重庆市清华中学校2023-2024学年高一下学期5月期中考试化学试题
相对原子质量：Cu 64 S 32 O 16
一、选择题：本题共14个小题，每小题3分。共42分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。
1．（3分）化学与人体健康及环境保护息息相关。下列叙述正确的是（ ）
A．食品加工时不可添加任何防腐剂
B．掩埋废旧电池不会造成环境污染
C．天然气不完全燃烧会产生有毒气体
D．使用含磷洗涤剂不会造成水体污染
2．（3分）在当前空气污染日益严重，人们健康受到来自空气威胁的情况下，“空气罐头”应运而生。16O和18O是氧元素的两种核素，下列说法正确的是（ ）
A．16O2与18O2互为同素异形体
B．16O与18O核外电子排布方式不同
C．通过化学变化可以实现16O与18O间的相互转化
D．16O与18O互为同位素
3．（3分）“九秋风露越窑开，夺得千峰翠色来”是赞誉越窑秘色青瓷的诗句，描绘我国古代精美的青瓷工艺品。玻璃、水泥和陶瓷均为硅酸盐制品，下列有关说法中正确的是（ ）
A．玻璃是人类最早使用的硅酸盐制品
B．制水泥的原料为纯碱、石灰石和石英砂
C．硅酸盐制品的性质稳定、熔点较高
D．沙子和黏土的主要成分均为硅酸盐
4．（3分）CuSO4是一种重要的化工原料，其有关制备途径如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．途径①所用混酸中H2SO4与HNO3物质的量之比最好为2：3
B．利用途径③制备16g硫酸铜，消耗硫酸的物质的量为0.1mol
C．生成等量的硫酸铜，三个途径中参加反应的硫酸的物质的量：①＝②＝③
D．与途径①、③相比，途径②更好地体现了绿色化学思想
5．（3分）在温度不变的条件下，在恒容的容器中进行下列反应：N2O4（g）═2NO2（g），若N2O4的浓度由0.1mol L﹣1降到0.07mol L﹣1需要15s，那么N2O4的浓度由0.07mol L﹣1降到0.05mol L﹣1所需的反应时间（ ）
A．等于5s B．等于10s C．小于10s D．大于10s
6．（3分）反应A（g）+3B（g）＝2C（g）+2D（g）在四种不同情况下的反应速率分别为：
①v（A）＝0.45mol L﹣1 min﹣1
②v（B）＝0.6mol L﹣1 s﹣1
③v（C）＝0.4mol L﹣1 s﹣1
④v（D）＝0.45mol L﹣1 s﹣1
下列有关反应速率的比较中正确的是（ ）
A．④＜③＝②＜① B．④＞③＞②＞① C．④＞③＝②＞① D．①＞②＞③＞④
7．（3分）某反应由两步反应A→B→C构成，它的反应能量曲线如图所示，下列叙述正确的是（ ）
A．两步反应均为吸热反应
B．三种化合物中C最稳定
C．第二步反应决定了总反应的速率
D．升高温度，活化能E1、E2均减小，反应速率加快
8．（3分）反应：N2（g）+3H2（g） 2NH3（g） ΔH＜0，若在恒压绝热容器中发生，下列选项表明反应一定已达平衡状态的是（ ）
A．容器内的温度不再变化
B．容器内的压强不再变化
C．相同时间内，断开H—H的数目和断开N—H的数目比为2：1
D．容器内气体的浓度c（N2）：c（H2）：c（NH3）＝1：3：2
9．（3分）在一密闭容器中，反应aA（g）+bB（s） cC（g）+dD（g）达到平衡后，保持温度不变，将容器缩小为原来的一半，当达到新的平衡时，A的浓度是原来的1.6倍，则下列说法正确的是（ ）
A．平衡向逆反应方向移动
B．a＞c+d
C．物质A的转化率减小
D．物质D的浓度减小
10．（3分）如图是某同学设计的原电池装置，下列叙述中正确的是（ ）
A．电极Ⅰ上发生还原反应，作原电池的负极
B．电极Ⅱ的电极反应式为Cu2++2e﹣═Cu
C．该原电池的总反应：2Fe3++Cu═Cu2++2Fe2+
D．盐桥中装有含氯化钾的琼胶，其作用是传递电子
11．（3分）W、X、Y、Z是四种常见的短周期元素，其原子半径随原子序数的变化如图所示．已知W的一种核素的质量数为18，中子数为10；X是短周期元素中原子半径最大的；Y的单质是一种常见的半导体材料；Z的非金属性在同周期元素中最强．下列说法不正确的是（ ）
A．简单离子半径：W＞X＞Z
B．最简单气态氢化物的稳定性：Y＜Z
C．化合物XZW中既含离子键又含共价键
D．Y的氧化物能与X的最高价氧化物对应的水化物反应
12．（3分）下列说法正确的是（ ）
A．葡萄糖的燃烧热是2800kJ mol﹣1，则C6H12O6（s）+3O2（g）＝3CO2（g）+3H2O（l） ΔH＝﹣1400kJ mol﹣1
B．在一定条件下将1mol SO2和0.5mol O2置于密闭容器中充分反应，放出热量79.2kJ，则反应的热化学方程式为2SO2（g）+O2（g） 2SO3（g） ΔH＝﹣158.4kJ mol﹣1
C．已知稀溶液中，H+（aq）+OH﹣（aq）＝H2O（l） ΔH＝﹣57.3kJ mol﹣1，则稀氨水与稀盐酸溶液反应生成1mol水时放出57.3kJ的热量
D．已知HCl和NaOH反应的中和热ΔH＝﹣57.3kJ mol﹣1，则稀硫酸与氢氧化钠固体反应生成1mol水的中和热为﹣57.3kJ mol﹣1
13．（3分）微生物燃料电池可净化废水，同时还能获得能源或有价值的化学品，如图为其工作原理。下列说法正确的是（ ）
A．M极的电极反应式为：CH3COOH﹣8e﹣+2H2O═2CO2↑+8H+
B．外电路转移4mol电子时，N极消耗22.4L O2（标准状况）
C．反应一段时间后，N极附近的溶液pH值下降
D．该电池在常温和高温都可以工作
14．（3分）在标准状况下将1.92g铜粉投入一定量浓HNO3中，随着铜粉的溶解，反应生成的气体颜色逐渐变浅，当铜粉完全溶解后共收集到由NO2和NO组成的混合气体1.12L，则混合气体中NO的体积为（ ）
A．112mL B．1008mL C．224mL D．448mL
二、非选择题：4个题，共58分。
15．（14分）Ⅰ、在一定容积的密闭容器中，进行如下化学反应：CO2（g）+H2（g） CO（g）+H2O（g），其化学平衡常数K和温度t的关系如表：
t/℃ 700 800 900 1000 12000
K 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6
回答下列问题：
（1）该反应的化学平衡常数表达式为K＝ 。
（2）某温度下，各物质的平衡浓度符合关系式：3c（CO2） c（H2）＝5c（CO） c（H2O），试判断此时的温度为 。
（3）若830℃时，向容器中充入1mol CO、5mol H2O，反应达到平衡后，其化学平衡常数K 1.0（填“大于”“小于”或“等于”）。
（4）830℃时，容器中的反应已达到平衡。在其他条件不变的情况下，扩大容器的容积，平衡 移动（填“向正反应方向”“向逆反应方向”或“不”）。
（5）若1200℃时，在某时刻反应体系中CO2、H2、CO、H2O的浓度分别为2mol L﹣1、2mol L﹣1、4mol L﹣1、4mol L﹣1，则此时上述反应 （填“向正反应方向进行”“向逆反应方向进行”或“处于平衡状态”）。
Ⅱ、（6）甲醇（CH3OH）燃料电池具有很多优点，引起了人们的研究兴趣，现有以下三种甲醇燃料电池：碱性甲醇燃料电池、酸性甲醇燃料电池、熔融碳酸盐甲醇燃料电池，熔融碳酸盐甲醇燃料电池中正极电极反应式为 ；碱性甲醇燃料电池中，负极的电极反应式为 。
16．（13分）Ⅰ、钒及其化合物在特种钢材的生产、高效催化剂的制备及航天工业中用途广泛。工业上以富钒炉渣（主要成分为V2O5，含少量Fe2O3和FeO等杂质）为原料提取五氧化二钒的工艺流程如图所示：
（1）五氧化二钒中钒的化合价为 。
（2）焙烧炉中发生的主要．反应化学方程式为 ；也可用氯化钠和氧气代替纯碱进行焙烧反应，写出对应的化学反应方程式 。
Ⅱ、氮化硅可用作高温陶瓷复合材料，在航空航天、汽车发动机、机械等领域有着广泛的应用。由石英砂合成氮化硅粉末的路线如图所示：
其中—NH2中各元素的化合价与NH3相同。请回答下列问题：
（3）石英砂不能与碱性物质共同存放，以NaOH为例，用化学方程式表示其原因： 。
（4）图示①～⑤的变化中，属于氧化还原反应的是 。
（5）在反应⑤中，3mol Si（NH2）4在高温下加热可得1mol氮化硅粉末和8mol A气体，则A气体的电子式为 。
（6）在高温下将SiCl4在B和C两种气体的气氛中，也能反应生成氮化硅，B和C两种气体在一定条件下化合生成A。写出SiCl4与B和C两种气体反应的化学方程式： 。
17．（21分）Ⅰ、某化学小组为了研究外界条件对化学反应速率的影响，进行了如下实验：
[实验原理]2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4═K2SO4+2MnSO1+10CO2↑+8H2O
[实验内容及记录]
实验编号 ① ② ③
实验温度/℃ 25 25 50
试管中所加试剂及其用量/mL 0.6mol L﹣1H2C2O4溶液 3.0 2.0 2.0
H2O V1 3.0 V2
3mol L﹣1稀H2SO4溶液 2.0 2.0 2.0
0.05mol L﹣1KMnO4溶液 3.0 3.0 3.0
溶液褪至无色所需时间/min 1.5 2.7 1.0
（1）请完成此实验设计，其中：V1＝ ，V2＝ 。
（2）实验①、②探究的是 对化学反应速率的影响，根据上表中的实验数据，可以得到的结论是 。
（3）探究温度对化学反应速率的影响，应选择实验 （填实验编号）。
（4）利用实验①中的数据，计算用KMnO4表示的化学反应速率为 。
Ⅱ．某小组同学在学习了氨的性质后讨论：运用类比的思想，既然氨气具有还原性，能否像H2那样还原CuO呢？他们设计实验制取氨气并探究上述问题：
①制取氨气
（5）实验室除可用氯化铵和熟石灰制备氨气外，还有多种快速制氨气的方法，写出实验室用生石灰和浓氨水取氨气的化学方程式 。
（6）有同学模仿排饱和食盐水收集氯气的方法，想用排饱和氯化铵溶液的方法收集氨气。你认为他能否达到目的？ （填“能”或“否”），理由是 。
②该小组中某同学设计了如下实验装置（夹持及尾气处理装置未画出），探究氨气的还原性：
（7）除尾气处理外该装置在设计上还有﹣一处缺陷，为保证实验结果的准确性，对该装置的这一缺陷的改进措施是 。
（8）利用改进后的装置进行实验，观察到CuO变为红色物质，无水CuSO4变蓝色，同时生成一种无污染的气体。写出氨气与CuO反应的化学方程式 。
18．（10分）肼（N2H4）是一种良好的火箭推进剂，其与适当的氧化剂（如过氧化氢、氧气等）配合，可组成比冲最高的可贮存液体推进剂。
（1）液态肼和液态过氧化氢混合反应时，即产生大量氮气和水蒸气，并放出大量热。若每生成1molN2，放出642kJ的热量，则该反应的热化学方程式为 ，消耗16g液态肼放出的热量为 。
（2）已知：N2H4（g）+O2（g）＝N2（g）+2H2O（g）ΔH＝﹣544kJ mol﹣1，键能数据如下表：
化学键 N﹣N N﹣H O＝O O﹣H
键能/（kJ mol﹣1） 193 391 497 463
则氮氮三键的键能为 。若H2O（l）＝H2O（g）ΔH＝+44kJ mol﹣1，则N2H4（g）的燃烧热为 。
（3）已知：N2（g）+2O2（g）＝2NO2（g）ΔH＝+68kJ mol﹣1，则肼（g）和二氧化氮（g）反应生成氮气和水蒸气的热化学方程式为 。
参考答案与试题解析
一、选择题：本题共14个小题，每小题3分。共42分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。
1．（3分）化学与人体健康及环境保护息息相关。下列叙述正确的是（ ）
A．食品加工时不可添加任何防腐剂
B．掩埋废旧电池不会造成环境污染
C．天然气不完全燃烧会产生有毒气体
D．使用含磷洗涤剂不会造成水体污染
【解答】解：A.只要按规定合理添加防腐剂，可以提高食物保存时间，因此食品加工可以添加防腐剂，但要注意在要求范围之内，故A错误；
B.掩埋废旧电池，会造成电解液流出，里面的重金属离子会对土壤造成污染，故B错误；
C.天然气不完全燃烧，会有CO产生，CO为有毒气体，故C正确；
D.使用含磷洗涤剂会造成水体富营养化，引发水体污染，故D错误，
故选：C。
2．（3分）在当前空气污染日益严重，人们健康受到来自空气威胁的情况下，“空气罐头”应运而生。16O和18O是氧元素的两种核素，下列说法正确的是（ ）
A．16O2与18O2互为同素异形体
B．16O与18O核外电子排布方式不同
C．通过化学变化可以实现16O与18O间的相互转化
D．16O与18O互为同位素
【解答】解：A．16O与18O是氧元素的两种核素，不是单质，不属于同素异形体，故A错误；
B．16O与18O互为同位素，其核外电子排布相同，故B错误；
C．化学变化中的最小粒子是原子，故通过化学变化不能实现16O与18O间的相互转化，故C错误；
D．16O与18O是氧元素的两种核素，两者互为同位素，故D正确；
故选：D。
3．（3分）“九秋风露越窑开，夺得千峰翠色来”是赞誉越窑秘色青瓷的诗句，描绘我国古代精美的青瓷工艺品。玻璃、水泥和陶瓷均为硅酸盐制品，下列有关说法中正确的是（ ）
A．玻璃是人类最早使用的硅酸盐制品
B．制水泥的原料为纯碱、石灰石和石英砂
C．硅酸盐制品的性质稳定、熔点较高
D．沙子和黏土的主要成分均为硅酸盐
【解答】解：A．陶瓷是人类最早使用的硅酸盐材料，不是玻璃，故A错误；
B．水泥的原料是黏土和石灰石，纯碱、石灰石、石英是制造玻璃的原料，故B错误；
C．硅酸盐性质稳定，熔点较高，所以硅酸盐制品一般具有性质稳定、熔点较高特点，故C正确；
D．沙子主要成分为二氧化硅，为氧化物，不是硅酸盐，故D错误；
故选：C。
4．（3分）CuSO4是一种重要的化工原料，其有关制备途径如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．途径①所用混酸中H2SO4与HNO3物质的量之比最好为2：3
B．利用途径③制备16g硫酸铜，消耗硫酸的物质的量为0.1mol
C．生成等量的硫酸铜，三个途径中参加反应的硫酸的物质的量：①＝②＝③
D．与途径①、③相比，途径②更好地体现了绿色化学思想
【解答】解：A．Cu与混酸反应，3Cu+8HNO3（稀）＝3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O，离子反应为：3Cu+8H++2＝3Cu2++2NO↑+4H2O，从方程式知，硝酸根离子由硝酸提供，氢离子由硝酸和硫酸提供，所以硝酸为2mol时，硫酸为3mol，用混酸中H2SO4与HNO3物质的量之比最好为3：2，故A错误；
B．利用途径③制备硫酸铜是用铜与浓硫酸反应制备硫酸铜，涉及反应为Cu+2H2SO4（浓）CuSO4+SO2↑+2H2O，制备16g硫酸铜，物质的量为0.1mol，这一过程中消耗硫酸的物质的量为0.2mol，故B错误；
C．生成等量的硫酸铜，三个途径中①②参加反应的硫酸的物质的量相等，而③生成SO2，消耗更多的硫酸，则①＝②＜③，故C错误；
D．相对于途径①、③，途径②的优点：制取等质量胆矾需要的硫酸少、途径2无污染性气体产生，更好地体现了绿色化学思想，故D正确；
故选：D。
5．（3分）在温度不变的条件下，在恒容的容器中进行下列反应：N2O4（g）═2NO2（g），若N2O4的浓度由0.1mol L﹣1降到0.07mol L﹣1需要15s，那么N2O4的浓度由0.07mol L﹣1降到0.05mol L﹣1所需的反应时间（ ）
A．等于5s B．等于10s C．小于10s D．大于10s
【解答】解：N2O4的浓度由0.1mol L﹣1降到0.07mol L﹣1需要15s，即N2O4的浓度变化为0.1﹣0.07＝0.03mol L﹣1，
N2O4的浓度由0.07mol L﹣1降到0.05mol L﹣1，即N2O4的浓度变化为0.07﹣0.05＝0.02mol L﹣1，若反应速率不变，则所需时间为＝10s，但随着浓度的减小，反应速率逐渐减小，故所需时间大于10s，
故选：D。
6．（3分）反应A（g）+3B（g）＝2C（g）+2D（g）在四种不同情况下的反应速率分别为：
①v（A）＝0.45mol L﹣1 min﹣1
②v（B）＝0.6mol L﹣1 s﹣1
③v（C）＝0.4mol L﹣1 s﹣1
④v（D）＝0.45mol L﹣1 s﹣1
下列有关反应速率的比较中正确的是（ ）
A．④＜③＝②＜① B．④＞③＞②＞① C．④＞③＝②＞① D．①＞②＞③＞④
【解答】解：反应速率与化学计量数的比值越大，反应速率越快（速率单位统一），则①＝0.0075；②＝0.2；③＝0.2；④＝0.225，则反应进行的快慢顺序为④＞③＝②＞①，
故选：C。
7．（3分）某反应由两步反应A→B→C构成，它的反应能量曲线如图所示，下列叙述正确的是（ ）
A．两步反应均为吸热反应
B．三种化合物中C最稳定
C．第二步反应决定了总反应的速率
D．升高温度，活化能E1、E2均减小，反应速率加快
【解答】解：A．由图可知A→B的反应为吸热反应，B→C的反应为放热反应，故A错误；
B．物质的总能量越低，越稳定，由图可知C的能量最低，则C最稳定，故B正确；
C．多步反应的总反应速率是由最慢的一步反应决定的，E1＞E2，可知第一步比第二步反应慢，则第一步反应决定了该反应的总反应速率，故C错误；
D．升高温度，不能改变反应的活化能，但升高温度能增加体系活化分子的百分含量，使反应速率加快，故D错误；
故选：B。
8．（3分）反应：N2（g）+3H2（g） 2NH3（g） ΔH＜0，若在恒压绝热容器中发生，下列选项表明反应一定已达平衡状态的是（ ）
A．容器内的温度不再变化
B．容器内的压强不再变化
C．相同时间内，断开H—H的数目和断开N—H的数目比为2：1
D．容器内气体的浓度c（N2）：c（H2）：c（NH3）＝1：3：2
【解答】解：A．已知反应为放热反应，当容器内的温度不变时，平衡不再移动，反应达到平衡状态，故A正确；
B．反应在恒压条件下进行，反应前后压强均不变，当压强不再变化时，不能判断是否达到平衡状态，故B错误；
C．相同时间内，断开H—H的数目和断开N—H的数目比为1：2时，正、逆反应速率相等，反应达到平衡状态，相同时间内，断开H—H的数目和断开N—H的数目比为2：1不能说明反应达到平衡状态，故C错误；
D．当浓度为1：3：2时，无法证明正、逆反应速率相等，即无法判定是否达到平衡状态，故D错误；
故选：A。
9．（3分）在一密闭容器中，反应aA（g）+bB（s） cC（g）+dD（g）达到平衡后，保持温度不变，将容器缩小为原来的一半，当达到新的平衡时，A的浓度是原来的1.6倍，则下列说法正确的是（ ）
A．平衡向逆反应方向移动
B．a＞c+d
C．物质A的转化率减小
D．物质D的浓度减小
【解答】解：A．由上述分析可知，平衡正向移动，故A错误；
B．压强增大，平衡正向移动，可知a＞c+d，故B正确；
C．平衡正向移动，A的转化率增大，故C错误；
D．体积减小、平衡正向移动，D的浓度增大，故D错误；
故选：B。
10．（3分）如图是某同学设计的原电池装置，下列叙述中正确的是（ ）
A．电极Ⅰ上发生还原反应，作原电池的负极
B．电极Ⅱ的电极反应式为Cu2++2e﹣═Cu
C．该原电池的总反应：2Fe3++Cu═Cu2++2Fe2+
D．盐桥中装有含氯化钾的琼胶，其作用是传递电子
【解答】解：A．Cu比Pt活泼，电极Ⅰ上发生还原反应，作原电池的正极，故A错误；
B．电极Ⅱ作正极，电极反应式为Fe3++e﹣═Fe2+，故B错误；
C．由两极反应可知，电池总反应为2Fe3++Cu═Cu2++2Fe2+，故C正确；
D．盐桥中装有含氯化钾的琼胶，其作用是平衡两端溶液中电荷，不传导电子，故D错误；
故选：C。
11．（3分）W、X、Y、Z是四种常见的短周期元素，其原子半径随原子序数的变化如图所示．已知W的一种核素的质量数为18，中子数为10；X是短周期元素中原子半径最大的；Y的单质是一种常见的半导体材料；Z的非金属性在同周期元素中最强．下列说法不正确的是（ ）
A．简单离子半径：W＞X＞Z
B．最简单气态氢化物的稳定性：Y＜Z
C．化合物XZW中既含离子键又含共价键
D．Y的氧化物能与X的最高价氧化物对应的水化物反应
【解答】解：W、X、Y、Z是四种常见的短周期元素，W的一种核素的质量数为18，中子数为10，可知W的质子数为8，则W是氧元素；X是短周期元素中原子半径最大的，故X为Na元素；Y的原子半径介于X和W之间，Y的单质是一种常见的半导体材料，所以Y是Si元素；Z的非金属性在同周期元素中最强，原子序数大于Si，故Z为Cl元素，
A．S2﹣电子层最多，离子半径最大，O2﹣、Na+离子电子层结构相同，核电荷数越大，离子半径越小，故离子半径：S2﹣＞O2﹣＞Na+，故A错误；
B．非金属性Si＜Cl，非金属性越强，氢化物越稳定，故B正确；
C．化合物NaClO既含离子键，又含共价键，故C正确；
D．Y的氧化物为二氧化硅，X高价氧化物对应的水化物为NaOH，二氧化硅能与氢氧化钠溶液反应生成硅酸钠与水，故D正确，
故选：A。
12．（3分）下列说法正确的是（ ）
A．葡萄糖的燃烧热是2800kJ mol﹣1，则C6H12O6（s）+3O2（g）＝3CO2（g）+3H2O（l） ΔH＝﹣1400kJ mol﹣1
B．在一定条件下将1mol SO2和0.5mol O2置于密闭容器中充分反应，放出热量79.2kJ，则反应的热化学方程式为2SO2（g）+O2（g） 2SO3（g） ΔH＝﹣158.4kJ mol﹣1
C．已知稀溶液中，H+（aq）+OH﹣（aq）＝H2O（l） ΔH＝﹣57.3kJ mol﹣1，则稀氨水与稀盐酸溶液反应生成1mol水时放出57.3kJ的热量
D．已知HCl和NaOH反应的中和热ΔH＝﹣57.3kJ mol﹣1，则稀硫酸与氢氧化钠固体反应生成1mol水的中和热为﹣57.3kJ mol﹣1
【解答】解：A．燃烧热是指在101kPa时，1mol纯物质完全燃烧生成指定产物时放出的热量，葡萄糖的燃烧热是2800kJ mol﹣1，则C6H12O6（s）+3O2（g）＝3CO2（g）+3H2O（l） ΔH＝﹣1400kJ mol﹣1，故A正确；
B．反应为可逆反应，1mol SO2和0.5mol O2反应生成的SO3小于1mol，故2SO2（g）+O2（g） 2SO3（g）ΔH＜﹣158.4kJ mol﹣1，故B错误；
C．一水合氨为弱电解质，不完全电离，电离时吸热，故稀氨水与稀盐酸反应生成1mol水放出的热量小于57.3kJ，故C错误；
D．氢氧化钠固体溶于水时放热，其与稀硫酸反应生成1mol水放出的热量大于57.3kJ，故D错误；
故选：A。
13．（3分）微生物燃料电池可净化废水，同时还能获得能源或有价值的化学品，如图为其工作原理。下列说法正确的是（ ）
A．M极的电极反应式为：CH3COOH﹣8e﹣+2H2O═2CO2↑+8H+
B．外电路转移4mol电子时，N极消耗22.4L O2（标准状况）
C．反应一段时间后，N极附近的溶液pH值下降
D．该电池在常温和高温都可以工作
【解答】解：A．M极失电子发生氧化反应，有机物被氧化生成CO2，为原电池的负极，电极反应为 CH3COOH+2H2O—8e﹣＝2CO2↑+8H+，故A正确：
B．由电极反应式O2+4H++4e﹣＝2H2O可知，外电路转移4mol电子时，N极消耗O2的物质的量为4mol即标准状况下体积为22.4L，但同时还发生Cr2+6e﹣+8H+＝2Cr（OH）3+H2O，所以外电路转移4mol电子时，N极消耗O2的物质的量小于1mol，标准状况下体积小于22.4L，故B错误；
C．N电极为正极，电极反应式为O2+4H++4e﹣＝2H2O、Cr2+6e﹣+8H+＝2Cr（OH）3+H2O，消耗氢离子，反应一段时间后，N极附近的溶液pH值升高，故C错误；
D．高温时微生物失去生理活性，工作效率大大下降，故D错误；
故选：A。
14．（3分）在标准状况下将1.92g铜粉投入一定量浓HNO3中，随着铜粉的溶解，反应生成的气体颜色逐渐变浅，当铜粉完全溶解后共收集到由NO2和NO组成的混合气体1.12L，则混合气体中NO的体积为（ ）
A．112mL B．1008mL C．224mL D．448mL
【解答】解：n（Cu）＝＝0.03mol，n（NO2+2NO）＝＝0.05mol，
设n（NO）＝xmol，n（NO2）＝ymol，则
Cu+4HNO3（浓）＝Cu（NO3）2+2NO2↑+2H2O
0.5y y
3Cu+8HNO3（稀）＝3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O
1.5x x
，解得x＝0.005，y＝0.045，
v（NO）＝0.005×22.4×1000＝112mL，
故选：A。
二、非选择题：4个题，共58分。
15．（14分）Ⅰ、在一定容积的密闭容器中，进行如下化学反应：CO2（g）+H2（g） CO（g）+H2O（g），其化学平衡常数K和温度t的关系如表：
t/℃ 700 800 900 1000 12000
K 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6
回答下列问题：
（1）该反应的化学平衡常数表达式为K＝ 。
（2）某温度下，各物质的平衡浓度符合关系式：3c（CO2） c（H2）＝5c（CO） c（H2O），试判断此时的温度为 830℃ 。
（3）若830℃时，向容器中充入1mol CO、5mol H2O，反应达到平衡后，其化学平衡常数K 等于 1.0（填“大于”“小于”或“等于”）。
（4）830℃时，容器中的反应已达到平衡。在其他条件不变的情况下，扩大容器的容积，平衡 向逆反应方向 移动（填“向正反应方向”“向逆反应方向”或“不”）。
（5）若1200℃时，在某时刻反应体系中CO2、H2、CO、H2O的浓度分别为2mol L﹣1、2mol L﹣1、4mol L﹣1、4mol L﹣1，则此时上述反应 向逆反应方向进行 （填“向正反应方向进行”“向逆反应方向进行”或“处于平衡状态”）。
Ⅱ、（6）甲醇（CH3OH）燃料电池具有很多优点，引起了人们的研究兴趣，现有以下三种甲醇燃料电池：碱性甲醇燃料电池、酸性甲醇燃料电池、熔融碳酸盐甲醇燃料电池，熔融碳酸盐甲醇燃料电池中正极电极反应式为 2O2+4CO2+8e﹣＝4 ；碱性甲醇燃料电池中，负极的电极反应式为 CH3OH﹣6e﹣+8OH﹣＝+6H2O 。
【解答】解：（1）碳为固体，浓度为常数，故不在平衡常数表达式中出现，该反应平衡常数表达式K＝，
故答案为：；
（2）c（CO） c（H2）＝c（H2O），即K＝＝1，此时应为830℃，
故答案为：830℃；
（3）化学平衡常数只与温度有关，温度不变平衡常数不变，
故答案为：等于；
（4）其他条件不变的情况下，缩小容器的体积，压强增大，正反应为气体体积增大的反应，故平衡向逆反应移动，
故答案为：向逆反应方向；
（5）此时浓度商Qc＝＝＝4＞K＝3.5，反应向逆反应进行，
故答案为：向逆反应方向进行；
（6）熔融盐电池的负极的电极反应是：CH4﹣8e﹣+4═5CO2+2H2O，正极电极反应为2O2+4CO2+8e﹣＝4，碱性甲醇燃料电池中，通入甲醇的一极为负极，电极反应式为CH3OH﹣6e﹣+8OH﹣＝+6H2O，
故答案为：2O2+4CO2+8e﹣＝4；CH3OH﹣6e﹣+8OH﹣＝+6H2O。
16．（13分）Ⅰ、钒及其化合物在特种钢材的生产、高效催化剂的制备及航天工业中用途广泛。工业上以富钒炉渣（主要成分为V2O5，含少量Fe2O3和FeO等杂质）为原料提取五氧化二钒的工艺流程如图所示：
（1）五氧化二钒中钒的化合价为 +5 。
（2）焙烧炉中发生的主要．反应化学方程式为 V2O5+Na2CO32NaVO3+CO2↑ ；也可用氯化钠和氧气代替纯碱进行焙烧反应，写出对应的化学反应方程式 2V2O5+4NaCl+O24NaVO3+2Cl2 。
Ⅱ、氮化硅可用作高温陶瓷复合材料，在航空航天、汽车发动机、机械等领域有着广泛的应用。由石英砂合成氮化硅粉末的路线如图所示：
其中—NH2中各元素的化合价与NH3相同。请回答下列问题：
（3）石英砂不能与碱性物质共同存放，以NaOH为例，用化学方程式表示其原因： SiO2+2NaOH═Na2SiO3+H2O 。
（4）图示①～⑤的变化中，属于氧化还原反应的是 ①② 。
（5）在反应⑤中，3mol Si（NH2）4在高温下加热可得1mol氮化硅粉末和8mol A气体，则A气体的电子式为 。
（6）在高温下将SiCl4在B和C两种气体的气氛中，也能反应生成氮化硅，B和C两种气体在一定条件下化合生成A。写出SiCl4与B和C两种气体反应的化学方程式： 3SiCl4+2N2+6H2Si3N4+12HCl 。
【解答】解：Ⅰ.（1）五氧化二钒中钒的化合价为＝+5价，
故答案为：+5；
（2）焙烧炉中发生的主要反应化学方程式为V2O5+Na2CO32NaVO3+CO2↑；也可用氯化钠和氧气代替纯碱进行焙烧反应，对应的化学反应方程式为2V2O5+4NaCl+O24NaVO3+2Cl2，该方法的缺点是：产生有毒气体氯气，污染环境，
故答案为：V2O5+Na2CO32NaVO3+CO2↑；2V2O5+4NaCl+O24NaVO3+2Cl2；
Ⅱ.（3）石英砂主要成分是二氧化硅，二氧化硅与强碱氢氧化钠溶液反应生成可溶性硅钠和水，反应的化学方程式为：SiO2+2NaOH═Na2SiO3+H2O；
故答案为：SiO2+2NaOH═Na2SiO3+H2O；
（4）①石英砂到粗硅，硅元素化合价降低，属于氧化还原反应，故选；
②粗硅与氯气反应生成四氯化硅，硅元素化合价升高，属于氧化还原反应，故选；
③四氯化硅精馏属于物理变化，故不选；
④四氯化硅与氨气反应，不存在化合价的变化，不是氧化还原反应，故不选；
⑤Si（NH2）4高温生成氮化硅，没有化合价的变化，不是氧化还原反应，故不选；
故答案为：①②；
（5）3mol Si（NH2）4和在高温下加热可得1mol氮化硅粉末和8mol A气体，依据原子个数守恒可知，氮化硅含有4氮原子和3个硅原子，化学式：Si3N4，A气体为NH3，氨气分子中N原子与H原子间共用1对电子，N原子的外围达到8电子结构，其电子式，
故答案为：；
（6）四氯化硅和氮气在氢气的气氛保护下，加强热发生反应，可得较高纯度的氮化硅以及氯化氢，方程式为：3SiCl4+2N2+6H2Si3N4+12HCl，
故答案为：3SiCl4+2N2+6H2Si3N4+12HCl。
17．（21分）Ⅰ、某化学小组为了研究外界条件对化学反应速率的影响，进行了如下实验：
[实验原理]2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4═K2SO4+2MnSO1+10CO2↑+8H2O
[实验内容及记录]
实验编号 ① ② ③
实验温度/℃ 25 25 50
试管中所加试剂及其用量/mL 0.6mol L﹣1H2C2O4溶液 3.0 2.0 2.0
H2O V1 3.0 V2
3mol L﹣1稀H2SO4溶液 2.0 2.0 2.0
0.05mol L﹣1KMnO4溶液 3.0 3.0 3.0
溶液褪至无色所需时间/min 1.5 2.7 1.0
（1）请完成此实验设计，其中：V1＝ 2.0 ，V2＝ 3.0 。
（2）实验①、②探究的是 浓度 对化学反应速率的影响，根据上表中的实验数据，可以得到的结论是 浓度越大，反应速率越快 。
（3）探究温度对化学反应速率的影响，应选择实验 实验②和实验③ （填实验编号）。
（4）利用实验①中的数据，计算用KMnO4表示的化学反应速率为 mol/（L min） 。
Ⅱ．某小组同学在学习了氨的性质后讨论：运用类比的思想，既然氨气具有还原性，能否像H2那样还原CuO呢？他们设计实验制取氨气并探究上述问题：
①制取氨气
（5）实验室除可用氯化铵和熟石灰制备氨气外，还有多种快速制氨气的方法，写出实验室用生石灰和浓氨水取氨气的化学方程式 NH3 H2O+CaOCa（OH）2+NH3↑ 。
（6）有同学模仿排饱和食盐水收集氯气的方法，想用排饱和氯化铵溶液的方法收集氨气。你认为他能否达到目的？ 否 （填“能”或“否”），理由是 氨气极易溶于水、氯化铵对氨气在水中的溶解影响不大 。
②该小组中某同学设计了如下实验装置（夹持及尾气处理装置未画出），探究氨气的还原性：
（7）除尾气处理外该装置在设计上还有﹣一处缺陷，为保证实验结果的准确性，对该装置的这一缺陷的改进措施是 在装置A与B之间增加装有碱石灰的干燥管 。
（8）利用改进后的装置进行实验，观察到CuO变为红色物质，无水CuSO4变蓝色，同时生成一种无污染的气体。写出氨气与CuO反应的化学方程式 3CuO+2NH33Cu+N2+3H2O 。
【解答】解：（1）由单一变量法确定各实验的总体积相等，由②可知总体积为10.0mL，可得V1＝2.0mL，V2＝3.0mL，
故答案为：2.0；3.0；
（2）实验①、②不一样的物理量为草酸的浓度，因而实验①、②探究的是浓度对化学反应速率的影响，实验①的草酸浓度比实验②大，褪色时间较短，反应速率快，可知浓度越大，反应速率越快，
故答案为：浓度；浓度越大，反应速率越快；
（3）探究温度对化学反应速率的影响，变化的因素只能是温度，实验②和实验③只有温度不一样，
故答案为：实验②和实验③；
（4）利用实验①中的数据，反应完全所需的时间为1.5min，0.05mol L﹣1KMnO4溶液的体积为3.0mL，物质的量为0.05mol/L×0.003L＝1.5×10﹣4mol，0.6mol L﹣1H2C2O4溶液的体积为3.0mL，物质的量为0.6mol/L×0.003L＝1.8×10﹣3mol，可知草酸过量，用KMnO4表示的化学反应速率为＝＝mol/（L min），
故答案为：mol/（L min）；
（5）生石灰和浓氨水反应放出大量的热，生成氨气、氢氧化钙，化学方程式为NH3 H2O+CaOCa（OH）2+NH3↑，
故答案为：NH3 H2O+CaOCa（OH）2+NH3↑；
（6）氨气极易溶于水、氯化铵对氨气在水中的溶解影响不大，所以不能用排饱和氯化铵溶液的方法收集氨气，
故答案为：否；氨气极易溶于水、氯化铵对氨气在水中的溶解影响不大；
（7）制备的氨气中混有水蒸气，对硫酸铜检验B装置中生成水蒸气，产生干扰，因此应在A和B之间增加一个盛有碱石灰的干燥管，
故答案为：在装置A与B之间增加装有碱石灰的干燥管；
（8）CuO变为红色物质，该红色物质为Cu，无水CuSO4变蓝色，说明反应生成水，同时生成一种无污染的气体，根据质量守恒及化合价变化可知该气体为氮气，即：氧化铜与氨气反应生成铜、氮气和水，反应的化学方程式为：3CuO+2NH33Cu+N2+3H2O，
故答案为：3CuO+2NH33Cu+N2+3H2O。
18．（10分）肼（N2H4）是一种良好的火箭推进剂，其与适当的氧化剂（如过氧化氢、氧气等）配合，可组成比冲最高的可贮存液体推进剂。
（1）液态肼和液态过氧化氢混合反应时，即产生大量氮气和水蒸气，并放出大量热。若每生成1molN2，放出642kJ的热量，则该反应的热化学方程式为 N2H4（l）+2H2O2（l）＝N2（g）+4H2O（g）ΔH＝﹣642kJ mol﹣1 ，消耗16g液态肼放出的热量为 321kJ 。
（2）已知：N2H4（g）+O2（g）＝N2（g）+2H2O（g）ΔH＝﹣544kJ mol﹣1，键能数据如下表：
化学键 N﹣N N﹣H O＝O O﹣H
键能/（kJ mol﹣1） 193 391 497 463
则氮氮三键的键能为 946kJ mol﹣1 。若H2O（l）＝H2O（g）ΔH＝+44kJ mol﹣1，则N2H4（g）的燃烧热为 632kJ mol﹣1 。
（3）已知：N2（g）+2O2（g）＝2NO2（g）ΔH＝+68kJ mol﹣1，则肼（g）和二氧化氮（g）反应生成氮气和水蒸气的热化学方程式为 N2H4（g）+NO2（g）＝N2（g）+2H2O（g）ΔH＝﹣578kJ mol﹣1 。
【解答】解：（1）每生成1molN2，放出642kJ热量，则热化学方程式为N2H4（l）+2H2O2（l）＝N2（g）+4H2O（g） ΔH＝﹣642kJ mol﹣1，1mol液态肼为32g，放热642kJ，则16g液态肼反应放热321kJ，
故答案为：N2H4（l）+2H2O2（l）＝N2（g）+4H2O（g） ΔH＝﹣642kJ mol﹣1；321kJ；
（2）ΔH＝反应物的总键能﹣生成物的总键能，设氮氮三键的键能为xkJ mol﹣1，则：193kJ mol﹣1+4×391kJ mol﹣1+497kJ mol﹣1﹣xkJ mol﹣1﹣4×463kJ mol﹣1＝﹣544kJ mol﹣1，解得x＝946，反应①：N2H4（g）+O2（g）＝N2（g）+2H2O（g） ΔH＝﹣544kJ mol﹣1，反应②：H2O（l）＝H2O（g） ΔH＝+44kJ mol﹣1，由盖斯定律可知，①﹣②×2可得：N2H4（g）+O2（g）＝N2（g）+2H2O（l） ΔH＝﹣632kJ mol﹣1，即N2H4（g）的燃烧热是632kJ mol﹣1，
故答案为：946kJ mol﹣1；632kJ mol﹣1；
（3）反应③：N2（g）+2O2（g）＝2NO2（g） ΔH＝+68kJ mol﹣1，根据盖斯定律，①﹣×③可得：N2H4（g）+NO2（g）＝N2（g）+2H2O（g） ΔH＝﹣578kJ mol﹣1，
故答案为：N2H4（g）+NO2（g）＝N2（g）+2H2O（g） ΔH＝﹣578kJ mol﹣1。
