精品解析:上海市第四中学2025-2026学年高二上学期期中化学试题
2025-12-09
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内容正文:
2025学年第一学期高二化学(等级1)期中考试卷
一、化学反应的方向、速率与限度(共26分)
1. 化石燃料的燃烧产生大量的会引发温室效应。汽油(以计)的燃烧反应可表示为:。
(1)对汽油的燃烧反应的分析正确的是______。
A. B. C. D.
一定条件下,和通过Bosch-Meiser工艺是制备路线之一,其原理表示为:。某温度下,向2L的密闭容器中,加入2mol和1mol进行反应。5分钟后,达到化学平衡状态,测得mol。
(2)用表示该反应的速率______mol·L-1·min-1,计算该温度下______。
(3)能判断上述反应已达到化学平衡状态的是______。
A. 氨气的体积分数不再改变 B. 气体的总质量不再改变
C. D.
(4)关于合成氨工业,下列说法正确的是______。
A. 原料气要净化除杂,以免催化剂中毒 B. 为提高转化率,原料气中要过量
C. 合成塔中预装有热交换器,充分利用热量 D. 氨分离器将液化分离,能加快反应速率
近日中科院科研团队研发了一种新型催化剂,可以使加氢制更高效、节能,加氢的原理可表示为:。
若温度为T,该反应的平衡常数,向恒容密闭容器中加入2mol和6mol进行转化。
(5)上述反应达平衡后做出以下调整,既能加快反应速率又能促进平衡正向移动的是______。
A. 移出一部分 B. 改变催化剂类型 C. 充入一定量He D. 压缩容器体积
(6)一段时间后,容器内压强变为起始时,此时的转化率为______。
(7)改变起始的投料比,测得某一时刻体系中各组分均为2mol/L。判断此时是否处于化学平衡状态?若不平衡,请解释原因______。
近期,江南大学实现了利用一步转化为的制备,反应过程可表示为:。在恒容密闭容器中,加入10mol、30mol和催化剂进行转化,反应的部分信息如下:
不使用催化剂
使用催化剂
100
105
98
200
60
55
400
20
15
500
11
0.5
600
5
5
表2 生产1.5mol所需时间
(8)下列关于催化剂的说法中正确的是______。
A. 催化剂不改变单位时间内的产量
B. 催化剂降低了反应的活化能,使反应变得更容易
C. 催化剂不改变反应历程
D. 催化剂能提高容器中活化分子的含量,增大了有效碰撞发生的概率
(9)该反应的正反应为______(填“放”或“吸”)热反应。
(10)处于化学平衡状态的是______(选“B””C”或“D”)。
(11)在前30分钟内的转化率:400℃明显高于500℃。但实际生产时却将温度控制在500℃左右,推测可能的原因______。
(12)化工生产追求“高效率”、“低能耗”、“降成本”,该工艺未来发展趋势是______。
二、聚焦元素氯、硫(共28分)
2. 二氯异氰尿酸钠为白色固体,难溶于冷水,是一种高效、安全的氧化性消毒剂。实验室可用如图所示装置制备(夹持装置已略去)。实验原理为:
(1)写出仪器a的名称:______。
(2)A装置为非加热装置,则装置A中的药品可以选择______。(不定项)
A. B. C. D. 漂白粉
(3)实验后发现装置B中NaOH溶液的利用率较低,AB之间需加除HCl的净化装置如图所示。下图装置中使用Y溶液为______,长颈漏斗的作用______。
(4)根据氯气与NaOH溶液的温度及产物的量随时间变化趋势如下图,分析反应过程中装置B中使用冰水浴的原因______。
(5)向溶液中通气体一段时间,无明显现象,再加溶液,最终得到白色沉淀。关于以上实验说法正确的是______。
A. 体现氧化性 B. 白色沉淀为
C. 最终溶液呈强酸性 D. 若将溶液换成溶液,现象完全一样
(6)向下列溶液中通入过量的,溶液均会褪色。其中能体现漂白性的是______。
A. 高锰酸钾酸性溶液 B. 淀粉碘溶液 C. 氢氧化钠酚酞溶液 D. 品红溶液
(7)煤中掺入一定量的生石灰,能减少煤燃烧排放的,体现具有______。
A. 漂白性 B. 酸性氧化物的性质 C. 氧化性 D. 还原性
(8)冶铜烟气可以作为工业制硫酸的原料。下列说法正确的是______。
A. 500℃左右,转化器中反应的平衡转化率最大
B. 使用以铁为主的催化剂
C. 冶炼烟气在进入转化器之前,必须进行除尘、干燥等净化操作,防止催化剂中毒
D. 压强一般采用20~50MPa
(9)其部分化合物的“价-类”二维图如下图所示,下列说法正确的是______。(不定项)
A. X可与反应生成S B. Y可由S和化合生成
C. Z的水溶液一定呈碱性 D. 不能用浓硫酸干燥
(10)某工厂采用和的混合溶液A吸收废气中的,“吸收”过程中,溶液中和物质的量之比______。
A.变大 B.变小 C.不变
(11)萤石()与浓硫酸共热可制备HF气体,写出该反应方程式:______。该反应中浓硫酸体现了酸性和______。
A.强氧化性 B.难挥发性 C.吸水性 D.脱水性
三、食品添加剂(本题共16分)
3. 食品添加剂是指为改善食品品质而加入食品中的化学物质。常用食品添加剂有抗氧化剂、增味剂、消泡剂、膨松剂、着色剂等。
(1)食品工业中食品添加剂占据重要地位,下列添加剂的使用方式不合理的是______。
A. 高铁麦片中添加铁粉 B. 葡萄酒中添加二氧化硫
C. 水发毛肚中添加甲醛 D. 高钙牛奶中添加碳酸钙
(2)维生素C常用作抗氧化剂,体现了维生素C的______(选填“氧化”或“还原”)性。
(3)小苏打()是一种常用的膨松剂,小苏打属于______。
A.弱电解质 B.碱 C.离子化合物 D.共价化合物
使用时在食材中同时加入______(选填“酸性”或“碱性”)物质效果更佳。
(4)碘酸钾()是一种重要的食品添加剂,可作为食盐中的补碘剂。酸性溶液中与KI反应生成:,若在家中检验某食盐是否含有碘酸钾,填写需要的试剂:家用食盐、干海带(含有KI)、______、______(限选居家生活中常用的物质)。卫生部《食用盐碘含量》标准规定了食用盐产品碘含量的平均水平(以碘离子计)为20mg·kg-1至30mg·kg-1,若测得某200g食盐样品中含0.008g,则该样品碘含量(以碘离子计)为______mg·kg-1(保留一位小数)。
四、工业合成氨
4. 氨是最重要的化学品之一,我国目前氨的生产能力位居世界首位。回答下列问题:
(1)根据如图数据判断的键能为______kJ·mol-1。
A. 654 B. 436 C. 473 D. 946
(2)对于合成氨反应,使用催化剂和不使用催化剂相比,该反应的______。
A.增大 B.减小 C.不变
(3)计算反应的______。
(4)化学家借助太阳能产生的电能和热能,用空气和水作原料成功地合成了氨气。下列说法错误的是______。
A. 该过程中电能转化为了化学能 B. 该过程属于氮的固定
C. 太阳能为可再生资源 D. 断裂键会释放出能量
(5)下列关于合成氨工业的描述中,错误的是______。
A. 可用为原料制取 B. 实际生产中维持氢氮比为2.8∼2.9
C. 合成塔中通过热交换器提高能效 D. 通过溶于水的方法分离产生的
(6)是大气污染物之一,通过化学方法消除污染是当今环境化学研究的热点:NO产生的原因之一是汽车发动机工作时引发和反应,根据表中数据,书写反应的热化学方程式为______。
物质
NO
键能(kJ·mol-1)
954
498
630
(7)科学家利用燃料气体中的甲烷等将氮的氧化物还原为氮气和水,反应机理为:
kJ•mol-1
kJ•mol-1
则甲烷直接将还原为的热化学方程式为______。
五、碳中和,碳达峰(本题共16分)
5. 2021年度中国科学十大进展之一就是人工淀粉合成途径的研究,其关键步骤之一就是利用合成出有机小分子。这将有利于我国实现碳达峰碳中和。
(一)如可与生成:。
(1)将1mol和4mol置于体积为2L的密闭容器中发生反应,测得的物质的量分数与温度的关系如图所示,该反应的平衡常数K随温度升高而______(填“增大”或“减小”)。
(2)下列措施有利于提高反应中的平衡转化率的是______。
A. 使用催化剂 B. 加压 C. 升高温度 D. 增大初始投料比
(二)我国科研人员提出了由和转化为高附加值产品的催化反应历程。该历程示意图如下。
(3)①、②与过渡态三种物质中,最不稳定的是______;①转化为②过程中______(选填“吸收”或“放出”)能量。
(三)反应通过如下步骤来实现:
① ②
上述反应过程中能量变化可用如图表示,
(4)写出反应①平衡常数K的表达式______,其中反应______为慢反应(选A.① B.②)。
(5)对反应②自发性的判断正确的是______,判断依据是______。
A.高温下自发 B.低温下自发 C.始终自发 D.始终不自发
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2025学年第一学期高二化学(等级1)期中考试卷
一、化学反应的方向、速率与限度(共26分)
1. 化石燃料的燃烧产生大量的会引发温室效应。汽油(以计)的燃烧反应可表示为:。
(1)对汽油的燃烧反应的分析正确的是______。
A. B. C. D.
一定条件下,和通过Bosch-Meiser工艺是制备路线之一,其原理表示为:。某温度下,向2L的密闭容器中,加入2mol和1mol进行反应。5分钟后,达到化学平衡状态,测得mol。
(2)用表示该反应的速率______mol·L-1·min-1,计算该温度下______。
(3)能判断上述反应已达到化学平衡状态的是______。
A. 氨气的体积分数不再改变 B. 气体的总质量不再改变
C. D.
(4)关于合成氨工业,下列说法正确的是______。
A. 原料气要净化除杂,以免催化剂中毒 B. 为提高转化率,原料气中要过量
C. 合成塔中预装有热交换器,充分利用热量 D. 氨分离器将液化分离,能加快反应速率
近日中科院科研团队研发了一种新型催化剂,可以使加氢制更高效、节能,加氢的原理可表示为:。
若温度为T,该反应的平衡常数,向恒容密闭容器中加入2mol和6mol进行转化。
(5)上述反应达平衡后做出以下调整,既能加快反应速率又能促进平衡正向移动的是______。
A. 移出一部分 B. 改变催化剂类型 C. 充入一定量He D. 压缩容器体积
(6)一段时间后,容器内压强变为起始时,此时的转化率为______。
(7)改变起始的投料比,测得某一时刻体系中各组分均为2mol/L。判断此时是否处于化学平衡状态?若不平衡,请解释原因______。
近期,江南大学实现了利用一步转化为的制备,反应过程可表示为:。在恒容密闭容器中,加入10mol、30mol和催化剂进行转化,反应的部分信息如下:
不使用催化剂
使用催化剂
100
105
98
200
60
55
400
20
15
500
11
0.5
600
5
5
表2 生产1.5mol所需时间
(8)下列关于催化剂的说法中正确的是______。
A. 催化剂不改变单位时间内的产量
B. 催化剂降低了反应的活化能,使反应变得更容易
C. 催化剂不改变反应历程
D. 催化剂能提高容器中活化分子的含量,增大了有效碰撞发生的概率
(9)该反应的正反应为______(填“放”或“吸”)热反应。
(10)处于化学平衡状态的是______(选“B””C”或“D”)。
(11)在前30分钟内的转化率:400℃明显高于500℃。但实际生产时却将温度控制在500℃左右,推测可能的原因______。
(12)化工生产追求“高效率”、“低能耗”、“降成本”,该工艺未来发展趋势是______。
【答案】(1)D (2) ①. 0.06 ②. 9.4 (3)AB (4)AC (5)D (6)75%
(7)Q== =0.25<K=1,体系将继续正向反应,尚未平衡 (8)BD (9)放 (10)CD
(11)采用 500℃左右,原因是该温度下,催化剂的活性最高
(12)不断研发高效催化剂、优化工艺条件,在“高效率、低能耗、降成本”原则下实现 CO2的高值化利用
【解析】
【小问1详解】
汽油燃烧是放热反应,ΔH<0,ΔS>0,故D正确。
【小问2详解】
设CO2转化的物质的量为x mol,列三段式:
则2-2x=0.8,则x=0.6mol,平衡时:n(NH3)=0.8 mol,n(CO2)=0.4 mol,n(H2O)=0.6 mol;则[NH3]=0.4 mol·L-1,[CO2]=0.2 mol·L-1,[H2O]=0.3 mol·L-1,v(CO2=0.06 mol·L-1·min-1,K==≈9.4。
【小问3详解】
A .反应前后,氨气的体积分数变小,当氨气的体积分数保持不变时,说明反应达到平衡状态,故A正确;
B.反应前后,气体总质量变小, 当气体总质量恒定时,表明达到平衡状态,故B正确;
C. v(NH3)=2v(CO2)不能表示正逆反应速率相等,不能说明反应达到平衡状态,,故C错误;
D. n(CO2)=n(H2O)只是一种配比关系,不能说明反应达到平衡状态,,故D错误;
故选 AB。
【小问4详解】
A .为避免催化剂中毒,原料气要净化除杂,故A正确;
B.N2过量会降低氮气的转化率,故B错误;
C. 合成塔中装有热交换器,充分利用热量,来预热原料气,故C正确;
D.氨分离器将NH3液化分离,能不断移走产物,推动反应向正向进行,但减小生成物浓度,反应速率降低,故D错误;
故答案为AC。
【小问5详解】
A. 移走产物虽可促进平衡正向,但反应速率减小,故A错误;
B .更换催化剂虽加快正、逆反应,但平衡不移动,故B错误;
C.在恒容条件下,充入一定量He,各组分浓度不改变,平衡不移动,反应速率不改变,故C错误;
D.压缩体积,增加总压,有利于平衡正向移动,且反应速率加快,故D正确;
故选 D。
【小问6详解】
若起始 n(CO2)=2 mol,n(H3)=6 mol。设消耗 x mol CO2,则由化学方程式可知,一段时间后,气体的总物质的量变为(8−2x)mol,由可知,,解得x=1.5,CO2的转化率=×100%= 75%。
【小问7详解】
若某一时刻各组分浓度均为2 mol·L-1,Q== =0.25<K=1,体系将继续正向反应,尚未平衡。
【小问8详解】
A.加入催化剂能使同一时段生成更多产物,提高了单位时间内的产量,故A错误;
B. 催化剂能降低活化能,使反应更易进行,故B正确;
C. 催化剂改变了反应历程,降低了反应的活化能,故C错误;
D. 催化剂降低了反应的活化能,提高容器中活化分子的含量,增大了有效碰撞发生的概率,故D正确;
故答案为BD。
【小问9详解】
400℃之后,随着温度升高,CO2的转化率降低,说明平衡逆向移动,则该正反应是放热反应。
【小问10详解】
400℃之前,随着温度升高,相同时间内,CO2的转化率升高,是因为温度升高,化学反应速率增大;400℃之后,随着温度升高,平衡逆向移动,CO2的转化率降低,则处于化学平衡的点是C、D,
【小问11详解】
400℃时反应 30 分钟内转化率较高,但工业上往往采用 500℃左右,原因是该温度下催化剂的活性最高。
【小问12详解】
工业发展的趋势:不断研发高效催化剂、优化工艺条件,在“高效率、低能耗、降成本”原则下实现 CO2的高值化利用。
二、聚焦元素氯、硫(共28分)
2. 二氯异氰尿酸钠为白色固体,难溶于冷水,是一种高效、安全的氧化性消毒剂。实验室可用如图所示装置制备(夹持装置已略去)。实验原理为:
(1)写出仪器a的名称:______。
(2)A装置为非加热装置,则装置A中的药品可以选择______。(不定项)
A. B. C. D. 漂白粉
(3)实验后发现装置B中NaOH溶液的利用率较低,AB之间需加除HCl的净化装置如图所示。下图装置中使用Y溶液为______,长颈漏斗的作用______。
(4)根据氯气与NaOH溶液的温度及产物的量随时间变化趋势如下图,分析反应过程中装置B中使用冰水浴的原因______。
(5)向溶液中通气体一段时间,无明显现象,再加溶液,最终得到白色沉淀。关于以上实验说法正确的是______。
A. 体现氧化性 B. 白色沉淀为
C. 最终溶液呈强酸性 D. 若将溶液换成溶液,现象完全一样
(6)向下列溶液中通入过量的,溶液均会褪色。其中能体现漂白性的是______。
A. 高锰酸钾酸性溶液 B. 淀粉碘溶液 C. 氢氧化钠酚酞溶液 D. 品红溶液
(7)煤中掺入一定量的生石灰,能减少煤燃烧排放的,体现具有______。
A. 漂白性 B. 酸性氧化物的性质 C. 氧化性 D. 还原性
(8)冶铜烟气可以作为工业制硫酸的原料。下列说法正确的是______。
A. 500℃左右,转化器中反应的平衡转化率最大
B. 使用以铁为主的催化剂
C. 冶炼烟气在进入转化器之前,必须进行除尘、干燥等净化操作,防止催化剂中毒
D. 压强一般采用20~50MPa
(9)其部分化合物的“价-类”二维图如下图所示,下列说法正确的是______。(不定项)
A. X可与反应生成S B. Y可由S和化合生成
C. Z的水溶液一定呈碱性 D. 不能用浓硫酸干燥
(10)某工厂采用和的混合溶液A吸收废气中的,“吸收”过程中,溶液中和物质的量之比______。
A.变大 B.变小 C.不变
(11)萤石()与浓硫酸共热可制备HF气体,写出该反应方程式:______。该反应中浓硫酸体现了酸性和______。
A.强氧化性 B.难挥发性 C.吸水性 D.脱水性
【答案】(1)恒压滴液漏斗 (2)AD
(3) ①. 饱和食盐水 ②. 平衡气压
(4)减少生成 NaClO3,增加 NaClO 的产率 (5)C (6)D (7)B (8)C (9)A
(10)B (11) ①. ②. B
【解析】
【分析】装置A中制备氯气,氯气通入装置B中生成NaClO,在装置B中NaClO与C3H3N3O3的吡啶溶液反应制备二氯异氰尿酸钠C3Cl2N3NaO3,装置C是尾气处理装置;
【小问1详解】
仪器a为恒压滴液漏斗。
【小问2详解】
A装置中为固液不加热制取氯气装置,KMnO4与浓盐酸在常温下制备了氯气,MnO2和浓盐酸加热制取氯气,CaCO3与HCl生成CO2,不能生成Cl2,漂白粉有效成分为Ca(ClO)2,Ca(ClO)2与浓盐酸在常温下反应生成氯气,故答案为AD。
【小问3详解】
制备得到的Cl2需通过饱和食盐水除去HCl,因此Y溶液为饱和食盐水,该装置中的长颈漏斗的作用为平衡气压。
【小问4详解】
由图中数据可知,升温会使 Cl2在碱液中进一步生成,而低温更有利于生成 ClO⁻。因此在 B 装置中用冰水浴降温,目的是减少生成 NaClO3,增加 NaClO 的产率。
【小问5详解】
A.SO2与H2O2反应生成,SO2中硫元素化合价升高,体现还原性,A错误;
B.H2O2具有强氧化性,会将SO2氧化为,最终生成的白色沉淀是BaSO4,不会有BaSO3,B错误;
C.SO2被H2O2氧化为HSO4,HSO4与BaCl2反应生成BaSO4沉淀和HCl,最终溶液呈强酸性,C正确;
D.Ba(OH)2溶液中通SO2会先产生BaSO3沉淀,加H2O2后BaSO3被氧化为BaSO4,现象与BaCl2溶液不同,D错误;
故答案为C。
【小问6详解】
高锰酸钾酸性溶液和淀粉碘溶液的褪色体现二氧化硫的还原性,氢氧化钠酚酞溶液褪色体现二氧化硫酸性氧化物的性质,品红溶液褪色体现二氧化硫的漂白性,故答案为D。
【小问7详解】
生石灰为CaO,可与SO2反应生成CaSO3沉淀,减少煤燃烧排放的,体现具有酸性氧化物的性质,故答案为B。
【小问8详解】
冶铜烟气中含有二氧化硫气体,二氧化硫净化后转化为三氧化硫,三氧化硫与水反应制得硫酸。
A.转化器中二氧化硫与氧气反应生成三氧化硫,该反应是放热反应,低温时平衡转化率比较大,500℃左右该反应的平衡转化率不是最大的,A错误;
B.工业上二氧化硫催化氧化生成三氧化硫使用的催化剂通常为,而不是铁为主的催化剂,B错误;
C.冶炼烟气在进入转化器之前,必须进行除尘、干燥等净化操作,防止催化剂中毒,C正确;
D.二氧化硫转化为三氧化硫常压下转化率已经很高,无需高压反应,D错误;
故答案为C。
【小问9详解】
A.X为H2S,与SO2反应生成S,A正确;
B.Y为SO3,S和O2化合得到SO2,B错误;
C.Z为+4价S的钠盐,若为Na2SO3,由于亚硫酸根水解呈碱性,若为NaHSO3溶液,亚硫酸氢根电离程度大于水解程度,因此呈酸性,C错误;
D.浓硫酸与SO2不反应,可用浓硫酸干燥SO2,D错误;
故答案为A。
【小问10详解】
吸收过程中(NH4)2SO3和SO2、H2O反应生成NH4HSO3,反应的化学方程式为SO2+H2O+(NH4)2SO3=2NH4HSO3,随着吸收反应的进行,(NH4)2SO3越来越少,NH4HSO3越来越多,溶液中(NH4)2SO3和NH4HSO3物质的量之比变小,故选B;
【小问11详解】
萤石(CaF2)与浓硫酸共热可发生复分解反应,生成硫酸钙和HF气体,该反应的化学方程式为,该反应为难挥发性酸制取易挥发性酸,故该反应中体现浓硫酸的性质是难挥发性,故选B。
三、食品添加剂(本题共16分)
3. 食品添加剂是指为改善食品品质而加入食品中的化学物质。常用食品添加剂有抗氧化剂、增味剂、消泡剂、膨松剂、着色剂等。
(1)食品工业中食品添加剂占据重要地位,下列添加剂的使用方式不合理的是______。
A. 高铁麦片中添加铁粉 B. 葡萄酒中添加二氧化硫
C. 水发毛肚中添加甲醛 D. 高钙牛奶中添加碳酸钙
(2)维生素C常用作抗氧化剂,体现了维生素C的______(选填“氧化”或“还原”)性。
(3)小苏打()是一种常用的膨松剂,小苏打属于______。
A.弱电解质 B.碱 C.离子化合物 D.共价化合物
使用时在食材中同时加入______(选填“酸性”或“碱性”)物质效果更佳。
(4)碘酸钾()是一种重要的食品添加剂,可作为食盐中的补碘剂。酸性溶液中与KI反应生成:,若在家中检验某食盐是否含有碘酸钾,填写需要的试剂:家用食盐、干海带(含有KI)、______、______(限选居家生活中常用的物质)。卫生部《食用盐碘含量》标准规定了食用盐产品碘含量的平均水平(以碘离子计)为20mg·kg-1至30mg·kg-1,若测得某200g食盐样品中含0.008g,则该样品碘含量(以碘离子计)为______mg·kg-1(保留一位小数)。
【答案】(1)C (2)还原
(3) ①. C ②. 酸性
(4) ①. 食醋(含CH3COOH) ②. 面粉(主要成分为淀粉) ③. 23.7
【解析】
【小问1详解】
A.高铁麦片中含铁粉,食用后铁粉与胃酸反应,生成亚铁离子,可为人体补充铁元素,A正确;
B.二氧化硫具有还原性,葡萄酒中添加二氧化硫可作食品抗氧化剂,B正确;
C.甲醛有毒,不能作为食品添加剂,C错误;
D.高钙牛奶中添加碳酸钙,碳酸钙能与酸反应产生钙离子,为人体补充钙元素,D正确;
故答案为C。
【小问2详解】
维生素C作抗氧化剂,可以将铁离子转化为亚铁离子等,Fe元素的化合价降低,则维生素C中某元素的化合价升高,所以维生素C具有还原性,故答案为:还原。
【小问3详解】
小苏打(NaHCO3)是一种常用的膨松剂,小苏打的水溶液能够导电,故属于电解质,小苏打是由钠离子和碳酸氢根离子构成的,故属于离子化合物,NaHCO3是盐,属于强电解质,NaHCO3能与酸性物质反应放出CO2,故使用时在食材中同时加入酸性物质效果更佳,故答案为:C;酸性。
【小问4详解】
根据题干信息可知,酸性溶液中KIO3与KI反应生成生成:,再结合淀粉溶液遇到I2立即变为蓝色,故若在家中检验某食盐是否含有碘酸钾,填写需要的试剂:家用食盐、干海带(含有KI)、食醋(含CH3COOH)、面粉(主要成分为淀粉),卫生部《食用盐碘含量》标准规定了食用盐产品碘含量的平均水平(以碘离子计)为20mg·kg-1至30mg·kg-1,若测得某200g食盐样品中含0.008g,则该样品碘含量(以碘离子计)为=23.7mg·kg-1,故答案为:食醋(含CH3COOH);面粉(主要成分为淀粉);23.7。
四、工业合成氨
4. 氨是最重要的化学品之一,我国目前氨的生产能力位居世界首位。回答下列问题:
(1)根据如图数据判断的键能为______kJ·mol-1。
A. 654 B. 436 C. 473 D. 946
(2)对于合成氨反应,使用催化剂和不使用催化剂相比,该反应的______。
A.增大 B.减小 C.不变
(3)计算反应的______。
(4)化学家借助太阳能产生的电能和热能,用空气和水作原料成功地合成了氨气。下列说法错误的是______。
A. 该过程中电能转化为了化学能 B. 该过程属于氮的固定
C. 太阳能为可再生资源 D. 断裂键会释放出能量
(5)下列关于合成氨工业的描述中,错误的是______。
A. 可用为原料制取 B. 实际生产中维持氢氮比为2.8∼2.9
C. 合成塔中通过热交换器提高能效 D. 通过溶于水的方法分离产生的
(6)是大气污染物之一,通过化学方法消除污染是当今环境化学研究的热点:NO产生的原因之一是汽车发动机工作时引发和反应,根据表中数据,书写反应的热化学方程式为______。
物质
NO
键能(kJ·mol-1)
954
498
630
(7)科学家利用燃料气体中的甲烷等将氮的氧化物还原为氮气和水,反应机理为:
kJ•mol-1
kJ•mol-1
则甲烷直接将还原为的热化学方程式为______。
【答案】(1)B (2)C
(3) (4)D (5)D
(6)
(7)
【解析】
【小问1详解】
根据图示,mol的H2断键吸收654 kJ的能量,则H-H的键能为 = 436 kJ·mol-1,故选B;
【小问2详解】
取决于反应物总能量和生成物总能量的相对大小,催化剂不改变,故选C;
【小问3详解】
根据图示,断键吸收的总能量为(473+654)kJ,生成成键放出的总能量为(339+397+436)kJ,可知生成放出45kJ能量,反应的;
【小问4详解】
A.太阳能产生的电能,通过电解原理用空气和水作原料合成了氨气,该过程中电能转化为了化学能,A正确;
B.空气中氮气转化为氨气,属于氮的固定,B正确;
C.太阳能为可再生资源,C正确;
D.断裂N≡N键会吸收出能量,D错误;
故选D;
【小问5详解】
A.发生分解反应可以制取,A正确;
B.氢气生成成本较氮气高,为提高氢气的转化率,应提高氮气的比例,实际生产中维持氢氮比为2.8∼2.9,B正确;
C.合成氨为放热反应,合成塔中通过热交换器提高能效促进氨气生成,C正确;
D.氨气易液化,工业生产中通常将氨气液化分离,D错误;
故选D;
【小问6详解】
反应物总键能-生成物总键能=(954+498-630×2) kJ·mol-1=+192kJ·mol-1,反应的热化学方程式为;
【小问7详解】
根据盖斯定律,题中两个热化学方程式相加除以2,可得甲烷直接将还原为的热化学方程式为:。
五、碳中和,碳达峰(本题共16分)
5. 2021年度中国科学十大进展之一就是人工淀粉合成途径的研究,其关键步骤之一就是利用合成出有机小分子。这将有利于我国实现碳达峰碳中和。
(一)如可与生成:。
(1)将1mol和4mol置于体积为2L的密闭容器中发生反应,测得的物质的量分数与温度的关系如图所示,该反应的平衡常数K随温度升高而______(填“增大”或“减小”)。
(2)下列措施有利于提高反应中的平衡转化率的是______。
A. 使用催化剂 B. 加压 C. 升高温度 D. 增大初始投料比
(二)我国科研人员提出了由和转化为高附加值产品的催化反应历程。该历程示意图如下。
(3)①、②与过渡态三种物质中,最不稳定的是______;①转化为②过程中______(选填“吸收”或“放出”)能量。
(三)反应通过如下步骤来实现:
① ②
上述反应过程中能量变化可用如图表示,
(4)写出反应①平衡常数K的表达式______,其中反应______为慢反应(选A.① B.②)。
(5)对反应②自发性的判断正确的是______,判断依据是______。
A.高温下自发 B.低温下自发 C.始终自发 D.始终不自发
【答案】(1)减小 (2)B
(3) ①. 过渡态 ②. 放出
(4) ①. K= ②. A
(5) ①. B ②. 反应②为放热反应,为熵减的反应,则△H<0,△S<0,根据△G=△H-T△S<0,该反应低温自发
【解析】
【小问1详解】
由图可知,达到平衡后升高温度,水的含量减小,平衡逆向移动,则该反应的平衡常数K随温度升高而减小;
【小问2详解】
A.催化剂加快反应速率,但是不改变平衡转化率,故A错误;
B.反应为气体分子数减小的反应,加压平衡正向移动,二氧化碳转化率增大,故B正确;
C.由(1)分析可知,升高温度,平衡逆向移动,二氧化碳转化率减小,故C错误;
D.增加二氧化碳投料,可促进氢气转化,但是二氧化碳自身转化率下降,故D错误;
答案选B;
【小问3详解】
反应过程中过渡态能量较高,不稳定,故①、②与过滤态三种物质中,最不稳定的是过滤态;①转化为②过程中生成物能量更低,故为放出能量的过程;
【小问4详解】
化学平衡常数等于生成的浓度幂之积比反应物浓度幂之积,故反应①平衡常数K的表达式为K=;
根据图中能量及活化能关系可知,因活化能越大,反应越慢,则反应①的活化能大于反应②,反应①为慢反应,答案为A;
【小问5详解】
根据图中能量关系可知,反应②为放热反应,为熵减的反应,则△H<0,△S<0,根据△G=△H-T△S<0,该反应低温自发,答案为B。
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