精品解析：湖南岳阳市岳阳县第一中学2025-2026学年高一下学期7月期末考试 化学试题

2026年7月高一化学期末考试试题 一、单选题(每题3分，共48分) 1. 材料是人类赖以生存和发展的物质基础，下列说法错误的是 A. 火箭伸展关键部件采用的碳化硅属于新型无机非金属材料 B. 硅酸钠的水溶液可用作黏合剂和防火剂 C. 古陶瓷修复所用的熟石膏，其成分为 D. 竹简的成分之一纤维素属于天然高分子 2. 下列化学用语表示正确的是 A. 乙烯的结构简式为 B. 甲基的电子式为 C. 的空间填充模型为 D. 聚丙烯的结构简式为 3. 科技的发展离不开化学的助力。下列表述不正确的是 A. 港珠澳大桥使用的聚乙烯纤维吊绳属于天然有机高分子材料 B. 国产盾构机使用的硬质钨合金属于金属材料 C. 国产飞机C919使用的氮化硅陶瓷是新型无机非金属材料 D. 电车中的锂离子电池属于二次电池 4. 下列化学用语或图示表达正确的是 A. 四氯化碳的电子式： B. 醛基的结构简式： C. 乙酸分子的球棍模型： D. 中子数为7的氮原子符号： 5. 下列实验装置正确且能达到实验目的的是 A．收集乙烯并验证它与溴水发生加成反应 B．制取并干燥 C．证明氯气和甲烷在光照条件下发生化学反应 D．测定中和反应反应热 A. A B. B C. C D. D 6. 下列反应离子方程式正确的是 A. 用氢氟酸雕刻玻璃： B. 向漂白液中通入少量的二氧化硫： C. 向溶液中加入过量氨水： D. 与反应： 7. 能正确表示下列反应的离子方程式为 A. 碳酸钙溶于盐酸： B. 等物质的量浓度的和溶液以体积比1∶2混合： C. 过氧化钠投入水中： D. 向NaOH溶液中通入少量： 8. 一定温度下，向2 L恒容密闭容器中通入和发生反应，测得部分物质的物质的量随时间的变化如图。下列说法正确的是 A. 点时，，反应达到平衡 B. 5 min后，，各物质的物质的量不再变化 C. 5 min时，的转化率为60% D. 0~5 min内，平均反应速率 9. 为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 A. 标准状况下，中含有质子数为 B. 浓硫酸与足量锌反应时，生成分子数为 C. 与氯气充分反应，转移电子数为 D. 质量分数为的乙醇溶液中，含氧原子的数目为 10. 以物质的类别为横坐标，元素化合价为纵坐标，可以绘制某一元素的“价-类”二维图。氮元素的“价-类”二维图如图所示，c为红棕色气体。下列有关说法不正确的是 A. 实验室用铜制取c，生成0.25 mol气体c，消耗铜的质量为8 g B. 的水溶液中，含、、的物质的量之和为1 mol C. 将c、d同时通入NaOH溶液中仅生成f一种盐，反应的离子方程式为 D. e的浓溶液具有强氧化性，常温下能溶解金属铜和铁 11. 我国科学家团队创新性地开发了一种热催化NO合成氨反应，解决了合成氨工艺条件苛刻、氮氧化物污染严重等问题。在不同催化剂作用下NO和H2快速解离耦合的部分反应机理如图所示(TS表示过渡态，*表示吸附在催化剂上的物种)。下列说法错误的是 A. 同等条件下，(111)的催化性能优于Pt(111) B. 不同催化剂作用下的反应历程不同 C. 两种催化剂作用下，的脱附均是吸热过程 D. 和作用下，均为决速步骤 12. 一种由离子交换树脂和碳纳米管构成的复合薄膜，可同时传导阴离子()和电子。利用该薄膜能有效富集空气中的。如图所示，在薄膜a侧通入空气，b侧通入氢气，充分反应后在b侧得到高浓度的。 下列分析不正确的是 A. a侧总反应式为 B. 从a侧经过交换树脂进入b侧 C. 理论上b侧每消耗1 mol H2同时生成1 mol CO2 D. 总反应为 13. 室温下，将1mol 溶于水，会使溶液温度降低，反应热为；将1mol 溶于水，会使溶液温度升高，反应热为。受热分解的热化学方程式为 ，则下列关系正确的是 A. B. C. D. 14. 煤燃烧排放的烟气含有SO2和NOx，是大气的重要污染源之一。用Ca(ClO)2溶液对烟气[n(SO2)：n(NO)=3：2]同时脱硫脱硝(分别生成SO、NO)，测得NO、SO2脱除率如图，下列说法不正确的是 A. SO2和NOx都会形成酸雨，NOx还会形成光化学烟雾 B. 随着脱除反应的进行，吸收溶液的pH逐渐减小 C. SO2脱除率高于NO的原因可能是SO2在水中的溶解度大于NO D. 依据图中信息，在80min时，吸收液中n(NO)：n(Cl-)=2：3 15. 取某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200 mL，向其中逐渐加入铁粉，产生气体的体积(V)随加入铁粉质量的变化如图所示(已知硝酸被还原为NO)。设为阿伏加德罗常数的值，下列分析正确的是 A. 200 mL混合酸中，的物质的量为0.2 mol B. OA段产生的气体是，BC段产生的气体是NO C. 整个反应过程中转移电子数为 D. 最终溶液中所含的溶质为，原混合溶液中的物质的量浓度为 16. 以为催化剂的光热化学循环分解反应为温室气体减排提供了一个新途径，该反应的机理及各分子化学键完全断裂时的能量变化如下图所示。下列说法中错误的是 A. 步骤③中有共价键的断裂和形成 B. 上述①②③④过程并不都是氧化还原反应过程 C. 根据数据计算，分解需要吸收的热量 D. 该反应中，光能转化为化学能，化学能转化为热能 二、解答题(共52分) 17. 利用CO₂氢化法合成二甲醚( ，可实现二氧化碳再利用。其中涉及以下反应： I． Ⅱ． 回答下列问题： （1）以上两步反应的能量曲线如下图。若该容器与外界无热量传递，则反应达到平衡前容器内气体的温度逐渐___________(填“升高”、“降低”或“无法判断”)。 （2）向一个10L 的密闭容器中，通入一定量的( 和 合成二甲醚。在恒温恒容时，5min时以上反应达到平衡，检测到容器中含有 和 则5min内的速率 ___________。 （3）在恒温 (T>373K)恒容条件下，将一定量的( 通入密闭容器中(含催化剂)发生上述反应。下列能够说明该反应体系已达化学平衡状态的是___________(填字母)。 B．反应I中 C．混合气体的平均相对分子质量不变 D．混合气体的密度不变 E． CO2的转化率不变 （4）在酸性二甲醚燃料电池中加入硝酸，可使电池持续大电流放电。其工作原理如图所示。电池工作时，Pt电极为电池的___________极，电极反应式为___________。若电池工作时，无有毒气体放出，当消耗23g二甲醚时，通过质子交换膜的离子的物质的量是___________，参加反应的 的体积(标况下)是___________。 18. 乙酸乙酯用途广泛，在食品加工中可作为香料原料，现利用如下方法制备：如图，在试管①中先加入8.8 mL乙醇，边摇动边缓缓加入适量浓硫酸并充分摇匀，冷却后再加入5.7 mL乙酸(0.10 mol)，充分混合后再加入几片碎瓷片，将试管固定在铁架台上，在试管②中加入足量饱和碳酸钠溶液。连接好装置，用酒精灯对试管①加热，使该反应较为充分进行。实验结束后，分离出试管②中上层有香味的油状液体，测得该油状液体的质量为6.6 g。 （1）试管①中生成乙酸乙酯的化学方程式为___________________________________________________。 （2）试管②中饱和碳酸钠溶液的作用为____________________________________，浓硫酸的作用为_____________________________。 （3）如图所示为改进装置，将其中的玻璃管改成了球形干燥管，除起冷凝作用外，另一重要作用是________________。 （4）已知：目标产物的产率，理论产量指反应物完全转化时所能生成目标产物的最大量，则该实验中乙酸乙酯的产率为________。 （5）若本实验改用作为反应物进行反应，则生成的乙酸乙酯的相对分子质量为________。 （6）二甲醚()可设计成燃料电池。如图为某二甲醚燃料电池的工作原理示意图，电极a、b均为多孔性Pt电极。 电极b为________(填“正极”或“负极”)；电极a的电极反应为________________________________。 19. 甲醇是重要的化学工业基础原料和清洁液体燃料。催化加氢制备甲醇可以减少排放，有利于碳中和。在一定条件下，和可发生如下反应： Ⅰ． Ⅱ． Ⅲ． （1）反应Ⅱ过程中的能量变化如图所示，该反应为___________(填“吸热反应”或“放热反应”)。已知断开和中的化学键需要吸收的能量为，则断开中的化学键需要吸收___________的能量。 （2）将和充入的恒温刚性密闭容器，假设只发生反应Ⅰ，下列说法能表明该反应已经达到平衡状态的是___________(填字母)。 a．混合气体中     b．的体积分数不再变化 c．与的总物质的量不再变化         d．的浓度等于的浓度 e．混合气体的平均摩尔质量不再变化 （3）现向VL的密闭容器中通入和发生反应Ⅰ、Ⅲ，的平衡转化率和选择性随温度的变化如下图。 注意：平衡时选择性 ①240℃时，平衡转化率为___________。 ②一定条件下，若达到平衡时容器中为，为，为，则的平衡转化率为___________。 （4）中国科学技术大学开发了一种高性能的水系锰基锌电池。其工作原理如图所示，已知该装置工作一段时间后，K2SO4溶液的浓度增大。 ①正极的电极反应式为：___________。 ②电池工作一段时间后，若负极区溶液减轻1.3g，则电路中转移电子的数目为___________。 ③a膜为___________。(填“阳离子交换膜”或“阴离子交换膜”) 20. 聚甲基丙烯酸甲酯是常见的有机高分子材料，俗称有机玻璃，被广泛应用于制备透明材料、医疗器械、建筑材料和工艺品，其合成路线如图所示。 已知：。 （1）E的结构简式是________，C所含官能团的名称是________。 （2）反应①的反应类型是________，写出反应③的化学方程式：________________________________。 （3）下列试剂可以用来鉴别有机物A和E的是________(填标号)。 A．酸性高锰酸钾溶液 B．溴水 C．碳酸氢钠溶液 （4）写出X的结构简式：________________。 （5）B的同分异构体中，与B具有相同官能团的还有________种(不考虑立体异构)。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2026年7月高一化学期末考试试题 一、单选题(每题3分，共48分) 1. 材料是人类赖以生存和发展的物质基础，下列说法错误的是 A. 火箭伸展关键部件采用的碳化硅属于新型无机非金属材料 B. 硅酸钠的水溶液可用作黏合剂和防火剂 C. 古陶瓷修复所用的熟石膏，其成分为 D. 竹简的成分之一纤维素属于天然高分子 【答案】C 【解析】 【详解】A．碳化硅属于高温结构陶瓷，是新型无机非金属材料，A正确； B．硅酸钠的水溶液俗称水玻璃，具有黏性且不可燃，可用作黏合剂和防火剂，B正确； C．熟石膏的成分为，是熟石灰的主要成分，C错误； D．纤维素是由葡萄糖聚合而成的天然有机物，相对分子质量可达几万到几十万，属于天然高分子，D正确； 故答案为C。 2. 下列化学用语表示正确的是 A. 乙烯的结构简式为 B. 甲基的电子式为 C. 的空间填充模型为 D. 聚丙烯的结构简式为 【答案】B 【解析】 【详解】A．乙烯的官能团为碳碳双键，书写结构简式时不能省略，正确结构简式为，A错误； B．甲基（）是中性基团，C原子最外层有3对共用电子对和1个单电子，共7个电子，该电子式符合甲基的结构，B正确； C．中Cl原子半径大于C原子，该空间填充模型中中心原子半径大于周围原子，和实际原子大小关系不符，空间填充模型应为，C错误； D．聚丙烯由丙烯加聚得到，重复单元为，选项给出的结构简式不符合聚丙烯的结构，聚丙烯结构为，D错误； 故选B。 3. 科技的发展离不开化学的助力。下列表述不正确的是 A. 港珠澳大桥使用的聚乙烯纤维吊绳属于天然有机高分子材料 B. 国产盾构机使用的硬质钨合金属于金属材料 C. 国产飞机C919使用的氮化硅陶瓷是新型无机非金属材料 D. 电车中的锂离子电池属于二次电池 【答案】A 【解析】 【详解】A．聚乙烯纤维是乙烯通过加聚反应人工合成的有机高分子材料，不属于天然有机高分子材料，A错误； B．金属材料包含纯金属和合金，硬质钨合金属于合金类，因此属于金属材料，B正确； C．氮化硅陶瓷不属于传统硅酸盐类无机非金属材料，是性能优异的新型无机非金属材料，C正确； D．锂离子电池可反复进行充放电循环，属于二次电池，D正确； 故选A。 4. 下列化学用语或图示表达正确的是 A. 四氯化碳的电子式： B. 醛基的结构简式： C. 乙酸分子的球棍模型： D. 中子数为7的氮原子符号： 【答案】C 【解析】 【详解】A．四氯化碳的电子式中，氯原子的最外层电子都需要表示，正确的电子式应为：，A错误； B．醛基的结构简式应为，是错误的写法，B错误； C．乙酸的结构简式是CH3COOH，球棍模型中，黑色大球代表C，灰色小球代表H，红色小球代表O，模型符合乙酸的原子连接方式，C正确； D．氮原子的质子数为7，中子数为7时，质量数=质子数+中子数=14，正确的原子符号应为，D错误； 故答案选C。 5. 下列实验装置正确且能达到实验目的的是 A．收集乙烯并验证它与溴水发生加成反应 B．制取并干燥 C．证明氯气和甲烷在光照条件下发生化学反应 D．测定中和反应反应热 A. A B. B C. C D. D 【答案】D 【解析】 【详解】A．乙烯的密度与空气很接近，不用排空气法收集，可以用排水法收集，A错误； B．无水会与反应生成，不能用于干燥氨气，B错误； C．甲烷和氯气在光照条件下反应，会消耗黄绿色的，同时生成易溶于饱和食盐水的，可观察到试管内黄绿色变浅、液面上升、内壁出现油状液滴，但是实验中不能使用强光光照，是由于在强光光照条件下高浓度的甲烷和氯气可能会发生爆炸，该实验不能达到目的，C错误； D．装置有内同、隔热层、搅拌器、温度计和杯盖，可减少热量损失并准确测温，进而计算测定中和反应的反应热，D正确； 故选D。 6. 下列反应离子方程式正确的是 A. 用氢氟酸雕刻玻璃： B. 向漂白液中通入少量的二氧化硫： C. 向溶液中加入过量氨水： D. 与反应： 【答案】D 【解析】 【详解】A．氢氟酸是弱酸，书写离子方程式时不能拆分为和，需保留化学式，正确反应为，A错误； B．漂白液中含大量，通入少量时，生成的会与过量结合为弱电解质，正确离子方程式为，B错误； C．是弱碱，不能溶解沉淀，反应产物应为，正确离子方程式为，C错误； D．在酸性条件下发生歧化反应生成、和，离子方程式为，D正确； 故答案为：D。 7. 能正确表示下列反应的离子方程式为 A. 碳酸钙溶于盐酸： B. 等物质的量浓度的和溶液以体积比1∶2混合： C. 过氧化钠投入水中： D. 向NaOH溶液中通入少量： 【答案】B 【解析】 【详解】A．碳酸钙是固体难溶物，不能拆写为，正确离子方程式为，A错误； B．等物质的量浓度的和以体积比1:2混合时，二者物质的量之比为1:2，优先与反应，2mol 恰好与2mol 完全中和，1mol 与1mol 生成沉淀，离子方程式书写正确，B正确； C．方程式原子、电子均不守恒，正确的离子方程式为，C错误； D．少量与反应，过量，反应生成碳酸钠，正确离子方程式为，D错误； 故答案为：B。 8. 一定温度下，向2 L恒容密闭容器中通入和发生反应，测得部分物质的物质的量随时间的变化如图。下列说法正确的是 A. 点时，，反应达到平衡 B. 5 min后，，各物质的物质的量不再变化 C. 5 min时，的转化率为60% D. 0~5 min内，平均反应速率 【答案】C 【解析】 【详解】A．a点后物质的量继续减小，物质的量继续增大，说明反应未达到平衡，且二者化学计量数相同，反应过程中正反应速率始终满足，不能说明反应达到平衡，A错误； B．5min后各物质物质的量不再变化，反应达到平衡状态，化学平衡是动态平衡，，B错误； C．5min时剩余的物质的量为0.8mol，消耗的为，转化率为，C正确； D．0~5min内生成的物质的量为1.2mol，根据反应式可知消耗的物质的量为0.6mol，平均反应速率，不是，D错误； 故选C。 9. 为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 A. 标准状况下，中含有质子数为 B. 浓硫酸与足量锌反应时，生成分子数为 C. 与氯气充分反应，转移电子数为 D. 质量分数为的乙醇溶液中，含氧原子的数目为 【答案】D 【解析】 【详解】A．标准状况下水不是气态，不能用气体摩尔体积计算其物质的量，无法确定质子数，A错误； B．浓硫酸与足量锌反应时，随着反应进行硫酸浓度降低，稀硫酸与锌反应生成，因此生成分子数小于，B错误； C．铁与氯气反应生成，1mol铁和1 mol氯气反应时氯气不足，转移电子数按氯气计算为，C错误； D．100g质量分数46%的乙醇溶液中，乙醇物质的量为，含1mol氧原子；水的质量为，物质的量为，含3mol氧原子，总氧原子数目为，D正确； 故选D。 10. 以物质的类别为横坐标，元素化合价为纵坐标，可以绘制某一元素的“价-类”二维图。氮元素的“价-类”二维图如图所示，c为红棕色气体。下列有关说法不正确的是 A. 实验室用铜制取c，生成0.25 mol气体c，消耗铜的质量为8 g B. 的水溶液中，含、、的物质的量之和为1 mol C. 将c、d同时通入NaOH溶液中仅生成f一种盐，反应的离子方程式为 D. e的浓溶液具有强氧化性，常温下能溶解金属铜和铁 【答案】D 【解析】 【分析】根据价-类二维图推出各物质：c为红棕色气体且为氧化物，为NO2，推测该元素应为N，根据元素化合价，推出a为，b为，d为，e为，f为亚硝酸盐。 【详解】A．实验室用铜和浓硝酸反应制取，反应为，生成时消耗的物质的量为，质量为，A正确； B．氨水中存在N元素的物料守恒，，B正确； C．和通入溶液发生归中反应生成亚硝酸盐，离子方程式为，C正确； D．e为浓硝酸，常温下能溶解铜，但铁常温下遇浓硝酸会发生钝化，不能被溶解，D错误； 故答案选D。 11. 我国科学家团队创新性地开发了一种热催化NO合成氨反应，解决了合成氨工艺条件苛刻、氮氧化物污染严重等问题。在不同催化剂作用下NO和H2快速解离耦合的部分反应机理如图所示(TS表示过渡态，*表示吸附在催化剂上的物种)。下列说法错误的是 A. 同等条件下，(111)的催化性能优于Pt(111) B. 不同催化剂作用下的反应历程不同 C. 两种催化剂作用下，的脱附均是吸热过程 D. 和作用下，均为决速步骤 【答案】D 【解析】 【详解】A．图中虚线表示(111)，其所有步骤的活化能均低于实线（Pt(111)），表明其反应路径更易进行，催化效率更高，A正确； B．从图中可见，两种催化剂在中间体转化路径上存在差异，B正确； C．产物(g)相对能量为0 eV，而吸附态*能量低于0 eV，因此该过程需吸收能量，为吸热过程，两种催化剂下均如此，C正确； D．决速步骤由活化能最大的步骤决定，由图可知，Pt(111)的决速步骤为（对应TS1），D错误； 故答案为D。 12. 一种由离子交换树脂和碳纳米管构成的复合薄膜，可同时传导阴离子()和电子。利用该薄膜能有效富集空气中的。如图所示，在薄膜a侧通入空气，b侧通入氢气，充分反应后在b侧得到高浓度的。 下列分析不正确的是 A. a侧总反应式为 B. 从a侧经过交换树脂进入b侧 C. 理论上b侧每消耗1 mol H2同时生成1 mol CO2 D. 总反应为 【答案】C 【解析】 【分析】该装置为原电池，b侧通入作负极，发生氧化反应；a侧通入空气，在正极得电子发生还原反应，生成的与空气中的结合为，通过离子交换树脂迁移至b侧，与反应释放，实现富集。 【详解】A．a侧得电子生成，与结合为，总反应式为，A正确； B．原电池中阴离子向负极移动，b侧为负极，因此从a侧经过交换树脂进入b侧，B正确； C．b侧反应为、，每消耗1mol 转移2mol电子，生成2mol ，对应生成2mol ，C错误； D．将正负极反应相加消去中间产物，总反应为，D正确； 故选 C。 13. 室温下，将1mol 溶于水，会使溶液温度降低，反应热为；将1mol 溶于水，会使溶液温度升高，反应热为。受热分解的热化学方程式为 ，则下列关系正确的是 A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【分析】①CuSO4·5H2O(s)溶于水时，溶液温度降低，反应为； ②固体硫酸铜溶于水，溶液温度升高，则：； ③ ΔH3； 结合盖斯定律可知①-②得到③，ΔH3=ΔH1-ΔH2，由于ΔH2＜0，ΔH1＞0，则ΔH3＞0，据此作答。 【详解】A．根据分析可知，ΔH1＞0，而ΔH2＜0，则ΔH1＞ΔH2，故A错误； B．根据分析可知ΔH3=ΔH1-ΔH2，则ΔH2=ΔH1-ΔH3，故B错误； C．根据分析可知，ΔH3=ΔH1-ΔH2＞0，ΔH2＜0，ΔH1＞0，则ΔH1＜ΔH3，故C正确； D．根据分析可知ΔH3=ΔH1-ΔH2，即ΔH1=ΔH3+ΔH2，ΔH2＜0，ΔH1＞0，则ΔH1+ΔH2＜ΔH3，故D错误； 故答案选C。 14. 煤燃烧排放的烟气含有SO2和NOx，是大气的重要污染源之一。用Ca(ClO)2溶液对烟气[n(SO2)：n(NO)=3：2]同时脱硫脱硝(分别生成SO、NO)，测得NO、SO2脱除率如图，下列说法不正确的是 A. SO2和NOx都会形成酸雨，NOx还会形成光化学烟雾 B. 随着脱除反应的进行，吸收溶液的pH逐渐减小 C. SO2脱除率高于NO的原因可能是SO2在水中的溶解度大于NO D. 依据图中信息，在80min时，吸收液中n(NO)：n(Cl-)=2：3 【答案】D 【解析】 【详解】A．SO2和NOx分别可以形成硫酸型酸雨和硝酸型酸雨，光化学烟雾是氮的氧化物在太阳紫外线的照射下产生的一种二次污染物，A正确； B．脱除反应的化学原理分别为：，，生成大量H+，使H+浓度增大，pH减小；所以吸收溶液的pH逐渐减小，B正确； C．根据SO2和NO气体在水中的溶解度：SO2大于NO，SO2比NO更易溶于水，更容易发生反应：SO2脱除率高于NO的原因可能是SO2在水中的溶解度大于NO，C正确； D．脱除反应的化学原理分别为：，。根据已知，n(SO2)：n(NO)=3：2，假设SO2为3mol，则NO为2mol，依据图中信息及离子方程式中的比例关系得：在80 min时，NO脱除率40%，即反应的NO为：，0.8molNO生成0.8mol NO和1.2molCl-，SO2脱除率100%，即3molSO2全部反应生成3molCl-，所以Cl-共3＋1.2 =4.2mol；吸收液中，D错误； 故选D。 15. 取某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200 mL，向其中逐渐加入铁粉，产生气体的体积(V)随加入铁粉质量的变化如图所示(已知硝酸被还原为NO)。设为阿伏加德罗常数的值，下列分析正确的是 A. 200 mL混合酸中，的物质的量为0.2 mol B. OA段产生的气体是，BC段产生的气体是NO C. 整个反应过程中转移电子数为 D. 最终溶液中所含的溶质为，原混合溶液中的物质的量浓度为 【答案】A 【解析】 【分析】由图像可知OA段发生反应为，AB段发生反应为，BC段发生反应。 【详解】A．由图像可知，OA段发生反应为，硝酸全部起氧化剂的作用，根据铁的物质的量计算硝酸根离子的物质的量。OA段消耗铁的物质的量为，根据离子方程式可知，，A正确；　 B．由A选项可知OA段发生反应产生的气体是；BC段发生反应，产生的气体是，B错误； C．OA段发生反应为，OA段产生的气体是NO，消耗11.2g铁，物质的量为0.2mol，转移电子是0.6mol，BC段发生反应为，BC段产生的气体是H2，消耗金属铁22.4g−16.8g=5.6g，物质的量为0.1mol，则转移电子是0.2mol，AB段发生反应为，该段消耗金属铁5.6g，物质的量为0.1mol，则转移电子是0.2mol，所以整个反应中转移电子数为1.0mol，即转移电子数为，C错误； D．最终溶液中的溶质为，根据铁原子守恒，，则，原混合溶液中的物质的量浓度为，D错误； 故选A。 16. 以为催化剂的光热化学循环分解反应为温室气体减排提供了一个新途径，该反应的机理及各分子化学键完全断裂时的能量变化如下图所示。下列说法中错误的是 A. 步骤③中有共价键的断裂和形成 B. 上述①②③④过程并不都是氧化还原反应过程 C. 根据数据计算，分解需要吸收的热量 D. 该反应中，光能转化为化学能，化学能转化为热能 【答案】D 【解析】 【详解】A．由图可知，步骤③中有钛氧键的断裂和形成，A正确； B．①中钛由+4价变为+3价，③中钛由+3价变为+4价，碳元素由+4价变为+2价，故①③为氧化还原反应，但②中CO2与Ti3+结合形成中间体，④中CO从催化剂上脱附，无化合价的变化，不是氧化还原反应，B正确； C．根据反应，由反应物总键能-生成物总键能=2×1598-2×1072-496=+556kJ/mol可知，分解1molCO2需要吸收278kJ热量，C正确； D．该图中以TiO2为催化剂，在光和热条件下分解CO2反应生成CO和O2，根据能量守恒知，该反应中，光能和热能转化为化学能，D错误； 故选D。 二、解答题(共52分) 17. 利用CO₂氢化法合成二甲醚( ，可实现二氧化碳再利用。其中涉及以下反应： I． Ⅱ． 回答下列问题： （1）以上两步反应的能量曲线如下图。若该容器与外界无热量传递，则反应达到平衡前容器内气体的温度逐渐___________(填“升高”、“降低”或“无法判断”)。 （2）向一个10L 的密闭容器中，通入一定量的( 和 合成二甲醚。在恒温恒容时，5min时以上反应达到平衡，检测到容器中含有 和 则5min内的速率 ___________。 （3）在恒温 (T>373K)恒容条件下，将一定量的( 通入密闭容器中(含催化剂)发生上述反应。下列能够说明该反应体系已达化学平衡状态的是___________(填字母)。 B．反应I中 C．混合气体的平均相对分子质量不变 D．混合气体的密度不变 E． CO2的转化率不变 （4）在酸性二甲醚燃料电池中加入硝酸，可使电池持续大电流放电。其工作原理如图所示。电池工作时，Pt电极为电池的___________极，电极反应式为___________。若电池工作时，无有毒气体放出，当消耗23g二甲醚时，通过质子交换膜的离子的物质的量是___________，参加反应的 的体积(标况下)是___________。 【答案】（1）升高 （2） （3）CE （4） ①. 负 ②. ③. 6mol ④. 33.6L 【解析】 【小问1详解】 由图可知，以上两步反应中反应物的总能量均高于生成物的总能量，因此均为放热反应，总反应也为放热反应；若该容器与外界无热量传递，则反应达到平衡前放出的热量会使容器内气体的温度逐渐升高。 【小问2详解】 向一个10L的密闭容器中，通入一定量的和合成二甲醚，在恒温恒容时，5min时以上反应达到平衡，检测到容器中含有8mol和2mol，则当反应Ⅱ：中生成8mol时将消耗16mol，则反应Ⅰ：中生成的共为(16+2)mol=18mol，说明共消耗，则5min内。 【小问3详解】 能够说明该反应体系已达化学平衡状态的为： A．当时，无法说明正逆反应速率相等，故不能说明反应达平衡状态，A错误；      B．反应Ⅰ中表明反应方向相反，反应速率之比为：，速率比不符合计量数之比，说明正逆反应速率不相等、反应未达平衡状态，B错误； C．根据，反应前后物质均为气体，反应过程中气体总质量不变，反应前后气体物质的量不断变化，当混合气体的平均相对分子质量不变时，说明混合气体的总物质的量已经固定不变，则说明反应已达平衡状态，C正确； D．根据，反应前后物质均为气体，反应过程中气体总质量不变，恒容条件下气体总体积不变，则混合气体密度始终保持不变，所以当混合气体密度不变时，不能说明反应已达平衡状态，D错误； E．随反应不断进行，二氧化碳转化率逐渐增大，达到反应限度，转化率不变，说明反应达平衡状态，E正确； 故答案为：CE。 【小问4详解】 在酸性二甲醚燃料电池中加入硝酸，电池工作时根据电池装置图可以看出，二甲醚失去电子被氧化为二氧化碳，则Pt电极为电池的负极，电极反应式为：；C电极为正极，硝酸得到电子被还原为NO，电极方程式为：，若电池工作时，无有毒气体放出，则在正极还发生反应：；根据得失电子守恒列关系式：，可知每消耗46g二甲醚时，通过质子交换膜的的物质的量是12mol，同时需通入，其标准状况下的体积为67.2L，则当消耗23g二甲醚时，通过质子交换膜的的物质的量为：；需通入标准状况下的体积为：。 18. 乙酸乙酯用途广泛，在食品加工中可作为香料原料，现利用如下方法制备：如图，在试管①中先加入8.8 mL乙醇，边摇动边缓缓加入适量浓硫酸并充分摇匀，冷却后再加入5.7 mL乙酸(0.10 mol)，充分混合后再加入几片碎瓷片，将试管固定在铁架台上，在试管②中加入足量饱和碳酸钠溶液。连接好装置，用酒精灯对试管①加热，使该反应较为充分进行。实验结束后，分离出试管②中上层有香味的油状液体，测得该油状液体的质量为6.6 g。 （1）试管①中生成乙酸乙酯的化学方程式为___________________________________________________。 （2）试管②中饱和碳酸钠溶液的作用为____________________________________，浓硫酸的作用为_____________________________。 （3）如图所示为改进装置，将其中的玻璃管改成了球形干燥管，除起冷凝作用外，另一重要作用是________________。 （4）已知：目标产物的产率，理论产量指反应物完全转化时所能生成目标产物的最大量，则该实验中乙酸乙酯的产率为________。 （5）若本实验改用作为反应物进行反应，则生成的乙酸乙酯的相对分子质量为________。 （6）二甲醚()可设计成燃料电池。如图为某二甲醚燃料电池的工作原理示意图，电极a、b均为多孔性Pt电极。 电极b为________(填“正极”或“负极”)；电极a的电极反应为________________________________。 【答案】（1） （2） ①. 溶解乙醇，除去乙酸，降低乙酸乙酯的溶解度，易于分层 ②. 催化剂和吸水剂 （3）能防止倒吸 （4）75% （5）90 （6） ①. 正极 ②. 【解析】 【分析】在制备乙酸乙酯的实验中，利用乙酸和乙醇在浓硫酸催化和加热条件下发生可逆的酯化反应。为提高产率，浓硫酸兼作吸水剂促使平衡正向移动。生成的乙酸乙酯中常混有挥发出的乙酸和乙醇，需通过饱和碳酸钠溶液进行除杂和分离，以此解答。 【小问1详解】 试管①中乙酸与乙醇在浓硫酸作催化剂并加热的条件下发生酯化反应，生成乙酸乙酯和水，该反应为可逆反应，化学方程式为：。 【小问2详解】 挥发出的乙酸和乙醇会随乙酸乙酯一起进入试管②中。饱和碳酸钠溶液的作用是：溶解混入的乙醇，中和混入的乙酸，同时降低乙酸乙酯在水中的溶解度，使其更容易分层析出。浓硫酸在酯化反应中起到催化剂的作用，同时由于其具有吸水性，能吸收反应生成的水，促使化学平衡向生成乙酸乙酯的方向移动，故还起到吸水剂的作用。 【小问3详解】 改进装置中的球形干燥管具有较大的容积，当发生倒吸时，液体进入球形部分后由于重力作用会回落，因此除冷凝回流外，另一重要作用是防止倒吸。 【小问4详解】 反应中加入乙醇，乙酸，乙醇过量，理论产量应按不足量的乙酸计算。理论上乙酸完全转化可生成乙酸乙酯，其理论质量为。根据公式，该实验中乙酸乙酯的产率为。 【小问5详解】 酯化反应的断键规律是“酸脱羟基醇脱氢”，若改用含有同位素的作为反应物，则醇中的原子将留在生成的乙酸乙酯分子中。普通乙酸乙酯（）的相对分子质量为，含有一个原子代替了原子，其相对分子质量增加，即为90。 【小问6详解】 在二甲醚燃料电池中，通入氧气的电极b发生还原反应，为正极。电极a通入燃料二甲醚，发生氧化反应，为负极。在碱性（）溶液环境中，二甲醚失去电子被氧化为碳酸根离子和水，根据电荷守恒和原子守恒，电极a的电极反应式为。 19. 甲醇是重要的化学工业基础原料和清洁液体燃料。催化加氢制备甲醇可以减少排放，有利于碳中和。在一定条件下，和可发生如下反应： Ⅰ． Ⅱ． Ⅲ． （1）反应Ⅱ过程中的能量变化如图所示，该反应为___________(填“吸热反应”或“放热反应”)。已知断开和中的化学键需要吸收的能量为，则断开中的化学键需要吸收___________的能量。 （2）将和充入的恒温刚性密闭容器，假设只发生反应Ⅰ，下列说法能表明该反应已经达到平衡状态的是___________(填字母)。 a．混合气体中     b．的体积分数不再变化 c．与的总物质的量不再变化         d．的浓度等于的浓度 e．混合气体的平均摩尔质量不再变化 （3）现向VL的密闭容器中通入和发生反应Ⅰ、Ⅲ，的平衡转化率和选择性随温度的变化如下图。 注意：平衡时选择性 ①240℃时，平衡转化率为___________。 ②一定条件下，若达到平衡时容器中为，为，为，则的平衡转化率为___________。 （4）中国科学技术大学开发了一种高性能的水系锰基锌电池。其工作原理如图所示，已知该装置工作一段时间后，K2SO4溶液的浓度增大。 ①正极的电极反应式为：___________。 ②电池工作一段时间后，若负极区溶液减轻1.3g，则电路中转移电子的数目为___________。 ③a膜为___________。(填“阳离子交换膜”或“阴离子交换膜”) 【答案】（1） ①. 放热反应 ②. 2052 （2）ce （3） ①. 26% ②. 20% （4） ①. MnO2 + 2e- + 4H+ = Mn2+ + 2H2O ②. 0.2NA ③. 阴离子交换膜 【解析】 【小问1详解】 由图，反应物总能量高于生成物总能量，则反应为放热反应，生成，反应放出128.8kJ热量，已知断开和中的化学键需要吸收的能量为，则形成中的化学键需要放出+128.8kJ =2052 kJ热量，即断开中的化学键需要吸收2052 kJ的能量； 【小问2详解】 a．混合气体中，不能说明正逆反应相等，不能说明反应达到平衡，a不符合题意； b．和充入的恒温刚性密闭容器，只发生反应Ⅰ，设反应二氧化碳amol，反应为气体分子数减小2的反应，则总的物质的量减小2amol，二氧化碳的体积分数为，其为定值，的体积分数不再变化，不能说明平衡不再移动，不能说明反应达到平衡，b不符合题意； c．与的总物质的量不再变化，说明平衡不再移动，能说明反应达到平衡，c符合题意； d．的浓度等于的浓度，不能说明正逆反应速率相等，不能说明反应达到平衡，d不符合题意； e．混合气体的平均摩尔质量，气体质量不变，但是气体的总物质的量随反应进行而改变，所以平均摩尔质量会发生改变，当平均摩尔质量不变时，反应达到平衡，e符合题意；故选ce； 【小问3详解】 ①240℃时，二氧化碳反应1mol×30%=0.3mol、生成甲醇0.3mol×80%=0.24mol，列三段式：， 平衡转化率为； ②一定条件下，若达到平衡时容器中为，为，为，结合碳守恒，的平衡转化率为； 【小问4详解】 ①水系锰基锌电池中Zn为负极，发生氧化反应，MnO2为正极，发生还原反应，正极的电极反应式为：MnO2 + 2e- + 4H+ = Mn2+ + 2H2O； ②该装置工作一段时间后，K2SO4溶液的浓度增大，正极区消耗H+，阳离子所带电荷减少，为维持电荷守恒，通过a膜移向中间室，根据负极反应式：，消耗OH-，阴离子所带电荷减少，为维持电荷守恒，K+通过b膜移向中间室，则a膜为阴离子交换膜，b膜为阳离子交换膜；若负极区溶液减轻1.3g，减少的质量是溶解锌的质量和移走K+质量的差值，设Zn反应xmol，则移走K+2xmol，，x=0.1，电路中转移电子的数目为0.2NA； ③根据②中分析，a膜为阴离子交换膜。 20. 聚甲基丙烯酸甲酯是常见的有机高分子材料，俗称有机玻璃，被广泛应用于制备透明材料、医疗器械、建筑材料和工艺品，其合成路线如图所示。 已知：。 （1）E的结构简式是________，C所含官能团的名称是________。 （2）反应①的反应类型是________，写出反应③的化学方程式：________________________________。 （3）下列试剂可以用来鉴别有机物A和E的是________(填标号)。 A．酸性高锰酸钾溶液 B．溴水 C．碳酸氢钠溶液 （4）写出X的结构简式：________________。 （5）B的同分异构体中，与B具有相同官能团的还有________种(不考虑立体异构)。 【答案】（1） ①. ②. 碳碳双键、羟基 （2） ①. 取代反应 ②. （3）C （4） （5）7 【解析】 【分析】确定 A：光照下仅取代烷基氢，由 B 结构逆推，将换为，得 A 为（2 - 甲基丙烯）。 B→C：卤代烃在水溶液中水解，变为，碳碳双键不变。 C→D：伯醇在催化下氧化，变为，碳碳双键不变。 D→E：醛基被氧化为羧基，碳碳双键保留，得甲基丙烯酸。 E→G：与甲醇发生酯化反应，生成甲基丙烯酸甲酯。 G→X：碳碳双键打开发生加聚反应，生成聚甲基丙烯酸甲酯。 【小问1详解】 ①D中醛基被氧化为羧基，碳碳双键保留，得甲基丙烯酸，E的结构简式是。 ②C所含官能团的名称为碳碳双键、羟基。 【小问2详解】 ① 反应①：光照下烯烃甲基上的氢原子被溴原子取代，反应类型为取代反应。 ② 反应③（伯醇催化氧化为醛）： 【小问3详解】 A 仅含碳碳双键，E 含碳碳双键和羧基： A、B：二者均含碳碳双键，均可使酸性高锰酸钾、溴水褪色，无法鉴别； C：碳酸氢钠与 E 的羧基反应产生气泡，与 A 不反应，可鉴别。 答案选C。 【小问4详解】 G 发生加聚反应生成有机玻璃(X)，X结构为：。 【小问5详解】 B 分子式为，官能团为碳碳双键、溴原子，(溴原子位置有4种)、(溴原子位置有2种)、(溴原子位置有2种)，含相同官能团的一溴丁烯共 8 种，减去 B 本身，剩余7种。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $