河南省郑州市2024-2025学年高二上学期9月月考化学试题

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注意事项:
1、本试卷为闭卷考试，考试时间为 分钟，总分 分；
2、请在密封线内填写清楚班级、姓名、考场、考号。
3、本试卷分试题卷和答题卡，所有答案全部写在答题卡上。
可能用到的相对原子质量：H-1 O-16 C-12 Cu-64 Fe-56 Ag-108
一、选择题（本题共15小题，每小题3分，共45分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。）
1．如图所示，ΔH1＝－393.5 kJ·ml－1，ΔH2＝－395.4 kJ·ml－1，下列说法或表达式正确的是( )

A．石墨和金刚石的转化是物理变化
B．C(s，石墨)===C(s，金刚石)ΔH＝—1.9 kJ·ml－1
C．金刚石的稳定性强于石墨
D．断裂1 ml石墨的化学键吸收的能量比断裂1 ml金刚石的化学键吸收的能量多
2．根据以下三个热化学方程式：
①2H2S(g)＋3O2(g)===2SO2(g)＋2H2O(l) ΔH1＝－Q1 kJ·ml－1
②2H2S(g)＋O2(g)===2S(s)＋2H2O(l) ΔH2＝－Q2 kJ·ml－1
③2H2S(g)＋O2(g)===2S(s)＋2H2O(g) ΔH3＝－Q3 kJ·ml－1
判断Q1、Q2、Q3三者关系正确的是( )
A．Q1>Q3>Q2B．Q1>Q2>Q3
C．Q3>Q2>Q1D．Q2>Q1>Q3
3．图1是铜锌原电池示意图。图2中，x轴表示实验时流入正极的电子的物质的量，y轴表示( )
A．铜棒的质量B．c(Zn2＋)
C．c(H＋)D．c(SOeq \\al(2－,4))
4．近年来，许多城市都全面禁止燃放烟花爆竹，爆竹中用到的炸药——黑火药是中国古代的四大发明之一，其爆炸的热化学方程式为S(s)＋2KNO3(s)＋3C(s)===K2S(s)＋N2(g)＋3CO2(g) ΔH＝x kJ·ml－1
已知：碳的摩尔燃烧焓ΔH1＝2a kJ·ml－1
S(s)＋2K(s)===K2S(s) ΔH2＝2b kJ·ml－1
2K(s)＋N2(g)＋3O2(g)===2KNO3(s)
ΔH3＝2c kJ·ml－1
则x为( )
A．6a＋2b－2cB．c－3a－b
C．a＋b－cD．c－a－b
5．中国科研人员研制出一种新型复合光催化剂，利用太阳光在催化剂表面实现高效分解水，其主要过程如图所示。
已知：几种物质中化学键的键能如下表所示。
若反应过程中分解了2 ml水，则下列说法正确的是( )
A．总反应为2H2Oeq \(=====,\s\up12(光照),\s\d4(催化剂))H2↑＋O2↑
B．过程Ⅰ放出了926 kJ能量
C．过程Ⅲ属于吸热反应
D．过程Ⅱ吸收了574 kJ能量
6．加“碘”食盐中添加较多的是碘酸钾(KIO3)，碘酸钾在工业上可用电解法制取。以石墨和不锈钢为电极材料，以KI溶液为电解液，在一定条件下进行电解，反应的化学方程式为KI＋3H2Oeq \(=====,\s\up17(通电))KIO3＋3H2↑。下列有关说法不正确的是( )
A．转移3 ml电子，理论上可制得107 g KIO3
B．电解时，石墨作阳极，不锈钢作阴极
C．阳极的电极反应式为I－＋3H2O－6e－===IOeq \\al(－,3)＋6H＋
D．电解过程中，电解液的pH减小
7．已知某锂离子电池的总反应为LixC＋Li1－xCO2eq \(,\s\up12(放电),\s\d4(充电))C＋LiCO2，锂硫电池的总反应为2Li＋Seq \(,\s\up12(放电),\s\d4(充电))Li2S。有关上述两种电池说法正确的是( )
A．锂离子电池放电时，Li＋向负极迁移
B．锂硫电池充电时，锂电极发生还原反应
C．两种电池的负极材料相同
D．如图表示用锂离子电池给锂硫电池充电
8．科研人员设计了如图所示的甲烷燃料电池，并用于电解饱和NaCl溶液，电池的电解质是掺杂了Y2O3与ZrO2的固体，可在高温下传导O2－。下列说法正确的是( )
A．电极C为阴极
B．电极D区溶液的pH增大
C．该电池工作时负极反应式为CH4－8e－＋4O2－===CO2＋H2O
D．当线路上通过0.2 ml电子时，有2.24 L O2参与反应
9．我国力争2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和。某高校研究团队提出，利用TiO2基催化剂光催化还原CO2转化为甲醇，并利用产生的电能进一步电解制备新型高效净水剂Na2FeO4，其原理如图所示。下列说法正确的是( )
A．电极c为负极，发生还原反应
B．电极d的电极反应式为2H2O-4e －===O2↑＋ 4H＋
C．Fe电极的电势低于Cu电极的电势
D．离子交换膜n、m分别为阴、阳离子交换膜
10．由化学能转变的热能或电能仍然是人类使用的主要能源。根据如图所示装置，判断下列说法不正确的是( D )
A．该装置中Cu极为阳极
B．当铜片的质量变化了12.8 g时，a极上消耗的O2在标准状况下的体积为2.24 L
C．该装置中b极的电极反应式是H2＋2OH－－2e－===2H2O
D．该装置中a极为正极，发生氧化反应
11．科学家设计微生物原电池，用于处理废水(酸性)中的有机物及脱除硝态氮，该装置如图所示。有关该微生物电池说法正确的是( )
A．电子由n极转移到m极
B．H＋可通过质子交换膜移向右侧极室
C．m电极反应为2NOeq \\al(－,3)＋6H2O＋10e－===N2↑＋12OH－
D．每生成1 ml CO2转移e－的物质的量为2 ml
12．固体氧化物燃料电池是以固体氧化锆—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( D )
A．有O2参加反应的a极为电池的负极
B．b极的电极反应式为H2－2e－===2H＋
C．a极对应的电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－
D．该电池的总反应式为2H2＋O2===2H2O
13．海水资源的开发利用是自然资源开发利用的重要组成部分。其中氯碱工业是高耗能产业，某化学学习小组设想将其与氢氧燃料电池相结合可以有效降低能耗，其原理如图所示(A、B、C、D为惰性电极)。下列说法错误的是( )
A．甲池为电解池，乙池为原电池
B．甲池中的离子交换膜为阳离子交换膜
C．乙池中Na＋通过Na＋交换膜向D电极移动
D．甲池中每生成2 ml H2，乙池中便会消耗22..4 L O2
14．“容和一号”铁铬液流电池的总反应为Fe3＋＋Cr2＋eq \(,\s\up12(放电),\s\d4(充电))Fe2＋＋Cr3＋，工作原理如图所示，其中a电极上涂有固态氢化铋(BiHx)。下列说法错误的是( )
A．闭合K1时，与b电极连接的是电源的正极
B．充电时，BiHx起导电和转移电子的作用
C．放电时，正极反应式为Fe3＋＋e－===Fe2＋
D．放电时，H＋从b极区移向a极区
15．利用光能源可以将CO2转化为重要的化工原料C2H4(电解质溶液为稀硫酸)，同时可为制备次磷酸(H3PO2)提供电能，其工作原理如图所示。下列说法错误的是( )
A．Y极为阴极
B．标准状况下，当Z极产生11.2 L O2时，可生成H3PO2的数目为NA
C．a、b、d为阳离子交换膜，c为阴离子交换膜
D．W极的电极反应式为2CO2＋12H＋＋12e－===C2H4＋4H2O
二、非选择题（共55分。）
16．(12分)第三代混合动力车用电动机、内燃机或二者结合推动汽车上坡或加速时，电动机提供推动力，降低汽油的消耗；在刹车或下坡时，电池处于充电状态。
(1)混合动力车的内燃机以汽油为燃料，汽油(以辛烷C8H18计)和氧气充分反应，生成1 ml水蒸气放热569.1 kJ。则该反应的热化学方程式为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
(2)混合动力车一般使用镍氢电池，该电池中镍的化合物为正极，储氢金属(以M表示)为负极，碱液(主要为KOH)为电解质溶液。镍氢电池充放电原理示意图如图，其总反应式为H2＋2NiOOHeq \(,\s\up17(放电),\s\d15(充电))2Ni(OH)2。根据所给信息判断，混合动力车上坡或加速时，乙电极周围溶液的pH＿＿＿＿(填“增大”“减小”或“不变”)，该电极的电极反应式为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

(3)Cu2O是一种半导体材料，可通过如图所示的电解装置制取，电解总反应式为2Cu＋H2Oeq \(=====,\s\up17(通电))Cu2O＋H2↑，阴极的电极反应式是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
用镍氢电池作为电源进行电解，当电池中有1 ml H2被消耗时，Cu2O的理论产量为＿＿＿＿＿ g。
(4)远洋轮船的钢铁船体在海水中易发生电化学腐蚀。为防止这种腐蚀，通常把船体与浸在海水里的Zn块相连或与铅酸蓄电池等直流电源的负(填“正”或“负”)极相连。
17．(15分)装置如图所示，C、D、E、F、X、Y都是惰性电极，甲、乙中溶液的体积和浓度都相同(假设通电前后溶液体积不变)，A、B为外接直流电源的两极。将直流电源接通后，F极附近呈红色。请回答：
(1)B极是电源的负极，C极的电极反应式为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，一段时间后丁中X极附近的颜色逐渐＿＿＿＿＿＿(填“变深”或“变浅”)。
(2)若甲、乙装置中的C、D、E、F电极均只有一种单质生成，对应单质的物质的量之比为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
(3)现用丙装置给铜件镀银，则H应该是＿＿＿＿(填“铜”或“银”)，电镀液是＿＿＿＿溶液。常温下，当乙中溶液的pH是13时(此时乙溶液体积为500 mL)，丙中镀件上析出银的质量为＿＿＿＿ g，甲中溶液的pH＿＿＿＿(填“变大”“变小”或“不变”)。
(4)若甲烧杯是在铁件表面镀铜，已知电镀前两电极质量相同，电镀完成后将它们取出，洗净、烘干、称量，发现二者质量相差5.12 g，则电镀时电路中通过的电子为＿＿＿＿ ml。
18．(13分)电解工作原理的实际应用非常广泛。
(1)电解精炼银时，阴极反应为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
(2)工业上为了处理含有Cr2Oeq \\al(2－,7)的酸性工业废水，采用下面的处理方法：往工业废水中加入适量NaCl，以铁为电极进行电解，经过一段时间，有Cr(OH)3和Fe(OH)3沉淀生成，工业废水中铬元素的含量可低于排放标准。关于上述方法，下列说法错误的是＿＿＿＿(填字母)。
A．阳极反应：Fe－2e－===Fe2＋
B．阴极反应：2H＋＋2e－===H2↑
C．在电解过程中工业废水酸性减弱
D．可以将铁电极改为石墨电极
(3)某同学设计了如图装置进行以下电化学实验。
①当开关K与a连接时，两极均有气泡产生，则阴极为＿＿＿＿＿＿电极。
②一段时间后，使开关K与a断开，与b连接时，虚线框内的装置可称为原电池。请写出此时Fe电极上的电极反应：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
(4)1 L某溶液中含有的离子如下表：
用惰性电极电解该溶液，当电路中有3 ml e－通过时(忽略电解时溶液体积变化及电极产物可能存在的溶解现象)，下列说法正确的是＿＿＿＿(填字母)。
A．电解后溶液呈酸性
B．a＝3
C．阳极生成1.5 ml Cl2
D．阴极析出的金属是铜与铝
19．(15分)《我在故宫修文物》这部纪录片里关于古代青铜器的修复引起了某研究小组的兴趣。“修旧如旧”是文物保护的主旨。
(1)查阅中学教材得知铜锈为Cu2(OH)2CO3，俗称铜绿，可溶于酸。铜绿在一定程度上可以提升青铜器的艺术价值。参与形成铜绿的物质有Cu和＿＿＿＿＿＿＿。
(2)继续查阅中国知网，了解到铜锈的成分非常复杂，主要成分为Cu2(OH)2CO3和Cu2(OH)3Cl。考古学家将铜锈分为无害锈和有害锈，结构如图所示：
Cu2(OH)2CO3和Cu2(OH)3Cl分别属于无害锈和有害锈，请解释原因：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿(3)文献显示有害锈的形成过程(如图所示)中会产生CuCl(白色不溶于水的固体)，请回答下列问题：
①过程Ⅰ的正极反应物为＿＿＿＿＿＿。
②过程Ⅰ的负极的电极反应式为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
(4)青铜器的修复有以下三种方法：
ⅰ.柠檬酸浸法：将腐蚀文物直接放在2%～3%的柠檬酸溶液中浸泡除锈；
ⅱ.碳酸钠法：将腐蚀文物置于含Na2CO3的缓冲溶液中浸泡，使CuCl转化为难溶的Cu2(OH)2CO3；
ⅲ.BTA保护法：
请回答下列问题：
①写出碳酸钠法中发生反应的离子方程式：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
②三种方法中，BTA保护法的应用最为普遍，分析其可能的优点有＿＿＿＿(填字母)。
A．在青铜器表面形成一层致密的透明保护膜
B．替换出锈层中的Cl－，能够高效除去有害锈
C．和酸浸法相比，不破坏无害锈，可以保护青铜器的艺术价值，做到“修旧如旧”
化学键
H2O中
H—O键
O2中
O===O键
H2中
H—H键
H2O2中
O—O键
H2O2中
O—H键
键能/
(kJ·ml－1)
463
496
436
138
463
离子
Cu2＋
Al3＋
NOeq \\al(－,3)
Cl－
物质的量浓度/(ml·L－1)
1
1
a
1