精品解析：云南省玉溪市新平彝族傣族自县民族中学2024-2025学年高二上学期10月期中考试 化学试题

2024—2025学年度上学期高二年级期中考试 化学试卷 本试卷共8页，18题。全卷满分100分。考试用时75分钟。 注意事项： 1.答题前，先将自己的姓名、考号等填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。 2.选择题的作答：选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 3.非选择题的作答：用签字笔直接写在答题卡上对应的答题区域内，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 4.考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。 可能用到的相对原子质量：H 1 C 12 N 14 O 16 Na 23 Cl 35.5 Fe 56 Cu 64 Zn 65 一、选择题：本题共14小题，每小题3分，共42分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 下列变化中没有发生熵增的是 A. 冰融化 B. 液态水变为水蒸气 C. 蔗糖在水中溶解 D. 【答案】D 【解析】 【分析】化学上经常用熵来度量混乱度，同一物质，气态时熵最大，固态熵最小。 【详解】A．冰融化时固态变为液态，熵增大，A错误； B．液态水变为水蒸气是由液态变为气态，熵增大，B错误； C．蔗糖分子溶于水能自由移动，混乱度增加，熵增大，C错误； D．反应中气态物质减少，熵减小，D正确； 故答案为：D。 2. 向一密闭容器中充入1molN2和3molH2，在一定条件下发生反应生成NH3，反应达到化学平衡状态时，下列说法正确的是 A. 单位时间内消耗amolN2，理论上同时消耗2amolNH3 B. N2完全转化为NH3 C. 正反应速率为零 D. N2、H2和NH3的物质的量浓度之比为1∶3∶2 【答案】A 【解析】 【详解】A．单位时间内消耗amolN2表示正反应速率，同时消耗2amolNH3表示逆反应速率，且N2和NH3的化学计量数之比为1∶2，即正、逆反应速率相等，符合反应的化学平衡状态，A正确； B．该反应是可逆反应，N2不可能完全转化为NH3，B错误； C．该反应是可逆反应，达到化学平衡状态时，正、逆反应速率相等，但都不为零，C错误； D．化学平衡的特征之一为各组分的浓度保持不变，而不是相等或成比例，故反应达到化学平衡状态时N2、H2和NH3的物质的量浓度之比不一定为1∶3∶2，D错误； 故答案为：A。 3. 勒夏特列原理在工农业生产和日常生活中都具有重要的意义。下列事实不能用勒夏特列原理解释的是 A. 开启啤酒瓶后，瓶中马上泛起大量泡沫 B. 将装有NO2气体的容器进行压缩，容器中气体颜色加深 C. 工业上生产硫酸的过程中使用过量的空气以提高二氧化硫的利用率 D. 实验室用排饱和食盐水的方法收集氯气 【答案】B 【解析】 【详解】A．啤酒瓶中存在平衡，打开瓶盖时，压强减小，平衡正向移动，二氧化碳气体溶解量减小，从溶液中逸出，可以用勒夏特列原理解释，A项不符合题意； B．容器中存在平衡，加压平衡正向移动，但是体积减小，NO2浓度增大，颜色加深，不是平衡移动造成的，不能用勒夏特列原理解释，B项符合题意； C．使用过量的空气以增大反应物浓度，平衡向正反应方向移动，提高了二氧化硫的利用率，可以用勒夏特列原理解释，C项不符合题意； D．饱和食盐水中含有大量的氯离子，氯气溶于水存在可逆反应：，相当于增加了生成物氯离子的浓度，平衡向逆反应方向移动，氯气溶解量减小，可以用勒夏特列原理解释，D项不符合题意； 答案选B。 4. 高炉炼铁过程中涉及反应，该反应达到化学平衡状态时，下列说法错误的是 A. 反应达到了该条件下的最大限度 B. CO2的浓度保持不变 C. 正、逆反应速率相等 D. 增加高炉高度可以有效降低废气中CO的含量，减少污染 【答案】D 【解析】 【详解】A．化学平衡状态是可逆反应在一定条件下所能达到的或完成的最大程度，A项正确； B．达到化学平衡状态时，CO2的消耗速率与生成速率相等，则CO2的浓度保持不变，B项正确； C．达到化学平衡状态时，同一物质的消耗速率与生成速率相等，即正、逆反应速率相等，C项正确； D．该反应为可逆反应，有一定限度，增加高炉高度不能改变平衡体系中CO的含量，D项错误； 答案选D。 5. 水凝结成冰的过程中，其焓变和熵变正确的是 A. ， B. ， C. ， D. ， 【答案】D 【解析】 【详解】水是液态，能量大于固态的冰，混乱度大于冰，则水凝结成冰的过程为熵减的放热过程，则焓变和熵变均小于0，故选D。 6. 通过2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g) △H=-746.5kJ•mol-1催化还原的方法，可将汽车尾气中有害气体转化为无害气体。下列说法正确的是 A. 该反应在任何条件下都能自发进行 B. 反应的平衡常数可表示为K= C. 其它条件不变，增大的值，NO的转化率下降 D. 使用高效的催化剂可以降低反应的焓变 【答案】C 【解析】 【详解】A．反应为放热的熵减反应，根据△H-T△S<0反应可以自发进行，则反应在低温下可以自发进行，A错误； B．平衡常数等于生成物平衡浓度系数次方之积与反应物平衡浓度系数次方之积的比；反应的平衡常数可表示为K=，B错误； C．其它条件不变，增大的值，相当于增加NO投料，会促进CO的转化，但是NO自身的转化率下降，C正确； D．催化剂改变反应速率，不改变反应的焓变，D错误； 故选C。 7. 在一密闭容器中，反应达到化学平衡状态时，M的浓度为0.50 mol⋅L-1，保持温度不变，将容器体积增加一倍，当达到新的化学平衡状态时，M的浓度为0.30 mol⋅L-1。下列说法正确的是 A. 平衡移动过程中物质X的体积分数变大 B. 平衡移动过程中物质M的转化率减小 C. 平衡向正反应方向移动 D. a＜2 【答案】B 【解析】 【详解】A．保持温度不变，将容器体积增加一倍的过程中，若化学平衡不移动，M的浓度应变为原来的50%，即M物质的浓度应该为0.25 mol/L，而现在M的浓度变为0.30 mol/L，说明扩大容器的容积后，即容器的压强减小后，化学平衡逆向移动，则物质X的体积分数会减小，A错误； B．在其它条件不变时，将容器体积增加一倍的过程中，若化学平衡不移动，M的浓度应变为原来的50%，即M物质的浓度应该为0.25 mol/L，而现在实际上M的浓度变为0.30 mol/L，说明减小压强后，化学平衡逆向移动，导致反应物M的平衡转化率减小，B正确； C．在其它条件不变时，将容器体积增加一倍的过程中，若化学平衡不移动，M的浓度应变为原来的50%，即M物质的浓度应该为0.25 mol/L，而现在实际上M的浓度变为0.30 mol/L，说明减小压强后，化学平衡逆向移动，逆反应是气体体积增大的反应，C错误； D．根据上述分析可知：在其它条件不变时，将容器的容积扩大一倍，反应M的浓度是0.30 mol/L，比原来的一半0.25 mol/L多点，说明减小压强，化学平衡向逆反应方向移动，逆反应为气体体积增大的反应，故2+a＞1+3，因此a＞2，D错误； 故合理选项是B。 8. 下列有关说法正确的是 A. ，该过程焓值增大 B. ，该反应一定能自发进行 C. ，该过程熵值增大 D. ，，此反应低温自发 【答案】D 【解析】 【详解】A．该反应为化合反应，反应放热，焓值减少，故A错误； B．硫与氧气反应是放热反应，即ΔH＜0，二氧化硫的分解反应为吸热反应，即ΔH＞0，ΔS＜0，根据ΔG=ΔH-TΔS，ΔG＞0，该反应在任何温度下都不能自发进行，故B错误； C．混乱程度：气体＞液体＞固体，该反应中反应物为气体，生成物为固体和液体，因此该反应为熵减反应，故C错误； D．该反应ΔH＜0、ΔS＜0，根据ΔG=ΔH-TΔS，在低温状态下，ΔG＜0，因此该反应在低温状态下，能自发进行，故D正确； 故选：D。 9. 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。 10. 完成下列实验内容不能得出相应实验结论的是 选项 实验内容 实验结论 A 密闭容器中发生反应，压缩容器体积，气体颜色变深 证明增大压强，平衡向逆反应方向移动 B 向10mL0.1mol·L-1KI溶液中加入5mL0.1mol·L-1FeCl3溶液，充分反应后滴加KSCN溶液，溶液变红 证明I-与Fe3+的反应有一定限度 C 向两支盛有5mL0.1mol·L-1K2Cr2O7溶液的试管中分别滴加浓硫酸和5mol·L-1NaOH溶液，观察并记录两支试管中溶液颜色的变化 探究浓度对化学平衡的影响 D 加热盛有CuCl2溶液的试管，溶液变黄，再用冰水冷却后变蓝 证明反应吸热 A. A B. B C. C D. D 【答案】A 【解析】 【详解】A．密闭容器中发生反应，压缩容器体积，I2的浓度增大，气体颜色变深，增大压强时，该反应平衡不移动，A符合题意； B．向10mL0.1mol·L-1KI溶液中加入5mL0.1mol⋅L-1FeCl3溶液，氯化铁少量，充分反应后滴加KSCN溶液，溶液变红，证明该反应是可逆反应，有一定限度，B不符合题意； C．，加入浓硫酸，氢离子浓度增大，平衡逆移，溶液橙红色加深，加入NaOH溶液，消耗氢离子，氢离子浓度减小，平衡正移，溶液变为黄色，可以探究浓度对化学平衡的影响，C不符合题意； D．CuCl2溶液中存在，升高温度，溶液变为黄色，说明平衡正向移动，该反应为吸热反应，D不符合题意； 故选A。 11. 某密闭容器中充入等物质的量的A和B，一定温度下发生反应，达到平衡后，在不同的时间段内反应物的浓度随时间的变化如甲图所示，正逆反应速率随时间的变化如乙图所示。下列说法错误的是 A. 前20minB的平均反应速率为 B. 30~40min间该反应使用了催化剂 C. 化学方程式中的，正反应为放热反应 D. 30min、40min时分别改变的条件是减小压强、升高温度 【答案】B 【解析】 【详解】A．，前20minB的平均反应速率为=，故A正确； B．30min时C和A、B的浓度都下降了，而催化剂只会改变反应速率，不会瞬间改变反应物的浓度，故B错误； C．由图可知，A、B的浓度变化相同，故A、B的化学计量数相同，则x=1；40min时正逆反应速率都增大，则改变的条件为升高温度，而条件改变后C浓度减小、A、B浓度增大，说明平衡发生了逆向移动，则正反应为放热反应，故C正确； D．40min时改变的条件为升高温度；30min时，C和A、B的浓度都下降了，反应速率也减小，但是平衡不移动，该反应前后气体分子不变，则改变的条件为减小压强，故D正确； 故选B。 12. 已知反应：2红棕色 无色(放出热量)，将一定量充入注射器中，封口，在拉动和推动注射器活塞的过程中气体透光率随时间的变化如图(气体颜色越深，透光率越小)，下列说法不正确的是 A. ab段，反应处于平衡状态 B. b点的操作是推动注射器活塞 C. c点与a点相比，增大，减小 D. d点： 【答案】C 【解析】 【分析】反应为，根据题干信息，气体颜色越深，说明平衡朝生成四氧化二氮的方向移动，数据对应的是透光率越小，据此作答。 【详解】A．ab段，随着时间的改变，透光率未发生改变，说明达到平衡状态，故A正确； B．b点后透光率突然降低，说明颜色变深，b点的操作应该是压缩注射器，也就是推动注射器活塞，故B正确； C．c点是a点后的新平衡，由于b点的操作应该是压缩注射器，所以c(NO2)增大，c(N2O4)增大，故C错误； D．d 点突然降低，说明颜色变深，平衡逆向移动，v(正) < v(逆)，故D正确； 故答案选C。 13. 以[Cu(H2O)]2+(蓝)+4Cl－[CuCl4]2－(黄)+4H2O △H>0为例，探究影响平衡移动的因素。取相同浓度的CuCl2溶液，分别进行下列实验，对实验现象的分析不正确的是 操作和现象 分析 A． 观察溶液为绿色 [Cu(H2O)]2+和[CuCl4]2－同时存在 B． 升高温度，溶液变为黄绿色 平衡正移，[CuCl4]2－的浓度增大 C． 加几滴AgNO3溶液，静置，上层清液为蓝色 平衡逆移，[CuCl4]2－的浓度减小 D． 加少量Zn片，静置，上层清液为浅黄绿色 平衡正移，[CuCl4]2－的浓度增大 A. A B. B C. C D. D 【答案】D 【解析】 【详解】A．该反应为可逆反应，则[Cu(H2O)4]2+和[CuCl4]2-同时存在，溶液为绿色，故A正确； B．焓变为正，为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，[CuCl4]2-的浓度增大，故B正确； C．加几滴AgNO3溶液，氯离子浓度减小，平衡逆向移动，[CuCl4]2-的浓度减小，故C正确； D．加少量Zn片，Zn和氯化铜溶液发生置换反应，Zn片上应覆盖红色固体，Cu2+浓度减小，溶液中[Cu(H2O)4]2+、[CuCl4]2-的浓度均减小，上层清液为浅黄绿色，与平衡移动无关，故D错误； 故选：D。 14. 羰基硫（COS）可作为一种粮食熏蒸剂，能防止某些昆虫、线虫和真菌的危害。在恒容密闭容器中，将CO和H2S混合加热并达到下列平衡： CO（g）+H2S（g）COS（g）+H2（g） K=0.1 反应前CO物质的量为10mol，平衡后CO物质的量为8mol。下列说法正确的是 A. 升高温度，H2S浓度增加，表明该反应是吸热反应 B. 通入CO后，正反应速率逐渐增大 C. 反应前H2S物质的量为7mol D. CO的平衡转化率为80% 【答案】C 【解析】 【详解】A.升高温度，H2S浓度增加，说明平衡逆向移动，则该反应是放热反应，A错误； B．通入CO后，CO浓度增大，正反应速率瞬间增大，又逐渐减小，B错误； C. 根据 CO（g）+H2S（g）COS（g）+H2（g） K=0.1 起始物质的量（mol） 10 n 0 0 变化物质的量（mol） 2 2 2 2 平衡物质的量（mol） 8 n-2 2 2 设该容器的体积为V，根据K=0.1，列关系式得 [（2÷V）×（2÷V））÷[（8÷V）×（n-2）÷V]=0.1，解得n=7，C正确； D.根据上述数据，CO的平衡转化率为2mol÷10mol×100%=20%，D错误； 答案选C。 二、非选择题：本题包括4小题，共58分。 15. CO2经催化加氢可以生成低碳有机物。某CO2与H2的反应体系中存在以下两个反应： 反应ⅰ：； 反应ⅱ：。 回答下列问题： （1）将6molCO2和8molH2充入2L的恒容密闭容器中，分别在T1、T2温度下发生反应i，其中H2的物质的量变化如表所示： 反应条件 T1/℃ T2/℃ 0 5min 10min 15min 20min 25min 30min H2/mol 80 3.5 2.0 2.0 1.7 1.5 1.5 ①T1温度下，5~10min内以CO2表示反应速率，_______；该温度下，若各物质的起始量，则反应开始时v(正)_______v(逆)(填“>”、“=”或“<”，下同)。 ②已知T1>T2，由表可知ΔH_______0。 （2）有利于提高CO2平衡转化率的条件是_______(任写2点)。 （3）下列情况能说明该体系中反应达到化学平衡状态的是_______(填选项字母)。 A. 单位时间内消耗1molCO2，理论上同时消耗1molCH3OH B. 若该容器为绝热容器，体系温度保持不变 C. 密闭容器内混合气体的密度不发生变化 D. 混合气体的平均相对分子质量不再改变 （4）若将CO2和H2按物质的量之比1∶3混合充入恒压密闭容器中，在不同催化剂作用下发生反应ⅰ和反应ⅱ，在相同的时间内的选择性和产率随温度变化的曲线如图所示： 已知：的选择性。 ①温度高于230℃时，的产率随温度升高而下降的原因是_______。 ②在上述条件下，合成甲醇工业条件最好为_______(填选项字母)。 A．210℃ B．230℃ C．CZT催化剂 D．CZ(Zr-l)T催化剂 【答案】（1） ①. 0.05mol⋅L-1⋅min-1 ②. < ③. < （2）低温、高压、增大H2用量、及时移出水蒸气(答案合理即可) （3）BD （4） ①. 反应ⅰ为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，使CO2转化为CH3OH的产率降低 ②. BD 【解析】 【小问1详解】 ①5~10min内氢气的物质的量变化了1.5mol，由反应方程式中的化学计量数之比可知，二氧化碳物质的量变化为0.5mol，则以CO2表示该反应速率，；根据表中数据，T1温度下，反应达到化学平衡状态时，列三段式：，平衡常数为：，若各物质的起始量，即浓度均为，，反应向逆反应方向进行，则v(正)<v(逆)。②T1>T2，T2温度下反应达到化学平衡状态时氢气的物质的量更少，说明降温平衡正向移动，正反应为放热反应，即ΔH<0。答案为：0.05mol⋅L-1⋅min-1；＜；＜； 【小问2详解】 反应ⅰ、ⅱ均为分子数减少的放热反应，故可采用低温、高压、增大氢气用量、及时移出水蒸气等方式提高CO2的平衡转化率。答案为：低温、高压、增大H2用量、及时移出水蒸气(答案合理即可)。 【小问3详解】 A．对于反应i，单位时间内消耗1molCO2，代表正反应速率，同时消耗1molCH3OH，代表逆反应速率，正、逆反应速率相等，但是体系中同时存在两个反应，都消耗CO2，所以此时体系中反应未达到化学平衡状态，A项不符合题意； B．绝热密闭容器中，随着反应进行，体系温度不断变化，体系温度不变，能说明反应达到化学平衡状态，B项符合题意； C．根据，反应前后元素质量守恒，气体总质量不变，体积不变，则密度始终不变，C项不符合题意； D．两个反应都为气体分子数减少的反应，反应开始至达到化学平衡的过程中，混合气体的总物质的量一直减小，而混合气体的质量不变，则混合气体的平均相对分子质量一直增大，当混合气体的平均相对分子质量不再改变时，能说明该反应达到化学平衡状态，D项符合题意； 答案选BD。 【小问4详解】 ①反应ⅰ为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，使CO2转化为CH3OH的产率降低。②由图可知，相同条件下，使用CZ(Zr-1)T催化剂时，甲醇的选择性和产率均更高，则温度在230℃时，在CZ(Zr-1)T催化剂作用下，甲醇的产率较高。答案为：反应ⅰ为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，使CO2转化为CH3OH的产率降低；BD。 16. 某学习小组欲利用平衡体系探究影响化学平衡的因素，将20mL0.005mol·L-1FeCl3溶液和20mL0.015mol·L-1KSCN溶液混合，得到红色溶液X，进行进一步实验。 回答下列问题： 实验Ⅰ．探究Fe3+、SCN-、Cl-、K+等离子的浓度对化学平衡的影响 （1）取2mL溶液X，加入5滴0.01mol⋅L-1KSCN溶液，溶液红色_______(填“变深”、“变浅”或“不变”，下同)；取2mL溶液X，插入经砂纸打磨过的铁丝，溶液红色_______；基于上述两个实验现象可以得到的结论是_______。 （2）取2mL溶液X，加入5滴0.03mol·L-1KCl溶液，观察到溶液红色变浅，产生该现象的原因可能是_______或者不参与离子反应的K+或Cl-对化学平衡产生了影响。 实验Ⅱ．探究KCl对平衡体系的影响 为了确定KCl是否对化学平衡产生影响，学习小组同学进行如下探究：各取2mL溶液X放入3支比色皿中，分别滴加5滴不同浓度的KCl溶液，测得各溶液的透射率(溶液颜色越深，透射率越小)随时间变化的曲线如图所示： （3）由上述实验可以得到结论：KCl对的化学平衡有影响，且KCl浓度越大，影响_______(填“越大”、“越小”或“不变”)。 （4）针对产生上述实验现象的可能原因，学习小组同学提出以下猜想： 猜想①：K+产生的影响； 猜想②：Cl-产生的影响； 猜想③：_______。 实验Ⅲ．探究盐对Fe3+和SCN-平衡体系产生的影响 资料信息： a．溶液中的离子会受到周围带有异性电荷离子的屏蔽，使该离子的有效浓度降低，这种影响称为盐效应； b．在FeCl3溶液中存在反应。 （5）根据上述信息，学习小组同学各取2mL溶液X，分别加入5滴①去离子水、②0.3mol⋅L-1KCl溶液、③0.3mol⋅L-1NaCl溶液、④0.3mol⋅L-1KNO3溶液、⑤3mol⋅L-1HCl溶液进行实验，测得各溶液的透射率随时间变化的曲线如图所示： 上述实验能证明阳离子盐效应影响平衡体系的实验组是_______(填选项字母)；其中盐效应影响较大的阳离子是_______。 A实验①②③ B．实验①②④ C．实验①③④ （6）解释实验⑤对应曲线出现的原因：_______。 【答案】（1） ①. 变深 ②. 变浅 ③. 改变平衡体系中离子的浓度，平衡会发生移动或增大反应物离子浓度，平衡正向移动，减小反应物离子浓度，平衡逆向移动 （2）溶液被稀释，颜色变浅 （3）越大 （4）K+和Cl-共同产生的影响 （5） ①. A ②. Na+ （6）实验⑤中增大了Cl-浓度，平衡正向移动，Fe3+浓度降低， 平衡逆向移动，溶液透射率增大明显 【解析】 【分析】实验I：探究KCl对Fe3+和平衡体系的影响，随着KCl溶液浓度增大，溶液的透光率增加，按照题中信息，可能原因有：原因1，溶液中的离子会受到周围带有异性电荷离子的屏蔽，使该离子的有效浓度降低，这种影响称为盐效应。KCl溶液的加入使Fe3+和SCN-平衡状态因盐效应而发生变化。原因2，溶液中存在副反应，离子浓度发生变化，导致Fe3+和SCN-平衡状态发生变化。 【小问1详解】 根据，可得离子反应为，取2mL溶液X，加入5滴溶液，增大，平衡正向移动，溶液红色变深；取2mL溶液X，插入经砂纸打磨过的铁丝，发生反应，减小，生成的反应平衡逆向移动，溶液红色变浅；基于上述两个实验现象可以得到的结论是改变平衡体系中离子的浓度，平衡会发生移动； 【小问2详解】 取2mL溶液X，加入5滴0.03mol·L-1KCl溶液，观察到溶液红色变浅，产生该现象的原因可能是溶液被稀释，颜色变浅或者不直接参与离子反应的K+或Cl-对平衡产生了影响； 【小问3详解】 由图可知，KCl对的化学平衡有影响，且KCl浓度越大，影响越大； 【小问4详解】 控制变量，提出猜想③：K+和Cl-共同产生的影响； 小问5详解】 结合溶液中存在的物质以及和反应相关的粒子，能证明阳离子盐效应影响平衡体系的实验组是实验①②③，故选A项；透射率越高说明产生的影响越大，则盐效应影响较大的阳离子是Na+； 【小问6详解】 实验⑤对应曲线出现的原因为实验⑤中增大了Cl-浓度，平衡正向移动，Fe3+浓度降低， 平衡逆向移动，溶液透射率增大明显。 17. 实现碳中和已经成为全球广泛共识，化学学科在此过程中发挥着至关重要的作用。 回答下列问题： （1）CO2加氢可制备甲酸(HCOOH)。温度为T1℃时，将物质的量均为1mol的CO2和H2充入到体积为1L的恒容密闭容器中发生反应，则达到化学平衡状态时CO2的转化率为_______；已知：，，为速率常数﹐T2℃下达到化学平衡状态时，则T1_____T2(填“>”、“<”或“=”)。 （2）二甲醚(DME)是一种重要的化工原料，可以通过CO2制备得到，制备原理如下： ⅰ．， 过程中伴随副反应：ⅱ．。 恒压条件下，在密闭容器中制备二甲醚，按照投料，CO2的平衡转化率和CO、CH3OCH3的选择性随温度变化的曲线如图所示。 已知：，。 ①下列说法正确的是_______(填选项字母)。 A．当反应达到化学平衡状态时， B．曲线a表示二甲醚的选择性 C．温度越低越有利于工业生产二甲醚 D．工业上引入催化剂是为了降低反应ⅰ的ΔH1，从而加快化学反应速率 ②在200~350℃的范围内，CO2的平衡转化率出现如图所示变化的原因为_______。 ③若体系中只发生反应ⅰ，下列能说明该反应达到化学平衡状态的是_______(填选项字母，下同)。 A． B．容器内气体的浓度关系为 C．混合气体的总物质的量不再改变 D．某条件下化学平衡常数K=8，在该条件下测得，，， ④对于反应ⅰ，下列措施能增大其反应速率，同时提高CO2转化率的是_______。 A．升高温度 B．温度、体积不变，通入氦气 C．增大H2的浓度 D．加入合适的催化剂 （3）判断反应的自发条件是很重要的。已知：298K、101kPa时，反应的，，若该反应中ΔH和ΔS不随温度变化而变化，则保持该反应自发进行的温度应低于_______K(结果保留整数)。 【答案】（1） ①. 50% ②. < （2） ①. B ②. 度较低(200~280℃)时以反应ⅰ为主，反应放热，升温平衡逆向移动，CO2的平衡转化率降低，温度较高(280~350℃)时以反应ⅱ为主，反应吸热，升温平衡正向移动，CO2的平衡转化率升高(答案合理即可) ③. C ④. C （3）2127 【解析】 【小问1详解】 设CO2转化了xmol，列三段式：，解得，的转化率为；当反应达到化学平衡状态时，正、逆反应速率相等，则，，温度为时，，温度为时，，又因为该反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，减小，由此可知； 【小问2详解】 ．反应ⅰ为放热反应，反应ⅱ．为吸热反应，随着温度升高，反应ⅰ逆向移动，反应ⅱ正向移动，的选择性降低，曲线a代表的选择性，CO的选择性升高，曲线c代表CO的选择性，则曲线b代表的平衡转化率。 ①A．反应ⅰ中和按照物质的量之比投料，而反应ⅱ中和按照反应，当反应达到化学平衡状态时，，A错误； B．根据分析，曲线a表示二甲醚的选择性，B正确； C．温度过低反应速率太慢，不利于二甲醚的工业生产，C错误； D．引入催化剂不能降低焓变，D错误； 故选B； ②在200~350℃的范围内，CO2的平衡转化率出现如图所示变化的原因为温度较低(200~280℃)时以反应ⅰ为主，反应放热，升温平衡逆向移动，CO2的平衡转化率降低；温度较高(280℃~350℃)时以反应Ⅱ为主，反应吸热，升温平衡正向移动，CO2的平衡转化率升高； ③A．当用不同物质表示正、逆反应速率之比等于物质的系数比时，说明反应达到化学平衡状态，反应达到化学平衡状态时，应有达到化学平衡状态时，应有，不符合题意，A错误； B．容器内气体的浓度之比等于系数之比时，不能说明各物质浓度保持不变，不能说明反应达到化学平衡状态，不符合题意，B错误； C．该反应为气体分子数减少的反应，反应从开始至达到平衡的过程中，混合气体的总物质的量一直减小，则当混合气体的总物质的量不再改变时，能说明该反应达到化学平衡状态，符合题意，C正确； D．某一条件下化学平衡常数K=8，在该条件下测得，，，，，此时浓度商，反应未达到化学平衡状态，不符合题意，D错误； 故选C。 ④A．对于，升高温度，化学反应速率增大，平衡逆向移动，CO2转化率减小，不符合题意，A错误； B．恒温恒容条件下，通入氦气，化学反应速率不变，平衡不移动，CO2转化率不变，不符合题意，B错误； C．增大H2浓度，化学反应速率增大，平衡正向移动，CO2转化率增大，符合题意，C正确； D．加入合适的催化剂可以增大化学反应速率，但不影响化学平衡，不符合题意，D错误； 故选C； 【小问3详解】 根据、时，反应的，，可求得，反应能自发进行，，即，得，则保持该反应自发进行的温度应低于2127K。 18. 工业合成氨是人工固氮研究的重要领域。回答下列问题： Ⅰ.传统的“哈伯法”合成氨的原理为。 （1）对于该反应，理论上_______(填“高”或“低”，下同)温有利于提高化学反应速率，_______温有利于提高平衡转化率。 （2）合成氨工业中普遍使用的催化剂是_______。 （3）下列关于合成氨工业的理解正确的是_______(填选项字母)。 A．利用氨气沸点较高的性质可将其液化，不断将液氨分离，将H2、N2循环使用以提高原料利用率 B．控制温度(773K)远高于室温，是为了保证尽可能高的平衡转化率 C．当温度、压强一定时，在原料气(N2和H2的比例不变)中添加少量惰性气体，有利于提高平衡转化率 D．分离空气可得N2，通过天然气和水蒸气的转化可得H2，原料气须经过净化处理，以防止催化剂中毒或发生安全事故 E．氨合成塔中内置热交换器用来预热后续通入冷的氮气和氢气，可以降低成本，减少浪费 Ⅱ．科研小组模拟不同条件下合成氨的反应，向密闭容器中充入6molN2和10molH2，，测得不同温度下反应达到化学平衡状态时氨气的体积分数与总压强(p)的关系曲线如图所示： （4）T1、T2、T3由小到大的顺序为_______。 （5）在T2条件下发生反应，20min后反应达到化学平衡状态，若此时容器体积为1L，压强为60MPa，则NH3浓度为_______，平衡常数K=_______ Ⅲ．我国科学家研制出新型双温区催化体系，催化剂通过光辐射产生温差(如体系温度为495℃时，纳米Fe的温度为547°C，而的温度为415℃)，，解决了温度对合成氨工业反应速率和平衡转化率影响矛盾的问题，其催化合成氨的机理如图所示： （6）由图可知，与传统的催化合成氨相比，双温区催化剂双温催化合成氨具备优势的原因是_______。 【答案】（1） ①. 高 ②. 低 （2）铁触媒或以铁为主体的多成分催化剂(答案合理即可) （3）ADE （4） （5） ①. 6mol·L-1 ②. 12 （6）N≡N键在“热Fe”表面易断裂，有利于提高合成氨反应的速率，“冷Ti”低于体系温度，氨气在“冷Ti”表面生成，有利于提高氨的平衡产率 【解析】 【小问1详解】 温度越高，化学反应速率越快，故理论上高温有利于提高反应速率，该反应ΔH<0，升高温度平衡逆向移动，平衡转化率降低，故低温有利于提高平衡转化率。 【小问2详解】 目前，合成氨工业中普遍使用的是以铁为主体的多成分催化剂，又称铁触媒。 【小问3详解】 A．不断将氨气液化分离，生成物浓度降低，有利于平衡正向移动，A正确； B．控制温度远高于室温是为了保证催化剂的活性，提高反应速率，并非为了保证尽可能高的平衡转化率，B错误； C．恒压条件充入少量惰性气体，相当于减压，平衡逆向移动，不利于提高平衡转化率，C错误； D．通过天然气和水蒸气转化制得的H2，由于含有CH4、CO等易燃易爆气体，容易出现安全隐患，此外CH4、CO可能会与催化剂反应，造成催化剂活性降低，所以必须经过净化处理，D正确； E．为放热反应，氨合成塔中内置热交换器用来预热后续通入的冷的氮气和氢气，通过降低温度促进平衡正向进行，可以降低成本，减少浪费，E项正确； 故选ADE。 【小问4详解】 向密闭容器中充入6molN2和10molH2，压强一定时，随温度升高，平衡逆向移动，氨气的含量减小，则温度T1、T2、T3由小到大的顺序为。 【小问5详解】 充入6molN2和10molH2，在T2、60MPa时，氨气体积分数为60%，设消耗氮气物质的量为xmol，列三段式： ，解得，体积为1L，此时的浓度为，平衡常数。 【小问6详解】 N≡N键在“热Fe”表面易断裂，有利于提高合成氨反应的速率，“冷Ti”低于体系温度，氨气在“冷Ti”表面生成，有利于提高氨的平衡产率，故与传统的催化合成氨(铁触媒、400~500℃)相比，双温催化剂双温催化合成氨具备优势。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2024—2025学年度上学期高二年级期中考试 化学试卷 本试卷共8页，18题。全卷满分100分。考试用时75分钟。 注意事项： 1.答题前，先将自己的姓名、考号等填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。 2.选择题的作答：选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 3.非选择题的作答：用签字笔直接写在答题卡上对应的答题区域内，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 4.考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。 可能用到的相对原子质量：H 1 C 12 N 14 O 16 Na 23 Cl 35.5 Fe 56 Cu 64 Zn 65 一、选择题：本题共14小题，每小题3分，共42分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 下列变化中没有发生熵增的是 A. 冰融化 B. 液态水变为水蒸气 C. 蔗糖在水中溶解 D. 2. 向一密闭容器中充入1molN2和3molH2，在一定条件下发生反应生成NH3，反应达到化学平衡状态时，下列说法正确的是 A. 单位时间内消耗amolN2，理论上同时消耗2amolNH3 B. N2完全转化为NH3 C. 正反应速率为零 D. N2、H2和NH3的物质的量浓度之比为1∶3∶2 3. 勒夏特列原理在工农业生产和日常生活中都具有重要的意义。下列事实不能用勒夏特列原理解释的是 A. 开启啤酒瓶后，瓶中马上泛起大量泡沫 B. 将装有NO2气体的容器进行压缩，容器中气体颜色加深 C. 工业上生产硫酸的过程中使用过量的空气以提高二氧化硫的利用率 D. 实验室用排饱和食盐水的方法收集氯气 4. 高炉炼铁过程中涉及反应，该反应达到化学平衡状态时，下列说法错误的是 A. 反应达到了该条件下的最大限度 B. CO2的浓度保持不变 C. 正、逆反应速率相等 D. 增加高炉高度可以有效降低废气中CO的含量，减少污染 5. 水凝结成冰的过程中，其焓变和熵变正确的是 A. ， B. ， C. ， D. ， 6. 通过2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g) △H=-746.5kJ•mol-1催化还原的方法，可将汽车尾气中有害气体转化为无害气体。下列说法正确的是 A. 该反应在任何条件下都能自发进行 B. 反应的平衡常数可表示为K= C. 其它条件不变，增大的值，NO的转化率下降 D. 使用高效的催化剂可以降低反应的焓变 7. 在一密闭容器中，反应达到化学平衡状态时，M的浓度为0.50 mol⋅L-1，保持温度不变，将容器体积增加一倍，当达到新的化学平衡状态时，M的浓度为0.30 mol⋅L-1。下列说法正确的是 A. 平衡移动过程中物质X的体积分数变大 B. 平衡移动过程中物质M的转化率减小 C. 平衡向正反应方向移动 D. a＜2 8. 下列有关说法正确的是 A. ，该过程焓值增大 B. ，该反应一定能自发进行 C. ，该过程熵值增大 D. ，，此反应低温自发 9. 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 10. 完成下列实验内容不能得出相应实验结论的是 选项 实验内容 实验结论 A 密闭容器中发生反应，压缩容器体积，气体颜色变深 证明增大压强，平衡向逆反应方向移动 B 向10mL0.1mol·L-1KI溶液中加入5mL0.1mol·L-1FeCl3溶液，充分反应后滴加KSCN溶液，溶液变红 证明I-与Fe3+的反应有一定限度 C 向两支盛有5mL0.1mol·L-1K2Cr2O7溶液的试管中分别滴加浓硫酸和5mol·L-1NaOH溶液，观察并记录两支试管中溶液颜色的变化 探究浓度对化学平衡的影响 D 加热盛有CuCl2溶液的试管，溶液变黄，再用冰水冷却后变蓝 证明反应吸热 A. A B. B C. C D. D 11. 某密闭容器中充入等物质的量的A和B，一定温度下发生反应，达到平衡后，在不同的时间段内反应物的浓度随时间的变化如甲图所示，正逆反应速率随时间的变化如乙图所示。下列说法错误的是 A. 前20minB的平均反应速率为 B 30~40min间该反应使用了催化剂 C. 化学方程式中的，正反应为放热反应 D. 30min、40min时分别改变的条件是减小压强、升高温度 12. 已知反应：2红棕色 无色(放出热量)，将一定量充入注射器中，封口，在拉动和推动注射器活塞的过程中气体透光率随时间的变化如图(气体颜色越深，透光率越小)，下列说法不正确的是 A. ab段，反应处于平衡状态 B. b点的操作是推动注射器活塞 C c点与a点相比，增大，减小 D. d点： 13. 以[Cu(H2O)]2+(蓝)+4Cl－[CuCl4]2－(黄)+4H2O △H>0为例，探究影响平衡移动的因素。取相同浓度的CuCl2溶液，分别进行下列实验，对实验现象的分析不正确的是 操作和现象 分析 A． 观察溶液为绿色 [Cu(H2O)]2+和[CuCl4]2－同时存在 B． 升高温度，溶液变为黄绿色 平衡正移，[CuCl4]2－的浓度增大 C． 加几滴AgNO3溶液，静置，上层清液为蓝色 平衡逆移，[CuCl4]2－浓度减小 D． 加少量Zn片，静置，上层清液为浅黄绿色 平衡正移，[CuCl4]2－的浓度增大 A. A B. B C. C D. D 14. 羰基硫（COS）可作为一种粮食熏蒸剂，能防止某些昆虫、线虫和真菌的危害。在恒容密闭容器中，将CO和H2S混合加热并达到下列平衡： CO（g）+H2S（g）COS（g）+H2（g） K=0.1 反应前CO物质的量为10mol，平衡后CO物质的量为8mol。下列说法正确的是 A. 升高温度，H2S浓度增加，表明该反应是吸热反应 B. 通入CO后，正反应速率逐渐增大 C. 反应前H2S物质的量为7mol D. CO的平衡转化率为80% 二、非选择题：本题包括4小题，共58分。 15. CO2经催化加氢可以生成低碳有机物。某CO2与H2的反应体系中存在以下两个反应： 反应ⅰ：； 反应ⅱ：。 回答下列问题： （1）将6molCO2和8molH2充入2L的恒容密闭容器中，分别在T1、T2温度下发生反应i，其中H2的物质的量变化如表所示： 反应条件 T1/℃ T2/℃ 0 5min 10min 15min 20min 25min 30min H2/mol 8.0 3.5 2.0 2.0 1.7 1.5 1.5 ①T1温度下，5~10min内以CO2表示反应速率，_______；该温度下，若各物质的起始量，则反应开始时v(正)_______v(逆)(填“>”、“=”或“<”，下同)。 ②已知T1>T2，由表可知ΔH_______0。 （2）有利于提高CO2平衡转化率的条件是_______(任写2点)。 （3）下列情况能说明该体系中反应达到化学平衡状态的是_______(填选项字母)。 A. 单位时间内消耗1molCO2，理论上同时消耗1molCH3OH B. 若该容器为绝热容器，体系温度保持不变 C. 密闭容器内混合气体的密度不发生变化 D. 混合气体的平均相对分子质量不再改变 （4）若将CO2和H2按物质的量之比1∶3混合充入恒压密闭容器中，在不同催化剂作用下发生反应ⅰ和反应ⅱ，在相同的时间内的选择性和产率随温度变化的曲线如图所示： 已知：的选择性。 ①温度高于230℃时，的产率随温度升高而下降的原因是_______。 ②在上述条件下，合成甲醇的工业条件最好为_______(填选项字母)。 A．210℃ B．230℃ C．CZT催化剂 D．CZ(Zr-l)T催化剂 16. 某学习小组欲利用平衡体系探究影响化学平衡的因素，将20mL0.005mol·L-1FeCl3溶液和20mL0.015mol·L-1KSCN溶液混合，得到红色溶液X，进行进一步实验。 回答下列问题： 实验Ⅰ．探究Fe3+、SCN-、Cl-、K+等离子的浓度对化学平衡的影响 （1）取2mL溶液X，加入5滴0.01mol⋅L-1KSCN溶液，溶液红色_______(填“变深”、“变浅”或“不变”，下同)；取2mL溶液X，插入经砂纸打磨过的铁丝，溶液红色_______；基于上述两个实验现象可以得到的结论是_______。 （2）取2mL溶液X，加入5滴0.03mol·L-1KCl溶液，观察到溶液红色变浅，产生该现象的原因可能是_______或者不参与离子反应的K+或Cl-对化学平衡产生了影响。 实验Ⅱ．探究KCl对平衡体系的影响 为了确定KCl是否对化学平衡产生影响，学习小组同学进行如下探究：各取2mL溶液X放入3支比色皿中，分别滴加5滴不同浓度的KCl溶液，测得各溶液的透射率(溶液颜色越深，透射率越小)随时间变化的曲线如图所示： （3）由上述实验可以得到结论：KCl对的化学平衡有影响，且KCl浓度越大，影响_______(填“越大”、“越小”或“不变”)。 （4）针对产生上述实验现象的可能原因，学习小组同学提出以下猜想： 猜想①：K+产生的影响； 猜想②：Cl-产生的影响； 猜想③：_______。 实验Ⅲ．探究盐对Fe3+和SCN-平衡体系产生的影响 资料信息： a．溶液中的离子会受到周围带有异性电荷离子的屏蔽，使该离子的有效浓度降低，这种影响称为盐效应； b．在FeCl3溶液中存在反应。 （5）根据上述信息，学习小组同学各取2mL溶液X，分别加入5滴①去离子水、②0.3mol⋅L-1KCl溶液、③0.3mol⋅L-1NaCl溶液、④0.3mol⋅L-1KNO3溶液、⑤3mol⋅L-1HCl溶液进行实验，测得各溶液的透射率随时间变化的曲线如图所示： 上述实验能证明阳离子盐效应影响平衡体系的实验组是_______(填选项字母)；其中盐效应影响较大的阳离子是_______。 A实验①②③ B．实验①②④ C．实验①③④ （6）解释实验⑤对应曲线出现的原因：_______。 17. 实现碳中和已经成为全球广泛共识，化学学科在此过程中发挥着至关重要的作用。 回答下列问题： （1）CO2加氢可制备甲酸(HCOOH)。温度为T1℃时，将物质的量均为1mol的CO2和H2充入到体积为1L的恒容密闭容器中发生反应，则达到化学平衡状态时CO2的转化率为_______；已知：，，为速率常数﹐T2℃下达到化学平衡状态时，则T1_____T2(填“>”、“<”或“=”)。 （2）二甲醚(DME)是一种重要的化工原料，可以通过CO2制备得到，制备原理如下： ⅰ．， 过程中伴随副反应：ⅱ．。 恒压条件下，在密闭容器中制备二甲醚，按照投料，CO2的平衡转化率和CO、CH3OCH3的选择性随温度变化的曲线如图所示。 已知：，。 ①下列说法正确的是_______(填选项字母)。 A．当反应达到化学平衡状态时， B．曲线a表示二甲醚的选择性 C．温度越低越有利于工业生产二甲醚 D．工业上引入催化剂是为了降低反应ⅰ的ΔH1，从而加快化学反应速率 ②在200~350℃的范围内，CO2的平衡转化率出现如图所示变化的原因为_______。 ③若体系中只发生反应ⅰ，下列能说明该反应达到化学平衡状态的是_______(填选项字母，下同)。 A． B．容器内气体的浓度关系为 C．混合气体的总物质的量不再改变 D．某条件下化学平衡常数K=8，在该条件下测得，，， ④对于反应ⅰ，下列措施能增大其反应速率，同时提高CO2转化率的是_______。 A．升高温度 B．温度、体积不变，通入氦气 C．增大H2的浓度 D．加入合适的催化剂 （3）判断反应的自发条件是很重要的。已知：298K、101kPa时，反应的，，若该反应中ΔH和ΔS不随温度变化而变化，则保持该反应自发进行的温度应低于_______K(结果保留整数)。 18. 工业合成氨是人工固氮研究的重要领域。回答下列问题： Ⅰ.传统的“哈伯法”合成氨的原理为。 （1）对于该反应，理论上_______(填“高”或“低”，下同)温有利于提高化学反应速率，_______温有利于提高平衡转化率。 （2）合成氨工业中普遍使用的催化剂是_______。 （3）下列关于合成氨工业的理解正确的是_______(填选项字母)。 A．利用氨气沸点较高性质可将其液化，不断将液氨分离，将H2、N2循环使用以提高原料利用率 B．控制温度(773K)远高于室温，是为了保证尽可能高的平衡转化率 C．当温度、压强一定时，在原料气(N2和H2比例不变)中添加少量惰性气体，有利于提高平衡转化率 D．分离空气可得N2，通过天然气和水蒸气的转化可得H2，原料气须经过净化处理，以防止催化剂中毒或发生安全事故 E．氨合成塔中内置热交换器用来预热后续通入的冷的氮气和氢气，可以降低成本，减少浪费 Ⅱ．科研小组模拟不同条件下合成氨的反应，向密闭容器中充入6molN2和10molH2，，测得不同温度下反应达到化学平衡状态时氨气的体积分数与总压强(p)的关系曲线如图所示： （4）T1、T2、T3由小到大的顺序为_______。 （5）在T2条件下发生反应，20min后反应达到化学平衡状态，若此时容器体积为1L，压强为60MPa，则NH3浓度为_______，平衡常数K=_______ Ⅲ．我国科学家研制出新型双温区催化体系，催化剂通过光辐射产生温差(如体系温度为495℃时，纳米Fe的温度为547°C，而的温度为415℃)，，解决了温度对合成氨工业反应速率和平衡转化率影响矛盾的问题，其催化合成氨的机理如图所示： （6）由图可知，与传统的催化合成氨相比，双温区催化剂双温催化合成氨具备优势的原因是_______。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$