海淀教进附中学年高二第一学期期中考试化学试题及答案.docx
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海淀教进附中学年高二第一学期期中考试化学试题及答案
2020—2021学年度第一学期期中练习
高二化学试题及答案
一、单选题(共40分)
1.下列变化过程中只需要吸收能量的是
A.氢气球发生燃烧爆炸B.向污染的河水中投入生石灰
C.
D.
【答案】D
2.下列说法中正确的是()
A.化学反应的速率公式中,反应物浓度的方次与方程式中各物质化学式前的系数一致
B.需要加热才能发生的反应一定是吸热反应
C.在一个确定的化学反应关系中,反应物的总能量总是高于生成物的总能量
D.复杂反应的反应速率由最慢的一步基元决定
【答案】D
3.下图表示某可逆反应在使用和未使用催化剂时,反应过程和能量的对应关系。
下列说法一定正确的是
A.该反应为吸热反应
B.a与b相比,a的反应速率更快
C.a与b相比,反应的平衡常数一定不同
D.E2大于E1,说明总能量生成物比反应物低
【答案】D
4.为了提升食品的品质,在食品加工中可合理使用添加剂。
下列添加剂与反应速率有关的是
A.着色剂B.调味剂C.防腐剂D.增白剂
【答案】C
5.下列依据热化学方程式得出的结论正确的是
A.已知2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)ΔH=-483.6kJ·mol-1,则氢气的燃烧热为241.8kJ·mol-1
B.反应SO2(g)+2H2S(g)
3S(s)+2H2O(l)在常温下能自发进行,则该反应的ΔH<0
C.已知2C(s)+2O2(g)=2CO2(g)ΔH=a、2C(s)+O2(g)=2CO(g)ΔH=b,则a>b
D.已知C(石墨,s)=C(金刚石,s)ΔH>0,则金刚石比石墨稳定
【答案】B
6.下列有关说法正确的是
A.化学平衡发生移动,平衡常数必发生变化
B.加入反应物,单位体积内活化分子百分数增大,化学反应速率增大
C.铁片与稀盐酸制取氢气时,加入NaNO3固体或Na2SO4固体都不影响生成氢气的速率
D.过程的自发性只能用于判断过程的方向性,不能确定过程是否一定会发生和过程发生的速率
【答案】D
7.高温下,反应CO+H2O
CO2+H2达平衡。
恒容时,温度升高,H2浓度减小。
下列说法正确的是
A.该反应的焓变为负值
B.恒温恒容下,增大压强,平衡一定不动
C.升高温度,正反应速率减小
D.平衡常数
【答案】A
8.)研究表明N2O与CO在Fe+作用下发生反应的能量变化及反应历程如下图所示,下列说法错误的是
A.反应总过程ΔH<0
B.Fe+使反应的活化能减小
C.FeO+也是该反应的催化剂
D.Fe++N2O
FeO++N2、FeO++CO
Fe++CO2两步反应均为放热反应
【答案】C
9.在不同条件下,用
氧化一定浓度
溶液的过程中所测得的实验数据如图所示。
下列分析或推测不合理的是()
A.
内,
的氧化率随时间延长而逐渐增大
B.由曲线②和③可知,pH越大,
的氧化速率越快
C.由曲线①和③可知,温度越高,
的氧化速率越快
D.氧化过程的离子方程式为
【答案】B
10.甲醇-空气燃料电池(DMFC)是一种高效、轻污染的车载电池,其工作原理如图。
下列有关叙述正确的是
A.该装置能将电能转化为化学能
B.电子由甲电极经导线流向乙电极
C.负极的电极反应式为:
CH3OH+6OH--6e-
CO2+5H2O
D.b口通入空气,c口通入甲醇
【答案】B
11.某实验小组利用下列装置探究电解质溶液的浓度对金属腐蚀的影响:
装置
现象
电流计指针不发生偏转
电流计指针发生偏转
下列有关说法正确的是
A.装置Ⅰ中的铁片均不会发生任何腐蚀
B.铁片d上可能发生的电极反应为:
Fe-3e-=Fe3+
C.利用K3[Fe(CN)6]溶液可确定装置Ⅱ中的正、负极
D.铁片a、c所处的NaCl溶液的浓度相等,二者腐蚀速率相等
【答案】C
12.微生物燃料电池(MFC)是一种现代化氨氮去除技术。
如图为MFC碳氮联合同时去除的转化系统原理示意图。
下列说法不正确的是
A.好氧微生物反应器中反应为NH
+2O2=NO
+2H++H2O
B.电子由A极沿导线流向B极
C.标准状况下,B极上每生成3.36L气体时,理论上电路中有1mol电子通过
D.A极的电极反应式为CH3COO--8e-+2H2O=2CO2↑+7H+
【答案】C
13.我国科学家报道了如图所示的水溶液锂离子电池体系,下列叙述错误的是( )
A.放电时,a极锂的化合价发生变化
B.电流的方向为a到b
C.a为电池的正极
D.放电时,溶液中Li+从b向a迁移
【答案】A
14.生产硝酸钙的工业废水常含有NH4NO3,可用电解法净化。
其工作原理如图所示(阳膜和阴膜分别只允许阳离子和阴离子通过)。
下列有关说法正确的
A.a极为电源正极,b极为电源负极
B.装置工作时电子由b极流出,经导线、电解槽流入a极
C.I室和III室最终均能得到副产品NH4NO3
D.阴极电极反应式为2NO3-+12H++10e-==N2↑+6H2O
【答案】A
15.)某实验小组在常温下进行电解饱和Ca(OH)2溶液的实验,实验装置与现象见下表。
序号
I
II
装置
现象
两极均产生大量气泡,b极比a极多;a极溶液逐渐产生白色浑浊,该白色浑浊加入盐酸有气泡产生
两极均产生大量气泡,d极比c极多;c极表面产生少量黑色固体;c极溶液未见白色浑浊
下列关于实验现象的解释与推论,正确的是()
A.a极溶液产生白色浑浊的主要原因是电解过程消耗水,析出Ca(OH)2固体
B.b极产生气泡:
4OH--4e-===O2↑+2H2O
C.c极表面变黑:
Cu-2e-+2OH-===CuO+H2O
D.d极电极反应的发生,抑制了水的电离
【答案】C
16.(本题2分)已知重铬酸钾(K2Cr2O7)是一种比高锰酸钾还要强的氧化剂,其溶液中存在如下平衡:
2CrO42—(黄色)+2H+
Cr2O72—(橙色)+H2O
若要使溶液的橙色加深,下列可采用的方法是
A.加入适量稀盐酸B.加入适量稀硫酸
C.加入适量烧碱固体D.加水稀释
【答案】B
17能够使反应Cu+2H2O=Cu(OH)2+H2↑发生的是
A.用铜片作阴、阳极,电解氯化铜溶液
B.用铜片作阴、阳极,电解硫酸钾溶液
C.铜锌合金在潮湿空气中发生电化学腐蚀
D.铜片和碳棒用导线相连后同时插入一烧杯内的氯化钠溶液中
【答案】B
18.(本题2分)对于化学反应
,反应开始时各物质的浓度与3s时各物质的浓度如表所示:
A
B
C
开始浓度/(mol·L-1)
2.0
1.0
3.0
时浓度/(mol·L-1)
1.6
0.2
4.2
则化学方程式中化学计量数a:
b:
c为()
A.2:
1:
3B.8:
1:
21C.3:
2:
1D.1:
2:
3
【答案】D
19.(本题2分)某学生设计了一个“黑笔红字”的趣味实验。
滤纸先用氯化钠、无色酚酞的混合液浸湿,然后平铺在一块铂片上,接通电源后,用铅笔在滤纸上写字,会出现红色字迹。
据此,下列叙述正确的是
A.铅笔芯作阳极,发生还原反应
B.铂片端作阴极,发生氧化反应
C.铅笔端附近有少量的氯气产生
D.红字是H+放电,c(OH-)增大造成
【答案】D
20.“天宫一号”的供电系统中有再生氢氧燃料电池(RFC),RFC是一种将太阳能电池电解水技术与氢氧燃料电池技术相结合的可充电电池。
下图为RFC工作原理示意图(隔膜为质子选择性透过膜),下列说法中正确的是
装置I装置II
A.c极上发生的电极反应是:
O2+4H++4e-=2H2O
B.当有0.1mol电子转移时,b极产生1.12L气体Y(标准状况下)
C.装置I与装置II的电解质溶液中,氢离子运动方向相反
D.RFC系统工作过程中只存在3种形式的能量转化
【答案】A
第II卷(非选择题)
21.(本题4分)盖斯定律在生产和科学研究中有很重要的意义。
有些反应的反应热虽然无法直接测得,但可通过间接的方法测定。
现已知火箭发射时可用肼(N2H4)为燃料,以NO2作氧化剂,反应生成N2(g)和气态的水,据下列的2个热化学反应方程式:
N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)△H=+67.7kJ/mol
N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)△H=-534kJ/mol
试写出气态肼(N2H4)与NO2反应生成N2(g)和气态水的热化学反应方程式:
【答案】2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g),△H=-1135.7kJ/mol
【解析】
【分析】
根据题干热化学方程式和盖斯定律进行计算,得到所需热化学方程式。
【详解】
①N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)△H=+67.7kJ/mol;②N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)△H=-534kJ/mol;根据盖斯定律②×2-①,得到,则肼与NO2完全反应的热化学方程式为:
2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g),△H=-1135.7kJ/mol;
因此,本题正确答案是:
2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g),△H=-1135.7kJ/mol;
22.(本题9分)某温度时,在2L密闭容器中,三种气态物质X、Y、Z的物质的量(n)随时间(t)变化的曲线如图所示,由图中数据分析可得:
(1)该反应的化学方程式为__________________。
(2)反应开始至2min,用Y表示的平均反应速率为_________,X的转化率为________。
(3)在密闭容器里,通入amolA(g)和bmolB(g),发生反应A(g)+B(g)=2C(g),当改变下列条件时,会加快反应速率的是________(填序号)。
①降低温度②保持容器的体积不变,充入氦气
③加入催化剂④保持容器的体积不变,增加A(g)的物质的量
【答案】3X+Y
2Z0.025mol/(L·min)30%③④
(1)由图可知,X、Y是反应物,物质的量分别减少0.3mol、0.1mol,Z是生成物,物质的量增加0.2mol,则方程式中X、Y、Z的物质的量比是3:
1:
2,所以该反应的化学方程式为:
3X+Y
2Z。
(2)根据图像知X的物质的量减少0.3mol,则X的转化率为0.3mol/1mol×100%=30%;Y的浓度减少0.1mol/2L=0.05mol/L,根据v=△c/△t计算反应开始至2min,用X表示的平均反应速率为0.05mol/L/2min=0.025mol/(L·min)。
(3)①降低温度,化学反应速率减慢,错误;
②保持容器的体积不变,充入氦气,与反应相关的各物质的浓度不变,化学反应速率不变,错误;
③加入催化剂,化学反应速率加快,正确;
④保持容器的体积不变,增加A(g)的物质的量,反应物的浓度增大,化学反应速率加快,正确;
选③④。
23.(本题13分)甲、乙两池电极材料都是铁棒与碳棒(如图)。
请回答下列问题:
(1)若两池中均盛放CuSO4溶液,反应一段时间后:
①有红色物质析出的是:
甲池中的________棒;乙池中的________棒。
②在乙池中阳极的电极反应是_______________________________________。
(2)若两池中均盛放饱和NaCl溶液:
①写出乙池中总反应的离子方程式:
_____________________________________。
②将湿润的淀粉KI试纸放在乙池附近,发现试纸变蓝,待一段时间后又发现蓝色褪去。
这是因为过量的Cl2将生成的I2氧化。
若反应的Cl2和I2的物质的量之比为5∶1,且生成两种酸。
则该反应的化学方程式为。
【答案】
(1)①C Fe
②4OH--4e-===2H2O+O2↑
(2)①
②5Cl2+I2+6H2O===10HCl+2HIO3
【解析】
(1)①甲池为原电池装置,Fe为负极,电极反应为Fe-2e-=Fe2+,C为正极,发生还原反应,电极反应式为Cu2++2e-=Cu;②乙装置为电解装置,根据电子移动的方向可知C为阳极,Fe为阴极,阳极反应为4OH--4e-=O2↑+2H2O,阴极反应为Cu2++2e-=Cu,所以甲池中的碳(C)和乙池中的铁(Fe)有红色物质析出;②在乙池中阳极的电极反应式是4OH--4e-=O2↑+2H2O,故答案为4OH--4e-=O2↑+2H2O;
(2)①氯化钠溶液中存在的离子是:
氯离子、氢氧根离子、钠离子、氢离子,氯离子的放电能力大于氢氧根离子,氢离子的放电能力大于钠离子,所以该反应的生成物是氯气、氢气、氢氧化钠,总反应式为2Cl-+2H2O
2OH-+H2↑+Cl2↑;②过量的Cl2将生成的I2又氧化,氯气被还原生成氯离子,1mol氯气被还原得到2mol电子,若反应的Cl2和I2物质的量之比为5:
1,且生成两种酸,根据得失电子数相等知,含碘的酸中碘的化合价是+5价,所以含碘的酸是碘酸,故氯气和碘、水反应生成盐酸和碘酸,反应方程式为:
5Cl2+I2+6H2O=2HIO3+10HCl。
24.(本题15分)甲烷在工农业生产、生活中有着重要作用,请回答下列问题。
(1)用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。
例如:
①CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)∆H1=-574kJ/mol
②CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)∆H2
若在相同条件下,1molCH4还原NO2至N2,整个过程中放出的热量为867kJ,则∆H2=_________。
(2)用CH4催化还原NO,欲提高N2的平衡产率,应该采取的措施是_______(填序号)。
A.升高温度B.增大压强C.降低温度D.降低压强
(3)一定温度下,在初始体积为2L恒压密闭容器中通入1molCH4和4molNO(假设只发生反应②),20min后该反应达到平衡,测得容器中N2的物质的量为0.8mol。
则从反应开始至刚达到平衡用NO表示的反应速率v(NO)=________________,该温度下反应的平衡常数K=_______________。
(答案可用分数表示)
(4)为了提高CH4和NO转化为N2的产率,种学家寻找了一种新型的催化剂。
将CH4和NO按一定比例、一定流速通过装有上述新型催化剂的反应器中,测得N2的产率与温度的关系如图所示,OA段N2产率增大的原因是_________。
(5)对于反应②而言,不同温度下,CH4的浓度变化如图所示,下列说法正确的是__________(填序号)。
A.T1大于T2
B.c时二氧化碳的浓度为0.2mol/L
C.a点正反应速率大于b点的逆反应速率
D.a点的反应速率一定比c点的反应速率小
(6)新型高效的甲烷燃料电池采用铂为电极材料,两电极上分别通入CH4和O2,电解质为KOH溶液,该甲烷燃料电池中,负极反应方程式为_______。
【答案】-1160kJ/molC0.04mol/(L·min)
OA段随着温度的升高,催化剂的活性增强,化学反应速率加快,因此氮气的产率逐渐增大CCH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O
(1)根据盖斯定律计算。
(2)根据勒夏特列原理判断。
(3)根据三段式法计算。
(4)氮气的产率与速率有关,而速率与催化剂、温度相关。
(5)根据图象判断。
(6)根据碱性环境,可以知道CO2最终转化为CO32-。
【详解】
(1)在相同条件下,1molCH4还原NO2至N2,整个过程中放出的热量为867kJ,则③2CH4(g)+4NO2(g)=2N2(g)+2CO2(g)+4H2O(g)∆H3=-1734kJ/mol,根据盖斯定律,②=③-①,所以∆H2=∆H3-∆H1=-1160kJ/mol。
(2)反应CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O为放热、体积不变的可逆反应,欲使N2的平衡产率提高,可使平衡正向进行,则反应条件是降低温度,答案为C。
(3)根据三段式法:
由于反应前后体积不变,因此,反应开始到达平衡用NO来表示的反应速率v(NO)=
=0.04mol/(L∙min)。
根据平衡常数的定义
,代入数据,得到K=
。
(4)氮气的产率与速率有关,而速率与催化剂、温度相关。
当温度升高时,催化剂的活性増强,化学反应速率加快,因此氮气的产率逐渐增大。
(5)A.根据图象,相同时间内,T2比T1反应进行的程度大,因此T2>T1,A说法错误;
B.c点甲烷转换的浓度为1.2mol/L,因此二氧化碳的浓度也是1.2mol/L,B说法错误;
C.在同一温度未达平衡前,a点反应物浓度大于b点反应物浓度,a点的正反应速率大于b点的正反应速率;未达平衡时,b点的正反应速率大于b点的逆反应速率,所以a点的正反应速率大于b点的逆反应速率,C说法正确;
D.a点所处的温度低于c点所处的温度,但a点的反应物的浓度大于c点的反应物浓度,因此两点的速率无法比较,说法错误;
答案为C。
(6)根据碱性环境,可以知道CO2最终转化为CO32-,根据得失电子守恒和物料守恒,可以得出负极电极反应式为CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O。
25.(本题19分)
(1)高铁酸钾(K2FeO4)不仅是一种理想的水处理剂,而且高铁电池的研制也在进行中。
如图是高铁电池的模拟实验装置:
①该电池放电时正极的电极反应式为_______________________________________;若维持电流强度为1A,电池工作十分钟,理论上消耗Zn______g(计算结果保留一位小数,已知F=96500C·mol-1)。
②盐桥中盛有饱和KCl溶液,此盐桥中氯离子向______(填“左”或“右”)移动;若用阳离子交换膜代替盐桥,则钾离子向________(填“左”或“右”)移动。
③下图为高铁电池和常用的高能碱性电池的放电曲线,由此可得出高铁电池的优点有__________。
(2)有人设想以N2和H2为反应物,以溶有A的稀盐酸为电解质溶液,可制造出既能提供电能,又能固氮的新型燃料电池,装置如图所示,电池正极的电极反应式是__________________________,A是________。
(3)利用原电池工作原理测定汽车尾气中CO的浓度,其装置如图所示。
该电池中O2-可以在固体介质NASICON(固溶体)内自由移动,工作时O2-的移动方向________(填“从a到b”或“从b到a”),负极发生的电极反应式为__________________________。
【答案】FeO42—+4H2O+3e-=Fe(OH)3↓+5OH-0.2右左使用时间长、工作电压稳定N2+8H++6e-=2NH4+氯化铵(或NH4Cl)从b到aCO+O2--2e-=CO2
【解析】
【分析】
【详解】
(1)①根据电池装置,锌做负极,碳为正极,高铁酸钾的氧化性很强,正极上高铁酸钾发生还原反应生成氢氧化铁,电极反应为FeO42—+4H2O+3e-=Fe(OH)3↓+5OH-;若维持电离强度为1A,电池工作十分钟,通过的电子为
,则理论消耗锌的质量为
=0.2g。
②盐桥中阴离子向负极移动,盐桥起的作用是使两个半电池连成一个通路,使两溶液保持电中性,起到平衡电荷、构成闭合回路的作用,放电时盐桥中氯离子向右移动,用某种高分子材料制成阳离子交换膜代替盐桥,则钾离子向左移动。
③由图可知高铁电池的优点有使用时间长、工作电压稳定。
(2)该电池的本质反应是合成氨的反应,电池中氢气失去电子,在负极上发生氧化反应,氮气得到电子在正极上发生还原反应,则正极反应为N2+8H++6e-=2NH4+,氨气和氯化氢反应生成氯化铵,则电解质溶液为氯化铵。
(3)根据图可知,一氧化碳和空气形成燃料电池,一氧化碳失去电子和氧离子反应生成二氧化碳发生氧化反应,电极反应式为CO+O2--2e-=CO2,所以一氧化碳所在极为负极,通入空气的一极为正极,原电池放电时电子从负极流向正极,阴离子向负极移动,所以工作时氧离子的移动方向为从b到a。
【点睛】
掌握原电池的工作原理,负极上失去电子发生氧化反应,正极上得到电子发生还原反应,电解质中阳离子向正极移动,阴离子向负极移动,电子在导线中从负极移向正极。
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