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北京市丰台区2023-2024学年高二化学上学期期中试题B卷（Word版附答案）
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这是一份北京市丰台区2023-2024学年高二化学上学期期中试题B卷（Word版附答案），共32页。试卷主要包含了 下列说法正确的是， 在一定条件下发生反应，24B， 体积恒定的密闭容器中发生反应等内容，欢迎下载使用。
考试时间：90分钟
第I卷(选择题 共42分)
本部分共14小题，每小题3分，共42分。在每小题给出的四个选项中，选出最符合题意的一项。
1. 下列装置或过程能实现电能转化为化学能的是
A. AB. BC. CD. D
2. 锌铜原电池装置如图，下列说法不正确的是
A. 锌电极上发生氧化反应
B. 盐桥中的移向溶液
C. 电子从锌片经电流计流向铜片
D. 铜电极上发生反应：
3. 下列说法正确的是
A. 放热反应一定是自发反应B. 熵增的反应不一定是自发反应
C. 固体溶解一定是熵减小的过程D. 非自发反应在任何条件下都不能发生
4. 在一定条件下发生反应：2A(g)=2B(g)+C(g)，将2mlA通入2L容积恒定的密闭容器中，若维持容器内温度不变，5min末测得A的物质的量为0.8ml。用B的浓度变化来表示该反应的速率[ml·(L·min)-1]为
A. 0.24B. 0.08C. 0.06D. 0.12
5. 下列事实不能用化学平衡移动原理解释的是
A. 实验室收集氯气时，常用排饱和食盐水的方法
B. 用浓氨水和氢氧化钠固体快速制取氨气
C. 工业合成氨N2(g) + 3H2(g)2NH3(g) ΔH<0，采用400 ℃~ 500 ℃的高温条件
D. 红棕色NO2加压后颜色先变深后变浅
6. 下列示意图与化学用语表述内容不相符的是(水合离子用相应离子符号表示)
A. AB. BC. CD. D
7. 体积恒定的密闭容器中发生反应： ，其他条件不变时，下列说法正确的是
A. 升高温度可使平衡正向移动
B. 增大压强可使化学平衡常数增大
C. 移走可提高CO的平衡转化率
D. 使用催化剂可提高NO的平衡转化率
8. 可以作为分解的催化剂，催化机理是：
ⅰ.；
ⅱ._______
分解反应过程中能量变化如下图所示，下列判断不正确的是
A. 曲线②为含有的反应过程
B. 反应ii为
C. 反应ⅰ和ⅱ均为放热过程
D. 反应ⅰ的反应速率可能比反应ⅱ慢
9. 化学小组研究金属的电化学腐蚀，实验如下：
下列说法不正确的是
A. 实验Ⅰ中铁钉周边出现红色
B. 实验I中负极的电极反应式：
C. 实验Ⅱ中正极的电极反应式：
D. 对比实验I、Ⅱ可知，生活中镀锌铁板比镀铜铁板在镀层破损后更耐腐蚀
10. Ni单原子催化剂具有良好的电催化性能，催化转化CO2的历程示意图如图：
下列说法不正确的是
A. 该转化过程中CO2被还原
B. ②→③中断裂的与生成的化学键都是极性共价键
C. 生成1mlCO，需要转移2mle-
D. Ni原子在催化转化CO2的过程中降低了该反应的焓变
11. 一定温度下，在2个容积均为10L的恒容密闭容器中，加入一定量的反应物，发生反应：H2(g)+I2(g) 2HI(g)，充分反应并达到化学平衡状态，相关数据见表。下列说法正确的是
A. 该温度下，反应的化学平衡常数K=0.25
B. Ⅱ中x=0.008
C. 容器内气体的密度不再改变可以作为反应达到化学平衡状态的标志
D. 反应开始阶段的化学反应速率：I>Ⅱ
12. 新型双离子可充电电池是一种高效，低成本的储能电池，其装置示意图如下。当闭合K2时，该电池的工作原理为。下列关于该电池的说法正确的是
A. 放电时，电子从N电极经导线流向M电极
B. 放电时，正极的电极反应式：
C. 充电时，外加直流电源的正极与M电极相连
D. 充电时，电路中每通过，左室溶液增加
13. 室温下，用溶液溶液和蒸馏水进行如下表所示5个实验，分别测量浑浊度随时间的变化。
下列说法不正确的是
A. 实验③中
B. 实验①②③或③④⑤均可说明其他条件相同时，增大反应物浓度可增大该反应速率
C. 降低溶液浓度比降低溶液浓度对该反应化学反应速率影响程度更大
D. 。将装有实验②的试剂的试管浸泡在热水中一段时间后再混合，其浑浊度曲线应为a
14. 用多孔石墨电极完成下列实验：
下列对实验现象的解释或推测不合理的是
A. I中，b极反应：2H2O-4e-= O2↑+4 H+
B. Ⅱ中，析出红色固体：Cu2++H2 = Cu+2H+
C. Ⅲ中，只可能发生反应：2Ag++Cu = Cu2++2Ag
D. I中，a极上既发生了化学过程，也发生了物理过程
第Ⅱ卷 (非选择题 共58分)
15. 氮是地球上含量丰富的一种元素，其单质及化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。下图是1ml NO2(g)和 1ml CO(g)反应生成 1ml CO2(g)和 1ml NO(g)过程中能量变化示意图。
（1）请写出反应的热化学方程式___________。
（2）若在该反应体系中加入催化剂对反应热___________(填“有”或“没有”)影响。原因是 ___________。
16. 研究CO2的回收和综合利用对航天建设有重要意义。
Ⅰ.载人航天器中，利用萨巴蒂尔反应可将航天员呼出的CO2转化为 H2O，再通过电解H2O 获得 O2，实现O2的再生，同时还能制备CH4。已知：
反应①：CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(l) ∆H = −252.9kJ/ml
反应②：2H2O(l)=2H2(g)+O2(g) ∆H = +571.6kJ/ml
请回答下列问题：
（1）反应①属于___________(填“吸热”或“放热”)反应。
（2）利用 CH4可制备乙烯及合成气(CO、H2)。有关化学键键能(E)的数据如表：
已知2CH4(g)=C2H4(g)+2H2(g) ΔH =+167kJ/ml，则a=___________ 。
Ⅱ.回收利用CO2是目前解决长期载人航天舱内(如空间站)供氧问题的有效途径，科研人员研究出其物质转化途径如下图：
（3）反应A为CO2(g)+4H2(g) CH4(g)+2H2O(g)，是回收利用CO2的关键步骤。
已知：2H2(g) + O2(g) = 2H2O(g) ΔH = −483.6 kJ·ml−1
CH4(g) + 2O2(g) = 2H2O(g) + CO2(g) ΔH = −802.3 kJ·ml−1
反应A的ΔH = ___________ kJ·ml−1
（4）将原料气按n(CO2)：n(H2)=1：4置于恒容密闭容器中发生反应A，在相同时间内测得H2O的物质的量分数与温度的变化曲线如图所示(虚线为平衡时的曲线)。
①理论上，能提高CO2平衡转化率的措施有___________(写出一条即可)。
②空间站的反应器内，通常采用反应器前段加热，后段冷却的方法来提高CO2的转化效率，原因是___________。
（5）下列关于空间站内物质和能量变化的说法中，不正确的是___________(填字母)。
a．反应B的能量变化是电能→化学能或光能→化学能
b．物质转化中O、H原子的利用率均为100%
c．不用Na2O2作供氧剂的原因可能是Na2O2不易实现循环利用
（6）用CO2(g)+2H2(g) C(s)+2H2O(g)代替反应A，可实现氢、氧元素完全循环利用，缺点是使用一段时间后催化剂的催化效果会明显下降，其原因是___________。
17. 电化学原理在能量转换、物质制备、防止金属腐蚀等方面应用广泛。
（1）下图是常见电化学装置图
① 负极材料为Zn，其在此装置中的作用是___________。
② 若用一根铜丝代替盐桥插入两烧杯中，电流计指针也发生偏转，推测：其中一个为原电池，一个为电解池，写出a端发生的电极反应___________。
（2）下图探究金属Fe是否腐蚀的示意图
在培养皿中加入一定量的琼脂和饱和NaCl溶液混合，滴入5~6滴酚酞溶液，混合均匀，将缠有铜丝的铁钉放入培养皿中。溶液变红的部位为___________端(填“左”或“右”)，结合化学用语解释变红的原因___________。
（3）下图是氯碱工业电解饱和NaCl溶液的示意图
①电解饱和NaCl溶液的化学方程式是___________。
② NaOH溶液从___________(填b或c)口导出。结合化学用语解释NaOH在此区域生成的原因___________。
③电解时用盐酸控制阳极区溶液的pH在2~3，用化学平衡移动原理解释盐酸的作用___________。
（4）我国科学家通过电解，从海水中提取到锂单质，其工作原理如图所示。
①金属锂在电极___________(填“A”或“B”)生成，发生的是___________(填“氧化”或“还原”)反应。
②阳极产生两种气体单质，电极反应式分别是___________；___________。
18. 合成氨是人类科学技术上的一项重大突破，氨有广泛的应用。
（1）目前工业合成氨的主要方法是HaberBsch法，化学反应原理如下：
①该反应放热，但仍选择较高温度，原因是___________
②理论上，为了增大平衡时H2的转化率，可采取的措施是___________(写出1条)。
③将物质的量之比为1：3的N2和H2充入2 L的密闭容器中，在一定条件下达到平衡，测得平衡时数据如下：
该条件下H2的转化率为___________，平衡常数K=___________(可用分数表示)。
④若按以下浓度投料，其它反应条件与①相同，起始时反应进行的方向为___________(填“正向”、“逆向”或“无法判断”)。
⑤ L(L1、L2)、X可分别代表压强或温度，如图表示L一定时，合成氨反应中 H2(g)的平衡转化率随X的变化关系。
ⅰ.X代表的物理量是___________。
ⅱ.判断L1、L2的大小关系，并简述理由___________。
（2）电化学气敏传感器可用于检测环境中NH3的含量，其工作原理如图所示，则a极的电极反应式为___________，反应消耗的O2与NH3的物质的量之比为___________。
19. 电化学原理在污染治理方面有着重要的作用。
Ⅰ.煤在直接燃烧前要进行脱硫处理。采用电解法脱硫的基本原理如图所示，利用电极反应将Mn2+转化为Mn3+，Mn3+再将煤中的含硫物质(主要成分是FeS2)氧化为Fe3+和SO：
已知：两电极为完全相同的惰性电极。
回答下列问题：
（1）M为电源的___________(填“正极”或“负极”)。
（2）电解池工作时，观察到R电极上有无色气体产生，写出电极反应式___________。
（3）电解池工作时，混合液中SO的物质的量___________(填“变大”、“变小”或“不变”)。
（4）电解过程中，混合溶液中的pH将___________(填“变大”、“变小”或“不变”)，理由是___________。
Ⅱ.电解还原法处理酸性含铬废水：以铁板做阴、阳极，电解含铬废水，示意如图
（5）电解开始时，A 极上主要发生的电极反应式为___________。
（6）产生的Fe2+将Cr2O还原为Cr3+的离子方程式为___________。
（7）随着电解的进行，阳极铁板会发生钝化，表面形成FeO•Fe2O3的钝化膜，使电解池不能正常工作。将阴极铁板与阳极铁板交换使用，一段时间后，钝化膜消失。结合有关反应，解释钝化膜消失的原因：___________。
Ⅲ.微生物电池可用来处理废水中的对氯苯酚，原理如图所示。
（8）该电池放电时，H+向___________(填“a”或“b”)极迁移。
（9）a极上生成H2CO3的电极反应为___________。
（10）已知b极的电极反应为+H++2e-=+Cl-，经处理后的水样中要求对氯苯酚的含量小于m ml/L。若废水中对氯苯酚的含量是n ml/L，则处理1 m3废水，至少添加CH3COO-的物质的量为___________ml(溶液体积变化忽略不计)。北京市丰台区2023-2024学年高二上学期上学期期中练习
化学试题(B卷)
考试时间：90分钟
第I卷(选择题 共42分)
本部分共14小题，每小题3分，共42分。在每小题给出的四个选项中，选出最符合题意的一项。
1. 下列装置或过程能实现电能转化为化学能的是
A. AB. BC. CD. D
【答案】C
【解析】
【详解】A．水力发电是将热能转化为机械能、机械能转化为电能的过程，故A不符合题意；
B．碱性锌锰电池是将化学能转化为电能的装置，故B不符合题意；
C．电池充电是电能转化为化学能的过程，故C符合题意；
D．氢氧燃料电池是将化学能转化为电能的装置，故D不符合题意；
故选C。
2. 锌铜原电池装置如图，下列说法不正确的是
A. 锌电极上发生氧化反应
B. 盐桥中的移向溶液
C. 电子从锌片经电流计流向铜片
D. 铜电极上发生反应：
【答案】B
【解析】
【详解】分析：由图可知，该装置为原电池，比活泼，作负极，电极反应式为，作正极，电极反应式为，据此作答。
A．Zn作负极失电子发生氧化反应，故A正确；
B．原电池工作时，阳离子向正极移动，因而钾离子移向硫酸铜溶液，故B错误；
C．原电池工作时，电子从负极经外电路流向正极，故C正确；
D．作正极，电极反应式为，故D正确；
故选：B。
3. 下列说法正确的是
A. 放热反应一定是自发反应B. 熵增的反应不一定是自发反应
C. 固体溶解一定是熵减小的过程D. 非自发反应在任何条件下都不能发生
【答案】B
【解析】
【详解】A．反应自发进行的判断依据是△H-T△S＜0，放热反应△H＜0，若△S＜0，高温下是非自发进行的反应，故A错误；
B．依据△H-T△S＜0反应自发进行，△H-T△S＞0属于非自发进行分析，熵增大反应△S＞0，△H＞0低温下反应自发进行，高温下反应不能自发进行，熵增的反应不一定是自发反应，故B正确；
C．混乱度越大，熵值越大，则固体溶解是一个熵增大的过程，故C错误；
D．非自发反应在一定条件下也能发生，如碳酸钙的分解反应在常温下是非自发反应，但是在高温下能自发进行，故D错误；
故选B。
4. 在一定条件下发生反应：2A(g)=2B(g)+C(g)，将2mlA通入2L容积恒定的密闭容器中，若维持容器内温度不变，5min末测得A的物质的量为0.8ml。用B的浓度变化来表示该反应的速率[ml·(L·min)-1]为
A. 0.24B. 0.08C. 0.06D. 0.12
【答案】D
【解析】
【详解】5min末测得A的物质的量由2ml变为0.8ml，
所以v(A)= =0.12ml/（L·min），
速率之比等于化学计量数之比，所以v（B）=v（A）=0.12ml/（L·min）．
答案选D。
5. 下列事实不能用化学平衡移动原理解释的是
A. 实验室收集氯气时，常用排饱和食盐水的方法
B. 用浓氨水和氢氧化钠固体快速制取氨气
C. 工业合成氨N2(g) + 3H2(g)2NH3(g) ΔH<0，采用400 ℃~ 500 ℃的高温条件
D. 红棕色NO2加压后颜色先变深后变浅
【答案】C
【解析】
【详解】A．用排饱和食盐水溶液的方法来收集氯气，相当于增大反应中的浓度，使得该反应的平衡逆向移动，减小氯气的溶解度，能用平衡移动原理解释，A正确；
B． NaOH固体溶于水放热，降低了氨气的溶解度，且增大了c(OH-)，使平衡NH3+H2O⇌NH3·H2O⇌+OH-逆向进行，从而放出氨气，能用勒夏特列原理解释，B正确；
C．工业制备氨气，采用400 ℃~ 500 ℃的高温条件是因为在这个问题条件下，催化剂的活性高，与平衡移动无关，C错误；
D．红棕色的NO2中存在平衡2NO2⇌N2O4，加压后体积减小，混合气体颜色变深，因压强增大平衡正向移动，颜色会逐渐变浅，但NO2的浓度仍比原来大，所以颜色比原来深，能用平衡移动原理解释，D正确；
故选C。
6. 下列示意图与化学用语表述内容不相符的是(水合离子用相应离子符号表示)
A. AB. BC. CD. D
【答案】D
【解析】
【详解】A．NaCl溶于水发生电离形成Na+和Cl-，电离方程式为NaCl = Na+ + Cl-，A项正确；
B．铜锌原电池的总反应为Zn+Cu2+=Zn2++Cu，B项正确；
C．该电池为氢气燃料电池，H2在负极失电子形成H+，H+和电解质溶液中的OH-反应生成H2O，故负极反应为H2-2e-+ 2OH-= 2H2O，C项正确；
D．电解饱和食盐水生成氢氧化钠、氯气和氢气，总反应的离子方程式为2Cl-+ 2H2O2OH-+Cl2↑ + H2↑，D项错误；
答案选D。
7. 体积恒定的密闭容器中发生反应： ，其他条件不变时，下列说法正确的是
A. 升高温度可使平衡正向移动
B. 增大压强可使化学平衡常数增大
C. 移走可提高CO的平衡转化率
D. 使用催化剂可提高NO的平衡转化率
【答案】C
【解析】
【详解】A．反应是放热反应，升高温度可使平衡逆向移动，故A错误；
B．平衡常数只受温度影响，增大压强可使化学平衡常数不变，故B错误；
C．移走，平衡正向移动，CO的平衡转化率增大，故C正确；
D．催化剂不改变平衡状态，不能提高NO的平衡转化率，故D错误；
故选C。
8. 可以作为分解的催化剂，催化机理是：
ⅰ.；
ⅱ._______。
分解反应过程中能量变化如下图所示，下列判断不正确的是
A. 曲线②为含有的反应过程
B. 反应ii为
C. 反应ⅰ和ⅱ均为放热过程
D. 反应ⅰ的反应速率可能比反应ⅱ慢
【答案】C
【解析】
【分析】可以作为分解的催化剂，反应前后化学性质不变，故反应ii为；
【详解】A．曲线②活化能小于曲线①，故曲线②为含有催化剂的反应过程，A项正确；
B．根据上述分析，反应ii为，B项正确；
C．根据曲线②能量变化，反应ⅰ为吸热反应，反应ⅱ为放热反应，C项错误；
D．反应ⅰ的活化能大于反应ⅱ，故反应ⅰ的反应速率可能比反应ⅱ慢，D项正确；
答案选C。
9. 化学小组研究金属的电化学腐蚀，实验如下：
下列说法不正确的是
A. 实验Ⅰ中铁钉周边出现红色
B. 实验I中负极的电极反应式：
C. 实验Ⅱ中正极的电极反应式：
D. 对比实验I、Ⅱ可知，生活中镀锌铁板比镀铜铁板在镀层破损后更耐腐蚀
【答案】B
【解析】
【详解】A．实验Ⅰ中锌做负极，铁做正极，铁钉极氧气得到电子发生还原反应生成氢氧根离子，溶液显碱性周边出现红色，故A正确；
B．实验I中锌做负极，负极电极反应式：，故B错误；
C．实验Ⅱ中铜不活泼，铜作正极，正极的电极反应式：，故C正确；
D．对比实验I、Ⅱ可知，锌能保护铁，而铜铁形成原电池会加速铁锈蚀，故生活中镀锌铁板比镀铜铁板在镀层破损后更耐腐蚀，故D正确；
故选B。
10. Ni单原子催化剂具有良好的电催化性能，催化转化CO2的历程示意图如图：
下列说法不正确的是
A. 该转化过程中CO2被还原
B. ②→③中断裂的与生成的化学键都是极性共价键
C. 生成1mlCO，需要转移2mle-
D. Ni原子在催化转化CO2的过程中降低了该反应的焓变
【答案】D
【解析】
【详解】A．结合图示信息，酸性条件下，CO2催化转化的产物是CO和H2O，C元素化合价降低，CO2被还原，故A正确；
B．由图可知，过程②→③涉及化学键的断裂与生成，断裂了C-O键生成了H-O键，断裂的与生成的化学键都是极性共价键，故B正确；
C．生成1mlCO，碳元素化合价从+4降低为+2，则需要2ml电子，故C正确；
D．催化剂只能改变反应速率，不能改变反应的焓变，故D错误；
故选D。
11. 一定温度下，在2个容积均为10L的恒容密闭容器中，加入一定量的反应物，发生反应：H2(g)+I2(g) 2HI(g)，充分反应并达到化学平衡状态，相关数据见表。下列说法正确的是
A. 该温度下，反应的化学平衡常数K=0.25
B. Ⅱ中x=0.008
C. 容器内气体的密度不再改变可以作为反应达到化学平衡状态的标志
D. 反应开始阶段的化学反应速率：I>Ⅱ
【答案】A
【解析】
【详解】A．由表中信息可知，I中平衡时I2的浓度为0.008 ml•L-1，由方程式可知平衡时H2的浓度为-(-0.008 ml•L-1)=0.008 ml•L-1，平衡时HI的浓度为0.004 ml•L-1，反应的化学平衡常数K==0.25，故A正确；
B．容器Ⅱ相当于在I的基础上再充入0.1ml H2(g)和0.1mlI2(g)，等效于增大压强，反应H2(g)+I2(g) 2HI(g)是气体体积不变的反应，增大压强平衡不移动，Ⅱ中x=0.008ml/L×2=0.016ml/L，故B错误；
C．该反应过程中气体总质量和总体积都不变，则容器内气体的密度一直不变，当容器内气体的密度不再改变时，不能说明反应达到平衡状态，故C错误；
D．容器Ⅱ相当于在I的基础上再充入0.1ml H2(g)和0.1mlI2(g)，等效于增大压强，反应速率增大，化学反应速率：I<Ⅱ，故D错误；
故选A。
12. 新型双离子可充电电池是一种高效，低成本的储能电池，其装置示意图如下。当闭合K2时，该电池的工作原理为。下列关于该电池的说法正确的是
A. 放电时，电子从N电极经导线流向M电极
B. 放电时，正极的电极反应式：
C. 充电时，外加直流电源的正极与M电极相连
D. 充电时，电路中每通过，左室溶液增加
【答案】B
【解析】
【分析】打开K1、关闭K2，形成原电池，左侧M电极做负极，右侧N电极为正极，关闭K1、打开K2进行充电，M电极接外加电源的负极做阴极，N电极接外加电源的正极做阳极。
【详解】A．放电时，电子从负极M电极经导线流向正极N电极，A错误；
B．放电时，N电极做正极，电极反应式：，B正确；
C．充电时，N电极接外加电源的正极，C错误；
D．充电时，电路中每通过，有1mlLi+通过Li+透过膜进入左室，D错误；
故答案选B。
13. 室温下，用溶液溶液和蒸馏水进行如下表所示的5个实验，分别测量浑浊度随时间的变化。
下列说法不正确的是
A. 实验③中
B. 实验①②③或③④⑤均可说明其他条件相同时，增大反应物浓度可增大该反应速率
C. 降低溶液浓度比降低溶液浓度对该反应化学反应速率影响程度更大
D. 。将装有实验②的试剂的试管浸泡在热水中一段时间后再混合，其浑浊度曲线应为a
【答案】D
【解析】
【分析】实验发生反应，浑浊是因为生成了硫单质，浑浊度代表生成硫单质的速率。
【详解】A．因避免溶液总体积不同对实验造成干扰，总体积应相同故实验③x=8，A正确；
B．实验①②③其他条件相同，随着Na2S2O3浓度增大，反应速率加快，实验③④⑤其他条件相同，随着H2SO4浓度减小，反应速率减慢，说明增大反应物浓度可增大该反应速率，B正确；
C．由①②③和③④⑤的速率变化图像可知，降低Na2S2O3溶液浓度比降低H2SO4溶液浓度对该反应化学反应速率影响程度更大，C正确；
D．将装有实验②的试剂的试管浸泡在热水中一段时间，温度升高，反应速率加快，浑浊度曲线变化应更快，D错误；
故选D。
14. 用多孔石墨电极完成下列实验：
下列对实验现象的解释或推测不合理的是
A. I中，b极反应：2H2O-4e-= O2↑+4 H+
B. Ⅱ中，析出红色固体：Cu2++H2 = Cu+2H+
C. Ⅲ中，只可能发生反应：2Ag++Cu = Cu2++2Ag
D. I中，a极上既发生了化学过程，也发生了物理过程
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A． I中b极连接电源正极，所以是阳极，发生氧化反应，故电极反应式为：2H2O-4e-= O2↑+4 H+，A正确；
B．Ⅱ中产生了铜单质，是由于多孔电极中吸附了氢气，则说明氢气置换出了铜，Cu2++H2 = Cu+2H+，B正确；
C．银的产生也有可能是氢气置换出银，方程式为：2Ag++H2 = 2Ag+2H+，C错误；
D．a极是电解池阴极，产生氢气是化学变化，多孔电极吸附氢气是物理变化，D正确；
故选C。
第Ⅱ卷 (非选择题 共58分)
15. 氮是地球上含量丰富的一种元素，其单质及化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。下图是1ml NO2(g)和 1ml CO(g)反应生成 1ml CO2(g)和 1ml NO(g)过程中能量变化示意图。
（1）请写出反应的热化学方程式___________。
（2）若在该反应体系中加入催化剂对反应热___________(填“有”或“没有”)影响。原因是 ___________。
【答案】（1）NO2(g)+CO(g)=NO(g)+CO2(g) ΔH=-252kJ/ml
（2） ①. 没有 ②. 反应热只与反应的始态和终态有关，与反应的途径无关
【解析】
【小问1详解】
从图中可知，该反应的反应热为，故该反应的热化学方程式为，故答案为：；
【小问2详解】
由于反应热与反应途径无关，只与反应的始态和终态有关，加入催化剂对反应热没有影 响，故答案为：没有；反应热只与反应的始态和终态有关，与反应的途径无关。
16. 研究CO2的回收和综合利用对航天建设有重要意义。
Ⅰ.载人航天器中，利用萨巴蒂尔反应可将航天员呼出的CO2转化为 H2O，再通过电解H2O 获得 O2，实现O2的再生，同时还能制备CH4。已知：
反应①：CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(l) ∆H = −252.9kJ/ml
反应②：2H2O(l)=2H2(g)+O2(g) ∆H = +571.6kJ/ml
请回答下列问题：
（1）反应①属于___________(填“吸热”或“放热”)反应。
（2）利用 CH4可制备乙烯及合成气(CO、H2)。有关化学键键能(E)数据如表：
已知2CH4(g)=C2H4(g)+2H2(g) ΔH =+167kJ/ml，则a=___________ 。
Ⅱ.回收利用CO2是目前解决长期载人航天舱内(如空间站)供氧问题的有效途径，科研人员研究出其物质转化途径如下图：
（3）反应A为CO2(g)+4H2(g) CH4(g)+2H2O(g)，是回收利用CO2的关键步骤。
已知：2H2(g) + O2(g) = 2H2O(g) ΔH = −483.6 kJ·ml−1
CH4(g) + 2O2(g) = 2H2O(g) + CO2(g) ΔH = −802.3 kJ·ml−1
反应A的ΔH = ___________ kJ·ml−1
（4）将原料气按n(CO2)：n(H2)=1：4置于恒容密闭容器中发生反应A，在相同时间内测得H2O的物质的量分数与温度的变化曲线如图所示(虚线为平衡时的曲线)。
①理论上，能提高CO2平衡转化率的措施有___________(写出一条即可)。
②空间站的反应器内，通常采用反应器前段加热，后段冷却的方法来提高CO2的转化效率，原因是___________。
（5）下列关于空间站内物质和能量变化的说法中，不正确的是___________(填字母)。
a．反应B的能量变化是电能→化学能或光能→化学能
b．物质转化中O、H原子的利用率均为100%
c．不用Na2O2作供氧剂的原因可能是Na2O2不易实现循环利用
（6）用CO2(g)+2H2(g) C(s)+2H2O(g)代替反应A，可实现氢、氧元素完全循环利用，缺点是使用一段时间后催化剂的催化效果会明显下降，其原因是___________。
【答案】（1）放热 （2）613
（3）-164.9 （4） ①. 加压、降温、提高原料气中H2的比例(任写一条) ②. 前段加热，有利于加快反应速率；后段冷却，有利于平衡正向移动，增大CO2的转化率
（5）b （6）生成物碳颗粒附着在催化剂表面影响了催化效果或催化剂中毒
【解析】
【小问1详解】
反应①的ΔH=-252.9kJ/ml＜0，说明该反应为放热反应，故答案为放热；
【小问2详解】
利用ΔH=反应物键能和-生成物键能和，即ΔH=(2×4×413)kJ/ml－(a+4×413+2×436)kJ/ml=+167kJ/ml，解得a=613；故答案为613；
【小问3详解】
①2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH =−483.6 kJ·ml−1；②CH4(g)+2O2(g)=2H2O(g)+CO2(g) ΔH =−802.3 kJ·ml−1，根据目标反应方程式以及盖斯定律，可知反应A为①×2－②，则ΔH=2×(-483.6)kJ/ml－(-802.3)kJ/ml=-164.9kJ/ml，故答案为-164.9；
【小问4详解】
提高CO2的平衡转化率，使平衡向正反应方向进行，反应A为气体分子数减小的反应，可以增大压强，该反应为放热反应，可以降低温度，也可以增大氢气比例；故答案为加压、降温、提高原料气中H2的比例(任写一条)；
前段加热，温度升高，有利于加快反应速率，后段冷却，因为该反应为放热反应，降低温度，有利于平衡正向移动，CO2的转化率增大；故答案为前段加热，有利于加快反应速率；后段冷却，有利于平衡正向移动，增大CO2的转化率
【小问5详解】
a．反应B为H2O光解/电解得到O2和H2的过程，能量变化为电能/光能→化学能，故a说法正确；
b．物质转化过程中，有甲烷和氢气产生，因此H原子的的利用率小于100%，故b说法错误；
c．Na2O2作供氧剂时，消耗之后无法再产生，不可循环利用，故c说法正确；
答案为b；
【小问6详解】
用CO2(g)+2H2(g)C(s)+2H2O(g)代替反应A，可实现氢、氧元素完全循环利用，缺点是使用一段时间后，生成物碳颗粒会附着在催化剂表面，影响催化剂效果，从而催化剂的催化效果会明显下降或生成物碳颗粒会使催化剂中毒；故答案为生成物碳颗粒附着在催化剂表面影响了催化效果或催化剂中毒。
17. 电化学原理在能量转换、物质制备、防止金属腐蚀等方面应用广泛。
（1）下图是常见电化学装置图
① 负极材料为Zn，其在此装置中的作用是___________。
② 若用一根铜丝代替盐桥插入两烧杯中，电流计指针也发生偏转，推测：其中一个为原电池，一个为电解池，写出a端发生的电极反应___________。
（2）下图探究金属Fe是否腐蚀的示意图
在培养皿中加入一定量的琼脂和饱和NaCl溶液混合，滴入5~6滴酚酞溶液，混合均匀，将缠有铜丝的铁钉放入培养皿中。溶液变红的部位为___________端(填“左”或“右”)，结合化学用语解释变红的原因___________。
（3）下图是氯碱工业电解饱和NaCl溶液的示意图
①电解饱和NaCl溶液的化学方程式是___________。
② NaOH溶液从___________(填b或c)口导出。结合化学用语解释NaOH在此区域生成的原因___________。
③电解时用盐酸控制阳极区溶液的pH在2~3，用化学平衡移动原理解释盐酸的作用___________。
（4）我国科学家通过电解，从海水中提取到锂单质，其工作原理如图所示。
①金属锂在电极___________(填“A”或“B”)生成，发生的是___________(填“氧化”或“还原”)反应。
②阳极产生两种气体单质，电极反应式分别是___________；___________。
【答案】（1） ①. 做还原剂(或失电子)，失电子的场所，电子导体，(任意两点即可) ②. Cu − 2e−= Cu2+
（2） ①. 左 ②. 铜、铁和溶液构成原电池，铜为正极，发生吸氧腐蚀，反应为O2+4e−+2H2O=4OH−，使左端附近溶液c(OH−) > c(H+)，溶液呈碱性
（3） ①. 2NaCl + 2H2O 2NaOH + Cl2↑+ H2↑ ②. c ③. c口为阴极区，阴极发生反应：2H2O + 2e−=O2 ↑+ 2OH−，OH−在阴极生成，阳极的Na+通过阳离子交换膜进入阴极，因此NaOH在c口导出 ④. Cl2 + H2O HCl + HClO，用盐酸控制阳极的pH，增大氢离子浓度，平衡逆向移动，有利于氯气逸出收集
（4） ①. A ②. 还原 ③. 2H2O − 4e− = O2↑ + 4H+ ④. 2Cl−− 2e−=Cl2 ↑
【解析】
【小问1详解】
①该图装置为原电池，Zn易失电子作负极发生氧化反应、电子经锌和导线流向Cu极，Cu作正极，正极上铜离子得电子发生还原反应。负极材料为Zn，即Zn做还原剂(或失电子)，失电子的场所，同时Zn也是导电，可以作为电子导体，故答案为：做还原剂(或失电子)，失电子的场所，电子导体，(任意两点即可)；
②若用一根铜丝代替盐桥插入烧杯，则左侧烧杯中发生锌的吸氧腐蚀，为原电池，右侧烧杯为电解池，a电极与原电池的正极相连，为阳极，电极反应Cu − 2e−= Cu2+；
故答案为：Cu − 2e−= Cu2+；
【小问2详解】
铜、铁和溶液构成原电池，铜为正极，整个体系中发生Fe的吸氧腐蚀，正极反应为O2+4e−+2H2O=4OH−，使左端附近溶液中，c(OH−) > c(H+)，溶液呈碱性，所以铜端变红；
故答案：左；铜、铁和溶液构成原电池，铜为正极，发生吸氧腐蚀，反应为O2+4e−+2H2O=4OH−，使左端附近溶液c(OH−) > c(H+)，溶液呈碱性；
【小问3详解】
①电解饱和NaCl溶液时，阳极氯离子被氧化为氯气，阴极水电离出的氢离子被还原生成氢气，同时产生氢氧根，化学方程式是2NaCl + 2H2O 2NaOH + Cl2↑+ H2↑，故答案为：2NaCl + 2H2O 2NaOH + Cl2↑+ H2↑；
②由电源可知，与负极相连的为阴极，c口为阴极区，阴极发生反应：2H2O+2e-=O2↑+2OH−，OH−在阴极生成，阳极的Na+通过阳离子交换膜进入阴极，因此NaOH在c口导出，故答案为：c；c口为阴极区，阴极发生反应：2H2O + 2e−=O2 ↑+ 2OH−，OH−在阴极生成，阳极的Na+通过阳离子交换膜进入阴极，因此NaOH在c口导出；
③阳极产生的氯气会和水发生反应，存在着下列平衡：Cl2+H2OHCl+HClO，用盐酸控制阳极的pH，增大氢离子浓度，平衡逆向移动，有利于氯气逸出收集，故答案为：Cl2 + H2O HCl + HClO，用盐酸控制阳极的pH，增大氢离子浓度，平衡逆向移动，有利于氯气逸出收集；
【小问4详解】
①Li+得到电子发生还原反应转化为锂单质，根据图示电子流向分析可知A极得到电子，所以金属锂在A电极生成，发生的是还原反应；
②阳极上失电子发生氧化反应，且阳极附近主要含有OH-和Cl-等，阳极产生两种气体单质，则阳极对应的电极反应式分别是2H2O − 4e− = O2↑ + 4H+；2Cl−− 2e−=Cl2 ↑。
18. 合成氨是人类科学技术上的一项重大突破，氨有广泛的应用。
（1）目前工业合成氨的主要方法是HaberBsch法，化学反应原理如下：
①该反应放热，但仍选择较高温度，原因是___________
②理论上，为了增大平衡时H2的转化率，可采取的措施是___________(写出1条)。
③将物质的量之比为1：3的N2和H2充入2 L的密闭容器中，在一定条件下达到平衡，测得平衡时数据如下：
该条件下H2的转化率为___________，平衡常数K=___________(可用分数表示)。
④若按以下浓度投料，其它反应条件与①相同，起始时反应进行的方向为___________(填“正向”、“逆向”或“无法判断”)。
⑤ L(L1、L2)、X可分别代表压强或温度，如图表示L一定时，合成氨反应中 H2(g)的平衡转化率随X的变化关系。
ⅰ.X代表的物理量是___________。
ⅱ.判断L1、L2的大小关系，并简述理由___________。
（2）电化学气敏传感器可用于检测环境中NH3的含量，其工作原理如图所示，则a极的电极反应式为___________，反应消耗的O2与NH3的物质的量之比为___________。
【答案】（1） ①. 400～500℃时该反应的催化剂的催化活性强，反应速率大 ②. 适当增大压强或适当增大氮气的浓度或将产物氨气液化分离 ③. 33.3% ④. ⑤. 正向 ⑥. 温度 ⑦. L2﹥L1，其他条件相同时，增大压强有利于平衡向气体体积缩小的方向移动，从而提高H2(g)的平衡转化率
（2） ①. 2NH3—6e—+6OH— = N2+6H2O ②. 3：4
【解析】
【小问1详解】
①该反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，氨气的百分含量减小，工业上仍选择较高温度是因为400～500℃时该反应的催化剂的催化活性强，反应速率大，有利于氨气的生成，故答案为：400～500℃时该反应的催化剂的催化活性强，反应速率大；
②该反应是气体体积减小的反应，适当增大压强、增大氮气的浓度、将产物氨气液化分离等措施，可以使平衡向正反应方向移动，有利于氢气的转化率增大，则适当增大压强、适当增大氮气的浓度、将产物氨气液化分离等措施可以增大氢气的转化率，故答案为：适当增大压强或适当增大氮气的浓度或将产物氨气液化分离；
③由表格数据可知，平衡时氮气、氢气和氨气的物质的量分别为0.2ml、0.6ml和0.2ml，由方程式可知，起始氢气的物质的量为0.6ml+0.2ml×=0.9ml，则氢气的转化率为×100%≈33.3%，反应的平衡常数K==，故答案为：33.3%；；
④由题给数据可知，反应浓度熵Qc==＜，则反应正向进行，故答案为：正向；
⑤该反应是气体体积减小的放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，氢气的平衡转化率减小，增大压强，平衡向正反应方向移动，氢气的转化率增大，则由图可知X横轴X代表反应温度，L1、L2代表压强，由L1条件下氢气的转化率小于L2可知，压强L1小于L2，故答案为：温度；L2﹥L1，其他条件相同时，增大压强有利于平衡向气体体积缩小的方向移动，从而提高H2(g)的平衡转化率；
【小问2详解】
由图可知，a电极为原电池的负极，碱性条件下氨气在负极失去电子发生氧化反应生成氮气和水，电极反应式为2NH3—6e—+6OH— = N2+6H2O；由得失电子数目守恒可知，反应消耗的氧气和氨气的物质的量比为3：4，故答案为：2NH3—6e—+6OH— = N2+6H2O；3：4。
19. 电化学原理在污染治理方面有着重要的作用。
Ⅰ.煤在直接燃烧前要进行脱硫处理。采用电解法脱硫的基本原理如图所示，利用电极反应将Mn2+转化为Mn3+，Mn3+再将煤中的含硫物质(主要成分是FeS2)氧化为Fe3+和SO：
已知：两电极为完全相同的惰性电极。
回答下列问题：
（1）M为电源的___________(填“正极”或“负极”)。
（2）电解池工作时，观察到R电极上有无色气体产生，写出电极反应式___________。
（3）电解池工作时，混合液中SO的物质的量___________(填“变大”、“变小”或“不变”)。
（4）电解过程中，混合溶液中的pH将___________(填“变大”、“变小”或“不变”)，理由是___________。
Ⅱ.电解还原法处理酸性含铬废水：以铁板做阴、阳极，电解含铬废水，示意如图。
（5）电解开始时，A 极上主要发生的电极反应式为___________。
（6）产生的Fe2+将Cr2O还原为Cr3+的离子方程式为___________。
（7）随着电解的进行，阳极铁板会发生钝化，表面形成FeO•Fe2O3的钝化膜，使电解池不能正常工作。将阴极铁板与阳极铁板交换使用，一段时间后，钝化膜消失。结合有关反应，解释钝化膜消失的原因：___________。
Ⅲ.微生物电池可用来处理废水中的对氯苯酚，原理如图所示。
（8）该电池放电时，H+向___________(填“a”或“b”)极迁移。
（9）a极上生成H2CO3的电极反应为___________。
（10）已知b极的电极反应为+H++2e-=+Cl-，经处理后的水样中要求对氯苯酚的含量小于m ml/L。若废水中对氯苯酚的含量是n ml/L，则处理1 m3废水，至少添加CH3COO-的物质的量为___________ml(溶液体积变化忽略不计)。
【答案】（1）正极 （2）2H++2e-=H2↑
（3）变大 （4） ①. 变小 ②. 在电解过程中生成1 ml Fe3+，消耗15 ml Mn3+，生成16 ml H+；Mn3+由阳极反应Mn2+-e-=Mn3+生成，根据得失电子守恒，阳极生成15 ml Mn3+，消耗15 ml H+；因此总体来看，电解过程中H+浓度增大，pH变小
（5）Fe-2e-=Fe2+
（6）Cr2O+6Fe2++14H+═2Cr3++6Fe3++7H2O
（7）阴极产生H2：2H++2e-=H2↑，阴、阳极铁板交换使用时，H2将钝化膜还原：4 H2+ FeO•Fe2O3=3Fe+4 H2O
（8）b （9）CH3COO- -8e-+4H2O=2H2CO3+7H+
（10）250(n-m)
【解析】
【小问1详解】
根据图示可知在电解时，P电极上Mn2+失去电子变为Mn3+，则P电解为阳极，则与P相连的M电极为正极，N电极为负极；
【小问2详解】
R为电解池的阴极，发生得电子的还原反应，电极反应式：；
【小问3详解】
根据电解池反应：可知，电解过程中SO的物质的量不断增大；
【小问4详解】
在电解过程中生成1 ml Fe3+，消耗15 ml Mn3+，生成16 ml H+；Mn3+由阳极反应Mn2+-e-=Mn3+生成，根据得失电子守恒，阳极生成15 ml Mn3+，消耗15 ml H+；因此总体来看，电解过程中H+浓度增大，pH变小；
【小问5详解】
铁板做阴、阳极，电解含铬废水，则A电极发生电极反应：Fe-2e-=Fe2+；
【小问6详解】
产生的Fe2+将Cr2O还原为Cr3+的离子方程式：Cr2O+6Fe2++14H+═2Cr3++6Fe3++7H2O；
【小问7详解】
阴极产生H2：2H++2e-=H2↑，阴、阳极铁板交换使用时，H2将钝化膜还原：4H2+ FeO•Fe2O3=3Fe+4H2O；
小问8详解】
在微生物电池中，在a电极上CH3COO-失去电子被氧化，则a电极为负极，b电极为正极；原电池中阳离子向正极移动，即H+向b极移动；
【小问9详解】
a极上CH3COO-失去电子被氧化生成H2CO3的电极反应：CH3COO- -8e-+4H2O=2H2CO3+7H+；
【小问10详解】A．火力发电
B．碱性锌锰电池
C．电池充电
D．氢氧燃料电池
A
B
C
D
电离方程式：NaCl = Na+ + Cl-
总反应：Zn + Cu2+ = Zn2+ + Cu
负极反应：H2-2e-+ 2OH-= 2H2O
总反应：2Cl-+ 2H+Cl2↑ + H2↑
序号
实验Ⅰ
实验Ⅱ
实验
现象
铁钉周边出现_________色
锌片周边未见明显变化
铁钉周边出现蓝色
铜片周边略显红色
容器编号
起始时各物质的物质的量/ml
平衡时I2的浓度/(ml•L-1)
n(H2)
n(I2)
n(HI)
c(I2)
I
0.1
0.1
0
0.008
Ⅱ
0.2
0.2
0
x
编号
溶液
溶液
蒸馏水
浑浊度随时间变化的曲线
①
1.5
3.5
10
②
2.5
3.5
9
③
3.5
35
x
④
3.5
2.5
9
⑤
3.5
1.5
10
实验操作
现象
I中a，b两极均产生气泡
II中a极上析出红色固体
III中，a极上析出白色固体
化学键
H-H
C=C
C-C
C-H
E(kJ/ml)
436
a
348
413
物质
N2
H2
NH3
平衡时物质的量/ml
0.2
0.6
0.2
物质
N2
H2
NH3
起始浓度(ml/L)
0.5
1.5
05
A．火力发电
B．碱性锌锰电池
C．电池充电
D．氢氧燃料电池
A
B
C
D
电离方程式：NaCl = Na+ + Cl-
总反应：Zn + Cu2+ = Zn2+ + Cu
负极反应：H2-2e-+ 2OH-= 2H2O
总反应：2Cl-+ 2H+Cl2↑ + H2↑
序号
实验Ⅰ
实验Ⅱ
实验
现象
铁钉周边出现_________色
锌片周边未见明显变化
铁钉周边出现蓝色
铜片周边略显红色
容器编号
起始时各物质的物质的量/ml
平衡时I2的浓度/(ml•L-1)
n(H2)
n(I2)
n(HI)
c(I2)
I
0.1
0.1
0
0.008
Ⅱ
0.2
0.2
0
x
编号
溶液
溶液
蒸馏水
浑浊度随时间变化的曲线
①
1.5
3.5
10
②
2.5
3.5
9
③
3.5
3.5
x
④
3.5
2.5
9
⑤
3.5
1.5
10
实验操作
现象
I中a，b两极均产生气泡
II中a极上析出红色固体
III中，a极上析出白色固体
化学键
H-H
C=C
C-C
C-H
E(kJ/ml)
436
a
348
413
物质
N2
H2
NH3
平衡时物质的量/ml
0.2
0.6
0.2
物质
N2
H2
NH3
起始浓度(ml/L)
0.5
1.5
0.5
考试时间：90分钟
第I卷(选择题 共42分)
本部分共14小题，每小题3分，共42分。在每小题给出的四个选项中，选出最符合题意的一项。
1. 下列装置或过程能实现电能转化为化学能的是
A. AB. BC. CD. D
2. 锌铜原电池装置如图，下列说法不正确的是
A. 锌电极上发生氧化反应
B. 盐桥中的移向溶液
C. 电子从锌片经电流计流向铜片
D. 铜电极上发生反应：
3. 下列说法正确的是
A. 放热反应一定是自发反应B. 熵增的反应不一定是自发反应
C. 固体溶解一定是熵减小的过程D. 非自发反应在任何条件下都不能发生
4. 在一定条件下发生反应：2A(g)=2B(g)+C(g)，将2mlA通入2L容积恒定的密闭容器中，若维持容器内温度不变，5min末测得A的物质的量为0.8ml。用B的浓度变化来表示该反应的速率[ml·(L·min)-1]为
A. 0.24B. 0.08C. 0.06D. 0.12
5. 下列事实不能用化学平衡移动原理解释的是
A. 实验室收集氯气时，常用排饱和食盐水的方法
B. 用浓氨水和氢氧化钠固体快速制取氨气
C. 工业合成氨N2(g) + 3H2(g)2NH3(g) ΔH<0，采用400 ℃~ 500 ℃的高温条件
D. 红棕色NO2加压后颜色先变深后变浅
6. 下列示意图与化学用语表述内容不相符的是(水合离子用相应离子符号表示)
A. AB. BC. CD. D
7. 体积恒定的密闭容器中发生反应： ，其他条件不变时，下列说法正确的是
A. 升高温度可使平衡正向移动
B. 增大压强可使化学平衡常数增大
C. 移走可提高CO的平衡转化率
D. 使用催化剂可提高NO的平衡转化率
8. 可以作为分解的催化剂，催化机理是：
ⅰ.；
ⅱ._______
分解反应过程中能量变化如下图所示，下列判断不正确的是
A. 曲线②为含有的反应过程
B. 反应ii为
C. 反应ⅰ和ⅱ均为放热过程
D. 反应ⅰ的反应速率可能比反应ⅱ慢
9. 化学小组研究金属的电化学腐蚀，实验如下：
下列说法不正确的是
A. 实验Ⅰ中铁钉周边出现红色
B. 实验I中负极的电极反应式：
C. 实验Ⅱ中正极的电极反应式：
D. 对比实验I、Ⅱ可知，生活中镀锌铁板比镀铜铁板在镀层破损后更耐腐蚀
10. Ni单原子催化剂具有良好的电催化性能，催化转化CO2的历程示意图如图：
下列说法不正确的是
A. 该转化过程中CO2被还原
B. ②→③中断裂的与生成的化学键都是极性共价键
C. 生成1mlCO，需要转移2mle-
D. Ni原子在催化转化CO2的过程中降低了该反应的焓变
11. 一定温度下，在2个容积均为10L的恒容密闭容器中，加入一定量的反应物，发生反应：H2(g)+I2(g) 2HI(g)，充分反应并达到化学平衡状态，相关数据见表。下列说法正确的是
A. 该温度下，反应的化学平衡常数K=0.25
B. Ⅱ中x=0.008
C. 容器内气体的密度不再改变可以作为反应达到化学平衡状态的标志
D. 反应开始阶段的化学反应速率：I>Ⅱ
12. 新型双离子可充电电池是一种高效，低成本的储能电池，其装置示意图如下。当闭合K2时，该电池的工作原理为。下列关于该电池的说法正确的是
A. 放电时，电子从N电极经导线流向M电极
B. 放电时，正极的电极反应式：
C. 充电时，外加直流电源的正极与M电极相连
D. 充电时，电路中每通过，左室溶液增加
13. 室温下，用溶液溶液和蒸馏水进行如下表所示5个实验，分别测量浑浊度随时间的变化。
下列说法不正确的是
A. 实验③中
B. 实验①②③或③④⑤均可说明其他条件相同时，增大反应物浓度可增大该反应速率
C. 降低溶液浓度比降低溶液浓度对该反应化学反应速率影响程度更大
D. 。将装有实验②的试剂的试管浸泡在热水中一段时间后再混合，其浑浊度曲线应为a
14. 用多孔石墨电极完成下列实验：
下列对实验现象的解释或推测不合理的是
A. I中，b极反应：2H2O-4e-= O2↑+4 H+
B. Ⅱ中，析出红色固体：Cu2++H2 = Cu+2H+
C. Ⅲ中，只可能发生反应：2Ag++Cu = Cu2++2Ag
D. I中，a极上既发生了化学过程，也发生了物理过程
第Ⅱ卷 (非选择题 共58分)
15. 氮是地球上含量丰富的一种元素，其单质及化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。下图是1ml NO2(g)和 1ml CO(g)反应生成 1ml CO2(g)和 1ml NO(g)过程中能量变化示意图。
（1）请写出反应的热化学方程式___________。
（2）若在该反应体系中加入催化剂对反应热___________(填“有”或“没有”)影响。原因是 ___________。
16. 研究CO2的回收和综合利用对航天建设有重要意义。
Ⅰ.载人航天器中，利用萨巴蒂尔反应可将航天员呼出的CO2转化为 H2O，再通过电解H2O 获得 O2，实现O2的再生，同时还能制备CH4。已知：
反应①：CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(l) ∆H = −252.9kJ/ml
反应②：2H2O(l)=2H2(g)+O2(g) ∆H = +571.6kJ/ml
请回答下列问题：
（1）反应①属于___________(填“吸热”或“放热”)反应。
（2）利用 CH4可制备乙烯及合成气(CO、H2)。有关化学键键能(E)的数据如表：
已知2CH4(g)=C2H4(g)+2H2(g) ΔH =+167kJ/ml，则a=___________ 。
Ⅱ.回收利用CO2是目前解决长期载人航天舱内(如空间站)供氧问题的有效途径，科研人员研究出其物质转化途径如下图：
（3）反应A为CO2(g)+4H2(g) CH4(g)+2H2O(g)，是回收利用CO2的关键步骤。
已知：2H2(g) + O2(g) = 2H2O(g) ΔH = −483.6 kJ·ml−1
CH4(g) + 2O2(g) = 2H2O(g) + CO2(g) ΔH = −802.3 kJ·ml−1
反应A的ΔH = ___________ kJ·ml−1
（4）将原料气按n(CO2)：n(H2)=1：4置于恒容密闭容器中发生反应A，在相同时间内测得H2O的物质的量分数与温度的变化曲线如图所示(虚线为平衡时的曲线)。
①理论上，能提高CO2平衡转化率的措施有___________(写出一条即可)。
②空间站的反应器内，通常采用反应器前段加热，后段冷却的方法来提高CO2的转化效率，原因是___________。
（5）下列关于空间站内物质和能量变化的说法中，不正确的是___________(填字母)。
a．反应B的能量变化是电能→化学能或光能→化学能
b．物质转化中O、H原子的利用率均为100%
c．不用Na2O2作供氧剂的原因可能是Na2O2不易实现循环利用
（6）用CO2(g)+2H2(g) C(s)+2H2O(g)代替反应A，可实现氢、氧元素完全循环利用，缺点是使用一段时间后催化剂的催化效果会明显下降，其原因是___________。
17. 电化学原理在能量转换、物质制备、防止金属腐蚀等方面应用广泛。
（1）下图是常见电化学装置图
① 负极材料为Zn，其在此装置中的作用是___________。
② 若用一根铜丝代替盐桥插入两烧杯中，电流计指针也发生偏转，推测：其中一个为原电池，一个为电解池，写出a端发生的电极反应___________。
（2）下图探究金属Fe是否腐蚀的示意图
在培养皿中加入一定量的琼脂和饱和NaCl溶液混合，滴入5~6滴酚酞溶液，混合均匀，将缠有铜丝的铁钉放入培养皿中。溶液变红的部位为___________端(填“左”或“右”)，结合化学用语解释变红的原因___________。
（3）下图是氯碱工业电解饱和NaCl溶液的示意图
①电解饱和NaCl溶液的化学方程式是___________。
② NaOH溶液从___________(填b或c)口导出。结合化学用语解释NaOH在此区域生成的原因___________。
③电解时用盐酸控制阳极区溶液的pH在2~3，用化学平衡移动原理解释盐酸的作用___________。
（4）我国科学家通过电解，从海水中提取到锂单质，其工作原理如图所示。
①金属锂在电极___________(填“A”或“B”)生成，发生的是___________(填“氧化”或“还原”)反应。
②阳极产生两种气体单质，电极反应式分别是___________；___________。
18. 合成氨是人类科学技术上的一项重大突破，氨有广泛的应用。
（1）目前工业合成氨的主要方法是HaberBsch法，化学反应原理如下：
①该反应放热，但仍选择较高温度，原因是___________
②理论上，为了增大平衡时H2的转化率，可采取的措施是___________(写出1条)。
③将物质的量之比为1：3的N2和H2充入2 L的密闭容器中，在一定条件下达到平衡，测得平衡时数据如下：
该条件下H2的转化率为___________，平衡常数K=___________(可用分数表示)。
④若按以下浓度投料，其它反应条件与①相同，起始时反应进行的方向为___________(填“正向”、“逆向”或“无法判断”)。
⑤ L(L1、L2)、X可分别代表压强或温度，如图表示L一定时，合成氨反应中 H2(g)的平衡转化率随X的变化关系。
ⅰ.X代表的物理量是___________。
ⅱ.判断L1、L2的大小关系，并简述理由___________。
（2）电化学气敏传感器可用于检测环境中NH3的含量，其工作原理如图所示，则a极的电极反应式为___________，反应消耗的O2与NH3的物质的量之比为___________。
19. 电化学原理在污染治理方面有着重要的作用。
Ⅰ.煤在直接燃烧前要进行脱硫处理。采用电解法脱硫的基本原理如图所示，利用电极反应将Mn2+转化为Mn3+，Mn3+再将煤中的含硫物质(主要成分是FeS2)氧化为Fe3+和SO：
已知：两电极为完全相同的惰性电极。
回答下列问题：
（1）M为电源的___________(填“正极”或“负极”)。
（2）电解池工作时，观察到R电极上有无色气体产生，写出电极反应式___________。
（3）电解池工作时，混合液中SO的物质的量___________(填“变大”、“变小”或“不变”)。
（4）电解过程中，混合溶液中的pH将___________(填“变大”、“变小”或“不变”)，理由是___________。
Ⅱ.电解还原法处理酸性含铬废水：以铁板做阴、阳极，电解含铬废水，示意如图
（5）电解开始时，A 极上主要发生的电极反应式为___________。
（6）产生的Fe2+将Cr2O还原为Cr3+的离子方程式为___________。
（7）随着电解的进行，阳极铁板会发生钝化，表面形成FeO•Fe2O3的钝化膜，使电解池不能正常工作。将阴极铁板与阳极铁板交换使用，一段时间后，钝化膜消失。结合有关反应，解释钝化膜消失的原因：___________。
Ⅲ.微生物电池可用来处理废水中的对氯苯酚，原理如图所示。
（8）该电池放电时，H+向___________(填“a”或“b”)极迁移。
（9）a极上生成H2CO3的电极反应为___________。
（10）已知b极的电极反应为+H++2e-=+Cl-，经处理后的水样中要求对氯苯酚的含量小于m ml/L。若废水中对氯苯酚的含量是n ml/L，则处理1 m3废水，至少添加CH3COO-的物质的量为___________ml(溶液体积变化忽略不计)。北京市丰台区2023-2024学年高二上学期上学期期中练习
化学试题(B卷)
考试时间：90分钟
第I卷(选择题 共42分)
本部分共14小题，每小题3分，共42分。在每小题给出的四个选项中，选出最符合题意的一项。
1. 下列装置或过程能实现电能转化为化学能的是
A. AB. BC. CD. D
【答案】C
【解析】
【详解】A．水力发电是将热能转化为机械能、机械能转化为电能的过程，故A不符合题意；
B．碱性锌锰电池是将化学能转化为电能的装置，故B不符合题意；
C．电池充电是电能转化为化学能的过程，故C符合题意；
D．氢氧燃料电池是将化学能转化为电能的装置，故D不符合题意；
故选C。
2. 锌铜原电池装置如图，下列说法不正确的是
A. 锌电极上发生氧化反应
B. 盐桥中的移向溶液
C. 电子从锌片经电流计流向铜片
D. 铜电极上发生反应：
【答案】B
【解析】
【详解】分析：由图可知，该装置为原电池，比活泼，作负极，电极反应式为，作正极，电极反应式为，据此作答。
A．Zn作负极失电子发生氧化反应，故A正确；
B．原电池工作时，阳离子向正极移动，因而钾离子移向硫酸铜溶液，故B错误；
C．原电池工作时，电子从负极经外电路流向正极，故C正确；
D．作正极，电极反应式为，故D正确；
故选：B。
3. 下列说法正确的是
A. 放热反应一定是自发反应B. 熵增的反应不一定是自发反应
C. 固体溶解一定是熵减小的过程D. 非自发反应在任何条件下都不能发生
【答案】B
【解析】
【详解】A．反应自发进行的判断依据是△H-T△S＜0，放热反应△H＜0，若△S＜0，高温下是非自发进行的反应，故A错误；
B．依据△H-T△S＜0反应自发进行，△H-T△S＞0属于非自发进行分析，熵增大反应△S＞0，△H＞0低温下反应自发进行，高温下反应不能自发进行，熵增的反应不一定是自发反应，故B正确；
C．混乱度越大，熵值越大，则固体溶解是一个熵增大的过程，故C错误；
D．非自发反应在一定条件下也能发生，如碳酸钙的分解反应在常温下是非自发反应，但是在高温下能自发进行，故D错误；
故选B。
4. 在一定条件下发生反应：2A(g)=2B(g)+C(g)，将2mlA通入2L容积恒定的密闭容器中，若维持容器内温度不变，5min末测得A的物质的量为0.8ml。用B的浓度变化来表示该反应的速率[ml·(L·min)-1]为
A. 0.24B. 0.08C. 0.06D. 0.12
【答案】D
【解析】
【详解】5min末测得A的物质的量由2ml变为0.8ml，
所以v(A)= =0.12ml/（L·min），
速率之比等于化学计量数之比，所以v（B）=v（A）=0.12ml/（L·min）．
答案选D。
5. 下列事实不能用化学平衡移动原理解释的是
A. 实验室收集氯气时，常用排饱和食盐水的方法
B. 用浓氨水和氢氧化钠固体快速制取氨气
C. 工业合成氨N2(g) + 3H2(g)2NH3(g) ΔH<0，采用400 ℃~ 500 ℃的高温条件
D. 红棕色NO2加压后颜色先变深后变浅
【答案】C
【解析】
【详解】A．用排饱和食盐水溶液的方法来收集氯气，相当于增大反应中的浓度，使得该反应的平衡逆向移动，减小氯气的溶解度，能用平衡移动原理解释，A正确；
B． NaOH固体溶于水放热，降低了氨气的溶解度，且增大了c(OH-)，使平衡NH3+H2O⇌NH3·H2O⇌+OH-逆向进行，从而放出氨气，能用勒夏特列原理解释，B正确；
C．工业制备氨气，采用400 ℃~ 500 ℃的高温条件是因为在这个问题条件下，催化剂的活性高，与平衡移动无关，C错误；
D．红棕色的NO2中存在平衡2NO2⇌N2O4，加压后体积减小，混合气体颜色变深，因压强增大平衡正向移动，颜色会逐渐变浅，但NO2的浓度仍比原来大，所以颜色比原来深，能用平衡移动原理解释，D正确；
故选C。
6. 下列示意图与化学用语表述内容不相符的是(水合离子用相应离子符号表示)
A. AB. BC. CD. D
【答案】D
【解析】
【详解】A．NaCl溶于水发生电离形成Na+和Cl-，电离方程式为NaCl = Na+ + Cl-，A项正确；
B．铜锌原电池的总反应为Zn+Cu2+=Zn2++Cu，B项正确；
C．该电池为氢气燃料电池，H2在负极失电子形成H+，H+和电解质溶液中的OH-反应生成H2O，故负极反应为H2-2e-+ 2OH-= 2H2O，C项正确；
D．电解饱和食盐水生成氢氧化钠、氯气和氢气，总反应的离子方程式为2Cl-+ 2H2O2OH-+Cl2↑ + H2↑，D项错误；
答案选D。
7. 体积恒定的密闭容器中发生反应： ，其他条件不变时，下列说法正确的是
A. 升高温度可使平衡正向移动
B. 增大压强可使化学平衡常数增大
C. 移走可提高CO的平衡转化率
D. 使用催化剂可提高NO的平衡转化率
【答案】C
【解析】
【详解】A．反应是放热反应，升高温度可使平衡逆向移动，故A错误；
B．平衡常数只受温度影响，增大压强可使化学平衡常数不变，故B错误；
C．移走，平衡正向移动，CO的平衡转化率增大，故C正确；
D．催化剂不改变平衡状态，不能提高NO的平衡转化率，故D错误；
故选C。
8. 可以作为分解的催化剂，催化机理是：
ⅰ.；
ⅱ._______。
分解反应过程中能量变化如下图所示，下列判断不正确的是
A. 曲线②为含有的反应过程
B. 反应ii为
C. 反应ⅰ和ⅱ均为放热过程
D. 反应ⅰ的反应速率可能比反应ⅱ慢
【答案】C
【解析】
【分析】可以作为分解的催化剂，反应前后化学性质不变，故反应ii为；
【详解】A．曲线②活化能小于曲线①，故曲线②为含有催化剂的反应过程，A项正确；
B．根据上述分析，反应ii为，B项正确；
C．根据曲线②能量变化，反应ⅰ为吸热反应，反应ⅱ为放热反应，C项错误；
D．反应ⅰ的活化能大于反应ⅱ，故反应ⅰ的反应速率可能比反应ⅱ慢，D项正确；
答案选C。
9. 化学小组研究金属的电化学腐蚀，实验如下：
下列说法不正确的是
A. 实验Ⅰ中铁钉周边出现红色
B. 实验I中负极的电极反应式：
C. 实验Ⅱ中正极的电极反应式：
D. 对比实验I、Ⅱ可知，生活中镀锌铁板比镀铜铁板在镀层破损后更耐腐蚀
【答案】B
【解析】
【详解】A．实验Ⅰ中锌做负极，铁做正极，铁钉极氧气得到电子发生还原反应生成氢氧根离子，溶液显碱性周边出现红色，故A正确；
B．实验I中锌做负极，负极电极反应式：，故B错误；
C．实验Ⅱ中铜不活泼，铜作正极，正极的电极反应式：，故C正确；
D．对比实验I、Ⅱ可知，锌能保护铁，而铜铁形成原电池会加速铁锈蚀，故生活中镀锌铁板比镀铜铁板在镀层破损后更耐腐蚀，故D正确；
故选B。
10. Ni单原子催化剂具有良好的电催化性能，催化转化CO2的历程示意图如图：
下列说法不正确的是
A. 该转化过程中CO2被还原
B. ②→③中断裂的与生成的化学键都是极性共价键
C. 生成1mlCO，需要转移2mle-
D. Ni原子在催化转化CO2的过程中降低了该反应的焓变
【答案】D
【解析】
【详解】A．结合图示信息，酸性条件下，CO2催化转化的产物是CO和H2O，C元素化合价降低，CO2被还原，故A正确；
B．由图可知，过程②→③涉及化学键的断裂与生成，断裂了C-O键生成了H-O键，断裂的与生成的化学键都是极性共价键，故B正确；
C．生成1mlCO，碳元素化合价从+4降低为+2，则需要2ml电子，故C正确；
D．催化剂只能改变反应速率，不能改变反应的焓变，故D错误；
故选D。
11. 一定温度下，在2个容积均为10L的恒容密闭容器中，加入一定量的反应物，发生反应：H2(g)+I2(g) 2HI(g)，充分反应并达到化学平衡状态，相关数据见表。下列说法正确的是
A. 该温度下，反应的化学平衡常数K=0.25
B. Ⅱ中x=0.008
C. 容器内气体的密度不再改变可以作为反应达到化学平衡状态的标志
D. 反应开始阶段的化学反应速率：I>Ⅱ
【答案】A
【解析】
【详解】A．由表中信息可知，I中平衡时I2的浓度为0.008 ml•L-1，由方程式可知平衡时H2的浓度为-(-0.008 ml•L-1)=0.008 ml•L-1，平衡时HI的浓度为0.004 ml•L-1，反应的化学平衡常数K==0.25，故A正确；
B．容器Ⅱ相当于在I的基础上再充入0.1ml H2(g)和0.1mlI2(g)，等效于增大压强，反应H2(g)+I2(g) 2HI(g)是气体体积不变的反应，增大压强平衡不移动，Ⅱ中x=0.008ml/L×2=0.016ml/L，故B错误；
C．该反应过程中气体总质量和总体积都不变，则容器内气体的密度一直不变，当容器内气体的密度不再改变时，不能说明反应达到平衡状态，故C错误；
D．容器Ⅱ相当于在I的基础上再充入0.1ml H2(g)和0.1mlI2(g)，等效于增大压强，反应速率增大，化学反应速率：I<Ⅱ，故D错误；
故选A。
12. 新型双离子可充电电池是一种高效，低成本的储能电池，其装置示意图如下。当闭合K2时，该电池的工作原理为。下列关于该电池的说法正确的是
A. 放电时，电子从N电极经导线流向M电极
B. 放电时，正极的电极反应式：
C. 充电时，外加直流电源的正极与M电极相连
D. 充电时，电路中每通过，左室溶液增加
【答案】B
【解析】
【分析】打开K1、关闭K2，形成原电池，左侧M电极做负极，右侧N电极为正极，关闭K1、打开K2进行充电，M电极接外加电源的负极做阴极，N电极接外加电源的正极做阳极。
【详解】A．放电时，电子从负极M电极经导线流向正极N电极，A错误；
B．放电时，N电极做正极，电极反应式：，B正确；
C．充电时，N电极接外加电源的正极，C错误；
D．充电时，电路中每通过，有1mlLi+通过Li+透过膜进入左室，D错误；
故答案选B。
13. 室温下，用溶液溶液和蒸馏水进行如下表所示的5个实验，分别测量浑浊度随时间的变化。
下列说法不正确的是
A. 实验③中
B. 实验①②③或③④⑤均可说明其他条件相同时，增大反应物浓度可增大该反应速率
C. 降低溶液浓度比降低溶液浓度对该反应化学反应速率影响程度更大
D. 。将装有实验②的试剂的试管浸泡在热水中一段时间后再混合，其浑浊度曲线应为a
【答案】D
【解析】
【分析】实验发生反应，浑浊是因为生成了硫单质，浑浊度代表生成硫单质的速率。
【详解】A．因避免溶液总体积不同对实验造成干扰，总体积应相同故实验③x=8，A正确；
B．实验①②③其他条件相同，随着Na2S2O3浓度增大，反应速率加快，实验③④⑤其他条件相同，随着H2SO4浓度减小，反应速率减慢，说明增大反应物浓度可增大该反应速率，B正确；
C．由①②③和③④⑤的速率变化图像可知，降低Na2S2O3溶液浓度比降低H2SO4溶液浓度对该反应化学反应速率影响程度更大，C正确；
D．将装有实验②的试剂的试管浸泡在热水中一段时间，温度升高，反应速率加快，浑浊度曲线变化应更快，D错误；
故选D。
14. 用多孔石墨电极完成下列实验：
下列对实验现象的解释或推测不合理的是
A. I中，b极反应：2H2O-4e-= O2↑+4 H+
B. Ⅱ中，析出红色固体：Cu2++H2 = Cu+2H+
C. Ⅲ中，只可能发生反应：2Ag++Cu = Cu2++2Ag
D. I中，a极上既发生了化学过程，也发生了物理过程
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A． I中b极连接电源正极，所以是阳极，发生氧化反应，故电极反应式为：2H2O-4e-= O2↑+4 H+，A正确；
B．Ⅱ中产生了铜单质，是由于多孔电极中吸附了氢气，则说明氢气置换出了铜，Cu2++H2 = Cu+2H+，B正确；
C．银的产生也有可能是氢气置换出银，方程式为：2Ag++H2 = 2Ag+2H+，C错误；
D．a极是电解池阴极，产生氢气是化学变化，多孔电极吸附氢气是物理变化，D正确；
故选C。
第Ⅱ卷 (非选择题 共58分)
15. 氮是地球上含量丰富的一种元素，其单质及化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。下图是1ml NO2(g)和 1ml CO(g)反应生成 1ml CO2(g)和 1ml NO(g)过程中能量变化示意图。
（1）请写出反应的热化学方程式___________。
（2）若在该反应体系中加入催化剂对反应热___________(填“有”或“没有”)影响。原因是 ___________。
【答案】（1）NO2(g)+CO(g)=NO(g)+CO2(g) ΔH=-252kJ/ml
（2） ①. 没有 ②. 反应热只与反应的始态和终态有关，与反应的途径无关
【解析】
【小问1详解】
从图中可知，该反应的反应热为，故该反应的热化学方程式为，故答案为：；
【小问2详解】
由于反应热与反应途径无关，只与反应的始态和终态有关，加入催化剂对反应热没有影 响，故答案为：没有；反应热只与反应的始态和终态有关，与反应的途径无关。
16. 研究CO2的回收和综合利用对航天建设有重要意义。
Ⅰ.载人航天器中，利用萨巴蒂尔反应可将航天员呼出的CO2转化为 H2O，再通过电解H2O 获得 O2，实现O2的再生，同时还能制备CH4。已知：
反应①：CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(l) ∆H = −252.9kJ/ml
反应②：2H2O(l)=2H2(g)+O2(g) ∆H = +571.6kJ/ml
请回答下列问题：
（1）反应①属于___________(填“吸热”或“放热”)反应。
（2）利用 CH4可制备乙烯及合成气(CO、H2)。有关化学键键能(E)数据如表：
已知2CH4(g)=C2H4(g)+2H2(g) ΔH =+167kJ/ml，则a=___________ 。
Ⅱ.回收利用CO2是目前解决长期载人航天舱内(如空间站)供氧问题的有效途径，科研人员研究出其物质转化途径如下图：
（3）反应A为CO2(g)+4H2(g) CH4(g)+2H2O(g)，是回收利用CO2的关键步骤。
已知：2H2(g) + O2(g) = 2H2O(g) ΔH = −483.6 kJ·ml−1
CH4(g) + 2O2(g) = 2H2O(g) + CO2(g) ΔH = −802.3 kJ·ml−1
反应A的ΔH = ___________ kJ·ml−1
（4）将原料气按n(CO2)：n(H2)=1：4置于恒容密闭容器中发生反应A，在相同时间内测得H2O的物质的量分数与温度的变化曲线如图所示(虚线为平衡时的曲线)。
①理论上，能提高CO2平衡转化率的措施有___________(写出一条即可)。
②空间站的反应器内，通常采用反应器前段加热，后段冷却的方法来提高CO2的转化效率，原因是___________。
（5）下列关于空间站内物质和能量变化的说法中，不正确的是___________(填字母)。
a．反应B的能量变化是电能→化学能或光能→化学能
b．物质转化中O、H原子的利用率均为100%
c．不用Na2O2作供氧剂的原因可能是Na2O2不易实现循环利用
（6）用CO2(g)+2H2(g) C(s)+2H2O(g)代替反应A，可实现氢、氧元素完全循环利用，缺点是使用一段时间后催化剂的催化效果会明显下降，其原因是___________。
【答案】（1）放热 （2）613
（3）-164.9 （4） ①. 加压、降温、提高原料气中H2的比例(任写一条) ②. 前段加热，有利于加快反应速率；后段冷却，有利于平衡正向移动，增大CO2的转化率
（5）b （6）生成物碳颗粒附着在催化剂表面影响了催化效果或催化剂中毒
【解析】
【小问1详解】
反应①的ΔH=-252.9kJ/ml＜0，说明该反应为放热反应，故答案为放热；
【小问2详解】
利用ΔH=反应物键能和-生成物键能和，即ΔH=(2×4×413)kJ/ml－(a+4×413+2×436)kJ/ml=+167kJ/ml，解得a=613；故答案为613；
【小问3详解】
①2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH =−483.6 kJ·ml−1；②CH4(g)+2O2(g)=2H2O(g)+CO2(g) ΔH =−802.3 kJ·ml−1，根据目标反应方程式以及盖斯定律，可知反应A为①×2－②，则ΔH=2×(-483.6)kJ/ml－(-802.3)kJ/ml=-164.9kJ/ml，故答案为-164.9；
【小问4详解】
提高CO2的平衡转化率，使平衡向正反应方向进行，反应A为气体分子数减小的反应，可以增大压强，该反应为放热反应，可以降低温度，也可以增大氢气比例；故答案为加压、降温、提高原料气中H2的比例(任写一条)；
前段加热，温度升高，有利于加快反应速率，后段冷却，因为该反应为放热反应，降低温度，有利于平衡正向移动，CO2的转化率增大；故答案为前段加热，有利于加快反应速率；后段冷却，有利于平衡正向移动，增大CO2的转化率
【小问5详解】
a．反应B为H2O光解/电解得到O2和H2的过程，能量变化为电能/光能→化学能，故a说法正确；
b．物质转化过程中，有甲烷和氢气产生，因此H原子的的利用率小于100%，故b说法错误；
c．Na2O2作供氧剂时，消耗之后无法再产生，不可循环利用，故c说法正确；
答案为b；
【小问6详解】
用CO2(g)+2H2(g)C(s)+2H2O(g)代替反应A，可实现氢、氧元素完全循环利用，缺点是使用一段时间后，生成物碳颗粒会附着在催化剂表面，影响催化剂效果，从而催化剂的催化效果会明显下降或生成物碳颗粒会使催化剂中毒；故答案为生成物碳颗粒附着在催化剂表面影响了催化效果或催化剂中毒。
17. 电化学原理在能量转换、物质制备、防止金属腐蚀等方面应用广泛。
（1）下图是常见电化学装置图
① 负极材料为Zn，其在此装置中的作用是___________。
② 若用一根铜丝代替盐桥插入两烧杯中，电流计指针也发生偏转，推测：其中一个为原电池，一个为电解池，写出a端发生的电极反应___________。
（2）下图探究金属Fe是否腐蚀的示意图
在培养皿中加入一定量的琼脂和饱和NaCl溶液混合，滴入5~6滴酚酞溶液，混合均匀，将缠有铜丝的铁钉放入培养皿中。溶液变红的部位为___________端(填“左”或“右”)，结合化学用语解释变红的原因___________。
（3）下图是氯碱工业电解饱和NaCl溶液的示意图
①电解饱和NaCl溶液的化学方程式是___________。
② NaOH溶液从___________(填b或c)口导出。结合化学用语解释NaOH在此区域生成的原因___________。
③电解时用盐酸控制阳极区溶液的pH在2~3，用化学平衡移动原理解释盐酸的作用___________。
（4）我国科学家通过电解，从海水中提取到锂单质，其工作原理如图所示。
①金属锂在电极___________(填“A”或“B”)生成，发生的是___________(填“氧化”或“还原”)反应。
②阳极产生两种气体单质，电极反应式分别是___________；___________。
【答案】（1） ①. 做还原剂(或失电子)，失电子的场所，电子导体，(任意两点即可) ②. Cu − 2e−= Cu2+
（2） ①. 左 ②. 铜、铁和溶液构成原电池，铜为正极，发生吸氧腐蚀，反应为O2+4e−+2H2O=4OH−，使左端附近溶液c(OH−) > c(H+)，溶液呈碱性
（3） ①. 2NaCl + 2H2O 2NaOH + Cl2↑+ H2↑ ②. c ③. c口为阴极区，阴极发生反应：2H2O + 2e−=O2 ↑+ 2OH−，OH−在阴极生成，阳极的Na+通过阳离子交换膜进入阴极，因此NaOH在c口导出 ④. Cl2 + H2O HCl + HClO，用盐酸控制阳极的pH，增大氢离子浓度，平衡逆向移动，有利于氯气逸出收集
（4） ①. A ②. 还原 ③. 2H2O − 4e− = O2↑ + 4H+ ④. 2Cl−− 2e−=Cl2 ↑
【解析】
【小问1详解】
①该图装置为原电池，Zn易失电子作负极发生氧化反应、电子经锌和导线流向Cu极，Cu作正极，正极上铜离子得电子发生还原反应。负极材料为Zn，即Zn做还原剂(或失电子)，失电子的场所，同时Zn也是导电，可以作为电子导体，故答案为：做还原剂(或失电子)，失电子的场所，电子导体，(任意两点即可)；
②若用一根铜丝代替盐桥插入烧杯，则左侧烧杯中发生锌的吸氧腐蚀，为原电池，右侧烧杯为电解池，a电极与原电池的正极相连，为阳极，电极反应Cu − 2e−= Cu2+；
故答案为：Cu − 2e−= Cu2+；
【小问2详解】
铜、铁和溶液构成原电池，铜为正极，整个体系中发生Fe的吸氧腐蚀，正极反应为O2+4e−+2H2O=4OH−，使左端附近溶液中，c(OH−) > c(H+)，溶液呈碱性，所以铜端变红；
故答案：左；铜、铁和溶液构成原电池，铜为正极，发生吸氧腐蚀，反应为O2+4e−+2H2O=4OH−，使左端附近溶液c(OH−) > c(H+)，溶液呈碱性；
【小问3详解】
①电解饱和NaCl溶液时，阳极氯离子被氧化为氯气，阴极水电离出的氢离子被还原生成氢气，同时产生氢氧根，化学方程式是2NaCl + 2H2O 2NaOH + Cl2↑+ H2↑，故答案为：2NaCl + 2H2O 2NaOH + Cl2↑+ H2↑；
②由电源可知，与负极相连的为阴极，c口为阴极区，阴极发生反应：2H2O+2e-=O2↑+2OH−，OH−在阴极生成，阳极的Na+通过阳离子交换膜进入阴极，因此NaOH在c口导出，故答案为：c；c口为阴极区，阴极发生反应：2H2O + 2e−=O2 ↑+ 2OH−，OH−在阴极生成，阳极的Na+通过阳离子交换膜进入阴极，因此NaOH在c口导出；
③阳极产生的氯气会和水发生反应，存在着下列平衡：Cl2+H2OHCl+HClO，用盐酸控制阳极的pH，增大氢离子浓度，平衡逆向移动，有利于氯气逸出收集，故答案为：Cl2 + H2O HCl + HClO，用盐酸控制阳极的pH，增大氢离子浓度，平衡逆向移动，有利于氯气逸出收集；
【小问4详解】
①Li+得到电子发生还原反应转化为锂单质，根据图示电子流向分析可知A极得到电子，所以金属锂在A电极生成，发生的是还原反应；
②阳极上失电子发生氧化反应，且阳极附近主要含有OH-和Cl-等，阳极产生两种气体单质，则阳极对应的电极反应式分别是2H2O − 4e− = O2↑ + 4H+；2Cl−− 2e−=Cl2 ↑。
18. 合成氨是人类科学技术上的一项重大突破，氨有广泛的应用。
（1）目前工业合成氨的主要方法是HaberBsch法，化学反应原理如下：
①该反应放热，但仍选择较高温度，原因是___________
②理论上，为了增大平衡时H2的转化率，可采取的措施是___________(写出1条)。
③将物质的量之比为1：3的N2和H2充入2 L的密闭容器中，在一定条件下达到平衡，测得平衡时数据如下：
该条件下H2的转化率为___________，平衡常数K=___________(可用分数表示)。
④若按以下浓度投料，其它反应条件与①相同，起始时反应进行的方向为___________(填“正向”、“逆向”或“无法判断”)。
⑤ L(L1、L2)、X可分别代表压强或温度，如图表示L一定时，合成氨反应中 H2(g)的平衡转化率随X的变化关系。
ⅰ.X代表的物理量是___________。
ⅱ.判断L1、L2的大小关系，并简述理由___________。
（2）电化学气敏传感器可用于检测环境中NH3的含量，其工作原理如图所示，则a极的电极反应式为___________，反应消耗的O2与NH3的物质的量之比为___________。
【答案】（1） ①. 400～500℃时该反应的催化剂的催化活性强，反应速率大 ②. 适当增大压强或适当增大氮气的浓度或将产物氨气液化分离 ③. 33.3% ④. ⑤. 正向 ⑥. 温度 ⑦. L2﹥L1，其他条件相同时，增大压强有利于平衡向气体体积缩小的方向移动，从而提高H2(g)的平衡转化率
（2） ①. 2NH3—6e—+6OH— = N2+6H2O ②. 3：4
【解析】
【小问1详解】
①该反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，氨气的百分含量减小，工业上仍选择较高温度是因为400～500℃时该反应的催化剂的催化活性强，反应速率大，有利于氨气的生成，故答案为：400～500℃时该反应的催化剂的催化活性强，反应速率大；
②该反应是气体体积减小的反应，适当增大压强、增大氮气的浓度、将产物氨气液化分离等措施，可以使平衡向正反应方向移动，有利于氢气的转化率增大，则适当增大压强、适当增大氮气的浓度、将产物氨气液化分离等措施可以增大氢气的转化率，故答案为：适当增大压强或适当增大氮气的浓度或将产物氨气液化分离；
③由表格数据可知，平衡时氮气、氢气和氨气的物质的量分别为0.2ml、0.6ml和0.2ml，由方程式可知，起始氢气的物质的量为0.6ml+0.2ml×=0.9ml，则氢气的转化率为×100%≈33.3%，反应的平衡常数K==，故答案为：33.3%；；
④由题给数据可知，反应浓度熵Qc==＜，则反应正向进行，故答案为：正向；
⑤该反应是气体体积减小的放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，氢气的平衡转化率减小，增大压强，平衡向正反应方向移动，氢气的转化率增大，则由图可知X横轴X代表反应温度，L1、L2代表压强，由L1条件下氢气的转化率小于L2可知，压强L1小于L2，故答案为：温度；L2﹥L1，其他条件相同时，增大压强有利于平衡向气体体积缩小的方向移动，从而提高H2(g)的平衡转化率；
【小问2详解】
由图可知，a电极为原电池的负极，碱性条件下氨气在负极失去电子发生氧化反应生成氮气和水，电极反应式为2NH3—6e—+6OH— = N2+6H2O；由得失电子数目守恒可知，反应消耗的氧气和氨气的物质的量比为3：4，故答案为：2NH3—6e—+6OH— = N2+6H2O；3：4。
19. 电化学原理在污染治理方面有着重要的作用。
Ⅰ.煤在直接燃烧前要进行脱硫处理。采用电解法脱硫的基本原理如图所示，利用电极反应将Mn2+转化为Mn3+，Mn3+再将煤中的含硫物质(主要成分是FeS2)氧化为Fe3+和SO：
已知：两电极为完全相同的惰性电极。
回答下列问题：
（1）M为电源的___________(填“正极”或“负极”)。
（2）电解池工作时，观察到R电极上有无色气体产生，写出电极反应式___________。
（3）电解池工作时，混合液中SO的物质的量___________(填“变大”、“变小”或“不变”)。
（4）电解过程中，混合溶液中的pH将___________(填“变大”、“变小”或“不变”)，理由是___________。
Ⅱ.电解还原法处理酸性含铬废水：以铁板做阴、阳极，电解含铬废水，示意如图。
（5）电解开始时，A 极上主要发生的电极反应式为___________。
（6）产生的Fe2+将Cr2O还原为Cr3+的离子方程式为___________。
（7）随着电解的进行，阳极铁板会发生钝化，表面形成FeO•Fe2O3的钝化膜，使电解池不能正常工作。将阴极铁板与阳极铁板交换使用，一段时间后，钝化膜消失。结合有关反应，解释钝化膜消失的原因：___________。
Ⅲ.微生物电池可用来处理废水中的对氯苯酚，原理如图所示。
（8）该电池放电时，H+向___________(填“a”或“b”)极迁移。
（9）a极上生成H2CO3的电极反应为___________。
（10）已知b极的电极反应为+H++2e-=+Cl-，经处理后的水样中要求对氯苯酚的含量小于m ml/L。若废水中对氯苯酚的含量是n ml/L，则处理1 m3废水，至少添加CH3COO-的物质的量为___________ml(溶液体积变化忽略不计)。
【答案】（1）正极 （2）2H++2e-=H2↑
（3）变大 （4） ①. 变小 ②. 在电解过程中生成1 ml Fe3+，消耗15 ml Mn3+，生成16 ml H+；Mn3+由阳极反应Mn2+-e-=Mn3+生成，根据得失电子守恒，阳极生成15 ml Mn3+，消耗15 ml H+；因此总体来看，电解过程中H+浓度增大，pH变小
（5）Fe-2e-=Fe2+
（6）Cr2O+6Fe2++14H+═2Cr3++6Fe3++7H2O
（7）阴极产生H2：2H++2e-=H2↑，阴、阳极铁板交换使用时，H2将钝化膜还原：4 H2+ FeO•Fe2O3=3Fe+4 H2O
（8）b （9）CH3COO- -8e-+4H2O=2H2CO3+7H+
（10）250(n-m)
【解析】
【小问1详解】
根据图示可知在电解时，P电极上Mn2+失去电子变为Mn3+，则P电解为阳极，则与P相连的M电极为正极，N电极为负极；
【小问2详解】
R为电解池的阴极，发生得电子的还原反应，电极反应式：；
【小问3详解】
根据电解池反应：可知，电解过程中SO的物质的量不断增大；
【小问4详解】
在电解过程中生成1 ml Fe3+，消耗15 ml Mn3+，生成16 ml H+；Mn3+由阳极反应Mn2+-e-=Mn3+生成，根据得失电子守恒，阳极生成15 ml Mn3+，消耗15 ml H+；因此总体来看，电解过程中H+浓度增大，pH变小；
【小问5详解】
铁板做阴、阳极，电解含铬废水，则A电极发生电极反应：Fe-2e-=Fe2+；
【小问6详解】
产生的Fe2+将Cr2O还原为Cr3+的离子方程式：Cr2O+6Fe2++14H+═2Cr3++6Fe3++7H2O；
【小问7详解】
阴极产生H2：2H++2e-=H2↑，阴、阳极铁板交换使用时，H2将钝化膜还原：4H2+ FeO•Fe2O3=3Fe+4H2O；
小问8详解】
在微生物电池中，在a电极上CH3COO-失去电子被氧化，则a电极为负极，b电极为正极；原电池中阳离子向正极移动，即H+向b极移动；
【小问9详解】
a极上CH3COO-失去电子被氧化生成H2CO3的电极反应：CH3COO- -8e-+4H2O=2H2CO3+7H+；
【小问10详解】A．火力发电
B．碱性锌锰电池
C．电池充电
D．氢氧燃料电池
A
B
C
D
电离方程式：NaCl = Na+ + Cl-
总反应：Zn + Cu2+ = Zn2+ + Cu
负极反应：H2-2e-+ 2OH-= 2H2O
总反应：2Cl-+ 2H+Cl2↑ + H2↑
序号
实验Ⅰ
实验Ⅱ
实验
现象
铁钉周边出现_________色
锌片周边未见明显变化
铁钉周边出现蓝色
铜片周边略显红色
容器编号
起始时各物质的物质的量/ml
平衡时I2的浓度/(ml•L-1)
n(H2)
n(I2)
n(HI)
c(I2)
I
0.1
0.1
0
0.008
Ⅱ
0.2
0.2
0
x
编号
溶液
溶液
蒸馏水
浑浊度随时间变化的曲线
①
1.5
3.5
10
②
2.5
3.5
9
③
3.5
35
x
④
3.5
2.5
9
⑤
3.5
1.5
10
实验操作
现象
I中a，b两极均产生气泡
II中a极上析出红色固体
III中，a极上析出白色固体
化学键
H-H
C=C
C-C
C-H
E(kJ/ml)
436
a
348
413
物质
N2
H2
NH3
平衡时物质的量/ml
0.2
0.6
0.2
物质
N2
H2
NH3
起始浓度(ml/L)
0.5
1.5
05
A．火力发电
B．碱性锌锰电池
C．电池充电
D．氢氧燃料电池
A
B
C
D
电离方程式：NaCl = Na+ + Cl-
总反应：Zn + Cu2+ = Zn2+ + Cu
负极反应：H2-2e-+ 2OH-= 2H2O
总反应：2Cl-+ 2H+Cl2↑ + H2↑
序号
实验Ⅰ
实验Ⅱ
实验
现象
铁钉周边出现_________色
锌片周边未见明显变化
铁钉周边出现蓝色
铜片周边略显红色
容器编号
起始时各物质的物质的量/ml
平衡时I2的浓度/(ml•L-1)
n(H2)
n(I2)
n(HI)
c(I2)
I
0.1
0.1
0
0.008
Ⅱ
0.2
0.2
0
x
编号
溶液
溶液
蒸馏水
浑浊度随时间变化的曲线
①
1.5
3.5
10
②
2.5
3.5
9
③
3.5
3.5
x
④
3.5
2.5
9
⑤
3.5
1.5
10
实验操作
现象
I中a，b两极均产生气泡
II中a极上析出红色固体
III中，a极上析出白色固体
化学键
H-H
C=C
C-C
C-H
E(kJ/ml)
436
a
348
413
物质
N2
H2
NH3
平衡时物质的量/ml
0.2
0.6
0.2
物质
N2
H2
NH3
起始浓度(ml/L)
0.5
1.5
0.5
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