精品解析：河南省部分学校2026-2027学年高二上学期10月阶段检测 化学试题

高二化学 注意事项： 1.答题前，务必将自己的个人信息填写在答题卡上，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，用铅笔把答题卡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，将答案写在答题卡上。 可能用到的相对原子质量：H1 C12 N14 O16 Na23 K39 Fe56 Cu64 Zn65 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，只有一项是符合题目要求的。 1. 下列生活情境中的能量转化过程，主要由化学变化引起的是 A. 手机锂离子电池放电 B. 太阳能光伏板发电 C. 水力发电站发电 D. 电热毯通电发热 2. 利用盖斯定律可以计算一些难以直接测量的反应热。已知胆矾()和无水溶于水及相互转化的能量关系如下： 过程Ⅰ： 过程Ⅱ： 过程Ⅲ： 下列说法正确的是 A. 过程Ⅰ中增加的物质的量会使增大 B. 过程Ⅱ的 C. 过程Ⅲ中，反应物的总能量大于生成物的总能量 D. 受热脱水生成发生放热反应 3. 在稀溶液中， ，则下列热化学方程式书写正确的是 A. B. C. D. 4. 汽车尾气中的主要污染物为NO和CO，利用催化转化器可将其转化为无毒气体，反应的化学方程式为 。下列关于该反应的说法正确的是 A. 该反应的正反应是一个熵增的过程 B. 该反应的正反应是一个焓增的过程 C. 该反应在任何温度下均能自发进行 D. 该反应在常温下实际转化极慢，需使用催化剂以提高反应速率 5. 化学原理在生活和工业生产中有着广泛应用。下列叙述正确的是 A. 氯化钠固体不导电，溶于水后在电流作用下电离成和从而导电 B. 汽车常用的铅酸蓄电池放电时，电解液中硫酸的浓度逐渐增大 C. 电解精炼铜时，外电路中每转移，阳极质量一定减轻64 g D. 工业上煅烧石灰石：是吸热且熵增的反应，在高温下能自发进行 6. 下列各组反应的焓变比较中，的是 A. ； B. ； C. ； D. ； 7. 气相反应经历两步：①；②。反应历程中的相对能量变化如图所示： 下列说法正确的是 A. 物质的稳定性： B. 反应①中断裂反应物中化学键吸收的能量大于形成生成物中化学键放出的能量 C. 总反应的 D. 反应②的热化学方程式可表示为 8. 已知下列与氨气相关的热化学方程式： ① () ② () ③ () 下列叙述正确的是 A. 氨气的燃烧热的数值为 B. 氨气的燃烧热 C. 氨气的燃烧热 D. 9. 用惰性电极电解下列溶液(溶质足量)，关于电解规律及溶液复原的说法正确的是 A. 电解溶液，实质是电解水，电解后溶液的pH变小 B. 电解溶液，若要恢复原溶液浓度，应加入适量 C. 电解NaCl溶液，若要恢复原溶液浓度和质量，应通入适量HCl气体 D. 电解溶液，溶液中浓度降低，浓度保持不变 10. 下列有关实验操作或装置不能达到实验目的的是 A．验证电解饱和食盐水的阳极产物 B．将化学能持续转化为电能 C．铁钥匙表面镀铜 D．防止铁钉生锈 A. A B. B C. C D. D 11. 一种新型可充电电池结构示意图如图所示。 下列叙述正确的是 A. 放电时，Zn电极发生还原反应 B. 充电时，电极应与外接电源的负极相连 C. 放电时，电极的反应式为 D. 充电时，Zn电极附近溶液的pH逐渐减小 12. 采用和石墨电极，以溶液为电解液，利用电还原制和副产物的工作原理如图所示。 下列叙述正确的是 A. N极的电极材料是 B. M极的电极反应式为 C. 电解过程中，从左室通过交换膜向右室移动 D. 电解一段时间后，N极区溶液的浓度减小 13. 由下列实验事实能得出相应结论的是 选项 实验事实 结论 A 用石墨作电极电解等物质的量浓度的、溶液，阴极首先析出红色固体 氧化性： B 锌与稀硫酸反应，滴入少量硫酸铜溶液，生成氢气的速率加快 对锌与稀硫酸的反应具有催化作用 C 将镁片和铝片用导线连接后插入溶液中，镁片表面产生大量气泡 金属性： D 向相同质量的粉末和粉末中分别加入等体积等浓度的稀盐酸，前者产生气泡的速率更快 粉末与稀盐酸的反应是放热反应 A. A B. B C. C D. D 14. 向一定浓度的溶液中通入至饱和，电解后在电极上反应生成尿素(尿素分子中的氮元素显-3价)，工作原理如图所示。 下列说法错误的是 A. N极与电源的正极相连，发生氧化反应 B. M极只有氮元素被还原(不考虑副反应) C. 电解一段时间后，M极区溶液的pH逐渐减小(不考虑与水反应) D. N极生成4.48 L气体(标准状况)，理论上生成尿素3 g 二、非选择题：本题共4小题，共58分。 15. 化学反应伴随能量的变化，化学能与热能、电能的相互转化在生产生活中有着广泛应用。 Ⅰ．该小组利用如图1所示装置测定强酸与强碱反应的反应热。 （1）图1中碎泡沫塑料的作用是___________________________________。 （2）取盐酸与溶液进行实验，测得反应前体系的平均温度为，反应后混合液的最高温度为，设所用盐酸和NaOH溶液的密度均为，生成的溶液的比热容，则该中和反应的反应热__________(用含、的代数式表示)。 （3）已知： 。若将盐酸改用相同体积、相同浓度的溶液进行上述实验，测得的_________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。 Ⅱ．实验小组利用压强传感器探究溶液酸碱度对钢铁电化学腐蚀类型的影响。在相同容积的密闭装置中(如图2所示)，分别加入1.0 g还原铁粉和0.2 g碳粉的混合物，再分别注入20 mL 3% NaCl溶液(分别调节和)，采集容器内压强随时间变化的曲线如图3所示。 （4）曲线a对应的实验中，铁发生________(填“析氢”或“吸氧”)腐蚀，其负极反应式为__________________________________。 （5）曲线b对应的实验中，该体系中压强减小的原因是______________________________；其正极反应式为________________________________________。 （6）为防止海洋工程中的钢铁设备发生曲线b所示的腐蚀，常在其表面焊接锌块，该金属防护方法的名称是_________________。 16. 二甲醚()被誉为“21世纪的清洁燃料”，在实现“碳中和”及新能源开发中具有重要地位，其合成与燃烧过程涉及重要的能量变化。回答下列问题： （1）在、下，已知气态二甲醚的摩尔燃烧焓()为。 ①写出表示气态二甲醚摩尔燃烧焓的热化学方程式：_____________________________。 ②若气态二甲醚与足量氧气充分反应生成和液态水，理论上放出的热量为__________。 ③若上述反应生成的液态水变为气态水，则反应热__________(填“增大”“减小”或“不变”)。 （2）已知下列热化学方程式： Ⅰ． Ⅱ． 结合(1)中数据计算热化学方程式的__________。 （3）工业上常通过加氢合成甲醇，再脱水制备二甲醚。 ①第一步反应为，该反应在某催化剂作用下的相对能量随反应历程的变化如图所示。 ____________。 ②第二步反应为甲醇脱水：。已知：时，、的相对能量分别为、，则的相对能量为_________。 （4）早期工业也利用加氢合成甲醇：。已知部分化学键的键能数据如下表(键能是指气态分子中化学键解离成气态原子所吸收的能量)： 化学键 键能/() 436 343 465 413 ①从微观键能角度看，该反应放热的原因是反应物的总键能__________(填“大于”或“小于”)生成物的总键能。 ②结合上述数据计算，分子中碳氧三键的键能为__________。 17. 研发新型高效电池是实现“双碳”目标的重要途径。 I．直接硼氢化钠()燃料电池(DBFC)在便携式电子设备和新能源汽车领域具有广阔的应用前景。一种以(为-1价)碱性溶液和酸性溶液为原料的DBFC工作原理示意图如下(已知极产物中硼元素以形式存在，其化合价为+3价，无气体生成)。 （1）放电时，极发生_________(填“氧化”或“还原”)反应，极的电极反应式为_________________________；若外电路中转移2 mol电子，理论上a极区的质量变化了_________g。 （2）b极的电极反应式为_________________________________；电池工作一段时间后，b极附近溶液的pH_________(填“增大”“减小”或“不变”)。 Ⅱ．我国科学家研发了一种室温下工作的水系电池，该电池不仅能输出电能，还能将温室气体转化为高附加值化学品，该电池的工作原理示意图如图所示(已知：双极膜在电场作用下能将水解离为和，并分别向两极迁移)。 （3）放电时，极的电极反应式为_____________________________________________。 （4）电池工作时，双极膜中解离出的移向__________(填“正极”或“负极”)，其作用是______________________________________________________________________。 （5）若该电池生成，理论上负极消耗的质量为__________。 18. 电解技术在环境治理和化工合成中具有重要价值。 Ⅰ．氨氮废水(主要含)的随意排放会导致水体富营养化。工业上常用“间接电解氧化法”处理含的废水，将其转化为无毒气体排入大气，其电解处理装置的工作原理如图所示。 （1）图中电极应与直流电源的__________(填“正”或“负”)极相连；Pt电极上生成的气体是__________(填化学式)。 （2）溶液中生成的活性次氯酸能将氧化为无毒的，该反应的离子方程式为__________________________________。 （3）若生成，理论上电解池外电路中转移______mol电子。 Ⅱ．高铁酸钾()是一种新型绿色水处理剂，在强碱性条件下比较稳定。工业上可用电解浓KOH溶液的方法制备高铁酸钾，其工作原理如图所示。 （4）膜a为________(填“阳离子交换膜”或“阴离子交换膜”)。 （5）若电解池外电路中转移3 mol电子，理论上左室溶液质量变化了________g。 （6）实际电解过程中，左室除了生成外，还会因发生副反应产生一种无色气体，导致电流效率降低，该气体是__________(填化学式)。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高二化学 注意事项： 1.答题前，务必将自己的个人信息填写在答题卡上，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，用铅笔把答题卡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，将答案写在答题卡上。 可能用到的相对原子质量：H1 C12 N14 O16 Na23 K39 Fe56 Cu64 Zn65 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，只有一项是符合题目要求的。 1. 下列生活情境中的能量转化过程，主要由化学变化引起的是 A. 手机锂离子电池放电 B. 太阳能光伏板发电 C. 水力发电站发电 D. 电热毯通电发热 【答案】A 【解析】 【详解】A．锂离子电池放电过程发生自发氧化还原反应，将化学能转化为电能，存在新物质生成，属于化学变化，A符合题意； B．太阳能光伏板发电利用半导体光电效应将光能直接转化为电能，无新物质生成，属于物理变化，B不符合题意； C．水力发电是将水的重力势能转化为电能，仅涉及机械能与电能的转化，无新物质生成，属于物理变化，C不符合题意； D．电热毯通电发热利用电流热效应将电能转化为热能，无新物质生成，属于物理变化，D不符合题意； 故选A。 2. 利用盖斯定律可以计算一些难以直接测量的反应热。已知胆矾()和无水溶于水及相互转化的能量关系如下： 过程Ⅰ： 过程Ⅱ： 过程Ⅲ： 下列说法正确的是 A. 过程Ⅰ中增加的物质的量会使增大 B. 过程Ⅱ的 C. 过程Ⅲ中，反应物的总能量大于生成物的总能量 D. 受热脱水生成发生放热反应 【答案】B 【解析】 【详解】A．是对应1 mol 溶解的摩尔反应热，属于反应的固有属性，与反应物用量无关，增加的物质的量，不变，A错误； B．根据盖斯定律，过程Ⅰ=过程Ⅱ+过程Ⅲ，因此，代入数据得，B正确； C．过程Ⅲ的，为吸热反应，吸热反应中反应物总能量小于生成物总能量，C错误； D．脱水生成是过程Ⅱ的逆反应，，为吸热反应，D错误； 故选B。 3. 在稀溶液中， ，则下列热化学方程式书写正确的是 A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】A．中和反应为放热反应，焓变应为负值，该选项为正值，A错误； B．反应除生成2mol液态水外，还有固体生成，沉淀生成会额外放出热量，故应小于，B错误； C．固体溶解于水会放出热量，导致反应放出的总热量大于，小于，C错误； D．为强酸、为强碱，二者稀溶液反应生成1mol液态水，无其他额外热效应，焓变符合中和热数值，D正确； 故本题选D。 4. 汽车尾气中的主要污染物为NO和CO，利用催化转化器可将其转化为无毒气体，反应的化学方程式为 。下列关于该反应的说法正确的是 A. 该反应的正反应是一个熵增的过程 B. 该反应的正反应是一个焓增的过程 C. 该反应在任何温度下均能自发进行 D. 该反应在常温下实际转化极慢，需使用催化剂以提高反应速率 【答案】D 【解析】 【详解】A．该反应的，正反应为熵减过程，A错误； B．该反应的，正反应为放热反应，属于焓减过程，B错误； C．反应自发的判据为，该反应、，仅在低温下满足，高温下不能自发进行，C错误； D．该反应常温下虽然热力学上可自发，但反应活化能高，实际反应速率极慢，使用催化剂可降低反应活化能，提高反应速率，D正确； 故选D。 5. 化学原理在生活和工业生产中有着广泛应用。下列叙述正确的是 A. 氯化钠固体不导电，溶于水后在电流作用下电离成和从而导电 B. 汽车常用的铅酸蓄电池放电时，电解液中硫酸的浓度逐渐增大 C. 电解精炼铜时，外电路中每转移，阳极质量一定减轻64 g D. 工业上煅烧石灰石：是吸热且熵增的反应，在高温下能自发进行 【答案】D 【解析】 【详解】A．氯化钠固体中的离子不能自由移动，因此固体不导电；氯化钠溶于水后，在水分子的作用下电离，电离方程式为，不需要通电。溶液中的自由移动离子在外加电场作用下定向移动，使溶液导电，A错误； B．铅酸蓄电池放电时，负极的铅被氧化，正极的二氧化铅被还原，两极均生成硫酸铅，电池总反应为。放电过程中硫酸被消耗，同时生成水，因此电解液中硫酸的浓度逐渐减小，B错误； C．电解精炼铜时，粗铜作阳极，铜发生反应。若阳极只有铜溶解，则转移2 mol电子时溶解1 mol铜，质量为。但粗铜中的锌、铁等杂质也能失去电子而溶解，例如、；银、金等杂质不易失去电子，会随铜的溶解而脱落形成阳极泥。因此，转移的电子并非全部来自铜，阳极质量变化还与杂质有关，阳极质量不一定减轻64 g，C错误； D．煅烧石灰石时，碳酸钙吸热分解生成氧化钙和二氧化碳，反应为。该反应的焓变；反应由固体生成固体和气体，体系混乱程度增大，熵变。以表示热力学温度，当温度足够高，使时，有，反应能自发进行，D正确； 故选D。 6. 下列各组反应的焓变比较中，的是 A. ； B. ； C. ； D. ； 【答案】B 【解析】 【详解】A．碳完全燃烧生成放出的热量多于不完全燃烧生成放出的热量，放热反应为负值，放出热量越多越小，故，A错误； B．生成液态水比生成气态水放出的热量更多，放热反应为负值，放出热量越多越小，故，B正确； C．反应的焓变与反应物的物质的量成正比，，放热反应为负值，故，C错误； D．的氧化性强于，与反应生成放出的热量多于生成放出的热量，放热反应为负值，故，D错误； 故选B。 7. 气相反应经历两步：①；②。反应历程中的相对能量变化如图所示： 下列说法正确的是 A. 物质的稳定性： B. 反应①中断裂反应物中化学键吸收的能量大于形成生成物中化学键放出的能量 C. 总反应的 D. 反应②的热化学方程式可表示为 【答案】A 【解析】 【详解】A．物质能量越低越稳定，由图可知相对能量，因此稳定性，A正确； B．反应①为放热反应，断裂反应物中化学键吸收的总能量小于形成生成物中化学键放出的总能量，B错误； C．总反应是放热反应，，C错误； D．反应②的焓变，是反应②的正反应活化能，不是焓变，D错误； 故选A。 8. 已知下列与氨气相关的热化学方程式： ① () ② () ③ () 下列叙述正确的是 A. 氨气的燃烧热的数值为 B. 氨气的燃烧热 C. 氨气的燃烧热 D. 【答案】C 【解析】 【详解】A．燃烧热要求反应生成稳定氧化物，H元素对应的稳定氧化物为液态，反应①中产物为气态，故不是氨气燃烧热的数值，A错误； B．N元素对应的稳定氧化物为，反应②中含N产物为，不符合燃烧热定义，B错误； C．1mol 完全燃烧生成稳定氧化物和液态，反应③的焓变完全符合燃烧热的定义，故氨气的燃烧热，C正确； D．反应①生成气态水，反应③生成液态水，气态水变为液态水会额外放出热量，故生成液态水时总放热量更大，即，，D错误； 故选C。 9. 用惰性电极电解下列溶液(溶质足量)，关于电解规律及溶液复原的说法正确的是 A. 电解溶液，实质是电解水，电解后溶液的pH变小 B. 电解溶液，若要恢复原溶液浓度，应加入适量 C. 电解NaCl溶液，若要恢复原溶液浓度和质量，应通入适量HCl气体 D. 电解溶液，溶液中浓度降低，浓度保持不变 【答案】C 【解析】 【详解】A．电解溶液实质是电解水，为强酸强碱盐，原溶液呈中性，电解后溶质浓度增大但仍为中性，不变，A错误； B．电解溶液时，阴极析出，阳极生成，脱离体系的物质可看作，应加适量（或）复原，加入会引入额外使溶液浓度偏低，B错误； C．电解溶液时，阴极生成，阳极生成，脱离体系的为和，对应组成是，通入适量气体可与电解生成的反应，恢复原溶液浓度和质量，C正确； D．电解溶液时，阴极放电析出，浓度降低；阳极放电生成，有生成，浓度增大，D错误； 故选C。 10. 下列有关实验操作或装置不能达到实验目的的是 A．验证电解饱和食盐水的阳极产物 B．将化学能持续转化为电能 C．铁钥匙表面镀铜 D．防止铁钉生锈 A. A B. B C. C D. D 【答案】B 【解析】 【详解】A．电解饱和食盐水时，阳极连接电源正极，失电子生成，通入淀粉碘化钾溶液，发生反应，淀粉遇变蓝，可验证阳极产物，A不符合题意； B．带盐桥的原电池需将负极插入溶液、正极插入溶液，该装置中直接与溶液发生置换反应，电子不会持续通过外电路，无法将化学能持续转化为电能，B符合题意； C．铁钥匙镀铜时，镀层金属接电源正极作阳极，镀件铁钥匙接电源负极作阴极，电解液为溶液，阳极失电子生成，阴极得电子析出附着在钥匙表面，可实现镀铜，C不符合题意； D．该装置为外加电流的阴极保护法，被保护的铁钉接电源负极作阴极，不会发生失电子的氧化反应，可防止铁钉生锈，D不符合题意； 故选B。 11. 一种新型可充电电池结构示意图如图所示。 下列叙述正确的是 A. 放电时，Zn电极发生还原反应 B. 充电时，电极应与外接电源的负极相连 C. 放电时，电极的反应式为 D. 充电时，Zn电极附近溶液的pH逐渐减小 【答案】C 【解析】 【分析】放电时，较活泼金属Zn电极为负极，Zn失电子发生氧化反应，电极反应为，电极为正极，发生还原反应，电极反应为，充电是放电的逆过程，充电时Zn电极作阴极与外接电源的负极相连，电极作阳极与外接电源的正极相连。 【详解】A．放电时，转化为，化合价升高，失电子发生氧化反应，A错误； B．放电时电极为原电池正极，充电时应与外接电源的正极相连作阳极，B错误； C．放电时电极处于酸性环境中，从+4价降为+2价得2个电子，结合和生成和，给出的电极反应式电荷、原子均守恒，书写正确，C正确； D．充电时电极为阴极，发生反应，生成，附近溶液逐渐增大，D错误； 故选C。 12. 采用和石墨电极，以溶液为电解液，利用电还原制和副产物的工作原理如图所示。 下列叙述正确的是 A. N极的电极材料是 B. M极的电极反应式为 C. 电解过程中，从左室通过交换膜向右室移动 D. 电解一段时间后，N极区溶液的浓度减小 【答案】D 【解析】 【详解】A．N极连接电源正极，为阳极，若电极材料为，为活性电极会优先失电子，无法生成副产物，故N极材料为石墨，A错误； B．电解液为碱性溶液，电极反应中不能出现，M极（阴极）正确反应为，B错误； C．电解池中阳离子向阴极移动，M为阴极位于左室，故从右室通过交换膜向左室移动，C错误； D．N极（阳极）发生反应，消耗，且向左侧阴极迁移，故N极区溶液浓度减小，D正确； 故选D。 13. 由下列实验事实能得出相应结论的是 选项 实验事实 结论 A 用石墨作电极电解等物质的量浓度的、溶液，阴极首先析出红色固体 氧化性： B 锌与稀硫酸反应，滴入少量硫酸铜溶液，生成氢气的速率加快 对锌与稀硫酸的反应具有催化作用 C 将镁片和铝片用导线连接后插入溶液中，镁片表面产生大量气泡 金属性： D 向相同质量的粉末和粉末中分别加入等体积等浓度的稀盐酸，前者产生气泡的速率更快 粉末与稀盐酸的反应是放热反应 A. A B. B C. C D. D 【答案】A 【解析】 【详解】A．电解过程中阴极上氧化性更强的阳离子优先得电子发生还原反应，等浓度的、混合溶液电解时，优先放电析出红色单质，可证明氧化性，A正确； B．滴入少量硫酸铜溶液后，置换出单质，形成原电池加快了反应速率，并非具有催化作用，B错误； C．可与溶液反应而不与溶液反应，该装置中为负极、为正极，该反应利用的特殊性质，无法据此比较和的金属性强弱，C错误； D．与盐酸反应时，直接结合即可生成，而需要先结合生成，再结合才能生成，故前者反应速率更快，与反应的热效应无关，D错误； 故选A。 14. 向一定浓度的溶液中通入至饱和，电解后在电极上反应生成尿素(尿素分子中的氮元素显-3价)，工作原理如图所示。 下列说法错误的是 A. N极与电源的正极相连，发生氧化反应 B. M极只有氮元素被还原(不考虑副反应) C. 电解一段时间后，M极区溶液的pH逐渐减小(不考虑与水反应) D. N极生成4.48 L气体(标准状况)，理论上生成尿素3 g 【答案】C 【解析】 【详解】A．N极上失电子生成，发生氧化反应，N为阳极，与电源正极相连，A正确； B．M极为阴极，中+5价N被还原为尿素中-3价N，其余元素化合价均无变化，不考虑副反应时只有氮元素被还原，B正确； C．由M电极的电极反应式：可知，有1 mol转化为尿素就需要18 mol，转移16mol电子，同时会有16mol从N极移入M极，阳极生成的通过质子交换膜迁移到M极的量小于M极消耗量，M极减小，pH逐渐增大，C错误； D．标准状况下4.48 L 物质的量为0.2 mol，转移电子0.8 mol，生成1 mol尿素转移16 mol电子，故生成尿素物质的量为，质量为，D正确； 故选C。 二、非选择题：本题共4小题，共58分。 15. 化学反应伴随能量的变化，化学能与热能、电能的相互转化在生产生活中有着广泛应用。 Ⅰ．该小组利用如图1所示装置测定强酸与强碱反应的反应热。 （1）图1中碎泡沫塑料的作用是___________________________________。 （2）取盐酸与溶液进行实验，测得反应前体系的平均温度为，反应后混合液的最高温度为，设所用盐酸和NaOH溶液的密度均为，生成的溶液的比热容，则该中和反应的反应热__________(用含、的代数式表示)。 （3）已知： 。若将盐酸改用相同体积、相同浓度的溶液进行上述实验，测得的_________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。 Ⅱ．实验小组利用压强传感器探究溶液酸碱度对钢铁电化学腐蚀类型的影响。在相同容积的密闭装置中(如图2所示)，分别加入1.0 g还原铁粉和0.2 g碳粉的混合物，再分别注入20 mL 3% NaCl溶液(分别调节和)，采集容器内压强随时间变化的曲线如图3所示。 （4）曲线a对应的实验中，铁发生________(填“析氢”或“吸氧”)腐蚀，其负极反应式为__________________________________。 （5）曲线b对应的实验中，该体系中压强减小的原因是______________________________；其正极反应式为________________________________________。 （6）为防止海洋工程中的钢铁设备发生曲线b所示的腐蚀，常在其表面焊接锌块，该金属防护方法的名称是_________________。 【答案】（1）保温、隔热，减少实验过程中的热量散失 （2）或 （3）偏小 （4） ①. 析氢 ②. （5） ①. 铁发生吸氧腐蚀消耗了密闭容器内的 ②. （6）牺牲阳极保护法 【解析】 【分析】本题分两部分：第一部分通过简易量热装置测定中和热，重点是减少热量散失并根据温升计算反应热；第二部分根据密闭容器内压强变化判断钢铁腐蚀类型，曲线a压强增大对应析氢腐蚀，曲线b压强减小对应吸氧腐蚀。 【小问1详解】 碎泡沫塑料填在内筒与外壳之间，主要起保温、隔热作用，减少实验过程中向外界散失的热量，使测得的温度变化更接近理论值； 【小问2详解】 盐酸浓度为0.50 mol/L、体积为50 mL，故HCl的物质的量为0.50 mol/L乘以0.050 L，等于0.025 mol；氢氧化钠溶液的物质的量也为0.025 mol，二者恰好完全反应，生成0.025 mol水，混合溶液的总体积约为100 mL，按题给密度计算，溶液质量约为100 g，反应放出的热量等于溶液比热容、溶液质量和温升的乘积；反应热等于放出热量的相反值除以生成水的物质的量，因此反应热为负值，故该中和反应的反应热为或； 【小问3详解】 醋酸是弱酸，电离过程需要吸收热量；用等体积、等浓度的醋酸代替盐酸时，体系实际升温较小，因此由温升计算出的反应热绝对值偏小； 【小问4详解】 曲线a对应酸性较强的环境，铁失去电子生成亚铁离子，同时溶液中的氢离子得到电子生成氢气，属于析氢腐蚀；负极就是铁失去电子的电极反应，反应式为； 【小问5详解】 曲线b对应近中性环境，主要发生吸氧腐蚀；密闭容器中的氧气被消耗，气体总量减少，所以压强下降，正极反应是氧气在正极得到电子并结合水生成氢氧根，反应式为； 【小问6详解】 锌比铁活泼，焊接锌块后锌作为负极优先失去电子而被氧化，钢铁作为正极受到保护，这种方法称为牺牲阳极保护法。 16. 二甲醚()被誉为“21世纪的清洁燃料”，在实现“碳中和”及新能源开发中具有重要地位，其合成与燃烧过程涉及重要的能量变化。回答下列问题： （1）在、下，已知气态二甲醚的摩尔燃烧焓()为。 ①写出表示气态二甲醚摩尔燃烧焓的热化学方程式：_____________________________。 ②若气态二甲醚与足量氧气充分反应生成和液态水，理论上放出的热量为__________。 ③若上述反应生成的液态水变为气态水，则反应热__________(填“增大”“减小”或“不变”)。 （2）已知下列热化学方程式： Ⅰ． Ⅱ． 结合(1)中数据计算热化学方程式的__________。 （3）工业上常通过加氢合成甲醇，再脱水制备二甲醚。 ①第一步反应为，该反应在某催化剂作用下的相对能量随反应历程的变化如图所示。 ____________。 ②第二步反应为甲醇脱水：。已知：时，、的相对能量分别为、，则的相对能量为_________。 （4）早期工业也利用加氢合成甲醇：。已知部分化学键的键能数据如下表(键能是指气态分子中化学键解离成气态原子所吸收的能量)： 化学键 键能/() 436 343 465 413 ①从微观键能角度看，该反应放热的原因是反应物的总键能__________(填“大于”或“小于”)生成物的总键能。 ②结合上述数据计算，分子中碳氧三键的键能为__________。 【答案】（1） ①. ②. 31.6 ③. 增大 （2）-190.8 （3） ①. -49 ②. -184 （4） ①. 小于 ②. 1085 【解析】 【小问1详解】 ①摩尔燃烧焓是指纯物质完全燃烧生成指定稳定产物时放出的热量。二甲醚燃烧生成和，其热化学方程式为。 ②二甲醚的摩尔质量为，二甲醚的物质的量为，理论上放出的热量为。 ③液态水变为气态水的过程需要吸收热量，这会导致整个反应放出的热量减少。由于放热反应的，放出热量减少意味着的绝对值减小，即的值增大。 【小问2详解】 已知：Ⅰ．、Ⅱ．、Ⅲ．，根据盖斯定律，由可得目标方程式，则。 【小问3详解】 ①由图可知，正反应活化能，逆反应活化能。反应热。 ②反应热等于生成物总能量减去反应物总能量，即，代入数据得，解得。 【小问4详解】 ①反应热，该反应为放热反应（），故反应物的总键能小于生成物的总键能。 ②设分子中碳氧三键的键能为。根据，可得，解得。 17. 研发新型高效电池是实现“双碳”目标的重要途径。 I．直接硼氢化钠()燃料电池(DBFC)在便携式电子设备和新能源汽车领域具有广阔的应用前景。一种以(为-1价)碱性溶液和酸性溶液为原料的DBFC工作原理示意图如下(已知极产物中硼元素以形式存在，其化合价为+3价，无气体生成)。 （1）放电时，极发生_________(填“氧化”或“还原”)反应，极的电极反应式为_________________________；若外电路中转移2 mol电子，理论上a极区的质量变化了_________g。 （2）b极的电极反应式为_________________________________；电池工作一段时间后，b极附近溶液的pH_________(填“增大”“减小”或“不变”)。 Ⅱ．我国科学家研发了一种室温下工作的水系电池，该电池不仅能输出电能，还能将温室气体转化为高附加值化学品，该电池的工作原理示意图如图所示(已知：双极膜在电场作用下能将水解离为和，并分别向两极迁移)。 （3）放电时，极的电极反应式为_____________________________________________。 （4）电池工作时，双极膜中解离出的移向__________(填“正极”或“负极”)，其作用是______________________________________________________________________。 （5）若该电池生成，理论上负极消耗的质量为__________。 【答案】（1） ①. 氧化 ②. ③. 46 （2） ①. ②. 增大 （3） （4） ①. 正极 ②. 参与正极反应，补充消耗的，维持正极区溶液的电荷平衡(合理即可) （5）3.25 【解析】 【小问1详解】 a极通入燃料，发生失电子的氧化反应，作原电池的负极；根据题意，在碱性条件下转化为，H元素化合价由-1价升高到+1价，电极反应式为；放电时，阳离子通过选择透过膜向正极（b极）移动，当外电路转移电子时，有移出a极区，故理论上a极区质量变化（减少）了； 【小问2详解】 b极通入氧化剂，作正极，在酸性条件下得电子发生还原反应，电极反应式为；由于正极反应不断消耗，导致b极附近溶液的浓度减小，因此溶液的pH增大； 【小问3详解】 在水系电池中，Zn极为负极，放电时Zn失电子，并在碱性溶液中结合生成，其电极反应式为； 【小问4详解】 电池工作时，原电池内部的阳离子向正极移动，故双极膜中解离出的移向正极（多孔碳电极）；其作用是提供反应物，参与正极的还原反应（），从而生成，并维持正极区溶液的电荷平衡； 【小问5详解】 的摩尔质量为，生成的物质的量为，根据正负极得失电子守恒关系，理论上负极消耗Zn的物质的量也为，其质量为。 18. 电解技术在环境治理和化工合成中具有重要价值。 Ⅰ．氨氮废水(主要含)的随意排放会导致水体富营养化。工业上常用“间接电解氧化法”处理含的废水，将其转化为无毒气体排入大气，其电解处理装置的工作原理如图所示。 （1）图中电极应与直流电源的__________(填“正”或“负”)极相连；Pt电极上生成的气体是__________(填化学式)。 （2）溶液中生成的活性次氯酸能将氧化为无毒的，该反应的离子方程式为__________________________________。 （3）若生成，理论上电解池外电路中转移______mol电子。 Ⅱ．高铁酸钾()是一种新型绿色水处理剂，在强碱性条件下比较稳定。工业上可用电解浓KOH溶液的方法制备高铁酸钾，其工作原理如图所示。 （4）膜a为________(填“阳离子交换膜”或“阴离子交换膜”)。 （5）若电解池外电路中转移3 mol电子，理论上左室溶液质量变化了________g。 （6）实际电解过程中，左室除了生成外，还会因发生副反应产生一种无色气体，导致电流效率降低，该气体是__________(填化学式)。 【答案】（1） ①. 正 ②. （2） （3）0.3 （4）阴离子交换膜 （5）79 （6） 【解析】 【小问1详解】 图中电极上转化生成，发生氧化反应，故该电极为阳极，应与直流电源的正极相连；电极为阴极，溶液中的在阴极放电发生还原反应，生成的气体是； 【小问2详解】 活性次氯酸()将氧化为无毒的，自身被还原为，元素化合价从-3价升高到0价，元素化合价从+1价降低到-1价，根据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒，可写出该反应的离子方程式为：； 【小问3详解】 的物质的量为 ，在整个转化过程中，元素的化合价从-3价升高到0价，生成理论上需要转移电子，故生成理论上电解池外电路中转移的电子为 ； 【小问4详解】 制备高铁酸钾，则铁电极为阳极；中间室底部通入浓溶液，顶部排出稀溶液，说明电解过程中中间室的离子向两侧移动而减少，在电场作用下，阴离子向阳极（左室）移动，阳离子向阴极（右室）移动，因此膜a允许阴离子通过，为阴离子交换膜； 【小问5详解】 左室为阳极区，其电极反应式为 ，当外电路转移电子时，阳极消耗，Fe溶解进入溶液使溶液增加的质量为；同时为了保持溶液电中性，会有从中间室通过膜a进入左室，移入的质量为 ，因此理论上左室溶液质量增加了 ； 【小问6详解】 左室为阳极区，在强碱性条件下，除了失去电子发生主反应外，溶液中的也可能在阳极失去电子发生氧化反应（），生成无色的氧气（），从而导致电流效率降低。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $