2024?2025學(xué)年第一學(xué)期高二期中調(diào)研

化學(xué)試卷

注意事項(xiàng)：

L本試卷分為單項(xiàng)選擇題和非選擇題兩部分，試卷滿分100分。考試時(shí)間75分鐘。

2,將選擇題答案填涂在答題卡的對(duì)應(yīng)位置上，非選擇題的答案寫在答題卡的指定欄目內(nèi)。

可能用到的相對(duì)原子質(zhì)量：HlC12N14016Ca40Fe56

一、單項(xiàng)選擇題：共13題，每題3分，共39分。每題只有一個(gè)選項(xiàng)最符合題意。

1.近年來我國燃料電池技術(shù)取得重大突破。下列物質(zhì)不宜作為電池燃料的是

A.氯氣B,氫氣C.甲烷D.一氧化碳

【答案】A

【解析】

【詳解】燃料電池的燃料需具備可被氧化的性質(zhì)以釋放電子。氮?dú)猓ˋ）化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，無法參與氧化還

原反應(yīng)、無法作為燃料；氫氣（選項(xiàng)B）、甲烷（選項(xiàng)C）、一氧化碳（選項(xiàng)D）均可通過氧化反應(yīng)提供電

子，適合作為燃料。

答案選A。

2.下列反應(yīng)屬于放熱反應(yīng)且屬于氧化還原反應(yīng)的是

A.CaCOj加熱分解的反應(yīng)B.稀硫酸與NaOH溶液的中和反應(yīng)

C.應(yīng)燃燒的反應(yīng)D.NHW1晶體與Ba（OH『8H2O晶體的反應(yīng)

【答案】C

【解析】

【詳解】放熱反應(yīng)需釋放熱晶，如燃燒、中和反應(yīng)；氧化還原反應(yīng)需元素化合價(jià)變化。

A.CaCO3高溫分解吸熱，且Ca、C、O化合價(jià)均未變，A錯(cuò)誤；

B.中和反應(yīng)放熱，但H*與OFT結(jié)合生成H2O,無化合價(jià)變化，B錯(cuò)誤；

C.H2燃燒放熱，H（0->+1）、0（0->-2）化合價(jià)變化，C正確；

D.該反應(yīng)吸熱，且化合價(jià)未變，D錯(cuò)誤；

故答案選：Co

3.關(guān)于甲烷合成反應(yīng)：CC）2+4H2=CH4+2H2O（反應(yīng)放熱），下列說法正確的是

A.形成C-H鍵需要吸收能量

B.反應(yīng)過程的能量變化可用如圖表示

C.該反應(yīng)△”=E(C=O)+E(H-H)-七(01^-￡：(^^―0)(用￡；表示某種化學(xué)鍵的鍵能)

D.該反應(yīng)過程中各元素化合價(jià)均未發(fā)生變化

【答案】B

【解析】

【詳解】A.形成C—H鍵需要放出能量，A錯(cuò)誤；

B.反應(yīng)放熱，所以反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量，與圖像符合，B正確；

C.該反應(yīng)△H=2f(C=O)+4E(H—H)—4E(C—H)—4E(H—O)(用上表示某種化學(xué)鍵的鍵能)，C

錯(cuò)誤；

D.反應(yīng)中碳元素由+4價(jià)變?yōu)?4價(jià)，氫元素由0價(jià)變?yōu)?1價(jià)，D錯(cuò)誤；

故答案選：Bo

4.某溫度下，1L容器中發(fā)生反應(yīng)4NH3(g)+5O2(g)B4NO(g)+6H2(D(g),N5在20s內(nèi)由

LOmol?L-i變成0.2mol?L”(反應(yīng)尚未達(dá)到平衡)。下列說法正豳的是

A.反應(yīng)速率關(guān)系：2V(NO)=3V(H2O)

,-,

B.20s內(nèi)，v(02)=0.04molU-s

C.20sft,NH,的轉(zhuǎn)化率為80%

D.20s內(nèi)，上述反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子數(shù)目為5x6.02x10第

【答案】C

【解析】

【詳解】A.速率之比等于系數(shù)比，反應(yīng)速率關(guān)系應(yīng)為3V(NO)=2V(H2。)，而選項(xiàng)A中2V(NO)=3V(H2O)與

化學(xué)計(jì)量數(shù)比例相反，A錯(cuò)誤；

B.NIb的速率為1°〃“。?L二0?2〃"2?L=0.04mol/(Ls),O?的速率應(yīng)為0.04x-=0.05mol/(L-s),B錯(cuò)

ILx20s4

誤;

1-02

C.NH3的轉(zhuǎn)化率為一「xl00%=80%,C正確;

D.結(jié)合方程式可知，每摩爾氨氣參加反應(yīng)轉(zhuǎn)移5moi電子，結(jié)合題中信息可知，該反應(yīng)20s內(nèi)生成

0.8用。1氨氣，0.8molNH3轉(zhuǎn)移4moi電子，對(duì)應(yīng)4x6.02x1023,D錯(cuò)誤;

故選C。

5.利用反應(yīng)CH4(g)+H2(3(g)=CO(g)+3H2(g)制備H2和CO,下列說法正確的是

A.該反應(yīng)AS<0

C(CO)C(H)

B.該反應(yīng)的平衡常數(shù)可表示為K=2

C(CH4).C(H2O)

C.其他條件相同，增大壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，化學(xué)平衡常數(shù)增大

D.其他條件相同，增大水蒸氣的投入量，可提高CH4的平衡轉(zhuǎn)化率

【答案】D

【解析】

【詳解】A.反應(yīng)中氣體分子總數(shù)增加，端變A5>(),A錯(cuò)誤;

C(CO)?(H2)

B.該反應(yīng)的平衡常數(shù)可表示為KB錯(cuò)誤;

KCHjcM。)'

C.增大壓強(qiáng)平衡逆向移動(dòng)，且平衡常數(shù)僅與溫度有關(guān)、增大壓強(qiáng)，平衡常數(shù)不變，C錯(cuò)誤;

D,增大水蒸氣的投入量使平衡右移，CH4的轉(zhuǎn)化率提高，D正確;

故答案選：Do

6.將金屬Zn連接在鋼鐵設(shè)施表面，可減緩水體中鋼鐵設(shè)施的腐蝕。在如圖所示的情境中，下列有關(guān)說法正

確的是

A.該裝置設(shè)計(jì)利用了電解池原理

B.鐵為原電池的正極

C.Zn極的電極反應(yīng)式為Zn+2e~=Zn2+

D.金屬Zn的活動(dòng)性比Fe的活動(dòng)性弱

【答案】B

【解析】

【詳解】A.由圖可知，該裝置為原電池，A錯(cuò)誤；

B.Zn比Fe活潑，Zn作負(fù)極，F(xiàn)e作正極，B正確；

C.Zn作負(fù)極，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，故電極反應(yīng)式為Zn-2e-=Zn*,C錯(cuò)誤；

D.金屬Zn的活動(dòng)性比Fe的活動(dòng)性強(qiáng)，D錯(cuò)誤；

故答案選B。

7.用純凈的CaCO：；與一定濃度的稀鹽酸反應(yīng)制取CO2，生成CO?的體積隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖所示

(CO2體積已折算為標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積)。下列分析正確的是

B.該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)

C.OE、EF、FG三段中,EF段收集到的CO?的量最多

D.OE、EF、FG三段中，該反應(yīng)用CO?表示的平均反應(yīng)速率之比為2:6:7

【答案】C

【解析】

【分析】由圖可知，該關(guān)系圖中，橫坐標(biāo)的時(shí)間間隔近似相同，據(jù)此解析。

【詳解】A.由圖可知，OE、EF、FG三段對(duì)應(yīng)所用時(shí)間近似相同，生成的二氧化碳體積分別為224mL、

(672-224)mL=448mL.(784-672)mL=l12mL,故EF段表示的平均速率最快，A錯(cuò)誤；

B.結(jié)合A的分析可知，OE段時(shí)反應(yīng)物濃度最大，但是EF段表示的平均反應(yīng)速率最快，說明該反應(yīng)放

熱，導(dǎo)致溫度升高，反應(yīng)速率加快，B錯(cuò)誤；

C.結(jié)合A的分析可知，EF段收集到的CO2的量最多，C正確；

D.OE、EP、FG二段中，時(shí)間近似相同，生成的氣體的體積比等于反應(yīng)速率之比，則用CO,表示的平均

反應(yīng)速率之比近似為224mL:448mL:112mL=2:4:l,D錯(cuò)誤;

故選C。

閱讀下列材料，完成下面小題：

硫及其化合物之間的轉(zhuǎn)化在生產(chǎn)中有著重要作用。接觸法制硫酸中，SO2制取S()3的反應(yīng)為

,

2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g)AH=-196,6kJmor。實(shí)驗(yàn)室也可以利用原電池原理吸收SOt制備少

量硫酸。

8.其他條件相同時(shí)，對(duì)于反應(yīng)2so2(g)+O2(g)「2SC)3(g)，卜列說法正確的是

A.向容器中加入2moiSO2和ImolO2，反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，放出熱量為196.6H

B.增大壓強(qiáng)，反應(yīng)也增大，勺減小，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)

C.該反應(yīng)在任何條件下都能自發(fā)進(jìn)行

D.使用催化劑能降低反應(yīng)的活化能，不能改變反應(yīng)的婚變

9.利用原電池原理吸收SO?制備流酸的裝置如圖所示。下列有關(guān)說法正確的是

A.電極力為負(fù)極

B.電子從電極。流出，經(jīng)電解質(zhì)溶液流向電極〃

+

C.電極a上的電極反應(yīng)式為SO2-2e+2H2O=SO；+4H

D.質(zhì)子交換膜每通過4moiFT,參加反應(yīng)的體積為22.4L

【答案】8.D9.C

【解析】

【分析】電極a中，S02轉(zhuǎn)化為H2so4,硫元素化合價(jià)升高，失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，則電極a為負(fù)極;

電極b為正極，Ch轉(zhuǎn)化為Hz。，，

【8題詳解】

A.2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),反應(yīng)為可逆反應(yīng),不完全反應(yīng),2moiSC)2(g)和lmolC)2(g)反應(yīng)

達(dá)到平衡時(shí),放出熱量小于196.6kJ,A錯(cuò)誤;

B.增大壓強(qiáng)，物質(zhì)濃度增大，則射逆、勺均增大，平衡向氣體系數(shù)減小的反應(yīng)移動(dòng)，即向正反應(yīng)方向移

動(dòng)，B錯(cuò)誤；

C.該反應(yīng)是氣體總數(shù)減小的放熱反應(yīng)，即MVO,A5<0,要使△G=A〃-TASVO,則需在低溫條

件下才能自發(fā)進(jìn)行，C錯(cuò)誤；

D.催化劑能加快化學(xué)反應(yīng)速率，降低反應(yīng)活化能，但不能改變反應(yīng)的婚變，D正確；

故選D”

【9題詳解】

A.根據(jù)分析，電極b為正極，A錯(cuò)誤；

B.電子從負(fù)極流出，經(jīng)導(dǎo)線流向正極，即電子從電極a流出，經(jīng)導(dǎo)線流向電極b,B錯(cuò)誤；

C.電極a中SO2轉(zhuǎn)化為H2so4,電極反應(yīng)式為SC)2-2e-+2H2O=SO：-+4H+,C正確；

D.題意沒有明確是在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，無法計(jì)算氣體體積，D錯(cuò)誤；

故選C。

10.在含有少量「的溶液中，2H2O2(aq)=2H2O(l)+O2(g)△"=—98kJ?。其分解機(jī)理如下：

①H?O?+「=Hq+IO-AH,

-

@H2O2+io=H2O+o2+rAH2

下列說法不正確的是

A.升高溫度和使用催化劑能提高H?。？分解的平衡轉(zhuǎn)化率

B.10一是中間產(chǎn)物，在反應(yīng)②中作氧化劑

C.一段時(shí)間后，可用帶火星的木條檢驗(yàn)H?。？是否分解

D.A〃|+A〃2=-98kJmo「

【答案】A

【解析】

【詳解】A.升高溫度會(huì)使放熱反應(yīng)的平衡逆向移動(dòng)，降低H2O2的平衡轉(zhuǎn)化率；催化劑僅加快反應(yīng)速率，

不影響平衡。因此，A錯(cuò)誤；

B.I。在反應(yīng)①生成、反應(yīng)②消起，是中間產(chǎn)物。在反應(yīng)②中，I。中的I從+1價(jià)降至-1價(jià)(被還原)，說

明I。作氧化劑，B正確；

C.H’O,分解生成OJ,帶火星的木條在較高濃度Oz中會(huì)更燃。若分解充分，產(chǎn)生的O,足以支持更燃，因

此可用此方法檢驗(yàn)，c正確；

D.總反應(yīng)的婚變等于兩步反應(yīng)焰變之和，結(jié)合蓋斯定律可知，總反應(yīng)二反應(yīng)①+反應(yīng)②，則

(AWi+A//2=AA/=-98kJmorO,D正確;

故選Ao

11.室溫下，下列實(shí)驗(yàn)探究方案不能達(dá)到探究目的是

選

探究方案探究目的

項(xiàng)

相同條件下，向一支試管中加入2mLi0%H2。？

和1mLH2O,向另一支試管中加入FeC］是H?。？分解反應(yīng)的催

A

化丸

2mL20%H2O2和1mLFCC13溶液,觀察反應(yīng)劇

烈程度

在一支試管中加入2mL2moi?匚1鹽酸，并用溫

B度計(jì)測(cè)審其溫度。再向試管中放入用砂紙打磨光Mg與鹽酸反應(yīng)放熱

亮的鎂條，觀察現(xiàn)象，并測(cè)量溶液溫度的變化

用注射器收集一定體積NO2氣體，連接色度傳感

C器，通過推拉活塞改變體系壓強(qiáng)，觀察體系中氣壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)平衡的影響

體顏色變化

向5mL0.005mol-L'FeCl^溶液中力口入濃度對(duì)平衡

3+

D5mL0.015molI?KSCN溶液,再加入少量鐵Fe+3S6T=Fe(SCN\

粉，觀察溶液顏色變化的影響

A.AB.BC.CD.D

【答案】A

【解析】

【詳解】A.實(shí)驗(yàn)中H2O2濃度不同，反應(yīng)速率不同，無法驗(yàn)證FeCb的催化作用，A不能達(dá)到目的;

B.通過測(cè)量反應(yīng)前后溫度變化可直接判斷是否為放熱反應(yīng)，B能達(dá)到目的；

C.改變壓強(qiáng)時(shí)觀察顏色變化即濃度變化可探究平衡移動(dòng)，C能達(dá)到目的;

D.加入鐵粉消耗Fe3+,通過顏色變化驗(yàn)證濃度對(duì)平衡的影響，D能達(dá)到目的;

故選Ao

12.我國科學(xué)家研發(fā)了一種室溫下可充電的Na—CO2電池，裝置如圖所示。放電時(shí)，Na2c。3與C均沉積

在碳納米管中。下列說法不正確的是

A.放電時(shí)，鈉箔電極發(fā)生氧化反應(yīng)

B.放電時(shí)，每轉(zhuǎn)移2moi電子，消耗33.6LCC）2（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）

C.充電時(shí)，電源b極為正極，Na,向鈉箔電極移動(dòng)

+

D.充電時(shí)，碳納米管電極發(fā)生的反應(yīng)為：4Na+4e-+3CO2=2Na2CO3+C

【答案】D

【解析】

【分析】可充電的Na-CO2電池放電時(shí)，Na2cO3與C均沉積在碳納米管中，說明碳納米管作正極，電極

反應(yīng)式為3co2+4Na++4e-=2Na2cO3+C,鈉箔負(fù)極，電極反應(yīng)式為Na—二Na，，充電時(shí).，鈉箔

作陰極，碳納米管作陽極，據(jù)此解答。

【詳解】A.放電時(shí)，Na失去電子變成Na，,發(fā)生氧化反應(yīng)，故A正確；

+

B.由分析可知，放電時(shí)，正極發(fā)生的反應(yīng)為：3CO2+4Na+4e-=2Na2CO5+C,故每轉(zhuǎn)移2moi電

子，消耗CO?的物質(zhì)的量為即體積為標(biāo)準(zhǔn)狀況下33.6L,故B正確；

C.由分析可知，充電時(shí)，碳納米管發(fā)生氧化反應(yīng)，作陽極，與原電池的正極相連，說明電源b極為正

極，在電解池中，陽離子移向陰極，所以Na+向陰極（即鈉箔電極）移動(dòng)，C正確；

D.充電時(shí)，碳納米管電極為陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)，發(fā)生的反應(yīng)為：

+

2Na2CO3+C-4e=4Na+3CO2,D錯(cuò)誤；

故選D。

13.乙酸蒸汽催化重整制氫過程中的主要反應(yīng)有：

反應(yīng)I：CH3COOH（g）+2H2O（g）=2CO2（g）+4H2（g）AW,=+131.5kJmor'

,

反應(yīng)II：CH3COOH（g）=2CO（g）+2H2（g）AH2=+213.76kJmor

將一定比例的乙酸、水和N2的混合氣體以一定流速通過裝有催化劑的反應(yīng)管，乙酸的轉(zhuǎn)化率、氫酸比

〃生成(凡)

］與溫度的關(guān)系如圖所示。若僅考慮上述反應(yīng)，下列說法正確的是

t(CH5COOH)

刮

零

/

H

O

O

Q

H

O

A.用該催化劑催化重整反應(yīng)的最佳溫度范圍約為700?800℃

Me*

B.7(X)℃時(shí)，出口氣中

C.600℃后氫酸比下降的主要原因?yàn)闇囟壬叻磻?yīng)I、II正向進(jìn)行程度減小

D.該過程深入研究方向之一是尋找對(duì)反應(yīng)II選擇性更高的催化劑

【答案】B

【解析】

【詳解】A.該催化劑催化重整反應(yīng)中乙酸的轉(zhuǎn)化率越大，氫酸比越大時(shí)，反應(yīng)最佳，則最佳溫度范圍約

為600℃,故A錯(cuò)誤；

B.700℃時(shí)，設(shè)CO和CO2的物質(zhì)的量分別為xmol和ymol,則氫酸比

生成(也)x+2y=*n(CO)

“化(CHCOQH)%十丫).，解得=故B正確;

2

C.600C后，乙酸的轉(zhuǎn)化率幾乎不變，則溫度升高，反應(yīng)I、II正向進(jìn)行的程度不能同時(shí)減小，故C錯(cuò)

誤；

D.反應(yīng)I中Imol乙酸可以生成4moi氫氣，反應(yīng)II中1mol乙酸生成2moi氫氣，反應(yīng)1更有利于氫氣的

生成，則該過程深入研究的方向之一是尋找對(duì)反應(yīng)I具有選擇性更高的催化劑，故D錯(cuò)誤：

故選B。

二、非選擇題：共4題，共61分。

14.糧食生產(chǎn)離不開氮肥，合成氨是人工固氮最重要的途徑。

（1）工業(yè)合成氨反應(yīng)是在催化劑表面進(jìn)行的，主要經(jīng)歷吸附、表面反應(yīng)、脫附等步驟。以鐵觸媒為催化

劑，以N?和H。為原料合成NH,的反應(yīng)歷程如圖所示（圖中*表示吸附在催化劑表面活性位點(diǎn)的物種）。

反應(yīng)歷程

①寫出N?與H?反應(yīng)生成NH3的熱化學(xué)方程式：。

②上述歷程中，反應(yīng)速率最慢步驟是（填字母序號(hào)）。

131313

A.=-N；+-H；B.—N；+二H；=N'+3H+

222^222“

C.N*+3H'=NH'+2H*D.NH；+H*=NH；

③合成過程中，不斷將生成的NH，液化并移去，能夠提高合成N&的生產(chǎn)效率。請(qǐng)從啰率陰層解釋可能原

因:

（2）以納米Fe?。、作催化劑，以N2和H?。為原料，電化學(xué)合成NH3的原理如圖所示。

②電極〃上產(chǎn)生NH3的電極反應(yīng)式為

③由于發(fā)生副反應(yīng)，使得電極力上獲得的NH3中混有則理論上電極。和電極人生成氣體的物質(zhì)的量之

〃（電極4生成的氣體）3

比的范圍是

〃（電極b生成的氣體）4c

【答案】（I）①.：N2（g）+：H2（g）=NH3（g）A//=-46kJmor,②.C③.將生成的

NH1液化并移去，能空出催化劑表面活性位點(diǎn)，利于催化劑表面吸附和反應(yīng)，加快反應(yīng)速率

（2）①.電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能②.N,+6e-+6H,O=2NH.+6OH-③.；

【解析】

【小問1詳解】

①由圖可知，生成ImolNH1放出熱量46kJ,則N,與H,反應(yīng)生成NH；的熱化學(xué)方程式：

13

-N2（g）+-H2（g）=NH3（g）AH=-46kJ.mol，

②反應(yīng)速率最慢的步驟是活化能最大的，即N*+3H*=NH++2H?，C符合題意；

③合成過程中，不斷將生成的NH3液化并移去，能夠提高合成NH3的生產(chǎn)效率是因?yàn)椋簩⑸傻腘H3液

化并移去，能空出催化劑表面活性位點(diǎn)，利于催化劑表面吸附和反應(yīng)，加快反應(yīng)速率；

1,、3,

故答案為：①5N2（g）+KH2（g）=NH3（g）A”=-46kJ-moL②c③將生成的NH3液化并移去，能

空出催化劑表面活性位點(diǎn)，利于催化劑表面吸附和反應(yīng)，加快反應(yīng)速率。

【小問2詳解】

①該圖為電解池，所以過程中能量的轉(zhuǎn)化形式為：電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能；

②電極人上產(chǎn)生NH3電極反應(yīng)式：N2+6e-+6H2O=2NH3+60H.；

③電極〃上的反應(yīng)；dOH^-de--O2T+2H2O,由于發(fā)生副反應(yīng)，使得電極力上獲得的Ng中混有

H2,根據(jù)得失電子守恒，若電極〃上只獲得NH「根據(jù)關(guān)系式：12OH-12e-3O24NH3,則有

〃（0、）3〃（0,）1

焉匕=:，若電極〃上只獲得H,,根據(jù)關(guān)系式：4OH-4e--O2-2H,,則有—六=7,實(shí)

”（NHJ4--〃（耳）2

1〃（電極a生成的氣體）3

際上是電極江獲得的N&中混有H2'則丁丁電極生成的氣體;<履

故答案為：①電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能②Nz+6e-+6H2O=2NH3+6OH-③g。

15.杭州亞運(yùn)會(huì)主火炬用的是綠色燃料"零碳甲醉（CHqOH）”,

⑴催化劑作用下，也和CO?發(fā)生反應(yīng)：CO2（g）+3H2（g）=CH3OH（g）+H2O（g）o

①25O℃,在甲（容積4L）、乙（容積2L）兩個(gè)恒容密閉容器中分別充入2moic（J?和6molH2,容器內(nèi)總壓強(qiáng)

隨時(shí)間變化如圖所示。甲容器中壓強(qiáng)變化情況對(duì)應(yīng)的曲線是（填“A”或"B”）。

P/MPa

②其他條件不變，僅改變催化劑種類，反應(yīng)器出口產(chǎn)品成分分析結(jié)果如下圖所示。圖中所示的五種催化劑

中，宜選擇的最佳催化劑是__________（填化學(xué)式）。

（2）實(shí)際工業(yè)制備甲醇主要發(fā)生如下反應(yīng):

反應(yīng)I：CO2（g）4-3H2（g）=CH3OH（g）+H2O（g）AH,=-49.4kJ-mol

反應(yīng)II：CO2（g）+H2（g）=CO（g）+H2O（g）AH2=41.2kJmol

一定壓強(qiáng)下，按照〃（€：。2）:〃（也）=1:3加入原料，平資時(shí)，CHQH或CO的選擇性［選擇性

n（生成CH3OH）或〃（生成CO）

xlOO%|及CO的轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化情況如圖所示。

〃（轉(zhuǎn)化CO?）2

%

/

京

年

根

君

芟

、

丁

家

超

斗

①圖中CHQH選擇性所對(duì)應(yīng)的曲線是（填“M”或"N”）。

②300?400C范圍內(nèi)，CO2平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而增大的原因是

（3）研究發(fā)現(xiàn)，H2和CO?的反應(yīng)氣中含有水蒸氣會(huì)影響CHQH的產(chǎn)率，添加適量水蒸氣前后對(duì)關(guān)鍵反

應(yīng)歷程的能量變化影響如圖所示。

」知：水蒸氣可使催化劑表面的活化位點(diǎn)減少。

相對(duì)能量/eV

;表示物種吸附

20’在催化劑表面

*()CH+HO*

-203

①該反應(yīng)過程中，有水參與的關(guān)鍵反應(yīng)歷程的化學(xué)方程式為O

②推測(cè)在反應(yīng)氣中添加水蒸氣對(duì)甲醇產(chǎn)率造成的可能影響及其原因：（答出兩點(diǎn)）。

【答案】（1）①.B（2）.ZnZrO2

（2）@.M②.反應(yīng)【的AHcO,反應(yīng)I1的AH>0,在300?400℃范圍內(nèi)，隨溫度干高，使CO?

轉(zhuǎn)化為CH3OH的平衡轉(zhuǎn)化率卜.降，使co2轉(zhuǎn)化為co的平衡轉(zhuǎn)化率上升，且上升幅度超過卜.降幅度

（3）①."OCHz+H?。.=*OCH3+*OH②.水蒸氣過多，不利于合成反應(yīng)正向進(jìn)行，甲醇產(chǎn)率

下降；催化劑活化點(diǎn)位減少，吸附反應(yīng)物能力減弱，甲醇產(chǎn)率下降；有水參與的歷程，活化能較小，反應(yīng)速

率加快，甲醇產(chǎn)率上升

【解析】

【小問1詳解】

①由圖像可知：A的起始?jí)簭?qiáng)比B的起始?jí)簭?qiáng)大，甲容積為4L,乙容積為2L,溫度相同，起始時(shí)投料一

樣，因此A對(duì)■應(yīng)的是乙，B對(duì)應(yīng)的是甲；

②由圖像可知：ZnZrO?對(duì)應(yīng)CO含量最小，目標(biāo)產(chǎn)物CH30H的含量最大，因此選擇最佳催化劑為

ZnZrO2；

【小問2詳解】

①反應(yīng)1是放熱反應(yīng)，反應(yīng)n是吸熱反應(yīng)，溫度升高時(shí)，反應(yīng)I逆向移動(dòng)，CHQH生成量減少，反應(yīng)II

正向移動(dòng)，CO的生成量增加，所以CHQH的選擇性隨溫度升高而降低，對(duì)應(yīng)曲線M；

②反應(yīng)I是放熱反應(yīng)，反應(yīng)II是吸熱反應(yīng)，在300?400℃范圍內(nèi)，隨溫度升高，反應(yīng)I逆向移動(dòng)，導(dǎo)致

CO2轉(zhuǎn)化率降低，反應(yīng)II正向移動(dòng)，導(dǎo)致CO2轉(zhuǎn)化率升高，但反應(yīng)II向正向進(jìn)行的程度超過了反應(yīng)I向

逆向進(jìn)行的程度，所以CO2的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而增大；

［小問3詳解】

①由反應(yīng)歷程的能量變化圖可知，有水參與的關(guān)鍵反應(yīng)歷程的化學(xué)方程式為:

OCH2+H2O=*OCH3+*OH；

②從水蒸氣的量、催化劑活化點(diǎn)位數(shù)量、活化能變化方向考慮分析：水蒸氣過多，平衡逆向移動(dòng)，甲醇產(chǎn)

率下降；催化劑活化點(diǎn)位減少，吸附反應(yīng)物能力減弱，甲醇產(chǎn)率下降；有水參與的歷程，活化能較小，反

應(yīng)速率加快，甲醇產(chǎn)率上升。

16.氫氣是理想的清潔能源，其制取、儲(chǔ)存和釋放是氫能源利用的研究熱點(diǎn)。

（1）利用鐵及其氧化物循環(huán)制氫，其原理如圖所示，反應(yīng)器I中化合價(jià)發(fā)生改變的元素有；

含CO和H2各Imol的混合氣體通過該方法制氫，理論上可增加獲得rno!H2。

（2）利用乙醇一水蒸氣催化重整制氫。

1

已知：CH3CH2OH（g）+3H2O（g）=2CO2（g）+6H2（g）AH,=174.1OkJmor

1

CH3cH20H（g）+H2O（g）=2CO（g）+4H2（g）AH2=256.50kJmoE

①反應(yīng)CO（g）+H2O（g）=CO2（g）+H2（g）AH=o

②已知CaO（s）+CC）2（g）=CaCO3（s）A”=—178.80kJ.mo「。向重整反應(yīng)體系中加入適量多孔CaO,

其目是：吸收CO?，提高H?產(chǎn)率和純度；（答出兩點(diǎn)）。

（3）利用甲酸儲(chǔ)氫。在密閉容器中向含有催化劑的KHCO3溶液（CO2與KOH溶液反應(yīng)制得）中通入H?

生成HCOCT,從而實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)氫。其他條件不變，HCO；轉(zhuǎn)化為HCOCT的轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化如圖所示。

80

60

40FX

20406080100120

洶度FC

①儲(chǔ)氫反應(yīng)HCO；轉(zhuǎn)化為HCOO-的離子方程式為

②40℃?80℃范圍內(nèi)，HCO；催化加氫的轉(zhuǎn)化率迅速卜升的原因可能是

(4)HCOOH催化釋氫。催化劑作用下，HCOOH分解生成H?和CO?的可能反應(yīng)機(jī)理如圖所示。若是

HCOOD代替HCOOH進(jìn)行催化釋氫反應(yīng)，則除生成CO?外，還生成.(填氣體化學(xué)式)。

(2)①.-41.20kJmor'②.多孔CaO與CO?接觸面積大，吸收CO2速率快；CaO與CO2反

應(yīng)放熱,可為重整反應(yīng)提供熱最

催化劑

②.溫度升高，既增大反應(yīng)速率，也增強(qiáng)催化劑活

①.HCO3IH2^=HCOOIH2O

性，兩者共同作用，使得轉(zhuǎn)化率快速上升

(4)HD

【解析】

【小問1詳解】

反應(yīng)器I中參與反應(yīng)的物質(zhì)有C(J、H2、Fe2O3，產(chǎn)物后C5、th。、Ke,發(fā)生反應(yīng)

3C0+Fe2O3=2Fe+3CO2s3H2+Fe2()3=2Fe+3H2O,化合價(jià)發(fā)生改變的元素有C、H、Fe；CO、H2各Imol參

244

與上述反應(yīng)3Fe+4H2O(g尸F(xiàn)e3O4+4H2,各生成5moiFc,共1moiFe,5moiFe在反應(yīng)容器H中發(fā)生反應(yīng)，

共生成9moiFL,因此理論上可增加獲得(molH2；

【小問2詳解】

1

①a：CH3CH2OH(g)+3H2O(g)=2CO2(g)+6H2(g)△//,=174.lOkJ-mol,b:

1

CH3CH2OH(g)+H2O(g)=2CO(g)+4H2(g)AW2=256.50kJ-moE,-。)可得反應(yīng)

2

CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g),則=

-x(174.10kJmor'-256.50kJ-mol_1)=-41.20kJ?。

2

②向重整反應(yīng)體系中加入適量多孔CaO,多孔CaO與CO?接觸面積大，吸收CO2速率快；CaO與CO?

反應(yīng)放熱，可為重整反應(yīng)提供熱量。

【小問3詳解】

催化劑

①儲(chǔ)氫反應(yīng)HCO；與比反應(yīng)轉(zhuǎn)化為HCOCF，離子方程式為H83+H2HC0°+H2O.

②80c時(shí)HCO；轉(zhuǎn)化為HCOO的反應(yīng)達(dá)到平衡，反應(yīng)在40C?80c時(shí)未達(dá)到平衡，隨著溫度的升高，催

化劑的活性增強(qiáng)，反應(yīng)速率加快，HCO3的轉(zhuǎn)化率增大。

【小問4詳解】

H、D是氫元素的同位素，由HCOOH分解生成CCh和H2推斷HCOOD催化釋氫生成CO2和HD。

17.研究CO?的轉(zhuǎn)化對(duì)實(shí)現(xiàn)“碳中和”目標(biāo)具有重要意義。

（1）合成尿素［CO（NH2）J是利用CO?的途徑之一。其合成過程分為兩步:

反應(yīng)I：2NH3(g)+CO2(g)=NH2COONH4(1)A/7,=-119.20kJ.mor'

,

反應(yīng)II：NH2COONH4（1）=CO（NH2）2（1）+H2O（1）A/72=15.50kJmor

①密閉體系中，反應(yīng)I的平衡常數(shù)（K）隨溫度升高的變化情況是（選填“增大”“減小”或“不

變”）。

②已知反應(yīng)I為快速反應(yīng)，反應(yīng)II為慢速反應(yīng)。下列圖象能表示尿素合成塔中發(fā)生反應(yīng)的能量變化歷程的

是（填字母序號(hào)）。

（2）電催化還原是C。？資源化的又?途徑。??種有機(jī)多孔電極材料（銅粉沉積在?種含碳有機(jī)物的骨架

上）電催化還原CO?的裝置示意圖如圖所示。

co2<: