精品解析：福建省莆田市第十五中学2024-2025学年高二上学期期中考试化学试题

莆田第十五中学2024-2025上学期期中高二化学试卷 可能用到的相对原子质量：Ag-108 一、单项选择题(共15题，45分) 1. 5月15日，“天问”一号着陆巡视器在火星着陆，中国首次火星探测任务取得圆满成功。下列说法正确的是 A. “熬胆矾铁釜，久之亦化为铜”，说明铁能置换出铜，这样铁釜能减缓锈蚀 B. “祝融”号火星车使用的太阳能电池板可以将电能转化为化学能 C. 地热能、风能、天然气和氢能都属于新能源 D. “长征”五号遥四运载火箭燃料使用的液氢是高能清洁燃料 2. 反应C(s)+H2O (g)⇌CO(g)+H2(g)在一密闭容器中进行，下列条件的改变能加快反应速率的是 A. 增加C的量 B. 将容器的体积缩小一半 C. 保持容器体积不变，充入He D. 保持压强不变，充入He 3. 某科学家利用二氧化铈在太阳能作用下将转变成。其过程如下： 下列说法不正确的是 A. 该过程中起到了催化作用 B. 该过程实现了太阳能向化学能的转化 C. 如图中 D. 以和构成的碱性燃料电池的负极反应式为 4. 如图所示两个烧杯中均盛有海水。下列说法正确的是 A. 图一中因铁和氯化钠不发生反应，所以铁不会腐蚀 B. 图一中正极的电极反应式为： C. 图二中反应一段时间后.向铜片附近滴加少量的酚酞试液，溶液变红 D. 图二中电子流向为：电源正极→铁片→溶液→铜片→电源负极 5. 已知反应： ，则此反应 A. 任何条件下都可自发进行 B. 任何条件下都不可自发进行 C. 高温下可自发进行 D. 低温下可自发进行 6. 反应3A(g)+B(g)=2C(g)在三种不同的条件下进行反应，在同一时间内，测得的反应速率用不同的物质表示为①② ③，三种情况下的该化学反应速率大小的关系正确的是 A. ①>②>③ B. ③>②>① C. ③>①>② D. ②>①>③ 7. 恒温恒容的清况下，反应A2(g)+B2(g)2AB(g)达到平衡状态的标志是（ ） A. 容器内气体的密度不随时间而变化 B. 容器内的总压强不随时间而变化 C. 单位时间内生成2nmolAB的同时生成nmolB2 D. A2、B2、AB的反应速率比为1：1：2的状态 8. 下列各组热化学方程式中，化学反应的前者大于后者的是 ①； ； ②； ； ③； ； ④； ； A. ①②③ B. ①③④ C. ②③④ D. ①②③④ 9. 某反应过程能量变化如图所示，下列说法正确的是 A. 反应过程a有催化剂参与 B. 使用催化剂，提高了活化分子的百分数 C. 该反应的焓变 D. 有催化剂条件下，反应的活化能等于 10. 一种用于驱动潜艇的液氨—液氧燃料电池原理示意如图，下列有关该电池说法正确的是 A. 电极A为电池的正极 B. 电池工作时，向电极B移动 C. 电极A上发生的电极反应为： D. 该电池工作时，每消耗转移4mol电子 11. 将一定量纯净的氨基甲酸铵固体置于密闭真空容器中(假设容器体积不变，固体试样体积忽略不计)，在恒定温度下使其达到分解平衡：。不能判断该反应已经达到化学平衡的是 A. B. 混合气体的平均相对分子质量不变 C. 混合气体的总物质的量不变 D. 的浓度不变 12. 2molNH3和3molO2在2L密闭容器中发生反应，2min后达到平衡，生成1.5 mol NO。下列有关说法正确的是 A. 达到平衡时，4v正(O2)=5v逆(NO) B. 若单位时间内生成xmolNO，同时消耗xmolNH3，则反应达到平衡状态 C. 达到平衡时，若增加容器体积，则v正减小，v逆增大 D. 2 min内用NH3表示的反应速率为v(NH3)=0.75mol·L-1·min-1 13. 已知合成氨反应可逆且为放热反应，在一定温度和压强下，以下推论不正确的是 A. N2(g)+3H2(g)⇌ 2NH3(g)　ΔH1、2NH3(g)⇌ N2(g)+3H2(g)　ΔH2，则ΔH1+ΔH2=0 B. N2(g)+3H2(g)⇌ 2NH3(g)　K1、2NH3(g)⇌ N2(g)+3H2(g)　K2，则K1·K2=1 C. N2(g)+3H2(g)⇌ 2NH3(g)　ΔH1、2NH3(l)⇌ N2(g)+3H2(g)　ΔH2，则ΔH1+ΔH2<0 D. N2(g)+3H2(g)⇌ 2NH3(g)　K1、NH3(g)⇌ K2，则K1· =1 14. 某原电池装置如图所示，电池总反应为2Ag＋Cl2＝2AgCl。下列说法正确的是 A. 正极反应为AgCl ＋e－＝Ag ＋Cl－ B. 放电时，交换膜右侧溶液中有大量白色沉淀生成 C. 若用NaCl溶液代替盐酸，则电池总反应随之改变 D. 当电路中转移0.01 mol e－时，交换膜左侧溶液中约减少0.02 mol离子 15. 三室式电渗析法处理含Na2SO4废水的原理如图所示，采用惰性电极，ab、cd均为离子交换膜，在直流电场的作用下，两膜中间的Na+和SO42-可通过离子交换膜，而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室。下列叙述正确的是（　　） A. 通电后中间隔室的SO42-离子向正极迁移，正极区溶液碱性增强 B. 该法在处理含Na2SO4废水时可以得到NaOH和H2SO4产品 C. 阴极区溶液pH降低，阳极区溶液pH升高 D. 当电路中通过1mol电子的电量时，会有0.5mol的O2生成 二、填空题(共4小题，47分) 16. 某化学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： [实验原理]2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O [实验内容及记录] 实验编号 实验温度/℃ 试管中所加试剂及其用量/mL 溶液褪至无色所需时间/min 0.6mol/LH2C2O4溶液 H2O 3mol/L稀H2SO4溶液 0.05mol/LKMnO4溶液 ① 25 3.0 V1 2.0 3.0 1.5 ② 25 2.0 3.0 2.0 3.0 2.7 ③ 50 2.0 V2 2.0 3.0 1.0 （1）请完成此实验设计，其中：V1=________，V2=________。 （2）实验①、②探究的是_______对化学反应速率的影响，根据表中的实验数据，可以得到的结论是_______。 （3）探究温度对化学反应速率的影响，应选择实验_______(填实验编号)。 （4）利用实验①中的数据，计算用KMnO4表示的化学反应速率为________。 17. I．下表是该小组研究影响过氧化氢分解速率的因素时采集的一组数据：用制取所需的时间（秒） 无催化剂、不加热 几乎不反应 几乎不反应 几乎不反应 几乎不反应 无催化剂、加热 催化剂、加热 （1）该研究小组在设计方案时，考虑了浓度、__________、__________等因素对过氧化氢分解速率的影响。 Ⅱ．分析的催化分解原理 催化分解的原理分为两步，总反应可表示为： 若第一步反应为 慢反应 （2）则第二步反应为______________________________ 快反应 III．某反应在体积为的恒容密闭的绝热容器中进行，各物质的量随时间的变化情况如图所示（已知A、B、C均为气体，A气体有颜色）。 （3）该反应的化学方程式为______________________________。 （4）反应开始至2分钟时，B的平均反应速率为__________。 （5）能说明该反应已达到平衡状态的是__________。 A．容器内气体的颜色保持不变 B．容器内气体密度不变 C． D．各组分的物质的量相等 E．混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态 （6）由图求得平衡时A的转化率为__________。 （7）平衡时体系内的压强是初始时__________倍。 18. Ⅰ．用碳棒作电极，在Na+、Cu2+、Cl-、等离子中选出适当离子组成电解质，电解其溶液，写出符合条件的一种电解质的化学式： （1）当阴极放出H2，阳极放出O2时，电解质是___________； （2）当阴极析出金属，阳极放出O2时，电解质是___________； （3）当阴极放出H2，阳极放出Cl2时，电解质是___________。 Ⅱ．某兴趣小组的同学用下图所示装置研究有关电化学的问题(甲、乙、丙三池中溶质足量)，当闭合该装置的电键K时，观察到电流计的指针发生了偏转。请回答下列问题： （4）甲池为___________(填“原电池”、“电解池”或“电镀池”)，A电极的电极反应式为___________。 （5）丙池中E电极为___________(填“正极”、“负极”、“阴极”或“阳极”)，电极的电极反应式为___________。该池总反应的化学方程式为___________。 （6）当乙池中C极质量减轻10.8 g时，甲池中B电极理论上消耗O2的体积为___________mL(标准状况)。 （7）一段时间后，断开电键K，下列物质能使丙池恢复到反应前浓度的是___________(填选项字母)。 A. Cu B. CuO C. Cu(OH)2 D. Cu2(OH)2CO3 19. 氮的氧化物是大气污染物之一，用活性炭或一氧化碳还原氮氧化物，可防止空气污染。 （1）已知： 的平衡常数，___________(用、、表示)。在一个恒温恒容的密闭容器中发生反应，能表明已达到平衡状态的标志有___________。 A． B．混合气体的密度保持不变 C．混合气体的平均相对分子质量保持不变 D．单位时间内生成同时消耗1molCO E．气体的总质量保持不变 F．单位时间内生成1molCO同时消耗1molNO （2）向容积为的密闭容器中加入活性炭足量和，发生反应，NO和的物质的量变化如表所示。 条件 保持温度为 时间 物质的量 1.8 1.4 1.1 0.90 0.80 0.80 物质的量 0.10 0.30 0.45 0.55 0.60 0.60 平衡时的转化率___________，写出该反应平衡常数的表达式___________，并求该温度下的平衡常数___________。 三、计算题 20. 某温度下向10L恒容真空容器中充入3molCO(g)和3molH2O(g)，反应达平衡后H2(g)浓度为0.2mol/L。 （1）求该温度下CO(g)+H2O (g)⇌ CO2(g)+H2(g) 的平衡常数___________。 （2）保持相同温度，向该容器中充入4molCO2(g)和4molH2(g)反应达到平衡，求该反应中CO2(g)的平衡转化率___________。(保留三位有效数字) 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 莆田第十五中学2024-2025上学期期中高二化学试卷 可能用到的相对原子质量：Ag-108 一、单项选择题(共15题，45分) 1. 5月15日，“天问”一号着陆巡视器在火星着陆，中国首次火星探测任务取得圆满成功。下列说法正确的是 A. “熬胆矾铁釜，久之亦化为铜”，说明铁能置换出铜，这样铁釜能减缓锈蚀 B. “祝融”号火星车使用的太阳能电池板可以将电能转化为化学能 C. 地热能、风能、天然气和氢能都属于新能源 D. “长征”五号遥四运载火箭燃料使用的液氢是高能清洁燃料 【答案】D 【解析】 【详解】A．铁比铜活泼，铁将铜置换出来后形成原电池，铁做负极，会加速铁釜的腐蚀，故A错误； B．太阳能电池板可以将太阳能转化为电能，故B错误； C．天然气属于化石燃料，不属于新能源，故C错误； D．液氢燃烧时放出大量的热，产物只有水，是高能清洁燃料，故D正确； 故选：D。 2. 反应C(s)+H2O (g)⇌CO(g)+H2(g)在一密闭容器中进行，下列条件的改变能加快反应速率的是 A. 增加C的量 B. 将容器的体积缩小一半 C. 保持容器体积不变，充入He D. 保持压强不变，充入He 【答案】B 【解析】 【详解】A．C为固体，固体浓度视为常数，增加C的量不会改变反应物浓度，反应速率不变，A错误；　 B．将容器体积缩小一半，体系内气态物质的浓度均增大，有效碰撞几率提高，反应速率加快，B正确； C．保持容器体积不变充入，反应体系中各气态反应物、生成物的浓度均未发生变化，反应速率不变，C错误；　 D．保持压强不变充入，容器体积会增大，反应体系中各气态物质的浓度减小，反应速率减慢，D错误； 故选B。 3. 某科学家利用二氧化铈在太阳能作用下将转变成。其过程如下： 下列说法不正确的是 A. 该过程中起到了催化作用 B. 该过程实现了太阳能向化学能的转化 C. 如图中 D. 以和构成的碱性燃料电池的负极反应式为 【答案】D 【解析】 【详解】A．通过太阳能实现总反应：H2O+CO2→H2+CO+O2，CeO2没有消耗，CeO2是光催化剂，选项A正确； B．该过程中在太阳能作用下将H2O、CO2转变为H2、CO，所以把太阳能转变成化学能，选项B正确； C．由图可知，根据盖斯定律，应该是：-△H1=△H2+△H3，即ΔH1+ΔH2+ΔH3= 0，选项C正确； D．CO在负极失电子生成CO2，在碱性条件下再与OH-生成，故负极反应式为CO+ 4OH-–2e– =+2H2O，选项D不正确； 答案选D。 4. 如图所示两个烧杯中均盛有海水。下列说法正确的是 A. 图一中因铁和氯化钠不发生反应，所以铁不会腐蚀 B. 图一中正极的电极反应式为： C. 图二中反应一段时间后.向铜片附近滴加少量的酚酞试液，溶液变红 D. 图二中电子流向为：电源正极→铁片→溶液→铜片→电源负极 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】A．图一中铁、铜和海水构原电池，铁作负极，铁被腐蚀，A错误； B．图一中铜作正极，氧气得到电子，正极的电极反应式为：O2+4e－+2H2O＝4OH－，B错误； C．图二中构成电解池，铁作阳极，铜作阴极，水电离出的氢离子放电，氢氧根浓度增大，则反应一段时间后.向铜片附近滴加少量的酚酞试液，溶液变红，C正确； D．图二中电子流向为：电源正极→铁片、铜片→电源负极，电子不能通过溶液传递，D错误； 答案选C。 5. 已知反应： ，则此反应 A. 任何条件下都可自发进行 B. 任何条件下都不可自发进行 C. 高温下可自发进行 D. 低温下可自发进行 【答案】C 【解析】 【详解】判断根据为： ΔH-TΔS＜0，反应自发进行，2Al2O3(s)+3C(s)=4Al(s)+3CO2(g) ΔH=+2171kJ·mol-1，ΔS大于零；所以要使反应发生，需要在高温下才能自发进行，C正确； 故选C。 6. 反应3A(g)+B(g)=2C(g)在三种不同的条件下进行反应，在同一时间内，测得的反应速率用不同的物质表示为①② ③，三种情况下的该化学反应速率大小的关系正确的是 A. ①>②>③ B. ③>②>① C. ③>①>② D. ②>①>③ 【答案】C 【解析】 【详解】同一反应用不同物质表示的反应速率比较大小，根据速率之比等于计量系数之比，把它们转化为同一物质比较反应速率，都转化为以B表示的反应速率，则①v(B)=v(A)=mol·L-1·min-1，②v(B)=v(C)=0.25 mol·L-1·min-1，③，则③>①>②，C正确。 7. 恒温恒容的清况下，反应A2(g)+B2(g)2AB(g)达到平衡状态的标志是（ ） A. 容器内气体的密度不随时间而变化 B. 容器内的总压强不随时间而变化 C. 单位时间内生成2nmolAB的同时生成nmolB2 D. A2、B2、AB的反应速率比为1：1：2的状态 【答案】C 【解析】 【详解】A．气体密度等于气体质量除以容器体积，气体质量不变，容器体积不变，密度始终不变，容器内气体的密度不随时间而变化，不能作为判断平衡标志，故A不符合题意； B．该反应是等体积反应，压强始终不变，容器内的总压强不随时间而变化，不能作为判断平衡标志，故B不符合题意； C．单位时间内生成2nmolAB，反应正向进行，同时生成nmolB2，反应逆向进行，两者生成量之比等于计量系数比，能作为判断平衡标志，故C符合题意； D．A2、B2、AB的反应速率比为1：1：2的状态，没有说正反应速率，还是逆反应速率，不能作为判断平衡标志，故D不符合题意； 综上所述，答案为C。 8. 下列各组热化学方程式中，化学反应的前者大于后者的是 ①； ； ②； ； ③； ； ④； ； A. ①②③ B. ①③④ C. ②③④ D. ①②③④ 【答案】C 【解析】 【详解】①碳燃烧放热，前者为1molC(s)完全燃烧，后者为1molC(s)不完全燃烧，等物质的量的C(s)完全燃烧放出的热量大于不完全燃烧放出的热量，则ΔH1<ΔH2<0； ②硫燃烧放热，S(g)=S(s) ∆H<0，则1molS(g)完全燃烧生成SO2(g)放出的热量大于1molS(s) 完全燃烧生成SO2(g)放出的热量，即ΔH4<ΔH3<0； ③氢气燃烧放热，热化学方程式中化学计量数表示物质的量，根据方程式的系数关系，则2ΔH5=ΔH6<0，即ΔH6<ΔH5<0； ④CaCO3(s)分解成CaO(s)和CO2(g)为吸热反应，∆H7>0，CaO(s)与H2O(l)化合成Ca(OH)2(s)为放热反应，∆H8<0，则∆H7>∆H8； 化学反应的∆H前者大于后者的是②③④，答案选C。 9. 某反应过程能量变化如图所示，下列说法正确的是 A. 反应过程a有催化剂参与 B. 使用催化剂，提高了活化分子的百分数 C. 该反应的焓变 D. 有催化剂条件下，反应的活化能等于 【答案】B 【解析】 【详解】A．由图可知，反应过程a需要的活化能比b要高，所以a没有催化剂参与，A错误； B．使用催化剂可以降低反应的活化能，使原来部分未活化的分子转化为活化分子，提高单位体积内活化分子的百分数，B正确； C．由图可知，反应物的能量大于生成物的能量，该反应为放热反应，∆H＜0，C错误； D．E1、E2分别代表加入催化剂后各步反应的活化能，其中能量较高的为活化能E1，D错误； 故选B。 10. 一种用于驱动潜艇的液氨—液氧燃料电池原理示意如图，下列有关该电池说法正确的是 A. 电极A为电池的正极 B. 电池工作时，向电极B移动 C. 电极A上发生的电极反应为： D. 该电池工作时，每消耗转移4mol电子 【答案】C 【解析】 【分析】根据题中液氨液氧燃料电池可知，负极上发生失电子的氧化反应，即A是负极，B是正极，碱性条件下，氧气在正极生成氢氧根离子，燃料电池的总反应是燃料燃烧的化学方程式：4NH3+3O2=2N2+6H2O，电子从负极流向正极。 【详解】A．电极A上氨气失电子产生氮气，电极A为负极，选项A错误； B．原电池中，阴离子向负极移动，则OH-向负极A移动，选项B错误； C．电极A上氨气失电子产生氮气，发生的电极反应为：2NH3+6OH--6e-=N2+6H2O，选项C正确； D．根据电极反应式O2+4e-=4OH-，该电池工作时，每消耗标况下22.4L转移4mol电子，但没说明标况下，无法用计算氧气的物质的量，选项D错误； 答案选C。 11. 将一定量纯净的氨基甲酸铵固体置于密闭真空容器中(假设容器体积不变，固体试样体积忽略不计)，在恒定温度下使其达到分解平衡：。不能判断该反应已经达到化学平衡的是 A. B. 混合气体的平均相对分子质量不变 C. 混合气体的总物质的量不变 D. 的浓度不变 【答案】B 【解析】 【详解】A．正反应速率等于逆反应速率，反应达到平衡，故A正确； B．该反应的反应物是固体，任何时候生成气体n()：n()=2:1，混合气体的平均相对分子质量不变，不能作为平衡标志，故B错误； C．混合气体随着反应总物质的量一直在变化，当混合气体总物质的量不变了说明反应达到平衡，故C正确； D．恒温恒容条件下，的浓度一直在变化，的浓度不变了反应达到平衡，故D正确； 故答案为B。 12. 2molNH3和3molO2在2L密闭容器中发生反应，2min后达到平衡，生成1.5 mol NO。下列有关说法正确的是 A. 达到平衡时，4v正(O2)=5v逆(NO) B. 若单位时间内生成xmolNO，同时消耗xmolNH3，则反应达到平衡状态 C. 达到平衡时，若增加容器体积，则v正减小，v逆增大 D. 2 min内用NH3表示的反应速率为v(NH3)=0.75mol·L-1·min-1 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】A．达到平衡时，正反应速率等于逆反应速率，即4v正(O2)=5v逆(NO)，A正确； B．单位时间内生成xmolNO，同时消耗xmolNH3，描述的都是正反应速率，不能说明反应达到平衡，B错误； C．增加容器体积，反应物和生成物浓度均减小，v正、v逆均减小，C错误； D．2min后生成1.5 mol NO，则NH3减小1.5mol，用NH3表示的反应速率为v(NH3)==0.375mol·L-1·min-1，D错误； 选A。 13. 已知合成氨反应可逆且为放热反应，在一定温度和压强下，以下推论不正确的是 A. N2(g)+3H2(g)⇌ 2NH3(g)　ΔH1、2NH3(g)⇌ N2(g)+3H2(g)　ΔH2，则ΔH1+ΔH2=0 B. N2(g)+3H2(g)⇌ 2NH3(g)　K1、2NH3(g)⇌ N2(g)+3H2(g)　K2，则K1·K2=1 C. N2(g)+3H2(g)⇌ 2NH3(g)　ΔH1、2NH3(l)⇌ N2(g)+3H2(g)　ΔH2，则ΔH1+ΔH2<0 D. N2(g)+3H2(g)⇌ 2NH3(g)　K1、NH3(g)⇌ K2，则K1· =1 【答案】C 【解析】 【详解】A．两个反应互为逆反应且所有物质状态均为气态，焓变数值相等、符号相反，因此，故，A正确； B．互为逆反应的平衡常数互为倒数，因此，故，B正确； C．将两个反应相加，得到总反应为，液氨汽化属于吸热过程，总焓变，并非小于0，C错误； D．第二个反应是第一个反应计量数减半后的逆反应，故，因此，D正确； 因此答案选C。 14. 某原电池装置如图所示，电池总反应为2Ag＋Cl2＝2AgCl。下列说法正确的是 A. 正极反应为AgCl ＋e－＝Ag ＋Cl－ B. 放电时，交换膜右侧溶液中有大量白色沉淀生成 C. 若用NaCl溶液代替盐酸，则电池总反应随之改变 D. 当电路中转移0.01 mol e－时，交换膜左侧溶液中约减少0.02 mol离子 【答案】D 【解析】 【详解】A．电池总反应为2Ag＋Cl2＝2AgCl，正极发生还原反应，正极反应式为Cl2＋2e－＝2Cl－，故A错误； B．由于电解质溶液为盐酸，所以负极产生的银离子迅速和氯离子在交换膜左侧溶液中生成AgCl沉淀，不可能有大量银离子移动到交换膜右侧，但H+从左侧移动到右侧，故B错误； C．若用NaCl溶液代替盐酸，负极发生反应，正极发生反应Cl2＋2e－＝2Cl－，电池总反应不变，故C错误； D．当电路中转移0.01 mol e－时，交换膜左侧产生0.01 mol Ag＋与0.01molCl－反应产生AgCl沉淀，同时约有0.01 mol H＋通过阳离子交换膜转移到右侧溶液中，故左侧溶液减减少0.02 mol离子，故D正确； 选D。 15. 三室式电渗析法处理含Na2SO4废水的原理如图所示，采用惰性电极，ab、cd均为离子交换膜，在直流电场的作用下，两膜中间的Na+和SO42-可通过离子交换膜，而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室。下列叙述正确的是（　　） A. 通电后中间隔室的SO42-离子向正极迁移，正极区溶液碱性增强 B. 该法在处理含Na2SO4废水时可以得到NaOH和H2SO4产品 C. 阴极区溶液pH降低，阳极区溶液pH升高 D. 当电路中通过1mol电子的电量时，会有0.5mol的O2生成 【答案】B 【解析】 【详解】A.阴离子向阳极（即正极区）移动，正极上氢氧根离子放电，故正极区碱性减弱，故A错误； B.直流电场的作用下，两膜中间的Na+和SO42-可通过离子交换膜，而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室，通电时，氢氧根离子在阳极区放电从而破坏水的电离平衡生成氢离子，两膜中间的硫酸根离子在电场的作用下进入正极区（即阳极区）；氢离子在阴极得电子破坏水的电离平衡生成氢氧根离子，两膜中间的钠离子在电场的作用下进入负极区（即阴极区），而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室，故可以得到NaOH和H2SO4产品，故B正确； C.正极区为阳极，发生氧化反应，电极反应式为：2H2O-4e-═O2+4H+，生成氢离子，阳极区溶液pH降低，阴极区氢离子放电，溶液的pH升高，故C错误； D.由电极反应2H2O-4e-═O2+4H+可知，转移1mol电子可以生成0.25mol氧气，故D错误； 答案选B。 【点睛】本题主要考查了电解池中电解质溶液中阴、阳离子的迁移情况，就电解过程来看，实质就是电解水，而通过离子交换膜的作用，不难理解该法在处理含Na2SO4废水时可以得到NaOH和H2SO4产品。 二、填空题(共4小题，47分) 16. 某化学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： [实验原理]2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O [实验内容及记录] 实验编号 实验温度/℃ 试管中所加试剂及其用量/mL 溶液褪至无色所需时间/min 0.6mol/LH2C2O4溶液 H2O 3mol/L稀H2SO4溶液 0.05mol/LKMnO4溶液 ① 25 3.0 V1 2.0 3.0 1.5 ② 25 2.0 3.0 2.0 3.0 2.7 ③ 50 2.0 V2 2.0 3.0 1.0 （1）请完成此实验设计，其中：V1=________，V2=________。 （2）实验①、②探究的是_______对化学反应速率的影响，根据表中的实验数据，可以得到的结论是_______。 （3）探究温度对化学反应速率的影响，应选择实验_______(填实验编号)。 （4）利用实验①中的数据，计算用KMnO4表示的化学反应速率为________。 【答案】（1） ①. 2.0 ②. 3.0 （2） ①. 浓度 ②. 其他条件不变时，增大(减小)反应物浓度，化学反应速率加快(减慢) （3）②③ （4）0.01mol/(L•min) 【解析】 【小问1详解】 实验①、②探究浓度对反应速率的影响，则其他条件应该是相同的，则V1=2.0；实验②、③探究温度对反应速率的影响，则其他条件应该是相同的，则V2=3.0； 【小问2详解】 根据表中数据可知实验①、②探究的是浓度对化学反应速率的影响，根据表中的实验数据，可以得到的结论是其他条件不变时，增大(减小)反应物浓度，化学反应速率加快(减慢)； 【小问3详解】 根据表中数据可知探究温度对化学反应速率的影响，应选择实验②、③； 【小问4详解】 草酸的物质的量为0.6mol/L×0.003L=0.0018mol，高锰酸钾的物质的量为0.05mol/L×0.003L=0.00015mol，草酸和高锰酸钾的物质的量之比为0.0018mol∶0.00015mol=12∶1，显然草酸过量，高锰酸钾完全反应，混合后溶液中高锰酸钾的浓度为=0.015mol/L，这段时间内平均反应速率v(KMnO4)=0.015mol/L÷1.5min=0.01mol/(L•min)。 17. I．下表是该小组研究影响过氧化氢分解速率的因素时采集的一组数据：用制取所需的时间（秒） 无催化剂、不加热 几乎不反应 几乎不反应 几乎不反应 几乎不反应 无催化剂、加热 催化剂、加热 （1）该研究小组在设计方案时，考虑了浓度、__________、__________等因素对过氧化氢分解速率的影响。 Ⅱ．分析的催化分解原理 催化分解的原理分为两步，总反应可表示为： 若第一步反应为 慢反应 （2）则第二步反应为______________________________ 快反应 III．某反应在体积为的恒容密闭的绝热容器中进行，各物质的量随时间的变化情况如图所示（已知A、B、C均为气体，A气体有颜色）。 （3）该反应的化学方程式为______________________________。 （4）反应开始至2分钟时，B的平均反应速率为__________。 （5）能说明该反应已达到平衡状态的是__________。 A．容器内气体的颜色保持不变 B．容器内气体密度不变 C． D．各组分的物质的量相等 E．混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态 （6）由图求得平衡时A的转化率为__________。 （7）平衡时体系内的压强是初始时__________倍。 【答案】（1） ①. 温度 ②. 催化剂 （2）H2O2(aq)+IO-(aq)=I-(aq)+H2O(l)+O2(g) （3）2A+B⇌2C （4）0.1mol/(L•min) （5）ACE （6）40% （7） 【解析】 【小问1详解】 根据表中给出的数据，无催化剂不加热的情况下，不同浓度的过氧化氢溶液都是几乎不反应，在无催化剂加热的情况下，不同浓度的过氧化氢溶液都分解，说明过氧化氢的分解速率与温度有关，但是得到相同气体的时间不同，浓度越大，反应的速度越快，说明过氧化氢的分解速率与浓度有关；比较同一浓度的过氧化氢溶液如30%时，在无催化剂加热的时候，需要时间是360s,有催化剂加热的条件下，需要时间是10s,说明过氧化氢的分解速率与温度、催化剂有关，故答案为：温度；催化剂； 【小问2详解】 根据总反应和第一步反应的方程式，第二步反应为总反应-第一步反应，第二步反应方程式为：H2O2(aq)+IO-(aq)=I-(aq)+H2O(l)+O2(g)； 【小问3详解】 由图象可以看出，A．B的物质的量逐渐减小，则A．B为反应物，C的物质的量逐渐增多，所以C为生成物，当反应到达2min时，△n(A)=2mol，△n(B)=1mol，△n(C)=2mol，化学反应中，各物质的物质的量的变化值与化学计量数呈正比，则△n(A)：△n(B)：△n(C)=2：1：2，所以反应的化学方程式为：2A+B⇌2C； 【小问4详解】 由图象可以看出，反应开始至2分钟时，△n(B)=1mol，B的平均反应速率为=0.1mol/(L•min)； 【小问5详解】 A．容器内气体的颜色保持不变，说明A的浓度不变，能说明达到平衡，故A选； B．容器的体积以及气体的质量不变，无论是否达到平衡状态，容器内气体密度都不变，故B不选； C．在该反应中A和C的计量数相等，当时，正逆反应速率相等，说明反应已达平衡状态了，故C选； D．容器内各物质的物质的量相等，不能说明各组分的浓度不再变化，无法判断是否达到平衡状态，故D不选； E．气体的质量不变，但反应前后气体的物质的量不等，混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态，可说明达到平衡状态，故E选； 答案为ACE； 【小问6详解】 由图象可知：达平衡时A的浓度变化为：△n(A)=5mol-3mol=2mol，所以A的转化率为：=40%； 【小问7详解】 由图像可知，起始时气体的总物质的量为7mol，平衡时气体的总物质的量为8mol，恒温恒容时，压强之比等于物质的量之比，即，平衡时体系内的压强是初始时倍。 18. Ⅰ．用碳棒作电极，在Na+、Cu2+、Cl-、等离子中选出适当离子组成电解质，电解其溶液，写出符合条件的一种电解质的化学式： （1）当阴极放出H2，阳极放出O2时，电解质是___________； （2）当阴极析出金属，阳极放出O2时，电解质是___________； （3）当阴极放出H2，阳极放出Cl2时，电解质是___________。 Ⅱ．某兴趣小组的同学用下图所示装置研究有关电化学的问题(甲、乙、丙三池中溶质足量)，当闭合该装置的电键K时，观察到电流计的指针发生了偏转。请回答下列问题： （4）甲池为___________(填“原电池”、“电解池”或“电镀池”)，A电极的电极反应式为___________。 （5）丙池中E电极为___________(填“正极”、“负极”、“阴极”或“阳极”)，电极的电极反应式为___________。该池总反应的化学方程式为___________。 （6）当乙池中C极质量减轻10.8 g时，甲池中B电极理论上消耗O2的体积为___________mL(标准状况)。 （7）一段时间后，断开电键K，下列物质能使丙池恢复到反应前浓度的是___________(填选项字母)。 A. Cu B. CuO C. Cu(OH)2 D. Cu2(OH)2CO3 【答案】（1）Na2SO4 （2）CuSO4 （3）NaCl （4） ①. 原电池 ②. CH3OH+8OH--6e-=+6H2O （5） ①. 阳极 ②. 2H2O-4e-=4H++O2↑ ③. 2CuSO4+2H2O2H2SO4+2Cu+O2↑ （6）560 （7）B 【解析】 【分析】I．阴极上阳离子放电顺序为：Cu2+＞H+＞Na+，阳极上阴离子放电顺序为：Cl-＞OH-＞，然后分析判断。 Ⅱ．甲池为燃料电池，CH3OH为负极，发生氧化反应，电极反应式为：CH3OH+8OH--6e-=+6H2O；通入氧气的B电极为正极，发生还原反应，电极反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH-；则乙、丙装置为电解池，其中乙池的C为阳极，D为阴极。阳极上Ag失电子生成Ag+；阴极上Cu2+得电子生成Cu；丙池中石墨E电极为阳极，石墨F电极是阴极，即用惰性电极电解硫酸铜溶液，化学方程式为：2CuSO4+2H2O2H2SO4+2Cu+O2↑，据此分析解答。 【小问1详解】 阴极放出H2，阳极放出O2，说明实质上是电解水，所以溶质可以是Na2SO4。 【小问2详解】 在水溶液中Na+不可能放电，所以只能是Cu2+放电；阳极放出O2，说明是水电离产生的OH-放电，所以不能还原氯离子，溶质是CuSO4。 【小问3详解】 阴极放出H2，说明是溶液中的氢离子放电，因此溶液中不能含有Cu2+。阳极放出Cl2，说明溶液中必须含有Cl-，所以溶质为NaCl。 【小问4详解】 甲池为原电池，其中通入燃料CH3OH的A电极为负极，负极的电极反应式为：CH3OH+8OH--6e-=+6H2O。 【小问5详解】 丙池为电解池，其中与正极B连接的E电极为阳极，溶液中水电离产生的OH-失去电子变为O2逸出，故E电极的电极反应式为：2H2O-4e-=4H++O2↑。与负极A电极连接的F电极为阴极，发生还原反应：Cu2++2e-=Cu，根据同一闭合回路中电子转移数目相等，可知该池总反应的化学方程式为：2CuSO4+2H2O2H2SO4+2Cu+O2↑。 【小问6详解】 根据转移电子数目相等，4Ag～4e-～O2，n(O2)=n(Ag)=×=0.025 mol，所以V(O2)=n·Vm=0.025 mol×22.4 L/mol=0.56 L=560 mL。 【小问7详解】 甲池为燃料电池，A为负极，B为正极，丙池为电解池，其中E为阳极，F为阴极；阳极上OH-失电子生成O2逸出，阴极上铜离子得电子生成Cu，溶液中减少了Cu、O元素的质量，所以要让电解质溶液复原，两个电极产物Cu与O2反应的产物是CuO，即需要加入物质CuO，故合理选项是B。 19. 氮的氧化物是大气污染物之一，用活性炭或一氧化碳还原氮氧化物，可防止空气污染。 （1）已知： 的平衡常数，___________(用、、表示)。在一个恒温恒容的密闭容器中发生反应，能表明已达到平衡状态的标志有___________。 A． B．混合气体的密度保持不变 C．混合气体的平均相对分子质量保持不变 D．单位时间内生成同时消耗1molCO E．气体的总质量保持不变 F．单位时间内生成1molCO同时消耗1molNO （2）向容积为的密闭容器中加入活性炭足量和，发生反应，NO和的物质的量变化如表所示。 条件 保持温度为 时间 物质的量 1.8 1.4 1.1 0.90 0.80 0.80 物质的量 0.10 0.30 0.45 0.55 0.60 0.60 平衡时的转化率___________，写出该反应平衡常数的表达式___________，并求该温度下的平衡常数___________。 【答案】（1） ①. ②. CF （2） ①. 60% ②. ③. 0.56 【解析】 【小问1详解】 根据盖斯定律对已知反应做变形： 已知反应① 2C(s)+O2(g)⇌2CO(g)K1，②C(s)+O2(g)⇌CO2(g)K2，③N2(g)+O2(g)⇌2NO(g)K3， ②2 -①-③，即可得到目标反应， 平衡常数的运算规则为：反应相加则平衡常数相乘，反应相减则平衡常数相除，反应系数乘以n则平衡常数变为原常数的n次方，因此K=。 A．平衡时正逆反应速率需满足计量数关系，正确关系应为v正(CO)=2v逆(N2)，2v正(CO)=v逆(N2)说明逆反应速率更快，未达平衡，A错误； B．恒温恒容容器中，所有反应物生成物均为气体，气体总质量不变、容器体积固定，混合气体密度始终为定值，密度不变不能说明平衡，B错误； C．该反应前后气体分子总数从4变为3，气体总质量不变，因此平均相对分子质量会随反应进行变化，当其保持不变时，说明气体总物质的量不再改变，反应达到平衡， C正确； D．单位时间生成2molN2反应正向移动，同时消耗1molCO反应也是正向移动，方向一致，不能说明反应达到平衡状态，D错误； E．该反应所有物质均为气体，根据质量守恒，气体总质量始终不变，不能判定平衡，E错误； F．生成1molCO是逆反应方向，消耗1molNO是正反应方向，正逆反应速率相等，可以判定平衡，F正确； 因此答案选C F。 【小问2详解】 25 min后反应达平衡，NO初始物质的量为2.0 mol，平衡时为0.80 mol，转化的NO物质的量为2.0 -0.80=1.2 mol，转化率。 反应中C是固体，不计入平衡常数表达式，因此K=。 容器体积为2 L，平衡时n(NO)=0.80 mol，n(N2)=n(CO2)=0.60 mol，对应浓度c(NO)=0.4 mol/L，c(N2)=c(CO2)=0.3 mol/L，代入得K=。 三、计算题 20. 某温度下向10L恒容真空容器中充入3molCO(g)和3molH2O(g)，反应达平衡后H2(g)浓度为0.2mol/L。 （1）求该温度下CO(g)+H2O (g)⇌ CO2(g)+H2(g) 的平衡常数___________。 （2）保持相同温度，向该容器中充入4molCO2(g)和4molH2(g)反应达到平衡，求该反应中CO2(g)的平衡转化率___________。(保留三位有效数字) 【答案】（1） （2） （或） 【解析】 【小问1详解】 首先计算反应物初始浓度：容器体积为，初始、的物质的量均为，故初始浓度均为。由反应计量数关系可知，平衡时，剩余。代入平衡常数表达式：； 【小问2详解】 温度不变，平衡常数不变。初始充入和，二者初始浓度均为。设的平衡转化浓度为，则平衡时，，代入表达式：解得。的平衡转化率为：。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $