精品解析：上海市华东政法大学附属松江高级中学2025-2026学年高二上学期期中评估化学试题

华东政法大学附属松江高级中学 2025学年第一学期期中评估 高二化学 考生注意： 1．试卷满分100分，考试时间60分钟。 2．本考试分设试卷和答题纸。 3．选择类试题中，标注“不定项”的试题，每小题有1~2个正确选项：未特别标注的试题，每小题只有1个正确选项 相对原子质量：H-1 Li-7 C-12 O-16 Na-23 Mg-24 Al-27 S-32 Fe-56 Zn-65 一、水的电离和溶液的酸碱性(本题共20分) 电解质溶液的酸碱性与水的电离密切相关，学习水的电离平衡，有助于从本质上认识溶液的酸碱性。 1. 一定温度下，水存在H2O⇌H++OH- ΔH=Q(Q>0)的平衡，下列叙述一定正确的是 。 A. 向水中滴入少量稀盐酸，平衡逆向移动，Kw减小 B. 将水加热，Kw增大，pH减小 C. 向水中加入少量固体CH3COONa，平衡逆向移动，c(H+)降低 D. 向水中加入少量固体硫酸钠，c(H+)=10-7mol∙L-1，Kw不变 2. 不同温度下水的离子积常数如图所示，下列说法不正确的是 。 A. 图中温度：T3>T2>T1 B. 图中pH关系：pH(B)=pH(D)=pH(E) C. 图中五点Kw间的关系：E>D>A=B=C D. C点可能是显酸性的盐溶液 3. 某温度下，测得0.01mol/L NaOH溶液pH=10，则下列说法正确的是 。 A. 该溶液温度为25℃ B. 与等体积的pH=4的盐酸刚好中和 C. 该温度下纯水pH=6 D. 该溶液中c(H+)=10-12mol/L 4. (1)某温度时，水的Kw=1×10-12，则该温度______(填“>”“<”或“=”)25℃，其理由是____________。 (2)该温度下，c(H+)=1×10-7mol·L-1的溶液呈______(填“酸性”“碱性”或“中性”)；若该溶液中只存在NaOH溶质，则由H2O电离出来的c(OH-)=______mol·L-1。 (3)实验室用Zn和稀硫酸制取H2，反应时溶液中水的电离平衡______(填“正向”；“逆向”或“不”，下同)移动。在新制氯水中加入少量NaCl固体，水的电离平衡______移动。 (4)25℃时，0.1mol·L-1的5种溶液，水电离出的c(H+)由大到小的关系是______(填序号)。 ①盐酸 ②H2SO4 ③CH3COOH ④NaOH ⑤Ba(OH)2 5. 在实际应用中，人们常用pH表示溶液的酸碱性。室温下，将0.2mol/L的氢氧化钠溶液与0.06mol/L的硫酸溶液等体积混合，混合溶液的pH等于______(保留1位小数)。 二、化学电源(本题共20分) 人们应用原电池原理制作了多种电池，以满足不同的需要。 6. 各种电池的迅速发展是化学对人类的一项重大贡献。下列有关电池的叙述正确的是 。 A. 手机上用的锂离子电池可以用KOH溶液作电解液 B. 家用废电池必须进行集中处理，主要因为电池外壳为贵重金属材料，需回收利用 C. 长春应用化学研究所自主研发的锂离子碳硅电池，可实现电能转化为化学能 D. 太阳能电池的主要材料是高纯度的半导体单质硅 7. 近日，中国科学技术大学教授陈维课题组提出了电池化学新体系，如图所示(已知：离子选择传输仅允许某离子通过，不允许其他离子或分子通过)。 在如图所示的新型电池结构中，下列说法正确的是 。 A. b极的电极反应式为Li+OH--e-=LiOH B. 在Zn、Mg、Al、Li中，单位质量金属提供电子最多的是锂 C. 有机电解质是氢气生成反应的催化剂 D. 每生成4.48L氢气(标准状况)，理论上转移0.2mol电子 8. 一种纳米硅基锂电池是新型二次电池，电池反应原理如图所示，电池反应式为：xFeS2+4LixSixFe+2xLi2S+4Si。下列说法错误的是 。 A. 放电时电极b为负极，电解液可以选用Li2SO4或LiCl水溶液 B. 电池放电时Li+从b极脱嵌，电池充电时Li+从a极脱嵌 C. 充电时a极反应式为xFe+2xLi2S-4xe-=4xLi++xFeS2 D. 放电时外电路通过1mol电子，理论上两电极质量变化的差值为7g 9. 乙醇(C2H5OH)是一种无毒且可再生的能源。直接乙醇燃料电池一度引起人们的研究兴趣，其装置如图所示。下列说法错误的是 。 A. 该装置工作时电子由M极流出经外电路流向N极 B. M极的电极反应式为C2H5OH-12e-+16OH-=2+11H2O C. 该装置工作一段时间后，电解质溶液的pH值增大 D. 空气中的氧气在正极被消耗，故废气中主要含N2 10. 如图所示，若溶液C为浓硝酸，电流表指针发生偏转，B电极材料为Fe，A电极材料为Cu，则A电极为______(填“正极”、“负极”、“阳极”或“阴极”)；B电极的电极反应式为__________________；反应进行一段时间后溶液C的酸性会______(填“增强”“减弱”或“基本不变”)。 11. 我国首创以铝-空气-海水电池作为能源的新型海水标志灯，以海水为电解质溶液，靠空气中的氧气使铝不断氧化而产生电流，只要把灯放入海水数分钟，就会发出耀眼的白光。则电源的负极材料是______，正极反应式为__________________。 12. 熔融盐电池具有高的发电效率，因而受到重视。可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质，CO为负极燃气，空气与CO2的混合气为正极助燃气，制得在650℃下工作的燃料电池，其负极反应式为2CO+2-4e-=4CO2，当负极消耗3mol CO时，在正极消耗的混合气的物质的量为______。 三、金属电化学腐蚀(本题共20分) 电解池原理在材料加工、化学品生产以及金属表面处理等方面有着广泛的应用。 13. 关于下列各装置图的叙述正确的是 。 A. 图①装置盐桥中的负离子移向a烧杯 B. 图②装置铁上镀铜，b极为铁 C. 图③装置钢闸门与电源正极相连获得保护 D. 图④装置铁钉发生析氢腐蚀 14. 在潮湿的深层土壤中，钢管主要发生厌氧腐蚀，有关厌氧腐蚀的机理有多种，其中一种理论为厌氧细菌(该厌氧细菌最佳生存环境在pH为7-8之间)可促使与H2反应生成S2-，加速钢管的腐蚀，其反应原理如图所示。下列说法正确的是 。 A. 正极附近的溶液pH减小 B. 酸性条件下，厌氧菌失去活性，钢管不再被腐蚀 C. 与H2的反应式：+4H2S2-+4H2O D. 铁合金与锌或锡连接均属于牺牲阳极的阴极保护法 15. 研究人员在耦合Ce介导的Cu/多孔碳电极上利用太阳能自驱动电催化还原N2产生氨，如图所示，M为阳离子交换膜。下列说法正确的是 。 A. a极是阴极，发生还原反应 B. b极的电极反应式为N2+6H2O+6e-=2NH3+6OH- C. 若有1.4g N2参与反应，转移电子数为0.1NA D. 溶液中K+通过交换膜M向a极迁移 16. 改进工艺，降低能耗是氯碱工业发展的重要方向。 (1)写出氯碱工业原理的离子方程式______________________________。 (2)将氢燃料电站应用于氯碱工业，其示意图如图所示。 下列关于乙装置说法中，正确的是______(填序号)。 ①在c极区获得氯气； ②在d极区获得的产物，可供甲装置使用 ③乙装置中Na+向c极移动 (3)电解时用盐酸控制阳极区溶液的pH在2~3，用化学平衡移动原理解释盐酸的作用______________________________。 (4)杂质离子可造成交换膜损伤，导致OH-迁移至阳极区，对产品质量造成不良影响。请说明原因____________________________________。 (5)用图所示的装置模拟更换电极材料电解氯化钠溶液，请回答下列问题。 ①铁丝的c端为______(填“正极”、“负极”、“阳极”或“阴极”)；a、d处试纸变______色。 ②b处变红，局部褪色，请结合化学用语解释______________________________。 四、硫及其化合物(本题共18分) 硫是人类认识最早的元素之一，含硫物质在化工生产、日常生活中扮演了重要的角色，请回答以下问题： 17. 实验室可用铜与浓硫酸反应制备少量SO2：Cu(s)+2H2SO4(l)=CuSO4(s)+SO2(g)+2H2O(l) ΔH=-11.9 kJ∙mol-1。该反应的ΔH-TΔS(kJ∙mol-1)随温度T/(K)的变化趋势正确的是 。 A. B. C. D. 二氧化硫制备三氧化硫是硫酸工业中的重要一步，已知2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g) ΔH=-198kJ∙mol-1，请回答下列问题： 18. 以下四种情况反应速率最快的是______。 A. v(SO2)=0.3 mol∙L-1∙s-1 B. v(O2)=0.2 mol∙L-1∙s-1 C. v(SO2)=5 mol∙L-1∙min-1 D. v(SO3)：0.25 mol∙L-1∙s-1 19. (不定项)恒容条件下，不能说明该反应已经达到平衡状态的是______。 A. 氧气含量不再变化 B. 混合气体密度不发生变化 C. 容器内压强不再变化 D. 混合气体总物质的量不再变化 工业上主要采用接触法由含硫矿石制备硫酸。 20. 沸腾炉中，黄铁矿进行粉碎处理的目的是________________________________。 21. 下列说法正确的是______。 A. 须采用高温高压的反应条件使SO2氧化为SO3 B. 进入转化器之前的气流无须净化处理 C. 通入过量的空气可以提高黄铁矿和SO2的转化率 D. 在吸收塔中宜采用水或稀硫酸吸收SO3以提高吸收速率 在压强分别为50kPa和100kPa的恒压密闭容器中以不同组成进料发生反应2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)，达到平衡时SO3的体积分数与温度的变化关系如下图所示。三种进料组成分别为第一种2mol SO2和1mol O2，第二种1mol SO2和1mol O2，第三种1mol SO2、1mol O2和1mol Ne。 22. 压强为50kPa对应的图为______(填“甲”或“乙”) 23. 曲线a对应的进料组成为第______种(填“一”、“二”或“三”，下同)，曲线c对应的进料组成为第______种。 24. 硫酸工业生产中SO3吸收率与进入吸收塔的硫酸浓度和温度关系如图，由图可知吸收SO3所用硫酸的适宜浓度为98.3%，适宜温度为______，而工业生产中一般采用60℃的可能原因是__________________。 五、环境保卫战(本题共22分) 天气预报中的能见度反映了大气的透明程度，机动车尾气中含有NO、NO2、CO等污染性气体会使大气能见度下降，现在科学家对其中的一些气体进行了一定的研究： 25. 汽车尾气中的NO可以和CO反应生成无污染的气体，有一种催化转化的反应历程如图所示(TS表示过渡态，图示涉及的物质均是气体)，下列说法正确的是______。 A. 整个过程发生三个基元反应 B. 要提高汽车尾气处理的速率，关键在于提高反应③的速率 C. 第②步反应的活化能为329.2 kJ∙mol-1 D. 2mol NO(g)和2mol CO(g)成键放出的热量小于2mol CO2(g)和1mol N2(g)断键吸收的热量 26. 某研究小组探究温度和催化剂对CO、NO转化率的影响。将CO和NO按物质的量之比1:1以一定的流速分别通过两种催化剂(Cat-1和Cat-2)进行反应，相同时间内测量逸出气体中NO的含量，从而确定尾气脱氮率(即NO的转化率)，结果如下图所示： 请解释在催化剂Cat-2条件下，450℃后，脱氮率随温度升高而下降的原因是__________________。 27. 汽车尾气中含有NO2等有毒气体，对汽车加装尾气净化装置，可利用有毒气体CO将其转化为无毒气体。4CO(g)+2NO2(g)⇌4CO2(g)+N2(g) ΔΗ=-1200 kJ∙mol-1。对于该反应，温度不同(T2>T1)、其他条件相同时，下列图象正确的是______。 A． 　　B．　　　C． 28. 用活性炭还原法也可以处理氮氧化物，某研究小组向某密闭容器加入一定量的活性炭和NO，发生反应C(s)+2NO(g)⇌N2(g)+CO2(g) ΔΗ=a kJ/mol。在T1℃时，反应进行到不同时间测得各物质的量浓度如下： 时间/ min 浓度/(mol/L) 0 10 20 30 40 50 NO 1.0 0.58 0.40 0.40 0.48 0.48 N2 0 0.21 0.30 0.30 0.36 0.36 CO2 0 0.21 0.30 0.30 0.36 0.36 (1)根据图表数据分析T1℃下，第一次平衡时NO的转化率=______。 (2)30min后，只改变某一条件，根据上表的数据判断改变的条件可能是______。 A．通入一定量的CO2　　　　　　　B．加入合适的催化剂 C．适当缩小容器的体积　　　D．加入一定量的活性炭 用CH4催化还原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。 已知：①CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔΗ=-574kJ/mol K1 ②CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔΗ=-1160kJ/mol K2 ③H2O(g)=H2O(l) ΔΗ=-44.0kJ/mol K3 29. 写出1mol CH4(g)与NO2(g)反应生成N2(g)、CO2(g)和H2O(l)的热化学方程式：______________________。该反应的平衡常数K=______________(用K1、K2、K3的代数式表示) 30. 温度T1和T2时，分别将0.50mol CH4和1.2mol NO2充入1L的密闭容器中发生反应：CH4(g)+2NO2(g)⇌N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔΗ=bkJ/mol。测得有关数据如下表： 温度 时间/ min 物质的量 0 10 20 40 50 T1 n(CH4)/mol 0.50 0.35 0.25 0.10 0.10 T2 n(CH4)/mol 0.50 0.30 0.18 x 0.15 (1)请判断T1______T2(填“>”、“<”或“=”)，理由为：__________________。 (2)温度为T1时，若起始时向容器中充入0.50mol CH4(g)、0.50mol NO2(g)、1.0mol N2(g)、2.0mol CO2(g)、0.50mol H2O(g)，判断反应进行的方向__________(请写出计算过程)。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 华东政法大学附属松江高级中学 2025学年第一学期期中评估 高二化学 考生注意： 1．试卷满分100分，考试时间60分钟。 2．本考试分设试卷和答题纸。 3．选择类试题中，标注“不定项”的试题，每小题有1~2个正确选项：未特别标注的试题，每小题只有1个正确选项 相对原子质量：H-1 Li-7 C-12 O-16 Na-23 Mg-24 Al-27 S-32 Fe-56 Zn-65 一、水的电离和溶液的酸碱性(本题共20分) 电解质溶液的酸碱性与水的电离密切相关，学习水的电离平衡，有助于从本质上认识溶液的酸碱性。 1. 一定温度下，水存在H2O⇌H++OH- ΔH=Q(Q>0)的平衡，下列叙述一定正确的是 。 A. 向水中滴入少量稀盐酸，平衡逆向移动，Kw减小 B. 将水加热，Kw增大，pH减小 C. 向水中加入少量固体CH3COONa，平衡逆向移动，c(H+)降低 D. 向水中加入少量固体硫酸钠，c(H+)=10-7mol∙L-1，Kw不变 2. 不同温度下水的离子积常数如图所示，下列说法不正确的是 。 A. 图中温度：T3>T2>T1 B. 图中pH关系：pH(B)=pH(D)=pH(E) C. 图中五点Kw间的关系：E>D>A=B=C D. C点可能是显酸性的盐溶液 3. 某温度下，测得0.01mol/L NaOH溶液pH=10，则下列说法正确的是 。 A. 该溶液温度为25℃ B. 与等体积的pH=4的盐酸刚好中和 C. 该温度下纯水pH=6 D. 该溶液中c(H+)=10-12mol/L 4. (1)某温度时，水的Kw=1×10-12，则该温度______(填“>”“<”或“=”)25℃，其理由是____________。 (2)该温度下，c(H+)=1×10-7mol·L-1的溶液呈______(填“酸性”“碱性”或“中性”)；若该溶液中只存在NaOH溶质，则由H2O电离出来的c(OH-)=______mol·L-1。 (3)实验室用Zn和稀硫酸制取H2，反应时溶液中水的电离平衡______(填“正向”；“逆向”或“不”，下同)移动。在新制氯水中加入少量NaCl固体，水的电离平衡______移动。 (4)25℃时，0.1mol·L-1的5种溶液，水电离出的c(H+)由大到小的关系是______(填序号)。 ①盐酸 ②H2SO4 ③CH3COOH ④NaOH ⑤Ba(OH)2 5. 在实际应用中，人们常用pH表示溶液的酸碱性。室温下，将0.2mol/L的氢氧化钠溶液与0.06mol/L的硫酸溶液等体积混合，混合溶液的pH等于______(保留1位小数)。 【答案】1. B 2. D 3. C 4. ①. > ②. 水的电离是吸热过程，升高温度，水的电离平衡正向移动， 增大，已知 ，故温度高于  ③. 碱性 ④. 1×10−7 ⑤. 正向 ⑥. 正向 ⑦. ③>①=④>②=⑤  5. 12.6 【解析】 【1题详解】 一定温度下，水的离子积常数 保持不变。A项，向水中滴入少量稀盐酸，温度不变， 不变，错误；B项，水的电离为吸热过程（），将水加热，促进水的电离，平衡正向移动， 增大， 减小， 增大，正确；C项，向水中加入 固体，醋酸根离子发生水解消耗 ，促进水的电离，平衡正向移动，错误；D项，加入硫酸钠，溶液仍呈中性，但由于未说明具体温度，该一定温度下的 不一定等于 ，错误。故选B。 【2题详解】 A项，由图可知 大小关系为 E>D>A，由于水的电离是吸热过程，温度越高 越大，故温度 ，正确；B项，图中 B、D、E 三点的纵坐标相同，即 均为 ，故 均等于 ，正确；C项，同一温度曲线上各点的 相等，结合温度关系可知 E>D>A=B=C，正确；D项，C点位于 线上，其 ，溶液呈碱性，故不可能为显酸性的盐溶液，错误。故选D。 【3题详解】 该温度下， 溶液中 ，因 ，故 。由此可得该温度下的 。A项，此时 ，该溶液温度高于 ，错误；B项，等体积的 的盐酸中 远小于 溶液中的 ，不能刚好中和，错误；C项，该温度下纯水中 ，纯水 ，正确；D项，该溶液中 ，错误。故选C。 【4题详解】 (1) 水的电离是吸热过程，升高温度平衡正向移动， 增大。因该温度下 ，故该温度大于 。(2) 该温度下中性溶液的 。当溶液中 时，溶液呈碱性；由于溶液中仅有 ，溶液中的 全部由水电离产生，故水电离产生的 。(3) 用 和稀硫酸反应制取 ，反应不断消耗溶液中的 ，使 减小，对水电离的抑制作用减弱，水的电离平衡正向移动；新制氯水中存在平衡 ，加入 固体后 增大，上述平衡逆向移动使溶液中 减小，对水电离的抑制作用减弱，故水的电离平衡正向移动。(4) 时，加入酸或碱均会抑制水的电离。五种溶液自身提供的 或 越大，对水电离的抑制程度越大。其中②和⑤分别提供 的 和 ，抑制作用最强；①和④分别提供 的 和 ，抑制作用次之；③为弱酸，发生部分电离，提供的 ，抑制作用最弱。抑制作用越弱，水电离出的 越大，故由大到小的关系为③>①=④>②=⑤。 【5题详解】 等体积混合后，酸碱发生中和反应。混合溶液中剩余的 浓度为 。室温下 ，则混合溶液中 。。保留1位小数即为 12.6。 二、化学电源(本题共20分) 人们应用原电池原理制作了多种电池，以满足不同的需要。 6. 各种电池的迅速发展是化学对人类的一项重大贡献。下列有关电池的叙述正确的是 。 A. 手机上用的锂离子电池可以用KOH溶液作电解液 B. 家用废电池必须进行集中处理，主要因为电池外壳为贵重金属材料，需回收利用 C. 长春应用化学研究所自主研发的锂离子碳硅电池，可实现电能转化为化学能 D. 太阳能电池的主要材料是高纯度的半导体单质硅 7. 近日，中国科学技术大学教授陈维课题组提出了电池化学新体系，如图所示(已知：离子选择传输仅允许某离子通过，不允许其他离子或分子通过)。 在如图所示的新型电池结构中，下列说法正确的是 。 A. b极的电极反应式为Li+OH--e-=LiOH B. 在Zn、Mg、Al、Li中，单位质量金属提供电子最多的是锂 C. 有机电解质是氢气生成反应的催化剂 D. 每生成4.48L氢气(标准状况)，理论上转移0.2mol电子 8. 一种纳米硅基锂电池是新型二次电池，电池反应原理如图所示，电池反应式为：xFeS2+4LixSixFe+2xLi2S+4Si。下列说法错误的是 。 A. 放电时电极b为负极，电解液可以选用Li2SO4或LiCl水溶液 B. 电池放电时Li+从b极脱嵌，电池充电时Li+从a极脱嵌 C. 充电时a极反应式为xFe+2xLi2S-4xe-=4xLi++xFeS2 D. 放电时外电路通过1mol电子，理论上两电极质量变化的差值为7g 9. 乙醇(C2H5OH)是一种无毒且可再生的能源。直接乙醇燃料电池一度引起人们的研究兴趣，其装置如图所示。下列说法错误的是 。 A. 该装置工作时电子由M极流出经外电路流向N极 B. M极的电极反应式为C2H5OH-12e-+16OH-=2+11H2O C. 该装置工作一段时间后，电解质溶液的pH值增大 D. 空气中的氧气在正极被消耗，故废气中主要含N2 10. 如图所示，若溶液C为浓硝酸，电流表指针发生偏转，B电极材料为Fe，A电极材料为Cu，则A电极为______(填“正极”、“负极”、“阳极”或“阴极”)；B电极的电极反应式为__________________；反应进行一段时间后溶液C的酸性会______(填“增强”“减弱”或“基本不变”)。 11. 我国首创以铝-空气-海水电池作为能源的新型海水标志灯，以海水为电解质溶液，靠空气中的氧气使铝不断氧化而产生电流，只要把灯放入海水数分钟，就会发出耀眼的白光。则电源的负极材料是______，正极反应式为__________________。 12. 熔融盐电池具有高的发电效率，因而受到重视。可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质，CO为负极燃气，空气与CO2的混合气为正极助燃气，制得在650℃下工作的燃料电池，其负极反应式为2CO+2-4e-=4CO2，当负极消耗3mol CO时，在正极消耗的混合气的物质的量为______。 【答案】6. D 7. B 8. AD 9. C 10. ①. 负极 ②. ③. 减弱 11. ①. （或铝） ②. 12. 【解析】 【6题详解】 A．金属 属于活泼金属，极易与水发生反应，因此锂离子电池不能用水溶液（如 溶液）作电解液，A错误； B．家用废旧电池中含有多种重金属（如铅、镉等），随意丢弃会严重污染环境，必须集中回收处理，而不是因为外壳为贵重金属，B错误； C．原电池是将化学能转化为电能的装置，该电池放电时实现化学能转化为电能，C错误； D．高纯度的半导体单质 具有良好的光电转换性能，是制造太阳能电池的主要材料，D正确。 故选D。 【7题详解】 A．根据图示可知， 极为负极，金属锂处于有机固体电解质环境中，电极反应式为 ，A错误； B．、、、 提供 电子所需的质量分别为 、、、，故单位质量金属提供电子最多的是 ，B正确； C．由图可知，生成氢气的催化反应发生在 极，有机电解质的作用是传导 ，不作催化剂，C错误； D．标准状况下 氢气的物质的量为 ，根据电极反应 可知，生成 理论上转移 电子，D错误。 故选B。 【8题详解】 A．由电池反应方程式可知，放电时 失去电子发生氧化反应，故 极为负极。由于活泼金属 极易与水发生剧烈反应，因此电解液必须为非水有机溶剂，绝不能选用 或 水溶液，A错误； B．放电时，阳离子向正极移动，即 从负极（ 极）脱嵌移向正极（ 极）；充电时，电池相当于电解池，阳离子向阴极移动，即 从阳极（ 极）脱嵌移向阴极（ 极），B正确； C．充电时 极为阳极，发生失电子的氧化反应，反应式为 ，C正确； D．放电时负极反应为 ，正极反应为 ，当外电路通过 电子时，负极脱嵌 ，其质量减少 ；正极嵌入 ，其质量增加 ，理论上两电极质量变化的差值大小应为 ，D错误。 故选AD。 【9题详解】 A．燃料电池中，通入燃料乙醇的 极为负极，通入空气的 极为正极，工作时电子由负极（ 极）经外电路流向正极（ 极），A正确； B． 极发生氧化反应，由于电解质为 碱性溶液，生成的二氧化碳会转化为碳酸根，电极反应式为 ，B正确； C．该电池总反应为 ，反应消耗了 并生成水，导致溶液中的 浓度下降， 减小，C错误； D．空气中的氧气在正极被还原消耗，而氮气不参与反应，故废气中主要含有 ，D正确。 故选C。 【10题详解】 常温下，金属 在浓硝酸中会发生钝化反应而阻止进一步反应，而金属 能与浓硝酸自发发生氧化还原反应。因此，活泼性表现更强的 作原电池的负极（ 极），发生失电子的氧化反应； 作正极（ 极），浓硝酸中的 在正极表面得电子发生还原反应生成 ，电极反应式为 。该电池的总反应不断消耗 并生成 ，导致溶液中 浓度下降，因此反应一段时间后溶液 的酸性会减弱。 【11题详解】 在铝-空气-海水电池中，金属铝不断被氧化而产生电流，发生失电子的氧化反应，故铝作为电源的负极；空气中的氧气在正极得电子发生还原反应，因为海水为弱碱性或中性介质，故正极电极反应式为 。 【12题详解】 该熔融盐燃料电池的正极助燃气为空气与 的混合气，正极上氧气得电子并与 结合生成 ，正极反应式为 。从反应式可以看出，每转移 电子，正极将消耗 和 ，共消耗混合气 。已知负极反应式为 ，当负极消耗 时，外电路理论上转移电子的物质的量为 。根据正负极间转移电子数守恒，转移 电子时，正极消耗的混合气（ 与 ）的总物质的量为 。 三、金属电化学腐蚀(本题共20分) 电解池原理在材料加工、化学品生产以及金属表面处理等方面有着广泛的应用。 13. 关于下列各装置图的叙述正确的是 。 A. 图①装置盐桥中的负离子移向a烧杯 B. 图②装置铁上镀铜，b极为铁 C. 图③装置钢闸门与电源正极相连获得保护 D. 图④装置铁钉发生析氢腐蚀 14. 在潮湿的深层土壤中，钢管主要发生厌氧腐蚀，有关厌氧腐蚀的机理有多种，其中一种理论为厌氧细菌(该厌氧细菌最佳生存环境在pH为7-8之间)可促使与H2反应生成S2-，加速钢管的腐蚀，其反应原理如图所示。下列说法正确的是 。 A. 正极附近的溶液pH减小 B. 酸性条件下，厌氧菌失去活性，钢管不再被腐蚀 C. 与H2的反应式：+4H2S2-+4H2O D. 铁合金与锌或锡连接均属于牺牲阳极的阴极保护法 15. 研究人员在耦合Ce介导的Cu/多孔碳电极上利用太阳能自驱动电催化还原N2产生氨，如图所示，M为阳离子交换膜。下列说法正确的是 。 A. a极是阴极，发生还原反应 B. b极的电极反应式为N2+6H2O+6e-=2NH3+6OH- C. 若有1.4g N2参与反应，转移电子数为0.1NA D. 溶液中K+通过交换膜M向a极迁移 16. 改进工艺，降低能耗是氯碱工业发展的重要方向。 (1)写出氯碱工业原理的离子方程式______________________________。 (2)将氢燃料电站应用于氯碱工业，其示意图如图所示。 下列关于乙装置说法中，正确的是______(填序号)。 ①在c极区获得氯气； ②在d极区获得的产物，可供甲装置使用 ③乙装置中Na+向c极移动 (3)电解时用盐酸控制阳极区溶液的pH在2~3，用化学平衡移动原理解释盐酸的作用______________________________。 (4)杂质离子可造成交换膜损伤，导致OH-迁移至阳极区，对产品质量造成不良影响。请说明原因____________________________________。 (5)用图所示的装置模拟更换电极材料电解氯化钠溶液，请回答下列问题。 ①铁丝的c端为______(填“正极”、“负极”、“阳极”或“阴极”)；a、d处试纸变______色。 ②b处变红，局部褪色，请结合化学用语解释______________________________。 【答案】13. B 14. C 15. B 16. ①. ②. ①② ③. ，盐酸增大、浓度，平衡逆向移动，抑制溶解 ④. 迁移至阳极，与发生反应，消耗氯气并引入杂质 ⑤. 阳极 ⑥. 蓝 ⑦. 石墨电极（b）发生反应，生成的氯气与水可逆反应：；电离出的使试纸变红，具有漂白性，使变红区域褪色。 【解析】 【13题详解】 A．原电池阴离子向负极移动，Zn是负极（b烧杯），盐桥阴离子移向b烧杯，A错误； B．铁上镀铜：镀层金属Cu作阳极，待镀金属Fe作阴极；a与电源正极相连作阳极、b作阴极，故b极为铁，B正确； C．外加电流阴极保护法：钢闸门连接电源负极；钢闸门接正极作阳极会加速腐蚀，C错误； D．图④介质为浓硫酸。常温下，遇浓硫酸发生钝化，无法形成有效原电池，不会发生析氢腐蚀；且浓硫酸环境不存在大量，不能析出，D错误； 【14题详解】 A．正极反应为，正极生成，pH增大，A错误； B．酸性条件厌氧菌失活，但钢铁依然能发生普通析氢腐蚀，钢管继续被腐蚀，B错误； C．根据图中物质变化，与的反应式为，方程式书写正确，C正确； D．牺牲阳极阴极保护法：需要比Fe活泼金属直接接触形成原电池；锡金属活泼性弱于铁，铁-锡相连，铁作负极加速腐蚀，不属于牺牲阳极保护，D错误； 【15题详解】 太阳能驱动电催化还原制；b极转化为，被还原，b极为阴极；a极转化为，a极为阳极；M为阳离子交换膜。 A．b极得电子被还原，b是阴极；a为阳极，A错误； B．电解液为KOH碱性环境，阴极电极反应：，B正确； C．根据，，转移电子，电子数，C错误； D．阳离子向阴极移动；b是阴极，通过M向b极迁移，D错误； 【16题详解】 (1)氯碱工业电解饱和食盐水离子方程式为； (2)甲装置a极通入，作负极，电极反应；b极通入空气（）作正极。c电极连接燃料电池正极，作电解池阳极，电极反应；d电极连接燃料电池负极，作电解池阴极，电极反应； ①由分析可知，阳极放电生成，在c极区获得氯气，正确； ② d极区产物为、；甲燃料电池消耗和，d极产物可供甲装置循环使用，正确； ③ 电解池中阳离子向阴极d极移动，错误； (3)阳极存在平衡；加入盐酸，增大、浓度，平衡逆向移动，减少溶解损耗，提高氯气产率； (4)阳极产物会与迁移过来的发生反应：；消耗，降低产量，同时生成次氯酸盐杂质，降低产品纯度； (5)石墨电极为阳极，铁电极为阴极，则c为阳极，d为阴极，石墨（b）电极氯离子失去电子生成：，c电极发生，a、d电极发生； ①铁丝的c端为阳极；a、d电极发生，a、d处试纸变蓝色； ② b处变红，局部褪色，原因为石墨（b）电极氯离子失去电子生成：；，盐酸显酸性，次氯酸具有漂白性，故b处变红，局部褪色。 四、硫及其化合物(本题共18分) 硫是人类认识最早的元素之一，含硫物质在化工生产、日常生活中扮演了重要的角色，请回答以下问题： 17. 实验室可用铜与浓硫酸反应制备少量SO2：Cu(s)+2H2SO4(l)=CuSO4(s)+SO2(g)+2H2O(l) ΔH=-11.9 kJ∙mol-1。该反应的ΔH-TΔS(kJ∙mol-1)随温度T/(K)的变化趋势正确的是 。 A. B. C. D. 二氧化硫制备三氧化硫是硫酸工业中的重要一步，已知2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g) ΔH=-198kJ∙mol-1，请回答下列问题： 18. 以下四种情况反应速率最快的是______。 A. v(SO2)=0.3 mol∙L-1∙s-1 B. v(O2)=0.2 mol∙L-1∙s-1 C. v(SO2)=5 mol∙L-1∙min-1 D. v(SO3)：0.25 mol∙L-1∙s-1 19. (不定项)恒容条件下，不能说明该反应已经达到平衡状态的是______。 A. 氧气含量不再变化 B. 混合气体密度不发生变化 C. 容器内压强不再变化 D. 混合气体总物质的量不再变化 工业上主要采用接触法由含硫矿石制备硫酸。 20. 沸腾炉中，黄铁矿进行粉碎处理的目的是________________________________。 21. 下列说法正确的是______。 A. 须采用高温高压的反应条件使SO2氧化为SO3 B. 进入转化器之前的气流无须净化处理 C. 通入过量的空气可以提高黄铁矿和SO2的转化率 D. 在吸收塔中宜采用水或稀硫酸吸收SO3以提高吸收速率 在压强分别为50kPa和100kPa的恒压密闭容器中以不同组成进料发生反应2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)，达到平衡时SO3的体积分数与温度的变化关系如下图所示。三种进料组成分别为第一种2mol SO2和1mol O2，第二种1mol SO2和1mol O2，第三种1mol SO2、1mol O2和1mol Ne。 22. 压强为50kPa对应的图为______(填“甲”或“乙”) 23. 曲线a对应的进料组成为第______种(填“一”、“二”或“三”，下同)，曲线c对应的进料组成为第______种。 24. 硫酸工业生产中SO3吸收率与进入吸收塔的硫酸浓度和温度关系如图，由图可知吸收SO3所用硫酸的适宜浓度为98.3%，适宜温度为______，而工业生产中一般采用60℃的可能原因是__________________。 【答案】17. D 18. B 19. B 20. 增大固体反应物接触面积，加快反应速率，使黄铁矿充分燃烧，提高原料利用率 21. C 22. 甲 23. ①. 三 ②. 一 24. ①. ②. 温度过低，吸收速率慢，生产效率低；60℃条件下仍能保持较高吸收率，同时吸收速率更快，降低冷却所需能耗，综合经济效益更佳 【解析】 【17题详解】 反应体系由液态、固态物质生成气态，体系混乱程度增大，因此。该反应。将看作关于温度的一次函数，截距为（数值小于0），斜率为（数值小于0），函数图像为一条纵轴截距在原点下方、随温度升高持续下降的直线，D选项符合题意； 【18题详解】 同一化学反应中，化学反应速率之比等于化学计量数之比，反应计量关系：。统一换算为进行大小对比，同时注意单位统一。 A．，换算； B．； C．，先换算单位，进一步换算； D．，换算；，因此B对应的反应速率最大； 【19题详解】 A．氧气含量不再变化，代表浓度保持恒定，满足平衡状态特征标志，可以判定反应达到平衡，A不符合题意； B．混合气体密度公式，气体总质量恒定；容器恒容，体积恒定，因此密度自反应开始至结束始终不变，密度不变不能区分平衡与非平衡状态，不能作为平衡判据，B符合题意； C．恒温恒容条件下，气体压强与气体总物质的量成正比；该反应前后气体分子数目不等，体系压强不再变化，说明气体总物质的量恒定，各组分浓度不变，能够判定达到平衡，C不符合题意； D．反应前后气体分子总数不等，混合气体总物质的量保持不变，证明各物质消耗与生成速率相等，体系达到平衡状态，D不符合题意； 【20题详解】 沸腾炉中将黄铁矿粉碎，可以大幅度增大黄铁矿与空气的接触面积，一方面加快氧化反应速率，缩短反应时间；另一方面能够让矿石充分燃烧，减少原料残留，提高黄铁矿的利用率； 【21题详解】 A．正向气体分子数减小，理论上加压有利于平衡正向移动提升转化率，但高压对设备耐压要求高，大幅增加生产成本；工业实践常压下催化剂已经可以实现较高转化率，无需采用高压条件，A错误； B．沸腾炉出来的炉气含有矿尘、砷、硒化合物等杂质，这类杂质会导致转化器内催化剂中毒永久失活，因此进入转化器之前气流必须经过净化处理，B错误； C．通入过量空气，增大反应物浓度，根据勒夏特列原理，平衡正向移动，能够提高另一种反应物的平衡转化率，C正确； D．不能用水或者稀硫酸吸收，与水剧烈反应释放大量热，形成硫酸酸雾，悬浮在气相中难以被充分吸收；工业选用98.3%浓硫酸吸收，D错误； 【22题详解】 反应正向气体分子数目减少，恒温条件下，压强降低，平衡逆向移动，平衡体系中体积分数减小，观察图像，相同温度时甲图曲线对应的体积分数低于乙图，因此50kPa对应甲图； 【23题详解】 第一种进料按反应计量比投料，相同温度下平衡体积分数最高；第二种进料过量，平衡时体积分数低于第一种；第三种进料含惰性气体，恒压条件下等效减压，平衡逆向移动，体积分数最低。曲线a对应第三种进料，曲线c对应第一种进料； 【24题详解】 观察图像，吸收硫酸浓度固定98.3%时，40℃曲线对应的吸收率达到峰值，因此适宜温度为40℃；工业选用60℃生产的原因分为两方面：若温度过低，液相吸收速率缓慢，单位时间吸收量少，生产产能受限；40℃吸收率最优，但需要持续冷却设备，能耗成本高；选用60℃，吸收率下降幅度有限，同时吸收反应速率更快，生产效率更高，还可以降低冷却装置运行能耗，综合经济效益更好。 五、环境保卫战(本题共22分) 天气预报中的能见度反映了大气的透明程度，机动车尾气中含有NO、NO2、CO等污染性气体会使大气能见度下降，现在科学家对其中的一些气体进行了一定的研究： 25. 汽车尾气中的NO可以和CO反应生成无污染的气体，有一种催化转化的反应历程如图所示(TS表示过渡态，图示涉及的物质均是气体)，下列说法正确的是______。 A. 整个过程发生三个基元反应 B. 要提高汽车尾气处理的速率，关键在于提高反应③的速率 C. 第②步反应的活化能为329.2 kJ∙mol-1 D. 2mol NO(g)和2mol CO(g)成键放出的热量小于2mol CO2(g)和1mol N2(g)断键吸收的热量 26. 某研究小组探究温度和催化剂对CO、NO转化率的影响。将CO和NO按物质的量之比1:1以一定的流速分别通过两种催化剂(Cat-1和Cat-2)进行反应，相同时间内测量逸出气体中NO的含量，从而确定尾气脱氮率(即NO的转化率)，结果如下图所示： 请解释在催化剂Cat-2条件下，450℃后，脱氮率随温度升高而下降的原因是__________________。 27. 汽车尾气中含有NO2等有毒气体，对汽车加装尾气净化装置，可利用有毒气体CO将其转化为无毒气体。4CO(g)+2NO2(g)⇌4CO2(g)+N2(g) ΔΗ=-1200 kJ∙mol-1。对于该反应，温度不同(T2>T1)、其他条件相同时，下列图象正确的是______。 A． 　　B．　　　C． 28. 用活性炭还原法也可以处理氮氧化物，某研究小组向某密闭容器加入一定量的活性炭和NO，发生反应C(s)+2NO(g)⇌N2(g)+CO2(g) ΔΗ=a kJ/mol。在T1℃时，反应进行到不同时间测得各物质的量浓度如下： 时间/ min 浓度/(mol/L) 0 10 20 30 40 50 NO 1.0 0.58 0.40 0.40 0.48 0.48 N2 0 0.21 0.30 0.30 0.36 0.36 CO2 0 0.21 0.30 0.30 0.36 0.36 (1)根据图表数据分析T1℃下，第一次平衡时NO的转化率=______。 (2)30min后，只改变某一条件，根据上表的数据判断改变的条件可能是______。 A．通入一定量的CO2　　　　　　　B．加入合适的催化剂 C．适当缩小容器的体积　　　D．加入一定量的活性炭 用CH4催化还原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。 已知：①CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔΗ=-574kJ/mol K1 ②CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔΗ=-1160kJ/mol K2 ③H2O(g)=H2O(l) ΔΗ=-44.0kJ/mol K3 29. 写出1mol CH4(g)与NO2(g)反应生成N2(g)、CO2(g)和H2O(l)的热化学方程式：______________________。该反应的平衡常数K=______________(用K1、K2、K3的代数式表示) 30. 温度T1和T2时，分别将0.50mol CH4和1.2mol NO2充入1L的密闭容器中发生反应：CH4(g)+2NO2(g)⇌N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔΗ=bkJ/mol。测得有关数据如下表： 温度 时间/ min 物质的量 0 10 20 40 50 T1 n(CH4)/mol 0.50 0.35 0.25 0.10 0.10 T2 n(CH4)/mol 0.50 0.30 0.18 x 0.15 (1)请判断T1______T2(填“>”、“<”或“=”)，理由为：__________________。 (2)温度为T1时，若起始时向容器中充入0.50mol CH4(g)、0.50mol NO2(g)、1.0mol N2(g)、2.0mol CO2(g)、0.50mol H2O(g)，判断反应进行的方向__________(请写出计算过程)。 【答案】25. AD 26. 催化剂Cat-2的活性降低，催化效率下降 27. C 28. ①. ②. C 29. ①. ②. 30. ①. < ②. 相同时间内，温度下甲烷消耗更多，反应速率更大 ③. 反应正向进行 解：容器体积，温度下，40 min时，反应达到平衡，， 温度为T1时，若起始时向容器中充入0.50 mol CH4(g)、0.50 mol NO2(g)、1.0 mol N2(g)、2.0 mol CO2(g)、0.50 mol H2O(g)，此时， ，反应正向进行 【解析】 【25题详解】 A．由图，图中有3个过渡态，分别为：TS1、TS2、TS3（或有3个步骤）对应发生三个基元反应，A正确； B．反应速率由活化能最大的基元反应决定。由图，反应①的活化能最大，所以总反应速率由反应①决定，B错误； C．第②步反应的活化能=过渡态TS2能量-第②步反应物的能量，，而不是过渡态TS2的能量，C错误； D．由图，反应物总能量大于生成物总能量，表明反应是放热反应，放热反应中，反应物断键吸收的总能量小于生成物成键放出的总能量，D正确。 故答案选AD。 【26题详解】 ，是放热反应，在450℃前，温度升高，反应速率加快，催化剂Cat-2的活性增强，相同时间内，一氧化氮的转化率（脱氮率）升高；在450℃后转化率显著下降，远低于平衡转化率，是因为温度超过450℃，催化剂Cat-2的活性降低，催化效率下降。 【27题详解】 A．该反应为气体分子数减小的反应，增大压强，平衡正向移动，一氧化氮的体积分数应该减小，且该反应为放热反应，且T2>T1，压强相同时，升高温度，反应向着逆向移动，一氧化氮的体积分数应该增大，图与实际不相符，A错误； B．该反应为放热反应，升高温度，正逆反应速率均增大，都应该比原来的速率大，图与实际情况不相符，B错误； C．该反应为放热反应，升高温度，反应速率加快，达到平衡状态时间更短，达到平衡状态后，升高温度反应向着逆向进行，反应物的转化率减小，图与实际反应一致，C正确； 故答案选C。 【28题详解】 (1)根据表格，20 min时，反应达到第一次平衡，此时，初始，平衡时：。一氧化氮的转化率为：； (2)A．根据表格，30 min后，只改变某一条件，40 min时，所有物质浓度同等比例增大，都增大为还原的1.2倍，通入一定量的二氧化碳，平衡逆向移动，氮气浓度会减小，A不符合题意； B．加入催化剂，只改变速率，不改变平衡浓度，浓度不会变化，B不符合题意； C．适当缩小容器的体积，即加压，该反应前后，气体分子总数目相等，平衡不移动，所有气体浓度同等倍数增大，C符合题意； D．活性炭是固体，固体浓度是一常数，加入固体，不会影响平衡和气体浓度，D不符合题意； 故答案选C。 【29题详解】 根据盖斯定律，可得：； 平衡常数与反应幂次对应， 对应的平衡常数为，对应因此，的平衡常数； 【30题详解】 (1)在和下，开始的时候，甲烷的物质的量均为0.50 mol，10 min时，温度下，甲烷的物质的量还剩0.35 mol，温度下，甲烷的物质的量均为0.30 mol，温度下甲烷物质的量减少得更多，说明温度更高，反应速率更快； (2) 容器体积，温度下，40 min时，反应达到平衡，， 温度为T1时，若起始时向容器中充入0.50 mol CH4(g)、0.50 mol NO2(g)、1.0 mol N2(g)、2.0 mol CO2(g)、0.50 mol H2O(g)，此时， ，反应正向进行。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $