河南省郑州市十校联考2024-2025学年高二上学期11月期中考试化学试题（Word版附解析）

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考试时间： 75分钟 分值： 100分
注意事项：本试卷分试题卷和答题卡两部分。考生应首先阅读试题卷上的文字信息，然后在答题卡上作答(答题注意事项见答题卡) 。在试题卷上作答无效。
可能用到的相对原子质量：H：1 B：11 C：12 O：16 S：32 Pb：207
第Ⅰ卷
一、选择题(共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. 近年来，我国新能源产业得到了蓬勃发展，下列说法错误的是
A. 规模化使用氢能有助于实现碳达峰
B. 太阳能电池是一种将化学能转化为电能的装置
C. 锂离子电池放电时锂离子从负极脱嵌，充电时锂离子从正极脱嵌
D. 理想的新能源应具有资源丰富、可再生、对环境无污染等特点
【答案】B
【解析】
【详解】A．规模化使用氢能可以减少CO2的排放，有助于实现碳达峰，故A正确；
B．太阳能电池是一种将太阳能转化为电能的装置，故B错误；
C．锂离子电池放电时负极材料产生锂离子，锂离子从负极脱嵌，充电时锂离子从正极脱嵌，故C正确；
D．新能源的优点就是具有资源丰富、可再生、无污染或少污染，开发利用的有太阳能、风能等等，故D正确；
2. 2024年5月8日，我国第三艘航空母舰福建舰顺利完成首次海试。舰体表面需要采取有效的防锈措施，下列防锈措施不属于在金属表面覆盖保护层的是
A. 船底四周镶嵌锌块B. 钢铁表面发蓝处理
C. 钢铁表面喷涂油漆D. 铝制品的阳极氧化
【答案】A
【解析】
【详解】A．船底四周镶嵌锌块，是利用原电池原理，将比铁更活泼的金属与铁相连，构成原电池，阻止铁失电子，从而保护铁不受腐蚀，属于牺牲阳极的阴极保护，A符合题意；
B．钢铁表面发蓝处理，是在钢铁表面形成Fe3O4保护膜，阻止铁与水膜、氧气接触，从而防止钢铁腐蚀，B不符合题意；
C．钢铁表面喷涂油漆，利用油漆阻止钢铁与外界水膜、空气等接触，从而保护钢铁，C不符合题意；
D．铝制品的阳极氧化，是将铝制品表面形成氧化铝保护膜，阻止铁制品表面与空气中的氧气等接触，从而保护铝制品不受腐蚀，D不符合题意；
故选A。
3. 下列说法正确的是
A. 氢氧化钠固体溶于水放出大量的热，故该过程是放热反应
B. 放热反应不需要加热就能进行，吸热反应不加热就不能进行
C. 可逆反应的ΔH表示完全反应时的热量变化，与反应是否可逆无关
D. 同温同压下，反应 在光照和点燃条件下的ΔH不同
【答案】C
【解析】
【详解】A．氢氧化钠固体溶于水放出大量的热，但该过程是物理变化，不是化学反应，即不是放热反应，故A错误；
B．放热反应可能需要加热才能进行，如焦炭燃烧，吸热反应不加热可能就能进行，如Ba(OH)2•8H2O和NH4Cl的反应常温下就可以进行，故B错误；
C．无论化学反应是否可逆，热化学方程式中的反应热ΔH都表示反应进行到底(完全转化)时的能量变化，即与加入反应物的多少无关，与反应是否可逆无关，故C正确；
D．反应热ΔH只与反应的始态和终态有关，与反应途径无关，所以同温同压下，反应 在光照和点燃条件下的ΔH相同，故D错误；
故答案为：C。
4. 下列事实不能用平衡移动原理解释的是
A. 晒自来水养小金鱼
B. 合成氨时采用700K的温度
C. 开启啤酒瓶后，瓶中马上泛起大量泡沫
D. 实验室制取乙酸乙酯时，将乙酸乙酯不断蒸出
【答案】B
【解析】
【详解】A．自来水用氯气消毒过，发生反应：Cl2+H2OHCl+HClO，次氯酸见光分解反应为：2HClO=2HCl+O2↑，HClO浓度减小，促进化学平衡正向移动，减少了氯气的含量，使其更适宜金鱼生存，可以用平衡移动原理解释， 故A不选；
B．合成氨反应是一个放热反应，升高温度会使平衡向吸热方向移动，即逆向移动，不利于氨的合成，合成氨的反应温度通常控制在700K左右，这是因为在这个温度下，催化剂的活性最大，可以加快反应速率，不能用平衡移动原理解释，故B选；
C．因溶液中存在二氧化碳的溶解平衡，打开啤酒瓶后，压强减小，二氧化碳逸出，能用平衡移动原理解释，故C不选；
D．实验室制取乙酸乙酯时采用加热的方式将生成的乙酸乙酯不断蒸出，从而使平衡向生成乙酸乙酯的方向移动，能用平衡移动原理解释，故D不选；
答案选B。
5. 恒温恒容下反应达到平衡状态时，再通入一定量的 N2。下列说法正确的是(K 为平衡常数，Q 为浓度商)
A. Q 不变，K 变大，H2 转化率增大
B. Q 增大，K 变大，N2转化率减小
C. Q 变小，K 不变，N2 转化率减小
D. Q 增大，K 不变，H2转化率增大
【答案】C
【解析】
【详解】平衡常数只与温度有关，温度不变常数K不变。向容器中加入一定量的N2，根据浓度商的公式知Q减小，平衡正向移动，氢气的转化率增大，氮气的转化率减小；
答案选C。
6. 对于可逆反应A (g)+2B(g)2C (g) ΔH＜0，达到平衡时，要使正反应速率增大，且使A的转化率增大，以下采取的措施可行的是
A. 升高温度B. 增大A的浓度C. 减少C的浓度D. 增大压强
【答案】D
【解析】
【详解】A. 升高温度平衡左移，A的转化率减小，故A不符合题意；B. 增大A的浓度，A的转化率减小，故B不符合题意；C. 减少C的浓度，正反应速率不变，故C不符合题意；D. 增大压强，正、逆反应速率增大，平衡右移，A的转化率增大，故D符合题意。故选D。
7. 下列说法正确的是
A. 化学平衡正向移动，反应物的转化率一定增大
B. 平衡常数发生变化，化学平衡不一定发生移动
C. 对于任何化学反应来说，反应速率越大，反应现象越明显
D. AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)的平衡常数表达式为K=c平(Ag+)∙c平(Cl-)
【答案】D
【解析】
【详解】A．若可逆反应中有两种反应物，增大一种反应物的浓度，化学平衡正向移动，但该反应物的转化率减小，A不正确；
B．一个可逆反应，要么放出热量，要么吸收热量，平衡常数发生变化，表明温度发生改变，则化学平衡一定发生移动，B不正确；
C．有些化学反应(如酸碱中和反应)，通常观察不到明显的现象，即便有现象发生，当反应速率很快时，反应现象可能一闪即逝，所以并不是反应速率越快反应现象越明显，C不正确；
D．对于沉淀溶解平衡AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)，其平衡常数表达式为K=c平(Ag+)∙c平(Cl-)，D正确；
故选D。
8. 下列有关铅蓄电池 的说法错误的是
A. 放电时，两个电极的质量均增加B. 放电时， 溶液中 H⁺向 PbO2极移动
C. 充电时，电解质溶液密度增大D. 用铅蓄电池电解 MgCl2溶液可制备 Mg
【答案】D
【解析】
【分析】铅蓄电池放电时，Pb发生失电子的氧化反应，Pb为负极，PbO2发生得电子的还原反应，PbO2为正极。
【详解】A．放电时，负极Pb的电极反应式为Pb-2e-+=PbSO4，负极质量增加，正极PbO2的电极反应式为PbO2+2e-+4H++=PbSO4+2H2O，正极质量增加，A项正确；
B．放电时，溶液中阳离子H+向正极PbO2极移动，B项正确；
C．充电时总反应为2PbSO4+2H2O=Pb+PbO2+2H2SO4，电解质溶液硫酸的浓度增大，电解质溶液密度增大，C项正确；
D．电解MgCl2溶液生成Mg(OH)2、H2和Cl2，不能制备Mg，电解熔融MgCl2制备Mg，D项错误；
答案选D。
9. 羰基硫(COS)是一种粮食熏蒸剂，能防止某些害虫和真菌的危害。在容积不变的密闭容器中，使CO和H2S发生下列反应并达到平衡：CO(g)+H2S(g)COS(g)+H2(g)。若反应前CO的物质的量为10ml，达到平衡时CO的物质的量为8ml，且化学平衡常数为0.1，下列说法不正确的是
A. 升高温度，H2S的浓度增大，表明该反应是放热反应
B. 通入 CO后，正反应速率逐渐增大
C. 反应前 H2S的物质的量为7ml
D. 达到平衡时CO 的转化率为20%
【答案】B
【解析】
【分析】在容积不变的密闭容器中，使CO和H2S发生下列反应并达到平衡：CO(g)+H2S(g)COS(g)+H2(g)。若反应前CO的物质的量为10ml，达到平衡时CO的物质的量为8ml，且化学平衡常数为0.1，设H2S的起始投入量为x，容器的体积为V，则可建立如下三段式：
=0.1，x=7。
【详解】A．升高温度，H2S的浓度增大，则平衡逆向移动，表明该反应是放热反应，A正确；
B．通入 CO后，瞬间正反应速率增大，但随后反应物浓度逐渐减小，正反应速率逐渐减小，B不正确；
C．由分析可知，反应前 H2S的物质的量为7ml，C正确；
D．达到平衡时CO 的转化率为=20%，D正确；
故选B。
10. 在一定温度下的密闭容器中发生反应：xA(g)+yB(g)zC(g)，平衡时测得B的浓度为0.60ml∙L−1。保持温度不变，将容器的容积扩大到原来的两倍，再达平衡时，测得B的浓度为0.36ml∙L−1。下列有关判断正确的是
A. x+yz，A错误；
B．由分析可知，减小压强，该反应平衡逆向移动，B错误；
C．由分析可知，减小压强，该反应平衡逆向移动，A的转化率降低，C正确；
D．由分析可知，减小压强，该反应平衡逆向移动，C的体积分数减小，D错误；
故选C。
11. 关于下列各装置图的叙述正确的是
A. 图①装置电流表指针不偏转B. 图②装置精炼铜，b极为纯铜
C. 图③装置钢闸门与电源正极相连获得保护D. 图④装置铁钉发生析氢腐蚀
【答案】B
【解析】
【详解】A．在氯化钠溶液中通入氧气，则铁电极被腐蚀，发生氧化反应，铁为负极，锌为正极，两烧杯通过盐桥形成闭合回路，由电流产生，电流计指针偏转，A错误；
B．电解精炼铜，需在外接直流电源的条件下，粗铜做阳极，纯铜做阴极，根据电流流向判断，b极为阴极，为纯铜，B正确；
C．外接电源保护钢闸门，钢闸门需要与电源的负极相连，做阴极才能获得保护，C错误；
D．常温条件下，铁遇浓硫酸发生钝化，不能发生析氢腐蚀，错误D；
故选B。
12. 应用电解法对煤进行脱硫处理具有脱硫效率高、经济效益好等优点。煤中含硫物质主要为 FeS2，脱硫过程的主要反应为 (未配平)，电解脱硫原理如图所示。下列说法不正确的是
A. 石墨1为阳极
B. 电解一段时间后混合液的酸性减弱
C. 通电时，混合液中H⁺向石墨2电极移动
D. 电解刚开始时，阴极的电极反应式为
【答案】B
【解析】
【分析】根据原理装置图可知，Mn2+失去电子发生氧化反应，石墨1是阳极，阳极的电极反应式为Mn2+-e-=Mn3+，石墨2是阴极，H+在阴极得到电子，发生还原反应，阴极的电极反应式为2H++2e-=H2↑，混合液中发生反应FeS2+15Mn3++8H2O=Fe3++2+15Mn2++16H+；
【详解】A．据以上分析可知，石墨1为阳极，故A正确；
B．阴极的电极反应式为2H++2e-=H2↑，混合液中反应FeS2+15Mn3++8H2O=Fe3++2+15Mn2++16H+，由反应可知，当转移电子物质的量为15ml时，阴极消耗15mlH+，溶液中生成16ml H+，且消耗水，所以混合液的酸性增强，故B错误；
C．通电时，混合液中H⁺向阴极移动，即向石墨2电极移动，故C正确；
D．据以上分析可知，电解刚开始时，阴极是H+放电，阴极的电极反应式为 ，故D正确；
答案选B。
13. 如下图所示的装置中，X、Y、Q、W都是石墨电极，将电源接通后，W极附近颜色逐渐加深。下列说法不正确的是
A. 电源的M极为正极
B. 电极X和Y产生单质物质的量之比为1：2
C. 若甲装置中盛有足量CuSO4溶液，通电一段时间，加入适量 Cu(OH)2可以使溶液恢复原状
D. 欲用乙装置给铜镀银，U极应该是 Ag，电镀液选择AgNO3溶液
【答案】C
【解析】
【分析】将电源接通后，W极附近颜色逐渐加深，W是阴极，则N是原电池负极、M是正极；X是阳极、Y是阴极。
【详解】A．W极附近颜色逐渐加深，W是阴极，则N是原电池负极、M是正极，故A正确；
B．X是阳极、Y是阴极，X极发生反应4OH--4e-=2H2O+ O2↑；Y极发生反应Cu2++2e-=Cu，根据得失电子守恒，电极X和Y产生单质物质的量之比为1：2，故B正确；
C．若甲装置中盛有足量CuSO4溶液，X极放出氧气、Y极生成单质铜，通电一段时间，加入适量 CuO可以使溶液恢复原状，故C错误；
D．乙装置U是阳极、R是阴极，欲用乙装置给铜镀银，银作阳极、铜作阴极，U极应该是 Ag，电镀液选择AgNO3溶液，故D正确；
选C。
14. 溴单质与苯发生取代反应的副产物是1，2-二溴苯，能量变化如图所示。下列说法错误的是
A. 经历过渡态2的步骤为反应的决速步骤
B. 反应结束后，生成的有机产物主要为溴苯
C. 上述过程中碳元素的化合价均没有发生改变
D. 通过各正、逆基元反应的活化能可计算总反应的焓变
【答案】C
【解析】
【详解】A．在多步反应中，反应速率最慢的决定整个反应的反应速率，经历过渡态2的步骤活化能最大，反应速率最慢，决定整个反应的速率，为反应速控步，A正确；
B．由该过程可知，为副产物，所以反应结束后，生成的有机产物主要为，B正确；
C．整个反应过程为与Br2反应生成，Br原子取代了H原子，在有机化合物中，H显+1价，Br显-1价，所以该过程中碳元素的化合价发生改变，C错误；
D．反应热=反应物活化能-生成物活化能，根据盖斯定律，可以通过各正逆基元反应的活化能可计算总反应的焓变，D正确；
故选C。
15. 化学是以实验为基础科学。下列实验操作及现象，能得出相应结论的是
A. AB. BC. CD. D
【答案】D
【解析】
【详解】A．共价键和离子键在水溶液中都可以断裂，故将AlCl3固体溶于水进行导电性实验，溶液能导电，不能说明AlCl3中含有离子键，A错误；
B．2NO2N2O4为基元反应，将盛有NO2的密闭烧瓶浸泡在热水中，气体颜色变深，平衡逆向进行，反应为放热反应，正反应活化能小于逆反应活化能，B错误；
C．K2Cr2O7溶液中存在：，滴加 NaOH溶液，消耗氢离子，降低生成物浓度，平衡正向进行，C错误；
D．向 FeCl3溶液中滴加少量 KI溶液，再滴加2滴淀粉溶液， 溶液变为蓝色，说明有单质碘生成，即发生反应，故氧化性Fe3+>，D正确；
故选D。
16. 异山梨醇是一种由生物质制备的高附加值化学品， 时其制备过程及相关物质浓度随时间变化如图所示，15h后异山梨醇浓度不再变化。下列说法错误的是
A. 该温度下的平衡常数：①②，故A错误；
B．由图可知，3小时后异山梨醇浓度继续增大，15h后异山梨醇的浓度才不再变化，所以3h时，反应②未达到平衡状态，即正、逆反应速率不相等，故B正确；
C．由图可知，在3h内异山梨醇的浓度变化量为0.042ml/kg，所以平均速率v(异山梨醇)= ，故C正确；
D．催化剂只能改变化学反应速率，不能改变物质平衡转化率，所以反应②加入催化剂不改变其平衡转化率，故D正确；
故答案为：A。
第Ⅱ卷
二、非选择题(本题包括4小题，共52分)
17. 用相关化学反应原理解释下列问题。
（1）三元催化器可以将高温汽车尾气中的CO和NO转化为无毒气体，写出该反应的化学方程式___________。
（2）5.6g B2H6气体在氧气中燃烧， 生成固态B2O3和液态水， 放出433kJ热量， 写出该反应的热化学方程式___________。
（3）酸性较弱时，钢铁发生电化学腐蚀的正极反应式为___________。
（4）CO与血红蛋白( Hb)结合的能力比O2更强，该过程可表示为 如果一旦发现有人CO中毒，应该立刻采取的措施 是___________。
（5）二甲醚(CH3OCH3)被称为“21世纪的清洁燃料”，二甲醚可用作燃料电池，若电解质溶液为KOH溶液，则负极的电极反应式为___________。
【答案】（1）
（2） ΔH =kJ∙ml−1
（3）
（4）切断CO来源，将病人移至空气流通处，必要时放入高压氧仓
（5）
【解析】
【小问1详解】
三元催化器可以将高温汽车尾气中的CO和NO转化为无毒气体CO2和N2，该反应的化学方程式为。
【小问2详解】
5.6g B2H6气体(物质的量为=0.2ml)在氧气中燃烧，生成固态B2O3和液态水，放出433kJ热量，则1mlB2H6(g)发生该反应，放热=2165kJ，则热化学方程式为 ΔH =kJ∙ml−1。
【小问3详解】
酸性较弱时，钢铁发生吸氧腐蚀，正极O2得电子产物与电解质反应生成OH-，则该电化学腐蚀的正极反应式为。
【小问4详解】
CO与血红蛋白( Hb)结合的能力比O2更强，该过程可表示为 如果一旦发现有人CO中毒，应该切断一氧化碳的来源，将人移至氧气充足的地方，则立刻采取的措施是：切断CO来源，将病人移至空气流通处，必要时放入高压氧仓。
【小问5详解】
二甲醚(CH3OCH3)可用作燃料电池，若电解质溶液为KOH溶液，则负极二甲醚(CH3OCH3)失电子产物与电解质反应，生成K2CO3等，电极反应式为。
18. 化学反应的过程不仅包括物质变化，还包括能量变化。研究化学能与其他形式能量之间的相互转化具有重要的意义。
I．化学能与热能
用 的盐酸与 的氢氧化钠溶液在如图所示的装置中进行中和反应，通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。
（1）仪器A的名称是___________。
（2）已知：近似认为溶液密度是1g·cm⁻³，溶液的比热容c= 忽略溶液体积变化。实验数据如下，请计算中和热ΔH=___________。
（3）上述实验测得的中和热与理论值 存在较大偏差，产生偏差的原因可能是___________(填字母)。
A．量取盐酸时仰视读数
B．实验装置保温隔热效果差
C．为了使反应充分，向酸溶液中分次加入碱溶液
Ⅱ． 化学能与电能
在如图所示装置中， A、B、E、F为多孔的石墨惰性电极； C、D为两个铂夹，夹在被 Na₂SO₄溶液浸湿的滤纸条上，滤纸中部滴有 KMnO4溶液； 电源有a、b两极。试管中充满KOH 溶液后倒立于 KOH溶液的水槽中，烧杯中为 500mL0.04ml·L⁻¹的 AgNO3溶液。断开 K1， 闭合K2、K3， 通直流电， 实验现象如图所示。
（4）a为电源的___________极，在Na2SO4溶液浸湿的滤纸条中部的 溶液处观察到的现象是___________。
（5）开始时，烧杯中发生的离子反应方程式___________。一段时间后，在标准状况下A、B处共收集到气体672mL，忽略溶液体积变化，则此时烧杯中 c(H⁺)=___________，烧杯中产生的气体体积为___________。
（6）若电解一段时间后，A、B均有气体包围电极。此时切断K2、K3，闭合K1，观察到检流计的指针移动，其理由___________。
【答案】（1）(玻璃)搅拌器
（2）
（3）BC （4） ①. 负极 ②. 紫色向D处移动
（5） ①. ②. 0.04ml∙L−1 ③. 448mL
（6）此装置构成氢氧燃料电池，所以检流计指针移动
【解析】
【小问1详解】
仪器A的名称是(玻璃)搅拌器。
【小问2详解】
第1次测定温度差为：(29.4-26.3)℃=3.1℃，第2次测定的温度差为：(31.7-27.2)℃=4.5℃，第3次测定的温度差为：(28.8-25.9)℃=2.9℃，实验2的误差太大要舍去，2次温度差的平均值为=3.0℃， 的盐酸与 的氢氧化钠溶液，生成水的物质的量为(0.05L×0.50ml/L=0.025ml，溶液的质量为：100mL×1g/cm3=100g，温度变化的值为△T=3.0°C，则生成0.025ml水放出的热量为：Q=m⋅c⋅△T=100g×4.2J/(g⋅°C)×3.0°C=1260J，即1.26kJ，所以实验测得的中和热。
【小问3详解】
上述实验测得的中和热与理论值 存在较大偏差，说明测定放出的热量偏小，
A．量取盐酸时仰视读数，会导致量取盐酸的体积偏大，放出的热量偏多，A不选；
B．实验装置保温隔热效果差，会导致测定放出的热量偏小，B选；
C．为了使反应充分，向酸溶液中分次加入碱溶液，会导致热量散失较多，导致测定放出的热量偏小，C选；
故选BC。
【小问4详解】
切断K1，合闭K2、K3通直流电，电极A、B及氢氧化钾溶液构成电解池，根据离子的放电顺序，溶液中氢离子、氢氧根离子放电，分别生成氢气和氧气，氢气和氧气的体积比为2：1，通过图像知，B极上气体体积是A极上气体体积的2倍，所以B极上得H2，A极上得到O2，所以B极是阴极，A极是阳极，则a是负极，b是正极；浸有硫酸钠的滤纸和电极C、D与电源也构成了电解池，因为a是负极，b是正极，所以C是阴极，D是阳极，电解质溶液中的阳离子K+向阴极C电极区域移动，阴离子向阳极D区域移动，所以D极附近的溶液呈紫色。
【小问5详解】
开始时，烧杯中发生电解硝酸盐溶液的反应，Ag+在阴极得到电子生成Ag，H2O在阳极失去电子生成O2，根据得失电子守恒和电荷守恒配平离子反应方程式为：。切断K1，合闭K2、K3通直流电，电极A、B及氢氧化钾溶液构成电解池，B极上得H2，A极上得到O2，B极上气体体积是A极上气体体积的2倍，在标准状况下A、B处共收集到气体672mL，则n(H2)= ，n(O2)= ，由电极方程式可知转移0.04ml电子，烧杯中n(Ag+)=0.5L×0.04ml/L=0.02ml，则烧杯中先发生，转移0.02ml电子，可知生成0.02mlH+，然后发生电解水的反应，转移0.02ml电子，n(H+)不变，则此时烧杯中 c(H⁺)==0.4ml/L，烧杯中产生的气体物质的量为0.02ml×+0.01ml+0.01ml×=0.02ml，标况下气体的体积为0.02ml×22.4L/ml=0.448L=488mL。
【小问6详解】
若电解一段时间后，A、B中均有气体包围电极．此时切断K2、K3，闭合K1，构成氢氧燃料电池，观察到检流计的指针移动。
19. 某化学小组为了探究外界条件对化学反应速率的影响，进行了如下实验。
[实验原理]

[实验内容及记录]
（1）I、Ⅱ实验目的是___________。
（2）实验Ⅰ中加入2.0mL水的原因是___________。
（3）若将实验Ⅱ中： 溶液换成6ml∙L−1盐酸，溶液褪至无色所需时间变短，可能原因是___________(用离子方程式表示)。
（4）探究温度对化学反应速率的影响，应选择实验___________(填实验编号)。
（5）该小组同学查阅已有实验资料发现，该实验过程中 随时间变化的实际趋势如图所示。
该小组同学根据图中所示信息提出了新的假设，并设计实验方案④继续进行实验探究。
①小组同学提出的假设是___________。
②V1=___________， t1~t4中数值最大的是___________。
【答案】（1）探究其他条件相同时，草酸浓度对化学反应速率的影响
（2）为了保持溶液总体积为10.0mL，从而保证其他反应物浓度不变
（3）
（4）Ⅱ、Ⅲ （5） ①. Mn2+对该反应有催化作用 ②. 3.0 ③. t2
【解析】
【分析】实验I和实验II对比温度相同，其他条件相同，草酸浓度不同，探究的是草酸浓度不同对反应速率的影响，实验II和实验III温度不同，其他条件相同，探究的是温度对反应速率的影响，加入水的目的是让总体积相同；
【小问1详解】
实验I和实验II对比温度相同，其他条件相同，草酸浓度不同，探究的是草酸浓度不同对反应速率的影响；
【小问2详解】
实验I加入2ml水的目的是让溶液的总体积为10ml，保证其他反应物浓度不变，只改变一个条件对反应速率的影响；
【小问3详解】
盐酸中的Cl-具有还原性，也能与酸性高锰酸钾溶液反应，使溶液褪色的时间变短，反应的离子方程式为：；
【小问4详解】
对比实验II和实验III，其他条件相同，温度不同，探究温度对化学反应速率的影响，应选择实验II和实验III；
【小问5详解】
由图像可知，Mn2+的物质的量开始缓慢增加，然后迅速增加，最后又缓慢增加，说明Mn2+对该反应有催化作用；实验IV和实验II对比，其他条件均相同，加入MnSO4，增大Mn2+的浓度，探究Mn2+对反应的催化作用，因此V1=3.0，V2=2.0，褪色的时间小于t2，实验I到实验IV中反应速率最慢的是实验II， t1~t4数值最大的是t2。
20. 某空间站中宇航员的呼吸保障系统原理如下图所示。
Sabatier系统中发生反应为：
反应 Ⅰ： ΔH1
反应Ⅱ：CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41.2kJ∙ml−1
（1）已知： ΔH=kJ∙ml−1
ΔH=-572kJ∙ml−1
ΔH=+44kJ∙ml−1
则ΔH1=___________kJ∙ml−1
（2）一定温度下，某定容密闭容器中发生反应I，能够说明反应达到化学平衡状态的是___________(填字母)。
A. B. H2O的质量不再变化
C. 混合气体的密度不再变化D. 混合气体的平均相对分子质量不再变化
（3）按 的混合气体充入 Sabatier系统，在一定压强下，平衡时各物质的物质的量分数如图1所示； 不同压强时，CO2的平衡转化率如图2所示：
①Sabatier系统中应选择适宜的温度和压强是___________。
②200~550℃时，的物质的量分数随温度升高而增大的原因是___________。
③当温度一定时，随压强升高，CO2的平衡转化率增大，其原因是___________。
（4）T℃时， 在刚性密闭容器内通入 1mlCO2和初始压强为0.1MPa， 发生反应I和Ⅱ，若达到平衡时，CO2的转化率为80%，且 则生成 的物质的量为___________；反应Ⅱ的平衡常数___________(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。
【答案】（1）-166 （2）BD
（3） ①. 200℃ ， 0.1MPa ②. △H10， 温度升高时， 反应Ⅰ向左移动CO2增加的量比反应Ⅱ向右移动CO2减少的量多 ③. 反应Ⅱ增大压强平衡不移动，反应Ⅰ增大压强向右移动，故CO2的平衡转化率增大
（4） ①. 1.4ml ②. 1
【解析】
【小问1详解】
已知：① ΔH1=kJ∙ml−1
② ΔH2=-572kJ∙ml−1
③ ΔH3=+44kJ∙ml−1
按盖斯定律，反应 Ⅰ=2②-①+2③，则ΔH1=2ΔH2-ΔH1+2ΔH3=-166kJ∙ml−1
【小问2详解】
一定温度下，某定容密闭容器中发生反应I：
A．中出现2个反应方向的速率，但速率数值比不等于化学计量数，说明此时正反应和逆反应速率不相等，则不能表明上述反应已达到平衡状态，若才说明正反应和逆反应速率相等，A错误；
B．H2O的质量不再变化，符合化学平衡特征，B正确；
C．气体质量、容积体积、气体密度均始终不变，故混合气体的密度不变不能说明已平衡，C错误；
D．气体质量始终不变，气体的物质的量、混合气体的平均摩尔质量会随着反应而变，混合气体的平均相对分子质量不变说明反应已达平衡，D正确；
选BD。
【小问3详解】
①产物的物质的量分数越大，反应物的转化率越高，Sabatier系统中CO2、H2为反应物，CH4、H2O(g)、CO为产物，由图所示，200℃ ， 0.1MPa时转化率CO2最高，CH4、H2O(g)的物质的量分数最大，则Sabatier系统中应选择适宜的条件是200℃ ， 0.1MPa；
②反应I放热，升温平衡左移，反应Ⅱ吸热，升温平衡右移，则200~550℃时， 的物质的量分数随温度升高而增大的原因是：△H10， 温度升高时， 反应Ⅰ向左移动CO2增加的量比反应Ⅱ向右移动CO2减少的量多；
③温度不变增大气体压强时，平衡向着气体分子总数减小的方向移动，则当温度一定时，随压强升高，CO2的平衡转化率增大，其原因是：反应Ⅱ增大压强平衡不移动，反应Ⅰ增大压强向右移动，故CO2的平衡转化率增大。
【小问4详解】
初始和的物质的量分别为4ml、1ml，若达到平衡时，CO2的转化率为80%，发生上述I反应：，发生上述Ⅱ反应：，根据n(CH4)= 3n(CO)，得n(CH4)=xml=3n(CO)=3(0.8-x)ml，得x=0.6，则平衡时n(CO2)=0.2ml，n(H2)=1.4ml，n(CO)=0.2ml，n(H2O)=1.4ml，n(CH4)=0.6ml，混合气体共3.8ml，结合， 反应①的平衡常数。
实验操作及现象
结论
A．
将AlCl3固体溶于水进行导电性实验， 溶液能导电
AlCl3中含有离子键
B．
2NO2N2O4为基元反应， 将盛有 NO2的密闭烧瓶浸泡在热水中， 气体颜色变深
正反应活化能大于逆反应活化能
C．
K2Cr2O7溶液中滴加 NaOH溶液，溶液由橙色变为黄色
增大生成物的浓度， 平衡向逆反应方向移动
D．
向 FeCl3溶液中滴加少量 KI溶液，再滴加2滴淀粉溶液， 溶液变为蓝色
氧化性： Fe3+>
实验次数
起始温度t1/℃
终止温度t2/℃
盐酸
氢氧化钠溶液
平均值
1
26.4
26.2
26.3
29.4
2
27.0
274
27.2
317
3
25.9
25.9
25.9
28.8
实验编号
实验温度/℃
试管中所加试剂及其用量/mL
0.6ml∙L−1H2C2O4溶液
H2O
3ml∙L−1H2SO4溶液
0.05ml∙L−1KMnO4溶液
溶液褪至无色所需时间/ min
I
25
3.0
2.0
2.0
3.0
t1
Ⅱ
25
2.0
3.0
2.0
3.0
t2
III
35
2.0
3.0
2.0
3.0
t3
实验编号
25℃， 试管中所加试剂及其用量/mL
再加入某种固体
溶液褪至无色所需时间/ min
0.6ml∙L−1H2C2O4溶液
H2O
3ml∙L−1H2SO4溶液
0.05 ml∙L−1KMnO4溶液
IV
2.0
V1
V2
3.0
MnSO4
t4