精品解析：福建省莆田锦江中学2023-2024学年高二上学期期中考试化学试题

莆田锦江中学2023-2024学年度上学期期中考试卷 高二化学 考试时间：75分钟；总分：100分 相对原子质量：H-1 O-16 C-12 N-14 Na-23 Cl-35.5 Cu-64 Fe-56 第I卷 (选择题：45分) 一、单选题(15小题，每题3分共45分) 1. 电化学气敏传感器可用于监测环境中的含量，其工作原理如图所示。下列说法不正确的是 A. 在电极a上发生氧化反应 B. 正极的电极反应式为 C. 溶液中向电极b移动 D. 当电路中转移3mol电子时，反应消耗标准状况下的体积约为22.4L 【答案】B 【解析】 【分析】Pt电极a通入氨气生成氮气，说明氨气被氧化，为原电池负极，电极反应：，则b为正极，氧气得电子被还原，电极反应：，据此分析； 【详解】A．Pt电极a通入氨气生成氮气发生氧化反应，则NH3在电极a上发生氧化反应，A正确； B．b为正极，氧气得电子被还原，所正极的电极反应式为：O2＋4e−＋2H2O=4OH−，B错误； C．b为正极，则溶液中的K＋向电极b移动，C正确； D．当电路中转移3mol电子时，消耗了1molNH3，标准状况下体积约为22.4L，D正确； 故选B。 2. 下列铁制品防护的装置或方法中，不正确的是 不锈钢 A B C D A. A B. B C. C D. D 【答案】A 【解析】 【详解】A．外加电流阴极保护法，钢制管桩应为阴极连接外接电源的负极，A错误； B．牺牲阳极的阴极保护法，镁比铁活泼作原电池的负极，保护铁不被氧化，B正确； C．电镀时待镀件作阴极，镀层金属作阳极，含有镀层金属阳离子的溶液为电解液，C正确； D．图片中物品的材质为不锈钢，D正确； 故选A。 3. 关于下图装置的说法正确的是 A. 装置①中盐桥内的移向溶液 B. 装置①将电能转变为化学能 C. 若装置②用于电解硫酸铜溶液，M、N为惰性电极，电解一段时间后，加入能使原溶液恢复 D. 若装置②用于电解精炼铜，溶液中的浓度保持不变 【答案】A 【解析】 【分析】装置①中Zn为活泼电极，为负极，Cu电极为正极；装置②为电解池，M极为阴极，N极为阳极。 【详解】A.原电池中阳离子移向正极，即Cu电极，故A正确； B.装置①为原电池，将化学能转化为电能，故B错误； C.装置②电解硫酸铜溶液的总反应为：，则整个体系只损失了Cu、O元素，所以电解一段时间后，加入即可使原溶液恢复，故C错误； D.若装置②用于电解精炼铜，溶液中的会被一些活泼元素离子（如Zn2+等）替换，所以浓度会减少，故D错误； 故选A。 4. 根据下列实验操作和现象所得到的结论正确的是 将 NO2 球浸泡在冷水和热水中2NO2(g) N2O4(g) △H<0 A．气体在热水中比在冷水中颜色浅 H2(g)+I2(g) 2HI(g) B．平衡体系加压后颜色先变深后变浅 推动注射器活塞 C．加压后气体颜色变深后不再变化 (aq)(橙色) + H2O(l) 2(aq)(黄色)+ 2H＋(aq) △H=+13.8 kJ/mol D．与a 颜色相比，b 溶液颜色变浅不能证明减小生成物浓度使平衡正向移动；c 溶液颜色变深能证明增加生成物浓度平衡逆向移动 A. A B. B C. C D. D 【答案】D 【解析】 【详解】A．由2NO2(g)N2O4(g) △H<0，可知为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，c(NO2)增大，则气体在热水中颜色深，故A错误； B．H2(g)+I2(g)2HI(g)中反应前后气体的总物质的量不变，则加压后体积减小，浓度增大，颜色变深，平衡不发生移动，故B错误； C．推动注射器活塞，浓度增大，气体颜色变深，增大压强，平衡2NO2(g)N2O4(g)正向移动，气体颜色又变浅，但比原平衡深，故C错误； D．b中加入等体积的氢氧化钠溶液，离子浓度都减小，b溶液颜色变浅不能证明说明平衡正向移动；c中加入浓硫酸，氢离子浓度增大，溶液颜色变深能证明增加生成物浓度平衡逆向移动，故D正确； 答案选D。 5. 工业上处理含CO、烟道气的一种方法是将其在催化剂作用下转化为和。已知：；；则该条件下的等于 A. -270kJ/mol B. C. D. +270kJ/mol 【答案】A 【解析】 【详解】已知：① ； ② ，依据盖斯定律，①-②可得， ； 故选A。 6. 二氧化碳甲烷化的研究对缓解能源危机意义重大。以催化二氧化碳甲烷化的反应机理如图所示(与作用生成(和Ni)。下列说法不正确的是 A. 吸收能量 B. 为中间产物 C. Ni是还原产物也是催化剂，它改变了该反应的总体热效应 D. 上图过程的总方程式可表示为： 【答案】C 【解析】 【详解】A．为断键过程，吸收能量，A正确； B．由图中反应可知，生成又被消耗，为中间产物，B正确； C．催化剂可以降低反应的活化能，但不能改变该反应的总体热效应，C错误； D．上图过程的总反应为氢气和二氧化碳在催化剂作用下生成水和甲烷，方程式可表示为：，D正确； 故选C。 7. 氢气与氧气生成水的反应是氢能源应用的重要途径。下列有关说法正确的是 A. 一定温度下，反应2H2(g)+O2(g) =2H2O(g)能自发进行，该反应的ΔH<0 B. 氢氧燃料电池的负极反应为O2+2H2O+4e−=4OH− C. 常温常压下，氢氧燃料电池放电过程中消耗11.2 L H2，转移电子的数目为6.02×1023 D. 反应2H2(g)+O2(g) =2H2O(g)的ΔH可通过下式估算：∆H=反应中形成新共价键的键能之和-反应中断裂旧共价键的键能之和 【答案】A 【解析】 【详解】A.体系能量降低和混乱度增大都有促使反应自发进行的倾向，该反应属于混乱度减小的反应，能自发说明该反应为放热反应，即∆H<0，故A正确； B.氢氧燃料电池，氢气作负极，失电子发生氧化反应，中性条件的电极反应式为：2H2 - 4e- =4H+，故B错误； C.常温常压下，Vm≠22.4L/mol，无法根据气体体积进行微粒数目的计算，故C错误； D.反应中，应该如下估算：∆H=反应中断裂旧化学键的键能之和-反应中形成新共价键的键能之和，故D错误； 故选A。 8. 在密闭容器发生下列反应aA(g)⇌cC(g)＋dD(g)，反应达到平衡后，将气体体积压缩到原来的一半，当再次达到平衡时，D的浓度为原平衡的1.8倍，下列叙述正确的是 A. a＜c＋d B. 平衡向正反应方向移动 C. D的体积分数变大 D. A的转化率变大 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】反应aA(g)⇌cC(g)＋dD(g)，达到平衡后，将气体体积压缩到原来的一半，若平衡不移动，D的浓度变为原来的2倍，当再次达到平衡时，D的浓度为原平衡的1.8倍，说明平衡逆向移动；平衡逆向移动，D的体积分数减小；平衡逆向移动，A的转化率减小；增大压强，平衡逆向移动，则a＜c＋d；故选A。 9. 通过以下反应均可获取H2，下列有关说法正确的是 ①太阳光催化分解水制氢：2H2O(l) = 2H2(g) + O2(g)　ΔH1=＋571.6 kJ·mol-1 ②焦炭与水反应制氢：C(s) + H2O(g) = CO(g) + H2(g)　ΔH2=＋131.3 kJ·mol-1 ③甲烷与水反应制氢：CH4(g) + H2O(g) = CO(g) + 3H2(g) ΔH3=＋206.1 kJ·mol-1 A. 反应①可知，氢气的燃烧热为571.6kJ·mol-1 B. 反应②为吸热反应，不能自发进行 C. 反应③使用催化剂，∆H3减小 D. 反应CH4(g) = C(s) + 2H2(g) 的∆H=＋74.8 kJ·mol-1 【答案】D 【解析】 【详解】A．燃烧热是指常温常压下1mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，由反应①可知，氢气的燃烧热为285.8kJ·mol-1，A选项错误； B．根据反应自发进行，反应②熵变大于0，则该反应在高温条件下可以自发进行，B选项错误； C．催化剂只能改变反应速率，不改变焓变，C选项错误； D．根据盖斯定律，将热化学方程式③-②可得：CH4（g）═C（s）+2 H2（g）△H=△H3-△H2=+206.1kJ•mol-1-131.3kJ•mol-1=+74.8kJ•mol-1，D选项正确； 答案选D。 10. 一定温度下在1L的密闭容器中放入足量草酸钙(固体所占体积忽略不计)发生反应：CaC2O4(s)CaO(s)+CO(g)+CO2(g)。若某时刻达到平衡时，将容器体积缩小为原来一半并固定不变，在t1时刻重新达到平衡，CO2的浓度变化情况是 A. 增大 B. 减少 C. 不变 D. 无法判断 【答案】C 【解析】 【详解】在CaC2O4(s)的分解过程中，CO(g)、CO2(g)的物质的量和浓度始终相等，平衡常数始终不变，由K=c(CO)∙c(CO2)可得出，c(CO)和c(CO2)始终不变。所以若某时刻达到平衡时，将容器体积缩小为原来一半并固定不变，在t1时刻重新达到平衡，CO2的浓度保持不变，故选C。 11. 化学与生产、生活和社会发展密切相关，下列叙述不正确的是 A. 电热水器用镁棒防止金属内胆腐蚀，原理是牺牲阳极的阴极保护法 B. 我国西周时期发明的“酒曲”酿酒工艺，是利用了催化剂加快反应速率的原理 C. 硅太阳能电池和锂离子电池的工作原理相同 D. 氢能是利用太阳能等产生的，故属于二次能源 【答案】C 【解析】 【详解】A．镁的金属活动性比铁强，形成原电池时，镁失电子，可阻止铁失电子，原理是牺牲阳极的阴极保护法，A正确； B．“酒曲”是葡萄糖分解为乙醇的催化剂，可加快葡萄糖转化为乙醇的反应速率，B正确； C．硅太阳能电池是将光能转化为电能的装置，锂离子电池是将化学能转化为电能的装置，二者的工作原理不相同，C不正确； D．利用太阳能光解海水，可生成氢气，所以氢能属于二次能源，D正确； 故选C。 12. 2021年10月6日揭晓的2021年度诺贝尔化学奖，表彰在有机催化合成方面做出突出贡献的两位科学家。甲醇在(III)表面发生解离与水蒸气催化重整制氢反应机理如下图所示，其中吸附在(III)表面的物种用*标注。下列说法正确的是 A. 该历程中反应速率最快的是路径① B. 该历程中能垒(反应活化能)最大的是路径② C. 由此历程可知： D. 催化剂(III)通过降低化学反应的焓变加快化学反应速率 【答案】C 【解析】 【详解】A．活化能为反应物的总能量与过渡态能量之差，反应需要的活化能越小，反应进行得越快，反应速率越快，根据图示，路径③的活化能最小，反应速率最快，故A错误； B．由题图可以看出，过渡态1的反应活化能最大，该历程中能垒(反应活化能)最大的是路径①，故B错误； C．根据图示，和的总能量大于和的总能量，则该反应历程为放热反应，，故C正确； D．(Ⅲ)是该反应的催化剂，催化剂能改变反应的活化能，能改变反应历程，从而改变化学反应速率，但是不改变化学反应的焓变，故D错误； 故答案为：C。 13. 用压强传感器探究生铁在和醋酸溶液中发生腐蚀的装置及得到的图像如下： 分析图像，以下结论错误的是 A. 溶液时，生铁发生析氢腐蚀 B. 在酸性溶液中生铁可能发生吸氧腐蚀 C. 析氢腐蚀和吸氧腐蚀的速率一样快 D. 两溶液中负极反应均为： 【答案】C 【解析】 【分析】锥形瓶中生铁、碳粉与一定的醋酸溶液形成微小原电池原理。 【详解】A．根据图像可知，时锥形瓶中气体压强随反应的进行而增大，产生了大量气体即，发生了析氢腐蚀，可知溶液时，生铁发生析氢腐蚀，A正确； B．根据图像可知，时锥形瓶中气体压强随反应的进行而减小，消耗了锥形瓶中的气体即，发生了吸氧腐蚀，即在酸性溶液中生铁可能发生析氢腐蚀也可能发生吸氧腐蚀，B正确； C．由两图像对比可知，变化相同的压强所用的时间不同，析氢腐蚀所用时间长而吸氧腐蚀所用的时间短，因而吸氧腐蚀的速率比析氢腐蚀快，C错误； D．析氢腐蚀和吸氧腐蚀负极反应均为，D正确； 故选C。 14. 天然气和水蒸气重整制H2的反应为：CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) ΔH>0，每次只改变一种条件(X)，其它条件不变，CH4的平衡转化率φ随X的变化趋势如图所示，下列说法正确的是 A. X为温度时，φ的变化趋势为曲线N B. X为压强时，φ的变化趋势为曲线M C. X为投料比［］时，φ的变化趋势为曲线M D. 某条件下，若CH4(g)、H2O(g)初始浓度均为0.2mol·L-1，φ=25%，则K=3/400 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】A．X 为温度时，升高温度平衡正向移动，的平衡转化率 φ增大，则φ 的变化趋势为曲线 M，A错误； B．X 为压强时，增大压强平衡逆向移动，的平衡转化率 φ减小，则φ 的变化趋势为曲线 N，B错误； C．X 为投料比时，增大的物质的量，虽然平衡正向移动，但 的平衡转化率 φ减小，则φ 的变化趋势为曲线 N，C错误； D．某条件下，若、初始浓度均为，φ=25%，则平衡时、、、的物质的量浓度分别为、、、，，D正确； 故选D。 【点睛】 15. 将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入体积为2 L的恒容密闭容器中，进行反应：CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g)，得到如下三组数据： 实验组 温度/℃ 起始量/mol 平衡量/mol 达到平衡所需时间/min CO H2O CO2 1 650 4 2 1.6 5 2 900 2 1 0.4 3 3 2 1 0.4 1 下列说法不正确的是 A. 该反应的正反应为放热反应 B. 实验1中，前5min用CO表示的速率为0.16 mol/(L·min) C. 实验2中，平衡常数K=1/6 D. 实验3跟实验2相比，改变的条件可能是温度 【答案】D 【解析】 【详解】A. 由表中数据可知，实验1中CO的转化率为40%，而实验2中CO的转化率为20%，压强不能使该化学平衡发生移动，由于温度升高使得CO的转化率减小，所以该反应的正反应为放热反应，A正确；B. 实验1中，前5min用CO表示的速率为0.16 mol/(L·min)，B正确；C. 实验2中，平衡混合物中各组分CO、H2O、CO2、H2的浓度分别为0.8mol/L、0.3 mol/L、0.2 mol/L、0.2 mol/L，所以平衡常数K=1/6，C正确；D. 实验3跟实验2相比，各组分的平衡量没有改变，所以改变的条件不可能是温度，可能是加入了合适的催化剂，D不正确。本题选D。 点睛：要注意题中反应是在恒温恒容条件下进行的，故不可采用增大压强的措施（即缩小容器体积）。在投料相同且保证达到等效平衡的前提下，加快化学反应速率的措施只有加入催化剂了。 第II卷 (非选择题) 16. 高铁酸钠(Na2FeO4)具有很强的氧化性，是一种新型的绿色净水消毒剂。工业上以菱铁矿(主要成分是FeCO3及少量SiO2)为原料制备高铁酸钠生产过程如下： （1）Na2FeO4是一种新型的绿色净水消毒剂理由：________________________________。 （2）按照上述流程，步骤①中碱浸时能否用较便宜的Ca(OH)2替代NaOH_____(填“能”或“不能”)，理由是___________。 （3）步骤②中28%的稀硫酸需要用98%的浓硫酸配制，配制时所需玻璃仪器除量筒外，还有____(填字母序号)。 A．容量瓶 B．烧杯 C．烧瓶 D．玻璃棒 E．酸式滴定管； 步骤③中检验Fe2+全部转化成Fe3+的方法是：__________。 （4）步骤④中除生成Na2FeO4外，还有NaCl生成，其离子方程式为_________； （5）已知步骤⑤加入氢氧化钠的目的：____________________，操作a的名称为_______。 （6）理论上，每获得0.5mol的消耗NaClO的总质量为_____。 【答案】（1）Na2FeO4具有强氧化性可以杀菌消毒，反应后生成Fe3+水解后生成氢氧化铁胶体，可以净水 （2） ①. 不能 ②. CaSiO3难溶于水，无法分离出SiO2 （3） ①. BD ②. 取少量③中溶液于试管，滴入少量K3Fe(CN)6溶液，若无蓝色沉淀，则Fe2+已经全部转化成Fe3+ （4）2Fe3++3ClO-+10OH-=2+3Cl-+5H2O （5） ①. 减低高铁酸钠的溶解度，使高铁酸钠晶体析出 ②. 过滤 （6）74.5g 【解析】 【分析】工业上菱铁矿，主要成分是FeCO3及少量SiO2，①用NaOH溶解SiO2除去，步骤②中用28%的稀硫酸溶解生成亚铁离子，③NaClO将亚铁离子氧化成铁离子，④然后加入NaOH和NaClO发生反应：2Fe3++3ClO-+10OH-=2+3Cl-+5H2O，得到高铁酸钠（Na2FeO4）溶液，⑤最后经过蒸发浓缩、冷却结晶得到产品高铁酸钠。 【小问1详解】 Na2FeO4具有强氧化性可以杀菌消毒，反应后生成Fe3+水解后生成氢氧化铁胶体，可以净水； 【小问2详解】 用NaOH溶解SiO2生成硅酸钠能溶解，从而与FeCO3分离而除去，不能用较便宜的Ca(OH)2替代NaOH，CaSiO3难溶于水，无法分离出SiO2； 【小问3详解】 根据配制一定量分数溶液的步骤：计算、称量、溶解，确定所用的仪器：胶头滴管、量筒、玻璃棒、烧杯，故选BD；取少量③中溶液于试管，滴入少量K3Fe(CN)6溶液，若无蓝色沉淀，则Fe2+已经全部转化成Fe3+； 【小问4详解】 步骤④中除生成Na2FeO4外，还有NaCl生成，次氯酸根离子铁离子转化为，发生氧化还原反应，其离子方程式为2Fe3＋＋3ClO－＋10OH－=2 ＋3Cl－＋5H2O； 【小问5详解】 已知步骤⑤是向Na2FeO4溶液中继续加入氢氧化钠固体得到悬浊液，加入氢氧化钠的目的为减低高铁酸钠的溶解度，使高铁酸钠晶体析出；分离固体与液体应用过滤，则操作a的名称为过滤； 【小问6详解】 理论上由电子守恒规律可知，铁从+2价变成+6价，按关系式～2NaClO计算，每获得0.5 mol的消耗NaClO的物质的量为0.5mol×2=1mol，其总质量为1mol×74.5g/mol=74.5g。 17. 电池的种类繁多，应用广泛。根据电化学原理回答下列问题。 (1)Mg­AgCl电池是一种能被海水激活的一次性贮备电池，电池总反应为2AgCl+Mg =Mg2++2Ag+2Cl-，则负极材料为_______，正极反应式为_______。 (2)浓差电池中的电动势是由于电池中存在浓度差而产生的。某浓差电池的原理如图所示，该电池从浓缩海水中提取LiCl的同时又获得了电能。X极生成0.1 mol H2时，_______mol Li+移向_______(填“X”或“Y”)极。 (3)微生物脱盐电池是一种高效、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NaCl溶液模拟海水，采用惰性电极，用如图装置处理有机废水(以含CH3COO-的溶液为例)。隔膜1为_______(填“阴”或“阳”)离子交换膜，负极的电极反应式为_______，当电路中转移0.2 mol电子时，模拟海水理论上除盐_______ g。 【答案】 ①. Mg ②. AgCl+e-=Ag+Cl- ③. 0.2 ④. X ⑤. 阴 ⑥. CH3COO--8e-+2H2O=CO2↑+7H+ ⑦. 11.7 【解析】 【分析】 【详解】(1)Mg­AgCl电池总反应为2AgCl+Mg =Mg2++2Ag+2Cl-，镁为还原剂，则负极材料为Mg，氧化剂为氯化银，参与正极电极反应，则正极反应式为：AgCl+e-=Ag+Cl-，答案为：Mg；AgCl+e-=Ag+Cl-； (2)氢气与转移电子和离子的关系为： ，X电极生成了氯化锂溶液，所以当X极生成0.1 mol H2时，会有2 mol Li+ 移向X极，答案为：0.2；X； (3)a极为原电池的负极，醋酸跟变为二氧化碳和氢离子，电极反应式为：CH3COO--8e-+2H2O=CO2↑+7H+，同时可实现海水淡化，所以隔膜一为阴离子交换膜，海水中氯离子透过离子交换膜，实现海水淡化；转移电子和离子的关系为：，当电路中转移0.2 mol电子时，理论上除盐0.2mol，为11.7g，答案为：阴；CH3COO--8e-+2H2O=CO2↑+7H+，11.7。 18. 氨在国民经济中占有重要地位。 （1）合成氨工业中，合成塔中每产生，放出热量。 ①已知： 键断裂吸收的能量等于___________。 ②理论上，为了增大平衡时的转化率，可采取的措施是___________(填序号)。 a． 增大压强        b． 使用合适的催化剂 c． 升高温度        d． 及时分离出产物中的 （2）原料气可通过反应获取，已知该反应中，当初始混合气中的恒定时，温度、压强对平衡混合气中含量的影响如下图所示： 上图中两条曲线表示的压强的关系是：___________(填“＞”“=”或“＜”)。 （3）原料气还可通过反应获取。 时，向容积固定为的容器中充入水蒸气和，反应达平衡后，测得的浓度为，则该温度下反应的平衡常数为___________。 （4）工业上以和为原料合成尿素，反应的化学方程式为，该反应的平衡常数和温度关系如下： T/℃ 165 175 185 195 K 111.9 74.1 50.6 34.8 ①焓变 (填“＞”“＜”或“=”)___________。 ②在一定温度和压强下，若原料气中的和的物质的量之比(氨碳比) ，下图是氨碳比()与平衡转化率()的关系。下图中的B点处，的平衡转化率为___________。 【答案】（1） ①. 391 ②. ad （2）＜ （3） （4） ①. ＜ ②. 32% 【解析】 【小问1详解】 ①根据“合成塔中每产生，放出热量”，可得，，已知、，由前面三个等式可得，故键断裂吸收的能量为； ②a．已知合成氨反应为气体分子数量减少的反应，根据勒夏特列原理，增大压强，平衡正向移动，的转化率提高，a正确； b．催化剂只改变反应速率，不影响平衡移动，不能提高的转化率，b错误； c．已知合成氨反应为放热反应，根据勒夏特列原理，升高温度，平衡逆向移动，的转化率降低，c错误； d．及时分离出产物中的，可降低产物的浓度，根据勒夏特列原理，产物浓度降低，平衡正向移动，的转化率提高，d正确； 故答案选ad； 【小问2详解】 反应是气体分子数量增大的反应，当温度不变时，增大压强，平衡逆向移动，重新达到平衡时的含量增加，根据图片可知条件下的含量小于条件下的，则有条件下的转化率大于条件下的，则有； 【小问3详解】 根据题意可得，反应起始时，则有：，则； 【小问4详解】 ①由表中数据可知，温度越高平衡常数越小，这说明升高温度，平衡逆向移动，因此该反应为放热反应，即； ②由图可知B点对应的，由此可得，设起始时、，则有：； B点对应的平衡转化率为64%，则有，则有的平衡转化率为。 19. 研究二氧化碳合成甲醇对实现“碳中和”具有重要意义，二氧化碳加氢制甲醇的过程一般含有以下三个反应： Ⅰ． Ⅱ． kJ·mol Ⅲ． kJ·mol （1）______；反应Ⅰ在______(填“高温”、“低温”或“任意温度”)下可自发进行。 （2）一定温度下，向盛有催化剂的恒容密闭容器中按初始进料比投入反应物，发生反应I。下列不能说明该反应一定处于平衡状态的是______(填字母)。 a．容器内气体的压强不再发生改变 b．的体积分数不再变化 c．1 mol H-H键断裂的同时1 mol C-H键断裂 d．反应的焓变不再变化 （3）向恒容密闭容器中按初始进料比投入反应物，只发生反应Ⅰ和Ⅱ。在不同温度下达到平衡，体系中、CO的选择性和的平衡转化率与温度的关系如图所示。 (已知：的选择性) ①图中表示选择性变化的曲线是______(填“a”或“b”)，其原因是_______________。 ②当℃，平衡时的体积分数__________(答案保留两位有效数字)。 （4）500℃时，已知，，则______。该温度下，往2 L恒容密闭容器中充入1 mol CO和2 mol 发生反应Ⅲ。测得某时刻，CO的转化率为50%，则此时该反应的v(正)______v(逆)(填“>”、“<”或“=”)。 【答案】（1） ①. -49.4kJ·mol ②. 低温 （2）bd （3） ①. a ②. 反应Ⅰ是放热反应，温度升高，反应逆向移动，甲醇的选择性降低 ③. 4.1% （4） ①. 2.5 ②. < 【解析】 【小问1详解】 由盖斯定律可知，反应Ⅱ+反应Ⅲ可得反应Ⅰ，则；反应Ⅰ为放热的熵减反应，则在低温下可自发进行。 【小问2详解】 a．反应是气体分子数改变的化学反应，物质的量与压强成正比，则混合气体的压强不随时间的变化而变化，达到平衡状态，a符合题意； b．一定温度下，向盛有催化剂的恒容密闭容器中按初始进料比投入反应物，发生反应I，设反应的CO2的物质的量为x mol，列出三段式可得： 随着反应进行，其的体积分数始终为，其不再变化，不能说明平衡不再移动，b符合题意； c．反应中1 mol H-H键断裂的同时1 mol C-H键断裂，则说明消耗氢气的速率与消耗甲醇的速率等于其系数比，此时正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，c不符合题意； d．反应的焓变与平衡与否无关，其不再变化不能说明达到平衡状态，d符合题意； 故选bd； 【小问3详解】 ①反应Ⅰ为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，甲醇选择性下降；Ⅱ为吸热反应，温度升高，平衡正向移动，一氧化碳选择性升高；故图中表示选择性变化的曲线是a，其原因是反应Ⅰ是放热反应，温度升高，反应逆向移动，甲醇的选择性降低。 ②假设投料二氧化碳、氢气分别为1mol、3mol；当℃，二氧化碳转化率微30%、甲醇、一氧化碳选择性均为50%，则反应二氧化碳0.3mol，生成甲醇、一氧化碳均为0.15mol；Ⅰ为气体分子数增加2的反应，Ⅱ为气体分子数不变的反应，则此时平衡时总的物质的量为1mol+3mol-2×0.15mol=3.7mol，故平衡时的体积分数； 【小问4详解】 由盖斯定律可知，反应Ⅰ-反应Ⅱ可得反应Ⅲ，500℃时，已知，，则；该温度下，往2 L恒容密闭容器中充入1 mol CO和2 mol 发生反应Ⅲ，测得某时刻，CO的转化率为50%，则此时反应一氧化碳0.5mol、消耗氢气1mol、生成甲醇0.5mol，则此时，则反应逆向进行，该反应的v(正)<v(逆)。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 莆田锦江中学2023-2024学年度上学期期中考试卷 高二化学 考试时间：75分钟；总分：100分 相对原子质量：H-1 O-16 C-12 N-14 Na-23 Cl-35.5 Cu-64 Fe-56 第I卷 (选择题：45分) 一、单选题(15小题，每题3分共45分) 1. 电化学气敏传感器可用于监测环境中的含量，其工作原理如图所示。下列说法不正确的是 A. 在电极a上发生氧化反应 B. 正极的电极反应式为 C. 溶液中向电极b移动 D. 当电路中转移3mol电子时，反应消耗标准状况下的体积约为22.4L 2. 下列铁制品防护的装置或方法中，不正确的是 不锈钢 A B C D A. A B. B C. C D. D 3. 关于下图装置的说法正确的是 A. 装置①中盐桥内的移向溶液 B. 装置①将电能转变为化学能 C. 若装置②用于电解硫酸铜溶液，M、N为惰性电极，电解一段时间后，加入能使原溶液恢复 D. 若装置②用于电解精炼铜，溶液中的浓度保持不变 4. 根据下列实验操作和现象所得到的结论正确的是 将 NO2 球浸泡在冷水和热水中2NO2(g) N2O4(g) △H<0 A．气体在热水中比在冷水中颜色浅 H2(g)+I2(g) 2HI(g) B．平衡体系加压后颜色先变深后变浅 推动注射器活塞 C．加压后气体颜色变深后不再变化 (aq)(橙色) + H2O(l) 2(aq)(黄色)+ 2H＋(aq) △H=+13.8 kJ/mol D．与a 颜色相比，b 溶液颜色变浅不能证明减小生成物浓度使平衡正向移动；c 溶液颜色变深能证明增加生成物浓度平衡逆向移动 A. A B. B C. C D. D 5. 工业上处理含CO、烟道气的一种方法是将其在催化剂作用下转化为和。已知：；；则该条件下的等于 A. -270kJ/mol B. C. D. +270kJ/mol 6. 二氧化碳甲烷化的研究对缓解能源危机意义重大。以催化二氧化碳甲烷化的反应机理如图所示(与作用生成(和Ni)。下列说法不正确的是 A. 吸收能量 B. 为中间产物 C. Ni是还原产物也是催化剂，它改变了该反应的总体热效应 D. 上图过程的总方程式可表示为： 7. 氢气与氧气生成水的反应是氢能源应用的重要途径。下列有关说法正确的是 A. 一定温度下，反应2H2(g)+O2(g) =2H2O(g)能自发进行，该反应的ΔH<0 B. 氢氧燃料电池的负极反应为O2+2H2O+4e−=4OH− C. 常温常压下，氢氧燃料电池放电过程中消耗11.2 L H2，转移电子的数目为6.02×1023 D. 反应2H2(g)+O2(g) =2H2O(g)的ΔH可通过下式估算：∆H=反应中形成新共价键的键能之和-反应中断裂旧共价键的键能之和 8. 在密闭容器发生下列反应aA(g)⇌cC(g)＋dD(g)，反应达到平衡后，将气体体积压缩到原来的一半，当再次达到平衡时，D的浓度为原平衡的1.8倍，下列叙述正确的是 A. a＜c＋d B. 平衡向正反应方向移动 C. D的体积分数变大 D. A的转化率变大 9. 通过以下反应均可获取H2，下列有关说法正确的是 ①太阳光催化分解水制氢：2H2O(l) = 2H2(g) + O2(g)　ΔH1=＋571.6 kJ·mol-1 ②焦炭与水反应制氢：C(s) + H2O(g) = CO(g) + H2(g)　ΔH2=＋131.3 kJ·mol-1 ③甲烷与水反应制氢：CH4(g) + H2O(g) = CO(g) + 3H2(g) ΔH3=＋206.1 kJ·mol-1 A. 反应①可知，氢气的燃烧热为571.6kJ·mol-1 B. 反应②为吸热反应，不能自发进行 C. 反应③使用催化剂，∆H3减小 D. 反应CH4(g) = C(s) + 2H2(g) 的∆H=＋74.8 kJ·mol-1 10. 一定温度下在1L的密闭容器中放入足量草酸钙(固体所占体积忽略不计)发生反应：CaC2O4(s)CaO(s)+CO(g)+CO2(g)。若某时刻达到平衡时，将容器体积缩小为原来一半并固定不变，在t1时刻重新达到平衡，CO2的浓度变化情况是 A. 增大 B. 减少 C. 不变 D. 无法判断 11. 化学与生产、生活和社会发展密切相关，下列叙述不正确的是 A. 电热水器用镁棒防止金属内胆腐蚀，原理是牺牲阳极的阴极保护法 B. 我国西周时期发明的“酒曲”酿酒工艺，是利用了催化剂加快反应速率的原理 C. 硅太阳能电池和锂离子电池的工作原理相同 D. 氢能是利用太阳能等产生的，故属于二次能源 12. 2021年10月6日揭晓的2021年度诺贝尔化学奖，表彰在有机催化合成方面做出突出贡献的两位科学家。甲醇在(III)表面发生解离与水蒸气催化重整制氢反应机理如下图所示，其中吸附在(III)表面的物种用*标注。下列说法正确的是 A. 该历程中反应速率最快的是路径① B. 该历程中能垒(反应活化能)最大的是路径② C. 由此历程可知： D. 催化剂(III)通过降低化学反应的焓变加快化学反应速率 13. 用压强传感器探究生铁在和醋酸溶液中发生腐蚀的装置及得到的图像如下： 分析图像，以下结论错误的是 A. 溶液时，生铁发生析氢腐蚀 B. 在酸性溶液中生铁可能发生吸氧腐蚀 C. 析氢腐蚀和吸氧腐蚀的速率一样快 D. 两溶液中负极反应均为： 14. 天然气和水蒸气重整制H2的反应为：CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) ΔH>0，每次只改变一种条件(X)，其它条件不变，CH4的平衡转化率φ随X的变化趋势如图所示，下列说法正确的是 A. X为温度时，φ的变化趋势为曲线N B. X为压强时，φ的变化趋势为曲线M C. X为投料比［］时，φ的变化趋势为曲线M D. 某条件下，若CH4(g)、H2O(g)初始浓度均为0.2mol·L-1，φ=25%，则K=3/400 15. 将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入体积为2 L的恒容密闭容器中，进行反应：CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g)，得到如下三组数据： 实验组 温度/℃ 起始量/mol 平衡量/mol 达到平衡所需时间/min CO H2O CO2 1 650 4 2 1.6 5 2 900 2 1 0.4 3 3 2 1 0.4 1 下列说法不正确的是 A. 该反应的正反应为放热反应 B. 实验1中，前5min用CO表示的速率为0.16 mol/(L·min) C. 实验2中，平衡常数K=1/6 D. 实验3跟实验2相比，改变的条件可能是温度 第II卷 (非选择题) 16. 高铁酸钠(Na2FeO4)具有很强的氧化性，是一种新型的绿色净水消毒剂。工业上以菱铁矿(主要成分是FeCO3及少量SiO2)为原料制备高铁酸钠生产过程如下： （1）Na2FeO4是一种新型的绿色净水消毒剂理由：________________________________。 （2）按照上述流程，步骤①中碱浸时能否用较便宜的Ca(OH)2替代NaOH_____(填“能”或“不能”)，理由是___________。 （3）步骤②中28%的稀硫酸需要用98%的浓硫酸配制，配制时所需玻璃仪器除量筒外，还有____(填字母序号)。 A．容量瓶 B．烧杯 C．烧瓶 D．玻璃棒 E．酸式滴定管； 步骤③中检验Fe2+全部转化成Fe3+的方法是：__________。 （4）步骤④中除生成Na2FeO4外，还有NaCl生成，其离子方程式为_________； （5）已知步骤⑤加入氢氧化钠的目的：____________________，操作a的名称为_______。 （6）理论上，每获得0.5mol的消耗NaClO的总质量为_____。 17. 电池的种类繁多，应用广泛。根据电化学原理回答下列问题。 (1)Mg­AgCl电池是一种能被海水激活的一次性贮备电池，电池总反应为2AgCl+Mg =Mg2++2Ag+2Cl-，则负极材料为_______，正极反应式为_______。 (2)浓差电池中的电动势是由于电池中存在浓度差而产生的。某浓差电池的原理如图所示，该电池从浓缩海水中提取LiCl的同时又获得了电能。X极生成0.1 mol H2时，_______mol Li+移向_______(填“X”或“Y”)极。 (3)微生物脱盐电池是一种高效、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NaCl溶液模拟海水，采用惰性电极，用如图装置处理有机废水(以含CH3COO-的溶液为例)。隔膜1为_______(填“阴”或“阳”)离子交换膜，负极的电极反应式为_______，当电路中转移0.2 mol电子时，模拟海水理论上除盐_______ g。 18. 氨在国民经济中占有重要地位。 （1）合成氨工业中，合成塔中每产生，放出热量。 ①已知： 键断裂吸收的能量等于___________。 ②理论上，为了增大平衡时的转化率，可采取的措施是___________(填序号)。 a． 增大压强        b． 使用合适的催化剂 c． 升高温度        d． 及时分离出产物中的 （2）原料气可通过反应获取，已知该反应中，当初始混合气中的恒定时，温度、压强对平衡混合气中含量的影响如下图所示： 上图中两条曲线表示的压强的关系是：___________(填“＞”“=”或“＜”)。 （3）原料气还可通过反应获取。 时，向容积固定为的容器中充入水蒸气和，反应达平衡后，测得的浓度为，则该温度下反应的平衡常数为___________。 （4）工业上以和为原料合成尿素，反应的化学方程式为，该反应的平衡常数和温度关系如下： T/℃ 165 175 185 195 K 111.9 74.1 50.6 34.8 ①焓变 (填“＞”“＜”或“=”)___________。 ②在一定温度和压强下，若原料气中的和的物质的量之比(氨碳比) ，下图是氨碳比()与平衡转化率()的关系。下图中的B点处，的平衡转化率为___________。 19. 研究二氧化碳合成甲醇对实现“碳中和”具有重要意义，二氧化碳加氢制甲醇的过程一般含有以下三个反应： Ⅰ． Ⅱ． kJ·mol Ⅲ． kJ·mol （1）______；反应Ⅰ在______(填“高温”、“低温”或“任意温度”)下可自发进行。 （2）一定温度下，向盛有催化剂的恒容密闭容器中按初始进料比投入反应物，发生反应I。下列不能说明该反应一定处于平衡状态的是______(填字母)。 a．容器内气体的压强不再发生改变 b．的体积分数不再变化 c．1 mol H-H键断裂的同时1 mol C-H键断裂 d．反应的焓变不再变化 （3）向恒容密闭容器中按初始进料比投入反应物，只发生反应Ⅰ和Ⅱ。在不同温度下达到平衡，体系中、CO的选择性和的平衡转化率与温度的关系如图所示。 (已知：的选择性) ①图中表示选择性变化的曲线是______(填“a”或“b”)，其原因是_______________。 ②当℃，平衡时的体积分数__________(答案保留两位有效数字)。 （4）500℃时，已知，，则______。该温度下，往2 L恒容密闭容器中充入1 mol CO和2 mol 发生反应Ⅲ。测得某时刻，CO的转化率为50%，则此时该反应的v(正)______v(逆)(填“>”、“<”或“=”)。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $