2022-2023学年福建省龙岩第一中学高二上学期第二次月考化学试题含解析

这是一份2022-2023学年福建省龙岩第一中学高二上学期第二次月考化学试题含解析，共23页。试卷主要包含了单选题，原理综合题，实验题，填空题等内容，欢迎下载使用。
福建省龙岩第一中学2022-2023学年高二上学期第二次月考化学试题
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、单选题
1．化学与生产、生活、科技密切相关。下列有关说法不正确的是
A．2022北京冬奥会上碲化镉(CdTe)发电玻璃用于一体化项目，其中碲(Te)属于半导体
B．将桥墩钢铁与外接电源负极相连的方法，称为牺牲阳极的阴极保护法
C．植树造林有利于实现 “碳中和”，其捕获和储存大气中的CO2过程中涉及了氧化还原反应
D．“绿氢”燃料电池客车投入“冰丝带”：光伏电解水制氢可作为“绿氢”的主要来源
【答案】B
【详解】A．碲(Te)在金属与非金属交界处，属于半导体，A正确；
B．将桥墩钢铁与外接电源负极相连的方法，称为外接电源的阴极保护法，B错误；
C．植物光合作用将二氧化碳转化为氧气和有机物，其捕获和储存大气中的CO2过程中涉及了氧化还原反应，C正确；
D．光伏电解水制氢，将太阳能转化为氢能，可作为“绿氢”的主要来源，D正确；
故选B。
2．化学反应伴随能量变化。下列相关描述正确的是
A．放热过程(△H＜0)或熵增加(△S>0)的过程一定是自发的
B．甲烷的标准燃烧热为890.3kJ·mol-1，则甲烷燃烧热的热化学方程式表示为：CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)△H=-890.3kJ·mol-1
C．已知N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H=-92.2kJ·mol-1，在密闭容器中，过量的N2与3molH2反应时放出的能量小于92.2kJ
D．同温同压下，反应H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)在光照和点燃条件下的△H不同
【答案】C
【详解】A．焓变和熵变都与反应的自发性有关，但都不能独立地作为反应自发性的判据，要判断反应进行的方向，必须综合考虑体系的焓变和熵变，放热(△H0)的反应才能保证△H-T△Sb，N区硫酸浓度下降，硫酸根离子向R区迁移，则x是阳离子交换膜，y是阴离子交换膜。
【详解】A．由分析知a>b，N区硫酸浓度下降，硫酸根离子向R区迁移，则x是阳离子交换膜，y是阴离子交换膜，A正确；
B．PbO2为正极，正极的电极反应式为PbO2+2e-+SO+4H+=PbSO4+2H2O，则每消耗0.2molPbO2电路中转移0.4mol电子，B正确；
C．放电时，Al电极是负极，Al发生氧化反应生成Al[OH]，电极反应式为：Al-3e−+4OH−=[Al(OH)4] −，C正确；
D．R区域的电解质为，硫酸根离子通过阴离子交换膜y进入R区域，电池工作一段时间后浓度增大，D错误；
故选D。
7．我国关于石墨烯的专利总数世界排名第一。图是我国研发的某种石墨烯电池有关原理示意图，图中左边装置工作时的电极反应分别为Li1-xC6+xLi++xe-=LiC6，Li[GS/Si]O2-xe-= Li1-x[GS/Si]O2+xLi+。下列说法错误的是

A．a与d电极上发生的反应类型相同
B．左右两个装置中的离子交换膜均为阳离子交换膜
C．若装置工作前c与d电极质量相等，则转移0.1 mol电子后两个电极质量相差0.7 g
D．电池放电时，正极反应为Li1-x[GS/Si]O2+xLi++ xe- =Li[GS/Si]O2
【答案】C
【分析】左边装置为电解池，a极为阴极，b极为阳极，阴极发生还原反应、反应式为Li1-xC6+xLi++xe- =LiC6；阳极发生氧化反应、反应式为Li[GS/Si]O2-xe-=Li1-x[GS/Si]O2+xLi+；右边装置为原电池，根据Li+移动方向可知：d电极为正极、c电极为负极。正极上Li1-x[GS/Si]O2发生得电子的还原反应生成Li[GS/Si]O2，正极反应式为Li1-x[GS/Si]O2+xLi++xe-=Li[GS/Si]O2，负极上LiC6发生失电子的氧化反应生成Li1-xC6和Li+，负极反应式为LiC6-xe-=Li1-xC6+xLi+，据此分析解答。
【详解】A．由上述分析可知：a极为电解池的阴极，d电极为原电池的正极，阴极或正极均发生还原反应，A正确；
B．由图可知：左右两个装置中的离子交换膜均允许阳离子通过，则两个装置中的离子交换膜均为阳离子交换膜，B正确；
C．由图可知：原电池工作时阳离子移向正极，即电路中转移0.1 mol电子时，负极有1 mol Li+移向正极，所以两个电极质量相差△m=0.2 mol×7 g/mol=1.4 g，C错误；
D．左边装置为电解池，右边装置为原电池，原电池的正极反应与电解池的阳极反应正好相反，即正极反应为Li1-x[GS/Si]O2+xLi++xe-=Li[GS/Si]O2，D正确；
故合理选项是C。
8．时，在一固定容积的密闭容器中发生反应：，按照不同配比充入，达到平衡时容器中浓度变化如图中曲线实线所示，下列判断错误的是

A．时，该反应的平衡常数值为0.25
B．c点没有达到平衡，此时反应正向进行
C．时，平衡时A的转化率： b点小于a点
D．若c点为平衡点，则此时容器内的温度高于
【答案】C
【详解】A．由图可知，达到平衡时容器中A、B浓度变化如图中曲线（实线）所示，则a、b、d均为平衡状态，以d点数据计算，则，故A正确；
B．c点浓度商小于K，反应正向进行，故B正确；
C．a点时A的投入量大于b点，所以平衡时A的转化率： b点大于a点，故C错误；
D．若c点为平衡点，此温度下化学平衡常数小于T℃温度下平衡常数，说明平衡逆向移动，该反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，则若c点为平衡点，则此时容器内的温度高于T℃，故D正确；
【点睛】本题考查化学平衡图像、影响平衡的因素、平衡常数影响因素等，难度不大，注意掌握平衡移动原理，掌握化学平衡常数只与温度有关。
9．某化学研究小组探究外界条件对化学反应mA(g)+nB(g)pC(g)的速率和平衡的影响，图象如下图，下列判断正确的是

A．由图a可知，T1＞T2，该反应的正反应为吸热反应
B．由图b可知，该反应m+n＜p
C．图c是绝热条件下速率和时间的图象，由此说明该反应放热
D．图d中，曲线a一定使用了催化剂
【答案】C
【详解】A．图a为折线图，先出现拐点者先达到平衡，说明其反应速率快，反应速率快说明对应的温度高或压强大，故图a中T1＞T2，对比两条曲线发现，平衡时温度越高，C%越少，说明温度升高，平衡逆向移动，根据勒夏特列原理，推得逆向为吸热反应，正反应为放热反应，故A错误；
B．比较m+n与p大小关系，需考虑压强对平衡移动的影响，根据图b，压强增大，C%升高，说明平衡正向移动，根据勒夏特列原理，推得m+n＞p；故B错误；
C．根据图c，反应起始一段时间速率加快，由于反应开始后，浓度是一直减小的，故不可能是浓度的原因，联想到绝热体系，可能是因为温度升高导致反应速率加快，说明该反应为放热反应，故C正确；
D．图d说明a对应改变的条件不影响平衡移动，可能是使用了催化剂，也可能是m+n=p，加压，所以曲线a不一定是加入了催化剂，故D错误。
故选C。
10．CO与H2反应可再生甲醇：CO(g)+ 2H2(g) CH3OH(g)，在一容积可变的密闭容器中充有10molCO和20mol H2，CO的平衡转化率(α)与温度(T)、 压强(p)的关系如图所示。则下列说法正确的是

A．B点的速率比C点的大
B．A、B、C三点的平衡常数KA、KB、KC的大小关系为：KA=KB＞KC
C．C点到A点可以采取降温或减压实现
D．若达到平衡状态A时，容器的体积为10L，则在平衡状态B时容器的体积为5L
【答案】B
【详解】A． B点到C点，升温反应速率增大，所以B点的速率比C点的小，故A错误；
B． 升温，CO的平衡转化率减小，平衡左移，K减小，所以 A、B、C三点的平衡常数KA、KB、KC的大小关系为：KA=KB＞KC，故B正确；
C． 该反应的正反应为气体物质的量减小的反应，加压平衡正向移动，CO的平衡转化率增大，故p2＞p1，故C点到A点可以采取降温，并且减压实现，故C错误；
D． 平衡状态A时，c(CO)=0.5mol/L，c(H2)=1mol/L，c(CH3OH)=0.5mol/L，，平衡状态B时，设容器体积为x L，，，，，记得x=2，平衡状态B时容器的体积为2L，故D错误；
故选B。

二、原理综合题
11．是一种重要的化工原料，被广泛应用在工农业生产中。已知反应：
I.
Ⅱ.
Ⅲ.
(1)请写出甲烷裂解制取炭黑和氢气的热化学方程式_______。
(2)根据反应，回答下列问题：
①800时，平衡常数测得密闭容器中各物质达到平衡时物质的量浓度分别为：，则T℃_______800℃(填“＞”、“＜”或“”)。
②一定条件下，将与按物质的量之比∶置于恒容密闭容器中反应，下列能说明该反应达到平衡状态的是_______。
A．体系中混合气体密度不变          
B．与的转化率相等
C．反应体系压强不再改变           
D．与物质的量之比不再改变
E.混合气体的平均相对分子质量不变
(3)以甲烷为燃料的新型电池得到广泛应用。如图是甲烷燃料电池工作原理的示意图。

①B极上的电极反应式为_______。
②以该燃料电池作电源，用石墨作电极电解CuSO4溶液，当阳极收集到112L(标准状况)气体时，消耗甲烷的体积为_______L(标准状况)。
【答案】(1)CH4(g)=C(s)+2H2(g)     =+75kJ/mol
(2)     ＜     CE
(3)          56

【解析】（1）
甲烷裂解制取炭黑和氢气的化学方程式为CH4(g)=C(s)+2H2(g)，已知反应I.；反应Ⅱ.；根据盖斯定律可知由I-Ⅱ可得热化学方程式CH4(g)=C(s)+2H2(g)     =+75kJ/mol。
（2）
①800时，平衡常数下反应的平衡常数为，由于该反应是吸热反应，降低温度，平衡逆向移动，平衡常数减小，则T℃＜800℃。
②A．容器的容积不变，反应前后混合气体的总质量不变，则混合气体的密度始终不变，则体系中混合气体密度不变不能说明该反应达到平衡状态；
B．与按物质的量之比∶充入，又按照∶反应，则与的转化率始终相等，则与的转化率相等不能说明该反应达到平衡状态；
C． 容器容积不变，随反应进行，混合气体总物质的量增大，故压强增大，则反应体系压强不再改变时能说明反应达到平衡状态；
D．与按物质的量之比∶充入，又按照∶反应，则与物质的量之比始终为∶，故与物质的量之比不再改变不能说明该反应达到平衡状态；
E． 随反应进行，混合气体总物质的量增大，反应前后混合气体的总质量不变，则混合气体的平均相对分子质量减小，故混合气体的平均相对分子质量不变能说明该反应达到平衡状态；故选CE。
（3）
①甲烷燃料电池的反应原理相当于燃料的燃烧，所以甲烷失去电子生成二氧化碳，通入甲烷的B极为负极，通入氧气的A极为正极，由图可知，正极氧气得电子生成O2-，并移向负极，则B极上的电极反应式为。
②用石墨作电极电解CuSO4溶液，阳极上发生反应，阳极收集到112L(标准状况)气体，即5mol氧气，转移电子数为20mol，根据串联电路中转移电子数相等可知，甲烷失去电子也为20mol，1mol甲烷失去8mol电子，则消耗甲烷的物质的量为2.5mol，体积为。
12．NH3是一种重要的化工原料，可用来制备肼、硝酸、硝酸铵和氯胺等。
(1)N2和H2以物质的量之比为1∶3在不同温度和压强下发生反应：N2＋3H22NH3，测得平衡体系中NH3的物质的量分数如图。

①下列途径可增大合成氨反应速率的是_______(填字母)。
A．采用常温条件       B．采用适当的催化剂
C．将原料气加压       D．将氨液化，不断移去液氨
②图中所示的平衡体系中NH3的物质的量分数为0.549和0.478时，该反应的平衡常数分别为K1、K2，则K1_______(填“>”“＜”或“=”)K2。
(2)肼(N2H4)是一种火箭燃料。
①发射卫星时用肼(N2H4)为燃料，用NO2为氧化剂，二者反应生成氮气和水蒸气。
已知：    
    
    
写出肼与二氧化氮反应生成液态水的热化学方式_______；该反应放出131.17kJ的热量时，电子转移的数目为_______。
②氨气与次氯酸钠溶液反应可以生成肼，写出反应的离子方程式_______。
(3)电解硝酸工业的尾气NO可制备NH4NO3，其工作原理如图。

①阴极的电极反应式为_______。
②将电解生成的HNO3全部转化为NH4NO3，则通入的NH3与实际参加反应的NO的物质的量之比至少为_______；
【答案】(1)     BC     =
(2)               0.8NA     2NH3+ClO-=Cl-+N2H4+H2O
(3)     NO+5e-+6H＋= +H2O     1∶4

【解析】（1）
①A. 采用常温条件，合成氨反应速率较慢，选项A不符合；
B. 采用适当的催化剂，降低反应的活化能，加快合成氨反应速率，选项B符合；
C. 将原料气加压，增大压强，合成氨反应速率增大，选项C符合；
D. 将氨液化，不断移去液氨，反应物的浓度减小，反应速率减小，选项D不符合；
答案选BC；
②图中所示的平衡体系中NH3的物质的量分数为0.549和0.478时的温度都是400℃，温度相同，反应的平衡常数相等，故K1=K2；
（2）
①已知：①    
②    
③    
根据盖斯定律，由②2-①-③4得反应，故肼与二氧化氮反应生成液态水的热化学方式为     ；
该反应转移8电子，故放出131.17kJ的热量时，电子转移的数目为0.8NA；
②氨气与次氯酸钠溶液反应生成肼、氯化钠和水，反应的离子方程式为2NH3+ClO-=Cl-+N2H4+H2O；
（3）
①工业上电解NO制备 NH4NO3，由装置图可知阳极发生氧化反应，NO被氧化生成NO3-，阴极发生还原反应，NO被还原生成NH4+，阳极反应为NO-3e-+2H2O=NO3-+4H+，阴极反应为：NO+5e-+6H＋= +H2O；
②总反应方程式为：8NO+7H2O3NH4NO3+2HNO3，生成的硝酸和反应的NO的物质的量之比等于2：8=1：4，通入的NH3的物质的量至少应与生成的硝酸的物质的量相等，因此通入的NH3与实际参加反应的NO的物质的量之比至少为1︰4。
13．氨气中氢含量高，是一种优良的小分子储氢载体，可通过下面两种方法由氨气得到氢气。
方法I：氨热分解法制氢气    
相关化学键的键能数据如下表所示：
化学键
NN
H-H
N-H
键能E/(kJ·mol-1)
945.8
436.0
390.8

一定温度下，利用催化剂将NH3分解为N2和H2。回答下列问题：
(1)反应2NH3(g)N2(g)+3H2(g)    ΔH=_______kJ·mol-1；已知该反应的ΔS=198.9J·mol-1·K-1，则在_______(填“较高”或“较低”)温度下有利于该反应的自发进行。
(2)在一定温度和催化剂条件下，将0.1molNH3通入3L的容器中进行反应(此时容器内总压为200kPa)，各物质的分压随时间的变化曲线如图所示。

①若保持容器体积不变，t1时反应达到平衡，用N2的浓度变化表示0~t1时间内的反应速率v(N2)_______ (用含t1的代数式表示)。
②t2时将容器体积迅速缩小至原来的一半并保持不变，如图中能正确表示压缩后N2分压变化趋势的曲线是_______(用图中a、b、c、d表示)；说明理由：_______。
方法II：氨电解法制氢气
利用电解原理，将氨转化为高纯氢气，其装置如如图所示。

(3)阳极的电极反应式为_______。
【答案】(1)     +91.0     较高
(2)     mol·L-1·min-1     b     b开始体积减半，N2分压变为原来的2倍，随后由于加压平衡逆向移动，N2分压比原来2倍要小
(3)2NH3-6e- +6OH- = N2+6H2O

【解析】（1）
反应2NH3(g) ⇌N2(g)+3H2(g)   △H=390.8 kJ∙mol−1×6−436.0 kJ∙mol−1×3−945.8 kJ∙mol−1=+91.0
kJ∙mol−1。已知该反应的△S=198.9J∙mol−1·K−1，根据△G=△H−T△S＜0有利于反应的自发进行可知，在较高温度下有利于该反应的自发进行。
（2）
①若保持容器体积不变，t1时反应达到平衡，根据压强之比等于物质的量之比即，解得n(混)=0.14mol，分析图中信息，氢气的压强为氮气压强的3倍，得到第二根曲线为氢气的压强曲线，2NH3(g)0.1mol2xmol(0.1−2x)mol⇌N2(g)0xmolxmol+3H2(g)03xmol3xmol，
，0.1+2x=0.14解得x=0.02，用N2的浓度变化表示0~t1时间内的反应速率。
②t1时从下到上第一根曲线为氮气的压强曲线，t2时将容器体积迅速缩小至原来的一半并保持不变，则压强变为原来2倍，由于加压，平衡逆向移动，氮气压强减小，因此图中能正确表示压缩后N2分压变化趋势的曲线是b，理由b开始体积减半，N2分压变为原来的2倍，随后由于加压平衡逆向移动，N2分压比原来2倍要小。
（3）
氨气变为氮气，化合价升高，在阳极失去电子，因此左边为阳极，右边为阴极，溶液为碱性环境，故阳极的电极反应式为2NH3-6e- +6OH- = N2+6H2O。

三、实验题
14．下图表示一个电解池，装有电解液a；X、Y是两块电极板，通过导线与直流电源相连。请回答以下问题：请用下图所示仪器装置设计一个包括：以惰性电极电解饱和食盐水，测定电解时产生的H2的体积并检验Cl2的氧化性的实验装置。

(1)此电解反应的离子方程式为_______。
(2)所选仪器连接时，各接口的顺序是(填各接口的字母代号)：_______
A接_______、_______接_______；B接_______、_______接_______；
(3)电解一段时间后，用丁测得气体体积为560mL(标准状况下)；此时溶液的体积为500mL，则溶液中NaOH物质的量浓度是_______，需加入_______g(结果保留一位小数)的_______ 可使溶液复原。
【答案】(1)
(2)G、F、H； D、E、C
(3)     0.1mol·L-1     1.8     HCl或氯化氢

【解析】（1）
以惰性电极电解饱和食盐水，阳极上氯离子放电生成氯气，电极反应式为，阴极上水电离出的氢离子得电子生成氢气和氢氧根离子，电极反应式为，故此电解反应的离子方程式为。
（2）
A与电源的负极相连，为阴极，生成氢气，B与电源的正极相连，为阳极，生成氯气，为测定电解时产生的H2的体积，A应依次连接装置丙、装置丁，排出水的体积即氢气的体积，装置丙应短管进气；为检验Cl2的氧化性，并进行尾气处理，B应依次连接装置乙和甲，装置乙中长导管进气，短管出气，故A接G、F接H，B接D、E接C。
（3）
电解一段时间后，用丁测得气体体积为560mL(标准状况下)，即产生560mL氢气，物质的量为0.025mol，则根据可知产生氢氧根离子物质的量0.05mol，此时溶液的体积为500mL，则溶液中NaOH物质的量浓度是0.1mol·L-1；由元素守恒可知，氯气、氢气从溶液中逸出，相当于HCl逸出，故需加入0.05mol的HCl或氯化氢，质量为。

四、填空题
15．CO在工农业生产中有广泛用途。
(1)工业上可用C与水蒸气在高温下制CO，反应原理为：C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)△H>0。写出该反应的平衡常数表达式K=_______。
(2)向1L容积不变的密闭容器中，加入24gC，并使之均匀地平铺在容器底部，然后再加入18gH2O(g)，发生上述反应。达到平衡后，测得H2的浓度为0.75mol/L。若按如下配比改变起始加入量，则达到平衡后，H2的浓度仍为0.75mol/L的是_______(填字母)。
A．8gC(s)+18gH2O(g)
B．2molCO+2molH2
C．0.5molCO+0.5molH2
D．27gC(s)+9gH2O+0.5molCO+0.5molH2
(3)工业上可用CO制备甲醇(CH3OH)。
原理为：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)△H
①达到平衡后，若保持容器体积恒定，充入氦气，则平衡_______(填“正向移动”、“逆向移动”或“不移动”，下同)；若保持容器压强恒定，充入氦气，则平衡_______。
②在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个相同密闭容器中充入相同的CO和H2，三个容器的反应温度分别为T1、T2、T3且恒定不变，在其它条件相同的情况下，实验测得反应均进行到tmin时CH3OH(g)的体积分数如图I所示，此时Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个容器中一定处于化学平衡状态的是_______(填“Ⅰ”、“Ⅱ”或“Ⅲ”)；据此判断上述反应的△H_______0(填“>”或“＜”)。

(4)CO可用于工业炼铁：Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g)。在T℃、2L恒容密闭容器甲和乙中，分别按下表所示的物质的量加入各物质，反应经过一段时间后达到平衡。

Fe2O3
CO
Fe
CO2
甲/mol
1.0
1.0
1.0
1.0
乙/mol
1.0
1.5
1.0
1.0

若甲容器中CO的平衡转化率为60%，则T℃时，乙容器中CO的平衡转化率为_______。
【答案】(1)
(2)D
(3)     不移动     逆向移动     Ⅲ     ＜
(4)66.7%

【解析】（1）
由C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)可知，该反应的平衡常数表达式为K=。
（2）
(3)a.由题意知，初始C(s)、H2O的物质的量分别为2mol、1mol，到达平衡时，生成的H2的物质的量0.75mol/L×1L=0.75mol，

在同样的容器和温度下达到平衡后，H2的浓度仍为0.75mol/L，则新平衡与原平衡等效，该反应是一个反应前后气体物质的量发生变化的反应，按照化学计量数转化成H2O的物质的量必须为1mol或18g，转化为C(s)不能小于0.75mol×12g/mol=9g，
A.8gC(s)+18gH2O，C为固体，8gC固体用量不足，达到平衡时，H2的浓度小于0.75mol/L，故A错误﹔
B.2molCO+2molH2，相当于2molCO、2molH2O，达到平衡时H2的浓度大于0.75mol/L，故B错误；
C.0.5molCO＋0.5molH2，相当于0.5molCO、0.5molH2O，达到平衡时H2的浓度小于0.75mol/L，故C错误；
D.27gC(s)＋9gH2O＋0.5molCO+0.5molH2相当于3molC、1molH2O，但C为固体，满足条件，故D正确；
故答案为D；
（3）
①达到平衡后，若保持容器体积恒定，充入氦气，物质的浓度不变，故平衡不移动；若保持容器压强恒定，充入氦气，则容器体积变大，浓度变小，平衡逆向移动；
②CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)，根据图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ图像，平衡时，CH3OH(g)的体积分数由小到大顺序为Ⅰ＜Ⅱ＜Ⅲ，T1中的状态转变成T2中的状态，CH3OH(g)的体积分数增大，说明平衡正向移动，说明T1未达平衡状态；T2中的状态转变成T3中的状态，CH3OH(g)的体积分数减小，说明平衡逆向移动，说明T2可能达平衡状态，一定达到化学平衡状态的是Ⅲ；T2中的状态转变成T3中的状态，温度升高，CH3OH(g)的体积分数减小，说明平衡逆向移动，即逆向是吸热的，该反应的正反应是放热的，△H