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1 . 能源的开发、利用与人类社会的可持续发展息息相关，充分利用好能源是摆在人类面前的重大课题。
(1)为解决目前燃料使用过程中的环境污染问题，并缓解能源危机，有专家提出利用太阳能促进燃料循环使用的构想，如图所示：
过程Ⅰ的能量转化形式为___________ 能转化为___________ 能。
(2)有机物M经过太阳光照射可转化成N，转化过程如下：
ΔH=+88.6kJ/mol
则M、N中，较稳定的是___________ 。
(3)近年来，研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储。其过程如图所示：
太阳能→热能→
反应Ⅰ：2H2SO4(l)
2SO2(g)+2H2O(g)+O2(g) ΔH1=+551kJ/mol
反应Ⅲ：S(s)+O2(g)SO2(g) ΔH3=-297kJ/mol
写出反应Ⅱ的热化学方程式：___________ 。
(4)依据原电池的构成原理，下列化学反应在理论上可以设计成原电池的是___________(填标号)。
(5)如图所示的装置中，X、Y都是惰性电极。将电路接通后，向乙装置中滴入无色酚酞溶液，Fe极附近显红色。
①甲装置是甲烷燃料电池(电解质溶液为KOH溶液)的结构示意图，电极a上的电极反应式是___________ 。
②乙装置中，总反应的离子方程式是___________ 。
③若丙装置中精铜电极的质量增加了6.4g，则甲装置中标准状况下消耗的CH4的体积为___________ 。
(1)为解决目前燃料使用过程中的环境污染问题，并缓解能源危机，有专家提出利用太阳能促进燃料循环使用的构想，如图所示：
过程Ⅰ的能量转化形式为
(2)有机物M经过太阳光照射可转化成N，转化过程如下：
ΔH=+88.6kJ/mol则M、N中，较稳定的是
(3)近年来，研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储。其过程如图所示：
太阳能→热能→
反应Ⅰ：2H2SO4(l)
2SO2(g)+2H2O(g)+O2(g) ΔH1=+551kJ/mol反应Ⅲ：S(s)+O2(g)
SO2(g) ΔH3=-297kJ/mol写出反应Ⅱ的热化学方程式：
(4)依据原电池的构成原理，下列化学反应在理论上可以设计成原电池的是___________(填标号)。
| A．C(s)+CO2(g)=2CO(g) ΔH>0 |
| B．4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(l) ΔH<0 |
| C．NaOH(aq)+HCl(aq)= NaCl(aq)+H2O(l) ΔH<0 |
| D．C2H5OH(g)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l) ΔH<0 |
(5)如图所示的装置中，X、Y都是惰性电极。将电路接通后，向乙装置中滴入无色酚酞溶液，Fe极附近显红色。
①甲装置是甲烷燃料电池(电解质溶液为KOH溶液)的结构示意图，电极a上的电极反应式是
②乙装置中，总反应的离子方程式是
③若丙装置中精铜电极的质量增加了6.4g，则甲装置中标准状况下消耗的CH4的体积为
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解题方法
2 . 为验证不同化合价铁的氧化还原能力，利用下列电池装置进行实验。
回答下列问题：
(1)由FeSO4·7H2O固体配制0.10 mol/LFeSO4溶液，需要的仪器有药匙、玻璃棒、_______ (填序号)。
A．
B． 
C． 
D． 
E．
(2)电池装置中，盐桥连接两电极电解质溶液。盐桥中阴、阳离子不与溶液中的物质发生化学反应，并且电迁移率(u∞)应尽可能地相近。根据下表数据，盐桥中应选择___________ (物质化学式)作为电解质。
(3)电流表显示电子由铁电极流向石墨电极。可知，盐桥中的阳离子进入___________ 电极溶液中。
(4)电池反应一段时间后，测得铁电极溶液中c(Fe2+ )增加了0.02 mol/L。石墨电极上未见Fe析出。可知，石墨电极溶液中c(Fe2+)=___________ 。
(5)根据(3)、(4)实验结果，可知石墨电极的电极反应式为___________ ，铁电极的电极反应式为___________ 。因此，验证了Fe2+氧化性小于___________ ，还原性小于___________ 。
(6)实验前需要对铁电极表面活化。在FeSO4 溶液中加入几滴Fe2(SO4)3溶液，将铁电极浸泡一段时间，铁电极表面被刻蚀活化。检验活化反应完成的方法是___________ 。
回答下列问题：
(1)由FeSO4·7H2O固体配制0.10 mol/LFeSO4溶液，需要的仪器有药匙、玻璃棒、
A．
B． C． D． E．(2)电池装置中，盐桥连接两电极电解质溶液。盐桥中阴、阳离子不与溶液中的物质发生化学反应，并且电迁移率(u∞)应尽可能地相近。根据下表数据，盐桥中应选择
| 阳离子 | u∞×108/(m2·s－1·v－1) | 阴离子 | u∞×108/(m2·s－1·v－1) |
| Li+ | 4.07. |  | 4.61 |
| Na+ | 5.19 |  | 7.40 |
| Ca2+ | 6.59 | Cl－ | 7.91 |
| K+ | 7.62 |  | 8.27 |
(3)电流表显示电子由铁电极流向石墨电极。可知，盐桥中的阳离子进入
(4)电池反应一段时间后，测得铁电极溶液中c(Fe2+ )增加了0.02 mol/L。石墨电极上未见Fe析出。可知，石墨电极溶液中c(Fe2+)=
(5)根据(3)、(4)实验结果，可知石墨电极的电极反应式为
(6)实验前需要对铁电极表面活化。在FeSO4 溶液中加入几滴Fe2(SO4)3溶液，将铁电极浸泡一段时间，铁电极表面被刻蚀活化。检验活化反应完成的方法是
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解题方法
3 . 碱性银锌二次航空电池为价格昂贵的高能电池。该电池的总反应为：
，其电池中的基本单元示意图如下：
(1)该电池放电时，银电极板为电池的___________ (填“正极”或“负极”)。
(2)以KOH溶液为电解液，放电时锌电极板区域中发生的电极反应可分为两步：
反应ⅰ．锌电极板的溶解：∙∙∙∙∙∙
反应ⅱ．锌电极板上ZnO的析出：
补充反应ⅰ：___________ 。
(3)放电时，析出的ZnO会覆盖在锌电极板表面，影响电池使用效果。用浓KOH溶液可以抑制ZnO的生成，并促进锌电极板的溶解，请结合化学用语，从速率和平衡的角度说明原因：_______ 。
(4)将锌电极板制成蜂窝孔状，如图a所示，能增大锌电极板的表面积，但蜂窝孔的孔径过小，影响
进出蜂窝孔的速率，导致孔径内外浓度出现差异，多次充放电后会影响锌电极板的形状。图b是使用一段时间后的锌极板变形情况。
下列说法正确的是___________ (填字母序号)。
a．充电时，向锌极板方向迁移
b．孔内沉积ZnO，导电能力减弱，影响电池使用效果
c．导致该腐蚀变形的主要原因是孔外浓度高于孔内浓度
d．为延长电池使用寿命，提高电池放电效果，应选用孔径恰当的锌极板
，其电池中的基本单元示意图如下：(1)该电池放电时，银电极板为电池的
(2)以KOH溶液为电解液，放电时锌电极板区域中发生的电极反应可分为两步：
反应ⅰ．锌电极板的溶解：∙∙∙∙∙∙
反应ⅱ．锌电极板上ZnO的析出：
补充反应ⅰ：
(3)放电时，析出的ZnO会覆盖在锌电极板表面，影响电池使用效果。用浓KOH溶液可以抑制ZnO的生成，并促进锌电极板的溶解，请结合化学用语，从速率和平衡的角度说明原因：
(4)将锌电极板制成蜂窝孔状，如图a所示，能增大锌电极板的表面积，但蜂窝孔的孔径过小，影响
进出蜂窝孔的速率，导致孔径内外浓度出现差异，多次充放电后会影响锌电极板的形状。图b是使用一段时间后的锌极板变形情况。下列说法正确的是
a．充电时，
向锌极板方向迁移b．孔内沉积ZnO，导电能力减弱，影响电池使用效果
c．导致该腐蚀变形的主要原因是孔外
浓度高于孔内浓度d．为延长电池使用寿命，提高电池放电效果，应选用孔径恰当的锌极板
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解题方法
4 . 近日，科学家设计一种具有石墨正极的高容量可充电
锂金属电池，原理如图所示。氯化铝(
)溶解在亚硫酰氯(
)中，以氟化物(
)为添加剂作为电解质。回答下列问题：
(1)放电时，能量主要转化形式是___________ 。
(2)放电时，锂离子由___________ (填“锂”或“石墨”，下同)极向___________ 极迁移，石墨极反应式为___________ 。
(3)充电时，石墨极与电源___________ (填“正”或“负”)极连接。转移
个电子时锂电极理论上净增___________ g锂(
为阿伏加德罗常数的值)。
(4)该装置不能使用水、醇、酸作溶剂，其理由是___________ 。
(5)
在
中完全燃烧放出热量为
。写出热化学方程式：___________ 。
(6)工业上制备亚硫酰氯：
。下列措施能提高
平衡转化率的是___________(填字母)。
锂金属电池，原理如图所示。氯化铝()溶解在亚硫酰氯()中，以氟化物()为添加剂作为电解质。回答下列问题： (1)放电时，能量主要转化形式是
(2)放电时，锂离子由
(3)充电时，石墨极与电源
个电子时锂电极理论上净增为阿伏加德罗常数的值)。(4)该装置不能使用水、醇、酸作溶剂，其理由是
(5)
在中完全燃烧放出热量为。写出热化学方程式：(6)工业上制备亚硫酰氯：
。下列措施能提高平衡转化率的是___________(填字母)。| A．升高温度 | B．增大压强 | C．加入催化剂 | D．分离 |
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5 . 重铬酸铵[(NH4)2Cr2O7](M=252 g·mol－1)常用作分析试剂、催化剂及媒染剂等。某化学兴趣小组对重铬酸铵的一些性质及组成进行探究。已知：
+ H2O
2
+2H+。回答下列问题：
(1)在试管中加入少量重铬酸铵样品，滴加足量6 mol·L－1 NaOH溶液，振荡、微热。产生的现象是______________________ 。
(2)为探究重铬酸铵的分解产物，按下图连接好装置，在A中加入2.52 g重铬酸铵样品进行实验。
①实验过程中通入N2的主要目的是___________ 。
②实验过程中，若发现加热温度不够，如何改进？___________ 。
③C装置的作用是___________ 。加热A至恒重，观察到B中固体由白变蓝，D中酚酞溶液不变色，同时测得A中剩余固体1.52 g、B增重0.72 g，另外分解产物中还含有N2，则重铬酸铵受热分解的化学方程式为___________ 。
(3)为探究溶液酸性增强对铬(VI)盐溶液氧化性或Na2SO3溶液还原性的影响，该小组利用下图装置继续实验(已知物质氧化性与还原性强弱差异越大，电压越大)。
a．K闭合时，记录电压。
b．向U型管左侧溶液中滴加硫酸至pH=2后，电压增大了y。
c．继续向U型管右侧溶液中滴加硫酸后，无气体逸出，电压几乎不变。
①上述实验得出结论：___________ ；酸性增强，对Na2SO3溶液还原性几乎无影响。
②有同学认为：随着溶液酸性的增强，溶液中O2的氧化性增强也会使电压增大。补做实验：U型管左管中改为盛放___________ 溶液；然后向左管中滴加硫酸至pH=2后，测得电压增大了z，若z_____ y(填“>”、“<”或“=”)，则证明实验结论不受影响。
+ H2O2+2H+。回答下列问题：(1)在试管中加入少量重铬酸铵样品，滴加足量6 mol·L－1 NaOH溶液，振荡、微热。产生的现象是
(2)为探究重铬酸铵的分解产物，按下图连接好装置，在A中加入2.52 g重铬酸铵样品进行实验。
①实验过程中通入N2的主要目的是
②实验过程中，若发现加热温度不够，如何改进？
③C装置的作用是
(3)为探究溶液酸性增强对铬(VI)盐溶液氧化性或Na2SO3溶液还原性的影响，该小组利用下图装置继续实验(已知物质氧化性与还原性强弱差异越大，电压越大)。
a．K闭合时，记录电压。
b．向U型管左侧溶液中滴加硫酸至pH=2后，电压增大了y。
c．继续向U型管右侧溶液中滴加硫酸后，无气体逸出，电压几乎不变。
①上述实验得出结论：
②有同学认为：随着溶液酸性的增强，溶液中O2的氧化性增强也会使电压增大。补做实验：U型管左管中改为盛放
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解题方法
6 . 某小组研究Cu2+和Fe3+的氧化性，进行如下实验。
实验Ⅰ：
已知：1.(SCN)2 是黄色液体，氧化性：I2 < (SCN)2 < Br2。
2.K3[Fe(CN)6]溶液可用于Fe2+的检验，生成蓝色沉淀。
3.Fe3+与SCN－可以形成多种微粒，例如[Fe(SCN)]2+、Fe(SCN)3等溶液显红色。
(1)实验Ⅰ过程Ⅰ中Cu与FeCl3反应的化学方程式是___________ 。
(2)实验Ⅰ过程Ⅱ中溶液变红，说明产生了Fe3+，分析可能原因。
假设①：Fe2+被Cu2+氧化。
过程Ⅱ发生反应的电极反应式：
a．氧化反应：Fe2+-e－+3SCN－=Fe(SCN)3
b．还原反应：___________ 。
假设②：Cu2+和SCN－发生反应生成(SCN)2，进而将清液中的Fe2+氧化为Fe3+。
设计实验Ⅱ证实假设。
实验Ⅱ：
i．
___________ 。
ⅱ．实验Ⅱ中过程Ⅱ的离子方程式为___________ 。
(3)设计实验进一步研究Fe3+能否氧化SCN－。
实验Ⅲ：
①实验Ⅲ中加入K3[Fe(CN)6]溶液后，若___________ (写出实验现象)，
说明在该实验条件下，Fe3+未能氧化SCN－。
②进一步查阅资料发现：Fe3+与SCN－可以发生氧化还原反应。该小组通过实验证明了该反应的发生。请你在答题卡方框中用文字或图示 设计实验方案，并描述相关的实验现象：___________ 。
实验Ⅰ：
已知：1.(SCN)2 是黄色液体，氧化性：I2 < (SCN)2 < Br2。
2.K3[Fe(CN)6]溶液可用于Fe2+的检验，生成蓝色沉淀。
3.Fe3+与SCN－可以形成多种微粒，例如[Fe(SCN)]2+、Fe(SCN)3等溶液显红色。
(1)实验Ⅰ过程Ⅰ中Cu与FeCl3反应的化学方程式是
(2)实验Ⅰ过程Ⅱ中溶液变红，说明产生了Fe3+，分析可能原因。
假设①：Fe2+被Cu2+氧化。
过程Ⅱ发生反应的电极反应式：
a．氧化反应：Fe2+-e－+3SCN－=Fe(SCN)3
b．还原反应：
假设②：Cu2+和SCN－发生反应生成(SCN)2，进而将清液中的Fe2+氧化为Fe3+。
设计实验Ⅱ证实假设。
实验Ⅱ：
i．
ⅱ．实验Ⅱ中过程Ⅱ的离子方程式为
(3)设计实验进一步研究Fe3+能否氧化SCN－。
实验Ⅲ：
①实验Ⅲ中加入K3[Fe(CN)6]溶液后，若
说明在该实验条件下，Fe3+未能氧化SCN－。
②进一步查阅资料发现：Fe3+与SCN－可以发生氧化还原反应。该小组通过实验证明了该反应的发生。请你在
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7 . 中国明确提出2030年“碳达峰”与2060年“碳中和”目标。
选择性甲烷化是有望实现“双碳目标”具有良好应用前景的处理方法。富氢气氛下，
、
均可与
发生甲烷化反应：
Ⅰ.
Ⅱ.
回答下列问题：
(1)已知
，则
_______ 。
(2)请从平衡移动的角度，提出三种可行的操作提高反应Ⅰ中的转化率_______ 、_______ 、_______ 。
(3)400℃时，选用镍基催化剂，向
密闭容器中通入
、
和
进行反应，平衡后测得
，
。
①的平衡转化率为_______ 。
②反应Ⅱ平衡常数K的数值最接近下列哪个数值_______ (填字母)。
A.20 B.2 C.0.2 D.0.02
(4)其他条件相同，反应Ⅱ使用两种不同催化剂，反应相同的时间，测得的转化率随温度变化的影响如图所示。
①请解释使用
催化剂时，随着温度的升高，为何转化率先升高后降低_____ ？
②根据图像分析，下列说法错误的是_______ (填字母)。
A.在200~360℃范围内，的催化效果比
更好
B.可以通过改变催化剂种类的方式调控平衡转化率
C.在240℃附近，可以通过延长反应时间的方式提高的转化率
(5)
和都是比较稳定的分子，科学家利用电化学装置实现两种分子的耦合转化，其原理如下图所示：
①阴极上的反应式为_______ 。
②阳极上生成乙烯
和乙烷
的反应式分别为_______ 和_______ 。
③若生成的乙烯和乙烷的体积比为
，则消耗的和的体积比为_______ 。
选择性甲烷化是有望实现“双碳目标”具有良好应用前景的处理方法。富氢气氛下，、均可与发生甲烷化反应：Ⅰ.
Ⅱ.
回答下列问题：
(1)已知
，则(2)请从平衡移动的角度，提出三种可行的操作提高反应Ⅰ中
的转化率(3)400℃时，选用镍基催化剂，向
密闭容器中通入、和进行反应，平衡后测得，。①
的平衡转化率为②反应Ⅱ平衡常数K的数值最接近下列哪个数值
A.20 B.2 C.0.2 D.0.02
(4)其他条件相同，反应Ⅱ使用两种不同催化剂，反应相同的时间，测得
的转化率随温度变化的影响如图所示。 ①请解释使用
催化剂时，随着温度的升高，为何转化率先升高后降低②根据图像分析，下列说法错误的是
A.在200~360℃范围内，
的催化效果比更好B.可以通过改变催化剂种类的方式调控
平衡转化率C.在240℃附近，可以通过延长反应时间的方式提高
的转化率(5)
和都是比较稳定的分子，科学家利用电化学装置实现两种分子的耦合转化，其原理如下图所示： ①阴极上的反应式为
②阳极上生成乙烯
和乙烷的反应式分别为③若生成的乙烯
和乙烷的体积比为，则消耗的和的体积比为
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8 . 某小组同学实验验证“
”为可逆反应。
(1)实验验证
实验Ⅰ：将含
的溶液与
溶液(
)等体积混合，产生灰黑色沉淀，溶液呈黄色。
实验Ⅱ：向少量Ag粉中加入
溶液()，固体完全溶解。
①取Ⅰ中沉淀，加入浓硝酸，证实灰黑色沉淀为Ag。请写出该反应的离子方程式：___________ 。
②Ⅱ中溶液选用
，不选用
的原因为___________ 。
综合上述实验，证实“”为可逆反应。
(2)采用电化学装置进行验证。
小组同学设计如图电化学装置进行实验：
①按照上图的装置图，组装好仪器后，分别在两烧杯中加入一定浓度的a、b两电解质溶液，闭合开关K，观察到的现象为：Ag电极上有灰黑色固体析出，指针向右偏转，一段时间后指针归零，说明此时反应达到平衡。则a为___________ 溶液；b为___________ 溶液；(写a、b化学式)
②再向左侧烧杯中滴加较浓的___________ 溶液(填化学式)，产生的现象为___________ ，表明“”为可逆反应。
”为可逆反应。(1)实验验证
实验Ⅰ：将含
的溶液与溶液()等体积混合，产生灰黑色沉淀，溶液呈黄色。实验Ⅱ：向少量Ag粉中加入
溶液()，固体完全溶解。①取Ⅰ中沉淀，加入浓硝酸，证实灰黑色沉淀为Ag。请写出该反应的离子方程式：
②Ⅱ中溶液选用
，不选用的原因为综合上述实验，证实“
”为可逆反应。(2)采用电化学装置进行验证。
小组同学设计如图电化学装置进行实验：
①按照上图的装置图，组装好仪器后，分别在两烧杯中加入一定浓度的a、b两电解质溶液，闭合开关K，观察到的现象为：Ag电极上有灰黑色固体析出，指针向右偏转，一段时间后指针归零，说明此时反应达到平衡。则a为
②再向左侧烧杯中滴加较浓的
”为可逆反应。
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9 . 下图是飞船和空间站中利用Sabatier反应再生氧气的大体流程。
(1)已知：2H2(g)+O2(g)2H2O(g) ∆H=﹣483.6kJ·mol-1
CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g) ∆H=﹣802.3kJ·mol-1
则Sabatier反应CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)的∆H=___________ 。
(2)二氧化碳的富集装置如图所示。
①该富集法采用___________ 原理(填“原电池”或“电解池”)。当a极上消耗1molH2，并保持电解液溶质不变时，b极上除去的CO2在标准状况下的体积为___________ 。
②工作一段时间后，K2CO3溶液的pH___________ (填“变大”“变小”或“不变”)。
(3)一定条件下，进行上述Sabatier反应：
①在恒温恒压装置中，下列能说明反应达到平衡状态的是___________ 。
a．混合气体的密度不再改变 b．混合气体的总质量不再改变
c．混合气体平均摩尔质量不再改变 d．v正(CO2)=2v逆(H2O)
②在Sabatier反应器的前端维持较高温度800K，其目的是___________ 。
③在温度为T、压强为P0的条件下，按n(CO2)∶n(H2)=1∶4投料进行反应，平衡时CO2的转化率为50%，Kp=___________ (用P0表示)。已知Kp是以分压表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数。
(4)在298K时，几种离子的摩尔电导率如下表。已知：摩尔电导率越大，溶液的导电性越好。空间站通过电解水实现O2的再生，从导电性角度选择最适宜的电解质为___________ (填化学式)。
(1)已知：2H2(g)+O2(g)
2H2O(g) ∆H=﹣483.6kJ·mol-1CH4(g)+2O2(g)
CO2(g)+2H2O(g) ∆H=﹣802.3kJ·mol-1则Sabatier反应CO2(g)+4H2(g)
CH4(g)+2H2O(g)的∆H=(2)二氧化碳的富集装置如图所示。
①该富集法采用
②工作一段时间后，K2CO3溶液的pH
(3)一定条件下，进行上述Sabatier反应：
①在恒温恒压装置中，下列能说明反应达到平衡状态的是
a．混合气体的密度不再改变 b．混合气体的总质量不再改变
c．混合气体平均摩尔质量不再改变 d．v正(CO2)=2v逆(H2O)
②在Sabatier反应器的前端维持较高温度800K，其目的是
③在温度为T、压强为P0的条件下，按n(CO2)∶n(H2)=1∶4投料进行反应，平衡时CO2的转化率为50%，Kp=
(4)在298K时，几种离子的摩尔电导率如下表。已知：摩尔电导率越大，溶液的导电性越好。空间站通过电解水实现O2的再生，从导电性角度选择最适宜的电解质为
| 离子种类 | H+ | OH- |  SO | Cl- | CO | K+ | Na+ |
| 摩尔电导率×104(S·m2·mol-1) | 349.82 | 198.0 | 79.8 | 76.34 | 72.0 | 73.52 | 50.11 |
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10 . 人们应用原电池原理制作了多种电池，以满足不同的需要。以下是几种不同形式的原电池装置，请根据题中提供的信息，填写空格。
(1)某原电池的装置如图1所示。若需将反应
设计成如图1所示的原电池装置，则A(负极)极材料为
(2)如图2是一个双液原电池装置图，下列说法正确的是 (填字母)。
A．盐桥中的阴离子向 溶液移动 | B．电子流动方向为Zn→盐桥→Cu |
| C．铜片作电池的正极 | D．该电池比单液原电池的电流更稳定 |
和
组合形成的质子交换膜燃料电池的结构示意图如图3。电池总反应为
，则a处充入的是燃料电池消耗的的质量为
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2023-07-21更新
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145次组卷
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2卷引用：辽宁省本溪市第一中学2023-2024学年高二上学期11月期中考试化学试题
