精品解析:河南部分重点中学2026-2027学年高二上学期10月测评 化学试题
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内容正文:
2026~2027学年高二10月测评
化学
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上,并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用2B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,再选涂其他答案标号;回答非选择题时,用0.5mm的黑色字迹签字笔将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效。
3.考试结束后,请将答题卡上交。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 S-32 Cl-35.5 Ca-40 Fe-56 Cu-64 Zn-65 Ag-108
一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1. 化学与生产、生活息息相关。下列说法错误的是
A. 工业合成氨反应中应对原料气净化,防止混有的杂质使催化剂“中毒”
B. 在糕点包装袋内放置小包除氧剂,是为了减小化学反应速率
C. “丹烧之成水银,积变又还成丹砂”涉及的反应为可逆反应
D. 汽油燃油车上的三元催化器中的催化剂能提高反应物中活化分子百分数,加快反应速率
【答案】C
【解析】
【详解】A.合成氨反应中应对原料气净化,防止原料气中混有的杂质使催化剂失去活性而失效,导致催化剂中毒,故A正确;
B.糕点包装袋内放置小包除氧剂,可消耗进入袋中的氧气,从而减缓糕点氧化变质的速率,故B正确;
C.HgS受热分解生成Hg和S,Hg和S在常温下化合生成HgS,两反应条件不同,不属于可逆反应,故C错误;
D.催化剂可降低反应活化能,提高反应物中活化分子百分数,增加活化分子有效碰撞次数,从而加快反应速率,故D正确;
故选:C。
2. 共价键的强弱可用键能来衡量。常温常压下,断裂气体分子中1mol化学键所吸收的能量或形成气体分子中1mol化学键所放出的能量称为键能。若反应:,则表中a的数值为
化学键
键能/kJ∙mol-1
946
157
a
A. 272 B. 215 C. 200.3 D. 265
【答案】A
【解析】
【详解】△H=反应物的总键能-生成物的总键能=(946 kJ∙mol-1+3×157 kJ∙mol-1-6a)=-215kJ∙mol-1,a=272 kJ∙mol-1,故选A。
3. 日常生活中金属的腐蚀现象普遍存在。了解金属的腐蚀原因,并采取有效措施防止金属腐蚀具有重要意义。下列说法正确的是
A. 生铁浸泡在饱和食盐水中会发生吸氧腐蚀或析氢腐蚀
B. 将钢铁闸门与电源负极相连的防腐措施属于外加电流阴极保护法
C. 钢铁制品在潮湿的空气中被锈蚀,发生的是化学腐蚀
D. 城市地面下的输水管与金属镁连接,采用的是牺牲阴极的阳极保护法防腐
【答案】B
【解析】
【详解】A.饱和食盐水呈中性,生铁浸泡其中仅能发生吸氧腐蚀,析氢腐蚀需要酸性环境,无法发生析氢腐蚀,A错误;
B.将被保护的钢铁闸门与电源负极相连,使其作电解池的阴极被保护,该防腐措施属于外加电流法,B正确;
C.钢铁制品在潮湿空气中会形成原电池,发生的是电化学腐蚀,并非直接发生化学反应的化学腐蚀,C错误;
D.镁的活泼性强于铁,输水管与金属镁连接时,镁作阳极被损耗来保护作为阴极的铁,该方法为牺牲阳极法,选项表述的名称错误,D错误;
故选B。
4. 锌银电池广泛用作各种电子仪器的电源,其电极分别为Ag2O和Zn,电解质溶液为KOH溶液,总反应:Ag2O+Zn+H2O=2Ag+Zn(OH)2。下列说法正确的是
A. 工作时,正极为Ag2O,发生氧化反应
B. 电子由锌电极通过电解质溶液向Ag2O电极移动
C. 工作时,每消耗6.5gZn,生成10.8gAg
D. 负极的电极反应式:Zn+2OH--2e-=Zn(OH)2
【答案】D
【解析】
【详解】A.工作时中元素化合价从+1降低为0,得电子作正极,发生还原反应而非氧化反应,A错误;
B.电子只能在外电路(导线)中定向移动,电解质溶液中依靠阴、阳离子定向移动导电,电子无法通过电解质溶液,B错误;
C.的物质的量为,根据总反应关系式,生成的质量为,不是,C错误;
D.负极上失电子,在碱性溶液中转化为,电极反应式为,D正确;
故选D。
5. 在一定条件下一经引发能自动发生的反应,我们称之为自发反应。下列说法正确的是
A. 常温下,反应4Fe(OH)2(s)+O2(g)+2H2O(l)= 4Fe(OH)3(s)能自发进行,则该反应的<0
B. 某反应的<0、>0,该反应一定能自发进行
C. 2NaHCO3(s)=Na2CO3(s)+H2O(g)+CO2(g) >0,该反应加热时能自发进行,是因为<0
D. 常温下,放热反应一般能自发进行,吸热反应都不能自发进行
【答案】A
【解析】
【详解】A.该反应为气体分子数减小的反应,,反应常温下自发则,代入可得,A正确;
B.当、时,始终大于0,反应一定不能自发进行,B错误;
C.该反应为气体分子数增加的反应,,加热时温度升高,足够大使得,反应自发,选项中的描述错误,C错误;
D.吸热反应在常温下也可能自发进行,如固体与晶体的反应为吸热反应,常温下可自发进行,D错误;
故选A。
6. 勒夏特列原理在工业生产、人们的生活和化学学习中具有重要应用。下列事实能用勒夏特列原理解释的是
A. 工业制硫酸采用二氧化硫催化氧化,升高温度可以提高单位时间内的产量
B. 对组成的平衡体系加压(缩小体积)后颜色加深
C. 合成氨工业中使用铁触媒作催化剂
D. 工业制金属钾,不断将从混合物中分离出来
【答案】D
【解析】
【详解】A.二氧化硫催化氧化生成SO3的反应为放热反应,升高温度可以加快反应速率,从而提高单位时间内SO3的产量,但不能用勒夏特列原理解释,A不符合题意;
B.对组成的平衡体系加压(缩小体积),由于反应前后气体分子数相等,平衡不发生移动,但c(I2)增大,所以加压后混合气的颜色加深,B不符合题意;
C.合成氨工业中使用铁触媒作催化剂,可以降低反应的活化能,从而加快反应速率,缩短反应到达平衡的时间,但不能使平衡发生移动,不能用勒夏特列原理解释,C不符合题意;
D.工业制金属钾,不断将K(g)从混合物中分离出来,减小生成物c(K)浓度,使平衡正向移动,能使用勒夏特列原理解释,D符合题意;
故选D。
7. 下列热化学方程式或叙述错误的是
A. 已知,则
B. 在一定温度和压强下,将和置于密闭容器中充分反应生成,放出热量19.3kJ,则其热化学方程式为
C. 已知,说明正反应活化能大于逆反应活化能
D. 12g石墨转化为CO时,放出110.5kJ热量的热化学方程式为
【答案】B
【解析】
【详解】A.已知,若反应逆向进行,则其焓变改变符号,但数值的绝对值不变,故A正确;
B.合成氨为可逆反应,由将和置于密闭容器中充分反应生成,放出热量19.3kJ,和完全反应生成放出的热量大于19.3kJ,则其热化学方程式为,故B错误;
C.该反应为吸热反应,,可知正反应活化能大于逆反应活化能,故C正确;
D.12g石墨转化为CO时,放出110.5kJ热量,则2mol石墨反应时放出热量,热化学方程式正确,故D正确;
故选:B。
8. 利用如图实验装置进行相应实验,能达到实验目的的是
A. 可通过图1制取并较长时间观察
B. 可通过图2装置比较Zn和Cu的金属性
C. 可通过图3装置探究温度对平衡的影响
D. 可通过图4装置测定中和反应的反应热
【答案】C
【解析】
【详解】A.电解法制备时,需要作阳极(连接电源正极),才能使失电子生成,进而与反应得到,图中连接电源负极作阴极,无法生成,不能达到实验目的,A不符合题意;
B.该原电池装置分为两个独立烧杯,没有盐桥连通电解质,无法形成闭合回路,不能产生持续电流,无法构成原电池比较和的金属性,B不符合题意;
C.该装置只有温度一个变量,两个烧瓶分别处于热水、冰水的不同温度下,关闭止水夹后,可通过观察两瓶中的颜色变化,判断平衡移动方向,探究温度对平衡的影响,能达到实验目的,C符合题意;
D.测定中和反应反应热时,需要环形玻璃搅拌棒使酸碱快速混合均匀,该装置缺少环形玻璃搅拌棒,温度测量误差大,不能达到实验目的,D不符合题意;
故答案选C。
9. 取一张用饱和NaCl溶液浸湿的pH试纸,两根铅笔芯作电极,接通直流电源,一段时间后,发现a电极与试纸接触处出现一个双色同心圆,内圆为白色,外圆呈浅红色。下列说法错误的是
A. a电极的电极反应式:2Cl--2e-=Cl2↑
B. b电极附近溶液的碱性增强
C. 双色同心圆内圆为白色,外圆呈浅红色是由于Cl2和水反应生成了HClO和HCl
D. 若将饱和氯化钠溶液换为氯化铜溶液,电极b上会覆盖一层黑色物质
【答案】D
【解析】
【分析】该装置是惰性电极电解饱和氯化钠溶液的过程,电解一段时间后,a电极与试纸接触处出现一个双色同心圆,内圆为白色,外圆呈浅红色,说明a电极附近生成的是氯气,氯气和水反应生成的次氯酸具有漂白作用,生成的盐酸具有酸性,说明a电极作阳极,b电极作阴极,发生电极反应:,碱性增强,据此解答。
【详解】A.a电极为电解池阳极,失电子生成,电极反应式为,A正确;
B.b电极为电解池阴极,电极反应为,反应生成,b电极附近溶液碱性增强,B正确;
C.a极生成的与水发生反应,具有强漂白性使内圆变为白色,电离出使试纸显酸性,外圆呈浅红色,C正确;
D.将饱和氯化钠溶液换为氯化铜溶液时,b为阴极,在b极得电子生成紫红色的,不会覆盖黑色物质,D错误;
故选D。
10. 电镀的主要目的是使金属的抗腐蚀能力增强,表面硬度和美观增加,电镀示意图如图所示,下列说法正确的是
A. 电镀时,铜片应与直流电源负极相连,发生氧化反应
B. 通电后,溶液中的移向待镀铁制品
C. 若电源为氢氧燃料电池,每消耗0.1molO2,待镀铁制品上增重12.8g
D. 电镀前后,硫酸铜溶液浓度减小
【答案】C
【解析】
【详解】A.电镀时铜片为镀层金属,应与直流电源正极相连作阳极,发生氧化反应,A错误;
B.电解池中阴离子向阳极移动,通电后移向铜片(阳极),B错误;
C.氢氧燃料电池中消耗1mol 转移4mol电子,消耗0.1mol 转移0.4mol电子,阴极反应为,故生成的物质的量为0.2mol,质量为,C正确;
D.电镀时阳极溶解的铜与阴极析出的铜物质的量相等,硫酸铜溶液浓度不变,D错误;
故选C。
11. 如图所示,下列说法与对应的叙述不相符的是
A. 图①为在恒容密闭容器中进行反应:,平衡常数与温度的关系图,图中、、三点都已经达到平衡状态
B. 图②为平衡时,反应:中的转化率与温度的变化曲线,该反应为放热反应,且点时,
C. 图③中向1L恒容密闭容器中通入和气体发生反应:,则该反应的平衡常数为
D. 图④表示在一定温度和的起始量一定的条件下,改变起始时对反应的影响,、、三点中,点时的转化率最大
【答案】B
【解析】
【详解】A.该反应为平衡常数与温度的关系图,图中a、b、c均为平衡点,A正确;
B.由图②可知,升高温度,A的转化率降低,平衡逆向移动,该反应的正反应为放热反应,且点时转化率小于该温度下的平衡转化率、则点从正反应建立平衡的途中,则,B错误;
C.从图中可以看出时反应已达平衡状态,根据纵坐标为,设参加反应的的物质的量为,得,求出,将各物质的平衡浓度代入平衡常数表达式,得出,C正确;
D.起始时二氧化硫越少,氧气的体积分数就越大,则二氧化硫的转化率越大,a点二氧化硫的转化率最大,D正确。
故选B。
12. 汽车尾气中CO与NO转化的三段反应历程及各物质的相对能量如图所示,其中TS代表过渡态,IM表示反应过程中的复杂中间产物:
下列说法正确的是
A. 反应的决速步为反应②
B. 增大压强(减小容器体积)能加快NO转化为N2的反应速率,并增大NO的转化率
C. 反应2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) △H=-307.6kJ•mol-1
D. 反应①、②、③均是正反应活化能大于逆反应活化能
【答案】B
【解析】
【详解】A.反应的决速步为历程中活化能(过渡态与反应物的能量差)最大的步骤。反应①活化能为,反应②活化能为,反应③活化能为,故决速步为反应①,A错误;
B.减小容器体积增大压强时,气体反应物浓度增大,反应速率加快;总反应为,正反应气体分子数减少,增大压强平衡正向移动,转化率增大,B正确;
C.由图可知,总反应的反应物是2 mol NO(g)+2 mol CO(g),但图中仅将2 mol NO(g)的相对能量定义为0,2 mol CO(g)的初始相对能量不为0,因此总反应的不等于-307.6 kJ·mol-1,C错误;
D.放热反应的正反应活化能小于逆反应活化能,反应②、③为放热反应,不满足正反应活化能大于逆反应活化能,D错误。
13. 一种金属钠电极配合运用钠离子及氯离子交换膜设计的氧化还原液流装置能够实现海水的淡化,其工作原理如图所示。下列说法正确的是
A. 电源b极的电势比a极高
B. 充电时,与a相连电极的反应式为[Fe(CN)6]3-+e-=[Fe(CN)6]4-
C. M为氯离子交换膜,N为钠离子交换膜
D. 放电时,外电路通过2mole-,理论上Ⅱ池溶液质量增加58.5g
【答案】C
【解析】
【分析】由图知,移向左侧电极,失电子得到,所以左侧电极为阳极,右侧为阴极,则a为电源正极,b为电源负极。
【详解】A.电源a为正极,b为负极,正极电势高于负极,故b极电势比a极低,A错误;
B.充电时,与a相连的电极为阳极,发生失电子的氧化反应,电极反应为,选项给出的是得电子的还原反应,B错误;
C.该装置能够实现海水的淡化,钠离子向阴极移动,氯离子向阳极移动,所以M为氯离子交换膜,N为钠离子交换膜,C正确;
D.放电时,每转移,理论上有和发生迁移,Ⅱ池增加的质量为,不是,D错误;
故选C。
14. 南京理工大学朱卫华等人基于单簇催化剂(SCC),提出了一种一氧化氮还原反应(NORR)的新型结构-活性关系,经研究发现主要反应如下:
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
在T℃、100kPa反应条件下,向密闭容器中充入2mol NO和6mol ,发生上述反应,测得含氮元素占比[如的含氮元素占比]与时间的关系如图所示。
已知:反应Ⅱ为快速平衡,可认为不受慢反应Ⅰ、Ⅲ的影响;95min时反应达到平衡状态;为用物质的量分数表示的平衡常数。下列说法错误的是
A. 曲线b表示的是氨气的含氮元素占比
B. Ⅰ点时,mol
C. 反应达平衡时,氢气的转化率为50%
D. 反应Ⅲ的平衡常数的计算表达式为
【答案】C
【解析】
【详解】A.反应Ⅱ为快反应,曲线a表示物质快速减少,故表示NO;快速增加,故曲线b表示氨气;曲线c表示氮气,A正确;
B.起始时,充入2mol NO、6mol,Ⅰ点时,由图知,NO的含氮量为1-47%´2=6%,molmol,的含氮量为47%,molmol,的含氮量为47%,mol,由氧原子守恒,得到molmolmol,B正确;
C.起始时,充入2mol NO、6mol,由图知平衡时,NO的氮含量为6%,molmol,的氮含量为86%,mol,的氮含量为,molmol,由氧原子守恒,得到molmolmol,由氢原子守恒,得到mol,氢气转化率为,C错误;
D.由C项分析可得平衡时混合气体的总物质的量为mol,的物质的量分数为,的物质的量分数为,的物质的量分数为,则反应Ⅲ的平衡常数,D正确;
故答案选C。
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 金属腐蚀的现象普遍存在,常常是自发进行的。回答下列问题:
(1)据研究,铁的锈蚀主要是电化学腐蚀,图是探究铁钉(含有少量单质碳)锈蚀条件的实验:
①实验A和实验C是探究______对铁钉锈蚀的影响。
②一段时间后,B中铁钉没有锈蚀,而C中铁钉锈蚀,通过B、C对比说明铁钉锈蚀的条件之一是______,C中铁锈蚀时的正极反应式:_______。
(2)金属腐蚀的电化学原理可用如图模拟。
①铁棒上发生的电极反应式为______。该图所表示的是______(填“析氢”或“吸氧”)腐蚀。
②若将O2撤走,并将NaCl溶液改为稀硫酸溶液,则此图可表示______(填“析氢”或“吸氧”)腐蚀原理。
(3)碳钢在空气中容易被腐蚀,加入钼酸盐有利于缓蚀,其缓蚀原理是在钢铁表面形成FeMoO4-Fe2O3保护膜。要对密闭式循环冷却水系统中的碳钢管道缓蚀,除了需加入钼酸盐外还需加入NaNO2,则NaNO2的作用是______。
(4)支撑海港码头基础的钢管桩,常采用如图所示的方法进行防腐,其中高硅铸铁为惰性辅助阳极。则直流电源的_____(填“正”或“负”)极应与钢管桩相连。
【答案】(1) ①.
氧气(或空气) ②.
水 ③.
(2) ①.
②.
吸氧 ③.
析氢 (3)
作氧化剂,促进 保护膜的形成 (4)
负
【解析】
【小问1详解】
①实验A中铁钉浸没在蒸馏水中,表面被植物油隔绝了氧气;实验C中铁钉同时接触水和空气,两组的唯一变量是氧气,因此探究氧气(空气)对铁钉锈蚀的影响。
②实验B是干燥的空气,铁钉只接触氧气不接触水,无锈蚀;实验C中铁钉同时接触水和氧气发生锈蚀,对比得出锈蚀条件之一水。C中是中性环境下的吸氧腐蚀,正极上O2得电子结合水生成OH-,正极反应式为。
【小问2详解】
①该原电池中Fe比C活泼,作负极发生失电子的氧化反应:;装置中持续通入O2,中性NaCl环境下发生吸氧腐蚀。
②撤走O2、将溶液换为稀硫酸后,酸性环境下H+在正极得电子生成H2,属于析氢腐蚀。
【小问3详解】
密闭循环系统中氧气含量极低,难以自发形成含Fe2O3的保护膜,具有氧化性,可以将Fe氧化为,辅助钼酸盐快速形成致密的FeMoO4-Fe2O3缓蚀保护膜。
【小问4详解】
该方法是外加电流的阴极保护法,需让被保护的钢管桩作电解池的阴极,因此连接直流电源的负极,惰性辅助阳极高硅铸铁连接电源正极。
16. 某学习小组欲利用平衡体系探究影响化学平衡的因素,将20 mL 0.005 mol·L-1溶液和20 mL 0.015 mol·L-1 KSCN溶液混合,得到红色溶液X,进行下一步实验。已知:该混合溶液中存在与相关的反应有:
Ⅰ. Ⅱ.
回答下列问题:
(1)取2 mL溶液X,加入5滴0.01 mol·L-1KSCN溶液,溶液红色___________(填“变深”“变浅”或“不变”,下同);取2 mL溶液X,插入经砂纸打磨过的铁丝,溶液红色___________,基于上述两个实验现象可以得到的结论是___________。
(2)某同学认为往平衡体系中加入酸()后,会使反应体系中___________浓度增大,导致该平衡正向移动,溶液颜色加深。
设计实验进行验证。取两等份红色溶液,进行如下操作并记录现象。
现象a:溶液颜色变浅,呈橙色
现象b:溶液变为浅黄色
已知:和、均能发生络合反应:
Ⅲ.(黄色) Ⅳ.(无色)
实验:探究现象a中溶液颜色变化的原因。
实验
操作
现象
1
向2mL红色溶液中滴加5滴水
溶液颜色无明显变化
2
向2mL红色溶液中滴加5滴3mol·L-1KCl溶液
溶液颜色变浅,呈橙色
①实验1的目的是___________。
②根据实验1和实验2的结果,从平衡移动角度解释现象a:___________。
实验:探究现象b中溶液显浅黄色的原因。
实验
操作
现象
3
取1 mL 0.0025 mol·L-1溶液(接近无色)。加入1 mL 0.015 mol·L-1 KSCN溶液,再加入5滴1.5 mol·L-1溶液
溶液先变红,加硫酸后变为浅黄色
4
取1 mL 0.005 mol·L-1溶液(接近无色),加入1 mL蒸馏水,再加入5滴1.5 mol·L-1溶液
得到无色溶液
③某同学由实验3、4可知,溶液变为浅黄色与___________{填“”或””}无关。
(3)已知:溶液的透光率与溶液颜色深浅有关,颜色深,透光率低。为了探究KCl对平衡体系的影响,将等体积、低浓度的0.005 mol·L-1溶液(已用稀盐酸酸化)和0.01 mol·L-1KSCN溶液混合,静置至体系达平衡,得红色溶液A。各取3 mL溶液A放入3支比色皿中,分别滴加0.1 mL不同浓度的KCl溶液,并测定各溶液的透光率随时间的变化,结果如图所示。
从实验结果来看,KCl对平衡有影响,且KCl浓度越大,平衡___________移动程度越大(填“正向”或“逆向”)。
【答案】(1) ①. 变深 ②. 变浅 ③. 改变平衡体系中离子的浓度,平衡会发生移动或增大反应物离子浓度,平衡正向移动,减小反应物离子浓度,平衡逆向移动
(2) ①. ②. 做对照实验,排除因为稀释导致溶液颜色变浅的可能 ③. 在平衡体系中,加入,和发生络合反应:(黄色),使得溶液中浓度减小,平衡逆向移动,浓度减小,溶液颜色变浅,呈橙色 ④.
(3)逆向
【解析】
【小问1详解】
根据反应Ⅰ:,取2 mL溶液X,加入5滴0.01 mol·L-1KSCN溶液,增大,平衡正向移动,溶液红色变深;取2mL溶液X,插入经砂纸打磨过的铁丝,发生反应,减小,生成的反应平衡逆向移动,溶液红色变浅;基于上述两个实验现象可以得到的结论是改变平衡体系中离子的浓度,平衡会发生移动或增大反应物离子浓度,平衡正向移动,减小反应物离子浓度,平衡逆向移动。
【小问2详解】
根据反应Ⅱ:,向溶液中加入酸后,溶液中氢离子浓度增大,平衡逆向移动,溶液中浓度增大,使得反应Ⅰ:平衡正向移动,溶液颜色加深。
①实验1向2 mL红色溶液中加水,实验2向2 mL红色溶液中加入等体积KCl溶液,两者均含水,所以实验①是为了做对照实验,排除因为稀释导致溶液颜色变浅的可能;
②根据已知信息可知,和发生络合反应:(黄色),在平衡体系中,加入,和发生络合反应使得溶液中浓度减小,平衡逆向移动,浓度减小,溶液颜色变浅,呈橙色;
③结合题中信息和现象b中现象可推测使溶液显浅黄色的微粒可能为(黄色)和。由实验3未加入溶液最后仍变为浅黄色;实验4中未加KSCN溶液,溶液变为无色,说明实验3中使溶液呈浅黄色的是,与无关。
【小问3详解】
从上述实验可知,加入的KCl浓度越小,溶液的透光率越低,颜色越深,随着KCl浓度的增大,透光率越高,的浓度减小,即化学平衡逆向移动。
17. 电化学给人类的生活和工业生产带来极大的方便。回答下列问题:
I.钠基-海水可充电电池总反应为4Na+O2+2H2O4NaOH,其工作原理如图所示:
(1)充电时,钠基材料连接电源的______(填“正”或“负”)极。
(2)放电时,正极电极反应式为_____,电路中每消耗标准状况下5.6LO2,钠基材料电极将减小_____g。
II.利用N2H4燃料电池电解AgNO3溶液并制备Ca(H2PO4)2,装置如图所示(C1~C5均为石墨电极,假设各装置在工作过程中溶液体积不变。燃料电池的氧化产物仅为N2):
(3)工作时,甲装置中通入O2的C2电极为______(填“正”“负”“阳”或“阴”)极,C1电极的电极反应式为_____。
(4)写出乙装置中电解的总反应:_____。若乙装置中溶液体积为400mL,当电极质量增加4.32g时,溶液中c(H+)为_____mol•L-1。
(5)丙装置中K、M、L为离子交换膜,其中M膜是_____(填“阳离子”“阴离子”或“质子”)交换膜;若丙装置中阳极室溶液的质量减小11.1g,则电路中转移_____mol电子。
【答案】(1)负 (2) ①. ②. 23
(3) ①. 正 ②.
(4) ①. ②. 0.1
(5) ①. 阳离子 ②. 0.2
【解析】
【分析】I.放电时是原电池,钠基材料作负极,Na失电子生成Na+,Na+穿过固体电解质移向正极;空气电极为正极,O2、H2O得电子结合Na+生成NaOH。充电时是电解池,电极反转,NaOH分解重新得到Na、O2和H2O,实现电池再生。
II.甲是N2H4碱性燃料电池,C1为负极,N2H4被氧化为N2,C2正极通入O2;乙、丙为串联的电解装置。乙中电解硝酸银溶液;丙依靠离子迁移,Ca2+、进入中间产品室,合成目标产物Ca(H2PO4)2。
【小问1详解】
放电时(原电池):Na容易失电子,钠基材料作负极。充电是电解过程,电解池口诀:阴极接电源负极;阳极接电源正极;所以充电时钠基是阴极,接电源负极。
【小问2详解】
放电正极是O2得电子,介质是海水,生成OH-,故正极电极反应式为:;计量关系:,,,,Na不断反应消耗,电极质量减小23 g。
【小问3详解】
燃料电池:通入氧化剂O2的一极为正极;燃料N2H4在C1负极失电子,环境是KOH碱性溶液,产物规定只有N2,所以用OH-配平电荷,故电极反应式为:。
【小问4详解】
乙中石墨阳极、Ag阴极,电解硝酸银溶液,水参与反应,生成Ag、O2、硝酸,故总反应为:;阴极析出Ag:,关系式:,生成,溶液体积,。
【小问5详解】
丙装置制备Ca(H2PO4)2,C4为阳极,阳极室Ca2+穿过K膜迁移至产品室,原料室中的进入产品室与Ca2+结合生成目标产物,原料室的Na+通过M膜迁移至阴极室平衡电荷,因此M膜为阳离子交换膜;阳极发生反应,每转移2 mol电子,放出1 mol Cl2,同时迁出1 mol Ca2+,阳极室共减少71+40=111 g,当阳极室质量减小11.1 g时,对应转移电子为0.2 mol。
18. 氮、硫及其化合物在生产生活中有广泛应用。研究它们反应的机理,对于消除污染、工业、农业等多方面都有重要的意义。回答下列问题:
(1)可用于高效制取氢气,发生的反应为,若起始时容器中只有,平衡时三种物质的物质的量与裂解温度的关系如图1所示:
①该反应为___________(填“吸热”或“放热”)反应;A、B两点化学平衡常数较大的是___________(填“”或“”)。
②在恒温恒容的密闭容器中,充入发生该反应,下列不能说明该反应达到化学平衡状态的是___________(填字母)。
A.混合气体密度保持不变 B.的转化率保持不变 C.保持不变 D.
(2)用氯气除去废水中的反应为该反应的正、逆反应速率表达式分别为,,(、分别为正、逆反应的速率常数,与温度有关),化学平衡常数K与、的关系是___________。
(3)在催化转化器中,汽车尾气中的CO和NO可发生反应:,若在容积为10 L的恒温恒容密闭容器中进行该反应,起始时充入0.4 mol CO、0.2 mol NO,反应在不同条件下进行,反应体系总压强随时间的变化如图2所示。实验b从开始至达到平衡时的反应速率___________mol·L-1·min-1;实验a中NO的平衡转化率为___________。
(4)用还原NO的反应为 kJ·mol-1.为研究和NO的起始投料比对NO平衡转化率的影响,分别在不同温度下,向三个体积均为a L的刚性密闭容器中加入一定量和NO发生反应,实验结果如图3所示:
①反应温度、、从大到小的关系为___________。
②温度下,充入、NO分别为3 mol、3 mol,容器内的压强为W Pa,反应进行到10 min时达平衡,该反应的平衡常数___________Pa-1(写出计算表达式,以分压表示的平衡常数为,分压=总压×物质的量分数)。
【答案】(1) ①. 吸热 ②. ③. AC
(2)
(3) ①. ②. 60%
(4) ①. ②. (或)
【解析】
【小问1详解】
①由图可知,m代表的物质的量,升高温度,减小,则,该反应为吸热反应;由图可知,升高温度,减小,说明平衡向正反应方向移动,反应的平衡常数增大,A点反应温度小于B点,则A、B两点化学平衡常数较大的是KB;
②A.由质量守恒定律可知,反应前后气体的质量相等,在恒容密闭容器中混合气体的密度始终不变,则混合气体的密度保持不变,不能说明正、逆反应速率相等,无法判断反应是否达到平衡,A符合题意;
B.硫化氢的转化率保持不变,说明正、逆反应速率相等,反应已达到平衡,B不符合题意;
C.由方程式可知,反应中始终保持不变,则保持不变,不能说明正、逆反应速率相等,无法判断反应是否达到平衡,C符合题意;
D.由方程式可知,,说明正、逆反应速率相等,反应已达到平衡,D不符合题意;
故选AC。
【小问2详解】
反应平衡时正反应速率等于逆反应速率,则有,即。
【小问3详解】
①起始时充入0.4 mol CO,0.2 mol NO,发生反应:,设达到平衡时CO转化的物质的量为n mol,列三段式:
实验b开始总压强为180 kPa,平衡时总压强为165 kPa,由压强之比等于气体总物质的量之比得,解得,所以实验b从开始至平衡时用CO表示的反应速率mol·L-1·min-1;
②实验a开始总压强为190 kPa,平衡时总压强为171 kPa,由压强之比等于气体总物质的量之比得,解得,实验中NO的平衡转化率为。
【小问4详解】
①还原NO的反应为 kJ·mol-1,该反应是放热反应,随着温度升高,平衡逆向移动,NO的转化率降低,从给出的NO平衡转化率随温度变化的曲线可知,在同样的投料比下,曲线的转化率最高、次之、最低,故温度由大到小的顺序为。
②在温度下投料3 mol和3 mol NO时,即,由图可知NO的平衡转化率为40%,列三段式:
平衡时气体总物质的量为,平衡时的压强为W PaW Pa,Pa-1Pa-1Pa-1。
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2026~2027学年高二10月测评
化学
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上,并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用2B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,再选涂其他答案标号;回答非选择题时,用0.5mm的黑色字迹签字笔将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效。
3.考试结束后,请将答题卡上交。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 S-32 Cl-35.5 Ca-40 Fe-56 Cu-64 Zn-65 Ag-108
一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1. 化学与生产、生活息息相关。下列说法错误的是
A. 工业合成氨反应中应对原料气净化,防止混有的杂质使催化剂“中毒”
B. 在糕点包装袋内放置小包除氧剂,是为了减小化学反应速率
C. “丹烧之成水银,积变又还成丹砂”涉及的反应为可逆反应
D. 汽油燃油车上的三元催化器中的催化剂能提高反应物中活化分子百分数,加快反应速率
2. 共价键的强弱可用键能来衡量。常温常压下,断裂气体分子中1mol化学键所吸收的能量或形成气体分子中1mol化学键所放出的能量称为键能。若反应:,则表中a的数值为
化学键
键能/kJ∙mol-1
946
157
a
A. 272 B. 215 C. 200.3 D. 265
3. 日常生活中金属的腐蚀现象普遍存在。了解金属的腐蚀原因,并采取有效措施防止金属腐蚀具有重要意义。下列说法正确的是
A. 生铁浸泡在饱和食盐水中会发生吸氧腐蚀或析氢腐蚀
B. 将钢铁闸门与电源负极相连的防腐措施属于外加电流阴极保护法
C. 钢铁制品在潮湿的空气中被锈蚀,发生的是化学腐蚀
D. 城市地面下的输水管与金属镁连接,采用的是牺牲阴极的阳极保护法防腐
4. 锌银电池广泛用作各种电子仪器的电源,其电极分别为Ag2O和Zn,电解质溶液为KOH溶液,总反应:Ag2O+Zn+H2O=2Ag+Zn(OH)2。下列说法正确的是
A. 工作时,正极为Ag2O,发生氧化反应
B. 电子由锌电极通过电解质溶液向Ag2O电极移动
C. 工作时,每消耗6.5gZn,生成10.8gAg
D. 负极的电极反应式:Zn+2OH--2e-=Zn(OH)2
5. 在一定条件下一经引发能自动发生的反应,我们称之为自发反应。下列说法正确的是
A. 常温下,反应4Fe(OH)2(s)+O2(g)+2H2O(l)= 4Fe(OH)3(s)能自发进行,则该反应的<0
B. 某反应的<0、>0,该反应一定能自发进行
C. 2NaHCO3(s)=Na2CO3(s)+H2O(g)+CO2(g) >0,该反应加热时能自发进行,是因为<0
D. 常温下,放热反应一般能自发进行,吸热反应都不能自发进行
6. 勒夏特列原理在工业生产、人们的生活和化学学习中具有重要应用。下列事实能用勒夏特列原理解释的是
A. 工业制硫酸采用二氧化硫催化氧化,升高温度可以提高单位时间内的产量
B. 对组成的平衡体系加压(缩小体积)后颜色加深
C. 合成氨工业中使用铁触媒作催化剂
D. 工业制金属钾,不断将从混合物中分离出来
7. 下列热化学方程式或叙述错误的是
A. 已知,则
B. 在一定温度和压强下,将和置于密闭容器中充分反应生成,放出热量19.3kJ,则其热化学方程式为
C. 已知,说明正反应活化能大于逆反应活化能
D. 12g石墨转化为CO时,放出110.5kJ热量的热化学方程式为
8. 利用如图实验装置进行相应实验,能达到实验目的的是
A. 可通过图1制取并较长时间观察
B. 可通过图2装置比较Zn和Cu的金属性
C. 可通过图3装置探究温度对平衡的影响
D. 可通过图4装置测定中和反应的反应热
9. 取一张用饱和NaCl溶液浸湿的pH试纸,两根铅笔芯作电极,接通直流电源,一段时间后,发现a电极与试纸接触处出现一个双色同心圆,内圆为白色,外圆呈浅红色。下列说法错误的是
A. a电极的电极反应式:2Cl--2e-=Cl2↑
B. b电极附近溶液的碱性增强
C. 双色同心圆内圆为白色,外圆呈浅红色是由于Cl2和水反应生成了HClO和HCl
D. 若将饱和氯化钠溶液换为氯化铜溶液,电极b上会覆盖一层黑色物质
10. 电镀的主要目的是使金属的抗腐蚀能力增强,表面硬度和美观增加,电镀示意图如图所示,下列说法正确的是
A. 电镀时,铜片应与直流电源负极相连,发生氧化反应
B. 通电后,溶液中的移向待镀铁制品
C. 若电源为氢氧燃料电池,每消耗0.1molO2,待镀铁制品上增重12.8g
D. 电镀前后,硫酸铜溶液浓度减小
11. 如图所示,下列说法与对应的叙述不相符的是
A. 图①为在恒容密闭容器中进行反应:,平衡常数与温度的关系图,图中、、三点都已经达到平衡状态
B. 图②为平衡时,反应:中的转化率与温度的变化曲线,该反应为放热反应,且点时,
C. 图③中向1L恒容密闭容器中通入和气体发生反应:,则该反应的平衡常数为
D. 图④表示在一定温度和的起始量一定的条件下,改变起始时对反应的影响,、、三点中,点时的转化率最大
12. 汽车尾气中CO与NO转化的三段反应历程及各物质的相对能量如图所示,其中TS代表过渡态,IM表示反应过程中的复杂中间产物:
下列说法正确的是
A. 反应的决速步为反应②
B. 增大压强(减小容器体积)能加快NO转化为N2的反应速率,并增大NO的转化率
C. 反应2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) △H=-307.6kJ•mol-1
D. 反应①、②、③均是正反应活化能大于逆反应活化能
13. 一种金属钠电极配合运用钠离子及氯离子交换膜设计的氧化还原液流装置能够实现海水的淡化,其工作原理如图所示。下列说法正确的是
A. 电源b极的电势比a极高
B. 充电时,与a相连电极的反应式为[Fe(CN)6]3-+e-=[Fe(CN)6]4-
C. M为氯离子交换膜,N为钠离子交换膜
D. 放电时,外电路通过2mole-,理论上Ⅱ池溶液质量增加58.5g
14. 南京理工大学朱卫华等人基于单簇催化剂(SCC),提出了一种一氧化氮还原反应(NORR)的新型结构-活性关系,经研究发现主要反应如下:
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
在T℃、100kPa反应条件下,向密闭容器中充入2mol NO和6mol ,发生上述反应,测得含氮元素占比[如的含氮元素占比]与时间的关系如图所示。
已知:反应Ⅱ为快速平衡,可认为不受慢反应Ⅰ、Ⅲ的影响;95min时反应达到平衡状态;为用物质的量分数表示的平衡常数。下列说法错误的是
A. 曲线b表示的是氨气的含氮元素占比
B. Ⅰ点时,mol
C. 反应达平衡时,氢气的转化率为50%
D. 反应Ⅲ的平衡常数的计算表达式为
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 金属腐蚀的现象普遍存在,常常是自发进行的。回答下列问题:
(1)据研究,铁的锈蚀主要是电化学腐蚀,图是探究铁钉(含有少量单质碳)锈蚀条件的实验:
①实验A和实验C是探究______对铁钉锈蚀的影响。
②一段时间后,B中铁钉没有锈蚀,而C中铁钉锈蚀,通过B、C对比说明铁钉锈蚀的条件之一是______,C中铁锈蚀时的正极反应式:_______。
(2)金属腐蚀的电化学原理可用如图模拟。
①铁棒上发生的电极反应式为______。该图所表示的是______(填“析氢”或“吸氧”)腐蚀。
②若将O2撤走,并将NaCl溶液改为稀硫酸溶液,则此图可表示______(填“析氢”或“吸氧”)腐蚀原理。
(3)碳钢在空气中容易被腐蚀,加入钼酸盐有利于缓蚀,其缓蚀原理是在钢铁表面形成FeMoO4-Fe2O3保护膜。要对密闭式循环冷却水系统中的碳钢管道缓蚀,除了需加入钼酸盐外还需加入NaNO2,则NaNO2的作用是______。
(4)支撑海港码头基础的钢管桩,常采用如图所示的方法进行防腐,其中高硅铸铁为惰性辅助阳极。则直流电源的_____(填“正”或“负”)极应与钢管桩相连。
16. 某学习小组欲利用平衡体系探究影响化学平衡的因素,将20 mL 0.005 mol·L-1溶液和20 mL 0.015 mol·L-1 KSCN溶液混合,得到红色溶液X,进行下一步实验。已知:该混合溶液中存在与相关的反应有:
Ⅰ. Ⅱ.
回答下列问题:
(1)取2 mL溶液X,加入5滴0.01 mol·L-1KSCN溶液,溶液红色___________(填“变深”“变浅”或“不变”,下同);取2 mL溶液X,插入经砂纸打磨过的铁丝,溶液红色___________,基于上述两个实验现象可以得到的结论是___________。
(2)某同学认为往平衡体系中加入酸()后,会使反应体系中___________浓度增大,导致该平衡正向移动,溶液颜色加深。
设计实验进行验证。取两等份红色溶液,进行如下操作并记录现象。
现象a:溶液颜色变浅,呈橙色
现象b:溶液变为浅黄色
已知:和、均能发生络合反应:
Ⅲ.(黄色) Ⅳ.(无色)
实验:探究现象a中溶液颜色变化的原因。
实验
操作
现象
1
向2mL红色溶液中滴加5滴水
溶液颜色无明显变化
2
向2mL红色溶液中滴加5滴3mol·L-1KCl溶液
溶液颜色变浅,呈橙色
①实验1的目的是___________。
②根据实验1和实验2的结果,从平衡移动角度解释现象a:___________。
实验:探究现象b中溶液显浅黄色的原因。
实验
操作
现象
3
取1 mL 0.0025 mol·L-1溶液(接近无色)。加入1 mL 0.015 mol·L-1 KSCN溶液,再加入5滴1.5 mol·L-1溶液
溶液先变红,加硫酸后变为浅黄色
4
取1 mL 0.005 mol·L-1溶液(接近无色),加入1 mL蒸馏水,再加入5滴1.5 mol·L-1溶液
得到无色溶液
③某同学由实验3、4可知,溶液变为浅黄色与___________{填“”或””}无关。
(3)已知:溶液的透光率与溶液颜色深浅有关,颜色深,透光率低。为了探究KCl对平衡体系的影响,将等体积、低浓度的0.005 mol·L-1溶液(已用稀盐酸酸化)和0.01 mol·L-1KSCN溶液混合,静置至体系达平衡,得红色溶液A。各取3 mL溶液A放入3支比色皿中,分别滴加0.1 mL不同浓度的KCl溶液,并测定各溶液的透光率随时间的变化,结果如图所示。
从实验结果来看,KCl对平衡有影响,且KCl浓度越大,平衡___________移动程度越大(填“正向”或“逆向”)。
17. 电化学给人类的生活和工业生产带来极大的方便。回答下列问题:
I.钠基-海水可充电电池总反应为4Na+O2+2H2O4NaOH,其工作原理如图所示:
(1)充电时,钠基材料连接电源的______(填“正”或“负”)极。
(2)放电时,正极电极反应式为_____,电路中每消耗标准状况下5.6LO2,钠基材料电极将减小_____g。
II.利用N2H4燃料电池电解AgNO3溶液并制备Ca(H2PO4)2,装置如图所示(C1~C5均为石墨电极,假设各装置在工作过程中溶液体积不变。燃料电池的氧化产物仅为N2):
(3)工作时,甲装置中通入O2的C2电极为______(填“正”“负”“阳”或“阴”)极,C1电极的电极反应式为_____。
(4)写出乙装置中电解的总反应:_____。若乙装置中溶液体积为400mL,当电极质量增加4.32g时,溶液中c(H+)为_____mol•L-1。
(5)丙装置中K、M、L为离子交换膜,其中M膜是_____(填“阳离子”“阴离子”或“质子”)交换膜;若丙装置中阳极室溶液的质量减小11.1g,则电路中转移_____mol电子。
18. 氮、硫及其化合物在生产生活中有广泛应用。研究它们反应的机理,对于消除污染、工业、农业等多方面都有重要的意义。回答下列问题:
(1)可用于高效制取氢气,发生的反应为,若起始时容器中只有,平衡时三种物质的物质的量与裂解温度的关系如图1所示:
①该反应为___________(填“吸热”或“放热”)反应;A、B两点化学平衡常数较大的是___________(填“”或“”)。
②在恒温恒容的密闭容器中,充入发生该反应,下列不能说明该反应达到化学平衡状态的是___________(填字母)。
A.混合气体密度保持不变 B.的转化率保持不变 C.保持不变 D.
(2)用氯气除去废水中的反应为该反应的正、逆反应速率表达式分别为,,(、分别为正、逆反应的速率常数,与温度有关),化学平衡常数K与、的关系是___________。
(3)在催化转化器中,汽车尾气中的CO和NO可发生反应:,若在容积为10 L的恒温恒容密闭容器中进行该反应,起始时充入0.4 mol CO、0.2 mol NO,反应在不同条件下进行,反应体系总压强随时间的变化如图2所示。实验b从开始至达到平衡时的反应速率___________mol·L-1·min-1;实验a中NO的平衡转化率为___________。
(4)用还原NO的反应为 kJ·mol-1.为研究和NO的起始投料比对NO平衡转化率的影响,分别在不同温度下,向三个体积均为a L的刚性密闭容器中加入一定量和NO发生反应,实验结果如图3所示:
①反应温度、、从大到小的关系为___________。
②温度下,充入、NO分别为3 mol、3 mol,容器内的压强为W Pa,反应进行到10 min时达平衡,该反应的平衡常数___________Pa-1(写出计算表达式,以分压表示的平衡常数为,分压=总压×物质的量分数)。
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