河南省南阳市2021-2022学年高二上学期期中考试化学试题

试卷更新日期：2022-08-30 类型：期中考试

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一、单选题

1. 我国提出争取在2030年前实现碳达峰，2060 年实现碳中和，这对于改善环境，实现绿色发展至关重要。下列措施中叙述错误的是（）

A、消费端的减碳：研发能够高效利用CO₂的新型电池 B、消费端的减碳：推动新能源汽车的开发和充电桩基础实施的安装 C、发电端的减碳：鼓励光伏、风电、水电、核电、煤电等能源的发展 D、配套措施之一碳捕捉：使用溶剂对CO₂进行吸收，最后吹出CO₂气体并压缩再利用

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2. 下列事实不能用勒夏特列原理解释的是（）

A、用排饱和食盐水法收集Cl₂ B、对于2HI(g) $⇌$ H₂(g)+I₂(g)，达平衡后，缩小容器体积可使体系颜色变深 C、开启可乐瓶后，瓶中马上泛起大量泡沫 D、工业制硫酸的过程中使用过量的空气以提高二氧化硫的转化率，从而降低生产成本

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3. 下列与金属腐蚀有关的说法正确的是（）

A、图a插入海水中的铁棒(含碳量为10.8%)越靠近烧杯底部发生电化学腐蚀就越严重 B、图b开关由N改置于M时，金属铁的腐蚀速率减小 C、图c为牺牲阳极的阴极保护法，钢闸门应与外接电源的负极相连 D、图d在反应过程中能产生氢气

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4. 下列对化学反应的预测正确的是（）

选项	化学反应方程式	已知条件	预测
A	A(s)=B(g)+C(s)	△H>0	它一定是非自发反应
B	A(g)+2B(g)=2C(g)+3D(g)	能自发反应	△H一定小于0
C	M(s)+aN(g)=2Q(g)	△H<0，自发反应	a可能等于1、2、3
D	M(s)+N(g)=2Q(s)	常温下，自发进行	△H>0

A、A B、B C、C D、D

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5. 下列说法正确的是（）

A、已知C(s)+O₂(g)=CO₂(g) △H =akJ·mol^-1 ， C(s)+ $\frac{1}{2}$ O₂(g)=CO(g) △H=bkJ·mol^-1 ，则a>b B、恒温条件下，反应NH₂COONH₄(s)⇌2NH₃(g)+CO₂(g)达平衡后，向密闭容器中加入NH₂COONH₄ ，平衡正向移动 C、恒温恒容条件下， N₂(g)+3H₂(g)⇌2NH₃(g)达平衡后，通入稀有气体使压强增大，平衡正向移动 D、测定中和热实验过程中，用温度计测量NaOH溶液的温度后，不能直接测定盐酸的温度

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6. 用惰性电极电解下列各组中的三种溶液，电解过程中，溶液中pH依次为减小、不变、增大的是（）

A、HCl、HNO₃、K₂SO₄ B、AgNO₃、CuCl₂、 Cu(NO₃)₂ C、CaCl₂、 KOH、NaNO₃ D、CuSO₄、Na₂SO₄、KCl

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7. 100℃时，将0.1 mol N₂O₄置于1 L密闭的烧瓶中，然后将烧瓶放入100℃的恒温槽中，烧瓶内的气体逐渐变为红棕色： N₂O₄(g) $⇌$ 2NO₂(g)。下列结论不能说明上述反应在该条件下已经达到反应限度的是（）
①N₂O₄的消耗速率与NO₂的生成速率之比为1：2
②烧瓶内气体的颜色不再加深
③烧瓶内气体的压强不再变化
④烧瓶内气体的质量不再变化
⑤NO₂的物质的量浓度不再改变
⑥烧瓶内气体的密度不再变化
⑦烧瓶内气体的平均相对分子质量不再变化

A、①④⑥ B、只有①④ C、②③⑥⑦ D、只有⑥⑦

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8. 甲、乙均为1L的恒容密闭容器，向甲中充入1molCH₄和1molCO₂ ，乙中充入1molCH₄和n molCO₂ ，在催化剂存在下发生反应： CH₄(g)+CO₂(g) $⇌$ 2CO(g)+2H₂(g)，测得CH₄的平衡转化率随温度的变化如图所示。下列说法正确的是（）

A、H₂的体积分数：φ(b)<φ(c) B、773K 时，该反应的平衡常数大于12.96 C、该反应的正反应是放热反应 D、873K 时，向甲的平衡体系中再充入CO₂、CH₄各0.4mol，CO、H₂各1.2 mol，平衡不发生移动

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9. 氢能是一种极具发展潜力的清洁能源。以太阳能为热源，热化学硫碘循环分解水是一种高效、环保的制氢方法，其流程如图所示。
相关反应的热化学方程式为：
反应I： SO₂(g)+I₂(g)+ 2H₂O(1)= 2HI(aq)+H₂SO₄(aq) △H₁ = -213kJ·mol^-1
反应II： H₂SO₄(aq)= SO₂(g)+H₂O(1)+ $\frac{1}{2}$ O₂(g) △H₂ = +327 kJ·mol^-1
反应III： 2HI(aq)=H₂(g)+I₂(g) △H₃ = +172 kJ· mol^-1
下列说法错误的是（）

A、该过程实现了太阳能到化学能的转化 B、总反应的热化学方程式为2H₂O(1)=2H₂(g)+O₂(g) △H = +286 kJ· mol^-1 C、升高温度可使反应II、III的化学平衡常数均增大 D、该制氢方法生成1molH₂(g)的反应热与直接电解水生成1 molH₂(g)的反应热相等

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10. 在恒容密闭容器中充入一定量的CO₂和H₂ ，在不同温度下发生反应CO₂(g)+3H₂(g)⇌CH₃OH(g)+H₂O(g) △H <0。 CH₃OH 的体积分数与起始时H₂与CO₂的投料比值 $[\frac{n (H_{2})}{n (C O_{2})}]$ 的关系如图甲所示，投料比值一定时，CH₃OH的浓度与温度的关系如图乙所示。
下列推断正确的是（）

A、图甲中，T₁>T₂ B、图甲中，CO₂的转化率： b>a>c C、图乙中，T₁之前随着温度的升高，平衡正向移动 D、图乙中，CO₂的转化率： e>d>f

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11. 我国科学家研发了一种水系可逆Zn-CO₂电池，电极材料为金属锌和选择性催化材料，电池工作时，双极膜(由阴、阳膜复合而成)层间的H₂O解离成H⁺和OH^— ，在外加电场中可透过相应的离子膜定向移动。电池工作原理如下图所示，下列说法正确的是（）

A、放电时，电池总反应为2Zn+O₂+4OH^—+2H₂O= 2Zn(OH) $_{4}^{2 -}$ B、放电时，1molCO₂转化为HCOOH，转移的电子数为2N_A C、充电时，每生成标况下11.2LO₂在阳极可生成65g Zn D、电解质溶液2一定是碱性溶液

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12. 化学平衡状态I、II、 III的相关数据如表：
编号
化学方程式
平衡常数
温度
979 K
1173K
I
Fe(s)+CO₂(g)⇌FeO(s)+CO(g)
K₁
1.47
2.15
II
CO(g)+H₂O(g)⇌CO₂(g)+H₂(g)
K₂
1.62
b
III
Fe(s)+H₂O(g)⇌FeO(s)+H₂(g)
K₃
a
1.68
根据以上信息判断，下列结论错误的是（）

A、a>b B、增大压强，平衡状态II不移动 C、升高温度平衡状态III向逆反应方向移动 D、反应II、III均为吸热反应

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13. 在一定温度下，将0.13molX和0.16 molY加入1L恒容密闭容器中，发生反应X(s)+2Y(g) $⇌$ 2Z(g)，一段时间后达到平衡。反应过程中测定的数据如下表：
t/min
2
4
7
9
n(Y)/mol
0.12
0.11
0.10
0.10
下列说法正确的是（）

A、其他条件不变，再充入0.2 molY，平衡时Y的转化率减小 B、该温度下此反应的平衡常数K=3.6 C、当容器内气体的平均摩尔质量不变时，即达到化学平衡状态 D、反应前2min的平均速率v(Z)= 0.06mol· L^-1·min^-1

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14. 一定温度下，将 1mol A(g)和 1mol B(g) 充入 2 L 密闭容器中发生反应：A(g) + B(g) ⇌xC(g) + D(s) $Δ H$ ＜0，在 t₁时达平衡。在 t₂、t₃时刻分别改变反应的一个条件，测得容器中 C(g)的浓度随时间变化如图所示。下列有关说法正确的是（）

A、t₂时刻改变的条件是使用催化剂 B、t₁～t₂、t₂～t₃平衡常数均为 0.25 C、t₃时刻改变的条件一定是增大反应物的浓度 D、t₃时刻 v_逆可能小于 t₂时刻 v_逆

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15. 用如图所示装置及试剂进行铁的电化学腐蚀实验探究，测定具支锥形瓶中压强(p)随时间变化关系以及溶解氧(DO)随时间变化关系的曲线如下，下列说法错误的是（）

A、压强增大主要是因为产生了H₂ B、整个过程中，负极电极反应式为Fe-2e^-=Fe²⁺ C、pH=4.0时，不发生析氢腐蚀，只发生吸氧腐蚀 D、pH=2.0时，正极电极反应式为2H⁺+2e^-=H₂↑和O₂+4e^-+4H⁺=2H₂O

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16. 下图是一套模拟工业生产的电化学装置。丙装置中两电极均为惰性电极，电解质溶液为KCl溶液，不考虑气体溶解，且钾离子交换膜只允许钾离子通过。下列说法正确的是（）

A、若甲装置中b为精铜，a为镀件，则可实现a上镀铜 B、丙装置可以制取KOH溶液，制得的KOH可以通过g口排出 C、当d电极消耗标准状况下2.24LO₂时，丙装置中阳极室溶液质量减少29.8g D、若甲装置中a、b均为惰性电极，向甲所得溶液中加入0.05molCu₂(OH)₂CO₃后恰好使溶液复原，则电路中转移的电子数目为0.2N_A

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二、综合题

17. 2021年6月17日搭载神舟十二号载人飞船的长征二号F遥十二运载火箭在酒泉发射成功，中国人首次进入自己的空间站。发射卫星时可用液态肼(N₂H₄)为燃料，用气态二氧化氮为氧化剂，这两种物质反应生成氮气和水蒸气。已知：
①N₂(g)+2O₂(g)=2NO₂(g)△H = +68 kJ·mol^-1
②N₂H₄(1)+3O₂(g)=2NO₂(g)+2H₂O(l)△H=-622kJ·mol^-1
③H₂O(g)=H₂O(l)△H=-44kJ·mol^-1

(1)、写出液态N₂H₄与气态NO₂反应生成氮气和水蒸气的热化学方程式：。

(2)、N₂H₄可视为NH₃分子中的H被-NH₂取代的产物。合成氨的能量示意图如下：

已知分别破坏1molN≡N键、1molH-H键时需要吸收的能量为946kJ、436kJ，则破坏1molN-H键需要吸收的能量为kJ。现取1molN₂(g)和3molH₂(g)放在一密闭容器中，在催化剂存在时进行反应，测得反应放出的热量92kJ(填“大于”等于”或“小于”)，原因是。若加入催化剂，△H(填“变大”、“变小”或“不变”)。

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18. 中国首条“生态马路”在上海复兴路隧道建成，它运用了“光触媒”技术，在路面涂上一种光催化剂涂料，可将汽车尾气中45%的NO和CO转化成N₂和CO₂：2NO+2CO $\begin{array}{l} \underline{\underline{催化剂}} \end{array}$ 2CO₂+N₂△H<0。

(1)、为了提高该反应的速率和NO的转化率，采取的正确措施为____。

A、加催化剂同时升高温度 B、加催化剂同时增大压强 C、升高温度同时充入N₂ D、降低温度同时增大压强

(2)、该反应达到平衡时若增大压强，则混合气体的平均相对分子质量 (填“增大”、“减小”或“不变”)。

(3)、为研究上述反应，某学习小组在密闭容器中充入1molCO和1molNO，发生上述反应，实验测得平衡时NO的体积分数随温度、压强的关系如图所示。
某温度下的平衡状态D点，若同时采取缩小容器体积和降低温度，重新达到平衡状态时，可能到达图中A~G 点中的点；当压强为20MPa、温度为T₂时的平衡常数K_p=MPa^-1 (用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数；保留2位有效数字)。

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19. 回答下列问题：

(1)、已知可逆反应AsO $_{4}^{3 -}$ +2I^—+2H⁺= AsO $_{3}^{3 -}$ +I₂+H₂O，某化学兴趣小组利用反应探究原电池原理并应用原电池原理制作多种电池：
电池工作时，盐桥中的阴离子向极移动(填C₁或C₂)；若向B池里滴加NaOH溶液，平衡向方向移动，此时C₂极的电极反应式为。

(2)、乙同学结合课本氢氧燃料电池知识将CH₄设计成燃料电池，装置如图所示(a、b为多孔碳棒)其中 (填 A或B)处电极入口通甲烷。当消耗标况下甲烷33.6L时，假设能量转化率为90%，则导线中转移电子的物质的量mol。若将该燃料电池内部KOH溶液改为熔融的掺杂着氧化钇( Y₂O₃)的氧化锆( ZrO₂ )晶体，在其内部可以传导O^2- ，电池的负极电极反应式：。

(3)、丙同学查资料发现生物电池具有工作时不发热、不损坏电极等优点，不但可以节约大量金属，而且寿命比化学电源长得多，因此越来越受到人们的青睐。某生物电池用葡萄糖(C₆H₁₂O₆)作原料，在酶的作用下被氧化为葡萄糖酸(C₆H₁₂O₇)，其工作原理如下图所示。
a的电极反应式为。当有2molH⁺通过质子交换膜时，理论上电极a消耗葡萄糖的质量为g；该电池(填“能”或“不能”)在高温条件下使用。

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20. 二氧化碳的捕集、利用与封存(CCUS)是我国能源领域的一个重要战略方向，CO₂的综合利用是解决温室及能源问题的有效途径。

(1)、CO₂催化加氢能合成低碳烯烃： 2CO₂(g)+ 6H₂(g) $⇌$ C₂H₄(g)+ 4H₂O(g)。不同温度下平衡时的四种气态物质的物质的量如图所示，则曲线b表示的物质为(填化学式)，该反应的△H0 (填：“>”或“<”) 。

(2)、工业中，CO₂和H₂在催化剂Cu/ZnO作用下可发生两个平行反应，分别生成CH₃OH和CO。
反应A： CO₂(g)+ 3H₂(g) $⇌$ CH₃OH(g)+H₂O(g)
反应B： CO₂(g)+ H₂(g) $⇌$ CO(g)+H₂O(g)
控制CO₂和H₂初始投料比为1：3时，温度对CO₂平衡转化率及甲醇和CO产率的影响如图所示。
①由图可知温度升高时CO的产率上升，其主要原因可能是。
②由图可知获取CH₃OH最适宜的温度是。下列措施有利于提高CO₂转化为CH₃OH的平衡转化率的有。
A．使用催化剂
B．增大体系压强
C．增大CO₂和H₂的初始投料比
D．投料比和容器体积不变，增加反应物的浓度

(3)、工业上利用水煤气合成甲醇的主要反应可表示为CO(g)+2H₂(g) $⇌$ CH₃OH(g)△H= — 90.8kJ·mol^-1 ，在温度、容积相同的甲、乙两个密闭容器，若甲中加入1molCO和2molH₂ ，乙中加入1molCH₃OH(g)，反应达到平衡时甲放出的热量为Q₁kJ，乙吸收的热量为Q₂kJ，甲中CO的转化率为a₁ ，乙中CH₃OH的转化率为a₂ ，则Q₁+Q₂= ， a₁+a₂=。

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21. 研究金属腐蚀和防护的原理很有现实意义。

(1)、图甲为探究钢铁的吸氧腐蚀的装置。某兴趣小组按该装置进行实验，发现导管中水柱上升缓慢，下列措施可以更快、更清晰地观察到水柱上升现象的有____(填序号)。

A、用纯氧气代替具支试管内空气 B、用酒精灯加热具支试管提高温度 C、将铁钉换成铁粉和碳粉混合粉末并加入少许食盐水 D、将玻璃导管换成更细的导管，水中滴加红墨水

(2)、该小组将图甲装置改进成图乙装置并进行实验，导管中红墨水液柱高度随时间的变化如表所示，根据数据可判断腐蚀的速率随时间变化逐渐(填“加快”“减慢”或“不变”)，你认为影响钢铁腐蚀的因素为。

时间/min	1	3	5	7	9
液柱高度/cm	0.8	2.1	3.0	3.7	4.2

(3)、为探究图乙中a、b两点所发生的反应，进行以下实验，请完成表中空白：

实验操作	实验现象	实验结论
向NaCl溶液中滴加2~3滴酚酞溶液	a点附近溶液出现红色	a点电极反应为
一段时间后再滴加2~3滴铁氰化钾溶液	b点周围出现蓝色沉淀	b点电极反应为Fe-2e^-=Fe²⁺

(4)、设计图丙装置研究弱酸性环境中腐蚀的主要形式。测定锥形瓶内气压和空气中氧气的体积分数随时间变化如图丁所示，从图丁中可分析，t₁~t₂s之间主要发生(填“吸氧”或“析氢”)腐蚀，原因是。

(5)、金属阳极钝化是一种电化学防护方法。将Fe作阳极置于H₂SO₄溶液中，一定条件下，Fe钝化形成致密Fe₃O₄氧化膜，试写出该阳极的电极反应。

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编号	化学方程式	平衡常数	温度
编号	化学方程式	平衡常数	979 K	1173K
I	Fe(s)+CO₂(g)⇌FeO(s)+CO(g)	K₁	1.47	2.15
II	CO(g)+H₂O(g)⇌CO₂(g)+H₂(g)	K₂	1.62	b
III	Fe(s)+H₂O(g)⇌FeO(s)+H₂(g)	K₃	a	1.68

t/min	2	4	7	9
n(Y)/mol	0.12	0.11	0.10	0.10