内容正文:
苏州中学2026-2027学年第一次月考(高二化学)
Ⅰ卷(选择题 共42分)
单选题(每题仅1个选项符合题意,每题3分)
1. 能源的转化为人类生产生活提供了动力。下列物品在工作过程中主要发生化学能与电能转化的是
A. 新能源汽车电池 B. 长征5号火箭使用的液氧煤油发动机
C. 自热火锅发热包 D. “神舟”飞船推进舱中使用的砷化镓太阳能电池
【答案】A
【解析】
【详解】A.新能源汽车电池为二次化学电源,放电时化学能转化为电能,充电时电能转化为化学能,主要发生化学能与电能的转化,A符合题意;
B.液氧煤油发动机工作时,煤油燃烧将化学能转化为热能,再进一步转化为机械能,不涉及化学能与电能的主要转化,B不符合题意;
C.自热火锅发热包利用化学反应放热,主要将化学能转化为热能,不涉及电能转化,C不符合题意;
D.砷化镓太阳能电池工作时主要将太阳能(光能)转化为电能,不涉及化学能的转化,D不符合题意;
故选A。
2. 下列化学用语表达正确的是
A. 的空间填充模型: B. 一氯甲烷的电子式:
C. TNT的结构简式: D. 3-甲基-1-丁烯的键线式:
【答案】D
【解析】
【详解】A.氯原子半径大于碳原子半径,而所给模型中外围的四个球均小于中心球,不能表示。分子中,碳原子位于正四面体的中心,四个氯原子位于正四面体的四个顶点,其空间填充模型为,A错误;
B.一氯甲烷分子中,碳原子分别与三个氢原子、一个氯原子各共用一对电子,氯原子上还保留三对未共用电子对。原电子式漏写了氯原子的三对未共用电子对,正确的电子式为,B错误;
C.TNT是2,4,6-三硝基甲苯,三个硝基均通过氮原子与苯环相连。正确的结构简式为,C错误;
D.所给键线式中,含碳碳双键的最长碳链有4个碳原子。从靠近双键的右端开始编号,双键位于1号位,甲基位于3号位,因此该结构表示3-甲基-1-丁烯,其键线式为,D正确;
故选D。
3. 下图是简易量热计装置示意图,下列反应的反应热不适宜用该装置测定的是
A. BaO和足量的水 B. Al和足量的NaOH溶液
C. ZnO和足量的稀硫酸 D. KOH溶液和足量的稀盐酸
【答案】B
【解析】
【详解】A.BaO与水反应生成Ba(OH)2,为放热反应,无气体生成,反应在溶液中进行,热量损失少,适宜用简易量热计测定,A不符合题意;
B.Al与NaOH溶液反应生成H2气体,气体逸出时会带走部分热量,导致热量测量不准确,不适宜用简易量热计测定,B符合题意;
C.ZnO与稀硫酸反应生成ZnSO4和水,为放热反应,无气体生成,反应在溶液中进行,热量损失少,适宜用简易量热计测定,C不符合题意;
D.KOH与稀盐酸的中和反应,为放热反应,无气体生成,反应在溶液中进行,热量损失少,适宜用简易量热计测定,D不符合题意;
故选B。
4. 下列说法或表示方法正确的是
A. N2H4的燃烧热是624.0kJ/mol,则N2H4(l)+3O2(g)=2NO2(g)+H2O(l) ΔH=-624.0kJ/mol
B. N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) ΔH=-92.4kJ/mol,某容器中起始充入1molN2(g)和3molH2(g)达到平衡时放出92.4kJ热量
C. 等物质的量的硫蒸气和固体硫分别完全燃烧,前者放出的热量多
D. 在稀溶液中,H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH=-57.3kJ/mol,若将含0.5mol的稀H2SO4与含0.5molBa(OH)2的溶液混合,则放出的热量为57.3kJ
【答案】C
【解析】
【详解】A.燃烧热是在101 kPa时,1 mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量;N2H4的燃烧热是624.0kJ/mol,反应中应该生成的是氮气和液态水,而不是二氧化氮,故A错误;
B.该反应是一个可逆反应,故在密闭容器中充入1molN2(g)和3molH2(g),N2、H2不能完全反应,故充分反应后放出的热量小于92.4kJ,故B错误;
C.已知等量的硫蒸气具有的总能量比硫固体的高,故在相同条件下,将等量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧,前者放出热量多,故C正确;
D.由于Ba2+和硫酸根离子参与反应生成BaSO4的过程中也有热效应,若将含0.5mol的稀H2SO4与含0.5molBa(OH)2的溶液混合,放出的热量不为57.3kJ,故D错误;
故选C。
5. 做好防腐是发展海上风电的基础。下列措施不能达到防腐目的的是
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】A.钢管桩主要成分为铁,铁的金属活动性强于铜,二者在海水中形成原电池时,铁作负极失电子被氧化,会加速钢管桩腐蚀,不能达到防腐目的,A符合题意;
B.铝表面致密的氧化膜能防止内部的铁被腐蚀,即使富铝涂层破损,形成原电池时铝作负极被腐蚀,可保护钢管桩;故能达到防腐目的,B不符合题意;
C.该装置为外加电流法,钢管桩连接电源负极作阴极被保护,能达到防腐目的,C不符合题意;
D.锌的金属活动性强于铁,二者在海水中形成原电池时锌作负极被腐蚀,属于牺牲阳极法,钢管桩作正极被保护,能达到防腐目的,D不符合题意;
故选A。
6. 下列有关电化学实验装置或图示的说法正确的是
A. 图①模拟金属腐蚀,a上没有气泡产生说明铁棒未被腐蚀
B. 图②装置可在铁件表面镀铜,溶液浓度不变
C. 图③可实现反应:
D. 图④组装的铜锌原电池,能得到持续稳定的电流
【答案】C
【解析】
【详解】A.图①中铁棒与石墨相连并浸入海水,铁作负极,发生;石墨a作正极,海水中溶解的氧气得到电子,发生;该过程中石墨上没有气泡产生,但铁仍发生吸氧腐蚀,A错误;
B.图②中待镀铁件接电源正极,作阳极,发生;铜接电源负极,作阴极,发生;铜析出在铜电极上,铁件溶解,溶液中的浓度减小;正确镀铜时,应将铜接电源正极、铁件接电源负极,阳极发生,阴极发生,使铜沉积在铁件表面,阳极补充的与阴极消耗的物质的量相等,镀液浓度基本保持不变,B错误;
C.图③中铜接电源正极,作阳极,发生;石墨接电源负极,作阴极,发生;生成的与结合,发生,将上述反应相加,得到总反应,C正确;
D.图④中锌片浸在溶液中,会直接发生;铜片浸在溶液中,缺少供铜电极持续还原的,不能按铜锌原电池的正常反应提供持续稳定的电流;应将锌片浸在溶液中、铜片浸在溶液中,并用盐桥连接两种溶液,此时负极发生,正极发生,D错误;
故选C。
7. 25℃和101 kPa下,下列物质的标准燃烧热如表(单位:)。
Mg
Li
-285.5
-610
-299
下列化学反应表示正确的是
A. 燃烧的热化学方程式:
B. 锂在氧气中燃烧与Mg相似,其燃烧的热化学方程式:
C. 稀盐酸和稀氢氧化钠溶液反应生成的反应热为,稀硫酸与稀氢氧化钾溶液发生反应:
D. 镁的燃烧:
【答案】D
【解析】
【详解】A.氢气的标准燃烧热对应1 mol氢气完全燃烧生成液态水时的反应热。按表中数据,热化学方程式中氢气的化学计量数为2、生成液态水时,。原式将水写成气态,所列反应热也不符合题给标准燃烧热及化学计量数。按标准燃烧热写出的正确热化学方程式为,A错误;
B.锂在氧气中燃烧生成固态氧化锂,原式将产物写成,且未标注产物状态。燃烧是放热反应,;按表中锂的标准燃烧热,当锂的化学计量数为2时,,原式反应热的符号和数值均不正确。正确的热化学方程式为,B错误;
C.稀硫酸与稀氢氧化钾溶液的反应属于强酸与强碱的中和反应,其中生成液态水的反应可表示为。题中方程式生成水的化学计量数为2,因此其反应热为。正确的热化学方程式为,C错误;
D.镁的标准燃烧热为,对应1 mol镁完全燃烧生成固态氧化镁时的反应热。题中镁的化学计量数为2,因此,相应的热化学方程式为,D正确;
故选D。
8. 接触法制硫酸生产中的关键工序是的催化氧化,该反应过程中能量变化如图所示,下列说法正确的是
A. 该反应的热化学方程式为:
B. 该反应断裂反应物中化学键消耗的能量比形成生成物中化学键放出的能量少
C. 使用高效催化剂可使反应的值增大
D.
【答案】B
【解析】
【详解】A.由图示可知该反应属于放热反应,则ΔH小于零,则该反应的热化学反应方程式为:,故A错误;
B.该反应为放热反应,所以该反应断裂反应物中化学键消耗的能量比形成生成物中化学键放出的能量少,故B正确;
C.催化剂只能降低反应物的活化能,不能改变反应的焓变,故C错误;
D.由图示可知该反应为放热反应,且产物为气态三氧化硫,由气态转化为固态需要放热,则 ΔH<-98 kJ·mol-1,故D错误。
答案选B。
9. 电解法制备的工作原理如图所示。下列说法正确的是
A. M为电源的负极
B. 阳极上的电极反应式为
C. 阴离子交换膜应能允许通过而能阻止的扩散
D. 理论上每转移0.1mol,阴极上会产生1.12L气体
【答案】C
【解析】
【分析】电解法制备的工作原理如图所示,Fe为电解池的阳极,M为电源的正极,电极反应式为Fe-6e-+8OH-=+4H2O,Pt为电解池的阴极,N为电源的负极,电极反应:2H2O+2e-=H2↑+2OH-,阴离子交换膜能允许OH-通过而能阻止的扩散,据此分析解题。
【详解】A.由分析可知,M为电源的正极,A错误;
B.由分析可知,阳极上的电极反应式为Fe-6e-+8OH-=+4H2O,B错误;
C.由分析可知,负极生成氢氧根,正极需要氢氧根作为反应物,故阴离子交换膜能允许OH-通过而能阻止的扩散,C正确;
D.由分析可知,阴极电极反应为:2H2O+2e-=H2↑+2OH-,根据电子守恒可知,理论上每转移0.1mol e-,阴极上会产生标准状况下0.05molH2即0.05mol×22.4L/mol=1.12L气体,但是题干中没有标明气体状态,D错误;
故答案为:C。
10. 有机物R的结构简式如图所示。下列有关R的性质叙述正确的是( )
A. R的所有碳原子一定在同一平面上
B. 在Ni催化和加热条件下,lmolR能与3molH2发生加成反应
C. R既能与羧酸、醇反应,还能发生水解、加成和氧化反应
D. 1molR与足量碳酸氢钠溶液反应,生成CO2的物质的量为2mol
【答案】C
【解析】
【详解】A.R中与-COOH相连的碳原子,与周围3个碳原子直接相连,4个碳原子不可能在同一平面上,A不正确;
B.酯基、羧基不能与氢气加成,在Ni催化和加热条件下,lmolR只能与1molH2发生加成反应,B不正确;
C.R分子中含有醇羟基,能与羧酸反应;羧基能与醇反应,酯基能发生水解反应,碳碳双键能发生加成、氧化反应,C正确;
D.R分子中只有羧基能与碳酸氢钠反应,1molR与足量碳酸氢钠溶液反应,生成CO2的物质的量为1mol,D不正确;
故选C。
11. 一种可植入体内的微型电池工作原理如图所示,通过CuO催化消耗血糖发电,从而控制血糖浓度。当传感器检测到血糖浓度高于标准,电池启动。血糖浓度下降至标准,电池停止工作。(血糖浓度以葡萄糖浓度计)
电池工作时,下列叙述错误的是
A. 电池总反应为
B. b电极上CuO通过Cu(Ⅱ)和Cu(Ⅰ)相互转变起催化作用
C. 消耗18mg葡萄糖,理论上a电极有0.4mmol电子流入
D. 两电极间血液中的在电场驱动下的迁移方向为b→a
【答案】C
【解析】
【分析】由题中信息可知,b电极为负极,发生反应,然后再发生;a电极为正极,发生反应,在这个过程中发生的总反应为。
【详解】A.由题中信息可知,当电池开始工作时,a电极为电池正极,血液中的在a电极上得电子生成,电极反应式为;b电极为电池负极, 在b电极上失电子转化成CuO,电极反应式为,然后葡萄糖被CuO氧化为葡萄糖酸,CuO被还原为,则电池总反应为,A正确;
B.b电极上CuO将葡萄糖被CuO氧化为葡萄糖酸后被还原为,在b电极上失电子转化成CuO,在这个过程中CuO的质量和化学性质保持不变,因此,CuO通过Cu(Ⅱ)和Cu(Ⅰ)相互转变起催化作用,B正确;
C.根据反应可知,参加反应时转移2 mol电子,的物质的量为0.1 mmol,则消耗18 mg葡萄糖时,理论上a电极有0.2 mmol电子流入,C错误;
D.原电池中阳离子从负极移向正极迁移,故迁移方向为b→a,D正确。
综上所述,本题选C。
12. 上海交通大学利用光电催化脱除与制备相耦合,高效协同转化过程如图(在电场作用下,双极膜中间层的解离为和,并向两极迁移)。下列说法中正确的是
A. 电流的转移方向为电极电解质溶液电极X
B. 每消耗标准状况下氧气,转移电子
C. 当生成时。负极区溶液质量增重
D. 协同转化总反应:
【答案】D
【解析】
【分析】该装置原理为原电池原理,左侧电极区SO2转化为后,发生电极反应生成化合价升高,该极为负极,右侧电极发生反应O2转化为H2O2,化合价降低,该极为正极。
【详解】A.由分析可知,左侧电极为负极,右侧电极为正极,电流的转移方向为电极电解质溶液电极Y,A错误;
B.右侧电极发生反应O2转化为H2O2,电极方程式为:O2+2e-+2H+=H2O2,每消耗标准状况下氧气,氧气的物质的量为1mol,转移电子,B错误;
C.由电极反应式O2+2e-+2H+=H2O2,生成0.1mol H2O2时,有0.2mol电子转移,负极区变化为4OH-+SO2-2e-=+H2O,有0.2mol电子转移时,吸收0.1mol SO2,同时双极膜将水解离产生的OH-有0.2mol移向负极区,负极区溶液增加0.1mol×64g/mol+0.2mol×17g/mol=9.8g,C错误;
D.由电极反应式O2+2e-+2H+=H2O2,4OH-+SO2-2e-=+H2O可知,协同转化总反应为:,D正确;
故选D。
13. 是国家卫健委专家推荐的高效、安全的消毒用品。某电解法制备的装置如图所示,下列有关说法正确的是
A. a电极为电源的负极
B. 生成和的物质的量比为
C. 转移电子后,阴极区加入可复原
D. 二氧化氯发生器中生成的X溶液的主要溶质为
【答案】C
【解析】
【分析】由图可知,氢离子在b极得到电子发生还原反应生成氢气,电极反应式为,故b为直流电源负极,a为直流电源正极,氯离子通过阴离子交换膜进入阳极区,铵根离子在氯离子作用下在阳极失去电子发生氧化反应生成三氯化氮和氢离子,电极反应式为,三氯化氮在发生器中与亚氯酸钠溶液反应生成二氧化氯、氨气、氯化钠和氢氧化钠,反应的化学方程式为。
【详解】A.根据分析可知,a为直流电源的正极,A错误;
B.根据分析中的电极反应及得失电子数目守恒可知,反应生成三氯化氮和氢气的物质的量比为,B错误;
C.与直流电源负极b相连的电极是电解池的阴极,氢离子在阴极得到电子发生还原反应生成氢气,电极反应式为,氯离子通过阴离子交换膜加入阳极区,则转移电子后,阴极区加入氯化氢可复原,C正确;
D.三氯化氮在发生器中与亚氯酸钠溶液反应生成二氧化氯、氨气、氯化钠和氢氧化钠,则发生器中生成的X溶液的主要溶质为氯化钠和氢氧化钠,D错误;
答案选C。
14. 已知。用石墨电极电解溶液,得到有机产物的法拉第效率随电压的变化如图所示。下列说法错误的是
A. 、、均在电解池的阴极产生
B. 产生的电极反应为:
C. 当电解电压为时,阴极的主要产物为
D. 当电解电压为时,电解生成的和的物质的量之比为1∶2
【答案】D
【解析】
【详解】A.中碳元素的化合价为+4价,生成、、时,碳元素的化合价分别降低为-4价、-2价、+2价,均发生得电子的还原反应,因此三种产物均在电解池的阴极产生,A正确;
B.转化为时,碳元素的化合价由+4价降低为-2价,每生成1 mol 需得到12 mol电子。原式两边碳、氢、氧原子的总数分别为16、16、48,总电荷数均为-28,满足原子守恒、电荷守恒及电子转移关系,电极反应为,B正确;
C.图中电解电压为时,三种有机产物的法拉第效率均为0,阴极主要发生水得电子生成氢气的反应,即,因此阴极的主要产物为,C正确;
D.生成和时,碳元素的化合价分别由+4价降低为-4价和+2价,生成1 mol这两种产物分别需要8 mol和2 mol电子,对应的电极反应分别为、。用和分别表示两种产物的物质的量,用和分别表示其法拉第效率。同一次电解的总电量相同,各产物对应的电量与生成该产物所需转移电子的物质的量成正比,因此。图中电解电压为时,,而,故,两种产物的物质的量之比不可能为1∶2,D错误;
故选D。
Ⅱ卷(非选择题 共58分)
15. 从樟科植物枝叶提取的精油中含有甲、乙两种成分:
(1)用酸性高锰酸钾溶液检验甲和乙中含有的碳碳双键,方案__________(填“可行”或“不可行”)。
(2)请写出甲的能同时满足下列3个条件的一种同分异构体的结构简式:__________。
a.苯环上有2个不同的取代基,分子中无甲基,且核磁共振氢谱中有6个峰
b.能与的溶液发生加成反应
c.遇溶液呈现紫色
(3)由甲转化为乙的过程为(已略去无关产物):
步骤Ⅰ的反应类型为__________,Y的结构简式为__________,设计步骤Ⅰ的目的是____________________。
(4)写出乙与新制反应的化学方程式:____________________。
【答案】(1)不可行 (2)
(3) ①. 加成反应 ②. ③. 保护碳碳双键、防止被氧化
(4)+2Cu(OH)2+NaOH+
【解析】
【小问1详解】
甲含有碳碳双键和醇羟基,乙含有碳碳双键和醛基。酸性高锰酸钾溶液不仅能氧化碳碳双键,也能氧化甲中的醇羟基和乙中的醛基,因此溶液褪色不能证明碳碳双键的存在,该方案不可行;
【小问2详解】
由甲的结构可得其分子式为。该同分异构体遇溶液呈现紫色,说明含有酚羟基;苯环上有2个不同的取代基,且分子中只有1个氧原子,因此另一个取代基由3个碳原子和氢原子组成。分子中除苯环外还剩1个不饱和度,又能与的溶液发生加成反应,故侧链含有1个碳碳双键。结合分子中无甲基,可确定侧链为。若两个取代基处于邻位或间位,苯环上有4种不同化学环境的氢原子,不能满足核磁共振氢谱有6个峰的条件;当两个取代基处于对位时,苯环上有2种不同化学环境的氢原子,侧链上有3种,酚羟基上有1种,共6种。因此,符合条件的一种结构简式为;
【小问3详解】
步骤Ⅰ中,甲侧链的碳碳双键转化为碳碳单键,原双键两端分别连接氢原子和氯原子,故步骤Ⅰ属于加成反应。步骤Ⅰ产物在铜作催化剂、加热条件下与氧气反应,末端的被氧化为,其余连接关系不变,因此Y的结构简式为。随后步骤Ⅱ通过消去反应脱去氯化氢,恢复原位置的碳碳双键,从而得到乙。所以步骤Ⅰ的目的是保护碳碳双键、防止被氧化;
【小问4详解】
乙含有醛基,在碱性条件下加热时,醛基被新制氧化,生成相应的羧酸盐,同时生成砖红色沉淀,苯环和碳碳双键保留。乙与反应的物质的量之比为1∶2。结合碱性反应条件及原子守恒,反应的化学反应方程式为+2Cu(OH)2+NaOH+。
16. 生产、生活中无时无刻都在发生氧化还原反应。请回答下列问题:
(1)标准状况下, 在中完全燃烧生成和,放出389.7 kJ能量,请写出表示标准燃烧热的热化学方程式:_______________。
(2)吸氧腐蚀是一种常见的金属电化学腐蚀现象,请依据示意图回答下列问题。
①图a插入海水中的铁棒(含碳量为10.8%)越靠近烧杯底部发生电化学腐蚀就越_______________(填“轻微”或“严重”)。
②图b铁棒上的接触导线与N相连时,Fe电极发生的电极反应式为_______________;当铁棒上的接触导线由N改置于M时,铁的腐蚀速率_______________(填“减小”或“增大”)。
(3)铁制品在海洋环境中,表面会因为发生氧化还原反应而生成凝结物。
①无氧环境中,文物中的Fe与海水中的在细菌作用下形成FeS等含铁凝结物。写出Fe与反应生成FeS和的离子方程式:_______________。
②有氧环境中,海水中的铁质文物表面形成FeOOH等凝结物。铁在盐水中腐蚀的可能原理如图所示。
依据原理设计如下实验:向NaCl溶液中加入 溶液(能与形成蓝色沉淀)和酚酞,将混合液滴到生铁片上。预测该实验的现象为_______________。
③含氯FeOOH在NaOH溶液中多次浸泡后可以进行脱氯,检验用NaOH溶液反复浸泡后的FeOOH是否脱氯完全的实验方法是:_______________。
【答案】(1)
(2) ①. 轻微 ②. ③. 增大
(3) ①. ②. 液滴中央(生铁片中部)出现蓝色沉淀,液滴边缘(外围)变红 ③. 取最后一次浸泡后的上层清液,加入足量稀硝酸酸化,再滴加硝酸银溶液,若无白色沉淀生成,说明已脱氯完全
【解析】
【分析】本题以金属的腐蚀与防护为载体,综合考查热化学方程式的书写、吸氧腐蚀与差异充气电池原理、离子方程式的书写及常见离子的检验。把握三条主线:①燃烧热指 1 mol 可燃物完全燃烧生成稳定氧化物(水为液态)时的焓变;②吸氧腐蚀中氧气在正极得电子,溶解氧浓度小的区域作负极(阳极)被腐蚀;③书写离子方程式先按得失电子守恒确定计量数,再用原子守恒和电荷守恒配平。
【小问1详解】
标准状况下气体摩尔体积为 22.4 L/mol,6.72 L÷22.4 L/mol=0.30 mol。0.30 mol C2H2 完全燃烧放出 389.7 kJ 能量,则 1 mol C2H2 完全燃烧放出的热量为 389.7 kJ÷0.30 mol=1299 kJ/mol。标准燃烧热要求可燃物为 1 mol 且生成稳定的气态 CO2 和液态 H2O,故热化学方程式为。
【小问2详解】
①图a中铁棒在海水(中性)中发生吸氧腐蚀;铁棒发生吸氧腐蚀需要参与,越靠近烧杯底部,海水中溶解的浓度越低,吸氧腐蚀的速率越慢,因此腐蚀轻微。
②图b为 Zn、Fe、Cu 在稀盐酸中构成的原电池。接触导线与N(锌)相连时,锌比铁活泼,锌作负极,铁作正极(阴极),铁电极上氢离子得电子被还原:。由N改置于M(铜)时,铁比铜活泼,铁变为负极被氧化,铁的腐蚀速率增大。
【小问3详解】
①硫酸根中硫元素由+6价被还原为FeS中的−2价,1个硫酸根得到 8 个电子;铁由 0 价被氧化为 +2 价,1 个 Fe 失去 2 个电子。按得失电子守恒,4 个 Fe 失去的电子总数与 1 个硫酸根得到的电子数相等;再按原子守恒和电荷守恒补入 H2O 和氢氧根,配平得离子方程式:。
②铁在 NaCl 溶液中发生吸氧腐蚀。生铁片中部(裂缝处)溶解氧少,作原电池的负极,电极反应为;边缘溶解氧多,作正极(阴极),电极反应为。生成的亚铁离子与铁氰化钾作用产生蓝色沉淀,生成的氢氧根使酚酞变红,故现象为液滴中央出现蓝色沉淀、液滴边缘变红。
③脱氯即除去 FeOOH 中残留的氯离子。实验方法为:取最后一次浸泡后的上层清液,加入足量稀硝酸酸化,再滴加硝酸银溶液,若没有白色沉淀生成,说明已脱氯完全。
17. 载人航天工程对科学研究及太空资源开发具有重要意义,而研究高性能的电池系统在其中发挥着至关重要的作用。请回答以下问题:
(1)火箭发射常用(肼)作燃料,与氧化剂反应生成和水蒸气,
已知:
①请写出作为火箭燃料与反应的热化学方程式:__________。
②与足量反应生成和液态水时,放出的热量是__________kJ。
(2)“神舟”飞船中的电池采用太阳能电池阵—镍镉蓄电池组。当飞船进入阴影区时,由镍镉电池提供电能,其工作原理如图1所示;当飞船进入光照区时,太阳能电池为镍镉电池充电。
①当飞船进入阴影区时,电极A的电极电势__________电极B的电极电势(填“高于”“低于”或“等于”);反应一段时间后,KOH溶液碱性__________(填“增强”“减弱”或“不变”)。
②当飞船进入光照区时,电极B上发生反应的电极反应式为____________________。
③若将图1中用电器换成图2装置,电解含的水溶液制备金属钴,同时获得高浓度的盐酸。
i.图1中电极B与图2中__________电极相连,离子交换膜2应选择__________(填“阴离子”或“阳离子”)交换膜,石墨电极发生的电极反应式为____________________。
ii.当石墨电极收集到5.6 L(标准状况下)气体时,有__________mol离子通过离子交换膜1,此时Ⅲ室溶液质量变化了__________g。
【答案】(1) ①. ②. 655.2
(2) ①. 低于 ②. 增强 ③. ④. 石墨 ⑤. 阴离子 ⑥. ⑦. 1 ⑧.
【解析】
【分析】前两幅能量图给出的反应均含有氧气。将肼与氧气反应的热化学方程式乘以2,再减去二氧化氮生成反应的热化学方程式,即可消去氧气,得到肼与二氧化氮反应的热化学方程式;计算生成液态水时的放热量,还需计入水蒸气凝结的热效应。
图1中的箭头表示放电时的物质变化:A极的Cd转化为,Cd元素的化合价由0价升高到+2价,发生氧化反应,A为负极;B极的NiOOH转化为,Ni元素的化合价由+3价降低到+2价,发生还原反应,B为正极。充电时,两电极上的反应分别与放电时相反。用该电池驱动图2装置时,电池正极连接电解池的阳极,负极连接电解池的阴极。
【小问1详解】
①根据前两幅能量图,生成物与反应物的能量差分别为和,可写出以下热化学方程式。反应a:、反应b:。根据盖斯定律,将反应b乘以2,再减去反应a,氧气被消去,对应的反应焓变为。因此,所求热化学方程式为。
②由上述反应可知,2 mol肼与足量二氧化氮反应生成水蒸气时放出1134.4 kJ热量,1 mol肼反应生成2 mol水。第三幅能量图表明,1 mol液态水汽化吸收44 kJ热量,因此1 mol水蒸气凝结成液态水放出44 kJ热量。设1 mol肼反应生成液态水时放出的热量为Q,则;
【小问2详解】
①飞船进入阴影区时,镍镉电池放电。A极的Cd失去电子,发生氧化反应,电极反应式为;B极的NiOOH得到电子,发生还原反应,电极反应式为。因此A为负极,B为正极,A的电极电势低于B的电极电势。将B极的反应式乘以2后与A极的反应式相加,得到放电总反应:。放电过程中水被消耗,KOH的物质的量不变,溶液浓度增大,故碱性增强。
②飞船进入光照区时,镍镉电池充电,B极发生与放电时相反的反应,失去电子转化为NiOOH。在碱性条件下配平物质和电荷,得到电极反应式:。
③i.图2中,Ⅲ室的得到电子生成金属钴,电极反应式为,故钴电极为阴极,石墨电极为阳极。电解池的阳极与电源正极相连,而图1的B极为正极,因此B极与石墨电极相连。为使Ⅱ室盐酸浓度增大,Ⅰ室产生的经离子交换膜1由Ⅰ室进入Ⅱ室,Ⅲ室的经离子交换膜2由Ⅲ室进入Ⅱ室,因此离子交换膜2应选择阴离子交换膜。石墨电极所在的Ⅰ室为酸性溶液,水在阳极失去电子生成氧气和,电极反应式为。
ii.石墨电极生成的气体为氧气,其物质的量为。由阳极反应式可知,每生成1 mol氧气转移4 mol电子,同时产生4 mol,故转移电子的物质的量为。为维持Ⅰ室的电中性,有1 mol通过离子交换膜1由Ⅰ室进入Ⅱ室。
由阴极反应可知,Ⅲ室析出钴的物质的量为;同时,为维持Ⅲ室的电中性,有1 mol经离子交换膜2由Ⅲ室进入Ⅱ室。Ⅲ室溶液的质量减少量包括析出的钴和迁出的氯离子的质量。设溶液质量变化量为,则,即Ⅲ室溶液质量减少65 g。
18. 甲醇燃料电池在生产中发挥着重要作用。请回答以下问题:
(1)利用甲醇燃料电池实现工业上用KCl溶液制取KOH溶液,其工作原理如图所示。
①KCl溶液应从图中_____口通入。
②甲醇()燃料电池的负极反应式为______________________________。
③若用该燃料电池处理酸性氨氮废水,产生无污染气体,则在阳极上的电极反应式为
______________________________。
(2)利用燃料电池电解制备并得到副产品,装置如图所示(A、B、C膜只允许离子通过):
回答下列问题:
①a极为__________极,a极电极反应式为______________________________。
②A膜、B膜和C膜中属于阳离子交换膜的是______________________________(填“A”“B”或“C”)。
③电解池阴极反应式为______________________________。
④下列有关电解原理在工业上的应用正确的是______________________________(填字母)。
A. 直接电解海水生产烧碱和氯气
B. 电镀时镀件与电源负极相连
C. 将钢铁器件与电源正极相连,使其得到保护
D. 电解熔融氯化铝冶炼金属铝
⑤b极上消耗2.24 L(标准状况下)气体时,X室溶液质量的变化量为______________________________g(产生的气体完全逸出)。利用该装置可得到的三种副产品是______________________________(填化学式)。
【答案】(1) ①. g ②. ③.
(2) ①. 负 ②. ③. A、C ④. ⑤. B ⑥. 22.2 ⑦. 、、NaOH
【解析】
【分析】第一小问中甲醇燃料电池中,甲醇(a)作为负极发生反应,氧气(b)作为正极发生反应;c是电解池阳极发生反应,d是阴极发生反应;
第二小问中a极为负极,发生的反应是,b极为正极发生反应;X室为电解池的阳极发生反应,Y室为电解池的阴极发生反应,据此分析:
【小问1详解】
①甲醇燃料电池中,甲醇(a)作为负极,氧气(b)作为正极。电子流向为,c是电解池阳极,d是阴极;钾离子交换膜,向阴极d移动,故KCl从g口通入,阳极c发生反应,穿过钾离子交换膜移动到d极(阴极),阴极发生反应,在d室产出KOH;
②甲醇负极,且体系为碱性,发生反应为;
③在阳极被氧化成无污染,已知酸性废水则发生反应为;
【小问2详解】
①根据图片可以发现,b极产生,发生反应,b极为正极,a极为负极,发生的反应是;
②b极为原电池的正极因此相接的X室为电解池的阳极,Y室为电解池的阴极。X室阳极发生反应,要进入产品室,所以A膜是阳离子交换膜;原料室要进入产品室,因此B膜阴离子交换膜;原料室移向阴极Y室,C膜阳离子交换膜,因此阳离子交换膜的是:A、C;
③电解池阴极为Y室,反应式为;
④A.直接电解海水,海水中大量,生成,不能生产烧碱和氯气,A错误;
B.电镀时镀件与电源负极相连,则镀件作为阴极,镀层金属离子在镀件表面还原析出,B正确;
C.钢铁器件接电源正极,则钢铁器件作为阳极会加速腐蚀,C错误;
D.氯化铝是共价化合物,熔融不导电,D错误;
故答案选B;
⑤b极发生反应,标准状况下,转移电子,X室阳极发生反应,生成为0.2 mol,其质量为;此外,X室的通过A膜迁移到产品室,每2 mol 迁出1 mol,迁出 0.2 mol,质量为。X室溶液质量的变化量为减少了;
根据上述分析副产品为阳极产物;阴极产物;Y室生成的NaOH。
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苏州中学2026-2027学年第一次月考(高二化学)
Ⅰ卷(选择题 共42分)
单选题(每题仅1个选项符合题意,每题3分)
1. 能源的转化为人类生产生活提供了动力。下列物品在工作过程中主要发生化学能与电能转化的是
A. 新能源汽车电池 B. 长征5号火箭使用的液氧煤油发动机
C. 自热火锅发热包 D. “神舟”飞船推进舱中使用的砷化镓太阳能电池
2. 下列化学用语表达正确的是
A. 的空间填充模型: B. 一氯甲烷的电子式:
C. TNT的结构简式: D. 3-甲基-1-丁烯的键线式:
3. 下图是简易量热计装置示意图,下列反应的反应热不适宜用该装置测定的是
A. BaO和足量的水 B. Al和足量的NaOH溶液
C. ZnO和足量的稀硫酸 D. KOH溶液和足量的稀盐酸
4. 下列说法或表示方法正确的是
A. N2H4的燃烧热是624.0kJ/mol,则N2H4(l)+3O2(g)=2NO2(g)+H2O(l) ΔH=-624.0kJ/mol
B. N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) ΔH=-92.4kJ/mol,某容器中起始充入1molN2(g)和3molH2(g)达到平衡时放出92.4kJ热量
C. 等物质的量的硫蒸气和固体硫分别完全燃烧,前者放出的热量多
D. 在稀溶液中,H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH=-57.3kJ/mol,若将含0.5mol的稀H2SO4与含0.5molBa(OH)2的溶液混合,则放出的热量为57.3kJ
5. 做好防腐是发展海上风电的基础。下列措施不能达到防腐目的的是
A. B. C. D.
6. 下列有关电化学实验装置或图示的说法正确的是
A. 图①模拟金属腐蚀,a上没有气泡产生说明铁棒未被腐蚀
B. 图②装置可在铁件表面镀铜,溶液浓度不变
C. 图③可实现反应:
D. 图④组装的铜锌原电池,能得到持续稳定的电流
7. 25℃和101 kPa下,下列物质的标准燃烧热如表(单位:)。
Mg
Li
-285.5
-610
-299
下列化学反应表示正确的是
A. 燃烧的热化学方程式:
B. 锂在氧气中燃烧与Mg相似,其燃烧的热化学方程式:
C. 稀盐酸和稀氢氧化钠溶液反应生成的反应热为,稀硫酸与稀氢氧化钾溶液发生反应:
D. 镁的燃烧:
8. 接触法制硫酸生产中的关键工序是的催化氧化,该反应过程中能量变化如图所示,下列说法正确的是
A. 该反应的热化学方程式为:
B. 该反应断裂反应物中化学键消耗的能量比形成生成物中化学键放出的能量少
C. 使用高效催化剂可使反应的值增大
D.
9. 电解法制备的工作原理如图所示。下列说法正确的是
A. M为电源的负极
B. 阳极上的电极反应式为
C. 阴离子交换膜应能允许通过而能阻止的扩散
D. 理论上每转移0.1mol,阴极上会产生1.12L气体
10. 有机物R的结构简式如图所示。下列有关R的性质叙述正确的是( )
A. R的所有碳原子一定在同一平面上
B. 在Ni催化和加热条件下,lmolR能与3molH2发生加成反应
C. R既能与羧酸、醇反应,还能发生水解、加成和氧化反应
D. 1molR与足量碳酸氢钠溶液反应,生成CO2的物质的量为2mol
11. 一种可植入体内的微型电池工作原理如图所示,通过CuO催化消耗血糖发电,从而控制血糖浓度。当传感器检测到血糖浓度高于标准,电池启动。血糖浓度下降至标准,电池停止工作。(血糖浓度以葡萄糖浓度计)
电池工作时,下列叙述错误的是
A. 电池总反应为
B. b电极上CuO通过Cu(Ⅱ)和Cu(Ⅰ)相互转变起催化作用
C. 消耗18mg葡萄糖,理论上a电极有0.4mmol电子流入
D. 两电极间血液中的在电场驱动下的迁移方向为b→a
12. 上海交通大学利用光电催化脱除与制备相耦合,高效协同转化过程如图(在电场作用下,双极膜中间层的解离为和,并向两极迁移)。下列说法中正确的是
A. 电流的转移方向为电极电解质溶液电极X
B. 每消耗标准状况下氧气,转移电子
C. 当生成时。负极区溶液质量增重
D. 协同转化总反应:
13. 是国家卫健委专家推荐的高效、安全的消毒用品。某电解法制备的装置如图所示,下列有关说法正确的是
A. a电极为电源的负极
B. 生成和的物质的量比为
C. 转移电子后,阴极区加入可复原
D. 二氧化氯发生器中生成的X溶液的主要溶质为
14. 已知。用石墨电极电解溶液,得到有机产物的法拉第效率随电压的变化如图所示。下列说法错误的是
A. 、、均在电解池的阴极产生
B. 产生的电极反应为:
C. 当电解电压为时,阴极的主要产物为
D. 当电解电压为时,电解生成的和的物质的量之比为1∶2
Ⅱ卷(非选择题 共58分)
15. 从樟科植物枝叶提取的精油中含有甲、乙两种成分:
(1)用酸性高锰酸钾溶液检验甲和乙中含有的碳碳双键,方案__________(填“可行”或“不可行”)。
(2)请写出甲的能同时满足下列3个条件的一种同分异构体的结构简式:__________。
a.苯环上有2个不同的取代基,分子中无甲基,且核磁共振氢谱中有6个峰
b.能与的溶液发生加成反应
c.遇溶液呈现紫色
(3)由甲转化为乙的过程为(已略去无关产物):
步骤Ⅰ的反应类型为__________,Y的结构简式为__________,设计步骤Ⅰ的目的是____________________。
(4)写出乙与新制反应的化学方程式:____________________。
16. 生产、生活中无时无刻都在发生氧化还原反应。请回答下列问题:
(1)标准状况下, 在中完全燃烧生成和,放出389.7 kJ能量,请写出表示标准燃烧热的热化学方程式:_______________。
(2)吸氧腐蚀是一种常见的金属电化学腐蚀现象,请依据示意图回答下列问题。
①图a插入海水中的铁棒(含碳量为10.8%)越靠近烧杯底部发生电化学腐蚀就越_______________(填“轻微”或“严重”)。
②图b铁棒上的接触导线与N相连时,Fe电极发生的电极反应式为_______________;当铁棒上的接触导线由N改置于M时,铁的腐蚀速率_______________(填“减小”或“增大”)。
(3)铁制品在海洋环境中,表面会因为发生氧化还原反应而生成凝结物。
①无氧环境中,文物中的Fe与海水中的在细菌作用下形成FeS等含铁凝结物。写出Fe与反应生成FeS和的离子方程式:_______________。
②有氧环境中,海水中的铁质文物表面形成FeOOH等凝结物。铁在盐水中腐蚀的可能原理如图所示。
依据原理设计如下实验:向NaCl溶液中加入 溶液(能与形成蓝色沉淀)和酚酞,将混合液滴到生铁片上。预测该实验的现象为_______________。
③含氯FeOOH在NaOH溶液中多次浸泡后可以进行脱氯,检验用NaOH溶液反复浸泡后的FeOOH是否脱氯完全的实验方法是:_______________。
17. 载人航天工程对科学研究及太空资源开发具有重要意义,而研究高性能的电池系统在其中发挥着至关重要的作用。请回答以下问题:
(1)火箭发射常用(肼)作燃料,与氧化剂反应生成和水蒸气,
已知:
①请写出作为火箭燃料与反应的热化学方程式:__________。
②与足量反应生成和液态水时,放出的热量是__________kJ。
(2)“神舟”飞船中的电池采用太阳能电池阵—镍镉蓄电池组。当飞船进入阴影区时,由镍镉电池提供电能,其工作原理如图1所示;当飞船进入光照区时,太阳能电池为镍镉电池充电。
①当飞船进入阴影区时,电极A的电极电势__________电极B的电极电势(填“高于”“低于”或“等于”);反应一段时间后,KOH溶液碱性__________(填“增强”“减弱”或“不变”)。
②当飞船进入光照区时,电极B上发生反应的电极反应式为____________________。
③若将图1中用电器换成图2装置,电解含的水溶液制备金属钴,同时获得高浓度的盐酸。
i.图1中电极B与图2中__________电极相连,离子交换膜2应选择__________(填“阴离子”或“阳离子”)交换膜,石墨电极发生的电极反应式为____________________。
ii.当石墨电极收集到5.6 L(标准状况下)气体时,有__________mol离子通过离子交换膜1,此时Ⅲ室溶液质量变化了__________g。
18. 甲醇燃料电池在生产中发挥着重要作用。请回答以下问题:
(1)利用甲醇燃料电池实现工业上用KCl溶液制取KOH溶液,其工作原理如图所示。
①KCl溶液应从图中_____口通入。
②甲醇()燃料电池的负极反应式为______________________________。
③若用该燃料电池处理酸性氨氮废水,产生无污染气体,则在阳极上的电极反应式为
______________________________。
(2)利用燃料电池电解制备并得到副产品,装置如图所示(A、B、C膜只允许离子通过):
回答下列问题:
①a极为__________极,a极电极反应式为______________________________。
②A膜、B膜和C膜中属于阳离子交换膜的是______________________________(填“A”“B”或“C”)。
③电解池阴极反应式为______________________________。
④下列有关电解原理在工业上的应用正确的是______________________________(填字母)。
A. 直接电解海水生产烧碱和氯气
B. 电镀时镀件与电源负极相连
C. 将钢铁器件与电源正极相连,使其得到保护
D. 电解熔融氯化铝冶炼金属铝
⑤b极上消耗2.24 L(标准状况下)气体时,X室溶液质量的变化量为______________________________g(产生的气体完全逸出)。利用该装置可得到的三种副产品是______________________________(填化学式)。
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