内容正文:
方城一高2025年秋期高二年级期中考试模拟(三)
化学试题
考试范围:鲁科版选择性必修一第1—2章
(考试时间:75分钟 试卷满分:100分)
可能用到的部分相对原子质量:H-1 C-12 O-16 N-14 Mg-24 S-32 Ca-40 Cu-64 Ag-108
第I卷(选择题)
一、选择题(每小题只有一个选项符合题意。)
1. 下列说法中错误的是
A. 凡是放热且熵增加的反应,易自发进行
B. 对于同一物质在不同状态时的熵值:气态>液态>固态
C. 平衡常数K值越大,则可逆反应进行得越完全,反应物的转化率越大
D. 凡是能量达到活化能的分子发生的碰撞均为有效碰撞
【答案】D
【解析】
【详解】A.放热且熵增的反应,ΔH<0且ΔS>0,根据ΔG=ΔH-TΔS,此时ΔG<0,反应易自发,A正确;
B.物质混乱度越大,熵越大,同一物质的熵值随状态变化规律为:气态>液态>固态,B正确;
C.平衡常数K值越大,反应正向进行的程度越大,反应物转化率越高,C正确;
D.有效碰撞需满足能量≥活化能且取向合适,仅能量达标但取向不合适的碰撞不是有效碰撞,D错误;
故选D。
2. 下列实验现象或图像信息不能充分说明相应化学反应是放热反应的是
反应装置或图像
实验现象或图像信息
A.反应物总能量大于生成物总能量
B.反应开始后,针筒活塞向右移动
反应装置或图像
实验现象或图像信息
C.反应开始后,甲处液面低于乙处
D.温度计的水银柱不断上升
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.反应物总能量大于生成物总能量,根据能量守恒,反应过程中会释放能量,可说明是放热反应,A不符合题意;
B.针筒活塞向右移动可能是反应生成气体导致气体体积增大,不一定是温度升高(放热)引起的膨胀,不能充分说明是放热反应,B符合题意;
C.甲处液面低于乙处,说明反应容器内气体受热膨胀、压强增大,可推断反应放热,C不符合题意;
D.温度计水银柱不断上升,直接表明反应过程中温度升高,能说明是放热反应,D不符合题意;
故选B。
3. 借助盐酸与NaOH溶液反应,用如图所示装置测定中和反应的反应热。下列说法错误的是
A. 用温度计测量酸溶液的温度后立即测量碱溶液的温度
B. 为了保证完全被中和,采用稍过量的NaOH溶液
C. 若用同浓度的醋酸溶液代替盐酸进行上述实验,计算所得反应热偏大
D. 若无杯盖或盖得不严密,计算所得反应热偏大
【答案】A
【解析】
【详解】A.测量酸溶液温度后,温度计上残留的酸会与碱溶液在温度计上发生中和反应放热,导致测量的碱溶液初始温度偏高,使计算的温差ΔT偏小,该操作错误,A错误;
B.采用稍过量的NaOH溶液可确保盐酸完全被中和,避免因反应物未完全反应导致热量测量不准确,该操作正确,B正确;
C.醋酸为弱酸,电离过程吸热,中和反应放出的热量小于强酸强碱反应,Q减小,ΔH=-(Q为放出热量,n为水的物质的量),ΔH的绝对值减小,即ΔH偏大,该说法正确,C正确;
D.无杯盖或盖不严密会导致热量散失,测量的ΔT偏小,Q=cmΔT减小,ΔH=-,ΔH的绝对值减小,即ΔH偏大,该说法正确,D正确;
故选A。
4. 下列说法错误的是
A. 同温同压下,在光照和点燃条件下的相同
B. 已知、条件下: , ,则可推出比稳定
C. 甲烷的燃烧热,则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为
D. 已知、下,将和置于密闭的容器中充分反应生成,当的转化率为时,放热,则热化学方程式为
【答案】B
【解析】
【详解】A.ΔH的大小与反应条件无关,只与反应物和生成物的状态有关,因此光照和点燃条件下的ΔH相同,A正确;
B.ΔH更小说明反应放热更多,但比较O2和O3的稳定性需看分解反应的ΔH。若2O3→3O2放热,则O2更稳定。根据题中数据,O3作为氧化剂时反应放热更多,说明O2比O3稳定,B错误;
C.燃烧热要求生成液态水,该方程式符合燃烧热定义,C正确;
D.根据转化率计算,当的转化率为时,0.2mol N2反应放热18.48kJ,则1mol N2对应ΔH=-92.4kJ·mol⁻¹,热化学方程式正确,D正确;
故选B。
5. 燃煤烟气脱硫可用生物质热解气(主要成分:CO、CH4、H2)将SO2在一定条件下还原为单质硫。已知:
①C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH1=-393.5 kJ· mol-1
②CO2(g)+C(s)=2CO(g) ΔH2=+172.5 kJ· mol-1
③S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH3=-296.0 kJ· mol-1
则反应2CO(g)+SO2(g)=S(s)+2CO2(g)的ΔH为
A. +270 kJ· mol-1 B. +862 kJ· mol-1
C. -270 kJ· mol-1 D. -862 kJ· mol-1
【答案】C
【解析】
【详解】已知:①C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH1=-393.5 kJ· mol-1
②CO2(g)+C(s)=2CO(g) ΔH2=+172.5 kJ· mol-1
③S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH3=-296.0 kJ· mol-1
根据盖斯定律,由①-②-③可得:2CO(g)+SO2(g)= S(s)+2CO2(g),则ΔH=ΔH1-ΔH2-ΔH3=-393.5 kJ· mol-1-172.5 kJ· mol-1-(-296.0 kJ· mol-1)= -270 kJ· mol-1。
故选C。
6. 下图表示某可逆反应在其他条件相同时使用和未使用催化剂,反应过程和能量的对应关系。下列说法一定正确的是
A. 该反应为吸热反应
B. a与b相比,a的反应速率更快
C. a与b相比,反应的平衡常数一定不同
D. 反应物的总能量大于生成物的总能量
【答案】D
【解析】
【详解】图中看出,生成物的能量低于反应物能量,所以是放热反应,选项A错误。活化能越小反应速率应该越快,所以b的活化能更小,速率更快,选项B错误。反应的平衡常数只与温度有关,所以是否使用催化加,平衡常数都是一样的,选项C错误。从图中明显看出反应物的总能量大于生成物的总能量,选项D正确。
7. 利用如图装置进行实验,开始时,a、b两处液面相平,密封好,放置一段时间。下列说法不正确的是
A. a管发生吸氧腐蚀,b管发生析氢腐蚀
B. 一段时间后,a管液面高于b管液面
C. a处溶液的pH增大,b处溶液的pH减小
D. a、b两处具有相同的电极反应式:Fe-2e-=Fe2+
【答案】C
【解析】
【详解】A.U型管左边装置是中性溶液,所以发生吸氧腐蚀,右边装置是酸性溶液发生析氢腐蚀,故A正确;
B.左边装置发生吸氧腐蚀时,消耗氧气导致气体压强减小,右边装置发生析氢腐蚀,生成氢气导致气体压强增大,所以右边的液体向左边移动,所以一段时间后,a管液面高于b管液面,故B正确;
C.a处铁失电子生成亚铁离子,氧气得电子和水反应生成氢氧根离子,亚铁离子和氢氧根离子反应生成氢氧化亚铁沉淀,所以a处pH不变;b处溶液变成硫酸亚铁溶液,溶液的pH值变大,故C错误;
D.a、b两处构成的原电池中,铁都作负极,所以负极上具有相同的电极反应式:Fe-2e-=Fe2+,故D正确;
故答案选C。
8. 250 mL K2SO4和CuSO4的混合溶液中c()=0.5 mol·L-1,用石墨作电极电解此溶液,当通电一段时间后,两极均收集到1.12 L气体(标准状况下)。假定电解后溶液体积仍为250 mL,下列说法不正确的是
A. 电解得到Cu的质量为3.2 g
B. 上述电解过程中共转移电子0.2 mol
C. 电解后的溶液中c(H+)=0.2 mol·L-1
D. 原混合溶液中c(K+)=0.6 mol·L-1
【答案】C
【解析】
【分析】根据溶液中离子放电能力的强弱,该混合溶液在电解过程中分两个阶段:第一阶段,当阴极析出铜时,阳极析出O2;第二阶段,当阴极析出H2时,阳极析出O2。已知通电一段时间后,两极均收集到1.12L气体(标准状况下),即0.05mol,可见当阴极析出0.05mol H2,转移电子0.1mol,同时,在阳极只能析出0.025mol O2,即第二阶段;所以在第一阶段阳极析出的O2也是0.025mol,转移电子0.1mol,同时,在阴极析出0.05mol Cu,溶液中生成0.1mol H+,电路中共转移电子0.2mol,根据溶液中电荷守恒可求出K+的浓度。
【详解】A、根据上述分析,第一阶段,溶液中的Cu2+在阴极全部放电,析出0.05molCu,其质量为3.2g,A正确;
B、两个阶段转移电子都是0.1mol,所以共转移电子0.2mol,B正确;
C、溶液中的H+是在第一阶段生成的,当阳极析出O20.025mol时,溶液中生成H+0.1mol,所以c(H+)=0.4 mol/L,C不正确;
D、n(Cu2+)=0.05mol,n(SO42-)=0.5mol/L×0.25L=0.125mol,由电荷守恒可得n(K+)=0.15 mol,c(K+)=0.6mol/L,D正确;
答案为C。
9. 在一个不导热的密闭反应器中,只发生两个反应:
a(g)+b(g)⇌2c(g);△H1<0
x(g)+3y(g)⇌2z(g);△H2>0
进行相关操作且达到平衡后(忽略体积改变所作的功),下列叙述错误的是
A. 等压时,通入惰性气体,c的物质的量不变
B. 等压时,通入z气体,反应器中温度升高
C. 等容时,通入惰性气体,各反应速率不变
D. 等容时,通入z气体,y的物质的量浓度增大
【答案】A
【解析】
【详解】A、等压时,通入惰性气体,体积增大,平衡x(g)+3y(g)⇌2z(g)(△H2>0)向左移动,反应放热,反应体系的温度升高,由于该反应容器是一个不导热的容器,所以平衡a(g)+b(g)⇌2c(g)也向左(吸热方向)移动,c的物质的量减小,故A错误;
B、等压时,通入z气体,增大了生成物的浓度,平衡x(g)+3y(g)⇌2z(g)向左移动,由于该反应的逆反应是放热反应,容器内温度升高,虽然导致第一个反应向逆反应移动,但移动结果不会恢复到原温度,故平衡时温度升高,故B正确;
C、等容时,通入惰性气体,各反应物和生成物的物质的量没有变化,各组分的浓度没有发生变化,所以各反应速率不发生变化,故C正确;
D、等容时,通入z气体,增大了生成物z的浓度,平衡x(g)+3y(g)⇌2z(g)(△H2>0)逆向移动,所以y的物质的量浓度增大,故D正确;
故选A。
【点睛】本题考查外界条件对化学平衡的影响,难度中等,本题要特别注意题干中的信息“不导热的密闭反应器”,注意压强对第一个反应没有影响,根据第二个反应的移动热效应,判断第一个反应的移动。
10. 在5L的密闭容器中充入2molA气体和1molB气体,在一定条件下发生反应: 2A(g) + B(g)2C(g)达平衡时,在相同条件下测得容器内混合气体的压强是反应前的,则A 的转化率为
A. 67% B. 50% C. 25% D. 5%
【答案】B
【解析】
【详解】根据已知,用三段式进行解答。
,在相同条件下测得容器内混合气体的压强是反应前的,,解得x= 0.5mol,则A 的转化率为100%=50% ,故B符合题意;
故答案:B。
11. 利用反应6NO2+8NH3 =7N2+12H2O构成电池的装置如图所示。下列说法正确的是
A. 电子从右侧B电极经过负载后流向左侧A电极
B. 当有2.24 L NO2被处理时,转移电子数为0.4NA
C. 电极A极反应式为2NH3-6e-= N2+6H+
D. 为使电池持续放电,离子交换膜需选用阴离子交换膜
【答案】D
【解析】
【详解】在原电池中,负极发生氧化反应,正极发生还原反应,根据6NO2+8NH3 =7N2+12H2O 可知,通入氨气的电极为负极,通入二氧化氮的为正极。A.电子从负极流出,正极流入,则电子从左侧电极经过负载后流向右侧电极,故A错误;B. 未说明是否为标准状况,无法计算2.24 L NO2的物质的量,因此无法计算转移的电子数,故B错误;C. 电极A为负极,发生氧化反应,电极反应式为2NH3-6e-+6OH-= N2+6 H2O,故C错误;D.原电池工作时,阴离子向负极移动,为使电池持续放电,离子交换膜需选用阴离子交换膜,防止二氧化氮反应生成硝酸盐和亚硝酸盐,故D正确;故选D。
12. 将一定量纯净的氨基甲酸铵固体置于密闭容器中,发生反应: 。该反应的平衡常数的负对数值(-lgK)随温度(T)的变化如图所示,下列说法不正确的是
A. 该反应的ΔH>0
B. A点对应状态的平衡常数
C. NH3的体积分数不变时,该反应一定达到平衡状态
D. 30℃时,B点对应状态的v(正)<v(逆)
【答案】C
【解析】
【分析】-lg K值越大,化学平衡常数K值越小。
【详解】A.由题图可知,随着温度的升高,化学平衡常数K值增大,则升高温度平衡正向移动,正反应为吸热反应,ΔH>0,故A正确;
B.A点对应的-lg K=2.294,则平衡常数K(A)=10-2.294(mol·L-1)3,故B正确;
C.因反应物氨基甲酸铵为固体,则反应体系中气体只有NH3和CO2,反应得到的NH3和CO2的物质的量之比为2:1,所以NH3的体积分数始终为 ,NH3的体积分数不变时,该反应不一定达到平衡状态,故C错误;
D.30℃时,B点在平衡线下方,,B点的浓度商Q大于相同温度时的化学平衡常数K,反应向逆反应方向进行,则B点对应状态的v(正)<v(逆),故D正确;
选C。
13. 我国电动汽车产业发展迅猛,多种车型采用三元锂电池,该电池放电时工作原理如图所示。下列说法错误的是
A. 无论充电或放电,A极电势均低于B极
B. 充电时,外电路中流过0.1mol电子,A极质量减少0.7g
C. 放电时,正极反应为Li1-aNixCoyMnzO2+aLi++ae-=LiNixCoyMnzO2
D. 失去活性锂元素的三元正极材料可采用化学方法再生,实现循环利用
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A.该电池放电时工作原理可知,放电时,A为负极B为正极,充电时,A为阴极B为阳极,故无论充电或放电,A极电势均低于B极,故A正确;
B.充电时,A极电极反应为aLi++ae-+6C=LiaC6, 外电路中流过0.1mol电子,A极质量增加0.7g,故B错误;
C.由该电池放电时工作原理可知,放电时B为正极,Li1- aNix Coy MnzO2得电子结合Li+生成LiNixCoyMnzO2,正极反应为Li1-aNixCoyMnzO2+aLi++ae-=LiNixCoyMnzO2,故C正确;
D.锂元素失去活性后,可采用化学方法再生,从而实现Li的循环利用,故D正确;
故选 B。
14. 向甲、乙、丙三个密闭容器中充入一定量的A和B,发生反应:A(g) + xB(g) 2C(g)。各容器的反应温度、反应物起始量、反应过程中C的浓度随时间变化关系分别以下表和下图表示:
容器
甲
乙
丙
容积
0.5L
0.5L
10L
温度/℃
T1
T2
T2
反应物
起始量
1.5 mol A
0.5 mol B
1.5 mol A
0.5 mol B
6.0 mol A
2.0 mol B
下列说法正确的是
A. 10min内甲容器中反应的平均速率v(A)=0.025mol·L-1·min-1
B. 由图可知:T1<T2,且该反应为吸热反应
C. 若平衡时保持温度不变,改变容器体积平衡不移动
D. T1℃,起始时甲容器中充入0.5molA、1.5molB,平衡时A的转化率为25%
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图可知,10min内甲容器中C的浓度变化量为1mol/L,v(C)=1mol/L÷10min=0.1mol/(L•min)。由于速率之比等于化学计量数之比,所以v(A)=0.1mol/(L•min)÷2=0.05mol/(L•min),A错误;
B.比较甲与乙可知,乙先到达平衡,故温度T1<T2,温度越高C的浓度越低,升高温度平衡向逆反应移动,故正反应为放热反应,B错误;
C.乙中平衡时C的浓度是1.0mol/L,则根据方程式可知,消耗A的浓度是0.5mol/L,物质的量是0.5mol/L×0.5L=0.25mol,所以A的转化率为=;丙中平衡时C的浓度是2.0mol/L,则根据方程式可知,消耗A的浓度是1.0mol/L,物质的量是1.0mol/L×1L=1.0mol,所以A的转化率为=。丙中压强为乙中2倍,压强增大平衡不移动,x=1,C正确;
D.
故T1℃,该反应的平衡常数为K==4
令T1℃,起始时甲容器中充入0.5molA、1.5molB,反应到达平衡时A的浓度变化量为x,则
所以=4
解得x=0.75
所以故A的转化率=×100%=75%,D错误;
故选C。
第II卷(非选择题)
二、非选择题
15. 家用天然气的主要成分是CH4,常含有H2S。CH4中H2S的消除对天然气的利用具有重要意义。可利用金属硫化物(MxSy)催化下列反应,既可以除去天然气中的H2S,又可以获得H2。
ΔH>0
(1)该反应自发进行的条件是___________。
A. 高温下容易自发 B. 低温下容易自发
C. 任何温度下都容易自发 D. 任何温度下都不容易自发
(2)在恒温、体积为2 L的恒容密闭容器中,通入4 mol CH4和1 mol H2S的混合气体,初始压强为8 MPa,10 min时体系的压强为8.8 MPa,则0~10 min内,v(H2S)=___________ 。
(3)若在恒温、恒容密闭容器中发生该反应,下列有关说法正确的是___________。
A. 平衡移动,K一定变化
B. CH4和H2S按1:2投料反应,当CH4和H2S的物质的量之比不变时反应到达平衡
C. 金属硫化物(MxSy)催化该反应的原理是降低活化能,增大活化分子百分数,增加单位时间内有效碰撞次数,从而加快反应速率
D. 达到平衡后,缩小容器体积,正反应速率先减小后变大
(4)氢气、乙醇都是未来理想的绿色燃料。已知部分物质的标准燃烧热(25℃)数据如下表所示:
物质(状态)
H2(g)
C2H4(g)
C2H5OH(l)
CH4(g)
燃烧热ΔH/kJ·mol-1
-285.8
-1411.00
-1366.8
-890.3
依据表格数据计算,由C2H4(g)和H2O(l)反应生成C2H5OH(l)的ΔH为___________。
A -44.2 kJ/mol B. +44.2 kJ/mol C. 330 kJ/mol D. +300 kJ/mol
(5)氨是最重要的化工产品之一。合成氨使用的氢气可以甲烷为原料制得:。有关化学反应的能量变化如图所示,则与H2O(g)反应生成CO(g)和H2(g)的热化学方程式为___________。
【答案】(1)A (2)0.025 (3)C (4)A
(5)
【解析】
【小问1详解】
反应的气体分子数增加,ΔS>0,已知ΔH>0,则该反应在高温条件下易自发进行,故选A;
小问2详解】
设10 min内CH4转化了x mol,可列出三段式:
恒容条件下,压强之比等于物质的量之比,=,解得x=0.25,0~10 min内,(H2S)=;
【小问3详解】
A.平衡常数K只受温度影响,平衡移动,可能是浓度或压强造成的,温度不变,则K不变,A错误;
B.CH4和H2S按1:2投料反应,根据可知CH4和H2S物质的量按1:2反应消耗,则CH4和H2S的物质的量之比一直不变,不能说明反应到达平衡,B错误;
C.催化剂通过降低反应的活化能来影响反应速率,金属硫化物(MxSy)催化该反应的原理是降低活化能,增大活化分子百分数,增加单位时间内有效碰撞次数,从而加快反应速率,C正确;
D.达到平衡后,缩小容器体积,增大压强,平衡逆向向移动,正反应速率逐渐变大至平衡,D错误;
故选C;
【小问4详解】
依据表格数据可得燃烧热的热化学方程式为,由C2H4(g)和H2O(l)反应生成C2H5OH(l)的反应方程式为,由盖斯定律,反应①-②可得反应③,由C2H4(g)和H2O(l)反应生成C2H5OH(l)的ΔH=为,故选A;
【小问5详解】
根据题图所示能量变化可写出热化学方程式:
②
③
根据盖斯定律,由①+②-③×3可得目标热化学方程式:。
16. 某小组学生设计了如下定性探究影响化学反应速率因素的实验。
依据可选试剂:溶液、溶液、蒸馏水、溶液、
溶液、溶液
请按要求回答下列问题。
(1)小组确定实验探究的反应原理及其对应的预期现象(填充空白)
实验
化学方程式
预期观察的现象
原理i
_______
产生气泡快慢
原理ii
_______
(2)学生甲选择原理i,探究催化剂对该反应速率的因素,必选试剂除溶液外,还应选_______。
(3)学生乙设计下图所示对比实验,探究硫酸浓度对反应ii速率的影响
试剂X及其用量:_______。
(4)学生丙设计对比实验,探究影响反应ii速率的因素,数据如下表所示:
实验编号
溶液
溶液
蒸馏水
浓度/(mol/L)
体积/mL
浓度(mol/L)
体积/mL
体积/mL
温度/℃
Ⅰ
0.1
1
0.5
1
V
30
Ⅱ
0.1
2
0.5
1
7
a
Ⅲ
0.1
2
0.5
1
7
40
①对比实验Ⅰ、Ⅱ,为探究_______对该反应速率的影响。
②a=_______℃
③V=_______mL,加入V mL水的目的是_______。
④对比上述实验数据,推测反应速率最快的是_______(填实验编号)。
【答案】(1) ①. ②. 溶液变浑浊快慢
(2)溶液
(3)(合理即可给分)
(4) ①. 溶液的浓度 ②. 30 ③. 8 ④. 控制硫酸的起始浓度相同 ⑤. 实验Ⅲ
【解析】
【小问1详解】
原理i 预期的实验现象为产生气泡快慢,结合所给的试剂,选择的反应为。原理ii 选择的反应为,生成淡黄色沉淀硫单质,故预期的实验现象为溶液变浑浊快慢。
【小问2详解】
对反应具有催化作用,故选择原理i,探究催化剂对该反应速率的因素,必选试剂除溶液外,还应选溶液,作催化剂。
【小问3详解】
若要探究硫酸浓度对反应ii速率的影响,两组实验中硫酸的浓度应不同,溶液的浓度相同,所加硫酸的体积应相同,故试剂X及其用量为。
【小问4详解】
①对比实验Ⅰ、Ⅱ,所加溶液的体积不同,即的物质的量不同,所加溶液的体积、浓度均相同,则实验Ⅰ、Ⅱ为探究溶液的浓度对该反应速率的影响。
②实验Ⅰ、Ⅱ为探究溶液的浓度对该反应速率的影响,则温度应相同,故a=30℃
③实验Ⅰ、Ⅱ所加溶液的体积、浓度均相同,为保证溶液混合后硫酸的浓度相同,则要加入蒸馏水控制硫酸的起始浓度相同,由实验可知,溶液混合后总体积为10mL,则V=8mL。
④实验Ⅲ中温度最高,浓度最大,故推测反应速率最快的是实验Ⅲ。
17. 如图装置所示,C、D、E、F、X、Y都是惰性电极,甲、乙中溶液的体积和浓度都相同(假设通电前后溶液体积不变),A、B为外接直流电源的两极。将直流电源接通后,F极附近呈红色。请回答:
(1)B极是电源的________极,一段时间后,甲中溶液颜色________,丁中X极附近的颜色逐渐变浅,Y极附近的颜色逐渐变深,这表明氢氧化铁胶体粒子带___电荷(填“正”或“负”,在电场作用下向____极移动(填“X”或“Y”)。
(2)若甲、乙装置中的C、D、E、F电极均只有一种单质生成时,对应单质的物质的量之比为_________________。
(3)现用丙装置给铜件镀银,则H应该是________(填“镀层金属”或“镀件”),电镀液是________溶液。当乙中溶液的pH是13时(此时乙溶液体积为500 mL),丙中镀件上析出银的质量为________,甲中溶液的pH________(填“变大”“变小”或“不变”)。
(4)若将C电极换为铁,其他装置都不变,则甲中发生总反应的离子方程式是__________________________________________。
【答案】 ①. 负极 ②. 逐渐变浅 ③. 正 ④. Y ⑤. 1∶2∶2∶2 ⑥. 镀件 ⑦. AgNO3 ⑧. 5.4 g ⑨. 变小 ⑩. Fe+Cu2+Cu+Fe2+
【解析】
【分析】将直流电源接通后,F极附近呈红色,说明F极显碱性,是水提供的氢离子在该电极放电引起,所以F极是阴极,B为电源负极、A为电源正极,可得出D、F、H、Y均为阴极,C、E、G、X均为阳极。
【详解】(1)据分析,B电极是电源的负极。C、D、电极发生的电极反应分别为:2H2O-4e-=O2+4H+、Cu2++2e-═Cu,则一段时间后,甲中溶液颜色变浅。Y极是阴极,该电极颜色逐渐变深,说明氢氧化铁胶粒向该电极移动,外电场中阳离子向阴极移动,所以氢氧化铁胶体粒子带正电荷。
(2)C、D、E、F电极发生的电极反应分别为:2H2O-4e-=O2+4H+、Cu2++2e-═Cu、2Cl--2e-═Cl2↑、2H++2e-═H2↑,电极上得失电子守恒,当各电极转移电子均为1mol时,生成单质的量分别为:0.25mol、0.5mol、0.5mol、0.5mol,所以单质的物质的量之比为1:2:2:2。
(3)电镀装置中,镀层金属必须做阳极,镀件做阴极,所以H应该是镀件,电镀液含有镀层金属阳离子,故电镀液为AgNO3溶液;当乙中溶液的c(OH-)=0.1mol•L-1时(此时乙溶液体积为500mL),根据电极反应2H2O+2e-═H2↑+2OH-,则放电的氢离子的物质的量为:0.1mol/l×0.5L=0.05mol,则转移0.05mol电子,则丙中镀件上析出银的质量=108g/mol×0.05mol=5.4g,电解硫酸铜的过程中水放电生成氧气,有硫酸生成,所以氢离子浓度增大,所以酸性增强,甲中溶液的pH变小。
(4)C电极换为铁,则阳极铁失电子,阴极铜离子得电子,电解池反应为:Fe+Cu2+ Cu+Fe2+。
【点睛】本题考查电解池的工作原理,综合性很强,依据实验现象确定阴阳极、正确书写电极反应式是解答关键所在,注意电镀装置中,镀层金属必须做阳极,镀件做阴极,各个电极上转移的电子数是相等的。
18. 在人们高度重视环境和保护环境的今天,消除和利用硫氧化物、氮氧化物、碳氧化物对改善大气质量具有重要的意义。
(1)在绝热的某刚性容器中置入2 mol SO2和1 mol,发生反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH。下列说法中能够判断该反应一定处于平衡状态的有___________(填序号)。
①容器中SO2、共存
②单位时间内生成2 mol SO2的同时消耗2 mol SO3
③反应容器中压强不随时间变化
④容器中温度恒定不变
⑤容器中SO2的物质的量之比为2:1:2
(2)氮氧化物是造成光化学污染的罪魁祸首,用一氧化碳还原氮氧化物,可防止氮氧化物污染,如反应: ΔH=-747kJ,实验测得该反应,(、为速率常数,只与温度有关)。在一定温度下达到平衡时,则达到平衡后,仅升高温度,平衡向___________(填“正反应方向”“逆反应方向”或“不”)移动。增大的倍数填___________(“>”“<”或“=”)增大的倍数。
(3)已知: 。将1 mol CO和2 mol 充入1 L恒容密闭容器中,在一定条件下发生反应,相同时间内测得CO的转化率与温度的对应关系如图所示:
①ΔH___________0(填“>”或“<”)。
②由图可知,前反应中CO的转化率随温度升高而增大,原因是___________。
③已知c点时容器内的压强为p,在温度下该反应的压强平衡常数为___________(用含p的关系式表示,为以分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)。
【答案】(1)③④ (2) ①. 逆反应方向 ②. <
(3) ①. < ②. 前反应未达到平衡,随着温度升高,反应速率加快,CO的转化率增大 ③.
【解析】
【小问1详解】
①容器中共存只能说明是可逆反应,不能说明反应达到平衡;
②单位时间内生成的同时消耗,说明三氧化硫消耗和二氧化硫生成速率相等,由化学方程式知消耗三氧化硫和生成二氧化硫的速率无论是否平衡都会相等,不能据此判断反应是否平衡;
③该反应前后气体分子总数发生变化,反应容器中压强不随时间变化,说明反应物和生成物浓度维持不变,反应达到平衡;
④该反应中有热量变化,容器中温度恒定不变说明放出和吸收的热量相等,反应达到平衡;
⑤反应是否平衡和物质的浓度没有关系,容器中的物质的量之比为2:1:2不能说明反应达到平衡;
故选③④;
【小问2详解】
该反应是放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,、为速率常数,只与温度有关,温度升高,,浓度不变,则增大的倍数<增大的倍数;
【小问3详解】
①通过图形可知时CO转化率最大,反应达到平衡,到转化率增大的原因是温度升高反应速率加快,到转化率降低的原因是平衡逆向移动,所以该反应是放热反应;
②由图可知,前反应中CO的转化率随温度升高而增大,原因是前反应未达到平衡,随着温度升高,反应速率加快,CO的转化率增大;
③已知c点时容器内的压强为p,该反应达到平衡,一氧化碳转化率为50%,
。
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方城一高2025年秋期高二年级期中考试模拟(三)
化学试题
考试范围:鲁科版选择性必修一第1—2章
(考试时间:75分钟 试卷满分:100分)
可能用到的部分相对原子质量:H-1 C-12 O-16 N-14 Mg-24 S-32 Ca-40 Cu-64 Ag-108
第I卷(选择题)
一、选择题(每小题只有一个选项符合题意。)
1. 下列说法中错误的是
A. 凡是放热且熵增加的反应,易自发进行
B. 对于同一物质在不同状态时的熵值:气态>液态>固态
C. 平衡常数K值越大,则可逆反应进行得越完全,反应物的转化率越大
D. 凡是能量达到活化能的分子发生的碰撞均为有效碰撞
2. 下列实验现象或图像信息不能充分说明相应的化学反应是放热反应的是
反应装置或图像
实验现象或图像信息
A.反应物总能量大于生成物总能量
B.反应开始后,针筒活塞向右移动
反应装置或图像
实验现象或图像信息
C.反应开始后,甲处液面低于乙处
D.温度计的水银柱不断上升
A. A B. B C. C D. D
3. 借助盐酸与NaOH溶液反应,用如图所示装置测定中和反应的反应热。下列说法错误的是
A. 用温度计测量酸溶液的温度后立即测量碱溶液的温度
B. 为了保证完全被中和,采用稍过量的NaOH溶液
C. 若用同浓度的醋酸溶液代替盐酸进行上述实验,计算所得反应热偏大
D. 若无杯盖或盖得不严密,计算所得反应热偏大
4. 下列说法错误是
A. 同温同压下,在光照和点燃条件下的相同
B. 已知、条件下: , ,则可推出比稳定
C. 甲烷的燃烧热,则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为
D. 已知、下,将和置于密闭的容器中充分反应生成,当的转化率为时,放热,则热化学方程式为
5. 燃煤烟气脱硫可用生物质热解气(主要成分:CO、CH4、H2)将SO2在一定条件下还原为单质硫。已知:
①C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH1=-393.5 kJ· mol-1
②CO2(g)+C(s)=2CO(g) ΔH2=+172.5 kJ· mol-1
③S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH3=-296.0 kJ· mol-1
则反应2CO(g)+SO2(g)=S(s)+2CO2(g)的ΔH为
A. +270 kJ· mol-1 B. +862 kJ· mol-1
C. -270 kJ· mol-1 D. -862 kJ· mol-1
6. 下图表示某可逆反应在其他条件相同时使用和未使用催化剂,反应过程和能量的对应关系。下列说法一定正确的是
A. 该反应为吸热反应
B. a与b相比,a的反应速率更快
C. a与b相比,反应的平衡常数一定不同
D. 反应物的总能量大于生成物的总能量
7. 利用如图装置进行实验,开始时,a、b两处液面相平,密封好,放置一段时间。下列说法不正确的是
A. a管发生吸氧腐蚀,b管发生析氢腐蚀
B. 一段时间后,a管液面高于b管液面
C. a处溶液的pH增大,b处溶液的pH减小
D. a、b两处具有相同的电极反应式:Fe-2e-=Fe2+
8. 250 mL K2SO4和CuSO4的混合溶液中c()=0.5 mol·L-1,用石墨作电极电解此溶液,当通电一段时间后,两极均收集到1.12 L气体(标准状况下)。假定电解后溶液体积仍为250 mL,下列说法不正确的是
A. 电解得到Cu的质量为3.2 g
B. 上述电解过程中共转移电子0.2 mol
C. 电解后的溶液中c(H+)=0.2 mol·L-1
D. 原混合溶液中c(K+)=0.6 mol·L-1
9. 在一个不导热的密闭反应器中,只发生两个反应:
a(g)+b(g)⇌2c(g);△H1<0
x(g)+3y(g)⇌2z(g);△H2>0
进行相关操作且达到平衡后(忽略体积改变所作的功),下列叙述错误的是
A. 等压时,通入惰性气体,c的物质的量不变
B. 等压时,通入z气体,反应器中温度升高
C. 等容时,通入惰性气体,各反应速率不变
D. 等容时,通入z气体,y的物质的量浓度增大
10. 在5L的密闭容器中充入2molA气体和1molB气体,在一定条件下发生反应: 2A(g) + B(g)2C(g)达平衡时,在相同条件下测得容器内混合气体的压强是反应前的,则A 的转化率为
A. 67% B. 50% C. 25% D. 5%
11. 利用反应6NO2+8NH3 =7N2+12H2O构成电池的装置如图所示。下列说法正确的是
A. 电子从右侧B电极经过负载后流向左侧A电极
B. 当有2.24 L NO2被处理时,转移电子数0.4NA
C. 电极A极反应式为2NH3-6e-= N2+6H+
D. 为使电池持续放电,离子交换膜需选用阴离子交换膜
12. 将一定量纯净的氨基甲酸铵固体置于密闭容器中,发生反应: 。该反应的平衡常数的负对数值(-lgK)随温度(T)的变化如图所示,下列说法不正确的是
A. 该反应的ΔH>0
B. A点对应状态的平衡常数
C. NH3的体积分数不变时,该反应一定达到平衡状态
D. 30℃时,B点对应状态的v(正)<v(逆)
13. 我国电动汽车产业发展迅猛,多种车型采用三元锂电池,该电池放电时工作原理如图所示。下列说法错误的是
A. 无论充电或放电,A极电势均低于B极
B. 充电时,外电路中流过0.1mol电子,A极质量减少0.7g
C. 放电时,正极反应为Li1-aNixCoyMnzO2+aLi++ae-=LiNixCoyMnzO2
D. 失去活性锂元素的三元正极材料可采用化学方法再生,实现循环利用
14. 向甲、乙、丙三个密闭容器中充入一定量的A和B,发生反应:A(g) + xB(g) 2C(g)。各容器的反应温度、反应物起始量、反应过程中C的浓度随时间变化关系分别以下表和下图表示:
容器
甲
乙
丙
容积
0.5L
0.5L
1.0L
温度/℃
T1
T2
T2
反应物
起始量
1.5 mol A
0.5 mol B
1.5 mol A
0.5 mol B
6.0 mol A
2.0 mol B
下列说法正确的是
A. 10min内甲容器中反应的平均速率v(A)=0.025mol·L-1·min-1
B. 由图可知:T1<T2,且该反应为吸热反应
C. 若平衡时保持温度不变,改变容器体积平衡不移动
D. T1℃,起始时甲容器中充入0.5molA、1.5molB,平衡时A的转化率为25%
第II卷(非选择题)
二、非选择题
15. 家用天然气的主要成分是CH4,常含有H2S。CH4中H2S的消除对天然气的利用具有重要意义。可利用金属硫化物(MxSy)催化下列反应,既可以除去天然气中的H2S,又可以获得H2。
ΔH>0
(1)该反应自发进行条件是___________。
A. 高温下容易自发 B. 低温下容易自发
C. 任何温度下都容易自发 D. 任何温度下都不容易自发
(2)在恒温、体积为2 L恒容密闭容器中,通入4 mol CH4和1 mol H2S的混合气体,初始压强为8 MPa,10 min时体系的压强为8.8 MPa,则0~10 min内,v(H2S)=___________ 。
(3)若在恒温、恒容的密闭容器中发生该反应,下列有关说法正确的是___________。
A. 平衡移动,K一定变化
B. CH4和H2S按1:2投料反应,当CH4和H2S的物质的量之比不变时反应到达平衡
C. 金属硫化物(MxSy)催化该反应的原理是降低活化能,增大活化分子百分数,增加单位时间内有效碰撞次数,从而加快反应速率
D. 达到平衡后,缩小容器体积,正反应速率先减小后变大
(4)氢气、乙醇都是未来理想的绿色燃料。已知部分物质的标准燃烧热(25℃)数据如下表所示:
物质(状态)
H2(g)
C2H4(g)
C2H5OH(l)
CH4(g)
燃烧热ΔH/kJ·mol-1
-285.8
-1411.00
-1366.8
-890.3
依据表格数据计算,由C2H4(g)和H2O(l)反应生成C2H5OH(l)的ΔH为___________。
A. -44.2 kJ/mol B. +44.2 kJ/mol C. 330 kJ/mol D. +300 kJ/mol
(5)氨是最重要的化工产品之一。合成氨使用的氢气可以甲烷为原料制得:。有关化学反应的能量变化如图所示,则与H2O(g)反应生成CO(g)和H2(g)的热化学方程式为___________。
16. 某小组学生设计了如下定性探究影响化学反应速率因素的实验。
依据可选试剂:溶液、溶液、蒸馏水、溶液、
溶液、溶液
请按要求回答下列问题。
(1)小组确定实验探究的反应原理及其对应的预期现象(填充空白)
实验
化学方程式
预期观察的现象
原理i
_______
产生气泡快慢
原理ii
_______
(2)学生甲选择原理i,探究催化剂对该反应速率的因素,必选试剂除溶液外,还应选_______。
(3)学生乙设计下图所示对比实验,探究硫酸浓度对反应ii速率的影响
试剂X及其用量:_______。
(4)学生丙设计对比实验,探究影响反应ii速率的因素,数据如下表所示:
实验编号
溶液
溶液
蒸馏水
浓度/(mol/L)
体积/mL
浓度(mol/L)
体积/mL
体积/mL
温度/℃
Ⅰ
0.1
1
0.5
1
V
30
Ⅱ
0.1
2
0.5
1
7
a
Ⅲ
0.1
2
0.5
1
7
40
①对比实验Ⅰ、Ⅱ,为探究_______对该反应速率的影响。
②a=_______℃
③V=_______mL,加入V mL水的目的是_______。
④对比上述实验数据,推测反应速率最快的是_______(填实验编号)。
17. 如图装置所示,C、D、E、F、X、Y都是惰性电极,甲、乙中溶液的体积和浓度都相同(假设通电前后溶液体积不变),A、B为外接直流电源的两极。将直流电源接通后,F极附近呈红色。请回答:
(1)B极是电源的________极,一段时间后,甲中溶液颜色________,丁中X极附近的颜色逐渐变浅,Y极附近的颜色逐渐变深,这表明氢氧化铁胶体粒子带___电荷(填“正”或“负”,在电场作用下向____极移动(填“X”或“Y”)。
(2)若甲、乙装置中的C、D、E、F电极均只有一种单质生成时,对应单质的物质的量之比为_________________。
(3)现用丙装置给铜件镀银,则H应该是________(填“镀层金属”或“镀件”),电镀液是________溶液。当乙中溶液的pH是13时(此时乙溶液体积为500 mL),丙中镀件上析出银的质量为________,甲中溶液的pH________(填“变大”“变小”或“不变”)。
(4)若将C电极换为铁,其他装置都不变,则甲中发生总反应的离子方程式是__________________________________________。
18. 在人们高度重视环境和保护环境的今天,消除和利用硫氧化物、氮氧化物、碳氧化物对改善大气质量具有重要的意义。
(1)在绝热的某刚性容器中置入2 mol SO2和1 mol,发生反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH。下列说法中能够判断该反应一定处于平衡状态的有___________(填序号)。
①容器中SO2、共存
②单位时间内生成2 mol SO2的同时消耗2 mol SO3
③反应容器中压强不随时间变化
④容器中温度恒定不变
⑤容器中SO2的物质的量之比为2:1:2
(2)氮氧化物是造成光化学污染的罪魁祸首,用一氧化碳还原氮氧化物,可防止氮氧化物污染,如反应: ΔH=-747kJ,实验测得该反应,(、为速率常数,只与温度有关)。在一定温度下达到平衡时,则达到平衡后,仅升高温度,平衡向___________(填“正反应方向”“逆反应方向”或“不”)移动。增大的倍数填___________(“>”“<”或“=”)增大的倍数。
(3)已知: 。将1 mol CO和2 mol 充入1 L恒容密闭容器中,在一定条件下发生反应,相同时间内测得CO的转化率与温度的对应关系如图所示:
①ΔH___________0(填“>”或“<”)。
②由图可知,前反应中CO的转化率随温度升高而增大,原因是___________。
③已知c点时容器内压强为p,在温度下该反应的压强平衡常数为___________(用含p的关系式表示,为以分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)。
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