2022-2023学年福建省莆田第二十五中学高二上学期期中考试化学试题含答案

2022-2023学年福建省莆田第二十五中学高二上学期期中考试化学试题

考试时间：75分钟

可能用到的相对原子质量：H—1    C—12     O—16    N—14     Na—23    Ag—108   Mg—24    Gu—64

一、选择题(本题共10小题，每小题只有一个选项符合题意，共40分)

1. 煤液化制乙醇的反应如下：2CO(g)＋4H2(g) CH3CH2OH(l)＋H2O(l)  ΔH<0，若利用这个反应进行乙醇(CH3CH2OH)的工业化生产，采取的措施正确的是

A. 适宜温度、高压、催化剂 B. 低温、高压、催化剂

C. 低温、低压 D. 高温、高压

【答案】A

2. 下列有关叙述错误的是

A. 已知4P(红磷，s)=P4(白磷，s)    △H＞0，则红磷比白磷稳定

B. 升高温度，可提高活化分子百分数，化学反应速率加快

C. 升温，放热反应的反应速率增大，吸热反应的反应速率减小

D. S(g)+O2(g)=SO2(g)    △H1；S(s)+O2(g)=SO2(g)    △H2，则△H1＜△H2

【答案】C

3. 合成氨反应为：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)    △H=-92.4kJ·mol-1。下列说法正确的是

A. 合成氨反应在任何温度下都能自发

B. 1molN2与过量H2充分反应放热92.4kJ

C. 合成氨实际生产中选择高压和低温

D. 将氨液化分离，可促进平衡正移及循环利用氮气和氢气

【答案】D

4. 反应达到平衡后，保持温度不变，再通入NO2，重新达到平衡，则新平衡与旧平衡相比的值

A. 变小 B. 变大 C. 不变 D. 无法确定

【答案】C

5. 如图甲、乙为相互串联的两个电解池。下列说法正确的是

A. 甲池若为精炼铜的装置，A极材料是粗铜

B. Fe极的电极反应式为

C. 乙池中若滴入少量酚酞溶液，开始一段时间后石墨极附近变浅红色

D. 若甲池为电镀铜的装置，阴极增重12.8g，乙池阳极放出气体为4.48L

【答案】B

6. 在水溶液中，CrO呈黄色，Cr2O呈橙色，重铬酸钾（K2Cr2O7）在水溶液中存在以下平衡：Cr2O+H2O2CrO+2H+，下列说法正确的是

A. 向该溶液中加入过量浓NaOH溶液后，溶液呈橙色

B. 该反应是氧化还原反应

C. 向该溶液中滴加适量的浓硫酸，平衡向逆反应方向移动，再次达到平衡后，氢离子浓度比原溶液大

D. 向体系中加入少量水，平衡逆向移动

【答案】C

7. 基于甲烷蒸汽重整工业制氢面临着大量的“碳排放”，我国科技工作者发明了一种电化学分解甲烷的方法，从而实现了碳和水的零排放方式生产氢气。电化学反应机理如下图所示。下列判断正确的是

A. 上述电化学装置中电解质可使用水溶液

B. O2-既是阳极的生成物，也是阴极的反应物

C. 阳极反应：

D. 理论上阳极生成1.5mol气体，电路中转移8mol电子

【答案】C

8. N2O和CO是环境污染性气体，可在表面转化为无害气体，有关化学反应的物质变化过程及能量变化过程分别如图甲、乙所示。下列说法不正确的是

A. 总反应的

B. 为了实现转化，需不断向反应器中补充和

C. 该反应正反应的活化能小于逆反应的活化能

D. CO为还原剂

【答案】B

9. 对于可逆反应   △H<0，下列图象表示正确的是

A.  B.  

C.  D.

【答案】B

10. 我国科研人员提出了由CO2和CH4转化为高附加值产品CH3COOH的催化反应历程。该历程示意图如下。

下列说法错误的是

A. 生成CH3COOH总反应的原子利用率为100%

B. ①→②放出能量并形成了C—C键

C. 由②得到CH3COOH的过程中形成了氧氢键

D. 该催化剂可有效降低活化能和焓变，提高反应物的平衡转化率

【答案】D

二、填空题(共60分)

11. 完成下列问题

（1）已知甲醇在常温下为液体，其热值为，则甲醇的标准燃烧热的热化学方程式为_______。

（2）以生产甲醇()是实现“碳中和”的重要途径。其原理是。

①该反应的能量变化如图1所示，该反应为_______(填“放热”或“吸热”)反应。

②恒容容器中，对于上述反应，下列措施能加快反应速率的是_______(填字母)。

A.升高温度    B.充入He

C.加入合适的催化剂    D.降低压强

③在体积为2L的密闭容器中，充入1mol和3mol，测得，的物质的量随时间变化如图2，从反应开始到3min末，用浓度变化表示的平均反应速率_______；当反应达到平衡状态时的转化率为_______。

（3）用和组合形成的质子交换膜燃料电池的结构如图3。

①则电极c是_______(填“正极”或“负极”)，电极d的电极反应式为_______。

②若线路中转移1mol电子，则该燃料电池理论上消耗的在标准状况下的体积为_______L。

【答案】（1）   

（2）    ①. 放热    ②. AC    ③. 0.25mol·(L·min)−1    ④. 75%   

（3）    ①. 负极    ②. O2+4e-+4H＋=2H2O    ③. 5.6

【小问1】

已知甲醇在常温下为液体，其热值为，即1g甲醇完全燃烧放出22.7kJ热量，则1mol甲醇完全燃烧放出热量22.7kJ×32=726.4kJ，则甲醇的标准燃烧热的热化学方程式为：；

【小问2】

①根据图示，CO2(g)、H2(g)总能量大于CH3OH(g)、H2O(g)的总能量，该反应为放热反应；

②A．升高温度，反应速率一定加快，故选A；

B．恒容容器中，充入He，反应物浓度不变，反应速率不变，故不选B；

C．催化剂能加快反应速率，故选C；

D．降低压强，反应速率减慢，故不选D；

选AC；

③从反应开始到3min末，反应消耗0.5molCO2，所以同时消耗氢气的物质的量为1.5mol，用H2浓度变化表示的平均反应速率v(H2)=mol·(L·min)−1；反应达到平衡状态时，反应消耗0.75molCO2，所以同时消耗氢气的物质的量为2.25mol，此时H2的转化率为75%；

【小问3】

①根据图示，电子由c流出，则电极c是负极，d是正极，氧气在正极得电子发生还原反应，电极d的电极反应式O2+4e-+4H＋=2H2O；

②正极反应式为O2+4e-+4H＋=2H2O，若线路中转移1mol电子，消耗0.25mol氧气，消耗的O2在标准状况下的体积为0.25mol×22.4L/mol=5.6L。

12. 如图是一个化学过程的示意图

（1）图中甲池是_______装置(填“电解池”或“原电池”)，其中移向极_______(填“”或“”)。

（2）写出通入的电极的电极反应式：_______。

（3）向乙池两电极附近滴加适量紫色石蕊试液，附近变红的电极为_______极(填“A”或“B”)，并写出此电极的反应式：_______

（4）乙池中总反应的离子方程式_______。

（5）当乙池中B(Ag)极质量增加5.40g时，乙池的氢离子浓度是_______(若此时乙池中溶液的体积为500mL)；此时丙池某电极析出1.60g某金属，则丙中的某盐溶液可能是_______

A.    B.    C.NaCl    D.

【答案】（1）    ①. 原电池    ②.    

（2）   

（3）    ①. A    ②.    

（4）   

（5）    ①. 0.1mol/L    ②. BD

【小问1】

由图可知，甲为燃料电池则为原电池，甲为乙、丙的电源，则乙为电解池，丙池也是电解池；原电池甲中阴离子向负极移动，甲烷是负极；

【小问2】

通CH4的电极为负极，发生氧化反应，电极反应式；

【小问3】

乙池中A极阳极，在阳极上氢氧根离子放电，发生氧化反应生成氧气，产生氢离子，溶液呈酸性能使石蕊试液变红色，所以A极附近变红，发生电极反应式为；

【小问4】

乙为电解池，在阳极上氢氧根离子放电生成氧气、在阴极上银离子放电生成银单质，故总反应为；

【小问5】

由电子守恒可知，，，则；

丙池某电极析出1.60g某金属，阴极上析出金属，根据串联电池中转移电子数相等可知，丙中析出金属元素需要的电子等于或小于乙池中转移电子数，乙池中转移电子是0.05mol。

A．硫酸镁中镁元素处于H元素前，所以阴极上不析出金属单质，A错误；

B．电解硫酸铜溶液时，阴极上析出1.60g铜，，需要转移电子0.05mol，B正确；

C．氯化钠中钠元素处于氢元素前，所以阴极上不析出金属单质，C错误；

D．电解硝酸银溶液时，阴极上析出1.60g银即0.0148molAg时，，需要转移电子0.0148mol＜0.05mol，D正确；

故选BD。

13. Ⅰ.完成下列问题

（1）已知在448 ℃时，反应H2(g)＋I2(g) 2HI(g)　ΔH＜0的平衡常数K1为25，则该温度下反应2HI(g) H2(g)＋I2(g)的平衡常数K2为_______；反应H2(g)＋I2(g) HI(g)的平衡常数K3为_______。

（2）在一密闭容器中发生上述反应，压缩容器体积，造成容器内压强增大，则下列说法中正确的是_______。

A. 容器内气体的颜色变深，混合气体的密度增大

B. 平衡不发生移动

C. I2(g)的转化率不变，H2的平衡浓度不变

D. 改变条件前后，速率图像如图所示

Ⅱ.在一定容积的密闭容器中，发生如下化学反应：CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g)，其化学平衡常数K和温度t的关系如下表所示：

回答下列问题：

（3）该反应的化学平衡常数表达式为K=_______。

（4）该反应为_______反应(填“吸热”或“放热”)。

（5）能判断该反应达到化学平衡状态的依据是_______。

A 容器中压强不变 B. 混合气体中c(CO)不变

C. v(H2)正=v(H2O)逆 D. c(CO2)=c(CO)

（6）某温度下，平衡浓度符合下式：c(CO2)·c(H2)=c(CO)·c(H2O)，判断此时温度为_______℃。

（7）在800 ℃时，发生上述反应，某时刻测得容器内各物质的浓度分别为c(CO2)=2 mol/L、(H2)=1.5 mol/L、c(CO)=1 mol/L、c(H2O)=3 mol/L，则下一时刻，反应向_______(填“正反应”或“逆反应”)方向进行。

【答案】（1）    ①.     ②. 5    （2）AB   

（3）   

（4）吸热    （5）BC   

（6）830    （7）逆反应

【小问1】

448℃时，反应H2(g)+I2(g)2HI(g)的平衡常数K1为25，则温度下反应2HI(g) H2(g)+I2(g)的平衡常数K2==，反应H2(g)+I2(g) HI(g)的平衡常数K3===5；

【小问2】

A．压缩容器体积，I2的浓度增大，容器内气体的颜色变深，混合气体的总质量不变，容器的容积变小，故混合气体的密度增大，故A正确；

B．压缩容器体积，造成容器内压强增大，该反应气体分子数不变，平衡不移动，故B正确；

C．平衡不移动，I2(g)的转化率不变，容器的容积变小，H2的平衡浓度增大，故C错误；

D．压缩容器体积，正、逆反应速率均增大，但是逆平衡不移动，正逆反应速率仍然相等，图象与实际不相符，故D错误；

故选AB；

【小问3】

衡常数为生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比，则CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)的平衡常数K=；

【小问4】

由温度升高，平衡常数变大可知，升高温度，平衡向正反应方向移动，则正反应为吸热反应；

【小问5】

A．该反应为气体的物质的量不变的反应，则容器中压强始终不变，不能作为判定平衡的方法，故A错误；

B．混合气体中c(CO)不变，则达到化学平衡，故B正确；

C．V(H2)正=V(H2O)逆，则对于氢气来说正逆反应速率相等，则达到平衡，故C正确；

D．c(CO2)=c(CO)，该反应不一定达到平衡，浓度关系取决于反应物的起始量和转化率，故D错误；

故答案为BC；

【小问6】

c(CO2)•c(H2)=c(CO)•c(H2O)时，平衡常数K=1，则该温度为830℃；

【小问7】

==1>K=0.9，所以化学平衡向逆反应方向移动。

14. NOx是形成雾霾天气的主要原因之一，以NOx为主的污染综合治理是当前重要的研究课题。

（1）汽车尾气中CO、NO2在一定条件下可以发生反应： 4CO(g)＋2NO2(g) 4CO2(g)＋N2(g) 　ΔH=-1200 kJ·mol−1。在一定温度下，向容积固定为2 L的密闭容器中充入一定量的CO和NO2，NO2的物质的量随时间的变化曲线如图所示：

①0～10 min内该反应平均速率v(CO)=_______，从11 min起其他条件不变，压缩容器的容积变为1 L。则：n(NO2)的变化曲线可能为图中的_______(填字母)。

②恒温恒容条件下，不能说明该反应已达到平衡状态的是_______(填字母)。

A.容器内混合气体颜色不再变化      B.容器内的压强保持不变

C.2v逆(NO2)=v正(N2)                D.容器内混合气体密度保持不变

③对于该反应，温度不同(T2>T1)、其他条件相同时，下列图象表示正确的是_______(填序号)。

（2）用氨气催化氧化还原法脱硝(NOx)原理如下：4NO(g)＋4NH3(g)＋O2(g) 4N2(g)＋6H2O(g)　ΔH<0。根据下图判断提高脱硝效率的最佳条件是_______；氨氮比一定时，在400 ℃时，脱硝效率最大，其可能的原因是_______。

【答案】（1）    ①. 0.03 mol·L−1·min−1    ②. d    ③. CD    ④. 乙   

（2）    ①. 在氨氮物质的量之比为1，温度在400 ℃时    ②. 在400 ℃时催化剂的活性最好，催化效率最高，同时400 ℃温度较高，反应速率快

【小问1】

①从图中可知，0-10min内NO2的物质的量变化量为0.3mol，则NO2的平均反应速率为，CO的反应速率为NO2的2倍，则v(CO)=0.03mol·L-1·min-1。从11min起将容器体积变为1L，则气体压强增大，化学平衡向气体体积减小的方向移动，即正向移动，则n(NO2)将逐渐减小，减小体积的瞬间，NO2的物质的量不变，因此变化曲线可能为d。

②A．产物和反应物中只有NO2有颜色，当容器内混合气体颜色不再变化，说明NO2的浓度不再变化，反应达到平衡，A错误；

B．该反应为气体体积减小的反应，随着反应进行压强逐渐减小，如压强保持不变说明反应已达平衡，B错误；

C．根据化学方程式可知，2v逆(NO2)=4v逆(N2)=v正(N2)，氮气的正逆反应速率不相等，反应没有达到平衡，C正确；

D．恒容密闭容器中，气体的质量和体积均保持不变，则混合气体的密度始终不变，无法说明反应达到平衡，D正确；

故答案选CD。

③甲：升高温度，正逆反应速率均增大，均会在原平衡的基础上有一个跃升，甲错误；

乙：温度升高，该反应平衡逆向移动，NO2的转化率减小，且T2>T1，T2时反应速率大，则NO2的转化率一开始为T2>T1，乙正确；

丙：压强增大，化学平衡正向移动，CO的平衡体积分数应随压强增大而减小，丙错误；

故答案选乙。

【小问2】

从图中可知，脱硝效率最佳的条件为400℃，氨氮物质的量之比为1。400℃时，脱硝效率最大，可能原因为在400℃时催化剂的活性最好，催化效率最高，同时400℃时温度较高，反应速率快。