精品解析：陕西省渭南市蒲城县蒲城中学2024-2025学年高二上学期11月期中考试 化学试题

2024~2025学年度期中考试卷 高二化学 考试模块：选择性必修1 考生注意： 1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间75分钟。 2.答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。 3.考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。 4.本卷命题范围：鲁科版选择性必修1第1章～第2章第2节。 5.可能用到的相对原子质量：H-1 C-12 O-16 Ca-40 一、选择题：本题共15小题，每小题3分，共45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. 我国长征五号遥七运载火箭使用液氧/煤油和液氧/液氢两种推进剂组合液。下列说法错误的是 A. 煤油属于化石燃料 B. 煤油不完全燃烧会产生污染物 C. 氢能属于清洁能源 D. 氢气易于运输 【答案】D 【解析】 【详解】A．煤油由石油分馏得到，石油属于化石燃料，因此煤油属于化石燃料，A正确； B．煤油含有碳元素，不完全燃烧会生成、碳颗粒等污染物，B正确； C．氢气的燃烧产物只有，无污染，因此氢能属于清洁能源，C正确； D．氢气密度小，常温下为气态，储存和运输需要高压压缩或低温液化，难度大、成本高，并不易于运输，D错误； 故选D。 2. 下列关于反应的方向，说法正确的是 A. 电解水为自发反应 B. 能自发进行的反应一定能迅速发生 C. 焓增熵减的反应一定能自发进行 D. 自发反应在恰当条件下才能实现 【答案】D 【解析】 【详解】A．自发反应是不需要持续借助外界非自发作用力（如持续通电做功）就能自动进行的反应，电解水需要持续外接电源提供电能才能发生，属于非自发反应，A错误； B．反应能否自发进行是热力学判断，和反应速率无关，能自发进行的反应不一定迅速发生，如铁的锈蚀，B错误； C．焓增即，熵减即，任意温度下，反应一定不能自发进行，C错误； D．自发反应仅说明反应有自发进行的趋势，需要在恰当条件下才能实际发生，如氢气与氧气的化合反应常温下自发，需点燃才能反应，D正确； 故选D。 3. 化学与社会、生活密切相关。下列说法正确的是 A. 钢铁表面水膜酸性很弱或中性时，发生析氢腐蚀 B. 铜、铝导线直接相连作导线不会发生电化学腐蚀 C. 从海水中得到，可电解熔融制备 D. 铝抗腐蚀能力强，是因为其不易与氧气发生反应 【答案】C 【解析】 【详解】A．钢铁表面水膜酸性很弱或中性时发生吸氧腐蚀，析氢腐蚀需要在酸性较强的环境下发生，A错误； B．铜和铝活泼性不同，直接相连时若接触到潮湿空气（电解质溶液）会形成原电池，铝作为负极被腐蚀，会发生电化学腐蚀，B错误； C．是活泼金属，工业上可电解熔融制备金属，C正确； D．铝抗腐蚀能力强是因为常温下铝易与氧气反应，表面生成一层致密的薄膜，阻止内部铝继续被氧化，不是铝不易与氧气反应，D错误； 故选C。 4. 乙烯醇是一种短暂的中间体在化学界很早就达成了共识，但直到1976年才有文献报道用实验的方法观察到其存在。、时，乙烯醇和乙醛的异构化过程的能量变化如图所示，下列说法正确的是 A. 不如稳定 B. 使用催化剂可以改变反应的焓变 C. 该异构化反应的 D. 正反应的活化能小于逆反应的活化能 【答案】D 【解析】 【详解】A．物质能量越低越稳定，由图可知的能量低于，则更稳定，A错误； B．催化剂只能降低反应活化能，不改变反应物和生成物的总能量差，故不能改变反应的焓变，B错误； C．生成物总能量反应物总能量，该异构化反应的，C错误； D．正反应活化能为，逆反应活化能为，正反应的活化能小于逆反应的活化能，D正确； 故选D。 5. 用稀盐酸与稍过量的稀氢氧化钠溶液反应测定中和反应反应热，下列有关说法正确的是。 A. 其热化学方程式为 B. 测量中和反应反应热的一次实验过程中，至少需测定温度3次 C. 玻璃搅拌棒若用铜质材料代替，则测量出的中和反应反应热偏小 D. 若稀酸中与稀碱溶液中的物质的量相等，则所测中和反应反应热数据更准确 【答案】B 【解析】 【详解】A．热化学方程式未标明各物质的状态，其热化学方程式为 ，A错误； B．中和热测定中，测量中和反应反应热的一次实验过程中，需要测定反应前酸溶液的温度、反应前碱溶液的温度以及反应后的最高温度，至少需测定温度3次，B正确； C．铜的导热性优于玻璃，导致热量散失更多，测得温度差ΔT偏小，计算出的中和热数值变小，带负号，故中和反应反应热偏大，C错误； D．若稀酸中与稀碱溶液中的物质的量相等，实验误差易导致反应不完全，应使一种试剂稍过量以确保完全反应，D错误； 故选B。 6. 甲醇重整氢燃料电池(质子交换膜)中将甲醇蒸气转化为氢气的两种反应原理如下： ①　　； ②。 下列说法正确的是 A. 的摩尔燃烧焓 B. 该燃料电池能量转化率可达100% C. 该燃料电池中电极材料不参与反应 D. 根据②推知反应 【答案】C 【解析】 【详解】A．摩尔燃烧焓要求1 mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物，反应②中H元素的产物是而非稳定氧化物，因此该焓变不是的摩尔燃烧焓，A错误； B．燃料电池工作时部分能量会以热能形式散失，能量转化率不可能达到100%，B错误； C．该燃料电池的电极通常为惰性电极，仅起到导电、催化反应的作用，本身不参与反应，C正确； D．液态汽化需要吸收热量，等物质的量的液态能量低于气态，反应放出的热量更少，放热反应为负，因此反应的，D错误； 故选C。 7. 下列图像分别表示有关反应的反应过程与能量变化的关系，据此判断下列说法错误的是 A．红磷比白磷更稳定 B．石墨转变为金刚石是吸热反应 C． 和的键能总和大于和的键能总和 D．与充分反应生成放出的热量小于 A. A B. B C. C D. D 【答案】C 【解析】 【详解】A．图中，白磷比红磷能量更高，能量越低物质越稳定，故红磷比白磷稳定，A正确； B．图中金刚石比石墨能量更高，故石墨转化为金刚石是吸热反应，B正确； C．反应的焓变等于反应物的键能之和减去生成物键能之和，图中反应为放热反应，，故反应物的键能总和小于生成物的键能总和，C错误； D．由图可知 ，该反应是可逆反应，故将与充入密闭容器中发生反应，实际放热少于，D正确； 故答案为：C。 8. 下列实验设计与预测结果错误的是 A．U形管右侧红墨水液面上升 B．缩小体积、气体颜色由浅变深 C．验证对反应平衡移动的影响 D．铁钥匙表面镀铜 A. A B. B C. C D. D 【答案】B 【解析】 【详解】A．镁与稀盐酸反应放热，锥形瓶内温度升高，气体受热膨胀，压强增大，U形管右侧红墨水液面上升，A正确； B．体系存在平衡，缩小体积时浓度增大，颜色变深；随后平衡正向移动，浓度减小，现象是由浅变深，再变浅，但最终比原来深，B错误； C．体系存在平衡，加入固体使浓度增大，平衡正向移动，溶液红色加深，可验证对平衡移动的影响，C正确； D．电镀时，待镀金属铁钥匙作阴极接电源负极，镀层金属铜作阳极，含镀层金属离子的溶液作电解液，阴极反应Cu2++2e-=Cu，铜在铁钥匙表面析出，预测结果正确，D正确； 因此答案选B。 9. 在恒容密闭容器中进行反应的起始物质的量分别为、，当达到平衡状态时，下列结论的数据一定错误的是 A. B. C. D. 的化学式可表示为 【答案】A 【解析】 【详解】A．该数值是反应完全逆向进行时的极限值，可逆反应不能完全转化，此时，不符合可逆反应特征，A错误； B．的物质的量在正向反应时最小趋近于0 mol，逆向反应时最大趋近于1.2 mol，在合理范围内，可能成立，B正确； C．增加说明反应逆向进行，对应消耗的，剩余的物质的量为，符合反应计量数关系，可能成立，C正确； D．说明反应正向进行，消耗和，剩余反应物均在合理范围内，且为符合元素守恒，可能成立，D正确； 因此答案选A。 10. ℃下，将和两种气体混合充入体积为的密闭刚性容器中，发生反应，2min末反应达到平衡，生成，并测得的物质的量浓度为，下列说法错误的是 A. x的值为1 B. A和B的平衡转化率相等 C. 平衡时，的物质的量浓度为 D. 此温度下该反应的平衡常数大于1 【答案】D 【解析】 【详解】A．生成的物质的量为，反应中物质的量变化量之比等于化学计量数之比，，解得，A正确； B．A的平衡转化率为，的平衡转化率为，二者转化率相等，B正确； C．平衡时，则，C正确； D．平衡时，平衡常数，D错误； 因此答案选D。 11. 质子导体固体氧化物电化学装置可以作为质子导体反应器用于合成氨。基于质子导体反应器的电化学方法可以在常压下进行氨的合成，且可以不受热力学的限制，能节省20%以上的能耗，降低了氨的生产成本。质子导体反应器电化学合成氨的工作原理如图所示。下列说法正确的是 A. 该装置的电解质可以为硫酸 B. 氢电极上每消耗，理论上电解质中有转移至氨电极 C. 该装置中，氢电极为阴极 D. 氨电极的电极反应式为 【答案】D 【解析】 【分析】氨电极中氮气转化为氨气，发生还原反应，因此氨电极为阴极，氢电极为阳极。 【详解】A．该装置为质子导体固体氧化物电化学装置，使用固体电解质，硫酸为液态电解质不符合要求，A错误； B．氢电极为阳极，电极反应为，每消耗生成，理论上电解质中有转移至氨电极，B错误； C．依据分析，氨电极为阴极，氢电极为阳极，C错误； D．氨电极为阴极，发生还原反应生成，电极反应式为，D正确； 故选D。 12. 常温下，在一支试管中加入少量氯化钴晶体，再逐滴加入浓盐酸至晶体完全溶解，然后滴加水至溶液呈紫色为止。溶液中存在平衡：(l)。下列说法正确的是 A. 向溶液中加入适量的稀硫酸，平衡不移动，溶液仍为紫色 B. 将试管放入热水中，溶液变成蓝色，则 C. 当溶液中时，说明反应已经停止 D. 常温下，该反应的平衡常数 【答案】B 【解析】 【详解】A．向溶液中加入稀硫酸相当于稀释体系，平衡向离子总浓度增大的逆向移动，溶液变为粉红色，A错误； B．热水中溶液变蓝，说明温度升高平衡正向移动，正反应为吸热反应，即，B正确； C．该速率关系说明反应达到动态平衡，正逆反应速率相等但反应并未停止，C错误； D．为纯液体，浓度视为常数，不写入平衡常数表达式，正确表达式为，D错误； 故选B。 13. 电催化硝酸盐还原制氨具有条件温和、易于规模化、与可再生能源发电技术相兼容、可直接利用工农业废水为原料等优势，被认为是最有望替代哈伯法的绿色制氨技术。近日，某高校课题组合成了具备核壳异质结构的催化剂，实现了安培级电流密度的制氨，其工作原理如图所示。下列说法正确的是 A. a为外接电源负极，发生还原反应 B. 电极反应为 C. M交换膜为质子交换膜 D. 每消耗理论上转移电子 【答案】C 【解析】 【详解】A．X电极上中C元素化合价升高，发生氧化反应，故X为电解池阳极，连接的a为外接电源正极，A错误； B．Y电极为阴极，发生还原反应得到电子，电极反应中应为，电极反应为：，B错误； C．阳极反应生成，阴极反应消耗，需要通过交换膜从左室迁移到右室，故M为质子交换膜，C正确； D．的物质的量为，中C为-2价，完全氧化为时，1 mol 转移电子，故反应转移电子，D错误； 因此答案选C。 14. 某研究性学习小组用如图所示装置进行实验，探究原电池、电解池和电解制备钴的工作原理。一段时间后装置甲的两极均有气体产生，且极处溶液逐渐变成紫红色；停止实验，观察到铁电极明显变细，电解液仍然澄清。查阅资料：高铁酸根离子在溶液中呈紫红色。下列说法正确的是 A. 甲池为原电池，乙池、丙池均为电解池 B. 甲池极处发生 C. 理论上乙池的室中不变 D. 丙池中从左向右移动 【答案】C 【解析】 【分析】从图中可知，丙装置构成原电池结构，Zn电极为负极，失电子生成，Cu电极为正极，得电子生成Cu，则甲中X电极为阳极，Fe失电子结合氢氧根离子生成，此外氢氧根离子也会失电子生成氧气，Y电极为阴极，水得电子生成氢气和氢氧根离子，乙中石墨电极为阳极，Co电极为阴极，得电子生成Co。 【详解】A．据分析知甲是电解池，丙是可自发进行氧化还原反应的原电池，乙是电解池，A错误； B．甲池中是6 mol/L的强碱性NaOH溶液，电极反应不可能生成大量，X极（Fe）的正确反应为，B错误； C．乙池I室的电极为阳极，电极反应为，每生成4 mol，就会有4 mol通过阳离子交换膜从I室迁移至II室，因此I室中不变，C正确； D．丙为原电池，Zn为负极，Cu为正极，阴离子向负极移动，因此从右（Cu极区）向左（Zn极区）移动，D错误； 故选C。 15. 在二氧化碳加氢制甲烷的反应体系中，主要发生反应的热化学方程式如下： 反应； 反应II．； 反应III．。 向恒压、密闭容器中通入和，平衡时、的物质的量随温度的变化如图所示。下列说法正确的是 A. 反应Ⅲ的平衡常数可表示为 B. 图中曲线表示的物质的量随温度的变化 C. 提高转化为的转化率，需要研发在低温区高效的催化剂 D. 的 【答案】C 【解析】 【分析】反应Ⅰ和反应Ⅲ均为放热反应，因此，的平衡量随着温度的升高而减小，所以图中曲线a表示的物质的量变化曲线；由反应Ⅱ和Ⅲ可知，温度升高反应Ⅱ正向移动，反应Ⅲ逆向移动，因此，CO在平衡时的物质的量随着温度升高而增大，故曲线c为CO的物质的量变化曲线，则曲线b为的物质的量变化曲线。 【详解】A．反应Ⅲ的平衡常数为生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值，应为，A错误； B．据分析可知曲线a表示的物质的量变化曲线，曲线c为CO的物质的量变化曲线，B错误； C．生成的反应Ⅰ、Ⅲ均为放热反应，低温下平衡正向移动，且可抑制吸热的反应Ⅱ正向进行，有利于提高转化为的平衡转化率，低温下反应速率慢，需研发低温区高效催化剂加快反应速率，C正确； D．根据盖斯定律，由反应Ⅱ-反应Ⅰ可得目标反应，，D错误； 故选C。 二、非选择题：本题共4小题，共55分。 16. 化学在能源开发与利用中起着十分关键的作用。回答下列问题： （1）蕴藏在海底的“可燃冰”是高压下形成的外观像冰的甲烷水合物固体。燃烧生成气体和液态水，放出热量。经测定，生成的与足量澄清石灰水反应得到沉淀，则______，其中______。 （2）以太阳能为热源，经由铁氧化合物循环分解液态水的过程如图所示。 已知：过程； 。 ①氢气的摩尔燃烧焓___________。 ②过程II的热化学方程式为______________________。 （3）通自热法生产包含下列反应： 。 若不考虑热量损耗，物料转化率均为，最终炉中出来的气体只有。为了维持热平衡，每生产，投料的量为、______g及________。 【答案】（1） ①. -890 ②. 1.6 （2） ①. -285.8 kJ/mol ②. （3） ①. 86.4 ②. 67.2 【解析】 【小问1详解】 生成的CO2与足量澄清石灰水反应得到10 g沉淀，该沉淀为CaCO3，其物质的量，根据碳元素守恒，n(CO2) = n(CaCO3) = 0.1 mol，由甲烷燃烧化学方程式：可知，消耗CH4的物质的量与生成CO2的物质的量相等，因为生成n(CO2) = 0.1 mol，所以n(CH4)=0.1 mol， 0.1 mol CH4燃烧放出热量89 kJ，则1mol CH4燃烧放出的热量为890 kJ，所以CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ∆H = -890 kJ/mol；0.1 mol CH4的质量a=0.1 mol×16 g/mol=1.6 g。 【小问2详解】 氢气的摩尔燃烧焓是指1 molH2完全燃烧生成液态水时放出的热量，则热化学方程式为：①，已知：②2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ∆H2 = -483.6 kJ/mol，③H2O(g)=H2O(l) ∆H3 = -44 kJ/mol；由盖斯定律可知：化学方程式①=③+②，则，所以，即氢气的摩尔燃烧焓为-285.8 kJ/mol。 已知：过程Ⅰ的热化学方程式，设该热化学方程式编号为④，即：④，过程Ⅱ是FeO与液态水反应生成Fe3O4和H2，设该热化学方程式编号为⑤，则该热化学方程式为： ⑤3FeO(s)+H2O(l)=Fe3O4(s)+H2(g) ∆H5，根据盖斯定律可知：化学方程式⑤= -②-④-③，则，所以，综上可得过程Ⅱ的热化学方程式为：。 【小问3详解】 已知，又因为，根据，可得。由化学方程式可知：，生成1 molCaC2，消耗1 molCaO，3 molC，同时吸收464.1 kJ热量；为维持热平衡，碳燃烧放出的总热量需要恰好抵消生成1 molCaC2所吸收的464.1 kJ热量。根据反应，每1mol C燃烧生成CO放出110.5 kJ热量，因此需要燃烧的C的物质的量为。生成1 molCaC2反应消耗3 mol C，燃烧放热需要额外投入4.2 mol C，因此C的总物质的量为3 mol + 4.2 mol = 7.2 mol，C的摩尔质量为12 g/mol，所以C的质量为。燃烧4.2 molC，根据反应，需要O2的物质的量为，O2的摩尔质量为32 g/mol，则O2的质量为。 17. 甲醇()是一种可再生能源，是重要的化工原料。回答下列问题： （1）与在某催化剂的作用下可合成甲醇：。 相关化学键的键能如下表： 化学键 C-O C=O O-H 键能/() 436 326 803 464 414 该反应的______kJ·mol。 （2）一定条件下，在恒压的密闭容器中，充入一定量的和发生上述反应制，测得不同温度下，体系中的平衡转化率与压强的关系曲线。如图所示。 ①该反应的______(填“＞”或“＜”)0，该反应在______(填“高温”“低温”或“任意温度下”)可自发进行。 ②比较与的大小关系：_____(填“＜”“=”或“＞”)。 （3）以溶液为电解质的甲醇-氧气燃料电池是一种高效电池。 ①该电池中，正极充入的气体是_____(填化学式)。 ②若转化为，负极电极反应式为____________；电池中每消耗0.2mol时，需要甲醇的质量为___________。 （4）已知在甲醇燃料电池中，吸附在催化剂表面的甲醇分子逐步脱氢得到，四步反应可能的脱氢产物及其相对能量如下图，则最可行途径为_____________(用等字母表示)。 【答案】（1）-46 （2） ①. < ②. 低温 ③. < （3） ①. ②. ③. 3.2 g （4） 【解析】 【小问1详解】 化学反应的焓变反应物的总键能-生成物的总键能，根据化学方程式 ，反应物包含2个 键和3个 键，生成物包含3个 键、1个 键和3个 键，代入数据计算：。 【小问2详解】 ① 该反应正向是气体分子数减少的反应，体系的混乱度减小，因此；反应自发进行的判据是，由于该反应且，故该反应在低温下可自发进行。 ② 该反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动， 的平衡转化率会降低，由图可知，在相同压强下，温度为 时的转化率大于时的转化率，说明的温度更低，故 。 【小问3详解】 ① 在甲醇-氧气燃料电池中，正极发生还原反应，充入的应是氧化剂，即。 ② 负极发生氧化反应，甲醇失去电子，在碱性条件下最终生成碳酸根离子和水，电极反应式为 。根据总反应方程式 可知，每消耗 需要 ，当电池中消耗 时，需要消耗，其质量为 。 【小问4详解】 化学反应倾向于沿着活化能（相对能量）最低的路径进行，由图可知，脱去1个氢原子时相对能量最低的中间产物为b，脱去2个氢原子时为e，脱去3个氢原子时为h，脱去4个氢原子时为j，因此，最可行的脱氢途径为 。 18. 时，向容积为的恒容密闭容器中充入气体，发生反应：2R(g)X(g)+nY(g)+Z(s)。测得反应过程中，(p为某时刻容器内气体的总压强，为开始时气体的压强)的值随反应时间(t)的变化数据如下表所示： min 0 1 2 4 8 16 20 1.00 1.15 1.25 1.35 1.41 1.45 1.45 回答下列问题： （1）化学方程式中的n(n为正整数)的取值范围是_____。 （2）该可逆反应的平衡常数表达式_____，若，则平衡常数_____，的平衡转化率为_____。 （3）下列措施可以提高反应物的平衡转化率的是_____(填字母)。 A. 升高体系温度 B. 向体系中通入 C. 及时转移体系中的Z D. 增大容器容积 （4）若，将恒容容器改为恒压容器(起始容积为)，改变外界条件使上述反应达到相同的限度，则达到平衡时容器的体积为______L，_________mol/L。(保留三位小数) 【答案】（1）n > 1 （2） ①. ②. 7.29 ③. 90% （3）AD （4） ①. 1.45 ②. 0.124 【解析】 【小问1详解】 反应在恒容密闭容器中进行，初始只有0.2 mol R气体，Z是固体，不参与气体压强的贡献，反应方程式为2R(g)X(g)+nY(g)+Z(s)，每消耗2mol R气体，体系内气体的总物质的量会增加(1+n)-2 = (n-1)mol。反应达到平衡时= 1.45，根据恒温恒容下压强比等于气体总物质的量之比，平衡时气体总物质的量为0.2 mol×1.45 = 0.29 mol，说明反应正向进行后气体总物质的量会增大，则n+1 > 2，即n > 1。 【小问2详解】 由反应的化学方程式可知，反应的平衡常数表达式；当n=2时，设生成X的物质的量为x mol，由题意建立如下三段式： 根据表中数据可知，= 1.45时，反应达到平衡状态，根据恒温恒容下压强比等于气体总物质的量之比，得到：，则x=0.09，所以平衡时R、X、Y的浓度分别为：0.02 mol/L、 0.09 mol/L、0.18 mol/L，所以反应的平衡常数：。 R的平衡转化率为：。 【小问3详解】 A．该反应∆H >0，升高体系温度，平衡向吸热的正反应方向移动，R的平衡转化率提高，A正确； B．向体系中通入R，恒容条件下相当于增大压强，平衡向气体分子数减少的逆反应方向移动，R的平衡转化率降低，B错误； C．选项Z是固体，及时转移体系中的Z，固体浓度始终为常数，平衡不移动，R的平衡转化率不变，C错误； D．选项增大容器容积，体系压强减小，平衡向气体分子数增多的正反应方向移动，R的平衡转化率提高，D正确； 故答案为AD。 【小问4详解】 反应为2R(g)X(g)+nY(g)+Z(s)（n=2，Z为固体，不计入气体物质的量）。起始时气体只有0.2 mol R，恒容条件下压强比等于气体总物质的量之比，已知：，因此平衡时气体总物质的量为：。恒压容器中，温度、压强不变，气体的体积与气体总物质的量成正比，起始时气体总物质的量为0.2 mol，对应体积1.0 L，平衡时气体总物质的量为0.29 mol，因此平衡时容器体积：。 计算平衡时Y的物质的量浓度：设恒容条件下R的变化量为2x，列三段式： 已知：平衡时气体总物质的量为0.29 mol，得到，则x=0.09，所以平衡时Y的物质的量为0.18 mol，则恒压平衡时Y的浓度为：。 19. 尾气的脱硝(除)处理对于减少光化学烟雾的产生具有重要意义。回答下列问题： I．汽车排气管上安装“催化转化器”，其反应的热化学方程式为。时，将等物质的量的和充入容积为的密闭容器中，若温度和体积不变，反应过程中(0~15min)NO的物质的量随时间变化如图所示。 （1）图中a、b分别表示在相同温度下，使用质量相同但表面积不同的催化剂时，达到平衡过程中的变化曲线，其中表示催化剂表面积较小的曲线是_____(填“a”或“b”)。 （2）在曲线所示反应中，内，的平均反应速率_____；℃时，该反应的化学平衡常数_____。 （3）时，发生图中所示变化，则改变的条件可能是_____(填字母)。 A. 加入催化剂 B. 升高温度 C. 将液化移出体系 D. 充入少量 II．已知反应：。 （4）某温度下，向某恒容密闭容器中充入和，发生上述反应。可作为该反应达到平衡状态的依据是_____(填字母)。 A. 混合气体颜色不再改变 B. 混合气体的密度不再改变 C. 混合气体摩尔质量不再改变 D. 和的物质的量之比不再改变 （5）将一定比例的和的混合气体(含有少量)，匀速通入图(a)所示装有催化剂的反应器中充分进行反应。 反应相同时间的去除率随反应温度的变化曲线如图(b)所示。已知该催化剂在100～150℃时活性最高，那么在50～250℃范围内随着温度的升高，的去除率先迅速上升后上升缓慢，其中去除率迅速上升段的主要原因是______；当反应温度高于时，的去除率迅速下降的原因可能是______(不考虑催化剂失活)。 【答案】（1）a （2） ①. 0.02 mol∙L-1∙min-1 ②. 5 （3）CD （4）AC （5） ①. 温度升高，同时催化剂活性随温度升高增大，共同使反应速率加快，NO2去除率迅速增大 ②. 和高温下发生反应生成NO，NO继续被氧化为 【解析】 【小问1详解】 催化剂表面积越大，催化效率越高，反应速率越快，达到平衡所需时间越短。曲线a和b的平衡状态相同，但曲线b下降更快，先达到平衡，说明其反应速率快，对应表面积大的催化剂，a曲线下降慢，达到平衡时间长，反应速率慢，对应比表面积小的催化剂。 【小问2详解】 由图可知，曲线b中0~5 min内NO的物质的量从0.4 mol降至0.2 mol，则；根据化学方程式可知，NO的化学计量数与CO的化学计量数之比为1:1，所以反应中，因为容器体积为2 L，则。 根据b所对应的曲线图，列三段式： 因为容器体积为2 L，则平衡时各物质浓度为：c(NO)=0.1 mol∙L-1、c (CO)=0.1 mol∙L-1、c(CO2)=0.1 mol∙L-1、c(N2)=0.05 mol∙L-1，平衡常数，代入公式可得 。 【小问3详解】 A．加入催化剂，只改变反应速率，不改变平衡状态，NO的物质的量不会发生变化，A错误； B．该反应，升高温度，平衡逆向移动，NO的物质的量会增大，与图中15 min后NO物质的量减小的变化不符，B错误； C．将N2液化移出体系，生成物浓度降低，平衡正向移动，NO的物质的量减小，符合图中变化，C正确； D．充入少量CO，增加反应物的浓度，平衡向正反应方向进行，NO的物质的量减少，D正确； 故答案选CD。 【小问4详解】 A．NO2是红棕色气体，混合气体颜色不再改变，说明NO2的浓度不再变化，能证明反应达到平衡状态，故A正确； B．选项恒容密闭容器中，混合气体的总质量始终不变，容器容积也始终不变，根据密度公式，混合气体的密度从反应开始到结束都不会发生变化，因此密度不再改变不能说明反应达到平衡，故B错误； C．选项该反应前后气体的总物质的量不相等，气体总质量始终不变，根据摩尔质量公式，混合气体的平均摩尔质量会随气体总物质的量的变化而改变，当混合气体摩尔质量不再改变时，说明气体总物质的量不再变化，各组分含量保持恒定，反应达到平衡状态，故C正确； D．选项初始时充入4 molNH3和3 molNO2，二者初始物质的量之比为4:3，反应过程中二者按照4:3的比例消耗，因此反应过程中4 molNH3和3 molNO2的物质的量之比始终为4:3，无论反应是否达到平衡，该比值都不会发生变化，因此该比值不再改变不能说明反应达到平衡，故D错误； 故选AC。 【小问5详解】 在50~250℃范围内，温度升高时，一方面温度本身会加快反应速率，另一方面该催化剂在100~150℃时活性最高，此温度区间内催化剂活性随温度升高快速提升，两个因素共同作用，使得反应速率快速加快，相同反应时间内NO₂被还原的量大幅增加，因此NO2的去除率迅速上升。 随着温度的升高，NO2去除率迅速上升，主要原因是温度升高和催化剂的高活性共同作用使得反应速率加快，去除率先迅速上升；高于380℃，去除率迅速下降的原因是副反应程度的增大（和高温下发生反应生成NO，NO继续被氧化为）。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024~2025学年度期中考试卷 高二化学 考试模块：选择性必修1 考生注意： 1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间75分钟。 2.答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。 3.考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。 4.本卷命题范围：鲁科版选择性必修1第1章～第2章第2节。 5.可能用到的相对原子质量：H-1 C-12 O-16 Ca-40 一、选择题：本题共15小题，每小题3分，共45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. 我国长征五号遥七运载火箭使用液氧/煤油和液氧/液氢两种推进剂组合液。下列说法错误的是 A. 煤油属于化石燃料 B. 煤油不完全燃烧会产生污染物 C. 氢能属于清洁能源 D. 氢气易于运输 2. 下列关于反应的方向，说法正确的是 A. 电解水为自发反应 B. 能自发进行的反应一定能迅速发生 C. 焓增熵减的反应一定能自发进行 D. 自发反应在恰当条件下才能实现 3. 化学与社会、生活密切相关。下列说法正确的是 A. 钢铁表面水膜酸性很弱或中性时，发生析氢腐蚀 B. 铜、铝导线直接相连作导线不会发生电化学腐蚀 C. 从海水中得到，可电解熔融制备 D. 铝抗腐蚀能力强，是因为其不易与氧气发生反应 4. 乙烯醇是一种短暂的中间体在化学界很早就达成了共识，但直到1976年才有文献报道用实验的方法观察到其存在。、时，乙烯醇和乙醛的异构化过程的能量变化如图所示，下列说法正确的是 A. 不如稳定 B. 使用催化剂可以改变反应的焓变 C. 该异构化反应的 D. 正反应的活化能小于逆反应的活化能 5. 用稀盐酸与稍过量的稀氢氧化钠溶液反应测定中和反应反应热，下列有关说法正确的是。 A. 其热化学方程式为 B. 测量中和反应反应热的一次实验过程中，至少需测定温度3次 C. 玻璃搅拌棒若用铜质材料代替，则测量出的中和反应反应热偏小 D. 若稀酸中与稀碱溶液中的物质的量相等，则所测中和反应反应热数据更准确 6. 甲醇重整氢燃料电池(质子交换膜)中将甲醇蒸气转化为氢气的两种反应原理如下： ①　　； ②。 下列说法正确的是 A. 的摩尔燃烧焓 B. 该燃料电池能量转化率可达100% C. 该燃料电池中电极材料不参与反应 D. 根据②推知反应 7. 下列图像分别表示有关反应的反应过程与能量变化的关系，据此判断下列说法错误的是 A．红磷比白磷更稳定 B．石墨转变为金刚石是吸热反应 C． 和的键能总和大于和的键能总和 D．与充分反应生成放出的热量小于 A. A B. B C. C D. D 8. 下列实验设计与预测结果错误的是 A．U形管右侧红墨水液面上升 B．缩小体积、气体颜色由浅变深 C．验证对反应平衡移动的影响 D．铁钥匙表面镀铜 A. A B. B C. C D. D 9. 在恒容密闭容器中进行反应的起始物质的量分别为、，当达到平衡状态时，下列结论的数据一定错误的是 A. B. C. D. 的化学式可表示为 10. ℃下，将和两种气体混合充入体积为的密闭刚性容器中，发生反应，2min末反应达到平衡，生成，并测得的物质的量浓度为，下列说法错误的是 A. x的值为1 B. A和B的平衡转化率相等 C. 平衡时，的物质的量浓度为 D. 此温度下该反应的平衡常数大于1 11. 质子导体固体氧化物电化学装置可以作为质子导体反应器用于合成氨。基于质子导体反应器的电化学方法可以在常压下进行氨的合成，且可以不受热力学的限制，能节省20%以上的能耗，降低了氨的生产成本。质子导体反应器电化学合成氨的工作原理如图所示。下列说法正确的是 A. 该装置的电解质可以为硫酸 B. 氢电极上每消耗，理论上电解质中有转移至氨电极 C. 该装置中，氢电极为阴极 D. 氨电极的电极反应式为 12. 常温下，在一支试管中加入少量氯化钴晶体，再逐滴加入浓盐酸至晶体完全溶解，然后滴加水至溶液呈紫色为止。溶液中存在平衡：(l)。下列说法正确的是 A. 向溶液中加入适量的稀硫酸，平衡不移动，溶液仍为紫色 B. 将试管放入热水中，溶液变成蓝色，则 C. 当溶液中时，说明反应已经停止 D. 常温下，该反应的平衡常数 13. 电催化硝酸盐还原制氨具有条件温和、易于规模化、与可再生能源发电技术相兼容、可直接利用工农业废水为原料等优势，被认为是最有望替代哈伯法的绿色制氨技术。近日，某高校课题组合成了具备核壳异质结构的催化剂，实现了安培级电流密度的制氨，其工作原理如图所示。下列说法正确的是 A. a为外接电源负极，发生还原反应 B. 电极反应为 C. M交换膜为质子交换膜 D. 每消耗理论上转移电子 14. 某研究性学习小组用如图所示装置进行实验，探究原电池、电解池和电解制备钴的工作原理。一段时间后装置甲的两极均有气体产生，且极处溶液逐渐变成紫红色；停止实验，观察到铁电极明显变细，电解液仍然澄清。查阅资料：高铁酸根离子在溶液中呈紫红色。下列说法正确的是 A. 甲池为原电池，乙池、丙池均为电解池 B. 甲池极处发生 C. 理论上乙池的室中不变 D. 丙池中从左向右移动 15. 在二氧化碳加氢制甲烷的反应体系中，主要发生反应的热化学方程式如下： 反应； 反应II．； 反应III．。 向恒压、密闭容器中通入和，平衡时、的物质的量随温度的变化如图所示。下列说法正确的是 A. 反应Ⅲ的平衡常数可表示为 B. 图中曲线表示的物质的量随温度的变化 C. 提高转化为的转化率，需要研发在低温区高效的催化剂 D. 的 二、非选择题：本题共4小题，共55分。 16. 化学在能源开发与利用中起着十分关键的作用。回答下列问题： （1）蕴藏在海底的“可燃冰”是高压下形成的外观像冰的甲烷水合物固体。燃烧生成气体和液态水，放出热量。经测定，生成的与足量澄清石灰水反应得到沉淀，则______，其中______。 （2）以太阳能为热源，经由铁氧化合物循环分解液态水的过程如图所示。 已知：过程； 。 ①氢气的摩尔燃烧焓___________。 ②过程II的热化学方程式为______________________。 （3）通自热法生产包含下列反应： 。 若不考虑热量损耗，物料转化率均为，最终炉中出来的气体只有。为了维持热平衡，每生产，投料的量为、______g及________。 17. 甲醇()是一种可再生能源，是重要的化工原料。回答下列问题： （1）与在某催化剂的作用下可合成甲醇：。 相关化学键的键能如下表： 化学键 C-O C=O O-H 键能/() 436 326 803 464 414 该反应的______kJ·mol。 （2）一定条件下，在恒压的密闭容器中，充入一定量的和发生上述反应制，测得不同温度下，体系中的平衡转化率与压强的关系曲线。如图所示。 ①该反应的______(填“＞”或“＜”)0，该反应在______(填“高温”“低温”或“任意温度下”)可自发进行。 ②比较与的大小关系：_____(填“＜”“=”或“＞”)。 （3）以溶液为电解质的甲醇-氧气燃料电池是一种高效电池。 ①该电池中，正极充入的气体是_____(填化学式)。 ②若转化为，负极电极反应式为____________；电池中每消耗0.2mol时，需要甲醇的质量为___________。 （4）已知在甲醇燃料电池中，吸附在催化剂表面的甲醇分子逐步脱氢得到，四步反应可能的脱氢产物及其相对能量如下图，则最可行途径为_____________(用等字母表示)。 18. 时，向容积为的恒容密闭容器中充入气体，发生反应：2R(g)X(g)+nY(g)+Z(s)。测得反应过程中，(p为某时刻容器内气体的总压强，为开始时气体的压强)的值随反应时间(t)的变化数据如下表所示： min 0 1 2 4 8 16 20 1.00 1.15 1.25 1.35 1.41 1.45 1.45 回答下列问题： （1）化学方程式中的n(n为正整数)的取值范围是_____。 （2）该可逆反应的平衡常数表达式_____，若，则平衡常数_____，的平衡转化率为_____。 （3）下列措施可以提高反应物的平衡转化率的是_____(填字母)。 A. 升高体系温度 B. 向体系中通入 C. 及时转移体系中的Z D. 增大容器容积 （4）若，将恒容容器改为恒压容器(起始容积为)，改变外界条件使上述反应达到相同的限度，则达到平衡时容器的体积为______L，_________mol/L。(保留三位小数) 19. 尾气的脱硝(除)处理对于减少光化学烟雾的产生具有重要意义。回答下列问题： I．汽车排气管上安装“催化转化器”，其反应的热化学方程式为。时，将等物质的量的和充入容积为的密闭容器中，若温度和体积不变，反应过程中(0~15min)NO的物质的量随时间变化如图所示。 （1）图中a、b分别表示在相同温度下，使用质量相同但表面积不同的催化剂时，达到平衡过程中的变化曲线，其中表示催化剂表面积较小的曲线是_____(填“a”或“b”)。 （2）在曲线所示反应中，内，的平均反应速率_____；℃时，该反应的化学平衡常数_____。 （3）时，发生图中所示变化，则改变的条件可能是_____(填字母)。 A. 加入催化剂 B. 升高温度 C. 将液化移出体系 D. 充入少量 II．已知反应：。 （4）某温度下，向某恒容密闭容器中充入和，发生上述反应。可作为该反应达到平衡状态的依据是_____(填字母)。 A. 混合气体颜色不再改变 B. 混合气体的密度不再改变 C. 混合气体摩尔质量不再改变 D. 和的物质的量之比不再改变 （5）将一定比例的和的混合气体(含有少量)，匀速通入图(a)所示装有催化剂的反应器中充分进行反应。 反应相同时间的去除率随反应温度的变化曲线如图(b)所示。已知该催化剂在100～150℃时活性最高，那么在50～250℃范围内随着温度的升高，的去除率先迅速上升后上升缓慢，其中去除率迅速上升段的主要原因是______；当反应温度高于时，的去除率迅速下降的原因可能是______(不考虑催化剂失活)。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $