精品解析：江苏省扬州大学附属中学东部分校2024-2025学年高二上学期11月期中考试化学试题

扬大附中东部分校2024～2025学年度第一学期期中考试 高二化学选修 2024.11 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.本试卷共6页，包含选择题［第1题～第13题，共39分］、非选择题［第14题～第17题，共61分］两部分。本次考试时间为75分钟，满分100分。考试结束后，请将答题卡交回。 2.答题前，请考生务必将自己的学校、班级、姓名、学号、考生号、座位号用0.5毫米的黑色签字笔写在答题卡上相应的位置。 3.选择题每小题选出答案后，请用2B铅笔在答题纸指定区域填涂，如需改动，用橡皮擦干净后，再填涂其它答案。非选择题请用0.5毫米的黑色签字笔在答题纸指定区域作答。在试卷或草稿纸上作答一律无效。 4.如有作图需要，可用2B铅笔作答，并请加黑加粗，描写清楚。 可能用到的相对原子质量：H-1 O-16 Na-23 S-32 选择题 选择题(每小题只有一个选项符合题意) 1. 2023年杭州亚运会主火炬燃料使用的甲醇是由和烟气中捕集的合成，称为“零碳甲醇”。下列说法正确的是 A. 与均属于共价化合物 B. 零碳甲醇燃烧吸收热量 C. 零碳甲醇燃烧不产生 D. 转化为甲醇发生还原反应 2. 下列说法正确的是 A. C(石墨,s)=C(金刚石,s) ，说明通常情况下金刚石比石墨稳定 B. 氢气的燃烧热为-285.8，甲烷的燃烧热为-890.3，等质量的氢气放出热量更多 C. 已知稀溶液中， ，则稀硫酸与氢氧化钡稀溶液反应生成1mol水时放出57.3kJ的热量 D. 相同条件下，等质量的固态硫和气态硫完全燃烧，固态硫放出的热量多 3. 铅蓄电池是汽车常用的蓄电池，其总反应：。下列说法不正确的是 A. 放电时，当外电路上有2mol 通过时，负极质量增加96g B. 放电时正极反应式 C. 充电一段时间电解质溶液导电性增强 D. 若用铅蓄电池作电源电解饱和食盐水，每消耗1mol Pb，在阴极产生1mol NaOH 4. 下列事实中，能用勒夏特列原理解释的是 A. 配制FeSO4溶液时，加入一些铁粉 B. 500℃左右比室温更有利于合成氨的反应 C. 实验室常用排饱和食盐水的方法收集氯气 D. 由H2、I2(g)、HI组成的平衡体系，加压后颜色加深 5. 已知 ， 。其他相关数据如下表，则表中a为 1mol分子中的化学键断裂时需要吸收的能量/kJ 436 200 a A. 369 B. 339 C. 297 D. 267 6. NO2和N2O4存在平衡：2NO2(g) N2O4(g) ΔH<0，下列分析正确的是 A. 为较精准地测定NO2的相对分子质量，测量条件选择高温低压 B. 恒温时缩小容积，气体颜色变深，是平衡正向移动导致的 C. 恒容时水浴加热，平衡正向移动导致气体颜色变浅 D. 断裂2 mol NO2中的共价键所需能量大于断裂1 mol N2O4中的共价键所需能量 7. 某同学设计如图所示实验，探究反应中的能量变化。 下列判断正确的是 A. 由实验可知，(a)、(b)、(c)所涉及的反应都是放热反应 B. 将实验(a)中的铝片更换为等质量的铝粉后释放出的热量相等 C. 实验(c)中将环形玻璃搅拌棒改为铁质搅拌棒对实验结果没有影响 D. 若用NaOH固体测定中和反应的反应热，则测定的反应热偏高 8. 常温下，反应，达到平衡后，加水稀释，下列各组始终保持增大的是 A. B. C. D. 9. 某温度下，在一个2 L的密闭容器中，加入4 mol A和2 mol B进行如下反应：2A(g)＋B(g) C(s)＋3D(g)，反应2 min后达到平衡，测得生成1.6 mol C，下列说法不正确的是 A. 前2 min D的平均反应速率为1.2 mol·L-1·min-1 B. 此时A的平衡转化率是80% C. 增大该体系的压强，平衡向逆方向移动 D. 该温度下平衡常数K=432 10. 微生物脱盐池是一种高效、经济的能源装置，利用微生物处理有机废水获得电能，同时可实现海水淡化。现以氯化钠溶液模拟海水，采用惰性电极，用下图的装置处理有机废水（以含的溶液为例），下列说法正确的是 A. 负极的电极反应： B. 该电池可在高温环境下工作 C. 每消耗2.24 L（标准状况）的空气，约有0.08 mol电子转移 D. Y为阴离子选择性交换膜 11. 下列叙述正确的是 A. 某醋酸溶液的pH=2，将此溶液稀释10倍后，溶液的pH<3 B. 常温下，某溶液中由水电离的，则此溶液一定呈酸性 C. 25℃时，将pH=5的盐酸稀释1000倍，溶液的pH=8 D. 在蒸馏水中滴加浓，不变 12. 25℃，浓度为0.1 的几种弱电解质的电离度α如下表。下列说法不正确的是 电解质 HF a% 1.3 7.0 7.8 1.3 A. 电离常数从大到小顺序为： B. 溶液的pH大小顺序为 C. 与氨水反应的离子反应方程式： D. 在0.1 的醋酸中滴加等体积0.1 氨水导电性逐渐增强 13. 已知： ，700℃时，与在不同物质的量之比时的平衡转化率如图所示。下列说法正确的是 A越大，的转化率越高 B．不变时，若压缩体积增大压强，的体积分数会减小 C．b点对应的平衡常数比a点的大 D．a点对应的的体积分数约为13% 非选择题 14. 完成下列问题。 （1）煤化工可以制取甲醇，甲醇-空气燃料电池，以KOH溶液为电解质溶液(电极材料为惰性电极)，当KOH全部转化为，停止放电，写出负极的电极反应式___________。 （2）煤化工中生产合成气的反应为： 。 ①该反应在___________(填高温或低温)自发进行。 ②在恒温恒容下，同时放入、、、四种物质，下列事实能够说明反应已达到平衡的是___________。 A．反应体系中，混合气体的密度不再改变 B．反应体系中，CO和的体积分数相等 C．反应体系中，当有2mol 键断裂的同时有1mol 键形成 D．混合气体的平均相对分子质量保持不变 （3）下列事实可以证明尿酸(HUr)是弱电解质的是___________(填字母)。 A. 等pH的尿酸与盐酸与Zn粉反应开始的速率 B. HUr溶液可使紫色石蕊溶液变红 C. 37℃时，等浓度的尿酸溶液的导电性比盐酸弱 D. 10 mL 0.01 mol/L HUr溶液与10 mL 0.01 mol/L NaOH溶液完全反应 （4）科研小组模拟不同条件下合成氨 反应，向密闭容器中充入6mol 和10mol ，测得不同温度下反应达到化学平衡状态时氨气的体积分数与总压强(p)的关系曲线如图1所示： ①、、由小到大的顺序为___________。 ②在条件下发生反应，20 min后反应达到化学平衡状态，若此时容器体积为1L，压强为60MPa，则浓度为___________，平衡常数___________。 我国科学家研制出新型双温区催化体系，催化剂通过光辐射产生温差(如体系温度为495℃时，纳米Fe的温度为547℃，而的温度为415℃)，其催化合成氨的机理如图2所示： ③由图可知，与传统的催化合成氨相比，双温区催化剂双温催化合成氨具备优势的原因是___________。 15. 近年来，碳中和、碳达峰成为热点。科学家们一直致力于CO2的资源化利用，有效减少CO2的排放，充分利用碳资源。 （1）1991年，Ashcroft提出了甲烷二氧化碳重整的技术理论：气体分子吸附至催化剂表面后发生反应。500℃时，反应原理如下。 主反应： 副反应： I. II. III. 其中，副反应II、III形成的积碳易导致催化剂失去活性。 ①_______。 ②在原料气中添加微量O2有利于保持催化剂的活性，其原因是_______。 （2）CO2甲烷化的研究 已知IV. 工业中同时存在副反应I. 在一定条件下，在合成塔中充入一定量CO2和H2，不同压强时，CO2的平衡转化率如图(a)所示。当气体总压强恒定为1MPa时，平衡时各物质的物质的量分数如图(b)所示。 ①图(a)中，相同温度下，压强越大，CO2的平衡转化率越大，其原因是_______； ②由图(b)可知H2的物质的量分数随温度升高而增大，原因是_______。 （3）Li-CO2电池能将二氧化碳(CO2)高效转化，研究表明，该电池反应产物为碳酸锂和单质碳，且CO2电还原后与锂离子结合形成碳酸锂按以下4个步骤进行，写出步骤III的离子方程式。 I. ； II. ； III._______； IV. 。 （4）Me-CO2电池捕集CO2。下图是一种基于Na超离子导体固体电解质的钠-二氧化碳电池，该电池以饱和氯化钠溶液作为水系电解液，以氮掺杂单壁碳纳米角(N-SWCNH)为催化剂，其主要放电产物为NaHCO3和C。 A极为该电池的_______极(填“正”或“负”)：B极的电极反应为_______。 16. 连二亚硫酸钠()广泛应用于造纸等行业。易被氧化，129℃时分解，在碱性条件下较稳定，易溶于水，不溶于乙醇。 实验室用碱性溶液和酸性溶液制取，实验室制备装置如图1所示。 （1）仪器a的作用是___________，实验前需打开K通入一段时间氮气，其目的是___________。 （2）在10℃～35℃下，向盛有一定浓度的溶液容器中滴加溶液，生成和，制备的化学方程式为___________。 （3）产率与加入溶液与溶液质量比的关系如图2所示，碱性溶液与酸性溶液加料质量比增大时，产率下降的原因是___________。 （4）称量5.0g含晶体粗品溶于水配制成250mL溶液，准确量取25.00mL配制溶液于锥形瓶中，加入足量甲醛溶液，充分反应后，再滴加几滴淀粉溶液，用0.2000mol/L标准碘溶液滴定至反应终点，重复实验三次后，平均消耗标准碘溶液20.00mL。有关反应如下：，，计算该粗晶中晶体质量分数为___________。(写出计算过程) 17. 吸收工厂烟气中的，能有效减少对空气的污染。 （1）纯碱法。以纯碱为原料吸收可制备无水，主要流程如下： 室温下，已知，，，。向溶液通入的过程中，溶液中有关组分的质量分数变化如图1所示。 ①曲线3代表的组分化学式为___________。 ②“吸收”过程中发生反应的离子方程式为___________。 （2）亚硫酸铵法：将通入，并再生利用 ①为使再生，最适宜向吸收能力降低的溶液中加入或通入一定量的___________。 A． B． C．CaO D．NaOH ②使用溶液脱硫时，溶液的pH通常需控制在5.5<pH<6.3。结合的性质和图2，分析pH不宜过小和过大的原因___________。 （3）天然海水的pH≈8，利用海水脱硫是一种有效的方法，其工艺流程如图所示： 某研究小组为探究提高含硫烟气中的吸收效率的措施，进行了天然海水吸收含硫烟气的模拟实验，实验结果如图3所示。 ①根据图3实验结果，就如何提高一定浓度含硫烟气中的吸收效率，提出一条合理化建议：___________。 ②天然海水吸收了含硫烟气后会溶有、等分子或离子，使用氧气将其氧化，氧化后的“海水”需要引入大量的天然海水与之混合后才能排放，该操作的主要目的是___________。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 扬大附中东部分校2024～2025学年度第一学期期中考试 高二化学选修 2024.11 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.本试卷共6页，包含选择题［第1题～第13题，共39分］、非选择题［第14题～第17题，共61分］两部分。本次考试时间为75分钟，满分100分。考试结束后，请将答题卡交回。 2.答题前，请考生务必将自己的学校、班级、姓名、学号、考生号、座位号用0.5毫米的黑色签字笔写在答题卡上相应的位置。 3.选择题每小题选出答案后，请用2B铅笔在答题纸指定区域填涂，如需改动，用橡皮擦干净后，再填涂其它答案。非选择题请用0.5毫米的黑色签字笔在答题纸指定区域作答。在试卷或草稿纸上作答一律无效。 4.如有作图需要，可用2B铅笔作答，并请加黑加粗，描写清楚。 可能用到的相对原子质量：H-1 O-16 Na-23 S-32 选择题 选择题(每小题只有一个选项符合题意) 1. 2023年杭州亚运会主火炬燃料使用的甲醇是由和烟气中捕集的合成，称为“零碳甲醇”。下列说法正确的是 A. 与均属于共价化合物 B. 零碳甲醇燃烧吸收热量 C. 零碳甲醇燃烧不产生 D. 转化为甲醇发生还原反应 【答案】D 【解析】 【详解】A．属于单质，不属于化合物，因此不是共价化合物，A错误； B．燃烧都是放热反应，零碳甲醇燃烧释放热量，B错误； C．甲醇含有碳元素，完全燃烧生成和，C错误； D．转化为甲醇时，碳元素化合价从+4价降低为-2价，得电子发生还原反应，D正确； 2. 下列说法正确的是 A. C(石墨,s)=C(金刚石,s) ，说明通常情况下金刚石比石墨稳定 B. 氢气的燃烧热为-285.8，甲烷的燃烧热为-890.3，等质量的氢气放出热量更多 C. 已知稀溶液中， ，则稀硫酸与氢氧化钡稀溶液反应生成1mol水时放出57.3kJ的热量 D. 相同条件下，等质量的固态硫和气态硫完全燃烧，固态硫放出的热量多 【答案】B 【解析】 【详解】A．反应为吸热反应，说明石墨能量低于金刚石，能量越低物质越稳定，因此石墨比金刚石稳定，A错误； B．1g完全燃烧放出的热量为，1g CH₄完全燃烧放出的热量为，计算可知等质量氢气完全燃烧放出热量更多，B正确； C．稀硫酸与氢氧化钡稀溶液反应除了和生成水，还会生成沉淀，生成沉淀的过程也会放热，因此生成水时放出热量大于，C错误； D．固态硫变为气态硫需要吸收热量，等质量气态硫能量高于固态硫，完全燃烧生成相同产物时，气态硫放出热量更多，固态硫放出热量更少，D错误； 故选B。 3. 铅蓄电池是汽车常用的蓄电池，其总反应：。下列说法不正确的是 A. 放电时，当外电路上有2mol 通过时，负极质量增加96g B. 放电时正极反应式 C. 充电一段时间电解质溶液导电性增强 D. 若用铅蓄电池作电源电解饱和食盐水，每消耗1mol Pb，在阴极产生1mol NaOH 【答案】BD 【解析】 【详解】A．放电时负极反应为，每转移2mol ，1mol 转化为1mol ，负极增加的质量为1mol 的质量，即，A正确； B．放电时正极得电子，在酸性硫酸环境中会与结合生成难溶的，正确的正极反应式为，选项反应式生成不符合反应实际，B错误； C．充电时发生反应，生成强电解质，溶液中自由移动离子浓度增大，导电性增强，C正确； D．每消耗1mol ，电路中转移2mol ，电解饱和食盐水阴极反应为，转移2mol 时阴极生成2mol ，对应2mol ，D错误； 故答案选BD。 4. 下列事实中，能用勒夏特列原理解释的是 A. 配制FeSO4溶液时，加入一些铁粉 B. 500℃左右比室温更有利于合成氨的反应 C. 实验室常用排饱和食盐水的方法收集氯气 D. 由H2、I2(g)、HI组成的平衡体系，加压后颜色加深 【答案】C 【解析】 【分析】勒沙特列原理为平衡移动原理，存在可逆反应、涉及平衡移动且符合平衡移动原理才能用勒沙特列原理解释。 【详解】A、配制FeSO4溶液时，加入一些铁粉发生反应Fe + 2Fe3+ →3Fe2+，防止Fe2＋被氧化，该反应不是可逆反应，不能用勒夏特列原理解释，错误； B、工业合成氨的反应为放热的可逆反应，升高温度，平衡逆向移动，不利于氨的合成，采用500℃的温度是由于在此温度下，催化剂的活性最高，与平衡移动无关，不能用勒夏特列原理解释，错误； C、饱和食盐水中含有大量的氯离子，氯气溶于水存在可逆反应：Cl2+H2OHClO+H++Cl-，相当于增加了生成物氯离子的浓度，根据勒夏特列原理，平衡向逆反应方向移动，氯气溶解量减小，可以勒夏特列原理解释，正确； D、反应H2(g)+I2(g)2HI(g)为反应前后气体物质的量不变的反应，加压平衡不移动，不能用勒夏特列原理解释，错误； 5. 已知 ， 。其他相关数据如下表，则表中a为 1mol分子中的化学键断裂时需要吸收的能量/kJ 436 200 a A. 369 B. 339 C. 297 D. 267 【答案】A 【解析】 【详解】题目给出：，，根据盖斯定律，两式相减可得：，反应的焓变等于反应物的键能减去生成物的键能，所以436+200-2a=-102，解得a=369，故选A。 6. NO2和N2O4存在平衡：2NO2(g) N2O4(g) ΔH<0，下列分析正确的是 A. 为较精准地测定NO2的相对分子质量，测量条件选择高温低压 B. 恒温时缩小容积，气体颜色变深，是平衡正向移动导致的 C. 恒容时水浴加热，平衡正向移动导致气体颜色变浅 D. 断裂2 mol NO2中的共价键所需能量大于断裂1 mol N2O4中的共价键所需能量 【答案】A 【解析】 【详解】A．该反应是气体分子数减小的反应，减小压强，平衡逆向移动；反应ΔH<0，升高温度，平衡逆向移动，即为较精准地测定NO2的相对分子质量，要尽量减小c（N2O4），测量条件应选择高温低压，A正确； B．气体体积压缩，颜色变深是因为体积减小，浓度变大引起的，B错误； C．该反应放热，恒容时水浴加热，温度升高，平衡逆向移动，颜色加深，C错误； D．该反应为放热反应，反应物化学键断裂所吸收的能量小于生成物化学键生成所释放的能量，即断裂2 mol NO2中的共价键所需能量小于断裂1 mol N2O4中的共价键所需能量，D错误； 故选A。 7. 某同学设计如图所示实验，探究反应中的能量变化。 下列判断正确的是 A. 由实验可知，(a)、(b)、(c)所涉及的反应都是放热反应 B. 将实验(a)中的铝片更换为等质量的铝粉后释放出的热量相等 C. 实验(c)中将环形玻璃搅拌棒改为铁质搅拌棒对实验结果没有影响 D. 若用NaOH固体测定中和反应的反应热，则测定的反应热偏高 【答案】B 【解析】 【详解】A．(a)为铝与盐酸的放热反应，(b)为和的吸热反应，(c)为酸碱中和放热反应，并非三个反应均为放热反应，A错误； B．等质量的铝片和铝粉与足量盐酸反应时，反应物的总能量和生成物的总能量差值完全相等，反应的总放热由参与反应的反应物的量决定，接触面积仅会改变反应速率，不会改变反应释放的总热量，B正确； C．铁为热的良导体，将环形玻璃搅拌棒换为铁质搅拌棒会造成更多热量散失，导致测得的温度差偏小，对实验结果有影响，C错误； D．固体溶解会释放热量，会使测得的反应放出的总热量数值偏大，由于中和反应的反应热为负值，因此测定的偏高，偏低，D错误； 故选B。 8. 常温下，反应，达到平衡后，加水稀释，下列各组始终保持增大的是 A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】A．加水稀释时平衡正向移动，物质的量增大，但溶液体积增大的影响超过平衡移动的影响，减小，A错误； B．加水稀释时溶液中减小，常温下为定值，故增大，B正确； C．加水稀释时平衡正向移动，物质的量增大，但溶液体积增大的影响超过平衡移动的影响，减小，C错误； D．由的电离常数，可得，温度不变不变，减小，故该比值减小，D错误； 故选B。 9. 某温度下，在一个2 L的密闭容器中，加入4 mol A和2 mol B进行如下反应：2A(g)＋B(g) C(s)＋3D(g)，反应2 min后达到平衡，测得生成1.6 mol C，下列说法不正确的是 A. 前2 min D的平均反应速率为1.2 mol·L-1·min-1 B. 此时A的平衡转化率是80% C. 增大该体系的压强，平衡向逆方向移动 D. 该温度下平衡常数K=432 【答案】C 【解析】 【分析】在2 L的密闭容器中，加入4 mol A和2 mol B进行反应：2A(g)＋B(g) === C(s)＋3D(g)，反应一段时间后达到平衡，测得生成1.6 mol C，则： 【详解】A．v(D)=ΔcD/Δt=4.8 mol / (2 L*2 min)=1.2 mol·L-1·min-1，A正确； B．达到平衡时，A的转化率为3.2 mol /4 mol×100%=80%，B正确； C．该反应为气体体积不变的反应，增大压强平衡不移动，C错误； D．该温度下平衡常数K==(4.8/2)3 / (0.8/2)2×(0.4/2)=432，D正确； 故选D。 10. 微生物脱盐池是一种高效、经济的能源装置，利用微生物处理有机废水获得电能，同时可实现海水淡化。现以氯化钠溶液模拟海水，采用惰性电极，用下图的装置处理有机废水（以含的溶液为例），下列说法正确的是 A. 负极的电极反应： B. 该电池可在高温环境下工作 C. 每消耗2.24 L（标准状况）的空气，约有0.08 mol电子转移 D. Y为阴离子选择性交换膜 【答案】C 【解析】 【分析】该装置是将微生物处理废水的原电池，左侧附着硫还原菌的电极为负极，在此发生氧化反应；右侧通入空气的电极为正极，在此发生还原反应。中间模拟海水区域的、分别定向移动离开该区域得到淡水：带正电的向正极（右侧）移动，右侧的离子交换膜为阳离子选择性交换膜；带负电的向负极（左侧）移动，左侧的离子交换膜为阴离子选择性交换膜。 【详解】A．负极环境不存在大量，且会与反应无法逸出，正确负极反应为，A错误； B．高温会使微生物的蛋白质变性失活，电池无法正常工作，B错误； C．标准状况下2.24 L空气物质的量为0.1 mol，其中约占20%，即，1 mol 反应转移4mol电子，故转移电子总物质的量为，C正确； D．原电池中阳离子向正极移动，模拟海水中的需要通过Y膜移向正极，故Y为阳离子选择性交换膜，D错误；  故选C。 11. 下列叙述正确的是 A. 某醋酸溶液的pH=2，将此溶液稀释10倍后，溶液的pH<3 B. 常温下，某溶液中由水电离的，则此溶液一定呈酸性 C. 25℃时，将pH=5的盐酸稀释1000倍，溶液的pH=8 D. 在蒸馏水中滴加浓，不变 【答案】A 【解析】 【详解】A．醋酸为弱电解质，稀释过程中电离平衡正向移动，会额外电离出，因此稀释10倍后浓度大于原浓度的，溶液，A正确； B．常温下，水电离的说明水的电离被抑制，酸和碱都能抑制水的电离，该溶液可能呈酸性也可能呈碱性，B错误； C．25℃时酸性溶液无论稀释多少倍都仍呈酸性，pH仅能无限接近7，不可能大于7，因此稀释后溶液，C错误； D．浓硫酸溶于水会放出大量热，体系温度升高，仅与温度有关，温度升高增大，D错误；  故选A。 12. 25℃，浓度为0.1 的几种弱电解质的电离度α如下表。下列说法不正确的是 电解质 HF a% 1.3 7.0 7.8 1.3 A. 电离常数从大到小顺序为： B. 溶液的pH大小顺序为 C. 与氨水反应的离子反应方程式： D. 在0.1 的醋酸中滴加等体积0.1 氨水导电性逐渐增强 【答案】B 【解析】 【详解】A．同温同浓度下，一元弱酸电离度越大，越大，故；为弱碱，其电离常数与的数值相等，A正确； B．同浓度下，弱碱pH最大，弱酸电离度越大越大pH越小，故pH顺序为，选项顺序错误，B错误； C．与氨水反应生成亚硝酸铵和水，离子方程式书写正确，C正确； D．醋酸为弱电解质，初始溶液中离子浓度小、导电性弱，滴加氨水反应生成强电解质醋酸铵，溶液中离子浓度逐渐增大，导电性逐渐增强，D正确。 故选B。 13. 已知： ，700℃时，与在不同物质的量之比时的平衡转化率如图所示。下列说法正确的是 A越大，的转化率越高 B．不变时，若压缩体积增大压强，的体积分数会减小 C．b点对应的平衡常数比a点的大 D．a点对应的的体积分数约为13% 【答案】D 【解析】 【详解】A．由图像可以看出，随着逐渐增大，的平衡转化率明显下降，A错误； B．反应，正反应方向气体总物质的量减少，增大压强，平衡向气体体积较小的方向移动，即向右移动，生成更多，因此 体积分数会增大，B错误； C．平衡常数K只与温度有关，b点对应的平衡常数与a点相等，C错误； D．由图可知，a点，且转化率=22%，设初始n(N2)=1mol，则n(CH4)=0.75mol，CH4转化0.75×22%=0.165mol，根据反应，生成：，剩余：n(CH4)=0.75−0.165=0.585mol，，平衡气体总物质的量为0.585+0.89+0.22=1.695mol，因此：NH3体积分数=，D正确； 故答案选D。 非选择题 14. 完成下列问题。 （1）煤化工可以制取甲醇，甲醇-空气燃料电池，以KOH溶液为电解质溶液(电极材料为惰性电极)，当KOH全部转化为，停止放电，写出负极的电极反应式___________。 （2）煤化工中生产合成气的反应为： 。 ①该反应在___________(填高温或低温)自发进行。 ②在恒温恒容下，同时放入、、、四种物质，下列事实能够说明反应已达到平衡的是___________。 A．反应体系中，混合气体的密度不再改变 B．反应体系中，CO和的体积分数相等 C．反应体系中，当有2mol 键断裂的同时有1mol 键形成 D．混合气体的平均相对分子质量保持不变 （3）下列事实可以证明尿酸(HUr)是弱电解质的是___________(填字母)。 A. 等pH的尿酸与盐酸与Zn粉反应开始的速率 B. HUr溶液可使紫色石蕊溶液变红 C. 37℃时，等浓度的尿酸溶液的导电性比盐酸弱 D. 10 mL 0.01 mol/L HUr溶液与10 mL 0.01 mol/L NaOH溶液完全反应 （4）科研小组模拟不同条件下合成氨 反应，向密闭容器中充入6mol 和10mol ，测得不同温度下反应达到化学平衡状态时氨气的体积分数与总压强(p)的关系曲线如图1所示： ①、、由小到大的顺序为___________。 ②在条件下发生反应，20 min后反应达到化学平衡状态，若此时容器体积为1L，压强为60MPa，则浓度为___________，平衡常数___________。 我国科学家研制出新型双温区催化体系，催化剂通过光辐射产生温差(如体系温度为495℃时，纳米Fe的温度为547℃，而的温度为415℃)，其催化合成氨的机理如图2所示： ③由图可知，与传统的催化合成氨相比，双温区催化剂双温催化合成氨具备优势的原因是___________。 【答案】（1） （2） ①. 高温 ②. AD （3）C （4） ①. << ②. ③. 12 ④. 使不同反应步骤处于最佳温度，提高催化效率 【解析】 【小问1详解】 甲醇—空气燃料电池以KOH溶液作为电解质，说明该燃料电池是在碱性环境中工作。放电过程中，负极发生甲醇的氧化反应，甲醇中的碳元素由较低价态被氧化，最终生成含碳产物。题目特别说明“当KOH全部转化为KHCO3时停止放电”，说明放电最终生成的含碳物质为碳酸氢根离子，而不是常规碱性燃料电池中的碳酸根离子，因此负极反应需要以为生成物进行配平。根据电子守恒，甲醇中碳元素失去6个电子，配平H、O元素后得到负极反应式：。 【小问2详解】 ①煤化工中生产合成气的反应为： ，说明该反应为吸热反应。吸热反应在升高温度时，体系吸收热量，平衡向正反应方向移动，因此该反应在高温条件下更有利于进行； ②A．恒温恒容条件下，反应有固体C参与，反应过程中气体质量为变量，体积不变，故混合气体密度为变量，密度不再改变可说明反应达到平衡； B．平衡时浓度比例由平衡常数决定，平衡时CO和体积分数不一定相等，所以CO和的体积分数相等不能说明反应达到平衡； C．当有2mol 键断裂的同时有1mol 键形成，不是反应体系中的键变化，不能说明反应达到平衡； D．反应前后气体变化，混合气体的平均相对分子质量保持不变，说明反应达到平衡； 故答案选AD。 【小问3详解】 A．比较等pH尿酸和盐酸与Zn反应速率，只能说明酸性强弱，不能证明电离程度； B．尿酸使紫色石蕊变红，只能说明尿酸溶液显酸性，强酸同样具有该性质，因此不能证明其为弱电解质； C．等浓度尿酸溶液在37℃时导电性比盐酸弱，由于盐酸属于强电解质，完全电离，而尿酸导电能力较弱，说明尿酸在水中只发生部分电离，因此能够证明尿酸为弱电解质； D．尿酸与NaOH完全反应，只能说明尿酸具有酸性，不能判断其电离程度； 故答案选C。 【小问4详解】 ①合成氨 反应，该反应为放热反应，并且正反应方向气体物质的量由4 mol减少为2 mol。根据图1中不同温度下氨气体积分数与压强的关系可以看出，在相同压强条件下，T1对应的氨气体积分数最高，T3对应最低。由于合成氨为放热反应，降低温度有利于氨气生成，因此温度越低，平衡时NH3含量越高，所以<<。 ②在T2条件下，向密闭容器中加入6 mol N2和10 mol H2，反应达到平衡时，容器体积为1 L，压强为60 MPa。设平衡时生成NH3为x mol，则消耗mol N2，消耗mol H2，所以平衡时：，，，体系总物质的量：，由图1可知，在T2、60 MPa条件下，NH3体积分数约为60%，所以，解得x=6，所以平衡时，，，容器体积为1 L，，，，平衡常数：； ③由图2可知，双温区催化体系中不同催化区域具有不同温度，其中纳米Fe区域温度较高，而区域温度较低。传统催化合成氨过程中，各反应步骤对温度要求不同，例如氮气分子的活化需要较高温度，而后续氢化生成氨的过程在较低温度下更有利。双温区催化剂通过人为构建不同温度区域，使反应的不同步骤分别处于更适宜的温度环境，从而降低反应能垒，提高催化效率，使合成氨反应具有更高的反应速率和更好的选择性。因此其优势为：使不同反应步骤处于最佳温度，提高催化效率。 15. 近年来，碳中和、碳达峰成为热点。科学家们一直致力于CO2的资源化利用，有效减少CO2的排放，充分利用碳资源。 （1）1991年，Ashcroft提出了甲烷二氧化碳重整的技术理论：气体分子吸附至催化剂表面后发生反应。500℃时，反应原理如下。 主反应： 副反应： I. II. III. 其中，副反应II、III形成的积碳易导致催化剂失去活性。 ①_______。 ②在原料气中添加微量O2有利于保持催化剂的活性，其原因是_______。 （2）CO2甲烷化的研究 已知IV. 工业中同时存在副反应I. 在一定条件下，在合成塔中充入一定量CO2和H2，不同压强时，CO2的平衡转化率如图(a)所示。当气体总压强恒定为1MPa时，平衡时各物质的物质的量分数如图(b)所示。 ①图(a)中，相同温度下，压强越大，CO2的平衡转化率越大，其原因是_______； ②由图(b)可知H2的物质的量分数随温度升高而增大，原因是_______。 （3）Li-CO2电池能将二氧化碳(CO2)高效转化，研究表明，该电池反应产物为碳酸锂和单质碳，且CO2电还原后与锂离子结合形成碳酸锂按以下4个步骤进行，写出步骤III的离子方程式。 I. ； II. ； III._______； IV. 。 （4）Me-CO2电池捕集CO2。下图是一种基于Na超离子导体固体电解质的钠-二氧化碳电池，该电池以饱和氯化钠溶液作为水系电解液，以氮掺杂单壁碳纳米角(N-SWCNH)为催化剂，其主要放电产物为NaHCO3和C。 A极为该电池的_______极(填“正”或“负”)：B极的电极反应为_______。 【答案】（1） ①. +246.5kJ/mol ②. 微量O2及时与副反应Ⅱ、Ⅲ产生的碳反应，防止催化剂表面积碳，有利于保持催化剂的活性 （2） ①. 增大压强反应I不移动，反应IV正向移动 ②. 反应IV为放热反应，反应I为吸热反应，升温反应IV左移、反应I右移，反应IV左移增加的氢气的物质的量大于反应I右移减小的氢气的物质的量 （3）CO2+2=2+C （4） ①. 负 ②. 5CO2+4Na++2H2O+4e-=4NaHCO3+C 【解析】 【小问1详解】 ①由盖斯定律可知，Ⅲ-Ⅱ得反应：CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g) ΔH=ΔH3-ΔH2=+74 kJ/mol -(-172.5 kJ/mol )=+246.5kJ/mol； ②微量O2及时与副反应Ⅱ、Ⅲ产生的碳反应，防止催化剂表面积碳，有利于保持催化剂的活性，所以在原料气中添加微量O2有利于保持催化剂的活性； 【小问2详解】 ①反应I. 为气体体积不变的反应，增大压强平衡不移动；反应IV. 为气体体积减小的反应，增大压强平衡正向移动，所以二氧化碳的平衡转化率增大； ②反应IV. 为放热反应，反应I. 为吸热反应，升温反应IV左移、反应I右移，反应IV左移增加的氢气的物质的量大于反应I右移减小的氢气的物质的量，所以H2的物质的量分数随温度升高而增大； 【小问3详解】 Li-CO2电池反应产物为碳酸锂和单质碳，电池总反应为3CO2+4Li=2Li2CO3+C，活泼金属Li失电子，发生氧化反应，故Li为负极，则二氧化碳在正极发生还原反应，且CO2电还原后与锂离子结合形成碳酸锂，正极反应式为3CO2+ 4Li++4e-=2Li2CO3+C，由II可知生成了、而IV需要，所以III的离子方程式为：CO2+2=2+C； 【小问4详解】 由图可知电池放电时，B电极上二氧化碳转化为碳，被还原，则B为正极、A为负极，主要放电产物为NaHCO3和C，则B极的电极反应为5CO2+4Na++2H2O+4e-=4NaHCO3+C。 16. 连二亚硫酸钠()广泛应用于造纸等行业。易被氧化，129℃时分解，在碱性条件下较稳定，易溶于水，不溶于乙醇。 实验室用碱性溶液和酸性溶液制取，实验室制备装置如图1所示。 （1）仪器a的作用是___________，实验前需打开K通入一段时间氮气，其目的是___________。 （2）在10℃～35℃下，向盛有一定浓度的溶液容器中滴加溶液，生成和，制备的化学方程式为___________。 （3）产率与加入溶液与溶液质量比的关系如图2所示，碱性溶液与酸性溶液加料质量比增大时，产率下降的原因是___________。 （4）称量5.0g含晶体粗品溶于水配制成250mL溶液，准确量取25.00mL配制溶液于锥形瓶中，加入足量甲醛溶液，充分反应后，再滴加几滴淀粉溶液，用0.2000mol/L标准碘溶液滴定至反应终点，重复实验三次后，平均消耗标准碘溶液20.00mL。有关反应如下：，，计算该粗晶中晶体质量分数为___________。(写出计算过程) 【答案】（1） ①. 控制碱性溶液的滴加速度 ②. 排尽装置内的空气，防止被氧化 （2） （3）NaHSO3加料不足，NaBH4过量将Na2S2O4还原到更低价态，导致Na2S2O4的产率下降 （4）反应碘单质为0.2000mol•L-1×0.02L=0.004mol，根据方程式可知，250mL溶液中Na2S2O4•2H2O为，粗品中Na2S2O4•2H2O晶体质量分数为。 【解析】 【小问1详解】 仪器a为滴液漏斗，用于控制碱性溶液的滴加速度，使反应在适宜速率下进行，避免局部反应过快。由于易被空气中的氧气氧化，实验开始前打开K并通入一段时间氮气，是为了排尽装置内的空气，防止生成的被氧化。故答案为：控制碱性溶液的滴加速度；排尽装置内的空气，防止被氧化。 【小问2详解】 根据题意，反应物为和 ，生成物为 、和水。配平时可先根据硫元素守恒确定与的关系，再根据硼、钠、氢和氧元素守恒确定其他系数，最终得到反应方程式：。 【小问3详解】 NaBH4具有强还原性，增大质量比，碱性溶液过量，NaHSO3加料不足，则NaBH4过量将Na2S2O4还原到更低价态，导致Na2S2O4的产率下降； 【小问4详解】 滴定时消耗碘的物质的量为：，根据题给反应和，1 mol 与甲醛反应后生成的相应产物消耗 2 mol ，因此25.00 mL待测液中：，原溶液总体积为250 mL，是所取体积的10倍，所以5.0 g粗品中晶体的物质的量为：，的摩尔质量为：，晶体质量为：，因此晶体粗品中的质量分数为：。 17. 吸收工厂烟气中的，能有效减少对空气的污染。 （1）纯碱法。以纯碱为原料吸收可制备无水，主要流程如下： 室温下，已知，，，。向溶液通入的过程中，溶液中有关组分的质量分数变化如图1所示。 ①曲线3代表的组分化学式为___________。 ②“吸收”过程中发生反应的离子方程式为___________。 （2）亚硫酸铵法：将通入，并再生利用 ①为使再生，最适宜向吸收能力降低的溶液中加入或通入一定量的___________。 A． B． C．CaO D．NaOH ②使用溶液脱硫时，溶液的pH通常需控制在5.5<pH<6.3。结合的性质和图2，分析pH不宜过小和过大的原因___________。 （3）天然海水的pH≈8，利用海水脱硫是一种有效的方法，其工艺流程如图所示： 某研究小组为探究提高含硫烟气中的吸收效率的措施，进行了天然海水吸收含硫烟气的模拟实验，实验结果如图3所示。 ①根据图3实验结果，就如何提高一定浓度含硫烟气中的吸收效率，提出一条合理化建议：___________。 ②天然海水吸收了含硫烟气后会溶有、等分子或离子，使用氧气将其氧化，氧化后的“海水”需要引入大量的天然海水与之混合后才能排放，该操作的主要目的是___________。 【答案】（1） ①. Na2SO3 ②. 、 （2） ①. B ②. pH过小，溶液中氢离子浓度大，发生反应：，释放出二氧化硫，脱硫效率下降；pH过大，氢氧根浓度大，氨水浓度高，会造成氨气挥发逸出，降低原料利用率 （3） ①. 建议适当降低温度，适当降低烟气流速 ②. 、被氧气氧化生成硫酸，溶液酸性显著增强，酸性废水会污染海洋，引入大量天然海水（），呈弱碱性，可中和硫酸，使排放液pH接近海水，达标后排再排放。 【解析】 【小问1详解】 向碳酸钠溶液通入二氧化硫，发生反应依次为：，，，所以曲线1是碳酸钠，不断减少，根据质量关系确定曲线2是碳酸氢钠，先增后减，曲线3 是亚硫酸钠，先增后减，最后大量生成亚硫酸氢钠，曲线4，持续增大；纯碱溶液和母液中和，发生反应：，所得混合溶液为和的混合溶液；向和的混合溶液中通入二氧化硫，发生反应的离子方程式为：（根据碳酸、亚硫酸的电离平衡常数，只能生成亚硫酸氢根离子）， ； 【小问2详解】 ①A．亚硫酸铵法吸收二氧化硫，吸收能力下降后，溶液主要成分为亚硫酸氢铵，再生亚硫酸铵，可利用反应：。和不反应，A不符合题意； B．氨气可以实现再生，且不引入新的杂质，B符合题意； C．氧化钙会生成亚硫酸钙沉淀，C不符合题意； D．氢氧化钠会引入杂质离子钠离子，D不符合题意。 故答案选B。 ②pH过小，溶液中氢离子浓度大，发生反应：，释放出二氧化硫，脱硫效率下降；pH过大，氢氧根浓度大，氨水浓度高，会造成氨气挥发逸出，降低原料利用率。 【小问3详解】 ①根据图3可以看出，温度越低，二氧化硫吸收率越高；烟气流速越小，吸收率越高。因此建议适当降低温度，适当降低烟气流速； ②、被氧气氧化生成硫酸，溶液酸性显著增强，酸性废水会污染海洋，引入大量天然海水（pH≈8），呈弱碱性，可中和硫酸，使排放液pH接近海水，达标后再排放。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $