精品解析:河南南阳市第十中学校2026-2027学年高二上学期10月阶段检测 化学试题
2026-10-28
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内容正文:
2026年秋期阶段性素养评价(一)
高二化学试题
(考试时间:75分钟 试卷满分:100分)
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、准考证号、考场号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其它答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量:H-1 O-16 Na-23 S-32 Cl-35.5 Cu-64 Zn-65
一、选择题(本题共14小题,每题3分,共42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. 下列反应中能量变化与其它不同的是
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】
【详解】A.与反应生成氢氧化钙,该反应为放热反应,反应过程放出热量;
B.该反应为铝热反应,属于典型放热反应,反应过程释放大量热量;
C.该反应为酸碱中和反应,所有中和反应均为放热反应,反应过程放出热量;
D.与的反应是高中典型的吸热反应,反应过程吸收热量;
能量变化与其余三项不同是D,故答案选D。
2. 独山玉产自河南南阳独山,是我国四大名玉之一,玉石色泽丰富,质地温润细腻,自古便是重要的玉雕原料。独山玉的主要矿物成分为硅酸钙铝,玉石在长久存放、佩戴过程中会与环境中的水汽、二氧化碳以及人体汗液等物质发生相互作用。下列关于独山玉相关化学知识说法正确的是
A. 硅酸钙铝属于氧化物,性质稳定,常温下不与任何物质反应
B. 独山玉长期暴露在空气中缓慢风化,属于熵增的过程
C. 玉石打磨抛光仅为物理变化,佩戴过程中不会发生任何化学腐蚀
D. 硅酸钙铝中硅元素为+4价,是硅元素的最低价态
【答案】B
【解析】
【分析】本题结合南阳独山玉本土特色考查硅酸盐与反应自发性。
【详解】A.硅酸钙铝含多种元素,属于硅酸盐而非氧化物,可与强酸发生反应,A错误;
B.玉石风化使致密固体变为松散物质,体系混乱度增大(ΔS>0),B正确;
C.玉石佩戴过程中,接触汗液、空气会发生化学腐蚀,C错误;
D.硅元素最低价为-4价,硅酸钙铝中Si为+4价,是硅元素最高价态,D错误;
故本题选B。
3. 已知:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)ΔH=-198kJ/mol,下列说法正确的是
A. 1molSO2和0.5molO2充分反应,放出99kJ热量
B. 升高温度,该反应的ΔH增大
C. 断裂2molSO2和1molO2的化学键吸收的总能量小于形成2molSO3化学键释放的总能量
D. 反应物总能量低于生成物总能量
【答案】C
【解析】
【详解】A.该反应为可逆反应,反应物不能完全转化,放出热量小于99kJ,A错误;
B.焓变只与始末态有关,温度不改变ΔH,B错误;
C.放热反应中,断键吸收总能量小于成键释放总能量,C正确;
D.放热反应中,反应物总能量高于生成物总能量,D错误;
故选C。
4. 同温同压下,下列各组放热反应的热化学方程式中的是
A. ;
B. ;
C. ;
D. ;
【答案】D
【解析】
【详解】A.C不完全燃烧放热少,完全燃烧放热多,,则,A错误;
B.化合生成为放热反应,,后者计量数更大、放热更多,,则,B错误;
C.气态水能量高于液态水,生成气态水放热更少,,则,C错误;
D.固态S变为气态S需要吸收热量,因此气态S燃烧时,最终放出的总热量比固态S燃烧更多,则,D正确;
故选D。
5. 用惰性电极电解下列溶液,电解结束后溶液pH增大的是
A. 氢氧化钠溶液 B. 硫酸钠溶液 C. 稀硫酸 D. 硫酸铜溶液
【答案】A
【解析】
【详解】A.惰性电极电解时,电极本身不参与反应;电解NaOH溶液本质是电解水,溶剂水减少,NaOH浓度增大,碱性增强,溶液pH增大,A符合题意;
B.电解Na2SO4溶液本质是电解水,Na2SO4是强酸强碱盐,溶液始终呈中性,溶液pH保持为7不变,B不符合题意;
C.电解稀硫酸本质是电解水,电解过程中硫酸浓度增大,酸性增强,溶液pH减小,C不符合题意;
D.电解CuSO4溶液的总反应为,生成强酸H2SO4,溶液酸性增强,pH减小,D不符合题意;
故选A。
6. 设为阿伏加德罗常数的值,下列电化学装置相关说法正确的是
A. 电解熔融CuCl2阴极增重6.4g,外电路通过电子数目为0.1
B. 惰性电极电解饱和食盐水阳极产生2.24L气体时,电路中转移电子数为0.2
C. 铅酸蓄电池放电过程外电路转移0.1电子时,正、负极固体电极总增重为4.8g
D. 铁上镀铜电解装置电路转移0.2电子时,理论上镀件表面析出铜原子数为0.1
【答案】D
【解析】
【详解】A.阴极反应,生成6.4 g Cu,,转移电子数目为0.2,A错误;
B.电解饱和食盐水,阳极产物为,选项未标注“标准状况”,无法通过2.24 L气体计算物质的量,B错误;
C.当外电路转移0.1电子时,负极发生反应:,生成0.05 mol,增重;正极发生反应:,转化为,增重,共计增重,C错误;
D.铁上镀铜装置,电镀装置阳极Cu溶解、阴极得电子析出Cu,阴极反应:,电子守恒可知,转移0.2电子时,析出0.1 mol Cu,对应铜原子数为0.1 ,D正确;
故选D。
7. 下列实验装置图正确且能达到相应实验目的的是
A.测定中和反应的反应热
B.探究铁的吸氧腐蚀
C.实现反应:
D.验证FeCl3对H2O2分解反应有催化作用
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.铜会导热,会快速散失反应放出的热量,导致测量误差极大,中和反应的反应热测定应用玻璃搅拌器,A错误;
B.浓硫酸有吸水性,铁钉表面干燥,在短时间内无法生锈,不能探究铁的吸氧腐蚀,B错误;
C.Cu连接电源正极作阳极,Cu失电子生成,电极反应:;石墨连接电源负极作阴极,水电离出的在阴极得电子生成,电极反应:,后续生成的与结合为,总反应为,C正确;
D.温度、催化剂均能加快反应速率,温度和催化剂两个变量同时存在,无法单独验证对分解有催化作用,D错误;
故选C。
8. 等温等压下,。此反应放出的热用于火力发电,能量转化效率为η。下列说法错误的是
A. 该反应在任意条件下都能自发进行
B. 产物为H2O(g)时,反应放出的热量减少
C. 该反应在燃料电池模式下进行,反应焓变不改变
D. 该反应在燃料电池模式下做电功,转化效率为η´,η´>η
【答案】A
【解析】
【详解】A.该反应,,所以低温自发,高温非自发,A错误;
B.液态水汽化还要吸收一部分热量,因此整个反应放出的总热量会减少,B正确;
C.焓变只与反应物和生成物的总能量差有关,和反应路径无关,因此该反应在燃料电池中进行,总反应不变,焓变不会改变,C正确;
D.火力发电需经化学能→热能→机械能→电能,步骤多,能量损失大,燃料电池模式下直接将化学能转化为电能,能量损失小,故,D正确;
故选A。
9. 如图所示装置露置于空气中,铁的腐蚀速率由快到慢的顺序正确的是
甲
乙
丙
丁
A. 甲>丁>乙>丙 B. 甲>乙>丁>丙
C. 丙>丁>乙>甲 D. 丁>乙>甲>丙
【答案】B
【解析】
【详解】甲中Fe为阳极失电子生成,铁的腐蚀速率较快;
乙中Fe、Cu、食盐水构成原电池,Fe为负极、被腐蚀,原电池负极的腐蚀速率小于电解池阳极的腐蚀速率;
丙中Fe为阴极,被保护,为外加电流的保护法,腐蚀速率最小;
丁中Fe、Zn和食盐水构成原电池,Fe为正极被保护,为牺牲阳极的保护法,腐蚀速率较小;
在同种电解质溶液中,金属腐蚀由快到慢的顺序为:电解池的阳极>原电池的负极>原电池的正极>电解池的阴极,即甲>乙>丁>丙,故选B。
10. 某同学为探究氯碱工业原理和粗铜的精炼原理设计的实验装置如图所示,其中乙装置中X为阳离子交换膜。下列说法正确的是
A. 甲装置中,每消耗0.5molO2,理论上乙、丙两装置电极上共析出3mol单质
B. 乙装置中通电后Na+通过X向石墨电极一侧迁移
C. 丙装置工作过程中,若电路转移2mol电子,阳极粗铜质量一定减少64g
D. 甲装置负极反应:,工作一段时间后甲KOH溶液浓度减小
【答案】A
【解析】
【分析】由图,甲装置通入氧气和氢气,为碱性氢氧燃料电池,乙装置为电解饱和氯化钠溶液,丙装置为粗铜的精炼。
【详解】A.消耗0.5mol,电路转移2mol。乙中阴极析出1mol,阳极析出1mol;丙中阴极析出1molCu,合计单质,A正确;
B.X为阳离子交换膜,向阴极Fe电极迁移,B错误;
C.粗铜含有Zn、Fe等比Cu活泼的杂质,杂质优先放电,还有不活泼金属形成阳极泥脱落。转移2mol电子时,阳极溶解的不只有Cu,粗铜减少质量不一定等于64g,C错误;
D.碱性环境负极反应为,电极方程式书写错误;总反应生成水,KOH浓度减小,D错误;
故答案选A。
11. 碱性电池具有容量大、放电电流大的特点,因而得到广泛应用。碱性锌锰电池以氢氧化钾溶液为电解液,电池总反应式为,下列说法中错误的是
A. 电池工作时,锌失去电子
B. 电池工作时,Zn电极质量可能增大
C. 电池正极的电极反应式为:
D. 放电时体系中OH-物质的量增大,pH增大
【答案】D
【解析】
【分析】Zn失去电子发生氧化反应,作负极;二氧化锰电极作正极。负极反应为,正极反应为:,据此分析;
【详解】A.Zn从0价升高到+2价,原电池中负极发生失电子的氧化反应,因此Zn作为负极失去电子,A正确;
B.负极反应为,生成的氢氧化锌附着在锌电极,则会导致锌电极质量增加,B正确;
C.根据分析,正极反应为:,C正确;
D.根据总反应,反应过程中既不消耗也不生成,故物质的量不变,消耗水使电解液体积变小,pH增大,D错误;
故选D。
12. 下图是一种新型热敏结晶增强液态热化学电池(TC-LTC)给某锂离子电池充电的示意图。TC-LTC电池的工作原理为胍离子()选择性地诱导结晶,与之间的转化平衡被打破,产生电势差。该锂离子电池反应为。下列说法不正确的是
A. 电池的冷端电极电势大于热端电极电势
B. 充电过程中Li+通过LiPON薄膜移向a极
C. 电池的热端电极的电极反应为
D. 充电时热端电极每转移xmol电子,b极上生成1mol
【答案】C
【解析】
【分析】根据锂离子电池反应可知,放电时即b极作正极,即a极作负极。充电时,a极为阴极,b极为阳极。
【详解】A.热敏结晶增强液态热化学电池的冷端电极为正极,热端电极为负极,因此,电池的冷端电极电势大于热端电极电势,A正确;
B.在充电过程中,通过LiPON薄膜移向电池的阴极(a极),B正确;
C.在热敏结晶增强液态热化学电池中,热端电极为负极,发生的是氧化反应,即转化为,电极反应为,C错误;
D.充电时b极的电极反应为,热端电极转移x mol电子,b极生成,D正确;
故选C。
13. 下列说法不正确的是
A. 反应在高温时才能自发进行,说明该反应熵变ΔS>0
B. 反应,任意温度都能自发进行
C. 常温下,若反应不能自发进行,则该反应的ΔH>0
D. 反应低温能自发进行,则该反应的ΔH<0
【答案】B
【解析】
【详解】A.化学反应自发进行说明,高温时该反应能自发进行,说明高温时,该反应为吸热反应,则,A正确;
B.该反应,,时反应才可以自发进行,故需高温条件,该反应才可自发进行,B错误;
C.反应不能自发进行,说明:,该反应是一个气体体积增大的反应,所以,要使,则ΔH一定大于0,C正确;
D.该反应低温可以自发进行,,根据时反应才可以自发进行,ΔH也应该小于0,D正确;
故选B。
14. 我国科研工作者发明了一种新型多功能甲醛—硝酸盐电池,可同时处理废水中的甲醛和硝酸根离子,还能为其他电解池供电。下列说法正确的是
A. 甲池中,CuAg电极为正极
B. 石墨Ⅱ电极为阳极
C. 乙池中发生反应:
D. 相同条件下,当丙池石墨极区生成2 L无毒气体时,理论上,甲池生成10 L
【答案】D
【解析】
【分析】甲池为乙、丙两池供电,因此甲池是原电池,乙、丙两池是电解池。甲池CuRu电极上,转化为,氮元素的化合价由+5价降低到−3价,发生还原反应,电极反应为,因此CuRu电极为正极,另一侧CuAg电极为负极。图中CuRu电极与乙池石墨Ⅰ相连,乙池石墨Ⅱ与丙池石墨电极相连,丙池Fe电极与CuAg电极相连,乙、丙两池串联在甲池两极之间,因此同一时间内各电极转移电子的物质的量相等。
【详解】A.甲池CuAg电极上,甲醛转化为甲酸根并放出氢气,电极反应为,该电极向外电路提供电子,发生氧化反应,为原电池的负极,A错误;
B.甲池CuRu电极为正极,与其相连的乙池石墨Ⅰ为阳极,乙池另一电极石墨Ⅱ为阴极。石墨Ⅱ上得到电子,发生还原反应,电极反应为,B错误;
C.乙池图中标有,反应在酸性环境中进行,原式将写为反应物,与反应介质不符。中铁元素由+2价升高到+3价,硫元素由−1价升高到+6价,每1 mol被氧化共失去电子;每1 mol还原为得到1 mol电子,因此与的化学计量数之比为。再根据酸性条件下的原子守恒和电荷守恒,正确的离子方程式为,C错误;
D.丙池Fe电极与甲池负极相连,为阴极,因此丙池石墨电极为阳极。在碱性条件下,被氧化为和,生成的无毒气体为。其中碳元素由+2价升高到+4价,氮元素由−3价升高到0价,电极反应为,故每生成1 mol转移10 mol电子。甲池CuAg电极的反应为,每生成1 mol向外电路转移2 mol电子。根据串联电路中转移电子的物质的量相等,甲池生成氢气与丙池生成氮气的物质的量之比为。相同温度和压强下,气体体积之比等于物质的量之比,因此甲池生成氢气的体积为,D正确;
故选D。
二、非选择题(本题共4小题,共58分)
15. 热化学与反应自发性是化学反应原理核心内容,结合科研与工业应用回答下列问题:
(1)下列反应或过程,体系的熵减小的是________(填标号,下同)。反应物总键能小于生成物总键能的是________。
a.水蒸气冷凝 b.金属钠与水的反应 c.碳酸钙分解 d.工业合成氨
(2)已知:
化学键
C-H
C-C
O=O
C=O
H-O
键能(kJ/mol)
413
348
496
745
463
则1mol乙烷完全燃烧生成气态水时该反应的ΔH =__________kJ/mol。
(3)工业上制取硝酸的流程图如下所示:
请回答下列问题:
则NH3催化氧化生成NO的热化学方程式可表示为________________。
(4)25℃、100kPa时,由元素最稳定的单质生成1mol纯化合物时的反应焓变称为标准摩尔生成焓,已知25℃时一些物质的标准摩尔生成焓如表所示:
物质
标准摩尔生成焓
-110.5
-393.5
-296.8
工业生产上可利用CO气体从燃煤烟气中脱硫,则25℃时CO从燃煤烟气中脱硫的热化学方程式的ΔH =___________;该反应在________(填“低温”“高温”或“任意温度”)条件下可以自发进行。
【答案】(1) ①. ad ②. bd
(2)-1196 (3)
(4) ①. -269.2kJ/mol ②. 低温
【解析】
【小问1详解】
熵减=体系混乱度减小:
a.水蒸气冷凝:气→液,熵减,a为物理过程;
b.钠与水反应生成氢气,气体增加熵增,b放热;
c.碳酸钙分解,生成气体熵增,c吸热;
d.工业合成氨气体数目减小,熵减,d放热。
体系的熵减小的是ad;
反应物总键能小于生成物总键能为放热反应,因此选bd;
【小问2详解】
乙烷燃烧,断键吸热,成键放热:,。故;
【小问3详解】
已知
①
②,目标反应为,则,即可得到目标反应,,热化学方程式可表示为;
【小问4详解】
由于且,低温条件下自发。
16. 实验探究是学习化学原理的重要方法,回答下列问题:
Ⅰ.测定中和反应的反应热。
某学生通过测定反应过程中所放出的热量来计算中和反应的反应热,将100mL0.55mol/L盐酸与100mL0.55mol/LNaOH溶液在如图所示的装置中进行多组中和反应,回答下列问题:
(1)若实验共需要400mLNaOH溶液,实验室在配制该溶液时,需要称量NaOH固体________g。
(2)从实验装置上看,图中缺少的一种玻璃仪器的名称是________;装置中还存在的错误有________。
(3)中和热测定装置中,碎塑料泡沫与泡沫塑料板的作用是________。
(4)实验中若改用60mL0.50mol/L的盐酸与50mL0.55mol/L的氢氧化钠溶液进行反应,若实验操作均正确,则所求中和热________(填“相等”或“不相等”)。
(5)现将一定量的稀NaOH溶液、稀Ca(OH)2溶液、稀氨水分别和1L1mol/L的稀盐酸恰好完全反应,其反应热分别为、、,则、、的大小关系为________。
(6)下列操作会导致测定中和反应反应热(ΔH)偏大的是________(填标号)。
a.酸碱溶液混合后未及时盖盖板
b.分多次缓慢加入碱液
c.选用浓度过大的酸碱溶液
Ⅱ.探究电解的原理
某化学兴趣小组同学用如图所示装置研究有关电化学的问题。已知电解一段时间后,D装置中电极6质量增加6.4g。已知电解质溶液均过量,回答下列问题:
(7)a极为电源的________极;通电过程中,盐桥中的K+向________(填“C”或“D”)装置中移动。
(8)电极4的电极反应为________________________________。
(9)若忽略通电过程中气体的溶解,则电解后A装置中溶液的质量减小________g。
【答案】(1)11.0
(2) ①. 玻璃搅拌器 ②. 大小烧杯杯口未齐平
(3)保温隔热,减少实验过程中的热量损失
(4)相等 (5)
(6)ab (7) ①. 正 ②. D
(8)
(9)7.3
【解析】
【小问1详解】
实验室无400mL容量瓶,选用500mL规格配制溶液;,需称量的;
【小问2详解】
中和热测定实验中需用环形玻璃搅拌器搅拌使溶液充分混合、反应完全,因此缺少的玻璃仪器是玻璃搅拌器;为减少热量散失,大小烧杯杯口应齐平,因此装置还存在大小烧杯杯口未齐平的错误;
【小问3详解】
碎塑料泡沫与泡沫塑料板的作用是保温隔热,减少实验过程中的热量损失,降低实验误差;
【小问4详解】
中和热指稀的强酸和强碱完全反应生成1mol放出的热量,与酸碱具体用量无关;
【小问5详解】
当强碱氢氧化钠、氢氧化钙与HCl反应时,放出的热量相同,故,而稀氨水是弱碱溶液,反应时弱碱电离要吸热,反应放出的热量减小,ΔH偏大,故;
【小问6详解】
a.未及时加盖盖板,热量散失,测得放出热量偏小,但ΔH为负值,ΔH偏大;
b.多次缓慢加碱,热量散失较多,ΔH偏大;
c.酸碱浓度过大,稀释放热,测得放出热量的数值偏大,ΔH偏小;
故选ab;
【小问7详解】
由题干信息电极6质量增加6.4g可知,电极6发生反应,即电极6为阴极,则b为负极,a为正极;电解池中阳离子向阴极移动,D装置中电极6为阴极,因此盐桥中的K+向D装置移动;
【小问8详解】
电极6为阴极,则电极5为阳极,那么电极4为阴极,发生还原反应:;
【小问9详解】
装置A电解NaCl溶液,电极6质量增加6.4g即生成了1mol铜,电路中转移0.2mol电子,那么A装置中生成0.1mol(0.2g)氢气和0.1mol(7.1g)氯气,故电解后A装置中溶液的质量减小7.3g。
17. 神舟系列飞船采用“太阳能帆板+镉镍蓄电池+锌银应急电池”三重电源保障体系,完美适配太空光照/地影交替、极端应急工况。三种电源各司其职、相互冗余备份。结合电池原理与电解规律,回答下列问题:
已知:镉镍蓄电池总反应:
应急锌银电池总反应:
(1)飞船在光照区运行时太阳能电池帆板将________能转化为________能,除供给飞船使用外,富余电能对镉镍电池充电。
①充电时,阴极的电极反应式为________________。
②放电时,电流________________(填“由Cd到NiOOH”或“由NiOOH到Cd”),负极区pH________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)飞船突发故障时,锌银应急电池瞬时启动,锌银电池中正极的电极反应式:________________。
(3)用该锌银应急电池外接惰性电极,电解200mL含1mol/LNaCl和1mol/L CuSO4混合溶液。当消耗13gZn时,回答下列问题:
①理论上外电路通过的电子数为________。
②电解过程中可观察到的阴极现象为________________;电解结束后,忽略溶液体积变化,溶液pH相比原溶液________(填“增大”“减小”或“不变”)。
【答案】(1) ①. 太阳/光 ②. 电 ③. ④. 由NiOOH到Cd ⑤. 减小
(2)
(3) ①. 0.4NA ②. 先析出红色固体 ③. 减小
【解析】
【小问1详解】
太阳能帆板的能量转化是将太阳能直接转化为电能;
镉镍蓄电池充电时阴极发生还原反应,总反应逆向进行,得电子生成单质,电极反应:;
放电时作负极(失电子),作正极,电流方向与电子流动方向相反,从正极()经外电路流向负极();负极的电极反应为,反应消耗,因此负极区减小;
【小问2详解】
锌银电池放电时正极发生还原反应,得电子生成作正极,同时在碱性环境中生成,得到对应电极反应式为;
【小问3详解】
① 锌银电池中从0价变为+2价,13 g 的物质的量为0.2 mol,共失去0.4 mol电子,因此外电路转移电子数为;
② 混合溶液中阳离子放电顺序为,阴极先发生,(共0.2 mol)得0.4 mol电子完全析出红色Cu单质,无多余电子后续反应,阴极全程只有红色固体析出;阳极上阴离子放电顺序为,0.2 mol 完全放电失去0.2 mol电子,剩余0.2 mol电子由放电,总过程消耗,溶液中浓度增大,最终溶液相比原溶液减小。
18. 新能源汽车动力电池主流类型为磷酸铁锂(LiFePO4)电池和三元锂电池,其中磷酸铁锂电池循环寿命长、安全性高,应用最为广泛。结合电池制备、工作原理及废旧电池回收工艺,回答下列问题:
(1)高温固相法是工业制备磷酸铁锂(LiFePO4)的核心工艺,在惰性气体保护下,草酸亚铁、碳酸锂、磷酸二氢铵高温反应合成目标产物,反应过程伴随元素价态变化与气体释放。已知反应:
①该反应中,每生成标准状况下2.24LCO,反应转移电子的物质的量为________mol。
②高温制备过程中需持续通入惰性气体,目的是________________(写一点即可)。
(2)磷酸铁锂电池装置如图所示,其中正极材料橄榄石型LiFePO4通过黏合剂附着在铝箔表面上,负极石墨材料附着在铜箔表面上,电解质为溶解在有机溶剂中的锂盐。
电池工作时的总反应为电池以有机溶剂锂盐为电解质,可实现锂离子可逆脱嵌与嵌入。
①放电时正极电极反应式为________________;充电过程中阴极材料质量________(填“增大”“减小”或“不变”)。
②结合电池工作原理判断,该电池隔膜为________(填“阳”或“阴”)离子交换膜。
(3)放电后,电池的正极材料含有LiFePO4、Al、石墨以及少量难溶性的杂质。已知:FePO4易溶于H2SO4溶液,难溶于HNO3溶液。从放电后的正极材料中回收金属锂的流程如图所示。
滤渣中除含少量难溶性杂质外,还有________;是否可以用H2SO4溶液代替HNO3溶液?________(填“是”或“否”)。“沉锂”时发生的主要反应的离子方程式为________________________。
【答案】(1) ①. 0.1 ②. 隔绝空气,防止Fe2+被氧化
(2) ①. ②. 增大 ③. 阳
(3) ①. 石墨、FePO4 ②. 否 ③.
【解析】
【小问1详解】
①该反应中,C元素化合价从+3价分别到CO(+2价)和(+4价),所以每生成0.1 mol CO,转移0.1 mol电子;
②高温制备过程中需持续通入惰性气体,目的是隔绝空气,防止Fe2+被氧化;
【小问2详解】
①放电时正极发生还原反应:得到电子,结合迁移过来的生成,对应电极反应式为。 充电时原负极作阴极,发生反应,嵌入石墨电极,因此阴极材料质量增大;
②电解质为锂盐,放电时,锂离子通过交换膜向正极移动,所以交换膜应该为阳离子交换膜;
【小问3详解】
第一步碱浸,Al转化为进入滤液,随后中+2价铁被氧化成+3价,生成,和石墨及少量难溶性杂质沉淀被过滤除去。不能用硫酸代替,易溶于硫酸,若替换硫酸,锂、铁元素会同时溶解,无法分离锂;“沉锂”时锂离子与碳酸氢根离子作用生成碳酸锂、二氧化碳和水,发生的主要反应的离子方程式为;答案为石墨、FePO4;否;。
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2026年秋期阶段性素养评价(一)
高二化学试题
(考试时间:75分钟 试卷满分:100分)
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、准考证号、考场号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其它答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量:H-1 O-16 Na-23 S-32 Cl-35.5 Cu-64 Zn-65
一、选择题(本题共14小题,每题3分,共42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. 下列反应中能量变化与其它不同的是
A.
B.
C.
D.
2. 独山玉产自河南南阳独山,是我国四大名玉之一,玉石色泽丰富,质地温润细腻,自古便是重要的玉雕原料。独山玉的主要矿物成分为硅酸钙铝,玉石在长久存放、佩戴过程中会与环境中的水汽、二氧化碳以及人体汗液等物质发生相互作用。下列关于独山玉相关化学知识说法正确的是
A. 硅酸钙铝属于氧化物,性质稳定,常温下不与任何物质反应
B. 独山玉长期暴露在空气中缓慢风化,属于熵增的过程
C. 玉石打磨抛光仅为物理变化,佩戴过程中不会发生任何化学腐蚀
D. 硅酸钙铝中硅元素为+4价,是硅元素的最低价态
3. 已知:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)ΔH=-198kJ/mol,下列说法正确的是
A. 1molSO2和0.5molO2充分反应,放出99kJ热量
B. 升高温度,该反应的ΔH增大
C. 断裂2molSO2和1molO2的化学键吸收的总能量小于形成2molSO3化学键释放的总能量
D. 反应物总能量低于生成物总能量
4. 同温同压下,下列各组放热反应的热化学方程式中的是
A. ;
B. ;
C. ;
D. ;
5. 用惰性电极电解下列溶液,电解结束后溶液pH增大的是
A. 氢氧化钠溶液 B. 硫酸钠溶液 C. 稀硫酸 D. 硫酸铜溶液
6. 设为阿伏加德罗常数的值,下列电化学装置相关说法正确的是
A. 电解熔融CuCl2阴极增重6.4g,外电路通过电子数目为0.1
B. 惰性电极电解饱和食盐水阳极产生2.24L气体时,电路中转移电子数为0.2
C. 铅酸蓄电池放电过程外电路转移0.1电子时,正、负极固体电极总增重为4.8g
D. 铁上镀铜电解装置电路转移0.2电子时,理论上镀件表面析出铜原子数为0.1
7. 下列实验装置图正确且能达到相应实验目的的是
A.测定中和反应的反应热
B.探究铁的吸氧腐蚀
C.实现反应:
D.验证FeCl3对H2O2分解反应有催化作用
A. A B. B C. C D. D
8. 等温等压下,。此反应放出的热用于火力发电,能量转化效率为η。下列说法错误的是
A. 该反应在任意条件下都能自发进行
B. 产物为H2O(g)时,反应放出的热量减少
C. 该反应在燃料电池模式下进行,反应焓变不改变
D. 该反应在燃料电池模式下做电功,转化效率为η´,η´>η
9. 如图所示装置露置于空气中,铁的腐蚀速率由快到慢的顺序正确的是
甲
乙
丙
丁
A. 甲>丁>乙>丙 B. 甲>乙>丁>丙
C. 丙>丁>乙>甲 D. 丁>乙>甲>丙
10. 某同学为探究氯碱工业原理和粗铜的精炼原理设计的实验装置如图所示,其中乙装置中X为阳离子交换膜。下列说法正确的是
A. 甲装置中,每消耗0.5molO2,理论上乙、丙两装置电极上共析出3mol单质
B. 乙装置中通电后Na+通过X向石墨电极一侧迁移
C. 丙装置工作过程中,若电路转移2mol电子,阳极粗铜质量一定减少64g
D. 甲装置负极反应:,工作一段时间后甲KOH溶液浓度减小
11. 碱性电池具有容量大、放电电流大的特点,因而得到广泛应用。碱性锌锰电池以氢氧化钾溶液为电解液,电池总反应式为,下列说法中错误的是
A. 电池工作时,锌失去电子
B. 电池工作时,Zn电极质量可能增大
C. 电池正极的电极反应式为:
D. 放电时体系中OH-物质的量增大,pH增大
12. 下图是一种新型热敏结晶增强液态热化学电池(TC-LTC)给某锂离子电池充电的示意图。TC-LTC电池的工作原理为胍离子()选择性地诱导结晶,与之间的转化平衡被打破,产生电势差。该锂离子电池反应为。下列说法不正确的是
A. 电池的冷端电极电势大于热端电极电势
B. 充电过程中Li+通过LiPON薄膜移向a极
C. 电池的热端电极的电极反应为
D. 充电时热端电极每转移xmol电子,b极上生成1mol
13. 下列说法不正确的是
A. 反应在高温时才能自发进行,说明该反应熵变ΔS>0
B. 反应,任意温度都能自发进行
C. 常温下,若反应不能自发进行,则该反应的ΔH>0
D. 反应低温能自发进行,则该反应的ΔH<0
14. 我国科研工作者发明了一种新型多功能甲醛—硝酸盐电池,可同时处理废水中的甲醛和硝酸根离子,还能为其他电解池供电。下列说法正确的是
A. 甲池中,CuAg电极为正极
B. 石墨Ⅱ电极为阳极
C. 乙池中发生反应:
D. 相同条件下,当丙池石墨极区生成2 L无毒气体时,理论上,甲池生成10 L
二、非选择题(本题共4小题,共58分)
15. 热化学与反应自发性是化学反应原理核心内容,结合科研与工业应用回答下列问题:
(1)下列反应或过程,体系的熵减小的是________(填标号,下同)。反应物总键能小于生成物总键能的是________。
a.水蒸气冷凝 b.金属钠与水的反应 c.碳酸钙分解 d.工业合成氨
(2)已知:
化学键
C-H
C-C
O=O
C=O
H-O
键能(kJ/mol)
413
348
496
745
463
则1mol乙烷完全燃烧生成气态水时该反应的ΔH =__________kJ/mol。
(3)工业上制取硝酸的流程图如下所示:
请回答下列问题:
则NH3催化氧化生成NO的热化学方程式可表示为________________。
(4)25℃、100kPa时,由元素最稳定的单质生成1mol纯化合物时的反应焓变称为标准摩尔生成焓,已知25℃时一些物质的标准摩尔生成焓如表所示:
物质
标准摩尔生成焓
-110.5
-393.5
-296.8
工业生产上可利用CO气体从燃煤烟气中脱硫,则25℃时CO从燃煤烟气中脱硫的热化学方程式的ΔH =___________;该反应在________(填“低温”“高温”或“任意温度”)条件下可以自发进行。
16. 实验探究是学习化学原理的重要方法,回答下列问题:
Ⅰ.测定中和反应的反应热。
某学生通过测定反应过程中所放出的热量来计算中和反应的反应热,将100mL0.55mol/L盐酸与100mL0.55mol/LNaOH溶液在如图所示的装置中进行多组中和反应,回答下列问题:
(1)若实验共需要400mLNaOH溶液,实验室在配制该溶液时,需要称量NaOH固体________g。
(2)从实验装置上看,图中缺少的一种玻璃仪器的名称是________;装置中还存在的错误有________。
(3)中和热测定装置中,碎塑料泡沫与泡沫塑料板的作用是________。
(4)实验中若改用60mL0.50mol/L的盐酸与50mL0.55mol/L的氢氧化钠溶液进行反应,若实验操作均正确,则所求中和热________(填“相等”或“不相等”)。
(5)现将一定量的稀NaOH溶液、稀Ca(OH)2溶液、稀氨水分别和1L1mol/L的稀盐酸恰好完全反应,其反应热分别为、、,则、、的大小关系为________。
(6)下列操作会导致测定中和反应反应热(ΔH)偏大的是________(填标号)。
a.酸碱溶液混合后未及时盖盖板
b.分多次缓慢加入碱液
c.选用浓度过大的酸碱溶液
Ⅱ.探究电解的原理
某化学兴趣小组同学用如图所示装置研究有关电化学的问题。已知电解一段时间后,D装置中电极6质量增加6.4g。已知电解质溶液均过量,回答下列问题:
(7)a极为电源的________极;通电过程中,盐桥中的K+向________(填“C”或“D”)装置中移动。
(8)电极4的电极反应为________________________________。
(9)若忽略通电过程中气体的溶解,则电解后A装置中溶液的质量减小________g。
17. 神舟系列飞船采用“太阳能帆板+镉镍蓄电池+锌银应急电池”三重电源保障体系,完美适配太空光照/地影交替、极端应急工况。三种电源各司其职、相互冗余备份。结合电池原理与电解规律,回答下列问题:
已知:镉镍蓄电池总反应:
应急锌银电池总反应:
(1)飞船在光照区运行时太阳能电池帆板将________能转化为________能,除供给飞船使用外,富余电能对镉镍电池充电。
①充电时,阴极的电极反应式为________________。
②放电时,电流________________(填“由Cd到NiOOH”或“由NiOOH到Cd”),负极区pH________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)飞船突发故障时,锌银应急电池瞬时启动,锌银电池中正极的电极反应式:________________。
(3)用该锌银应急电池外接惰性电极,电解200mL含1mol/LNaCl和1mol/L CuSO4混合溶液。当消耗13gZn时,回答下列问题:
①理论上外电路通过的电子数为________。
②电解过程中可观察到的阴极现象为________________;电解结束后,忽略溶液体积变化,溶液pH相比原溶液________(填“增大”“减小”或“不变”)。
18. 新能源汽车动力电池主流类型为磷酸铁锂(LiFePO4)电池和三元锂电池,其中磷酸铁锂电池循环寿命长、安全性高,应用最为广泛。结合电池制备、工作原理及废旧电池回收工艺,回答下列问题:
(1)高温固相法是工业制备磷酸铁锂(LiFePO4)的核心工艺,在惰性气体保护下,草酸亚铁、碳酸锂、磷酸二氢铵高温反应合成目标产物,反应过程伴随元素价态变化与气体释放。已知反应:
①该反应中,每生成标准状况下2.24LCO,反应转移电子的物质的量为________mol。
②高温制备过程中需持续通入惰性气体,目的是________________(写一点即可)。
(2)磷酸铁锂电池装置如图所示,其中正极材料橄榄石型LiFePO4通过黏合剂附着在铝箔表面上,负极石墨材料附着在铜箔表面上,电解质为溶解在有机溶剂中的锂盐。
电池工作时的总反应为电池以有机溶剂锂盐为电解质,可实现锂离子可逆脱嵌与嵌入。
①放电时正极电极反应式为________________;充电过程中阴极材料质量________(填“增大”“减小”或“不变”)。
②结合电池工作原理判断,该电池隔膜为________(填“阳”或“阴”)离子交换膜。
(3)放电后,电池的正极材料含有LiFePO4、Al、石墨以及少量难溶性的杂质。已知:FePO4易溶于H2SO4溶液,难溶于HNO3溶液。从放电后的正极材料中回收金属锂的流程如图所示。
滤渣中除含少量难溶性杂质外,还有________;是否可以用H2SO4溶液代替HNO3溶液?________(填“是”或“否”)。“沉锂”时发生的主要反应的离子方程式为________________________。
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