辅仁中学校2023-2024学年高一下学期期中考试
化学试卷
（考试时间：75分钟，总分：100分）
可能用到的相对原子质量：Zn-65 Al-27
一、选择题（每小题只有一个选项符合题意，每题 3分，共 42 分）
1.化学与科技、生活密切相关。下列叙述中正确的是( )
A. GaN具有半导体的性质，常用作LED灯的芯片，属于新型无机非金属材料
B. 从石墨中剥离出的石墨烯薄片能导电，因此是电解质
C. 宇宙飞船返回舱外表面使用的高温结构陶瓷的主要成分是硅酸盐
D. 杭州亚运会吉祥物“江南忆”机器人所采用芯片的主要成分为二氧化硅
2.化学反应中能量变化的根本原因是( )
A.反应温度的改变 B.化学键的断裂和形成
C.分子间距离的变化 D.物质组成发生变化
3.下列有关说法正确的是( )
A.S与H2、O2、Fe反应过程中S表现氧化性
B.硫、碳在空气中完全燃烧产物分别为SO3、CO2
C.液氨汽化时吸收大量热，可用作制冷剂
D.SO2通入紫色石蕊试液，溶液先变红后褪色，体现了SO2酸性氧化物的性质和漂白性
4.为阿伏加德罗常数的值。下列说法正埆的是( )
A．50mL、18.4mol/L浓硫酸与足量铜加热反应，生成SO2分子的数目为
B．和充分反应转移电子数为
C．常温下，将2.7g铝片投入足量的浓硝酸中，铝失去的电子数为
D．标准状况下，与足量的反应，生成的分子数为
5.已知N2+3H22NH3为放热反应，对该反应的下列说法中正确的是( )
A.N2的能量一定高于NH3 B.H2的能量一定高于NH3
C.N2和H2的总能量一定高于NH3的总能量 D.因该反应为放热反应，故不必加热就可发生
6.下列关于物质或离子检验的叙述正确的是（ ）
A.往品红溶液中通入气体，红色褪去，证明气体一定是二氧化硫
B.气体通过无水硫酸铜，粉末变蓝，证明原气体中含有水蒸气
C.加入氯化钡溶液生成沉淀，再加入盐酸沉淀不溶解证明一定含有硫酸根
D.将气体通入澄清石灰水，溶液变浑浊，证明原气体是CO2
7.以下各种装置工作时由化学能转变为电能的是( )
A B C D
氢氯燃料电池 太阳能电池 风力发电 煤气灶
8.除去粗盐中的Ca2+、Mg2+、及泥沙，可先将粗盐溶于水，然后进行下列操作：
①过滤②加过量的NaOH溶液③加适量盐酸④加过量Na2CO3溶液⑤加过量BaCl2溶液。正确的操作顺序是( )
A．①④②⑤③ B．④①②⑤③ C．②④⑤①③ D．⑤②④①③
9.实验室用如图装置制氨气并验证氨气的某些化学性质，能达到实验目的的是( )
A.用装置甲制取氨气 B.用装置乙除去氨气中的水蒸气
C.用装置丙验证氨气具有还原性 D.用装置丁吸收尾气
10.下列四个常用电化学装置的叙述错误的是 ( )
图Ⅰ水果电池图 图Ⅱ干电池 图Ⅲ铅蓄电池 Ⅳ氢氧燃料电池
A.图Ⅰ所示电池中，电流从铜片流出
B.图Ⅱ所示干电池中锌皮作负极
C.图Ⅲ所示电池为二次电池，放电过程中硫酸溶液浓度减小。
D.图Ⅳ所示电池中正极反应为： O2+2H2O+4e- =4OH-
11.将镁带投入盛放在敞口容器内的盐酸里，反应速率用产生的氢气的速率表示，在下列因素中：①盐酸的浓度②镁带的表面积③溶液的温度④盐酸的体积⑤氯离子的浓度，影响反应速率的因素是( )
A.①④ B.③⑤ C.①②③ D.①②③⑤
12.在给定条件下，下列选项中所示的物质间转化均能实现的是( )
A.
B
C.
D.
13.下列实验操作、现象和结论均正确的是( )
实验操作 现象 结论
A 浓硫酸滴入蔗糖中，产生的气体通入澄清石灰水 蔗糖变黑、体积膨胀，澄清石灰水变浑浊 浓硫酸具有脱水性和强氧化性
B 取适量NaHCO3固体于试管中，滴入少量水并用温度计检测 试管内温度上升，NaHCO3结块变为晶体 NaHCO3溶于水放热
C 向溶液中逐滴加入稀氨水至过量 产生白色沉淀，并逐渐增多，后慢慢溶解 碱性：
D 取适量浓硝酸于试管中，将灼热的木炭插入试管 产生红棕色气体 浓硝酸与炭反应产生NO2
14.一定温度下，在 2 L 密闭容器中，A、B、C 三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示。下列说法正确的是（ ）
A.反应开始到 5min，υ(C)=0.2 mol/（L·min）
B.反应开始到 5min，B 的物质的量浓度增加了 0.4 mol/L
C.反应的化学方程式为：2B(g)＋C(g)3A(g)
D.a 点时，c(A)=c(B)
二、填空题（每空2分，共58分）
15.（14分）如图所示，实验室用铜与浓硫酸加热的方法来制备SO2，并探究其化学性质。
(1)试管①中反应的化学方程式为 。若试管②中盛放品红试液，可以验证的SO2的性质是 。若要验证SO2的还原性，试管②中应盛放 溶液。
(2)浓硫酸具有：a.脱水性；b.酸性；c.强氧化性；d.吸水性；下列各项分别表现浓硫酸的什么性质，请将字母填于空白处：
①盛有浓硫酸的烧杯敞口放置一段时间后，质量增加 。
②浓硫酸与铜共热，浓硫酸表现的性质是 。
③浓硫酸与红热木炭反应，浓硫酸表现的性质是 。
④蔗糖中倒入浓硫酸，蔗糖变黑，体积膨胀，且有刺激性气味的气体产生，浓硫酸表现的性质是 。
16.（14分） A~G的转化关系如图1所示(部分产物略去)，其中E为红棕色气体，G为单质。常温下，将Al片浸在不同质量分数的C溶液中，经过相同时间的腐蚀后，Al片的质量损失情况如图2所示。
请回答下列问题：
（1）A的化学式为_____________________。
（2）实验室中常用_____________________检验B，现象是_________________________。
（3）反应④、⑤的化学方程式依次为______________________、_________________________。
（4）图2中Al质量损失随C溶液质量分数的变化先增大后减小，减小的原因为_____________。
（5）足量Al与一定浓度的C反应，得到H溶液和D、E的混合物，这些混合物与1.68 LO2(标准状况)混合后通入水中，所有气体恰好完全被水吸收生成C．若向所得H溶液中加入5 mol/LNaOH溶液至Al3+恰好完全沉淀，则消耗NaOH溶液的体积是_____mL。
17.（14分）微型纽扣电池在现代生活中有广泛应用，有一种银锌电池，其电极分别是Ag2O和Zn，电解质溶液为KOH溶液，总反应为Ag2O+Zn=ZnO+2Ag，其中一个电极反应为Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-。
（1）正极材料为___________。
（2）写出另一电极的电极反应式__________。
（3）在电池使用的过程中，电解质溶液中KOH的物质的量怎样变化？________（增大、减小、不变）。
（4）当电池工作时通过电路对外提供了1mol电子，计算消耗的负极的质量_______。
（5）利用下列反应：Fe+2Fe3+=3Fe2+设计一个原电池，请选择适当的材料和试剂。
①电解质溶液为_____________。
②负极反应式：____________________。
③溶液中Fe3+向__________极移动。
18.（16分）利用CO2合成甲醇(CH3OH)是实现碳中和的措施之一，其反应方程式为。
回答下列问题：
(1)CO2合成甲醇的能量变化如图所示。
该反应是 反应(填“放热”或“吸热”)，反应物的化学键断裂所吸收的总能量 生成物的化学键形成所释放的总能量(填“大于”或“小于”)。
(2)向2L恒容密闭容器中加入4molCO2、10molH2，恒温下发生反应，测得CO2(g)和CH3OH(g)的物质的量随时间变化如图所示。
①3min时，正反应速率 逆反应速率(填“>”、“<”或“=”)。
②0~9min内，用H2表示的平均反应速率v(H2)= mol·L-1·min-1。
③下列能说明反应达到平衡状态的是 (填标号)。
A.混合气体的密度保持不变 B.3v正(CH3OH)=v逆(H2)
C.c(CH3OH)=c(H2O) D.2molC=O键断裂的同时生成3molH-H键
(3)以甲醇作燃料的燃料电池如图所示。
①X处通入的是 (填“甲醇”或“空气”)；正极的电极反应式为 。
②若有1molCO2生成，理论上通过质子交换膜的H+的物质的量为 。辅仁中学校2023-2024学年高一下学期期中考试
化学试卷 解析
（考试时间：75分钟，总分：100分）
可能用到的相对原子质量：Zn-65 Al-27
一、选择题（每小题只有一个选项符合题意，每题 3分，共 42 分）
1.化学与科技、生活密切相关。下列叙述中正确的是( )
A. GaN具有半导体的性质，常用作LED灯的芯片，属于新型无机非金属材料
B. 从石墨中剥离出的石墨烯薄片能导电，因此是电解质
C. 宇宙飞船返回舱外表面使用的高温结构陶瓷的主要成分是硅酸盐
D. 杭州亚运会吉祥物“江南忆”机器人所采用芯片的主要成分为二氧化硅
【答案】A
【解析】A．GaN具有半导体的性质，常用作LED灯的芯片，GaN属于新型无机非金属材料，A正确；
B．石墨及从石墨中剥离出的石墨烯薄片是非金属单质，不是化合物，因此不属于电解质，B错误；
C．宇宙飞船返回舱外表面使用的高温结构陶瓷的主要成分是氮化硅，氮化硅属于新型无机非金属材料，而不是传统无机非金属性材料硅酸盐，C错误；
D．杭州亚运会吉祥物“江南忆”机器人所采用芯片的主要成分为晶体硅，而不是二氧化硅，D错误；
故合理选项是A。
2.化学反应中能量变化的根本原因是( )
A.反应温度的改变 B.化学键的断裂和形成
C.分子间距离的变化 D.物质组成发生变化
【答案】B
【解析】化学反应进行过程中原子之间进行重新组合，原来物质中的化学键要首先断裂，然后原子之间重组时，形成新化学键，旧键断裂和新键形成过程中都有能量变化，故化学反应中能量变化的根本原因是反应过程中化学键的断裂与形成。故选B。
3.下列有关说法正确的是( )
A.S与H2、O2、Fe反应过程中S表现氧化性
B.硫、碳在空气中完全燃烧产物分别为SO3、CO2
C.液氨汽化时吸热，可用作制冷剂
D.SO2通入紫色石蕊试液，溶液先变红后褪色，体现了SO2酸性氧化物的性质和漂白性
【答案】C
【解析】
A.S与O2反应生成SO2，S元素化合价升高，S表现还原性，故A错误；
B.硫、碳在空气中完全燃烧产物分别为SO2、CO2，故B错误；
C.氨气易液化成液氨，液氨在汽化过程中吸收热量使温度降低，可做制冷剂，故正确；D.SO2通入紫色石蕊试液，SO2与水反应产生H2SO3，H2SO3电离产生H+，使溶液显酸性，因此可以使紫色石蕊溶液变红色，但不能褪色，故C错误；
选C。
4.为阿伏加德罗常数的值。下列说法正埆的是( )
A．50mL、18.4mol/L浓硫酸与足量铜加热反应，生成SO2分子的数目为
B．和充分反应转移电子数为
C．常温下，将2.7g铝片投入足量的浓硝酸中，铝失去的电子数为
D．标准状况下，与足量的反应，生成的分子数为
【答案】B
【详解】A．50 mL 18.4 mol·L－1浓硫酸中含有H2SO4的物质的量n(H2SO4)=18.4mol/L×0.05L=0.92mol，若与足量铜微热完全反应，生成SO2分子的数目为0.46NA，但随着反应的进行，硫酸变为稀硫酸，反应就不再发生，因此反应产生的SO2分子的数目小于0.46NA，A错误；
B．Cu与S反应生成Cu2S，2Cu~S~Cu2S~2e-，0.2molCu与S反应转移的电子数为0.2NA，B正确；
C．常温下，将2.7g铝片投入足量的浓硝酸中，发生钝化，C错误；
D．，反应为可逆反应，所以22.4LSO2即1mol SO2生成的SO3小于NA，D错误；故选B。
5.已知N2+3H22NH3为放热反应，对该反应的下列说法中正确的是( )
A.N2的能量一定高于NH3 B.H2的能量一定高于NH3
C.N2和H2的总能量一定高于NH3的总能量 D.因该反应为放热反应，故不必加热就可发生
【答案】C
【解析】
A.当所有反应物的能量高于生成物的能量时，反应是放热反应，所以N2+3H2 2NH3为放热反应，说明氨气和氢气的能量高于氨气，但是不能说明N2的能量一定高于NH3，故A错误；
B.当所有反应物的能量高于生成物的能量时，反应是放热反应，所以N2+3H2 2NH3为放热反应，说明氨气和氢气的能量高于氨气，但是不能说明H2的能量一定高于NH3，故B错误；
C.反应是放热反应，所以反应物的能量高于生成物的能量，即N2和H2的总能量一定高于NH3的总能量，故C正确；
D.并不是说所有的放热反应不必加热就可发生，如氨的合成需要高温高压催化剂才能发生，故D错误；
答案选C。
6.下列关于物质或离子检验的叙述正确的是（ ）
A.往品红溶液中通入气体，红色褪去，证明气体一定是二氧化硫
B.气体通过无水硫酸铜，粉末变蓝，证明原气体中含有水蒸气
C.加入氯化钡溶液生成沉淀，再加入盐酸沉淀不溶解证明一定含有硫酸根
D.将气体通入澄清石灰水，溶液变浑浊，证明原气体是CO2
【答案】B
【解析】
A.能使品红溶液褪的气体有二氧化硫，氯气，臭氧等，选项A错误；
B.无水硫酸铜会与水结合生成五水硫酸铜而成蓝色，所以可以证明原气体中含有水蒸气，选项B正确；
C.如果溶液为硝酸银也有该现象，选项C错误；
D.二氧化硫也能使澄清石灰水变浑浊，选项D错误。
答案选B。
7.以下各种装置工作时由化学能转变为电能的是( )
A B C D
氢氯燃料电池 太阳能电池 风力发电 煤气灶
【答案】A
【详解】A．氢氧燃料电池是把化学能转化为电能，故A符合题意
B．太阳能电池是光能转化为电能，故B不符合题意；
C．风力发电是把风能转化为电能，故C不符合题意；
D．煤气灶将化学能转化为热能和光能，故D不符合题意；
故选A。
8.除去粗盐中的Ca2+、Mg2+、及泥沙，可先将粗盐溶于水，然后进行下列操作：
①过滤②加过量的NaOH溶液③加适量盐酸④加过量Na2CO3溶液⑤加过量BaCl2溶液。正确的操作顺序是( )
A．①④②⑤③ B．④①②⑤③ C．②④⑤①③ D．⑤②④①③
【答案】D
【详解】要先除硫酸根离子，然后再除钙离子，碳酸钠可以除去过量的钡离子，如果加反了，过量的钡离子就没法除去，至于加氢氧化钠除去镁离子顺序不受限制，因为过量的氢氧化钠加盐酸就可以调节了，只要将三种离子除完了，过滤就行了，最后加盐酸除去过量的氢氧根离子碳酸根离子，正确顺序为：②⑤④①③、⑤④②①③或⑤②④①③；答案选D。
9.实验室用如图装置制氨气并验证氨气的某些化学性质，能达到实验目的的是( )
A.用装置甲制取氨气 B.用装置乙除去氨气中的水蒸气
C.用装置丙验证氨气具有还原性 D.用装置丁吸收尾气
【答案】C
【解析】
A.氯化铵受热分解生成氨气和氯化氢，氯化氢和氨气在冷处又反应生成氯化铵，因此不能用加热氯化铵来制取氨气，而是加热氯化铵和氢氧化钙固体来制氨气，故A不符合题意；
B.氨气与硫酸反应，因此不能用装置乙除去氨气中的水蒸气，而用碱石灰干燥氨气，故B不符合题意；
C.氨气与氧化铜加热反应，根据氧化铜由黑色变为红色，说明氨气具有还原性，故C符合题意；
D.氨气易溶于水，装置丁氨气直接通到水中，会产生倒吸，要吸收尾气，可以将苯换为四氯化碳，故D不符合题意。
综上所述，答案为C。
10.下列四个常用电化学装置的叙述错误的是 ( )
图Ⅰ水果电池图 图Ⅱ干电池 图Ⅲ铅蓄电池 Ⅳ氢氧燃料电池
A.图Ⅰ所示电池中，电流从铜片流出
B.图Ⅱ所示干电池中锌皮作负极
C.图Ⅲ所示电池为二次电池，放电过程中硫酸溶液浓度减小。
D.图Ⅳ所示电池中正极反应为： O2+2H2O+4e- =4OH-
【答案】D
A.图Ⅰ是铜锌水果电池，锌做负极，铜作正极，故电流从正极铜片流出，A正确；
B.锌锰干电池，石墨做正极，锌筒做负极，B正确；
C.铅蓄电池放电时电池反应为：Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O，可以反复充放电属于二次电池，放电过程中硫酸溶液浓度减小，C正确；
D.氢氧燃料电池正极氧气发生还原反应，图片显示氢离子在移动，说明为酸性电解质，故正极电极反应为O2+4H++4e-=2H2O，D错误；
故答案为：D。
11.将镁带投入盛放在敞口容器内的盐酸里，反应速率用产生的氢气的速率表示，在下列因素中：①盐酸的浓度②镁带的表面积③溶液的温度④盐酸的体积⑤氯离子的浓度，影响反应速率的因素是( )
A.①④ B.③⑤ C.①②③ D.①②③⑤
【答案】C
【解析】
镁与盐酸反应实质是：Mg+2H+=Mg2++H2↑，所以盐酸（H+）浓度、镁带的表面积及溶液的温度对速率有影响。
故选C。
【点睛】本题若不理解Mg与盐酸反应的实质，会认为改变氯离子的浓度，产生氢气的速率也会跟着改变而误选C。
12.在给定条件下，下列选项中所示的物质间转化均能实现的是( )
A.
B
C.
D.
【答案】D
【解析】A．NO不属于酸性氧化物，不能与NaOH溶液反应，A错误；
B．亚硫酸的酸性弱于盐酸，二氧化硫和氯化钡溶液不反应，B错误；
C．二氧化硅难溶于水，也不能与水反应，D错误；
D．氮气和氢气反应生成氨气，二氧化碳通入饱和食盐水中形成酸性溶液，再通入氨气生成碳酸氢钠，D正确；
故选：D。
13.下列实验操作、现象和结论均正确的是( )
实验操作 现象 结论
A 浓硫酸滴入蔗糖中，产生的气体通入澄清石灰水 蔗糖变黑、体积膨胀，澄清石灰水变浑浊 浓硫酸具有脱水性和强氧化性
B 取适量NaHCO3固体于试管中，滴入少量水并用温度计检测 试管内温度上升，NaHCO3结块变为晶体 NaHCO3溶于水放热
C 向溶液中逐滴加入稀氨水至过量 产生白色沉淀，并逐渐增多，后慢慢溶解 碱性：
D 取适量浓硝酸于试管中，将灼热的木炭插入试管 产生红棕色气体 浓硝酸与炭反应产生NO2
【答案】A
A.蔗糖与浓硫酸反应生成蓬松多孔的黑色物质，浓硫酸先使蔗糖脱水生成C单质，蔗糖变黑，体现了浓硫酸的脱水性，C单质与浓硫酸反应生成CO2，同时生成刺激性气味的气体SO2，使体积膨胀，体现了浓硫酸的强氧化性，二氧化碳、二氧化硫均会使得澄清石灰水生成固体变浑浊，故A正确；
B.取适量NaHCO3固体于试管中，滴入少量水并用温度计检测，碳酸氢钠溶解、试管内温度下降，NaHCO3溶于水吸热，故B错误；
C.Al(OH) 3与氨水不反应，故AlCl3溶液中加入稀氨水至过量，产生白色沉淀、并逐渐增多，沉淀不会溶解，故C错误；
D.取适量浓硝酸于试管中，将灼热的木炭插入试管中，产生红棕色气体，可能是浓硝酸与炭反应生成了NO2、也可能是浓硝酸受热分解产生了NO2，故D错误；
故选A。
14.一定温度下，在 2 L 密闭容器中，A、B、C 三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示。下列说法正确的是（ ）
A.反应开始到 5min，υ(C)=0.2 mol/（L·min）
B.反应开始到 5min，B 的物质的量浓度增加了 0.4 mol/L
C.反应的化学方程式为：2B(g)＋C(g)3A(g)
D.a 点时，c(A)=c(B)
【答案】D
【解析】
A.反应开始到5min， n(C)=0.2 mol，υ(C)==0.02 mol/(L·min)，A选项错误；
B.反应开始到5min，B的物质的量由0变为0.4mol，则增加了0.4mol，物质的量浓度增加了0.2mol/L，B选项错误；
C.反应达到平衡时，A的物质的量由0.8 mol减少为0.2 mol，变化量为0.6 mol，A为反应物，B的物质的量由0增加到0.4 mol，变化量为0.4 mol，C的物质的量由0增加到0.2 mol，变化量为0.2 mol，B、C为生成物，化学反应计量系数之比等于反应体系中物质变化量之比， n(A)： n(B)： n(C) =0.6 mol：0.4 mol：0.2 mol=3：2：1，则反应的化学方程式为：3A2B＋C，C选项错误；
D.由图可知，a点时，A、B的物质的量相同，则物质的量浓度也相同，D选项正确；
答案选D。
【点睛】解答本题的关键在于从图像中找到信息，找到谁是反应物，谁是生成物，根据方程式的系数之比等于变化的物质的量之比，从而正确书写出化学方程式，应用化学反应速率的公式进行计算。
二、填空题（每空2分，共58分）
15.（14分）如图所示，实验室用铜与浓硫酸加热的方法来制备SO2，并探究其化学性质。
(1)试管①中反应的化学方程式为 。若试管②中盛放品红试液，可以验证的SO2的性质是 。若要验证SO2的还原性，试管②中应盛放 溶液。
(2)浓硫酸具有：a.脱水性；b.酸性；c.强氧化性；d.吸水性；下列各项分别表现浓硫酸的什么性质，请将字母填于空白处：
①盛有浓硫酸的烧杯敞口放置一段时间后，质量增加 。
②浓硫酸与铜共热，浓硫酸表现的性质是 。
③浓硫酸与红热木炭反应，浓硫酸表现的性质是 。
④蔗糖中倒入浓硫酸，蔗糖变黑，体积膨胀，且有刺激性气味的气体产生，浓硫酸表现的性质是 。
【答案】(1) Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+2H2O+SO2 漂白性 KMnO4溶液
(2) d bc c ac
【分析】铜与浓硫酸加热反应生成硫酸铜、二氧化硫和水，二氧化硫具有漂白性能够使品红溶液褪色，具有还原性，能够使酸性的高锰酸钾溶液褪色，有毒，能够污染空气，应用氢氧化钠溶液吸收，防止空气污染；
【详解】（1）铜与浓硫酸加热反应生成硫酸铜、二氧化硫和水，①中化学方程式为Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+2H2O+SO2，二氧化硫具有漂白性能够使品红溶液褪色，若试管②中盛放品红试液，可以验证的SO2的性质漂白性，二氧化硫具有还原性，能够使酸性的高锰酸钾溶液褪色，试管②中应盛放高锰酸钾溶液，可验证其还原性；
（2）①浓硫酸的烧杯敞口放置一段时间后，质量增加，是由于浓硫酸吸收空气中的水分造成的，所以选d；
②浓硫酸与金属共热，浓硫酸表现的性质是酸性和强氧化性，所以选bc；
③浓硫酸与非金属反应，碳与浓硫酸反应生成二氧化碳和二氧化硫，浓硫酸表现强氧化性，所以选c；
④蔗糖中倒入浓硫酸，蔗糖变黑，体积膨胀，且有刺激性气味的气体产生，浓硫酸表现的性质是强氧化性和脱水性，所以选ac；
16.（14分） A~G的转化关系如图1所示(部分产物略去)，其中E为红棕色气体，G为单质。常温下，将Al片浸在不同质量分数的C溶液中，经过相同时间的腐蚀后，Al片的质量损失情况如图2所示。
请回答下列问题：
（1）A的化学式为_____________________。
（2）实验室中常用_____________________检验B，现象是_________________________。
（3）反应④、⑤的化学方程式依次为______________________、_________________________。
（4）图2中Al质量损失随C溶液质量分数的变化先增大后减小，减小的原因为_________________。
（5）足量Al与一定浓度的C反应，得到H溶液和D、E的混合物，这些混合物与1.68 LO2(标准状况)混合后通入水中，所有气体恰好完全被水吸收生成C．若向所得H溶液中加入5 mol/LNaOH溶液至Al3+恰好完全沉淀，则消耗NaOH溶液的体积是_____mL。
【答案】（1） ①. NH4NO3 ②. NH3
（2） ①. 湿润的红色石蕊试纸/蘸有浓盐酸的玻璃棒 ②. 试纸变蓝/出现白烟
（3） ①. 4HNO32H2O+4NO2↑+O2↑ ②. 8NH3+6NO27N2+12H2O
（4）硝酸浓度增大到一定程度，Al表面逐渐形成致密氧化膜(钝化)，阻止反应发生
（5）60
【解析】
【分析】根据A在110℃受热分解产生B、C，B与F反应产生D，D与F反应产生E，E是红棕色气体，可知E 是NO2，逆推D是NO，F是O2，由于B、E在一定条件下反应产生G单质，则B是NH3，G是N2；C在加热条件下反应产生O2、NO2，可知C是HNO3，则A是盐NH4NO3。
【小问1详解】
根据上述分析可知：A是NH4NO3，B是NH3，C是HNO3，D是NO，E是NO2，F是O2，G是N2。
【小问2详解】
B是NH3，其水溶液显碱性，能够使湿润的红色石蕊试纸变为蓝色，据此检验。因此在实验室中常用湿润的红色石蕊试纸检验氨气；也可以根据浓氨水挥发的NH3与浓盐酸挥发的HCl在空气中反应产生NH4Cl白色固体而有白烟的现象，用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近，若反应产生白烟，则证明气体是NH3；
【小问3详解】
根据图示可知：反应④是HNO3受热分解产生H2O、NO2、O2，该反应的化学方程式为：4HNO32H2O+4NO2↑+O2↑；
反应⑤是NH3与NO2在一定条件下反应产生N2、H2O，根据电子守恒、原子守恒，可得该反应的化学方程式为：8NH3+6NO27N2+12H2O；
【小问4详解】
C是HNO3，HNO3具有强氧化性，在室温下稀硝酸与Al反应产生Al(NO3)3、NO、H2O，当硝酸浓度增大到一定程度时，硝酸被还原为NO2，反应导致金属Al质量损耗，但当硝酸浓度增大到一定程度时，浓硫酸将Al表面氧化产生了一层致密氧化膜，导致金属不能进一步发生反应，即发生钝化现象，从而阻止反应发生，所以Al质量损失随C溶液质量分数的变化先增大后减小；
【小问5详解】
足量Al与一定浓度硝酸反应产生Al(NO3)3溶液、NO、NO2、H2O，NO2、NO的混合气体与1.68 L O2(标准状况)混合后通入水中，完全生成HNO3，则整个过程中HNO3反应前后没有变化，即Al失去的电子都被O2得到了，根据得失电子守恒：n(Al)×2=n(O2)×4，1.68 L标准状况下的O2的物质的量是n(O2)==0.075 mol，所以n(Al)==0.10 mol，所以溶液中铝离子为0.10 mol，根据Al3++3OH-=Al(OH)3↓，可知加入的NaOH的物质的量为n(NaOH)=0.10 mol×3=0.30 mol，故需加入NaOH溶液的体积V(NaOH)==0.06 L=60 mL。
17.（14分）微型纽扣电池在现代生活中有广泛应用，有一种银锌电池，其电极分别是Ag2O和Zn，电解质溶液为KOH溶液，总反应为Ag2O+Zn=ZnO+2Ag，其中一个电极反应为Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-。
（1）正极材料为___________。
（2）写出另一电极的电极反应式__________。
（3）在电池使用的过程中，电解质溶液中KOH的物质的量怎样变化？________（增大、减小、不变）。
（4）当电池工作时通过电路对外提供了1mol电子，计算消耗的负极的质量_______。
（5）利用下列反应：Fe+2Fe3+=3Fe2+设计一个原电池，请选择适当的材料和试剂。
①电解质溶液为_____________。
②负极反应式：____________________。
③溶液中Fe3+向__________极移动。
【答案】 ①.Ag2O ②.Zn+2OH-—2e-=ZnO+H2O ③.不变 ④.32.5g ⑤.FeCl3或铁盐溶液 ⑥.Fe—2e-=Fe2+ ⑦.正
【解析】
【分析】由总反应式和电极反应式可知，微型纽扣电池中Ag2O为正极，Ag2O在正极得到电子被还原，电极反应式为Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-，锌是负极，失电子发生氧化反应，电极反应式为Zn+2OH-—2e-=ZnO+H2O。
（1）根据总反应式和电极反应式可知，锌失电子作负极，氧化银得电子作正极，故答案为：Ag2O；
（2）根据总反应式和电极反应式可知，锌失电子作负极，电极反应式为Zn+2OH-—2e-=ZnO+H2O，故答案为：Zn+2OH-—2e-=ZnO+H2O；
（3）由总反应为Ag2O+Zn=ZnO+2Ag可知，反应中没有消耗或生成氢氧化钾，也没有生成或消耗水，所以KOH的物质的量不变，故答案为：不变；
（4）由负极反应式Zn+2OH-—2e-=ZnO+H2O可知，消耗1mol锌通过电路对外提供了2mol电子，则通过电路对外提供了1mol电子，消耗锌的质量为1mol××65g/mol=32.5g，故答案为：32.5g；
（5）在Fe+2Fe3+=3Fe2+反应中，Fe被氧化，应为原电池的负极，电极反应为：Fe-2e-=Fe2+，Fe3+得电子被还原，应为原电池正极反应，正极材料为活泼性比Fe弱的金属或非金属材料如碳棒，电解质溶液为含Fe3+离子的溶液，如FeCl3或铁盐，溶液中Fe3+向正极移动，故答案为：FeCl3或铁盐溶液；Fe—2e-=Fe2+；正。
【点睛】在原电池中还原剂作负极，失去电子被氧化，发生氧化反应，氧化剂在正极得到电子被还原，发生还原反应。
18.（16分）利用CO2合成甲醇(CH3OH)是实现碳中和的措施之一，其反应方程式为。
回答下列问题：
(1)CO2合成甲醇的能量变化如图所示。
该反应是 反应(填“放热”或“吸热”)，反应物的化学键断裂所吸收的总能量 生成物的化学键形成所释放的总能量(填“大于”或“小于”)。
(2)向2L恒容密闭容器中加入4molCO2、10molH2，恒温下发生反应，测得CO2(g)和CH3OH(g)的物质的量随时间变化如图所示。
①3min时，正反应速率 逆反应速率(填“>”、“<”或“=”)。
②0~9min内，用H2表示的平均反应速率v(H2)= mol·L-1·min-1。
③下列能说明反应达到平衡状态的是 (填标号)。
A.混合气体的密度保持不变 B.3v正(CH3OH)=v逆(H2)
C.c(CH3OH)=c(H2O) D.2molC=O键断裂的同时生成3molH-H键
(3)以甲醇作燃料的燃料电池如图所示。
①X处通入的是 (填“甲醇”或“空气”)；正极的电极反应式为 。
②若有1molCO2生成，理论上通过质子交换膜的H+的物质的量为 。
【答案】(1) 放热 小于
(2) ＞ 0.5 BD
(3) 甲醇 O2+4H++4e-=2H2O 6mol
（1）根据图像可知，反应物总能量高于生成物总能量，说明该反应为放热反应；断键吸收热量，形成键释放能量，该反应为放热反应，说明生成物总键能大于反应物总键能；故答案为放热；小于；
（2）①3min以后，CO2、CH3OH物质的量还在变化，3min时，反应没有达到平衡，即3min时，v正＞v逆，故答案为＞；
②0～9min内，CO2变化物质的量为(4.0-1.0)mol=3.0mol，则氢气变化物质的量为3×3.0mol=9.0mol，用氢气表示的反应速率v(H2)==0.5mol/(L·min)，故答案为0.5；
③A.组分都是气体，混合气体总质量不变，容器为恒容，混合气体体积不变，根据密度的定义，任何时刻，混合气体的密度始终不变，即混合气体的密度不变，不能说明反应达到平衡，故a不符合题意；
B.v正(CH3OH)：向正反应方向进行，v逆(H2)：向逆反应方向进行，3v正(CH3OH)= v逆(H2)，符合化学计量数之比，因此3v正(CH3OH)= v逆(H2)，说明反应达到平衡，故b符合题意；
C.CH3OH、H2O均为生成物，且化学计量数相同，因此任何时刻，两者浓度都相同，即不能说明反应达到平衡，故c不符合题意；
D.2molC=O键断裂，反应向正反应方向进行，消耗1molCO2，生成3molH-H键，反应向逆反应方向进行，生成3molH2，消耗CO2物质的量与生成氢气物质的量之比等于化学计量数之比，因此2molC=O键断裂的同时生成3molH-H键，说明反应达到平衡，故d符合题意；
答案为bd；
（3）①该装置为燃料电池，根据原电池工作原理，阳离子向正极移动，即通X一极为负极，即X为CH3OH，通Y一极为正极，即Y为空气，电解质为稀硫酸，正极反应式为O2+4H++4e-=2H2O，故答案为甲醇；O2+4H++4e-=2H2O；
②负极反应式为CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+，生成1molCO2，电路中转移6mol电子，即有6molH+通过质子交换膜；故答案为6mol。
