2019-2020学年高中化学人教版选修4作业与测评期末试卷(一) Word版含解析

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对应学生用书P61 【说明】本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ
卷(非选择题)两部分,满分100分,考试时间90分钟。

请将第Ⅰ卷的答案填入答题栏内,第Ⅱ卷可在各题后直接作答。

本卷共4页。

90分钟。

第Ⅰ卷(选择题,共48分)
一、选择题(本题包括16小题,每小题只有一个选项符合题意。

每小题3分,
共48分)
1.下列有关能量的叙述错误的是( )
A.化石能源物质内部蕴涵着大量的能量B.绿色植物进行光合作用时,将太阳能转化为化学能“贮存”起来C.吸热反应中由于反应物总能量小于生成物总能量,因而没有利用价值D.物质的化学能可以在一定条件下转化为热能、电能为人类所用
答案C 解析常见的吸热反应,如水的电解、制水煤气等均有一定的利用价值。

2.下列关于原电池的叙述中,不正确的是( )
A.原电池的负极发生的反应是氧化反应
B.原电池的电极只能由两种不同的金属构成
C.原电池能将化学能转变为电能
D.原电池中电子流入的一极是正极
答案B
解析通常是活泼金属作负极,不活泼金属(或非金属导体,如石墨)作正极,
燃料电池中两个电极材料也可以相同。

3.1000 K时反应C(s)+2H 2(g)CH4(g)的K=8.28×107,
当各气体物质的量浓度分别为H2 0.7 mol·L-1、CH4 0.2 mol·L-1时,上述反应( )
A.正向移动B.逆向移动
C.达到平衡D.不一定
答案A
解析Q=错误!≈0.408。

Q<K,说明该反应没达到平衡,v
正>v

,平衡正向移
动。

4.室温下,等体积的pH=2的HCl和CH3COOH溶液,以下说法正确的是( )
A.两溶液浓度前者大于后者
B.两溶液分别和足量的锌反应,生成氢气的体积相等
C.两溶液分别和相同的锌反应,生成氢气的起始速率相等D.两溶液分别与其体积相等的pH=12的NaOH溶液混合后,都呈中性
答案C
解析A项,两溶液pH相同,即c(H+)相同,但醋酸是弱电解质,部分电离,
故浓度比盐酸大;B项,醋酸的物质的量大于盐酸的物质的量,与足量锌反应,醋酸生成氢气的体积较大;C项,两溶液的c(H+)相同,与相同的锌反应时,生成氢气的起始速率相等;D项,pH=2的醋酸与pH=12的NaOH溶液等体积混合后,
醋酸有剩余,所得溶液呈酸性。

5.
下列叙述不正确的是( )
A.化学平衡发生移动,平衡常数不一定发生变化B.升高温度会增大化学反应速率,其原因是增加了活化分子的百分数
C.某化学反应的能量变化如图所示,则该反应的ΔH>0
D.电解熔融Al2O3是将电能转化为化学能
答案C
解析化学平衡常数受温度影响,对于一个固定的化学反应来说,温度不变化
学平衡常数不变,故A项正确;升高温度,会使普通分子吸收能量变成活化分子,故B项正确;C项反应物能量高于生成物能量,ΔH<0,故错误;电解将电能转化
为化学能,D项正确。

6.铅蓄电池的两极分别为Pb、PbO2,电解质溶液为H2SO4,
作为原电池工作时的反应为Pb+PbO2+2H2SO4===2PbSO4+2H2O。

下列结论或表述完全正确的是( )
A.Pb为负极被还原
4+2e-===PbSO4+H2O
B.正极反应:PbO2+2H++SO2-
C.若使用该电池并用碳棒电解CuSO4溶液,当有1.6 g纯铜析出时,
铅蓄电池内消耗硫酸物质的量为0.05 mol
4向PbO2极移动
D.SO2-
答案C
4+2e-
解析原电池的负极发生氧化反应,A项错误;PbO2+4H++SO2-
===PbSO4+2H2O,B项没有配平,错误;电解硫酸铜溶液时,生成0.025 mol Cu,转移电子的物质的量为0.05 mol,根据铅蓄电池总方程式可知,消耗硫酸的物质的量为0.05 mol,C项正确;原电池中阴离子向负极移动,D项错误。

7.某反应由两步反应A→B,B→C构成,
反应过程中的能量变化曲线如图所示(E1、E2、E3、E4表示活化能)。

下列有关叙述正确的是( )
A.两步反应均为吸热反应
B.加入催化剂会改变反应的焓变
C.A、B、C中C最稳定
D.A→C反应的ΔH=E1-E2
答案C
解析A→B的反应为吸热反应,B→C的反应为放热反应,故A错误;加入
催化剂,只改变反应的活化能,不改变反应热,故B错误;物质的能量越低,越稳定,故C正确;整个反应的ΔH=(E1-E2)+(E3-E4),故D错误。

8.下列有关化学反应速率的说法中,正确的是( )
A.C与CO2反应生成CO时,增加C的量能使反应速率增大B.等质量的锌粉和锌片与相同体积、相同物质的量浓度的盐酸反应,
反应速率相等C.SO2的催化氧化是一个放热反应,所以升高温度,反应速率减慢D.汽车尾气中的NO和CO可以缓慢反应生成N2和CO2,
使用催化剂可以加快该化学反应速率
答案D
解析A项,C为固体,增加C的量时其浓度不改变,对反应速率无影响;B
项,由于锌粉的表面积比锌片的表面积大得多,所以与同浓度的盐酸反应时,锌粉的反应速率快;C项,升高温度反应速率加快;D项,使用催化剂可以加快化学反
应速率,故选D项。

9.用酸性氢氧燃料电池为电源进行电解的实验装置如图所示。

下列说法中正确的是 ( )
A.燃料电池工作时,正极反应:O2+2H2O+4e-===4OH-
B.a极是铁,b极是铜时,b极逐渐溶解,a极上有铜析出
C.a极是粗铜,b极是纯铜时,a极逐渐溶解,b极上有铜析出D.a、b两极均是石墨时,
在相同条件下a极产生的气体与电池中消耗的H2体积相等
答案C
解析酸性燃料电池工作时,正极反应:O2+4H++4e-===2H2O,A项错误;
a极是铁,b极是铜时,a极上铁发生氧化反应逐渐溶解,b极上Cu2+发生还原反应有铜析出,B项错误;a极是粗铜,b极是纯铜时,a极上发生氧化反应,粗铜溶解,
b 极上Cu 2+发生还原反应,有铜析出,C 项正确;a 、b 两极均是石墨时,根据电子
守恒,a 极上产生的O 2与电池中消耗的H 2的体积比为1∶2,D 项错误。

10.温度为T 时,某一气态平衡体系中含有X(g)、Y(g)、Z(g)、W(g)四种物质,此温度下发生反应的平衡常数表达式为K =
错误!

有关该平衡体系的说法正确的是( )
A .升高温度,平衡常数K 增大
B .增大压强,W(g)体积分数增加
C .升高温度,若混合气体的平均相对分子质量变小,则正反应是放热反应
D .增大X(g)浓度,平衡向正反应方向移动
答案 C
解析 根据平衡常数表达式可知反应方程式为2Z(g)+2W(g)
X(g)+
2Y(g),则A 项,由于不知道反应是吸热反应还是放热反应,则温度变化,平衡常数的变化不能判断,错误;B 项,增大压强,平衡向正反应方向移动,W(g)体积分数减小,错误;C 项,升高温度,若混合气体的平均相对分子质量变小,说明气体的物质的量增多,平衡向逆反应方向移动,则说明正反应为放热反应,正确;D 项,
增大X(g)浓度,平衡向逆反应方向移动,错误。

11.
已知:Cu(s)+2H +(aq)===Cu 2+(aq)+H 2(g) ΔH =+64.39
kJ·mol
-1,
2H 2O 2(l)===2H 2O(l)+O 2(g) ΔH =-196.46
kJ·mol
-1
,H 2(g)+
1
2
O 2(g)===H 2O(l) ΔH =-285.84
kJ·mol -1。

在H 2SO 4溶液中

Cu 与H 2O 2反应生成Cu 2+(aq)和H 2O(l)的反应热ΔH 等于( )
A .-319.68 kJ·mol -1
B .-417.91 kJ·mol -1
C .+546.69 kJ·mol -1
D .-448.46 kJ·mol -1
答案 A
解析 给已知三个热化学方程式分别编号为①②③,由盖斯定律①+1
2×②+
③得:Cu(s)+2H +(aq)+H 2O 2(l)===Cu 2+(aq)+2H 2O(l) ΔH =+64.39 kJ·mol -1-
1
2
×196.46 kJ·mol -1-285.84 kJ·mol -1=-319.68 kJ·mol -1,A 项正确。

12.在一密闭容器中,反应a A(g)b B(g)达平衡后,保持温度不变,
将容器体积增大一倍,当达到新的平衡时,B 的浓度是原来的60%,则( )
A.平衡向逆反应方向移动了
B.物质A的转化率减小了
C.物质B的质量分数增大了
D.a>b
答案C
解析平衡后将容器体积增大一倍,即压强减小到原来的一半,A、B的浓度
都变为原来的50%,达到新平衡后,B的浓度是原来的60%,说明减小压强使平衡向正反应方向移动,则正反应是气体体积增大的反应,即b>a,B的质量、质量分
数、物质的量、物质的量分数及A的转化率都增大了。

13.下列叙述正确的是( )
A.Cu2O是一种半导体材料,
基于绿色化学理念设计的制取Cu2O的电解池示意图如图1所示,
石墨电极上产生氢气,铜电极发生氧化反应B.图1所示当时有0.1 mol电子转移时,有0.1 mol Cu2O生成C.图2装置中发生:Cu+2Fe3+===Cu2++2Fe2+,X极是负极,
Y极材料可以是铜D.如图2,盐桥的作用是传递电荷以维持电荷平衡,
Fe3+经过盐桥进入左侧烧杯中
答案A
解析若有0.1 mol电子转移时,有0.05 mol Cu2O生成,B项错误;若发生Cu
+2Fe3+===Cu2++2Fe2+,Cu作负极,比Cu不活泼的石墨、Pt等作正极,C项错误;盐桥的作用是维持电荷平衡,但只是盐桥中离子发生定向移动,Fe3+不能移动到左
侧烧杯中,D项错误。

14.在如图所示的三个容积相同的容器①②③中进行如下反应:3A(g)+B(g) 2C(g) ΔH<0。

若起始温度相同,分别向三个容器中通入3 mol A和1 mol B,则达到平衡时各容器中C物质的体积分数由大到小的顺序为( )
A.③②①B.③①②
C.①②③D.②①③
答案A
解析①与②相比,由于②能把反应产生的热量扩散到空气中,相比①来说,
相当于降低温度,平衡正向移动,故平衡时C的体积分数:②>①;②与③相比,由于该反应是反应前后气态物质体积减小的反应,故③中活塞下移,相对②来说,相当于给体系增大压强,平衡正向移动,故C的体积分数:③>②。

15.
某大学研制了一种新型的乙醇电池,它用磺酸类质子溶剂,
在200 ℃左右时供电,乙醇电池比甲醇电池效率高出32倍且更安全。

电池总反应为C2H5OH+3O2===2CO2+3H2O,电池示意如图,
下列说法不正确的是( )
A.a极为电池的负极
B.电池工作时电流由b极沿导线经灯泡再到a极
C.电池正极的电极反应为4H++O2+4e-===2H2O
D.电池工作时,1 mol乙醇被氧化时就有6 mol电子转移
答案D
解析A项,乙醇为燃料,通入乙醇的a极为负极,正确;B项,电流由正极
到负极,即由b极沿导线到a极,正确;C项,因电解质溶液为磺酸类质子溶剂,含有H+,则正极反应O2+4H++4e-===2H2O,正确;D项,由电池反应C2H5OH +3O2===2CO2+3H2O可得到,当1 mol乙醇被氧化时,有12 mol电子转移,不正
确。

16.人体血液里存在重要的酸碱平衡:CO 2+H2O H2CO3OH-H+
HCO-3,使人体血液pH保持在7.35~7.45,否则就会发生酸中毒或碱中毒。

其pH随c(HCO-3)∶c(H2CO3)变化关系如下表:
下列说法不正确的是( )
A.正常人体血液中,HCO-3的水解程度大于电离程度
B.人体血液酸中毒时,可注射NaHCO3溶液缓解
C.pH=7.00的血液中,c(H2CO3)<c(HCO-3)
D.pH=7.40的血液中,HCO-3的水解程度一定大于H2CO3的电离程度
答案 D
解析人体血液的pH保持在7.35~7.45,为弱碱性,所以正常人体血液中,HCO-3的水解程度大于电离程度,A项正确;人体血液酸中毒时,应用碱性物质缓解,所以注射NaHCO3溶液可以缓解酸中毒,B项正确;从pH随c(HCO-3)∶c(H2CO3)变化关系表知,pH=7.00的血液中,c(HCO-3)∶c(H2CO3)>1,即c(H2CO3)<c(HCO-3),C项正确;pH=7.40的血液中,c(HCO-3)∶c(H2CO3)=20.0,只能说明血液中的c(HCO-3)远大于c(H2CO3),并不能说明HCO-3的水解程度一定大于H2CO3的电离程度,D项错误。

第Ⅱ卷(非选择题,共52分)
二、非选择题(本题包括4小题,共52分) 17.(13分)如图所示,温度不变时某容器分隔成A、B两部分,A体积固定不变,
B有可移动的活塞,现在A中充入2 mol P和1 mol Q,在B中充入2 mol M和1 mol氦气,
在相同条件下发生可逆反应:2P(g)+Q(g)2M(g)。

根据下列要求填写空白:(1)若固定活塞位置在右侧的刻度3处不动,达到平衡时,设A中压强为p A,
B中压强为p B,则p A与p B的关系是p A________(填“大于”“小于”或“等于”)p B,
A中用M表示的正反应速率v(A)和B中用Q表示的逆反应速率v(B)的关系为_______
_。

(2)达到平衡后,向容器B中再充入1 mol氦气,并保持压强恒定,
再次达到平衡时,B中M(g)的转化率会________(填“增大”“减小”或“不变”),理由是________________________________________________________________
________ __________________________________________________________________
______。

答案(1)小于' v(A)=2v(B) (2)增大' 保持压强恒定时,充入1 mol氦气,相当于增大体积减小压强,
平衡向M(g)分解的方向进行解析(1)B中2 mol M相当于A中2 mol P和1 mol Q,达到平衡时B中多出
了1 mol氦气,氦气既不与反应物反应,也不与产物反应,故p A<p B;因达到平衡时A中的正逆反应速率与B中的正逆反应速率相等,所以v(A)=2v(B)。

(2)达到平衡后,向容器B中再充入1 mol氦气,并保持压强恒定,再次达到平
衡时,相当于增大体积减小压强,平衡将向M(g)分解的方向移动,故B中M(g)的
转化率会增大。

18.(10分)某混合物浆液含Al(OH)3、MnO2和少量Na2CrO4。

考虑到胶体的吸附作用使Na2CrO4不易完全被水浸出,某研究小组利用设计的电解分离装置(如图),使浆液分离成固体混合物和含铬元素溶液,并回收利用。

回答Ⅰ和Ⅱ中的问题。

Ⅰ.固体混合物的分离和利用(流程图中的部分分离操作和反应条件未标明)
固体混合物分离利用的流程图
(1)反应①所加试剂NaOH 的电子式为__________

B →
C 的反应条件为________,C →Al 的制备方法称为________。

(2)该小组探究反应②发生的条件。

D 与浓盐酸混合

不加热

无变化;加热有Cl 2生成,当反应停止后,固体有剩余,此时滴加硫酸,又产生Cl 2。

由此判断影响该反应有效进行的因素有________(填序号)。

a .温度
b .Cl -的浓度
c .溶液的酸度
(3)0.1
mol
Cl 2与焦炭

TiO 2完全反应

生成一种还原性气体和一种易水解成TiO 2·x H 2O 的液态化合物,放热4.28 kJ ,该反应的热化学方程式为________________________________________________
________________________
__________________________________________________________________
______。

Ⅱ.含铬元素溶液的分离和利用
(4)用惰性电极电解时

CrO2-4能从浆液中分离出来的原因是________________________________________________,
分离后含铬元素的粒子是________;阴极室生成的物质为________(写化学式)。

答案 (1)Na +⎣⎡⎦
⎤·O ·····H - 加热(或煅烧) 电解法 (2)ac
(3)2Cl 2(g)+TiO 2(s)+2C(s)===TiCl 4(l)+2CO(g) ΔH =-85.6 kJ·mol -1
(4)在直流电场作用下,CrO 2-4通过阴离子交换膜向阳极室移动,脱离浆液
CrO 2-4和Cr 2O 2-7 NaOH 和H 2
解析 (1)NaOH 中O 、H 之间形成的是共价键,Na +与OH -之间形成的是离子
键,根据电子式书写要求可写出NaOH 的电子式为Na +⎣⎡⎦⎤·O ····
·H -。

由题给流程图可知,溶液A 为偏铝酸钠和铬酸钠的混合溶液,通入二氧化碳后,沉淀B 为氢氧化铝,最终生成的是铝单质,因此固体C 为氧化铝,氢氧化铝生成氧化铝需要加热
(或煅烧)。

由氧化铝制备铝时,用的是电解法。

(2)起始时,不加热不反应,加热后反应,说明温度对反应有影响;后期加热条件下也不再反应,加入硫酸后又开始反应,说明溶液的酸度对反应有影响,所以a 、
c两项正确。

(3)根据反应物中元素的种类,可判断还原性气体为CO;另一种物质肯定含有
Cl、Ti元素,由反应物中有TiO2、生成物的水解产物为TiO2·x H2O可知,Ti的化合价始终为+4,即另一种生成物的分子式为TiCl4,由此写出该反应的化学方程式:2Cl2+TiO2+2C===2CO+TiCl4,0.1 mol Cl2完全反应放热4.28 kJ,则2 mol氯气完全反应可放出85.6 kJ热量,该反应的热化学方程式为2Cl2(g)+TiO2(s)+
2C(s)===TiCl4(l)+2CO(g)ΔH=-85.6 kJ·mol-1。

(4)通电时,CrO2-4在电场作用下,可以通过阴离子交换膜向阳极室移动,脱
离混合物浆液;阳极上氢氧根离子放电生成氧气,溶液的酸性增强,CrO2-4在H +作用下可转化为Cr2O2-7,其反应的离子方程式为2CrO2-4+2H+===Cr2O2-7+H2O,所以含铬元素的粒子有CrO2-4和Cr2O2-7;阴极上氢离子放电生成氢气,混合物浆液中的钠离子向阴极室移动,溶液中还有氢氧化钠生成。

19.(14分)CuSO4溶液是中学化学及工农业生产中常见的一种试剂。

(1)某同学配制CuSO4溶液时,
向盛有一定量硫酸铜晶体的烧杯中加入适量的蒸馏水,并不断搅拌,结果得到悬浊液。

他认为是固体没有完全溶解,于是对悬浊液加热,结果发现浑浊更明显了。

原因是________________________________________________________________
________ __________________________________________________________________
______ __________________,最后,他向烧杯中加入了一定量的________溶液,
得到了澄清的CuSO4溶液。

(2)该同学利用制得的CuSO4溶液,进行了以下实验探究。

①图1是根据反应Zn+CuSO4===Cu+ZnSO4设计成的锌铜原电池。

电解质溶液乙是________溶液,Cu极的电极反应式是____________________________________________________
____________________。

②图2中,Ⅰ是甲烷燃料电池(电解质溶液为NaOH溶液)的结构示意图,
该同学想在Ⅱ中实现铁上镀铜,则b处通入的是________(填“CH4”或“O2”)。

a处电极上发生的电极反应式是________________________;铁为电解池的_____ ___极,当铜电极的质量减轻3.2 g,则消耗的CH4在标准状况下的体积为________L。

(3)反应一段时间后,
生成Na2CO3溶液(溶质仅为Na2CO3)中存在的关系正确的是________。

A.c(Na+)=c(HCO-3)=c(OH-)=c(H+)
B.c(OH-)=c(H+)+c(HCO-3)+2c(H2CO3)
C.c(Na+)>c(CO2-
3)>c(H+)>c(OH-)
D.c(Na+)>c(CO2-
3)>c(OH-)>c(HCO-3)
答案(1)Cu2++2H 2O Cu(OH)2+2H+ΔH>0,加热促进了Cu2+水解,
生成了更多的难溶物Cu(OH)2H2SO4 (2)①CuSO4Cu2++2e-===Cu②O2CH4-8e-+10OH-===CO2-
3+7H2O 阴
0.28
(3)BD
解析(1)CuSO4的悬浊液加热后浑浊程度加大,原因显然不是CuSO4没有完
全溶解,而是Cu2+发生水解产生的Cu(OH)2难溶于水。

Cu2++2H2O Cu(OH)2+2H+,由于水解吸热,加热促进了Cu2+水解,生成了更多的难溶物Cu(OH)2;由
于Cu2+水解显酸性,加硫酸会抑制Cu2+水解使溶液变澄清。

(2)①乙溶液插入Cu电极,则乙溶液为CuSO4溶液,铜极(正极)反应式为Cu2+
+2e-=== Cu。

②要实现铁上镀铜,则Ⅱ中铁为阴极,连接原电池的负极(a极),电极反应式为
CH4-8e-+10OH-===CO2-
3+7H2O;铜为阳极,连接原电池的正极(b极),b处通
O2;溶解3.2 g铜时,转移0.1 mol e-,消耗CH4的体积为0.1 mol
8
×22.4 L·mol-1=
0.28 L。

(3)Na2CO3水解显碱性,A、C两项错误;B项为质子守恒关系式,正确;由CO2-
3
3+H2O HCO-3+OH-,HCO-3+H2O H2CO3+OH-)的水解方程式(CO2-
知c(OH-)>c(HCO-3),D项正确。

20.(15分)研究硫元素及其化合物的性质具有重要意义。

(1)25 ℃,在0.10 mol·L-1H2S溶液中,
通入HCl气体或加入NaOH固体以调节溶液pH,溶液pH与c(S2-)关系如下图(忽略溶液体积的变化、H2S的挥发)。

①pH=13时,溶液中的c(H2S)+c(HS-)=________ mol·L-1。

②某溶液含0.020 mol·L-1Mn2+、0.10 mol·L-1H2S,
当溶液pH=__________时,Mn2+开始沉淀。

[已知:K sp(MnS)=2.8×10-13]
(2)25 ℃,两种酸的电离常数如下表。

3的电离常数表达式K=________。

①HSO-
②0.10 mol·L-1 Na2SO3溶液中离子浓度由大到小的顺序为__________________________________ ______________________________________。

③H2SO3溶液和NaHCO3溶液反应的主要离子方程式为____________________ ____________________________________________________。

答案(1)①0.043 ②5
(2)①错误!
3)>c(OH-)>c(HSO-3)>c(H+)
②c(Na+)>c(SO2-
③H2SO3+HCO-3===HSO-3+H2O+CO2↑
解析(1)①根据图像可知,pH=13时,c(S2-)=0.057 mol·L-1,根据物料守
恒,得c(H2S)+c(HS-)+c(S2-)=0.10 mol·L-1,则c(H2S)+c(HS-)=0.10 mol·L-1
-0.057 mol·L-1=0.043 mol·L-1。

②由于K sp(MnS)=2.8×10-13,某溶液含0.020 mol·L-1Mn2+,则开始形成沉
淀需要的c(S2-)=K sp(MnS)÷c(Mn2+)=2.8×10-13÷0.020 mol·L-1=1.4×10-11 mol·L -1,根据图像中c(S2-)与溶液的pH关系可知,此时溶液的pH=5。

(2)①HSO-3的电离常数表达式K=错误!。

②Na2SO3在溶液中电离:Na2SO3===2Na++SO2-
3发生水解反应:
3,SO2-
3+H 2O HSO-3+OH-,水解产生的HSO-3又有部分发生水解反应:SO2-
HSO-3+H 2O H2SO3+OH-,水解是逐步进行的,而且在水中还存在水的电离
平衡,主要以盐电离产生的离子为主,所以0.10 mol·L-1Na2SO3溶液中离子浓度
3)>c(OH-)>c(HSO-3)>c(H+)。

③由于H2SO3的由大到小的顺序为c(Na+)>c(SO2-
3,离子方程式K a2小于H2CO3的K a1,则反应后H2SO3转化为HSO-3而不是SO2-
为H2SO3+HCO-3===HSO-3+H2O+CO2↑。

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