2020-2021学年高二化学上学期期中测试卷03（鲁科选修4）
考试范围：第一、二章
可能用到的相对原子质量：H-1
C-12
N-14
O-16
Na-23
Mg-24
Al-27
P-31
Cl-35.5
Fe-56
Cu-64
一、单选题(每题2分，共40分)
1．已知C2H4(g)和C2H5OH(l)的燃烧热ΔH分别是-1
411.0
kJ·mol-1和-1
366.8
kJ·mol-1，则由C2H4(g)和H2O(l)反应生成C2H5OH(l)的ΔH为
A．－44.2
kJ·mol－1
B．＋44.2
kJ·mol－1
C．－330
kJ·mol－1
D．＋330
kJ·mol－1
【答案】A
【解析】
已知C2H4(g)和C2H5OH(l)的燃烧热ΔH分别是-1411.0
kJ·mol-1和-1366.8
kJ·mol-1，则
①C2H4(g)+3O2(g)＝2CO2(g)+2H2O(l)
ΔH1=-1411.0
kJ·mol-1
②C2H5OH(l)+3O2(g)＝2CO2(g)+3H2O(l)
ΔH2=-1366.8
kJ·mol-1
依据盖斯定律①－②即得到C2H4(g)+H2O(l)＝C2H5OH(l)ΔH=－44.2
kJ·mol－1，答案选A。
2．接触法制硫酸生产中的关键工序是SO2的催化氧化，该反应过程中能量变化如图所示，下列说法正确的是
A．该反应的热化学方程式为：SO2(g)＋O2(g)＝SO3(g)
ΔH＝＋98kJ·mol－1
B．该反应断裂反应物中化学键消耗的能量比形成生成物中化学键放出的能量少
C．使用高效催化剂可使反应ΔH的值增大
D．SO2(g)＋O2(g)＝SO3(s)
ΔH＞－98kJ·mol－1
【答案】B
【解析】
A．由图示可知该反应属于烦热反应，则ΔH小于零，则该反应的热化学反应方程式为：，故A错误；
B．该反应为放热反应所以该反应断裂反应物中化学键消耗的能量比形成生成物中化学键放出的能量少，故B正确；
C．催化剂只能降低反应物的活化能，不能改变反应的焓变，故C错误；
D．由图示可知该反应为放热反应，且产物为气态三氧化硫，由气态转化为固态需要放热，则
SO2(g)＋O2(g)＝SO3(s)
ΔH＜－98
kJ·mol－1，故D错误。
答案选B。
3．已知：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)
△H，反应过程中生成1mol
CH3OH(g)的能量变化如下图所示。曲线Ⅰ、Ⅱ分别表示无或有催化剂两种情况。下列判断正确的是
A．加入催化剂，△H变小
B．△H＝+91
kJ/mol
C．生成1molCH3OH(l)时，△H值增大
D．反应物的总能量大于生成物的总能量
【答案】D
【解析】
A．加入催化剂，反应热不变，故A错误；
B．反应物总能量大于生成物总能量，该反应放热，故B错误；
C．如果该反应生成液态CH3OH，放出更多的热量，因反应热为负值，则△H减小，故C错误；
D．由图象可知，反应物的总能量大于生成物的总能量，为放热反应，故D正确；
故选D。
4．我国科学家在天然气脱硫研究方面取得了新进展，利用如图装置可发生反应：H2S＋O2===H2O2＋S，已知甲池中发生反应：
。
下列说法正确的是( )
A．甲池中碳棒上发生的电极反应为AQ＋2H＋－2e－===H2AQ
B．乙池溶液中发生的反应为H2S＋I3-===3I－＋S＋2H＋
C．该装置中电能转化为光能
D．H＋从甲池移向乙池
【答案】B
【解析】
A、甲池中碳棒是正极，该电极上发生得电子的还原反应，即AQ+2H++2e-=H2AQ，A错误；
B、在乙池中，硫化氢失电子生成硫单质，碘单质得电子生成I-，发生的反应为H2S+I3-＝3I-+S↓+2H+，B正确；
C、根据图中信息知道是将光能转化为电能的装置，C错误；
D、装置的是原电池装置，原电池中阳离子移向正极，甲池中碳棒是正极，所以氢离子从乙池移向甲池，D错误；
答案选B。
5．可逆反应
aA(s)
+
bB(g)?cC(g)
+
dD(g)进行过程中，当其他条件不变时，C
的体积分数
C%与温度(T)、压强(P)的关系如图所示。下列叙述正确的是(????)
A．化学方程式中，b
>
c
+
d
B．达到平衡后，加入催化剂，C
的体积分数增大
C．达到平衡后，升高温度，平衡向左移动
D．在P1时化学平衡常数大于P2时化学平衡常数
【答案】C
【解析】
A.
根据“先拐先平数值大”知，P1
B.
催化剂只改变化学反应速率不影响平衡移动，所以平衡后加入催化剂平衡不移动，C的体积分数不变，故B错误；
C.?T1D.
温度不变化学平衡常数不变，所以在P1时化学平衡常数等于P2时化学平衡常数，故D错误；
故选：C。
6．探究电场作用下阴阳离子的迁移。a、b、c、d
均为石墨电极，电极间距4cm。将pH试纸用不同浓度Na2SO4溶液充分润湿，进行如下实验，下列说法不正确的是（
）
实验现象：
时间
试纸I
试纸II
lmin
a极附近试纸变红，b极附近试纸变蓝
c极附近试纸变红，d极附近试纸变蓝
10min
红色区和蓝色区不断向中间扩展，相遇时红色区约2.7cm，蓝色区约1.3cm
两极颜色范围扩大不明显，试纸大部分仍为黄色
A．Na2SO4溶液中SO42－向a极和c极移动
B．a极附近试纸变红的原因是：2H2O+2e－=
H2↑+2OH－
C．试纸I的现象说明，此环境中H+的迁移速率比OH－快
D．对比试纸I和试纸II的现象，说明电解质浓度和环境影响H+和OH－的迁移
【答案】B
【解析】
A、a、c电极为阳极，b、d电极为阴极，根据电解原理，SO42－向阳极移动，即向a和c两极移动，故A说法正确；
B、试纸为pH，试纸变红，说明溶液显酸性，即a电极反应式为2H2O－4e－=O2↑＋4H＋，故B说法错误；
C、根据10min试纸I相遇时，红色区域为2.7cm，蓝色区域1.3cm，推出H＋迁移速率比OH－快，故C说法正确；
D、对比试纸I和试纸II的现象不同，说明电解质浓度越大，对H＋和OH－的迁移影响较大，故D说法正确。
7．用指定材料做阳极和阴极来电解一定物质的量浓度的溶液甲，然后加入物质乙能使溶液复原。则合适的组合是
阳极
阴极
溶液甲
物质乙
A．Pt
Pt
NaOH
NaOH固体
B．铜
铁
CuSO4
CuO
C．C
Pt
NaCl
盐酸
D．Pt
Pt
H2SO4
H2O
A．A
B．B
C．C
D．D
【答案】D
【解析】
A．Pt作电极电解NaOH溶液时，阴极上生成氢气，阳极上生成氧气，实质上析出的物质相当于水，要使电解后溶液恢复原状，应该加入适量的水，故A错误；
B．用Cu作阳极、Fe作阴极电解硫酸铜溶液，阳极上Cu失电子进入溶液，阴极上铜离子放电生成Cu，所以实质上是电镀，电解质溶液中溶质及其浓度不变，不需要加入物质，故B错误；
C．用C作阳极、Pt作阴极电解氯化钠溶液，阴极上生成氢气、阳极上生成氯气，所以析出的物质相当于HCl，要使溶液恢复原状，需要通入适量HCl，故C错误；
D．用Pt作电极电解稀硫酸，阴极上生成氢气，阳极上生成氧气，实质上析出的物质相当于水，所以加入适量水能使电解后溶液恢复原状，故D正确；
故选D。
8．2018
年
5
月美国研究人员成功实现在常温常压下用氮气和水生产氨，原理如下图所示：
下列说法正确的是
A．图中能量转化方式只有
2
种
B．b
极发生的电极反应为：N2+6H＋+6e－=
2NH3
C．H＋向
a
极区移动
D．a
极上每产生
22.4L
O2
流过电极的电子数为
2NA
【答案】B
【解析】
A.
图中能量转化方式有风能转化为电能、太阳能转化为电能、化学能转化为电能等，所以能量转化方式不只是2种，故A错误；
B.
b极氮气转化为氨气，氮元素化合价降低被还原为原电池的正极，b
极发生的电极反应为：N2+6H＋+6e－=
2NH3，故B正确；
C.
b极氮气转化为氨气，氮元素化合价降低被还原为原电池的正极，故H＋向
b极区移动，故C错误；
D.
a极为负极，电极反应为，每产生标准状况下
22.4L
O2
流过电极的电子数为4NA，但题干没说明标准状况，故D错误；
答案选B。
9．下列关于如图所示原电池的说法正确的是
A．当a为Cu，b为含有碳杂质的
Al，c
为稀硫酸时，b
极上观察不到气泡产生
B．当a为石墨，b为
Fe，c为浓硫酸时，不能产生连续的稳定电流
C．当a为Mg，b为
Al，c为NaOH
溶液时，根据现象可推知
Al
的活动性强Mg的
D．当a为石墨，b为
Cu，c为FeCl3
溶液时，a、b之间没有电流通过
【答案】B
【解析】
A.
因b为含有碳杂质的Al，C、Al、稀硫酸可构成原电池，溶液中的H+在该极上获得电子而产生H2，所以在b极上可观察到有气泡产生，故A错误；
B.
当
a
为石墨，b为
Fe，Fe做负极失电子，开始时，能形成原电池，有短暂的电流产生，但Fe被浓硫酸钝化后，铁表面生成致密的氧化膜，内部的铁不再失去电子而不能形成电流。故B正确；
C.
由于Al可与NaOH溶液反应，所以Al为原电池的负极，实际上，Mg的活动性强于Al，故不能据此判断Al的活动性强于Mg，故C错误；
D.
Cu能与FeCl3发生氧化还原反应，能够形成原电池而产生电流，故D错误；
答案选B。
10．LiOH是制备锂离子电池的材料,可由电解法制备。工业上利用如图装置电解制备LiOH，两电极区电解液分别为LiOH和LiCl溶液。下列说法正确的是
A．B极区电解液为LiOH溶液
B．电极每产生22.4L气体，电路中转移2mole-
C．电解过程中Li+迁移入B电极区、OH-迁移入A电极区
D．电解池中总反应方程式为：2HCl2H2↑+Cl2↑
【答案】A
【解析】
A项、从图分析，右侧产生氢气，说明为阴极，溶液中的氢离子放电生成氢气，则在B极区产生大量的氢氧根离子，所以电解液为氢氧化锂，故A正确；
B项、没有说明气体是否在标况下，不能确定其转移电子数，故B错误；
C项、阳离子交换膜只能通过阳离子，氢氧根不能通过，故C错误；
D项、由题给图示可知，电解反应为电解氯化锂溶液生成氢气和氯气和氢氧化锂，故D错误；
故选A。
11．下面有关电化学的图示，完全正确的是
A．
B．
C．
D．
【答案】D
【解析】
A．该原电池中，Zn在ZnSO4中失电子，Cu2+在CuSO4中得电子，若将Zn插入到CuSO4中Zn可以把Cu2+置换出来，而正极没有任何反应，故不会出现电流，A错误；
B．粗铜的精炼中，粗铜作阳极，阳极上电极材料铜失电子发生氧化反应，纯铜作阴极，阴极上铜离子得电子发生还原反应，B错误；
C．电镀时，镀层锌作阳极，镀件铁作阴极，C错误；
D．根据电流方向知，碳棒作阳极，铁棒作阴极，电解氯化钠溶液时，阳极上氯离子放电生成氯气，阴极上氢离子放电生成氢气，氯气和碘离子发生置换反应生成碘单质，碘遇淀粉试液变蓝色，所以能检验阳极产物，D正确；
故选D。
12．某温度下，密闭容器中，发生如下可逆反应：2E(g)
F(g)＋xG(g)；ΔH＜0。若起始时E浓度为a
mol·L－1，F、G浓度均为0，达平衡时E浓度为0.5a
mol·L－1；若E的起始浓度改为2amol·L－1，F、G浓度仍为0，当达到新的平衡时，下列说法正确的是（
）
A．若x＝1，容器体积保持不变，新平衡下E的体积分数为50%
B．升高温度时，正反应速率加快、逆反应速率减慢
C．若x＝2，容器体积保持不变，新平衡下F的平衡浓度为0.5a
mol·L－1
D．若x＝2，容器压强保持不变，新平衡下E的物质的量为a
mol
【答案】A
【解析】
A.若x＝1，反应前后体积不变，达到平衡时E的体积分数为50%，E的起始浓度改为2a
mol·L－1，相当于两个相同的容器中E浓度均为a
mol·L－1，然后压缩使气体的体积与一个容器的容积体积相等，平衡不移动，E的体积分数仍为50%，故A正确；
B.升高温度正逆反应速率都增大，与反应是吸热还是放热无关，故B错误；
C.达原平衡时E浓度为0.5a
mol·L－1，F的平衡浓度为0.25a
mol·L－1，若x＝2，依据A中的分析类推压缩气体使体积为原体积的一半，F的浓度为0.5a
mol·L－1，但压缩气体体积相当于增大压强，平衡逆向移动，新平衡下F的平衡浓度小于0.5a
mol·L－1，故C错误；
D.若x＝2，容器压强保持不变，则随反应的进行容器的体积大小会发生相应的变化，而物质的量的多少与容器的大小有关，故D错误；
答案选A。
13．已知：C(s)＋O2(g)＝CO2(g)
△H1
CO2(g)＋C(s)＝2CO(g)
△H2
2CO(g)＋O2(g)＝2CO2(g)
△H3
4Fe(s)＋3O3(g)＝2Fe2O3(s)
△H4
3
CO(g)＋Fe2O3(s)＝3CO2(g)＋2Fe(s)
△H5
下列关于上述反应焓变的判断正确的是
A．△H1＞0，△H3＜0
B．△H2＞0，△H4＞0
C．△H1＝△H2＋△H3
D．△H3＝△H4＋△H5
【答案】C
【解析】
A、碳和CO燃烧均是放热反应，△H1＜0，错误；
B、二氧化碳与碳反应是吸热反应，铁在氧气中燃烧是放热反应，△H4＜0，错误；
C、②CO2(g)＋C(s)＝2CO(g)
△H2，③2CO(g)＋O2(g)＝2CO2(g)
△H3，则根据盖斯定律可知②＋③即得到C(s)＋O2(g)＝CO2(g)
，△H1＝△H2＋△H3，正确；
D、已知④4Fe(s)＋3O3(g)＝2Fe2O3(s)
△H4，⑤3CO(g)＋Fe2O3(s)＝3CO2(g)＋2Fe(s)
△H5，则根据盖斯定律可知（④＋⑤×2）÷3得到2CO(g)＋O2(g)＝2CO2(g)，则△H3＝，错误；
答案选C。
14．关于如图装置的说法中正确的是
A．该装置将锌置换铜反应中的化学能转变为电能，属于电解池
B．盐桥的存在使内电路离子流动不畅，因此灯泡忽明忽暗
C．相比于单池单液原电池，该装置电流更持续和稳定
D．盐桥中K+向左侧烧杯移动，因为左侧是负极区
【答案】C
【解析】
A．由图中所示可知，该装置将锌置换铜反应中的化学能转变为电能，属于原电池，A错误；
B．盐桥内的K+和Cl-可以自由移动，故盐桥的存在使内电路离子流动顺畅，因此灯泡不会出现忽明忽暗的现象，B错误；
C．相比于单池单液原电池，该装置使用了盐桥能够有效防止锌和硫酸铜直接接触而发生反应，这样电流更持续和稳定，C正确；
D．在原电池中阳离子移向正极，阴离子移向负极，故盐桥中K+向右侧烧杯移动，因为右侧是正极区，D错误；
故答案为：C。
15．能量通常包括热能、电能、光能、机械能、化学能等，下列有关能量转化关系的判断错误的是(
)
A．甲烷燃烧：化学能转化为热能和光能
B．植物进行光合作用：太阳能转化为化学能
C．二次电池放电：电能转化为化学能
D．风力发电：风能转化为机械能，机械能转化为电能
【答案】C
【解析】
A．甲烷在氧气中剧烈燃烧，产生淡蓝色火焰，放出大量的热，所以该过程中除了将化学能转化为热能外，还有一部分化学能转化为光能，故A正确；
B．光合作用是植物把接收到的光能转化为化学能贮存起来，故B正确；
C．二次电池放电，化学能转化为电能，故C错误；
D．风力发电主要是将风能转化为风轮的机械能，再通过发电机转化为电能，故D正确；
选C。
16．已知反应2CO（g）=2C（s）+O2（g）的ΔH为正值，ΔS为负值。设ΔH和ΔS不随温度而变，下列说法中正确的是
A．低温下能自发进行
B．高温下能自发进行
C．任何温度下都能自发进行
D．任何温度下都不能自发进行
【答案】D
【解析】
反应2CO（g）=2C（s）+O2（g）的△H为正值，△S为负值，则在任何温度下△G=△H-T·△S＞0恒成立，所以任何温度下反应不能自发进行，故选D。
17．含乙酸钠和氯苯()的废水可以利用微生物电池除去，其原理如图所示，下列说法错误的是
A．该装置能将化学能转化为电能
B．B极上发生氧化反应
C．每有1
mol
CH3COO－被氧化，质子交换膜中通过8
mol电子
D．A极电极反应式为：+2e－+H＋=Cl－+
【答案】C
【解析】
A．该装置是原电池，能将化学能转化为电能，A正确；
B．原电池中阳离子向正极移动，所以B极是负极，发生氧化反应，B正确；
C．电子只能通过导线传递，不能通过质子交换膜，C错误；
D．A极是正极，氯苯在此极得电子发生还原反应，生成苯和氯离子，电极反应式书写正确，D正确；
答案选C。
18．采用惰性电极，以去离子水和氧气为原料通过电解法制备双氧水的装置如图所示。忽略温度变化的影响，下列说法错误的是（
）
A．阴极的反应为
B．电解一段时间后，阳极室的未变
C．电解过程中，由a极区向b极区迁移
D．电解一段时间后，a极生成的与b极反应的等量
【答案】D
【解析】
A．以去离子水和氧气为原料通过电解法制备双氧水，氧气得电子生成双氧水，阴极的反应为，故A正确；
B．阳极反应为，由a极区向b极区迁移，根据电荷守，阳极生成氢离子的量与移入阴极氢离子一样多，所以电解一段时间后，阳极室的未变，故B正确；
C．电解过程中，a是阳极、b是阴极，由a极区向b极区迁移，故C正确；
D．阳极反应为、阴极反应为，根据得失电子守恒，
a极生成的与b极反应的的量不相等，故D错误；
选D。
19．以纯碱溶液为原料，通过电解的方法可制备小苏打，原理装置图如下：装置工作时，下列有关说法正确的是
A．乙池电极接电池正极，气体X为H2
B．Na+由乙池穿过交换膜进入甲池
C．NaOH溶液Z比NaOH溶液Y浓度大
D．甲池电极反应：4-4e－+2H2O=4+O2↑
【答案】D
【解析】
A．乙池电极为电解池阴极，和电源负极连接，溶液中氢离子放电生成氢气，A错误；
B．电解池中阳离子移向阴极，钠离子移向乙池，B错误；
C．阴极附近氢离子放电破坏了水的电离平衡，电极附近氢氧根离子浓度增大，NaOH溶液Y比NaOH溶液Z浓度大，C错误；
D．放出氧气的电极为阳极，电解质溶液中氢氧根离子放电生成氧气，氢离子浓度增大，碳酸根离子结合氢离子生成碳酸氢根离子，出口为碳酸氢钠，则电极反应为4+2H2O-4e-=4+O2↑，D正确；
故选D。
20．电化学气敏传感器可用于监测环境中
NH3的含量，其工作原理如图所示。下列说法不正确的是
A．NH3
在电极a上发生氧化反应
B．溶液中
K+
向电极b移动
C．正极的电极反应式为
O2+2e-+H2O=2OH-
D．当电路中转移3
mo1电子时，反应消耗标准状况下NH3的体积约为22.4L
【答案】C
【解析】
A．根据图像可知，NH3在电极a上失电子，化合价升高，发生氧化反应，A说法正确；
B．电极b得电子，作正极，溶液中K+向正极移动，即向电极b移动，B说法正确；
C．正极的氧气化合价由0价变为-2价，得4e-，电极反应式为
O2+4e-+H2O=2OH-，C说法错误；
D．当电路中转移3
mo1电子时，消耗1mol氨气，即反应消耗标准状况下NH3的体积约为22.4L，D说法正确；
答案为C。
第II卷（非选择题，共60分）
21．（10分）利用太阳能光解水，制备的H2用于还原CO2合成甲醇，可实现资源的再利用。
（1）中国科学家研究的复合光催化剂[碳纳米点（CQDs）/氮化碳（C3N4）纳米复合物]可以利用太阳光高效分解水，其原理如图所示。反应Ⅰ的化学方程式为____。
（2）H2和CO、CO2在催化剂的作用下合成甲醇的主要反应如下：
第一步：CO2（g）＋H2（g）=CO（g）＋H2O（g）
ΔH1＝＋41
kJ·mol－1
第二步：CO（g）＋2H2（g）=CH3OH（g）
ΔH2＝－99
kJ·mol－1
①CO2（g）＋3H2（g）=CH3OH（g）＋H2O（g）
ΔH＝____。
②第二步反应中的相关的化学键键能（E）数据如下表，试计算x＝____。
化学键
H－H
C－O
C≡O（CO）
H－O
C－H
E/kJ·mol－1
436
x
1
076
465
413
（3）在水溶液中电解CO2生成甲醇的原理如图所示。
①写出A电极生成甲醇的电极反应式：____。
②A极生成1
mol甲醇时，B极生成气体在标准状况下的体积是____。
【答案】（1）2H2OH2↑＋H2O2
（2分）
（2）①－58
kJ·mol－1
（2分）
②343
（2分）
（3）CO2＋6H＋＋6e－＝CH3OH＋H2O（2分）
33.6
L
（2分）
【解析】
(1)根据图示，反应Ⅰ是水在催化剂存在的条件下生成氢气和过氧化氢，反应的化学方程式为2H2OH2↑＋H2O2；
(2)①a：CO2(g)＋H2(g)=CO(g)＋H2O(g)
ΔH1＝＋41
kJ·mol－1
b：CO(g)＋2H2(g)=CH3OH(g)
ΔH2＝－99
kJ·mol－1
根据盖斯定律a+b得CO2(g)＋3H2(g)=CH3OH(g)＋H2O(g)
ΔH=＋41
kJ·mol－1－99
kJ·mol－1=－58
kJ·mol－1；
②反应物的总键能-生成物总键能=焓变，即1
076+436×2-413×3-x-465=－99，得x=-343；
(3)
①A电极二氧化碳得电子生成甲醇，电极反应式为CO2＋6H＋＋6e－＝CH3OH＋H2O；
②CO2＋6H＋＋6e－＝CH3OH＋H2O，A极生成1
mol甲醇转移6mol电子，B是阳极，阳极氢氧根离子失电子生成氧气，电极反应式是4OH--4e－＝2H2O+O2↑，根据电子守恒，B极生成氧气在标准状况下的体积是33.6
L。
【点睛】
本题考查反应热计算和电解原理，明确反应热的计算方法和电解原理是解题关键，会根据盖斯定律计算焓变，知道反应物的总键能-生成物总键能=焓变，根据电子守恒进行电解计算。
22．（10分）氨（NH3）、肼（N2H4）是两种氮的氢化物。
（1）合成氨的反应是一个放热反应。2007年化学家格哈德·埃特尔在哈伯研究所证实了氢气与氮气在固体催化剂表面合成氨的反应过程，示意图如下：
状态②、③、④能量由高到低的顺序是____。
（2）将红热的Pt丝伸入如图所示的锥形瓶中，观察到瓶内气体基本上为无色，瓶口出现红棕色气体，铂丝能持续保持红热状态。
①铂丝的作用是____。
②瓶口出现红棕色气体的原因是____。
③瓶内所发生的反应是放热反应还是吸热反应，请判断并说明理由：____。
（3）知道途径Ⅰ两步转化反应的ΔH能否推导出途径Ⅱ所示反应的ΔH？____（若能，请说明理由，若不能，请说明还需补充的数据）。
Ⅰ．N2
NH3
NO、H2O（l）
Ⅱ．N2NO
（4）发射卫星时用肼（N2H4）作燃料、二氧化氮（NO2）作氧化剂。
已知：N2（g）＋2O2（g）＝2NO2（g）
ΔH＝＋67.7
kJ·mol－1
N2H4（g）＋O2（g）＝N2（g）＋2H2O（g）
ΔH＝－543
kJ·mol－1
写出肼和二氧化氮反应生成氮气和气态水的热化学方程式：____。
【答案】（1）③、②、④
（2分）
（2）①作催化剂
（1分）
②NO遇到空气中的O2，反应生成红棕色的NO2
（1分）
③放热反应，因为铂丝能持续保持红热，说明反应中有热量放出
（2分）
（3）不能，还需知道2H2（g）＋O2（g）＝2H2O（l）反应的热效应
（2分）
（4）2N2H4（g）＋2NO2（g）＝3N2（g）＋4H2O（g）
ΔH＝－1153.7
kJ·mol－1（2分）
【解析】
(1)氮气和氢气在催化剂表面合成氨反应过程的顺序为：①氮气和氢气向催化剂靠近；②氮气和氢气与催化剂混合；③在催化剂的作用下，氮气和氢气分解成氮原子和氢原子；④氮原子和氢原子在催化剂的作用下生成氨分子；⑤氨分子离开催化剂，所以能量由高到低的顺序是③、②、④，故答案：③、②、④
（2）①将红热的Pt丝伸入如图所示的锥形瓶中，观察到瓶内气体基本上为无色，瓶口出现红棕色气体，说明氨水在铂丝的作用下，生成了NO,NO遇到氧气发生反应生成NO2,所以铂丝做了催化剂，故答案：催化剂。
②瓶口出现红棕色气体的原因是NO遇到空气中的O2，反应生成红棕色的NO2，故答案：NO遇到空气中的O2，反应生成红棕色的NO2。
③将红热的Pt丝伸入到盛有氨气的锥形瓶中，观察到瓶内气体基本上为无色，瓶口出现红棕色气体，铂丝能持续保持红热状态，说明该反应为放热反应，故答案：放热反应，因为铂丝能持续保持红热，说明反应中有热量放出。
(3)由途径Ⅰ：N2+3H2
2NH3；4NH3+5O24NO+6H2O；途径Ⅱ：N2+O2=2NO可知，途径Ⅰ两步转化反应的ΔH不能推导出途径Ⅱ，还需知道2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(l)反应的热效应才能导出途径Ⅱ：N2+O2=2NO，故答案：不能，还需知道2H2(g)＋O2(g)＝2H2O。
(4)根据①N2（g）＋2O2（g）＝2NO2（g）ΔH＝＋67.7
kJ·mol－1，②N2H4（g）＋O2（g）＝N2（g）＋2H2O（g）ΔH＝－543
kJ·mol－1，②-①得：2N2H4(g)＋2NO2(g)＝3N2(g)＋4H2O(g)ΔH＝－1153.7
kJ·mol－1，故答案：2N2H4(g)＋2NO2(g)＝3N2(g)＋4H2O(g)
ΔH＝－1153.7
kJ·mol－1。
23．（10分）电能与化学能的相互转化原理在实验、生产及生活中有着非常广泛的应用。
（1）某学习小组同学用锌片、石墨、ZnSO4溶液、NaBr-Br2溶液及盐桥等相关物品组装成一个双液电池（如图1所示），请在图中相应位置填上所用电极和溶液____。
（2）利用题下图所示装置可实现SO2的吸收，同时获得了硫黄、NaClO消毒液。
①甲池中碳纳米管上的电极反应式是______。
②图2装置乙池中的Y极可否改为与Mg电极相连，其理由是什么？______。
（3）以碱性CH4燃料电池为能源实现铁片镀铜的装置如图3所示。
①CH4发生的电极反应式是______。
②X电极是______（填“铁片”中“铜片”）。
【答案】（1）或
（2分）
（2）①SO2＋4e－＝S＋2O2－
（2分）
②不能，Y极与碳纳米管相连作阳极，才能保证生成的Cl2向上与X极生成的NaOH充分反应生成NaClO
（2分）
（3）①CH4＋10OH－－8e－＝CO＋7H2O（2分）
②铜片
（2分）
【解析】
(1)由提供的试剂知，该双液电池中负极为锌片、锌片插入ZnSO4溶液、正极材料为石墨、石墨插入NaBr-Br2溶液中，二个半电池用盐桥相连接，故答案为：或
(2)①由图知，甲池为原电池，该电池中SO2在碳纳米管上被吸收转化为硫黄、该反应为还原反应，故甲池中碳纳米管上的电极反应式是SO2＋4e－＝S＋2O2－；
②图2装置乙池为电解装置，用石墨电解饱和食盐水可得到氢氧化钠、氢气和氯气，其中，阴极反应为水提供的氢离子放电，电极反应式为：，故阴极得到氢氧化钠、氢气；阳极反应为，
按要求，最终要获得NaClO消毒液，故发生反应为，结合图可知，X为阴极、Y为阳极，故
NaOH中的Y极不能与Mg电极相连，理由为：Y极与碳纳米管相连作阳极，才能保证生成的Cl2向上与X极生成的NaOH充分反应生成NaClO；
(3)以碱性CH4燃料电池为能源实现铁片镀铜的装置如图3所示。
①燃料电池中，燃料是还原剂在负极上发生氧化反应，则CH4发生的电极反应式是CH4＋10OH－－8e－＝CO＋7H2O；
②Y与负极相连作阴极、X电极是阳极，该装置是铁片镀铜，铜作阳极，故X为铜片。
24．（10分）(1)第三代混合动力车，可以用电动机、内燃机或二者结合推动车轮。汽车上坡或加速时，电动机提供推动力，降低汽油的消耗；在下坡时，电池处于充电状态。混合动力车目前一般使用镍氢电池，该电池中镍的化合物为正极，储氢金属(以M表示)为负极，碱液(主要为KOH)为电解质溶液。镍氢电池充放电原理如图1所示，其总反应式为H2＋2NiOOH2Ni(OH)2。根据所给信息判断，混合动力车上坡或加速时，乙电极周围溶液的pH______(填“增大”“减小”或“不变”)，该电极的电极反应式为_______________________________________。
(2)Cu2O是一种半导体材料，可通过如图2所示的电解装置制取，电解总反应式为2Cu＋H2OCu2O＋H2↑，阴极的电极反应式是______________。用镍氢电池作为电源进行电解，当电池中有1
mol
H2被消耗时，Cu2O的理论产量为________
g。
(3)高铁酸钠(Na2FeO4)易溶于水，是一种新型多功能水处理剂，可以用电解法制取：Fe＋2H2O＋2OH－FeO＋3H2↑，工作原理如图所示。装置通电后，铁电极附近生成紫红色的FeO，镍电极有气泡产生。电解一段时间后，c(OH－)降低的区域在______________(填“阴极室”或“阳极室”)；阳极反应式为：______________________。
【答案】（1）增大
（1分）
NiOOH＋H2O＋e－=Ni(OH)2＋OH－
（2分）
（2）2H＋＋2e－=H2↑
（2分）
144
（2分）
（3）阳极室
（1分）
Fe＋8OH－－6e－=FeO＋4H2O
（2分）
【解析】
(1)混合动力车上坡或加速时，是原电池中，乙极是正极，得电子发生还原反应，NiOOH得电子生成Ni(OH)2，同时生成氢氧根离子，溶液的pH变化增大，该电极的电极反应式为NiOOH+H2O+e-═Ni(OH)2+OH-；
(2)在电解池中，阴极是阳离子氢离子发生得电子得还原反应，即2H++2e-=H2↑，根据电子守恒，当蓄电池中有1mol
H2被消耗时，转移电子是2mol，当转移2mol电子时，根据电解反应：2Cu＋H2OCu2O＋H2↑，Cu2O的生成量为1mol，质量为144g；
(3)阳极是活泼电极Fe，Fe失去电子生成的电极方程式为Fe+8OH--6e-=+4H2O，同时消耗OH-使c(OH-)降低，即c(OH－)降低的区域在阳极室。
【点睛】
考查有关电化学知识，其中电解池中阳极电解产物的判断需要注意两点，即首先看“电极材料”：若阳极材料是除金、铂以外的其他金属，则在电解过程中，优先考虑阳极材料本身失去电子被氧化，而不考虑溶液中阴离子放电的难易。其次看“离子放电的难易”：若阳极材料是惰性电极，则在电解过程中首先分析溶液中离子放电的难易。
25．(10分)乙苯是一种用途广泛的有机原料，可制备多种化工产品。
(一）制备苯乙烯（原理如反应I所示）：
Ⅰ．
△H=+124kJ·mol-1
（1）部分化学键的键能如下表所示：
化学键
C-H
C-C
C=C
H-H
键能/
KJ/mol
412
348
X
436
根据反应I的能量变化，计算X=_________。
（2）工业上，在恒压设备中进行反应I时，常在乙苯蒸气中通入一定量的水蒸气。请用化学平衡理论解释通入水蒸气的原因：_________。
（3）已知吉布斯自由能△G=△H-T△S
,当△G
<
0时反应可自发进行。由此判断反应I在_________（填“高温”或“低温”）更易自发进行。
(二）制备α-氯乙基苯（原理如反应Ⅱ所示）：
Ⅱ．
△H2＞0
（4）T°C时，向10
L恒容密闭容器中充入2mol乙苯(g)和2
mol
Cl2(g)发生反应Ⅱ,乙苯（或Cl2)、
α-氯乙基苯（或HCl)的物质的量浓度（c）随时间（t）变化的曲线如图所示：
①0—2
min内，以HCl表示的该反应速率v(HCl)=_________。
②6
min时，改变的外界条件为_________，该条件下的平衡常数K的数值=_________。
③10
min时，保持其他条件不变，再向容器中充入1
mol乙苯、1
mol
Cl2、1
molα-氯乙基苯和1mol
HCl,则此时该反应v正_________v逆(填“＞”、“＜”或“=”
);若12
min时反应再次达到平衡，则在0-12
min内，Cl2的转化率α=_________。(计算结果保留三位有效数字）
【答案】（1）612
(2分)
（2）该反应正向为气体分子数增大的反应，通入水蒸气需增大容器容积，减小体系压强，平衡正向移动，增大反应物的转化率
(1分)
（3）高温
(1分)
（4）
①
0.05
mol?L-1?min
-1
(1分)
②
升高温度(1分)
81
(2分)
③V正>V逆(1分)
86.7%
(1分)
【解析】
（1）反应热=反应物总键能-生成物总能键能，由有机物的结构可知，应是-CH2CH3中总键能与-CH=CH2、H2总键能之差，设C=C键能为X，则△H=（5×412+348-3×412-X-436）kJ?mol-1=124kJ?mol-1，解得X=612kJ/mol；（2）降低压强，平衡向体积增大的方向移动，制备苯乙烯的正反应为气体分子数增大的反应，保持压强不变，加入水蒸气，容器体积应增大，等效为降低压强，平衡向正反应方向移动，提高乙苯的平衡转化率；（3）反应自发进行需要满足，△H-T△S＜0，依据题干条件可知，制备苯乙烯的正反应为气体分子数增大的反应，△S＞0，正反应吸热，△H=+124kJ/mol＞0，所以反应一定是在高温条件下才能自发进行；（4）①T℃时，向10L恒容密闭容器中充人2mol乙苯（g）和2mol
Cl2（g）发生反应Ⅱ，2min时氯化氢的浓度是0.1mol/L，则用氯化氢表示的反应速率是0.1mol/L÷2min＝0.05mol?L-1?min
-1；②制备α-氯乙基苯的正反应为吸热反应，反应前后气体的体积不变，6min时，乙苯、Cl2的浓度在减小，而α-氯乙基苯和HCl的浓度在增加，反应向正反应方向移动，只能是升高温度；该温度下达到平衡，依据题干条件可知，c（HCl）=0.16mol/L，n（HCl）=1.6mol，
起始（mol）
2
2
0
0
转化（mol）
1.8
1.8
1.8
1.8
平衡（mol）
0.2
0.2
1.8
1.8
反应前后体积不变，可以用物质的量代替浓度计算平衡常数，则平衡常数为K=；③10min时，乙苯、Cl2、α-氯乙基苯和
HCl的物质的量浓度分别为：0.02mol/L、0.02mol/L、0.18mol/L、0.18mol/L，此时乙苯、Cl2、α-氯乙基苯和
HCl的物质的量浓度比为：1：1：9：9，保持其他条件不变，再向容器中充人1mol
乙苯、1mol
Cl2、1mol
α-氯乙基苯和l
mol
HCl，相当于增加反应物的浓度，平衡正向移动，正反应速率大于逆反应速率；设转化的乙苯物质的量浓度为x，则
起始（mol/L）
0.3
0.3
0.1
0.1
转化（mol/L）
x
x
x
x
平衡（mol/L）
0.3-x
0.3-x
0.1+x
0.1+x
平衡常数为K=(0.1+x)×(0.1+x)/(0.3?x)×(0.3?x)=81，得x=0.26，所以氯气的转化率是。
点睛：本题考查了反应热的计算、化学平衡理论，明确应热=反应物总键能-生成物总能键能，熟悉影响化学平衡移动的因素是解题关键。难点是平衡常数计算和应用，注意判断正逆反应速率大小时也可以依据浓度熵和平衡常数的相对大小解答。
26．(10分)运用化学反应原理研究氮、硫等单质及其化合物的反应有重要意义。
（1）硫酸生产过程中2SO2(g)＋O2(g）2SO3(g)，平衡混合体系中SO3的百分含量和温度的关系如图所示，根据图回答下列问题：
①2SO2(g)+O2(g）2SO3(g)的△H________0（填“>”或“<”），
②一定条件下，将SO2与O2以体积比2:1置于一体积不变的密闭容器中发生以上反应，能说明该反应已达到平衡的是________。
a．体系的密度不发生变化
b．SO2与SO3的体积比保持不变
c．体系中硫元素的质量百分含量不再变化
d．单位时间内转移4
mol
电子，同时消耗2
mol
SO3
e．容器内的气体分子总数不再变化
（2）一定的条件下，合成氨反应为：N2(g)+3H2(g）2NH3(g)。图1表示在此反应过程中的能量的变化，图2表示在2L的密闭容器中反应时N2的物质的量随时间的变化曲线。图3表示在其他条件不变的情况下，改变起始物氢气的物质的量对此反应平衡的影响。
①该反应的平衡常数表达式为
，升高温度，平衡常数
（填“增大”或“减小”或“不变”）。
②由图2信息，计算0~10min内该反应的平均速率v(H2)=
，从11min起其它条件不变，压缩容器的体积为1L，则n(N2)的变化曲线为
(填“a”或“b”或“c”或“d”)
③图3
a、b、c三点所处的平衡状态中，反应物N2的转化率最高的是
点，温度T1
T2（填“>”或“=”或“<”）
【答案】（1）①
<
(1分)
②b、e
(2分)
（2）①
(1分)
减小(1分)
②
0．045mol/(L·min）(2分)
d
(1分)
③
c
(1分)
<
(1分)
【解析】
试题分析：（1）①根据图像可知，随温度升高，三氧化硫的含量降低，说明升高温度，平衡逆向移动，所以正向是放热反应，△H
<0；
②a、该装置为一体积不变的密闭容器，气体的总质量不变，则气体的密度始终不变，所以体系的密度不发生变化的状态不一定是平衡状态，错误；b、平衡时，各物质的含量保持不变，则二氧化硫与三氧化硫的体积比保持不变，正确；c、根据元素守恒，S元素的质量始终不变，则S元素的质量分数始终不变，不能判断为平衡状态，错误；d、单位时间内转移4
mol
电子，说明有2mol的二氧化硫或三氧化硫消耗或生成，不能判断反应的方向，所以不能判断平衡状态，错误；e、因为该反应是气体的分子数发生变化的可逆反应，所以容器内的气体分子总数不再变化的状态为平衡状态，正确，答案选be；
(2）①根据平衡常数的定义，可知合成氨反应的平衡常数为；根据图1可知该反应是放热反应，所以温度升高，平衡逆向移动，则平衡常数减小
；
②由图2信息，
0~10min内氮气的物质的量减少0．6mol-0．3mol=0．3mol，则氢气的物质的量应减少0．9mol，则该反应的平均速率v(H2)=0．9mol/2L/10min=0．045mol/(L·min）
；压缩容器的体积为1L时，压强增大，则平衡正向移动，氮气的物质的量减少，所以选择d曲线；
③增大氢气的物质的量，则平衡会正向移动，氮气的转化率增大，a、b、c三点比较，c点氢气的物质的量最大，所以c点氮气的转化率最大；当氢气的物质的量不变时，温度从T1变为T2时，氨气的含量减少，说明平衡逆向移动，逆向为吸热反应，所以从T1变为T2为升高温度，T1
考点：考查化学平衡的判断、平衡移动的判断、化学反应速率的计算等
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12020-2021学年高二化学上学期期中测试卷03（鲁科选修4）
考试范围：第一、二章
可能用到的相对原子质量：H-1
C-12
N-14
O-16
Na-23
Mg-24
Al-27
P-31
Cl-35.5
Fe-56
Cu-64
一、单选题(每题2分，共40分)
1．已知C2H4(g)和C2H5OH(l)的燃烧热ΔH分别是-1
411.0
kJ·mol-1和-1
366.8
kJ·mol-1，则由C2H4(g)和H2O(l)反应生成C2H5OH(l)的ΔH为
A．－44.2
kJ·mol－1
B．＋44.2
kJ·mol－1
C．－330
kJ·mol－1
D．＋330
kJ·mol－1
2．接触法制硫酸生产中的关键工序是SO2的催化氧化，该反应过程中能量变化如图所示，下列说法正确的是
A．该反应的热化学方程式为：SO2(g)＋O2(g)＝SO3(g)
ΔH＝＋98kJ·mol－1
B．该反应断裂反应物中化学键消耗的能量比形成生成物中化学键放出的能量少
C．使用高效催化剂可使反应ΔH的值增大
D．SO2(g)＋O2(g)＝SO3(s)
ΔH＞－98kJ·mol－1
3．已知：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)
△H，反应过程中生成1mol
CH3OH(g)的能量变化如下图所示。曲线Ⅰ、Ⅱ分别表示无或有催化剂两种情况。下列判断正确的是
A．加入催化剂，△H变小
B．△H＝+91
kJ/mol
C．生成1molCH3OH(l)时，△H值增大
D．反应物的总能量大于生成物的总能量
4．我国科学家在天然气脱硫研究方面取得了新进展，利用如图装置可发生反应：H2S＋O2===H2O2＋S，已知甲池中发生反应：
。
下列说法正确的是( )
A．甲池中碳棒上发生的电极反应为AQ＋2H＋－2e－===H2AQ
B．乙池溶液中发生的反应为H2S＋I3-===3I－＋S＋2H＋
C．该装置中电能转化为光能
D．H＋从甲池移向乙池
5．可逆反应
aA(s)
+
bB(g)?cC(g)
+
dD(g)进行过程中，当其他条件不变时，C
的体积分数
C%与温度(T)、压强(P)的关系如图所示。下列叙述正确的是(????)
A．化学方程式中，b
>
c
+
d
B．达到平衡后，加入催化剂，C
的体积分数增大
C．达到平衡后，升高温度，平衡向左移动
D．在P1时化学平衡常数大于P2时化学平衡常数
6．探究电场作用下阴阳离子的迁移。a、b、c、d
均为石墨电极，电极间距4cm。将pH试纸用不同浓度Na2SO4溶液充分润湿，进行如下实验，下列说法不正确的是（
）
实验现象：
时间
试纸I
试纸II
lmin
a极附近试纸变红，b极附近试纸变蓝
c极附近试纸变红，d极附近试纸变蓝
10min
红色区和蓝色区不断向中间扩展，相遇时红色区约2.7cm，蓝色区约1.3cm
两极颜色范围扩大不明显，试纸大部分仍为黄色
A．Na2SO4溶液中SO42－向a极和c极移动
B．a极附近试纸变红的原因是：2H2O+2e－=
H2↑+2OH－
C．试纸I的现象说明，此环境中H+的迁移速率比OH－快
D．对比试纸I和试纸II的现象，说明电解质浓度和环境影响H+和OH－的迁移
7．用指定材料做阳极和阴极来电解一定物质的量浓度的溶液甲，然后加入物质乙能使溶液复原。则合适的组合是
阳极
阴极
溶液甲
物质乙
A．Pt
Pt
NaOH
NaOH固体
B．铜
铁
CuSO4
CuO
C．C
Pt
NaCl
盐酸
D．Pt
Pt
H2SO4
H2O
A．A
B．B
C．C
D．D
8．2018
年
5
月美国研究人员成功实现在常温常压下用氮气和水生产氨，原理如下图所示：
下列说法正确的是
A．图中能量转化方式只有
2
种
B．b
极发生的电极反应为：N2+6H＋+6e－=
2NH3
C．H＋向
a
极区移动
D．a
极上每产生
22.4L
O2
流过电极的电子数为
2NA
9．下列关于如图所示原电池的说法正确的是
A．当a为Cu，b为含有碳杂质的
Al，c
为稀硫酸时，b
极上观察不到气泡产生
B．当a为石墨，b为
Fe，c为浓硫酸时，不能产生连续的稳定电流
C．当a为Mg，b为
Al，c为NaOH
溶液时，根据现象可推知
Al
的活动性强Mg的
D．当a为石墨，b为
Cu，c为FeCl3
溶液时，a、b之间没有电流通过
10．LiOH是制备锂离子电池的材料,可由电解法制备。工业上利用如图装置电解制备LiOH，两电极区电解液分别为LiOH和LiCl溶液。下列说法正确的是
A．B极区电解液为LiOH溶液
B．电极每产生22.4L气体，电路中转移2mole-
C．电解过程中Li+迁移入B电极区、OH-迁移入A电极区
D．电解池中总反应方程式为：2HCl2H2↑+Cl2↑
11．下面有关电化学的图示，完全正确的是
A．
B．
C．
D．
12．某温度下，密闭容器中，发生如下可逆反应：2E(g)
F(g)＋xG(g)；ΔH＜0。若起始时E浓度为a
mol·L－1，F、G浓度均为0，达平衡时E浓度为0.5a
mol·L－1；若E的起始浓度改为2amol·L－1，F、G浓度仍为0，当达到新的平衡时，下列说法正确的是（
）
A．若x＝1，容器体积保持不变，新平衡下E的体积分数为50%
B．升高温度时，正反应速率加快、逆反应速率减慢
C．若x＝2，容器体积保持不变，新平衡下F的平衡浓度为0.5a
mol·L－1
D．若x＝2，容器压强保持不变，新平衡下E的物质的量为a
mol
13．已知：C(s)＋O2(g)＝CO2(g)
△H1
CO2(g)＋C(s)＝2CO(g)
△H2
2CO(g)＋O2(g)＝2CO2(g)
△H3
4Fe(s)＋3O3(g)＝2Fe2O3(s)
△H4
3
CO(g)＋Fe2O3(s)＝3CO2(g)＋2Fe(s)
△H5
下列关于上述反应焓变的判断正确的是
A．△H1＞0，△H3＜0
B．△H2＞0，△H4＞0
C．△H1＝△H2＋△H3
D．△H3＝△H4＋△H5
14．关于如图装置的说法中正确的是
A．该装置将锌置换铜反应中的化学能转变为电能，属于电解池
B．盐桥的存在使内电路离子流动不畅，因此灯泡忽明忽暗
C．相比于单池单液原电池，该装置电流更持续和稳定
D．盐桥中K+向左侧烧杯移动，因为左侧是负极区
15．能量通常包括热能、电能、光能、机械能、化学能等，下列有关能量转化关系的判断错误的是(
)
A．甲烷燃烧：化学能转化为热能和光能
B．植物进行光合作用：太阳能转化为化学能
C．二次电池放电：电能转化为化学能
D．风力发电：风能转化为机械能，机械能转化为电能
16．已知反应2CO（g）=2C（s）+O2（g）的ΔH为正值，ΔS为负值。设ΔH和ΔS不随温度而变，下列说法中正确的是
A．低温下能自发进行
B．高温下能自发进行
C．任何温度下都能自发进行
D．任何温度下都不能自发进行
17．含乙酸钠和氯苯()的废水可以利用微生物电池除去，其原理如图所示，下列说法错误的是
A．该装置能将化学能转化为电能
B．B极上发生氧化反应
C．每有1
mol
CH3COO－被氧化，质子交换膜中通过8
mol电子
D．A极电极反应式为：+2e－+H＋=Cl－+
18．采用惰性电极，以去离子水和氧气为原料通过电解法制备双氧水的装置如图所示。忽略温度变化的影响，下列说法错误的是（
）
A．阴极的反应为
B．电解一段时间后，阳极室的未变
C．电解过程中，由a极区向b极区迁移
D．电解一段时间后，a极生成的与b极反应的等量
19．以纯碱溶液为原料，通过电解的方法可制备小苏打，原理装置图如下：装置工作时，下列有关说法正确的是
A．乙池电极接电池正极，气体X为H2
B．Na+由乙池穿过交换膜进入甲池
C．NaOH溶液Z比NaOH溶液Y浓度大
D．甲池电极反应：4-4e－+2H2O=4+O2↑
20．电化学气敏传感器可用于监测环境中
NH3的含量，其工作原理如图所示。下列说法不正确的是
A．NH3
在电极a上发生氧化反应
B．溶液中
K+
向电极b移动
C．正极的电极反应式为
O2+2e-+H2O=2OH-
D．当电路中转移3
mo1电子时，反应消耗标准状况下NH3的体积约为22.4L
第II卷（非选择题，共60分）
21．（10分）利用太阳能光解水，制备的H2用于还原CO2合成甲醇，可实现资源的再利用。
（1）中国科学家研究的复合光催化剂[碳纳米点（CQDs）/氮化碳（C3N4）纳米复合物]可以利用太阳光高效分解水，其原理如图所示。反应Ⅰ的化学方程式为____。
（2）H2和CO、CO2在催化剂的作用下合成甲醇的主要反应如下：
第一步：CO2（g）＋H2（g）=CO（g）＋H2O（g）
ΔH1＝＋41
kJ·mol－1
第二步：CO（g）＋2H2（g）=CH3OH（g）
ΔH2＝－99
kJ·mol－1
①CO2（g）＋3H2（g）=CH3OH（g）＋H2O（g）
ΔH＝____。
②第二步反应中的相关的化学键键能（E）数据如下表，试计算x＝____。
化学键
H－H
C－O
C≡O（CO）
H－O
C－H
E/kJ·mol－1
436
x
1
076
465
413
（3）在水溶液中电解CO2生成甲醇的原理如图所示。
①写出A电极生成甲醇的电极反应式：____。
②A极生成1
mol甲醇时，B极生成气体在标准状况下的体积是____。
22．（10分）氨（NH3）、肼（N2H4）是两种氮的氢化物。
（1）合成氨的反应是一个放热反应。2007年化学家格哈德·埃特尔在哈伯研究所证实了氢气与氮气在固体催化剂表面合成氨的反应过程，示意图如下：
状态②、③、④能量由高到低的顺序是____。
（2）将红热的Pt丝伸入如图所示的锥形瓶中，观察到瓶内气体基本上为无色，瓶口出现红棕色气体，铂丝能持续保持红热状态。
①铂丝的作用是____。
②瓶口出现红棕色气体的原因是____。
③瓶内所发生的反应是放热反应还是吸热反应，请判断并说明理由：____。
（3）知道途径Ⅰ两步转化反应的ΔH能否推导出途径Ⅱ所示反应的ΔH？____（若能，请说明理由，若不能，请说明还需补充的数据）。
Ⅰ．N2
NH3
NO、H2O（l）
Ⅱ．N2NO
（4）发射卫星时用肼（N2H4）作燃料、二氧化氮（NO2）作氧化剂。
已知：N2（g）＋2O2（g）＝2NO2（g）
ΔH＝＋67.7
kJ·mol－1
N2H4（g）＋O2（g）＝N2（g）＋2H2O（g）
ΔH＝－543
kJ·mol－1
写出肼和二氧化氮反应生成氮气和气态水的热化学方程式：____。
23．（10分）电能与化学能的相互转化原理在实验、生产及生活中有着非常广泛的应用。
（1）某学习小组同学用锌片、石墨、ZnSO4溶液、NaBr-Br2溶液及盐桥等相关物品组装成一个双液电池（如图1所示），请在图中相应位置填上所用电极和溶液____。
（2）利用题下图所示装置可实现SO2的吸收，同时获得了硫黄、NaClO消毒液。
①甲池中碳纳米管上的电极反应式是______。
②图2装置乙池中的Y极可否改为与Mg电极相连，其理由是什么？______。
（3）以碱性CH4燃料电池为能源实现铁片镀铜的装置如图3所示。
①CH4发生的电极反应式是______。
②X电极是______（填“铁片”中“铜片”）。
24．（10分）(1)第三代混合动力车，可以用电动机、内燃机或二者结合推动车轮。汽车上坡或加速时，电动机提供推动力，降低汽油的消耗；在下坡时，电池处于充电状态。混合动力车目前一般使用镍氢电池，该电池中镍的化合物为正极，储氢金属(以M表示)为负极，碱液(主要为KOH)为电解质溶液。镍氢电池充放电原理如图1所示，其总反应式为H2＋2NiOOH2Ni(OH)2。根据所给信息判断，混合动力车上坡或加速时，乙电极周围溶液的pH______(填“增大”“减小”或“不变”)，该电极的电极反应式为_______________________________________。
(2)Cu2O是一种半导体材料，可通过如图2所示的电解装置制取，电解总反应式为2Cu＋H2OCu2O＋H2↑，阴极的电极反应式是______________。用镍氢电池作为电源进行电解，当电池中有1
mol
H2被消耗时，Cu2O的理论产量为________
g。
(3)高铁酸钠(Na2FeO4)易溶于水，是一种新型多功能水处理剂，可以用电解法制取：Fe＋2H2O＋2OH－FeO＋3H2↑，工作原理如图所示。装置通电后，铁电极附近生成紫红色的FeO，镍电极有气泡产生。电解一段时间后，c(OH－)降低的区域在______________(填“阴极室”或“阳极室”)；阳极反应式为：______________________。
25．(10分)乙苯是一种用途广泛的有机原料，可制备多种化工产品。
(一）制备苯乙烯（原理如反应I所示）：
Ⅰ．
△H=+124kJ·mol-1
（1）部分化学键的键能如下表所示：
化学键
C-H
C-C
C=C
H-H
键能/
KJ/mol
412
348
X
436
根据反应I的能量变化，计算X=_________。
（2）工业上，在恒压设备中进行反应I时，常在乙苯蒸气中通入一定量的水蒸气。请用化学平衡理论解释通入水蒸气的原因：_________。
（3）已知吉布斯自由能△G=△H-T△S
,当△G
<
0时反应可自发进行。由此判断反应I在_________（填“高温”或“低温”）更易自发进行。
(二）制备α-氯乙基苯（原理如反应Ⅱ所示）：
Ⅱ．
△H2＞0
（4）T°C时，向10
L恒容密闭容器中充入2mol乙苯(g)和2
mol
Cl2(g)发生反应Ⅱ,乙苯（或Cl2)、
α-氯乙基苯（或HCl)的物质的量浓度（c）随时间（t）变化的曲线如图所示：
①0—2
min内，以HCl表示的该反应速率v(HCl)=_________。
②6
min时，改变的外界条件为_________，该条件下的平衡常数K的数值=_________。
③10
min时，保持其他条件不变，再向容器中充入1
mol乙苯、1
mol
Cl2、1
molα-氯乙基苯和1mol
HCl,则此时该反应v正_________v逆(填“＞”、“＜”或“=”
);若12
min时反应再次达到平衡，则在0-12
min内，Cl2的转化率α=_________。(计算结果保留三位有效数字）
26．(10分)运用化学反应原理研究氮、硫等单质及其化合物的反应有重要意义。
（1）硫酸生产过程中2SO2(g)＋O2(g）2SO3(g)，平衡混合体系中SO3的百分含量和温度的关系如图所示，根据图回答下列问题：
①2SO2(g)+O2(g）2SO3(g)的△H________0（填“>”或“<”），
②一定条件下，将SO2与O2以体积比2:1置于一体积不变的密闭容器中发生以上反应，能说明该反应已达到平衡的是________。
a．体系的密度不发生变化
b．SO2与SO3的体积比保持不变
c．体系中硫元素的质量百分含量不再变化
d．单位时间内转移4
mol
电子，同时消耗2
mol
SO3
e．容器内的气体分子总数不再变化
（2）一定的条件下，合成氨反应为：N2(g)+3H2(g）2NH3(g)。图1表示在此反应过程中的能量的变化，图2表示在2L的密闭容器中反应时N2的物质的量随时间的变化曲线。图3表示在其他条件不变的情况下，改变起始物氢气的物质的量对此反应平衡的影响。
①该反应的平衡常数表达式为
，升高温度，平衡常数
（填“增大”或“减小”或“不变”）。
②由图2信息，计算0~10min内该反应的平均速率v(H2)=
，从11min起其它条件不变，压缩容器的体积为1L，则n(N2)的变化曲线为
(填“a”或“b”或“c”或“d”)
③图3
a、b、c三点所处的平衡状态中，反应物N2的转化率最高的是
点，温度T1
T2（填“>”或“=”或“<”）
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