期中 山东省德州市10校联考2020-2021学年高二上学期期中化学试题（解析版）

这是一份期中 山东省德州市10校联考2020-2021学年高二上学期期中化学试题（解析版），共20页。试卷主要包含了 设NA为阿伏加德罗常数的值， 下列说法中错误的是， 一定温度下，把2， 已知反应等内容，欢迎下载使用。
2020—2021学年度第一学期期中模块检测
高二化学试题
本试题分第I卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，满分100分，考试时间90分钟。
可能用到的相对原子质量：H 1 Li 7 C 12 N 14 O 16 F 19 Na 23 Mg 24 Al 27 S 32 Cl 35.5 Ca 40 Mn 55 Fe 56 Ni 59 Cu 64 Zn 65 Hg 201 Pb 207
第I卷（40分）
一、单选题：(本题共10个小题，每小题2分，共20分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。)
1. 设NA为阿伏加德罗常数的值。已知反应：
（1）CH4（g）＋2O2（g）=CO2（g）＋2H2O（l） ΔH1＝a kJ·mol－1
（2）CH4（g）＋2O2（g）=CO2（g）＋2H2O（g） ΔH2＝b kJ•mol－1

下列说法正确的是
A. H2O（g）=H2O（l）的ΔSb且甲烷燃烧热为b kJ·mol－1
【答案】B
【解析】
【详解】A．根据盖斯定律H2O（g）=H2O（l）的ΔSV（逆）
C. 25℃时反应Ni(CO)4(g) Ni(s)+4CO（g）的平衡常数为2×10－5 (mol·L-1)3
D. 80℃达到平衡时，测得n(CO)=0.3mol，则Ni(CO)4的平衡浓度2 mol/L。
【答案】B
【解析】
A．由表中数据可知，温度越高平衡常数越小，说明升高温度平衡向逆反应移动，升高温度平衡向吸热反应移动，故正反应为放热反应，A正确；B．浓度商Qc=0.5/0.54=8，大于80℃平衡常数2，故反应进行方向逆反应进行，故v（正）＜v（逆），B错误；C. 25℃时反应Ni（s）+4CO（g）⇌Ni（CO）4（g）的平衡常数为5×104，相同温度下，对于同一可逆反应的正、逆反应平衡常数互为倒数，故25°C时反应Ni（CO）4（g）⇌Ni（s）+4CO（g）的平衡常数为1/5×104=2×10-5，C正确；D. 80℃达到平衡时，测得n（CO）=0.3mol，c（CO）=0.3mol/0.3L=1mol/L，故c[Ni（CO）4]=K•c4（CO）=2×14mol/L=2mol/L，D正确；答案选B。
7. 利用如图装置，完成很多电化学实验．下列有关此装置的叙述中，正确的是（ ）

A. 若X为锌棒，Y为NaCl溶液，开关K置于M处，可减缓铁的腐蚀，这种方法称为牺牲阴极保护法
B. 若X为碳棒，Y为NaCl溶液，开关K置于N处，可加快铁的腐蚀
C. 若X为铜棒，Y为硫酸铜溶液，开关K置于M处，铜棒质量将增加，此时外电路中的电子向铜电极移动
D. 若X为铜棒，Y为硫酸铜溶液，开关K置于N处，可用于铁表面镀铜，溶液中铜离子浓度将减小
【答案】C
【解析】
【详解】A．开关K置于M处，则该装置为原电池，由于活动性Zn＞Fe，所以Zn为负极，Fe为正极，可减缓铁的腐蚀，这种方法称为牺牲阳极的阴极保护法，A错误；
B．开关K置于N处，，则该装置为电解池，若阳极X为碳棒，Y为NaCl溶液，Fe为阴极，被保护，不会引起Fe的腐蚀，B错误；
C．开关K置于M处，则该装置为原电池，若X为铜棒，Y为硫酸铜溶液，由于活动性Fe＞Cu，Fe作负极，发生反应：Fe-2e-=Fe2+，Cu为正极，电极反应为Cu2++2e-=Cu，此时铜棒质量将增加，在外电路中的电子由Zn经导线向铜电极移动，C正确；
D．开关K置于N处，则该装置为电解池，Y为硫酸铜溶液，若阳极X为铜棒，电极反应：Cu-2e-=Cu2+，Fe为阴极，电极反应：Cu2++2e-=Cu可用于铁表面镀铜，由于两电极溶解的Cu的质量和析出的Cu 的质量相等，所以溶液中铜离子浓度将不变，D错误；
故选C。
8. 液流式铅蓄电池以可溶性的甲基磺酸铅[(CH3SO3)2Pb]代替硫酸作为电解质，该电池充放电的总反应为2Pb2++2H2O Pb+PbO2+4H+，下列说法不正确的是
A. 放电时，电极质量均减小
B. 放电时，正极反应是PbO2+4H++2e-=Pb2++2H2O
C. 充电时，溶液中Pb2+向阴极移动
D. 充电时，阳极周围溶液的pH增大
【答案】D
【解析】
【详解】A．电池放电时，负极反应为Pb-2e-=Pb2+，正极反应为PbO2+4H++2e-=Pb2++2H2O，则放电时，电极质量均减小，故A项说法正确；
B．放电时，PbO2发生还原反应生成Pb2+，电极反应式为PbO2+4H++2e-=Pb2++2H2O，故B项说法正确；
C．充电时，阳离子向阴极移动，故C项说法正确；
D．充电时，阳极反应为Pb2++2H2O-2e-=PbO2+4H+，阳极周围H+浓度逐渐增大，因此阳极周围溶液的pH减小，故D项说法错误；
综上所述，说法不正确的是D项，故答案为D。
9. 某燃料电池可实现NO和CO的无害转化，其结构如图所示。下列说法正确的是

A 石墨Ⅰ电极上发生氧化反应
B. 电池工作时Na向石墨Ⅱ电极处移动
C. 石墨Ⅱ反应式：CO－2e－＋O2－＝CO2
D. 电路中每通过6 mol电子，生成1 mol N2
【答案】C
【解析】
【详解】A. 石墨Ⅰ电极上NO发生反应生成N2，化合价降低，属于还原反应，故A错误；
B. 电池工作时Na+向正极移动，即向石墨I电极处移动，故B错误；
C. 如图所示，石墨Ⅱ为负极，失电子，发生还原反应，反应式为：CO－2e－＋O2－＝CO2，故C正确；
D. N元素化合价有+2降低为0，每生成1molN2得到4mol电子，则电路中每通过6 mol电子，生成1.5 mol N2，故D错误；
故选C。
10. 在恒容密闭容器中，可以作为2NO2(g)2NO(g)＋O2(g)达到平衡状态的标志是( )
①单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2；②单位时间内生成n mol O2的同时生成2n molNO；③混合气体的颜色不再改变；④混合气体的密度不再改变的状态；⑤混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态；⑥混合气体中NO与O2的物质的量之比保持恒定；⑦混合气体中NO与NO2的物质的量之比保持恒定
A. ①③⑤⑦ B. ②④⑤ C. ①③④ D. ①②③④⑤
【答案】A
【解析】
【详解】①单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2，能说明正逆反应速率的相等关系，①正确；②单位时间内生成n mol O2的同时生成2n molNO均表示正反应速率，不能说明正逆反应速率的关系，②错误；③混合气体的颜色不变化，说明二氧化氮的浓度不变化，达到平衡状态，③正确；④该反应是一个反应前后气体的质量不会改变的化学反应，混合气体的质量是守恒的，容器的体积不变，导致混合气体的密度不再变化，所以该反应不一定达到平衡状态，④错误；⑤混合气体的平均相对分子质量=平均摩尔质量=混合气体的总质量/混合气体的总物质的量，质量是守恒的，物质的量只有达到平衡时才不变，当混合气体的平均摩尔质量不再变化，证明达到了平衡状态，⑤正确；⑥混合气体中NO与O2的物质的量之比保持恒定是反应过程中任何时候都有的，该反应不一定达到平衡状态，⑥错误；⑦混合气体中NO与NO2的物质的量之比保持恒定，说明它们的物质的量就不变，浓度不变，该反应达到了平衡状态，⑦正确；达到平衡状态的标志有①③⑤⑦，故选A。
二、不定项选题（每题4分，共20分。每小题有一个或两个选项，符合题意全部选对得4分，选对但不全得2分，有选错的得0分。)
11. 三室式电渗析法处理含Na2SO4废水的原理如图所示，采用惰性电极，ab、cd均为离子交换膜，在直流电场的作用下，中间隔室的Na+和可通过离子交换膜，而两端隔室中的离子被阻挡不能进入中间隔室。下列叙述正确的是

A. 通电后中间隔室的向正极区迁移，正极区溶液 pH增大
B. 该法处理含废水时可以得到NaOH和产品
C. 负极反应为，负极区溶液 pH降低
D. 当电路中通过1 mol电子时，会有0.25 mol的O2生成
【答案】BD
【解析】
【详解】A．阴离子向阳极(即正极区)移动，正极区氢氧根离子放电pH减小，故A错误；
B．直流电场的作用下，两膜中间的Na+和SO可通过离子交换膜，而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室，通电时，氢氧根离子在阳极区放电生成水和氧气，考虑电荷守恒，两膜中间的硫酸根离子会进入正极区，与氢离子结合成硫酸；氢离子在阴极得电子生成氢气，考虑电荷守恒，两膜中间的钠离子会进入负极区，与氢氧根离子结合成氢氧化钠，故可以得到NaOH和H2SO4产品，故B正确；
C．负极区反应为：4H2O+4e-=2H2↑+4OH-，溶液pH增大，故C错误；
D．每生成1mol氧气转移4mol电子，当电路中通过1mol电子的电量时，会有0.25mol的O2生成，故D正确；
故选BD。
12. 锂离子电池又称为“摇摆电池”，广泛应用于电动自行车等，其充放电过程就是锂离子的嵌入和脱嵌过程（习惯上正极用嵌入或脱嵌表示，负极用插入或脱插表示），即充放电过程就是锂离子在正、负极间往返运动而形成电流。其装置结构简图如图所示（电解液为溶有的碳酸酯类溶剂，隔膜为仅锂离子能通过的高分子膜），工作原理为C6Li+Li(1-x)MO2LiMO2+C6Li(1-x)(M代表过渡元素)，则下列说法错误的是

A. 电池放电时，正极为石墨
B. 锂离子电池的优点是质量小，电容量大，可重复多次使用
C. 电池充电时阳极的反应为LiMO2-xe-=Li(1-x)MO2+xLi+
D. 锂离子电池的电解液可用LiNO3溶液作为离子导体
【答案】AD
【解析】
【详解】A. 电池放电时，从图像可以看出，石墨是负极，故A错误；
B.锂的摩尔质量很小，锂离子电池的优点是质量小，电容量大，可重复多次使用，故B正确；
C.电池充电时阳极失去电子发生氧化反应，工作原理为C6Li＋Li(1-x)MO2LiMO2＋C6Li(1-x)(M代表过渡元素)，所以阳极的反应为LiMO2-xe－=Li(1-x)MO2+xLi＋，故C正确；
D.金属锂是活泼金属会与溶液中的水反应，锂离子电池的电解液不能用LiNO3溶液作为离子导体，故D错误；
故答案AD。
13. 用CH4催化还原NOx，可以消除氮氧化物的污染。例如：
①CH4(g)＋4NO2(g)===4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－574 kJ·mol－1
②CH4(g)＋4NO(g)===2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－1160 kJ·mol－1
下列说法不正确的是(　　)
A. 若用标准状况下4.48 L CH4还原NO2生成N2和水蒸气，放出的热量为173.4 kJ
B. 由反应①可推知：CH4(g)＋4NO2(g)===4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH；升温促进水的电离，Kw增大；
(2)根据第(1)问可知，该温度下，c(H＋)＝1×10－7 mol/L的溶液，c(OH−)==1×10−5 mol·L−1，c(H＋)< c(OH−)，溶液显碱性；该溶液中只存在NaOH溶质，则由H2O电离出来的c(OH−)水=c(H+)水= c(H+)=10−7mol⋅L−1；
(3)Zn和稀硫酸反应，使溶液酸性减弱，对水的电离抑制程度减弱，即水的电离平衡向右移动；在新制氯水中加入少量NaCl固体，水中的Cl-浓度增大，则平衡Cl2+H2OH++Cl-+HClO向逆反应方向移动，即向生成Cl2分子的方向移动，氯水中的H+浓度降低，对水的电离抑制程度降低，水的电离向右移动，故答案为：向右；向右；
(4)酸或碱均会抑制水的电离，根据溶液的酸碱性可得出，0.1 mol·L-1下列物质的溶液：①HCl与④NaOH比较，溶质电离的氢离子与氢氧根离子的浓度均为0.1mol·L-1，抑制作用相当；②H2SO4与⑤Ba(OH)2分别为二元强酸和二元强碱，则电离的氢离子与氢氧根离子的浓度均为0.1mol·L-1，抑制作用也一致，比①HCl与④NaOH的抑制作用强，由水电离的氢离子浓度更小；③NaCl为中性溶液，既不促进也不抑制，综上所述，五种溶液中水电离出的c(H+)由大小关系为：③>①=④>②=⑤，故答案为：③>①=④>②=⑤；
(5)25 ℃时，pH＝4的盐酸中c(H+)=1×10-4mol/L，c(OH-)==1×10-10mol/L=c(OH-)水= c(H+)水，pH＝10的Ba(OH)2溶液中c(H+)=1×10-10mol/L= c(H+)水= c(OH-)水，由此可知，两溶液中水的电离程度相同。
19. 目前工业上有一种方法是用CO2生产燃料甲醇。一定条件下发生反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)，下图表示该反应过程中能量的变化。

(1)该反应为_________反应(“吸热”或“放热”)。
(2)在体积为1 L的密闭容器中，充入1 mol CO2和3 mo1H2，测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如下图所示。反应达到平衡时CO2的转化率为_________。平衡时CH3OH的体积分数为_______。

(3)甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景。已知在常温常压下：
①2CH3OH (l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g) ΔH=-1275.6 kJ/mol
②H2O(1)=H2O(g) ΔH=+44.0 kJ/mol
写出表示甲醇燃烧的热化学方程式_________________。
(4)某温度时，在V L密闭容器中，A、B、C三种物质的物质的量随时间变化的曲线如下图所示，该反应的化学方程式为_______，用A物质表示的反应速率是______。

【答案】 (1). 放热 (2). 75% (3). 30％ (4). CH3OH(l) +O2(g)=CO2(g) + 2H2O(l) ∆H=-725.8kJ/mol (5). 4A+2B3C (6). mol·L-1·min-1
【解析】
【详解】(1)由图可知，该反应中反应物总能量高于生成物总能量，因此该反应为放热反应；
(2)由图可知，该反应自开始至平衡过程中，Δc(CO2)=(1-0.25)mol/L=0.75mol/L，因此反应达到平衡时CO2的转化率为×100%=75%；平衡时，c(CO2)=0.25mol/L，c(CH3OH)=0.75mol/L，c(H2)=-3Δc(CO2)=0.75mol/L，c(H2O)=c(CH3OH)=0.75mol/L，平衡时CH3OH的体积分数为×100%=30%；
(3)1mol甲醇完全燃烧生成CO2(g)、H2O(l)所放出的热量为甲醇的燃烧热，反应①2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)ΔH=-1275.6 kJ/mol，②H2O(l)=H2O(g)ΔH=+44.0 kJ/mol，根据盖斯定律可知，可得甲醇燃烧热的热化学方程式：CH3OH(l) +O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ∆H=kJ/mol=-725.8kJ/mol；
(4)由图可知，反应过程中A、B的物质的量都减少，C的物质的量增加，反应物未完全转化为生成物，说明该反应为可逆反应，且Δn(A)：Δn(B)：Δn(C)=8：4：6=4：2：3，故该反应化学方程式为4A+2B3C；反应自开始至平衡时Δc(A)=，反应速率v(A)==mol·L-1·min-1。
20. 硫酸是重要的化工材料，二氧化硫生成三氧化硫是工业制硫酸的重要反应之一。
(1)将0.050molSO2(g)和0.030molO2(g)放入容积为1L的密闭容器中发生下述反应：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)。在一定条件下达到平衡，测得c(SO3)=0.040mol·L-1。
①从平衡角度分析，采用过量O2的目的是___。
②对于气相反应，用某组分(B)的平衡分压(PB)代替其物质的量浓度(cB)也可以表示平衡常数（记作KP），已知：B的平衡分压=总压×平衡时B的物质的量分数，则该温度下Kp=__。（总压用P0表示）
③已知：K(300℃)＞K(350℃)，该反应是__热反应。若升高温度，则SO2的转化率__（填“增大”、“减小”或“不变”）。
(2)某温度下，SO2的平衡转化率(α)与体系总压强(P)的关系如图1。平衡状态由A变到B时，平衡常数K(A)__K(B)（填“＞”、“＜”或“=”）。

(3)如图2所示，保持温度不变，将2molSO2和1molO2加入甲容器中，将4molSO3加入乙容器中，隔板K不能移动。此时控制活塞P，使乙的容积为甲的2倍。
①若移动活塞P，使乙的容积和甲相等，达到新平衡时，SO3的体积分数甲__乙。(填“＜”“＞”或“=”)
②若保持乙中压强不变，向甲、乙容器中通入等质量的氦气，达到新平衡时，SO3的体积分数甲__乙。(填“＜”“＞”或“=”)
【答案】 (1). 提高二氧化硫的转化率 (2). (3). 放 (4). 减小 (5). = (6). ＜ (7). ＞
【解析】
【详解】(1)①从平衡角度分析采用过量O2的目的是，利用廉价原料提高物质转化率，加入氧气提高二氧化硫的转化率；
②平衡常数等于生成物浓度幂之积比上反应浓度幂之积，即K=，若用某组分(B)的平衡分压(PB)代替其物质的量浓度(cB)，可得Kp=；在一定条件下达到平衡，测得c(SO3)=0.040mol·L-1，根据三等式，容器的体积为1L；


则Kp==；
③K(300℃)＞K(450℃)，说明温度越高，平衡常数越小，反应逆向进行；升温，平衡向吸热反应方向进行，则正反应为放热反应；升温平衡逆向进行，SO2的转化率减小；
(2)平衡常数只受温度影响，与压强无关，平衡状态由A变到B时，二者温度相同，故平衡常数K(A)=K(B)；
(3)将2molSO2和1molO2加入甲容器中，将4molSO3加入乙容器中，隔板K不能移动．此时控制活塞P，使乙的容积为甲的2倍，则此时二者达到等效平衡；
①若移动活塞P，使乙的容积和甲相等，增大压强，平衡正向进行，SO3的体积分数增大，SO3的体积分数甲＜乙；
②甲为恒温恒容容器，加入氦气总压增大，分压不变，平衡不移动；乙中加入氦气，为保持恒压，体积增大，分压减小，平衡逆向进行，达到新平衡时，SO3的体积分数减小，所以SO3的体积分数甲＞乙。

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