精品解析:河南南阳市唐河县第一高级中学2026-2027学年高二上学期9月阶段检测 化学试题
2026-10-01
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内容正文:
2026年秋9月份高二年级学情调研
化学试题
可能用到的相对原子质量:H:1 C:12 N:14 O:16 S:32 Mn:55 Cl:35.5 Na:23 Fe:56 Cu:64
一、选择题(3×15=45分)
1. 近年来,我国新能源产业得到了蓬勃发展,下列说法错误的是
A. 理想的新能源应具有资源丰富、可再生、对环境无污染等特点
B. 氢氧燃料电池具有能量转化率高、清洁等优点
C. 锂离子电池放电时锂离子从负极脱嵌,充电时锂离子从正极脱嵌
D. 太阳能电池是一种将化学能转化为电能的装置
【答案】D
【解析】
【详解】A.理想的新能源应具有可再生、无污染等特点,故A正确;
B.氢氧燃料电池利用原电池将化学能转化为电能,对氢气与氧气反应的能量进行利用,减小了直接燃烧的热量散失,产物无污染,故具有能量转化率高、清洁等优点,B正确;
C.脱嵌是锂从电极材料中出来的过程,放电时,负极材料产生锂离子,则锂离子在负极脱嵌,则充电时,锂离子在阳极脱嵌,C正确;
D.太阳能电池是一种将太阳能转化为电能的装置,D错误;
本题选D。
2. 下列关于热化学方程式的描述(的数值均无误)正确的是
A.
B. 已知 ,增大压强平衡右移,放出的热量增大,则减小
C. 已知 ,密闭容器中充入1 mol N2和3 mol H2发生该反应,放出92.4 kJ的热量
D. 氢气的燃烧热,则电解水的热化学方程式为
【答案】D
【解析】
【详解】A.热化学方程式中焓变单位必须为,该选项只标注,单位书写错误,A错误;
B.是对应化学方程式的固定焓变,只与方程式、物质状态有关,与平衡移动、反应转化量无关。增大压强平衡右移,实际放出热量增多,但该反应的数值保持不变,不会减小,B错误;
C.属于可逆反应,反应物不能完全转化;向容器充入与,反应无法进行到底,实际放出热量小于,C错误;
D.氢气燃烧热热化学方程式:,将方程式反向并扩大2倍得,D正确;
故选D。
3. 纽扣电池的两极材料分别是锌和氧化银,离子导体是溶液。放电时两个电极的电极反应分别为:,。下列说法中不正确的是
A. 锌是负极反应物,氧化银是正极反应物
B. 锌发生氧化反应,氧化银发生还原反应
C. 溶液中向锌电极移动,、向氧化银电极移动
D. 在电池放电过程中,电解质溶液的碱性减弱
【答案】D
【解析】
【详解】A.锌在电极反应中失去电子,作负极反应物;氧化银在电极反应中得到电子,作正极反应物,A正确;
B.锌失电子发生氧化反应,氧化银得电子发生还原反应,B正确;
C.原电池中阴离子向负极移动,阳离子向正极移动,锌为负极、氧化银为正极,因此向锌电极移动,、向氧化银电极移动,C正确;
D.两电极反应相加得总反应为,反应过程中和的总量均不变,电解质溶液碱性不变,D错误;
故答案选D。
4. 下列事实不能用勒夏特列原理解释的是
A. 由和组成的平衡体系加压后颜色变深
B. 向溶液中加入KSCN固体后,溶液颜色变深
C. 天热时,打开冰镇可乐瓶盖产生大量泡沫
D. 氯水光照后颜色变浅
【答案】A
【解析】
【详解】A.和的平衡体系存在可逆反应,加压后平衡正向移动会使物质的量减少,但颜色变深是加压导致容器体积减小、浓度瞬间升高的幅度超过平衡移动降低浓度的幅度导致的,该现象不能用勒夏特列原理解释,A符合题意;
B.溶液中存在平衡,加入固体使浓度增大,平衡正向移动,浓度升高,溶液颜色变深,可用勒夏特列原理解释,B不符合题意;
C.可乐中存在的溶解平衡,打开瓶盖后体系压强减小,平衡向生成气体的方向移动,产生大量泡沫,可用勒夏特列原理解释,C不符合题意;
D.氯水中存在平衡,光照后分解导致其浓度减小,平衡正向移动,浓度降低,氯水颜色变浅,可用勒夏特列原理解释,D不符合题意;
故答案选A。
5. 下列关于金属的腐蚀与防护说法正确的是
A. 图①中越靠底部铁棒腐蚀越严重
B. 图②中往电极区滴入2滴,产生蓝色沉淀
C. 图③中使成为原电池的正极,从而保护了钢铁输水管
D. 图④中外接电源使钢铁表面腐蚀电流接近于零,从而保护了钢铁
【答案】D
【解析】
【详解】A.越靠底部含氧量越少,铁棒腐蚀越不严重,A错误;
B.作负极,作正极,被保护了,所以不会产生蓝色沉淀,B错误;
C.成为原电池的负极,才能保护钢铁输水管,C错误;
D.外接电源使钢铁表面腐蚀电流接近于零,从而保护了钢铁,D正确;
故选D。
6. 已知 ,在存在时,该反应机理为:①(快);②(慢)。下列说法错误的是
A. 该反应速率主要由第②步基元反应决定
B. 为该过程的催化剂,为中间产物
C. 的存在提高了该反应的反应速率
D. 催化剂能降低反应的活化能,提高活化分子百分数
【答案】B
【解析】
【详解】A.反应速率由慢反应步骤决定,第②步为慢基元反应,所以该反应速率主要由第②步决定,A正确;
B.反应初始加入,反应①消耗生成,反应②消耗重新生成,所以是反应的催化剂,是反应的中间产物,B错误;
C.是该反应的催化剂,可降低反应活化能,提高反应速率,C正确;
D.催化剂能降低反应的活化能,使更多普通分子变为活化分子,提高活化分子百分数,D正确;
故选B。
7. 为了减少对环境的污染,煤在直接燃烧前要进行脱硫处理。用电解法对煤进行脱硫处理具有脱硫效率高、经济效益好等优点。电解脱硫的基本原理如图所示,利用电极反应将转化成,再将煤中的含硫物质(主要是)氧化为和:。
下列说法正确的是
A. 阴极的电极反应式:
B. 电解刚刚开始时,观察到阴极石墨棒上有无色气体产生
C. 电解过程中阴极附近溶液的pH减小
D. 电子运动方向:负极→阴极→溶液→阳极→正极,构成闭合回路
【答案】B
【解析】
【详解】A.阴极发生还原反应,选项中是发生的氧化反应,故A错误;
B.阴极发生氢离子得电子生成氢气的反应:,阴极石墨棒上有无色气体产生,故B正确;
C.阴极发生氢离子得电子生成氢气的反应:,氢离子浓度减小,pH增大,故C错误;
D.电子运动不经过溶液,故D错误;
故选B。
8. 一种高容量水系电池示意图如图。已知:放电时,电极Ⅱ上减少;电极材料每转移1mol电子,对应的理论容量为。下列说法错误的是
A. 充电时Ⅱ为阳极
B. 放电时Ⅱ极室中溶液的pH降低
C. 放电时负极反应为:
D. 充电时16gS能提供的理论容量为
【答案】B
【解析】
【分析】放电时,电极Ⅱ上减少,说明MnO2转化为Mn2+,化合价降低,发生还原反应,为原电池的正极,由于电解质溶液为MnSO4,故电解质应为酸性溶液,正极反应为:;则电极Ⅰ为原电池负极,MnS失去电子生成S和Mn2+,负极反应为:。
【详解】A.由分析可知,放电时电极Ⅱ为正极,故充电时电极Ⅱ为阳极,A正确;
B.由分析可知,放电时电极Ⅱ为正极,正极反应为:,反应消耗,溶液的pH升高,B错误;
C.由分析可知,放电时电极Ⅰ为原电池负极,负极反应为:,C正确;
D.根据放电时负极反应,可知充电时阴极反应为,每消耗16gS,即0.5molS,转移1mol电子,据题意可知,能提供的理论容量为26.8A⋅h,D正确;
故选B。
9. 血红蛋白分子(Hb)在人体中存在如下过程:①Hb+O2(g)⇌Hb(O2) K1;②Hb+CO(g)⇌Hb(CO) K2。下列说法正确的是
A. 高原地区气压低,该地区人体内的Hb数量也较低
B. 人体吸入CO易造成缺氧中毒,说明K2<K1
C. CO中毒时,可将病人移至通风处,必要时进行吸氧
D. CO中毒时,应立即切断CO源,使K2减小
【答案】C
【解析】
【详解】A.高原低氧环境下,使反应①逆向移动,Hb数量增加,A错误;
B.人体吸入CO易造成缺氧,说明反应②比反应①容易进行,即K1<K2,B错误;
C.通风降低CO浓度,吸氧增加O2浓度,促使反应①正向进行,从而使反应②逆向进行,能降低Hb(CO)的浓度,缓解中毒,C正确;
D.平衡常数仅与温度有关,切断CO源不会改变K2,D错误;
故答案选C。
10. 下列实验操作、现象及结论均正确的是
选项
操作
现象
结论
A
向两支盛有少量溶液的试管中分别加入0.1 mol/L 溶液和0.01 mol/L 溶液
加入溶液的试管生成气体的速率比加入溶液的大
对分解的催化效果比好
B
在 蓝色溶液中存在如下平衡:(蓝色)(黄绿色) ,加热该溶液
溶液由蓝色转变为黄绿色
对于该反应,升高温度,平衡正向移动
C
取两支试管,各加入4 mL 0.01 mol/L酸性溶液,然后向一支试管中加入0.01 mol/L 溶液2 mL,另一支试管中加入0.02 mol/L 溶液2 mL
浓度大的一支试管中溶液先褪色
其他条件相同时,反应物浓度越大,反应速率越大
D
将盛有棕红色气体的注射器由10 mL压缩至5 mL
气体颜色比压缩前变浅
平衡向右移动
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.催化剂种类和浓度不同,有两个变量,不能说明催化剂的催化效果,A不符合题意;
B.加热溶液,溶液由蓝色转变为黄绿色,说明升高温度使平衡正向移动,B符合题意;
C.高锰酸钾均过量,不能观察到颜色褪去,应控制高锰酸钾的量不足,改变草酸溶液的浓度,探究浓度对速率的影响,C不符合题意;
D.压缩注射器,增大压强,平衡向正反应方向移动,颜色先深后浅,但由于容器的容积减小,浓度仍比起始大,气体颜色比压缩前深,D不符合题意;
故选B。
11. 甲醇是一种常见的燃料,利用CO和在一定条件下可合成甲醇: ,下列图像变化正确的是
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】 ,该反应温度升高,反应速率加快,达到平衡时间缩短,反应放热,升高温度平衡逆向移动;增大压强,各物质的浓度均增大,正、逆反应速率均增大,且该反应正向气体分子数减少,增大压强,平衡正向移动;平衡常数K仅与温度有关,该反应放热,升高温度,平衡逆向移动,K值减小,据此分析。
【详解】A.该图像为在不同温度下随反应时间的变化曲线,温度升高,反应速率加快,达到平衡时间缩短,故350℃应比300℃先达到平衡,又因反应放热,升高温度平衡逆向移动,350℃下平衡时较小,A错误;
B.时刻压缩体积,增大压强,各物质的浓度均增大,正、逆反应速率均增大,且该反应正向气体分子数减少,增大压强,平衡正向移动,,B正确;
C.反应放热,升高温度,平衡逆向移动,的平衡转化率降低,增大压强,平衡正向移动,相同温度下时的平衡转化率大于时的转化率,C错误;
D.平衡常数K仅与温度有关,该反应放热,升高温度,平衡逆向移动,K值减小,而图像中K随温度升高而增大,D错误;
故选B。
12. 乙烯是一种重要的化工原料,催化加氢可制得乙烷: 。如图是在两种不同催化剂的条件下进行乙烯催化加氢反应的历程图。下列说法错误的是
A. 该反应为放热反应
B. 稳定性:过渡态过渡态2
C. 该反应中催化剂的催化效果比好
D. 催化剂可以改变化学反应速率,但不能改变转化率
【答案】D
【解析】
【详解】A.反应物总相对能量为,生成物总相对能量为,反应物总能量高于生成物,反应为放热反应,A正确;
B.过渡态1的相对能量为,过渡态2的相对能量为,能量越低物质越稳定,因此稳定性:过渡态1<过渡态2,B正确;
C.反应的决速步活化能为中间体到过渡态的能量差,催化剂对应活化能为,催化剂对应活化能为,活化能越低催化效果越好,因此的催化效果比好,C正确;
D.催化剂可以降低反应活化能改变化学反应速率,但不改变平衡状态,不能改变平衡转化率,但未达平衡时,同一时间下加入催化剂可提高反应的转化率,选项未说明是平衡转化率,表述错误,D错误;
故选D。
13. 常温下,向2L的恒容密闭容器中充入1molX和2molY,发生反应:,时测得容器中X、Z物质的量浓度相同,Y的转化率为20%,下列说法错误的是
A.
B. 前5min的平均反应速率
C. 5min时X的体积分数为25%
D. 反应达平衡时
【答案】B
【解析】
【分析】向2L的恒容密闭容器中充入1molX和2molY,发生反应:X(g)+2Y(g)⇌nZ(g),5min时测得容器中X、Z物质的量浓度相同,Y的转化率为20%,说明Y转化了0.4mol,剩余1.6mol,根据系数关系可知,X转化了0.2mol,则X剩余0.8mol,此时X浓度为0.4mol/L,则Z浓度为0.4mol/L,Z的物质的量为0.8mol,即转化的Z的物质的量为0.8mol,根据系数关系,得出n=4,据此分析答题。
【详解】A.由分析可得,n=4,A正确;
B.前5min的平均反应速率v(X)==0.02mol⋅L-1⋅min-1,B错误;
C.5min时X的体积分数为=25%,C正确;
D.反应达平衡时,正逆反应速率相等,则2v正(X)=v逆(Y),D正确;
故答案选B。
14. 一定条件下,将和按物质的量之比充入反应容器,发生反应:,其他条件相同时,分别测得NO的平衡转化率在不同压强(、)下随温度变化的曲线如下图所示。下列说法错误的是
A.
B. 其他条件不变,温度升高,该反应的反应限度减小
C. 400℃、条件下,的平衡转化率为40%
D. 400℃时,该反应的化学平衡常数的数值为10/9
【答案】D
【解析】
【分析】反应正反应为气体分子数减小的反应,相同温度下,压强越大,NO平衡转化率越高,结合图像相同温度下对应NO平衡转化率高于,故。随温度升高,两条曲线的NO平衡转化率均降低,说明升高温度平衡逆向移动,正反应为放热反应。初始投料,与反应计量数之比一致,故平衡时与的转化率相等。
【详解】A.该反应正反应为气体分子数减小的反应,相同温度下压强越大,NO平衡转化率越高,相同温度时对应NO转化率高于,故,A正确;
B.随温度升高,NO平衡转化率降低,说明平衡逆向移动,该反应的反应限度减小,B正确;
C.初始投料,与反应计量数之比相同,反应中两者按计量数比消耗,故平衡时两者转化率相等,400℃、条件下NO平衡转化率为40%,故的平衡转化率为40%,C正确;
D.反应前后气体的化学计量数不相等,平衡常数与体积有关,由于体积未知、物质的浓度未知,不能计算平衡常数,D错误;
故选D。
15. 目前,我国光伏发电并网装机容量稳居全球首位。以四甲基氯化铵[]为原料,采用光伏并网发电装置,通过电渗析法合成,工作原理如图。下列说法不正确的是
A. 光伏并网发电装置中N型半导体为负极
B. 阳极发生的电极反应为
C. c为阳离子交换膜,d、e均为阴离子交换膜
D. 制备182g四甲基氢氧化铵,两极共产生33.6L气体(标准状况)
【答案】C
【解析】
【分析】根据第三个池中浓度变化得出,钠离子从第四池通过e膜,氯离子从第二池通过d膜,由电解池中阳离子向阴极移动,阴离子向阳极移动的规律,则a为阴极,电极反应式为:,b为阳极,电极反应式为:,a与N型半导体相连,b与P型半导体相连,所以N型半导体为负极,P型半导体为正极,据此分析解答。
【详解】A.由分析可知,N型半导体为负极,A正确;
B.分析可知,b为阳极,电极反应式为:,B正确;
C.通过分析可知,Na+离子通过e膜,Cl-通过d膜,(CH3)4N+通过c膜,所以c、e膜为阳离子交换膜,d为阴离子交换膜,C错误;
D.182g四甲基氢氧化铵的物质的量为,a极电极反应式为:,则收集氢气1mol,转移电子为2mol,b极电极反应式为:,则收集氧气为0.5mol,标况下两极可得气体体积为,D正确;
故选C。
二、非选择题(共55分)
16. 化学反应的过程,既是物质的转化过程,也是化学能与热能等形式能量的转化过程。回答下列问题:
(1)工业上用氮气合成氨,能量变化如图。则断裂和中的化学键所吸收的能量与形成中的化学键所释放的能量差值为_____kJ。
(2)下列反应中,反应热正负号与合成氨相同的是_____(填序号)。
①碳的燃烧②铝热反应③盐酸和氢氧化钠溶液反应
④与反应⑤二氧化碳和炽热的碳反应
(3)某兴趣小组同学设计利用如图所示装置测定稀盐酸与氨水反应的中和热。该装置缺少的仪器名称是_____________,各步操作均正确,但是该同学测得的中和热数值始终小于,原因是________________。
(4)土壤中的微生物可将大气中的经两步反应氧化成,两步反应的能量变化示意图如图:
全部氧化成的热化学方程式为_____________________。
(5)二氧化硫-空气质子交换膜燃料电池可以利用大气所含快速启动,其装置图如图:
①质子的流动方向为_____(填“从A到B”或“从B到A”)。
②负极的电极反应式为________________________。
(6)某宇宙飞船使用的是碱性氢氧燃料电池,其负极电极反应式为:________________________。
【答案】(1)b-a (2)①②③
(3) ①. 玻璃搅拌器 ②. 一水合氨是弱碱,发生电离需要吸收热量,与盐酸反应时放热比强碱少
(4)
(5) ①. 从A到B ②.
(6)
【解析】
【小问1详解】
根据能量变化图可知,反应物断键吸收的能量为,生成物成键释放的能量为。因此,吸收的能量与释放的能量差值为。
【小问2详解】
工业合成氨是放热反应,其反应热。①碳的燃烧是放热反应,;②铝热反应是放热反应,;③盐酸和氢氧化钠溶液的中和反应是放热反应,;④与的反应是吸热反应,;⑤二氧化碳和炽热的碳反应是吸热反应,。故反应热 正负号与合成氨相同的是①②③。
【小问3详解】
测定中和热的装置中,为了使酸碱溶液充分混合反应并减少热量散失,必须使用玻璃搅拌器(或环形玻璃搅拌棒)进行上下搅拌。由于氨水中的一水合氨是弱电解质,在反应过程中发生电离需要吸收热量,这会抵消掉一部分中和反应放出的热量,从而导致测得的中和热数值偏小(小于 )。
【小问4详解】
根据图示的能量变化,可写出两步反应的热化学方程式:第一步:,第二步:,根据盖斯定律,将第一步与第二步反应相加,即可得到总反应的热化学方程式: 。
【小问5详解】
①在该燃料电池中,通入 的 A 极发生氧化反应,为负极;通入 的 B 极发生还原反应,为正极。原电池内部阳离子(质子 )向正极移动,故质子的流动方向为从 A 到 B。
② 负极上 失去电子发生氧化反应,在水参与下生成 和 ,其电极反应式为 。
【小问6详解】
碱性氢氧燃料电池中,负极通入的是氢气。氢气在负极失去电子发生氧化反应,在碱性环境中结合 生成水,其电极反应式为 。
17. 如图所示3套实验装置,分别回答下列问题:
(1)装置1为铁的吸氧腐蚀实验。一段时间后,向插入铁钉的玻璃筒内滴入KSCN溶液呈无色,再滴入氯水即可观察到铁钉附近的溶液变红色,表明铁被_______(填氧化、还原);向插入碳棒的玻璃筒内滴入酚酞试液,可观察到碳棒附近的溶液变红,该电极反应为_______________。
(2)装置2中的石墨是_________极(填“正”或“负”),该装置发生的总反应的离子方程式为___________________________________。
(3)装置3中甲烧杯盛放100 mL 0.2 mol·L-1的NaCl溶液,乙烧杯盛放100 mL 0.5 mol·L-1的CuSO4溶液。反应一段时间后,停止通电。向甲烧杯中滴入几滴酚酞试液,观察到石墨电极附近首先变红。
①电源的M端为_________极,甲烧杯中铁电极的电极反应为________________;
②乙烧杯中电解反应的离子方程式为___________________________________;
③停止电解,取出Cu电极,洗涤、干燥、称量,电极增重0.64 g,则甲烧杯中产生的气体在标准状况下为____________ mL。
【答案】 ①. 氧化 ②. O2+4e-+2H2O=4OH- ③. 正 ④. 2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+ ⑤. 正 ⑥. Fe-2e-=Fe2+ ⑦. 2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+ ⑧. 224
【解析】
【详解】(1)装置1为铁的电化学腐蚀,铁钉附近的溶液有蓝色沉淀,表明铁被氧化,铁为负极,碳为正极。观察到碳棒附近的溶液变红,说明在碳极上氧气得电子生成OH-离子,反应的电极反应式为O2+ 4e-+ 2H2O = 4OH-;
(2)装置2为原电池,负极为Cu,铜失去电子,生成铜离子而溶解。石墨是正极,溶液中的铁离子得到电子生成亚铁离子,所以总的离子方程式是2Fe3+ + Cu = 2Fe2+ + Cu2+。
(3)①反应一段时间后,停止通电.向甲烧杯中滴入几滴酚酞,观察到石墨电极附近首先变红,说明在石墨电极上生成OH-离子,即石墨是阴极,所以铁是阳极,M是电源的正极,则铁电极的方程式是Fe -2e-= Fe2+;
②乙烧杯电解硫酸铜溶液,石墨为阳极,铜是阴极,所以电解的总方程式是2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+;
③取出Cu电极,洗涤、干燥、称量、电极增重0.64g,则生成Cu的物质的量为0.64g ÷64g/mol =0.01mol,转移的电子的物质的量为0.01mol×2=0.02mol,根据甲烧杯产生气体的电极反应可知,
,所以V=0.224L。
18. Ⅰ、某化学小组安装两套如图所示的相同装置,用以探究影响分解速率的因素。
(1)仪器a的名称为是______。
(2)催化下分解的化学方程式为______。
(3)有如下实验设计方案,请帮助他们完成表格中未填部分。
实验编号
实验目的
催化剂
浓度
甲组实验Ⅰ
作实验参照
298
3滴溶液
甲组实验Ⅱ
______
298
______
Ⅱ、某研究性学习小组利用溶液和酸性溶液的反应探究“外界条件的政变对化学反应速率的影响”,进行了如下实验:
实验编号
室温下,试管中所加试剂及其用量
室温下溶液颜色褪至无色所需时间
溶液
溶液
稀硫酸
1
3.0
2.0
3.0
4.0
2
2.0
3.0
2.0
5.2
3
1.0
4.0
3.0
2.0
6.4
(4)补全方程式______:。
(5)实验过程使用了“控制变量法”,则______,______;根据上表中的实验数据,可以得到的结论是______。
(6)该小组同学查阅已有的资料后,提出假设:生成物中的为该反应的催化剂,请你帮助该小组同学完成实验方案验证假设。
实验编号
室温下,试管中所加试剂及其用量/mL
再向试管中加入少量固体
室温下溶液颜色褪至无色所需时间
溶液
溶液
稀硫酸
4
3.0
2.0
3.0
2.0
______
t
①再向试管中加入的少量固体的化学式为______。
②若该小组同学提出的假设成立,应观察到的现象是______。
【答案】(1)分液漏斗
(2)
(3) ①. 研究浓度对速率的影响 ②. 3滴FeCl3溶液
(4)
(5) ①. 2.0 ②. 3.0 ③. 其他条件相同时,增大草酸浓度,反应速率加快
(6) ①. MnSO4 ②. 与实验1相比,溶液褪色所需时间短
【解析】
【分析】I、研究外界条件的改变对化学反应速率的影响,需要控制变量,探究浓度对速率的影响时,其他条件要保持不变; Ⅱ某研究性学习小组利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液的反应探究“外界条件的改变对化学反应速率的影响”,实验1、2、3都是改变H2C2O4溶液的浓度,保持KMnO4溶液的浓度和温度不变,通过测定溶液颜色发生改变所需的时间,探究浓度对化学反应速率的影响,实验4与实验1进行对比,各反应物的浓度都相同,但加入了催化剂,探究催化剂对化学反应速率的影响,据此分析;
【小问1详解】
由装置图可知仪器a的名称为分液漏斗;
【小问2详解】
H2O2在MnO2催化下分解生成水和氧气,化学方程式为:
【小问3详解】
由甲组实验Ⅰ的实验目的可知,催化剂和浓度只能有一个作为变量,而浓度已为变量,催化剂就不能再作为变量,所以甲组实验Ⅱ中催化剂与甲组实验Ⅰ中的相同,由题干的实验目的可知甲组实验Ⅱ的实验目的为探究浓度对速率的影响,催化剂也为3滴FeCl3溶液;
【小问4详解】
H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液发生反应,Mn元素由+7价降低到+2价,则KMnO4作氧化剂,H2C2O4作还原剂,C元素由+3价升高到+4价,从而生成CO2。利用得失电子守恒,可得出配平的离子方程式为:;
【小问5详解】
实验过程使用了“控制变量法”,为保证KMnO4溶液的浓度不变,需保证混合溶液的总体积不变,实验3中,溶液的总体积为10mL,由此可得出,V1=2.0,V2=3.0;上表中的实验数据显示,H2C2O4溶液浓度越小,溶液褪色所需时间越长,则可以得到的结论是:其他条件相同时,增大草酸浓度,反应速率加快;
【小问6详解】
①假设生成物中的MnSO4为该反应的催化剂,则应再向试管中加入的少量固体的化学式为MnSO4; ②催化剂能加快反应速率,缩短反应到达平衡的时间。若该小组同学提出的假设成立,应观察到的现象是:与实验1相比,溶液褪色所需时间短。
19. 二甲醚(DME)被誉为“21世纪的清洁燃料”。由合成气制备二甲醚的主要原理如下:
Ⅰ. kJ·mol-1
Ⅱ. kJ·mol1
Ⅲ. kJ·mol-1
(1)①反应的______kJ·mol-1。
②反应Ⅰ在______(填“高温”或“低温”)下可自发进行。
(2)向密闭容器中充入一定量的CO和,发生反应,下列能说明反应达到平衡状态的是______(填序号)。
A. 和的浓度之比为3:1
B. 恒温恒压条件下,气体的平均摩尔质量保持不变
C. 恒温恒容条件下,气体的密度保持不变
D. 绝热体系中,体系的温度保持不变
(3)在不同温度、压强和相同催化剂条件下,发生反应Ⅰ,CO的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。在、条件下,往一容积为2L的密闭容器内,充入0.3molCO与0.4mol发生反应。
①图中压强______(填“>”或“<”)。
②A、B、C三点平衡常数、、的大小关系为______。
③平衡后若将容器的容积压缩到原来的一半,其他条件不变,对平衡体系产生的影响是______(填字母)。
A.减小
B.正反应速率加快,逆反应速率减慢
C.反应物转化率增大
D.重新平衡后减小
④平衡后再加入1.0molCO后重新到达平衡,则CO的转化率______(填“增大”“不变”或“减小”)。
⑤若压强恒定为pkPa,则平衡常数______(用气体平衡分压代替气体平衡浓度计算,分压=总压×气体的物质的量分数,整理出含p的最简表达式)。
【答案】(1) ①. 246.1 ②. 低温 (2)BD
(3) ①. < ②. ③. CD ④. 减小 ⑤.
【解析】
【小问1详解】
根据盖斯定律,2×Ⅰ+Ⅱ+Ⅲ,得出ΔH=2ΔH1+ΔH2+ΔH3=[2×(-90.7)-23.5-41.2] kJ·mol-1=-246.1 kJ·mol-1;,熵变∆S<0,焓变∆H<0,则在低温下可满足∆H-T∆S<0,故该反应自发进行的条件为低温;
【小问2详解】
A.H2和CO2的浓度之比为3:1时,反应可能处于平衡状态,也可能未达到平衡状态,则无法判断平衡状态,A错误;
B.混合气体的质量不变,混合气体的物质的量为变量,则气体的平均摩尔质量为变量,当气体的平均摩尔质量保持不变时,表明该反应达到平衡状态,B正确;
C.恒温恒容条件下,气体质量和体积均不变,混合气体的密度为定值,不能根据密度判断平衡状态,C错误;
D.该反应为放热反应,绝热体系中,体系的温度为变量,当体系的温度保持不变时,表明正逆反应速率相等,该反应达到平衡状态,D正确;
故选BD;
【小问3详解】
①相同温度时,增大压强平衡正向移动,CO转化率增大,相同温度下CO转化率;B点大于A点,则压强:B点大于A点,所以<;
②反应为放热反应,温度越高化学平衡常数越小,温度不变化学平衡常数不变,A点与B点温度相等且小于C点温度,则化学平衡常数:;
③A.加压,尽管平衡正向移动,n(H2)减小,但容器体积减小,c(H2)比加压前大,A错误;
B.加压,混合气的浓度增大,反应物有效碰撞的次数增多,正反应速率加快,逆反应速率加快,B错误;
C.加压,平衡正向移动,反应物的转化率都增大,C正确;
D.加压,平衡正向移动,n(H2)减小,n(CH3OH)增大,重新平衡时的=减小,D正确;
故选CD;
④平衡后加入CO虽然平衡正向移动,但消耗的n(CO)小于加入的n(CO),则CO的转化率减小;
⑤在、条件下,往一容积为2 L的密闭容器内,充入0.3 mol CO与0.4 mol 发生反应,平衡时CO的平衡转化率为0.5,列出三段式为:
混合气体总物质的量=(0.075+0.05+0.075) mol/L×2 L=0.4 mol,p(CO)=p(CH3OH)=×p=0.375 p,p(H2)=×p=0.25 p,化学平衡常数Kp=。
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化学试题
可能用到的相对原子质量:H:1 C:12 N:14 O:16 S:32 Mn:55 Cl:35.5 Na:23 Fe:56 Cu:64
一、选择题(3×15=45分)
1. 近年来,我国新能源产业得到了蓬勃发展,下列说法错误的是
A. 理想的新能源应具有资源丰富、可再生、对环境无污染等特点
B. 氢氧燃料电池具有能量转化率高、清洁等优点
C. 锂离子电池放电时锂离子从负极脱嵌,充电时锂离子从正极脱嵌
D. 太阳能电池是一种将化学能转化为电能的装置
2. 下列关于热化学方程式的描述(的数值均无误)正确的是
A.
B. 已知 ,增大压强平衡右移,放出的热量增大,则减小
C. 已知 ,密闭容器中充入1 mol N2和3 mol H2发生该反应,放出92.4 kJ的热量
D. 氢气的燃烧热,则电解水的热化学方程式为
3. 纽扣电池的两极材料分别是锌和氧化银,离子导体是溶液。放电时两个电极的电极反应分别为:,。下列说法中不正确的是
A. 锌是负极反应物,氧化银是正极反应物
B. 锌发生氧化反应,氧化银发生还原反应
C. 溶液中向锌电极移动,、向氧化银电极移动
D. 在电池放电过程中,电解质溶液的碱性减弱
4. 下列事实不能用勒夏特列原理解释的是
A. 由和组成的平衡体系加压后颜色变深
B. 向溶液中加入KSCN固体后,溶液颜色变深
C. 天热时,打开冰镇可乐瓶盖产生大量泡沫
D. 氯水光照后颜色变浅
5. 下列关于金属的腐蚀与防护说法正确的是
A. 图①中越靠底部铁棒腐蚀越严重
B. 图②中往电极区滴入2滴,产生蓝色沉淀
C. 图③中使成为原电池的正极,从而保护了钢铁输水管
D. 图④中外接电源使钢铁表面腐蚀电流接近于零,从而保护了钢铁
6. 已知 ,在存在时,该反应机理为:①(快);②(慢)。下列说法错误的是
A. 该反应速率主要由第②步基元反应决定
B. 为该过程的催化剂,为中间产物
C. 的存在提高了该反应的反应速率
D. 催化剂能降低反应的活化能,提高活化分子百分数
7. 为了减少对环境的污染,煤在直接燃烧前要进行脱硫处理。用电解法对煤进行脱硫处理具有脱硫效率高、经济效益好等优点。电解脱硫的基本原理如图所示,利用电极反应将转化成,再将煤中的含硫物质(主要是)氧化为和:。
下列说法正确的是
A. 阴极的电极反应式:
B. 电解刚刚开始时,观察到阴极石墨棒上有无色气体产生
C. 电解过程中阴极附近溶液的pH减小
D. 电子运动方向:负极→阴极→溶液→阳极→正极,构成闭合回路
8. 一种高容量水系电池示意图如图。已知:放电时,电极Ⅱ上减少;电极材料每转移1mol电子,对应的理论容量为。下列说法错误的是
A. 充电时Ⅱ为阳极
B. 放电时Ⅱ极室中溶液的pH降低
C. 放电时负极反应为:
D. 充电时16gS能提供的理论容量为
9. 血红蛋白分子(Hb)在人体中存在如下过程:①Hb+O2(g)⇌Hb(O2) K1;②Hb+CO(g)⇌Hb(CO) K2。下列说法正确的是
A. 高原地区气压低,该地区人体内的Hb数量也较低
B. 人体吸入CO易造成缺氧中毒,说明K2<K1
C. CO中毒时,可将病人移至通风处,必要时进行吸氧
D. CO中毒时,应立即切断CO源,使K2减小
10. 下列实验操作、现象及结论均正确的是
选项
操作
现象
结论
A
向两支盛有少量溶液的试管中分别加入0.1 mol/L 溶液和0.01 mol/L 溶液
加入溶液的试管生成气体的速率比加入溶液的大
对分解的催化效果比好
B
在 蓝色溶液中存在如下平衡:(蓝色)(黄绿色) ,加热该溶液
溶液由蓝色转变为黄绿色
对于该反应,升高温度,平衡正向移动
C
取两支试管,各加入4 mL 0.01 mol/L酸性溶液,然后向一支试管中加入0.01 mol/L 溶液2 mL,另一支试管中加入0.02 mol/L 溶液2 mL
浓度大的一支试管中溶液先褪色
其他条件相同时,反应物浓度越大,反应速率越大
D
将盛有棕红色气体的注射器由10 mL压缩至5 mL
气体颜色比压缩前变浅
平衡向右移动
A. A B. B C. C D. D
11. 甲醇是一种常见的燃料,利用CO和在一定条件下可合成甲醇: ,下列图像变化正确的是
A. B.
C. D.
12. 乙烯是一种重要的化工原料,催化加氢可制得乙烷: 。如图是在两种不同催化剂的条件下进行乙烯催化加氢反应的历程图。下列说法错误的是
A. 该反应为放热反应
B. 稳定性:过渡态过渡态2
C. 该反应中催化剂的催化效果比好
D. 催化剂可以改变化学反应速率,但不能改变转化率
13. 常温下,向2L的恒容密闭容器中充入1molX和2molY,发生反应:,时测得容器中X、Z物质的量浓度相同,Y的转化率为20%,下列说法错误的是
A.
B. 前5min的平均反应速率
C. 5min时X的体积分数为25%
D. 反应达平衡时
14. 一定条件下,将和按物质的量之比充入反应容器,发生反应:,其他条件相同时,分别测得NO的平衡转化率在不同压强(、)下随温度变化的曲线如下图所示。下列说法错误的是
A.
B. 其他条件不变,温度升高,该反应的反应限度减小
C. 400℃、条件下,的平衡转化率为40%
D. 400℃时,该反应的化学平衡常数的数值为10/9
15. 目前,我国光伏发电并网装机容量稳居全球首位。以四甲基氯化铵[]为原料,采用光伏并网发电装置,通过电渗析法合成,工作原理如图。下列说法不正确的是
A. 光伏并网发电装置中N型半导体为负极
B. 阳极发生的电极反应为
C. c为阳离子交换膜,d、e均为阴离子交换膜
D. 制备182g四甲基氢氧化铵,两极共产生33.6L气体(标准状况)
二、非选择题(共55分)
16. 化学反应的过程,既是物质的转化过程,也是化学能与热能等形式能量的转化过程。回答下列问题:
(1)工业上用氮气合成氨,能量变化如图。则断裂和中的化学键所吸收的能量与形成中的化学键所释放的能量差值为_____kJ。
(2)下列反应中,反应热正负号与合成氨相同的是_____(填序号)。
①碳的燃烧②铝热反应③盐酸和氢氧化钠溶液反应
④与反应⑤二氧化碳和炽热的碳反应
(3)某兴趣小组同学设计利用如图所示装置测定稀盐酸与氨水反应的中和热。该装置缺少的仪器名称是_____________,各步操作均正确,但是该同学测得的中和热数值始终小于,原因是________________。
(4)土壤中的微生物可将大气中的经两步反应氧化成,两步反应的能量变化示意图如图:
全部氧化成的热化学方程式为_____________________。
(5)二氧化硫-空气质子交换膜燃料电池可以利用大气所含快速启动,其装置图如图:
①质子的流动方向为_____(填“从A到B”或“从B到A”)。
②负极的电极反应式为________________________。
(6)某宇宙飞船使用的是碱性氢氧燃料电池,其负极电极反应式为:________________________。
17. 如图所示3套实验装置,分别回答下列问题:
(1)装置1为铁的吸氧腐蚀实验。一段时间后,向插入铁钉的玻璃筒内滴入KSCN溶液呈无色,再滴入氯水即可观察到铁钉附近的溶液变红色,表明铁被_______(填氧化、还原);向插入碳棒的玻璃筒内滴入酚酞试液,可观察到碳棒附近的溶液变红,该电极反应为_______________。
(2)装置2中的石墨是_________极(填“正”或“负”),该装置发生的总反应的离子方程式为___________________________________。
(3)装置3中甲烧杯盛放100 mL 0.2 mol·L-1的NaCl溶液,乙烧杯盛放100 mL 0.5 mol·L-1的CuSO4溶液。反应一段时间后,停止通电。向甲烧杯中滴入几滴酚酞试液,观察到石墨电极附近首先变红。
①电源的M端为_________极,甲烧杯中铁电极的电极反应为________________;
②乙烧杯中电解反应的离子方程式为___________________________________;
③停止电解,取出Cu电极,洗涤、干燥、称量,电极增重0.64 g,则甲烧杯中产生的气体在标准状况下为____________ mL。
18. Ⅰ、某化学小组安装两套如图所示的相同装置,用以探究影响分解速率的因素。
(1)仪器a的名称为是______。
(2)催化下分解的化学方程式为______。
(3)有如下实验设计方案,请帮助他们完成表格中未填部分。
实验编号
实验目的
催化剂
浓度
甲组实验Ⅰ
作实验参照
298
3滴溶液
甲组实验Ⅱ
______
298
______
Ⅱ、某研究性学习小组利用溶液和酸性溶液的反应探究“外界条件的政变对化学反应速率的影响”,进行了如下实验:
实验编号
室温下,试管中所加试剂及其用量
室温下溶液颜色褪至无色所需时间
溶液
溶液
稀硫酸
1
3.0
2.0
3.0
4.0
2
2.0
3.0
2.0
5.2
3
1.0
4.0
3.0
2.0
6.4
(4)补全方程式______:。
(5)实验过程使用了“控制变量法”,则______,______;根据上表中的实验数据,可以得到的结论是______。
(6)该小组同学查阅已有的资料后,提出假设:生成物中的为该反应的催化剂,请你帮助该小组同学完成实验方案验证假设。
实验编号
室温下,试管中所加试剂及其用量/mL
再向试管中加入少量固体
室温下溶液颜色褪至无色所需时间
溶液
溶液
稀硫酸
4
3.0
2.0
3.0
2.0
______
t
①再向试管中加入的少量固体的化学式为______。
②若该小组同学提出的假设成立,应观察到的现象是______。
19. 二甲醚(DME)被誉为“21世纪的清洁燃料”。由合成气制备二甲醚的主要原理如下:
Ⅰ. kJ·mol-1
Ⅱ. kJ·mol1
Ⅲ. kJ·mol-1
(1)①反应的______kJ·mol-1。
②反应Ⅰ在______(填“高温”或“低温”)下可自发进行。
(2)向密闭容器中充入一定量的CO和,发生反应,下列能说明反应达到平衡状态的是______(填序号)。
A. 和的浓度之比为3:1
B. 恒温恒压条件下,气体的平均摩尔质量保持不变
C. 恒温恒容条件下,气体的密度保持不变
D. 绝热体系中,体系的温度保持不变
(3)在不同温度、压强和相同催化剂条件下,发生反应Ⅰ,CO的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。在、条件下,往一容积为2L的密闭容器内,充入0.3molCO与0.4mol发生反应。
①图中压强______(填“>”或“<”)。
②A、B、C三点平衡常数、、的大小关系为______。
③平衡后若将容器的容积压缩到原来的一半,其他条件不变,对平衡体系产生的影响是______(填字母)。
A.减小
B.正反应速率加快,逆反应速率减慢
C.反应物转化率增大
D.重新平衡后减小
④平衡后再加入1.0molCO后重新到达平衡,则CO的转化率______(填“增大”“不变”或“减小”)。
⑤若压强恒定为pkPa,则平衡常数______(用气体平衡分压代替气体平衡浓度计算,分压=总压×气体的物质的量分数,整理出含p的最简表达式)。
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