精品解析：江苏省徐州市铜山区2024-2025学年高二下学期期中学情调研 化学试题

2024—2025学年度第二学期期中学情调研 高二化学试题 注意事项 考生在答题前请认真阅读本注意事项及各题答题要求 1.本试卷包括第Ⅰ卷（选择题第1~13题，共39分）、第Ⅱ卷（非选择题第14~17题，共61分）共两部分。考生答题全部答在答题卡，答在本试卷上无效。本次考试时间为75分钟，满分100分。考试结束后，请将试卷和答题卡交监考老师。 2.作答选择题前，请务必将自己的姓名、考试证号用书写黑色字迹的0.5毫米签字笔写在答题卡的相应位置，并将考试证号用2B铅笔将答题卡上考试证号相应的数字涂黑。作答非选择题请将答案写在答题卡密封线内的相应位置。 3.答选择题必须用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。答非选择题必须用书写黑色字迹的0.5毫米签字笔写在答题卡上的指定位置，在其它位置答题一律无效。 4.如有作图需要，请用2B铅笔作图。 可能用到的相对原子质量：H-1 C-12 O-16 Co-59 Mn-55 Fe-56 Zn-65 选择题（39分） 一、单项选择题：本题包括13题，每题3分，共计39分。每题只有一个选项符合题意。 1. 嫦娥六号实现世界首次月球背面采样返回，下列探月过程中涉及化学能转化为电能的是 A. 燃烧推进剂液氢和液氧，使火箭升空 B. 展开太阳能电池翼持续供电 C. 启动锂离子蓄电池组供电 D. 电解水装置实现航天器中氧气再生 2. 下列化学用语书写正确的是 A. 次氯酸的电离方程式：HClO=H++ClO－ B. 硫化钠水解的离子方程式：S2－+2H2OH2S+2OH－ C. 电解精炼铜的阴极反应式：Cu－2e－=Cu2+ D. 碳酸钙的溶解平衡：CaCO3(s)Ca2+(aq)+CO32－(aq) 3. 制造水煤气时发生可逆反应C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) ΔH >0，下列措施既能提高化学反应速率，又能提高平衡转化率的是 A. 增大压强 B. 升高温度 C. 增大C的用量 D. 加入催化剂 4. 下列方程式与所给事实不相符的是 A. 食醋去除水垢中的 B. 用碳酸钠溶液处理锅炉水垢： C. 向溶液中滴加溶液： D. 泡沫灭火器中溶液与溶液混合产生气体和沉淀： 5. 下列实验装置或操作，能达到实验目的的是 A.电解法制金属钠 B.防止铁片被腐蚀 C.由FeCl3·6H2O制取无水FeCl3固体 D.用盐酸测定NaOH溶液的浓度 A. A B. B C. C D. D 6. 一种分解氯化铵实现产物分离的物质转化关系如下图。反应的热化学方程式为NH4Cl(s) =NH3(g) + HCl(g) ΔH >0。 下列说法不正确的是 A. a为生成物NH3、b为生成物HCl B. 反应制得1mol HCl，须投入1mol MgO C. 升高反应温度，NH4Cl分解为NH3和HCl的化学平衡常数增大 D. 等压条件下，反应①、②的反应热之和等于氯化铵直接分解的反应热 7. 丙烷在催化剂表面催化脱氢的机理如下图所示。吸附在催化剂表面的粒子用*标注，表示过渡态，表示中间体。 下列说法正确的是 A. 催化剂降低了该反应的活化能，但未改变活化分子的百分数 B. 丙烷催化脱氢仅涉及键断裂和键形成 C. 丙烷催化脱氢的总反应速率由②决定 D. 改变催化剂可改变反应历程进而改变焓变 8. 25℃时，向20 mL 0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液中逐滴加入0.1 mol·L-1 NaOH溶液，pH变化曲线如下图所示： 下列说法不正确的是 A. 由a点pH可知CH3COOH的电离常数Ka ≈10-4.8 B. b点溶液中微粒浓度：c(Na+)>c(CH3COO-)>c(H+) C. c点溶液中微粒对水的电离平衡的促进与抑制程度相同 D. a点→d点的过程中n(CH3COO-)持续增大 9. 利用微生物燃料电池可处理有机废水获得电能，同时实现海水淡化。现以溶液模拟海水，用如图装置处理有机废水(以含的溶液为例)。 下列说法正确的是 A. 正极反应为 B. 隔膜1为阳离子交换膜，隔膜2为阴离子交换膜 C. 工作一段时间后室下降，室升高 D. 处理理论上B室中有发生迁移 10. 实验室将饱和碳酸钠溶液加热到40℃，通入二氧化硫至饱和后，再加入碳酸钠固体，隔绝空气情况下结晶而制备Na2SO3，实验流程如图。已知H2SO3：Ka1=1.5×10-2、Ka2=6.3×10-8；H2CO3：Ka1=4.2×10-7、Ka2=5.6×10-11。下列说法正确的是 A. 饱和Na2CO3溶液中存在c(OH-)=c(H+)+c(HCO)+c(H2CO3) B. 恒温器反应1的离子方程式为CO+2SO2+H2O=2HSO+CO2↑ C. 恒温器反应1得到的溶液中有c(HSO)＜c(SO) D. 恒温器反应2中有大量气体产生 11. 下列实验操作和现象与结论均正确的是（已知：可以检验） 选项 实验操作和现象 结论 A 取两份新制氯水，分别滴加，溶液和淀粉溶液，前者有白色沉淀，后者溶液变蓝 不能证明氯气与水的反应存在限度 B 将镀层有破损的镀锌铁片放入酸化的溶液中，一段时间后，将电极附近的溶液取出后滴加溶液，生成蓝色沉淀 铁片发生反应： C 用计分别测定饱和溶液和饱和溶液的，前者的较小 酸性： D 向溶液中先加入滴溶液，再滴加滴溶液，先出现白色沉淀，后出现黄色沉淀 A. A B. B C. C D. D 12. 一定温度下，在2个容积均为的密闭容器中，充入一定量的反应物，发生反应：。相关反应数据如下表所示： 容器编号 温度 起始物质的量/ 时物质的量/ Ⅰ 0.2 0.2 0.05 Ⅱ 0.2 0.2 0.05 下列说法正确的是 A. 末，容器Ⅰ中的化学反应速率 B. 该反应在任何条件下均能自发进行 C. 时，容器Ⅰ中的反应处于平衡状态 D. 若起始时，向容器Ⅱ中充入和，反应将向正反应方向进行 13. 催化加氢合成能实现碳的循环利用。一定压强下，与在密闭容器中发生的主要反应为： Ⅰ： Ⅱ： 反应相同时间，测得不同温度下转化率和选择性如题图实验值所示。图中平衡值表示在相同条件下达到平衡状态时转化率和选择性随温度的变化。 下列说法不正确的是 A. B. 压缩容器反应Ⅱ平衡逆向移动 C. 相同温度下，选择性的实验值大于平衡值，说明反应I的速率大于反应Ⅱ D. ，随温度升高，反应I平衡正向移动的程度大于反应Ⅱ平衡逆向移动的程度 非选择题（61分） 14. 工业上常用沉淀法除去废水中的金属离子。 已知：当时，可认为离子沉淀完全。 物质 回答下列问题： （1）向含有的废水中按物质的量之比加入溶液沉镁，充分反应后，___________；沉镁时若过低，会导致沉淀不完全，原因是___________。 （2）假设溶液中、的浓度均为，加固体调节溶液，当恰好沉淀完全时，溶液中的浓度为___________。 （3）向工业废水中通入可将转化为除去。时，调控溶液的，溶液中、、的分布系数随溶液的变化关系如图所示。 ①的平衡常数___________； ②当溶液中时，溶液的___________； ③常温下，向含有的废水中通入，当时，开始沉淀，此时废水的___________。 15. 从含砷氧化锌废渣(还含有Cu、Ni、Ag的氧化物等)制取活性氧化锌的工艺流程如下： 回答下列问题： （1）写出“氨浸”时，生成的离子方程式：_______；该工序锌的浸出率与温度关系如图，当温度高于328K时，锌的浸出率反而下降的原因是_______。 （2）“除砷”时，需过量，一是生成[或]胶体吸附含砷微粒，二是_______；写出砷酸铁的化学式：_______。 （3）“除铁”时，被全部氧化为，再调pH将、转化为沉淀而除去。检验铁元素是否被完全除去的试剂是_______。 （4）写出“蒸氨”时，生成的化学方程式：_______。 （5）以1 t含锌元素10%的含砷氧化锌制得活性氧化锌113.4 kg，依据以上数据能否计算出锌元素的回收率。若能，写出计算结果，若不能，请说明理由：_______。 16. Li2CO3可用于制备锂电池的正极材料LiCoO2，以某锂云母矿石(主要成分为Li2O，还有Al2O3、Fe2O3、MnO、MgF2等杂质)制备Li2CO3。 已知：①有关沉淀数据如下表(“完全沉淀”时金属离子浓度≤1.0×10-5mol·L-1)。 沉淀 Al(OH)3 Fe(OH)2 Fe(OH)3 Co(OH)2 Mn(OH)2 Mg(OH)2 恰好完全沉淀时pH 5.2 8.8 3.2 9.4 9.8 11.1 ②部分物质的溶解度曲线见下图。 利用锂云母矿石制备Li2CO3步骤如下： （1）酸浸，向锂云母矿石中加入50%硫酸，加热至90℃，装置如图所示。烧杯中试剂的作用是___________。 （2）调pH，向酸浸后的溶液中加入NaOH溶液，调节pH约为6，过滤。再向滤液中继续滴加氢氧化钠溶液调pH＞12，过滤，此时的滤渣主要成分为___________。分两次调节pH的主要原因是___________。 （3）沉锂，将已经除杂的溶液蒸发浓缩，向浓缩后的滤液中加入稍过量饱和Na2CO3溶液，加热煮沸，趁热过滤，将滤渣洗涤烘干，得Li2CO3固体。浓缩液中离子浓度过大将在产品中引入___________杂质(填化学式)。 （4）Li2CO3和Co3O4混合后，在空气中高温加热可以制备锂电池的正极材料LiCoO2，写出反应方程式：___________。 （5）CoC2O4·2H2O热分解可制备Co3O4。请补充完整由含c(Co2＋)=0.1mol·L-1的浸出液(含有杂质Al3+、Fe3+、Fe2+)制备纯净的CoC2O4·2H2O实验方案：___________，干燥，得到CoC2O4·2H2O晶体。(须使用的试剂：NaClO3，NaOH，AgNO3溶液，(NH4)2C2O4，蒸馏水) （6）为确定由CoC2O4·2H2O获得Co3O4的最佳煅烧温度，准确称取4.575g的CoC2O4·2H2O样品，在空气中加热，固体样品的剩余质量随温度的变化如图所示(已知385℃以上残留固体均为金属氧化物)经测定，205～385℃的煅烧过程中，产生的气体为CO2，计算AB段消耗O2在标准状况下的体积___________。(写出计算过程，结果保留2位有效数字) 17. 捕集并转化CO2可以有效实现碳达峰、碳中和。 Ⅰ．工业上利用两种温室气体CH4和CO2催化重整制取H2和CO，主要反应为： 反应①： 过程中还发生三个副反应： 反应②： 反应③： 反应④： △H4 将CH4与CO2(体积比为1∶1)的混合气体以一定流速通过催化剂，产物中H2与CO的物质的量之比、CO2的转化率与温度的关系如图所示： （1）△H4=___________kJ·mol-1。 （2）500℃时，比较小，此时发生的副反应以___________(选填②、③、④中一种)为主。升高温度，产物中H2与CO的物质的量之比增大的原因是___________。 Ⅱ．光催化CH4和CO2生成CO和H2催化反应机理如图所示： （3）上述反应机理中表现出氧化性的粒子有___________。 Ⅲ．用光电化学法将CO2还原为有机物实现碳资源的再生利用，其装置如左图所示，其他条件一定时，恒定通过电解池的电量，电解得到的部分还原产物的法拉第效率(FE%)随电解电压的变化如右图所示： ，其中，Qx=nF，n表示电解生成还原产物X所转移电子的物质的量，F表示法拉第常数。 （4）当电解电压为u1V时，阴极生成HCHO的电极反应式为___________。 （5）当电解电压为u2V时，电解生成的HCOOH和HCHO的物质的量之比为5：6，生成HCHO的法拉第效率m为___________。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024—2025学年度第二学期期中学情调研 高二化学试题 注意事项 考生在答题前请认真阅读本注意事项及各题答题要求 1.本试卷包括第Ⅰ卷（选择题第1~13题，共39分）、第Ⅱ卷（非选择题第14~17题，共61分）共两部分。考生答题全部答在答题卡，答在本试卷上无效。本次考试时间为75分钟，满分100分。考试结束后，请将试卷和答题卡交监考老师。 2.作答选择题前，请务必将自己的姓名、考试证号用书写黑色字迹的0.5毫米签字笔写在答题卡的相应位置，并将考试证号用2B铅笔将答题卡上考试证号相应的数字涂黑。作答非选择题请将答案写在答题卡密封线内的相应位置。 3.答选择题必须用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。答非选择题必须用书写黑色字迹的0.5毫米签字笔写在答题卡上的指定位置，在其它位置答题一律无效。 4.如有作图需要，请用2B铅笔作图。 可能用到的相对原子质量：H-1 C-12 O-16 Co-59 Mn-55 Fe-56 Zn-65 选择题（39分） 一、单项选择题：本题包括13题，每题3分，共计39分。每题只有一个选项符合题意。 1. 嫦娥六号实现世界首次月球背面采样返回，下列探月过程中涉及化学能转化为电能的是 A. 燃烧推进剂液氢和液氧，使火箭升空 B. 展开太阳能电池翼持续供电 C. 启动锂离子蓄电池组供电 D. 电解水装置实现航天器中氧气再生 【答案】C 【解析】 【详解】A．燃烧推进剂使火箭升空涉及化学能转化为热能和光能，A错误； B．展开太阳翼获取持续电力涉及光能转化为电能，B错误； C．启动锂离子蓄电池为探测器供电涉及化学能转化为电能，C正确； D．电解水装置实现航天器中氧气再生涉及到的是电能转化为化学能，D错误； 答案选C。 2. 下列化学用语书写正确的是 A. 次氯酸的电离方程式：HClO=H++ClO－ B. 硫化钠水解的离子方程式：S2－+2H2OH2S+2OH－ C. 电解精炼铜的阴极反应式：Cu－2e－=Cu2+ D. 碳酸钙的溶解平衡：CaCO3(s)Ca2+(aq)+CO32－(aq) 【答案】D 【解析】 【详解】A. 次氯酸为弱酸，只能发生部分电离，应把“=”改成“”，A错误； B. H2S为二元弱酸，硫化钠水解应分步进行，B错误； C. 电解精炼铜的阴极反应式应为Cu2++2e－=Cu，C错误； D. 碳酸钙难溶于水，在水中存在溶解平衡：CaCO3(s)Ca2+(aq)+CO32－(aq)，D正确。 故选D。 3. 制造水煤气时发生可逆反应C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) ΔH >0，下列措施既能提高化学反应速率，又能提高平衡转化率的是 A. 增大压强 B. 升高温度 C. 增大C的用量 D. 加入催化剂 【答案】B 【解析】 【详解】A．该反应为气体分子数增大的反应，增大压强平衡逆向移动，平衡转化率减小，A错误； B．该反应为吸热反应，升高温度平衡正向移动，平衡转化率增大，且反应速率增大，B正确； C．C为固体，则增大C的用量，反应速率不变，平衡不移动，C错误； D．加入催化剂，可以加快反应速率，平衡不移动，D错误； 故选B。 4. 下列方程式与所给事实不相符的是 A. 食醋去除水垢中的 B. 用碳酸钠溶液处理锅炉水垢： C. 向溶液中滴加溶液： D. 泡沫灭火器中溶液与溶液混合产生气体和沉淀： 【答案】A 【解析】 【详解】A．食醋中的醋酸是弱酸，在离子方程式中应保留分子式，不能拆开，正确的离子方程式为：，A错误； B．CaCO3的溶度积小于CaSO4，能发生沉淀转化：，B正确； C．的碱性比强，提供与反应生成和，离子方程式为：，C正确； D．与双水解生成和，离子方程式为：，D正确； 故答案为：A。 5. 下列实验装置或操作，能达到实验目的的是 A.电解法制金属钠 B.防止铁片被腐蚀 C.由FeCl3·6H2O制取无水FeCl3固体 D.用盐酸测定NaOH溶液的浓度 A. A B. B C. C D. D 【答案】B 【解析】 【详解】A．电解法制金属钠应该电解熔融态的NaCl，故A错误； B．根据电解池原理，石墨作阳极，阴极的金属铁被保护，故B正确； C．Fe3+会水解，制取无水FeCl3应该HCl气流中加热，故C错误； D．盐酸装在酸式滴定管中滴加到氢氧化钠溶液中，该仪器为碱式滴定管，故D错误； 故选B。 6. 一种分解氯化铵实现产物分离的物质转化关系如下图。反应的热化学方程式为NH4Cl(s) =NH3(g) + HCl(g) ΔH >0。 下列说法不正确的是 A. a为生成物NH3、b为生成物HCl B. 反应制得1mol HCl，须投入1mol MgO C. 升高反应温度，NH4Cl分解为NH3和HCl的化学平衡常数增大 D. 等压条件下，反应①、②的反应热之和等于氯化铵直接分解的反应热 【答案】B 【解析】 【分析】由图示即原子守恒可知，反应①为NH4Cl+MgO=Mg(OH)Cl+NH3，反应②为Mg(OH)Cl=MgO+HCl。 【详解】A．根据分析，a为生成物NH3、b为生成物HCl，A正确； B．总反应为：NH4Cl(s) =NH3(g) + HCl(g)，MgO为催化剂，则反应制得1mol HCl，不一定必须投入1mol MgO，B错误； C．NH4Cl(s) =NH3(g) + HCl(g) ΔH >0为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，平衡常数变大，C正确； D．根据盖斯定律，等压条件下，反应①、②的反应热之和等于氯化铵直接分解的反应热，D正确； 答案选B。 7. 丙烷在催化剂表面催化脱氢的机理如下图所示。吸附在催化剂表面的粒子用*标注，表示过渡态，表示中间体。 下列说法正确的是 A. 催化剂降低了该反应的活化能，但未改变活化分子的百分数 B. 丙烷催化脱氢仅涉及键断裂和键形成 C. 丙烷催化脱氢的总反应速率由②决定 D. 改变催化剂可改变反应历程进而改变焓变 【答案】C 【解析】 【详解】A．催化剂降低反应活化能，增大活化分子百分数，A错误； B．丙烷催化脱氢涉及C-H键断裂和C=C键与H-H键的形成，B错误； C．丙烷催化脱氢的总反应速率由活化能最大的步骤，即②决定，C正确； D．改变催化剂可改变反应历程但不能改变焓变（由反应物和生成物能量差决定），D错误； 故答案为C。 8. 25℃时，向20 mL 0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液中逐滴加入0.1 mol·L-1 NaOH溶液，pH变化曲线如下图所示： 下列说法不正确的是 A. 由a点pH可知CH3COOH的电离常数Ka ≈10-4.8 B. b点溶液中微粒浓度：c(Na+)>c(CH3COO-)>c(H+) C. c点溶液中微粒对水的电离平衡的促进与抑制程度相同 D. a点→d点的过程中n(CH3COO-)持续增大 【答案】B 【解析】 【详解】A．由a点pH可知，CH3COOH的电离常数Ka=≈10-4.8，A正确； B．B点溶液中溶质CH3COONa和CH3COOH等物质的量浓度的混合溶液，在溶液中存在电荷守恒：c(Na＋)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-)，b点时溶液pH＜7，c(H+)>c(OH-)，所以c(Na＋)＜c(CH3COO-)，B错误； C．c点溶液中溶质CH3COONa和CH3COOH微粒，pH=7，说明CH3COONa对水的电离平衡的促进与CH3COOH抑制程度相同，C正确； D．a点→d点加入0.1 mol·L-1 NaOH溶液，弱电解质CH3COOH生成强电解质CH3COONa，也可以理解为减小，促进CH3COOH电离，过程中n(CH3COO-)持续增大，D正确； 故选B； 9. 利用微生物燃料电池可处理有机废水获得电能，同时实现海水淡化。现以溶液模拟海水，用如图装置处理有机废水(以含的溶液为例)。 下列说法正确的是 A. 正极反应为 B. 隔膜1为阳离子交换膜，隔膜2为阴离子交换膜 C. 工作一段时间后室下降，室升高 D. 处理理论上B室中有发生迁移 【答案】C 【解析】 【分析】a极上失电子生成，a极为负极，b极氧气得电子，b极为正极，据此分析解答。 【详解】A．b极氧气得电子，电解质环境为碱性，电极反应：，故A错误； B．该装置可实现海水淡化，则B室中钠离子应透过隔膜2进入正极区，B室中氯离子透过隔膜1进入A室，隔膜1为阴离子交换膜，隔膜2为阳离子交换膜，故B错误； C．室电极反应：，反应生成氢离子下降，室，反应生成氢氧根离子升高，故C正确； D．由以上电极反应可知失去8mol电子，为使电荷平衡，则B室中有发生迁移，故D错误； 故选：C。 10. 实验室将饱和碳酸钠溶液加热到40℃，通入二氧化硫至饱和后，再加入碳酸钠固体，隔绝空气情况下结晶而制备Na2SO3，实验流程如图。已知H2SO3：Ka1=1.5×10-2、Ka2=6.3×10-8；H2CO3：Ka1=4.2×10-7、Ka2=5.6×10-11。下列说法正确的是 A. 饱和Na2CO3溶液中存在c(OH-)=c(H+)+c(HCO)+c(H2CO3) B. 恒温器反应1的离子方程式为CO+2SO2+H2O=2HSO+CO2↑ C. 恒温器反应1得到的溶液中有c(HSO)＜c(SO) D. 恒温器反应2中有大量气体产生 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据质子守恒可知，饱和Na2CO3溶液中存在c(OH-)=c(H+)+c(HCO)+2c(H2CO3)，A错误； B．由题干各酸的Ka可知，酸性强弱顺序为：H2SO3＞H2CO3＞＞，根据强酸制弱酸的规律可知，恒温器反应1的离子方程式为CO+2SO2+H2O=2HSO+CO2↑，B正确； C．由B项分析可知，恒温器反应1得到的溶液的溶质为：NaHSO3，由于NaHSO3=Na++、+H+可知溶液中有c(HSO)＞c(SO)，C错误； D．由B项分析可知，恒温器反应2中即向NaHSO3溶液中加入Na2CO3固体，发生的反应为：NaHSO3+Na2CO3=NaHCO3+Na2SO3，故不产生气体，D错误； 故答案为：B。 11. 下列实验操作和现象与结论均正确的是（已知：可以检验） 选项 实验操作和现象 结论 A 取两份新制氯水，分别滴加，溶液和淀粉溶液，前者有白色沉淀，后者溶液变蓝 不能证明氯气与水的反应存在限度 B 将镀层有破损的镀锌铁片放入酸化的溶液中，一段时间后，将电极附近的溶液取出后滴加溶液，生成蓝色沉淀 铁片发生反应： C 用计分别测定饱和溶液和饱和溶液的，前者的较小 酸性： D 向溶液中先加入滴溶液，再滴加滴溶液，先出现白色沉淀，后出现黄色沉淀 A. A B. B C. C D. D 【答案】A 【解析】 【详解】A．氯水中含Cl⁻，与AgNO3生成AgCl沉淀；Cl2或HClO氧化KI中的I⁻生成I2，但无法证明Cl2与水的反应存在限度，A正确； B．镀锌铁破损时Zn作负极被腐蚀，Fe作正极被保护，溶液中无Fe²⁺，不会生成蓝色沉淀，B错误； C．饱和SO2溶液浓度高于CO2，pH小不能直接推断H2SO3酸性更强，C错误； D．AgNO3过量，后续沉淀由过量Ag⁺与I⁻直接反应生成，无法判断Ksp大小，D错误； 故选A。 12. 一定温度下，在2个容积均为的密闭容器中，充入一定量的反应物，发生反应：。相关反应数据如下表所示： 容器编号 温度 起始物质的量/ 时物质的量/ Ⅰ 0.2 0.2 0.05 Ⅱ 0.2 0.2 0.05 下列说法正确的是 A. 末，容器Ⅰ中的化学反应速率 B. 该反应在任何条件下均能自发进行 C. 时，容器Ⅰ中的反应处于平衡状态 D. 若起始时，向容器Ⅱ中充入和，反应将向正反应方向进行 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据反应式，末时生成，的物质的量增加，浓度变化为，速率为，此速率为共的平均速率，不是末的瞬时速率，A错误； B．该反应ΔH<0且ΔS<0（气体分子数减少），高温时ΔG=ΔH−TΔS可能大于0，无法自发，B错误； C．容器Ⅱ温度更高，若达到平衡时的量应更少，但两容器量相同，说明容器Ⅱ已平衡，而Ⅰ未平衡，C错误； D．在时容器Ⅱ的平衡常数为：，继续充入和后，浓度熵，反应向正反应方向进行，D正确； 故答案为：D。 13. 催化加氢合成能实现碳的循环利用。一定压强下，与在密闭容器中发生的主要反应为： Ⅰ： Ⅱ： 反应相同时间，测得不同温度下转化率和选择性如题图实验值所示。图中平衡值表示在相同条件下达到平衡状态时转化率和选择性随温度的变化。 下列说法不正确的是 A. B. 压缩容器反应Ⅱ平衡逆向移动 C. 相同温度下，选择性的实验值大于平衡值，说明反应I的速率大于反应Ⅱ D. ，随温度升高，反应I平衡正向移动的程度大于反应Ⅱ平衡逆向移动的程度 【答案】D 【解析】 【详解】A．由图知，，转化率平衡值随温度升高略微增大，而的选择性随温度的升高而降低，则反应I升高温度平衡逆向移动，反应Ⅰ的∆H1＜0，反应Ⅱ升高温度平衡正向移动，则，A正确； B．由反应Ⅰ可知，该反应为分子数减小的反应，压缩容器，增大压强，平衡正向移动，的浓度降低，反应Ⅱ平衡逆向移动，B正确； C．相同温度下，选择性的实验值大于平衡值，说明相同时间内得到的量更多，反应Ⅰ的速率大于反应Ⅱ，C正确； D．，转化率平衡值随温度升高而略微降低，而此时甲醇的选择性平衡值降低幅度较大，说明随温度升高反应Ⅰ平衡逆向移动的程度大于反应Ⅱ平衡正向移动的程度，D错误； 故选D。 非选择题（61分） 14. 工业上常用沉淀法除去废水中的金属离子。 已知：当时，可认为离子沉淀完全。 物质 回答下列问题： （1）向含有的废水中按物质的量之比加入溶液沉镁，充分反应后，___________；沉镁时若过低，会导致沉淀不完全，原因是___________。 （2）假设溶液中、的浓度均为，加固体调节溶液，当恰好沉淀完全时，溶液中的浓度为___________。 （3）向工业废水中通入可将转化为除去。时，调控溶液的，溶液中、、的分布系数随溶液的变化关系如图所示。 ①的平衡常数___________； ②当溶液中时，溶液的___________； ③常温下，向含有的废水中通入，当时，开始沉淀，此时废水的___________。 【答案】（1） ①. ②. 与结合，溶液中浓度减小，的溶解平衡正向移动，浓度增大 （2）0.1 （3） ①. ②. 10 ③. 4 【解析】 【小问1详解】 向含有的废水中按物质的量之比加入NaF溶液沉镁，恰好充分反应生成MgF2沉淀，此时悬浊液为MgF2的饱和溶液，设=xmol/L，浓度为mol/L，则根据，Ksp=，代入计算，Ksp=则=；沉镁时若pH过低，H+浓度较大，根据，H+与F-反应生成弱酸HF，使溶解平衡向正向移动，浓度增大，会导致沉淀不完全； 【小问2详解】 假设溶液中、的浓度均为，加NaOH固体调节溶液pH，当恰好沉淀完全时，此时，根据Ksp=，代入数据计算得到此时溶液c(OH-)==，将此数值代入Q[Al(OH)3]== ，Q小于Ksp，未开始沉淀，可知溶液中的浓度为。 【小问3详解】 ①H2S是二元弱酸，图像中第一个交点是H2S、HS-含量相等，第二个交点是HS-、S2-的含量相等，将第一个交点代入其第一步电离平衡常数Ka1=，将第二个交点代入第二步电离常数Ka2=，解析的平衡常数K=，分析可知此K== ； ②由H2S两步的电离平衡常数分析可知，Ka1×Ka2=，当溶液中时，代入上式中，c(H+)=10-10，溶液的pH=10。 ③当开始沉淀时，c()=0.01mol/L，根据Ksp(MnS)=，可知c(S2-)==，由已知此时，代入Ka2=进行计算，可知c(H+)=，则此时pH=4。 15. 从含砷氧化锌废渣(还含有Cu、Ni、Ag的氧化物等)制取活性氧化锌的工艺流程如下： 回答下列问题： （1）写出“氨浸”时，生成的离子方程式：_______；该工序锌的浸出率与温度关系如图，当温度高于328K时，锌的浸出率反而下降的原因是_______。 （2）“除砷”时，需过量，一是生成[或]胶体吸附含砷微粒，二是_______；写出砷酸铁的化学式：_______。 （3）“除铁”时，被全部氧化为，再调pH将、转化为沉淀而除去。检验铁元素是否被完全除去的试剂是_______。 （4）写出“蒸氨”时，生成的化学方程式：_______。 （5）以1 t含锌元素10%的含砷氧化锌制得活性氧化锌113.4 kg，依据以上数据能否计算出锌元素的回收率。若能，写出计算结果，若不能，请说明理由：_______。 【答案】（1） ①. 或 ②. 温度高，氨挥发量增加，生成锌氨配合物减少，不利于锌的浸出；温度高，NH4HCO3分解，也不利于锌的浸出 （2） ①. 使砷酸根沉淀完全 ②. （3）溶液 （4） （5）不能，“除杂”时添加了锌粉，最终中的锌元素不完全来自于含砷氧化锌废渣中，无法计算含砷氧化锌废渣中锌元素的回收率 【解析】 【分析】含砷氧化锌废渣进行氨浸，发生生成。再加入锌粉发生金属的置换，铜、银和镍等金属变成金属单质过滤除去。滤液中加入硫酸亚铁等试剂生成砷酸铁除砷后加入高锰酸钾，被全部氧化为，再调pH将、转化为沉淀而除去。经过蒸氨后获得碱式碳酸锌，经干燥、热分解获得产品。 【小问1详解】 根据流程图所给出反应物，“氨浸”时，生成在溶液中，故离子方程式为由于也提供了，故写成也可以；由于氨挥发，故温度越高，锌的浸出率越低；温度高，NH4HCO3分解，也不利于锌的浸出； 【小问2详解】 “除砷”时，根据该工序目的是将除去，故过量，一是生成[或]胶体可吸附含砷微粒，二是与砷酸根反应生成沉淀；砷酸铁的化学式为； 【小问3详解】 检验用溶液； 【小问4详解】 生成的化学方程式为； 【小问5详解】 由于除Cu、Ag、Ni的过程中添加了锌粉，最终中的锌元素不完全来自于含砷氧化锌废渣中，故无法计算含砷氧化锌废渣中锌元素的回收率。 16. Li2CO3可用于制备锂电池的正极材料LiCoO2，以某锂云母矿石(主要成分为Li2O，还有Al2O3、Fe2O3、MnO、MgF2等杂质)制备Li2CO3。 已知：①有关沉淀数据如下表(“完全沉淀”时金属离子浓度≤1.0×10-5mol·L-1)。 沉淀 Al(OH)3 Fe(OH)2 Fe(OH)3 Co(OH)2 Mn(OH)2 Mg(OH)2 恰好完全沉淀时pH 5.2 8.8 3.2 9.4 9.8 11.1 ②部分物质的溶解度曲线见下图。 利用锂云母矿石制备Li2CO3步骤如下： （1）酸浸，向锂云母矿石中加入50%硫酸，加热至90℃，装置如图所示。烧杯中试剂的作用是___________。 （2）调pH，向酸浸后的溶液中加入NaOH溶液，调节pH约为6，过滤。再向滤液中继续滴加氢氧化钠溶液调pH＞12，过滤，此时的滤渣主要成分为___________。分两次调节pH的主要原因是___________。 （3）沉锂，将已经除杂的溶液蒸发浓缩，向浓缩后的滤液中加入稍过量饱和Na2CO3溶液，加热煮沸，趁热过滤，将滤渣洗涤烘干，得Li2CO3固体。浓缩液中离子浓度过大将在产品中引入___________杂质(填化学式)。 （4）Li2CO3和Co3O4混合后，在空气中高温加热可以制备锂电池的正极材料LiCoO2，写出反应方程式：___________。 （5）CoC2O4·2H2O热分解可制备Co3O4。请补充完整由含c(Co2＋)=0.1mol·L-1的浸出液(含有杂质Al3+、Fe3+、Fe2+)制备纯净的CoC2O4·2H2O实验方案：___________，干燥，得到CoC2O4·2H2O晶体。(须使用的试剂：NaClO3，NaOH，AgNO3溶液，(NH4)2C2O4，蒸馏水) （6）为确定由CoC2O4·2H2O获得Co3O4的最佳煅烧温度，准确称取4.575g的CoC2O4·2H2O样品，在空气中加热，固体样品的剩余质量随温度的变化如图所示(已知385℃以上残留固体均为金属氧化物)经测定，205～385℃的煅烧过程中，产生的气体为CO2，计算AB段消耗O2在标准状况下的体积___________。(写出计算过程，结果保留2位有效数字) 【答案】（1）吸收HF，防止污染空气 （2） ①. Mg(OH)2、Mn(OH)2 ②. 防止铝元素转化为，无法去除 （3）Na2SO4 （4）6Li2CO3+4Co3O4+O212LiCoO2+6CO2 （5）向浸出液中边搅拌加入适量NaClO3氧化Fe2+，再滴加NaOH溶液调节pH的范围至5.2～7.4除去Al3+、Fe3+。过滤，向滤液中加入(NH4)2C2O4溶液至不再产生沉淀，过滤，用蒸馏水洗涤至取最后一次洗涤的滤液加入AgNO3溶液不再出现沉淀为止 （6）0.37L 【解析】 【分析】向锂云母矿石(主要成分为Li2O，还有Al2O3、Fe2O3、MnO、MgF2等杂质)中加入50%硫酸，加热至90℃，Li2O、Al2O3、Fe2O3、MnO、MgF2分别转化为金属的硫酸盐、水和HF气体，HF气体用NaOH溶液吸收，防止污染环境；向酸浸后的溶液中加入NaOH溶液，调节pH约为6，将Al3+、Fe3+转化为沉淀；再向滤液中继续滴加氢氧化钠溶液调pH＞12，将Mn2+、Mg2+转化为沉淀。将已经除杂的溶液蒸发浓缩，向浓缩后的滤液中加入稍过量饱和Na2CO3溶液，加热煮沸，趁热过滤，将滤渣洗涤烘干，得Li2CO3固体。 【小问1详解】 由分析可知，向锂云母矿石中加入50%硫酸，加热至90℃，MgF2与硫酸反应生成MgSO4和HF气体，HF是大气污染物，所以烧杯中试剂的作用是：吸收HF，防止污染空气。 【小问2详解】 向酸浸后的溶液中加入NaOH溶液，调节pH约为6，Al3+、Fe3+转化为Al(OH)3、Fe(OH)3沉淀；过滤后，再向滤液中继续滴加氢氧化钠溶液调pH＞12，此时Mn2+、Mg2+转化为Mn(OH)2、Mg(OH)2沉淀，则此时的滤渣主要成分为Mg(OH)2、Mn(OH)2。若直接加入过量的NaOH，Al3+转化成的Al(OH)3会溶于过量NaOH，并生成NaAlO2混在溶液中，给后续操作带来麻烦，所以分两次调节pH的主要原因是：防止铝元素转化为，无法去除。 【小问3详解】 已经除杂的溶液中含有Li2SO4、Na2SO4，若浓缩液中离子浓度过大，可能会造成Na2SO4结晶析出，此时将在产品中引入Na2SO4杂质。 【小问4详解】 Li2CO3和Co3O4混合后，在空气中高温加热可以制备锂电池的正极材料LiCoO2，此时部分+2价钴被O2氧化为+3价，反应方程式为：6Li2CO3+4Co3O4+O212LiCoO2+6CO2。 【小问5详解】 由含c(Co2＋)=0.1mol·L-1的浸出液(含有杂质Al3+、Fe3+、Fe2+)制备纯净的CoC2O4·2H2O时，先加NaClO3将Fe2+氧化为Fe3+，再加入适量NaOH溶液将Al3+、Fe3+转化为沉淀；过滤后往滤液中加入(NH4)2C2O4，将Co2+转化为CoC2O4沉淀；过滤洗涤后，用AgNO3溶液检验沉淀是否洗涤干净，则实验方案：向浸出液中边搅拌加入适量NaClO3氧化Fe2+，再滴加NaOH溶液调节pH的范围至5.2～7.4除去Al3+、Fe3+。过滤，向滤液中加入(NH4)2C2O4溶液至不再产生沉淀，过滤，用蒸馏水洗涤至取最后一次洗涤的滤液加入AgNO3溶液不再出现沉淀为止。 【小问6详解】 n(CoC2O4·2H2O)==0.025mol，CoC2O4·2H2O中m(H2O)= 0.025mol×2×18g/mol=0.9g，CoC2O4·2H2O中m(CoC2O4)= 4.575g -0.9g=3.675g，根据A点数据可知，A处物质为CoC2O4；根据B处数据可知，B处物质为Co3O4，从而得出AB段发生反应的化学方程式为3CoC2O4+2O2=Co3O4+6CO2，V(O2)=≈0.37L。 【点睛】B处物质为钴的氧化物，依据钴元素质量守恒，可求出钴元素和氧元素的质量、物质的量，从而求出B处氧化物的化学式。 17. 捕集并转化CO2可以有效实现碳达峰、碳中和。 Ⅰ．工业上利用两种温室气体CH4和CO2催化重整制取H2和CO，主要反应为： 反应①： 过程中还发生三个副反应： 反应②： 反应③： 反应④： △H4 将CH4与CO2(体积比为1∶1)的混合气体以一定流速通过催化剂，产物中H2与CO的物质的量之比、CO2的转化率与温度的关系如图所示： （1）△H4=___________kJ·mol-1。 （2）500℃时，比较小，此时发生的副反应以___________(选填②、③、④中一种)为主。升高温度，产物中H2与CO的物质的量之比增大的原因是___________。 Ⅱ．光催化CH4和CO2生成CO和H2催化反应机理如图所示： （3）上述反应机理中表现出氧化性的粒子有___________。 Ⅲ．用光电化学法将CO2还原为有机物实现碳资源的再生利用，其装置如左图所示，其他条件一定时，恒定通过电解池的电量，电解得到的部分还原产物的法拉第效率(FE%)随电解电压的变化如右图所示： ，其中，Qx=nF，n表示电解生成还原产物X所转移电子的物质的量，F表示法拉第常数。 （4）当电解电压为u1V时，阴极生成HCHO的电极反应式为___________。 （5）当电解电压为u2V时，电解生成的HCOOH和HCHO的物质的量之比为5：6，生成HCHO的法拉第效率m为___________。 【答案】（1）+76.4 （2） ①. ② ②. 升高温度，反应以反应④为主，H2增大幅度大于CO （3）CO2、h+ （4）CO2+4e-+4H+=HCHO+H2O （5）36 【解析】 【小问1详解】 反应①： 反应②： 反应③： 反应④： △H4 利用盖斯定律，将反应①+③得， △H4=(+247.4-171.0) kJ·mol-1=+76.4kJ·mol-1。 【小问2详解】 500℃时，反应①中，=1，发生反应②使减小，发生反应④使增大，则比较小，此时发生的副反应以②为主。升高温度，产物中H2与CO的物质的量之比增大的原因是：升高温度，反应以反应④为主，H2增大幅度大于CO。 【小问3详解】 上述反应机理中，CO2得电子转化为CO和O2-，CH4获得h+提供的电子，生成CO和H2，则表现出氧化性的粒子有CO2、h+。 【小问4详解】 当电解电压为u1V时，CO2在阴极得电子产物与电解质反应生成HCHO，则阴极生成HCHO的电极反应式为CO2+4e-+4H+=HCHO+H2O。 【小问5详解】 当电解电压为u2V时，CO2→HCOOH转移2e-，CO2→HCHO转移4e-，当电解生成的HCOOH和HCHO的物质的量之比为5:6时，可建立等式，m=36，生成HCHO的法拉第效率m为36。 【点睛】书写电极反应式时，需注意电解质的性质。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $