精品解析：福建厦门第六中学2023-2024学年高二上学期期中考试 化学试题

厦门六中2023—2024学年第一学期高二年期中考试 化学试卷 满分100分 考试时间75分钟 可能用到的相对原子质量：H-1 Li-7 C-12 N-14 O-16 一、选择题(本题包括10小题，每小题4分，共40分，每小题均只有一个正确选项) 1. 下列事实能用勒夏特列原理解释的是 A. 使用新型催化剂可使氮气与氢气在常温常压下合成氨气 B. 合成 NH3反应ΔH＜0，为提高NH3的产率，应采取升高温度的措施 C. 氯水中存在下列平衡：，当加入AgNO3溶液后，溶液颜色变浅 D. 对平衡体系，减小体积压强增大混合气体颜色变深 【答案】C 【解析】 【详解】A．催化剂仅能同等程度改变正逆反应速率，不影响化学平衡移动，无法用勒夏特列原理解释，A错误； B．合成的反应，为放热反应，升高温度平衡会逆向移动，产率降低，实际生产中升高温度是为了提高反应速率，与平衡移动无关，不能用勒夏特列原理解释，B错误； C．加入溶液后，与反应生成沉淀，浓度降低，使平衡正向移动，浓度减小，溶液颜色变浅，可用勒夏特列原理解释，C正确； D．该反应为反应前后气体分子总数不变的反应，增大压强平衡不移动，混合气体颜色变深是因为体积缩小导致浓度升高，与平衡移动无关，不能用勒夏特列原理解释，D错误； 故选C。 2. 为减轻温室效应，科学家已致力于研究CO2的捕捉与封存技术，其反应原理之一为：CO2(g)＋2NH3(g)CO(NH2)2(s)＋H2O(g) ΔH＜0，下列措施既能加快反应速率又能提高产率的是（ ） A. 升高温度 B. 分离出CO(NH2)2 C. 缩小容器体积 D. 使用催化剂 【答案】C 【解析】 【详解】A、升高温度，反应速率加快，平衡逆向移动，产率降低，故A错误； B、分离出CO(NH2)2，平衡不移动，故B错误； C、缩小容器体积，相当于增大压强，反应速率加快，平衡正向移动，产率提高，故C正确； D、使用催化剂，反应速率加快，平衡不移动，产率不变，故D错误； 故选C。 3. 下列实验设计不恰当的是 A．测量锌与稀硫酸反应的反应速率 B．探究压强对平衡的影响 C．探究浓度对化学平衡的影响 D．探究温度对化学平衡的影响 A. A B. B C. C D. D 【答案】B 【解析】 【详解】A．可通过测定单位时间内生成的体积计算锌与稀硫酸的反应速率，装置设计合理，A正确； B．反应前后气体总分子数相等，改变压强平衡不发生移动，无法探究压强对化学平衡的影响，B错误； C．存在平衡，滴加溶液增大浓度，根据溶液颜色变化可判断平衡移动方向，能探究浓度对化学平衡的影响，C正确； D．存在平衡且正反应为放热反应，温度不同平衡移动方向不同，根据球的颜色变化可探究温度对化学平衡的影响，D正确； 故选B。 4. 血红蛋白分子在人体中存在如下过程：①；②下列说法错误的是 A. 高原地区含氧量低，因此该地区人体内的Hb数量普遍较高 B. 人体吸入会造成缺氧，说明 C. 中毒时，需立即切断源，使K2变小 D. 中毒时，可将病人移入高压氧舱，使反应① 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】A．高原地区含氧量低，导致平衡①逆向移动，Hb数量增大，故A正确； B．人体吸入CO会造成缺氧，说明反应②比反应①更容易进行，平衡常数更大，故B正确； C．平衡常数只与温度有关，切断CO源不影响平衡常数大小，故C错误； D．将病人移入高压氧舱，氧气浓度增大，使反应①Q<K1，平衡正向移动，产生足够多的Hb(O2)，缓解中毒，故D正确； 综上所述答案为C。 5. 在容积不变的密闭容器中进行反应：ΔH＜0。下列各图表示当其他条件不变时，改变某一条件对上述反应的影响，其中分析正确的是 A．表示温度对平衡移动的影响 B．表示t0时刻恒容充入He(g) C．表示t0时刻增大O2的浓度对反应速率的影响 D．图中a点 A. A B. B C. C D. D 【答案】D 【解析】 【详解】A．温度越高反应速率越快，达到平衡的时间越短，因此乙的温度更高；该反应正反应，升高温度平衡逆向移动，SO2的百分含量应升高，但图中乙平衡时SO2的百分含量比甲低，与规律不符，A错误； B．恒容条件下充入He(g)，容器容积不变，各反应物、生成物的浓度不变，正、逆反应速率均保持原平衡速率不变，与图中时刻正逆反应速率突然同等程度增大的情况不符，B错误； C．时刻增大O2浓度的瞬间，反应物浓度升高，正反应速率突然增大，而生成物浓度不变，逆反应速率应与原平衡速率相等，不会突然升高，与图中逆反应速率也瞬间增大的情况不符，C错误； D．曲线K为不同温度下的平衡线，a点SO2的百分含量高于同温度下平衡时的SO2百分含量，反应需正向进行消耗SO2，使SO2百分含量降低至平衡值，因此，D正确； 故选D。 6. 利用传感技术可探究压强对2NO2(g)N2O4(g)化学平衡移动的影响。在常温、100 kPa条件下，往注射器中充入适量NO2气体，当活塞位置不变时，分别在t1、t2s时快速移动注射器活塞并保持活塞位置不变，测得注射器内气体总压强随时间变化的曲线如图乙所示。下列说法中错误的是 A. 由B点到D点观察到注射器内气体颜色先变浅后逐渐变深 B. 由E点到F点注射器内气体颜色加深是平衡移动所致 C. B、H两点对应的正反应速率vB= vH D. B点处NO2的转化率为6% 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】A．由B点到D点，气体压强减小，气体的体积增大，观察到注射器内气体颜色先变浅，然后化学平衡逆向移动使气体颜色又逐渐变深，A正确； B．由E点到F点，气体压强增大，注射器内气体体积变小，气体颜色加深；然后化学平衡向气体体积减小的正向移动，使气体颜色逐渐变浅，颜色加深是由于气体体积减小使气体浓度增大所致，与化学平衡移动无关，B错误； C．B、H两点的气体压强相同，温度相同，二者处于同一化学平衡状态，则对应的正反应速率vB= vH，C正确； D．反应开始时总压强是100 kPa，B点处压强是97 kPa，减少3 kPa，根据物质反应转化关系可知：反应消耗6 kPa NO2，由于在恒温恒容时气体的物质的量的比等于压强之比，故NO2的转化率为，D正确； 故合理选项是B。 7. 向体积均为1L的两恒容容器中分别充入2molX和1molY发生反应：2X(g)+Y(g) Z(g) ，其中甲为绝热过程，乙为恒温过程，两反应体系的压强随时间的变化曲线如图所示，下列说法不正确的是 A. B. 反应速率： C. a点平衡常数：K=12 D. 气体的总物质的量： 【答案】C 【解析】 【分析】由图可知，绝热条件下，甲容器中压强开始开始增大，说明反应发生后，容器中的反应温度升高，该反应为放热反应。 【详解】A．由分析可知，该反应为放热反应，则反应的焓变ΔH＜0，故A正确； B．由分析可知，该反应为放热反应，由图可知，a点温度高于b点，温度越高，反应速率越快，则a点的正反应速率大于b点正反应速率，b点反应未达到平衡，正反应速率大于逆反应速率，所以a点的正反应速率大于b点逆反应速率，故A正确； C．a点为平衡点，此时容器的总压为p，假设在恒温恒容条件下进行，则气体的压强之比等于物质的量之比，所以可设Y转化的物质的量为x，则列出三段式如下： ，则有，计算解得x=0.75mol，，又甲容器为绝热条件，等效为恒温条件下升温，平衡逆向移动，则平衡常数减小，故a点的平衡常数K＜12，故C错误； D．由分析可知，该反应为放热反应，由图可知，a、c两点气体压强相同，a点的反应温度高于c点，由理想气体状态方程可知，a点气体的总物质的量小于c点，故D正确； 故选C。 8. 中科院化学研究所最新报道了化合物1催化CO2的氢化机理。其中化合物1(催化剂，固态)→化合物2(中间产物，固态)的过程和其相对能量曲线如图所示。下列有关该过程的说法正确的是 A. 过程中经历两个过渡态TS11-2、TS21-2，说明该过程包含两个基元反应 B. 该过程的总反应速率主要由过程①决定 C. 升高温度，有利于过程②的进行 D. 过程①的热化学方程式为I(s)+CO2(g)=I1-2(s)△H=-2.08kJ•mol-1 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】A．由相对能量曲线可知，化合物1与CO2反应生成化合物2的过程中有两个过渡态TS11-2、TS21-2，说明这一过程包含两个基元反应，故A正确； B．过程①的活化能为：(6.05-0.00)=6.05kJ·mol-1，②的活化能为：(11.28-2.08)=9.20kJ·mol-1，过程①的活化能小于过程②的活化能，过程①的反应速率大于过程②的反应速率，故该过程的总反应速率主要由过程②决定，故B错误； C．过程②为放热反应，升高温度，反应逆向进行，不利于过程②的进行，故C错误； D．过程①的热化学方程式为：I(s)+CO2(g)=I1-2(s)△H=2.08kJ·mol-1，故D错误； 故选A。 9. 如图所示，一种固体离子导体电池与插入KI(含淀粉)溶液中的M电极、N电极(均为惰性电极)相连，可以在晶体中迁移，空气中的氧气透过聚四氟乙烯膜与Al反应生成，Ag与作用形成电池。下列说法正确的是 A. 为电池正极反应物，得电子，发生还原反应 B. 银电极的电极反应为 C. 一段时间后，N电极附近溶液变为蓝色 D. 若电路中流过0.1mol电子，则烧杯中逸出0.64 g 【答案】D 【解析】 【详解】A. 氧化AlI3生成，Ag与作用形成电池，故不参与电化学反应，A项错误； B. Ag与作用形成电池，可在晶体中迁移，故银电极为电池负极，Ag失电子，被氧化成，即，然后移向正极(石墨电极)，B项错误； C. N电极接电池负极，为阴极，发生还原反应，M电极接电池正极，为阳极，发生氧化反应，电解质溶液为KI溶液，故M电极生成，M电极附近溶液变为蓝色，C项错误； D. 若电路中流过0.1mol电子，由题图可知，烧杯中有0.02mol，完全被氧化转移0.02mol电子，则阳极上放电完全后，放电，即发生反应，转移0.08mol电子，故生成0.02mol(即0.64g)，D项正确； 答案选D。 10. 用活性炭还原NO2可防止空气污染，其反应原理为。在密闭容器中，和足量碳发生该反应，反应相同时间内，测得的生成速率与的生成速率随温度变化的关系如图1所示。维持温度不变，反应相同时间内，测得的转化率随压强的变化如图2所示。 下列说法正确的是 A. 图1中的A、B、C三个点中，只有A点达到平衡状态 B. 图2中E点的小于F点的 C. 图2中平衡常数(E点)(G点)，则的浓度：c (E点)=c(G点) D. 在恒温恒容下，向图2中G点平衡体系中充入一定量的，与原平衡相比，的平衡转化率增大 【答案】B 【解析】 【详解】A．由可知，NO2的生成速率(逆反应速率)等于N2的生成速率(正反应速率)的2倍时，才能使该反应的正、逆反应速率相等，即达到反应的平衡状态，图1中的A、B、C三个点中只有C点达到平衡状态，A项错误； B．由图2知，E点时反应未达到平衡（E点的正反应速率大于逆反应速率），F点时反应达到平衡（F点的正、逆反应速率相等），且E点的压强小于F点的压强，则E点的v逆小于F点的v正，B项正确； C．由题中信息可知，图2维持温度不变，即E、G两点温度相同，平衡常数K (E点)=K (G点)，混合气体中的气体压强与浓度有关，压强越大，体积就越小，浓度就越大，所以G点压强大，NO2的浓度就大，即NO2的浓度：c (E点) ＜c (G点)，C项错误； D．在恒温恒容下，向G点平衡体系中充入一定量的NO2，等效于加压，平衡逆向移动，NO2的平衡转化率减小，D项错误； 答案选B。 二、填空题(本题包括4小题，共60分) 11. 雾霾中含有颗粒物(PM2.5)、氮氧化物(NOx)、CO等多种污染物。 （1）NO在空气中存在如下反应： 上述反应分两步完成即反应I和反应Ⅱ，其反应历程如下图所示：(纵坐标从下到上依次是：、、、、)。反应I和反应Ⅱ中，一个是快反应，会快速建立平衡状态，而另一个是慢反应。 ①反应的______________0(填“＞”、“＜”或“=”)。 ②决定反应速率的是______________(填“反应I”或“反应Ⅱ”)；快反应的正反应活化能为______________kJ/mol(用含的代数式表示)。 （2）将一定量N2O4气体充入恒容的密闭容器中，控制反应温度为T1，发生的反应为： ，时刻反应达到平衡，混合气体平衡总压强为P，N2O4的平衡转化率为80%，则反应的平衡常数Kp=______________(用平衡分压代替平衡浓度，分压=总压×物质的量分数)。 【答案】（1） ①. ＜ ②. 反应Ⅱ ③. （2） 【解析】 【小问1详解】 ① 由反应历程图可知，反应物 的总能量为，生成物 的总能量为；由于，反应物的总能量大于生成物的总能量，因此该反应为放热反应，即； ② 在多步反应中，活化能越大的反应速率越慢，而慢反应决定了总反应的速率；图中反应I的正反应活化能为，反应Ⅱ的正反应活化能为，由于 ，所以反应Ⅱ的活化能更大，是慢反应，决定了总反应的速率；相应的，反应I为快反应，其正反应活化能为kJ/mol。 【小问2详解】 设初始充入恒容密闭容器中的 物质的量为，由于的平衡转化率为80%，则平衡时转化的 物质的量为，生成的物质的量为 ，平衡时，容器内各物质的物质的量分别为：、，平衡混合气体的总物质的量为，平衡时各气体的分压分别为：、，则反应 的平衡常数=。 12. CO2的资源化利用能有效减少碳排放充分利用碳资源。CO2合成甲醇(CH3OH)的反应包括下列两步： 反应I： 反应II： （1）由CO与H2合成CH3OH的热化学方程式为______________；该反应的______________(填“＞”“＜”“=”)0；平衡常数K=______________(用K1、K2表示)。 （2）在一定温度下，向体积为2L的恒容密闭容器中充入3mol H2和1mol CO2，控制条件仅发生反应II，测得CO2、CH3OH和H2O的物质的量(n)随时间的变化如图所示： ①0~3min内，用H2表示的化学反应速率______________。 ②该可逆反应的化学平衡常数K=______________。 ③下列有关该反应的说法正确的是______________。 A．升高温度逆反应速率加快，正反应速率减慢 B．反应体系中CH3OH浓度不再变化，说明反应达到平衡状态 C．恒温恒容下达到平衡后，再通入N2，平衡向正反应方向移动 D．平衡时，若改变体积减小压强，则、均变小 （3）在光电催化下CO2可以合成甲醇，原理如图所示。阴极的电极反应式为______________。 （4）CO2和H2合成甲烷也是CO2资源化利用的重要方法。一定条件下Pd-Mg/SiO2催化剂可使CO2 “甲烷化”从而变废为宝，其反应机理如图所示，该反应的化学方程式为______________。 （5）为了探究反应的反应速率与浓度的关系，起始时向恒容密闭容器中通入CO2与CH4，使其物质的量浓度均为1.0mol/L，根据相关数据，粗略地绘制出两条速率—浓度关系曲线(如图)： v正～c(CH4)和v逆～c(CO)。则与v正～c(CH4)相对应曲线是图中______________(填“甲”或“乙”)；该反应达到平衡后，某一时刻降低温度反应重新达到平衡，平衡常数减小，则此时v正、v逆相应的平衡点分别为______________、______________(填字母)。 【答案】（1） ①. ②. ＜ ③. （2） ①. ②. ③. BD （3） （4） （5） ①. 乙 ②. B ③. E 【解析】 【小问1详解】 根据盖斯定律，目标反应 可由 反应II - 反应I 得到，故 ；该反应正向气体分子数减少，属于熵减过程，即 ；根据多步反应平衡常数规则，。 【小问2详解】 ① 内，变化了，则，根据速率之比等于化学计量数之比，。 ② 时达到平衡，剩余，则转化了，此时各物质的平衡浓度分别为：，，。代入平衡常数表达式 。 ③ A．升高温度正逆反应速率均加快，A错误； B．浓度不变是平衡标志，B正确； C项，恒温恒容下充入氮气，各反应物质浓度不变，平衡不移动，C错误； D项，恒温扩大体积，平衡向气体数增加的方向（逆向）移动，但因体积增大，再次平衡时各组分浓度均比原来小，D正确；故答案选BD。 【小问3详解】 阴极发生还原反应，得到电子转化为，在酸性条件（有通过离子交换膜移来）下电极反应式为：； 【小问4详解】 根据机理图可知，反应物为和，生成物为和，催化剂为，配平即可得到化学方程式：； 【小问5详解】 反应物浓度随时间减小，正反应速率下降，故对应乙曲线；降低温度反应速率均变小（纵坐标向下），且由于平衡常数减小，说明平衡逆向移动，则反应物浓度增大（横坐标向右）、生成物浓度减小（横坐标向左），综合速率和浓度的变化特征，对应的平衡点为B，对应的平衡点为E。 13. 某小组同学查到一份研究过氧化氢溶液与氢碘酸(HI)反应的实验资料，具体如下： 资料1：室温下，H2O2溶液可与氢碘酸(HI)反应，生成I2，溶液为棕黄色。 资料2：实验数据如表所示。 实验编号 ① ② ③ ④ ⑤ 实验条件 25℃，101kPa条件下，取相同体积的H2O2和HI溶液 0.1 0.1 0.1 0.2 0.3 0.1 0.2 0.3 0.1 0.1 出现棕黄色时间/s 13.0 6.5 4.3 6.5 4.3 （1）H2O2溶液与氢碘酸(HI)反应的化学方程式为______________。 （2）以上实验是研究______________对反应速率的影响；该反应的反应速率可表示为 ，式中k为常数，m、n值可由上表中数据确定，则m=______________，n=______________。 （3）该组同学将实验⑤的温度升高至80℃，溶液出现棕黄色反而变慢，可能的原因______________。 （4）该组同学用KI做上述实验时，观察到有无色气体，并未观察到上述现象，于是进行了如下实验。 编号 操作 现象 a 将100mL0.1mol/L的KI溶液不断搅拌，在A点逐滴加入30%的H2O2溶液(注KI溶液起始pH大于7是由于配制过程中溶解氧气所致)。 pH变化曲线如下图所示，反应过程始终无气体生成。 b 向100ml30%的H2O2溶液中逐滴加入0.1mol/L的KI溶液。 有大量无色气泡产生，溶液几乎无色。 实验a中： ①O~A段溶液变为浅黄色，加入淀粉检验溶液变为浅蓝色。该过程中作氧化剂的物质是______________。 ②A~B段溶液逐渐变为黄色，加入淀粉检验溶液变为蓝色。该过程中I-发生的离子方程式是______________。 ③B~C段，H2O2消耗OH-产生，导致pH逐渐下降，则该反应的方程式是______________。 ④实验b中加入淀粉检验溶液几乎无色。I-的主要作用是__________________________________________。 （5）通过以上实验探究得出结论：__________________________________________。 【答案】（1） （2） ①. 反应物的浓度 ②. 1 ③. 1 （3）温度升高，双氧水分解，反应物浓度降低，造成反应速率减慢 （4） ①. 氧气 ②. ③. ④. 催化剂 （5）I-在反应中主要作用是还原剂还是催化剂受碘离子浓度影响 【解析】 【小问1详解】 H2O2溶液可与氢碘酸(HI)反应，生成I2，双氧水被还原为水，则H2O2溶液与氢碘酸(HI)反应的化学方程式为H2O2+2HI＝2H2O+I2； 【小问2详解】 根据表中数据可知实验中改变的条件是反应物的浓度，因此以上实验是研究反应物的浓度对反应速率的影响；该反应的反应速率可表示为v=k·cm(H2O2)·cn(HI)，式中k为常数，根据实验①和②可知在双氧水浓度相同的条件下，碘化氢的浓度增加一倍，所用时间变为原来的，即反应速率是原来的2倍，所以n＝1；根据实验①和④可知在碘化氢浓度相同的条件下，双氧水的浓度增加一倍，所用时间变为原来的，即反应速率是原来的2倍，所以m＝1； 【小问3详解】 由于温度升高，双氧水分解，反应物浓度降低，造成反应速率减慢，所以实验⑤的温度升高至80℃，溶液出现棕黄色反而变慢； 【小问4详解】 ①段还没有加入，此时加入淀粉检验溶液变为浅蓝色说明有单质碘生成，此时的氧化剂应该是溶解的氧气；②根据现象可知，段碘离子被氧化为单质碘，故碘离子的作用是还原剂，离子方程式为；③由信息可知，段过氧化氢和单质碘反应生成碘酸根离子，方程式为：5H2O2+I2+2OH-=2+6H2O；④实验b中加入淀粉检验溶液几乎无色且出现大量无色气泡，则的主要作用是催化剂； 【小问5详解】 上述两个实验碘离子浓度不同，碘离子的作用不同，故碘离子所起的作用是还原剂还是催化剂受碘离子浓度影响。 14. LiMn2O4作为一种新型锂电池正极材料受到广泛关注。由菱锰矿(主要为MnCO3，含有少量Si、Fe、Ni、Al等元素)制备LiMn2O4的流程如下： 已知：生成氢氧化物的pH见下表 金属离子 Fe2+ Fe3+ Mn2+ Ni2+ Al3+ 开始沉淀pH 6.9 1.9 6.6 7.7 3.4 沉淀完全的pH 8.3 3.2 10.1 8.4 4.7 回答下列问题： （1）为提高溶矿速率，可采取的措施______________(举1例)。 （2）写出加入MnO2的离子方程式______________。 （3）溶矿反应完成后，反应器中溶液pH=4，可完全除去的金属离子是______________；用石灰乳调节pH______________，可将金属Al3+完全除去。 （4）加入少量BaS溶液除去Ni2+，生成的沉淀有______________、______________。 （5）在电解槽中，发生电解反应的离子方程式为______________。随着电解反应进行，为保持电解液成分稳定，应不断加入______________。电解过程的机理(部分)如图甲所示，硫酸浓度与电流效率的关系如图乙所示。硫酸浓度超过3.0mol/L时，电流效率降低的原因是______________。 （6）“煅烧窑”中将MnO2和Li2CO3按4：1的物质的量比配料，混合搅拌，然后升温至600~750℃，制取产品LiMn2O4并生成两种气体______________、______________。 （7）锰酸锂可充电电池的总反应为(0＜x＜1)。 （8） （9）①放电时电池内部Li+向______________移动(填“石墨电极”或“锰酸锂电极”)。 ②充电时，电池的阳极反应式为______________，若此时转移1mole-，则石墨电极将增重______________g。 【答案】（1）适当升高温度；搅拌；粉碎菱锰矿 （2） （3） ①. Fe3+ ②. 4.7-6.6 （4） ①. BaSO4 ②. NiS （5） ①. ②. Mn(OH)2 ③. 硫酸浓度高，MnOOH被消耗，效率降低 （6） ①. CO2 ②. O2 （7） ①. 锰酸锂电极 ②. ③. 7 【解析】 【分析】根据题给的流程，将菱锰矿置于反应器中，加入硫酸和MnO2，可将固体溶解为离子，将杂质中的Fe、Ni、Al等元素物质也转化为其离子形式，同时，加入的MnO2可以将溶液中的Fe2+氧化为Fe3+；随后调节溶液pH可以将溶液中的Fe3+、Al3+沉淀出来，硅转化为硅酸盐或者二氧化硅沉淀出来；随后加入BaS，可以将溶液中的Ni2+沉淀，得到相应的滤渣；溶液中含有大量的Mn2+，将此溶液置于电解槽中电解，得到MnO2，将MnO2与碳酸锂共同煅烧得到最终产物LiMn2O4。 【小问1详解】 为提高溶矿速率，可采取的措施：适当升高温度；搅拌；粉碎菱锰矿； 【小问2详解】 加入的MnO2可以将溶液中的Fe2+氧化为Fe3+，自身被还原为锰离子，答案为：； 【小问3详解】 根据生成氢氧化物的pH知，溶矿反应完成后，反应器中溶液pH=4，可完全除去的金属离子是Fe3+；为了完全除去Al3+，而不除去Mn2+，用石灰乳调节pH为4.7-6.6； 【小问4详解】 加入少量BaS溶液除去Ni2+，此时溶液中发生的离子方程式为，生成的沉淀有BaSO4、NiS； 【小问5详解】 阳极发生氧化反应，Mn2+失去电子生成MnO2，阴极发生还原反应，水中氢离子得到电子生成氢气，则发生电解反应的离子方程式为，根据图甲知，反应ⅰ和反应ⅱ是快反应，ⅲ是慢反应，而且电解过程中不断生成氢离子，因此为保持电解液成分稳定，应不断加入Mn(OH)2；当硫酸浓度超过3.0mol/L，硫酸浓度高，MnOOH被消耗，效率降低； 【小问6详解】 MnO2和Li2CO3反应后只有Mn的价态降低，必然有元素的化合价升高，C元素处在最高价态，不能升高，则只能是O元素价态升高，所以还有O2生成。根据电子守恒、原子守恒，可得该反应的方程式为：8MnO2+2Li2CO34LiMn2O4+2CO2↑+O2↑，则两种气体是CO2、O2； 【小问7详解】 ①根据电子从阳极流出，则充电时锰酸锂为阳极，石墨为阴极，放电时，锰酸锂为正极，石墨为负极；放电时电池内部阳离子移向正极，故Li+移向锰酸锂电极；②充电时为电解池，电池的阳极连放电时的正极。放电时，电池的正极发生还原反应，反应式为Li1-xMn2O4+xLi++xe-=LiMn2O4，充电时电池的阳极反应式为：；此时，石墨电极上发生的反应为C+xe-+xLi+=LixC，则转移1mole-石墨电极将增重的质量为1molLi+的质量，由于Li摩尔质量是7g/mol，所以1molLi+的质量是7g。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 厦门六中2023—2024学年第一学期高二年期中考试 化学试卷 满分100分 考试时间75分钟 可能用到的相对原子质量：H-1 Li-7 C-12 N-14 O-16 一、选择题(本题包括10小题，每小题4分，共40分，每小题均只有一个正确选项) 1. 下列事实能用勒夏特列原理解释的是 A. 使用新型催化剂可使氮气与氢气在常温常压下合成氨气 B. 合成 NH3反应ΔH＜0，为提高NH3的产率，应采取升高温度的措施 C. 氯水中存在下列平衡：，当加入AgNO3溶液后，溶液颜色变浅 D. 对平衡体系，减小体积压强增大混合气体颜色变深 2. 为减轻温室效应，科学家已致力于研究CO2的捕捉与封存技术，其反应原理之一为：CO2(g)＋2NH3(g)CO(NH2)2(s)＋H2O(g) ΔH＜0，下列措施既能加快反应速率又能提高产率的是（ ） A. 升高温度 B. 分离出CO(NH2)2 C. 缩小容器体积 D. 使用催化剂 3. 下列实验设计不恰当的是 A．测量锌与稀硫酸反应的反应速率 B．探究压强对平衡的影响 C．探究浓度对化学平衡的影响 D．探究温度对化学平衡的影响 A. A B. B C. C D. D 4. 血红蛋白分子在人体中存在如下过程：①；②下列说法错误的是 A. 高原地区含氧量低，因此该地区人体内的Hb数量普遍较高 B. 人体吸入会造成缺氧，说明 C. 中毒时，需立即切断源，使K2变小 D. 中毒时，可将病人移入高压氧舱，使反应① 5. 在容积不变的密闭容器中进行反应：ΔH＜0。下列各图表示当其他条件不变时，改变某一条件对上述反应的影响，其中分析正确的是 A．表示温度对平衡移动的影响 B．表示t0时刻恒容充入He(g) C．表示t0时刻增大O2的浓度对反应速率的影响 D．图中a点 A. A B. B C. C D. D 6. 利用传感技术可探究压强对2NO2(g)N2O4(g)化学平衡移动的影响。在常温、100 kPa条件下，往注射器中充入适量NO2气体，当活塞位置不变时，分别在t1、t2s时快速移动注射器活塞并保持活塞位置不变，测得注射器内气体总压强随时间变化的曲线如图乙所示。下列说法中错误的是 A. 由B点到D点观察到注射器内气体颜色先变浅后逐渐变深 B. 由E点到F点注射器内气体颜色加深是平衡移动所致 C. B、H两点对应的正反应速率vB= vH D. B点处NO2的转化率为6% 7. 向体积均为1L的两恒容容器中分别充入2molX和1molY发生反应：2X(g)+Y(g) Z(g) ，其中甲为绝热过程，乙为恒温过程，两反应体系的压强随时间的变化曲线如图所示，下列说法不正确的是 A. B. 反应速率： C. a点平衡常数：K=12 D. 气体的总物质的量： 8. 中科院化学研究所最新报道了化合物1催化CO2的氢化机理。其中化合物1(催化剂，固态)→化合物2(中间产物，固态)的过程和其相对能量曲线如图所示。下列有关该过程的说法正确的是 A. 过程中经历两个过渡态TS11-2、TS21-2，说明该过程包含两个基元反应 B. 该过程的总反应速率主要由过程①决定 C. 升高温度，有利于过程②的进行 D. 过程①的热化学方程式为I(s)+CO2(g)=I1-2(s)△H=-2.08kJ•mol-1 9. 如图所示，一种固体离子导体电池与插入KI(含淀粉)溶液中的M电极、N电极(均为惰性电极)相连，可以在晶体中迁移，空气中的氧气透过聚四氟乙烯膜与Al反应生成，Ag与作用形成电池。下列说法正确的是 A. 为电池正极反应物，得电子，发生还原反应 B. 银电极的电极反应为 C. 一段时间后，N电极附近溶液变为蓝色 D. 若电路中流过0.1mol电子，则烧杯中逸出0.64 g 10. 用活性炭还原NO2可防止空气污染，其反应原理为。在密闭容器中，和足量碳发生该反应，反应相同时间内，测得的生成速率与的生成速率随温度变化的关系如图1所示。维持温度不变，反应相同时间内，测得的转化率随压强的变化如图2所示。 下列说法正确的是 A. 图1中的A、B、C三个点中，只有A点达到平衡状态 B. 图2中E点的小于F点的 C. 图2中平衡常数(E点)(G点)，则的浓度：c (E点)=c(G点) D. 在恒温恒容下，向图2中G点平衡体系中充入一定量的，与原平衡相比，的平衡转化率增大 二、填空题(本题包括4小题，共60分) 11. 雾霾中含有颗粒物(PM2.5)、氮氧化物(NOx)、CO等多种污染物。 （1）NO在空气中存在如下反应： 上述反应分两步完成即反应I和反应Ⅱ，其反应历程如下图所示：(纵坐标从下到上依次是：、、、、)。反应I和反应Ⅱ中，一个是快反应，会快速建立平衡状态，而另一个是慢反应。 ①反应的______________0(填“＞”、“＜”或“=”)。 ②决定反应速率的是______________(填“反应I”或“反应Ⅱ”)；快反应的正反应活化能为______________kJ/mol(用含的代数式表示)。 （2）将一定量N2O4气体充入恒容的密闭容器中，控制反应温度为T1，发生的反应为： ，时刻反应达到平衡，混合气体平衡总压强为P，N2O4的平衡转化率为80%，则反应的平衡常数Kp=______________(用平衡分压代替平衡浓度，分压=总压×物质的量分数)。 12. CO2的资源化利用能有效减少碳排放充分利用碳资源。CO2合成甲醇(CH3OH)的反应包括下列两步： 反应I： 反应II： （1）由CO与H2合成CH3OH的热化学方程式为______________；该反应的______________(填“＞”“＜”“=”)0；平衡常数K=______________(用K1、K2表示)。 （2）在一定温度下，向体积为2L的恒容密闭容器中充入3mol H2和1mol CO2，控制条件仅发生反应II，测得CO2、CH3OH和H2O的物质的量(n)随时间的变化如图所示： ①0~3min内，用H2表示的化学反应速率______________。 ②该可逆反应的化学平衡常数K=______________。 ③下列有关该反应的说法正确的是______________。 A．升高温度逆反应速率加快，正反应速率减慢 B．反应体系中CH3OH浓度不再变化，说明反应达到平衡状态 C．恒温恒容下达到平衡后，再通入N2，平衡向正反应方向移动 D．平衡时，若改变体积减小压强，则、均变小 （3）在光电催化下CO2可以合成甲醇，原理如图所示。阴极的电极反应式为______________。 （4）CO2和H2合成甲烷也是CO2资源化利用的重要方法。一定条件下Pd-Mg/SiO2催化剂可使CO2 “甲烷化”从而变废为宝，其反应机理如图所示，该反应的化学方程式为______________。 （5）为了探究反应的反应速率与浓度的关系，起始时向恒容密闭容器中通入CO2与CH4，使其物质的量浓度均为1.0mol/L，根据相关数据，粗略地绘制出两条速率—浓度关系曲线(如图)： v正～c(CH4)和v逆～c(CO)。则与v正～c(CH4)相对应曲线是图中______________(填“甲”或“乙”)；该反应达到平衡后，某一时刻降低温度反应重新达到平衡，平衡常数减小，则此时v正、v逆相应的平衡点分别为______________、______________(填字母)。 13. 某小组同学查到一份研究过氧化氢溶液与氢碘酸(HI)反应的实验资料，具体如下： 资料1：室温下，H2O2溶液可与氢碘酸(HI)反应，生成I2，溶液为棕黄色。 资料2：实验数据如表所示。 实验编号 ① ② ③ ④ ⑤ 实验条件 25℃，101kPa条件下，取相同体积的H2O2和HI溶液 0.1 0.1 0.1 0.2 0.3 0.1 0.2 0.3 0.1 0.1 出现棕黄色时间/s 13.0 6.5 4.3 6.5 4.3 （1）H2O2溶液与氢碘酸(HI)反应的化学方程式为______________。 （2）以上实验是研究______________对反应速率的影响；该反应的反应速率可表示为 ，式中k为常数，m、n值可由上表中数据确定，则m=______________，n=______________。 （3）该组同学将实验⑤的温度升高至80℃，溶液出现棕黄色反而变慢，可能的原因______________。 （4）该组同学用KI做上述实验时，观察到有无色气体，并未观察到上述现象，于是进行了如下实验。 编号 操作 现象 a 将100mL0.1mol/L的KI溶液不断搅拌，在A点逐滴加入30%的H2O2溶液(注KI溶液起始pH大于7是由于配制过程中溶解氧气所致)。 pH变化曲线如下图所示，反应过程始终无气体生成。 b 向100ml30%的H2O2溶液中逐滴加入0.1mol/L的KI溶液。 有大量无色气泡产生，溶液几乎无色。 实验a中： ①O~A段溶液变为浅黄色，加入淀粉检验溶液变为浅蓝色。该过程中作氧化剂的物质是______________。 ②A~B段溶液逐渐变为黄色，加入淀粉检验溶液变为蓝色。该过程中I-发生的离子方程式是______________。 ③B~C段，H2O2消耗OH-产生，导致pH逐渐下降，则该反应的方程式是______________。 ④实验b中加入淀粉检验溶液几乎无色。I-的主要作用是__________________________________________。 （5）通过以上实验探究得出结论：__________________________________________。 14. LiMn2O4作为一种新型锂电池正极材料受到广泛关注。由菱锰矿(主要为MnCO3，含有少量Si、Fe、Ni、Al等元素)制备LiMn2O4的流程如下： 已知：生成氢氧化物的pH见下表 金属离子 Fe2+ Fe3+ Mn2+ Ni2+ Al3+ 开始沉淀pH 6.9 1.9 6.6 7.7 3.4 沉淀完全的pH 8.3 3.2 10.1 8.4 4.7 回答下列问题： （1）为提高溶矿速率，可采取的措施______________(举1例)。 （2）写出加入MnO2的离子方程式______________。 （3）溶矿反应完成后，反应器中溶液pH=4，可完全除去的金属离子是______________；用石灰乳调节pH______________，可将金属Al3+完全除去。 （4）加入少量BaS溶液除去Ni2+，生成的沉淀有______________、______________。 （5）在电解槽中，发生电解反应的离子方程式为______________。随着电解反应进行，为保持电解液成分稳定，应不断加入______________。电解过程的机理(部分)如图甲所示，硫酸浓度与电流效率的关系如图乙所示。硫酸浓度超过3.0mol/L时，电流效率降低的原因是______________。 （6）“煅烧窑”中将MnO2和Li2CO3按4：1的物质的量比配料，混合搅拌，然后升温至600~750℃，制取产品LiMn2O4并生成两种气体______________、______________。 （7）锰酸锂可充电电池的总反应为(0＜x＜1)。 （8） （9）①放电时电池内部Li+向______________移动(填“石墨电极”或“锰酸锂电极”)。 ②充电时，电池的阳极反应式为______________，若此时转移1mole-，则石墨电极将增重______________g。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $