精品解析：福建省莆田锦江中学2025-2026学年高二上学期11月期中考试化学试题

莆田锦江中学2025-2026学年上学期期中考试 高二化学检测卷 可能用到的相对原子质量：Na：23 Li：7 Cu：64 Cl：35.5 O：16 N：14 Fe：56 一、单选题（10小题，每题4分共40分） 1. 下列有关反应，说法错误的是 A. 升高体系温度，正反应速率增大，逆反应速率也增大 B. 恒压条件下，气体密度不变时说明该反应已经达到化学平衡状态 C. 恒温条件下，向平衡后的容器中再加入少量，平衡常数K值不变 D. 缩小容器体积，平衡右移，同时提高的反应速率和转化率 2. 设为阿伏加德罗常数的值，下列叙述正确的是 A. 甲烷的摩尔燃烧焓为甲烷完全燃烧放出热量时，生成个数为 B. 氢氧燃料电池中，负极有气体参与反应时，转移的电子数为 C. 氯碱工业中，制备烧碱时阴极生成气体的分子数为 D. 和于密闭容器中充分反应后，分子的总数为 3. 研究金属腐蚀及防护的装置如图所示。 下列有关说法不正确的是 A. 图1：a点溶液变红 B. 图1：a点的铁比b点的铁腐蚀严重 C. 图2：若d为锌，则铁不易被腐蚀 D. 图2：正极的电极反应式为O2＋4e- ＋2H2O ＝4OH- 4. 下图是用“海水河水”浓差电池(不考虑溶解氧的影响)电镀铜的装置示意图，其中X、Y均为复合电极。下列说法错误的是 A. 电子由X电极经导线流向镀件 B. Y的电极反应式为 C. 电镀池可以用石墨电极作阳极 D. 镀件增重，理论上X极区模拟海水的质量减少 5. 已知 ，反应开始时，向密闭容器中加入一定量的NO2，下列图像与描述错误的是 A．表示相同时间内体系内NO2的物质的量分数随温度变化图像 B．表示体系到达平衡后，t1时迅速将体积缩小后c(N2O4)的变化 C．装置可探究温度对该化学平衡的影响，热水中颜色变深，冷水中颜色变浅 D．表示该反应正逆反应速率随温度变化图像 A. A B. B C. C D. D 6. 已知：的反应历程分两步： 第1步：(快) 第2步：(慢) 在固定容积的容器中充入一定量和发生上述反应，测得体系中部分物质的物质的量随温度的变化如图所示。下列说法错误的是 A. 第1步、第2步正反应活化能分别为，则 B. a点后，迅速减小的原因是第1步平衡逆向移动，第2步速率加快 C. b点后，增加的原因是第2步平衡逆向移动的程度比第1步的大 D. 若其他条件不变，仅将容器变为恒压状态，则体系建立平衡的时间不变 7. 新能源汽车是国家战略产业的重要组成部分，电池是能源汽车关键部件之一，其工作原理如图所示，电池工作时的总反应为。下列说法正确的是 A. 充电时，电极b与电源负极连接，电极a与电源正极连接 B. 电池工作时，正极的电极反应为 C. 电池工作时，负极材料质量减少，转移电子 D. 电池进水不会影响其使用寿命 8. 如图所示，关闭活塞K，向A中充入，向B中充入，此时A的容积是的容积是。在相同温度和催化剂存在的条件下，使两容器中各自发生下述反应：。A保持恒压，B保持恒容。达平衡时，A的体积为。下列说法正确的是 A. 反应速率： B. 平衡时Y的体积分数： C. 若打开K，则A的体积变为 D. A容器中X的转化率为 9. 下列图像分别表示有关反应的反应过程与能量变化的关系，据此判断下列说法中正确的是 A．白磷比红磷稳定 B．石墨转变为金刚石是吸热反应 C．， D． ； ；则 A. A B. B C. C D. D 10. 通过电解废旧锂电池中的可获得难溶性的和，电解示意图如下(其中滤布的作用是阻挡固体颗粒，但离子可自由通过。电解过程中溶液的体积变化忽略不计)。下列说法错误的是 A. 电极A为阴极，发生还原反应 B. 电极B的电极反应： C. 电解一段时间后溶液中浓度保持不变 D. 该装置将电能转化为化学能 二、填空题（四答题，共60分） 11. 化学反应中的能量变化对生产生活有着重要意义。回答下列问题： （1）甲醇水蒸气重整制氢的反应为：。控制原料气，体系中甲醇的平衡转化率与温度和压强的关系如图。 ①甲醇水蒸气重整制氢反应在_________条件（填“高温”“低温”或“任意温度”）下能自发进行。 ②图中的压强由小到大的顺序是_________，理由是_________。 ③温度为250℃、压强为时，该反应的压强平衡常数_________（用含代数式表示）。 （2）火箭常用（肼）作燃料，与氧化剂反应生成和水蒸气。已知： ①请写出作为火箭燃料与反应的热化学方程式：_________。 ②1 mol 与足量反应生成和液态水时，放出的热量是_________kJ。 （3）的盐酸与的溶液进行中和反应反应热的测定。 ①中和反应反应热的测定。利用如图所示装置进行中和反应反应热的测定，缺少一种必要的仪器，其仪器名称为_________。 ②实验中若将的盐酸与的溶液反应改用的盐酸与溶液进行反应，若实验操作均正确，则理论上两次实验所放出的热量_________（填“相等”或“不相等”，下同），所求中和反应反应热的数值_________。 12. 如图所示，某同学设计了一个燃料电池并探究氯碱工业原理的相关问题，其中乙装置中X为离子交换膜。请按要求回答相关问题： （1）甲装置电池负极发生的电极反应式是：___________。 （2）乙中X是___________(阴、阳)离子交换膜，向乙中加入几滴酚酞溶液，工作一段时间后铁电极附近溶液变红，铁电极上的电极反应式为___________。 （3）若在标准状况下，有氧气参加反应，则乙装置中C电极上生成的气体在标准状况下的体积为___________，外电路中通过电子物质的量___________。 （4）若丙装置中电极均为，则丙中发生反应的离子方程式为___________。 （5）化学在环境保护中起十分重要的作用，电化学降解法可用于治理水中硝酸盐污染，电化学降解的原理如图所示： 电极上的电极反应式为___________。 13. 当今，世界多国相继规划了碳达峰、碳中和的时间节点，因此，研发二氧化碳利用技术、降低空气中二氧化碳含量成为研究热点。回答下列问题： I．CO2在固体催化表面加氢合成甲烷过程中发生以下两个反应： 主反应：CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g) △H1=-156.9 kJ·mol-1 副反应：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2=+41.1 kJ·mol-1 已知2H2(g)+O2(g)2H2O(g) △H3= -395.6 kJ·mol-1。 （1）CH4燃烧的热化学方程式CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) △H=_______。 （2）加氢合成甲烷时，通常控制温度为500℃左右，理由是_______。 II．二氧化碳合成甲醇的反应为： CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H=-49 kJ·mol-1 （3）573 K时，在体积为2 L的刚性容器中，投入2 mol CO2和6 mol H2，合成总反应达到平衡时，CO2的平衡转化率为60%。 ①该反应的平衡常数K=_______L2/mol2 (保留1位小数)。 ②为了提高CO2的平衡转化率可以采取的措施有_______ ( 填写两项措施)。 ③图1中能表示该反应的平衡常数K与温度T之间的变化关系的是曲线_______ (填 “m”或“n”)。 ④测得在相同时间内，不同温度下H2的转化率如图2所示，v(a)逆_______v(c)逆(填“＞”“＜”或“＝”)。 （4）用如图装置模拟科学研究在碱性环境中电催化还原CO2制乙烯(X、Y均为新型电极材料，可减少CO2和碱发生副反应)，装置中X电极为_______ (填“正”“负”“阴”或“阳”)极，Y极上的电极反应式为_______。 14. 氮氧化物(主要为和)是大气污染物，如何有效地消除氮氧化物的污染是目前科学家研究的热点问题。 （1）用尿素吸收氮氧化物是一种可行的方法。 ①尿素在高温条件下与反应转化成无毒气体，该反应的化学方程式为___________。 ②在一个体积为的恒容密闭容器中充入和，在恒定温度下使其发生反应并达到平衡，混合气体中氨气的体积分数随时间的变化如图所示： B点时，的转化率为___________，物质的量浓度为___________。 ③下列有关反应的说法正确的是___________。 A．分离出少量的尿素，的转化率将增大 B．反应达到平衡时，降低反应体系的温度，的浓度减小 C．的转化率始终等于的转化率 D．加入有效的催化剂能够提高尿素的产率 （2）与发生羰化反应形成的络合物可作为催化烯烃反应的催化剂。的羰化反应为温度下，将足量的粉和加入到刚性密闭容器中，时反应达到平衡，测得体系的压强为原来的，则： ①内平均反应速率___________ ②研究表明，正反应速率，逆反应速率(和分别表示正反应和逆反应的速率常数，x为物质的量分数)，计算温度下的___________。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 莆田锦江中学2025-2026学年上学期期中考试 高二化学检测卷 可能用到的相对原子质量：Na：23 Li：7 Cu：64 Cl：35.5 O：16 N：14 Fe：56 一、单选题（10小题，每题4分共40分） 1. 下列有关反应，说法错误的是 A. 升高体系温度，正反应速率增大，逆反应速率也增大 B. 恒压条件下，气体密度不变时说明该反应已经达到化学平衡状态 C. 恒温条件下，向平衡后的容器中再加入少量，平衡常数K值不变 D. 缩小容器体积，平衡右移，同时提高的反应速率和转化率 【答案】D 【解析】 【详解】A．升高温度，正逆反应速率均增大，故A正确； B．该反应为气体分子数增大的反应，恒压条件下，容器体积增大，体系的总质量不变，则气体的密度是变量，当气体密度不变时说明该反应已经达到化学平衡状态，，故B正确； C．平衡常数为温度函数，温度不变，平衡常数不变，则恒温条件下，向平衡后的容器中再加入少量四氧化二氮，平衡常数K值不变，故C正确； D．该反应为气体体积增大的反应，缩小容器体积，气体压强增大，N2O4的反应速率增大，但是平衡向逆反应方向移动，四氧化二氮的转化率减小，故D错误； 故选D。 2. 设为阿伏加德罗常数的值，下列叙述正确的是 A. 甲烷的摩尔燃烧焓为甲烷完全燃烧放出热量时，生成个数为 B. 氢氧燃料电池中，负极有气体参与反应时，转移的电子数为 C. 氯碱工业中，制备烧碱时阴极生成气体的分子数为 D. 和于密闭容器中充分反应后，分子的总数为 【答案】C 【解析】 【详解】A．燃烧热是在101 kPa时，1 mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量；而不是生成气态水，A错误； B．没有标况，不确定负极参加反应的气体的物质的量，不能计算转移电子数，B错误； C．，制备烧碱（为1mol）时，则阴极生成0.5mol氢气，氢气分子数为，C正确； D．氢气和碘单质的反应为可逆反应，进行不完全，则生成分子小于0.2mol，D错误； 故选C。 3. 研究金属腐蚀及防护的装置如图所示。 下列有关说法不正确的是 A. 图1：a点溶液变红 B. 图1：a点的铁比b点的铁腐蚀严重 C. 图2：若d为锌，则铁不易被腐蚀 D. 图2：正极的电极反应式为O2＋4e- ＋2H2O ＝4OH- 【答案】B 【解析】 【详解】A. 图1：a点氧气得电子产生氢氧根离子，溶液呈碱性，遇酚酞溶液变红，选项A正确； B. 图1：a点为正极得电子， b点为负极铁失电子产生亚铁离子，b点铁腐蚀严重，选项B不正确； C. 图2：若d为锌为负极失电子，则铁为正极，不易被腐蚀，选项C正确； D. 图2：正极氧气得电子产生氢氧根离子，电极反应式为O2＋4e- ＋2H2O ＝4OH-，选项D正确； 答案选B。 4. 下图是用“海水河水”浓差电池(不考虑溶解氧的影响)电镀铜的装置示意图，其中X、Y均为复合电极。下列说法错误的是 A. 电子由X电极经导线流向镀件 B. Y的电极反应式为 C. 电镀池可以用石墨电极作阳极 D. 镀件增重，理论上X极区模拟海水的质量减少 【答案】D 【解析】 【详解】A．电镀铜的装置中镀件是阴极，X电极为负极，因此电子由X电极经导线流向镀件，故A正确； B．Y电极为正极，得到电子，因此Y电极反应式为，故B正确； C．电镀池中硫酸铜作电解液，铜离子在阴极得到电子变为铜单质镀在镀件上，因此可以用石墨电极作阳极，故C正确； D．根据Cu2+＋2e－＝Cu，镀件增重即物质的量为0.1mol，转移0.2mol电子，正极电极反应式，有0.2mol Cl－消耗，0.2mol Na＋向正极移动，理论上X极区模拟海水减小0.2mol NaCl，其质量减少0.2mol×58.5g∙mol−1＝11.7g，故D错误。 综上所述，答案为D。 5. 已知 ，反应开始时，向密闭容器中加入一定量的NO2，下列图像与描述错误的是 A．表示相同时间内体系内NO2的物质的量分数随温度变化图像 B．表示体系到达平衡后，t1时迅速将体积缩小后c(N2O4)的变化 C．装置可探究温度对该化学平衡的影响，热水中颜色变深，冷水中颜色变浅 D．表示该反应正逆反应速率随温度变化图像 A. A B. B C. C D. D 【答案】B 【解析】 【详解】A．相同时间内，升高温度，反应速率加快，二氧化氮含量减小；反应为放热反应，温度过高，达到平衡后导致平衡逆向移动，则二氧化氮含量又增大，可以表示相同时间内体系内的物质的量分数随温度变化图像，故A正确； B．反应为气体分子数减小的反应，体系到达平衡后，时迅速将体积缩小，四氧化二氮浓度瞬间增大，且平衡正向移动，使得进一步增大，故B错误； C．反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，生成更多二氧化氮，颜色加深，故C正确； D．升高温度，正逆反应速率均增大，由于反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，故对逆反应影响更大，故D正确； 答案选B。 6. 已知：的反应历程分两步： 第1步：(快) 第2步：(慢) 在固定容积的容器中充入一定量和发生上述反应，测得体系中部分物质的物质的量随温度的变化如图所示。下列说法错误的是 A. 第1步、第2步正反应活化能分别为，则 B. a点后，迅速减小的原因是第1步平衡逆向移动，第2步速率加快 C. b点后，增加的原因是第2步平衡逆向移动的程度比第1步的大 D. 若其他条件不变，仅将容器变为恒压状态，则体系建立平衡的时间不变 【答案】D 【解析】 【详解】A．第2步是慢反应，由活化能越大反应速率越慢，可知第2步正反应活化能较大，则，故A正确； B．总反应速率由慢反应即第2步反应决定，a点后，迅速减小说明第2步速率加快，且第1步平衡逆向移动，故B正确； C．b点后，增加说明第2步平衡逆向移动，生成的比第1步平衡逆向移动消耗的速率快，则原因是第2步平衡逆向移动的程度比第1步的大，故C正确； D．若其他条件不变，仅将容器变为恒压状态，由于反应前后气体分子数不相等，恒压下会导致容器体积变化，进而导致物质的浓度发生变化，反应速率发生变化，则体系建立平衡的时间改变，故D错误； 答案选D。 7. 新能源汽车是国家战略产业的重要组成部分，电池是能源汽车关键部件之一，其工作原理如图所示，电池工作时的总反应为。下列说法正确的是 A. 充电时，电极b与电源负极连接，电极a与电源正极连接 B. 电池工作时，正极的电极反应为 C. 电池工作时，负极材料质量减少，转移电子 D. 电池进水不会影响其使用寿命 【答案】B 【解析】 【分析】由锂离子的移动方向可知，放电时，电极a为原电池的负极，LixC6在负极失去电子发生氧化反应生成锂离子和碳，电极反应式为LixC6—xe—=xLi++6C，Li1—xFePO4为正极，Li1—xFePO4在正极得到电子结合锂离子发生还原反应生成LiFePO4，电极反应式为；充电时，与直流电源正极相连的电极b做电解池的阳极，电极a与电源负极连接做阴极。 【详解】A．由分析可知，充电时，与直流电源正极相连的电极b做电解池的阳极，电极a与电源负极连接做阴极，故A错误； B．由分析可知，电池工作时，Li1—xFePO4为正极，Li1—xFePO4在正极得到电子结合锂离子发生还原反应生成LiFePO4，电极反应式为，故B正确； C．由分析可知，电池工作时，电极a为原电池的负极，LixC6在负极失去电子发生氧化反应生成锂离子和碳，电极反应式为LixC6—xe—=xLi++6C，则负极材料质量减少1.4g时，转移电子的物质的量为×1=0.2mol，故C错误； D．锂与水反应生成氢氧化锂和氢气，则电池进水后，锂会与水反应，导致放电能力下降，大大降低原电池的使用寿命，故D错误； 故选B。 8. 如图所示，关闭活塞K，向A中充入，向B中充入，此时A的容积是的容积是。在相同温度和催化剂存在的条件下，使两容器中各自发生下述反应：。A保持恒压，B保持恒容。达平衡时，A的体积为。下列说法正确的是 A. 反应速率： B. 平衡时Y的体积分数： C. 若打开K，则A的体积变为 D. A容器中X的转化率为 【答案】D 【解析】 【详解】A．由X(g) +Y(g)⇌2Z(g)+W(g)   ΔH＜0可知，该反应是气体物质的量增大的，A保持恒压，B保持恒容，则相比于A，B相当于增大压强了，所以反应速率：v(B)>v(A)，故A错误； B．相比于A，B相当于增大压强了，则平衡逆向移动，所以平衡时Y的体积分数：A<B，故B错误； C．若打开K，等效平衡，A、B容器的总体积为1.4aL×3=4.2aL，则A的体积变为(4.2-2)aL=2.2aL，故C错误； D．T、P一定，气体的n与V成正比，达平衡时，A的体积为1.4aL，其中气体的物质的量是原来的1.4倍，为2.8mol，A容器中气体增加0.8mol，对应消耗X为0.8mol，所以X的转化率为80%，故D正确； 答案选D。 9. 下列图像分别表示有关反应的反应过程与能量变化的关系，据此判断下列说法中正确的是 A．白磷比红磷稳定 B．石墨转变为金刚石是吸热反应 C．， D． ； ；则 A. A B. B C. C D. D 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据图可知，白磷的总能量高于红磷，物质能量越低越稳定，因此红磷比白磷稳定，A错误； B．根据图可知金刚石的总能量高于石墨，石墨转变为金刚石时反应物总能量低于生成物总能量，该反应为吸热反应，B正确； C．根据图可知反应的反应物总能量高于生成物总能量，属于放热反应，，C错误； D．的能量高于，硫的燃烧为放热反应，为负值，放出的热量越多越小，因此，D错误； 故答案选B。 10. 通过电解废旧锂电池中的可获得难溶性的和，电解示意图如下(其中滤布的作用是阻挡固体颗粒，但离子可自由通过。电解过程中溶液的体积变化忽略不计)。下列说法错误的是 A. 电极A为阴极，发生还原反应 B. 电极B的电极反应： C. 电解一段时间后溶液中浓度保持不变 D. 该装置将电能转化为化学能 【答案】C 【解析】 【分析】由图可知，该装置为电解池，电极A上转化为和，发生还原反应，为阴极，电极反应式为，电极B上转化为，发生氧化反应，为阳极，电极反应式为，则电解的总反应方程式为，据此回答问题 【详解】A．由分析可知，电极A为阴极，发生还原反应，A正确； B．由分析可知，电极B为阳极，电极反应式为，B正确； C．由分析可知，电解的总反应方程式为，反应生成了，溶液中浓度增大，C错误； D．该装置为电解池，将电能转化为化学能，D正确； 故答案选C。 二、填空题（四答题，共60分） 11. 化学反应中的能量变化对生产生活有着重要意义。回答下列问题： （1）甲醇水蒸气重整制氢的反应为：。控制原料气，体系中甲醇的平衡转化率与温度和压强的关系如图。 ①甲醇水蒸气重整制氢反应在_________条件（填“高温”“低温”或“任意温度”）下能自发进行。 ②图中的压强由小到大的顺序是_________，理由是_________。 ③温度为250℃、压强为时，该反应的压强平衡常数_________（用含代数式表示）。 （2）火箭常用（肼）作燃料，与氧化剂反应生成和水蒸气。已知： ①请写出作为火箭燃料与反应的热化学方程式：_________。 ②1 mol 与足量反应生成和液态水时，放出的热量是_________kJ。 （3）的盐酸与的溶液进行中和反应反应热的测定。 ①中和反应反应热的测定。利用如图所示装置进行中和反应反应热的测定，缺少一种必要的仪器，其仪器名称为_________。 ②实验中若将的盐酸与的溶液反应改用的盐酸与溶液进行反应，若实验操作均正确，则理论上两次实验所放出的热量_________（填“相等”或“不相等”，下同），所求中和反应反应热的数值_________。 【答案】（1） ①. 高温 ②. ③. 该反应为分子数增加的反应，相同温度下，压强越大，平衡向逆反应方向移动的趋势越大，甲醇的平衡转化率就会越小。 ④. （2） ①. ②. 655.2 （3） ①. 玻璃搅拌棒 ②. 不相等 ③. 相等 【解析】 【小问1详解】 ①由图像曲线可知，随着温度升高，甲醇的平衡转化率增加，即反应向正反应方向移动，说明，又该反应是一个气体分子数增加的反应，说明，根据公式，要使反应自发进行也即，温度应尽可能地大，因此答案应为高温； ②该反应为分子数增加的反应，相同温度下，压强越大，平衡向逆反应方向移动的趋势越大，甲醇的平衡转化率就会越小，故答案应为; ③由于投料比为，不妨设二者初始物质的量均为1 mol，依据图中信息可知，当温度为250℃，压强为时，甲醇的平衡转化率为80%，列式计算： 【小问2详解】 ①根据图中信息可写出热化学方程式(i)、(ii)，题目要求的方程式为，根据盖斯定律，该反应可由2×(ii)-(i)得到，故热化学方程式为方程式； ②若只有1 mol肼参与反应与足量二氧化氮反应生成氮气和气态水，则应放出567.2 kJ，由图可知(iii)，如生成的是液态水，则需再释放2×44=88 kJ能量，故总计放出655.2 kJ热量； 【小问3详解】 ①环形玻璃搅拌器可以搅拌使体系热量分布均匀，让温度计测得的温度大小能够代表体系中的热量变化，是该实验必不可少的仪器，故答案为玻璃搅拌棒； ②盐酸与氢氧化钠中和反应以1:1进行，前者条件盐酸过量，反应氢氧化钠0.025 mol，后者氢氧化钠过量，反应盐酸0.0275 mol，两次实验反应的量不一样，因此放出的热量是不一样的，而中和反应热是一个反应的固有属性，是一个定值，若实验操作正确，求出的中和反应热是一样的，故第一空应填“不相等”，第二空为“相等”。 12. 如图所示，某同学设计了一个燃料电池并探究氯碱工业原理的相关问题，其中乙装置中X为离子交换膜。请按要求回答相关问题： （1）甲装置电池负极发生的电极反应式是：___________。 （2）乙中X是___________(阴、阳)离子交换膜，向乙中加入几滴酚酞溶液，工作一段时间后铁电极附近溶液变红，铁电极上的电极反应式为___________。 （3）若在标准状况下，有氧气参加反应，则乙装置中C电极上生成的气体在标准状况下的体积为___________，外电路中通过电子物质的量___________。 （4）若丙装置中电极均为，则丙中发生反应的离子方程式为___________。 （5）化学在环境保护中起十分重要的作用，电化学降解法可用于治理水中硝酸盐污染，电化学降解的原理如图所示： 电极上的电极反应式为___________。 【答案】（1）CH4+10OH-—8e-=7H2O+CO （2） ①. 阳 ②. 2H2O+2e-=H2↑+2OH- （3） ①. 8.96L ②. 0.8mol （4）Cu+2Ag+2Ag+Cu2+ （5）2NO+10e-+12H+=N2↑+6H2O 【解析】 【分析】由图可知，甲池为燃料电池，通入氧气的铂电极为正极，水分子作用下氧气在正极得到电子发生还原反应生成氢氧根离子，通入甲烷的铂电极为负极，碱性条件下甲烷在负极失去电子发生氧化反应生成碳酸根离子和水；乙装置为电解饱和食盐水的电解池，铁电极为电解池阴极，水分子在阴极得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子，石墨电极为阳极，氯离子在阳极失去电子发生氧化反应生成氯气，钠离子通过阳离子交换膜由阳极区移向阴极区；丙装置为电解池，电极b为阳极，电极a为阴极。 【小问1详解】 由分析可知，甲池为燃料电池，通入甲烷的铂电极为负极，碱性条件下甲烷在负极失去电子发生氧化反应生成碳酸根离子和水，电极反应式为CH4+10OH-—8e-=7H2O+CO； 【小问2详解】 由分析可知，乙装置为电解饱和食盐水的电解池，铁电极为电解池阴极，水分子在阴极得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子，电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，钠离子通过阳离子交换膜由阳极区移向阴极区； 【小问3详解】 由分析可知，通入氧气的铂电极为正极，水分子作用下氧气在正极得到电子发生还原反应生成氢氧根离子，石墨电极为阳极，氯离子在阳极失去电子发生氧化反应生成氯气，则由得失电子数目守恒可知，石墨电极生成标准状况下氯气的体积为4.48 L×=8.96L，外电路中通过电子物质的量×4=0.8mol； 【小问4详解】 由分析可知，丙装置为电解池，铜电极b为阳极，失去电子发生氧化反应生成铜离子，铜电极c为阴极，银离子在阴极得到电子发生还原反应生成银，则电解总反应离子方程式为Cu+2Ag+2Ag+Cu2+； 【小问5详解】 由图可知，Ag-Pt电极为电解池的阴极，酸性条件下硝酸根离子在阴极得到电子发生还原反应生成氮气和水，电极反应式为2NO+10e-+12H+=N2↑+6H2O。 13. 当今，世界多国相继规划了碳达峰、碳中和的时间节点，因此，研发二氧化碳利用技术、降低空气中二氧化碳含量成为研究热点。回答下列问题： I．CO2在固体催化表面加氢合成甲烷过程中发生以下两个反应： 主反应：CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g) △H1=-156.9 kJ·mol-1 副反应：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2=+41.1 kJ·mol-1 已知2H2(g)+O2(g)2H2O(g) △H3= -395.6 kJ·mol-1。 （1）CH4燃烧的热化学方程式CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) △H=_______。 （2）加氢合成甲烷时，通常控制温度为500℃左右，理由是_______。 II．二氧化碳合成甲醇的反应为： CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H=-49 kJ·mol-1 （3）573 K时，在体积为2 L的刚性容器中，投入2 mol CO2和6 mol H2，合成总反应达到平衡时，CO2的平衡转化率为60%。 ①该反应的平衡常数K=_______L2/mol2 (保留1位小数)。 ②为了提高CO2的平衡转化率可以采取的措施有_______ ( 填写两项措施)。 ③图1中能表示该反应的平衡常数K与温度T之间的变化关系的是曲线_______ (填 “m”或“n”)。 ④测得在相同时间内，不同温度下H2的转化率如图2所示，v(a)逆_______v(c)逆(填“＞”“＜”或“＝”)。 （4）用如图装置模拟科学研究在碱性环境中电催化还原CO2制乙烯(X、Y均为新型电极材料，可减少CO2和碱发生副反应)，装置中X电极为_______ (填“正”“负”“阴”或“阳”)极，Y极上的电极反应式为_______。 【答案】（1）-634.3 kJ·mol-1 （2）该温度下有较高的化学反应速率和催化剂活性最高 （3） ①. 0.5 ②. 降低温度、及时将CH3OH分离、适当增大压强 ③. m ④. ＜ （4） ①. 阴极 ②. 4OH--4e-=O2↑+2H2O 【解析】 【小问1详解】 ①已知：①CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g) △H1=-156.9 kJ·mol-1 ②CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2=+41.1 kJ·mol-1 ③2H2(g)+O2(g)2H2O(g) △H3= -395.6 kJ·mol-1，根据盖斯定律，将③×2-①，整理可得CH4(g)+2O2(g) =CO2(g)+2H2O(g) △H=(-395.6 kJ/ mol)×2-(-156.9kJ/mol)=-634.3 kJ/ mol； 【小问2详解】 加氢合成甲烷时，温度低于500℃时，反应速率低；温度高于500℃，对于副反应CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)，正反应是吸热反应，温度升高，化学平衡向生成CO的方向移动程度增大，不利于甲烷的生成。通常控制温度为500°C左右，这是由于在该温度下有较高的化学反应速率和催化剂活性最高，副反应发生的少，有利于甲烷的生成； 【小问3详解】 ①573 K时，在体积为2 L的刚性容器中，投入2 mol CO2和6 mol H2，发生反应：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)，反应开始时，c(CO2)=1 mol/L，c(H2)=3 mol/L，总反应达到平衡时，CO2的平衡转化率为60%，则△c(CO2)=1 mol/L×60%=0.6 mol/L，则根据物质反应转化关系可知平衡时c(CO2)=0.4 mol/L，c(H2)=3(1-60%) mol/L=1.2 mol/L，c(CH3OH)=c(H2O)=0.6 mol/L，则该温度下该反应的化学平衡常数K=L2/mol2； ②CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H= -49 kJ /mol的正反应为气体体积减小的放热反应，要提高CO2的平衡转化率，就是要使化学平衡正向移动，根据平衡移动原理，采取的措施可以降低温度、及时将CH3OH分离、适当增大压强； ③该反应的正反应为放热反应，升高温度化学平衡向逆反应方向进行，化学平衡常数K减小，根据图象可知，曲线m表示平衡常数K与温度T之间的变化关系； ④根据图2可知，温度：c点＞a点，在其它条件不变时，温度升高，化学反应速率加快，所以反应速率v(a)逆＜v(c)逆； 【小问4详解】 装置中X电极发生反应为CO2得到电子生成C2H4，碳元素化合价降低，发生还原反应，故X电极为阴极，Y 为阳极，Y电极失去电子，发生氧化反应，则阳极Y的电极反应式为4OH-_4e-=O2↑+2H2O。 14. 氮氧化物(主要为和)是大气污染物，如何有效地消除氮氧化物的污染是目前科学家研究的热点问题。 （1）用尿素吸收氮氧化物是一种可行的方法。 ①尿素在高温条件下与反应转化成无毒气体，该反应的化学方程式为___________。 ②在一个体积为的恒容密闭容器中充入和，在恒定温度下使其发生反应并达到平衡，混合气体中氨气的体积分数随时间的变化如图所示： B点时，的转化率为___________，物质的量浓度为___________。 ③下列有关反应的说法正确的是___________。 A．分离出少量的尿素，的转化率将增大 B．反应达到平衡时，降低反应体系的温度，的浓度减小 C．的转化率始终等于的转化率 D．加入有效的催化剂能够提高尿素的产率 （2）与发生羰化反应形成的络合物可作为催化烯烃反应的催化剂。的羰化反应为温度下，将足量的粉和加入到刚性密闭容器中，时反应达到平衡，测得体系的压强为原来的，则： ①内平均反应速率___________ ②研究表明，正反应速率，逆反应速率(和分别表示正反应和逆反应的速率常数，x为物质的量分数)，计算温度下的___________。 【答案】（1） ①. 4CO(NH2)2+6NO27N2+4CO2+8H2O ②. 37.5% ③. 0.25mol/L ④. B （2） ①. 5.31 ②. 9000 【解析】 【小问1详解】 ①由题意可知，尿素在高温条件下与二氧化氮反应生成氮气、二氧化碳和水，反应的化学方程式为4CO(NH2)2+6NO27N2+4CO2+8H2O； ②由图可知，平衡时氨气的体积分数为20%，设平衡时反应生成水蒸气的物质的量为amol，由题意可建立如下三段式： 由氨气的体积分数可得：×100%=20%，解得a=0.375，则二氧化碳的转化率为×100%=37.5%，氨气的浓度为=0.25mol/L； ③A．尿素为固体，分离出少量的尿素，不影响体系中气态物质的浓度，平衡不移动，氨气的转化率不变，故A错误； B．该反应为放热反应，反应达到平衡时，降低反应体系的温度，平衡向正反应方向移动，二氧化碳的浓度减小，故B正确； C．氨气和二氧化碳的投料比不等于化学计量数比，则反应生成等量水时，消耗氨气和二氧化碳的物质的量不相等，氨气的转化率不等于二氧化碳的转化率，故错误； D．加入有效的催化剂，可以加快反应速率，但平衡不移动，尿素的产率不变，故错误； 故选B； 【小问2详解】 ①设起始气体压强为p，反应生成四羰基合镍的物质的量为amol，由方程式可知，平衡时气体总物质的量为(3.7—3a)mol，由气体压强之比等于物质的量之比可得：=，解得a=0.9，则0～10min内镍的反应速率为=5.31g/min； ②由①可知，四羰基合镍的物质的量为0.9mol，由方程式可知，平衡时一氧化碳的物质的量为(3.7—0.9×4)mol=0.1mol，由反应达到平衡时，正逆反应速率相等可知，=，整理可得：==9000。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $