福建省厦门第六中学2024-2025学年高二上学期11月期中化学试题

厦门六中2024-2025学年第一学期高二年期中考试 化 学 试 卷 满分100分考试时间75分钟 命题时间:2024.10.20 可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Fe56 一、选择题(本题包括10小题,每小题4分,共40分,每小题均只有一个正 确选项) 1. 下列事实能用勒夏特列原理解释的是 A. 对平衡体系CO(g)+NOz(g).CO(g)+NO(g)加压后颜色变深 B. 向H2(g)+Iz(g)2HI(g)恒容平衡体系中通入适量H,体系颜色变浅 C. 使用铁触媒催化剂提高合成氛的生产效率 D. 工业合成氛,反应条件选择高温 2. 对任何一个化学反应平衡体系,采用以下措施,一定会使化学反应发生平衡移动的是 A. 缩小容器体积 B. 加入一种反应物 C.升高温度 D. 使用催化剂 3. 下列热化学方程式中,正确的是 A. 稀疏酸和稀氢氧化钾溶液混合,热化学方程式为:H+OH=H2O AH=-57.3kJ·mol-l B. 甲完燃烧热为890.3kJ·mol-1,热化学方程式为:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)AH -+890.3lJ·mol-1 C. C(石墨,s)一C(金刚石,s)AH>0,说明石墨比金刚石稳定 D. 500C、30MPa下,将0.5molN2和1.5molH2置于密闭的容器中充分反应生成NH3(g) 500C/30ma 4. 在523.15K、7MPa的条件下,乙/通过固体酸催化可直接与水反应生成乙 醇,C2Ha(g)+H2O(g)CHsOH(g)。该反应的吉布斯自由能(△G=AH-TAS)与温度(7的 关系如图所示。下列说法正确的是 △G A. 该反应原子利用率100% B. 加入更多的固体酸催化剂,有利于提高乙醇的平衡产率 C. C2Ha(g)+H2O(g) C2HsOH(g) AH>0 D. 图中M点v>V是 第1页共8页 5. 某科研小组设计了一种新型双微生物燃料电池装置,如下图所示。在a极将生活污水 中的有机物(以甲醛CHsCHO为例)转化为CO2:b极将酸性工业废水中的硝酸盐转化 为N。下列说法不正确的是 A. a电极反应式为:CHCHO-32e'+13H2O=7CO2f+32H' CO2A-N2 B.若b极产生了4.48L(已换算为标准状况)的气体,则穿 __ 质子 )换 微生物一 -微生物 过质子交换膜进入右室的H数目为5N 有机物 MO: C.若用该电池对铅蓄电池进行充电:b极接PbO;极 恪性电极 D. 电池工作时,电流由b极经负载流向a极 6. T.C,压力为P;时,向1L密闭容器中充入10molH和3molSO2发生反应 3H(g)+SO2(g)H2S(g)+2H2O(g)AH<0。部分物质的物质的量n(X)随时间t变化如图中 实线所示。下列说法正确的是 n(X)/mol A. 实线a代表n(H.O)随时间变化的曲线 B. tmin时,v(H2)<3v(H2S) C. 若该反应在T;C.P2(P>P)时进行,则虚线b可表示 0.3 -$o2 n(SO2)的变化 0 1 rin 2.7x5.42 D. 该反应的平衡常数K= -L·mol-1 1.93x0.3 空间实验室“天宫一号”的供电系统中有再生氢氧燃料电池(RFC),RFC是一种将水 电解技术与氢氧燃料电池技术相结合的可充放电池,其工作原理如图,下列说法正确的是 A. 当有0.3mol电子转移时,a极产生标况下3.36LH B. c极上发生的电极反应式 气体X P电极 气体Y O2+2H2O+4e*-4CH C.电解时,电子流动路径是 负极→外电路→阴极→溶→阳极→正极 H0 D. c极上进行还原反应,右端装置A中的H可以 酸性电解质溶液 通过隔膜进入B 第2页共8页 8. 证一个惧容绝热的密闭容器中,发生可道反应:M(7)+2N(g)P(g)+O(g) AH0 M的状态,未知,则下列描述一定达到平衡的标志是 (①当物质N、P、O的体积分数比为2:1:1时 ②混合气体的密度不变时 ③体系的温度不变时 ④2v(N)=v(Q).时 体系的压强不变时 气体的平均相对分子质量不变时 C.②③ A.①③④ B.③ D.③ 9. 电解法可以对含亚硝酸盐(如亚硝酸钟)的污水进行处理(工作原理如下图所示)。 通电后,左极区产生浅绿色溶液,随后生成无色气体。下列说法错误的是 直流电 F。电极. 1Pe电极 酸 碗酸铁 含硅酸钩的 标准水质 *稀碗酸 离子交换膜 A. 阳极附近溶液中反应的离子方程式为6Fe}*'+2NO,+8H'=6Fe3*+N2t+4HC B. 该电解装置所使用的离子交换膜为阳离子交换膜 C. 阴极电极反应式为2H+2e=H1 D. 当阳极(铁电极)质量减轻112g时,理论上可处理NaNO2含量4.6%的污水500g 10. 某小组利用疏代疏酸纳溶液与稀疏酸反应: Na.S.O.+H,SO.-NaSO.+S+SO,个+H,O,探究反应条件对速率的影响,下列有 并说法正确的是()。 稀H,sO Na$.O.溶液 HO 选项 反应温度/C V/mL. c/(mol/L) V/mL c/(mol/L) V/m ① 25 10 10 0.1 0.1 0 ② 25 0.1 10 5 0.1 , 0.2 ___ 25 10 0.1 ④ 50 10 10 0.1 0.1 A. 可通过产生浑浊的时间或单位时间内产生气体的体积判断反应的快慢 B. ①④探究温度对速率的影响,实验时将溶液混合后置于相应温度的水浴中 C. ①③两组实验可探究碗酸浓度对反应速率的影响 D. x=5,②③两组实验可探究Na.S.O.浓度对反应速率的影响 第3页共8页 二、填空题(本题包括4小题,共60分) 11.(14分)(1)可逆反应:aA(g)+bB(s)cC(g)十aD(g),当其他条件不变时,反应过 程中某物质在混合物中的百分含量与温度(T、压强()的关系如图 C% A% 时间 时间 据图分析T,填”“<”或“-”,下同),pn2,AH_0,a_c+d。 (2)某合成氢速率方程为:V=kc”(N。)c{(H。)c’(NH,),根据表中数据, c(N)/mol-L c(H)/mol-L 实验 c(NH,)/molL"1 v/mol-L'.s! m n 7 P 2 2m P n 2 0.1p 3 m 10 2 2n p m 2.828q 在合成氛过程中,需要不断分离出氮的原因为__ a. 有利于平衡正向移动 b. 防止催化剂中毒 C. 提高正反应速率 (3)已知反应N2(g)+3H2(g)=2NHs(g)AH<0,一定温度下,将N2和H2以物质的量之比为1:1 充入盛有催化剂的密闭容器,下列图象t时刻一定处于平衡状态的是。 IN,体积分数 K平衡常数 IN.体积分数 △H 1 时间 ( 时间 时间 1 时间 H 。 (4)科学家利用密度泛函理论筛选出合成氮的优良催化剂一一担载单原子钥的缺陷棚氮单 层材料,反应历程如图:该反应历程中需要吸收能量的最大能垒(活化能)E=eV。 0.24 0A -0.02 。Mg NH _ __2 z;z- -1.330.92 t_ NH2 Mo _ MH -181 M M 反应历程 第4页共8页 (5)中科院用混合导体透氧膜制备氮合成气和液体燃料合成气,工作原理如右下图所示,请 写出膜I侧HO发生的电极反应方程式: 空气和水 27(Ho) 膜1侧 ,催化剂 一混合导体透氧膜 催化剂 CO.H (6)200C时,将N2(g)和H2(g)以物质的量之比为1:3充入恒压容器中,容器内起始压强为 Po,达到平衡时N2的转化率为50%,则该反应的平衡常数K=_(用含有P。的式 子表示。K。为分压平衡常数,气体分压=气体总压强x该气体的体积分数 12.(22分)CO的资源化利用能有效减少碳排放充分利用碳资源。CO合成乙醇(CHOH) 的反应包括下列三步: 反应I:CO(g)+172O2(g)=CO2(g) AH--283.0kJ·mol-1 反应IJIH(g)+1/2O2(g)tHO AH=-285.8kJmol 反应III:C2H;OH(1)+3O2(g)=2CO2(g)+3HzO(l) AH=-1370.0kJ·mol-1 (1)由CO与H2合成C2HOH的热化学方程式为 该反应的△s(填“””或“=”)。 (2)已知CO(g)+H-O(g)CO(g)+H2(g)AH<0。在一定温度下,向体积为2L的恒容密闭 容器中充入0:0lmolHO和0.01molCO,测得3min时达到平衡,且平衡常数K-9 ①0~3min内,用H表示的化学反应速率v(H.)= ②该可逆反应中CO的转化率= ③下列有关该反应的说法正确的是 A. 升高温度逆反应速率加快,正反应速率减慢 B. 反应体系中CO浓度不再变化,说明反应达到平衡状态 C. 恒温恒压下达到平衡后,再通入He,平衡向正反应方向移动 D. 平衡时,若改变体积减小压强,则c(CO。)变小 第5页共8页 (3)一种新型的熔融盐燃料电池具有高发电效率而备受重视,现用Li2CO5和Na2CO;的熔融 盐混合物做电解质,一极通入CO气体,另一极通入空气与CO的混合气体,制得燃料电 池。该电池工作时的负极反应式为 电池总方程为 _:熔融盐中CO2-的物质的量在工作时 (填“增大”、“减少”、“不变”)。 (4)中国科学家首次用CO2高效合成乙酸,其反应路径如图所示 CH.COOH HO 2 CHCOORh*I LOHRh* C 2_→CHh*f CHOH ①原料中的CH&OH可通过电解法由CO制取,用稀疏酸作电解质溶液,写出生成CHOH 的电极反应式: ②根据图示,写出总反应的化学方程式 (5)在一定条件下探究二甲的制备反应为2CO(g)+4H2(g) CH;OCH(g)十H2O(g) AH,测定结果如图所示。 转化率或产率/% ({ 100 CO转化率 cttoCH产率 260 270 280290 300310320 T/C 据图分析AH0(填“”“<”或“-”),工业上制备二甲选用的温度范围应为: 请分析290C后二甲酥产率下降的原因 第6页共8页 13.(12分)(1)一定温度下,在容积为2L的密闭容器中充入1molCO2与3molH2,发 生下列反应:CO(g)+3H2(g)CHgOH(g)+H2O(g) AH=-49.0kJ·mol ①一定温度下,上述反应在恒容密闭容器中达平衡。下列说法正确的是(填字母)。 A. 加入催化剂,活化分子百分数不变 B. 再额外通入适量H2,H2的平衡转化率减) C.充入少量氢气,CO的平衡浓度减小 D. 升高温度,正逆反应速率与CH;OH的平衡浓度均减小 ②能判断上述反应达到平衡状态的是_(填字母)。 A. 容器中气体压强不变 B. 容器中气体质量不变 C. 容器中气体平均分子量不变 D. 容器中气体的平均密度不变 ③该反应的化学平衡常数的表达式为 。若反应10min时达到平衡,H2的转 化率为50%,则用CO2来表示反应从开始到平衡过程中的平均反应速率是 (2)NO氧化反应:2NO(g)+O2(g)2NO2(g)按以下两步连续基元反应进行,其反应过 程能量变化示意图如下图。已知基元反应的速率都随温度的升高而增大,Ea表示活化能 篮 △ft 2NO(g)+O2(g) I2 NO2(g)+O(g) 2NO2(g) 反应过程 I. 2NO(g)N2O2(g)AH<0 II. N2O2(g)+O2(g)2NO2(g)AH<0 升高温度绝大多数的化学反应速率增大,但是该反应的速率却随温度的升高而减小。对于 连续反应,反应速率由慢反应速率决定,请从活化能的角度分析决定NO氧化反应速率的 步骤是 (填“T”或“I)。 试结合反应过程能量图利用反应速率和平衡移动原理,从温度和反应物浓度两个角度分析 慢反应速率随温度升高而降低的原因 第7页共8页 14.(12分)反应CO(g)+HO(g)CO(g)+H2(g)在工业上有重要应用。 (1)该反应在不同温度下的平衡常数如表所示。 温度/C 830 700 1800 1000 平衡常数 1.67 11.11 1.00 0.59 ①反应的AH 0(填“”“<”或“-”)。 ②反应常在较高温度下进行,该措施的优缺点是 (2)该反应常在Pd膜反应器中进行,其工作原理如图所示。 出口a cO+Ho- x.coH: OPd 。 出口 H2__ _N_吹扫 ①利用平衡移动原理解释反应器存在Pd膜时具有更高转化率的原因是: ②某温度下,H在Pd膜表面上的解离过程存在如下平衡:H22H,其正反应的活 化能远小于逆反应的活化能。下列说法错误的是_ A. Pd膜对气体分子的透过具有选择性 B. 过程2的A>0 C. 加快Pd膜内H原子迁移有利于H的解离 D. H原子在Pd膜表面上结合为H:的过程为放热反应 ③同温同压下,等物质的量的CO和HO通入无Pd膜反应器,CO的平衡转化率为75% 若换成Pd膜反应器,CO的平衡转化率为90%,则相同时间内出口a和出口b中H的质 量比为___。 (3)该反应也可采用电化学方法实现,反应装置如图所示。 进 进口II CO+HO- -N吹扫 固体电解 (只允许离子通过) 出口1 出口I ①固体电解质采用 (填“氧离子导体”或“质子导体”). ②阴极的电极反应式为 第8页共8页 厦门六中2024-2025学年高二上学期期中考答案 化 学 答 案 一、选择题(每小题4分,共40分) 二.非选择题(60分) 11.(14分) (1) < (1分) V (1分) (1分) r 1 (1分) -1 (2 (1分) 2 (1分) ③C (2分) (2分) 1.36 {(2分) 5) HO+2e=H+O2 ## (2分) 12.(22分) (3分) (1) 2CO(g}+4H(g)-CHOH(l)+HO AH-339.2kJmol (1分) (1分) (2 ①o.00125mol-L-1.min:! (2分) ② 75% ③ BD (2分) (2分) (3) CO-2e-+CO-2}=2CO2 (2分) 2CO+O=2CO (1分) 不变 (2分) (4)CO+6e-+6H+-CHgOH+HC CHOH+CO十H化ClbCOOH+HO (2分) (5) (1分) 280-290 C (1分) 温度升高,平衡逆向移动,且过高温度可能引发副反应,导致二甲融产率下降(2分) 注:回答到温度升高,平衡逆向移动即可满分 13.(12分) ③)(1)①B (2分) ②AC (2分) (2分) ③ Ca:-ou.Cn:o ##Co 0.025mol.L-l.min (2分) (2I (1分) 因为Eal<Ea2,反应I快,先达到平衡,升高温度反应I逆移,使NO的浓度降低。反 应 II 是慢反应,为决速步,其反应速率从温度角度看升高温度反应速率加快,但从浓度角度 看,升高温度使N:O的浓度降低,使反应速率降低,浓度降低对反应速率的影响超过温度升 高对速率的影响 (3分) 14.(12分) 1①< (1分) ②优点是温度升高,反应速率加快;缺点是温度升高,转化率下降 (2分) (2) ① 存在Pd膜时,接触面积更大,反应更充分,转化率增加 (2分) ②BD (2分) ③8 (2分) 3) ①质子导体 (1分) ②2H++2e-H2f (2分)