16.氮气是制备含氮化合物的一种重要物质。
两个常见的固氮反应[①N2（g）+3H2（g）
2NH3（g）和②N2（g）+O2（g）
2NO（g）]，其平衡常数对数值（lgK）与温度的关系如下图。
根据图中的数据判断下列说法正确的是
A.反应①和②均为放热反应
B.升高温度，反应①的反应速率减小
C.在常温下，利用反应①固氮和利用反应②固氮，反应程度相差很大
D.在1000℃时，反应①和反应②体系中N2的浓度一定相等
1
7.温度为T1时，在三个容积均为1L的恒容密闭容器中仅发生反应:
2NO2（g）
2NO（g）+O2（g）（正反应吸热）。
实验测得:
v正=v（NO2）消耗=k正c2（NO2），v逆=v（NO）消耗=2v（O2）消耗=k逆c2（NO）·c（O2），k正、k逆为速率常数，受温度影响。
下列说法正确的是
A．达平衡时，容器Ⅰ与容器Ⅱ中的总压强之比为4∶5
B．达平衡时，容器Ⅱ中c（O2）/c（NO2）比容器Ⅰ中的大
C．达平衡时，容器Ⅲ中NO的体积分数大于50%
D．当温度改变为T2时，若k正=k逆，则T2>T1
18.一定温度下，在三个容积相同的恒容密闭容器中按不同方式投入反应物，发生反应2SO2（g）+O2（g）
2SO3（g）（正反应放热），测得反应的相关数据如下：
容器1
容器2
容器3
反应温度T/K
700
700
800
反应物投入量
2molSO2、1molO2
4molSO3
2molSO2、1molO2
平衡v正（SO2）/mol·L-1·s-1
v1
v2
v3
平衡c（SO3）/mol·L-1
c1
c2
c3
平衡体系总压强p/Pa
p1
p2
p3
物质的平衡转化率a
a1（SO2）
a2（SO3）
a3（SO2）
平衡常数K
K1
K2
K3
下列说法正确的是
A.v1K3，p2>2p3
C.v12c3，α2（SO3）+α3（SO2）<1
第Ⅱ卷非选择题（包括4道大题，共
56分）
19.（10分）
（1）下图是金属镁和卤素单质（X2）反应的能量变化示意图。
写出MgBr2（s）与Cl2（g）生成MgCl（s）和Br2（l）的热化学方程式
（2）甲醇燃料电池（结构如图），质子交换膜左右两侧的溶液均为1L2mol·L-1H2SO4溶液。
当电池中
有2mole-发生转移时，左右两侧溶液的质量之差为______g（假设反应物耗尽，忽略气体的溶解）。
（3）250mLK2SO4和CuSO4的混合溶液中c（SO42-）＝0.5mol·L－1，用石墨作电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到1.12L气体（标准状况下）。
假定电解后溶液体积仍为250mL，写出阴极电极反应式
原混合溶液中c（K＋）＝
（4）NaHSO3溶液在不同温度下均可被过量KIO3氧化。
将浓度均为0.020mol/LNaHSO3溶液（含少量淀粉）10ml、KIO3（过量）酸性溶液90.0ml混合，记录10—55℃间溶液变蓝时
间，实验结果如图。
据图分析，图中a点对应的NaHSO3反应速率为
20.（12分）
（1）已知:
4HCl（g）+O2（g）
2Cl2（g）+2H2O（g） ΔH=-115.6kJ·mol-1，H2（g）+Cl2（g）
2HCl（g） ΔH=-184kJ·mol-1
①H2与O2反应生成气态水的热化学方程式是 __。
②断开1molH—O键所需能量为______kJ。
③高温下H2O可分解生成分子或原子。
高温下水分解体系中主要气体的体积分数与温度的关系如图所示。
图中A、B表示的物质依次是________，物质的量之比为2：
1的A、H2化学能较低的物质是________。
（2）已知ΔG=ΔH—T·ΔS。
在100kPa、298.15K时石灰石分解反应CaCO3（s）
CaO（s）+CO2（g）的ΔH=+178.3kJ·mol-1，ΔS=+160.4J·mol-1·K-1
①从吉布斯自由能变（ΔG）的角度说明该反应高温下能自发进行的原因___________________。
②则该反应自发进行的最低温度为__________K。
21.（20分）甲醇是重要的化工原料及能源物质。
（1）利用CO2和H2在催化剂的作用下合成甲醇，发生的主要反应如下:
CO2（g）+3H2（g）
CH3OH（g）+H2O（g） ΔH2=-58kJ·mol-1
在某温度时，将1.0molCO与2.0molH2充入2L的空钢瓶中，发生上述反应，在第5min时达到化学平衡状态，此时甲醇的物质的量分数为10%。
甲醇浓度的变化状况如图所示:
①从反应开始到5min时，生成甲醇的平均速率为________。
5min时与起始时容器的压强比为____________
②5min时达到平衡，H2的平衡转化率α=______%。
化学平衡常数K=______。
③1min时的v（正）（CH3OH）________4min时v（逆）（CH3OH）（填“大于”“小于”或“等于”）。
④若将钢瓶换成同容积的绝热钢瓶，重复上述实验，平衡时甲醇的物质的量分数________10%（填“>”“<”或“=”）。
（2）下图是甲醇燃料电池工作的示意图，其中A、B、D均为石墨电极，C为铜电极。
工作一段时间后，断开K，此时A、B两极上产生的气体体积相同。
图1图2
①图1甲中负极的电极反应式为______________________。
②图1乙中A极析出的气体在标准状况下的体积为________。
③丙装置溶液中金属阳离子的物质的量与转移电子的物质的量变化关系如下图，则图2中②线表示的是____的变化;反应结束后，要使丙装置中金属阳离子恰好完全沉淀，需要____mL5.0mol·L-1NaOH溶液。
22．（14分）氮族元素单质及其化合物有着广泛应用。
（1）在1.0L密闭容器中放入0.10molPCl5（g），一定温度进行如下反应:
PCl5（g）
PCl3（g）＋Cl2（g）ΔH1
反应时间（t）与容器内气体总压强（p/100kPa）的数据见下表：
时间t/s
温度
0
t1
t2
t3
t4
t5
T1
5.00
7.31
8.00
8.50
9.00
9.00
T2
6.00
--
--
--
11.00
11.00
回答下列问题:
①PCl3的电子式为_______。
②T1温度下，反应平衡常数K=______。
③T1___T2（填“＞”、“＜”或“＝”，下同），PCl5的平衡转化率α1（T1）__α2（T2）。
（2）NO在一定条件下发生如下分解：
3NO（g）
N2O（g）+NO2（g）
在温度和容积不变的条件下，能说明该反应已达到平衡状态的是________（填字母序号）。
a.n（N2O）=n（NO2）b.容器内压强保持不变
c.v正（N2O）=v逆（NO2）d.气体颜色保持不变
（3）次磷酸钴[Co（H2PO2）2]广泛用于化学镀钴，以金属钴和次磷酸钠为原料，采用四室电渗析槽电解法制备，原理如下图。
①Co的电极反应式为。
②A、B、C为离子交换膜，其中B为离子交换膜（填“阳”或“阴”）。
2019度高二期中考
化学参考答案及评分标准
一、选择题（1-10题每小题2分，11-18题每小题3分，共44分，每小题只有一个正确答案）
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
B
A
D
C
D
A
D
D
D
A
题号
11
12
13
14
15
16
17
18
答案
D
B
B
D
D
C
A
B
19.（每空2分，共10分）
（1）MgBr2（s）+Cl2（g）=MgCl（s）+Br2（l）ΔH=-117kJ/mol
（2）24
（3）Cu2++2e—=Cu，2H++2e—=H20.6mol/L
（4）2
20.（每空2分，共12分）
（1）①2H2（g）+O2（g）
2H2O（g） ΔH=-483.6kJ·mol-1（合理即可）②462.9③H、O（或氢原子、氧原子） H2
（2）①该反应为吸热、熵增反应，常温下ΔG>0，反应不自发。
（得分点：
焓变、熵变、ΔG的分析）②1111.6K
【解析】
Ⅰ.
（1）根据盖斯定律,由第一个热化学方程式+第二个热化学方程式×2
可得2H2（g）+O2（g）
2H2O（g） ΔH=-115.6kJ·mol-1-184kJ·mol-1×2=-483.6kJ·mol-1。
（2）反应2H2（g）+O2（g）
2H2O（g）发生过程中断裂2molH—H键和1molO
O键,形成4molH—O键,则2E（H—H）+E（O
O）-4E（H—O）=-483.6kJ·mol-1,E（H—O）=
kJ·mol-1=462.9kJ·mol-1,即断开1molH—O键所需能量为462.9kJ。
（2）常温下,ΔG=ΔH-TΔS=178.3kJ·mol-1-T×160.4×10-3kJ·mol-1·K-1=130.5kJ·mol-1,T越大，有利于ΔG<0，所以该反应高温下有利于自发。
（3）根据ΔG=ΔH-TΔS<0时,反应可自发进行,则有:
T>ΔH/ΔS=1111.6K。
21.（每空2分，共20分）
（1）①0.025mol·L-1·min-1 ②25 0.59 ③大于 ④<
（2）CH3OH-6e-+8OH-
C
+6H2O2.24L （3）Fe2+ 280
【解析】
（1）
（2）根据题目数据计算如下:
CO（g）+2H2（g）
CH3OH（g）
起始:
0.510
反应:
X2XX
平衡:
0.5-X1-2XX
（以上单位为mol·L-1）
甲醇的物质的量分数为10%,所以
×100%=1
0%,X=0.125mol·L-1。
①甲醇的速率为0.125÷5=0.025（mol·L-1·min-1）。
②由上述计算知,反应的氢气为2×0.125=0.25（mol）,转化率为
×100%=25%。
达到平衡时CO、H2和CH3OH的物质的量浓度分别为0.375mol·L-1、0.75mol·L-1和0.125mol·L-1,所以平衡常数K=
=0.59。
③反应达到平衡的速率图象如图:
所以,
在达到平衡前任意点的正反应速率大于任意点的逆反应速率,即1min时的v（正）（CH3OH）>4min时v（逆）（CH3OH）。
④若将钢瓶换成同容积的
绝热钢瓶,重复上述实验,则反应放出的热量不能散发,会使体系温度上升,正反应放热,温度升高,平衡逆向移动,甲醇体积分数将减小,所以小于10%。
（2）甲醇燃料电池是原电池反应,甲醇在负极失电子发生氧化反应,电极反应为CH3OH-6e-+8OH-
C
+6H2O。
（2）工作一段时间后,断开K,此时A、B两极上产生的气体体积相同,分析电极反应,B为阴极,溶液中铜离子析出,氢离子得
到电子生成氢气,设生成气体物质的量为x,溶液中铜离子物质的量为0.1mol,电极反应为
Cu2+ + 2e-
Cu,2H+ + 2e-
H2↑,
0.1mol0.2mol2x x
A电极为阳极,溶液中的氢氧根离子失电子生成氧气,电极反应为4OH--4e-
2H2O+O2↑,
4x x
得到0.2+2x=4x,x=0.1
所以,乙中A极析出的气体是氧气,物质的量为0.1mol,在标准状况下的体积为2.24L。
（3）根据转移电子的物质的量和金属阳离子的物质的量的变化,可知,铜离子从无到有逐渐增多,铁离子物质的量逐渐减小,亚铁离子物质的量逐渐增大,①为Fe3+,②为Fe2+,③为Cu2+,依据（3）计算得到电子转移为0.4mol,当电
子转移为0.4mol时,丙中阳极电极反应为Cu-2e-
Cu2+,生成Cu2+物质的量为0.2mol,由图象分析可知:
反应前,丙装置中n（Fe3+）=0.4mol,n（Fe2+）=0.1mol,当电子转移0.4mol时,Fe3+完全反应,生成0.4molFe2
+,则反应结束后,Fe2+的物质的量为0.5mol,Cu2+的物质的量为0.2mol,所以需要加入NaOH溶液1.4mol,所以NaOH溶液的体积为1.4mol÷5.0mol·L-1=0.28L=280mL。
22.（每空2分，共14分）
（1）①
，解析略
②根据表格，t4已达到平衡状态。
利用“三段式“计算，设转化量为x
PCl5（g）
PCl3（g）＋
Cl2（g）
起始0.1mol00
转化xmolxmolxmol
平衡0.1-xmolxmolxmol
根据反应前后压强变化（恒容下，压强比等于物质的量之比），计算x，计算式如下：
（0.1-xmol+xmol+xmol）/0.1mol=9.00/5.00，求得x=0.8。
则平衡时，PCl5（g）、PCl3（g）、Cl2（g）分别为0.2mol、0.8mol、0.8mol。
代入平衡常数的表达式，求得K=0.32mol·L－1
③起始物质的量相同（都是0.1mol），起始体积相同（都是1L），温度越高，压强则越大。
可推知：
T1＜T2。
由②中计算过程可知，α1（T1）=80%。
按照相同方法，可求得α2（T2），α1（T1）＜α2（T2）
（2）b、c、d
n（N2O）=n（NO2）时,不能表明正、逆反应速率相等,不能说明一定达到平衡状态,a错误;混合气体总物质的量减小,温度、容器容积保持不变,容器内压强保持不变,说明达到平衡状态,b正确;v正（N2O）=v逆（NO2）,说明正、逆反应速率相等,反应达到平衡,c正确;颜色不变,说明
生成物NO2的浓度保持不变,说明反应达到平衡,d正确。
（3）注意分析题中文字及图像信息。
①以金属钴和次磷酸钠为原料，制得次磷酸钴[Co（H2PO2）2]。
Co（H2PO2）2中的Co2+应由Co作为阳极失电子形成。
故Co的电极反应式为Co－2e－=Co2＋。
②Co2＋要经过A进入产品室，H2PO2－要经过B进入产品室，故A为阳离子交换膜，B为阴离子交换膜
升级会员 