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2026-2027学年度第一学期高二9月模块考试
化学试题
本试卷分第I卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。满分100分,考试时间90分钟。
第I卷(共40分)
可能用到的相对原子质量:H:1Li:7O:16S:32C1:35.5Cu:64Zn:65
Fe:56
一、选择题(每小题2分,共20分,每个小题只有一个正确答案)
1.化学与生产、生活和科技密切相关。下列说法正确的是
A.“西气东输”工程中运输天然气的管道可用外加电流法防腐蚀
B.《哪吒2》石矶娘娘爆炸缩小涉及到碳酸钙的分解,该反应为熵减反应
C.结界兽形象源自三星堆青铜大面具,其表面的铜绿主要是析氢腐蚀的结果
D.“天宫课堂”实验:乙酸钠过饱和溶液结晶形成温热“冰球”,该过程发生了放热反应
【答案】A
【解析】
【详解】A.外加电流法通过连接直流电源保护金属管道作为阴极,防止腐蚀,正确:
B.碳酸钙分解生
C0,气体,系统熵增加,属于熵增反应,B错误:
C.铜绿主要因吸氧腐蚀形成,析氢腐蚀需酸性环境,C错误;
D.乙酸钠过饱和溶液的结晶是物理过程,释放热量但不属于化学反应,D错误:
故选A。
2.已知在25C时:OH(aq)+0Hr(aq)=F(aq)+H,00△MH,=-67.7kJ-mo
②H*(aq+0H(aq)=H,00△H2=-57.3k·mol
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③Ba2+(aq)+s0(aq)=BaS0,s)△H,<0
下列说法正确的是
A.亚电离的热化学方程式为
HF(aq)=H*(aq)+F(aq)AH>0
B.在氢氧化钠溶液与盐酸的反应中,盐酸量一定,氢氧化钠溶液的量越多,中和反应的反应热越大
C.愿中A4,=-57.3kJ.mol
1molH,O
是强酸和强碱在稀溶液中反应生成
和可溶盐中和反应的反应热
D.稀硫酸与稀氢氧化钡溶液反应的热化学方程式为
H2SO(aq)+Ba(OH),(aq)=BaSO(s)+2H,O(1)
△H=-114.6kJ-mol
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据盖斯定律,由①-②可得F电离的△H=(67.7)-(-57.3)二10.4kJmo,说明H亚电离放热,
A错误;
B.中和反应的反应热是指强酸和强碱在稀溶液中反应生成
moH,.O0和可溶盐的反应热,即中和反应的
反应热为固定值,与反应物用量无关,B错误:
C.△H=-57.3kJmo1对应强酸强碱稀溶液中生成1 mol H2O()和可溶盐中和反应的反应热,C正确:
D.该反应的△=2xA+△=-114.6+AH.又A,<0
故实际△H应小于-114.6kJmo,D错误:
故选C。
3.已知:①某些化学键的键能如表。
化学键
N-N
0-0
N=N
N
键能(kJ/mo)
154
500
942
a
H
H
②火箭燃料肼(
H
)的有关化学反应的能量变化如图所示。
-N
N-
H
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能量
假想中间产
2N(g)+4H(g)+2O(g)
物的总能量
△H
△H2=-2752kJ/mol
反应物的
总能量
N2H4(g)+O2(g)
△H1=-534kJ/mol
生成物的
总能量
N2(g)+2H2O(g)
则下列说法错误的是
AN比0稳定
B.表中的a=194
c.N,H,(g)+0,(g)=N2(g)+2H,O(g)△H=-534kmol
D.图中
△H,=+2218 KJ/mol
【答案】B
【解析】
【详解】A.
N=N的键能为942moL,0=0的键能为50 oJ/mol.所以N:比0:稳定,A正确:
△H3
B.利用
建立有关a的等量关系,即AH,(54+4a+50kmo(2752-534/m0,a391.B
错误:
C.从图中可以看出,反应物为N,H,(g)+0,(g),生成物为N,(g)+2H,O(g),反应热△H-534k
ml,则反应的热化学方程式为:N,H,(g)+0,(g)=N,(g)+2H,O(g)△M1=-534 4kJ/mol,,c正:确
D.图中的AH,2752 k/mol-534kJmo1=+2218k灯m0l,D正确:
故选B。
4.下列各组热化学方程式中,化学反应的△H前者大于后者的是
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1
A.C(s)+O2(g)=C02(g):C(s)+2O2(g)C0(g)
B.S(s)+02(g)=S02z(g):S(g)+O2(g)=SO2(g)
C.2H2(g)+O2(g)=2HO(①):H(g)+2O2(g))=H2O(①)
D.2KOH(aq)+H2SO()-K2SO4(aq)+2H2O(1):2KOH(aq)+H2SO(aq)-K2SO4(aq)+2H2O(l)
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A.碳不完全燃烧放热少,焓变包含负号比较大小,所以化学反应的△H前者小于后者,A错误:
B.固体硫变为气态硫需要吸收热量;所以化学反应的△H前者大于后者,B正确:
C.相同条件下量少的反应放热少,焓变包含负号比较大小,1mol氢气燃烧放热小于2mol氢气燃烧放热,
所以化学反应的△H前者小于后者,C错误;
D.中和反应为放热反应,焓变是负值,放出的热量越多,焓变越小,浓硫酸放出的热量多,所以化学反
应的△H前者小于后者,D错误;
答案为:B。
5.电解高浓度
RCOONa(羧酸钠)的
aOH溶液,在阳极RCO0放电可得到R-R(烷烃。下列说法不
正确的是
。通电
A.电解总反应方程式:
2 RCOONa+2H,O亗R-R+2CO,↑+H,↑+2NaOH
B.RCOO-
在阳极放电,发生氧化反应
C.阴极的电极反应:
2H20+2e=20H+H2↑
D.电
CH,COONa CH,CH,COONa和NaOH混合溶液可得到乙烷、丙烷和丁烷
【答案】A
【解析】
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【详解】A,因为阳极RCOO放电可得到R-R(烷烃)和产生CO2,在强碱性环境中,CO2会与OH反应生成
CO2和HO,故阳极的电极反应式为2RC00-2e+4OH=R-R+2CO:2+2H0,阴极上H0电离产生的矿放
电生成H2,同时生成OH,阴极的电极反应式为2HO+2=2OH+H↑,因而电解总反应方程式为
通电
2 RCOONa+2NaOH=R-R+2 Na2CO3+H↑,故A说法不正确:
B.RC00在阳极放电,电极反应式为2RCO0-2e+4OH=R-R+2C02+2H0,-C00中碳元素的化合价由
+3价升高为+4价,发生氧化反应,烃基-R中元素的化合价没有发生变化,故B说法正确:
C.阴极上HO电离产生的广放电生成H,同时生成OH,阴极的电极反应为2HO+2e=2OH+H↑,故C
说法正确:
通电
D.根据题中信息,由上述电解总反应方程式可以确定下列反应能够发生:2 CH;COONa+2NaOH=CH
通电
CH+2NaCO+H↑,2CH3CHC0ONa+2NaOH=CHCH2-CHCH+2NaCO3+H↑,
通电
CHCOONa+CH:CH2COONa+2NaOH=CH-CHCH+2NaCO+H↑。因此,电解CHCOONa、
CHCH2COONa和NaOH的混合溶液可得到乙烷、丙烷和丁烷,D说法正确。
答案为A。
Fe2O3
6.某课题组以纳米
作为电极材料制备锂离子电池(另一极为金属锂和石墨的复合材料),通过在室温
条件下对锂离子电池进行循环充放电,成功地实现了对磁性的可逆调控(如图所示)。下列说法正确的是
电池
电池
Fe,O:+Li
Fe+Li,O
放电
磁铁
充电
磁铁一
A.放电时,正极的电极反应式为
Fe,O,+6Li*+6e=2Fe+3Li,O
B。该电池可以用水溶液作电解质溶液
Fe2O3
C.放电时,Fe在负极失电子,
在正极得电子
D.充电时,电池被磁铁吸引
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【答案】A
【解析】
Fe2O,+6Li_2Fe+3Li2O
【分析】电池放电的总反应式为
,单质锂在负极放电,负极的电极反应式为
Li-e Li*
由总反应和负极的电极反应式可得到正极的电极反应式Fe,0,+6Li+6e2F©+3Li,0
据此分析作答。
【详解】A根据上述分析可知,放电时正极反应式为:
Fe,O,+6Li*+6e=2Fe+312O
,A项正确:
B.因为单质锂可以与水反应,所以电解质溶液不能是水溶液,B项错误:
Fe203
C.放电时,Li在负极失电子,
在正极得电子,C项错误;
D.从图中可以看到,充电时(向左反应),电池会远离磁铁,即充电时电池中的单质铁转化为氧化铁,不能
被磁铁吸引,D项错误;
答案选A。
7.用CH4催化还原
O
x,可以消除氨氧化物的污染。例如:
DCH,(g)+4N0,(g=4N0g)+C0,(g)+2H,0g)△H=-574kJ-mo1
②CH,g)+4N0g)=2N,g)+C0,(g)+21H,0g)△H=-160H-mo
,下列说法不正确的是
A.若用标准状况
下448LCH4还原N0,生成N和水蒸气,放出的热量为
173.4kJ
CH4(g)+4N02(g)=4NO(g)+C02(g)+2H,0①△H<-574kJ·mol1
B.由反应①可推知:
C.若均有1ol甲烷反应时,反应①②转移的电子数相同
D.反应②中
4,48LCH4完全反应时,转移电子的物质的量为
.60mol
【答案】D
【解析】
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①+②
【详解】A,利用盖斯定律,由2可得CH,(g)+2NO2(g)=N2(g)+C02(g)+2H,O(g)
AH=-867灯-mo,则标准状况下448L(0.2m0l)CH:还原N0:生成N?和水蒸气时,放出的热
173.4kJ
量为
,A正确:
B.气态水转化为液态水是放热过程,若反应①中生成的水为液态时,放出热量更多,△H更小,故
△H<-574kJ.mol
,B正确:
C.若均有mol甲烷反应,氧化产物均
C0,碳元素化合价均从-4价升高到4价,反应①②转移的
电子数均
8NA,则反应O2转移电子数相同,C正确:
D.反应②中有1mol甲烷反应时,转移电子物质的量是8mol,但没有注明反应
4.48LCH4所处的温
度和压强,反应物的量未知,所以不能计算转移电子的物质的量,D错误:
故选D。
&工业酸性废水中的C,O宁可转化为C除去,实验室用电解法模拟该过程,结果如下表所示(实验开始
时溶液体积为
50mL,Cr,027
的起始浓度、电压、电解时间均相同),下列说法中,不正确的是
实验
①
③
③
电解条
阴、阳极均为石
阴、阳极均为石墨,滴
阴极为石墨,阳极为铁,滴
件
墨
加lmL浓硫酸
加lmL浓硫酸
CrO
0.922
12.7
57.3
的去除
率%
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A对比实验①②可知,降低pH可以提高C,O片的去除率
B.实验②中,
C,0?在阴极放电的电极反应式是C,0时+6c+14=2C”+7H,0
C.实验③中,
C,0?去除率提高的原因是阳极产物还原C,O
D.实验③中,理论上电路中每通过3mol电子,则有0.5mo1C,0听被还原
【答案】D
【解析】
【分析】A对比实验①②,这两个实验中只有溶液酸性强弱不同,其它外界因素都相同,且溶液的pH越
小,CO的去除率越大:
B.实验②中,CO,在阴极上得电子发生还原反应:
C.实验③中,CO在阴极上得电子,阳极上生成的亚铁离子也能还原CO:
D.实验③中,CO在阴极上得电子,阳极上生成的亚铁离子也能还原CO,,理论上电路中每通过3ol
电子,则有0.5 molCr2O2在阴极上被还原,且溶液中还有CO被还原。
【详解】A对比实验①②,这两个实验中只有溶液酸性强弱不同,其它外界因素都相同,且溶液的H越
小,CO的去除率越大,所以降低pH可以提高CO,的去除率,A正确:
B.实验②中,C0,2在阴极上得电子发生还原反应,电极反应式为CO2+6e+14H=2C3+7H0,故B正
确:
C.实验③中,CrO在阴极上得电子,阳极上Fe失电子生成Fe+,亚铁离子也能还原CO,,C正确:
D.实验③中,CO在阴极上得电子,阳极上Fe失电子生成Fe,亚铁离子也能还原CrO,,理论上电路
中每通过3mol电子,根据电极反应式C02+6e+14H-2Cr+7H0,则有0.5molC02在阴极上被还原,
同时阳极生成1.5 molFe+,根据得失电子守恒,溶液中还有0.25molC0被Fe+还原,所以共有0.75mol
CO2被还原,D错误;
故合理选项是D。
【点睛】本题考查电解原理的应用的知识,明确离子放电顺序及电解原理是解本题关键,注意:活泼金属
作阳极时,阳极上金属失电子而不是溶液中阴离子失电子,易错选项是D。
9.将图中装置I的盐桥(装有含饱和KC1溶液的琼胶)换成铜导线与石墨棒连接得到装置Ⅱ,发现电流计指针
仍然有偏转。下列说法正确的是
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电流计
G
G
盐桥电流计
石墨
铜丝石墨點
石墨a
石墨c
NaCI溶液CuCl2溶液
NaCI溶液CuCl2溶液
甲
甲
乙
Ⅱ
A.装置I电路中转移0.2nmol电子,则甲池溶液的质量增加5.6g
B.装置I中的石墨电极与装置Ⅱ中乙池的石墨ā电极的电极反应相同
C.两装置的能量变化均是化学能转化为电能
D.装置Ⅱ中电子流向为Fe→电流计→石墨a→经电解质溶液到达石墨b→铜丝→石墨c→Fe
【答案】B
【解析】
【详解】A.装置I中,Fe电极上发生氧化反应Fe-2e一fe2+,电路中转移0,2mol电子,则Fe电极溶
解生成0.1mol6.gFe24
进入甲池,且盐桥中的阴离子也进入甲池,所以甲池溶液质量的增加量大于
5.6g,A错误:
B.装置Ⅱ中甲池相当于原电池,发生Fe的吸氧腐蚀,Fe作负极,石墨c作正极,乙池相当于电解池,乙
池中石墨a电极连接Fe电极,作阴极,发生还原反应,故装置I中的石墨电极与装置Ⅱ中乙池的石墨a电
Cu2+
极的电极反应均为
得电子生成C,B正确;
C.装置I是化学能转化为电能,装置Ⅱ中甲池是化学能转化为电能,乙池则是电能转化为化学能,C错
误:
D.电子只能在外电路的导线中流动,不进入溶液中,则装置Ⅱ中电子流向为F一电流计→石墨a,石墨
b→铜丝→石墨c,D错误:
故答案为:B。
I0.LiOH是生产航空航天润滑剂的原料。清华大学首创三室膜电解法制备氢氧化锂,其模拟装置如图所示。
下列有关说法正确的是
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a电源b
气体1÷
气体2
膜1膜2
浓
浓LiOH溶液
酸
稀硫酸Li,So,(aq)稀iOH溶液
A.膜1为阳离子交换膜,膜2为阴离子交换膜
B.a极为电源的负极,Y极上发生氧化反应
C.X极的电极反应式为2H0-4e=4H+02↑
D.每转移2mol电子,理论上生成52 g LiOH
【答案】C
【解析】
【分析】该电解池实质是电解水,根据图知:X极导出的是硫酸,则X极应为水电离出的OH放电,则X
极为阳极,阳极反应式为2HO-4e4+O↑。Y极导出的LiOH,则Y极是水电离出的氢离子放电生成
H、生成OH,则Y为电解池的阴极,阴极电极反应式为2HO+2=2OH+H↑:据此分析解答。
【详解】A.由两个区歧生皮的物质知,X极区域生成硫酸。硫酸锂溶液中S0向X极还移,膜1为阴离
子交换膜;L向Y极迁移,膜2为阳离子交换膜,A错误;
B.气体1为O2,X极为阳极,所以极为正极,b极为负极,则Y极为阴极,发生还原反应,B错误:
C.X极上水电离产生的OH失去电子发生氧化反应产生O,最终是附近溶液中c(H增大,电极反应式为:
2H0-4e-4H+0↑,C正确:
D.Y极为阴极,电极反应式为2HO+2e=2OH+H↑,可见:每反应转移2nol电子,理论上有2 mol Li计
向Y极迁移形成2 mol LiOH,其质量是48g,D错误:
故合理选项是C。
二、不定项选择题(每小题4分,部分分2分,共21分,每个小题有一个或两个正确答案)
11.空间实验室“天宫一号”的供电系统中有再生氢氧燃料电池(RFC),RFC是一种将水电解技术与氢氧
燃料电池技术相结合的可充放电池,其工作原理如下图,有关说法正确的是
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气体X
Pt电极
气体Y
☒
Pt电极
c
隔膜
H2O
H20
酸性电解质溶液
A.c极上发生的电极反应式:O2+2H0+4e=4OH
B.左端装置中化学能转化为电能,右端装置中电能转化为化学能
C.d极上进行还原反应,右端装置B中的H可以通过隔膜进入A
D.当有0.1mol电子转移时,a极产生标准状况下1.12LH
【答案】D
【解析】
【分析】依据图示知左边装置是电解池,右边装置是原电池,b电极是电解池的电极,由电源判断ā为阴
极产生的气体X是氢气,b为阳极产生的气体Y是氧气;cd电极是原电池的正负极,c是正极,d是负极,
据此解答。
【详解】A.依据图示知左边装置是电解池,右边装置是原电池,℃电极为正极,氧气在正极上得到电子发
生还原反应:O2+4H+4e=2H0,故A错误;
B.依据图示知左边装置是电解池,则装置中电能转化为化学能,右边装置是原电池,则化学能转化为电
能,故B错误;
C.d为负极失电子发生氧化反应,右端装置B池中的H可以通过隔膜进入A池,故C错误;
D.当有0.1mol电子转移时,a为阴极,电极反应为2H+2e=H2↑,当有0.1mol电子转移时,a极产生
0.05mol氢气,标准状况下1.12L,故D正确:
故答案选D。
12.2017-2020年,国家相继出台一系列政策,扶持光伏发电项目建设。图1是太阳能电池工作示意图,与
图2装置联合可实现能量的转化和储存。下列有关说法正确的是
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太阳光
↓↓
N电极
交换膜
N型结
白p.
电子
P-N结个
72+
O2
P型结
④空穴
P电极
S04
图1
图2
A.图2交换膜一定为阳离子交换膜
B.图2右池电极反应为:
V02+-e+H,0=V02+2H
C.Y接太阳能电池N极
D.每转移1mol电子,图2右池溶液中nH)的变化量为4mol
【答案】B
【解析】
【分析】由题意知,图1为太阳能电池工作示意图,属于原电池,图2与图1联合时,图2为电解池,由
V3++e"=V2+
图2知,X电极反应为
,发生还原反应,故X为阴极,与电源负极相连,由图1可知,电池
的阳离子向P电极移动,所以P电极是太阳能电池的正极,N电极为负极,故X电极连接N电极,Y电极
连接P电极。
【详解】A.由分析知,X电极流入电子,Y电极失去电子,为了维持电荷守恒,可以是阳极室的阳离子
(如H的移入阴极室,也可以是阴极室阴离子阴离子(如SO)移入阳极室,故交换膜可以是阳离子或
阴离子交换膜,A错误:
B.由图2知,Y极VO+失电子转化
VO,对应电极反应为:voeH,0=V0+2江,B正确:
C.由分析知,Y电极连接太阳能电池P电极,C错误;
D.由Y电极反应为oe+H0=V0;+2I,知每转移1mol电子,有池中有2mol甘生成,D错误:
故答案选B。
13.2020年7月10日正式上市的比亚迪“汉”汽车,让电动汽车安全达到一个新高度,其配制磷酸铁锂
“刀片电池”放电时的总反应:Li,C+Li,FeP0,=6C+LiF©P0,工作原理如图所示。下列说法正
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确的是
隔膜
688
88的
铜箔
88的
铝箔
Li,C6
L
888的
L过
Li1.FePO
锂盐有机溶液
A.放电时,铝箔作负极
B.放电时,L通过隔膜移向负极
C.用充电桩给汽车电池充电的过程中,阴极质量减小
D.充电时的阳极反应式为
LiFePO-xe Li_FePO+xLi*
【答案】D
【解析】
【分析】放电时的总反应:
Li,C+Li_FePO=6C+LiFePO
,放电时,铜箔
i,C6失电子为负极,
iFePO4得电子做正极。
铝箔上
【详解】A.放电时,铜箔上
C失电子%摄,能山eO有子我正极.人情民
B.放电时,阳离子移向正极,所以L通过隔膜移向正极,B错误:
C.用充电桩给汽车电池充电的过程中,阴极反应为:
6C+6Li+6e=Li,C6,质量增加,C错误:
D.充电时的阳极反应式
LiFePO,-xe=Li-FePO,.+Li,D正确:
答案选D。
14.某同学按如图所示的装置进行实验。电极A、B为两种常见金属,当K闭合时,X极上产生的气体能
使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝。下列说法正确的是
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阴离子
B
甲
交换膜
气体
ASO
BSO
溶液
溶液
CuCl
溶液
A.B极和Y极上均发生还原反应,且Y极的电极反应式为Cu+2e=Cu
B.电池工作一段时间后,丙池中两极的总质量不变
2
C.当0.5mol$04通过阴离子交换膜时,X极收集到标准状况下11.2L的气体
D.当0.1mol1B参与反应时,丙池中流经电解液的电子数日约为1.204×103
【答案】C
【解析】
【分析】当K闭合时,X极上产生的气体能使湿润的演粉碘化钾试纸变蓝,可知X极上产生的气体是氯气,
电极反应为:2C1~-2C1↑,说明右侧装置为电解池,则X极为阳极,Y极为阴极;左侧装置为原电池,
A极为原电池的正极,B极为原电池的负极。
【详解】A.由上述分析知,Y极为阴极,B极为负极,则B极上发生氧化反应,Y极上发生还原反应,
Y极的电极反应式为Cu+2e=Cu,故A错误;
B.电池工作一段时间后,丙池中Y极上析出C1,X极质量不变,两极总质量增加,故B错误:
C.当0.5 mol SO4.2通过阴离子交换膜时,C1在X极上失去1mol电子,生成的氧气的物质的量为0.5
mol,即标准状况下体积为11.2L,故C正确:
D.电子只能在导线中移动,不能流经电解质溶液,故D错误:
故选:C。
15.在3个容积均为10L的密闭容器中分别放入0.2 nol PCl3和0.2 nolCl,在不同条件下发生反应
PC5g)+Cg一PCL5g)。各容器内气体总压强随时间的变化如图所示。
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p/kPa
1粥
160
c
140
b a
120
404560
(/min
0
下列说法错误的是
A.实验a从反应开始至达到平衡时的平均速率v(Ch)=6000mol.L1.min1
B.与实验a相比,实验b使用了催化剂,实验c是在较高温度下进行的
50
C.实验c中反应的平衡常数为9L·mol
D.三组实验中反应的平衡转化率:ā=b>c
【答案】C
【解析】
【分析】恒温恒容条件下,气体压强之比等于气体物质的量之比,设到平衡状态时消耗PC物质的量为
x,则三段式:
PCl+Cl,
PCI
起始量(mol)
0.2
0.2
0
变化量(mol1)
4
平衡量(mo1)0.2-x
0.2-x
X
【详解】A.实验ā气体压强160变化为120,60min达到平衡状态,气体压强之比等于气体物质的量之比,
0.4:(0.4-x)=160:120,解得:x=0.1,则实验a从反应开始至达到平衡时的反应速率为:
01mol
WC12)=10L
60min6000
molL.min,A正确;
B.分析图象可知,达到平衡状态的时间不同,时间越短反应速率越快,从反应开始至达到平衡时的反应
速率v(PC)由大到小的次序b>c>ā,实验b与实验a相比,达到相同平衡状态,但时间不同,实验b
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改变的实验条件是加入了催化剂改变了反应速率,实验C是在较高温度下进行的,B正确:
C.实验c气体压强175变化为140,45in达到平衡状态,气体压强之比等于气体物质的量之比,0.4:
0.008
500
K-
(0.4-x)=175:140,解得:x=0.08,平衡常数0.012×0.0129,C错误:
D.实验b与实验a相比,实验b用了催化剂加快反应速率,实验a与实验b的转化率相同,根据A的计算,
实验a的转化率0=50%,根据C的计算,实验c的转化率0=40%,所以三组实验中反应的平衡转化
率:ab>c,D正确;故答案为:C。
第II卷(非选择题60分)
二、解答题(5小题共60分)
16.电化学方法是化工生产及生活中常用的一种方法。回答下列问题:
(1)二氧化氯(
《C0:)为一种黄绿色气体,是国际上公认的高效,快速,安全的杀菌消毒剂。目前已开发
102
出用电解法制取
的新工艺,其装置如图所示。
HO
离子
精制饱和
(含少量NaOH)交换膜NaCI溶液
CIO,
①图中用石墨作电极,在一定条件下电解饱和食盐水制取
C0?。产生一的电极应连接电源的
(填
“正极”或“负极”),对应的电极反应式为.
②a极区pH
一,(填“增大”“减小”或“不变”)。
③装置中应使用
(填“阴”或“阳”)离子交换膜。
(2)燃料电池因具有发电效率高,环境污染小等优点而备受人们关注。某燃料电池以足量OH溶液为
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电解质,甲烷为燃料,空气为氧化剂,并以具有催化作用和导电性能的某金属材料为电极,则电池负极的
电极反应式为
(3)银白光亮的银器用久后表面易出现黑斑(Ag,S),利用电化学原理可处理黑斑。将银器置于含食盐水
的铝制容器中并与铝接触,
Ag2S
转化为Ag,则正极的电极反应式为
(4)某同学设计了一种用电解法制取
©(OH:的实验装置(如图所示,通电后,溶液中产生大量的白色
沉淀,且较长时间不变色。下列说法不正确的是(填序号)。
电源
A.a为电源正极,b为电源负极
B.可以用NaCl溶液作为电解质溶液
2H++2e=H,个
C.A.B两端都必须用铁作电极
D.阴极发生的反应为
【答案】(1)
①.正极
②.
CI-5e+2H,0=C10,↑+4H+
③.增大④阳
(2)
CH4-8e+10OH=C03+7H,0
(3)Ag2S+2e=2Ag+S2-
(4)C
【解析】
【小问1详解】
①电解饱和食盐水制
C0,时,氯元素的化合价由-1价升高到4价,发生失电子的氧化反应,故产生
C0,的电极为电解池的阳极,应连接电源的正极。其对应的电极反应式为
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C1-5e+2H,0=Cl0,↑+4Ht
②极连接电源负极,为电解池的阴极,水中的氢离子在此处得电子发生还原反应,电极反应式为
2H20+2e=H2个+2OH
。由于不断生成OH,a极区OH浓度增大,故溶液的pH增大。
③为了防止阴极产生的OH进入阳极区与生成
C0,发生副反应,同时为了维持溶液的电中性,需要
Na"
阳极区的
向阴极区移动,因此装置中应使用阳离子交换膜。
【小问2详解】
在碱性甲烷燃料电池中,甲烷在负极发生失电子的氧化反应。由于电解质为足量的OH溶液,反应生成
的二氧化碳会进一步与氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水,故负极的电极反应式为
CH-8e+100H=CO+7H,O
【小问3详解】
将银器置于含食盐水的铝制容器中并与铝接触,形成原电池。活泼金属铝作负极,银器表面
AgS作正
极。正极上
Ag2S
得电子发生还原反应,转化为单质银和硫离子,其电极反应式为
Ag2S+2e =2Ag+S2-
【小问4详解】
A.用电解法制
Fe(OHh时,由于
于F(OH)2极易被空气中的氧气氧化,需要利用阴极产生的氢气自下
而上将装置内的空气排尽。因此,下方的B电极应为阴极,产生氢气:上方的A电极应为阳极,铁失去电
子生成
Fe2+
。A为阳极,应连接电源正极a。B为阴极,应连接电源负极b,故A正确:
B.选用NaCl溶液作为电解质溶液时,阳极Fe放电生成F心,阴极水放电生成H:和OH,F心与向
下迁移的OH结合即可生
Fe(OH2沉淀,放B正确:
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Fe2+
C.阳极A必须用铁作电极以提供
,但阴极B只需导电即可,不一定必须用铁作电极(例如可以使
用石墨电极),故C错误:
D.阴极B发生还原反应,溶液中的氢离子得电子生成氢气,反应式可写
2H+2e=H,个,故D正确。
综上所述,说法不正确的是C。
17某小年同学实验琉证,Ag广+F©2”二Fe+Ag,为可逆反应。
(1)实验验证
实验I:将0.0100 mol/LAg2SO4溶液与0.0400 mol/LFeSO4溶液pH=1)等体积混合,产生灰黑色沉淀,溶液
呈黄色。
实验Ⅱ:向少量Ag粉中加入0.0100 mnolLFe(SO4)3溶液pH=1),固体完全溶解。
①取I中沉淀,加入浓硝酸,证实灰黑色沉淀为Ag。请写出该反应的离子方程式:
②Ⅱ中溶液选用Fe2(SO4),不选用FeNO)的原因为,
综合上述实验,证实.Ag广+Fe”二Fe+Ag↓,为可逆反应。
(2)采用电化学装置进行验证。
盐桥
石墨电极
Ag电极
a()
-b()
小组同学设计如上图电化学装置进行实验:
i按照上图的装置图,组装好仪器后,分别在两烧杯中加入一定浓度的、b两电解质溶液,闭合开关K,
观察到的现象为:Ag电极上有灰黑色固体析出,指针向右偏转,一段时间后指针归零,说明此时反应达
到平衡。则a为溶液;b为溶液;(写a、b化学式)
ⅱ.再向左侧烧杯中滴加较浓的
—溶液,产生的现象为一。表明:Ag+Fe2=Fe+Ag↓,
为可逆反应。
(3)氯碱工业是高耗能产业,一种将电解池与燃料电池相组合的新工艺可以节(电)能30%以上。该工艺的
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相关物质运输与转化关系如图所示(电极未标出)。
m%NaCI溶液
a%NaOH溶液
空气
(除C0)
阳离
阳离
n%NaCl溶液
子膜
NaOH溶液
子膜
b%NaOH溶液
A
B
装置A发生反应的化学方程式为
一;图中X的化学式为
:NaOH溶液的质量分数为a%、
b%,由大到小的顺序为
;NaCl溶液的质量分数为m%、n%,由大到小的顺序为一。
【答案】(1)
①.
Ag+2H++NO;=NO2 +Ag*+H2O
②.防止酸性条件下,
NO氧化Fe2+
干扰实验结果
(2)
①.
FeS04或FeS0与fFe,(S0,混合②.AgNO,
③.Fe,(S0)A
④.Ag电极
上固体逐渐减少,指针向左偏转,一段时间后指针归零
电解
(3)
①
2NaCI+2H,0=H2个+CL2↑+2NaOH
②.CL2
③.
④
b%>a%
m%>n%
【解析】
【分析】实验I中将Q010 mol/Ag,.S0,溶液与Q040 molnFeS0(,溶液等体积混合,产生灰黑色沉淀,
滨液里黄色,则表明4g广得电子生皮Ag,F®失电子转化为F©”,实验中向少量Ag粉中加入
0.0100mol/L
Fe,S0,为溶液,周体完全溶解,则表明F©将Ag氧化,生成F心和4g,据此分析:
【小问1详解】
①取I中沉淀,加入浓硝酸,正实灰黑色沉淀为Ag,则发生氧化还原反应,生成AgNO,、N0:气体和
水,该反应的离了方程式为Ag+2H+NO,=N0,子+AgH,0,@N0,具有强氧化性,能将Ag、
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Fe2+
氧化,则Ⅱ中溶液选用
e,S03,不选用
选用Fe0NO,为的原因为是防止酸性条件下,氧化Pe,干扰
实验结果;
【小问2详解】
Ag
Ag
i.图中原电池工作时,
电极上有灰黑色固体析出,指针向右偏转,则表明电子由石墨电极向电极
流动,石墨电极为负极,Ag电极为正极,左侧烧杯中F©e-Fe”,右侧烧杯中Ag+e=Ag,所以a
为FeS04或FeS0,与Fe,S0,为混合溶液,b
AgNO3溶液;
ii.再向左侧烧杯中滴加较浓
的Fe,SO,溶液,此时Fee-fe2、Ag-e=Ag,Ag电极为负极,石
墨电极为正极,电流计指针偏转方向与中相反,则产生的现象为Ag
电极上固体逐渐减少,指针向左偏
转,一段时间后指针归零:
【小问3详解】
该组合装置中,A是氯碱工业的电解池,B是氢氧燃料电池,为电解池供电实现节能,装置A为电解饱和
食盐水的氯碱电解池,总反应为电解氯化钠溶液生成氢氧化钠、氢气和氯气,反应方程式为
通由
2NaC1+2H,0=2NaOH+H,个+CL,个,装置A中阳离子膜仅允许阳离子Na+和H通过,左侧为阳极
,所以x是C
CL
区,CI在阳极失电子生成氯气,因此左侧流出的物质是
2,右侧阴极区H得电子生成
氢气,产物H:会通入右侧燃料电池作为燃料,B为碱性氢氧燃料电池,负极反应为
H2-2e+20H=2H20
,反应生成水稀释NaOH,同时Na通过阳离子膜迁移到正极室,负极室NaOH
浓度降低,正极反应为0,+4e+2H,04OH,结合迁移过来的Na,正极室Na0H浓度升高,输入燃
CIΓ
料电池的NaOH浓度小于流出NaOH溶液的浓度,因此bo>a%,电解池A中,阳极区不断消耗
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Na*
会通过阳离子膜迁移到阴极区,因此输入电解池的NaCl浓度高于电解后流出的浓度,即m6n%。
18.汽车尾气是造成大气污染的重要原因之一,减少氮的氧化物在大气中的排放是环境保护的重要内容之
一、请回答下列问题:
(1)已知:N(g+Oz(g)=2NO(g)△H=+180.5kmo1
C(s)+O2(g)=CO2(g)AH2=-393.5kJ-mol1
2C(S)+O2(g=2C0(g)△H=-221kJ·mol'
cr (N2)c(CO2)
若某反应的平衡常数表达式为K=c(NO)c(CO)则此反应的热化学方程式为
(2)N,O5在一定条件下可发生分解:2NO5(g)=4NO2(g)+O2(g),某温度下恒容密闭容器中加入一定量
NO5,测得NO5浓度随时间的变化如下表:
t/min
0
2
3
5
c(N2Os)/
1.00
0.71
0.50
0.35
0.25
0.17
<mol-L)
①反应开始时体系压强为po,第2nin时体系压强为p1,则p1:po=
2~5min内用NO2表示的
该反应的平均反应速率为,
-0
②一定温度下,在恒容密闭容器中充入一定量NO5进行该反应,能判断反应已达到化学平衡状态的是
(填字母)。
a.NO2和O2的浓度比保持不变
b.容器中压强不再变化
c.2v正NO2)=V逆N2O5)
d.气体的密度保持不变
(3)查阅资料发现,电解法也可制取高纯IO,工作原理如图,阳极电极反应方程式为
。隔
膜为
交换膜(填“阳离子”或“阴离子)。
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7「
稀KOH
L,和KOH混合物
(4)工业生产中可用间接电解法除NO。其原理如图所示:
阳离子交换膜
N
阴极液S,0)
NO
吸
极
极
柱
NO
HSO3
稀硫酸
①从A口中出来的物质名称为.
②写出电解池阴极的电极反应式
【答案】(1)2NO(g+2C0(g)=2C02(g)+N2(g)△L4=-746.5 kJ-mol'
(2)
①.7:4②.0.22mo/(Lmin)
③.b
(3)
060H+-6e=103+3H,0
②.阴离子
(4)
①.O2、较浓的硫酸
②.2Hs0+2e+2Ir=S,0+2I0
【解析】
【小问1详解】
c(N2c2(C02)
若某反应的平衡常数表达式为:K=c2(NO)小c2(CO),则发生反应为2NO(g+2C0(g)N(g+2C02(g);已知:
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①N2(g)+O2(g)=2NO(g)
△H,=+180.5 kJ.mol
②C(s)+O2(g)=C02(g)
△H,=-393.5 kJ.mol
③2C(s)+02(g)=2C0(g)
△H3=-221 kJ.mol
根据盖斯定律,②×2-③-①得:2NO(g+2C0(g)N(g十2C02(g)△H=2×(-393.5kJ·mol-(-221 kJ-mol)
(+180.5kJmo=-746.5 kJmol:
【小问2详解】
①根据题干信息可进行三段式分析如下:
2N20,(g)、=4N02(g)+02(g)
起始(mol/L)
1.0
0
0
转化(mol/L)
0.5
1.0
0.25
2min末(mol/L)0.5
1.0
0.25
相同条件下,气体的物质的量之比等于其压强之比,则p1:po-(0.5+1.0+0.25)mol:1.00mol=7:4;2nin~
0.5mol/L-0.17mol/L
5min内,v个NOs)F
5min-2min
=0.1 1mol-L1min,根据同一时间段内各物质的反应速率之比等于
其计量数之比得vNO2)=2vNO)=0.22moL1nin,
②a.O2和O2的浓度比等于其反应的系数比,始终都不变,不能确定反应是否达到化学平衡状态,a错误;
b.该反应为气体体积增大的反应,压强为变量,容器中压强不再变化,说明各组分的浓度不再变化,反
应已达到化学平衡状态,b正确:
c.V正NO)=2vNOs)才表明达到化学平衡状态,2vNO)=VQNO)时该反应没有达到平衡状态,c错
误:
.该反应前后都是气体,气体总质量、气体体积为定值,则密度为定值,不能根据密度判断平衡状态,d
错误;
故答案为b;
【小问3详解】
由图可知,阳极碘离子失去电子发生氧化反应在碱性环境下生成碘酸根离子,反应为6OH+-6e-10,
+3HO;阴极上水得到电子生成氢气和氢氧根离子,生成的氢氧根离子向阳极移动,故隔膜为阴离子交换
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膜:
【小问4详解】
①由图可知,阳极水失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子,阳极区水减少,硫酸浓度增大,故从A口
中出来的物质名称为O2、较浓的硫酸。
②电解池阴极的亚硫酸氢根离子得到电子发生还原反应在酸性条件下生成S,0片,电极反应式2HS0+2c
+2H-S,0+2H0.
19.I、完成下列问题。
(1)在化工生产过程中,少量C0的存在会引起催化剂中毒。为了防止催化剂中毒,常用S0,将C0氧化,
S02
被还原为S。
己知:
C(S)+20,g)=C0(g)△H,=-126.4kJ-mol
②C(9)+02(g)=C02(g)AH2=-393.5kJ-mol
S(s)+O,(g)=SO,(g)AlI,=-296.8kJ.mol-
S0氧化C0的热化学方程式为
该反应在_(填“高温”“低温”
“任意温度”)可自发进行。
(②用0将HC1转化为C的过程如图所示
HCI(g)
Cuo(s)
Cl2(g)
①
②
H,O(g)
CuCl(s)/
O2(g)
2HCIg)+C0(s)=H,0(g)+CuCL,(S)AH,过程@生成
1mol Cl,
其中,过程①的热化学方程式
的反应焓变为
H,则由HC(g)生成C,g)的热化学方程武为
(反应焓变
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用
H和△,表。
高温、催化剂
(3)工业上可通过天然气跟水蒸气反应制取H2:CH,(g)+HO(g)
C0(g)+3H2(g),有
关反应的能量变化如图所示,
则该反应的△H=
(用含a、b、c的式子表示)。
能↑
C0(g+0(g)
能↑
02(g)+H(g)
能↑
CHa(g)+2O2(g)
量
量
量
△H=-akJ/mol
△H=-bkJ/mol
△H=-ckJ/mol
CO2(g)
H2O(g)
CO2(g)+2H2O(g)
M
反应过程
反应过程
反应过程
I
Ⅱ
Ⅲ
Ⅱ、某同学设计了一种甲醇燃料电池并探究氯碱工业原理和粗铜的精炼原理,如下图所示,其中乙装置中
间的X为阳离子交换膜。
Pt
Pt
B
Fe
纯铜
粗铜
KOH溶液
饱和氯化钠溶液
硫酸铜溶液
甲
乙
丙
(4)电极A是」
(“正”或“负”)极,电池工作时电极B的电极反应式为
6 mol/L
200mL
(5)已知电解前乙装置溶液的浓度为
,总体积为
。当甲装置消耗标准状况下5.6LO2
OH
mol/L
时,乙池中阴极区溶液中
的浓度为
,丙装置中纯铜电极增重
g。(电解前后
溶液体积变化忽略不计)。
CuSo
(6)如果丙装置中粗铜中含有锌、银等杂质,丙装置中反应一段时间,
4溶液的浓度将
(填
“增大”、“减小”或“不变”)。
(7)若将甲装置改为铅蓄电池,当乙装置共产生标况下0.2ol气体时,铅蓄电池的负极增重g。
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S02(g)+2C0(g)=S(s)+2C02(g)△H=-237.4kJ·mol
【答案】(1)
①.
②.低温
(2)
2HC(g)+20,g)=H,0g)+C,(g)△H=△H,+△H
(3)(a+3b-c)kJ.mol-1
(4)
①.正@CH,0H-6e+80H=C0g+6H,0
(5)
①.5
②.32
(6)减小
(7)9.6
【解析】
【小问1详解】
由盖斯定律可知,
2x②-2×①-③得S0,g)+200(g)=S(s)+2C0,(g)
△H=2△H2-2△H1-△H3=-237.4kJ·mol,热化学方程式为
02(g)+2C0(g)=S(s)+2C02(g)
△H=-237.4 kJ.mol
;该反应△H<0,反应前气体分子数为3,反应后气体分子数为2,固体不计入
气体分子数;气体分子数减少,即△S<0,根据△G=△H-TAS,要使△G<0反应自发,由于
△H<0△S<0
只有在低温下,-7AS
△G<0
日
这一项的正值较小,才能保证
【小问2详解】
过程②的热化学方程式为
CuCl2(s)+Oz(g)=CuO(s)+Cl2(g)AH2
由盖斯定律可知,由HCI(g)生
成C2(g)的热化学方程式
2HCI(g)+0,(g)=H,0(g)+CL,(g)△H=△H,+△H,
【小问3详解】
根据盖斯定律可知,Ⅲ-3×Ⅱ-I得
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CHa(g)+H2O(g)=CO(g)+3H,(g)AH=(-c+3b+a)kJ.mol-I
【小问4详解】
观察丙装置,粗铜作阳极,纯铜作阴极。丙装置中,粗铜连接电源正极,纯铜连接电源负极。图中,甲装
置的右侧电极连接乙装置的C极,乙装置的F极连接丙装置的纯铜极;因为纯铜是阴极,应接电源负极,
所以甲装置的右侧为负极,左侧为正极。即电极A为正极,电极B为负极:电极A通入氧气,电极B通入
甲醇。在碱性溶液中,甲醇在负极失电子生成碳酸根,电极反应式为
CH,OH-6e+80H=CO+6H,O
【小问5详解】
5.6L=0.25mol
甲装置消耗标准状况下5.6L0,即n(0,)F2.4m0
正极反应:
O,+4e+2H,0=40H,转移电子(e)=0.25molx4=lmol:乙装置为电解饱和食盐水,e为
阴极,C为阳极:阴极反应:
2H,0+2e=H,个+20H,当转移Imole时,生皮lmol1OH,由于X
Na
OHT
为阳离子交换膜,
向阴极移动,阴极区生成
并保留在阴极区;阴极区溶液体积为
200mL=0.2L,
c(OH)=
mol=5mo/L
0.2L
:丙装置为精炼铜,纯铜为阴极,反应为
Cu2++2e=Cu,转移
mole时,生成
我0.5 molCu,纯铜电极增重m=0.5mol×64gmol=32g.
【小问6详解】
粗铜中含有锌、银等杂质。阳极(粗铜):比铜活泼的锌先失电子,然后铜失电子。阴极(纯铜):只有
Cu2++2e=Cu
7Cu2+
;由于阳极溶解的铜量小于阴极析出的铜量(部分电子由锌等提供),溶液中浓度
会不断减小:
【小问7详解】
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乙装咒共产生标泥下0,2m0l气体。电解德和食盐水,阳极产生C,阴极产生,;
电解
2NaC1+2H,0=2NaOH+H,个+CL,个,产生1molH2和1moICl,.2共2mol气体,转移2mole,现
共产生0.2m0l气体,说明H2和C各0.1mol,转移电子0.2m0l,将甲改为铅蓄电池,负极反应:
Pb-2e+SO?=PbS0,每转移2mole,负极消耗molPb,生成ImolPbS0,
电极增重即为结
合的SO?的质量,转移0.2mole时,生成0.1 moiPbS(0,消耗0.1 molPb,
增重质量
=0.1mol×(303-207)g/mol=0.1molx96g/mol=9.6g
20.1、化学反应的焓变通常用实验进行测定,也可进行理论推算。
(将mL1.0mol/LHC谣液和Vml
未知浓度的NaOH溶液混合均匀后测量并记录溶液温度,实
验结果如图所示(实验中始终保特%+'=50)
)。下列叙述正确的是
(填序号)。
温度/℃
30
28
26
22
20
1020304050
V./mL
1.0 mol/L
a.NaOH溶液的浓度约是
b.该实验表明化学能可以转化为热能
c.做该实验时环境温度小于22℃
d.该实验表明有水生成的反应都是放热反应
CH3-CH(g)→CH2=CH2(g)+H2(g)△H
(2)已知反应
有关化学键的键能如下:
化学键
C-H
C=C
C-C
H-H
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键能
/kJ.mol-1
414.4
615.3
347.3
435.3
通过计算得出该反应的焓变△H=
(3)在火箭推进器中装有强还原剂肼
N,H4)和强氧化剂
202)
当它们混合时,即产生大量的N和水
蒸气,并放出大至热。已知04m0l液态群和足量液态H,0:反应,生成氨气和水装气,放出256
的热
量。写出该反应的热化学方程式」
ⅱ.利用如图所示装置测定中和热的实验步骤如下:
温度计
硬纸板
碎纸条
①用量筒量取
50mL0.50mol.L
盐酸倒入小烧杯中,测出盐酸的温度,然后把温度计上的酸用水冲洗干
净:
②用另一量筒量取50mL0.55nmol-LNa0H
溶液,并用同一温度计测出其温度;
③将OH溶液倒入小烧杯中,设法使之混合均匀,测得混合液最高温度。回答下列问题:
(4)从图中实验装置看,其中尚缺少的一种玻璃用品是
(5)假设盐酸和氢氧化钠溶液的窑度都是1gcm,又知AH=
0.418(5,-tkJ/mo
0.025
。为了计算中
和热,某学生实验记录数据如下:
t,/C
2/℃
起始温度
终止温度
实验序号
盐酸
氢氧化钠溶液
混合溶液
20.0
20.1
23.2
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20.2
20.4
23.4
3
20.5
20.6
23.6
依据该学生的实验数据计算,该实验测得的中和热△H=
(结果保留一位小数)。
(6)若上述实验数值结果与
57.3 kJ.mol-1
相比偏低,则其偏低的原因可能是(填字母序号)。
a,实验装置隔热效果差
b.量取NaOH溶液的体积时俯视读数
c.一次性把NaOH溶液倒入盛有盐酸的小烧杯中
d.用温度计测定WOH溶液起始温度后用蒸馏水洗净后再去测定盐酸溶液的温度
98.15K
ⅲ、如图表示
时合成氨反应的能量变化曲线图。合成氨所需的氢气可由甲烷与水反应制备,发生
催化剂
的反应为
CH,(g)+H2O(g)
CO(g)+3H,(g)
△
△H>0°一定条件下,在1L容器中发生上述反
应,各物质的物质的量浓度的变化如表所示:
t/min
CH/(mol.L
H,O/(mol.L
Co/(mol.L
H2/(molL)
0
0.2
0.3
0
0
2
n
n2
n3
0.3
D
n2
n3
0.3
4
0.09
0.19
X
0.33
回答下列问题:
(7)表中x=
前2min内
CH
的平均反应速率为
3~4 min
(8)
内,反应过程中氢气浓度量增大的原因可能是
(填序号)。
A.升高温度
B.使用催化剂
C.充入氢气
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能量E/(kJ.mol)
E(正)=
508
E(逆)=600
b
N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)
反应过程
【答案】(1)bc
(2)+125.5 kJ.mol-
(3)
N2H4(①)+2H202)=N2(g)+4H0(g)△H=-640kJ/mol
(4)环形玻璃搅拌棒
(5)-51.8kJ/mol
(6)ab
(7)
@.0.11②.0.05mol-L1min
(8)A
【解析】
【小问1详解】
a.温度最高时为酸碱恰好完全反应,
V(HCI)=30mL,V2 (NaOH)=20mL
n(HC=0.030L×1.0=0.030mol
,恰好中和,所以
n(Na0H))=0.030mol,c(Na0Hl=0,030=1,5mol/L
0.020
a错误;
b.反应放热,化学能转化为热能,b正确:
c.当加入HC1体积为0时为环境温度,由图可知加入5 nL HCI时温度为22℃,说明反应放热使温度升高,
故环境温度小于22℃,c正确;
d.有水生成不一定为放热反应,例如氢氧化钡与氯化铵反应是有水生成的吸热反应,d错误:
答案选bc;
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【小问2详解】
E吸=347.3+6×414.4=2833.7kJ/mol
反应物断键:1条C-C键,6条C-H,断键吸热:
生成物成键:
1条C=C键,4条C-H,一条H-H键,成键放热:
E.=615.3+4×414.4+435.3=2708.2kJ/mol
△H=2833.7-2708.2=+125.5kJ/mol
【小问3详解】
256=640kJ
0.4mol液态N2H4放出256kJ,则1mo1放出0.4
反应方程式为
N2H4①)+2H202①=N2(g)+4H20(g)△H=-640kJ/mol
【小问4详解】
中和热装置缺少玻璃用品为:环形玻璃搅拌棒:
【小问5详解】
公式中1应为盐酸与NaOH溶液的起始平均温度,计算得三组实验的△t分别为3.15℃、3.1℃、3.0℃,平
H=-0.418×3.1≈-51.8kJ/m0l1
均△t为3.1℃,,代入公式
0.025
【小问6详解】
a.隔热差,热量散失,放热少,结果偏低,a正确:
b.量取NaOH俯视,NaOH偏少,反应放热少,b正确:
C.一次性倒入是正确操作,对结果无影响,c错误:
d.温度计水洗再测盐酸,已经冲洗了,没有残留碱,对结果无影响,错误:
答案选ab;
【小问7详解】
表格数据可知,从反应开始至4mi血是氢气浓度的变化量为0.33m0L,由化学方程式可
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x=0.33×=0.11
3
;由2min、3min时H2的浓度均为0.3molL可知,2min时反应达到平衡状态,由
催化剂
CH,(g)+H,O(g)。”CO(g)+3H,(g)
起始/(mol.L)
0.2
0.3
0
0
题给数据建立如下三段式:
变化/(molL)
,根据三
0.1
0.1
0.1
0.3
平衡/(molL)
0.1
0.2
0.1
0.3
段式,前2min内甲烷的平均反应速率为2min
0.Imol-L0.05mol.L.min
【小问8详解】
A.由表格数据可知,3-4n内,甲烷和水蒸气浓度减小,氢气的浓度增大,说明平衡向正反应方向移动,
该反应为吸热反应,升高温度,平衡向正反应方向移动,甲烷和水蒸气浓度减小,氢气的浓度增大,A正
确:
B.使用催化剂,平衡不移动,反应物和生成物的浓度均不变,B错误:
C.充入氢气,生成物浓度增大,平衡向逆反应方向移动,甲烷和水蒸气浓度增大,C错误:
答案选A。
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2026-2027学年度第一学期高二9月模块考试
化学试题
本试卷分第I卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。满分100分,考试时间90分钟。
第I卷(共40分)
可能用到的相对原子质量:H:1 Li:7 O:16 S:32 Cl:35.5 Cu:64 Zn:65 Fe:56
一、选择题(每小题2分,共20分,每个小题只有一个正确答案)
1. 化学与生产、生活和科技密切相关。下列说法正确的是
A. “西气东输”工程中运输天然气的管道可用外加电流法防腐蚀
B. 《哪吒2》石矶娘娘爆炸缩小涉及到碳酸钙的分解,该反应为熵减反应
C. 结界兽形象源自三星堆青铜大面具,其表面的铜绿主要是析氢腐蚀的结果
D. “天宫课堂”实验:乙酸钠过饱和溶液结晶形成温热“冰球”,该过程发生了放热反应
2. 已知在25℃时:①
②
③
下列说法正确的是
A. HF电离的热化学方程式为
B. 在氢氧化钠溶液与盐酸的反应中,盐酸量一定,氢氧化钠溶液的量越多,中和反应的反应热越大
C. 题中是强酸和强碱在稀溶液中反应生成和可溶盐中和反应的反应热
D. 稀硫酸与稀氢氧化钡溶液反应的热化学方程式为
3. 已知:①某些化学键的键能如表。
化学键
键能(kJ/mol)
154
500
942
a
②火箭燃料肼()的有关化学反应的能量变化如图所示。
则下列说法错误的是
A. 比稳定
B. 表中的
C. kJ/mol
D. 图中的kJ/mol
4. 下列各组热化学方程式中,化学反应的ΔH前者大于后者的是
A. C(s)+O2(g)=CO2(g);C(s)+O2(g)=CO(g)
B. S(s)+O2(g)=SO2(g);S(g)+O2(g)=SO2(g)
C. 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l);H2(g)+O2(g)=H2O(l)
D. 2KOH(aq)+H2SO4(浓)=K2SO4(aq)+2H2O(l);2KOH(aq)+H2SO4(aq)=K2SO4(aq)+2H2O(l)
5. 电解高浓度(羧酸钠)的溶液,在阳极放电可得到(烷烃)。下列说法不正确的是
A. 电解总反应方程式:
B. 在阳极放电,发生氧化反应
C. 阴极的电极反应:
D. 电解、和混合溶液可得到乙烷、丙烷和丁烷
6. 某课题组以纳米作为电极材料制备锂离子电池(另一极为金属锂和石墨的复合材料),通过在室温条件下对锂离子电池进行循环充放电,成功地实现了对磁性的可逆调控(如图所示)。下列说法正确的是
A. 放电时,正极的电极反应式为
B. 该电池可以用水溶液作电解质溶液
C. 放电时,Fe在负极失电子,在正极得电子
D. 充电时,电池被磁铁吸引
7. 用催化还原,可以消除氮氧化物的污染。例如:
① ,
② ,下列说法不正确的是
A. 若用标准状况下还原生成和水蒸气,放出的热量为
B. 由反应①可推知:
C. 若均有甲烷反应时,反应①②转移的电子数相同
D. 反应②中当完全反应时,转移电子的物质的量为
8. 工业酸性废水中的可转化为除去,实验室用电解法模拟该过程,结果如下表所示(实验开始时溶液体积为的起始浓度、电压、电解时间均相同),下列说法中,不正确的是
实验
①
②
③
电解条件
阴、阳极均为石墨
阴、阳极均为石墨,滴加浓硫酸
阴极为石墨,阳极为铁,滴加浓硫酸
的去除率%
0.922
12.7
57.3
A. 对比实验①②可知,降低pH可以提高的去除率
B. 实验②中,在阴极放电的电极反应式是
C. 实验③中,去除率提高的原因是阳极产物还原
D. 实验③中,理论上电路中每通过电子,则有被还原
9. 将图中装置Ⅰ的盐桥(装有含饱和KCl溶液的琼胶)换成铜导线与石墨棒连接得到装置Ⅱ,发现电流计指针仍然有偏转。下列说法正确的是
A. 装置Ⅰ电路中转移0.2mol电子,则甲池溶液的质量增加5.6g
B. 装置Ⅰ中的石墨电极与装置Ⅱ中乙池的石墨a电极的电极反应相同
C. 两装置的能量变化均是化学能转化为电能
D. 装置Ⅱ中电子流向为Fe→电流计→石墨a→经电解质溶液到达石墨b→铜丝→石墨c→Fe
10. LiOH是生产航空航天润滑剂的原料。清华大学首创三室膜电解法制备氢氧化锂,其模拟装置如图所示。下列有关说法正确的是
A. 膜1为阳离子交换膜,膜2为阴离子交换膜
B. a极为电源的负极,Y极上发生氧化反应
C. X极的电极反应式为2H2O-4e=4H+O2↑
D. 每转移2 mol电子,理论上生成52 g LiOH
二、不定项选择题(每小题4分,部分分2分,共21分,每个小题有一个或两个正确答案)
11. 空间实验室“天宫一号”的供电系统中有再生氢氧燃料电池(RFC),RFC是一种将水电解技术与氢氧燃料电池技术相结合的可充放电池,其工作原理如下图,有关说法正确的是
A. c极上发生的电极反应式:O2+2H2O+4e-=4OH-
B. 左端装置中化学能转化为电能,右端装置中电能转化为化学能
C. d极上进行还原反应,右端装置B中的H+ 可以通过隔膜进入A
D. 当有0.1 mol电子转移时,a极产生标准状况下1.12 LH2
12. 2017-2020年,国家相继出台一系列政策,扶持光伏发电项目建设。图1是太阳能电池工作示意图,与图2装置联合可实现能量的转化和储存。下列有关说法正确的是
A. 图2交换膜一定为阳离子交换膜
B. 图2右池电极反应为:
C. Y接太阳能电池N极
D. 每转移1mol电子,图2右池溶液中n(H+)的变化量为4mol
13. 2020年7月10日正式上市的比亚迪“汉”汽车,让电动汽车安全达到一个新高度,其配制磷酸铁锂“刀片电池”放电时的总反应:,工作原理如图所示。下列说法正确的是
A. 放电时,铝箔作负极
B. 放电时,Li+通过隔膜移向负极
C. 用充电桩给汽车电池充电的过程中,阴极质量减小
D. 充电时的阳极反应式为
14. 某同学按如图所示的装置进行实验。电极A、B为两种常见金属,当K闭合时,X极上产生的气体能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝。下列说法正确的是
A. B极和Y极上均发生还原反应,且Y极的电极反应式为Cu2++2e﹣═Cu
B. 电池工作一段时间后,丙池中两极的总质量不变
C. 当0.5mol SO通过阴离子交换膜时,X极收集到标准状况下11.2L的气体
D. 当0.1mol B参与反应时,丙池中流经电解液的电子数目约为1.204×1023
15. 在3个容积均为10L的密闭容器中分别放入0.2mol PCl3和0.2 molCl2,在不同条件下发生反应PCl3(g)+Cl2(g)PCl5(g)。各容器内气体总压强随时间的变化如图所示。
下列说法错误的是
A. 实验a从反应开始至达到平衡时的平均速率v(Cl2)=mol·L-1·min-1
B. 与实验a相比,实验b使用了催化剂,实验c是在较高温度下进行的
C. 实验c中反应的平衡常数为L·mol-1
D. 三组实验中反应的平衡转化率:a=b>c
第II卷(非选择题60分)
二、解答题(5小题共60分)
16. 电化学方法是化工生产及生活中常用的一种方法。回答下列问题:
(1)二氧化氯()为一种黄绿色气体,是国际上公认的高效,快速,安全的杀菌消毒剂。目前已开发出用电解法制取的新工艺,其装置如图所示。
①图中用石墨作电极,在一定条件下电解饱和食盐水制取。产生的电极应连接电源的______(填“正极”或“负极”),对应的电极反应式为________________________。
②a极区pH_________,(填“增大”“减小”或“不变”)。
③装置中应使用_________(填“阴”或“阳”)离子交换膜。
(2)燃料电池因具有发电效率高,环境污染小等优点而备受人们关注。某燃料电池以足量NaOH溶液为电解质,甲烷为燃料,空气为氧化剂,并以具有催化作用和导电性能的某金属材料为电极,则电池负极的电极反应式为___________________________。
(3)银白光亮的银器用久后表面易出现黑斑(),利用电化学原理可处理黑斑。将银器置于含食盐水的铝制容器中并与铝接触,转化为Ag,则正极的电极反应式为_____________________。
(4)某同学设计了一种用电解法制取的实验装置(如图所示),通电后,溶液中产生大量的白色沉淀,且较长时间不变色。下列说法不正确的是______(填序号)。
A. a为电源正极,b为电源负极 B. 可以用NaCl溶液作为电解质溶液
C. A.B两端都必须用铁作电极 D. 阴极发生的反应为
17. 某小组同学实验验证“”为可逆反应。
(1)实验验证
实验I:将0.0100 mol/LAg2SO4溶液与0.0400 mol/LFeSO4溶液(pH=1)等体积混合,产生灰黑色沉淀,溶液呈黄色。
实验Ⅱ:向少量Ag粉中加入0.0100 mol/LFe2(SO4)3溶液(pH=1),固体完全溶解。
①取I中沉淀,加入浓硝酸,证实灰黑色沉淀为Ag。请写出该反应的离子方程式:_______。
②Ⅱ中溶液选用Fe2(SO4)3,不选用Fe(NO3)3的原因为_______。
综合上述实验,证实“”为可逆反应。
(2)采用电化学装置进行验证。
小组同学设计如上图电化学装置进行实验:
i.按照上图的装置图,组装好仪器后,分别在两烧杯中加入一定浓度的a、b两电解质溶液,闭合开关K,观察到的现象为:Ag电极上有灰黑色固体析出,指针向右偏转,一段时间后指针归零,说明此时反应达到平衡。则a为_______溶液;b为_______溶液;(写a、b化学式)
ii.再向左侧烧杯中滴加较浓的_______溶液,产生的现象为_______。表明“”为可逆反应。
(3)氯碱工业是高耗能产业,一种将电解池与燃料电池相组合的新工艺可以节(电)能30%以上。该工艺的相关物质运输与转化关系如图所示(电极未标出)。
装置A发生反应的化学方程式为_______;图中X的化学式为_______;NaOH溶液的质量分数为a%、b%,由大到小的顺序为_______;NaCl溶液的质量分数为m%、n%,由大到小的顺序为_______。
18. 汽车尾气是造成大气污染的重要原因之一,减少氮的氧化物在大气中的排放是环境保护的重要内容之一、请回答下列问题:
(1)已知:N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H1=+180.5kJ•mol-1
C(s)+O2(g)=CO2(g) △H2=-393.5kJ•mol-1
2C(s)+O2(g)=2CO(g) △H3=-221kJ•mol-1
若某反应的平衡常数表达式为K=则此反应的热化学方程式为___________。
(2)N2O5在一定条件下可发生分解:2N2O5(g)⇌4NO2(g)+O2(g),某温度下恒容密闭容器中加入一定量N2O5,测得N2O5浓度随时间的变化如下表:
t/min
0
1
2
3
4
5
c(N2O5)/<mol•L-1)
1.00
0.71
0.50
0.35
0.25
0.17
①反应开始时体系压强为p0,第2min时体系压强为p1,则p1:p0=___________。2~5min内用NO2表示的该反应的平均反应速率为___________。
②一定温度下,在恒容密闭容器中充入一定量N2O5进行该反应,能判断反应已达到化学平衡状态的是___________。(填字母)。
a.NO2和O2的浓度比保持不变
b.容器中压强不再变化
c.2v正(NO2)=v逆(N2O5)
d.气体的密度保持不变
(3)查阅资料发现,电解法也可制取高纯KIO3,工作原理如图,阳极电极反应方程式为___________。隔膜为___________交换膜(填“阳离子”或“阴离子”)。
(4)工业生产中可用间接电解法除NO。其原理如图所示:
①从A口中出来的物质名称为___________。
②写出电解池阴极的电极反应式___________。
19. I、完成下列问题。
(1)在化工生产过程中,少量CO的存在会引起催化剂中毒。为了防止催化剂中毒,常用将CO氧化,被还原为S。
已知:①
②
③
则氧化CO的热化学方程式为___________________________。该反应在______(填“高温”“低温”“任意温度”)可自发进行。
(2)用将HCl转化为的过程如图所示。
其中,过程①的热化学方程式为 ,过程②生成的反应焓变为,则由生成的热化学方程式为________________________。(反应焓变用和表示)。
(3)工业上可通过天然气跟水蒸气反应制取,有关反应的能量变化如图所示,则该反应的____________(用含a、b、c的式子表示)。
Ⅱ、某同学设计了一种甲醇燃料电池并探究氯碱工业原理和粗铜的精炼原理,如下图所示,其中乙装置中间的X为阳离子交换膜。
(4)电极A是________(“正”或“负”)极,电池工作时电极B的电极反应式为__________________。
(5)已知电解前乙装置溶液的浓度为,总体积为。当甲装置消耗标准状况下时,乙池中阴极区溶液中的浓度为________,丙装置中纯铜电极增重________g。(电解前后溶液体积变化忽略不计)。
(6)如果丙装置中粗铜中含有锌、银等杂质,丙装置中反应一段时间,溶液的浓度将______(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(7)若将甲装置改为铅蓄电池,当乙装置共产生标况下气体时,铅蓄电池的负极增重______g。
20. i、化学反应的焓变通常用实验进行测定,也可进行理论推算。
(1)将溶液和未知浓度的NaOH溶液混合均匀后测量并记录溶液温度,实验结果如图所示(实验中始终保持)。下列叙述正确的是________(填序号)。
a.NaOH溶液的浓度约是 b.该实验表明化学能可以转化为热能
c.做该实验时环境温度小于 d.该实验表明有水生成的反应都是放热反应
(2)已知反应,有关化学键的键能如下:
化学键
键能
414.4
615.3
347.3
435.3
通过计算得出该反应的焓变__________。
(3)在火箭推进器中装有强还原剂肼()和强氧化剂(),当它们混合时,即产生大量的和水蒸气,并放出大量热。已知液态肼和足量液态反应,生成氮气和水蒸气,放出的热量。写出该反应的热化学方程式_______________。
ⅱ.利用如图所示装置测定中和热的实验步骤如下:
①用量筒量取盐酸倒入小烧杯中,测出盐酸的温度,然后把温度计上的酸用水冲洗干净;
②用另一量筒量取溶液,并用同一温度计测出其温度;
③将NaOH溶液倒入小烧杯中,设法使之混合均匀,测得混合液最高温度。回答下列问题:
(4)从图中实验装置看,其中尚缺少的一种玻璃用品是____________。
(5)假设盐酸和氢氧化钠溶液的密度都是,又知。为了计算中和热,某学生实验记录数据如下:
实验序号
起始温度
终止温度
盐酸
氢氧化钠溶液
混合溶液
1
20.0
20.1
23.2
2
20.2
20.4
23.4
3
20.5
20.6
23.6
依据该学生的实验数据计算,该实验测得的中和热______(结果保留一位小数)。
(6)若上述实验数值结果与相比偏低,则其偏低的原因可能是______(填字母序号)。
a.实验装置隔热效果差
b.量取NaOH溶液的体积时俯视读数
c.一次性把NaOH溶液倒入盛有盐酸的小烧杯中
d.用温度计测定NaOH溶液起始温度后用蒸馏水洗净后再去测定盐酸溶液的温度
iⅱ、如图表示时合成氨反应的能量变化曲线图。合成氨所需的氢气可由甲烷与水反应制备,发生的反应为 。一定条件下,在容器中发生上述反应,各物质的物质的量浓度的变化如表所示:
0
0.2
0.3
0
0
2
0.3
3
0.3
4
0.09
0.19
x
0.33
回答下列问题:
(7)表中_______;前内的平均反应速率为________。
(8)内,反应过程中氢气浓度量增大的原因可能是_________(填序号)。
A.升高温度 B.使用催化剂 C.充入氢气
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