2023邵阳二中高二上学期期中考试化学试题含解析
展开2022年邵阳市第二中学高二化学期中考试试卷
将选择题答案填涂在答题卡的对应位置上,非选择题的答案写在答题卡的指定题目内。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 C1-35.5 Na-23 S-32 Mn-55 Fe-56 Ba-137 K-39
一、单选题(3分×10=30分)
1. 传统文化是中华文明的瑰宝。下列有关传统文化分析错误的是
选项
传统文华摘要
分析与判断
A
《己亥杂诗》记载“落红不是无情物,化作春泥更护花”
蕴含自然界中的氮循环
B
《周礼》记载“煤饼烧蛎房成灰”(蛎房主要成分为)
蛎房发生了吸热反应
C
《吕氏春秋·精通》记载“慈石召铁,或引之也”
慈石指,能吸附铁
D
《金石类》记载“有硇水者,剪银塊投之,则旋而为水”
硇水是、溶液
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.“化作春泥更护花”暗示:氮肥有利于作物生长,涉及氮的固定与循环利用,A项正确;
B.碳酸钙分解反应是吸热反应,B项正确;
C.慈石就是磁石,主要成分是,磁石能吸附铁粉,C项正确;
D.“水”能溶解银等金属,这里“硇水”指硝酸,D项错误。
故答案选D。
2. 常温常压下,等体积的甲、乙两容器内,分别盛有、,下列有关甲、乙两容器中气体的说法错误的是
A. 分子数之比为 B. 密度之比为
C. 质量之比为 D. 氯原子数之比为
【答案】C
【解析】
【详解】A.同温同压同体积下含有气体的物质的量相等,故分子数之比为,故A正确;
B.,同温同压同体积下含有气体的物质的量相等,甲、乙两容器内气体密度之比,等于摩尔质量之比,密度之比为,故B正确;
C.同温同压同体积下含有气体的物质的量相等,质量之比等于摩尔质量之比,质量之比为,故C错误;
D.同温同压同体积下含有气体的物质的量相等,氯原子数之比为,故D正确;
故答案为C
3. 朱自清在《荷塘月色》中写道:“薄薄的青雾浮起在荷塘……光是隔了树照过来的,高处丛生的灌木,落下参差的斑驳的黑影……”月光穿过薄雾形成的种种美景本质原因是
A. 光是一种胶体
B. 雾是一种胶体,胶粒带相同电荷
C. 空气中的小水滴颗粒的布朗运动
D. 空气中的小水滴颗粒直径大小约为之间
【答案】D
【解析】
【详解】A.光不是一种胶体,A错误;
B.雾是一种胶体,但是不同胶体,其带的电荷也不一样,B错误;
C.布朗运动是胶体的动力学性质,不是月光穿过薄雾形成美景的原因,C错误;
D.雾是一种胶体,其小水滴颗粒直径大小约为10-9~10-7m之间,胶体有丁达尔效应,从而产生了月光穿过薄雾形成的美景,D正确;
故答案选D。
4. 具有还原性,加碘食盐中的碘元素主要以的形式存在,、、在一定条件下可发生如图转化关系。下列说法不正确的是
A. 生成等质量的碘,途径I和途径II转移电子数目之比为2∶5
B. 由图可知氧化性的强弱顺序为
C. 用淀粉-KI试纸和食醋可检验食盐是否加碘(遇淀粉呈蓝色)
D. 途径Ⅲ反应的离子方程式:
【答案】A
【解析】
【详解】A.途径Ⅱ转化关系2~I2~10e-,途径Ⅰ中2I-~I2~2e-,生产等量的碘,途径Ⅰ和途径Ⅱ转移电子数目之比为1:5,故A错误;
B.由途径I可知氧化性Cl2>I2,由途径Ⅱ可知氧化性I2<NaIO3,由途径Ⅲ可知氧化性Cl2>NaIO3,故氧化性的强弱顺序为Cl2>>I2,故B正确;
C.I-和酸性条件下可发生氧化还原反应生成I2,则可用淀粉-KI试纸和食醋检验加碘盐中是否含有碘,故C正确;
D.径Ⅲ反应是通入足量氯气,碘离子被氧化为碘酸根离子,反应的离子方程式:3Cl2+I-+3H2O═6Cl-++6H+,故D正确;
故选:A。
5. 下列化学用语或图示表达正确的是
A. Na2O2的电子式
B. Fe的原子结构示意图
C. 中子数为9的氮原子N
D. 基态Si原子的价层电子的轨道表示式3s23p2
【答案】B
【解析】
【详解】A.属于离子化合物,其电子式为,故A错误;
B.Fe属于过渡元素,原子序数为26,核外电子数为26,其原子结构示意图,故B正确;
C.中子数为9的氮原子,质量数为7+9=16,可表示为,故C错误;
D.基态Si原子的价层电子数为4,价层电子排布式为,轨道表示式为,故D错误;
故选B。
6. 研究氮及其化合物的性质,可以有效改善人类的生存环境。氮元素化合价---物质类别关系图如下,图中a、b、c和d分别代表一种含氮化合物。
下列说法中正确的是
A. a催化氧化可以生成b
B. 从化合价角度分析,a与b能发生氧化还原反应。
C. 从物质类别角度分析,d可以和a、b、c发生反应
D. 转化过程中物质类别和化合价均发生变化
【答案】B
【解析】
【分析】由图可知,abcd分别为NH3、NO2、HNO3、NH3∙H2O;
【详解】A.由图可知,ab分别为NH3、NO2,氨气催化氧化生成一氧化氮不是二氧化氮,A错误;
B.ab中氮元素化合价分别为-3、+4,氮元素存在中间价态,能发生氧化还原反应,B正确;
C.c为硝酸,硝酸和二氧化氮不能反应,C错误;
D.d为碱是一水合氨,一水合氨生成氨气过程中各元素化合价没有发生改变,D错误;
故选B。
7. 甲基丙烯酸羟乙脂(M)是有机合成中的一种重要原料。其结构简式如图,下列说法错误的是
A. M能发生加成反应
B. M能发生取代反应
C. 一定条件下,M能与乙醇发生酯化反应
D. M既能使溴水褪色,也能使酸性高锰酸钾溶液褪色
【答案】C
【解析】
【分析】根据题给结构,分析甲基丙烯酸羟乙脂的结构,具有碳碳双键、酯基、醇羟基。
【详解】A.甲基丙烯酸羟乙脂(M)中具有碳碳双键,能发生加成反应,A选项正确;
B.甲基丙烯酸羟乙脂(M)能发生取代反应,B选项正确;
C.羧酸和醇一定条件下,生成酯和水的反应是酯化反应。甲基丙烯酸羟乙脂(M)中没有羧基(—COOH),不能与乙醇发生酯化反应,C选项错误;
D.甲基丙烯酸羟乙脂(M)中具有碳碳双键,与乙烯的性质相似,既能使溴水褪色,也能使酸性高锰酸钾溶液褪色,D选项正确;
故答案选C。
8. 某温度下,反应在密闭容器中达到平衡。下列说法正确的是
A. 平衡时:
B. 加入催化剂,平衡时的浓度增大
C. 恒压下,充入一定量的Ar(g),平衡向正反应方向移动
D. 恒容下,充入一定量的,的平衡转化率增大
【答案】A
【解析】
【详解】A.平衡时正逆反应速率相等,则,故A正确;
B.催化剂只改变反应速率,不能改变化学平衡,加入催化剂,平衡时的浓度不变,故B错误;
C.密闭容器充入无关气体,平衡不移动,则恒压下,充入一定量的Ar(g),平衡不移动,故C错误;
D.恒容下,充入一定量的,H2O的转化率增大,的平衡转化率减小,故D错误;
故选:A。
9. 我国科学家设计了一种新型电化学装置的原理如图所示。当闭合和、打开时,装置处于蓄电状态;当打开和、闭合时,装置处于放电状态。放电时,双极膜中间层中的解离为和并分别向两侧迁移。下列说法正确的是
A. 蓄电时,碳锰电极的电极反应式为
B. 蓄电时,右侧电解池发生的总反应为
C. 放电时,溶液的pH变小
D. 放电时,每消耗1mol Zn,双极膜内的水减少1mol
【答案】B
【解析】
【详解】A.蓄电时,碳锰电极阳极,电极反应式为,故A错误;
B.根据图示,蓄电时,右侧电解池两个电极分别生成锌和氧气,发生的总反应为,故B正确;
C.放电时,左池为正极,发生反应,溶液的pH增大,故C错误;
D.放电时,每消耗1mol Zn,转移2mol电子,理论上双极膜中间层中有2mol解离为和向两极移动,所以双极膜内水减少2mol,故D错误;
选B。
10. 下列说法正确的是
A. p能级的轨道相互垂直,其能量大小关系为
B. 原子轨道具有一定的伸展方向,所形成的共价键都具有方向性
C. 构造原理告诉我们,随着核电荷数递增,电子并不总是填满一个能层后再开始填入下一个能层
D. 元素周期表中,s区全部是金属元素
【答案】C
【解析】
【详解】A.p能级的轨道相互垂直,其能量相同,A错误;
B.s轨道没有伸展方向,故形成的共价键没有方向性,B错误;
C.构造原理告诉我们,随着核电荷数递增,电子并不总是填满一个能层后再开始填入下一个能层,如M层排满了3p轨道后再排4s轨道,4s轨道排满再排3d轨道,C正确;
D.元素周期表中,氢元素属于s区,D错误;
故选C。
二、多选题(4分×5=20分)
11. 现有三种元素的基态原子的电子排布式如下:①1s22s22p63s23p4;②1s22s22p63s23p3;③1s22s22p63s23p5。则下列有关比较中,正确的是
A. 第一电离能:③>①>② B. 电负性:③>①>②
C. 最高价含氧酸的酸性:③>①>② D. 原子半径:③>②>①
【答案】BC
【解析】
【分析】①核外电子排布式为1s22s22p63s23p4的元素为S元素;②核外电子排布式为1s22s22p63s23p3的元素为P元素;③核外电子排布式为1s22s22p63s23p5的元素为Cl元素,据此分析解答。
【详解】A.同周期主族元素第一电离能呈增大趋势,但P最高能级处于半充满的稳定结构,比S的大,所以第一电离能从大到小依次为:③>②>①,A错误;
B.同周期电负性从左到右依次增大,所以电负性从大到小依次为:③>①>②,B正确;
C.最高价含氧酸的酸性与非金属性有关,同周期从左到右依次增大,所以从大到小依次为:③>①>②,C正确;
D.同一周期元素原子半径从左到右依次减小,所以原子半径:②>①>③,D错误;
故选BC。
12. 海洋中有丰富的食品、矿产、能源、药物和水产资源等(如图所示)。
下列有关说法正确的是
A. 从能量转换角度来看,框图中的氯碱工业是一个将电能转化为化学能的过程
B. 结晶出的MgCl2·6H2O在过程②中直接加热脱水即可制得无水MgCl2
C. 在过程③⑤中溴元素均被氧化
D. 过程①中除去粗盐中的Ca2+、Mg2+、SO等杂质,加入的药品顺序为:Na2CO3溶液→NaOH溶液→BaCl2溶液→过滤后加盐酸
【答案】AC
【解析】
【分析】海水晒盐得到粗盐,粗盐精制后用于氯碱工业;母液加入氢氧化钙得到氢氧化镁,氢氧化镁加入盐酸转化为氯化镁;溴化钠加入氯气得到溴,蒸出后被二氧化硫吸收转化为溴离子,溴离子氧化得到溴单质。
【详解】A.电解氯化钠溶液即得到氢气、氢氧化钠和氯气,属于电能转化为化学能,A正确;
B.氯化镁溶于水,镁离子水解生成氢氧化镁和氯化氢,加热促进水解,因此为了防止镁离子水解,则要在HCl氛围中加热脱水制得无水MgCl2,B错误;
C.在过程③⑤中溴元素的化合价升高,发生氧化反应,均被氧化,C正确;
D.除杂过程中,Ca2+用碳酸钠除去,Mg2+用氢氧化钠除去,硫酸根离子用氯化钡除去,最后加入盐酸酸化,但用于过量的氯化钡要用碳酸钠来除,所以碳酸钠必需放在氯化钡的后面,而氢氧化钠可以随意调整,错误;
故选AC。
13. 下列图示与对应叙述相符的是
A. 图1反应达平衡后,升高温度,平衡常数K值减小
B. 图2表示平衡2NO2(g)N2O4(g)在t1时迅速将体积缩小后c(N2O4)的变化
C. 图3表示可逆反应“2SO2+O22SO3”中SO2的含量与压强的关系,且P2>P1
D. 图4表示H2与O2发生反应过程中的能量变化,则H2的燃烧热ΔH=-241.8kJ•mol-1
【答案】AC
【解析】
【详解】A.根据图1所示,上述反应为放热反应,所以升高温度,平衡常数K会减小,A正确;
B.体积缩小的瞬间NO2浓度增大,平衡向正反应方向进行,N2O4浓度继续增大,根据勒夏特列原理,新平衡时NO2浓度比旧平衡大,图象表示的应该是平衡2NO2(g)N2O4(g)在t1时迅速将体积缩小后c(NO2)的变化,B错误;
C.2SO2+O22SO3为气体分子数减小的可逆反应,所以增大压强,平衡向气体分子数减小的方向(正方向)进行,二氧化硫的含量减小,根据图3结合“先拐先平数值大”原则可知,P2>P1,且图示与对应叙述相符,C正确;
D.燃烧热是指1mol可燃物完全燃烧生成指定氧化物放出的热量,其中氢气燃烧生成的水为气态,不稳定,所以ΔH=-241.8kJ•mol-1不是氢气的燃烧热,D错误;
故选AC。
14. 下列操作能达到实验目的的是
选项
实验目的
操作
A
比较钠、钾元素原子的失电子能力
取大小相似的一小块金属钠和金属钾,用滤纸吸干表面煤油,同时放入盛有等量水的小烧杯中
B
测定中和反应的反应热
测定中和反应的反应热,向盛有100mL1.0mol·L-1盐酸的量热计中加入4.0gNaOH固体,记录初始温度和最高温度
C
制作氢氧燃料电池
向U型管中加KCl溶液,在两端插入石墨棒电极,先通电一段时间,然后撤走电源并用导线连接两石墨棒
D
探究反应物接触面积对速率的影响
向各盛有10mL3.0mol·L-1盐酸的试管中分别加入1.0g块状碳酸钙和1.0g碳酸钙粉末
A. A B. B C. C D. D
【答案】AD
【解析】
【详解】A.取大小相似一小块金属钠和金属钾,用滤纸吸干表面煤油,同时放入盛有等量水的小烧杯中,反应越剧烈,证明钠的失电子能力强于钾,故A正确;
B.因氢氧化钠固体溶于水放热,故测定中和热是不能使用氢氧化钠固体,故B错误;
C.惰性电极电解KCl溶液会生成氢气和氯气,故不能制作氢氧燃料电池,故C错误;
D.相同质量的块状碳酸钙和碳酸钙粉末与相同的盐酸反应,粉末碳酸钙反应更快,可以证明反应物接触面积对速率的影响,故D正确;
故选AD。
15. 已知M(OH)2是一种有机二元弱碱。常温下,某溶液中M(OH)2、[M(OH)]+、M2+的物质的量浓度之和为0.1 mol/L,常温下测得溶液中含M微粒的分布系数(δ)随pH变化如图所示。下列说法错误的是
A. 曲线③表示δ[M(OH)2]
B. Y点对应的溶液呈弱酸性
C. 若pH=11时,溶液中,则
D. 的平衡常数
【答案】BC
【解析】
【详解】A.溶液的pH越小,δ(M2+)越大,随着溶液pH增大,δ[M(OH)]+先逐渐增大,当增大到一定程度后又逐渐减小,而δ[M(OH)2] 则随着溶液pH增大而增大,因此曲线①表示δ(M2+),曲线②表示δ[M(OH) +],曲线③表示δ[M(OH)2],A正确;
B.根据曲线可知在常温下,X点时δ(M2+)=δ[M(OH)+],Kh2=;Z点δ[M(OH)2]=δ[M(OH)+],Kh1=,Y点时δ(M2+)=[M(OH)2],Kh1·Kh2=×=c2(OH-)=10-9.5×10-3.5=10-13,所以该点溶液c(OH-)=10-6.5 mol/L,c(H+)=,c(OH-)>c(H+),因此溶液显弱碱性,B错误;
C.若pH=11,c(H+)=10-11 mol/L,c(OH-)=10-3 mol/L,若溶液中,则由Kh1=,可知c[M(OH)+]=,结合Kh2=可知c(M2+)=,C错误;
D.的平衡常数K=,D正确;
故合理选项是BC。
三、简答题(每空2分,共50分)
16. 第四周期的元素形成的化合物在生产生活中有着重要的用途。
(1)镍铬钢抗腐蚀性能强,基态铬原子(24Cr)的核外电子排布式为____,按照电子排布式,镍元素(28Ni)在周期表中位于____区。
(2)硒(34Se)常用作光敏材料,基态硒原子的价电子排布式为____。
(3)“玉兔二号”月球车是通过砷化镓(GaAs)太阳能电池提供能量进行工作的。基态砷原子(33As)的电子占据最高能级的电子云轮廓图为____形。基态镓原子(31Ga)的核外有____个未成对电子。
【答案】(1) ①. 1s22s22p63s23p63d54s1或[Ar]3d54s1 ②. d
(2)4s24p4 (3) ①. 哑铃 ②. 1
【解析】
【小问1详解】
基态铬原子(24Cr)为24号元素原子,核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1(或[Ar]3d54s1);按照电子排布式,镍元素(28Ni)在周期表中位于d区。
【小问2详解】
基态硒原子为34号元素的原子,位于元素周期表第四周期第ⅥA族,价电子排布式为4s24p4;
【小问3详解】
基态砷原子(33As)为33号元素,电子占据最高能级的为4p轨道,电子云轮廓图为哑铃形。基态镓原子(31Ga)的价电子排布为4s24p1,核外有1个未成对电子。
17. 某化学实验小组欲测定反应CH3COOH(aq) CH3COO-(aq)+H+(aq)的热效应,设计如实验。
实验装置:
实验步骤:在装有温度计和仪器X的烧杯中先加入已恒定为室温的0.10mol•L-1NaOH溶液100mL,使用仪X搅拌,待温度计数字稳定读数后,迅速加入0.10mol•L-1CH3COOH溶液100mL。密切关注温度变化,将最高温度记为反应后体系的温度,计算出溶液上升的温度ΔT。重复上述操作3次,记录实验数据如表所示:
室温/℃
20.0
20.0
20.0
ΔT/℃
0.70
0.69
0.71
已知:①反应I.CH3COOH(aq)+OH-(aq) CH3COO-(aq)+H2O(l) △H1
反应II.H+(aq)+OH-(aq)H2O(l) △H2=-57.3kJ•mol-1
②本实验条件下,混合溶液的密度和比热容分别按照1g/mL和4.05×103J•kg-1•℃-1进行计算。
回答下列问题:
(1)仪器X的名称为____,本实验中作反应容器的烧杯的规格适宜选用____(填序号)。
A.100mL B.250mL C.1000mL
(2)本实验重复进行三次的目的为_____。
(3)由题给数据计算可知反应I的△H1=____kJ/mol。
(4)反应CH3COOH(aq)CH3COO-(aq)+H+(aq)的热效应△H=____kJ/mol。
【答案】(1) ①. 环形玻璃搅拌棒 ②. B
(2)减少实验误差,避免实验出现偶然性,提高实验结果的准确性
(3)-56.7 (4)+0.6
【解析】
【小问1详解】
由实验装置图可知,仪器X为环形玻璃搅拌棒;由实验所用氢氧化钠溶液和醋酸溶液的体积都为100mL可知,为减少因散热造成实验误差,实验中作反应容器应选用规格为250mL的烧杯,故选B,故答案为:环形玻璃搅拌棒;B;
【小问2详解】
一次实验存在一定的偶然性和误差,为了使实验结论更准确,在实验过程中,应重复进行三次实验,减少实验误差,避免实验出现偶然性,提高实验结果的准确性,故答案为:减少实验误差,避免实验出现偶然性,提高实验结果的准确性;
【小问3详解】
由题给实验数据可知,三次实验温度差的平均值为=0.70℃,则反应生成0.01mol水放出的热量Q=mcΔT=200mL×1g/mL×10—3g/kg×4.05×103J/(kg·℃) ×0.70℃×10—3kJ/J=0.567kJ,则实验测得反应热ΔH1=—=—56.7kJ/mol,故答案为:—56.7;
【小问4详解】
由盖斯定律可知,Ⅰ—Ⅱ可得醋酸电离方程式,则醋酸热效应ΔH=(—56.7kJ/mol)—(—57.3 kJ/mol)=+0.6 kJ/mol;故答案为:+0.6。
18. X、Y、Z、W分别是HNO3、NH4NO3、NaOH、NaNO2四种强电解质中的一种。如表是常温下浓度均为0.01mol•L-1的X、Y、Z、W溶液的pH。
0.01mol•L-1的溶液
X
Y
Z
W
pH
12
2
8.5
4.5
(1)X的化学式分别为_____。
(2)W在溶液中的电离方程式为____。
(3)25℃时,Z溶液的pH>7的原因是____(用离子方程式表示)。
(4)将X、Y、Z各1mol同时溶于水中制得混合溶液,则混合溶液中各离子的浓度由大到小的顺序为____。
(5)Z溶液与W溶液混合加热,可产生一种无色无味的单质气体,该反应的化学方程式为____。
【答案】(1)NaOH
(2)NH4NO3=NH+NO
(3)+H2OHNO2+OH-
(4)c(Na+)>c(NO)>c(NO)>c(OH-)>c(H+)
(5)NaNO2+NH4NO3NaNO3+N2↑+2H2O
【解析】
【分析】HNO3是强酸,常温下0.01mol·L-1 HNO3的pH为2;NaOH是强碱,常温下0.01mol·L-1 NaOH溶液的pH为2;NH4NO3是强酸弱碱盐,因的水解,常温下0.01mol·L-1 NH4NO3溶液呈酸性;NaNO2是强碱弱酸盐,因的水解,常温下0.01mol·L-1 NaNO2溶液呈碱性;综上所述,X为NaOH,Y为HNO3,Z为NaNO2,W为NH4NO3。
【小问1详解】
由分析可知,X为NaOH;
小问2详解】
由分析可知,W为NH4NO3,该物质是强电解质,在水中的电离方程式为NH4NO3=+;
【小问3详解】
由分析可知,Z为NaNO2,25℃时,Z溶液的pH>7的是因为的水解:+H2OHNO2+OH-;
【小问4详解】
由分析可知,X为NaOH,Y为HNO3,Z为NaNO2,将这三种物质各1mol同时溶于水中制得混合溶液,相当于溶液中含有1mol NaNO3和1mol NaNO2,因的水解,溶液呈碱性,则该混合溶液中各离子的浓度由大到小的顺序为c(Na+)>c()>c()>c(OH-)>c(H+);
【小问5详解】
由分析可知,Z为NaNO2,W为NH4NO3,将这两种物质的溶液混合加热,可产生无色无味的单质气体N2,该反应的化学方程式为NaNO2+NH4NO3NaNO3+N2↑+2H2O。
19. 电化学在科技、生产、社会和生活的各个发面都发挥着重要的作用。
(1)图中,为了减缓海水对钢闸门A的腐蚀,材料B可以选择____(填字母)。
a.金块 b.锌板 c.铜板 d.钠块
(2)氯碱工业是高耗能产业,一种将电解池与燃料电池相组合的新工艺,节能超过30%,在此工艺中,物料传输和转化关系如图。(电极均为石墨电极)
写出A装置中发生反应的离子反应方程式:____,分析比较图示中a%与b%的大小:a%____b%(填“>”“<”或“=”)。
(3)写出燃料电池B中的负极的电极反应:____。
通过NO传感器可监测汽车尾气中NO的含量,工作原理如图所示:
(4)Pt电极上的电极反应式为____。
【答案】(1)b (2) ①. 2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH- ②. <
(3)H2-2e-+2OH-=2H2O
(4)O2+4e-=2O2-
【解析】
【小问1详解】
钢闸门的成分是铁,可安装比铁活泼的金属材料,成为原电池的负极,先腐蚀,作为正极的钢铁设备就被保护起来,这种防止金属材料腐蚀的方法叫做牺牲阳极保护法,所以材料B可以选择b,答案为b;
【小问2详解】
氯碱工业是电解氯化钠溶液制备氯气和烧碱。分析该题装置图,A电解池是电解氯化钠溶液,B燃料电池是以A中生成的氢气作为燃料形成的燃料电池。A装置中发生反应的离子反应方程式;由图分析,a% NaOH溶液是刚通入燃料电池中的,形成碱性环境,通入空气的一极是正极,氧气参与反应,发生的电极方程式是,溶液中的Na+由离子膜向正极移动,使得正极中OH-与Na+形成NaOH,所以从正极出去的NaOH溶液浓度比进来时的NaOH浓度大,a%< b%;
【小问3详解】
燃料电池B中的负极是氢气发生反应,电极反应是;
【小问4详解】
Pt电极上是氧气发生反应,在固体电解质介质中,发生的电极方程式是。
20. 中央财经委员会第九次会议强调,我国将力争2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和,是党中央经过深思熟虑做出的重要决策,事关中华民族永续发展和构建人类命运共同体。利用二氧化碳催化加氢制甲醇,有利于减少温室气体二氧化碳的排放。回答下列问题:
I.某温度下,二氧化碳加氢制甲醇总反应为CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(l),△H=akJ•mol-1。
(1)已知H2(g)、CH3OH(l)的燃烧热分别为285.8kJ•mol-1、726.5kJ•mol-1,且CH3OH(l)=CH3OH(g) △H=+35.2kJ•mol-1,则a=____。
II.在体积为4.0L的密闭容器中充入0.8molCO2和2.0molH2,发生反应CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)△H<0,测得CO2、CH3OH的物质的量随时间变化如图:
(2)0~3min时间段内,H2的平均反应速率为____。
(3)该反应的平衡常数表达式K=____;若在上述平衡体系中再充入0.4molCO2和1.2molH2O(g)(保持温度不变),则此平衡将____移动(填“向正反应方向”、“不”、“向逆反应方向”)。
(4)下列措施能使增大的是____。
A. 将H2O(g)从体系中分离 B. 充入He,使体系压强增大
C. 降低温度、增大压强 D. 再充入0.8molCO2
【答案】(1)-95.7
(2)0.1mol•L-1•min-1
(3) ①. ②. 不 (4)AC
【解析】
【分析】Ⅰ:分别写出表示H2、CH3OH燃烧热的热化学方程式,加上已知的第三个热化学方程式,利用盖斯定律计算a。Ⅱ:根据图中数据计算反应速率,列出三段式计算平衡常数,充入新物质后,计算出浓度商,与平衡常数比较可知平衡是否移动。根据条件的改变对平衡的影响来确认的变化。
【小问1详解】
表示H2、CH3OH燃烧热的热化学方程式分别为:、,根据盖斯定律得。
【小问2详解】
0~3min内,有0.4molCO2发生了反应,同时有1.2molH2反应,H2浓度变化量为,用H2表示的反应速率为。
【小问3详解】
列出三段式:
平衡常数,平衡体系中充入CO2和H2O时,体系浓度商,Q=K,平衡不移动。
【小问4详解】
A.将H2O(g)从体系中分离,减小了生成物浓度,平衡向正反应方向移动,比值增大,A正确;
B.恒容时,充入He,体系总压强增大,但反应物与生成物浓度不改变,平衡不移动,比值保持不变,B错误;
C.反应放热,降低温度,平衡向正反应方向移动;反应后气体体积减小,增大压强,平衡也向正反应方向移动,故比值增大,C正确;
D.再充入0.8molCO2,使CO2浓度增大,平衡向正反应方向移动,但移动程度小于CO2增加程度,比值减小,D错误;
故选AC。
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