精品解析：安徽合肥市第一中学2026-2027学年高二上学期期中素养拓展（11月）化学试题

合肥一中2025级高二上学期阶段素养拓展（11月份） 化学试题 （时长：75分钟 分值：100分） 一、单选题（每小题3分，共42分） 1. 下列有关化学反应速率的说法中，正确的是 A. 反应C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)，增加碳的用量可加快反应速率 B. 用铁片与稀硫酸反应制H2，改用98%的浓硫酸可加快生成H2的速率 C. 用锌片与稀盐酸反应，加入适量的NaCl溶液，反应速率不变 D. 用铁片和稀硫酸反应制备H2，滴入数滴CuSO4溶液能加快反应速率 2. N2和H2在催化剂表面合成氨的微观历程如图，用 、 、 分别表示N2、H2、NH3，已知：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)，该反应属于放热反应。下列说法不正确的是 A. ②→③过程，是吸热过程 B. ③→④过程，N原子和H原子形成了含有极性键的NH3 C. 合成氨反应中，反应物断键吸收的能量大于生成物形成新键释放的能量 D. 合成氨反应中，反应物总能量大于生成物总能量 3. 下列说法或表示方法正确的是 A. 的燃烧热是-，则的 B. 由C(石墨，s)C(金刚石，s) 可知金刚石比石墨稳定 C. 同温同压下，在光照和点燃条件下不相同 D. 在稀溶液中：，若将含2与含2的稀溶液混合，放出的热量小于114.6 4. 已知化学反应的能量变化如图所示，下列叙述中正确的是 A. 每生成2分子AB吸收bkJ热量 B. 该反应的反应热 C. 该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量 D. 断裂1molA―A键和1molB―B键，放出akJ能量 5. 用下列实验装置进行相应的实验，能达到实验目的的是 A. 装置甲：从溶液中分离出纳米铁 B. 装置乙：实验室焙烧硫酸铜晶体 C. 装置丙：测定中和反应反应热 D. 装置丁：收集二氧化氮气体 6. 通过反应Ⅰ：可以实现捕获并资源化利用。密闭容器中，反应物起始物质的量比时，在不同条件下(分别在温度为250℃下压强变化和在压强为Pa下温度变化)达到平衡时物质的量分数变化如图所示。主要反应有： 反应Ⅱ： 反应Ⅲ： 下列说法正确的是 A. 反应Ⅰ的 B. 曲线①表示的物质的量分数随温度的变化 C. 一定温度下，增大的比值，可提高平衡转化率 D. 在Pa、250℃、起始条件下，使用高效催化剂，能使物质的量分数从X点达到Y点 7. 甲醇和异丁烯(以IB表示)在催化剂作用下合成甲基叔丁基醚(MTBE)： △H。反应过程中反应物首先被催化剂吸附，再经历过渡态(I、Ⅱ、Ⅲ)最终得到产物，相对能量与反应历程的关系如图所示(其中表示甲醇和异丁烯同时被吸附，表示甲醇先被吸附，表示异丁烯先被吸附)。 下列说法不正确的是 A. 该反应的 B. 三种反应历程中，反应速率最快 C. 过渡态I比另两种过渡态稳定 D. 同温同压下，只要起始投料相同，三种途径MTBE的转化率相同 8. 利用下列实验装置进行的实验不能达到相应实验目的的是 A. ①测量中和反应反应热 B. ②探究温度对平衡的影响 C. ③除去碱式滴定管中的气泡 D. ④测溶液的 9. 硫的两种晶体形态的相图如图所示，其燃烧的热化学方程式为： ； 。相图：用于描述不同温度(T/℃)、压强(p/Pa)下硫单质的转化及其存在状态的图像。下列说法正确的是 A. 斜方硫和单斜硫互为同位素 B. C. F→G过程为固态硫的气化，该过程中有化学键的断裂 D. 温度高于119℃且压强小于0.4Pa时，单斜硫液化 10. 下列反应既属于吸收能量的反应，又属于氧化还原反应的是 A. 锌粒与稀硫酸的反应 B. 铁丝在氧气中燃烧的反应 C. 碳酸钙高温分解的反应 D. 灼热的木炭与的反应 11. 利用铜-铈氧化物(，Ce是活泼金属)催化氧化除去中少量CO的可能机理如图所示。下列说法正确的是 A. 反应(iii)中Cu、Ce化合价均未改变 B. 反应一段时间后催化剂活性下降，可能是CuO被还原成Cu所致 C. 若用参与反应，一段时间后，不可能出现在铜-铈氧化物中 D. 铜-铈氧化物减小了反应的反应热 12. 氢能是一种重要的清洁能源，由HCOOH可以制得。在催化剂作用下，HCOOH分解生成可能的反应机理如图所示。研究发现，其他条件不变时，以HCOOK溶液代替HCOOH催化释氢的效果更佳。 下列说法正确的是 A. HCOOH催化释氢过程中，有非极性键的断裂与形成 B. HCOOD催化释氢反应除生成外，还生成、HD、 C. 其他条件不变时，以HCOOK溶液代替HCOOH不能提高释放氢气的纯度 D. HCOOK溶液代替HCOOH时发生反应： 13. 利用反应：可实现从燃煤烟气中回收硫。在恒温恒容条件下，向两个体积均为VL的密闭容器中各充入和发生该反应，在不同温度下两个反应体系的总压强随时间的变化如图所示。 下列说法错误的是 A. 容器Ⅰ中CO的体积分数： B. 容器Ⅱ中的平衡转化率是80% C. 平衡常数： D. 内用表示容器I中的平均反应速率为 14. 已知2NO2(g)⇌N2O4(g) ΔH<0。在恒温条件下将一定量NO2和N2O4的混合气体通入一容积为2L的密闭容器中，各组分浓度变化如图。下列说法正确的是 A. 图中的两条曲线，Y是表示NO2浓度随时间的变化曲线 B. 前10min内用v(NO2)表示的化学反应速率为0.04mol·L-1·min-1 C. 25min时，平衡移动的原因是将容器的体积缩小为1L D. a点的化学反应处于平衡状态 二、综合题（58分） 15. 有效去除大气中的NOx和水体中的氮是环境保护的重要课题。 （1）已知：①2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)；ΔH1=-566.0kJ·mol-1 ②N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)；ΔH2=+64kJ·mol-1 反应2NO2(g)+4CO(g)=N2(g)+4CO2(g)；ΔH3=_______。 （2）磷酸铵镁(MgNH4PO4)沉淀法可去除水体中的氨氮(NH和NH3)。实验室中模拟氨氮处理：1L的模拟氨氮废水(主要含NH)，置于搅拌器上，设定反应温度为25℃。先后加入MgCl2和Na2HPO4溶液，用NaOH调节反应pH，投加絮凝剂；开始搅拌，反应30min后，取液面下2cm处清液测定氨氮质量浓度。 ①生成磷酸铵镁沉淀的离子反应方程式为_______。 ②测得反应pH对氨氮去除率的影响如图1所示，当pH从7.5增至9.0的过程中，水中氨氮的去除率明显增加，原因是_______。 （3）纳米零价铁(NZVI)/BC与(CuPd)/BC联合作用可去除水体中的硝态氮。在NZVI/BC和(CuPd)/BC复合材料联合作用的体系中，生物炭(BC)作为NZVI、Cu、Pb的载体且减少了纳米零价铁的团聚，纳米零价铁作为主要还原剂，Cu和Pd作为催化剂且参与吸附活性H。 ①NZVI/BC和(CuPd)/BC复合材料还原硝酸盐的反应机理如图2所示，NO转化为N2或NH的过程可描述为_______。 ②实验测得体系初始pH对NO去除率的影响如图3，前200min内，pH=9.88时的去除率远低于pH=4.05时，其可能的原因是_______。 16. Ⅰ．断开1 mol AB(g)分子中的化学键使其分别生成气态A原子和气态B原子所吸收的能量称为A—B的键能。下表列出了一些化学键的键能(E)： 化学键 H—H Cl—Cl O=O C—Cl C—H O—H H—Cl E/(kJ·mol-1) 436 247 x 330 413 463 431 请回答下列问题： （1）如图表示某反应的能量变化关系，则此反应_______(填“吸收”或“放出”)_______kJ能量(用含有a、b的关系式表示)。 （2）反应H2(g)+O2(g)=H2O(g)放出241.8 kJ能量，则根据所给键能数据可得x=_______。 （3）历史上曾用“地康法”制氯气，这一方法是用CuCl2作催化剂，在450 ℃时利用空气中的氧气与氯化氢反应制氯气。反应的化学方程式为_______。 Ⅱ．用酸性KMnO4和H2C2O4(草酸)反应研究影响反应速率的因素，离子方程式为2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O。一实验小组欲通过测定单位时间内生成CO2的速率，探究某种影响化学反应速率的因素，设计实验方案如下(KMnO4溶液已酸化)： 实验序号 A溶液 B溶液 ① 20mL 0.1mol·L-1H2C2O4溶液 30mL 0.1 mol·L-1KMnO4溶液 ② 20mL 0.2mol·L-1H2C2O4溶液 30mL 0.1mol·L-1KMnO4溶液 （4）该实验探究的是_______因素对化学反应速率的影响。如下图一，相同时间内针筒中所得的CO2体积大小关系是_______(填实验序号)。 （5）若实验①在2min末收集了2.24mLCO2(标准状况下)，则在2min内，=_______ (假设混合液体积为50mL)。 （6）除通过测定一定时间内CO2的体积来比较反应速率外，本实验还可通过测定_______来比较化学反应速率。 （7）小组同学发现反应速率总是如上图二，其中t1～t2时间内速率变快的主要原因可能是①产物MnSO4是该反应的催化剂、②_______。 17. I．回答下列问题： （1）生产氢气：将水蒸气通过红热的炭即产生水煤气。C(s)+H2O(g)H2(g)+CO(g)，△H=+131.3kJ·mol-1，△S=+133.7J·mol-1·K-1，该反应在低温下_______(填“能”或“不能”)自发进行。 （2）已知在400℃时，N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的K=0.5。 ①在400℃时，2NH3(g)N2(g)+3H2(g)的K′=_______(填数值)。 ②400℃时，在0.5L的反应容器中进行合成氨反应，一段时间后，测得N2、H2、NH3的物质的量分别为2mol、1mol、2mol，则此时反应v正(N2)_______(填“＞”“＜”“=”或“不确定”)v逆(N2)。 ③若在恒温、恒压条件下向平衡体系中通入氩气，则合成氨反应的平衡_______(填“向左”“向右”或“不”)移动；使用催化剂_______(填“增大”“减小”或“不改变”)反应的△H。 Ⅱ．目前工业合成氨的原理是N2(g)+3H2(g)2NH3(g)。在一定温度下，将1molN2和3molH2混合置于体积不变的密闭容器中发生反应，达到平衡状态时，测得气体总物质的量为2.8mol。 （3）达平衡时，H2的转化率α1=_______。 （4）判断反应达到平衡的依据为_______(填字母代号)。 a．压强不随时间改变 b．气体的密度不随时间改变 c．c(N2)不随时间改变 d．单位时间里生成N2和NH3的物质的量相等 18. 研究的综合利用，对实现“碳达峰”和“碳中和”具有重要意义。请回答： （1）一定条件下，二氧化碳和甲烷重整可制合成气（CO、），相关热化学方程式如下： Ⅰ： Ⅱ： Ⅲ： Ⅳ： ①______kJ/mol ②下列说法正确的是______。 A．升高温度，有利于提高二氧化碳的转化速率 B．积碳能使催化剂失活，选择合适的温度可以降低催化剂积碳的速率 C．增大压强，有利于提高平衡时合成气的产率 D．增大的值，有利于提高 ③在一定条件下，和在容器中发生以上反应，平衡时与反应温度（T）的关系如图所示，700℃之后，逐渐减小的原因是______。 ④T℃时，等物质的量和在压强为p kPa的恒压容器中只发生反应Ⅰ，体积分数（）随时间（t）的变化曲线如图所示。此反应化学平衡常数______。［对于气相反应，用某组分B的平衡压强代替物质的量浓度也可表示平衡常数，记作，如，p为平衡总压强，为平衡系统中B的体积分数］。其他条件相同，若反应在起始压强为p kPa的恒容容器中发生，请在图中画出体积分数（q）随时间（t）的变化曲线______（只作定性描述，无需计算平衡时体积分数）。 （2）研究表明，利用电催化技术，在常温下可以将和转化为尿素，电解原理如图所示，阴极的电极反应式是______。 19. SO2和H2S是大气污染物，这两种气体的转化研究对资源综合利用和环境保护有重要意义。 I.水煤气还原法 已知：①2H2(g)+SO2(g)=S(1)+2H2O(g)ΔH1=+45.4kJ·mol-1 ②2CO(g)+SO2(g)=S(1)+2CO2(g)ΔH2=-37.0kJ·mol-1 (1)写出CO(g)与H2O(g)反应生成CO2(g)和H2(g)的热化学方程式______；若该反应在恒温恒容体系中进行，则其达到平衡的标志为______(填字母)。 A.单位时间内，生成nmolCO的同时生成nmolCO2 B.混合气体的平均摩尔质量保持不变 C.混合气体的总压强保持不变 D.CO2(g)与H2(g)的体积比保持不变 (2)在温度为T℃下，将1.4molH2和1molSO2通入2L恒容密闭容器中发生上述反应①2H2(g)+SO2(g)=S(1)+2H2O(g)，反应体系中气体的总压强随时间变化如图所示。在0~10min，该反应的平均速率v(H2)=______ mol·L-1·min-1，SO2的平衡转化率α(SO2)=______。 (3)某密闭容器中发生上述反应②2CO(g)+SO2(g=S(1)+2CO2(g)，平衡时CO的体积分数(%)与压强和温度的关系如图所示。 则T1、T2、T3由小到大的关系顺序是______，判断的理由是______。 II.碱液吸收法 (4)用K2CO3溶液吸收H2S，其原理为CO+H2S=HS-+HCO。该反应的平衡常数K=______。(已知H2CO3的Ka1=4.2×10-7，Ka2=5.6×10-11；H2S的Ka1=5.6×10-8，Ka2=1.2×10-15) 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 合肥一中2025级高二上学期阶段素养拓展（11月份） 化学试题 （时长：75分钟 分值：100分） 一、单选题（每小题3分，共42分） 1. 下列有关化学反应速率的说法中，正确的是 A. 反应C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)，增加碳的用量可加快反应速率 B. 用铁片与稀硫酸反应制H2，改用98%的浓硫酸可加快生成H2的速率 C. 用锌片与稀盐酸反应，加入适量的NaCl溶液，反应速率不变 D. 用铁片和稀硫酸反应制备H2，滴入数滴CuSO4溶液能加快反应速率 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】A．C是固体，增加固体量，物质的浓度不变，因此不能改变化学反应速率，A错误； B．在浓硫酸中硫酸主要以分子存在，其中所含有的H+很小，因此改用98%的浓硫酸不能加快生成H2的速率，B错误； C．用锌片与稀盐酸反应，加入适量的NaCl溶液，会导致溶液中H+浓度降低，因而会使化学反应速率减小，C错误； D．用铁片和稀硫酸反应制备H2，滴入数滴CuSO4溶液，Zn与CuSO4反应产生的Cu与Zn及稀硫酸构成原电池，Zn为负极，因而能加快反应速率，D正确； 故合理选项是D。 2. N2和H2在催化剂表面合成氨的微观历程如图，用 、 、 分别表示N2、H2、NH3，已知：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)，该反应属于放热反应。下列说法不正确的是 A. ②→③过程，是吸热过程 B. ③→④过程，N原子和H原子形成了含有极性键的NH3 C. 合成氨反应中，反应物断键吸收的能量大于生成物形成新键释放的能量 D. 合成氨反应中，反应物总能量大于生成物总能量 【答案】C 【解析】 【详解】A．②→③过程是断开化学键，是吸热过程，故A正确； B．③→④过程是形成化学键，N原子和H原子形成了含有极性键的NH3，故B正确； C．合成氨反应是放热反应，则反应物断键吸收的能量小于生成物形成新键释放的能量，故C错误； D．合成氨反应是放热反应，则反应物总能量大于生成物总能量，故D正确。 综上所述，答案为C。 3. 下列说法或表示方法正确的是 A. 的燃烧热是-，则的 B. 由C(石墨，s)C(金刚石，s) 可知金刚石比石墨稳定 C. 同温同压下，在光照和点燃条件下不相同 D. 在稀溶液中：，若将含2与含2的稀溶液混合，放出的热量小于114.6 【答案】D 【解析】 【详解】A．的燃烧热是-，燃烧热是指1mol可燃物在氧气中完全燃烧生成稳定的氧化物时放出的热量，碳完全燃烧生成二氧化碳，所以 ，生成一氧化碳属于不完全燃烧，放出热量少，故A错误； B．物质所含能量越低越稳定，C(石墨，s)C(金刚石，s) ，为吸热反应，说明石墨所含能量低于金刚石，石墨比金刚石稳定，故B错误； C．反应的焓变与反应条件无关，则同温同压下，在光照和点燃条件下相同，故C错误； D．醋酸属于弱酸，电离时吸收热量，因此若将含2与含2的稀溶液混合，放出的热量小于114.6，故D正确； 故选D。 4. 已知化学反应的能量变化如图所示，下列叙述中正确的是 A. 每生成2分子AB吸收bkJ热量 B. 该反应的反应热 C. 该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量 D. 断裂1molA―A键和1molB―B键，放出akJ能量 【答案】B 【解析】 【详解】A．依据图像分析判断1molA2和1molB2反应生成2molAB，每生成2molAB吸收(a-b) kJ热量，故A错误； B．反应热△H=反应物能量总和-生成物能量总和，所以反应热△H=+(a-b) k J•mol-1，故B正确； C．依据能量图像分析可知反应物能量低于生成物能量，故C错误； D．旧键断裂吸收能量，断裂1 mol A-A和1 mol B-B键，吸收a kJ能量，故D错误； 故选：B。 5. 用下列实验装置进行相应的实验，能达到实验目的的是 A. 装置甲：从溶液中分离出纳米铁 B. 装置乙：实验室焙烧硫酸铜晶体 C. 装置丙：测定中和反应反应热 D. 装置丁：收集二氧化氮气体 【答案】A 【解析】 【详解】A．1-100nm的微粒可以透过半透膜，故可以通过渗析法从溶液中分离出纳米铁，A正确； B．焙烧需要用坩埚，蒸发液体一般用蒸发皿，B错误； C．测定中和热的实验需要防止热量的损失，图中大烧杯的隔热材料没有填满，会导致热量的损失，C错误；． D．二氧化氮可以与水发生化学反应，不能用排水发收集，应该用向上排空气法收集，D错误； 故选A。 6. 通过反应Ⅰ：可以实现捕获并资源化利用。密闭容器中，反应物起始物质的量比时，在不同条件下(分别在温度为250℃下压强变化和在压强为Pa下温度变化)达到平衡时物质的量分数变化如图所示。主要反应有： 反应Ⅱ： 反应Ⅲ： 下列说法正确的是 A. 反应Ⅰ的 B. 曲线①表示的物质的量分数随温度的变化 C. 一定温度下，增大的比值，可提高平衡转化率 D. 在Pa、250℃、起始条件下，使用高效催化剂，能使物质的量分数从X点达到Y点 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据盖斯定律分析，由反应Ⅱ： ，反应Ⅲ： ，Ⅱ+Ⅲ得反应Ⅰ：　，A错误； B．该反应为放热反应，故升温平衡逆向移动，甲醇的物质的量分数应该减小，故②为甲醇的物质的量分数随温度的变化曲线，B错误； C一定温度下，增大的比值，可提高平衡转化率，C正确； D．催化剂能改变反应速率，不影响平衡，D错误； 故选C。 7. 甲醇和异丁烯(以IB表示)在催化剂作用下合成甲基叔丁基醚(MTBE)： △H。反应过程中反应物首先被催化剂吸附，再经历过渡态(I、Ⅱ、Ⅲ)最终得到产物，相对能量与反应历程的关系如图所示(其中表示甲醇和异丁烯同时被吸附，表示甲醇先被吸附，表示异丁烯先被吸附)。 下列说法不正确的是 A. 该反应的 B. 三种反应历程中，反应速率最快 C. 过渡态I比另两种过渡态稳定 D. 同温同压下，只要起始投料相同，三种途径MTBE的转化率相同 【答案】D 【解析】 【详解】A．该反应的焓变△H为生成物的总能量减去反应物的总能量，则△H=(1-5)QkJ/mol=-4QkJ/mol， 该反应的热化学方程式为该条件下反应的热化学方程式为:CH3OH(g)+IB(g) = MTBE(g) OH=-4QkJ/mol，选项A正确； B．N1、N2、 N3三种反应历程的活化能分别为(6-2)QkJ/mol=4 QkJ/mol、(9-3)QkJ/mol=6QkJ/mol、(10-4)QkJ/mol=6QkJ/mol，则N1反应速率最快，选项B正确； C．过渡态I的能量最低，能量越低越稳定，故过渡态I比另两种过渡态稳定，选项C正确； D．N1、N2、N3三种反应历程的活化能不相等，则同温同压下，只有起始投料相同，相同时间三种途径MTBE的转化率不相同，选项D错误； 答案选D。 8. 利用下列实验装置进行的实验不能达到相应实验目的的是 A. ①测量中和反应反应热 B. ②探究温度对平衡的影响 C. ③除去碱式滴定管中的气泡 D. ④测溶液的 【答案】D 【解析】 【详解】A．①是简易量热计，测量中和反应反应热，故不选A； B．装置②，左右两侧的温度不同，根据颜色不同判断平衡移动方向，可探究温度对平衡的影响，故不选B； C．把碱式滴定管上的橡皮管向上弯曲，挤捏玻璃珠，使溶液从尖嘴快速喷出，气泡即可随之排掉，故不选C； D．溶液具有漂白性，不能用pH试纸测溶液的，故选D。 选D。 9. 硫的两种晶体形态的相图如图所示，其燃烧的热化学方程式为： ； 。相图：用于描述不同温度(T/℃)、压强(p/Pa)下硫单质的转化及其存在状态的图像。下列说法正确的是 A. 斜方硫和单斜硫互为同位素 B. C. F→G过程为固态硫的气化，该过程中有化学键的断裂 D. 温度高于119℃且压强小于0.4Pa时，单斜硫液化 【答案】C 【解析】 【详解】A．单斜硫和正交硫是由S元素形成的不同单质，故正交硫和单斜硫互为同素异形体，故A错误； B．①S(斜方，s) ，②S(单斜，s) ，①-②可得，S(斜方，s)=S(单斜，s)，由图可知，在相同条件下，斜方硫转变为单斜硫需要升温，即，则，故B错误； C．图中F→G过程为固态硫的气化，由斜方晶体先变为单斜硫再变为气体，过程中发生了化学变化，除了破坏了分子间作用力外，还破坏了共价键，故C正确； D．由图可知，温度高于119℃时，单斜硫是固态，需要增大压强单斜硫才能发生液化现象，故D错误； 故选C。 10. 下列反应既属于吸收能量的反应，又属于氧化还原反应的是 A. 锌粒与稀硫酸的反应 B. 铁丝在氧气中燃烧的反应 C. 碳酸钙高温分解的反应 D. 灼热的木炭与的反应 【答案】D 【解析】 【详解】A．锌粒与稀硫酸的反应生成硫酸锌和氢气，属于放热反应，是氧化还原反应，故A不符合题意； B．铁丝在氧气中燃烧的反应生成四氧化三铁，属于放热反应，是氧化还原反应，故B不符合题意； C．碳酸钙高温分解的反应生成氧化钙和二氧化碳，属于吸热反应，是非氧化还原反应，故C不符合题意； D．灼热的木炭与的反应生成一氧化碳，属于吸热反应，是氧化还原反应，故D符合题意。 综上所述，答案为D。 11. 利用铜-铈氧化物(，Ce是活泼金属)催化氧化除去中少量CO的可能机理如图所示。下列说法正确的是 A. 反应(iii)中Cu、Ce化合价均未改变 B. 反应一段时间后催化剂活性下降，可能是CuO被还原成Cu所致 C. 若用参与反应，一段时间后，不可能出现在铜-铈氧化物中 D. 铜-铈氧化物减小了反应的反应热 【答案】B 【解析】 【详解】A．反应(iii)中放出二氧化碳，碳元素化合价变化，故Cu、Ce化合价不可能都未改变，A项错误； B．氧化铜可能被一氧化碳还原为铜，则该催化剂的活性就会下降，B项正确； C．若用参与反应，一段时间后，会有一个出现在铜-铈氧化物中，C项错误； D．催化剂能改变反应速率，但不影响反应热，D项错误。 故选B。 12. 氢能是一种重要的清洁能源，由HCOOH可以制得。在催化剂作用下，HCOOH分解生成可能的反应机理如图所示。研究发现，其他条件不变时，以HCOOK溶液代替HCOOH催化释氢的效果更佳。 下列说法正确的是 A. HCOOH催化释氢过程中，有非极性键的断裂与形成 B. HCOOD催化释氢反应除生成外，还生成、HD、 C. 其他条件不变时，以HCOOK溶液代替HCOOH不能提高释放氢气的纯度 D. HCOOK溶液代替HCOOH时发生反应： 【答案】D 【解析】 【分析】在催化剂作用下，HCOOH分解生成CO2和H2；若将HCOOH换成HCOOD或HCOOK，也可按HCOOH分解的原理分析。 【详解】A．转化涉及到N-H键的断裂和形成、O-H键的断裂以及H-H键的形成，没有非极性键的断裂，A错误； B．若用HCOOD代替HCOOH，反应为HCOOD分解，除生成CO2外，还生成HD，没有H2 、D2，B错误； C．若用HCOOK溶液代替HCOOH，HCOOK分解生成CO2和KH，KH与水反应生成KOH和H2，KOH能吸收CO2，所以最终所得气体中CO2的量会减少，提高释放氢气的纯度，C错误； D．若用HCOOK溶液代替HCOOH，生成的KOH能吸收CO2转变为 ，离子反应为，D正确； 故选D。 13. 利用反应：可实现从燃煤烟气中回收硫。在恒温恒容条件下，向两个体积均为VL的密闭容器中各充入和发生该反应，在不同温度下两个反应体系的总压强随时间的变化如图所示。 下列说法错误的是 A. 容器Ⅰ中CO的体积分数： B. 容器Ⅱ中的平衡转化率是80% C. 平衡常数： D. 内用表示容器I中的平均反应速率为 【答案】B 【解析】 【详解】A．反应为气体体积缩小的反应，在恒容容器Ⅰ中反应，由a点至b点压强减小，反应正向进行，CO的体积分数减小，故容器Ⅰ中CO的体积分数：，选项A正确； B．设容器Ⅱ中的平衡转化率为x，根据三段式有： 压强之比等于气体物质的量之比，则，解得x=45.3%，选项B错误； C．根据先拐先平数值大，容器Ⅰ的温度较高，两温度下达平衡时压强变化量分别为28kPa和29kPa，则容器II中的反应的程度更大，即降低温度，平衡向正反应方向移动，平衡常数：，选项C正确； D．起始时n(CO):n(SO2)=4:1，容器I中起始p(CO)=，p(SO2)=，设变化的压强为x kPa，根据三段式有： 则有140-x+35-0.5x+x=147kPa，解得x=56kPa，故内用表示容器I中的平均反应速率为，选项D正确； 答案选B。 14. 已知2NO2(g)⇌N2O4(g) ΔH<0。在恒温条件下将一定量NO2和N2O4的混合气体通入一容积为2L的密闭容器中，各组分浓度变化如图。下列说法正确的是 A. 图中的两条曲线，Y是表示NO2浓度随时间的变化曲线 B. 前10min内用v(NO2)表示的化学反应速率为0.04mol·L-1·min-1 C. 25min时，平衡移动的原因是将容器的体积缩小为1L D. a点的化学反应处于平衡状态 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】A．0-10min段内，X曲线的变化量为0.6-0.2=0.4mol/L，Y曲线的变化量为0.6-0.4=0.2mol/L，根据方程式中的比例关系知，X曲线为NO2，Y曲线为N2O4，A错误； B．根据X曲线的数据：v(NO2)= =0.04mol·L-1·min-1，B正确； C．体积压缩为原来的一半，在这一瞬间，NO2和N2O4的浓度都增大为原来的两倍，图象中NO2浓度增大，N2O4浓度不变，应为充入NO2，C错误； D．当物质的浓度不再改变时，达到平衡状态，a点浓度还在变，未达到平衡状态，D错误； 故选B。 二、综合题（58分） 15. 有效去除大气中的NOx和水体中的氮是环境保护的重要课题。 （1）已知：①2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)；ΔH1=-566.0kJ·mol-1 ②N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)；ΔH2=+64kJ·mol-1 反应2NO2(g)+4CO(g)=N2(g)+4CO2(g)；ΔH3=_______。 （2）磷酸铵镁(MgNH4PO4)沉淀法可去除水体中的氨氮(NH和NH3)。实验室中模拟氨氮处理：1L的模拟氨氮废水(主要含NH)，置于搅拌器上，设定反应温度为25℃。先后加入MgCl2和Na2HPO4溶液，用NaOH调节反应pH，投加絮凝剂；开始搅拌，反应30min后，取液面下2cm处清液测定氨氮质量浓度。 ①生成磷酸铵镁沉淀的离子反应方程式为_______。 ②测得反应pH对氨氮去除率的影响如图1所示，当pH从7.5增至9.0的过程中，水中氨氮的去除率明显增加，原因是_______。 （3）纳米零价铁(NZVI)/BC与(CuPd)/BC联合作用可去除水体中的硝态氮。在NZVI/BC和(CuPd)/BC复合材料联合作用的体系中，生物炭(BC)作为NZVI、Cu、Pb的载体且减少了纳米零价铁的团聚，纳米零价铁作为主要还原剂，Cu和Pd作为催化剂且参与吸附活性H。 ①NZVI/BC和(CuPd)/BC复合材料还原硝酸盐的反应机理如图2所示，NO转化为N2或NH的过程可描述为_______。 ②实验测得体系初始pH对NO去除率的影响如图3，前200min内，pH=9.88时的去除率远低于pH=4.05时，其可能的原因是_______。 【答案】（1）-1196kJ·mol-1 （2） ①. Mg2++OH-+NH+HPO=MgNH4PO4↓+H2O ②. 随着pH的增大，HPO转化为PO，c(PO)浓度增大，使得生成沉淀的反应速率加快，氨氮去除率增加 （3） ①. NO在铁表面得到电子被还原为NO，NO被吸附在Cu和Pd表面的活性H继续还原为N2或NH ②. 酸性越强，Fe越易失去电子，NO越易得到电子被还原；酸性越强，H+浓度大，可以减少表面氢氧化物的形成，从而可以暴露更多的反应活性位点，促进反应的进行 【解析】 【小问1详解】 2①-②可得反应2NO2(g)+4CO(g)=N2(g)+4CO2(g)，则ΔH3=2ΔH1-ΔH2=2(-566.0kJ·mol-1)-(+64kJ·mol-1)=-1196kJ·mol-1。 【小问2详解】 ①向模拟氨氮废水中加入MgCl2和Na2HPO4溶液生成磷酸铵镁沉淀，该反应的离子方程式为Mg2++OH-++=MgNH4PO4↓+H2O； ②如图1所示，当pH从7.5增至9.0的过程中，水中氨氮的去除率明显增加，原因是随着pH的增大，转化为，c()浓度增大，使得生成沉淀的反应速率加快，氨氮去除率增加。 【小问3详解】 ①如图2所示，在铁表面得到电子被还原为，被吸附在Cu和Pd表面的活性H继续还原为N2或； ②如图3所示，前200min内，pH=9.88时的去除率远低于pH=4.05时，其可能的原因是酸性越强，Fe越易失去电子，越易得到电子被还原；酸性越强，H+浓度大，可以减少表面氢氧化物的形成，从而可以暴露更多的反应活性位点，促进反应的进行。 16. Ⅰ．断开1 mol AB(g)分子中的化学键使其分别生成气态A原子和气态B原子所吸收的能量称为A—B的键能。下表列出了一些化学键的键能(E)： 化学键 H—H Cl—Cl O=O C—Cl C—H O—H H—Cl E/(kJ·mol-1) 436 247 x 330 413 463 431 请回答下列问题： （1）如图表示某反应的能量变化关系，则此反应_______(填“吸收”或“放出”)_______kJ能量(用含有a、b的关系式表示)。 （2）反应H2(g)+O2(g)=H2O(g)放出241.8 kJ能量，则根据所给键能数据可得x=_______。 （3）历史上曾用“地康法”制氯气，这一方法是用CuCl2作催化剂，在450 ℃时利用空气中的氧气与氯化氢反应制氯气。反应的化学方程式为_______。 Ⅱ．用酸性KMnO4和H2C2O4(草酸)反应研究影响反应速率的因素，离子方程式为2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O。一实验小组欲通过测定单位时间内生成CO2的速率，探究某种影响化学反应速率的因素，设计实验方案如下(KMnO4溶液已酸化)： 实验序号 A溶液 B溶液 ① 20mL 0.1mol·L-1H2C2O4溶液 30mL 0.1 mol·L-1KMnO4溶液 ② 20mL 0.2mol·L-1H2C2O4溶液 30mL 0.1mol·L-1KMnO4溶液 （4）该实验探究的是_______因素对化学反应速率的影响。如下图一，相同时间内针筒中所得的CO2体积大小关系是_______(填实验序号)。 （5）若实验①在2min末收集了2.24mLCO2(标准状况下)，则在2min内，=_______ (假设混合液体积为50mL)。 （6）除通过测定一定时间内CO2的体积来比较反应速率外，本实验还可通过测定_______来比较化学反应速率。 （7）小组同学发现反应速率总是如上图二，其中t1～t2时间内速率变快的主要原因可能是①产物MnSO4是该反应的催化剂、②_______。 【答案】（1） ①. 放出 ②. (b-a) （2）496.4 （3）O2+4HCl2Cl2+2H2O （4） ①. 浓度 ②. ②>① （5）2×10-4mol/(L·min) （6）测定生成相同体积的CO2所需时间或相同时间内KMnO4溶液颜色变化的程度 （7）该反应放热 【解析】 【小问1详解】 图示生成物的能量低于反应物的能量，则反应为放热反应，反应放出(b-a) kJ能量； 【小问2详解】 反应的焓变等于反应物键能和减去生成物的键能和，反应H2(g)+O2(g)=H2O(g)放出241.8 kJ能量，则根据所给键能数据可得（436+x）kJ/mol -2×463 kJ/mol =241.8 kJ/mol，x=496.4； 【小问3详解】 用CuCl2作催化剂，在450 ℃时利用空气中的氧气与氯化氢反应制氯气，反应中氧化合价由0变为-2生成水、氯化合价由-1变为0生成氯气，结合电子守恒可知，反应为：O2+4HCl2Cl2+2H2O； 【小问4详解】 比较①、②两个实验可知本实验中草酸的浓度不同，故应是探究浓度因素对化学反应速率的影响，草酸浓度越大，化学反应速率越快，单位时间内，生成的二氧化碳的量越多，故②>①； 【小问5详解】 反应为2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O，在2min末收集了2.24mLCO2(标准状况下，为10-4mol)，则在2min内，2×10-4mol/(L·min)； 【小问6详解】 测定生成相同体积的CO2所需时间或相同时间内KMnO4溶液颜色变化的程度也可以比较化学反应速率； 【小问7详解】 升高温度、使用催化剂都可以加快反应速率，则t1～t2时间内速率变快的主要原因可能是①产物MnSO4是该反应的催化剂、②该反应放热。 17. I．回答下列问题： （1）生产氢气：将水蒸气通过红热的炭即产生水煤气。C(s)+H2O(g)H2(g)+CO(g)，△H=+131.3kJ·mol-1，△S=+133.7J·mol-1·K-1，该反应在低温下_______(填“能”或“不能”)自发进行。 （2）已知在400℃时，N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的K=0.5。 ①在400℃时，2NH3(g)N2(g)+3H2(g)的K′=_______(填数值)。 ②400℃时，在0.5L的反应容器中进行合成氨反应，一段时间后，测得N2、H2、NH3的物质的量分别为2mol、1mol、2mol，则此时反应v正(N2)_______(填“＞”“＜”“=”或“不确定”)v逆(N2)。 ③若在恒温、恒压条件下向平衡体系中通入氩气，则合成氨反应的平衡_______(填“向左”“向右”或“不”)移动；使用催化剂_______(填“增大”“减小”或“不改变”)反应的△H。 Ⅱ．目前工业合成氨的原理是N2(g)+3H2(g)2NH3(g)。在一定温度下，将1molN2和3molH2混合置于体积不变的密闭容器中发生反应，达到平衡状态时，测得气体总物质的量为2.8mol。 （3）达平衡时，H2的转化率α1=_______。 （4）判断反应达到平衡的依据为_______(填字母代号)。 a．压强不随时间改变 b．气体的密度不随时间改变 c．c(N2)不随时间改变 d．单位时间里生成N2和NH3的物质的量相等 【答案】（1）不能 （2） ①. 2 ②. = ③. 向左 ④. 不改变 （3）60% （4）ac 【解析】 【小问1详解】 ΔH=+131.3kJ·mol-1，ΔS=+133.7J·mol-1·K-1，ΔG=ΔH-TΔS，在低温下，该值一定是大于0的，所以在低温下不能自发进行； 【小问2详解】 ①反应2NH3(g)N2(g)+3H2(g)和反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)是互为可逆反应，则400℃时，平衡常数互为倒数，故此反应的平衡常数K'===2； ②一段时间后，N2、H2、NH3的物质的量分别为2mol、1mol、2mol，则它们的物质的量浓度分别为4mol/L、2mol/L、4mol/L，则Qc==0.5=K，所以该状态是平衡状态，正逆反应速率相等，即v(N2)正=v(N2)逆； ③在恒温、恒压的条件下向平衡体系中通入氩气，则容器体积膨胀，相当于减压，根据合成氨N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)反应的化学计量数，根据平衡移动原理，可知平衡向左移动；使用催化剂，可加快反应速率，但反应的∆H只与反应物的用量和物质的始末状态有关，故∆H不变。 【小问3详解】 设达到平衡时，H2转化的物质的量为x mol，列三段式有： 达到平衡状态时，测得气体总物质的量为2.8mol，则(1-)+(3-x)+=2.8，解得x=1.8，则H2的转化率α1=； 【小问4详解】 对于反应N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)： a．容器内压强保持不变，说明气体的物质的量不变，反应达平衡状态，a符合题意； b．容器体积不变，根据质量守恒，气体的总质量不变，则混合气体的密度一直保持不变，因此气体的密度不随时间改变不能判断反应是否达到平衡，b不符合题意； c．c(N2)不随时间改变，说明N2的物质的量不再改变，可以说明反应达到平衡，c符合题意； d．单位时间里生成N2和NH3的物质的量相等，正逆反应速率不相等，反应没有达到平衡，d不符合题意； 答案选ac。 18. 研究的综合利用，对实现“碳达峰”和“碳中和”具有重要意义。请回答： （1）一定条件下，二氧化碳和甲烷重整可制合成气（CO、），相关热化学方程式如下： Ⅰ： Ⅱ： Ⅲ： Ⅳ： ①______kJ/mol ②下列说法正确的是______。 A．升高温度，有利于提高二氧化碳的转化速率 B．积碳能使催化剂失活，选择合适的温度可以降低催化剂积碳的速率 C．增大压强，有利于提高平衡时合成气的产率 D．增大的值，有利于提高 ③在一定条件下，和在容器中发生以上反应，平衡时与反应温度（T）的关系如图所示，700℃之后，逐渐减小的原因是______。 ④T℃时，等物质的量和在压强为p kPa的恒压容器中只发生反应Ⅰ，体积分数（）随时间（t）的变化曲线如图所示。此反应化学平衡常数______。［对于气相反应，用某组分B的平衡压强代替物质的量浓度也可表示平衡常数，记作，如，p为平衡总压强，为平衡系统中B的体积分数］。其他条件相同，若反应在起始压强为p kPa的恒容容器中发生，请在图中画出体积分数（q）随时间（t）的变化曲线______（只作定性描述，无需计算平衡时体积分数）。 （2）研究表明，利用电催化技术，在常温下可以将和转化为尿素，电解原理如图所示，阴极的电极反应式是______。 【答案】（1） ①. +247.3 ②. AB ③. 700℃之后，随着反应温度的升高，反应Ⅰ、Ⅱ正向移动，反应Ⅳ逆向移动，且反应Ⅲ正向移动程度大于反应Ⅱ正向移动和反应Ⅳ逆向移动程度，因此逐渐减小 ④. ⑤. （2） 【解析】 【小问1详解】 ①由盖斯定律可知，Ⅲ-Ⅳ可得 =+247.3 kJ/mol； ②A．反应Ⅰ和反应Ⅱ是吸热反应，升高温度，反应速率增大且平衡正向移动，有利于提高二氧化碳的转化速率，A正确； B．积碳能使催化剂失活，选择合适的温度使反应Ⅲ和反应Ⅳ的正向进行程度减小，可以降低催化剂积碳的速率，B正确； C．反应Ⅰ是气体体积增大的反应，反应Ⅱ是气体体积不变的反应，反应Ⅲ是气体体积增大的反应，反应Ⅳ是气体体积减小的反应，增大压强，反应Ⅰ逆向移动，反应Ⅱ不移动，反应Ⅲ逆向移动，反应Ⅳ正向移动，合成气的产率减小，C错误； D．增大的值，相当于增大的浓度，反应Ⅰ和反应Ⅱ正向移动，反应Ⅳ逆向移动，CO增大的浓度大于H2，减小，D错误； 故选AB； ③700℃之后，逐渐减小的原因是：700℃之后，随着反应温度的升高，反应Ⅰ、Ⅱ正向移动，反应Ⅳ逆向移动，且反应Ⅲ正向移动程度大于反应Ⅱ正向移动和反应Ⅳ逆向移动程度，因此逐渐减小； ④根据已知条件列出“三段式” ，解得x=，则此反应化学平衡常数=。是气体体积增大的反应，若改为在恒容容器中发生，相当于在恒压的基础上压缩体积，平衡逆向移动，CO2的平衡体积分数增大，其反应速率增大，更快到达平衡，表示为。 【小问2详解】 由图可知，N2在阴极得到电子生成，N元素由0价下降到-3价，根据得失电子守恒和原子守恒配平电极方程式为：。 19. SO2和H2S是大气污染物，这两种气体的转化研究对资源综合利用和环境保护有重要意义。 I.水煤气还原法 已知：①2H2(g)+SO2(g)=S(1)+2H2O(g)ΔH1=+45.4kJ·mol-1 ②2CO(g)+SO2(g)=S(1)+2CO2(g)ΔH2=-37.0kJ·mol-1 (1)写出CO(g)与H2O(g)反应生成CO2(g)和H2(g)的热化学方程式______；若该反应在恒温恒容体系中进行，则其达到平衡的标志为______(填字母)。 A.单位时间内，生成nmolCO的同时生成nmolCO2 B.混合气体的平均摩尔质量保持不变 C.混合气体的总压强保持不变 D.CO2(g)与H2(g)的体积比保持不变 (2)在温度为T℃下，将1.4molH2和1molSO2通入2L恒容密闭容器中发生上述反应①2H2(g)+SO2(g)=S(1)+2H2O(g)，反应体系中气体的总压强随时间变化如图所示。在0~10min，该反应的平均速率v(H2)=______ mol·L-1·min-1，SO2的平衡转化率α(SO2)=______。 (3)某密闭容器中发生上述反应②2CO(g)+SO2(g=S(1)+2CO2(g)，平衡时CO的体积分数(%)与压强和温度的关系如图所示。 则T1、T2、T3由小到大的关系顺序是______，判断的理由是______。 II.碱液吸收法 (4)用K2CO3溶液吸收H2S，其原理为CO+H2S=HS-+HCO。该反应的平衡常数K=______。(已知H2CO3的Ka1=4.2×10-7，Ka2=5.6×10-11；H2S的Ka1=5.6×10-8，Ka2=1.2×10-15) 【答案】 ①. CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)△H=-41.2kJ/mol ②. A ③. 0.06 ④. 60% ⑤. T1<T2<T3 ⑥. 压强增大，CO的体积分数减小，但T1、T2、T3对应的CO的体积分数逐渐增大，说明该反应逆向进行，又因为该反应为放热反应，故T1<T2<T3 ⑦. 1.0×103 【解析】 【分析】 【详解】(1)由已知热化学方程式，利用盖斯定律得：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H=，故此处填：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H=；A．生成n mol CO，相当于消耗n mol CO2，即单位时间内，CO2的消耗速率等于其生成速率，说明反应达平衡，A符合题意；B．由于混合气体的总质量不变且总物质的量也不变（反应前后气体一样多），故混合气体的平均摩尔质量一直保持不变，不能用来判断平衡状态，B不符合题意；C．由于反应前后气体分子数不变，且恒温恒容，故混合气体的总压强一直不变，不能用来判断平衡状态，C不符合题意；D．由于CO2、H2同为生成物且1:1生成，故两者体积比一直不变，不能用来判断平衡状态，D不符合题意；故答案选A。 (2)恒温恒容时，压强与气体物质的量成正比，则，带入数据得：，解得n平=1.8 mol，设达平衡时，SO2转化x mol，列三段式如下： ，则(1.4-2x+1-x+2x) mol=1.8 mol，解得x=0.6 mol，0~10 min时，v(H2)=，SO2的转化率α(SO2)=； (3)压强增大，反应②平衡正向移动，CO的体积分数减小，升高温度，平衡逆向移动，CO的体积分数增大，而由图示知，压强增大，CO体积分数也越大，说明此时温度对平衡的影响占主导地位，故T1＜T2＜T3，故此处依次填：T1＜T2＜T3；理由为：压强增大，CO的体积分数减小，但T1、T2、T3对应的CO体积分数逐渐增大，说明该反应逆向进行，又因为该反应为放热反应，故T1＜T2＜T3； (4)该反应的平衡常数K=，故此处填1.0×103。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $