黑龙江省牡丹江市第一高级中学2023-2024学年高一下学期5月期中考试化学试题

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相对原子质量：Cu-64 O-16 C-12 H-1 S-32 Fe-56
一、选择题(1-7每题2分，8-17每题3分，共44分)
1. 北京冬奥会彰显了我国的科技实力。下列说法错误的是
A. 冬奥会采用氢能源保障车有利于“碳达峰、碳中和”
B. 速滑馆“冰丝带”用CO2做制冷剂制冰，此过程是吸热反应
C. 首钢滑雪大跳台主体结构使用的特种钢属于金属材料
D. 使用的太阳能“被动房”的太阳能电池板的主要材料是硅
【答案】B
【解析】
【详解】A．冬奥会采用氢能源保障车，没有CO2的产生，减少了碳排放，有利于“碳达峰、碳中和”，A项正确；
B．二氧化碳（干冰）做制冷剂制冰没有新物质生成，属于物理变化，吸热反应和放热反应是指化学变化中的热效应，B项错误；
C．首钢跳雪大跳台主要结构使用了特种钢材的是铁合金，属于金属材料，C项正确；
D，太阳能电池板的主要材料是硅单质，D项正确。
答案选B。
2. 下列说法正确的是
A. 由气态氨气转化为固态铵盐的过程称为氮的固定
B. 用CO2和饱和NaHCO3溶液，使用如图装置可实现喷泉实验
C. 密闭容器中充入1mlN2和3mlH2，充分反应后生成2mlNH3
D. 燃煤中加入生石灰可以减少SO2的排放
【答案】D
【解析】
【详解】A．氮的固定是将游离态的氮转化为化合态的氮，故A错误；
B．CO2既不和饱和碳酸氢钠溶液反应，也不溶解于和饱和碳酸氢钠溶液，所以用CO2和饱和NaHCO3溶液，无法实现喷泉实验，故B错误；
C．氮气和氢气生成氨气的反应为可逆反应，可逆反应中物质的转化率不可能达到100%，所以密闭容器中充入1mlN2和3mlH2，充分反应后生成的NH3小于2ml，故C错误；
D．燃煤中加入生石灰可以和二氧化硫反应生成亚硫酸钙，最终转化为硫酸钙，所以燃煤中加入生石灰可减少SO2的排放，故D正确；
故答案为：D。
3. 下列说法正确的是
A. 标准状况下，11.2LSO3含有的分子数为0.5NA(用NA表示阿伏加德罗常数的值，下同)
B. 32gCu在足量O2或在足量硫蒸气中完全反应失去的电子数均为NA
C. H2(g)+I2(g)2HI(g)，其他条件不变，缩小反应容器体积，正逆反应速率不变
D. 若压强不再随时间变化能说明反应2A(?)+B(g)2C(?)已达平衡，则A、C可以同时是气体
【答案】D
【解析】
【详解】A．标准状况下，SO3为固态，无法计算11.2LSO3含有的分子数，故A错误；
B．O2为强氧化剂，能将铜氧化为+2价，S为弱氧化剂，只能将铜氧化为+1价，所以32gCu在足量O2或在足量硫蒸气中完全反应失去的电子数不等，故B错误；
C．H2(g)+I2(g)2HI(g)，其他条件不变，缩小反应容器体积，正逆反应速率均增大，故C错误；
D．若压强不再随时间变化能说明反应2A(?)+B(g)2C(?)已达平衡，则该反应左右两边气体化学计量数之和不相等，所以A、C可以同时是气体，故D正确；
故答案为：D。
4. 下列表述正确的是
A. 向紫色石蕊试液中通入SO2气体，溶液先变红后褪色
B. 向某溶液中加入BaCl2溶液出现白色沉淀，再加入盐酸白色沉淀不溶解，说明该溶液一定有
C. 在粗硅的制取中发生反应2C+SiO22CO↑+Si，可证明碳元素非金属性比硅强
D. SiO2可用于制造光导纤维，光纤是一种新型无机非金属材料
【答案】D
【解析】
【详解】A．SO2是酸性氧化物，将其通入紫色石蕊试液中，只能使溶液变红，不能褪色，故A错误；
B．向某溶液中加入BaCl2溶液出现白色沉淀，该白色沉淀可能是硫酸钡，也可能是氯化银，所以再加入盐酸白色沉淀不溶解，不能说明该溶液一定有，故B错误；
C．在粗硅制取中发生反应2C+SiO22CO↑+Si，是由于反应在高温条件下进行，且生成的CO气体从体系中逸出，能够使反应进一步进行，所以尽管硅被还原，但不能说明碳元素非金属性比硅强，故C错误；
D．SiO2有优异的光学特性，可用于制造光导纤维，光导纤维是一种新型无机非金属材料，故D正确；
故答案为：D。
5. 用铁片与1ml/L稀硫酸反应制取氢气时，下列措施不能使氢气生成速率加快的是
①适当加热
②改用18.4ml/L的硫酸
③增加同浓度稀硫酸的用量
④改用铁粉
⑤滴加几滴CuSO4溶液
⑥改用3ml/L的硝酸
A. ②③④B. ①③⑤C. ②③⑥D. ②④⑤
【答案】C
【解析】
【分析】能加快反应速率的因素有升高温度、使用催化剂、适当增大反应物浓度、增大固体表面积、形成原电池反应等。
【详解】A．②改用18.4ml/L的硫酸，浓硫酸和铁在常温下钝化，不能使氢气生成速率加快；③增加同浓度稀硫酸的用量，不能增大反应物浓度，不能加快速率；④改用铁粉，增大固体接触面积，可以加快反应速率，A不符合要求；
B．①适当加热，可以加快反应速率；③增加同浓度稀硫酸的用量，反应物浓度不变，速率不变，不能加快速率；⑤滴加几滴CuSO4溶液，形成原电池反应可以加快反应速率， B不符合要求；
C．②改用18.4ml/L的硫酸，浓硫酸和铁在常温下钝化，不能使氢气生成速率加快；③增加同浓度稀硫酸的用量，反应物浓度不变，速率不变，不能加快速率；⑥改用3ml/L的硝酸，反应产生的气体不是氢气，不能加快产生氢气速率，C符合要求；
D．②改用18.4ml/L的硫酸，浓硫酸和铁在常温下钝化，不能使氢气生成速率加快；④改用铁粉，增大固体接触面积，可以加快反应速率；⑤滴加几滴CuSO4溶液，形成原电池反应可以加快反应速率；D不符合要求；
故选C。
6. 下列实验现象或图像信息不能说明相应的化学反应是放热反应的是
A. 反应物总能量大于生成物总能量B. 反应开始后，甲处液面低于乙处液面
C. 反应开始后，针筒活塞向右移动D. 反应开始后，饱和石灰水变浑浊
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A． 反应物总能量大于生成物总能量，则该反应放热，A不符合；
B． 反应开始后，甲处液面低于乙处液面，说明集气瓶内气体受热膨胀，则试管内的反应放热，B不符合；
C． 反应开始后，针筒活塞向右移动，可能是反应放热引起的、也可能是液体滴入使气体扩散引起的，则不能说明反应放热，C符合；
D． 反应开始后，饱和石灰水变浑浊，则溶液温度升高氢氧化钙因溶解度降低而析出，则试管内的反应放热，D不符合；
答案选C。
7. 下列事实与带点物质表现出的性质(括号中)对应关系不正确的是
A. SO2能使酸性高锰酸钾溶液褪色(漂白性)
B. 常温下，铁遇浓硫酸、浓硝酸发生钝化(强氧化性)
C. 久置的浓硝酸，颜色略显黄色(不稳定性)
D. 蔗糖与浓硫酸反应中有黑色物质生成(脱水性)
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】A．二氧化硫具有还原性，能使酸性高锰酸钾溶液褪色，与漂白性无关，故A错误；
B．钝化为化学变化，生成致密的氧化膜阻止反应的进一步发生，与浓硫酸、浓硝酸的强氧化性有关，故B正确；
C．浓硝酸光照分解生成二氧化氮，则颜色略显黄色，与浓硝酸的不稳定性有关，故C正确；
D．浓硫酸使蔗糖脱水，由现象可知浓硫酸具有脱水性，故D正确；
故选A。
8. 我国科学家研究了活性炭催化条件下煤气中H2S和Hg的协同脱除，部分反应机理如图所示(吸附在催化剂表面的物种用*标注)。下列说法正确的是

A. 图示反应过程中有极性共价键的断裂，没有非极性共价键的生成
B. H2S活性炭分解生成H2(g)和S(s)的过程释放能量
C. 整个脱硫过程中硫元素既表现出氧化性又表现出还原性
D. 该机理由于活性炭的参与降低了H2S分解的热效应，使反应更易进行
【答案】C
【解析】
【详解】A．图示反应过程中非极性共价键的生成，如*H→H2(g)，故A错误；
B．H2S活性炭分解生成H2(g)和S(s)的过程是吸收热量，故B错误；
C．整个脱硫过程中*S→CS2(g)，*S→SO2(g)，则硫元素既表现出氧化性又表现出还原性，故C正确；
D．该机理由于活性炭的参与使反应速率更快，但没有降低了H2S分解的热效应，故D错误。
综上所述，答案为C。
9. 在甲、乙两个装置中，胶头滴管中吸入某种液体，烧瓶中充入(或放入)另一种物质，挤压胶头滴管，加入液体，一段时间后两装置中的气球都有明显胀大。则所用试剂分别可能依次是
A. 甲：浓硫酸和木炭乙：浓氨水和SO2
B. 甲：双氧水和MnO2乙：饱和食盐水和HCl
C. 甲：NaOH和NaHCO3溶液乙：NaOH溶液和Cl2
D. 甲：浓硫酸和铁粉乙：氯化亚铁溶液和硫化氢
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A．甲中浓硫酸与木炭反应需要加热，故A错误；
B．甲中双氧水在二氧化猛的催化下迅速反应生成氧气，使容器内压强大于大气压所以气球变大；乙中氯化氢溶于饱和食盐水，装置内压强减小，气球变大，故B正确；
C．NaOH和NaHCO3溶液不生成气体，则甲压强不变，故C错误；
D．甲中铁常温下遇浓硫酸发生钝化，不能生成气体使压强增大，D错误；
答案选B。
10. 下列说法或描述正确的是
A. 硫黄矿制备硫酸经历两步：S→SO3→H2SO4
B. 浓硫酸与足量的Zn反应生成1ml气体时，消耗的硫酸大于1ml
C. 工业上常用SO2漂白纸浆，与氯水同时使用可增强漂白效果
D. 实验室进行中和热测定实验中，为使酸碱充分反应，应缓慢分次倒入NaOH溶液并搅拌
【答案】B
【解析】
【详解】A．硫黄矿制备硫酸经历三步：S→SO2→SO3→H2SO4，S不能直接生成三氧化硫，故A错误；
B．浓硫酸与足量的Zn反应时，开始时生成二氧化硫：，随着反应的进行硫酸变稀，生成氢气：Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑，所以若反应生成1ml气体时，消耗的硫酸的物质的量大于1ml，故B正确；
C．工业上常用SO2漂白纸浆，若SO2与氯水同时使用，则发生反应：Cl2+ SO2+2H2O=H2SO4+2HCl，使漂白效果减弱甚至消失, 故C错误；
D．实验室进行中和热测定时，为使酸碱充分反应并减少热量损失，应一次性迅速倒入NaOH溶液并搅拌，故D错误；
故答案为：B。
11. 下列有关热化学方程式书写与对应表述均正确的是
A. 稀硫酸与NaOH溶液反应：
B. 在101kPa下的燃烧热，则水分解的热化学方程式为
C. 已知的燃烧热，则有
D. 已知9.6g硫粉与11.2g铁粉混合加热生成17.6g FeS时放出19.12kJ热量，则
【答案】D
【解析】
【详解】A．稀和NaOH发生中和反应，放出热量，则，A项错误；
B．燃烧热指101kPa时，1ml可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时放出的热量，所以，水的分解是氢气燃烧的逆过程，所以水分解的热化学方程式为，B项错误；
C．燃烧热强调1ml可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物，如C→、H→，而中不是，C项错误；
D．根据生成硫化亚铁17.6g(即0.2ml)时，放出19.12k热量，可知生成1 ml时放出95.6kJ的热量，所以硫粉与铁粉反应的热化学方程式为，D项正确；
答案选D。
12. 一定温度下，将足量的固体置于恒容密闭容器中，发生反应(不考虑转化为)，下列不能判断该反应达到平衡状态的是
A. 气体的颜色不再改变B. 有消耗，同时有生成
C. 气体的平均相对分子质量不再变化D. 固体混合物中铜元素的质量分数不再变化
【答案】C
【解析】
【分析】判断反应是否达到平衡的标志为正反应速率=逆反应速率，或者变量不变。例如当各组分的物质的量、质量、浓度等不再改变的时候，或者特定情况下的体积、压强等保持不变，则能判断已经达到平衡。
【详解】A．反应体系中的NO2为红棕色，当气体颜色不再改变时，说明NO2的浓度不再发生改变，可作为判断依据，A正确；
B．有消耗，同时有生成时，说明正反应速率等于逆反应，B正确；
C．由于生成物中的NO2和O2始终满足物质的量为4:1的比例，故该体系中的平均相对分子质量本身不是变量，不能作为判断依据，C错误；
D．根据元素守恒，Cu元素的质量恒定不变，反应体系中有气体生成，固体的总质量在发生变化，当Cu元素的质量分数不再改变时，说明固体的总质量不再发生改变，反应达到平衡状态，D正确；
答案选C。
13. 制备下列气体所需的反应物和发生装置均可行的是
A. AB. BC. CD. D
【答案】A
【解析】
【详解】A．Cu与稀硝酸反应生成NO，抽动铜丝可使反应停止，图中装置可制备NO，A正确；
B．高锰酸钾溶液与浓盐酸直接反应制备氯气，不需要加热，所以不需要酒精灯，B错误；
C．硫化钠固体与浓硫酸发生氧化还原反应不生成硫化氢，应选稀硫酸，C错误；
D．铵盐固体、熟石灰为固固加热制备氨气，不能用固液反应产生气体的装置，D错误；
故选A。
14. 下列过程中的化学反应，相应的离子方程式正确的是
A. 将Cl2通入FeBr2溶液中，当溶液中Br-消耗了时，总反应的离子方程式：2Fe2++2Br-+2Cl2=2Fe3++Br2+4Cl-
B. 过量铁粉加入稀硝酸中：Fe+4H++ =Fe3++NO↑+2H2O
C. 用足量氨水吸收烟气中的二氧化硫：SO2+2OH-=SO+H2O
D. 氯化铜溶液中通入硫化氢：Cu2++S2-=CuS↓
【答案】A
【解析】
【详解】A．将Cl2通入FeBr2溶液中，氯气先与亚铁离子反应，所以当溶液中Br-消耗了时，亚铁离子反应完全、氯气不足，总反应的离子方程式：2Fe2++2Br-+2Cl2=2Fe3++Br2+4Cl-，故A正确；
B．铁离子能氧化铁单质，所以过量铁粉加入稀硝酸中，最终生成亚铁离子，其反应的离子方程式为3Fe+8H++2NO=3Fe2++2NO↑+4H2O，故B错误；
C．一水合氨为弱碱，在离子方程式中不能拆开写，所以用足量氨水吸收烟气中的二氧化硫的离子方程式为SO2+2NH3‧H2O=+H2O+2，故C错误；
D．氢硫酸为弱酸，在离子方程式中不能拆开写，所以氯化铜溶液中通入硫化氢，反应的离子方程式为Cu2++H2S=CuS↓+2H+，故D错误；
故答案为：A。
15. 浓硫酸分别与三种钠盐反应，现象如图。下列分析正确的是
A. ①产生的红棕色气体通入水中，可获得无色溶液
B. 对比①和②可以说明还原性：Br-＞Cl-
C. ②中试管口白雾是盐酸小液滴，说明酸性：H2SO4＞HCl
D. ③中浓H2SO4被还原成SO2
【答案】B
【解析】
【详解】A．①中浓硫酸与溴化钠固体加热反应产生的红棕色气体为Br2，Br2通入水中，得到的是橙色溶液，故A错误；
B．①中浓硫酸与溴化钠固体加热反应产生的红棕色气体为Br2，说明Br-能被浓硫酸氧化为Br2，②中浓硫酸与氯化钠固体加热反应未产生黄绿色气体Cl2，说明Cl-不能被浓硫酸氧化为Cl2，所以对比①和②可以说明还原性：Br-＞Cl-，故B正确；
C．②中试管口白雾是盐酸小液滴，只能说明盐酸是挥发性酸，不能说明酸性：H2SO4＞HCl，故C错误；
D．③中浓硫酸与亚硫酸钠反应产生的是SO2气体，SO2是浓H2SO4和亚硫酸钠发生非氧化还原反应生成的，不是浓H2SO4被还原生成的，故D错误；
故答案为：B。
16. 科学家设计了一种以石墨为电极、稀硫酸为电解质溶液处理废气SO2的电池，其工作原理如图所示，下列说法正确的是
A. 电子由电极a流向电极b
B. 理论上每消耗22.4LO2，可产生196gH2SO4
C. 一段时间后，电解质溶液的氢离子浓度增大
D. 电极b的电极反应式：SO2-2e-+4OH-=+2H2O
【答案】C
【解析】
【分析】该电池中自发的氧化还原反应为2SO2+O2+2H2O=2H2SO4，氧气发生还原反应，所以电极a为正极、电极b为负极。
【详解】A．据以上分析可知，电极a为正极、电极b为负极，所以电子由电极b流向电极a，故A错误；
B．未指明条件是否为标准状况，无法计算理论上每消耗22.4LO2，可产生的H2SO4的质量，故B错误；
C．据总反应式2SO2+O2+2H2O=2H2SO4可知，一段时间后，电解质溶液中氢离子物质的量增大，消耗了水，溶液体积减少，所以氢离子的物质的量浓度增大，故C正确；
D．电极b为负极，负极发生氧化反应，其电极反应式：SO2-2e-+2H2O = +4H+，故D错误；
故答案：C。
17. 现有NaNO3和HCl的混合溶液400 mL，向混合溶液中逐渐加入过量的Fe粉(假设反应中HNO3只被还原成NO)，如图所示。下列说法不正确的是
A. 将反应后的混合物过滤，滤液中含Na+、Fe2+、Cl-
B. 原混合溶液中硝酸钠的物质的量浓度为2.5 ml/L
C. 反应生成气体的体积为33.6 L(标准状况下)
D. 整个反应过程中每步转移电子之和为4 ml
【答案】D
【解析】
【详解】由图可知，当加入铁的物质的量为1ml后，溶液中才生成亚铁离子，说明加入1ml前，发生如下反应：Fe+4H++=Fe3++NO↑+2H2O，则n(Fe)=n()=n(NaNO3)=n(NO)=1ml，
A．将反应后的混合物过滤，滤液中滤液溶质为NaCl，FeCl2，滤液中含Na+、Fe2+、Cl-，故A正确；
B．原混合溶液中硝酸钠的物质的量浓度为c(NaNO3)==2.5ml/L，故B正确；
C．铁离子的氧化性强于氢离子，则继续加入铁时发生2Fe3++Fe=3Fe2+，由图可知消耗铁的量为0.5ml，然后是0.5ml的铁与氢离子反应生成氢气，氢气的物质的量等于铁的物质的量，而整个过程中气体的物质的量为1.5ml，标准状况下，体积为V=nVm=1.5ml×22.4L/ml=33.6L，故C正确；
D．整个过程分三步进行，每一步转移电子的分别是3ml，0.5ml×2=1ml，0.5ml×2=1ml，共5ml的电子，故D错误；
故选：D。
二、综合题(共计56分)
18. 具有氧化性、还原性和漂白性，某同学在实验室利用做相关验证和探究实验。回答下列问题：
（1）用如图1装置(夹持仪器已省略)验证具有氧化性。
①仪器的名称为___________。
②装置甲试管中反应的离子方程式为___________。
③说明具有氧化性的现象为___________。
（2）该同学设计如图2所示装置(夹持仪器已省略)制备(难溶解于水中)。
①仪器的作用是___________。
②三颈烧瓶中反应的化学方程式为___________。
（3）该实验体现了的性质是___________。
（4）实验表明，将纯净的缓缓地通入到溶液中，得到沉淀。为了探究该反应中的氧化剂，该同学提出以下假设：
假设Ⅰ：溶液中的；
假设Ⅱ：溶解在水中的氧气。
①验证假设Ⅰ(配制溶液前已将蒸馏水煮沸并密封冷却)。
实验i现象为___________，实验ii的现象为___________。
②验证假设Ⅱ。请完成下列表格：
实验iv的步骤为___________，实验目的是___________。
【答案】（1） ①. 长颈漏斗 ②. ③. 乙装置中有淡黄色的固体生成
（2） ①. 防止倒吸 ②.
（3）还原性 （4） ①. 无明显现象 ②. 产生白色沉淀 ③. 向盛有未经脱处理的溶液的烧杯中缓慢通入纯净的气体(向盛有溶液的烧杯中缓慢通入与的混合气体或向实验的混合体系中充入氧气等) ④. 证明可将或氧化为硫酸或
【解析】
【分析】图1中装置甲产生硫化氢气体，装置丙产生二氧化硫气体，硫化氢和二氧化硫在装置乙中发生反应生成硫单质和水。图2中二氧化硫通入氯化铜溶液中，与氯化铜、氢氧化钠反应生成。将纯净的缓缓地通入到溶液中，得到沉淀，利用控制变量法来探究该反应中的氧化剂是硝酸根还是溶解在水中的氧气。
【小问1详解】
①由图1中装置可以得到仪器的名称为长颈漏斗。
②装置甲是产生硫化氢气体的装置，反应的离子方程式为：。
③二氧化硫和硫化氢气体反应生成硫单质和水，所以说明具有氧化性的现象为乙装置中有淡黄色的固体生成。
【小问2详解】
①过量的二氧化硫需要氢氧化钠溶液吸收，所以仪器的作用是防倒吸。
②二氧化硫、氢氧化钠、氯化铜反应生成氯化亚铜，三颈烧瓶中反应的化学方程式为。
【小问3详解】
根据方程式可以看出二氧化硫作还原剂，表现还原性。
【小问4详解】
①验证假设Ⅰ溶液中的硝酸根做了氧化剂，硝酸根为实验变量。二氧化硫和氯化钡不反应，所以向溶液中缓慢通入纯净的气体的实验现象是无明显现象。硝酸根具有氧化性，向溶液的烧杯中缓慢通入纯净的气体实验现象为产生白色沉淀。
②验证假设Ⅱ溶解在水中的氧气作氧化剂，溶解在水中的氧气为实验变量。以实验i溶液中无氧气为对照组，设计实验iv，向盛有未经脱处理的溶液的烧杯中缓慢通入纯净的气体，若产生白色沉淀，则证明溶解在水中的可将或氧化为硫酸或，与钡离子结合产生硫酸钡沉淀。
19. I.在恒温2L密闭容器中通入气体X并发生放热反应：2X(g)Y(g)，X的物质的量n(x)随时间t变化的曲线如图所示(图中两曲线分别代表有无使用催化剂的情形)
（1）下列措施不能提高反应速率的是______。
A. 升高温度B. 加入适量X
C. 增大压强D. 及时分离出Y
（2）图中c点对应的速率关系是v(正)______v(逆)(填“＞”或“＜”或“=”)；b曲线与a比改变的条件是______。
（3）反应进行到a点时放出的热量______反应进行到b点时放出的热量(填“＞”或“＜”或“=”)。
II.中国政府承诺，到2020年，单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%~50%。CO2可转化成有机物实现碳循环。在体积为1L的恒温密闭容器中，充入1mlCO2和3mlH2，一定条件下反应：CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)，测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。
（4）从3min到9min，v(CO2)=______(计算保留2位有效数字)。
（5）能说明上述反应达到平衡状态的是______(填字母)。
A. 反应中CO2与CH3OH的物质的量浓度之比为1：1(即图中交叉点)
B. 混合气体的压强不随时间的变化而变化
C. 单位时间内生成1mlH2，同时生成1mlCH3OH
D. 混合气体的平均相对分子质量不随时间的变化而变化
（6）平衡时CH3OH的体积分数为______。平衡混合气体中CO2(g)和H2(g)的质量之比是______。
（7）第3分钟时v正(CH3OH)______第9分钟时v逆(CH3OH)(填“＞”“＜”“=”或“无法比较”)。
III.在恒温条件下将一定量X和Y的混合气体通入容积为2L的密闭容器中，X和Y两物质的浓度随时间的变化情况如图所示。
（8）写出该反应的化学方程式(反应物或生成物用符号X、Y表示)：______。
（9）a、b、c、d四个点中，表示化学反应处于平衡状态的点是______。
【答案】（1）D （2） ①. = ②. 使用催化剂
（3）＜ （4）0.042ml•L-1•min-1 （5）BD
（6） ①. 30% ②. 22：3
（7）＞ （8）Y2X
（9）bd
【解析】
【小问1详解】
A．升高温度，化学反应速率加快，故A正确；
B．X为反应物，加入适量X，X浓度增加，化学反应速率加快，故B正确；
C．2X(g)Y(g)有气体参与，增大压强，化学反应速率加快，故C正确；
D．及时分离出Y，反应物X的浓度瞬间不变，瞬间正反应速率不变，生成物Y的浓度瞬间减小，瞬间逆反应速率减小，故D错误；
故答案为：D；
【小问2详解】
图中c点为平衡点，所以对应的速率关系是v(正)=v(逆)；b曲线与a曲线平衡时X的剩余的物质的量相等，b曲线达到平衡的时间更短，化学反应速率更快，所以改变的条件是使用催化剂；
【小问3详解】
2X(g)Y(g)为放热反应，图像显示a点剩余n(X)更多，即消耗的n(X)更少，所以反应进行到a点时放出的热量小于反应进行到b点时放出的热量；
【小问4详解】
图像显示从3min到9min，二氧化碳浓度的变化量为(0.50-0.25)ml/L=0.25ml/L，所以v(CO2)=；
【小问5详解】
A. 反应中CO2与CH3OH的物质的量浓度之比为1：1时，并没有达到化学平衡状态，因为过了图中相交点之后二氧化碳的物质的量继续减少，直至不变，故A错误；
B. 该反应为气体体积减小的反应，恒温恒容时压强与物质的量成正比，混合气体的压强不随时间的变化而变化，说明容器中气体总物质的量不变，既达到了化学平衡状态，故B正确；
C. 单位时间内生成3mlH2，同时生成1mlCH3OH时，反应才达到了化学平衡状态，故C错误；
D. 该反应的各物质均为气态，即气体总质量为一个定值，且为气体体积减小的反应，由可知，混合气体的平均相对分子质量不随时间的变化而变化，说明容器中气体总物质的量不变，达到了化学平衡状态，故D正确；
故答案为：BD；
【小问6详解】
三段式表示：，平衡时n(CH3OH)=n(H2O)=n(H2)=0.75ml，n(CO2)=0.25ml，n总=0.25ml+3×0.75ml=2.5ml，所以CH3OH的体积分数为；平衡混合气体中CO2(g)和H2(g)的质量之比是；
【小问7详解】
图像显示第3分钟时c(CO2)大于第9分钟时c(CO2)，所以第3分钟v正(CO2)大于第9分钟v正(CO2)，而第9分钟时反应达平衡，v正(CO2)=v逆(CO2)，第3分钟时v正(CO2)大于第9分钟v逆(CO2)，二氧化碳与甲醇的化学计量数之比为1:1，而速率之比等于化学计量数之比，所以第3分钟时v正(CH3OH)＞第9分钟时v逆(CH3OH)；
【小问8详解】
第25min时瞬间Y浓度不变、X浓度增大，且同一时间段内X浓度变化量比Y大，从起始到25min，图像显示从开始到平衡，同一时间段内X的浓度变化量为(0.6-0.2)ml/L=0.4ml/L，Y的浓度变化量为(0.6-0.4)ml/L=0.2ml/L，即Y减少、X增大，且物质的量之比为1：2，所以该反应的化学方程式为Y2X；
【小问9详解】
其他条件一定时，各物质的物质的量浓度不随时间变化的点为平衡点，即图中b、d点处于化学平衡状态。
20. I.请根据化学能和热能、电能相关的知识，问答下列问题：
（1）下列变化中，属于放热反应的是______(填序号)。
①液态水汽化
②Ba(OH)2•8H2O与固体NH4Cl混合
③浓H2SO4稀释
④C+H2O(g)CO+H2
⑤生石灰跟水反应
⑥碳酸钠粉末滴少量水
（2）Cl2和H2O(g)通过灼热的炭层，生成HCl和CO2，当有1mlCl2参与反应时释放出145kJ热量，写出该反应的热化学方程式：______。
（3）已知：
CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) △H1=-90.8kJ•ml-1
2H2(g)+O2(g)=2H2O(1)△H2=-571.6kJ•ml-1
H2O(g)=H2(g)+O2(g) ΔH3=+241.8kJ•ml-1
根据上述反应CH3OH(g)+O2(g)=CO(g)+2H2O(g) △H=______kJ•ml-1。
（4）某实验小组设计用50mL0.50ml/L盐酸跟50mL0.55ml/LNaOH溶液进行中和反应，测得的中和热为△H1。若用等浓度的醋酸代替盐酸，测得的中和热为△H2；若用浓硫酸代替盐酸，测得的中和热为△H3，下列说法正确的是______。
A. △H1＞△H2＞△H3B. △H3＞△H1＞△H2
C. △H2＞△H1＞△H3D. △H1=△H2＞△H3
（5）某化学反应A2(g)+B2(g)=2AB(g)的能量变化如图所示。
①根据图______(填“能”或“不能”)确定三种物质A2(g)、B2(g)、AB(g)中，最稳定的是AB(g)。
②根据图可知A2(g)和B2(g)生成1mlAB(g)的焓变△H为______kJ•ml-1。
II.为了探究原电池的工作原理，某化学学习小组设计了一组实验，其装置如图：
（6）丙装置中电极上发生还原反应的粒子是______(填离子或分子的化学式)。丙装置中负极反应式为______。
（7）当甲装置导线中转移0.3ml电子时，正极生成气体______L(标准状况下)；假设开始时乙装置中两电极质量相等，导线中转移0.3ml电子时，两电极质量相差______g。
（8）科学家制造出了一种使用固体电解质的燃料电池，其效率很高，可用于航天航空。如图所示装置中，以稀土金属材料为惰性电极，在两极上分别通入CH4和空气，其中固体电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2固体，它在高温下能传导O2-。则d电极上的电极反应式为______。
【答案】（1）⑤⑥ （2）2Cl2(g)+2H2O(g)+C(s)=4HCl(g)+CO2(g) ΔH=-290kJ•ml-1
（3）-392.8 （4）C
（5） ①. 不能 ②. -(y-x)
（6） ①. H2O ②. Al-3e-+4OH-=Al(OH)
（7） ①. 3.36 ②. 18
（8）CH4-8e-+4O2-=CO2+2H2O
【解析】
【小问1详解】
①液态水汽化需要吸收热量，为物理变化，故①错误；
②Ba(OH)2•8H2O与固体NH4Cl混合时发生的反应为吸热反应，故②错误；
③浓H2SO4稀释为放热过程，不属于化学变化，故③错误；
④C+H2O(g)CO+H2为吸热反应，故④错误；
⑤生石灰与水反应放出大量热量，即为放热反应，故⑤正确；
⑥碳酸钠粉末滴少量水，白色粉末会结块变成晶体，生成Na2CO3‧10H2O，同时放出热量，故⑥正确；
故答案为：⑤⑥；
【小问2详解】
Cl2和H2O(g)通过灼热的炭层，生成HCl和CO2，当有1mlCl2参与反应时释放出145kJ热量，该反应的热化学方程式为2Cl2(g)+2H2O(g)+C(s)=4HCl(g)+CO2(g) ΔH=-290kJ/ml；
【小问3详解】
①CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) △H1=-90.8kJ/ml、②2H2(g)+O2(g)=2H2O(1)△H2=-571.6kJ/ml、③H2O(g)=H2(g)+O2(g) ΔH3=+241.8kJ/ml，由盖斯定律可知，-(③×2+①)得CH3OH(g)+O2(g)=CO(g)+2H2O(g) ，所以△H=-(+241.8kJ/ml×2-90.8kJ/ml)=-392.8 kJ/ml；
【小问4详解】
中和反应为放热反应，醋酸电离会吸收热量，若用等浓度的醋酸代替盐酸，放出得热量较少，则测得的中和热为△H2＞△H1；浓硫酸溶于水放热，若用浓硫酸代替盐酸，放出得热量增多，则测得的中和热为△H3＜△H1，故答案为：C；
【小问5详解】
①由图可知，1mlA2(g)和1mlB2(g)总能量高于2mlAB(g)总能量，但不知A2(g)、B2(g)、AB(g)的能量，所以根据图不能确定三种物质A2(g)、B2(g)、AB(g)中，谁最稳定；
②根据图示可知A2(g)和B2(g)生成2mlAB(g)放出(y-x)kJ的能量，所以生成1mlAB(g)焓变△H为-(y-x)kJ/ml；
【小问6详解】
丙装置中自发的氧化还原反应为，即Al电极为负极，发生氧化反应，其电极反应式为：Al-3e-+4OH-=；Mg电极为正极，正极上H2O发生还原反应；
【小问7详解】
甲装置中镁为负极、铝为正极，正极电极反应式为2H++2e-=H2↑，所以当甲装置导线中转移0.3ml电子时，正极生成的H2的物质的量为0.15ml，其体积在标准状况为0.15×22.4L/ml=3.36L；乙装置中铁为负极、Pt为正极，负极电极反应式为Fe-2e-=Fe2+，正极电极反应式为Cu2++2e-=Cu，假设开始时乙装置中两电极质量相等，导线中转移0.3ml电子时，负极质量减轻(0.15×56)g=8.4g，正极质量增重(0.15×64)g=9.6g，两电极质量相差9.6g+8.4g=18g；
【小问8详解】
根据图中电流方向可知，d电极为负极，负极通入甲烷，发生氧化反应，其电极反应式为CH4-8e-+4O2-=CO2+2H2O。选项
A
B
C
D
气体
一氧化氮
氯气
硫化氢
氨气
反应物
铜丝、稀硝酸
浓盐酸、高锰酸钾溶液
硫化钠固体、浓硫酸
铵盐、熟石灰
发生装置
实验步骤
实验操作
实验现象
结论
实验
向溶液中缓慢通入纯净的气体
假设I成立
实验
向溶液的烧杯中缓慢通入纯净的气体
实验步骤
实验现象
实验目的
实验iii
同实验步骤
同实验的相关现象
作对照实验
实验iv
产生白色沉淀