精品解析：广西钦州市第四中学2024-2025学年高二上学期10月份考试 化学试题

广西钦州市第四中学2024年秋季学期上学期高二10月份考试 化学试题 [第I卷 单选题] [本部分共14小题，每小题3分，共42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. 合成氨对人类生存和发展有着重要意义，1909年哈伯在实验室中首次利用氮气与氢气反应合成氨，实现了人工固氮，其合成原理为： 。符合工业合成氨生产实际的是 A. V2O5作催化剂 B. 反应温度由催化剂决定 C. 将N2和H2液化 D. NH3由吸收塔吸收 【答案】B 【解析】 【详解】A．工业合成氨的催化剂是铁触媒，A错误； B．催化剂在特定温度下活性最大，催化效率最高，反应温度由催化剂决定，B正确； C．将和液化分离平衡逆向移动，不利于合成氨，C错误； D．合成氨的生产设备中没有吸收塔，D错误； 故选B。 2. 下列对化学平衡移动的分析中，不正确的是：①已达平衡的反应，当增加反应物物质的量时，平衡一定向正反应方向移动；②已达平衡的反应，当增大的浓度时，平衡向正反应方向移动，的转化率一定升高；③有气体参加的反应达到平衡时，若减小反应容器容积时，平衡一定向气体体积增大的方向移动；④有气体参加的反应达平衡时，在恒压反应容器中充入稀有气体，平衡一定不移动 A. ①④ B. ①②③ C. ②③④ D. ①②③④ 【答案】D 【解析】 【详解】①C为固体，增大固体的量，平衡不移动，①项错误； ②增大的浓度，平衡向正反应方向移动，但的转化率减小，②项错误； ③有气体参加的反应达到平衡时，若减小反应容器容积时，相当于增大压强，平衡向气体体积减小的方向移动，③项错误； ④在恒压反应器中充入稀有气体，若气体反应物与生成物化学计量数之和相等，则平衡不移动，若反应前后气体的化学计量数之和不等，则平衡移动，④项错误； 答案选D。 3. 氨是制造化肥的重要原料，如图为工业合成氨的流程图，下列说法错误的是 A. 工业上制氮气一般用分离液态空气法 B. 步骤③的作用是充分利用热量，减少能耗 C. 步骤①中“净化”混合气体可以防止催化剂中毒 D. 步骤③中温度选择500℃，主要是考虑平衡时反应物的转化率 【答案】D 【解析】 【分析】N2、H2混合气体经过净化（防止催化剂中毒）后，进行加压，加热到500℃在催化剂下反应生成氨气，N2、H2、NH3混合气与原料气进行热交换，接着将生成的氨气冷却液化，分离出去，同时将未反应的N2、H2混合气体循环通入合成塔，实现循环利用，据此分析作答。 【详解】A．空气中最主要的两种气体是氮气和氧气，利用空气中氮气的沸点比氧气低，先将空气加压降温变成液态，然后再加热，由于液氮的沸点（-196℃）比氧气的沸点（-183℃）低，氮气首先从液态空气中蒸发出来，留下液氧，所以工业上一般用分离液态空气法制氮气，A正确； B. 步骤③用反应后N2、H2、NH3混合气加热原料气实现热交换，可以充分利用热量，减少能耗，B正确； C．为防止混有的杂质使催化剂中毒，反应前的氮气和氢气混合气体必须经过净化，C正确； D. 步骤③中温度选择500℃，主要是考虑铁触媒在500℃左右时活性最大，D错误； 故选D。 【点睛】 4. 在硫酸工业中，通过下列反应使氧化为：。在和下，断开中的化学键要吸收的能量，断开中的化学键要吸收的能量，形成中的化学键要释放的能量。下表是不同温度和压强下，反应达到平衡时的转化率。下列说法正确的是 温度/ 平衡时的转化率/ 450 97.5 98.9 99.2 99.6 99.7 550 85.6 92.9 94.9 97.7 98.3 A. 在和下，生成，释放的热量为 B. 升高温度可增大反应速率，实际生产中应选择更高的温度以提高生产效率 C. 压强越大，的平衡转化率越高，因此实际生产中应选择 D. 硫酸工业尾气中存在一定浓度的，可用生石灰等碱性物质进行处理 【答案】D 【解析】 【详解】A．由信息可知，在25℃和101kPa下，断开1molSO2中的化学键要吸收akJ的能量，断开1molO2中的化学键要吸收bkJ的能量，形成1molSO3中的化学键要释放ckJ的能量，则的ΔH=（2a+b-2c）kJ/mol，可知生成2molSO3，释放的热量为（2c-b-2a）kJ，故A错误； B．升高温度，可增大反应速率，平衡向吸热的方向移动，该反应的正反应为放热反应，则实际生产中应选择合适的温度以提高生产效率，不能选太高的温度，且还需要考虑催化剂的活性，故B错误； C．压强越大，对设备的要求越高，且表中450℃时5MPa与10MPa时转化率很接近，则实际生产中应选择5MPa，故C错误； D．二氧化硫有毒，不能排放在环境中，则用生石灰等碱性物质进行处理尾气，故D正确； 故选：D。 5. 某温度下，密闭容器中发生反应。下列说法正确的是 A. 当4v(NH3)(正)=6v(H2O) (逆)时，反应达到平衡状态 B. 当12个N-H键断裂的同时有12个O-H键形成，反应达到平衡状态 C. 升高温度，平衡向逆反应方向移动，说明逆反应速率增大，正反应速率减小 D. 其他条件不变，仅将容器的体积扩大一倍，再次达到平衡时，NO(g)的平衡浓度可能是原来的0.6倍 【答案】D 【解析】 【详解】A．当4v(NH3)(正)=6v(H2O) (逆)时，正、逆反应速率不相等，反应未达平衡状态，，故A错误； B．N-H键断裂和O-H键形成均为正反应速率，无法判断正、逆反应速率是否相等，故B错误； C．该反应正反应方向放热，升高温度，正、逆反应速率均增大，平衡逆向移动，故C错误； D．其他条件不变，仅将容器的体积扩大一倍， NO(g)的浓度瞬间变为原浓度的一半，相当于减压，平衡正向移动，NO的物质的量增大，再次达到平衡时，NO(g)的平衡浓度可能是原来的0.6倍，故D正确； 故选D。 6. 下列有关合成氨工业的说法正确的是 A. 合成氨工业的反应温度控制在400～500℃，目的是使化学平衡向正反应方向移动 B. 合成氨厂一般采用的压强为10MPa～30MPa，因为该压强下铁触媒的活性最高 C. 增大压强，正反应速率和逆反应速率均增大，但对正反应的反应速率影响更大 D. 的量越多，的转化率越大，因此，充入的越多越有利于的合成 【答案】C 【解析】 【详解】A．工业合成氨是放热反应，低温有利于反应正向移动，反应温度控制在400～500℃，是为了兼顾速率和平衡，而且此温度下催化剂活性最高，故A错误； B．工业合成氨的催化剂铁触媒的活性受温度影响比较大，400～500℃活性最高，故B错误； C．工业合成氨，增大压强，反应物浓度和生成物浓度都增大，但反应物浓度增大的多，所以正反应速率和逆反应速率均增大，但对正反应的反应速率影响更大，故C正确； D．N2的量越多，H2的转化率越大，但加入过多的氮气，未反应的氮气会带走较多的热量，反而不利于氨气的合成，故D错误； 故选C。 7. CH3CH2CH3的溴化、氯化反应过程及产物选择性如图所示。下列说法正确的是 A. CH3CH2CH2·比(CH3)2CH·稳定 B. 使用合适的催化剂能够降低氯化、溴化反应的ΔH C. 升高温度，氯化、溴化反应的CH3CH2CH3平衡转化率都增大 D. 以CH3CH2CH3为原料合成2－丙醇时，应该选用溴化反应，然后再水解 【答案】D 【解析】 【详解】A．能量低，物质稳定，根据图象可知，CH3CH2CH2·比(CH3)2CH·高，即(CH3)2CH·比CH3CH2CH2·稳定，故A错误； B．ΔH只与体系中始态和终态有关，因此使用催化剂降低活化能，ΔH保持不变，故B错误； C．根据溴化反应过程图象可知，该反应为吸热反应，升高温度，促进平衡向正反应方向移动，CH3CH2CH3的平衡转化率增大，根据氯化反应图象可知，该反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向进行，CH3CH2CH3的平衡转化率降低，故C错误； D．根据图象可知，(CH3)2CH·选择性95%，相对较大，即产生2－丙醇产量较多，以CH3CH2CH3为原料合成2－丙醇时，应该选用溴化反应，然后再水解，故D正确； 答案为D。 8. 在硫酸工业中，通过下列反应使SO2氧化为SO3：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ∆H=-196.6kJ/mol。下表列出了恒容刚性容器中，在不同温度和压强下，反应达到平衡时SO2的转化率。下列说法错误的是 温度/℃ 平衡时SO2的转化率/% 0.1MPa 0.5MPa 1MPa 5MPa 10MPa 450 97.5 98.9 99.2 99.6 99.7 500 85.6 92.9 94.9 97.7 98.3 A. 在到达平衡时充入He增大压强，不能增大SO2转化率 B. 为了增大SO2的转化率，可以控制SO2与O2的投料比小于2 C. 在实际生产中，应选择的条件是450℃，10MPa D. 在实际生产中，选定的温度为400~500℃，主要原因是考虑催化剂的活性最佳 【答案】C 【解析】 【详解】A．容器为恒容刚性容器，充入与反应无关的气体，气体的浓度不变，转化率不变，A正确； B．增加一种反应物的浓度，可以提高另一种反应物的转化率，故控制二氧化硫和氧气的投料比小于2可以增大二氧化硫的转化率，B正确； C．根据表格数据可知，450℃时二氧化硫的转化率比500℃时的高，虽然10MPa时转化率增大，但对设备要求高，故应选择450℃，5MPa，C错误； D．为了催化剂的活性最佳，温度选定为400~500℃，D正确； 答案选C。 9. 下列有关化学反应速率的说法正确的是 A. 用铁片和稀硫酸反应制取氢气时，改用98%的浓硫酸可以加快产生氢气的速率 B. 100 mL 2 mol/L的盐酸跟锌片反应，加入适量的氯化钠溶液，反应速率不变 C. SO2的催化氧化是一个放热反应，所以升高温度，反应速率减慢 D. 催化剂能降低分子活化时所需能量，使单位体积内活化分子的百分数大大增加 【答案】D 【解析】 【详解】A．浓硫酸具有强氧化性，常温下，与铁发生钝化反应，不生成氢气，选项A错误； B．盐酸跟锌片反应的实质为氢离子与锌的反应，加入氯化钠溶液，溶液体积增大，浓度减小，反应速率减小，选项B错误； C．升高温度，活化分子的百分数增加，反应速率增大，选项C错误； D．催化剂能降低分子活化时所需能量，使单位体积内活化分子数目大大增加，反应速率加快，选项D正确。 故选D。 10. 两个容积相同的带活塞的容器，分别盛有一定质量的和，都为一样的红棕色，迅速将两容器同时压缩到原容积的一半(如图)，假设气体不液化，则下列说法正确的是 A. a→aˊ过程中，颜色突然加深，然后逐渐变浅，最终颜色比原来的深 B. aˊ、bˊ的颜色一样深 C. aˊ、bˊ的压强分别为、的压强的2倍 D. aˊ中的一定比bˊ中的小 【答案】A 【解析】 【分析】a中存在可逆反应，a→aˊ过程中增大压强，平衡正向移动，气体分子物质的量减小，b→bˊ过程中气体分子物质的量不变，据此分析作答。 【详解】A．a→aˊ过程中，容积缩小为原来的一半，各物质物质的量浓度迅速增大为原来的两倍，颜色突然加深，后平衡正向移动，增大压强，不论平衡怎样移动，新平衡时各物质(气体)的浓度均比旧平衡的大，最终颜色比原来深，A正确； B．在压缩中有一定量的转化成，aˊ颜色应比bˊ中的浅，B错误； C．aˊ中气体的物质的量比中要少，aˊ的压强比的压强2倍要小，和bˊ中物质的量相等，bˊ的压强为的压强的2倍，C错误； D．二者颜色一样深，并不意味着和相等，aˊ中的不一定比bˊ中的小，D错误； 答案选A。 11. 化学反应速率在工农业生产和日常生活中有重要作用，下列说法正确的是 A. 在化学工业中，使用催化剂一定能提产率 B. 将肉类等食品进行低温冷藏，能使其永远不会腐败变质 C. 茶叶等包装中加入的还原性铁粉，能显著延长茶叶的储存时间 D. 在室外，夏天面粉发酵速度与冬天面粉发酵速度相差不大 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】A．在化学工业中，使用催化剂能提高反应速率，但不影响化学平衡的移动，则不能提高产率，A项错误； B．将肉类等食品进行低温冷藏，能抑制细菌的生长和繁殖，但不能杀死细菌，则不能使其永远不腐败变质，B项错误； C．茶叶等包装中加入的还原性铁粉能消耗氧气，所以能显著延长茶叶的储存时间，C项正确； D．夏天室外的温度比冬天室外的温度高，温度越高反应速率越快，则夏天面粉发酵速度比冬天面粉发酵速度快，D项错误； 故选C。 12. 已知 ，将一定量的和通入体积为2 L的恒容密闭容器中，在不同温度下进行反应，得到如表所示的两组数据： 实验编号 温度/℃ 平衡常数 起始量/mol 平衡量/mol 达到平衡所需时间/min 1 4 2 0.8 6 2 2 2 0.4 下列说法错误的是 A. B. 实验1在前6 min的平均反应速率 C. 、的关系： D. 、的关系： 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】A．根据表中数据可知，实验1中达到平衡时消耗的氧气的物质的量为，则消耗的二氧化硫的物质的量为，，故A项正确； B．实验1在前6 min的平均反应速率，故B项正确； C．平衡时的量：实验1＞实验2，说明实验1的反应限度小于实验2的反应限度，则，故C项正确； D．由于该反应为放热反应，结合上述分析可知，故D项错误； 故选D。 13. 在一定压强下，向10 L密闭容器中充入和，发生反应 。与的消耗速率()与温度()的关系如图所示，下列说法错误的是 A. B. 达到平衡后继续加热，平衡向逆反应方向移动 C. A、B、C、D点中，达到平衡状态的为B、D点 D. 一定温度下，在恒容密闭容器中，达到平衡后缩小容器容积，重新达到平衡后，的平衡转化率不变 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】A．根据反应可知，时，反应达到平衡状态，由图象可知，B、D点时，反应达到平衡状态，继续加热，，即，平衡逆向移动，该反应的，A错误； B．该反应的，到平衡后继续加热，平衡向逆反应方向移动，B正确； C．由图象可知，B、D点时，反应达到平衡状态，C正确； D．该反应是反应前后气体分子数不变的纯气体反应，改变压强平衡不移动，所以达到平衡后缩小容器容积，重新达到平衡后，的平衡转化率不变，D正确； 答案选A。 14. 利用CO2和CH4重整可以制作合成气(主要成分为CO、H2)，重整过程中部分反应的热化学方程式为： 反应Ⅰ：CH4(g)=C(s)＋2H2(g) ΔH=＋75.0 kJ·mol-1 反应Ⅱ：CO2(g)＋H2(g)=CO(g)＋H2O(g) ΔH=＋41.0 kJ·mol-1 反应Ⅲ：CO(g)＋H2(g)=C(s)＋H2O(g) ΔH=-131.0 kJ·mol-1 当按相同投料比 发生反应，CO2和CH4的平衡转化率与反应温度的关系如图所示，下列说法正确的是 A. 反应CO2(g)＋CH4(g)=2CO(g)＋2H2(g)的ΔH=-15 kJ·mol-1 B. 同温度下CO2的平衡转化率大于CH4的平衡转化率，可能是CO2发生了其他副反应 C. 降低温度，可以提高合成气中CO的物质的量 D. 选择活性更高的催化剂可以提高CH4的平衡转化率 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】A．反应Ⅰ：CH4(g)=C(s)＋2H2(g) ΔH=＋75.0 kJ·mol-1 反应Ⅱ：CO2(g)＋H2(g)=CO(g)＋H2O(g) ΔH=＋41.0 kJ·mol-1 反应Ⅲ：CO(g)＋H2(g)=C(s)＋H2O(g) ΔH=-131.0 kJ·mol-1 反应CO2(g)＋CH4(g)=2CO(g)＋2H2(g)可以是Ⅰ+Ⅱ-Ⅲ得到，根据盖斯定律计算反应的焓变ΔH=+247kJ/mol，即反应CO2(g)＋CH4(g)=2CO(g)＋2H2(g)的ΔH=+247kJ/mol，A错误； B．由于起始时二氧化碳和甲烷的物质的量相等，反应时也是按照等物质的量反应，但同温度下CO2的平衡转化率大于CH4的平衡转化率，因此可能是CO2发生了其他副反应，B正确； C．正反应吸热，降低温度平衡逆向进行，可以降低合成气中CO的物质的量，C错误； D．催化剂不能改变平衡状态，因此选择活性更高的催化剂不能提高CH4的平衡转化率，D错误； 答案选B。 第II卷(非选择题) 二、非选择题：本题共4小题，共58分。 15. CS2为无色液体，是一种常见的溶剂，在化工生产中有重要作用，如制造人造丝、杀虫剂、促进剂等。 （1）天然气法合成CS2相关反应如下： 反应I．CH4(g)+2S2(g)=CS2(g)+2H2S(g) ΔH1 反应Ⅱ．S8(g)=4S2(g) ΔH2=+411.15kJ·mol-1 反应Ⅲ．2CH4(g)+S8(g)=2CS2(g)+4H2S(g) ΔH3=+201.73kJ·mol-1。 则ΔH1=___________；反应I的活化能Ea(正)___________Ea(逆)(填“>”“<”或“=”)。 （2）一定条件下，向一体积为1L的密闭容器中充入S8(g)、CH4发生反应I、Ⅱ，CH4与S2反应中CH4的平衡转化率、S8分解产生S2的体积分数随温度的变化曲线如图所示。 ①工业上通常采用在600~650℃的条件下进行此反应，而不采用低于600℃的原因是___________。 ②某温度下若S8完全分解成S2，在密闭容器中，以n(S2)：n(CH4)=2：1开始反应，当CS2体积分数为10%时，CH4转化率为___________。 （3）利用工业废气H2S生产CS2的反应为CH4(g)+2H2S(g)⇌CS2(g)+4H2(g)。向某密闭容器充入1molCH4、2molH2S，维持体系压强为p0kPa，反应达到平衡时，四种组分的物质的量分数随温度T的变化如图。 ①图中表示CH4的曲线是___________(填“a”“b”“c”或“d”)。 ②780℃时，该反应的Kp=___________(列出表达式即可，用平衡分压代替平衡浓度，分压=总压×物质的量分数)。 ③维持m点温度不变，向容器中再通入CH4、H2S、CS2、H2各1mol，此时速率关系为v(正)___________v(逆)(填“>”“<”或“=”)。 【答案】（1） ①. −104.71 kJ∙mol−1 ②. < （2） ①. 600℃时甲烷平衡转化率高达99%，低于600°C时，S2浓度明显偏小，且反应速率慢 ②. 30% （3） ①. d ②. ③. > 【解析】 【小问1详解】 反应I．CH4(g)+2S2(g)=CS2(g)+2H2S(g) ΔH1 反应Ⅱ．S8(g)=4S2(g) ΔH2=+411.15kJ·mol-1 反应Ⅲ．2CH4(g)+S8(g)=2CS2(g)+4H2S(g) ΔH3=+201.73kJ·mol-1。 根据题干信息，ΔH1=(ΔH3-ΔH2)/2= -104.71kJ/mol；反应I为放热反应，故Ea(正) <Ea(逆)。 答案为：-104.71kJ/mol；<。 【小问2详解】 由图可知，600℃时，S2体积分数明显偏小，且反应速率较慢，故通常采用600~650℃的条件下进行此反应，而不采用低于600℃的；在密闭容器中，n(S2)：n(CH4)=2：1开始反应，设CH4的起始物质的量为a，转化的物质的量为x，即 CS2体积分数为10%，即，解得x=0.3a，则CH4转化率为。 答案为：600℃时甲烷平衡转化率高达99%，低于600°C时，S2浓度明显偏小，且反应速率慢；30%。 【小问3详解】 ①由a、b、c、d变化趋势及相同时间内四者的变化量，可知，a、b曲线为生成物，分别为H2、CS2，c、d曲线分别为H2S 、CH4，故图中表示CH4的曲线是d； ②，780°C时，a、d相交，此时H2、CH4的物质的量分数相等，即1-x=4x,解的x=0.2mol，则平衡时，CH4、H2S、CS2、H2的物质的量分别为0.8mol、1.6mol、0.2mol、0.8mol，P分压(CH4)=P总n%=P0，以此类推，P分压(H2S)= P分压(CS2)= P分压(H2)= ，故KP=； ③ m点时，b、d相交，此时CS2、CH4的物质的量分数相等，即1-x=x,解的x=0.5mol，则平衡时，CH4、H2S、CS2、H2的物质的量分别为0.5mol、1mol、0.5mol、2mol，P分压(CH4)= ，P分压(H2S)=， P分压(CS2)= ， P分压(H2)= ，故KP=；维持m点温度不变，向容器中再通入CH4、H2S、CS2、H2各1mol，则CH4、H2S、CS2、H2的物质的量分别为1.5mol、2mol、1.5mol、3mol，则总物质的量为8mol，P分压(CH4)= P分压(H2S)= P分压(CS2)= P分压(H2)= ，QP=<KP，反应向正反应方向进行，故此时速率关系为v(正) >v(逆)。 答案为：d；；>。 16. 航空发动机被誉为“现代工业皇冠上的明珠”，金属铼(Re)是生产航空发动机单晶叶片的关键材料。某含铼的烟道灰，具有弱酸性，含铼(Re)约0.3%，主要形态为Re2O7，还有少量的Cu、Si、Fe、Mg的氧化物杂质。采用碱浸置换工艺制备铼酸钾的一种工艺流程示意图如下： 已知：①铼和锰同族；②铼的最高价氧化物属于酸性氧化物；回答下列问题： （1）碱浸时要不断地搅拌并适当加热，其目的是_______。 （2）烟道灰碱浸后的浸出渣中除了Fe2O3外，还含有_______。 （3）Re2O7中氧原子都达到了8电子稳定结构，写出Re2O7的结构式：_______。 （4）写出生成ReO2·2H2O的离子方程式：_______。 （5）如图是液固(NaOH溶液/烟道灰)质量比对铼浸出率的影响，则m(NaOH溶液)/m(烟道灰)的最佳值为_______。 （6）向HReO4溶液中加入适量KCl固体后获得KReO4晶体的操作为_______、_______、过滤、洗涤、干燥。 （7）利用50kg 烟道灰进行生产，最终得到215g铼酸钾，则铼酸钾的产率为_______% (保留一位小数)。 【答案】（1）提高烟道灰中铼的浸出速率和浸出率 （2）、 （3） （4）3Zn+2ReO+8H+=3Zn2++2(ReO2·2H2O) （5）0.4 （6） ①. 蒸发浓缩 ②. 冷却结晶 （7）92.3% 【解析】 【分析】烟道灰中Re为Re2O7，还有少量的Cu、Si、Fe、Mg的氧化物，因为CuO、Fe2O3、MgO均为碱性氧化物，SiO2为酸性氧化物，铼和锰同族，铼的最高价氧化物属于酸性氧化物，因此“碱浸”时Re2O7转化成ReO，SiO2转化为SiO，过滤，浸出渣中有Fe2O3、CuO、MgO等杂质，浸出液中加入Zn和盐酸，Re元素转化成ReO2·2H2O，硅元素应转化成硅酸，ReO2·2H2O加水，通入热空气，生成HReO4，利用溶解度的差异，得到KReO4，据此分析； 【小问1详解】 碱浸时不断地搅拌并适当加热，其目的是增加接触面积，加快反应速率，提高浸出率，故答案为提高烟道灰中铼的浸出速率和浸出率； 【小问2详解】 CuO、Fe2O3、MgO均为碱性氧化物，SiO2为酸性氧化物，且都不溶于水，碱性氧化物不与氢氧化钠反应，因此滤渣为Fe2O3、CuO、MgO等；故答案为CuO、MgO； 【小问3详解】 该氧化物中氧元素达到8电子稳定结构，因此该氧化物的结构式为；故答案为； 【小问4详解】 “浸出液”中Re元素以ReO形式存在，Re显+7价，而产物中Re显+4价，因此ReO作氧化剂，Zn作还原剂，离子方程式为3Zn+2ReO+8H+=3Zn2++2(ReO2·2H2O)；故答案为3Zn+2ReO+8H+=3Zn2++2(ReO2·2H2O)； 【小问5详解】 根据图象可知，比值为0.4时铼浸出率较大，比值为0.4以后浸出率变化不大，因此最佳值为0.4；故答案为0.4； 【小问6详解】 从溶液中获得晶体，操作步骤是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥；故答案为蒸发浓缩；冷却结晶； 【小问7详解】 根据Re原子守恒，理论上产生铼酸钾的质量为，则铼酸钾的产率为=92.3%；故答案为92.3%。 17. 微生物催化降解是处理含硝酸盐()、 高氯酸盐()废水的重要修复技术。已知：反硝化菌、高氯酸盐降解菌属于异养微生物，需在有机物作为碳源的情况下才能生长繁殖；硫化菌属于自养微生物，无需外界有机碳源就能生长繁殖。 （1）异养还原法：向活性污泥中加入有机碳源(如CH3COONa)，在反硝化菌和高氯酸盐降解菌的催化下，CH3COONa分别将中性废水中的还原为N2、还原为Cl-，有效实现废水中污染物的降解。 ①CH3COONa作还原剂时，自身转化为CO2从废水中逸出。写出降解的离子方程式：___________ 。 ②将含相同浓度、的废水和60mg/L的CH3COONa溶液以一定流速通入装有活性些污泥的反应器，测得出口各组分浓度随时间的变化关系如图所示。废水中的降解速率明显要比的降解速率快得多，其原因是 ___________ 。 （2）自养还原法：在硫化菌作用下，利用单质硫可将废水中的硝酸盐和高氯酸盐降解。 ①硫自养还原法可避免加入过量有机碳源造成的二次污染，但也带来新的污染物硫酸盐()，同时还会造成水体pH___________ (填 “增大”或“减小”)。 ②硫自养还原一段时间后，在出水中检测到H2S，且出水中年的质量浓度远大于理论值，其原因是_____。 （3）异养自养混合法：异自养一体式微生物反应器如图所示，反应柱外部使用水浴夹层保温。将CH3COONa溶液和含硝酸盐、高氯酸盐的废水经蠕动泵送入反应器，混合液缓慢流经填充硫磺颗粒和活性污泥的反应柱。 ①当处理一定体积一定浓度的硝酸盐和高氯酸盐废水时，工业上通常采用异养自养混合醋酸钠固体法的原因是______。 ②反应器水浴保温夹层的温度需控制在32℃左右，其原因是___________。 【答案】（1） ①. +CH3COO- Cl-+2CO2↑+OH-+H2O (或+CH3COO- Cl -+CO2↑+HCO+H2O) ②. 反硝化菌的生长繁殖速度远大于高氯酸盐降解菌 （2） ①. 减小 ②. 在该条件下，单质硫发生了歧化反应(或自身氧化还原反应) （3） ①. 减少还原剂醋酸钠和单质硫的用量，可减弱单独使用时可能带来的二次污染；同时控制发生异养还原和自养还原的比例，可调节反应后水体的pH ②. 既保证反应在合适的温度下有较快的反应速率，又防止因温度过高使各种微生物降解菌失去活性 【解析】 【小问1详解】 ①ClO作氧化剂，将CH3COO－氧化成CO2，本身转化成Cl－，因此有ClO+CH3COO－→CO2↑＋Cl－，利用化合价升降法进行配平，ClO+CH3COO－→2CO2↑＋Cl－，因为溶液中为中性，因此根据电荷守恒和原子守恒，得出其离子方程式为ClO+CH3COO- Cl-+2CO2↑+OH-+H2O或+CH3COO- Cl-+CO2↑+HCO+H2O；故答案为ClO+CH3COO-Cl-+2CO2↑+OH-+H2O或+CH3COO-Cl-+CO2↑+HCO+H2O； ②催化剂具有专一性，反硝化菌降解NO，高氯酸盐降解菌降解ClO，废水中的降解速率明显要比的降解速率快得多，其原因可能是反硝化菌的生长繁殖速度远大于高氯酸盐降解菌；故答案为反硝化菌的生长繁殖速度远大于高氯酸盐降解菌； 【小问2详解】 ①根据题中信息，硫单质处理硝酸盐、高氯酸盐的离子方程式为2H2O＋5S＋6NO=5SO＋3N2↑＋4H＋、4H2O＋4S＋3ClO=4SO＋3Cl－＋8H＋，c(H＋)增大，水体pH减小；故答案为减小； ②出水中检测到H2S，且出水中SO的质量浓度远大于理论值，可能原因是S自身发生氧化还原反应得到H2S和SO；故答案为在该条件下，单质硫发生了歧化反应或自身氧化还原反应； 【小问3详解】 根据问题(2)中①加入过量有机碳源造成二次污染，也带来新的污染物硫酸盐，因此采用异养自养混合可以减少还原剂醋酸钠和单质硫的用量，可减弱单独使用时可能带来的二次污染，根据异养还原法以及自养还原法的还原发生的方程式，采用异养自养混合可以控制发生异养还原和自养还原的比例，可调节反应后水体的pH；故答案为减少还原剂醋酸钠和单质硫的用量，可减弱单独使用时可能带来的二次污染；同时控制发生异养还原和自养还原的比例，可调节反应后水体的pH； 控制在32℃左右，从化学反应速率快慢以及催化剂活性角度进行分析，可能原因是既保证反应在合适的温度下有较快的反应速率，又防止因温度过高使各种微生物降解菌失去活性；故答案为既保证反应在合适的温度下有较快的反应速率，又防止因温度过高使各种微生物降解菌失去活性。 18. 锡酸钠晶体(Na2SnO3·3H2O)在染料工业用作媒染剂。以锡碲渣废料(主要成分是SnO、TeO，还含有少量Fe、Te、Sb、Pb、As等元素的氧化物)为原料，制备锡酸钠晶体的工艺流程如图： 已知：水碎液中溶质的主要成分为Na2SnO3、Na3AsO4、Na3SbO4、Na2PbO2、Na2TeO3，均为强电解质。 回答下列问题： （1）Te元素位于元素周期表第_______周期_______族。 （2）工业上制备锡酸钠晶体(Na2SnO3·3H2O)时，从溶液中获得“水碎渣”的操作为_______，对“水碎渣”再次水洗，其目的是_______。 （3）“碱溶”时，SnO发生反应的化学方程式为_______，该过程中，锡碲浸出率与溶液中游离碱质量浓度关系如图1所示，则最理想的游离碱质量浓度为_______g·L-1。 （4）“除Te”时，相同时间内不同的反应温度对Te的脱除率的影响关系如图2，70℃后随温度升高Te的脱除率下降的原因可能是_______。 （5）在“浓缩、结晶”时，加入NaOH的主要目的是_______。 【答案】（1） ①. 五 ②. VIA （2） ①. 过滤 ②. 洗去水碎渣表面附着的锡酸钠，从而提高锡酸钠的产量(提高锡的回收率) （3） ①. 2SnO+O2+4NaOH═2Na2SnO3+2H2O ②. 100 （4）H2O2受热分解 （5）有利于锡酸钠的结晶析出(或大量Na+的存在会降低Na2SnO3的溶解度) 【解析】 【分析】锡渣废料(主要成分是SnO、TeO，还含有少量Fe、Te、Sb、Pb、As等元素的氧化物)在通入空气的情况下用NaOH碱溶，生成溶质的主要成分为Na2SnO3、Na3AsO4、Na3SbO4、Na2PbO2、Na2TeO3的水碎液，只有Fe的氧化物未溶解，所以Fe的氧化物就成为水碎渣；往水碎液中加入Ba(OH)2、Na2S，Na3AsO4、Na2PbO2分别转化为Ba3(AsO4)2、PbS沉淀；过滤后所得滤液中加入Sn粒，Na3SbO4转化为Sb，而Sn转化为Na2SnO3；过滤后滤液中加入H2O2，Na2TeO3被氧化为Na2TeO4沉淀；过滤后向所得滤液加入NaOH，再经浓缩、结晶，得到Na2SnO3晶体。 【小问1详解】 Te的原子序数为52，在元素周期表中位于第五周期第VIA族，故答案为：五；VIA； 【小问2详解】 从溶液中获得“水碎渣”，即是将溶液和固体分离，该操作为过滤；将“水碎渣”再次水洗，是为了洗去水碎渣表面附着的锡酸钠，从而提高锡酸钠的产量，故答案为：过滤；洗去水碎渣表面附着的锡酸钠，从而提高锡酸钠的产量(提高锡的回收率)； 【小问3详解】 “碱溶”时，SnO被空气中的O2在NaOH存在的环境中氧化为Na2SnO3，发生反应的化学方程式为2SnO+O2+4NaOH=2Na2SnO3+2H2O；该过程中，最理想的游离碱质量浓度应满足浸出率高且用量合适，根据图象可知浓度超过100后，锡浸出率增幅变小，但碲浸出率却提高较大，不利于后续分离，则应选择游离碱质量浓度为100g·L-1，故答案为：2SnO+O2+4NaOH=2Na2SnO3+2H2O；100； 【小问4详解】 “除Te”时使用了H2O2，70℃后随温度升高Te的脱除率下降，原因可能是H2O2受热分解，故答案为：H2O2受热分解； 【小问5详解】 加入的NaOH未参与反应，则必是影响锡酸钠的溶解度，所以在“浓缩、结晶”时，加入NaOH的原因是在NaOH存在的环境中，锡酸钠的溶解度随温度的升高而降低，从而有利于锡酸钠的结晶析出，故答案为：有利于锡酸钠的结晶析出(或大量Na+的存在会降低Na2SnO3的溶解度)。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 广西钦州市第四中学2024年秋季学期上学期高二10月份考试 化学试题 [第I卷 单选题] [本部分共14小题，每小题3分，共42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. 合成氨对人类生存和发展有着重要意义，1909年哈伯在实验室中首次利用氮气与氢气反应合成氨，实现了人工固氮，其合成原理为： 。符合工业合成氨生产实际的是 A. V2O5作催化剂 B. 反应温度由催化剂决定 C. 将N2和H2液化 D. NH3由吸收塔吸收 2. 下列对化学平衡移动的分析中，不正确的是：①已达平衡的反应，当增加反应物物质的量时，平衡一定向正反应方向移动；②已达平衡的反应，当增大的浓度时，平衡向正反应方向移动，的转化率一定升高；③有气体参加的反应达到平衡时，若减小反应容器容积时，平衡一定向气体体积增大的方向移动；④有气体参加的反应达平衡时，在恒压反应容器中充入稀有气体，平衡一定不移动 A. ①④ B. ①②③ C. ②③④ D. ①②③④ 3. 氨是制造化肥的重要原料，如图为工业合成氨的流程图，下列说法错误的是 A. 工业上制氮气一般用分离液态空气法 B. 步骤③的作用是充分利用热量，减少能耗 C. 步骤①中“净化”混合气体可以防止催化剂中毒 D. 步骤③中温度选择500℃，主要是考虑平衡时反应物的转化率 4. 在硫酸工业中，通过下列反应使氧化为：。在和下，断开中的化学键要吸收的能量，断开中的化学键要吸收的能量，形成中的化学键要释放的能量。下表是不同温度和压强下，反应达到平衡时的转化率。下列说法正确的是 温度/ 平衡时的转化率/ 450 97.5 98.9 99.2 99.6 99.7 550 85.6 92.9 94.9 97.7 98.3 A. 在和下，生成，释放的热量为 B. 升高温度可增大反应速率，实际生产中应选择更高的温度以提高生产效率 C. 压强越大，的平衡转化率越高，因此实际生产中应选择 D. 硫酸工业尾气中存在一定浓度的，可用生石灰等碱性物质进行处理 5. 某温度下，密闭容器中发生反应。下列说法正确的是 A. 当4v(NH3)(正)=6v(H2O) (逆)时，反应达到平衡状态 B. 当12个N-H键断裂的同时有12个O-H键形成，反应达到平衡状态 C. 升高温度，平衡向逆反应方向移动，说明逆反应速率增大，正反应速率减小 D. 其他条件不变，仅将容器的体积扩大一倍，再次达到平衡时，NO(g)的平衡浓度可能是原来的0.6倍 6. 下列有关合成氨工业的说法正确的是 A. 合成氨工业的反应温度控制在400～500℃，目的是使化学平衡向正反应方向移动 B. 合成氨厂一般采用的压强为10MPa～30MPa，因为该压强下铁触媒的活性最高 C. 增大压强，正反应速率和逆反应速率均增大，但对正反应的反应速率影响更大 D. 的量越多，的转化率越大，因此，充入的越多越有利于的合成 7. CH3CH2CH3的溴化、氯化反应过程及产物选择性如图所示。下列说法正确的是 A. CH3CH2CH2·比(CH3)2CH·稳定 B. 使用合适的催化剂能够降低氯化、溴化反应的ΔH C. 升高温度，氯化、溴化反应的CH3CH2CH3平衡转化率都增大 D. 以CH3CH2CH3为原料合成2－丙醇时，应该选用溴化反应，然后再水解 8. 在硫酸工业中，通过下列反应使SO2氧化为SO3：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ∆H=-196.6kJ/mol。下表列出了恒容刚性容器中，在不同温度和压强下，反应达到平衡时SO2的转化率。下列说法错误的是 温度/℃ 平衡时SO2的转化率/% 0.1MPa 0.5MPa 1MPa 5MPa 10MPa 450 97.5 98.9 99.2 99.6 99.7 500 85.6 92.9 94.9 97.7 98.3 A. 在到达平衡时充入He增大压强，不能增大SO2转化率 B. 为了增大SO2的转化率，可以控制SO2与O2的投料比小于2 C. 在实际生产中，应选择的条件是450℃，10MPa D. 在实际生产中，选定的温度为400~500℃，主要原因是考虑催化剂的活性最佳 9. 下列有关化学反应速率的说法正确的是 A. 用铁片和稀硫酸反应制取氢气时，改用98%的浓硫酸可以加快产生氢气的速率 B. 100 mL 2 mol/L的盐酸跟锌片反应，加入适量的氯化钠溶液，反应速率不变 C. SO2的催化氧化是一个放热反应，所以升高温度，反应速率减慢 D. 催化剂能降低分子活化时所需能量，使单位体积内活化分子的百分数大大增加 10. 两个容积相同的带活塞的容器，分别盛有一定质量的和，都为一样的红棕色，迅速将两容器同时压缩到原容积的一半(如图)，假设气体不液化，则下列说法正确的是 A. a→aˊ过程中，颜色突然加深，然后逐渐变浅，最终颜色比原来的深 B. aˊ、bˊ的颜色一样深 C. aˊ、bˊ的压强分别为、的压强的2倍 D. aˊ中的一定比bˊ中的小 11. 化学反应速率在工农业生产和日常生活中有重要作用，下列说法正确的是 A. 在化学工业中，使用催化剂一定能提产率 B. 将肉类等食品进行低温冷藏，能使其永远不会腐败变质 C. 茶叶等包装中加入的还原性铁粉，能显著延长茶叶的储存时间 D. 在室外，夏天面粉发酵速度与冬天面粉发酵速度相差不大 12. 已知 ，将一定量的和通入体积为2 L的恒容密闭容器中，在不同温度下进行反应，得到如表所示的两组数据： 实验编号 温度/℃ 平衡常数 起始量/mol 平衡量/mol 达到平衡所需时间/min 1 4 2 0.8 6 2 2 2 0.4 下列说法错误的是 A. B. 实验1在前6 min的平均反应速率 C. 、的关系： D. 、的关系： 13. 在一定压强下，向10 L密闭容器中充入和，发生反应 。与的消耗速率()与温度()的关系如图所示，下列说法错误的是 A. B. 达到平衡后继续加热，平衡向逆反应方向移动 C. A、B、C、D点中，达到平衡状态的为B、D点 D. 一定温度下，在恒容密闭容器中，达到平衡后缩小容器容积，重新达到平衡后，的平衡转化率不变 14. 利用CO2和CH4重整可以制作合成气(主要成分为CO、H2)，重整过程中部分反应的热化学方程式为： 反应Ⅰ：CH4(g)=C(s)＋2H2(g) ΔH=＋75.0 kJ·mol-1 反应Ⅱ：CO2(g)＋H2(g)=CO(g)＋H2O(g) ΔH=＋41.0 kJ·mol-1 反应Ⅲ：CO(g)＋H2(g)=C(s)＋H2O(g) ΔH=-131.0 kJ·mol-1 当按相同投料比 发生反应，CO2和CH4的平衡转化率与反应温度的关系如图所示，下列说法正确的是 A. 反应CO2(g)＋CH4(g)=2CO(g)＋2H2(g)的ΔH=-15 kJ·mol-1 B. 同温度下CO2的平衡转化率大于CH4的平衡转化率，可能是CO2发生了其他副反应 C. 降低温度，可以提高合成气中CO的物质的量 D. 选择活性更高的催化剂可以提高CH4的平衡转化率 第II卷(非选择题) 二、非选择题：本题共4小题，共58分。 15. CS2为无色液体，是一种常见的溶剂，在化工生产中有重要作用，如制造人造丝、杀虫剂、促进剂等。 （1）天然气法合成CS2相关反应如下： 反应I．CH4(g)+2S2(g)=CS2(g)+2H2S(g) ΔH1 反应Ⅱ．S8(g)=4S2(g) ΔH2=+411.15kJ·mol-1 反应Ⅲ．2CH4(g)+S8(g)=2CS2(g)+4H2S(g) ΔH3=+201.73kJ·mol-1。 则ΔH1=___________；反应I的活化能Ea(正)___________Ea(逆)(填“>”“<”或“=”)。 （2）一定条件下，向一体积为1L的密闭容器中充入S8(g)、CH4发生反应I、Ⅱ，CH4与S2反应中CH4的平衡转化率、S8分解产生S2的体积分数随温度的变化曲线如图所示。 ①工业上通常采用在600~650℃的条件下进行此反应，而不采用低于600℃的原因是___________。 ②某温度下若S8完全分解成S2，在密闭容器中，以n(S2)：n(CH4)=2：1开始反应，当CS2体积分数为10%时，CH4转化率为___________。 （3）利用工业废气H2S生产CS2的反应为CH4(g)+2H2S(g)⇌CS2(g)+4H2(g)。向某密闭容器充入1molCH4、2molH2S，维持体系压强为p0kPa，反应达到平衡时，四种组分的物质的量分数随温度T的变化如图。 ①图中表示CH4的曲线是___________(填“a”“b”“c”或“d”)。 ②780℃时，该反应的Kp=___________(列出表达式即可，用平衡分压代替平衡浓度，分压=总压×物质的量分数)。 ③维持m点温度不变，向容器中再通入CH4、H2S、CS2、H2各1mol，此时速率关系为v(正)___________v(逆)(填“>”“<”或“=”)。 16. 航空发动机被誉为“现代工业皇冠上的明珠”，金属铼(Re)是生产航空发动机单晶叶片的关键材料。某含铼的烟道灰，具有弱酸性，含铼(Re)约0.3%，主要形态为Re2O7，还有少量的Cu、Si、Fe、Mg的氧化物杂质。采用碱浸置换工艺制备铼酸钾的一种工艺流程示意图如下： 已知：①铼和锰同族；②铼的最高价氧化物属于酸性氧化物；回答下列问题： （1）碱浸时要不断地搅拌并适当加热，其目的是_______。 （2）烟道灰碱浸后的浸出渣中除了Fe2O3外，还含有_______。 （3）Re2O7中氧原子都达到了8电子稳定结构，写出Re2O7的结构式：_______。 （4）写出生成ReO2·2H2O的离子方程式：_______。 （5）如图是液固(NaOH溶液/烟道灰)质量比对铼浸出率的影响，则m(NaOH溶液)/m(烟道灰)的最佳值为_______。 （6）向HReO4溶液中加入适量KCl固体后获得KReO4晶体的操作为_______、_______、过滤、洗涤、干燥。 （7）利用50kg 烟道灰进行生产，最终得到215g铼酸钾，则铼酸钾的产率为_______% (保留一位小数)。 17. 微生物催化降解是处理含硝酸盐()、 高氯酸盐()废水的重要修复技术。已知：反硝化菌、高氯酸盐降解菌属于异养微生物，需在有机物作为碳源的情况下才能生长繁殖；硫化菌属于自养微生物，无需外界有机碳源就能生长繁殖。 （1）异养还原法：向活性污泥中加入有机碳源(如CH3COONa)，在反硝化菌和高氯酸盐降解菌的催化下，CH3COONa分别将中性废水中的还原为N2、还原为Cl-，有效实现废水中污染物的降解。 ①CH3COONa作还原剂时，自身转化为CO2从废水中逸出。写出降解的离子方程式：___________ 。 ②将含相同浓度、的废水和60mg/L的CH3COONa溶液以一定流速通入装有活性些污泥的反应器，测得出口各组分浓度随时间的变化关系如图所示。废水中的降解速率明显要比的降解速率快得多，其原因是 ___________ 。 （2）自养还原法：在硫化菌作用下，利用单质硫可将废水中的硝酸盐和高氯酸盐降解。 ①硫自养还原法可避免加入过量有机碳源造成的二次污染，但也带来新的污染物硫酸盐()，同时还会造成水体pH___________ (填 “增大”或“减小”)。 ②硫自养还原一段时间后，在出水中检测到H2S，且出水中年的质量浓度远大于理论值，其原因是_____。 （3）异养自养混合法：异自养一体式微生物反应器如图所示，反应柱外部使用水浴夹层保温。将CH3COONa溶液和含硝酸盐、高氯酸盐的废水经蠕动泵送入反应器，混合液缓慢流经填充硫磺颗粒和活性污泥的反应柱。 ①当处理一定体积一定浓度的硝酸盐和高氯酸盐废水时，工业上通常采用异养自养混合醋酸钠固体法的原因是______。 ②反应器水浴保温夹层的温度需控制在32℃左右，其原因是___________。 18. 锡酸钠晶体(Na2SnO3·3H2O)在染料工业用作媒染剂。以锡碲渣废料(主要成分是SnO、TeO，还含有少量Fe、Te、Sb、Pb、As等元素的氧化物)为原料，制备锡酸钠晶体的工艺流程如图： 已知：水碎液中溶质的主要成分为Na2SnO3、Na3AsO4、Na3SbO4、Na2PbO2、Na2TeO3，均为强电解质。 回答下列问题： （1）Te元素位于元素周期表第_______周期_______族。 （2）工业上制备锡酸钠晶体(Na2SnO3·3H2O)时，从溶液中获得“水碎渣”的操作为_______，对“水碎渣”再次水洗，其目的是_______。 （3）“碱溶”时，SnO发生反应的化学方程式为_______，该过程中，锡碲浸出率与溶液中游离碱质量浓度关系如图1所示，则最理想的游离碱质量浓度为_______g·L-1。 （4）“除Te”时，相同时间内不同的反应温度对Te的脱除率的影响关系如图2，70℃后随温度升高Te的脱除率下降的原因可能是_______。 （5）在“浓缩、结晶”时，加入NaOH的主要目的是_______。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $