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【期中真题】河南省郑州外国语学校2022-2023学年高二上学期期中考试化学试题.zip
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郑州外国语学校2022-2023学年高二上期期中测试试卷
化学
(90分钟100分)
可能用到的相对原子质量：H-1 C-12 O-16 Na-23 Cu-64
一、单项选择题(3分×18=54分)
1. 下列依据热化学方程式得出的结论正确的是
A. 已知2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g) ΔH=-483.6kJ·mol-1；则氢气的燃烧热为241.8kJ·mol-1
B. 已知C(石墨，s)=C(金刚石，s)ΔH>0；则金刚石比石墨稳定
C. 已知NaOH(aq)＋HCl(aq)=NaCl(aq)＋H2O(l) ΔH=-57.4kJ·mol-1；则含20.0gNaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和，放出28.7kJ的热量
D. 已知2C(s)＋2O2(g)=2CO2(g) ΔH1，2C(s)＋O2(g)=2CO(g) ΔH2；则ΔH1>ΔH2
【答案】C
【解析】
【详解】A．选项中生成的水是气体，应该是液态水，所以不能得出氢气的燃烧热是241.8kJ/mol，A错误；
B．已知C(石墨，s)=C(金刚石，s)ΔH>0；石墨能量低于金刚石，能量越低越稳定，所以石墨比金刚石稳定，B错误；
C．已知NaOH(aq)＋HCl(aq)=NaCl(aq)＋H2O(l) ΔH=-57.4kJ·mol-1，则含20.0gNaOH物质的量为0.5mol的稀溶液与稀盐酸完全中和，放出28.7kJ的热量，C正确；
D．已知2C(s)＋2O2(g)=2CO2(g) ΔH1 ①，2C(s)＋O2(g)=2CO(g) ΔH2②；①-②得到：2CO(g)+ O2(g)= 2CO2(g) ΔH1-ΔH2，一氧化碳燃烧生成二氧化碳是放热反应，焓变为负值，所以ΔH1<ΔH2，D错误；
故选C。
2. 把铁钉和碳棒用导线连接后浸入食盐水中，可能出现的现象是
A. 碳棒上放出氯气 B. 碳棒上放出氧气 C. 铁钉上放出氢气 D. 铁钉锈蚀
【答案】D
【解析】
【详解】氯化钠溶液呈中性，中性条件下，Fe、C和NaCl溶液构成原电池，Fe易失电子作负极、C作正极，Fe发生吸氧腐蚀，负极、正极反应式分别为Fe-2e-=Fe2+、O2+4e-+2H2O=4OH-，亚铁离子和氢氧根离子发生反应Fe2++2OH-=Fe(OH)2，氢氧化亚铁不稳定，易被氧气氧化生成红褐色沉淀氢氧化铁，发生反应4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3，氢氧化铁失水生成Fe2O3．xH2O，Fe2O3．xH2O为铁锈的主要成分，所以看到的现象为铁钉锈蚀；
故选D
3. 我国镍氢电池居世界先进水平，我军潜艇将装备国产大功率镍氢动力电池。镍氢电池的储氢合金(中各元素化合价均为零)，电池反应通常表示为：。下列说法正确的是
A. 放电时，电能转化为化学能 B. 充电时，储氢合金作阴极
C. 充电时，阳极附近增大 D. 放电时，负极反应：
【答案】B
【解析】
【详解】A．二次电池放电时，化学能转变为电能，A错误；
B．充电时，电池负极接外加电源的负极，做阴极，储氢合金作阴极，B正确；
C．充电时，阳极电极反应式 ，阳极附近OH-浓度减小，pH减小，C错误；
D．放电时做负极，由题意可知电解质溶液为碱性环境，负极反应为，D错误；
故答案选B。
4. 用惰性电极电解溶液(足量)，一段时间后，加入下列哪种物质可使溶液恢复到原状况
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】惰性电极电解溶液(足量)，电解方程式 ，Cu和O2从溶液中脱离，溶液复原是指溶质成分和浓度都恢复到和原来一样，所以加入CuO，和硫酸反应恰好生成硫酸铜和水，铜和硫酸不反应，A错误，加氢氧化铜或碱式碳酸铜会使硫酸铜溶液的浓度降低， C、D错误，答案选B。
5. 以硫酸铜溶液作电解液，对含有杂质Fe、Zn、Ag的粗铜进行电解精炼。下列叙述正确的是
①粗铜与直流电源负极相连
②阴极发生反应为Cu2+ + 2e－＝ Cu
③电路中每通过3.01×1023个电子，得到的精铜质量为16 g
④杂质Ag以Ag2SO4的形式沉入电解槽形成“阳极泥”
A ②③ B. ②④ C. ③④ D. ①③
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】①精炼铜时，粗铜做阳极，精铜做阴极，①错误；
②阴极发生还原反应，反应为Cu2+ +2e－＝Cu②正确；
③电路中每通过0.5mol电子，精铜质量增加0.25mol为16g，③正确；
④Ag比Cu不活泼，所以Ag作为阳极泥沉淀在阳极底部，④错误。
答案选A。
6. 碳酸钙与稀盐酸反应生成的量与反应时间的关系如下图所示。下列结论中正确的是
A. 随着盐酸浓度的降低，反应速率一直减小
B. 反应物键能之和大于生成物的键能之和
C. 该反应，
D. 第2min到第4min间生成的平均反应速率为
【答案】C
【解析】
【详解】A． 由图像可知，随着盐酸浓度的降低，反应初始阶段，因为反应放热，温度升高，反应速率增大，一段时间后，反应速率减小，故A错误；
B． 该反应为放热反应，则反应物键能之和小于生成物的键能之和，故B错误；
C． 该反应为放热反应，则该反应，该反应生成二氧化碳气体，则，故C正确；
D． 由图可知，从第2min到第4min生成0.2mol，缺少容器体积，则第2min到第4min间生成的平均反应速率应为，故D错误；
故选C。
7. 在某温度下，反应 ，X的浓度随时间变化曲线如下图，下列有关描述正确的是
A. 若Z是有色气体，其他条件不变，压缩容器的体积，平衡不移动，则气体颜色不变
B. 当时，说明该化学反应已经达到平衡
C. 8分钟时若升高体系温度，则v正减小，v逆增大
D. 若平衡时Y的转化率为85%，则起始时Y的物质的量浓度为
【答案】D
【解析】
【详解】A．反应前后气体的物质的量不变，压缩体积，平衡不移动，但由于容器的体积减小，气体的浓度增大，则气体颜色加深，故A错误；
B．当时，无法说明正逆反应速率相等，故不能说明该化学反应已经达到平衡，故B错误；
C．升高温度，正、逆反应速率都增大，故C错误；
D．由图可知，X的起始浓度为1.0mol/L，X浓度变化量为0.85mol/L，则Y浓度变化量为0.85mol/L´4=3.4mol/L，若平衡时Y的转化率为85%，则起始时Y的物质的量浓度为，故D正确；
故选D。
8. 下列说法正确的是
A. 化学平衡发生移动，平衡常数必发生变化
B. 在平衡体系：中加入固体，平衡不移动
C. 对于任何化学反应来说，反应速率越大，反应现象就越明显
D. 在一定温度下，达到平衡，若压缩容器体积，新平衡时C的浓度比原平衡时C的浓度大
【答案】B
【解析】
【详解】A．化学平衡发生移动，若温度不变，平衡常数不会发生变化，A选项错误；
B．平衡体系：的反应本质为：，加入固体，平衡不移动，B选项正确；
C．反应速率和反应现象并没有必然的联系，有些反应无反应现象，例如盐酸和氢氧化钠溶液反应瞬间进行速率大，但反应现象不明显，C选项错误；
D．在一定温度下，达到平衡，若压缩容器体积，体系压强增大，使化学平衡逆向移动，但温度不变，化学平衡常数K=c(C)不变，所以新平衡时C的浓度与原平衡时C的浓度相等，D选项错误；
答案选B。
9. 反应4A(s)＋3B(g)＝2C(g)＋D(g)，经2 min后，B的浓度减少了0.6mol/L。下列反应速率的表示正确的是
A. 用A表示的反应速率是0.4 mol/(L·min)
B. 用C表示的反应速率是0.2 mol/(L·min)
C. 2 min末时的反应速率，用B表示是0.3 mol/(L·min)
D. 在这2 min内用B表示的反应速率的值是减小的，C表示的反应速率逐渐增大
【答案】B
【解析】
【分析】经2 min后，B的浓度减少了0.6mol/L，v(B)==0.3mol/(L•min)，根据化学反应速率之比等于化学计量数之比分析解答。
【详解】A．A为固体，不能用于表示化学反应速率，故A错误；B．v(C)∶v(B)=2∶3，故v(C)=v(B)=×0.3mol/(L•min)=0.2mol/(L•min)，故B正确；C．v(B) =0.3mol/(L•min)，表示2min内的平均反应速率，2min末的反应速率为瞬时速率，故C错误；D．随着反应的进行，反应物的浓度降低，反应速率减慢，浓度变化量逐渐减少，故2 min内用B和C表示的反应速率都是逐渐减小，故D错误；故选B。
【点睛】本题考查化学反应速率相关计算，把握化学反应速率的数学表达式和化学反应速率之比等化学计量数之比为解答的关键。本题的易错点为C，要注意化学反应速率是平均速率，不是瞬时速率。
10. 如图表示反应，达到平衡后，改变反应条件，反应速率随时间变化情况如图，则改变的条件和平衡移动方向判断正确的是
A. t1时降低温度，平衡向正反应方向移动
B. t1时增大压强，平衡向正反应方向移动
C. t1时增大浓度，减少浓度，平衡向正反应方向移动
D. t1时使用催化剂，平衡向逆反应方向移动
【答案】C
【解析】
【分析】分析图像，正反应速率增大，最终反应速率低于平衡前反应速率，据此分析。
【详解】A．降低温度，正逆反应速率均减小，则t1时降低温度，正反应速率应低于平衡时反应速率，但平衡正向移动，A错误；
B．增大压强，正逆反应速率均增大，最终的正反应速率应该高于平衡时反应速率，平衡正向移动，B错误；
C．增大反应物浓度，正反应速率增大，则 t1时增大浓度，正反应速率增大，减少浓度，最终导致反应物和生成物浓度均减小，反应速率均低于平衡时反应速率，平衡向正反应方向移动，C正确；
D．使用催化剂，正逆反应速率均增大，最终反应速率高于平衡时反应速率，平衡不移动，D错误；
故选C。
11. 有关酸式盐的水溶液，下列陈述正确的是
A. 不一定呈酸性
B 一定既有电离又有水解
C. 水的电离程度一定小于同温度下纯水的电离
D. 水的电离程度一定大于同温度下纯水的电离
【答案】A
【解析】
【详解】A ．NaHCO3溶液中的电离程度小于其水解程度，呈碱性，A正确；
B ．NaHSO4溶于水完全电离，不会水解，B错误；
C．强碱弱酸盐或强碱弱酸盐溶液中，盐会水解，对水的电离起促进作用，水的电离程度大于同温度下纯水的电离，C错误；
D．NaHSO4溶液中，NaHSO4电离出的H+对水的电离起抑制作用，水的电离程度小于同温度下纯水的电离，D错误；
故答案选A。
12. 25℃时，在溶液中，水电离出的浓度为；在盐酸中，水电离出的浓度为，若，则溶液的值为
A. 5 B. 7 C. 10 D. 11
【答案】C
【解析】
【详解】盐酸中，全部由水电离产生，的浓度，若，则，溶液中浓度等于水电离出的浓度，则溶液中氢离子浓度为：，则溶液的值为:，答案选C。
13. 用相同浓度的盐酸分别中和等体积等的、、三种溶液时消耗的体积分别为、、，其大小关系正确的是
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】等体积等的、、三种溶液，浓度大小：>>，消耗相同浓度的盐酸：，故选A。
14. 物质的量浓度、体积都相同的NaF和NaCN溶液中，离子总数的关系正确的是（已知HF比HCN易电离）
A. NaF＝NaCN B. NaF＞NaCN C. NaF＜NaCN D. 无法确定
【答案】B
【解析】
【详解】两溶液中离子数目的差别在于水电离出来的H+的不同，由于HCN比HF更难电离，故CN-的水解程度比F-的大，NaCN溶液中OH-离子浓度要大些，反过来溶液中由水电离出来的H+离子浓度小。根据电荷守恒c（Na+）+c（H+）=c（OH-）+c（X-），其中X-代表F-、CN-，溶液中钠离子浓度相同，氢离子浓度越大，则总的离子浓度越大。答案选B。
15. 已知氢氟酸在水溶液中建立如下电离平衡：HFH+ + F- ，如只改变一个条件一定可以使c(HF)/c(H+)减小的是
A. 加入少氢氧化钠固体 B. 通氯化氢气体
C. 通入少量氟化氢气体 D. 加入少量氟化钾固体
【答案】B
【解析】
【详解】A．加入少氢氧化钠固体，由于发生酸碱中和反应，电离平衡正向移动，c(HF)、c(H+)都减小，由于平衡移动趋势是微弱的，所以 c(HF)/c(H+)增大，A错误；
B．通氯化氢气体，由于增大了c(H+)，平衡逆向移动，c(HF)增大，c(H+)增大，但是平衡移动的趋势是微弱的，所以c(HF)/c(H+)减小，B正确；
C．通入少量氟化氢气体，增大反应物浓度，平衡正向移动，但是平衡移动消耗使c(HF)减小的趋势小于加入气体使物质浓度增大的趋势，所以c(HF)/c(H+)增大，C错误；
D．加入少量氟化钾固体，平衡逆向移动，c(HF)增大，c(H+)减小，所以c(HF)/c(H+)增大，D错误。
故选B。
16. 下列说法中正确的是( )
A. AlCl3溶液和Al2(SO4)3溶液加热，蒸发，浓缩结晶，灼烧，所得固体的成分相同
B. 配制FeCl3溶液时，将FeCl3固体溶解在硫酸中，后再加水稀释到所需的浓度
C. 向CuCl2溶液中加入CuO，调节pH可除去溶液中混有的Fe3＋
D. 泡沫灭火器中常使用的原料是Na2CO3和Al2(SO4)3
【答案】C
【解析】
【详解】A、AlCl3溶液和Al2(SO4)3溶液加热，蒸发，浓缩结晶，灼烧，所得固体的成分不相同，前者得到Al2O3,后者得到Al2(SO4)3，故A错误；B、配制FeCl3溶液时，将FeCl3固体溶解在盐酸中，后再加水稀释到所需的浓度，溶于硫酸，会引入杂质离子SO42－，故B错误；C、Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋，向CuCl2溶液中加入CuO，与氢离子反应，使水解平衡正向移动生成氢氧化铁沉淀，达到调节pH除去溶液中混有的Fe3＋的目的，故C正确；D、泡沫灭火器中常使用的原料是NaHCO3和Al2(SO4)3，故D错误；故选C。
17. 25 ℃时，某酸性溶液中只含NH4+、Cl－、H＋、OH－四种离子，下列说法不正确的是( )
A. 可能由pH＝2的盐酸与pH＝12的氨水等体积混合而成
B. 该溶液可能由等物质的量浓度的盐酸和氨水等体积混合而成
C. 加入适量氨水，溶液中离子浓度可能为c(NH4+)＞c(Cl－)＞c(OH－)＞c(H＋)
D. 该溶液中c(NH4+)＝c(Cl－)＋c(OH－)－c(H＋)
【答案】A
【解析】
【详解】A. 一水合氨是弱电解质、HCl是强电解质，常温下，pH=2的HCl与pH=12的NH3⋅H2O溶液中，c(NH3⋅H2O)远远大于c(HCl)，二者等体积混合氨水有剩余，导致溶液呈碱性而不是酸性，故A错误；
B. 等物质的量浓度、等体积的HCl溶液和NH3⋅H2O溶液混合，二者恰好反应生成氯化铵，氯化铵是强酸弱碱盐，铵根离子水解而氯离子不水解导致氯化铵溶液呈酸性，故B正确；
C. 加入适量NH3⋅H2O，一水合氨的电离程度大于铵根离子水解程度会导致溶液呈碱性，根据电荷守恒c(NH4+)>c(Cl−)，溶液中水的电离程度较小，可能出现离子浓度大小顺序是c(NH4+)>c(Cl−)>c(OH−)>c(H+)，故C正确；
D. 任何电解质溶液中都存在电荷守恒，根据电荷守恒得c(NH4+)+c(H+)=c(OH−)+c(Cl−)，c (NH4+)=c (Cl−)+c (OH−)−c(H+)，故D正确；
答案选A。
18. 常温下，向一定浓度的水溶液中滴加溶液，含砷的各物种分布系数(平衡时某物种的浓度占各物种浓度之和的分数)与的关系如图。下列说法正确的是
A. 的水解常数数量级为
B. 溶液中：
C. 溶液中：
D. P点相当于与等物质的量配成的混合溶液
【答案】A
【解析】
【分析】结合图像分析，根据的电离平衡： ，
同理推出，。
【详解】A．水解：，，数量级为，A正确；
B．在溶液中，发生水解和电离，水解方程式： ，，水解：， ，，电离程度大于水解程度，，B错误；
C．在溶液中，发生电离和水解，，，发生水解，，，，故，在溶液中，根据物料守恒：，电荷守恒：，联立得： ，因为，所以，C错误；
D．将与等物质的量混合，因为与水解程度不同，所以和离子浓度不同，而P点，两个离子浓度相同，D错误；
故选A。
二、填空题(共4题，46分)
19. 按要求回答下列问题：
（1）水解的离子方程式为_______
（2）25℃时，pH相同的醋酸和盐酸溶液分别用蒸馏水稀释至原来的m倍和n倍，若稀释后两溶液的pH仍相同，则m_______n(填“>”“<”或“=”)
（3）的电离常数依次为和，则的水解常数_______(用和的电离常数表示)
（4）物质的量浓度相同的下列溶液：
① ② ③ ④ ⑤
按由小到大排列的顺序是_______(填序号)
【答案】（1）+H2O
（2）> （3）
（4）③<⑤<②<④<①
【解析】
【小问1详解】
溶液中发生水解生成一水合氨和氢离子，离子方程式为：+H2O。
【小问2详解】
醋酸是弱电解质，溶液中存在电离平衡CH3COOHCH3COO−+H+。稀释时平衡正向移动，因此稀释相同的倍数，醋酸pH增加量小于初始pH相同的盐酸。故要使稀释后两溶液的pH相同，醋酸应稀释更多的倍数，故m>n。
【小问3详解】
HCO的水解平衡为：HCO+H2OH2CO3+OH-，；H2CO3的第一步电离平衡为：H2CO3 HCO+H+，，Kw= ，则。
【小问4详解】
①Na2CO3是强碱弱酸盐，在溶液中完全电离出碳酸根离子，碳酸根离子的水解程度较弱，其溶液中最大；
②NaHCO3在溶液中完全电离出碳酸氢根离子和钠离子，碳酸氢根离子电离出的
较小；
③H2CO3是二元弱酸，在溶液中分步电离，第二步才电离出碳酸根离子，且第一步电离出的氢离子抑制了第二步电离，所以其溶液中的最小；
④在溶液中完全电离出碳酸根离子和铵根离子，铵根离子水解促进了碳酸根离子的水解，浓度相同时其溶液中小于Na2CO3；
⑤溶液中铵根离子的水解显酸性会抑制碳酸氢根的电离，其中的小于NaHCO3溶液；
综上所述，按由小到大排列的顺序是③<⑤<②<④<①。
20. 微生物燃料电池是一种利用微生物将有机物中的化学能直接转化成电能的装置。已知某种利用微生物的甲醇燃料电池中，电解质溶液为酸性，示意图如下：
（1）该电池外电路电子的流动方向为_______(填“从A到B”或“从B到A”)。
（2）电池工作结束后，B电极室溶液的pH与工作前相比将_______ (填“增大”“减小”或“不变”，溶液体积变化忽略不计)。
（3）A电极附近甲醇发生的电极反应式为_______。
【答案】（1）从A到B
（2）不变 （3）
【解析】
【小问1详解】
该微生物的甲醇燃料电池中，通入甲醇（电极A）一极为负极，通入氧气（电极B）一极为正极，该电池外电路电子的流动方向为负极到正极，即从A到B；
【小问2详解】
电解质溶液为酸性，该电池的总反应式为：，总反应中并未消耗氢离子，正极（电极B）反应式为：，负极生成的氢离子移向正极补充了正极消耗的氢离子，所以电池工作结束后，B电极室溶液的pH与工作前相比不变；
【小问3详解】
A电极为负极，甲醇发生的电极反应式为：。
21. 能源的开发和有效利用以及人均消费量，是一个国家生产技术水平和生活水平的重要标志。
I.“氢能”因热值高，无污染，将是未来最理想的新能源。“十三·五”规划实现煤炭资源的高效清洁转化是我国能源革命的一个重要课题。而要实现这一目标，就需要提升并完善煤气化这一关键的核心龙头技术。煤的气化是目前获得氢气的一种重要方式。
煤的气化反应主要是：
反应I ；
反应II ，在850℃时，。
（1）①反应I的正反应的活化能和的大小关系为_______(填“大于”、“等于”或“小于”)温度的改变对正、逆反应速率影响较大的是_______ (填“正”或“逆”)反应速率；
②将一定量和混合气放入一个恒容绝热的密闭容器内发生反应II(初始温度850℃)，以下可作为可逆反应II达到平衡标志的是_______
A.当混合气的平均相对分子质量不随时间而变化时
B.当时
C.当时
D.当混合气的压强不随时间而变化时
③若要提高反应II中的平衡转化率，可以采取的措施有_______
A.加入选择性好的催化剂 B.不断散热
C.不断充入水蒸气 D.增加在原料气中的含量
（2）850℃时，若向一恒温、恒容密闭容器中同时充入、、和，若要使上述反应开始时向正反应方向进行，则、应满足的条件是_______。
II.二甲醚也是清洁能源，用合成气在催化剂存在下制备二甲醚的反应原理为：。一定条件下，该反应中的平衡转化率随温度、投料比口的变化曲线如图：
（3）a、b、c从大到小依次为_______
（4）某温度下，将和充入容积为的密闭容器中，反应到达平衡时，改变压强和温度，平衡体系中的物质的量分数变化情况如图所示，下列四种条件下化学平衡常数最大的是_______
A. ， B. ， C. ， D. ，
（5）在恒容密闭容器里充入一氧化碳和氢气，一定温度下发生反应。下列说法正确的是_______
A. 当混合气体的密度不随时间变化时，说明反应达到了平衡状态
B. 当时，说明反应达到了平衡状态
C. 低温高压一定有利于提高的生产效率
D. 将水蒸气液化分离出来，有利于增大正反应速率，提高的产率
【答案】（1） ①. 大于 ②. 正 ③. BD ④. BC
（2）y＜x （3）a＞b＞c （4）D （5）B
【解析】
【小问1详解】
①∆H1=Ea正-Ea逆＞0，所以Ea正＞∆H1；温度的改变对吸热反应方向影响较大，所以对正反应方向影响较大；
②A．两边气体的计量数相等，即n不变，根据质量守恒，m不变，故混合气的平均相对分子质量M=始终不随时间而变化，A不符合题意；
B．当v(CO)正=v(H2)逆=v(CO)逆，正逆反应速率相等，达到平衡状态，B符合题意；
C．当c(CO2)·c(H2)=c(CO)·c(H2O)时，此时Qc==1，但此时K不一定是1，因此不能判定达到平衡状态，C不符合题意；
D．绝热容器，反应过程中发热，温度升高，压强增大，混合气的压强不随时间而变化，说明达到平衡状态，D符合题意；
故选BD；
③A．加入选择性好的催化剂不影响平衡移动，对CO的转化率没有影响，A不符合题意；
B．正反应放热，不断散热平衡正向移动，CO转化率提高，B符合题意；
C．不断充入水蒸气，CO转化率提高，C符合题意；
D．增加CO在原料气中的含量，平衡正向移动，但CO的转化率降低，D不符合题意；
故选BC；
【小问2详解】
根据题意可知，Qc==，平衡正向移动，则Qc＜K=1，即＜1，y＜x；
【小问3详解】
氢气和一氧化碳均为反应物因此投料比越大，CO的转化率越大，所以根据图象可知a＞b＞c；
【小问4详解】
通过图象可知，温度升高CO的转化率降低，说明升高温度平衡逆向移动，，故正反应为放热反应，则温度越高二甲醚的质量分数越小，故温度：T1＞T2＞T3＞T4，由于正反应放热，温度越低平衡常数越大，故P4、T4的二甲醚含量最高，平衡常数最大，故选D；
【小问5详解】
A．气体总质量不变，体积不变，ρ=是定值，不能判定平衡，A不符合题意；
B．当v逆(CO)=2v正(CH3OCH3)时，说明正逆反应速率相等，反应达到了平衡状态，B符合题意；
C．低温高压有利于平衡正向移动，提高CH3OCH3的产率，但是低温会导致反应时间增长，相同时间内的生产效率会下降，C不符合题意；
D．将水蒸气液化分离出来，平衡正向移动，但正反应速率会逐渐减小，D不符合题意；
故选B。
22. 回答下列问题
（1）已知25℃时有关弱酸的电离平衡常数：
弱酸化学式
电离平衡常数
①同温度下，等pH值的下列溶液，物质的量浓度由大到小的顺序为_______(填序号)。
a. b. c.
②25℃时将溶液和溶液分别与溶液混合。
a.请将产生的气体体积随时间的变化关系表示在坐标中_______ (做好必要的标注)
b.反应结束后所得两溶液中，_______(填“>”、“<”或“=”)
③向溶液中通入少量气体，反应的离子方程式为_______。
（2）煤燃烧的烟气也含氮氧化物，用催化还原可以消除氮氧化物的污染。
已知：
在常温下，催化还原的热化学方程式_______
（3）电池可以提升能量利用率。下图是利用甲烷燃料电池电解的氯化铜溶液的装置示意图，请回答下列问题：
①甲烷燃料电池的负极反应式是_______；
②当A中消耗氧气时，B中_______极增重_______g。
【答案】（1） ①. a＞b＞c ②. ③. ＞ ④. CN-+CO2+H2O=HCN+
（2）CH4(g)+N2O4(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-898.1kJ⋅mol-1
（3） ①. CH4+10OH--8e-=+7H2O ②. b ③. 6.4
【解析】
【小问1详解】
①25℃时，Ka1(H2CO3)＞Ka(HCN)＞Ka2(H2CO3)，则同温度下，物质的量浓度相同时，各溶液的pH：Na2CO3＞NaCN＞NaHCO3，故同温度下，pH相同时，各溶液的物质的量浓度由大到小的顺序为NaHCO3＞NaCN＞Na2CO3，即a＞b＞c；
②a．Ka(HSCN)＞Ka(CH3COOH)，则25℃时，浓度相同的HSCN溶液和CH3COOH溶液中，前者的H+浓度较大，故HSCN溶液和NaHCO3溶液反应的速率较快；由于两种酸的浓度、体积均相同，故产生CO2的体积也相同；则产生的气体体积随时间的变化关系如图所示：；
b．反应后得到溶液为等浓度的NaSCN溶液和CH3COONa溶液，由于Ka(HSCN)＞Ka(CH3COOH)，故CH3COO-的水解程度大于SCN-，c(SCN-)＞c(CH3COO-)；
③由于Ka1(H2CO3)＞Ka(HCN)＞Ka2(H2CO3)，故向NaCN溶液中通入少量CO2气体，反应生成HCN和NaHCO3，该反应的离子方程式为CN-+CO2+H2O=HCN+。
【小问2详解】
根据“已知”可知，常温下，CH4催化还原N2O4(g)反应生成N2(g)、CO2(g)和H2O(l)，根据盖斯定律可得，该反应的焓变ΔH= -867.0kJ⋅mol-1-(-56.9kJ⋅mol-1)+2´(-44.0kJ⋅mol-1)=-898.1kJ⋅mol-1，则该反应的热化学方程式为CH4(g)+N2O4(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-898.1kJ⋅mol-1。
【小问3详解】
①甲烷燃料电池的电解质为碱性电解质，则负极的电极反应式为CH4+10OH--8e-=+7H2O；
②甲烷燃料电池的正极的电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-，B中a为阳极，b为阴极，则b极上会产生Cu；当A中消耗0.15mol氧气时，电路中转移0.6mol电子，由于n(Cu2+)=2mol/L´0.05L=0.1mol，故B中b极上产生0.1mol Cu，增重6.4g。
郑州外国语学校2022-2023学年高二上期期中测试试卷
化学
(90分钟100分)
可能用到的相对原子质量：H-1 C-12 O-16 Na-23 Cu-64
一、单项选择题(3分×18=54分)
1. 下列依据热化学方程式得出的结论正确的是
A. 已知2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g) ΔH=-483.6kJ·mol-1；则氢气的燃烧热为241.8kJ·mol-1
B. 已知C(石墨，s)=C(金刚石，s)ΔH>0；则金刚石比石墨稳定
C. 已知NaOH(aq)＋HCl(aq)=NaCl(aq)＋H2O(l) ΔH=-57.4kJ·mol-1；则含20.0gNaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和，放出28.7kJ的热量
D. 已知2C(s)＋2O2(g)=2CO2(g) ΔH1，2C(s)＋O2(g)=2CO(g) ΔH2；则ΔH1>ΔH2
【答案】C
【解析】
【详解】A．选项中生成的水是气体，应该是液态水，所以不能得出氢气的燃烧热是241.8kJ/mol，A错误；
B．已知C(石墨，s)=C(金刚石，s)ΔH>0；石墨能量低于金刚石，能量越低越稳定，所以石墨比金刚石稳定，B错误；
C．已知NaOH(aq)＋HCl(aq)=NaCl(aq)＋H2O(l) ΔH=-57.4kJ·mol-1，则含20.0gNaOH物质的量为0.5mol的稀溶液与稀盐酸完全中和，放出28.7kJ的热量，C正确；
D．已知2C(s)＋2O2(g)=2CO2(g) ΔH1 ①，2C(s)＋O2(g)=2CO(g) ΔH2②；①-②得到：2CO(g)+ O2(g)= 2CO2(g) ΔH1-ΔH2，一氧化碳燃烧生成二氧化碳是放热反应，焓变为负值，所以ΔH1<ΔH2，D错误；
故选C。
2. 把铁钉和碳棒用导线连接后浸入食盐水中，可能出现的现象是
A. 碳棒上放出氯气 B. 碳棒上放出氧气 C. 铁钉上放出氢气 D. 铁钉锈蚀
【答案】D
【解析】
【详解】氯化钠溶液呈中性，中性条件下，Fe、C和NaCl溶液构成原电池，Fe易失电子作负极、C作正极，Fe发生吸氧腐蚀，负极、正极反应式分别为Fe-2e-=Fe2+、O2+4e-+2H2O=4OH-，亚铁离子和氢氧根离子发生反应Fe2++2OH-=Fe(OH)2，氢氧化亚铁不稳定，易被氧气氧化生成红褐色沉淀氢氧化铁，发生反应4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3，氢氧化铁失水生成Fe2O3．xH2O，Fe2O3．xH2O为铁锈的主要成分，所以看到的现象为铁钉锈蚀；
故选D
3. 我国镍氢电池居世界先进水平，我军潜艇将装备国产大功率镍氢动力电池。镍氢电池的储氢合金(中各元素化合价均为零)，电池反应通常表示为：。下列说法正确的是
A. 放电时，电能转化为化学能 B. 充电时，储氢合金作阴极
C. 充电时，阳极附近增大 D. 放电时，负极反应：
【答案】B
【解析】
【详解】A．二次电池放电时，化学能转变为电能，A错误；
B．充电时，电池负极接外加电源的负极，做阴极，储氢合金作阴极，B正确；
C．充电时，阳极电极反应式 ，阳极附近OH-浓度减小，pH减小，C错误；
D．放电时做负极，由题意可知电解质溶液为碱性环境，负极反应为，D错误；
故答案选B。
4. 用惰性电极电解溶液(足量)，一段时间后，加入下列哪种物质可使溶液恢复到原状况
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】惰性电极电解溶液(足量)，电解方程式 ，Cu和O2从溶液中脱离，溶液复原是指溶质成分和浓度都恢复到和原来一样，所以加入CuO，和硫酸反应恰好生成硫酸铜和水，铜和硫酸不反应，A错误，加氢氧化铜或碱式碳酸铜会使硫酸铜溶液的浓度降低， C、D错误，答案选B。
5. 以硫酸铜溶液作电解液，对含有杂质Fe、Zn、Ag的粗铜进行电解精炼。下列叙述正确的是
①粗铜与直流电源负极相连
②阴极发生反应为Cu2+ + 2e－＝ Cu
③电路中每通过3.01×1023个电子，得到的精铜质量为16 g
④杂质Ag以Ag2SO4的形式沉入电解槽形成“阳极泥”
A ②③ B. ②④ C. ③④ D. ①③
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】①精炼铜时，粗铜做阳极，精铜做阴极，①错误；
②阴极发生还原反应，反应为Cu2+ +2e－＝Cu②正确；
③电路中每通过0.5mol电子，精铜质量增加0.25mol为16g，③正确；
④Ag比Cu不活泼，所以Ag作为阳极泥沉淀在阳极底部，④错误。
答案选A。
6. 碳酸钙与稀盐酸反应生成的量与反应时间的关系如下图所示。下列结论中正确的是
A. 随着盐酸浓度的降低，反应速率一直减小
B. 反应物键能之和大于生成物的键能之和
C. 该反应，
D. 第2min到第4min间生成的平均反应速率为
【答案】C
【解析】
【详解】A． 由图像可知，随着盐酸浓度的降低，反应初始阶段，因为反应放热，温度升高，反应速率增大，一段时间后，反应速率减小，故A错误；
B． 该反应为放热反应，则反应物键能之和小于生成物的键能之和，故B错误；
C． 该反应为放热反应，则该反应，该反应生成二氧化碳气体，则，故C正确；
D． 由图可知，从第2min到第4min生成0.2mol，缺少容器体积，则第2min到第4min间生成的平均反应速率应为，故D错误；
故选C。
7. 在某温度下，反应 ，X的浓度随时间变化曲线如下图，下列有关描述正确的是
A. 若Z是有色气体，其他条件不变，压缩容器的体积，平衡不移动，则气体颜色不变
B. 当时，说明该化学反应已经达到平衡
C. 8分钟时若升高体系温度，则v正减小，v逆增大
D. 若平衡时Y的转化率为85%，则起始时Y的物质的量浓度为
【答案】D
【解析】
【详解】A．反应前后气体的物质的量不变，压缩体积，平衡不移动，但由于容器的体积减小，气体的浓度增大，则气体颜色加深，故A错误；
B．当时，无法说明正逆反应速率相等，故不能说明该化学反应已经达到平衡，故B错误；
C．升高温度，正、逆反应速率都增大，故C错误；
D．由图可知，X的起始浓度为1.0mol/L，X浓度变化量为0.85mol/L，则Y浓度变化量为0.85mol/L´4=3.4mol/L，若平衡时Y的转化率为85%，则起始时Y的物质的量浓度为，故D正确；
故选D。
8. 下列说法正确的是
A. 化学平衡发生移动，平衡常数必发生变化
B. 在平衡体系：中加入固体，平衡不移动
C. 对于任何化学反应来说，反应速率越大，反应现象就越明显
D. 在一定温度下，达到平衡，若压缩容器体积，新平衡时C的浓度比原平衡时C的浓度大
【答案】B
【解析】
【详解】A．化学平衡发生移动，若温度不变，平衡常数不会发生变化，A选项错误；
B．平衡体系：的反应本质为：，加入固体，平衡不移动，B选项正确；
C．反应速率和反应现象并没有必然的联系，有些反应无反应现象，例如盐酸和氢氧化钠溶液反应瞬间进行速率大，但反应现象不明显，C选项错误；
D．在一定温度下，达到平衡，若压缩容器体积，体系压强增大，使化学平衡逆向移动，但温度不变，化学平衡常数K=c(C)不变，所以新平衡时C的浓度与原平衡时C的浓度相等，D选项错误；
答案选B。
9. 反应4A(s)＋3B(g)＝2C(g)＋D(g)，经2 min后，B的浓度减少了0.6mol/L。下列反应速率的表示正确的是
A. 用A表示的反应速率是0.4 mol/(L·min)
B. 用C表示的反应速率是0.2 mol/(L·min)
C. 2 min末时的反应速率，用B表示是0.3 mol/(L·min)
D. 在这2 min内用B表示的反应速率的值是减小的，C表示的反应速率逐渐增大
【答案】B
【解析】
【分析】经2 min后，B的浓度减少了0.6mol/L，v(B)==0.3mol/(L•min)，根据化学反应速率之比等于化学计量数之比分析解答。
【详解】A．A为固体，不能用于表示化学反应速率，故A错误；B．v(C)∶v(B)=2∶3，故v(C)=v(B)=×0.3mol/(L•min)=0.2mol/(L•min)，故B正确；C．v(B) =0.3mol/(L•min)，表示2min内的平均反应速率，2min末的反应速率为瞬时速率，故C错误；D．随着反应的进行，反应物的浓度降低，反应速率减慢，浓度变化量逐渐减少，故2 min内用B和C表示的反应速率都是逐渐减小，故D错误；故选B。
【点睛】本题考查化学反应速率相关计算，把握化学反应速率的数学表达式和化学反应速率之比等化学计量数之比为解答的关键。本题的易错点为C，要注意化学反应速率是平均速率，不是瞬时速率。
10. 如图表示反应，达到平衡后，改变反应条件，反应速率随时间变化情况如图，则改变的条件和平衡移动方向判断正确的是
A. t1时降低温度，平衡向正反应方向移动
B. t1时增大压强，平衡向正反应方向移动
C. t1时增大浓度，减少浓度，平衡向正反应方向移动
D. t1时使用催化剂，平衡向逆反应方向移动
【答案】C
【解析】
【分析】分析图像，正反应速率增大，最终反应速率低于平衡前反应速率，据此分析。
【详解】A．降低温度，正逆反应速率均减小，则t1时降低温度，正反应速率应低于平衡时反应速率，但平衡正向移动，A错误；
B．增大压强，正逆反应速率均增大，最终的正反应速率应该高于平衡时反应速率，平衡正向移动，B错误；
C．增大反应物浓度，正反应速率增大，则 t1时增大浓度，正反应速率增大，减少浓度，最终导致反应物和生成物浓度均减小，反应速率均低于平衡时反应速率，平衡向正反应方向移动，C正确；
D．使用催化剂，正逆反应速率均增大，最终反应速率高于平衡时反应速率，平衡不移动，D错误；
故选C。
11. 有关酸式盐的水溶液，下列陈述正确的是
A. 不一定呈酸性
B 一定既有电离又有水解
C. 水的电离程度一定小于同温度下纯水的电离
D. 水的电离程度一定大于同温度下纯水的电离
【答案】A
【解析】
【详解】A ．NaHCO3溶液中的电离程度小于其水解程度，呈碱性，A正确；
B ．NaHSO4溶于水完全电离，不会水解，B错误；
C．强碱弱酸盐或强碱弱酸盐溶液中，盐会水解，对水的电离起促进作用，水的电离程度大于同温度下纯水的电离，C错误；
D．NaHSO4溶液中，NaHSO4电离出的H+对水的电离起抑制作用，水的电离程度小于同温度下纯水的电离，D错误；
故答案选A。
12. 25℃时，在溶液中，水电离出的浓度为；在盐酸中，水电离出的浓度为，若，则溶液的值为
A. 5 B. 7 C. 10 D. 11
【答案】C
【解析】
【详解】盐酸中，全部由水电离产生，的浓度，若，则，溶液中浓度等于水电离出的浓度，则溶液中氢离子浓度为：，则溶液的值为:，答案选C。
13. 用相同浓度的盐酸分别中和等体积等的、、三种溶液时消耗的体积分别为、、，其大小关系正确的是
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】等体积等的、、三种溶液，浓度大小：>>，消耗相同浓度的盐酸：，故选A。
14. 物质的量浓度、体积都相同的NaF和NaCN溶液中，离子总数的关系正确的是（已知HF比HCN易电离）
A. NaF＝NaCN B. NaF＞NaCN C. NaF＜NaCN D. 无法确定
【答案】B
【解析】
【详解】两溶液中离子数目的差别在于水电离出来的H+的不同，由于HCN比HF更难电离，故CN-的水解程度比F-的大，NaCN溶液中OH-离子浓度要大些，反过来溶液中由水电离出来的H+离子浓度小。根据电荷守恒c（Na+）+c（H+）=c（OH-）+c（X-），其中X-代表F-、CN-，溶液中钠离子浓度相同，氢离子浓度越大，则总的离子浓度越大。答案选B。
15. 已知氢氟酸在水溶液中建立如下电离平衡：HFH+ + F- ，如只改变一个条件一定可以使c(HF)/c(H+)减小的是
A. 加入少氢氧化钠固体 B. 通氯化氢气体
C. 通入少量氟化氢气体 D. 加入少量氟化钾固体
【答案】B
【解析】
【详解】A．加入少氢氧化钠固体，由于发生酸碱中和反应，电离平衡正向移动，c(HF)、c(H+)都减小，由于平衡移动趋势是微弱的，所以 c(HF)/c(H+)增大，A错误；
B．通氯化氢气体，由于增大了c(H+)，平衡逆向移动，c(HF)增大，c(H+)增大，但是平衡移动的趋势是微弱的，所以c(HF)/c(H+)减小，B正确；
C．通入少量氟化氢气体，增大反应物浓度，平衡正向移动，但是平衡移动消耗使c(HF)减小的趋势小于加入气体使物质浓度增大的趋势，所以c(HF)/c(H+)增大，C错误；
D．加入少量氟化钾固体，平衡逆向移动，c(HF)增大，c(H+)减小，所以c(HF)/c(H+)增大，D错误。
故选B。
16. 下列说法中正确的是( )
A. AlCl3溶液和Al2(SO4)3溶液加热，蒸发，浓缩结晶，灼烧，所得固体的成分相同
B. 配制FeCl3溶液时，将FeCl3固体溶解在硫酸中，后再加水稀释到所需的浓度
C. 向CuCl2溶液中加入CuO，调节pH可除去溶液中混有的Fe3＋
D. 泡沫灭火器中常使用的原料是Na2CO3和Al2(SO4)3
【答案】C
【解析】
【详解】A、AlCl3溶液和Al2(SO4)3溶液加热，蒸发，浓缩结晶，灼烧，所得固体的成分不相同，前者得到Al2O3,后者得到Al2(SO4)3，故A错误；B、配制FeCl3溶液时，将FeCl3固体溶解在盐酸中，后再加水稀释到所需的浓度，溶于硫酸，会引入杂质离子SO42－，故B错误；C、Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋，向CuCl2溶液中加入CuO，与氢离子反应，使水解平衡正向移动生成氢氧化铁沉淀，达到调节pH除去溶液中混有的Fe3＋的目的，故C正确；D、泡沫灭火器中常使用的原料是NaHCO3和Al2(SO4)3，故D错误；故选C。
17. 25 ℃时，某酸性溶液中只含NH4+、Cl－、H＋、OH－四种离子，下列说法不正确的是( )
A. 可能由pH＝2的盐酸与pH＝12的氨水等体积混合而成
B. 该溶液可能由等物质的量浓度的盐酸和氨水等体积混合而成
C. 加入适量氨水，溶液中离子浓度可能为c(NH4+)＞c(Cl－)＞c(OH－)＞c(H＋)
D. 该溶液中c(NH4+)＝c(Cl－)＋c(OH－)－c(H＋)
【答案】A
【解析】
【详解】A. 一水合氨是弱电解质、HCl是强电解质，常温下，pH=2的HCl与pH=12的NH3⋅H2O溶液中，c(NH3⋅H2O)远远大于c(HCl)，二者等体积混合氨水有剩余，导致溶液呈碱性而不是酸性，故A错误；
B. 等物质的量浓度、等体积的HCl溶液和NH3⋅H2O溶液混合，二者恰好反应生成氯化铵，氯化铵是强酸弱碱盐，铵根离子水解而氯离子不水解导致氯化铵溶液呈酸性，故B正确；
C. 加入适量NH3⋅H2O，一水合氨的电离程度大于铵根离子水解程度会导致溶液呈碱性，根据电荷守恒c(NH4+)>c(Cl−)，溶液中水的电离程度较小，可能出现离子浓度大小顺序是c(NH4+)>c(Cl−)>c(OH−)>c(H+)，故C正确；
D. 任何电解质溶液中都存在电荷守恒，根据电荷守恒得c(NH4+)+c(H+)=c(OH−)+c(Cl−)，c (NH4+)=c (Cl−)+c (OH−)−c(H+)，故D正确；
答案选A。
18. 常温下，向一定浓度的水溶液中滴加溶液，含砷的各物种分布系数(平衡时某物种的浓度占各物种浓度之和的分数)与的关系如图。下列说法正确的是
A. 的水解常数数量级为
B. 溶液中：
C. 溶液中：
D. P点相当于与等物质的量配成的混合溶液
【答案】A
【解析】
【分析】结合图像分析，根据的电离平衡： ，
同理推出，。
【详解】A．水解：，，数量级为，A正确；
B．在溶液中，发生水解和电离，水解方程式： ，，水解：， ，，电离程度大于水解程度，，B错误；
C．在溶液中，发生电离和水解，，，发生水解，，，，故，在溶液中，根据物料守恒：，电荷守恒：，联立得： ，因为，所以，C错误；
D．将与等物质的量混合，因为与水解程度不同，所以和离子浓度不同，而P点，两个离子浓度相同，D错误；
故选A。
二、填空题(共4题，46分)
19. 按要求回答下列问题：
（1）水解的离子方程式为_______
（2）25℃时，pH相同的醋酸和盐酸溶液分别用蒸馏水稀释至原来的m倍和n倍，若稀释后两溶液的pH仍相同，则m_______n(填“>”“<”或“=”)
（3）的电离常数依次为和，则的水解常数_______(用和的电离常数表示)
（4）物质的量浓度相同的下列溶液：
① ② ③ ④ ⑤
按由小到大排列的顺序是_______(填序号)
【答案】（1）+H2O
（2）> （3）
（4）③<⑤<②<④<①
【解析】
【小问1详解】
溶液中发生水解生成一水合氨和氢离子，离子方程式为：+H2O。
【小问2详解】
醋酸是弱电解质，溶液中存在电离平衡CH3COOHCH3COO−+H+。稀释时平衡正向移动，因此稀释相同的倍数，醋酸pH增加量小于初始pH相同的盐酸。故要使稀释后两溶液的pH相同，醋酸应稀释更多的倍数，故m>n。
【小问3详解】
HCO的水解平衡为：HCO+H2OH2CO3+OH-，；H2CO3的第一步电离平衡为：H2CO3 HCO+H+，，Kw= ，则。
【小问4详解】
①Na2CO3是强碱弱酸盐，在溶液中完全电离出碳酸根离子，碳酸根离子的水解程度较弱，其溶液中最大；
②NaHCO3在溶液中完全电离出碳酸氢根离子和钠离子，碳酸氢根离子电离出的
较小；
③H2CO3是二元弱酸，在溶液中分步电离，第二步才电离出碳酸根离子，且第一步电离出的氢离子抑制了第二步电离，所以其溶液中的最小；
④在溶液中完全电离出碳酸根离子和铵根离子，铵根离子水解促进了碳酸根离子的水解，浓度相同时其溶液中小于Na2CO3；
⑤溶液中铵根离子的水解显酸性会抑制碳酸氢根的电离，其中的小于NaHCO3溶液；
综上所述，按由小到大排列的顺序是③<⑤<②<④<①。
20. 微生物燃料电池是一种利用微生物将有机物中的化学能直接转化成电能的装置。已知某种利用微生物的甲醇燃料电池中，电解质溶液为酸性，示意图如下：
（1）该电池外电路电子的流动方向为_______(填“从A到B”或“从B到A”)。
（2）电池工作结束后，B电极室溶液的pH与工作前相比将_______ (填“增大”“减小”或“不变”，溶液体积变化忽略不计)。
（3）A电极附近甲醇发生的电极反应式为_______。
【答案】（1）从A到B
（2）不变 （3）
【解析】
【小问1详解】
该微生物的甲醇燃料电池中，通入甲醇（电极A）一极为负极，通入氧气（电极B）一极为正极，该电池外电路电子的流动方向为负极到正极，即从A到B；
【小问2详解】
电解质溶液为酸性，该电池的总反应式为：，总反应中并未消耗氢离子，正极（电极B）反应式为：，负极生成的氢离子移向正极补充了正极消耗的氢离子，所以电池工作结束后，B电极室溶液的pH与工作前相比不变；
【小问3详解】
A电极为负极，甲醇发生的电极反应式为：。
21. 能源的开发和有效利用以及人均消费量，是一个国家生产技术水平和生活水平的重要标志。
I.“氢能”因热值高，无污染，将是未来最理想的新能源。“十三·五”规划实现煤炭资源的高效清洁转化是我国能源革命的一个重要课题。而要实现这一目标，就需要提升并完善煤气化这一关键的核心龙头技术。煤的气化是目前获得氢气的一种重要方式。
煤的气化反应主要是：
反应I ；
反应II ，在850℃时，。
（1）①反应I的正反应的活化能和的大小关系为_______(填“大于”、“等于”或“小于”)温度的改变对正、逆反应速率影响较大的是_______ (填“正”或“逆”)反应速率；
②将一定量和混合气放入一个恒容绝热的密闭容器内发生反应II(初始温度850℃)，以下可作为可逆反应II达到平衡标志的是_______
A.当混合气的平均相对分子质量不随时间而变化时
B.当时
C.当时
D.当混合气的压强不随时间而变化时
③若要提高反应II中的平衡转化率，可以采取的措施有_______
A.加入选择性好的催化剂 B.不断散热
C.不断充入水蒸气 D.增加在原料气中的含量
（2）850℃时，若向一恒温、恒容密闭容器中同时充入、、和，若要使上述反应开始时向正反应方向进行，则、应满足的条件是_______。
II.二甲醚也是清洁能源，用合成气在催化剂存在下制备二甲醚的反应原理为：。一定条件下，该反应中的平衡转化率随温度、投料比口的变化曲线如图：
（3）a、b、c从大到小依次为_______
（4）某温度下，将和充入容积为的密闭容器中，反应到达平衡时，改变压强和温度，平衡体系中的物质的量分数变化情况如图所示，下列四种条件下化学平衡常数最大的是_______
A. ， B. ， C. ， D. ，
（5）在恒容密闭容器里充入一氧化碳和氢气，一定温度下发生反应。下列说法正确的是_______
A. 当混合气体的密度不随时间变化时，说明反应达到了平衡状态
B. 当时，说明反应达到了平衡状态
C. 低温高压一定有利于提高的生产效率
D. 将水蒸气液化分离出来，有利于增大正反应速率，提高的产率
【答案】（1） ①. 大于 ②. 正 ③. BD ④. BC
（2）y＜x （3）a＞b＞c （4）D （5）B
【解析】
【小问1详解】
①∆H1=Ea正-Ea逆＞0，所以Ea正＞∆H1；温度的改变对吸热反应方向影响较大，所以对正反应方向影响较大；
②A．两边气体的计量数相等，即n不变，根据质量守恒，m不变，故混合气的平均相对分子质量M=始终不随时间而变化，A不符合题意；
B．当v(CO)正=v(H2)逆=v(CO)逆，正逆反应速率相等，达到平衡状态，B符合题意；
C．当c(CO2)·c(H2)=c(CO)·c(H2O)时，此时Qc==1，但此时K不一定是1，因此不能判定达到平衡状态，C不符合题意；
D．绝热容器，反应过程中发热，温度升高，压强增大，混合气的压强不随时间而变化，说明达到平衡状态，D符合题意；
故选BD；
③A．加入选择性好的催化剂不影响平衡移动，对CO的转化率没有影响，A不符合题意；
B．正反应放热，不断散热平衡正向移动，CO转化率提高，B符合题意；
C．不断充入水蒸气，CO转化率提高，C符合题意；
D．增加CO在原料气中的含量，平衡正向移动，但CO的转化率降低，D不符合题意；
故选BC；
【小问2详解】
根据题意可知，Qc==，平衡正向移动，则Qc＜K=1，即＜1，y＜x；
【小问3详解】
氢气和一氧化碳均为反应物因此投料比越大，CO的转化率越大，所以根据图象可知a＞b＞c；
【小问4详解】
通过图象可知，温度升高CO的转化率降低，说明升高温度平衡逆向移动，，故正反应为放热反应，则温度越高二甲醚的质量分数越小，故温度：T1＞T2＞T3＞T4，由于正反应放热，温度越低平衡常数越大，故P4、T4的二甲醚含量最高，平衡常数最大，故选D；
【小问5详解】
A．气体总质量不变，体积不变，ρ=是定值，不能判定平衡，A不符合题意；
B．当v逆(CO)=2v正(CH3OCH3)时，说明正逆反应速率相等，反应达到了平衡状态，B符合题意；
C．低温高压有利于平衡正向移动，提高CH3OCH3的产率，但是低温会导致反应时间增长，相同时间内的生产效率会下降，C不符合题意；
D．将水蒸气液化分离出来，平衡正向移动，但正反应速率会逐渐减小，D不符合题意；
故选B。
22. 回答下列问题
（1）已知25℃时有关弱酸的电离平衡常数：
弱酸化学式
电离平衡常数
①同温度下，等pH值的下列溶液，物质的量浓度由大到小的顺序为_______(填序号)。
a. b. c.
②25℃时将溶液和溶液分别与溶液混合。
a.请将产生的气体体积随时间的变化关系表示在坐标中_______ (做好必要的标注)
b.反应结束后所得两溶液中，_______(填“>”、“<”或“=”)
③向溶液中通入少量气体，反应的离子方程式为_______。
（2）煤燃烧的烟气也含氮氧化物，用催化还原可以消除氮氧化物的污染。
已知：
在常温下，催化还原的热化学方程式_______
（3）电池可以提升能量利用率。下图是利用甲烷燃料电池电解的氯化铜溶液的装置示意图，请回答下列问题：
①甲烷燃料电池的负极反应式是_______；
②当A中消耗氧气时，B中_______极增重_______g。
【答案】（1） ①. a＞b＞c ②. ③. ＞ ④. CN-+CO2+H2O=HCN+
（2）CH4(g)+N2O4(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-898.1kJ⋅mol-1
（3） ①. CH4+10OH--8e-=+7H2O ②. b ③. 6.4
【解析】
【小问1详解】
①25℃时，Ka1(H2CO3)＞Ka(HCN)＞Ka2(H2CO3)，则同温度下，物质的量浓度相同时，各溶液的pH：Na2CO3＞NaCN＞NaHCO3，故同温度下，pH相同时，各溶液的物质的量浓度由大到小的顺序为NaHCO3＞NaCN＞Na2CO3，即a＞b＞c；
②a．Ka(HSCN)＞Ka(CH3COOH)，则25℃时，浓度相同的HSCN溶液和CH3COOH溶液中，前者的H+浓度较大，故HSCN溶液和NaHCO3溶液反应的速率较快；由于两种酸的浓度、体积均相同，故产生CO2的体积也相同；则产生的气体体积随时间的变化关系如图所示：；
b．反应后得到溶液为等浓度的NaSCN溶液和CH3COONa溶液，由于Ka(HSCN)＞Ka(CH3COOH)，故CH3COO-的水解程度大于SCN-，c(SCN-)＞c(CH3COO-)；
③由于Ka1(H2CO3)＞Ka(HCN)＞Ka2(H2CO3)，故向NaCN溶液中通入少量CO2气体，反应生成HCN和NaHCO3，该反应的离子方程式为CN-+CO2+H2O=HCN+。
【小问2详解】
根据“已知”可知，常温下，CH4催化还原N2O4(g)反应生成N2(g)、CO2(g)和H2O(l)，根据盖斯定律可得，该反应的焓变ΔH= -867.0kJ⋅mol-1-(-56.9kJ⋅mol-1)+2´(-44.0kJ⋅mol-1)=-898.1kJ⋅mol-1，则该反应的热化学方程式为CH4(g)+N2O4(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-898.1kJ⋅mol-1。
【小问3详解】
①甲烷燃料电池的电解质为碱性电解质，则负极的电极反应式为CH4+10OH--8e-=+7H2O；
②甲烷燃料电池的正极的电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-，B中a为阳极，b为阴极，则b极上会产生Cu；当A中消耗0.15mol氧气时，电路中转移0.6mol电子，由于n(Cu2+)=2mol/L´0.05L=0.1mol，故B中b极上产生0.1mol Cu，增重6.4g。
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