完卷時間：75分鐘 滿分：100分
可能用到的相對原子質量：H-1 C-12 N-14 O-16 Fe-56
第I卷(選擇題)
一、單選題(每題3分，共45分。每小題只有一項符合題目要求)。
1. 化學與生產、生活、社會和環(huán)境等密切相關，下列有關說法正確的是
A. 在其他外界條件不變的情況下，使用催化劑，可以改變化學反應進行的方向
B. 工業(yè)上用離子交換膜電解飽和食鹽水時，陽極區(qū)pH升高
C. 鐵表面鍍鋅可以增強其抗腐蝕性，鍍層局部破損后仍然具有防護作用
D. 銅在酸性環(huán)境下易發(fā)生析氫腐蝕
【答案】C
【解析】
【詳解】A．催化劑只影響反應速率，不影響化學平衡，不可以改變化學反應進行的方向，A錯誤；
B．工業(yè)上用離子交換膜電解飽和食鹽水時，陽極區(qū) ，pH減小，B錯誤；
C．鐵表面鍍鋅可以隔絕空氣，同時鋅的活潑性強于鐵，增加抗腐蝕性，C正確；
D．銅不能從酸中置換出氫氣，這不是一個自發(fā)發(fā)生的氧化還原反應，D錯誤；
故選C。
2. 下列實驗操作或實驗方案，能達到目的的是
A. AB. BC. CD. D
【答案】D
【解析】
【詳解】A．該裝置原電池裝置，負極為鋅，正極為鐵，鐵不參與反應，故往Fe電極區(qū)滴入2滴鐵氰化鉀溶液，溶液中不能產生藍色沉淀，A不符合題意；
B．兩者發(fā)生的反應為：2Fe3++2I-=2Fe2++I2，等體積等物質的量濃度的溶液混合，F(xiàn)e3+過量，加入KSCN溶液會變紅，不能證明該反應為可逆反應，B不符合題意；
C．研究二氧化錳與三價鐵鹽對雙氧水分解速率的影響，不能選擇Fe2O3，F(xiàn)e2O3屬于金屬氧化物，不屬于三價鐵鹽，C不符合題意；
D．鐵發(fā)生吸氧腐蝕時消耗氧氣，氧氣傳感器會發(fā)生相應變化，能達到實驗目的，D符合題意；
故選D。
3. 下列說法錯誤的是
A. 恒容絕熱容器中，發(fā)生反應H2(g)+I2(g)2HI(g)，當壓強不變時反應達到平衡狀態(tài)
B. ?H0，2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g)的反應在任何溫度下都能自發(fā)進行
C. ?H>0，T1溫度下的平衡常數為K1，T2溫度下的平衡常數為K2，若K1T2
D. S(g)+O2(g)=SO2(g) ΔH1；S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH2，則ΔH1Q1，含1ml溶質的NaOH稀溶液、稀氨水與足量鹽酸反應時，一水合氨電離吸熱，放出的熱量少，故Q3Q1>Q3；
②根據中和反應原理：H++OH-=H2O，原實驗OH-過量，反應生成水，測得中和熱數值為57.3kJ/ml，改用30mL0.50ml/L的H2SO4跟50mL0.55ml/L的NaOH溶液進行反應，H+過量，反應生成水，放出的熱量多，兩者放出的熱量不相等；但兩個實驗均為稀的強酸與強堿溶液發(fā)生中和反應，計算所得的中和熱數值相同；
③A．量取鹽酸時仰視讀數，量取鹽酸體積偏大，參與反應的氫離子的物質的量偏多，放出的熱量偏多，實驗測得中和熱的數值大于57.3kJ/ml，A錯誤；
B．為了使反應充分，向酸溶液中分次加入堿溶液，會造成熱量損失，實驗測得中和熱的數值小于57.3kJ/ml，B正確；
C．實驗裝置保溫隔熱效果差，會造成熱量損失，實驗測得中和熱的數值小于57.3kJ/ml，C正確；
D．a為金屬材質，導熱效果好，會造成熱量損失，實驗測得中和熱的數值小于57.3kJ/ml，D正確；
故選BCD；
【小問3詳解】
①裝置乙中儀器A的名稱為分液漏斗；乙裝置實驗前應該先：檢查裝置的氣密性(合理答案均給分)；
②為比較Fe3+、Cu2+對H2O2分解的催化效果，應保證單一變量，除Fe3+、Cu2+不同外，陰離子應相同，故CuSO4溶液改為CuCl2溶液更合理，原因是：陰離子相同，排除硫酸根離子的影響。
17. 為探究原電池和電解池的工作原理，某研究性學習小組分別用如圖所示裝置進行實驗。
Ⅰ、用圖1甲裝置進行第一組實驗：
（1）實驗過程中，SO__________移動(填“從左向右”、“從右向左”或“不”)。
（2）電極M處濾紙上可觀察到的現(xiàn)象是___________。
（3）該小組同學用圖1乙裝置進行第二組實驗時發(fā)現(xiàn)，兩極均有氣體產生，且Y極溶液逐漸變成紫紅色，停止實驗后觀察到鐵電極明顯變細，電解液仍然澄清。查閱資料知，高鐵酸根離子(FeO)在溶液中呈紫紅色。
①電解過程中，Y極發(fā)生的電極反應為4OH--4e-=2H2O+O2↑和___________。
②電解一段時間后，若在X極收集到560mL氣體，Y電極(鐵電極)質量減小0.28g，則在Y極收集到的氣體體積為___________mL(氣體均為標準狀況下的體積)。
Ⅱ．以鉻酸鉀(K2CrO4)為原料，用電化學法制備重鉻酸鉀的實驗裝置如圖3所示(已知2CrO+2H+Cr2O+H2O)
（4）結合陽極電極反應式，分析陽極區(qū)能得到重鉻酸鉀溶液的原因：___________。
（5）電解一段時間后，測得陽極區(qū)溶液中K+物質的量由bml變?yōu)閍ml，則此時鉻酸鉀的轉化率為___________。
【答案】（1）從右向左
（2）有藍色沉淀產生 （3） ①. ②. 112
（4）陽極的電極反應為，溶液中濃度增大，使反應向生成的方向移動，部分通過陽離子交換膜移動到陰極區(qū)，使陽極區(qū)主要成分是(合理答案均可)
（5）或
【解析】
【分析】Ⅰ、由圖可知甲為Zn-Cu-硫酸銅電池，為原電池，Zn為負極，Cu為正極，裝置乙為電解池，Y作陽極，，X做陰極，。
Ⅱ．左側為陰極區(qū)發(fā)生反應：，右側為陽極區(qū)發(fā)生反應：，，據此分析。
【小問1詳解】
電解質溶液中的陰離子向負極Zn移動，則硫酸根離子從右向左；
【小問2詳解】
M為活性電極且與電源正極相連，M作陽極，發(fā)生反應：Cu-2e-=Cu2+，生成的銅離子與電解質中氫氧根離子結合生成氫氧化銅藍色沉淀；
【小問3詳解】
①裝置乙為電解池，Y作陽極，Y極溶液逐漸變成紫紅色，結合已知信息可知Y電極上Fe失電子生成，電極反應為：，該電極生成氣體，說明氫氧根離子也在電極放電生成氧氣4OH--4e-=2H2O+O2↑；
②X極發(fā)生反應為：，收集到560mL氫氣，物質的量為0.025ml，轉移電子的物質的量為0.05ml；Y電極(鐵電極)質量減小0.28g，即消耗0.005mlFe，失去電子物質的量為0.03ml，則該電極上水放電時失去電子的物質的量為0.02ml，結合電極反應：，則在Y極收集到的氣體物質的量為0.005ml，標準狀況下氣體體積為0.005ml ×22.4L/ml=0.112L=112mL；
【小問4詳解】
陽極的電極反應為，溶液中濃度增大，使反應向生成的方向移動，部分通過陽離子交換膜移動到陰極區(qū)，使陽極區(qū)主要成分是(合理答案均可)；
【小問5詳解】
由反應可知電解過程中鉀離子向左側移動，物質的量減少，鉀離子的減少量與轉移電子的物質的量相同，陽極區(qū)溶液中物質的量由bml變?yōu)閍 ml，則轉移電子的物質的量為(b - a)ml，根據陽極反應可知電子轉移1ml時生成1ml氫離子，則溶液中生成的氫離子的物質的量為(b - a)ml。由反應可知，生成(b - a)ml氫離子時消耗(b - a)ml ml，原溶液中鉀離子的物質的量為bml，則的物質的量為，則此時鉻酸鉀的轉化率為或；
18. 控制、治理氮氧化物污染是改善大氣質量的重要措施。
（1）火力發(fā)電廠的燃煤排煙中含大量的氮氧化物(NOx)，可利用甲烷和NOx在一定條件下反應消除其污染，那么CH4與NO2反應的化學方程式為___________。
（2）在一密閉容器中發(fā)生反應2NO2(g)2NO(g)+O2(g) ΔH>0，反應過程中NO2的濃度隨時間變化的情況如下圖所示。請回答：
①假設曲線A、B分別表示的是該反應在某不同條件下的反應情況，那么溫度高的是曲線___________。(填“A”或“B”)
②曲線B對應的反應平衡常數=___________(填數值)。
③依曲線A，反應在前3min內氧氣的平均反應速率為___________。(保留三位有效數字)
（3）一定溫度下，密閉容器中N2O5可發(fā)生以下反應：
I．2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g)
Ⅱ．2NO2(g)2NO(g)+O2(g)
那么反應I的平衡常數表達式為K=___________。假設達到平衡時，c(NO2)=0.4ml/L，c(O2)=1.3ml/L，那么反應Ⅱ中NO2的轉化率為___________，N2O5(g)的起始濃度不低于___________ml/L，反應Ⅱ的平衡常數為___________(填數值)。
【答案】（1）
（2） ①. B ②. 0.05 ③.
（3） ①. ②. 80% ③. 1 ④. 20.8
【解析】
【小問1詳解】
CH4與NO2反應轉化為無污染物質，即生成CO2、N2和H2O，化學方程式為：；
【小問2詳解】
①B曲線2min時達到平衡，而A曲線3min時達到平衡，B的反應速率快，溫度高；
②B曲線2min時達到平衡，可列出三段式：，；
③依曲線A，反應在前3min內NO2的濃度變化量為0.07ml/L，故氧氣的濃度變化量為0.035ml/L，平均反應速率為：；
【小問3詳解】
反應I的平衡常數表達式為；設反應I中NO2的轉化濃度為xml/L，可列出三段式：，，則0.25x+0.5(x-0.4)=1.3，解得x=2，NO2的轉化率為：；該反應為可逆反應，N2O5不可能完全轉化，故N2O5(g)的起始濃度不低于1ml/L；平衡時反應II中各物質濃度為：c(NO2)=0.4ml/L，c(O2)=1.3ml/L，c(NO)=1.6ml/L，故反應II的平衡常數為：。
19. 甲醇是一種重要的化工原料，具有開發(fā)和應用的廣闊前景。工業(yè)上使用水煤氣(CO與H2的混合氣體)轉化成甲醇，反應為CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。
（1）CO的平衡轉化率與溫度、壓強的關系如圖所示。
①A、B兩點的平衡常數KA、KB的大小關系是___________。
②下列敘述能說明上述反應能達到化學平衡狀態(tài)的是___________(填字母)。
a．CH3OH的體積分數不再改變
b．2v正(H2)=v逆(CH3OH)
c．混合氣體的平均摩爾質量不再改變
d．同一時間內，消耗0.4mlH2，生成0.02mlCO
（2）在℃，P2壓強時往一容積為2L的密閉容器內，充入0.3mlCO與0.4mlH2發(fā)生反應。
①平衡時H2的體積分數是___________。
②若P2壓強恒定為p，則平衡常數Kp=___________(Kp用氣體平衡分壓代替氣體平衡濃度計算，分壓=總壓×氣體的物質的量分數，整理出含p的最簡表達式)。
（3）中國科學院應用化學研究所在甲醇(CH3OH是一種可燃物)燃料電池技術方面獲得新突破。甲醇燃料電池的工作原理如圖所示。
①該電池工作時，甲醇燃料應從___________口通入；
②該電池負極的電極反應式：___________；該電池正極的電極反應式：___________。
③工作一段時間后，當6.4g甲醇完全反應成產物時，有___________ml電子轉移。
【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】
【小問1詳解】
①A、B兩點的溫度相同，平衡常數相等，即KA=KB；
②a．CH3OH的體積分數不再改變時，說明該反應正逆反應速率相等，反應達到平衡，a正確；
b．當v正(H2)=2v逆(CH3OH)時，該反應正逆反應速率相等，反應才達到平衡，b錯誤；
c．該反應平衡前氣體總質量不變，總物質的量改變，則平均摩爾質量在改變，故平均摩爾質量不變，說明反應達到平衡，c正確；
d．同一時間內，消耗0.4mlH2，生成0.02mlCO，說明該反應正逆反應速率相等，反應達到平衡，d正確；
故選acd；
【小問2詳解】
①在℃，P2壓強時，CO的平衡轉化率為50%，可列出三段式：，平衡時H2的體積分數是：；
②平衡時H2的分壓是：，CO和CH3OH的分壓為：，平衡常數；
【小問3詳解】
該裝置為燃料電池，質子向正極移動，故右側電極為正極，c通入氧氣（或空氣），左側為負極，b通入CH3OH，a處產生CO2。
①根據分析，該電池工作時，甲醇燃料應從b口通入；
②該電池負極的電極反應式：CH3OH-6e-+H2O=CO2↑+6H+；該電池正極的電極反應式：O2+4H++4e-=2H2O；
③工作一段時間后，當6.4g即0.2ml甲醇完全反應成產物時，根據負極電極式可知有電子轉移。A．往Fe電極區(qū)滴入2滴鐵氰化鉀溶液，溶液中產生藍色沉淀
B．驗證與發(fā)生可逆反應
C．研究二氧化錳與三價鐵鹽對雙氧水分解速率的影響
D．驗證鐵釘的吸氧腐蝕
t/℃
700
800
830
1000
1200
K
0.6
0.9
1.0
1.7
2.6
容器編號
溫度/℃
起始物質的量/ml
平衡物質的量/ml
NO(g)
CO(g)
CO2(g)
Ⅰ
0.4
0.4
0.2
Ⅱ
0.4
0.4
0.24
化學鍵
C—H
C—O
H—O
H—H
C≡O(CO)
鍵能/kJ·ml-1
406
351
465
436
a

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