精品解析：上海市控江中学2023-2024学年高三上学期开学摸底测试化学试题

控江中学2024届高三第一学期开学摸底测试试卷 可能用到的相对原子质量：H-1 O-16 S-32 Ba-137 考生注意：1、试卷满分100分，考试时间60分钟。 2、答题前，务必在答题纸上填写姓名、学号。所有题的作答必须写在答题纸上与试卷题号对应的位置，否则一律不得分。 一、碳中和，碳达峰(本题共28分) 2021年度中国科学十大进展之一就是人工淀粉合成途径研究，其关键步骤之一就是利用CO2合成出有机小分子。这将有利于我国实现碳达峰碳中和，有利于建设友好型社会。 1. CO2可与H2生成CH4：CO2(g)+4H2(g)⇌CH4(g)+2H2O(g)。 （1）我国科研人员提出了以Ni/Al2O3为催化剂，上述反应的历程如图所示： 下列说法错误的是_______。 A. 使用催化剂可有效提高反应物的平衡转化率 B. 该历程中每生成1mol CH4，转移8NA个电子 C. 在反应历程中，H-H键与C=O键断裂吸收能量 D. 在反应过程中，催化剂参与反应，改变反应路径，降低反应的活化能 （2）在恒温(T>100℃)恒容装置中进行该反应，能判断反应已达平衡状态的是_______。 A. 混合气体密度不再改变 B. 混合气体压强不再改变 C. 混合气体平均摩尔质量不再改变 D. n (CO2)： n(H2) =1：4 （3）将1mol CO2和4mol H2置于体积为2L的密闭容器中发生反应，测得H2O(g)的物质的量分数与温度的关系如图所示，该反应的平衡常数K随温度升高而_______(填“增大”或“减小”)。判断依据是_______。 （4）下列措施有利于提高反应中CO2的平衡转化率的是_______。 A. 使用催化剂 B. 加压 C. 升高温度 D. 增大初始投料比n(CO2)/n(H2) 2. 我国科研人员提出了由CO2和CH4转化为高附加值产品CH3COOH的催化反应历程。该历程示意图如图。 （1）①、②与过渡态三种物质中，最不稳定的是_______；①转化为②过程中_______(选填“吸收”或“放出”)能量。 （2）25℃、101kPa下，CH4(g)、CH3COOH(l)的燃烧热分别-893kJ·mol-1、-870 kJ·mol-1，计算转化反应CO2(g) + CH4(g) = CH3COOH(l)的焓变ΔH=_______ kJ·mol-1 3. 二氧化碳催化加氢制甲醇，有利于减少温室气体二氧化碳。反应可表示：CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g) + H2O (g) （1）该反应平衡常数的表达式K=_______； （2）上述反应体系在一定条件下建立平衡后，下列说法正确的有_______。 A. 增大H2的浓度，平衡向右移动 B. 移去部分CH3OH，正反应速率增大 C 降低反应温度，正、逆反应速率都减小 D. 加入催化剂，可提高CO2的平衡转化率 （3）在5L密闭容器中充入1mol CO2和3mol H2，测得一定时间内混合气体中CH3OH的体积分数φ(CH3OH)与温度的关系如图所示。 ①若温度为T时，反应10分钟，φ(CH3OH)=30%，则0~10分钟内，CH3OH平均反应速率ʋ=_______。 ②该反应是_______反应(选填“吸热”或“放热”)；其它条件相同时，CH3OH在a点的正反应速率_______CH3OH在b点的正反应速率(选填“>”、“<”或“=”)；解释温度低于T时，φ(CH3OH)随温度升高而逐渐增加的原因_______。 4. 反应CO2 (g) + 3H2(g)⇌CH3OH(g) + H2O (g)通过如下步骤来实现：①CO2 (g) +H2(g) ⇌CO(g) + H2O (g)   ②CO(g) +2H2(g) ⇌CH3OH(g)；上述反应过程中能量变化可用如图表示， 其中反应_______为慢反应(填“①”或“②”)。对反应②自发性的判断正确的是_______，判断依据是_______。 A.高温下自发 B.低温下自发 C.始终自发 D.始终不自发 二、“自我补给”：航天器中物质与能源的循环(本题共15分) 5. 吸入氧气、排出二氧化碳，这看似再简单不过的新陈代谢，在遥远的太空中却并不容易，因为在航天服、航天器、空间站等密闭系统中，CO2浓度会高得多，而超过一定浓度会导致呼吸急促、头晕头痛、昏迷甚至死亡，因此必须通过一定方法将CO2清除。 （1）非再生式氢氧化锂(LiOH)除碳技术 我国“飞天”舱外航天服采用非再生式氢氧化锂(LiOH)吸附CO2生成碳酸锂，该技术设备操作简单，功能可靠，适用于短期出舱任务。吸附发生的化学方程式为_______。 （2）再生式快速循环胺技术 以固态胺作为吸附剂，吸附CO