福建省漳州市东山县2023-2024学年高二上学期期中考试化学试题含答案

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考试范围：《专题一、二》 考试时间：75分钟
注意事项：
1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2．请将答案正确填写在答题卡上
第Ⅰ卷（选择题）
可能用到的相对原子质量：O:16 Cu:64
一、单选题（每小题4分，共40分）
1．在生产、生活中，金属腐蚀会带来严重的经济损失．下列说法正确的是（ ）
A．铜腐蚀后生成的铜绿为
B．工业上用石墨作电极电解熔融氧化铝冶炼铝时，阳极需定期更换
C．钢铁发生吸氧腐蚀时，负极反应是
D．海水中的钢闸门接直流电源正极，惰性辅助电极作阴极并放入海水中，可保护钢闸门不生锈
2．为体现节能减排的理念，中国研制出了新型固态氧化物燃料电池，该电池的工作原理如图所示．下列说法正确的是（ ）
A．可以选用固体作固态电解质
B．正极的电极反应式为
C．电子从极经导线流向极
D．若反应中转移电子，则生成（标准状况下）
3．利用光能分解水的装置如图，在直流电场作用下，双极性膜将水解离为和，并实现其定向通过．下列说法错误的是（ ）
A．光电池能将光能转化为电能
B．阳极区发生的电极反应为：
C．双极性膜能控制两侧溶液的酸碱性不同
D．再生池中发生的反应为：
4．镁和卤素单质反应的相对能量变化如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．热稳定性：
B．碘晶体与足量的充分反应，放热
C．工业上常用电解溶液的方法冶炼金属
D．由图可知，
5．如下图所示为工业合成氨的流程图．下列说法不正确的是（ ）
A．步骤①中“净化”可以防止催化剂中毒
B．步骤②中“加压”既可以提高原料的转化率，又可以加快反应速率
C．步骤③、④、⑤均有利于提高原料平衡的转化率
D．为提高反应物的转化率应及时将氨从混合气中分离出去
6．下列实验不能达到目的的是（ ）
A．A B．B C．C D．D
7．最新报道的“人工固氮”反应为：，常压下测得该反应的部分数据如表所示．则关于该反应的说法中错误的是（ ）
A．该反应的
B．常温下该反应的
C．反应在时化学平衡常数分别为，则
D．在常温常压下，人工固氮比较容易进行
8．一定温度下，向三个容积不等的恒容密闭容器中分别投入，发生反应：．时，三个容器中的转化率如图中，三点．下列叙述错误的是（ ）
A．A点延长反应时间，的转化率不会改变
B．容积为的容器中的平衡转化率大于
C．容积为a的容器达到平衡后再投入和，平衡不移动
D．两点的压强之比为
9．据文献报道，用氢气制备双氧水的一种工艺简单、能耗低的方法，其反应原理如图所示．下列有关说法正确的是（ ）
A．能降低反应过程中的活化能
B．均为该反应的催化剂
C．反应过程中所发生的反应均为氧化还原反应
D．的过程中有极性键的断裂和非极性键的形成
10．温度为时，向恒容密闭容器中充入，发生反应：．内保持容器温度不变，时改变一种条件，整个过程中的物质的量随时间的变化如图所示．下列说法正确的是（ ）
A．的平均速率
B．时改变的条件是分离出一定量的
C．温度为，起始时向该容器中充入和，反应达到平衡前，
D．起始时向该容器中充入和，保持温度为，反应达平衡时放出的热量小于
第Ⅱ卷（非选择题共60分）
二、填空题
11．（14分）火箭推进器中装有还原剂液态肼和氧化剂过氧化氢，当它们混合时，即产生大量氮气和水蒸气，并放出大量热．已知液态肼与足量过氧化氢反应，生成氮气和水蒸气，放出的热量．回答下列问题：
（1）过氧化氢的电子式是____________．
（2）该反应的热化学方程式为____________．
（3）实验室可用次氯酸钠溶液与氨气反应制备液态肼，已知生成物之一是常见的盐，则反应的化学方程式为____________．
（4）在微生物作用的条件下，经过两步反应被氧化成．两步反应的能量变化示意图如下：
①第一步反应是____________（填“放热”或“吸热”）反应，判断依据是____________．
②全部氧化成的反应热是____________．
（5）已知：，几种化学键的键能如下表所示，则____________．
12．（16分）目前市场上的电池种类繁多，性能也各不相同．根据电化学原理回答问题：
（1）镍一镉电池是一种新型的封闭式体积小的可充电电池．其工作原理如图甲所示．放电时，镉电极反应式为____________，充电时，阳离子移向____________极（填“a”或“b”）．
（2）燃料电池具有能量转化率高、对环境友好等优点．燃料电池的介质有多种形式，如酸性溶液、碱性溶液、熔融氧化物和熔融碳酸盐等．甲烷碱性燃料电池（乙图）和熔融碳酸盐燃料电池（丙图）工作原理分别如图所示：
①在乙图中，a电极反应式为____________．
②在丙图中，d电极反应式为____________．
（3）以一空气电池为电源，用情性电极作电极材料电解氯化钠溶液，如图丁所示，该电池工作时，装置中电极反应式为____________，b、c电极析出物质的物质的量比为____________（不考虑析出物质的溶解）．
（4）如图戊所示，用左池（总反应式为，未配平）电解硫酸铜溶液．左池每消耗，理论上在右池____________（填“石墨”或“Ag”）极会析出____________．
13．（14分）（红棕色）和（无色）之间发生反应：，将一定量气体充入体积为的恒容密闭容器中，控制反应温度为．
（1）该反应为吸热反应，则断裂反应物的化学键要吸收的能量____________（填“大于”、“小于”或“等于”）形成生成物的化学键要放出的能量．
（2）下列可以说明该反应达到平衡的是____________．
A． B．
C．容器内气体的颜色不再变化 D．混合气体的压强不再变化
（3）在温度为的条件下，向该恒容密闭容器中充入随时间的变化曲线如图所示．
回答以下问题
①前4分钟内，的反应速率为____________．
②反应进行到时，的转化率是____________．
③下列措施能使该反应速率加快的是____________．
A．升高温度 B．增大容器体积 C．加入合适的催化剂 D．恒容条件下充入
（4）和熔融可制作燃料电池，其原理如图所示．该电池在放电过程中石墨Ⅰ电极上生成氧化物可循环使用，则正极反应式为____________，电子的流动方向为____________（填“Ⅰ到Ⅱ”或“Ⅱ到Ⅰ”）．
14．（16分）温室气体让地球“发烧”，倡导低碳生活，是可持续发展的环保责任，将应用于生产中实现其综合利用是目前的研究热点．回答下列问题：
（1）通过使用不同的新型催化剂，实现二氧化碳加氢合成转化为二甲醚也有广泛的应用．
反应Ⅰ：
反应Ⅱ：
反应Ⅲ：
则．
（2）一定条件下，的反应历程如图1所示．该反应的反应速率由第____________（填“1”或“2”）步决定．
图1
（3）向恒容密闭容器中充入和，在一定条件下，仅发生上述反应Ⅰ；在甲、乙两种不同催化剂的作用下，反应时间均为时，测得甲醇的物质的量分数随温度的变化如图2所示．
图2
①相同温度下，催化剂效果更好的____________是（填“甲”或“乙”）；下，甲醇的平均反应速率为____________．
②和下，平衡常数：____________（填“>”、“<”或“=”）．
③下，反应开始时容器中的总压为，该温度下反应的平衡常数____________（只列出计算式，不必化简，气体分压=气体总压×气体的物质的量分数）．
（4）已知的选择性为．其他条件相同时，反应温度对的转化率和的选择性的影响如图3、4所示．
图3 图4
①由图3可知，实验中反应均未达到化学平衡状态的依据是____________．
②由图4可知，温度相同时选择性的实验值略高于其平衡值，从化学反应速率的角度解释其原因是____________．
东山县2023-2024学年度高二（上）期中考试
化学试题参考答案
1．B 【详解】A．铜绿为碱式碳酸铜，其化学组成一般可表示为，选项A错误；
B．工业上用石墨电极电解熔融冶炼铝时，阳极上生成氧气，石墨高温下容易被氧气氧化因此需定期更换，选项B正确；
C．钢铁发生吸氧腐蚀时，作负极，失电子生成，则负极反应是，选项C错误；
D．海水中的钢闸门接直流电源负极，惰性辅助电极作阳极并放入海水中，可保护钢闸门不生锈，选项D错误；
2．C 【解析】该燃料电池中，是燃料，所以失电子发生氧化反应，则所在的电极为负极，通入氧气的电极是正极，正极上氧气得电子发生还原反应，电子从负极沿外电路流向正极，据此分析解答．
【详解】A．因为与会发生反应，所以不可以选用固体作固态电解质，A错误；
B．通入氧气的a电极是正极，正极上氧气得电子发生还原反应，电极反应式为，B错误；
C．外电路中，电子从负极极经导线流向正极极，正确；
D．所在的电极为负极，电极反应式为，所以反应中转移电子，则生成，温度压强不知不能计算气体体积，D错误；
【点睛】本题考查了化学电源新型电池，明确原电池原理是解本题关键，难点是电极反应式的书写，要结合原电池反应原理，根据电解质含有的微粒书写电极反应式，明确电子从负极流向正极，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动．
3．B 【分析】由图上电子的移动方向可知右侧电解池的阳极，反应式为，左侧为阴极，反应式为；双极性膜可将水解离为和，由图可知，进入阴极，进入阳极，放电后的溶液进入再生池中在催化剂条件下发生反应放出氢气，反应方程式为，由此来解题．
【详解】
A．由图可知，该装置将光能转化为化学能并分解水，选项A正确；
B．光照过程中阳极区发生的电极反应为：，选项B错误；
C．双极性膜可将水解离为和，由图可知，进入阴极，进入阳极，则双极性膜可控制其两侧溶液分别为酸性和碱性，选项C正确；
D．根据以上分析，再生的反应方程式为，选项D正确；
【点睛】
本题考查电解池的工作原理，根据题中给出电子的移动方向判断阴、阳极是解题关键．
4．A 【详解】A．能量越低越稳定，由图可知，卤化镁的能量大小顺序为，则热稳定性的大小顺序为，故A正确；
B．碘晶体的能量小于碘蒸气，则碘晶体与足量的镁充分反应放出的热量小于，故B错误；
C．工业上用电解熔融氯化镁的方法冶炼金属镁，不能用电解氯化镁溶液的方法冶炼金属镁，故C错误；
D．由图可知，生成氯化镁、溴化镁的热化学方程式分别为，，由盖斯定律可知，两式相加可得，液溴的能量低于气态溴，则溴化镁与氯气发生置换反应生成液溴的焓变小于，故D错误；
5．C 【分析】和净化干燥除去含P、S、As的化合物等杂质后，加压既能提高反应速率，又能促进平衡正向移动，合成氨的反应为放热反应，低温有利于平衡正向移动，但是低温下，催化剂活性低，反应速率也低，因此综合考虑将温度设定在并使用含铁催化剂进行催化反应，及时将产生的液化分离出来以提高和的转化率，剩余的和再循环利用，据此分析判断．
【详解】A．步骤①中“净化”是除去杂质，以防止铁催化剂中毒，故A正确；
B．合成氨的反应为气体分子数减小的反应，加压有利于平衡正向移动，提高原料转化率，加压也可以提高反应速率，故B正确；
C．催化剂只能提高反应速率，不能提高平衡转化率，合成氨反应为放热反应，高温不利于平衡正向移动，而液化分离出和的循环再利用均可以使平衡正向移动，所以步骤④、⑤有利于提高原料平衡的转化率，步骤③不能，故C错误；
D．在反应达到一定转化率时及时将氨从混合气中分离出去，可使平衡正向移动，能保持足够高的原料转化率，故D正确；
6．B 【详解】A．是放热反应，热水环境下该反应的化学平衡逆向移动，浓度增大，颜色更深，冷水环境下反应的化学平衡正向移动，浓度减小，颜色更浅，可探究温度对化学平衡的影响，能达到目的，A不选；
B．，第一支试管中加入了等浓度的溶液，则浓度增大，化学平衡正向移动，溶液中红色更深，而氯离子不参加反应，加入不影响平衡的移动，不可研究浓度对化学平衡的影响，B选；
C．通过测定收集一定体积的所需的时间或一定时间收集的体积大小来测定锌与稀硫酸反应速率，能达到目的，C不选；
D．碳酸钙质量相同，接触面积不同，可以探究反应物的接触面积对反应速率的影响，D不选；
7．D 【详解】A．依据化学方程式分析是气体体积增大的反应，，故A正确；
B．图表分析温度升高氨气的平衡浓度增大，说明正反应是吸热反应，故B正确；
C．正反应是吸热反应，升温平衡正向移动，反应在时化学平衡常数分别为、，则，故C正确；
D．在常温常压下，“人工固氮”反应为的平衡常数很小，说明在常温常压下，人工固氮不容易进行，故D错误；
8．D 【详解】A．因为容器中的浓度比大，反应速率快，但相同时间，转化率达到了，而转化率只有，说明点为平衡状态，延长反应时间，不能提高的转化率，A正确；
B．容积为的容器比容积为的容器中小，相当于减小压强，平衡正向移动，所以的平衡转化率大于，B正确；
C．A点的的转化率为，容器中的物质的量为，生成的为为，计算，再投入和，浓度熵，平衡不移动，C正确；
D．点与点的转化率都为，反应后混合气体的物质的量相同，温度相同，但体积不相同，压强之比不是，D错误；
9．A 【分析】本题以制备双氧水的反应机理为载体，通过对本质、反应中间体、活化能、化学键的判断等知识的考查，进而考查考生的获取和应用信息能力、分析推理能力等，诊断考生的“宏观辨识与微观探析”“证据推理与模型认知”“化学学科核心素养水平”．
【详解】A．从图中信息可知为该制备双氧水反应的催化剂，故能降低该反应的活化能，A正确；
B．结合催化剂的特征以及图中信息可知不是该反应的催化剂，而是中间体，B错误；
C．从图中信息可知的过程中化合价没有发生变化，该反应不属于氧化还原反应，C错误；
D．结合图中信息可知过程中只有生成，没有形成非极性键，D错误；
故选A．
10．C 【详解】A．的平均速率，故A错误；
B．由图可知，改变条件使的物质的量增大，的物质的量减小，且改变量之比等于系数之比，平衡正向移动，则时改变的条件是升温，故B错误；
C．起始时向该容器中充入和，结合图可知，反应正向进行，，故C正确；
D．从图中读出起始时向该容器中充入和，保持温度为，转化率为，当起始时向该容器中充入和，保持温度为，相当于加压，故转化率大于，反应达平衡时放出的热量大于，故D错误；选C．
11．（1）
（2）
（3）
（4）放热 （或反应物的总能量大于生成物的总能量）
（5）434
【详解】（1）是共价化合物，结构式为．
（2）液态肼与足量过氧化氢反应，生成氮气和水蒸气，放出的热量，则液态肼与足量过氧化氢反应，生成氮气和水蒸气，放出的热量，则该反应的热化学方程式为，故答案为：．
（3）结合反应物为和、生成物之一为可知，生成物中的盐为，结合得失电子守恒、原子守恒可知该反应的化学方程式为，故答案为：．
（4）①由图可知：焓变小于0，即反应物的总能量大于生成物的总能量，所以该反应为放热反应，故答案为：放热，（或反应物的总能量大于生成物的总能量）；
②第一步的热化学方程式为①，第二步的热化学方程式为②，根据盖斯定律，由①+②可得：，故答案为：．
（5）由反应物的总键能-生成物的总键能得：，解得，故答案为：434．
12．（1） a
（2）
（3）
（4） 128
【详解】（1）根据图中电子移动方向知，放电时极（镉电池）为负极，镉失去电子发生氧化反应生成氢氧化镉，电极反应式为；放电时极为负极，充电时a极接外接电源负极作阴极，电解池中阳离子移向阴极（a极）移动．
（2）①碱性甲烷燃料电池中，左边通入甲烷，甲烷失去电子发生氧化反应，在碱性条件下生成碳酸根离子和水，作负极，为正极，极的电极反应式为；
（2）在丙图中，电极氧气得到电子发生还原反应转化为碳酸根离子，电极反应式为．
（3）以一空气电池为电源，用情性电极作电极材料电解氯化钠溶液时，a为通入氧气极，氧气得到电子发生还原反应，为正极，故电极为负极，为正极，则为阳极，为阴极；电极氯离子失去电子发生氧化反应生成氯气，反应式为电极水放电产生，根据电子守恒可知，电极析出物质的物质的量比为．
（4）左池转化通入氧气得到电子发生还原反应，通入氧气极为正极，则石墨电极为阳极，电极为阴极，铜离子在阴极银极上得到电子还原为铜单质，根据得失电子守恒可列关系式：，左池每消耗，理论上在右池极会析出．
13．（1）大于 （2）CD （3）
（4） Ⅰ到Ⅱ
【详解】（1）该反应为吸热反应，根据能量守恒，则反应物的化学键断裂要吸收的能量大于生成物的化学键形成要放出的能量，故答案为：大于；
（2）A．没有指明正、逆反应速率，不能说明是否到达平衡，若均为正反应速率，反应始终按该比例关系进行，故A错误；
B．速率之比等于化学计量数之比，则有，故时到达平衡，而时反应没有达到平衡状态，故B错误；
C．随反应进行，二氧化氮浓度增大，容器内颜色加深，当容器内气体的颜色不再变化，说明反应到达平衡，故C正确；
D．随反应进行，容器内混合气体的物质的量增大，压强增大，当混合气体的压强不再变化，说明反应到达平衡，故D正确，
故答案为：CD；
（3）①前4分钟内生成二氧化氮的浓度是，则消耗的浓度是，所以的反应速率为．
②反应进行到时，，故，故的转化率是．
（3）A．升高温度反应速率加快；
B．增大容器体积，浓度减小，反应速率减小；
C．加入合适的催化剂反应速率加快；
D．恒容条件下充入，反应物浓度不变，反应速率不变；
答案选AC．
（4）在石墨Ⅰ电极上，二氧化氮转化为五氧化二氮，元素化合价升高，失电子发生氧化反应，则石墨Ⅰ作负极，石墨Ⅱ作正极，氧气得电子与结合生成，电极反应式为．电子不能进入熔融，则电子流向：石墨Ⅰ→负载→石墨Ⅱ．
14．（1） （2）1 （3）甲
（4）的实验转化率未达到平衡转化率
在该条件下反应Ⅰ的速率大于反应Ⅲ，单位时间内生成甲醇的量比生成的量多
【详解】（1）由盖斯定律可得反应Ⅰ×2反应Ⅱ=目标方程，则
，故答案为：；
（2）由图示1可知，能垒：过渡态1>过渡态2，能垒越大反应速率越小，化学反应的决速步是由反应速率慢的一步所决定，则一定条件下，的反应速率由第1步决定的，故答案为：1；
（3）①在前，相同温度下，甲醇的物质的量分数：催化剂甲>催化剂乙，则相同温度下，催化剂效果：催化剂甲>催化剂乙；设内甲醇的变化量为，则有三段式：

起 1 3 0 0
变 a a a
终 a a
有有：，解得，所以甲醇的平均反应速率为，故答案为：甲；；
②反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动；由2可知，即平衡常数，故答案为：>；
（3）设甲醇的物质的量的变化量为，则由三段式

起 1 3 0 0
变 a a a
终 a a
有：，解得，则平衡后气体的总物质的量，反应前气体的总物质的量；由阿伏伽德罗定律的推论可知，解得；平衡时各物质的分压分别为：，平衡常数，故答案为：；
（4）①由图3可知，的实验转化率低于平衡转化率，所以实验中反应均未达到化学平衡状态，故答案为：的实验转化率未达到平衡转化率；
②在该条件下反应Ⅰ的速率大于反应Ⅲ，单位时间内生成甲醇的量比生成的量多，温度相同时选择性的实验值略高于其平衡值，故答案为：在该条件下反应Ⅰ的速率大于反应Ⅲ，单位时间内生成甲醇的量比生成的量多．A
B
C
D
探究温度对化学平衡的影响
验证勒夏特列原理
测定锌与稀硫酸反应的反应速率
探究反应物的接触面积对反应速率的影响
30
40
50
的平衡浓度
4.8
5.9
6.0
共价键
键能
436
247