精品解析：江苏省扬州大学附属中学东部分校2021-2022学年高二上学期期中考试 化学（选修）试卷

江苏省扬州大学附属中学东部分校2021-2022学年高二上学期 期中考试化学试卷(选修) (总分100分 时间75分钟) 可能用到的相对原子质量：H-1 C-12 N-14 O-16 Fe-56 Cu-64 Na-23 第I卷 (选择题，共42分) 单项选择题：本题包括14小题，每题3分，共42分。每小题只有一个选项符合题意。 1. 化学与科学、技术、社会和环境密切相关。下列有关说法中错误的是 A. 对废旧电池进行回收处理 B. 研发使用高效催化剂，可提高反应中原料的转化率 C. 大力开发和应用氢能源有利于实现“低碳经济” D. 工业上，电解熔融MgCl2制金属镁 【答案】B 【解析】 【详解】A．废旧电池含有重金属等有毒有害物质，随意丢弃会造成土壤、水体污染，回收处理可减少污染并实现资源再利用，A正确； B．催化剂只能改变化学反应速率，不影响化学平衡状态，无法提高反应中原料的平衡转化率，B错误； C．氢能源的燃烧产物为，无排放，大力开发应用氢能源可减少化石燃料使用，降低排放量，有利于实现“低碳经济”，C正确； D．为活泼金属，工业上通过电解熔融冶炼金属镁，熔点过高，电解能耗大不适合工业生产，D正确； 故选B。 2. 过程自发性的作用是 A. 判断过程的方向 B. 确定过程是否一定会发生 C. 判断过程发生的速率 D. 判断过程的热效应 【答案】A 【解析】 【详解】A．过程的自发性核心作用是判断给定条件下过程自发进行的方向，A正确； B．过程的自发性仅能体现过程的发生趋势，无法确定过程是否一定会发生，例如常温下和的化合反应为自发过程，但无引燃条件时几乎不会发生，B错误； C．过程发生的速率属于化学动力学的研究范畴，和过程的自发性无关联，C错误； D．自发过程既可以是吸热过程也可以是放热过程，无法通过自发性判断过程的热效应，D错误； 故选A。 3. 下列说法正确的是 A. 在水中能电离出离子的化合物一定是离子化合物 B. CO2分子中含极性键，且溶于水能导电，所以CO2是电解质 C. Ca(OH)2微溶于水，所以是弱电解质 D. CH3COOH在水中只能部分电离，所以是弱电解质 【答案】D 【解析】 【详解】A．共价化合物如在水中也能电离出离子，因此在水中能电离出离子的化合物不一定是离子化合物，A错误； B．溶于水导电是因为与水反应生成的电离出自由移动的离子，自身不能电离，属于非电解质，B错误； C．强弱电解质的划分依据是溶于水的部分能否完全电离，与溶解度无关，微溶于水，但溶解的部分完全电离，属于强电解质，C错误； D．弱电解质的定义是在水溶液中只能部分电离的电解质，在水中部分电离，符合弱电解质的定义，D正确； 故选D。 4. 一定条件下反应2AB(g)A2(g)+B2(g)达到平衡状态的标志是 A. 单位时间内生成nmolA2，同时消耗2nmolAB B. 容器内，3种气体AB、A2、B2共存 C. AB的消耗速率等于A2的消耗速率 D. 容器中各组分的体积分数不随时间变化 【答案】D 【解析】 【分析】根据化学平衡状态的特征解答，当反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度、百分含量不变，以及由此衍生的一些量也不发生变化，解题时要注意，选择判断的物理量，随着反应的进行发生变化，当该物理量由变化到定值时，说明可逆反应到达平衡状态，据此解答。 【详解】A．单位时间内生成nmolA2，同时消耗2nmolAB，都体现正反应的方向，未体现正与逆的关系，故A错误； B．可逆反应只要反应发生就是反应物和生成物共存的体系，所以不一定是平衡状态，故B错误； C．AB的消耗速率等于A2的消耗速率，速率之比不等于化学计量之比，故C错误； D．容器中各组分的体积分数不随时间变化，说明反应体系中各物质的量不随时间的变化而变化，达平衡状态，故D正确； 故选D。 5. 下列关于合成氨反应的说法正确的是 A. 使用催化剂可以提高反应的平衡转化率 B. 反应物所含键能总和小于生成物所含键能总和 C. 平衡时分离出NH3能增大正反应速率，提高N2转化率 D. 增大压强能提高分子活化能，加快反应速率 【答案】B 【解析】 【详解】A．催化剂只能改变化学反应速率，不影响化学平衡移动，无法提高反应的平衡转化率，A错误； B．反应的反应物总键能生成物总键能，该反应，因此反应物所含键能总和小于生成物所含键能总和，B正确； C．平衡时分离出，瞬间正反应速率不变，之后随反应物浓度降低逐渐减小，平衡正向移动可提高转化率，但不会增大正反应速率，C错误； D．增大压强可增大单位体积内活化分子数，加快反应速率，但不能改变反应的分子活化能，D错误； 故选B。 6. 下列电化学装置能达到目的的是 A. 图甲：实现原电池反应Cu＋2Fe3＋=Cu2＋＋2Fe2＋ B. 图乙：制取少量Fe(OH)2 C. 图丙：证明铁发生了析氢腐蚀 D. 图丁：在铁表面镀锌 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】A．三价铁离子的氧化性大于铜离子，所以该反应为自发的氧化还原反应，图甲有活性不同的两个电极，形成了闭合回路，可构成原电池，A正确； B．铁与电源负极相连作阴极，阴极发生还原反应，不能失电子生成亚铁离子，B错误； C．析氢腐蚀的条件应该是酸性环境，氯化钠溶液显中性，C错误； D．在铁表面镀锌，电解质溶液应该为含锌离子的溶液，D错误； 故选A。 7. 一种Na-CO2二次电池装置如图所示，NaClO4溶于有机溶剂作为电解液，电池的总反应为3CO2＋4Na2Na2CO3＋C。下列说法正确的是 A. 放电时Na电极为正极 B. 充电时电解液中的Na＋移向阳极 C. 放电时每反应1mol CO2，电路中转移4 mol电子 D. 充电时的阳极反应为2CO＋C-4e−=3CO2 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】A．放电时为原电池，原电池中负极失电子发生氧化反应，根据总反应可知Na被氧化，所以Na为负极，A项错误； B．充电时电解液中的Na＋移向阴极，B项错误； C．由反应可知，放电时3个CO2转移4个电子，则每反应1mol CO2，电路中转移mol电子，C项错误； D．充电时，阳极失电子，由反应可知C失去电子，则电极反应为2CO＋C-4e−=3CO2，D项正确； 答案选D。 8. 25℃时，水的电离达到平衡：H2OH＋+ OH－；ΔH > 0，下列叙述正确的是 A. 向水中加入稀氨水，平衡逆向移动，c（OH－）降低 B. 向水中加入少量固体硫酸氢钠，c（H＋）增大，Kw不变 C. 向水中加入少量固体CH3COONa，平衡逆向移动，c（H＋）降低 D. 将水加热，Kw增大，pH不变 【答案】B 【解析】 【详解】A.氨水能抑制水的电离，但碱性是增强的，A不正确； B.硫酸氢钠是强酸的酸式盐，溶于水显酸性，水的离子积常数只和温度有关，所以B是正确的； C.醋酸钠是强碱弱酸盐，水解显碱性。水解是促进水的电离的，所以C不正确； D.电离是吸热的，因此加热促进水的电离，水的离子积常数增大，pH降低，D不正确。 答案选B。 9. 的H2SO4跟过量的锌反应，在一定温度下，为减缓反应速率，但又不影响生成氢气的总量，可向反应物中加入适量的 A. 0.1mol/LH2SO4 B. K2CO3溶液 C. KNO3溶液 D. K2SO4溶液 【答案】D 【解析】 【详解】A．加入，会增加总物质的量，生成氢气的总量增加，A不符合题意； B．加入溶液，与反应生成和，消耗，生成氢气的总量减少，B不符合题意； C．加入溶液，酸性条件下与反应生成，不生成且消耗，生成氢气的总量减少，C不符合题意； D．加入溶液，相当于稀释硫酸，浓度降低，反应速率减慢，且总物质的量不变，生成氢气的总量不变，D符合题意； 故选D。 10. 下列图示与对应的叙述相符的是 A. 图甲表示分别稀释0.1 mol·L-1的盐酸和醋酸时溶液pH的变化 B. 图乙表示反应2SO2(g)＋O2(g)⇌2SO3(g) ΔH＜0分别在有、无催化剂的情况下反应过程中的能量变化 C. 图丙表示反应H2(g)＋I2(g)⇌2HI(g)中正、逆反应速率随时间的变化，t0时刻改变的条件可能是增大体系压强 D. 图丁表示反应“N2(g)＋3H2(g)⇌2NH3(g) ΔH＜0”的平衡常数随温度变化的关系 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】A．0.1 mol·L-1的盐酸和醋酸溶液的pH不相等 ，故A错误； B．2SO2(g)＋O2(g)⇌2SO3(g) ΔH＜0是放热反应，图中是吸热反应 ，故B错误； C．反应H2(g)＋I2(g)⇌2HI(g)是等体反应，增大压强同等程度的增大正逆反应速率 ，平衡不移动，与图象一致，故C正确； D．N2(g)＋3H2(g)⇌2NH3(g) ΔH＜0是放热反应，升高温度平衡逆向移动，平衡常数减少，与图象不一致 ，故D错误； 故选：C。 11. 电解装置如图所示，电解槽内装有KI及淀粉溶液，中间用阴离子交换膜隔开。在一定的电压下通电，发现左侧溶液变蓝色，一段时间后，蓝色逐渐变浅。 已知:3I2+6OH-=IO3-+5I-+3H2O 下列说法不正确的是 A. 右侧发生的电极方程式：2H2O+2e-=H2↑+2OH- B. 电解结束时，右侧溶液中含有IO3- C. 电解槽内发生反应的总化学方程式KI+3H2O=KIO3+3H2↑ D. 如果用阳离子交换膜代替阴离子交换膜，电解槽内发生的总化学方程式不变 【答案】D 【解析】 【详解】A．左侧溶液变蓝色，生成I2，左侧电极为阳极，右侧电极为阴极，阴极上氢离子得电子生成氢气，则右侧电极反应式为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，故A正确； B．一段时间后，蓝色变浅，发生反应3I2+6OH-=IO3-+5I-+3H2O，中间为阴离子交换膜，右侧I-、OH-通过阴离子交换膜向左侧移动，保证两边溶液呈电中性，左侧的IO3-通过阴离子交换膜向右侧移动，故右侧溶液中含有IO3-，故B正确； C．左侧电极为阳极，电极反应为：2I--2e-=I2，同时发生反应3I2+6OH-=IO3-+5I-+3H2O，右侧电极为阴极，电极反应式为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，故总的电极反应式为：KI+3H2OKIO3+3H2↑，故C正确； D．如果用阳离子交换膜代替阴离子交换膜，左侧电极为阳极，电极反应为：2I--2e-=I2，右侧电极为阴极，电极反应式为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，为保证两边溶液呈电中性，左侧多余K+通过阳离子交换膜迁移至阴极，左侧生成I2，右侧溶液中有KOH生成，碘单质与KOH不能反应，总反应相当于：2KI+2H2O2KOH+I2+H2↑，电解槽内发生的总化学方程式发生变化，故D错误； 答案为D。 12. 下列有关工业生产的叙述正确的是 A. 合成氨工业中，将NH3及时液化分离有利于加快反应速率 B. 硫酸工业中，接触室内安装热交换器是为了利用SO3转化为H2SO4时放出的热量 C. 电镀工业中，必须将镀件与电源的负极相连 D. 氯碱工业中，用离子交换膜可防止阴极室产生的Cl2进入阳极室 【答案】C 【解析】 【详解】A．合成氨工业中，及时液化分离可使平衡正向移动，提高反应物转化率，但会降低反应体系中反应物浓度，减慢反应速率，并非加快反应速率，A错误； B．硫酸工业接触室内发生的是催化氧化生成的放热反应，热交换器是利用该反应的热量预热反应物和，转化为在吸收塔中进行，B错误； C．电镀时镀件作电解池阴极，镀层金属阳离子在阴极得电子析出，阴极需与电源负极相连，C正确； D．氯碱工业中是阳极室放电生成的，离子交换膜是防止阳极室的进入阴极室，D错误； 故选C。 13. 是工业制取硝酸的基础反应，已知的反应历程分两步进行，其反应过程能量变化如下图所示(图中a、b、c、d均大于0)。 下列说法正确的是 A. 反应的 B. 反应若使用催化剂，d将减小 C. 采用高温，既可以加快反应速率，也能提高NO的平衡转化率 D. 的逆反应的活化能为 【答案】D 【解析】 【详解】A．反应的等于生成物总能量减去反应物总能量，由图可知生成物能量比反应物能量低，故，A错误； B．催化剂只降低反应的活化能，不改变反应物和生成物的总能量差，为该反应的生成物与反应物的能量差，使用催化剂不变，B错误； C．升高温度可以加快反应速率，但总反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，的平衡转化率降低，C错误； D．逆反应的活化能等于正反应活化能加上正反应的焓变的绝对值，该反应正反应活化能为，反应放热，故逆反应活化能为，D正确； 故选D。 14. 甲醇是常见的有机溶剂和化工原料。以CO2和H2为原料合成甲醇的反应方程式如下： 。在压强一定，CO2和H2起始物质的量之比为1：3的条件下，测得反应时间相同，不同催化剂作用下CO2的转化率随温度的变化曲线如下图所示。 下列说法正确的是 A. a＞0 B. 250K时，催化剂活性：A＜B C. 在使用催化剂A的条件下，延长反应时间，可以使CO2的转化率由X点变为Y点 D. 在使用催化剂B的条件下，250K时，增大压强，可以使CO2的转化率达到Z点 【答案】D 【解析】 【详解】A．温度升高到一定程度后，的转化率随温度升高而降低，说明升高温度平衡逆向移动，正反应为放热反应，即，A错误； B．250 K时，反应时间相同，催化剂A作用下转化率更高，说明反应速率更快，催化剂活性，B错误； C．X点对应温度下，转化率已随温度升高下降，说明X点为平衡状态，延长反应时间平衡不移动，转化率无法升高到Y点，C错误； D．该反应正反应为气体分子数减小的反应，增大压强平衡正向移动，平衡转化率升高，因此250 K时增大压强可使转化率达到Z点，D正确； 故选D。 第II卷 (非选择题，共58分) 15. 铁、铝及其化合物在生产和生活中有着广泛的应用。 (1)某研究性学习小组设计了如图所示装置探究钢铁的腐蚀与防护。 为防止金属Fe被腐蚀，可以采用上述________(填装置序号)装置原理进行防护；装置③中总反应的离子方程式为___________________。 (2)用甲烷或其他有机物、氧气为原料可设计成原电池，以CnH2nOn、O2为原料，硫酸溶液为电解质设计成燃料电池，则负极的电极反应式为____________。 (3)图1是在金属锌板上贴上一张用某溶液浸湿的滤纸，图2是NaBH4/H2O2燃料电池。 图2电池负极区的电极反应为______________；若用硫酸钠和酚酞的混合溶液浸湿滤纸，用导线将a、b直接相连，则滤纸出现________色，c位置的电极反应式为____________，若用KI­淀粉溶液浸湿滤纸，用导线将a、b与A、B电极相连，铅笔芯c点处出现蓝色，则b接的是________(填“A”或“B”)电极。 【答案】 ①. ②③ ②. 2Cl－＋2H2O2OH－＋Cl2↑＋H2↑ ③. CnH2nOn－4ne－＋nH2O===nCO2＋4nH＋ ④. BH4-－8e－＋8OH－===BO2-＋6H2O ⑤. 红 ⑥. O2＋2H2O＋4e－===4OH－ ⑦. B 【解析】 【分析】(1)①装置为原电池，铁为负极；②装置为原电池，锌为负极；③装置为电解池，铁作阴极。装置③实际是电解饱和食盐水，生成氢氧化钠、氢气和氯气。 (2)燃料电池中燃料作负极，反应失去电子，在酸性条件下生成二氧化碳和水。 (3)NaBH4/H2O2燃料电池中负极为BH4-发生氧化反应，即A为负极，B为正极。若用硫酸钠和酚酞的混合溶液浸湿滤纸，形成原电池，锌失去电子，铅笔芯为正极，氧气得到电子；若用KI­淀粉溶液浸湿滤纸，c处出现蓝色，则c处发生反应2I－－2e－=I2，c为阳极，则b接电池正极。 【详解】(1)①装置为原电池，铁为负极，被腐蚀；②装置为原电池，锌为负极被腐蚀，铁作正极被保护；③装置为电解池，铁作阴极被保护。装置③中铁被保护，实际是电解饱和食盐水，生成氢氧化钠、氢气和氯气，离子方程式为2Cl－＋2H2O2OH－＋Cl2↑＋H2↑。答案为：②③；2Cl－＋2H2O2OH－＋Cl2↑＋H2↑； (2)燃料电池中燃料作负极，反应失去电子，在酸性条件下生成二氧化碳和水，电极反应为CnH2nOn－4ne－＋nH2O==nCO2＋4nH＋。答案为：CnH2nOn－4ne－＋nH2O==nCO2＋4nH＋； (3)NaBH4/H2O2燃料电池中负极为BH4-发生氧化反应，电极反应为BH4－－8e－＋8OH－=BO2-＋6H2O，即A为负极，B为正极。若用硫酸钠和酚酞的混合溶液浸湿滤纸，形成原电池，锌失去电子，铅笔芯为正极，氧气得到电子，在该电极生成氢氧化钠，使酚酞变红色；c点的电极反应是O2＋2H2O＋4e－=4OH－；若用KI­淀粉溶液浸湿滤纸，c处出现蓝色，则c处发生反应2I－-2e－=I2，c为阳极，则b接电池正极，因为A是负极，B是正极，所以b连接B极。答案为：BH4-－8e－＋8OH－==BO2-＋6H2O；红；O2＋2H2O＋4e－==4OH－；B。 16. 工业制硫酸生产流程如下图： （1）在沸腾炉中，需要将黄铁矿粉碎的目的是________________________。 （2）在催化反应室，下列措施中有利于提高SO2平衡转化率的有____________。(填写编号) a．减小压强 b．升高温度 c．不断补充空气 d．及时分离出SO3 （3）在生产中，为提高催化剂效率采取的措施有_____________，_____________(答出2点)。 （4）在450℃、常压和钒催化条件下，在容积为VL的恒容容器中加入2n molSO2和n molO2判断反应达到平衡状态的标志是_____________。(填写编号) a．SO2和SO3浓度相等 b．SO2百分含量保持不变 c．容器中气体的压强不变 d．SO3的生成速率与SO2的消耗速率相等 反应若达平衡后测得平衡常数为K，此时O2的转化率为x，则K和x的关系满足K=____________。 （5）图1、2表示该SO2和O2的反应在时刻t1达到平衡、在时刻t2因改变某个条件而发生变化的情况： ①图1中时刻t2发生改变的条件是________________________。 ②图2中时刻t2发生改变的条件是________________________。 【答案】（1）增大固体的接触面积，提高反应速率 （2）cd （3） ①. 净化气体 ②. 控制温度在400-500℃或增大催化剂与反应气体的接触面积 （4） ①. bc ②. （5） ①. 催化剂 ②. 降低温度 【解析】 【分析】在沸腾炉中以黄铁矿（主要成分为​）为原料，通入空气焙烧生成，将黄铁矿粉碎可增大反应物接触面积，让燃烧更充分、反应速率更快。除去造气阶段产出气体中的矿尘、砷硒化合物等杂质，同时干燥气体，避免后续催化反应室的催化剂中毒失活。在、常压、钒催化剂的条件下，让净化后的​和过量空气发生反应​，将​氧化为​。用98%浓硫酸吸收​（避免直接用水吸收形成酸雾阻碍吸收），得到发烟硫酸，后续根据需求稀释得到不同浓度的硫酸，最终贮存。 【小问1详解】 将固体反应物粉碎是化工生产中常见的提效操作，通过增大反应物的接触面积，既可以加快反应速率，也能让黄铁矿充分反应，提升原料利用率。 【小问2详解】 催化反应室的核心反应为，该反应是气体分子数减少的放热反应： a．减小压强，平衡向气体分子数增多的逆反应方向移动，平衡转化率降低，a不符合题意； b．升高温度，平衡向吸热的逆反应方向移动，平衡转化率降低，b不符合题意； c．不断补充空气（增大廉价反应物的浓度），平衡正向移动，提升的转化率，c符合题意； d．及时分离出产物，平衡正向移动，提升的转化率，d符合题意； 故选cd。 【小问3详解】 首先必须对原料气进行净化除尘，避免杂质导致催化剂永久失活（中毒）；钒催化剂的活性在400-500℃区间达到峰值，温度过低活性不足，过高会损伤催化剂，因此需要严格控温，保障催化效率。 【小问4详解】 a．​和​浓度相等仅代表某一时刻二者浓度数值相同，和浓度不再变化的平衡特征无关，不能判断平衡，a不符合题意； b．百分含量保持不变，符合平衡时各组分含量恒定的核心特征，可以判断平衡，b符合题意； c．该反应前后气体分子总数不相等，恒容容器中压强是变量，压强不再变化说明反应达到平衡，c符合题意； d．的生成速率（正反应速率）与的消耗速率（正反应速率）始终相等，不能说明正逆速率相等，无法判断平衡，d不符合题意； 故选bc。 根据计算： 初始浓度：， 转化率为，则转化浓度为，因此平衡时： ，，代入平衡常数表达式​，化简后可得。 【小问5详解】 图1中时刻，正逆反应速率同时瞬间增大，且平衡不移动，符合加入催化剂反应速率加快的变化特征。图2中​时刻，和​的浓度都没有发生瞬间突变，之后​浓度逐渐降低、​浓度逐渐升高，平衡正向移动，符合降低温度的变化特征。 17. 运用化学反应原理研究氮、硫、氧等单质及其化合物的反应有重要意义。 （1）合成氨反应，若在恒温、恒压条件下向平衡体系中通入氩气，则平衡____________移动(填“向左”“向右”或“不”，下同)；使用催化剂反应的ΔH______________(填“增大”“减小”或“不改变”)。 （2）已知： 则反应的ΔH=____________。 （3）一定条件下，向一带活塞的密闭容器中充入2molSO2和1molO2，发生下列反应：，达到平衡后改变下述条件，SO2、O2、SO3气体平衡浓度都比原来增大的是_____________和_____________ A．保持温度和容器体积不变，充入2molSO3 B．保持温度和容器体积不变，充入2molN2 C．升高温度 D．移动活塞压缩气体 （4）某人设想以如图所示装置用原电池原理生产硫酸，写出通入SO2的电极反应式：___________；写出通入O2的电极反应式：______________________。 【答案】（1） ①. 向左 ②. 不改变 （2）-77kJ/mol （3） ①. A ②. D （4） ①. ②. 【解析】 【小问1详解】 在恒温、恒压条件下向平衡体系中通入不参与反应的氩气，为了维持总压强不变，容器的体积必然增大，这导致原平衡体系中各反应气体组分的分压（或浓度）减小。根据勒夏特列原理，平衡将向着气体分子数增多的方向移动，即向左移动。催化剂只能改变反应的途径，降低反应所需的活化能，从而改变反应速率，但不能改变反应物和生成物的始态与终态能量，因此反应的焓变不改变。 【小问2详解】 将题干中给出的三个热化学方程式依次编号为①、②、③。根据盖斯定律，将方程式① + ② + ③即可得到目标反应方程式 。因此，目标反应的焓变 。 【小问3详解】 A．保持温度和容器体积不变，充入，相当于在原平衡基础上增加了生成物的浓度，平衡逆向移动，使得和的物质的量增加，浓度增大；根据勒夏特列原理，平衡移动只能减弱外界条件的改变而不能完全抵消，所以最终 的浓度也比原平衡大，A符合题意； B．保持温度和容器体积不变，充入，由于容器体积不变，参与反应的、、的浓度均未发生变化，平衡不移动，各物质浓度不变，B不符合题意； C．该反应为放热反应，升高温度，平衡向吸热方向（即逆向）移动，会导致 的浓度减小，C不符合题意； D．移动活塞压缩气体，容器体积减小，瞬间所有气体的浓度均增大；随后平衡向气体分子数减少的方向（即正向）移动，但根据勒夏特列原理，平衡移动的结果不能抵消体积缩小带来的浓度增加，最终、、的浓度都比原来增大，D符合题意； 故选AD。 【小问4详解】 该装置利用原电池原理生产硫酸。通入的一极为负极，发生失电子的氧化反应，结合水生成 和，电极反应式为；通入的一极为正极，发生得电子的还原反应，结合从负极区通过质子膜迁移过来的生成水，电极反应式为。 18. 回答问题: （1）高铁酸钾(K2FeO4)不仅是一种理想的水处理剂，而且高铁电池的研制也在进行中。如图1所示是高铁电池的模拟实验装置。 ①该电池放电时正极反应式为___________。 ②盐桥中盛有饱和KCl溶液，此盐桥中氯离子向___________(填“左”或“右”)移动； ③图2为高铁电池和常用的高能碱性电池的放电曲线，由此可得出高铁电池的优点有___________。 （2）SO2和NOx是主要大气污染物，利用如图装置可同时吸收SO2和NO。 ①a是直流电源的___________极。 ②已知电解池的阴极室中溶液的pH在4～7之间，阴极的电极反应为___________。 ③用离子方程式表示吸收NO的原理___________。 （3）一定温度下，反应H2＋Cl2=2HCl中的某一基元反应为H2＋Cl=HCl＋H，其能量变化如图所示。H…H…Cl表示反应物分子旧化学键没有完全断裂、新化学键没有完全形成的过渡态。 该基元反应的活化能为___________ kJ·mol-1，ΔH为___________kJ·mol-1。 （4）键能也可以用于估算化学反应的反应热(ΔH)。下表是部分化学键的键能数据： 化学键 P—P P—O O=O P=O 键能/ (kJ·mol-1) 172 335 498 X 已知白磷的标准燃烧热为-2 378.0 kJ·mol-1，白磷完全燃烧的产物结构如图所示，则上表中X=___________。 （5）已知：Ⅰ．C(石墨，s)＋O2(g)=CO2(g) ΔH1=-393.5 kJ·mol-1 Ⅱ．2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l) ΔH2=-571.6 kJ·mol-1 Ⅲ．2C2H2(g)＋5O2(g)=4CO2(g)＋2H2O(l) ΔH3=-2 599.2 kJ·mol-1 则由C(石墨，s)和H2(g)反应生成1 mol C2H2(g)的焓变为___________。 【答案】（1） ①. FeO＋4H2O＋3e-=Fe(OH)3＋5OH- ②. 右 ③. 使用时间长、工作电压稳定 （2） ①. 负 ②. 2HSO＋2H＋＋2e-=S2O＋2H2O ③. 2NO＋2S2O＋2H2O=N2＋4HSO （3） ①. 21.5 ②. +7.5 （4）470 （5）+226.8 kJ·mol-1 【解析】 【分析】 【小问1详解】 ①根据装置图，锌为负极，石墨为正极，高铁酸钾中铁元素显＋6价，具有强氧化性，高铁酸根在正极上得电子，因此正极电极反应式为FeO＋4H2O＋3e-=Fe(OH)3＋5OH-，故答案为FeO＋4H2O＋3e-=Fe(OH)3＋5OH-； ②根据原电池工作原理，Cl－向负极移动，向Zn电极移动，即向右移动；故答案为右； ③图2为高能碱性电池与高铁电池放电的曲线，从而推出高铁电池的优点是使用时间长、工作电压稳定；故答案为使用时间长、工作电压稳定； 【小问2详解】 ①根据装置图，通入稀硫酸和SO2，得到较浓的硫酸，SO2失去电子转化成硫酸，S的化合价升高，即该电极为阳极，推出b为正极，a为负极；故答案为负极； ②与a电极相连的电极为阴极，根据装置图，发生电极反应式为2HSO＋2H＋＋2e-=S2O＋2H2O；故答案为2HSO＋2H＋＋2e-=S2O＋2H2O； ③根据装置图，NO转化成N2，N的化合价降低，化合价降低2价，S2O转化成HSO，硫元素的化合价由+3价→＋4价，化合价升高1价，根据化合价升降以及原子守恒、电荷守恒，得出吸收NO的原理是2NO＋2S2O＋2H2O=N2＋4HSO；故答案为2NO＋2S2O＋2H2O=N2＋4HSO； 【小问3详解】 根据图象，该基元反应的活化能为21.5kJ·mol－1，该反应为吸热反应，ΔH为+7.5kJ·mol－1；故答案为21.5；7.5； 【小问4详解】 白磷燃烧的热化学方程式为P4(s)＋5O2(g)=P4O10(s) ΔH=－2378.0kJ·mol－1，根据ΔH=反应物键能总和－生成物键能总和=[(6×172＋5×498)－(12×335＋4×X)]kJ·mol－1=－2378.0kJ·mol－1，解得X=470；故答案为470； 【小问5详解】 石墨与H2反应方程式为2C＋H2=C2H2，根据盖斯定律，得出Ⅰ×2＋Ⅱ×－Ⅲ×，ΔH=2ΔH1+ΔH2－ΔH3=+226.8 kJ·mol-1，故答案为+226.8 kJ·mol-1。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 江苏省扬州大学附属中学东部分校2021-2022学年高二上学期 期中考试化学试卷(选修) (总分100分 时间75分钟) 可能用到的相对原子质量：H-1 C-12 N-14 O-16 Fe-56 Cu-64 Na-23 第I卷 (选择题，共42分) 单项选择题：本题包括14小题，每题3分，共42分。每小题只有一个选项符合题意。 1. 化学与科学、技术、社会和环境密切相关。下列有关说法中错误的是 A. 对废旧电池进行回收处理 B. 研发使用高效催化剂，可提高反应中原料的转化率 C. 大力开发和应用氢能源有利于实现“低碳经济” D. 工业上，电解熔融MgCl2制金属镁 2. 过程自发性的作用是 A. 判断过程的方向 B. 确定过程是否一定会发生 C. 判断过程发生的速率 D. 判断过程的热效应 3. 下列说法正确的是 A. 在水中能电离出离子的化合物一定是离子化合物 B. CO2分子中含极性键，且溶于水能导电，所以CO2是电解质 C. Ca(OH)2微溶于水，所以是弱电解质 D. CH3COOH在水中只能部分电离，所以是弱电解质 4. 一定条件下反应2AB(g)A2(g)+B2(g)达到平衡状态的标志是 A. 单位时间内生成nmolA2，同时消耗2nmolAB B. 容器内，3种气体AB、A2、B2共存 C. AB的消耗速率等于A2的消耗速率 D. 容器中各组分的体积分数不随时间变化 5. 下列关于合成氨反应的说法正确的是 A. 使用催化剂可以提高反应的平衡转化率 B. 反应物所含键能总和小于生成物所含键能总和 C. 平衡时分离出NH3能增大正反应速率，提高N2转化率 D. 增大压强能提高分子活化能，加快反应速率 6. 下列电化学装置能达到目的的是 A. 图甲：实现原电池反应Cu＋2Fe3＋=Cu2＋＋2Fe2＋ B. 图乙：制取少量Fe(OH)2 C. 图丙：证明铁发生了析氢腐蚀 D. 图丁：在铁表面镀锌 7. 一种Na-CO2二次电池装置如图所示，NaClO4溶于有机溶剂作为电解液，电池的总反应为3CO2＋4Na2Na2CO3＋C。下列说法正确的是 A. 放电时Na电极为正极 B. 充电时电解液中的Na＋移向阳极 C. 放电时每反应1mol CO2，电路中转移4 mol电子 D. 充电时的阳极反应为2CO＋C-4e−=3CO2 8. 25℃时，水的电离达到平衡：H2OH＋+ OH－；ΔH > 0，下列叙述正确的是 A. 向水中加入稀氨水，平衡逆向移动，c（OH－）降低 B. 向水中加入少量固体硫酸氢钠，c（H＋）增大，Kw不变 C. 向水中加入少量固体CH3COONa，平衡逆向移动，c（H＋）降低 D. 将水加热，Kw增大，pH不变 9. 的H2SO4跟过量的锌反应，在一定温度下，为减缓反应速率，但又不影响生成氢气的总量，可向反应物中加入适量的 A. 0.1mol/LH2SO4 B. K2CO3溶液 C. KNO3溶液 D. K2SO4溶液 10. 下列图示与对应的叙述相符的是 A. 图甲表示分别稀释0.1 mol·L-1的盐酸和醋酸时溶液pH的变化 B. 图乙表示反应2SO2(g)＋O2(g)⇌2SO3(g) ΔH＜0分别在有、无催化剂的情况下反应过程中的能量变化 C. 图丙表示反应H2(g)＋I2(g)⇌2HI(g)中正、逆反应速率随时间的变化，t0时刻改变的条件可能是增大体系压强 D. 图丁表示反应“N2(g)＋3H2(g)⇌2NH3(g) ΔH＜0”的平衡常数随温度变化的关系 11. 电解装置如图所示，电解槽内装有KI及淀粉溶液，中间用阴离子交换膜隔开。在一定的电压下通电，发现左侧溶液变蓝色，一段时间后，蓝色逐渐变浅。 已知:3I2+6OH-=IO3-+5I-+3H2O 下列说法不正确的是 A. 右侧发生的电极方程式：2H2O+2e-=H2↑+2OH- B. 电解结束时，右侧溶液中含有IO3- C. 电解槽内发生反应的总化学方程式KI+3H2O=KIO3+3H2↑ D. 如果用阳离子交换膜代替阴离子交换膜，电解槽内发生的总化学方程式不变 12. 下列有关工业生产的叙述正确的是 A. 合成氨工业中，将NH3及时液化分离有利于加快反应速率 B. 硫酸工业中，接触室内安装热交换器是为了利用SO3转化为H2SO4时放出的热量 C. 电镀工业中，必须将镀件与电源的负极相连 D. 氯碱工业中，用离子交换膜可防止阴极室产生的Cl2进入阳极室 13. 是工业制取硝酸的基础反应，已知的反应历程分两步进行，其反应过程能量变化如下图所示(图中a、b、c、d均大于0)。 下列说法正确的是 A. 反应的 B. 反应若使用催化剂，d将减小 C. 采用高温，既可以加快反应速率，也能提高NO的平衡转化率 D. 的逆反应的活化能为 14. 甲醇是常见的有机溶剂和化工原料。以CO2和H2为原料合成甲醇的反应方程式如下： 。在压强一定，CO2和H2起始物质的量之比为1：3的条件下，测得反应时间相同，不同催化剂作用下CO2的转化率随温度的变化曲线如下图所示。 下列说法正确的是 A. a＞0 B. 250K时，催化剂活性：A＜B C. 在使用催化剂A的条件下，延长反应时间，可以使CO2的转化率由X点变为Y点 D. 在使用催化剂B的条件下，250K时，增大压强，可以使CO2的转化率达到Z点 第II卷 (非选择题，共58分) 15. 铁、铝及其化合物在生产和生活中有着广泛的应用。 (1)某研究性学习小组设计了如图所示装置探究钢铁的腐蚀与防护。 为防止金属Fe被腐蚀，可以采用上述________(填装置序号)装置原理进行防护；装置③中总反应的离子方程式为___________________。 (2)用甲烷或其他有机物、氧气为原料可设计成原电池，以CnH2nOn、O2为原料，硫酸溶液为电解质设计成燃料电池，则负极的电极反应式为____________。 (3)图1是在金属锌板上贴上一张用某溶液浸湿的滤纸，图2是NaBH4/H2O2燃料电池。 图2电池负极区的电极反应为______________；若用硫酸钠和酚酞的混合溶液浸湿滤纸，用导线将a、b直接相连，则滤纸出现________色，c位置的电极反应式为____________，若用KI­淀粉溶液浸湿滤纸，用导线将a、b与A、B电极相连，铅笔芯c点处出现蓝色，则b接的是________(填“A”或“B”)电极。 16. 工业制硫酸生产流程如下图： （1）在沸腾炉中，需要将黄铁矿粉碎的目的是________________________。 （2）在催化反应室，下列措施中有利于提高SO2平衡转化率的有____________。(填写编号) a．减小压强 b．升高温度 c．不断补充空气 d．及时分离出SO3 （3）在生产中，为提高催化剂效率采取的措施有_____________，_____________(答出2点)。 （4）在450℃、常压和钒催化条件下，在容积为VL的恒容容器中加入2n molSO2和n molO2判断反应达到平衡状态的标志是_____________。(填写编号) a．SO2和SO3浓度相等 b．SO2百分含量保持不变 c．容器中气体的压强不变 d．SO3的生成速率与SO2的消耗速率相等 反应若达平衡后测得平衡常数为K，此时O2的转化率为x，则K和x的关系满足K=____________。 （5）图1、2表示该SO2和O2的反应在时刻t1达到平衡、在时刻t2因改变某个条件而发生变化的情况： ①图1中时刻t2发生改变的条件是________________________。 ②图2中时刻t2发生改变的条件是________________________。 17. 运用化学反应原理研究氮、硫、氧等单质及其化合物的反应有重要意义。 （1）合成氨反应，若在恒温、恒压条件下向平衡体系中通入氩气，则平衡____________移动(填“向左”“向右”或“不”，下同)；使用催化剂反应的ΔH______________(填“增大”“减小”或“不改变”)。 （2）已知： 则反应的ΔH=____________。 （3）一定条件下，向一带活塞的密闭容器中充入2molSO2和1molO2，发生下列反应：，达到平衡后改变下述条件，SO2、O2、SO3气体平衡浓度都比原来增大的是_____________和_____________ A．保持温度和容器体积不变，充入2molSO3 B．保持温度和容器体积不变，充入2molN2 C．升高温度 D．移动活塞压缩气体 （4）某人设想以如图所示装置用原电池原理生产硫酸，写出通入SO2的电极反应式：___________；写出通入O2的电极反应式：______________________。 18. 回答问题: （1）高铁酸钾(K2FeO4)不仅是一种理想的水处理剂，而且高铁电池的研制也在进行中。如图1所示是高铁电池的模拟实验装置。 ①该电池放电时正极反应式为___________。 ②盐桥中盛有饱和KCl溶液，此盐桥中氯离子向___________(填“左”或“右”)移动； ③图2为高铁电池和常用的高能碱性电池的放电曲线，由此可得出高铁电池的优点有___________。 （2）SO2和NOx是主要大气污染物，利用如图装置可同时吸收SO2和NO。 ①a是直流电源的___________极。 ②已知电解池的阴极室中溶液的pH在4～7之间，阴极的电极反应为___________。 ③用离子方程式表示吸收NO的原理___________。 （3）一定温度下，反应H2＋Cl2=2HCl中的某一基元反应为H2＋Cl=HCl＋H，其能量变化如图所示。H…H…Cl表示反应物分子旧化学键没有完全断裂、新化学键没有完全形成的过渡态。 该基元反应的活化能为___________ kJ·mol-1，ΔH为___________kJ·mol-1。 （4）键能也可以用于估算化学反应的反应热(ΔH)。下表是部分化学键的键能数据： 化学键 P—P P—O O=O P=O 键能/ (kJ·mol-1) 172 335 498 X 已知白磷的标准燃烧热为-2 378.0 kJ·mol-1，白磷完全燃烧的产物结构如图所示，则上表中X=___________。 （5）已知：Ⅰ．C(石墨，s)＋O2(g)=CO2(g) ΔH1=-393.5 kJ·mol-1 Ⅱ．2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l) ΔH2=-571.6 kJ·mol-1 Ⅲ．2C2H2(g)＋5O2(g)=4CO2(g)＋2H2O(l) ΔH3=-2 599.2 kJ·mol-1 则由C(石墨，s)和H2(g)反应生成1 mol C2H2(g)的焓变为___________。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $