精品解析：江苏省扬大附中东部分校2022-2023学年高二上学期期中考试化学试题（选修）

扬大附中东部分校2022-2023学年第一学期期中考试 高二年级化学(选修) (分值：100分 考试时间：75分钟) 本卷可能用到的相对原子质量：H：1 C：12 O：16 一、单项选择题：本题包括14小题，每小题3分，共计42分) 1. 化学与生产、生活和科技都密切相关。下列有关说法正确的是 A. “C919”大飞机使用的氮化硅陶瓷是传统硅酸盐材料 B. “中国天眼”的塔架所用钢材的组成元素都是金属元素 C. “祝融号”火星车使用的太阳能电池将太阳能转化为电能 D. “碳中和”的最新成果将CO2转化淀粉[(C6H10O5)n]，此过程不涉及氧化还原反应 2. 根据所学知识和已有生活经验，下列变化过程中ΔS＜0的是 A. NH4NO3(s)=NH(aq) ＋NO(aq) B. Mg(s) ＋H2SO4(aq)=MgSO4(aq) ＋H2(g) C. H2O(s)→H2O(l)→H2O(g) D. 2CO(g)＋O2(g)=2CO2(g) 3. 已知：N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) ΔH=-92.4kJ/mol。若断裂1mol H-H、1mol N-H需要吸收的能量分别为436kJ、391kJ，则断裂1mol N≡N需要吸收的能量为 A. 431kJ B. 649kJ C. 945.6kJ D. 869kJ 4. 下列关于溶液酸碱性说法不正确的是 A. 25℃ pH=3的H2SO4与pH=11的氨水等体积混合后，加入酚酞溶液为无色 B. 25℃ 1L pH=5的氯化铵溶液，c(H+)=10-5mol·L-1，由水电离出n(OH-)=10-5mol C. 某温度下纯水中c(OH-)=4×10-7mol·L-1，则该温度下0.1mol·L-1的盐酸的pH=1 D. 313K时，Kw=2.9×10-14，则pH=7时，溶液呈碱性 5. 某同学设计如图所示实验，探究反应中的能量变化。 下列判断正确的是 A. 由实验可知，（a）、（b）、（c）所涉及的反应都是放热反应 B. 将实验（a）中的铝片更换为等质量的铝粉后释放出的热量有所增加 C. 实验（c）中将环形玻璃搅拌棒改为铁质搅拌器对实验结果没有影响 D. 若用固体代替溶液与盐酸反应测定中和反应的反应热，则测定数值偏高 6. 关于水的电离，下列叙述中，正确的是（ ） A. 升高温度，水的平衡向正反应方向移动，Kw增大，c(OH-)增大，pH增大 B. 向水中加入少量硫酸，水的平衡向逆反应方向移动，Kw不变，c(H+)增大 C. 向水中加入氨水，水的平衡向逆反应方向移动，Kw不变，c(OH-)降低 D. 向水中加入少量固体醋酸钠，平衡向逆反应方向移动，Kw不变，c(H+)降低 7. 下列生产或实验事实引出的结论不正确的是 选项 事实 结论 A. 其他条件相同，Na2S2O3溶液和H2SO4溶液反应，升高溶液的温度，析出沉淀所需时间缩短 当其他条件不变时，升高反应温度，化学反应速率加快 B. 工业制硫酸过程中，在SO3的吸收阶段，喷洒浓硫酸吸收SO3 增大气液接触面积，使SO3的吸收速率增大 C. 在容积不变的密闭容器中发生反应：2NH3(g)N2(g)+3H2(g)，向其中通入氩气 反应速率减慢 D. A、B两支试管中分别加入等体积5%的H2O2溶液，在B试管中加入2～3滴FeCl3溶液，B试管中产生气泡快 当其他条件不变时，催化剂可以改变化学反应速率 A. A B. B C. C D. D 8. 用Cl2生产某些含氯有机物时会产生副产物HCl。利用如下反应，可实现氯的循环利用：4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g) △H=-115.6kJ·mol-1。下列说法正确的是 A. 该反应的K= B. 加入催化剂，能使该反应的焓变减小 C. 1molCl2转化为2molCl放出243kJ热量 D. 断裂4molH－Cl键的同时，有4molH－O键断裂，说明该反应达到平衡状态 9. 乙烯与氯化氢气体催化加成反应的能量与反应历程的关系如图所示，下列说法正确的是 A. 第一步反应比第二步的快 B. 两步反应的H均小于0 C. 第一步的逆反应活化能比第二步的小 D. 催化剂可以使该反应的速率和焓变增大 10. 1914年，德国化学家弗雷兹·哈伯，将和在催化剂、高温、高压的条件下直接化合合成氨气：，人们称该过程为合成氨工艺或哈伯工艺。如今，合成氨工艺仍然是人工固氮最重要的途径，使全球数以亿计的人免于饥饿。氨气也成为一种重要的化工原料。氨气溶于水生成一种碱性溶液：。氨气还用于燃料电池等能源领域。如图表示合成氨反应过程中的能量变化。关于合成氨反应，下列说法不正确的是 A. 升高温度有利于提高的平衡转化率 B. 提高与的投料比可增大的转化率 C. 增大压强能提高的反应速率和转化率 D. 使用催化剂能缩短该反应到达平衡的时间 11. 1914年，德国化学家弗里兹•哈伯，将N2和H2在催化剂、高温、高压的条件下直接化合生成氨气：N2(g)+H2(g) 2NH3(g)，人们称该过程为合成氨工艺或哈伯工艺。如今，合成氨工艺仍然是人工固氮最重要的途径，使全球数以亿计的人免于饥饿。氨气也成为一种重要的化工原料。氨气溶于水生成一种碱性溶液：NH3+H2O NH3•H2O。氨气还用于燃料电池等能源领域。一种用于驱动潜艇的液氨—液氧燃料电池原理示意图如图，下列有关该电池说法正确的是 A. 电极A为电池的正极 B. 电极A上发生的电极反应为：2NH3+6OH--6e-=N2+6H2O C. 电池工作时，OH-向电极B移动 D. 该电池工作时，每消耗标况下22.4LNH3转移6mol电子 12. 化学用语是学习化学的重要工具，下列用来表示物质变化的化学用语正确的是 A. 用铜作阴极，石墨作阳极，电解饱和食盐水时，阴极的电极反应式为2Cl−−2e−=Cl2↑ B. 铅蓄电池放电时的负极反应式为Pb−2e−=Pb2+ C. 粗铜精炼时，与电源负极相连的应是纯铜，该极发生的电极反应只有Cu2++2e−=Cu D. 钢铁发生电化学腐蚀的负极反应式为Fe−3e−=Fe3+ 13. 相同温度和压强下，研究Cl2在不同溶液中的溶解度(用溶解Cl2的物质的量浓度表示)随溶液浓度的变化。在NaCl溶液和盐酸中Cl2的溶解度以及各种含氯微粒的浓度变化如图。 下列说法不正确的是 A. 由图1可知，Cl2溶于NaCl溶液时还发生了反应Cl2+Cl－=Cl B. 随NaCl溶液浓度增大，Cl2+H2O⇌H++Cl－+HClO平衡逆移，Cl2溶解度减小 C. 随盐酸浓度增加Cl2与H2O的反应被抑制，生成Cl为主要反应从而促进Cl2溶解 D. 由上述实验可知，H+浓度增大促进Cl2溶解，由此推知在稀硫酸中，随硫酸浓度增大Cl2的溶解度会增大 14. 燃煤电厂锅炉尾气中含有氮氧化物(主要成分NO)，可通过主反应4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)=4N2(g)+6H2O(g) △H=-1627.7kJ·mol-1除去。温度高于300℃时会发生副反应：4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g) △H=-904.7kJ·mol-1。在恒压、反应物起始物质的量之比一定的条件下，反应相同时间，NO的转化率在不同催化剂作用下随温度变化的曲线如图所示。下列有关说法一定正确的是 A. N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=-180.7kJ·mol-1 B. 图中X点所示条件下，反应时间足够长，NO的转化率能达到Y点的值 C. 关于X、Y、Z三点，KX=KY，Z点反应达到化学平衡状态 D. 图中Z点到W点NO的转化率降低的原因是主反应的平衡逆向移动 二、非选择题：共4题，共58分 15. 完成下列问题 （1）在微生物作用的条件下，NH经过两步反应被氧化成NO。两步反应的能量变化示意如图： ①第一步反应是___________(填“放热”或“吸热”)反应，判断依据是___________。 ②1 mol NH (aq)全部氧化成NO (aq)的热化学方程式是___________。 （2）已知：2CO(g)＋O2(g)=2CO2(g)　ΔH=-566 kJ·mol-1① Na2O2(s)＋CO2(g)=Na2CO3(s)＋O2(g)　ΔH=-226 kJ·mol-1② 则CO(g)与Na2O2(s)反应放出509 kJ热量时，生成的O2为___________L(标况)。 （3）有科学家预言，氢能将成为21世纪的主要能源，而且是一种理想的绿色能源。若1 mol氢气完全燃烧生成1 mol气态水放出241 kJ的热量，已知H—O键能为463 kJ·mol-1，O=O键能为498 kJ·mol-1，计算H—H键能为___________kJ·mol-1。 （4）氢能的储存是氢能利用的前提，科学家研究出一种储氢合金Mg2Ni，已知： Mg(s)＋H2(g)=MgH2(s)　ΔH1=-74.5 kJ·mol-1； Mg2Ni(s)＋2H2(g)=Mg2NiH4(s)　ΔH2=-64.4 kJ·mol-1； Mg2Ni(s)＋2MgH2(s)=2Mg(s)＋Mg2NiH4(s)　ΔH3。 则ΔH3=___________kJ·mol-1。 16. 甲醇(CH3OH)广泛用作燃料电池的燃料，工业上可由CO和H2来合成，化学方程式为CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。 （1）图1是在不同温度下CO的转化率随时间变化的曲线。 ①T1____T2(填“>”、“<”或“=”)。该反应的△H____0(填“>”、“<”或“=”)。 ②若容器容积不变，下列措施能增加CO转化率的是____(填字母)。 a.降低温度 b.使用合适的催化剂 c.将CH3OH(g)从体系中分离 d.充入He，使体系总压强增大 （2）图2是表示一定温度下，在体积为2L的密闭容器中加入4molH2和一定量的CO后，CO和CH3OH(g)的浓度随时间变化情况。从反应开始到平衡，用CO浓度变化表示平均反应速率c(CO)=____；H2的平衡转化率为____；K=_____。 （3）一定温度下恒容容器中，分别研究在PX，PY，PZ三种压强下合成甲醇的规律。如图3是上述三种压强下H2和CO的起始组成比[]与CO平衡转化率的关系，则PX，PY，PZ的大小关系是_____，此时该反应的化学平衡常数KX，KY，KZ的大小关系为____。 （4）恒温恒容条件下，能使反应体系中增大的措施是____。 17. CO2甲烷化加快了能源结构由化石燃料向可再生碳资源的转变。 （1）CO2甲烷化反应最早由化学家PaulSabatier提出。在一定的温度和压力条件下，将按一定比例混合的CO2和H2通过装有催化剂的反应器可得到甲烷。已知： CH4(g)+H2O(g)=3H2(g)+CO(g) △H=206kJ·mol-1； CO(g)+H2O(g)=H2(g)+CO2(g) △H=-41kJ·mol-1。 则反应CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g)的△H=____kJ·mol-1，△S____0(填“>”、“<”或“=”)。 （2）催化剂的选择是CO2甲烷化技术的核心。在两种不同催化剂条件下反应相同时间，测得CO2转化率和生成CH4选择性随温度变化的影响如图1、图2所示。 对比上述两种催化剂的催化性能，工业上应选择的催化剂是____，使用的合适温度为____。 （3）近年来新兴的生物电催化技术运用微生物电解池也可实现CO2甲烷化，其工作原理如图3所示。 ①微生物电解池实现CO2甲烷化的阴极电极反应式为____。 ②该电解池装置在较高温度下CH4的产率会下降，原因是____。 18. 地下水中硝酸盐造成的氮污染已成为一个世界性的环境问题。水体除主要有电化学法。催化还原法等。 （1）电化学去除弱酸性水体中的反应原理如图所示： ①作负极的物质是________。 ②正极的电极反应式是____________________。 ③取两份完全相同的含废液A和B，调节废液A、B的pH分别为2.5和4.5，向废液A、B中加入足量铁粉，经相同时间充分反应后，废液A、B均接近中性。废液A、B中铁的最终物质存在形态分别如图所示。溶液的初始pH对铁的氧化产物有影响，具体影响为________________。 （2）纳米Fe-Ni去除废液中的(Ni不参与反应)。在酸性条件下，Fe与反应生成和，则反应的离子方程式为__________________________。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 扬大附中东部分校2022-2023学年第一学期期中考试 高二年级化学(选修) (分值：100分 考试时间：75分钟) 本卷可能用到的相对原子质量：H：1 C：12 O：16 一、单项选择题：本题包括14小题，每小题3分，共计42分) 1. 化学与生产、生活和科技都密切相关。下列有关说法正确的是 A. “C919”大飞机使用的氮化硅陶瓷是传统硅酸盐材料 B. “中国天眼”的塔架所用钢材的组成元素都是金属元素 C. “祝融号”火星车使用的太阳能电池将太阳能转化为电能 D. “碳中和”的最新成果将CO2转化淀粉[(C6H10O5)n]，此过程不涉及氧化还原反应 【答案】C 【解析】 【详解】A．氮化硅不属于硅酸盐，氮化硅陶瓷属于新型无机非金属材料，故A错误； B．钢材是碳铁合金，组成元素主要是金属元素，还含有非金属元素，故B错误； C．太阳能电池是将太阳能直接转化为电能的装置，所以“祝融号”火星车使用的太阳能电池可以将太阳能转化为电能，故C正确； D．利用CO2转化淀粉[(C6H10O5)n]，C元素的化合价发生变化，属于氧化还原反应，故D错误； 故选：C。 2. 根据所学知识和已有生活经验，下列变化过程中ΔS＜0的是 A. NH4NO3(s)=NH(aq) ＋NO(aq) B. Mg(s) ＋H2SO4(aq)=MgSO4(aq) ＋H2(g) C. H2O(s)→H2O(l)→H2O(g) D. 2CO(g)＋O2(g)=2CO2(g) 【答案】D 【解析】 【详解】A．NH4NO3(s)=NH(aq)＋NO(aq)，反应由固体变为溶液，混乱程度增大即ΔS＞0，故A不符合题意； B．Mg(s)＋H2SO4(aq)=MgSO4(aq)＋H2(g)，反应生成气体，气体增多，混乱程度增大即ΔS＞0，故B不符合题意； C．H2O(s)→H2O(l)→H2O(g)，反应由固体变为液态，再变为气态，混乱程度增大即ΔS＞0，故C不符合题意； D．2CO(g)＋O2(g)=2CO2(g)，反应气体体积减少，混乱程度减小即ΔS＜0，故D符合题意。 综上所述，答案为D。 3. 已知：N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) ΔH=-92.4kJ/mol。若断裂1mol H-H、1mol N-H需要吸收的能量分别为436kJ、391kJ，则断裂1mol N≡N需要吸收的能量为 A. 431kJ B. 649kJ C. 945.6kJ D. 869kJ 【答案】C 【解析】 【详解】反应热ΔH = 反应物总键能 - 生成物总键能，设断裂1 mol N≡N吸收的能量为，反应物含有1 mol N≡N、3 mol H-H，生成物共含有6 mol N-H，代入数据得：，解得，即断裂1 mol N≡N需要吸收的能量为945.6 kJ， 故答案选C。 4. 下列关于溶液酸碱性说法不正确的是 A. 25℃ pH=3的H2SO4与pH=11的氨水等体积混合后，加入酚酞溶液为无色 B. 25℃ 1L pH=5的氯化铵溶液，c(H+)=10-5mol·L-1，由水电离出n(OH-)=10-5mol C. 某温度下纯水中c(OH-)=4×10-7mol·L-1，则该温度下0.1mol·L-1的盐酸的pH=1 D. 313K时，Kw=2.9×10-14，则pH=7时，溶液呈碱性 【答案】A 【解析】 【详解】A．25℃ pH=3的H2SO4与pH=11的氨水等体积混合后，氨水有剩余，溶液显碱性，加入酚酞溶液为红色，A项错误； B．25℃ 1L pH=5的氯化铵溶液，c(H+)=10-5mol·L-1，氯化铵为盐，本身不产生H+，溶液中的H+全部来自于水，故由水电离出n(OH-)=10-5mol/L×1L=10-5mol，B项正确； C．0.1mol/L的盐酸中c(H+)=0.1mol/L，pH=-lg c(H+)= - lg(0.1)=1，C项正确； D．313K时，pH=7时，溶液中c(H+)=1.0×10-7mol/L，则c(OH-)=Kw/ c(H+)=2.9×10-7mol·L-1，c(H+)<c(OH-)，溶液呈碱性，D项正确； 故选A。 5. 某同学设计如图所示实验，探究反应中的能量变化。 下列判断正确的是 A. 由实验可知，（a）、（b）、（c）所涉及的反应都是放热反应 B. 将实验（a）中的铝片更换为等质量的铝粉后释放出的热量有所增加 C. 实验（c）中将环形玻璃搅拌棒改为铁质搅拌器对实验结果没有影响 D. 若用固体代替溶液与盐酸反应测定中和反应的反应热，则测定数值偏高 【答案】D 【解析】 【详解】A．(a)铝与盐酸反应放热，(b)Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应为吸热反应，(c)中和反应放热，并非都是放热反应，A错误； B．铝片与铝粉仅表面积不同，等质量铝完全反应时物质的量相同，释放热量由反应焓变和物质的量决定，与表面积无关，热量不变，B错误； C．铁质搅拌器导热性强，会导致热量散失增加，使测得温度变化偏小，中和热数值偏低，对实验结果有影响，C错误； D．NaOH固体溶于水放热，中和反应本身放热，测定时会包含溶解热，导致总热量偏大，测定数值偏高，D正确； 故答案为：D。 6. 关于水的电离，下列叙述中，正确的是（ ） A. 升高温度，水的平衡向正反应方向移动，Kw增大，c(OH-)增大，pH增大 B. 向水中加入少量硫酸，水的平衡向逆反应方向移动，Kw不变，c(H+)增大 C. 向水中加入氨水，水的平衡向逆反应方向移动，Kw不变，c(OH-)降低 D. 向水中加入少量固体醋酸钠，平衡向逆反应方向移动，Kw不变，c(H+)降低 【答案】B 【解析】 【详解】A．水的电离为吸热反应，升高温度，水的平衡向正反应方向移动，Kw增大，c(OH-)增大，c(H+)增大，pH值减小，A项错误； B．向水中加入少量硫酸，使溶液中c(H+)增大，水的平衡向逆反应方向移动，Kw只与温度有关，温度不变，Kw不变，B项正确； C．向水中加入氨水，氨水电离生成OH-，c(OH-)升高，水的平衡向逆反应方向移动，Kw只与温度有关，温度不变，Kw不变，C项错误； D．向水中加入少量固体醋酸钠，醋酸钠电离生成CH3COO-，CH3COO-结合H+生成醋酸分子，c(H+)降低，平衡向正反应方向移动，Kw不变，D项错误； 故选B。 7. 下列生产或实验事实引出的结论不正确的是 选项 事实 结论 A. 其他条件相同，Na2S2O3溶液和H2SO4溶液反应，升高溶液的温度，析出沉淀所需时间缩短 当其他条件不变时，升高反应温度，化学反应速率加快 B. 工业制硫酸过程中，在SO3的吸收阶段，喷洒浓硫酸吸收SO3 增大气液接触面积，使SO3的吸收速率增大 C. 在容积不变的密闭容器中发生反应：2NH3(g)N2(g)+3H2(g)，向其中通入氩气 反应速率减慢 D. A、B两支试管中分别加入等体积5%的H2O2溶液，在B试管中加入2～3滴FeCl3溶液，B试管中产生气泡快 当其他条件不变时，催化剂可以改变化学反应速率 A. A B. B C. C D. D 【答案】C 【解析】 【详解】A．只有温度不同，温度高，反应产生沉淀的时间缩短，说明升高反应温度，化学反应速率加快，A正确； B．在SO3的吸收阶段，当从上向下喷洒浓硫酸时，浓硫酸与SO3接触面积增大，吸收SO3更快，更多，可以说明增大接触面积，化学反应速率加快，B正确； C．在体积的密闭容器中再充入氩气，反应混合物的浓度不变，因此化学反应速率不变，并不会变小，C错误； D．两个试管中H2O2的浓度和体积相同，B试管中加入2 ~ 3滴FeCl3溶液，A中无催化剂，结果B中产生气泡快，能说明催化剂可以改变化学反应速率，D正确； 故合理选项是C。 8. 用Cl2生产某些含氯有机物时会产生副产物HCl。利用如下反应，可实现氯的循环利用：4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g) △H=-115.6kJ·mol-1。下列说法正确的是 A. 该反应的K= B. 加入催化剂，能使该反应的焓变减小 C. 1molCl2转化为2molCl放出243kJ热量 D. 断裂4molH－Cl键的同时，有4molH－O键断裂，说明该反应达到平衡状态 【答案】D 【解析】 【详解】A．平衡常数K等于生成物浓度幂次积与反应物浓度幂次积之比，则K=，故A错误； B．加入催化剂，该反应的焓变不变，故B错误； C．1molCl2转化为2molCl吸收243kJ热量，故C错误； D．断裂4molH-Cl键的同时，有4molH-O键断裂，说明正反应速率等于逆反应速率，说明该反应达到平衡状态，故D正确； 故选：D。 9. 乙烯与氯化氢气体催化加成反应的能量与反应历程的关系如图所示，下列说法正确的是 A. 第一步反应比第二步的快 B. 两步反应的H均小于0 C. 第一步的逆反应活化能比第二步的小 D. 催化剂可以使该反应的速率和焓变增大 【答案】C 【解析】 【详解】A．由图象可知，第一步反应的活化能大于第二步，因此第二步反应更快，A项错误； B．由图象可知，第一步反应后的能量大于反应前，即H大于0，B项错误； C．由图象很明显能看出，第一步逆反应活化能比第二步的小，C项正确； D．催化剂可以降低反应所需的活化能，从而增大反应速率，但不能改变反应的焓变，D项错误； 答案选C。 【点睛】解答此类题目时，注意区分活化能、H、键能等概念的区别与联系。 10. 1914年，德国化学家弗雷兹·哈伯，将和在催化剂、高温、高压的条件下直接化合合成氨气：，人们称该过程为合成氨工艺或哈伯工艺。如今，合成氨工艺仍然是人工固氮最重要的途径，使全球数以亿计的人免于饥饿。氨气也成为一种重要的化工原料。氨气溶于水生成一种碱性溶液：。氨气还用于燃料电池等能源领域。如图表示合成氨反应过程中的能量变化。关于合成氨反应，下列说法不正确的是 A. 升高温度有利于提高的平衡转化率 B. 提高与的投料比可增大的转化率 C. 增大压强能提高的反应速率和转化率 D. 使用催化剂能缩短该反应到达平衡的时间 【答案】A 【解析】 【详解】A．由能量变化图可知合成氨反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，的平衡转化率降低，A错误； B．提高与的投料比，平衡正向移动，更多被消耗，的转化率增大，B正确； C．合成氨反应为气体分子数减小的反应，增大压强可加快反应速率，同时平衡正向移动，的反应速率和转化率均提高，C正确； D．催化剂可降低反应活化能，加快反应速率，因此能缩短反应到达平衡的时间，D正确； 故选A。 11. 1914年，德国化学家弗里兹•哈伯，将N2和H2在催化剂、高温、高压的条件下直接化合生成氨气：N2(g)+H2(g) 2NH3(g)，人们称该过程为合成氨工艺或哈伯工艺。如今，合成氨工艺仍然是人工固氮最重要的途径，使全球数以亿计的人免于饥饿。氨气也成为一种重要的化工原料。氨气溶于水生成一种碱性溶液：NH3+H2O NH3•H2O。氨气还用于燃料电池等能源领域。一种用于驱动潜艇的液氨—液氧燃料电池原理示意图如图，下列有关该电池说法正确的是 A. 电极A为电池的正极 B. 电极A上发生的电极反应为：2NH3+6OH--6e-=N2+6H2O C. 电池工作时，OH-向电极B移动 D. 该电池工作时，每消耗标况下22.4LNH3转移6mol电子 【答案】B 【解析】 【分析】电池反应中，氨气失去电子，发生氧化反应，故电极A为负极，电极B为正极，据此分析。 【详解】A．电极A上转化为，元素化合价升高，发生失电子的氧化反应，故电极A为负极，A错误； B．电极A为负极，碱性条件下失电子生成，结合电荷守恒、原子守恒配平得电极反应为，B正确； C．原电池工作时，阴离子向负极移动，故向电极A移动，C错误； D．标况下22.4 L NH3的物质的量为1 mol，反应中元素从价升高到价，每消耗1 mol NH3转移3 mol电子，D错误； 故选B。 12. 化学用语是学习化学的重要工具，下列用来表示物质变化的化学用语正确的是 A. 用铜作阴极，石墨作阳极，电解饱和食盐水时，阴极的电极反应式为2Cl−−2e−=Cl2↑ B. 铅蓄电池放电时的负极反应式为Pb−2e−=Pb2+ C. 粗铜精炼时，与电源负极相连的应是纯铜，该极发生的电极反应只有Cu2++2e−=Cu D. 钢铁发生电化学腐蚀的负极反应式为Fe−3e−=Fe3+ 【答案】C 【解析】 【详解】A．用铜作阴极，石墨作阳极，电解饱和食盐水时，阴极的电极反应式为:2H++2e-=H2↑,故A错误； B．铅蓄电池放电时,铅做负极，稀硫酸做电解质溶液，的负极反应式为，故B错误； C．粗铜精炼时，阴极是纯铜，该极发生的电极反应只有Cu2++2e−=Cu，故C正确； D．钢铁发生电化学腐蚀的负极反应式为Fe−2e−=Fe2+，故D错误。 故答案为：C 13. 相同温度和压强下，研究Cl2在不同溶液中的溶解度(用溶解Cl2的物质的量浓度表示)随溶液浓度的变化。在NaCl溶液和盐酸中Cl2的溶解度以及各种含氯微粒的浓度变化如图。 下列说法不正确的是 A. 由图1可知，Cl2溶于NaCl溶液时还发生了反应Cl2+Cl－=Cl B. 随NaCl溶液浓度增大，Cl2+H2O⇌H++Cl－+HClO平衡逆移，Cl2溶解度减小 C. 随盐酸浓度增加Cl2与H2O的反应被抑制，生成Cl为主要反应从而促进Cl2溶解 D. 由上述实验可知，H+浓度增大促进Cl2溶解，由此推知在稀硫酸中，随硫酸浓度增大Cl2的溶解度会增大 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】A．由图1分析Cl2的浓度降低，Cl浓度升高，得出Cl2溶于NaCl溶液时还发生了反应Cl2+Cl－=Cl，故A正确； B．增大Cl－浓度，Cl2+H2O⇌H++ Cl－+HClO平衡逆移，所以随NaCl溶液浓度增大，Cl2溶解度减小，故B正确； C．由图2分析Cl2的浓度先降低后升高，随着盐酸浓度增加，Cl2与H2O的反应被抑制，生成Cl为主要反应，从而促进Cl2溶解，故C正确； D．由图2分析，H+浓度一直增大，但是溶解的Cl2的浓度先降低后升高，应该是发生了反应Cl2+Cl－=Cl，促进了Cl2溶解，而在稀硫酸只提供了H+，随硫酸浓度增大，Cl2+H2O⇌H++ Cl－+HClO平衡逆向移动，Cl2的溶解度会降低，故D错误； 故选D。 14. 燃煤电厂锅炉尾气中含有氮氧化物(主要成分NO)，可通过主反应4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)=4N2(g)+6H2O(g) △H=-1627.7kJ·mol-1除去。温度高于300℃时会发生副反应：4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g) △H=-904.7kJ·mol-1。在恒压、反应物起始物质的量之比一定的条件下，反应相同时间，NO的转化率在不同催化剂作用下随温度变化的曲线如图所示。下列有关说法一定正确的是 A. N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=-180.7kJ·mol-1 B. 图中X点所示条件下，反应时间足够长，NO的转化率能达到Y点的值 C. 关于X、Y、Z三点，KX=KY，Z点反应达到化学平衡状态 D. 图中Z点到W点NO的转化率降低的原因是主反应的平衡逆向移动 【答案】B 【解析】 【详解】A．已知①4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)═4N2(g)+6H2O(g)ΔH=-1627.7kJ⋅mol-1，②4NH3(g)+5O2(g)═4NO(g)+6H2O(g)ΔH=-904.74kJ⋅mol-1，由盖斯定律(②-①)×可得N2(g)+O2(g)=2NO(g)ΔH=×[-904.74kJ⋅mol-1-(-1627.7kJ⋅mol-1)]=+180.74kJ⋅mol-1，故A错误； B．据图可知X点的转化率低于相同温度下的Y点，说明测定转化率时X点还未达到平衡，反应时间足够长，NO的转化率能达到Y点的值，故B正确； C．X和Y的温度相同，故KX=KY，Z点NO转化率未保持不变，反应未达到平衡状态，故C错误； D．图中Z点到W点NO的转化率降低是因为温度过高时，会降低催化剂的活性，故D错误； 故选：B。 二、非选择题：共4题，共58分 15. 完成下列问题 （1）在微生物作用的条件下，NH经过两步反应被氧化成NO。两步反应的能量变化示意如图： ①第一步反应是___________(填“放热”或“吸热”)反应，判断依据是___________。 ②1 mol NH (aq)全部氧化成NO (aq)的热化学方程式是___________。 （2）已知：2CO(g)＋O2(g)=2CO2(g)　ΔH=-566 kJ·mol-1① Na2O2(s)＋CO2(g)=Na2CO3(s)＋O2(g)　ΔH=-226 kJ·mol-1② 则CO(g)与Na2O2(s)反应放出509 kJ热量时，生成的O2为___________L(标况)。 （3）有科学家预言，氢能将成为21世纪的主要能源，而且是一种理想的绿色能源。若1 mol氢气完全燃烧生成1 mol气态水放出241 kJ的热量，已知H—O键能为463 kJ·mol-1，O=O键能为498 kJ·mol-1，计算H—H键能为___________kJ·mol-1。 （4）氢能的储存是氢能利用的前提，科学家研究出一种储氢合金Mg2Ni，已知： Mg(s)＋H2(g)=MgH2(s)　ΔH1=-74.5 kJ·mol-1； Mg2Ni(s)＋2H2(g)=Mg2NiH4(s)　ΔH2=-64.4 kJ·mol-1； Mg2Ni(s)＋2MgH2(s)=2Mg(s)＋Mg2NiH4(s)　ΔH3。 则ΔH3=___________kJ·mol-1。 【答案】（1） ①. 放热 ②. ΔH＜0(或反应物的总能量大于生成物的总能量) ③. NH (aq)＋2O2(g)=NO (aq)＋2H＋(aq)＋H2O(l)　ΔH=-346 kJ·mol-1 （2）11.2L （3）436 （4）＋84.6 【解析】 【分析】 【小问1详解】 ①从图象中可知，第一步反应反应物的总能量大于生成物的总能量，是放热反应； ②第一步反应的热化学方程式是 ，第二步反应的热化学方程式是 ，根据盖斯定律，得到1 mol NH (aq)全部氧化成NO (aq)的热化学方程式NH (aq)＋2O2(g)=NO (aq)＋2H＋(aq)＋H2O(l)　ΔH=-346 kJ·mol-1。 【小问2详解】 根据盖斯定律，“反应①× +反应②”可得到CO(g)与Na2O2(s)反应的热化学方程式 ，则放出509 kJ热量时，消耗Na2O2(s)1mol，生成的O20.5mol，标况下体积为11.2L。 【小问3详解】 根据题意，1 mol氢气完全燃烧生成1 mol气态水的热化学方程式为 ，由热效应等于反应物总键能减去生成物总键能可知，，求得H—H键能为436 kJ·mol-1。 【小问4详解】 氢能的储存是氢能利用的前提，科学家研究出一种储氢合金Mg2Ni，已知： Mg(s)＋H2(g)=MgH2(s)　ΔH1=-74.5 kJ·mol-1； Mg2Ni(s)＋2H2(g)=Mg2NiH4(s)　ΔH2=-64.4 kJ·mol-1；Mg2Ni(s)＋2MgH2(s)=2Mg(s)＋Mg2NiH4(s)　ΔH3=＋84.6 kJ·mol-1 16. 甲醇(CH3OH)广泛用作燃料电池的燃料，工业上可由CO和H2来合成，化学方程式为CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。 （1）图1是在不同温度下CO的转化率随时间变化的曲线。 ①T1____T2(填“>”、“<”或“=”)。该反应的△H____0(填“>”、“<”或“=”)。 ②若容器容积不变，下列措施能增加CO转化率的是____(填字母)。 a.降低温度 b.使用合适的催化剂 c.将CH3OH(g)从体系中分离 d.充入He，使体系总压强增大 （2）图2是表示一定温度下，在体积为2L的密闭容器中加入4molH2和一定量的CO后，CO和CH3OH(g)的浓度随时间变化情况。从反应开始到平衡，用CO浓度变化表示平均反应速率c(CO)=____；H2的平衡转化率为____；K=_____。 （3）一定温度下恒容容器中，分别研究在PX，PY，PZ三种压强下合成甲醇的规律。如图3是上述三种压强下H2和CO的起始组成比[]与CO平衡转化率的关系，则PX，PY，PZ的大小关系是_____，此时该反应的化学平衡常数KX，KY，KZ的大小关系为____。 （4）恒温恒容条件下，能使反应体系中增大的措施是____。 【答案】（1） ①. < ②. < ③. ac （2） ①. 0.75mol·L-1·min-1 ②. 0.75(或75%) ③. 12 （3） ①. PX>PY>PZ ②. KX=KY=KZ （4）充入一定量的H2 【解析】 【小问1详解】 ①根据“先拐先平数值大”规则可知，T1＜T2，由图可知：升高温度，CO的转化率降低，则正反应是放热反应，△H<0； ②a．降低温度，平衡正向移动，CO转化率增大，选项a符合； b．使用合适的催化剂平衡不移动，甲醇产率不变，选项b不符合； c．将CH3OH（g）从体系中分离，平衡正向移动，CO转化率增大，选项c符合； d．充入He，使体系总压强增大，但各组分的浓度不变，平衡不移动，选项d不符合； 故答案为：ac； 【小问2详解】 ①根据图中信息可知v(CO)==0.075 mol·L-1·min-1； ②根据反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)，△c(CO)=1mol/L-0.25mol/L=0.75mol/L，故平衡时H2物质的量为4mol-0.75mol/L=1mol，H2的平衡转化率为=75%； ③ 则平衡常数K==12； 【小问3详解】 一定温度下恒容容器中，分别研究在PX、PY、PZ三种压强下合成甲醇的规律，随增大，CO转化率增大，反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)是气体体积减小的反应，增大压强，平衡正向进行，CO转化率增大，则PX、PY、PZ的大小关系是PX>PY>PZ，温度不变，平衡常数不变，该反应的化学平衡常数KX=KY=KZ，故答案为：PX>PY>PZ；KX=KY=KZ； 【小问4详解】 恒温恒容条件下，能使反应体系中增大，说明平衡正向进行，可以加入一定量氢气，增大CO转化率，反应正向进行，生成甲醇量增大，故答案为：充入一定量氢气。 17. CO2甲烷化加快了能源结构由化石燃料向可再生碳资源的转变。 （1）CO2甲烷化反应最早由化学家PaulSabatier提出。在一定的温度和压力条件下，将按一定比例混合的CO2和H2通过装有催化剂的反应器可得到甲烷。已知： CH4(g)+H2O(g)=3H2(g)+CO(g) △H=206kJ·mol-1； CO(g)+H2O(g)=H2(g)+CO2(g) △H=-41kJ·mol-1。 则反应CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g)的△H=____kJ·mol-1，△S____0(填“>”、“<”或“=”)。 （2）催化剂的选择是CO2甲烷化技术的核心。在两种不同催化剂条件下反应相同时间，测得CO2转化率和生成CH4选择性随温度变化的影响如图1、图2所示。 对比上述两种催化剂的催化性能，工业上应选择的催化剂是____，使用的合适温度为____。 （3）近年来新兴的生物电催化技术运用微生物电解池也可实现CO2甲烷化，其工作原理如图3所示。 ①微生物电解池实现CO2甲烷化的阴极电极反应式为____。 ②该电解池装置在较高温度下CH4的产率会下降，原因是____。 【答案】（1） ①. -165 ②. < （2） ①. Ni－CeO2 ②. 320℃ （3） ①. CO2+8H++8e-=CH4+2H2O ②. 较高温度下，电活性微生物蛋白质变性，逐渐失去活性，所以CH4的产率会下降 【解析】 【小问1详解】 由题干已知，反应I CH4(g)＋H2O(g)=3H2(g)＋CO(g)　ΔH1＝+206 kJ·mol－1；反应II CO(g)＋H2O(g)=H2(g)＋CO2(g)　ΔH2＝－41kJ·mol-1，目标反应CO2(g)＋4H2(g)=CH4(g)＋2H2O(g)可由“-I-II”得到，根据盖斯定律可知，ΔH＝-(+206 kJ·mol－1)-( －41kJ·mol－1)=-165kJ·mol－1； 反应CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g)气体的量减少，为熵少的反应，△S<0；故答案为：-165；<； 【小问2详解】 对比上述两种催化剂的催化性能，由题干图可知，催化剂Ni－CeO2在较低温度下即可实现CO2有较高的转化率，而Ni则要很高的温度，故选用Ni－CeO2为催化剂，320℃时CO2的转化率达到最高，故工业上应选择的催化剂及使用的合适温度是Ni－CeO2、320℃，故答案为：Ni－CeO2、320℃； 【小问3详解】 ①根据电解池阴极发生还原反应，得到电子，结合图示可知，H+通过质子交换膜流向阴极区，故微生物电解池实现CO2甲烷化的阴极电极反应式为：CO2＋8H＋＋8e－=CH4＋2H2O； ②较高温度下，电活性微生物蛋白质变性，逐渐失去活性，所以CH4的产率会下降； 故答案为：CO2＋8H＋＋8e－=CH4＋2H2O；较高温度下，电活性微生物蛋白质变性，逐渐失去活性，所以CH4的产率会下降。 18. 地下水中硝酸盐造成的氮污染已成为一个世界性的环境问题。水体除主要有电化学法。催化还原法等。 （1）电化学去除弱酸性水体中的反应原理如图所示： ①作负极的物质是________。 ②正极的电极反应式是____________________。 ③取两份完全相同的含废液A和B，调节废液A、B的pH分别为2.5和4.5，向废液A、B中加入足量铁粉，经相同时间充分反应后，废液A、B均接近中性。废液A、B中铁的最终物质存在形态分别如图所示。溶液的初始pH对铁的氧化产物有影响，具体影响为________________。 （2）纳米Fe-Ni去除废液中的(Ni不参与反应)。在酸性条件下，Fe与反应生成和，则反应的离子方程式为__________________________。 【答案】（1） ①. ②. ③. 酸性较强时，铁的氧化产物主要为，酸性较弱时，铁的氧化产物主要为 （2） 【解析】 【小问1详解】 ① 由反应原理图可知，铁单质失去电子，发生氧化反应，因此作负极的物质是Fe； ② 在弱酸性水体中，在正极得到电子被还原为，结合酸性环境，正极的电极反应式为； ③ 废液A的（酸性较强），废液B的（酸性较弱）。对比两废液中铁的最终物质存在形态图可知，A废液中铁表面主要覆盖的是，而B废液中铁表面主要覆盖的是。由此得出结论：初始pH较小（酸性较强）时，铁的氧化产物主要为；初始pH较大（酸性较弱）时，铁的氧化产物主要为。 【小问2详解】 在酸性条件下，Fe与发生氧化还原反应，Fe失去2个电子被氧化为，得到8个电子被还原为。根据得失电子守恒，Fe与的化学计量数之比为4:1；再结合电荷守恒和原子守恒配平氢离子和水，可得反应的离子方程式为。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $