安徽省宿州市十三所重点中学学年高二上学期期中考试化学理试题.docx
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安徽省宿州市十三所重点中学学年高二上学期期中考试化学理试题
2018-2019学年度第一学期期中质量检测高二化学试题(理科)
说明:
1、本试卷分第I卷和第II卷两部分;满分100分,考试时间100分钟。
2、请将第I卷和第II卷两部分的答案用黑笔或蓝色笔写在试卷答题卷上。
可能用到的相对原子质量:
H:
1C:
12N:
14O:
16P:
31Cu:
64
第I卷(选择题共48分)
一、选择题(本题共计16小题,每小题只有一个正确答案,每小题3分,共计48分)
1.下列说法正确的是
A.能自发进行的反应都是放热反应
B.硝酸铵溶于水是熵增加的过程
C.工业合成氨的反应是熵增加反应
D.碳酸钙受热分解在任何温度下均不能自发进行
【答案】B
【解析】
【分析】
结合ΔG=ΔH-TΔS,若ΔG<0,则为自发反应,反之,非自发;
【详解】A.由ΔG=ΔH-TΔS可知,能自发进行的反应不一定都是放热反应,熵增的吸热反应在一定条件下也能自发进行,A项错误;B.硝酸铵溶于水混乱程度增大,是熵增加的过程,B项正确;C.工业合成氨的反应是熵减反应,C项错误;D.碳酸钙受热分解反应为吸热反应,是熵增的反应,结合ΔG=ΔH-TΔS,在高温下能自发进行,D项错误;答案选B。
【点睛】反应能否自发由ΔG=ΔH-TΔS决定,若ΔG<0,则为自发反应,若ΔG>0,则为非自发反应;
2.化学用语是学习化学的重要工具,下列用来表示物质变化的化学用语中,不正确的是
A.用惰性电极电解饱和食盐水时,阳极的电极反应式为2Cl--2e-===Cl2↑
B.钢铁发生电化学腐蚀时负极反应式为Fe-2e-===Fe2+
C.粗铜精炼时,与电源负极相连的是纯铜,阴极反应式为Cu2++2e-===Cu
D.氢氧燃料电池的负极反应式为O2+2H2O+4e-===4OH-
【答案】D
【解析】
【分析】
A.电解饱和食盐水时,阳极上氯离子放电,生成Cl2;B.钢铁发生电化学腐蚀时,负极反应式为Fe-2e-=Fe2+;C.精炼粗铜时,粗铜作阳极、纯铜作阴极;D.氢氧燃料电池中,负极上失电子、正极上得电子。
【详解】A.电解饱和食盐水时,阳极上氯离子放电,故阳极的电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑,故A项正确;B.钢铁发生电化学腐蚀时,负极上Fe失电子发生氧化反应,负极反应式为Fe-2e-=Fe2+,故B项正确;C.粗铜精炼时,粗铜作阳极、纯铜作阴极,所以与电源负极相连的是纯铜,电极反应式为:
Cu2++2e−═Cu,故C项正确;D.氢氧燃料电池中,如果电解质溶液呈碱性,则负极反应式为H2-2e−+2OH−═2H2O,故D项错误。
综上,本题选D。
3.下列影响因素中,既能改变化学反应速率,又能改变化学平衡常数的是
A.催化剂B.浓度C.温度D.固体表面积大小
【答案】C
【解析】
【分析】
平衡常数只是温度的函数,只有温度变化时,平衡常数才会变化。
【详解】A.使用催化剂能够加快反应的进行,增大反应速率,但平衡常数不变,故A项错误;B.改变物质浓度,有可能改变反应速率,但平衡常数不变,故B项错误;C.改变温度一定改变反应速率,平衡常数是温度的函数,温度变化,平衡常数也变化,故C项正确;D.改变固体表面积大小,可以改变反应速率,但平衡常数不变,故D项错误。
综上,本题选C。
【点睛】本题考查平衡常数的影响因素,平衡常数只是温度的函数,温度不变,平衡常数不变。
4.用阳极X和阴极Y电解Z的水溶液,电解一段时间后,再加入W,能使溶液恢复到电解前的状态,符合题意的一组是
X
Y
Z
W
A
C
Fe
NaCl
H2O
B
Pt
Cu
CuSO4
Cu(OH)2
C
C
C
KOH
H2O
D
Ag
Fe
AgNO3
AgNO3晶体
A.AB.BC.CD.D
【答案】C
【解析】
【分析】
电解质在通电一段时间,再加入W,能使溶液恢复到电解前的状态,依据电解原理分析电解了什么物质,要想让电解质复原,就要加入溶液中减少的物质。
【详解】A.以Fe为阴极,C为阳极,电解氯化钠溶液,阳极氯离子放电,阴极氢离子放电,通电一段时间,加入HCl让溶液复原,故A错误;B.以Pt为阳极,Cu为阴极,电解硫酸铜溶液,阳极氢氧根离子放电,阴极铜离子放电,通电一段时间,加入氧化铜或碳酸铜让溶液复原,故B错误;C.以C为电极,电解氢氧化钾溶液,阳极氢氧根离子放电,阴极氢离子放电,相当于电解水,通电一段时间,加水让溶液复原,故C正确;D.以Ag为阳极,Fe为阴极,电解AgNO3溶液,阳极银放电,阴极银离子放电,相当于电镀,通电一段时间后仍为AgNO3溶液,且浓度不变,故D错误;综上,本题选C。
5.在298K,101KPa时,16g硫粉在氧气中充分燃烧放出149.8kJ的热量,则下列热化学方程式正确的是
A.S(s)+O2(g)=SO2(g)ΔH=-299.6kJ/mol
B.2S(s)+2O2(g)=2SO2(g)ΔH=+599.2kJ/mol
C.S(s)+O2(g)=SO2(g)ΔH=+299.6kJ/mol
D.2S(s)+2O2(g)=2SO2(g)ΔH=-299.6kJ/mol
【答案】A
【解析】
【分析】
根据16gS粉燃烧放出的热量,计算出1molS燃烧放出的热量即可得到答案。
【详解】16g硫粉的物质的量为n(S)=16g/32(g/mol)=0.5mol。
0.5mol硫粉在氧气中充分燃烧放出149.8kJ的热量,则1mol硫粉在氧气中充分燃烧放出299.6kJ的热量,故热化学方程式为S(s)+O2(g)=SO2(g)ΔH=-299.6kJ/mol。
综上,A项正确。
6.在一定容积的密闭容器中发生可逆反应A(g)+2B(g)
2C(g);△H>0,平衡移动关系如图所示。
下列说法正确的是
A.P1<P2,纵坐标表示C的质量分数
B.P1<P2,纵坐标表示A的质量分数
C.P1>P2,纵坐标表示A的转化率
D.P1<P2,纵坐标表示混合气体的平均摩尔质量
【答案】C
【解析】
【分析】
A(g)+2B(g)⇌2C(g)△H>0,为气体体积减小且吸热的可逆反应,压强增大平衡正向移动,由图象可知,相同温度时,P1对应的纵坐标数值大,相同压强时,温度越高对应的纵坐标数值大,以此来解答。
【详解】A.若P1 7.有A、B、C、D、E五块金属片,进行如下实验: ①A、B用导线相连后,同时浸入稀H2SO4溶液中,A极为负极;②C、D用导线相连后,同时浸入稀H2SO4溶液中,电流由D→导线→C;③A、C相连后,同时浸入稀H2SO4溶液中,C极产生大量气泡;④B、D相连后,同时浸入稀H2SO4溶液中,D极发生氧化反应;⑤用惰性电极电解含B离子和E离子的溶液,E先析出。 据此,判断五种金属的活动性顺序是 A.A>B>C>D>EB.A>C>D>B>E C.C>A>B>D>ED.B>D>C>A>E 【答案】B 【解析】 试题分析: ①A、B用导线相连后,同时浸入稀硫酸溶液中,A极为负极,所以活泼性: A>B;②原地啊池中,电流从正极流向负极,C、D用导线相连后,同时浸入稀硫酸溶液中,电流由D→导线→C,所以金属活泼性: C>D;③A、C相连后,同时浸入稀硫酸溶液中,C极产生大量气泡,说明C极是正极,所以金属活泼性: A>C;④B、D相连后,同时浸入稀硫酸溶液中,D极发生氧化反应,说明D极是负极,所以金属活泼性: D>B;综上可知金属活泼性顺序是: A>C>D>B.答案选B. 考点: 原电池原理 8.已知有如下热化学方程式 ①2C(s)+O2(g)=2CO(g)ΔH1 ②2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)ΔH2 ③C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)ΔH3 则下列关系正确的是: A.ΔH3=(ΔH1+ΔH2)/2B.ΔH3=ΔH2-ΔH1 C.ΔH3=(ΔH2-ΔH1)/2D.ΔH3=(ΔH1-ΔH2)/2 【答案】D 【解析】 【分析】 利用盖斯定律计算,将①/2-②/2,可得C(s)+H2O(g)═CO(g)+H2(g),反应热随之相加减,可求得反应热; 【详解】2C(s)+O2(g)=2CO(g)ΔH1①2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)ΔH2②利用盖斯定律,将①/2-②/2,可得C(s)+H2O(g)═CO(g)+H2(g),则ΔH3=(ΔH1-ΔH2)/2;综上,本题选D。 9.在一定温度下的定容密闭容器中,当下列物理量不再变化时,不能表明反应: A(s)+2B(g) C(g)+D(g)已达到平衡的是 A.混合气体的压强B.混合气体的密度C.气体的平均摩尔质量D.反应物A的质量 【答案】A 【解析】 试题分析: 可逆反应A(s)+2B(g)⇌C(g)+D(g)达到平衡状态时,正逆反应速率相等,平衡时各物质的浓度、百分含量不变,以及由此衍生的一些量也不发生变化,注意该反应中A为固态,且反应恰好气体的体积不变. 解: A.该反应是反应前后气体体积没有变化的反应,容器中的压强始终不发生变化,所以不能证明达到了平衡状态,故A正确; B.该容器的体积保持不变,根据质量守恒定律知,反应前后混合气体的质量会发生变化,所以容器内气体的密度会变,当容器中气体的密度不再发生变化时,能表明达到化学平衡状态,故B错误; C.该反应前后气体的总物质的量不变,而气体的质量发生变化,如果混合气体的平均摩尔质量不变,说明已经达到平衡状态,故C错误; D.该反应达到平衡状态时,各种气体的物质的量浓度不变,所以A的质量不变能说明该反应达到平衡状态,故D错误, 故选A. 10.固体氧化物燃料电池是由美国西屋(Westinghouse)公司研制开发的。 它以固体氧化锆氧化钇为电解质,这种固体电解质在高温下允许氧离子(O2-)在其间通过。 该电池的工作原理如图所示,其中多孔电极a、b均不参与电极反应。 下列判断正确的是 A.有O2放电的a极为电池的负极 B.有H2放电的b极为电池的正极 C.a极对应的电极反应式为O2+2H2O+4e-===4OH- D.该电池的总反应方程式为2H2+O2===2H2O 【答案】D 【解析】 【分析】 该电池属于氢氧燃料电池,电池工作时的正负极反应式分别为: 正极: O2+4e-=2O2-;负极: H2-2e-+O2-═H2O,总反应为: 2H2+O2=2H2O。 【详解】A.在燃料电池中,有O2放电的a极为原电池的正极,故A项错误;B.在燃料电池中,有H2放电的b极为电池的负极,故B项错误;C.a极对应的电极反应为: O2+4e-=2O2-,故C项错误;D.在燃料电池中,总反应方程式即为燃料燃烧的化学方程式,即2H2+O2=2H2O,故D正确。 综上,本题选D。 11.一定条件下,将3molA和1molB两种气体混合于固定容积为2L密闭容器中,发生如下反应: 3A(g)+B(g) xC(g)+2D(s)。 2min末该反应达到平衡,生成0.6molD,并测得C的浓度为0.15mol/L。 下列判断正确的是 A.从开始到平衡A的平均反应速率为0.225mol/(L∙s) B.从开始到平衡B的转化率为60% C.此反应的化学平衡常数表达式K=c(C)c2(D)/c3(A)c(B) D.若混合气体的密度不再改变时,该反应一定达到平衡状态 【答案】D 【解析】 【分析】 结合题干,即可列出该反应的三段式,利用相关数值进行简单计算; 【详解】2min末该反应达到平衡,生成0.6molD,并测得C的浓度为0.15mol/L,则生成C的物质的量为2L×0.15mol/L=0.3mol,可知x: 2=0.3mol: 0.6mol,解得x=1, 3A(g)+B(g)⇌C(g)+2D(s) n03mol1mol0mol0mol Δn0.9mol0.3mol0.3mol0.6mol n平2.1mol0.7mol0.3mol0.6mol A.结合υ(A)=△c/△t=0.9mol÷2L÷2min=0.225mol/(L∙min),故A项错误;B.B的转化率=0.3mol/1mol×100%=30%,故B项错误;C.K为生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比,D为固体,所以K=c(C)/c3(A)c(B),故C项错误;D.固定容积为2L,气体体积不变,但D为固体,可知混合气体的质量变化,密度为变量,若混合气体的密度不再改变,则该反应达到平衡状态,故D项正确。 综上,本题选D。 【点睛】本题考查化学平衡常数及转化率的计算,要求学生能运用化学平衡的规律进行运算。 化学平衡计算模式"三步曲" (1)写出化学方程式。 (2)根据化学方程式列出各物质(包括反应物和生成物)的三段式,已知中没有列出的相关数据,设未知数表示。 (3)根据已知条件列方程,解出未知数。 12.铜锌原电池(如图)工作时,下列叙述正确的是 A.正极反应为: Zn-2e-=Zn2+ B.盐桥中的K+移向ZnSO4溶液 C.电池反应为: Zn+Cu2+=Zn2++Cu D.在外电路中,电子从负极流向正极;在电池内部,电子从正极流向负极 【答案】C 【解析】 A、锌比铜活泼,锌作负极,铜作正极,正极反应式为Cu2++2e-=Cu,故A错误;B、根据原电池工作原理,阴离子向负极移动,阳离子向正极移动,故B错误;C、负极反应是为Zn-2e-=Zn2+,因此电池反应式为Zn+Cu2+=Zn2++Cu,故C正确;D、根据原电池的工作原理,电子从负极经外电路流向正极,电池内部只有阴阳离子的定向移动,故D错误。 13.在一密闭容器中,进行以下可逆反应O(g)+P(g) W(g)+2T(? ),在不同条件下W的百分含量的变化情况如图,则该反应 A.正反应放热,T是固体B.正反应放热,T是气体 C.正反应吸热,T是气体D.正反应放热,T是固体或气体 【答案】B 【解析】 【分析】 结合图像分析可知P2>P1、T2>T1,再结合压强、温度对平衡的影响,即可得到答案。 【详解】根据图像可知,在温度相同的条件下,压强越大W的含量越低,这说明增大压强平衡向逆反应方向移动,所以正反应是体积增大的可逆反应,因此T一定是气态。 而当压强相同时,温度越高W的含量越低,这说明升高温度平衡向逆反应方向移动,所以正反应是放热反应。 综上,本题选B。 【点睛】在分析有关图像时应该注意: 一、ν-t图像或c-t图像: 1.ν-t图像: 分清正逆反应,分清各因素(浓度、温度、压强、催化剂)对反应速率和平衡移动的影响。 二、平衡图像1.出现拐点的图像: 分析依据“先拐先平”。 在转化率-时间图像或物质的百分含量-时间图像中,先出现拐点的曲线先达到平衡(代表温度高或压强大或使用合适的催化剂等)。 14.利用如图所示装置,当X、Y选用不同材料时,可将电解原理广泛应用于工业生产。 下列说法中正确的是 A.氯碱工业中,X、Y均为石墨,Y附近能得到氢氧化钠 B.铜的精炼中,X是纯铜,Y是粗铜,Z是CuSO4 C.电镀工业中,X是待镀金属,Y是镀层金属 D.外加电流的阴极保护法中,X是待保护金属 【答案】A 【解析】 分析: A、氯碱工业上,用惰性电极电解饱和氯化钠溶液,阳极上析出氯气,阴极上析出氢气,阴极附近得到氢氧化钠;B、铜的精炼中,粗铜作阳极,纯铜作阴极,硫酸铜溶液作电解质溶液;C、电镀工业上,镀层作阳极,镀件作阴极;D、外加电流的阴极保护法中,阴极是待保护金属。 详解: A、氯碱工业上,用惰性电极电解饱和氯化钠溶液,阴极附近得到氢氧化钠,即Y附近能得到氢氧化钠,选项A正确;B、铜的精炼中,粗铜作阳极X,纯铜作阴极Y,硫酸铜溶液作电解质溶液,选项B错误;C、电镀工业上,Y是待镀金属,X是镀层金属,选项C错误;D、外加电流的阴极保护法中,阴极是待保护金属,即Y是待保护金属,选项D错误。 答案选A。 点睛: 本题考查了电解原理,根据电解时离子的放电顺序、电镀、电解精炼、金属的腐蚀与防护来分析解答即可,难度不大,注意原电池原理和电解池原理是高考的热点,应掌握此知识点。 15.在密闭容器中发生下列反应aA(g) cC(g)+dD(g),反应达到平衡后,将气体体积压缩到原来的一半,当再次达到平衡时,D的浓度为原平衡的2.3倍,下列叙述正确的是 A.A的转化率变小B.平衡向逆反应方向移动 C.a>c+dD.D的体积分数变小 【答案】C 【解析】 【分析】 反应达到平衡后,将气体体积压缩到原来的一半,若平衡不移动,D的浓度为原平衡的2倍,而当再次达到平衡时,D的浓度为原平衡的2.3倍,可知压强增大,平衡正向移动,以此来解答。 【详解】反应达到平衡后,将气体体积压缩到原来的一半,若平衡不移动,D的浓度为原平衡的2倍,而当再次达到平衡时,D的浓度为原平衡的2.3倍,可知压强增大,平衡正向移动;A.平衡正向移动,则A的转化率变大,故A项错误;B.平衡正向移动,故B项错误;C.增大压强,平衡正向移动,则a>c+d,故C项正确;D.增大压强平衡正向移动,则D的体积分数变大,故D项错误;综上,本题选C。 16.关于下列装置的说法中正确的是 A.装置①中,盐桥可用导电的金属丝替代 B.装置②通电过程中有Fe(OH)2产生 C.装置③用于电解法精炼铜中,d极溶解铜和c极析出铜的质量相等 D.装置④中有Cl2生成 【答案】B 【解析】 【分析】 A.盐桥中存在的是自由移动的离子;B.装置②中,阳极产生的Fe2+可与阴极产生的OH-结合生成Fe(OH)2;C.电解法精炼铜中,由于粗铜中有杂质,故溶解的铜和析出的铜质量不相等;D.此装置为铁在酸性条件下的析氢腐蚀; 【详解】A.盐桥中存在的是自由移动的离子,而金属丝中不存在离子,故A项错误;B.装置②中,阳极Fe-2e-=Fe2+,阴极2H2O+2e-=H2↑+2OH-,Fe2+与OH-结合生成Fe(OH)2,故B项正确;C.电解精炼铜时,电解池的阳极是粗铜,由于粗铜中含有杂质所以会发生Fe-2e-=Fe2+、Cu-2e−=Cu2+等反应,阴极发生Cu2++2e−=Cu,溶解的铜和析出铜的质量不相等,故C项错误;D.在金属的电化学腐蚀中,金属锌是负极,金属铁是正极,电子是从负极Zn流向正极Fe,装置中铁电极上会产生氢气,故D项错误。 综上,本题选B。 第Ⅱ卷(非选择题,共52分) 二、填空题(本大题5小题,共计52分) 17.白磷、红磷是磷的两种同素异形体,在空气中燃烧得到磷的氧化物,空气不足时生成P4O6,空气充足时生成P4O10。 (1)已知298K时白磷、红磷完全燃烧的热化学方程式分别为 P4(s,白磷)+5O2(g)===P4O10(s)ΔH1=-2983.2kJ·mol-1 P(s,红磷)+5/4O2(g)===1/4P4O10(s)ΔH2=-738.5kJ·mol-1 则该温度下红磷转化为白磷的热化学方程式为_________________________________________。 (2)已知298K时白磷不完全燃烧的热化学方程式为P4(s,白磷)+3O2(g)===P4O6(s)ΔH=-1638kJ·mol-1。 在某密闭容器中加入37.2g白磷和29.12L氧气(标准状况),控制条件使之恰好完全反应。 则所得到的P4O10与P4O6的物质的量之比为_____________,反应过程中放出的热量为_____________。 【答案】 (1).4P(s,红磷)===P4(s,白磷)ΔH=+29.2kJ·mol-1 (2).2: 1(3).760.44kJ 【解析】 【分析】 (1)根据盖斯定律写出红磷转化为白磷的热化学方程式; (2)设P4O10物质的量为x,P4O6物质的量为y,结合原子守恒计算得到,根据热化学方程式计算反应放出的热量; 【详解】 (1)P4(s,白磷)+5O2(g)=P4O10(s)ΔH1=-2983.2kJ·mol-1① P(s,红磷)+5/4O2(g)=1/4P4O10(s)ΔH2=-738.5kJ·mol-1② 根据盖斯定律②×4-①得,4P(s,红磷)=P4(s,白磷)ΔH=+29.2kJ·mol-1; (2)在某密闭容器中加入37.2g白磷和29.12L氧气(标准状况),白磷中磷原子物质的量n=37.2g/31(g/mol)=1.2mol,氧气物质的量n=29.12L/22.4(L/mol)=1.3mol,则氧原子物质的量为2.6mol。 根据原子守恒列式计算: 设P4O10的物质的量为xmol,P4O6的物质的量为ymol。 则4x+4y=1.2,10x+6y=2.6解得x=0.2mol,y=0.1mol,故P4O10与P4O6的物质的量之比为2: 1;结合热化学方程式可知,生成0.2molP4O10放出热量596.64kJ,生成0.1molP4O6放出热量163.8kJ,故放出总热量为760.44kJ; 18.电解原理在化学工业中有广泛应用。 (1)氯碱厂电解饱和食盐水制取烧碱,若利用下图装置制备NaOH,两电极区电解液分别为NaOH和NaCl溶液。 ①B极区电解液为_____________溶液(填化学式),A极要连接电源的______________(填“正”或“负”)极。 ②阳极电极反应式为_____________________________,电解过程中Na+向_____________电极迁移(填“A”或“B”)。 ③电解总反应的离子方程式是________________________________。 (2)利用下图装置,可以模拟铁的电化学防护。 ①若X为碳电极,为减缓铁的腐蚀,开关K应置于_____________处(填“A”、“B”或“C”)。 ②若X为锌电极,开关K置于A处,该电化学防护法称为______________________________。 【答案】 (1).NaOH (2).正(3).2Cl‾—2e‾=Cl2↑(4).B(5).2Cl-+2H2O Cl2↑+H2↑+2OH-(6).C(7).牺牲阳极的阴极保护法 【解析】 【分析】 (1)由图可知,右侧生成氢气,则B为阴极,B极区电解液为NaOH溶液,A极区中为NaCl溶液,氯离子放电生成氯气; (2)结合原电池原理和电解池原理入手,保护金属的方法有牺牲阳极的阴极保护法和外加电流的阴极保护法; 【详解】 (1)电解制备NaOH,两电极区电解液分别为NaOH和NaCl溶液,由图可知,右侧生成氢气,则B中氢离子放电,可知B为阴极,在B中制备NaOH,B极区电解液为NaOH溶液;Na+由A经过阳离子交换膜向B移动;A极区中为NaCl溶液,氯离子放电生成氯气,则阳极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑。
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