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北京市首都师范大学附属中学昌平学校2023-2024学年高二上学期期中考试化学试卷（Word版附解析）
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本试卷共12页，100分。考试时长90分钟。考生务必将答案答在答题卡上，在试卷上作答无效。考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量：H1 O2 C12 N14 S32 Fe56 Mg24
第一部分
共21题，每题2分，共42分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。
1. 下列过程中，将电能转化为化学能的是
A. AB. BC. CD. D
【答案】B
【解析】
【详解】A．风力发电，将风能转化为电能，故不选A；
B．电解熔融氯化钠生成钠和氯气，将电能转化为化学能，故选B；
C．太阳能发电，将太阳能转化为电能，故不选C；
D．天然气烧水，将化学能转化为热能，故不选D；
选B。
2. 下列关于反应热的描述正确的是
A. 需要加热才能进行的反应为吸热反应
B. 生成物总能量大于反应物总能量，该反应为放热反应
C. 反应热的大小与反应物所具有的能量和生成物所具有的能量无关
D. 化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关，而与反应途径无关
【答案】D
【解析】
【详解】A．某些放热反应需要加热引发才能进行，A错误；
B．生成物总能量大于反应物总能量，该反应为吸热反应，B错误；
C．反应热的大小与反应物所具有的能量和生成物所具有的能量有关，C错误；
D．化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关，而与反应途径无关，D正确；
答案选D。
3. 一定温度下的密闭容器中，可逆反应达到平衡状态的标志是
A. N2、H2、NH3在容器中共存
B. 单位时间内生成nmlN2，同时生成3nmlH2
C. 浓度商等于化学平衡常数
D. 体系内物质的总质量不变
【答案】C
【解析】
【详解】A．N2、H2、NH3在容器中共存，不能判断浓度是否还在改变，反应不一定平衡，故不选A；
B．单位时间内生成nmlN2，同时生成3nmlH2，不能判断正逆反应速率是否相等，反应不一定平衡，故不选B；
C．浓度商等于化学平衡常数，即Q=K，反应一定达到平衡状态，故选C；
D．气体总质量是恒量，体系内物质的总质量不变，反应不一定平衡，故不选D；
选C。
4. 反应mA(g)+nB(g)⇌pC(g)在某温度下的化学平衡常数为K，下列说法正确的是
A. 其他条件不变，升高温度，K值一定增大
B. 其他条件不变，增大B(g)的浓度，K值一定增大
C. 其他条件不变，减小压强，K值一定减小
D. 温度不变，K值一定不变
【答案】D
【解析】
【详解】A．正反应是吸热反应，温度越高，K值越大；正反应是放热反应，温度越高，K值越小，所以升高温度，K值不一定增大，A错误；
B．K值只与温度有关，与浓度无关，B错误；
C．K值只与温度有关，与压强无关，C错误；
D．K值只与温度有关，温度不变，K值不变，D正确；
故选D。
5. 下列关于化学反应方向的说法正确的是
A. 凡是放热反应都是自发反应B. 凡是熵增大的反应都是自发反应
C. 凡是吸热反应都不是自发反应D. 反应是否自发，需要综合考虑反应焓变和熵变
【答案】D
【解析】
【详解】A．若放热反应为熵减反应，当温度较高时，反应不一定能自发进行，A不正确；
B．若熵增反应为吸热反应，在低温时反应难以自发进行，B不正确；
C．若吸热反应的熵值增大，则在高温时可能自发进行，C不正确；
D．反应是否能自发进行，需要从焓判据和熵判据进行综合分析，D正确；
故选D。
6. 如图是某装置示意图，下列说法不正确的是
A. 盐桥的作用是离子导体B. 负极反应物上发生还原反应
C. 正极发生的反应是 Cu2++2e-=CuD. Zn2+、都没有参与电极反应
【答案】B
【解析】
【详解】A．为平衡两烧杯中溶液的电性，常使用盐桥，盐桥的作用是离子导体，A正确；
B．在原电池负极上，反应物失电子发生氧化反应，B不正确；
C．在原电池的正极，Cu2+得电子生成Cu，发生的反应是 Cu2++2e-=Cu，C正确；
D．在电解质溶液中，负极Zn失电子生成Zn2+，正极Cu2+得电子生成Cu，Zn2+、都没有参与电极反应，D正确；
故选B。
7. 对室温下的反应 H2O2+2HI=I2+2H2O 测得如下数据，0~20s间的反应速率 v(H2O2)为
A. 0.001ml·L-1·s-1B. 0.004ml·L-1·s-1C. 0.005ml·L-1·s-1D. 0.008ml·L-1·s-1
【答案】A
【解析】
【详解】从表中可以看出，0~20s之间，c(H2O2)由0.1ml/L减小到0.08ml/L，则v(H2O2)== 0.001ml·L-1·s-1，故选A。
8. H2与N2在催化剂表面生成 NH3，反应历程及能量变化示意如下。
下列说法不正确的是
A. ①→②吸收能量
B. ②→③形成了N-H 键
C. 该催化剂可提高NH3的平衡产率
D. 该反应为放热反应
【答案】C
【解析】
【详解】A．从图中可知，状态①的总能量比状态②的低，故①→②过程中需要吸收能量，故Ａ正确；
B．从图中可知：①→②是N2、H2分别分解成N原子和H原子，则②→③是N原子和H原子结合成NH3分子的过程，故②→③形成了N-H 键，故B正确；
C．催化剂只能改变反应速率，并不能使化学平衡发生移动，故不能提高NH3的平衡产率，故C不正确；
D．比较状态①和状态③可知，状态①的总能量比状态③的总能量高，故该反应为放热反应，故D正确；
故答案为：C。
9. 在2L的密闭容器中发生反应4A(s)+3B(g)=2C(g)+D(g)，2min后，B减少了1.2ml。下列叙述不正确的是
A. 2min内D增加了0.2mlB. 2min内
C. v(B)∶v(C)∶v(D)=3∶2∶1D. 2min内
【答案】A
【解析】
【详解】A．根据物质反应的物质的量之比等于系数之比，2min内B减少1.2ml，则D增加了0.4ml，故A错误；
B．2min内，，故B正确；
C．根据速率之比等于系数之比，v(B)∶v(C)∶v(D)=3∶2∶1，故C正确；
D．根据速率之比等于系数之比，v(B)=0.3 ，则v(C)=0.2 ，故D正确；
答案选A。
10. 下列说法中，正确的是
A. 反应产物的总能量大于反应物的总能量时，△H< 0
B. 已知反应H2 (g)＋I2(g)2HI(g)平衡常数为K，则2H2 (g)＋2I2(g) 4HI(g)的平衡常数为2K
C. ΔH＜0、ΔS＞0的反应在温度低时不能自发进行
D. 在其他外界条件不变的情况下，使用催化剂，不能改变化学反应进行的方向
【答案】D
【解析】
【详解】A．反应产物的总能量大于反应物的总能量时，反应是吸热反应，△H> 0，A错误；
B．已知反应H2 (g)＋I2(g) 2HI(g)平衡常数为K，，则2H2 (g)＋2I2(g) 4HI(g)的平衡常数，B错误；
C．若反应ΔH＜0、ΔS＞0，则ΔG=ΔH-tΔS<0，因此在温度低时也能自发进行，C错误；
D．在其他外界条件不变的情况下，使用催化剂，可以改变反应速率，由于使正反应速率和逆反应速率改变的倍数相同，因此只能缩短达到平衡的时间，氮不能改变化学反应进行的方向，D正确。
故选D。
11. 锡是大名鼎鼎“五金”——金、银、铜、铁、锡之一。早在远古时代，人们便发现并使用锡了。
灰锡(以粉末状存在)和白锡是锡的两种同素异形体。
已知：①Sn(s，白)+2HCl(aq)=SnCl₂(aq)+H₂(g) △H1
②Sn(s，灰)+2HCl(aq)=SnCl₂(aq)+H₂(g) △H₂
③Sn(s，灰)白) △H₃=+2.1kJ/ml
下列说法正确的是
A. △H₁>△H₂
B. 锡在室温下以灰锡状态存在
C. 锡制器皿长期处在低于13.2℃的环境中，会自行损坏
D. 灰锡转化为白锡的反应是放热反应
【答案】C
【解析】
【详解】A．Sn(s，灰)白) △H₃=+2.1kJ/ml，灰锡能量小于白锡，等物质的量的白锡与盐酸反应放出的热量大于灰锡，则△H₁<△H₂，故A错误；
B．根据Sn(s，灰)白)，锡在室温下以白锡状态存在，故B错误；
C．根据Sn(s，灰)白)，锡制器皿长期处在低于13.2℃的环境中，会自行损坏，故C正确；
D．Sn(s，灰)白) △H₃=+2.1kJ/ml，灰锡转化为白锡的反应是吸热反应，故D错误；
选C。
12. 氯碱工业的原理示意图如图所示。下列说法中不正确的是
A. 阳极发生的反应是：
B. 总反应为：2NaCl+2H2OH2↑+Cl2↑+2NaOH
C. 阳离子交换膜中Na+由左向右移动
D. 通电一段时间后，阴极区pH降低
【答案】D
【解析】
【分析】由图示可知，左电极为电解池阳极、右电极为阴极，电解饱和食盐水时阳极氯离子失电子生成氯气，阴极区发生反应。
【详解】A．电解饱和食盐水，阳极氯离子失电子生成氯气，阳极反应式为，故A正确；
B．电解饱和食盐水生成氢氧化钠、氢气、氯气，总反应为：2NaCl+2H2OH2↑+Cl2↑+2NaOH，故B正确；
C．电解池中阳离子向阴极移动，所以阳离子交换膜中Na+由左向右移动，故C正确；
D．通电一段时间后，阴极区发生反应，pH升高，故D错误；
选D。
13. 甲烷燃料电池的工作原理如图，下列说法正确的是
A. a极为正极
B. K+从a极经溶液流向b极
C. 工作一段时间后，b极附近的pH会减小
D. a极的电极反应为
【答案】B
【解析】
【分析】a电极通入甲烷，甲烷发生氧化反应，则a极为负极；b电极通入空气，氧气发生还原反应，b极为正极，据此解答。
【详解】A．a电极通入甲烷，甲烷发生氧化反应，则a极为负极，A错误；
B．a极为负极，b极为正极，K+从a极经溶液流向b极，B正确；
C．b电极通入空气，氧气发生还原反应，电极反应式为：O2+4e-+2H2O=4OH-，即生成OH-，碱性增强，则工作一段时间后，b极附近的pH会增大，C错误；
D．a电极通入甲烷，甲烷被氧化生成，则a极的电极反应为：，D错误；
故选B。
14. COCl2(g)CO(g) +Cl2(g) △H＞0，当反应达到平衡时，下列措施：①升温；②恒容通入惰性气体；③增加CO浓度；④减压；⑤加催化剂；⑥恒压通入惰性气体，能提高COCl2转化率的是
A. ①②④B. ①④⑥C. ②③⑤D. ③⑤⑥
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】①升温，平衡向吸热反应即正向移动，COCl2转化率增大，故①符合题意；②恒容通入惰性气体，压强虽增大，但浓度不变，平衡不移动，COCl2转化率不变，故②不符合题意；③增加CO浓度，平衡逆向移动，COCl2转化率降低，故③不符合题意；④减压，平衡向体积增大的反应方向移动即正向移动，COCl2转化率增大，故④符合题意；⑤加催化剂，速率增大，但平衡不移动，COCl2转化率不变，故⑤不符合题意；⑥恒压通入惰性气体，容器体积增大，相当于减小压强，平衡正向移动，COCl2转化率增大，故⑥符合题意；因此①④⑥符合题意，故B符合题意。
综上所述，答案为B。
15. 对于常温下发生的反应：，下列说法正确的是
A. 该反应是放热、熵增的反应
B. 由于反应需要“点燃”条件，因此可推断该反应在该条件下不是自发反应
C. 可根据计算是否小于0，判断常温下该反应是否自发反应
D. 该反应中的“点燃”条件，使反应从非自发反应变成自发反应，因此可以看到产生水珠的现象
【答案】C
【解析】
【详解】A．该反应，是放热反应，气体分子数减小，是熵减反应，故A错误；
B．反应式是否自发与反应条件是否需要“点燃”无关，故B错误；
C．<0时反应能自发进行，因此可根据计算是否小于0，判断常温下该反应是否自发反应，故C正确；
D．因为该反应△H<0、△S<0，所以该反应低温自发，与是否点燃无关，故D错误；
选C。
16. 向溶液中加入少量KI溶液，反应历程是：
i.
ii.
H2O2分解反应过程中能量变化和不同时刻测得生成的体积(已折算为标准状况)如下图所示。
下列说法不正确的是
A. 0~10min的平均反应速率：
B. KI的加入改变了分解反应的反应历程
C. KI的加入降低了反应的活化能，因此提高了反应速率
D. KI是分解反应的催化剂
【答案】A
【解析】
【详解】A．0~10min生成氧气的物质的量为9×10-4ml，反应消耗双氧水的物质的量为1.8×10-3ml，平均反应速率，故A错误；
B．KI是该反应催化剂，加入KI改变了分解反应的反应历程，故B正确；
C．KI是该反应的催化剂，KI的加入降低了反应的活化能，因此提高了反应速率，故C正确；
D．第一步反应消耗I-、第二步反应生成I-，KI是分解反应的催化剂，故D正确；
选A。
17. 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，负极的电极反应式：，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。
18. 电解Na2SO4溶液制备NaOH和H2SO4的装置示意图如下。
下列说法不正确的是
A. I区溶液pH下降
B. Ⅲ区发生电极反应：
C. 理论上，每生成1 ml NaOH，同时生成0.5mlH2SO4
D. 离子交换膜a为阳离子交换膜
【答案】D
【解析】
【分析】电解槽中右侧电极为阴极、左侧电极为阳极，阳极上水失电子生成氧气和氢离子，电极反应为:2H2O-4e-=O2↑+4H+，阴极上水发生得电子的还原反应生成氢气，电极反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，则钠离子通过离子交换膜生成NaOH、b为阳离子交换膜，硫酸根通过离子交换膜a生成硫酸a为阴离子交换膜，据此分析解答。
【详解】A．Ⅰ区为阳极，电极反应为:2H2O-4e-=O2↑+4H+，故pH下降，A正确；
B．Ⅲ区为阴极，发生电极反应：，B正确；
C．根据电极反应分析可知，氢离子的生成和氢氧根的生成与电子转移有：，故理论上每生成1 ml NaOH，同时生成0.5mlH2SO4，C正确；
D．a为阴离子交换膜，允许硫酸根离子移向阳极，D错误；
故选D。
19. 利用天然气水蒸气重整制H2的反应为。每次只改变一种条件(X)，其它条件不变，CH4的平衡转化率φ随X的变化趋势如图所示。下列说法正确的是
A. X为温度时，φ的变化趋势为曲线N
B. X为压强时，φ的变化趋势为曲线M
C. X为投料比时，φ的变化趋势为曲线M
D. 某条件下，若CH4(g)、H2O(g)初始浓度均为0.2ml/L，φ=25%则K=3/400
【答案】D
【解析】
【详解】A．X 为温度时，升高温度，平衡正向移动，CH4 的平衡转化率φ增大，则φ 的变化趋势为曲线 M，故A错误；
B．X 为压强时，增大压强，平衡逆向移动，CH4 的平衡转化率φ减小，则φ的变化趋势为曲线 N，故B错误；
C．X为投料比时，增大CH4的物质的量，虽然平衡正向移动，但CH4的平衡转化率φ减小，则φ的变化趋势为曲线 N，故C错误；
D．某条件下，若 CH4(g)、H2O(g)初始浓度均为 0.2ml/L，φ=25%，则平衡时CH4(g)、H2O(g)、CO(g)、H2(g) 的物质的量浓度分别为0.15ml/L、0.15ml/L、0.05ml/L、0.15ml/L，K==，故D正确；
故选D。
20. 钒电池是目前发展势头强劲的绿色环保储能电池之一，其工作原理如图所示，放电时电子由B极一侧向A极移动，电解质溶液含硫酸。常见的含钒阳离子颜色如下表所示。
下列说法不正确的是
A. 放电时，负极上发生反应的电极反应是：
B. 放电时，通过离子交换膜由B极一侧向A极移动
C. 充电时，电池总反应为
D. 当充电完毕后，右侧的储液罐内溶液颜色为紫色
【答案】C
【解析】
【分析】放电时电子由B极一侧向A极移动，则B为负极，A为正极。
【详解】A．放电时，负极失电子，发生氧化反应，电极反应式为：，故A正确；
B．放电时，阳离子向正极移动，电解质溶液含硫酸，所以通过离子交换膜由B极一侧向A极移动，故B正确；
C．放电时，V2+转化为V3+，则充电时，V3+转化为V2+，即V3+和VO2+发生反应生成V2+和，电池总反应为：，故C错误；
D．充电时，右侧发生的反应为V3++e-=V2+，则充电完毕后，右侧的储液罐内溶液颜色为紫色，故D正确；
故选C。
21. 氯化氢直接氧化制氯气的反应是：。下图为在恒容密闭容器中，当进料浓度比分别等于1∶1(X)、4∶1(Y)、7∶1(Z)时，HCl平衡转化率随温度变化的关系：
以下说法不正确的是
A. 其他条件相同时，)越大，HCl的平衡转化率越低
B. =1:1时，的平衡转化率约为25%
C. 该反应的
D
【答案】D
【解析】
【详解】A．根据图示，其他条件相同时，越大，HCl的平衡转化率越低，A正确；
B．时，HCl的平衡转化率约为100%，设进料浓度，根据反应方程式可知O2的浓度变化量为，则O2的平衡转化率约为，B正确；
C．由图可知，当进料浓度比一定时，升高温度，HCl的平衡转化率减小，说明升高温度，平衡逆向移动，则该反应的，C正确；
D．升高温度，HCl的平衡转化率减小，说明升高温度，平衡逆向移动，平衡常数K减小，则，D错误；
故选D。
第二部分
本部分共6题，共58分。
22. 某同学设计如图所示原电池装置。
（1）该装置将a反应所释放的能量转化为了电能，写出a反应的离子方程式_______。
（2）负极反应物是_______。
（3）正极反应的电极反应式是_______。
（4）导线中电子的流向是(填“从右向左”或者“从左向右”，下同)_______盐桥中阳离子的流向是_______。
（5）若将左烧杯中的石墨换成铁，是否仍能组成原电池装置？请说明理由：_______。
【答案】（1）
（2）I- （3）
（4） ①. 从右向左 ②. 从右向左
（5）不能；因为Fe失电子能力强于碘离子，Fe将与铁离子直接发生氧化还原反应生成亚铁离子
【解析】
【小问1详解】
由题意可知，氯化铁与碘化钾反应生成氯化亚铁和碘单质，故离子方程式为；
【小问2详解】
负极发生氧化反应，失去电子，化合价升高，故负极反应物为I-；
【小问3详解】
正极发生还原反应，得到电子，化合价降低，故电极反应式为；
【小问4详解】
原电池工作时，电子由负极经导线流向正极，即从右向左，盐桥中的阳离子流向正极，即从右向左；
【小问5详解】
若将左烧杯中的石墨换成铁，不能形成原电池，因为Fe失电子能力强于碘离子，Fe将与铁离子直接发生氧化还原反应生成亚铁离子。
23. 某小组同学用下图装置在钢制钥匙上镀铜。观察到钥匙表面迅速变红，同时有细小气泡产生。30s后取出钥匙检验，镀层较好。
(1)与电源正极相连的是___________(填“精铜”或者“钥匙”)。
(2)钥匙上发生的电极反应式是___________。
(3)该装置中，精铜的作用是(选填序号)___________。
a．阳极反应物b．阳极材料c．阴极反应物
d．阴极材料e．电子导体f．离子导体
(4)钥匙表面产生的细小气泡可能是___________。
【答案】 ①. 精铜 ②. Cu2++2e-=Cu ③. a、b、e ④. H2
【解析】
【分析】本实验的目的，是在钢制钥匙上镀铜，从现象“钥匙表面迅速变红，同时有细小气泡产生”可以看出，电镀效果良好，但有副反应发生。在钢制钥匙上镀铜，钢制钥匙应作阴极，在其表面上Cu2+得电子生成Cu并附着，精铜应作阳极，电镀液中应含有Cu2+。
【详解】(1)与电源正极相连的是电镀池的阳极，从以上分析可知，阳极应为精铜。答案为：精铜；
(2)钥匙应作阴极，在其表面上Cu2+得电子生成Cu，发生的电极反应式是Cu2++2e-=Cu。答案为：Cu2++2e-=Cu；
(3)该装置中，精铜作阳极，是阳极反应物、阳极材料、电子导体，故其作用是a、b、e。答案为：a、b、e；
(4)钥匙表面产生的细小气泡应为H2，可能是溶液中的H+得电子生成。答案为：H2。
【点睛】电镀时，镀件应作阴极，与电源的负极相连，镀层金属应作阳极，与电源的正极相连，电镀液应为含有镀层金属离子的电解质。
24. 某小组同学欲探究浓度对平衡的影响设计了如下实验： 已知：Fe3++3SCN-Fe(SCN)3K≈105
(1)i 中观察到的现象是___________，请结合化学用语用平衡移动原理进行解释___________。
(2)ii 中观察到溶液血红色变浅，接近无色，原因是铁粉参与了反应：___________，减小了 c(Fe3+)，使平衡向逆反应方向移动。
(3)iii 中观察到溶液红色褪去，对此现象产生的原因进行探究：
①甲同学查阅文献后推测：草酸根(C2O)具有还原性，可能与 Fe3+反应，产生一种气体，该气体的化学式是___________。
②乙同学查阅文献后推测：Fe3+可能与 C2O反应产生 Fe(C2O4) (黄色)。
用灵敏试剂检验试管 iii 中产物，未检出 Fe2+，进一步论证后证实乙同学的推测较为合理。但是甲同学在 12 小时后检验 iii 中产物，检出了 Fe2+，对此现象的合理解释是___________。
(4)实验 iv 是___________的对照实验。
a.实验i b.实验ii c.实验 iii
【答案】 ① 溶液血红色加深 ②. 对于平衡：Fe3++3SCN- Fe(SCN)3，增大 c(Fe3+)，平衡向正反应方向移动，c[Fe(SCN)3]增加，溶液血红色加深 ③. Fe+2Fe3+=3Fe2+ ④. CO2 ⑤. Fe3+与 C2O发生氧化还原反应速率较慢，Fe3+与 C2O反应产生 Fe(C2O4)速率较快 ⑥. a、c
【解析】
【分析】(1)i 中增大Fe3+的浓度，Fe3++3SCN-Fe(SCN)3平衡正向移动；
(2)铁粉把Fe3+还原为Fe2+；
(3)草酸根(C2O)具有还原性，Fe3+具有氧化性，草酸根(C2O)能被Fe3+氧化；
(4) 实验 iv 滴加4滴蒸馏水，保证实验iv与实验i、实验 iii中KSCN的浓度相同。
【详解】(1) 对于平衡：Fe3++3SCN-Fe(SCN)3，增大 c(Fe3+)，平衡向正反应方向移动，c[Fe(SCN)3]增加，溶液血红色加深；
(2)铁粉把Fe3+还原为Fe2+，反应离子方程式是Fe+2Fe3+=3Fe2+，减小了 c(Fe3+)，使Fe3++3SCN-Fe(SCN)3平衡向逆反应方向移动，所以ii 中观察到溶液血红色变浅，接近无色；
(3)i①草酸根(C2O)能被 Fe3+氧化，碳元素化合价升高，所以产生气体的化学式是CO2；
②Fe3+与 C2O发生氧化还原反应速率较慢，Fe3+与 C2O反应产生 Fe(C2O4)速率较快，所以乙用灵敏试剂检验试管 iii 中产物，未检出 Fe2+，甲在 12 小时后检验 iii 中产物，检出了 Fe2+；
(4)实验 iv 滴加4滴蒸馏水，保证实验iv与实验i、实验 iii中KSCN的浓度相同，所以实验 iv是实验i、实验 iii的对照实验。
【点睛】本题考查影响化学平衡的因素，明确影响化学平衡移动的因素是解题关键，掌握浓度对化学平衡移动的影响，利用“控制变量法”研究浓度对化学平衡移动的影响。
25. 努力实现碳达峰、碳中和展现了我国积极参与和引领全球气候治理的大国担当。如图所示电解装置可将CO2转化为C2H4。该装置的电解质溶液为稀硫酸，电极材料为惰性电极。
（1）电极a是___________(填“阴极”或“阳极”)，发生___________反应(填“氧化”或“还原”)。
（2）电极b上发生的电极反应式是___________。
（3）电解过程中H+运动方向为___________(填“由a到b”或“由b到a”)，反应前后溶液中的n(H+)___________(填“增大”“减小”或“不变”)。
（4）电解的总反应方程式是___________，该反应是___________(填“自发”或“非自发”)反应。
【答案】（1） ①. 阴极 ②. 还原
（2）2H2O-4e-=4H++O2↑
（3） ①. 由b到a ②. 不变
（4） ①. ②. 非自发
【解析】
【小问1详解】
根据图示可知：CO2在a电极得到电子被还原为C2H4，所以a电极为阴极，a电极发生的反应为还原反应；
【小问2详解】
在电极b上水电离产生的OH-失去电子变为O2逸出，最终达到平衡水附近溶液中c(H+)>c(OH-)，电解质溶液显酸性，故b电极的反应式为：2H2O-4e-=4H++O2↑；
小问3详解】
在电解过程中阳离子H+会不断由电极b向阴极即电极a方向移动；在a电极发生反应：2CO2+12e-+12H+=C2H4+4H2O，在b电极发生反应：2H2O-4e-=4H++O2↑，在同一闭合回路中电子转移数目相等，可得总反应方程式为：，可见反应前后溶液中的n(H+)不变；
【小问4详解】
根据上述分析可知该电解总反应方程式为。在该反应是体系混乱程度增大的吸热反应，△H>0，△S>0，因此该反应在常温下不能自发进行，属于非自发反应。
26. 羰基硫(COS)可用做粮食熏蒸剂，通过H2S与CO在一定条件下制得：。
（1）在2L的密闭容器中充入一定量的H2S和CO发生上述反应，测得如下数据：
①150℃时K的数值为_______.
②400℃时，则平衡时n(CO)=_______ml。
（2）150℃时，测得t时刻体系中各组分的浓度如下表：
此时上述反应的反应进行方向为______(填“正反应方向”或者“逆反应方向”)，理由是______。
（3）任意写出2条能使平衡转化率增大的措施_______。
（4）如下图所示，在其他条件保持不变的情况下，曲线i为相同时间内不同温度下的转化率，曲线ii为不同温度下的平衡转化率：
曲线ii中，随温度升高，的平衡转化率降低的原因是_______。
【答案】（1） ①. ②. 16
（2） ①. 正反应方向 ②. Q=
（3）增大CO浓度、降低温度
（4）正反应放热，升高温度，平衡逆向移动
【解析】
【小问1详解】
①150℃时， ，K的数值为；
②400℃时，，，x=2，则平衡时c(CO)=8ml/L，n(CO)=16 ml。
【小问2详解】
此时Q=，所以上述反应的反应进行方向为正反应方向。
【小问3详解】
增大CO浓度，平衡正向移动，平衡转化率增大；正反应放热，降低温度，平衡正向移动，能使平衡转化率增大。
【小问4详解】
正反应放热，升高温度，平衡逆向移动，随温度升高，的平衡转化率降低。
27. 的资源化利用是“减少碳排放”背景下的科学研究热点。
I.我国科研人员提出了由和转化为高附加值产品CH3COOH的催化反应历程。该历程示意图如下。
（1）用化学方程式表示该过程_______，该反应为_______反应(填“吸热”或“放热”) 。
Ⅱ.利用甲烷化反应：进行热力学转化，
（2）已知：i.
ii.
写出CO2甲烷化反应的热化学方程式_______。
（3）CO2甲烷化反应的平衡常数的表达式K=_____________。温度升高，K_______(填“增大”或“减小”)。
（4）在下图中画出其他条件不变时，一段时间内，压强对CO2的转化率的影响示意图_______。
Ⅲ.电化学转化
多晶Cu可高效催化甲烷化，电解(制备的原理示意图如下。电解过程中温度控制在左右，持续通入，阴、阳极室的溶液的浓度基本保持不变。
（5）多晶Cu作_______(填“阴”或“阳”)极。
（6）阳极上发生的电极反应式是_______。
（7）阴离子交换膜中传导的离子是_______，移动方向是______________(填“从左向右”或者“从右向左”)。
【答案】（1） ①. +CH3COOH ②. 放热
（2） △H =-165.2kJ/ml
（3） ①. ②. 减小
（4） （5）阴
（6）4－4e−=O2↑+4CO2↑+2H2O
（7） ①. ②. 从右向左
【解析】
【小问1详解】
根据反应历程，该反应的化学方程式可表示为：+CH3COOH；反应物的总能量高于生成物的总能量，该反应为放热反应；
【小问2详解】
根据盖斯定律，2×反应i－反应ii可以得到，△H =-483.6kJ/ml×2-(-802kJ/ml)=-165.2kJ/ml，则二氧化碳甲烷化反应的热化学方程式为 △H =-165.2kJ/ml；
【小问3详解】
由反应可知平衡常数表达式为K=；该反应△H=-165.2kJ/ml＜0，温度升高平衡逆向移动K减小；
【小问4详解】
该反应正向气体分子数减小，增大压强平衡正向移动，二氧化碳的转化率增大，压强对CO2的转化率的影响示意图；
【小问5详解】
多晶Cu可高效催化CO2甲烷化，通入二氧化碳生成甲烷、碳酸氢钾，C元素化合价下降，说明电解过程中多晶Cu电极做电解池阴极；
【小问6详解】
电解过程中阳极溶液中的碳酸氢根离子失电子，生成氧气和二氧化碳气体，电极反应为：4－4e−=O2↑+4CO2↑+2H2O；
【小问7详解】
阴极发生反应：9CO2＋8e−＋6H2O═CH4＋8，生成的从右向左通过阴离子交换膜进入阳极室。A.风力发电
B.电解熔融氯化钠
C.太阳能发电
D.天然气烧水
t/s
c(H2O2)/ml/L
0
0.1
20
0.08
t/min
0
5
10
15
20
V(O₂)/mL
0.0
12.6
20.16
28.0
32.7
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
离子种类
颜色
黄色
蓝色
绿色
紫色
实验
温度℃
起始时
平衡时
n(CO)/ml
n(H₂S)/ml
n(CO)/ml
1
150
10.0
10.0
7.0
2
400
20.0
20.0
温度/℃
t时刻
c(CO)/ml·L-1
c(H₂S)/ml·L-1
c(COS)/ml·L-1
c(H₂)ml·L-1
150
7.0
8.0
2.0
4.5
本试卷共12页，100分。考试时长90分钟。考生务必将答案答在答题卡上，在试卷上作答无效。考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量：H1 O2 C12 N14 S32 Fe56 Mg24
第一部分
共21题，每题2分，共42分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。
1. 下列过程中，将电能转化为化学能的是
A. AB. BC. CD. D
【答案】B
【解析】
【详解】A．风力发电，将风能转化为电能，故不选A；
B．电解熔融氯化钠生成钠和氯气，将电能转化为化学能，故选B；
C．太阳能发电，将太阳能转化为电能，故不选C；
D．天然气烧水，将化学能转化为热能，故不选D；
选B。
2. 下列关于反应热的描述正确的是
A. 需要加热才能进行的反应为吸热反应
B. 生成物总能量大于反应物总能量，该反应为放热反应
C. 反应热的大小与反应物所具有的能量和生成物所具有的能量无关
D. 化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关，而与反应途径无关
【答案】D
【解析】
【详解】A．某些放热反应需要加热引发才能进行，A错误；
B．生成物总能量大于反应物总能量，该反应为吸热反应，B错误；
C．反应热的大小与反应物所具有的能量和生成物所具有的能量有关，C错误；
D．化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关，而与反应途径无关，D正确；
答案选D。
3. 一定温度下的密闭容器中，可逆反应达到平衡状态的标志是
A. N2、H2、NH3在容器中共存
B. 单位时间内生成nmlN2，同时生成3nmlH2
C. 浓度商等于化学平衡常数
D. 体系内物质的总质量不变
【答案】C
【解析】
【详解】A．N2、H2、NH3在容器中共存，不能判断浓度是否还在改变，反应不一定平衡，故不选A；
B．单位时间内生成nmlN2，同时生成3nmlH2，不能判断正逆反应速率是否相等，反应不一定平衡，故不选B；
C．浓度商等于化学平衡常数，即Q=K，反应一定达到平衡状态，故选C；
D．气体总质量是恒量，体系内物质的总质量不变，反应不一定平衡，故不选D；
选C。
4. 反应mA(g)+nB(g)⇌pC(g)在某温度下的化学平衡常数为K，下列说法正确的是
A. 其他条件不变，升高温度，K值一定增大
B. 其他条件不变，增大B(g)的浓度，K值一定增大
C. 其他条件不变，减小压强，K值一定减小
D. 温度不变，K值一定不变
【答案】D
【解析】
【详解】A．正反应是吸热反应，温度越高，K值越大；正反应是放热反应，温度越高，K值越小，所以升高温度，K值不一定增大，A错误；
B．K值只与温度有关，与浓度无关，B错误；
C．K值只与温度有关，与压强无关，C错误；
D．K值只与温度有关，温度不变，K值不变，D正确；
故选D。
5. 下列关于化学反应方向的说法正确的是
A. 凡是放热反应都是自发反应B. 凡是熵增大的反应都是自发反应
C. 凡是吸热反应都不是自发反应D. 反应是否自发，需要综合考虑反应焓变和熵变
【答案】D
【解析】
【详解】A．若放热反应为熵减反应，当温度较高时，反应不一定能自发进行，A不正确；
B．若熵增反应为吸热反应，在低温时反应难以自发进行，B不正确；
C．若吸热反应的熵值增大，则在高温时可能自发进行，C不正确；
D．反应是否能自发进行，需要从焓判据和熵判据进行综合分析，D正确；
故选D。
6. 如图是某装置示意图，下列说法不正确的是
A. 盐桥的作用是离子导体B. 负极反应物上发生还原反应
C. 正极发生的反应是 Cu2++2e-=CuD. Zn2+、都没有参与电极反应
【答案】B
【解析】
【详解】A．为平衡两烧杯中溶液的电性，常使用盐桥，盐桥的作用是离子导体，A正确；
B．在原电池负极上，反应物失电子发生氧化反应，B不正确；
C．在原电池的正极，Cu2+得电子生成Cu，发生的反应是 Cu2++2e-=Cu，C正确；
D．在电解质溶液中，负极Zn失电子生成Zn2+，正极Cu2+得电子生成Cu，Zn2+、都没有参与电极反应，D正确；
故选B。
7. 对室温下的反应 H2O2+2HI=I2+2H2O 测得如下数据，0~20s间的反应速率 v(H2O2)为
A. 0.001ml·L-1·s-1B. 0.004ml·L-1·s-1C. 0.005ml·L-1·s-1D. 0.008ml·L-1·s-1
【答案】A
【解析】
【详解】从表中可以看出，0~20s之间，c(H2O2)由0.1ml/L减小到0.08ml/L，则v(H2O2)== 0.001ml·L-1·s-1，故选A。
8. H2与N2在催化剂表面生成 NH3，反应历程及能量变化示意如下。
下列说法不正确的是
A. ①→②吸收能量
B. ②→③形成了N-H 键
C. 该催化剂可提高NH3的平衡产率
D. 该反应为放热反应
【答案】C
【解析】
【详解】A．从图中可知，状态①的总能量比状态②的低，故①→②过程中需要吸收能量，故Ａ正确；
B．从图中可知：①→②是N2、H2分别分解成N原子和H原子，则②→③是N原子和H原子结合成NH3分子的过程，故②→③形成了N-H 键，故B正确；
C．催化剂只能改变反应速率，并不能使化学平衡发生移动，故不能提高NH3的平衡产率，故C不正确；
D．比较状态①和状态③可知，状态①的总能量比状态③的总能量高，故该反应为放热反应，故D正确；
故答案为：C。
9. 在2L的密闭容器中发生反应4A(s)+3B(g)=2C(g)+D(g)，2min后，B减少了1.2ml。下列叙述不正确的是
A. 2min内D增加了0.2mlB. 2min内
C. v(B)∶v(C)∶v(D)=3∶2∶1D. 2min内
【答案】A
【解析】
【详解】A．根据物质反应的物质的量之比等于系数之比，2min内B减少1.2ml，则D增加了0.4ml，故A错误；
B．2min内，，故B正确；
C．根据速率之比等于系数之比，v(B)∶v(C)∶v(D)=3∶2∶1，故C正确；
D．根据速率之比等于系数之比，v(B)=0.3 ，则v(C)=0.2 ，故D正确；
答案选A。
10. 下列说法中，正确的是
A. 反应产物的总能量大于反应物的总能量时，△H< 0
B. 已知反应H2 (g)＋I2(g)2HI(g)平衡常数为K，则2H2 (g)＋2I2(g) 4HI(g)的平衡常数为2K
C. ΔH＜0、ΔS＞0的反应在温度低时不能自发进行
D. 在其他外界条件不变的情况下，使用催化剂，不能改变化学反应进行的方向
【答案】D
【解析】
【详解】A．反应产物的总能量大于反应物的总能量时，反应是吸热反应，△H> 0，A错误；
B．已知反应H2 (g)＋I2(g) 2HI(g)平衡常数为K，，则2H2 (g)＋2I2(g) 4HI(g)的平衡常数，B错误；
C．若反应ΔH＜0、ΔS＞0，则ΔG=ΔH-tΔS<0，因此在温度低时也能自发进行，C错误；
D．在其他外界条件不变的情况下，使用催化剂，可以改变反应速率，由于使正反应速率和逆反应速率改变的倍数相同，因此只能缩短达到平衡的时间，氮不能改变化学反应进行的方向，D正确。
故选D。
11. 锡是大名鼎鼎“五金”——金、银、铜、铁、锡之一。早在远古时代，人们便发现并使用锡了。
灰锡(以粉末状存在)和白锡是锡的两种同素异形体。
已知：①Sn(s，白)+2HCl(aq)=SnCl₂(aq)+H₂(g) △H1
②Sn(s，灰)+2HCl(aq)=SnCl₂(aq)+H₂(g) △H₂
③Sn(s，灰)白) △H₃=+2.1kJ/ml
下列说法正确的是
A. △H₁>△H₂
B. 锡在室温下以灰锡状态存在
C. 锡制器皿长期处在低于13.2℃的环境中，会自行损坏
D. 灰锡转化为白锡的反应是放热反应
【答案】C
【解析】
【详解】A．Sn(s，灰)白) △H₃=+2.1kJ/ml，灰锡能量小于白锡，等物质的量的白锡与盐酸反应放出的热量大于灰锡，则△H₁<△H₂，故A错误；
B．根据Sn(s，灰)白)，锡在室温下以白锡状态存在，故B错误；
C．根据Sn(s，灰)白)，锡制器皿长期处在低于13.2℃的环境中，会自行损坏，故C正确；
D．Sn(s，灰)白) △H₃=+2.1kJ/ml，灰锡转化为白锡的反应是吸热反应，故D错误；
选C。
12. 氯碱工业的原理示意图如图所示。下列说法中不正确的是
A. 阳极发生的反应是：
B. 总反应为：2NaCl+2H2OH2↑+Cl2↑+2NaOH
C. 阳离子交换膜中Na+由左向右移动
D. 通电一段时间后，阴极区pH降低
【答案】D
【解析】
【分析】由图示可知，左电极为电解池阳极、右电极为阴极，电解饱和食盐水时阳极氯离子失电子生成氯气，阴极区发生反应。
【详解】A．电解饱和食盐水，阳极氯离子失电子生成氯气，阳极反应式为，故A正确；
B．电解饱和食盐水生成氢氧化钠、氢气、氯气，总反应为：2NaCl+2H2OH2↑+Cl2↑+2NaOH，故B正确；
C．电解池中阳离子向阴极移动，所以阳离子交换膜中Na+由左向右移动，故C正确；
D．通电一段时间后，阴极区发生反应，pH升高，故D错误；
选D。
13. 甲烷燃料电池的工作原理如图，下列说法正确的是
A. a极为正极
B. K+从a极经溶液流向b极
C. 工作一段时间后，b极附近的pH会减小
D. a极的电极反应为
【答案】B
【解析】
【分析】a电极通入甲烷，甲烷发生氧化反应，则a极为负极；b电极通入空气，氧气发生还原反应，b极为正极，据此解答。
【详解】A．a电极通入甲烷，甲烷发生氧化反应，则a极为负极，A错误；
B．a极为负极，b极为正极，K+从a极经溶液流向b极，B正确；
C．b电极通入空气，氧气发生还原反应，电极反应式为：O2+4e-+2H2O=4OH-，即生成OH-，碱性增强，则工作一段时间后，b极附近的pH会增大，C错误；
D．a电极通入甲烷，甲烷被氧化生成，则a极的电极反应为：，D错误；
故选B。
14. COCl2(g)CO(g) +Cl2(g) △H＞0，当反应达到平衡时，下列措施：①升温；②恒容通入惰性气体；③增加CO浓度；④减压；⑤加催化剂；⑥恒压通入惰性气体，能提高COCl2转化率的是
A. ①②④B. ①④⑥C. ②③⑤D. ③⑤⑥
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】①升温，平衡向吸热反应即正向移动，COCl2转化率增大，故①符合题意；②恒容通入惰性气体，压强虽增大，但浓度不变，平衡不移动，COCl2转化率不变，故②不符合题意；③增加CO浓度，平衡逆向移动，COCl2转化率降低，故③不符合题意；④减压，平衡向体积增大的反应方向移动即正向移动，COCl2转化率增大，故④符合题意；⑤加催化剂，速率增大，但平衡不移动，COCl2转化率不变，故⑤不符合题意；⑥恒压通入惰性气体，容器体积增大，相当于减小压强，平衡正向移动，COCl2转化率增大，故⑥符合题意；因此①④⑥符合题意，故B符合题意。
综上所述，答案为B。
15. 对于常温下发生的反应：，下列说法正确的是
A. 该反应是放热、熵增的反应
B. 由于反应需要“点燃”条件，因此可推断该反应在该条件下不是自发反应
C. 可根据计算是否小于0，判断常温下该反应是否自发反应
D. 该反应中的“点燃”条件，使反应从非自发反应变成自发反应，因此可以看到产生水珠的现象
【答案】C
【解析】
【详解】A．该反应，是放热反应，气体分子数减小，是熵减反应，故A错误；
B．反应式是否自发与反应条件是否需要“点燃”无关，故B错误；
C．<0时反应能自发进行，因此可根据计算是否小于0，判断常温下该反应是否自发反应，故C正确；
D．因为该反应△H<0、△S<0，所以该反应低温自发，与是否点燃无关，故D错误；
选C。
16. 向溶液中加入少量KI溶液，反应历程是：
i.
ii.
H2O2分解反应过程中能量变化和不同时刻测得生成的体积(已折算为标准状况)如下图所示。
下列说法不正确的是
A. 0~10min的平均反应速率：
B. KI的加入改变了分解反应的反应历程
C. KI的加入降低了反应的活化能，因此提高了反应速率
D. KI是分解反应的催化剂
【答案】A
【解析】
【详解】A．0~10min生成氧气的物质的量为9×10-4ml，反应消耗双氧水的物质的量为1.8×10-3ml，平均反应速率，故A错误；
B．KI是该反应催化剂，加入KI改变了分解反应的反应历程，故B正确；
C．KI是该反应的催化剂，KI的加入降低了反应的活化能，因此提高了反应速率，故C正确；
D．第一步反应消耗I-、第二步反应生成I-，KI是分解反应的催化剂，故D正确；
选A。
17. 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，负极的电极反应式：，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。
18. 电解Na2SO4溶液制备NaOH和H2SO4的装置示意图如下。
下列说法不正确的是
A. I区溶液pH下降
B. Ⅲ区发生电极反应：
C. 理论上，每生成1 ml NaOH，同时生成0.5mlH2SO4
D. 离子交换膜a为阳离子交换膜
【答案】D
【解析】
【分析】电解槽中右侧电极为阴极、左侧电极为阳极，阳极上水失电子生成氧气和氢离子，电极反应为:2H2O-4e-=O2↑+4H+，阴极上水发生得电子的还原反应生成氢气，电极反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，则钠离子通过离子交换膜生成NaOH、b为阳离子交换膜，硫酸根通过离子交换膜a生成硫酸a为阴离子交换膜，据此分析解答。
【详解】A．Ⅰ区为阳极，电极反应为:2H2O-4e-=O2↑+4H+，故pH下降，A正确；
B．Ⅲ区为阴极，发生电极反应：，B正确；
C．根据电极反应分析可知，氢离子的生成和氢氧根的生成与电子转移有：，故理论上每生成1 ml NaOH，同时生成0.5mlH2SO4，C正确；
D．a为阴离子交换膜，允许硫酸根离子移向阳极，D错误；
故选D。
19. 利用天然气水蒸气重整制H2的反应为。每次只改变一种条件(X)，其它条件不变，CH4的平衡转化率φ随X的变化趋势如图所示。下列说法正确的是
A. X为温度时，φ的变化趋势为曲线N
B. X为压强时，φ的变化趋势为曲线M
C. X为投料比时，φ的变化趋势为曲线M
D. 某条件下，若CH4(g)、H2O(g)初始浓度均为0.2ml/L，φ=25%则K=3/400
【答案】D
【解析】
【详解】A．X 为温度时，升高温度，平衡正向移动，CH4 的平衡转化率φ增大，则φ 的变化趋势为曲线 M，故A错误；
B．X 为压强时，增大压强，平衡逆向移动，CH4 的平衡转化率φ减小，则φ的变化趋势为曲线 N，故B错误；
C．X为投料比时，增大CH4的物质的量，虽然平衡正向移动，但CH4的平衡转化率φ减小，则φ的变化趋势为曲线 N，故C错误；
D．某条件下，若 CH4(g)、H2O(g)初始浓度均为 0.2ml/L，φ=25%，则平衡时CH4(g)、H2O(g)、CO(g)、H2(g) 的物质的量浓度分别为0.15ml/L、0.15ml/L、0.05ml/L、0.15ml/L，K==，故D正确；
故选D。
20. 钒电池是目前发展势头强劲的绿色环保储能电池之一，其工作原理如图所示，放电时电子由B极一侧向A极移动，电解质溶液含硫酸。常见的含钒阳离子颜色如下表所示。
下列说法不正确的是
A. 放电时，负极上发生反应的电极反应是：
B. 放电时，通过离子交换膜由B极一侧向A极移动
C. 充电时，电池总反应为
D. 当充电完毕后，右侧的储液罐内溶液颜色为紫色
【答案】C
【解析】
【分析】放电时电子由B极一侧向A极移动，则B为负极，A为正极。
【详解】A．放电时，负极失电子，发生氧化反应，电极反应式为：，故A正确；
B．放电时，阳离子向正极移动，电解质溶液含硫酸，所以通过离子交换膜由B极一侧向A极移动，故B正确；
C．放电时，V2+转化为V3+，则充电时，V3+转化为V2+，即V3+和VO2+发生反应生成V2+和，电池总反应为：，故C错误；
D．充电时，右侧发生的反应为V3++e-=V2+，则充电完毕后，右侧的储液罐内溶液颜色为紫色，故D正确；
故选C。
21. 氯化氢直接氧化制氯气的反应是：。下图为在恒容密闭容器中，当进料浓度比分别等于1∶1(X)、4∶1(Y)、7∶1(Z)时，HCl平衡转化率随温度变化的关系：
以下说法不正确的是
A. 其他条件相同时，)越大，HCl的平衡转化率越低
B. =1:1时，的平衡转化率约为25%
C. 该反应的
D
【答案】D
【解析】
【详解】A．根据图示，其他条件相同时，越大，HCl的平衡转化率越低，A正确；
B．时，HCl的平衡转化率约为100%，设进料浓度，根据反应方程式可知O2的浓度变化量为，则O2的平衡转化率约为，B正确；
C．由图可知，当进料浓度比一定时，升高温度，HCl的平衡转化率减小，说明升高温度，平衡逆向移动，则该反应的，C正确；
D．升高温度，HCl的平衡转化率减小，说明升高温度，平衡逆向移动，平衡常数K减小，则，D错误；
故选D。
第二部分
本部分共6题，共58分。
22. 某同学设计如图所示原电池装置。
（1）该装置将a反应所释放的能量转化为了电能，写出a反应的离子方程式_______。
（2）负极反应物是_______。
（3）正极反应的电极反应式是_______。
（4）导线中电子的流向是(填“从右向左”或者“从左向右”，下同)_______盐桥中阳离子的流向是_______。
（5）若将左烧杯中的石墨换成铁，是否仍能组成原电池装置？请说明理由：_______。
【答案】（1）
（2）I- （3）
（4） ①. 从右向左 ②. 从右向左
（5）不能；因为Fe失电子能力强于碘离子，Fe将与铁离子直接发生氧化还原反应生成亚铁离子
【解析】
【小问1详解】
由题意可知，氯化铁与碘化钾反应生成氯化亚铁和碘单质，故离子方程式为；
【小问2详解】
负极发生氧化反应，失去电子，化合价升高，故负极反应物为I-；
【小问3详解】
正极发生还原反应，得到电子，化合价降低，故电极反应式为；
【小问4详解】
原电池工作时，电子由负极经导线流向正极，即从右向左，盐桥中的阳离子流向正极，即从右向左；
【小问5详解】
若将左烧杯中的石墨换成铁，不能形成原电池，因为Fe失电子能力强于碘离子，Fe将与铁离子直接发生氧化还原反应生成亚铁离子。
23. 某小组同学用下图装置在钢制钥匙上镀铜。观察到钥匙表面迅速变红，同时有细小气泡产生。30s后取出钥匙检验，镀层较好。
(1)与电源正极相连的是___________(填“精铜”或者“钥匙”)。
(2)钥匙上发生的电极反应式是___________。
(3)该装置中，精铜的作用是(选填序号)___________。
a．阳极反应物b．阳极材料c．阴极反应物
d．阴极材料e．电子导体f．离子导体
(4)钥匙表面产生的细小气泡可能是___________。
【答案】 ①. 精铜 ②. Cu2++2e-=Cu ③. a、b、e ④. H2
【解析】
【分析】本实验的目的，是在钢制钥匙上镀铜，从现象“钥匙表面迅速变红，同时有细小气泡产生”可以看出，电镀效果良好，但有副反应发生。在钢制钥匙上镀铜，钢制钥匙应作阴极，在其表面上Cu2+得电子生成Cu并附着，精铜应作阳极，电镀液中应含有Cu2+。
【详解】(1)与电源正极相连的是电镀池的阳极，从以上分析可知，阳极应为精铜。答案为：精铜；
(2)钥匙应作阴极，在其表面上Cu2+得电子生成Cu，发生的电极反应式是Cu2++2e-=Cu。答案为：Cu2++2e-=Cu；
(3)该装置中，精铜作阳极，是阳极反应物、阳极材料、电子导体，故其作用是a、b、e。答案为：a、b、e；
(4)钥匙表面产生的细小气泡应为H2，可能是溶液中的H+得电子生成。答案为：H2。
【点睛】电镀时，镀件应作阴极，与电源的负极相连，镀层金属应作阳极，与电源的正极相连，电镀液应为含有镀层金属离子的电解质。
24. 某小组同学欲探究浓度对平衡的影响设计了如下实验： 已知：Fe3++3SCN-Fe(SCN)3K≈105
(1)i 中观察到的现象是___________，请结合化学用语用平衡移动原理进行解释___________。
(2)ii 中观察到溶液血红色变浅，接近无色，原因是铁粉参与了反应：___________，减小了 c(Fe3+)，使平衡向逆反应方向移动。
(3)iii 中观察到溶液红色褪去，对此现象产生的原因进行探究：
①甲同学查阅文献后推测：草酸根(C2O)具有还原性，可能与 Fe3+反应，产生一种气体，该气体的化学式是___________。
②乙同学查阅文献后推测：Fe3+可能与 C2O反应产生 Fe(C2O4) (黄色)。
用灵敏试剂检验试管 iii 中产物，未检出 Fe2+，进一步论证后证实乙同学的推测较为合理。但是甲同学在 12 小时后检验 iii 中产物，检出了 Fe2+，对此现象的合理解释是___________。
(4)实验 iv 是___________的对照实验。
a.实验i b.实验ii c.实验 iii
【答案】 ① 溶液血红色加深 ②. 对于平衡：Fe3++3SCN- Fe(SCN)3，增大 c(Fe3+)，平衡向正反应方向移动，c[Fe(SCN)3]增加，溶液血红色加深 ③. Fe+2Fe3+=3Fe2+ ④. CO2 ⑤. Fe3+与 C2O发生氧化还原反应速率较慢，Fe3+与 C2O反应产生 Fe(C2O4)速率较快 ⑥. a、c
【解析】
【分析】(1)i 中增大Fe3+的浓度，Fe3++3SCN-Fe(SCN)3平衡正向移动；
(2)铁粉把Fe3+还原为Fe2+；
(3)草酸根(C2O)具有还原性，Fe3+具有氧化性，草酸根(C2O)能被Fe3+氧化；
(4) 实验 iv 滴加4滴蒸馏水，保证实验iv与实验i、实验 iii中KSCN的浓度相同。
【详解】(1) 对于平衡：Fe3++3SCN-Fe(SCN)3，增大 c(Fe3+)，平衡向正反应方向移动，c[Fe(SCN)3]增加，溶液血红色加深；
(2)铁粉把Fe3+还原为Fe2+，反应离子方程式是Fe+2Fe3+=3Fe2+，减小了 c(Fe3+)，使Fe3++3SCN-Fe(SCN)3平衡向逆反应方向移动，所以ii 中观察到溶液血红色变浅，接近无色；
(3)i①草酸根(C2O)能被 Fe3+氧化，碳元素化合价升高，所以产生气体的化学式是CO2；
②Fe3+与 C2O发生氧化还原反应速率较慢，Fe3+与 C2O反应产生 Fe(C2O4)速率较快，所以乙用灵敏试剂检验试管 iii 中产物，未检出 Fe2+，甲在 12 小时后检验 iii 中产物，检出了 Fe2+；
(4)实验 iv 滴加4滴蒸馏水，保证实验iv与实验i、实验 iii中KSCN的浓度相同，所以实验 iv是实验i、实验 iii的对照实验。
【点睛】本题考查影响化学平衡的因素，明确影响化学平衡移动的因素是解题关键，掌握浓度对化学平衡移动的影响，利用“控制变量法”研究浓度对化学平衡移动的影响。
25. 努力实现碳达峰、碳中和展现了我国积极参与和引领全球气候治理的大国担当。如图所示电解装置可将CO2转化为C2H4。该装置的电解质溶液为稀硫酸，电极材料为惰性电极。
（1）电极a是___________(填“阴极”或“阳极”)，发生___________反应(填“氧化”或“还原”)。
（2）电极b上发生的电极反应式是___________。
（3）电解过程中H+运动方向为___________(填“由a到b”或“由b到a”)，反应前后溶液中的n(H+)___________(填“增大”“减小”或“不变”)。
（4）电解的总反应方程式是___________，该反应是___________(填“自发”或“非自发”)反应。
【答案】（1） ①. 阴极 ②. 还原
（2）2H2O-4e-=4H++O2↑
（3） ①. 由b到a ②. 不变
（4） ①. ②. 非自发
【解析】
【小问1详解】
根据图示可知：CO2在a电极得到电子被还原为C2H4，所以a电极为阴极，a电极发生的反应为还原反应；
【小问2详解】
在电极b上水电离产生的OH-失去电子变为O2逸出，最终达到平衡水附近溶液中c(H+)>c(OH-)，电解质溶液显酸性，故b电极的反应式为：2H2O-4e-=4H++O2↑；
小问3详解】
在电解过程中阳离子H+会不断由电极b向阴极即电极a方向移动；在a电极发生反应：2CO2+12e-+12H+=C2H4+4H2O，在b电极发生反应：2H2O-4e-=4H++O2↑，在同一闭合回路中电子转移数目相等，可得总反应方程式为：，可见反应前后溶液中的n(H+)不变；
【小问4详解】
根据上述分析可知该电解总反应方程式为。在该反应是体系混乱程度增大的吸热反应，△H>0，△S>0，因此该反应在常温下不能自发进行，属于非自发反应。
26. 羰基硫(COS)可用做粮食熏蒸剂，通过H2S与CO在一定条件下制得：。
（1）在2L的密闭容器中充入一定量的H2S和CO发生上述反应，测得如下数据：
①150℃时K的数值为_______.
②400℃时，则平衡时n(CO)=_______ml。
（2）150℃时，测得t时刻体系中各组分的浓度如下表：
此时上述反应的反应进行方向为______(填“正反应方向”或者“逆反应方向”)，理由是______。
（3）任意写出2条能使平衡转化率增大的措施_______。
（4）如下图所示，在其他条件保持不变的情况下，曲线i为相同时间内不同温度下的转化率，曲线ii为不同温度下的平衡转化率：
曲线ii中，随温度升高，的平衡转化率降低的原因是_______。
【答案】（1） ①. ②. 16
（2） ①. 正反应方向 ②. Q=
（3）增大CO浓度、降低温度
（4）正反应放热，升高温度，平衡逆向移动
【解析】
【小问1详解】
①150℃时， ，K的数值为；
②400℃时，，，x=2，则平衡时c(CO)=8ml/L，n(CO)=16 ml。
【小问2详解】
此时Q=，所以上述反应的反应进行方向为正反应方向。
【小问3详解】
增大CO浓度，平衡正向移动，平衡转化率增大；正反应放热，降低温度，平衡正向移动，能使平衡转化率增大。
【小问4详解】
正反应放热，升高温度，平衡逆向移动，随温度升高，的平衡转化率降低。
27. 的资源化利用是“减少碳排放”背景下的科学研究热点。
I.我国科研人员提出了由和转化为高附加值产品CH3COOH的催化反应历程。该历程示意图如下。
（1）用化学方程式表示该过程_______，该反应为_______反应(填“吸热”或“放热”) 。
Ⅱ.利用甲烷化反应：进行热力学转化，
（2）已知：i.
ii.
写出CO2甲烷化反应的热化学方程式_______。
（3）CO2甲烷化反应的平衡常数的表达式K=_____________。温度升高，K_______(填“增大”或“减小”)。
（4）在下图中画出其他条件不变时，一段时间内，压强对CO2的转化率的影响示意图_______。
Ⅲ.电化学转化
多晶Cu可高效催化甲烷化，电解(制备的原理示意图如下。电解过程中温度控制在左右，持续通入，阴、阳极室的溶液的浓度基本保持不变。
（5）多晶Cu作_______(填“阴”或“阳”)极。
（6）阳极上发生的电极反应式是_______。
（7）阴离子交换膜中传导的离子是_______，移动方向是______________(填“从左向右”或者“从右向左”)。
【答案】（1） ①. +CH3COOH ②. 放热
（2） △H =-165.2kJ/ml
（3） ①. ②. 减小
（4） （5）阴
（6）4－4e−=O2↑+4CO2↑+2H2O
（7） ①. ②. 从右向左
【解析】
【小问1详解】
根据反应历程，该反应的化学方程式可表示为：+CH3COOH；反应物的总能量高于生成物的总能量，该反应为放热反应；
【小问2详解】
根据盖斯定律，2×反应i－反应ii可以得到，△H =-483.6kJ/ml×2-(-802kJ/ml)=-165.2kJ/ml，则二氧化碳甲烷化反应的热化学方程式为 △H =-165.2kJ/ml；
【小问3详解】
由反应可知平衡常数表达式为K=；该反应△H=-165.2kJ/ml＜0，温度升高平衡逆向移动K减小；
【小问4详解】
该反应正向气体分子数减小，增大压强平衡正向移动，二氧化碳的转化率增大，压强对CO2的转化率的影响示意图；
【小问5详解】
多晶Cu可高效催化CO2甲烷化，通入二氧化碳生成甲烷、碳酸氢钾，C元素化合价下降，说明电解过程中多晶Cu电极做电解池阴极；
【小问6详解】
电解过程中阳极溶液中的碳酸氢根离子失电子，生成氧气和二氧化碳气体，电极反应为：4－4e−=O2↑+4CO2↑+2H2O；
【小问7详解】
阴极发生反应：9CO2＋8e−＋6H2O═CH4＋8，生成的从右向左通过阴离子交换膜进入阳极室。A.风力发电
B.电解熔融氯化钠
C.太阳能发电
D.天然气烧水
t/s
c(H2O2)/ml/L
0
0.1
20
0.08
t/min
0
5
10
15
20
V(O₂)/mL
0.0
12.6
20.16
28.0
32.7
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
离子种类
颜色
黄色
蓝色
绿色
紫色
实验
温度℃
起始时
平衡时
n(CO)/ml
n(H₂S)/ml
n(CO)/ml
1
150
10.0
10.0
7.0
2
400
20.0
20.0
温度/℃
t时刻
c(CO)/ml·L-1
c(H₂S)/ml·L-1
c(COS)/ml·L-1
c(H₂)ml·L-1
150
7.0
8.0
2.0
4.5
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