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專題形成性評價(一)(專題6)
(75分鐘　100分)
一、選擇題(本題包括13小題,每小題3分,共39分。每題只有一個選項最符合題意。)
1.(2024·南通高一檢測)2024年1月17日,搭載天舟七號貨運飛船的長征七號遙八運載火箭,在我國文昌航天發射場點火發射。下列有關說法正確的是(　　)
A.火箭升空的動力主要來自化學能
B.煤、石油、天然氣、氫氣都屬于化石燃料
C.天宮二號中的燃料電池能將化學能完全轉化為電能
D.硅太陽能電池板所用的核心材料是高純度的二氧化硅
【解析】選A。化學物質反應推動火箭升空,因此火箭升空的動力主要來自化學能,A正確;氫氣不屬于化石燃料,B錯誤;燃料電池中化學能不可能完全轉化為電能,C錯誤;硅太陽能電池板所用的核心材料是高純度的硅,不是二氧化硅,D錯誤。
閱讀下列材料,完成2~4題:
　　N2是合成氨工業的重要原料,NH3不僅可制造化肥,還能通過催化氧化生產HNO3;HNO3能溶解Cu、Ag等金屬,也能與許多有機化合物發生反應;在高溫或放電條件下,N2與O2反應生成NO,NO進一步氧化生成NO2,2NO(g)+O2(g)2NO2(g)　ΔH=-116.4 kJ· mol-1,大氣中過量的NOx和水體中過量的N、N均是污染物。通過催化還原的方法,可將煙氣和機動車尾氣中的NO轉化為N2,也可將水體中的N轉化為N2。工業上用氨的催化氧化生產硝酸,其熱化學方程式為4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)　ΔH=-904 kJ·mol-1,NO2和N2H4反應放出大量的熱,在火箭燃料中使用。對于反應4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)
2.對于反應2NO(g)+O2(g)2NO2(g),下列說法正確的是(　　)
A.該反應是放熱反應
B.在恒容密閉容器中,氣體的密度不變,則該反應達到平衡
C.使用高效催化劑能降低反應速率
D.增大O2的濃度,NO的轉化率會下降
【解析】選A。A.已知該反應ΔH<0,為放熱反應,A項正確;B.在恒容密閉容器中氣體密度始終不變,不能說明反應達到平衡,B項錯誤;C.高效催化劑降低活化能,從而加快反應速率,C項錯誤;D.增大O2的濃度平衡正向移動,NO的轉化率升高,D項錯誤。
3.根據如圖所示的N2(g)和O2(g)反應生成NO(g)過程中的能量變化情況判斷,下列說法錯誤的是(　　)
A.N2(g)和O2(g)反應生成NO(g)是放熱反應
B.2 mol O原子生成1 mol O2(g)時放出498 kJ能量
C.2 mol NO(g)分子中的化學鍵斷裂時需要吸收1 264 kJ能量
D.由N2(g)和O2(g)生成2 mol N(g)和2 mol O(g)吸收的總能量為1 444 kJ
【解析】選A。A.由題給圖像可知,N2(g)+O2(g)===2NO(g)的斷鍵吸收總能量-成鍵放出總能量=946 kJ·mol-1+498 kJ·mol-1-2×632 kJ·mol-1=+180 kJ·mol-1>0,則該反應是吸熱反應,故A錯誤;B.原子結合形成分子的過程是化學鍵形成過程,是放熱過程,2 mol O原子結合生成O2(g)時放出498 kJ能量,故B正確;C.由圖知形成
2 mol NO(g)放熱2×632 kJ·mol-1能量,所以2 mol NO(g)中的化學鍵斷裂時需要吸收1 264 kJ能量,故C正確;D.由圖給出圖像可知,1 mol N2(g)斷鍵生成2 mol N(g)及1 mol O2(g)斷鍵生成2 mol O(g)吸收的總能量為946 kJ·mol-1+498 kJ·mol-1=
1 444 kJ·mol-1,故D正確。
4.下列有關說法不正確的是(　　)
A.在容器中充入4 mol NH3和5 mol O2,一定條件下充分反應,反應結束后,電子轉移的物質的量為20 mol
B.在恒容容器內,反應達到平衡后,通入Ar,壓強增大,但v(正)和v(逆)都不變
C.斷裂1 mol N—H鍵的同時,斷裂1 mol O—H鍵,說明該反應達到平衡狀態
D.當混合氣體的平均摩爾質量不變,說明該反應達到平衡狀態
【解析】選A。A.該反應為可逆反應,反應物不能完全轉化,A錯誤;B.在恒容容器內,反應達到平衡后,通入Ar,壓強增大,但各物質濃度均不變,v(正)和v(逆)都不變,B正確;C.從反應方程式可以看出,斷裂12 mol N—H鍵的同時,斷裂12 mol O—H鍵,即斷裂1 mol N—H鍵的同時,斷裂1 mol O—H鍵,說明該反應達到平衡狀態,C正確;D.該反應前后氣體分子數增加,氣體總質量不變,恒容條件下當混合氣體的平均摩爾質量不變,說明該反應達到平衡狀態,D正確。
5.(2024·昆明高一檢測)在一容積可變的密閉容器中加入WO3和H2進行反應:WO3(s)+3H2(g)W(s)+3H2O(g),下列說法不正確的是(　　)
A.將容器的體積縮小一半,其反應速率增大
B.保持體積不變,充入氬氣,其反應速率增大
C.保持壓強不變,充入氖氣,H2O(g)的生成速率減小
D.保持壓強不變,充入氖氣,H2(g)的反應速率減小
【解析】選B。將體積縮小,各氣體的濃度均增大,反應速率加快,A正確;體積不變充入氬氣,H2(g)、H2O(g)的濃度不變,反應速率不變,B錯誤;壓強不變,充入氖氣,體積增大,H2O(g)的濃度減小,反應速率減慢,C正確;壓強不變,充入氖氣,體積增大,H2(g)的濃度減小,反應速率減慢,D正確。
6.甲醇(CH3OH)是一種重要的化工原料。2CH3OH(g)+O2(g)2CO2(g)+4H2(g)的能量變化如圖所示,下列說法正確的是(　　)
A.CH3OH轉變成H2的過程是一個吸收能量的過程
B.化學變化不僅有新物質生成,同時也一定有能量變化
C.H2的生成速率與CH3OH的消耗速率之比為1∶2
D.該圖也可表示碳酸鈣分解反應的能量變化
【解析】選B。A.由圖可知,反應物總能量大于生成物總能量,反應為放熱反應,A錯誤;B.化學變化不僅有新物質生成,同時也一定有能量變化伴隨放熱或吸熱過程,B正確;C.反應速率之比等于化學計量數之比,H2的生成速率與CH3OH的消耗速率之比為2∶1,C錯誤;D.碳酸鈣分解反應為吸熱反應,D錯誤。
7.(2024·揚州邗江高一期中)我國科研人員研制出一種Li-N2電池,電池反應為6Li+N2===2Li3N,其放電過程為原電池原理,電池結構如圖所示。下列說法正確的是(　　)
A.該裝置實現了電能向化學能的轉化
B.N2發生還原反應
C.a極的電極反應式為Li+e-===Li+
D.電池工作時,電子從a電極經導線流向b電極,再從b電極經電解質溶液流向a電極
【解析】選B。該裝置放電過程為原電池原理,則該裝置實現了化學能向電能的轉化,A錯誤;電池反應為6Li+N2===2Li3N,氮元素化合價降低,則N2發生還原反應,B正確;a極為負極,其電極反應式為Li-e-===Li+,C錯誤;電池工作時,電子從a電極經導線流向b電極,電子只在導線中移動,不能在溶液中移動,D錯誤。
8.已知X(g)+3Y(g)2W(g)+M(g)為放熱反應。一定溫度下,在體積恒定的密閉容器中,加入1 mol X(g)與3 mol Y(g),下列說法正確的是(　　)
A.充分反應后,生成2 mol W和1 mol M
B.當反應達到平衡狀態時,X與W的物質的量濃度之比一定為1∶2
C.當X的物質的量分數不再改變,表明該反應已達平衡
D.若增大Y的濃度,正反應速率增大,逆反應速率減小
【解析】選C。該反應為可逆反應,不會完全進行, A項錯誤;X和W分別為反應物和生成物,化學計量數只表示反應過程中的轉化比例,并不能說明達到平衡后的濃度之比, B項錯誤;當X的物質的量分數不再變化時,反應達到平衡,C項正確;若增大反應物濃度,正逆反應速率均會增加,D項錯誤。
9.已知反應:2Mn+5H2C2O4+6H+===2Mn2++10CO2↑+8H2O,在室溫下迅速混合反應液,2 min內測得c(Mn)從0.1 mol·L-1減少到0.02 mol·L-1(反應過程中忽略溶液體積的變化),下列說法正確的是(　　)
A.v(Mn)=0.04 mol·L-1·s-1
B.v(Mn2+)=0.02 mol·L-1·s-1
C.v(H2C2O4)=0.1 mol·L-1·min-1
D.2 min內產生標準狀況下的CO2為8.96 L
【解析】選C。2 min內測得c(Mn)從0.1 mol·L-1減少到0.02 mol·L-1,則v(Mn)==0.04 mol·L-1·min-1= mol·L-1·s-1,故A錯誤;根據速率之比等于化學計量數之比v(Mn2+)=v(Mn)=0.04 mol L-1·min-1= mol·L-1·s-1,故B錯誤;根據速率之比等于化學計量數之比v(H2C2O4)=2.5v(Mn)=
0.1 mol·L-1·min-1 ,故C正確;2 min內測得c(Mn)從0.1 mol·L-1減少到
0.02 mol·L-1 ,溶液體積未知,因此無法計算產生CO2的物質的量,故D錯誤。
10.(2024·淮安高一檢測)由N2O和NO反應生成N2和NO2的能量變化如圖所示。下列說法錯誤的是(　　)
A.反應生成1 mol N2時轉移4 mol e-
B.反應物能量之和大于生成物能量之和
C.1 mol N2O(g)和1 mol NO(g)按如圖所示完全反應放出139 kJ能量
D.斷鍵吸收能量之和小于成鍵釋放能量之和
【解析】選A。化學方程式為N2O(g)+NO(g)===N2(g)+NO2(g),N2~2e-,生成1 mol N2時轉移電子2 mol,A錯誤;根據能量變化圖,反應物能量之和大于生成物能量之和,此反應屬于放熱反應,B正確;根據能量變化圖得N2O(g)+NO(g)===N2(g)+NO2(g)　ΔH=(209-348) kJ·mol-1=-139 kJ·mol-1,C正確;斷鍵吸收能量,成鍵釋放能量,此反應是放熱反應,因此斷鍵吸收能量之和小于成鍵釋放能量之和,D正確。
【補償訓練】(2024·淮宿七校高一檢測)某反應由兩步反應ABC構成,它的反應能量曲線如圖所示,下列敘述正確的是(　　)
A.三種物質中C最穩定
B.兩步反應均為吸熱反應
C.A與C的能量差為E4
D.AB反應,反應時一定要加熱
【解析】選A。能量越低越穩定,三種物質中C能量最低,C最穩定,A正確;AB為吸熱反應,BC為放熱反應,B錯誤;由圖知,A與C的能量差為E2+E4-E1-E3,C錯誤;反應吸放熱與反應條件無關,AB的反應不一定要加熱,D錯誤。
11.(2024·連云港高一檢測)火星大氣中含有大量CO2 ,一種有CO2參加反應的新型全固態電池有望為火星探測器供電。電池以金屬鈉為負極,碳納米管為正極。放電時,下列說法正確的是(　　)
A.負極上發生還原反應
B.CO2在正極上失電子
C.工作時電子由碳納米管經外電路流向金屬鈉
D.將化學能轉化為電能
【解析】選D。Na為負極,發生氧化反應,A錯誤;碳納米管為正極,CO2得電子發生還原反應,B錯誤;電子由負極金屬鈉經外電路流向正極碳納米管,C錯誤;該裝置為原電池,將化學能轉化為電能,D正確。
【補償訓練】(2024·南京航空航天大學附中高一檢測)“碳呼吸電池”是一種新型化學電源,其工作原理如圖所示。
下列說法正確的是(　　)
A.該裝置能將電能轉變為化學能
B.正極的電極反應為C2+2e-===2CO2
C.每得到1 mol草酸鋁,電路中轉移3 mol電子
D.利用該技術可捕捉大氣中的CO2
【解析】選D。該裝置為原電池,將化學能轉變為電能,A錯誤;Al為活潑金屬,作負極,通入CO2的電極作正極,得到電子,化合價降低,可知CO2得電子生成C2,電極反應為2CO2+2e-===C2,B錯誤;1 mol草酸鋁含2 mol Al3+,由2 mol Al單質失去6 mol電子生成,C錯誤;該裝置中CO2最后生成C2,可以捕捉大氣中的CO2,D正確。
12.在10 L的密閉容器中,1 mol A和3 mol B在一定條件下發生反應:A(g)+xB(g)2C(g),2 min后反應達到平衡時,測得混合氣體共3.4 mol,生成0.4 mol C,則下列計算結果不正確的是(　　)
A.平衡時,容器內的壓強是起始時的
B.x等于4
C.A的轉化率為20%
D.2 min內B的平均反應速率為0.4 mol·L-1·min-1
【解析】選D。根據三段式法:
　　　　　　A(g)+xB(g)2C(g)
起始量/mol 1 3 0
轉化量/mol 0.2 0.2x 0.4
平衡量/mol 0.8 3-0.2x 0.4
3.4 mol=0.8 mol+(3-0.2x) mol+0.4 mol,解得x=4。一定條件下,氣體壓強之比等于其物質的量之比,則平衡時容器內的壓強與起始時壓強之比為=,A正確;根據計算可知x=4,B正確;A的轉化率為×100%=20%,C正確;B的平均反應速率為=0.04 mol·L-1·min-1,D錯誤。
13.一定溫度下,在2 L的密閉容器中,X、Y、Z三種氣體的物質的量隨時間變化的曲線如圖所示,下列描述正確的是(　　)
A.t分鐘時該反應達到化學平衡狀態
B.反應開始到10分鐘,用X表示的反應速率為0.079 mol·L-1·min-1
C.反應開始到10分鐘時,Y的轉化率為79.0%
D.反應的化學方程式為X(g)+2Y(g)3Z(g)
【解析】選C。A.t分鐘后各物質的量仍在變化,該反應沒有達到化學平衡狀態,A錯誤;B.反應開始到10分鐘,用X表示的反應速率為 mol·L-1·min-1=
0.039 5 mol·L-1·min-1,B錯誤;C.反應開始到10分鐘時,Y的轉化率為×100%=79.0%,C正確;D.由圖可知,平衡時反應的X、Y、Z的物質的量分別為0.79 mol、0.79 mol、1.58 mol,則反應的化學方程式為X(g)+Y(g)2Z(g),D錯誤。
二、非選擇題(本題包括4小題,共61分)
14.(17分)(2024·常州一中高一檢測)為更好地利用化學變化中的物質變化和能量變化,在化學研究和工業生產中還需要關注化學反應的快慢和進行程度等。實驗發現,Mg+AgCl濾液的反應比Mg+H2O反應速率快,研究小組對此實驗現象產生的原因進行了探究。
【提出猜想】
猜想一:Cl-鉆入Mg(OH)2膜形成孔徑,增大了Mg和H2O的接觸面積,加快了Mg+H2O的反應速率,稱作“離子鉆入效應”;
猜想二:在“離子鉆入效應”基礎上,Mg置換Ag+形成許多微小的Mg-Ag原電池,使Mg+H2O反應速率進一步加快。
【實驗設計】
取表面積和質量相同的鎂條(5 cm),用濃度分別為1 mol·L-1 KCl、0.2 mol·L-1 AgNO3、0.2 mol·L-1 KNO3溶液,按照表格進行一系列實驗,若有沉淀,先將沉淀過濾后,將濾液加入裝Mg條的試管,觀察Mg條表面實驗現象。
實驗 序號 V(KCl) /mL V(AgNO3) /mL V(KNO3) /mL V(H2O) /mL 實驗 現象
1 — — — 5.00 微小氣 泡附著
2 4.50 0.50 — — 大量氣 泡放出
3 4.50 — — 0.50 少量氣 泡放出
4 a — b — 少量氣 泡放出
(1)①根據表中信息,補充數據:a=_______________,b=_______________。(4分)
②由實驗1和實驗3對比可知:Cl-有加快Mg+H2O反應速率的作用。
③由實驗_______________和實驗_______________對比可知:Ag+有加快Mg+H2O反應速率的作用。(4分)
答案:(1)①4.5　0.5　③2　4
【解析】(1)①根據實驗單一變量原則,加入不同物質的體積應該一致,所以a=4.5,b=0.5。③要研究Ag+有加快Mg+H2O反應速率的作用,則一個實驗需要加入Ag+,另一個實驗應該加入K+作對照,所以對比實驗2和4可得出結論。
【實驗結論1】猜想一和猜想二成立。
已知:Ag+水解的離子方程式為Ag++H2OAgOH+H+。
(2)為了進一步證明Mg-Ag原電池能加快Mg+H2O+Cl-體系中Mg+H2O的反應速率,研究小組利用數字化實驗進行了驗證。
【實驗設計】選取實驗2和實驗4兩個實驗方案,采集兩個實驗的pH-時間、溫度-時間變化數據。實驗數據如圖所示:
④由初始pH數據可知,曲線_______________(填“a”或“b”)表示實驗2的pH-時間變化曲線,請解釋原因:____________________________。(4分)
⑤在pH=11左右,兩實驗的pH變化都明顯趨于平緩的原因__________________
____________________________。(3分)
⑥對“溫度-時間”曲線分析,在相同反應時間內,_______________(填“實驗2”或“實驗4”)放熱更多,因此速率更快。(2分)
答案: (2)④a　溶液中存在銀離子,銀離子水解使得溶液呈酸性,所以初始階段pH<7
⑤pH=11左右,溶液呈堿性,將生成Mg(OH)2,Mg(OH)2沉淀覆蓋在鎂條表面,阻礙了Mg+H2O的反應　⑥實驗2
【解析】(2)④由Ag+水解的離子方程式可知,Ag+水解使得溶液呈酸性,所以初始階段pH<7,故曲線a表示實驗2的pH-時間變化曲線。⑤在pH=11左右,溶液呈堿性,將生成Mg(OH)2,Mg(OH)2沉淀覆蓋在鎂條表面,阻礙了Mg+H2O的反應。⑥由圖可知,對“溫度-時間”曲線分析,在相同反應時間內,實驗2放出熱量明顯多于實驗4,速率更快。
【實驗結論2】結合pH-時間、溫度-時間曲線可知,Mg-Ag原電池能加快Mg+H2O+Cl-體系中Mg+H2O的反應速率。
15.(14分)(2024·淮安高一檢測)十九大報告提出要對環境問題進行全面、系統的可持續治理。回答下列問題:
(1)以TiO2為催化劑的光熱化學循環分解CO2反應為溫室氣體減排提供了一個新途徑,該反應的機理如圖所示。
①上述過程中,能量的變化形式是由光能和熱能轉化為___________________________。(2分)
②CO2(g)分解為CO(g)和O2(g)的反應為__________________(填“放熱”或“吸熱”)反應。(2分)
答案:(1)①化學能　②吸熱
【解析】(1)①根據圖示,CO2(g)分解為CO(g)和O2(g),能量的變化形式是由光能和熱能轉化為化學能。②CO2(g)分解為CO(g)和O2(g)的反應為吸熱反應。
(2)電化學氣敏傳感器可用于監測環境中NH3的含量,其工作原理示意圖如圖所示。
①Pt電極(a)為____________(填“正”或“負”)極;Pt電極(b)上的電極反應式為______________________________________________________________。(5分)
②該過程總反應的化學方程式為____________________________________;當消耗0.1 mol O2時,理論上轉移電子數目為________________________。(5分)
答案: (2)①負　O2+4e-+2H2O===4OH-　
②4NH3+3O2===2N2+6H2O　0.4×6.02×1023(或0.4NA)
【解析】(2)①氨氣失電子發生氧化反應生成氮氣,Pt電極(a)為負極;Pt電極(b)為正極,正極上氧氣得電子生成氫氧根離子,正極的電極反應式為O2+4e-+2H2O===4OH-。②該過程總反應為氨氣和氧氣反應生成氮氣和水,反應的化學方程式為4NH3+3O2===2N2+6H2O;氧元素化合價由0降低為-2,當消耗0.1mol O2時,理論上轉移電子數目為0.4×6.02×1023或0.4NA。
16.(14分)(2024·揚州高一檢測)化學反應原理與生產、生活密切相關。
(1)某學生為了探究鋅與鹽酸反應過程中的速率變化,在400 mL鹽酸中加入足量的鋅粉,用排水集氣法收集反應放出的氫氣,實驗記錄如表所示(累計值):
時間/min 1 2 3 4 5
氫氣體積/mL (標準狀況) 200 480 928 1 152 1 240
求3~4 min時間段以鹽酸的濃度變化來表示的該反應速率為______________________________(設溶液體積不變)。(2分)
答案:(1)0.05 mol·L-1·min-1　
【解析】(1)3~4 min時間段,氫氣的體積變化為1 152 mL-928 mL=224 mL,為
0.01 mol,則以鹽酸的濃度變化來表示的該反應速率為=
0.05 mol·L-1·min-1。
(2)另一學生為控制反應速率防止反應過快難以測量氫氣體積,他事先在鹽酸中加入等體積的下列物質以減慢反應速率,你認為可行的是_______________(填字母)。(2分)
A.蒸餾水　　B.CuSO4溶液　　C.NaCl溶液
答案: (2)AC
【解析】(2)A項,加入蒸餾水,c(H+)減小,可減慢反應速率;B項,加入CuSO4溶液后,鋅與CuSO4反應生成Cu,形成原電池,可加快反應速率;C項,加入NaCl溶液,NaCl不影響反應,相當于加入蒸餾水,可減慢反應速率。
(3)某溫度下在4 L密閉容器中,X、Y、Z三種氣態物質的物質的量隨時間變化曲線如圖所示。
①該反應的化學方程式是__________________。(3分)
②該反應達到平衡狀態的標志是__________________(填字母)。(2分)
A.Y在混合氣體中的體積分數保持不變
B.X、Y的反應速率比為3∶1
C.容器內氣體的壓強保持不變
D.生成1 mol Y的同時消耗2 mol Z
③4 min時,正反應速率____________(填“>”“<”或“=”)逆反應速率。(2分)
④5 min內X的轉化率為____________。(3分)
答案: (3) ①3X(g)+Y(g)2Z(g) ②AC　(3)③>　 (3)④60%
【解析】(3)①從圖中可以看出,隨著反應的不斷進行,X、Y的物質的量不斷減小,Z的物質的量不斷增大,則X、Y為反應物,Z為生成物,最終反應物都有剩余,則反應可逆;依據5min內的物質的量變化,可確定X、Y、Z的化學計量數之比為0.6∶0.2∶0.4=3∶1∶2,所以該反應的化學方程式是3X(g)+Y(g)2Z(g)。②A項,Y的體積分數在混合氣體中保持不變,則正逆反應速率相等,反應達到平衡狀態;B項,X、Y的反應速率比為3∶1,等于化學計量數之比,但是不能說明正逆反應速率相等,反應不一定達到平衡狀態;C項,因為反應前后氣體分子數不相等,所以容器內氣體的壓強保持不變時,各物質的量不變,反應達到平衡狀態;D項,生成1 mol Y的同時消耗2 mol Z,反應進行的方向相同,反應不一定達平衡狀態。③4 min時,反應正向進行生成Z,則正反應速率>逆反應速率。④5 min內X的轉化率為×100%=60%。
17.(16分)(2024·揚州高一檢測)化學反應總是伴隨著能量的轉化,給世界帶來了生機和光明。
(1)冷敷袋在日常生活中有降溫、保鮮和鎮痛等多種作用。制作冷敷袋可以利用____________(填字母)。(2分)
a.放熱的化學變化　　b.吸熱的化學變化
c.放熱的物理變化　　d.吸熱的物理變化
答案:(1)b、d　
【解析】(1)制作冷敷袋,需要吸收外界能量,使環境溫度降低,可以利用吸熱的化學變化或吸熱的物理變化。
(2)氫能是發展中的新能源,與汽油相比,H2作為燃料的優點是__________________________________________________________。H2直接燃燒的能量轉換率____________(填“高于”“等于”或“低于”)燃料電池。(5分)
答案: (2)污染小、可再生、來源廣、燃燒熱值高等　低于　
【解析】(2)H2作為燃料的優點是污染小、可再生、來源廣、燃燒熱值高等;原電池能提高能量利用率,H2直接燃燒的能量轉換率低于燃料電池。
(3)鉛蓄電池是常見的化學電源之一,其充電、放電的總反應式為2PbSO4+2H2OPb+ PbO2+2H2SO4。鉛蓄電池放電時正極是_______________(填化學式),該電極質量____________(填“增加”或“減少”)。放電過程中外電路中轉移3 mol電子,消耗硫酸____________mol。 (6分)
答案: (3)PbO2　增加　3
【解析】(3)鉛蓄電池放電時,正極上得電子,發生還原反應,則正極是PbO2,該電極由PbO2變成PbSO4,質量增加;根據放電過程中外電路中每轉移1 mol電子,消耗硫酸1 mol,放電過程中外電路中轉移3 mol電子,消耗硫酸3 mol。
(4)CO2催化加氫合成二甲醚是一種CO2轉化方法,已知4.4 g CO2和適量H2完全生成二甲醚(CH3OCH3)氣體和水蒸氣,放出6.125 kJ的熱量,該反應的熱化學方程式為_______________________。 (3分)
答案: (4)2CO2(g)+6H2(g)===CH3OCH3(g)+3H2O(g)　ΔH=-122.5 kJ·mol-1
【解析】(4)4.4 g CO2為0.1 mol,0.1 mol CO2與適量H2完全反應生成二甲醚氣體和水蒸氣,放出熱量6.125 kJ,則該反應的熱化學方程式為2CO2(g)+6H2(g)===CH3OCH3(g)+3H2O(g)　ΔH=-122.5 kJ·mol-1。專題形成性評價(一)(專題6)
(75分鐘　100分)
一、選擇題(本題包括13小題,每小題3分,共39分。每題只有一個選項最符合題意。)
1.(2024·南通高一檢測)2024年1月17日,搭載天舟七號貨運飛船的長征七號遙八運載火箭,在我國文昌航天發射場點火發射。下列有關說法正確的是(　　)
A.火箭升空的動力主要來自化學能
B.煤、石油、天然氣、氫氣都屬于化石燃料
C.天宮二號中的燃料電池能將化學能完全轉化為電能
D.硅太陽能電池板所用的核心材料是高純度的二氧化硅
閱讀下列材料,完成2~4題:
　　N2是合成氨工業的重要原料,NH3不僅可制造化肥,還能通過催化氧化生產HNO3;HNO3能溶解Cu、Ag等金屬,也能與許多有機化合物發生反應;在高溫或放電條件下,N2與O2反應生成NO,NO進一步氧化生成NO2,2NO(g)+O2(g)2NO2(g)　ΔH=-116.4 kJ· mol-1,大氣中過量的NOx和水體中過量的N、N均是污染物。通過催化還原的方法,可將煙氣和機動車尾氣中的NO轉化為N2,也可將水體中的N轉化為N2。工業上用氨的催化氧化生產硝酸,其熱化學方程式為4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)　ΔH=-904 kJ·mol-1,NO2和N2H4反應放出大量的熱,在火箭燃料中使用。對于反應4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)
2.對于反應2NO(g)+O2(g)2NO2(g),下列說法正確的是(　　)
A.該反應是放熱反應
B.在恒容密閉容器中,氣體的密度不變,則該反應達到平衡
C.使用高效催化劑能降低反應速率
D.增大O2的濃度,NO的轉化率會下降
3.根據如圖所示的N2(g)和O2(g)反應生成NO(g)過程中的能量變化情況判斷,下列說法錯誤的是(　　)
A.N2(g)和O2(g)反應生成NO(g)是放熱反應
B.2 mol O原子生成1 mol O2(g)時放出498 kJ能量
C.2 mol NO(g)分子中的化學鍵斷裂時需要吸收1 264 kJ能量
D.由N2(g)和O2(g)生成2 mol N(g)和2 mol O(g)吸收的總能量為1 444 kJ
4.下列有關說法不正確的是(　　)
A.在容器中充入4 mol NH3和5 mol O2,一定條件下充分反應,反應結束后,電子轉移的物質的量為20 mol
B.在恒容容器內,反應達到平衡后,通入Ar,壓強增大,但v(正)和v(逆)都不變
C.斷裂1 mol N—H鍵的同時,斷裂1 mol O—H鍵,說明該反應達到平衡狀態
D.當混合氣體的平均摩爾質量不變,說明該反應達到平衡狀態
5.(2024·昆明高一檢測)在一容積可變的密閉容器中加入WO3和H2進行反應:WO3(s)+3H2(g)W(s)+3H2O(g),下列說法不正確的是(　　)
A.將容器的體積縮小一半,其反應速率增大
B.保持體積不變,充入氬氣,其反應速率增大
C.保持壓強不變,充入氖氣,H2O(g)的生成速率減小
D.保持壓強不變,充入氖氣,H2(g)的反應速率減小
6.甲醇(CH3OH)是一種重要的化工原料。2CH3OH(g)+O2(g)2CO2(g)+4H2(g)的能量變化如圖所示,下列說法正確的是(　　)
A.CH3OH轉變成H2的過程是一個吸收能量的過程
B.化學變化不僅有新物質生成,同時也一定有能量變化
C.H2的生成速率與CH3OH的消耗速率之比為1∶2
D.該圖也可表示碳酸鈣分解反應的能量變化
7.(2024·揚州邗江高一期中)我國科研人員研制出一種Li-N2電池,電池反應為6Li+N2===2Li3N,其放電過程為原電池原理,電池結構如圖所示。下列說法正確的是(　　)
A.該裝置實現了電能向化學能的轉化
B.N2發生還原反應
C.a極的電極反應式為Li+e-===Li+
D.電池工作時,電子從a電極經導線流向b電極,再從b電極經電解質溶液流向a電極
8.已知X(g)+3Y(g)2W(g)+M(g)為放熱反應。一定溫度下,在體積恒定的密閉容器中,加入1 mol X(g)與3 mol Y(g),下列說法正確的是(　　)
A.充分反應后,生成2 mol W和1 mol M
B.當反應達到平衡狀態時,X與W的物質的量濃度之比一定為1∶2
C.當X的物質的量分數不再改變,表明該反應已達平衡
D.若增大Y的濃度,正反應速率增大,逆反應速率減小
9.已知反應:2Mn+5H2C2O4+6H+===2Mn2++10CO2↑+8H2O,在室溫下迅速混合反應液,2 min內測得c(Mn)從0.1 mol·L-1減少到0.02 mol·L-1(反應過程中忽略溶液體積的變化),下列說法正確的是(　　)
A.v(Mn)=0.04 mol·L-1·s-1
B.v(Mn2+)=0.02 mol·L-1·s-1
C.v(H2C2O4)=0.1 mol·L-1·min-1
D.2 min內產生標準狀況下的CO2為8.96 L
10.(2024·淮安高一檢測)由N2O和NO反應生成N2和NO2的能量變化如圖所示。下列說法錯誤的是(　　)
A.反應生成1 mol N2時轉移4 mol e-
B.反應物能量之和大于生成物能量之和
C.1 mol N2O(g)和1 mol NO(g)按如圖所示完全反應放出139 kJ能量
D.斷鍵吸收能量之和小于成鍵釋放能量之和
【補償訓練】(2024·淮宿七校高一檢測)某反應由兩步反應ABC構成,它的反應能量曲線如圖所示,下列敘述正確的是(　　)
A.三種物質中C最穩定
B.兩步反應均為吸熱反應
C.A與C的能量差為E4
D.AB反應,反應時一定要加熱
11.(2024·連云港高一檢測)火星大氣中含有大量CO2 ,一種有CO2參加反應的新型全固態電池有望為火星探測器供電。電池以金屬鈉為負極,碳納米管為正極。放電時,下列說法正確的是(　　)
A.負極上發生還原反應
B.CO2在正極上失電子
C.工作時電子由碳納米管經外電路流向金屬鈉
D.將化學能轉化為電能
【補償訓練】(2024·南京航空航天大學附中高一檢測)“碳呼吸電池”是一種新型化學電源,其工作原理如圖所示。
下列說法正確的是(　　)
A.該裝置能將電能轉變為化學能
B.正極的電極反應為C2+2e-===2CO2
C.每得到1 mol草酸鋁,電路中轉移3 mol電子
D.利用該技術可捕捉大氣中的CO2
12.在10 L的密閉容器中,1 mol A和3 mol B在一定條件下發生反應:A(g)+xB(g)2C(g),2 min后反應達到平衡時,測得混合氣體共3.4 mol,生成0.4 mol C,則下列計算結果不正確的是(　　)
A.平衡時,容器內的壓強是起始時的
B.x等于4
C.A的轉化率為20%
D.2 min內B的平均反應速率為0.4 mol·L-1·min-1
13.一定溫度下,在2 L的密閉容器中,X、Y、Z三種氣體的物質的量隨時間變化的曲線如圖所示,下列描述正確的是(　　)
A.t分鐘時該反應達到化學平衡狀態
B.反應開始到10分鐘,用X表示的反應速率為0.079 mol·L-1·min-1
C.反應開始到10分鐘時,Y的轉化率為79.0%
D.反應的化學方程式為X(g)+2Y(g)3Z(g)
二、非選擇題(本題包括4小題,共61分)
14.(17分)(2024·常州一中高一檢測)為更好地利用化學變化中的物質變化和能量變化,在化學研究和工業生產中還需要關注化學反應的快慢和進行程度等。實驗發現,Mg+AgCl濾液的反應比Mg+H2O反應速率快,研究小組對此實驗現象產生的原因進行了探究。
【提出猜想】
猜想一:Cl-鉆入Mg(OH)2膜形成孔徑,增大了Mg和H2O的接觸面積,加快了Mg+H2O的反應速率,稱作“離子鉆入效應”;
猜想二:在“離子鉆入效應”基礎上,Mg置換Ag+形成許多微小的Mg-Ag原電池,使Mg+H2O反應速率進一步加快。
【實驗設計】
取表面積和質量相同的鎂條(5 cm),用濃度分別為1 mol·L-1 KCl、0.2 mol·L-1 AgNO3、0.2 mol·L-1 KNO3溶液,按照表格進行一系列實驗,若有沉淀,先將沉淀過濾后,將濾液加入裝Mg條的試管,觀察Mg條表面實驗現象。
實驗 序號 V(KCl) /mL V(AgNO3) /mL V(KNO3) /mL V(H2O) /mL 實驗 現象
1 — — — 5.00 微小氣 泡附著
2 4.50 0.50 — — 大量氣 泡放出
3 4.50 — — 0.50 少量氣 泡放出
4 a — b — 少量氣 泡放出
(1)①根據表中信息,補充數據:a=_______________,b=_______________。(4分)
②由實驗1和實驗3對比可知:Cl-有加快Mg+H2O反應速率的作用。
③由實驗_______________和實驗_______________對比可知:Ag+有加快Mg+H2O反應速率的作用。(4分)
【實驗結論1】猜想一和猜想二成立。
已知:Ag+水解的離子方程式為Ag++H2OAgOH+H+。
(2)為了進一步證明Mg-Ag原電池能加快Mg+H2O+Cl-體系中Mg+H2O的反應速率,研究小組利用數字化實驗進行了驗證。
【實驗設計】選取實驗2和實驗4兩個實驗方案,采集兩個實驗的pH-時間、溫度-時間變化數據。實驗數據如圖所示:
④由初始pH數據可知,曲線_______________(填“a”或“b”)表示實驗2的pH-時間變化曲線,請解釋原因:____________________________。(4分)
⑤在pH=11左右,兩實驗的pH變化都明顯趨于平緩的原因__________________
____________________________。(3分)
⑥對“溫度-時間”曲線分析,在相同反應時間內,_______________(填“實驗2”或“實驗4”)放熱更多,因此速率更快。(2分)
【實驗結論2】結合pH-時間、溫度-時間曲線可知,Mg-Ag原電池能加快Mg+H2O+Cl-體系中Mg+H2O的反應速率。
15.(14分)(2024·淮安高一檢測)十九大報告提出要對環境問題進行全面、系統的可持續治理。回答下列問題:
(1)以TiO2為催化劑的光熱化學循環分解CO2反應為溫室氣體減排提供了一個新途徑,該反應的機理如圖所示。
①上述過程中,能量的變化形式是由光能和熱能轉化為___________________________。(2分)
②CO2(g)分解為CO(g)和O2(g)的反應為__________________(填“放熱”或“吸熱”)反應。(2分)
(2)電化學氣敏傳感器可用于監測環境中NH3的含量,其工作原理示意圖如圖所示。
①Pt電極(a)為____________(填“正”或“負”)極;Pt電極(b)上的電極反應式為______________________________________________________________。(5分)
②該過程總反應的化學方程式為____________________________________;當消耗0.1 mol O2時,理論上轉移電子數目為________________________。(5分)
16.(14分)(2024·揚州高一檢測)化學反應原理與生產、生活密切相關。
(1)某學生為了探究鋅與鹽酸反應過程中的速率變化,在400 mL鹽酸中加入足量的鋅粉,用排水集氣法收集反應放出的氫氣,實驗記錄如表所示(累計值):
時間/min 1 2 3 4 5
氫氣體積/mL (標準狀況) 200 480 928 1 152 1 240
求3~4 min時間段以鹽酸的濃度變化來表示的該反應速率為______________________________(設溶液體積不變)。(2分)
(2)另一學生為控制反應速率防止反應過快難以測量氫氣體積,他事先在鹽酸中加入等體積的下列物質以減慢反應速率,你認為可行的是_______________(填字母)。(2分)
A.蒸餾水　　B.CuSO4溶液　　C.NaCl溶液
(3)某溫度下在4 L密閉容器中,X、Y、Z三種氣態物質的物質的量隨時間變化曲線如圖所示。
①該反應的化學方程式是__________________。(3分)
②該反應達到平衡狀態的標志是__________________(填字母)。(2分)
A.Y在混合氣體中的體積分數保持不變
B.X、Y的反應速率比為3∶1
C.容器內氣體的壓強保持不變
D.生成1 mol Y的同時消耗2 mol Z
③4 min時,正反應速率____________(填“>”“<”或“=”)逆反應速率。(2分)
④5 min內X的轉化率為____________。(3分)
17.(16分)(2024·揚州高一檢測)化學反應總是伴隨著能量的轉化,給世界帶來了生機和光明。
(1)冷敷袋在日常生活中有降溫、保鮮和鎮痛等多種作用。制作冷敷袋可以利用____________(填字母)。(2分)
a.放熱的化學變化　　b.吸熱的化學變化
c.放熱的物理變化　　d.吸熱的物理變化
(2)氫能是發展中的新能源,與汽油相比,H2作為燃料的優點是__________________________________________________________。H2直接燃燒的能量轉換率____________(填“高于”“等于”或“低于”)燃料電池。(5分)
(3)鉛蓄電池是常見的化學電源之一,其充電、放電的總反應式為2PbSO4+2H2OPb+ PbO2+2H2SO4。鉛蓄電池放電時正極是_______________(填化學式),該電極質量____________(填“增加”或“減少”)。放電過程中外電路中轉移3 mol電子,消耗硫酸____________mol。 (6分)
(4)CO2催化加氫合成二甲醚是一種CO2轉化方法,已知4.4 g CO2和適量H2完全生成二甲醚(CH3OCH3)氣體和水蒸氣,放出6.125 kJ的熱量,該反應的熱化學方程式為_______________________。 (3分)

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