精品解析：北京市首都师范大学附属中学昌平学校2024-2025学年高二上学期期中质量检测 化学试卷

首都师大附中昌平学校2024—2025学年度第一学期期中质量检测 高二化学试卷 (100分， 90分钟 ) 第一部分 选择题(共42分) 可能用到的相对原子质量：H 1 C 12 N 14 O 16 Na 23 Cl 35.5 Cu 64 一、选择题(在下列各题的四个选项中，只有一个选项符合题意。每小题2分，共42分) 1. 下列设备工作时，将化学能转化为热能的是 A. 硅太阳能电池 B. 锂离子电池 C. 太阳能集热器 D. 燃气灶 2. 通过实验发现：当条件改变时化学平衡可能会发生移动， 下列因素一定不会改变化学平衡的是 A. 温度 B. 浓度 C. 压强(对于有气体参与的可逆反应) D. 催化剂 3. 下列有关反应方向的说法正确的是 A. 凡是放热反应都是能自发进行的反应，而吸热反应都是非自发进行的反应 B. 自发反应一定是熵增加的反应，非自发反应一定是熵减小或不变的反应 C. 非自发反应在任何条件下都不能发生 D. 常用能量判据与熵判据组成的复合判据判断反应进行的方向 4. 对于常温下发生的反应: 2H2(g)+O2(g) 2H2O(1) △H=-571.6kJ·mol-1, △S=-70kJ·K-1·mol -1 下列说法正确的是 A. 该反应是放热、熵增的反应 B. 可根据计算 ΔH-TΔS 是否小于 0，判断常温下该反应是否自发反应 C. 由于反应需要“点燃”条件，因此可推断该反应在该条件下不是自发反应 D. 该反应中的“点燃”条件，使反应从非自发反应变成自发反应，因此可以看到产生水珠的现象 5. 下图为某装置的示意图，下列说法中不正确的是 A. 盐桥的作用是离子导体 B. Zn做负极反应物 C. Cu做正极反应物 D. 该装置发生反应的离子方程式是：Zn+Cu2+=Zn2++Cu 6. 已知下列热化学方程式： 由此可知的反应热ΔH为 A. -260.4 kJ·mol-1 B. +260.4 kJ·mol-1 C. -441.8 kJ·mol-1 D. +441.8 kJ·mol-1 7. 汽车尾气净化反应之一：，在恒容密闭容器中达到平衡状态，下列措施可以使平衡向正反应方向移动的是 A. 除去二氧化碳 B. 减小压强 C. 升高温度 D. 加入催化剂 8. 化学反应的能量变化如图所示。下列有关叙述正确的是 A. 该反应每生成2mol吸收b kJ热量 B. 反应热kJ·mol C. 该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量 D. 断裂1 mol A—A和1 mol B—B放出akJ能量 9. 下列事实中，与电化学腐蚀无关的是 A. 用铜质铆钉铆接铁板，铁板易被腐蚀 B. 为了保护海轮的船壳，常在船壳上附加锌块 C. 在空气中，银器表面会生成一层黑色的物质 D. 埋在潮湿土壤里的铁管比埋在干燥土壤里的铁管更容易被腐蚀 10. 对于反应H2(g)+I2(g)2HI(g)，能量变化如图所示，下列说法错误的是 A. 该反应是放热反应 B. 升高温度平衡向逆反应方向移动 C. 增大压强，平衡不发生移动 D. 升高温度，反应的平衡常数K增大 11. 下图为氯碱工业电解饱和食盐水装置，下列有关说法不正确的是 A. 左侧电极发生氧化反应 B. 右侧生成的气体能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝 C. 电解一段时间后，B口排出NaOH溶液 D. 右侧通入的水中NaOH的作用是为了增强导电性 12. 在一定温度下的恒容密闭容器中发生反应：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)，下列证据能说明反应一定达到化学平衡状态的是 A. Q=K B. 体系内物质的总质量保持不变 C. SO2、O2、SO3 同时在容器中存在 D. 单位时间内消耗 2nmolSO2，同时生成 2nmolSO3 13. H2与N2在催化剂表面生成NH3，反应历程及能量变化示意图如下所示，下列说法不正确的是 A. ①→②吸收能量 B. ②→③形成了N-H键 C. 该反应为放热反应 D. 该催化剂可提高平衡时NH3的产率 14. 中学化学教材中，常借助于图像这一表现手段清晰地突出实验装置的要点、形象地阐述化学过程的原理。下列有关化学图像表现的内容不正确的是 A． 牺牲阳极的阴极保护法 B． 电镀 C． 电解精炼铜 D． 氢氧燃料电池 A. A B. B C. C D. D 15. “暖宝宝”的主要原料有铁粉、活性炭、水、食盐等。启用时，打开塑料袋轻轻揉搓就会放出热量。下列说法不正确的是 A. 活性炭作为原电池的正极，加速铁粉的氧化 B. 铁粉作负极，电极反应为 C. 食盐溶于水形成电解质溶液，做离子导体 D. “暖宝宝”放出的热量是铁被氧化时产生的 16. 如图是车载铅蓄电池的示意图。两极分别为Pb、，电解质溶液为，其电极的总反应为，下列说法不正确的是 A. 铅蓄电池是二次电池 B. 放电时，负极反应为 C. 充电时，电极附近溶液的pH下降 D. 充电时，铅蓄电池的负极应接在充电电源的正极上 17. 对于已达平衡的可逆反应A (g) + B (g)3C (g) ΔH > 0，以下相关图像正确的是 A. B. C. D. E. 18. 在T℃，气体通过铁管时，发生腐蚀反应(X)：(K=0.33)，下列分析不正确的是 A. 降低反应温度，可减缓反应X的速率 B. 在气体中加入一定量能起到防护铁管的作用 C. 反应X的可通过如下反应获得：、 D. T℃时，若气体混合物中，铁管被腐蚀 19. 血红蛋白结合O2后的结构如图所示，Fe2+与周围的6个原子均以配位键结合。CO也可与血红蛋白配位，它与血红蛋白结合的能力约为O2的230～270倍。二者与血红蛋白(Hb)结合的反应可表示为： ① Hb + O2 Hb(O2) K1 ② Hb + COHb(CO) K2 下列说法不正确的是 A. 冬天烧煤取暖时，应及时开窗通风 B. 血红蛋白一旦和CO结合，输送O2的功能就会减弱 C. 由题意可得结论：相同温度下， K1>K2 D. CO中毒患者进入高压氧舱治疗，平衡①、②移动的方向相反 20. 液体锌电池是一种电压较高的二次电池，具有成本低、安全性强、可循环使用等特点，其示意图如图。下列说法不正确的是 已知：① ②凝胶中允许离子存在、生成或迁移。 A. 充电过程中，阴极的电极反应： B. 放电过程中，正极的电极反应： C. 放电过程中，由正极向负极迁移 D. 充电过程中，凝胶中的可再生 21. 恒温条件下，用图1装置研究铁的电化学腐蚀，测定结果如图2。下列说法不正确的是 A. 段主要发生析氢腐蚀 B. 段负极反应式为 C. 段正极反应式主要为 D. 段溶液的基本不变，可能的原因：相同时间内，消耗的量与产生的量基本相同 第二部分 非选择题(共58分) 二、填空题(共6小题，共58分) 22. 下图为某实验小组依据氧化还原反应设计的两套原电池装置。 （1）该实验小组是依据哪个氧化还原反应设计的原电池装置，请写出该反应的离子方程式________________________。 （2）该反应的负极反应式是___________________。 （3）正极材料是__________。铜能代替它的原因是_____________________________。 （4）盐桥(装有含琼胶的KCl饱和溶液)中离子移动方向是：Cl−移向_______(填“正极”或“负极”)。 （5）装置乙优于装置甲的原因：_______________________________ 。 23. CO和H2一定条件下发生反应：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)，从而制备燃料甲醇。某研究小组现将三组CO(g)与H2(g)的混合气体分别通入体积为1L的恒容密闭容器中，得到如下数据： 实验组 温度/℃ 起始量(mol) 平衡量(mol) CO(g) H2(g) CH3OH(g) I T1=250 1.5 3 1 Ⅱ T1=250 2 5 x Ⅲ T2(>T1) 1.5 3 0.8 （1）实验I达到平衡时，CO(g)与H2(g)的物质的量浓度分别是______mol/L、_______mol/L。 （2）该反应平衡常数的表达式K=____________。计算250℃时化学平衡常数的值K=___。 （3）写出实验Ⅱ中x的计算表达式(不需求出具体数值)____________。 （4）根据实验I、 Ⅲ对比，可推断出该反应是_______ (填“吸热”或者“放热”)反应，说明判断依据：__________________________________。 （5）请写出提高该反应中甲醇产率的三条措施___________________________。 24. I． 甲醇是人们开发和利用的一种新能源。已知： ① 2H2(g)＋O2(g) =2H2O(l) ΔH1=-571.8 kJ·mol-1； ② CH3OH(g)＋O2(g)=CO2(g)＋2H2(g) ΔH2=-192.9 kJ·mol-1 （1）甲醇蒸气完全燃烧的热化学方程式为_____________ 。 （2）反应②中的能量变化如图所示，则 ΔH2=__________________(填字母表达式)。 II．以甲醇为燃料设计的直接型甲醇燃料电池(DMFC)装置如图所示。 （3）CH3OH中C元素的化合价是______________。 （4）负极的电极反应式是_______________________________________。 （5）质子交换膜中H+的流向是_____________。 a．从左到右 b．从右到左 c．不确定 25. 某实验小组研究外界条件对化学平衡移动的影响。 I．可逆反应2NO2 (g)N2O4 (g) ΔH= −56.9 kJ·mol−1在平衡移动时的颜色变化可以用来指示放热过程和吸热过程。下面是某同学的部分实验报告。 1.向甲烧杯中加入NH4NO3晶体，此烧杯中NO2球的红棕色变浅。 2.向乙烧杯中投入一定量的CaO固体，此烧杯中NO2球的红棕色变深。 （1）甲烧杯中NO2球的红棕色变浅，说明平衡2NO2 (g)N2O4 (g)向______(填“正反应”或“逆反应”)方向移动，所以NH4NO3晶体溶于水是______(填“放热”或“吸热”)过程。 （2）根据乙烧杯中的现象，补全CaO与H2O反应过程的能量变化示意图__________________。 （3）已知t℃时，该反应的平衡常数K=2。若该温度下，某时刻测得反应体系中c(NO2)=0.2mol/L，c(N2O4)=0.4mol/L，则此时反应_____________(填“朝正反应方向进行”、“朝逆反应方向进行”或“处于平衡状态”)。通过计算说明判断理由：____________________________________。 II．为了探究浓度对化学平衡的影响，某化学小组将0.01mol/L的FeCl3溶液和0.01mol/L的KSCN溶液等体积混合得到红色溶液，为了进一步实验探究浓度对Fe3++3SCN-Fe(SCN)3的影响，又做了如下实验操作： （4）实验ii中的现象是_________________________； （5）结合化学用语说明实验iii中加入NaOH的作用_____________________________________； （6）实验ⅳ的作用：_______________________________________； （7）通过上述实验你能得出哪些结论？______________________________。 26. 化学在工业生产中有广泛应用。 （1）如图所示装置中，两玻璃管及烧杯中是滴有酚酞的NaCl饱和溶液，C(I)、C(II)为多孔石墨电极。 ①电解NaCl饱和溶液的化学方程式为______________________。 ②接通S1后，C(I)附近溶液变红，两玻璃管中有气体生成。则电极C(I)是______ (填“阳”或“阴”) 极，检验C(II)电极反应所得气体产物的方法和现象是__________________________。 ③一段时间后(玻璃管中液面未脱离电极)，断开S1，接通S2，电流表的指针发生偏转，此时电极C(II) 是______(填“正”或“负”) 极；C(I) 的电极反应是：_________________。 （2）若用此装置精炼粗铜，断开S2，接通S1，电解液选用CuSO4溶液，则阳极发生的电极反应是：_____________________________，当电路中有0.04 mol电子通过时，阴极增重__________ g。 27. 工业尾气H2S对环境和人体健康产生危害，必须经过处理才可排放。依据题意回答下列问题： （1）生物脱硫可处理含H2S的烟气，过程中使用的硫杆菌是一种微生物。 H2S(g) + Fe2(SO4)3(aq) == S(s) + 2 FeSO4(aq) + H2SO4(aq) ΔH1 4 FeSO4(aq) + O2(g) + 2 H2SO4(aq)2 Fe2(SO4)3(aq) + 2 H2O(l) ΔH2 则反应2H2S(g) + O2 (g)= 2S(s) + 2H2O(l)的ΔH3=___________________。 （2）科研工作者利用微波法处理尾气中的H2S并回收H2和S，反应为：H2SH2+S，一定条件下，H2S的转化率随温度变化的曲线如图。 ①H2S分解生成H2和S的反应为______反应(填“吸热”或“放热”)。 ②微波的作用是______。 （3）利用电化学法也可处理尾气H2S。为避免硫磺沉积在阳极，将氧化吸收和电解制氢过程分开进行，装置如下图所示。氧化吸收器中为FeCl3溶液，电解反应器中，阳极和阴极都采用惰性电极，中间用质子交换膜隔开。 ① 氧化吸收器中反应的离子方程式为__________________。 ② 电解反应器中，阴极的电极反应式为______________。 ③ 结合电极反应式说明“吸收液”在电解反应器中是如何再生的？______________________。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 首都师大附中昌平学校2024—2025学年度第一学期期中质量检测 高二化学试卷 (100分， 90分钟 ) 第一部分 选择题(共42分) 可能用到的相对原子质量：H 1 C 12 N 14 O 16 Na 23 Cl 35.5 Cu 64 一、选择题(在下列各题的四个选项中，只有一个选项符合题意。每小题2分，共42分) 1. 下列设备工作时，将化学能转化为热能的是 A. 硅太阳能电池 B. 锂离子电池 C. 太阳能集热器 D. 燃气灶 【答案】D 【解析】 【详解】A. 硅太阳能电池是把太阳能转化为电能，A错误； B. 锂离子电池将化学能转化为电能，B错误； C. 太阳能集热器将太阳能转化为热能，C错误； D. 燃气灶将化学能转化为热能，D正确， 答案选D。 2. 通过实验发现：当条件改变时化学平衡可能会发生移动， 下列因素一定不会改变化学平衡的是 A. 温度 B. 浓度 C. 压强(对于有气体参与的可逆反应) D. 催化剂 【答案】D 【解析】 【详解】A．任何可逆反应都伴随能量变化，改变温度会使平衡常数发生变化，平衡一定发生移动，A不符合题意； B．改变反应物或生成物浓度时，浓度商会发生变化，若则平衡发生移动，因此浓度可能改变化学平衡，B不符合题意； C．对于反应前后气体分子数不相等的有气体参与的可逆反应，改变压强会使平衡发生移动，因此压强可能改变化学平衡，C不符合题意； D．催化剂可同等程度改变正、逆反应速率，不会改变浓度商和平衡常数的相对大小，平衡始终不移动，一定不会改变化学平衡，D符合题意； 故选D。 3. 下列有关反应方向的说法正确的是 A. 凡是放热反应都是能自发进行的反应，而吸热反应都是非自发进行的反应 B. 自发反应一定是熵增加的反应，非自发反应一定是熵减小或不变的反应 C. 非自发反应在任何条件下都不能发生 D. 常用能量判据与熵判据组成的复合判据判断反应进行的方向 【答案】D 【解析】 【详解】A．反应自发的复合判据为，仅焓变不能单独判断反应自发性，部分吸热反应（如常温下与的反应）也可自发进行，A错误； B．熵变也不能单独判断反应自发性，部分熵减的放热反应（如常温下与化合生成）也能自发，熵增的反应在低温下也可能非自发，B错误； C．非自发反应是指当前条件下，改变温度、压强等条件使时，反应即可发生，如常温下非自发，高温下可分解，C错误； D．常用焓判据（能量判据）和熵判据组成的复合判据（吉布斯自由能判据）判断反应方向，D正确； 故选D。 4. 对于常温下发生的反应: 2H2(g)+O2(g) 2H2O(1) △H=-571.6kJ·mol-1, △S=-70kJ·K-1·mol -1 下列说法正确的是 A. 该反应是放热、熵增的反应 B. 可根据计算 ΔH-TΔS 是否小于 0，判断常温下该反应是否自发反应 C. 由于反应需要“点燃”条件，因此可推断该反应在该条件下不是自发反应 D. 该反应中的“点燃”条件，使反应从非自发反应变成自发反应，因此可以看到产生水珠的现象 【答案】B 【解析】 【分析】该反应，为吸热反应；，为熵减的反应，根据的符号即可判断该反应是否自发。 【详解】A．该反应，为吸热反应；，为熵减的反应，故A错误； B．若，则反应自发，若该反应非自发，故B正确； C．反应的自发与否与反应条件无关，与的符号有关，故C错误； D．因为该反应、，所以该反应高温自发，与是否点燃无关，故D错误； 故选B。 5. 下图为某装置的示意图，下列说法中不正确的是 A. 盐桥的作用是离子导体 B. Zn做负极反应物 C. Cu做正极反应物 D. 该装置发生反应的离子方程式是：Zn+Cu2+=Zn2++Cu 【答案】C 【解析】 【详解】A．盐桥中的阴阳离子可定向移动，起到离子导体的作用，能够维持两池电荷平衡、构成闭合回路，A正确； B．金属活动性强于，失电子发生氧化反应，作为负极反应物，B正确； C．是正极的电极材料，正极反应物为电解质溶液中的，本身不参与电极反应，C错误； D．该原电池的总反应为和生成和的反应，离子方程式为，D正确； 故选C。 6. 已知下列热化学方程式： 由此可知的反应热ΔH为 A. -260.4 kJ·mol-1 B. +260.4 kJ·mol-1 C. -441.8 kJ·mol-1 D. +441.8 kJ·mol-1 【答案】A 【解析】 【详解】根据盖斯定律，目标反应可由已知第一个反应减去第二个反应得到，计算得，故答案选A。 7. 汽车尾气净化反应之一：，在恒容密闭容器中达到平衡状态，下列措施可以使平衡向正反应方向移动的是 A. 除去二氧化碳 B. 减小压强 C. 升高温度 D. 加入催化剂 【答案】A 【解析】 【详解】A．除去二氧化碳,生成物浓度减小，平衡正向移动，A符合题意； B．由于正反应是气体体积减小，因此减小压强，平衡逆向移动，B不符合题意； C．由于正反应为放热反应，因此升高温度平衡逆向移动，C不符合题意； D．加入催化剂平衡不移动，D不符合题意； 故选A。 8. 化学反应的能量变化如图所示。下列有关叙述正确的是 A. 该反应每生成2mol吸收b kJ热量 B. 反应热kJ·mol C. 该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量 D. 断裂1 mol A—A和1 mol B—B放出akJ能量 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据图像可知，反应物的总能量低于生成物的总能量，该反应是吸热反应，则每生成2mol AB(g)吸收(a-b)kJ热量，A错误； B．由A分析可知，kJ·mol，B正确； C．反应为吸热反应，则该反应中反应物的总能量低于生成物的总能量，C错误； D．化学键断裂吸收能量，D错误； 故选B。 9. 下列事实中，与电化学腐蚀无关的是 A. 用铜质铆钉铆接铁板，铁板易被腐蚀 B. 为了保护海轮的船壳，常在船壳上附加锌块 C. 在空气中，银器表面会生成一层黑色的物质 D. 埋在潮湿土壤里的铁管比埋在干燥土壤里的铁管更容易被腐蚀 【答案】C 【解析】 【详解】A．用铜质铆钉铆接铁板，铁、铜在电解质溶液中形成原电池，Fe为负极，Cu为正极，加快铁的腐蚀，与电化学腐蚀有关，故A不符合题意； B．在船壳上附加锌块，Zn为负极，被腐蚀，属于牺牲阳极的阴极保护法，与电化学腐蚀有关，故B不符合题意； C．金属银与空气中的硫化氢气体反应生成黑色硫化银的过程属于化学腐蚀，与电化学腐蚀无关，故C符合题意； D．与埋在干燥土壤里的铁管相比，铁管在潮湿的环境下容易形成原电池，Fe为负极，C为正极，加快铁的腐蚀，与电化学腐蚀有关，故D不符合题意； 故选C。 【点睛】金属的腐蚀分为电化学腐蚀和化学腐蚀，电化学腐蚀速率快于化学腐蚀，注意电化学腐蚀形成条件是解答关键。 10. 对于反应H2(g)+I2(g)2HI(g)，能量变化如图所示，下列说法错误的是 A. 该反应是放热反应 B. 升高温度平衡向逆反应方向移动 C. 增大压强，平衡不发生移动 D. 升高温度，反应的平衡常数K增大 【答案】D 【解析】 【详解】A项，根据图象分析，反应物的总能量高于生成物的总能量，该反应为放热反应，故A正确；B项，升高温度化学平衡向吸热方向移动，则平衡向逆反应方向移动，故B正确；C项，该反应是气体分子数不变的反应，增大压强不改变浓度商和平衡常数，平衡不发生移动，故C正确；D项，该反应为放热反应，升高温度，反应的平衡常数K减小，故D错误。 11. 下图为氯碱工业电解饱和食盐水装置，下列有关说法不正确的是 A. 左侧电极发生氧化反应 B. 右侧生成的气体能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝 C. 电解一段时间后，B口排出NaOH溶液 D. 右侧通入的水中NaOH的作用是为了增强导电性 【答案】B 【解析】 【详解】A．左侧电极连接电源正极，为阳极，阳极发生失电子的氧化反应，A正确； B．右侧电极接电源的负极，为阴极，发生还原反应，生成的气体为，能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝的是左侧阳极生成的，B错误； C．电解时通过阳离子交换膜进入阴极区，阴极反应生成，因此B口排出溶液，C正确； D．纯水导电性很弱，加入少量可电离出自由移动的离子，增强溶液导电性，D正确； 故选B。 12. 在一定温度下的恒容密闭容器中发生反应：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)，下列证据能说明反应一定达到化学平衡状态的是 A. Q=K B. 体系内物质的总质量保持不变 C. SO2、O2、SO3 同时在容器中存在 D. 单位时间内消耗 2nmolSO2，同时生成 2nmolSO3 【答案】A 【解析】 【详解】A．当浓度商与化学平衡常数相等，即Q=K时，正、逆反应速率相等，反应达平衡状态，A符合题意； B．对于反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)，不管反应进行到什么程度，体系内物质的总质量都不变，所以反应不一定达平衡状态，B不正确； C．反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)为可逆反应，不管反应进行到什么程度，SO2、O2、SO3一定同时存在于容器中，所以反应不一定达平衡状态，C不正确； D．不管反应是否达平衡，单位时间内消耗 2nmolSO2，一定同时生成 2nmolSO3，D不正确； 故选A。 13. H2与N2在催化剂表面生成NH3，反应历程及能量变化示意图如下所示，下列说法不正确的是 A. ①→②吸收能量 B. ②→③形成了N-H键 C. 该反应为放热反应 D. 该催化剂可提高平衡时NH3的产率 【答案】D 【解析】 【详解】A．①→②过程中、的化学键断裂，状态②能量高于状态①，需要吸收能量，A正确； B．②→③过程中N原子和H原子结合生成，形成了键，B正确； C．状态①反应物的总能量高于状态③生成物的总能量，该反应为放热反应，C正确； D．催化剂只能改变化学反应速率，不能使化学平衡发生移动，无法提高平衡时的产率，D错误； 故选D。 14. 中学化学教材中，常借助于图像这一表现手段清晰地突出实验装置的要点、形象地阐述化学过程的原理。下列有关化学图像表现的内容不正确的是 A． 牺牲阳极的阴极保护法 B． 电镀 C． 电解精炼铜 D． 氢氧燃料电池 A. A B. B C. C D. D 【答案】B 【解析】 【详解】A．该装置为Zn、Fe构成的原电池，Zn比Fe活泼作负极被氧化消耗，Fe作正极被保护，符合牺牲阳极的阴极保护法原理，A正确； B．电镀装置中镀层金属Cu应接电源正极作阳极，待镀铁件应接电源负极作阴极，电解液为溶液，B错误； C．电解精炼铜要求粗铜作阳极、精铜作阴极，电解液为CuSO4溶液，图为电解精炼铜装置，C正确； D．该装置中通入的一极为负极，通入的一极为正极，外电路电子由负极流向正极，符合氢氧燃料电池的原理，D正确； 故答案选B。 15. “暖宝宝”的主要原料有铁粉、活性炭、水、食盐等。启用时，打开塑料袋轻轻揉搓就会放出热量。下列说法不正确的是 A. 活性炭作为原电池的正极，加速铁粉的氧化 B. 铁粉作负极，电极反应为 C. 食盐溶于水形成电解质溶液，做离子导体 D. “暖宝宝”放出的热量是铁被氧化时产生的 【答案】B 【解析】 【详解】A．暖宝宝利用铁的吸氧腐蚀原理构成原电池，活性炭导电性好，作原电池正极，可加快铁粉的氧化速率，A正确； B．铁粉作负极时，失去电子生成，电极反应为，而非直接失去3个电子生成，B错误； C．食盐的主要成分是，溶于水后电离出自由移动的和，可作为原电池的离子导体，C正确； D．暖宝宝放热的本质是铁发生氧化反应时，将化学能转化为热能释放，D正确； 故选B。 16. 如图是车载铅蓄电池的示意图。两极分别为Pb、，电解质溶液为，其电极的总反应为，下列说法不正确的是 A. 铅蓄电池是二次电池 B. 放电时，负极反应为 C. 充电时，电极附近溶液的pH下降 D. 充电时，铅蓄电池的负极应接在充电电源的正极上 【答案】D 【解析】 【分析】铅蓄电池属于可充放电的二次电池，放电时单质铅为负极发生失电子的氧化反应，电极反应为；；充电时二氧化铅为阳极，电极反应为，一侧电极生成氢离子致使局部 pH 降低，同时原电池两极充电时需分别对应外接电源负极、正极。 【详解】A．铅蓄电池可反复进行充放电，属于二次电池，A正确； B．放电时Pb作负极，失去电子生成的与结合生成，电极反应为，B正确； C．充电时电极为阳极，发生反应，生成使附近溶液pH下降，C正确； D．充电时铅蓄电池的负极需作电解池的阴极，应连接充电电源的负极，D错误； 故选D。 17. 对于已达平衡的可逆反应A (g) + B (g)3C (g) ΔH > 0，以下相关图像正确的是 A. B. C. D. E. 【答案】A 【解析】 【详解】A．该反应正反应为气体分子数增大的反应，压强增大平衡向逆反应方向移动，的物质的量随压强增大而减小，与图像一致，A正确； B．该反应，正反应为吸热反应，温度升高平衡向正反应方向移动，的物质的量应随温度升高而增大，与图像不符，B错误； C．平衡常数仅与温度有关，与压强无关，压强增大时应保持不变，与图像不符，C错误； D．该反应正反应为吸热反应，温度升高平衡正向移动，平衡常数应随温度升高而增大，与图像不符，D错误； 故选A。 18. 在T℃，气体通过铁管时，发生腐蚀反应(X)：(K=0.33)，下列分析不正确的是 A. 降低反应温度，可减缓反应X的速率 B. 在气体中加入一定量能起到防护铁管的作用 C. 反应X的可通过如下反应获得：、 D. T℃时，若气体混合物中，铁管被腐蚀 【答案】D 【解析】 【详解】A．降低反应温度，活化分子百分数减小，可减缓反应X的速率，故A正确； B．在气体中加入一定量，氢气浓度增大，可以抑制平衡正向移动，能起到防护铁管的作用，故B正确； C．①、②，根据盖斯定律①-②得，故C正确； D． T℃时，若气体混合物中，则Q=，反应逆向移动，铁管不易腐蚀，故D错误； 故选D。 19. 血红蛋白结合O2后的结构如图所示，Fe2+与周围的6个原子均以配位键结合。CO也可与血红蛋白配位，它与血红蛋白结合的能力约为O2的230～270倍。二者与血红蛋白(Hb)结合的反应可表示为： ① Hb + O2 Hb(O2) K1 ② Hb + COHb(CO) K2 下列说法不正确的是 A. 冬天烧煤取暖时，应及时开窗通风 B. 血红蛋白一旦和CO结合，输送O2的功能就会减弱 C. 由题意可得结论：相同温度下， K1>K2 D. CO中毒患者进入高压氧舱治疗，平衡①、②移动的方向相反 【答案】C 【解析】 【详解】A．烧煤不完全燃烧会产生有毒的，及时开窗通风可降低室内浓度，防止中毒，A正确； B．与血红蛋白结合能力远强于，血红蛋白结合后无法再结合，输送的功能会减弱，B正确； C．与血红蛋白结合的能力约为的230～270倍，说明反应②正向进行程度更大，相同温度下平衡常数，C错误； D．进入高压氧舱后浓度增大，反应①平衡正向移动，浓度减小，反应②平衡逆向移动，二者平衡移动方向相反，D正确； 故选C。 20. 液体锌电池是一种电压较高的二次电池，具有成本低、安全性强、可循环使用等特点，其示意图如图。下列说法不正确的是 已知：① ②凝胶中允许离子存在、生成或迁移。 A. 充电过程中，阴极的电极反应： B. 放电过程中，正极的电极反应： C. 放电过程中，由正极向负极迁移 D. 充电过程中，凝胶中的可再生 【答案】C 【解析】 【详解】液体锌电池放电时Zn作负极，发生氧化反应，失电子生成，负极电极反应式为，MnO2所在电极作正极，发生还原反应生成Mn2+，正极反应式为MnO2+4H++2e-═Mn2++2H2O，放电时，阳离子由负极移向正极、阴离子由正极移向负极；充电时，原电池正负极分别与外加电源正负极相接，作电解池的阳极、阴极，阴阳极电极反应式与负极、正极反应式正好相反，据此分析解答。 【点睛】A．原电池负极反应为，充电时，原电池负极与外加电源负极相接，作电解池的阴极，阴极电极反应式与负极反应式正好相反，即，故A正确； B．液体锌电池中MnO2所在电极作正极，MnO2发生还原反应生成Mn2+，即电极反应式为MnO2+4H++2e-═Mn2++2H2O，故B正确； C．原电池放电时，阳离子由负极移向正极，即H+由负极向正极迁移，故C错误； D．电解时阴极电极反应式为，由于KOH凝胶的特殊作用可使KOH再生，故D正确； 本题选C。 21. 恒温条件下，用图1装置研究铁的电化学腐蚀，测定结果如图2。下列说法不正确的是 A. 段主要发生析氢腐蚀 B. 段负极反应式为 C. 段正极反应式主要为 D. 段溶液的基本不变，可能的原因：相同时间内，消耗的量与产生的量基本相同 【答案】C 【解析】 【分析】图1中构成原电池，铁作负极，开始时pH=1.8，AB段溶液pH值增大，体系压强增大，铁主要发生析氢腐蚀；BD段溶液的pH值增加，体系压强减小，正极反应式为：O2+4e-+4H+=2H2O；DE段溶液pH基本不变，但压强减小，产生的Fe2+被O2氧化，pH基本不变可能的原因：相同时间内，2Fe+O2+4H+=2Fe2++2H2O消耗H+的量与4Fe2++O2+10H2O=4Fe(OH)3+8H+产生H+的量基本相同，据此分析； 【详解】A．由图可知，AB段体系的压强增大，说明产生了氢气，故AB段主要发生析氢腐蚀，A正确； B．AD段内发生的都是铁的电化学腐蚀，铁在负极的电极式为：Fe-2e-=Fe2+，B正确； C．由图可知BC段的pH为3-5，正极不能产生氢氧根，电极反应式为：O2+4e-+4H+=2H2O，C错误； D．根据分析，DE段溶液pH基本不变，但压强减小，产生的Fe2+被O2氧化，pH基本不变可能的原因：相同时间内，2Fe+O2+4H+=2Fe2++2H2O消耗H+的量与4Fe2++O2+10H2O=4Fe(OH)3+8H+产生H+的量基本相同，D正确； 故选C。 第二部分 非选择题(共58分) 二、填空题(共6小题，共58分) 22. 下图为某实验小组依据氧化还原反应设计的两套原电池装置。 （1）该实验小组是依据哪个氧化还原反应设计的原电池装置，请写出该反应的离子方程式________________________。 （2）该反应的负极反应式是___________________。 （3）正极材料是__________。铜能代替它的原因是_____________________________。 （4）盐桥(装有含琼胶的KCl饱和溶液)中离子移动方向是：Cl−移向_______(填“正极”或“负极”)。 （5）装置乙优于装置甲的原因：_______________________________ 。 【答案】（1）Fe+Cu2+=Fe2++Cu （2）Fe-2e− =Fe2+ （3） ①. 石墨 ②. 铜是能导电的固体，且不与电解质溶液反应 （4）负极 （5）避免Fe直接与Cu2+接触发生置换反应，减小能量损耗，能获得更稳定、持续的电流，电池转化效率高 【解析】 【小问1详解】 在给定的装置中，铁比C活泼，活泼金属铁作负极，失去电子；氯化铜溶液中的铜离子在正极得到电子。因此，总反应为铁与铜离子的置换反应，对应的离子方程式为 。 【小问2详解】 铁比碳活泼，铁作为负极失去电子生成亚铁离子，其电极反应式为 。 【小问3详解】 根据图示，装置中的正极材料是石墨（或C）。原电池的正极材料通常只需满足两个条件：一是能够导电，二是活泼性弱于负极材料。铜的金属活动性比铁弱，且具有良好的导电性，因此完全可以代替石墨作为该原电池的正极。 【小问4详解】 在原电池工作时，负极不断产生阳离子（），正极不断消耗阳离子（）。为了维持两侧溶液的电中性，盐桥中的阴离子（）会向负极区移动，阳离子（）会向正极区移动。因此， 移向负极。 【小问5详解】 装置甲（单液原电池）中，铁片直接与氯化铜溶液接触，铁会直接置换出铜并附着在铁片表面，形成无数微小的原电池，导致部分化学能转化为热能损耗，电流不稳定且电池寿命短。装置乙（双液原电池）采用盐桥将还原剂（Fe）和氧化剂（）隔离，避免了它们直接接触发生化学反应，使得电子只能通过外电路转移，从而能够产生持续、稳定的电流，大大提高了化学能转化为电能的效率。 23. CO和H2一定条件下发生反应：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)，从而制备燃料甲醇。某研究小组现将三组CO(g)与H2(g)的混合气体分别通入体积为1L的恒容密闭容器中，得到如下数据： 实验组 温度/℃ 起始量(mol) 平衡量(mol) CO(g) H2(g) CH3OH(g) I T1=250 1.5 3 1 Ⅱ T1=250 2 5 x Ⅲ T2(>T1) 1.5 3 0.8 （1）实验I达到平衡时，CO(g)与H2(g)的物质的量浓度分别是______mol/L、_______mol/L。 （2）该反应平衡常数的表达式K=____________。计算250℃时化学平衡常数的值K=___。 （3）写出实验Ⅱ中x的计算表达式(不需求出具体数值)____________。 （4）根据实验I、 Ⅲ对比，可推断出该反应是_______ (填“吸热”或者“放热”)反应，说明判断依据：__________________________________。 （5）请写出提高该反应中甲醇产率的三条措施___________________________。 【答案】（1） ①. 0.5 ②. 1 （2） ①. ②. 2 （3） （4） ①. 放热 ②. 温度升高时，造成CH3OH的平衡浓度减小，说明升高温度导致化学平衡向逆反应方向移动，逆向吸热，即正向反应放热。 （5）降温，加压，将生成的CH3OH及时分离（或其他合理答案） 【解析】 【小问1详解】 实验I中，根据反应方程式，生成需要消耗和。起始时为，为，则平衡时的物质的量为，的物质的量为。由于容器体积为，故平衡时和的浓度分别为和。 【小问2详解】 化学平衡常数表达式为生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值，故；代入实验I（）的平衡浓度数据：，，，计算可得：。 【小问3详解】 实验Ⅱ的温度与实验I相同，均为，因此平衡常数。实验Ⅱ中起始为，为，平衡时生成为，则消耗的为，为。平衡时的浓度为，的浓度为，的浓度为。代入平衡常数表达式即可得到：。 【小问4详解】 对比实验I和实验Ⅲ，两者的反应物起始量完全相同，但实验Ⅲ的温度更高（T2>T1）。达到平衡时，实验Ⅲ中产物甲醇的物质的量（）小于实验I（），这说明升高温度导致化学平衡向逆反应方向移动。根据勒夏特列原理，升高温度平衡向吸热方向移动，因此逆反应为吸热反应，正反应为放热反应。 【小问5详解】 该反应是一个正向气体分子数减少的放热反应。根据勒夏特列原理，要提高甲醇的产率（即促使平衡正向移动），可以采取以下措施：①降低温度（平衡向放热的正反应方向移动）；②增大压强（平衡向气体分子数减少的正反应方向移动）；③及时分离出甲醇或增大反应物浓度（降低生成物浓度或提高反应物浓度，均可使平衡正向移动）。 24. I． 甲醇是人们开发和利用的一种新能源。已知： ① 2H2(g)＋O2(g) =2H2O(l) ΔH1=-571.8 kJ·mol-1； ② CH3OH(g)＋O2(g)=CO2(g)＋2H2(g) ΔH2=-192.9 kJ·mol-1 （1）甲醇蒸气完全燃烧的热化学方程式为_____________ 。 （2）反应②中的能量变化如图所示，则 ΔH2=__________________(填字母表达式)。 II．以甲醇为燃料设计的直接型甲醇燃料电池(DMFC)装置如图所示。 （3）CH3OH中C元素的化合价是______________。 （4）负极的电极反应式是_______________________________________。 （5）质子交换膜中H+的流向是_____________。 a．从左到右 b．从右到左 c．不确定 【答案】（1） （2）E1﹣E2 （3）-2 （4） （5）a 【解析】 【小问1详解】 已知热化学方程式：① ② 根据盖斯定律，将反应①和反应②相加，即可得到甲醇蒸气完全燃烧的热化学方程式：。其焓变 。 【小问2详解】 化学反应的焓变等于生成物的总能量减去反应物的总能量。由能量变化图可知，生成物的总能量为 ，反应物的总能量为 ，因此该反应的焓变 。 【小问3详解】 在甲醇分子中，H元素的化合价通常为+1价，O元素的化合价为-2价。根据化合物中各元素正负化合价代数和为0的原则，设C元素的化合价为 ，则有 ，解得 。 【小问4详解】 在甲醇燃料电池中，通入燃料甲醇的一极为负极，发生失去电子的氧化反应。由图可知电池内部存在质子交换膜，说明电解质环境为酸性。甲醇在负极失去电子并与水反应生成二氧化碳和氢离子，电极反应式为：。 【小问5详解】 在原电池内部，阳离子向正极移动。根据装置图，左侧通入甲醇为负极，右侧通入氧气为正极，因此质子交换膜中的氢离子应从负极移向正极，即从左到右移动，故选a。 25. 某实验小组研究外界条件对化学平衡移动的影响。 I．可逆反应2NO2 (g)N2O4 (g) ΔH= −56.9 kJ·mol−1在平衡移动时的颜色变化可以用来指示放热过程和吸热过程。下面是某同学的部分实验报告。 1.向甲烧杯中加入NH4NO3晶体，此烧杯中NO2球的红棕色变浅。 2.向乙烧杯中投入一定量的CaO固体，此烧杯中NO2球的红棕色变深。 （1）甲烧杯中NO2球的红棕色变浅，说明平衡2NO2 (g)N2O4 (g)向______(填“正反应”或“逆反应”)方向移动，所以NH4NO3晶体溶于水是______(填“放热”或“吸热”)过程。 （2）根据乙烧杯中的现象，补全CaO与H2O反应过程的能量变化示意图__________________。 （3）已知t℃时，该反应的平衡常数K=2。若该温度下，某时刻测得反应体系中c(NO2)=0.2mol/L，c(N2O4)=0.4mol/L，则此时反应_____________(填“朝正反应方向进行”、“朝逆反应方向进行”或“处于平衡状态”)。通过计算说明判断理由：____________________________________。 II．为了探究浓度对化学平衡的影响，某化学小组将0.01mol/L的FeCl3溶液和0.01mol/L的KSCN溶液等体积混合得到红色溶液，为了进一步实验探究浓度对Fe3++3SCN-Fe(SCN)3的影响，又做了如下实验操作： （4）实验ii中的现象是_________________________； （5）结合化学用语说明实验iii中加入NaOH的作用_____________________________________； （6）实验ⅳ的作用：_______________________________________； （7）通过上述实验你能得出哪些结论？______________________________。 【答案】（1） ①. 正反应 ②. 吸热 （2） （3） ①. 朝逆反应方向进行 ②. Q==10＞K=2 （4）溶液红色变深 （5）加入氢氧化钠后发生反应：Fe3++3OH-=Fe (OH)3，使 Fe3+的浓度降低，平衡 Fe3++3SCN-Fe (SCN)3逆向移动，可验证反应物浓度减小对化学平衡的影响 （6）对照实验。排除所加试剂中的水对实验的影响 （7）增大反应物浓度，平衡正向移动；减小反应物浓度，平衡逆向移动 【解析】 【小问1详解】 为红棕色，为无色，球的红棕色变浅，说明平衡向正反应方向移动，降温平衡向着放热方向移动，故晶体溶于水吸热； 【小问2详解】 与反应放出大量热，反应物总能量大于生成物总能量，故图象为：   ； 【小问3详解】 c(NO2)=0.2mol/L，c(N2O4)=0.4mol/L，Q==10＞K=2，所以朝逆反应方向进行。 【小问4详解】 加入的KSCN的浓度大，平衡Fe3++3SCN-Fe (SCN)3正向移动，溶液红色加深。 【小问5详解】 加入氢氧化钠后发生反应：Fe3++3OH-=Fe (OH)3，使 Fe3+的浓度降低，平衡 Fe3++3SCN-Fe (SCN)3逆向移动，可验证反应物浓度减小对化学平衡的影响。 【小问6详解】 与前面三组实验组成对照实验。排除所加试剂中的水对实验的影响。 【小问7详解】 通过以上实验可得：增大反应物浓度，平衡正向移动；减小反应物浓度，平衡逆向移动。 26. 化学在工业生产中有广泛应用。 （1）如图所示装置中，两玻璃管及烧杯中是滴有酚酞的NaCl饱和溶液，C(I)、C(II)为多孔石墨电极。 ①电解NaCl饱和溶液的化学方程式为______________________。 ②接通S1后，C(I)附近溶液变红，两玻璃管中有气体生成。则电极C(I)是______ (填“阳”或“阴”) 极，检验C(II)电极反应所得气体产物的方法和现象是__________________________。 ③一段时间后(玻璃管中液面未脱离电极)，断开S1，接通S2，电流表的指针发生偏转，此时电极C(II) 是______(填“正”或“负”) 极；C(I) 的电极反应是：_________________。 （2）若用此装置精炼粗铜，断开S2，接通S1，电解液选用CuSO4溶液，则阳极发生的电极反应是：_____________________________，当电路中有0.04 mol电子通过时，阴极增重__________ g。 【答案】（1） ①. ②. 阴极 ③. 将湿润的淀粉—KI试纸靠近该电极，试纸变蓝证明该极气体产物为Cl2 ④. 正极 ⑤. H2-2e− +2OH−=2H2O （2） ①. Cu-2e− =Cu2+ ②. 1.28 【解析】 【小问1详解】 ① 电解饱和食盐水生成氢氧化钠、氢气和氯气，反应的化学方程式为 。 ② 接通 后，装置构成电解池。 附近溶液变红，说明该极有 生成，发生还原反应 ，故 为阴极；则 为阳极，溶液中的 放电生成 。检验 的常用方法是：将湿润的淀粉碘化钾试纸放在玻璃管口，氯气能将 氧化为 ，使试纸变蓝。 ③ 断开 ，接通 ，装置由电解池转变为原电池。此时 管中充满 ， 管中充满 。氯气具有强氧化性，在正极得电子，故 是正极；氢气在负极失电子，由于电解质溶液呈碱性，故 的电极反应式为 。 【小问2详解】 若用此装置精炼粗铜，接通 构成电解池。粗铜作阳极，发生氧化反应，主要电极反应为 ；纯铜作阴极，发生还原反应 。根据阴极电极反应式可知，当电路中有 电子通过时，阴极析出 铜，其质量为 ，即阴极增重 。 27. 工业尾气H2S对环境和人体健康产生危害，必须经过处理才可排放。依据题意回答下列问题： （1）生物脱硫可处理含H2S的烟气，过程中使用的硫杆菌是一种微生物。 H2S(g) + Fe2(SO4)3(aq) == S(s) + 2 FeSO4(aq) + H2SO4(aq) ΔH1 4 FeSO4(aq) + O2(g) + 2 H2SO4(aq)2 Fe2(SO4)3(aq) + 2 H2O(l) ΔH2 则反应2H2S(g) + O2 (g)= 2S(s) + 2H2O(l)的ΔH3=___________________。 （2）科研工作者利用微波法处理尾气中的H2S并回收H2和S，反应为：H2SH2+S，一定条件下，H2S的转化率随温度变化的曲线如图。 ①H2S分解生成H2和S的反应为______反应(填“吸热”或“放热”)。 ②微波的作用是______。 （3）利用电化学法也可处理尾气H2S。为避免硫磺沉积在阳极，将氧化吸收和电解制氢过程分开进行，装置如下图所示。氧化吸收器中为FeCl3溶液，电解反应器中，阳极和阴极都采用惰性电极，中间用质子交换膜隔开。 ① 氧化吸收器中反应的离子方程式为__________________。 ② 电解反应器中，阴极的电极反应式为______________。 ③ 结合电极反应式说明“吸收液”在电解反应器中是如何再生的？______________________。 【答案】（1）ΔH3=2ΔH1+ΔH2 （2） ①. 吸热 ②. 微波使H2SH2+S化学平衡向正反应方向移动，提高平衡转化率 （3） ①. H2S + 2Fe3+= 2Fe2+ + S↓+2H+ ②. 2H+ + 2e-= H2↑ ③. H+通过质子交换膜转移到阴极，Fe2+在阳极放电Fe2+- e- = Fe3+，实现FeCl 3的再生 【解析】 【小问1详解】 已知反应：① ② 根据盖斯定律，将反应① 反应②，即可得到目标反应 ，故其焓变 。 【小问2详解】 ① 由图可知，随着温度的升高，的转化率逐渐增大，说明升高温度平衡向正反应方向移动。根据勒夏特列原理，升高温度平衡向吸热方向移动，故正反应为吸热反应。 ② 由图可知，在相同温度下，使用微波时的转化率高于不使用微波时，说明微波能使 的化学平衡向正反应方向移动，从而提高平衡转化率。 【小问3详解】 ① 氧化吸收器中， 溶液吸收 ， 具有氧化性，将 氧化为单质硫沉淀，自身被还原为 ，反应的离子方程式为 。 ② 电解反应器中，阴极发生还原反应，溶液中的 得到电子生成 ，电极反应式为 。 ③ 吸收液在氧化吸收器中反应后生成了 ，随后进入电解反应器的阳极室。在阳极， 失去电子发生氧化反应生成 ，电极反应式为 ，从而实现了吸收液中 的再生，以便循环使用。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $