精品解析：江西省宜春市丰城市第九中学2025-2026学年高二上学期第一次段考化学试题

丰城九中2025-2026学年高二年级上学期第一次段考化学试卷 考试时间：75分钟 试卷总分：100分 可能用到的相对原子质量：H：1 N：14 O：16 一、单项选择题(14小题，每小题3分，共42分) 1. 下列说法正确的是 A. 在化学工业中，使用催化剂一定能提高经济效益 B. 太空舱中的太阳能电池翼工作时是将化学能转化为电能 C. 镀锌的铁制品比镀锡的铁制品耐腐蚀 D. 夏天面粉发酵速度与冬天面粉发酵速度相差不大 2. 下列叙述中，不能用勒夏特列原理(化学平衡移动原理)解释的是 A. 工业生产硫酸过程中使用过量的氧气，以提高二氧化硫的转化率 B. 氯气在水中溶解度大于在饱和食盐水中的溶解度 C. 工业合成氨的反应温度为500℃ D. 浓硫酸的使用有利于乙醇的酯化反应 3. 改变下列条件能使反应物中单位体积内活化分子数减小、活化分子百分数减小、反应的活化能不变的是 A. 减小反应物的浓度 B. 降低温度 C. 使用催化剂 D. 移走生成物 4. 恒温恒容密闭容器中，一定条件发生下列反应，有关说法正确的是 A. 用电解法可以使发生反应 B. 反应达平衡后，向该容器中再充入少量，此时正反应速率增大，是因为反应物中活化分子百分数增大 C. 在恒容密闭容器中进行反应高温达平衡后，向该容器中充入少量CO2，反应再次达平衡时，保持温度不变，增大 D. 在密闭容器中进行可逆反应，当体积分数不变时，标志着达到平衡状态 5. 下列关于反应热和热化学反应的描述正确的是 A. 已知C(石墨，s)=C(金刚石，s) ΔH>0，则金刚石更稳定 B. 稀氨水与稀盐酸反应生成1 mol H2O(l)，放出57.3 kJ热量 C. 等质量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧生成SO2，前者放出的热量多 D. N2(g)+3H2(g)2NH3(g)  ΔH=-a kJ/mol，则将14 g N2(g)和足量H2置于一密闭容器中，充分反应后放出0.5a kJ的热量 6. 将H2(g)和Br2(g)充入恒容密闭容器，恒温下发生反应：H2(g)＋Br2(g) 2HBr(g)　ΔH <0，平衡时HBr(g)的体积分数为a；若初始条件相同，绝热下进行上述反应，平衡时HBr (g)的体积分数为b，a与b的关系是 A. a >b B. a=b C. a <b D. 无法确定 7. 乙硼烷(B2H6)是一种高能航天燃料，其燃烧反应如下：B2H6(g)＋3O2(g)=B2O3(s)＋3H2O(l) ΔH1=-2165kJ/mol 下列说法错误的是 A. 在298K和398K进行反应，不同 B. 该反应在低温下能自发进行，高温下不能自发进行 C. 0.1molB2H6完全燃烧放出的热量可将常温下1kg水煮沸(水的比热容为4.2J·g－1·K－1 D. 已知H2O(g)=H2O(l) ΔH=-44kJ/mol，1molB2H6完全燃烧生成气态水放热2033kJ 8. 甲烷在某含Mo催化剂作用下部分反应的能量变化如图所示，下列说法错误的是 A. E2=1.41 eV B. 步骤2逆向反应的 C. 该过程实现了甲烷的氧化 D. 步骤2为反应的决速步骤 9. 下列示意图与其叙述不相匹配的是 A. 甲图可表示的催化与非催化反应的能量变化 B. 乙图表示2 mol C完全燃烧的能量变化 C. 丙图可用于测定锌与稀硫酸反应的速率 D. 丁装置可用于测定中和反应的反应热 10. 以下图像和叙述错误的是 A. 图甲：该图像表示的反应方程式为2A=3B+C，反应速率v(A)=0.4mol/(L•s) B. 图乙：某温度下发生反应：，t1时刻改变的条件可以是加入催化剂 C. 图丙：对图中反应升高温度，该反应平衡常数增大 D. 图丁：对于反应：， 11. 常温下将4mL0.2 mol·L-1 FeCl3溶液与4mL0.5 mol·L-1 KSCN溶液混合(忽略溶液混合体积的变化)后发生如下反应Fe3++3SCN-Fe(SCN)3，测得溶液中c(Fe3+)随时间的变化趋势如图所示，下列说法正确的是 A. 生成Fe3+的速率P<N<M B. 向P中加入少量铁粉，c(Fe3+)减小，平衡逆向移动，发生的离子方程式是：Fe+Fe3+=2Fe2+ C. 该反应的平衡常数为1000 D. 其他条件不变，若将P点溶液各组分浓度均变为原来的2倍，平衡逆向移动 12. 一种新型液态燃料电池的工作原理示意图如下(a、b均为石墨电极)。下列说法正确的是 A. 电极b为负极，发生氧化反应 B. 电池放电时正极区溶液pH减小 C. 正极的电极反应式为 D. 离子从右室通过阴离子交换膜移向左室 13. 下列对如图所示的实验装置的判断中错误的是 A. 若X为碳棒，开关K置于A处可减缓铁的腐蚀 B. 若X为锌棒，开关K置于A或B处均可减缓铁的腐蚀 C. 若X为锌棒，开关K置于B处时，为牺牲阳极法 D. 若X为碳棒，开关K置于B处时，铁电极上发生的反应为 14. 利用如图所示装置，当X、Y选用不同材料时，可将电解原理广泛应用于工业生产。下列说法中正确的是 A. 氯碱工业中，X、Y均为石墨，X附近能得到氢氧化钠溶液 B. 铜的精炼中，X是纯铜，Y是粗铜，Z是CuSO4 C. 电镀工业中，X是待镀金属，Y是镀层金属 D. 制取金属镁时，Z是熔融的氯化镁 二、填空题(4大题，每空2分，共58分) 15. 降低能耗是氯碱工业发展的重要方向。 （1）我国利用氯碱厂生产的H2作燃料，将氢燃料电站应用于氯碱工业，其示意图如图。 ①a极为_______(填“正”或“负”)极。 ②乙装置中电解饱和NaCl溶液的化学方程式为。_______。 ③下列说法正确的是_______。 A．甲装置可以实现化学能向电能转化 B．甲装置中Na+透过阳离子交换膜向a极移动 C．乙装置中c极一侧流出的是淡盐水 ④实际生产中，阳离子交换膜的损伤会造成OH- 迁移至阳极区，从而在电解池阳极能检测到O2，产生O2的电极反应式为_______。下列生产措施有利于提高Cl2产量、降低阳极O2含量的是_______。 A．定期检查并更换阳离子交换膜 B．向阳极区加入适量盐酸 C．使用Cl-浓度高的精制饱和食盐水为原料 （2）降低氯碱工业能耗的另一种技术是“氧阴极技术”。通过向阴极区通入O2，避免水电离的H+直接得电子生成H2，降低了电解电压，电耗明显减少。“氧阴极技术”的阴极反应为_______。 16. Ⅰ．硫代硫酸钠与稀硫酸反应的方程式为：，某学习小组为研究反应物浓度和温度对该反应速率的影响，设计以下3组实验，回答下列问题。 实验序号 反应温度 Na2S2O3溶液 稀硫酸 H2O 产生沉淀时间 V/mL c/(mol/L) V/mL c/(mol/L) V/mL Ⅰ 25 5 0.2 10 0.1 x t1 Ⅱ 25 10 0.1 10 0.2 5 t2 Ⅲ 35 10 0.1 5 y 10 t3 （1）通过记录___________可以比较反应的快慢。 （2）对比实验Ⅱ、Ⅲ研究温度对该反应速率的影响，则y=___________。 （3）对比实验___________(填实验序号)研究对该反应速率的影响。 Ⅱ．在如图所示的恒温密闭容器中加入2 mol X和2 mol Y，发生如下反应并达到平衡(Y状态未知)：，起始时容器的体积为V L，达到平衡时X、Y、Z的物质的量之比为1：3：2，且容器的体积仍然为V L。 请回答下列问题： （4）a=___________，Y的状态为___________(填“气态”或“非气态”)。 （5）平衡时Y的转化率=___________。 （6）下列叙述中，能说明上述反应达到平衡状态的是___________。 a．气体总物质的量不变 b．单位时间内消耗1 mol Y，同时生成a molZ c．气体的平均摩尔质量保持不变 d．X和Y的物质的量之比保持不变 17. 二氧化碳的回收利用是环保领域研究的热点课题。结合所学知识回答下列问题： Ⅰ．利用太阳能实现CO2制取某些物质是一种非常理想的CO2减排途径。 （1）在太阳能的作用下，以CO2为原料制取炭黑的流程如图所示。其总反应的化学方程式为___________。 （2）以稀硫酸为电解质溶液，利用太阳能将CO2转化为低碳烯烃，工作原理如图： ①b是电源的___________(填“正”或“负”)极。 ②电场作用下，氢离子从___________(填“从左到右”或“从右到左”)移动。 Ⅱ．通过化学的方法实现CO2的资源化利用也是一种非常理想的CO2减排途径。 （3）工业上用CO2和H2反应合成二甲醚。已知： 则反应的___________。 （4）工业上用CO2和H2反应合成甲醇 ，在2 L刚性密闭容器中，不同温度、不同投料比时，CO2的平衡转化率如图所示。T1温度下，将6 mol CO2和12 mol H2充入该密闭容器中，5 min后反应达到平衡状态，则0-5 min内用甲醇表示的平均反应速率为___________，反应的平衡常数___________，从图中可知：___________(填“>”“=”或“<”)，判断的依据是___________，三者之间的大小关系为___________。 18. 国家提出2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和的目标，利用CO或CO2加氢制甲醇将成为实现目标的最佳路径。 （1）利用CO、CO2加氢制甲醇的有关反应如下： Ⅰ． Ⅱ． Ⅲ． 已知：反应Ⅰ中的相关的化学键键能数据如下。 化学键 C≡O H-H C-O H-O C-H 键能/ 1071 436 358 467 413 由键能可知___________，若，则___________。 （2）要使反应Ⅱ在一定条件下建立的平衡正向移动且提高反应速率，可采取的措施有___________。 A．恒压充入He气 B．缩小反应容器的容积 C．升高温度 D．降低温度 E．使用合适的催化剂 F．从平衡体系中及时分离H2O （3）在不同温度、压强和相同催化剂条件下，发生反应Ⅲ，初始时CO2、H2分别为1.0 mol、3.0 mol，测得H2的平衡转化率随温度和压强的变化如图所示。 ①压强：由大到小的顺序为___________。 ②250℃、条件下，平衡时___________(填“>”“=”或“<”)。 （4）在不同温度、压强和相同催化剂条件下，发生反应Ⅰ，CO的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。在压强时，往一容积为2 L的密闭容器内，充入0.3 mol CO与0.4 mol H2发生反应。 ①平衡后再加入1.0 mol CO后重新到达平衡，则CO的转化率___________(填“增大”“不变”或“减小”)。 ②若压强恒定为p kPa，则平衡常数___________(kPa)-2(用气体平衡分压代替气体平衡浓度计算，分压=总压×气体的物质的量分数，整理出含p的最简表达式)。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 丰城九中2025-2026学年高二年级上学期第一次段考化学试卷 考试时间：75分钟 试卷总分：100分 可能用到的相对原子质量：H：1 N：14 O：16 一、单项选择题(14小题，每小题3分，共42分) 1. 下列说法正确的是 A. 在化学工业中，使用催化剂一定能提高经济效益 B. 太空舱中的太阳能电池翼工作时是将化学能转化为电能 C. 镀锌的铁制品比镀锡的铁制品耐腐蚀 D. 夏天面粉发酵速度与冬天面粉发酵速度相差不大 【答案】C 【解析】 【详解】A．在化学工业中，使用催化剂能加快反应速率，不影响化学平衡的移动，但催化剂的催化活性与温度等有关，故使用催化剂不一定能提高经济效益，故A错误； B．太阳能电池翼工作时是将光能转化为电能，故B错误； C．镀锌的铁制品，当镀层破损时，锌作为负极优先被氧化，而铁作为正极被保护；镀锡的铁制品，当镀层破损时，铁作为负极优先被腐蚀；所以镀锌的铁制品比镀锡的铁制品耐腐蚀，故C正确； D．升高温度，反应速率加快，夏天面粉发酵速度比冬天面粉发酵速度快，故D错误； 选C。 2. 下列叙述中，不能用勒夏特列原理(化学平衡移动原理)解释的是 A. 工业生产硫酸过程中使用过量的氧气，以提高二氧化硫的转化率 B. 氯气在水中溶解度大于在饱和食盐水中的溶解度 C. 工业合成氨的反应温度为500℃ D. 浓硫酸的使用有利于乙醇的酯化反应 【答案】C 【解析】 【详解】A．工业生产硫酸过程中使用过量的氧气，即增大O2的浓度，反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)中平衡正向移动，可以提高二氧化硫的转化率，能用勒夏特列原理解释，A不合题意； B．由于Cl2(g)+H2O(l)H+(aq)+Cl-(aq)+HClO(aq)，则饱和食盐水中Cl-增大，导致上述平衡逆向移动，能用勒夏特列原理解释氯气在水中溶解度大于在饱和食盐水中的溶解度，B不合题意； C．已知N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ＜0，故升高温度上述平衡逆向移动，不利于合成氨，而工业合成氨的反应温度为500℃是此时催化剂活性最高，是为了提高合成氨的速率，不能用勒夏特列原理解释，C符合题意； D．酯化反应是一个可逆反应，浓硫酸具有吸水性，使用浓硫酸作吸水剂，导致生成物H2O的浓度减小，酯化反应平衡正向移动，能用勒夏特列原理解释浓硫酸的使用有利于乙醇的酯化反应，D不合题意； 故答案为：C。 3. 改变下列条件能使反应物中单位体积内活化分子数减小、活化分子百分数减小、反应的活化能不变的是 A. 减小反应物的浓度 B. 降低温度 C. 使用催化剂 D. 移走生成物 【答案】B 【解析】 【详解】A．减小反应物的浓度不会减小活化分子百分数，故A错误； B．降低温度会使分子能量降低，能使反应物中单位体积内活化分子数减小、活化分子百分数减小，但是反应的活化能不变，故B正确； C．使用催化剂会使反应物中单位体积内活化分子数增多、活化分子百分数增大、反应的活化能降低，故C错误； D．移走生成物会促使平衡正向移动，消耗反应物，从而使反应物中单位体积内活化分子数减小、活化分子百分数不变、反应的活化能不变，故D错误； 答案选B。 4. 恒温恒容密闭容器中，一定条件发生下列反应，有关说法正确的是 A. 用电解法可以使发生反应 B. 反应达平衡后，向该容器中再充入少量，此时正反应速率增大，是因为反应物中活化分子百分数增大 C. 在恒容密闭容器中进行反应高温达平衡后，向该容器中充入少量CO2，反应再次达平衡时，保持温度不变，增大 D. 在密闭容器中进行可逆反应，当体积分数不变时，标志着达到平衡状态 【答案】A 【解析】 【详解】A．电解池中若Cu作阳极，则电极反应为：Cu-2e-=Cu2+，盐酸作电解质溶液，则阴极反应为：2H++2e-=H2↑，电解总反应为：Cu+2H+=Cu2++ H2↑，即用电解法可以使发生反应，A正确； B．反应达平衡后，向该容器中再充入少量，此时正反应速率增大，是因为反应物浓度增大，但反应物中活化分子百分数不变，导致单位体积内的活化分子数增多，有效碰撞次数增多，B错误； C．在恒容密闭容器中进行反应高温达平衡后，该反应的平衡常数K=c(CO2)，向该容器中充入少量CO2，反应再次达平衡时，保持温度不变，平衡常数不变，即不变，C错误； D．在密闭容器中进行可逆反应，反应过程中NH3的体积分数即物质的量分数始终为保持不变，则当体积分数不变时，不能说明反应达到平衡状态，D错误； 故答案为：A。 5. 下列关于反应热和热化学反应的描述正确的是 A. 已知C(石墨，s)=C(金刚石，s) ΔH>0，则金刚石更稳定 B. 稀氨水与稀盐酸反应生成1 mol H2O(l)，放出57.3 kJ热量 C. 等质量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧生成SO2，前者放出的热量多 D. N2(g)+3H2(g)2NH3(g)  ΔH=-a kJ/mol，则将14 g N2(g)和足量H2置于一密闭容器中，充分反应后放出0.5a kJ的热量 【答案】C 【解析】 【详解】A．石墨转化为金刚石吸热（ΔH>0），说明石墨能量更低，更稳定，故金刚石更稳定的说法错误，A错误； B．稀氨水是弱碱，中和反应中会额外消耗热量，导致放出的热量小于57.3 kJ，B错误； C．硫蒸气的能量高于硫固体，燃烧生成相同产物时前者释放更多热量，C正确； D．合成氨为可逆反应，14 g N2无法完全反应，实际放热小于0.5a kJ，D错误； 故选C。 6. 将H2(g)和Br2(g)充入恒容密闭容器，恒温下发生反应：H2(g)＋Br2(g) 2HBr(g)　ΔH <0，平衡时HBr(g)的体积分数为a；若初始条件相同，绝热下进行上述反应，平衡时HBr (g)的体积分数为b，a与b的关系是 A. a >b B. a=b C. a <b D. 无法确定 【答案】A 【解析】 【详解】该反应为放热反应，绝热下发生反应时，反应放出的热量使反应温度升高，平衡向逆反应方向移动，溴化氢的体积分数减小，则恒温下发生反应时溴化氢的体积分数大于绝热下发生反应时溴化氢的体积分数，故选A。 7. 乙硼烷(B2H6)是一种高能航天燃料，其燃烧反应如下：B2H6(g)＋3O2(g)=B2O3(s)＋3H2O(l) ΔH1=-2165kJ/mol 下列说法错误的是 A. 在298K和398K进行反应，不同 B. 该反应在低温下能自发进行，高温下不能自发进行 C. 0.1molB2H6完全燃烧放出的热量可将常温下1kg水煮沸(水的比热容为4.2J·g－1·K－1 D. 已知H2O(g)=H2O(l) ΔH=-44kJ/mol，1molB2H6完全燃烧生成气态水放热2033kJ 【答案】C 【解析】 【详解】A．298K为，此时的水为液态；当为398K时温度变为，此时水为气态；则会发生改变导致不同，A正确； B．根据时能自发，现反应的、，要使自发，则T必须低温才能反应自发进行；也就表明高温反应不能自发进行，B正确； C．根据题目热反应方程式，0.1mol乙硼烷燃烧释放216.5kJ热量，但1kg水从25℃升至100℃需要吸收的热量为，热量不足，C错误； D．生成气态水时，每mol水少释放44kJ的热量，总，D正确； 故答案为：C。 8. 甲烷在某含Mo催化剂作用下部分反应的能量变化如图所示，下列说法错误的是 A. E2=1.41 eV B. 步骤2逆向反应的 C. 该过程实现了甲烷的氧化 D. 步骤2为反应的决速步骤 【答案】D 【解析】 【分析】根据反应机理图，该反应含两个基元反应（步骤），基元反应①是 ；基元反应②是 ，据此分析。 【详解】A．根据分析，E1-E2=-0.71eV，由图知E1=0.70eV，则E2=1.41 eV，A正确； B．根据分析，基元反应②的∆H=-0.29 eV，则逆反应的∆H=+0.29 eV，B正确； C．根据分析，CH4生成了CH3OH，其中碳元素的化合价由-4变为-2，化合价升高，则甲烷被氧化，C正确； D．活化能大的基元反应是决速步骤，根据图示，基元反应①的活化能E1(0.70eV)大于基元反应②的活化能E3(0.22eV)，则该反应中步骤1是决速步骤，D错误； 故选择D。 9. 下列示意图与其叙述不相匹配的是 A. 甲图可表示的催化与非催化反应的能量变化 B. 乙图表示2 mol C完全燃烧的能量变化 C. 丙图可用于测定锌与稀硫酸反应的速率 D. 丁装置可用于测定中和反应的反应热 【答案】B 【解析】 【详解】A．图像表示的物质能量变化为：反应物总能量高于生成物总能量，反应为放热反应，ΔH＜0，催化剂可以降低反应活化能，但不改变反应的焓变，故A正确； B．图像表示的热化学方程式为2C(s)+O2(g)=2CO(g)  ΔH，生成的氧化物不是二氧化碳，不符合完全燃烧，故B错误； C．测定稀硫酸与锌粒反应产生一定体积的氢气所需要的时间，可用于探究锌与稀硫酸反应速率，能达到实验目的，故C正确； D．图为简易量热计，可用于测量反应热，能达到实验目的，故D正确； 故选B。 10. 以下图像和叙述错误的是 A. 图甲：该图像表示的反应方程式为2A=3B+C，反应速率v(A)=0.4mol/(L•s) B. 图乙：某温度下发生反应：，t1时刻改变的条件可以是加入催化剂 C. 图丙：对图中反应升高温度，该反应平衡常数增大 D. 图丁：对于反应：， 【答案】A 【解析】 【详解】A. 图甲中根据该变量之比等于计量系数之比得到该图象表示的反应方程式为，甲中容器体积未知，无法计量A的反应速率，故A错误； B. 图乙：某温度下发生反应：，根据图中信息得到t1时刻改变的条件可能是加入催化剂，可能是加压，故B正确； C. 图丙：对图中反应升高温度，正反应增大的速率大于逆反应增大的速率，说明平衡正向移动，该反应是吸热反应，升高温度，该反应平衡常数增大，故C正确； D. 图丁：根据“先拐先平数值大”原理可知，升温温度，C%降低，则升高温度平衡向逆向移动，所以上述反应正反应为放热反应。根据下面两根曲线得到P2＞P1，从下到上，增大压强，C%增大，说明正向移动，即正向是体积减小的反应，即，故D正确。 综上所述，答案为A。 11. 常温下将4mL0.2 mol·L-1 FeCl3溶液与4mL0.5 mol·L-1 KSCN溶液混合(忽略溶液混合体积的变化)后发生如下反应Fe3++3SCN-Fe(SCN)3，测得溶液中c(Fe3+)随时间的变化趋势如图所示，下列说法正确的是 A. 生成Fe3+的速率P<N<M B. 向P中加入少量铁粉，c(Fe3+)减小，平衡逆向移动，发生的离子方程式是：Fe+Fe3+=2Fe2+ C. 该反应的平衡常数为1000 D. 其他条件不变，若将P点溶液各组分浓度均变为原来的2倍，平衡逆向移动 【答案】C 【解析】 【详解】A．生成Fe3+的速率受到Fe(SCN)3浓度的影响，Fe(SCN)3浓度越大，生成Fe3+的速率越快，Fe3+浓度越小，Fe(SCN)3浓度越大，由图可知Fe(SCN)3浓度大小为P>N>M，则生成Fe3+的速率为P>N>M，故A错误； B．向P中加入少量铁粉，发生的离子方程式是Fe+2Fe3+=3Fe2+，c(Fe3+)减小，平衡Fe3++3SCN-Fe(SCN)3逆向移动，故B错误； C．由图可知，平衡时，原溶液混合后，，达平衡时Fe3+转化的浓度为, SCN-转化的浓度为，Fe(SCN)3生成的浓度为，则平衡时，，，带入平衡常数表达式，故C正确； D．其他条件不变，若将P点溶液各组分浓度均变为原来的2倍，此时浓度商，平衡正向移动，故D错误； 答案选C。 12. 一种新型液态燃料电池的工作原理示意图如下(a、b均为石墨电极)。下列说法正确的是 A. 电极b为负极，发生氧化反应 B. 电池放电时正极区溶液pH减小 C. 正极的电极反应式为 D. 离子从右室通过阴离子交换膜移向左室 【答案】D 【解析】 【分析】该装置为原电池，根据硫酸根移动方向可知，a为负极，负极反应式为：，b为正极，正极反应为：，气体c为氧气，据此分析解题。 【详解】A．根据分析可知b为正极，发生还原反应，A错误； B．根据正极反应为：，电池放电时正极区溶液中氢离子浓度减小，增大，B错误； C．根据分析可知，b为正极，正极反应为：，C错误； D．中间为阴离子交换膜，a极带正电，离子从右室通过阴离子交换膜移向左室，D正确； 答案选D。 13. 下列对如图所示的实验装置的判断中错误的是 A. 若X为碳棒，开关K置于A处可减缓铁的腐蚀 B. 若X为锌棒，开关K置于A或B处均可减缓铁的腐蚀 C. 若X为锌棒，开关K置于B处时，为牺牲阳极法 D. 若X为碳棒，开关K置于B处时，铁电极上发生的反应为 【答案】D 【解析】 【详解】A．该装置是电解池，铁作阴极而被保护，所以可以减缓铁的腐蚀，故A正确； B．开关置于A处，铁棒作阴极而被保护，开关置于B处，铁作正极而被保护，所以均可减缓铁的腐蚀，故B正确； C．该装置是原电池，铁作正极，为牺牲阳极法，故C正确； D．该装置是原电池，碳棒作正极，铁作负极，则电极反应式：，故D错误。 14. 利用如图所示装置，当X、Y选用不同材料时，可将电解原理广泛应用于工业生产。下列说法中正确的是 A. 氯碱工业中，X、Y均为石墨，X附近能得到氢氧化钠溶液 B. 铜的精炼中，X是纯铜，Y是粗铜，Z是CuSO4 C. 电镀工业中，X是待镀金属，Y是镀层金属 D. 制取金属镁时，Z是熔融的氯化镁 【答案】D 【解析】 【分析】由图可知，X极连接电源的正极，作阳极，Y极连接电源的负极，作阴极。 【详解】A．氯碱工业中，Y极为阴极，电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，Y附近能得到氢氧化钠，故A错误； B．铜的电解精炼中，粗铜作阳极(X极)，纯铜作阴极(Y极)，故B错误； C．电镀工业中，镀件作阴极(Y极)，镀层金属作阳极(X极)，故C错误； D．电解熔融的氯化镁制取金属镁，所以制取金属镁时，Z是熔融的氯化镁，故D正确； 答案选D。 二、填空题(4大题，每空2分，共58分) 15. 降低能耗是氯碱工业发展的重要方向。 （1）我国利用氯碱厂生产的H2作燃料，将氢燃料电站应用于氯碱工业，其示意图如图。 ①a极为_______(填“正”或“负”)极。 ②乙装置中电解饱和NaCl溶液的化学方程式为。_______。 ③下列说法正确的是_______。 A．甲装置可以实现化学能向电能转化 B．甲装置中Na+透过阳离子交换膜向a极移动 C．乙装置中c极一侧流出的是淡盐水 ④实际生产中，阳离子交换膜的损伤会造成OH- 迁移至阳极区，从而在电解池阳极能检测到O2，产生O2的电极反应式为_______。下列生产措施有利于提高Cl2产量、降低阳极O2含量的是_______。 A．定期检查并更换阳离子交换膜 B．向阳极区加入适量盐酸 C．使用Cl-浓度高的精制饱和食盐水为原料 （2）降低氯碱工业能耗的另一种技术是“氧阴极技术”。通过向阴极区通入O2，避免水电离的H+直接得电子生成H2，降低了电解电压，电耗明显减少。“氧阴极技术”的阴极反应为_______。 【答案】（1） ①. 负 ②. 2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑ ③. AC ④. 4OH--4e- =O2↑+2H2O ⑤. ABC （2）O2+4e-+2H2O=4OH- 【解析】 【分析】图示中甲池为原电池，其中通入H2的a电极为负极，通入空气的b电极为正极；乙池为电解池，与正极b连接的c电极为阳极，与负极a连接的d电极为阴极。原电池的负极和电解池的阳极发生氧化反应；原电池的正极和电解池的阴极上发生还原反应。阳离子交换膜只允许阳离子通过，结合溶液中离子放电顺序分析解答。 【小问1详解】 ①装置甲为原电池，其中通入燃料H2的a极为负极； ②乙装置中电解饱和NaCl溶液，反应产生H2、Cl2、NaOH，反应的化学方程式为：2NaCl +2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑； ③A．甲装置为原电池，可以实现化学能向电能的转化，A正确； B．甲装置中Na+透过阳离子交换膜向负电荷较多的正极b极移动，B错误； C．乙装置中c极为阳极，Cl-不断放电产生Cl2逸出，导致附近溶液中Cl-的浓度减小，因此c极一侧流出的是淡盐水，C正确； 故合理选项是AC； ④实际生产中，阳离子交换膜的损伤会造成OH-迁移至阳极区，从而在电解池阳极能检测到O2，在阳极上OH-失去电子，发生氧化反应产生O2，则阳极的电极反应式为4OH--4e- =O2↑+2H2O； A．定期检查并更换阳离子交换膜，就可以使阳极上只有Cl-放电产生Cl2，避免OH-放电产生O2，因此有利于提高Cl2产量、降低阳极O2含量，A正确； B．向阳极区加入适量盐酸，可增大c(Cl-)，提高其还原性，可以产生更多Cl2，避免副反应的反应，B正确； C．使用Cl-浓度高的精制饱和食盐水为原料，增大了Cl-的浓度，提高了Cl-的还原性，可以产生更多Cl2，减少OH-放电产生O2的机会，因而就降低了O2的含量，C正确； 故合理选项是ABC； 【小问2详解】 降低氯碱工业能耗的另一种技术是“氧阴极技术”。通过向阴极区通入O2，避免水电离的H+直接得电子生成H2，降低了电解电压，电耗明显减少。“氧阴极技术”的阴极上O2得到电子反应产生OH-，该电极的电极反应式为：O2+4e-+2H2O=4OH-。 16. Ⅰ．硫代硫酸钠与稀硫酸反应的方程式为：，某学习小组为研究反应物浓度和温度对该反应速率的影响，设计以下3组实验，回答下列问题。 实验序号 反应温度 Na2S2O3溶液 稀硫酸 H2O 产生沉淀时间 V/mL c/(mol/L) V/mL c/(mol/L) V/mL Ⅰ 25 5 0.2 10 0.1 x t1 Ⅱ 25 10 0.1 10 0.2 5 t2 Ⅲ 35 10 0.1 5 y 10 t3 （1）通过记录___________可以比较反应的快慢。 （2）对比实验Ⅱ、Ⅲ研究温度对该反应速率的影响，则y=___________。 （3）对比实验___________(填实验序号)研究对该反应速率的影响。 Ⅱ．在如图所示的恒温密闭容器中加入2 mol X和2 mol Y，发生如下反应并达到平衡(Y状态未知)：，起始时容器的体积为V L，达到平衡时X、Y、Z的物质的量之比为1：3：2，且容器的体积仍然为V L。 请回答下列问题： （4）a=___________，Y的状态为___________(填“气态”或“非气态”)。 （5）平衡时Y的转化率=___________。 （6）下列叙述中，能说明上述反应达到平衡状态的是___________。 a．气体总物质的量不变 b．单位时间内消耗1 mol Y，同时生成a molZ c．气体的平均摩尔质量保持不变 d．X和Y的物质的量之比保持不变 【答案】（1）达到相同沉淀程度所需的时间或出现浑浊所用时间 （2）0.4 （3）Ⅰ、Ⅱ （4） ①. 1 ②. 气态 （5）40% （6）cd 【解析】 【小问1详解】 反应速率越大，产生淡黄色沉淀所需的时间越少，则可通过记录达到相同沉淀程度所需的时间或出现浑浊所用时间，比较反应的快慢，故答案为：达到相同沉淀程度所需的时间或出现浑浊所用时间； 【小问2详解】 实验Ⅱ、Ⅲ研究温度对该反应速率的影响，则反应物的浓度应相同，根据稀硫酸浓度相同有：=，解得y=0.4，故答案为：0.4； 【小问3详解】 对比实验 I、Ⅱ只有溶液中H+浓度改变，其余浓度和温度均相同，即可研究c(H+)对该反应速率的影响，故答案为：Ⅰ、Ⅱ； 【小问4详解】 根据图知，活塞可滑动，该反应在反应前和平衡状态时容器体积相同，说明反应过程中容器内压强不变即反应前后气体的物质的量不变，设消耗的n(X)=m mol，则消耗n(Y)=0.5m mol，生成n(Z)=0.5ma mol，平衡时剩余n(X)=(2-m)mol，剩余n(Y)=(2-0.5m)mol，(2-m)mol：(2-0.5m)mol=1：3，m=1.6，平衡时X、Z的物质的量之比=(2-1.6)mol：0.8amol=1：2，a=1，该反应前后气体物质的量不变，则气体计算量之和不变，a=1，Z为气体，X为非气态，则Y为气态，故答案为：1；气态； 【小问5详解】 由(4)小问解析可知，平衡时Y的物质的量改变量为：1.6×0.5=0.8mol，则Y的转化率=×100%=×100%=40%，故答案为：40%； 【小问6详解】 由(4)小问分析可知，a=1，Y为气态，据此分析解题： a．由分析可知知，该反应前后气体的系数和保持不变，即反应前后气体总物质的量始终不变，不能据此判断平衡状态，a不合题意； b．已知平衡特征之一为正、逆反应速率相等，消耗Y和生成Z均表示为正反应，即无论反应是否达到平衡状态都存在“单位时间内消耗1mol Y，同时生成amol Z”，不能据此判断平衡状态，b不合题意； c．反应前后气体物质的量不变，但反应后气体总质量增大，则气体平均摩尔质量增大，即气体平均摩尔质量一直改变，则气体的平均摩尔质量保持不变时，反应达到平衡状态，c符合题意； d．随着反应的进行，X和Y的物质的量之比改变，当X和Y的物质的量之比保持不变时，反应达到平衡状态，d符合题意； 故答案为：cd。 17. 二氧化碳的回收利用是环保领域研究的热点课题。结合所学知识回答下列问题： Ⅰ．利用太阳能实现CO2制取某些物质是一种非常理想的CO2减排途径。 （1）在太阳能的作用下，以CO2为原料制取炭黑的流程如图所示。其总反应的化学方程式为___________。 （2）以稀硫酸为电解质溶液，利用太阳能将CO2转化为低碳烯烃，工作原理如图： ①b是电源的___________(填“正”或“负”)极。 ②电场作用下，氢离子从___________(填“从左到右”或“从右到左”)移动。 Ⅱ．通过化学的方法实现CO2的资源化利用也是一种非常理想的CO2减排途径。 （3）工业上用CO2和H2反应合成二甲醚。已知： 则反应的___________。 （4）工业上用CO2和H2反应合成甲醇 ，在2 L刚性密闭容器中，不同温度、不同投料比时，CO2的平衡转化率如图所示。T1温度下，将6 mol CO2和12 mol H2充入该密闭容器中，5 min后反应达到平衡状态，则0-5 min内用甲醇表示的平均反应速率为___________，反应的平衡常数___________，从图中可知：___________(填“>”“=”或“<”)，判断的依据是___________，三者之间的大小关系为___________。 【答案】（1）CO2C+O2 （2） ①. 正 ②. 从右到左 （3）-387.7 （4） ①. 0.36mol•L-1•min-1 ②. 12.5 ③. ＜ ④. 该反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，转化率降低 ⑤. KA=KC＞KB 【解析】 【小问1详解】 由题干反应历程图可知，700K条件下发生过程2，CO2和FeO发生反应生成C和Fe3O4，过程1中Fe3O4分解为FeO和O2，所以整个反应过程中的FeO作催化剂，根据反应物和生成物及反应条件书写方程式为：CO2C+O2； 【小问2详解】 ①由题干图示信息可知，右边是水失去电子变为氧气和氢离子，电极反应为：2H2O-4e-=4H++O2↑，即右边为阳极，因此b是电源的正极； ②该装置为电解池，电场作用下，根据阳离子由阳极区移向阴极区，则氢离子从右到左移动； 【小问3详解】 由题干信息可知，反应1：，反应2： ， 则2×反应1+反应2即可得到反应，根据盖斯定律可知，该反应的2+=2×(-181.6 kJ/mol)+(-24.5 kJ/mol)=-387.7 kJ/mol； 【小问4详解】 由题干图示信息可知，T1温度下，将6mol CO2和12mol H2充入该密闭容器中，5min后反应达到平衡状态，则二氧化碳的转化率为60%，二氧化碳转化量为3.6mol，三段式分析为：，甲醇改变量为3.6mol，则0-5min内，用甲醇表示的平均反应速率为(CH3OH)===0.36mol•L-1•min-1；反应的平衡常数K===12.5；该反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，二氧化碳的转化率降低，因此得到：T1＜T2；放热反应，温度越高，平衡常数越小，温度不变，化学平衡常数不变，则KA=KC＞KB。 18. 国家提出2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和的目标，利用CO或CO2加氢制甲醇将成为实现目标的最佳路径。 （1）利用CO、CO2加氢制甲醇的有关反应如下： Ⅰ． Ⅱ． Ⅲ． 已知：反应Ⅰ中的相关的化学键键能数据如下。 化学键 C≡O H-H C-O H-O C-H 键能/ 1071 436 358 467 413 由键能可知___________，若，则___________。 （2）要使反应Ⅱ在一定条件下建立的平衡正向移动且提高反应速率，可采取的措施有___________。 A．恒压充入He气 B．缩小反应容器的容积 C．升高温度 D．降低温度 E．使用合适的催化剂 F．从平衡体系中及时分离H2O （3）在不同温度、压强和相同催化剂条件下，发生反应Ⅲ，初始时CO2、H2分别为1.0 mol、3.0 mol，测得H2的平衡转化率随温度和压强的变化如图所示。 ①压强：由大到小的顺序为___________。 ②250℃、条件下，平衡时___________(填“>”“=”或“<”)。 （4）在不同温度、压强和相同催化剂条件下，发生反应Ⅰ，CO的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。在压强时，往一容积为2 L的密闭容器内，充入0.3 mol CO与0.4 mol H2发生反应。 ①平衡后再加入1.0 mol CO后重新到达平衡，则CO的转化率___________(填“增大”“不变”或“减小”)。 ②若压强恒定为p kPa，则平衡常数___________(kPa)-2(用气体平衡分压代替气体平衡浓度计算，分压=总压×气体的物质的量分数，整理出含p的最简表达式)。 【答案】（1） ①. -121 ②. -80 （2）C （3） ①. p1>p2>p3 ②. = （4） ①. 减小 ②. 【解析】 【小问1详解】 反应热为反应物键能总和与生成物键能总和差值，；根据盖斯定律，反应Ⅲ=反应Ⅱ+反应I，； 【小问2详解】 A．恒压充入He气，体积增大，分压减小，反应速率减慢，但该反应为气体分子数不变的反应，不影响平衡，A错误； B．缩小反应容器的容积，压强增大，速率加快，但平衡不移动，B错误； C．升高温度平衡正向移动且提高反应速率，C正确； D．降低温度平衡逆向移动且降低反应速率，D错误； E．使用合适的催化剂平衡不移动，E错误； F．从平衡体系中及时分离H2O，平衡正向移动，但速率降低，F错误； 故选C； 【小问3详解】 反应Ⅲ为气体体积减小的反应，增大压强平衡正向移动，相同温度下，压强越大，H2转化率越高，故p1>p2>p3； 初始时加入的CO2和H2的物质的量之比为1：3，反应过程中消耗的CO2和H2物质的量也为1：3，故平衡时α（H2）=α（CO2）； 【小问4详解】 平衡后再加入1.0 molCO，平衡正向移动，但CO的转化率减小； 在压强时，CO的平衡转化率为0.5，据此列出三段式如下， 平衡时，气体的总物质的量为（0.1+0.15+0.15）=0.4 mol，则H2、CO和CH3OH的物质的量分数分别为，，。，故答案为。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $