内容正文:
机密★启用前
2025年11月山东师大附中高二期中检测试题
化学
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅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。
可能用到的相对原子质量:H 1 O 16 Na 23 Cl 35.5 Fe 56 Ag 108
一、选择题:本题共10小题,每小题2分,共20分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 大国重器是国之底气。下列关于我国的国之重器叙述错误的是
A. “深海一号”母船海水浸泡区镶上锌块,是利用了牺牲阳极的保护法
B. 可回收火箭“朱雀三号”的燃料在燃烧过程中,涉及化学能转化为热能
C. “中国天眼”支撑结构的不锈钢在熔炼时,将铁块粉碎后投入可加快熔炼效率
D. “嫦娥六号”所用太阳能电池将化学能转化为电能
【答案】D
【解析】
【详解】A.锌比铁活泼,作牺牲阳极保护船身,利用牺牲阳极的阴极保护法,A不符合题意;
B.燃料燃烧时,化学能转化为热能及光能,B不符合题意;
C.将铁块粉碎后投入,增大固体表面积,加快熔炼速率,C不符合题意;
D.太阳能电池是将太阳能转化为电能,并非化学能转化为电能,D符合题意;
故选D。
2. 下列有关装置及叙述错误的是
A. 图1装置可用于测定中和反应的反应热
B. 图2中,将富银铅泥制成电极板,连接铅酸蓄电池负极,通过电解分离银和铅
C. 图3装置可用于测定氢气的生成速率()
D. 图4中,在钢材上电镀铝,熔融盐中Al和Cl元素只以、形式存在,则阳极反应式为:
【答案】B
【解析】
【详解】A.图1是测定中和反应反应热的装置,包含隔热层、玻璃搅拌器、温度计,符合测定中和热的要求,A正确;
B.富银铅泥制成电极板连接铅蓄电池负极,电解时作阴极,阴极上的铅离子得到电子生成铅,不能分离银和铅,B错误;
C.用秒表测定反应时间,用注射器测定生成气体的体积,该装置可用来测定氢气的生成速率,C正确;
D.熔融盐中Al和Cl元素只以、形式存在,阳极上Al失去电子,反应式为Al−3e−+7=4,D正确;
故答案选B。
3. 一定条件下,乙烯水合反应为: ,气体均视为理想气体,下列说法正确的是
A. 反应的活化能:
B. 恒温恒压充入,平衡不移动
C. 平衡后,升高温度,逆反应速率加快,正反应速率减慢
D. 若恒容增大水蒸气浓度,单位体积内活化分子数增加,但活化分子百分数不变
【答案】D
【解析】
【分析】,该焓变表达式表明,反应的,为放热反应。
【详解】A.对于放热反应,焓变 ,因此正反应的活化能 , A错误;
B.恒温恒压下充入,容器体积会增大,反应体系中各气体的浓度减小,平衡会向气体分子数增多的方向(逆反应方向)移动,B错误;
C.升高温度时,正、逆反应速率都会加快,只是吸热方向(逆反应)的速率增加得更快,C错误;
D.增大水蒸气浓度,单位体积内的活化分子数会增加,但活化分子的百分数只与温度有关,温度不变则百分数不变,D正确;
故答案选D。
4. 已知:由稳定单质化合生成1 mol纯物质的焓变称为摩尔生成焓()。下面两个图中的数据分别表示水与二氧化碳各1 mol分解时能量变化的示意图,图中的各数据均以kJ为单位,下列说法正确的是
A. 的摩尔燃烧焓:
B. 的摩尔生成焓:
C.
D. 键的键能:
【答案】C
【解析】
【详解】A.是稳定单质,根据摩尔生成焓的定义,其摩尔生成焓为,而是的摩尔生成焓,A错误;
B.的摩尔生成焓对应反应的焓变,从图2可知该反应的焓变为,B错误;
C.根据图1可得的,根据图2可得的;将反应2减去反应1,得到目标反应,其焓变,C正确;
D.1 mol 含有2 mol O-H键,从图1可知断裂1 mol 中所有O-H键的总能量为,因此O-H键的键能为,D错误;
故答案选C。
5. 常温下,分别取未知浓度的NaOH和HA溶液,加水稀释至原体积的n倍。稀释过程中,两溶液pH的变化如图所示。下列叙述正确的是
A. 将X点溶液稀释倍,所得溶液
B. X、Y、Z点水的电离程度:
C. P线代表HA的稀释图像
D. 向的NaOH溶液中加入大量NaOH固体,将抑制水的电离,但不变
【答案】C
【解析】
【分析】图像中,P线的始终小于7,说明P线代表酸性溶液;Q线的始终大于7,说明Q线代表碱性溶液;对于P线:当稀释倍数的对数即稀释10倍时,变化小于1个单位,说明HA是弱酸;对于Q线:NaOH是强碱,当稀释倍数的对数即稀释10倍时,变化等于1个单位,符合图像趋势。
【详解】A.酸碱溶液稀释过程中酸不会变成碱,碱也不会变成酸,X点溶液,稀释倍,接近7且小于7,但不会大于7,故A错误;
B.水的电离程度受溶液中酸电离出的浓度或者碱电离出的浓度影响,、浓度越大,对水的电离的抑制作用越强;X点为酸性溶液,水电离出的等于溶液中的即:、Y点时,、Z点时,,故X、Y、Z点水的电离程度应为,而不是,故B错误;
C.图像中,P线的始终小于7,说明P线代表酸性溶液,故P线代表HA的稀释图像,故C正确;
D.向的NaOH溶液中加入大量NaOH固体,NaOH固体溶解时会释放热量,使溶液温度升高,增大,故D错误;
则该题选C。
6. 某小组为了研究外界条件对化学反应速率的影响,进行了如下实验。若忽略混合前后溶液体积的微小变化,下列说法错误的是
实验编号
实验温度/℃
试管中所加试剂及其用量/mL
溶液( )
稀硫酸( )
溶液( )
①
25
3.0
2.0
3.0
②
25
2.0
3.0
2.0
3.0
③
30
2.0
2.0
3.0
A. 若实验①用时1.5 min,则用草酸表示的化学反应速率为
B. 探究温度对化学反应速率的影响,应选择实验②③,且
C. 该实验还需要测量的数据是溶液褪色所需的时间
D. 若反应一段时间后速率明显加快,可能是反应生成的有催化作用
【答案】A
【解析】
【分析】实验中反应的化学方程式为,实验①②温度相同,探究物质的量浓度对反应速率的影响,则;实验②③中反应物的物质的量浓度相同,探究温度对反应速率的影响,。
【详解】A.结合反应方程式和题表数据可知,高锰酸钾完全反应,则实验①中草酸的速率为,A错误;
B.由上述分析可知,实验②③中反应物的物质的量浓度相同,探究温度对反应速率的影响,(控制变量法),B正确;
C.草酸溶液和酸性高锰酸钾溶液反应生成硫酸锰、硫酸钾、二氧化碳和水,高锰酸钾溶液为紫红色,可以通过测量溶液褪色所需的时间来比较反应速率的大小,C正确;
D.若反应一段时间后速率明显增大,可能是因为生成物有催化作用,反应过程中生成了Mn2+,D正确;
故答案选A。
7. 可采用Deacon催化氧化法将工业副产物HCl制成,实现氯资源的再利用。反应的热化学方程式:。下图所示为该法的一种催化机理。下列说法正确的是
A. X为,Z为
B. 反应制得1 mol ,须投入2 mol CuO
C. 升高反应温度,HCl被氧化制的反应平衡常数增大
D. 当有4 mol氢氧键断裂的同时,有4 mol氢氯键生成,可据此判断该反应达到化学平衡状态
【答案】A
【解析】
【分析】结合总反应和催化机理图,利用原子守恒分析: 与反应生成,根据、原子守恒,为;另一反应物为,故为;分解生成和,根据原子守恒,为; 另一生成物为,故为,据此分析。
【详解】A.结合总反应和催化机理图,利用原子守恒分析: 与反应生成,根据、原子守恒,为;另一反应物为,故为;分解生成和,根据原子守恒,为,A符合题意;
B.CuO是催化剂,反应中质量不变,无需额外投入,B不符合题意;
C.总反应ΔH<0,升高温度平衡逆向移动,平衡常数减小,C不符合题意;
D.4 mol氢氧键断裂,意味着消耗2 mol H2O;4 mol氢氯键生成,意味着生成4 mol HCl。这两个过程均描述的是逆反应速率,不能说明正、逆反应速率相等,因此不能判断反应达到化学平衡状态,D不符合题意;
故选A。
8. 一种用双极膜电渗析法卤水除硼的装置图如下,双极膜中解离的和在电场作用下向两极迁移。除硼原理:。下列说法错误的是
A. Pt电极反应:
B. 电源a极的电势低于b极
C. Ⅲ室中,X膜、Y膜分别为阴离子交换膜和阳离子交换膜
D. Ⅳ室每生成1 mol NaOH,同时Ⅱ室生成
【答案】B
【解析】
【分析】该装置为电解池,电极为阳极,连接电源a极即正极,石墨电极为阴极,连接电源b极即负极。双极膜解离产生的向阴极迁移,向阳极迁移。I室为阳极区,发生的氧化反应;II室为除硼区,与反应生成;III室为卤水室,通过阴离子交换膜即X膜进入II室,通过阳离子交换膜即Y膜进入IV室;IV室中与双极膜迁移的结合生成浓溶液;V室为阴极区,发生的还原反应。
【详解】A.电极为阳极,双极膜解离的向阳极迁移,阳极发生氧化反应,电极反应为4 − 4 = ↑ +2, A正确;
B.电解池中阳极连接电源正极,阴极连接电源负极,电源正极电势高于负极,故a极电势高于b极,B错误;
C.III室中需通过X膜进入II室参与除硼反应,故X膜为阴离子交换膜;IV室生成浓溶液,需通过Y膜进入IV室,故Y膜为阳离子交换膜,C正确;
D.IV室生成的反应为 + = ,每生成1 mol 转移1 mol电子;II室除硼反应为 + = + ,转移1 mol电子时生成1 mol ,故IV室每生成1 mol ,II室生成1 mol ,D正确;
故选B。
9. 科学家基于易溶于的性质,发展了一种无需离子交换膜的新型氯流电池,可作储能设备(如图)。充电时电极a的反应为:。下列说法正确的是
A. 充电时电极b是阴极
B. 放电时溶液的pH增大
C. 放电时溶液的浓度增大
D. 理论上电极a质量减少46 g,吸收
【答案】C
【解析】
【分析】充电时,电极a发生得电子的还原反应,故为阴极;电极b发生失电子的氧化反应,故为阳极;阴极(电极a):,嵌入电极材料,电极质量增加;阳极(电极b):,溶液中的被氧化为,溶解于;放电时,电极a发生失电子的氧化反应,为负极(电极a):,从电极材料中脱嵌,电极质量减少;电极b发生得电子的还原反应,为正极(电极b):,中的被还原为,进入溶液,据此分析。
【详解】A.充电时电极a发生还原反应,为阴极,则电极b为阳极,A不符合题意;
B.放电时,电极a为负极(失电子,Na+脱嵌),电极b为正极, Cl2得电子生成Cl-,NaCl溶液中Cl-浓度增大,pH不变,B不符合题意;
C.放电时,Cl2在电极b得电子生成Cl-,NaCl溶液中Na+、Cl-浓度均增大,浓度升高,C符合题意;
D.电极a质量减少46 g, 对应2 mol Na+脱嵌,转移2 mol电子,根据Cl2+2e⁻=2Cl⁻,CCl4应释放1 mol Cl2,D不符合题意;
故选C。
10. 苯在浓和浓作用下,反应过程中能量变化示意图如下。下列说法正确的是
A. 反应时间越长,得到产物X的比例越大
B. 该反应历程中的决速步骤的能垒为
C. 升高温度,生成产物Ⅱ的反应速率加快程度大于生成产物Ⅰ的反应
D. 一定温度下,短时间t min内,a mol苯反应得到两种产物的比例为,则生成Y的平均速率为
【答案】D
【解析】
【详解】A.反应时间越长,稳定产物(能量更低的产物)比例越大,产物X为能量更高的产物,随时间延长,其比例会越来越小,A错误;
B.反应决速步骤为能垒最高的步骤,该历程第一步(反应物→过渡态1)的活化能最大,为261.9 ,而不是 ,B错误;
C.升高温度时,活化能越大的反应速率加快程度越大,生成产物Ⅰ的活化能(121.45)大于生成产物Ⅱ的活化能(45.02 ),故升高温度,生成产物Ⅰ的反应速率加快程度大于生成产物Ⅱ的反应,C错误;
D.一定温度下,短时间内,活化能低的产物生成速率更快,比例更大,生成产物Ⅰ(X)的活化能(121.45)大于生成产物Ⅱ(Y)的活化能(45.02 ),产物的Y比例更大,故a mol苯反应得到产物Y和产物X物质的量之比为,Y占比,即Y的物质的量为0.7a mol,反应平均速率为 ,D 正确;
答案选D。
二、选择题:本题共5小题,每小题4分,共20分。每小题有一个或两个选项符合题目要求,全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
11. 利用热再生氨电池可实现电镀废液浓缩再生,已知。电池装置如图所示,甲、乙两室均预加相同的电镀废液,向甲室加入足量氨水后电池开始工作。下列说法正确的是
A. 甲室Cu电极为正极
B. 隔膜为阳离子膜
C. 电池总反应为
D. 扩散到乙室将对电池电动势产生影响
【答案】CD
【解析】
【详解】A.向甲室加入足量氨水后电池开始工作,则甲室电极溶解,变为铜离子与氨气形成,因此甲室电极为负极,A错误;
B.电池工作时,甲室(负极)生成阳离子,乙室(正极)消耗阳离子,为维持电荷平衡,阴离子应从乙室通过隔膜移向甲室,故隔膜为阴离子膜,B错误;
C. 左侧负极是,正极是,该电池总反应的实质是氨和铜离子的络合反应,可表示为:,C正确;
D.扩散到乙室会与铜离子反应生成,铜离子浓度降低,铜离子得电子能力减弱,因此将对电池电动势产生影响,D正确;
故答案为CD。
12. 为探究化学平衡移动的影响因素,设计方案并进行实验,观察到相关现象。其中方案设计和结论都正确的是
选项
影响因素
方案设计
现象
结论
A
浓度
向和KSCN混合溶液中,加入少量的固体
溶液颜色变浅
增大生成物浓度,平衡向逆反应方向移动
B
温度
将封装有和混合气体的烧瓶浸泡在热水中
气体颜色变深
升高温度,平衡向吸热反应方向移动
C
压强
向恒温恒容密闭玻璃容器中充入100 mL HI气体,分解达到平衡后再充入100 mL Ar
气体颜色不变
对于反应前后气体总体积不变的可逆反应,改变压强平衡不移动
D
催化剂
向l mL乙酸乙酯中加入1 溶液,水浴加热
上层油状液体逐渐减少
使用合适的催化剂可提高反应物的转化率
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.向和混合溶液中加入少量固体, 电离出的和不参与与的络合平衡,平衡不发生移动,溶液颜色不变,A错误;
B.将封装有和混合气体的烧瓶浸泡在热水中,发生反应2(g) ⇌ (g),该反应正反应为放热反应,升高温度,平衡向吸热的逆反应方向移动,浓度增大,气体颜色变深,B正确;
C.恒温恒容密闭玻璃容器中,分解反应为2(g) ⇌ (g) + (g),反应前后气体分子数不变,充入后各物质浓度不变,平衡不移动,气体颜色不变,但结论中“改变压强平衡不移动”的表述未明确压强类型,且该方案无法直接验证压强对平衡的影响规律,C错误;
D.乙酸乙酯水解反应为可逆反应,为该反应的催化剂,催化剂仅改变反应速率,不影响化学平衡,无法提高反应物的转化率,D错误;
故选B。
13. 一种基于氯碱工艺的节能新工艺是将电解池与甲醇燃料电池相结合,可用于湿法冶铁的研究,工作原理如图所示。下列说法正确的是
A. 多孔碳棒d为负极,其电极反应式为
B. 阴极区溶液的pH逐渐升高
C. 理论上每消耗 ,阳极室溶液减少351 g
D. 在内电路中,电子从多孔碳棒c流向多孔碳棒d
【答案】BC
【解析】
【分析】右侧为燃料电池,通入氧气的多孔碳棒c为正极,通入甲醇的多孔碳棒d为负极,则a极为电解池阴极,b极为电解池阳极,据此回答。
【详解】A.多孔碳棒d为负极,电解质溶液呈碱性,故电极方程式为,A错误;
B.阴极区的电极方程式为:,阴极区生成大量氢氧根同时消耗水,故阴极区溶液的逐渐升高,B正确;
C.阳极区的电极方程式为:,理论上每消耗转移,生成,同时有移动到阴极室,故阳极室溶液减少的质量为,C正确;
D.内电路中没有电子,主要靠电解质离子的定向移动传递电流,D错误;
故选BC。
14. 已知反应:,向两个容积均为2 L的密闭容器Ⅰ和Ⅱ中充入NO和CO气体,各物质的起始物质的量如下表所示。实验测得两容器在不同温度下达到平衡时的物质的量如下图所示。下列说法错误的是
容器
起始物质的量
NO
CO
Ⅰ
1 mol
3 mol
Ⅱ
6 mol
2 mol
A. 温度下,容器Ⅱ中反应前和平衡时压强之比为
B. N点的平衡常数的值为0.04
C. 若条件改为恒温恒压,容器Ⅰ中气体的密度不变,可说明该反应达到平衡状态
D. 图中M点所示条件下,再通入CO、各4 mol,此时
【答案】A
【解析】
【详解】A.温度下,容器Ⅱ中反应前和平衡时的物质的量为,故生成的物质的量为,消耗、各,故剩余,,平衡时气体总物质的量为,反应前气体总物质的量为,恒温恒容条件下,温度下,容器Ⅱ中反应前和平衡时压强之比为等于其物质的量之比:,A错误;
B.相同温度的平衡常数相同,故N点的平衡常数的值与M点相同,,B正确;
C.若条件改为恒温恒压,该反应为非等体积反应,平衡前体积不断改变,但气体质量恒定,故容器Ⅰ中气体的密度不变,可说明该反应达到平衡状态,C正确;
D.图中M点所示条件下,再通入CO、各4 mol,,故平衡正向移动,故,D正确;
故选A。
15. 恒温恒压密闭容器中,时加入A(g),各组分物质的量分数x随反应时间t变化的曲线如图(反应速率,k为反应速率常数)。下列说法错误的是
A. 该条件下,体系达到平衡后,(平衡)
B. 该条件下,反应用物质的量分数表示的平衡常数
C. 时刻,
D. 若加入催化剂,增大,不变,则和(平衡)均变大
【答案】BD
【解析】
【详解】A.因M、N均由A生成,则xN(平衡)+ xM(平衡)+xA(平衡)=1,结合图像xN(平衡)> xM(平衡)> xA(平衡),则实际xA(平衡),故A正确;
B.①的,②的,②-①得到,则K=,B错误;
C.由M(g)A(g)N(g)可知,M、N均由A生成,则t1时刻,,C正确;
D.若加入催化剂,k1增大,k2不变,更有利于生成M,则x1变大,但催化剂不影响平衡移动,xM(平衡)不变,D错误;
故答案选BD。
三、非选择题:本题共5小题,共60分。
16. 已知:。不同温度下,分别向水中滴加盐酸或氢氧化钠溶液,溶液的pH和pOH的关系如图。回答下列问题:
(1)______(填“>”、“<”或“=”),原因为______。
(2)b点溶液呈______(填“酸性”、“碱性”或“中性”)。
(3)a点由水电离产生的______。
(4)温度下, 的氢氧化钠溶液的______。
(5)温度下,将的NaOH溶液与的溶液等体积混合,所得溶液的______。(已知:,)
【答案】(1) ①. < ②. 温度下的大于温度下的
(2)碱性 (3)
(4)11 (5)9.7
【解析】
【分析】与pH的概念类似,本题给出了的概念,图中给出两条pH与pOH的关系曲线,在某一温度下,因为水的离子积为定值,所以也为定值,且温度越高,越大,则越小,据此回答以下问题。
【小问1详解】
温度下,存在一点,此时,温度下,存在一点,,此时,由分析可知,温度下的大于温度下的,所以温度下的小于温度下的,所以;
【小问2详解】
b点溶液的,,所以,溶液呈碱性;
【小问3详解】
a点处,,则,,溶液呈酸性,说明a点处水中滴加了一定量盐酸,溶液中由水电离得到,水电离出的氢离子和氢氧根离子的量相等,;
【小问4详解】
温度下,氢氧化钠溶液的,即,由于该温度下,所以;
【小问5详解】
温度下,的氢氧化钠溶液的,,的硫酸溶液的,设二者各取1 L混合,则OH-过量,剩余,此时溶液体积为2 L,故;由于lg2=0.3,lg3=0.5,,
。
【点睛】由于pOH的计算方法与pH类似,借助水的离子积在给定温度下为定值,可以建立pOH与pH的等量关系,借此判断图中某一点处的酸碱性,从而以更加简便的方法计算给定温度下某一浓度溶液的pH。
17. 电化学在生产生活中应用广泛,结合装置及电化学原理,回答下列问题:
Ⅰ、如图所示装置,C、D、E、F、X、Y都是惰性电极,甲、乙中溶液的浓度和体积都相同(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极附近溶液呈红色。回答下列问题:
(1)一段时间后,装置丁中______极(填“X”或“Y”)附近的颜色逐渐变深。
(2)若在丙池中进行铁制品表面镀银,电镀液用硝酸银溶液,则银应为______电极(填“G”或“H”)。若乙溶液体积为500 mL,常温下当乙中溶液的时,丙中镀件上理论析出银的质量为______,甲中溶液的pH______(填“变大”“变小”或“不变”)。
Ⅱ、利用电解技术可以制备重铬酸钾,下图是以铬酸钾为主要原料电解制备重铬酸钾的装置示意图。
(3)离子交换膜应使用______离子交换膜(填“阳”或“阴”);B极的电极反应式为(只写电极反应,不含后续反应)______。
【答案】(1)Y (2) ①. G ②. 5.4g ③. 变小
(3) ①. 阳 ②. 2H2O-4e-=4H++O2↑
【解析】
【分析】Ⅰ、由F极附近呈红色可知,A为直流电源的正极,B为负极,C、E、G、X为电解池的阳极,D、F、H、Y为阴极;甲中发生的反应为硫酸铜溶液电解生成铜、氧气和硫酸;乙中发生的反应为饱和食盐水电解生成氢氧化钠、氢气和氯气;丙为电镀银的电镀池,电镀液用硝酸银溶液,镀层金属银做电镀池的阳极,铁制品做阴极;丁为电泳装置,通电时,带正电荷的氢氧化铁胶体粒子向阴极Y移动,使Y极附近的颜色逐渐变深;
Ⅱ、制备重铬酸钾的反应为:2CrO+2H+ =Cr2O+ H2O,由方程式可知,B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,氢离子与铬酸根离子反应转化为重铬酸根离子,A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,电解时钾离子通过阳离子交换膜移向阴极区。
【小问1详解】
由分析可知,丁为电泳装置,带正电荷的氢氧化铁胶体粒子向阴极Y移动,通电时,使Y极附近的颜色逐渐变深;
【小问2详解】
丙为电镀银的电镀池,电镀液用硝酸银溶液,镀层金属银做电镀池的阳极,铁制品做阴极,则银应为G极;由分析可知,乙中发生的反应为饱和食盐水电解生成氢氧化钠、氢气和氯气,由题意可知,500 mL溶液的pH为13,则溶液中的氢氧根离子的物质的量为:0.1 mol/L×0.5 L=0.05 mol,由电极反应式2H2O+2e-=2OH-+H2↑可知,外电路转移电子的物质的量为0.05 mol,则丙中镀件上理论析出银的质量为:0.05 mol×108 g/mol=5.4 g;由分析可知,甲中发生的反应为硫酸铜溶液电解生成铜、氧气和硫酸,则乙中溶液pH为13时,甲中溶液的pH变小;
【小问3详解】
由分析可知,B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↑;电解时钾离子通过阳离子交换膜移向阴极区。
18. 尿素为农业生产常用氮肥,回答下列问题:
Ⅰ、工业合成
(1)是合成尿素的原料之一,在30.4 MPa、一定的下,混合气体以一定流速通过合成塔。测得出口含量随反应温度的变化曲线如图,达到最高点后,曲线下降的原因是______。
(2)根据表格计算 ______。
化学键
键能()
389
728
305
464
(3)二十世纪初,工业上常利用和合成尿素,反应分两步:ⅰ、和生成;ⅱ、分解生成尿素。反应过程中能量变化示意图如图,下列说法正确的是______。
A. 为合成尿素反应的中间产物
B. 活化能:反应ⅰ<反应ⅱ
C. ⅰ为放热反应,ⅱ为吸热反应
D.
(4)某小组为模拟工业合成尿素,在恒温恒容的真空密闭容器中充入等体积的和发生反应:,反应过程中混合气体中的体积分数如图所示。
A点的逆反应速率()______B点的正反应速率()(填“>”“<”或“=”),反应达到平衡后,的转化率为______%(保留小数点后一位)。
Ⅱ、电催化合成
(5)我国的科研工作者以污染物NO为氮源,用ZnO纳米片电催化与NO合成尿素。下图为电催化合成尿素的原理示意图,b电极发生的电极反应式为______。
【答案】(1)温度升高,平衡向逆反应方向移动
(2)-32 (3)ABC
(4) ①. < ②. 37.5
(5)
【解析】
【小问1详解】
因为合成氨反应为放热反应,温度升高,平衡向吸热反应方向移动,即向逆反应方向移动,所以温度升到一定值后,NH3含量开始下降;
【小问2详解】
反应的焓变为反应物总键能减去生成物总键能,1个CO2分子含有2个键,1个NH3分子含有三个键,由结构式可知,1个分子含有1个键,2个键,4个键,1个H2O分子含有2个键;故反应的焓变;
【小问3详解】
A.由图可知,为合成尿素反应的中间产物,A正确;
B.活化能为由反应物分子到达活化状态(图中对应每一步由反应初始能量到达能量最高点处)所需的最小能量;反应i的活化能为E1,反应ii的活化能为E3,由图可知,,B正确;
C.各步反应的焓变为产物能量减去反应物能量,对反应i计算得,,对反应ii计算得,,而,所以,反应i为放热反应,,所以,反应ii为吸热反应,C正确;
D.反应的总焓变,D错误;
故答案选ABC;
【小问4详解】
由图可知,反应在A点时平衡向正反应移动,此时,此后不断减小,不断增大,在B点时达到平衡,此时,所以;
设反应开始时充入和各2 mol,平衡前后,列出三段式如下:
平衡状态下,可知混合气体中包含、和,共有,此时的体积分数为20%,等价于物质的量分数为20%,所以,解得,所以平衡时的转化量为0.75 mol;转化率;
【小问5详解】
b电极上为CO2与NO生成尿素的反应,反应物中,只有N元素化合价有变化,由+2变为-3,说明NO中的N得电子被还原,所以b电极为阴极,而题中装置有阴离子交换膜,因此可通过的离子为碳酸氢根离子,结合电荷守恒可知其电极反应为。
19. 某小组实验验证“”为可逆反应并测定其平衡常数。
(1)实验验证
实验Ⅰ:将 溶液与 溶液()等体积混合,产生灰黑色沉淀,溶液呈黄色。
实验Ⅱ:向少量Ag粉中加入 溶液(),固体完全溶解。
①取Ⅰ中沉淀,加入浓硝酸,证实沉淀为Ag。现象是______。
②Ⅱ中溶液选用,不选用的原因是______。
综合上述实验,证实“”为可逆反应。
(2)测定平衡常数
实验Ⅲ:一定温度下,待实验I中反应达到平衡状态时,取 上层清液,滴入 溶液,至出现稳定的浅红色时,消耗KSCN溶液 。
资料:
ⅰ、(白色);ⅱ、(红色);
ⅲ、实验过程中,的作用是作指示剂,当溶液变为稳定浅红色,说明溶液中的恰好完全反应。
根据以上实验数据,上层清液中的物质的量浓度为______(用含、、的表达式表示),测得反应“”的平衡常数______。(用含、、的表达式表示)
(3)思考问题
①取实验Ⅰ的浊液测定,会使所测K值______(填“偏高”“偏低”或“不受影响”)。
②不用实验Ⅱ中清液测定K的原因是______。
【答案】(1) ①. 固体溶解,产生红棕色气体 ②. 酸性条件下,有氧化性
(2) ①. ②.
(3) ①. 偏低 ②. Ag完全反应,无法确定反应是否达到平衡状态
【解析】
【分析】这个实验的核心是验证反应 为可逆反应,并测定其平衡常数。
1. 实验I:与溶液混合,产生灰黑色沉淀(Ag)且溶液变黄(生成),证明反应正向进行。
2. 实验II:Ag粉与溶液混合,固体完全溶解,证明反应逆向进行。
3. 两个实验共同证明该反应为可逆反应。
4. 实验III:利用作指示剂,用KSCN溶液滴定上层清液中的,以测定平衡时各离子浓度,进而计算平衡常数。
【小问1详解】
①银能与浓硝酸发生反应,方程式为,故当观察到的现象为灰黑色固体溶解,产生红棕色气体,即可证实灰黑色固体是银;
②由于硝酸根离子在酸性条件下具有强氧化性,能够氧化亚铁离子,从而干扰实验,故Ⅱ中溶液选用,不选用;
【小问2详解】
滴定时,与发生反应:。由题意可知,当溶液出现稳定浅红色时,恰好完全反应,此时消耗的物质的量等于的物质的量。的物质的量为:,因此,,溶液体积为,则的浓度为:;
取Ⅰ中所得上层清液,用标准溶液滴定,消耗KSCN标准溶液;已知:(白色) ,说明反应几乎进行到底,上层清液中的银离子浓度为,
原溶液等体积混合后:初始,初始,因溶液具有均一性,以 上层清液研究,根据三段式进行计算:
平衡时:mol/L,mol/L,mol/L,则平衡常数;
【小问3详解】
①若取实验Ⅰ所得浊液测定银离子浓度,由于浊液中还有银,则存在平衡,且随着反应的进行,使得平衡逆向移动,测得平衡体系中的银离子浓度偏大,故所得到的偏低;
②由于实验Ⅱ中银完全溶解,故无法判断体系是否达到平衡状态,因而不用实验Ⅱ中清液测定。
20. 锑(Sb)是重要的半导体材料,工业制备粗锑的反应如下。
Ⅰ、 ;
Ⅱ、
(1)C将还原为CO的热化学方程式为:______,该反应______自发(填“高温”或“低温”或“不能”)。
(2)反应Ⅰ、Ⅱ的或与温度T的关系如图所示。保持1000 K不变,在恒容容器中加入4 mol 与足量焦炭,发生上述反应,达到平衡时,气体总物质的量为4 mol,则______,若将容器体积压缩至原来的,重新建立平衡后CO的体积分数将______(填“变大”“变小”或“不变”)。
(3)恒压容器中,加入4 mol焦炭与1 mol ,在一定条件下反应相同时间,测得反应体系中各物质的物质的量与温度的关系如图所示(已知:反应Ⅱ的速率远大于反应Ⅰ)。
①a线对应物种为______(填化学式)。
②1400 K之前,随温度升高d线对应物质的物质的量不断增大,原因是______。
【答案】(1) ①. ②. 高温
(2) ①. 4 ②. 不变
(3) ①. CO ②. 反应Ⅱ快速平衡,在1400K之前,反应Ⅰ中CO量的增多大于温度升高对反应Ⅱ的影响,所以CO2的量不断增大
【解析】
【小问1详解】
C与CO2生成CO的化学方程式为C(s)+CO2(g)=2CO(g),该方程式可由得到,根据盖斯定律可知,目标方程式的,故热化学方程式为;,当反应自发进行,已知反应的,故高温下才能自发进行;
【小问2详解】
反应Ⅱ放热,随温度升高,Kp减小,由图可知,1000K时,Ⅱ的Kp=64,即,;若将容器体积压缩至原来的,重新建立平衡后,平衡常数不变,由反应Ⅰ和Ⅱ的压强平衡常数分别为、可知,CO与CO2的分压不变,故CO与CO2的体积比不变,则CO的体积分数也不变;
【小问3详解】
①反应Ⅱ的速率远大于反应Ⅰ,反应Ⅱ放热,反应达到平衡后升高温度,平衡逆向移动,所以随温度升高,CO2的物质的量先增大后减小,则d表示CO2、a线对应物种为CO;
②d表示CO2,反应Ⅱ快速平衡,在1400K之前,反应Ⅰ中CO量的增多大于温度升高对反应Ⅱ的影响,所以1400K之前CO2的物质的量不断增大。
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2025年11月山东师大附中高二期中检测试题
化学
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅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。
可能用到的相对原子质量:H 1 O 16 Na 23 Cl 35.5 Fe 56 Ag 108
一、选择题:本题共10小题,每小题2分,共20分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 大国重器是国之底气。下列关于我国的国之重器叙述错误的是
A. “深海一号”母船海水浸泡区镶上锌块,是利用了牺牲阳极的保护法
B. 可回收火箭“朱雀三号”的燃料在燃烧过程中,涉及化学能转化为热能
C. “中国天眼”支撑结构的不锈钢在熔炼时,将铁块粉碎后投入可加快熔炼效率
D. “嫦娥六号”所用太阳能电池将化学能转化为电能
2. 下列有关装置及叙述错误的是
A. 图1装置可用于测定中和反应的反应热
B. 图2中,将富银铅泥制成电极板,连接铅酸蓄电池负极,通过电解分离银和铅
C. 图3装置可用于测定氢气的生成速率()
D. 图4中,在钢材上电镀铝,熔融盐中Al和Cl元素只以、形式存在,则阳极反应式为:
3. 一定条件下,乙烯水合反应为: ,气体均视为理想气体,下列说法正确的是
A. 反应的活化能:
B. 恒温恒压充入,平衡不移动
C. 平衡后,升高温度,逆反应速率加快,正反应速率减慢
D. 若恒容增大水蒸气浓度,单位体积内活化分子数增加,但活化分子百分数不变
4. 已知:由稳定单质化合生成1 mol纯物质的焓变称为摩尔生成焓()。下面两个图中的数据分别表示水与二氧化碳各1 mol分解时能量变化的示意图,图中的各数据均以kJ为单位,下列说法正确的是
A. 的摩尔燃烧焓:
B. 的摩尔生成焓:
C.
D. 键的键能:
5. 常温下,分别取未知浓度的NaOH和HA溶液,加水稀释至原体积的n倍。稀释过程中,两溶液pH的变化如图所示。下列叙述正确的是
A. 将X点溶液稀释倍,所得溶液
B. X、Y、Z点水的电离程度:
C. P线代表HA的稀释图像
D. 向的NaOH溶液中加入大量NaOH固体,将抑制水的电离,但不变
6. 某小组为了研究外界条件对化学反应速率的影响,进行了如下实验。若忽略混合前后溶液体积的微小变化,下列说法错误的是
实验编号
实验温度/℃
试管中所加试剂及其用量/mL
溶液( )
稀硫酸( )
溶液( )
①
25
3.0
2.0
3.0
②
25
2.0
3.0
2.0
3.0
③
30
2.0
2.0
3.0
A. 若实验①用时1.5 min,则用草酸表示的化学反应速率为
B. 探究温度对化学反应速率的影响,应选择实验②③,且
C. 该实验还需要测量的数据是溶液褪色所需的时间
D. 若反应一段时间后速率明显加快,可能是反应生成的有催化作用
7. 可采用Deacon催化氧化法将工业副产物HCl制成,实现氯资源的再利用。反应的热化学方程式:。下图所示为该法的一种催化机理。下列说法正确的是
A. X为,Z为
B. 反应制得1 mol ,须投入2 mol CuO
C. 升高反应温度,HCl被氧化制的反应平衡常数增大
D. 当有4 mol氢氧键断裂的同时,有4 mol氢氯键生成,可据此判断该反应达到化学平衡状态
8. 一种用双极膜电渗析法卤水除硼的装置图如下,双极膜中解离的和在电场作用下向两极迁移。除硼原理:。下列说法错误的是
A. Pt电极反应:
B. 电源a极的电势低于b极
C. Ⅲ室中,X膜、Y膜分别为阴离子交换膜和阳离子交换膜
D. Ⅳ室每生成1 mol NaOH,同时Ⅱ室生成
9. 科学家基于易溶于的性质,发展了一种无需离子交换膜的新型氯流电池,可作储能设备(如图)。充电时电极a的反应为:。下列说法正确的是
A. 充电时电极b是阴极
B. 放电时溶液的pH增大
C. 放电时溶液的浓度增大
D. 理论上电极a质量减少46 g,吸收
10. 苯在浓和浓作用下,反应过程中能量变化示意图如下。下列说法正确的是
A. 反应时间越长,得到产物X的比例越大
B. 该反应历程中的决速步骤的能垒为
C. 升高温度,生成产物Ⅱ的反应速率加快程度大于生成产物Ⅰ的反应
D. 一定温度下,短时间t min内,a mol苯反应得到两种产物的比例为,则生成Y的平均速率为
二、选择题:本题共5小题,每小题4分,共20分。每小题有一个或两个选项符合题目要求,全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
11. 利用热再生氨电池可实现电镀废液浓缩再生,已知。电池装置如图所示,甲、乙两室均预加相同的电镀废液,向甲室加入足量氨水后电池开始工作。下列说法正确的是
A. 甲室Cu电极为正极
B. 隔膜为阳离子膜
C. 电池总反应为
D. 扩散到乙室将对电池电动势产生影响
12. 为探究化学平衡移动的影响因素,设计方案并进行实验,观察到相关现象。其中方案设计和结论都正确的是
选项
影响因素
方案设计
现象
结论
A
浓度
向和KSCN混合溶液中,加入少量的固体
溶液颜色变浅
增大生成物浓度,平衡向逆反应方向移动
B
温度
将封装有和混合气体的烧瓶浸泡在热水中
气体颜色变深
升高温度,平衡向吸热反应方向移动
C
压强
向恒温恒容密闭玻璃容器中充入100 mL HI气体,分解达到平衡后再充入100 mL Ar
气体颜色不变
对于反应前后气体总体积不变的可逆反应,改变压强平衡不移动
D
催化剂
向l mL乙酸乙酯中加入1 溶液,水浴加热
上层油状液体逐渐减少
使用合适的催化剂可提高反应物的转化率
A. A B. B C. C D. D
13. 一种基于氯碱工艺的节能新工艺是将电解池与甲醇燃料电池相结合,可用于湿法冶铁的研究,工作原理如图所示。下列说法正确的是
A. 多孔碳棒d为负极,其电极反应式为
B. 阴极区溶液的pH逐渐升高
C. 理论上每消耗 ,阳极室溶液减少351 g
D. 在内电路中,电子从多孔碳棒c流向多孔碳棒d
14. 已知反应:,向两个容积均为2 L的密闭容器Ⅰ和Ⅱ中充入NO和CO气体,各物质的起始物质的量如下表所示。实验测得两容器在不同温度下达到平衡时的物质的量如下图所示。下列说法错误的是
容器
起始物质的量
NO
CO
Ⅰ
1 mol
3 mol
Ⅱ
6 mol
2 mol
A. 温度下,容器Ⅱ中反应前和平衡时压强之比为
B. N点的平衡常数的值为0.04
C. 若条件改为恒温恒压,容器Ⅰ中气体的密度不变,可说明该反应达到平衡状态
D. 图中M点所示条件下,再通入CO、各4 mol,此时
15. 恒温恒压密闭容器中,时加入A(g),各组分物质的量分数x随反应时间t变化的曲线如图(反应速率,k为反应速率常数)。下列说法错误的是
A. 该条件下,体系达到平衡后,(平衡)
B. 该条件下,反应用物质的量分数表示的平衡常数
C. 时刻,
D. 若加入催化剂,增大,不变,则和(平衡)均变大
三、非选择题:本题共5小题,共60分。
16. 已知:。不同温度下,分别向水中滴加盐酸或氢氧化钠溶液,溶液的pH和pOH的关系如图。回答下列问题:
(1)______(填“>”、“<”或“=”),原因为______。
(2)b点溶液呈______(填“酸性”、“碱性”或“中性”)。
(3)a点由水电离产生的______。
(4)温度下, 的氢氧化钠溶液的______。
(5)温度下,将的NaOH溶液与的溶液等体积混合,所得溶液的______。(已知:,)
17. 电化学在生产生活中应用广泛,结合装置及电化学原理,回答下列问题:
Ⅰ、如图所示装置,C、D、E、F、X、Y都是惰性电极,甲、乙中溶液的浓度和体积都相同(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极附近溶液呈红色。回答下列问题:
(1)一段时间后,装置丁中______极(填“X”或“Y”)附近的颜色逐渐变深。
(2)若在丙池中进行铁制品表面镀银,电镀液用硝酸银溶液,则银应为______电极(填“G”或“H”)。若乙溶液体积为500 mL,常温下当乙中溶液的时,丙中镀件上理论析出银的质量为______,甲中溶液的pH______(填“变大”“变小”或“不变”)。
Ⅱ、利用电解技术可以制备重铬酸钾,下图是以铬酸钾为主要原料电解制备重铬酸钾的装置示意图。
(3)离子交换膜应使用______离子交换膜(填“阳”或“阴”);B极的电极反应式为(只写电极反应,不含后续反应)______。
18. 尿素为农业生产常用氮肥,回答下列问题:
Ⅰ、工业合成
(1)是合成尿素的原料之一,在30.4 MPa、一定的下,混合气体以一定流速通过合成塔。测得出口含量随反应温度的变化曲线如图,达到最高点后,曲线下降的原因是______。
(2)根据表格计算 ______。
化学键
键能()
389
728
305
464
(3)二十世纪初,工业上常利用和合成尿素,反应分两步:ⅰ、和生成;ⅱ、分解生成尿素。反应过程中能量变化示意图如图,下列说法正确的是______。
A. 为合成尿素反应的中间产物
B. 活化能:反应ⅰ<反应ⅱ
C. ⅰ为放热反应,ⅱ为吸热反应
D.
(4)某小组为模拟工业合成尿素,在恒温恒容的真空密闭容器中充入等体积的和发生反应:,反应过程中混合气体中的体积分数如图所示。
A点的逆反应速率()______B点的正反应速率()(填“>”“<”或“=”),反应达到平衡后,的转化率为______%(保留小数点后一位)。
Ⅱ、电催化合成
(5)我国的科研工作者以污染物NO为氮源,用ZnO纳米片电催化与NO合成尿素。下图为电催化合成尿素的原理示意图,b电极发生的电极反应式为______。
19. 某小组实验验证“”为可逆反应并测定其平衡常数。
(1)实验验证
实验Ⅰ:将 溶液与 溶液()等体积混合,产生灰黑色沉淀,溶液呈黄色。
实验Ⅱ:向少量Ag粉中加入 溶液(),固体完全溶解。
①取Ⅰ中沉淀,加入浓硝酸,证实沉淀为Ag。现象是______。
②Ⅱ中溶液选用,不选用的原因是______。
综合上述实验,证实“”为可逆反应。
(2)测定平衡常数
实验Ⅲ:一定温度下,待实验I中反应达到平衡状态时,取 上层清液,滴入 溶液,至出现稳定的浅红色时,消耗KSCN溶液 。
资料:
ⅰ、(白色);ⅱ、(红色);
ⅲ、实验过程中,的作用是作指示剂,当溶液变为稳定浅红色,说明溶液中的恰好完全反应。
根据以上实验数据,上层清液中的物质的量浓度为______(用含、、的表达式表示),测得反应“”的平衡常数______。(用含、、的表达式表示)
(3)思考问题
①取实验Ⅰ的浊液测定,会使所测K值______(填“偏高”“偏低”或“不受影响”)。
②不用实验Ⅱ中清液测定K的原因是______。
20. 锑(Sb)是重要的半导体材料,工业制备粗锑的反应如下。
Ⅰ、 ;
Ⅱ、
(1)C将还原为CO的热化学方程式为:______,该反应______自发(填“高温”或“低温”或“不能”)。
(2)反应Ⅰ、Ⅱ的或与温度T的关系如图所示。保持1000 K不变,在恒容容器中加入4 mol 与足量焦炭,发生上述反应,达到平衡时,气体总物质的量为4 mol,则______,若将容器体积压缩至原来的,重新建立平衡后CO的体积分数将______(填“变大”“变小”或“不变”)。
(3)恒压容器中,加入4 mol焦炭与1 mol ,在一定条件下反应相同时间,测得反应体系中各物质的物质的量与温度的关系如图所示(已知:反应Ⅱ的速率远大于反应Ⅰ)。
①a线对应物种为______(填化学式)。
②1400 K之前,随温度升高d线对应物质的物质的量不断增大,原因是______。
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