北京市昌平某中学2024-2025学年高二年级上册化学期中试卷（含解析）

昌平一中2024-2025学年第一学期期中高二年级学情调研

化学试卷

(满分100分，考试时间90分钟)

可能用到的相对原子质量：H-lC-12N-140-16S-32Fe-56Cu-64

第一部分选择题(共42分)

本部分共21道小题，每小题2分，共42分。请在每小题列出的4个选项中，选出符合题目

要求的1个选项。

1.下列装置或过程能实现化学能转化为电能的是

A.AB.BC.CD.D

【答案】C

【解析】

【详解】A.太阳能电池是将太阳能转化为电能，选项A错误；

B.风力发电是将风能转化为电能，选项B错误；

C.普通锌锦电池为原电池，是将化学能转化为电能，选项C正确；

D.天然气燃烧是将化学能转化为热能和光能，选项D错误；

答案选C。

2.在2L的密闭容器中进行反应A(g)+3B(g)=2c(g),2min内A的物质的量由Imol减小到0.6

mol,则用B的浓度变化表示的反应速率为

A.0.3mol/(L,min)B.0.2mol/(L,min)C.0.1mol/(L,min)D.0.05mol/(L,min)

【答案】A

【解析】

【详解】在2L的密闭容器中进行反应A(g)+3B(g)U2c(g),0〜2min内A的物质的量由Imol减小到

1.2mol

0.6mol,则B的物质的量变化量为L2moL用B的浓度变化表示的反应速率v(B尸

2Lx2min

=0.3mol/(L•min)；故答案为A。

1

3.密闭高炉中发生反应：Fe2O3(s)+3CO(g)/2Fe(s)+3CO2(g)AH=-24.73kJ-mol，若其他条

件不变，下列措施能使平衡逆向移动的是

A.增大Fe的投加量B.升高温度C.及时排出CO2D,加入催化剂

【答案】B

【解析】

【详解】A.由于Fe为固体，增大Fe的投加量，不影响反应速率，平衡不移动，故A不符合题意;

B.该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，故B符合题意；

C.及时排出CO2,减小生成物浓度，平衡正向移动，故c不符合题意；

D.加催化剂，不影响平衡移动，故D不符合题意；

故答案选B。

4.铜锌原电池的装置如下图，下列说法正确的是

(含KC1饱和溶液的琼胶)

A.Zn极发生还原反应B.Cu极电极反应式为Cu+2e-=Ci?

C.盐桥中C「进入ZnSO4溶液D.电子由Cu电极流向Zn电极

【答案】C

【解析】

【分析】锌比铜活泼，铜锌原电池中锌发生失电子的氧化反应、为负极，Cu作正极，负极反应式为Zn-2e-

=Zn2+,正极反应式为Cu2++2e=Cu,原电池工作时，电子由负极经外电路流向正极，阳离子向正极移动，阴

离子向负极移动，据此分析解答。

【详解】A.铜锌原电池中锌发生失电子的氧化反应生成Zn2+,故A错误；

B.铜锌原电池工作时，Cu作正极，正极反应式为Cu2++2e=Cu,故B错误；

C.铜锌原电池工作时锌作负极，Cu作正极，阴离子向负极移动，即盐桥中Cl进入ZnSCU溶液，故C正

确；

D.铜锌原电池工作时锌作负极，Cu作正极，电子由负极经外电路流向正极，即电子由Zn电极流向Cu电

极，故D错误；

答案选C。

5.下列关于化学反应方向的说法正确的是

A.凡是放热的反应都是自发反应B.凡是需要加热才发生的反应都是非自发反应

C.凡是燧增的反应都是自发反应D.反应是否自发，需要综合考虑反应焰变和燧变

【答案】D

【解析】

【详解】A.反应自发与非自发进行不能仅由焰变决定，而是由焰变和嫡变共同决定，A错误；

B.△"TAS<0的反应可自发进行，也可能需要加热，则需要加热的反应可能为自发进行的反应，B错

误；

C.△"TAS<0的反应可自发进行的反应，AH<0,AS>。的反应在低温下是自发进行的反应，若△#>(),

△S>0,在低温下反应是非自发进行的反应，c错误；

D.反应是否自发进行，由嫡变、蜡变、温度共同决定，非自发反应在改变条件下可以发生，反应是否自

发，需要综合考虑反应焰变和嫡变，D正确；

故合理选项是D。

6.一定温度下的密闭容器中，发生可逆反应H2(g)+[2(g)-^2Hl(g),下列情况不熊说明该反应达到平

衡状态的是

A.H2>I2、HI的浓度不再改变

B.浓度商等于化学平衡常数

C.单位时间内生成nmolH2，同时生成2nmolHI

D.容器的总压强不再变化

【答案】D

【解析】

【详解】A.H2,I2、HI的浓度不再改变，说明反应达到平衡状态，A不符合题意；

B.浓度商等于化学平衡常数平衡不再移动，达到平衡状态，B不符合题意；

C.单位时间内生成nmolH2,同时生成2nmolHI说明正逆反应速率相等，达到平衡，C不符合题意；

D.反应为气体分子数不变的反应，总压强为定值，压强不变不能说明达到平衡，D符合题意;

故选D。

7.下列事实能用平衡移动原理解释的是

A.H2O2溶液中加入少量Mn。？固体，促进Hz。？分解

B.密闭烧瓶内的NO2和N2O4的混合气体，受热后颜色加深

C.带活塞密闭容器内存在H2(g)+h(g)=2Hl(g)平衡，向外拉动活塞颜色变浅

D.锌片与稀H2sO,反应过程中，加入少量CuSC)4固体，促进H2的产生

【答案】B

【解析】

【详解】A.MnO2作H2O2分解的催化剂，催化剂只改变化学反应速率，不影响平衡移动，所以不能用平

衡移动原理解释，故A不选；

B.2NO2(g)#N2O4(g)AH<0,密闭烧瓶内的NCh和N2O4的混合气体，加热，平衡逆向移动，导致c(NC)2)

增大，气体颜色加深，能用平衡移动原理解释，故B选；

C.该反应前后气体计量数之和不变，改变压强，平衡不移动，所以向外拉动活塞颜色变浅，是因为容器

体积增大导致C(l2)减小，与平衡移动原理无关，不能用平衡移动原理解释，故C不选；

D.Zn能置换出Cu,Zn、Cu和稀硫酸构成原电池而促进H2的产生，与平衡移动原理无关，不能用平衡移

动原理解释，故D不选；

答案选B

8.氯碱工业的原理如图所示，下列说法中不无聊的是

食盐水

A.电极a接电源的正极

B.电极b上电极反应为：2H2O+2e=H2T+2OH

C.Na+透过阳离子交换膜由左向右移动

+通电小小

+

D.总离子反应为：2C1+2H^H2T+C12T

【答案】D

【解析】

【分析】电解饱和食盐水，连接正极的阳极上氯离子失电子产生氯气，故电极a为阳极，连接电源的正极;

连接负极的阴极上水得电子产生氢气和氢氧根，故电极b为阴极，连接电源的负极。

【详解】A.根据分析可知，电极a接电源的正极，选项A正确；

B.电极b为阴极，电极上水电离产生的氢离子得电子产生氢气，电极反应为：2H2O+2e=H2T+2OH-,选

项B正确；

C.电解池中阳离子定向移动到阴极，故Na+透过阳离子交换膜由左向右移动，选项C正确；

通电

D.氯碱工业为电解饱食盐水生成氢氧化钠、氢气和氯气，总反应为：2C「+2H2。=H2T+CI2T+2OH-,

选项D错误；

故答案选D。

9.一定条件下，通过下列反应可实现燃煤烟气中硫的回收：SC>2（g）+2CO（g）、催化剂、2CC>2（g）+S（l）

AH<0,若反应在恒容的密闭容器中进行，下列有关说法正确的是

A.增大CO的浓度，平衡正向移动，平衡常数K值不变

B.平衡前后，容器内压强始终不变

C.平衡时，升高温度可提高SO2的转化率

D,加入催化剂，反应速率加快，SO2的平衡转化率增大

【答案】A

【解析】

【详解】A.增大CO的浓度，平衡正向移动，平衡常数只与温度有关，温度不变，平衡常数不变，故A

正确；

B.该反应是一个反应前后气体体积减小、放热的可逆反应，在反应达到平衡之前，随着反应的进行，气

体的物质的量逐渐减小，则容器的压强在逐渐减小，故B错误；

C.该反应的正反应是放热反应，升高温度平衡向逆反应方向移动，抑制了二氧化硫的转化，所以二氧化

硫的转化率降低，故C错误；

D.加入催化剂，反应速率加快，SO2的平衡转化率增大，但平衡不移动，则SO2得平衡转化率不变，故

D错误；

故答案选A。

10.下列有关H2（g）+5（D2（g）=H2O（l）AH=-285.8kJ・mol」的说法，不巧蒯勺是

A.断开1molH-H和0.5mol0=0吸收的总能量大于形成2mol0-H放出的总能量

B.若生成1molH2O（g）放出的热量小于285.8kJ

C.1mol液态水与1mol水蒸气所具有的内能不同

D.1molH2（g）和0.5molCh（g）的总能量比1mol口0（1）的总能量高285.8U

【答案】A

【解析】

【详解】A.生成液态水反应的焰变AH等于断开ImolH-H和0.5mol0=0所需总能量减去形成2moiO-H

释放的总能量，则该反应的AH<0,故断开ImolH-H和0.5mol0=0所需总能量小于形成2moi0-H释放的

总能量，故A错误；

B.气态水的能量高于液态水，所以若生成lmolH2O（g）放出的热量小于285.8kJ,故B正确；

C.气态水能量高于液态水，所以Imol液态水与Imol水蒸气所具有的内能不同，故C正确；

D.该反应为放热反应，lmolH2（g）和0.5molO2（g）的总能量比ImolHzOQ）的能量高285.8kJ,故D正确；

故答案选A。

11.图I的目的是精炼铜（粗铜中含有锌、铁、银、金等杂质），图II的目的是保护钢闸门。下列说法不正螂

的是

阴极阳极

B.图I中电解质溶液中c（Cu2+）减小

C.图II中如果a、b间连接电源，则a连接负极

D.图H中如果a、b间用导线连接，则X可以是铜

【答案】D

【解析】

【分析】精炼铜（粗铜中含有锌、铁、银、金等杂质），粗铜为阳极，纯铜为阴极；若采用外加电流的阴极保

护法保护钢闸门，钢闸门为阴极，X为阳极；若采用牺牲阳极的阴极保护法，则钢闸门为正极，X为负极。

【详解】A.粗铜精炼时，粗Cu作阳极，精Cu作阴极，图I中a为纯铜，A正确；

B.图I是电解池，粗Cu作阳极，粗铜中含有锌、铁、银、金等杂质，锌、铁均比Cu活泼，故锌优先在

阳极放电，CM+比Zd+氧化性强，优先在阴极放电，故c(Cu2+)减小，B正确；

C.图II的目的是保护钢闸门，钢闸门只能作为阴极才能得到保护，应外接电源的负极，a连接负极，C正

确；

D.图II中如果a、b间用导线连接，则形成原电池，若X是铜，则铜为正极，钢铁为负极，铁失电子加快

腐蚀，D错误；

故答案选D。

12.已知反应：X(g)+Y(g)=^2Z(g)AH<0,400℃时该反应的化学平衡常数K=l。一定条件下，分别

在甲、乙、丙3个恒容密闭容器中加入X和Y,反应体系中各物质的物质的量浓度的相关数据如表：

起始时物质的浓度分钟时物质的浓・

容温度/(mol,L-i)10/(molL-i)

器/℃

c(X)c(Y)c(Z)

甲400110.5

乙Ti110.4

丙40012a

下列说法中，不正确的是

A.甲中，10分钟内X的化学反应速率：v(X)=0.025mol«L1«min1

B.甲中，10分钟时反应已达到化学平衡状态

C.乙中，可能Ti<400℃

D.丙中,a>0.5

【答案】B

【解析】

【详解】A.甲中，10分钟时生成了0.5mol/L的的Z,根据方程式可知，反应掉的X的浓度为

0.25mol/L,则10分钟内X的化学反应速率：v(X)=0.025mol«L1«min-1,A正确；

B.在10分钟时，由表格知生成的Z的浓度为0.5moI/L,则X、Y都反应掉了0.25mol/L,还剩余

0.52

0.75mol/L,由此算出此时的浓度增为Qc=。0.4<1,即反应正向进行，平衡正向移动，B错

0.75x0.75

误;

C.乙中，X、Y的起始浓度相同，但10分钟后生成物Z的浓度却比甲要小，说明乙容器中反应速率比乙

容器小，则可以为降温温度导致，故c正确；

D.对比甲和丙，丙中增加了Y的浓度，则反应速率加快，相同时间之内生成的Z更多，故丙中a>0.5,D

正确；

故选B。

13.298K时，在含有Pb2+、S/+的某溶液中，加入过量金属锡(Sn),发生反应：

Sn(s)+Pb2+(aq)^Sn2+(aq)+Pb(s),体系中c(Pb?+)和出心)变化关系如图所示。下列说法不正确的

B.298K时，该反应的平衡常数K=2.2

C.往平衡体系中加入Pb后，c(Pb2+)增大

D.往平衡体系中加入少量SnCL固体后，c(Pb2+)增大

【答案】C

【解析】

【详解】A.化学平衡常数是可逆反应达到平衡状态时各种生成物浓度暴之积与各种反应物浓度暴之积的

比，则反应Sn(s)+Pb2+(aq)-Sn2+(aq)+Pb(s)的化学平衡常数飞A正确;

B.根据图象可知在298K时反应达到平衡时，c(Pb2+)=0.10mol/L,c(Sn2+)=0.22mol/L,所以该温度下的化

2+

cT(Sn)_Q.22_22

学平衡常数K二B正确;

2+

c¥(Pb)0.10'

C.Pb是固体，其浓度不变，所以向平衡体系中加入固体Pb后，c(Pb2+)不变，C错误；

D.往平衡体系中加入少量SnCb固体后，SnCL固体电离产生ST+,使c(Sn2+)增大，化学平衡逆向移动,

导致c(Pbz+)增大，D正确；

故合理选项是C。

14.科研人员利用电解法在催化剂表面结合N2和C。2制备尿素［CO(NH2)21，反应机理如下图。

下列说法不正确的是

A步骤①中形成极性共价键

B.步骤②中有H?。生成

C.步骤④中的反应物做阳极反应物

D.步骤⑤制得尿素应在阴极区域完成相应收集

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】A.步骤①中CO?得电子并结合H+形成了0-H极性共价键，故A正确；

B.步骤②中HCCh得到电子，结合H+生成了CO,根据质量守恒有H2O生成，故B正确；

C.电解池中阳极失电子，阴极得电子，步骤④中CON2得到电子，所以反应物CON2做阴极反应物，故C

错误;

D.步骤⑤反应物得到电子，结合H+生成尿素，所以制得尿素应在阴极区域完成相应收集，故D正确;

故选C。

15.一定条件下，反应H2(g)+Br2(g)=2HBr(g)的速率可表示为¥=1仁'1(国”伊马)/(1®!'),其中k

为反应速率常数。该反应在不同浓度下的反应速率如下:

11

c(H2)/(mol•L-)c(Br2)/(mol•L-)c(HBr)/(mol•L")反应速率

0.10.12V

0.10.428v

0.20.4216v

0.20.1X4v

根据表中的测定数据判断，下列结论不亚确的是

A.a、P的值分别为1、1.5

B.表中x的值为2

C.反应体系的三种物质中，Brz(g)的浓度对反应速率影响最大

D.同时减小H2(g)和HBr(g)浓度，反应速率不一定增大

【答案】B

【解析】

【详解】A.由第2、3组实验数据：当c(Br2)=0.4mol/L,c(HBr)=2mol/L,c(H2)由0.1mol/L变为0.2

mol/L,H2的浓度是原来的2倍，化学反应速率就由8V变为16v,化学反应速率也是原来的2倍，说明

a=l；由第1、2组实验数据：当C(H2)=0.1mol/L,c(HBr)=2mol/L时，c(Br2)由0.1mol/L变为0.4mol/L浓

度是原来的4倍，化学反应速率由v变为8v,是原来的8倍，带入速率公式可得0=1.5,A正确；

15115

B,将第一组、第四组数据带入速率公式％=kd(H2)C(Brjc(HBr)=kxO.lxO.l义21=v,

V4=kci(H2)c"(Br2)c[(HBr)=kxO.2xO.l"xx」=4v,解得x=l,B错误；

C.由于在化学反应速率公式中，速率与c(H2)呈正比，是c(Br2)的1.5次累，而与c(HBr)成反比，因此反

应体系的三种物质中，Bn(g)的浓度对反应速率影响最大，C正确；

D.根据速率公式中速率大小与c(H2)、c(HBr)的关系，若c(H2)、c(HBr)减小倍数相同，则化学反应速率不

变；若减小倍数不同，反应速率可能是增大，也可能是减小，D正确；

故答案选B。

O

16.硫酸可以在甲酸(％口)分解制CO的反应进程中起催化作用。如图1为未加入硫酸的反应进程，如

H'O"

图2为加入硫酸的反应进程。

EE

H2O+CO

总

反应进程

如图1

下列说法不正破的是

A.甲酸分解制CO的反应△”>()

B.未加入硫酸的反应进程中不涉及到化学键的断裂与形成

C.加入硫酸的反应进程中②一③步反应速率最慢

D.AEj>AE3,AE2=AE4

【答案】B

【解析】

【详解】A.根据图示可知甲酸分解制CO时反应物的能量比生成物的低，说明发生该反应是吸热反应，

所以反应热△反>0,A正确；

B.硫酸是该反应的催化剂，未加入硫酸时也发生了化学反应，因此涉及到化学键的断裂与形成，B错

误；

C.反应的活化能越大，发生反应就越难进行，化学反应速率就越慢。根据图示可知：加入硫酸的反应进

程中②一③步活化能最大，因此该步的化学反应速率最慢，C正确；

D.根据图1可知AE/AEs，由于加入催化剂后只能改变反应途径，不能改变反应物与生成物的能量，因

此无论是否使用催化剂，其反应热不变，所以反应热AE2=AE4,D正确;

故合理选项是B。

17.研究人员成功实现在常温常压下用氮气和水生产氨气，原理如图所示。下列说法正确的是

NH,

电解质

溶液

空气

A.图中能量转化方式只有2种

B.H+向a极区移动

+

C.b极发生的电极反应式为：N2+6H+6e=2NH3

23

D.a极上每产生标况下22.4LO2转移的电子数约为2X6.02X10

【答案】c

【解析】

【分析】由图可知，该装置为电解装置，其中风能和太阳能转化为电能，电能又转化为化学能，a极电解池

的阳极，水在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，电极反应式为2H2O-4e=O2t+4H+,b极为阴

极，酸性条件下，氮气在阴极得到电子发生还原反应生成氨气，电极反应式为N2+6D+6H+=2NH3。

【详解】A.图中能量转化方式有风能转化为电能、太阳能转化为电能、化学能转化为电能等，A项错

误；

B.b极氮气转化为氨气，氮元素化合价降低被还原，为阴极，故H+向阴极b极区移动，B项错误；

C.b极为阴极，发生的电极反应为：N2+6H++6e-=2NH3,C项正确；

D.a极为阳极，电极反应为2H2。一4e-=O2t+4H+,每产生标准状况下22.4LO?流过电极的电子数一定

为4X6.02X1023,D项错误；

故答案选C。

18.高铁酸钠(NazFeCU)是一种新型绿色水处理剂。工业上可电解浓NaOH溶液制备NazFeCU其工作原理如

图所示，两端隔室中的离子不能进入中间隔室。下列说法不亚颂的是

离

子

离

子

交

交

换

换

膜

膜ab

//

三三三三三三三三二二L乙溶液

——--

II

(含少量NaOH)浓NaOH溶液

A.铜电极连接电源的负极

-+

B.阳极电极反应式为：Fe+4H2O-6e=FeO4+8H

C.离子交换膜a是阳离子交换膜

D.甲溶液可循环利用

【答案】B

【解析】

【分析】根据工业上电解浓NaOH溶液制备NazFeCU,故铁做阳极，电极反应为:Fe-6e-+8OH=FeO0+4H2O,

导致阳极室阴离子所带负电荷减少，故中间隔室中的OH-移向阳极室；铜棒做阴极，水电离出的氢离子放

电生成氢气和氢氧根，故电极反应为2H2O+2e=H2t+2OH1导致阴极室溶液产生大量OH［则吸引中间

隔室中的Na+移向阴极室，故所得溶液甲为浓的NaOH溶液，中间隔室中的NaOH溶液浓度降低，据此分析

解题。

【详解】A.经分析可知，铜棒做阴极，与电源负极相连，故A正确;

B.根据工业上电解浓NaOH溶液制备NazFeCU,铁做阳极，电极反应为：Fe-6e+8OH=FeOf+4H2O,故

B错误；

C.通过离子交换膜a的是Na+,故为阳离子交换膜，故C正确；

D.甲溶液为浓的氢氧化钠溶液，故可再循环利用于该电解池，故D正确；

故答案选B。

19.在恒容密闭容器中进行反应：2CO2(g)+6H2(g)^C2H5OH(g)+3H2O(g)o在某压强下起始时按

n(H2)

不同氢碳比投料(如图中曲线①②③)，测得CO2的平衡转化率与温度的关系如图所示，下列有

n(CO2)

关说法正确的是

40050060070080077K

A.该反应的AH>0

B.氢碳比：①，②〉③

C.其他条件相同时，增大容器的容积可提高CCh的平衡转化率

D.若达到相同的CO2平衡转化率，氢碳比越大，对应的反应温度越低

【答案】B

【解析】

【详解】A.根据图像可知，在氢碳比相等的条件下，随着温度的升高，CCh的转化率降低，说明升高温

度，平衡向逆反应方向移动，因此正反应是放热反应，AHO,A错误；

B.氢碳比［/二越大,相当于增大H2的浓度，平衡正向移动，CCh的转化率越高，根据图像可知，

n(CO2)

在温度相等的条件下，CO2的转化率：①，②〉③，则氢碳比：①，②〉③，B正确；

C.正反应是气体体积减小的反应，因此其他条件不变的情况下，增大容器的体积，压强减小，平衡向逆

反应方向移动，会使CO2的转化率减小，c错误；

D由图可知‘升高温度’8的平衡转化率减小，氢碳比［方n(H"2曾)大’平衡正向移动’82的平衡

转化率增大，若达到相同的CCh平衡转化率，氢碳比越大，对应的反应温度越高，D错误;

故选B。

20.探究浓度对2Fe3++21U2Fe2++L的影响，进行如下实验:

饱和KSCN

5mL0.05mol/L<CC14

溶液

QKI溶液振荡

分两份!;一下层显极浅的紫色

CC14

5mL0.05mol/L振荡

FeJ溶液

、下层呈紫红色

I

下列说法不正确的是

A.II中，加入的SCN-结合Fe3+,使平衡逆向移动

B.III中含有12

c,比较溶液中的c(r)：II>IV

D.IV中不含有Fe3+

【答案】D

【解析】

【分析】实验目的是探究浓度对平衡的影响，【中发生反应2Fe3++2rU2Fe2++L并达到化学平衡，II中加

入饱和KSCN溶液，KSCN结合Fe3+使Fe3+浓度减小，平衡往左向移动，从而L的量减小，故III中萃取出

来的12较少，颜色较浅。

【详解】A.I中发生反应2Fe3++21U2Fe2++l2并达到化学平衡，II中加入的SCN结合Fe3+,Fe3+浓度减

小，平衡逆向移动，A正确；

B.I中发生反应2Fe3++2I-U2Fe2++b并达到化学平衡，II中加入饱和KSCN溶液，KSCN结合Fe3+{t

Fe3+浓度减小，平衡往左向移动，从而上的量减小，III中仍含有L,B正确；

C.I中发生反应2Fe3++2I-U2Fe2++b并达到化学平衡，II中加入饱和KSCN溶液，KSCN结合Fe3+使

Fe3+浓度减小，平衡往左向移动，I浓度增大，则c(I-)：II>W,C正确；

D.I中发生反应2Fe3++21U2Fe2++l2并达到化学平衡，该反应为可逆反应，Fe3+不能完全被还原，IV中

仍含有Fe3+,D错误；

故选D。

21.CO2捕获和转化可减少CO2排放并实现资源利用，原理如图1所示。反应①完成之后，以N2为载气，

以恒定组成的N2、CH4混合气，以恒定流速通入反应器，单位时间流出气体各组分的物质的量随反应时间

变化如图2所示。反应过程中始终未检测到C02,在催化剂上有积碳。

'3时间/min

图2

下列说法不正破的是

催化剂

A.反应①为CaO+CO2=CaCO3；反应②为CaCO3+CH4^^CaO+2CO+2H2

催化齐U

B.ti~t3,n(H2)比n(CO)多，且生成H2速率不变，可能有副反应CH4^=C+2H2

C.t2时刻，副反应生成H2的速率大于反应②生成H2速率

D.t3之后，生成CO的速率为0,是因为反应②不再发生

【答案】C

【解析】

【详解】A.由题干图1所示信息可知，反应①为CaO+CO2=CaCO3,结合氧化还原反应配平可得反应②为

催化剂

CaCO3+CH4CaO+2CO+2H2,A正确；

B.由题干图2信息可知，ti~t3,n(H2)比n(CO)多，且生成H2速率不变，且反应过程中始终未检测到CC>2,

催化剂

在催化剂上有积碳,故可能有副反应CH4C+2H2，反应②和副反应中CH4和比的系数比均为1:2,

B正确；

C.由题干反应②方程式可知，H2和CO的反应速率相等，而t2时刻信息可知，H2的反应速率未变，仍然为

2mmol/min,而CO变为l~2mmol/min之间，故能够说明副反应生成H2的速率小于反应②生成H2速率，C

错误；

D.由题干图2信息可知，t3之后，CO的速率为0,CH4的速率逐渐增大，最终恢复到1,说明生成CO的

速率为0,是因为反应②不再发生，而后副反应逐渐停止反应，D正确；

答案选C。

第二部分非选择题(共58分)

22.工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破。1909年哈伯在实验室中首次利用氮气与氢气反应合成

氨：N2(g)+3H2(g)^2NH3(g),实现了人工固氮。

(1)该反应的化学平衡常数表达式为o

(2)测得在一定条件下氨的平衡含量如下表。

温度压强氨的平衡含

/℃/MPa量

2001081.5%

550108.25%

①该反应为放热反应，结合表中数据说明理由o

②哈伯选用的条件是550℃、lOMPa,而非200℃、lOMPa,可能的原因是。

(3)某温度下，将N2和H2按一定比例充入1L恒容容器中，平衡后测得数据如下表:

N2H2NH3

平衡时各物质的物质的量

1.003.001.00

/(mol)

①此条件下H2的平衡转化率==(保留一位小数)

②若平衡后，再向平衡体系中加入N2、H2和NH3各LOOmol,此时反应向方向(填“正反应”或

“逆反应”)，结合计算说明理由：o

(4)合成氨生产流程示意图如下。

①流程中，有利于提高原料利用率的措施是;有利于提高单位时间内氨的产率的措施有

(每空至少答出两点)

②“干燥净化”中，有一步操作是用铜氨液除去原料气中的CO,其反应为：

++

[Cu（NH3）2]+CO+NH3[Cu（NH3）3CO]AH<0„对吸收CO后的铜氨废液应该怎样处理？请提

出你的建议：。

（5）实验室研究是工业生产的基石。下图中的实验数据是在其他条件不变时，不同温度（200℃、400℃、

600℃）、压强下，平衡混合物中NH3的物质的量分数的变化情况。

%

/

凝

东

酬

S

眼

聚

S

K

N

①曲线a对应的温度是

②M、N、Q点平衡常数K的大小关系是

c2（NH3、

【答案]（1）\

C（N2）C（H2）

（2）①.温度升高，氨的平衡含量下降，即平衡逆向移动，即逆反应方向为吸热反应，说明该反应为

放热反应②.550℃、lOMpa的条件下，催化剂活性最好，可以提高合成氨的反应速率

』(叫)I21

（3）①.33.3%②.正反应③.该温度下，K=—:3/=—,力口入、和

7—3、=—3N2H2NH3

c(N2)C(H2)1X327

221

各LOOmol后，Q=-------=一<K,即平衡向正反应方向进行

2x4332

（4）①.加压、冷却液化氨、原料气循环利用②.干燥净化、加压、原料气的循环利用以及铁触媒

400-500℃③.升温、减压可促使平衡左移，产生的混合气体用硫酸溶液吸收氨气后可回收CO,铜氨溶

液可重复利用

（5）①.200℃②.KQ=KM>KN

【解析】

【小问1详解】

N2（g）+3H2（g）U2NH3（g）,化学平衡常数表达式为3；

C(N2)C(H2)

【小问2详解】

温度升高，氨的平衡含量下降，即平衡逆向移动，即逆反应方向为吸热反应，说明该反应为放热反应；哈

伯选用的条件是550℃、lOMPa,而非200℃、lOMPa,可能的原因是550℃、lOMpa的条件下，催化剂活

性最好，可以提高合成氨的反应速率；

【小问3详解】

①某温度下，将N2和H2按一定比例充入1L恒容容器中，平衡后n(N2)=L00mol,n(H2)=3.00mol,

n(NH3)=1.00mol,则△n(NH3)=1.00mol,An(N2)=0.50mol,An(H2)=1.50mol,即n起始

(H2)=3.00+1.50=4.50mol,H2的平衡转化率=1.50+4.50xl00%=33.3%；②该温度下，K=

222

C(NH3)I121

/、“、=—r=—，加入N2、H2和NH3各l.OOmol后，Q=——<K,即平衡向正反应

333

C(N2)C(H2)1X3272x432

方向进行；

【小问4详解】

①合成氨的反应为气体分子总数减小的放热反应，故增大压强可促使平衡正向移动，提高原料利用率；采

用迅速冷却的方法使氨气液化分离可降低速率，但能够促使平衡正向移动，提高原料利用率；原料气循环

使用能使原料气的浓度保持一定的浓度，提高氮气、氢气的转化率，则流程中有利于提高原料利用率的措

施是加压、冷却液化氨、原料气循环利用；增大压强可提高反应速率且促使平衡正向移动，升温虽然使平

衡逆向移动但能加快反应速率，干燥净化能防止催化剂中毒，故有利于提高单位时间内氨的产率的措施有

干燥净化、加压、原料气的循环利用以及铁触媒400-500℃；

②[Cu(NH3)2]++CO+NH3U[Cu(NH3)3CO]+AH«为放热的、气体分子数减小的反应，升温、减压可促使平衡

左移，产生的混合气体用硫酸溶液吸收氨气后可回收CO,铜氨溶液可重复利用；

【小问5详解】

①合成氨反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，氨气的百分含量降低，所以曲线a对应的

温度是200℃；②合成氨反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，平衡常数减小，由图可知

温度的大小关系为：Q=M<N,则平衡常数的大小关系为：KQ=KM>KNO

23.原电池及电解原理在生活中具有广泛应用。

I.下图为某实验小组同学依据反应5C1O+I2+2OH=5C1+2IO3+凡。设计的原电池装置。

盐桥

石墨

碎

4T〈O三"学三三三^

0.5mol【TNaC10溶液甲溶液

(pH=ll)

查阅相关资料，得知含碘的各种物质在水溶液中的颜色如下。

物

I12103

质

颜无黄无

色色色色

(1)甲溶液为O

(2)左侧为原电池的极(填“正”或者“负”)，电极反应式为。

(3)导线内电子的流向是(选填序号：①由左到右②由右到左)。

(4)除了电流表的指针偏转外，还可以在右侧溶液中观察到的现象是o

II.利用下图所示装置(电极均为惰性电极)可吸收S02,并用阴极排出的溶液吸收NO2。

(5)b是电源的极(填“正”或者“负”),写出你的判断思路o

(6)写出左侧电解室的电极反应式______。

(7)阳离子交换膜中通过的离子及移动的方向是o

(8)说明左侧电解室中溶液是如何从稀硫酸变为浓硫酸的o

(9)阴极排出的溶液可将N02转化为N2,该反应的离子方程式是0

【答案】(1)[2水(2)①.正②.ClO-+2e-+H2O=C1-+2OH-

(3)②(4)溶液颜色由黄色变为无色

(5)①.负②.右侧为“SO；转化为S2。；一,化合价降低，得电子，在阴极反应，故b为负极

(6)SO2-2e+2H2O=S*+4H+

(7)H+会通过阳离子交换膜由左侧进入右侧

+

(8)左侧电极反应式为：SO2-2e+2H2O=SO；-+4H,多余的2个H+通过阳离子交换膜进入右侧，在右侧

发生反应：2HSO；+2e-+2H+=S2O：+2H2O,左侧电解室中溶液由稀硫酸变为浓硫酸

(9)4S20^+6NO2+4H2O=3N2+8S*+8H

【解析】

【分析】I.由离子方程式可知，次氯酸根离子中C1元素化合价降低，得电子，在原电池正极反应，碘单

质中碘元素化合价升高，失电子，在原电池负极反应。

II.电解法吸收SO2,左侧为SO2转化为硫酸，化合价升高，失电子，在阳极反应，右侧为HSO；转化为

S20；-,化合价降低，得电子，在阴极反应。

【小问1详解】

由分析得，碘单质中碘元素化合价升高，失电子，在原电池负极反应，故甲溶液为12水；

【小问2详解】

左侧为0.5mol/LNaC10溶液，由分析知，CIO在原电池的正极反应，故左侧为原电池的正极，电极方程式

为：C10+2e+H20=C1+20H-；

【小问3详解】

导线内电子的流向是由负极流向正极，故选②由右到左；

【小问4详解】

右侧溶液中12转化为I。；，溶液颜色由黄色变为无色；

【小问5详解】

由分析可知，右侧电极为阴极，与电源负极相连，故b是电源负极；

【小问6详解】

左侧为SCh转化为硫酸，电极反应式为：SO2-2e-+2H2O=SO：+4H+；

【小问7详解】

由左侧的电极反应式可知产生了H+,导致阳离子增多，故H+会通过阳离子交换膜进入右侧，在右侧发生

反应：2HSO；+2e-+2H+=S2。：+2比0；

【小问8详解】

左侧电极反应式为：SCh-2e-+2H2O=SO；+4H+,多余的2个H+通过阳离子交换膜进入右侧，在右侧发生

反应：2HSO]+2e-+2H+=S2O『+2H2O,左侧电解室中溶液由稀硫酸变为浓硫酸；

【小问9详解】

阴极排出的溶液中含有S2。：，可将NCh转化为N2,该反应的离子方程式为4s2。丁+6NO2+4H2O=3N2+8

SOj+8H+。

24.C02的资源化利用是“减少碳排放”背景下的科学研究热点。

I.利用co2甲烷化反应：CO2(g)+4H2(g)QCH4(g)+2H2(D(g)进行热力学转化。

(1)己知：2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)AH=-483.6kJ/mol；

CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)AH=-802kJ/mol»

写出CO2甲烷化反应的热化学方程式______O

(2)在图中画出其他条件不变时，一段时间内，压强对C02的转化率的影响示意图.

c

o

。

那

五

例

------------------------->

P(KPa)

II.电化学转化

多晶Cu可高效催化C02甲烷化，电解CO2制备CH4的原理示意图如下。电解过程中温度控制在10℃左

右,持续通入CO2.阴、阳极室的KHCCh溶液的浓度基本保持不变。

持续通入C02

(3)多晶Cu电极上发生的电极反应式是

(4)阴离子交换膜中传导的离子是,移动方向是(填“从左向右”或者“从右向左”)

III.CO2催化加氢合成二甲醛(CH30cH3),其过程中主要发生下列反应:

1

反应i：CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)AH=+41.2kJtool0

1

反应ii：2CO2(g)+6H2(g)=CH3OCH3(g)+3H2O(g)AH=-122.5kJ^ot。

在恒压、C02和H2的起始量一定的条件下，C02平衡转化率和平衡时CH30cH3的选择性随温度的变化如

图所示。资料：选择性是指转化成目标产物的指定反应物的量与已转化的反应物的量之比。

转100

化

率

或

选

择

性

/%

原因是

下降的

选择性