精品解析：江苏省淮安市淮安区2024-2025学年高一下学期期中化学试题

2024-2025学年度淮安区第二学期期中学业水平质量监测 高一化学试题 注意事项 1.本试卷共8页，满分为100分，考试时间为75分钟。考试结束后，请将答题卡交回。 2.作答选择题，必须用2B铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑；如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。作答非选择题，必须用0.5毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答，在其他位置作答一律无效。 一、单选题（共13小题 每小题3分 满分39分） 1. 氮化铝(AlN)陶瓷广泛应用于汽车等领域。氮化铝陶瓷属于 A. 金属材料 B. 有机合成材料 C. 硅酸盐材料 D. 无机非金属材料 2. 反应，可制取少量氮气。下列说法正确是 A. 中只存在共价键 B. NaCl的电子式为 C. 的结构示意图： D. 中的N为价 3. 实验室制取、收集并制备的实验原理和装置中，不正确的是 A. 用装置甲制取 B. 用装置乙收集 C. 用装置丙吸收尾气中的 D. 用装置丁蒸干并灼烧获得 4. 一定条件下发生反应： ，测得反应过程中的能量变化如图所示。下列说法正确的是 A. 该反应中反应物的总能量大于生成物的总能量 B. 升温能增大正反应速率，减小逆反应速率 C. D. 完全反应生成时放出的热量是 5. 下列物质转化在给定条件下能实现的是 A. B. C. (过量) D. (浓) 阅读下列材料，完成下列3个小题： VA族元素氮、磷化合物应用广泛。氨气是合成硝酸的重要原料；肼是常用的火箭燃料；羟胺(NH2OH)可作油脂工业中的抗氧化剂；磷酸是三元酸，次磷酸是一元弱酸。 6. 下列物质的结构与性质或物质性质与用途具有对应关系的是 A. 化学性质很稳定可用于工业合成氨 B. NH2OH具有氧化性，可作油脂工业中的抗氧化剂 C. 肼具有还原性，可作为火箭燃料 D. NH3易与酸反应，可用于制取硝酸 7. 氮及其化合物的转化具有重要应用。下列说法错误的是 A. 可用浓盐酸检测输送NH3的管道是否发生泄漏 B. 自然固氮、人工固氮都是将转化为NH3 C. 多种形态的氮及其化合物间的转化形成了自然界的“氮循环” D. 氮气和氧气在高温条件下发生反应是汽车尾气中氮氧化物的主要成因 8. 下列化学反应表示正确的是 A. 铜与浓硝酸反应的离子方程式： B. 向AlCl3溶液中加入过量浓氨水的离子方程式： C. 与足量的NaOH溶液反应的离子方程式：H++OH-=H2O D. 氨水吸收过量的化学方程式： 9. 氢是燃料电池的理想燃料。氢燃料电池的使用推动了氢气制取、储存和利用技术的不断创新。氨在燃料电池中与O2反应生成N2和H2O，氨易于储存，且泄漏时易被察觉，也是燃料电池的理想燃料。一种氢氧燃料电池的反应装置如图所示。下列说法正确的是 A. 电极a是正极 B. 电子经导线由电极b流入电极a C. 该电池的总反应为2H2 + O2 = 2H2O D. 该装置可将电能转化为化学能 10. 下列实验方案能达到实验目的是 选项 实验目的 实验方案 A Fe3+与I⁻反应是否存在限度 取5mL 0.1mol·L⁻1 KI溶液和1mL 0.1mol·L⁻1 FeCl3溶液充分反应，萃取分液后，向水层滴入AgNO3溶液，观察是否有黄色沉淀生成 B 探究溶液中是否含有 取一定量溶液于试管中，滴入氢氧化钠溶液，试管口放置湿润的蓝色石蕊试纸，观察试纸颜色变化 C 比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果 分别向两支盛有3mL 10% H2O2溶液的试管中，滴加两滴CuSO4溶液和FeCl3溶液，观察气泡的快慢 D 淀粉是否水解 向淀粉溶液中加适量20% H2SO4溶液，加热，冷却后加稍过量NaOH溶液，再加入银氨溶液并水浴加热，观察是否有银镜产生 A. A B. B C. C D. D 11. 由软锰矿(主要成分，及少量CaO、MgO)制备的工艺流程如下： 已知：“沉锰”所得在空气中“焙烧”时转化为、、MnO的混合物。 下列说法正确的是 A. “浸取”时向软锰矿中先加入足量溶液，再滴加稀 B. “除杂”后的溶液中主要存在的阳离子有、、、、 C. “沉锰”时反应的离子方程式为 D. “酸浸”时每反应3 mol 转移电子的物质的量为2 mol 12. 某化学小组同学用图示装置探究铜与过量浓硝酸反应后溶液呈绿色的原因。 实验现象记录如下， 步骤 实验现象 Ⅰ 开始时铜与浓硝酸剧烈反应，生成绿色溶液和红棕色气体 Ⅱ 红棕色气体充满烧瓶后不久，撤去酒精灯，试管内水开始倒吸入烧瓶 Ⅲ 当水进入烧瓶时，溶液颜色由绿色变蓝色，最终水吸入烧瓶后，溶液变为蓝色，瓶中气体变为无色 下列说法正确的是 A. 步骤Ⅰ中，若产生的气体中只含有0.1mol和0.04moINO，则该反应消耗Cu的物质的量为0.1mol B. 步骤Ⅱ中，试管中发生反应为 C. 步骤Ⅲ中，溶液颜色的变化能证明溶液的颜色随浓度的变化而变化 D. 久置的浓硝酸呈黄色，通入适量的可使黄色消失 13. 铁粉活化用于污水处理。活化方法如下：向一定量表面被部分氧化的铁粉中加入少量稀盐酸和H2O2(少量H2O2有利于铁粉活化)，搅拌。一段时间后，铁粉吸附Fe2+形成胶体。活化过程中，溶液中c(Fe2+)、c(Fe3+)随时间的变化如图所示。下列说法正确的是 A. 0~2.5 min，c(Fe3+)增大的主要原因是：2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O B. 0~2.5 min，溶液中c(H+)不断增大 C. 反应至5 min时，已有部分Fe2+被铁粉吸附 D. 5 min后，c(Fe2+)减小，可能是H2O2将Fe2+还原为Fe 二、非选择题（共4大题 满分61分） 14. 我国力争于2060年前实现碳中和。研发CO2利用的技术成为研究热点。 （1）300℃、催化剂条件下，以1mol CO2和3mol H2为原料，在恒容密闭容器中制备甲醇(CH3OH)过程的能量变化如图所示。 ①CH3OH的结构式为___________。 ②写出制备CH3OH的热化学方程式为2CO2+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) ∆H=___________kJ/mol(∆H的数值用“a、b、c”中的字母表示)。 ③判断上述反应已经达到化学平衡状态的标志是___________(填字母)。 A．H2的物质的量浓度保持不变 B．每消耗1mol CO2的同时消耗1mol CH3OH C．混合气体的密度保持不变 （2）在一定条件下，向1L恒容密闭的容器中，充入1mol CO2和4mol H2，发生反应：CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g)，测得CO2(g)和CH4(g)的浓度随时间变化如图所示。 ①从3min到8min，v(H2)=___________mol·L⁻1·min⁻1，平衡时CO2的转化率为___________。 ②3min时，v(CO2)正___________v(CO2)逆(填“大于”“等于”或“小于”)。 （3）CO2分解产生的CO和O2可作为CO-O2燃料电池的原料，题图为CO-O2燃料电池的构造示意图。X电极的电极反应式为___________，K+向___________极迁移(填“X”或“Y”)。 15. 氨氧化法生产硝酸的主要流程如下： 已知：“热交换”过程中NO会被氧化为。 （1）“氧化”时，在Pt催化、840~880℃条件下与反应转化为NO。 ①写出氨催化氧化的化学方程式：___________。 ②若值偏高，会导致产物中NO含量降低，含量升高，其可能原因是___________。 （2）“气液分离”时，可得到少量稀硝酸。生成稀硝酸的反应为___________(用离子方程式表示)。 （3）浓硝酸一般存放在铁制容器中。碳钢在不同浓度硝酸中的腐蚀速率如图所示，当硝酸浓度高于30%，碳钢的腐蚀速率随硝酸浓度的增加而下降的原因是___________。 （4）硝酸工业会产生含的酸性废水，可用磁性石墨烯负载纳米Fe/Cu还原去除，其转化机理如图所示。*表示吸附在磁性石墨烯表面的物种。 ①转化Ⅰ中，纳米Fe与反应生成的离子方程式为___________。 ②研究发现，若废水初始pH较高，除氮效果会显著下降，原因是___________。 16. 绿矾是生产缺铁性贫血药品的重要原料。现利用某废旧金属材料（主要含、、及这几种金属的氧化物）制备绿矾，并回收部分金属。流程如下： 已知：在酸性条件下易被还原，请完成下列问题： （1）碱浸时发生反应的物质有________（填化学式）。 （2）在滤液Ⅰ中通入过量的发生反应的离子方程式为________。 （3）酸浸Ⅰ和酸浸2用到的酸是________（填化学式）；向酸浸1后的溶液中加入过量的试剂a是________（填化学式），其作用是：①消耗过量的酸；②防止被氧化；③________。 （4）测定样品中的含量，步骤如下： Ⅰ：称取6.000g绿矾样品，并将其配制成100mL溶液。 Ⅱ：取出25.00mL步骤Ⅰ中配制的溶液，加入适量稀硫酸，滴入的溶液直至反应完全，共消耗溶液20.00mL。 ①Ⅰ中配制溶液用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管、量筒和________。 ②Ⅱ中与反应的离子方程式是________。 ③计算样品中[已知]质量分数________（写出计算过程）。 （5）某学习小组欲以废铁泥（主要成分为、和少量）为原料，制备晶体。请结合如图的溶解度曲线，写出制备晶体的实验方案：往废铁泥中分批缓慢加入稀硫酸，直至稍过量，边滴加边搅拌至充分反应，过滤，________（实验中须使用的试剂：铁粉、稀硫酸；仪器：真空干燥器） 17. 氮是自然界重要元素之一，研究氮及其化合物的性质以及氮的循环利用对解决环境和能源问题都具有重要意义。 I．工业上合成氨的反应为：。 （1）已知：键能是指气态分子中1mol化学键解离成气态原子所吸收的能量或气态原子形成1mol化学键所放出的能量。结合下表中化学键的键能数值，计算合成氨反应中生成时___________(填“吸收”或“放出”)的热量是___________kJ。 化学键 键能 436 391 946 （2）某同学在实验室模拟工业合成氨的反应：恒温下，在2L定容密闭容器中通入和，催化剂存在下发生反应。 ①容器中压强(p)随时间(t)的变化图像如图所示，测得(恒温恒容容器中，压强与气体物质的量成正比)，反应开始至5min，用的浓度变化表示反应的平均速率为___________。 ②下列情况能说明该反应一定达到化学平衡状态的是___________(填标号)。 A．每断裂的同时生成 B．混合气体的压强保持不变 C．容器中和的物质的量浓度相等 D．混合气体的密度不随时间的变化而变化 E．的体积分数在混合气体中保持不变 （3）如图是以氨为燃料的固体氧化物(含有)燃料电池。写出负极的电极反应式：___________。 Ⅱ．和等氮氧化物是空气污染物，含有氮氧化物的尾气需处理后才能排放。 （4）催化还原。汽车的尾气净化装置如图所示，在催化剂表面上与反应生成，若尾气的温度过高导致最终排放出的气体中氮氧化物浓度偏高，原因可能是___________。 （5）的氧化。已知，室温下，固定进入反应器的物质的量，改变加入的物质的量，反应一段时间后体系中、随反应前的变化如图所示。当时，反应后的物质的量减少，其原因是___________。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2024-2025学年度淮安区第二学期期中学业水平质量监测 高一化学试题 注意事项 1.本试卷共8页，满分为100分，考试时间为75分钟。考试结束后，请将答题卡交回。 2.作答选择题，必须用2B铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑；如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。作答非选择题，必须用0.5毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答，在其他位置作答一律无效。 一、单选题（共13小题 每小题3分 满分39分） 1. 氮化铝(AlN)陶瓷广泛应用于汽车等领域。氮化铝陶瓷属于 A 金属材料 B. 有机合成材料 C. 硅酸盐材料 D. 无机非金属材料 【答案】D 【解析】 【详解】A．金属材料分为纯金属和金属合金，A不符合题意； B．氮化铝不存在碳元素，不是有机物，B不符合题意； C．硅酸盐材料是指由硅酸根离子与金属阳离子或铵根离子结合形成的无机非金属材料，氮化铝不含硅元素，C不符合题意； D．氮化铝陶瓷属于无机非金属材料，D符合题意； 故选D。 2. 反应，可制取少量氮气。下列说法正确是 A. 中只存在共价键 B. NaCl的电子式为 C. 的结构示意图： D. 中的N为价 【答案】D 【解析】 【详解】A．中铵根离子与氯离子之间为离子键，故A错误； B．NaCl为离子化合物，其电子式为，故B错误； C．钠原子质子数为11，的结构示意图为：，故C错误； D．中Na为+1价，O为-2价，根据化合物中各元素化合价代数和为0，可知N为价，故D正确； 故选：D。 3. 实验室制取、收集并制备的实验原理和装置中，不正确的是 A. 用装置甲制取 B. 用装置乙收集 C. 用装置丙吸收尾气中的 D. 用装置丁蒸干并灼烧获得 【答案】D 【解析】 【详解】A．浓硝酸与铜反应产生，A正确； B．密度比空气大，收集时导管应该长进短出，B正确； C．能被氢氧化钠溶液吸收，C正确； D．由于铜离子的水解且水解生成的硝酸可分解，所以硝酸铜溶液蒸干得到氢氧化铜固体，D错误； 故选D。 4. 一定条件下发生反应： ，测得反应过程中的能量变化如图所示。下列说法正确的是 A. 该反应中反应物的总能量大于生成物的总能量 B. 升温能增大正反应速率，减小逆反应速率 C. D. 完全反应生成时放出的热量是 【答案】A 【解析】 【详解】A．由图知，该反应中反应物总能量大于生成物总能量，A正确； B．升高温度，无论正逆反应，反应速率都增大，B错误； C．CH3OH(g)⇌CO(g)+2H2(g)是反应能量变化图所示反应的逆反应，反应后能量升高，是吸热反应，正确的热反应方程式为CH3OH(g)⇌CO(g)+2H2(g) ΔH=+128.8kJ⋅mol−1，C错误； D．能量变化图表示的是2molH2和1molCO完全反应生成1molCH3OH放热128.8kJ，若是1molH2(g)完全反应生成CH3OH(g)时放出的热量是64.4kJ，D错误； 本题选A。 5. 下列物质转化在给定条件下能实现的是 A. B. C. (过量) D. (浓) 【答案】D 【解析】 【详解】A．氮气和氧气放电生成一氧化氮，一氧化氮和水不反应，不符合题意，A错误； B．在熔融状态下电解可得到Al，Al与NaOH溶液反应生成和H2，不会生成，不符合题意，B错误； C．Fe与Cl2在加热条件下反应，无论Fe是否过量，都生成，而不是，不符合题意，C错误； D．Cu与浓反应生成，与H2O反应生成和NO，符合题意，D正确； 故选D。 阅读下列材料，完成下列3个小题： VA族元素氮、磷化合物应用广泛。氨气是合成硝酸的重要原料；肼是常用的火箭燃料；羟胺(NH2OH)可作油脂工业中的抗氧化剂；磷酸是三元酸，次磷酸是一元弱酸。 6. 下列物质的结构与性质或物质性质与用途具有对应关系的是 A. 化学性质很稳定可用于工业合成氨 B. NH2OH具有氧化性，可作油脂工业中的抗氧化剂 C. 肼具有还原性，可作为火箭燃料 D. NH3易与酸反应，可用于制取硝酸 7. 氮及其化合物的转化具有重要应用。下列说法错误的是 A. 可用浓盐酸检测输送NH3的管道是否发生泄漏 B. 自然固氮、人工固氮都是将转化为NH3 C. 多种形态的氮及其化合物间的转化形成了自然界的“氮循环” D. 氮气和氧气在高温条件下发生反应是汽车尾气中氮氧化物的主要成因 8. 下列化学反应表示正确的是 A. 铜与浓硝酸反应的离子方程式： B. 向AlCl3溶液中加入过量浓氨水的离子方程式： C. 与足量的NaOH溶液反应的离子方程式：H++OH-=H2O D. 氨水吸收过量的化学方程式： 【答案】6. C 7. B 8. A 【解析】 【6题详解】 A．N2的稳定性是由于其分子内存在键能大的三键，但合成氨需要破坏N2的结构，故物质性质与用途不具有对应关系，A错误； B．抗氧化剂需具备还原性，而题目中羟胺的“氧化性”与用途矛盾，B错误； C．肼作为燃料，燃烧时被氧化，体现其还原性，性质与用途对应正确，C正确； D．NH3用于制硝酸是通过催化氧化(生成NO)，NO再被氧气氧化为NO2，NO2与水反应生成硝酸，而非直接与酸反应，D错误； 故选C。 【7题详解】 A．浓盐酸具有挥发性，NH3与HCl反应生成NH4Cl白烟，可用浓盐酸检测输送NH3的管道是否发生泄漏，A正确； B．自然固氮(如雷电作用)生成NO，而非NH3，人工固氮(如合成氨)生成NH3，B错误； C．自然界的氮循环依赖多种氮形态的相互转化，C正确； D．高温下N2与O2反应生成NO，是汽车尾气中氮氧化物的来源之一，D正确； 故选B。 【8题详解】 A．浓硝酸与铜反应生成、NO2、，离子方程式书写正确，A正确； B．与过量氨水生成Al(OH)3沉淀，而非，离子方程式为：，B错误； C．是一元弱酸，应写分子式参与反应，正确的离子方程式为：，C错误； D．过量SO2会生成NH4HSO3而非(NH4)2SO3，正确的反应为：，D错误； 故选A。 9. 氢是燃料电池的理想燃料。氢燃料电池的使用推动了氢气制取、储存和利用技术的不断创新。氨在燃料电池中与O2反应生成N2和H2O，氨易于储存，且泄漏时易被察觉，也是燃料电池的理想燃料。一种氢氧燃料电池的反应装置如图所示。下列说法正确的是 A. 电极a是正极 B. 电子经导线由电极b流入电极a C. 该电池的总反应为2H2 + O2 = 2H2O D. 该装置可将电能转化为化学能 【答案】C 【解析】 【详解】A．氢氧燃料电池中，H2在负极a上被氧化，O2在正极b上被还原，A错误； B．原电池工作时，电子由负极经外电路流向正极，即由a通过负载流向b，B错误； C．该电池总反应是2H2 + O2 = 2H2O，C正确； D．该装置为原电池，该装置可将化学能转化为电能，D错误； 故选C。 10. 下列实验方案能达到实验目的的是 选项 实验目 实验方案 A Fe3+与I⁻反应是否存在限度 取5mL 0.1mol·L⁻1 KI溶液和1mL 0.1mol·L⁻1 FeCl3溶液充分反应，萃取分液后，向水层滴入AgNO3溶液，观察是否有黄色沉淀生成 B 探究溶液中是否含有 取一定量溶液于试管中，滴入氢氧化钠溶液，试管口放置湿润的蓝色石蕊试纸，观察试纸颜色变化 C 比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果 分别向两支盛有3mL 10% H2O2溶液的试管中，滴加两滴CuSO4溶液和FeCl3溶液，观察气泡的快慢 D 淀粉是否水解 向淀粉溶液中加适量20% H2SO4溶液，加热，冷却后加稍过量NaOH溶液，再加入银氨溶液并水浴加热，观察是否有银镜产生 A. A B. B C. C D. D 【答案】D 【解析】 【详解】A．取5mL 0.1mol·L⁻1 KI溶液和1mL 0.1mol·L⁻1 FeCl3溶液充分反应，反应后KI过量，滴入AgNO3溶液，一定会有黄色沉淀生成，因此无法证明Fe3+与I⁻反应存在限度，A错误； B．产生氨气过程中需要加热，且检验氨气应选用湿润的红色石蕊试纸，因此的检验操作为：取一定量溶液于试管中，滴入氢氧化钠溶液，加热，试管口放置湿润的红色石蕊试纸，观察试纸颜色变化，B错误； C．CuSO4和FeCl3溶液的浓度未知，且阴离子种类不同，因此不能根据气泡产生的快慢比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果，C错误； D．淀粉水解产生葡萄糖，可与银氨试剂反应产生银镜，则向淀粉溶液中加适量20% H2SO4溶液，加热，冷却后加稍过量NaOH溶液，再加入银氨溶液并水浴加热，观察是否有银镜产生，若产生银镜，则证明淀粉发生水解，D正确； 答案选D。 11. 由软锰矿(主要成分，及少量CaO、MgO)制备的工艺流程如下： 已知：“沉锰”所得在空气中“焙烧”时转化为、、MnO的混合物。 下列说法正确的是 A. “浸取”时向软锰矿中先加入足量溶液，再滴加稀 B. “除杂”后的溶液中主要存在的阳离子有、、、、 C. “沉锰”时反应的离子方程式为 D. “酸浸”时每反应3 mol 转移电子的物质的量为2 mol 【答案】A 【解析】 【分析】软锰矿浸取时和发生氧化还原反应生成Mn2+，CaO、MgO分别变成硫酸钙和硫酸镁，加入氟化钠和镁离子形成氟化镁沉淀，所得滤渣的成分为硫酸钙和氟化镁；加入碳酸氢铵和Mn2+反应生成，焙烧后得到、、MnO的混合物，加入稀硫酸后将、MnO转化为MnSO4，通过过滤得到二氧化锰，据此作答。 【详解】A．软锰矿浸取时和发生氧化还原反应生成Mn2+，CaO、MgO分别变成硫酸钙和硫酸镁， A正确； B．“除杂”后的溶液中和已变成沉淀除去，B错误； C．“沉锰”时反应的离子方程式为，C错误； D．“酸浸”时Mn2O3和稀硫酸发生歧化反应生成Mn2+和MnO2，所以1个Mn2O3对应转移1个e-，则3mol对应转移3 mol电子，故D错误； 选A。 12. 某化学小组同学用图示装置探究铜与过量浓硝酸反应后溶液呈绿色的原因。 实验现象记录如下， 步骤 实验现象 Ⅰ 开始时铜与浓硝酸剧烈反应，生成绿色溶液和红棕色气体 Ⅱ 红棕色气体充满烧瓶后不久，撤去酒精灯，试管内水开始倒吸入烧瓶 Ⅲ 当水进入烧瓶时，溶液颜色由绿色变蓝色，最终水吸入烧瓶后，溶液变为蓝色，瓶中气体变为无色 下列说法正确的是 A. 步骤Ⅰ中，若产生的气体中只含有0.1mol和0.04moINO，则该反应消耗Cu的物质的量为0.1mol B. 步骤Ⅱ中，试管中发生的反应为 C. 步骤Ⅲ中，溶液颜色的变化能证明溶液的颜色随浓度的变化而变化 D. 久置的浓硝酸呈黄色，通入适量的可使黄色消失 【答案】D 【解析】 【详解】A．，生成0.1mol转移0.1mol电子，，生成0.04moINO转移0.12mol，若产生的气体中只含有0.1mol和0.04moINO，则转移电子0.22mol，，消耗Cu的物质的量为0.11mol，故A错误； B．步骤Ⅱ中，试管中发生的反应为，故B错误； C．烧瓶中溶液中存在硝酸铜和溶解的二氧化氮，因此水倒吸入烧瓶后颜色变化两者共同变化的结果，不能证明溶液的颜色随浓度的变化而变化，故C错误； D．久置的浓硝酸因分解生成二氧化氮，溶于硝酸使其呈黄色，通入适量的发生反应：，可使黄色消失，故D正确； 故选：D。 13. 铁粉活化用于污水处理。活化方法如下：向一定量表面被部分氧化的铁粉中加入少量稀盐酸和H2O2(少量H2O2有利于铁粉活化)，搅拌。一段时间后，铁粉吸附Fe2+形成胶体。活化过程中，溶液中c(Fe2+)、c(Fe3+)随时间的变化如图所示。下列说法正确的是 A. 0~2.5 min，c(Fe3+)增大的主要原因是：2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O B. 0~2.5 min，溶液中c(H+)不断增大 C. 反应至5 min时，已有部分Fe2+被铁粉吸附 D. 5 min后，c(Fe2+)减小，可能是H2O2将Fe2+还原为Fe 【答案】C 【解析】 【详解】A．由图可知，0∼2.5 min，和同时产生，主要来源于被氧化的铁粉即Fe2O3和稀盐酸反应得到的，A错误； B．由图可知，0∼2.5 min，和不断产生，是由于Fe2O3和Fe都与稀盐酸反应，盐酸不断被消耗，酸性减弱，不断减小，B错误； C．题干给的条件是一段时间后，铁粉吸附形成胶体，5min之前未反应完的铁粉吸附部分Fe2+形成胶体，C正确； D．5 min后，减小是因为铁粉吸附Fe2+形成胶体，而具有氧化性，能氧化，D错误； 故选C。 二、非选择题（共4大题 满分61分） 14. 我国力争于2060年前实现碳中和。研发CO2利用的技术成为研究热点。 （1）300℃、催化剂条件下，以1mol CO2和3mol H2为原料，在恒容密闭容器中制备甲醇(CH3OH)过程的能量变化如图所示。 ①CH3OH的结构式为___________。 ②写出制备CH3OH的热化学方程式为2CO2+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) ∆H=___________kJ/mol(∆H的数值用“a、b、c”中的字母表示)。 ③判断上述反应已经达到化学平衡状态的标志是___________(填字母)。 A．H2的物质的量浓度保持不变 B．每消耗1mol CO2的同时消耗1mol CH3OH C．混合气体的密度保持不变 （2）在一定条件下，向1L恒容密闭的容器中，充入1mol CO2和4mol H2，发生反应：CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g)，测得CO2(g)和CH4(g)的浓度随时间变化如图所示。 ①从3min到8min，v(H2)=___________mol·L⁻1·min⁻1，平衡时CO2的转化率为___________。 ②3min时，v(CO2)正___________v(CO2)逆(填“大于”“等于”或“小于”)。 （3）CO2分解产生的CO和O2可作为CO-O2燃料电池的原料，题图为CO-O2燃料电池的构造示意图。X电极的电极反应式为___________，K+向___________极迁移(填“X”或“Y”)。 【答案】（1） ①. ②. a—b ③. AB （2） ①. 0.2 ②. 75% ③. 大于 （3） ①. ②. Y 【解析】 【小问1详解】 ①CH3OH是甲醇，含一个C，结构式为；②根据图象反应热为反应物与生成物能量的差值，且反应为放热反应，则热化学方程式，CO2+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) ∆H=a-b kJ/mol；③A．当反应未达到平衡时，H2的物质的量会处于变化，H2的物质的量浓度保持不变，即达到平衡，A正确；B．消耗1mol CO2代表的是正反应，消耗1mol CH3OH代表逆反应，且两者变化量与化学计量数成正比，则每消耗1mol CO2的同时消耗1mol CH3OH即达到平衡状态，B正确；C．混合气体的质量保持不变，体积保持不变，则密度一直保持不变，但无法确定是平衡状态，C错误；故选AB； 【小问2详解】 ①向1L恒容密闭的容器中，充入1mol CO2和4mol H2，发生反应：CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g)，则减少的为反应物，增加的为生成物，达到平衡时，c(CH4)=0.75mol/L，所以c(CO2)=0.25mol/L，根据起始投料，CO2为lmol，H2为4mol，消耗的CO2和H2的物质的量之比为1:4，v(H2)= ；8min时达到平衡，平衡时CO2的转化率为； ②3min时，未达到平衡，3min之后CO2持续在减少，平衡正向移动，则v(CO2)正大于v(CO2)逆 【小问3详解】 由图示可知，电子由X电极流出经过外电路，进入Y电极，则X电极失去电子、发生氧化反应为负极；Y电极得到电子、发生还原反应为正极。所以氧气应从b口通入，电极反应为；X为电池负极，电极反应为，根据阳离子移向正极，阴离子移向负极可知，K+移向正极(Y极)。 15. 氨氧化法生产硝酸的主要流程如下： 已知：“热交换”过程中NO会被氧化为。 （1）“氧化”时，在Pt催化、840~880℃条件下与反应转化为NO。 ①写出氨催化氧化的化学方程式：___________。 ②若值偏高，会导致产物中NO含量降低，含量升高，其可能原因是___________。 （2）“气液分离”时，可得到少量稀硝酸。生成稀硝酸的反应为___________(用离子方程式表示)。 （3）浓硝酸一般存放在铁制容器中。碳钢在不同浓度硝酸中的腐蚀速率如图所示，当硝酸浓度高于30%，碳钢的腐蚀速率随硝酸浓度的增加而下降的原因是___________。 （4）硝酸工业会产生含的酸性废水，可用磁性石墨烯负载纳米Fe/Cu还原去除，其转化机理如图所示。*表示吸附在磁性石墨烯表面的物种。 ①转化Ⅰ中，纳米Fe与反应生成的离子方程式为___________。 ②研究发现，若废水初始pH较高，除氮效果会显著下降，原因是___________。 【答案】（1） ①. ②. 过量的NH3和NO反应产生N2 （2） （3）硝酸浓度越大，碳钢表面生成的氧化膜越致密，腐蚀速率下降 （4） ①. ②. 若废水初始pH较高，则较大，容易转化为或沉淀覆盖在石墨烯表面，减少的吸附量，导致除氮效果差 【解析】 【分析】氨气在空气的作用下氧化为NO，NO在热交换过程中被氧化为NO2，气液分离后NO2、水和空气共同反应生成硝酸。 【小问1详解】 ①“氧化”时，在Pt催化、840~880℃条件下与反应转化为NO，化学方程式为：； ②若值偏高，过量的NH3和NO反应产生N2，会导致产物中NO含量降低，N2含量升高，故答案为：过量的NH3和NO反应产生N2； 【小问2详解】 “气液分离”时，可得到少量稀硝酸，生成稀硝酸的反应的离子方程式为：。 【小问3详解】 浓硝酸一般存放在铁制容器中，碳钢在不同浓度硝酸中的腐蚀速率如图所示，当硝酸浓度高于30%，碳钢的腐蚀速率随硝酸浓度的增加而下降的原因是：硝酸浓度越大，碳钢表面生成的氧化膜越致密，腐蚀速率下降。 【小问4详解】 ①转化Ⅰ中，纳米Fe与反应生成的离子方程式为：； ②研究发现，若废水初始pH较高，除氮效果会显著下降，原因是：若废水初始pH较高，则较大，容易转化为或沉淀覆盖在石墨烯表面，减少的吸附量，导致除氮效果差。 16. 绿矾是生产缺铁性贫血药品的重要原料。现利用某废旧金属材料（主要含、、及这几种金属的氧化物）制备绿矾，并回收部分金属。流程如下： 已知：在酸性条件下易被还原为，请完成下列问题： （1）碱浸时发生反应的物质有________（填化学式）。 （2）在滤液Ⅰ中通入过量的发生反应的离子方程式为________。 （3）酸浸Ⅰ和酸浸2用到的酸是________（填化学式）；向酸浸1后的溶液中加入过量的试剂a是________（填化学式），其作用是：①消耗过量的酸；②防止被氧化；③________。 （4）测定样品中的含量，步骤如下： Ⅰ：称取6.000g绿矾样品，并将其配制成100mL溶液。 Ⅱ：取出25.00mL步骤Ⅰ中配制的溶液，加入适量稀硫酸，滴入的溶液直至反应完全，共消耗溶液20.00mL。 ①Ⅰ中配制溶液用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管、量筒和________。 ②Ⅱ中与反应的离子方程式是________。 ③计算样品中[已知]的质量分数________（写出计算过程）。 （5）某学习小组欲以废铁泥（主要成分为、和少量）为原料，制备晶体。请结合如图的溶解度曲线，写出制备晶体的实验方案：往废铁泥中分批缓慢加入稀硫酸，直至稍过量，边滴加边搅拌至充分反应，过滤，________（实验中须使用的试剂：铁粉、稀硫酸；仪器：真空干燥器） 【答案】（1）Al、Al2O3 （2） （3） ①. ②. Fe ③. 将Cu2+转化为Cu，同时生成硫酸亚铁 （4） ①. 100mL容量瓶 ②. ③. 92.7% （5）向滤液中加入稍过量铁粉，充分反应后过滤，再向滤液中加入稀硫酸酸化，温度高于60℃蒸发浓缩至较多晶体析出，趁热过滤出晶体，在真空干燥器中干燥得晶体 【解析】 【分析】废旧金属材料(主要含、、及这几种金属的氧化物)中加入氢氧化钠溶液“碱浸”， Al、Al2O3溶解得到四羟基合铝酸钠溶液，操作I为过滤，滤液I为四羟基合铝酸钠溶液，通入过量二氧化碳生成氢氧化铝沉淀，则滤渣Ⅲ为氢氧化铝，可用于回收金属铝；滤渣I主要含、及其氧化物，经酸浸Ⅰ生成硫酸亚铁、硫酸铁、硫酸铜，再加入过量试剂a：铁粉，可用于除去硫酸铜，并与硫酸铁反应生成硫酸亚铁，得到的滤液Ⅱ为硫酸亚铁溶液，滤渣Ⅱ为Fe、Cu，加入稀硫酸酸浸2，Cu不与稀硫酸反应，过滤得到金属铜，最后滤液Ⅱ经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到绿矾，据此解答。 【小问1详解】 碱浸时，Al、Al2O3分别与氢氧化钠溶液反应生成四羟基合铝酸钠和氢气、四羟基合铝酸钠，则碱浸时发生反应的物质有Al、Al2O3； 【小问2详解】 滤液I为四羟基合铝酸钠溶液，向其通入过量二氧化碳反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠，反应的离子方程式为：； 【小问3详解】 制备绿矾，不能引入新杂质，则则酸浸Ⅰ和酸浸2用到的酸是：；由分析可知，向酸浸Ⅰ后的溶液中加入过量的试剂a是Fe，其作用是：①消耗过量的酸；②防止被氧化；③将Cu2+转化为Cu，同时生成硫酸亚铁； 【小问4详解】 ①将绿矾样品配制成100mL溶液，则Ⅰ中配制溶液用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管、量筒和100mL容量瓶； ②Ⅱ中与在酸性环境下发生氧化还原反应生成锰离子、铁离子和水，反应的离子方程式是：； ③结合②反应和铁元素守恒，样品中的质量分数为：92.7%； 【小问5详解】 由图可知，当温度高于60℃时，硫酸亚铁溶液经蒸发结晶会析出，且随着温度升高，溶解度减小，故制备晶体实验方案：往废铁泥中分批缓慢加入稀硫酸，直至稍过量，边滴加边搅拌至充分反应，过滤，向滤液中加入稍过量铁粉，充分反应后过滤，再向滤液中加入稀硫酸酸化，温度高于60℃蒸发浓缩至较多晶体析出，趁热过滤出晶体，在真空干燥器中干燥得晶体。 17. 氮是自然界重要元素之一，研究氮及其化合物的性质以及氮的循环利用对解决环境和能源问题都具有重要意义。 I．工业上合成氨的反应为：。 （1）已知：键能是指气态分子中1mol化学键解离成气态原子所吸收的能量或气态原子形成1mol化学键所放出的能量。结合下表中化学键的键能数值，计算合成氨反应中生成时___________(填“吸收”或“放出”)的热量是___________kJ。 化学键 键能 436 391 946 （2）某同学在实验室模拟工业合成氨的反应：恒温下，在2L定容密闭容器中通入和，催化剂存在下发生反应。 ①容器中压强(p)随时间(t)的变化图像如图所示，测得(恒温恒容容器中，压强与气体物质的量成正比)，反应开始至5min，用的浓度变化表示反应的平均速率为___________。 ②下列情况能说明该反应一定达到化学平衡状态是___________(填标号)。 A．每断裂的同时生成 B．混合气体的压强保持不变 C．容器中和的物质的量浓度相等 D．混合气体的密度不随时间的变化而变化 E．的体积分数在混合气体中保持不变 （3）如图是以氨为燃料的固体氧化物(含有)燃料电池。写出负极的电极反应式：___________。 Ⅱ．和等氮氧化物是空气污染物，含有氮氧化物的尾气需处理后才能排放。 （4）催化还原。汽车的尾气净化装置如图所示，在催化剂表面上与反应生成，若尾气的温度过高导致最终排放出的气体中氮氧化物浓度偏高，原因可能是___________。 （5）的氧化。已知，室温下，固定进入反应器的物质的量，改变加入的物质的量，反应一段时间后体系中、随反应前的变化如图所示。当时，反应后的物质的量减少，其原因是___________。 【答案】（1） ①. 放出 ②. 46 （2） ①. 0.12 ②. BE （3）2NH3-6e-+3O2-=N2+3H2O （4）温度过高导致催化剂活性下降，NOx与CO的反应速率变小 （5）过多的将NO2氧化为更高价态的氮氧化物 【解析】 【小问1详解】 断键吸收能量为(946+3×436)kJ=2254kJ，形成键的释放能量为2×3×391kJ=2346kJ>2254kJ，即生成2mol氨气时放出的热量为(2346-2254)kJ=92kJ，则合成氨反应中生成时放出的热量是46kJ。故答案为：放出；46； 【小问2详解】 ①根据图像，5min后气体压强不再改变，说明反应达到平衡，令达到平衡时消耗氮气的物质的量为xmol，则消耗氢气物质的量为3xmol，生成氨气物质的量为2xmol，达到平衡时氮气物质的量为(1-x)mol，氢气的物质的量为(3-3x)mol，利用相同条件下，压强之比等于气体物质的量之比，因此有，解得x=0.4，根据化学反应速率的数学表达式，v(H2)==0.12，故答案为：0.12； ②A．用不同物质的反应速率表示达到平衡，要求反应方向一正一逆，每断裂的同时生成，均表示正反应速率，故A不符； B．该反应是气体物质的量减少的反应，混合气体的压强保持不变，说明达到平衡，故B符合； C．容器中和的物质的量浓度相等，不能确定反应混合物的组成是否保持不变，故C不符； D．组分均为气体，即混合气体总质量不变，总体积不变，混合气体的密度不随时间的变化而变化，不能判断是否达到平衡，故D不符； E．根据化学平衡状态的定义，当组分浓度不再改变，说明达到平衡，即当氢气的含量如体积分数保持不变，说明反应达到平衡，故E符合； 故答案为：BE； 【小问3详解】 以氨为燃料的固体氧化物(含有)燃料电池，氨气失电子发生氧化反应生成氮气，负极的电极反应式：2NH3-6e-+3O2-=N2+3H2O。故答案为：2NH3-6e-+3O2-=N2+3H2O； 【小问4详解】 在催化剂表面上与反应生成，若尾气的温度过高导致最终排放出的气体中氮氧化物浓度偏高，原因可能是温度过高导致催化剂活性下降，NOx与CO的反应速率变小。故答案为：温度过高导致催化剂活性下降，NOx与CO的反应速率变小； 【小问5详解】 当时，反应后的物质的量减少，其原因是的氧化性较强，过多的将NO2氧化为更高价态的氮氧化物。故答案为：过多的将NO2氧化为更高价态的氮氧化物。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$