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…………○…………内…………○…………装…………○…………内…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………※※请※※不※※要※※在※※装※※订※※线※※内※※答※※题※※…………○…………外…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………第=page22页,总=sectionpages22页第=page11页,总=sectionpages11页2025年上外版必修2化学上册阶段测试试卷含答案考试试卷考试范围:全部知识点;考试时间:120分钟学校:______姓名:______班级:______考号:______总分栏题号一二三四五六总分得分评卷人得分一、选择题(共7题,共14分)1、N2分子在催化剂的作用下发生的一系列转化如图所示。下列叙述正确的是()
A.在反应过程中作催化剂B.催化剂a表面发生了分解反应和化合反应C.催化剂a、b增大了该历程中的最大能垒(活化能)D.催化剂b表面发生的反应为:4NH3+5O24NO+6H2O2、某温度时,两个恒容密闭容器中仅发生反应2NO2(g)⇌2NO(g)+O2(g)ΔH>0。实验测得:υ正(NO2)=k正c2(NO2),υ逆(NO)=k逆c2(NO)·c(O2),k正、k逆为化学反应速率常数,只受温度影响。容器编号起始浓度(mol·L−1)平衡浓度(mol·L−1)c(NO2)c(NO)c(O2)c(O2)c(O2)Ⅰ0.6000.2Ⅱ0.60.10
下列说法不正确的是A.Ⅰ中NO2的平衡转化率约为66.7%B.Ⅱ中达到平衡状态时,c(O2)<0.2mol·L−1C.该反应的化学平衡常数可表示为D.升高温度,达到平衡状态时Ⅰ中c(O2)<0.2mol·L−13、一种锂-空气电池如图所示。当电池放电时,O2与Li+在多孔碳材料电极处生成Li2O2-x(x=0或1)。下列说法不正确的是。
A.锂电极为电池的负极,该电极发生氧化反应B.电池工作时,外电路电子由锂电极流向多孔碳材料电极C.电池工作时,消耗22.4LO2,则转移电子4molD.电池工作时,电解质溶液中Li+向多孔碳材料电极区迁移4、根据下图提供的信息;下列所得结论正确的是()
A.该反应为放热反应B.该图可以表示铝热反应C.反应物比生成物稳定D.因为生成物的总能量高于反应物的总能量,所以该反应一定需要加热5、5G时代对于信息的传输、储存、处理技术提出了新的要求。某种三维存储器的半导体衬底材料是单晶硅。下列化学式中可用于表示单晶硅的是()A.SiB.H2SiO3C.Na2SiO3D.SiO26、实验室中用如图所示的装置进行甲烷与氯气在光照下反应的实验。光照下反应一段时间后;下列说法正确的是。
A.该反应的反应类型是置换反应B.甲烷和氯气在光照条件下反应,能生成五种含氯的化合物C.试管内黄绿色变浅,最终充满液体D.若甲烷与氯气完全反应,则生成的各有机物的物质的量相等7、法国;美国、荷兰的三位科学家因研究“分子机器的设计与合成”获得2016年诺贝尔化学奖。轮烷是一种分子机器的“轮子”;轮烷的一种合成原料由C、H、O三种元素组成,其球棍模型如图所示,下列说法正确的是。
A.该化合物的名称为乙酸乙酯B.该化合物与的四氯化碳溶液不反应C.该化合物既能发生水解反应,又能发生缩聚反应D.该化合物的链状同分异构体中,能与反应放出的只有3种评卷人得分二、多选题(共8题,共16分)8、钛被誉为第三金属,广泛用于航空航天领域。硼化钒(VB2)—空气电池的放电反应为4VB2+11O2=4B2O3+2V2O5;以该电池为电源制备钛的装置如图所示,下列说法正确的是()
A.电解过程中,OH-由阴离子交换膜右侧向左侧迁移B.Pt极反应式为2VB2+22OH--22e-=V2O5+2B2O3+11H2OC.电解过程中,铜极附近电解质溶液的pH增大D.若石墨电极上只收集到4.48L气体,则理论上制备4.8gTi9、锂电池是一代新型高能电池,它以质量轻、能量高而受到了普遍重视,目前已研制成功多种锂电池。某种锂电池的总反应式为Li+MnO2=LiMnO2,下列说法不正确的是()A.电子由MnO2流向LiB.Li是负极,电极反应为Li-e-=Li+C.MnO2是正极,电极反应为MnO2+e-=D.电池内部Li+向负极移动10、下列有关同分异构体的叙述中,正确的是()A.甲苯苯环上的一个氢原子被3个碳原子的烷基取代,所得产物有3种B.含有5个碳原子的饱和链烃,其一氯代物有8种C.菲的结构简为它与硝酸反应可生成5种一硝基取代物D.2-氯丁烷与NaOH的水溶液共热发生反应,可生成2种有机物11、在一定条件下,将3molA和1molB两种气体混合于固定容积为2L的密闭容器中,发生如下反应:3A(g)+B(g)⇌xC(g)+2D(g)。2min末该反应达到平衡,生成0.8molD,并测得C的浓度为0.2mol·L-1。下列判断不正确的是A.x=1B.A的转化率为40%C.2min内B的反应速率为0.2mol·L-1·min-1D.若混合气体的密度不变,则表明该反应已达到平衡状态12、科学家设计出质子膜H2S燃料电池,实现了利用H2S废气资源回收能量并得到单质硫。质子膜H2S燃料电池的结构示意图如图所示。下列说法不正确的是()
A.电极a为电池的正极B.电极b上发生的电极反应为:O2+4H++4e-=2H2OC.电路中每通过2mol电子,在正极消耗22.4LH2SD.每17gH2S参与反应,有1molH+经质子膜进入正极区13、下列化学方程式(含相关条件)与实际化工生产功能相符合的是A.工业上最重要的“人工固氮”反应:N2+3H22NH3B.工业法合成盐酸:H2+Cl22HClC.工业上获取NaCl:2Na+Cl22NaClD.氯碱工业:2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑14、某液态肼(N2H4)燃料电池被广泛应用于发射通信卫星;战略导弹等的运载火箭中。其中以固体氧化物为电解质;生成物为无毒无害的物质。下列有关该电池的说法正确的是。
A.a电极上的电极反应式为B.电池内电路中,电流方向:电极a→电极bC.当电极a上消耗1molN2H4时,电极b上被还原的O2在标准状况下的体积为22.4LD.电极b附近的PH变大15、反应经B的浓度减少对该反应速率的表示,下列说法正确的是A.用A表示的反应速率是B.用C、D表示的反应速率之比为3∶2∶1C.在末,用B表示的反应速率是D.在内用B表示的反应速率逐渐减小,用C表示的反应速率逐渐增大评卷人得分三、填空题(共6题,共12分)16、已知:可以写成有机物A的结构如图所示;请回答:
(1)1molA最多与_______molH2在一定条件下反应可生成环烃B。
(2)有机物A的分子式为_______。
(3)有机物C是A的同分异构体,属于芳香烃,且C在一定条件下可发生聚合反应,生成高分子化合物D。则由C生成D的化学方程式为_______。17、A;B、C、D均为中学化学常见的纯净物;A是单质。它们之间有如图反应关系:
(1)若B是气态氢化物,C、D是氧化物且会造成光化学烟雾污染。写出反应③的化学方程式:___。
(2)若A是太阳能电池用的光伏材料。C、D为钠盐,两种物质中除钠、氧外的元素位于同一主族,且溶液均显碱性。写出反应②的化学方程式:___。
(3)若D物质具有两性,反应②③均要用强碱溶液,反应④是通入过量的一种引起温室效应的主要气体。写出反应④的离子方程式:___。
(4)若A是应用最广泛的金属。反应④用到A,反应②⑤均用到同一种非金属单质。写出反应④的离子方程式:___。18、(1)为减少二氧化碳排放,我国科学家设计如图捕获二氧化碳的装置,利用的是__的工作原理。(填“电解池”或“原电池”)
(2)有四种燃料电池;工作原理示意图分别为:
其中正板反应生成水的是__(填字母序号)
(3)如图所示;在不同的电解质溶液中可以组成不同的电池。
①当电解质溶液为稀硫酸时,Fe电极是__(填“正”或“负”)极,其电极反应式为__。
②当电解质溶液为NaOH溶液时,Al电极是__(填“正”或“负”)极,其电极反应式为__。
③若把铝改为锌,电解质溶液为浓硝酸,则Fe电极是__(填“正”或“负”)极,其电极反应式为__。19、一定温度下,向容积为2L的密闭容器中充入一定量的NO2气体,发生反应:2NO2(g)⇌N2O4(g);测得各物质的物质的量随时间的变化如图所示。
(1)曲线_______(填“X”或“Y”)表示NO2的物质的量随时间的变化曲线,0到3min中内N2O4表示的反应速率为_______
(2)若降低温度,则v(正)_______,v(逆)_______(填“加快”或“减慢”或“不变”);
(3)若上述反应分别在甲、乙两个相同容器内同时进行,相同时间内分别测得甲中v(NO2)=0.3mol/(L•s),乙中v(N2O4)=6mol/(L•min),则_______(填“甲”或“乙”)中反应更快。20、阅读短文;回答问题。
硅元素在地壳中的含量仅次于氧。人类很早就利用硅酸盐烧陶制瓷;获得玻璃制品。
1824年;人类成功提炼出硅单质。
如今;半导体“硅”已经成为信息时代高科技的代名词。由于硅元素储量丰富,且单晶硅具有优异的耐高温与抗腐蚀性能,所以单晶硅成为制造大规模集成电路(俗称“芯片”)的基底材料。
芯片的制造是一个“聚沙成塔”的过程,要经历用石英砂(主要成分)制粗硅;粗硅提纯、单晶硅处理等许多微加工步骤;再将根据要求设计的芯片光罩上的电路图转移上去,通过晶片切割最后封装成集成电路。整个过程需要高精密度的专业设备实现,其中不乏我国目前还未完全掌握而被“卡脖子”的技术。
我国科学家正开发“碳基”芯片来替代硅基芯片;习近平主席评价此项研究“另辟蹊径,柳暗花明”。
请依据以上短文,判断下列说法是否正确(填“对”或“错”)。21、(1)将铝片和铜片用导线相连,一组插入浓硝酸中,一组插入烧碱溶液中,分别形成了原电池,在这两个原电池中,作负极的分别是____(填字母)。A.铝片、铜片B.铜片、铝片C.铝片、铝片D.铜片、铜片写出插入烧碱溶液中形成的原电池的负极反应式:______。
(2)若A为Pb,B为PbO2,电解质为H2SO4溶液,工作时的总反应为Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O。写出A电极反应式:______;该电池在工作时,A电极的质量将____(填“增加”“减小”或“不变”)。若该电池反应消耗了0.1molH2SO4;则转移电子的数目为____。
(3)若A、B均为铂片,电解质为KOH溶液,分别从A、B两极通入H2和O2;该电池即为氢氧燃料电池,写出B电极反应式:____;该电池在工作一段时间后,溶液的碱性将______(填“增强”“减弱”或“不变”)。
(4)若A、B均为铂片,电解质为H2SO4溶液,分别从A、B两极通入CH4和O2,该电池即为甲烷燃料电池,写出A电极反应式:_______;若该电池反应消耗了6.4gCH4,则转移电子的数目为_____。评卷人得分四、判断题(共4题,共12分)22、化学能可以转变成为热能、电能等。_____A.正确B.错误23、在原电池中,正极本身一定不参与电极反应,负极本身一定要发生氧化反应。(_______)A.正确B.错误24、在干电池中,碳棒只起导电作用,并不参加化学反应。(_______)A.正确B.错误25、煤的气化和液化都是化学变化。(____)A.正确B.错误评卷人得分五、原理综合题(共4题,共40分)26、佛罗那可用于治疗新生儿高胆红素血症。以甲苯为原料制备佛罗那的合成路线如图:
回答下列问题:
(1)D的名称是__;B中官能团的名称为__。
(2)写出H的结构简式:__。
(3)结构中不含碳碳双键;有六个碳原子在同一条直线上的B的同分异构体的结构简式有__种(不考虑立体异构),写出其中一种结构的结构简式:__。
(4)上述合成路线中有字母代号的物质中有手性碳原子的是__(填字母代号)。(已知:连有四个不同的原子或原子团的碳原子称为手性碳原子)
(5)H→佛罗那的反应类型为__。
(6)写出F→G的化学方程式:__。
(7)参照上述合成路线,设计以丙二酸、乙醇和氯乙烷为原料合成乙基丙二酸的合成路线__(无机试剂任选)。27、随着社会的发展;环境问题越来越受到人们的关注。请回答下列相关问题。
I.汽车尾气中含有CO;NO等有害气体;某新型催化剂能促使NO、CO转化为2种无毒气体。T℃时,将0.8molNO和0.8molCO充入容积为2L的密闭容器中,模拟尾气转化,容器中NO物质的量随时间变化如图所示。
(1)将NO、CO转化为2种无毒气体的化学方程式是___________________。
(2)反应开始至20min,v(NO)=_________mol/(L•min)。
(3)下列说法正确的是__________。
a.新型催化剂可以加快NO;CO的转化。
b.该反应进行到20min时达到化学平衡状态。
c.平衡时CO的浓度是0.4mol/L
d.混合气体的总压强不随时间的变化而变化说明上述反应达到平衡状态。
e.保持容器体积不变;充入He增大压强,反应速率加快。
II我国最近在太阳能光电催化—化学耦合分解硫化氢研究中获得新进展;相关装置如图所示。
(1)负极为_________极(填“a”或“b”)发生的电极反应式为______________。
(2)为使电池持续放电,交换膜需选用___________交换膜(填“阳离子”或“阴离子”或“质子”)。
(3)分解硫化氢的离子方程式为_______________________。28、高铁电池是一种新型可充电电池,与普通电池相比,该电池能较长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应式为3Zn+2K2FeO4+8H2O3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH。
请回答下列问题:
(1)高铁电池的负极材料是______放电时负极反应式为____________________。
(2)放电时,正极发生________(填“氧化”或“还原”)反应;正极反应式为______________________________;放电时,________(填“正”或“负”)极附近溶液的碱性增强。
(3)充电时,阳极反应式为______________,阳极附近溶液的碱性________(填“增强”“减弱”或“不变”)。29、在容积为1.00L的容器中,通入一定量的N2O4,发生反应N2O4(g)⇌2NO2(g);随温度的升高,混合气体的颜色变深。回答下列问题:
(1)反应的△H___0(填“大于”或“小于”);100℃时,体系中各物质浓度随时间变化如图所示。在0~60s时段,反应速率v(N2O4)为___mol•L﹣1•s﹣1。
(2)100℃时达平衡后,改变反应温度为T,c(N2O4)以0.0020mol•L﹣1•s﹣1的平均速率降低;经10s又达到平衡。T___100℃(填“大于”或“小于”),判断理由是_______________________。
(3)温度T时反应达平衡后;将反应容器的容积减少一半,平衡向___(填“正反应”或“逆反应”)方向移动。
(4)在2NO2⇌N2O4的可逆反应中;下列状态一定属于平衡状态的是(____)
A.N2O4和NO2的分子数比为1:2B.N2O4和NO2的浓度相等。
C.平衡体系的颜色一定不再改变D.单位时间有1molN2O4变为NO2的同时,有2molNO2变为N2O4评卷人得分六、计算题(共3题,共6分)30、在2L密闭容器中,800℃时反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)体系中,n(NO)随时间的变化如表:。时间/s012345n(NO)/mol0.0200.0100.0080.0070.0070.007
(1)上述反应___________(填“是”或“不是”)可逆反应。
(2)如图所示,到达化学平衡的时间大约为___________秒。表示NO2变化曲线的是___________,用O2表示从0~2s内该反应的平均速率v=___________
(3)能说明该反应已达到平衡状态的是___________(填序号)。
a.v(NO2)=2v(O2)b.容器内压强保持不变
c.v逆(NO)=2v正(O2)d.容器内密度保持不变31、HNO3与金属反应时,还原产物可能是NO2、NO、N2O、N2和NH3中的一种或几种。某同学取一定量的Al、Fe混合物,与2.0L极稀的HNO3充分反应,假设HNO3的还原产物全部为铵盐。在反应后的溶液中;逐滴加入4mol/L的NaOH溶液,所加NaOH溶液的体积与产生的沉淀的物质的量的关系如图所示。分析图像回答问题:
(1)与HNO3反应后Fe元素的化合价是________。
(2)DE段发生反应的离子方程式为:_____________________________________________________。
(3)B点对应的沉淀的物质的量为________mol。
(4)原硝酸溶液的物质的量浓度为________mol/L。32、硝酸工业尾气中氮氧化物(NO与NO2)是主要的大气污染物之一,可用氨氧混合气进行选择性催化还原处理。其主要反应原理如下:4NO+4NH3+O24N2+6H2O;6NO2+8NH37N2+12H2O。
某硝酸厂排放的尾气中氮氧化合物的含量为2490mg/m3(体积已折算至标准状况),其中NO与NO2物质的量比为4:1。设尾气中氮氧化物与氨氧混合气恰好完全反应。
(1)尾气中氮氧化合物的平均相对分子质量为___。
(2)尾气中NO的含量为___mg/m3。
(3)要处理5m3的尾气,需要氨氧混合气的体积为___L。
另一种处理氮氧化物的方法是用烧碱进行吸收,产物为NaNO2、NaNO3和H2O。现有含0.5mol氮氧化物的尾气,恰好被一定体积的25%NaOH溶液(密度1.28g/cm3)完全吸收。
(4)NaOH溶液的物质的量浓度为___mol/L,体积为___mL。
(5)已知反应后溶液中含有0.35molNaNO2。若将尾气中NO与NO2的平均组成记为NOx,通过计算求x___。参考答案一、选择题(共7题,共14分)1、D【分析】【详解】
A.由示意图可知,在催化剂a表面氮气和氢气发生化合反应生成氨气,氨气做生成物,在催化剂b表面氨气和氧气反应生成一氧化氮和水;氨气做反应物,则氨气在反应过程中做中间产物,故A错误;
B.由示意图可知;在催化剂a表面氮气和氢气发生化合反应生成氨气,没有发生分解反应,故B错误;
C.催化剂a、b;降低了反应的活化能,从而提高反应速率,故C错误;
D.由示意图可知,在催化剂b表面氨气和氧气反应生成一氧化氮和水,反应的化学方程式为4NH3+5O24NO+6H2O;故D正确;
故选D。
【点睛】
在催化剂a表面氮气和氢气发生化合反应生成氨气,在催化剂b表面氨气和氧气反应生成一氧化氮和水是解答关键。2、D【分析】【分析】
由题意Ⅰ中可建立如下三段式:
【详解】
A.由三段式数据可知,Ⅰ中NO2的平衡转化率为×100%≈66.7%;故A正确;
B.Ⅰ中平衡时c(O2)=0.2mol·L−1,实验Ⅱ相当于在Ⅰ基础上再加入NO,平衡会逆向移动,c(O2)<0.2mol·L−1;故B正确;
C.平衡时υ正(NO2)=υ逆(NO),即k正c2(NO2)=k逆c2(NO)·c(O2),得==K;故C正确;
D.Ⅰ中平衡时c(O2)=0.2mol·L−1,该反应是吸热反应,升高温度,平衡向正反应方向移动,达到平衡状态时Ⅰ中c(O2)>0.2mol·L−1;故D错误;
故选D。3、C【分析】【分析】
当电池放电时,O2与Li+在多孔碳材料电极处生成Li2O2-x(x=0或1),即O2在多孔碳材料电极表面得到电子,再与转移过来的Li+结合生成Li2O2-x(x=0或1),所以锂电极为负极,多孔碳材料电极为正极,原电池总反应为2Li+(1-)O2=Li2O2-x;据此解答。
【详解】
A.锂是活泼的金属;锂电极为电池的负极,该电极发生失去电子的氧化反应,故A正确;
B.放电时;锂电极为负极,多孔碳材料电极为正极,电子由负极锂电极经过导线流向正极多孔碳材料电极,故B正确;
C.氧气的状态未知,无法计算22.4LO2的物质的量;因此不能计算转移电子数,故C错误;
D.放电时,阳离子移向正极,所以电解质溶液中Li+向多孔碳材料区迁移;故D正确;
故选C。4、C【分析】【分析】
图中生成物的能量比反应物的能量高;说明需要吸收能量,该反应为吸热反应。
【详解】
A.生成物的总能量高于反应物的总能量;为吸热反应,A错误;
B.铝热反应属于放热反应;该图表示吸热反应,B错误;
C.能量越低物质越稳定;反应物的能量低于生成物的,故反应物比生成物更稳定,C正确;
D.反应的能量变化与反应条件无必然联系;并不是所有的吸热反应都需要加热,比如氢氧化钡与氯化铵的反应,是常温下能发生的吸热反应,D错误;
答案选C。5、A【分析】【详解】
表示单晶硅的是Si;故A正确。
综上所述;答案为A。
【点睛】
硅的主要用途是硅太阳能电池、硅半导体材料,二氧化硅主要用于光导纤维。6、B【分析】【分析】
【详解】
A.在光照条件下氯气与甲烷发生取代反应生成氯化氢和四种氯代甲烷;选项A错误;
B.在光照条件下氯气与甲烷发生取代反应生成氯化氢和四种氯代甲烷;共五种含氯的化合物,选项B正确;
C.由于氯气与甲烷发生反应;所以试管中气体颜色变浅,因生成的一氯甲烷为气体,不溶于水,故最终无法充满液体,选项C错误;
D.若甲烷与氯气完全反应;无法确定生成的各有机物的物质的量,即生成的各有机物物质的量不一定相等,选项D错误;
答案选B。7、D【分析】【分析】
由结构模型可知有机物为含有酯基,可发生取代反应,含有碳碳双键,可发生加成;加聚和氧化反应,以此解答该题。
【详解】
A.有机物为不是乙酸乙酯,故A错误;
B.含有碳碳双键,可与的四氯化碳溶液反应;故B错误;
C.含有酯基;可发生水解反应,含有碳碳双键,可发生加聚反应,故C错误;
D.该化合物的链状同分异构体中,能与反应放出说明分子中含有羧基,同分异构体有共3种,故D正确;
答案选D。
【点睛】
含有相同官能团的有机化合物在化学性质上具有相似性,需要对课本学习过程中基本代表性的有机物官能团的性质熟练掌握。二、多选题(共8题,共16分)8、BC【分析】【分析】
根据总反应,VB2发生氧化反应,所以Pt是负极,O2发生还原反应,Cu是正极;则石墨电极是阳极、TiO2是阴极。
【详解】
A.Pt是负极,原电池中阴离子移向负极,OH-由阴离子交换膜左侧向右侧迁移;A错误;
B.Pt是负极,VB2发生氧化反应,负极反应式为:2VB2-22e-+22OH-=V2O5+2B2O3+11H2O;B正确;
C.铜是正极,正极反应为:O2+2H2O+4e-=4OH-,正极生成OH-;铜极附近电解质溶液pH增大,C正确;
D.未指明气体是否处于“标准状况”;无法计算,D错误;
故答案为:BC。9、AD【分析】【分析】
由锂电池的总反应式Li+MnO2=LiMnO2知,Li为负极,失去电子被氧化,电子流出,沿着导线流向正极,MnO2为正极;电子流入,得到电子被还原,内电路中,阴离子向负极移动,阳离子流向正极,据此回答;
【详解】
A.据分析,电子由Li流向MnO2;A错误;
B.Li是负极,失去电子被氧化,电极反应为Li-e-=Li+;B正确;
C.MnO2是正极,得到电子被还原,电极反应为MnO2+e-=C正确;
D.电池内部Li+向正极移动;D错误;
答案选AD。10、BC【分析】【详解】
A.甲苯苯环上的一个氢原子被3个碳原子的烷基取代;3个碳原子的烷基可能为丙基或异丙基,该烷基在苯环上与甲基有邻;间、对三种位置,因此所得产物有6种,故A错误;
B.含有5个碳原子的饱和链烃;戊烷有三种结构,正戊烷;异戊烷、新戊烷,正戊烷一氯代物有3种,异戊烷一氯代物有4种,新戊烷一氯代物有1种,共8种,故B正确;
C.菲的结构简为有对称性,它与硝酸反应可生成5种一硝基取代物,如图故C正确;
D.2-氯丁烷与NaOH的水溶液共热发生水解反应;可生成1种有机物,2-丁醇,故D错误;
综上所述,答案为BC。11、CD【分析】【详解】
A.2min内生成n(C)=0.2mol·L-1×2L=0.4mol;同一个方程式中同一段时间内参加反应的各物质的物质的量之比等于其计量数之比,则C;D计量数之比=x:2=0.4mol:0.8mol=1:2,x=1,故A正确;
B.生成0.8molD的同时消耗n(A)=×3=1.2mol,A的转化率为×100%=40%;故B正确;
C.2min内生成0.8molD同时消耗n(B)=n(D)=×0.8mol=0.4mol,2min内B的反应速率为=0.1mol·L-1·min-1;故C错误;
D.反应前后气体质量不变;容器体积不变,密度是定值,混合气体的密度不变,不能表明该反应已达到平衡状态,故D错误;
故选CD。12、AC【分析】【分析】
根据2H2S(g)+O2(g)═S2(s)+2H2O反应,得出负极H2S失电子发生氧化反应,正极O2得电子发生还原反应;以此解答该题。
【详解】
A.a极上硫化氢失电子生成S2和氢离子;发生氧化反应,则a为负极,故A错误;
B.电极b是正极,发生还原反应:O2+4H++4e-=2H2O;故B正确;
C.H2S是气体;未表明温度;压强,无法确定其物质的量,故C错误;
D.17gH2S参与反应,只失去1mol电子,对应移动的离子也是1mol,故每17gH2S参与反应,有1molH+经质子膜进入正极区;故D正确;
故答案为AC。13、AD【分析】【分析】
【详解】
A.工业合成氨是通过人工的方法使游离的氮转化为化合态的氮,N2+3H22NH3属于人工固氮;故A正确;
B.工业利用氢气在氯气中燃烧生成氯化氢合成盐酸;故B错误;
C.钠比氯化钠价格高;不经济,海水晒盐获得NaCl,故C错误;
D.电解饱和食盐水得到氢氧化钠、氯气和氢气,2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑;故D正确;
故选AD。14、BC【分析】【分析】
由题给示意图可知,通入肼的一极为负极,在氧离子作用下,肼在负极上失去电子发生氧化反应生成氮气和水,电极反应式为通入氧气的一极为正极,氧气在正极得到电子发生还原反应生成氧离子,电极反应式为电池总反应为
【详解】
A.由分析可知,通入肼的一极为负极,在氧离子作用下,肼在负极上失去电子发生氧化反应生成氮气和水,电极反应式为故A错误;
B.燃料电池工作时,电流由正极流向负极,则电池内电路中电流方向为电极a→电极b;故B正确;
C.由电池总反应可知,当电极a上消耗1molN2H4时,电极b上有1molO2被还原;在标准状况下的体积是22.4L,故C正确;
D.由分析可知;燃料电池以固体氧化物为电解质,不存在pH的变化,故D错误;
故选BC。15、AB【分析】【详解】
A.经2min,B的浓度减少0.6mol/L,用B表示的反应速率v(B)==0.3mol·L-1·min-1,同一反应用不同物质表示的反应速率之比等于化学方程式中相应物质的系数之比,所以用A表示的反应速率v(A)=×0.3mol·L-1·min-1=0.4mol·L-1·min-1;故A正确;
B.同一反应用不同物质表示的反应速率之比等于化学方程式中相应物质的系数之比,由可知;B;C、D的系数之比为3∶2∶1,用B、C、D表示的反应速率之比为3∶2∶1,故B正确;
C.内用B表示的化学反应速率为此反应速率为平均速率,不能计算2min末的瞬时速率,故C错误;
D.随着反应的进行,反应物的浓度逐渐降低,反应速率逐渐减小,所以内用B和C表示的化学反应速率都逐渐减小;故D错误;
答案为AB。三、填空题(共6题,共12分)16、略
【分析】【详解】
(1)有机物A有3个碳碳双键,每1mol碳碳双键与1molH2发生加成反应,则3mol碳碳双键消耗3molH2;
(2)根据有机物A的结构,碳原子为8个,氢原子为8个,故分子式为C8H8;
(3)有机物C是A的同分异构体,属于芳香烃,且C在一定条件下可发生聚合反应,说明含苯环和碳碳双键,C的不饱和度苯环的不饱和度为4,和碳碳双键不饱和度为1,其他都是单键,则有机物C为苯乙烯,苯乙烯在一定条件下可发生聚合反应,生成高分子化合物D,化学方程式为n【解析】3C8H8n17、略
【分析】【分析】
(1)若B是气态氢化物,C、D是氧化物且会造成光化学烟雾污染,则B为NH3,C为NO,D为NO2,A为N2,则NH3转化为NO的化学方程式为4NH3+5O24NO+6H2O。
(2)A是太阳能电池用的光伏材料,则A为Si,C、D为钠盐,两种物质中除钠、氧外的元素位于同一主族,且溶液均显碱性,则C为Na2SiO3,D为Na2CO3,故反应②的化学方程式为Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑。
(3)若D物质具有两性,反应②③均要用强碱溶液,则A为Al,C为NaAlO2,B为AlCl3,D为Al(OH)3,反应④是通入过量的一种引起温室效应的主要气体CO2,则反应④的离子方程式为AlO+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO
(4)A是应用最广泛的金属,则A为Fe,反应②⑤均用到同一种非金属单质Cl2,D为氯化亚铁,C为氯化铁,故写出反应④的离子方程式为2Fe3++Fe=3Fe2+。【解析】(1)4NH3+5O24NO+6H2O
(2)Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑
(3)AlO+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO
(4)2Fe3++Fe=3Fe2+18、略
【分析】【分析】
原电池中;还原剂在负极失去电子发生氧化反应,电子从负极流出,电子沿着导线流向正极,正极上氧化剂得到电子发生还原反应,内电路中阴离子移向负极;阳离子移向正极,燃料电池中,通入燃料的一极为负极,通入助燃物的一极为正极,原电池能使化学能转变为电能,反应物的总能量高于生成物的总能量。
【详解】
(1)从捕获二氧化碳的装置及反应示意图知,过程①的离子反应为:过程②中,a极的电极反应为:故左侧区域总反应式过程③④中的反应可分别表示为:故右侧区域总反应式为则总反应为二氧化碳转变为碳和氧气,总体是吸收能量的过程,故不可能是原电池,只能是电解池;
(2)这四种燃料电池的正极反应式分别为:A.电解质是无水环境,A不符合;B.酸性电解质溶液中,B符合;C.碱性电解质溶液中,正极有氢氧根离子生成,C不符合;D.熔融碳酸盐环境,正极有二氧化碳和氧气,则D不符合;故正板反应生成水的是B;
(3)①当电解质溶液为稀硫酸时,电池总反应为铝与稀硫酸反应生成硫酸铝和氢气,故Al电极是负极,Fe电极是正极,其电极反应式为2H++2e-=H2↑;
②当电解质溶液为NaOH溶液时,铝与NaOH溶液反应,而Fe不反应,故铝作原电池的负极,其电极反应式为Al-3e-+4OH-=AlO+2H2O;
③若把铝改为锌,电解质溶液为浓硝酸,铁遇浓硝酸发生钝化,电池总反应为锌和浓硝酸反应,则Fe电极是正极;Zn电极是负极,Fe电极上的电极反应式为NO+2H++e-=NO2↑+H2O。【解析】电解池B正2H++2e-=H2↑负Al-3e-+4OH-=AlO+2H2O正NO+2H++e-=NO2↑+H2O19、略
【分析】【分析】
由反应方程式2NO2(g)N2O4(g)可知,反应中NO2的物质的量变化较大,则X是NO2的物质的量随时间的变化曲线,Y是N2O4的物质的量随时间的变化曲线。
【详解】
(1)由分析可知,X是NO2的物质的量随时间的变化曲线;根据Y曲线可计算出,0到3min中内N2O4表示的反应速率为
(2)温度降低;反应速率减小,正逆反应速率均减慢;
(3)化学反应速率之比等于化学计量数之比,则乙中v(N2O4)=6mol/(L•min),乙中甲中v(NO2)=0.3mol/(L•s),所以甲中反应更快。【解析】①.X②.0.05③.减慢④.减慢⑤.甲20、略
【分析】【分析】
根据题意;结合硅是亲氧元素,碳和硅在周期表中均位于ⅣA族分析判断。
【详解】
(1)硅是亲氧元素;在自然界中均以化合态存在,没有游离态(单质)的硅,故答案为:错;
(2)根据题意;半导体“硅”已成为信息时代高科技的代名词。由于硅元素储量丰富,且单晶硅具有优异的耐高温与抗腐蚀性能,所以单晶硅成为制造大规模集成电路(俗称“芯片”)的基底材料,故答案为:对;
(3)芯片的制造是一个“聚沙成塔”的过程,要经历用石英砂(主要成分)制粗硅;粗硅提纯、单晶硅处理等许多微加工步骤;其中石英砂制粗硅、粗硅提纯都涉及化学变化,故答案为:错;
(4)碳和硅在周期表中均位于ⅣA族,性质相似,因此“碳基”芯片有望替代硅基心片,故答案为:对。【解析】错对错对21、略
【分析】【分析】
【详解】
(1)将铝片和铜片用导线相连,插入浓硝酸中,铝与浓硝酸发生钝化,铜与浓硝酸反应,因此铜作负极,铝作正极,将铝片和铜片用导线相连,插入烧碱溶液中,铝与氢氧化钠溶液反应,铜与氢氧化钠溶液不反应,因此铝作负极,铜作正极,故B符合题意;插入烧碱溶液中形成的原电池的负极反应式:Al−3e-+4OH-=AlO2-+2H2O;
(2)若A为Pb,B为PbO2,电解质为H2SO4溶液,工作时的总反应为Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O。Pb化合价升高,作原电池负极,因此A电极反应式:Pb−2e-+SO42−=PbSO4;该电池在工作时,A电极Pb变为PbSO4,其质量增加;根据反应总方程式知2mol硫酸参与反应转移2mol电子,因此若该电池反应消耗了0.1molH2SO4,则转移电子物质的量为0.1mol,电子数目为0.1NA或6.02´1022;
(3)若A、B均为铂片,电解质为KOH溶液,分别从A、B两极通入H2和O2,该电池即为氢氧燃料电池,通入燃料的一极为负极,通入氧化剂氧气的一极为正极,因此B电极反应式:O2+4e-+2H2O=4OH-;总的反应为2H2+O2=2H2O;该电池在工作一段时间后,KOH物质的量未变,但反应生成水,溶液体积变大,KOH浓度变小,因此溶液的碱性将减弱;
(4)若A、B均为铂片,电解质为H2SO4溶液,分别从A、B两极通入CH4和O2,该电池即为甲烷燃料电池,通入燃料的一极作负极,A电极反应式:CH4−8e-+2H2O=CO2+8H+;反应中1mol甲烷转移8mol电子,因此若该电池反应消耗了6.4gCH4物质的量为0.4mol,则转移电子的物质的量为3.2mol,电子的数目为3.2NA或3.2´6.02´1023。【解析】BAl-3e-+4OH-=AlO2-+2H2OPb-2e-+SO42-=PbSO4增加0.1NA或6.02´1022O2+4e-+2H2O=4OH-减弱CH4-8e-+2H2O=CO2+8H+3.2NA或3.2´6.02´1023四、判断题(共4题,共12分)22、A【分析】【分析】
【详解】
根据能量守恒定律,化学能可以转变成为热能(氢气燃烧)、电能(原电池)等,该说法正确。23、B【分析】【详解】
在原电池中,两极材料均是电子通路,正极材料本身也可能参与电极反应,负极材料本身也不一定要发生氧化反应,错误。24、A【分析】【详解】
在干电池中,碳棒作为正极,电子流入,只起导电作用,并不参加化学反应,正确。25、A【分析】【详解】
煤气化是指煤在特定的设备内,在一定温度及压力下使煤中有机质与气化剂(如蒸汽/空气或氧气等)发生一系列化学反应,将固体煤转化为含有CO、H2、CH4等可燃气体和CO2、N2等非可燃气体的过程,煤的气化属于化学变化;煤液化是把固体煤炭通过化学加工过程,使其转化成为液体燃料、化工原料和产品的先进洁净煤技术,根据不同的加工路线,煤炭液化可分为直接液化和间接液化两大类,煤的液化属于化学变化;所以煤的气化和液化都是化学变化说法正确,故答案为正确。五、原理综合题(共4题,共40分)26、略
【分析】【分析】
由A、C的结构简式,可确定B的结构简式为则A→B,发生取代反应,B→C,发生取代反应;由E、G的结构简式中,可推出F的结构简式为由G及H的分子式,可推出H的结构简式为
【详解】
(1)D的结构简式为则名称是苯乙酸,B的结构简式为官能团的名称为氯原子。答案为:苯乙酸;氯原子;
(2)由以上推断,可确定H的结构简式为答案为:
(3)结构中不含碳碳双键,则含有2个三键,有六个碳原子在同一条直线上,则2个三键碳原子直接相连,从而得出B的同分异构体的结构简式有3种(不考虑立体异构),其中一种的结构简式为CH3-C≡C-C≡C-CH2-CH2Cl或CH3-CH2-C≡C-C≡C-CH2Cl或CH3CH(Cl)C≡C-C≡C-CH3。答案为:CH3-C≡C-C≡C-CH2-CH2Cl或CH3-CH2-C≡C-C≡C-CH2Cl或CH3CH(Cl)C≡C-C≡C-CH3(任写一种);
(4)上述合成路线中,有字母代号的物质中,有手性碳原子的是即为物质E。答案为:E;
(5)H→佛罗那的反应为H与尿素发生取代反应生成佛罗那和2C2H5OH;反应类型为取代反应。答案为:取代反应;
(6)F→G的化学方程式为+2CH3CH2OH+2H2O。答案为:+2CH3CH2OH+2H2O;
(7)以丙二酸、乙醇和氯乙烷为原料合成乙基丙二酸,则需仿照流程中F→G→H的反应,最后再水解,将酯基转化为羧基。合成路线为:答案为:
【点睛】
合成有机物时,需将目标有机物与原料有机物进行对比,找出变化的部位,然后依据题给流程图或题给信息,选择合适的路线进行合成。【解析】苯乙酸氯原子3CH3-C≡C-C≡C-CH2-CH2Cl或CH3-CH2-C≡C-C≡C-CH2Cl或CH3CH(Cl)C≡C-C≡C-CH3E取代反应+2CH3CH2OH+2H2O27、略
【分析】【分析】
I.(1)NO;CO反应生成氮气和二氧化碳;
(2)由图可知,反应开始至20min时NO减少0.8mol-0.4mol=0.4mol,结合v=计算;
(3)a.催化剂不影响平衡移动;可加快反应速率;
b.进行到20min时;物质的量不再发生变化;
c.由反应可知转化的CO及平衡时CO的物质的量均与NO相同;
d.根据反应2CO+2NON2+2CO2;反应前后气体体积不相等,压强为变量,变量不变时反应达到平衡;
e.保持容器体积不变;充入He,容器的压强,但体系各组分的浓度不变;
II.根据图示,该a电极上,亚铁离子失电子转化为铁离子,铁元素的化合价升高,失电子,发生氧化反应,则a为负极,产生的铁离子与硫化氢发生氧化还原反应生成亚铁离子、氢离子和硫单质;b为正极,b电极上氢离子得电子转化为氢气,原电池中阳离子向正极移动,H+向b电极移动;则交换膜为质子交换膜,据此分析解答。
【详解】
I.(1)将NO、CO转化为2种无毒气体的化学方程式是2CO+2NON2+2CO2;
(2)由图可知,反应开始至20min时NO减少0.8mol−0.4mol=0.4mol,则反应开始至20min,v(NO)==0.01mol/(L⋅min);
(3)a.催化剂不影响平衡移动;可加快反应速率,则加快反应物的转化,故a正确;
b.该反应进行到20min时,物质的量不再发生变化,达到平衡状态,故b正确;
c.由(1)中反应可知转化的CO及平衡时CO的物质的量均与NO相同,浓度均为=0.2mol/L;故c错误;
d.根据反应2CO+2NON2+2CO2;反应前后气体体积不相等,混合气体的总压强不随时间的变化而变化说明上述反应达到平衡状态,故d正确;
e.保持容器体积不变;充入He,容器的压强,但体系各组分的浓度不变,反应速率不变,故e错误;
答案选abd;
II.(1)根据分析,负极为a,电极上亚铁离子失电子转化为铁离子,铁元素的化合价升高,失电子,发生氧化反应,电极反应式为Fe2+-e-=Fe3+;
(2)根据分析;交换膜需选用质子交换膜;
(3)产生的铁离子与硫化氢发生氧化还原反应生成亚铁离子、氢离子和硫单质,离子反应方程式为:2Fe3++H2S=S↓+2Fe2++2H+。
【点睛】
易错点为I(3)的e选项,恒容条件下,充入He体系压强增大,但压强的增大没有改变混合体系中各组分的浓度变化,则反应速率不变。【解析】2CO+2NON2+2CO20.01abdaFe2+-e-=Fe3+质子2Fe3++H2S=S↓+2Fe2++2H+28、略
【分析】【分析】
(1)放电时;失电子化合价升高的金属为负极材料;
(2)放电时;正极上得电子发生还原反应,电池反应式减去负极电极反应式得到正极电极反应式;放电时,根据正负极电极反应确定溶液碱性变化;
(3)充电时阳极失去电子发生氧化反应;根据电极反应确定溶液碱性变化。
【详解】
(1)①放电时,失电子化合价升高的金属为负极材料,该电池反应式中,放电时锌元素化合价由0价变为+2价,所以负极材料是Zn,发生反应:Zn+2OH--2e-=Zn(OH)2,故答案为:Zn;Zn+2OH--2e-=Zn(OH)2;
(2)放电时,K2FeO4的Fe的化合价由+6价变为+3价,在正极上被还原,发生还原反应,电极反应式为+3e﹣+4H2O=Fe(OH)3+5OH﹣,根据电极反应式知,正极附近有氢氧根离子生成,所以正极附近溶液碱性增强,故答案为:还原;+3e﹣+4H2O=Fe(OH)3+5OH﹣;正极;
(3)充电时,阳极反应式为Fe(OH)3+5OH﹣-3e-=+4H2O,根据电极反应式知,阳极附近氢氧根离子浓度减小,阳极附近溶液的碱性减弱,故答案为:Fe(OH)3+5OH﹣-3e-=+4H2O;减弱。【解析】ZnZn+2OH―-2e-=Zn(OH)2还原FeO42-+3e﹣+4H2O=Fe(OH)3+5OH﹣正极Fe(OH)3+5OH﹣-3e-=+4H2O减弱29、略
【分析】【分析】
【详解】
(1)随温度升高,混合气体的颜色变深,二氧化氮的浓度增大,说明平衡向正反应方向移动;升高温度,平衡向吸热反应方向移动,正反应方向是吸热反应,则△H大于0。根据题给图像知,0~60s时段,N2O4的物质的量浓度变化为0.060mol·L﹣1,根据公式v=△c/△t,v(N2O4)=0.060mol·L﹣1÷60s=0.0010mol•L﹣1•s﹣1;
(2)改变反应温度为T后,c(N2O4)降低;即平衡向正反应方向移动,又反应正方向吸热,反应向吸热方向进行,故为温度升高,T大于100℃。
(3)温度为T时;反应达平衡,将反应容器的体积减小一半,即增大压强,当其他条件不变时,增大压强,平衡向气体物质平衡向气体物质系数减小的方向移动,即向逆反应方向移动。
(4)A.N2O4和NO2的分子数比为1:2,不能证明反应物和生成物浓度不在发生变化,故A错误;B.N2O4和NO2的浓度相等;不能证明反应物和生成物浓度不在发生变化,故B错误;C.平衡体系的颜色一定不再改变证明反应物和生成物浓度不在发生变化,故C正确;
D.单位时间有1molN2O4变为NO2的同时,有2molNO2变为N2O4,证明反应物和生成物浓度不在发生变化,故D正确;故选CD。【解析】大于0.001大于正反应方向为吸热反应,改变温度平衡向正反应方向移动逆反应CD六、计算题(共3题,共6分)30、略
【分析】【分析】
【详解】
(1)从表中数据可以看出;3s后,NO的物质的量不变,所以上述反应是可逆反应。答案为:是;
(2)如图所示,3s时各物质的浓度基本不变,所以到达化学平衡的时间大约为3秒。3s时,NO的物质的量的变化量为(0.02mol-0.007mol)=0.013mol,
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