精品解析：山东省青岛第六十七中学2025-2026学年高二上学期10月月考 化学试题

青岛67中高二年级化学学科阶段性诊断检测 注意事项： 1.选择题答案必须使用2B铅笔(按填涂样例)正确填涂；非选择题答案必须使用0.5毫米黑色签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。 2.请按照题号在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。保持卡面清洁，不折叠，不破损。 可能用到的相对原子质量：H-1 Li-7 C-12 N-14 O-16 Fe-56 Zn-65 Na-23 第Ⅰ卷 (共40分) 一、选择题：本题共10小题，每题2分，共20分。每小题只有一个选项符合题意。 1. 下列说法正确的是 A. 图1为放热反应，放热反应不需要加热就能反应 B. 图2为吸热反应，分解反应均为吸热反应 C. 反应热描述的是化学反应前后热量的变化，任何化学反应都有反应热 D. 浓硫酸溶于水时，体系的温度升高，该过程属于放热反应，能量变化可用图1表示 2. 向Na2CO3溶液中滴加盐酸，反应过程中能量变化如图所示，下列说法不正确的是 A. 反应(aq)＋H+(aq)=CO2(g)＋H2O(l)为吸热反应 B. (aq)＋2H+(aq)=CO2(g)＋H2O(l)　ΔH=ΔH1＋ΔH2＋ΔH3 C. ΔH1＜ΔH2，ΔH2＜ΔH3 D. (aq)和H+(aq)的反应是吸热反应 3. 下列关于金属的腐蚀与防护的说法不正确的是 A. 钢铁表面水膜酸性不强时，正极的主要反应是： B. 电化学保护时，被保护的金属上发生还原反应 C. 金属制品表面涂油漆的防护措施也利用了电化学原理 D. 镀锌铁板比镀铜铁板在镀层破损后更耐腐蚀 4. 如图所示的电化学装置中，电极I为Al，其他电极均为Cu，则下列说法正确的是 A. 盐桥中电子从右侧流向左侧 B. 三个烧杯中的浓度都始终保持不变 C. 电极Ⅱ的质量减少，电极Ⅲ的质量增加 D. 电极Ⅲ的电极反应： 5. 研究化学反应进行的方向对于反应设计等具有重要意义，下列说法正确的是 A. 、的反应在温度低时不能自发进行 B. 在其他外界条件不变的情况下，汽车排气管中使用催化剂，可以改变产生尾气的反应的方向 C. 反应在室温下不能自发进行，说明该反应的 D. 高温下，反应能自发进行，则其、 6. 有a、b、c、d四个金属电极，有关的实验装置及部分实验现象如下： 实验装置 部分实验现象 a极质量减小；b极质量增加 b极有气体产生；c极无变化 实验装置 部分实验现象 d极溶解；c极有气体产生 电流从a极流向d极 由此可判断这四种金属的活动性顺序是 A. a>b>c>d B. b>c>d>a C. d>a>b>c D. a>b>d>c 7. 在恒温、容积为2L的密闭容器中通入1 mol X和2 mol Y，发生反应：X(g)＋2Y(g)M(g)　ΔH＝－a kJ/mol(a>0)，5 min末测得M的物质的量为0．4 mol。则下列说法正确的是 A. 0～5 min，Y的平均反应速率为0．08 mol·L－1·min－1 B. 当容器中混合气体密度不变时达到平衡状态 C. 平衡后升高温度，X的反应速率降低 D. 到达平衡状态时，反应放出的热量为a kJ 8. 新型可充电镁—溴电池能量密度高，循环性能优越，在未来能量存储领域潜力巨大。某镁—溴电池装置如下图(正负极区之间的离子选择性膜只允许通过)，下列说法不正确的是 A. 当通过离子选择性膜时，导线中通过 B. 放电时，正极反应为： C. 放电时，Mg电极发生还原反应 D. 充电时，Mg电极应连接电源负极 9. 某同学进行下列实验： 操作 现象 取一块打磨过的生铁片，在其表面滴一滴含酚酞和K3[Fe(CN)6]的食盐水 放置一段时间后，生铁片上出现如图所示“斑痕”，其边缘为红色，中心区域为蓝色，在两色环交界处出现铁锈 已知：可用加K3[Fe(CN)6](铁氰化钾)溶液生成蓝色沉淀的方法检验Fe2+。 下列说法不合理的是 A. 生铁片发生吸氧腐蚀 B. 中心区域的电极反应式为Fe-2e-=Fe2+ C. 边缘处的电极反应式为O2＋2H2O＋4e-=4OH- D. 交界处发生的反应为4Fe2+＋O2＋10H2O=4Fe(OH)3＋8H+ 10. 已知298.15K时，可逆反应：Pb2+(aq)+Sn(s)Pb(s)+Sn2+(aq)的平衡常数K=2.2，若溶液中Pb2+和Sn2+的浓度均为0.10mol·L-1，则此时反应进行的方向是 A. 正反应方向 B. 逆反应方向 C. 处于平衡状态 D. 无法判断 二、选择题：本题共5小题，每题4分，共20分。每小题有一个或两个选项符合题意，全部选对得4分，选对但不全得2分，有选错的得0分。 11. 爱迪生电池是一种铁镍蓄电池，其总反应化学方程式为：Fe+NiO2+2H2OFe(OH)2+Ni(OH)2，下列推断中错误的是 A. 蓄电池的电极必须浸入某种碱性电解质溶液中 B. 放电时，正极附近溶液的pH变小 C. 充电时，Fe电极与直流电源的正极相连 D. 充电时，阴极的电极反应式为Fe(OH)2+2e- =Fe+2OH- 12. 在25 ℃时，密闭容器中X、Y、Z三种气体的初始浓度和平衡浓度如下表所示： 物质 X Y Z 初始浓度/(mol·L-1) 0.1 0.2 0 平衡浓度/(mol·L-1) 0.05 0.05 0.1 下列说法错误的是 A. 反应达到平衡时，X的转化率为60% B. 反应可表示为X(g)＋3Y(g)2Z(g)，其平衡常数为 1600 mol-2·L-2 C. 反应前后压强之比为2：3 D. 改变温度可以改变此反应的平衡常数 13. 加热N2O5依次发生的分解反应为①N2O5N2O3＋O2，②N2O3N2O＋O2；在2 L密闭容器中充入9 mol N2O5，加热到T ℃，达到平衡状态后O2为9 mol，N2O3为3.4 mol，则T ℃时反应①的平衡常数的值为 A. 10.4 B. 8.7 C. 7.6 D. 5.5 14. 相同金属在其不同浓度盐溶液中可形成浓差电池，放电时两个电极区的浓度差会逐渐减小，当两个电极区硫酸铜溶液的浓度完全相等时放电停止。如图所示装置是利用浓差电池电解溶液(a、b电极均为石墨电极)，可以制得、、和。下列说法不正确的是 A. 电极的电极反应为 B. 电池从开始工作到停止放电，电解池理论上可制得 C. 电池放电过程中，电极上的电极反应为 D. c、d离子交换膜依次为阳离子交换膜和阴离子交换膜 15. 氯碱工业是高耗能产业，一种将电解池与燃料电池相组合的新工艺节能超过。该工艺设计中，相关物料的传输与转化关系如下图所示(电极未标出，离子交换膜都只允许阳离子通过)。下列说法正确的是 A. 装置A是电解池，装置B是原电池 B. 装置A中生成X气体的电极材料可以是碳棒或铁棒 C. 装置B中Y气体参与的电极反应为： D. NaOH溶液的浓度：b%＞a%＞c% 第Ⅱ卷 (共60分) 三、非选择题：本题共5小题，共60分 16. 二氧化碳加氢制备甲醇可以实现二氧化碳的资源化利用，有利于二氧化碳的减排。 反应A：CO2(g)＋H2(g)H2O(g)＋CO(g)　ΔH1=＋41.1 kJ·mol-1； 反应B：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)　ΔH2=-90.1 kJ·mol-1。 （1）CO2(g)与H2(g)反应生成CH3OH(g)和H2O(g)的热化学方程式为___________________。 （2）500 ℃时，在2 L恒容密闭容器中充入2 mol CO2和6 mol H2，发生反应：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)，平衡时体系压强为p0 MPa，测得CO2(g)和CH3OH(g)的浓度随时间的变化关系如图所示。 ①0～4 min内平均反应速率v(CO2)=___________。 ②平衡时H2的转化率为___________。 ③下列能说明该反应已达到平衡状态的是_______(填字母)。 A．气体的密度不再变化 B．容器内气体的压强不再变化 C．v正(H2)=3v正(CH3OH) D．CO2、H2、CH3OH和H2O的浓度之比为1：3：1：1 ④该温度下平衡常数Kp=_________MPa-2(用含p0的代数式表示，Kp为以分压表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数)。 （3）写出两种甲烷燃料电池的电极反应方程式： ①电解质为KOH溶液：负极 _________________________________________。 ②电解质为熔融碳酸钠：正极__________________________________________。 17. 改进工艺，降低能耗是氯碱工业发展的重要方向。 （1）写出电解饱和食盐水的化学方程式_______。 （2）将氢燃料电站应用于氯碱工业，其原理示意图如下： ①a极为_______(填“正”或“负”)极，电极反应方程式为_______。 ②甲装置中，_______NaOH溶液浓度下降(填“a极区”或“b极区”)。 ③下列关于乙装置说法中，正确的是_______。 A.移向c极区 B.在d极区获得的产物，可供甲装置使用 C.随着电解的进行，NaCl溶液浓度下降，若不补充，c电极有可能产生氧气 D.d极区流出的溶液浓度不变 （3）向乙装置中的阴极区通入，能够替代水中的获得电子，降低电解电压，减少电耗。写出在阴极区发生反应的电极反应式_______。 （4）若乙装置中阳离子交换膜被破坏，可能产生的不利后果是_______(任写一点)。 （5）电解效率的定义：。在标准状况下，当甲中有44.8L氢气放电时，乙装置中c极产生氯气33.6L(忽略氯气在溶液中的溶解)，_______。 18. 工业上利用净化后的水煤气在催化剂作用下与水蒸气发生反应制取氢气，化学方程式为CO(g)＋H2O(g)H2(g)＋CO2(g)。一定条件下，将4 molCO与2 molH2O(g)充入体积为2L的密闭容器中，体系中各物质的浓度随时间变化如图所示： （1）在0～4min时间段内，H2O的反应速率v(H2O)=________mol·L-1·min-1，该条件下反应的平衡常数K=________(保留两位有效数字)。 （2）该反应到4min时，CO的转化率为________。 （3）下列能判断该反应达到化学平衡状态的依据是________。 a．混合气体的压强不变 b．混合气体中c(CO)不变 c．v正(H2O)=v正(H2) d．断裂2molH—O键的同时生成1molH—H键 （4）若保持与4min时相同的温度，向体积为2L的密闭容器中同时充入0.5 molCO、1.5molH2O(g)、0.5molCO2和a molH2，则当a=2.5时，上述反应向___________(填“正反应”或“逆反应”)方向进行；若要使上述反应开始时向逆反应方向进行，则a的取值范围为________。 19. 电解原理在污染物处理、物质制备等方面都有重要应用。 （1）电解法处理酸性含铬废水(主要含有)时，以铁板作阴、阳极，处理过程中存在反应，最后以形式除去。 ①用铁作阳极的原因是________________________________。 ②电解过程中，当生成1 mol 时，电路中转移电子的物质的量至少为_______mol。 （2）二氧化氯()为一种黄绿色气体，是国际上公认的高效、广谱、快速、安全的杀菌消毒剂。目前已开发出用电解法制取的新工艺，装置如下图所示，图中的电极为石墨。 ①电解时，向_______(填“阳极”或|“阴极”)区移动，该电极的电极方程式为________________________________________，该电极区溶液的pH______(填“增大”、“减小”或“不变”)。 ②用电解法制取的总方程式为__________________________________。当反应生成0.2 mol 时停止电解，通过阳离子交换膜的阳离子的物质的量为_________mol。 20. 某课外活动小组用如图所示装置进行实验，请回答下列问题： （1）①若图1开始实验时开关K与a连接，则A极的电极反应式为______________________。 ②若开始时开关K与b连接，下列说法正确的是________(填字母)。 A．从A极处逸出的气体能使湿润淀粉-KI试纸变蓝 B．反应较短的一段时间后，加适量盐酸可恢复到电解前电解质的浓度 C．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 （2）根据氯碱工业原理用如图2所示装置电解K2SO4溶液。 ①该电解槽的阳极反应式为________________________________________________，通过阴离子交换膜的离子数______(填“＞”“=”或“＜”)通过阳离子交换膜的离子数。 ②图中a、b、c、d分别表示有关溶液的pH，则a、b、c、d由小到大的顺序为________。 ③电解一段时间后，B口与C口产生气体的质量比为__________________。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 青岛67中高二年级化学学科阶段性诊断检测 注意事项： 1.选择题答案必须使用2B铅笔(按填涂样例)正确填涂；非选择题答案必须使用0.5毫米黑色签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。 2.请按照题号在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。保持卡面清洁，不折叠，不破损。 可能用到的相对原子质量：H-1 Li-7 C-12 N-14 O-16 Fe-56 Zn-65 Na-23 第Ⅰ卷 (共40分) 一、选择题：本题共10小题，每题2分，共20分。每小题只有一个选项符合题意。 1. 下列说法正确的是 A. 图1为放热反应，放热反应不需要加热就能反应 B. 图2为吸热反应，分解反应均为吸热反应 C. 反应热描述的是化学反应前后热量的变化，任何化学反应都有反应热 D. 浓硫酸溶于水时，体系的温度升高，该过程属于放热反应，能量变化可用图1表示 【答案】C 【解析】 【详解】A．图1反应物总能量高于反应产物总能量，属于放热反应，但放热反应不一定无需加热就能发生，比如铝热反应，A错误； B．图2反应物总能量低于反应产物总能量，属于吸热反应，但分解反应不都是吸热反应，比如过氧化氢分解为放热反应，B错误； C．化学反应的实质是反应物化学键断裂和生成物中化学键的形成，过程中一定伴随能量变化，所以任何化学反应都有反应热，C正确； D．浓硫酸溶于水是物理变化，没有发生化学反应，不属于放热反应，D错误； 故答案选C。 2. 向Na2CO3溶液中滴加盐酸，反应过程中能量变化如图所示，下列说法不正确的是 A. 反应(aq)＋H+(aq)=CO2(g)＋H2O(l)为吸热反应 B. (aq)＋2H+(aq)=CO2(g)＋H2O(l)　ΔH=ΔH1＋ΔH2＋ΔH3 C. ΔH1＜ΔH2，ΔH2＜ΔH3 D. (aq)和H+(aq)的反应是吸热反应 【答案】D 【解析】 【分析】本题考查反应热与能量图的关系。由图可知，纵坐标表示能量，能量越高越不稳定；反应物到生成物若能量降低，则为放热反应，ΔH<0；若能量升高，则为吸热反应，ΔH>0。图中(aq)+2H+(aq)转化为(aq)+H+(aq)能量降低，所以ΔH1<0；(aq)+H+(aq)转化为H2CO3(aq)能量降低，所以ΔH2<0；H2CO3(aq)转化为CO2(g)+H2O(l)能量升高，所以ΔH3>0。 【详解】A．反应(aq)+H+(aq)=CO2(g)+H2O(l)可看作先由(aq)+H+(aq)生成H2CO3(aq)，再由H2CO3(aq)分解为CO2(g)+H2O(l)，从图中看最终CO2(g)+H2O(l)的能量高于(aq)+H+(aq)，所以该反应为吸热反应，A正确； B．根据盖斯定律，反应(aq)+2H+(aq)=CO2(g)+H2O(l)可由三个过程相加得到，因此总反应的ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3，B正确； C．由图可知，ΔH1、ΔH2均为放热反应的焓变，均小于0，且ΔH1对应的能量降低幅度大于ΔH2，所以ΔH1<ΔH2；而ΔH3为吸热反应的焓变，大于0，所以ΔH2<ΔH3，C正确； D．(aq)和H+(aq)反应生成(aq)，由图可知该过程能量降低，ΔH1<0，应为放热反应，不是吸热反应，D错误； 故答案选D。 3. 下列关于金属的腐蚀与防护的说法不正确的是 A. 钢铁表面水膜酸性不强时，正极的主要反应是： B. 电化学保护时，被保护的金属上发生还原反应 C. 金属制品表面涂油漆的防护措施也利用了电化学原理 D. 镀锌铁板比镀铜铁板在镀层破损后更耐腐蚀 【答案】C 【解析】 【详解】A．钢铁表面水膜酸性不强时，钢铁发生吸氧腐蚀，在正极氧气得电子发生还原反应，电极反应式为O2+2H2O+4e−=4OH−，A正确； B．电化学保护，包含外接电源的阴极保护法，牺牲阳极的阴极保护法，被保护金属发生还原反应，B正确； C．金属制品表面涂油漆的防护措施是为了使金属与介质隔离，防止腐蚀，没有利用电化学原理，C错误； D．镀锌铁板在破损后易形成原电池，锌作负极被氧化，铁作正极被保护，同样情况下镀铜铁板破损后，铁作负极被氧化，铜作正极，则铁更易被腐蚀，故镀锌铁板比镀铜铁板在镀层破损后更耐腐蚀，D正确； 本题选C。 4. 如图所示的电化学装置中，电极I为Al，其他电极均为Cu，则下列说法正确的是 A. 盐桥中电子从右侧流向左侧 B. 三个烧杯中的浓度都始终保持不变 C. 电极Ⅱ的质量减少，电极Ⅲ的质量增加 D. 电极Ⅲ的电极反应： 【答案】B 【解析】 【分析】电极Ⅰ为Al，其它均为Cu ，Al易失电子作负极，所以Ⅰ是负极、Ⅳ是阴极，Ⅲ是阳极、Ⅱ是正极，电流方向从正极流向负极，负极上失电子发生氧化反应，正极上得电子发生还原反应，阳极上失电子发生氧化反应，阴极上得电子发生还原反应，以此解答该题。 【详解】A．电子只能在外电路移动，不能在盐桥中移动，故A错误； B．硫酸根离子不参加反应，且溶液体积不变，浓度不变，故B正确； C．电极Ⅱ是正极，正极上发生反应为Cu 2++2e-=Cu，所以电极Ⅱ质量逐渐增大，电极Ⅲ为阳极，铜失去电子变为铜离子，质量应减小，故C错误； D ．电极Ⅱ是正极，正极上发生反应为Cu 2++2e-=Cu，故D错误； 故选：B。 5. 研究化学反应进行的方向对于反应设计等具有重要意义，下列说法正确的是 A. 、的反应在温度低时不能自发进行 B. 在其他外界条件不变的情况下，汽车排气管中使用催化剂，可以改变产生尾气的反应的方向 C. 反应在室温下不能自发进行，说明该反应的 D. 高温下，反应能自发进行，则其、 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据△G=△H-T△S，对于△H＜0、△S＞0的反应都有△G＜0，即在任何温度下均能发生，A错误； B．催化剂只能改变反应速率，不能使平衡发生移动，因此不改变反应进行的方向，B错误； C．反应CaCO3(s)=CaO(s)＋CO2(g)中有气体生成，即△S＞0，由于室温下不能自发进行，所以△G=△H-T△S＞0，即该反应的△H＞0，C错误； D．高温下，中气体体积增大，即△S＞0，由于高温下该反应能自发进行，△G=△H-T△S＜0，故△H＞0，D正确； 故合理选项是D。 6. 有a、b、c、d四个金属电极，有关的实验装置及部分实验现象如下： 实验装置 部分实验现象 a极质量减小；b极质量增加 b极有气体产生；c极无变化 实验装置 部分实验现象 d极溶解；c极有气体产生 电流从a极流向d极 由此可判断这四种金属的活动性顺序是 A. a>b>c>d B. b>c>d>a C. d>a>b>c D. a>b>d>c 【答案】C 【解析】 【详解】A．由装置四电流从a极流向d极，可知d为原电池负极、a为正极，金属活泼性，故A错误； B．由装置一a极质量减小、b极质量增加，可知a为原电池负极、b为正极，金属活泼性，故B错误； C．装置一得活泼性，装置二b极有气体产生、c极无变化得活泼性，装置三d极溶解、c极有气体产生得活泼性，装置四得活泼性，综合可得顺序为，故C正确； D．由装置四可知金属活泼性，故D错误； 故答案选C。 7. 在恒温、容积为2L的密闭容器中通入1 mol X和2 mol Y，发生反应：X(g)＋2Y(g)M(g)　ΔH＝－a kJ/mol(a>0)，5 min末测得M的物质的量为0．4 mol。则下列说法正确的是 A. 0～5 min，Y的平均反应速率为0．08 mol·L－1·min－1 B. 当容器中混合气体密度不变时达到平衡状态 C. 平衡后升高温度，X的反应速率降低 D. 到达平衡状态时，反应放出的热量为a kJ 【答案】A 【解析】 【详解】A．v(M)==0.04 mol•L-1•min-1，相同时间内同一反应中不同物质的反应速率之比等于其计量数之比，0～5 min，Y平均反应速率=2v(M)=2×0.04 mol•L-1•min-1=0.08 mol•L-1•min-1，故A正确； B．该反应过程中容器的体积不变，气体的质量不变，因此气体的密度始终不变，容器中混合气体密度不变，不能说明达到平衡状态，故B错误； C．升高温度，活化分子百分数增大，所以正逆反应速率都增大，故C错误； D．该反应为可逆反应，所以X、Y不能完全转化为生成物，达到平衡状态时X消耗的物质的量小于1mol，所以放出的热量小于akJ，故D错误； 答案选A。 【点睛】本题的易错点为B，要注意根据化学平衡的特征判断平衡状态，选择的物理量需要随着时间的变化而变化。 8. 新型可充电镁—溴电池能量密度高，循环性能优越，在未来能量存储领域潜力巨大。某镁—溴电池装置如下图(正负极区之间的离子选择性膜只允许通过)，下列说法不正确的是 A. 当通过离子选择性膜时，导线中通过 B. 放电时，正极反应为： C. 放电时，Mg电极发生还原反应 D. 充电时，Mg电极应连接电源负极 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据电荷守恒，当0.1 mol Mg2+通过离子选择性膜时，导线中通过0.2 mol e−，故A正确； B．由原电池原理可知，放电时，正极发生还原反应，电极反应为：，B正确； C．放电时，镁是负极，Mg电极失电子，发生氧化反应，C错误； D．放电时，镁是负极，充电时，Mg电极应连接电源负极，D正确； 故选C。 9. 某同学进行下列实验： 操作 现象 取一块打磨过的生铁片，在其表面滴一滴含酚酞和K3[Fe(CN)6]的食盐水 放置一段时间后，生铁片上出现如图所示“斑痕”，其边缘为红色，中心区域为蓝色，在两色环交界处出现铁锈 已知：可用加K3[Fe(CN)6](铁氰化钾)溶液生成蓝色沉淀的方法检验Fe2+。 下列说法不合理的是 A. 生铁片发生吸氧腐蚀 B. 中心区域的电极反应式为Fe-2e-=Fe2+ C. 边缘处的电极反应式为O2＋2H2O＋4e-=4OH- D. 交界处发生的反应为4Fe2+＋O2＋10H2O=4Fe(OH)3＋8H+ 【答案】D 【解析】 【详解】A．食盐水呈中性，生铁片在中性环境下发生吸氧腐蚀，A正确； B．中心区域呈蓝色，说明有Fe2+生成，Fe作负极失电子，电极反应式为，B正确； C．边缘处呈红色，说明有生成使酚酞变红，正极得电子发生还原反应，电极反应式为，C正确； D．交界处存在边缘扩散过来的，Fe2+被氧化生成，反应不会生成大量，该反应不符合实际反应环境，D错误； 故选D。 10. 已知298.15K时，可逆反应：Pb2+(aq)+Sn(s)Pb(s)+Sn2+(aq)的平衡常数K=2.2，若溶液中Pb2+和Sn2+的浓度均为0.10mol·L-1，则此时反应进行的方向是 A. 正反应方向 B. 逆反应方向 C. 处于平衡状态 D. 无法判断 【答案】A 【解析】 【详解】Pb2+(aq)+Sn(s)Pb(s)+Sn2+(aq)的平衡常数K=2.2，若溶液中Pb2+和Sn2+的浓度均为0.10mol·L-1，Q=1<K，所以此时反应正向进行，故选A。 二、选择题：本题共5小题，每题4分，共20分。每小题有一个或两个选项符合题意，全部选对得4分，选对但不全得2分，有选错的得0分。 11. 爱迪生电池是一种铁镍蓄电池，其总反应化学方程式为：Fe+NiO2+2H2OFe(OH)2+Ni(OH)2，下列推断中错误的是 A. 蓄电池的电极必须浸入某种碱性电解质溶液中 B. 放电时，正极附近溶液的pH变小 C. 充电时，Fe电极与直流电源的正极相连 D. 充电时，阴极的电极反应式为Fe(OH)2+2e- =Fe+2OH- 【答案】BC 【解析】 【详解】A．总反应产物均为氢氧化物，且Fe可与酸发生反应，因此电极必须浸入碱性电解质溶液中，A正确； B．放电时正极反应为，生成使正极附近增大，pH变大，B错误； C．放电时Fe为负极，充电时Fe电极作阴极，应与直流电源负极相连，C错误； D．充电时阴极发生还原反应，得电子生成Fe和，电极反应式书写正确，D正确； 故选BC。 12. 在25 ℃时，密闭容器中X、Y、Z三种气体的初始浓度和平衡浓度如下表所示： 物质 X Y Z 初始浓度/(mol·L-1) 0.1 0.2 0 平衡浓度/(mol·L-1) 0.05 0.05 0.1 下列说法错误的是 A. 反应达到平衡时，X的转化率为60% B. 反应可表示为X(g)＋3Y(g)2Z(g)，其平衡常数为 1600 mol-2·L-2 C. 反应前后压强之比为2：3 D. 改变温度可以改变此反应的平衡常数 【答案】AC 【解析】 【详解】A．X的转化率为，不是60%，A错误； B．浓度变化量之比，故反应为，平衡常数mol-2L-2，B正确； C．恒温恒容时，压强之比等于总物质的量浓度之比，反应前总浓度为，平衡总浓度为，故反应前后压强比为，不是，C错误； D．平衡常数只受温度影响，改变温度可以改变反应的平衡常数，D正确； 故选AC。 13. 加热N2O5依次发生的分解反应为①N2O5N2O3＋O2，②N2O3N2O＋O2；在2 L密闭容器中充入9 mol N2O5，加热到T ℃，达到平衡状态后O2为9 mol，N2O3为3.4 mol，则T ℃时反应①的平衡常数的值为 A. 10.4 B. 8.7 C. 7.6 D. 5.5 【答案】D 【解析】 【详解】设反应①N2O5⇌N2O3+O2的转化物质的量为x mol，反应②N2O3⇌N2O+O2的转化物质的量为ymol。则平衡时n(N2O3)=x-y=3.4mol，n(O2)=x+y=9mol，联立可得x=6.2，y=2.8，所以平衡时n(N2O5)=9-6.2=2.8 mol。容器体积为2L，则c(N2O3)==1.7mol/L，c(O2)==4.5mol/L，c(N2O5)==1.4mol/L。反应①的平衡常数K==≈5.5，故答案选D。 14. 相同金属在其不同浓度盐溶液中可形成浓差电池，放电时两个电极区的浓度差会逐渐减小，当两个电极区硫酸铜溶液的浓度完全相等时放电停止。如图所示装置是利用浓差电池电解溶液(a、b电极均为石墨电极)，可以制得、、和。下列说法不正确的是 A. 电极的电极反应为 B. 电池从开始工作到停止放电，电解池理论上可制得 C. 电池放电过程中，电极上的电极反应为 D. c、d离子交换膜依次为阳离子交换膜和阴离子交换膜 【答案】B 【解析】 【分析】由装置图可知，左侧装置为浓差电池，放电时两个电极区的浓度差会逐渐减小，则电极为正极，正极上Cu2+得电子生成Cu，电极反应为，电极为负极，负极上Cu失电子生成Cu2+，电极反应为。右侧装置为电解装置，与电源负极相连的a电极为阴极，电极反应为，与电源正极相连的b电极为阳极，阳极反应为，据此分析解答。 【详解】A．电解槽中电极为阴极，水发生得电子的还原反应生成氢气，电极反应为，故A正确； B．电池从开始工作到停止放电，两侧溶液中Cu2+浓度相等，设两电极发生改变的Cu2+的物质的量为a，由两侧浓度相等可得2.5mol/L2L-a=0.5mol/L2L+a，解得a=2，根据电子守恒有Cu~2e-~2NaOH，电解池理论上生成NaOH的物质的量n(NaOH)=4mol，则 n(NaOH)=4mol40g/mol=160g，故B错误； C．浓差电池中，电极为正极，正极上Cu2+得电子生成Cu，电极反应为，故C正确； D．电极为阴极，阴极反应为，b电极为阳极，阳极反应为，则a极附近生成NaOH，b极附近生成H2SO4，所以钠离子通过离子交换膜c生成NaOH，则c为阳离子交换膜，硫酸根通过离子交换膜d生成H2SO4，则d为阴离子交换膜，故D正确； 答案选B。 15. 氯碱工业是高耗能产业，一种将电解池与燃料电池相组合的新工艺节能超过。该工艺设计中，相关物料的传输与转化关系如下图所示(电极未标出，离子交换膜都只允许阳离子通过)。下列说法正确的是 A. 装置A是电解池，装置B是原电池 B. 装置A中生成X气体的电极材料可以是碳棒或铁棒 C. 装置B中Y气体参与的电极反应为： D. NaOH溶液的浓度：b%＞a%＞c% 【答案】AD 【解析】 【分析】氯碱工业产生，与组成燃料电池为氯碱工业提供能量。可知X为，Y为。 【详解】A．装置A是电解池，装置B是燃料电池，A正确； B．生成X的电极反应为：，电解池中生成X气体的电极材料可以是碳棒，但不能是铁棒，否则作为阳极的铁棒本身参与反应：，B错误； C．燃料电池中Y气体参与的电极反应为：，应该是失去电子，而不是得到电子，C错误。 D．燃料电池中空气参与的电极反应为，有生成，且通过阳离子交换膜向右移动，导致NaOH浓度增大，故b% >a%；燃料电池中Y气体参与的电极反应为，参与电极反应而消耗且通过阳离子交换膜向右移动，导致NaOH浓度减小，故a% >c%；综合上述两者，NaOH溶液的浓度：b% > a% > c%，D正确； 故选AD。 第Ⅱ卷 (共60分) 三、非选择题：本题共5小题，共60分 16. 二氧化碳加氢制备甲醇可以实现二氧化碳的资源化利用，有利于二氧化碳的减排。 反应A：CO2(g)＋H2(g)H2O(g)＋CO(g)　ΔH1=＋41.1 kJ·mol-1； 反应B：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)　ΔH2=-90.1 kJ·mol-1。 （1）CO2(g)与H2(g)反应生成CH3OH(g)和H2O(g)的热化学方程式为___________________。 （2）500 ℃时，在2 L恒容密闭容器中充入2 mol CO2和6 mol H2，发生反应：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)，平衡时体系压强为p0 MPa，测得CO2(g)和CH3OH(g)的浓度随时间的变化关系如图所示。 ①0～4 min内平均反应速率v(CO2)=___________。 ②平衡时H2的转化率为___________。 ③下列能说明该反应已达到平衡状态的是_______(填字母)。 A．气体的密度不再变化 B．容器内气体的压强不再变化 C．v正(H2)=3v正(CH3OH) D．CO2、H2、CH3OH和H2O的浓度之比为1：3：1：1 ④该温度下平衡常数Kp=_________MPa-2(用含p0的代数式表示，Kp为以分压表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数)。 （3）写出两种甲烷燃料电池的电极反应方程式： ①电解质为KOH溶液：负极 _________________________________________。 ②电解质为熔融碳酸钠：正极__________________________________________。 【答案】（1）CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)　ΔH=-49 kJ·mol-1 （2） ①. 0.125 mol·L-1·min-1 ②. 75% ③. B ④. （3） ①. 碱性电解质溶液环境下：负极：CH4-8e-+10OH-=+7H2O ②. 熔融碳酸盐(如：熔融K2CO3)环境下：正极：O2+2CO2+4e-=2 【解析】 【分析】 【小问1详解】 由反应A：CO2(g)+H2(g)H2O(g)+CO(g) ΔH1=+41.1kJ·mol-1，反应B：CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g) ΔH2=-90.1kJ·mol-1，将反应A和反应B相加，消去中间产物CO(g)，可得CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)，根据盖斯定律，ΔH=ΔH1+ΔH2=+41.1kJ·mol-1-90.1kJ·mol-1=-49.0kJ·mol-1，所以热化学方程式为CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49.0kJ·mol-1。 【小问2详解】 ①由图像可知，0~4min内CO2的浓度由1.00mol/L减小到0.50mol/L，所以v(CO2)===0.125mol·L-1·min-1； ②由图像可知，平衡时c(CH3OH)=0.75mol/L，容器体积为2L，则生成CH3OH的物质的量为0.75mol/L×2L=1.5mol，根据反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)，生成1.5mol CH3OH消耗H2的物质的量为1.5mol×3=4.5mol，初始H2为6mol，所以H2的转化率为×100%=75%； ③A．气体的密度不再变化，该反应体系中反应物和生成物均为气体，密闭定容容器内气体总质量不变、体积不变，所以气体密度始终不变，不能说明反应达到平衡状态，A错误； B．容器内气体的压强不再变化，该反应正反应方向气体分子数由4变为2，在恒温恒容条件下，压强会随反应进行而改变，当压强不再变化时，说明各气体的物质的量不再变化，可以判断反应达到平衡状态，B正确； C．v正(H2)=3v正(CH3OH)，H2和CH3OH均表示正反应方向的速率，且按化学计量数关系本来就满足v正(H2)=3v正(CH3OH)，不能说明正、逆反应速率相等，不能判断达到平衡状态，C错误； D．CO2、H2、CH3OH和H2O的浓度之比为1:3:1:1，浓度之比等于化学计量数之比不能作为平衡判据，而且由图像和平衡计算可得平衡时c(CO2):c(H2):c(CH3OH):c(H2O)=0.25:0.75:0.75:0.75=1:3:3:3，不是1:3:1:1，D错误； 故答案选B。 ④平衡时c(CO2)=0.25mol/L，c(CH3OH)=0.75mol/L，由反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)可知，c(H2)=3.00mol/L-3×0.75mol/L=0.75mol/L，c(H2O)=0.75mol/L。平衡时气体总浓度为0.25+0.75+0.75+0.75=2.50mol/L，所以各气体的分压为p(CO2)=×p0=0.1p0，p(H2)=×p0=0.3p0，p(CH3OH)=0.3p0，p(H2O)=0.3p0。则Kp===。 【小问3详解】 ①甲烷燃料电池中，甲烷在负极失去电子发生氧化反应。电解质为KOH溶液时，生成的CO2会与碱反应生成，因此负极反应式为CH4-8e-+10OH-=+7H2O。 ②电解质为熔融碳酸盐时，正极上O2得到电子发生还原反应，同时CO2参与生成，正极反应式为O2+2CO2+4e-=2。 17. 改进工艺，降低能耗是氯碱工业发展的重要方向。 （1）写出电解饱和食盐水的化学方程式_______。 （2）将氢燃料电站应用于氯碱工业，其原理示意图如下： ①a极为_______(填“正”或“负”)极，电极反应方程式为_______。 ②甲装置中，_______NaOH溶液浓度下降(填“a极区”或“b极区”)。 ③下列关于乙装置说法中，正确的是_______。 A.移向c极区 B.在d极区获得的产物，可供甲装置使用 C.随着电解的进行，NaCl溶液浓度下降，若不补充，c电极有可能产生氧气 D.d极区流出的溶液浓度不变 （3）向乙装置中的阴极区通入，能够替代水中的获得电子，降低电解电压，减少电耗。写出在阴极区发生反应的电极反应式_______。 （4）若乙装置中阳离子交换膜被破坏，可能产生的不利后果是_______(任写一点)。 （5）电解效率的定义：。在标准状况下，当甲中有44.8L氢气放电时，乙装置中c极产生氯气33.6L(忽略氯气在溶液中的溶解)，_______。 【答案】（1） （2） ①. 负极 ②. ③. a极区 ④. B、C （3） （4）阴极生成的氢气与阳极氯气反应有爆炸危险；阳极区NaCl与阴极区NaOH混合使得制得的NaOH不纯；迁移至阳极区发生反应：，生成氧气，使氯气不纯；迁移至阳极区与生成的氯气发生反应，减少氯气产量等 （5）75% 【解析】 【分析】氯碱工业原理是采用电解食盐水的方法产生氯气和烧碱，故称为氯碱工业； 根据题目所给图示，甲装置为氢氧燃料电池，乙为电解池，甲装置中氢气进入a极，则a电极为负极，发生氧化反应，b极为正极，发生还原反应，则a电极连接乙装置的d电极为阴极，b电极连接乙装置的c电极为阳极； 【小问1详解】 根据分析，氯碱工业原理的方程式为 【小问2详解】 ①根据分析，甲装置为氢氧燃料电池，a电极为负极；a电极发生氧化反应，即； ②根据分析，a电极发生氧化反应，即，消耗氢氧根离子，钠离子通过阳离子交换膜向右移动，故a极区NaOH溶液浓度下降； ③A．根据分析，c电极为阳极，阴离子向阴极移动，移向d极区，故A错误； B．根据分析，d电极为阴极，发生还原反应，即，获得氢气可以继续供给甲装置使用，故B正确； C．随着电解过程中氯化钠的减少，若氯化钠溶液浓度降低，继续电解可能会将将溶液中的O元素转变成氧气，故C正确； D．d极发生反应，钠离子通过阳离子交换膜向d电极移动，故随着电解的进行，NaOH浓度增大，D错误； 故选BC； 【小问3详解】 若向乙装置阴极区通入氧气，氧气得电子生成氢氧根，其电极反应式为； 【小问4详解】 阴极生成的氢气与阳极氯气反应有爆炸危险；阳极区NaCl与阴极区NaOH混合使得制得的NaOH不纯；迁移至阳极区发生反应：，生成氧气，使氯气不纯；迁移至阳极区与生成的氯气发生反应，减少氯气产量等； 【小问5详解】 在标准状况下，当甲中有44.8L氢气放电时，转移的电子数为，乙装置中c极产生氯气33.6L转移的电子数为， ； 18. 工业上利用净化后的水煤气在催化剂作用下与水蒸气发生反应制取氢气，化学方程式为CO(g)＋H2O(g)H2(g)＋CO2(g)。一定条件下，将4 molCO与2 molH2O(g)充入体积为2L的密闭容器中，体系中各物质的浓度随时间变化如图所示： （1）在0～4min时间段内，H2O的反应速率v(H2O)=________mol·L-1·min-1，该条件下反应的平衡常数K=________(保留两位有效数字)。 （2）该反应到4min时，CO的转化率为________。 （3）下列能判断该反应达到化学平衡状态的依据是________。 a．混合气体的压强不变 b．混合气体中c(CO)不变 c．v正(H2O)=v正(H2) d．断裂2molH—O键的同时生成1molH—H键 （4）若保持与4min时相同的温度，向体积为2L的密闭容器中同时充入0.5 molCO、1.5molH2O(g)、0.5molCO2和a molH2，则当a=2.5时，上述反应向___________(填“正反应”或“逆反应”)方向进行；若要使上述反应开始时向逆反应方向进行，则a的取值范围为________。 【答案】（1） ①. 0.2 ②. 2.7 （2）40% （3）b （4） ①. 正反应 ②. a＞4.05 【解析】 【小问1详解】 由题意可知，起始时c(CO)==2.0mol/L，c(H2O)==1.0mol/L，c(H2)=c(CO2)=0。由图像可知，0~4min内H2O的浓度由1.0mol/L减小到0.2mol/L，所以v(H2O)==0.2mol·L-1·min-1。 4min时反应达到平衡，平衡时c(CO)=1.2mol/L，c(H2O)=0.2mol/L，c(H2)=0.8mol/L，c(CO2)=0.8mol/L，因此K===2.67，保留两位有效数字为2.7。 【小问2详解】 CO的起始浓度为2.0mol/L，4min时CO的浓度为1.2mol/L，则消耗CO的浓度为0.8mol/L，所以CO的转化率为×100%=40%。 【小问3详解】 a．混合气体的压强不变，该反应CO(g)+H2O(g)⇌H2(g)+CO2(g)反应前后气体分子数相等，在恒温恒容条件下，气体总物质的量始终不变，压强始终不变，不能说明反应达到平衡状态，a错误； b．混合气体中c(CO)不变，CO是反应体系中的反应物，当c(CO)不再变化时，说明正、逆反应速率相等，各组分浓度保持不变，可以判断反应达到化学平衡状态，b正确； c．v正(H2O)=v正(H2)，H2O和H2分别是反应物和生成物，但这里都写的是正反应速率，按化学计量数关系，反应进行过程中始终有v正(H2O)=v正(H2)，不能说明正、逆反应速率相等，c错误； d．断裂2molH-O键的同时生成1molH-H键，断裂H-O键和生成H-H键都对应正反应方向，二者按化学计量关系本来就同时发生，不能说明反应达到平衡状态，d错误； 故选b。 【小问4详解】 该温度下K=2.7。新容器中同时充入0.5molCO、1.5molH2O(g)、0.5molCO2和amolH2，容器体积为2L，但浓度商中体积可以约去，所以可直接用物质的量计算Qc。 当a=2.5时，Qc===1.67，即>2.7，解得a>4.05。 19. 电解原理在污染物处理、物质制备等方面都有重要应用。 （1）电解法处理酸性含铬废水(主要含有)时，以铁板作阴、阳极，处理过程中存在反应，最后以形式除去。 ①用铁作阳极的原因是________________________________。 ②电解过程中，当生成1 mol 时，电路中转移电子的物质的量至少为_______mol。 （2）二氧化氯()为一种黄绿色气体，是国际上公认的高效、广谱、快速、安全的杀菌消毒剂。目前已开发出用电解法制取的新工艺，装置如下图所示，图中的电极为石墨。 ①电解时，向_______(填“阳极”或|“阴极”)区移动，该电极的电极方程式为________________________________________，该电极区溶液的pH______(填“增大”、“减小”或“不变”)。 ②用电解法制取的总方程式为__________________________________。当反应生成0.2 mol 时停止电解，通过阳离子交换膜的阳离子的物质的量为_________mol。 【答案】（1） ①. 为还原提供还原剂 ②. 6 （2） ①. 阴极 ②. ③. 增大 ④. 或 ⑤. 1 【解析】 【小问1详解】 ①铁作阳极时，阳极发生反应：，生成的亚铁离子是较强的还原剂，能将废水中的还原为，最后以形式除去。 ②生成1 mol ，需要1 mol 。根据生成1 mol ，需要3 mol 。根据，生成3 mol 转移电子的物质的量为6 mol。 【小问2详解】 ①电解时，阳离子向阴极移动，因此向阴极移动；根据图，阴极区为含少量氢氧化钠的水，电极方程式为：；该电极生成了氢氧根离子，溶液的pH增大； ②在阳极，氯离子被氧化为二氧化氯，故可得总反应的方程式，或。根据总反应的方程式，生成2 mol 转移电子的物质的量为10 mol，现在生成0.2 mol 转移电子的物质的量为1 mol，通过阳离子交换膜的钠离子所带正电荷总数等于转移电子总数，因此通过的钠离子的物质的量为1 mol。 20. 某课外活动小组用如图所示装置进行实验，请回答下列问题： （1）①若图1开始实验时开关K与a连接，则A极的电极反应式为______________________。 ②若开始时开关K与b连接，下列说法正确的是________(填字母)。 A．从A极处逸出的气体能使湿润淀粉-KI试纸变蓝 B．反应较短的一段时间后，加适量盐酸可恢复到电解前电解质的浓度 C．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 （2）根据氯碱工业原理用如图2所示装置电解K2SO4溶液。 ①该电解槽的阳极反应式为________________________________________________，通过阴离子交换膜的离子数______(填“＞”“=”或“＜”)通过阳离子交换膜的离子数。 ②图中a、b、c、d分别表示有关溶液的pH，则a、b、c、d由小到大的顺序为________。 ③电解一段时间后，B口与C口产生气体的质量比为__________________。 【答案】（1） ①. ②. A （2） ①. ②. ＜ ③. ④. 8：1 【解析】 【小问1详解】 ① 开关K接a时，装置为原电池，铁发生吸氧腐蚀：Fe为负极，石墨A为正极，正极上得电子生成，电极反应为。 ② 开关K接b时，装置为电解饱和食盐水，石墨A接电源正极作阳极，铁B接电源负极作阴极： A选项：阳极失电子生成​，​能氧化生成，使湿润淀粉-KI试纸变蓝，A正确； B选项：电解溶液析出​和​，要恢复原浓度需要通入HCl气体，加盐酸会引入水，不能恢复原浓度，B错误； C选项：电子只在导线中转移，不进入溶液，溶液中是离子定向移动导电，且描述错误，C错误； 因此选A。 【小问2详解】 电解溶液，左室为阳极区，右室为阴极区： ① 阳极上水放电生成​和，电极反应为；根据电荷守恒，转移相同电荷时，​带2个单位负电荷，带1个单位正电荷，因此通过阴离子交换膜的​数目小于通过阳离子交换膜的数目。 ② 阳极区不断生成，硫酸浓度增大，酸性增强，因此；阴极区不断生成，浓度增大，碱性增强，因此，整体pH顺序为。 ③ B口是阳极生成的，C口是阴极生成的​，转移相同电子时，，质量比为。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $