安徽省十校2022-2023学年高二上学期11月期中联考化学试题

试卷更新日期：2024-03-01 类型：期中考试

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一、选择题(本大题共15小题，每小题3分，共45分，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的)

1. 下列说法正确的是（）

A、已知 $C u S O_{4} (s) + 5 H_{2} O = C u S O_{4} \cdot 5 H_{2} O$ ，该反应为熵减小的反应 B、氢氧化钠固体溶于水体系温度升高，是因为发生了放热反应 C、甲烷燃烧放热，是因为破坏反应物化学键所需的能量特别大 D、已知乙醚的摩尔燃烧焓为 $a k J \cdot m o l^{- 1}$ ，则表示乙醚摩尔燃烧焓的热化学方程式为： $2 C H_{3} C H_{2} O C H_{2} C H_{3} (g) + 12 O_{2} (g) = 8 C O_{2} (g) + 10 H_{2} O (l)$ ， $Δ H = - 2 a k J \cdot m o l^{- 1}$

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2. 已知植物光合作用发生的反应如下： $6 C O_{2} (g) + 6 H_{2} O (l) ⇌ C_{6} H_{12} O_{6} (s) + 6 O_{2} (g)$ ， $Δ H = + 669.62 k J \cdot m o l^{- 1}$ 该反应达到化学平衡后，下列说法正确的是（）

A、取走一半 $C_{6} H_{12} O_{6}$ ， $C O_{2}$ 转化率增大 B、适当升高温度，既提高了反应速率，又增大了 $C O_{2}$ 的转化率增大 C、加入催化剂， $O_{2}$ 的体积分数增大 D、增大 $C O_{2}$ 的浓度，平衡右移，化学平衡常数增大

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3. 关于中和热测定的实验，下列说法正确的是（）

A、可以使用铜质搅拌器代替玻璃搅拌器 B、用温度计测量盐酸溶液温度后，直接测量 $N a O H$ 溶液温度 C、为了防止倾倒时液体溅出，应该沿内筒的内壁缓慢倾倒 $N a O H$ 溶液 D、计算温度差时，若实验中某次数据偏差较大，应舍去

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4. 已知热化学方程式 $2 N H_{3} (g) ⇌ 3 H_{2} (g) + N_{2} (g)$ ， $Δ H = + a k J \cdot m o l^{- 1} (a > 0)$ ，则下列说法正确的是（）

A、降低温度，平衡正向移动，方程式中的a值增大 B、将 $2 m o l N H_{3} (g)$ 置于一密闭容器中充分反应，需吸收akJ的热量 C、 $3 m o l H_{2}$ 、 $1 m o l N_{2}$ 分子中的键能总和大于 $2 m o l N H_{3}$ 分子中的键能 D、若参加反应的 $N H_{3}$ 数目为 $2 N_{A}$ ，反应会吸收akJ热量

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5. 蓄电池是一种可以反复充电、放电的装置。某蓄电池在充电和放电时发生的反应是： $N i O_{2} + F e + 2 H_{2} O ⇌_{放电}^{充电} F e {(O H)}_{2} + N i {(O H)}_{2}$ ，下列有关该电池的说法正确的是（）

A、充电时， $N i {(O H)}_{2}$ 发生氧化反应 B、放电时可将化学能完全转化为电能 C、放电时， $O H^{-}$ 移向该电池的正极 D、充电时，Fe电极为阳极，电极反应式为： $F e {(O H)}_{2} + 2 e^{-} = F e + 2 O H^{-}$

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6. $298 K$ 时，某些物质的相对能量如图：
请根据相关物质的相对能量计算反应
$C_{2} H_{6} (g) + 2 C O_{2} (g) ⇌_{}^{} 4 C O (g) + 3 H_{2} (g)$ 的焓变 $Δ H$ (忽略温度的影响)为（）

A、 $+ 430 k J \cdot m o l^{- 1}$ B、 $- 430 k J \cdot m o l^{- 1}$ C、 $+ 367 k J \cdot m o l^{- 1}$ D、 $- 367 k J \cdot m o l^{- 1}$

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7. 化学反应有多种理论，图1为有效碰撞理论，图2为使用催化剂和不使用催化剂时能量变化的过渡态理论。下列说法错误的是（）

A、图1中Z表示有效碰撞 B、通过图1可知：有效碰撞时反应物分子要有合适的取向 C、图2中虚线代表有催化剂时的反应过程 D、通过图2可知：催化剂能改变反应的焓变

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8. 2016年7月美国康奈尔大学的研究人员瓦迪·阿尔·萨达特和林登·阿彻在发表于《科学进展》(ScienceAdvances)上的一篇论文中，描述了一种能够捕捉二氧化碳的电化学电池的设计方案。其简易结构如下图。下列说法错误的是（）

A、金属铝作为还原剂参与负极的氧化反应 B、该装置除了吸收 $C O_{2}$ 之外还可得到化工产品 $A l_{2} {(C_{2} O_{4})}_{3}$ C、该装置每消耗27kg的金属铝，可以吸收 $264 k g C O_{2}$ D、该装置的正极反应方程式为： $2 C O_{2} + 2 e^{-} = C_{2} O_{4}^{2 -}$

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9. 硫化氢( $H_{2} S$ )是一种有毒气体，对环境和人体健康造成极大的危害。工业上采用多种方法减少 $H_{2} S$ 的排放。生物脱 $H_{2} S$ 的原理为：
① $H_{2} S + F e_{2} {(S O_{4})}_{3} = S ↓ + 2 F e S O_{4} + H_{2} S O_{4}$ ，
② $4 F e S O_{4} + O_{2} + 2 H_{2} S O_{4} \begin{array}{l} \underline{\underline{硫杆菌}} \end{array} 2 F e_{2} {(S O_{4})}_{3} + 2 H_{2} O$ ，
下列说法不正确的是（）

A、已知硫杆菌存在时， $F e S O_{4}$ 被氧化的速率是无菌时的 $3 \times 1 0^{5}$ 倍，则该菌起催化作用 B、由图甲和图乙判断使用硫杆菌的最佳条件是 $30 ℃$ 、 $p H = 2.0$ C、 $H^{+}$ 是反应②的反应物， $c (H^{+})$ 越大反应速率越快 D、生物脱 $H_{2} S$ 的总反应为： $2 H_{2} S + O_{2} = 2 S ↓ + 2 H_{2} O$

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10. 对于基元反应 $X (g) + Y (g) ⇌_{}^{} Z (g) Δ H < 0$ ，下列图像正确的是（）

A、 B、 C、 D、

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11. 在微生物参与下，采用惰性电极处理污水中有机物的某微生物燃料电池原理如图。下列说法正确的是（）

A、升高温度可提高电池的能量转化效率 B、电池正极反应式为： $M n O_{2} + 2 H_{2} O + 2 e^{-} = M n^{2 +} + 4 O H^{-}$ C、有机物在微生物作用下被氧化并释放质子 D、若有机物为葡萄糖( $C_{6} H_{12} O_{6}$ )，则1mol葡萄糖被完全氧化时，理论上转移 $12 m o l e^{-}$

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12. 工业制备粗硅的过程中，有一步反应为： $3 S i C l_{4} (g) + 2 H_{2} (g) + S i (s) ⇌ 4 S i H C l_{y} (g)$ ，其转化率随温度变化如图所示。下列说法正确的是（）

A、该反应为吸热反应 B、加压有利于提高 $S i C l_{4}$ 的转化率 C、q点 $v_{正} > v_{逆}$ D、O点前，转化率升高的原因可能是升高温度平衡正向移动造成的

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13. 我国正在研究利用甲烷合成甲醇这种清洁能源，反应原理为： $C H_{4} (g) + H_{2} O (g) ⇌ C H_{3} O H (g) +$ $H_{2} (g)$ $Δ H > 0$ ， 100℃时，将一定量的 $C H_{4}$ 和一定量 $H_{2} O (g)$ 通入10L恒容容器中，若改变起始量， $C H_{4}$ 的平衡转化率如表所示：

甲
乙
丙
起始物质的量
$n (C H_{4}) / m o l$
5
4
10
$n (H_{2} O) / m o l$
10
8
10
$C H_{4}$ 的平衡转化率/%
$α_{1} = 50 %$
$α_{2}$
$α_{3}$
下列说法不正确的是（）

A、按甲投料反应达到平衡所需的时间为5min，则用甲烷表示0~5min内的平均反应速率为 $0.05 m o l \cdot L^{- 1} m i n^{- 1}$ B、增大 $c (C H_{4})$ 可提高 $C H_{4}$ 转化率且不改变该反应的平衡常数 C、在不改变其他外界条件下 $α_{1}$ 、 $α_{2}$ 、 $α_{3}$ 的相对大小顺序为： $α_{1} = α_{2} > α_{3}$ D、 $\frac{c (H_{2} O)}{c (C H_{4})}$ 比值增大，可提高甲烷转化率，平衡常数不变

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14. $700 ℃$ 时，向容积为 $2 L$ 的密闭容器中充入一定量的 $C O$ 和 $H_{2} O (g)$ ，发生如下反应： $C O (g) + H_{2} O (g) ⇌_{}^{} C O_{2} (g) + H_{2} (g)$ ，反应过程中测定的数据见下表(表中 $t_{1} < t_{2}$ )。
反应时间/ $m i n$
$c (C O) / m o l$
$n (H_{2} O) / m o l$
$n (C O_{2}) / m o l$
$n (H_{2}) / m o l$
0
1.80
0.90
0
0
$t_{1}$
1.20

$t_{2}$

0.60
下列说法正确的是（）

A、 $t_{1}$ 时反应没有达到平衡状态 B、容器内的压强不变，可说明反应达到平衡状态 C、若初始量 $C O$ ： $3.6 m o l$ 、 $H_{2} O$ ： $1.8 m o l$ ，则平衡时 $c (H_{2} O) = 0.60 m o l / L$ D、若初始量 $C O 、 H_{2} O 、 C O_{2}$ 和 $H_{2}$ 均为 $1.0 m o l$ ，此时反应已经处于平衡状态

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15. 相同金属在其不同浓度盐溶液中可形成浓差电池。科学家利用浓差电池采用电渗析法提纯乳清(富含NaCl的蛋白质)，有价值的蛋白质的回收率达到98%，工作原理如图所示(a、b电极均为石墨电极)。
下列说法正确的是（）

A、电池从开始工作到停止放电，电解池理论上可制得 $320 g N a O H$ B、膜1为阴离子交换膜，膜2为阳离子交换膜 C、电池放电过程中， $C u (2)$ 电极上的电极反应为 $C u - 2 e^{-} = C u^{2 +}$ D、每转移1mol电子，理论上乳清质量减少29.25g

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二、非选择题(本大题4小题，共55分)

16. 化石燃料的燃烧与汽车尾气产生的碳氧化物和氨氧化物都是常见的大气污染物，废气处理对于环境保护至关重要。

(1)、I．为了净化汽车尾气，目前工业上采用 $C O$ 与 $N O$ 在催化剂的作用
下反应转化为无害气体，反应为： $2 N O (g) + 2 C O (g) ⇌_{}^{} N_{2} (g) + 2 C O_{2} (g)$
已知： $2 C O (g) + O_{2} (g) \begin{array}{l} \underline{\underline{}} \end{array} 2 C O_{2} (g) Δ H = - 566 k J \cdot m o l^{- 1}$
$N_{2} (g) + O_{2} (g) \begin{array}{l} \underline{\underline{}} \end{array} 2 N O (g) Δ H = + 180.5 k J \cdot m o l^{- 1}$
计算反应 $2 N O (g) + 2 C O (g) ⇌_{}^{} N_{2} (g) + 2 C O_{2} (g)$ 的 $Δ H =$ ；若该反应的熵变为 $- 197.5 J / m o l / K$ ，则该反应在室温( $25 ℃$ )时(填“能”或“不能”)自发进行。

(2)、若一定量的 $C O$ 与 $N O$ 在绝热、恒容的密闭体系中进行，下列示意图正确且能说明反应在进行到 $t_{1}$ 时刻时达到平衡状态的是。(填序号)

(3)、已知 $2 N O (g) + 2 C O (g) ⇌_{}^{} N_{2} (g) + 2 C O_{2} (g)$ 的反应速率满足：
$v_{正} = k_{正} \cdot c^{2} (N O) \cdot c^{2} (C O)$ ；
$v_{逆} = k_{逆} \cdot c (N_{2}) \cdot c^{2} (C O_{2})$ ( $k_{正} 、 k_{逆}$ 为速率常数，只与温度有关)
在体积为 $1 L$ 的恒温恒容容器中充入 $1 m o l C O$ 和 $1 m o l N O$ ，反应达到平衡时， $C O$ 的转化率为60%，则 $\frac{k_{正}}{k_{逆}} =$ (保留2位有效数字)。

(4)、II．工业上还可以用 $C O$ 处理大气污染物 $N_{2} O$ ，反应为 $C O (g) + N_{2} O (g) ⇌_{}^{} C O_{2} (g) + N_{2} (g)$ 。
在 $Z n^{+}$ 作用下上述反应过程的能量变化情况如图所示。
该反应的决速步骤是反应(填“I”或“II”)。

(5)、在总压为 $100 k P a$ 的恒容密闭容器中，充入一定量的 $C O (g)$ 和 $N_{2} O (g)$ 发生上述反应，在不同条件下达到平衡时， $N_{2} O$ 的转化率随 $\frac{n (N_{2} O)}{n (C O)}$ (恒温时)的变化曲线和 $N_{2} O$ 的转化率随 $\frac{1}{T}$ ( $\frac{n (N_{2} O)}{n (C O)} = 1$ )的变化曲线分别如图所示：
①表示 $N_{2} O$ 的转化率随 $\frac{n (N_{2} O)}{n (C O)}$ 变化的曲线为曲线(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
② $T_{3} K$ 时，该反应的化学平衡常数 $K_{p} =$ 。

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17. 电化学原理在工业生产中发挥着巨大的作用。

(1)、 $N a_{2} F e O_{4}$ 是制造高铁电池的重要原料，同时也是一种新型的高效净水剂。在工业上通常利用如图装置生产 $N a_{2} F e O_{4}$ 。
①阳极上铁被氧化生成高铁酸根，阴极上电极反应为。
②理论上通电一段时间，生成 $n (F e O_{4}^{2 -}) ： n (H_{2}) =$ 。
③右侧的离子交换膜为(填“阴”或“阳”)离子交换膜，阴极区a%b%(填“ $>$ ”或“ $<$ ”)。

(2)、如图是一种用电解原理来制备 $H_{2} O_{2}$ ，并用产生的 $H_{2} O_{2}$ 处理废氨水的装置。
①用活性炭代替石墨棒的优点是；
② $I r - R u$ 惰性电极吸附 $O_{2}$ 生成 $H_{2} O_{2}$ ，其电极反应式为；
③理论上电路中每转移3mol电子，最多可以处理废氨水中溶质(以 $N H_{3}$ 计)的质量是g。

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18. 氨气是最重要的化工原料，广泛应用于化工、制药、合成纤维等领域。

(1)、合成氨是工业上重要的固氮方式，反应为： $N_{2} (g) + 3 H_{2} (g) ⇌ 2 N H_{3} (g)$ ，在一定条件下氨的平衡含量如下表：
温度/ $℃$
压强/MPa
氨的平衡含量(体积分数)
200
10
81.5%
550
10
8.25%
①合成氨反应驱动力来自于。(填“焓变”或“熵变”)
②其他条件不变时，升高温度，氨的平衡含量减小的原因是。
A．升高温度，正反应速率减小，逆反应速率增大，平衡向逆反应方向移动
B．升高温度、浓度商(Q)增大，平衡常数(K)不变， $Q > K$ ，平衡向逆反应方向移动
C．升高温度，活化分子数增多、反应速率加快
D．升高温度，平衡常数(K)减小，平衡向逆反应方向移动

(2)、某兴趣小组为研究“不同条件”对化学平衡的影响情况，进行了如下实验：(反应起始的温度和体积均相同)：
序号
起始投入量
平衡转化率
$N_{2}$
$H_{2}$
$N H_{3}$
①恒温恒容
1mol
3mol
0
$α_{1}$
②绝热恒容
1mol
3mol
0
$α_{2}$
③恒温恒压
1mol
3mol
0
$α_{3}$
则： $α_{1}$ $α_{2}$ 、 $α_{1}$ $α_{3}$ (填“ $>$ ”、“ $<$ ”或“ $=$ ”)

(3)、我国科学家利用新型催化剂( $F e - S n O_{2}$ )实现了在室温条件下固氮的方法，原理如下图所示：
①太阳能电池的X极为极。
②电解时双极膜产生的 $O H^{-}$ 移向极。(填“a”或“b”)
③电解时阳极的电极反应式为：。
④当电路中转移 $1.5 N_{A}$ 个电子时，参加反应的 $N_{2}$ 在标准状况下的体积为。

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19. 天然气的开发利用是重要的研究课题。现可将 $C H_{4}$ 转化为乙酸，同时可处理温室气体 $C O_{2}$ ，反应方程式如下：
$C O_{2} (g) + C H_{4} (g) ⇌_{}^{} C H_{3} C O O H (g) Δ H = + 36 k J / m o l$ 。

(1)、我国科研人员提出了反应的催化反应历程，该历程示意图如下所示。
下列说法不正确的是。(填序号)
a．反应发生时，反应物化学键并没有全部断裂
b．使用催化效率更高的催化剂可以降低E值
c．①→②放出能量并形成了 $C - C$ 键
d．“夺氢”过程中形成了 $C - H$ 键

(2)、 $200 ℃$ 时向 $2 L$ 密闭容器中充入 $4 m o l C O_{2}$ 和 $2 m o l C H_{4}$ ， $2 m i n$ 后测得 $C O_{2}$ 浓度降为 $1.5 m o l / L$ ， $4 m i n$ 后达到平衡，测得乙酸的浓度为 $0.6 m o l / L$ 。
①前两分钟乙酸的平均反应速率=。
②若温度为 $T_{1}$ 时，向上述容器中充入 $2 m o l C O_{2}$ 、 $2 m o l C H_{4}$ 和 $2 m o l C H_{3} C O O H$ ，反应恰好处于平衡状态，则 $T_{1}$ $200 ℃$ (填“>”、“=”或“<”)

(3)、以二氧化钛表面覆盖 $C u_{2} A l_{2} O_{4}$ 为催化剂催化该反应时，在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如图所示。
$250 ℃ \sim 300 ℃$ 时，温度升高而乙酸的生成速率降低的原因是。

(4)、某高校科研团队在实验时，发现在 $Z r_{2} C u_{2} O_{4}$ 作催化剂时，还检测出了乙醇。推测发生了副反应：
$C O_{2} (g) + 3 C H_{4} (g) ⇌_{}^{} 2 C H_{3} C H_{2} O H (g) Δ H > 0$
①下列有关制备乙酸的说法错误的是。(填序号)
a．选择合适催化剂可提高乙酸的产率
b．选择合适温度可提高催化剂的效率
c．增大投料时 $\frac{n (C H_{4})}{n (C O_{2})}$ 的比值可提高甲烷的转化率
d．及时分离出乙酸可提高乙酸的产率
②在温度为 $T_{0}$ 、压强为 $10 M P a$ 的恒温恒压容器中，充入 $15 m o l C O_{2}$ 和 $15 m o l C H_{4}$ ，平衡时测得乙酸的百分含量是乙醇5倍， $C O_{2}$ 的百分含量是 $C H_{4}$ 的2倍。则平衡时乙醇的分压为，反应 $C O_{2} (g) + C H_{4} (g) ⇌_{}^{} C H_{3} C O O H (g)$ 的 $K_{p} =$ 。

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		甲	乙	丙
起始物质的量	$n (C H_{4}) / m o l$	5	4	10
起始物质的量	$n (H_{2} O) / m o l$	10	8	10
$C H_{4}$ 的平衡转化率/%		$α_{1} = 50 %$	$α_{2}$	$α_{3}$

反应时间/ $m i n$	$c (C O) / m o l$	$n (H_{2} O) / m o l$	$n (C O_{2}) / m o l$	$n (H_{2}) / m o l$
0	1.80	0.90	0	0
$t_{1}$	1.20
$t_{2}$				0.60

温度/ $℃$	压强/MPa	氨的平衡含量(体积分数)
200	10	81.5%
550	10	8.25%

序号	起始投入量			平衡转化率
序号	$N_{2}$	$H_{2}$	$N H_{3}$	平衡转化率
①恒温恒容	1mol	3mol	0	$α_{1}$
②绝热恒容	1mol	3mol	0	$α_{2}$
③恒温恒压	1mol	3mol	0	$α_{3}$