2022年高三化学寒假学业分层测评：23化学反应原理+Word版含解析

这是一份2022年高三化学寒假学业分层测评：23化学反应原理+Word版含解析，共11页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
一、选择题(本题包括12小题，每小题4分，共48分)
1．能源的开发和利用一直是发展中的重要问题。下列说法不正确的是( )
A．CO2、甲烷都属于温室气体
B．用甘蔗生产的燃料乙醇属于可再生能源，利用乙醇燃料不会产生温室气体
C．太阳能、风能和生物质能属于新能源
D．太阳能电池可将太阳能直接转化为电能
【解析】 CO2、甲烷都可导致温室效应，应尽量减少排放，A正确；乙醇燃烧生成二氧化碳和水，二氧化碳可造成温室效应，B错误；太阳能、风能和生物质能属于新能源，都属于新能源，C正确；D.太阳能电池可将太阳能直接转化为电能，D正确。
【答案】 B
2．把0.6 ml X气体和0.4 ml Y气体混合于2 L容器中，使它们发生如下反应：3X(g)＋Y(g)===nZ(g)＋2W(g)，5 min末已生成0.2 ml W，若测知以Z表示的化学反应速率为0.01 ml·L－1·min－1，则上述反应中n的值是( )
A．1 B．2
C．3D．4
【解析】 由题意知v(W)＝eq \f(0.2 ml,2 L×5 min)＝0.02 ml·L－1·min－1，根据n∶2＝v(Z)∶v(W)知n＝1。
【答案】 A
3．下列说法正确的是( )
A．等质量的白磷蒸气和白磷固体分别完全燃烧，后者放出的热量多
B．人类日常利用的煤、天然气、石油等的能量，归根到底是由太阳能转变来的
C．燃烧热是指1 ml物质完全燃烧时放出的热量
D．H＋ (aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ·ml－1也能表示稀醋酸与稀NaOH溶液反应的中和热
【解析】 等质量的白磷蒸气和白磷固体分别完全燃烧，由于白磷蒸气含有的能量高，所以前者放出的热量多，A错误；人类日常利用的煤、天然气、石油等的能量，归根到底是由古代的动物、植物等经过漫长的历史时期形成的，因此是太阳能转变来的，B正确；燃烧热是指1 ml物质完全燃烧产生稳定的氧化物时放出的热量，C错误；H＋ (aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ·ml－1表示可溶性的强酸与强碱反应产生可溶性盐和水时放出的热量，由于醋酸是弱酸，因此该反应不能表示稀醋酸与稀NaOH溶液反应的中和热，D错误。
【答案】 B
4．在一定温度下，向a L密闭容器中加入1 ml O2和2 ml NO，发生如下反应：O2(g)＋2NO(g)2NO2(g)，表明此反应不一定达平衡的是 ( )
A．容器内压强不随时间变化
B．容器内各物质的浓度不随时间变化
C．容器内O2、NO、NO2的浓度之比为1∶2∶2
D．单位时间内生成1 ml O2，同时生成2 ml NO2
【解析】 A项，该反应气体数目有变化，当容器内压强不随时间变化时，必达平衡；B项，必达平衡；C项中，其比例是反应方程式中的系数比，不能反映量已固定，所以，不一定是平衡状态；D项，O2的生成是逆向反应，生成NO2是正向反应，比例1∶2与化学方程式系数相符，必是平衡状态。
【答案】 C
5．对于可逆反应：2A(g)＋B(g)2C(g) ΔH100 ℃。
【答案】 A
6．已知H2O2在催化剂作用下分解速率加快，其能量随反应进程的变化如下图所示。下列说法正确的是( )
A．加入催化剂，减小了反应的热效应
B．加入催化剂，可提高H2O2的平衡转化率
C．H2O2分解的热化学方程式：H2O2→ H2O＋O2＋Q
D．反应物的总能量高于生成物的总能量
【解析】 A．加入催化剂，减小了反应的活化能，使反应在较低的温度下发生，但是反应的热效应不变，错误。B.加入催化剂，可提高H2O2的分解反应速率，该反应不是可逆反应，而且催化剂不能使平衡发生移动，因此不存在平衡转化率的提高与否，错误。C.在书写热化学方程式时，也要符合质量守恒定律，而且要注明与反应的物质多少相对应的能量和物质的聚集状态，错误。D.根据图示可知反应物的总能量高于生成物的总能量，该反应是放热反应，正确。
【答案】 D
7．某小组为研究电化学原理，设计如图装置。下列叙述正确的是( )
A．a和b不连接时，铁片上会有金属铜析出
B．a和b用导线连接时，铁片上发生的反应为：Cu2＋＋2e－===Cu
C．无论a和b是否连接，铁片均会溶解，溶液均从蓝色直接变成黄色
D．a连接直流电源正极，b连接直流电源负极，电压足够大时，Cu2＋向铜电极移动
【解析】 A项，a、b不连接时，Fe片发生反应：Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu，故正确；B项，a和b用导线连接时形成原电池，Fe作负极：Fe－2e－===Fe2＋，Cu作正极：Cu2＋＋2e－===Cu；C项，溶液从蓝色逐渐变为浅绿色(Fe2＋)，再逐渐变为黄色(Fe3＋)；D项，为电解池，Cu2＋向阴极(Fe)移动。
【答案】 A
8．在体积都为1 L，pH都等于2的盐酸和醋酸溶液中，投入0.65 g 锌粒，则下图所示比较符合客观事实的是( )
【解析】 明确图像的点、线等的含义以及曲线走势表明的化学意义等。结合题中数据知：盐酸的量不足，恰好消耗0.325 g Zn，醋酸足量，所以反应产生H2的量醋酸为盐酸的2倍，又因起始时溶液中c(H＋)相等，且开始时反应速率相同，随反应进行，醋酸中c(H＋)下降小，反应速率快，C项正确，选项A中起始时溶液pH为2而不是0。
【答案】 C
9．下列说法正确的是( )
A．由图甲可知，升高温度醋酸钠的水解程度增大
B．由图乙可知，a点Kw的数值比b点Kw的数值大
C．由图丙可知，反应A(g)＋B(g)2C(g)是吸热反应
D．由图丁可知，反应C(金刚石，s)===C(石墨，s)的焓变ΔH＝ΔH1－ΔH2
【解析】 升温，醋酸钠溶液的pH增大，说明水解平衡正向移动，水解程度增大，A项正确；在稀释相同倍数后，氟化氢溶液的导电性强，说明溶液中的离子浓度大，但温度不改变，Kw不变，B项错误；从图像分析，T2温度下先到平衡，说明温度高，温度高，平衡时C的体积分数较小，说明逆向移动，则正反应为放热反应，C项错误；从图像分析，金刚石的能量比石墨高，则金刚石变成石墨为放热反应，焓变ΔH ＝ΔH2－ΔH1，D项错误。
【答案】 A
10．如图所示装置中，a、b都是惰性电极，通电一段时间后，b极附近溶液呈蓝色。下列说法中不正确的是( )
A．x是正极，y是负极
B．a极产生氢气，b极生成I2
C．a极和Pt电极都有气泡产生
D．U形管中溶液的碱性增强
【解析】 淀粉遇碘变蓝→b极生成I2，即确定b极发生反应2I－－2e－===I2，则b极是阳极，x是负极，y是正极，a极H＋放电，发生反应2H＋＋2e－===H2↑，产生氢气，U形管中总反应式为2KI＋2H2Oeq \(=====,\s\up10(电解))2KOH＋H2↑＋I2，溶液的碱性增强，故A错误，B、D正确；石墨为阴极，铂为阳极，电极反应分别是Cu2＋＋2e－===Cu,4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，C正确。
【答案】 A
11．在通风橱中进行下列实验：
下列说法不正确的是( )
A．Ⅰ 中气体由无色变红棕色的化学方程式：2NO＋O2===2NO2
B．Ⅱ 中的现象说明Fe表面形成致密的氧化层，阻止Fe进一步反应
C．对比Ⅰ、Ⅱ中现象，说明稀HNO3的氧化性强于浓HNO3
D．针对Ⅲ中现象，在Fe、Cu之间连接电流计，可判断Fe是否被氧化
【解析】 A．铁放入稀HNO3中发生反应Fe＋4HNO3===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O，NO逸出，遇到O2生成NO2，气体由无色变为红棕色。B.铁放入浓HNO3中，在常温下会钝化，即在Fe表面形成致密的氧化膜，阻止Fe进一步反应。C.浓HNO3的氧化性强于稀HNO3。D.在铁、铜之间加一个电流计，根据电子的流向，可判断铁是否被氧化。若电子由铁移动到铜，则铁被氧化。
【答案】 C
12．25 ℃时，在10 mL浓度均为0.1 ml·L－1的NaOH和NH3·H2O混合溶液中滴加0.1 ml·L－1盐酸，下列有关溶液中粒子浓度关系正确的是( )
A．未加盐酸时：c(OH－)＞c(Na＋)＝c(NH3·H2O)
B．加入10 mL盐酸时：c(NHeq \\al(＋,4))＋c(H＋)＝c(OH－)
C．加入盐酸至溶液pH＝7时：c(Cl－)＝c(Na＋)
D．加入20 mL盐酸时：c(Cl－)＝c(NHeq \\al(＋,4))＋c(Na＋)
【解析】 A．NH3·H2O是弱电解质，能微弱电离，溶液中c(Na＋)＞c(NH3·H2O)。B.当加入10 mL盐酸时，恰好将NaOH中和完，溶液中c(Na＋)＝
c(Cl－)，根据电荷守恒式c(Na＋)＋c(NHeq \\al(＋,4))＋c(H＋)＝c(Cl－)＋c(OH－)可知c(NHeq \\al(＋,4))＋c(H＋)＝c(OH－)。C.溶液pH＝7时，溶液中c(H＋)＝c(OH－)，根据电荷守恒式可知c(Na＋)＋c(NHeq \\al(＋,4))＝c(Cl－)。D.加入20 mL盐酸时，恰好将NaOH和NH3·H2O中和完，根据物料守恒有c(Na＋)＋c(NHeq \\al(＋,4))＋c(NH3·H2O)＝c(Cl－)。
【答案】 B
二、非选择题(本题包括4小题，共52分)
13．(12分)为解决能源短缺问题，工业生产中应合理利用化学能。
(1)25 ℃，1.01×105 Pa时，实验测得，4 g氢气在O2中完全燃烧生成液态水，放出572 kJ的热量，则表示H2的燃烧热的热化学方程式为______________________。
(2)上图是某笔记本电脑使用的甲醇燃料电池的结构示意图。放电时甲醇应从________处通入(填“a”或“b”)，电池内部H＋向________(填“左”或“右”)移动。写出电池负极的电极反应式___________________。
(3)从化学键的角度分析，化学反应的过程就是反应物的化学键的破坏和生成物的化学键的形成过程。
已知：N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g) ΔH＝－93 kJ·ml－1。试根据表中所列键能数据计算a的数值________。
(4)已知：C(s，石墨)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1＝－393.5 kJ·ml－1①
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH2＝－571.6 kJ·ml－1②
2C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(l) ΔH3＝－2599 kJ·ml－1③
根据盖斯定律，计算反应2C(s，石墨)＋H2(g)===C2H2(g)的ΔH＝________。
【解析】 (1)燃烧热指25 ℃ 101×103 Pa时，1 ml纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时放出的热量，即2 g H2完全燃烧生成H2O(l)的热化学方程式。
(2)燃料电池中，燃料在负极发生氧化反应，H＋向正极(右)移动；CH3OH在酸性介质中生成CO2。
(3)据“ΔH＝反应物键能之和－生成物键能之和”计算。
(4)由①×2＋②×eq \f(1,2)－③×eq \f(1,2)得ΔH＝＋226.7 kJ·ml－1。
【答案】 (1)H2(g)＋eq \f(1,2)O2(g)===H2O(l) ΔH＝－286 kJ/ml
(2)a 右 CH3OH＋H2O－6e－===CO2＋6H＋
(3)391 (4)＋226.7 kJ·ml－1
14．(14分)氨是合成硝酸、铵盐和氮肥的基本原料，回答下列问题：
(1)氨的水溶液显弱碱性，其原因为_________________________________
_____________________________________________(用离子方程式表示)，
0．1 ml·L－1的氨水中加入少量的NH4Cl固体，溶液的pH________(填“升高”或“降低”)；若加入少量的明矾，溶液中的NHeq \\al(＋,4)的浓度________(填“增大”或“减小”)。
(2)硝酸铵加热分解可得到N2O和H2O。250 ℃时，硝酸铵在密闭容器中分解达到平衡，该分解反应的化学方程式为________________________________，
平衡常数表达式为________；若有1 ml硝酸铵完全分解，转移的电子数为________ml。
(3)由N2O和NO反应生成N2和NO2的能量变化如图所示，若生成1 ml N2，其ΔH＝________kJ·ml－1。
【解析】 (1)氨水中的一水合氨部分电离产生铵根离子和氢氧根离子，使溶液显碱性；若加入氯化铵，则铵根离子浓度增大，一水合氨的电离平衡逆向移动，氢氧根离子浓度减小，pH减小；(2)根据题意可书写反应的化学方程式，注意为可逆反应；根据平衡常数的定义可书写该反应的平衡常数表达式，硝酸铵为固体，不写入平衡常数表达式中；硝酸铵中N元素的化合价从＋5降低到＋1或从－3升高到＋1，均转移4个电子，所以生成1 ml氮气则转移4 ml电子；(3)根据图像可知N2O与NO反应生成氮气和二氧化氮的反应热为(209－348)
kJ·ml－1＝－139 kJ·ml－1。
【答案】 (1)NH3·H2ONHeq \\al(＋,4)＋OH－ 降低 增大
(2)NH4NO3eq \(,\s\up10(△),\s\d5( ))N2O↑＋2H2O↑
K＝c(N2O)·c2(H2O) 4
(3)－139
15．(10分)银是一种贵金属，古代常用于制造钱币及装饰器皿，现代在电池和照相器材等领域亦有广泛应用。回答下列问题：
(1)久存的银制器皿表面会变黑，失去银白色的光泽，原因是___________________________________________________________________。
(2)已知Ksp(AgCl)＝1.8×10－10，若向50 mL 0.018 ml·L－1的AgNO3溶液中加入50 mL 0.020 ml·L－1的盐酸，混合后溶液中的Ag＋的浓度为________
ml·L－1，pH为________。
(3)AgNO3溶液见光易分解，生成Ag和红棕色气体等物质，其光照分解的化学方程式为__________________________________________________________
_______________________________________________________________。
(4)下图所示原电池正极的反应式为________________________________。
【解析】 (1)根据金属的腐蚀可知Ag变黑是发生了化学腐蚀，生成硫化银的缘故；
(2)根据反应中HCl和AgNO3的物质的量可知HCl过量，则计算剩余的氯离子的物质的量浓度为eq \f(0.020－0.018 ml/L,2)＝0.001 ml/L，根据AgCl的溶度积的表达式即得c(Ag＋)＝eq \f(KspAgCl,cCl－)＝eq \f(1.8×10－10,0.001) ml/L；因为该反应中氢离子未参加反应，所以溶液的体积变为100 mL时，氢离子的浓度为0.01 ml/L，则pH＝2；
(3)根据氧化还原反应原理，硝酸银分解生成Ag和二氧化氮气体，有元素化合价降低和元素化合价升高，所以该反应中有氧气生成。
(4)该原电池的实质是Cu与银离子发生置换反应生成Ag单质，所以正极是生成Ag单质的还原反应。
【答案】 (1)Ag与空气中的氧及含硫化合物反应生成黑色硫化银
(2)1.8×10－7ml/L 2
(3)2AgNO3eq \(=====,\s\up10(光照),\s\d5( ))2Ag＋2NO2 ↑＋O2 ↑
(4)Ag＋＋e－===Ag
16．(16分)光气(COCl2)在塑料、制革、制药等工业中有许多用途，工业上采用高温下CO与Cl2在活性炭催化下合成。
(1)实验室中常用MnO2和浓盐酸来制备氯气的化学方程式为__________________________________________________________________。
(2)工业上利用天然气(主要成分为CH4)与CO2进行高温重整制备CO，已知CH4、H2和CO的燃烧热(ΔH)分别为－890.3 kJ·ml－1、－285.8 kJ·ml－1和－283.0 kJ·ml－1，则生成1 m3(标准状况)CO所需热量为________。
(3)实验室中可用氯仿(CHCl3)与双氧水直接反应制备光气(COCl2)，其反应的化学方程式为________________________________________________________
_______________________________________________________________。
(4)COCl2的分解反应为COCl2(g)===Cl2(g)＋CO(g) ΔH＝＋108 kJ·ml－1。反应体系达到平衡后，各物质的浓度在不同条件下的变化情况如图所示(第10 min到14 min的COCl2浓度变化曲线未标出)：
①计算反应在第8 min时的平衡常数K＝________；
②比较第2 min反应温度T(2)与第8 min反应温度T(8)的高低：T(2)________T(8)(填“”或“＝”)；
③若12 min时反应于温度T(8)下重新达到平衡，则此时c(COCl2)＝________ml·L－1；
④比较产物CO在2～3 min、5～6 min和12～13 min时平均反应速率[平均反应速率分别以v(2～3)、v(5～6)、v(12～13)表示]的大小__________________。
【解析】 (1)实验室一般用浓盐酸和二氧化锰反应制取氯气。
(2)根据CH4、H2和CO的燃烧热分别写出燃烧的热化学方程式：
①O2(g)＋2H2(g)===2H2O(l)
ΔH＝－571.6 kJ·ml－1
②CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)
ΔH＝－890.3 kJ·ml－1
③2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)
ΔH＝－566.0 kJ·ml－1
利用盖斯定律将②－①－③得CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g) ΔH＝＋247.3 kJ·ml－1，也就是生成2 ml CO，需要吸热247.3 kJ，那么要得到1 m3的CO，吸热为(1 000 L/22.4 L·ml－1)×247.3 kJ/2 ml≈5.52×103 kJ。
(3)分析碳元素化合价的变化，CHCl3中碳为＋2价，COCl2中碳为＋4价，即可写出方程式。
(4)①根据平衡常数K计算公式代入即可求出。
②由表可看出，由T(2)平衡到T(8)平衡，反应物COCl2的浓度减小，产物浓度增大，且4 min时该物质的浓度连续增大或减小，说明是升高温度使平衡正向移动，T(2)v(2～3)＝v(12～13)
步
骤
现象
Fe表面产生大量无色气泡，液面上方变为红棕色
Fe表面产生少量红棕色气泡后，迅速停止
Fe、Cu接触后，其表面均产生红棕色气泡
化学键
H—H
N—H
N≡N
键能/kJ·ml－1
436
a
945