山东省临沂市平邑县第一中学西校区2023-2024学年高二上学期元旦竞赛考试化学试题

平邑一中西校区高二年级2024年元旦竞赛考试化学试题一、选择题(共16小题，每小题3分，共48分。每小题只有一个选项符合题目要求)1.2022年北京冬奥会体现了绿色奥运、科技奥运，下列说法错误的是A.火炬“飞扬”中使用纯氢作燃料，实现碳排放为零B.火炬燃料燃烧是吸热反应C.冬奥场馆“冰丝带”使用制冰，比氟利昂更环保D.滑雪场馆100％采用太阳能与风能供电，其二者均属于可再生能源【答案】B【解析】【详解】A．飞扬火炬使用纯氢作燃料，反应产物为水，无污染，且实现碳排放为零，有利于实现碳中和，故A正确；B．火炬燃料燃烧是放热反应，故B错误；C．二氧化碳跨临界制冰技术，与传统制冷剂氟利昂相比更加环保，减少了氟利昂对臭氧层的破坏作用，故C正确；D．太阳能与风能均属于可再生能源，故D正确。答案选B。2.化学反应与能量关系密切，下列说法正确A.已知：，则金刚石比石墨稳定B.已知：，则和NaOH稀溶液反应生成1mol液态水时放出的热量小于57.3kJC.已知：500℃、30MPa下，，则在此条件下充分反应，放出热量为92.4kJD.已知：甲烷的燃烧热为，则：【答案】B【解析】【详解】A．能量越低稳定性越高，反应为吸热反应，则石墨比金刚石能量低，所以石墨更稳定，A错误；B．中和热是强酸强碱稀溶液中和反应生成1mol水放出的热量，而醋酸为弱酸，电离过程会吸热，则和NaOH稀溶液反应生成1mol液态水时放出的热量小于57.3kJ，B正确；C．反应为可逆反应进行不完全，故在此条件下充分反应，放出热量小于92.4kJ，C错误；D．燃烧热是指在101kPa时，1mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量，水应为液态，D错误；故选B3.已知下列反应的热化学方程式如下，则反应的为(1)(2)(3)A. B.C. D.【答案】A【解析】【详解】利用盖斯定律，将反应(2)×2+(3)×2(1)得，的△H=(393.5kJ∙mol1)×2+(285.8kJ∙mol1)×2(870.3kJ∙mol1)=488.3kJ∙mol1，故选A。4.下列措施或事实不能用勒夏特列原理解释的是A.溶液中加入铁粉后颜色变浅B合成氨工业中使用铁触媒作催化剂C.在合成氨的反应中，降温或加压有利于氨的合成D.氨水稀释过程中，铵根数目增多【答案】B【解析】【详解】A．溶液中加入铁粉后，铁粉与解离出的三价铁离子反应，促进络合物的解离，故颜色变浅，符合勒夏特列原理浓度对化学平衡的影响，A正确；B．催化剂不能影响化学平衡，故不符合勒夏特列原理，B错误；C．合成氨的反应为放热反应且正反应为气体体积减小的反应，降温或加压都可以促进合成氨的平衡正向移动，符合勒夏特列原理，C正确；D．氨水稀释过程中，一水合氨的电离平衡正向移动，铵根离子数目增多，符合勒夏特列原理，D正确；故选B。5.臭氧分解的反应历程包括以下反应：反应①(快)；反应②(慢)。大气中的氯氟烃光解产生的氯自由基()能够催化分解，加速臭氧层的破坏。下列说法正确的是A.活化能：反应①>反应②B.分解为的速率主要由反应①决定C.参与反应提高了分解为的平衡转化率D.参与反应①、②，改变分解的反应历程【答案】D【解析】【详解】A．活化能越大，反应速率越慢，由反应②速率慢，则②活化能大，活化能反应①<反应②，A错误；B．分解的反应速率取决于慢反应，B错误；C．催化剂能改变反应速率，不影响化学平衡，C错误；D．参与了反应①和②，加快了的分解反应速率，改变了反应历程，D正确；答案选D。6.O3是一种理想的脱硝剂，其脱硝反应之一为2NO(g)+3O3(g)N2O5(g)+3O2(g)。在某恒容密闭容器中充入一定量的O3和NO，在不同温度下测得c(N2O5)与时间的关系如图所示，下列说法正确的是A.温度：T1>T2 B.平衡常数：K(T1)>K(T2)C.反应速率：vb(正)>va(正) D.高温条件下，有利于该反应自发进行【答案】B【解析】【详解】A．图中T2曲线先达到平衡状态，则温度T2＞T1，故A错误；B．温度T2＞T1，升高温度，c(N2O5)的浓度减小，平衡向逆反应方向进行，该反应为放热反应，升高温度，K值减小，则平衡常数：K(T1)>K(T2)，故B正确；C．a点反应物浓度大于b点，则反应速率：va(正)>vb(正)，故C错误；D．由B项分析可知该反应为放热反应∆H<0，气体分子数减小∆S<0，自发反应的判据∆G=∆HT∆S<0，高温条件下，不利于该反应自发进行，故D错误；故选B。7.常温下，下列各离子组在指定的溶液中一定能够大量共存的是A.pH=11的NaOH溶液中：、K+、、B.明矾溶液中：、、、C.中性溶液中：Fe3+、K+、、D.水电离出的的溶液中：、、、【答案】A【解析】【详解】A．pH=11的NaOH溶液中：、K+、、、OH离子间两两不反应，可以大量共存，A正确；B．明矾溶液中有铝离子，与发生双水解，生成氢氧化铝及二氧化碳，不能大量共存，B错误；C．中性溶液中，三价铁离子已经完全水解为氢氧化铁沉淀，C错误；D．水电离出的的溶液可以为酸性，也可以为碱性，酸性中，不能大量存在，碱性中，不能大量存在，D错误；故选A。8.下列问题与盐的水解有关的是①草木灰(主要成分)与铵态氮肥不能混合施用②与两种溶液可作泡沫灭火剂③实验室中盛放溶液的试剂瓶不能用磨口玻璃塞④与溶液可作焊接金属时的除锈剂⑤加热蒸干溶液并灼烧，可以得到固体⑥溶液不能保存在玻璃试剂瓶中A.①②③ B.①②③④ C.①②③④⑤ D.①②③④⑤⑥【答案】D【解析】【详解】①草木灰(主要成分)与铵态氮肥不能混合施用，是因为碳酸根和铵根水解相互促进，会生成氨气降低肥效，①符合题意；②与两种溶液可作泡沫灭火剂，是因为碳酸氢根和铝离子水解相互促进，生成二氧化碳和氢氧化铝，二氧化碳和氢氧化铝不可燃、不助燃，可以达到灭火目的，②符合题意；③实验室中盛放溶液的试剂瓶不能用磨口玻璃塞，是因为碳酸根水解溶液显碱性，氢氧根会和二氧化硅反应生成硅酸盐，使得玻璃塞和试剂瓶粘连，③符合题意；④与溶液可作焊接金属时的除锈剂，是因为铵根和锌离子都会水解使得溶液显酸性，可以除铁锈，④符合题意；⑤加热蒸干溶液并灼烧，可以得到固体，是因为加热过程，CuCl2水解生成氢氧化铜和氯化氢，氯化氢挥发，促进水解，最终全部变成氢氧化铜，再灼烧变成氧化铜，⑤符合题意；⑥溶液不能保存在玻璃试剂瓶中，是因为铵根和氟离子双水解相互促进，生成的氢氟酸会腐蚀玻璃，⑥符合题意；综上所述，符合题意的有①②③④⑤⑥，故选D。9.已知Ksp(AgCl)=1.8×1010，Ksp(AgBr)=5.4×1013，Ksp(Ag2CrO4)=2.0×1012.某溶液中含有Cl、Br和的浓度均为0.010mol•L1，向该溶液中逐滴加入0.010mol•L1AgNO3溶液时，三种阴离子产生沉淀的先后顺序为A.Br、Cl、 B.、Br、Cl C.Cl、Br、 D.Br、、Cl【答案】A【解析】【详解】溶液中含有Cl、Br和浓度均为0.010mol/L，向该溶液中逐滴加入0.010mol/L的AgNO3溶液时，Cl、Br和沉淀时需要的c(Ag+)分别为：c(Ag+)=mol/L=1.8×10−8mol/L；c(Ag+)==5.4×10−11mol/L；c(Ag+)==1.4×10−5mol/L，所以三种阴离子产生沉淀的先后顺序为Br、Cl、，故合理选项是A。10.某温度时，BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法正确的是提示：BaSO4(s)=Ba2+(aq)+(aq)的平衡常数Ksp=c(Ba2+)·c()，称为溶度积常数。A.加入Na2SO4可以使溶液由a点变到b点B.通过蒸发可以使溶液由d点变到c点C.d点有BaSO4沉淀生成D.a点对应的Ksp等于c点对应的Ksp【答案】D【解析】【详解】A．硫酸钡溶液中存在着溶解平衡，a点在平衡曲线上，加入Na2SO4，会增大c()，平衡左移，c(Ba2+)应降低，故A错误；B．c点时溶液饱和，加入蒸馏水，c()、c(Ba2+)均减小，而c点变到d点硫酸根离子浓度不变，所以加入蒸馏水c点不能变到d点，故B错误；C．b点表示Qc＞Ksp，溶液过饱和，有沉淀析出，故C错误；D．Ksp是一常数，温度不变Ksp不变，在曲线上的任意一点Ksp都相等，故D正确；故选：D。11.下列有关原电池的说法不正确的是A.图甲所示装置中，盐桥中的向盛有溶液的烧杯中移动B.图乙所示装置中，正极的电极反应式为C.图丙所示装置中，使用一段时间后，锌筒会变薄D.图丁所示装置中，使用一段时间后，电解质溶液的酸性减弱，导电能力下降【答案】A【解析】【详解】A．甲装置构成原电池，锌作负极，铜作正极；阳离子钾离子移向正极，即装有硫酸铜溶液的烧杯，A错误；B．氧化银得电子发生还原反应，即，B正确；C．锌筒作负极被消耗，故使用一段时间后，锌筒会变薄，C正确；D．铅蓄电池总反应为，消耗了硫酸同时生成水和难溶的硫酸铅，故电解质溶液的酸性减弱，导电能力下降，D正确；故选A。12.利用金属活性的不同，可以采取不同的冶炼方法冶炼金属．下列反应所描述的冶炼方法不可能实现的是A. B.C. D.【答案】D【解析】【详解】A．铝是活泼金属，常用电解熔融氧化铝的方法冶炼，故A正确；B．根据铁的活泼性，工业上常用热还原法炼铁，可用CO还原氧化铁得到铁，故B正确；C．铜活泼性比铁弱，湿法炼铜法就是用铁将铜从盐溶液中置换出来，故C正确；D．钾是活泼金属，电解KCl的水溶液得不到钾，电解KCl溶液生成KOH、氢气和氯气，故D错误；故选D。13.如图所示各容器中盛有海水，铁在其中被腐蚀由快到慢的顺序是A.④＞②＞①＞③ B.②＞①＞③＞④ C.③＞②＞④＞① D.④＞②＞③＞①【答案】A【解析】【详解】在金属的腐蚀中，电解池中阳极为活性电极时腐蚀最快，其次是原电池的负极金属，原电池的正极得到保护，电解池的阴极被保护最好，所以金属铁被腐蚀由快到慢的顺序是④＞②＞①＞③，故选A。14.我国科学家设计可同时实现，制备和海水淡化的新型电池，装置意图如图，下列说法不正确的是A.电极a是正极B.电极b的反应式：C.每生成，有发生迁移D.离子交换膜c、d分别是阴离子交换膜和阳离子交换膜【答案】D【解析】【分析】由图可知，电极a为原电池的正极，氢离子在正极得到电子发生还原反应生成氢气，电极反应式为2H++2e—=H2↑，电极b为负极，碱性条件下肼在负极失去电子发生氧化反应生成氮气和水，电极反应式为，原电池工作时，中间区域的氯化钠溶液中钠离子经阳离子交换膜c进入正极区，氯离子经阴离子交换膜d加入负极区。【详解】A．由分析可知，电极a为原电池的正极，故A正确；B．由分析可知，电极b为负极，碱性条件下肼在负极失去电子发生氧化反应生成氮气和水，电极反应式为，故B正确；C．由分析可知，生成1mol氮气时，反应转移4mol电子，由电荷守恒可知，有4mol氯化钠发生迁移，故C正确；D．由分析可知，原电池工作时，中间区域的氯化钠溶液中钠离子经阳离子交换膜c进入正极区，氯离子经阴离子交换膜d加入负极区，故D错误；故选D。15.如图a、b都是惰性电极，通电一段时间后，b极附近溶液显红色。下列说法中正确的是A.X是负极，Y是正极B.Cu电极上产生了无色、无味的气体C.电解一段时间后，溶液的浓度减小D.当b极产生标况下2.24L的气体时，Pt电极上生成了6.4g的铜单质【答案】D【解析】【分析】通电一段时间后，b极附近溶液显红色，b极生成了NaOH，产生氢气是阴极，Y是负极，X是正极，Cu是阳极，Pt是阴极；【详解】A．经过分析Y是负极，X是正极，A错误；B．Cu是阳极，发生Cu2e=Cu2+,没有气体产生，B错误；C．Cu是阳极，发生Cu2e=Cu2+，阴极上发生Cu2++2e=Cu，电解一段时间后溶液的浓度不变，C错误；D．当b极产生氢气，标况下2.24L的氢气是0.1mol，电子转移0.2mol，Pt电极上可以生成0.1mol铜，即6.4g铜单质，D正确；答案选D。16.以KOH溶液为离子导体，分别组成CH3OH—O2、N2H4—O2、(CH3)2NNH2—O2清洁燃料电池，下列说法正确的是A.放电过程中，K+均向负极移动B.放电过程中，KOH物质的量均减小C.消耗等质量燃料，(CH3)2NNH2—O2燃料电池的理论放电量最大D.消耗1molO2时，理论上N2H4—O2燃料电池气体产物的体积在标准状况下为11.2L【答案】C【解析】【分析】碱性环境下，甲醇燃料电池总反应为：2CH3OH+3O2+4KOH=2K2CO3+6H2O；N2H4O2清洁燃料电池总反应为：N2H4+O2=N2+2H2O；偏二甲肼[(CH3)2NNH2]中C和N的化合价均为2价，H元素化合价为+1价，所以根据氧化还原反应原理可推知其燃料电池的总反应为：(CH3)2NNH2+4O2+4KOH=2K2CO3+N2+6H2O，据此结合原电池的工作原理分析解答。【详解】A．放电过程为原电池工作原理，所以钾离子均向正极移动，A错误；B．根据上述分析可知，N2H4O2清洁燃料电池的产物为氮气和水，其总反应中未消耗KOH，所以KOH的物质的量不变，其他两种燃料电池根据总反应可知，KOH的物质的量减小，B错误；C．理论放电量与燃料的物质的量和转移电子数有关，设消耗燃料的质量均为mg，则甲醇、N2H4和(CH3)2NNH2放电量（物质的量表达式）分别是：、、，通过比较可知(CH3)2NNH2理论放电量最大，C正确；D．根据转移电子数守恒和总反应式可知，消耗1molO2生成的氮气的物质的量为1mol，在标准状况下为22.4L，D错误；故选C。二、选择题(本题共4小题，每题4分，共16分。每题有一个或两个选项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。)17.利用热再生氨电池可实现电镀废液的浓缩再生。电池装置如图所示，甲、乙两室均预加相同的电镀废液，向甲室加入足量氨水后电池开始工作。下列说法错误的是A.甲室电极为负极B.隔膜为阳离子膜C.电池总反应为：D.扩散到乙室将对电池电动势产生影响【答案】B【解析】【分析】由题意可知，甲通入氨气，氨气和铜离子生成，导致溶液中铜离子浓度减小，则铜电极失去电子发生氧化反应生成铜离子，铜离子又和氨气生成，为负极，则右侧电极为正极；【详解】A．向甲室加入足量氨水后电池开始工作，则甲室电极溶解，变为铜离子与氨气形成，因此甲室电极为负极，故A正确；B．在原电池内电路中阳离子向正极移动，若隔膜为阳离子膜，电极溶解生成的铜离子要向右侧移动，通入氨气要消耗铜离子，显然左侧阳离子不断减小，明显不利于电池反应正常进行，故B错误；C．由分析可知，左侧负极是，正极铜极上铜离子得到电子发生还原反应生成铜：，则电池总反应为：，故C正确；D．扩散到乙室会与铜离子反应生成，铜离子浓度降低，铜离子得电子能力减弱，因此将对电池电动势产生影响，故D正确。故选B。18.下列各离子浓度的比较正确的是A.含有、、、的溶液中，离子浓度大小关系可能为：B.溶液和盐酸等体积混合，在混合溶液中：C.和等体积混合后溶液呈碱性：D.向NaOH溶液中加入等体积的醋酸溶液：【答案】AD【解析】【详解】A．含有、、、的溶液中存在电荷守恒，溶质为氯化铵时，氯化铵水解导致溶液呈酸性，但是其水解程度较小，离子浓度大小关系可能为：，故A正确；B．溶液和盐酸等体积混合，得到等浓度的和，溶液中碳酸根离子水解程度大于碳酸氢根离子，溶液显碱性，溶液中，故B错误；C．和等体积混合后溶液呈碱性，说明一水合氨的电离程度大于铵根离子的水解程度，则，混合液中离子浓度大小为：，故C错误；D．反应后溶质为等浓度的醋酸和醋酸钠，根据物料守恒可得：，故D正确；故选AD。19.室温下，向20mL0.1的HA溶液中逐滴加入NaOH溶液(忽略溶液体积变化)，溶液中由水电离出的浓度的负对数与NaOH溶液体积关系如图所示。下列说法错误的是A.c点和e点溶液的pH值相同 B.a点到d点溶液的导电性逐渐增强C.在滴加过程中，先减小后增大 D.室温下，HA的电离平衡常数约为【答案】AC【解析】【详解】A．c点存在NaA和HA，因为c点溶液为中性，e点存在NaA和NaOH，e点为碱性，A错误；B．a点到d点溶液中水电离的氢离子浓度逐渐增大，说明HA的电离始终受到促进，则导电性逐渐增强，B正确；C．在滴加过程中，增大，减小，增大，C错误；D．a点为HA溶液，溶液中水电离的，则酸电离的，HA电离程度较小，溶液中，，则，D正确；答案选AC。20.室温下，将溶液滴加到己二酸溶液中，混合溶液的与离子浓度变化的关系如图所示。下列叙述错误的是A.当混合溶液呈中性时，B.曲线表示与变化关系C.溶液中D.的数量级为105【答案】AD【解析】【分析】因为Ka1＞Ka2，pH相同时，lg＞lg，由图可知，N表示lg，M代表lg；【详解】A．当混合溶液呈中性时，Na2A的物质的量应该大于NaHA，则c(Na+)＞c(X2)＞c(HX)＞c(H+)=c(OH)，故A错误；

B．因为Ka1＞Ka2，即＞，pH相同时，lg＞lg，由图可知，N表示lg，故B正确；

C．由图可知，当lg=0时，c(X2)=c(HX)，溶液的pH=4.4＜7，近似为等浓度的NaHA和Na2A的混合溶液显酸性，因此NaHA溶液必为酸性，，故C正确；D．当lg=0.6时，pH=4.8，此时Ka2(H2X)==100.6×104.8=105.4，则Ka2(H2X)的数量级为106，故D错误；

故选：AD。三、非选择题(本题共3小题，共36分)21.我国力争于2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和，在这种背景下，CO2的利用和转化成为研究重点。回答下列问题：（1）2021年9月，我国科学家在《科学》杂志发表了二氧化碳人工合成淀粉的研究成果。合成淀粉的重要反应包括二氧化碳制备甲醇的反应：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)，该反应在有催化剂和无催化剂作用下的反应机理如图所示(其中标有*的为吸附在催化剂表面上的物种，TS为过渡态)：

使用催化剂的曲线是___________(填“甲”或“乙”)，达到化学平衡后再降低温度，平衡___________(填“正向”“逆向”或“不”)移动。（2）一定条件下，向某密闭容器中通入xmolCO2，ymolH2，在催化剂存在下发生反应：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。恒容条件下，当x=2，y=6，温度为T1K时，反应起始压强为8MPa，经10min，反应达到平衡状态，CO2的平衡转化率为50%。则T1K时平衡常数Kp=___________(Kp为以分压表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数)，0～10min内，v(H2)=___________。【答案】（1）①.乙②.正向（2）①.②.0.3【解析】【小问1详解】使用催化剂能够降低反应的活化能，使反应速率大大加快，从而缩短了达到平衡所需时间。根据图示可知曲线乙表示的是使用催化剂的曲线；根据图示可知：反应物的总能量比生成物的总能量高，因此该反应的正反应是放热反应，当反应达到平衡后，降低温度，化学平衡向放热的正反应方向移动；【小问2详解】恒容条件下，当x=2，y=6，温度为T1K时，反应起始压强为8MPa，经10min，反应达到平衡状态，CO2的平衡转化率为50%，则反应消耗CO2为1mol，反应消耗3molH2，同时产生1molCH3OH和1molH2O(g)，此时气体的总物质的量是n(总)=1mol+3mol+1mol+1mol=6mol，气体总压强为P总=，各种气体的平衡分压分别是p(CO2)=p(CH3OH)=p(H2O)=，p(H2)=，故T1K时压强平衡常数Kp=；在0～10min内，开始时p(H2)=，平衡时，p(H2)=3MPa，则用H2的分压变化表示的化学反应速率v(H2)=。22.如下图所示，某同学设计了一个燃料电池并探究电解原理，其中乙装置中X为离子交换膜。请按要求回答相关问题：（1）甲烷燃料电池负极反应式是___________；（2）若B为惰性电极，其电极反应式为___________；（3）若丙装置用于铁钉上镀铜，则铁钉应放在___________(填“A”，“B”)极；（4）在标准状况下，有1.12L氧气参加反应，则乙装置中铁极上生成气体体积为___________L；（5）若A、B惰性电极，通电一点时间后。①溶液的pH___________(填“变大”、“变小”或“不变”)；②若CuSO4溶液未电解完，则加入___________(填化学式)可恢复原来的浓度；③若向溶液中加入0.1molCu(OH)2可恢复原来的浓度，则电解过程中转移的电子数目为_________；（6）写出乙池总的化学反应方程式___________。【答案】（1）（2）或（3）A（4）224（5）①.变小②.CuO固体或CuCO3固体③.0.4NA或2.408×1023（6）【解析】【分析】甲装置中，通入甲烷的为原电池负极，通入氧气的为原电池的正极；乙装置中，电解氯化钠溶液，铁做阴极，电解液中的水在阴极得电子，碳棒做阳极，电解液中氯离子在阳极失电子；丙装置中A做阴极，B做阳极。【小问1详解】甲烷燃料电池负极，甲烷失去电子，在碱性电解液中生成碳酸根，反应式是；【小问2详解】若B为惰性电极，电解液中的水失去电子，有氧气生成，电极反应式为或；【小问3详解】丙装置中A做阴极得电子，B做阳极失去电子，若丙装置用于铁钉上镀铜，则铁钉应放在A极；【小问4详解】在标准状况下，有1.12L氧气参加反应，即0.05mol氧气参与反应，转移电子0.2mol，则乙装置中铁做阴极，电解液中的水在阴极得电子，，转移0.2mol电子，对应生成0.1mol氢气，即2.24L；【小问5详解】①若A、B为惰性电极，丙装置中A做阴极，电极反应为，铜离子电解消耗完也可能电解液中的水在阴极得电子，；B做阳极，电极反应为，，则通电一点时间后，溶液的pH变小；②若CuSO4溶液未电解完，根据电极反应可知需要补充Cu元素和O元素，则加入CuO固体或CuCO3固体，可恢复原来的浓度；③若向溶液中加入0.1molCu(OH)2，可恢复原来的浓度，则硫酸铜被电解，水也被电解，0.1molCu(OH)2相当于0.1molCuO和0.1mol水，由电子守恒可知，，，则电解过程中转移电子的总物质的量为0.4mol，转移的电子的数目为0.4NA或2.408×1023；【小问6详解】乙池是电解氯化钠溶液，化学反应方程式。23.某科研人员以废镍催化剂(主要成分为NiO，另含Fe2O3、CaO、CuO、BaO)为原料回收镍，工艺流程如图。已知：常温下，有关氢氧化物开始沉淀和沉淀完全的