2023-2024學(xué)年上海市高二年級上冊期末考試 化學(xué)（等級）試卷 含詳解

上海市復(fù)興高級中學(xué)2023學(xué)年第一學(xué)期期末考試

高二年級化學(xué)(等級)試卷

考生注意：

L選擇類試卷中，標(biāo)注“不定項”的試卷，每小題有1?2個正確選項，只有1個正確選項的，多選

不給分，有2個正確選項的，漏選1個給一半分，錯選不給分；未特別標(biāo)注的試卷，每小題只有1

個正確選項。

2.相對原子質(zhì)量：H-lC-12N-140-16S-32C1-35.5

一、氯化鐵晶體的制備(本題共22分)

1.以硫鐵礦(主要成分為Fe$2)為原料制備氯化鐵晶體(FeCh,6H2°)的工藝流程如下：

空氣30%鹽酸氯氣

II!

硫鐵礦—?焙燒---?酸溶?過濾一?氧化一?.......?FeCl3-6H2O

I~~J(晶體粗品)

S02濾渣

(1)焙燒產(chǎn)生的S°2可以繼續(xù)制備硫酸，以下有關(guān)接觸法制硫酸的論述錯誤的是。

A.為提高反應(yīng)速率和原料利用率，硫鐵礦要在“沸騰”狀態(tài)下燃燒

B.為防止催化劑中毒，氣體在進轉(zhuǎn)化器前要先凈化

C.為提高SO?的利用率，需通入過量空氣

D.吸收塔中$。3從下而上，水從上而噴下，剩余氣體從上部出來放空

(2)轉(zhuǎn)化器是接觸法制硫酸的核心場所，寫出該場所發(fā)生的化學(xué)方程式：o

(3)熱交換器是轉(zhuǎn)化器中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，其中包括o

A.預(yù)熱未反應(yīng)的氣體，充分利用熱能

B,降低產(chǎn)物的溫度，便于液化分離

C.減小已達平衡的混合氣體的壓強，進一步提高產(chǎn)率

D.降低已達平衡的混合氣體溫度，進一步提高轉(zhuǎn)化率

(4)酸溶時，不能用硫酸代替鹽酸，原因：o

(5)“氧化”后，測得室溫下溶液的pH=3,若忽略溶液中HC1的影響，相較于純水，此時水的電離程度被

(填“促進”或“抑制”)了倍；若將溶液中HC1的影響考慮在內(nèi)，則此時水的電離

A.被促進B.被抑制C.無法直接判斷

2.回答下列問題。

(1)為探究Fe?+與S2-的還原性強弱，取適量制得的FeC13-6H2°晶體，進行如下實驗：

將適量Fea3.6H2°加入Na2s溶液中，若觀察到,則可證明還原性Fe?+<S?-；實際發(fā)現(xiàn)溶液產(chǎn)生

紅褐色沉淀，并聞到臭雞蛋氣味氣體，請從平衡移動的角度解釋上述現(xiàn)象：。

(2)為了證明Fe"可以氧化Na2s溶液中的s?-，某同學(xué)設(shè)計了一個原電池裝置，并正確繪制了其工作原理示意

圖，但不慎被污漬遮住了部分內(nèi)容(如下圖)，請“復(fù)原”該示意圖：

二、碳達峰與碳中和(本題共17分)

碳達峰，是指在某一時間點，二氧化碳或溫室氣體的排放不再增長，達到峰值，之后逐步回落，標(biāo)

志著碳排放與經(jīng)濟發(fā)展實現(xiàn)脫鉤。而碳中和，是指產(chǎn)生的二氧化碳排放總量，通過各類減排形式，

實現(xiàn)正負抵消，達到相對“零排放”。

3.我國計劃在2030年前實現(xiàn)“碳達峰”，在2060年前實現(xiàn)碳中和。下列說法不正確的是

A.我國科學(xué)家首次在實驗室中實現(xiàn)CO2到淀粉的合成，有望促進“碳中和”的達成

B.光催化CO2和H2O合成甲醇技術(shù)是實現(xiàn)“碳中和”有效手段

C.大量開采海底中的可燃冰作為清潔能源，有助于實現(xiàn)“碳達峰”

D.實現(xiàn)二氧化碳的資源再利用，對于“碳達峰”有重要意義

4.回答下列問題。

(1)利用CH4超干重整CO?技術(shù)，可以得到富含CO和H2的化工原料氣，反應(yīng)如下：①

1

CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)AH,=196kJmol

已知部分化學(xué)鍵的鍵能如下：

共價鍵C—HH—OCM)

鍵能(kJ-mol1)4144641072

(CO中可近似認(rèn)為是碳氧三鍵)：

由此計算H—H鍵的鍵能約為kJ.mo「(保留整數(shù))。

(2)已知：?2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)AH2=-484kJ-mor'

1

（3）2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）AH3=-566kJ-moF

結(jié)合反應(yīng)①，計算CH,（g）+CC）2（g）=2CO（g）+2H2（g）的AH=。

5.燃料燃燒產(chǎn)生二氧化碳有多種捕捉方式，在自然界中存在著二氧化碳氣體與其他物質(zhì)的反應(yīng)過程，而實驗室

中一般使用堿溶液來吸收二氧化碳氣體。

（1）向ILlmoLCi的NaOH溶液中通入0.5mol二氧化碳氣體，最終所得溶液中各離子濃度關(guān)系正確的選項有

（假設(shè)溶液體積不發(fā)生變化）：。

A.c（Na+）>c（HC0］）>c（0Hj>c（H+）

B.c（OH-）=c（H+）+c（HCOj+c（COj）

C,《COj）+c（HCO；）+c（H2co3）=0.5mol-171

D.c（Na+）=c（HCO；）+2c（CO；-）

11

（2）已知：25℃時，①H2c。3的電離平衡常數(shù)Ka】=4.2x101^a2=4.8xW?

②鹽類水解常數(shù)Kh可以表示鹽溶液水解平衡的限度，書寫方式與電離平衡常數(shù)一致。

寫出NaHCC>3溶液中HCO；水解平衡常數(shù)的表達式，并根據(jù)上述數(shù)據(jù)計算出a的數(shù)值：^h（HCO；）=

（表達式尸（數(shù)值）O

（3）根據(jù)HCO；的Kh數(shù)值和HCO；電離平衡常數(shù)的數(shù)值，判斷至下NaHCC）3溶液的酸堿性，并結(jié)合適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)

語言說明理由：。

6.實驗測得0.10mol-匚|NaHCC>3溶液的pH隨溫度變化如圖：

下列說法正確的是

A.OM段隨溫度升高溶液的pH減小，原因是HCO；水解被抑制

B.O點溶液和P點溶液中c（0H-）相等

C,將N點溶液恢復(fù)到25℃,pH可能大于Q點

++

D.Q點、M點溶液中均有：c(CO^)+c(HCO3)+c(OH-)=c(Na)+c(H)

三、保濕護膚的好幫手一尿素(本題共24分)

7.尿素是一種很好用的保濕成分，它存在于肌膚的角質(zhì)層當(dāng)中，屬于肌膚天然保濕因子NMF的主要成分。工業(yè)

上以氨氣和二氧化碳為原料合成尿素，反應(yīng)分為如下兩步：

反應(yīng)①2NH3(g)+CC)2(g).?NH2coONH/s)=-159,5kJ-mor1

反應(yīng)②NH2COONH4(S)CO(NH2)O(S)+H2O(1)AH?=72.5kJmoli

(1)下列反應(yīng)與反應(yīng)②的熱效應(yīng)相同的是O

A.木炭與高溫水蒸氣反應(yīng)B.鎂條與稀鹽酸反應(yīng)

C.小蘇打與檸檬酸鈉反應(yīng)D.氫氣與氯氣反應(yīng)

(2)下圖能表示上述兩步反應(yīng)能量變化的是0

反應(yīng)過程反應(yīng)過程

(3)恒溫恒容時，將2moiNH3和ImolCO2充入2L反應(yīng)器中合成尿素，經(jīng)lOmin測得反應(yīng)器內(nèi)氣體壓強變?yōu)?/p>

起始的80%(已知此時尿素為固態(tài)。水為液態(tài))，則從反應(yīng)開始至lOmin時，NH3的平均反應(yīng)速率MNH3)=

(寫出計算過程)。

(4)若將2moiNH3和ImolCO2充入一容積可變的容器中進行，初始體積固定為V,lOmin后達到平衡時，

c(CC)2)隨時間變化如圖所示：

c(CO2)

010203040Z/min

20min時壓縮容器，使體積變?yōu)?.5V并保持不變，30min時達到新平衡，請在圖中大致畫出20min?40min內(nèi)

c(CO2)隨時間t變化的曲線___________o

(5)實際生產(chǎn)中，為節(jié)約成本并提高反應(yīng)②的生產(chǎn)效率，尿素合成工廠通常將反應(yīng)②的發(fā)生場所設(shè)置在反應(yīng)①的

發(fā)生場所附近，請說明理由：。

8.電解尿素(CO(NH2)2)是一種低能耗制氫氣的方法，工作原理如圖：

堿性尿素電解池

cof

人類或動物

尿液

(1)溶液中OH-的移動方向為

A.a->bB.b一a

(2)寫出b電極的電極方程式___________o

(3)已知尿素中C元素為+4價，一段時間后在a電極收集到標(biāo)況下4.48L氣體，則整個電路中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為

___________個。

(4)極的材料可用鐵棒，

且鐵棒能夠較長時間保持光亮不生銹，該防腐原理稱為o

(5)若將電路中的電源換成導(dǎo)線，此時鐵棒會逐漸被腐蝕，寫出腐蝕過程中另一電極材料(石墨)上發(fā)生的電極方

程式：。

(6)與鍍態(tài)氮肥相比，寫出施用尿素的兩個優(yōu)點：0

四、一碳分子中的明星一甲醇(本題共16分)

9.2023年9月23日晚，杭州亞運會采用了廢碳再生的“綠色甲醇”作為燃料，點亮了主火炬。工業(yè)上利用二氧化碳

加氫制甲醇的總反應(yīng)可表示為：CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)A//=-49kJ?moL。

(1)在下圖的坐標(biāo)系中，畫出能體現(xiàn)上述反應(yīng)特點的大致圖像：。

AH-TAS/kJmol_1

(2)在一體積為2L的密閉容器中投入ImolCO和3moiH2模擬反應(yīng)的過程?？梢耘袛喾磻?yīng)達到平衡狀態(tài)的是

A.斷裂1.5NA個H—H鍵的同時，有NA個O—H鍵生成

B.容器內(nèi)壓強不再變化

C.CO?和H2的體積分?jǐn)?shù)之比保持不變

D.混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再變化

(3)為探究該反應(yīng)合適的反應(yīng)溫度，某小組進行了一系列測試，保證每次初始的原料氣組成及反應(yīng)時間一致，測

得CO?的轉(zhuǎn)化率如圖所示。試解釋CO2的轉(zhuǎn)化率先增后降的原因___________。

10.1.碰撞理論指出，一定溫度下，氣體的平均能量一定，但每個氣體分子的能量大小不同。

(1)通常把具有足夠能量，能夠發(fā)生___________的分子稱為活化分子。

A.真實碰撞B.活化碰撞C.有效碰撞D.連續(xù)碰撞

(2)標(biāo)況下，恒容密閉容器內(nèi)不同C。2分子能量與數(shù)目的分布情況如下圖表示，其中陰影部分代表活化分子:

若升高溫度，圖像將最有可能變成(選填下圖中的序號，下同)；若再繼續(xù)充入適量CO2氣體，圖像將

最有可能變成___________o

II.甲醇除了可以用作燃料外，還可以用于燃料電池中。燃料電池是一種連續(xù)地將燃料和氧化劑化學(xué)能直接轉(zhuǎn)

化為電能的化學(xué)電源。

(3)標(biāo)況下，液態(tài)甲醇的燃燒熱為-727mol請寫出表示甲醇燃燒熱的熱化學(xué)方程式：

(4)在甲醇燃料電池中，將甲醇和空氣分別通入兩個電極，電解質(zhì)溶液為KOH溶液，則負極的電極反應(yīng)式為:

五、環(huán)境保護一一廢水的處理(本題共19分)

11.水體中氮元素過多則會引起水體富營養(yǎng)化，使水生動物缺氧死亡。某氮肥廠氨氮廢水中的氮元素多以

的形式存在，該廢水的處理流程如下:

NH3H2O

氨氮廢水」■?低濃度氨氮廢水含硝酸廢水電?達標(biāo)廢水

(1)過程I中，對氨氮廢水進行稀釋，測得稀釋前溶液體積為V],pH=10；稀釋后溶液體積為V2,pH=9,則10

V,V2(填“>”、“<”或"=")。

(2)過程II可通過電解法實現(xiàn)，則低濃度氨氮廢水應(yīng)通往___________。

A,陽極B.陰極C.正極D.負極

(3)過程II中，向廢水中加入CH3OH,將HNO3還原成N?。若該反應(yīng)消耗32gCH3OH轉(zhuǎn)移6moi電子，書

寫上述過程的化學(xué)方程式并用單線橋標(biāo)明電子轉(zhuǎn)移的數(shù)目和方向：；被氧化的元素是：

;其中還原半反應(yīng)的方程式為：o

12.1.水體酸化也是重要的環(huán)境污染問題，會造成水生動植物死亡。NaOH中和法是消除水體酸化的重要方法之

一。25℃時，向某廠含2.0xl(T3moi.匚1氫氟酸的廢水(假設(shè)除HF外不含其它溶質(zhì))中，加入NaOH固體(忽略體

積變化)，得到c(HF)、c(F~)與溶液pH的變化關(guān)系，如圖所示:

(1)兩曲線交點M的縱坐標(biāo)數(shù)值=。

(2)25℃時，若HF電離平衡常數(shù)為Ka,則Ka的負對數(shù)pKa=。

II.廢液中的重金屬離子濃度可以用濃差電池進行測得：工作時，電池的“濃差”會逐漸減小。下圖是某濃差電池

的示意圖：

(3)a電極為=

A.正極B.負極C.陽極D.陰極

(4)c膜為交換膜。

A.陰離子B.陽離子C.質(zhì)子

(5)若此時圖中電流表示數(shù)為0.01A,若將右槽中0.2mol/L的CuSC)4溶液換成含Cu?+的工業(yè)廢水,

則此時電流表示數(shù)將O.OlAo

A.大于B.小于C.等于

上海市復(fù)興高級中學(xué)2023學(xué)年第一學(xué)期期末考試

高二年級化學(xué)(等級)試卷

一、氯化鐵晶體的制備(本題共22分)

)的工藝流程如下:

-?FeCl36H2。

（晶體粗品）

(1)焙燒產(chǎn)生的S°2可以繼續(xù)制備硫酸，以下有關(guān)接觸法制硫酸的論述錯誤的是

A.為提高反應(yīng)速率和原料利用率，硫鐵礦要在“沸騰”狀態(tài)下燃燒

B.為防止催化劑中毒，氣體在進轉(zhuǎn)化器前要先凈化

C.為提高SO2的利用率，需通入過量空氣

D.吸收塔中$。3從下而上，水從上而噴下，剩余氣體從上部出來放空

(2)轉(zhuǎn)化器是接觸法制硫酸的核心場所，寫出該場所發(fā)生的化學(xué)方程式：o

(3)熱交換器是轉(zhuǎn)化器中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，其中包括。

A.預(yù)熱未反應(yīng)的氣體，充分利用熱能

B.降低產(chǎn)物的溫度，便于液化分離

C,減小已達平衡的混合氣體的壓強，進一步提高產(chǎn)率

D.降低已達平衡的混合氣體溫度，進一步提高轉(zhuǎn)化率

(4)酸溶時，不能用硫酸代替鹽酸，原因：o

⑸“氧化”后，測得室溫下溶液的pH=3,若忽略溶液中HC1的影響，相較于純水，此時水的電離程度被

(填“促進”或“抑制”)了倍；若將溶液中HC1的影響考慮在內(nèi)，則此時水的電離

A.被促進B.被抑制C.無法直接判斷

A

【答案】(1)D(2)2SO+O,.ISO.(3)AD

2催化劑

(4)引入雜質(zhì)硫酸根離子

(5)①.促進②.10000③.B

【分析】在空氣中焙燒硫鐵礦，將硫元素轉(zhuǎn)化為SO2除去，鐵轉(zhuǎn)化為氧化物，加入鹽酸酸溶之后得到鹽溶液，過濾

除去難溶于酸的雜質(zhì)，將剩余的Fe?+用氯氣氧化為Fe3+,后得到氯化鐵溶液，最后制備FeCb6H2。晶體，據(jù)此分

析答題。

【小問1詳解】

A.工業(yè)上接觸法制硫酸，原料是硫鐵礦，硫鐵礦燃燒前要粉碎，并在“沸騰”狀態(tài)下燃燒，是固體顆粒在強大的熱

空氣流吹動下，類似于沸騰的一種燃燒。有利于固體與氣體充分接觸，利于硫鐵礦的充分燃燒，提高反應(yīng)速率和

原料利用率，故A正確；

B.從沸騰爐里出來的氣體要經(jīng)過干燥和凈化，是因為接觸室中的催化劑遇到水和雜質(zhì)會中毒，為防止催化劑中

毒，氣體在進接觸室前要先凈化，故B正確；

C.SO2轉(zhuǎn)化為SO3的反應(yīng)為可逆反應(yīng)，為提高SO2的利用率，需通入過量空氣，故C正確；

D.在吸收塔中三氧化硫與水反應(yīng)生成硫酸，但水直接吸收三氧化硫會形成酸霧，使三氧化硫的吸收率降低，生成

實踐中用98.3%的濃H2s。4吸收三氧化硫，可以防止形成酸霧，吸收SO3時，SCh從吸收塔底部通入，98.3%的硫

酸從塔頂噴下，剩余氣體從塔上部放出，需進行尾氣處理，故D錯誤；

故選：D。

【小問2詳解】

A

轉(zhuǎn)化器發(fā)生的化學(xué)方程式2so2+0,2sq。

催化劑

【小問3詳解】

A.熱交換器的作用是預(yù)熱待反應(yīng)的冷的氣體，同時冷卻反應(yīng)產(chǎn)生的氣體，為SO3的吸收創(chuàng)造條件，故A正確；

A

B.2so2+。2.2s&為放熱反應(yīng)，熱交換器可降低產(chǎn)物的溫度，但是為了后續(xù)步驟，不能進行液化分離，故

催化劑

B錯誤；

C.該反應(yīng)是氣體系數(shù)減小的反應(yīng)，減小壓強，反應(yīng)逆向進行，產(chǎn)率降低，故C錯誤；

A

D.2so2+O,.?2SQ為放熱反應(yīng)，可以降低已達平衡混合氣體溫度，進一步提高轉(zhuǎn)化率，故D正確;

催化劑

故選：AD?

【小問4詳解】

酸溶時，不能用硫酸代替鹽酸，這是因為會引入雜質(zhì)硫酸根離子。

【小問5詳解】

氯化鐵為強酸弱堿鹽，水解顯酸性，水電離被促進，純水中氫離子濃度為10-71noi/L,相較于純水，此時水的電

離程度被促進了=10000倍；若將溶液中HC1的影響考慮在內(nèi)，HC1抑制鐵離子水解，溶液顯酸性，則此時水

UT7

的電離被抑制，故選B。

2.回答下列問題。

(1)為探究Fe?+與S?-的還原性強弱，取適量制得的FeCL4H2。晶體，進行如下實驗:

將適量FeCL2H2。加入Na2s溶液中，若觀察到,則可證明還原性Fe?+<S?-；實際發(fā)現(xiàn)溶液產(chǎn)生

紅褐色沉淀，并聞到臭雞蛋氣味氣體，請從平衡移動的角度解釋上述現(xiàn)象：。

(2)為了證明Fe3+可以氧化Na2s溶液中的S2一,某同學(xué)設(shè)計了一個原電池裝置，并正確繪制了其工作原理示意

圖，但不慎被污漬遮住了部分內(nèi)容(如下圖)，請“復(fù)原”該示意圖：

溶液溶液

2

【答案】(1)①.淡黃色沉淀②.Na2s水解呈堿性，S"+H2O,HS+OH-,HS+H20m2S+OH-,Fe3+水

3+++

解產(chǎn)生酸性，F(xiàn)e+3H2O^Fe(OH)3+3H,H+OH=H2O,兩者相互促進，最終產(chǎn)生氫氧化鐵沉淀和H2s氣體

【小問1詳解】

為探究Fe?+與S?-的還原性強弱，將適量FeCL4H2。加入Na2s溶液中，若觀察到生成淡黃色沉淀，則可證明

還原性Fe?+<S2-；實際發(fā)現(xiàn)溶液產(chǎn)生紅褐色沉淀，并聞到臭雞蛋氣味氣體，從平衡移動的角度解釋為Na2s水解

2-3+++

呈堿性，S+H2OHS+OH-,HS+H2O^H2S+OH,Fe3+水解產(chǎn)生酸性，F(xiàn)e+3H2O*Fe(OH)3+3H,H+OH

=H20,兩者相互促進，最終產(chǎn)生氫氧化鐵沉淀和H2s氣體。

【小問2詳解】

Fe3+可以氧化Na2s溶液中的S?一生成S,失去電子，化合價升高被氧化，故左側(cè)為Na2s溶液，而鐵離子被還原

生成Fe2+,得到電子，化合價降低被還原，故右側(cè)為FeCb溶液，中間需要用鹽橋進行聯(lián)通，則“復(fù)原”的示意圖

二、碳達峰與碳中和(本題共17分)

碳達峰，是指在某一時間點，二氧化碳或溫室氣體的排放不再增長，達到峰值，之后逐步回落，標(biāo)

志著碳排放與經(jīng)濟發(fā)展實現(xiàn)脫鉤。而碳中和，是指產(chǎn)生的二氧化碳排放總量，通過各類減排形式，

實現(xiàn)正負抵消，達到相對“零排放”。

3.我國計劃在2030年前實現(xiàn)“碳達峰”，在2060年前實現(xiàn)碳中和。下列說法不正確的是

A,我國科學(xué)家首次在實驗室中實現(xiàn)CO2到淀粉的合成，有望促進“碳中和”的達成

B.光催化CO2和H2O合成甲醇技術(shù)是實現(xiàn)“碳中和”的有效手段

C.大量開采海底中的可燃冰作為清潔能源，有助于實現(xiàn)“碳達峰”

D.實現(xiàn)二氧化碳的資源再利用，對于“碳達峰”有重要意義

【答案】C

【詳解】A.二氧化碳制備淀粉能減少二氧化碳的排放，降低大氣中二氧化碳的含量，有利于2060年前實現(xiàn)碳中

和，A正確；

B.光催化CO2和H2O合成甲醇技術(shù)，有利于減少CO2的排放，對促進“碳中和”最直接，B正確；

C.可燃冰的主要成分是甲烷，燃燒產(chǎn)物是二氧化碳和水，不利于實現(xiàn)“碳達峰”，C錯誤；

D.實現(xiàn)二氧化碳的資源利用，減少二氧化碳的排放，對于“碳達峰”具有重要意義，D正確；

故選：Co

4.回答下列問題。

(1)利用CH4超干重整CO?技術(shù)，可以得到富含CO和H2的化工原料氣，反應(yīng)如下：①

1

CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)AH,=196kJmor

已知部分化學(xué)鍵的鍵能如下：

共價鍵C—HH—OOO

鍵能(kJ.mol-1)4144641072

(CO中可近似認(rèn)為是碳氧三鍵)：

由此計算HH鍵的鍵能約為___________kJ.mor1(保留整數(shù))。

-1

(2)已知:02H2(g)+O2(g)=2H2O(g)AH2=-484kJ-mol

1

③2CO(g)+O2(g)=2co2(g)AH3=-566kJ-mol

結(jié)合反應(yīng)①，計算CH4(g)+CC)2(g)=2CO(g)+2H2(g)的AH=

【答案】(1)439(2)+237kJ-mol-1

【小問1詳解】

設(shè)H—H鍵的鍵能為x,CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)

AH]=4x414kJ-mor1+2x464kJ-mol-1-1072kJ-mol-1-3xkJ-mor1=196kJmor1,解得x=439。

【小問2詳解】

己知：①CH4（g）+H2O（g）=CO（g）+3H2（g）=196kJ-mor1

@2H2（g）+O2（g）=2H2O（g）AH,=-484kJ-mor'

-1

③2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）AH3=-566kJ-mol

根據(jù)蓋斯定律，①4x②-9③可得CH4（g）+CO2（g）=2CO（g）+2H2（g）,

AH,=196kJ-mol-1+1x（-484kJ-mol-1）-1x（-566kJ-mol-1）=+237kJ-mol-1。

5.燃料燃燒產(chǎn)生的二氧化碳有多種捕捉方式，在自然界中存在著二氧化碳氣體與其他物質(zhì)的反應(yīng)過程，而實驗室

中一般使用堿溶液來吸收二氧化碳氣體。

（1）向ILlmoLlji的NaOH溶液中通入0.5mol二氧化碳氣體，最終所得溶液中各離子濃度關(guān)系正確的選項有

（假設(shè)溶液體積不發(fā)生變化）：=

A.c（Na+）＞c（HC0；）＞c（0H-）＞c（H+）

B.c（OH）=c（H+）+c（HCO；）+C（CO^）

C.4CO：）+c（HCO；）+c（H2co3）=0.5mol-U1

D.c（Na+）=c（HCO；）+2c（CO1"）

11

（2）已知：25℃時，①H2c的電離平衡常數(shù)Ka】=4.2x101=4.8xIOo

②鹽類水解常數(shù)Kh可以表示鹽溶液水解平衡的限度，書寫方式與電離平衡常數(shù)一致。

寫出NaHCO3溶液中HCO；水解的平衡常數(shù)的表達式，并根據(jù)上述數(shù)據(jù)計算出Kh的數(shù)值：&（HCOj=

（表達式）=（數(shù)值）。

（3）根據(jù)HCO；Kh數(shù)值和HCO；電離平衡常數(shù)的數(shù)值，判斷至下NaHCC＞3溶液的酸堿性，并結(jié)合適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)

語言說明理由：。

oc（HCO）xc（OH）

【答案】5.C6.①.一9-3--——-②.2.38x10-8Q

C（HCO3）

7.水解平衡常數(shù)Kh和Ka2的數(shù)值2.38xlO-8＞4.8xlOT，水解大于電離，顯堿性

【小問1詳解】

向IL1mol-I71的NaOH溶液中通入0.5mol二氧化碳氣體，最終所得為含0.5molNa2c。3的溶液；

A.溶液水解顯堿性，水解程度是微弱的，碳酸根離子連續(xù)水解，且水電離也產(chǎn)生氫氧根，則離子濃度關(guān)系為:

c（OH）>c（HCO3）,A錯誤；

B.結(jié)合質(zhì)子守恒，溶液中存在c（OH一）=c（H+）+c（HCC）3）+2c（H2co3），B錯誤；

C.根據(jù)物料守恒，溶液中c（COj）+c（HCOj+c（H2co3）=0.5mol-「，C正確；

+

D.最終所得為含0.5molNa2cCh的溶液，溶液水解顯堿性，結(jié)合電荷守恒，c（Na）>c（HCO3）+2c（CO1）,

D錯誤；

故選C。

【小問2詳解】

該溫度下NaHCCh的水解平衡為：HC0；+H20,H2CO3+OH,平衡常數(shù)冷=。但2co3）xc（OH）=獸=

C（HCO3）Kal

-14

----i-o--------*2.38x10-8。

4.2x107

【小問3詳解】

NaHCC>3溶液的水解平衡常數(shù)Kh和Ka2的數(shù)值2.38X10-8>4.8X10-U,水解大于電離，顯堿性。

1

6.實驗測得0.10mol.UNaHCO3溶液的pH隨溫度變化如圖：

下列說法正確的是

A.0M段隨溫度升高溶液的pH減小，原因是HCO；水解被抑制

B.0點溶液和P點溶液中c（0H。相等

C.將N點溶液恢復(fù)到25°C,pH可能大于Q點

++

D.Q點、M點溶液中均有：c（CO^）+c（HCO3）+c（OH）=c（Na）+c（H）

【答案】C

【詳解】A.升高溫度，He。？水解使PH增大，水電離使pH減小，OM段隨溫度升高溶液的pH減小，原因是水

電離對氫離子濃度影響大于HCO3水解，故A錯誤;

B.O點和P點溫度不同，Kw不相同，雖然pH相同，但c（OH）不相等，故B錯誤；

C.溫度升高后，碳酸氫鈉可能部分分解，將N點溶液恢復(fù)到25℃,碳酸鈉的水解程度大于碳酸氫根，pH可能大

于Q點，故C正確；

D.Q點、M點溶液中均有電荷守恒：2c（CO^）+c（HCO；）+c（OH）=c（Na+）+c（H+）,故D錯誤；

故選C。

三、保濕護膚的好幫手一尿素（本題共24分）

7.尿素是一種很好用的保濕成分，它存在于肌膚的角質(zhì)層當(dāng)中，屬于肌膚天然保濕因子NMF的主要成分。工業(yè)

上以氨氣和二氧化碳為原料合成尿素，反應(yīng)分為如下兩步：

反應(yīng)①2NH3（g）+CC）2（g）,NH2coONH/s）AHj=-159.5kJ-mol-1

反應(yīng)②NH2COONH4（S）CO（NH2）o（s）+H2O（1）AH2=72.5kJ-mor'

（1）下列反應(yīng)與反應(yīng)②熱效應(yīng)相同的是o

A.木炭與高溫水蒸氣反應(yīng)B.鎂條與稀鹽酸反應(yīng)

C.小蘇打與檸檬酸鈉反應(yīng)D.氫氣與氯氣反應(yīng)

（2）下圖能表示上述兩步反應(yīng)能量變化的是o

反應(yīng)過程反應(yīng)過程

（3）恒溫恒容時，將2moiNH3和ImolCO2充入2L反應(yīng)器中合成尿素，經(jīng)lOmin測得反應(yīng)器內(nèi)氣體壓強變?yōu)?/p>

起始的80%（已知此時尿素為固態(tài)。水為液態(tài)），則從反應(yīng)開始至lOmin時，NH3的平均反應(yīng)速率MNH3）=

（寫出計算過程）。

（4）若將21noiNH3和ImolCO2充入一容積可變的容器中進行，初始體積固定為V,lOmin后達到平衡時，

《CO?）隨時間變化如圖所示：

c(CO2)

010203040Z/min

20min時壓縮容器，使體積變?yōu)?.5V并保持不變，30min時達到新平衡，請在圖中大致畫出20min?40min內(nèi)

《CO?)隨時間t變化的曲線

(5)實際生產(chǎn)中，為節(jié)約成本并提高反應(yīng)②的生產(chǎn)效率，尿素合成工廠通常將反應(yīng)②的發(fā)生場所設(shè)置在反應(yīng)①的

發(fā)生場所附近，請說明理由:

【答案】(1)A(2)D

c(CO2)

(3)0.02(4)

(5)反應(yīng)①可以為反應(yīng)②提供能量，且可以減少運輸成本。

【小問1詳解】

反應(yīng)②為吸熱反應(yīng)；木炭與高溫水蒸氣反應(yīng)為吸熱反應(yīng)；鎂條與稀鹽酸反應(yīng)為放熱反應(yīng)；小蘇打與檸檬酸鈉反應(yīng)

為放熱反應(yīng)；氫氣與氯氣反應(yīng)為放熱反應(yīng)，故選A。

【小問2詳解】

反應(yīng)①的反應(yīng)物的總能量高于生成物能量；反應(yīng)②反應(yīng)物的總能量低于生成物總能量；反應(yīng)①、反應(yīng)②相加可得

總反應(yīng)的焰變小于0,能表示上述兩步反應(yīng)能量變化的是Do

【小問3詳解】

恒溫恒容時，將2molNH3和ImolCCh充入2L反應(yīng)器中合成尿素，經(jīng)lOmin測得反應(yīng)器內(nèi)氣體壓強變?yōu)槠鹗嫉?/p>

80%,設(shè)達到平衡時發(fā)生反應(yīng)的二氧化碳的物質(zhì)的量為x,列出三段式:

2NH3(g)+CO2(g)NH2COONH4(S)

起始量(mol)21

轉(zhuǎn)化量(mol)2xx

平衡量(mol)2-2x1-x

恒溫恒容時，氣體壓強之比等于其物質(zhì)的量之比，則土土=迎鰭

,則解得x=0.2moL則v(NH3)=~^-二

3P

2x0.2mol1?m

----------------=0.02mobL1-minl,故答案為：0.02。

2Lxl0mm

【小問4詳解】

20min時壓縮容器，使體積變?yōu)?.5V并保持不變，c(CC)2)增大為原來的2倍，平衡正向移動，最終c(CC>2)低

c(CO2)

于原平衡，則20min~40min內(nèi)C(CO2)隨時間t變化的曲線

【小問5詳解】

實際生產(chǎn)中，為節(jié)約成本并提高反應(yīng)②的生產(chǎn)效率，尿素合成工廠通常將反應(yīng)②的發(fā)生場所設(shè)置在反應(yīng)①的發(fā)生

場所附近，理由：反應(yīng)①可以為反應(yīng)②提供能量，且可以減少運輸成本。

8.電解尿素(CO(NH2)2)是一種低能耗制氫氣的方法，工作原理如圖:

a堿性尿素電解池

bH2

介

人類或動物

尿液

(1)溶液中OH」的移動方向為

A.a一bB.b—a

(2)寫出b電極的電極方程式。

(3)已知尿素中C元素為+4價，一段時間后在a電極收集到標(biāo)況下4.48L氣體，則整個電路中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為

___________個。

(4)極的材料可用鐵棒，

A.aB.b

且鐵棒能夠較長時間保持光亮不生銹，該防腐原理稱為o

(5)若將電路中的電源換成導(dǎo)線，此時鐵棒會逐漸被腐蝕，寫出腐蝕過程中另一電極材料(石墨)上發(fā)生的電極方

程式：。

(6)與鏤態(tài)氮肥相比，寫出施用尿素的兩個優(yōu)點：0

【答案】(1)B(2)2H2O+2e=2OH+H2T

⑶1.2NA

(4)①.B②.加電流的陰極保護法

(5)O2+2H2O+2e=4OH-

(6)含氮量高；是一種中性肥料，適用于各種土壤

【分析】電解尿素的總反應(yīng)方程式為：CO(NH2)2+2OH-==N2T+3H2T+CO：,根據(jù)裝置圖分析，陽極產(chǎn)生N2

和CO：,陰極產(chǎn)生H2,考慮到電解質(zhì)溶液為堿性，則陰極反應(yīng)式為：2H2O+2e=2OH-+H2f,陽極反應(yīng)式為：CO

-

(NH2)2-6e-+8OH=CO；+N2t+6H2O,據(jù)此分析判斷。

【小問1詳解】

電解池中陰離子移向陽極，則溶液中OH-的移動方向為b-a,故選B。

【小問2詳解】

b電極為陰極，反應(yīng)式為：2H2O+2e=2OH+H2To

【小問3詳解】

電解

總反應(yīng)為CO(NH2)2+2OH-==N2T+3H2f+COj,陽極產(chǎn)生N2和CO：,生成I1110IN2轉(zhuǎn)移6moi電子；a電極收

02

集到標(biāo)況下4.48L(0.2mol)氣體，則整個電路中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為一j—><6molxNA/mol=1.2NA個。

【小問4詳解】

活潑金屬作陽極，金屬參與反應(yīng)，則陰極的材料可用鐵棒，故選B。鐵棒能夠較長時間保持光亮不生銹，該防腐

原理稱為外加電流的陰極保護法。

【小問5詳解】

若將電路中的電源換成導(dǎo)線，此時構(gòu)成原電池，鐵棒會逐漸被腐蝕，腐蝕過程中另一電極材料(石墨)上氧氣得到電

子，發(fā)生吸氧腐蝕，發(fā)生的電極方程式O2+2H2O+2e-=4OH-。

【小問6詳解】

與錢態(tài)氮肥相比，寫出施用尿素的優(yōu)點有：含氮量高；是一種中性肥料，適用于各種土壤。

四、一碳分子中的明星一甲醇(本題共16分)

9.2023年9月23日晚，杭州亞運會采用了廢碳再生的“綠色甲醇”作為燃料，點亮了主火炬。工業(yè)上利用二氧化碳

加氫制甲醇的總反應(yīng)可表示為：CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)A//=-49kJ?moL。

(1)在下圖的坐標(biāo)系中，畫出能體現(xiàn)上述反應(yīng)特點的大致圖像：。

(2)在一體積為2L的密閉容器中投入ImolCO和3moiH2模擬反應(yīng)的過程?？梢耘袛喾磻?yīng)達到平衡狀態(tài)的是

A.斷裂1.5必個H—H鍵的同時，有NA個O—H鍵生成

B.容器內(nèi)壓強不再變化

C.CO?和H2的體積分?jǐn)?shù)之比保持不變

D.混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再變化

(3)為探究該反應(yīng)合適的反應(yīng)溫度，某小組進行了一系列測試，保證每次初始的原料氣組成及反應(yīng)時間一致，測

得CO?的轉(zhuǎn)化率如圖所示。試解釋CO2的轉(zhuǎn)化率先增后降的原因___________。

11.在較低溫時，反應(yīng)體系未達到平衡，CO的轉(zhuǎn)化率主要受反應(yīng)速率影響，隨著溫度的升高反應(yīng)速率增大，co的

轉(zhuǎn)化率也增大；在較高溫時，反應(yīng)體系已達到平衡，co的轉(zhuǎn)化率主要受反應(yīng)限度影響，隨著溫度的升高平衡向逆

反應(yīng)方向移動，co的轉(zhuǎn)化率減小

【小問1詳解】

該反應(yīng)的熔變小于0,燧變大于于0,在高溫可以自發(fā)進行，如圖所示:

【小問2詳解】

A.斷裂1.5NA個H—H鍵的同時，有NA個O—H鍵生成，均表示正反應(yīng)速率，不能判斷反應(yīng)達到平衡，A不

選；

B.該反應(yīng)為體積減小的反應(yīng)，容器內(nèi)壓強不再變化，反應(yīng)達到平衡，B選；

C.CO?和H2的體積分?jǐn)?shù)之比始終為定值，故不能判斷反應(yīng)達到平衡，C不選；

D.該反應(yīng)為體積減小的反應(yīng)，混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不變，反應(yīng)達到平衡，D選；

故選BD。

【小問3詳解】

由圖表可知，溫度低于240℃時，C02的轉(zhuǎn)化率隨著溫度的升高而增大；溫度高于240℃時，C02的轉(zhuǎn)化率隨著溫

度的升高而減小，在較低溫時，反應(yīng)體系未達到平衡，C02的轉(zhuǎn)化率主要受反應(yīng)速率影響，隨著溫度的升高反應(yīng)

速率增大，CO2的轉(zhuǎn)化率也增大；在較高溫時，反應(yīng)體系已達到平衡，C02的轉(zhuǎn)化率主要受反應(yīng)限度影響，隨著溫

度的升高平衡向逆反應(yīng)方向移動，CCh的轉(zhuǎn)化率減小。

10.1.碰撞理論指出，一定溫度下，氣體的平均能量一定，但每個氣體分子的能量大小不同。

(1)通常把具有足夠能量，能夠發(fā)生___________的分子稱為活化分子。

A.真實碰撞B.活化碰撞C.有效碰撞D.連續(xù)碰撞

(2)標(biāo)況下，恒容密閉容器內(nèi)不同CO?分子的能量與數(shù)目的分布情況如下圖表示，其中陰影部分代表活化分子：

若升高溫度，圖像將最有可能變成(選填下圖中的序號，下同)；若再繼續(xù)充入適量CO2氣體，圖像將

最有可能變成___________o

II.甲醇除了可以用作燃料外，還可以用于燃料電池中。燃料電池是一種連續(xù)地將燃料和氧化劑的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)

化為電能的化學(xué)電源。

(3)標(biāo)況下，液態(tài)甲醇的燃燒熱為-727mol-！71。請寫出表示甲醇燃燒熱的熱化學(xué)方程式：。

(4)在甲醇燃料電池中，將甲醇和空氣分別通入兩個電極，電解質(zhì)溶液為KOH溶液，則負極的電極反應(yīng)式為:

【答案】(1)C(2)①.C②.B

(3)CH30H(1)+j-O2(g)=C02(g)+2H2O(1)AH=-727kJ/mol

(4)CH3OH+8OH--6e=COj+6H2O

【小問1詳解】

通常把具有足夠能量，能夠發(fā)生有效碰撞的分子稱為活化分子，故選C。

【小問2詳解】

恒容密閉容器內(nèi)，升高溫度，分子數(shù)不變，分子能量增加，活化分子數(shù)增加，圖像將最有可能變成C；若再繼續(xù)

充入適量CO2氣體，分子數(shù)增加，分子能量增加，活化分子數(shù)增加，圖像將最有可能變成B。

【小問3詳解】

液態(tài)甲醇的燃燒熱為-727mol-匚1，即Imol液態(tài)甲醇完全燃燒放出的熱量為727kJ,所以甲醇燃燒的熱化學(xué)方程

3

式為：CH30H(1)+-O2(g)=CO2(g)+2H2O(1)AH=-727kJ/mol?

【小問4詳解】

在甲醇燃料電池的負極上，發(fā)生甲醇失電子的氧化反應(yīng)，在堿性電解質(zhì)下，電極反應(yīng)為：CH3OH+8OH--6e=CO；-

+6H2O0

五、環(huán)境保護一一廢水的處理(本題共19分)

11.水體中氮元素過多則會引起水體富營養(yǎng)化，使水生動物缺氧死亡。某氮肥廠氨氮廢水中的氮元素多以

NH3-H2。的形式存在，該廢水的處理流程如下：

氨氮廢水工低濃度氨氮廢水工含硝酸廢水雪達標(biāo)廢水

(1)過程I中，對氨氮廢水進行稀釋，測得稀釋前溶液體積為V],pH=10；稀釋后溶液體積為V2,pH=9,則10

V,丫2(填“>”、“〈”或“=”)。

(2)過程n可通過電解法實現(xiàn)，則低濃度氨氮廢水應(yīng)通往___________o

A.陽極B.陰極C.正極D.負極

(3)過程II中，向廢水中加入CH3OH,將HN03還原成N?。若該反應(yīng)消耗32gCH30H轉(zhuǎn)移6moi電子，書

寫上述過程的化學(xué)方程式并用單線橋標(biāo)明電子轉(zhuǎn)移的數(shù)目和方向：；被氧化的元素是：

;其中還原半反應(yīng)的方程式為：0

【答案】11.<12.A

30?

13.①.||②.C③.36H++6NO；+30e-

5CH3OH+6HNO3=5