精品解析：四川省绵阳市2023-2024学年高二上学期期末考试化学试题

秘密★启用前【考试时间2024年1月20日7：45～9：00】 高中2022级第三学期末教学质量测试 化学 本试卷分为试题卷和答题卡两部分，其中试题卷由选择题和非选择题组成，共6页；答题卡共2页。满分100分，考试时间75分钟。 注意事项： 1.答题前，考生务必将自己的学校、班级、姓名用0.5毫米黑色墨水签字笔填写清楚，同时用2B铅笔将考号准确填涂在“考号”栏目内。 2.选择题使用2B铅笔填涂在答题卡对应题目标号的位置上，如需改动，用橡皮擦擦干净后再选涂其它答案；非选择题用0.5毫米黑色墨水签字笔书写在答题卡的对应框内，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。 3.考试结束后将答题卡收回。 可能用到的相对原子质量：H1 C12 O16 Cl35.5 Na23 一、选择题(本题共14小题，每小题3分，共42分。每小题只有一个选项符合题意) 1. 下列过程中，化学反应速率的增大对人类有益的是 A. 钢铁生锈 B. 塑料老化 C. 汽车尾气治理 D. 石材文物风化 【答案】C 【解析】 【详解】A．钢铁生锈会造成材料资源浪费，该化学反应速率的增大对人类无益，故A不选； B．塑料的老化会造成材料资源浪费，该化学反应速率的增大对人类无益，故B不选； C．汽车尾气治理的反应速率增大，会减少污染气体的排放，对人类有益，故C选； D．石材文物风化速率增大会加快文物的腐蚀，对人类无益，故D不选； 答案选C。 2. 下列做法不能用盐类水解原理解释的是 A. 用Na2CO3溶液清洗油污时，加热以增强去污效果 B. 实验室配制CuSO4溶液时，加入少量稀硫酸 C. 用可溶性铝盐、铁盐作净水剂 D. 用次氯酸钠溶液作环境消毒剂 【答案】D 【解析】 【详解】A．纯碱溶液清洗油污时，升高温度可以促进碳酸根水解生成氢氧根，可增强其去污效果，与盐类水解有关系，A不符合题意； B．实验室配制CuSO4溶液时加入少量稀硫酸，可抑制Cu2+的水解，B不符合题意； C．铝离子和铁离子均水解，分别生成氢氧化铝胶体和氢氧化铁胶体，因此用铝盐和铁盐做净水剂，与盐类水解有关系，C不符合题意； D．次氯酸钠具有强氧化性，能使蛋白质变性，可杀菌消毒，可以作环境消毒剂，D符合题意； 故答案选D。 3. 在核电荷数为24的Cr的价层电子排布中，处于基态的是 A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】24号Cr元素的基态原子价层电子排布3d54s1，根据电子排布规律可知其轨道排布式为，答案选B； 4. 工业上的一氧化碳变换反应为： 。反应达平衡后，下列措施既能提高其反应速率，又能提高CO转化率的是 A. 增大水蒸气浓度 B. 增大压强 C. 升高温度 D. 除去部分 【答案】A 【解析】 【详解】A．增大水蒸气的浓度，平衡正向移动，CO转化率提高，且浓度增加反应速率变大，A正确； B．由于该反应是等体积的反应，所以增大压强，平衡不发生移动，CO转化率不变，B错误； C．该反应的正反应是放热反应，升高温度，根据平衡移动原理平衡向吸热反应方向移动，对该反应来说平衡逆向移动，所以CO转化率降低，C错误； D．除去部分CO2，平衡正向移动，能提高CO转化率，但是无法提高反应速率，D错误； 本题选A。 5. 油气开采、石油化工、煤化工等行业废气普遍含有的硫化氢，回收处理并加以利用涉及反应：4H2S(g)＋2SO2(g)=3S2(g)＋4H2O(g)。下列反应速率的关系式错误的是 A. v(H2S)=2v(SO2) B. v(H2S)=v(H2O) C. v(SO2)=v(S2) D. v(SO2)=v(H2O) 【答案】C 【解析】 【分析】化学反应速率之比等于化学计量数之比，据此作答。 【详解】A．，即，故A正确； B．，即v(H2S)=v(H2O)，故B正确； C．，即，故C错误； D．，即v(SO2)=v(H2O)，故D正确； 故答案选C。 6. 常温下，将0.10mol/L氨水用蒸馏水稀释10倍，下列说法错误的是 A. Kw不变，溶液pH减小 B. c()=0.01mol/L C. NH3·H2O的电离程度增大 D. 增大 【答案】B 【解析】 【分析】氨水中有：，加水稀释，溶液中、、的离子浓度减小，但加水促进弱电解质的电离，、增大，减小，据此作答。 【详解】A．温度不变，则Kw不变，而加水稀释，溶液中氢氧根离子浓度减小，因此氢离子浓度增大，所以溶液pH减小，故A正确； B．加水稀释促进电离，根据稀释定律可知，0.10mol/L氨水用蒸馏水稀释10倍后溶液浓度变为0.01mol/L，一水合氨难电离，所以溶液中，故B错误； C．加水稀释促进电离，所以一水合氨电离程度增大，故C正确； D．，加水稀释，减小，因此增大，故D正确； 故答案选B。 7. 某反应过程的能量变化如图所示。下列说法正确的是 A. 该反应为吸热反应，∆H=E2-E1 B. 升高温度反应的活化能增大 C. 反应过程a的化学反应速率较b快 D. 反应过程a的活化能较反应过程b大 【答案】D 【解析】 【详解】A．由图可知，反应物的总能量高于生成物，是放热反应，∆H=E1-E2，故A错误； B．升高温度，增大活化分子百分数，也增大了分子间的碰撞频率，这两方面都使分子间有效碰撞的几率提高，反应速率加快，但升高温度后活化能不变，故B错误； C．反应过程b的活化能小于反应过程a，故反应过程b的速率更快，故C错误； D．由图可知，反应过程a的活化能较反应过程b大，故D正确； 答案选D。 8. 下列现象与电化学腐蚀无关的是 A. 铜制灯架天长日久表面变黑 B. 铸铁锅中水未擦干容易生锈 C. 在船舶外壳安装若干锌块使船体不易被腐蚀 D. 用铁屑与稀硫酸制氢气，滴加硫酸铜溶液时产气速率加快 【答案】A 【解析】 【详解】A．铜制灯架表面变黑是因为铜与空气中氧气反应生成氧化铜，发生的是化学腐蚀，与电化学腐蚀无关，故A选； B．铸铁锅中水未擦干，在空气中发生吸氧腐蚀，是电化学腐蚀，故B不选； C．钢铁船舶的外壳安装若干锌块，让船体做正极，锌块做负极，采用了牺牲阳极法，与电化学防护有关，故C不选； D．滴加几滴硫酸铜溶液，构成Cu、Fe原电池，加快反应速率，与电化学反应有关，故D不选； 答案选A。 9. 过氧化氢是常用的氧化剂，其分子结构如右图所示，两个氢原子犹如分布在半展开的书的两面上。下列关于的判断错误的是 A. 电子式为 B. 属于非极性分子 C. 分子间存在氢键 D. 难溶于四氯化碳 【答案】B 【解析】 【详解】A．H2O2为共价化合物，各原子达到稳定结构，其电子式为，A正确； B．H2O2是由极性键和非极性键构成的，由分子结构知其正负电荷重心不重叠，是极性分子，B错误； C．H2O2中O原子电负性较大，能和另一个H2O2分子中H原子形成氢键，C正确； D．过氧化氢为极性分子，四氯化碳为非极性溶剂，根据相似相溶原理，H2O2难溶于四氯化碳，D正确； 故选B。 10. 在25℃和101kPa时，几种燃料的燃烧热如下表： 燃料 -283.0 -285.8 -890.3 -726.5 下列说法正确的是 A. 相同质量的上述四种燃料完全燃烧时，甲烷放出的热量最多 B. CO燃烧的热化学方程式为： C. 常温常压下，1mol甲醇液体完全燃烧生成气体和水蒸气放出热量726.5kJ D. 标准状况下，相同体积的CO、、完全燃烧的碳排放量： 【答案】D 【解析】 【分析】燃烧热是在101 kPa时，1 mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量； 【详解】A．CO、H2、CH4、CH3OH的相对分子质量分别为28、2、16、32，又因为它们每1mol分别完全燃烧时，放出的热量依次为283.0kJ、285.8kJ、890.3kJ、726.5kJ，所以1gCO、H2、CH4、CH3OH完全燃烧时，放出热量分别为：10.1kJ、142.9kJ、55.6kJ、22.7kJ，则相同质量的以上四种燃料，完全燃烧时放出热量最多的是H2，A错误； B．CO燃烧热∆H为-283.0 kJ·mol-1，表示1molCO完全燃烧释放283.0 kJ热量，则CO燃烧的热化学方程式为：∆H=-566.0kJ/mol，B错误； C．甲醇燃烧热的数据指的是1mol甲醇完全燃烧生成CO2和液态水时释放热量726.5kJ，若生成气态水，释放的热量小于726.5kJ，C错误； D．标准状况下，相同体积的CO、H2、CH4物质的量相同，根据C元素守恒，完全燃烧的碳排放量：CO=CH4>H2，D正确； 故选D。 11. 已知键能数据如下表： 共价键 C-H H-H C=O 键能/kJ·mol-1 414 436 799 1076 根据键能估算，反应CH4＋CO2=2CO＋2H2的∆H为 A. +230kJ/mol B. -299kJ/mol C. +569kJ/mol D. -1811kJ/mol 【答案】A 【解析】 【详解】根据∆H=反应物总键能-生成物总键能=(414×4+799×2-1076×2-436×2) kJ/mol=+230kJ/mol；故选A。 12. 短周期主族元素W、X、Y、Z、R的原子序数依次增大。W元素的价层电子排布是ns2npn；Y元素原子核外s能级与p能级上的电子总数相等；Z元素原子中只有两种形状的电子云，最外层只有一种自旋方向的电子；R元素原子的价层电子数等于其电子层数。下列说法正确的是 A. 原子半径：W＜X B. 第一电离能：X>Y C. 电负性：W>Y D. 金属性：Z＜R 【答案】B 【解析】 【分析】W、X、Y、Z、R均为短周期主族元素，W的原子序数最小，W元素的价层电子排布是ns2npn，可知n=2，即价层电子排布是2s22p2，则W为C元素；Y元素原子核外s能级与p能级上的电子总数相等，因此核外电子排布式为1s22s22p4，则Y为O元素、X为N元素；Z元素原子中只有两种形状的电子云，最外层只有一种自旋方向的电子；因此基态Z的核外电子排布式为1s22s22p63s1，则Z为Na元素；R元素原子的价层电子数等于其电子层数，则R为Al元素，综合可知，W、X、Y、Z、R分别为C、N、O、Na、Al元素。 【详解】A．同周期元素从左往右原子半径逐渐减小，因此原子半径：C>N，故A错误； B．同周期从左向右元素的第一电离能是增大趋势，但ⅡA＞ⅢA，ⅤA＞ⅥA，因此第一电离能：N>O，故B正确； C．同周期从左向右元素电负性逐渐增大，则电负性：O>C，故C错误； D．同周期从左向右元素的金属性逐渐增强，则金属性：Al＜Na，故D错误； 故答案选B。 13. 绚丽多彩的无机颜料的应用曾创造了古代绘画和彩陶的辉煌。硫化镉(CdS)是一种难溶于水的黄色颜料，一定温度下，它在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法正确的是 A. p、q两点对应的Ksp相等 B. p点表示CdS在水中的溶解度 C. 向p点的溶液中滴加硝酸，c(Cd2+)沿曲线向q点方向变化 D. 向q点的溶液中加入Na2S固体，c(Cd2+)沿曲线向p点方向变化 【答案】A 【解析】 【详解】A．p、q两点都在溶解平衡的曲线上，温度相等，对应的Ksp相等，故A正确； B．p点表示硫化镉(CdS)达到溶解平衡，不表示CdS在水中的溶解度，故B错误； C．向p点的溶液中滴加硝酸，S2-被氧化，使溶解平衡正向移动，c(Cd2+)增大，沿曲线向上变化，故C错误； D．向q点的溶液中加入Na2S固体，使溶解平衡逆向移动，c(Cd2+)减小，沿曲线向下变化，故D错误； 答案选A。 14. 一种新型微生物脱盐燃料电池如图所示。利用活性菌的催化作用，在净化两极室污水的同时，淡化脱盐室的盐水，协同产生电流。下列说法错误的是 A. 电极为电池负极 B. 电极的电极反应可能为： C. 污水净化过程中，电极区溶液的pH一定增大 D. 外电路转移2mol电子，脱盐室质量减少58.5g 【答案】D 【解析】 【分析】在a电极，有机物失电子转化为CO2等，b极室空气中的O2得电子产物与电解质作用生成水或OH-，则a电极为负极，b电极为正极。 【详解】A．由分析可知，电极有机物失电子，为电池负极，A正确； B．电极为正极，空气中的O2得电子产物与电解质作用，可能生成水，则电极反应可能为：，B正确； C．污水净化过程中，电极区溶液要么消耗H+，要么生成OH-，则溶液的pH一定增大，C正确； D．外电路转移2mol电子，脱盐室有2molCl-和2molNa+向两极区发生迁移，则质量减少58.5g/mol×2mol=117g，D错误； 故选D。 二、非选择题(本题共4小题，共58分) 15. 我国科学家研发的全球首套千吨级太阳能燃料合成项目被形象地称为“液态阳光”计划。该项目通过太阳能发电电解水制氢，再采用高选择性催化剂将二氧化碳加氢合成甲醇。回答下列问题： （1）太阳能发电电解水制氢时，阳极的电极反应式为_______。阳极与阴极产生气体的物质的量之比为_______。 （2）太阳能电池板主要材料为单晶硅或多晶硅。基态Si原子的电子排布式为_______，SiCl4是生产高纯硅的前驱体，其VSEPR模型名称为_______。 （3）CO2分子的空间结构为_______形，其中σ键与π键的数目之比为_______。 （4）甲醇的结构式为，下列有关甲醇的说法中正确的是_______(填字母)。 A. 甲醇在水溶液中存在电离平衡 B. 分子中碳、氧原子均为sp3杂化 C. 分子中三个碳氢键的键长相等 D. 分子中C—O—H的键角为180° （5）以石墨作电极，甲醇、O2和KOH溶液构成燃料电池，写出负极的电极反应式：_______。 【答案】（1） ①. 2H2O-4e-=O2↑＋4H+ ②. 1﹕2 （2） ①. 1s22s22p63s23p2或 [Ne] 3s23p2 ②. 正四面体形 （3） ①. 直线 ②. 1﹕1 （4）BC （5）CH3OH－6e-＋8OH- = CO＋6H2O 【解析】 【小问1详解】 ①电解水制氢时，阳极发生氧化反应，电极反应式为2H2O-4e-=O2↑＋4H+； ②阴极氢离子放电生成氢气，根据反应方程式，阳极与阴极产生气体的物质的量之比为1∶2； 【小问2详解】 硅元素位于元素周期表第三周期第ⅣA族，基态Si原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p2；根据价层电子对数=与中心原子结合原子数+中心原子孤对电子数=，则Si采用sp3杂化，VSEPR模型为正四面体形； 【小问3详解】 根据价层电子对数=与中心原子结合原子数+中心原子孤对电子数=，C原子采用sp杂化，空间结构是直线形；碳原子与氧原子以双键连接，二氧化碳有两个碳氧双键，双键中含有一个σ键和π键，数目之比为1∶1； 【小问4详解】 A．甲醇是非电解质，在水中难以电离，没有电离平衡，A错误； B．由甲醇的结构式可知，C原子形成四个单键，采用sp3杂化，O原子形成两个单键，还有两对孤对电子，也采用sp3杂化，B正确； C．碳原子连接的三个碳氢键完全相同，则三个碳氢键键长相等，C正确； D．由于甲醇分子中的氧原子采用sp3杂化，O原子含有两对孤对电子，与碳原子和氢原子形成了一个V形结构，使分子中C—O—H的键角不可能为180°，D错误； 答案选BC； 【小问5详解】 甲醇燃料电池中，甲醇在负极失电子发生氧化反应，其电极反应式为。 16. 电池是现代社会中不可获缺的能源储存装置。电池的发展史见证了人类对能源储存的不断追求和创新。回答下列问题： （1）历史上第一个化学电源——伏打电堆。伏打电堆的示意图如图，该电堆相当于多个原电池串联。如金属c为Zn，金属d为铜，e为浸NaCl溶液的湿布，则a是原电池的_______极，负极的电极反应式为_______。 （2）干电池的问世与改进。19世纪末，第一种干电池问世。现在市面上销售的干电池为碱性锌锰电池，该电池Zn一端作负极，MnO2一端作正极，电解质是KOH溶液，其负极的放电产物是_______，正极的电极反应式为_______。 （3）镍镉电池的推出。20世纪初推出的镍镉电池是一种可充电电池，其总反应为：Cd＋2NiO(OH)＋2H2O2Ni(OH)2＋Cd(OH)2.放电时发生氧化反应的物质是_______，充电时阳极的电极反应式为_______。 （4）锂离子电池的革命。20世纪70年代，锂离子电池的发明成为电池领域的一次革命性突破。一种锂离子电池负极材料为嵌锂石墨，正极材料为LiCoO2，电解质溶液为LiPF6的碳酸酯溶液，该电池放电时的反应原理可表示为：负极：LixCy-xe-=xLi+＋Cy正极：Li1-xCoO2＋xLi+＋xe-=LiCoO2。则该电池充电时的总反应为_______。 （5）燃料电池的发展。20世纪末至21世纪初，燃料电池成了电池领域的热点。一种将燃料电池与电解饱和食盐水组合的新工艺，其相关物质的传输与转化关系如图所示，其中的电极未标出，所用离子交换膜都只允许阳离子通过。 图中的Y物质是_______，a_______b(填“>”“＜”或“=”)，燃料电池每消耗1LO2(标准状况)，理论上最多能产生X(标准状况)的体积为_______L。 【答案】（1） ①. 正 ②. Zn－2e- = Zn2+ （2） ①. Zn(OH)2 ②. 2MnO2＋2H2O＋2e-= 2MnO(OH)＋2OH- （3） ①. Cd ②. 2Ni(OH)2＋2OH--2e- = 2NiO(OH)＋2H2O （4）Cy＋LiCoO2 LixCy＋Li1－xCoO2 （5） ①. H2或氢气 ②. ＜ ③. 2 【解析】 【小问1详解】 如金属c为Zn，金属d为铜，e为浸NaCl溶液的湿布，则c为负极，a为正极，负极的反应式为Zn－2e- = Zn2+； 【小问2详解】 由于电解质是KOH溶液，负极Zn失电子后与氢氧根结合为Zn(OH)2，即负极的放电产物是Zn(OH)2；正极上MnO2得电子变为MnO(OH)，电极反应式为2MnO2＋2H2O＋2e-= 2MnO(OH)＋2OH-； 【小问3详解】 总反应为：Cd＋2NiO(OH)＋2H2O2Ni(OH)2＋Cd(OH)2；向右为放电过程，放电时Cd的化合价升高，发生氧化反应，充电时阳极发生氧化反应，Ni(OH)2失电子变为NiO(OH)，电极反应式为2Ni(OH)2＋2OH--2e- = 2NiO(OH)＋2H2O； 【小问4详解】 负极：LixCy-xe-=xLi+＋Cy；正极：Li1-xCoO2＋xLi+＋xe-=LiCoO2，则放电时的总反应为LixCy＋Li1－xCoO2 =Cy＋LiCoO2 ，充电反应为放电反应的逆反应，则充电时的总反应为Cy＋LiCoO2 LixCy＋Li1－xCoO2； 【小问5详解】 电解饱和食盐水生成氯气、氢气和氢氧化钠，则X为Cl2，Y为H2，右侧为氢氧燃料电池，由于燃料电池正极发生O2+4e-+2H2O=4OH-，燃料电池中的离子膜只允许阳离子通过，而燃料电池中正极氧气得到电子产生OH-，所以反应后氢氧化钠的浓度升高，即a%<b%，根据电子守恒得到关系式：，燃料电池每消耗1LO2(标准状况)，理论上最多能产生X(标准状况)的体积为2L。 17. 乙酸俗称醋酸，因是醋的主要成分而得名，是一种重要的化工原料。 （1）纯的无水乙酸常温下是无色液体，低于16.6℃凝结为类似冰一样的晶体，又称为冰醋酸。一定温度下，冰醋酸稀释过程中溶液的导电能力变化如图所示，加水前导电能力接近零的原因是________；a、b、c三点对应的溶液中，由大到小的顺序是________。 （2）t℃时，的，0.010mol/L的醋酸溶液中________，pH=________。(lg2=0.3) （3）为了测定某醋酸中的浓度，某学习小组进行了如下实验：取20.00mL待测溶液，用0.1000mol/LNaOH标准溶液滴定。 ①滴定加入的指示剂应是________（选填“甲基橙”或“酚酞”）。滴定终点的颜色变化为________。 ②滴定操作测得数据记录如下： 测定次数 滴定前读数/mL 滴定后读数/mL 第1次 0.20 20.14 第2次 0.12 19.98 第3次 0.00 18.30 第4次 0.00 的读数如上图所示，则________mL，根据以上实验数据，所测醋酸的浓度是________mol/L。 ③上述实验中，当其它操作正确时，下列操作一定会造成测定结果偏高的是________（填字母）。 A.待装NaOH标准溶液的滴定管用蒸馏水洗净后，未用标准溶液润洗 B.锥形瓶用蒸馏水洗净后，直接盛装待测液 C.读取NaOH溶液体积时，开始仰视读数，滴定结束时俯视读数 D.盛NaOH标准溶液的滴定管，滴定前尖嘴部分有气泡，滴定后无气泡 ④25℃下，用酸式滴定管量取25.00mL未知浓度的醋酸溶液，放入烧杯中，并放入磁力搅拌子，开启磁力搅拌器，往滴数传感器的滴定管中注入一定量的1.00mol/LNaOH溶液，通过数字化实验，计算机绘制出溶液pH随NaOH溶液体积变化的曲线如图。酸碱刚好完全反应时对应曲线上的________点。 【答案】（1） ①. 加水以前冰醋酸不电离，以分子形式存在，无自由移动的离子，因此不能导电 ②. b>a>c （2） ①. 4×10-4mol/L ②. 3.4 （3） ①. 酚酞 ②. 从无色刚好变为粉红色，且半分钟内不褪色 ③. 19.90 ④. 0.0995 ⑤. AD ⑥. P 【解析】 【小问1详解】 乙酸是共价化合物，加水以前不电离，以分子形式存在，无自由移动的离子，因此不能导电；乙酸电离时，每产生一个氢离子就产生一个乙酸根离子，同种溶液，温度一定，溶液中离子浓度越大，溶液导电能力越强，导电能力b>a>c，故c(H+)由大到小的顺序是b>a>c； 【小问2详解】 CH3COOH电离方程式为CH3COOH⇌H++CH3COO-，根据 ，，解得x=c(H+)=4×10-4mol/L；pH=-lgc(H+)=-lg(4×10-4)=4-2lg2=3.4； 【小问3详解】 ①滴定终点生成醋酸钠，是强碱弱酸盐，显碱性，故指示剂应当选择酚酞，滴定终点颜色变化为溶液从无色刚好变为粉红色，且半分钟内不褪色； ②滴定管读数以mL为单位，保留估读到小数点后两位，读数为19.90mL，滴定所用氢氧化钠溶液体积用滴定后读数减去滴定前读数可得，所用氢氧化钠溶液体积第1次为19.94mL，第2次为19.86mL，第3次为18.30mL，第4次为19.90mL，第3次数据误差过大，舍弃，剩下3次取平均值，氢氧化钠溶液体积为19.90mL，c(CH3COOH)=； ③A．待装NaOH标准溶液的滴定管用蒸馏水洗净后，未用标准溶液润洗，导致氢氧化钠用量增多，测定结果偏大，A正确； B．锥形瓶用蒸馏水洗净后，直接盛装待测液，是正常操作，对实验结果无影响，B错误； C．读取NaOH溶液体积时，开始仰视读数，读数偏大，滴定结束时俯视读数，读数偏小，计算出氢氧化钠溶液体积偏小，测定结果偏小，C错误； D．盛NaOH标准溶液的滴定管，滴定前尖嘴部分有气泡，滴定后无气泡，气泡体积也计入了氢氧化钠溶液用量，导致氢氧化钠体积偏大，结果偏大，D正确； 故选AD； ④酸碱刚好完全反应时，溶液为碱性，对应曲线上的p点。 18. 氨是最重要的化学品之一，我国目前氨的生产能力居世界首位。回答下列问题： （1）已知：N2(g)＋O2(g)=2NO(g)　∆H=+180.4kJ/mol H2(g)＋O2(g)=H2O(g)　∆H=-241.8kJ/mol NH3(g)＋O2(g)=NO(g)＋H2O(g)　∆H=-226.3kJ/mol 则反应N2(g)＋3H2(g)=2NH3(g)的∆H=_______kJ/mol。 （2）合成氨反应N2(g)＋3H2(g)⇌2NH3(g)的平衡常数表达式是______。在一定条件达到化学平衡后，除去反应生成的部分NH3，浓度商Q______K(填“>”“＜”或“=”)，平衡向______方向移动。 （3）在不同压强下，以n(N2)﹕n(H2)=1﹕3的组成进料，反应达平衡时氨的摩尔分数与温度的计算结果如图所示。(物质i的摩尔分数xi=，气体分压pi=p总xi) ①图中压强由小到大的顺序为_______，判断的依据是_______。 ②图中，当p2=32MPa、=0.25时，氮气的转化率α=_______。该温度时，反应N2(g)＋3H2(g)⇌2NH3(g)用气体分压表示的平衡常数Kp=_______(MPa)-2(化为最简式)。 ③合成氨工业中常选用700K左右而不是更低温度的原因是_______。 【答案】（1）-92.4 （2） ①. ②. ＜ ③. 正反应 （3） ①. p1＜p2＜p3 ②. 合成氨的反应为气体分子数减少的反应，压强越大平衡时氨的摩尔分数越大 ③. 40% ④. 4×3-7 ⑤. 温度越低氨的产率越高，但温度过低反应速率太慢，生产效率太低 【解析】 【小问1详解】 N2(g)+O2(g)=2NO(g)……①，H2(g)+O2(g)=H2O(g)……②，NH3(g)+O2(g)=NO(g)+H2O(g)……③，根据盖斯定律可知，目标反应方程式=①+3×②－2×③，因此有ΔH=ΔH1+3ΔH2－2ΔH3，代入数值，可得出ΔH=-92.4kJ/mol，故答案为-92.4； 【小问2详解】 根据化学平衡常数的表达式，该反应的平衡常数K=；浓度商Q=，达到平衡时，浓度商Q=K，减少部分氨气，此时氨气浓度减小，浓度商减小，Q＜K，平衡正向移动；故答案为；＜；正反应； 【小问3详解】 ①相同条件下，压强之比等于气体物质的量之比，合成氨为气体物质的量减少的反应，根据勒夏特列原理，增大压强，平衡向正反应方向进行，氨的物质的量分数增大，根据图像可知：p1＜p2＜p3；故答案为p1＜p2＜p3；合成氨的反应为气体分子数减少的反应，压强越大平衡时氨的摩尔分数越大； ②令起始时，n(N2)=1mol，n(H2)=3mol，达到平衡时，消耗氮气物质的量为xmol，根据摩尔分数的表达式有：=0.25，解得x=0.4，此时氮气转化率为40%，用分压表示平衡常数Kp==或4×3-7；故答案为40%；或4×3-7； ③温度越低氨的产率越高，但温度过低反应速率太慢，生产效率太低，因此常选用700K左右，故答案为：温度越低氨的产率越高，但温度过低反应速率太慢，生产效率太低。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 秘密★启用前【考试时间2024年1月20日7：45～9：00】 高中2022级第三学期末教学质量测试 化学 本试卷分为试题卷和答题卡两部分，其中试题卷由选择题和非选择题组成，共6页；答题卡共2页。满分100分，考试时间75分钟。 注意事项： 1.答题前，考生务必将自己的学校、班级、姓名用0.5毫米黑色墨水签字笔填写清楚，同时用2B铅笔将考号准确填涂在“考号”栏目内。 2.选择题使用2B铅笔填涂在答题卡对应题目标号的位置上，如需改动，用橡皮擦擦干净后再选涂其它答案；非选择题用0.5毫米黑色墨水签字笔书写在答题卡的对应框内，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。 3.考试结束后将答题卡收回。 可能用到的相对原子质量：H1 C12 O16 Cl35.5 Na23 一、选择题(本题共14小题，每小题3分，共42分。每小题只有一个选项符合题意) 1. 下列过程中，化学反应速率的增大对人类有益的是 A. 钢铁生锈 B. 塑料老化 C. 汽车尾气治理 D. 石材文物风化 2. 下列做法不能用盐类水解原理解释的是 A. 用Na2CO3溶液清洗油污时，加热以增强去污效果 B. 实验室配制CuSO4溶液时，加入少量稀硫酸 C. 用可溶性铝盐、铁盐作净水剂 D. 用次氯酸钠溶液作环境消毒剂 3. 在核电荷数为24的Cr的价层电子排布中，处于基态的是 A. B. C. D. 4. 工业上的一氧化碳变换反应为： 。反应达平衡后，下列措施既能提高其反应速率，又能提高CO转化率的是 A. 增大水蒸气浓度 B. 增大压强 C. 升高温度 D. 除去部分 5. 油气开采、石油化工、煤化工等行业废气普遍含有的硫化氢，回收处理并加以利用涉及反应：4H2S(g)＋2SO2(g)=3S2(g)＋4H2O(g)。下列反应速率的关系式错误的是 A. v(H2S)=2v(SO2) B. v(H2S)=v(H2O) C. v(SO2)=v(S2) D. v(SO2)=v(H2O) 6. 常温下，将0.10mol/L氨水用蒸馏水稀释10倍，下列说法错误的是 A. Kw不变，溶液pH减小 B. c()=0.01mol/L C. NH3·H2O的电离程度增大 D. 增大 7. 某反应过程的能量变化如图所示。下列说法正确的是 A. 该反应为吸热反应，∆H=E2-E1 B. 升高温度反应的活化能增大 C. 反应过程a的化学反应速率较b快 D. 反应过程a的活化能较反应过程b大 8. 下列现象与电化学腐蚀无关的是 A. 铜制灯架天长日久表面变黑 B. 铸铁锅中水未擦干容易生锈 C. 在船舶外壳安装若干锌块使船体不易被腐蚀 D. 用铁屑与稀硫酸制氢气，滴加硫酸铜溶液时产气速率加快 9. 过氧化氢是常用的氧化剂，其分子结构如右图所示，两个氢原子犹如分布在半展开的书的两面上。下列关于的判断错误的是 A. 电子式为 B. 属于非极性分子 C. 分子间存在氢键 D. 难溶于四氯化碳 10. 在25℃和101kPa时，几种燃料的燃烧热如下表： 燃料 -283.0 -285.8 -890.3 -726.5 下列说法正确的是 A. 相同质量的上述四种燃料完全燃烧时，甲烷放出的热量最多 B. CO燃烧的热化学方程式为： C. 常温常压下，1mol甲醇液体完全燃烧生成气体和水蒸气放出热量726.5kJ D. 标准状况下，相同体积的CO、、完全燃烧的碳排放量： 11. 已知键能数据如下表： 共价键 C-H H-H C=O 键能/kJ·mol-1 414 436 799 1076 根据键能估算，反应CH4＋CO2=2CO＋2H2的∆H为 A. +230kJ/mol B. -299kJ/mol C. +569kJ/mol D. -1811kJ/mol 12. 短周期主族元素W、X、Y、Z、R的原子序数依次增大。W元素的价层电子排布是ns2npn；Y元素原子核外s能级与p能级上的电子总数相等；Z元素原子中只有两种形状的电子云，最外层只有一种自旋方向的电子；R元素原子的价层电子数等于其电子层数。下列说法正确的是 A. 原子半径：W＜X B. 第一电离能：X>Y C. 电负性：W>Y D. 金属性：Z＜R 13. 绚丽多彩的无机颜料的应用曾创造了古代绘画和彩陶的辉煌。硫化镉(CdS)是一种难溶于水的黄色颜料，一定温度下，它在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法正确的是 A. p、q两点对应的Ksp相等 B. p点表示CdS在水中的溶解度 C. 向p点的溶液中滴加硝酸，c(Cd2+)沿曲线向q点方向变化 D. 向q点的溶液中加入Na2S固体，c(Cd2+)沿曲线向p点方向变化 14. 一种新型微生物脱盐燃料电池如图所示。利用活性菌的催化作用，在净化两极室污水的同时，淡化脱盐室的盐水，协同产生电流。下列说法错误的是 A. 电极为电池负极 B. 电极的电极反应可能为： C. 污水净化过程中，电极区溶液的pH一定增大 D. 外电路转移2mol电子，脱盐室质量减少58.5g 二、非选择题(本题共4小题，共58分) 15. 我国科学家研发的全球首套千吨级太阳能燃料合成项目被形象地称为“液态阳光”计划。该项目通过太阳能发电电解水制氢，再采用高选择性催化剂将二氧化碳加氢合成甲醇。回答下列问题： （1）太阳能发电电解水制氢时，阳极的电极反应式为_______。阳极与阴极产生气体的物质的量之比为_______。 （2）太阳能电池板主要材料为单晶硅或多晶硅。基态Si原子的电子排布式为_______，SiCl4是生产高纯硅的前驱体，其VSEPR模型名称为_______。 （3）CO2分子的空间结构为_______形，其中σ键与π键的数目之比为_______。 （4）甲醇的结构式为，下列有关甲醇的说法中正确的是_______(填字母)。 A. 甲醇在水溶液中存在电离平衡 B. 分子中碳、氧原子均为sp3杂化 C. 分子中三个碳氢键的键长相等 D. 分子中C—O—H的键角为180° （5）以石墨作电极，甲醇、O2和KOH溶液构成燃料电池，写出负极的电极反应式：_______。 16. 电池是现代社会中不可获缺的能源储存装置。电池的发展史见证了人类对能源储存的不断追求和创新。回答下列问题： （1）历史上第一个化学电源——伏打电堆。伏打电堆的示意图如图，该电堆相当于多个原电池串联。如金属c为Zn，金属d为铜，e为浸NaCl溶液的湿布，则a是原电池的_______极，负极的电极反应式为_______。 （2）干电池的问世与改进。19世纪末，第一种干电池问世。现在市面上销售的干电池为碱性锌锰电池，该电池Zn一端作负极，MnO2一端作正极，电解质是KOH溶液，其负极的放电产物是_______，正极的电极反应式为_______。 （3）镍镉电池的推出。20世纪初推出的镍镉电池是一种可充电电池，其总反应为：Cd＋2NiO(OH)＋2H2O2Ni(OH)2＋Cd(OH)2.放电时发生氧化反应的物质是_______，充电时阳极的电极反应式为_______。 （4）锂离子电池的革命。20世纪70年代，锂离子电池的发明成为电池领域的一次革命性突破。一种锂离子电池负极材料为嵌锂石墨，正极材料为LiCoO2，电解质溶液为LiPF6的碳酸酯溶液，该电池放电时的反应原理可表示为：负极：LixCy-xe-=xLi+＋Cy正极：Li1-xCoO2＋xLi+＋xe-=LiCoO2。则该电池充电时的总反应为_______。 （5）燃料电池的发展。20世纪末至21世纪初，燃料电池成了电池领域的热点。一种将燃料电池与电解饱和食盐水组合的新工艺，其相关物质的传输与转化关系如图所示，其中的电极未标出，所用离子交换膜都只允许阳离子通过。 图中的Y物质是_______，a_______b(填“>”“＜”或“=”)，燃料电池每消耗1LO2(标准状况)，理论上最多能产生X(标准状况)的体积为_______L。 17. 乙酸俗称醋酸，因是醋的主要成分而得名，是一种重要的化工原料。 （1）纯的无水乙酸常温下是无色液体，低于16.6℃凝结为类似冰一样的晶体，又称为冰醋酸。一定温度下，冰醋酸稀释过程中溶液的导电能力变化如图所示，加水前导电能力接近零的原因是________；a、b、c三点对应的溶液中，由大到小的顺序是________。 （2）t℃时，的，0.010mol/L的醋酸溶液中________，pH=________。(lg2=0.3) （3）为了测定某醋酸中的浓度，某学习小组进行了如下实验：取20.00mL待测溶液，用0.1000mol/LNaOH标准溶液滴定。 ①滴定加入的指示剂应是________（选填“甲基橙”或“酚酞”）。滴定终点的颜色变化为________。 ②滴定操作测得数据记录如下： 测定次数 滴定前读数/mL 滴定后读数/mL 第1次 0.20 20.14 第2次 0.12 19.98 第3次 0.00 18.30 第4次 0.00 的读数如上图所示，则________mL，根据以上实验数据，所测醋酸的浓度是________mol/L。 ③上述实验中，当其它操作正确时，下列操作一定会造成测定结果偏高的是________（填字母）。 A.待装NaOH标准溶液的滴定管用蒸馏水洗净后，未用标准溶液润洗 B.锥形瓶用蒸馏水洗净后，直接盛装待测液 C.读取NaOH溶液体积时，开始仰视读数，滴定结束时俯视读数 D.盛NaOH标准溶液的滴定管，滴定前尖嘴部分有气泡，滴定后无气泡 ④25℃下，用酸式滴定管量取25.00mL未知浓度的醋酸溶液，放入烧杯中，并放入磁力搅拌子，开启磁力搅拌器，往滴数传感器的滴定管中注入一定量的1.00mol/LNaOH溶液，通过数字化实验，计算机绘制出溶液pH随NaOH溶液体积变化的曲线如图。酸碱刚好完全反应时对应曲线上的________点。 18. 氨是最重要的化学品之一，我国目前氨的生产能力居世界首位。回答下列问题： （1）已知：N2(g)＋O2(g)=2NO(g)　∆H=+180.4kJ/mol H2(g)＋O2(g)=H2O(g)　∆H=-241.8kJ/mol NH3(g)＋O2(g)=NO(g)＋H2O(g)　∆H=-226.3kJ/mol 则反应N2(g)＋3H2(g)=2NH3(g)的∆H=_______kJ/mol。 （2）合成氨反应N2(g)＋3H2(g)⇌2NH3(g)的平衡常数表达式是______。在一定条件达到化学平衡后，除去反应生成的部分NH3，浓度商Q______K(填“>”“＜”或“=”)，平衡向______方向移动。 （3）在不同压强下，以n(N2)﹕n(H2)=1﹕3的组成进料，反应达平衡时氨的摩尔分数与温度的计算结果如图所示。(物质i的摩尔分数xi=，气体分压pi=p总xi) ①图中压强由小到大的顺序为_______，判断的依据是_______。 ②图中，当p2=32MPa、=0.25时，氮气的转化率α=_______。该温度时，反应N2(g)＋3H2(g)⇌2NH3(g)用气体分压表示的平衡常数Kp=_______(MPa)-2(化为最简式)。 ③合成氨工业中常选用700K左右而不是更低温度的原因是_______。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $