内容正文:
南平市2025-2026学年第一学期高二期末质量检测
化学试题
一、选择题:本题共10小题,每小题4分,共40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.化学原理与生活、生产和环境密切相关。下列叙述错误的是
A.草木灰可用作肥田,同时降低土壤的酸性
B.将煤气中毒病人送入高压氧舱医治,可提高血氧含量
C.食品中添加适量的防腐剂,可减缓食物被氧化的速率
D.贵金属作催化剂可有效去除汽车尾气中有害气体,提高平衡转化率
2.在劳动中感悟化学反应原理。下列对劳动项目涉及的相关化学知识表述正确的是
选项
劳动项目
化学知识
A
用碳酸钠转化锅炉水垢中的硫酸钙
CaS04(s)+CO (ag)=CaCO3(s)+SO (aq)
B
用热纯碱溶液洗涤厨房餐具
C03+2H0=HC03+20H
用泡沫灭火器灭火
2A1++3C0+3H0=2A1(OH)3↓+
3C02↑
D
用铁粉、碳粉、食盐等材料自制保暖贴
2Fe+3H0=Fe203+3H2↑
A.A
B.B
C.C
D.D
3.NH4ClO4是火箭固体燃料的氧载体,与碳反应的化学方程式为NH4ClO4+2C一NH↑+
2CO↑+HCI个。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列有关说法正确的是
A.1L0.1mol·L1的NH4ClO4溶液中,NH数日为0.1Na
B.22.4LNH3中,质子数目为10Na
C.生成2.2gCO2时,转移电子数目为0.2NA
D.1LpH=2的盐酸中HC1分子数目为0.01NA
4.下列实验(部分夹持装置略去)不能达到目的是
温度计
铁搅拌器
一coE影+
饱和NaCl溶液
内筒
杯盖
隔热层
铁
自石
冷水
模拟海水墨
外壳
要
高二化学试题第1页(共6页)
A.测定中和热
B.外加电流阴极保护
C.模拟侯氏制碱
D.准确量取一定
法保护铁
体积MnO4溶液
A.A
B.B
C.C
D.D
5.从废旧CPU(主要含Au、Ag、Cu等金属)中回收重金属的一种工艺流程如下:
硫酸、H02
硝酸
王水
NaHSO3
废旧CPU→浸取I
浸取Ⅱ
→浸取Ⅲ
还原
Au
浸出液1
浸出液2→Ag浸渣
己知:王水与Au反应方程式为Au+4HCI+NO3=HAuCI4+NO个+2HO
下列说法错误的是
A.“浸出液1”中含有的金属离子主要是Cu+
B.电解“浸出液2”时,阴极反应式有Ag+e=Ag
C.“浸取Ⅲ”时,使用浓硝酸与Nacl固体不能达到目的
D.“还原”时,有可循环利用的产物
6.CO和HC0对维持海水pH的稳定有重要作用。常温下,HC03的Ka1=4.2×10~7,
K2=5.6×1011。现有浓度均为0.1mol·L-1NaC03和NaHC03混合溶液。下列有关该溶
液或海水说法正确的是
A.相较于冬天,夏天海水的pH更小
B.溶液中cNa)>c(CO)>c(OH)>cHCO)>cH)
C.溶液中cNa)+cH)=c(OH)+c(HCO3)+2c(CO)
D.溶液中3cNa)=2[cHCO)+cHC0)+c(CO]
7.一种Zn一NO?电池可实现常温下Cui双催化电极高选择性合成氨,其工作原理如图所
示。下列说法错误的是
A.使用CNi双催化电极可降低反应的活化能
NO
Zn
B.电池工作时,K向a极移动
C.a电极反应式为NO+HO+8e=NH↑+9OH
NH,[Zn(OH).]
D.该电池工作一段时间后,电池内溶液的pH增大
KNO,、KOH溶液
8.按1molN2、3molH2投料发生反应N(g)+3H(g)≥2NH3(g)△H=-92.4 kJ mol1。
测得不同温度下平衡时H3的体积分数与压强关
100
系如图所示。K,是以分压表示的平衡常数,分压=
o
b(30.90)
总压×体积分数,下列说法正确的是
60
a(8.65)
t(60,65)
A.平衡常数:K=<Kc
40
高二化学试题第2页(共6页感20
20
4060
80100
压强/MPa
B.B点N2的转化率约为94.7%
C.a、b两点气体平均摩尔质量:a>b
D.Ka:K⊙=7.5
9.SOC12是一种重要的化工原料,工业上可用S0(g)+Cl2(g)一SO2Cl2(g)制得。己知:
v正=k正c(SO)·C(Cl),v速=k运c(SO2Cl),kE、k逆分别为正、逆反应速率常数。在1L
固定容器中,不同温度下从正向或逆向开始反应,测得速率常数及t时刻浓度数据如表。
实验
温度
浓度(mol·L-1)
k正
k逆
序号
()
SO2
Cl2
SO2Cl2
(L·mo厂1·s1)
(s1)
I
T
0.10
0.10
0.04
1.0×103
2.5×104
II
T2
0.11
0.11
0.03
2.0×103
1.44×103
下列说法正确的是
A.实验I中,t时刻v正=1.0×103mol·L1·s-1
B.活化能:正反应>逆反应
C.t时刻实验Ⅱ中的反应逆向进行
D.若实验I改为恒压条件,则平衡时SOC2体积分数较恒容的小
10.常温下,用浓度为0.0200mol·L-1的NaOH标准溶液滴定浓度均为0.0200mol·L-1
的HCI和HA(K=1.0×1048)混合溶液,滴定过程中溶液的pH川W=,aO
以混酸溶液)」
的变化曲线如图所示。下列说法错误的是
PH
A.a点纵坐标约为3.4
7
d
B.b点:cNa)>2c(A)+cHA)
:c
5
C.当pH=4.8时,cHA)=c(A)>cNa)
3
D.当n=2.0时,溶液最有可能对应图中e点位置
0.5
1.01.52.07
二、非选择题:本题共4小题,共60分。
11.(14分)某化学兴趣小组用自制CH4一O2燃料电池模拟海水淡化,并电解刻蚀电路板
后的废液回收金属铜。工作原理如图所示,ā、b、c均为石墨电极。请回答下列问题:
CH.
出口2*5
食盐
酸性
溶液
隔膜1隔膜2
稀NaOH FeCl,.和CuCl,溶液
溶液
(1)a电极为
极(填“正”或“负”),隔膜1为离子交换膜(填“阴”或“阳”):
(2)b电极反应式为
一;外电路转移0.1mol电子时,理论上食盐水中NaCl最多减少
g;
(3)c电极发生
反应(填“氧化”或“还原”),检验该电极产物的试剂为
(4)Cu电极反应式为
一一;回收1.28g铜时,理论上外电路中转移电子
mol。
12.(14分)钕铁硼磁体是重要的半导体材料,可从其生产过程的废料中回收稀土元素钕
Nd、镝Dy)。实验室一种模拟回收工艺流程如下:
H2C204
盐酸
萃取剂
铁
NdCl-→沉钕
+焙烧②→NdO3
→溶液
废
焙烧①→酸浸
→操作1
→…→Dy303
含铁浸渣
+有机相→DC。
溶液
反萃取剂
己知:①K[Nd(C204)3]=2.7×1021,K1H2C04)=5.9×10-2,K2HC04)=6.4×106:
②溶液中某离子浓度≤1×105mol·L1认为已沉淀完全。
(1)“焙烧①”可将样品转化为对应氧化物,
100
1008
90型
焙烧温度与稀土浸出率、铁氧化率、铁浸
90
悬稀土浸出率
80
出选择性(铁浸出率占总稀土金属浸出率
·铁氧化率
70
比值)关系如图所示,则Nd焙烧适宜温
经70
十经程
60
50
度为
40
60
30
(2)“酸浸”时,提高浸取速率的措施
500
600700800900
焙烧温度/℃
有
(任写一种)。
(3)“操作1”用到的玻璃仪器有
,其原理为Dy升+3HA)2=Dy2HA)3+3H,
则反萃取剂应选择
(写试剂名称)。
(4)“沉钕”生成Nd(C2O4)游的离子方程式为__;当Nd3+恰好完全沉淀时,CO?的
浓度为mol·L-1。
(5)“焙烧②”步骤中,Nd(CO4)3和O2的物质的量之比为
13.(16分)某化学兴趣小组探究亚硫酸钠与铜盐在水溶液中的反应。
2mL
【实验I】lmL0.2mol·L
0.2molL1之橙色沉淀
4min→白色沉淀
CuCl
xCuSO3yCuSO3ZH2O
CuCl
Na2SO3
X<y
2mL
一段时间
【实验IⅡ】1mL0.2mol·L-1
amol·L1+
橙色沉淀
→橙色沉淀
Na2SO3
CuSO4
xCuSO3yCu2SO3ZH2O
X<y
高二化学试题第4页(共6页)
(1)NaSO3溶液呈减性的原因为(用离子方程式表示):
实验I中4min后上层清液中的阴离子主要有
一-一
实验IⅡ中a=_。
(2)橙色沉淀为Cu+、Ct与SO形成的共沉淀(CuSO3绿色,Cu2SO3红色),实验
Ⅰ中橙色沉淀能转化为白色沉淀,从平衡移动的角度解释原因
0
(3)进一步探究氯化亚铜的性质实验过程如下:
浓NHH,O
静置一段时间
CuC1(白色)
ū
→[CuNH)广(无色)
[CuNH)]2+(蓝色)
y
①已知:CuCl(s)=Cut(aq)+C(aq),Kp;
Cu+2NH3H2O [Cu(NH)2]++2H20,Ki;
“步骤I”的离子方程式为CuCI+2NHHO一[Cu个NH)]++2HO+CI,该反应
的平衡常数K=(用含K、K的代数式表示)。
②“步骤IV”的离子方程式为一。
(4)测定CuCI的纯度。
①称取制备的0.3000gCuC1样品,迅速加入装有足量三氯化铁溶液的锥形瓶中不断摇动,
待样品溶解后加适量蒸馏水和2滴邻菲啰啉一硫酸亚铁指示液,用0.1000olL1
Ce(SO4)2标准溶液滴定至终点,消耗Ce(SO4)2溶液的平均体积为25.00mL。已知:CuCl
+Fe3+一Cu2++Fe2++CI,Fe++Ce4+=Fe3++Ce3t。样品中CuCl的纯度是
(保留两位有效数字)。
②下列操作中,会导致测得CC1纯度偏大的是
(填标号)
.滴定前滴定管尖嘴有气泡,滴定后消失b.锥形瓶用蒸馏水洗净后直接装待测液
c.读数时,滴定前仰视,滴定后俯视
d.未用标准Ce(SO4)2溶液润洗滴定管
14.(16分)工业上利用C02催化合成甲醇,假设体系中只发生反应i和iⅱ。
i.CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)AH1=-50kJ.mol-
ii.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)H2=+41 kJ.mol
(1)CO(g)+2H(g)=CH3OH(g)△H=kJ·mol1:
反应i在(填“高温”“低温”或“任意温度”)下一定可以自发进行。
(2)按n(C0):nH)=1:3进料,在压强P1或P2下反应,测得C02的平衡转化率(a-C02)、
甲醇的选择性(G-CH;OH)随温度变化如图所示(己知甲醇选择性y-CHOH=
高二化学试题第5页(共6页)
m生成cH30H×100%)。
n(消耗CO2)
100
S-
CH,OH
…P
P
70
a-Co
50
(260,30
(e度不街头
30
10
150
200
260
300
350
400
温度/℃
①在一定温度下,不能作为反应达到平衡状态的标志是
(填标号)。
a.气体总物质的量不再发生改变
b.气体密度不再发生改变
c.3v正(C02)=v逆(H)
d.c(CO):cH)不再改变
②压强P1P2(填“>”
或“<”),工业生产时选用260℃,而不选用150℃
的原因为一,C0?的平衡转化率在300℃后变大的原因为
0
③260℃,在P2压强下达到平衡时,体系中气体物质的量为起始的90%,生成甲醇
的选择性为
_,反应iⅱ的逆反应CO(g)+HO(g)一C0(g)+H(g)平衡常
数K=(保留一位小数)。
高二化学试题第6页(共6页)
南平市2025-2026学年第一学期高二期末质量检测
化学试题命题意图及解析
一、选择题:本题共10小题,每小题4分,共40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.化学原理与生活、生产和环境密切相关。下列叙述错误的是
A.草木灰可用作肥田,同时降低土壤的酸性
B.将煤气中毒病人送入高压氧舱医治,可提高血氧含量
C.食品中添加适量的防腐剂,可减缓食物被氧化的速率
D.贵金属作催化剂可有效去除汽车尾气中有害气体,提高平衡转化率
【参考答案】D
【命题意图】
本题以“肥田”、“救治煤气中毒病人”、“食品防腐剂”和“去除汽车尾气”等生活、
生产和环境中的问题作为试题情境,考查水解原理、平衡移动原理、化学反应速率等知识的
理解和应用情况。考查“变化观念与平衡思想”、“证据推理与模型”认知等化学学科核心
素养,培养解决真实问题的综合能力,体现化学在生活以及工业生产中的应用价值。
【试题解析】
A.草木灰的主要成分为KCO3,可用作钾肥,水解呈碱性可降低土壤的酸性,故A正确:
B.人体缺氧导致CO中毒,放入高压氧舱,使O2浓度大于CO,可使平衡Hb(CO)+O2
一Hb(O)+CO右移,促进CO与Hb解离,加速CO从体内排出,提高Hb(O)浓度,故B
正确:
C.食品中添加适量的防腐剂,可减缓食物被氧化的速率,故C正确:
D.催化剂只能加快反应速率,使反应更快达到平衡,但不改变平衡转化率,故D错误:
2.在劳动中感悟化学反应原理。下列对劳动项目涉及的相关化学知识表述正确的是
选项
劳动项目
化学知识
A
用碳酸钠转化锅炉水垢中的硫酸钙
CaSO4(s)+CO(ag)-CaCO3(s)+SO (aq)
B
用热纯碱溶液洗涤厨房餐具
C0号+2H0=HC03+20H
用泡沫灭火器灭火
2A1++3C0+3H0=2A1(OH)3+
3C02↑
D
用铁粉、碳粉、食盐等材料自制保暖贴
2Fe+3H0=Fe203+3H2↑
高二化学试题第7页(共6页)
A.A
B.B
C.C
D.D
【参考答案】A
【命题意图】
本题以劳动教育为试题情境,主要考查学生原电池、水解原理和沉淀转化原理应用和理
解,并用规范化学用语进行表达。考查“宏观辨识与微观探析”、“证据推理与模型认知”等
化学学科核心素养,体现化学在生活以及工业生产中的应用价值。本题将劳动教育融入化学试
题,旨在超越单纯的知识记忆与技能训练,深化学科知识与劳动理解的统一,培养关键劳动
素养与品格,提升解决真实问题的综合能力。
【试题解析】
A.用碳酸钠溶液浸泡锅炉水垢中的硫酸钙,将微溶的硫酸钙转化成难溶的碳酸钙沉淀,
故A正确;
B.C0分步水解:C0+H0=HCO3+OH,HC03+H0=H2CO3+OH,
加热促进水解,溶液的碱性增强,去油污效果增强,故B错误;
C.泡沫灭火器的灭火原理是碳酸氢钠和硫酸铝溶液发生双水解,反应的离子方程式为:
A1++3HCO3=Al(OH)3N+3CO↑,故C错误;
D.自制保暖贴是利用铁的吸氧腐蚀过程放热,其反应原理为:F(OH)2:2Fe+O2+2HO
=2Fe(OH)2,4Fe(OH)2+O2+2H0=4Fe(OH)3,2Fe(OH)3=Fe2O3·(3-n)H0+H0,
故D错误。
3.NH4C1O4是火箭固体燃料的氧载体,与碳反应的化学方程式为NH4C1O4+2C一NH3个+
2CO↑+HCI个。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列有关说法正确的是
A.1L0.1mol·L-1的NH4ClO4溶液中,NH4数日为0.1WA
B.22.4LNH3中,质子数日为10NA
C.生成2.2gCO2时,转移电子数目为0.2NA
D.1LpH=2的盐酸中HC1分子数目为0.01NA
【参考答案】C
【命题意图】
本题以火箭固体燃料的氧载体H4CO4与碳的反应为试题情境,主要考查考生基于物质
的量认识物质组成及其化学变化,考查知识包括物质的量的计算,氧化还原反应理论,电解
质的电离,体会定量研究对化学科学的重要作用,侧重考查考生的理解与辨析能力、分析与
推理能力,突出考查考生面对陌生情境、模型设问时所呈现的学科能力。
【试题解析】
A.NH4会水解,溶液中NH4的数目小于0.1NA,故A错误;
高二化学试题第8页(共6页)
B.未指明标准状况,无法计算NH3的物质的量,故B错误;
C.2.2gCO2的物质的量为0.05mol,根据关系式2C02~8e可计算反应转移电子为0.2NA,
故C正确:
D.HC1是强电解质在水中完全电离,盐酸中无HCI分子,故D错误。
4.下列实验(部分夹持装置略去)不能达到目的是
温度计
铁搅拌器
L+
向®中
饱和NaCI溶液
内筒
杯盖
隔热层
铁
石
冷水
模拟海水墨
外壳
A.测定中和热
B.外加电流阴极保护
C.模拟侯氏制碱
D.准确量取一定
法保护铁
体积KMnO4溶液
A.A
B.B
C.C
D.D
【参考答案】A
【命题意图】
本题通过四个基础实验操作图示,考查学生对常见仪器使用及实验原理的掌握情况。试
题聚焦中和热测定、电化学保护法、侯氏制碱法与滴定操作规范等核心实验技能,旨在辨识
学生对操作细节与实验目的匹配性的判断能力,强化学生科学探究的严谨态度,考查考生“宏
观辨识与微观探析”“证据推理与模型认知”等化学学科核心素养。
【试题解析】
A.铁搅拌器导热性强,会导致热量散失,测定不准,A错误
B.外加电流阴极保护法保护铁,应该把铁连接电源的负极,铁做阴极被保护,B正确
C.NH3极易溶于水,不能插到液面下,C正确
D.KMnO4溶液强氧化性,应该用酸式滴定管,D正确
5.从废旧CPU(主要含Au、Ag、Cu等金属)中回收重金属的一种工艺流程如下:
硫酸、HO2
硝酸
王水
NaHSO3
废旧CPU→浸取I
浸取Ⅱ
→浸取Ⅲ
→还原
Au
浸出液1
浸出液2→Ag
浸渣
己知:王水与Au反应方程式为Au+4HC1+NO3=HAuCI4+NO个+2HO
下列说法错误的是
A.“浸出液1”中含有的金属离子主要是Cu+
高二化学试题第9页(共6页)
B.电解“浸出液2”时,阴极反应式有Ag*+e=Ag
C.“浸取Ⅲ”时,使用浓硝酸与NaCl固体不能达到目的
D.“还原”时,有可循环利用的产物
【参考答案】C
【命题意图】
本题以从废旧CPU中回收重金属的一种工艺流程为试题情境,运用所学的化学知识
和方法解决实际生产中的化学问题。考查内容包括:Cu、Ag和Au等单质化合物的性质、
氧化还原反应、电解、物质循环等。主要考查考生对工艺流程信息的获取与加工、分析与
推理能力,理解与辨析能力:考查了“宏观辨识与微观探析”“变化观念与平衡思想”“证
据推理与模型认知”等化学学科核心素养,引导考生践行“绿色化学”观念。
【试题解析】
A.“浸取I”时加入HO2是作为氧化剂溶解Cu,而Ag、Au难以溶解,“浸取液
I”含有的金属阳离子是Cu+。A正确。
B.“浸取Ⅱ”时加入硝酸可溶解Ag,而A难以溶解,“浸取液II”含有的金属阳
离子主要为Ag,电解“浸取液Ⅱ”时有Ag*在阴极放电析出Ag。B正确。
C.根据已知信息“浸取Ⅲ”的原理是浓硝酸做氧化剂,浓盐酸提供C形成配离子,
将浓盐酸替换为固体NaCI也可提供CI达到目的。C错误。
D.“还原”时H$O3做还原剂被氧化为SO,溶液为酸性,故有产物硫酸可在“浸
取I”中循环使用。D正确。
6.CO和HCO3对维持海水pH的稳定有重要作用。常温下,HC03的K1=4.2×107,
K2=5.6×1011。现有浓度均为0.1mol·L-1Na2CO3和NaHC03混合溶液。下列有关该溶
液或海水说法正确的是
A.相较于冬天,夏天海水的pH更小
B.溶液中cNa)>c(CO3)>c(OH)>cHCO)>cH)
C.溶液中cNa)+cH)=c(OH)+cHCO3)+2c(CO)
D.溶液中3CNa+)=2[cHCO)+cHCO)+c(CO)]
【参考答案】C
【命题意图】
本题以海水和NaCO3和NaHCO3混合溶液为背景,综合考查弱电解质的电离平衡、盐
类的水解、溶液中的三大守恒关系(电荷、物料、质子)及离子浓度大小比较。试题通过设
置易混淆的守恒式与浓度排序,重点评价学生对电离平衡和水解平衡原理的深度理解及定量
高二化学试题第1页(共6页)
分析能力,辨识其对溶液体系中微观粒子行为的准确判断,考查考生“宏观辨识与微观探析”
“变化观念与平衡思想”“证据推理与模型认知”等化学学科核心素养。
【试题解析】
A.相较于冬天,夏天海水的温度更高,CO的水解程度更大,pH更大,A错误
B.NaHCO3溶液中,HCO3的水解程度大于电离程度(K2>K=Kw/Ka1),NaHCO3溶
液显碱性,所以NaCO3和NaHCO3混合溶液显碱性。又因为CO?的水解程度大于HCO3,
所以溶液中离子浓度大小应该是c个Na+)>c(HCO3)>c(CO)>c(OH门>cH),B错误
C.电荷守恒,C正确
D.物料守恒,2cNa+)=3[c(HCO)+cHCO)+c(CO)〗,D错误
7.一种Zn一NO?电池可实现常温下CuNi双催化电极高选择性合成氨,其工作原理如图所
示。下列说法错误的是
a
A.使用CNi双催化电极可降低反应的活化能
NO
Zn
B.电池工作时,K向a极移动
C.a电极反应式为NO3+6HO+8e=NH个+9OH
NH,[Zn(OH),]
D.该电池工作一段时间后,电池内溶液的pH增大
KNO,、KOH溶液
【参考答案】D
【命题意图】
本题以大连化学物理研究所研究团队发表在《美国化学会志》(Journal of the American
Chemical Society)的双原子催化剂高选择性电催化合成氨为试题情境,引导考生关注化学对
推动人类科技发展的作用。本题考查考生对原电池工作原理、电极方程式、离子浓度变化等
知识的理解和综合运用,对微粒观、转化观等化学基础观念的理解和掌握情况,以及信息获
取和加工能力、分析与推理能力。本题侧重考查考生的“宏观辨识与微观探析”“变化观念
与平衡思想”“证据推理与模型认知”“科学态度与社会责任”等化学学科核心素养,充分
体现了化学学科在增强民族自信、厚植家国情怀方面的育人功能,以及引导考生关注并参与
构建人类命运共同体的核心价值。
【试题解析】
A.根据题干信息合成氨电极为催化电极,即a电极为CuNi双催化电极,催化剂参与
电极反应,可降低反应的活化能,故A正确;
B.根据a极发生还原反应为正极,b极发生氧化反应为负极,K向正极移动,故B正
确:
C.ā电极催化合成氨,溶液呈碱性,则该电极反应式为NO+6HO+6e=NH↑+9OH,
故C正确:
高二化学试题第1页(共6页)
D.b电极电极反应为Zn+4OH-2e=[Zn(OD4]2-,电池总反应为4Zn+NO3+7OH
+6HO=4[Zn(OH)4]P+NH↑,电池工作一段时间后c(OH)浓度减小,pH减小,故D错误。
8.按1nolN、3molH投料发生反应N2(g)+3H2(g)≥2NH3(g)△H=-92.4 kJ mol广1。
测得不同温度下平衡时H3的体积分数与压强关
100
系如图所示。K,是以分压表示的平衡常数,分压=
b(30.90
超
总压×体积分数,下列说法正确的是
60
a(8,65)
c(60,65)
A.平衡常数:K=K<Kc
40
B.B点N2的转化率约为94.7%
感
20
C.a、b两点气体平均摩尔质量:a>b
204060
80100
压强MPa
D.Kxa)Kp(c)=7.5
【参考答案】B
【命题意图】
本题图像素材改编至教材第二章第4节《化学反应条件的优化一一工业合成氨》,以
真实的工业合成氨为情境载体,以综合性的信息图像为工具,以化学平衡核心理论为骨架,
构建一个多维度、深层次的考查平台。通过对体系中氨气平衡体积分数与温度、压强的图
像分析,从多个方面进行考查。涉及平衡常数的比较、平衡转化率的求算、平均摩尔质量
的比较、分压表示平衡常数的判断等知识。其目的在于:(1)检验学生对化学反应基本
原理的深层理解,(2)评估学生从复杂、非文本信息(图像)中有效提取、加工和整合
关键信息的能力。(3)考查学生将多个化学概念和规律进行关联、综合运用的高阶思维
能力。
【试题解析】
该反应为放热反应,在相同压强下,随着温度升高平衡逆向移动,平衡时氨气的体
积分数降低,故根据图像可判断点、b所在曲线温度低于点c所在曲线。
A.平衡常数只与温度有关,该反应为放热反应,随温度升高平衡常数降低。点a、b、
c对应温度a=b<c,所以K=Kb>Kc。A错误。
B.设b点时N2转化了xmol,利用三段式列式如下:
N2(g)+3H(g)≥2NH3(g)
起始mol
1
3
0
转化mol
3x
2x
平衡nol
1-x
3-3x
2x
由图可知平衡时b点N:体积分数为906,则=906,解得×号
所以b
高二化学试题第1:页(共6页)
点N的转化率=号9476。B正确。
C.合成氨为气体系数减小的反应,增大压强平衡正向移动,压强:<b点,则气体
总物质的量:a>b,气体平均摩尔质量:a<b。C错误。
D.因起始投料相同,平衡时a、c两点氨气的体积分数相同,则平衡时a、c两点各
气体体积分数均相同,所以有:
[o(NH:)p(a)]2
1
k.(a)
[pN)p(a[pH)pa-p(a=8=56.25。D错误。
k(c)
[(NH3)p(c)]
1
[(N2)p(c)]I(H2)p(c)]3 p2(c)
603
9.S02Cl2是一种重要的化工原料,工业上可用SO2(g)+Cl2(g)三SO2Cl2(g)制得。己知:
v正=k正c(SO)·c(C),v逆=k逆c(SOCl),k正、k逆分别为正、逆反应速率常数。在1L
固定容器中,不同温度下从正向或逆向开始反应,测得速率常数及t时刻浓度数据如表。
实验
温度
浓度(mol·L-l)
k正
k逆
序号
(
SO2
Cl2
SO2C12
(L·mor1·s1)
(s1)
I
T
0.10
0.10
0.04
1.0×103
2.5×10-4
II
T2
0.11
0.11
0.03
2.0×103
1.44×103
下列说法正确的是
A.实验I中,t时刻v正=1.0×10-3mol·L-1·s1
B.活化能:正反应>逆反应
C.t时刻实验Ⅱ中的反应逆向进行
D.若实验I改为恒压条件,则平衡时SOC2体积分数较恒容的小
【参考答案】C
【命题意图】
本题根据基元反应的速率方程,考查平衡常数与速率常数的关系。区分瞬时速率与平均
速率。根据Q与K的关系判断平衡,理解正反应活化能与逆反应活化能与△H的关系。涉
及平衡常数与温度的大小关系,平衡常数与速率常数的关系,活化能与△H的关系。平衡
与温度及压强的关系。考查学生对概念理解、应用的水平,多个化学概念和规律进行关联、
综合运用的能力。
【试题解析】
高二化学试题第1:页(共6页)
根据温度升高,速率常数增大,可知温度T<T,根据平衡时生=,可求K=是:
K正
温度T1下K=4,温度T2下K=2/1.44=1.4。即温度升高,平衡常数减小,该反应正
向为放热反应。
A.实验I中,t时刻v正=k正c(S0)℃(C12)=1.0×1030.1×0.1=1.0×10-5molL1s1,
A错误;
B.该反应正向为放热反应,所以活化能:正反应<逆反应,B错误:
C.温度T2>T1,反应速率更快,所以实验Ⅱ是从逆向建立平衡的,此时Q>K,
反应逆向进行,C正确。代入数据计算此时的y正与V逆也可作出判断。
D.实验I为从正向建立平衡过程,正向为气体分子数减小的反应,恒容反应过程,
反应压强减小,改为恒压条件,随反应进行,容器体积减小,相当于增大压强,则平衡时
SOC2体积分数较恒容的大。D错误。
10.常温下,用浓度为0.0200mol·L1的NaOH标准溶液滴定浓度均为0.0200mol·L-1
的HC1和HA(K=1.0×1048)混合溶液,滴定过程中溶液的pH=aO
(混酸溶液)
的变化曲线如图所示。下列说法错误的是
A.a点纵坐标约为3.4
e
d
B.b点:cNa)>2c(A)+cHA)
c
C.当pH=4.8时,cA)=c(A)>cNa)
3
D.当n=2.0时,溶液最有可能对应图中e点位置
0
0.51.01.52.0
【参考答案】B
【命题意图】
本题是对“水溶液中的离子反应与平衡”的高阶认识,多种电解质先发生反应后再建立平衡。
从另一个角度考查分布系数6与pH的变化关系。考查考生对酸碱平衡的理解、平衡常数的
计算、溶液中离子浓度的变化以及相互之间关系。本题从定性、定量关系,综合考查考生对图像
信息的获取与加工能力、综合运用的分析与推理能力。
【试题解析】
A.a点反应的终点为等浓度(0.0100molL1)的NaCl和HA,在此基础上建立HA
的电离平衡,可计算出溶液H约为3.4,A正确:
B.b点根据加入的NaOH溶液的体积关系,可知反应的终点为cNa)、c(C)与c(A)
+cHA)的关系为1.5:1:1,在此基础上建立平衡,c(C)=c(A)+cHA),又因为b点溶
液呈酸性,HA电离程度>A的水解程度,c(A)>0.5c(CI,所以cNa)=1.5c(C1)=c(A)
+cHA)+0.5c(CI),所以cNa)<2c(A)+cHA),B错误;
高二化学试题第1.页(共6页)
C.当pH=4.8时,根据HA的K=1.0×1048,可知cHA)=c(A),根据B选项的解析
可知,当n=1.5时,c(A)>cHA),而cNa)=1.5[c(A)+cHA)],所以加入的NaOH
体积应更少些(n<1.5),即cNa)<1.5[c(A)+cHA小,即cHA)=cA)>cNa,
C正确;
D.当n=2.0时,溶液的终点物质为NaCl和NaA,NaA水解溶液为碱性,所以最有
可能对应图中e点位置,D正确。
二、非选择题:本题共4小题,共60分。
11.(14分)某化学兴趣小组用自制CH4一O2燃料电池模拟海水淡化,并电解刻蚀电路板
后的废液回收金属铜。工作原理如图所示,、b、c均为石墨电极。请回答下列问题:
CH,
出口2
食
盐水
酸性
溶液
隔膜1隔膜2
稀NaOH FeCl,.和CuCl,溶液
溶液
(1)a电极为
极(填“正”或“负”),隔膜1为
离子交换膜(填“阴”或“阳”):
(2)b电极反应式为
;外电路转移0.lmol电子时,理论上食盐水中NaCl最多减少
E:
(3)c电极发生
反应(填“氧化”或“还原”),检验该电极产物的试剂为
(4)Cu电极反应式为
;回收1.28g铜时,理论上外电路中转移电子
mol
【参考答案】
(1)负阴
(2)02+4e+2H0=40H5.85
(3)氧化(湿润的)淀粉碘化钾试纸
(4)Cu2++2e=Cu0.04
【命题意图】
本题以甲烷酸性燃料电池模拟海水淡化,同时电解刻蚀电路板后的废液回收金属铜为试
题情境,侧重考查燃料电池和电解池的工作原理的理解、掌握和运用情况,体现化学科学在
获取新物质、能量转化、变废为宝、践行绿色观方面的学科价值。本题考查的知识点包括燃
料电池和电解的工作原理、电极方程式的书写、隔膜的判断、气体检验、物质的量计算等知
识的理解和综合运用,对微粒观、转化观、守恒观等化学基础观念的理解和掌握情况,以及
信息获取和加工能力、分析与推理能力。本题侧重考查考生的“宏观辨识与微观探析”“变
化观念与平衡思想”“证据推理与模型认知”“科学态度与社会责任”等化学学科核心素养,
高二化学试题第1页(共6页)
充分体现了化学学科在生产生活中的指导价值,引导考生践行绿色发展理念。
【试题解析】
(1)根据题干为甲烷一O2燃料电池,a极为负极,发生电极反应CH4+2H0-8e=C02
+8H,b极为正极,发生电极反应O2+4H+4e=2H0,Na和C分别通过阳离子交换
膜和阴离子交换膜进入正极区和负极区,实现模拟海水淡化,则隔膜1和2分别为阴离子交
换膜和阳离子交换膜。c极和Cu电极分别连接燃料电池的正极和负极,即c极为电解池的阳
极,C1电极为阴极,从而实现废液中金属铜的回收。
(2)b电极的电极反应式02+4H++4e=2H0,当外电路转移0.1ol电子时,理论上
各有0.1 nol Na+和C分别移向两极,减少NaC1质量=0.1mol×58.5g·mol厂1=5.85g:
(3)c电极发生氧化反应,电极反应式为2C-2e=C1↑,可用湿润的淀粉碘化钾溶
液检验C:
(4)Cu电极反应式为Cu2++2e=Cu,1.28g铜物质的量为0.02mol,理论上转移电子
0.04mol。
12.(14分)钕铁硼磁体是重要的半导体材料,可从其生产过程的废料中回收稀土元素钕
Nd)、镝①y)。实验室一种模拟回收工艺流程如下:
H2C2O4
盐酸
萃取剂
铁
NdCl→沉钕
+焙烧②→NdO3
→溶液
废
陪烧①→酸浸→操作1
料
+有机相→
yCls
含铁浸渣
溶液
→…→DyO3
反萃取剂
已知:①Kp[Nd(C204)3]=2.7×1021,K1HC204)=5.9×10-2,K2HC204)=6.4×106:
②溶液中某离子浓度≤1×105ol·L1认为已沉淀完全。
(1)“焙烧①”可将样品转化为对应氧化物,
100
1008
焙烧温度与稀土浸出率、铁氧化率、铁浸
890
。稀土浸出率80
出选择性(铁浸出率占总稀土金属浸出率
70
80
·铁氧化率
60
比值)关系如图所示,则Nd焙烧适宜温
70
十整鞋
50
等
度为
/40
60
30
(2)“酸浸”时,提高浸取速率的措施
500
600700800
900
焙烧温度/℃
有
(任写一种)。
(3)“操作1”用到的玻璃仪器有
,其原理为Dy升+3HA)2=Dy2HA2)3+3H,
则反萃取剂应选择
(写试剂名称)。
(4)“沉钕”生成Nd(C2O4)3的离子方程式为;当Nd3+恰好完全沉淀时,CO?的
高二化学试题第1页(共6页)
浓度为mol·L-1。
(5)“焙烧②”步骤中,Nd2(C2O43和O2的物质的量之比为
【参考答案】
(1)800C(说明:写“800C”、“900C”或“800C900C”也给分)
(2)将固体充分研磨(或充分搅拌、适当提高酸浸液浓度、浸取温度等)(说明:写出一
点即得分)
(3)分液漏斗、烧杯(说明:每个仪器1分,多写、错写倒扣分)
浓盐酸
(说明:写“稀盐酸”或“盐酸”不扣分,写“HC1”得1分)
(4)2Nd3++3H2C2O4=N(CO4)3↓+6H
3×104
(5)2:3
(说明:写“2”、“4:6”也给分)
3
【命题意图】
以实验室模拟钕铁硼废磁体回收稀有金属的工艺流程为试题情境,要求考生提取流程、
浸出率变化图信息,考查焙烧适宜条件的分析、提高反应的效率、物质的转化、物质的分
离提纯、平衡移动、离子方程式的书写、沉淀溶解平衡的计算、氧化还原反应的计算等知
识。考查了理解与辨析能力、分析与推理能力以及辩证与批判性思维,考查了“宏观辨识
与微观探析”“变化观念与平衡思想”“证据推理与模型认知”“科学态度与社会责任”
等化学学科核心素养。
【试题解析】
第(1)题,由已知信息可知,稀土浸出率高、铁浸出选择性低有利于稀土浸出。从焙
烧温度与稀土浸出率、铁氧化率、铁浸出选择性关系如图可知,随着焙烧温度升高稀土浸
出率下降,铁浸出选择性也下降,当焙烧温度为800℃时铁浸出率较低且稀土浸出率在97%
左右,为适宜焙烧温度。
第(2)题,提高酸浸效率可以从提高反应速率的角度解答,如将钕铁硼废料粉碎以增
大接触面积、搅拌、加热或适当提高酸浸取液浓度等。
第(3)题,“操作1”为萃取、分液,用到的玻璃仪器有分液漏斗、烧杯;萃取反应
为:Dy3++3HA)2一Dy2(HA)3+3H,反萃取时加入浓盐酸可促进上述反应逆向移动
有利于Dy从有机相中提取到水相。
第(4)题,沉钕过程为NdC13溶液与加入的HC2O4溶液形成Nd2(C2O4)3沉淀,由己
知可知HC2O4为弱酸,故反应的离子方程式为
2Nd++3HC2O4=Nd(C204)3↓+6H;
高二化学试题第1页(共6页)
当Nd3+完全沉淀时,C2O的浓度:
c(C042
Ksp Nd,(C,O)3
2.7×1021
=)27×1012=3×104(moL)
c2(Nd3+)
(1×10-5)2
第(5)题,“焙烧②”的反应方程式为:2Nd,(C03+30,楼
2Nd2O3+12C02,故
Nd(CO4)3和O2的物质的量之比为2:3。
13.(16分)某化学兴趣小组探究亚硫酸钠与铜盐在水溶液中的反应。
2mL
【实验I】lmL0.2mol·L
0.2molL橙色沉淀
4min
+白色沉淀
xCuSO3yCu2SO3ZH2O
CuCl
Na2SO3
CuCk
X<Y
2mL
一段时间
【实验IⅡ】1mL0.2mol·L-1
amol·L-1
→橙色沉淀
→橙色沉淀
CuSO4
xCuSO3yCu2SO3zH2O
Na2SO3
X<y
(1)NaSO3溶液呈碱性的原因为(用离子方程式表示):
实验I中4min后上层清液中的阴离子主要有一-一:
实验IⅡ中a=。
(2)橙色沉淀为Cu+、Ct与SO形成的共沉淀(CuSO3绿色,CuSO3红色),实验
I中橙色沉淀能转化为白色沉淀,从平衡移动的角度解释原因_一一。
(3)进一步探究氯化亚铜的性质实验过程如下:
浓NHH,
静置一段时间
CuCI(白色)
→[CuNH)](无色)
[Cu(NHb),]+(蓝色)
Ⅲ
IV
①已知:CuCl(s)=Cut(aq+C(aq),Kp:
Cut 2NH3H2O [Cu(NHs)2]++2H2O,Ki;
“步骤III”的离子方程式为CuCI+2NHHO一[Cu个NH)]+2HO+CI,该反应
的平衡常数K=
(用含K、K1的代数式表示)。
②“步骤V”的离子方程式为
(4)测定CuC1的纯度。
①称取制备的0.3000gC1C1样品,迅速加入装有足量三氯化铁溶液的锥形瓶中不断摇动,
待样品溶解后加适量蒸馏水和2滴邻菲啰啉一硫酸亚铁指示液,用0.1000olL1
Ce(SO4)2标准溶液滴定至终点,消耗Ce(SO4)2溶液的平均体积为25.00mL。已知:CuCl
+Fe3+一Cu2++Fe2++C1,Fe2++Ce4+一Fe3++Ce3+。样品中CuCl的纯度是
(保留两位有效数字)。
高二化学试题第1:页(共6页)
②下列操作中,会导致测得CuCI纯度偏大的是
(填标号)
ā.滴定前滴定管尖嘴有气泡,滴定后消失b.锥形瓶用蒸馏水洗净后直接装待测液
c.读数时,滴定前仰视,滴定后俯视
d.未用标准Ce(SO4)2溶液润洗滴定管
【参考答案】
(1)SO3+H20±HSO3+OHC1、SO4
0.2
(2)Cu*与C1厂形成CuCl沉淀,促进橙色沉淀溶解,使SO3浓度增大进一步还原Cu+
为Cu,从而沉淀转化为白色CCI沉淀
(3)①KP·K1
②4[C1个NH)2]+8NH3·H0+O2=4[Cu(NH)4]2++4OH+6HO
(4)①83%或0.83②ad
【命题意图】
本题基于某化学兴趣小组探究亚硫酸钠与铜盐在水溶液中反应的真实情境,构建了完整的
科学探究流程。试题重点考查学生对盐类水解、氧化还原反应、化学平衡移动原理、化学平衡
常数计算及误差分析等实验核心知识的掌握情况。通过要求学生书写离子方程式、分析实验过
程、解释实验现象、进行定量计算及误差分析,全面评估其将化学原理运用于实际问题的综合
能力,着重强调实验设计的严谨性、定量分析的准确性以及科学探究的逻辑性。本题旨在促进
学生形成“宏观辨识与微观探析”“变化观念与平衡思想”“证据推理与模型认知”“科学探
究与创新意识”等化学学科核心素养。
【试题解析】
(1)SO3的水解方程式为SO3+HO±HS03+OH
实验I中C1过量,SO}被Cu+氧化成SO,所以4min后上层清液中的阴离子主要
有C1、SO
实验I和实验Ⅱ为对照实验,要保证Cu+浓度相同,所以a=0.2
(2)Cu+与CI厂形成CuCI沉淀,促进橙色沉淀溶解,使SO3浓度增大进一步还原Cu2+为
Cu,从而沉淀转化为白色CuCI沉淀
(2分)
(3)①方程式CuCl(s)=Cu*(aq)+C(aq与Cut+2NHHO=[Cu(NHs)]+2HO
相加,可得Ⅱ式,所以K=K知·K
24[Cu(NHs)2]*+8NH3.H2O+2=4[Cu(NHs)4]2++40H +6H2O
(4)①n(CuCl)=Fe2+)=7(Ce4)=0.1000molL1×25.00mL×103ml·L1=2.5×103mol
CuC1的纯度=2.5×10-3mol×(64+35.5)g·mol1/0.3000g×1006-83%
②a.滴定前滴定管尖嘴有气泡,滴定后消失,导致消耗C(SO4)2体积偏大,CuCI纯度
偏大
高二化学试题第1:页(共6页)
b.锥形瓶用蒸馏水洗净后直接装待测液,无影响
c.读数时,滴定前仰视,滴定后俯视,CuCI纯度偏小
d.未用标准Ce(SO4)2溶液润洗滴定管,导致消耗Ce(SO4)2体积偏大,CuCl纯度偏大
14.(16分)工业上利用C02催化合成甲醇,假设体系中只发生反应i和iⅱ。
i.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)AH1=-50kJ.mol-1
ii.CO(g)+H(g)=CO(g)+H2O(g)△H=+41kJ·molr1
(1)CO(g)+2H(g)=CH3OHg)△H=kJ·noP1:
反应在(填“高温”“低温”或“任意温度”)下一定可以自发进行。
(2)按n(CO):nH2)=1:3进料,在压强P1或P2下反应,测得CO2的平衡转化率(a-CO2)、
甲醇的选择性(心-CH3O田随温度变化如图所示(己知甲醇选择性,-CHOH=
n(生成CH3OH)
×100%)。
n(消耗CO2)
100
s-CH,OH
…P
m期可
P
70
a-Co
50
(260,30
o
10
150
200
260
300
350
400
温度/C
①在一定温度下,不能作为反应达到平衡状态的标志是
(填标号)。
a.气体总物质的量不再发生改变
b.气体密度不再发生改变
c.3v正(C02)=v送(H)
d.c(CO):cH)不再改变
②压强P1P2(填“>”或“<”),工业生产时选用260℃,而不选用150℃
的原因为,C02的平衡转化率在300℃后变大的原因为
③260℃,在P2压强下达到平衡时,体系中气体物质的量为起始的90%,生成甲醇
的选择性为,反应iⅱ的逆反应COg)+HO(g)=CO(g)+H(g)平衡常
数K=一一
(保留一位小数)。
【参考答案】
(1)-91低温
高二化学试题第2页(共6页)
(2)①c②<
260C温度更高反应速率更快,且260℃下催化剂活性更高
反应ⅱ为吸热反应,反应i为放热反应,300C后温度升高使反应ⅱ正向移动的作
大于使反应i逆向移动的作用。
®2或6676
53.7
【命题意图】
本题以工业上利用CO2催化合成甲醇为试题情境,考查化学反应与能量、化学反应速率、
化学平衡等基础知识及原理,具体内容包括热化学方程式及盖斯定律的应用,外界条件(压强、
温度)对化学平衡的影响,压强平衡常数的定义及其计算。
本题体现化学学科在化工生产、物质转化和价值提升等方面的应用和价值,考查考生对
化学反应原理知识的理解和掌握情况,以及信息提取与加工能力、分析与推理能力。
【试题解析】
(1)91低温(解略)
(2)①c②<
260C温度更高反应速率更快,且260℃下催化剂活性更高
反应ⅱ为吸热反应,反应i为放热反应,300℃后温度升高使反应ⅱ正向移动的作
大于使反应ⅰ逆向移动的作用。(解略)
(3)根据260C,在P,压强下达到平衡时,体系中气体物质的量为起始的90%,可采
用差量法,(差量法的使用在题目的字眼中一般有“多”、“少”、“不变”或变化前后
两个量不同)。只有反应i.C0(g)+3H(g)一CH3OH(g)+HO(g)会引起差量,反应
iⅱ.CO2(g)+H(g)=C0(g)+H2O(g)气体物质的量不变。
根据什么反应引起什么差量,列关系式求解。
CO2(g)+3H2(g)=CH:OH(g)+H2O(g)
△n
1
3
1
1
2
0.2
0.6
0.2
0.2
4-3.6
看图知,260℃,在P2压强下达到平衡时,C02的转化率为0.3,即在反应ⅱ中消耗
的C02为0.1mol,
CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g)
1
1
1
1
0.1
0.1
0.1
0.1
生成甲醇的选择性为:
(生成CH3OH
n(消耗CO2)
×100%=02
=召
0.2+0.13
高二化学试题第2页(共6页)
平衡时各物质的量为C02:0.7molH2:2.3molC0:0.1molH20:0.3mol,
所以K=53.7
本题也能通过列三段式进行求解,过程略。
高二化学试题第2:页(共6页)