的结构应为：，故B选； C．根据C、S、O的最外层电子数判断，的结构式为：，合理，故C不选； D．S和O的最外层电子数相同，则根据甲醇的结构式分析，的结构式为：，故D不选。 故选B。 5. 历史悠久的青花瓷是中华传统文化的重要组成部分，其具有丰富的社会民俗文化和精神内涵。青花瓷是一种高温釉下彩瓷。所用颜料叫青料，采用钴土矿提炼而成，下列相关说法正确的是 A. 青花瓷属于硅酸盐材料 B. 硅酸盐都不溶于水 C. 青料是一种有机色素 D. 青花瓷高温下容易分解 【答案】A 【解析】 【详解】A．陶瓷属于传统硅酸盐产品，选项A正确； B．硅酸钠可溶于水，选项B错误； C．高温下，有机色素不能存在，选项C错误； D．青花瓷为高温烧制而成，耐高温，选项D错误； 答案选A。 6. 化学以实验为基础，下列实验装置正确且能达到实验目的的是 选项 A B C D 实验装置 实验目的 收集 除去中的 制备 检验 A. A B. B C. C D. D 【答案】D 【解析】 【详解】A．能溶于水且能与水反应，无法用排水集气法收集，故A项错误； B．饱和不能除去，杂质未除去，故B项错误； C．实验室用浓盐酸和制取时，需加热，故C项错误； D．的检验是向溶液中加入强碱溶液并加热，有能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体生成，则溶液中含有，故D项正确； 故选D。 7. 下列关于氮及其化合物的说法正确的是 A. 可用浓硫酸干燥 B. 久置的浓硝酸浓度减小 C. 的过程属于氮的固定 D. 浓硝酸常温下不与铁反应 【答案】B 【解析】 【详解】A．浓硫酸与NH3反应生成硫酸铵，不能用于干燥NH3，A错误； B．浓硝酸见光或受热易分解，4HNO34NO2↑+2H2O+O2↑，导致浓度降低，B正确； C．氮的固定指N2转化为化合态，NO→NO2是化合态之间的转化，C错误； D．浓硝酸常温下与铁反应，迅速生成一层致密的氧化膜，可以阻止进一步反应，该现象叫做钝化，并非不反应，D错误； 故选B。 8. 实验室用如图1所示装置(夹持装置已省略)进行甲烷与氯气在光照条件下的实验。下列说法错误的是 A. 可发生反应： B. 光照一段时间后，产生如图2所示实验现象 C. 若无光照，实验现象如图3所示，与不反应 D. 若用乙烷替代甲烷进行实验，也能发生类似反应 【答案】B 【解析】 【详解】A．甲烷与氯气在光照条件下发生取代反应，会生成，甲烷的一氯取代反应可表示为，故A正确； B．反应后生成的为气体，不溶于水，故试管内不能充满液体，故B错误； C．与无光照时不反应，故无变化，故C正确； D．甲烷和乙烷均为烷烃，结构相似化学性质相似，若用乙烷替代甲烷进行实验，也能发生类似反应，故D正确； 故选B。 9. 下列指定反应的离子方程式书写正确的是 A. 少量Fe溶于足量稀硝酸： B. 向中加入过量氨水： C. 用足量NaOH溶液吸收尾气： D. NaOH溶液与溶液反应： 【答案】B 【解析】 【详解】A．少量Fe与足量稀硝酸反应应生成硝酸铁、一氧化氮和水，离子方程式为：，A错误； B．Al3+与过量氨水生成Al(OH)3沉淀，氨水为弱碱，则离子方程式为：，B正确； C．足量NaOH吸收SO2应生成亚硫酸钠和水，离子方程式为：，C错误； D．NaOH溶液与NaHCO3溶液反应生成碳酸钠和水，离子方程式为：，D错误； 故选B。 10. 某种氢燃料客车搭载的质子交换膜燃料电池的结构如图所示。下列说法错误的是 A. a极电极反应式为 B. 空气中的在b极发生还原反应 C. 质子从a极区通过质子交换膜进入b极区 D. 转移电子时消耗(标准状况) 【答案】A 【解析】 【分析】在氢燃料电池中，通入氢气的a极为负极，发生氢气失电子的氧化反应。通入空气（含氧气）的b极为正极，发生氧气得电子的还原反应。 【详解】A．通入燃料氢气的a极为负极，电极反应式为，故A错误； B．通入空气的b极为原电池的正极，发生还原反应，故B正确； C．电池工作时阳离子向正极移动，故质子通过质子交换膜进入b极区，故C正确； D．根据a极电极反应式可知，转移电子时消耗，标准状况下的体积为，故D正确； 故选A。 11. 下列说法中错误的是 A. 手机中使用的锂电池属于二次电池 B. 在原电池中，发生氧化反应的电极为负极 C. 原电池反应的电极材料为锌、铁 D. 碱性锌锰电池中负极电极反应式： 【答案】C 【解析】 【详解】A．手机锂电池可以充电重复使用，属于二次电池，A正确； B．原电池中负极发生氧化反应，正极发生还原反应，B正确； C．反应中，若电极材料为锌和铁，锌更活泼应作为负极被氧化，但反应中Fe被氧化，说明负极应为Fe，正极应为惰性材料（如石墨），而非锌，C错误； D．碱性锌锰电池负极反应为锌失去电子被氧化为氢氧化锌：，D正确； 故选C。 12. 物质有从浓度大的区域向浓度小的区域扩散的趋势，利用该趋势可设计浓差电池。如图所示浓差电池装置可测定氧气的含量，参比侧通入纯氧(参比侧为正极)，测量侧气压调节到与参比测相同，接通电路，通过电势差大小可测出测量侧气体的含氧量。下列说法错误的是 A. 相同压强下，电势差越大，测量侧气体中含氧量越低 B. 电流方向为参比侧→用电仪器→测量侧 C. 图中测量仪器可能为电流计(指针偏向电源正极) D. 装置中存在 【答案】C 【解析】 【分析】由题给信息可知，参比侧的铂电极为浓差电池的正极，氧气在正极得到电子发生还原反应生成氧气，电极反应式为O2+4e-=2O2-，测量侧的铂电极为负极，氧离子在负极失去电子发生氧化反应生成氧气，电极反应式为2O2--4e-=O2↑，相同压强下，测量侧气体中氧气含量越低，浓差电池的电势差越大。 【详解】A．相同压强下，测量侧气体中氧气含量越低，浓度差越大，浓差电池的电势差越大，故A正确； B．参比侧的铂电极为浓差电池的正极，所以电流方向为参比侧→用电仪器→测量侧，故B正确； C．若为电流计，则指针应向正极偏转，本仪器通过电势差大小测出测量侧气体的含氧量，图中测量仪器应为‌电位差计，故C错误； D．由分析可知，测量侧的铂电极为负极，氧离子在负极失去电子发生氧化反应生成氧气，电极反应式为2O2--4e-=O2↑，参比侧为正极，通入纯氧，发生反应O2+4e-=2O2-，故D正确； 选C。 13. 工业上苯乙烯（）的生产主要采用乙苯（）脱氢工艺：。在一定温度下，无催化剂存在时，向反应器中充入，该反应的正、逆反应速率v随时间t的变化关系如图所示。下列说法正确的是 A. 曲线①表示的是逆反应的关系 B. t₂时刻体系处于平衡状态，反应停止 C. 反应进行到时，体系中各物质的物质的量相等 D. 催化剂存在时，正、逆反应速率均增大 【答案】D 【解析】 【详解】A．向反应器中充入，随着反应进行，正反应速率逐渐减小，曲线①表示正反应的关系，曲线②表示逆反应的关系，A错误； B．t2时刻反应达到平衡状态，正、逆反应速率相等，但反应未停止，是动态平衡，B错误； C．t2时刻反应达到平衡状态，体系中各物质的物质的量不一定相等，C错误； D．催化剂能降低反应的活化能，正、逆反应速率均增大，D正确； 故选D。 14. 钴的合金材料广泛应用于航空航天、机械制造等领域。如图为水溶液中电解制备金属钴的装置示意图。一段时间后，Ⅱ室溶液中浓度增大。下列叙述错误的是 A. 石墨电根连接电源的正极 B. 交换膜X为阳离子交换膜，交换膜Y为阴离子交换膜 C. 电解总反应： D. 生成，Ⅱ室理论上生成 【答案】D 【解析】 【分析】这是一道关于电解制备金属钴的电化学分析题，反应原理为电解制备钴，钴离子在阴极放电得到钴单质，钴电极应为电解池的阴极，连接电源的负极，石墨电极为阳极，连接电源的正极。Ⅱ室溶液中浓度增大，即、的浓度增大，所以由Ⅰ室通过交换膜X进入Ⅱ室，由Ⅲ室通过交换膜Y进入Ⅱ室。 【详解】A．由分析可知石墨电极为阳极，连接电源的正极，故A项正确； B．根据已知信息，中从Ⅰ室移动到Ⅱ室，由Ⅲ室通过交换膜Y进入Ⅱ室，则交换膜X为阳离子交换膜，交换膜Y为阴离子交换膜，故B项正确； C．石墨电极为阳极，放电产生和，在阴极放电生产钴单质，电解总反应的离子方程式为，故C项正确； D．阴极生成，阳极有放电，析出，生成的通过阳离子交换膜迁移至Ⅱ室，阴极有通过阴离子交换膜迁移至Ⅱ室，则Ⅱ室理论上生成，故D项错误； 故选D。 二、非选择题(本题共4小题，共58分) 15. 电化学原理在防止金属腐蚀、能量转换等方面应用广泛。回答下列问题： （1）如图1所示，将金属M连接在钢铁设施表面，可减缓水体中钢铁设施的腐蚀。为了减缓海水对钢闸门A的腐蚀，材料M可以选择___________(填字母)。 A. 碳棒 B. 锌板 C. 铜板 D. 镁块 （2）碳钢广泛应用在石油化工设备管道等领域，随着深层石油天然气的开采，石油和天然气中含有的及水引起的腐蚀问题(俗称腐蚀)引起了广泛关注。深井中腐蚀的主要过程如下所示： 负极：(主要) 正极：(主要) ①钢铁在水溶液中的腐蚀总反应可表示为___________。深井中对碳钢的腐蚀主要为___________(填“电化学腐蚀”或“化学腐蚀”)。 ②腐蚀过程表明含有的溶液腐蚀性比相同值的溶液腐蚀性___________(填“强”或“弱”)。 （3）两种金属接触时，接触部位会发生“电偶腐蚀”。金属铁和铜在自来水和海水中，相同时间发生的腐蚀情况如图2。 图2中甲的介质为___________，乙中正极电极反应式为___________。 （4）高压直流电线路的瓷绝缘子常常出现铁帽腐蚀现象，在铁帽上加锌环能有效防止铁帽的腐蚀，防护原理如图3所示。通电时，锌环作___________极，断电时，锌环上的电极反应式为___________。 【答案】（1）BD （2） ①. (或) ②. 电化学腐蚀 ③. 强 （3） ①. 自来水 ②. （4） ①. 阳 ②. 【解析】 【小问1详解】 要对钢闸门A的腐蚀起到保护作用，根据图形可知属于“牺牲阳极法”的保护法，则要求连接钢闸门的金属M的活泼性要比铁强，先被消耗腐蚀来保护铁，下列符合的是： A．碳棒：活泼性比铁弱，腐蚀时先消耗铁，起不到保护作用，A错误； B．锌板：活泼性比铁强，腐蚀时先消耗锌，能起到保护作用，B正确； C．铜板：活泼性比铁弱，腐蚀时先消耗铁，起不到保护作用，C错误； D．镁块：活泼性比铁强，腐蚀时先消耗镁，能起到保护作用，D正确； 正确的为：BD。 【小问2详解】 ①在电化学腐蚀中，总反应一般可以用负极电极反应式和正极电极反应式相加所得，则钢铁在水溶液中的腐蚀总反应可表示为：(或)；则该深井中对碳钢的腐蚀主要为：电化学腐蚀； ②腐蚀过程表明含有的溶液主要腐蚀为电化学腐蚀，比相同pH值的HCl溶液只发生化学腐蚀的腐蚀速率更快，腐蚀性更强。 【小问3详解】 在自来水和海水中，海水中离子浓度比自来水大，传递电流多，腐蚀速率快，则甲为自来水，乙为海水；根据电极材料和电解质溶液可知，甲和乙的腐蚀原理是相同的，都属于吸氧腐蚀，负极电极反应式为：，正极电极反应式为：。 【小问4详解】 根据图3所示，该防护属于“外加电流法”的保护法，即将活泼性强的金属锌环连接到外加直流电源的正极，腐蚀时先消耗保护铁帽的腐蚀，则通电时，锌环作：阳极；断电时，属于“牺牲阳极法”的保护法，锌比铁活泼，仍然是锌先腐蚀，发生的电极反应式为：。 16. 对CO2实施循环再利用，是我国实现“双碳”目标的重要途径。一定条件下，在容积恒为2 L的密闭容器中发生反应(未配平)，测得各物质的物质的量随时间变化如图所示。回答下列问题： （1）该反应的化学方程式为___________。 （2）表示CO2的为曲线___________(填“A”“B”“C”或“D”)。 （3）___________；平衡时的转化率为___________%(保留1位小数)。 （4）下列能说明该反应达到平衡状态的是___________(填字母)。 A. 容器中CH4与H2O的物质的量之比为1：2 B. 混合气体的平均相对分子质量不变 C. 每消耗1 mol CO2生成1 mol CH4 D. 密闭容器中总压强保持不变 （5）保持其他条件不变，只改变一个反应条件时，该反应的化学反应速率如何变化(填“加快”“减慢”“无影响”)。 改变条件 降低温度 缩小容器体积 恒容充入适量氦气 加入催化剂 变化趋势 ___________ ___________ ___________ ___________ 【答案】（1） （2）A （3） ①. ②. 86.7 （4）BD （5） ①. 减慢 ②. 加快 ③. 无影响 ④. 加快 【解析】 【小问1详解】 根据图示可知：CO2、H2反应生成CH4、H2O的反应为可逆反应，根据质量守恒定律，可得化学反应方程式配平后为：； 【小问2详解】 根据图示可知：在5 min内A物质反应消耗了1.3 mol，D物质反应消耗了5.2 mol，同时反应生成了2.6molB、1.3 mol C，在5 min后四种物质都存在则该反应是可逆反应，它们转化物质的量的比为△n(A)：△n(D)：△n(B)：△n(C)=1.3 mol：5.2 mol：2.6 mol：1.3 mol=1：4：2：1，故曲线A表示的物质是CO2；曲线B表示的物质是H2；曲线C表示的物质是H2O，曲线D表示的物质是CH4； 【小问3详解】 根据曲线可知：在5 min内反应消耗H2的物质的量是5.2 mol，容器的容积是2 L，则用H2的浓度变化表示的化学反应速率v(H2)=； 结合(2)的分析可知：曲线B表示的物质是H2；根据曲线变化可知，在反应开始时加入了6.0 molH2，在5 min内反应达到平衡时消耗H2的物质的量是5.2 mol，则H2的平衡转化率为：=86.7%； 【小问4详解】 A．CH4、H2O都是生成物，无论反应是否达到平衡，反应生成二者的物质的量的比始终是1：2，因此不能据此判断反应是否达到平衡状态，A不符合题意； B．反应混合物都是气体，气体的质量不变；正反应是气体物质的量减少的反应，当反应达到平衡时，气体的物质的量不变，气体的摩尔质量就不变。当气体的平均摩尔质量是以g/mol为单位时，在数值上等于气体的平均相对分子质量，故当混合气体的平均相对分子质量不变时，反应达到了平衡状态，B符合题意； C．CO2是反应物，CH4是生成物，根据反应方程式可知：在任何时刻都存在着每消耗1 mol CO2生成1 mol CH4，因此不能据此判断反应是否达到平衡状态，C不符合题意； D．反应在恒容密闭容器中进行，气体的体积不变；气体的物质的量减小，气体的压强就减小。该反应的正反应是气体物质的量减少的反应，当反应达到平衡时，气体的物质的量不变，则气体的压强就不变，因此可据此判断反应是否达到平衡状态，D符合题意； 故合理选项是BD； 【小问5详解】 在研究外界条件对化学反应速率的影响时，要采用控制变量方法研究。 在保持其他条件不变时，降低反应温度，化学反应速率减慢； 在保持其他条件不变时，缩小容器体积，会导致体系内气体物质的压强增大，化学反应速率加快； 在保持其他条件不变时，恒容充入适量氦气，反应混合物中任意一组分的浓度不变，反应速率不变，即该改变条件对化学反应速率无影响； 在保持其他条件不变时，加入催化剂，能够降低反应的活化能，使反应速率加快。 17. 利用燃料电池电解制备并得到副产物、、，装置如图所示： 回答下列问题： （1）a极为___________极，a极电极反应式为___________。a极每产生气体，外电路转移电子的物质的量为___________mol。 （2）Y室中石墨电极为___________极，该极电极反应式为___________。 （3）A膜、B膜和C膜中属于阳离子交换膜的是___________(填“A”“B”或“C”)。从___________(填“原料室”“产品室”“X室”或“Y室”，下同)移到___________。 （4）a极上消耗2.24L(标准状况下)甲烷，阳极室减少___________mol。 【答案】（1） ①. 负 ②. ③. 8 （2） ①. 阴 ②. （3） ①. AC ②. 原料室 ③. 产品室 （4）0.4 【解析】 【小问1详解】 燃料电池工作时，在a极失去电子变为发生氧化反应，作负极，电极反应为，生成1molCO2，电子转移8mol，故当a极产生气体时，气体的物质的量为，外电路转移电子的物质的量为8mol； 【小问2详解】 由燃料电池可知，a极为负极，连接电解池的阴极，即Y室石墨作阴极，阴极上水得电子生成氢气，电极反应为； 【小问3详解】 电解池工作时，阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动，且该实验要制备并得到副产物、、，则电解池工作时，通过A膜进入产品室，进而形成，原料室中通过B膜进入产品室，进而形成，原料室中通过C膜进入Y室生成，即A、C膜均为阳离子交换膜，B膜为阴离子交换膜；故A、C膜均为阳离子交换膜，从原料室移动到产品室； 【小问4详解】 a极为负极，电极反应为，2.24L(标准状况下)甲烷的物质的量为0.1mol，电子转移0.8mol，带2个单位的正电荷，则阳极室减少0.4mol。 18. 某化学兴趣小组在实验室用除去表面氧化物的铁钉（碳素钢）与浓硫酸共热进行实验。回答下列问题： I．为验证生成气体的成分，兴趣小组同学设计了如图所示实验装置进行探究（不考虑水蒸气）。 （1）为验证并吸收，装置B中加入的试剂为______（填“酸性溶液”或“浓硫酸”），装置C中品红溶液的作用是______。 （2）装置C中品红溶液不褪色，装置D中澄清石灰水变浑浊，说明有______（填化学式）生成。 （3）能证明有生成的实验现象为______。 Ⅱ．兴趣小组同学设计如图装置验证的化学性质。 （4）能验证具有氧化性的实验现象为______。 （5）为验证的还原性，取试管b中充分反应后的溶液分成三等份，分别进行如下实验： 方案一：向第一份溶液中加入品红溶液，红色褪去 方案二：向第二份溶液中加入溶液，产生白色沉淀 方案三：向第三份溶液中加入溶液，有白色沉淀生成 上述方案中合理的是方案______（填“一”“二”或“三”）；试管b中发生反应的离子方程式为______。 【答案】（1） ①. 酸性溶液 ②. 验证二氧化硫是否被吸收完全 （2）CO2 （3）F中黑色粉末变红、G中白色粉末变蓝 （4）a试管中有淡黄色沉淀生成 （5） ①. 二 ②. 【解析】 【分析】装置A是浓硫酸和铁钉的反应装置，装置B中酸性高锰酸钾溶液吸收二氧化硫，装置C中的品红溶液用来检验二氧化硫是否吸收完全，避免干扰二氧化碳的检验，装置D盛装澄清石灰水，用来检验二氧化碳的存在，装置E中的浓硫酸用于干燥气体，装置F和G是检验气体中是否含氢气，装置G中无水硫酸铜用来检验生成的水蒸气，装置H用来防止空气中水蒸气进入干燥管。 【小问1详解】 二氧化硫和酸性高锰酸钾发生氧化还原反应使得溶液褪色，故为验证并吸收，装置B中加入的试剂为酸性溶液；二氧化硫具有漂白性，能使品红溶液褪色，装置C中品红溶液的作用为：验证二氧化硫是否被吸收完全。 【小问2详解】 装置C中品红溶液不褪色，说明二氧化硫被吸收完全，装置D中澄清石灰水变浑浊，说明有二氧化碳CO2生成。 【小问3详解】 氢气与氧化铜反应得到铜和水，则证明有生成，实验现象为：F中黑色粉末变红、G中白色粉末变蓝。 【小问4详解】 足量二氧化硫与硫化钠溶液反应生成S沉淀，反应中SO2的硫元素化合价降低，表现氧化性，则能验证具有氧化性的实验现象为：a试管中有淡黄色沉淀生成。 【小问5详解】 方案一：向第一份溶液加入品红溶液，红色褪去，可能是氯水中含有的次氯酸使品红溶液褪色，故方案一错误； 方案二：向第二份溶液加入溶液，产生白色沉淀，白色沉淀为硫酸钡，硫酸钡的生成是二氧化硫在酸性情况下，被氯水氧化生成硫酸根离子，故试管b内反应的离子方程式为，其中硫元素化合价升高，体现了二氧化硫的还原性，故方案二正确； 方案三：向第三份溶液中加入溶液，有白色沉淀生成，可能是氯水中的氯离子和硝酸银生成的氯化银白色沉淀，故方案三错误。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $