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文档介绍
【化学】安徽省宿州市十三校2019-2020学年高二上学期期中考试试题(解析版)
安徽省宿州市十三校2019-2020学年高二上学期期中考试试题 可能用到相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 P 31 Cu 64 一、单选题(每题3分,共48分) 1.下列过程属非自发是( ) A. 气体从高密度处向低密度处扩散 B. 水由高处向低处流 C. 煤气燃烧 D. 室温下水结成冰 【答案】D 【解析】 【详解】A.气体从高密度处向低密度处扩散,体系混乱度增大,为自发过程,选项A不选; B.水由高处向低处流,不受外力影响而自然产生的,属于自发过程,选项B不选; C.煤气的燃烧,反应放热,常温下,能自发进行,属于自发过程,选项C不选; D.水结成冰这个变化,虽然是放热的(△H<0),但是同时也是熵减的(△S<0),因此必须在某一温度(0℃)以下才能自发进行,要在室温下结成冰需借助外力,故为非自发过程,选项D选; 答案选D。 2.下列各图中,表示吸热反应的是( ) A. B. C. D. 【答案】A 【解析】试题分析:反应物的总能量低于生成物总能量时反应是吸热反应,则表示吸热反应的是图像A,答案选A。 3.乙醇在空气中燃烧生成二氧化碳和水,下列说法正确的是( ) A. 断裂H-O键放出能量 B. 形成H-O键吸收能量 C. 该反应是放热反应 D. 该反应是吸热反应 【答案】C 【解析】 【详解】A、断裂H-O键吸收能量,选项A错误; B、形成H-O键放出能量,选项B错误; C、燃烧反应是放热反应,故该反应是放热反应,选项C正确; D、燃烧反应是放热反应,故该反应是放热反应,选项D错误; 答案选C。 4.下列有关金属腐蚀与防护的说法不正确的是( ) A. 酸雨湖易发生析氢腐蚀、沙锅存留盐液时易发生吸氧腐蚀 B. 当镀锡铁制品的镀层破损时,铁不易被腐蚀 C. 铁与电源负极相连可实现电化学保护 D. 将钢管与锌管一起堆放时可保护钢管少受腐蚀 【答案】B 【解析】 【详解】A、酸雨后电解质环境是酸性较强的,易发生析氢腐蚀,炒锅存留盐液时的电解质为中性,金属易发生吸氧腐蚀,选项A正确; B、镀锡铁镀层破损时,金属铁为负极,更易被腐蚀,选项B不正确; C、铁与电源负极连接金属铁做阴极,铁被保护而不易被腐蚀,选项C正确; D、将钢管与锌管一起堆放,形成原电池中,金属锌为负极,所以钢管被保护而不易腐蚀,选项D正确。 答案选B。 5.用铜片、银片设计成如图所示的原电池。以下有关该原电池的叙述正确的是( ) A. 电流沿导线由Cu片流向Ag片 B. 正极的电极反应是:Ag++e-=Ag C. Cu片上发生还原反应,Ag片上发生氧化反应 D. 反应时盐桥中的阳离子移向Cu(NO3)2溶液 【答案】B 【解析】 【详解】A、该装置是原电池装置,发生的反应实质是Cu与硝酸银的反应,所以Cu失去电子,发生氧化反应,则Cu是负极,Ag是正极,电流从正极Ag流向负极Cu,选项A错误; B、正极是银离子发生还原反应,得到电子生成Ag,选项B正确; C、根据以上分析,Cu片上发生氧化反应,Ag片上发生还原反应,选项C错误; D、原电池中,阳离子向正极移动,所以盐桥中的阳离子移向AgNO3溶液,选项D错误。 答案选B。 6.P4(白磷,s)⇌4P(红磷,s) ΔH=-17kJ·mol-1,根据以上热化学方程式,下列推论正确的是( ) A. 正反应是一个吸热反应 B. 白磷比红磷稳定 C. 当1mol白磷完全转变成红磷时放出17kJ热量 D. 当4g红磷转变成白磷时吸收17kJ热量 【答案】C 【解析】 【详解】A、因P4(白磷,s)⇌4P(红磷,s) ΔH=-17kJ·mol-1中,△H为“-”是放热反应,选项A错误; B、根据原热化学方程式可得,热化学方程式4P(红磷,s)⇌P4(白磷,s)△H=+17kJ•mol-1 可知,红磷的能量比白磷低,所以红磷比白磷稳定,选项B错误; C、由热化学方程式可知,lmol白磷完全转变成4mol红磷时放出17kJ热量,选项C正确; D、根据原热化学方程式可得,热化学方程式4P(红磷,s)⇌P4(白磷,s)△H=+17kJ•mol-1 可知,4mol红磷完全转变成1mol白磷时吸收17kJ热量,选项D错误; 答案选C。 7.用惰性电极电解下列溶液,电解一段时间后,电解质溶液的pH减小的是( ) A. KCl B. KOH C. Cu(NO3)2 D. Na2SO4 【答案】C 【解析】 【详解】A.用惰性电极电解氯化钾溶液,阴极上氢离子放电,阳极上氯离子放电,所以电解质溶液的碱性增强,pH增大,选项A不符合题意; B.用惰性电极电解KOH溶液,阳极上氢氧根离子放电,阴极上氢离子放电,电解质溶液中溶质物质的量不变,溶剂的量减小,所以碱性增强,pH增大,选项B不符合题意; C.用惰性电极电解Cu(NO3)2溶液时,阴极上铜离子放电生成铜,阳极上氢氧根离子放电,所以电解质溶液的酸性增强,溶液的pH减小,选项C符合题意; D.用惰性电极电解Na2SO4溶液实质是电解水,电解前后溶液的pH不变,选项D不符合题意; 答案选C。 8.已知:在298K、100kPa时, ①C(s,石墨)+O2(g)=CO2(g) △H1=-393.5kJ·mol-1; ②2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H2=-571.6kJ·mol-1; ③2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+ 2H2O(l) △H3=-2599kJ·mol-1; 则反应2C(s,石墨)+H2(g)=C2H2(g)的反应热△H为( ) A. -237.46kJ·mol-1 B. +226.7kJ·mol-1 C. -226.7kJ·mol-1 D. +237.46kJ·mol-1 【答案】B 【解析】 【详解】①C(s,石墨)+O2(g)=CO2(g) △H1=-393.5kJ·mol-1; ②2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H2=-571.6kJ·mol-1; ③2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+ 2H2O(l) △H3=-2599kJ·mol-1; 利用盖斯定律将①×2+②×-③×可得: 2C(s,石墨)+H2(g)=C2H2(g) △H=(-393.5kJ/mol)×2+×(-571.6kJ/mol)-×(-2599 kJ/mol)=+226.7kJ/mol。 答案选B。 9.如图所示,x、y分别是直流电源的两极,通电后发现a极极板处有无色、无味的气体放出,b极极板质量增加,符合这一情况的是( ) 选项 a极板 b极板 x电极 z溶液 A 锌 石墨 正极 CuSO4 B 石墨 石墨 负极 NaOH C 石墨 银 正极 AgNO3 D 铜 石墨 负极 CuCl2 【答案】C 【解析】 【详解】该装置是电解池,通电后发现b极板质量增加, a极板处有无色无味的气体放出,说明b电极是阴极、a电极是阳极,阳极上氢氧根离子放电生成氧气,则阳极应该是惰性电极;阴极上析出金属,在金属活动性顺序表中该金属应该位于H元素之后,x是正极、y是负极, A.x是正极,Zn是阳极、石墨是阴极,阳极上锌放电生成锌离子、阴极上铜离子放电生成Cu,所以不符合条件; B.x是正极、y是负极,阴极上氢离子得电子生成氢气,没有固体生成,不符合条件; C.x是正极,阳极上氢氧根离子失电子生成氧气,阴极上银离子得电子产生银单质,质量增加,与题意相符; D.x是正极,与题干不相符; 答案选C。 10.如图,a、b是石墨电极,通电一段时间后,b极附近溶液显红色。下列说法不正确的是( ) A. X极是电源正极,Y极是电源负极 B. Cu电极上增重6.4g时,b极产生4.48L(标准状况)气体 C. 电解过程中CuSO4溶液的pH逐渐减小 D. a极的电极反应式为2C1--2e-=Cl2↑ 【答案】B 【解析】 【详解】A、a、b是石墨电极,通电一段时间后,b极附近溶液显红色,依据电解质溶液为氯化钠的酚酞溶液,判断b电极是阴极,Y为电源负极,X为电源正极,选项A正确; B、6.4 g铜的物质的量是0.1mol,电路中通过电子物质的量为0.2mol,则b极上生成氢气物质的量为0.1mol,标准状况体积为2.24L,选项B不正确; C、电解过程中CuSO4溶液中的氢氧根离子在阳极Pt电极失电子生成氧气,溶液中铜离子在Cu电极得到电子析出铜,溶液中氢离子浓度增大,溶液的pH逐渐减小,选项C正确; D、a电极是氯离子失电子发生的氧化反应,电极反应为2C1--2e-=Cl2↑,选项D正确。 答案选B。 11.Mg-H2O2电池可用于驱动无人驾驶的潜航器。该电池以海水为电解质溶液,示意图如下。该电池工作时,下列说法正确的是( ) A. Mg电极是该电池的正极 B. H2O2在石墨电极上发生还原反应 C. 石墨电极附近溶液的pH减小 D. 溶液中Cl-向石墨电极移动 【答案】B 【解析】 详解】A.Mg易失电子发生氧化反应而作负极,选项A错误; B.H2O2在石墨电极上得电子发生还原反应,选项B正确; C.石墨电极反应式为H2O2+2e-═2OH-,溶液pH增大,选项C错误; D.放电时,氯离子向负极移动,选项D错误; 答案选B。 12.一定温度下恒容的密闭容器中,不能标志某可逆反应2A(g)+2B(s)⇌C(g)+3D(g),已达到平衡的是( ) A. 混合气体密度不变 B. 气体A的质量不随时间变化而变化 C. 2υ正(A)=3υ逆(D) D. 混合气体的压强不随时间变化而变化 【答案】C 【解析】 【详解】A.该反应中B为固态,反应前后气体的质量发生变化,该容器容积不变,根据ρ=m÷V可知,反应过程中密度发生变化,当密度不变时,表明正逆反应速率相等,该反应达到平衡状态,选项A不选; B. 气体A的质量不随时间变化而变化,则反应物各组分的量保持不变,反应已达平衡状态,选项B不选; C. 2υ正(A)=3υ逆(D)不能说明正逆反应速率相等, 应3υ正(A)=2υ逆(D)才能说明正逆反应速率相等,则2υ正(A)=3υ逆(D)时反应未达平衡状态,选项C选; D. 反应为气体体积增大的反应,混合气体的压强不随时间变化而变化,则反应达平衡状态,选项D不选; 答案选C。 13.用酸性氢氧燃料电池为电源进行电解的实验装置示意图如图所示。下列说法不正确的是( ) A. 燃料电池工作时,正极反应为O2+4H++4e﹣=2H2O B. a极是铜,b极是铁时,可实现铁上镀铜 C. a极是含锌、铁的粗铜,b极是纯铜,a极溶解铜的质量与b极析出的铜质量相等 D. 若a、b两极均为石墨时,在相同条件下,a极产生的气体与电池中消耗的H2体积不相同 【答案】C 【解析】 【分析】左边装置是氢氧燃料电池,所以是原电池,原电池放电时,燃料失电子发生氧化反应,所以通入H2的电极为负极,通入O2的电极为正极,正极上氧化剂得电子发生还原反应,由于电解质溶液呈酸性,正极反应为:O2+4e-+4H+=2H2O;右边装置有外接电源,所以是电解池,连接负极的b电极是阴极,连接正极的a电极是阳极,阳极上发生失电子氧化反应,阴极上发生得电子还原反应。 【详解】A.由于电解质溶液呈酸性,正极发生还原反应,氧气被还原生成水,电极反应为:O2+4e-+4H+=2H2O,选项A正确; B.a极铜,b极是铁时,铜被氧化,b极上铜离子得电子有铜析出,选项B正确; C.若a极是粗铜,b极是纯铜时,a极上比Cu活泼的金属Zn、Fe也失去电子,但b极上只析出Cu,根据电子守恒,则a极溶解Cu的质量小于b极上析出铜的质量,选项C不正确; D.a、b两极均是石墨时,在相同条件下a极产生的气体为氧气,根据电子守恒,与电池中消耗的H2体积不相等,选项D正确。 答案选C。 14.在一密闭容器中,aA(g)bB(g)达到平衡后,保持温度不变,将容器体积增大一倍,当达到新的平衡时,B的浓度是原来的40%,则( ) A. 物质A的转化率减小 B. ab,A的转化率减小,B的质量分数减小;答案选A。 15.对于反应C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) ΔH >0,下列有关说法正确的是( ) A. 增加C(s)的物质的量,平衡正向移动 B. 平衡常数表达式为K= C. 升高体系温度,平衡常数K减小 D. 增大体系压强,平衡常数K不发生变化 【答案】D 【解析】 【详解】A、增加C(s)的量的改变,平衡不移动,选项A错误; B、平衡常数表达式中固体和纯液体不代入表达式中,选项B错误; C、平衡常数是温度的函数,正反应是吸热反应,温度升高,K值增大,选项C错误; D、平衡常数是温度的函数,温度不变平衡常数K不变,选项D正确; 答案选D。 16.用石墨电极电解200mLH2SO4和CuSO4的混合溶液,通电一段时间后,两极均收集到2.24L气体(标准状况),原混合溶液中Cu2+的物质的量浓度为( ) A. 0.2mol·L-1 B. 0.3mol·L-1 C. 0.4mol·L-1 D. 0.5mol·L-1 【答案】D 【解析】 【详解】电解0.2LH2SO4和CuSO4的混合溶液,阳极发生的反应为:4OH--4e-=2H2O+O2↑,阴极上发生的电极反应为:Cu2++2e-=Cu,2H++2e-=H2↑, 两极均收集到2.24L(标况)气体,即均生成0.1mol的气体,阳极生成0.1mol氧气说明转移了0.4mol电子,而阴极上生成的0.1molH2只得到了0.2mol电子, 所以剩余0.2mol电子由铜离子获得,则溶液中有0.1mol铜离子,据c=得到铜离子的浓度为:=0.5mol/L。 答案选D。 二、填空题 17.(1)同温同压下,H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g),在光照和点燃条件下的ΔH(化学计量数相同)分别为ΔH1、ΔH2,ΔH1___ΔH2(填“>”“<”或“=”,下同)。 (2)相同条件下,1 molP4所具有的能量___4 molP原子所具有的能量。 (3)已知P4(白磷,s)⇌4P(红磷,s) ΔH=-17kJ·mol-1,比较下列反应中ΔH的大小:ΔH1___ΔH2。 ①P4(白磷,s)+5O2(g)=2P2O5(s) ΔH1 ②4P(红磷,s)+5O2(g)=2P2O5(s) ΔH2 (4)已知:稀溶液中,H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH=-57.3kJ·mol-1,则浓硫酸和稀氢氧化钠溶液反应生成2mol水,放出的热量___114.6kJ。 (5)已知:28gFe(s)与CO2(g)在一定条件下,完全反应生成FeO(s)和CO(g),吸收了akJ热量,该反应的热化学方程式是___。 【答案】 (1). = (2). < (3). < (4). > (5). Fe(s)+CO2(g)= FeO(s)+CO(g) H=+2akJ/mol 【解析】 【详解】(1)反应热与反应物的总能量和生成物的总能量,与反应条件无关,则光照和点燃条件的△H相同,故答案为:=; (2)P原子形成P4分子时形成化学键,释放能量,故1 molP4所具有的能量<4 molP原子所具有的能量;故答案为:<; (3)根据题给热化学方程式,常温时红磷比白磷稳定,说明白磷能量高,反应放出的热量较多,因△H<0,则放出的能量越多△H越小,故答案为:<; (4)浓硫酸溶于水放热,故浓硫酸和稀氢氧化钠溶液反应生成2mol水,放出的热量>114.6kJ,故答案为:>; (5)已知:28gFe(s)即0.5mol Fe(s)与CO2(g)在一定条件下,完全反应生成FeO(s)和CO(g),吸收了akJ热量,该反应的热化学方程式是Fe(s)+CO2(g)= FeO(s)+CO(g) H=+2akJ/mol。 18.某学生利用下面实验装置探究盐桥式原电池的工作原理。按照实验步骤依次回答下列问题: (1)铜为___极,导线中电子流向为___(用a、b表示)。 (2)若装置中铜电极的质量增加3.2g,则导线中转移的电子数目为___;(用若NA表示阿伏加德罗常数,“NA”表示) (3)装置的盐桥中除添加琼脂外,还要添加KCl的饱和溶液,电池工作时,对盐桥中的K+、Cl-的移动方向的表述正确的是___。 A.盐桥中的K+向右侧烧杯移动、Cl-向左侧烧杯移动 B.盐桥中的K+向左侧烧杯移动、Cl-向右侧烧杯移动 C.盐桥中的K+、Cl-几乎都不移动 (4)若将反应2Fe3+ +Cu=2Fe2+ +Cu2+设计成原电池,其正极反应是___。 (5)设计一个电化学装置,实现这个反应:Cu+H2SO4=CuSO4+H2↑,请在下面方框内画出这个电化学装置图。___ 【答案】 (1). 正 (2). a→b (3). 0.1NA (4). A (5). Fe3+ +e— =Fe2+ (6). 【解析】 【详解】(1)锌铜原电池中,锌比铜活泼,故锌为负极,铜为正极;原电池中,电子由负极流向正极,故电子的流向为a→b; (2)3.2g铜物质的量为0.05mol,由电极反应式Cu2++2e-=Cu可知,生成1mol铜,转移2mol电子,故生成0.05mol铜,导线中转移0.1mol电子,电子数目为0.1NA; (3)左侧烧杯中锌失电子变成锌离子,使得锌电极附近带正电荷,吸引阴离子向左侧烧杯移动,右侧烧杯中铜离子得到电子变成铜,使得铜电极附近带负电荷,吸引阳离子向右侧烧杯移动,故盐桥中的K+向右侧烧杯移动、Cl-向左侧烧杯移动; 故答案为A; (4)根据方程式2Fe3++Cu=Cu2++2Fe2+可知氧化剂是铁离子,还原剂是铜,所以如果设计成原电池,负极应该是铜,正极是石墨或金属性弱于铜的金属,铁离子在正极放电,则正极反应为Fe3+ +e- =Fe2+; (5)Cu+H2SO4(稀)=CuSO4+H2↑不能自发发生,应设计为电解池,Cu失去电子,为阳极,阴极材料任意,而电解质为硫酸,若阴极为C棒,则电解装置为。 19.在一定温度下,将2molCO和3molH2O混合于2L的密闭容器中,发生如下可逆反应:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g); (1)该化学反应的平衡常数表达式:___。 (2)已知在700℃时,该反应的平衡常数K1=2,则该温度下反应CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)的平衡常数K2=__,反应2CO(g)+2H2O(g)⇌2CO2(g)+2H2(g)的平衡常数K3=___。 (3)已知在1000℃时,该反应的平衡常数K4=1.0,则该反应为___反应(填“吸热”或“放热”),△H__0(填“>”或“<”)。 (4)在1000℃下,某时刻CO2的物质的量为1mol,则此时υ(正)__υ(逆)(填“>”、“=”或“<”)。 【答案】(1). K= (2). (3). 4 (4). 放热 (5). < (6). > 【解析】 【详解】(1)CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)的化学平衡常数表达式K=; (2)700℃时,CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)的平衡常数K1=2,相同温度下,CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)的平衡常数K2===,反应2CO(g)+2H2O(g)⇌2CO2(g)+2H2(g)的平衡常数K3==22=4; (3)升高温度平衡常数减小,说明升高温度平衡逆向移动,则正反应为放热反应,△H<0; (4)在1000℃下,某时刻CO2的物质的量为1mol,则: CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) 起始量(mol):2 3 0 0 变化量(mol):1 1 1 1 某时刻(mol):1 2 1 1 此时浓度商Qc==0.5< K4=1.0,反应正向进行,则υ(正)>υ(逆)。 20.I.铅蓄电池是典型的可充型电池,电池总反应为:Pb+PbO2+4H++2SO42-2PbSO4+2H2O。 请回答下列问题: (1)放电时,负极材料是___;电解液中H2SO4的浓度将变___(选“变大”“变小”或“不变”); (2)充电时,阳极的电极反应式是___。 II.如图是一个化学过程的示意图。 (1)图中甲池是___装置(填“电解池”或“原电池”),其中K+移向___极(选“正”或“负”) (2)乙池中石墨电极A上发生的电极反应式:___。 (3)若丙内为足量NaCl溶液,当甲池内通入11.2LO2(标准状况下),则丙池中产生的气体的体积为____L(标准状况下)。 【答案】(1). Pb (2). 变小 (3). PbSO4 + 2H2O - 2e- = PbO2 + 4H+ + SO42- (4). 原电池 (5). 正极 (6). 2H2O-4e-=O2↑4H+ (7). 44.8 L 【解析】 【详解】I(1)Pb+PbO2+4H++2SO42-2PbSO4+2H2O,放电时,Pb作为负极,所以负极的电极反应式是Pb+SO42--2e-=PbSO4,反应过程中消耗了硫酸,所以电解液中H2SO4的浓度将变小; (2)充电时,阳极上硫酸铅失电子生成PbO2,电极反应式是:PbSO4 + 2H2O - 2e- = PbO2 + 4H+ + SO42-; II. (1)燃料电池是化学能转变为电能的装置,甲池属于原电池,原电池工作时,电解质溶液中K+向正极移动; (2)甲池中通入O2的为正极,通入CH3OH的为负极,乙池有外接电源属于电解池,连接原电池正极的A是阳极,A电极上水得电子生成氧气和氢离子,电极反应式为2H2O-4e-=O2↑4H+; (3)若丙内为足量NaCl溶液,当甲池内通入11.2LO2(标准状况下)即0.5molO2,转移电子的物质的量为4×0.5mol=2mol,根据丙中电极总反应2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑,转移2mol电子生成2mol气体,则丙池中产生的气体体积(标准状况)为2mol×22.4L/mol=44.8 L。查看更多