精品解析：福建省厦门双十中学2024-2025学年高二上学期期中考试 化学试卷

厦门双十中学2023级高二上学期期中考试 化学试题 注意事项： 1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2.请认真阅读答题卡上的注意事项，不得用规定以外的笔和纸答题，不得在答题卡上做任何标记。 3.回答选择题时，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。如需改动，用橡皮檫干净后，再选涂其他答案标号。 4.考试结束后，将答题卡交回。 可能用到的相对原子质量：H：1 C：12 N：14 O：16 一、选择题：本题共10小题，1—5每小题4分，6—10每小题5分，共45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. 一定温度下，大量研究表明、、三种双金属合金团簇均可用于催化DRM反应()，在催化剂表面涉及多个基元反应，其中甲烷逐步脱氢过程的相对能量变化如图所示。下列说法错误的是 A. DRM反应中伴随非极性键的断裂和形成 B. 双金属合金团簇具有良好的抗积碳作用 C. 甲烷逐步脱氢过程中活化能最大的反应步骤是 D. 、、催化甲烷逐步脱氢过程的速率分别为、、，则 【答案】A 【解析】 【详解】A．DRM反应()，由反应可知，有H-H非极性键的形成，无非极性键的断裂，故A错误； B．由反应进程可知，积炭反应为最后一步，做催化剂活化能大，反应不易发生，故产生积炭较少，故B正确； C．由图可知，甲烷逐步脱氢过程中活化能最大的反应步骤是，故C正确； D．、、催化甲烷逐步脱氢过程的活化能＞＞，则反应速率，故D正确； 故选A。 2. ℃的某溶液中，，，其中与的关系如图所示，下列说法正确的是 A. 时，为 ， B. 时，当溶液中增大时，的值会减小 C. 时，当溶液中时，该溶液呈中性 D. 从点到点，可采用通入少量的方式 【答案】C 【解析】 【分析】只与温度有关，且升高温度增大，常温下，据此分析。 【详解】A．由图可知，x+y=13，时，。常温下，，故，A错误； B．时，，当溶液中增大时，x的值减小，故的值会减小，B错误； C．时，，当溶液中时，，故溶液呈中性，C正确； D．从点到点，氢离子浓度下降，而通入少量，氢离子浓度升高，D错误； 故选C。 3. 以和为原料合成甲醇是工业上的成熟方法，直接以为原料生产甲醇是目前的研究热点。我国科学家用人工合成淀粉时，第一步就需要将转化为甲醇。 已知：① ② ③ 下列说法正确的是 A. 若温度不变，反应①中生成时，放出的热量小于 B. 与合成甲醇的热化学方程式为 C. 通过电解制和选用高效催化剂，可降低与合成甲醇反应的焓变 D. 以和为原料合成甲醇，同时生成，该反应需要释放能量 【答案】B 【解析】 【详解】A．甲醇气体变为液体时需要放热，故若温度不变，反应①中生成时，放出的热量大于，A错误； B．令为④，根据盖斯定律，④=①-②，故，热化学方程式正确，B正确； C．催化剂不能改变反应的焓变，C错误； D．以和为原料合成甲醇，同时生成，反应为⑤，根据选项B：④，根据盖斯定律，⑤=④-③，故，故该反应需要吸热，D错误； 故选B。 4. 某化学小组构想用电化学原理回收空气中二氧化硫中的硫，同时将地下水中的硝酸根(NO)进行无害化处理，其原理如图。 下列有关说法错误的是 A. Mg电极为负极，Pt1为阳极 B. 乙池中NO在Pt1，电极发生还原反应 C. 碳纳米管析出硫的电极反应为：SO2+4e-=S+2O2- D. Pt2电极可能产生H2，周围pH增大 【答案】B 【解析】 【分析】由图可知，甲池为原电池，镁为负极，碳纳米管为正极，其电极反应式为：SO2+4e-=S+2O2-，则乙池为电解池，Pt1为阳极，水中的氢氧根离子失电子生成氧气，Pt2为阴极，硝酸根离子得电子生成氮气和水，以此解题。 【详解】A．由图可知，甲池为原电池，镁为负极，碳纳米管为正极，则乙池为电解池，Pt1 为阳极，故A正确； B．乙池为电解池，Pt2 为阴极，硝酸根离子得电子生成氮气和水，发生还原反应，故B错误； C．由分析可知，碳纳米管为正极，其电极反应式为：SO2+4e-=S+2O2-，故C正确； D．Pt2为阴极，硝酸根离子得电子生成氮气和水，后水中的氢离子得电子生成氢气，剩余氢氧根离子，周围pH增大，故D正确； 故选B。 5. 工业上利用Ga与NH3高温条件下合成半导体材料氮化镓(GaN)固体同时有氢气生成。反应中，每生成3mol H2时放出30.8 kJ的热量。恒温恒容密闭体系内进行上述反应，下列有关表达正确的是 A. Ⅰ图像中如果纵坐标为正反应速率，则t时刻改变的条件可以为升温或加压 B. Ⅱ图像中纵坐标可以为镓的转化率 C. Ⅲ图像中纵坐标可以为化学反应速率 D. Ⅳ图像中纵坐标可以为体系内混合气体平均相对分子质量 【答案】A 【解析】 【详解】A．Ⅰ图像中如果纵坐标为正反应速率，升高温度或增大压强，反应速率增大，图像符合题意，正确； B．Ga是固体，没有浓度可言，不能计算其转化率，错误； C．Ga是固体，其质量不影响反应速率，错误； D．反应方程式为，相同压强下，升高温度，平衡逆向移动，平均相对分子质量增大；相同温度下，增大压强，平衡逆向移动，平均相对分子质量增大，错误。 故答案选A。 6. 下列实验操作和现象所得到的实验结论正确的是 选项 操作与现象 实验结论 A 向某无色溶液中滴加酚酞，无明显变化 该溶液为酸性溶液 B 铜与浓硝酸反应生成的气体收集后用冰水混合物冷却降温，混合气体的颜色发生改变 温度对化学平衡有影响 C 向两支盛有的酸性溶液的试管分别加入的溶液和的溶液，观察高锰酸钾溶液褪色所需时间前者小于后者 草酸浓度增大，反应速率加快 D 向恒温、恒压密闭玻璃容器中充入，发生反应，达到平衡后，再充入，气体颜色先变浅，后变深，达到新平衡后比原体系颜色浅 通入平衡正移，HI转化率下降 A. A B. B C. C D. D 【答案】B 【解析】 【详解】A．酚酞的变色范围为8.2~10，向某无色溶液中滴加酚酞，无明显变化，该溶液呈酸性或呈中性等，A错误； B．铜与浓硝酸反应生成的气体为NO2，存在平衡，用冰水混合物冷却降温，混合气体的颜色发生改变，可说明温度对化学平衡有影响，B正确； C．向两支盛有的酸性溶液的试管分别加入的溶液和的溶液，溶液的用量不足，高锰酸钾溶液过量，高锰酸钾溶液不能褪色，C错误； D．向恒温、恒压密闭玻璃容器中充入，发生反应，达到平衡后，再充入，体积变大，气体颜色先变浅，后变深，达到新平衡后与原体系颜色相同，通入平衡正移，最终达到等效平衡，HI转化率不变，D错误； 故选B。 7. 已知的速率方程为，为探究反应速率与反应物浓度的关系，进行如下实验：向锥形瓶中加入一定体积(V)的溶液、2.0溶液、醋酸和水，充分搅拌，保持体系温度为，测定反应初始速率，实验数据如下表(忽略水溶液体系中其他平衡对离子浓度的影响)。下列说法正确的是 实验 V/mL 反应初始速率 溶液 溶液 醋酸 水 1 4.0 V1 4.0 12.0 2 6.0 4.0 4.0 10.0 3 4.0 V2 4.0 0 4 12.0 4.0 4.0 A. B. 速率方程中 C. 醋酸不参与反应，其浓度不会影响反应速率 D. 实验4中，约为 【答案】D 【解析】 【详解】A．实验要控制溶液的总体积相等，则，故A错误； B．实验1和实验2变量为亚硝酸根浓度，其他离子浓度相等，则，，实验1和实验3变量为铵根浓度，其他离子浓度相等，则，故B错误； C．醋酸不参与反应，但是其会提供氢离子，根据速率方程，则其浓度会影响反应速率，故C错误； D．，因为为近似值，根据保留位数的区别会造成计算结果有一定误差，实验4中，约为，故D正确； 故选：D。 8. 室温下，重铬酸钾()溶液中存在与之间的转化，其主要包含以下两个平衡： (i) (ii) 溶液中随的变化关系如图。 下列有关溶液的说法错误的是 A. ，平衡常数为，室温下， B. 加入过量烧碱溶液，反应的离子方程式为 C. 加入少量水稀释，平衡时与的比值减小 D. 当时，的平衡浓度约为 【答案】C 【解析】 【详解】A．已知(i) (ii) ，由(i)+2(ii)得，则，A正确； B．加入的NaOH与反应(ⅱ)电离产生的发生反应，促使两个平衡不断右移，最终生成，反应的离子方程式为，，B正确； C．根据题给信息可知溶液显酸性，的，温度一定时、均为定值，稀释溶液时减小，与的比值增大，C错误； D．由图知，时，，，则，反应(ⅰ)的K1==3.0×10-2，反应(ⅱ)的K2==3.0×10-7，则=9×10-9，c()=mol/L=9×10-4.2mol/L，D正确； 故选C。 9. 设计如图装置探究稀盐酸中阴、阳离子在电场中的相对迁移速率(已知：Cd的金属活动性大于Cu)。恒温下，在垂直的玻璃细管内，先加入溶液及显色剂，然后小心加入HCl溶液，在aa＇处形成清晰的界面。通电后，可观察到清晰界面缓缓向上移动。下列说法不正确的是 A. 通电后，可观察到清晰界面缓缓向上移动是向Pt电极迁移的结果 B. 装置中Pt电极附近的pH增大 C. 一定时间内，如果通过HCl溶液某一界面的总电量为5.0C，测得所迁移的电量为4.1C，说明该HCl溶液中的迁移速率约是的4.6倍 D. 如果电源正负极反接，则下端产生大量，使界面不再清晰，实验失败 【答案】D 【解析】 【分析】装置中上边的Pt电极与外电源负极相连，作为阴极；下端的Cd电极与外电源的正极相连，作为阳极；题中指出Cd的金属活动性大于Cu，所以阳极发生Cd的氧化反应，阴极则发生H+的还原反应；如果把电源的正负极反接，则Pt电极为阳极，Cl-的在Pt电极处被氧化生成Cl2，Cd电极为阴极发生的是还原反应。 【详解】A．通电后，Pt为阴极，Cd为阳极，所以Cd2+向Pt电极迁移，选项A正确； B．通电后Pt为阴极，Cd为阳极，分别发生发生H+的还原反应和Cd的氧化反应，所以总反应方程式为：，盐酸消耗，溶液pH增大，选项B正确； C．由于通过该界面的总电量为5.0C，其中H+迁移的电量为4.1C，所以Cl-迁移的电量为0.9C，所以HCl溶液中H+迁移速率约为Cl-的4.6倍，选项C正确； D．正负极若反接，则上端的Pt电极为阳极，Cl-在Pt电极处发生氧化反应生成Cl2，实验明显，选项D不正确； 答案选D。 10. 二氧化碳加氢制甲烷过程中的主要反应： 反应Ⅰ 反应Ⅱ 压强为101kPa下，在密闭容器中投入1mol 和4mol 在催化剂作用下发生反应。平衡时，转化率、产率及另外2种含氢气体的物质的量随温度的变化如题图所示。CO选择性可表示为。下列说法正确的是 A. 图中曲线②、曲线④分别表示平衡时物质的量、转化率随温度的变化 B. 反应Ⅰ的、反应Ⅱ的 C. 图中P点对应温度下，平衡时CO选择性为11.1% D. 450℃之后，温度升高导致催化剂活性降低，从而导致甲烷平衡产率减小 【答案】C 【解析】 【分析】结合已知信息和图像可知450℃以前，CO2的平衡转化率等于CH4的平衡产率，随着温度的升高，二氧化碳的转化率和甲烷的平衡产率均减小，反应Ⅰ为放热反应，450℃以后，曲线③和曲线④不再相等，由上述分析可知，二氧化碳转化率增大甲烷的平衡产率降低，即反应Ⅱ为吸热反应，曲线③代表的是平衡时CH4的产率随温度的变化情况，曲线④代表的是平衡时CO2的转化率随温度的变化情况；p点时2种含氢气体的物质的量均为1.36mol，结合碳原子守恒含碳物质总量为1mol，CH4的物质的量不超过1mol，且曲线随着温度升高逐渐增大，曲线①为H2物质的量随温度的变化情况，曲线②代表H2O(g)物质的量随温度的变化情况，回答下列问题； 【详解】A．根据上述分析可知，图中曲线②、曲线④分别表示平衡时物质的量、转化率随温度的变化情况，A错误； B．根据上述分析可知，反应Ⅰ的、反应Ⅱ的，B错误； C．图中P点对应温度下，反应Ⅰ消耗n(CO2)为xmol，反应Ⅱ消耗n(CO2)为ymol，三段式如下 结合p点数据可以得到，解得 ，C正确； D．450℃以后，甲烷平衡产率减小的原因是反应Ⅰ和Ⅱ同时发生，但以反应Ⅱ为主，D错误； 故选C。 二、填空题：本题包括4小题，共55分 11. 合成氨是人类科学技术发展史上的一项重大成就，在很大程度上解决了地球上因粮食不足而导致的饥饿问题，是化学和技术对社会发展与进步的巨大贡献。 已知部分化学键的键能如下： 化学键 H—H N—N N—H 键能() 436 193 945 391 （1）则合成氨的热化学反应方程式为___________；合成氨反应___________0(填“>”、“<”或“=”)，合成氨反应在___________温(填“高”或“低”)有利于自发。 （2）在恒温恒容的密闭容器中进行合成氨反应，能说明反应达到平衡状态的是___________(填字母)。 A．体系的压强不再改变 B．气体的密度不再改变 C．与的物质的量比不变 D． E．混合气体平均摩尔质量不变 （3）在催化剂作用下，和生成的反应历程如下(“*”表示吸附态)。 ①该反应历程中决速步的化学方程式为___________。 ②近期我国科学家为了解决合成氨反应速率和平衡产率的矛盾，选择使用双催化剂，通过光辐射产生温差(如体系温度为时，Fe的温度为，而的温度为)。结合下图解释该催化剂解决上述矛盾的原理是___________。 （4）直接常压电化学合成氨以纳米作催化剂，和为原料制备。其工作原理如图所示： ①阴极的电极反应式为___________。 ②电解过程中，由于发生副反应，使得阴极制得的中混有少量气体单质，则理论上阳极和阴极生成气体的物质的量之比的范围是___________。 【答案】（1） ①. 的 ②. < ③. 低 （2）ACE （3） ①. ②. 与在催化剂表面断键是反应的决速步骤，温度较高，有利于提高合成氨反应速率；在催化剂表面合成氨，反应放热，温度较低，平衡正移，有利于提高氨的平衡产率。 （4） ①. ②. (0.5，0.75)或 【解析】 【小问1详解】 通过键能计算焓变，ΔH=反应物总键能−生成物总键能；则合成氨的热化学方程式是N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)  ΔH＝（945+3×436-6×391）kJ/mol＝－93kJ/mol；反应后气体物质的量减少，合成氨反应是反应，可自发，合成氨是放热熵减反应，要在低温可自发进行； 【小问2详解】 A．该反应为气体体积缩小的反应，压强为变量，当容器内压强不再变化时，表明正逆反应速率相等，达到平衡状态，A正确； B．该反应在恒温恒容条件下进行，混合气体的质量、容器容积为定值，则混合气体密度始终不变，气体的密度不再改变不能说明达到平衡状态，B错误； C．平衡正向移动，的物质的量减少的物质的量增大，平衡逆向移动，的物质的量增加的物质的量减少，与的物质的量比不变达到平衡状态，C正确； D．反应速率之比等于化学方程式计量数之比，当说明正逆反应速率相同，反应达到平衡状态，D错误； E．反应前后气体物质的量变化，气体质量不变，容器内气体的平均摩尔质量不变，说明反应达到平衡状态，E正确。 故答案为：ACE； 【小问3详解】 ①该反应历程中决速步为能量壁垒最大的步骤，化学方程式为； ②与在催化剂表面断键是反应的决速步骤，温度较高，根据图中信息，“热”高于体系温度，氢气、氮气在温度高的Fe的表面断键，有利于提高合成氨反应速率；在催化剂表面合成氨，反应放热，低于体系温度，氨气在温度较低的的表面生成，平衡正移，有利于提高氨的平衡产率； 【小问4详解】 ①电解池阴极区得电子，发生还原反应，； ②阳极的电极反应4OH--4e-=2H2O+O2↑，阴极反应，副反应2H2O+2e-=H2↑+2OH-，根据电荷守恒3O2~4NH3，或O2~ 2H2，理论上阳极和阴极生成气体的物质的量之比的范围是(0.5，0.75)； 12. 一种利用低品位铜矿(和等)为原料制取的工艺流程如下： 已知：i．水溶液中不存在碳酸铜，与结合立即水解为碱式碳酸铜和氢氧化铜；水溶液中存在平衡： ii．时三价铁离子已沉淀完全 iii．查阅资料：和可以形成绛蓝色络合离子四氨合铜：和可以形成2种配离子和，并存在以下平衡：，。 （1）常温下，“浸取”步骤中使用的稀硫酸溶液，此时溶液中由水电离的___________mol；铜矿中被氧化的物质有、和___________(填化学式，下同)，滤渣1的主要成分有与___________。 （2）用氨水调节的目的是___________；向滤液1中先加氨水的目的有：①中和溶液中的；②___________。 （3）“络合”步骤中生成的离子方程式为___________。 （4）“反应”步骤中CuO转化为配离子的离子方程式为___________。 （5）滤液2加大量水析出沉淀，从平衡移动角度分析，滤液2中更有利于的生成的配离子是___________(填“”或“”)，理由是___________。 【答案】（1） ①. ②. FeO ③. S （2） ①. 除离子 ②. 与结合生成，防止加入时与结合沉淀 （3） （4） （5） ①. ②. ，当加水稀释后，浓度均减小，浓度减小对平衡的影响程度大于，使，平衡正向移动，更有利于生成 【解析】 【分析】铜矿中含有和等。加入二氧化锰与硫酸，Fe2O3溶解生成硫酸铁，Cu2S、CuS、FeO发生氧化还原反应生成硫单质、硫酸铁、硫酸铜，二氧化锰被还原为二价锰离子留在溶液中，滤渣1主要是硫和剩余的二氧化锰，加入氨水调节pH，沉淀铁离子生氢氧化铁沉淀，滤渣2主要是氢氧化铁，向滤液1中先通氨气再加入碳酸氢铵除锰，二价锰离子转化为碳酸锰沉淀，溶液中Cu2+转变为留在溶液中，溶液加热分解为氧化铜、氨气、二氧化碳，将氧化铜粉未与水、盐酸、氯化钠、铜反应得到和，加大量水，经过过滤、洗涤、干燥得到氯化亚铜。 【小问1详解】 常温下，“浸取”步骤中使用的稀硫酸溶液，c(H+)=0.4mol/L,硫酸抑制水电离，此时溶液中由水电离的c(OH-)=mol；FeO具有还原性，铜矿中被氧化的物质有、和FeO；、被氧化为硫酸铜、S单质，所以滤渣1的主要成分有与S。 【小问2详解】 时三价铁离子已沉淀完全，用氨水调节的目的是除离子；和可以形成绛蓝色络合离子四氨合铜，向滤液1中先加氨水的目的有：①中和溶液中的；②与结合生成，防止加入时与结合沉淀。 【小问3详解】 “络合”步骤中锰离子和碳酸氢根离子、一水合氨反应生成碳酸锰沉淀、铵根离子，生成的离子方程式为； 【小问4详解】 “反应”步骤中CuO被Cu还原为配离子，反应的离子方程式为； 【小问5详解】 ，当加水稀释后，浓度均减小，浓度减小对平衡的影响程度大于，使，平衡正向移动，更有利于生成，所以滤液2中更有利于的生成的配离子是。 13. 探究并对比与对分解的催化效率，并研究对分解的催化机理。 （1）甲同学进行了如下的实验：取两支试管分别加入溶液，然后各滴加5滴溶液和5滴溶液。观察到两支试管中均只有极微量的气泡。甲由此得出了结论：与对分解的催化效率相似，且均不高。乙同学认为甲的方案不太合理，做了如下的改进： 试管1 试管2 实验 在溶液中滴加5滴1.0溶液 在溶液中滴加5滴1.0 现象 i．加入溶液后，产生气泡 ii．生成气泡速率先加快后又减慢iii．整个过程中溶液始终保持浅蓝色。 iv．且整个过程中产生气泡的速率低于试管2中。 i．加入溶液后，试管内液体立即变为棕褐色，并产生气泡 ii．生成气泡速率先加快后又减慢。iii．溶液棕褐色逐渐变浅，反应结束时变为浅黄色。 ①乙认为甲方案不合理的理由有___________(填选项符号)。 a．溶液和溶液的浓度不同 b．两种催化剂溶液中的阴离子不同 c．溶液浓度过低 ②两支试管中产生气泡的速率先加快后又减慢的合理解释是：___________。 ③根据实验结果，乙得出是结论是：___________。 （2）研究试管2中出现“溶液变为棕褐色，最后变为浅黄色”的原因。乙同学查阅文献，发现是因为会与发生如下反应生成棕褐色的：。结合化学反应原理解释“溶液颜色先变为棕褐色再变为黄色”的原因：___________。 （3）催化分解过程中，是产生氧气的主要微粒，以下是该反应涉及到的主要反应机理(代表的化合价为+3)： ①请结合反应机理分析酸性条件下产生气体少的原因___________。 ① ② ③ ④ ②已知体系在废水净化中，具有一般化学氧化法无法比拟的优势，主要是由于有强氧化性，根据以上实验探究，配制该体系最好控制在___________条件下。 （4）乙同学在翻阅资料时还发现与能发生反应生成无色的。他又做了如下的实验： 在一支试管中加入溶液，滴加几滴溶液，待出现大量气泡时，立即加入溶液，观察到溶液颜色立即由棕褐色褪为无色，且气泡立刻消失。由此判断，下列说法正确的是___________(填选项符号)。 a．对的分解几乎无催化作用 b．温度相同时，含相同浓度的和的溶液中浓度后者的大 c．颜色由棕褐色褪为无色时反应的离子方程式是 【答案】（1） ①. 、 ②. 反应放热，温度升高，初期反应速率增大；一段时间后，浓度降低，反应速率减小 ③. 与对分解均有一定催化作用，且比的催化效率高 （2）反应速率较快，因此溶液立即变为棕褐色，随着催化分解，降低，上述平衡逆向移动，增大，溶液变为浅黄色 （3） ①. 酸性条件下有大量氢离子，使平衡②逆向移动，则生成量减少，导致平衡③逆向移动，减少，产生气体减少 ②. 酸性 （4）a、 【解析】 【分析】做探究实验时，注意单一变量的控制，当对比实验有多个变量时，无法进行探究，据此结合实验过程分析。 【小问1详解】 ①a．氯化铜和硫酸铁浓度不同，是为了保证铜离子和铁离子浓度相同，此措施合理，a错误； b．两种催化剂溶液中阴离子不同，没有做到只有一个变量，也可能是阴离子不同从而实验现象不同，这是甲方案不合理的地方，b正确； c．H2O2浓度太低，反应物浓度低导致反应速率低，这是甲方案不合理的地方，c正确； 故答案选bc。 ②过氧化氢的分解反应为放热反应，温度升高反应速率增大，反应一段时间后，过氧化氢浓度降低，反应速率随之减小，则合理解释是：反应放热，温度升高，初期反应速率增大；一段时间后，浓度降低，反应速率减小。 ③根据乙实验现象可知，与对分解均有一定催化作用，且比的催化效率高。 【小问2详解】 开始时过氧化氢浓度较大，反应速率较快，因此溶液立即变为棕褐色，随着催化分解，降低，上述平衡逆向移动，增大，溶液变为浅黄色。 【小问3详解】 ①由于是产生氧气的主要微粒，则越多，产生气体体积越大，但酸性条件下有大量氢离子，使平衡②逆向移动，则生成量减少，导致平衡③逆向移动，减少，产生气体减少； ②体系在废水净化中，具有一般化学氧化法无法比拟的优势，主要是由于有强氧化性，则应增加浓度，根据④，想要增加浓度，应使平衡正向移动，则应在酸性条件下。 【小问4详解】 a．加入NaF后溶液立即由棕褐色变为无色，说明立即转化为，且气泡立即消失，说明生成的对过氧化氢分解几乎无催化作用，a正确； b．加入NaF后溶液立即由棕褐色变为无色，说明立即转化为，说明反应平衡常数更大，进行的更彻底，温度相同的情况下，相同浓度的和的溶液中浓度前者的大，b错误； c．加入NaF后溶液立即由棕褐色变为无色，说明立即转化为，离子方程式为，c正确； 故答案选ac。 14. “氢能源”的开发利用意义重大，乙醇与水催化重整制“氢”发生如下反应。 反应I： 反应II： 反应III： 回答下列问题： （1）反应I的___________。 （2）反应II的速率，其中分别为正、逆反应速率常数。升高温度时___________(填“增大”“减小”或“不变”)。 （3）压强为下，和发生上述反应，平衡时和的选择性、乙醇的转化率随温度的变化曲线如图。［已知：的选择性] ①表示CO选择性的曲线是___________(填标号)； ②573K时，生成的物质的量为___________； ③时，反应II的标准平衡常数，其中为、和为各组分的平衡分压，则反应III的___________(列出计算式即可)。 （4）压强为的平衡产率与温度、起始时的关系如图所示，每条曲线表示相同的平衡产率。 ①的平衡产率：Q点___________点(填“>”、“=”或“<”)。 ②M、N两点的平衡产率相等的原因是___________。 （5）已知 ，向重整体系中加入适量的多孔，该做法的优点是___________(答出一点即可) 【答案】（1） （2）减小 （3） ①. c ②. 1.02mol ③. （4） ①. < ②. 相同，点温度高于点，温度升高反应、正移产生的量，等于反应逆移消耗的量 （5）多孔可以增大与接触面积，加快反应速率，使浓度降低，促进反应II、III正移；该反应放热，使体系温度升高，加快反应速率，促进反应I、III平衡正移 【解析】 【小问1详解】 根据盖斯定律，反应Ⅰ=反应Ⅲ-2×反应Ⅱ，则； 【小问2详解】 达到平衡时，=升高温度，反应Ⅱ逆向移动，平衡常数减小，lgK减小； 【小问3详解】 ①反应Ⅰ、Ⅲ为吸热反应，反应Ⅱ为放热反应，随着温度的升高，反应Ⅰ、Ⅲ平衡正向移动，反应Ⅱ平衡逆向移动，反应Ⅱ逆向移动CO2转化为CO，故温度升高CO的选择性增大，CO2的选择性减小，由于CO的选择性+CO2的选择性=1，则表示CO2选择性的曲线为a，表示CO选择性的曲线是c，表示乙醇的转化率的曲线是b； ②573K时，CO2的选择性为85%，CO的选择性为15%，乙醇的转化率为0.6，则平衡时n(CO2)+n(CO)=1mol×0.6×2=1.2mol，n(CO)= 1.2mol×15%= 0.18mol，n(CO2)= 1.2mol×85%= 1.02mol； ③设反应Ⅰ中转化了xmol，反应Ⅱ中CO转化了ymol，反应Ⅲ中转化了zmol，则 ， ，那么x+z=0.6，2x-y=0.18，y+2z=1.02，平衡时n(H2O)=3-x-y-3z=3-(x+z)-(y+2z)=3-0.6-1.02=1.38mol，n(H2)=4x+y+6z=4(x+z)+(y+2z)=2.4+1.02=3.42mol，气体的总物质的量为0.4+1.38+1.02+0.18+3.42=6.4mol，故反应Ⅲ的=； 【小问4详解】 ①每条曲线表示氢气相同的平衡产率，则在Q点所在曲线上取一个点与N点温度相同，标为点E，E点与N点相比温度相同，但是E点的小于N点的，而增大时，三个反应均会正向移动，氢气的产率增大，因此的产率：Q点<N点； ②M点与N点具有相同的压强，相同；不同的是N点温度高于M点，升高温度，反应Ⅱ逆向移动消耗氢气的量与反应Ⅰ、Ⅲ正向移动产生H2的量相等； 【小问5详解】 多孔可以增大与接触面积，加快反应速率，使浓度降低，促进反应II、III正移；该反应放热，使体系温度升高，加快反应速率，促进反应I、III平衡正移； 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 厦门双十中学2023级高二上学期期中考试 化学试题 注意事项： 1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2.请认真阅读答题卡上的注意事项，不得用规定以外的笔和纸答题，不得在答题卡上做任何标记。 3.回答选择题时，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。如需改动，用橡皮檫干净后，再选涂其他答案标号。 4.考试结束后，将答题卡交回。 可能用到的相对原子质量：H：1 C：12 N：14 O：16 一、选择题：本题共10小题，1—5每小题4分，6—10每小题5分，共45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. 一定温度下，大量研究表明、、三种双金属合金团簇均可用于催化DRM反应()，在催化剂表面涉及多个基元反应，其中甲烷逐步脱氢过程的相对能量变化如图所示。下列说法错误的是 A. DRM反应中伴随非极性键的断裂和形成 B. 双金属合金团簇具有良好的抗积碳作用 C. 甲烷逐步脱氢过程中活化能最大的反应步骤是 D. 、、催化甲烷逐步脱氢过程的速率分别为、、，则 2. ℃的某溶液中，，，其中与的关系如图所示，下列说法正确的是 A. 时，为 ， B. 时，当溶液中增大时，的值会减小 C. 时，当溶液中时，该溶液呈中性 D. 从点到点，可采用通入少量的方式 3. 以和为原料合成甲醇是工业上的成熟方法，直接以为原料生产甲醇是目前的研究热点。我国科学家用人工合成淀粉时，第一步就需要将转化为甲醇。 已知：① ② ③ 下列说法正确的是 A. 若温度不变，反应①中生成时，放出的热量小于 B. 与合成甲醇的热化学方程式为 C. 通过电解制和选用高效催化剂，可降低与合成甲醇反应的焓变 D. 以和为原料合成甲醇，同时生成，该反应需要释放能量 4. 某化学小组构想用电化学原理回收空气中二氧化硫中的硫，同时将地下水中的硝酸根(NO)进行无害化处理，其原理如图。 下列有关说法错误的是 A. Mg电极为负极，Pt1为阳极 B. 乙池中NO在Pt1，电极发生还原反应 C. 碳纳米管析出硫的电极反应为：SO2+4e-=S+2O2- D. Pt2电极可能产生H2，周围pH增大 5. 工业上利用Ga与NH3高温条件下合成半导体材料氮化镓(GaN)固体同时有氢气生成。反应中，每生成3mol H2时放出30.8 kJ的热量。恒温恒容密闭体系内进行上述反应，下列有关表达正确的是 A. Ⅰ图像中如果纵坐标为正反应速率，则t时刻改变的条件可以为升温或加压 B. Ⅱ图像中纵坐标可以为镓的转化率 C. Ⅲ图像中纵坐标可以为化学反应速率 D. Ⅳ图像中纵坐标可以为体系内混合气体平均相对分子质量 6. 下列实验操作和现象所得到的实验结论正确的是 选项 操作与现象 实验结论 A 向某无色溶液中滴加酚酞，无明显变化 该溶液为酸性溶液 B 铜与浓硝酸反应生成的气体收集后用冰水混合物冷却降温，混合气体的颜色发生改变 温度对化学平衡有影响 C 向两支盛有的酸性溶液的试管分别加入的溶液和的溶液，观察高锰酸钾溶液褪色所需时间前者小于后者 草酸浓度增大，反应速率加快 D 向恒温、恒压密闭玻璃容器中充入，发生反应，达到平衡后，再充入，气体颜色先变浅，后变深，达到新平衡后比原体系颜色浅 通入平衡正移，HI转化率下降 A. A B. B C. C D. D 7. 已知的速率方程为，为探究反应速率与反应物浓度的关系，进行如下实验：向锥形瓶中加入一定体积(V)的溶液、2.0溶液、醋酸和水，充分搅拌，保持体系温度为，测定反应初始速率，实验数据如下表(忽略水溶液体系中其他平衡对离子浓度的影响)。下列说法正确的是 实验 V/mL 反应初始速率 溶液 溶液 醋酸 水 1 4.0 V1 4.0 12.0 2 6.0 4.0 4.0 10.0 3 4.0 V2 4.0 0 4 12.0 4.0 4.0 A. B. 速率方程中 C. 醋酸不参与反应，其浓度不会影响反应速率 D. 实验4中，约为 8. 室温下，重铬酸钾()溶液中存在与之间的转化，其主要包含以下两个平衡： (i) (ii) 溶液中随的变化关系如图。 下列有关溶液的说法错误的是 A. ，平衡常数为，室温下， B. 加入过量烧碱溶液，反应的离子方程式为 C. 加入少量水稀释，平衡时与的比值减小 D. 当时，的平衡浓度约为 9. 设计如图装置探究稀盐酸中阴、阳离子在电场中的相对迁移速率(已知：Cd的金属活动性大于Cu)。恒温下，在垂直的玻璃细管内，先加入溶液及显色剂，然后小心加入HCl溶液，在aa＇处形成清晰的界面。通电后，可观察到清晰界面缓缓向上移动。下列说法不正确的是 A. 通电后，可观察到清晰界面缓缓向上移动是向Pt电极迁移的结果 B. 装置中Pt电极附近的pH增大 C. 一定时间内，如果通过HCl溶液某一界面的总电量为5.0C，测得所迁移的电量为4.1C，说明该HCl溶液中的迁移速率约是的4.6倍 D. 如果电源正负极反接，则下端产生大量，使界面不再清晰，实验失败 10. 二氧化碳加氢制甲烷过程中的主要反应： 反应Ⅰ 反应Ⅱ 压强为101kPa下，在密闭容器中投入1mol 和4mol 在催化剂作用下发生反应。平衡时，转化率、产率及另外2种含氢气体的物质的量随温度的变化如题图所示。CO选择性可表示为。下列说法正确的是 A. 图中曲线②、曲线④分别表示平衡时物质的量、转化率随温度的变化 B. 反应Ⅰ的、反应Ⅱ的 C. 图中P点对应温度下，平衡时CO选择性为11.1% D. 450℃之后，温度升高导致催化剂活性降低，从而导致甲烷平衡产率减小 二、填空题：本题包括4小题，共55分 11. 合成氨是人类科学技术发展史上的一项重大成就，在很大程度上解决了地球上因粮食不足而导致的饥饿问题，是化学和技术对社会发展与进步的巨大贡献。 已知部分化学键的键能如下： 化学键 H—H N—N N—H 键能() 436 193 945 391 （1）则合成氨的热化学反应方程式为___________；合成氨反应___________0(填“>”、“<”或“=”)，合成氨反应在___________温(填“高”或“低”)有利于自发。 （2）在恒温恒容的密闭容器中进行合成氨反应，能说明反应达到平衡状态的是___________(填字母)。 A．体系的压强不再改变 B．气体的密度不再改变 C．与的物质的量比不变 D． E．混合气体平均摩尔质量不变 （3）在催化剂作用下，和生成的反应历程如下(“*”表示吸附态)。 ①该反应历程中决速步的化学方程式为___________。 ②近期我国科学家为了解决合成氨反应速率和平衡产率的矛盾，选择使用双催化剂，通过光辐射产生温差(如体系温度为时，Fe的温度为，而的温度为)。结合下图解释该催化剂解决上述矛盾的原理是___________。 （4）直接常压电化学合成氨以纳米作催化剂，和为原料制备。其工作原理如图所示： ①阴极的电极反应式为___________。 ②电解过程中，由于发生副反应，使得阴极制得的中混有少量气体单质，则理论上阳极和阴极生成气体的物质的量之比的范围是___________。 12. 一种利用低品位铜矿(和等)为原料制取的工艺流程如下： 已知：i．水溶液中不存在碳酸铜，与结合立即水解为碱式碳酸铜和氢氧化铜；水溶液中存在平衡： ii．时三价铁离子已沉淀完全 iii．查阅资料：和可以形成绛蓝色络合离子四氨合铜：和可以形成2种配离子和，并存在以下平衡：，。 （1）常温下，“浸取”步骤中使用的稀硫酸溶液，此时溶液中由水电离的___________mol；铜矿中被氧化的物质有、和___________(填化学式，下同)，滤渣1的主要成分有与___________。 （2）用氨水调节的目的是___________；向滤液1中先加氨水的目的有：①中和溶液中的；②___________。 （3）“络合”步骤中生成的离子方程式为___________。 （4）“反应”步骤中CuO转化为配离子的离子方程式为___________。 （5）滤液2加大量水析出沉淀，从平衡移动角度分析，滤液2中更有利于的生成的配离子是___________(填“”或“”)，理由是___________。 13. 探究并对比与对分解的催化效率，并研究对分解的催化机理。 （1）甲同学进行了如下的实验：取两支试管分别加入溶液，然后各滴加5滴溶液和5滴溶液。观察到两支试管中均只有极微量的气泡。甲由此得出了结论：与对分解的催化效率相似，且均不高。乙同学认为甲的方案不太合理，做了如下的改进： 试管1 试管2 实验 在溶液中滴加5滴1.0溶液 在溶液中滴加5滴1.0 现象 i．加入溶液后，产生气泡 ii．生成气泡速率先加快后又减慢iii．整个过程中溶液始终保持浅蓝色。 iv．且整个过程中产生气泡的速率低于试管2中。 i．加入溶液后，试管内液体立即变为棕褐色，并产生气泡 ii．生成气泡速率先加快后又减慢。iii．溶液棕褐色逐渐变浅，反应结束时变为浅黄色。 ①乙认为甲方案不合理的理由有___________(填选项符号)。 a．溶液和溶液的浓度不同 b．两种催化剂溶液中的阴离子不同 c．溶液浓度过低 ②两支试管中产生气泡的速率先加快后又减慢的合理解释是：___________。 ③根据实验结果，乙得出是结论是：___________。 （2）研究试管2中出现“溶液变为棕褐色，最后变为浅黄色”的原因。乙同学查阅文献，发现是因为会与发生如下反应生成棕褐色的：。结合化学反应原理解释“溶液颜色先变为棕褐色再变为黄色”的原因：___________。 （3）催化分解过程中，是产生氧气的主要微粒，以下是该反应涉及到的主要反应机理(代表的化合价为+3)： ①请结合反应机理分析酸性条件下产生气体少的原因___________。 ① ② ③ ④ ②已知体系在废水净化中，具有一般化学氧化法无法比拟的优势，主要是由于有强氧化性，根据以上实验探究，配制该体系最好控制在___________条件下。 （4）乙同学在翻阅资料时还发现与能发生反应生成无色的。他又做了如下的实验： 在一支试管中加入溶液，滴加几滴溶液，待出现大量气泡时，立即加入溶液，观察到溶液颜色立即由棕褐色褪为无色，且气泡立刻消失。由此判断，下列说法正确的是___________(填选项符号)。 a．对的分解几乎无催化作用 b．温度相同时，含相同浓度的和的溶液中浓度后者的大 c．颜色由棕褐色褪为无色时反应的离子方程式是 14. “氢能源”的开发利用意义重大，乙醇与水催化重整制“氢”发生如下反应。 反应I： 反应II： 反应III： 回答下列问题： （1）反应I的___________。 （2）反应II的速率，其中分别为正、逆反应速率常数。升高温度时___________(填“增大”“减小”或“不变”)。 （3）压强为下，和发生上述反应，平衡时和的选择性、乙醇的转化率随温度的变化曲线如图。［已知：的选择性] ①表示CO选择性的曲线是___________(填标号)； ②573K时，生成的物质的量为___________； ③时，反应II的标准平衡常数，其中为、和为各组分的平衡分压，则反应III的___________(列出计算式即可)。 （4）压强为的平衡产率与温度、起始时的关系如图所示，每条曲线表示相同的平衡产率。 ①的平衡产率：Q点___________点(填“>”、“=”或“<”)。 ②M、N两点的平衡产率相等的原因是___________。 （5）已知 ，向重整体系中加入适量的多孔，该做法的优点是___________(答出一点即可) 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $