精品解析：吉林省长春博硕学校2023-2024学年高二上学期第一次阶段性测试化学试题

长春博硕学校2023—2024学年度上学期高二年级阶段性考试 化学学科试卷 考试时间：75分钟 满分：100 分 可能用到的相对原子质量：H-1 Li-7 O-16 Cu-64 第Ⅰ卷 选择题(共45分) 一、单选题(本题包括15个小题，每小题只有1个答案符合题意，每小题3分，共45分) 1. 下列能用勒夏特列原理解释的是 A. SO2催化氧化成SO3的反应，往往需要使用催化剂 B. 红棕色的NO2加压后颜色先变深后变浅 C. 已知工业合成氨是放热反应，反应条件选择高温 D. H2、I2、HI平衡时的混合气体加压后颜色变深 【答案】B 【解析】 【分析】勒夏特列原理：如果改变可逆反应的条件(如浓度、压强、温度等)，化学平衡就被破坏，并向减弱这种改变的方向移动。 【详解】A．催化剂只影响反应速率不影响平衡移动，SO2催化氧化成SO3的反应，使用催化剂可以加快反应的速率，不能用勒夏特列原理解释，故A不符合题意； B．NO2转化为N2O4是反应前后气体体积减小的可逆反应，增大压强，容器体积减小，NO2浓度增大，颜色加深，但增大压强平衡正向移动，二氧化氮浓度降低，气体颜色变浅，能用勒夏特列原理解释，故B符合题意； C．升高温度，对应放热反应而言，平衡逆向移动，反而不利于合成氨的进行，因此对于工业合成氨选择高温的原因不是与平衡移动有关，而是与反应速率和催化剂活性有关，不能用勒夏特列原理解释，故C不符合题意； D．碘和氢气生成HI的反应是一个反应前后气体体积不变的可逆反应，压强不影响平衡移动，所以H2、I2、HI平衡时的混合气体加压后，也就是容器体积减小，则所有物质的浓度增大，而碘浓度增大导致颜色变深，不能用勒夏特列原理解释，故D不符合题意； 故答案选B。 2. 溶液中存在如下平衡： 。下列可使黄绿色的溶液变成蓝色的方法是 A. 升温 B. 加 C. 加压 D. 加水稀释 【答案】D 【解析】 【分析】可使黄绿色的溶液变成蓝色的方法可使平衡逆向移动 【详解】A．该反应是吸热反应，升温，平衡向着正反应方向移动，溶液呈黄色，A项不符合题意； B．加使得溶液中氯离子浓度增大，平衡向着正反应移动，溶液呈黄色，B项不符合题意； C．加压只对有气体参与的反应有影响，C项不符合题意； D．加水稀释后，溶液中离子浓度均下降，反应物的浓度下降得快，平衡向着逆方向移动，黄色溶液逐渐变为蓝色，D项符合题意； 故答案选D。 3. 我国某大城市今年夏季多次降下酸雨。据环保部门测定，该城市整个夏季酸雨的平均为3.2。在这种环境中的铁制品极易被腐蚀。对此条件下铁的腐蚀的叙述错误的是 A. 此腐蚀过程有化学腐蚀也有电化学腐蚀 B. 发生电化学腐蚀时的正极反应为 C. 在化学腐蚀过程中有氢气产生 D. 发生电化学腐蚀时的负极反应为 【答案】B 【解析】 【详解】A．铁制品通常不纯，铁遇酸性环境会被氢离子腐蚀，同时会形成原电池发生电化学腐蚀，A正确； B．由于是酸性环境，发生析氢腐蚀，故正极的反应为2H++2e−=H2↑，B错误； C．化学腐蚀过程中，铁与氢离子反应生成氢气，C正确； D． 电化学腐蚀的负极是铁失去电子生成亚铁离子，D正确； 故选B。 4. 我国科学家发现，作催化剂能加速光氧化制备HCHO，化学反应原理为。在恒温恒容条件下发生上述反应，下列叙述正确的是 A. 光照强度越大，反应速率越快 B. 分离出部分水，逆反应速率减小 C. 加入，正反应速率增大，逆反应速率减小 D. 充入惰性气体，反应速率减小 【答案】A 【解析】 【详解】A．光照强度越大，活化分子的数目和百分数增大，有效碰撞的次数增大，化学反应速率越快，故A正确； B．水是浓度为定值的纯液体，分离出部分水，化学反应速率不变，故B错误； C．二氧化钛是反应的催化剂，加入二氧化钛，正逆反应速率均增大，故C错误； D．恒温恒容条件下充入惰性气体，反应体系中各物质的浓度不变，化学反应速率不变，故D错误； 故选A。 5. 下图所示为工业合成氨的流程图。有关说法错误的是 A. 步骤①中“净化”可以防止催化剂中毒 B. 步骤②中“加压”既可以提高原料的转化率，又可以加快反应速率 C. 步骤③、④、⑤均有利于提高原料平衡的转化率 D. 产品液氨除可生产化肥外，还可用作制冷剂 【答案】C 【解析】 【分析】应用催化剂知识、反应速率和化学平衡理论，分析判断工业合成氨的反应速率和平衡转化率问题。 【详解】A项：合成氨使用含铁催化剂，为防止催化剂中毒，须将原料“净化”处理，A项正确； B项：步骤②中“加压”，可增大氮气、氢气浓度，加快合成氨反应速率又能使平衡右移，提高原料转化率，B项正确； C项：合成氨反应放热，步骤③使用较高温度不利于提高原料转化率，同时使用催化剂也不能使平衡移动，步骤④、⑤能有利于提高原料的转化率，故C项错误； D项：产品液氨可用酸吸收生成铵态氮肥。液氨汽化时会吸收大量热，可用作制冷剂，D项正确。 本题选C。 6. NO是大气污染物之一，常用还原。与NO反应的反应历程如图所示。下列说法正确的是 A. 使用催化剂能提高反应物的能量，进而提高活化分子百分数 B. 加催化剂时的控速反应为 C. 过程①是放热反应，过程②是吸热反应 D. 过渡态的能量决定总反应的反应热() 【答案】B 【解析】 【详解】A．由图可知，催化剂能降低过渡态的能量，但不能提高反应物的能量，A错误； B．由图可知，过程①的活化能大于过程②，反应速率慢于过程②，则过程①的反应是加催化剂时的控速反应，B正确； C．由图可知，过程①和过程②都是反应物总能量大于生成物总能量的放热反应，C错误； D．总反应的反应热只与反应物和生成物的总能量有关，与过渡态的能量无关，D错误； 故选B； 7. 下列说法正确的是 A. 反应2Mg(s)＋CO2(g)=C(s)＋2MgO(s)能自发进行，则该反应的ΔH<0 B. ΔH<0、ΔS<0的反应在高温条件下能自发进行 C. 反应MgCO3(s)=MgO(s)＋CO2(g)的ΔS<0 D. 同一物质的固、液、气三种状态的熵值相同 【答案】A 【解析】 【详解】A．该反应，结合自发进行，所以该反应，A正确； B．因反应自发进行，所以当时低温自发，B错误； C．该反应是气体总物质的量增减的反应，即熵增，C错误； D．同一物质固、液、气三种状态熵值递增，D错误； 故选A。 8. 在一体积可变的密闭容器中，加入一定量的X、Y，发生反应mX(g)⇌nY(g)　ΔH=QkJ/mol。反应达到平衡时，Y的物质的量浓度(单位c(Y)/mol·L-1)与温度、气体体积(容器容积)的关系如下表所示： 温度/℃ 气体体积1L 气体体积2L 气体体积3L 100 1.00 0.75 0.53 物质的量浓度 单位：c(Y)/mol·L-1 200 1.20 0.90 0.63 300 1.30 1.00 0.70 下列说法正确的是 A. m>n B. Q<0 C. 温度不变，压强增大，Y的质量分数减少 D. 体积不变，温度升高，平衡向逆反应方向移动 【答案】C 【解析】 【详解】A．增大容器体积，压强减小，Y的物质的量增多，可知平衡正向移动，则m<n，故A错误； B．升高温度，Y的物质的量浓度增大，平衡正向移动，正反应吸热，则Q>0，故B错误； C．温度不变，压强增大，平衡逆向移动，则Y的质量分数减少，故C正确； D．体积不变，温度升高，Y的物质的量浓度增大，平衡向正反应方向移动，故D错误； 选C。 9. 已知：4CO(g)+2NO2(g)4CO2(g)+N2(g)，，改变某一反应条件(温度T1＜T2)，下列图象正确的是 A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】A．温度T1＜T2，升高温度的瞬间，正逆反应速率均应该立即增大，图示曲线变化不合理，故A错误； B．温度T1＜T2，温度升高反应速率较快，先达到化学平衡状态，则温度为T2时先达到“拐点”，且该反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，T2时二氧化氮的转化率应该更低，图示曲线变化不合理，故B错误； C．该反应是放热反应，相同压强条件下，升高温度平衡逆向移动，CO2的体积分数减小，温度T1＜T2，则温度为T2时CO2的体积分数更小，图示曲线变化不合理，故C错误； D．化学平衡常数是温度的函数，温度不变时，改变压强后平衡常数不变，图示曲线变化合理，故D正确； 故选D。 10. 反应2NO2(g)N2O4(g) △H=-57kJ·mol-1，在温度为T1、T2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. T1>T2 B. X、Y两点的反应速率：X＜Y C. X、Z两点气体的颜色：X深，Z浅 D. X、Z两点气体的平均相对分子质量：X＜Z 【答案】D 【解析】 【详解】A．该反应为放热反应，在压强相同时，升高温度，化学平衡逆向移动，NO2的体积分数增大，即温度越高NO2的体积分数越大，由图可知X点的NO2的体积分数大于Y点NO2的体积分数，则T2>T1，故A错误； B．由选项A分析可知，X点的温度大于Y点的温度，在压强相同时，温度越高，化学反应速率越快，所以反应速率X>Y，故B错误； C．X、Z两点温度相同，但压强不同，NO2为红棕色气体，该反应为气体分子数减小的反应，增大压强，平衡右移，但是气体的体积变小，浓度增大的影响较大，因此气体的颜色加深，则Z点气体的颜色深，而X点气体的颜色浅，故C错误； D．X、Z两点都在等温线上，X的压强小，该反应为气体分子数减小的反应，增大压强，化学平衡正向移动，因此Z点时气体的物质的量小，则平均相对分子质量变大，即平均相对分子质量：X<Z，故D正确； 故答案选D。 11. 下列实验操作、实验现象和实验结论均正确的是 选项 实验操作 实验现象 实验结论 A 恒温密闭容器中发生反应：2NO2(g)N2O4(g)，平衡后压缩容器体积 混合气体颜色变深 加压后平衡逆向移动 B 用导线连接铁片和锌片，并插入稀硫酸溶液中，一段时间后，取少量溶液于试管中，向试管中滴加K3[ Fe(CN)6]溶液 溶液颜色无明显变化 利用牺牲阳极的阴极保护法，铁被保护 C 相同条件下，向一支试管中加入2mL5%H2O2和1mLH2O，向另一支试管中加入2mL5%H2O2和1mLFeCl3溶液，观察并比较实验现象 加FeCl3溶液的试管迅速产生大量气泡 FeCl3是H2O2分解反应的催化剂 D 向5mL 0. 1mol/L FeCl3溶液中加入2mL0.1mol/L NaI溶液，充分反应后向混合溶液中滴加几滴KSCN溶液 溶液变红 FeCl3溶液与NaI溶液的反应为可逆反应 A. A B. B C. C D. D 【答案】B 【解析】 【详解】A．2NO2(g)N2O4(g)正反应气体系数和减小，加压后平衡正向移动，故A错误； B．用导线连接铁片和锌片，并插入稀硫酸溶液中，一段时间后，取少量溶液于试管中，向试管中滴加K3[ Fe(CN)6]溶液，溶液颜色无明显变化，说明溶液中不含Fe2+，铁没有发生反应，则利用牺牲阳极的阴极保护法，铁被保护，故B正确； C．加FeCl3溶液的试管迅速产生大量气泡，有氧气放出，不能证明FeCl3是H2O2分解反应的催化剂，故C错误； D．向5mL 0. 1mol/L FeCl3溶液中加入2mL0.1mol/L NaI溶液，发生反应2Fe3++2I-=2Fe2++I2，充分反应，Fe3+有剩余，向混合溶液中滴加几滴KSCN溶液, 溶液变红，不能证明FeCl3溶液与NaI溶液的反应为可逆反应，故D错误； 选B。 12. 中国企业华为宣布：利用锂离子能在石墨烯表面和电极之间快速大量穿梭运动的特性，开发出石墨烯电池，电池反应式为，其工作原理如图。下列关于该电池的说法不正确的是 A. 该电池若用隔膜，可选用阳离子交换膜 B. 对废旧的该电池进行“放电处理”，让从石墨烯中脱出有利于回收 C. 放电时，正极的电极反应为： D. 充电时，电路中每转移1mol，石墨烯电极质量增加 【答案】D 【解析】 【详解】A．该电池通过锂离子定向移动导电，该电池若用隔膜，可选用阳离子交换膜，故A正确； B．石墨烯是负极，放电时，阳离子向正极移动，从石墨烯中脱出有利于回收，故B正确； C．放电时，正极得电子发生还原反应，电极反应：，故C正确； D．充电时，电路中每转移1mol，有1molLi进入负极，石墨烯电极质量增加7g，故D错误； 选D。 13. 重铬酸钾()又名红矾钾，是化学实验室中一种重要的分析试剂。工业上以铬酸钾()为原料，采用电化学法制备重铬酸钾，已知，制备装置如图所示。下列说法错误的是 A. 阳极室中溶液的颜色逐渐由橙色变为黄色 B 惰性电极上发生了氧化反应 C. 电解过程中阴极附近溶液的pH变大 D. 阴极每生成1mol气体，电路中转移2NA个电子 【答案】A 【解析】 【分析】惰性电极作阳极，阳极反应式为 ；不锈钢作阴极，阴极发生反应。 【详解】A．为黄色，为橙色，阳极发生反应，溶液酸性增强，正向进行，阳极室中溶液的颜色逐渐由黄色变为橙色，故A错误； B．惰性电极作阳极，阳极发生氧化反应，故B正确； C．电解过程中，阴极发生反应，阴极附近溶液的pH变大，故C正确； D．阴极发生反应，阴极每生成1mol氢气，电路中转移2mol电子，转移电子数为2NA个，故D正确； 选A。 14. 恒容密闭容器中，在不同温度下达平衡时，各组分的物质的量(n)如图所示。下列说法正确的是 A. 该反应的 B. a为随温度的变化曲线 C. 向平衡体系中充入惰性气体，平衡不移动 D. 向平衡体系中加入，H2的平衡转化率增大 【答案】C 【解析】 【详解】A．从图示可以看出，平衡时升高温度，氢气的物质的量减少，则平衡正向移动，说明该反应的正反应是吸热反应，即ΔH＞0，故A错误； B．从图示可以看出，在恒容密闭容器中，随着温度升高氢气的平衡时的物质的量减少，则平衡随着温度升高正向移动，水蒸气的物质的量增加，而a曲线表示的是物质的量不随温度变化而变化，故B错误； C．容器体积固定，向容器中充入惰性气体，没有改变各物质的浓度，平衡不移动，故C正确； D．BaSO4是固体，向平衡体系中加入BaSO4，不能改变其浓度，因此平衡不移动，氢气的转化率不变，故D错误； 故选C。 15. 向一恒容密闭容器中加入和一定量的，发生反应：。的平衡转化率按不同投料比随温度的变化曲线如图所示。下列说法错误的是 A. B 反应速率： C. 点a、b、c对应的平衡常数： D. 反应温度为，当容器内压强不变时，反应达到平衡状态 【答案】B 【解析】 【详解】A．一定条件下，增大水的浓度，能提高CH4的转化率，即x值越小，CH4的转化率越大，则，故A正确； B．b点和c点温度相同，CH4的起始物质的量都为1mol，b点x值小于c点，则b点加水多，反应物浓度大，平衡正向移动，甲烷的转化率增大，生成物的浓度增大，则在相同温度下反应速率：，故B错误； C．由图像可知，x一定时，温度升高CH4的平衡转化率增大，说明正反应为吸热反应，温度升高平衡正向移动，K增大；温度相同，K不变，则点a、b、c对应的平衡常数：，故C正确； D．该反应为气体分子数增大的反应，反应进行时压强发生改变，所以温度一定时，当容器内压强不变时，反应达到平衡状态，故D正确； 答案选B 第Ⅱ卷 非选择题(共55分) 16. 在80℃时，将0.4mol的N2O4气体充入2L已抽空的固定容积的密闭容器中，隔一段时间对该容器内的物质进行分析，得到如下数据： c(mol/L)时间(s) 0 20 40 60 80 100 c(N2O4) 0.20 a 0.10 c d e c(NO2) 0.00 0.12 b 0.22 0.22 0.22 反应进行至100s后将反应混合物的温度降低，发现气体的颜色变浅。 （1）该反应的化学方程式为_______，该反应的∆H_______0(填“＜”、“=”、“>”)。 （2）20s时，N2O4的浓度为_______mol·L-1，0～20s内N2O4的平均反应速率为_______mol·L-1·s-1； （3）该反应的平衡常数表达式K=_______，在80℃时该反应的平衡常数K值为：_______(保留到小数点后2位)。 （4）在其他条件相同时，该反应的K值越大，表明建立平衡时_______。 A. 所需时间越短 B. NO2的产量越大 C. N2O4与NO2的浓度之比越大 D. N2O4的转化率越高 【答案】（1） ①. N2O42NO2 ②. ＞ （2） ①. 0.14 ②. 0.003mol/(L·s) （3） ①. ②. 0.54 （4）BD 【解析】 【小问1详解】 该反应中N2O4气体转化为NO2，是可逆反应，反应的化学方程式为N2O42NO2，温度降低，发现气体的颜色变浅，则平衡逆向移动，则逆反应是放热反应，正反应是吸热反应，该反应的∆H>0； 【小问2详解】 20s时，生成c(NO2)= 0.12 mol·L-1，则消耗∆c(N2O4)=0.5 c(NO2)=0.06mol·L-1，此时N2O4的浓度为0.20-0.06=0.14mol·L-1，0～20s内N2O4的平均反应速率； 【小问3详解】 该反应N2O42NO2的平衡常数表达式K=，在80℃时该反应已经达到平衡状态，此时平衡浓度c(NO2)=0.22mol/L，消耗∆c(N2O4)=0.5c(NO2)=0.11mol·L-1，此时N2O4的平衡浓度为0.20-0.11=0.09mol·L-1，的平衡常数K值为：； 【小问4详解】 在其他条件相同时，K值越大，说明正反应进行的程度越大，则N2O4的转化率越高、NO2的产量越大，N2O4与NO2的浓度之比越小，故选BD。 17. 当今社会的主题之一：发展经济，节能减排。而燃料电池因其无污染，且原料来源广可再生被人们青睐，广泛应用于生产、生活、科学研究中，现有如下图所示装置，所有电极均为Pt，请按要求回答下列问题： （1）甲装置是_______(填“原电池”或“电解池”)，写出a极的电极反应式_______。 （2）乙池中c极电极反应式：_______。 （3）当b极消耗标准状况下的O2 112mL 时，d电极增加的质量是_______g。 （4）若CuSO4(aq)足够，电解一段时间后，要恢复到原来的状态，则可加入_______。 A. Cu B. CuO C. Cu(OH)2 D. Cu2(OH)2CO3 （5）现用丙装置电解硫酸钾溶液制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钾，M、N为离子交换膜，只允许某些离子通过，则A出口导出的溶液溶质为_______(写化学式)，M为_______离子交换膜(填“阴”或“阳”)。 【答案】（1） ①. 原电池 ②. （2） （3）0.64 （4）B （5） ①. H2SO4 ②. 阴 【解析】 【分析】甲中甲醇在a极失电子，氧气在b电极得电子，甲是氢氧燃料电池，a是负极、b是正极；乙、丙均为电解池，乙中c与电源正极相连，c是阳极，d与电源负极相连，d是阴极；丙中左侧电极连接电源正极，左侧为阳极，右侧与电源负极连接，右侧为阴极。 【小问1详解】 根据以上分析，甲装置是原电池， a极甲醇失电子生成碳酸根离子，a极的电极反应式。 【小问2详解】 乙池中c极是阳极，失电子生成氧气和氢离子，c极的电极反应式为； 【小问3详解】 b极发生反应O2+4e-+2H2O=4OH-，当b极消耗标准状况下的O2 112mL 时转移电子 ，d是阴极，发生反应Cu2++2e-=Cu，生成0.01molCu，d电极增加的质量是0.64g。 【小问4详解】 若CuSO4(aq)足够，阳极生成氧气、阴极生成Cu，电解一段时间后，要恢复到原来的状态，根据元素守恒，则可加入CuO，故选B。 【小问5详解】 左侧为阳极，阳极发生反应，则A出口导出的溶液溶质为H2SO4，硫酸钾溶液中的磷酸根离子进入阳极生成硫酸，所以M为阴离子交换膜。 18. 化学反应速率的影响因素及化学反应中的能量变化是高中化学中的重要组成部分。回答下列问题： （1）某化学兴趣小组设计实验探究H+对MnO2与H2O2反应速率的影响：取等量MnO2和表中有关物质，在相同温度下进行4组实验，分别记录收集20.0mL O2所需时间。 实验编号 1 2 3 4 10% H2O2的体积/mL 10.0 10.0 10.0 V2 20%硫酸的体积/mL 0 0.5 1.0 1.5 水的体积/mL 15.0 14.5 V1 13.5 所需时间t/s t1 t2 t3 t4 已知酸性条件下：MnO2+H2O2+2H+=Mn2++O2↑+2H2O。 ①表中V1=_______mL，V2=_______mL。 ②实验测得t2>t3>t4，则可得出的实验结论是_______。 （2）一定温度下，某密闭容器中发生反应：2NO(g)+2H2(g)=N2(g)+2H2O(g)，v(正)=k正c2(NO)·c2(H2)，v(逆)=k逆c2(H2O)·c(N2)(k正、k逆为速率常数)。 ①温度升高，k逆_______(填“增大”“减小”或“不变”)。 ②该温度下该反应的平衡常数 K=_______(用k正、k逆表示)。 【答案】（1） ①. 14 ②. 10 ③. 其他条件相同的情况下，H+的浓度越大，反应速率越快 （2） ①. 增大 ②. 【解析】 【分析】该实验可探究H+对MnO2与H2O2反应速率的影响，保证溶液的总体积不变，调节20%硫酸的体积以改变，同时保持H2O2体积相同。 【小问1详解】 ①根据分析可知，、； ②根据实验数据：，可得出的实验结论：其他条件相同的情况下，H+的浓度越大，反应速率越快； 【小问2详解】 ①升高温度，正逆反应速率均加快，则增大； ②。 19. 合成氨是人类科学技术发展史上的一项重大突破，研究表明液氨是一种良好的储氢物质。 （1）研究表明金属催化剂可加速氨气的分解。下表为某温度下等质量的不同金属分别催化等浓度氨气分解生成氢气的初始速率(m mol/min) 催化剂 Ru Re Ir Ni Pt Fe 初始速率 7.9 4.0 3.0 2.0 1.8 0.5 ①不同催化剂存在下，氨气分解反应活化能最大的是_______(填写催化剂的化学式)。 ②温度为，在一体积固定的密闭容器中加入2mol NH3，此时压强为p0，用Ru催化氨气分解，若平衡时氨气分解的转化率为50%，则该温度下反应2NH3(g)N2(g)+3H2(g)用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数_______。【已知：气体分压等于气体总压()×体积分数】 （2）在不同温度、压强和相同催化剂条件下，初始N2、H2分别为0.1mol、0.3mol时，平衡后混合物中氨的体积分数(φ)，如图所示。 ①其中，P1、P2和P3由大到小的顺序是_______。 ②若分别用vA(N2)和vB(N2)表示N2从反应开始至达平衡状态A，B时的化学反应速率，则vA(N2)_______vB(N2)(填“>”“<”或“=”)。 ③合成氨反应达到平衡的标志_______。 A．恒容下，容器内气体压强保持不变 B．容器内各物质的浓度不随时间变化 C．恒容下，容器内气体密度保持不变 D．1个键断裂的同时，有3个H-H键形成 （3）N2和H2在铁作催化剂作用下从145℃就开始反应，随着温度上升，单位时间内NH3产率增大，但温度高于900℃后，单位时间内NH3产率逐渐下降的原因_______。 【答案】（1） ①. Fe ②. （2） ①. P1＞P2＞P3 ②. ＜ ③. ABD （3）当温度高于900℃后，反应达到平衡状态，会向逆向移动，且催化剂失活，都会导致单位时间内产率逐渐下降 【解析】 【小问1详解】 ①活化能越小反应速率越快，不同催化剂存在下，氨气分解反应活化能最大的是Fe。 ② ，同温同体积，压强比等于物质的量比，平衡时总压强为，则该温度下反应2NH3(g) N2(g)+3H2(g)用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数。 【小问2详解】 ①增大压强，2NH3(g)N2(g)+3H2(g)平衡逆向移动，氨气体积分数增大，所以P1、P2和P3由大到小的顺序是P1＞P2＞P3。 ②若分别用vA(N2)和vB(N2)表示N2从反应开始至达平衡状态A，B时的化学反应速率，B的温度、压强大于A，所以反应速率vA(N2)<vB(N2)。 ③A．反应前后气体系数和不同，恒容下，压强是变量，容器内气体压强保持不变，反应一定达到平衡状态，故选A； B．达到平衡，各物质浓度不再改变，容器内各物质的浓度不随时间变化，说明反应一定达到平衡状态，故选B； C．反应前后气体总质量不变，恒容下，密度是恒量，容器内气体密度保持不变，反应不一定达到平衡状态，故不选C； D．1个键断裂的同时，有3个H-H键形成，可知正逆反应速率相等，反应一定达到平衡状态，故选D； 选ABD； 【小问3详解】 N2和H2在铁作催化剂作用下从145℃就开始反应，随着温度上升，单位时间内NH3产率增大，但温度高于900℃后，反应达到平衡状态，平衡逆向移动，且催化剂失活，都会导致单位时间内产率逐渐下降。 20. 我国提出争取在2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和，这对于改善环境、实现绿色发展至关重要。因此，研发CO2利用技术，降低空气中CO2的含量成为研究热点。当前，科学家成功利用CO2和H2合成了CH3OH，这对节能减排、降低碳排放具有重大意义。回答下列问题： CO2催化加氢制甲醇是极具前景的资源化研究领域，主要反应有： i．   ii．   iii．  =-90 kJ/mol （1）为探究不同催化剂对CO和H2生成CH3OH的选择性效果，某实验室控制CO和H2的初始投料比为1：3进行实验，得到如下数据下表和图2： T/K 时间/min 催化剂种类 甲醇的含量(%) 450 10 CuO-ZnO 78 450 10 CuO-ZnO-ZrO2 88 450 10 ZnO-ZrO2 46 由表1可知，反应I的最佳催化剂为_______；图2是CO的转化率α(CO)与温度的关系，且最高转化率对应温度为T1，则a、b、c、d四点对应α(CO)是该温度下的CO平衡转化率的有_______。 （2）已知1000℃，反应CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) K4 =1.0，该温度下，在某时刻体系中CO、H2O、CO2、H2的浓度分别为3mol·L-1、1 mol·L-1、4 mol·L-1、2 mol·L-1，则此时上述反应的v正(CO)_______v逆(CO)(填“＜”，“=”或“>”)。 （3）研究表明，CO2与H2在催化剂作用下，发生反应ⅰ合成CH3OH时会发生副反应(反应ⅱ)。将一定量的CO2和H2通入刚性的密闭容器中，CO2的平衡转化率和甲醇的选择率随温度的变化趋势如图所示： 已知：CH3OH的选择率 随着温度的升高，CO2的平衡转化率增加但甲醇的选择率降低，请分析其原因：_______。 【答案】（1） ①. CuO-ZnO-ZrO2 ②. cd （2）＜ （3）当温度升高时，反应ⅰ逆向移动，而反应ⅱ正向移动且幅度更大，所以CO2的转化率增加，但甲醇的选择率却降低 【解析】 【小问1详解】 根据表格数据可知，在相同条件下，使用催化剂CuO-ZnO-ZrO2可使甲醇含量最高，催化效果最好；a、b两点温度较低，反应速率慢，未达到平衡，c点是该温度下刚好平衡点，d点已经平衡； 【小问2详解】 ，平衡逆向移动，v正(CO)＜v逆(CO)； 【小问3详解】 当温度升高时，反应ⅰ逆向移动，而反应ⅱ正向移动且幅度更大，所以CO2的转化率增加，但甲醇的选择率却降低。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 长春博硕学校2023—2024学年度上学期高二年级阶段性考试 化学学科试卷 考试时间：75分钟 满分：100 分 可能用到的相对原子质量：H-1 Li-7 O-16 Cu-64 第Ⅰ卷 选择题(共45分) 一、单选题(本题包括15个小题，每小题只有1个答案符合题意，每小题3分，共45分) 1. 下列能用勒夏特列原理解释的是 A. SO2催化氧化成SO3的反应，往往需要使用催化剂 B. 红棕色的NO2加压后颜色先变深后变浅 C. 已知工业合成氨放热反应，反应条件选择高温 D. H2、I2、HI平衡时的混合气体加压后颜色变深 2. 溶液中存在如下平衡： 。下列可使黄绿色的溶液变成蓝色的方法是 A. 升温 B. 加 C. 加压 D. 加水稀释 3. 我国某大城市今年夏季多次降下酸雨。据环保部门测定，该城市整个夏季酸雨的平均为3.2。在这种环境中的铁制品极易被腐蚀。对此条件下铁的腐蚀的叙述错误的是 A. 此腐蚀过程有化学腐蚀也有电化学腐蚀 B. 发生电化学腐蚀时的正极反应为 C. 在化学腐蚀过程中有氢气产生 D. 发生电化学腐蚀时的负极反应为 4. 我国科学家发现，作催化剂能加速光氧化制备HCHO，化学反应原理为。在恒温恒容条件下发生上述反应，下列叙述正确的是 A. 光照强度越大，反应速率越快 B. 分离出部分水，逆反应速率减小 C. 加入，正反应速率增大，逆反应速率减小 D. 充入惰性气体，反应速率减小 5. 下图所示为工业合成氨的流程图。有关说法错误的是 A. 步骤①中“净化”可以防止催化剂中毒 B. 步骤②中“加压”既可以提高原料的转化率，又可以加快反应速率 C. 步骤③、④、⑤均有利于提高原料平衡的转化率 D. 产品液氨除可生产化肥外，还可用作制冷剂 6. NO是大气污染物之一，常用还原。与NO反应的反应历程如图所示。下列说法正确的是 A. 使用催化剂能提高反应物的能量，进而提高活化分子百分数 B. 加催化剂时的控速反应为 C. 过程①是放热反应，过程②是吸热反应 D. 过渡态的能量决定总反应的反应热() 7. 下列说法正确的是 A. 反应2Mg(s)＋CO2(g)=C(s)＋2MgO(s)能自发进行，则该反应的ΔH<0 B. ΔH<0、ΔS<0的反应在高温条件下能自发进行 C. 反应MgCO3(s)=MgO(s)＋CO2(g)的ΔS<0 D. 同一物质的固、液、气三种状态的熵值相同 8. 在一体积可变的密闭容器中，加入一定量的X、Y，发生反应mX(g)⇌nY(g)　ΔH=QkJ/mol。反应达到平衡时，Y的物质的量浓度(单位c(Y)/mol·L-1)与温度、气体体积(容器容积)的关系如下表所示： 温度/℃ 气体体积1L 气体体积2L 气体体积3L 100 1.00 0.75 0.53 物质的量浓度 单位：c(Y)/mol·L-1 200 1.20 0.90 0.63 300 1.30 1.00 0.70 下列说法正确的是 A. m>n B. Q<0 C. 温度不变，压强增大，Y的质量分数减少 D. 体积不变，温度升高，平衡向逆反应方向移动 9. 已知：4CO(g)+2NO2(g)4CO2(g)+N2(g)，，改变某一反应条件(温度T1＜T2)，下列图象正确是 A. B. C. D. 10. 反应2NO2(g)N2O4(g) △H=-57kJ·mol-1，在温度为T1、T2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. T1>T2 B. X、Y两点的反应速率：X＜Y C. X、Z两点气体的颜色：X深，Z浅 D. X、Z两点气体的平均相对分子质量：X＜Z 11. 下列实验操作、实验现象和实验结论均正确的是 选项 实验操作 实验现象 实验结论 A 恒温密闭容器中发生反应：2NO2(g)N2O4(g)，平衡后压缩容器体积 混合气体颜色变深 加压后平衡逆向移动 B 用导线连接铁片和锌片，并插入稀硫酸溶液中，一段时间后，取少量溶液于试管中，向试管中滴加K3[ Fe(CN)6]溶液 溶液颜色无明显变化 利用牺牲阳极的阴极保护法，铁被保护 C 相同条件下，向一支试管中加入2mL5%H2O2和1mLH2O，向另一支试管中加入2mL5%H2O2和1mLFeCl3溶液，观察并比较实验现象 加FeCl3溶液的试管迅速产生大量气泡 FeCl3是H2O2分解反应的催化剂 D 向5mL 0. 1mol/L FeCl3溶液中加入2mL0.1mol/L NaI溶液，充分反应后向混合溶液中滴加几滴KSCN溶液 溶液变红 FeCl3溶液与NaI溶液的反应为可逆反应 A. A B. B C. C D. D 12. 中国企业华为宣布：利用锂离子能在石墨烯表面和电极之间快速大量穿梭运动的特性，开发出石墨烯电池，电池反应式为，其工作原理如图。下列关于该电池的说法不正确的是 A. 该电池若用隔膜，可选用阳离子交换膜 B. 对废旧的该电池进行“放电处理”，让从石墨烯中脱出有利于回收 C. 放电时，正极的电极反应为： D. 充电时，电路中每转移1mol，石墨烯电极质量增加 13. 重铬酸钾()又名红矾钾，是化学实验室中一种重要的分析试剂。工业上以铬酸钾()为原料，采用电化学法制备重铬酸钾，已知，制备装置如图所示。下列说法错误的是 A. 阳极室中溶液的颜色逐渐由橙色变为黄色 B. 惰性电极上发生了氧化反应 C. 电解过程中阴极附近溶液的pH变大 D. 阴极每生成1mol气体，电路中转移2NA个电子 14. 恒容密闭容器中，在不同温度下达平衡时，各组分的物质的量(n)如图所示。下列说法正确的是 A. 该反应的 B. a为随温度的变化曲线 C. 向平衡体系中充入惰性气体，平衡不移动 D. 向平衡体系中加入，H2的平衡转化率增大 15. 向一恒容密闭容器中加入和一定量的，发生反应：。的平衡转化率按不同投料比随温度的变化曲线如图所示。下列说法错误的是 A. B. 反应速率： C. 点a、b、c对应的平衡常数： D. 反应温度为，当容器内压强不变时，反应达到平衡状态 第Ⅱ卷 非选择题(共55分) 16. 在80℃时，将0.4mol的N2O4气体充入2L已抽空的固定容积的密闭容器中，隔一段时间对该容器内的物质进行分析，得到如下数据： c(mol/L)时间(s) 0 20 40 60 80 100 c(N2O4) 0.20 a 0.10 c d e c(NO2) 0.00 0.12 b 0.22 0.22 0.22 反应进行至100s后将反应混合物的温度降低，发现气体的颜色变浅。 （1）该反应的化学方程式为_______，该反应的∆H_______0(填“＜”、“=”、“>”)。 （2）20s时，N2O4的浓度为_______mol·L-1，0～20s内N2O4的平均反应速率为_______mol·L-1·s-1； （3）该反应的平衡常数表达式K=_______，在80℃时该反应的平衡常数K值为：_______(保留到小数点后2位)。 （4）在其他条件相同时，该反应的K值越大，表明建立平衡时_______。 A. 所需时间越短 B. NO2的产量越大 C. N2O4与NO2的浓度之比越大 D. N2O4的转化率越高 17. 当今社会的主题之一：发展经济，节能减排。而燃料电池因其无污染，且原料来源广可再生被人们青睐，广泛应用于生产、生活、科学研究中，现有如下图所示装置，所有电极均为Pt，请按要求回答下列问题： （1）甲装置是_______(填“原电池”或“电解池”)，写出a极的电极反应式_______。 （2）乙池中c极的电极反应式：_______。 （3）当b极消耗标准状况下的O2 112mL 时，d电极增加的质量是_______g。 （4）若CuSO4(aq)足够，电解一段时间后，要恢复到原来的状态，则可加入_______。 A. Cu B. CuO C. Cu(OH)2 D. Cu2(OH)2CO3 （5）现用丙装置电解硫酸钾溶液制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钾，M、N为离子交换膜，只允许某些离子通过，则A出口导出的溶液溶质为_______(写化学式)，M为_______离子交换膜(填“阴”或“阳”)。 18. 化学反应速率影响因素及化学反应中的能量变化是高中化学中的重要组成部分。回答下列问题： （1）某化学兴趣小组设计实验探究H+对MnO2与H2O2反应速率的影响：取等量MnO2和表中有关物质，在相同温度下进行4组实验，分别记录收集20.0mL O2所需时间。 实验编号 1 2 3 4 10% H2O2的体积/mL 10.0 10.0 100 V2 20%硫酸的体积/mL 0 0.5 1.0 1.5 水的体积/mL 15.0 14.5 V1 13.5 所需时间t/s t1 t2 t3 t4 已知酸性条件下：MnO2+H2O2+2H+=Mn2++O2↑+2H2O。 ①表中V1=_______mL，V2=_______mL。 ②实验测得t2>t3>t4，则可得出的实验结论是_______。 （2）一定温度下，某密闭容器中发生反应：2NO(g)+2H2(g)=N2(g)+2H2O(g)，v(正)=k正c2(NO)·c2(H2)，v(逆)=k逆c2(H2O)·c(N2)(k正、k逆为速率常数)。 ①温度升高，k逆_______(填“增大”“减小”或“不变”)。 ②该温度下该反应的平衡常数 K=_______(用k正、k逆表示)。 19. 合成氨是人类科学技术发展史上的一项重大突破，研究表明液氨是一种良好的储氢物质。 （1）研究表明金属催化剂可加速氨气的分解。下表为某温度下等质量的不同金属分别催化等浓度氨气分解生成氢气的初始速率(m mol/min) 催化剂 Ru Re Ir Ni Pt Fe 初始速率 7.9 4.0 3.0 2.0 1.8 05 ①不同催化剂存在下，氨气分解反应活化能最大的是_______(填写催化剂的化学式)。 ②温度为，在一体积固定的密闭容器中加入2mol NH3，此时压强为p0，用Ru催化氨气分解，若平衡时氨气分解的转化率为50%，则该温度下反应2NH3(g)N2(g)+3H2(g)用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数_______。【已知：气体分压等于气体总压()×体积分数】 （2）在不同温度、压强和相同催化剂条件下，初始N2、H2分别为0.1mol、0.3mol时，平衡后混合物中氨的体积分数(φ)，如图所示。 ①其中，P1、P2和P3由大到小的顺序是_______。 ②若分别用vA(N2)和vB(N2)表示N2从反应开始至达平衡状态A，B时的化学反应速率，则vA(N2)_______vB(N2)(填“>”“<”或“=”)。 ③合成氨反应达到平衡的标志_______。 A．恒容下，容器内气体压强保持不变 B．容器内各物质的浓度不随时间变化 C．恒容下，容器内气体密度保持不变 D．1个键断裂的同时，有3个H-H键形成 （3）N2和H2在铁作催化剂作用下从145℃就开始反应，随着温度上升，单位时间内NH3产率增大，但温度高于900℃后，单位时间内NH3产率逐渐下降的原因_______。 20. 我国提出争取在2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和，这对于改善环境、实现绿色发展至关重要。因此，研发CO2利用技术，降低空气中CO2的含量成为研究热点。当前，科学家成功利用CO2和H2合成了CH3OH，这对节能减排、降低碳排放具有重大意义。回答下列问题： CO2催化加氢制甲醇是极具前景的资源化研究领域，主要反应有： i．   ii．   iii．  =-90 kJ/mol （1）为探究不同催化剂对CO和H2生成CH3OH的选择性效果，某实验室控制CO和H2的初始投料比为1：3进行实验，得到如下数据下表和图2： T/K 时间/min 催化剂种类 甲醇的含量(%) 450 10 CuO-ZnO 78 450 10 CuO-ZnO-ZrO2 88 450 10 ZnO-ZrO2 46 由表1可知，反应I的最佳催化剂为_______；图2是CO的转化率α(CO)与温度的关系，且最高转化率对应温度为T1，则a、b、c、d四点对应α(CO)是该温度下的CO平衡转化率的有_______。 （2）已知1000℃，反应CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) K4 =1.0，该温度下，在某时刻体系中CO、H2O、CO2、H2的浓度分别为3mol·L-1、1 mol·L-1、4 mol·L-1、2 mol·L-1，则此时上述反应的v正(CO)_______v逆(CO)(填“＜”，“=”或“>”)。 （3）研究表明，CO2与H2在催化剂作用下，发生反应ⅰ合成CH3OH时会发生副反应(反应ⅱ)。将一定量的CO2和H2通入刚性的密闭容器中，CO2的平衡转化率和甲醇的选择率随温度的变化趋势如图所示： 已知：CH3OH的选择率 随着温度的升高，CO2的平衡转化率增加但甲醇的选择率降低，请分析其原因：_______。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$