学年福建省永泰县第一中学高二上学期期中考试化学试题解析版.docx
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学年福建省永泰县第一中学高二上学期期中考试化学试题解析版
福建省永泰县第一中学2019-2020学年高二上学期期中考试试题
相对原子质量:
H-1Li-7C-12N-14O-16Cu-64
一、选择题:
1.下列我国科技创新的产品设备在工作时,能量转化过程与氧化还原反应有关的是( )
①长征三号运载火箭用偏二甲肼为燃料
②嫦娥四号月球探测器上
太阳能电池板
③和谐号动车以350km/h飞驰
④世界首部可折叠柔屏手机通话
A.①②B.③④C.②③D.①④
『答案』D
『解析』
【详解】①偏二甲肼的燃烧属于氧化还原反应;
②太阳能电池板将太阳能转变为电能,其主要工作原理是太阳光照在半导体p-n结上,形成新的空穴-电子对,在p-n结电场的作用下,空穴由p区流向n区,电子由n区流向p区,接通电路后就形成电流。
此过程未涉及氧化还原反应;
③和谐号动车将电能转变为了动能,过程中未涉及氧化还原反应;
④世界首部可折叠柔屏手机通话是原电池的应用,是将化学能转变为电能,实现了能量之间的转化,电池放电过程中涉及氧化还原反应;
故选D。
2.下列食品添加剂中,其使用目的与反应速率有关的是( )
A.调味剂B.防腐剂C.着色剂D.增稠剂
『答案』B
『解析』
【详解】A、调味剂是为了增加食品的味道,与速率无关,故A不符合题意;
B、防腐剂是能抑制微生物活动,防止食品腐败变质的一类食品添加剂,延缓氧化的反应速率,故B符合题意;
C、着色剂是为了给食品添加某种颜色,与速率无关,故C不符合题意;
D、增稠剂是增大食品的黏稠度,与速率无关,故D不符合题意;
『答案』选B。
3.在酸性条件下,可发生如下反应:
+2M3++4H2O=
+Cl-+8H+,
中M的化合价是()
A.+4B.+5C.+6D.+7
『答案』C
『解析』根据离子反应方程式中,反应前后所带电荷数相等,即6-1=8-n-1,解得n=2,从而得出M2O7n-中M的化合价为+6价,故C正确。
4.在任何温度下,下列反应都不能自发进行的是( )
A.2O3(g)=3O2(g)ΔH<0B.2CO(g)=2C(s)+O2(g)ΔH>0
C.N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)ΔH<0D.CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)ΔH>0
『答案』B
『解析』
【分析】反应能否自发进行取决于△G=△H-T•△S,当△G=△H-T•△S<0时,反应可自发进行,否则不能,据此分析判断。
【详解】A.2O3(g)=3O2(g)△H<0,△S>0,根据△G=△H-T•△S可知,任何温度下都能满足△H-T•△S<0,反应可自发进行,故A不选;B.2CO(g)=2C(s)+O2(g)△H>0,△S<0,任何温度下都满足△G=△H-T•△S>0,反应不能自发进行,故B选;C.N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)△H<0,△S<0,在较低温度下,可满足△H-T•△S<0,反应可自发进行,故C不选;D.CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)△H>0,△S>0,在较高温度下,可满足△H-T•△S<0,反应可自发进行,故D不选;故选B。
5.在
的反应中,经过一段时间后,NH3的浓度增加了0.8mol/L,在此段时间内用H2表示的平均反应速率为0.25mol/(L·s),则此段时间是( )
A.2sB.3.2sC.4.8sD.5.6s
『答案』C
『解析』
【详解】根据化学反应各物质浓度变化之比等于其化学计量数之比可知,这段时间内,H2的浓度变化为
×0.8mol/L=1.2mol/L,根据这段时间内H2的平均反应速率为0.25mol/(L·s)得:
=
=4.8s,故『答案』为C。
6.对于反应
,关于反应速率的说法正确的是( )
A.6mol·L﹣1·s﹣1的反应速率一定比3.5mol·L﹣1·s﹣1的反应速率大
B.反应速率越大,可逆反应进行的越完全
C.恒温恒容下,充入N2,压强增大但正逆反应速率都不变
D.升温或加压都能增大反应物活化分子百分数,从而加快速率
『答案』C
『解析』
【详解】A、因未指明速率对应物质,若3.5mol·L﹣1·s﹣1表示N2O4的平均速率,6mol·L﹣1·s﹣1表示NO2的平均速率,则前者比后者快,故A错误;
B、反应速率越大,可逆反应进行的越快,反应最终进行的程度与速率无关,故B错误;
C、恒温恒容下,充入N2,体系内总压增大,各物质分压不变,各反应物浓度不变,其化学反应速率不变,故C正确;
D、升温能够增加活化分子百分含量,同时增加有效碰撞频率,从而增加化学反应速率,加压能够增加单位体积内活化分子含量,有效碰撞频率增加,化学反应速率加快,但活化分子百分含量不变,故D错误;
『答案』选C。
7.某反应过程能量变化如图所示,下列说法正确的是( )
A.该反应为放热反应,热效应ΔH=E1-E2
B.有催化剂条件下,反应的活化能等于E1+E2
C.使用催化剂后,整个反应的速率快慢由E2对应反应决定
D.曲线b说明催化剂参与反应过程,降低反应的活化能,但不改变ΔH
『答案』D
『解析』
【详解】A、由图可知,反应物总能量高于生成物总能量,故该反应为放热反应,E1表示有催化剂条件下第一阶段反应的活化能,E2表示有催化剂条件下第二阶段反应的活化能,其热效应为ΔH
E1-E2,故A错误;
B、有催化剂条件下,反应的活化能应为能量较高的E1,故B错误;
C、因E1>E2,故使用催化剂后,整个反应的速率快慢由E1对应反应决定,故C错误;
D、催化剂能够降低化学反应的活化能,故曲线b说明催化剂参与反应过程,反应的ΔH只由物质的始终态有关,故ΔH不变,因此D正确。
8.一定温度下,在2L密闭容器中发生反应:
。
已知N2O5物质的量变化为图中曲线b。
下列说法中正确的是( )
A.0~20s内平均反应速率v(N2O5)=0.1mol·(L·s)-1
B.10s时,正、逆反应速率相等,达到平衡
C.20s时,正反应速率大于逆反应速率
D.曲线a可表示NO2的物质的量随反应时间的变化
『答案』D
『解析』
【详解】A、在反应2N2O5(g)
4NO2(g)+O2(g)中N2O5为反应物,NO2为生成物,它们的计量数之比为1:
2,也就是说NO2变化的物质的量是N2O5的物质的量的两倍,所以曲线a表示NO2的物质的量随反应时间的变化,曲线b表示N2O5的物质的量随反应时间的变化,根据v(N2O5)=
=
=0.05mol·(L·s)-1,故A错误;
B、根据图中可知10 s时反应物还在继续减小而生成物还在继续增大,所以此时反应还在正向进行,即正反应速率大于逆反应速率,故B错误;
C、根据图中反应物和生成物的物质的变化情况可知,20 s时有关物质的物质的量不再随时间的变化而变化,即反应处于平衡状态,此时正逆反应速率相等,故C错误;
D、由A选项分析中可知曲线a表示NO2的物质的量随反应时间的变化,故D正确。
9.已知反应:
H2(g)+
O2(g)=H2O(g)ΔH1
N2(g)+O2(g)=NO2(g)ΔH2
N2(g)+3/2H2(g)=NH3(g)ΔH3
则反应2NH3(g)+
O2(g)=2NO2(g)+3H2O(g)的ΔH为()
A.2ΔH1+2ΔH2-2ΔH3B.ΔH1+ΔH2-ΔH3
C.3ΔH1+2ΔH2+2ΔH3D.3ΔH1+2ΔH2-2ΔH3
『答案』D
『解析』
【分析】利用盖斯定律可知,反应一步完成和多步完成的热效应相同,利用已知的反应和目标反应确定关系,然后计算反应热。
【详解】将已知热化学方程式依次编号为①②③,根据盖斯定律①×3+②×2-③×2得2NH3(g)+
O2(g)=2NO2(g)+3H2O(g),则△H=3△H1+2△H2-2△H3,故选D。
10.如图所示,铁片、铜片和硫酸铜溶液可以构成原电池或电解池,下列说法不正确的是( )
A.构成原电池时,Cu极反应为
B.构成电解池时,Fe电极质量一定减少
C.构成电解池时,Cu极质量可能增加也可能减少
D.构成的原电池或电解池在工作时的反应原理可能相同
『答案』B
『解析』
【分析】构成原电池时,较活泼的金属铁作负极,负极上金属失电子发生氧化反应,较不活泼的金属铜作正极,正极上得电子发生还原反应;构成电解池时,阳极上金属电极失电子发生氧化反应,阴极上铜离子得电子发生还原反应,据此解答。
【详解】A、构成原电池时,较不活泼的金属铜作正极,正极上溶液中铜离子得电子生成铜单质而析出,电极反应式为Cu2++2e−=Cu,故A正确;
B、构成电解池时,连接电源正极的电极为阳极,阳极上金属电极失电子发生氧化反应,若a连接电源负极,则质量增加,故B错误;
C、构成电解池时,连接电源正极的电极为阳极,阳极上金属电极失电子发生氧化反应,连接电源负极的电极为阴极,阴极上铜离子得电子发生还原反应;如果b为阳极,电解池工作时,铜失电子生成铜离子进入溶液导致电极质量减少,如果b为阴极,溶液中铜离子得电子生成铜单质而析出附着在b电极上,导致电极质量增加,故C正确;
D、构成原电池时,负极上铁失去电子,正极上铜离子得电子而析出,构成电解池时,当铁电极为阳极时,铁失去电子,阴极上铜离子得电子而析出,其原理相同,故D正确。
11.在恒温恒容密闭容器中发生可逆反应
,X、Y、Z的初始浓度分别为2.0mol·L-1和1.0mol·L-1,2.0mol·L-1,达平衡后,下列数据肯定不正确的是( )
A.c(X)=0.5mol·L-1B.c(Y)=0.5mol·L-1
C.c(Z)=0.5mol·L-1D.c(Z)=3.0mol·L-1
『答案』A
『解析』
【详解】因不确定该条件下,反应具体向哪个方向进行,因此存在有三种可能:
反应正向进行、反应逆向进行、反应达到平衡,若反应一开始正向进行,采用极值法(反应物完全转化为生成物),最终c(X)=1mol/L、c(Y)=0、c(Z)=4mol/L,因不可能完全转化,故平衡时2mol/L>c(X)>1mol/L,1mol/L>c(Y)>0,4mol/L>c(Z)>2mol/L;若反应一开始逆向进行,同理可知平衡时3mol/L>c(X)>2mol/L,2mol/L>c(Y)>1mol/L,2mol/L>c(Z)>0;若一开始反应就处于平衡状态,X、Y、Z的浓度分别为2mol/L和1mol/L,2mol/L;由此可知『答案』为A。
12.下列说法正确的是( )
①
②
③
④
A.装置①表示已组装的铜锌原电池
B.装置②工作一段时间后,a极附近溶液的pH减小
C.装置③可以在铁钉上镀铜
D.装置④保护铁闸门不被腐蚀,为牺牲阳极的阴极保护法
『答案』C
『解析』
【详解】A、该原电池装置中缺少盐桥,不能形成闭合回路,不能构成原电池,故A错误;
B、该装置为电解池,a极为阴极,发生的电极反应为:
2H2O+2e-=H2↑+2OH-,附近的pH增加,故B错误;
C、该电解池阳极(铜)反应为:
Cu-2e-=Cu2+,阴极(铁钉)反应为:
Cu2++2e-=Cu,由此可知,该装置可以在铁钉上镀铜,故C正确;
D、该装置铁闸门连接电源负极,作电解池阴极从而被保护,该方法为外加电流的阴极保护法,故D错误。
13.下列有关平衡常数的说法中,正确的是( )
A.在任何条件下,化学平衡常数都是一个定值
B.反应
,增大压强该反应平衡常数增大
C.对于给定可逆反应,温度一定时,其正、逆反应的平衡常数互为倒数
D.改变条件,若反应物的转化率增大,平衡常数也一定增大
『答案』C
『解析』
【详解】A、对于一个化学反应,其表达式一定,其数值受到温度的影响,温度发生变化,平衡常数会随着发生变化,故A错误;
B、化学平衡常数只与温度有关,改变压强,化学平衡常数不发生改变,故B错误;
C、对于给定可逆反应,其正反应与逆反应的平衡常数表达式互为倒数,因此当温度一定时,其正、逆反应的平衡常数互为倒数,故C正确;
D、化学平衡常数只与温度有关,改变外界条件,反应物的转化率增大,若温度未改变,其化学平衡常数不变,故D错误。
14.在一绝热容积不变的密闭容器中发生可逆反应
,以下不能说明该反应达到化学平衡状态的是( )
A.混合气体的密度不再变化B.v逆(X)=v正(Y)
C.X、Y
浓度比为1:
1D.体系压强不再变化
『答案』C
『解析』
【详解】A、根据质量守恒,该反应未达到平衡时,气体质量会改变,而容器体积不变,故气体密度在反应未达到平衡时会发生改变,当气体密度不变时,可说明该反应达到了平衡状态,故A不符合题意;
B、根据化学反应速率之比等于其计量数之比,v逆(X)=v逆(Y),当v逆(Y)=v正(Y)时,反应处于平衡状态,故B不符合题意;
C、当X、Y的浓度比为1:
1时,因缺少相关数据,不能说明浓度不再改变,所以反应不一定处于平衡状态,故C符合题意;
D、该反应的容器为绝热容器,在反应未达到平衡时,体系内温度一定会发生相应的变化,压强也会随之变化,当体系内压强不发生变化时,即体系温度不变,由此可知该反应处于平衡状态,故D不符合题意。
15.下列化学用语或说法正确的是( )
A.用铁作阳极电解熔融Al2O3生产金属铝
B.钢铁吸氧腐蚀的正极反应:
C.粗铜(含Zn、Fe、Ag、Au杂质)精炼阳极泥的成分只有Au
D.石墨作电极电解饱和食盐水:
『答案』B
『解析』
【详解】A、用铁作阳极电解熔融Al2O3,阳极反应式为:
Fe-2e-=Fe2+,电极被损耗,不符合生产实际,故A错误;
B、钢铁吸氧腐蚀的正极发生还原反应,其电极反应式为:
O2+2H2O+4e-=4OH-,故B正确;
C、粗铜(含Zn、Fe、Ag、Au杂质)精炼阳极泥的成分主要为失电子能力比铜弱的金属(Au、Ag等),故C错误;
D、石墨作电极电解饱和食盐水,阳极上是Cl-失去电子生成Cl2,阴极为水电离出的H+得到电子,其电解总反应为:
2Cl-+2H2O
H2↑+Cl2↑+2OH-,故D错误。
16.常温下,下列各组离子在指定溶夜中一定能大量共存的是( )
A.
酸性溶夜中:
B.饱和氯水中:
C.在水溶夜中:
D.pH=0的溶液中:
『答案』A
『解析』
【详解】A、常温下,
之间不会发生化学反应,且与酸性条件下的H+不会反应,能够大量共存,故A符合题意;
B、饱和氯水中含有氧化性物质Cl2、HClO,能与具有还原性的SO32-发生氧化还原反应,故不能大量共存,故B不符合题意;
C、H+与NO3-的组合具有氧化性,能与具有还原性的I-发生氧化还原反应,且H+与SiO32-能发生复分解反应生成难溶物H2SiO3,不能大量共存,故C不符合题意;
D、pH=0的溶液中c(H+)=1mol/L,H+与NO3-的组合具有氧化性,能与具有还原性的Fe2+发生氧化还原反应,不能大量共存,故D不符合题意。
17.用铂电极电解CuSO4和Al2(SO4)3的混合液一段时间后,往溶液中加入0.5molCu2(OH)2CO3恰好使溶液复原,则电解过程转移的电子的物质的量为( )
A.1molB.2molC.3molD.4mol
『答案』C
『解析』
【分析】根据电解硫酸铜的原理:
第一阶段:
2CuSO4+2H2O
2Cu↓+O2↑+2H2SO4,第二阶段:
2H2O
2H2↑+O2↑,根据所加入的Cu2(OH)2CO3的量结合电极反应来计算即可。
【详解】如果只按照第一阶段的电解,反应只需要加入CuO或CuCO3就可以,但是现在加入的是0.5molCu2(OH)2CO3,相当于多加入了0.5molH2O,这0.5mol的水,应该是第二阶段的反应进行,该阶段转移了1mol电子,第一阶段转移了2mol电子,所以总共转移电子3mol。
18.高能LiFePO4电池,多应用于公共交通。
电池中间是聚合物的隔膜,主要作用是在反应过程中只让Li+通过。
结构如图所示。
原理如下:
(1-x)LiFePO4+xFePO4+LixCn
LiFePO4+nC
下列说法不正确的是()
A.放电时,正极电极反应式:
xFePO4+xLi++xe-===xLiFePO4
B.放电时,电子由负极经导线、用电器、导线到正极
C.充电时,阴极电极反应式:
xLi++xe-+nC===LixCn
D.充电时,Li+向左移动
『答案』D
『解析』
【分析】由总反应:
(1-x)LiFePO4+xFePO4+LixCn
LiFePO4+nC。
放电时,作为原电池,LixCn为负极,化合价升高失去电子发生氧化反应,电子由负极到正极移动;FePO4为正极,化合价降低得到电子发生还原反应。
充电时,作为电解池,LiFePO4参与阴极与阳极的反应,阳离子向阴极移动。
【详解】A.放电时,FePO4为正极,正极化合价降低得到电子发生还原反应,电极反应式为xFePO4+xLi++xe-===xLiFePO4,故A正确;
B.放电时,作为原电池,电子由负极经导线、用电器、导线到正极,故B正确;
C.充电时,阴极化合价降低得到电子发生还原反应,电极反应式为xLi++xe-+nC===LixCn,故C正确;
D.充电时,作为电解池,阳离子向阴极移动,Li+向右移动,故D错误;
『答案』选D。
19.一定条件下对于可逆反应
,若X、Y、Z三种气体的初始浓度和平衡浓度如下表(c1、c2、c3均不为零):
物质
X
Y
Z
初始浓度(mol·L-1)
c1
c2
c3
平衡浓度(mol·L-1)
0.2
0.3
0.12
则下列判断正确的是( )
A.c1∶c2=2∶3
B.平衡时Y和Z的生成速率之比为2∶3
C.X、Y的转化率之比为2:
3
D.c1的取值范围为0<c1<0.3
『答案』A
『解析』
【详解】①若反应一开始正向进行
起始浓度(mol·L-1)c1c2c3
转化浓度(mol·L-1)2x3x2x
平衡浓度(mol·L-1)c1-2xc2-3xc3+2x
,解得
=
;c1、c2、c3均不为零且均大于0,故0②若反应一开始逆向进行
起始浓度(mol·L-1)c1c2c3
转化浓度(mol·L-1)2x3x2x
平衡浓度(mol·L-1)c1+2xc2+3xc3-2x
,解得
=
;c1、c2、c3均不为零且均大于0,可推出0③若反应一开始就处于平衡状态,则c1=0.2mol/L,c2=0.3mol/L;
A、由上述分析可知,无论反应一开始正向进行还是逆向进行或者处于平衡状态,
均为
,故A正确;
B、速率之比等于化学计量数之比,则平衡时Y和Z的生成速率之比为3:
2,故B错误;
C、转化率=
×100%,X、Y的转化量、开始的量均为2:
3,则X、Y的转化率之比为1:
1,故C错误;
D、综上所述,c1的取值范围为0<c1<0.32,故D错误。
20.如图所示装置,若开始时a、b两端液面相平,放置一段时间后,下列有关叙述中正确的是( )
A.铁丝在两处的腐蚀速率:
a>b
B.a、b两端相同的电极反应式为
C.一段时间后,a端液面高于b端液面
D.a处总反应为:
『答案』C
『解析』
【分析】生铁中含有碳、铁,生铁遇到合适的电解质溶液能构成原电池,酸性条件下,发生析氢腐蚀,中性或弱酸性条件下,发生吸氧腐蚀,据此分析解答。
【详解】生铁和氯化钠溶液、稀硫酸溶液都能构成原电池,左边试管中,生铁发生吸氧腐蚀,右边试管中,生铁发生析氢腐蚀,
A、生铁发生析氢腐蚀的速率比吸氧腐蚀的速率大,故A错误;
B、a处负极上铁失电子,正极上氧气得电子,b处负极上铁失电子,正极上氢离子得电子,所以a、b两处相同的电极反应式为Fe−2e−=Fe2+,故B错误;
C、a处发生吸氧腐蚀,b处发生析氢腐蚀,一段时间后,a处气体压强减小,b处气体压强增大,导致溶液从b处向a处移动,所以a处液面高于b处液面,故C正确;
D、a处发生吸氧腐蚀,其总反应为:
4Fe+O2+2H2O=4Fe(OH)2,故D错误;
『答案』选C。
21.清华大学王晓琳教授首创三室电解法制备LiOH,其工作原理如图所示,下列说法不正确的是( )
A.X电极连接电源正极
B.M为阴离子交换膜
C.Y电极反应式为
D.制备2.4 g LiOH产生的H2在标准状况下为1.12 L
『答案』C
『解析』
【分析】该电解池实质是电解水,根据图知,Y极导出的LiOH,则Y极是水电离出的氢离子放电生成氢气,阴极电极反应式为2H2O+2e-=2OH-+H2↑,氢氧根浓度增大,故Y为电解池的阴极;X极导出的是硫酸,则X极应为水电离出的氢氧根放电,则X极为阳极,阳极反应式为2H2O-4e-=4H++O2↑。
【详解】A、根据以上分析,X极导出的是硫酸,则X极应为水电离出的氢氧根放电,则X极为阳极,应与电源正极相连,故A正确;
B、由图可知硫酸从最左侧导出,则SO42-需通过M进入最左侧,故M为阴离子交换膜,故B正确;
C、Y极导出的LiOH,则Y极是水电离出的氢离子放电生成氢气,阴极电极反应式为2H2O+2e-=2OH-+H2↑,故C错误;
D、制备2.4gLiOH,n(OH-)=
=0.1mol,阴极电极反应式为2H2O+2e-=2OH-+H2↑,则n(H2)=0.05mol,标准状况下体积为0.05mol×22.4L/mol=1.12L,故D正确。
22.下列装置或操作能达到目的的是( )
A.装置①用于测定生成氢气的速率
B.装置②依据褪色快慢比较浓度对反应速率的影响
C.装置③依据U管两边液面的高低判断Na和水反应的热效应
D.装置④依据出现浑浊的快慢比较温度对反应速率的影响
『答案』C
『解析』
【分析】装置①生成的氢气可以由长颈漏斗溢出;装置②两种高锰酸钾溶液的浓度不同、颜色不同,不符合控制变量法;Na和水反应放热,广口瓶内气体受热膨胀,U型管左侧液面下降,右侧液面上升;装置④中浓度、温度都不同,无法判断温度对速率的影响;
【详解】装置①生成的氢气可以由长颈漏斗逸出,不能根据生成氢气的体积测定生成氢气的速率,故A错误;装置②依据褪色快慢比较浓度对反应速率的影响,应保证高锰酸钾溶液的浓度相同,用不同浓度的草酸(乙二酸)来做实验,故B错误;Na和水反应放热,广口瓶内气体受热膨胀,U型管左侧液面下降,右侧液面上升,所以装置③能实现目的,故C正确;装置④中浓度、温度都不同,无法判断温度对速率的影响,故D错误。
二、填空题
23.
(1)实验测得5g甲醇在氧气中完全燃烧,生成二氧化碳气体和液态水时释放出113.5kJ的热量。
试写出甲醇燃烧的热化学方程式:
___________________________。
(2)现己知N2(g)和H2(g)反应生成1molNH3(g)过程中能量变化示意如图。
根据下列已知键能数据计算N-H键键能为____