精品解析：河南省焦作市普通高中2024-2025学年高二上学期期末考试化学试题

焦作市普通高中2024—2025学年(上)高二年级期末考试 化学试题 考生注意： 1.答题前，考生务必将自己的姓名、考生号填写在试卷和答题卡上，并将考生号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。 2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 可能用到的相对原子质量：H-1 C-12 O-16 S-32 K-39 Ca-40 Fe-56 Cu-64 Zn-65 一、选择题：本题共14小题，每小题3分，共42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. 化学不仅是现代科学技术发展的基石，也是推动社会全面进步的重要力量。下列有关化学原理的说法错误的是 A. 船舶外壳安装锌块，牺牲阳极法保护金属 B. “嫦娥五号”探测器配置砷化镓太阳能板，太阳能板将化学能直接转化为电能 C. 可用硫黄粉减少破损水银体温计洒落的Hg的危害 D. 用热的苏打溶液清洗灶台，因为受热时苏打溶液的碱性更强 【答案】B 【解析】 【详解】A．锌的金属活动性强于铁，船舶外壳安装锌块时，锌作负极被腐蚀，铁作正极被保护，属于牺牲阳极法保护金属，A正确； B．砷化镓太阳能板的能量转化形式为太阳能（光能）直接转化为电能，并非化学能直接转化为电能，B错误； C．常温下硫单质S可与洒落的Hg反应生成无毒的HgS，减少汞蒸气的危害，C正确； D．苏打为Na2CO3，溶液中水解使溶液呈碱性，水解为吸热过程，加热促进水解使溶液碱性更强，利于去除油污，D正确； 故选B。 2. 设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 A. 铁的吸氧腐蚀过程中，每生成0.25mol，负极Fe失去的电子数为NA B. 铜的精炼过程中，当阳极质量减轻32g时，转移的电子数为NA C. 11.2LN2和N2O混合气体中含有的氮原子数为NA D. CH3COOH与CH3COONa的混合溶液显中性，1L该溶液中含CH3COO-的数目为NA 【答案】A 【解析】 【详解】A．铁的吸氧腐蚀负极反应为，生成含，故负极失电子数为，A正确； B．铜精炼时阳极为粗铜，含、等比铜活泼的杂质，优先于铜失电子，故阳极减轻时转移电子数不一定为，B错误； C．未说明气体处于标准状况下，无法用计算气体物质的量，无法确定氮原子数，C错误； D．混合溶液显中性时根据电荷守恒得，但题目未给出的浓度，无法确定的数目为，D错误； 故选A。 3. 常温下，下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是 A. 使甲基橙变红色的溶液中：、、、 B. 由水电离出的的溶液中：、、、 C. pH=7的溶液中：、、、 D. 0.1mol/LNaClO溶液中：、、、 【答案】A 【解析】 【详解】A．使甲基橙变红色的溶液呈酸性，含大量，、、、之间不反应，也不与反应，可大量共存，A正确； B．由水电离出的的溶液，水的电离被抑制，既可能是酸性也可能是碱性，碱性条件下与生成氢氧化镁沉淀，不能大量共存，B错误； C．pH=7的中性溶液中，水解程度大，pH为3~4时就已完全水解生成氢氧化铁沉淀，中性条件下不能大量存在，C错误； D．NaClO溶液中的具有强氧化性，会和还原性的发生氧化还原反应，不能大量共存，D错误； 故选A。 4. 向容积为1L的密闭容器中加入适量催化剂、2molX和3molY，发生反应： ΔH，平衡时和反应10min时Y的转化率随温度的变化曲线如图所示。下列说法错误的是 A. 曲线Ⅱ为平衡时Y的转化率随温度的变化曲线 B. 该反应的ΔH ＞0 C. b点的正反应速率大于逆反应速率，延长反应时间，最终可以达到d点 D. 该反应中催化剂在约300℃时活性最佳 【答案】A 【解析】 【详解】A．相同温度下，反应未达平衡时Y的转化率低于平衡转化率，因此曲线Ⅰ为平衡时Y的转化率变化曲线，曲线Ⅱ为反应10min时的转化率变化曲线，A错误； B．曲线Ⅰ（平衡转化率）随温度升高而增大，说明升高温度平衡正向移动，正反应为吸热反应，，B正确； C．b点对应温度下，10min时Y的转化率低于该温度下的平衡转化率，说明反应未达平衡，正反应速率大于逆反应速率，延长反应时间可达到平衡状态（对应d点），C正确； D．曲线Ⅱ为反应10min的转化率曲线，300℃时转化率最高，说明该温度下反应速率最快，催化剂活性最佳，D正确； 故选A。 5. 油气开采、石油化工等行业的废气中含有硫化氢，用甲烷处理硫化氢发生反应： 。部分化学键键能如下表，已知：键能是指气态分子中1mol化学键解离成气态原子所吸收的能量。 化学键 键能 577 x 436 339 下列说法正确的是 A. 石油是一种可再生的化石能源 B. x=414 C. 指定条件下断开1mol CH4(g)中的化学键吸收的能量比断开1molH2S(g)中的化学键吸收的能量少 D. 指定条件下1mol CH4(g)和2mol H2S(g)的总能量比1molCS2(g)和4molH2(g)的总能量高 【答案】B 【解析】 【详解】A．石油属于化石能源，是不可再生能源，A错误； B．反应焓变等于反应物总键能减去生成物总键能，代入数据得：，解得，B正确； C．断开中化学键吸收能量为，断开中化学键吸收能量为，前者吸收能量更多，C错误； D．该反应，为吸热反应，反应物总能量低于生成物总能量，即和的总能量更低，D错误； 故答案选B。 6. 二甲醚(CH3OCH3)是一种新型能源，被誉为“21世纪的清洁燃料”。用CO和H2合成二甲醚的反应为，对于该反应，下列说法错误的是 A. 升高温度，正反应速率和逆反应速率均增大 B. 恒温恒容下，增大CO的量，可以加快反应速率 C. 及时分离出二甲醚，可以加快正反应速率 D. 恒温恒容下，充入惰性气体对反应速率无影响 【答案】C 【解析】 【详解】A．升高温度，反应物和生成物的活化分子百分数均增加，有效碰撞频率增大，正、逆反应速率均增大，A正确； B．恒温恒容下，增大的量，反应物的浓度增大，单位体积内活化分子数增多，反应速率加快，B正确； C．及时分离出二甲醚，生成物浓度减小，逆反应速率瞬间减小，正反应速率在分离瞬间不变，随后逐渐减小，无法加快正反应速率，C错误； D．恒温恒容下充入惰性气体，反应体系中各反应物、生成物的浓度均不变，因此对反应速率无影响，D正确； 故选C。 7. 下列方程式书写错误的是 A. 工业合成氨： B. 用铜电极电解饱和食盐水： C. 向AgCl悬浊液中滴加KBr溶液产生黄色沉淀； D. Al(OH)3的酸式电离平衡： 【答案】B 【解析】 【详解】A．工业合成氨为可逆反应，反应条件为高温、高压、催化剂，方程式配平符合反应事实，A正确； B．Cu为活性电极，作电解池阳极时Cu优先失去电子发生氧化反应，不会生成，该方程式不符合反应事实，B错误； C．的溶解度小于，可发生沉淀转化，离子方程式书写正确，C正确； D．发生酸式电离时结合1个，电离出和，电离方程式书写正确，D正确； 故选B。 8. 向2L的恒温恒容密闭容器中加入1molA(g)和1molB(s)，发生反应：，反应物的物质的量随时间的变化关系如图所示。下列说法正确的是 A. 当时，反应达到平衡状态 B. 4min时， C. 0~4min内的平均反应速率 D. 反应达到平衡后，向容器中充入惰性气体，正逆反应速率都不变 【答案】D 【解析】 【详解】A．均表示正反应速率，反应任意时刻正反应速率之比都等于化学计量数之比，该关系始终成立，无法判断反应达到平衡，A错误； B．4min时消耗的物质的量为，根据反应计量关系，生成的物质的量为，，B错误； C．为固体，浓度为常数，不能用固体的浓度变化表示反应速率，C错误； D．恒温恒容条件下充入惰性气体，反应体系中各气体物质的浓度不变，正逆反应速率都不变，D正确； 故选D。 9. 下列对事实的解释所用的化学原理正确的是 选项 事实 解释 A 向H2O2溶液中加入少量 MnO2固体，迅速产生大量气泡 MnO2减小了H2O2分解反应的ΔH B 用pH计分别测定0.1mol/LCH3COONa溶液和0.1mol/LNaNO2溶液的pH，CH3COONa溶液的pH大 C 锌片与稀硫酸反应过程中滴加几滴CuSO4溶液，溶液中产生气泡的速率加快 CuSO4是反应的催化剂 D 向4mL0.1mol/LK2CrO4溶液中缓慢滴加1mol/L稀硫酸，溶液由黄色变为橙色 增大c(H+)，有利于转化为 A. A B. B C. C D. D 【答案】D 【解析】 【详解】A．MnO2作为分解反应的催化剂，仅降低反应的活化能，不改变反应的ΔH，A错误； B．等浓度的强碱弱酸盐溶液pH越大，对应酸的酸性越弱，电离常数越小，由溶液pH更大可知，B错误； C．Zn置换出CuSO4中的Cu，形成Zn-Cu原电池加快反应速率，CuSO4不是催化剂，C错误； D．存在平衡，增大平衡正向移动，有利于转化为，溶液由黄色变为橙色，D正确； 故选D。 10. 已知：室温下、。在100mL2mol/LNa2CO3溶液中加入30g CaSO4固体，搅拌。下列说法错误的是 A. 开始阶段溶液pH下降，渐渐稳定下来 B. 搅拌一段时间后，静置，取下层固体加入足量盐酸中，固体部分溶解 C. 充分反应后，上层清液中 D. 充分反应后，上层清液中存在： 【答案】C 【解析】 【详解】A．开始时发生沉淀转化，浓度降低，水解平衡逆向移动，浓度减小，pH下降，达到平衡后pH稳定，A正确； B．下层固体含过量未反应的和生成的，可溶于盐酸，不溶于盐酸，故固体部分溶解，B正确； C．0.2 mol 完全转化为时，会生成0.2 mol ​，消耗0.2 mol ，剩余的物质的量约为，因此体系中同时存在过量的和生成的，两个沉淀的溶解平衡同时满足，平衡时，计算结果与不符，C错误； D．根据电荷守恒：，由于转化后绝大部分被沉淀，剩余的​浓度极低，水解程度极弱，溶液中，同时结合​剩余、溶液中存在一定浓度的情况，对电荷守恒式做近似推导后可得： ，D正确； 故选C。 11. 常温下，某些弱电解质的电离平衡常数如下表，下列说法错误的是 弱酸 HClO 电离常数 A. 0.25mol/LHClO溶液的pH约为4 B. 向NaClO溶液中通入过量SO2的离子方程式为 C. NaHSO3溶液的pH＜7 D. Na2SO3溶液在空气中久置会变质 【答案】B 【解析】 【详解】A．对于0.25mol/L的溶液，溶液中氢离子浓度约等于次氯酸根离子浓度（忽略水的电离），则有，，A正确； B．具有强氧化性，SO2具有还原性，二者会发生氧化还原反应，生成和，而非发生复分解反应生成和，离子方程式书写错误，正确的离子方程式为SO2+ClO-+H2O=+Cl-+2H+；B错误； C．的电离常数，水解常数，电离程度大于水解程度，溶液显酸性，，C正确； D．中的具有还原性，久置空气中会被氧化为发生变质，D正确； 故选B。 12. 研究人员用Ni、Fe作电极电解浓KOH溶液制备K2FeO4，装置示意图如图所示。下列说法错误的是 A. Ni电极接电源的负极 B. Fe电极的电极反应式为 C. 交换膜m通过K+、交换膜n通过OH- D. 每生成1mol K2FeO4，阴极室溶液增重158g 【答案】D 【解析】 【分析】由图可知，Ni电极上得电子生成，发生还原反应，为阴极，接电源负极；Fe电极上Fe失电子生成，发生还原反应，为阳极，节电源的正极，据此分析。 【详解】A．由分析知，Ni电极为阴极，接电源负极，A正确； B．Fe电极为阳极，Fe失电子在碱性条件下生成，电极反应式为，B正确； C．阴极生成，需要阳离子通过交换膜m进入阴极室平衡电荷；阳极消耗，需要通过交换膜n进入阳极室参与反应，C正确； D．每生成1 mol ，转移6 mol电子，阴极生成3 mol （质量为6g），同时有6 mol 进入阴极室（质量为），阴极室增重为，不是158g，D错误。 故选D。 13. 反应经历两步：①X→Y；②Y→2Z。向反应体系中加入X在一定条件下发生上述反应，X、Y、Z的浓度c随时间t的变化曲线如图所示。下列说法错误的是 A. m表示Y的浓度随时间的变化曲线 B. t1s时，Z的浓度是 C. t2s时，X的浓度是 D. t1 s以前，Y的平均生成速率与X的平均消耗速率相等 【答案】D 【解析】 【分析】加入X后，X 浓度从开始持续下降；中间产物Y从0逐步增加再转化为 Z，浓度先升后降；Z为最终产物，浓度持续上升至最大值。 【详解】A．Y为反应中间产物，浓度随时间先升高后降低，与曲线m的变化趋势一致，故m表示Y的浓度随时间的变化曲线，A正确； B．设时，消耗的为，生成的总量为；生成的需消耗的，故剩余的浓度为，解得，即的浓度为，B正确； C．时浓度为，浓度为，生成的需消耗的，故生成的总浓度为，即消耗的浓度为，剩余的浓度为，C正确； D．前，X消耗转化为Y，但同时部分Y也在继续反应消耗转化为Z。根据平均生成速率定义，而X的平均消耗速率。由于在前已经生成了Z，因此X的平均消耗速率大于Y的平均生成速率，两者不相等，D错误； 故答案选D。 14. 常温下，用0.1mol/LNaOH溶液分别滴定20.00mL0.1mol/L的盐酸和醋酸，滴定曲线如图所示(忽略溶液混合时的体积变化，已知lg3=0.48)。下列说法错误的是 A. 两个滴定实验都可以选用酚酞作为指示剂 B. 常温下，醋酸的电离平衡常数 C. c点溶液中溶质为HCl、NaCl D. d点溶液的 【答案】D 【解析】 【分析】盐酸是强酸，完全电离，醋酸是弱酸，部分电离，故0.1mol/L的盐酸的pH小于0.1mol/L的醋酸的pH，观察图像可知，曲线Ⅰ的pH大于曲线Ⅱ的pH，故曲线Ⅰ表示醋酸的滴定曲线，曲线Ⅱ表示盐酸的滴定曲线，据此分析。 【详解】A．酚酞变色范围为8.2~10，强碱滴定强酸终点为中性、滴定弱酸终点为碱性，均在酚酞变色范围内，可选用酚酞作指示剂，A正确； B．b点加入10mL NaOH溶液，此时溶质为等物质的量的和，因电离和水解程度均较弱，，，B正确； C．c点加入NaOH体积小于20mL，HCl未完全中和，溶质为HCl和NaCl，C正确； D．d点加入10mL NaOH溶液，溶质为HCl和NaCl，剩余，溶液体积为30mL，，，不是，D错误； 故选D。 二、非选择题：本题共4小题，共58分。 15. 水煤气变换反应[]是制氢工业中原料氢气的重要来源。回答下列问题： （1）该反应分两步完成，反应过程与能量的关系如图所示。 ①反应2的化学方程式为______。 ②整个过程中，产生2g氢气时______(填“放出”或“吸收”)的热量为______kJ(用含、、、的代数式表示)。 （2）恒温恒压(1.70MPa)下，在某密闭容器中充入12mol H2O(g)和5molCO(g)发生上述反应，测得H2(g)的压强p(H2)随反应时间的变化如图所示。 ①图中正反应速率大于逆反应速率的点有______(填字母)。 ②CO的平衡转化率为______。 （3）该反应常在如图所示反应器中进行。 ①下列关于在Pd膜表面进行的历程1~5的叙述正确的是______(填字母)。 A．Pd膜对气体分子的透过具有选择性 B．Pd是水煤气变换反应的催化剂 C．历程1~5有化学键的断裂与形成 ②水煤气变换反应的历程包含反应物分子在催化剂表面的吸附、反应及产物分子的脱附等过程。在催化剂活性温度范围内，随着温度升高，该反应的反应速率先增大后减小，其速率减小的原因是____________。 【答案】（1） ①. ②. 放出 ③. （2） ①. a ②. （3） ①. AC ②. 反应物在催化剂表面的吸附是放热过程，温度升高导致反应物在催化剂表面的吸附量减少，从而使反应速率减小 【解析】 【小问1详解】 ①由图1可知，反应2的反应物为、，生成物为、，化学方程式为。 ②反应1的焓变，反应2的焓变，根据盖斯定律，总反应的焓变；由图可知，反应物总能量高于生成物总能量，该反应为放热反应；产生即时，放出的热量为。 【小问2详解】 ①a点时的分压仍在增大，说明反应正向进行，此时正反应速率大于逆反应速率；b、c点时的分压保持不变，反应达到平衡状态，正逆反应速率相等；故选a。 ②恒温恒压条件下，反应前后气体分子总数不变，始终为；平衡，总压为，根据分压定律，平衡时的物质的量为；根据化学方程式，消耗的物质的量也为，因此的平衡转化率为。 【小问3详解】 ①A．由图3可知，只有能透过Pd膜，说明Pd膜对气体分子的透过具有选择性，A正确； B．水煤气变换反应的催化剂在Pd膜上方，Pd膜的作用是分离提纯，B错误； C．历程2中解离为H原子有H-H键的断裂，历程4中H原子结合为有H-H键的形成，C正确； 故选AC。 ②气体分子在催化剂表面的吸附通常是放热过程。在催化剂活性温度范围内，随着温度升高，反应物分子在催化剂表面的吸附量减少（或覆盖度降低），导致催化剂表面反应物浓度降低，从而使整体反应速率减小。 16. 马日夫盐主要用作钢铁防锈的磷化剂，特别适合大型机械设备防锈。工业上以废旧锌锰电池中的黑锰粉(含有MnO2、MnOOH、NH4Cl和少量ZnCl2、Fe2O3及炭黑等)为原料制备马日夫盐的流程如图所示： 已知：①羟基氧化锰(MnOOH)难溶于水和碱性溶液。 ②常温下，，，。 请回答下列问题： （1）“酸浸”阶段常用含硫烟气(主要成分为SO2)代替SO2，在“酸浸”前需要先冷却含硫烟气，冷却的目的是____________；写出MnOOH转化为Mn2+的离子方程式：____________。 （2）“氧化、除杂”阶段被氧化的微粒为______(填微粒符号)，检验“氧化”阶段反应进行完全的实验操作及现象是______。 （3）若“沉锰”最后阶段的溶液中，，则此时溶液的pH为______。 （4）马日夫盐作防锈磷化剂时能在钢铁表面生成具有保护作用的FeHPO4，试简述生成FeHPO4的可能过程：______。 （5）“一系列操作”指的是______、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。 【答案】（1） ①. 降温增大在溶液中的溶解度，提高利用率 ②. （2） ①. ②. 取少量反应液，滴加铁氰化钾溶液，没有蓝色沉淀时氧化完全 （3）5.6 （4）钢铁表面铁单质被氧化产生，和磷酸二氢根结合析出FeHPO4保护层 （5）蒸发浓缩 【解析】 【分析】黑锰粉先水洗过滤除去可溶性的、；滤渣加入稀硫酸、酸浸，、被还原转化为，溶于酸后生成的铁离子被还原为，炭黑不溶可过滤除去。所得浸出液加入把氧化成，再加氨水调节pH，使铁元素转化为沉淀除去。除杂后的锰盐溶液加入碳酸氢铵沉锰，析出碳酸锰沉淀；固体沉淀经磷酸溶解得到含锰的磷酸二氢盐溶液，随后蒸发浓缩、冷却结晶，经过滤、洗涤、干燥得到目标产物马日夫盐，以此解答。 【小问1详解】 温度升高，气体溶解度下降，降温增大在溶液中的溶解度，更多可以溶解进入液相参与还原反应，提高利用率；酸浸为酸性环境，离子方程式为； 【小问2详解】 溶于酸后生成的铁离子被还原为，加入把氧化成，再加氨水调节pH，使铁元素转化为沉淀除去；取少量氧化之后的溶液，滴加几滴铁氰化钾溶液，若无蓝色沉淀生成，证明已经全部被氧化； 【小问3详解】 ，，，，，pH=5.6； 【小问4详解】 钢铁基体上Fe失去电子变成；马日夫盐电离出，和发生反应，生成固体膜，附着在钢材表面起到防锈保护作用； 【小问5详解】 通过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到目标产物马日夫盐。 17. 我国科学家发明一种以和为电极的新型水系双离子电池（工作原理如图甲所示），同时利用该电池供电，实现废水中硝酸根制氨和硫化氢制硫的双污染物的升级回收利用（如图乙）。 回答下列问题： （1）甲装置充电时，Ⅰ极为______(填“阳极”或“阴极”)，发生的电极反应式是______。 （2）甲装置放电时，Ⅱ极上经历两次放电过程，则第二次放电的反应式是______。 （3）利用甲电池装置给乙装置供电。 ①Ⅰ极接乙装置中的______极(填“Ⅲ”或“Ⅳ”)；乙装置中阴极的电极反应式是______。 ②乙装置中阴离子通过阴离子交换膜向______(填“左”或“右”)迁移；电解一段时间后，阳极区溶液的pH______(填“增大”“减小”或“不变”)。 ③若处理含1.0 mol 的废水，理论上乙装置Ⅳ极上消耗______mol 。 【答案】（1） ①. 阴极 ②. （2） （3） ①. Ⅳ ②. ③. 左 ④. 不变 ⑤. 0.25 【解析】 【分析】甲装置放电时，Ⅰ极的电极材料脱出钠离子并失去电子，Ⅰ极为负极，Ⅱ极为正极；充电时两极反应反向。甲给乙装置供电时，乙装置为电解池，Ⅲ极上硫化氢被氧化为硫，Ⅳ极上硝酸根被还原为一水合氨，故Ⅲ极为阳极，Ⅳ极为阴极。 【小问1详解】 图甲中Ⅰ极充电时，电极材料需嵌入钠离子并获得电子，因此Ⅰ极为阴极，电极反应式为； 【小问2详解】 图甲显示Ⅱ极第二次放电时，氧化亚铜被还原为铜，铜元素的化合价由+1价降低到0价，每1 mol氧化亚铜得到2 mol电子。由原子守恒和电荷守恒可得，第二次放电的电极反应式为； 【小问3详解】 甲放电时Ⅰ极为负极，乙装置中Ⅳ极发生硝酸根的还原反应，为阴极，因此Ⅰ极接Ⅳ极。硝酸根中氮元素的化合价由+5价降低到−3价，每1 mol硝酸根得到8 mol电子。由原子守恒和电荷守恒可得，乙装置中阴极的电极反应式为。 乙装置右侧Ⅳ极为阴极，阴极反应生成氢氧根离子，故阴离子通过阴离子交换膜向左迁移。Ⅲ极为阳极，硫化氢失去电子生成硫和氢离子；每转移2 mol电子，阳极产生2 mol氢离子，同时有2 mol氢氧根离子迁入阳极区并发生中和，阳极区无氢离子或氢氧根离子净积累，因此pH不变。 硫化氢中硫元素的化合价由−2价升高到0价，每1 mol硫化氢失去2 mol电子，因此处理1.0 mol硫化氢时转移2.0 mol电子；每1 mol硝酸根得到8 mol电子，则，故理论上Ⅳ极消耗硝酸根0.25 mol。 18. 金属钛素有“未来金属”等美誉，工业上以高钛渣(主要成分为TiO2)为原料生产Ti的流程如下： 请回答下列问题： （1）“混料”是指高钛渣和活性炭按一定比例磨碎混匀后的固体反应物。混合均匀的目的是______。 （2）已知：C(s)、CO(g)的燃烧热(摩尔燃烧焓)分别为、，以及 。则反应ⅰ： ______。 （3）反应ⅰ在常温下就能自发进行，但实际工业生产却采用900℃的原因可能是____________。 （4）T℃时，将混料(足量)加入恒容密闭容器中，并通入一定量的Cl2和N2 (N2不参与反应)发生反应ⅰ，测得容器总压()和Cl2的转化率(α)随时间的变化关系如图所示： 试计算在0~16min内的平均反应速率v(Cl2)= ______；T℃时，反应ⅰ的平衡常数Kp=______kPa(Kp为以分压表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数)。 （5）以CaCl2/CaO共熔体作介质，用电解法生产钛的原理如图所示： 已知：电解过程中，阴极生成的Ca进一步还原TiO2得到钛。 ①从熔点高低的角度分析，共熔体中加入CaCl2的作用为____________。 ②石墨电极需要定期更换的原因为____________。 【答案】（1） 增大反应物接触面积，加快反应速率，使反应更充分 （2） -41 （3） 升高温度，加快反应速率 （4） ①. 1.5 ②. 1458 （5） ①. 降低共熔体的熔点，减少能耗 ②. 阳极生成的氧气在高温下会与石墨电极反应生成或，导致石墨电极不断消耗 【解析】 【分析】该流程以高钛渣（主要成分TiO2）与活性炭为原料，首先在 900℃的氯化沸腾炉中利用活性炭作还原剂发生高温还原氯化（反应 i），生成易挥发的TiCl4气体与 CO，经冷却精馏得到纯净化液态 TiCl4；接着加水并加热使 TiCl4 发生深度水解（反应 ii），沉淀析出水合二氧化钛并放出 HCl气体；水解产物经高温焙烧脱去结晶水（反应 iii），得到高纯无水 TiO2粉末；最后以CaCl2/CaO熔盐为介质进行熔盐电解（反应 iv），最终提纯得到金属钛。 【小问1详解】 固体反应物磨碎并混合均匀，可以有效增大反应物的接触面积，从而加快反应速率，并使反应进行得更充分。 【小问2详解】 已知： ①  ②  ③  根据盖斯定律，由 ③ + (① - ②)  可得反应ⅰ：，则 。 【小问3详解】 反应ⅰ在常温下能自发进行，但常温下反应速率较慢，工业生产采用900℃高温主要是为了加快反应速率，提高生产效率（或使生成的气化，促进反应正向进行）。 【小问4详解】 设初始时  的分压为 ，根据反应方程式 ，反应前后气体分子数增加。 平衡时  的转化率为 ，则转化的  分压为 ，生成的  分压为 ， 分压为 。 反应后总压增加量 。 由图可知，初始总压为 ，平衡时总压为 ，则 。 即 ，解得 。 在  内， 的转化率为 ，转化的  分压为 。 平均反应速率 。 平衡时，各气体的分压分别为：，，。 反应ⅰ的平衡常数 。 【小问5详解】 ① 纯物质的熔点通常较高，加入  与  形成共熔体，可以降低熔点，从而降低电解时的温度，减少能耗。 ② 电解过程中，阳极发生氧化反应生成 （），在高温条件下，生成的  会与石墨电极发生反应生成  或 ，导致石墨电极不断被消耗，因此需要定期更换。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 焦作市普通高中2024—2025学年(上)高二年级期末考试 化学试题 考生注意： 1.答题前，考生务必将自己的姓名、考生号填写在试卷和答题卡上，并将考生号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。 2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 可能用到的相对原子质量：H-1 C-12 O-16 S-32 K-39 Ca-40 Fe-56 Cu-64 Zn-65 一、选择题：本题共14小题，每小题3分，共42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. 化学不仅是现代科学技术发展的基石，也是推动社会全面进步的重要力量。下列有关化学原理的说法错误的是 A. 船舶外壳安装锌块，牺牲阳极法保护金属 B. “嫦娥五号”探测器配置砷化镓太阳能板，太阳能板将化学能直接转化为电能 C. 可用硫黄粉减少破损水银体温计洒落的Hg的危害 D. 用热的苏打溶液清洗灶台，因为受热时苏打溶液的碱性更强 2. 设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 A. 铁的吸氧腐蚀过程中，每生成0.25mol，负极Fe失去的电子数为NA B. 铜的精炼过程中，当阳极质量减轻32g时，转移的电子数为NA C. 11.2LN2和N2O混合气体中含有的氮原子数为NA D. CH3COOH与CH3COONa的混合溶液显中性，1L该溶液中含CH3COO-的数目为NA 3. 常温下，下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是 A. 使甲基橙变红色的溶液中：、、、 B. 由水电离出的的溶液中：、、、 C. pH=7的溶液中：、、、 D. 0.1mol/LNaClO溶液中：、、、 4. 向容积为1L的密闭容器中加入适量催化剂、2molX和3molY，发生反应： ΔH，平衡时和反应10min时Y的转化率随温度的变化曲线如图所示。下列说法错误的是 A. 曲线Ⅱ为平衡时Y的转化率随温度的变化曲线 B. 该反应的ΔH ＞0 C. b点的正反应速率大于逆反应速率，延长反应时间，最终可以达到d点 D. 该反应中催化剂在约300℃时活性最佳 5. 油气开采、石油化工等行业的废气中含有硫化氢，用甲烷处理硫化氢发生反应： 。部分化学键键能如下表，已知：键能是指气态分子中1mol化学键解离成气态原子所吸收的能量。 化学键 键能 577 x 436 339 下列说法正确的是 A. 石油是一种可再生的化石能源 B. x=414 C. 指定条件下断开1mol CH4(g)中的化学键吸收的能量比断开1molH2S(g)中的化学键吸收的能量少 D. 指定条件下1mol CH4(g)和2mol H2S(g)的总能量比1molCS2(g)和4molH2(g)的总能量高 6. 二甲醚(CH3OCH3)是一种新型能源，被誉为“21世纪的清洁燃料”。用CO和H2合成二甲醚的反应为，对于该反应，下列说法错误的是 A. 升高温度，正反应速率和逆反应速率均增大 B. 恒温恒容下，增大CO的量，可以加快反应速率 C. 及时分离出二甲醚，可以加快正反应速率 D. 恒温恒容下，充入惰性气体对反应速率无影响 7. 下列方程式书写错误的是 A. 工业合成氨： B. 用铜电极电解饱和食盐水： C. 向AgCl悬浊液中滴加KBr溶液产生黄色沉淀； D. Al(OH)3的酸式电离平衡： 8. 向2L的恒温恒容密闭容器中加入1molA(g)和1molB(s)，发生反应：，反应物的物质的量随时间的变化关系如图所示。下列说法正确的是 A. 当时，反应达到平衡状态 B. 4min时， C. 0~4min内的平均反应速率 D. 反应达到平衡后，向容器中充入惰性气体，正逆反应速率都不变 9. 下列对事实的解释所用的化学原理正确的是 选项 事实 解释 A 向H2O2溶液中加入少量 MnO2固体，迅速产生大量气泡 MnO2减小了H2O2分解反应的ΔH B 用pH计分别测定0.1mol/LCH3COONa溶液和0.1mol/LNaNO2溶液的pH，CH3COONa溶液的pH大 C 锌片与稀硫酸反应过程中滴加几滴CuSO4溶液，溶液中产生气泡的速率加快 CuSO4是反应的催化剂 D 向4mL0.1mol/LK2CrO4溶液中缓慢滴加1mol/L稀硫酸，溶液由黄色变为橙色 增大c(H+)，有利于转化为 A. A B. B C. C D. D 10. 已知：室温下、。在100mL2mol/LNa2CO3溶液中加入30g CaSO4固体，搅拌。下列说法错误的是 A. 开始阶段溶液pH下降，渐渐稳定下来 B. 搅拌一段时间后，静置，取下层固体加入足量盐酸中，固体部分溶解 C. 充分反应后，上层清液中 D. 充分反应后，上层清液中存在： 11. 常温下，某些弱电解质的电离平衡常数如下表，下列说法错误的是 弱酸 HClO 电离常数 A. 0.25mol/LHClO溶液的pH约为4 B. 向NaClO溶液中通入过量SO2的离子方程式为 C. NaHSO3溶液的pH＜7 D. Na2SO3溶液在空气中久置会变质 12. 研究人员用Ni、Fe作电极电解浓KOH溶液制备K2FeO4，装置示意图如图所示。下列说法错误的是 A. Ni电极接电源的负极 B. Fe电极的电极反应式为 C. 交换膜m通过K+、交换膜n通过OH- D. 每生成1mol K2FeO4，阴极室溶液增重158g 13. 反应经历两步：①X→Y；②Y→2Z。向反应体系中加入X在一定条件下发生上述反应，X、Y、Z的浓度c随时间t的变化曲线如图所示。下列说法错误的是 A. m表示Y的浓度随时间的变化曲线 B. t1s时，Z的浓度是 C. t2s时，X的浓度是 D. t1 s以前，Y的平均生成速率与X的平均消耗速率相等 14. 常温下，用0.1mol/LNaOH溶液分别滴定20.00mL0.1mol/L的盐酸和醋酸，滴定曲线如图所示(忽略溶液混合时的体积变化，已知lg3=0.48)。下列说法错误的是 A. 两个滴定实验都可以选用酚酞作为指示剂 B. 常温下，醋酸的电离平衡常数 C. c点溶液中溶质为HCl、NaCl D. d点溶液的 二、非选择题：本题共4小题，共58分。 15. 水煤气变换反应[]是制氢工业中原料氢气的重要来源。回答下列问题： （1）该反应分两步完成，反应过程与能量的关系如图所示。 ①反应2的化学方程式为______。 ②整个过程中，产生2g氢气时______(填“放出”或“吸收”)的热量为______kJ(用含、、、的代数式表示)。 （2）恒温恒压(1.70MPa)下，在某密闭容器中充入12mol H2O(g)和5molCO(g)发生上述反应，测得H2(g)的压强p(H2)随反应时间的变化如图所示。 ①图中正反应速率大于逆反应速率的点有______(填字母)。 ②CO的平衡转化率为______。 （3）该反应常在如图所示反应器中进行。 ①下列关于在Pd膜表面进行的历程1~5的叙述正确的是______(填字母)。 A．Pd膜对气体分子的透过具有选择性 B．Pd是水煤气变换反应的催化剂 C．历程1~5有化学键的断裂与形成 ②水煤气变换反应的历程包含反应物分子在催化剂表面的吸附、反应及产物分子的脱附等过程。在催化剂活性温度范围内，随着温度升高，该反应的反应速率先增大后减小，其速率减小的原因是____________。 16. 马日夫盐主要用作钢铁防锈的磷化剂，特别适合大型机械设备防锈。工业上以废旧锌锰电池中的黑锰粉(含有MnO2、MnOOH、NH4Cl和少量ZnCl2、Fe2O3及炭黑等)为原料制备马日夫盐的流程如图所示： 已知：①羟基氧化锰(MnOOH)难溶于水和碱性溶液。 ②常温下，，，。 请回答下列问题： （1）“酸浸”阶段常用含硫烟气(主要成分为SO2)代替SO2，在“酸浸”前需要先冷却含硫烟气，冷却的目的是____________；写出MnOOH转化为Mn2+的离子方程式：____________。 （2）“氧化、除杂”阶段被氧化的微粒为______(填微粒符号)，检验“氧化”阶段反应进行完全的实验操作及现象是______。 （3）若“沉锰”最后阶段的溶液中，，则此时溶液的pH为______。 （4）马日夫盐作防锈磷化剂时能在钢铁表面生成具有保护作用的FeHPO4，试简述生成FeHPO4的可能过程：______。 （5）“一系列操作”指的是______、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。 17. 我国科学家发明一种以和为电极的新型水系双离子电池（工作原理如图甲所示），同时利用该电池供电，实现废水中硝酸根制氨和硫化氢制硫的双污染物的升级回收利用（如图乙）。 回答下列问题： （1）甲装置充电时，Ⅰ极为______(填“阳极”或“阴极”)，发生的电极反应式是______。 （2）甲装置放电时，Ⅱ极上经历两次放电过程，则第二次放电的反应式是______。 （3）利用甲电池装置给乙装置供电。 ①Ⅰ极接乙装置中的______极(填“Ⅲ”或“Ⅳ”)；乙装置中阴极的电极反应式是______。 ②乙装置中阴离子通过阴离子交换膜向______(填“左”或“右”)迁移；电解一段时间后，阳极区溶液的pH______(填“增大”“减小”或“不变”)。 ③若处理含1.0 mol 的废水，理论上乙装置Ⅳ极上消耗______mol 。 18. 金属钛素有“未来金属”等美誉，工业上以高钛渣(主要成分为TiO2)为原料生产Ti的流程如下： 请回答下列问题： （1）“混料”是指高钛渣和活性炭按一定比例磨碎混匀后的固体反应物。混合均匀的目的是______。 （2）已知：C(s)、CO(g)的燃烧热(摩尔燃烧焓)分别为、，以及 。则反应ⅰ： ______。 （3）反应ⅰ在常温下就能自发进行，但实际工业生产却采用900℃的原因可能是____________。 （4）T℃时，将混料(足量)加入恒容密闭容器中，并通入一定量的Cl2和N2 (N2不参与反应)发生反应ⅰ，测得容器总压()和Cl2的转化率(α)随时间的变化关系如图所示： 试计算在0~16min内的平均反应速率v(Cl2)= ______；T℃时，反应ⅰ的平衡常数Kp=______kPa(Kp为以分压表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数)。 （5）以CaCl2/CaO共熔体作介质，用电解法生产钛的原理如图所示： 已知：电解过程中，阴极生成的Ca进一步还原TiO2得到钛。 ①从熔点高低的角度分析，共熔体中加入CaCl2的作用为____________。 ②石墨电极需要定期更换的原因为____________。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $