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北京市2024-2025学年高一下学期化学期末模拟预测卷
一．选择题（共15小题）
1．（2024春 海淀区校级期末）下列设备工作时，将化学能转化为热能的是（　　）
A． 硅太阳能电池 B． 锂离子电池
C． 太阳能集热器 D． 燃气灶
2．（2025春 北京校级月考）纵观古今，化学与环境、材料、生产、生活关系密切，下列说法不正确的是（　　）
A．“玉兔号”月球车帆板太阳能电池的材料是氮化硅或二氧化硅
B．“神舟”系列飞船使用的碳纤维材料、光导纤维都是新型无机非金属材料
C．闻名世界的秦兵马俑是陶制品，由黏土经高温烧结而成
D．“神舟”宇宙飞船返回舱外表面使用的高温结构陶瓷的主要成分不是硅酸盐
3．（2025春 通州区期末）下列新型材料的主要成分不属于无机非金属材料的是（　　）
A.硬铝飞机外壳 B.光导纤维 C.耐高温碳化硅陶瓷 D.硅太阳能电池
A．A B．B C．C D．D
4．（2025 房山区一模）我国在新型储能电池领域取得重大突破，锂硫电池因高能量密度成为研究热点。下列关于锂硫电池说法中不正确的是（　　）
A．硫单质是金属晶体
B．放电过程锂元素发生氧化反应
C．电池隔膜材料聚丙烯，属于有机高分子材料
D．锂硫电池单位质量储能比钠硫电池高
5．（2025 北京学业考试）下列关于氨的说法不正确的是（　　）
A．有刺激性气味
B．常温常压下密度比空气的小
C．难溶于水
D．能与HCl反应
6．（2024秋 丰台区期末）工业上制备硝酸的主要流程如图所示。下列说法不正确的是（　　）
A．氧化炉中发生的化学反应是
B．物质X是H2O
C．上述流程中，理论上用N2合成1mol HNO3，至少需要2.5mol O2
D．吸收塔中为提高氮原子的利用率，可通入过量空气和循环利用尾气中NO
7．（2024秋 房山区期末）物质类别和元素价态是研究物质性质的两个重要角度。图为含氮物质的“价—类”二维图的部分信息。下列说法不正确的是（　　）
A．从N2→X的转化是人工固氮的重要方法
B．Y的化学式为N2O5
C．从NO2→HNO3，必需加入氧化剂
D．使用HNO3和X制备硝酸铵氮肥时，氮元素的化合价没有发生变化
8．（2025 北京学业考试）某小组为研究二氧化硫的性质，设计并完成如下实验。
下列说法不正确的是（　　）
A．铜与浓硫酸反应的化学方程式为
B．品红溶液褪色说明SO2具有漂白作用
C．酸性KMnO4溶液褪色说明SO2有氧化性
D．NaOH溶液的作用是吸收未完全反应的SO2，防止污染
9．（2025春 北京校级月考）以黄铁矿为原料制备硫酸的工艺流程如图所示：
下列说法错误的是（　　）
A．黄铁矿煅烧时FeS2中Fe、S元素均被氧化
B．尾气中含有硫的氧化物，不能直接排放
C．若1mol FeS2完全转化为硫酸，理论上至少需要3.75mol的O2
D．将烧渣加入稀硝酸中溶解，再向溶解液中滴加KSCN溶液显红色，证明烧渣中含Fe2O3
10．（2025春 东城区校级月考）部分含硫物质的类别与相应化合价及部分物质间转化关系如图。下列说法正确的是（　　）
A．a在O2中燃烧可以生成d
B．b可存在于火山口附近或地壳的岩层中
C．c因漂白作用可以使滴有酚酞的NaOH溶液褪色，也可使酸性高锰酸钾溶液褪色
D．e的浓溶液长时间暴露在空气中，质量增大，质量分数增大
11．（2025 北京学业考试）下列关于蛋白质的说法不正确的是（　　）
A．是重要的营养物质 B．可发生水解反应
C．仅含C、H、O三种元素 D．牛奶中含有蛋白质
12．（2025春 海淀区校级期末）京尼平苷酸是从杜仲中提取的一种生物活性物质，结构简式如图所示，其中不含有的官能团是（　　）
A．酯基 B．羟基 C．醚键 D．羧基
13．（2025春 朝阳区校级期末）下列反应属于取代反应的是（　　）
A．乙烯使溴的四氯化碳溶液褪色
B．甲烷与氯气在光照条件下反应
C．乙烯与氢气在催化剂作用下反应
D．乙醇在铜催化、加热条件下与氧气反应
14．（2025 北京学业考试）根据原电池原理，人们研制出了满足不同用电需要的化学电池。某原电池如图。下列说法不正确的是（　　）
A．电流表指针偏转，说明化学能转化为电能
B．锌片作原电池的正极
C．铜片上发生反应：2H++2e﹣＝H2↑
D．该装置可使氧化反应和还原反应分别在两个不同的区域进行
15．（2025春 海淀区校级期末）下列实验现象或图像信息不能充分说明相应的化学反应是放热反应的是（　　）
A．温度计的水银柱不断上升 B．反应物总能量大于生成物总能量
C．反应开始后，甲处液面低于乙处液面 D．反应开始后，针筒活塞向右移动
A．A B．B C．C D．D
二．解答题（共4小题）
16．（2024秋 海淀区校级期末）氮是自然界中生物体生命活动不可缺少的元素，其化合物种类丰富。
Ⅰ．氨是重要的化工原料，实验室可通过图1装置制取。
已知：相同条件下，相对分子质量小的气体，运动速率较快。
（1）写出实验室制取NH3的化学方程式 　 　 。
（2）请将图1方框中收集NH3的装置补充完整 　 　 。
（3）图2中，玻璃管内可观察到的现象是 　 　 （用不超过20字表述）。
（4）图2反应的生成物溶于水得到溶液A。取溶液A少许于试管中，　 　 ，则证明溶液A含有。
Ⅱ．氨的循环和转化对生产、生活有重要价值。某工厂制硝酸的流程如图所示。
（5）写出“氧化炉”中反应的化学方程式：　 　 。
（6）写出吸收塔中合成HNO3的化学方程式：　 　 。
（7）“吸收塔”排出的尾气中会含有NO、NO2等氮氧化物，为消除它们对环境的影响，通常用纯碱溶液吸收法。法写出足量纯碱溶液吸收NO2的化学方程式（已知产物之一为NaNO2）：　 　 。
17．（2024秋 朝阳区期末）以黄铁矿为原料制取硫酸的原理示意图如图。
（1）黄铁矿在通空气前需粉碎，其作用是 　 　 。
（2）反应Ⅱ：2SO2（g）+O2（g） 2SO3（g）ΔH＝﹣196kJ mol﹣1是制硫酸的关键步骤。使用V2O5作催化剂，涉及如下反应：
ⅰ.V2O5（s）+SO2（g） V2O4（s）+SO3（g）ΔH1＝+24kJ mol﹣1
ⅱ._____+2SO3（g） _____ΔH2＝_____kJ mol﹣1
ⅲ.2VOSO4（s）（g）ΔH3＝+277kJ mol﹣1
①补全反应ⅱ的热化学方程式：
　 　 +2SO3（g） 　 　 ΔH2＝ 　 　 kJ mol﹣1
②下列说法不正确的是 　 　 （填序号）。
a.反应ⅰ和ⅱ均属于氧化还原反应
b.投入1mol V2O5，最多制得1mol SO3
c.使用V2O5能提高SO2的平衡转化率
（3）在体积可变的恒压密闭容器中投入8mol SO（g）11.7mol O2（g）和43.3mol N2（g），不同条件下发生反应Ⅱ。实验测得在0.1MPa、0.5MPa和5.0MPa压强下，SO2平衡转化率（α）随温度的变化如图所示。
①0.1MPa、550℃时SO2平衡转化率α＝ 　 　 ，判断依据是 　 　 。
②工业上通常采用400～500℃和常压（0.1MPa）的条件，采用常压的原因是 　 　 。
③M点对应的平衡混合气体的体积为VL，计算该温度下反应Ⅱ的平衡常数 K＝ 　 　 。
（4）测定尾气中SO2的含量。用氨基磺酸铵和硫酸铵的混合溶液吸收aL尾气，将SO2转化为H2SO3，然后用淀粉作指示剂，用cmol L﹣1I2标准溶液进行滴定，消耗I2标准溶液vmL。则尾气中SO2的含量为 　 　 mg L﹣1。
已知：H2SO3+I2+H2O═H2SO4+2HI
18．（2023秋 房山区期末）某实验小组探究Cu与Fe（NO3）3溶液的反应。取3g铜粉加入到100mL0.6 mol/LFe（NO3）3溶液（用HNO3调pH＝1）中，振荡、静置30分钟，铜粉减少，溶液呈棕绿色，未见有气泡产生。
（1）预测和Fe3+分别与Cu发生了反应，补充反应Ⅱ的离子方程式。
反应Ⅰ3Cu+28H+═3Cu2++2NO↑+4H2O
反应Ⅱ　 　
（2）探究反应Ⅰ是否发生
①设计实验：取3g铜粉加入到100mL 　 　 溶液中，振荡、静置30分钟。
②若反应Ⅰ能够发生，预计观察到的现象有 　 　 。
实际现象不明显，借助传感器证明反应Ⅰ能够发生。
（3）探究反应Ⅱ是否发生
步骤1：取3g铜粉加入到100mL0.3mol/LFe2（SO4）3溶液（用H2SO4调pH＝1）中，溶液迅速变为蓝绿色。
步骤2：取步骤1中上层清液，滴加少量KSCN溶液，出现白色浑浊，溶液变红，振荡后红色褪去。
①KSCN溶液的作用是 　 　 。
②已知，CuSCN是难溶于水的白色固体。结合平衡移动原理，解释步骤2中“溶液变红，振荡后红色褪去”的原因 　 　 。
（4）查阅资料可知，反应Ⅰ和反应Ⅱ的平衡常数分别为KⅠ＝6.3×1062和KⅡ＝5×1014。请从化学反应速率和限度的角度简述对Cu与Fe（NO3）3溶液反应的认识 　 　 。
19．（2025春 怀柔区校级期末）化学反应同时伴随着能量变化，是人类获取能量的重要途径。以下是常见的化学反应，回答（1）和（2）。
a．镁与盐酸反应
b．Ba（OH）2 8H2O晶体与NH4Cl晶体反应
c．氢氧化钠与盐酸反应
d．盐酸与碳酸氢钠反应
（1）以上化学反应中能用上图表示其能量变化的是 　 　 （填字母），此类反应中有能量变化的原因是：断开反应物的化学键吸收的总能量 　 　 （填“＞”或“＜”）形成生成物的化学键释放的总能量。
（2）从以上反应中选择一个反应设计原电池。
①将如图原电池装置补充完整 　 　 。
②证实化学能转化为电能的实验现象是 　 　 。
③正极的电极反应式是 　 　 。
（3）电动汽车的某种燃料电池如图所示，其中一极通甲烷，一极通空气。a、b极的电极反应式分别为 　 　 。
（4）H2还原CO2电化学法制备CH3OH（甲醇）的工作原理如图所示。通入H2的一端是电池的 　 　 极（填“正”或“负”），通入CO2的一端发生的电极反应式为 　 　 。生成16g甲醇时，转移 　 　 mol电子。
北京市2024-2025学年高一下学期化学期末模拟预测卷
参考答案与试题解析
一．选择题（共15小题）
1．（2024春 海淀区校级期末）下列设备工作时，将化学能转化为热能的是（　　）
A． 硅太阳能电池 B． 锂离子电池
C． 太阳能集热器 D． 燃气灶
【答案】D
【分析】化学变化中不但生成新物质而且还会伴随着能量的变化，解题时要注意看过程中否发生化学变化，是否产生了热量．
【解答】解：A．硅太阳能电池是太阳能转化为电能，故A错误；
B．锂离子电池是把化学能转化为电能，故B错误；
C．太阳能集热器是把太阳能转化为热能，故C错误；
D．燃烧是放热反应，是化学能转化为热能，故D正确。
故选：D。
【点评】本题考查能量的转化形式，难度不大，该题涉及了两方面的知识：一方面对物质变化的判断，另一方面是一定注意符合化学能向热能的转化条件．
2．（2025春 北京校级月考）纵观古今，化学与环境、材料、生产、生活关系密切，下列说法不正确的是（　　）
A．“玉兔号”月球车帆板太阳能电池的材料是氮化硅或二氧化硅
B．“神舟”系列飞船使用的碳纤维材料、光导纤维都是新型无机非金属材料
C．闻名世界的秦兵马俑是陶制品，由黏土经高温烧结而成
D．“神舟”宇宙飞船返回舱外表面使用的高温结构陶瓷的主要成分不是硅酸盐
【答案】A
【分析】A．二氧化硅不导电性、能对光线进行全反射；硅是良好的半导体材料；
B．碳纤维材料、光导纤维性能优良；
C．秦始皇兵马俑是由黏土经高温烧结而成的陶制品；
D．高温结构陶瓷是新型无机非金属材料。
【解答】解：A．硅是良好的半导体材料，可制作太阳能电池，二氧化硅不导电性、能对光线进行全反射，可用于制造光导纤维，故A 错误；
B．碳纤维材料、光导纤维性能优良，都是新型无机非金属材料，故B正确；
C．秦始皇兵马俑是由黏土经高温烧结而成的陶制品，故C正确；
D．高温结构陶瓷是新型无机非金属材料，其主要成分有氮化硼等，主要成分不是硅酸盐，故D正确；
故选：A。
【点评】本题考查物质的组成，侧重考查学生基础知识的掌握情况，试题难度中等。
3．（2025春 通州区期末）下列新型材料的主要成分不属于无机非金属材料的是（　　）
A.硬铝飞机外壳 B.光导纤维 C.耐高温碳化硅陶瓷 D.硅太阳能电池
A．A B．B C．C D．D
【答案】A
【分析】根据传统无机非金属材料：水泥、玻璃、陶瓷进行分析。
【解答】解：A．硬铝飞机外壳属于金属材料，不属于无机非金属材料，故A正确；
B．光导纤维主要成分为二氧化硅，属于无机非金属材料，故B错误；
C．耐高温碳化硅陶瓷属于传统无机非金属材料，故C错误；
D．硅太阳能电池属于无机非金属材料，故D错误；
故选：A。
【点评】本题考查了物质组成、分类的分析判断，注意知识的积累，题目难度不大。
4．（2025 房山区一模）我国在新型储能电池领域取得重大突破，锂硫电池因高能量密度成为研究热点。下列关于锂硫电池说法中不正确的是（　　）
A．硫单质是金属晶体
B．放电过程锂元素发生氧化反应
C．电池隔膜材料聚丙烯，属于有机高分子材料
D．锂硫电池单位质量储能比钠硫电池高
【答案】A
【分析】A．硫为非金属元素；
B．锂为负极，放电时发生氧化反应；
C．相对分子质量大于10000的为有机高分子化合物；
D．单位质量的锂失电子比钠多。
【解答】解：A．硫为非金属元素，不是金属晶体，故A错误；
B．锂为负极，放电时发生氧化反应，故B正确；
C．聚丙烯相对分子质量大于10000，属于有机高分子材料，故C正确；
D．单位质量的锂失电子比钠多，锂硫电池单位质量储能比钠硫电池高，故D正确；
故选：A。
【点评】本题考查了物质结构与性质，明确原电池工作原理，熟悉相关物质的性质是解题关键，题目难度中等。
5．（2025 北京学业考试）下列关于氨的说法不正确的是（　　）
A．有刺激性气味
B．常温常压下密度比空气的小
C．难溶于水
D．能与HCl反应
【答案】C
【分析】氨气在常温常压下是无色气体、有刺激性气味、极易溶于水的气体。
【解答】解：A．NH3在常温常压下是无色有刺激性气味的气体，故A正确；
B．NH3的相对分子质量是17，空气的平均相对分子质量为29，故常温常压下密度比空气的小，故B正确；
C．NH3是极易溶于水的气体，故C错误；
D．NH3能与HCl反应生成氯化铵，故D正确；
故选：C。
【点评】本题考查元素化合物，侧重考查学生含氮物质性质的掌握情况，试题难度中等。
6．（2024秋 丰台区期末）工业上制备硝酸的主要流程如图所示。下列说法不正确的是（　　）
A．氧化炉中发生的化学反应是
B．物质X是H2O
C．上述流程中，理论上用N2合成1mol HNO3，至少需要2.5mol O2
D．吸收塔中为提高氮原子的利用率，可通入过量空气和循环利用尾气中NO
【答案】C
【分析】氮气和氢气在合成塔中生成氨气，氨气在氧化炉中发生催化氧化生成一氧化氮和水，吸收塔中NO和氧气反应生成二氧化氮，二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮。
【解答】解：A．氧化炉中NH3发生催化氧化生成NO和H2O，反应化学方程式是，故A正确；
B．NO2和水反应生成HNO3和NO，所以物质X是H2O，故B正确；
C．上述流程中，理论上用N2合成1mol 硝酸，N元素化合价由0升高为+5，O元素化合价由0降低为﹣2，根据得失电子守恒，至少需要1.25mol O2，故C错误；
D．吸收塔中为提高氮原子的利用率，可通入过量空气发生反应4NO+3O2+2H2O＝4HNO3，还可以循环利用尾气中的NO，故D正确；
故选：C。
【点评】本题主要考查工业制取硝酸等，注意完成此题，可以从题干中抽取有用的信息，结合已有的知识进行解题。
7．（2024秋 房山区期末）物质类别和元素价态是研究物质性质的两个重要角度。图为含氮物质的“价—类”二维图的部分信息。下列说法不正确的是（　　）
A．从N2→X的转化是人工固氮的重要方法
B．Y的化学式为N2O5
C．从NO2→HNO3，必需加入氧化剂
D．使用HNO3和X制备硝酸铵氮肥时，氮元素的化合价没有发生变化
【答案】C
【分析】由图可知，X是NH3，Y是+5价氮的氧化物，Y是N2O5，从NO2→HNO3，发生的反应可以是：3NO2+H2O＝2HNO3+NO，使用HNO3和NH3制备硝酸铵氮肥时，发生反应：HNO3+NH3＝NH4NO3，据此解答。
【解答】解：A．的转化为工业合成氨，是人工固氮的重要方法，故A正确；
B．Y是+5价氮的氧化物，则Y的化学式为五氧化二氮，故B正确；
C．从NO2→HNO3，发生的反应可以是：3NO2+H2O＝2HNO3+NO，该反应中二氧化氮既是氧化剂也是还原剂，不需要加入氧化剂，故C错误；
D．使用硝酸和氨气制备硝酸铵氮肥时，发生反应：HNO3+NH3＝NH4NO3，氮元素的化合价没有发生变化，故D正确；
故选：C。
【点评】本题主要考查含氮物质的综合应用等，注意完成此题，可以从题干中抽取有用的信息，结合已有的知识进行解题。
8．（2025 北京学业考试）某小组为研究二氧化硫的性质，设计并完成如下实验。
下列说法不正确的是（　　）
A．铜与浓硫酸反应的化学方程式为
B．品红溶液褪色说明SO2具有漂白作用
C．酸性KMnO4溶液褪色说明SO2有氧化性
D．NaOH溶液的作用是吸收未完全反应的SO2，防止污染
【答案】C
【分析】A．铜与浓硫酸反应生成二氧化硫、硫酸铜和水；
B．SO2具有漂白作用能使品红溶液褪色；
C．酸性KMnO4溶液褪色，被还原生成了锰离子；
D．SO2是有毒气体，NaOH溶液的作用是吸收未完全反应的SO2。
【解答】解：A．铜与浓硫酸反应生成二氧化硫、硫酸铜和水，化学方程式为，故A正确；
B．SO2具有漂白作用能使品红溶液褪色，故B正确；
C．酸性KMnO4溶液褪色，被还原生成了锰离子，说明SO2有还原性，故C错误；
D．SO2是有毒气体，氢氧化钠与二氧化硫反应生成亚硫酸钠和水，则NaOH溶液的作用是吸收未完全反应的SO2，防止污染，故D正确；
故选：C。
【点评】本题考查元素化合物，侧重考查学生含硫物质性质的掌握情况，试题难度中等。
9．（2025春 北京校级月考）以黄铁矿为原料制备硫酸的工艺流程如图所示：
下列说法错误的是（　　）
A．黄铁矿煅烧时FeS2中Fe、S元素均被氧化
B．尾气中含有硫的氧化物，不能直接排放
C．若1mol FeS2完全转化为硫酸，理论上至少需要3.75mol的O2
D．将烧渣加入稀硝酸中溶解，再向溶解液中滴加KSCN溶液显红色，证明烧渣中含Fe2O3
【答案】D
【分析】黄铁矿在空气中灼烧生成氧化铁和二氧化硫，二氧化硫发生氧化反应生成三氧化硫，用98.3%的浓硫酸吸收三氧化硫得到硫酸。
【解答】解：A．黄铁矿煅烧时FeS2和氧气反应生成氧化铁和SO2，Fe、硫元素化合价均升高，均均被氧化，故A正确；
B．尾气中含有硫的氧化物，不能直接排放，防止污染空气，故B正确；
C．若FeS2完全转化为硫酸，铁元素化合价由+2升高为+3、硫元素化合价由﹣1升高为+6，1mol FeS2转移15mol电子，理论上至少需要氧气的物质的量为，故C正确；
D．将烧渣加入稀硝酸中溶解，再向溶解液中滴加硫氰化钾溶液显红色，说明溶液中含有铁离子，由于硝酸具有氧化性，可以将亚铁离子氧化为铁离子。故不能证明烧渣中含氧化铁，故D错误；
故选：D。
【点评】本题主要考查工业制取硫酸等，注意完成此题，可以从题干中抽取有用的信息，结合已有的知识进行解题。
10．（2025春 东城区校级月考）部分含硫物质的类别与相应化合价及部分物质间转化关系如图。下列说法正确的是（　　）
A．a在O2中燃烧可以生成d
B．b可存在于火山口附近或地壳的岩层中
C．c因漂白作用可以使滴有酚酞的NaOH溶液褪色，也可使酸性高锰酸钾溶液褪色
D．e的浓溶液长时间暴露在空气中，质量增大，质量分数增大
【答案】B
【分析】根据部分含硫物质的类别与相应化合价图可知：a是H2S，b是S单质，c是SO2，d是SO3，e是H2SO4，f是亚硫酸盐，g是硫化物。
【解答】解：A．a为硫化氢，在氧气中燃烧可以生成二氧化硫，不能直接生成三氧化硫，故A错误；
B．b为硫单质，可存在于火山口附近或地壳的岩层中，故B正确；
C．二氧化硫为酸性氧化物，与NaOH溶液反应使滴有酚酞的NaOH溶液褪色；SO2具有还原性，与酸性高锰酸钾溶液发生氧化还原反应使其褪色，故C错误；
D．浓硫酸具有吸水性，长时间暴露在空气中，由于吸水，溶液的质量增大，溶质的质量分数减小，故D错误；
故选：B。
【点评】本题主要考查等，注意完成此题，可以从题干中抽取有用的信息，结合已有的知识进行解题。
11．（2025 北京学业考试）下列关于蛋白质的说法不正确的是（　　）
A．是重要的营养物质 B．可发生水解反应
C．仅含C、H、O三种元素 D．牛奶中含有蛋白质
【答案】C
【分析】A．蛋白质是人体必需的六大营养物质之一，是重要的营养物质；
B．蛋白质在一定条件下可以发生水解反应，分解成氨基酸；
C．蛋白质主要由C（碳）、H（氢）、O（氧）、N（氮）等元素组成，有的还含有S（硫）、P（磷）等元素；
D．牛奶是一种常见的蛋白质来源，含有丰富的蛋白质。
【解答】解：A．蛋白质是构成细胞的基本物质，参与生命活动的调节、运输等，蛋白质是人体必需的六大营养物质之一，故A正确；
B．蛋白质在一定条件下可以发生水解反应，分解成氨基酸，故B正确；
C．蛋白质的主要组成元素是C、H、O、N，部分蛋白质还含S、P等元素，故C错误；
D．牛奶中含有蛋白质，如酪蛋白、乳清蛋白，故D正确；
故选：C。
【点评】本题主要考查蛋白质的组成元素和性质，了解蛋白质的基本组成和在人体中的作用是解答此题的关键。
12．（2025春 海淀区校级期末）京尼平苷酸是从杜仲中提取的一种生物活性物质，结构简式如图所示，其中不含有的官能团是（　　）
A．酯基 B．羟基 C．醚键 D．羧基
【答案】A
【分析】根据羧基的结构特征，进行分析。
【解答】解：A．酯基的结构特征为—COO—，京尼平苷酸结构中不含有酯基，故A正确；
B．羟基的结构特征为—OH，京尼平苷酸结构中含有羟基，故B错误；
C．醚键的结构特征为—O—，京尼平苷酸结构中含有醚键，故C错误；
D．羧基的结构特征为—COOH，京尼平苷酸结构中不含有羧基，故D错误；
故选：A。
【点评】本题主要考查有机化合物中官能团的识别，注意完成此题，可以从题干中抽取有用的信息，结合已有的知识进行解题。
13．（2025春 朝阳区校级期末）下列反应属于取代反应的是（　　）
A．乙烯使溴的四氯化碳溶液褪色
B．甲烷与氯气在光照条件下反应
C．乙烯与氢气在催化剂作用下反应
D．乙醇在铜催化、加热条件下与氧气反应
【答案】B
【分析】A．乙烯使溴的四氯化碳溶液褪色，是因为乙烯分子中含有碳﹣碳双键，能与溴发生加成反应；
B．甲烷与氯气在光照条件下反应，甲烷分子中的氢原子被氯原子逐步取代，生成一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳等物质，符合取代反应“有机物分子里的某些原子或原子团被其他原子或原子团所替代”的特征，属于取代反应；
C．乙烯与氢气在催化剂作用下反应，乙烯中的碳﹣碳双键打开，与氢气发生加成反应生成乙烷；
D．乙醇在铜催化、加热条件下与氧气反应，乙醇分子中的羟基被氧化为醛基，发生的是氧化反应。
【解答】解：A．乙烯使溴的四氯化碳溶液褪色，是因为乙烯分子中含有碳﹣碳双键，能与溴发生加成反应，不属于取代反应，故A错误；
B．甲烷与氯气在光照条件下反应，甲烷分子中的氢原子被氯原子逐步取代，生成一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳等物质，符合取代反应“有机物分子里的某些原子或原子团被其他原子或原子团所替代”的特征，属于取代反应，故B正确；
C．乙烯与氢气在催化剂作用下反应，乙烯中的碳﹣碳双键打开，与氢气发生加成反应生成乙烷，故C错误；
D．乙醇在铜催化、加热条件下与氧气反应，乙醇分子中的羟基被氧化为醛基，发生的是氧化反应，不属于取代反应，故D错误；
故选：B。
【点评】本题主要考查取代反应的反应机理，与加成反应和氧化反应等的区分。
14．（2025 北京学业考试）根据原电池原理，人们研制出了满足不同用电需要的化学电池。某原电池如图。下列说法不正确的是（　　）
A．电流表指针偏转，说明化学能转化为电能
B．锌片作原电池的正极
C．铜片上发生反应：2H++2e﹣＝H2↑
D．该装置可使氧化反应和还原反应分别在两个不同的区域进行
【答案】B
【分析】活泼金属锌为负极，电极反应式为Zn﹣2e﹣＝Zn2+，铜为正极，电极反应式2H++2e﹣＝H2↑。
【解答】解：A．原电池通过化学反应产生电流，电流表的指针偏转表明化学能转化为电能，故A正确；
B．Zn片在反应中失去电子，发生氧化反应，而Cu片作为正极，得到电子，故B错误；
C．在Cu片上，H+得到电子，生成H2，这是还原反应，电极反应式正确，故C正确；
D．原电池的设计使得氧化反应和还原反应分别在负极和正极进行，从而产生电流，故D正确；
故选：B。
【点评】本题主要考查原电池原理等，注意完成此题，可以从题干中抽取有用的信息，结合已有的知识进行解题。
15．（2025春 海淀区校级期末）下列实验现象或图像信息不能充分说明相应的化学反应是放热反应的是（　　）
A．温度计的水银柱不断上升 B．反应物总能量大于生成物总能量
C．反应开始后，甲处液面低于乙处液面 D．反应开始后，针筒活塞向右移动
A．A B．B C．C D．D
【答案】D
【分析】A．中和反应放出热量；
B．反应物总能量大于生成物总能量，化学反应是放热反应；
C．反应后甲处液面低于乙处液面，说明装置内压强增大，温度升高，反应为放热反应；
D．Zn 与稀硫酸反应生成氢气也可使针筒活塞向右移动。
【解答】解：A．通过温度计的水银柱升高可知，混合后温度升高，说明反应放热，故A错误；
B．由图示可知反应物的能量高于生成物的能量，由反应物到生成物能量降低，反应放热，故B错误；
C．甲出液面低于乙处液面说明广口瓶中的气体膨胀，可知小试管中的反应放出热量使广口瓶中的温度升高，故C错误；
D．由于反应生成氢气，压强增大，所以随着反应的进行，针筒活塞向右移动，这与反应是放热反应或吸热反应无关，故D正确；
故选：D。
【点评】本题考查化学反应与能量变化，属于基础知识的考查，题目难度不大。
二．解答题（共4小题）
16．（2024秋 海淀区校级期末）氮是自然界中生物体生命活动不可缺少的元素，其化合物种类丰富。
Ⅰ．氨是重要的化工原料，实验室可通过图1装置制取。
已知：相同条件下，相对分子质量小的气体，运动速率较快。
（1）写出实验室制取NH3的化学方程式 　　 。
（2）请将图1方框中收集NH3的装置补充完整 　　 。
（3）图2中，玻璃管内可观察到的现象是 　在靠近浓盐酸棉球的一侧（或靠近B端）生成白烟　 （用不超过20字表述）。
（4）图2反应的生成物溶于水得到溶液A。取溶液A少许于试管中，　加入浓NaOH溶液，加热，将湿润的红色石蕊试纸置于管口处，试纸变蓝（或将蘸有浓盐酸的玻璃棒于管口处，有白烟生成）　 ，则证明溶液A含有。
Ⅱ．氨的循环和转化对生产、生活有重要价值。某工厂制硝酸的流程如图所示。
（5）写出“氧化炉”中反应的化学方程式：　　 。
（6）写出吸收塔中合成HNO3的化学方程式：　4NO+3O2+2H2O＝4HNO3（或NO→NO2→HNO3分步）　 。
（7）“吸收塔”排出的尾气中会含有NO、NO2等氮氧化物，为消除它们对环境的影响，通常用纯碱溶液吸收法。法写出足量纯碱溶液吸收NO2的化学方程式（已知产物之一为NaNO2）：　2NO2+2Na2CO3+H2O＝NaNO2+NaNO3+2NaHCO3　 。
【答案】（1）；
（2）；
（3）在靠近浓盐酸棉球的一侧（或靠近B端）生成白烟；
（4）加入浓NaOH溶液，加热，将湿润的红色石蕊试纸置于管口处，试纸变蓝（或将蘸有浓盐酸的玻璃棒于管口处，有白烟生成）；
（5）；
（6）4NO+3O2+2H2O＝4HNO3（或NO→NO2→HNO3分步）；
（7）2NO2+2Na2CO3+H2O＝NaNO2+NaNO3+2NaHCO3。
【分析】实验室中加热氯化铵和氢氧化钙的混合物制取NH3，用碱石灰干燥氨气，用向下排空气法收集氨气；氨气和氯化氢气体反应生成氯化铵（白烟）。
【解答】解：（1）实验室中加热氯化铵和氢氧化钙的混合物制取NH3，反应的化学方程式为，
故答案为：；
（2）氨气的密度小于空气，用向下排空气法收集氨气，图1收集NH3的装置为，
故答案为：；
（3）浓氨水易挥发出氨气，浓盐酸易挥发出氯化氢气体，氨气的运动速度大于氯化氢，氨气和氯化氢在玻璃管内相遇结合为氯化铵，玻璃管内可观察到的现象是在靠近浓盐酸棉球的一侧生成白烟，
故答案为：在靠近浓盐酸棉球的一侧（或靠近B端）生成白烟；
（4）图2反应的生成物是氯化铵，氯化铵溶于水得到溶液A。铵盐能与碱反应放出氨气，取溶液A少许于试管中，加入浓NaOH溶液，加热，将湿润的红色石蕊试纸置于管口处，试纸变蓝，则证明溶液A含有，
故答案为：加入浓NaOH溶液，加热，将湿润的红色石蕊试纸置于管口处，试纸变蓝（或将蘸有浓盐酸的玻璃棒于管口处，有白烟生成）；
（5）“氧化炉”中氨气发生催化氧化生成一氧化氮和水，反应的化学方程式为，
故答案为：；
（6）吸收塔中一氧化氮和氧气生成二氧化氮，二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮，吸收塔中总反应的化学方程式为4NO+3O2+2H2O＝4HNO3，
故答案为：4NO+3O2+2H2O＝4HNO3（或NO→NO2→HNO3分步）；
（7）足量纯碱溶液吸收NO2生成硝酸钠、亚硝酸钠、碳酸氢钠，反应的化学方程式为2NO2+2Na2CO3+H2O＝NaNO2+NaNO3+2NaHCO3，
故答案为：2NO2+2Na2CO3+H2O＝NaNO2+NaNO3+2NaHCO3。
【点评】本题主要考查含氮物质的综合应用等，注意完成此题，可以从题干中抽取有用的信息，结合已有的知识进行解题。
17．（2024秋 朝阳区期末）以黄铁矿为原料制取硫酸的原理示意图如图。
（1）黄铁矿在通空气前需粉碎，其作用是 　增大接触面积，加快反应速率　 。
（2）反应Ⅱ：2SO2（g）+O2（g） 2SO3（g）ΔH＝﹣196kJ mol﹣1是制硫酸的关键步骤。使用V2O5作催化剂，涉及如下反应：
ⅰ.V2O5（s）+SO2（g） V2O4（s）+SO3（g）ΔH1＝+24kJ mol﹣1
ⅱ._____+2SO3（g） _____ΔH2＝_____kJ mol﹣1
ⅲ.2VOSO4（s）（g）ΔH3＝+277kJ mol﹣1
①补全反应ⅱ的热化学方程式：
　V2O4（s）　 +2SO3（g） 　2VOSO4（s）　 ΔH2＝ 　﹣399　 kJ mol﹣1
②下列说法不正确的是 　abc　 （填序号）。
a.反应ⅰ和ⅱ均属于氧化还原反应
b.投入1mol V2O5，最多制得1mol SO3
c.使用V2O5能提高SO2的平衡转化率
（3）在体积可变的恒压密闭容器中投入8mol SO（g）11.7mol O2（g）和43.3mol N2（g），不同条件下发生反应Ⅱ。实验测得在0.1MPa、0.5MPa和5.0MPa压强下，SO2平衡转化率（α）随温度的变化如图所示。
①0.1MPa、550℃时SO2平衡转化率α＝ 　0.85　 ，判断依据是 　该反应是气体分子数减小的反应，其它条件相同时，增大压强平衡正向进行，二氧化硫转化率增大，p3＝0.1MPa　 。
②工业上通常采用400～500℃和常压（0.1MPa）的条件，采用常压的原因是 　400～500℃和常压（0.1MPa）的条件时，二氧化硫转化率已经很高，增大压强对材料、设备、动力要求更高，生产成本增加　 。
③M点对应的平衡混合气体的体积为VL，计算该温度下反应Ⅱ的平衡常数 K＝ 　10V　 。
（4）测定尾气中SO2的含量。用氨基磺酸铵和硫酸铵的混合溶液吸收aL尾气，将SO2转化为H2SO3，然后用淀粉作指示剂，用cmol L﹣1I2标准溶液进行滴定，消耗I2标准溶液vmL。则尾气中SO2的含量为 　　 mg L﹣1。
已知：H2SO3+I2+H2O═H2SO4+2HI
【答案】（1）增大接触面积，加快反应速率；
（2）①V2O4（s）；2VOSO4（s）；﹣399；
②abc；
（3）①0.85；该反应是气体分子数减小的反应，其它条件相同时，增大压强平衡正向进行，二氧化硫转化率增大，p3＝0.1MPa；
②400～500℃和常压（0.1MPa）的条件时，二氧化硫转化率已经很高，增大压强对材料、设备、动力要求更高，生产成本增加；
③10V；
（4）。
【分析】黄铁矿和空气中的O2在加热条件下发生反应，生成SO2和Fe3O4，SO2和空气中的O2在400～500℃、常压、催化剂的作用下发生反应得到SO3，用98.3%的浓硫酸吸收SO3，得到H2SO4，结合问题分析判断和计算应用，
（1）矿石粉碎可以增大接触面积，加快反应速率；
（2）①反应Ⅱ：2SO2（g）+O2（g） 2SO3（g）ΔH＝﹣196kJ mol﹣1是制硫酸的关键步骤，使用V2O5作催化剂，涉及如下反应，ⅰ．V2O5（s）+SO2（g） V2O4（s）+SO3（g）ΔH1＝+24kJ mol﹣1，ⅲ．2VOSO4（s）（g）ΔH3＝+277kJ mol﹣1，结合盖斯定律计算得到，反应Ⅱ（i+ii+iii）得到反应ii；
②a．反应ⅱ不属于氧化还原反应；
b．投入1mol V2O5，反应为可逆反应；
c．催化剂改变反应速率，不能改变平衡；
（3）①体积可变的恒压密闭容器中投入8mol SO2（g）11.7mol O2（g）和43.3mol N2（g），不同条件下发生反应Ⅱ：2SO2（g）+O2（g） 2SO3（g）ΔH＝﹣196kJ mol﹣1，实验测得在0.1MPa、0.5MPa和5.0MPa压强下，SO2平衡转化率（α）随温度的变化如图所示，反应是气体体积减小的反应，增大压强，平衡正向进行，二氧化硫转化率增大，则p1、p2、p3分别为5.0MPa压强、0.5MPa、0.1MPa，p3＝0.1MPa时；
②400～500℃和常压（0.1MPa）的条件时，二氧化硫转化率已经很高，增大压强，会增大设备成本；
③体积可变的恒压密闭容器中投入8mol SO（g）11.7mol O2（g）和43.3mol N2（g），不同条件下发生反应Ⅱ：2SO2（g）+O2（g） 2SO3（g）ΔH＝﹣196kJ mol﹣1，M点对应的平衡混合气体的体积为VL，p3＝0.1MPa，二氧化硫转化率90%，结合三段式列式计算，
2SO2（g）+O2（g） 2SO3（g）
起始量（mol） 8 11.7 0
变化量（mol）7.2 3.6 7.2
平衡量（mol） 0.8 8.1 7.2
计算该温度下反应Ⅱ的平衡常数 K；
（4）用氨基磺酸铵和硫酸铵的混合溶液吸收aL尾气，将SO2转化为H2SO3，然后用淀粉作指示剂，用cmol L﹣1I2标准溶液进行滴定，H2SO3+I2+H2O═H2SO4+2HI，消耗I2标准溶液vmL，硫元素守恒计算得到尾气中SO2的含量。
【解答】解：（1）黄铁矿在通空气前需粉碎，其作用是增大接触面积，加快反应速率，
故答案为：增大接触面积，加快反应速率；
（2）①反应Ⅱ：2SO2（g）+O2（g） 2SO3（g）ΔH＝﹣196kJ mol﹣1是制硫酸的关键步骤，使用V2O5作催化剂，涉及如下反应，ⅰ．V2O5（s）+SO2（g） V2O4（s）+SO3（g）ΔH1＝+24kJ mol﹣1，ⅲ．2VOSO4（s）（g）ΔH3＝+277kJ mol﹣1，结合盖斯定律计算得到，反应Ⅱ（i+ii+iii）得到反应ii为：ⅱ．V2O4（s）+2SO3（g） 2VOSO4（s），ΔH2＝﹣399kJ mol﹣1，
故答案为：V2O4（s）；2VOSO4（s）；﹣399；
②a．反应ⅱ不属于氧化还原反应，故a错误；
b．投入1mol V2O5，反应为可逆反应，不能制得1mol SO3，故b错误；
c．催化剂改变反应速率，不能改变平衡，使用V2O5不能能提高SO2的平衡转化率，故c错误；
故答案为：abc；
（3）①体积可变的恒压密闭容器中投入8mol SO2（g）11.7mol O2（g）和43.3mol N2（g），不同条件下发生反应Ⅱ：2SO2（g）+O2（g） 2SO3（g）ΔH＝﹣196kJ mol﹣1，实验测得在0.1MPa、0.5MPa和5.0MPa压强下，SO2平衡转化率（α）随温度的变化如图所示，反应是气体体积减小的反应，增大压强，平衡正向进行，二氧化硫转化率增大，则p1、p2、p3分别为5.0MPa压强、0.5MPa、0.1MPa，p3＝0.1MPa时，图中得到对应二氧化硫转化率0.85，
故答案为：0.85；该反应是气体分子数减小的反应，其它条件相同时，增大压强平衡正向进行，二氧化硫转化率增大，p3＝0.1MPa；
②工业上通常采用400～500℃和常压（0.1MPa）的条件，采用常压的原因是：400～500℃和常压（0.1MPa）的条件时，二氧化硫转化率已经很高，增大压强对材料、设备、动力要求更高，生产成本增加，
故答案为：400～500℃和常压（0.1MPa）的条件时，二氧化硫转化率已经很高，增大压强对材料、设备、动力要求更高，生产成本增加；
③体积可变的恒压密闭容器中投入8mol SO（g）11.7mol O2（g）和43.3mol N2（g），不同条件下发生反应Ⅱ：2SO2（g）+O2（g） 2SO3（g）ΔH＝﹣196kJ mol﹣1，M点对应的平衡混合气体的体积为VL，p3＝0.1MPa，二氧化硫转化率90%，结合三段式列式计算，
2SO2（g）+O2（g） 2SO3（g）
起始量（mol） 8 11.7 0
变化量（mol）7.2 3.6 7.2
平衡量（mol） 0.8 8.1 7.2
计算该温度下反应Ⅱ的平衡常数 K10V，
故答案为：10V；
（4）用氨基磺酸铵和硫酸铵的混合溶液吸收aL尾气，将SO2转化为H2SO3，然后用淀粉作指示剂，用cmol L﹣1I2标准溶液进行滴定，H2SO3+I2+H2O═H2SO4+2HI，消耗I2标准溶液vmL，硫元素守恒计算得到尾气中SO2的含量mg L﹣1，
故答案为：。
【点评】本题考查盖斯定律、化学平衡计算等知识点，把握化学反应原理及各个物理量关系是解本题关键，难点是化学平衡计算，注意知识的熟练掌握，题目难度中等。
18．（2023秋 房山区期末）某实验小组探究Cu与Fe（NO3）3溶液的反应。取3g铜粉加入到100mL0.6 mol/LFe（NO3）3溶液（用HNO3调pH＝1）中，振荡、静置30分钟，铜粉减少，溶液呈棕绿色，未见有气泡产生。
（1）预测和Fe3+分别与Cu发生了反应，补充反应Ⅱ的离子方程式。
反应Ⅰ3Cu+28H+═3Cu2++2NO↑+4H2O
反应Ⅱ　2Fe3++Cu＝2Fe2++Cu2+　
（2）探究反应Ⅰ是否发生
①设计实验：取3g铜粉加入到100mL 　1.8mol/L硝酸钠溶液（用HNO3调pH＝1）　 溶液中，振荡、静置30分钟。
②若反应Ⅰ能够发生，预计观察到的现象有 　铜粉逐渐溶解，溶液变为蓝色，有无色气体生成，在液面上方变为红棕色　 。
实际现象不明显，借助传感器证明反应Ⅰ能够发生。
（3）探究反应Ⅱ是否发生
步骤1：取3g铜粉加入到100mL0.3mol/LFe2（SO4）3溶液（用H2SO4调pH＝1）中，溶液迅速变为蓝绿色。
步骤2：取步骤1中上层清液，滴加少量KSCN溶液，出现白色浑浊，溶液变红，振荡后红色褪去。
①KSCN溶液的作用是 　检验Fe3+　 。
②已知，CuSCN是难溶于水的白色固体。结合平衡移动原理，解释步骤2中“溶液变红，振荡后红色褪去”的原因 　加入SCN﹣后，Fe3+与SCN﹣反应，生成Fe（SCN）3溶液显红色；振荡过程中Cu+与SCN﹣反应生成CuSCN沉淀，使SCN﹣浓度减小，Fe3++3SCN﹣Fe（SCN）3逆向移动，溶液红色褪去　 。
（4）查阅资料可知，反应Ⅰ和反应Ⅱ的平衡常数分别为KⅠ＝6.3×1062和KⅡ＝5×1014。请从化学反应速率和限度的角度简述对Cu与Fe（NO3）3溶液反应的认识 　Cu与Fe3+和（H+）均能发生反应，其中Cu与（H+）反应限度更大，Cu与Fe3+反应速率更快　 。
【答案】（1）2Fe3++Cu＝2Fe2++Cu2+；
（2）①1.8mol/L硝酸钠溶液（用HNO3调pH＝1）；
②铜粉逐渐溶解，溶液变为蓝色，有无色气体生成，在液面上方变为红棕色；
（3）①检验Fe3+；
②加入SCN﹣后，Fe3+与SCN﹣反应，生成Fe（SCN）3溶液显红色，振荡过程中Cu+与SCN﹣反应生成CuSCN沉淀，使SCN﹣浓度减小，Fe3++3SCN﹣ Fe（SCN）3逆向移动，溶液红色褪去；
（4）Cu与Fe3+和（H+）均能发生反应，其中Cu与（H+）反应限度更大，Cu与Fe3+反应速率更快。
【分析】（1）溶液中含有Fe3+，所以除发生反应I外，还有Fe3+氧化Cu生成Cu2+和Fe2+；
（2）①探究反应Ⅰ是否发生，需要排除Fe3+的影响，而且保证其他条件应相同，根据所提供的试剂，取3g铜粉加入100mL 1.8mol/L硝酸钠溶液（用HNO3调pH＝1）中，振荡、静置；
②结合反应Ⅰ、Ⅱ可知，若反应Ⅰ能够发生，预计观察到的现象有铜粉逐渐溶解，溶液变为蓝色，有无色气体生成，在液面上方变为红棕色；
（3）①三价铁离子与KSCN显血红色，可对其进行检验；
②已知，CuSCN是难溶于水的白色固体。结合平衡移动原理，解释步骤2中“溶液变红，振荡后红色褪去”的原因是加入SCN﹣后，Fe3+与SCN﹣反应；
（4）查阅资料可知，反应Ⅰ和反应Ⅱ的平衡常数分别为KⅠ＝6.3×1062和KⅡ＝5×1014，通过比较反应现象及反应Ⅰ、反应Ⅱ的平衡常数可知，Cu与Fe3+和（H+）均能发生反应，其中Cu与（H+）反应限度更大。
【解答】解：（1）溶液中含有Fe3+，所以除发生反应I外，还有Fe3+氧化Cu生成Cu2+和Fe2+，即反应Ⅱ的离子方程式为2Fe3++Cu＝2Fe2++Cu2+，
故答案为：2Fe3++Cu＝2Fe2++Cu2+；
（2）①探究反应Ⅰ是否发生，需要排除Fe3+的影响，而且保证其他条件应相同，根据所提供的试剂，取3g铜粉加入100mL 1.8mol/L硝酸钠溶液（用HNO3调pH＝1）中，振荡、静置30分钟，无明显现象，
故答案为：1.8mol/L硝酸钠溶液（用HNO3调pH＝1）；
②结合反应Ⅰ、Ⅱ可知，若反应Ⅰ能够发生，预计观察到的现象有铜粉逐渐溶解，溶液变为蓝色，有无色气体生成，在液面上方变为红棕色，
故答案为：铜粉逐渐溶解，溶液变为蓝色，有无色气体生成，在液面上方变为红棕色；
（3）①三价铁离子与KSCN显血红色，可对其进行检验，故KSCN溶液的作用是检验Fe3+，
故答案为：检验Fe3+；
②已知，CuSCN是难溶于水的白色固体。结合平衡移动原理，解释步骤2中“溶液变红，振荡后红色褪去”的原因是加入SCN﹣后，Fe3+与SCN﹣反应，生成Fe（SCN）3溶液显红色，振荡过程中Cu+与SCN﹣反应生成CuSCN沉淀，使SCN﹣浓度减小，Fe3++3SCN﹣ Fe（SCN）3逆向移动，溶液红色褪去，
故答案为：加入SCN﹣后，Fe3+与SCN﹣反应，生成Fe（SCN）3溶液显红色，振荡过程中Cu+与SCN﹣反应生成CuSCN沉淀，使SCN﹣浓度减小，Fe3++3SCN﹣ Fe（SCN）3逆向移动，溶液红色褪去；
（4）查阅资料可知，反应Ⅰ和反应Ⅱ的平衡常数分别为KⅠ＝6.3×1062和KⅡ＝5×1014，通过比较反应现象及反应Ⅰ、反应Ⅱ的平衡常数可知，Cu与Fe3+和（H+）均能发生反应，其中Cu与（H+）反应限度更大，Cu与Fe3+反应速率更快，
故答案为：Cu与Fe3+和（H+）均能发生反应，其中Cu与（H+）反应限度更大，Cu与Fe3+反应速率更快。
【点评】本题考查了探究实验的相关内容，掌握相关物质的性质以及是解答关键，侧重学生实验能力和分析能力的考查，注意高频考点的掌握，题目难度中等。
19．（2025春 怀柔区校级期末）化学反应同时伴随着能量变化，是人类获取能量的重要途径。以下是常见的化学反应，回答（1）和（2）。
a．镁与盐酸反应
b．Ba（OH）2 8H2O晶体与NH4Cl晶体反应
c．氢氧化钠与盐酸反应
d．盐酸与碳酸氢钠反应
（1）以上化学反应中能用上图表示其能量变化的是 　cd　 （填字母），此类反应中有能量变化的原因是：断开反应物的化学键吸收的总能量 　＞　 （填“＞”或“＜”）形成生成物的化学键释放的总能量。
（2）从以上反应中选择一个反应设计原电池。
①将如图原电池装置补充完整 　　 。
②证实化学能转化为电能的实验现象是 　电流计指针偏转　 。
③正极的电极反应式是 　2H++2e﹣＝H2↑　 。
（3）电动汽车的某种燃料电池如图所示，其中一极通甲烷，一极通空气。a、b极的电极反应式分别为 　负极：、正极：　 。
（4）H2还原CO2电化学法制备CH3OH（甲醇）的工作原理如图所示。通入H2的一端是电池的 　负　 极（填“正”或“负”），通入CO2的一端发生的电极反应式为 　　 。生成16g甲醇时，转移 　3　 mol电子。
【答案】（1）cd；＞；
（2）①；
②电流计指针偏转；
③2H++2e﹣＝H2↑；
（3）负极：、正极：；
（4）负； ；3。
【分析】（1）根据化学反应的能量变化进行分析，判断哪些反应可以用图表示其能量变化；
（2）根据原电池的设计和电极反应进行分析，补充原电池装置，确定电极反应和化学能转化为电能的实验现象；
（3）根据燃料电池的工作原理进行分析，写出甲烷燃料电池的电极反应式；
（4）根据电化学法制备甲醇的工作原理进行分析，确定电池的正负极，写出电极反应式，计算生成16g甲醇时转移的电子数。
【解答】解：（1）图示生成物能量高于反应物为吸热反应，镁与盐酸反应、氢氧化钠与盐酸反应为放热反应，盐酸与碳酸氢钠反应、Ba（OH）2 8H2O晶体与NH4Cl晶体反应为吸热反应；此类反应中有能量变化的原因是：断开反应物的化学键吸收的总能量＞形成生成物的化学键释放的总能量，
故答案为：cd；＞；
（2）自发的氧化还原反应可以设计为原电池，镁与盐酸反应可设计为原电池；
①该原电池中镁作负极，电解质为盐酸溶液，图示为，
故答案为：；
②该原电池工作时，Mg失电子生成Mg2+，作负极，石墨作正极，电路中电子由负极Mg经过导线流向正极石墨，则电流计指针发生偏转，
故答案为：电流计指针偏转；
③该原电池工作时，Mg作负极，石墨作正极，正极上H+得电子生成H2，正极反应式为2H++2e﹣＝H2↑，
故答案为：2H++2e﹣＝H2↑；
（3）由图和题意可知，图示为甲烷燃料电池，且电解液为KOH，a失电子为负极，甲烷在该电极失电子转化为碳酸根，b为正极，氧气在该电极得电子生成OH﹣，两电极的电极反应式分别为：负极（a）：CH4+10OH﹣﹣8e﹣7H2O、正极（b）：2O2+8e﹣+4H2O＝8OH﹣，
故答案为：负极：、正极：；
（4）由题意，通入H2的电极为负极，氢气失电子氢元素变为+1价；通入CO2的一端为正极，CO2得电子转化生成CH3OH，发生的电极反应式为CO2+6H++6e﹣＝CH3OH+H2O；反应中碳元素的化合价由+4变为﹣2，每生成1个CH3OH得6个电子，故生成16g甲醇，即生成0.5mol甲醇，转移3mol电子，
故答案为：负； ；3。
【点评】本题主要考查了化学反应的能量变化、原电池的设计、燃料电池的工作原理以及电化学法制备甲醇的工作原理。在解答过程中，需要注意从题干中抽取有用的信息，结合已有的知识进行解题。通过这些知识点的综合应用，可以全面理解和解答相关问题。
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