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2021-2022学年福建省三明市四地四校高二上学期期中联考协作卷化学试题含解析
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这是一份2021-2022学年福建省三明市四地四校高二上学期期中联考协作卷化学试题含解析，共24页。试卷主要包含了单选题，填空题，原理综合题等内容，欢迎下载使用。
福建省三明市四地四校2021-2022学年高二上学期期中联考协作卷化学试题
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．下列我国科技创新的产品设备在工作时,由化学能转变成电能的是
A．长征三号乙运载火箭用偏二甲肼为燃料
B．嫦娥四号月球探测器上的太阳能电池板
C．和谐号动车以350km/h飞驰
D．世界首部可折叠柔屛手机通话
A．A B．B C．C D．D
【答案】D
【详解】A．偏二甲肼为燃料发动机能将化学能转变为了动能，而没有将化学能转变为电能，故A错误；
B．太阳能电池板将太阳能转变为电能，而没有将化学能转变为电能，故B错误；
C．和谐号动车将电能转变为了动能，而没有将化学能转变为电能，故C错误；
D．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，故D正确。
答案选D。
2．某原电池的总反应方程式为：2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+，能实现该反应的为
A
B
C
D
正极材料
Cu
石墨
Fe
Ag
负极材料
Fe
Cu
Cu
Cu
电解质液
CuSO4
Fe2(SO4)3
FeCl3
AgNO3
A．A B．B C．C D．D
【答案】B
【分析】根据电池反应式知，负极上铜失电子发生氧化反应，正极上铁离子得电子发生还原反应，所以负极材料应该是铜，正极材料应该是不如铜活泼的金属或石墨，电解质溶液应该是氯化铁或硫酸铁都可。
【详解】A．Fe做负极材料会失电子生成Fe2+，A错误；
B．Cu做负极失电子生成Cu2+，石墨做正极Fe3+在石墨电极上得电子生成Fe2+，B正确；
C．Cu和Fe同时做电极材料时，Fe为负极，Cu为正极，C错误；
D．电解质溶液必须是铁盐，不能是硝酸银，D错误；
故答案选B。
3．用如图装置实验，下列叙述不正确的是
A．K与N连接时，组成原电池装置
B．K与N连接时，石墨电极产生气泡
C．K与M连接时，一段时间后溶液的pH减小
D．K与M连接时，石墨电极的反应为：2Cl--2e-=Cl2↑
【答案】C
【分析】K与N连接时，该装置是原电池，铁易失电子作负极，石墨作正极，正极上氢离子得电子，负极反应为Fe-2e-=Fe2+，正极反应为2H++2e-=H2↑；K与M连接时，该装置是电解池，石墨是阳极、铁作阴极，阳极反应为2Cl--2e-=Cl2↑、阴极反应为2H++2e-=H2↑。
【详解】A．K与N连接时，该装置将化学能转化为电能，所以组成原电池装置，A正确；
B．K与N连接时，石墨电极作正极，电极反应为2H++2e-=H2↑，所以产生气泡，B正确；
C．K与M连接时，阳极反应为2Cl--2e-=Cl2↑、阴极反应为2H++2e-=H2↑，一段时间后溶液中氢离子浓度减小，则溶液的pH增大，C错误；
D．K与M连接时，石墨电极为阳极，石墨电极的反应为：2Cl--2e-═Cl2↑，D正确；
故答案选C。
4．我国研制出一种新型复合光催化剂，利用太阳光在催化剂表面实现高效分解水，其主要过程如图所示。已知：物质中化学键键能如下表所示。若反应过程中分解了水，则下列说法不正确的是
化学键
键
键
键
键
键能
A．过程Ⅰ吸收了能量
B．过程Ⅱ放出了能量
C．过程Ⅲ属于放热反应
D．总反应为
【答案】C
【详解】A．断裂化学键吸收能量，结合表中数据可知，过程Ⅰ吸收了460kJ×2=920kJ能量，A正确；
B．形成化学键释放能量，则过程Ⅱ放出了436kJ+ 138kJ=574kJ能量，B正确；
C．由过程Ⅲ可知，H2O2中的O-H键断裂，H-H键形成，=460kJ/mol×2-134kJ/mol-436kJ/mol=350kJ/mol，为吸热反应，C错误；
D．太阳光在催化剂表面实现高效分解水，总反应为，D正确；
答案选C。
5．下列水龙头中，与铁制自来水管连接，水管腐蚀最快的是
A．铜制水龙头 B．铁制水龙头 C．塑料水龙头 D．陶瓷水龙头
【答案】A
【详解】铁制自来水管与铜制水龙头相连接，这样Cu、Fe以及自来水形成原电池，Fe的活动性强于Cu，金属铁作负极，故使Fe锈蚀更快，其他选项都不形成原电池，故A符合；
故选A。
6．某同学设计如图所示实验，探究反应中的能量变化。
下列判断正确的是
A．由实验可知，(a)、(b)、(c)所涉及的反应都是放热反应
B．若用NaOH固体测定中和热，则测定中和热的数值偏高
C．实验(c)中将环形玻璃搅拌棒改为铁质搅拌棒对实验结果没有影响
D．将实验(a)中的铝片更换为等质量的铝粉后释放出的热量有所增加
【答案】B
【详解】A．实验(b)中和反应是吸热反应，故A错误；
B．NaOH固体溶于水放热，所以用NaOH固体测定中和热，测定中和热的数值偏高，故B正确；
C．实验(c)中将环形玻璃搅拌棒改为铁质搅拌棒，铁易导热，热量损失较多，则测定中和热的数值偏低，故C错误；
D．铝片、铝粉都是固体，将实验(a)中的铝片更换为等质量的铝粉后释放出的热量不变，故D错误；
选B。
7．N2O和CO是环境污染性气体，可在Pt2O+表面转化为无害气体，其反应为：N2O（g）+CO（g）CO2（g）+N2（g）ΔH，有关化学反应的物质变化过程如图1所示，能量变化过程如图2所示，下列说法正确的是（ ）
A．由图1、2可知ΔH=ΔH1+ΔH2=ΔE2-ΔE1
B．反应中加入Pt2O+可使反应的焓变减小
C．由图2可知正反应的活化能小于逆反应的活化能
D．1molN2O和1molCO的总能量小于1molCO2和1molN2的总能量
【答案】C
【详解】A．焓变=正反应活化能-逆反应活化能，图中ΔE1为正反应活化能，ΔE2为逆反应活化能，所以ΔH=ΔE1—ΔE2，故A错误；
B．据图可知Pt2O+为催化剂，不影响反应的焓变，故B错误；
C．ΔE1为正反应活化能，ΔE2为逆反应活化能，所以正反应的活化能小于逆反应的活化能，故C正确；
D．该反应的反应物能量高于生成物，为放热反应，所以反应物的总能量大于生成物的总能量，故D错误；
故选C。
8．用氟硼酸（HBF4属于强酸）代替硫酸作铅蓄电池的电解质溶液，可使铅蓄电池在低温下工作时的性能更优良，反应方程式为：Pb+PbO2+4HBF42Pb（BF4）2+2H2O，Pb（BF4）2为可溶于水的强电解质。下列说法正确的是（ ）
A．放电时，BF4-向PbO2电极移动
B．充电时，阴、阳两极增加的质量相等
C．放电时，电子由Pb电极经氟硼酸溶液流向PbO2电极
D．充电时，阳极的电极反应式为：Pb2++2H2O-2e-=PbO2+4H+
【答案】D
【分析】电池的总反应为：Pb+PbO2+4HBF42Pb(BF4)2+2H2O，又Pb(BF4)2为可溶于水的强电解质，则放电时负极反应为：Pb-2e-=Pb2+；正极反应：PbO2+2e-+4H+=Pb2++2H2O，阴离子向负极移动，电子由负极经过外电路移向正极；充电时，阳极与正极相反，反应为：Pb2++2H2O-2e-═PbO2+4H+，阴极与负极相反，反应为：Pb2++2e-=Pb，据此分析解答。
【详解】A．放电时，阴离子向负极移动，则BF4-向Pb电极移动，故A错误；
B．充电时，阳极反应为：Pb2++2H2O-2e-═PbO2+4H+，阴极反应为：Pb2++2e-=Pb，则阴、阳两极增加的质量不相等，故B错误；
C．放电时，电子由负极经过外电路移向正极，不能经氟硼酸溶液，故C错误；
D．充电时，PbO2电极和电源的正极相连，电极反应式为Pb2++2H2O-2e-═PbO2+4H+，故D正确。
答案选D。
9．如图甲是一种利用微生物将废水中的尿素(H2NCONH2)的化学能直接转化为电能并生成环境友好物质的装置，同时利用此装置的电能在铁上镀铜，下列说法中正确的是
A．乙装置中溶液颜色会变浅
B．铁电极应与 Y 相连接
C．M 电极反应式：H2NCONH2＋H2O－6e－===CO2↑＋N2↑＋6H＋
D．当 N 电极消耗 0.25 mol 气体时，铜电极质量减少 16 g
【答案】C
【分析】由图甲O2生成H2O，可知N为正极，M为负极；图乙为电镀装置，铁作阴极，与电源负极相连，据此答题。
【详解】A.乙装置为电镀装置，电镀液的浓度不变，因此溶液的颜色不变，故A错误；
B.电镀时，待镀金属作阴极，与电源负极相连，而N电极上O2转化为H2O，发生还原反应，N电极为正极，故B错误；
C.尿素失电子生成CO2和N2，碳元素化合价没有变化，1 mol尿素失去6mol电子，所以M电极反应式：H2NCONH2＋H2O－6e－=CO2↑＋N2↑＋6H＋，故C正确;
D.根据N电极反应式：O2+4H++4e-=2H2O，铜电极反应式：Cu-2e-=Cu2+，由各电极上转移的电子数相等，可得关系式：O2～2Cu，则N电极消耗0．25mol氧气时，铜电极质量减少0.25mol×2×64g/mol=32g，故D错误。
故选C。
10．深埋在潮湿土壤中的铁管道，在硫酸盐还原菌作用下，能被硫酸根腐蚀，其电化学腐蚀原理如图示，下列与此原理有关说法错误的是
A．正极反应为：SO42-+5H2O+8e-=HS-+9OH-
B．输送暖气的管道不易发生此类腐蚀
C．这种情况下，Fe腐蚀的最终产物为Fe2O3·xH2O
D．管道上刷富锌油漆可以延缓管道的腐蚀
【答案】C
【详解】A．原电池的正极发生还原反应，由图示可知发生的电极反应为SO42-+5H2O+8e-=HS-+9OH-，故A正确；
B．硫酸盐还原菌是蛋白质，在高温下易变性，失去催化效率，则输送暖气的管道不易发生此类腐蚀，故B正确；
C．由图示可知，Fe腐蚀的最终产物为FeO，故C错误；
D．管道上刷富锌油漆，形成Zn—Fe原电池，Fe变为正极，可以延缓管道的腐蚀，故D正确；
答案为C。
11．以铅蓄电池为电源，Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O将CO2转化为乙烯的装置如图所示，电解所用电极材料均为惰性电极。下列说法正确的是
A．a为铅蓄电池的正极
B．电解过程中，阳极区溶液中c(H+)逐渐减小
C．阴极反应式：
D．每生成1mol乙烯，理论上铅蓄电池中消耗6molH2SO4
【答案】C
【详解】A．根据图知，右侧电极上OH-放电生成O2，则右侧电极为阳极，左侧电极为阴极，连接电解池阴极的电极为原电池负极、连接电解池阳极的电极为原电池正极，所以a为负极、b为正极，故A错误；
B．电解过程中阳极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+，阳极附近有H+生成，所以电解过程中，阳极区溶液中c(H+)逐渐增大，故B错误；
C．阴极上二氧化碳得电子和氢离子反应生成乙烯和水，电极反应式为，故C正确；
D．阴极反应式为，铅蓄电池反应式为Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O，串联电路中转移电子相等，生成1mol乙烯转移12mol电子，转移2mol电子消耗2mol硫酸，所以当转移12mol电子时消耗12mol硫酸，故D错误；
故选C。
12．灰锡结构松散，不能用于制造器皿，而白锡结构坚固，可以制造器皿。现把白锡制成的器皿放在0 ℃、100 kPa的室内存放，它会不会变成灰锡而不能再继续使用(已知：在0℃、100 kPa条件下白锡转化为灰锡的反应焓变和熵变分别为ΔH=-2.18k J·mol-1，ΔS=-6.61 J·mol-1·K-1)
A．会变成灰锡 B．不会变成灰锡
C．不能确定 D．升高温度才会变成灰锡
【答案】A
【详解】在等温、等压条件下，自发反应总是向着ΔH－TΔS<0的方向进行，直至达到平衡状态。因此，在0 ℃、100 kPa条件下，白锡会不会变为灰锡的问题就转化为求算ΔH－TΔS值的问题。ΔH－TΔS＝－2 180 J·mol-1－273 K×(-6.61 J·mol-1·K-1)＝－375.47 J·mol-1<0，因此在该条件下白锡会变为灰锡。
故选A。
13．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
【分析】要使电解后溶液恢复原状，应该遵循“析出什么加入什么”原则；
【详解】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。
14．已知碘蒸汽为紫红色，H2、HI均为无色气体。在一定温度和固定容积的密闭容器中进行的反应：H2 (g)＋I2 (g)2HI(g)，下列说法能充分说明该反应已达到化学平衡状态的是
A．H2、I2、HI的浓度相等 B．容器内颜色不再改变
C．H2、I2、HI在容器中共存 D．正、逆反应速率均等于零
【答案】B
【详解】试化学反应达到平衡状态的两个根本判断依据是：同一种物质的生成速率和消耗速率相等、体系中各物质的浓度不再变化。
A．“H2、I2、HI的浓度相等”不能说明浓度不变，A错；
B．“容器内颜色不再改变”说明浓度不再改变，可以判断达到了平衡；，B正确
C．“H2、I2、HI在容器中共存”这是可逆反应的基本特征，不能说明浓度不变，C错；
D．可逆反应的反应速率不可能等于零，D错，
答案选B。
15．将5 mL 0.005 mol·L-1 FeCl3溶液和5 mL 0.015 mol·L-1 KSCN溶液混合，达到平衡后呈红色，再将混合液分为5份，分别进行如下实验：
实验①：滴加四滴水，振荡
实验②：滴加四滴饱和的FeCl3溶液，振荡
实验③：滴加四滴1 mol·L-1KCl溶液，振荡
实验④：滴加四滴1 mol·L-1KSCN溶液，振荡
实验⑤：滴加四滴1 mol·L-1NaOH 溶液，振荡
下列说法不正确的是A．对比实验①和②，为了证明增大反应物浓度，平衡正向移动
B．对比实验①和③，为了证明增大生成物浓度，平衡逆向移动
C．对比实验①和④，为了证明增大反应物浓度，平衡正向移动
D．对比实验①和⑤，为了证明减小反应物浓度，平衡逆向移动
【答案】B
【详解】A．对比实验①和②，增加了反应物Fe3+的浓度，平衡正向移动，A项正确；
B．对比实验①和③，仅仅是氯离子浓度增加，但反应的实质是Fe3+ +3SCN－Fe(SCN)3，反应的离子浓度不变，平衡不发生移动，B项错误；
C．对比实验①和④，增加反应物SCN－的浓度，平衡正向移动，C项正确；
D．对比实验①和⑤，OH－与Fe3+反应，减少反应物Fe3+的浓度，平衡逆向移动，D项正确；
答案选B。
16．纳米铁是重要的储氢材料，可利用下列反应制得：Fe(s)＋5CO(g)⇌Fe(CO)5(s) 。在2.0L的恒容密闭容器中加入足量铁粉和0.48mol CO分别在T1℃、T2℃下进行反应，测得 n(CO)、温度与时间的变化关系如图所示。下列叙述正确的是
A．>0
B．K(T1℃)
D．T1℃时，反应达到平衡，缩小容器的容积再次平衡后c(CO)增大
【答案】B
【详解】A．由图可知，T1℃时，反应先达到平衡，则T1＞T2，T1时反应达平衡时n(CO)高于T2时，说明温度升高，平衡逆向移动，则该反应放热，即＜0，A项错误；
B．由反应可知K=，反应放热，温度低，则c(CO)的浓度小，故K(T1 ℃)
D．T1℃时，反应达到平衡，缩小容器的容积再次平衡后，由于温度不变，则c(CO)不变，D项错误；
答案选B。
17．某地海水中主要离子的含量如表，现利用“电渗析法”进行淡化，技术原理如图所示(两端为惰性电极，阳膜只允许阳离子通过，阴膜只允许阴离子通过)。下列有关说法错误的是
离子
Na+
K+
Ca2+
Mg2+
Cl-
SO
HCO
含量mg/L
9360
83
200
1100
16000
1200
118
A．甲室的电极反应式为：2Cl--2e-=Cl2↑
B．乙室和丁室中部分离子的浓度增大，淡水的出口为b
C．淡化过程中易在戊室形成水垢
D．通过甲室阳膜的离子的物质的量为2mol时，戊室收集到22.4L(标准状况下)气体
【答案】D
【详解】A．甲室的电极与电源正极相连，作阳极，阴离子发生氧化反应，电极反应式为：2Cl--2e-=Cl2↑，A项正确；
B．阴（阳）离子交换膜只允许阴（阳）离子通过，电解时，丙室中阴离子移向乙室，阳离子移向丁室，所以乙室和丁室中部分离子的浓度增大，丙室中物质主要是水，淡水的出口应为b， B项正确；
C．开始电解时，阳极上（甲室电极）Cl-放电生成Cl2，阴极（戊室电极）上水得电子生产H2，同时生OH-，生成的OH-和反应生成，Ca2+转化为CaCO3沉淀，所以电解一段时间后戊室形成水垢，C项正确；
D．通过甲室阳膜的阳离子有Na+、K+、Ca2+、Mg2+等，当通过甲室阳膜的离子的物质的量为2mol时，转移电子在2-4mol之间，转移电子数目不确定，无法计算出生成H2体积，D项错误；
答案选D。
18．由于存在同种电解质溶液的浓度差而产生电动势的电池称为浓差电池。利用浓差电池电解硫酸钠溶液可以制得氧气、氢气、硫酸和氢氧化钠，其装置如图所示(a、b电极均为石墨电极)。下列说法正确的是(已知：溶液A为 1L 1mol/L AgNO3溶液; 溶液B为 1L 4mol/L AgNO3溶液)
A．电池放电过程中Ag(1)为正极，电极反应为Ag＋ + e－= Ag
B．a电极的电极反应为2H2O－4e－=O2↑＋4H＋，b电极上发生的是还原反应
C．c、d离子交换膜依次为阳离子交换膜和阴离子交换膜
D．电池从开始工作到停止放电，电解池理论上可制得80g氢氧化钠
【答案】B
【分析】由题意可知左边装置为浓差电池，右边装置为电解装置：电解硫酸钠溶液可以制得氧气、氢气、硫酸和氢氧化钠，因此a电极附近应该产生硫酸，则a电极附近应是水电离的氢氧根离子放电，因此a极为阳极，b极为阴极，Ag(1)为负极，Ag(2)为正极。
【详解】A．浓差电池放电时，两个电极区的硝酸银溶液的浓度差会逐渐减小，当两个电极区硝酸银溶液的浓度完全相等时，放电停止。电池放电过程中，Ag(2)电极上发生使Ag+浓度降低的还原反应Ag++e-=Ag，Ag(1)电极发生使Ag+浓度升高的氧化反应Ag-e-=Ag+，Ag(2)电极为正极，Ag(1)电极为负极，A项错误；
B．电解池中a、b电极依次为电解池的阳极和阴极，阳极反应为2H2O－4e－=O2↑＋4H＋，水电离的氢离子在阴极(b电极 )得电子发生还原反应，B项正确；
C．电解过程中，两个离子交换膜之间的硫酸钠溶液中，Na+通过阳离子交换膜d进入阴极（b极）区，SO通过阴离子交换膜c进入阳极（a极）区，因此c、d离子交换膜依次为阴离子交换膜和阳离子交换膜，C项错误；
D．电池从开始工作到停止放电，正极区硝酸银溶液的浓度将由4mol/L降低到2.5mol/L，负极区硝酸银溶液的浓度同时由1mol/L升高到2.5mol/L，正极反应可还原Ag+的物质的量为1L（4mol/L-2.5mol/L）=1.5mol，电路中转移1.5mol电子，电解池的阴极反应生成1.5molOH-，即阴极区可制得1.5mol氢氧化钠，其质量为60g，D项错误；
故选B。
二、填空题
19．生产生活中的化学反应都伴随着能量的变化，请根据有关知识回答下列问题：
(1)冷敷袋在日常生活中有降温、保鲜和镇痛等用途。制作冷敷袋利用____(填“放热”或“吸热”)的化学变化或物理变化的原理。
(2)“即热饭盒”给人们生活带来方便，它可利用下面____(填字母)反应释放的热量加热食物。
A．生石灰和水 B．浓硫酸和水 C．钠和水
(3)已知：2molH2与足量O2充分燃烧生成液态水时放出572kJ热量。
①该反应的能量变化可用图中的____(填字母“a”或“b”)表示。
②写出H2燃烧生成液态水的热化学反应方程式：____。
【答案】(1)吸热
(2)A
(3) a 2H2(g)+O2(g)=2H2O(1) △H=-572kJ/mol
【解析】（1）
选择利用吸热的化学或物理变化制作冷敷袋，可以起到降温、保鲜等作用，故答案为：吸热；
（2）
“即热饭盒”需要使用安全可控的放热反应来提供热量，浓硫酸有腐蚀件，使用钠与水反应生成强碱和氢气，且氢气易燃烧，均有安全隐患，应选择生石灰和水，故答案为：A；
（3）
①H2与足量O2充分燃烧是放热反应，反应物的总能量高于生成物的总能量，能量变化可以用图a表示，故答案为：a；
②2molH2与足量O2充分燃烧生成液态水时放出572kJ热量，所以H2燃烧生成液态水的热化学反应方程式为：2H2(g)+O2(g)=2H2O(1) △H=-572kJ/mol，故答案为：2H2(g)+O2(g)=2H2O(1) △H=-572kJ/mol。
三、原理综合题
20．氮是地球上含量丰富的一种元素，氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用，合成氨工业在国民生产中有重要意义。以下是关于合成氨的有关问题，请回答：
(1)若在一个容积为2L的密闭容器中加入0.2mol的N2和0.6mol的H2，在一定条件下发生反应：N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<0，若在5分钟时反应达到平衡，此时测得NH3的物质的量为0.2mol。则平衡时H2的转化率为____。
(2)平衡后，若要提高H2的转化率，可以采取的措施有____。
A．加了催化剂 B．增大容器体积 C．降低反应体系的温度 D．加入一定量N2
(3)若在2L的密闭容器中，一定量的氮气和氢气进行如下反应：N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<0，其化学平衡常数K与温度T的关系如表所示：
T/℃
200
300
400
K
K1
K2
0.5
请完成下列问题：
①试比较K1、K2的大小，K1____K2(填“<”、“>”或“=”)。
②下列各项能作为判断该反应达到化学平衡状态的依据是____(填序号字母)。
A．容器内N2、H2、NH3的物质的量浓度之比为1∶3∶2 B．v(N2)正=3v(H2)逆
C．容器内压强保持不变 D．混合气体的密度保持不变
③400℃时，反应2NH3(g)N2(g)+3H2(g)的化学平衡常数为____。若某时刻测得NH3、N2和H2物质的量均为2mol时，则该时刻反应方向为：____(填“正反应方向”、“逆反应方向”或“不”)移动。
【答案】(1)50%
(2)CD
(3) > C 2 正反应方向
【解析】（1）
根据化学方程式可知，生成0.2molNH3消耗H2为0.3mol，则平衡时氢气的转化率为50%。
（2）
A．加了催化剂，只改变化学反应速率不影响平衡移动，则氢气转化率不变，A错误；
B．增大容器体积，相当于减小压强，平衡逆向移动，氢气转化率降低，B错误；
C．降低反应体系的温度，平衡正向移动，氢气转化率提高，C正确；
D．加入一定量N2，平衡正向移动，氢气转化率提高，D正确；
故答案选CD。
（3）
①该反应的正反应为放热反应，则升高温度平衡逆向移动导致平衡常数减小，K1＞K2。②
A．容器内N2、H2、NH3的物质的量浓度之比为1：3：2时，该反应不一定达到平衡状态，与反应初始浓度及转化率有关，A错误；
B．3v(N2)正=v(H2)逆时该反应达到平衡状态，则v(N2)正=3v(H2)逆时没有达到平衡状态，B错误；
C．恒温恒容条件下，容器内压强与气体物质的量成正比，反应前后气体总物质的量减小，则压强减小，当容器内压强保持不变时，反应达到平衡状态，C正确；
D．恒温恒容条件下反应前后气体总质量不变、容器体积不变，则混合气体的密度始终保持不变，不能据此判断平衡状态，D错误；
故答案选C。
③相同温度下，互为逆反应的两个方程式的化学平衡常数互为倒数，则400℃时，反应2NH3(g)N2(g)+3H2(g)的化学平衡常数=，浓度商Qc=
(1)如图1所示将铁棒和石墨棒插入盛有饱和NaCl溶液的U型管中。
①K1闭合，铁电极的反应为____。
②K2闭合，铁棒不会被腐蚀，属于____保护法。
(2)氯碱工业为疫情防控提供了强有力的物质支撑。氯的许多化合物既是重要化工原料，又是高效、广谱的灭菌消毒剂。
①写出电解饱和食盐水的化学方程式____；氯气的逸出口是____。
②该离子交换膜为____(填“阴”或“阳”)离子交换膜。
③电解产生1molCl2，理论上阳极室减少的离子数为____。
(3)乙醛酸是一种重要的化工中间体，可用如图所示的电化学装置合成。图中的双极膜中间层中的H2O电离为H+和OH-，并在直流电场作用下分别向两极迁移。
①阴极上的反应式为：____。
②双极膜中间层中的OH-在外电场作用下向____(填“铅”或“石墨”)电极方向迁移。
【答案】(1) Fe-2e-=Fe2+ 外加电流阴极
(2) 2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑ a 阳 2NA
(3) +2H++2e-=+H2O 石墨
【解析】（1）
①K1闭合，构成原电池，铁是活泼金属，铁棒为负极，铁失去电子，铁棒上发生的反应为：Fe-2e-=Fe2+。②K2闭合，构成电解池，铁棒与电池负极相连，为阴极，溶液中的氢离子得电子产生氢气，铁棒不会被腐蚀，属于外加电流阴极保护法。
（2）
①食盐水中的氯化钠(NaCl)和水(H2O)发生电离，通电后分别在阴极与阳极生成氢气(H2)与氯气(Cl2)，剩下的氢氧根离子与钠离子结合生成氢氧化钠(NaOH)电解饱和食盐水的化学方程式为2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑，左侧氯化钠浓度减少，氯离子放电生成氯气，氯气在a口产生。②阴极上水电离出的氢离子得电子生成氢气，钠离子可以通过离子交换膜与氢氧根结合生成氢氧化钠，故该离子交换膜为阳离子交换膜。③阳极方程式：2Cl--2e-=Cl2↑，电解产生1molCl2减少的离子数为2NA。
（3）
根据图示可知，乙二酸被还原生成乙醛酸，故左侧为阴极，阴极上的反应式为+2H++2e-=+H2O。双极膜的左侧为阳离子交换膜，中间层中的OH-在外电场作用下向右侧石墨电极方向迁移。
22．Ⅰ氮和氮的化合物在国防、工农业生产和生活中都有极其广泛的用途。请回答下列问题：
(1)亚硝酰氯(结构式为Cl﹣N=O)是有机合成中的重要试剂，它可由和NO在常温常压条件下反应制得，反应方程式为：。已知几种化学键的键能数据如表所示：
化学键
Cl﹣Cl
Cl﹣N
N=O
N≡O
键能/kJmol﹣1
243
200
607
630
则=___________kJ•mol﹣1。
(2)在一个恒容密闭容器中充入2molNO(g)和1 mol (g)发生(1)中的反应，在温度分别为T1℃、T2℃时测得NO的物质的量(单位：mol)与时间的关系如表所示：
0
5
8
13
T1
2
1.5
1.3
1.0
T2
2
1.15
1.0
1.0
①T1___________T2(填“＜”、“＞”或“=”)。
②温度为T2℃时，起始时容器内的压强为P0，则该反应的平衡常数Kp=___________(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)(化为最简式)。
Ⅱ利用电化学原理，将和熔融制成燃料电池，模拟工业电解法精炼银，装置如下图所示。
(3)①甲池工作时，NO2转变成绿色硝化剂Y(N2O5)，可循环使用，则石墨Ⅱ附近发生的电极反应方程式为___________。
②若用10A的电流电解50min后，乙中阴极得到21.6gAg，则该电解池的电解效率为___________%。(保留小数点后一位)。通过一定电量时阴极上实际沉积的金属质量与通过相同电量时理论上应沉积的金属质量之比叫电解效率。法拉第常数为96500C•mol﹣1)
【答案】 ﹣111 ＜ 64.5
【详解】Ⅰ(1)△H=反应物总键能-生成物总键能，△H=243kJ/mol+2×630kJ/mol-2×(200kJ/mol+607kJ/mol)=-111kJ/mol，故答案为：-111；
(2)①根据图表数据，T2℃时0至5min内NO的物质的量变化量大于T1℃时NO的物质的量变化量，说明T2℃反应速率高，则T1＜T2，故答案为：＜；
②根据图表数据列三段式：
根据理想气体方程：PV=nRT，压强与物质的量成正比，即，则，平衡常数，故答案为：；
Ⅱ(3)①甲电池工作时，Y是N2O5气体，可循环使用。则石墨Ⅱ附近发生的电极反应式为，故答案为：；
②用10A的电流电解50min，则电子的物质的量为，理论可得到0.31molAg，而得到21.6gAg，物质的量为，则该电解池的电解效率为，故答案为：64.5。
福建省三明市四地四校2021-2022学年高二上学期期中联考协作卷化学试题
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．下列我国科技创新的产品设备在工作时,由化学能转变成电能的是
A．长征三号乙运载火箭用偏二甲肼为燃料
B．嫦娥四号月球探测器上的太阳能电池板
C．和谐号动车以350km/h飞驰
D．世界首部可折叠柔屛手机通话
A．A B．B C．C D．D
【答案】D
【详解】A．偏二甲肼为燃料发动机能将化学能转变为了动能，而没有将化学能转变为电能，故A错误；
B．太阳能电池板将太阳能转变为电能，而没有将化学能转变为电能，故B错误；
C．和谐号动车将电能转变为了动能，而没有将化学能转变为电能，故C错误；
D．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，故D正确。
答案选D。
2．某原电池的总反应方程式为：2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+，能实现该反应的为
A
B
C
D
正极材料
Cu
石墨
Fe
Ag
负极材料
Fe
Cu
Cu
Cu
电解质液
CuSO4
Fe2(SO4)3
FeCl3
AgNO3
A．A B．B C．C D．D
【答案】B
【分析】根据电池反应式知，负极上铜失电子发生氧化反应，正极上铁离子得电子发生还原反应，所以负极材料应该是铜，正极材料应该是不如铜活泼的金属或石墨，电解质溶液应该是氯化铁或硫酸铁都可。
【详解】A．Fe做负极材料会失电子生成Fe2+，A错误；
B．Cu做负极失电子生成Cu2+，石墨做正极Fe3+在石墨电极上得电子生成Fe2+，B正确；
C．Cu和Fe同时做电极材料时，Fe为负极，Cu为正极，C错误；
D．电解质溶液必须是铁盐，不能是硝酸银，D错误；
故答案选B。
3．用如图装置实验，下列叙述不正确的是
A．K与N连接时，组成原电池装置
B．K与N连接时，石墨电极产生气泡
C．K与M连接时，一段时间后溶液的pH减小
D．K与M连接时，石墨电极的反应为：2Cl--2e-=Cl2↑
【答案】C
【分析】K与N连接时，该装置是原电池，铁易失电子作负极，石墨作正极，正极上氢离子得电子，负极反应为Fe-2e-=Fe2+，正极反应为2H++2e-=H2↑；K与M连接时，该装置是电解池，石墨是阳极、铁作阴极，阳极反应为2Cl--2e-=Cl2↑、阴极反应为2H++2e-=H2↑。
【详解】A．K与N连接时，该装置将化学能转化为电能，所以组成原电池装置，A正确；
B．K与N连接时，石墨电极作正极，电极反应为2H++2e-=H2↑，所以产生气泡，B正确；
C．K与M连接时，阳极反应为2Cl--2e-=Cl2↑、阴极反应为2H++2e-=H2↑，一段时间后溶液中氢离子浓度减小，则溶液的pH增大，C错误；
D．K与M连接时，石墨电极为阳极，石墨电极的反应为：2Cl--2e-═Cl2↑，D正确；
故答案选C。
4．我国研制出一种新型复合光催化剂，利用太阳光在催化剂表面实现高效分解水，其主要过程如图所示。已知：物质中化学键键能如下表所示。若反应过程中分解了水，则下列说法不正确的是
化学键
键
键
键
键
键能
A．过程Ⅰ吸收了能量
B．过程Ⅱ放出了能量
C．过程Ⅲ属于放热反应
D．总反应为
【答案】C
【详解】A．断裂化学键吸收能量，结合表中数据可知，过程Ⅰ吸收了460kJ×2=920kJ能量，A正确；
B．形成化学键释放能量，则过程Ⅱ放出了436kJ+ 138kJ=574kJ能量，B正确；
C．由过程Ⅲ可知，H2O2中的O-H键断裂，H-H键形成，=460kJ/mol×2-134kJ/mol-436kJ/mol=350kJ/mol，为吸热反应，C错误；
D．太阳光在催化剂表面实现高效分解水，总反应为，D正确；
答案选C。
5．下列水龙头中，与铁制自来水管连接，水管腐蚀最快的是
A．铜制水龙头 B．铁制水龙头 C．塑料水龙头 D．陶瓷水龙头
【答案】A
【详解】铁制自来水管与铜制水龙头相连接，这样Cu、Fe以及自来水形成原电池，Fe的活动性强于Cu，金属铁作负极，故使Fe锈蚀更快，其他选项都不形成原电池，故A符合；
故选A。
6．某同学设计如图所示实验，探究反应中的能量变化。
下列判断正确的是
A．由实验可知，(a)、(b)、(c)所涉及的反应都是放热反应
B．若用NaOH固体测定中和热，则测定中和热的数值偏高
C．实验(c)中将环形玻璃搅拌棒改为铁质搅拌棒对实验结果没有影响
D．将实验(a)中的铝片更换为等质量的铝粉后释放出的热量有所增加
【答案】B
【详解】A．实验(b)中和反应是吸热反应，故A错误；
B．NaOH固体溶于水放热，所以用NaOH固体测定中和热，测定中和热的数值偏高，故B正确；
C．实验(c)中将环形玻璃搅拌棒改为铁质搅拌棒，铁易导热，热量损失较多，则测定中和热的数值偏低，故C错误；
D．铝片、铝粉都是固体，将实验(a)中的铝片更换为等质量的铝粉后释放出的热量不变，故D错误；
选B。
7．N2O和CO是环境污染性气体，可在Pt2O+表面转化为无害气体，其反应为：N2O（g）+CO（g）CO2（g）+N2（g）ΔH，有关化学反应的物质变化过程如图1所示，能量变化过程如图2所示，下列说法正确的是（ ）
A．由图1、2可知ΔH=ΔH1+ΔH2=ΔE2-ΔE1
B．反应中加入Pt2O+可使反应的焓变减小
C．由图2可知正反应的活化能小于逆反应的活化能
D．1molN2O和1molCO的总能量小于1molCO2和1molN2的总能量
【答案】C
【详解】A．焓变=正反应活化能-逆反应活化能，图中ΔE1为正反应活化能，ΔE2为逆反应活化能，所以ΔH=ΔE1—ΔE2，故A错误；
B．据图可知Pt2O+为催化剂，不影响反应的焓变，故B错误；
C．ΔE1为正反应活化能，ΔE2为逆反应活化能，所以正反应的活化能小于逆反应的活化能，故C正确；
D．该反应的反应物能量高于生成物，为放热反应，所以反应物的总能量大于生成物的总能量，故D错误；
故选C。
8．用氟硼酸（HBF4属于强酸）代替硫酸作铅蓄电池的电解质溶液，可使铅蓄电池在低温下工作时的性能更优良，反应方程式为：Pb+PbO2+4HBF42Pb（BF4）2+2H2O，Pb（BF4）2为可溶于水的强电解质。下列说法正确的是（ ）
A．放电时，BF4-向PbO2电极移动
B．充电时，阴、阳两极增加的质量相等
C．放电时，电子由Pb电极经氟硼酸溶液流向PbO2电极
D．充电时，阳极的电极反应式为：Pb2++2H2O-2e-=PbO2+4H+
【答案】D
【分析】电池的总反应为：Pb+PbO2+4HBF42Pb(BF4)2+2H2O，又Pb(BF4)2为可溶于水的强电解质，则放电时负极反应为：Pb-2e-=Pb2+；正极反应：PbO2+2e-+4H+=Pb2++2H2O，阴离子向负极移动，电子由负极经过外电路移向正极；充电时，阳极与正极相反，反应为：Pb2++2H2O-2e-═PbO2+4H+，阴极与负极相反，反应为：Pb2++2e-=Pb，据此分析解答。
【详解】A．放电时，阴离子向负极移动，则BF4-向Pb电极移动，故A错误；
B．充电时，阳极反应为：Pb2++2H2O-2e-═PbO2+4H+，阴极反应为：Pb2++2e-=Pb，则阴、阳两极增加的质量不相等，故B错误；
C．放电时，电子由负极经过外电路移向正极，不能经氟硼酸溶液，故C错误；
D．充电时，PbO2电极和电源的正极相连，电极反应式为Pb2++2H2O-2e-═PbO2+4H+，故D正确。
答案选D。
9．如图甲是一种利用微生物将废水中的尿素(H2NCONH2)的化学能直接转化为电能并生成环境友好物质的装置，同时利用此装置的电能在铁上镀铜，下列说法中正确的是
A．乙装置中溶液颜色会变浅
B．铁电极应与 Y 相连接
C．M 电极反应式：H2NCONH2＋H2O－6e－===CO2↑＋N2↑＋6H＋
D．当 N 电极消耗 0.25 mol 气体时，铜电极质量减少 16 g
【答案】C
【分析】由图甲O2生成H2O，可知N为正极，M为负极；图乙为电镀装置，铁作阴极，与电源负极相连，据此答题。
【详解】A.乙装置为电镀装置，电镀液的浓度不变，因此溶液的颜色不变，故A错误；
B.电镀时，待镀金属作阴极，与电源负极相连，而N电极上O2转化为H2O，发生还原反应，N电极为正极，故B错误；
C.尿素失电子生成CO2和N2，碳元素化合价没有变化，1 mol尿素失去6mol电子，所以M电极反应式：H2NCONH2＋H2O－6e－=CO2↑＋N2↑＋6H＋，故C正确;
D.根据N电极反应式：O2+4H++4e-=2H2O，铜电极反应式：Cu-2e-=Cu2+，由各电极上转移的电子数相等，可得关系式：O2～2Cu，则N电极消耗0．25mol氧气时，铜电极质量减少0.25mol×2×64g/mol=32g，故D错误。
故选C。
10．深埋在潮湿土壤中的铁管道，在硫酸盐还原菌作用下，能被硫酸根腐蚀，其电化学腐蚀原理如图示，下列与此原理有关说法错误的是
A．正极反应为：SO42-+5H2O+8e-=HS-+9OH-
B．输送暖气的管道不易发生此类腐蚀
C．这种情况下，Fe腐蚀的最终产物为Fe2O3·xH2O
D．管道上刷富锌油漆可以延缓管道的腐蚀
【答案】C
【详解】A．原电池的正极发生还原反应，由图示可知发生的电极反应为SO42-+5H2O+8e-=HS-+9OH-，故A正确；
B．硫酸盐还原菌是蛋白质，在高温下易变性，失去催化效率，则输送暖气的管道不易发生此类腐蚀，故B正确；
C．由图示可知，Fe腐蚀的最终产物为FeO，故C错误；
D．管道上刷富锌油漆，形成Zn—Fe原电池，Fe变为正极，可以延缓管道的腐蚀，故D正确；
答案为C。
11．以铅蓄电池为电源，Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O将CO2转化为乙烯的装置如图所示，电解所用电极材料均为惰性电极。下列说法正确的是
A．a为铅蓄电池的正极
B．电解过程中，阳极区溶液中c(H+)逐渐减小
C．阴极反应式：
D．每生成1mol乙烯，理论上铅蓄电池中消耗6molH2SO4
【答案】C
【详解】A．根据图知，右侧电极上OH-放电生成O2，则右侧电极为阳极，左侧电极为阴极，连接电解池阴极的电极为原电池负极、连接电解池阳极的电极为原电池正极，所以a为负极、b为正极，故A错误；
B．电解过程中阳极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+，阳极附近有H+生成，所以电解过程中，阳极区溶液中c(H+)逐渐增大，故B错误；
C．阴极上二氧化碳得电子和氢离子反应生成乙烯和水，电极反应式为，故C正确；
D．阴极反应式为，铅蓄电池反应式为Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O，串联电路中转移电子相等，生成1mol乙烯转移12mol电子，转移2mol电子消耗2mol硫酸，所以当转移12mol电子时消耗12mol硫酸，故D错误；
故选C。
12．灰锡结构松散，不能用于制造器皿，而白锡结构坚固，可以制造器皿。现把白锡制成的器皿放在0 ℃、100 kPa的室内存放，它会不会变成灰锡而不能再继续使用(已知：在0℃、100 kPa条件下白锡转化为灰锡的反应焓变和熵变分别为ΔH=-2.18k J·mol-1，ΔS=-6.61 J·mol-1·K-1)
A．会变成灰锡 B．不会变成灰锡
C．不能确定 D．升高温度才会变成灰锡
【答案】A
【详解】在等温、等压条件下，自发反应总是向着ΔH－TΔS<0的方向进行，直至达到平衡状态。因此，在0 ℃、100 kPa条件下，白锡会不会变为灰锡的问题就转化为求算ΔH－TΔS值的问题。ΔH－TΔS＝－2 180 J·mol-1－273 K×(-6.61 J·mol-1·K-1)＝－375.47 J·mol-1<0，因此在该条件下白锡会变为灰锡。
故选A。
13．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
【分析】要使电解后溶液恢复原状，应该遵循“析出什么加入什么”原则；
【详解】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。
14．已知碘蒸汽为紫红色，H2、HI均为无色气体。在一定温度和固定容积的密闭容器中进行的反应：H2 (g)＋I2 (g)2HI(g)，下列说法能充分说明该反应已达到化学平衡状态的是
A．H2、I2、HI的浓度相等 B．容器内颜色不再改变
C．H2、I2、HI在容器中共存 D．正、逆反应速率均等于零
【答案】B
【详解】试化学反应达到平衡状态的两个根本判断依据是：同一种物质的生成速率和消耗速率相等、体系中各物质的浓度不再变化。
A．“H2、I2、HI的浓度相等”不能说明浓度不变，A错；
B．“容器内颜色不再改变”说明浓度不再改变，可以判断达到了平衡；，B正确
C．“H2、I2、HI在容器中共存”这是可逆反应的基本特征，不能说明浓度不变，C错；
D．可逆反应的反应速率不可能等于零，D错，
答案选B。
15．将5 mL 0.005 mol·L-1 FeCl3溶液和5 mL 0.015 mol·L-1 KSCN溶液混合，达到平衡后呈红色，再将混合液分为5份，分别进行如下实验：
实验①：滴加四滴水，振荡
实验②：滴加四滴饱和的FeCl3溶液，振荡
实验③：滴加四滴1 mol·L-1KCl溶液，振荡
实验④：滴加四滴1 mol·L-1KSCN溶液，振荡
实验⑤：滴加四滴1 mol·L-1NaOH 溶液，振荡
下列说法不正确的是A．对比实验①和②，为了证明增大反应物浓度，平衡正向移动
B．对比实验①和③，为了证明增大生成物浓度，平衡逆向移动
C．对比实验①和④，为了证明增大反应物浓度，平衡正向移动
D．对比实验①和⑤，为了证明减小反应物浓度，平衡逆向移动
【答案】B
【详解】A．对比实验①和②，增加了反应物Fe3+的浓度，平衡正向移动，A项正确；
B．对比实验①和③，仅仅是氯离子浓度增加，但反应的实质是Fe3+ +3SCN－Fe(SCN)3，反应的离子浓度不变，平衡不发生移动，B项错误；
C．对比实验①和④，增加反应物SCN－的浓度，平衡正向移动，C项正确；
D．对比实验①和⑤，OH－与Fe3+反应，减少反应物Fe3+的浓度，平衡逆向移动，D项正确；
答案选B。
16．纳米铁是重要的储氢材料，可利用下列反应制得：Fe(s)＋5CO(g)⇌Fe(CO)5(s) 。在2.0L的恒容密闭容器中加入足量铁粉和0.48mol CO分别在T1℃、T2℃下进行反应，测得 n(CO)、温度与时间的变化关系如图所示。下列叙述正确的是
A．>0
B．K(T1℃)
D．T1℃时，反应达到平衡，缩小容器的容积再次平衡后c(CO)增大
【答案】B
【详解】A．由图可知，T1℃时，反应先达到平衡，则T1＞T2，T1时反应达平衡时n(CO)高于T2时，说明温度升高，平衡逆向移动，则该反应放热，即＜0，A项错误；
B．由反应可知K=，反应放热，温度低，则c(CO)的浓度小，故K(T1 ℃)
D．T1℃时，反应达到平衡，缩小容器的容积再次平衡后，由于温度不变，则c(CO)不变，D项错误；
答案选B。
17．某地海水中主要离子的含量如表，现利用“电渗析法”进行淡化，技术原理如图所示(两端为惰性电极，阳膜只允许阳离子通过，阴膜只允许阴离子通过)。下列有关说法错误的是
离子
Na+
K+
Ca2+
Mg2+
Cl-
SO
HCO
含量mg/L
9360
83
200
1100
16000
1200
118
A．甲室的电极反应式为：2Cl--2e-=Cl2↑
B．乙室和丁室中部分离子的浓度增大，淡水的出口为b
C．淡化过程中易在戊室形成水垢
D．通过甲室阳膜的离子的物质的量为2mol时，戊室收集到22.4L(标准状况下)气体
【答案】D
【详解】A．甲室的电极与电源正极相连，作阳极，阴离子发生氧化反应，电极反应式为：2Cl--2e-=Cl2↑，A项正确；
B．阴（阳）离子交换膜只允许阴（阳）离子通过，电解时，丙室中阴离子移向乙室，阳离子移向丁室，所以乙室和丁室中部分离子的浓度增大，丙室中物质主要是水，淡水的出口应为b， B项正确；
C．开始电解时，阳极上（甲室电极）Cl-放电生成Cl2，阴极（戊室电极）上水得电子生产H2，同时生OH-，生成的OH-和反应生成，Ca2+转化为CaCO3沉淀，所以电解一段时间后戊室形成水垢，C项正确；
D．通过甲室阳膜的阳离子有Na+、K+、Ca2+、Mg2+等，当通过甲室阳膜的离子的物质的量为2mol时，转移电子在2-4mol之间，转移电子数目不确定，无法计算出生成H2体积，D项错误；
答案选D。
18．由于存在同种电解质溶液的浓度差而产生电动势的电池称为浓差电池。利用浓差电池电解硫酸钠溶液可以制得氧气、氢气、硫酸和氢氧化钠，其装置如图所示(a、b电极均为石墨电极)。下列说法正确的是(已知：溶液A为 1L 1mol/L AgNO3溶液; 溶液B为 1L 4mol/L AgNO3溶液)
A．电池放电过程中Ag(1)为正极，电极反应为Ag＋ + e－= Ag
B．a电极的电极反应为2H2O－4e－=O2↑＋4H＋，b电极上发生的是还原反应
C．c、d离子交换膜依次为阳离子交换膜和阴离子交换膜
D．电池从开始工作到停止放电，电解池理论上可制得80g氢氧化钠
【答案】B
【分析】由题意可知左边装置为浓差电池，右边装置为电解装置：电解硫酸钠溶液可以制得氧气、氢气、硫酸和氢氧化钠，因此a电极附近应该产生硫酸，则a电极附近应是水电离的氢氧根离子放电，因此a极为阳极，b极为阴极，Ag(1)为负极，Ag(2)为正极。
【详解】A．浓差电池放电时，两个电极区的硝酸银溶液的浓度差会逐渐减小，当两个电极区硝酸银溶液的浓度完全相等时，放电停止。电池放电过程中，Ag(2)电极上发生使Ag+浓度降低的还原反应Ag++e-=Ag，Ag(1)电极发生使Ag+浓度升高的氧化反应Ag-e-=Ag+，Ag(2)电极为正极，Ag(1)电极为负极，A项错误；
B．电解池中a、b电极依次为电解池的阳极和阴极，阳极反应为2H2O－4e－=O2↑＋4H＋，水电离的氢离子在阴极(b电极 )得电子发生还原反应，B项正确；
C．电解过程中，两个离子交换膜之间的硫酸钠溶液中，Na+通过阳离子交换膜d进入阴极（b极）区，SO通过阴离子交换膜c进入阳极（a极）区，因此c、d离子交换膜依次为阴离子交换膜和阳离子交换膜，C项错误；
D．电池从开始工作到停止放电，正极区硝酸银溶液的浓度将由4mol/L降低到2.5mol/L，负极区硝酸银溶液的浓度同时由1mol/L升高到2.5mol/L，正极反应可还原Ag+的物质的量为1L（4mol/L-2.5mol/L）=1.5mol，电路中转移1.5mol电子，电解池的阴极反应生成1.5molOH-，即阴极区可制得1.5mol氢氧化钠，其质量为60g，D项错误；
故选B。
二、填空题
19．生产生活中的化学反应都伴随着能量的变化，请根据有关知识回答下列问题：
(1)冷敷袋在日常生活中有降温、保鲜和镇痛等用途。制作冷敷袋利用____(填“放热”或“吸热”)的化学变化或物理变化的原理。
(2)“即热饭盒”给人们生活带来方便，它可利用下面____(填字母)反应释放的热量加热食物。
A．生石灰和水 B．浓硫酸和水 C．钠和水
(3)已知：2molH2与足量O2充分燃烧生成液态水时放出572kJ热量。
①该反应的能量变化可用图中的____(填字母“a”或“b”)表示。
②写出H2燃烧生成液态水的热化学反应方程式：____。
【答案】(1)吸热
(2)A
(3) a 2H2(g)+O2(g)=2H2O(1) △H=-572kJ/mol
【解析】（1）
选择利用吸热的化学或物理变化制作冷敷袋，可以起到降温、保鲜等作用，故答案为：吸热；
（2）
“即热饭盒”需要使用安全可控的放热反应来提供热量，浓硫酸有腐蚀件，使用钠与水反应生成强碱和氢气，且氢气易燃烧，均有安全隐患，应选择生石灰和水，故答案为：A；
（3）
①H2与足量O2充分燃烧是放热反应，反应物的总能量高于生成物的总能量，能量变化可以用图a表示，故答案为：a；
②2molH2与足量O2充分燃烧生成液态水时放出572kJ热量，所以H2燃烧生成液态水的热化学反应方程式为：2H2(g)+O2(g)=2H2O(1) △H=-572kJ/mol，故答案为：2H2(g)+O2(g)=2H2O(1) △H=-572kJ/mol。
三、原理综合题
20．氮是地球上含量丰富的一种元素，氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用，合成氨工业在国民生产中有重要意义。以下是关于合成氨的有关问题，请回答：
(1)若在一个容积为2L的密闭容器中加入0.2mol的N2和0.6mol的H2，在一定条件下发生反应：N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<0，若在5分钟时反应达到平衡，此时测得NH3的物质的量为0.2mol。则平衡时H2的转化率为____。
(2)平衡后，若要提高H2的转化率，可以采取的措施有____。
A．加了催化剂 B．增大容器体积 C．降低反应体系的温度 D．加入一定量N2
(3)若在2L的密闭容器中，一定量的氮气和氢气进行如下反应：N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<0，其化学平衡常数K与温度T的关系如表所示：
T/℃
200
300
400
K
K1
K2
0.5
请完成下列问题：
①试比较K1、K2的大小，K1____K2(填“<”、“>”或“=”)。
②下列各项能作为判断该反应达到化学平衡状态的依据是____(填序号字母)。
A．容器内N2、H2、NH3的物质的量浓度之比为1∶3∶2 B．v(N2)正=3v(H2)逆
C．容器内压强保持不变 D．混合气体的密度保持不变
③400℃时，反应2NH3(g)N2(g)+3H2(g)的化学平衡常数为____。若某时刻测得NH3、N2和H2物质的量均为2mol时，则该时刻反应方向为：____(填“正反应方向”、“逆反应方向”或“不”)移动。
【答案】(1)50%
(2)CD
(3) > C 2 正反应方向
【解析】（1）
根据化学方程式可知，生成0.2molNH3消耗H2为0.3mol，则平衡时氢气的转化率为50%。
（2）
A．加了催化剂，只改变化学反应速率不影响平衡移动，则氢气转化率不变，A错误；
B．增大容器体积，相当于减小压强，平衡逆向移动，氢气转化率降低，B错误；
C．降低反应体系的温度，平衡正向移动，氢气转化率提高，C正确；
D．加入一定量N2，平衡正向移动，氢气转化率提高，D正确；
故答案选CD。
（3）
①该反应的正反应为放热反应，则升高温度平衡逆向移动导致平衡常数减小，K1＞K2。②
A．容器内N2、H2、NH3的物质的量浓度之比为1：3：2时，该反应不一定达到平衡状态，与反应初始浓度及转化率有关，A错误；
B．3v(N2)正=v(H2)逆时该反应达到平衡状态，则v(N2)正=3v(H2)逆时没有达到平衡状态，B错误；
C．恒温恒容条件下，容器内压强与气体物质的量成正比，反应前后气体总物质的量减小，则压强减小，当容器内压强保持不变时，反应达到平衡状态，C正确；
D．恒温恒容条件下反应前后气体总质量不变、容器体积不变，则混合气体的密度始终保持不变，不能据此判断平衡状态，D错误；
故答案选C。
③相同温度下，互为逆反应的两个方程式的化学平衡常数互为倒数，则400℃时，反应2NH3(g)N2(g)+3H2(g)的化学平衡常数=，浓度商Qc=
(1)如图1所示将铁棒和石墨棒插入盛有饱和NaCl溶液的U型管中。
①K1闭合，铁电极的反应为____。
②K2闭合，铁棒不会被腐蚀，属于____保护法。
(2)氯碱工业为疫情防控提供了强有力的物质支撑。氯的许多化合物既是重要化工原料，又是高效、广谱的灭菌消毒剂。
①写出电解饱和食盐水的化学方程式____；氯气的逸出口是____。
②该离子交换膜为____(填“阴”或“阳”)离子交换膜。
③电解产生1molCl2，理论上阳极室减少的离子数为____。
(3)乙醛酸是一种重要的化工中间体，可用如图所示的电化学装置合成。图中的双极膜中间层中的H2O电离为H+和OH-，并在直流电场作用下分别向两极迁移。
①阴极上的反应式为：____。
②双极膜中间层中的OH-在外电场作用下向____(填“铅”或“石墨”)电极方向迁移。
【答案】(1) Fe-2e-=Fe2+ 外加电流阴极
(2) 2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑ a 阳 2NA
(3) +2H++2e-=+H2O 石墨
【解析】（1）
①K1闭合，构成原电池，铁是活泼金属，铁棒为负极，铁失去电子，铁棒上发生的反应为：Fe-2e-=Fe2+。②K2闭合，构成电解池，铁棒与电池负极相连，为阴极，溶液中的氢离子得电子产生氢气，铁棒不会被腐蚀，属于外加电流阴极保护法。
（2）
①食盐水中的氯化钠(NaCl)和水(H2O)发生电离，通电后分别在阴极与阳极生成氢气(H2)与氯气(Cl2)，剩下的氢氧根离子与钠离子结合生成氢氧化钠(NaOH)电解饱和食盐水的化学方程式为2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑，左侧氯化钠浓度减少，氯离子放电生成氯气，氯气在a口产生。②阴极上水电离出的氢离子得电子生成氢气，钠离子可以通过离子交换膜与氢氧根结合生成氢氧化钠，故该离子交换膜为阳离子交换膜。③阳极方程式：2Cl--2e-=Cl2↑，电解产生1molCl2减少的离子数为2NA。
（3）
根据图示可知，乙二酸被还原生成乙醛酸，故左侧为阴极，阴极上的反应式为+2H++2e-=+H2O。双极膜的左侧为阳离子交换膜，中间层中的OH-在外电场作用下向右侧石墨电极方向迁移。
22．Ⅰ氮和氮的化合物在国防、工农业生产和生活中都有极其广泛的用途。请回答下列问题：
(1)亚硝酰氯(结构式为Cl﹣N=O)是有机合成中的重要试剂，它可由和NO在常温常压条件下反应制得，反应方程式为：。已知几种化学键的键能数据如表所示：
化学键
Cl﹣Cl
Cl﹣N
N=O
N≡O
键能/kJmol﹣1
243
200
607
630
则=___________kJ•mol﹣1。
(2)在一个恒容密闭容器中充入2molNO(g)和1 mol (g)发生(1)中的反应，在温度分别为T1℃、T2℃时测得NO的物质的量(单位：mol)与时间的关系如表所示：
0
5
8
13
T1
2
1.5
1.3
1.0
T2
2
1.15
1.0
1.0
①T1___________T2(填“＜”、“＞”或“=”)。
②温度为T2℃时，起始时容器内的压强为P0，则该反应的平衡常数Kp=___________(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)(化为最简式)。
Ⅱ利用电化学原理，将和熔融制成燃料电池，模拟工业电解法精炼银，装置如下图所示。
(3)①甲池工作时，NO2转变成绿色硝化剂Y(N2O5)，可循环使用，则石墨Ⅱ附近发生的电极反应方程式为___________。
②若用10A的电流电解50min后，乙中阴极得到21.6gAg，则该电解池的电解效率为___________%。(保留小数点后一位)。通过一定电量时阴极上实际沉积的金属质量与通过相同电量时理论上应沉积的金属质量之比叫电解效率。法拉第常数为96500C•mol﹣1)
【答案】 ﹣111 ＜ 64.5
【详解】Ⅰ(1)△H=反应物总键能-生成物总键能，△H=243kJ/mol+2×630kJ/mol-2×(200kJ/mol+607kJ/mol)=-111kJ/mol，故答案为：-111；
(2)①根据图表数据，T2℃时0至5min内NO的物质的量变化量大于T1℃时NO的物质的量变化量，说明T2℃反应速率高，则T1＜T2，故答案为：＜；
②根据图表数据列三段式：
根据理想气体方程：PV=nRT，压强与物质的量成正比，即，则，平衡常数，故答案为：；
Ⅱ(3)①甲电池工作时，Y是N2O5气体，可循环使用。则石墨Ⅱ附近发生的电极反应式为，故答案为：；
②用10A的电流电解50min，则电子的物质的量为，理论可得到0.31molAg，而得到21.6gAg，物质的量为，则该电解池的电解效率为，故答案为：64.5。
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