2022-2023学年黑龙江省哈尔滨市第四中学校高二上学期第一次月考化学试题含解析

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学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．可逆反应进行过程中的能量变化如图所示。下列叙述正确的是（ ）
A．该反应的焓变，熵变
B．升高温度，平衡常数增大
C．由可知，该反应能自发进行
D．升高温度，平衡向正反应方向移动
【答案】C
【详解】A．由题图可知，生成物的总能量低于反应物的总能量，该反应的，由化学方程式可知，，A项错误；
B．，则升高温度，平衡逆向移动，平衡常数减小，B、D项错误；
C．，，则，反应能自发进行，C项正确；
D．，则升高温度，平衡逆向移动，D项错误；
故选C。
2．在有气体参加的反应中，能使反应物中活化分子总数和活化分子百分数都增大的措施有
①增大反应物浓度 ②增大压强 ③升高温度 ④加入催化剂
A．①②B．②④C．①③D．③④
【答案】D
【详解】①增大反应物浓度，单位体积内活化分子数目增加，活化分子百分数不变；
③增大压强，单位体积内活化分子数目增加，活化分子百分数不变；
③升高温度，分子吸收能量，原来不是活化分子变为活化分子，活化分子数目增加，活化分子百分数增大；
④加入催化剂，降低反应所需活化能，原来不是活化分子变为活化分子，活化分子数目增加，活化分子百分数增大；因此③④正确；
综上所述，答案为D。
3．下列事实中，不能用勒夏特列原理解释的是
A．工业制取金属钾Na(1)+KCl(1)NaCl(l)+K(g)，选取适宜的温度使K变成蒸气从反应混合物中分离出来，有利于反应向右进行
B．反应CO(g)+NO2(g) CO2(g)+NO(g) △HE(H-Br)>298kJ/ml，A说法正确；
B．键能越大形成的化学键越稳定，表中键能最大的是H-F，最稳定的共价键是H-F键，B说法正确；
C．氢气变化为氢原子吸热等于氢气中断裂化学键需要的能量，H2(g)→2H(g)∆H=+436kJ/ml，C说法正确；
D．依据键能计算，反应焓变=反应物键能总和-生成物键能总和，∆H=+436kJ/ml+157 kJ/ml-2×568 kJ/ml=-543kJ/ml，H2(g)+F2(g)=2HF(g) ∆H=-543kJ/ml，D说法错误；
故选：D。
12．高温下，某反应达到平衡状态，平衡常数K=。恒容时，温度升高，H2浓度减小。下列说法正确的是
A．该反应的化学方程式为CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)
B．该反应的焓变为正值
C．升高温度，正反应速率增大，逆反应速率减小
D．恒温恒容下，增大压强，H2浓度一定减小
【答案】B
【详解】A．根据平衡常数，则该反应的化学方程式为，故A错误；
B．升高温度，H2的浓度减小，平衡正向移动，正向为吸热反应即该反应的，故B正确；
C．升高温度，正、逆反应速率都增大，故C错误；
D．恒温恒容下，增大压强，平衡不移动，则H2浓度不变，故D错误；
答案为B。
13．现有mA (s) + nB (g)pC (g)（正反应放热）的可逆反应，在一定温度下平衡时B的体积分数和压强间的关系如图所示，则有关该反应的下列描述中正确的是
A．m+n＜p
B．n＜p
C．x点的混合物中v正＞v逆
D．x点比y点的混合物正反应速度大
【答案】C
【详解】A．增大压强，B的体积分数增大，说明平衡向逆反应方向移动，则n＜q，A错误；
B．根据A中分析可知n＜q，B错误；
C．在X点，要使该反应达到平衡状态，B的体积分数减小，则该反应向正反应方向移动，所以V正＞V逆，C正确；
D．y的压强大于x点，压强越大，反应速率越快，所以y点比x点混和物的正反应速率快，D错误；
答案选C。
14．关于如图所示各装置的叙述中，正确的是
A．图1是原电池，总反应是：
B．图2可验证铁的吸氧腐蚀，负极反应式为：
C．图3装置可在待镀铁件表面镀铜
D．装置④中钢闸门应与外接电源的负极相连被保护，该方法叫做牺牲阳极法
【答案】B
【详解】A．图①是原电池，铁比铜活泼，总反应溶液中的铁离子与铁电极发生的氧化还原反应，则总反应是：Fe+2Fe3+=3Fe2+，故A错误；
B．图②是原电池，铁做负极，失电子发生氧化反应生成二价铁，电极反应式为：Fe-2e- =Fe2+，故B正确；
C．图③是电解池，与电源正极连接的待镀铁件，反应为：Fe-2e-=Fe2+，与电源负极相连的为铜，电解质溶液为硫酸铜溶液，反应为：Cu2++2e-=Cu，铜上出现铜，而不是铁上镀铜，故C错误；
D．图4中钢闸门与电源的负极相连，钢闸门为阴极，属于外加电流的阴极保护法，故D错误；
故选B。
15．二氧化碳的资源化利用是目前研究的热点问题之一，西北工业大学团队研究锂-二氧化碳二次电池，取得了重大科研成果。该电池放电时的总反应为：3CO2+4Li=2Li2CO3+C，下列说法正确的是
A．该电池隔膜两侧的电解液a、b均可选用水性电解液
B．放电时，电子从锂电极流出，最终通过电解质溶液流回锂电极，构成闭合回路
C．放电时，若消耗3 ml CO2时，转移4 ml电子
D．充电时，锂电极与外接电源的正极相连
【答案】C
【详解】A．Li与水会反应，因此该电池隔膜左侧的电解液a不能选用水性电解液，故A错误；
B．电子不能通过电解质溶液，故B错误；
C．根据反应方程式3CO2+4Li=2Li2CO3+C，转移4ml电子，有3ml二氧化碳参与反应，因此放电时，若消耗3 ml CO2时，转移4 ml电子，故C正确；
D．放电时Li为负极，因此充电时，锂电极与外接电源的负极相连，故D错误。
综上所述，答案为C。
16．HCOOH燃料电池的装置如图，两电极间用阳离子交换膜隔开。下列说法正确的是
A．电池工作时，电子由a电极经外电路流向b电极
B．负极的电极反应式为
C．若X为，通入发生的反应为
D．理论上每消耗标准状况下22.4 L ，有2 ml 通过阳离子交换膜
【答案】A
【分析】根据图示可知，该燃料电池的a极区HCOOH在KOH环境被氧化为，说明a极失去电子，是负极；b极区Fe3+得到电子生成Fe2+，Fe2+通过外循环被O2氧化又生成Fe3+，b是正极；负极区的K+通过阳离子交换膜进入正极区，构成回路。
【详解】A．据分析，a极是负极，b极是正极，电池工作时，电子由a电极(负极)经外电路流向b电极(正极)，A正确；
B．据分析，该电池负极是在KOH环境，负极的电极反应式为，B错误；
C．据分析，Fe2+通过外循环被O2氧化生成Fe3+，若X为，通入发生的反应为，C错误；
D．理论上每消耗标准状况下22.4 L ，物质的量是1ml，则有4ml电子发生转移，有4 ml 通过阳离子交换膜，D错误；
故选A。
17．高铁酸钠(Na2FeO4)是一种新型绿色水处理剂。 工业上可用电解浓NaOH溶液制备Na2FeO4，其工作原理如图所示，两端隔室中离子不能进入中间隔室。下列说法错误的是
A．阳极电极反应式：Fe-6e- +8OH-=FeO42- +4H2O
B．甲溶液可循环利用
C．离子交换膜a是阴离子交换膜
D．当电路中通过2ml电子的电量时，会有1mlH2生成
【答案】C
【详解】分析：根据工业上电解浓NaOH溶液制备Na2FeO4，故铁做阳极，铁放电生成FeO42-，铜棒做阴极，水电离出的氢离子放电生成氢气和氢氧根，导致阴极室溶液产生大量OH-，则吸引中间隔室中的Na+移向阴极室，故所得溶液甲为浓的NaOH溶液。中间隔室中的NaOH溶液浓度降低。
详解：A. 阳极发生氧化反应，电极反应式：Fe-6e- +8OH-=FeO42- +4H2O，故A正确；B.阴极发生还原反应，水电离出的氢离子放电生成氢气和氢氧根，甲溶液为浓的氢氧化钠溶液，可循环利用，故B正确；C. 电解池中阳离子向阴极移动，通过离子交换膜a的是Na+，故为阳离子交换膜，故C错误；D. 阴极发生还原反应，水电离出的氢离子放电生成氢气和氢氧根，电极反应式为2H2O+2e- = H2↑+ 2OH―，当电路中通过2ml电子的电量时，会有1mlH2生成，故D正确；故选C。
18．在的密闭容器中，放入镍粉并充入定量的CO气体，一定条件下发生反应：，已知该反应平衡常数与温度的关系如表所示：下列说法正确的是
A．上述生成Ni 的反应为吸热反应
B．时反应Ni 的平衡常数为
C．在时，测得某时刻，、CO浓度均 ，则此时
D．达到平衡时，测得 3 ml，则的平衡浓度为2
【答案】D
【详解】A．由表中数据可知，温度越高K越小，则升高温度平衡逆向移动，正反应为放热反应，故A错误；
B．两反应互为逆反应时，K互为倒数关系，时反应的平衡常数为，故B错误；
C．时，某时刻，、CO浓度均，，平衡逆向移动，此时，故C错误；
D．设的平衡浓度为x，平衡时，测得，，解得，故D正确；
故答案选D。
19．一定温度下，将1ml M和1ml N气体充入2L恒容密闭容器，发生反应M(g)+N(g)xP(g)+Q(s)，t1时达到平衡。在t2、t3时刻分别改变反应的一个条件，测得容器中气体P的浓度随时间变化如图所示。
下列说法正确的是
A．反应方程式中的x=1B．t2时刻改变的条件是使用催化剂
C．t3时刻改变的条件是移去少量物质QD．t1～t3间该反应的平衡常数均为4
【答案】D
【详解】A．根据图象可知，在t2时刻容器中气体P的浓度突然增大，平衡不移动，所以改变条件是增大压强，反应前后气体系数和相等，方程式中的x=2，故A错误；
B．根据图象可知，在t2时刻容器中气体P的浓度突然增大，平衡不移动，所以改变条件是增大压强，故B错误；
C．Q是固体，若t3时刻改变的条件是移去少量物质Q，平衡不移动，P的浓度不变，所以t3时刻改变的条件不是移去物质Q，故C错误；
D．t1～t3温度没变，平衡常数相同，根据t1时刻的数据，
平衡常数均为，故D正确；
选D。
20．向两个体积可变的密闭容器中均充入1 ml的和2 ml的，发生反应 。维持两个容器的压强分别为和，在不同温度下达到平衡，测得平衡时的体积分数随温度的变化如图所示。下列叙述正确的是
已知：图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ点均处于曲线上；
A．由图像可知，，
B．点Ⅰ时的平衡转化率为40%
C．点Ⅱ和点Ⅲ所对应的反应平衡常数相等
D．将点Ⅱ所对应的容器冷却到600 K，可变成点Ⅰ
【答案】C
【分析】如图，在或下，的体积分数随温度的升高降低，说明升高温度，该反应逆向进行，正反应为放热反应，即；对于反应，属于气体体积减小的反应，如图，在800K时，对应下的的体积分数高于条件下，说明压强越大，越有利于的形成，即；
【详解】A．综上所述，根据图像分析，该反应为放热反应，即，且，故A错误；
B．如图，点I时，的体积分数为40%，由题意，根据反应可得；
，解得，I点时，的转化率为，故B错误；
C．平衡常数只与温度有关，点Ⅱ和点Ⅲ所对应温度都为800K，温度相同，平衡常数不变，故C正确；
D．点Ⅱ在压强为下进行，将点Ⅱ所对应的容器冷却到600 K，平衡正向移动，的体积分数增大，不可能变为I点，故D错误；
故选C。
二、原理综合题
21．回答下列问题
(1)甲烷在化学领域应用广泛，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。
①b处电极上发生的电极反应式是_______。
②电镀结束后，装置Ⅰ溶液中的阴离子除了OH—以外，还主要含有_______。
③在此过程中若完全反应，装置Ⅱ中阴极质量增大12.8 g，则装置Ⅰ中理论上消耗甲烷_______ L(标准状况下)。
(2)利用电解原理，将氨转化为高纯氢气，其装置如图所示。
①电解过程中OH—的移动方向为_______(填“从左往右”或“从右往左”)。
②阳极的电极反应式为_______。
【答案】(1) O2+2H2O+4e—=4OH— CO 1.12
(2) 从右往左 2NH3—6e—+6OH—= N2+6H2O
【详解】（1）由图可知，装置Ⅱ实现铁棒上镀铜时，铜电极为电镀池的阳极，铜失去电子发生氧化反应生成铜离子，铁电极为阴极，则装置I中通入甲烷的a电极为燃料电池的负极，碱性条件下，甲烷在负极失去电子发生氧化反应生成碳酸根离子和水，通入氧气的b电极为正极，水分子作用下氧气在正极得到电子发生还原反应生成氢氧根离子；
①由分析可知，通入氧气的b电极为正极，水分子作用下氧气在正极得到电子发生还原反应生成氢氧根离子，电极反应式为O2+2H2O+4e—=4OH—，故答案为：O2+2H2O+4e—=4OH—；
②由分析可知，电镀结束后，装置I溶液中阴离子除了氧气在正极放电生成的氢氧根离子外，还有甲烷在负极放电生成的碳酸根离子，故答案为：CO；
③由得失电子数目守恒可知，装置Ⅱ中阴极上有12.8 g铜析出时，标准状况下装置Ⅰ中负极上消耗甲烷的体积为×22.4 L/ml=1.12L，故答案为：1.12；
（2）由图可知，通入氨气的左侧电极为电解池的阳极，碱性条件下氨气在阳极失去电子发生氧化反应生成氮气和水，右侧电极为阴极，水在阴极得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子，溶液中的氢氧根离子从左往右移动；
①由分析可知，电解过程中溶液中的氢氧根离子从左往右移动，故答案为：从左往右；
②由分析可知，通入氨气的左侧电极为电解池的阳极，碱性条件下氨气在阳极失去电子发生氧化反应生成氮气和水，电极反应式为2NH3—6e—+6OH—= N2+6H2O，故答案为：2NH3—6e—+6OH—= N2+6H2O。
22．控制CO2排放和治理CO2是解决温室效应及能源问题的有效途径。
(1)近年来我国大力加强温室气体CO2催化氢化合成甲醇技术的工业化量产研究，实现可持续发展。已知：①CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)ΔH1=＋41.1 kJ·ml-1
②CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)ΔH2=—90.0 kJ·ml-1
写出CO2催化氢化合成甲醇的热化学方程式：_______。
(2)为提高CH3OH(g)的产率，理论上应采用的条件是_______(填字母)。
a．高温高压 b．低温低压 c．高温低压 d．低温高压
(3)已知2CO2(g)＋6H2(g) C2H4(g)＋4H2O(g)ΔH，在两个固定容积均为2 L的密闭容器中以不同的充入H2(g)和CO2(g)，CO2(g)的平衡转化率α(CO2)与温度的关系如图所示。
①X_______(填“>”“”“ 0.075ml·L-1·min-1 512 ；
②由图可知，P点二氧化碳的转化率为0.50，则平衡时二氧化碳、氢气、乙烯、水蒸气的浓度分别为=0.25ml/L、=0.25ml/L、=0.125ml/L、=0. 5ml/L，所以10 min内氢气的平均反应速率=0.075ml·L-1·min-1，反应的平衡常数为=512，故答案为：0.075ml·L-1·min-1；512；
③由图可知，升高温度，二氧化碳的转化率减小，说明升高温度平衡向逆反应方向移动，该反应为放热反应，反应的平衡常数减小，P点反应温度高于Q点，则P点反应的化学平衡常数小于Q点，故答案为：