
本試卷分第Ⅰ卷(選擇題)和第Ⅱ卷(非選擇題)兩部分,共120分,考試用時(shí)100分鐘。
注意事項(xiàng):
1. 回答I卷前,考生務(wù)必在答題紙姓名欄內(nèi)寫上自己的姓名、準(zhǔn)考證號(hào)等,并用2B鉛筆涂寫在答題卡上。
2.每小題選出正確答案后,用2B鉛筆把答題卡上對(duì)應(yīng)題號(hào)的答案標(biāo)號(hào)涂黑。如需改動(dòng),用橡皮擦干凈后,再選涂其他答案。不能答在試題卷上。II卷答案填寫在答題卡相應(yīng)位置。
可能用到的相對(duì)原子質(zhì)量:H 1 C 12 N 14 O 16 Na 23 Mg 24 Al 27 S 32 Cl 35.5 K 39 Ca 40 Mn 55 Fe 56 Cu 64 Zn 65 Ag 108
Ⅰ卷(選擇題)
單項(xiàng)選擇題:本題包括10小題,每小題2分,共計(jì)20分。每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意。
1.支撐海港碼頭基礎(chǔ)的鋼管樁,常用外加電流的陰極保護(hù)法進(jìn)行防腐,工作原理如圖所示,其中高硅鑄鐵為惰性輔助陽極。下列有關(guān)表述不正確的是( )
A.通入保護(hù)電流使鋼管樁表面腐蝕電流接近于零
B.通電后外電路電子被強(qiáng)制從高硅鑄鐵流向鋼管樁
C.高硅鑄鐵的作用是作為損耗陽極材料和傳遞電流
D.通入的保護(hù)電流應(yīng)該根據(jù)環(huán)境條件變化進(jìn)行調(diào)整
2.已知H2的燃燒熱為285.8 kJ/mol,CO的燃燒熱為282.8 kJ/mol?,F(xiàn)有H2和CO組成的混合氣體56.0 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況),充分燃燒后,放出熱量710.0 kJ,并生成液態(tài)水。下列說法正確的是( )
A.CO燃燒的熱化學(xué)方程式為2CO(g)+O2(g)==2CO2(g) ΔH=?282.8 kJ/mol
B.H2燃燒的熱化學(xué)方程式為2H2(g)+O2(g)==2H2O(g) ΔH=?571.6 kJ/mol
C.燃燒前的混合氣體中,H2的體積分?jǐn)?shù)為60%
D.混合氣體燃燒后與足量的過氧化鈉反應(yīng),轉(zhuǎn)移電子2.5 mol
3.我國預(yù)計(jì)在2020年前后建成自己的載人空間站。為了實(shí)現(xiàn)空間站的零排放,循環(huán)利用人體呼出的CO2并提供O2,我國科學(xué)家設(shè)計(jì)了一種裝置(如圖),實(shí)現(xiàn)了“太陽能→電能→化學(xué)能”轉(zhuǎn)化,總反應(yīng)方程式為2CO2===2CO+O2。關(guān)于該裝置的下列說法正確的是( )
A.圖中N型半導(dǎo)體為正極,P型半導(dǎo)體為負(fù)極
B.圖中離子交換膜為陽離子交換膜
C.反應(yīng)完畢,該裝置中電解質(zhì)溶液的堿性增強(qiáng)
D.人體呼出的氣體參與X電極的反應(yīng):CO2+2e-+H2O===CO+2OH-
4.X、Y、Z、W、R是原子序數(shù)依次遞增的短周期元素。X原子最外層電子數(shù)是其內(nèi)層電子數(shù)的2倍,Y、R同主族,且兩者核外電子數(shù)之和是X核外電子數(shù)的4倍,Z為短周期中金屬性最強(qiáng)的元素,W是地売中含量最高的金屬元素。下列敘述正確的是( )
A.Y、Z、W原子半徑依次增大
B.元素W、Z形成的簡(jiǎn)單氧化物,W的氧化物熔點(diǎn)更高
C.X、Z、W的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物兩兩間均可發(fā)生反應(yīng)
D.W、Z的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物堿性,W>Z
5.白磷與氧氣可發(fā)生如下反應(yīng):P4+5O2P4O10。已知斷裂下列化學(xué)鍵需要吸收的能量分別為P—P a kJ·mol?1、P—O b kJ·mol?1、P=O c kJ·mol?1、O=O d kJ·mol?1。根據(jù)如圖所示的分子結(jié)構(gòu)和有關(guān)數(shù)據(jù)估算該反應(yīng)的ΔH,下列數(shù)據(jù)正確的是( )
A.(6a+5d?4c?12b) kJ·mol?1 B.(4c+12b?6a?5d) kJ·mol?1
C.(4c+12b?4a?5d) kJ·mol?1 D.(4a+5d?4c?12b) kJ·mol?1
6.下列有關(guān)熱化學(xué)方程式的書寫及對(duì)應(yīng)的表述均正確的是( )
A.密閉容器中,9.6 g硫粉與11.2 g鐵粉混合加熱生成17.6 g硫化亞鐵時(shí),放出19.12 kJ熱量,則Fe(s)+S(s)===FeS(s) ΔH=-95.6 kJ·mol-1
B.稀醋酸與0.1 mol·L-1 NaOH溶液反應(yīng):H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3 kJ/mol
C.已知1 mol氫氣完全燃燒生成液態(tài)水所放出的熱量為285.5 kJ,則水分解的熱化學(xué)方程式為2H2O(l)===2H2(g)+O2(g) ΔH=+285.5 kJ/mol
D.已知2C(s)+O2(g)===2CO(g) ΔH=-221 kJ/mol,則可知C的燃燒熱ΔH=-110.5 kJ/mol
7.用惰性電極電解硫酸銅溶液,整個(gè)過程轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量與產(chǎn)生氣體總體積的關(guān)系如圖所示氣體體積均在相同狀況下測(cè)定)。欲使溶液恢復(fù)到起始狀態(tài),可向溶液中加入( )
A.0.1 mol CuO
B.0.1 mol CuCO3
C.0.05 mol Cu2(OH)2CO3
D.0.1 mol Cu(OH)2
8.用CH4催化還原NOx可以消除氮氧化物的污染。例如:
①CH4(g)+4NO2(g)===4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)ΔH=-574 kJ·mol-1;
②CH4(g)+4NO(g)===2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)ΔH=-1 160 kJ·mol-1。
下列說法不正確的是( )
A.由反應(yīng)①、②可推知:CH4(g)+2NO2(g)===N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-867 kJ/mol
B.等物質(zhì)的量的甲烷分別參與反應(yīng)①、②,則反應(yīng)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相等
C.若用標(biāo)準(zhǔn)狀況下4.48 L CH4還原NO2至N2,放出的熱量為173.4 kJ
D.若用標(biāo)準(zhǔn)狀況下4.48 L CH4還原NO2至N2,整個(gè)過程中轉(zhuǎn)移的電子總數(shù)為3.2NA
9.煤的液化可以合成甲醇。下列有關(guān)說法正確的是( )
①“氣化”:C(s)+2H2O(g)CO2(g)+2H2(g) ΔH1=+90.1 kJ·mol-1
②催化液化Ⅰ:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH2=-49.0 kJ·mol-1
③催化液化Ⅱ:CO2(g)+2H2(g)CH3OH(g)+1/2O2(g) ΔH3=a kJ·mol-1
A. 催化液化Ⅰ中使用催化劑,反應(yīng)的活化能Ea、ΔH2都減小
B. 反應(yīng)C(s)+H2O(g)+H2(g)CH3OH(g) ΔH=+41.1 kJ·mol-1
C. ΔH2>ΔH3
D. 如圖為甲醇燃料電池的工作原理示意圖,負(fù)極的電極反應(yīng)為
CH3OH-6e-+6OH-CO2↑+5H2O
10.水銀法電解食鹽水是氯堿工業(yè)發(fā)展進(jìn)程中的重要里程碑,以制得堿液純度高、質(zhì)量好而著稱,其生產(chǎn)原理示意圖如下。下列說法不正確的是( )
A.電解器中陽極的電極反應(yīng)式為2Cl--2e-===Cl2↑
B.當(dāng)陽極產(chǎn)生3.36 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氣體時(shí),解汞室中生成NaOH的質(zhì)量為12 g
C.解汞室中產(chǎn)生氫氣的電極為陰極
D.在直流電作用下,電解器中的Na+變成金屬鈉,與水銀形成鈉汞合金,從而與Cl2分開
不定項(xiàng)選擇題:本題包括5小題,每小題4分,共計(jì)20分。每小題只有一個(gè)或兩個(gè)選項(xiàng)符合題意。若正確答案只包括一個(gè)選項(xiàng),多選時(shí),該小題得0分;若正確答案包括兩個(gè)選項(xiàng),只選一個(gè)且正確的得2分,選兩個(gè)且都正確的得滿分,但只要選錯(cuò)一個(gè),該小題就得0分。
11.最近中國科學(xué)院上海高等研究院在合成氣直接制烯烴研究獲重大突破。已知:
反應(yīng)①:C(s) + 1/2O2(g) = CO (g) H1
反應(yīng)②:C(s) + H2O(g) = CO(g)+ H2(g) H2
反應(yīng)③:CO(g) +2H2(g) = CH3OH(g) H 3=-90.1kJ·mol-1
反應(yīng)④:2CH3OH(g) = CH3OCH3(g) + H2O(g) H 4=-134.0kJ·mol-1
反應(yīng)⑤:3CH3OH(g) = CH3CH=CH2(g)+3H2O(g) H 5=-31.0kJ·mol-1
下列說法正確的是( )
A.H1-H2<0
B.反應(yīng)②為放熱反應(yīng)
C.3CH3OCH3(g) = 2CH3CH=CH2(g) + 3H2O(g) H=-103.0 kJ·mol-1
D.3CO(g) + 6H2(g) = CH3CH=CH2(g)+3H2O(g) H=-301.3kJ·mol-1
12.用酸性甲醛燃料電池為電源進(jìn)行電解的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示,下列說法中正確的是( )
A.當(dāng)a、b都是銅作電極時(shí),電解的總反應(yīng)方程式為2CuSO4+2H2O2H2SO4+2Cu+O2↑
B.燃料電池工作時(shí),正極反應(yīng)為O2+2H2O+4e-===4OH-
C.當(dāng)燃料電池消耗22.4 L甲醛氣體時(shí),電路中理論上轉(zhuǎn)移2 mol e-
D.燃料電池工作時(shí),負(fù)極反應(yīng)為HCHO+H2O-2e-===HCOOH+2H+
13.乙烯催化氧化成乙醛可設(shè)計(jì)成如圖所示的燃料電池,能在制備乙醛的同時(shí)獲得電能,其總反應(yīng)式為2CH2===CH2+O2===2CH3CHO。下列有關(guān)說法正確的是( )
A.每有0.1 mol O2反應(yīng),則遷移H+0.4 mol
B.負(fù)極反應(yīng)式為CH2===CH2-2e-+H2O===CH3CHO+2H+
C.電子移動(dòng)方向:電極a→磷酸溶液→電極b
D.該電池為二次電池
14.以NA代表阿伏加德羅常數(shù),則關(guān)于熱化學(xué)方程式C2H2(g)+5/2O2(g)===2CO2(g)+H2O(l)
ΔH=-1300 kJ/mol 的說法中,正確的是( )
A.當(dāng)轉(zhuǎn)移10NA個(gè)電子時(shí),該反應(yīng)放出1300 kJ的能量
B.當(dāng)1NA個(gè)水分子生成且為液體時(shí),吸收1300 kJ的能量
C.當(dāng)2NA個(gè)碳氧共用電子對(duì)生成時(shí),放出1300 kJ的能量
D.當(dāng)8NA個(gè)碳氧共用電子對(duì)生成時(shí),放出1300 kJ的能量
15.用石墨電極完成下列電解實(shí)驗(yàn)。下列對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的解釋或推測(cè)不合理的是( )
實(shí)驗(yàn)一
實(shí)驗(yàn)二
裝置
現(xiàn)象
a、d處試紙變藍(lán);b處變紅,局部褪色;c處無明顯變化
兩個(gè)石墨電極附近有氣泡產(chǎn)生;n處有氣泡產(chǎn)生;……
A.a(chǎn)、d處:2H2O+2e-=H2↑+2OH-
B.b處:2Cl--2e-=Cl2↑,Cl2溶于水生成HClO,使溶液褪色
C.c處發(fā)生了反應(yīng):Fe-2e-=Fe2+
D.根據(jù)實(shí)驗(yàn)一的原理,實(shí)驗(yàn)二中n處能析出O2
II卷(非選擇題)
16.(12分)某實(shí)驗(yàn)小組用0.50 mol·L-1NaOH溶液和0.50 mol·L-1硫酸溶液進(jìn)行中和熱的測(cè)定。若實(shí)驗(yàn)中大約要使用245mL0.50 mol·L-1NaOH溶液,
(1)配制時(shí)至少需要用托盤天平稱量NaOH固體 g。
(2)測(cè)定稀硫酸和稀氫氧化鈉中和熱的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示,下列說法正確的是
A.如圖所示,測(cè)定中和熱時(shí),大小兩燒杯間填滿碎紙條或泡沫塑料的目的是固定小燒杯
B.若用50 mL 0.55 mol·L?1的氫氧化鈉溶液,分別與50 mL 0.50 mol·L?1的鹽酸和50 mL 0.50 mol·L?1的硫酸充分反應(yīng),兩反應(yīng)測(cè)定的中和熱相等
C.中和熱測(cè)定實(shí)驗(yàn)也可以用稀硫酸與氫氧化鋇溶液反應(yīng)
D.為了簡(jiǎn)化裝置,中和熱測(cè)定實(shí)驗(yàn)中的環(huán)形玻璃攪拌棒可以由溫度計(jì)代替
(3)寫出該反應(yīng)中和熱的熱化學(xué)方程式:(中和熱為ΔH=-57.3 kJ·mol-1) 。
(4)取50 mLNaOH溶液和30 mL硫酸溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表。
試驗(yàn)次數(shù)
起始溫度t1/℃
終止溫度
t2/℃
溫度差平均值
(t2-t1)/℃
H2SO4
NaOH
平均值
1
26.2
26.0
26.1
29.6
2
27.0
27.4
27.2
31.2
3
25.9
25.9
25.9
29.8
4
26.4
26.2
26.3
30.4
①表中的溫度差平均值為 ℃。
②近似認(rèn)為0.50 mol·L-1 NaOH溶液和0.50 mol·L-1硫酸溶液的密度都是1 g·cm-3,中和后生成溶液的比熱容c = 4.18 J·(g·℃)-1。則中和熱ΔH= (取小數(shù)點(diǎn)后一位)。
③上述實(shí)驗(yàn)數(shù)值結(jié)果與ΔH=-57.3 kJ·mol-1有偏差,產(chǎn)生偏差的原因可能是(填字母) 。
a.實(shí)驗(yàn)裝置保溫、隔熱效果差
b.量取NaOH溶液的體積時(shí)仰視讀數(shù)
c.分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小燒杯中
d.用溫度計(jì)測(cè)定NaOH溶液起始溫度后直接測(cè)定H2SO4溶液的溫度
17.(16分)甲醇是一種重要的化工原料,又是一種可再生能源,具有開發(fā)和應(yīng)用的廣闊前景。
(1)已知:CH3OH(g)===HCHO(g)+H2(g) ΔH=+84 kJ·mol-1
2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH=-484 kJ·mol-1
①工業(yè)上常以甲醇為原料制取甲醛,請(qǐng)寫出CH3OH(g)與O2(g)反應(yīng)生成HCHO(g)和H2O(g)的熱化學(xué)方程式:______________________________________________。
②在上述制備甲醛時(shí),常向反應(yīng)器中通入適當(dāng)過量的氧氣,其目的_________________。
(2)工業(yè)上可用如下方法合成甲醇,化學(xué)方程式為CO(g)+2H2(g)==CH3OH(g),已知某些化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù)如下表:
化學(xué)鍵
C—C
C—H
H—H
C—O
C≡O(shè)
O—H
鍵能/(kJ·mol-1)
348
413
436
358
x
463
請(qǐng)回答下列問題:
①圖1中曲線a到曲線b的措施是_________。
②已知CO中的C與O之間為叁鍵,其鍵能為x kJ/mol,則x=________。
(3)由甲醇、氧氣和NaOH溶液構(gòu)成的新型手機(jī)電池,可使手機(jī)連續(xù)使用一個(gè)月才充一次電。
①該電池負(fù)極的電極反應(yīng)式為______________________________________。
②若以該電池為電源,用石墨作電極電解200 mL含有如下離子的溶液。
離子
Cu2+
H+
Cl-
SO
c/(mol·L-1)
0.5
2
2
0.5
電解一段時(shí)間后,當(dāng)兩極收集到相同體積(相同條件下)的氣體時(shí)(忽略溶液體積的變化及電極產(chǎn)物可能存在的溶解現(xiàn)象)陽極上收集到氧氣的質(zhì)量為________。
(4)電解水蒸氣和CO2產(chǎn)生合成氣(H2+CO)。較高溫度下(700~1 000 ℃),在SOEC兩側(cè)電極上施加一定的直流電壓,H2O和CO2在氫電極發(fā)生還原反應(yīng)產(chǎn)生O2-,O2-穿過致密的固體氧化物電解質(zhì)層到達(dá)氧電極,在氧電極發(fā)生氧化反應(yīng)得到純O2。由圖2可知A為直流電源的________(填“正極”或“負(fù)極”),請(qǐng)寫出以H2O為原料生成H2的電極反應(yīng)式:____________________。
18.(12分)污染物的有效去除和資源的充分利用是化學(xué)造福人類的重要研究課題。某化學(xué)研究小組利用軟錳礦(主要成分為MnO2,另含有少量鐵、鋁、銅、鎳等金屬化合物)作脫硫劑,通過如下簡(jiǎn)化流程既脫除燃煤尾氣中的SO2,又制得電池材料MnO2(反應(yīng)條件已略去)。
請(qǐng)回答下列問題:
(1)上述脫硫過程實(shí)現(xiàn)了________(填字母)。
A.廢棄物的綜合利用
B.白色污染的減少
C.酸雨的減少
D.獲得金屬單質(zhì)
(2)已知:25 ℃、101 kPa時(shí), Mn(s)+O2(g)===MnO2(s)ΔH=-520 kJ·mol-1
S(s)+O2(g)===SO2(g) ΔH=-297 kJ·mol-1
Mn(s)+S(s)+2O2(g)===MnSO4(s) ΔH=-1 065 kJ·mol-1
SO2與MnO2反應(yīng)生成無水MnSO4的熱化學(xué)方程式是
________________________________________________________________________。
(3)用惰性電極電解硫酸酸化的硫酸錳溶液制備MnO2的裝置如圖所示。
①a應(yīng)與直流電源的________(填“正”或“負(fù)”)極相連。
②電解過程中氫離子的作用是____________________________;
③陽極的電極反應(yīng)反應(yīng)方程式為: 若轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為6.02×1023,左室溶液中
n(H+)的變化量為________。
19.(14分)Ⅰ.CH4和CO2可以制造價(jià)值更高的化學(xué)產(chǎn)品。已知:
CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g)??? ΔH 1=a kJ/mol
CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)?????? ΔH 2=b kJ/mol
2CO(g)+O2(g)2CO2(g)??????????? ΔH 3=c kJ/mol
(1)求反應(yīng)CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)? ΔH =??? ?kJ/mol(用含a、b、c的代數(shù)式表示)。
(2)一定條件下,等物質(zhì)的量的(1)中反應(yīng)生成的氣體可合成二甲醚(CH3OCH3),同時(shí)還產(chǎn)生了一種可參與大氣循環(huán)的無機(jī)化合物,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為?????? ?? 。
Ⅱ.鈉硫電池以熔融金屬Na、熔融S和多硫化鈉(Na2Sx )分別作為兩個(gè)電極的反應(yīng)物,多孔固體Al2O3陶瓷(可傳導(dǎo)Na+)為電解質(zhì),其反應(yīng)原理如圖所示:Na2Sx ?2Na+xS (3
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