![广东省肇庆市第一中学2022-2023学年高二化学上学期期中考试试卷(Word版附解析)01](http://img-preview.51jiaoxi.com/3/7/13747292/0/0.jpg?x-oss-process=image/resize,w_794,m_lfit,g_center/sharpen,100)
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广东省肇庆市第一中学2022-2023学年高二化学上学期期中考试试卷(Word版附解析)
展开肇庆市第一中学 2022-2023 学年第一学期
高二年级化学学科期中试题
一、单项选择题(20小题,每题3分,共60分)
1. 能量与科学、技术、社会、环境关系密切。下列应用中能量转化关系不正确的是
A
B
C
D
天然气燃气炉
太阳能电池
水电站
电解精炼铜
化学能→热能
太阳能→电能
化学能→电能
电能→化学能
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.天然气燃气炉是将天然气的化学能转变为热能,故A正确;
B.太阳能电池是将太阳能转变为电能,故B正确;
C.水电站是将水的重力势能(动能)转变为电能,故C错误;
D.电解精炼铜是利用电能进行电解转变为化学能,故D正确。
综上所述,答案为C。
2. 化学与社会、科学、技术、环境密切相关,下列说法错误的是
A. 医用硝酸铵速冷冰袋是利用硝酸铵溶于水吸热的性质
B. 采用合适的催化剂可以提高合成氨工业中原料的转化率
C. 合理利用太阳能、风能和氢能等能源有利于实现“低碳经济”
D. 可用勒夏特列原理解释用饱和食盐水除去氯气中氯化氢气体的原因
【答案】B
【解析】
【详解】A.医用硝酸铵速冷冰袋是利用硝酸铵溶于水吸热的性质,A项正确;
B.催化剂不能改变化学平衡的移动,不能改变平衡的始态和终态,即不能提高原料的平衡转化率,B项错误;
C.合理利用太阳能、风能和氢能等能源不产生二氧化碳,所以有利于实现“低碳经济”,C项正确;
D.氯气与水反应会生成氯离子和次氯酸根离子,但由于饱和食盐水里已经有一定浓度的氯离子,跟据勒夏特列原理,平衡向氯离子浓度减小的方向移动,即逆向移动,所以可以用勒夏特列原理来解释,D项正确;
答案选B。
3. 电化学原理在生活中广泛存在,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 用锡焊接铁质器件,焊接处易生锈
C. 可以将电源正极与铁质闸门相连,保护闸门
D. 铁管上镶嵌锌块,铁管不易被腐蚀
【答案】C
【解析】
【详解】A.生铁中含有碳,容易形成碳铁原电池而被腐蚀,抗腐蚀能力比纯铁弱,A正确;
B.铁活动性大于锡,容易形成原电池而被腐蚀,B正确;
C.将电源负极与铁质闸门相连,保护闸门,C错误;
D.铁管上镶嵌锌块,锌比铁活泼,锌腐蚀而铁管不易被腐蚀,D正确;
故选C。
4. 下列各组物质中都是强电解质的是
A. HF、HCl、BaSO4 B. NH4F、CH3COONa、Na2S
C. NaOH、Ca(OH)2、NH3·H2O D. HClO、NaF、Ba(OH)2
【答案】B
【解析】
【详解】A.氟化氢是弱酸,属于弱电解质,A错误;
B.NH4F、CH3COONa、Na2S都是盐,属于强电解质,B正确;
C.一水合氨是弱碱,属于弱电解质,C错误;
D.次氯酸是弱酸,属于弱电解质,D错误;
故选B。
5. 下列各电离方程式中,书写正确的是
A. H2S⇌H++HS- B. KHSO4⇌K++H++
C. NH3·H2O=+OH- D. H2CO3⇌2H++
【答案】A
【解析】
【详解】A.H2S为二元弱酸,分步电离,以第一步电离为主,电离方程式为H2S⇌H++HS-,A正确;
B.KHSO4是强电解质,在水溶液中完全电离,电离方程式为KHSO4= K++H++,B错误;
C.NH3·H2O 为弱电解质,应用可逆符合,电离方程式为NH3·H2O+OH-,C错误;
D.H2CO3为二元弱酸,分步电离,以第一步电离为主,电离方程式为H2CO3HCO+H+,D错误;
综上所述答案为A。
6. 醋酸溶液中存在电离平衡:CH3COOH⇌H++CH3COO⁻,下列叙述不正确的是
A. 升高温度,平衡正向移动,醋酸的电离常数Ka增大
B. 稀CH3COOH溶液加水稀释,溶液中c(CH3COOH)减小,但平衡正向移动,电离程度增大。
C. CH3COOH溶液中加少量的CH3COONa固体,平衡逆向移动
D. 25℃时,欲使醋酸溶液的pH、电离常数Ka和电离程度都减小,可加入少量冰醋酸。
【答案】D
【解析】
【详解】A. 醋酸的电离是吸热过程,升高温度,平衡正向移动,电离平衡常数增大,A正确;
B.稀释可以促进稀CH3COOH的电离,电离程度增大,但由于加水稀释,溶液中c(CH3COOH)减小,B正确;
C.CH3COONa固体可以电离出CH3COO-,使平衡逆向移动,C正确;
D.温度不变,则电离常数Ka不变,D错误;
综上所述答案为D。
7. 合成氨问题,关乎到世界化工发展和粮食安全问题。下列合成氨工业的叙述中,不正确的是
A. 高压条件比常压条件更有利于合成氨的反应
B. 合成氨时采用循环操作,可以提高原料利用率
C. 工业生产采用500℃而不采用常温,是为了提高合成氨的转化率
D. 铁触媒的使用有利于提高合成氨的生产效率
【答案】C
【解析】
【详解】A.合成氨的反应为气体系数之和减小的反应,增大压强有利于反应正向移动,A正确;
B.合成氨的反应为可逆反应,原料不能完全反应,采用循环操作,可以提高原料利用率,B正确;
C.合成氨的反应为放热反应,升温会使平衡逆向移动,工业生产采用500℃而不采用常温,是为了提高反应速率,C错误;
D.铁触媒为催化剂,可以大大提高反应速率,有利于提高合成氨的生产效率,D正确;
综上所述答案为C。
8. 下列热化学方程式正确的是
A. 通常状况下,将1g氢气在氯气中完全燃烧,放出92.4kJ热量:H2(g)+Cl2(g)=HCl(g);ΔH=+92.4kJ·mol-1
B. 已知充分燃烧ag乙炔气体时生成1mol二氧化碳气体和液态水,并放出bkJ热量:2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l);ΔH=-4b kJ·mol-1
C. 1g炭与适量水蒸气反应生成一氧化碳和氢气,需吸收10.94kJ的热量:C+H2O=CO+H2 ΔH=+10.94 kJ·mol-1
D. 已知甲烷燃烧生成二氧化碳和液态水放出的热量为55.625kJ∙g-1:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l);ΔH=-55.625 kJ·mol-1
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A.放热反应的ΔH<0,正确的热化学方程式为:H2(g)+Cl2(g)=HCl(g) ΔH=-92.4kJ·mol-1,A项错误;
B.充分燃烧ag乙炔气体时生成1mol二氧化碳气体和液态水,并放出bkJ热量,则生成4mol CO2和液态水,应放出4bkJ热量,B项正确;
C.1g碳与适量水蒸气反应生成CO和H2,需吸收10.94kJ热量,则1mol碳与水蒸气反应,吸收热量为,且热化学方程式需要标注物质的聚集状态。则此反应的热化学方程式为C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ΔH=+131.28 kJ·mol-1,C项错误;
D.题目中给出的数据意义是:燃烧1g的甲烷放出55.625kJ的热量,换算成燃烧1mol甲烷放出的热量为890kJ。故正确的热化学方程式为:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l);ΔH=-890 kJ·mol-1,D项错误;
答案选B。
9. 用蒸馏水稀释的CH3COOH溶液时,若保持温度不变,则在稀释过程中下列数据始终保持增大趋势的是
A. c(H+)/c(CH3COOH) B. c(CH3COOH)/c(CH3COO-)
C. c(CH3COOH) D. c(H+)
【答案】A
【解析】
【分析】醋酸是弱电解质,加水稀释,促进醋酸电离,则n(CH3COO−)、n(H+)增大,n(CH3COOH)减小,但醋酸根离子、氢离子浓度增大的程度小于溶液体积增大的程度,所以c(CH3COO−)、c(H+)、c(CH3COOH)都减小,温度不变,电离常数不变,以此来解答。
【详解】A.加水稀释,促进醋酸电离,则n(H+)增大,n(CH3COOH)减小,且溶液的体积相同,则增大,故A正确;
B.醋酸加水稀释,电离常数不变;;,c(H+)减小,所以减小,故B错误;
C.稀释时,醋酸根离子增大的程度小于溶液体积增大的程度,则c(CH3COO−)减小,故C错误;
D.稀释时,氢离子浓度增大的程度小于溶液体积增大的程度,则c(H+)减小,故D错误;
故答案选A。
【点睛】本题考查弱电解质的电离,把握稀释时电离平衡的移动、离子浓度的变化为解答的关键,侧重分析与应用能力的考查,注意稀释时温度不变,题目难度不大。
10. 下列关于平衡常数的说法,正确的是
A. 温度一定,对给定的化学反应,正逆反应的平衡常数互为倒数
B. 压缩容器体积,是压强增大,若平衡正向移动,则平衡常数增大
C. 平衡常数表示反应进行的程度,平衡常数越大,反应正向进行的速率就越大
D. 对于已经达到平衡的反应体系,增大反应物浓度,平衡常数增大,平衡正移
【答案】A
【解析】
【详解】A.温度一定,对给定的化学反应,正逆反应的平衡常数互为倒数,A项正确;
B.平衡常数只与温度有关,平衡常数不变,B项错误;
C.平衡常数表示反应进行的程度,平衡常数越大,表示反应正向进行的程度越大,但反应正向进行的速率不一定越大,C项错误;
D.平衡常数只与温度有关,平衡常数不变,D项错误;
答案选A。
11. 中国政府明确提出2030年前碳达峰、2060年前碳中和的目标,为保护人类共同的家园提供中国方案。CO2加氢制甲醇(CH3OH)的反应为,该反应一般认为通过如下步骤来实现:
① (慢反应)
② (快反应)
下列示意图中能体现上述反应能量变化的是
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【解析】
【详解】根据反应①加上反应②得到,整个反应是放热反应,排除B、D,反应①是慢反应,说明反应①的活化能大于反应②的活化能,故A符合题意。
综上所述,答案为A。
12. 一定温度下,将和充入密闭容器中发生反应:,在时达到平衡。在、时分别改变反应的一个条件,测得容器中的浓度随时间变化情况如图所示。
下列有关说法正确的是
A.
B. 时改变的条件是使用催化剂
C. 时改变的条件是只增大生成物C的浓度
D. 、阶段反应的平衡常数均为4
【答案】D
【解析】
【详解】A.时C的浓度瞬间增大,的浓度不变,说明平衡不移动,应是减小容器容积造成的,容器容积减小,气体压强增大,压强不影响该平衡,D为固体,所以,A项错误;
B.加入催化剂后C的浓度应该瞬间不发生变化,不符合图示变化规律,B项错误;
C.如果时改变的条件是只增大生成物C的浓度,C的浓度立即增大,但平衡逆向移动,C的浓度随时间而逐渐减小,C项错误;
D.阶段温度相同,平衡常数相同,可计算阶段平衡常数K,反应三段式为:
,D项正确。
故选D。
13. 一定温度下,某反应达平衡,平衡常数K=c(CH3OH)·c(H2O)/[c(CO2)·c3(H2)]。保持容器容积不变,升高温度,H2浓度减小,则下列说法不正确的是
A. 该反应化学方程式为CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)
B. 恒温恒容下,再充入CO2气体,H2浓度一定减小
C. 恒温恒压下,再充入惰性气体,会降低反应物的转化率
D. 升高温度,会使正反应速率增大,平衡常数减小
【答案】D
【解析】
【详解】A.平衡常数K=c(CH3OH)·c(H2O)/[c(CO2)·c3(H2)],所以该反应化学方程式应为CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g),选项A正确;
B.恒温恒容下,再充入CO2气体,平衡正向移动,H2浓度减小,选项B正确;
C.恒温恒压下,再充入惰性气体,体积变大,浓度减小,平衡逆向移动,会降低反应物的转化率,选项C正确;
D.温度升高,正逆反应速率都增大,平衡向吸热反应的正反应方向移动,平衡常数增大,选项D不正确;
答案选D。
14. CH3OH是重要的化工原料,工业上用CO与H2在催化剂作用下合成CH3OH,其反应为CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)。按n(CO)∶n(H2)=1∶2向密闭容器中充入反应物,测得平衡时混合物中CH3OH的体积分数在不同压强下随温度的变化如图所示。下列说法中,正确的是
A. p1
C. 平衡常数:K(X)=K(Y) D. 在Z点时,CO转化率为75%
【答案】D
【解析】
【详解】A.由300℃时,增大压强,平衡正向移动,CH3OH的体积分数增大,所以p1>p2,A错误;
B.由图可知,升高温度,CH3OH的体积分数减小,平衡逆向移动,则该反应的△H<0,B错误;
C.A、B处的温度不同,平衡常数与温度有关,故平衡常数不等,C错误;
D.设向密闭容器充入了1molCO和2molH2,CO的转化率为x,则
,在Z点时,CH3OH的体积分数为,解得x=0.75,D正确;
故选D。
15. 现有两个热化学反应方程式:① (l)+H2(g)→(l) ΔH>0 ②(l)+2H2(g)→(l) ΔH<0。下列说法正确的是
A. 反应①②中都存在:ΔS>0 B. 反应①一定不能自发进行
C. 从焓变的角度看,反应①能自发进行 D. 从熵变的角度看,反应②能自发进行
【答案】B
【解析】
【详解】A.由题中热化学反应方程式可知,反应①②均为熵减反应,即ΔS<0,A错误;
B.由题可知,反应①ΔH>0,ΔS<0,则ΔH-TΔS>0,所有温度下反应都不能自发进行,B正确;
C.反应①ΔH>0,为吸热反应,吸热不利于反应自发进行,C错误;
D.反应②ΔS<0,熵减的反应不利于自发进行,D错误;
故选B。
16. 关于下列装置说法正确的是
A. 装置①中,盐桥中的K+移向ZnSO4溶液
B. 装置②工作一段时间后,a极附近溶液的pH增大
C. 用装置③精炼铜时,溶液中Cu2+的浓度一定始终不变
D. 装置④中电子由Zn流向Fe,装置中有Fe2+生成
【答案】B
【解析】
【详解】A、装置①原电池中,Zn是负极,Cu是正极,电解质里的阳离子K+移向正极,即移向硫酸铜溶液,选项A错误;B、在装置②电解池中,阴极a极是氢离子发生得电子生成氢气的还原反应,该极附近碱性增强,所以a极附近溶液的pH增大,选项B正确;C、精炼铜时,由于粗铜中含有杂质,开始时活泼的金属锌、铁等失去电子,而阴极始终是铜离子放电,所以若装置③用于电解精炼铜,溶液中的Cu2+浓度减小,选项C错误;D、在该原电池中,电子从负极Zn极流向正极Fe极,在铁电极上氢离子得电子生成氢气,反应实质是金属锌和氢离子之间的反应,不会产生亚铁离子,选项D错误。答案选B。
17. 在第十三届阿布扎比国际防务展上,采用先进的氢燃料电池系统的无人机,创造了该级别270分钟续航的新世界记录。下列有关氢燃料电池的说法正确的是
A. 通入氧气的电极发生氧化反应
B. 碱性电解液中阳离子向通入氢气方向移动
C. 正极的电极反应式为:O2+2H2O+4e-═4OH-
D. 放电过程中碱性电解液的浓度不断增大
【答案】C
【解析】
【分析】氢氧燃料电池工作时,是把化学能转变为电能,通入氢气的一极为电源的负极,发生氧化反应,电极反应式为H2-2e-+2OH-═2H2O,通入氧气的一极为原电池的正极,电极反应式为O2+2H2O+4e-═4OH-,阳离子向正极移动,据此分析。
【详解】A.该电池工作时化学能转化为电能,通入氢气的一极为电源的负极,发生氧化反应,故A错误;
B.阳离子向正极移动即通入氧气的一极移动,故B错误;
C.通入氧气的一极为原电池的正极,电极反应式为O2+2H2O+4e-═4OH-,故C正确;
D.由图可知,氢氧燃料电池放电过程中,总反应为氢气和氧气反应生成水,则碱性电解液中氢氧根的物质的量不变,故D错误;
答案选C。
18. 下列实验方案不能达到相应目的的是( )
A
B
C
D
目的
验证Fe电极被保护
研究浓度对化学平衡的影响
证明温度对平衡移动的影响
比较碳酸、醋酸和硼酸的酸性强弱
实验方案
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A. Fe连接外加电源的正极,Fe是阳极,则Fe失电子生成Fe2+,电极反应式为:Fe-2e-=Fe2+,Fe被腐蚀,故A错误;
B. 本实验中,左侧试管中加入了2mL0.1mol/L KSCN溶液,右侧试管中加入了水,对比左右两只试管,左侧试管中KSCN的浓度增大,c(SCN-)增大,平衡向生成Fe(SCN)3的方向移动,溶液的红色加深,可以证明浓度对化学平衡的影响,故B正确;
C.2NO2(g)N2O4(g) △H<0,升高温度,化学平衡向吸热的逆反应方向移动,c(NO2)增大,气体颜色加深,可以证明温度对化学平衡的影响,故C正确;
D. 本实验中,醋酸可以和NaHCO3反应产生气泡,硼酸不反应,可以证明酸性:醋酸>碳酸>硼酸,故D正确;
答案选A。
19. 磷酸铁锂电池在充放电过程中表现出了良好的循环稳定性,具有较长的循环寿命,放电时的反应为:LixC6+Li1-xFePO4=6C+LiFePO4。某磷酸铁锂电池的切面如图所示。下列说法错误的是
A. 放电时Li+脱离石墨,经电解质嵌入正极
B. 隔膜在反应过程中只允许Li+通过
C. 充电时电池正极上发生的反应为:LiFePO4-xe-=Li1-xFePO4+xLi+
D. 充电时电子从电源正极经铝箔流入正极材料
【答案】D
【解析】
【分析】根据磷酸铁锂电池的切面图和总反应LixC6+Li1-xFePO4=6C+LiFePO4可知,铜箔为负极,负极反应式为LixC6-xe-=6C+xLi+,铝箔为正极,正极反应式为Li1-xFeO4+xLi++xe-=LiFePO4,原电池放电时,电子从负极沿导线流向正极,内电路中阳离子移向正极,阴离子移向负极;充电时,装置为电解池,阴极、阳极反应式与负极、正极反应式正好相反。
【详解】A.原电池放电时,电解质中阳离子移向正极,即Li+脱离石墨,经电解质嵌入正极,A正确;
B.该原电池中,负极反应式为LixC6-xe-=6C+xLi+,正极反应式为Li1-xFeO4+xLi++xe-=LiFePO4,所以隔膜为阳离子交换膜,在反应过程中只允许Li+通过, B正确;
C.放电时,正极反应式为Li1-xFeO4+xLi++xe-=LiFePO4,充电时,原电池的正极与外加电源正极相接,电极反应与原电池正极反应相反,即充电时电池正极上发生的反应为LiFePO4-xe-═Li1-xFePO4+xLi+, C正确;
D.充电时电子从外电源负极→阴极、阳极→电源正极,即充电时电子从电源经铜箔流入负极材料,D错误;
答案选D。
20. 证据推理是化学学科核心素养之一。下列基于反应事实的推理正确的是
酸的电离常数
反应事实(常温)
①
②
③
A. a>b>c>d B. d>b>c>a C. b>c>d>a D. d>b>a>c
【答案】D
【解析】
【详解】由强酸制弱酸可知,弱酸或酸式根离子的酸性强弱顺序为CH3COOH>H2CO3>C6H5OH>HCO,由弱酸的酸性越强,电离常数可知,酸的电离常数大小顺序为d>b>a>c,故选D。
二、非择题(3小题,共40分)
21. 某研究性学习小组利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液的反应探究“外界条件的改变对化学反应速率的影响”,进行了如下实验:
实验
序号
实验温度/K
有关物质
溶液颜色褪至无色所需时间/s
酸性KMnO4溶液
H2C2O4溶液
H2O
V/mL
c/mol·L-1
V/mL
c/mol·L-1
V/mL
A
293
2
0.02
4
0.1
0
t1
B
T1
2
0.02
3
0.1
V1
8
C
313
2
0.02
V2
0.1
1
t2
(1)①通过A、B,可探究出____(填外部因素)的改变对化学反应速率的影响,其中V1=_____;
②通过B和C,可探究出_____(填外部因素)的变化对化学反应速率的影响,其中V2=____。
(2)若t1<8,则由此实验可以得出的结论是_______;
(3)写出该反应的离子方程式_______。
(4)在实验中发现高锰酸钾酸性溶液和草酸溶液反应时,开始一段时间反应较慢,溶液变色不明显;但不久突然褪色,反应明显加快。某同学认为是反应放热导致溶液温度升高所致,重做B组实验,测定反应过程中不同时间溶液的温度,结果如表:
时间/s
0
2
4
6
8
10
温度/℃
20
21
21
21.5
22
22
结合实验目的与表中数据,你得出的结论是_______。从影响化学反应速率的因素看,你认为还可能是_______的影响。若用实验证明你的猜想,除了酸性高锰酸钾溶液和草酸溶液外,还需要选择的试剂最合理的是_______ (填字母)。
A.硫酸钾 B.水 C.二氧化锰 D.硫酸锰
【答案】(1) ①. 反应物浓度 ②. 1 ③. 温度 ④. 3
(2)其他条件相同时,增大反应物浓度,反应速率增大
(3)
(4) ①. 温度不是反应速率突然加快的原因 ②. 催化剂 ③. D
【解析】
【小问1详解】
①由题干表中数据可知,实验A、B中H2C2O4溶液的体积不同,通过实验A、B,可探究出反应物浓度对反应速率的影响,根据控制唯一变量要求可知, V1=1mL,T1=293K,故答案为:反应物浓度;1;
②由实验A、B知T1=293K,则实验B、C的反应物的浓度相同,温度不同,故通过实验B、C可探究出温度变化对化学反应速率的影响,根据控制唯一变量要求可知,V2=3mL,故答案为:温度;3;
【小问2详解】
实验A、B探究反应物浓度对反应速率影响,且A中H2C2O4的浓度大于B中,故若t1<8,时间越短表示反应速率越快,则由此实验可以得出的结论是:其他条件相同时,增大反应物浓度,反应速率增大,故答案为:其他条件相同时,增大反应物浓度,反应速率增大;
【小问3详解】
H2C2O4与酸性高锰酸钾反应的化学方程式为:,则该反应的离子方程式为:,故答案为:;
【小问4详解】
根据表中数据知,8s时温度不最高,但8s前突然褪色,说明温度不是反应速率突然加快的原因;KMnO4与H2C2O4反应生成硫酸锰,锰离子有催化作用,所以猜想还可能是催化剂的作用,要想验证锰离子的催化作用,在做对比实验时同时加入硫酸锰观察反应速率是否变化即可,故选D,故答案为:温度不是反应速率突然加快的原因;催化剂;D。
22. 甲醇既是重要的化工原料,又可作为燃料。利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂作用下可合成甲醇,发生的主要反应如下:
I.
II.
III. 回答下列问题:
(1)ΔH3=_______。(用ΔH1和ΔH2表示)
(2)下列措施中能够增大上述反应I合成甲醇反应速率的是_______(填写序号)。
a.使用高效催化剂 b.降低反应温度
c.增大体系压强 d.不断将CH3OH从反应混合物中分离出来
(3)将2.0molCO2和3.0mnolH2通入容积为3L的恒容密闭容器中,在一定条件下发生反应II,测得H2的平衡转化率与温度的关系如图所示。
①100℃,恒容条件下,下列能用来判断该反应II已达到平衡状态的有_______(填标号)。
A.容器内压强保持不变 B.容器中c(H2)=c(H2O)
C.容器中混合气体的密度保持不变 D.
②100℃时反应达到平衡所需的时间为5min,则反应从起始至5min内,用H2表示该反应的平均反应速率为_______。
③100℃时,反应II的平衡常数K=_______。该反应为_______热反应(填“放”或“吸”)
④100℃下,在6L恒容密闭容器中充入2molCO2、2molH2和2molCO、6molH2O,此时反应将_______(填“向左进行”“向右进行”“达到平衡”或“无法判断”),v(正)_______v(逆)(填“>”“<”或“=”)
【答案】(1)ΔH1+ΔH2
(2)ac (3) ①. BD ②. ③. 3 ④. 吸 ⑤. 达到平衡 ⑥. =
【解析】
【小问1详解】
结合盖斯定律可知方程式Ⅱ+Ⅰ=目标方程式,;
【小问2详解】
I.,
a.使用高效催化剂会降低反应活化能,加速化学反应速率,a正确;
b.降低反应温度,温度降低,反应速率减慢,b错误;
c.增大体系压强反应速率加快,c正确;
d.不断将CH3OH从反应混合物中分离出来,降低生成物浓度,反应速率减慢,d错误;
故选ac;
【小问3详解】
①A.等体积反应容器内压强始终不变,A错误;
B.由图像知100℃的条件下氢气的平衡转化率是50%,故平衡时氢气的浓度是0.5mol/L,生成物水的浓度也为0.5mol/L,故B正确;
C.只有气体参与的等体积反应,容器中混合气体的密度始终保持不变,C错误;
D.,正逆两个不同方向速率相等,反应达到平衡,D正确;
故选BD。
②由于H2转化率为50%,则5min中内
n(H2)=3mol×50%=1.5mol;则v(H2)==0.1mol·L-1·min-1;
③根据反应过程列三段式,K==3;随着温度升高,反应物氢气的转化率增大,故该反应吸热,升高温度平衡正向移动;
④100℃下,在6L恒容密闭容器中充入2molCO2、2molH2和2molCO、6molH2O,Q==3=K,故此时反应达到平衡,正逆反应速率相等。
23. 下图为相互串联的三个装置,试回答:
(1)写出甲池负极的电极反应式:_______。
(2)若利用乙池在铁片上镀银,则B是_______(填电极材料),电极反应式是_______。
(3)若利用乙池进行粗铜的电解精炼,则_______极(填" A"或B")是粗铜。粗铜中杂质Au、Ag在精炼结束后,它们在电解槽中的存在形式和位置为_______。
(4)向丙池溶液中滴加几滴酚酞试液,_______电极(填“石墨”或“Fe”)周围先出现红色,该电极方程式为:____;若甲池消耗3.2g CH3OH气体,则丙池中阳极上产生气体的物质的量为_____mol。
(5)钢铁的吸氧腐蚀简单示意图如下图:
正极的电极反应式为_______,该图某处稍作修改即可成为钢铁电化学防护的简单示意图,请作出修改并标出电子流动方向_______。
【答案】(1)CH3OH-6e-+8OH-=+6H2O
(2) ①. 铁片 ②. Ag++e-=Ag
(3) ①. A ②. 以单质的形式沉积在A (阳极)下方
(4) ①. Fe ②. 2H2O + 2e- = H2 ↑+ 2OH- ③. 0.3
(5) ①. O2+4e-+2H2O=4OH- ②. 或
【解析】
【分析】甲醇燃料电池中氧气发生还原反应正极,甲醇发生氧化反应为负极;则A、石墨为阳极,B、铁为阴极;
小问1详解】
甲池中甲醇发生氧化反应在碱性环境中生成碳酸根离子,为负极,电极反应式:CH3OH-6e-+8OH-=+6H2O;
【小问2详解】
利用乙池在铁片上镀银,则铁为阴极,故B为铁片,电极反应式是银离子在铁极放电生成银单质,Ag++e-=Ag;
【小问3详解】
若利用乙池进行粗铜的电解精炼,则粗铜为阳极,故为A。粗铜中杂质Au、Ag活动性较弱,在精炼结束后,它们在电解槽中以单质的形式沉积在A (阳极)下方形成阳极泥;
【小问4详解】
丙池中石墨为阳极,氯离子放电生成氯气;铁极为阴极,水放电生成氢气和氢氧根离子,故Fe电极周围先出现红色,该电极方程式为:2H2O + 2e- = H2 ↑+ 2OH-;若甲池消耗3.2g CH3OH(为0.1mol)气体,丙池中阳极反应为2Cl--2e-=Cl2↑,根据电子守恒可知,CH3OH~6e-~ 3Cl2↑,则产生气体的物质的量为0.3mol。
【小问5详解】
图示为钢铁的吸氧腐蚀,则正极的电极反应式为氧气得到电子发生还原反应生成氢氧根离子O2+4e-+2H2O=4OH-,该图某处稍作修改即可成为钢铁电化学防护的简单示意图,则可以铁外接电源的负极或将碳更换为活泼金属锌等,故图示和电子流动方向为:或。
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