精品解析：江苏省宿迁市沭阳县2023-2024学年高二上学期11月期中考试化学试题

2023~2024学年度第一学期期中调研测试 高二化学试卷 可能用到的相对原子质量：H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 Al-27 S-32 一、选择题：本大题共18小题，共54分，每题只有一个选项符合题意。 1. 2022年北京冬奥会上的火炬“飞扬”、定制款滑雪板、碲化镉发电玻璃，以及全气候电池等无不散发着化学高科技的魅力。下列有关说法不正确的是 A. 火炬中的燃料氢气燃烧时释放热量 B 普通玻璃可用碳酸钠等来制造 C. 由碲和镉合成碲化镉时碲作氧化剂 D. 电动汽车充电时化学能转化为电能 2. 下列分类正确的是 A. Cl2 非电解质 B. BaSO4 弱电解质 C. HNO3 强电解质 D. 氨水 纯净物 3. 实验测得：101 kPa时，1 mol H2完全燃烧生成液态水，放出285.8 kJ的热量；1 mol CH4完全燃烧生成液态水和CO2，放出890.3 kJ的热量。下列热化学方程式书写正确的是 A. 2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l) 　ΔH=-571.6 kJ·mol-1 B. CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l) 　ΔH=-890.3 kJ C. CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(g) 　ΔH=-890.3 kJ·mol-1 D. CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l) 　ΔH=890.3 kJ·mol-1 4. 下列图像分别表示有关反应的反应过程与能量变化的关系，据此判断下列说法中正确的是 A. 石墨转变为金刚石是放热反应 B. 白磷比红磷稳定 C. S(g)+O2(g)=SO2(g) ΔH1，S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH2则ΔH1<ΔH2 D. CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ΔH>0 5. 下列有关实验内容、实验装置和对应的实验目的均正确的是 A.测定中和热 B.测定O2的生成速率 将NO2球浸泡在冷水和热水中 C.验证反应的吸放热 D.比较温度对反应速率的影响 A. A B. B C. C D. D 6. 下列有关电化学装置的描述正确的是 A. 装置甲：移向溶液 B. 装置乙：可用于电解精炼铜 C. 装置丙：应使用阳离子交换膜 D. 装置丁：可用于保护钢闸门 7. 下列烧杯中盛放的都是稀硫酸，在铜电极上能产生气泡的是 A. B. C. D. 8. 微生物电化学产甲烷法能将电化学法和生物还原法有机结合，装置如图所示(左侧转化为和，右侧和转化为)。有关说法正确的是 A. 电源a端为负极 B. 该方法能实现二氧化碳零排放 C. b电极的反应为： D. 外电路中每通过，与a相连的电极将产生 9. 下列指定反应的化学用语正确的是 A. 电解熔融氧化铝时反应的离子方程式： B. 铅蓄电池的负极： C. 用惰性电极电解NaCl溶液的离子方程式： D. 电解氯化镁溶液的离子方程式： 10. 室温下，下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是 A. 能使甲基橙变红的溶液中：Cu2+、Na+、、 B. 的溶液中：Mg2+、Al3+、、 C. 0.1K2CO3溶液：Na+、Ba2+、、 D. 0.1KMnO4溶液：、Na+、、 阅读材料，完成下列小题。氨是一种重要的化工原料，主要用于化肥工业，也广泛用于硝酸、纯碱、制药等工业；工业合成氨反应为：。 11. 下列有关合成氨反应的说法正确的是 A. 该反应能自发进行，则 B. 选用高效催化剂，可降低该反应的 C. 其它条件不变，增大起始的比值，可提高H2的平衡转化率 D. 反应达平衡后，分离出少量NH3，正反应速率加快 12. 下列有关合成氨反应的说法正确的是 A. 反应中每消耗1molH2转移电子的数目约等于 B. 反应的(E表示键能) C. 1molN2(g)和3molH2(g)在一定条件下发生反应放出的热量为92.4kJ D. 增大压强，可以提高反应物中活化分子百分数 13. 下列事实能用勒夏特列原理解释的是 A. 用排饱和食盐水的方法收集氯气 B. 把食品存放在冰箱里可延长保质期 C. 合成氨工业中使用铁触媒作催化剂 D. 500℃时比室温更有利于合成氨的反应 14. 在恒温恒容的密闭容器中，发生如下反应：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)。下列叙述中，能说明该反应达到化学平衡状态的是 A. 容器内气体压强不变 B. 容器内气体的密度不变 C. 混合气体的总物质的量不变 D. CO2的生成速率与H2的消耗速率相等 15. 溶液与溶液发生反应：，达到平衡。下列说法不正确的是 A. 加入苯，振荡，平衡正向移动 B. 经苯2次萃取分离后，在水溶液中加入，溶液呈血红色，表明该化学反应存在限度 C. 加入固体，平衡逆向移动 D. 该反应的平衡常数 16. 在25℃和T℃时，水溶液中c(H+)和c(OH-)的关系如图所示，下列说法正确的是 A. T＜25℃ B. AB点连线上的任意一点pH均为7 C. B点溶液的导电能力一定大于A点 D. 溶液中水的电离程度C点可能大于D点 17. 反应的能量变化如下图实线所示。研究表明该反应也可按图中虚线所示的反应历程进行。下列说法错误的是 A. 该反应正反应的活化能小于逆反应的活化能 B. 虚线所示反应过程的总反应速率由步骤①决定 C. 虚线所示反应历程中，铁元素的化合价保持不变 D. 不能改变该反应的△H 18. 甲烷-水重整可以获得H2，主要反应为： 反应I 反应II 在压强为、起始投料比时，若仅考虑上述反应，平衡时各物质的物质的量随温度的变化如图所示，已知温度600℃和压强为时，生石灰能吸收CO2，下列说法正确的是 A. 图中曲线③表示CO物质的量随温度的变化 B. 甲烷-二氧化碳重整反应：的 C. 其他条件不变，增大反应体系的压强或起始投料比，CH4的转化率均增大 D. 保持温度为600℃和压强为，向体系中加入少量多孔CaO，H2的物质的量将增大 二、非选择题：本大题共3小题，共计46分。 19. 已知如下表数据(25℃)： 物质 CH3COOH HCN H2CO3 电离常数(K) ， （1）常温下，0.1mol/L的HCN溶液c(H+)=_______。碳酸的第二步电离平衡常数表达式Ka2=_______。 （2）同体积、同浓度的上述三种酸，c(H+)最大的是_______，同体积、等pH的上述三种酸与碱完全中和时，消耗NaOH的物质的量最大的是_______。 （3）在NaCN溶液中通入少量CO2发生的离子方程式为_______。 20. 汽车尾气中含有CO、NO等有害气体。目前，汽车厂商常利用催化技术将尾气中的NO和CO转化成CO2和N2。 （1）汽车尾气中NO生成过程的能量变化示意图如下： 写出该反应的热化学方程式：_______。 （2）探究某些外界条件对汽车尾气转化反应速率的影响。 在相同的恒容密闭容器中，完成以下实验设计表(表中不要留空格)。 实验编号 实验目 T/℃ NO初始浓度mol/L CO初始浓度mol/L 同种催化剂的比表面积m2/g I 为以下实验作参照 280 80 Ⅱ _______ _______ _______ 120 Ⅲ 探究温度对尾气转化速率的影响 360 80 利用气体传感器测定了三组实验中CO浓度随时间变化曲线图，如下： ①计算第1组实验中，达平衡时NO的浓度为_______；NO的转化率为_______。 ②在上述条件下，该反应均能自发进行，则该反应的时间_______0(填写“>”“<”或“=”) ③由曲线I、Ⅱ可知，增大催化剂比表面积，汽车尾气转化速率_______(填“增大”、“减小”“无影响”)。 ④若与第I组实验对比，第Ⅳ组实验仅将c(CO)改为，280℃下该反应的平衡常数的值为_______。 （3）探究催化剂对CO、NO转化率的影响。将NO和CO按物质的量1：1，以一定的流速通过两种不同的催化剂进行反应，相同时间内测量逸出气体中NO含量，从而确定尾气脱氮率(即NO的转化率)，结果如图所示： ①温度低于200℃时，图中曲线I脱氮率随温度升高而变化不大的主要原因是_______。 ②a点脱氮率小于对应温度下的平衡脱氮率，原因是_______。 21. 近年来，碳中和、碳达峰成为热点。科学家们一直致力于CO2的资源化利用，有效减少CO2的排放，充分利用碳资源。 （1）1991年，Ashcroft提出了甲烷二氧化碳重整的技术理论：气体分子吸附至催化剂表面后发生反应。500℃时，反应原理如下。 主反应： 副反应： I. II. III. 其中，副反应II、III形成的积碳易导致催化剂失去活性。 ①_______。 ②在原料气中添加微量O2有利于保持催化剂的活性，其原因是_______。 （2）CO2甲烷化的研究 已知IV. 工业中同时存在副反应I. 在一定条件下，在合成塔中充入一定量CO2和H2，不同压强时，CO2的平衡转化率如图(a)所示。当气体总压强恒定为1MPa时，平衡时各物质的物质的量分数如图(b)所示。 ①图(a)中，相同温度下，压强越大，CO2的平衡转化率越大，其原因是_______； ②由图(b)可知H2的物质的量分数随温度升高而增大，原因是_______。 （3）Li-CO2电池能将二氧化碳(CO2)高效转化，研究表明，该电池反应产物为碳酸锂和单质碳，且CO2电还原后与锂离子结合形成碳酸锂按以下4个步骤进行，写出步骤III的离子方程式。 I ； II. ； III._______； IV. 。 （4）Me-CO2电池捕集CO2。下图是一种基于Na超离子导体固体电解质的钠-二氧化碳电池，该电池以饱和氯化钠溶液作为水系电解液，以氮掺杂单壁碳纳米角(N-SWCNH)为催化剂，其主要放电产物为NaHCO3和C。 A极为该电池的_______极(填“正”或“负”)：B极的电极反应为_______。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2023~2024学年度第一学期期中调研测试 高二化学试卷 可能用到的相对原子质量：H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 Al-27 S-32 一、选择题：本大题共18小题，共54分，每题只有一个选项符合题意。 1. 2022年北京冬奥会上的火炬“飞扬”、定制款滑雪板、碲化镉发电玻璃，以及全气候电池等无不散发着化学高科技的魅力。下列有关说法不正确的是 A. 火炬中的燃料氢气燃烧时释放热量 B. 普通玻璃可用碳酸钠等来制造 C. 由碲和镉合成碲化镉时碲作氧化剂 D. 电动汽车充电时化学能转化为电能 【答案】D 【解析】 【详解】A．火炬“飞扬”中的氢燃料燃烧放出能量，故A正确； B．纯碱可用于生产普通玻璃，碳酸钠和二氧化硅反应生成硅酸钙和二氧化碳，故B正确； C．由碲和镉合成发电玻璃中的碲化镉，碲的化合价降低，被还原，作氧化剂，故C正确； D．电动汽车充电时电能转化为化学能，故D错误。 答案选D。 2. 下列分类正确的是 A. Cl2 非电解质 B. BaSO4 弱电解质 C. HNO3 强电解质 D. 氨水 纯净物 【答案】C 【解析】 【详解】A．Cl2是单质，其既不是电解质也不是非电解质，A错误； B．BaSO4是盐类，难溶于水，但溶于水的部分能够完全电离，故属于强电解质，B错误； C．HNO3是强酸，在水溶液中能够完全电离，故属于强电解质，C正确； D．氨水是氨气的水溶液，故不属于纯净物，而是混合物，D错误； 故答案为：C。 3. 实验测得：101 kPa时，1 mol H2完全燃烧生成液态水，放出285.8 kJ的热量；1 mol CH4完全燃烧生成液态水和CO2，放出890.3 kJ的热量。下列热化学方程式书写正确的是 A. 2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l) 　ΔH=-571.6 kJ·mol-1 B. CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l) 　ΔH=-890.3 kJ C. CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(g) 　ΔH=-890.3 kJ·mol-1 D. CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l) 　ΔH=890.3 kJ·mol-1 【答案】A 【解析】 【详解】A．1mol氢气完全燃烧生成液态水，放出285.8kJ热量，热化学反应方程式为2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l) 　ΔH=-571.6 kJ·mol-1，故A正确； B．焓变的单位是kJ/mol，不是kJ，故B错误； C．根据题意，甲烷燃烧生成液态水时的热化学反应方程式为CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l) 　ΔH=-890.3 kJ·mol-1，气态水转化成液态水放出热量，因此CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＞-890.3 kJ·mol-1，故C错误； D．甲烷燃烧是放热反应，ΔH＜0，故D错误； 答案为A。 4. 下列图像分别表示有关反应的反应过程与能量变化的关系，据此判断下列说法中正确的是 A. 石墨转变为金刚石是放热反应 B. 白磷比红磷稳定 C. S(g)+O2(g)=SO2(g) ΔH1，S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH2则ΔH1<ΔH2 D. CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ΔH>0 【答案】C 【解析】 【详解】A.根据图像1，金刚石能量高于石墨，石墨转变为金刚石是吸热反应，故A错误； B.根据图像2，白磷能量高于红磷，能量越低越稳定，白磷比红磷稳定性差，故B错误； C.依据图像3，固体硫变化为气态硫需要吸收能量，故ΔH1<ΔH2，故C正确； D.根据图像4，反应物CO（g）+H2O（g）的能量总和高于生成物CO2（g）+H2（g）的能量总和，反应是放热反应，即CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ΔH<0，故D错误； 答案选C。 5. 下列有关实验内容、实验装置和对应的实验目的均正确的是 A.测定中和热 B.测定O2的生成速率 将NO2球浸泡在冷水和热水中 C.验证反应的吸放热 D.比较温度对反应速率的影响 A. A B. B C. C D. D 【答案】C 【解析】 【详解】A．中和热的测定需要用到玻璃搅拌棒，使溶液充分反应，故A错误； B．测定O2的生成速率应该用分液漏斗，氧气从长颈漏斗逸出，注射器无法收集到气体，无法达到实验目的，故B错误； C．若X中是吸热反应，集气瓶中空气压强减小，U形管内甲液面升高乙降低；若X中是放热反应，集气瓶中空气压强增大，U形管内甲液面降低乙升高，可以达到实验目的，故C正确； D．2NO2(g) ⇌N2O4(g)△H＜0升高温度，平衡向逆反应方向移动，气体颜色加深，温度降低，平衡正向移动，气体颜色变浅，只能判断平衡移动方向，不能比较温度对化学反应速率的影响，故D错误； 故答案为C。 6. 下列有关电化学装置的描述正确的是 A. 装置甲：移向溶液 B. 装置乙：可用于电解精炼铜 C. 装置丙：应使用阳离子交换膜 D. 装置丁：可用于保护钢闸门 【答案】C 【解析】 【详解】A．Zn比Cu活泼，Zn失去电子为负极，阳离子向正极移动，则盐桥中的K+移向CuSO4溶液，故A错误； B．电解精炼铜时，粗铜与电源正极相连，为阳极；精铜与电源负极相连，为阴极，故B错误； C．装置丙中阳离子交换膜能避免氯气与碱反应，故C正确； D．铁闸门与石墨相连，Fe作负极，加速腐蚀，故D错误； 故选C。 7. 下列烧杯中盛放的都是稀硫酸，在铜电极上能产生气泡的是 A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】A．装置可以形成以Cu为正极的原电池，电解质溶液为稀硫酸，发生电极反应：2H++2e-=H2，A正确； B．没有自发的氧化还原反应，不可以形成原电池，B错误； C．没有自发的氧化还原反应，不可以形成原电池，C错误； D．未形成闭合回路，无法形成原电池，D错误； 故答案选A。 8. 微生物电化学产甲烷法能将电化学法和生物还原法有机结合，装置如图所示(左侧转化为和，右侧和转化为)。有关说法正确的是 A. 电源a端为负极 B. 该方法能实现二氧化碳零排放 C. b电极的反应为： D. 外电路中每通过，与a相连的电极将产生 【答案】C 【解析】 【分析】左侧转化为和，发生氧化反应，故左侧为电解池阳极；右侧和转化为，发生还原反应，右侧为阴极。 【详解】A．根据分析可知，左侧为阳极，则电源a端为正极，A错误； B．电解池总反应为CH3COO-+H+=CH4+CO2，故该方法不能实现二氧化碳零排放，B错误； C．b极二氧化碳得电子与氢离子反应生成甲烷和水，故电极反应式为，C正确； D．a极电极反应式为2H2O+CH3COO--8e-=2CO2+7H+，外电路中每通过，与a相连的电极在标准状态下将产生，D错误； 答案选C。 9. 下列指定反应的化学用语正确的是 A. 电解熔融氧化铝时反应的离子方程式： B. 铅蓄电池的负极： C. 用惰性电极电解NaCl溶液离子方程式： D. 电解氯化镁溶液的离子方程式： 【答案】A 【解析】 【详解】A．氧化铝熔融时电离出Al3+和O2-，故电解熔融氧化铝时反应的离子方程式为：，A正确； B．原电池负极发生氧化反应，故铅蓄电池的负极：，B错误； C．NaCl水溶液中的H+为H2O电离产生的，故用惰性电极电解NaCl溶液的离子方程式为：，C错误； D．由于Mg2+和OH-将生成Mg(OH)2沉淀，故电解氯化镁溶液的离子方程式为：，D错误； 故答案为：A。 10. 室温下，下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是 A. 能使甲基橙变红的溶液中：Cu2+、Na+、、 B. 的溶液中：Mg2+、Al3+、、 C. 0.1K2CO3溶液：Na+、Ba2+、、 D. 0.1KMnO4溶液：、Na+、、 【答案】B 【解析】 【详解】A．能使甲基橙变红的溶液中含有大量的H+，H+与结合成弱电解质CH3COOH而不能大量共存，A不合题意； B．的溶液中含有大量的H+，H+、Mg2+、Al3+、、各离子之间不反应，能够大量共存，B符合题意； C．0.1K2CO3溶液中的与Ba2+因生成沉淀而不能大量共存，C不合题意； D．0.1KMnO4溶液中的能与发生氧化还原反应而不能大量共存，D不合题意； 故答案为：B。 阅读材料，完成下列小题。氨是一种重要的化工原料，主要用于化肥工业，也广泛用于硝酸、纯碱、制药等工业；工业合成氨反应为：。 11. 下列有关合成氨反应的说法正确的是 A. 该反应能自发进行，则 B. 选用高效催化剂，可降低该反应的 C. 其它条件不变，增大起始的比值，可提高H2的平衡转化率 D. 反应达平衡后，分离出少量NH3，正反应速率加快 12. 下列有关合成氨反应的说法正确的是 A. 反应中每消耗1molH2转移电子的数目约等于 B. 反应的(E表示键能) C. 1molN2(g)和3molH2(g)在一定条件下发生反应放出的热量为92.4kJ D. 增大压强，可以提高反应物中活化分子百分数 13. 下列事实能用勒夏特列原理解释的是 A. 用排饱和食盐水的方法收集氯气 B. 把食品存放在冰箱里可延长保质期 C. 合成氨工业中使用铁触媒作催化剂 D. 500℃时比室温更有利于合成氨的反应 【答案】11. C 12. A 13. A 【解析】 【11题详解】 A．由题干方程式可知，合成氨反应是一个气体体积减小的放热反应，即，，则该反应在低温下能自发进行， A错误； B．催化剂能够改变反应途径，但不能改变反应始态和终态，故选用高效催化剂，只能改变反应的活化能，而不能降低该反应的，B错误； C．其它条件不变，增大起始的比值，反应正向移动，可提高H2的平衡转化率，C正确； D．反应达平衡后，分离出少量NH3，生成物的浓度减小，逆反应速率突然减小，平衡正向移动，反应物浓度也慢慢减小，故正反应速率减慢，D错误； 故答案为：C； 【12题详解】 A．反应中H2中H的化合价由0价降低到-1价，故每消耗1molH2转移电子的数目约等于，A正确； B．已知反应热等于反应物的键能总和减去生成物的键能总和，即反应的(E表示键能)，B错误； C．由题干反应方程式可知，合成氨反应是一个可逆反应，故1molN2(g)和3molH2(g)在一定条件下发生反应放出的热量小于92.4kJ，C错误； D．增大压强，能够增大单位体积内的分子总数，而反应物中活化分子百分数不变，则导致单位体积内的活化分子总数增大，反应速率加快，D错误； 故答案为：A； 【13题详解】 A．已知Cl2+H2OH++Cl-+HClO，饱和食盐水中Cl-浓度增大，导致上述反应平衡逆向移动，故用排饱和食盐水的方法收集氯气可以用勒夏特列原理解释，A符合题意； B．把食品存放在冰箱里可延长保质期是由于减慢反应速率，而不是平衡移动的问题，不能用勒夏特列原理解释，B不合题意； C．催化剂只能影响反应速率而不能使化学平衡发生移动，即合成氨工业中使用铁触媒作催化剂不能用勒夏特列原理解释，C不合题意； D．已知合成氨是一个放热反应，升高温度平衡逆向移动，即500℃时比室温更有利于合成氨的反应是由于升高温度反应速率加快，生成效率增大，而与平衡移动无关，即不能用勒夏特列原理解释，D不合题意； 故答案为：A。 14. 在恒温恒容的密闭容器中，发生如下反应：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)。下列叙述中，能说明该反应达到化学平衡状态的是 A. 容器内气体压强不变 B. 容器内气体的密度不变 C. 混合气体的总物质的量不变 D. CO2的生成速率与H2的消耗速率相等 【答案】D 【解析】 【分析】CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)为气体体积不变的可逆反应，该反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各组分的浓度、百分含量不再变化，据此判断。 【详解】A．反应前后体积不变，压强始终不变，容器内气体压强不变，不能说明该反应达到化学平衡状态，故A错误； B．该反应中气体总质量、容器容积为定值，则混合气体密度始终不变，不能根据混合气体密度判断平衡状态，故B错误； C．反应前后体积不变，气体物质的量始终不变，混合气体的总物质的量不变，不能说明该反应达到化学平衡状态，故C错误； D．CO2的生成速率与H2的消耗速率相等，说明正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故D正确； 故选D。 15. 溶液与溶液发生反应：，达到平衡。下列说法不正确的是 A. 加入苯，振荡，平衡正向移动 B. 经苯2次萃取分离后，在水溶液中加入，溶液呈血红色，表明该化学反应存在限度 C. 加入固体，平衡逆向移动 D. 该反应的平衡常数 【答案】D 【解析】 【详解】A.加入苯振荡，苯将I2萃取到苯层，水溶液中c（I2）减小，平衡正向移动，A正确； B.将5mL0.1mol/LKI溶液与1mL0.1mol/LFeCl3溶液混合，参与反应的Fe3+与I-物质的量之比为1:1，反应后I-一定过量，经苯2次萃取分离后，在水溶液中加入KSCN溶液呈血红色，说明水溶液中仍含有Fe3+，即Fe3+没有完全消耗，表明该化学反应存在限度，B正确； C.加入FeSO4固体溶于水电离出Fe2+，c（Fe2+）增大，平衡逆向移动，C正确； D.该反应的平衡常数K=，D错误； 答案选D。 16. 在25℃和T℃时，水溶液中c(H+)和c(OH-)的关系如图所示，下列说法正确的是 A. T＜25℃ B. AB点连线上的任意一点pH均为7 C. B点溶液的导电能力一定大于A点 D. 溶液中水的电离程度C点可能大于D点 【答案】D 【解析】 【详解】A.25℃时水的离子积为10-14，B点所在曲线水的离子积为10-12，而温度越高水的离子积越大，所以T>25℃，故A不符合要求； B.A、B线上的任意一点都都表示c(H+)= c(OH-)，溶液呈中性，A点时pH=7，B点时pH=6，故B不符合要求； C.A，B两点溶液均呈中性，B点溶液中c(H+)， c(OH-)均大于A点溶液，可能是中性盐溶液，如Na2SO4溶液，不能判断两点导电能力的大小，故C不符合要求； D.C点c(H+)>c(OH-)，溶液显酸性可能是盐类水解的原因促进水的电离，D点溶液c(H+)<c(OH-),显碱性，可能是碱溶液抑制水的电离，故D符合要求； 答案选D。 17. 反应的能量变化如下图实线所示。研究表明该反应也可按图中虚线所示的反应历程进行。下列说法错误的是 A. 该反应正反应的活化能小于逆反应的活化能 B. 虚线所示反应过程的总反应速率由步骤①决定 C. 虚线所示反应历程中，铁元素的化合价保持不变 D. 不能改变该反应的△H 【答案】C 【解析】 【详解】A．由图可知，反应为放热反应，则正反应的活化能小于逆反应的活化能，故A正确； B．已知两步反应，第一步活化能较大，因此①N2O+Fe+═N2+FeO+(慢)、②FeO++CO═CO2+Fe+(快)，总反应的化学反应速率由速率慢的反应①决定，故B正确； C．反应①N2O+Fe+═N2+FeO+中N元素化合价降低，Fe元素化合价的升高，因此是氧化还原反应，故C错误； D．Fe+是催化剂，Fe+使反应的活化能减小，不能改变该反应的△H，故D正确； 故选：C。 18. 甲烷-水重整可以获得H2，主要反应为： 反应I 反应II 在压强为、起始投料比时，若仅考虑上述反应，平衡时各物质的物质的量随温度的变化如图所示，已知温度600℃和压强为时，生石灰能吸收CO2，下列说法正确的是 A. 图中曲线③表示CO的物质的量随温度的变化 B. 甲烷-二氧化碳重整反应：的 C. 其他条件不变，增大反应体系的压强或起始投料比，CH4的转化率均增大 D. 保持温度为600℃和压强为，向体系中加入少量多孔CaO，H2的物质的量将增大 【答案】D 【解析】 【详解】A．起始投料比，无CO、CO2、H2，即CO、CO2、H2的物质的量从0开始增大，伴随反应的进行CH4和H2O的物质的量减小，所以图中曲线①、②分别表示H2O和CH4的其中一种，两个反应都生成氢气，由方程式可知氢气的化学计量数最大，最初物质的量增大最快的是氢气，所以图中曲线③表示H2的物质的量随温度的变化，故A错误； B．据盖斯定律可知，甲烷-二氧化碳重整反应可由反应I-反应II得到，所以的，故B错误； C．反应I为气体体积增大的反应，其他条件不变，增大反应体系的压强CH4的转化率减小，增大起始投料比，CH4的转化率减小，故C错误； D．保持温度为600℃和压强为，向体系中加入少量多孔CaO，CaO能消耗CO2，反应II正向移动，H2的物质的量将增大，故D正确； 故答案为：D。 二、非选择题：本大题共3小题，共计46分。 19. 已知如下表数据(25℃)： 物质 CH3COOH HCN H2CO3 电离常数(K) ， （1）常温下，0.1mol/L的HCN溶液c(H+)=_______。碳酸的第二步电离平衡常数表达式Ka2=_______。 （2）同体积、同浓度的上述三种酸，c(H+)最大的是_______，同体积、等pH的上述三种酸与碱完全中和时，消耗NaOH的物质的量最大的是_______。 （3）在NaCN溶液中通入少量CO2发生的离子方程式为_______。 【答案】（1） ① 7.0×10-6mol/L ②. （2） ①. CH3COOH ②. HCN （3）CN-+CO2+H2O=HCN+ 【解析】 【小问1详解】 常温下，HCN溶液中存在电离平衡：HCNH++CN-，根据表中数据有：Ka(HCN)==4.9×10-10，则有0.1mol/L的HCN溶液中c(H+)===7.0×10-6mol/L，已知H2CO3+H+，+H+，故碳酸的第二步电离平衡常数表达式Ka2=，故答案为：7.0×10-6mol/L；； 【小问2详解】 由题干表中数据可知，Ka(CH3COOH)>Ka1(H2CO3)>Ka(HCN)>Ka2(H2CO3)，故同体积、同浓度的上述三种酸，电离平衡常数越大，酸性越强，氢离子浓度越大，则c(H+)最大的是CH3COOH，同体积、等pH的上述三种酸的物质的量浓度由大到小的顺序为：c(HCN)>c(H2CO3)>c(CH3COOH)，故与碱完全中和时，消耗NaOH的物质的量最大的是HCN，故答案为：CH3COOH；HCN； 【小问3详解】 由题干表中数据可知，酸性H2CO3>HCN>，则向NaCN溶液中通入少量CO2，反应生成HCN和碳酸氢钠，该反应的离子方程式为：CN-+CO2+H2O=HCN+，故答案为：CN-+CO2+H2O=HCN+。 20. 汽车尾气中含有CO、NO等有害气体。目前，汽车厂商常利用催化技术将尾气中的NO和CO转化成CO2和N2。 （1）汽车尾气中NO生成过程的能量变化示意图如下： 写出该反应的热化学方程式：_______。 （2）探究某些外界条件对汽车尾气转化反应速率的影响。 在相同的恒容密闭容器中，完成以下实验设计表(表中不要留空格)。 实验编号 实验目的 T/℃ NO初始浓度mol/L CO初始浓度mol/L 同种催化剂的比表面积m2/g I 为以下实验作参照 280 80 Ⅱ _______ _______ _______ 120 Ⅲ 探究温度对尾气转化速率的影响 360 80 利用气体传感器测定了三组实验中CO浓度随时间变化曲线图，如下： ①计算第1组实验中，达平衡时NO的浓度为_______；NO的转化率为_______。 ②在上述条件下，该反应均能自发进行，则该反应的时间_______0(填写“>”“<”或“=”) ③由曲线I、Ⅱ可知，增大催化剂比表面积，汽车尾气转化速率_______(填“增大”、“减小”“无影响”)。 ④若与第I组实验对比，第Ⅳ组实验仅将c(CO)改为，280℃下该反应的平衡常数的值为_______。 （3）探究催化剂对CO、NO转化率的影响。将NO和CO按物质的量1：1，以一定的流速通过两种不同的催化剂进行反应，相同时间内测量逸出气体中NO含量，从而确定尾气脱氮率(即NO的转化率)，结果如图所示： ①温度低于200℃时，图中曲线I脱氮率随温度升高而变化不大的主要原因是_______。 ②a点脱氮率小于对应温度下的平衡脱氮率，原因是_______。 【答案】（1）N2(g)+O2(g)= 2NO(g)，ΔH=-180kJ/mol （2） ①. 探究的是催化剂比表面积对尾气转化速率的影响 ②. 280 ③. 4.00×10-3 ④. 3.00×10-3mol/L ⑤. 50% ⑥. ＜ ⑦. 增大 ⑧. （3） ①. 温度较低，催化剂活性较低 ②. 该反应放热，根据曲线Ⅰ可知a点对应的温度的平衡脱氮率更高 【解析】 【小问1详解】 图示反应为N2(g)+O2(g)= 2NO(g)，ΔH=(946+498-2×632)kJ/mol+180kJ/mol，则热化学方程式为：N2(g)+O2(g)= 2NO(g)，ΔH=-180kJ/mol，故答案为：N2(g)+O2(g)= 2NO(g)，ΔH=-180kJ/mol； 【小问2详解】 探究一种影响因素，必须保持其他影响因素是一致，通过对比Ⅱ和Ⅰ的条件可知，两者的区别是催化剂的比表面积不同，则其他的影响因素均应相同，故Ⅱ中温度为280℃，NO初始浓度为6.50×10-3mol/L，CO初始浓度为4.00×10-3mol/L，而且Ⅱ探究的是催化剂比表面积对尾气转化速率的影响，故答案为：探究的是催化剂比表面积对尾气转化速率的影响； 由以上分析可知，Ⅱ中温度为280℃，故答案为：280； 由以上分析可知，Ⅱ中CO初始浓度为4.00×10-3mol/L，故答案为：4.00×10-3； ①通过图象可知，平衡时CO的平衡浓度为1.00×10-3mol/L，可得出CO的浓度该变量△c(CO)=4.00×10-3mol/L-1.00×10-3mol/L=3.00×10-3mol/L，在一个反应中，各物质的浓度的该变量之比等于计量数之比，故NO的浓度的改变量c(CO)= 3.00×10-3mol/L，故NO的平衡浓度c(NO)=6.00×10-3mol/L-3.00×10-3mol/L=3.00×10-3mol/L，故答案为：3.00×10-3mol/L； 由以上分析可知，平衡时，NO的浓度的改变量c(CO)= 3.00×10-3mol/L，初始浓度为6.00×10-3mol/L，故NO的转化率为：，故答案为：50%； ②利用催化技术，可将汽车尾气中的NO和CO转化成CO2和N2，从图中可以看出，NO足量，CO没有全部转化，则反应为可逆反应，反应的化学方程式：，在上述条件下，△S <0，但该反应能自发进行，则该反应的AH <0，故答案为：＜； ③增大催化剂比表面积后，缩短了到达平衡的时间，故增大了反应速率，故答案为：增大； ④实验|中，起始时c(CO)=4.00×10-3mol/L，c(NO)=6.00×10-3mol/L，反应达平衡时，c(CO)=1.00×10-3mol/L，则可建立如下三段式：，若与第Ⅰ组实验对比，第Ⅳ组实验仅将c(CO)改为5.00×10-3mol/L，则280℃下该反应的平衡常数的值与第Ⅰ组实验中的相同，仍为，故答案为：； 【小问3详解】 ①若低于200℃，脱氮率随温度升高而变化不大的主要原因：温度较低，催化剂活性较低，故答案为：温度较低，催化剂活性较低； ②a点不是平衡脱氮率，该反应放热，根据曲线Ⅰ可知a点对应的温度的平衡脱氮率更高，故答案为：该反应放热，根据曲线Ⅰ可知a点对应的温度的平衡脱氮率更高。 21. 近年来，碳中和、碳达峰成为热点。科学家们一直致力于CO2的资源化利用，有效减少CO2的排放，充分利用碳资源。 （1）1991年，Ashcroft提出了甲烷二氧化碳重整的技术理论：气体分子吸附至催化剂表面后发生反应。500℃时，反应原理如下。 主反应： 副反应： I. II. III. 其中，副反应II、III形成的积碳易导致催化剂失去活性。 ①_______。 ②在原料气中添加微量O2有利于保持催化剂的活性，其原因是_______。 （2）CO2甲烷化的研究 已知IV. 工业中同时存在副反应I. 在一定条件下，在合成塔中充入一定量CO2和H2，不同压强时，CO2的平衡转化率如图(a)所示。当气体总压强恒定为1MPa时，平衡时各物质的物质的量分数如图(b)所示。 ①图(a)中，相同温度下，压强越大，CO2的平衡转化率越大，其原因是_______； ②由图(b)可知H2的物质的量分数随温度升高而增大，原因是_______。 （3）Li-CO2电池能将二氧化碳(CO2)高效转化，研究表明，该电池反应产物为碳酸锂和单质碳，且CO2电还原后与锂离子结合形成碳酸锂按以下4个步骤进行，写出步骤III的离子方程式。 I. ； II. ； III._______； IV. 。 （4）Me-CO2电池捕集CO2。下图是一种基于Na超离子导体固体电解质的钠-二氧化碳电池，该电池以饱和氯化钠溶液作为水系电解液，以氮掺杂单壁碳纳米角(N-SWCNH)为催化剂，其主要放电产物为NaHCO3和C。 A极为该电池的_______极(填“正”或“负”)：B极的电极反应为_______。 【答案】（1） ①. +246.5kJ/mol ②. 微量O2及时与副反应Ⅱ、Ⅲ产生的碳反应，防止催化剂表面积碳，有利于保持催化剂的活性 （2） ①. 增大压强反应I不移动，反应IV正向移动 ②. 反应IV为放热反应，反应I为吸热反应，升温反应IV左移、反应I右移，反应IV左移增加氢气的物质的量大于反应I右移减小的氢气的物质的量 （3）CO2+2=2+C （4） ①. 负 ②. 5CO2+4Na++2H2O+4e-=4NaHCO3+C 【解析】 【小问1详解】 ①由盖斯定律可知，Ⅲ-Ⅱ得反应：CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g) ΔH=ΔH3-ΔH2=+74 kJ/mol -(-172.5 kJ/mol )=+246.5kJ/mol； ②微量O2及时与副反应Ⅱ、Ⅲ产生的碳反应，防止催化剂表面积碳，有利于保持催化剂的活性，所以在原料气中添加微量O2有利于保持催化剂的活性； 【小问2详解】 ①反应I. 为气体体积不变的反应，增大压强平衡不移动；反应IV. 为气体体积减小的反应，增大压强平衡正向移动，所以二氧化碳的平衡转化率增大； ②反应IV. 为放热反应，反应I. 为吸热反应，升温反应IV左移、反应I右移，反应IV左移增加的氢气的物质的量大于反应I右移减小的氢气的物质的量，所以H2的物质的量分数随温度升高而增大； 【小问3详解】 Li-CO2电池反应产物为碳酸锂和单质碳，电池总反应为3CO2+4Li=2Li2CO3+C，活泼金属Li失电子，发生氧化反应，故Li为负极，则二氧化碳在正极发生还原反应，且CO2电还原后与锂离子结合形成碳酸锂，正极反应式为3CO2+ 4Li++4e-=2Li2CO3+C，由II可知生成了、而IV需要，所以III的离子方程式为：CO2+2=2+C； 【小问4详解】 由图可知电池放电时，B电极上二氧化碳转化为碳，被还原，则B为正极、A为负极，主要放电产物为NaHCO3和C，则B极电极反应为5CO2+4Na++2H2O+4e-=4NaHCO3+C。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $