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

试卷更新日期：2023-02-06 类型：期末考试

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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 $C a C O_{3}$	醋酸的酸性强于碳酸
C	用 $A l_{2} {(S O_{4})}_{3}$ 净化天然水	$A l^{3 +}$ 和天然水中的水解相互促进，生成 $A l {(O H)}_{3}$ 胶体，吸附水中悬浮物，加速其沉降
D	用 $B a S O_{4}$ 作内服造影剂	胃液中的 $H^{+}$ 对 $B a S O_{4}$ 的沉淀溶解平衡基本没有影响， $B a^{2 +}$ 可以保持在安全浓度范围内

A、A B、B C、C D、D

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2. 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

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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

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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 $C_{4} H_{8}$ 的烃一定能使酸性 $K M n O_{4}$ 溶液褪色 D、丁炔在一定条件下只能发生加成反应不能发生取代反应

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5. 下列有机物的核磁共振氢谱不是4组峰的是

A、 B、 C、 D、 $C H_{3} C H (C H_{3}) C H_{2} C H_{3}$

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6. 对于反应 $2 N O + 2 H_{2} ⇌ N_{2} + 2 H_{2} O$ ，科学家根据光谱研究提出如下反应历程：
第一步： $2 N O ⇌ N_{2} O_{2}$ 快反应
第二步： $N_{2} O_{2} + H_{2} → N_{2} O + H_{2} O$ 慢反应
第三步： $N_{2} O + H_{2} → N_{2} + H_{2} O$ 快反应
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、 $N_{2} O_{2}$ 是反应的中间产物 C、第二步反应的活化能最大 D、若第一步反应的 $Δ H < 0$ ，则升高温度，正反应速率减小，逆反应速率增大

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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
X
Y
Z
初始浓度 $/ m o l \cdot L^{- 1}$
1
2
0
平衡浓度 $/ m o l \cdot L^{- 1}$
0.5
0.5
1

A、反应可表示为 $X (g) + 3 Y (g) ⇌ 2 Z (g)$ B、Y的平衡转化率为75%，化学平衡常数为16 C、反应前后气体总压强之比为3：2 D、增大压强，平衡会正向移动，反应的平衡常数增大

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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： $C O_{2} + 3 H_{2} ⇌ C H_{3} O H + H_{2} O$ △H=-49.01 kJ/mol。下列有关说法正确的是（）

A、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

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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

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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：Na_1-xMnO₂ + Na_xC_n $⇌_{充电}^{放电}$ NaMnO₂ + nC。下列说法错误的是（）

A、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Na_1-xMnO₂ + xNa⁺ + xe^- = NaMnO₂ C、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

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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
$N \equiv N$
$H - H$
$N - H$
键能E/ kJ·mol⁻¹
946
436.0
390.8
①该反应的反应热ΔH=。
②已知该反应的ΔS=198.9 J·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1 mol N₂和3 mol H₂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3.0 mol。
①达平衡时，H₂的转化率α=。
②已知平衡时，容器压强为8 MPa，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。

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12. 常温下，有浓度均为0.1 mol·L^-1的下列4种溶液：
①NaCN溶液 ②NaOH溶液 ③CH₃COONa溶液 ④NaHCO₃溶液

HCN

H₂CO₃

CH₃COOH

K_a=4.9×10^-10

K_a1=4×10^-7

K_a2=5.6×10^-11

K_a=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K_h=。

(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 $\frac{c (H C N)}{c (C N^{-})}$ 约为。向NaCN溶液中通入少量CO₂ ，则发生反应的离子方程式为。

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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=-574.0 kJ·mol⁻¹
②CH₄(g)＋4NO(g)= 2N₂(g)＋CO₂(g)＋2H₂O(g)　ΔH₁=-1160.0 kJ·mol⁻¹
③CH₄(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。

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14. 煤燃烧后的主要产物是CO、CO_2.回答下列问题：

(1)、已知：① $C (s) + H_{2} O (g) ⇌_{}^{} C O (g) + H_{2} (g) Δ H_{1} = + 131.3 k J \cdot m o l^{- 1}$ ；
② $C (s) + 2 H_{2} O (g) ⇌_{}^{} C O_{2} (g) + 2 H_{2} (g) Δ H_{2} = + 90.0 k J \cdot m o l^{- 1}$ ；
③ $C O_{2} (g) + H_{2} (g) ⇌_{}^{} C O (g) + H_{2} O (g) Δ H_{3}$ 。
$Δ H_{3} =$ $k J \cdot m o l^{- 1}$ ，在反应①的体系中加入催化剂， $Δ H_{1}$ (填“增大”“减小”或“不变”)。

(2)、以CO₂为原料可制备甲醇： $C O_{2} (g) + 3 H_{2} (g) ⇌_{}^{} C H_{3} O H (g) + H_{2} O (g) Δ H = - 49.0 k J \cdot m o l^{- 1}$ ，向1L的恒容密闭容器中充入1molCO₂(g)和3molH₂(g)，测得CO₂(g)和CH₃OH(g)浓度随时间的变化如图1所示。
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)= $m o l \cdot L^{- 1} \cdot m i n^{- 1}$ (结果保留两位有效数字)。
②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： $2 C O_{2} (g) ⇌_{}^{} 2 C O (g) + O_{2} (g)$ ，在不同温度下各物质的体积分数变化如图3所示。

1600℃时反应达到平衡，则此时反应的平衡常数K=。

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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^-5 mol∙L^-1时，认为生成沉淀的反应进行完全；
②常温下，K_sp[Fe(OH)₃]= 4.0×10^-38 ， K_sp[Fe(OH)₂]= 4.9×10^-17 ， K_sp[Cu(OH)₂]= 2.2×10^-20 ， K_sp[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18 mol∙L^-1的浓硫酸配制3 mol∙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。

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物质	X	Y	Z
初始浓度 $/ m o l \cdot L^{- 1}$	1	2	0
平衡浓度 $/ m o l \cdot L^{- 1}$	0.5	0.5	1

化学键	$N \equiv N$	$H - H$	$N - H$
键能E/ kJ·mol⁻¹	946	436.0	390.8