河南省郑州市一中2018-2019学年高二下学期开学考试化学试题（扫描版）


第II卷（非选择题)（52分）
17．（本题12分）甲醇是一种可再生能源，由CO2制备甲醇的过程可能涉及的反应如下：
反应Ⅰ：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H1=－49.58 kJ?mol－1
反应Ⅱ：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2
反应Ⅲ：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H3=－90.77 kJ?mol－1
回答下列问题：
(1)反应Ⅱ的△H2=_________，若反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ平衡常数分别为K1、K2、K3，则K2=________(用K1、K3表示)。
(2)反应Ⅲ自发进行条件是___________(填“较低温度”、“较高温度”或“任何温度”)。
(3)在一定条件下2 L恒容密闭容器中充入3 mol H2和1.5 mol CO2，仅发生反应Ⅰ，实验测得不同反应温度与体系中CO2的平衡转化率的关系，如下表所示。
温度(℃)
500
T
CO2的平衡转化率
60℅
40℅
①T______500℃(填“>”、“<” 、“=”)。
②温度为500℃时，该反应10 min时达到平衡。用H2表示该反应的反应速率v(H2)=______________________________________；该温度下，反应I的平衡常数K=___________L2/mol2
(4)由CO2制备甲醇还需要氢气。工业上用电解法制取Na2FeO4，同时获得氢气：Fe+2H2O+2OH?FeO42?+3H2↑，工作原理如图所示。电解一段时间后，c(OH?)降低的区域在__________ (填“阴极室”或“阳极室”)。该室发生的电极反应式为：___________________________。
18．（本题8分）常温下，已知H2A的电离平衡常数为: K1=1.3×10-7 K2=7.1×10-15现有常温下的0.1mol/L NaHA溶液。
(1)请写出H2A的电离方程式________________________
(2)已知NaHA溶液pH>7,请解释原因________________
(3)请写出NaHA溶液中的电荷守恒式________________
(4)NaHA溶液中粒子之间的关系式中正确的是________
A.c(A2-)+c(HA-)=0.1mol/L B.c(H+)=c(OH-)+c(A2-) C.c(HA-)>c(OH-)>c(A2-) D.c(A2-)>c(H2A)
(5)如果H2A为H2S,则向NaHS溶液中滴加硫酸铝溶液，发生反应的离子方程式________________________________
19．（本题12分）工业合成氨反应为Nz(g)+3H2(g) 2NH3(g)，对其研究如下:在773 K时，分别将2 mol N2和6 mol H2充入一个固定容积为1L 的密闭容器中，随着反应的进行，气体混合物中n(H2)、n(NH3)与反应时间t的关系如下表;
t/min
0
5
10
15
20
25
30
n（H2）/mol
6.00
4.50
3.60
3.30
3.03
3.00
3.00
n（NH3）/mol
0
1.00
1.60
1.80
1.98
2.00
2.00
(1) 前10min 中利用N2表示的反应速率为________
(2) 该温度下，此反应的平衡常数K=__________
(3) 该温度下，若向同容积的另一容器中投入的N2、H2、NH3的浓度分别为3 mol·L-1、3 mol·L-1、3 mol·L-1，则此时v正_______v逆(填“>”、“<”或“=”)。
(4) 该温度下，在上述平衡体系中再通入2molNH3，一段时间后，达到新的平衡。此时c(H2)____ 4.5mo1/L(填“>”、“<”或“=”)。
(5) 由上表中的实验数据计算得到“浓度-时间”的关系可用右图中的曲线表示，表示c(N2)-t的曲线是______。在此温度下，若起始充入4 mol Nz 和12 mol Hz,则反应刚达到平衡时，表示c(H2)-t的曲线上相应的点为_______。
20．（本题12分）能量是国民经济发展的重要基础，天然气是我国目前使用的主要能源。
(1)已知
化学键
C-H
C=O
O=O
H-O
E/(KJ/mol)
a
b
c
d
CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)的焓变ΔH=______kJ/mol。
(2)燃料电池具有高的发电效率，因而受到重视。下图甲为甲烷燃料电池(电解质溶液为硫酸)该电池的正极反应为_________。
(3)利用上述燃料电池，按下图所示装置进行电解，A、B、C、D均为铂电极，
I.甲槽中有200mL一定浓度的NaCl与CuSO4混合溶液，理论上两极所得气体的体积随时间变化的关系如上图所示(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关系忽略不计)
①原混合溶液中NaCl的物质的量浓度__________mol/L。
②t2时所得溶液的pH=________。
Ⅱ.乙槽中为足量的AgNO3溶液。则阳极反应为__________。t3时电解结束，为了使溶液恢复原样，则可以在反应后的溶液中加入______(填化学式)。
21.（8分）元素周期表的第1~36号元素中，满足下列条件的元素有（填元素符号）：
（1）基态原子的次外层d轨道全满，最外层有一个s电子：____________ ；
（2）某元素＋3价离子和氩原子的电子排布相同：____________ ；
（3）原子半径第二小的主族元素：____________ 。
（4）HCl、CS2、H2S、SO2 4种分子中的非极性分子是________；
（5）指出下列分子或离子的空间构型： PO43-_________； NO2_________ ；
（6）按要求写出第二周期非金属元素组成的电中性分子的化学式：
平面正三角形分子______， 三角锥形分子______。
林州一中2017级高二开学检测
化学答案
1-4：DBDC 5-8：A ACC 9-12：DBBB 13-16：CDCB
17．(1)+41.19 kJ?mol－1 (2分） K1/ K3 (2)较低温度
(3)①> ②0.135 mol·L－1·min－1(2分） 200 (2分）
(4)阳极室 Fe - 6e－＋8OH－ = FeO42－＋4H2O(2分）
【详解】
（1）由题所给的反应Ⅰ：CO2(g)+3H2(g) ?CH3OH(g)+H2O(g) △H1=－49.58 kJ?mol－1
反应Ⅱ：CO2(g)+H2(g) ?CO(g)+H2O(g) △H2
反应Ⅲ：CO(g)+2H2(g) ?CH3OH(g) △H3=－90.77 kJ?mol－1
依据盖斯定律可得：Ⅱ=Ⅰ-Ⅲ，H2=△H1- △H3=－49.58 kJ?mol－1+90.77 kJ?mol－1=+41.19 kJ?mol－1，反应Ⅱ的为反应Ⅰ和Ⅲ的差，所以反应Ⅱ平衡常数为：K2=K1/K3；
本题答案为：+41.19 kJ?mol－1，K2=K1/K3.
（2）当△G= △H -T △S0时,反应能够自发进行,该反应的△S0、△H0,当温度较低时,反应Ⅲ能够自发进行；
本题答案为：较低温度。
（3）①反应Ⅰ的正反应是放热反应,所以升高温度二氧化碳的转化率减小,则温度越低转化率越大,即T 高于500℃；
本题答案为：>。
② CO2(g)3H2(g) ?CH3OH(g)H2O(g)
初始量:1.5mol 3mol? 0????0?
变化量:0.9mol 2,7mol?0.9mol?0.9mol
平衡量:0.6mol 0.3mol?0.9mol?0.9mol
v(H2)=(2.7/2)/10=0.135?mol/L-1?min-1，K==200 L2/mol2
本题答案为：0.135mol?L-1?min-1，200。
（4）该装置为电解池，阳极电极材料是Fe，铁在阳极失去电子，阳极的电极反应为：Fe - 6e－＋8OH－ = FeO42－＋4H2O，由于阳极消耗了OH-，所以随着电解的进行c(OH?)会逐渐降低；
本题答案为：阳极室 、Fe - 6e－＋8OH－ = FeO42－＋4H2O。
18．(1) H2AH++HA-
(2)HA-H++A2- HA-既能电离又能水解，由于水解大于电离，所以溶液呈碱性
(3)[Na+]+[H-]=[OH-]+[HA-]+2[A2-](2分）
(4)C (2分）
(5)Al3++3HS-+3H2O=Al(OH)3↓+3H2S↑(2分）
【解析】(1)H2A是二元弱酸，则H2A的电离方程式为H2AH++HA-、HA-H++A2-；(2)HA-既能电离又能水解，由于水解大于电离，所以溶液呈碱性；(3)NaHA溶液中的电荷守恒式为[Na+]+[H-]=[OH-]+[HA-]+2[A2-]；(4)A.根据物料守恒可知c(A2-)+c(HA-)+c(H2A)=0.1mol/L，A错误；B.根据质子守恒可知c(H+)=c(OH-)+c(A2-)-c(H2A)，B错误；C.HA-既能电离又能水解，由于水解大于电离，所以溶液呈碱性，则c(HA-)>c(OH-)>c(A2-)，C正确；D.HA-既能电离又能水解，由于水解大于电离，所以溶液呈碱性，则c(A2-)＜c(H2A)，D错误，答案选C；(5)铝离子和HS－水解相互促进，则方程式为Al3++3HS-+3H2O=Al(OH)3↓+3H2S↑。
19． (1) V(N2)=0.08mol·L-1·min-1 (2)K=4/27(mol/L)-2
(3)> (4)< (5)乙 B（每空2分）
【解析】(1)前10min中生成氨气是1.6mol，消耗氮气是0.8mol，浓度是0.8mol/L，则用N2表示的反应速率为0.8mol/L÷10min＝0.08mol·L-1·min-1；(2)平衡时生成氨气是2mol，消耗氮气是1mol，剩余氮气是1mol，因此该温度下，此反应的平衡常数K=；(3)该温度下，若向同容积的另一容器中投入的N2、H2、NH3的浓度分别为3 mol·L-1、3 mol·L-1、3 mol·L-1，则此时浓度熵是＜4/9，平衡向正反应方向进行，则v正>v逆。(4)如果平衡时氢气是4.5mo1/L，则又消耗氨气是1mol/L，氨气浓度是3mol/L，氮气的浓度是2.5mol/L，此时＜4/9，所以平衡时氢气的浓度必须小于4.5mo1/L；(5)由反应方程式可知变化量之比等于对应物质的化学计量数之比，而△n甲：△n乙：△n丙=3：1：2，所以表示c(N2)～t的曲线是乙；在此温度下，若起始充入4molN2和12molH2，相当于在原来基础上增加压强，平衡正向移动，所以比原平衡的两倍小，而且达平衡的时间缩短，则应是点B。
20．(1) (4a+2c-2b-4d) (2)O2+4e-+4H-=2H2O
(3) Ⅰ.0.1mol/L pH=1
Ⅱ. 4OH--4e-=O2+2H2O或2H2O-4e-=O2+4H+ Ag2CO3或Ag2O(每空两分)
【解析】(1)反应热等于断键吸收的能量和形成化学键所放出的能量的差值，则根据键能可知反应CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)的焓变ΔH=（4a+2c-2b-4d）kJ/mol。(2)正极氧气得到电子，由于存在质子交换膜，则该电池的正极反应为O2+4e-+4H-=2H2O；(3)I、电解200mL一定浓度的NaCl与CuSO4混合溶液，阳极发生2Cl--2e-=Cl2↑、4OH--4e-=O2↑+2H2O，阴极发生Cu2++2e-=Cu、2H++2e-=H2↑，结合图可知，Ⅰ为阴极气体体积与时间的关系，Ⅱ为阳极气体体积与时间的关系，①由图可知，产生氯气为224mL，则由2Cl--2e-=Cl2↑可知，n（NaCl）=(0.224L÷22.4L/mol)×2=0.02mol，所以c（NaCl）=0.02mol÷0.2L=0.1mol/L，t2时生成氧气为112mL，n（O2）=0.112L÷22.4L/mol=0.005mol，则产生氢离子是0.005mol×4=0.02mol，氢离子浓度是0.02mol÷0.2L＝0.1mol/L，则pH＝1；Ⅱ、乙槽中为足量的AgNO3溶液，则阳极为氢氧根失去电子，反应为4OH--4e-=O2↑+2H2O。由于生成物是硝酸、银和氧气，则t3时电解结束，为了使溶液恢复原样，则可以在反应后的溶液中加入Ag2CO3或Ag2O。
21.（1）Cu （2）Sc （3）F （4）CS2
（5）正四面体形 折线形 （6） BF3 NF3 （每空一分）