内容正文:
阆中中学校2025年秋高2024级期中学习质量检测
化学试题
(考试时间:75分钟 满分:100分)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名和座位号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其它答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16 N-14
第I卷(选择题 45分)
一、选择题(共15题,每题3分,共45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. 下列过程中,化学反应速率的增大对人类有益的是
A. 金属的腐蚀 B. 食物的腐败 C. 塑料的老化 D. 氨的合成
【答案】D
【解析】
【详解】A.金属的腐蚀越慢越好,故增大速率对人类无益,A错误;
B.食物的腐败越慢越好,故增大速率对人类无益,B错误;
C.塑料的老化越慢越好,故增大速率对人类无益,C错误;
D.氨的合成越快越好,缩短生产周期,故增大速率对人类有益,D正确;
故选D。
2. 下列关于催化剂的说法中正确的是
A. 催化剂能使不反应的物质发生反应
B. 温度越高,催化剂的催化效果越好
C. 催化剂能使反应体系的活化能降低,增大反应平衡转化率
D. 催化剂能使反应体系的活化分子百分数增大,增大反应速率
【答案】D
【解析】
【详解】A.催化剂不能改变反应发生的可能性,也就是不能使不发生的反应发生,也不能使能发生的反应不发生,A不正确;
B.催化剂的最佳催化活性通常有一定的温度范围,温度过高,催化剂可能减弱甚至丧失催化活性,B不正确;
C.催化剂能降低反应体系的活化能,但不能改变反应物的平衡转化率,C不正确;
D.催化剂能降低反应的活化能,从而增大反应体系的活化分子百分数,加快反应速率,D正确;
故选D。
3. 化学反应中的能量变化,通常主要表现为热量的变化。下列相关表述正确的是
A. 一定条件下,将和置于密闭容器中充分反应生成放热,其热化学方程式为:
B. 在时,完全燃烧生成液态水,放出热量,表示氢气燃烧热的热化学方程式表示为:
C.
D. 和反应的中和热,则和足量反应的
【答案】B
【解析】
【详解】A. 一定条件下,将和置于密闭容器中充分反应生成放热,则I2和H2反应生成1molHI(g)时放热大于akJ,放热焓变为负,则其热化学方程式I2(g )+H2(g)⇌2HI(g)△H<-2akJ•mol-1,故A错误;
B.燃烧热是指在一定压强下,1 mol的可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物的时候所放出的热量;在时,完全燃烧生成液态水,放出热量,表示氢气燃烧热的热化学方程式表示为:,B正确;
C.硫蒸气的能量比等质量的固态硫能量高、则等量的硫蒸汽燃烧生成二氧化硫气体比固态硫燃烧放出的热量多,焓变为负值时,放出热量越多,焓变越小,则,故C错误;
D. 和反应的中和热,硫酸和足量反应生成硫酸钡沉淀和水,由于生成沉淀,也要放热,则和足量反应放出的热量大于盐酸和氢氧化钠反应1mol液态H2O时放出的热量、即大于57.3kJ,则和足量反应的,故D错误;
答案选B。
4. 电化学腐蚀是海水对船体外壳腐蚀的主要类型,通常船体钢铁外壳镶嵌锌块来延缓腐蚀。不正确的是
A. 该法称为牺牲阳极法 B. 该法称为外加电流保护法
C. 镶嵌的锌块需定期更换 D. 钢铁外壳成为原电池的正极
【答案】B
【解析】
【详解】A.船体镶嵌锌块属于牺牲阳极的阴极保护法,A正确;
B.船体镶嵌锌块属于牺牲阳极的阴极保护法,并没有连接外接电源,不属于外加电流的阴极保护法,B错误;
C.此法中锌作负极,被腐蚀,故镶嵌的锌块需定期更换,C正确;
D.利用锌(活泼金属)作为负极被腐蚀,保护钢铁作正极,D正确;
故答案为:B。
5. 下列事实不能用化学平衡移动原理解释的是
A. 合成氨工业中采用高压条件
B. 用排饱和食盐水的方法收集
C. 由、蒸气、HI组成的平衡体系加压后颜色变深
D. 及时分离从合成塔中出来的混合气,有利于合成氨
【答案】C
【解析】
【详解】A.工业合成氨的反应为可逆反应,增大压强,有利于平衡向正反应方向移动,A错误;
B.氯气在水中发生,在饱和食盐水中,Cl-浓度较大,可降低氯气的溶解度,可用化学平衡移动原理解释,B错误;
C.由、蒸气、HI组成的平衡体系, 增大压强,体积变小,各物质浓度增大,颜色变深,平衡不移动,不能用化学平衡移动原理解释,C正确;
D.及时分离从合成塔中出来的混合气,可以降低氨气的浓度,有利于平衡正向移动,可用化学平衡移动原理解释,D错误;
故选C。
6. 已知H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) △H=-183kJ∙mol-1,其它相关数据如下表:
物质
H2
Cl2
HCl
1mol分子中的化学键断裂时吸收的能量/kJ
436
a
431
下列说法正确的是
A. H2(g)和Cl2(g)的总能量小于HCl(g) B. a=243
C. 22.4L H2完全反应放出183kJ热量 D. 生成2mol HCl(l)的能量变化小于183kJ
【答案】B
【解析】
【详解】A.H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) △H=-183kJ∙mol-1,反应物的总能量高于生成物的总能量,即H2(g)和Cl2(g)的总能量大于HCl(g)的能量,A不正确;
B.△H=反应物的总键能-生成物的总键能=-183kJ∙mol-1,即436+a-431×2=-183,a=243,B正确;
C.未指明温度和压强,22.4L H2的物质的量不一定为1mol,所以其完全反应不一定放出183kJ热量,C不正确;
D.H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) △H=-183kJ∙mol-1,HCl(g)→HCl(l)时放出热量,则H2(g)与Cl2(g)完全反应生成2mol HCl(l)时,放出能量大于183kJ,D不正确;
故选B。
7. H2O2分解过程的能量变化如下图,下列说法错误的是
A. 该反应的∆H = E1-E2
B. Fe3+是该反应的催化剂
C. 该反应是放热反应
D. H2O(l)比H2O2(l)稳定
【答案】A
【解析】
【详解】A.催化剂能降低反应的活化能,但不能改变反应的能量变化,反应热等于正反应的活化能与逆反应的活化能的差,由图可知,该反应的能量变化不等于E1-E2,A错误;
B.由图可知,铁离子能降低反应的活化能,是该反应的催化剂,B正确;
C.由图可知,反应物的总能量大于生成物的总能量,该反应为放热反应,C正确;
D.过氧化氢能自发分解生成水,说明水的稳定性强于过氧化氢,D正确;
故答案为:A。
8. 在密闭容器中进行的可逆反应:2A(g)+B(g)3C(g)+D(g)。试根据下图判断正确的是
A. 甲图纵轴可以表示混合气体的平均相对分子质量
B. 甲图纵轴可以表示 A 的转化率
C. 温度T1℃比T2℃高
D. 图乙中A%表示A的百分含量,可推知正反应为放热反应
【答案】B
【解析】
【分析】根据先拐先平数值大,甲图中p1<p2,乙图中T1<T2,再结合温度和压强对平衡的影响分析判断。
【详解】A.对于甲图,根据先拐先平数值大,p1<p2;增大压强,2 A(g)+B(g)3 C(g) +D(g)平衡左移,混合物的物质的量减小,但气体的总质量不变,所以混合气体的平均相对分子质量增大,与图象不符,A错误;
B.对于甲图,根据先拐先平数值大,p1<p2,增大压强,2 A(g)+B(g)3 C(g) +D(g)平衡左移,A的转化率减小,与图象相符,B正确;
C.对于乙图,根据先拐先平数值大,T1<T2,与图象不符,C错误;
D.对于乙图,根据先拐先平数值大,T1<T2,升高温度,平衡向吸热方向移动,图中A%减小,说明平衡右移,则正反应为吸热反应,D错误;
故答案为:B。
9. 对于反应,根据光谱学研究提出如下反应历程:
第一步: 快速平衡
第二步: 慢反应
第三步: 快反应
其中可近似认为第二步反应不影响第一步的平衡。下列叙述正确的是
A. 第一步反应的活化能最大
B. 该反应的速率由第二步反应决定
C. 是该反应的催化剂,是中间产物
D. 第三步反应中与的每一次碰撞都是有效碰撞
【答案】B
【解析】
【详解】A.第一步是快速平衡,反应速率快说明活化能较低,而第二步为慢反应,活化能最大,A错误;
B.总反应速率由最慢的步骤(第二步)决定,B正确;
C.N2O和N2O2均在反应过程中生成并消耗,均为中间产物,而非催化剂,C错误;
D.有效碰撞仅占所有碰撞的极小部分,即使快反应也需要有效碰撞,但并非每次碰撞都有效,D错误;
故选B。
10. 是强氧化剂,也是航天航空、水下作业的供氧剂。近几年科学家研制出较锂电池稳定性更高、电压损失更小的“钠—空气电池”。其反应原理是:,装置如图,其中电解液为,可传导。电池放电时,下列说法不正确的是
A. A电极为负极,发生氧化反应
B. 向电极移动
C. 外电路电流方向为
D. 当转移电子时,消耗(标准状况)
【答案】D
【解析】
【分析】由反应2Na+O2=Na2O2可知,反应中Na元素化合价升高,被氧化,O元素化合价降低,被还原,则Na为负极,石墨烯、空气为正极,以此解答该题。
【详解】A.由分析可知,钠被氧化,A电极为负极,发生氧化反应,故A正确;
B.b为正极,原电池工作时,阳离子向正极移动,故B正确;
C.由分析可知,A电极为负极,B电极为正极,外电路电流方向为,故C正确;
D.B极为正极,过氧化钠中氧显-1价,电极反应式为O2+2Na++2e-=Na2O2,当转移电子时,消耗0.1mol,标准状况下的体积为2.24L,故D错误;
故选D。
11. 关于化工生产原理的描述中正确的是
A. 在给铁制品上镀铜时,应用铁做阳极
B. 工业上电解熔融的氧化镁来获得镁单质
C. 在氯碱工业中,电解池中的阴极产生的是H2,NaOH在阳极附近产生
D. 电解精炼铜时,应用粗铜作阳极、精铜作阴极,可用CuSO4溶液作电解质溶液
【答案】D
【解析】
【详解】A.电镀时,镀层金属作阳极,待镀件作阴极,铁制品镀铜应使用铜阳极,A错误;
B.工业制镁电解的是熔融氯化镁而非氧化镁,因MgO熔点过高,B错误;
C.氯碱工业中,阴极析出H2,OH-在阴极积累生成NaOH,而非阳极附近,C错误;
D.电解精炼铜时,粗铜为阳极(溶解)、精铜为阴极(析出),CuSO4溶液作电解质,D正确;
故答案为:D。
12. 电化学降解的原理如图所示,下列说法正确的是
A. N为电源的正极
B. 阴极上的反应式为: + 10e- + 6H2O =N2↑ + 12OH -
C. Pt电极上的反应式为:
D. 每生成,左右两侧溶液质量变化差为14.4 g
【答案】D
【解析】
【分析】从图中可知,Ag-Pt电极上硝酸根离子得电子转化为氮气,则Ag-Pt电极为阴极,N为负极,M为正极,则Pt电极为阳极,阳极上水失电子生成氧气和氢离子。
【详解】A.右侧电极硝酸根被还原为氮气,是阴极,故N为负极,A错误;
B.电池工作时,阴极区电极反应为:,B错误;
C.Pt电极为阳极,电极反应式为:,C错误;
D.5.6 g氮气的物质的量为0.2 mol,每生成0.2 mol氮气转移电子的物质的量为2 mol,阳极生成0.5 mol氧气和2 mol H+,因此阳极减少质量为1 mol水的质量:18 g,阴极生成0.2 mol氮气同时有2 mol H+转移到阴极,阴极减少的质量为:5.6 g-2 g=3.6 g,故左右两侧溶液质量变化差为18 g -3.6 g=14.4 g,D正确;
故答案选D。
13. 在一密闭容器中,反应 aA(气)bB(气)达平衡后,保持温度不变,把容器体积压缩到原来的一半且达到新平衡时,A的浓度是原来的1.5倍,则下列说法不正确的是
A. 平衡向正反应方向移动 B. 物质A的转化率变小
C. 物质B的质量分数增加了 D. a>b
【答案】B
【解析】
【分析】保持温度不变,将容器体积缩小一半,假设平衡不移动,A和B的浓度应均是原来的2倍,但当达到新的平衡时,A的浓度是原来的1.5倍,说明增大压强平衡正向移动,则说明a>b;
【详解】A. 由上述分析可知,平衡正反应方向移动,A正确;
B. 平衡向正反应方向移动,A的转化率增大,B错误;
C. 平衡向正反应方向移动,B的质量增大,混合气体的总质量不变,故B的质量分数增大,C正确;
D. 增大压强平衡向正反应方向移动,则说明a>b,D正确;
答案选B。
14. 现用铂电极电解1 L浓度均为0.1 mol/L的HCl、的混合溶液,装置如图所示,下列说法正确的是
A. 电解开始时阴极有H2放出
B. 电解开始时阳极上发生:Cu2+ + 2e- = Cu
C. 当电路中通过的电子的物质的量超过0.1 mol时,此时阴极放电的离子发生变化
D. 整个电解过程中,SO不参与电极反应
【答案】D
【解析】
【分析】1 L浓度均为0.1 mol/L的HCl、 CuSO4 的混合溶液中H+、Cl-、Cu2+的物质的量均为0.1mol。
【详解】A.在阴极上放电的可能是Cu2+和H+,由于Cu2+的氧化性强于H+,所以在阴极上先放电的是Cu2+,即电解开始时阴极有铜析出,故A错误;
B.阳极反应是溶液中的Cl-失去电子生成氯气,故B错误;
C.在阴极先放电的是Cu2+,Cu2+的物质的量是0.1mol,0.1molCu2+得到0.2mol电子,所以当电路中通过的电子的物质的量超过0.2 mol时,此时在阴极放电的离子是H+,故C错误;
D.由于硫酸根离子很难失去电子,所以在整个电解过程中,硫酸根离子都不参与电极反应,故D正确;
故选D。
15. 向体积为的密闭容器中充入一定量,发生反应: 。
编号
温度()
起始物质的量()
平衡物质的量()
Ⅰ
Ⅱ
下列说法不正确的是
A.
B. ,该反应的平衡常数
C. Ⅱ中存在:
D. ,向该容器中充入物质的量均为的3种气体,反应将逆向进行
【答案】D
【解析】
【详解】A.结合已知数据列温度时三段式:
该温度下平衡常数K1=;
温度时三段式:
该温度下平衡常数K2=,该反应,温度升高平衡逆向移动减小, 由K2> K1可知,,故A正确;
B.由A中分析可知,℃,该反应的平衡常数K=4,故B正确;
C.Ⅱ中存在的起始物质的量为0.2mol,则其起始浓度为0.2mol/L,结合物料守恒可知:存在,故C正确;
D.℃时,向该容器中充入物质的量均为0.2mol的3种气体,则此时Qc=<K1,反应将正向进行,故D错误;
故选:D。
第II卷(非选择题 55分)
二、非选择题(共4个题,共55分)
16. 某实验小组利用自制简易装置(下图)代替量热计测定中和热的实验步骤如下:
①用量筒量取50 mL0.25mol·L-1硫酸倒入小烧杯中,测量出硫酸温度,温度计用清水清洗,晾干备用;
②用另一量筒量取50mL0.55mol·L-1NaOH溶液,并用同一支温度计测量其温度,清洗温度计,晾干备用;
③将NaOH溶液倒入小烧杯中,设法使之混合均匀,并测出混合液的最高温度。
回答下列问题:
(1)倒入NaOH溶液的正确操作是___________(填字母序号,下同)。
A.沿玻璃棒缓慢倒入 B.分三次少量倒入 C.一次迅速倒入
(2)烧杯间填满碎泡沫塑料的作用是___________。
(3)使硫酸与NaOH溶液混合均匀的正确操作是___________。
A. 用温度计小心搅拌 B. 揭开硬纸片用玻璃棒搅拌
C. 轻轻地振荡烧杯 D. 用玻璃搅拌器轻轻地搅动
(4)实验数据如表:
温度
实验次数
起始温度t1℃
终止温度
t2/℃
温度差(t2-t1)/℃
H2SO4
NaOH
平均值
1
26.2
26.0
26.1
29.5
2
27.0
27.4
27.2
32.3
3
25.9
25.9
25.9
29.2
4
26.4
26.2
26.3
29.8
①根据上表可知:温度差平均值为___________。
②小组依据上表数据计算出本次实验单次放出热量的平均值为QkJ,请根据实验结果完成中和热的热化学方程式:H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH=___________。(用含Q的式子表示)
③该实验测得的中和热ΔH与理论值有偏差,其原因可能是___________。
A.该小组不该使用过量的NaOH溶液。
B.大烧杯上硬纸板没盖好
C.大、小烧杯体积相差较大,夹层间放的碎泡沫塑料较少
D.测量完硫酸溶液温度的温度计直接用来测NaOH溶液的温度
【答案】(1)C (2)保温隔热,减少热量的损失 (3)D
(4) ①. 3.4℃ ②. ΔH=-40QkJ·mol-1 ③. BCD
【解析】
【小问1详解】
为减少热量的散失从而影响实验结果,则NaOH溶液应一次迅速倒入硫酸中,综上所述C符合题意,故选C;
【小问2详解】
碎泡沫塑料具有隔热保温的作用,所以烧杯间填满碎泡沫塑料的目的是保温隔热,减少热量的损失;
【小问3详解】
A.应使用环形玻璃棒搅拌棒搅拌而不应选用温度计搅拌,故A错误;
B.为减少热量的损失,不能揭开硬纸片,故B错误;
C.在振荡过程中,可能会有液体洒出以及热量的损失,从而影响实验结果,故C错误;
D.用套在温度计上的环形玻璃搅拌棒轻轻地上下搅动,D正确;
故选D;
【小问4详解】
①由图表可知、(错误数据,应舍弃)、、,则;
②本实验生成0.025mol·H2O,需换算成生成1mol·H2O产生的热量;
③A.NaOH溶液浓度偏大是为了使硫酸完全被中和;
B.大烧杯上硬纸板没盖好,会使大烧杯内的空气与外界对流,从而会有热量损失,导致结果偏小;
C.大、小烧杯体积相差较大,夹层间放的碎泡沫塑料较少,隔热效果差;
D.测完硫酸的温度计上附着由硫酸,若直接用来测氢氧化钠溶液的温度会影响读数;
故选BCD。
17. 研究化学反应时,既要考虑物质变化与能量变化,又要关注反应的快慢与限度。回答下列问题:
(1)能源是现代生产生活、科学研究和社会发展的重要支柱。化学反应中的能量变化,主要表现为化学能、热能、电能等的变化。下列反应中,既属于放热反应,在一定条件下又能设计成原电池的是__________(填字母)。
A. NH4Cl与Ba(OH)2混合 B. 碳酸氢钠与盐酸的反应
C. 锌粒与稀硫酸的反应 D. H2SO4溶液与Ba(OH)2溶液中和
(2)Fe-Cu原电池的装置如图所示。
①铁作___________(填“正极”或“负极”),溶液中H+向___________ (填“铁”或“铜”)电极方向移动。
②正极的现象是___________,负极的电极反应式为___________。
③若反应过程中有0.2mol电子发生转移,则生成的氢气在标准状况下的体积为___________L。
(3)恒容密闭容器中发生反应NH2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g),生成物氨气的浓度c(NH3)随反应时间的变化情况如表所示。
时间/s
0
8
16
24
32
400
c(NH3)/(mol•L-1)
0
1.3
1.8
2.1
2.2
2.2
在8~16s内,以CO2表示的平均反应速率v(CO2)=___________,对于该反应,说法一定正确的是___________(填字母)。
A.加入合适的催化剂可加快该反应的速率,并改变反应的焓变
B.32s时c(NH3)不再改变,说明该反应已达到平衡状态
C.将NH2COONH4研成粉末,可以缩短反应达到平衡的时间
D.当氨气的体积分数φ(NH3)不再改变时,说明该反应已达到化学平衡
【答案】(1)C (2) ①. 负极 ②. 铜 ③. 有气泡产生 ④. Fe-2e-=Fe2+ ⑤. 2.24
(3) ①. 0.03125mol•L-1•s-1 ②. BC
【解析】
【小问1详解】
自发的氧化还原反应可以设计成原电池;
A.NH4Cl与Ba(OH)2混合为吸热反应且不是氧化还原反应,A不正确;
B.该反应为吸热反应,B不正确;
C.该反应为自发的氧化还原反应,且是放热反应,C正确;
D.该反应为复分解反应不是氧化还原,D 不正确;
故选C。
【小问2详解】
①铁活动性大于铜,发生氧化反应,作负极;原电池中阳离子向正极移动,故溶液中H+向铜电极方向移动;②正极反应为氢离子放电生成氢气,现象是有气泡产生,负极上铁失去电子发生氧化反应,电极反应式为Fe-2e-=Fe2+;③2e-~H2,若反应过程中有0.2mol电子发生转移,则生成的氢气的物质的量为0.1 mol,标况下体积为2.24 L;
【小问3详解】
8~16s内,氨气的反应速率为,根据化学方程式体现的关系可知,以CO2表示的平均反应速率v(CO2)= 0.03125mol•L-1•s-1;
A.加入合适的催化剂可加快该反应的速率,但并不改变焓变,A不正确;
B.32s时c(NH3)不再改变,说明此时该反应到达平衡状态,B正确;
C.将NH2COONH4研成粉末,可以增大反应接触面积,缩短反应达到平衡的时间,C正确;
D.反应生成氨气和二氧化碳的比例式固定的,当氨气的体积分数φ(NH3)不再改变时,不说明正逆反应速率相等,不能说明该反应已达到化学平衡,D不正确;
故选BC。
18. 我国力争于2030年前达到碳达峰,2060年前实现碳中和。CO2资源化利用对缓解碳减排压力具有重要意义。在二氧化碳催化加氢制甲烷的反应体系中,主要发生反应的热化学方程式为:(K1 K2 表示平衡常数)
反应I:CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g) ΔH1=-164.7 kJ·mol-1 K1
反应Ⅱ:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41.2 kJ·mol-1 K2
(1)一定条件下,向密闭容器中通入1 molCO2和4 molH2,根据平衡时体系内CH4、CO、CO2的物质的量(n)与温度(T)的变化关系(如图所示),回答下列问题。
①利用上述反应计算CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)的ΔH=___________。
②在同一温度下CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)的平衡常数K=___________ (用K1 K2 表示)
③结合上述反应,解释图中CO的物质的量随温度的变化的原因:___________。
④在实际生产中为了提高甲烷的产量,选择的反应条件可以是___________、___________。
(2)若在恒温、体积不变的密闭容器中只发生反应I,将CO2(g)和H2(g)按1:4 投入反应容器,体系初始总压强为100 kPa,达到平衡时,CO2的平衡转化率为50%, 则求此条件下该反应的分压平衡常数Kp=___________。
【答案】(1) ①. +205.9 kJ·mol-1 ②. ③. 升高温度,反应Ⅱ的平衡正向移动, CO的物质的量增大 ④. 降低温度 ⑤. 选择合适的催化剂
(2)
【解析】
【小问1详解】
①由盖斯定律可知,反应Ⅱ-反应Ⅰ=目标反应,则反应ΔH=(+41.2kJ·mol-1)-(-164.7kJ·mol-1)=+205.9kJ·mol-1;
②由盖斯定律可知,反应Ⅱ-反应Ⅰ=目标反应,则反应的平衡常数为:K=;
③反应Ⅰ为放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,而反应Ⅱ为吸热反应,升高温度,平衡向正反应方向移动,所以一氧化碳的物质的量随温度而增大;
④反应Ⅰ是气体体积减小的放热反应,降低温度、增大压强,平衡均向正反应方向移动,甲烷的产量均增大,在实际生产中为了提高甲烷的产量,还应考虑催化剂的选择性,防止副反应的发生,所以选择的反应条件可以是降低温度、增大压强、选择合适的催化剂;
【小问2详解】
设起始二氧化碳、氢气的物质的量分别为1 mol、4 mol,由题意可知,二氧化碳的平衡转化率为50%,则由方程式可知,平衡时二氧化碳、氢气、水蒸气、甲烷的物质的量分别为:1 mol-1 mol×50%=0.5 mol、4 mol-1 mol×50%×4=2 mol、1 mol×50%×2=1 mol、1 mol×50%=0.5 mol,由物质的量之比等于压强之比可知,平衡时混合气体的总压强为:P==80 kPa,则反应的分压平衡常数为:Kp==。
19. 某课外活动小组用如图所示装置进行实验,试回答下列问题:
(1)若开始时开关K与a连接,则A电极的电极反应式为___________。B电极生成物可滴加___________(填化学式)溶液,产生的现象为___________。
(2)若开始时开关K与b极连接,则B极的电极反应式为___________,总反应的离子方程式为___________。
(3)若开始时开关K与b连接,下列说法正确的是___________(填字母)。
A. 溶液中Na+向A极移动
B. 从A极处逸出的气体能使湿润的KI-淀粉试纸变蓝
C. 反应一段时间后加适量盐酸可恢复到电解前电解质溶液的浓度
D. 若标准状况下B极产生2.24 L气体,则溶液中转移0.2 mol电子
(4)该小组同学认为,如果模拟工业上离子交换膜法制烧碱的方法,那么可以设想用惰性电极及如图装置电解硫酸钾溶液来制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钾。
①该电解槽的阳极反应式为___________。
②制得的氢氧化钾溶液从出口___________(填“A”“B”“C”或“D”)导出。
【答案】(1) ①. O2+4e-+2H2O = 4OH - ②. K3[Fe(CN)6] ③. 产生蓝色沉淀
(2) ①. 2H2O+2e-=2OH-+H2↑ ②. 2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑ (3)B
(4) ①. 2H2O-4e-=4H++O2↑ ②. D
【解析】
【小问1详解】
由图可知,若开始时开关K与a连接,该装置为原电池,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+4e-+2H2O = 4OH-,铁电极为负极,铁失去电子发生氧化反应生成亚铁离子,放电生成的亚铁离子能与铁氰化钾溶液反应生成蓝色沉淀;
【小问2详解】
由图可知,若开始时开关K与b极连接,该装置为电解池,铁电极为阴极,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,电极反应式为:2H2O+2e-=2OH-+H2↑ ,石墨电极为阳极,氯离子在阳极失去电子发生氧化反应生成氯气,电极反应式为:2Cl--2e-=Cl2↑ ,则总反应的离子方程式为:2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑;
【小问3详解】
A.由(2)可知,铁电极为阴极,石墨电极为阳极,则溶液中的钠离子向B极移动,A错误;
B.由(2)可知,石墨电极为阳极,氯离子在阳极失去电子发生氧化反应生成氯气,放电生成的氯气能与碘化钾溶液反应生成能使淀粉溶液变蓝色的碘,B正确;
C.由(2)可知,电解的总反应为:2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑,则反应一段时间后通入适量氯化氢气体可恢复到电解前电解质溶液的浓度,C错误;
D.电解质溶液不能传递电子,D错误;
故选B;
【小问4详解】
由图可知,左侧电极为电解池的阳极,水分子在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子,硫酸钾溶液中的硫酸根离子通过阴离子交换膜移向阳极区;右侧电极为阴极,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,硫酸钾溶液中的钾离子通过阳离子交换膜移向阴极区,则硫酸溶液从A口导出、氧气从B口导出、氢气从C口导出、氢氧化钾从D口导出;
①由分析可知,左侧电极为电解池的阳极,水分子在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子,电极反应式为:2H2O-4e-=4H++O2↑;
②由分析可知,制得的氢氧化钾溶液从D口导出。
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阆中中学校2025年秋高2024级期中学习质量检测
化学试题
(考试时间:75分钟 满分:100分)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名和座位号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其它答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16 N-14
第I卷(选择题 45分)
一、选择题(共15题,每题3分,共45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. 下列过程中,化学反应速率的增大对人类有益的是
A. 金属的腐蚀 B. 食物的腐败 C. 塑料的老化 D. 氨的合成
2. 下列关于催化剂的说法中正确的是
A. 催化剂能使不反应的物质发生反应
B. 温度越高,催化剂的催化效果越好
C. 催化剂能使反应体系的活化能降低,增大反应平衡转化率
D. 催化剂能使反应体系的活化分子百分数增大,增大反应速率
3. 化学反应中的能量变化,通常主要表现为热量的变化。下列相关表述正确的是
A. 一定条件下,将和置于密闭容器中充分反应生成放热,其热化学方程式为:
B. 在时,完全燃烧生成液态水,放出热量,表示氢气燃烧热的热化学方程式表示为:
C.
D. 和反应的中和热,则和足量反应的
4. 电化学腐蚀是海水对船体外壳腐蚀的主要类型,通常船体钢铁外壳镶嵌锌块来延缓腐蚀。不正确的是
A. 该法称为牺牲阳极法 B. 该法称为外加电流保护法
C. 镶嵌的锌块需定期更换 D. 钢铁外壳成为原电池的正极
5. 下列事实不能用化学平衡移动原理解释的是
A. 合成氨工业中采用高压条件
B. 用排饱和食盐水的方法收集
C. 由、蒸气、HI组成的平衡体系加压后颜色变深
D. 及时分离从合成塔中出来的混合气,有利于合成氨
6. 已知H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) △H=-183kJ∙mol-1,其它相关数据如下表:
物质
H2
Cl2
HCl
1mol分子中的化学键断裂时吸收的能量/kJ
436
a
431
下列说法正确的是
A. H2(g)和Cl2(g)的总能量小于HCl(g) B. a=243
C. 22.4L H2完全反应放出183kJ热量 D. 生成2mol HCl(l)的能量变化小于183kJ
7. H2O2分解过程的能量变化如下图,下列说法错误的是
A. 该反应的∆H = E1-E2
B. Fe3+是该反应的催化剂
C. 该反应是放热反应
D. H2O(l)比H2O2(l)稳定
8. 在密闭容器中进行的可逆反应:2A(g)+B(g)3C(g)+D(g)。试根据下图判断正确的是
A. 甲图纵轴可以表示混合气体的平均相对分子质量
B. 甲图纵轴可以表示 A 的转化率
C. 温度T1℃比T2℃高
D. 图乙中A%表示A的百分含量,可推知正反应为放热反应
9. 对于反应,根据光谱学研究提出如下反应历程:
第一步: 快速平衡
第二步: 慢反应
第三步: 快反应
其中可近似认为第二步反应不影响第一步的平衡。下列叙述正确的是
A. 第一步反应的活化能最大
B. 该反应的速率由第二步反应决定
C. 是该反应的催化剂,是中间产物
D. 第三步反应中与的每一次碰撞都是有效碰撞
10. 是强氧化剂,也是航天航空、水下作业的供氧剂。近几年科学家研制出较锂电池稳定性更高、电压损失更小的“钠—空气电池”。其反应原理是:,装置如图,其中电解液为,可传导。电池放电时,下列说法不正确的是
A. A电极为负极,发生氧化反应
B. 向电极移动
C. 外电路电流方向为
D. 当转移电子时,消耗(标准状况)
11. 关于化工生产原理的描述中正确的是
A. 在给铁制品上镀铜时,应用铁做阳极
B. 工业上电解熔融的氧化镁来获得镁单质
C. 在氯碱工业中,电解池中的阴极产生的是H2,NaOH在阳极附近产生
D. 电解精炼铜时,应用粗铜作阳极、精铜作阴极,可用CuSO4溶液作电解质溶液
12. 电化学降解的原理如图所示,下列说法正确的是
A. N为电源的正极
B. 阴极上的反应式为: + 10e- + 6H2O =N2↑ + 12OH -
C. Pt电极上的反应式为:
D. 每生成,左右两侧溶液质量变化差为14.4 g
13. 在一密闭容器中,反应 aA(气)bB(气)达平衡后,保持温度不变,把容器体积压缩到原来的一半且达到新平衡时,A的浓度是原来的1.5倍,则下列说法不正确的是
A. 平衡向正反应方向移动 B. 物质A的转化率变小
C. 物质B的质量分数增加了 D. a>b
14. 现用铂电极电解1 L浓度均为0.1 mol/L的HCl、的混合溶液,装置如图所示,下列说法正确的是
A. 电解开始时阴极有H2放出
B. 电解开始时阳极上发生:Cu2+ + 2e- = Cu
C. 当电路中通过的电子的物质的量超过0.1 mol时,此时阴极放电的离子发生变化
D. 整个电解过程中,SO不参与电极反应
15. 向体积为的密闭容器中充入一定量,发生反应: 。
编号
温度()
起始物质的量()
平衡物质的量()
Ⅰ
Ⅱ
下列说法不正确的是
A.
B. ,该反应的平衡常数
C. Ⅱ中存在:
D. ,向该容器中充入物质的量均为的3种气体,反应将逆向进行
第II卷(非选择题 55分)
二、非选择题(共4个题,共55分)
16. 某实验小组利用自制简易装置(下图)代替量热计测定中和热的实验步骤如下:
①用量筒量取50 mL0.25mol·L-1硫酸倒入小烧杯中,测量出硫酸温度,温度计用清水清洗,晾干备用;
②用另一量筒量取50mL0.55mol·L-1NaOH溶液,并用同一支温度计测量其温度,清洗温度计,晾干备用;
③将NaOH溶液倒入小烧杯中,设法使之混合均匀,并测出混合液的最高温度。
回答下列问题:
(1)倒入NaOH溶液的正确操作是___________(填字母序号,下同)。
A.沿玻璃棒缓慢倒入 B.分三次少量倒入 C.一次迅速倒入
(2)烧杯间填满碎泡沫塑料的作用是___________。
(3)使硫酸与NaOH溶液混合均匀的正确操作是___________。
A. 用温度计小心搅拌 B. 揭开硬纸片用玻璃棒搅拌
C. 轻轻地振荡烧杯 D. 用玻璃搅拌器轻轻地搅动
(4)实验数据如表:
温度
实验次数
起始温度t1℃
终止温度
t2/℃
温度差(t2-t1)/℃
H2SO4
NaOH
平均值
1
26.2
26.0
26.1
29.5
2
27.0
27.4
27.2
32.3
3
25.9
25.9
25.9
29.2
4
26.4
26.2
26.3
29.8
①根据上表可知:温度差平均值为___________。
②小组依据上表数据计算出本次实验单次放出热量的平均值为QkJ,请根据实验结果完成中和热的热化学方程式:H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH=___________。(用含Q的式子表示)
③该实验测得的中和热ΔH与理论值有偏差,其原因可能是___________。
A.该小组不该使用过量的NaOH溶液。
B.大烧杯上硬纸板没盖好
C.大、小烧杯体积相差较大,夹层间放的碎泡沫塑料较少
D.测量完硫酸溶液温度的温度计直接用来测NaOH溶液的温度
17. 研究化学反应时,既要考虑物质变化与能量变化,又要关注反应的快慢与限度。回答下列问题:
(1)能源是现代生产生活、科学研究和社会发展的重要支柱。化学反应中的能量变化,主要表现为化学能、热能、电能等的变化。下列反应中,既属于放热反应,在一定条件下又能设计成原电池的是__________(填字母)。
A. NH4Cl与Ba(OH)2混合 B. 碳酸氢钠与盐酸的反应
C. 锌粒与稀硫酸的反应 D. H2SO4溶液与Ba(OH)2溶液中和
(2)Fe-Cu原电池的装置如图所示。
①铁作___________(填“正极”或“负极”),溶液中H+向___________ (填“铁”或“铜”)电极方向移动。
②正极的现象是___________,负极的电极反应式为___________。
③若反应过程中有0.2mol电子发生转移,则生成的氢气在标准状况下的体积为___________L。
(3)恒容密闭容器中发生反应NH2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g),生成物氨气的浓度c(NH3)随反应时间的变化情况如表所示。
时间/s
0
8
16
24
32
400
c(NH3)/(mol•L-1)
0
1.3
1.8
2.1
2.2
2.2
在8~16s内,以CO2表示的平均反应速率v(CO2)=___________,对于该反应,说法一定正确的是___________(填字母)。
A.加入合适的催化剂可加快该反应的速率,并改变反应的焓变
B.32s时c(NH3)不再改变,说明该反应已达到平衡状态
C.将NH2COONH4研成粉末,可以缩短反应达到平衡的时间
D.当氨气的体积分数φ(NH3)不再改变时,说明该反应已达到化学平衡
18. 我国力争于2030年前达到碳达峰,2060年前实现碳中和。CO2资源化利用对缓解碳减排压力具有重要意义。在二氧化碳催化加氢制甲烷的反应体系中,主要发生反应的热化学方程式为:(K1 K2 表示平衡常数)
反应I:CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g) ΔH1=-164.7 kJ·mol-1 K1
反应Ⅱ:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41.2 kJ·mol-1 K2
(1)一定条件下,向密闭容器中通入1 molCO2和4 molH2,根据平衡时体系内CH4、CO、CO2的物质的量(n)与温度(T)的变化关系(如图所示),回答下列问题。
①利用上述反应计算CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)的ΔH=___________。
②在同一温度下CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)的平衡常数K=___________ (用K1 K2 表示)
③结合上述反应,解释图中CO的物质的量随温度的变化的原因:___________。
④在实际生产中为了提高甲烷的产量,选择的反应条件可以是___________、___________。
(2)若在恒温、体积不变的密闭容器中只发生反应I,将CO2(g)和H2(g)按1:4 投入反应容器,体系初始总压强为100 kPa,达到平衡时,CO2的平衡转化率为50%, 则求此条件下该反应的分压平衡常数Kp=___________。
19. 某课外活动小组用如图所示装置进行实验,试回答下列问题:
(1)若开始时开关K与a连接,则A电极的电极反应式为___________。B电极生成物可滴加___________(填化学式)溶液,产生的现象为___________。
(2)若开始时开关K与b极连接,则B极的电极反应式为___________,总反应的离子方程式为___________。
(3)若开始时开关K与b连接,下列说法正确的是___________(填字母)。
A. 溶液中Na+向A极移动
B. 从A极处逸出的气体能使湿润的KI-淀粉试纸变蓝
C. 反应一段时间后加适量盐酸可恢复到电解前电解质溶液的浓度
D. 若标准状况下B极产生2.24 L气体,则溶液中转移0.2 mol电子
(4)该小组同学认为,如果模拟工业上离子交换膜法制烧碱的方法,那么可以设想用惰性电极及如图装置电解硫酸钾溶液来制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钾。
①该电解槽的阳极反应式为___________。
②制得的氢氧化钾溶液从出口___________(填“A”“B”“C”或“D”)导出。
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