精品解析：安徽省合肥市六校联考2024-2025学年高二上学期1月期末考试 化学试题

2024-2025学年第一学期期末考试 高二年级化学试卷 (考试时间：75分钟 满分：100分) 可能用到的相对原子质量：H 1 C 12 N 14 O 16 C1 35.5 Fe 56 一、选择题(本题共14小题，每小题3分；共42分。每小题只有一个正确答案，请将正确答案涂在答题卡上。) 1. 化学与生产、生活和社会发展密切相关，下列说法不正确的是 A. 含氟牙膏可以预防龋齿，利用了沉淀转化的原理，降低龋齿的发生率 B. 人体中缓冲体系起到稳定血液pH的作用 C. 民谚：青铜和铁器“干千年，湿万年，不干不湿就半年”，半干半湿条件下最易发生吸氧腐蚀 D. 《荀子劝学》中记载“冰水为之，而寒于水”，说明冰的能量低于水，冰变为水属于吸热反应 【答案】D 【解析】 【详解】A．含氟牙膏中的可与牙釉质的羟基磷灰石发生沉淀转化，生成更难溶、抗酸腐蚀能力更强的氟磷灰石，降低龋齿发生率，A正确； B．人体血液中缓冲体系可与少量进入血液的酸或碱反应，维持血液相对稳定，B正确； C．半干半湿条件下，青铜和铁器表面形成中性或弱酸性的薄水膜，氧气可充分接触金属表面，最易发生吸氧腐蚀，干燥条件下水膜缺失、完全浸泡条件下氧气含量低，腐蚀速率均较慢，C正确； D．冰变为水是物质状态变化，属于物理变化，没有新物质生成，不属于化学反应范畴，因此不属于吸热反应，D错误； 故选 D。 2. 工业上常利用和合成尿素，该可逆反应分两步进行，整个过程中的能量变化如图所示。下列说法错误的是 A. 为合成尿素反应的中间产物 B. 利用和合成尿素是放热反应 C. 的能量一定大于的能量 D. 反应的焓变 【答案】C 【解析】 【详解】A.由图像可知，合成尿素的过程中生成了，其为合成尿素反应的中间产物，故A正确； B.由图像可知，反应物总能量大于生成物总能量，则利用和合成尿素是放热反应，故B正确； C.由图像可知，与的能量之和一定大于的能量，所以的能量不一定大于的能量，故C错误； D.为放热反应，生成物的总能量-反应物的总能量，即，故D正确； 答案选C。 3. 下列事实不能用勒夏特列原理解释的是 A. 对于反应体系，给平衡体系增大压强可使颜色变深 B. 在溶液中存在如下平衡，，若向溶液中滴入滴浓硫酸，溶液颜色橙色加深 C. 氯水中存在的平衡：，当加入适当的后，溶液颜色变浅 D. 对于反应 ，平衡体系升高温度颜色变深 【答案】A 【解析】 【详解】A．该反应气体分子总数不变，增大压强，平衡不移动，但由于的浓度增大，使颜色变深，不能用勒夏特列原理解释，A正确； B．向溶液中滴入滴浓硫酸，溶液颜色橙色加深，说明浓度增大时，平衡逆向移动，能用勒夏特列原理解释，B错误； C．当向氯水中加入适当的后，溶液颜色变浅，说明氯气浓度减小，平衡正向移动，能用勒夏特列原理解释，C错误； D．该反应正反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，的浓度增大，颜色变深，能用勒夏特列原理解释，D错误； 故答案为：A。 4. 某MOFs的多孔材料刚好可将N2O4 “固定”，实现了NO2与N2O4分离并制备HNO3，如图所示： 已知： ；下列说法不正确的是 A. 高温不利于N2O4的固定 B. 固定N2O4，能使平衡正移，有利于去除NO2 C. 本工艺制备HNO3的原理可以表达为 D. 多孔材料的孔径越小，反应正向进行的程度越大 【答案】D 【解析】 【详解】A．已知：2NO2(g)N2O4(g) △H＜0，升高温度，化学平衡逆向移动，N2O4的浓度减小，不利于N2O4的固定，A正确； B．N2O4被固定后，N2O4浓度减小，平衡正向移动，有利于NO2的去除，B正确； C．被固定的四氧化二氮和氧气、水反应生成硝酸，制备HNO3的原理为：2N2O4+O2+2H2O=4HNO3，C正确； D．某MOFs的多孔材料刚好可将N2O4 “固定”，实现了NO2与N2O4分离并制备HNO3，若多孔材料的孔径很小， N2O4就不容易被固定，则反应正向进行的程度更小，不利于实现了NO2与N2O4分离并制备HNO3，D错误； 故合理选项是D。 5. 对利用甲烷消除污染进行研究，。在密闭容器中，控制不同温度，分别加入和，测得随时间变化的有关实验数据见表。 组别 温度 时间/min 0 10 20 40 50 ① 0.50 0.35 0.25 0.10 0.10 ② 0.50 0.30 0.18 … 0.15 下列说法正确的是 A. 组别①中，内，的反应速率为 B. 由实验数据可知该反应温度时的转化率较高 C. 时，表格中应填的数据为0.18 D. 内，的反应速率①>② 【答案】B 【解析】 【详解】A．组别①中，内，，，A错误； B．由图可知，组别①中反应温度，在平衡时剩余量较少，的转化率较高，B正确； C．温度越高，反应速率越快，达到平衡所需时间越短，组别①在40min时达平衡，则组别②在40min也达平衡，则表格中应填的数据为0.15，C错误； D．根据表中数据，内，组别①中甲烷剩余量大于组别②中的，故的反应速率①＜②，D错误； 故选B。 6. 用下列实验装置进行相应实验，能达到实验目的的是 A．定量测定化学反应速率 B．配制溶液 C．准确测定中和反应的反应热 D．验证铁钉的吸氧腐蚀 A. A B. B C. C D. D 【答案】D 【解析】 【详解】A．装置使用长颈漏斗添加溶液，长颈漏斗未液封，反应生成的会从长颈漏斗上口逸出，无法通过注射器准确收集生成的气体体积，不能定量测定化学反应速率，A错误； B．容量瓶仅用于配制溶液时的定容操作，不能作为溶解固体溶质的容器，且易发生水解，溶解时需先将固体溶于浓盐酸抑制水解后再稀释定容，操作不符合配制要求，B错误； C．铁丝为热的良导体，搅拌过程中会导致反应体系的热量散失，同时铁可与酸发生反应，会造成反应热测定的误差，无法准确测定中和反应的反应热，C错误； D．铁钉在浸有食盐水的中性环境中发生吸氧腐蚀，消耗装置内的，通过氧气传感器可检测到浓度下降，能够验证铁钉的吸氧腐蚀，D正确； 故选D。 7. 化学中常用图象直观地描述化学反应的进程或结果。下列图象描述正确的是 A. 图①表示压强对可逆反应的影响，乙的压强大 B. 图②可表示乙酸溶液中通入氨气至过量过程中溶液导电性的变化 C. 图③是在的溶液中加水稀释，随着加入水的体积的增大，溶液中的变化曲线，的水解程度：A点小于B点 D. 图④是铁条与盐酸反应的反应速率随反应时间变化的曲线，时刻溶液的温度最高 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据反应可知正反应是体积减小的可逆反应，增大压强平衡向正反应方向进行，反应物%应更小，故A错误； B．乙酸是弱酸，通入氨气会生成醋酸铵，醋酸铵是强电解质，导电性应增强，故B错误； C．稀释碳酸钠溶液，稀释程度越大，碳酸根离子的水解程度越大，但溶液中碳酸氢根离子浓度减小，故C正确； D．，因为反应放热，因此反应速率增大；时刻后因为随着反应进行反应物浓度减小导致反应速率减小，因此时刻反应没有结束，溶液的温度不是最高，故D错误； 故选C。 8. 目前发展势头强劲的绿色环保储能电池——钒电池的工作原理如图所示，放电时电子由B极沿导线向A极移动，电解质溶液含硫酸，下列说法错误的是 A. 电池工作时A极的电势低于B极，充电时A极与电源正极连接 B. 放电时由B极经离子交换膜向A极移动 C. 充电时A极的电极反应式为 D. 电解液在电池内循环带出部分热量，使电池更安全 【答案】A 【解析】 【分析】放电时电子由B极沿导线移向A极，则放电时B极为原电池的负极，该极发生氧化反应为V2+-e-=V3+；放电时，A为正极，该极发生还原反应为。 【详解】A．电池工作时A为正极、B为负极，A极的电势高于B极，充电时A极为阳极，与电源正极连接，A错误； B．原电池（放电时）中，阳离子移向正极、阴离子移向负极，所以移向A极，B正确； C．放电时A极反应为，充电时为其逆过程：，C正确； D．此电池的电解液在电池内循环带出部分热量，防止温度过高使电池更安全，D正确； 故选A。 9. 全世界每年钢铁因锈蚀造成大量的损失，某城市拟用如图所示方法保护埋在弱碱性土壤中的钢质管道，使其免受腐蚀。关于此方法，下列说法不正确的是 A. 钢质管道易被腐蚀是因为在潮湿的土壤中形成了原电池 B. 这种方法称为牺牲阳极的阴极保护法 C. 钢管上的电极反应式：O2+2H2O+4e-=4OH- D. 也可用外接直流电源保护钢管，直流电源负极连接金属棒X 【答案】D 【解析】 【详解】A．钢质管道在潮湿的土壤中形成原电池，铁作负极，易被腐蚀，故A说法正确； B．根据原电池工作原理，金属棒应作负极，钢管作正极，钢管被保护，这种方法称为牺牲阳极法，故B说法正确； C．发生吸氧腐蚀，钢管作正极，正极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-，故C说法正确； D．用外接直流电源保护钢管，该装置为电解池，根据电解原理，钢管应作阴极，即钢管连接直流电源负极，故D说法错误； 故答案为D。 10. 化学反应的过程及能量变化如图所示。下列说法错误的是 A. 光照和点燃条件下的反应热相同 B. H-Cl键的键能为 C. 热化学方程式： D. 2 mol气态氢原子的能量高于1 mol氢气的能量 【答案】B 【解析】 【详解】A．反应热仅与反应的始态和终态有关，与反应途径、反应条件无关，因此光照和点燃条件下的反应热相同，A正确； B．由图可知，形成2 mol 键共释放862 kJ能量，因此键的键能为，B错误； C．反应焓变反应物总键能生成物总键能，该热化学方程式为，C正确； D．断裂化学键变为2 mol气态氢原子需要吸收能量，因此2 mol气态氢原子的能量高于1 mol 的能量，D正确； 故选B。 11. 25℃向溶液中滴入溶液，体系中、、溶液的体积与溶液的关系如图所示。下列说法不正确的是 A. 溶液电离度约为1% B. 曲线①表示与溶液的关系 C. 25℃时，的电离平衡常数的数量级为 D. a点对应的溶液中； 【答案】D 【解析】 【分析】未加NaOH溶液时，0.1mol/L HA溶液的pH>2，则表明HA为弱酸，随着NaOH溶液的不断加入，HA不断发生电离，c(HA)不断减小，c(A-)不断增大，溶液的pH不断增大，则曲线①表示，曲线②表示，据此回答。 【详解】A．未加NaOH溶液时，0.1mol/L HA溶液的pH约为3，即溶液中，是由HA电离产生的，故HA电离度为，A正确； B．由分析可知，曲线①表示与溶液pH的关系，B正确； C．25℃时，pH=4.76，，HA的电离平衡常数为，所以HA的电离平衡常数的数量级为，C正确； D．a点对应的溶液中，加入NaOH的物质的量刚好为HA物质的量的一半，溶质为等物质的量的NaA和HA的混合溶液，所以溶液中存在两个守恒：物料守恒，电荷守恒，从而得出：，D错误； 故选D。 12. 利用燃料电池电解制备并得到副产物、、，装置如下图所示。下列说法不正确的是 A. a极反应： B. A膜和膜均为阴离子交换膜 C. 可用铁电极替换石墨Ⅱ电极 D. a极上通入标况下甲烷，阳极室减少 【答案】B 【解析】 【详解】A．a极为燃料电池负极，甲烷失去电子并与结合，产生水和，电极反应式书写正确，A正确； B．阳极产物为，反应式为，阴离子不断减少，为平衡电荷并得到产物，阳极向产品室移动，故A膜为阳离子交换膜；阴极产物为和，反应式为，阴离子不断增多，为平衡电荷并消耗原料室中的，原料室中的向阴极移动，故C膜也为阳离子交换膜。A膜和C膜均为阳离子交换膜，B错误； C．石墨Ⅱ电极为阴极，其中的氢氧化钠溶液不与铁单质反应，故可以用铁电极替换石墨，C正确； D．根据电极反应式，1 mol在负极被氧化时，释放8 mol电子，根据电荷守恒，阳极室每向产品室转移1 mol，阳极转移2 mol电子，故1 mol在负极被氧化时，阳极室减少4 mol，标准状况下2.24L物质的量为0.1 mol，故阳极室减少0.4 mol，D正确； 故选B。 13. 常温下，、的沉淀溶解曲线如图所示，下列说法错误的是 已知：常温下，。 A. B. 曲线Ⅱ代表与的关系 C. 常温下，反应的平衡常数为 D. d点对应的是或的溶液处于过饱和状态，有沉淀析出 【答案】C 【解析】 【分析】已知，相同时，，则，纵坐标更大的曲线I代表与的关系，曲线Ⅱ代表与的关系； 【详解】A．c点为的溶解平衡点，，则，由，得，故，，A正确； B．由分析可知，曲线Ⅱ代表与的关系，B正确； C．该反应的平衡常数，C错误； D．d点对应的小于平衡线上相同时的纵坐标，即大于平衡浓度，，溶液为过饱和状态，有沉淀析出，D正确； 故选C。 14. 水煤气变换反应为。我国学者结合实验与计算机模拟结果，研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程，如图所示，其中吸附在金催化剂表面上的物种用*标注。下列说法错误的是 A. 水煤气变换反应的 B. 步骤②存在键的形成 C. 该反应的决速步是 D. 步骤⑤的化学方程式为： 【答案】B 【解析】 【详解】A．由图可知，该反应为反应物总能量高于生成物总能量的放热反应，反应焓变，A正确； B．根据步骤②反应物和生成物可知，步骤②发生反应H2O*=OH*+H*，只有氢氧键的断裂，没有键的形成，B错误； C．该历程中最大活化能步骤为步骤④，则步骤④是该反应历程的决速步是，C正确； D．由图可知，步骤⑤为COOH*、H*、OH*反应生成和CO2、H2（g）、H2O*，反应的化学方程式为，D正确； 故选B。 二、非选择题(本题共4小题，共58分。) 15. 二氧化碳是常见的温室气体，其回收利用是环保领域研究的热点课题。 （1）已知： ① ② 则CO2与H2反应生成乙烯和水蒸气的热化学方程式为_______________________。 （2）研究表明CO和H2在一定条件下可以合成甲醇，反应的化学方程式为：，往一容积为2 L的密闭容器内，充入0.3 mol CO与，CO的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。 ①、的大小关系是______(填“>”“<”或“=”)A、B、C三点的平衡常数KA、KB、KC由大到小关系是_________。 ②下列叙述能说明上述反应能达到化学平衡状态的是______(填字母)。 A． B． CH3OH的体积分数不再改变 C．混合气体的密度不再改变 D．同一时间内，消耗，生成0.02 mol CO ③上述投料在、压强下，平衡时H2的体积分数是________。 ④在、压强时，若压强恒定为p，则平衡常数________(用气体平衡分压代替气体平衡浓度，分压=总压×气体的物质的量分数，整理出含p的最简表达式)。 【答案】（1） （2） ①. < ②. KA=KB>KC ③. BD ④. 25% ⑤. 【解析】 【小问1详解】 根据题目要求可以列出目标方程式，可以由得出，所以。 【小问2详解】 ①合成甲醇的反应是气体分子数减少的反应：温度相同时，压强越大，CO平衡转化率越高。从图中相同温度下对应的CO转化率更大，因此,A,B点温度一样，所以平衡常数K一样，同转化率下压力越大温度越高所以KC最小因此，平衡常数关系为KA=KB>KC； ②A．速率关系不符合化学计量数比，正确应为​，不能说明平衡，A错误； B．体积分数不再改变，是平衡的特征标志，B正确； C．容器恒容，反应物生成物均为气体，总质量始终不变，混合气体密度全程不变，不能说明平衡，C错误； D．消耗​是正反应方向，生成CO是逆反应方向，根据计量数，消耗0.04mol （对应正反应生成0.02mol ）、同时生成0.02mol CO（对应逆反应消耗0.02mol ），正逆速率相等，说明达到平衡，D正确。 故选BD；  ③、下CO平衡转化率为0.5，列三段式： ​ 总物质的量为，的体积分数等于物质的量分数：； ④各物质平衡分压：，，压强平衡常数，代入数值化简后得到。 16. 金属锰的用途非常广泛，涉及人类生产生活的方方面面，用含锰废料（主要成分为，含有少量、、等）制备锰的流程如图： 已知：I.时几种难溶物的溶度积常数见表： 难溶物 溶度积 Ⅱ.当溶液某离子浓度时，认为该离子沉淀完全。 回答下列问题： （1）“酸浸”前需将原料粉碎，目的是__________，“酸浸”时，充入的作__________（氧化／还原）剂。 （2）“滤渣1”的主要成分为__________（填化学式），“氧化”中，“氧化”时发生反应的离子方程式为__________。 （3）“调pH”的作用是__________。若“调pH”后所得溶液中，则调pH的范围是__________。（保留两位有效数字） （4）写出“沉锰”的离子方程式__________。 （5）生成的沉淀需经充分洗涤，除去附着其上的硫酸盐，检验沉淀是否洗净的方法是__________。 【答案】（1） ①. 增大接触面积，提高反应速率 ②. 还原 （2） ①. ②. （3） ①. 除去铁铝元素 ②. 8.0 （4） （5）取少量最后一次洗涤液于试管中，滴加适量HCl酸化后，加入几滴溶液，若无白色沉淀，证明沉淀已经洗净（合理即可） 【解析】 【分析】含锰废料，主要成分为，含有少量、等，加入稀硫酸酸化，然后用还原，溶液中有，进入滤渣1分离，加入将氧化为，用氨水调pH除去，用将转化为除去，加入将转化为，在空气中煅烧生成二氧化锰，而后经过铝热反应生成锰单质，据此解答： 【小问1详解】 接触面积越大，反应速率越快，则“酸浸”前需将原料粉碎，目的是增大接触面积，提高反应速率，“酸浸”时，充入的作还原剂； 【小问2详解】 据分析，“滤渣1”的主要成分为，根据流程可知，“氧化”时将氧化为，则“氧化”时发生反应的离子方程式主要为； 【小问3详解】 调pH是为了完全沉淀，以除去铁铝元素，因与的组成相似，，先沉淀完全，后沉淀完全，则调pH的范围应用进行计算，将代入其Ksp中计算得，故pH=14−9.3=4.7，则需pH≥4.7才能将完全沉淀，而不能发生沉淀，根据，将代入计算得，则，故pH＜8.0，综上可知pH范围为4.7≤pH＜8.0； 【小问4详解】 沉锰”时，和由电离出的碳酸根离子结合，生成白色的碳酸锰沉淀，所以离子方程式为； 【小问5详解】 生成的沉淀需经充分洗涤，除去附着其上的硫酸盐，可以通过检验是否残留有硫酸根离子来作为依据，所以答案为取少量最后一次洗涤液于试管中，滴加适量HCl酸化后，加入几滴溶液，若无白色沉淀，证明沉淀已经洗净。 17. 草酸()广泛分布在植物、动物和真菌体内。 （1）25℃，用溶液滴定20.00mL0.200mol/LNaOH溶液，得到滴定曲线如下图所示： ①图中标记的点，水的电离程度由大到小的顺序为_______________________。 ②向p点加氨水至中性，此时______(填“>”、“=”或“<”)。 （2）某小组同学从菠菜中提取了7.500 g粗草酸晶体()，配制成250 mL溶液。用0.100 mol/L酸性KMnO4溶液滴定，测其纯度(杂质不参加反应)。 ①当最后半滴KMnO4溶液滴入锥形瓶，__________(填实验现象)，且半分钟不变色，说明反应达到终点。 ②三次实验数据如下： 实验序号 锥形瓶中草酸溶液体积 滴定管初始读数 滴定管终点读数 ⅰ 25.00 mL 0.22 mL 20.34 mL ⅱ 25.00 mL 0.25 mL 22.75 mL ⅲ 25.00 mL 0.20 mL 20.28 mL 该粗品中草酸晶体的质量分数为______%(保留3位有效数字)。 ③下列操作使得测定结果偏高的是______(填标号)。 a．锥形瓶水洗后未用待测草酸溶液润洗 b．滴加KMnO4溶液时，少量液体挂在锥形瓶内壁，未用洗瓶冲下 c．配制草酸溶液，定容后未振荡，取出上层溶液进行滴定 d．滴定前尖嘴无气泡，滴定结束后发现尖嘴有气泡 （3）已知：、、、、 ①尿素是常用的氮肥，溶于水可生成两种气体，反应的方程式为_______________________。 ②室温下，相同浓度的三种氮肥① ② ③溶液中，的浓度由大到小的顺序为______(填标号)。 ③室温溶液呈弱碱性。关于该溶液的关系式正确的是______(填标号)， A． B． C． D． 【答案】（1） ①. m>n>p ②. < （2） ①. 溶液恰好由无色变为浅紫色(或粉红色、淡紫色，合理) ②. 84.4 ③. b （3） ①. ②. ③>②>① ③. AD 【解析】 【小问1详解】 由图可知，m点氢氧化钠溶液与草酸溶液反应得到草酸钠溶液，溶液呈碱性；n点氢氧化钠溶液与草酸溶液反应得到草酸钠和草酸氢钠的混合溶液，溶液呈中性，p点氢氧化钠溶液与草酸溶液反应得到草酸氢钠溶液，溶液呈酸性； ①由分析可知，m点为草酸钠溶液，n点为草酸钠和草酸氢钠的混合溶液，溶液呈中性，p点为草酸氢钠溶液，溶液呈酸性，草酸钠是强碱弱酸盐，草酸根离子在溶液中分步水解促进水的电离，草酸氢根离子在溶液中的电离程度大于水解程度，电离出的氢离子会抑制水的电离，草酸氢根离子浓度越大，抑制水电离程度越大，则水的电离程度由大到小的顺序为m＞n＞p； ②由分析可知，p点为草酸氢钠溶液，溶液中存在如下物料守恒关系：；向p点加氨水至中性时，溶液中氢离子浓度等于氢氧根离子浓度，存在如下电荷守恒关系：，整合可得：，则溶液中铵根离子浓度小于草酸根离子浓度； 【小问2详解】 ①溶液中的草酸与酸性高锰酸钾溶液完全反应后，向锥形瓶中滴入最后半滴酸性高锰酸钾溶液，溶液会由无色变为浅紫色，则滴定终点的实验现象为向锥形瓶中滴入最后半滴酸性高锰酸钾溶液，溶液会由无色变为浅紫色，且半分钟不变色，说明反应达到终点； ②由得失电子数目守恒可得如下关系：5H2C2O4~2KMnO4，由表格数据可知，三次滴定消耗酸性高锰酸钾的体积分别为20.12mL、22.50mL、20.08mL，第二次数据偏差太大，应舍去，则消耗酸性高锰酸钾的平均体积为：=20.10 mL，粗草酸中含草酸晶体的质量分数为：×100%=84.4%； ③a．锥形瓶水洗后未用待测草酸溶液润洗不会影响待测液溶质的物质的量和标准溶液的体积，对所测结果无影响，a不符合题意； b．滴加高锰酸钾溶液时，少量液体挂在锥形瓶内壁，未用洗瓶冲下会使高锰酸钾溶液体积偏大，导致所测结果偏高，b符合题意； c．配制草酸溶液，定容后未振荡，取出上层溶液进行滴定会使滴定消耗的高锰酸钾的量偏少，导致测定结果偏低，c不符合题意； d．滴定前尖嘴无气泡，滴定结束后发现尖嘴有气泡会使滴定消耗的高锰酸钾的量偏少，导致测定结果偏低，d不符合题意； 故选b 【小问3详解】 ①由题意可知，尿素发生水解反应生成氨气和二氧化碳，反应的化学方程式为：； ②由电离常数可知，室温下，磷酸二氢根离子的水解常数Kh=≈1.4×10-12，则磷酸二氢根离子在溶液中的电离程度大于水解程度，则磷酸二氢铵溶液中磷酸二氢根离子电离出的氢离子抑制铵根离子水解，等浓度的磷酸二氢铵溶液中铵根离子浓度大于氯化铵溶液；碳酸氢根离子在溶液中水解使溶液呈碱性，水解生成的氢氧根离子与铵根离子水解生成的氢离子反应促进铵根离子水解，则等浓度的碳酸氢铵溶液中铵根离子浓度小于氯化铵溶液，所以三种溶液中铵根离子浓度由大到小的顺序为③＞②＞①； ③A．由题意可知，碳酸氢铵溶液呈碱性，溶液中氢氧根离子浓度大于氢离子浓度，由电荷守恒关系，则溶液中离子浓度的关系为：，A正确； B．由题意可知，碳酸氢铵溶液呈碱性，说明碳酸氢根离子在溶液中的水解程度大于铵根离子的水解程度，则溶液中的铵根离子浓度大于碳酸氢根离子浓度，B错误； C．碳酸氢铵溶液中存在电荷守恒关系：和物料守恒关系：，整合两式可得：，C错误； D．碳酸氢铵溶液中存在物料守恒关系：，D正确； 故选AD。 18. 工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破，其合成工艺一直在发展中。其反应原理为 。 已知：在298 K时，该反应的 化学键 N≡N H—H N—H 键能E/(kJ/mol) 946 436 390.8 （1）结合键能数据估算该反应的反应热=__________，该反应在常温条件下__________自发进行(填“能”或“不能”或“无法判断是否能”)。 （2）已知：在特定条件下，合成氨反应的速率与参加反应物质的浓度的关系为：，结合表达式，该流程中既能提高反应速率，又能提高反应物平衡转化率的措施有__________。 A. 加压至10 MPa～30 MPa B. 将N2和H2循环使用，并及时补充两气体，保持一定的浓度 C. 使用铁触媒，并维持温度400～500℃ D. 使气态氨变成液态氨并及时从平衡体系中分离出去 （3）在铁触媒作用下，N2和H2生成NH3的反应历程如下(“*”表示吸附态)。 ①该反应历程中决速步的化学方程式为_____________________________________。 ②近期我国科学家为了解决合成氨反应速率和平衡产率的矛盾，选择使用双催化剂，通过光辐射产生温差(如体系温度为495℃时，Fe的温度为547℃，而的温度为415℃)。结合下图解释该催化剂解决上述矛盾的原理是________________________________________________。 （4）直接常压电化学合成氨以纳米作催化剂，H2O和N2为原料制备NH3。其工作原理如图所示： ①阴极的电极反应式为______________________________。 ②电解过程中，由于发生副反应，使得阴极制得的NH3中混有少量气体单质，则理论上阳极和阴极生成气体的物质的量之比的范围是_______________________。 【答案】（1） ①. -90.8 kJ/mol ②. 能 （2）ABD （3） ①. ②. N2与H2在Fe催化剂表面断键是反应的决速步骤，温度较高，有利于提高合成氨反应速率；在催化剂表面合成氨，反应放热，温度较低，平衡正移，有利于提高氨的平衡产率。 （4） ①. ②. (0.5，0.75)或0.5～0.75 【解析】 【小问1详解】 反应：N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) ΔH=反应物总键能-生成物总键能=E(N≡N)+3E(H-H)-2× 3E(N-H)=(946 + 3×436 - 6×390.8=946+1308-2344.8)kJ·mol-1=-90.8kJ·mol-1；判断自发：ΔG=ΔH-TΔS，T=298K，ΔS=-200J·K-1·mol-1=-0.2kJ·K-1·mol-1；ΔG=[-90.8-298×(-0.2)]kJ·mol-1=(-90.8+59.6)kJ·mol-1=-31.2kJ·mol-1<0； 【小问2详解】 A．加压至10 MPa~30 MPa：加压可以增大反应物浓度，提高反应速率；同时该反应是气体体积减小的反应（4 mol 变 2 mol），加压平衡正向移动，转化率提高；A符合题意； B．将N2和 H2循环使用，并及时补充两气体：保持反应物浓度，有利于维持较高的反应速率；不断补充反应物，促使平衡正向移动，提高转化率。B符合题意； C．使用铁触媒，并维持温度400~500℃：催化剂能提高反应速率；但该反应是放热反应，高温会导致平衡逆向移动，降低转化率。C不符合题意； D．使气态氨变成液态氨并及时分离：减少生成物浓度，正反应速率大于逆反应速率，平衡正向移动，提高转化率，根据速率公式可知，反应速率与氨气浓度的-1次方成正比，减少氨气浓度，反应速率增大。D符合题意； 故选ABD； 【小问3详解】 ①决速步是活化能（能垒）最大的一步；观察能量-反应历程图，跨越能垒最高（21 kJ/mol）的步骤是从吸附态到过渡态的过程；因此，决速步的化学方程式为：； ② 矛盾点：合成氨是放热反应，低温有利于提高平衡产率，但反应速率慢；高温有利于提高反应速率，但平衡产率低；原理解释：结合图文，光辐射在催化剂上产生温差。在高温区（Fe 催化剂，547℃），N2 与 H2 在Fe表面断键（这是反应的决速步），高温有利于提高合成氨的反应速率；在低温区（TiO2-xHy 催化剂，415℃），合成氨反应放热，温度较低使得平衡正向移动，有利于提高氨的平衡产率； 【小问4详解】 ⅰ．H2O和N2为原料制备NH3，N元素化合价降低发生还原反应，所以阴极的电极反应式为N2+6e- +6H2O=2NH3 +6OH-； ⅱ．阳极发生反应：4OH--4e-=O2↑+2H2O，阴极发生反应：N2+6e- +6H2O=2NH3 +6OH-，电解过程中，发生副反应2H2O+2e-=H2↑+2OH-，根据极值法，若阳极生成氧气、阴极生成氨气，阳极和阴极生成气体的物质的量之比为，若阳极生成氧气、阴极生成氢气，阳极和阴极生成气体的物质的量之比为，所以阳极和阴极生成气体的物质的量之比的范围是0.5~0.75。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024-2025学年第一学期期末考试 高二年级化学试卷 (考试时间：75分钟 满分：100分) 可能用到的相对原子质量：H 1 C 12 N 14 O 16 C1 35.5 Fe 56 一、选择题(本题共14小题，每小题3分；共42分。每小题只有一个正确答案，请将正确答案涂在答题卡上。) 1. 化学与生产、生活和社会发展密切相关，下列说法不正确的是 A. 含氟牙膏可以预防龋齿，利用了沉淀转化的原理，降低龋齿的发生率 B. 人体中缓冲体系起到稳定血液pH的作用 C. 民谚：青铜和铁器“干千年，湿万年，不干不湿就半年”，半干半湿条件下最易发生吸氧腐蚀 D. 《荀子劝学》中记载“冰水为之，而寒于水”，说明冰的能量低于水，冰变为水属于吸热反应 2. 工业上常利用和合成尿素，该可逆反应分两步进行，整个过程中的能量变化如图所示。下列说法错误的是 A. 为合成尿素反应的中间产物 B. 利用和合成尿素是放热反应 C. 的能量一定大于的能量 D. 反应的焓变 3. 下列事实不能用勒夏特列原理解释的是 A. 对于反应体系，给平衡体系增大压强可使颜色变深 B. 在溶液中存在如下平衡，，若向溶液中滴入滴浓硫酸，溶液颜色橙色加深 C. 氯水中存在的平衡：，当加入适当的后，溶液颜色变浅 D. 对于反应 ，平衡体系升高温度颜色变深 4. 某MOFs的多孔材料刚好可将N2O4 “固定”，实现了NO2与N2O4分离并制备HNO3，如图所示： 已知： ；下列说法不正确的是 A. 高温不利于N2O4的固定 B. 固定N2O4，能使平衡正移，有利于去除NO2 C. 本工艺制备HNO3的原理可以表达为 D. 多孔材料的孔径越小，反应正向进行的程度越大 5. 对利用甲烷消除污染进行研究，。在密闭容器中，控制不同温度，分别加入和，测得随时间变化的有关实验数据见表。 组别 温度 时间/min 0 10 20 40 50 ① 0.50 0.35 0.25 0.10 0.10 ② 0.50 0.30 0.18 … 0.15 下列说法正确的是 A. 组别①中，内，的反应速率为 B. 由实验数据可知该反应温度时的转化率较高 C. 时，表格中应填的数据为0.18 D. 内，的反应速率①>② 6. 用下列实验装置进行相应实验，能达到实验目的的是 A．定量测定化学反应速率 B．配制溶液 C．准确测定中和反应的反应热 D．验证铁钉的吸氧腐蚀 A. A B. B C. C D. D 7. 化学中常用图象直观地描述化学反应的进程或结果。下列图象描述正确的是 A. 图①表示压强对可逆反应的影响，乙的压强大 B. 图②可表示乙酸溶液中通入氨气至过量过程中溶液导电性的变化 C. 图③是在的溶液中加水稀释，随着加入水的体积的增大，溶液中的变化曲线，的水解程度：A点小于B点 D. 图④是铁条与盐酸反应的反应速率随反应时间变化的曲线，时刻溶液的温度最高 8. 目前发展势头强劲的绿色环保储能电池——钒电池的工作原理如图所示，放电时电子由B极沿导线向A极移动，电解质溶液含硫酸，下列说法错误的是 A. 电池工作时A极的电势低于B极，充电时A极与电源正极连接 B. 放电时由B极经离子交换膜向A极移动 C. 充电时A极的电极反应式为 D. 电解液在电池内循环带出部分热量，使电池更安全 9. 全世界每年钢铁因锈蚀造成大量的损失，某城市拟用如图所示方法保护埋在弱碱性土壤中的钢质管道，使其免受腐蚀。关于此方法，下列说法不正确的是 A. 钢质管道易被腐蚀是因为在潮湿的土壤中形成了原电池 B. 这种方法称为牺牲阳极的阴极保护法 C. 钢管上的电极反应式：O2+2H2O+4e-=4OH- D. 也可用外接直流电源保护钢管，直流电源负极连接金属棒X 10. 化学反应的过程及能量变化如图所示。下列说法错误的是 A. 光照和点燃条件下的反应热相同 B. H-Cl键的键能为 C. 热化学方程式： D. 2 mol气态氢原子的能量高于1 mol氢气的能量 11. 25℃向溶液中滴入溶液，体系中、、溶液的体积与溶液的关系如图所示。下列说法不正确的是 A. 溶液电离度约为1% B. 曲线①表示与溶液的关系 C. 25℃时，的电离平衡常数的数量级为 D. a点对应的溶液中； 12. 利用燃料电池电解制备并得到副产物、、，装置如下图所示。下列说法不正确的是 A. a极反应： B. A膜和膜均为阴离子交换膜 C. 可用铁电极替换石墨Ⅱ电极 D. a极上通入标况下甲烷，阳极室减少 13. 常温下，、的沉淀溶解曲线如图所示，下列说法错误的是 已知：常温下，。 A. B. 曲线Ⅱ代表与的关系 C. 常温下，反应的平衡常数为 D. d点对应的是或的溶液处于过饱和状态，有沉淀析出 14. 水煤气变换反应为。我国学者结合实验与计算机模拟结果，研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程，如图所示，其中吸附在金催化剂表面上的物种用*标注。下列说法错误的是 A. 水煤气变换反应的 B. 步骤②存在键的形成 C. 该反应的决速步是 D. 步骤⑤的化学方程式为： 二、非选择题(本题共4小题，共58分。) 15. 二氧化碳是常见的温室气体，其回收利用是环保领域研究的热点课题。 （1）已知： ① ② 则CO2与H2反应生成乙烯和水蒸气的热化学方程式为_______________________。 （2）研究表明CO和H2在一定条件下可以合成甲醇，反应的化学方程式为：，往一容积为2 L的密闭容器内，充入0.3 mol CO与，CO的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。 ①、的大小关系是______(填“>”“<”或“=”)A、B、C三点的平衡常数KA、KB、KC由大到小关系是_________。 ②下列叙述能说明上述反应能达到化学平衡状态的是______(填字母)。 A． B． CH3OH的体积分数不再改变 C．混合气体的密度不再改变 D．同一时间内，消耗，生成0.02 mol CO ③上述投料在、压强下，平衡时H2的体积分数是________。 ④在、压强时，若压强恒定为p，则平衡常数________(用气体平衡分压代替气体平衡浓度，分压=总压×气体的物质的量分数，整理出含p的最简表达式)。 16. 金属锰的用途非常广泛，涉及人类生产生活的方方面面，用含锰废料（主要成分为，含有少量、、等）制备锰的流程如图： 已知：I.时几种难溶物的溶度积常数见表： 难溶物 溶度积 Ⅱ.当溶液某离子浓度时，认为该离子沉淀完全。 回答下列问题： （1）“酸浸”前需将原料粉碎，目的是__________，“酸浸”时，充入的作__________（氧化／还原）剂。 （2）“滤渣1”的主要成分为__________（填化学式），“氧化”中，“氧化”时发生反应的离子方程式为__________。 （3）“调pH”的作用是__________。若“调pH”后所得溶液中，则调pH的范围是__________。（保留两位有效数字） （4）写出“沉锰”的离子方程式__________。 （5）生成的沉淀需经充分洗涤，除去附着其上的硫酸盐，检验沉淀是否洗净的方法是__________。 17. 草酸()广泛分布在植物、动物和真菌体内。 （1）25℃，用溶液滴定20.00mL0.200mol/LNaOH溶液，得到滴定曲线如下图所示： ①图中标记的点，水的电离程度由大到小的顺序为_______________________。 ②向p点加氨水至中性，此时______(填“>”、“=”或“<”)。 （2）某小组同学从菠菜中提取了7.500 g粗草酸晶体()，配制成250 mL溶液。用0.100 mol/L酸性KMnO4溶液滴定，测其纯度(杂质不参加反应)。 ①当最后半滴KMnO4溶液滴入锥形瓶，__________(填实验现象)，且半分钟不变色，说明反应达到终点。 ②三次实验数据如下： 实验序号 锥形瓶中草酸溶液体积 滴定管初始读数 滴定管终点读数 ⅰ 25.00 mL 0.22 mL 20.34 mL ⅱ 25.00 mL 0.25 mL 22.75 mL ⅲ 25.00 mL 0.20 mL 20.28 mL 该粗品中草酸晶体的质量分数为______%(保留3位有效数字)。 ③下列操作使得测定结果偏高的是______(填标号)。 a．锥形瓶水洗后未用待测草酸溶液润洗 b．滴加KMnO4溶液时，少量液体挂在锥形瓶内壁，未用洗瓶冲下 c．配制草酸溶液，定容后未振荡，取出上层溶液进行滴定 d．滴定前尖嘴无气泡，滴定结束后发现尖嘴有气泡 （3）已知：、、、、 ①尿素是常用的氮肥，溶于水可生成两种气体，反应的方程式为_______________________。 ②室温下，相同浓度的三种氮肥① ② ③溶液中，的浓度由大到小的顺序为______(填标号)。 ③室温溶液呈弱碱性。关于该溶液的关系式正确的是______(填标号)， A． B． C． D． 18. 工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破，其合成工艺一直在发展中。其反应原理为 。 已知：在298 K时，该反应的 化学键 N≡N H—H N—H 键能E/(kJ/mol) 946 436 390.8 （1）结合键能数据估算该反应的反应热=__________，该反应在常温条件下__________自发进行(填“能”或“不能”或“无法判断是否能”)。 （2）已知：在特定条件下，合成氨反应的速率与参加反应物质的浓度的关系为：，结合表达式，该流程中既能提高反应速率，又能提高反应物平衡转化率的措施有__________。 A. 加压至10 MPa～30 MPa B. 将N2和H2循环使用，并及时补充两气体，保持一定的浓度 C. 使用铁触媒，并维持温度400～500℃ D. 使气态氨变成液态氨并及时从平衡体系中分离出去 （3）在铁触媒作用下，N2和H2生成NH3的反应历程如下(“*”表示吸附态)。 ①该反应历程中决速步的化学方程式为_____________________________________。 ②近期我国科学家为了解决合成氨反应速率和平衡产率的矛盾，选择使用双催化剂，通过光辐射产生温差(如体系温度为495℃时，Fe的温度为547℃，而的温度为415℃)。结合下图解释该催化剂解决上述矛盾的原理是________________________________________________。 （4）直接常压电化学合成氨以纳米作催化剂，H2O和N2为原料制备NH3。其工作原理如图所示： ①阴极的电极反应式为______________________________。 ②电解过程中，由于发生副反应，使得阴极制得的NH3中混有少量气体单质，则理论上阳极和阴极生成气体的物质的量之比的范围是_______________________。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $