精品解析：江苏省常州市联盟校2023-2024学年高二上学期调研期中化学试卷

常州市联盟学校2023-2024学年度第一学期期中调研 高二年级化学试卷 本试卷共17大题 满分100分 考试时间75分钟 可能用到的原子量：H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 Mg-24 Al-27 S-32 Cl-35.5 K-39 Ca-40 Cu-64 Zn-65 一、单项选择题：本题包括13小题，每小题3分，共计39分 1. 近年来我国在科学技术领域取得了举世瞩目的成就。下列对有关成就所涉及的化学知识说法不正确的是 A. “奋斗者”号潜水器从深海采回的矿物中含的与互为同素异形体 B. “神舟十三号”运载火箭用到的碳纤维属于新型无机非金属材料 C. C919飞机机身使用了铝锂合金，因该合金密度小、强度高 D. “天舟五号”飞船搭载的燃料电池放电时主要将化学能转化为电能 【答案】A 【解析】 【详解】A．与为B元素的不同原子，互为同位素，故A错误； B．碳纤维属于新型无机非金属材料，故B正确； C．铝锂合金具有密度小、强度高的优良性能，可用作飞机机身，故C正确； D．燃料电池为放电时为原电池，可将化学能转化为电能，故D正确； 故选：A。 2. 常温下，下列各组离子在指定的条件下能大量共存的是 A. 在的溶液中：、、、 B. 通入足量的溶液中：、、、 C. 的溶液中：、、、 D. 由水电离出的的溶液中：、、、 【答案】B 【解析】 【详解】A．在的溶液中存在大量氢氧根离子，氢氧根离子会和铵根离子生成氨气和水，不共存，A不符合题意； B．通入足量的溶液中存在，、、、相互不反应，也不和二氧化碳反应，能共存，B符合题意； C．Fe3+与SCN-结合生成配合物，不共存，C不符合题意； D．酸或碱抑制水的电离，由水电离出的的溶液可能是碱性或酸性，碱性溶液中镁离子和氢氧根离子生成氢氧化镁沉淀，酸性溶液中氢离子和次氯酸根离子生成弱酸次氯酸，不共存，D不符合题意； 故选B。 3. 以为催化剂的光热化学循环分解反应为温室气体减排提供了一个新途径，该反应的机理及各分子化学键完全断裂时的能量变化如图所示： 下列说法不正确的是（ ） A. 过程①中钛氧键断裂会吸收能量 B. 该反应中，光能和热能转化为化学能 C. 使用作为催化剂可以降低反应的活化能，从而提高化学反应速率 D. 分解反应的热化学方程式为 【答案】D 【解析】 【详解】A．断开化学键会吸收能量，所以过程①中钛氧键断裂会吸收能量，故A正确； B．该反应中吸收光能和热能转化为CO和O2的化学能，故B正确； C．催化剂可以降低反应的活化能，从而来加快反应速率，故C正确； D．△H=反应物总键能-生成物总键能，CO2分解反应的热化学方程式为 △H=(1598×2-1072×2-496)kJ/mol=+556kJ/mol，故D错误。 答案选D。 4. 一种可充电锌—空气电池放电时的工作原理如下图所示。已知：I室溶液中，锌主要以的形式存在，并存在电离平衡。下列说法错误的是 A. 放电时，I室溶液中浓度增大 B. 放电时，II室中的通过阴离子交换膜进入I室 C. 充电时，Zn电极的电极反应为 D. 充电时，每生成0.2molO2，Ⅲ室溶液质量理论上减少6.4g 【答案】D 【解析】 【分析】放电时，该装置为原电池，通入的电极是正极，电极反应式为，Zn电极为负极，电极反应式为。 【详解】A．放电时，I室电极反应式为，浓度增大，电离平衡正向移动，导致Ⅰ室溶液中浓度增大，故A正确； B．放电时，根据原电池“同性相吸”，Ⅱ室中的通过阳离子交换膜进入Ⅲ室，Ⅱ室中的通过阴离子交换膜进入Ⅰ室，故B正确； C．充电时，电极为阴极，其电极反应为，故C正确； D．充电时，电极为阳极，电极反应式为，每生成转移电子，同时有通过阳离子交换膜进入Ⅱ室，Ⅲ室溶液质量理论上减少，当每生成，Ⅲ室溶液质量理论上减少，故D错误； 故选D。 5. 水煤气变换反应为。我国研究人员结合实验与计算机模拟结果，揭示了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程(如图所示)，其中吸附在金催化剂表面上的物质用·标注。下列说法错误的是 A. 水煤气变换反应的 △H<0 B. 步骤③的转化关系可表示为 C. 该历程中最大能垒(活化能) D. 升温和增大反应物浓度均能增加反应物的活化分子百分数，加快反应速率 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据图分析可知：水煤气的生成过程经过了过渡态1和过渡态2，最后生成产物的能量低于反应物，则该反应为放热，反应的△H<0，A正确； B．结合图分析判断，对照CO•+OH•+H•+H2O(g)=COOH•+H•+H2O• ，可知步骤③发生的反应：，B正确； C．过渡态物质的总能量与反应物总能量的差值为活化能，即图中峰值越大则活化能越大，图中峰值越小则活化能越小，该历程中最大能垒(活化能)E正=1.86eV-(-0.16eV)=2.02eV，C正确； D．升温能增加反应物的活化分子百分数，加快反应速率；而增大反应物浓度不是增加反应物的活化分子百分数，而是增加单位体积内活化分子的数目加快反应，D错误； 故选D。 6. 反应　，在温度为、时，平衡体系中NO2的体积分数随压强变化曲线如图所示。下列说法正确的是 A. B. B、C两点气体的平均相对分子质量：B=C C. A、C两点的反应速率：A>C D. A、C两点气体的颜色：A深，C浅 【答案】B 【解析】 【详解】A．该反应为吸热反应，压强相同的条件下，升高温度，化学平衡正向移动，NO2体积分数增大，现A点NO2体积分数高于B点，说明T2>T1，A错误； B．B、C两点NO2的体积分数相同，则N2O4的体积分数也相同，B、C两点气体的平均相对分子质量相等，B正确； C．A、C两点温度相同，C点压强更大，反应速率更高，C错误； D．A、C两点温度相同，A点到C点压强增大，可通过压缩体积实现，虽然压缩体积压强增大，化学平衡逆向移动，但是NO2的浓度增大，因此C点NO2浓度高于A点，C点颜色更深，D错误； 故答案选B。 7. 已知常温下，几种物质的电离平衡常数，下列说法正确的是 弱酸 HCOOH(甲酸) HClO K(25℃) A. 向NaClO溶液中通入足量SO2能提高次氯酸的浓度 B. 向HCOONa(甲酸钠)溶液中滴加过量CO2： C. 向Na2CO3溶液中通入过量Cl2： D. 向NaClO溶液中通入少量CO2： 【答案】D 【解析】 【详解】A．由于HClO具有强氧化性，能够被SO2还原，故向NaClO溶液中通入足量SO2将生成NaCl和H2SO4，故不能能提高次氯酸的浓度，A错误； B．由题干表中数据可知， Ka(HCOOH)＞Ka1(H2CO3)＞Ka2(H2CO3)，故向HCOONa(甲酸钠)溶液中滴加过量CO2不反应，B错误； C．由题干表中数据可知，Ka1(H2CO3)＞Ka(HClO)＞Ka2(H2CO3)，向Na2CO3溶液中通入过量Cl2，结合Cl2+H2O=HCl+HClO，故该过程的总的离子方程式为：，C错误； D．由题干表中数据可知，Ka1(H2CO3)＞Ka(HClO)＞Ka2(H2CO3)，则向NaClO溶液中通入少量CO2生成NaHCO3和HClO，故该反应的离子方程式为：，D正确； 故答案为：D。 8. 在恒温恒容的密闭容器中，可逆反应 A(g)+2B(g) 2C(g)+2D(g)达到平衡状态的标志是： ①C 的生成速率与 D 的消耗速率相等 ②单位时间内消耗amolA ，同时消耗 2amolB ③混合气体的密度不再改变 ④A、B、C 的物质的量分数不再改变 ⑤混合气体的总压强不再改变 ⑥混合气体的平均相对分子质量不再改变 ⑦A，B、C 的浓度之比为 1：3：2 A. ①④⑤⑦ B. ①③④⑥ C. ①②④⑦ D. ①④⑤⑥ 【答案】D 【解析】 【详解】①C 的生成速率为正反应速率， D 的消耗速率为逆反应速率，当二者相等时，反应达平衡状态； ②单位时间内消耗amolA 表示正反应速率，同时消耗 2amolB也表示正反应速率，不能判断反应是否达平衡状态； ③混合气体的密度，不变，V不变，密度不改变，当混合气体的密度不再改变，反应不一定达平衡状态； ④A、B、C 的物质的量分数不再改变，反应一定达平衡状态； ⑤反应前后气体分子数不相等，压强是个变化量，当混合气体的总压强不再改变，反应一定达平衡状态； ⑥混合气体的平均相对分子质量，不变，变化，则是个变化量，当其不再改变，反应一定达平衡状态； ⑦A，B、C 的浓度之比为 1：3：2，反应不一定达平衡状态； 故能判断该反应达平衡的标志为：①④⑤⑥，故选D。 9. 下列示意图与化学用语表述内容不相符的是 A. 图甲表示NaCl溶于水： B. 图乙表示C燃烧：　 C. 图丙表示在水中电离： D. 图丁表示与反应能量变化：　 【答案】B 【解析】 【详解】A．氯化钠是强电解质，在水中完全电离形成水合钠离子和水合氯离子，A项正确； B．燃烧热是1mol可燃物完全燃烧产生稳定的物质时放出的热量，表示C燃烧的热化学方程式中焓变小于0：　，B项错误； C．乙酸为弱电解质，在水中不能完全电离，图中乙酸在水中的部分电离，C项正确； D．化学键断裂吸收能量，化学键形成释放能量，根据反应热(△H)=反应物总键能-生成物总键能，反应△H=(436 kJ·mol-1+243 kJ·mol-1)-2×431 kJ·mol-1=-183 kJ·mol-1，D项正确； 答案选B。 10. 据文献报道，某反应的反应历程如图所示，下列有关该历程的说法正确的是 A. 可以加快反应速率 B. 在该循环中有6种中间产物 C. 总反应的化学方程式为 D. 分解反应的反应过程中一定有氮氮键断裂 【答案】A 【解析】 【分析】由反应历程可知，参加反应的有O2、NH3和NO，生成物有N2和H2O，反应方程式为：2NO+4NH3+2O23N2+6H2O，反应中Ti4+、H-O-Fe(Ⅱ)是催化剂，Ti4+…NH3、Ti4+…NH2-N=O等物质是中间产物，以此解答该题。 【详解】A．Ti4+在整个反应过程中参与了反应，但反应前后质量和性质未改变，Ti4+是催化剂，可以加快反应速率，故A正确； B．由分析可知，反应中Ti4+…NH3、Ti4+…NH2…H-O-Fe(II)、Ti4+…NH2-N=O…H-O-Fe(II)、Ti4+…NH2-N=O、O=Fe(III)共5种物质使中间产物，故B错误； C．由图可知，参加反应的有O2、NH3和NO，生成物有N2和H2O，反应方程式为：2NO+4NH3+2O23N2+6H2O，故C错误； D．反应中N-H、N=O键断裂，形成O-.H键、N≡N键，故D错误； 故选A。 11. 某反应可有效降低汽车尾气污染物的排放，其反应热。一定条件下该反应经历三个基元反应阶段，反应历程如图所示(TS表示过渡态)，下列说法正确的是 A. B. 该化学反应的速率主要由反应②决定 C. 三个基元反应中只有③是放热反应 D. 该过程的总反应为 【答案】D 【解析】 【详解】A．由图可知，△E＝（306.6＋248.3）kJ/mol＝554.9kJ/mol，故A错误； B．由图可知，正反应活化能最大的是①，活化能越大，反应速率越慢，整个反应是由最慢的一步决定的，则该化学反应的速率主要由反应①决定，故B错误； C．由图可知，反应②和③的反应物总能量大于生成物总能量，属于放热反应，故C错误； D．由图可知，该过程的总反应为，故D正确； 故答案选D。 12. 利用如图装置，完成了很多电化学实验。有关此装置的叙述中，不正确的是 A. 若X为锌棒，Y为NaCl溶液，开关K置于M处，可减缓铁的腐蚀，这种方法称为牺牲阳极的阴极保护法 B. 若X为铜棒，Y为硫酸铜溶液，开关K置于N处，可用于铁表面镀铜，溶液中铜离子浓度将不变 C. 若X为铜棒，Y为硫酸铜溶液，开关K置于M处，铜棒质量将增加，此时外电路中的电子会向铜电极移动 D. 若X为碳棒，Y为NaCl溶液，开关K置于M处，可观察到X极处冒气泡 【答案】D 【解析】 【分析】当开关K置于M时形成原电池，当K置于N时形成电解池，X作阳极，铁作阴极。 【详解】A．开关K置于M处，为原电池，X为锌棒，Y为NaCl溶液，锌比铁活泼，锌作负极，铁作正极，可减缓铁的腐蚀，该方法称为牺牲阳极的阴极保护法，故A正确； B．开关K置于N处，形成电解池，铁与负极相连作阴极，铜为阳极失去电子发生氧化反应生成铜离子，Y为硫酸铜溶液，铜离子在铁极得到电子发生还原反应生成铜，可用于铁表面镀铜，且溶液中铜离子浓度将不变，故B正确； C．开关K置于M处，为原电池，铁比铜活泼，铁作负极，电子由铁经导线流向铜，铜棒上铜离子得电子生成铜单质，质量增加，故C正确； D．开关K置于M处，X为碳棒，Y为氯化钠溶液，不存在自发的氧化还原反应，不能形成原电池，故D错误； 故选D。 13. 一定温度下，在三个容积均为1 L的恒容密闭容器中按不同方式投入反应物，发生反应：2SO2(g) + O2(g)2SO3(g) ΔH<0，测得反应的相关数据如下： 容器1 容器2 容器3 反应温度T/K T1 T1 T2(T2>T1) 反应物投入量 2 mol SO2、1 mol O2 4 mol SO3 2 mol SO2、1 mol O2 平衡c(SO3)/mol·L-1 1 mol·L-1 c2 c3 物质的平衡转化率α α1(SO2) α2(SO3) α3(SO2) 下列说法错误的是 A. c2 > 2 mol·L-1 B. α2(SO3) + α3(SO2) =1 C. T1时，若SO2、O2、SO3的浓度分别为1.2 mol·L-1、0.6 mol·L-1、1.2 mol·L-1，则此时(正)>(逆) D. 若在恒压条件下，c2 = 1 mol·L-1 【答案】B 【解析】 【详解】A．由题干表格信息可知，容器2中所加物质相当于4mol SO2、2mol O2，若容器2的体积变为2L，则两容器达到等效平衡，然后再压缩到1L，在此过程中平衡正向移动，故c2 > 2 mol·L-1，A正确； B．若容器2的体积变为2L、容器3的温度为T1，则两容器达到等效平衡，此时α2(SO3) + α3(SO2) =1，但容器2的体积为1L，压缩此容器平衡正向移动，SO3的转化率减小，容器3温度为T2＞T1，上述平衡逆向移动，则SO2的转化率减小，故α2(SO3) + α3(SO2)＜1，B错误； C．由容器1可得，由三段式，该温度下K===2，T1时，若SO2、O2、SO3的浓度分别为1.2 mol·L-1、0.6 mol·L-1、1.2 mol·L-1，则此时Qc===＜2=K，则反应向正向进行，即(正)>(逆)，C正确； D．若在恒压条件下，容器1和容器2为等效平衡，故c2 = 1 mol·L-1，D正确； 故答案为：B。 第II卷(非选择题) 二、非选择题：共4题，共61分 14. 已知：①H2O(g)=H2(g)+O2(g)      ΔH=+241.8kJ/mol ②C(s)+O2(g)=CO(g)      ΔH=-110.5kJ/mol ③C(s)+O2(g)=CO2(g)      ΔH=-393.5kJ/mol 请填写下列空白。 （1）上述反应中属于吸热反应的是_______(填序号)。 （2）表示C的燃烧热的热化学方程式为_______(填序号)。 （3）10gH2完全燃烧生成水蒸气，放出的热量为_______。 （4）写出CO燃烧的热化学方程式：_______。 （5）已知：H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) ΔH=-184.6kJ/mol，则HCl(g)=H2(g)+Cl2(g)的ΔH=_______。 （6）2008年北京奥运会“祥云”火炬的燃料是丙烷(C3H8)，1996年亚特兰大奥运会火炬的燃料是丙烯(C3H6)。丙烷脱氢可得到丙烯。已知： ①C3H8(g)=CH4(g)+C2H2(g)+H2(g)       ΔH1=+255.7kJ/mol ②C3H6(g)=CH4(g)+C2H2(g)       ΔH2=+131.5kJ/mol 计算C3H8(g)=C3H6(g)+H2(g)的ΔH=_______。 （7）平衡常数为K，判断反应的热效应：若正反应是吸热反应，升高温度，K值_______。(增大或减小) 【答案】（1）① （2）③ （3）1209kJ （4）CO(g)+O2(g)=CO2(g)     ΔH=-283.0kJ/mol （5）ΔH=+92.3kJ•mol-1 （6）ΔH=+124.2kJ•mol-1 （7）增大 【解析】 【小问1详解】 吸热反应的，故①属于吸热反应。 【小问2详解】 根据燃烧热的定义，表示C的燃烧热的热化学方程式为③。 【小问3详解】 根据①得：，10gH2物质的量为5mol，完全燃烧生成水蒸气，放出的热量为。 【小问4详解】 CO燃烧的化学方程式为：，根据盖斯定律得CO燃烧的热化学方程式可由已知反应③-②得出，为CO(g)+O2(g)=CO2(g)     ΔH=-283.0kJ/mol。 【小问5详解】 根据盖斯定律，HCl(g)=H2(g)+Cl2(g)的。 【小问6详解】 根据盖斯定律，C3H8(g)=C3H6(g)+H2(g)可由已知反应①-②得到，因此其。 【小问7详解】 平衡常数K表示可逆反应所能达到的限度，K值越大，反应物的转化率越大，对吸热反应而言，升高温度平衡向正方向移动，反应物转化率增大，因此K值增大。 15. 根据所学知识，完成下列问题。 （1）.次磷酸（H3PO2）是一种精细化工产品，向10mLH3PO2溶液中加入30mL等物质的量浓度的NaOH溶液后，所得的溶液中只有和两种阴离子。 ①H3PO2中磷元素的化合价为_____________。 ②写出次磷酸的电离方程式________________________________________________。 ③H3PO2溶液加水稀释过程中，的数值__________（填“变大”“变小”或“不变” （2）.联氨（N2H4）是一种应用广泛的化工原料，可用作火箭燃料。N2H4性质与NH3类似。 ①在水中，N2H4是一种二元弱碱，请写出其第一步电离方程式_________________________ ②等物质的量N2H4与硫酸反应生成的盐的化学式为_________________。 （3）.已知碳酸、亚硫酸、次氯酸的电离平衡常数如下表。 物质 H2CO3 H2SO3 HClO 电离平衡常数 Ka1 Ka2 — ①试比较、和HClO的酸性强弱：_____________。 ②写出H2SO3与过量NaClO反应的离子方程式_________________________________________________。 【答案】（1） ①. +1 ②. ③. 变小 （2） ①. ②. （3） ①. > HClO > ②. 【解析】 【小问1详解】 ①H3PO2中氢元素、氧元素分别为+1、-2价，根据化学式中正负化合价代数和为零知，磷元素的化合价为+1价； ②向10mLH3PO2溶液中加入30mL等物质的量浓度的NaOH溶液后，所得的溶液中只有和两种阴离子，说明次磷酸是一元弱酸，对应的电离方程式为； ③H3PO2溶液加水稀释过程中，减小，增大，故的数值变小； 【小问2详解】 ①在水中，N2H4是一种二元弱碱，则其第一步电离方程式为； ②等物质的量N2H4与硫酸反应生成盐，对应的化学方程式为； 【小问3详解】 ①Ka越大，对应酸的酸性越强，由图表知，Ka：>HClO>，故酸性强弱： > HClO >； ②H2SO3与过量NaClO发生氧化还原反应，硫元素化合价由+4升至+6，氯元素化合价由+1降至-1，反应的离子方程式为：。 16. 含元素的部分物质对环境有影响。含、的废气会引起空气污染，含、、的废水会引起水体富营养化，都需要经过处理后才能排放。消除含氮化合物对大气和水体的污染是环境保护的重要研究课题。 （1）利用电化学装置可消除氮氧化物污染，变废为宝。 ①化学家正在研究尿素动力燃料电池直接去除城市废水中的尿素，既能产生净化的水，又能发电，尿素燃料电池结构如图所示： 甲的电极反应式为__________________；理论上每净化尿素，消耗的体积约为______（标准状况下）。 ②图为电解制备的装置。该装置中阴极的电极反应式为__________________；“反应室”中发生反应的离子方程式为__________________。 （2）工业上用电解法治理亚硝酸盐对水体的污染，模拟工艺如下图所示，写出电解时铁电极的电极反应式__________________。随后，铁电极附近有无色气体产生，可能原因是________________________。 （3）工业上以钛基氧化物涂层材料为阳极，碳纳米管修饰的石墨为阴极，电解硝酸钠和硫酸钠混合溶液，可使转变为，后续再将反应除去。②其他条件不变，只向混合溶液中投入一定量，后续去除的效果明显提高，溶液中氮元素含量显著降低。可能原因是________________________。 【答案】（1） ①. CO(NH2)2-6e-+H2O=CO2↑+N2↑+6H+ ②. 33.6 ③. NO+5e-+6H+=+H2O ④. NH3+H+= （2） ①. Fe-2e-=Fe2+ ②. 生成的亚铁离子将溶液中的还原成N2 （3）Cl-在阳极上失去电子生成Cl2，氯气具有强氧化性，可将NH4+氧化成N2，使溶液中氮元素的含量明显降低 【解析】 【小问1详解】 ①原电池甲电极为负极,CO(NH2)2失电子生成CO2、N2，电极反应式CO(NH2)2-6e-+H2O=CO2↑+N2↑+6H+，乙电极为正极，电极反应式，根据得失电子守恒，理论上每净化尿素，消耗1.5mol，标准状况下体积约为33.6L。答案：CO(NH2)2-6e-+H2O=CO2↑+N2↑+6H+；33.6； ②该装置为电解池，阴极的电极反应式为NO+5e-+6H+=+H2O； 阳极反应式NO-3e-+2H2O = +4H+，总反应方程式为，所以在该“反应室”中通入氨气，发生反应的离子方程式为NH3+H+=，答案：NO+5e-+6H+=+H2O；NH3+H+=； 【小问2详解】 工业上用电解法治理亚硝酸盐对水体的污染。根据题中所示阳离子移动方向，可判断铁为电解池阳极，电极反应式Fe-2e-=Fe2+，随后，铁电极附近有无色气体产生，可能原因是生成的亚铁离子将溶液中的 还原成N2，答案：Fe-2e-=Fe2+；生成的亚铁离子将溶液中的 还原成N2； 【小问3详解】 以钛基氧化物涂层材料为阳极，碳纳米管修饰的石墨为阴极，电解硝酸钠和硫酸钠混合溶液，可使得电子生成，后续再将反应除去。其他条件不变，只向混合溶液中投入一定量，Cl-在阳极上失去电子生成Cl2，氯气具有强氧化性，可将氧化成N2，使溶液中氮元素的含量明显降低。答案：Cl-在阳极上失去电子生成Cl2，氯气具有强氧化性，可将氧化成N2，使溶液中氮元素的含量明显降低。 17. 氨是人类科学技术发展史上的一项重大突破，目前工业上用氢气和氨气直接合成氨。 （1）固氮一直是科学家致力研究的重要课题，有关热力学数据如下： 反应 大气固氮 N2(g)＋O2(g) 2NO(g) 工业固氮 N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) 温度/℃ 25 2 000 25 350 400 450 平衡常数K 3.84×10-31 0.1 5×108 1.847 0.504 0.152 常温下，大气固氮的倾向___________工业固氮(填“大于”或“小于”)。 （2）N2(g)与H2(g) 反应的能量变化如图所示，则N2(g)与H2(g)反应制备NH3(l)的热化学方程式为： ___________。 （3）T ℃时，在2 L恒容密闭容器中加入1.2 mol N2和2 mol H2模拟一定条件下工业固氮[N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)]，体系中n(NH3)随时间的变化如图所示： ①前2分钟内的平均反应速率v(NH3)=___________ mol·L-1·min-1； ②有关工业固氮的说法正确的是 ___________(选填序号)。 A．使用催化剂可提高反应物的转化率 B．循环使用N2、H2可提高NH3的产率 C．温度控制在500 ℃左右有利于反应向正方向进行 D．增大压强有利于加快反应速率，所以压强越大越好 ③T ℃时，该反应的平衡常数为___________； （4）研究表明某些过渡金属催化剂可以加速氨气的分解，某温度下，用等质量的不同金属分别催化等浓度的氨气，测得氨气分解的初始速率(单位：mmol/min)与催化剂的对应关系如表所示。 催化剂 Fe Pd Ru Rh Pt Ni 初始速率 0.5 1.8 7.9 4.0 2.2 3.0 在不同催化剂的催化作用下，氨气分解反应中的活化能最大的催化剂是 ___________ (填化学式)。 【答案】（1）小于 （2）N2(g)＋3H2(g) 2NH3(l) ΔH=-132 kJ/mol （3） ①. 0.112 5 ②. B ③. 6.25 （4）Fe 【解析】 【小问1详解】 根据表格数据可知：在相同温度下，大气固氮平衡常数远小于工业固氮，化学平衡常数越大，说明反应正向进行的程度越大，因此常温下，大气固氮的倾向小于工业固氮； 【小问2详解】 根据图示可知反应物总能量比生成物总能量高，因此该反应为放热反应，0.5 mol N2完全反应变为NH3(l)时放出热量为Q=300 kJ＋20 kJ-254 kJ=66 kJ，故该反应的热化学方程式可表示为：N2(g)＋3H2(g)2NH3(l) ΔH=-132 kJ/mol； 【小问3详解】 ①在前2 min内NH3的物质的量增加了0.45 mol，反应容器为2 L，则根据v=Δc/t可得，用NH3表示的反应速率v(NH3)＝ mol·L-1·min-1=0.112 5 mol·L-1·min-1； ②A．使用催化剂对正、逆反应速率的影响相同，平衡不发生移动，因此不能提高反应物的转化率，A错误； B．循环使用N2、H2可使更多的反应物变为生成物，因此能够提高NH3的产率，B正确； C．该反应的正反应是放热反应，温度降低平衡正向移动有利于反应向正方向进行，温度控制在500 ℃左右，是因为在该温度下催化剂的活性最大，反应速率较快，C错误； D．该反应的正反应是气体体积减小的反应，从理论上讲增大压强有利于加快反应速率，提高物质平衡转化率，但压强越大，对设备的材料承受的压力要求也越高，所以不是压强越大就越好，D错误； 故选B； ③T ℃时平衡体系中氨气是0.8mol，消耗氮气是0.4mol、氢气是1.2mol，剩余氮气是0.8mol，氢气是0.8mol，该反应的平衡常数为=6.25。 【小问4详解】 物质发生反应时的活化能越大，反应进行的化学速率就越小。根据表格数据可知：以Fe作催化剂时反应速率最小，则氨分解反应的活化能最大，故在不同催化剂的催化作用下，氨气分解反应中的活化能最大的催化剂是Fe。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 常州市联盟学校2023-2024学年度第一学期期中调研 高二年级化学试卷 本试卷共17大题 满分100分 考试时间75分钟 可能用到的原子量：H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 Mg-24 Al-27 S-32 Cl-35.5 K-39 Ca-40 Cu-64 Zn-65 一、单项选择题：本题包括13小题，每小题3分，共计39分 1. 近年来我国在科学技术领域取得了举世瞩目的成就。下列对有关成就所涉及的化学知识说法不正确的是 A. “奋斗者”号潜水器从深海采回的矿物中含的与互为同素异形体 B. “神舟十三号”运载火箭用到的碳纤维属于新型无机非金属材料 C. C919飞机机身使用了铝锂合金，因该合金密度小、强度高 D. “天舟五号”飞船搭载的燃料电池放电时主要将化学能转化为电能 2. 常温下，下列各组离子在指定的条件下能大量共存的是 A. 在的溶液中：、、、 B. 通入足量的溶液中：、、、 C. 的溶液中：、、、 D. 由水电离出的的溶液中：、、、 3. 以为催化剂的光热化学循环分解反应为温室气体减排提供了一个新途径，该反应的机理及各分子化学键完全断裂时的能量变化如图所示： 下列说法不正确的是（ ） A. 过程①中钛氧键断裂会吸收能量 B. 该反应中，光能和热能转化为化学能 C. 使用作为催化剂可以降低反应的活化能，从而提高化学反应速率 D. 分解反应的热化学方程式为 4. 一种可充电锌—空气电池放电时的工作原理如下图所示。已知：I室溶液中，锌主要以的形式存在，并存在电离平衡。下列说法错误的是 A. 放电时，I室溶液中浓度增大 B. 放电时，II室中的通过阴离子交换膜进入I室 C. 充电时，Zn电极的电极反应为 D. 充电时，每生成0.2molO2，Ⅲ室溶液质量理论上减少6.4g 5. 水煤气变换反应为。我国研究人员结合实验与计算机模拟结果，揭示了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程(如图所示)，其中吸附在金催化剂表面上的物质用·标注。下列说法错误的是 A. 水煤气变换反应的 △H<0 B. 步骤③的转化关系可表示为 C. 该历程中最大能垒(活化能) D. 升温和增大反应物浓度均能增加反应物的活化分子百分数，加快反应速率 6. 反应　，在温度为、时，平衡体系中NO2的体积分数随压强变化曲线如图所示。下列说法正确的是 A. B. B、C两点气体的平均相对分子质量：B=C C. A、C两点的反应速率：A>C D. A、C两点气体的颜色：A深，C浅 7. 已知常温下，几种物质的电离平衡常数，下列说法正确的是 弱酸 HCOOH(甲酸) HClO K(25℃) A. 向NaClO溶液中通入足量SO2能提高次氯酸的浓度 B. 向HCOONa(甲酸钠)溶液中滴加过量CO2： C. 向Na2CO3溶液中通入过量Cl2： D. 向NaClO溶液中通入少量CO2： 8. 在恒温恒容的密闭容器中，可逆反应 A(g)+2B(g) 2C(g)+2D(g)达到平衡状态的标志是： ①C 的生成速率与 D 的消耗速率相等 ②单位时间内消耗amolA ，同时消耗 2amolB ③混合气体的密度不再改变 ④A、B、C 的物质的量分数不再改变 ⑤混合气体的总压强不再改变 ⑥混合气体的平均相对分子质量不再改变 ⑦A，B、C 的浓度之比为 1：3：2 A. ①④⑤⑦ B. ①③④⑥ C. ①②④⑦ D. ①④⑤⑥ 9. 下列示意图与化学用语表述内容不相符的是 A. 图甲表示NaCl溶于水： B. 图乙表示C燃烧：　 C. 图丙表示在水中电离： D. 图丁表示与反应能量变化：　 10. 据文献报道，某反应的反应历程如图所示，下列有关该历程的说法正确的是 A. 可以加快反应速率 B. 在该循环中有6种中间产物 C. 总反应的化学方程式为 D. 分解反应的反应过程中一定有氮氮键断裂 11. 某反应可有效降低汽车尾气污染物的排放，其反应热。一定条件下该反应经历三个基元反应阶段，反应历程如图所示(TS表示过渡态)，下列说法正确的是 A. B. 该化学反应的速率主要由反应②决定 C. 三个基元反应中只有③是放热反应 D. 该过程的总反应为 12. 利用如图装置，完成了很多电化学实验。有关此装置的叙述中，不正确的是 A. 若X为锌棒，Y为NaCl溶液，开关K置于M处，可减缓铁的腐蚀，这种方法称为牺牲阳极的阴极保护法 B. 若X为铜棒，Y为硫酸铜溶液，开关K置于N处，可用于铁表面镀铜，溶液中铜离子浓度将不变 C. 若X为铜棒，Y为硫酸铜溶液，开关K置于M处，铜棒质量将增加，此时外电路中的电子会向铜电极移动 D. 若X为碳棒，Y为NaCl溶液，开关K置于M处，可观察到X极处冒气泡 13. 一定温度下，在三个容积均为1 L的恒容密闭容器中按不同方式投入反应物，发生反应：2SO2(g) + O2(g)2SO3(g) ΔH<0，测得反应的相关数据如下： 容器1 容器2 容器3 反应温度T/K T1 T1 T2(T2>T1) 反应物投入量 2 mol SO2、1 mol O2 4 mol SO3 2 mol SO2、1 mol O2 平衡c(SO3)/mol·L-1 1 mol·L-1 c2 c3 物质的平衡转化率α α1(SO2) α2(SO3) α3(SO2) 下列说法错误的是 A. c2 > 2 mol·L-1 B. α2(SO3) + α3(SO2) =1 C. T1时，若SO2、O2、SO3的浓度分别为1.2 mol·L-1、0.6 mol·L-1、1.2 mol·L-1，则此时(正)>(逆) D. 若在恒压条件下，c2 = 1 mol·L-1 第II卷(非选择题) 二、非选择题：共4题，共61分 14. 已知：①H2O(g)=H2(g)+O2(g)      ΔH=+241.8kJ/mol ②C(s)+O2(g)=CO(g)      ΔH=-110.5kJ/mol ③C(s)+O2(g)=CO2(g)      ΔH=-393.5kJ/mol 请填写下列空白。 （1）上述反应中属于吸热反应的是_______(填序号)。 （2）表示C的燃烧热的热化学方程式为_______(填序号)。 （3）10gH2完全燃烧生成水蒸气，放出的热量为_______。 （4）写出CO燃烧的热化学方程式：_______。 （5）已知：H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) ΔH=-184.6kJ/mol，则HCl(g)=H2(g)+Cl2(g)的ΔH=_______。 （6）2008年北京奥运会“祥云”火炬的燃料是丙烷(C3H8)，1996年亚特兰大奥运会火炬的燃料是丙烯(C3H6)。丙烷脱氢可得到丙烯。已知： ①C3H8(g)=CH4(g)+C2H2(g)+H2(g)       ΔH1=+255.7kJ/mol ②C3H6(g)=CH4(g)+C2H2(g)       ΔH2=+131.5kJ/mol 计算C3H8(g)=C3H6(g)+H2(g)的ΔH=_______。 （7）平衡常数为K，判断反应的热效应：若正反应是吸热反应，升高温度，K值_______。(增大或减小) 15. 根据所学知识，完成下列问题。 （1）.次磷酸（H3PO2）是一种精细化工产品，向10mLH3PO2溶液中加入30mL等物质的量浓度的NaOH溶液后，所得的溶液中只有和两种阴离子。 ①H3PO2中磷元素的化合价为_____________。 ②写出次磷酸的电离方程式________________________________________________。 ③H3PO2溶液加水稀释过程中，的数值__________（填“变大”“变小”或“不变” （2）.联氨（N2H4）是一种应用广泛的化工原料，可用作火箭燃料。N2H4性质与NH3类似。 ①在水中，N2H4是一种二元弱碱，请写出其第一步电离方程式_________________________ ②等物质的量N2H4与硫酸反应生成的盐的化学式为_________________。 （3）.已知碳酸、亚硫酸、次氯酸的电离平衡常数如下表。 物质 H2CO3 H2SO3 HClO 电离平衡常数 Ka1 Ka2 — ①试比较、和HClO的酸性强弱：_____________。 ②写出H2SO3与过量NaClO反应的离子方程式_________________________________________________。 16. 含元素的部分物质对环境有影响。含、的废气会引起空气污染，含、、的废水会引起水体富营养化，都需要经过处理后才能排放。消除含氮化合物对大气和水体的污染是环境保护的重要研究课题。 （1）利用电化学装置可消除氮氧化物污染，变废为宝。 ①化学家正在研究尿素动力燃料电池直接去除城市废水中的尿素，既能产生净化的水，又能发电，尿素燃料电池结构如图所示： 甲的电极反应式为__________________；理论上每净化尿素，消耗的体积约为______（标准状况下）。 ②图为电解制备的装置。该装置中阴极的电极反应式为__________________；“反应室”中发生反应的离子方程式为__________________。 （2）工业上用电解法治理亚硝酸盐对水体的污染，模拟工艺如下图所示，写出电解时铁电极的电极反应式__________________。随后，铁电极附近有无色气体产生，可能原因是________________________。 （3）工业上以钛基氧化物涂层材料为阳极，碳纳米管修饰的石墨为阴极，电解硝酸钠和硫酸钠混合溶液，可使转变为，后续再将反应除去。②其他条件不变，只向混合溶液中投入一定量，后续去除的效果明显提高，溶液中氮元素含量显著降低。可能原因是________________________。 17. 氨是人类科学技术发展史上的一项重大突破，目前工业上用氢气和氨气直接合成氨。 （1）固氮一直是科学家致力研究的重要课题，有关热力学数据如下： 反应 大气固氮 N2(g)＋O2(g) 2NO(g) 工业固氮 N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) 温度/℃ 25 2 000 25 350 400 450 平衡常数K 3.84×10-31 0.1 5×108 1.847 0.504 0.152 常温下，大气固氮的倾向___________工业固氮(填“大于”或“小于”)。 （2）N2(g)与H2(g) 反应的能量变化如图所示，则N2(g)与H2(g)反应制备NH3(l)的热化学方程式为： ___________。 （3）T ℃时，在2 L恒容密闭容器中加入1.2 mol N2和2 mol H2模拟一定条件下工业固氮[N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)]，体系中n(NH3)随时间的变化如图所示： ①前2分钟内的平均反应速率v(NH3)=___________ mol·L-1·min-1； ②有关工业固氮的说法正确的是 ___________(选填序号)。 A．使用催化剂可提高反应物的转化率 B．循环使用N2、H2可提高NH3的产率 C．温度控制在500 ℃左右有利于反应向正方向进行 D．增大压强有利于加快反应速率，所以压强越大越好 ③T ℃时，该反应的平衡常数为___________； （4）研究表明某些过渡金属催化剂可以加速氨气的分解，某温度下，用等质量的不同金属分别催化等浓度的氨气，测得氨气分解的初始速率(单位：mmol/min)与催化剂的对应关系如表所示。 催化剂 Fe Pd Ru Rh Pt Ni 初始速率 0.5 1.8 7.9 4.0 2.2 3.0 在不同催化剂的催化作用下，氨气分解反应中的活化能最大的催化剂是 ___________ (填化学式)。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $