精品解析：山东省泰安市新泰中学2025-2026学年高二上学期第二次大单元测试化学试题

新泰中学2024级高二上学期第二次大单元测试 化学试题 可能用到的相对原子质量：H-1 C-12 O-16 N-14 Li-7 S-32 Cl-35.5 Cu- 64 Fe-56 Zn-65 Mg-24 Al-27 第Ⅰ卷 (选择题 共40分) 一、选择题：本题共10个小题，每小题2分，共20分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 化学和生活、科技、社会发展息息相关。下列说法正确的是 A. 太阳能电池使用的材料是半导体，其主要成分是SiO2 B. “深海一号”母船海水浸泡区镶上铝基是利用了牺牲阳极的金属防腐原理 C. 巴黎奥运会场馆使用的“碲化镉”光伏发电系统将化学能转化为电能 D. 常温下Fe(OH)2可自发氧化为Fe(OH)3，则该反应ΔH ＞0 2. 基本概念和理论是化学思维的基石，下列说法错误的是 A. 盖斯定律表明反应热只与反应体系的始态和终态有关，而与反应的途径无关 B. 氮的固定是将大气中游离态的氮转化为氮的化合物的过程 C. 加入催化剂，不仅可以降低活化能，还能减小该化学反应的ΔH D. 化学反应总是向着自由能减小的方向进行，直到体系达到平衡 3. 下列事实中，不能用勒夏特列原理解释的有项 ①红棕色的NO2加压后颜色先变深后变浅 ②氢气、碘蒸气、碘化氢气体组成的平衡体系加压后颜色变深 ③铁在潮湿的空气中易生锈 ④黄绿色的氯水光照后颜色变浅 ⑤合成氨工业使用高压以提高氨的产量 ⑥打开汽水瓶时，有大量气泡逸出 ⑦氨水应密闭保存于低温处 ⑧在配制硫酸亚铁溶液时往往要加入一定量铁粉 A. 2项 B. 3项 C. 4项 D. 5项 4. 下列实验设计能达到预期目的的是 A．其他条件一定，浓度越大，反应速率越快 B．酶的催化效率大于硫酸 C．恒压漏斗可减小测定体积的实验误差 D．设计双液原电池提高电池效率 A. A B. B C. C D. D 5. 下列说法正确的是 A. 常温常压下和混合无明显现象，则反应在任何温度都不自发 B. ，则正反应的活化能小于逆反应的活化能 C. 反应平衡后增大压强，平衡正向移动，平衡常数增大 D. 已知 ， ，则 6. 氢能是一种极具发展潜力的清洁能源，其制备方法之一为 。对于该反应，下列措施既能提高反应速率又能提高CO的平衡转化率的是 A. 增大压强 B. 升高温度 C. 仅增大水蒸气的浓度 D. 使用合适的催化剂 7. 甲、乙中分别盛有等体积等浓度的溶液(足量)，装置如图所示，下列说法不正确的是 A. 甲为原电池，乙为电解池 B. 乙装置电极上的反应为 C. 当乙中产生气体时，甲中产生铜的物质的量也为 D. 一段时间后，甲、乙中溶液中的铜离子浓度相等 8. 向某密闭容器中加入0.3mol A，0.1mol C和一定量的B三种气体。一定条件下发生反应，各物质的浓度随时间变化如甲图所示［阶段的变化未画出］。乙图为时刻后改变条件平衡体系中正、逆反应速率随时间变化的情况，且四个阶段都各改变一种反应条件且互不相同，时刻为使用催化剂。下列说法中不正确的是 A. 若，用A的浓度变化表示阶段的平均反应速率为 B. 阶段改变的条件一定为减小压强 C. 该容器的容积为2L D. 阶段，容器内A的物质的量减少了0.06mol，而此过程中容器与外界的热交换总量为a kJ，该反应的热化学方程式 9. 在城市地下常埋有纵横交错的管道和运输电线路，有些地面上还铺有地铁或城铁的铁轨，当有电流泄漏入潮湿的土壤中，并与金属管道或铁轨形成回路时，就会引起金属管道、铁轨的腐蚀。原理简化如图所示。则下列有关说法不正确的是（） A. 溶液中铁丝左端电极反应式为：Fe−2e−＝Fe2+ B. 如在NaCl溶液中加入酚酞，右边Fe电极附近溶液变红 C. 地下管线被腐蚀，不易发现，也不便维修，故应将埋在地下的金属管道表面涂绝缘膜（或油漆等），也可以使用外加电流阴极保护法 D. 原理图可理解为两个串联电解装置 10. 向绝热恒容密闭容器中通入和，一定条件下使反应达到平衡，正反应速率随时间变化如图所示。下列叙述正确的是 A. c点时：v(正)=v(逆) B. 生成物的总能量高于反应物的总能量 C. 浓度：a点＞b点 D. 体系压强不再变化，不能说明反应达到平衡状态 二、选择题：本题共5小题，每小题4分，共20分。每小题有一个或两个选项符合题意，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 11. 1-苯基丙炔和HCl可发生催化加成反应，生成产物A和B。反应历程的能量变化如图1，体系中三种物质的占比随时间变化如图2，下列说法错误的是 A. 从反应物生成产物A的ΔHA和生成产物B的ΔHB大小为：ΔHA＜ΔHB B. 产物B对应的结构是 C. D. 若想获取高产率的产物A，应适当缩短反应时间并将其及时分离 12. 下列叙述与图中甲、乙、丙、丁相符合的是 A. 甲表示反应的速率随温度变化的曲线，说明该可逆反应的逆反应是放热反应 B. 乙表示反应：N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)，若N2的物质的量一定，则a、b、c三点中，b点N2的转化率最大 C. 若正反应的ΔH<0，图丙可表示升高温度使平衡向逆反应方向移动 D. 丁中发生反应2A(g)+B(g)⇌2C(g)，由图中混合气体的平均相对分子质量随温度的变化情况，可推知正反应的ΔH>0 13. 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。下列说法错误的是 A. 放电时电极b为负极，电解液可以选用或LiCl水溶液 B. 电池放电时从b极脱嵌，电池充电时从a极脱嵌 C. 充电时a极反应式为 D. 放电时外电路通过1 mol电子，理论上两电极质量变化的差值为7 g 14. 在密闭容器中的一定量混合气体发生反应：，达到平衡时，测得A的浓度为0.5 mol/L，在温度不变的条件下，将容器的体积扩大到两倍，再达到平衡，测得A的浓度降低为0.3mol/L。下列有关判断正确的是 A. x+y＜z B. 平衡向正反应方向移动 C. C的体积分数降低 D. 活化分子百分数减小 15. T℃时，将0.10mol/LN2O4气体充入1L刚性密闭容器中发生反应 。、的浓度随时间的变化关系如图，已知两物质的消耗速率与各自的分压有如下关系：，，、为速率常数。已知，p表示对应物质的分压，下列说法正确的是 A. 容器内气体密度不变，说明该反应达到平衡状态 B. 若反应在绝热条件下进行，到达平衡状态后， C. 该温度下反应的平衡常数与、间的关系为 D. 若反应开始时总压为，则反应的压强平衡常数为 第Ⅱ卷　(填空题，共60分) 16. 电化学在生产、生活和科学研究中应用十分广泛，认识和研究化学能与电能相互转化的原理和规律具有重要意义。 Ⅰ．氧化还原反应可看成由两个半反应组成，每个半反应具有一定的电极电势（用“E”表示）。E越大，半反应中氧化还原电对（氧化型/还原型）中氧化型物质的氧化性越强；E越小，电对中还原型物质的还原性越强。一定条件下，、随pH的变化关系如图甲所示，图乙为其对应的原电池装置。 回答下列问题： （1）一定条件下，若溶液的pH=0，石墨2电极反应式为________________。 （2）电解含1%的废水制备硝酸和氨水的装置如下： 若用图乙所示原电池作电源，调节右侧溶液的pH为2.0进行电解，电极__________（填“石墨1”或“石墨2”）与惰性电极A相连。膜Ⅰ为__________（填“阳离子”或“阴离子”）交换膜。当电路中有2 mol电子通过时，理论上可处理上述废水__________ kg。 Ⅱ．乙醇是一种重要的化工原料和新型燃料。 回答下列问题：（乙装置A、B均为惰性电极） （3）图中甲装置的负极反应式为__________。 （4）若利用丙装置在铁钥匙上镀锌，工作一段时间后，若丙池阴极增重26 g，乙池中装有500 mL 0.4 mol/L硫酸铜溶液，则乙池中产生气体的体积为__________ L（标准状况），要使乙池中的溶液恢复原样应向溶液加入适量的__________（填化学式）。 17. 二甲醚(DME)是一种重要的清洁燃料，可替代氟利昂作制冷剂，对臭氧层无破坏作用。工业上可利用合成气合成二甲醚，其主要原理如下： ① ② ③ 回答下列问题： （1）反应的ΔH=__________kJ/mol，该反应的平衡常数K=______________(用K1、K2、K3表示) （2）一定温度下，将2molCO和1molH2O(g)通入2L恒容密闭容器中，发生反应③，5min后达到化学平衡，平衡后测得H2的浓度为0.25mol/L，则0~5min内v(H2O)=_____________，化学平衡常数K=_____________。 （3）反应②的ΔH＜0，在工业合成二甲醚时，需控制温度在250~270℃，而非更低温度，主要原因是____________________________________________________________。 （4）将合成气以通入1L的反应器中，一定条件下发生反应： ，其中CO的平衡转化率随温度、压强的变化关系如图所示，下列说法正确的是__________(填字母)。 A． B． C．若在和316℃时，起始时，则平衡时，α(CO)大于50% （5）在一定条件下，密闭容器中加入一定量的、和催化剂发生反应，其速率方程为，，其中、为正、逆反应速率，、分别为速率常数(已知Arrhenius经验公式，k为反应速率常数，Ea为活化能，T为热力学温度，R为摩尔气体常量，A为比例系数)，p为气体的分压。已知降低温度时，增大，调整CO和N2O初始投料比，测得CO的平衡转化率如下图所示，ABCD四点中温度由高到低的顺序是__________，在C点所示投料比下，当CO转化率达到40%时，__________。 18. 为探讨化学平衡移动原理与氧化还原反应规律的联系，某实验小组利用KI与的氧化还原反应来研究反应的限度问题。设计实验如下： （1）KI与溶液发生反应的离子方程式是_______。 （2）步骤a的实验目的是通过萃取降低溶液中_______(填化学式)的浓度，实验I中滴加KSCN溶液后，观察到_______，说明(1)中反应存在限度。 （3）实验Ⅱ中滴加KSCN溶液，观察到溶液颜色比实验I浅。请用平衡移动原理解释其原因：在实验I基础上，_______。 （4）为探究更多物质对该反应体系离子浓度的改变，甲同学设计了实验Ⅲ，实验装置如下(固定装置图中未画出)。 实验步骤：取步骤a充分萃取后的液体混合物，再加入足量铁粉，于室温下进行磁力搅拌。反应结束后，用镊子取出磁子，然后将烧瓶内液体倒入试管中观察。 实验现象：搅拌时有气泡产生。试管中液体分层，上层液体为浅绿色，下层液体为无色。 ①实验Ⅲ中磁力搅拌的目的是_______。 ②针对实验Ⅲ试管中“上层液体为浅绿色”，乙同学认为需要用KSCN溶液检验，甲同学则认为一定不存在，他的依据是_______(用离子方程式表示)。 ③查阅资料： 资料i．碘水存在微弱反应：，会使溶液呈酸性。HIO不稳定易发生歧化：。 资料ii．具有氧化的能力：。 结合资料，甲同学认为铁粉加入后会与溶液中反应，促使碘与水的反应向正方向移动，进而产生更多的氧化，但溶液颜色依然能维持浅绿色较长时间，原因是_______。 19. 氢气作为能源，燃烧或经燃料电池反应仅生成水，环保性突出，且能量密度高、能为多场景提供强劲动力。下列是有关氢气制备的几种方法，回答相关问题： Ⅰ．实验室制备H2 实验室用如图所示的装置测定Zn和稀硫酸反应的速率，在锥形瓶中加入1.95gZn粒，通过容器a加入40mL1mol/L的稀硫酸，记录反应结束时间约为40s。 （1）容器a的名称为_________，若忽略溶液体积变化，0~40s内用Zn2+的浓度变化表示该反应速率约为_________mol/(L·s)。 （2）若忽略热量的散失，溶液温度由25.0℃升高为56.7℃，溶液的比热容约为4.18，溶液密度近似为1.0g/mL，由此推断： __________kJ/mol(精确到0.01位)。 （3）若锌不纯产生H2速率会_________(填“加快”、“减慢”或者“无影响”)。 Ⅱ．工业制备H2方法之一——天然气蒸汽重整制氢 使用天然气重整制得的H2纯度可达99.9%，满足多种场景的应用。其步骤如下： 第一步：预处理(脱硫) （4）200℃到400℃下使用ZnO脱去H2S得到ZnS，该过程的化学方程式为__________。 第二步：蒸汽重整(SR) （5）700℃到900℃下使用镍基催化剂催化反应，若已知相关物质的标准摩尔生成焓(定义：标准状态下，由组成目标化合物元素的最稳定单质，通过化学反应生成1摩尔该目标化合物时对应的焓变)，则推测该反应的反应热ΔH=_________kJ/mol。该反应过程是否需要持续加热_________(填“是”或“否”)。 物质 标准摩尔生成焓 CH4 CO 气态水 第三步：水煤气转换——水煤气变换(WGS) （6）将CO与水蒸气进一步转化为H2和CO2： ，通过此法制备H2，理论上1molCH4可以得到_________molH2。 第四步：变压吸附分离除去CO2、CH4和H2O等杂质。 20. 的化学转化利用路径有效推动了高附加值利用和化工行业绿色低碳负碳化进程。回答下列问题。 Ⅰ．利用合成淀粉的研究成果已经被我国科学家发表在《Nature》杂志上。其涉及的关键反应如下： ① ② ③ （1）反应①在_________（选填“高温”“低温”或“任何温度”）下自发进行。 （2）在一定条件下，向某体积恒为2 L的容器中按的比例通入气体，只发生反应③，下列情况可以说明反应③已经达到平衡的是_________。 A. 混合气体密度不再改变 B. 混合气体平均相对分子质量不再改变 C. 容器中CO与的物质的量之比不再发生改变 D. （3）在催化剂作用下，按的比例向某密闭容器中通入一定量的原料气，只发生①②两个反应。维持总压强为6.4 MPa，测得不同温度下，反应达到平衡后的转化率、的选择性如图所示：已知：的选择性。 在K时，若反应从开始到达到a点所用时间为2 min，则这2 min内=_________，反应②的=__________。（可用分数表示。指用平衡分压代替平衡浓度进行计算的平衡常数，A的平衡分压=A的物质的量分数） Ⅱ．近年来，有研究人员用通过电催化生成多种燃料，实现的回收利用，其工作原理如图所示。 （4）请写出Cu电极上产生的电极反应式：__________。 （5）在一定条件下，该装置Cu电极附近制得的、、的物质的量之比为2：1：1，则当Pt电极附近有4.48 L气体产生时（已折算为标准状况，不考虑水蒸气，忽略气体的溶解），制得的甲醇的质量为__________。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 新泰中学2024级高二上学期第二次大单元测试 化学试题 可能用到的相对原子质量：H-1 C-12 O-16 N-14 Li-7 S-32 Cl-35.5 Cu- 64 Fe-56 Zn-65 Mg-24 Al-27 第Ⅰ卷 (选择题 共40分) 一、选择题：本题共10个小题，每小题2分，共20分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 化学和生活、科技、社会发展息息相关。下列说法正确的是 A. 太阳能电池使用的材料是半导体，其主要成分是SiO2 B. “深海一号”母船海水浸泡区镶上铝基是利用了牺牲阳极的金属防腐原理 C. 巴黎奥运会场馆使用的“碲化镉”光伏发电系统将化学能转化为电能 D. 常温下Fe(OH)2可自发氧化为Fe(OH)3，则该反应ΔH ＞0 【答案】B 【解析】 【详解】A．太阳能电池使用的半导体材料主要成分为单质，是光导纤维的主要成分，A错误； B．铝的金属活动性强于母船的钢铁结构，海水浸泡时形成原电池，铝作为负极（牺牲阳极）被腐蚀，从而保护钢铁，符合牺牲阳极的金属防腐原理，B正确； C．光伏发电系统是将光能直接转化为电能，并非将化学能转化为电能，C错误； D．该反应消耗气态，熵变，反应自发进行满足，可推知，D错误； 因此答案选B。 2. 基本概念和理论是化学思维的基石，下列说法错误的是 A. 盖斯定律表明反应热只与反应体系的始态和终态有关，而与反应的途径无关 B. 氮的固定是将大气中游离态的氮转化为氮的化合物的过程 C. 加入催化剂，不仅可以降低活化能，还能减小该化学反应的ΔH D. 化学反应总是向着自由能减小的方向进行，直到体系达到平衡 【答案】C 【解析】 【详解】A．盖斯定律的核心内容为反应热仅与反应体系的始态和终态有关，和反应的途径无关，A不符合题意； B．氮的固定定义就是将大气中游离态的氮（氮单质）转化为氮的化合物的过程，B不符合题意； C．加入催化剂可以降低反应活化能，加快反应速率，但焓变仅由体系的始态和终态决定，催化剂不会改变，C符合题意； D．恒温恒压且不做非体积功的前提下，化学反应自发向自由能减小的方向进行，直到体系达到平衡，该表述在高中阶段成立，D不符合题意； 故选C。 3. 下列事实中，不能用勒夏特列原理解释的有项 ①红棕色的NO2加压后颜色先变深后变浅 ②氢气、碘蒸气、碘化氢气体组成的平衡体系加压后颜色变深 ③铁在潮湿的空气中易生锈 ④黄绿色的氯水光照后颜色变浅 ⑤合成氨工业使用高压以提高氨的产量 ⑥打开汽水瓶时，有大量气泡逸出 ⑦氨水应密闭保存于低温处 ⑧在配制硫酸亚铁溶液时往往要加入一定量铁粉 A. 2项 B. 3项 C. 4项 D. 5项 【答案】B 【解析】 【详解】①加压后先因浓度增大颜色变深，后因平衡正向移动、浓度降低颜色变浅，可用勒夏特列原理解释； ②反应前后气体分子数相等，加压平衡不移动，颜色变深仅因浓度增大，不能用勒夏特列原理解释； ③铁生锈是不可逆的氧化腐蚀反应，不存在可逆平衡体系，不能用勒夏特列原理解释； ④氯水中存在平衡，光照使分解，平衡正向移动、浓度降低颜色变浅，可用勒夏特列原理解释； ⑤合成氨反应为气体分子数减小的反应，加压使平衡正向移动提高氨产量，可用勒夏特列原理解释； ⑥汽水中存在溶解平衡，打开瓶盖压强降低，平衡正向移动、逸出，可用勒夏特列原理解释； ⑦氨水中存在平衡，低温使平衡逆向移动减少挥发，可用勒夏特列原理解释； ⑧加入铁粉的作用是将氧化生成的还原为，防止被氧化，与可逆平衡移动无关，不能用勒夏特列原理解释。 综上不能用勒夏特列原理解释的是②③⑧，共3项，故选B。 4. 下列实验设计能达到预期目的的是 A．其他条件一定，浓度越大，反应速率越快 B．酶的催化效率大于硫酸 C．恒压漏斗可减小测定体积的实验误差 D．设计双液原电池提高电池效率 A. A B. B C. C D. D 【答案】C 【解析】 【详解】A．由图可知，两支试管中草酸溶液和滴入的高锰酸钾溶液的浓度都不同，且高锰酸钾溶液过量，由探究实验变量唯一化原则可知，题给装置无法达到探究其他条件一定，浓度越大，反应速率越快的实验目的，故A不能达到目的； B．由图可知，两个烧杯中溶液的温度不同，加入的催化剂也不同，由探究实验变量唯一化原则可知，题给装置无法达到探究酶的催化效率大于硫酸的实验目的，故B不能达到目的； C．恒压漏斗可以维持漏斗上部和锥形瓶内压强相等，从而消除掉漏斗内液体加入锥形瓶后排出的气体带来的误差，减小测定氢气体积的实验误差，故C能达到目的； D．由图可知，左侧烧杯中锌与硫酸铜溶液直接接触，能与硫酸铜溶液反应生成硫酸锌和铜，无法构成双液原电池，故D不能达到目的； 故选：C。 5. 下列说法正确的是 A. 常温常压下和混合无明显现象，则反应在任何温度都不自发 B. ，则正反应的活化能小于逆反应的活化能 C. 反应平衡后增大压强，平衡正向移动，平衡常数增大 D. 已知 ， ，则 【答案】B 【解析】 【详解】A．该反应、，根据吉布斯自由能公式判断，只有低温时，才可能小于0，反应才能自发，A错误； B．正反应活化能-逆反应活化能，ΔH＜0说明正反应活化能小于逆反应活化能，B正确； C．平衡常数仅与温度有关，增大压强不改变平衡常数，C错误； D．目标反应的，和均为负，无法确定相对大小，符号不确定，D错误； 综上所述，答案选B。 6. 氢能是一种极具发展潜力的清洁能源，其制备方法之一为 。对于该反应，下列措施既能提高反应速率又能提高CO的平衡转化率的是 A. 增大压强 B. 升高温度 C. 仅增大水蒸气的浓度 D. 使用合适的催化剂 【答案】C 【解析】 【详解】A．增大压强，可加快反应速率，但反应前后气体物质的量相等，因此平衡不移动，CO的转化率不变，A错误； B．升高温度，可提高反应速率，且该反应为放热反应，平衡逆向移动，降低CO的转化率，B错误； C．增大H2O(g)的浓度，可加快反应速率，同时平衡正向移动，能提高CO的平衡转化率，C正确； D．催化剂仅加快反应速率，不影响平衡，D错误； 故答案为：C。 7. 甲、乙中分别盛有等体积等浓度的溶液(足量)，装置如图所示，下列说法不正确的是 A. 甲为原电池，乙为电解池 B. 乙装置电极上的反应为 C. 当乙中产生气体时，甲中产生铜的物质的量也为 D. 一段时间后，甲、乙中溶液中的铜离子浓度相等 【答案】B 【解析】 【分析】装置形成闭合电路，其中甲装置中Zn和C电极在溶液中，Zn能与发生自发氧化还原反应（），构成原电池，Zn为负极，发生氧化反应，C为正极，发生还原反应；乙装置与原电池相连，为电解池，Fe与负极相连为阴极，发生还原反应，C与正极相连为阳极，发生氧化反应。 【详解】A．甲装置中Zn和C电极在溶液中，Zn能与发生自发氧化还原反应（），构成原电池；乙装置由原电池供电，为电解池，A正确； B．乙为电解池，甲的Zn为负极（电子流出）、C为正极（电子流入），故乙中与甲正极相连的C电极为阳极，阳极发生氧化反应，电解质为溶液，优先与放电：，而非得电子的还原反应，B错误； C．乙中阳极C电极发生，产生转移；甲为原电池，正极反应，转移生成Cu，C正确； D．甲中在正极得电子析出Cu，乙中在阴极得电子析出Cu，串联电路转移电子数相同，消耗的物质的量相同，初始浓度和体积相等，故一段时间后浓度仍相等，D正确； 故选B。 8. 向某密闭容器中加入0.3mol A，0.1mol C和一定量的B三种气体。一定条件下发生反应，各物质的浓度随时间变化如甲图所示［阶段的变化未画出］。乙图为时刻后改变条件平衡体系中正、逆反应速率随时间变化的情况，且四个阶段都各改变一种反应条件且互不相同，时刻为使用催化剂。下列说法中不正确的是 A. 若，用A的浓度变化表示阶段的平均反应速率为 B. 阶段改变的条件一定为减小压强 C. 该容器的容积为2L D. 阶段，容器内A的物质的量减少了0.06mol，而此过程中容器与外界的热交换总量为a kJ，该反应的热化学方程式 【答案】D 【解析】 【分析】根据图乙可知，时刻为使用催化剂，正、逆反应速率均增大，且化学平衡不移动；阶段改变条件平衡不移动，且正、逆反应速率均减小，由于四个阶段都各改变一种反应条件且互不相同，且改变温度或浓度，平衡均发生移动，则阶段改变的条件为减小压强，反应为等体积反应；时刻正、逆反应速率中只有一个增大，应是改变某一物质的浓度；时刻正、逆反应速率都增大，应是升高温度。 【详解】A．时，用A的浓度变化表示阶段的平均反应速率为，A正确； B．根据分析，阶段改变的条件为减小压强，B正确； C．根据图甲，A物质的起始浓度为，初始时密闭容器中加入0.3mol A，则该容器的容积为2L，C正确； D．根据图甲，A物质的转化量为，C物质的生成量为，则反应中物质A与C的化学计量数之比为；根据分析可知，减小压强，化学平衡不移动，说明该反应中气体的化学计量数之和前后相等，则化学方程式为；阶段，容器内A的物质的量减少了0.06mol，而此过程中容器与外界的热交换总量为a kJ，说明平衡正向移动，正反应为吸热反应，3molA反应吸收的热量为，因此该反应的热化学方程式为，D错误； 答案选D。 9. 在城市地下常埋有纵横交错的管道和运输电线路，有些地面上还铺有地铁或城铁的铁轨，当有电流泄漏入潮湿的土壤中，并与金属管道或铁轨形成回路时，就会引起金属管道、铁轨的腐蚀。原理简化如图所示。则下列有关说法不正确的是（） A. 溶液中铁丝左端电极反应式为：Fe−2e−＝Fe2+ B. 如在NaCl溶液中加入酚酞，右边Fe电极附近溶液变红 C. 地下管线被腐蚀，不易发现，也不便维修，故应将埋在地下的金属管道表面涂绝缘膜（或油漆等），也可以使用外加电流阴极保护法 D. 原理图可理解为两个串联电解装置 【答案】A 【解析】 【详解】A. 由装置图可知，左边铁与正极相连为阳极，发生Fe−2e−═Fe2+，铁丝左边应为阴极，反应式为2H++2e−═H2↑，故A错误； B. 根据装置图，铁丝左边应为阴极，反应式为2H++2e−═H2↑，消耗氢离子导致碱性增强，阴离子OH-移向阳极，故右边Fe电极附近溶液变红，故B正确； C. 为了保护地下管线被腐蚀，故应将埋在地下的金属管道表面涂绝缘膜，也可以使用外加电流阴极保护法，故C正确； D. 由装置图可知，左边铁与正极相连为阳极，铁丝左边应为阴极，形成电解装置，铁丝右边为阳极，右边的铁为阴极又组成电解装置，所以可理解为两个串联电解装置，故D正确； 故选A。 10. 向绝热恒容密闭容器中通入和，一定条件下使反应达到平衡，正反应速率随时间变化如图所示。下列叙述正确的是 A. c点时：v(正)=v(逆) B. 生成物的总能量高于反应物的总能量 C. 浓度：a点＞b点 D. 体系压强不再变化，不能说明反应达到平衡状态 【答案】C 【解析】 【分析】该绝热容器中随着反应的进行，反应物的浓度降低，反应速率应降低，但图像中反应速率先增大，说明该反应放热，使温度升高，所以反应初期温度升高对速率影响大于浓度减小的影响，c点后温度升高的影响小于浓度降低的影响，正反应速率降低，直至反应平衡，正反应速率不变，各组分浓度不变，温度不变（图中c点及之后表示刚处于正反应速率下降阶段，反应未平衡），据此解答。 【详解】A．c点是正反应速率的最大值点，之后正反应速率开始下降，说明c点时反应仍在向正反应方向进行，此时v(正)＞v(逆)，未达到平衡状态，A错误； B．反应放热，即反应物总能量高于生成物总能量，B错误； C．a点在b点之前，反应从开始到a点再到b点，始终向正反应方向进行，反应物SO2浓度随反应进行不断减小，故SO2浓度：a点＞b点，C正确； D．该反应前后气体分子数相等（Δn=0），根据PV=nRT，绝热恒容容器中反应放热会使温度变化，导致压强变化；达到平衡时温度不再变化，压强也不再变化，故压强不再变化能说明反应达到平衡状态，D错误； 答案选C。 二、选择题：本题共5小题，每小题4分，共20分。每小题有一个或两个选项符合题意，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 11. 1-苯基丙炔和HCl可发生催化加成反应，生成产物A和B。反应历程的能量变化如图1，体系中三种物质的占比随时间变化如图2，下列说法错误的是 A. 从反应物生成产物A的ΔHA和生成产物B的ΔHB大小为：ΔHA＜ΔHB B. 产物B对应的结构是 C. D. 若想获取高产率的产物A，应适当缩短反应时间并将其及时分离 【答案】AB 【解析】 【分析】由图1可知，的能量更低，更稳定，达到平衡时，其占比应更高，则产物B对应的结构是，产物A对应的结构是。 【详解】A．是生成物总能量减去反应物总能量，两个反应的反应物总能量相同，产物A（）的总能量高于产物B（）的总能量，两个反应均为放热反应，均为负值，放热越多越小，因此，A错误； B．由上述分析知，产物B对应的结构是，B错误； C．根据图1可知，反应Ⅰ： ，反应Ⅱ： ，根据盖斯定律，反应Ⅱ反应Ⅰ得到目标反应，则，C正确； D．根据图2可知，在反应时间较短时，产物A的比例较高，故若想获取高产率的产物A，应适当缩短反应时间并将其及时分离，D正确； 故选AB。 12. 下列叙述与图中甲、乙、丙、丁相符合的是 A. 甲表示反应的速率随温度变化的曲线，说明该可逆反应的逆反应是放热反应 B. 乙表示反应：N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)，若N2的物质的量一定，则a、b、c三点中，b点N2的转化率最大 C. 若正反应的ΔH<0，图丙可表示升高温度使平衡向逆反应方向移动 D. 丁中发生反应2A(g)+B(g)⇌2C(g)，由图中混合气体的平均相对分子质量随温度的变化情况，可推知正反应的ΔH>0 【答案】C 【解析】 【详解】A．甲图中，由图像可知，升高相同的温度，v逆的增大量较大，说明升高温度平衡逆向移动，故逆反应为吸热反应，A错误； B．乙图中N2物质的量一定，起始n(H2)增大时，N2转化率随H2量增加而增大，c点N2转化率最大，B错误； C．丙图中，若正反应ΔH<0，升高温度时v正、v逆均增大，且逆反应速率增幅更大，导致v逆>v正，平衡逆向移动，C正确； D．丁图中，温度升高混合气体平均相对分子质量减小，因（m不变），则n增大，说明平衡逆向移动（逆向气体分子数增多）。升高温度平衡向吸热方向移动，故逆向吸热，正反应放热（ΔH<0），D错误； 故选C。 13. 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。下列说法错误的是 A. 放电时电极b为负极，电解液可以选用或LiCl水溶液 B. 电池放电时从b极脱嵌，电池充电时从a极脱嵌 C. 充电时a极反应式为 D. 放电时外电路通过1 mol电子，理论上两电极质量变化的差值为7 g 【答案】AD 【解析】 【分析】由总反应可知，放电时电极b为负极，失去电子发生氧化反应生成和Si，电极反应式为；电极a为正极，负极生成的通过聚合物隔膜向正极区移动，在作用下在正极得到电子发生还原反应生成Fe和，电极反应式为，据此分析解答。 【详解】A．锂能与水反应生成氢氧化锂和氢气，所以纳米硅基锂电池的电解液不能选用或LiCl水溶液，A错误； Ｂ．由分析可知，电池放电时，电极b为负极，失去电子生成和从b极脱嵌；电池充电时，电极a为阳极，Fe和失去电子生成和从a极脱嵌，B正确； Ｃ．由放电时a极反应式可推知充电时a极反应式为，C正确； Ｄ．放电时外电路通过1 mol电子，负极减少1 mol，正极增加，两电极质量变化的差值为，D错误； 故答案选AD。 14. 在密闭容器中的一定量混合气体发生反应：，达到平衡时，测得A的浓度为0.5 mol/L，在温度不变的条件下，将容器的体积扩大到两倍，再达到平衡，测得A的浓度降低为0.3mol/L。下列有关判断正确的是 A. x+y＜z B. 平衡向正反应方向移动 C. C的体积分数降低 D. 活化分子百分数减小 【答案】C 【解析】 【详解】A．体积扩大后若平衡不移动，A的浓度应为0.25 mol/L，实际A的浓度为0.3 mol/L，说明平衡向逆反应方向移动，压强减小平衡逆向移动，说明逆反应为气体分子数增大的方向，即，A错误； B．体积扩大后若平衡不移动，A的浓度应为0.25 mol/L，实际A的浓度为0.3 mol/L，说明平衡向逆反应方向移动，B错误； C．平衡逆向移动，C的物质的量减少，同时反应逆向进行使混合气体总物质的量增大，因此C的体积分数降低，C正确； D．温度不变，活化分子百分数不变，仅单位体积内活化分子数目减少，D错误； 故选C。 15. T℃时，将0.10mol/LN2O4气体充入1L刚性密闭容器中发生反应 。、的浓度随时间的变化关系如图，已知两物质的消耗速率与各自的分压有如下关系：，，、为速率常数。已知，p表示对应物质的分压，下列说法正确的是 A. 容器内气体密度不变，说明该反应达到平衡状态 B. 若反应在绝热条件下进行，到达平衡状态后， C. 该温度下反应的平衡常数与、间的关系为 D. 若反应开始时总压为，则反应的压强平衡常数为 【答案】CD 【解析】 【详解】A．恒容体系中的纯气体反应，密度在反应中保持不变，不能判断平衡状态，A错误； B．反应吸热，绝热体系中进行反应达到平衡后温度降低，抑制反应正向进行，到达平衡状态后，，B错误； C．，当消耗速率时反应达到平衡，即，有，即，C正确； D．容器体积为1 L，由图像可知，平衡时，容器恒容，物质的量之比等于压强之比，平衡时压强为，，D正确； 故选CD。 第Ⅱ卷　(填空题，共60分) 16. 电化学在生产、生活和科学研究中应用十分广泛，认识和研究化学能与电能相互转化的原理和规律具有重要意义。 Ⅰ．氧化还原反应可看成由两个半反应组成，每个半反应具有一定的电极电势（用“E”表示）。E越大，半反应中氧化还原电对（氧化型/还原型）中氧化型物质的氧化性越强；E越小，电对中还原型物质的还原性越强。一定条件下，、随pH的变化关系如图甲所示，图乙为其对应的原电池装置。 回答下列问题： （1）一定条件下，若溶液的pH=0，石墨2电极反应式为________________。 （2）电解含1%的废水制备硝酸和氨水的装置如下： 若用图乙所示原电池作电源，调节右侧溶液的pH为2.0进行电解，电极__________（填“石墨1”或“石墨2”）与惰性电极A相连。膜Ⅰ为__________（填“阳离子”或“阴离子”）交换膜。当电路中有2 mol电子通过时，理论上可处理上述废水__________ kg。 Ⅱ．乙醇是一种重要的化工原料和新型燃料。 回答下列问题：（乙装置A、B均为惰性电极） （3）图中甲装置的负极反应式为__________。 （4）若利用丙装置在铁钥匙上镀锌，工作一段时间后，若丙池阴极增重26 g，乙池中装有500 mL 0.4 mol/L硫酸铜溶液，则乙池中产生气体的体积为__________ L（标准状况），要使乙池中的溶液恢复原样应向溶液加入适量的__________（填化学式）。 【答案】（1） （2） ①. 石墨2 ②. 阳离子 ③. 16 （3） （4） ①. 8.96 ②. 【解析】 【小问1详解】 pH=0时，图甲中砷酸和亚砷酸电对的电极电势大于碘和碘离子电对的电极电势，故石墨2为正极，砷酸在石墨2上得到电子并被还原，电极反应式为； 【小问2详解】 pH=2.0时，图甲中碘和碘离子电对的电极电势较大，石墨1为正极、石墨2为负极。电解装置中A放出氢气，故A为阴极，发生，应与负极石墨2相连。铵根离子通过膜Ⅰ进入阴极区，与生成的氢氧根离子形成氨水，故膜Ⅰ为阳离子交换膜；阳极发生，生成的氢离子与迁移到阳极区的硝酸根离子形成硝酸。当2 mol电子通过时，阴极生成2 mol氢氧根离子，能处理2 mol硝酸铵，即160 g硝酸铵，所以可处理废水160 g÷1%=16 kg； 【小问3详解】 乙醇在碱性燃料电池负极被氧化，1 mol乙醇失去12 mol电子，生成碳酸根离子和水，负极反应式为； 【小问4详解】 丙池阴极发生锌离子得到电子生成锌。26 g÷65 g/mol=0.40 mol，串联电路中各池通过的电子的物质的量相等，故乙池通过0.80 mol电子。乙池原有铜离子的物质的量为500 mL×0.4 mol/L=0.20 mol，B电极先发生，消耗0.40 mol电子；余下0.40 mol电子使水还原，发生，生成0.20 mol氢气。A电极全过程发生，0.80 mol电子对应生成0.20 mol氧气。因此气体总体积为(0.20+0.20) mol×22.4 L/mol=8.96 L。铜离子析出后溶液中形成硫酸，要恢复原溶液，应加入氢氧化铜，反应为。电解过程中，铜离子析出阶段净消耗0.20 mol水，余下0.40 mol电子通过时又净电解0.20 mol水，共损失0.40 mol水；加入0.20 mol氢氧化铜恰好中和0.20 mol硫酸，并生成0.40 mol水，因此溶质组成和水的量均恢复至原状态。 17. 二甲醚(DME)是一种重要的清洁燃料，可替代氟利昂作制冷剂，对臭氧层无破坏作用。工业上可利用合成气合成二甲醚，其主要原理如下： ① ② ③ 回答下列问题： （1）反应的ΔH=__________kJ/mol，该反应的平衡常数K=______________(用K1、K2、K3表示) （2）一定温度下，将2molCO和1molH2O(g)通入2L恒容密闭容器中，发生反应③，5min后达到化学平衡，平衡后测得H2的浓度为0.25mol/L，则0~5min内v(H2O)=_____________，化学平衡常数K=_____________。 （3）反应②的ΔH＜0，在工业合成二甲醚时，需控制温度在250~270℃，而非更低温度，主要原因是____________________________________________________________。 （4）将合成气以通入1L的反应器中，一定条件下发生反应： ，其中CO的平衡转化率随温度、压强的变化关系如图所示，下列说法正确的是__________(填字母)。 A． B． C．若在和316℃时，起始时，则平衡时，α(CO)大于50% （5）在一定条件下，密闭容器中加入一定量的、和催化剂发生反应，其速率方程为，，其中、为正、逆反应速率，、分别为速率常数(已知Arrhenius经验公式，k为反应速率常数，Ea为活化能，T为热力学温度，R为摩尔气体常量，A为比例系数)，p为气体的分压。已知降低温度时，增大，调整CO和N2O初始投料比，测得CO的平衡转化率如下图所示，ABCD四点中温度由高到低的顺序是__________，在C点所示投料比下，当CO转化率达到40%时，__________。 【答案】（1） ①. -246.1 ②. （2） ①. 0.05 ②. （3）温度过低时反应速率太慢或催化剂活性较低 （4）BC （5） ①. B＞A＞C＞D ②. (或2.25) 【解析】 【小问1详解】 据盖斯定律，将反应①×2 + 反应② + 反应③，即可得到目标总反应： ； 平衡常数的运算遵循“反应相加，平衡常数相乘；反应系数加倍，平衡常数取对应幂次”的规则，因此总反应。 【小问2详解】 根据题意列三段式：，因此；平衡时，，，，代入平衡常数表达式得。 【小问3详解】 反应②虽为放热反应，低温下平衡正向移动、理论上平衡产率更高，但温度过低会大幅降低反应速率，同时催化剂活性不足，生产效率极低，无法满足工业生产的经济效益要求，因此选择250~270℃的适宜温度。 【小问4详解】 A．该反应是气体分子数减少的反应，加压平衡正向移动，压强越大CO平衡转化率越高，因此相同温度下转化率，即​，A错误； B．由图可知，压强相同时温度升高，CO平衡转化率降低，说明升温平衡逆向移动，正反应放热，，B正确； C．其他条件不变时，增大反应物​的占比，可提高CO的平衡转化率，因此起始时，CO平衡转化率大于原投料比下的50%，C正确； 故选BC。 【小问5详解】 首先判断反应热效应：平衡时​，即​​，题目说明降温时​增大，结合阿伦尼乌斯公式，降温时​​增大，说明正反应为放热反应，温度越高CO平衡转化率越低。对比A、B投料比相同，A转化率更高说明温度更低；A、C、D三点中，投料比增大时，CO转化率本应减小，但D点CO的转化率最高，说明D点温度最低，A点CO的转化率最低，说明A温度最高，因此温度由高到低为B>A>C>D。 C点投料比，CO平衡转化率为50%，设初始，平衡时CO转化率50%，则平衡时，，平衡常数。当CO转化率为40%时，，，因此。 18. 为探讨化学平衡移动原理与氧化还原反应规律的联系，某实验小组利用KI与的氧化还原反应来研究反应的限度问题。设计实验如下： （1）KI与溶液发生反应的离子方程式是_______。 （2）步骤a的实验目的是通过萃取降低溶液中_______(填化学式)的浓度，实验I中滴加KSCN溶液后，观察到_______，说明(1)中反应存在限度。 （3）实验Ⅱ中滴加KSCN溶液，观察到溶液颜色比实验I浅。请用平衡移动原理解释其原因：在实验I基础上，_______。 （4）为探究更多物质对该反应体系离子浓度的改变，甲同学设计了实验Ⅲ，实验装置如下(固定装置图中未画出)。 实验步骤：取步骤a充分萃取后的液体混合物，再加入足量铁粉，于室温下进行磁力搅拌。反应结束后，用镊子取出磁子，然后将烧瓶内液体倒入试管中观察。 实验现象：搅拌时有气泡产生。试管中液体分层，上层液体为浅绿色，下层液体为无色。 ①实验Ⅲ中磁力搅拌的目的是_______。 ②针对实验Ⅲ试管中“上层液体为浅绿色”，乙同学认为需要用KSCN溶液检验，甲同学则认为一定不存在，他的依据是_______(用离子方程式表示)。 ③查阅资料： 资料i．碘水存在微弱反应：，会使溶液呈酸性。HIO不稳定易发生歧化：。 资料ii．具有氧化的能力：。 结合资料，甲同学认为铁粉加入后会与溶液中反应，促使碘与水的反应向正方向移动，进而产生更多的氧化，但溶液颜色依然能维持浅绿色较长时间，原因是_______。 【答案】（1） （2） ①. I2 ②. 溶液颜色为血红色 （3）萃取碘单质并增大反应物的浓度后，平衡正向移动，水溶液中Fe3+浓度比实验I中Fe3+浓度低 （4） ①. 增大有机相中的溶质碘与水的接触面积 ②. ③. 与Fe2+反应生成Fe3+的速率小于Fe3+与足量铁粉反应生成Fe2+的速率 【解析】 【分析】根据题中所给的浓度与体积可知，三价铁离子与碘离子为等物质的量，根据反应可知等物质的量的三价铁和碘离子发生氧化还原反应生成二价铁和碘单质，若是反应存在限度，则体系中仍会有三价铁离子和碘离子，步骤a中加入四氯化碳进行萃取，碘单质进入有机层，其他可溶于水的物质进入无机层，经过步骤b分液后，留下无机层，实验Ⅰ中加入KSCN溶液检验三价铁离子的存在，实验Ⅱ中加入碘离子促使产生碘单质，后续再检验三价铁离子。 【小问1详解】 KI与Fe2(SO4)3溶液发生反应生成硫酸亚铁和碘单质，离子方程式为：； 【小问2详解】 根据分析可知步骤a的实验目的是通过萃取，降低溶液中碘单质的浓度；实验Ⅰ中滴加KSCN溶液后，观察到溶液颜色为血红色，说明反应存在限度； 【小问3详解】 实验Ⅱ中滴加KSCN溶液，观察到颜色比实验Ⅰ浅。用平衡移动原理解释其原因：在实验Ⅰ基础上，增大反应物I-的浓度后，并萃取碘单质，平衡正向移动，水溶液中Fe3+浓度比实验I中Fe3+浓度低； 【小问4详解】 ①实验Ⅲ中磁力搅拌的目的是增大有机相中的溶质碘与水的接触面积； ②加入足量铁粉后三价铁会与之反应生成二价铁，发生反应的离子方程式为：， ③根据所给信息分析可知，最终溶液颜色为浅绿色的原因为与Fe2+反应生成Fe3+的速率小于Fe3+与足量铁粉反应生成Fe2+的速率。 19. 氢气作为能源，燃烧或经燃料电池反应仅生成水，环保性突出，且能量密度高、能为多场景提供强劲动力。下列是有关氢气制备的几种方法，回答相关问题： Ⅰ．实验室制备H2 实验室用如图所示的装置测定Zn和稀硫酸反应的速率，在锥形瓶中加入1.95gZn粒，通过容器a加入40mL1mol/L的稀硫酸，记录反应结束时间约为40s。 （1）容器a的名称为_________，若忽略溶液体积变化，0~40s内用Zn2+的浓度变化表示该反应速率约为_________mol/(L·s)。 （2）若忽略热量的散失，溶液温度由25.0℃升高为56.7℃，溶液的比热容约为4.18，溶液密度近似为1.0g/mL，由此推断： __________kJ/mol(精确到0.01位)。 （3）若锌不纯产生H2速率会_________(填“加快”、“减慢”或者“无影响”)。 Ⅱ．工业制备H2方法之一——天然气蒸汽重整制氢 使用天然气重整制得的H2纯度可达99.9%，满足多种场景的应用。其步骤如下： 第一步：预处理(脱硫) （4）200℃到400℃下使用ZnO脱去H2S得到ZnS，该过程的化学方程式为__________。 第二步：蒸汽重整(SR) （5）700℃到900℃下使用镍基催化剂催化反应，若已知相关物质的标准摩尔生成焓(定义：标准状态下，由组成目标化合物元素的最稳定单质，通过化学反应生成1摩尔该目标化合物时对应的焓变)，则推测该反应的反应热ΔH=_________kJ/mol。该反应过程是否需要持续加热_________(填“是”或“否”)。 物质 标准摩尔生成焓 CH4 CO 气态水 第三步：水煤气转换——水煤气变换(WGS) （6）将CO与水蒸气进一步转化为H2和CO2： ，通过此法制备H2，理论上1molCH4可以得到_________molH2。 第四步：变压吸附分离除去CO2、CH4和H2O等杂质。 【答案】（1） ①. 分液漏斗 ②. 0.01875 （2）-176.67 （3）加快 （4） （5） ①. +206.1 ②. 是 （6）4 【解析】 【小问1详解】 由仪器结构可知，容器a的名称为分液漏斗。加入的锌的物质的量，稀硫酸中，根据反应可知，锌完全反应。生成的的物质的量为，若忽略溶液体积变化，的浓度变化量，则内反应速率。 【小问2详解】 溶液质量，温度升高。反应放出的热量。参与反应的锌为，则锌反应放出的热量为，该反应为放热反应，故。 【小问3详解】 若锌不纯，所含杂质（如碳等）与锌在稀硫酸中构成原电池，会加快产生的反应速率。 【小问4详解】 用脱去得到，根据元素守恒可知还生成水，该过程的化学方程式为。 【小问5详解】 根据标准摩尔生成焓的定义，反应热等于生成物的标准摩尔生成焓总和减去反应物的标准摩尔生成焓总和。对于反应，。由于该反应，为吸热反应，若不持续加热会导致温度降低，不利于反应进行，故需要持续加热。 【小问6详解】 根据反应，反应生成和；生成的再发生水煤气变换反应，又可生成。两步反应叠加的总反应为，因此理论上共可以得到。 20. 的化学转化利用路径有效推动了高附加值利用和化工行业绿色低碳负碳化进程。回答下列问题。 Ⅰ．利用合成淀粉的研究成果已经被我国科学家发表在《Nature》杂志上。其涉及的关键反应如下： ① ② ③ （1）反应①在_________（选填“高温”“低温”或“任何温度”）下自发进行。 （2）在一定条件下，向某体积恒为2 L的容器中按的比例通入气体，只发生反应③，下列情况可以说明反应③已经达到平衡的是_________。 A. 混合气体密度不再改变 B. 混合气体平均相对分子质量不再改变 C. 容器中CO与的物质的量之比不再发生改变 D. （3）在催化剂作用下，按的比例向某密闭容器中通入一定量的原料气，只发生①②两个反应。维持总压强为6.4 MPa，测得不同温度下，反应达到平衡后的转化率、的选择性如图所示：已知：的选择性。 在K时，若反应从开始到达到a点所用时间为2 min，则这2 min内=_________，反应②的=__________。（可用分数表示。指用平衡分压代替平衡浓度进行计算的平衡常数，A的平衡分压=A的物质的量分数） Ⅱ．近年来，有研究人员用通过电催化生成多种燃料，实现的回收利用，其工作原理如图所示。 （4）请写出Cu电极上产生的电极反应式：__________。 （5）在一定条件下，该装置Cu电极附近制得的、、的物质的量之比为2：1：1，则当Pt电极附近有4.48 L气体产生时（已折算为标准状况，不考虑水蒸气，忽略气体的溶解），制得的甲醇的质量为__________。 【答案】（1）低温 （2）BD （3） ①. 0.4 ②. （4） （5）1.6 g 【解析】 【小问1详解】 反应①为放热反应，反应前后气体总物质的量由4 mol减至2 mol，故反应的焓变小于0、熵变小于0。低温时焓变项有利且熵变的不利影响较小，反应能够自发进行，故填“低温”； 【小问2详解】 A．该反应在恒容密闭容器中进行，混合气体的总质量和体积在反应过程中均不变，因此密度始终不变，不能作为平衡标志，A错误； B．混合气体的总质量不变，而反应前后气体总物质的量改变，平均相对分子质量会随反应进行而改变，其不再改变可说明达到平衡，B正确； C．投料比与反应③的化学计量数之比相同，一氧化碳与氢气的物质的量之比在反应过程中始终为1∶2，不能作为平衡标志，C错误； D．题给速率关系换算为同一反应速率后，等价于正、逆反应速率相等，可以说明达到平衡，D正确； 故选BD； 【小问3详解】 以初始二氧化碳和氢气的物质的量分别为1 mol和3 mol为基准。点a的二氧化碳转化率为50%，故两个反应共转化0.50 mol二氧化碳；甲醇选择性为80%，所以反应①生成0.40 mol甲醇，反应②生成0.10 mol一氧化碳。 平衡时二氧化碳、氢气、甲醇、水、一氧化碳的物质的量依次为0.50 mol、1.70 mol、0.40 mol、0.50 mol、0.10 mol，总物质的量为3.20 mol。由分压等于物质的量分数与总压强的乘积，可得上述各物质的平衡分压依次为1.0 MPa、3.4 MPa、0.8 MPa、1.0 MPa、0.2 MPa。 甲醇的平均速率为；反应②的分压平衡常数为； 【小问4详解】 图中Cu电极连接电源负极，为阴极，二氧化碳在酸性条件下得到电子生成甲醇。按原子守恒和电荷守恒配平，电极反应式为； 【小问5详解】 图中Pt电极连接电源正极，为阳极，水失去电子生成氧气，电极反应式为。 标准状况下，，因此阳极转移0.80 mol电子。 Cu电极生成甲醇、甲烷、乙烯的电极反应式依次为、、。 由各电极反应式可知，每生成1 mol甲醇、1 mol甲烷、1 mol乙烯分别消耗6 mol、8 mol、12 mol电子。设甲醇、甲烷、乙烯的物质的量分别为2x mol、x mol、x mol，根据电子守恒可得6×2x+8x+12x = 0.80，解得x = 0.025 mol，甲醇的物质的量为0.050 mol。因此甲醇的质量为0.050 mol×32 g/mol = 1.6 g。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $