内容正文:
三明一中2026-2027学年上学期10月月考
高二化学科试卷A
(考试时间:75分钟 满分:100分)
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16 Ni-59
Ⅰ卷(选择题 共48分)
一、单选题:每小题只有一个选项符合题意,每小题3分共48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. 下列说法中,正确的是
A. 的反应均是自发进行的反应 B. 能够自发进行的反应一定是放热反应
C. 能够自发进行的反应一定是熵增的过程 D. 冰在室温下自动熔化成水,这是熵增的过程
【答案】D
【解析】
【详解】A.反应自发进行的判据为,仅无法保证一定小于0,反应不一定自发,A错误;
B.能够自发进行的反应满足,若,部分的吸热反应在高温下也可自发进行,不一定为放热反应,B错误;
C.能够自发进行的反应满足,若,部分的熵减反应在低温下也可自发进行,不一定是熵增的过程,C错误;
D.同种物质的熵值:液态大于固态,冰室温下熔化成液态水的过程混乱度增大,属于熵增的过程,D正确;
故选D。
3. 化学与生产生活息息相关,下列说法不正确的是
A. 马口铁(镀锡)镀层破损后,镀层先被氧化
B. 储氢材料-镧镍合金(LaNi5)贮存氢气时发生了化学变化
C. 用化学方法在钢铁部件表面进行发蓝处理,生成的四氧化三铁薄膜保护金属
D. 外加电流法是把被保护的钢铁设备作为阴极,使钢铁表面腐蚀电流降至零或接近零
【答案】A
【解析】
【详解】A.马口铁为镀锡铁,金属活动性,镀层破损后形成原电池,作负极先被氧化,而非镀层先被氧化,A错误;
B.镧镍合金贮存氢气时生成金属氢化物,有新物质生成,发生了化学变化,B正确;
C.钢铁发蓝处理是通过化学反应在表面生成致密的薄膜,可隔绝空气和水,起到保护金属的作用,C正确;
D.外加电流的阴极保护法中,被保护的钢铁设备连接电源负极作阴极,可抑制钢铁失电子,使钢铁表面腐蚀电流降至零或接近零,D正确;
故答案选A。
4. 下列说法正确的是
A. 反应能自发进行,则该反应的
B. 反应物的总能量一定低于生成物的总能量
C. 反应的
D. 需要加热才能发生的反应一定是吸热反应
【答案】A
【解析】
【详解】A.反应的气体计量数减小,故,反应自发需满足,代入可推知,A正确;
B.放热反应的反应物总能量高于生成物总能量,仅吸热反应满足反应物总能量低于生成物总能量,该表述未限定反应类型,结论不成立,B错误;
C.反应生成气体,体系混乱度增大,故,C错误;
D.反应的吸放热与反应条件无必然关联,如碳的燃烧需要加热引发,但属于放热反应,D错误;
故答案选A。
5. 利用如图装置进行实验,开始时,a、b两处液面相平,将装置密封放置一段时间。下列说法不正确的是
A. a、b处溶液的pH值均增大
B. 一段时间后,a处液面高于b处液面
C. a处生铁发生吸氧腐蚀,其负极的电极反应为
D. 用化学方法在钢铁表面进行发蓝处理可有效防止钢铁腐蚀
【答案】C
【解析】
【分析】a处溶液为饱和食盐水,是中性溶液,发生吸氧腐蚀,负极是铁失去电子生成亚铁离子,正极是氧气得到电子生成氢氧根:; b处溶液为稀硫酸,是酸性溶液,发生析氢腐蚀,负极是铁失去电子生成亚铁离子,正极反应式为。
【详解】A.a处溶液为饱和食盐水,是中性溶液,发生吸氧腐蚀,铁失去电子生成亚铁离子,氧气得到电子生成氢氧根:,所以a处溶液pH增大;b处溶液为稀硫酸,是酸性溶液,发生析氢腐蚀,正极反应式为,反应过程中消耗,溶液的pH增大,A正确;
B.a处发生吸氧腐蚀,消耗导致气体压强减小,b处发生析氢腐蚀,生成氢气导致气体压强增大,装置内形成压强差,所以一段时间后,a处液面高于b处液面,B正确;
C.根据分析,a处是中性溶液,所以生铁发生吸氧腐蚀,其负极的电极反应为,C错误;
D.用化学方法在钢铁表面进行发蓝处理能生成一层致密的氧化膜保护钢铁,D正确。
故答案选C。
6. 用A.B.C.D四种金属按表中装置进行实验,下列叙述正确的是
实验装置
甲
乙
丙
实验现象
A不断溶解
C的表面有红色固体析出
A上有气泡产生
A. 装置甲中的B金属是原电池的负极
B. 装置乙中,外电路中电流的流向为
C. 装置丙中溶液里的移向A
D. 四种金属的活动性由强到弱的顺序是
【答案】D
【解析】
【详解】A.装置甲中A不断溶解,说明A发生氧化反应,为原电池负极,B为正极,A错误;
B.装置乙中C表面有红色固体()析出,说明C为正极(在C上得电子),则B为负极,外电路电流方向为正极→负极,即,B错误;
C.装置丙中A上有气泡()产生,说明A为正极(在A上得电子),D为负极,溶液中阴离子()移向D(负极),C错误;
D.由甲:A不断溶解(A为负极),得活动性A>B;乙:C为正极(B为负极),得活动性B>C;丙:A为正极(D为负极),得活动性D>A;综合为D>A>B>C,D正确;
故答案选D。
7. 某同学为了使反应能进行,设计了下列四个实验,如图所示,你认为可行的方案是
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】该反应是非自发的氧化还原反应:Ag的金属活动性排在H之后,Ag无法直接和HCl自发反应置换出,要让这类非自发氧化还原反应发生,必须通过电解池,外接电源强制驱动反应,该反应中Ag失电子发生氧化反应,则Ag作阳极,该电解质溶液为盐酸,阴极上得电子发生还原反应。
【详解】A.该装置为电解池,Ag接电源正极作阳极,发生失电子的氧化反应生成,与溶液中结合为,另一极Ag作阴极,在阴极得电子生成,A符合题意;
B.该装置为原电池,比活泼,作负极发生氧化反应,作正极不参与反应,总反应为,B不符合题意;
C.接电源负极作阴极,不参与反应,C不符合题意;
D.两个电极均为且无外接电源,无法发生氧化还原反应使题干反应进行,D不符合题意;
故选A。
8. 下图为电甲烷化的装置(MEC),利用微生物催化驱动工作,该技术既有助于降低温室效应,也可处理有机废水,下列说法不正确的是
A. a电极为MEC的阳极
B. b电极的反应式为
C. 在相同时间内,两极消耗或生成的质量一定相等
D. 若b电极转化,右室增重3.6 g
【答案】C
【解析】
【详解】A.a电极上有机质发生氧化反应生成,电解池阳极发生氧化反应,故a为MEC的阳极,A正确;
B.b电极上得电子被还原为,质子交换膜允许迁移至右室,酸性环境下电极反应式为,B正确;
C.阳极有机质的组成不确定,无法确定生成的量与转移电子的定量关系,且即使有机质组成已知,相同转移电子数下,阳极生成的量与阴极消耗的量也不一定相等,C错误;
D.b电极转化时,转移电子,有从左室迁移到右室,右室增重为,D正确;
故选C。
9. 电子科技大学孙威教授首次探索碱性锌-空气电池,工作原理如图所示。
下列叙述正确的是
A. 放电时,电子由锌极经电解质溶液流向铜极
B. 放电时,正极区只发生反应:
C. 充电时,阴极上“钝化”生成的不容易反应
D. 充电时,产生11.2L时转移2mol电子
【答案】C
【解析】
【详解】A.放电时为原电池,电子只能经外电路从负极(锌极)流向正极(铜极),不能通过电解质溶液,A错误;
B.由工作原理图可知,放电时正极区通入的会参与反应生成,并非只发生,B错误;
C.充电时,阴极上“钝化”生成的结构稳定,不容易得电子发生还原反应,C正确;
D.未说明处于标准状况,无法根据气体体积计算其物质的量及转移电子的物质的量,D错误;
故选C。
10. 下列有关中和热和燃烧热的叙述正确的是
A. 可以用如图装置测定中和热
B. ,则
C. 在25℃、101 kPa下的稀溶液中,1 mol 和1 mol NaOH完全中和时测得放出的热量小于57.3 kJ
D. 燃烧热和中和热的数值都会随反应物的用量不同而改变
【答案】C
【解析】
【详解】A.测定中和热需要环形玻璃搅拌器使酸碱充分快速反应,图示装置缺少搅拌仪器,无法准确测定中和热,A错误;
B.该反应除生成2mol液态水外,有沉淀生成,生成沉淀的过程也会放热,因此反应的,B错误;
C.是弱酸,电离过程需要吸收热量,因此25℃、101kPa下稀溶液中1mol和1mol完全中和时,放出的热量小于57.3kJ,C正确;
D.燃烧热是1mol纯物质完全燃烧生成稳定氧化物的放热量,中和热是强酸强碱稀溶液生成1mol液态水的放热量,二者数值均为定值,不随反应物用量改变,D错误;
故选C。
11. 新型液态电池的工作原理如图所示(a、b均为石墨电极)。下列有关说法错误的是
A. 电极a为负极,发生氧化反应
B. 放电时,负极区溶液pH减小
C. 正极电极反应式为
D. 若用此电池为铅酸蓄电池充电,b电极连接电极
【答案】C
【解析】
【分析】a电极有气体c放出,放出的气体为氧气,可知a电极双氧水发生氧化反应生成氧气,a是负极、b是正极。
【详解】A.a电极有气体c放出,放出的气体为氧气,电极a为负极,发生氧化反应,故A正确;
B.放电时,负极发生反应H2O2-2e-+2OH-=2H2O+O2↑,负极区消耗OH-,溶液pH减小,故B正确;
C.b是正极,正极双氧水得电子生成水,正极电极反应式为,故C错误;
D.a是负极、b是正极,若用此电池为铅酸蓄电池充电,铅酸蓄电池充电时电极为阳极,接电池正极b电极,故D正确;
选C。
12. 已知:在标准压强101kPa、25℃,由最稳定的单质合成1mol物质B的反应焓变,叫做物质B的标准摩尔生成焓,用表示。有关物质的标准摩尔生成焓如图所示,下列有关判断正确的是
A. H2O(l)的 B. N2H4(l)的标准燃烧热
C. N2H4比NH3稳定 D. 是放热反应
【答案】A
【解析】
【详解】A.H2O(g)能量高于H2O(l),结合题干图示信息可知,H2O(l)的ΔH<-241.8kJ•mol-1,A正确;
B.N2H4(l)标准摩尔生成焓为50.6kJ/mol,①N2(g)+2H2(g)⇌N2H4(l)ΔH=+50.6kJ/mol,H2O(g)标准摩尔生成焓为-241.8kJ/mol,则②2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)ΔH=-483.6kJ/mol,根据盖斯定律:②-①得N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g),但标准燃烧热是指生成液态水,无法根据题中数据计算,B错误;
C.N2H4(l)标准摩尔生成焓为50.6kJ/mol,NH3(g)的标准摩尔生成焓为-45.9kJ/mol,根据能量越低越稳定,则NH3比N2H4稳定,C错误;
D.NO的标准摩尔生成焓为91.3kJ/mol,则N2(g)+O2(g)=2NO(g)ΔH>0,是吸热反应,D错误;
故答案为:A。
13. 以熔融碳酸盐燃料电池为电源模拟在塑料制品上镀镍的装置如图所示。
已知:①电镀液的配方:、、、。②催化重整反应:。
下列说法不正确的是
A. 电镀时电极a与电极d相连
B. 电镀液中的作用是为了增强溶液的导电能力
C. 电极a上发生的电极反应式为
D. 当电极d上析出11.8 g镍时,理论上电极a消耗CO的体积为0.112 L(标准状况下)
【答案】D
【解析】
【分析】根据左图分析,电极b通入氧气,氧气在原电池反应中得到电子,所以通入氧气的b极是电池的正极;电极a通入CO和H2,生成产物是CO2和H2O,均失去电子,所以电极a是负极。右图属于电镀,电极c是镀层金属镍,作阳极;电极d是镀件,作阴极,据此分析。
【详解】A.左侧熔融碳酸盐燃料电池中,电极a通入和燃料,为负极;电镀时塑料制品(电极d)作阴极,需连接电源负极,因此电极a与d相连,A正确;
B.为强电解质,不参与电极反应,可增大溶液中自由移动离子浓度,增强溶液导电能力,B正确;
C.电极a上、失电子发生氧化反应,与电解质中的反应生成和,3 mol 失6 mol ,1 mol 失2mol ,总转移8 mol ,该电极反应式书写正确,C正确;
D.11.8 g 的物质的量为,析出0.2 mol 需转移0.4 mol电子;由电极a的反应可知,每消耗1 mol 转移8 mol电子,因此转移0.4 mol电子时消耗的物质的量为0.05 mol,标准状况下体积为,D错误。
14. 下列说法正确的是
A. 同温同压下,,在光照和点燃条件的不同
B. 当反应放出热量时,转移电子数为
C. ,则
D. 氢气的标准燃烧热为,则
【答案】B
【解析】
【详解】A.只与反应物和生成的状态有关,与条件无关,故在光照和点燃条件的相同,A错误;
B.反应中电子转移为,则当反应放出4.6kJ热量时,消耗0.15molH2,转移电子0.3mol,数目为,B正确;
C.液态氟化氢的能量低于氟化氢气体,生成液态HF会放出更多的热量,焓变更小,故,C错误;
D.氢气的燃烧热为1mol氢气完全燃烧生成液态水放出的热量,则热化学方程式为或,D错误;
故选B。
15. 利用碱性甲烷燃料电池电解制备的装置如图所示,电解池中的电极材料为金属钴和石墨。下列说法正确的是
A. 电极M为石墨
B. 电极n处电极反应为:
C. 电解一段时间后,N极区溶液pH减小
D. 膜a、膜c均为阳离子交换膜
【答案】D
【解析】
【分析】该装置用于制备,根据图示,M电极所在为阳极室,M电极为阳极Co电极,钴失去电子被氧化:Co-2e-=Co2+,N电极为阴极,N电极为石墨电极,水得到电子被还原生成氢气和氢氧根离子,则碱性甲烷燃料电池中m电极为正极,n电极为负极。
【详解】A.由分析,M电极为阳极Co电极, N电极为阴极石墨电极,A错误;
B.n电极为碱性甲烷燃料电池的负极,n电极通入CH4,甲烷失去电子被氧化:,B错误;
C.N电极为阴极,N电极电极反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-,电解一段时间后,N极区碱性增强,溶液的pH增大,C错误;
D.阳极室中的Co2+通过膜a进入产品室,膜a为阳离子交换膜,原料室中通过膜b进入产品室,膜b为阴离子交换膜,则原料室中Na+通过膜c进入阴极室,膜c为阳离子交换膜,D正确;
故选D。
16. 一种基于的储氯电池装置如图,放电过程中a、b极均增重。若将b极换成Ag/AgCl电极,b极仍增重。关于图中装置所示电池,下列说法错误的是
A. 放电时向b极迁移
B. 该电池可用于海水脱盐
C. a极反应:
D. 若以Ag/AgCl电极代替a极,电池将失去储氯能力
【答案】D
【解析】
【分析】放电过程中a、b极均增重,这说明a电极是负极,电极反应式为,b电极是正极,电极反应式为NaTi2(PO4)3+2e-+2Na+=Na3Ti2(PO4)3,据此解答。
【详解】A.放电时b电极是正极,阳离子向正极移动,所以向b极迁移,A正确;
B.负极消耗氯离子,正极消耗钠离子,所以该电池可用于海水脱盐,B正确;
C.a电极是负极,电极反应式为,C正确;
D.若以Ag/AgCl电极代替a极,此时Ag失去电子,结合氯离子生成氯化银,所以电池不会失去储氯能力,D错误;
答案选D。
Ⅱ卷(非选择题 共52分)
二、解答题。
17. 原电池是直接把化学能转化为电能的装置,某研究性学习小组分别进行如下实践:
(1)理论上不能设计为原电池的化学反应是____________。
a.
b.
c.
(2)第一组同学对Zn、Cu、稀硫酸组成的原电池进行了探究,其中甲同学利用如图1所示装置进行探究,乙同学经过查阅资料后设计了如图2装置进行探究。
①实验表明,图1中锌电极为_________极(填写“正”或“负”)。
②图2实验较图1实验的突出优势是_______________________________。
(3)盐桥中除添加琼脂外,还要添加KCl饱和溶液,电池工作时,对盐桥中的、的移动方向描述正确的是_________。
A. 盐桥中的向左侧烧杯移动、向右侧烧杯移动
B. 盐桥中的、都向右侧烧杯移动
C. 盐桥中的向右侧烧杯移动、向左侧烧杯移动
D. 盐桥中的、几乎都不移动
(4)第二组同学认为任何自发的氧化还原反应都可以设计成原电池,于是想利用反应“”设计一个化学电池(正极材料用碳棒),该电池的负极材料是_________,电解质溶液是_________。
(5)第三组同学则查阅资料,了解了一些新型化学电源:
①高铁电池是一种新型可充电电池,与普通电池相比,该电池能较长时间保持稳定的放电电压。高铁电池放电的总反应式为:,该电池放电时,正极的电极反应式为_____________________。(已知高铁酸钾为紫色固体,易溶于水)
②NO-空气质子交换膜燃料电池将化学能转化为电能的同时,实现了制硝酸、发电、环保三位一体的结合,其工作原理如图所示,写出放电过程中负极的电极反应式:______________,若过程中产生,则消耗标准状况下的体积为________L。
【答案】(1)a (2) ①. 负 ②. 提高电池效率,产生持续稳定的电流 (3)C
(4) ①. Cu ②. AgNO3
(5) ①. ②. ③. 33.6
【解析】
【分析】原电池正极发生还原反应,负极发生氧化反应;阳离子向正极移动,阴离子向负极移动;
【小问1详解】
原电池反应必须是自发的氧化还原反应。
a.反应没有元素化合价的变化,属于非氧化还原反应,理论上不能设计为原电池,a符合题意;
b.为自发的氧化还原反应,可以设计为原电池,b不符合题意;
c.为自发的氧化还原反应,可以设计为原电池,c不符合题意;
故答案选a;
【小问2详解】
① 在Zn、Cu和稀硫酸组成的原电池中,Zn的金属活动性强于Cu,Zn失去电子发生氧化反应,作负极。② 图1中Zn直接与稀硫酸接触,会发生化学反应消耗Zn并产生氢气,导致电池效率降低;图2采用盐桥将氧化剂和还原剂隔离,避免了Zn与正极区电解质溶液直接反应,从而提高电池效率,能产生持续稳定的电流。
【小问3详解】
原电池工作时,盐桥中的阳离子向正极移动,阴离子向负极移动。左侧Zn为负极,右侧Cu为正极,因此盐桥中的向右侧烧杯(正极区)移动,向左侧烧杯(负极区)移动,故答案选C。
【小问4详解】
根据电池总反应 可知,Cu在反应中失去电子发生氧化反应,应作为原电池的负极;在正极得电子发生还原反应,因此电解质溶液应为含有的溶液,如溶液。
【小问5详解】
① 高铁电池放电时,正极发生还原反应,得到电子被还原为,结合总反应式可知在碱性环境下正极的电极反应式为 。② 在NO-空气燃料电池中,NO在负极失去电子发生氧化反应生成,结合质子交换膜允许通过,电极反应式为 ;当生成 时,N元素化合价从+2升高到+5,转移电子的物质的量为 。根据正极反应 ,根据电子守恒,消耗的物质的量为 ,其在标准状况下的体积为 。
18. 按要求回答下列问题:
(1)钴酸锂电池是目前常见的锂离子二次电池,电池总反应为,用它作电源按如图装置进行电解。通电后,c电极附近有无色无味的气体产生。
①若装置Ⅰ为铜棒上镀银,则装置Ⅰ中U形管内的溶液为________,电极________(填“a”或“b”)为银。
②该钴酸锂电池充电时,n极接电源的________极。
③放电时,钴酸锂电池负极的电极反应式为________。
④试写出装置Ⅱ中c处的电极反应式________。
(2)如图是甲醇燃料电池工作的示意图,其中A、B均为石墨电极。该电池工作一段时间后,当A、B两极上产生的气体体积相同时,断开K。已知甲中电池放电的总反应式为:。
①甲中负极的电极反应式为__________。
②此时A极析出的气体在标准状况下的体积为_______,若要复原乙中的溶液,可向U形管中加入_______mol的_______(填化学式)。
【答案】(1) ①. 溶液 ②. b ③. 正 ④. ⑤.
(2) ①. ②. 2.24 L ③. 0.1 ④. Cu(OH)2
【解析】
【分析】(1)通电后装置Ⅱ的c电极(碳棒)附近有无色无味气体产生,装置Ⅱ电解液为饱和食盐水:饱和食盐水中,阴极生成无色无味的,因此c为阴极,可推知钴酸锂电池的极为正极、极为负极。结合电池总反应,放电时失电子作负极,得电子作正极。
(2)甲为碱性甲醇燃料电池:通入甲醇的Pt电极为负极(失电子发生氧化反应),通入的Pt电极为正极(得电子发生还原反应);乙为电解池,A连接燃料电池正极作阳极,B连接燃料电池负极作阴极。 乙中初始为溶液,含;阴极(B极)反应分两步:先发生,完全放电后,后续发生;阳极(A极,石墨惰性电极)始终发生反应:,析出。
【小问1详解】
①铜棒上镀银属于电镀工艺:电镀液需要为含有镀层金属阳离子的可溶性盐溶液,因此U形管内溶液为溶液(硝酸银溶液);电镀时镀层金属(银)作阳极、待镀件(铜棒)作阴极,装置Ⅰ中b连接阴极c为阳极,因此b为银。
②电池充电时,原电池的正极需要外接电源的正极,实现放电产物的逆向氧化还原再生,因此作为原电池正极的n极接电源的正极。
③放电时负极失电子,释放出生成,电极反应式:。
④c为电解饱和食盐水的阴极,水电离出的得电子生成,剩余,电极反应式: 。
【小问2详解】
①碱性条件下,负极甲醇失电子,结合生成和,根据电子、电荷、原子守恒配平电极反应式:。
②设两极生成气体物质的量均为,根据电子守恒:阴极总电子数,阳极总电子数,解得,因此A极(阳极)析出的标况体积为。 整个电解过程析出0.1 mol Cu、0.1 mol 、0.1 mol ,脱离体系的相当于0.1 mol 和0.1 mol ,即0.1 mol ,因此加入0.1 mol 可完全复原溶液。
19. Ⅰ.氯及其化合物在生产、生活中应用广泛。
(1)将和通过灼热的炭层,生成HCl和,当有参与反应时释放出145.0 kJ热量,写出该反应的热化学方程式:____________________。
(2)几种含氯元素的离子的相对能量如表所示:
离子
相对能量
0
60
101
63
38
①在上述五种离子中,最不稳定的离子是____________(填离子符号)。
②反应 的__________。
Ⅱ.氮是地球上含量丰富的一种元素,氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。
(3)如图是和反应生成 过程中能量的变化示意图,请写出和反应的热化学方程式:____________________。
(4)已知下列数据:
化学键
键能
435
943
根据表中及图中数据计算键的键能是__________。
(5)用催化还原NO,还可以消除氮氧化物的污染。已知:① ;② 。若 还原至和,则该反应过程中放出的热量为__________kJ(用含a、b的式子表示)。
【答案】(1)
(2) ①.
②.
(3)
(4)
(5)
【解析】
【小问1详解】
根据题意,反应物为和,生成物为和,反应条件为通过灼热的炭层(即参与反应),配平化学方程式为 ,当有参与反应时释放出热量,则参与反应时释放出热量,注明各物质的聚集状态,即可写出该反应的热化学方程式:。
【小问2详解】
①物质的相对能量越高,其状态越不稳定。由表格数据可知,的相对能量最高(),因此在五种离子中最不稳定。
②根据生成物总能量-反应物总能量,该反应的。
【小问3详解】
由图可知,生成的反应热正反应活化能-逆反应活化能,因此生成的反应热,对应的热化学方程式为:。
【小问4详解】
反应热反应物总键能-生成物总键能。设键的键能为,对于反应 ,代入数据有:,解得。
【小问5详解】
已知:①,②,根据盖斯定律,将①②,可得还原的热化学方程式:。由于该反应为放热反应(),故反应过程中放出的热量为。
20. 某兴趣小组对电解NaCl溶液实验进行如下探究:
实验装置图
实验
电极材料
电解质溶液(滴有酚酞)
电解初期,Y端附近现象
X
Y
Ⅰ
石墨
石墨
饱和NaCl溶液(约)
有黄绿色气体产生……
Ⅱ
石墨
石墨
溶液
有浅黄绿色气体产生……
Ⅲ
Cu丝
Cu丝
饱和NaCl溶液(约)
Cu丝逐渐溶解,电极附近开始有白色沉淀产生并逐渐增多,后慢慢变为黄色……
请回答以下问题:
(1)实验Ⅰ中
①电源M端为________(填“正极”或“负极”)。
②电解初期,电极X附近的实验现象为________。
(2)实验Ⅱ中,同学发现电极Y附近收集到的气体体积远小于电极X附近收集到的气体体积(相同状况下)。小组同学认为溶液中的也会放电,同学用带火星的木条检测电极Y附近的气体,发现带火星的木条未复燃,用传感器测定氧气浓度如图所示。分析带火星的木条未复燃的原因:________,350 s后在电极Y附近放置湿润的淀粉-KI试纸,试纸变为蓝色,写出350 s后电极Y的电极反应式________、________。
CuCl
CuOH
颜色
白色
黄色
溶解度(25℃)
难溶
更难溶
(3)针对实验Ⅲ中产生的异常现象,同学查阅资料(见上表),写出电极Y生成白色沉淀的电极反应式________。
(4)实验反思:根据上述实验操作和现象,说明电解池阳极产物与________有关。(写一种)
【答案】(1) ①.
负极 ②.
有无色气体产生,电极附近溶液变红
(2) ①.
生成的氧气溶于水中,液面上方氧气浓度低,不足以使带火星的木条复燃 ②.
③.
(3)
(4)
电极材料(或电解质溶液的浓度)
【解析】
【小问1详解】
实验Ⅰ中,电极Y附近有产生,发生氧化反应,电极Y作阳极,则电极X作阴极,连接电源负极,电极M为电源的负极;电极X的电极反应式为,有气体生成,且生成,使溶液显碱性,则溶液变为红色。
【小问2详解】
由图可知,一段时间后,溶解在溶液中的氧气浓度增大,液面上氧气的浓度不变,可知溶液中会放电生成氧气,但生成的氧气溶于溶液中,液面上方的氧气浓度低,故带火星的木条不能复燃;湿润的试纸变为蓝色,说明生成了氯气,又有氧气生成,故阳极(电极Y)的电极反应式为、。
【小问3详解】
实验Ⅲ中,电极Y附近产生的白色固体为,则电极Y的电极反应式为。
【小问4详解】
以实验Ⅰ为对照实验,实验Ⅱ改变了电解质溶液的浓度,实验Ⅲ改变了电极材料,阳极上均出现不同的现象,说明电解池阳极产物与电解质溶液的浓度、电极材料有关。
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三明一中2026-2027学年上学期10月月考
高二化学科试卷A
(考试时间:75分钟 满分:100分)
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16 Ni-59
Ⅰ卷(选择题 共48分)
一、单选题:每小题只有一个选项符合题意,每小题3分共48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. 下列说法中,正确的是
A. 的反应均是自发进行的反应 B. 能够自发进行的反应一定是放热反应
C. 能够自发进行的反应一定是熵增的过程 D. 冰在室温下自动熔化成水,这是熵增的过程
3. 化学与生产生活息息相关,下列说法不正确的是
A. 马口铁(镀锡)镀层破损后,镀层先被氧化
B. 储氢材料-镧镍合金(LaNi5)贮存氢气时发生了化学变化
C. 用化学方法在钢铁部件表面进行发蓝处理,生成的四氧化三铁薄膜保护金属
D. 外加电流法是把被保护的钢铁设备作为阴极,使钢铁表面腐蚀电流降至零或接近零
4. 下列说法正确的是
A. 反应能自发进行,则该反应的
B. 反应物的总能量一定低于生成物的总能量
C. 反应的
D. 需要加热才能发生的反应一定是吸热反应
5. 利用如图装置进行实验,开始时,a、b两处液面相平,将装置密封放置一段时间。下列说法不正确的是
A. a、b处溶液的pH值均增大
B. 一段时间后,a处液面高于b处液面
C. a处生铁发生吸氧腐蚀,其负极的电极反应为
D. 用化学方法在钢铁表面进行发蓝处理可有效防止钢铁腐蚀
6. 用A.B.C.D四种金属按表中装置进行实验,下列叙述正确的是
实验装置
甲
乙
丙
实验现象
A不断溶解
C的表面有红色固体析出
A上有气泡产生
A. 装置甲中的B金属是原电池的负极
B. 装置乙中,外电路中电流的流向为
C. 装置丙中溶液里的移向A
D. 四种金属的活动性由强到弱的顺序是
7. 某同学为了使反应能进行,设计了下列四个实验,如图所示,你认为可行的方案是
A. B. C. D.
8. 下图为电甲烷化的装置(MEC),利用微生物催化驱动工作,该技术既有助于降低温室效应,也可处理有机废水,下列说法不正确的是
A. a电极为MEC的阳极
B. b电极的反应式为
C. 在相同时间内,两极消耗或生成的质量一定相等
D. 若b电极转化,右室增重3.6 g
9. 电子科技大学孙威教授首次探索碱性锌-空气电池,工作原理如图所示。
下列叙述正确的是
A. 放电时,电子由锌极经电解质溶液流向铜极
B. 放电时,正极区只发生反应:
C. 充电时,阴极上“钝化”生成的不容易反应
D. 充电时,产生11.2L时转移2mol电子
10. 下列有关中和热和燃烧热的叙述正确的是
A. 可以用如图装置测定中和热
B. ,则
C. 在25℃、101 kPa下的稀溶液中,1 mol 和1 mol NaOH完全中和时测得放出的热量小于57.3 kJ
D. 燃烧热和中和热的数值都会随反应物的用量不同而改变
11. 新型液态电池的工作原理如图所示(a、b均为石墨电极)。下列有关说法错误的是
A. 电极a为负极,发生氧化反应
B. 放电时,负极区溶液pH减小
C. 正极电极反应式为
D. 若用此电池为铅酸蓄电池充电,b电极连接电极
12. 已知:在标准压强101kPa、25℃,由最稳定的单质合成1mol物质B的反应焓变,叫做物质B的标准摩尔生成焓,用表示。有关物质的标准摩尔生成焓如图所示,下列有关判断正确的是
A. H2O(l)的 B. N2H4(l)的标准燃烧热
C. N2H4比NH3稳定 D. 是放热反应
13. 以熔融碳酸盐燃料电池为电源模拟在塑料制品上镀镍的装置如图所示。
已知:①电镀液的配方:、、、。②催化重整反应:。
下列说法不正确的是
A. 电镀时电极a与电极d相连
B. 电镀液中的作用是为了增强溶液的导电能力
C. 电极a上发生的电极反应式为
D. 当电极d上析出11.8 g镍时,理论上电极a消耗CO的体积为0.112 L(标准状况下)
14. 下列说法正确的是
A. 同温同压下,,在光照和点燃条件的不同
B. 当反应放出热量时,转移电子数为
C. ,则
D. 氢气的标准燃烧热为,则
15. 利用碱性甲烷燃料电池电解制备的装置如图所示,电解池中的电极材料为金属钴和石墨。下列说法正确的是
A. 电极M为石墨
B. 电极n处电极反应为:
C. 电解一段时间后,N极区溶液pH减小
D. 膜a、膜c均为阳离子交换膜
16. 一种基于的储氯电池装置如图,放电过程中a、b极均增重。若将b极换成Ag/AgCl电极,b极仍增重。关于图中装置所示电池,下列说法错误的是
A. 放电时向b极迁移
B. 该电池可用于海水脱盐
C. a极反应:
D. 若以Ag/AgCl电极代替a极,电池将失去储氯能力
Ⅱ卷(非选择题 共52分)
二、解答题。
17. 原电池是直接把化学能转化为电能的装置,某研究性学习小组分别进行如下实践:
(1)理论上不能设计为原电池的化学反应是____________。
a.
b.
c.
(2)第一组同学对Zn、Cu、稀硫酸组成的原电池进行了探究,其中甲同学利用如图1所示装置进行探究,乙同学经过查阅资料后设计了如图2装置进行探究。
①实验表明,图1中锌电极为_________极(填写“正”或“负”)。
②图2实验较图1实验的突出优势是_______________________________。
(3)盐桥中除添加琼脂外,还要添加KCl饱和溶液,电池工作时,对盐桥中的、的移动方向描述正确的是_________。
A. 盐桥中的向左侧烧杯移动、向右侧烧杯移动
B. 盐桥中的、都向右侧烧杯移动
C. 盐桥中的向右侧烧杯移动、向左侧烧杯移动
D. 盐桥中的、几乎都不移动
(4)第二组同学认为任何自发的氧化还原反应都可以设计成原电池,于是想利用反应“”设计一个化学电池(正极材料用碳棒),该电池的负极材料是_________,电解质溶液是_________。
(5)第三组同学则查阅资料,了解了一些新型化学电源:
①高铁电池是一种新型可充电电池,与普通电池相比,该电池能较长时间保持稳定的放电电压。高铁电池放电的总反应式为:,该电池放电时,正极的电极反应式为_____________________。(已知高铁酸钾为紫色固体,易溶于水)
②NO-空气质子交换膜燃料电池将化学能转化为电能的同时,实现了制硝酸、发电、环保三位一体的结合,其工作原理如图所示,写出放电过程中负极的电极反应式:______________,若过程中产生,则消耗标准状况下的体积为________L。
18. 按要求回答下列问题:
(1)钴酸锂电池是目前常见的锂离子二次电池,电池总反应为,用它作电源按如图装置进行电解。通电后,c电极附近有无色无味的气体产生。
①若装置Ⅰ为铜棒上镀银,则装置Ⅰ中U形管内的溶液为________,电极________(填“a”或“b”)为银。
②该钴酸锂电池充电时,n极接电源的________极。
③放电时,钴酸锂电池负极的电极反应式为________。
④试写出装置Ⅱ中c处的电极反应式________。
(2)如图是甲醇燃料电池工作的示意图,其中A、B均为石墨电极。该电池工作一段时间后,当A、B两极上产生的气体体积相同时,断开K。已知甲中电池放电的总反应式为:。
①甲中负极的电极反应式为__________。
②此时A极析出的气体在标准状况下的体积为_______,若要复原乙中的溶液,可向U形管中加入_______mol的_______(填化学式)。
19. Ⅰ.氯及其化合物在生产、生活中应用广泛。
(1)将和通过灼热的炭层,生成HCl和,当有参与反应时释放出145.0 kJ热量,写出该反应的热化学方程式:____________________。
(2)几种含氯元素的离子的相对能量如表所示:
离子
相对能量
0
60
101
63
38
①在上述五种离子中,最不稳定的离子是____________(填离子符号)。
②反应 的__________。
Ⅱ.氮是地球上含量丰富的一种元素,氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。
(3)如图是和反应生成 过程中能量的变化示意图,请写出和反应的热化学方程式:____________________。
(4)已知下列数据:
化学键
键能
435
943
根据表中及图中数据计算键的键能是__________。
(5)用催化还原NO,还可以消除氮氧化物的污染。已知:① ;② 。若 还原至和,则该反应过程中放出的热量为__________kJ(用含a、b的式子表示)。
20. 某兴趣小组对电解NaCl溶液实验进行如下探究:
实验装置图
实验
电极材料
电解质溶液(滴有酚酞)
电解初期,Y端附近现象
X
Y
Ⅰ
石墨
石墨
饱和NaCl溶液(约)
有黄绿色气体产生……
Ⅱ
石墨
石墨
溶液
有浅黄绿色气体产生……
Ⅲ
Cu丝
Cu丝
饱和NaCl溶液(约)
Cu丝逐渐溶解,电极附近开始有白色沉淀产生并逐渐增多,后慢慢变为黄色……
请回答以下问题:
(1)实验Ⅰ中
①电源M端为________(填“正极”或“负极”)。
②电解初期,电极X附近的实验现象为________。
(2)实验Ⅱ中,同学发现电极Y附近收集到的气体体积远小于电极X附近收集到的气体体积(相同状况下)。小组同学认为溶液中的也会放电,同学用带火星的木条检测电极Y附近的气体,发现带火星的木条未复燃,用传感器测定氧气浓度如图所示。分析带火星的木条未复燃的原因:________,350 s后在电极Y附近放置湿润的淀粉-KI试纸,试纸变为蓝色,写出350 s后电极Y的电极反应式________、________。
CuCl
CuOH
颜色
白色
黄色
溶解度(25℃)
难溶
更难溶
(3)针对实验Ⅲ中产生的异常现象,同学查阅资料(见上表),写出电极Y生成白色沉淀的电极反应式________。
(4)实验反思:根据上述实验操作和现象,说明电解池阳极产物与________有关。(写一种)
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