2021-2022学年山西省太原市高二（上）期中化学试卷

一、选择题（本题共20小题，每小题2分，共40分，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的，请将正确选项填入答案栏内）

• 1．如果对燃烧产物如二氧化碳、水、氮气等利用太阳能使它们重新组合，可以节约燃料，缓解能源危机。在此构想的物质循环中太阳能最终转化为（　　）

  A．化学能

  B．热能

  C．生物质能

  D．电能
  组卷：13引用：3难度：0.9

  解析

• 2．下列过程中化学反应速率的加快对人类有益的是（　　）

  A．金属的腐蚀

  B．食物的腐败

  C．塑料的降解

  D．橡胶的老化
  组卷：3引用：4难度：0.7

  解析

• 3．合成氨工业中采用了循环操作，主要原因是（　　）

  A．加快反应速率	B．提高NH3的平衡浓度
  C．降低NH3的沸点	D．提高N2、H2的利用率
  组卷：12引用：4难度：0.9

  解析

• 4．古代诗词中蕴含着许多科学知识，下列叙述正确的是（　　）

  A．“冰，水为之，而寒于水”说明等质量的水和冰相比，冰的能量更高

  B．于谦《石灰吟》“千锤万凿出深山，烈火焚烧若等闲”，描述的石灰石煅烧是吸热反应

  C．曹植《七步诗》“煮豆燃豆萁，豆在釜中泣”，这里的变化只有化学能转化为热能

  D．苏轼《石炭•并引》“投泥泼水愈光明，烁玉流金见精悍”，所指高温时碳与水蒸气反应为放热反应
  组卷：191引用：11难度：0.8

  解析

• 5．在密闭容器中进行反应：H₂（g）+Br₂（g）⇌2HBr（g）。下列说法错误的是（　　）

  A．升高温度，增加反应物分子中活化分子的百分数

  B．降低温度，降低反应物分子的能量

  C．增大H2的浓度，单位体积内活化分子数增加

  D．增大压强，单位体积内活化分子百分数增加
  组卷：2引用：1难度：0.7

  解析

• 6．已知室温下：4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃反应能自发进行。对于该反应的以下判断正确的是（　　）

  A．ΔH＜0，ΔS＜0

  B．ΔH＞0，ΔS＜0

  C．ΔH＞0，ΔS＞0

  D．ΔH＜0，ΔS＞0
  组卷：23引用：1难度：0.8

  解析

• 7．经过化学家长期研究发现高炉中Fe₂O₃（s）+3CO（g）→2Fe（s）+3CO₂（g）是可逆反应。一定温度下，在容积固定的容器中发生上述反应，下列情况能说明该反应达到平衡的是（　　）

  A．固体质量不再减少

  B．容器内气体压强不再变化

  C．气体的物质的量不再变化

  D．v（CO）=v（CO2）
  组卷：6引用：1难度：0.7

  解析

• 8．乙烯可由乙烷脱氢制得：C₂H₆（g）⇌C₂H₄（g）+H₂（g）ΔH＞0，在一定条件下反应于密闭容器中达到平衡。下列各项措施中，既能加快化学反应速率又能提高乙烷平衡转化率的是（　　）

  A．增大容器体积	B．升高温度
  C．分离出部分氢气	D．恒压下通入氦气
  组卷：4引用：1难度：0.5

  解析

三、选做题（以下两组题任选一组题作答，共14分）

• 25．尿素[CO（NH₂）₂]对于我国经济和社会的可持续发展具有重要意义，工业上以NH₃和CO₂为原料合成：2NH₃（g）+CO₂（g）⇌CO（NH₂）₂（g）+H₂O（g）。回答下列问题：
  （1）已知上述反应的平衡常数K和温度T的关系如表所示：
  

  T/℃	165	175	185
  K	111.9	74.1	50.6

  ①该反应的ΔH

   

  0（填“＞”或“＜”，下同）；该反应中反应物的总能量

   

  生成物的总能量。
  ②该反应的平衡常数K的表达式为

   

  。
  （2）传统的尿素生产工艺耗能较高，且产率较低。最近我国科学家发现TiO₂纳米片负载的Pd-Cu合金纳米颗粒电催化剂可以将水溶液中的CO₂和N₂直接转化为尿素（反应机理如图所示，*表示催化剂活性中心原子）。
  
  ①根据以上反应机理，*CO₂→*COOH的过程发生

   

  （填“氧化反应”或“还原反应”）；断裂的是

   

  （填“极性键”或“非极性键”，下同），形成的是

   

  。
  ②与传统生产工艺相比，这种新方法的优点是

   

  。
  （3）在2L的密闭容器中充入NH₃和CO₂模拟尿素的工业生产，测得一定温度和压强下，CO₂的平衡转化率（α）与氨碳比x（即NH₃和CO₂的物质的量之比）的关系如图所示。
  
  ①计算图中B点处NH₃的平衡转化率为

   

  。
  ②CO₂平衡转化率随氨碳比增大而增大的原因是

   

  。
  组卷：15引用：1难度：0.6

  解析

• 26．当今，世界多国相继规划了碳达峰、碳中和的时间节点，我国力争于2030年前做到碳达峰，2060年前实现碳中和。因此，研发二氧化碳利用技术，降低空气中二氧化碳的含量成为研究热点。
  （1）大气中的二氧化碳主要来自于煤、石油及其他含碳化合物的燃烧。已知25℃时，相关物质的燃烧热数据如下表：
  

  物质	H2（g）	C（石墨，s）	C6H6（l）
  燃烧热ΔH/（kJ⋅mol-1）	-285.8	-393.5	-3267.5

  则25℃时H₂（g）和C（石墨，s）生成C₆H₆（l）的热化学方程式为

   

  。
  （2）CH₄与CO₂重整是CO₂利用的研究方向之一。该重整反应体系主要涉及以下反应：
  a.CH₄（g）+CO₂（g）⇌2CO（g）+2H₂（g）ΔH₁
  b.H₂（g）+CO₂（g）⇌CO（g）+H₂O（g）ΔH₂
  c.CH₄（g）⇌C（s）+2H₂（g）ΔH₃
  d.2CO（g）⇌C（s）+CO₂（g）ΔH₄
  e.H₂（g）+CO（g）⇌C（s）+H₂O（g）ΔH₅
  ①上述反应体系在一定条件下建立平衡后，下列说法正确的有

   

  。（填字母）
  A.增大CO₂与CH₄的浓度，反应a、b、c的正反应速率都增加
  B.移去部分C（s），反应c、d、e的平衡均向右移动
  C.加入反应a的催化剂，可提高CH₄的平衡转化率
  D.降低反应温度，反应a～e的正、逆反应速率都减小
  ②一定条件下，CH₄分解形成碳的反应历程如图所示。该历程经历了

   

  步反应，其中第

   

  步的正反应速率最慢。
  
  （3）以CO₂、H₂为原料合成CH₃OH的主要反应如下：
  Ⅰ.3H₂（g）+CO₂（g）⇌CH₃OH（g）+H₂O（g）ΔH₁=-49.5kJ•mol^-1
  Ⅱ.2H₂（g）+CO（g）⇌CH₃OH（g）ΔH₂=-90.4kJ•mol^-1
  Ⅲ.H₂（g）+CO₂（g）⇌CO（g）+H₂O（g）ΔH₃=+40.9kJ•mol^-1
  不同压强下，按照n（CO₂）：n（H₂）=1：3投料，实验测得CO₂的平衡转化率和CH₃OH的平衡产率随温度的变化关系如图所示。
  
  已知：CO₂的平衡转化率=

  n

  （

  C

  O

  2

  ）

  初始

  -

  n

  （

  C

  O

  2

  ）

  平衡

  n

  （

  C

  O

  2

  ）

  初始

  ×100%
  CH₃OH的平衡产率=

  n

  （

  C

  H

  3

  OH

  ）

  平衡

  n

  （

  C

  O

  2

  ）

  初始

  ×100%
  其中纵坐标表示CO₂平衡转化率的是图

   

  （填“甲”或“乙”）；压强P₁、P₂、P₃由大到小的顺序为

   

  ；图乙中T₁温度时，三条曲线几乎交于一点的原因是

   

  。
  （4）恒压下，按照n（CO₂）：n（H₂）=1：3投料发生反应Ⅰ，该反应在无分子筛膜时甲醇的平衡产率和有分子筛膜时甲醇的平衡产率随温度的变化如图所示（分子筛膜具有选择透过性）。P点甲醇的平衡产率高于T点的原因可能是

   

  。
  
  组卷：13引用：1难度：0.6

  解析