福建省福州市福九联盟2024-2025学年高二上学期11月期中联考化学试题（Word版附解析）

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完卷时间：75分钟 满分：100分
可能用到的相对原子质量：H-1 C-12 N-14 O-16 Fe-56
第I卷(选择题)
一、单选题(每题3分，共45分。每小题只有一项符合题目要求)。
1. 化学与生产、生活、社会和环境等密切相关，下列有关说法正确的是
A. 在其他外界条件不变的情况下，使用催化剂，可以改变化学反应进行的方向
B. 工业上用离子交换膜电解饱和食盐水时，阳极区pH升高
C. 铁表面镀锌可以增强其抗腐蚀性，镀层局部破损后仍然具有防护作用
D. 铜在酸性环境下易发生析氢腐蚀
【答案】C
【解析】
【详解】A．催化剂只影响反应速率，不影响化学平衡，不可以改变化学反应进行的方向，A错误；
B．工业上用离子交换膜电解饱和食盐水时，阳极区 ，pH减小，B错误；
C．铁表面镀锌可以隔绝空气，同时锌的活泼性强于铁，增加抗腐蚀性，C正确；
D．铜不能从酸中置换出氢气，这不是一个自发发生的氧化还原反应，D错误；
故选C。
2. 下列实验操作或实验方案，能达到目的的是
A. AB. BC. CD. D
【答案】D
【解析】
【详解】A．该装置原电池装置，负极为锌，正极为铁，铁不参与反应，故往Fe电极区滴入2滴铁氰化钾溶液，溶液中不能产生蓝色沉淀，A不符合题意；
B．两者发生的反应为：2Fe3++2I-=2Fe2++I2，等体积等物质的量浓度的溶液混合，Fe3+过量，加入KSCN溶液会变红，不能证明该反应为可逆反应，B不符合题意；
C．研究二氧化锰与三价铁盐对双氧水分解速率的影响，不能选择Fe2O3，Fe2O3属于金属氧化物，不属于三价铁盐，C不符合题意；
D．铁发生吸氧腐蚀时消耗氧气，氧气传感器会发生相应变化，能达到实验目的，D符合题意；
故选D。
3. 下列说法错误的是
A. 恒容绝热容器中，发生反应H2(g)+I2(g)2HI(g)，当压强不变时反应达到平衡状态
B. ∆H0，2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g)的反应在任何温度下都能自发进行
C. ∆H>0，T1温度下的平衡常数为K1，T2温度下的平衡常数为K2，若K1T2
D. S(g)+O2(g)=SO2(g) ΔH1；S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH2，则ΔH1Q1，含1ml溶质的NaOH稀溶液、稀氨水与足量盐酸反应时，一水合氨电离吸热，放出的热量少，故Q3Q1>Q3；
②根据中和反应原理：H++OH-=H2O，原实验OH-过量，反应生成水，测得中和热数值为57.3kJ/ml，改用30mL0.50ml/L的H2SO4跟50mL0.55ml/L的NaOH溶液进行反应，H+过量，反应生成水，放出的热量多，两者放出的热量不相等；但两个实验均为稀的强酸与强碱溶液发生中和反应，计算所得的中和热数值相同；
③A．量取盐酸时仰视读数，量取盐酸体积偏大，参与反应的氢离子的物质的量偏多，放出的热量偏多，实验测得中和热的数值大于57.3kJ/ml，A错误；
B．为了使反应充分，向酸溶液中分次加入碱溶液，会造成热量损失，实验测得中和热的数值小于57.3kJ/ml，B正确；
C．实验装置保温隔热效果差，会造成热量损失，实验测得中和热的数值小于57.3kJ/ml，C正确；
D．a为金属材质，导热效果好，会造成热量损失，实验测得中和热的数值小于57.3kJ/ml，D正确；
故选BCD；
【小问3详解】
①装置乙中仪器A的名称为分液漏斗；乙装置实验前应该先：检查装置的气密性(合理答案均给分)；
②为比较Fe3+、Cu2+对H2O2分解的催化效果，应保证单一变量，除Fe3+、Cu2+不同外，阴离子应相同，故CuSO4溶液改为CuCl2溶液更合理，原因是：阴离子相同，排除硫酸根离子的影响。
17. 为探究原电池和电解池的工作原理，某研究性学习小组分别用如图所示装置进行实验。
Ⅰ、用图1甲装置进行第一组实验：
（1）实验过程中，SO__________移动(填“从左向右”、“从右向左”或“不”)。
（2）电极M处滤纸上可观察到的现象是___________。
（3）该小组同学用图1乙装置进行第二组实验时发现，两极均有气体产生，且Y极溶液逐渐变成紫红色，停止实验后观察到铁电极明显变细，电解液仍然澄清。查阅资料知，高铁酸根离子(FeO)在溶液中呈紫红色。
①电解过程中，Y极发生的电极反应为4OH--4e-=2H2O+O2↑和___________。
②电解一段时间后，若在X极收集到560mL气体，Y电极(铁电极)质量减小0.28g，则在Y极收集到的气体体积为___________mL(气体均为标准状况下的体积)。
Ⅱ．以铬酸钾(K2CrO4)为原料，用电化学法制备重铬酸钾的实验装置如图3所示(已知2CrO+2H+Cr2O+H2O)
（4）结合阳极电极反应式，分析阳极区能得到重铬酸钾溶液的原因：___________。
（5）电解一段时间后，测得阳极区溶液中K+物质的量由bml变为aml，则此时铬酸钾的转化率为___________。
【答案】（1）从右向左
（2）有蓝色沉淀产生 （3） ①. ②. 112
（4）阳极的电极反应为，溶液中浓度增大，使反应向生成的方向移动，部分通过阳离子交换膜移动到阴极区，使阳极区主要成分是(合理答案均可)
（5）或
【解析】
【分析】Ⅰ、由图可知甲为Zn-Cu-硫酸铜电池，为原电池，Zn为负极，Cu为正极，装置乙为电解池，Y作阳极，，X做阴极，。
Ⅱ．左侧为阴极区发生反应：，右侧为阳极区发生反应：，，据此分析。
【小问1详解】
电解质溶液中的阴离子向负极Zn移动，则硫酸根离子从右向左；
【小问2详解】
M为活性电极且与电源正极相连，M作阳极，发生反应：Cu-2e-=Cu2+，生成的铜离子与电解质中氢氧根离子结合生成氢氧化铜蓝色沉淀；
【小问3详解】
①装置乙为电解池，Y作阳极，Y极溶液逐渐变成紫红色，结合已知信息可知Y电极上Fe失电子生成，电极反应为：，该电极生成气体，说明氢氧根离子也在电极放电生成氧气4OH--4e-=2H2O+O2↑；
②X极发生反应为：，收集到560mL氢气，物质的量为0.025ml，转移电子的物质的量为0.05ml；Y电极(铁电极)质量减小0.28g，即消耗0.005mlFe，失去电子物质的量为0.03ml，则该电极上水放电时失去电子的物质的量为0.02ml，结合电极反应：，则在Y极收集到的气体物质的量为0.005ml，标准状况下气体体积为0.005ml ×22.4L/ml=0.112L=112mL；
【小问4详解】
阳极的电极反应为，溶液中浓度增大，使反应向生成的方向移动，部分通过阳离子交换膜移动到阴极区，使阳极区主要成分是(合理答案均可)；
【小问5详解】
由反应可知电解过程中钾离子向左侧移动，物质的量减少，钾离子的减少量与转移电子的物质的量相同，阳极区溶液中物质的量由bml变为a ml，则转移电子的物质的量为(b - a)ml，根据阳极反应可知电子转移1ml时生成1ml氢离子，则溶液中生成的氢离子的物质的量为(b - a)ml。由反应可知，生成(b - a)ml氢离子时消耗(b - a)ml ml，原溶液中钾离子的物质的量为bml，则的物质的量为，则此时铬酸钾的转化率为或；
18. 控制、治理氮氧化物污染是改善大气质量的重要措施。
（1）火力发电厂的燃煤排烟中含大量的氮氧化物(NOx)，可利用甲烷和NOx在一定条件下反应消除其污染，那么CH4与NO2反应的化学方程式为___________。
（2）在一密闭容器中发生反应2NO2(g)2NO(g)+O2(g) ΔH>0，反应过程中NO2的浓度随时间变化的情况如下图所示。请回答：
①假设曲线A、B分别表示的是该反应在某不同条件下的反应情况，那么温度高的是曲线___________。(填“A”或“B”)
②曲线B对应的反应平衡常数=___________(填数值)。
③依曲线A，反应在前3min内氧气的平均反应速率为___________。(保留三位有效数字)
（3）一定温度下，密闭容器中N2O5可发生以下反应：
I．2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g)
Ⅱ．2NO2(g)2NO(g)+O2(g)
那么反应I的平衡常数表达式为K=___________。假设达到平衡时，c(NO2)=0.4ml/L，c(O2)=1.3ml/L，那么反应Ⅱ中NO2的转化率为___________，N2O5(g)的起始浓度不低于___________ml/L，反应Ⅱ的平衡常数为___________(填数值)。
【答案】（1）
（2） ①. B ②. 0.05 ③.
（3） ①. ②. 80% ③. 1 ④. 20.8
【解析】
【小问1详解】
CH4与NO2反应转化为无污染物质，即生成CO2、N2和H2O，化学方程式为：；
【小问2详解】
①B曲线2min时达到平衡，而A曲线3min时达到平衡，B的反应速率快，温度高；
②B曲线2min时达到平衡，可列出三段式：，；
③依曲线A，反应在前3min内NO2的浓度变化量为0.07ml/L，故氧气的浓度变化量为0.035ml/L，平均反应速率为：；
【小问3详解】
反应I的平衡常数表达式为；设反应I中NO2的转化浓度为xml/L，可列出三段式：，，则0.25x+0.5(x-0.4)=1.3，解得x=2，NO2的转化率为：；该反应为可逆反应，N2O5不可能完全转化，故N2O5(g)的起始浓度不低于1ml/L；平衡时反应II中各物质浓度为：c(NO2)=0.4ml/L，c(O2)=1.3ml/L，c(NO)=1.6ml/L，故反应II的平衡常数为：。
19. 甲醇是一种重要的化工原料，具有开发和应用的广阔前景。工业上使用水煤气(CO与H2的混合气体)转化成甲醇，反应为CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。
（1）CO的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。
①A、B两点的平衡常数KA、KB的大小关系是___________。
②下列叙述能说明上述反应能达到化学平衡状态的是___________(填字母)。
a．CH3OH的体积分数不再改变
b．2v正(H2)=v逆(CH3OH)
c．混合气体的平均摩尔质量不再改变
d．同一时间内，消耗0.4mlH2，生成0.02mlCO
（2）在℃，P2压强时往一容积为2L的密闭容器内，充入0.3mlCO与0.4mlH2发生反应。
①平衡时H2的体积分数是___________。
②若P2压强恒定为p，则平衡常数Kp=___________(Kp用气体平衡分压代替气体平衡浓度计算，分压=总压×气体的物质的量分数，整理出含p的最简表达式)。
（3）中国科学院应用化学研究所在甲醇(CH3OH是一种可燃物)燃料电池技术方面获得新突破。甲醇燃料电池的工作原理如图所示。
①该电池工作时，甲醇燃料应从___________口通入；
②该电池负极的电极反应式：___________；该电池正极的电极反应式：___________。
③工作一段时间后，当6.4g甲醇完全反应成产物时，有___________ml电子转移。
【答案】（1） ①. KA=KB ②. acd
（2） ①. 25％ ②.
（3） ①. b ②. CH3OH-6e-+H2O=CO2↑+6H+ ③. O2+4H++4e-=2H2O ④. 1.2
【解析】
【小问1详解】
①A、B两点的温度相同，平衡常数相等，即KA=KB；
②a．CH3OH的体积分数不再改变时，说明该反应正逆反应速率相等，反应达到平衡，a正确；
b．当v正(H2)=2v逆(CH3OH)时，该反应正逆反应速率相等，反应才达到平衡，b错误；
c．该反应平衡前气体总质量不变，总物质的量改变，则平均摩尔质量在改变，故平均摩尔质量不变，说明反应达到平衡，c正确；
d．同一时间内，消耗0.4mlH2，生成0.02mlCO，说明该反应正逆反应速率相等，反应达到平衡，d正确；
故选acd；
【小问2详解】
①在℃，P2压强时，CO的平衡转化率为50%，可列出三段式：，平衡时H2的体积分数是：；
②平衡时H2的分压是：，CO和CH3OH的分压为：，平衡常数；
【小问3详解】
该装置为燃料电池，质子向正极移动，故右侧电极为正极，c通入氧气（或空气），左侧为负极，b通入CH3OH，a处产生CO2。
①根据分析，该电池工作时，甲醇燃料应从b口通入；
②该电池负极的电极反应式：CH3OH-6e-+H2O=CO2↑+6H+；该电池正极的电极反应式：O2+4H++4e-=2H2O；
③工作一段时间后，当6.4g即0.2ml甲醇完全反应成产物时，根据负极电极式可知有电子转移。A．往Fe电极区滴入2滴铁氰化钾溶液，溶液中产生蓝色沉淀
B．验证与发生可逆反应
C．研究二氧化锰与三价铁盐对双氧水分解速率的影响
D．验证铁钉的吸氧腐蚀
t/℃
700
800
830
1000
1200
K
0.6
0.9
1.0
1.7
2.6
容器编号
温度/℃
起始物质的量/ml
平衡物质的量/ml
NO(g)
CO(g)
CO2(g)
Ⅰ
0.4
0.4
0.2
Ⅱ
0.4
0.4
0.24
化学键
C—H
C—O
H—O
H—H
C≡O(CO)
键能/kJ·ml-1
406
351
465
436
a