上海市青浦2023-2024学年高二上册期末质量测验+化学检测试卷+（附答案）

这是一份上海市青浦2023-2024学年高二上册期末质量测验+化学检测试卷+（附答案），共7页。试卷主要包含了氢能，现代二氧化碳利用技术，合成氨工业，次氯酸钠处理氮氧化物等有害尾气等内容，欢迎下载使用。

一、一些铵盐的综合利用及溶液离子浓度（本题共 24 分） NHAl(SO)常用食品加工中的食品添加剂，用于焙烤食品；NHHSO在分析试剂、医药、电子工业中用途广泛；(NH)Fe(SO)·6HO(硫酸亚铁铵)是一种重要的化工原料用途广泛。
请回答下列问题：
NH4Al(SO4)2 可用作净水剂，其原理是 (用离子方程式说明)。
4
相同条件下，0.1ml•L-1NH4Al(SO4)2 溶液中的 c(NH +) (填“等于”“大于”或“小于”)0.1ml•L-1NH4HSO4 溶液中的 c(NH4+)。
几种均为 0.1ml•L-1 的电解质溶液的 pH 随温度变化的曲线如图所示。
①其中符合 0.1ml•L-1NH4Al(SO4)2 溶液的 pH 随温度变化的曲线是 (填数字)，导致
NH4Al(SO4)2 溶液的 pH 随温度变化的原因是 。
②20℃时，写出 0.1ml•L-1NH4Al(SO4)2 溶液中电荷守恒关系
室温时，向 100mL0.1ml•L-1NH4HSO4 溶液中滴加 0.1ml•L-1NaOH 溶液，溶液 pH 与加入NaOH 溶液体积的关系曲线如图所示。
试分析图中 a、b、c、d 四个点，水的电离程度最大的是 点。
在 b 点，溶液中各离子浓度由大到小的排列顺序是 。
A. c(Na+)＞c(SO42-)＞c(NH4+)＞c(OH—)=c(H+)
B. c(Na+)＞c(SO42-)=c(NH4+)＞c(OH—)=c(H+)
C. c(Na+)＞c(NH4+)＞c(SO42-)＞c(OH—)>c(H+)
D. c(SO42-)＞c(Na+)＞c(NH4+)＞c(OH—)=c(H+)
由 b 到 c 发生反应的离子方程式为 。
（5）将(NH4)2Fe(SO4)2 中非金属元素的简单负离子按半径由小到大的顺序排列： 。铁原子核外有 种能量不同的电子，占有的轨道总数是 个。设计实验，证明(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O 晶体中含有 Fe2+。
(6)已知：(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O 在 200℃失去全部结晶水。将一定质量的粉末状该晶体置于坩埚中，保持 200℃受热，经冷却、恒重等正确操作，计算得到的 1ml 晶体中结晶水含量总是偏低，偏低的可能原因是 (写一条即可)。
二、氢能（本题共 20 分）
氢能，氢和氧进行化学反应释放出的化学能，是一种二次清洁能源，被誉为“21 世纪终极能源”，也是在碳达峰、碳中和的大背景下，加速开发利用的一种清洁能源。
绿色能源是未来能源发展的方向。可以用以下方法制备氢气。 I．甲烷和水蒸气催化制氢气。主要反应如下：i．CH4(g)+H2O(g)⇌CO(g)+3H2(g) △H=206.2kJ•ml-1
ii．CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g) △H=-41.2kJ•ml-1
(1)反应 CH4(g)+CO2(g)⇌2CO(g)+2H2(g)的△H= kJ•ml-1。
(2)在容积不变的绝热密闭容器中发生反应 i，下列能说明反应达到平衡状态的是 。（双选）
A．气体混合物的密度不再变化B．CH4 消耗速率和 H2 的生成速率相等C．CO 的浓度保持不变D．气体平均相对分子质量不再变化 (3)恒定压强为 P0MPa 时，将 n(CH4)：n(H2O)=1：3
的混合气体投入反应器中发生反应 i 和 ii，平衡时， 各组分的物质的量分数与温度的关系如图所示。① 图中表示 CO2 的物质的量分数与温度的变化曲线是 (填字母 m 或 n)。
②结合图中数据，其他条件不变，若要 H2 的产量最大，最适宜的反应温度是 (填标号)。A．550～600℃B．650～700℃C．750～800℃ 在其他条件不变的情况下，向体系中加入 CaO 可明显提高平衡体系中 H2 的含量，原因是 。
Ⅱ．电解法制氢气。某科研小组设计如图所示电解池， 利用 CO2 和 H2O 在碱性电解液中制备水煤气(H2、CO) 产物中 H2 和 CO 的物质的量之比为 1∶1。
电极 B 是 极，该电极发生 （选填氧化
/还原）反应。
下列对于太阳能、生物质能和氢能的利用的说法 不正确的是 ()
芒硝晶体(Na2SO4·10H2O)白天在阳光下曝晒后失水、溶解吸热，夜里重新结晶放热，实现了太阳能转化为化学能继而转化为热能
将植物的秸秆、枝叶和人畜粪便加入沼气发酵池中，在富氧条件下，经过缓慢、复杂、充分的氧化反应最终生成沼气，从而有效利用生物质能
生活生产中大量应用氢能源，首要解决由水制备氢气的能耗、氢气的储存和运输等问题
垃圾焚烧处理厂把大量生活垃圾中的生物质能转化为热能、电能，减轻了垃圾给城市造成的压力，改善了城市的环境，增强了市民的环保意识
三、现代二氧化碳利用技术（本题共 18 分）
研发 CO利用技术成为了研究热点，某科研团队采用一种类似“搭积木”的方式，在实验室中首次实现从二氧化碳到淀粉分子的全合成，“积木”中涉及如下两个反应：① CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) ②CH3OH(g)+O2(g)⇌HCHO(g)+H2O2(l)。完成填空：
一定温度下，往 5L 反应釜中充入 1mlCO2、3mlH2，反应 5min，气体总的物质的量减少了 20%，则 0～5min 内，H2 的平均反应速率 v= 。
反应②的平衡表达式 K= 。
将同体积的 CH3OH(g)与 O2(g)充入反应器中，平衡时 v (O2)、
c(O2)与温度的关系如图所示：
反应②为 反应(选填：放热或吸热)。55～100℃时，O2 的物质的量浓度随温度升高而增大的原因是 。
反应②常会有副产物 HCOOH 产生，HCOOH 溶液呈
（选填酸性、中性、碱性）并设计实验证明该性质
写出 HCOOH 与 CH3CH2OH 反应的化学方程式 。反应类型 。
四、合成氨工业（本题共 14 分）
课本里介绍的合成氨技术叫哈伯法，是德国诺贝尔化学奖获得者哈伯发明的。其合成原理 为：N2(g) + 3H2(g) ⇌ 2NH3(g)△ H < 0，△ S < 0 。
下列关于工业合成氨的说法正确的是 A.因 为△ H < 0，所以该反应一定能自发进行
B.因为△ S < 0，所以该反应一定不能自发进行C.在高温下进行是为了提高反应物的转化率
D.使用催化剂加快反应速率是因为催化剂降低了反应的活化能
某科研小组研究：在其他条件不变的情况下，改变起始物氢气的物质的量对工业合成氨反应的影响。实验结果如图所示(图中 T 表示温度，n 表示H2物质的量)。
①图象中T2和T1的关系是：T2 T1(填“>，<或
=”，下同)
②a. b. c. d 四点所处的平衡状态中，反应物N2的转化率最高的是 (填字母)。
时间/min
5
10
15
20
25
30
c(NH3)/ml·L−1
0.08
0.14
0.18
0.20
0.20
0.20
恒温下， 往一个 4L 的密闭容器中充入5.2ml H2和 2ml N2，反应过程中对 NH3的浓度进行检测，得到的数据如下表所示：
①此条件下该反应的一定处于平衡状态的时间段是
②若维持容器体积不变，温度不变，往原平衡体系中加入H2. N2和 NH3各 4ml，化学平衡将向 反应方向移动(填“正”或“逆”)。请通过计算说明该方向的判断理由
。
（4）工业合成氨反应在催化剂表面的反应历程及能量变化如图所示，下列说法正确的是 ()
增大压强，① → ②之间的能量差值会增大
合成氨的正、逆反应的焓变相同
合成氨的过程是吸热过程
若使用催化剂，生成等量的 NH3需要的时间更短
五、次氯酸钠处理氮氧化物等有害尾气 （本题共 24 分）
含氯物质在生产、生活中有重要作用。工业上常用次氯酸钠处理含有 NO 等氮氧化物的尾气， 反应方程式如下：NaClO + NO + HO —— NaCl + HNO(未配平)。
完成下列填空。
(1)氯在元素周期表中的位置是 ，其所在主族的元素中，最高价氧化物对应的水化物酸 性最强的是 (填化学式)。其所在周期的元素中，第一电离能最大的是 (填化学式) (2)配平上述反应方程式 。每有 0.3ml 电子发生转移，可消耗标准状况下 NO 气体的体积约为 L。
NaClO 溶液中存在如下关系：c(OH-) c(HClO)(填“>”、“=”、或“<”)。
其他条件相同，随着 NaClO 溶液初始 pH(用稀硫酸调节)的不同，NO 转化率如图。
NaClO 溶液的初始pH 越大，NO 的转化率越 (填
“高”或“低”)，其原因是 。
取少量 NaClO 溶液和 KClO3 溶液，分别置于 A 试管和 B 试管，滴加试剂，观察现象，记录于下表。请将表格填写完整。
某化学学习小组设计原电池装置如下图：（a 为铜电极 b 为石墨电极）
请写出负极的电极反应式 ；盐桥在原电池中所起的作用（任意写出一条） ；
标准答案
4 24 22
量，使结晶水含量的测定偏低(2 分)
2+
（6）(NH ) Fe(SO ) ·6H O 在坩埚中受热分解时，Fe 可能会被空气中的氧气部分氧化，增加了氧元素的质
(2 分)
Fe2+
取样少许，加水(或稀硫酸)溶解，滴加 KSCN 溶液，无明显现象，滴加少量氯水，溶液变为血红色，说明含
15(2 分)
（5）r(H-)＜r(O2-)＜r(N3-)＜r(S2-) (2 分)7
3 2
4
—
+
A (2 分 ) NH+OH =NH •H O (2 分)
a (2 分)
(4)
②略 (2 分)
I (2 分)NH4Al(SO4)2 水解使溶液呈酸性，升高温度使其水解程度增大，pH 减小 (2 分)
(3)①
(2)小于(2 分)
Al(OH) +3H+ (2 分)
3
2
3+
(1)Al +3H O⇌
一、一些铵盐的综合利用及溶液离子浓度（24 分）
二、氢能（20 分）
取代或酯化都给分（4 分）
(5) 略
32
吸热（2 分） 虽然反应前氧气浓度下降，55℃以后双氧水受热开始分解产生氧气，导致氧气浓度增大
（2 分）
酸性（2 分）用酸碱指示剂PH 试纸等合理即可（2 分）
-1-1
(1)0.048ml·L ·min（3 分）(2) K=[HCHO]/[CH OH][O ] （3 分）
三、现代二氧化碳技术（18 分）
阳（2 分） 氧化（2 分）（5）B（2 分）
(4)
减小，促使反应 ii 平衡正向移动，导致 CO 浓度减小，引起反应 i 平衡也正向移动 （2 分）
n （2 分）B （2 分） c （2 分） CaO 为碱性氧化物，能吸收酸性氧化物 CO2，导致CO2 浓度
(3)
(1)247.4（3 分）
(2)CD （3 分）
四、合成氨工业（14 分）
(1) D (2 分) (2) ① <；(2 分) ② c(2 分)
3 ①20 − 30 分 钟 2 分②逆 (2 分)理由 略（2 分）
（4）D (2 分)
(1)
第三周期第 VIIA 族(2 分)
HClO4 (2 分)Ar(2 分)
(2)
3NaClO + 2NO + H2O=3NaCl +2HNO3 (2 分)2.24(2 分)
(3)c(OH-)>c(HClO) (2 分)
(4)
低 (2 分)NaClO 溶液中起氧化作用的主要是 HClO；当溶液的 pH 越小，生成的 HClO 浓度越大，
氧化 NO 的能力越强，NO 的去除率越高(2 分)
(5)
紫 (2 分)< (2 分)
五、次氯酸钠处理氮氧化物等有害尾气 （24 分）
(6) Cu -2e- =Cu(2 分) 盐桥可以形成闭合回路；平衡电荷；等合理均给分（2 分）滴加 KI 溶液
再滴加 CCl4，振荡、静置
结论
A 试管
溶液变为棕黄色
溶液分层，下层显 ① 色
氧化性强弱：(填“>”或“<”) KClO3 ② NaClO
B 试管
无现象
溶液分层，均无色