山东省泰安市2022-2023学年高二上学期期中考试化学试题

试卷更新日期：2022-12-28 类型：期中考试

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一、单选题

1. 习近平总书记在二十大报告中提出要“加快规划建设新型能源体系”。下列有关能源利用说法正确的是（）

A、甲醇作为21世纪具有竞争力的清洁燃料之一，可以与汽油混合作为汽车燃料 B、目前我国能源消费结构以石油为主，以煤、天然气为辅 C、工业上通过煤的干馏、气化和液化等物理方法来实现煤的综合利用 D、天然气、核能属于一次能源，水能、水煤气、电能属于二次能源

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2. 下列有关反应热 $Δ H$ 的正负判断错误的是（）

A、 $2 H_{2} (g) + O_{2} (g) = 2 H_{2} O (l)$ $Δ H < 0$ B、石墨比金刚石稳定：C(金刚石)=C(石墨) $Δ H < 0$ C、温度越高，颜色越深： $2 N O_{2} (g) ⇌ N_{2} O_{4} (g)$ $Δ H > 0$ D、 $2 N H_{4} C l (s) + B a {(O H)}_{2} \cdot 8 H_{2} O (s) = B a C l_{2} (s) + 2 N H_{3} (g) + 10 H_{2} O (l)$ $Δ H > 0$

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3. 研究金属的腐蚀与防护意义重大。下列说法错误的是（）

A、“西气东输”工程中的天然气管道，常用外加电流阴极保护法来防止腐蚀 B、铁腐蚀的反应消耗氧气和水，以铁粉为主要成分的双吸剂可以延长食物的保质期 C、将被保护金属与外加电源的正极相连，一定电压下可使金属发生钝化被保护 D、微电解技术处理工业废水原料是含有铁屑和木炭屑的多孔填料，其原理与电解池相同

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4. 已建立化学平衡的可逆反应，改变条件使化学平衡向正反应方向移动，下列叙述中正确的是（）

A、反应物的浓度一定降低 B、生成物的产量一定增大 C、生成物的百分含量一定增大 D、反应物至少有一种的转化率一定增大

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5. 下列有关化学反应速率和限度的说法中正确的是（）

A、决定化学反应速率的主要因素为浓度、温度、压强和催化剂 B、将稀硫酸改为98％的浓硫酸能加快Fe与 $H_{2} S O_{4}$ 反应产生 $H_{2}$ 的速率 C、压缩已达平衡的 $2 N O_{2} (g) ⇌ N_{2} O_{4} (g)$ 体系的体积，再达平衡时气体颜色比原平衡的深 D、恒温恒容时，向已达平衡的 $2 H I (g) ⇌ I_{2} (g) + H_{2} (g)$ 体系中充入HI，平衡不移动

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6. 将V₁ mL 1.00 mol·L^-¹HCl溶液和V₂mL未知浓度的NaOH溶液混合均匀后测量并记录溶液温度，实验结果如图所示(实验中始终保持V₁+V₂＝50 mL)。下列叙述正确的是（）

A、该实验在甲图装置中完成 B、做该实验时环境温度为22℃ C、该实验可分多次把NaOH溶液倒入盛有盐酸的小烧杯中 D、NaOH溶液的浓度约为1.50 mol·L^-¹

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7. 已知X转化为R和W分步进行：① $X (g) ⇌ Y (g) + 2 W (g)$ ② $Y (g) ⇌ R (g) + W (g)$ 。上述反应过程中的能量变化如图所示。下列说法正确的是（）

A、 $1 m o l X (g)$ 的能量低于 $1 m o l Y (g)$ 的能量 B、反应②是决速步 C、Y是该总反应的中间产物，也是该总反应的催化剂 D、 $R (g) + W (g) ⇌ Y (g)$ $Δ H = (E_{a 4} - E_{a 3}) k J \cdot m o l^{- 1}$

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8. 如图中，两电极上发生的电极反应为a极：Cu^2＋＋2e^-=Cu；b极：Fe－2e^-=Fe^2＋。下列说法错误的是（）

A、电解质溶液含有Cu^2＋ B、该装置是化学能转化为电能 C、a、b可能是同种电极材料 D、a极上发生还原反应

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9. 下列关于图示四个装置的叙述错误的是（）

A、装置甲是可以在铁钉上镀铜的装置 B、若装置乙为电解精炼铜装置，则Y电极为粗铜 C、装置丙的a端产生的气体能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝 D、装置丁接通电源后，可以观察到白色沉淀迅速变成灰绿色，最终变红褐色

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10. 已知 $N O_{2}$ 和 $N_{2} O_{4}$ 可以相互转化： $2 N O_{2} (g) ⇌ N_{2} O_{4} (g)$ $Δ H < 0$ 。现将一定量 $N O_{2}$ 和 $N_{2} O_{4}$ 的混合气体通入体积为 $1 L$ 的恒温密闭容器中，反应物浓度随时间变化关系如图所示。Y表示 $N_{2} O_{4}$ 浓度随时间的变化曲线，则下列说法错误的是（）

A、根据图示数据，该反应的 $K = \frac{1}{9}$ B、a、b、c、d四个点中，表示化学反应处于平衡状态的点是b点 C、 $25 \sim 30 m i n$ 内用 $N O_{2}$ 表示的平均化学反应速率是 $0.08 m o l \cdot L^{- 1} \cdot m i n^{- 1}$ D、如混合气体的压强不再发生改变，说明反应已达化学平衡状态

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11. 为使反应：Cu＋2H₂O=Cu(OH)₂＋H₂↑能够发生，下列设计方案正确的是（）

A、用铜片作负极，石墨电极作正极，氯化钠溶液为电解质溶液构成原电池 B、用铜片作电极，外接直流电源，电解硫酸铜溶液 C、用铜片作阳极，铁片作阴极，电解硫酸钠溶液 D、用铜片作阴、阳电极，电解稀硫酸

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12. 一种新型无隔膜可充电电池 $Z n / M n O_{2}$ ，水系电池以锌箔、石墨毡为集流体， $Z n S O_{4}$ 和 $M n S O_{4}$ 的混合液作电解质溶液，工作原理如图所示。
下列说法正确的是（）

A、过程I为充电过程，a接电源的正极 B、为增强电池效率，可向电解液中加入硫酸以增强溶液的导电性 C、过程II为放电过程，石墨毡极的电极反应式为 $M n^{2 +} - 2 e^{-} + 2 H_{2} O = M n O_{2} + 4 H^{+}$ D、放电时，当外电路转移2mol $e^{-}$ 时，两电极质量变化的差值为22g

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二、多选题

13. 水煤气变换 $[C O (g) + H_{2} O (g) ⇌ C O_{2} (g) + H_{2} (g)]$ 是重要化工过程，721℃下进行以下反应：
① $H_{2} (g) + C o O (s) ⇌ C o (s) + H_{2} O (g)$ ，平衡后气体中 $H_{2}$ 的物质的量分数为0.0250。
② $C O (g) + C o O (s) ⇌ C o (s) + C O_{2} (g)$ ，平衡后气体中 $C O$ 的物质的量分数为0.0192。
在密闭容器中将等物质的量的 $C O (g)$ 和 $H_{2} O (g)$ 混合，采用适当的催化剂进行水煤气变换反应，下列说法正确的是（）

A、还原 $C o O (s)$ 为 $C o (s)$ 的倾向 $C O$ 大于 $H_{2}$ B、在相同条件下，反应①的K大于反应②的K C、水煤气变换平衡时体系中 $C O$ 的物质的量分数小于0.25 D、该条件下，水煤气变换的平衡常数小于1

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14. 热催化合成氨面临的两难问题是：采用高温增大反应速率的同时会因平衡限制导致NH₃产率降低。我国科研人员研制了Ti-H-Fe双温区催化剂（Ti-H区域和Fe区域的温度差可超过100℃）。Ti-H-Fe双温区催化合成氨的反应历程如图所示，其中吸附在催化剂表面上的物种用*标注。下列说法正确的是（）

A、①为N $\equiv$ N的断裂过程 B、①②③在高温区发生，④⑤在低温区发生 C、④为N原子由Fe区域向Ti-H区域的传递过程 D、使用Ti-H-Fe双温区催化剂使合成氨反应转变为吸热反应

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15. 下列图示与对应的叙述相符合的是（）

A、图甲表示锌粒与盐酸反应的速率随时间变化的曲线，则 $t_{1}$ 时刻溶液的温度最高 B、其他条件相同，图乙表示合成氨反应中 $N_{2}$ 的平衡转化率随温度变化的曲线，则 $P_{1} < P_{2}$ C、其他条件相同，图丙表示合成氨反应平衡时 $N H_{3}$ 的体积分数随起始 $n (H_{2})$ 变化的曲线，则 $N_{2}$ 的平衡转化率： $c < b < a$ D、其他条件相同，图丁表示在恒容密闭容器中的反应 $C O_{2} (g) + 3 H_{2} (g) ⇌ C H_{3} O H (g) + H_{2} O (g)$ ，不同温度时 $n (C H_{3} O H)$ 随时间变化的曲线，则该反应的 $Δ H < 0$

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三、综合题

16. 电池和电解池在日常生活中有着广泛的应用。

(1)、 $Z n - M n O_{2}$ 干电池应用广泛，其电解质溶液是 $Z n C l_{2} - N H_{4} C l$ 混合溶液。该电池的负极材料是，电池工作时，电子流向(填“正极”或“负极”)。若 $Z n C l_{2} - N H_{4} C l$ 混合溶液中含有杂质 $C u^{2 +}$ ，会加速某电极的反应，形成“自放电”现象，其主要原因是。

(2)、铅蓄电池是常用的化学电源，其电极材料分别是 $P b$ 和 $P b O_{2}$ ，电解质溶液为硫酸。该电池总反应式为： $P b + P b O_{2} + 2 H_{2} S O_{4} ⇌_{充电}^{放电} 2 P b S O_{4} + 2 H_{2} O$ 。请根据上述情况判断：该蓄电池放电时， $P b$ 发生(填“氧化”或“还原”)反应；正极附近溶液的酸性(填“增强”、“减弱”或“不变”)；充电时，电解质溶液中阴离子移向(填“ $P b$ ”或“ $P b O_{2}$ ”)电极，阴极的电极反应式为。

(3)、按如图1所示装置进行电解，A、B、C、D均为铂电极，回答下列问题。
已知一：甲槽电解的是 $200 m L$ 一定浓度的 $N a C l$ 与 $C u S O_{4}$ 的混合溶液，理论上两极所得气体体积随时间变化的关系如图2所示(气体体积已换算成标准状况下的体积，电解前后溶液的体积变化忽略不计)。原混合溶液中 $N a C l$ 的物质的量浓度为 $m o l \cdot L^{- 1}$ 。
已知二：若乙槽为 $200 m L C u S O_{4}$ 溶液，通电一段时间后，向所得的乙槽溶液中加入 $0.2 m o l$ 的 $C u {(O H)}_{2}$ 才能恰好恢复到电解前的浓度，则电解过程中转移的电子数为(用 $N_{A}$ 表示)。
已知三：若乙槽中溶液的溶质为 $C u {(N O_{3})}_{2}$ 和 $X {(N O_{3})}_{3}$ ，且均为 $0.1 m o l$ 。通电一段时间后，阴极析出固体质量m与通过电子的物质的量n关系如图所示，则 $C u^{2 +}$ 、 $X^{3 +}$ 、 $H^{+}$ 氧化能力由大到小的顺序是。

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17. 中国载人空间站“天宫”中的物质和能量资源都十分宝贵，航天员呼吸产生的 $C O_{2}$ 用下列反应处理，可实现空间站中 $O_{2}$ 的循环利用。
萨巴蒂尔(Sabatier)反应可以将二氧化碳与氢气反应转化为甲烷和气态水，配合水的电解可以实现氧气的再生。
已知：ⅰ $C O_{2} (g) + 4 H_{2} (g) ⇌ C H_{4} (g) + 2 H_{2} O (g)$    $Δ H_{1}$
ⅱ $C O_{2} (g) + H_{2} (g) ⇌ C O (g) + H_{2} O (g)$    $Δ H_{2} = + 41.2 k J \cdot m o l^{- 1}$
ⅲ $C O (g) + 3 H_{2} (g) ⇌ C H_{4} (g) + H_{2} O (g)$    $Δ H_{3} = - 206.1 k J \cdot m o l^{- 1}$

(1)、 $Δ H_{1} =$ ，不同条件下按照 $n (C O_{2}) ： n (H_{2}) = 1 ： 4$ 投料发生上述反应， $C O_{2}$ 平衡转化率如图所示。压强为 $P_{1}$ 时，随着温度升高， $C O_{2}$ 的平衡转化率先减小后增大，温度高于600℃之后，随着温度升高 $C O_{2}$ 转化率增大的原因是。

(2)、将原料气按 $n (C O_{2}) ： n (H_{2}) = 1 ： 4$ 置于密闭容器中发生Sabatier反应，测得 $H_{2} O (g)$ 的物质的量分数与温度的关系如图所示(虚线表示平衡曲线)。a、b、c三点的逆反应速率， $v_{a}$ 、 $v_{b}$ 、 $v_{c}$ 由大到小排序；高于380℃， $H_{2} O$ 的物质的量分数随温度升高而降低的原因是。

(3)、Sabatier反应在空间站进行时，下列措施能提高 $C O_{2}$ 转化效率的是(填字母)。
A适当减压B．增大催化剂的比表面积C．反应器前段加热，后段冷却D．提高原料气中 $C O_{2}$ 所占比例E。合理控制反应器中气体的流速

(4)、一种新的循环利用方案是用Bosch反应 $C O_{2} (g) + 2 H_{2} (g) ⇌ C (s) + 2 H_{2} O (g)$ 代替Sabatier反应。
①已知 $C O_{2} (g)$ 、 $H_{2} O (g)$ 的摩尔生成焓分别为 $- 394 k J \cdot m o l^{- 1}$ 、 $- 242 k J \cdot m o l^{- 1}$ ， Bosch反应的 $Δ H =$ $k J \cdot m o l^{- 1}$ (摩尔生成焓指一定条件下由对应单质生成 $1 m o l$ 化合物时的反应热)。
②Bosch反应自发进行，低温更有利于平衡正向移动，但是Bosch反应必须在高温下才能启动，原因是。

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18. 习近平总书记在二十大报告中提出“中国式现代化是人与自然和谐共生的现代化”。 $C O_{2}$ 甲烷化及甲烷重整制甲醇是绿色能源的研究热点。回答下列问题。

(1)、已知 $C H_{4}$ 、 $O_{2}$ 和 $H_{2} O (g)$ ( $H_{2} O$ 的作用是活化催化剂)按照一定体积比在催化剂表面可合成甲醇： $C H_{4} (g) + \frac{1}{2} O_{2} (g) = C H_{3} O H (g)$ $Δ H$ ，反应的部分历程如图所示(吸附在催化剂表面的物种用“*”标注， $T S$ 代表过渡态)。下列说法正确的是____(填标号)。

A、该反应的 $Δ H = - 32.51 k J \cdot m o l^{- 1}$ B、 $H_{2} O (g)$ 比 $O_{2} (g)$ 更容易吸附在催化剂表面 C、该反应过程中只涉及极性键的断裂与形成 D、图中慢反应的化学方程式为 $* C H_{4} + * O H = * C H_{3} O H + * H$

(2)、催化剂的选择是 $C O_{2}$ 甲烷化的核心，金属 $N i$ 或 $N i - C e O_{2}$ 均可作为催化剂。在其他条件相同时，两种催化剂与 $C O_{2}$ 转化率和 $C H_{4}$ 选择性随温度的变化关系如图所示。高于320℃，以 $N i - C e O_{2}$ 为催化剂， $C O_{2}$ 转化率略有下降，而以 $N i$ 为催化剂， $C O_{2}$ 转化率却仍在上升，其原因是。对比上述两种催化剂的催化性能，工业上应选择的催化剂和温度分别是。

(3)、一定条件下，发生反应 $C O (g) + 3 H_{2} (g) ⇌ C H_{4} (g) + H_{2} O (g)$ ，测 $C O$ 的平衡转化率与温度、起始投料比 $m [m = \frac{n (H_{2})}{n (C O)}]$ 的关系如图所示。已知 $v_{正} = k_{正} \cdot c (C O) \cdot c^{3} (H_{2})$ ， $v_{逆} = k_{逆} \cdot c (C H_{4}) \cdot c (H_{2} O)$ ( $k_{正}$ 、 $k_{逆}$ 为速率常数)。
①图中 $m_{1}$ 、 $m_{2}$ 、 $m_{3}$ 由大到小的顺序为。
②在一定温度下，向 $2 L$ 的密闭容器中充入 $1 m o l C O$ 和 $3 m o l H_{2}$ ，经 $5 s$ 达到平衡，此时 $C O$ 的转化率为50％。 $0 ∼ 5 s$ 内， $v (H_{2}) =$ $m o l \cdot L^{- 1} \cdot s^{- 1}$ 。平衡时 $k_{正} ： k_{逆} =$ 。

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19. 电化学技术在处理污染气体领域的应用广泛。

(1)、利用反应 $6 N O_{2} + 8 N H_{3} = 7 N_{2} + 12 H_{2} O$ 构成电池的方法，既能实现有效消除氮氧化物的排放，又能提供电能，装置如图所示。
①A电极的电极反应式为。
②下列关于该电池的说法正确的是。
A．电子从右侧电极经过负载后流向左侧电极
B．为使电池持续放电，离子交换膜需选用阴离子交换膜
C．电池工作一段时间，溶液的 $p H$ 不变
D．当有 $4.48 L N O_{2}$ 被处理时，转移电子物质的量为 $0.8 m o l$

(2)、以含 $S O_{2}$ 废气为原料，用电化学方法制取硫酸。装置如图。
写出负极电极反应式。若发电厂利用上述装置处理含 $S O_{2}$ 废气，电池输出电压为 $1.5 V$ ，每天处理废气约为 $10000 m^{3}$ (标准状况)，废气中 $S O_{2}$ 体积分数为2.24％。则该电池每天提供 $k W \cdot h^{- 1}$ 电能。( $1 m o l e^{- 1}$ 的电量为 $96500 C$ )

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20. 某实验小组采用下列实验探究外界条件对化学反应速率及其化学平衡的影响。按要求回答下列问题。

(1)、实验Ⅰ：探究浓度对反应速率的影响。
已知实验Ⅰ中 $K M n O_{4}$ 和 $H_{2} C_{2} O_{4}$ 的产物分别为 $M n^{2 +}$ 和 $C O_{2}$ ，为了观察到明显的现象，初始时 $n (H_{2} C_{2} O_{4}) ： n (K M n O_{4})$ 至少为。

(2)、在实验中，草酸 $(H_{2} C_{2} O_{4})$ 溶液与 $K M n O_{4}$ 酸性溶液反应时，褪色总是先慢后快。
甲同学据此提出以下假设：
假设1：反应放热
假设2：生成 $M n^{2 +}$ 对反应有催化作用
乙同学用如下实验证明假设2成立：
实验编号
室温下，试管中所加试剂及用量 $/ m L$
$0.20 m o l / L$ $H_{2} C_{2} O_{4}$ 溶液
$0.04 m o l / L$ 酸性 $K M n O_{4}$ 溶液
$0.10 m o l / L$ $M n S O_{4}$ 溶液
$H_{2} O$
a
2.00
1.00
1.00
0
b
2.00
1.00
0
V
则实验b中 $V =$ $m L$ ，若实验b中完全退色所需时间为 $4 m i n$ ，忽略混合前后体积的微小变化，用 $K M n O_{4}$ 的浓度变化表示的反应速率为 $v (K M n O_{4}) =$ (保留2位有效数字)。

(3)、实验Ⅱ：探究浓度对化学平衡的影响。
试管乙中的现象是，重新达到平衡时 $F e^{3 +}$ 转化率(填“增大”、“减小”或“不变”)。向试管丙中加入 $K C l$ 固体，平衡(填“正向”、“逆向”或“不”)移动。

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实验编号	室温下，试管中所加试剂及用量 $/ m L$
实验编号	$0.20 m o l / L$ $H_{2} C_{2} O_{4}$ 溶液	$0.04 m o l / L$ 酸性 $K M n O_{4}$ 溶液	$0.10 m o l / L$ $M n S O_{4}$ 溶液	$H_{2} O$
a	2.00	1.00	1.00	0
b	2.00	1.00	0	V