【化学】福建省宁德市高中同心顺联盟校2019-2020学年高二上学期期中考试试题（解析版）

福建省宁德市高中同心顺联盟校2019-2020学年高二上学期期中考试试题
（考试时间：90分钟；满分：100分）
温馨提示：
1．本学科试卷分试题卷和答题卡两部分。试题卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷 （非选择题）(共7页20题)，全部答案必须按要求填在答题卡的相应答题栏 内，否则不能得分。
2．相对原子质量：H-1 C-12 Fe－56 Cu－64 Ag－108
第I卷 选择题（共48分）
本题包括16小题，每小题3分，共48分。每小题只有一个选项符合题意。
1.化学与社会生产、人类生活密不可分，下列说法正确的是（ ）
A. 利用晶体硅制作的太阳能电池将太阳能直接转化为电能
B. 发展汽车产业，鼓励私人购车，可以提高出行效率，应该大力提倡
C. 农作物收割后留下的秸秆可以就地焚烧
D. 镀镍后的废液可以直接排放
【答案】A
【解析】
【详解】A．利用晶体硅制作的太阳能电池能够将太阳能直接转化为电能，降低能源成本，故A正确；
B．发展汽车产业，鼓励私人购车，会增大汽车尾气的排放，不利用生存环境，故B错误；
C．就地焚烧秸秆会引起空气污染，因此不能就地焚烧，应该回收再利用，或粉碎后还田，故C错误；
D．镀镍后的废液含有有毒物质，应该处理达标后排放，否则会污染水源和土壤，故D错误；
故选A。
2.下列对钢铁制品采取的措施不能防止或减缓腐蚀的是（ ）
A. 表面涂油漆 B. 表面镶嵌银块 C. 表面镶嵌锌块 D. 与电源负极相连
【答案】B
【解析】
【详解】A．表面涂油漆能隔绝氧气和水，能防止钢铁锈蚀，故A不选；
B．在表面镶嵌银块，形成的原电池中，金属铁做负极，加快铁的腐蚀速率，不能防止或减缓钢铁腐蚀，故B选；
C．在钢铁制品表面镶嵌锌块，采用的是牺牲阳极的阴极保护法，能防止或减缓钢铁腐蚀，故C不选；
D．将钢铁制品与电源负极相连，采用的是外加电源的阴极保护法，能防止或减缓钢铁腐蚀，故D不选；
故选B。
3.下列对化学反应预测正确的是(　　)
选项
化学方程式
已知条件
预测
A
M(s)= X(g)＋Y(s)
ΔH＞0
它是非自发反应
B
4M(s)＋N(g)＋2W(l)= 4Q(s)
常温下，自发进行
ΔH＞0
C
4X(g)＋5Y(g)= 4W(g)＋6G(g)
能自发反应
ΔH一定小于0
D
W(s)＋G(g)= 2Q(g)
ΔH＜0
任何温度都自发进行
【答案】D
【解析】
【详解】A．M(s)═X(g)+Y(s)，反应中气体的化学计量数增大，为熵增大的反应，△S＞0，△H＞0，根据△H-T△S＜0，在高温条件下能自发进行，故A错误；
B．4M(s)+N(g)+2W(l)═4Q(s)为气体的化学计量数减小的反应，△S＜0，当△H＞0时，△H-T△S＞0，一定不能自发进行，故B错误；
C．4X(g)+5Y(g)═4W(g)+6G(g)反应为气体的化学计量数增大的反应，△S＞0，所以当△H＜0，一定满足△H-T△S＜0，反应一定能够自发进行，当△H＞0时，当高温时，△H-T△S＜0，成立，可以自发进行，故C错误；
D．W(s)+G(g)═2Q(g)反应为气体的化学计量数增大的反应，△S＞0，△H＜0，则一定满足△H-T△S＜0，反应能够自发进行，故D正确；
故选D。
4.N2H4是一种高效清洁的火箭燃料。0. 25mol N2H4(g)完全燃烧生成氮气和气态水时，放出133.5kJ热量。则下列热化学方程式中正确的是( )
A. N2H4(g)＋O2(g)＝N2(g)＋H2O(g) ΔH＝267 kJ·mol－1
B. N2H4(g)＋O2(g)＝N2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－133.5 kJ·mol－1
C. N2H4(g)＋O2(g)＝N2(g)＋2H2O(g) ΔH＝534 kJ·mol－1
D. N2H4(g)＋O2(g)＝N2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－534 kJ·mol－1
【答案】D
【解析】
【详解】A．该反应为放热反应，焓变为负值，ΔH＜0，故A错误；
B．0.25mol N2H4(g)完全燃烧生成氮气和气态水时，放出133.5kJ热量，则1mol N2H4(g)完全燃烧生成氮气和气态水时，放出133.5kJ×4=534kJ的热量，故B错误；
C．该反应为放热反应，焓变为负值，ΔH＜0，故C错误；
D．0.25mol N2H4(g)完全燃烧生成氮气和气态水时，放出133.5kJ热量，则1mol N2H4(g)完全燃烧生成氮气和气态水时，放出133.5kJ×4=534kJ的热量，热化学方程式为N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)△H=-534kJ•mol-1，故D正确；
故选D。
5.下列生产、生活等实际应用，不能用勒沙特列原理解释的是（ ）
A. 冰镇的啤酒打开后泛起泡沫
B. 实验室中常用排饱和食盐水的方法收集Cl2
C. 工业合成氨时选择高温能极大加快反应速率
D. 工业生产硫酸的过程中使用过量的空气以提高SO2的利用率
【答案】C
【解析】
【详解】A、啤酒中存在二氧化碳的溶解平衡，开启啤酒瓶后，瓶中马上泛起大量泡沫，是压强减小，二氧化碳逸出，能用勒沙特列原理解释，故A不选；
B、存在氯气和水反应生成盐酸和次氯酸的平衡，饱和食盐水中氯离子浓度较大，使得平衡逆向移动，减小了氯气的溶解，所以实验室可用排饱和食盐水的方法收集氯气，能用勒沙特列原理解释，故B不选；
C、工业合成氨的反应为放热反应，高温不利于提高氨气的产率，主要是选择铁做催化剂在高温下，催化剂的活性较高，不能用勒沙特列原理解释，故C选；
D、存在平衡2SO2+O2 2SO3，使用过量的空气，可以增大氧气的浓度，可以使化学平衡正向移动，提高SO2的利用率，能用勒沙特列原理解释，故D不选；
故选C。
6.对恒温恒容密闭容器中的可逆反应：A(s)＋3B(g)2C(g)　ΔH”或“”或“ (6). >
【解析】
【分析】(1)根据化学平衡的特征和本质反分析判断；
(2)利用三段式，结合转化率的概念和平衡常数K=计算；
(3)根据v==计算v(PCl3)；
(4)由表中数据可知，平衡时n(PCl3)=0.2mol，保持其他条件不变，升高温度，新平衡时c(PCl3)=0.11 mol/L，则n′(PCl3)=0.22mol＞0.2mol，结合温度对平衡影响分析判断；
(5)首先计算浓度商Qc，再根据Qc和K的大小关系分析判断。
【详解】(1)A．生成1molPCl3同时生成1molPCl5，表示正逆反应速率相等，说明反应达到平衡状态，故A正确；B．该反应为气体的物质的量增大的反应，混合气体的质量不变，则混合气体的平均相对分子质量为变量，当混合气体的平均相对分子质量不变，表明反应达到平衡状态，故B正确；C．PCl5、Cl2、PCl3三者的浓度比值1∶1∶1，不能说明浓度是否不变，不能说明反应达到平衡状态，故C错误；D．混合气体的质量和体积不变，混合气体的密度始终不变，不能说明反应达到平衡状态，故D错误；故答案为：AB；
(2)相同温度下，向容器中再充入1.0 mol PCl5，根据表格数据，平衡时n(PCl3)=0.2mol，则
PCl5(g)⇌PCl3(g)+Cl2(g)
起始量(mol/L) 0.5         0        0
变化量(mol/L) 0.1    0.1      0.1
平衡量(mol/L) 0.4        0.1     0.1
平衡时PCl5转化率=×100%=20%，平衡常数K==0.025，故答案为：20%；0.025；
(3)由表中数据可知50s内，△n(PCl3)=0.16mol，v(PCl3)==0.0016mol/(L•s)，故答案为：0.0016mol/(L•s)；
(4)由表中数据可知，平衡时n(PCl3)=0.2mol，保持其他条件不变，升高温度，新平衡时c(PCl3)=0.11 mol/L，则n′(PCl3)=0.11 mol/L×2L=0.22mol＞0.2mol，说明升高温度，平衡正向移动，正反应为吸热反应，即△H＞0，故答案为：＞；
(5)相同温度下，平衡常数K相同。起始时向容器中充入1.0 mol PCl5、0.20 molPCl3和0.20 molCl2，起始时PCl5的浓度为0.5mol/L、PCl3的浓度为0.1mol/L、Cl2的浓度为0.1mol/L，浓度商Qc==0.02＜K=0.025，说明反应向正反应方向进行，反应达平衡前v(正)＞v(逆)，故答案为：＞。
18.甲烷是非常重要的能源和化工原料，请回答下列问题。
（1）用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。例如：CH4(g)+4NO2(g)＝4NO(g)＋CO2(g)+2H2O(g)　ΔH＝－574 kJ·mol-1，CH4(g)+4NO(g)＝2N2(g)＋CO2(g)+2H2O(g)　ΔH＝－1160 kJ·mol-1，写出CH4还原NO2至N2的热化学方程式：_____。
（2）如下图所示，装置Ⅰ为甲烷燃料电池(电解质溶液为KOH溶液)，通过装置Ⅱ实现铁棒镀铜。

①a处应通入______(填“CH4”或“O2”)，a处电极上发生的电极反应式是 ___________。
②电镀结束后，装置Ⅱ中Cu2＋的物质的量浓度____(填写“变大”“变小”或“不变”)。
③若实验过程中Ⅱ中的铜片质量减少了1.28g，则Ⅰ中理论上消耗CH4的体积(标准状况)__ _L。
（3）若将题（2）装置Ⅱ中的两电极均改为石墨惰性电极，电解质溶液仍为CuSO4溶液。
①写出装置Ⅱ中发生的总化学反应方程式_________。
②电解硫酸铜溶液一段时间后，装置Ⅱ中溶液的pH____(填写“变大”“变小”或“不变”)；要使原溶液复原，可向电解后的溶液中加入_______。
【答案】(1). CH4(g)+2NO2(g)＝N2(g)＋CO2(g)+2H2O(g)　ΔH＝－867 kJ·mol-1 (2). CH4 (3). CH4＋10OH－－8e－=CO32－＋7H2O (4). 不变 (5). 0.112L (6). 2CuSO4 + 2H2O2Cu + O2↑+2H2SO4 (7). 变小 (8). CuO或CuCO3
【解析】
【分析】(1)根据盖斯定律分析解答；
(2)装置Ⅰ为甲烷燃料电池(电解质溶液为KOH溶液)，通过装置Ⅱ实现铁棒上镀铜，则Cu作阳极、Fe作阴极，据此分析解答；
(3)将装置Ⅱ中的两电极均改为石墨惰性电极，电解硫酸铜溶液生成金属铜和硫酸以及氧气，根据总反应方程式分析解答。
【详解】(1)CH4还原NO2至N2的化学反应方程式为CH4+2NO2=N2+CO2+2H2O。①CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-574kJ•mol-1，②CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-1160kJ•mol-1，根据盖斯定律，得：CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=×[(-574kJ•mol-1)+(-1160kJ•mol-1)] =-867kJ/mol，故答案为：CH4(g)+2NO2(g)═N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-867kJ•mol-1；
(2)装置Ⅰ为甲烷燃料电池(电解质溶液为KOH溶液)，通过装置Ⅱ实现铁棒上镀铜，则Cu作阳极、Fe作阴极。
①Cu作阳极应该连接原电池正极、Fe作阴极连接原电池负极，通入燃料的电极为负极、通入氧气的电极为正极，则a为负极、b为正极，a处通入甲烷、b处通入氧气，a处甲烷失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水，电极反应为CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O， 故答案为：CH4； CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O；
②装置Ⅱ中阳极上溶解Cu、阴极上析出Cu，溶解的Cu等于析出的Cu质量，相当于溶液中Cu2+没有参加反应，则铜离子浓度不变，故答案为：不变；
③Ⅱ中的铜片质量减少了1.28g，溶解的铜的物质的量==0.02mol，失去电子0.04mol；串联电路中转移电子相等，所以消耗甲烷的体积=×22.4L/mol=0.112L，故答案为：0.112；
(3)将装置Ⅱ中的两电极均改为石墨惰性电极。
①装置Ⅱ中用惰性电极电解硫酸铜溶液，反应的总化学方程式为：2CuSO4+2H2O 2Cu+O2↑+2H2SO4，故答案为：2CuSO4+2H2O 2Cu+O2↑+2H2SO4；
②根据电解硫酸铜溶液发生的总化学方程式：2CuSO4+2H2O 2Cu+O2↑+2H2SO4，反应生成了硫酸，溶液的酸性增强，pH减小；根据出什么加什么、出多少加多少的原理，若想将上述电解后的溶液恢复为与电解前的溶液相同，加入CuO或CuCO3，可以使原溶液复原，故答案为：变小；CuO或 CuCO3。
19.某研究性学习组利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液之间的反应来探究“外界条件改变对化学反应速率的影响”，实验如下：（已知H2C2O4是弱酸）
实验
序号
实验
温度
KMnO4溶液
H2C2O4溶液
H2O
溶液褪色时间
V(mL)
c(mol/L)
V(mL)
c(mol/L)
V(mL)
t(s)
A
293K
2
0.05
8
0.25
0
t1
B
T1
2
0.05
6
0.25
V1
8
C
313K
2
0.05
6
0.25
2
t2

（1）通过实验A、B，可探究出___的改变对反应速率的影响，其中V1=___，T1=___，t2 ___8(填“>”、“