福建省宁德市2022-2023学年高二上学期期末居家检测化学试题

福建省宁德市2022-2023学年高二上学期期末居家检测化学试题姓名：__________班级：__________考号：__________题号一二三总分评分一、单选题1．下列对生产生活中事实的解释错误的是选项事实解释A合成氨选择铁触媒做催化剂铁触媒能提高反应的活化能B用醋酸能除去水垢中的CaC醋酸的酸性强于碳酸C用AlAl3+和天然水中的水解相互促进，生成D用BaSO胃液中的H+对BaSO4A．A B．B C．C D．D2．下列有关芳香烃的叙述中，错误的是A．苯与浓硝酸、浓硫酸共热可反应生成硝基苯B．甲苯与氯气在光照下发生一元取代反应，主要生成C．乙苯可被酸性高锰酸钾溶液氧化为(苯甲酸)D．苯乙烯在合适条件下催化加氢可生成3．有机物R被《科学》评为2021年度十大科学突破，原因是科学家发现其可治疗创伤后应激障碍。有机物R的结构简式如图所示。下列有关R的说法正确的是（）A．分子式为C11H13NO2 B．与苯互为同系物C．能发生取代反应和加成反应 D．苯环上的一氯代物有2种4．下列说法正确的是A．所有的烷烃在光照条件下都能与氯气发生取代反应B．丙烯分子中所有的原子一定处于同一平面内C．分子式为C4H8D．丁炔在一定条件下只能发生加成反应不能发生取代反应5．下列有机物的核磁共振氢谱不是4组峰的是A． B．C． D．CH6．对于反应2NO+2H第一步：2NO⇌N第二步：N2第三步：N2上述反应中可近似认为第二步反应不影响第一步反应的平衡，下列叙述错误的是（）A．该反应的速率由第二步反应决定B．N2C．第二步反应的活化能最大D．若第一步反应的ΔH<0，则升高温度，正反应速率减小，逆反应速率增大7．在25℃时，密闭容器中X、Y、Z三种气体的初始浓度和平衡浓度如表所示，下列说法错误的是（）物质XYZ初始浓度/120平衡浓度/0.50.51A．反应可表示为X(g)+3Y(g)⇌2Z(g)B．Y的平衡转化率为75%，化学平衡常数为16C．反应前后气体总压强之比为3：2D．增大压强，平衡会正向移动，反应的平衡常数增大8．开发CO2催化加氢合成甲醇技术是有效利用CO2资源，实现“碳达峰、碳中和”目标的重要途径。某温度下，在恒容密闭容器中发生反应：COA．加入合适的催化剂，能提高单位时间内CH3OH的产量B．平衡后，升高温度有利于提高CO2的平衡转化率C．平衡后将CH3OH分离出体系，平衡平衡常数K增大D．增大体系的压强，平衡不发生移动9．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10．我国科研团队成功研究出高比能量、低成本的钠离子二次电池，其工作原理如图所示。已知电池反应：Na1-xMnO2+NaxCn⇌充电放电NaMnOA．电池放电过程中，NaMnO2/Al上的电势高于石墨烯/Al上的电势B．电池放电时，正极发生反应Na1-xMnO2+xNa++xe-=NaMnO2C．电池充电时，外接电源的负极连接NaMnO2/Al电极D．电池充电时，Na+由NaMnO2/Al电极移向石墨烯/Al电极二、填空题11．合成氨技术的发明使工业化人工固氮成为现实。请回答下列问题：（1）合成氨的反应为：2NH3(g)⇌N2(g)+3H2(g)，有关化学键的键能如表所示。化学键N≡NH-HN-H键能E/kJ·mol−1946436.0390.8①该反应的反应热ΔH=。②已知该反应的ΔS=198.9J·mol−1·K−1，在下列哪些温度下反应能自发进行？(填标号)A.25℃B.125℃C.225℃D.325℃（2）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3.0mol。①达平衡时，H2的转化率α=。②已知平衡时，容器压强为8MPa，则平衡常数Kp=(用平衡分压代替浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。（3）利用电解原理，将氨转化为高纯氢气，其装置如图所示。①阴极产生标准状况下112mL气体时，通过阴离子交换膜的离子的物质的量为；②阳极的电极反应式为。12．常温下，有浓度均为0.1mol·L-1的下列4种溶液：①NaCN溶液②NaOH溶液③CH3COONa溶液④NaHCO3溶液HCNH2CO3CH3COOHKa=4.9×10-10Ka1=4×10-7Ka2=5.6×10-11Ka=1.7×10-5（1）这4种溶液pH由大到小的顺序是(填标号)，其中②由水电离的H＋浓度为mol/L。（2）①中各离子浓度由大到小的顺序是。（3）④的水解平衡常数Kh=。（4）若向等体积的③和④中滴加盐酸至呈中性，则消耗盐酸的体积③④(填“>”“<”或“=”)。（5）25℃时，测得HCN和NaCN的混合溶液的pH=11，则c(HCN)c(CN-)约为。向NaCN溶液中通入少量CO三、综合题13．甲烷在化工领域中应用广泛，是一种重要能源。（1）一定条件下，CH4分解形成碳的反应历程如图所示。该历程分步进行，其中，第步的正反应活化能最大。（2）用甲烷催化还原氮氧化物可以消除氮氧化物污染，发生的主反应如下：①CH4(g)＋4NO2(g)=4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)ΔH1=-574.0kJ·mol−1②CH4(g)＋4NO(g)=2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)ΔH1=-1160.0kJ·mol−1③CH4(g)＋2NO2(g)=N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)ΔH3则：ΔH3=kJ·mol−1（3）如图所示，装置甲为甲烷-空气燃料电池(电解质溶液为KOH溶液)，通过装置乙实现铁棒上镀铜。①电镀结束后，装置甲溶液中的阴离子除了OH-以外还含有(忽略水解)，装置乙中Cu电极的质量将(填“变大”“变小”或“不变”)。②在此过程中每消耗2.24L(标准状况下)甲烷，理论上装置乙中阴极质量变化g。（4）模拟工业上离子交换膜法制烧碱的方法，可以用甲烷-空气燃料电池作为电源，用如图装置电解硫酸钾溶液来制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钾。①该电解槽的阴极反应式为。此时通过阳离子交换膜的离子数(填“大于”“小于”或“等于”)通过阴离子交换膜的离子数。②制得的硫酸溶液从出口(填“A”“B”“C”或“D”)导出。14．煤燃烧后的主要产物是CO、CO2.回答下列问题：（1）已知：①C(s)②C(③COΔH3=kJ⋅mol−1，在反应（2）以CO2为原料可制备甲醇：CO2(g)+3H2(①图1中N表示的是(填化学式)；0~8min内，以氢气表示的平均反应速率v(H2)=mol⋅L②在一定条件下，体系中CO2的平衡转化率(α)与L和X的关系如图2所示，L和X分别表示温度或压强。X表示的物理量是(填“温度”或“压强”)，L1(填“>”或“<”)L2。（3）向一体积为20L的恒容密闭容器中通入1molCO2发生反应：2CO

1600℃时反应达到平衡，则此时反应的平衡常数K=。15．硫酸锌是一种重要的工业原料，ZnSO4∙H2O可用于制造印染用的媒染剂，木材及皮革保存剂等。以炼锌厂锌渣为原料，含ZnO、FeO、CuO、CdO等，生产ZnSO4∙H2O的流程如下：已知：①当溶液中剩余离子浓度小于1×10-5mol∙L-1时，认为生成沉淀的反应进行完全；②常温下，Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38，Ksp[Fe(OH)2]=4.9×10-17，Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20，Ksp[Zn(OH)2]=1×10-17。（1）“酸浸”时，需不断通入高温水蒸气，其目的是(填字母)。用18mol∙L-1的浓硫酸配制3mol∙L-1H2SO4溶液，下列操作会使所配溶液浓度偏小的是(填字母)。（2）结合必要的化学反应方程式，从平衡角度解释加入ZnO得到滤渣2的原理：。除杂过程中，若控制pH=4，溶液中c(Fe3+)=mol∙L-1。结合实际生产情况一般取pH4.5~5.0，pH不宜过大的原因是。（3）滤渣3含有Zn和(写化学式)。（4）硫酸锌晶体的溶解度与温度的变化如图所示。“系列操作”是：，洗涤、干燥。

答案解析部分1．【答案】A【解析】【解答】A．催化剂可以降低反应的活化能，故A符合题意；B．醋酸和CaCOC．天然水中含有，Al3+和天然水中的水解相互促进，生成Al(OH)D．BaSO4不溶于盐酸，胃液中的H+对BaSO4故答案为：A。【分析】A.催化剂能降低反应的活化能；

B.根据强酸制弱酸原理分析；

C.铝离子水解生成氢氧化铝胶体，胶体具有较强的吸附性，能吸附水中的悬浮杂质；

D.BaSO2．【答案】B【解析】【解答】A．苯在浓硫酸、加热至50−60℃时能与浓硝酸发生硝化反应，生成硝基苯，故A不符合题意；B．甲苯在光照条件下和氯气反应发生的是烷烃基上的取代，故B符合题意；C．乙苯含有乙基，可被高锰酸钾氧化为−COOH，故乙苯能被高锰酸钾溶液氧化为，故C不符合题意；D．苯环和碳碳双键均能和氢气加成，故苯乙烯和少量的氢气加成可以生成，故D不符合题意。故答案为：B。【分析】A、苯加热和浓硝酸在浓硫酸催化下生成硝基苯；

B、甲苯和氯气光照下的取代位置为甲基上的氢原子；

C、乙苯可以被酸性高锰酸钾溶液氧化为苯甲酸；

D、苯乙烯可以和氢气发生加成反应生成乙苯。3．【答案】C【解析】【解答】A．根据R的结构简式，可知分子式为C11H15NO2，故A不符合题意；B．苯的同系物要符合通式CnH2n-6，R不是苯的同系物，故B不符合题意；C．R含有含有苯环，能发生取代反应和加成反应，故C符合题意；D．R中苯环上的一氯代物有3种，故D不符合题意；故答案为：C。

【分析】A.根据R的结构简式确定其分子式；

B.结构相似，在分子组成上相差一个或n个CH2的化合物互为同系物；

C.含有苯、烃基等，可以发生加成反应、取代反应；

D.苯环上有3种化学环境不同的氢。4．【答案】A【解析】【解答】A．烷烃的特征反应是在光照条件下能与氯气发生取代反应生成氯代烃，选项A符合题意；B．丙烯的结构简式为CH2=CHCH3，分子中与双键碳原子相连的4个原子及双键碳原子处于同一平面内，而其他的原子则不一定处于该平面内，分子中-CH3上的氢原子最多只有1个氢原子处于其他6个原子所在的平面内，选项B不符合题意；C．分子式为C4H8的烃可以是烯烃，也可以是环烷烃，环烷烃不能使酸性KMnO4溶液褪色，选项C不符合题意；D．丁烯分子中含有的碳碳双键能发生加成反应，含有的饱和碳原子一定条件下也可发生取代反应，则丁烯既可发生加成反应也可发生取代反应，选项D不符合题意；故答案为：A。

【分析】A、烷烃可以光照条件下和氯气发生取代反应；

B、共平面的判断要注意一个原子周围有3个或以上的单键连接时，最多两个单键原子共平面；

C、CnH2n的可能是烯烃，也可能是环烷烃；

D、丁炔含有单键碳原子，可以发生取代反应。5．【答案】A【解析】【解答】A．中的两个侧链不相同，共8种H，故核磁共振氢谱共8组峰，故A符合；B．为对称结构，共4种H，故核磁共振氢谱共4组峰，故B不符合；C．为对称结构，共4种H，故核磁共振氢谱共4组峰，故C不符合。D．CH故答案为：A。

【分析】核磁共振氢谱判断峰数即判断等效氢的种类；

A、8种等效氢；

B、4种等效氢；

C、4种等效氢；

D、4种等效氢。6．【答案】D【解析】【解答】A．总反应的速率由慢反应决定，所以该反应的速率由第二步反应决定，故A不符合题意；B．由总反应式可知，NO、H2是反应物，N2和H2O是生成物，则N2O和N2C．反应的活化能越大，化学反应速率越慢，第二步反应为慢反应，则第二步反应的活化能最大，故C不符合题意；D．升高温度，正、逆反应速率都增大，故D符合题意；故答案为：D。

【分析】A、反应由慢反应决定；

B、注意催化剂指的是第一反应的反应物，第二反应的生成物，中间产物指的是第一反应的生成物，第二反应的反应物；

C、速率越小，活化能越大；

D、升高温度，反应速率加快。7．【答案】D【解析】【解答】A．根据表中数据可知，该反应X，Y，Z的转化量关系为1：3：2，则该反应可以表示为X(g)+3Y(g)⇌2Z(g)，A项不符合题意；B．反应达到平衡时，Y的转化率为2−0.52C．反应前后压强之比为1+20D．K与温度有关，增大压强，该反应平衡会正向移动，反应的平衡常数不变，D项符合题意；故答案为：D。

【分析】A、结合化学计量数之比等于浓度变化量之比判断；

B、转化率=变化量/起始量；

C、总压强之比等于总物质的量之比；

D、平衡常数只受温度影响。8．【答案】A【解析】【解答】A．加入合适的催化剂，能够降低反应的活化能，缩短达到平衡所需之间，因而能提高单位时间内CH3OH的产量，A符合题意；B．该反应的正反应是放热反应，当反应平衡后，在其他条件不变时，升高温度化学平衡向吸热的逆反应分析移动，因此不利于提高CO2的平衡转化率，B不符合题意；C．化学平衡常数只与温度有关，温度不变，化学平衡常数就不变。因此当反应达到平衡后，将CH3OH分离出体系，该反应的平衡常数K不变，C不符合题意；D．该反应的正反应是气体体积减小的反应，在其他条件不变时，增大体系的压强，化学平衡向气体体积减小的正反应方向移动，D不符合题意；故答案为：A。

【分析】A、催化剂不影响平衡移动；

B、升高温度平衡朝逆向移动，二氧化碳转化率减小；

C、平衡常数只受温度影响；

D、增大压强，平衡朝正向移动。9．【答案】D【解析】【解答】A．由反应历程示意图可知生成CH3COOH总反应方程式为CH4+CB．根据图示，①的总能量高于②的总能量，①→②放出能量，对比①和②，①→②形成了C-C键，B不符合题意；C．根据图示，可知由②得到CH3COOH的过程中形成了氧氢键，C不符合题意；D．催化剂可降低活化能，但不改变焓变，不影响化学平衡，则不能提高反应物的平衡转化率，D符合题意；故答案为：D。

【分析】A、原子利用率100%即发生化合反应或者加成反应；

B、反应物的总能量大于生成物的总能量，反应放热，反之反应吸热；

C、结合图示可以知道②得到CH3COOH的过程中形成了氧氢键；

D、催化剂不影响焓变和转化率。10．【答案】C【解析】【解答】A．电池放电过程中，负极是石墨烯/Al，正极为NaMnO2/Al，则NaMnO2/Al上的电势高于石墨烯/Al上的电势，A不符合题意；B．电池放电时，正极上钠离子得电子发生还原反应，电极方程式为：Na1-xMnO2+xNa++xe-=NaMnO2，B不符合题意；C．电池充电时，外接电源的负极连接阴极即石墨烯/Al电解，而外接电源的正极连接阳极即NaMnO2/Al电极，C符合题意；D．电池充电时，Na+由阳极移向阴极，即由NaMnO2/Al电极移向石墨烯/Al电极，D不符合题意；故答案为：C。

【分析】根据电池反应可知，该原电池放电时，NaxCn发生氧化反应生成C，则石墨烯/Al为负极，负极反应为NaxCn-xe-=nC+xNa+，NaMnO2/Al为正极，电极反应为Na1-xMnO2+xNa++xe-=NaMnO2；充电时为电解池，阳极与外加电源正极相接，阴极与外加电源负极相接，阳极、阴极反应式与正极、负极反应式正好相反。11．【答案】（1）+90.8kJ·mol−1；CD（2）50%；1/12（或0.083或0.08）（3）0.01mol；2NH3-6e−+6OH−=N2+6H2O【解析】【解答】（1）①反应热等于反应物的总键能减去生成物的总键能，ΔH=6×390.8kJ·mol−1-946kJ·mol−1-3×436kJ·mol−1=+90.8kJ·mol−1。②自由能ΔG=ΔH-TΔS，当ΔG＜0时，反应能自发进行，ΔS=198.9J·mol−1·K−1，90.8kJ·mol−1-T×0.1989kJ·mol−1·K−1＜0，可得T＞456.5K，转化温度单位为T＞183.5℃，故故答案为：CD。（2）根据题中数据可写出三段式：N平衡时，1-x+3-3x+2x=3mol，x=0.5mol①H2的转化率α=②，化简后代入p=8MPa，可得Kp=112（3）根据化合价的变化判断出阳极为NH3放电生成N2，阴极为H2O放电生成H2，电解质溶液为KOH，故电极反应为阳极：2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O；阴极：6H2O+6e-=3H2↑+6OH-。①阴极产生H2标况下112mL，即0.005mol，根据电极反应可知，生成OH-为0.01mol，故通过阴离子交换膜的离子为0.01mol。②阳极电极反应为：2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O。

【分析】（1）①△H=反应物总键能-生成物总键能；

②判断反应能否自发进行，要结合ΔG=ΔH-TΔS＜0判断；

（2）①结合三段式和题目所给数据判断转化率；

②分压平衡常数的计算要结合总物质的量和总质量判断；

（3）①结合公式n=V/Vm和电子与气体的物质的量之比判断；

②氨气失去电子和氢氧根反应生成氮气和水。12．【答案】（1）②>①>④>③；1.0×10-13（2）c(Na＋)>c(CN-)>c(OH-)>c(H＋)（3）2.5×10-8（4）＜（5）0.02；CN-＋CO2＋H2O=HCN＋HCO3【解析】【解答】（1）相同浓度的4种溶液中，NaCN溶液水解显碱性，NaOH溶液为强碱溶液，CH3COONa溶液水解显碱性，NaHCO3溶液水解显碱性，因为酸性：CH3COOH>H2CO3>HCN>HCO3−，越弱越水解，因此溶液的碱性：②>①>④>③，4种溶液pH由大到小的顺序是②>①>④>③；0.1mol·L-l的NaOHpH=13，溶液中氢离子全部由水电离，所以由水电离的c水(H＋)=1.0×10-13mol·L-1（2）NaCN溶液中CN-水解，溶液显碱性，但水解是微弱的，所以离子浓度大小关系为c(Na＋)>c(CN-)>c(OH-)>c(H＋)；（3）Kh=c(H2CO3)（4）等体积等浓度的CH3COONa溶液和NaHCO3溶液中NaHCO3水解程度大于醋酸钠，溶液的碱性强于CH3COONa，滴加盐酸至呈中性，则消耗盐酸的体积③＜④；（5）由HCN的电离常数Ka=c(H+)×c(CN-)c(HCN)可知，c(HCN)c(CN-)=c(H+)Ka=1.0×10−114.9×1

【分析】（1）电离平衡常数越大则酸性越强；

（2）CN-水解生成氢氧根和HCN，则氢氧根浓度大于氢离子浓度；

（3）水解平衡常数=水的离子积常数/电离平衡常数；

（4）等体积等浓度的醋酸钠和碳酸氢钠，碱性越强，则消耗的醋酸越多；

（5）氰酸根和二氧化碳、水反应生成氰化氢和碳酸氢根。13．【答案】（1）4；4（2）-867（3）CO32-（4）2H2O+2e−=H2↑+2OH−；大于；A【解析】【解答】（1）由图可知，反应过程中能量变化出现了4个峰，即吸收了4次活化能，经历了4步反应；且从左往右看4次活化能吸收中，第4次对应的峰最高，即正反应方向第4步吸收的能量最多，对应的正反应活化能最大；（2）由热化学方程式可知，③式可由由12×(①+②)得到，根据盖斯定律，ΔH3=1（3）①a是燃料电池的负极，负极发生氧化反应，a极的电极反应是CH4-8e-+10OH-=CO32−+7H2O，因此溶液中存在CO32−；乙装置中Cu电极为阳极，阳极反应Cu-2e-=Cu②CH4的物质的量为2.24L22.4L/mol=0.1mol，转移电子的物质的量为0.8mol，乙装置中阴极反应为Cu2+（4）①若用如图装置电解硫酸钾溶液来制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钾，阴极是水得到电子生成OH-和H2，2H2O+2e−=H2↑+2OH−；阳极是水失去电子生成H+、O2，2H2O-4e−=O2↑+4H+，K+穿过阳离子交换膜进入阴极区形成KOH，SO42-穿过阴离子交换膜进入阳极区形成H2SO4，根据电荷守恒，K+②H2SO4在阳极区形成，B出的是气体，即O2，H2SO4从A口出。

【分析】（1）有多少组峰则有多少步反应，活化能越大则上升的峰值越高；

（2）盖斯定律的应用要注意，判断列出的热化学方程式的对应关系，左右两边相同的物质互相抵消则相加，在同一边相同的物质互相抵消则相减；

（3）①甲烷燃料电池在碱性条件下不会生成二氧化碳而是生成碳酸根；

②结合公式n=V/Vm和化学计量数之比等于物质的量之比判断；

（4）①阴极为氢离子放电，其电极反应式为水得到电子生成氢气和氢氧根离子；

②硫酸根离子为阴离子，移向阳极，同时氢氧根离子在阳极放电，氢离子浓度增加，形成硫酸。14．【答案】（1）+41.3；不变（2）CO2；0.28；压强；<（3）0.0125【解析】【解答】（1）已知：①C(s)+H②C(s)+2H根据盖斯定律，由①-②得反应③COΔH3=+131.3kJ⋅mol−1催化剂只能改变反应历程，不能改变焓变，故在反应①的体系中加入催化剂，ΔH（2）①图中M、N是CO2(g)和CH3OH(g)浓度随时间的变化曲线，N浓度减小，故为反应物，因此N表示的是CO2；根据三段式，有：C0~8min内，以氢气表示的平均反应速率v(H2)=2.25mol1L②该反应为气体体积减小的放热反应，利用勒夏特列原理分析，升温平衡向吸热反应方向移动，增大压强平衡向气体体积减小的方向移动，由图像可知，X增大CO2的平衡转化率(α)增大，说明平衡正向移动，则X为压强，L为温度变化，温度升高平衡逆向移动，二氧化碳转化率降低，则L1<L2；答案为压强；<；（3）图像中减少的为二氧化碳，平衡体积分数为40%，1600℃时反应达到平衡，设二氧化碳消耗浓度为x，则：2C0.05