博兴县第三中学2020-2021学年高二上学期第一次月考
化 学
可能用到的相对原子质量: H 1 B11 C 12 N 14 O 16 Na 23 S32 Cl35.5 Cu 64 Ag108
一、选择题(本题共10小题,每小题2分,共20分。每小题只有一个选项符合题意)
1. 下列关于能量变化的说法正确的是( )
A. “冰,水为之,而寒于水”说明相同质量的水和冰相比较,冰的能量高
B. 化学反应在物质变化的同时,伴随着能量变化,其表现形式只有吸热和放热两种
C. 已知C(石墨,s)=C(金刚石,s)ΔH>0,则金刚石比石墨稳定
D. 化学反应遵循质量守恒的同时,也遵循能量守恒
2. 下列关于反应与能量的说法正确的是( )
A. Zn(s)+CuSO4(aq)=ZnSO4(aq)+Cu(s) △H=-216kJ/mol,E反应物< E生成物
B. CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) ΔH=+178.2kJ·mol-1,E反应物< E生成物
C. HCl(g)=1/2H2(g)+1/2Cl2(s) ΔH=+92.3 kJ·mol-1,1 mol HCl在密闭容器中分解达平衡后放出92.3 kJ的能量
D. 将0.5molN2和1.5molH2置于密闭的容器中充分反应生成NH3(g),放热19.3kJ,其热化学方程式为N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H=-38.6kJ/mol
3. 将如图所示实验装置的K闭合(已知:盐桥中装有琼脂凝胶,内含KCl),下列判断正确的是( )
A. Cu电极上发生还原反应
B. 电子沿Zn→a→b→Cu路径移动
C. 片刻后甲池中c(S)增大
D. 片刻后可观察到滤纸b处变红色
4. H3BO3(一元弱酸)可以通过电解NaB(OH)4溶液的方法制备,其工作原理如图,下列叙述错误的是( )
A. M室发生的电极反应式为:2H2O-4e-=O2↑+4H+
B. b膜为阴膜,产品室发生反应的化学原理为强酸制弱酸
C. 理论上每生成1 mol产品,阴极室可生成标准状况下5.6 L气体
D. N室中:a%<b%
5. 下列叙述错误的是( )
A. 生铁中含有碳,抗腐蚀能力比纯铁弱
B. 下图为埋在地下的钢管道采用牺牲阳极保护法防腐
C. 金属在一般情况下发生的电化学腐蚀主要是吸氧腐蚀
D. 马口铁(镀锡铁)镀层破损后,被腐蚀时首先是镀层被氧化
6. 下列对于化学反应方向说法正确的是 ( )
A. 反应2A(g)+B(g) = 3C (s)+D(g)在一定条件下能自发进行,说明该反应的ΔH>0
B. 常温下反应2Na2SO3(s)+O2(g)= 2Na2SO4(s)能自发进行,则ΔH<0
C. 反应2Mg(s)+CO2(g)C(s)+2MgO(s)能自发进行,则该反应的△H>0
D. 一定温度下,反应2NaCl(s)=2Na(s)+Cl2(g)的 △H<0 ,△S>0
7. 在恒温恒容的密闭体系中进行的可逆反应:A(g)+2B(g) C(g)+D(g),下列不能说明反应达到平衡状态的是( )
A. 正(B)=2逆(C) B. n(A):n(D)=1:1
C. 容器内压强不再改变 D. 容器内混合气体的平均相对分子质量不再改变
8. 在一真空容器中充入2molSO2和1molO2,发生反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),在一定条件下达到平衡时,SO2的转化率为85%。若在同一容器中,在相同温度下向容器中充入SO3,欲使达到平衡时,各成分的体积分数与上述平衡相同,则起始时SO3的物质的量和达到平衡时SO3的转化率为( )
A. 2mol 85% B. 1mol 42.5% C. 2mol 15% D. 1mol 30%
9. 某温度下,将0.10 mol H2(g)和0.10 mol I2(g)充入10 L的密闭容器中,充分反应,达到平衡后,测得c(H2)=0.008 0 mol·L-1。则反应H2(g)+I2(g) 2HI(g)的平衡常数K为( )
A. 1.0 B. 0.75 C. 0.5 D. 0.25
10. 甲图为一种新型污水处理装置,该装置可利用一种微生物将有机废水的化学能直接转化为电能,乙图是一种用惰性电极电解饱和食盐水的消毒液发生器。关于甲、乙的说法正确的是( )
A. 装置乙中的b极要与装置甲的X极连接
B. 装置乙中a极的电极反应式为:2Cl--2e-=Cl2↑
C. 当N极消耗5.6L(标准状况下)气体时,则有2NA个H+通过离子交换膜
D. 若有机废水中主要含有葡萄糖,则装置甲中M极发生的电极反应为: C6H12O6+6H2O-24e-=6CO2↑+24H+
二、选择题(本题共5小题,每小题4分,共20分。每小题有一个或两个选项符合题意,全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
11. 工业上,在一定条件下利用乙烯和水蒸气反应制备乙醇。反应原理:
CH2=CH2(g)+H2O(g)→CH3CH2OH(g )△H。已知几种共价键的键能如下:
化学键 C-H C=C H-O C-C C-O
键能/kJ·mol-1 413 615 463 348 351
下列说法错误的是( )
A. 上述合成乙醇的反应原子利用率为100%
B. 相同时间段内,用该反应中三种物质表示的该反应的化学反应速率相等
C. 碳碳双键的键能大于碳碳单键键能,但碳碳单键更稳定
D. 上述反应式中,△H=+34kJ·mol-1
12. 化学研究小组探究外界条件对化学反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)的速率和平衡的影响图像如下,下列判断错误的是( )
A. 甲图中,表示反应速率v正>v逆的是点1
B. 乙图中,若m+n=p+q,则a曲线一定使用了催化剂
C. 由丙图可知,T1D. 由于图可知,该反应m+n>p+q
13. 恒容密闭容器中,充入1 mol A和2 mol B发生反应A(s)+2B(g)C(g)+D(g),反应过程中测得D的体积分数在不同温度下随时间的变化如图所示。下列说法错误的是( )
A. 若X、Y两点的平衡常数分别为K1、K2,则K1>K2
B. 温度为T1时B的平衡转化率为80%,平衡常数K=4
C. 无论温度为T1还是T2,当容器中气体密度不变时,反应达平衡状态
D. 降低温度、增大压强、及时分离出产物均有利于提高反应物的平衡转化率
14. 如图装置(Ⅰ)为一种可充电电池的示意图,其中的离子交换膜只允许K+通过,该电池放电、充电时的电池反应为2K2S2+KI3 K2S4+3KI。装置(Ⅱ)为电解池的示意图,当闭合开关K时,电极X附近溶液先变红。则闭合K时,下列说法不正确的是( )
A. K+从左到右通过离子交换膜
B. 电极A上发生的反应为+2e- 3I-
C. 电极Y上发生的反应为2Cl--2e- Cl2↑
D. 当有0.1 mol K+通过离子交换膜时X电极上产生1.12 L气体
15. 一定温度下,将2mol A和2mol B两种气体混合放入体积为2L的密闭刚性容器中,发生反应3A(g)+B(g)xC(g)+2D(g),2min末反应达到平衡,生成0.8mol D,并测得C的物质的量浓度为0.4mol·L-1,下列说法正确的是( )
A. x的值为2
B. A的平衡转化率为40%
C. 此温度下该反应的平衡常数K等于0.5
D. A和B的平衡转化率相等
三、非选择题(本题共4个大题,共60分)
16. (10分)将V1 mL 1.0 mol·L-1盐酸和V2 mL未知浓度的NaOH溶液混合均匀后测量并记录溶液的温度,实验结果如图所示,实验中始终保持V1+V2=50。
(1)下列叙述正确的是_______。?
A.做该实验时环境温度为22 ℃
B.该实验表明化学能可转化为热能
C.NaOH溶液的浓度约为1.5 mol/L
D.该实验表明有水生成的反应都是放热反应。
(2)中和热的理论数值为57.3 kJ·mol-1,下列操作可能使测得的数值偏小的是___(填序号)。?
①室温低于10 ℃时进行实验 ②在量取NaOH溶液的体积时仰视读数 ③分多次把NaOH溶液倒入盛有盐酸的小烧杯中 ④实验时用环形铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒
在做测定中和反应的反应热实验时,应使用仪器的正确组合是__________ 。
①天平 ②量筒 ③烧杯 ④滴定管 ⑤温度计 ⑥试管 ⑦酒精灯
A. ①②④⑤ B. ②③⑤ C.②③④⑦ D. 全部
(3)若含有8.0 g NaOH的稀溶液与稍过量的1 L 0.21 mol·L-1的盐酸反应放出11.46 kJ的热量,则表示中和热的热化学方程式为____(填字母)。?
A.NaOH(aq)+HCl(aq) NaCl(aq)+H2O(l) ΔH=+57.3 kJ·mol-1
B.NaOH(s)+HCl(l) NaCl(s)+H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1
C.NaOH(aq)+HCl(aq) NaCl(aq)+H2O(l) ΔH=-11.46 kJ·mol-1
D.NaOH(aq)+HCl(aq) NaCl(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1
(4)如图是NO2和CO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图,请写出NO2和CO反应的热化学方程式:____________________________。
17. (18分)(一)煤化工中常需研究不同温度下的平衡常数、产率及不同投料比对反应方向的影响等问题。已知反应CO(g)+H2O(g) H2(g)+CO2(g)的平衡常数随温度的变化如表所示:
温度/℃ 400 500 830 1 000
平衡常数K 10 9 1 0.6
试回答下列问题。
(1)该反应的化学平衡常数表达式为K=________。
(2)在相同条件下,为增大反应物的转化率,该反应应在______(填“高温”或“低温”)条件下进行。
(3)在830 ℃时发生上述反应,按下表中的物质的量将各物质投入恒容反应器中,其中向正反应方向进行的反应有________(填序号)。
选项 A B C D
n(CO2)/mol 3 1 0 1
n(H2)/mol 2 1 0 1
n(CO)/mol 1 2 3 0.5
n(H2O)/mol 5 2 3 2
(二)氮及其化合物与人们的生活、生产密切相关。回答下列问题:
(1)微生物作用下,废水中的可转化为,该反应分两步反应:
I:2(aq)+3O2(g)=2(aq)+4H+(aq)+2H2O(l) △H=-546 kJ·mol-1
II:2(aq)+O2(g)=2 (aq) △H=-146 kJ·mol-1
则低浓度氨氮废水中(aq)氧化生成(aq)的热化学方程式为____________________。
(2)在容积固定的密闭容器中,通入一定量的N2O4,发生反应N2O4(g)2NO2(g) △H,随温度升高,混合气体的颜色变深。
①温度T时反应达平衡,混合气体平衡总压强为p Pa,N2O4气体的平衡转化率为75%,则反应N2O4(g)2NO2(g)的平衡常数Kp=____(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。若温度升高,Kp值将_____(填“增大”、“减小”或“不变”)。
②温度T时反应达平衡后,将反应容器的容积减少一半。平衡向____(填“正反应”或“逆反应”)方向移动,判断理由是____。
③向绝热密闭容器中通入一定量的NO2,某时间段内正反应速率随时间的变化如图所示。下列说法正确的是___(填字母)。
A.逆反应速率:a点小于点c
B.反应在c点达到平衡状态
C.反应物浓度:a点小于b点
18.(16分) (1)2004年美国圣路易斯大学研制了一种新型乙醇电池,该电池采用磺酸类质子溶剂,在200℃左右时供电,电池示意图如下所示:
①___极(填“a”或“b”)为电池的正极,电池工作时电子的流向为____(填“a→b”或“b→a”)。
②写出该电池负极的电极反应式:_______________。
(2)图中X为电源,Y为浸透滴有酚酞试液饱和食盐水的滤纸,滤纸中央滴有一滴KMnO4溶液,通电后Y中央的紫红色斑向d端扩散。
①Y中总反应的化学方程式为________,滤纸上c点附近会变_____色。
②电解一段时间后,Z产生280 mL的气体(标准状况下),此时Z中溶液的体积为500 mL,假设溶液中还有AgNO3存在,则溶液中氢离子的物质的量是______,需加入____g的____(填化学式)可使溶液复原。
(3)氧化还原反应与生产、生活、科技密切相关。请回答下列问题:
①银制器皿久置表面变黑是因为表面生成了Ag2S,该现象属于____腐蚀。
②在如图所示的原电池装置中,负极的电极反应为_________,电池总反应为__________,当电路中通过0.1 mol e-时,交换膜左侧溶液中离子减少的物质的量为____。
19. (16分)一氧化氮-空气质子交换膜燃料电池将化学能转化为电能,实现了制硝酸、发电环保三位一体的结合。如图所示,某同学设计用该电池探究将雾霾中的SO2、NO转化为(NH4)2SO4的原理和粗铜的精炼原理。(已知:(NH4)2SO4溶液显酸性)
(1)燃料电池放电过程中负极的电极反应式____。
(2)乙装置中物质A是____(填化学式),理由是_______________________________;电解过程中阳极附近pH___(填“增大”“减小”或“不变”),阴极的电极反应式是__________________。
(3)如果粗铜中含有锌、银等杂质,丙装置中反应一段时间,CuSO4溶液的浓度将__(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(4)若在标准状况下,甲装置有22.4 L O2参加反应,则乙装置中转化SO2和NO的物质的量共有____mol;丙装置中阴极析出铜的质量为___g。
答 案
一、选择题(本题共10小题,每小题2分,共20分。每小题只有一个选项符合题意)
1. D 2. B 3. A
4.C 【详解】A.M室中石墨电极为阳极,电解时阳极上水失电子生成O2和H+,电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+,A正确;
B.原料室中的B(OH)4-通过b膜进入产品室,M室中氢离子通入a膜进入产品室,则b膜为阴离子交换膜,B正确;
C.理论上每生成1 mol产品:H+ + B(OH)4- = H3BO3 + H2O,M、N室电极反应式分别为2H2O-4e-=O2↑+4H+、2H2O+2e-=H2↑+2OH-,M室生成1 mol H+、N室生成0.5 mol H2,阴极生成的气体体积在标况下是11.2 L,C错误;
D.N室中石墨为阴极,电解时阴极上水得电子生成H2和OH-,原料室中的Na+通过c膜进入N室,使阴极区溶液中c(NaOH)增大,所以N室:a%<b%,D正确;
故合理选项是C。
5. D 6. B 7. B 8. C 9. D 10. D
二、选择题(本题共5小题,每小题4分,共20分。每小题有一个或两个选项符合题意,全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
11. D 12. AB 13. D
14. BD【详解】A.闭合K时,根据原电池工作原理可知,阳离子移向正极,则K+从左到右通过离子交换膜,A正确;
B.闭合K时,A是负极,负极上失电子发生氧化反应,电极反应式为2-2e- ,B错误;
C.闭合K时,Y极是阳极,溶液中的氯离子在阳极上放电生成氯气,所以电极反应式为2Cl--2e-Cl2↑,C正确;
D.闭合K时,当有0.1 mol K+通过离子交换膜,即有0.1 mol电子转移,根据氢气与电子的关系式知,生成氢气的物质的量是0.05 mol,体积为1.12 L(标准状况下),但D项未标明所处状况,故D错误; 故选BD。
15. AC
三、非选择题(本题共4个大题,共60分)
16. (每空2分,共10分)
【答案】 (1). BC (2). ①②③④ ; B (3). D (4). NO2(g)+CO(g)=CO2(g)+NO(g) △H=-234kJ·mol-1
【详解】(1)A.实验时环境的温度应为酸、碱未混合之前的温度,故A错误;
B.发生中和反应,溶液温度升高,表明化学能可以转化为热能,故B正确;
C.由题图可知,恰好反应时参加反应的盐酸的体积是30 mL,由V1+V2=50可知,消耗的氢氧化钠溶液的体积为20 mL,氢氧化钠的浓度是1.5 mol/L,故C正确;
D.由题给实验只能得出该反应放热,其他有水生成的反应不一定放热,如氯化铵和氢氧化钡晶体的反应,故D错误;
故本题答案为:BC;
(2)①室温低于10 ℃时进行实验,散失热量太快,实验结果的数值偏小,正确;
②在量取NaOH溶液的体积时仰视读数,导致量取的NaOH溶液的体积偏大,实验结果的数值偏小,正确;
③分多次把NaOH溶液倒入盛有盐酸的小烧杯中,散失热量,实验结果的数值偏小,正确;
④实验时用环形铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒,散失热量,实验结果的数值偏小,正确;
故本题答案为:①②③④;
在做测定中和反应的反应热实验时,应使用的仪器为量筒、烧杯、温度计,故本题答案为:B;
(3)8.0 g NaOH的物质的量为0.2mol,与1 L 0.21 mol·L-1的盐酸反应放出11.46 kJ的热量,则1mol氢氧化钠和稍过量的盐酸反应生成1mol水时,放出57.3kJ的热量,则表示中和热的热化学方程式为NaOH(aq)+HCl(aq) NaCl(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1,故本题答案为:D;?
(4) 由题可知,NO2和CO反应生成CO2和NO为放热反应,而且放出热量为368 kJ·mol-1-134 kJ·mol-1=234 kJ·mol-1,所以其热化学方程式:NO2(g)+CO(g)=CO2(g)+NO(g) △H=-234kJ·mol-1,故本题答案为:NO2(g)+CO(g)=CO2(g)+NO(g) △H=-234kJ·mol-1。
【点睛】在表示中和热的热化学方程式中,除了酸、碱溶液都必须是稀溶液外,生成物H2O的化学计量数必须是“1”。中和反应都是放热的,ΔH<0。表示中和热的热化学方程式中,除了“H2O”后要标注“(l)”外,其他可溶性物质后都标“(aq)”。
17. (每空2分,共18分)
【答案】 (一) (1). (2). 低温 (3). BC
(二) (1). (aq)+2O2(g)=2H+(aq)+H2O(l)+(aq) ?H=-346kJ·mol-1
(2).① Pa ; 增大 ② 逆反应 ;对气体分子数增大的反应,增大压强平衡向逆反应方向移动 ③ A
【详解】(1)由盖斯定律可知,(I+Ⅱ)可得反应NH4+(aq)+2O2(g)=2H+(aq)+H2 O(1)+NO3-(aq),则△H=[(-546 kJ/mol)+( -146 kJ/mol)]=—346 kJ/mol;
(2) ①温度T时反应达平衡,混合气体平衡总压强为p Pa,N2O4气体的平衡转化率为75%,则反应N2O4(g)2NO2(g)后两物质的量之比为(1-75%):75%2=1:6;平衡常数Kp==Pa;反应N2O4(g)2NO2(g)为吸热反应,若温度升高,平衡正向移动,Kp值将增大;
②温度T时反应达平衡后,将反应容器的容积减少一半,压强增大,平衡向气体体积缩小的逆反应方向移动,判断理由是对气体分子数增大的反应,增大压强平衡向逆反应方向移动;
③反应过程中正反应速率先加快后减少,先反应速率加快说明反应放热,温度升高,速率加快;后反应速率减少是因为反应物浓度减小。
A.随着反应进行逆反应速率逐渐增大,逆反应速率:a点小于c点,选项A正确;
B.c点不是平衡点,二氧化硫转化率不是最大,选项B错误;
C.随着反应进行,反应物浓度减小,选项C错误;
答案选A。
18.(除标注外,每空1分,共16分)
【答案】 (1).① b ; a→b ②. C2H5OH-12e-+3H2O 12H++2CO2↑ (2分)
.① 2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑ (2分) ;红 ②0.05 mol ; 5.8 ; Ag2O
.① 化学 ② Ag-e-+Cl- AgCl (2分) ;2Ag+Cl2 2AgCl (2分) ; 0.2 mol
19. (每空2分,共16分)
【答案】 (1). NO-3e-+2H2O=+4H+ (2). H2SO4 ;根据总反应5SO2+2NO+8H2O(NH4)2SO4+4H2SO4,产物中除有(NH4)2SO4外还有H2SO4 ; 减小 ;NO+5e-+6H+=+H2O
(3). 减小 (4). 2.8 ;128
【详解】(1)由题中图示可知,左端NO中N元素化合价由+2价失电子变成+5价,发生氧化反应,由原电池的工作原理图示可知,左端的铂电极为原电池负极,其电极反应:NO-3e-+2H2O=+4H+;答案为NO-3e-+2H2O=+4H+。
(2)由题中图示可知,通SO2的石墨电极与电源正极相连,为阳极,失电子发生氧化反应,其电极反应为SO2-2e-+2H2O=+4H+,通NO的石墨电极为阴极,得电子发生还原反应,其电极反应为NO+5e-+6H+=+H2O,总反应方程式为5SO2+2NO+8H2O(NH4)2SO4+4H2SO4,产物中除有(NH4)2SO4外还有H2SO4,由阳极的电极反应为SO2-2e-+2H2O=+4H+,可知电解过程中阳极附近pH减小,阴极的电极反应式是NO+5e-+6H+=+H2O;答案为H2SO4,由总反应方程式为5SO2+2NO+8H2O(NH4)2SO4+4H2SO4可知,产物中除有(NH4)2SO4外还有H2SO4,减小,NO+5e-+6H+=+H2O。
(3)丙装置中,粗铜作阳极,粗铜中含有锌、银等杂质,阳极上金属失电子发生氧化反应,阴极上铜离子得电子生成铜,根据转移电子守恒,阳极上Zn比Cu活泼,Zn会失电子变成Zn2+,阳极上铜消耗的质量小于阴极上析出铜的质量,所以溶液中硫酸铜浓度减小;答案为减小。
(4)在标准状况下,甲装置有22.4 L O2参加反应,即1molO2参加反应,转移4mol电子,由转移电子守恒得,阳极SO2-2e-+2H2O=+4H+,转移4mol电子,参加反应SO2为2mol,阴极NO+5e-+6H+=NH4++H2O,转移4mol电子,参加反应NO为0.8mol,乙装置中转化SO2和NO的物质的量共有2mol+0.8mol=2.8mol,丙装置中阴极电极反应为Cu2++2e-=Cu,转移4mol电子,析出2molCu,析出铜的质量为2mol×64g/mol=128g;答案为2.8,128。