精品解析:江苏连云港市海滨中学2025-2026学年第二学期期中考试高一化学试题
2026-05-07
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内容正文:
2025-2026学年第二学期期中考试
高一化学试题
(考试时间75分钟,满分100分)
可能用到的相对原子质量:N-14 H-1 S-32 O-16
一、选择题(每一题只有一个正确选项,每题3分,共计45分)
1. 下列关于氮及其化合物说法错误的是
A. NO转化成NO2该转化过程通过一步反应就能完成,且必须加入还原剂
B. 工业上,氮气常用作焊接金属的保护气
C. NO为无色气体,为红棕色气体
D. 氮氧化物()不仅会形成酸雨,还可能形成光化学烟雾
2. 下列反应属于氮的固定作用的是
A. NH3与硫酸反应 B. 硝酸工厂用NH3氧化制取NO
C. 由NH3制碳酸氢铵和硫酸铵 D. 雷雨时空气中的N2转化为NO
3. 反应的能量变化如图所示。下列说法正确的是
A. 该反应为放热反应
B. 反应的
C. 的总能量高于和的总能量
D. 中和反应的热量变化趋势与图像所示一致
4. 西红柿中含有矿物盐、有机酸等,某同学利用题图所示装置探究原电池原理。下列说法正确的是
A. 电极是该电池的正极 B. 电极表面产生的气体是
C. 电子经导线由电极流入电极 D. 该装置可将电能转化为化学能
5. 已知二氧化硫与氧气化合生成三氧化硫是可逆反应,下列说法错误的是
A. 增大浓度能使二氧化硫完全转化为三氧化硫
B. 达到平衡时,仍有二氧化硫和氧气生成三氧化硫
C. 使用合适的催化剂能使反应速率增大
D. 降低温度会使反应速率减小
6. 钢铁在海水中的电化学腐蚀原理示意图如图。下列说法正确的是
A. 铁为电池负极,X离子为Fe2+
B. 正极反应式为Fe-2e-=Fe2+
C. 电子由铁流向碳,再经海水流向铁
D. 钢铁的腐蚀速率:在河水中>在海水中
7. 下列有关化学反应速率的说法正确的是
A. 降低温度能加快化学反应速率
B. 实际生产生活中,化学反应速率越快越好
C. 决定化学反应速率的主要因素是反应物的浓度
D. 固体的表面积是影响某些化学反应速率的外界条件之一
8. 在密闭容器中,在一定条件下发生,在内反应物A的浓度由降到,则为
A. B.
C. D.
9. N2H4是一种高效清洁的火箭燃料。已知在25℃、101kPa下,8gN2H4(g)完全燃烧生成氮气和液态水时,放出133.5kJ热量。则下列热化学方程式中正确的是
A.
B.
C.
D.
10. 某温度下,在容器中发生A、B两种气体间的转化反应,A、B物质的量随时间变化的曲线如图所示。下列说法正确的是
A. 时,该反应的
B. 前内,A的平均反应速率为
C. 该反应化学方程式为:
D. a点的正反应速率比b点的大
11. 氮及其化合物的转化具有重要应用。下列说法错误的是
A. 常温下可以用铁制容器来盛装浓硝酸
B. 用烧碱溶液吸收硝酸工业尾气:
C. 氮气、铵盐、亚硝酸盐、硝酸盐之间的转化构成了自然界“氮循环”的一部分
D. 工业制硝酸过程中的物质转化:
12. 下列装置用于实验室中制取干燥氨气的实验,能达到实验目的的是
A. 用装置甲制备氨气 B. 用装置乙除去氨气中少量水蒸气
C. 用装置丙收集氨气 D. 用装置丁吸收多余的氨气
13. 电池原理如图所示,总反应为,下列说法正确的是
A. 多孔Ni电极作负极
B. Al电极的电极反应式为
C. 电池工作时,向负极区移动
D. 正极的电极反应式为
14. 下列有关氮的化合物的说法错误的是
A. 可用排水法收集
B. 铵盐与强碱共热反应放出,可利用这一性质检验的存在
C. 浓硝酸可保存在棕色试剂瓶中,并放置在阴凉处
D. 的喷泉实验说明极易溶于水
15. 某小组探究NH3的催化氧化的实验装置如图所示,实验过程中观察到③中气体颜色无明显变化;⑤中气体呈红棕色。下列说法错误的是
已知:无水氯化钙可用于吸收氨气。
A. 装置⑥中铜粉溶解,溶液变成蓝色,所涉及反应的离子方程式为Cu+2H+= Cu2++H2↑
B. 装置⑤作安全瓶,起防倒吸的作用
C. 装置②、④、⑦依次盛装碱石灰、无水氯化钙、NaOH溶液
D. 空气可用O2代替
二、填空题(共计55分)
16. 已知氮元素及其化合物的转化关系如图所示,回答下列问题。
(1)写出①的化学反应方程式______。
(2)写出④的化学反应方程式______。
(3)写出N2的电子式______;写出N2的结构式______。
(4)除去下列物质中含有的少量杂质(括号中的物质)的方法中错误的是______。
A. H2(HCl):通过水洗涤 B. NaCl(I2):加热
C. NO(NH3):通过水洗涤 D. NO2(NO):通入过量氧气
(5)已知某些共价键的键能如表所示
共价键
键能(kJ•mol-1 )
共价键
键能(kJ•mol-1 )
共价键
键能(kJ•mol-1 )
H-H
436.4
Cl-Cl
242.7
H-Cl
431.8
所以对于H2(g)+ Cl2(g) = 2HCl(g) ΔH=______kJ•mol-1。
17. 化学反应中的能量变化通常表现为热量的变化,研究反应中的热量变化具有重要的意义。
(1)下列化学变化属于吸热反应的是______(填序号,错选不得分)。
①液态水汽化 ②灼热的木炭与CO2的反应
③甲烷在空气中燃烧的反应 ④氢氧化钾和稀硫酸反应
⑤铵盐和碱共热制取氨气
(2)已知:C(s)+O2(g)=CO(g) ΔH1,C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH2,则ΔH1______ΔH2(填“>”、“<”或“=”)。
(3)已知:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=-186.6kJ•mol-1;在该条件下,将2molSO2(g)与1molO2(g)放入一密闭容器中充分反应,生成80gSO3(g),则放出的热量______(填字母)。
A. 等于186.6kJ B. 93.3kJ~186.6kJ C. 小于93.3kJ D. 等于93.3kJ
(4)在25℃、101kPa下,46g乙醇CH3CH2OH(l)完全燃烧生成CO2和液态水时放热638.4kJ。则表示乙醇燃烧的热化学方程式为______。
18. CO2还原为甲醇(CH3OH)是人工合成淀粉的第一步。CO2催化加氢主要反应为CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-39.4 kJ/mol。
(1)反应中每生成0.1 mol甲醇,______(吸收或放出)______ kJ热量。
(2)一定条件下,该反应过程中的能量变化情况如图,其中E2-E1=______kJ/mol。
(3)T1 ℃下,向一容积为2 L的恒容密闭容器中加入一定量的CO2和H2,在催化剂存在时发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),测得不同时间(t)各物质的物质的量如表所示。
t/min
n(CO2)/mol
n(H2)/mol
n(CH3OH)/mol
n(H2O)/mol
0
2.00
6.00
0
0
5
1.65
a
0.35
0.35
10
b
3.60
0.80
0.80
15
b
3.60
0.80
0.80
①0~5 min内,用CO2浓度变化表示该反应的化学反应速率为______mol/(L·min)。a=______;b=______。
②下列有关上述反应的说法正确的是______(填字母)。
A. NH4Cl中的化学键只有共价键
B. 生成3 mol H2(g)的同时生成1 mol H2O(g),此时该反应达到化学平衡状态
19. 以甲醇(CH3OH)为燃料的微生物燃料电池结构示意图如图所示。
(1)b为微生物燃料电池的______(填“正”或“负”)极。
(2)负极反应式为______;正极反应式为______;该电池的总化学反应______。
(3)放电过程中,H+由______(填“正”或“负”,下同)极区向______极区迁移。
(4)在电池反应中,每消耗2 mol氧气,理论上能生成标准状况下CO2气体______L。
(5)该电池______(填“能”或“不能”)在高温下工作。
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2025-2026学年第二学期期中考试
高一化学试题
(考试时间75分钟,满分100分)
可能用到的相对原子质量:N-14 H-1 S-32 O-16
一、选择题(每一题只有一个正确选项,每题3分,共计45分)
1. 下列关于氮及其化合物说法错误的是
A. NO转化成NO2该转化过程通过一步反应就能完成,且必须加入还原剂
B. 工业上,氮气常用作焊接金属的保护气
C. NO为无色气体,为红棕色气体
D. 氮氧化物()不仅会形成酸雨,还可能形成光化学烟雾
【答案】A
【解析】
【详解】A.NO转化为时,N元素化合价从+2升高到+4,发生氧化反应,需要加入氧化剂,反应即可一步实现,A错误;
B.氮气化学性质稳定,不易参与化学反应,工业上常用作焊接金属的保护气,B正确;
C.常温下NO为无色气体,为红棕色有刺激性气味的气体,C正确;
D.氮氧化物()溶于水会生成硝酸,导致酸雨;同时,氮氧化物在光照条件下可与碳氢化合物发生反应,形成光化学烟雾,对环境造成危害,D正确;
故选A。
2. 下列反应属于氮的固定作用的是
A. NH3与硫酸反应 B. 硝酸工厂用NH3氧化制取NO
C. 由NH3制碳酸氢铵和硫酸铵 D. 雷雨时空气中的N2转化为NO
【答案】D
【解析】
【详解】A.与硫酸反应生成硫酸铵,氮元素始终为化合态,不属于氮的固定,A错误;
B.氧化制取,氮元素由一种化合态转化为另一种化合态,不属于氮的固定,B错误;
C.由制碳酸氢铵和硫酸铵,氮元素均为化合态,不属于氮的固定,C错误;
D.雷雨时空气中的转化为,是将游离态的氮转化为含氮化合物,属于氮的固定,D正确;
故选D。
3. 反应的能量变化如图所示。下列说法正确的是
A. 该反应为放热反应
B. 反应的
C. 的总能量高于和的总能量
D. 中和反应的热量变化趋势与图像所示一致
【答案】B
【解析】
【详解】A.图示中反应物的总能量小于生成物的总能量,为吸热反应,故A错误;
B.由图示为吸热反应,则反应为放热反应,,故B正确;
C.该反应为吸热反应,的总能量低于和的总能量,故C错误;
D.中和反应为放热反应,该反应为吸热反应,热量变化趋势与图像所示不一致,故D错误;
答案选B。
4. 西红柿中含有矿物盐、有机酸等,某同学利用题图所示装置探究原电池原理。下列说法正确的是
A. 电极是该电池的正极 B. 电极表面产生的气体是
C. 电子经导线由电极流入电极 D. 该装置可将电能转化为化学能
【答案】B
【解析】
【分析】Zn比Cu活泼,如图所示装置探究中,Zn作负极,Cu作正极,以此解答。
【详解】A.Zn比Cu活泼,如图所示装置探究中,Zn作负极,故A错误;
B.Cu作正极,H+在正极得到电子生成,故B正确;
C.Zn作负极,Cu作正极,电子经导线由Zn电极流入Cu电极,故C错误;
D.该装置是原电池,该装置可将化学能转化为电能,故D错误;
故选B。
5. 已知二氧化硫与氧气化合生成三氧化硫是可逆反应,下列说法错误的是
A. 增大浓度能使二氧化硫完全转化为三氧化硫
B. 达到平衡时,仍有二氧化硫和氧气生成三氧化硫
C. 使用合适的催化剂能使反应速率增大
D. 降低温度会使反应速率减小
【答案】A
【解析】
【详解】A.可逆反应存在反应限度,无论改变何种外界条件,反应物都无法完全转化为生成物,因此增大浓度也不能使二氧化硫完全转化为三氧化硫,A符合题意;
B.化学平衡为动态平衡,达到平衡时正、逆反应速率相等且均不为0,因此仍有二氧化硫和氧气反应生成三氧化硫,B不符合题意;
C.合适的催化剂可降低反应的活化能,提高活化分子百分数,从而同等程度增大正、逆反应速率,C不符合题意;
D.降低温度会减小活化分子百分数,有效碰撞频率降低,因此化学反应速率会减小,D不符合题意;
故选A。
6. 钢铁在海水中的电化学腐蚀原理示意图如图。下列说法正确的是
A. 铁为电池负极,X离子为Fe2+
B. 正极反应式为Fe-2e-=Fe2+
C. 电子由铁流向碳,再经海水流向铁
D. 钢铁的腐蚀速率:在河水中>在海水中
【答案】A
【解析】
【分析】钢铁浸没在海水中,钢铁中的Fe作负极,C作正极,Fe失电子转化为Fe2+,溶液中的氧气在正极得电子生成OH-,据此分析解答。
【详解】A.Fe失电子转化为Fe2+,即X离子为Fe2+,故A正确;
B.溶液中的氧气在正极得电子生成OH-,电极反应为:,故B错误;
C.电子不能进入溶液中,故C错误;
D.海水中的离子浓度大于河水,海水的导电能力强于河水,则钢铁在海水中腐蚀速率更快,故D错误;
故答案选A。
7. 下列有关化学反应速率的说法正确的是
A. 降低温度能加快化学反应速率
B. 实际生产生活中,化学反应速率越快越好
C. 决定化学反应速率的主要因素是反应物的浓度
D. 固体的表面积是影响某些化学反应速率的外界条件之一
【答案】D
【解析】
【详解】A.降低温度会减小活化分子百分数,降低有效碰撞频率,从而减慢化学反应速率,A错误;
B.实际生产生活中需要兼顾生产成本、反应安全性、产物纯度等需求,并非化学反应速率越快越好,例如食物腐败速率过快不利于食品储存,B错误;
C.决定化学反应速率的主要因素是反应物本身的性质(内因),反应物浓度是影响反应速率的外界因素之一,不是决定因素,C错误;
D.对于有固体参与的化学反应,增大固体表面积可以增大反应物接触面积,加快反应速率,因此固体表面积是影响某些化学反应速率的外界条件之一,D正确;
故答案选D。
8. 在密闭容器中,在一定条件下发生,在内反应物A的浓度由降到,则为
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】Δc(A)=1.0−0.6=0.4,v(A)===0.04 ,由反应A+3B⇌2C得v(A):v(C)=1:2,v(C)=2×0.04 =0.08 ,故选 B。
9. N2H4是一种高效清洁的火箭燃料。已知在25℃、101kPa下,8gN2H4(g)完全燃烧生成氮气和液态水时,放出133.5kJ热量。则下列热化学方程式中正确的是
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【解析】
【分析】N2H4的摩尔质量为32 g/mol,8 g N2H4的物质的量为=0.25 mol,0.25 mol N2H4完全燃烧生成氮气和液态水时放出133.5 kJ热量,则1 mol N2H4完全燃烧生成氮气和液态水时放出热量为133.5 kJ × 4 = 534 kJ,热化学方程式为,据此回答。
【详解】A.由分析知,A中方程式状态标注正确,值正确,A正确;
B.反应为放热反应,应为负值,B错误;
C.方程式未标明物质的状态,热化学方程式需标明物质的状态,不符合规范,C错误;
D.值错误,未换算为1 mol的量,D错误;
故答案选A。
10. 某温度下,在容器中发生A、B两种气体间的转化反应,A、B物质的量随时间变化的曲线如图所示。下列说法正确的是
A. 时,该反应的
B. 前内,A的平均反应速率为
C. 该反应化学方程式为:
D. a点的正反应速率比b点的大
【答案】D
【解析】
【分析】时反应达到平衡状态,B减少6mol的同时A增多3mol,B是反应物、A是生成物,物质的量的变化量之比等于系数比,该反应化学方程式为:2BA,据此解答。
【详解】A.5min后,反应物继续减少、生成物继续增加,反应正向进行,5min时,该反应的v正>v逆,故A错误;
B.根据a点数值,B减少2mol,根据方程式可知,A增多1mol,前2min内,A的平均反应速率为0.25mol·L-1·min-1,故B错误;
C.由分析可知,该反应化学方程式为:2BA,故C错误;
D.a点到b点是建立平衡的过程,随着反应的进行,反应物浓度减小,正反应速率减小,则a点的正反应速率比b点的大,故D正确;
故选D。
11. 氮及其化合物的转化具有重要应用。下列说法错误的是
A. 常温下可以用铁制容器来盛装浓硝酸
B. 用烧碱溶液吸收硝酸工业尾气:
C. 氮气、铵盐、亚硝酸盐、硝酸盐之间的转化构成了自然界“氮循环”的一部分
D. 工业制硝酸过程中的物质转化:
【答案】D
【解析】
【详解】A.常温下铁遇浓硝酸会发生钝化,表面生成致密氧化膜阻止反应继续进行,因此可以用铁制容器盛装浓硝酸,A不符合题意;
B.烧碱溶液可与硝酸工业尾气中的NO、发生归中反应生成亚硝酸钠,离子方程式,书写正确,B不符合题意;
C.自然界氮循环包含氮气的固氮、含氮化合物,如铵盐、亚硝酸盐、硝酸盐等的转化及反硝化过程,上述物质的转化属于氮循环的一部分,C不符合题意;
D.NO不与水反应,工业制硝酸中NO需要先与反应生成,再由与水反应得到,该转化过程错误,D符合题意;
故选D。
12. 下列装置用于实验室中制取干燥氨气的实验,能达到实验目的的是
A. 用装置甲制备氨气 B. 用装置乙除去氨气中少量水蒸气
C. 用装置丙收集氨气 D. 用装置丁吸收多余的氨气
【答案】D
【解析】
【详解】A.装置甲为固固加热制备氨气,试管口应略向下倾斜以防止冷凝水回流炸裂试管,A错误;
B.装置乙用浓硫酸干燥氨气,氨气为碱性气体,会与浓硫酸(酸性干燥剂)反应,不能用浓硫酸干燥氨气,应使用碱石灰,B错误;
C.装置丙收集氨气,氨气密度比空气小(M=17<29),需用向下排空气法,丙装置无法排气,则无法收集氨气,C错误;
D.装置丁吸收多余氨气,氨气极易溶于水,直接通入水中会倒吸,丁装置用球形干燥管接触水面,可防止倒吸,符合吸收要求,D正确;
答案选D。
13. 电池原理如图所示,总反应为,下列说法正确的是
A. 多孔Ni电极作负极
B. Al电极的电极反应式为
C. 电池工作时,向负极区移动
D. 正极的电极反应式为
【答案】B
【解析】
【分析】根据总反应方程式可知,Al转化为四羟基合铝酸根离子,失去电子作负极,Ni作正极,据此回答。
【详解】A.根据分析可知,Ni为正极,A错误;
B.Al为负极,电极反应式为:,B正确;
C.原电池中,阳离子向正极移动,所以K+向正极区移动,C错误;
D.正极的电极反应式为:,D错误;
故选B。
14. 下列有关氮的化合物的说法错误的是
A. 可用排水法收集
B. 铵盐与强碱共热反应放出,可利用这一性质检验的存在
C. 浓硝酸可保存在棕色试剂瓶中,并放置在阴凉处
D. 的喷泉实验说明极易溶于水
【答案】A
【解析】
【详解】A.会与水发生反应,因此不能用排水法收集,A错误;
B.铵盐与强碱共热反应放出,能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,可利用该性质检验的存在,B正确;
C.浓硝酸见光易分解,因此需保存在棕色试剂瓶中并放置在阴凉处,C正确;
D.的喷泉实验原理是极易溶于水,使烧瓶内压强迅速减小,外界大气压将水压入烧瓶形成喷泉,因此该实验可说明极易溶于水,D正确;
故选A。
15. 某小组探究NH3的催化氧化的实验装置如图所示,实验过程中观察到③中气体颜色无明显变化;⑤中气体呈红棕色。下列说法错误的是
已知:无水氯化钙可用于吸收氨气。
A. 装置⑥中铜粉溶解,溶液变成蓝色,所涉及反应的离子方程式为Cu+2H+= Cu2++H2↑
B. 装置⑤作安全瓶,起防倒吸的作用
C. 装置②、④、⑦依次盛装碱石灰、无水氯化钙、NaOH溶液
D. 空气可用O2代替
【答案】A
【解析】
【分析】由实验装置图可知,向装置①中通入空气在装置中得到氨气和空气混合气体,装置②中盛有的碱石灰用于干燥混合气体,装置③中氨气与氧气在催化剂作用下加热发生催化氧化生成一氧化氮和水,装置④中盛有无水氯化钙用于吸收未反应的氨气,装置⑤为安全瓶,起到防倒吸的作用,装置⑥中二氧化氮和水反应生成硝酸,铜与稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮和水,装置⑦盛有氢氧化钠溶液用于吸收氮的氧化物,防止污染空气。
【详解】A. 装置⑥中铜与稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮和水,铜粉溶解,溶液变成蓝色,反应的离子方程式为3Cu+8H++2 = 3Cu2++4H2O+2NO↑,故A错误;
B. 装置⑤为安全瓶,起防倒吸的作用,故B正确;
C. 由分析可知,装置②、④、⑦依次盛装的碱石灰用于干燥混合气体、无水氯化钙用于吸收未反应的氨气、氢氧化钠溶液用于吸收氮的氧化物,防止污染空气,故C正确;
D. 通入空气的目的是在装置中得到氨气和空气混合气体,在催化剂作用下混合气体中的氨气和氧气在装置③中发生催化氧化反应生成一氧化氮和水,所以通入的空气可用氧气代替,故D正确;
答案选A。
二、填空题(共计55分)
16. 已知氮元素及其化合物的转化关系如图所示,回答下列问题。
(1)写出①的化学反应方程式______。
(2)写出④的化学反应方程式______。
(3)写出N2的电子式______;写出N2的结构式______。
(4)除去下列物质中含有的少量杂质(括号中的物质)的方法中错误的是______。
A. H2(HCl):通过水洗涤 B. NaCl(I2):加热
C. NO(NH3):通过水洗涤 D. NO2(NO):通入过量氧气
(5)已知某些共价键的键能如表所示
共价键
键能(kJ•mol-1 )
共价键
键能(kJ•mol-1 )
共价键
键能(kJ•mol-1 )
H-H
436.4
Cl-Cl
242.7
H-Cl
431.8
所以对于H2(g)+ Cl2(g) = 2HCl(g) ΔH=______kJ•mol-1。
【答案】(1)
(2)
(3) ①. ②. (4)D
(5)
【解析】
【小问1详解】
①是工业合成氨气,化学反应方程式为:;
【小问2详解】
④是和发生氧化还原反应,既作氧化剂,又作还原剂,生成和,化学反应方程式为:;
【小问3详解】
的电子式为:;结构式为:;
【小问4详解】
极易溶于水,难溶于水,通过水洗涤可除去,A正确;易升华,加热可除去,B正确;极易溶于水, 难溶于水,通过水洗涤可除去 ,C正确;通入过量会引入新杂质,D错误;故选D;
【小问5详解】
ΔH=反应物总键能-生成物总键能,代入键能数值得:。
17. 化学反应中的能量变化通常表现为热量的变化,研究反应中的热量变化具有重要的意义。
(1)下列化学变化属于吸热反应的是______(填序号,错选不得分)。
①液态水汽化 ②灼热的木炭与CO2的反应
③甲烷在空气中燃烧的反应 ④氢氧化钾和稀硫酸反应
⑤铵盐和碱共热制取氨气
(2)已知:C(s)+O2(g)=CO(g) ΔH1,C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH2,则ΔH1______ΔH2(填“>”、“<”或“=”)。
(3)已知:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=-186.6kJ•mol-1;在该条件下,将2molSO2(g)与1molO2(g)放入一密闭容器中充分反应,生成80gSO3(g),则放出的热量______(填字母)。
A. 等于186.6kJ B. 93.3kJ~186.6kJ C. 小于93.3kJ D. 等于93.3kJ
(4)在25℃、101kPa下,46g乙醇CH3CH2OH(l)完全燃烧生成CO2和液态水时放热638.4kJ。则表示乙醇燃烧的热化学方程式为______。
【答案】(1)②⑤ (2)> (3)D
(4)CH3CH2OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-638.4 kJ/mol
【解析】
【小问1详解】
①液态水汽化是吸热过程,没有发生化学反应,所以不是吸热反应,故不选①;
②灼热的木炭与CO2反应生成一氧化碳,属于吸热反应,故选②;
③燃烧是放热反应,甲烷在空气中燃烧的反应放热,故不选③;
④中和反应放热,氢氧化钾和稀硫酸反应,是放热反应,故不选④;
⑤铵盐和碱反应吸热,铵盐和碱共热制取氨气,是吸热反应,故选⑤;
选②⑤。
【小问2详解】
C(s)+O2(g)=CO(g) ΔH1,
C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH2
相同物质的量的碳完全燃烧放出的热量大于不完全燃烧放出的热量,放热反应焓变为负值,所以ΔH1>ΔH2。
【小问3详解】
根据2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=-186.6kJ•mol-1,可知反应生成2mol SO3(g)放出186.6kJ的能量,将2molSO2(g)与1molO2(g)放入一密闭容器中充分反应,生成80gSO3(g),n(SO3)=1mol,则放出的热量为186.6kJ÷2=93.3kJ,选D。
【小问4详解】
在25℃、101kPa下,46g乙醇CH3CH2OH(l)完全燃烧生成CO2和液态水时放热638.4kJ。乙醇的燃烧热是1mol乙醇完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水放出的能量,则表示乙醇燃烧的热化学方程式为CH3CH2OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-638.4 kJ/mol。
18. CO2还原为甲醇(CH3OH)是人工合成淀粉的第一步。CO2催化加氢主要反应为CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-39.4 kJ/mol。
(1)反应中每生成0.1 mol甲醇,______(吸收或放出)______ kJ热量。
(2)一定条件下,该反应过程中的能量变化情况如图,其中E2-E1=______kJ/mol。
(3)T1 ℃下,向一容积为2 L的恒容密闭容器中加入一定量的CO2和H2,在催化剂存在时发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),测得不同时间(t)各物质的物质的量如表所示。
t/min
n(CO2)/mol
n(H2)/mol
n(CH3OH)/mol
n(H2O)/mol
0
2.00
6.00
0
0
5
1.65
a
0.35
0.35
10
b
3.60
0.80
0.80
15
b
3.60
0.80
0.80
①0~5 min内,用CO2浓度变化表示该反应的化学反应速率为______mol/(L·min)。a=______;b=______。
②下列有关上述反应的说法正确的是______(填字母)。
A. NH4Cl中的化学键只有共价键
B. 生成3 mol H2(g)的同时生成1 mol H2O(g),此时该反应达到化学平衡状态
【答案】(1) ①. 放出 ②. 3.94
(2)39.4 (3) ①. 0.035 ②. 4.95 ③. 1.20 ④. B
【解析】
【小问1详解】
该反应,为放热反应,生成甲醇放出热量,因此生成甲醇放出热量为。
【小问2详解】
正反应活化能-逆反应活化能,因此。
【小问3详解】
① 内,,反应速率; 根据反应计量比,消耗,因此; 后反应达到平衡,,消耗,剩余,因此。
② A.中与之间为离子键,中N和H形成共价键,A错误;
B.生成为逆反应速率,生成为正反应速率,正逆反应速率之比等于化学计量数之比,说明反应达到平衡,B正确。
19. 以甲醇(CH3OH)为燃料的微生物燃料电池结构示意图如图所示。
(1)b为微生物燃料电池的______(填“正”或“负”)极。
(2)负极反应式为______;正极反应式为______;该电池的总化学反应______。
(3)放电过程中,H+由______(填“正”或“负”,下同)极区向______极区迁移。
(4)在电池反应中,每消耗2 mol氧气,理论上能生成标准状况下CO2气体______L。
(5)该电池______(填“能”或“不能”)在高温下工作。
【答案】(1)正极 (2) ①. ②. ③.
(3) ①. 负 ②. 正
(4)或
(5)不能
【解析】
【小问1详解】
这是一个微生物燃料电池,从a极区流向b极区,说明电极b是正极。
【小问2详解】
在负极(电极a),甲醇()被氧化为二氧化碳()。由于存在质子交换膜,反应在酸性环境中进行,根据得失电子守恒和原子守恒配平电极反应式为:;在正极(电极b),氧气()得到电子,与从负极迁移过来的质子()结合生成水(),根据得失电子守恒和原子守恒配平电极反应式为:,该电池的总化学反应为。
【小问3详解】
在原电池中,阳离子向正极移动,阴离子向负极移动。负极反应生成了大量的,为了维持电荷平衡,这些带正电的会通过质子交换膜向正极区移动,参与正极的反应。
【小问4详解】
根据总反应方程式,我们可以看出氧气()和二氧化碳()的物质的量之比为3:2,当消耗2 mol 时,生成的的物质的量为:,标准状况下生成的体积为。
【小问5详解】
题目明确指出这是一个“微生物燃料电池”。微生物(如细菌)是生物催化剂,其活性依赖于蛋白质等生物大分子的正常结构。在高温下,这些蛋白质会变性失活,导致微生物死亡或失去催化能力,从而使电池不能正常工作。
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