江苏省宜兴市张渚镇高中2020-2021学年高二下学期期中考试化学试题 Word版含答案

张渚镇高中2020-2021学年高二下学期期中考试
化学试卷 2021.5
可能用到的相对原子质量：H-1 O-16 Fe-56 C-12 Mn-55 K-39
一、 单项选择题：共14小题，每小题3分，共42分。每小题只有一个选项最符合题意
1. 优化能源结构、推动能源消费“低碳化”“清洁化”有利于节约资源、保护环境。下列能源使用方式不低碳的是(　　)
A. 地热能制热　 B. 光伏发电 　 C.核能发电 　 D. 燃煤取暖
2. 某反应的反应过程中能量变化如图所示(图中E1表示正反应的活化能；E2表示逆反应的活化能)。下列有关叙述正确的是(　　)
A. 该反应为放热反应
B. 催化剂能降低该反应的活化能
C. 催化剂能改变该反应的焓变
D. 逆反应的活化能大于正反应的活化能
3. 下列说法正确的是(　　)
A. 反应NH3(g)＋HCl(g)===NH4Cl(s)在室温下可自发进行，则该反应的ΔH>0
B. 一定温度下，反应MgCl2(l)===Mg(l)＋Cl2(g)的ΔH>0，ΔS>0
C. 对于反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH<0，增大压强并加热，该反应的反应速率和平衡常数均增大
D. N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH<0；其他条件不变时增大催化剂活性，反应速率v(H2)和H2的平衡转化率均增大
阅读下列资料，完成4～6题：硫酸是化学工业重要的产品和原料，可用于化肥、农药、炸药等。乙酸乙酯常用作香料和溶剂，实验室可以在浓硫酸作用下，用乙醇和乙酸反应制取乙酸乙酯，用浓硫酸和蔗糖做“黑面包”等。工业上用催化氧化法制取SO3，再用浓硫酸吸收SO3得到发烟硫酸(H2SO4·SO3).发烟硫酸加水可以得到浓硫酸。催化氧化法制取SO3的反应如下：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)；ΔH＝－196.6 kJ·mol－1
4. 下列关于工业上制取浓硫酸的说法正确的是(　　)
A. 提高n(O2)/n(SO2)的比值会导致SO2的转化率减小
B. 2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)所含化学键的键能总和比2 mol SO3(g)大196.6 kJ·mol－1
C. 工业上用浓硫酸吸收SO3时是将SO3从吸收塔底部通入，浓硫酸从塔顶喷淋下来，这样操作的目的是为了提高SO3的吸收率
D. 将50g H2SO4·SO3与50g水混合可得50%的硫酸溶液
5.蔗糖和浓硫酸反应的“黑面包”实验如下：在烧杯中放入20 g蔗糖，滴入几滴水，向其中加入10 mL浓硫酸，充分搅拌，观察到蔗糖由白色迅速变为棕黄色，继续变为黑色。黑色固体体积迅速膨胀，呈疏松面包状。烧杯壁很烫，空气中有一股刺激性气味。下列说法正确的是(　　)
A. 浓硫酸遇水放热，能够升高温度，加快反应速率
B. 蔗糖中滴入几滴水的目的是溶解蔗糖
C. 黑色固体中含有炭，炭的生成表现了浓硫酸的吸水性
D. 有刺激性气味是因为生成SO2气体，除SO2外不生成其他气体
6.下列制取乙酸乙酯的实验能达到实验目的的是(　　)
A. 图甲：混合乙醇与浓硫酸　 B. 图乙：制取乙酸乙酯
C. 图丙：分离乙酸乙酯和水层 　 D. 图丁：分离乙酸乙酯和乙醇
7. 工业上利用NH3和CO2制取尿素[CO(NH2)2]，有关反应的热化学方程式如下：
反应Ⅰ： 2NH3(l)＋CO2(g)H2NCOONH4(l)；ΔH＝a kJ·mol－1
反应Ⅱ： H2NCOONH4(l)H2O(l)＋CO(NH2)2(l)；ΔH＝b kJ·mol－1
下列有关说法正确的是(　　)
A. 反应2NH3(l)＋CO2(g)H2O(l)＋CO(NH2)2(l)的ΔH＝(a－b)kJ·mol－1
B. 反应Ⅰ在一定温度下能自发进行，则a>0
C. 采用高压，既能加快反应Ⅰ的速率、又能提高原料的平衡转化率
D. 生产过程中及时将水分离出去，可以加快反应Ⅱ的正反应速率
8. 一种锂电池的工作原理如图所示，正极反应液可以在正极区和氧化罐间循环流通，氧化罐中加入的(NH4)2S2O8可以将Fe2＋氧化，自身被还原为SO。下列说法正确的是(　　)
A. 电池放电时将电能转化为化学能
B. 放电时Li＋由正极区移向负极区
C. 放电时的负极反应为：Fe3＋＋e－===Fe2＋
D. 氧化罐中反应的离子方程式为：
2Fe2＋＋S2O===2Fe3＋＋SO
9. 已知：25 ℃时，Ksp[Mg(OH)2]＝5.61×10－12，Ksp[MgF2]＝7.42×10－11。下列说法正确的是(　　)
A. 25 ℃时，饱和Mg(OH)2溶液与饱和MgF2溶液相比，前者的c(Mg2＋)大
B. 25 ℃时，在Mg(OH)2的悬浊液中加入少量的NH4Cl固体，c(Mg2＋)增大
C. 25 ℃时，Mg(OH)2固体在20 mL 0.01 mol·L－1氨水中的Ksp比在20 mL 0.01 mol·L－1 NH4Cl溶液中的Ksp小
D. 25 ℃时，在Mg(OH)2悬浊液中加入NaF溶液后，Mg(OH)2不可能转化为MgF2
10. 在容积为2 L的恒容密闭容器中发生反应xA(g)＋yB(g)zC(g)，图Ⅰ表示200 ℃时容器中A、B、C物质的量随时间的变化，图Ⅱ表示200 ℃和100 ℃下平衡时C的体积分数随起始n(A)∶n(B)的变化关系。则下列结论正确的是(　　)
A. 200 ℃时，反应从开始到平衡的平均速率v(B)＝0.02 mol·L－1·min－1
B. 图Ⅱ可知反应xA(g)＋yB(g)zC(g)的 ΔH＜0，且a＝2
C. 若在图Ⅰ所示的平衡状态下，再向体系中充入He，重新达到平衡前v正＞v逆
D. 200 ℃时，向容器中充入2 mol A和1 mol B，达到平衡时，A的体积分数大于0.5
11. 最近研究人员发明了一种可快速充放电的铝离子电池，该电池电解质为离子液体{AlCl3/[EMIM]Cl}，放电时有关离子转化如右图所示。下列说法正确的是(　　)
A. 放电时，负极发生：2AlCl－e－===Al2Cl＋Cl－
B.充电时，泡沫石墨极与外电源的负极相连
C. 放电时，电路中每流过3 mol e－，正极减少27 g
D. 充电时，阴极发生：4Al2Cl＋3e－===Al＋7AlCl
12. 室温下，通过下列实验探究FeCl3水解反应[FeCl3(黄色)＋3H2OFe(OH)3(红褐色)＋3HCl]的条件。
实验序号 实验操作 实验现象
1 将FeCl3溶液加热片刻 溶液颜色变深
2 向FeCl3溶液中通入少量HCl气体 溶液颜色变浅
3 向FeCl3溶液中加入少量(NH4)2SO4固体 溶液颜色变浅
4 向FeCl3溶液中加入少量NaHCO3固体 产生红褐色沉淀，溶液中出现大量气泡
下列有关说法正确的是(　　)
A. 实验1中FeCl3溶液加热至沸腾会生成红褐色沉淀
B. 实验2中Fe3+水解反应平衡逆向移动，化学平衡常数变小
C. 实验3得到的溶液中有3c(Fe3＋)＋c(H＋)＝c(NH3·H2O)＋c(Cl－)＋c(OH－)
D. 实验4中反应的离子方程式为Fe3＋＋HCO＋H2O===Fe(OH)3↓＋CO2↑
13. 25 ℃时，向20 mL 0.1 mol·L－1的H2SO3溶液中滴加0.1mol·L－1 NaOH溶液，所得H2SO3、SO和HSO的物质的量分数随pH的变化如图所示。下列说法正确的是(　　)
A. 向pH＝7.2的溶液滴加NaOH溶液，反应的离子方程式为H2SO3＋OH－===HSO＋H2O
B. 当溶液的pH＝3.9时，溶液中存在：）,c（H2SO3）)＝100
C. 当溶液的pH＝7时，溶液中存在：
c(Na＋)＝c(HSO)＋c(SO)
D. 当滴加NaOH溶液的体积为10 mL时，所得溶液呈碱性
14.随着聚酯工业的快速发展，氯化氢的产出量迅速增长。将氯化氢转化为氯气的技术成为科学研究的热点。Deacon发明的催化氧化法为4HCl(g)＋O2(g)2Cl2(g)＋2H2O(g)。下图为体积不变的密闭容器中，进料总物质的量一定，c(HCl)∶c(O2)分别为1∶1、4∶1、7∶1时HCl的平衡转化率随温度变化的关系。下列说法正确的是(　　)
A. 反应4HCl(g)＋O2(g)2Cl2(g)＋2H2O(g)的ΔH>0
B. ①对应的曲线表示的c(HCl)∶c(O2)＝7∶1
C. 300 ℃时，对于②表示的反应，若压缩容器的体积增大压强，则达到平衡时
不变
D. 对于③表示的反应，与100 ℃时相比，用更高效的催化剂在常温下反应不能改变HCl的平衡转化率
二、 非选择题：共4小题，共58分。
15．CO2资源化利用受到越来越多的关注，它能有效减少碳排放，有效应对全球的气候变
化，并且能充分利用碳资源。
（1）CO2催化加氢合成CH4。其过程中主要发生下列反应：
反应Ⅰ：CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)；ΔH＝－890.3 kJ·mol－1
反应Ⅱ：CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)；ΔH＝＋2.8 kJ·mol－1
反应Ⅲ：2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)；ΔH＝－566.0 kJ·mol－1
则反应CO2(g)＋4H2(g)===CH4(g)＋2H2O(g)的ΔH＝________________kJ·mol－1。
（2）CO2与CH4经催化重整可制得合成气CO和H2。重整过程中同时存在
积碳反应：CH4(g)C(s)＋2H2(g) ΔH1＝＋75 kJ·mol?1
和消碳反应：CO2(g)＋C(s)2CO(g) ΔH2＝＋172 kJ·mol?1
①消碳反应在一定条件下能自发进行的原因是 。
②某催化剂对积碳和消碳反应都具有催化作用，催化剂表面的积碳量随温度的变化如上图所示。请提出一种清除催化剂表面积碳的方法 。
（3）CO2电化学制CH4。图1表示以KOH溶液作电解质溶液进行电解的示意图，CO2在Cu电极上可以转化为CH4，该电极反应的方程式为 。
图1 图2
（4）CO2和H2可直接合成甲醇，向一密闭容器中充入CO2和H2，发生反应：
CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH
①若保持温度、压强一定，能说明上述反应达到平衡状态的是 。
A.容器内压强不变 B.v正(CH3OH)＝3v逆(H2)
C.容器内气体的密度不变 D.CO2与H2O的物质的量之比保持不变
②若保持容积不变，测得两种不同温度时CH3OH的物质的量随时间的变化如图2所示，则ΔH 0 (填“>”或“<”)。
常温下，将一定量的CO2通入石灰乳中充分反应，达平衡后，溶液的pH为11，则
c(CO)＝ 。（已知：Ksp[Ca(OH)2]＝5.6×10－6，Ksp(CaCO3) ＝2.8×10－9）
16．乙二酸（H2C2O4）俗称草酸，在实验研究和化学工业中应用广泛。
（1） 室温下，测得 0.1 mol·L?1 H2C2O4溶液的pH = 1.3，写出草酸的电离方程式_______。
（2）草酸溶液中各粒子的物质的量分数随溶液pH变化关系如下图所示：
向草酸溶液中滴加KOH溶液至pH = 3时发生的主要反应的离子方程式是 。
（3）工业上利用硫酸亚铁与草酸反应制备草酸亚铁晶体，其离子方程式为：
Fe2++H2C2O4 + xH2OFeC2O4．xH2O↓ + 2H+
①制备时需添加氨水以提高FeC2O4·xH2O的产率，从化学平衡移动原理角度解
释原因： 。
②测定草酸亚铁晶体（FeC2O4·xH2O）的x值，实验如下：
称取0.5400 g草酸亚铁晶体溶于一定浓度的硫酸中，用KMnO4酸性溶液滴定。到达滴定终点时，消耗0.1000 mol·L－1的KMnO4酸性溶液18.00 mL。
已知：滴定过程中铁、碳元素被氧化为Fe3+、CO2，锰元素被还原为Mn2+
则滴定实验应选用 （填写酸式或碱式）滴定管，通过计算FeC2O4·xH2O中x的
值。（FeC2O4的摩尔质量是144 g·mol－1）。（写出计算过程）
实验小组探究酸对Fe3++3SCN- Fe(SCN)3 平衡的影响。将0.005 mol/L FeCl3溶液
（接近无色）和0.01 mol/LKSCN溶液等体积混合，得到红色溶液。取两等份红色溶液，进行如下操作并记录现象。
（1）FeCl3水解显酸性的原因是 （用离子方程式表示）。
（2）甲同学认为加入酸后，会使Fe3++3SCN- Fe(SCN)3体系中 浓度改变，导致平衡正向移动，溶液颜色加深。
【设计并实施实验】

【查阅资料】
Fe3+和Cl－、SO2- 4均能发生络合反应：
Fe3++4Cl－ [FeCl4]－（黄色）；Fe3++2SO2- 4[Fe(SO4)2]－（无色）。
实验I. 探究现象a中溶液颜色变化的原因
编号 操作 现象
① 向2 mL红色溶液中滴加5滴水 溶液颜色无明显变化
② 向2 mL红色溶液中滴加5滴3 mol/L KCl溶液 溶液颜色变浅，呈橙色
（3）实验①的目的是 。
（4）根据实验①和实验②的结果，从平衡移动角度解释现象a： 。
实验Ⅱ. 探究现象b中溶液呈浅黄色的原因
编号 操作 现象
③ 取1 mL 0.0025 mol/L Fe2(SO4)3溶液（无色），加入1mL 0.01 mol/L KSCN溶液，再加入5滴1.5 mol/L H2SO4溶液 溶液先变红，加硫酸后变为浅黄色
④ 取1 mL 0.005 mol/L FeCl3溶液，
（5）结合实验③可推测现象b中使溶液呈浅黄色的微粒可能有两种，分别是 。
（6）乙同学进一步补充了实验④，确证了现象b中使溶液呈浅黄色的微粒只是（5）中的一种，请将实验④的操作及现象补充完整： ， 。
18.短程硝化-厌氧氨氧化工艺的目的是将氨氮(NH4+)废水中的氮元素转变为N2脱除，其机理
如下：
资料：氧气浓度过高时，NO2-会被氧化成NO3-。
（1）该工艺中被氧化的微粒是________。
（2）参与Ⅰ中反应的n(NH4+) ：n(O2) =_______
（3）废水溶解氧浓度(DO)对氮的脱除率的影响如右图所示。
当DO > 2mg/L时，氮的脱除率为0，其原因可能是厌氧氨氧化菌被抑制，II中反应无法发生；还有可能是 ___________。
（4） 经上述工艺处理后，排出的水中含有一定量的NO3-，可以通过改进工艺提高氮的脱除率。
①加入还原铁粉能有效除去NO3-。该过程涉及的三个反应（a、b和c）如下：
在整个反应过程中几乎监测不到NH4+浓度的增加。请从化学反应速率的角度解释其原因：_____________________。
②采用微生物电解工艺也可有效除去NO3-，其原理如上图所示。A是电源________极。结合电极反应式解释该工艺能提高氮的脱除率的原因：______________。
张渚镇高中2020-2021学年高二下学期期中考试
化学答案 2021.5
一、 单项选择题：共14小题，每小题3分，共42分。每小题只有一个选项最符合题意
1.D，2.B，3.B，4.C，5.A，6.C，7.C，8.D，9.B，10.A，11.D，12.C，13.B，14.C，
二、 非选择题：共4小题，共58分。
（15分）
（1）－252.9 （2分）
（2）①ΔS>0 （2分） ②持续通入CO2并升高温度至600℃以上 （2分）
（3）CO2＋8e－＋6H2O===CH4＋8OH－（3分）
（4）① C D （2分，答对一个得1分，有错误选项得0分） ② ＜ （2分）
（5）5×10－10 mol·L－1（2分）
（14分）
（1）H2C2O4?H+ + HC2O4－，HC2O4－? C2O42- +H+（2分，写对1个得1分）
（2）HC2O4－+ OH- ===C2O42-+ H2O （3分）
（3）① NH3·H2O 与H+反应，降低c(H+)浓度（2分），使Fe2++ H2C2O4 + xH2O?
FeC2O4·xH2O↓ + 2H+平衡向正反应方向移动（1分）,产生更多的FeC2O4·xH2O
（该空共3分，没有“NH3·H2O 与H+反应，降低c(H+)浓度”，只有平衡移动描述不得分）
② 酸式（2分）
根据电子得失守恒可得：
5 FeC2O4 -------- 3 KMnO4 （1分）
n（FeC2O4）== n（KMnO4）×5/3
== 0.1000mol*L-1 ×18.00×10-3L×5/3
== 3.000×10-3 mol （1分）
n（H2O）== （0.5400g - 3.000×10-3 mol×144g*mol-1 ）/18g*mol-1
== 6.000×10-3 mol（1分）
X == n（H2O）/n（FeC2O4）== 6.000×10-3 mol/3.000×10-3 mol == 2 （1分）
（计算共4分）
（15分）
（1）Fe3++3H2OFe(OH)3＋3H＋（2分）
（2）c(Fe3+) （2分）
（3）排除稀释使溶液颜色变化的干扰（证明溶液颜色变化是否与稀释有关）（2分）
（4）在Fe3++3SCN-Fe(SCN)3平衡体系中加入盐酸，Fe3+和Cl－发生络合反应使得c(Fe3+)减小（2分），平衡逆向移动，c[Fe(SCN)3]减小（1分），使溶液颜色变浅呈橙色
（该空共3分，没有“，Fe3+和Cl－发生络合反应使得c(Fe3+)减小”，只有平衡移动描述
不得分）
（5）FeCl－4和Fe(SCN)3 （2分，1分/个）
（6）加入1mL 蒸馏水（1分），再加入5滴1.5 mol/L H2SO4溶液（1分）；（该空共2分，答对1点得1分，全对得2分）
得无色溶液（2分）。
（14分）
（1） NH4+（2分） （2） 2:3 （2分）
（3） Ⅰ中产生得NO2-全部被氧化为NO3-（1分），Ⅱ中反应因无反应物而无法发生（1分）。（该空共2分）
（4）① NH4+的消耗速率大于其生成速率，即反应速率c > b（2分）
② 正（2分）
阴极发生了2NO3- + 12H+ + 10e- = N2↑ + 6H2O（2分），阳极区产生的NO3-也能在阴极放电，使得废水中氮元素最终以N2的形式脱除（2分）
（该空4分，第一点答到阴极NO3- 参加反应被消耗就得分，第二点答到阳极生成的NO3- 参加阴极放电反应就得分）