山东省烟台市2022-2023高一化学下学期期中等级考试题(含解析)

C. 平衡常数：II>I    D. 平衡时氨气的体积分数：I>II

【答案】AB

【解析】

【分析】

N2和H2合成氨气的反应方程式为：N2+3H22NH3，容器I的反应和容器II的反应主要是压强改变导致两个反应的平衡状态不一致，刚开始两个反应压强一致，随着反应进行，反应I压强减小，反应II压强不变，因此反应I到反应II压强增大，平衡向正反应方向移动。

【详解】A. 反应I到反应II平衡向正反应方向移动，所以达到平衡时反应放出的热量Q2>Q1，A正确；

B. 反应I到反应II压强增大，平衡向正反应方向移动，N2的转化率增大，B正确；

C. 化学平衡常数只与温度有关，与其它条件无关。由于I、II温度相同，所以平衡常数相等，C错误；

D.反应II相对于I来说就是增大压强。增大压强，化学平衡正向移动，因此达到平衡时氨气的体积分数：I答案选AB。

【点睛】对于同一个反应在不同条件下的反应比较，往往考察化学平衡的相关知识点，主要分析反应之间的不同点，从而判断平衡移动方向。

15.X、Y、Z、M是原子序数依次增大的短周期主族元素，Y的最外层电子数是内层电子数的3倍，Y与Z形成的化合物Z2Y3中，元素质量比m（Y）：m（Z）＝8：9；X原子的最外层电子数为M原子和Z原子最外层电子数的和的一半。下列说法正确的是

A. X的最高价氧化物对应的水化物一定为强酸    B. 气态氢化物的沸点：Y>M

C. Z是地壳中含量最多的元素    D. 原子半径：Z>M>X>Y

【答案】BD

【解析】

【分析】

X、Y、Z、M是原子序数依次增大的短周期主族元素，Y的最外层电子数是内层电子数的3倍，则Y为氧元素；Y与Z 形成的化合物Z2Y3中，元素质量比m(Y):m(Z)=8:9，则Z的相对原子质量为，故Z为铝元素；X原子的最外层电子数为M原子和Z原子最外层电子数的和的一半，而M原子序数大于Z，故X最外层电子数大于3小于6，若为4，则X为碳元素，M为磷元素；若为5，则X为氮元素，M为氯元素。

【详解】A. 若X为碳元素，则其最高价氧化物的水化物碳酸是弱酸，A错误；

B. 无论M是磷元素还是氯元素，因H２O存在氢键，气态氢化物的沸点：Y＞M，B正确；

C. 地壳中含量最多的元素是O，C错误；

D. 同一周期从左往右，原子半径越来越小，同一主族从上往下，原子半径越来越大，所以无论M是磷元素还是氯元素，原子半径Z>M>X>Y，D正确。

答案选BD。

三、非选择题：本题共5小题，共60分。

16.某小组探究元素周期律性质递变规律，设计如下实验。

实验I：验证碳、氮、硅元素非金属性强弱。（供选择的试剂：稀HNO3、浓H2SO4、CaCO3固体、Na2CO3固体、Na2SiO3溶液、澄清石灰水、饱和NaHCO3溶液）

（1）仪器a的名称：____。装置B所盛试剂是_____，其作用是_____；C中反应的离子方程式是_____________。

（2）通过实验证明碳、氮、硅的非金属性由强到弱的顺序是_____。

实验II：验证同周期元素和同主族元素的金属性递变规律。（方案与现象不对应）

实验方案：①将一小块金属钠放入滴有酚酞试液的冷水中

②将一小块金属钾放入滴有酚酞试液的冷水中

③镁带与2 mol·L-1的盐酸反应

④铝条与2 mol·L-1的盐酸反应

⑤用砂纸擦后的镁带与沸水反应再向反应液中滴加酚酞

实验现象： A.浮在水面上，熔成小球，四处游动，随后消失，溶液变成红色

B.浮在水面上，熔成小球，四处游动，并伴有轻微的爆炸声，很快消失，溶液变成红色

C.产生气体，可在空气中燃烧，溶液变成浅红色

D.反应不十分剧烈，产生气体可以在空气中燃烧

E.剧烈反应，产生的气体可以在空气中燃烧

请回答：

（1）该实验中用到的玻璃仪器有____、______胶头滴管玻璃片、试管。

（2）请完成下列表格

【答案】    (1). 分液漏斗    (2). 饱和NaHCO3溶液    (3). 吸收挥发出的    (4).     (5). N>C>Si    (6). 烧杯    (7). 酒精灯    (8). B    (9). 2K +2H2O=2KOH +H2↑    (10). C    (11). Mg +2H2O=Mg(OH)2 +H2↑    (12). 同一周期元素从左往右，金属性逐渐增强，同一主族元素从上往下，金属性逐渐增强

【解析】

【分析】

实验I：验证碳、氮、硅元素非金属性强弱可以通过验证最高价氧化物对应水化物的酸性强弱来验证，酸性强弱可以通过以强制弱原理来判断。实验II：验证金属性递变规律，从实验可知是根据不同的金属分别和水或盐酸反应，反应越剧烈则金属性越强，反之金属性越弱。

【详解】实验I：（1）．从图可知仪器a为分液漏斗，A装置时和碳酸钠或碳酸钙固体反应产生二氧化碳气体，说明比碳酸酸性强，因此N的非金属性比C更强，因有挥发性，要判断碳酸能否和硅酸钠溶液反应，则必须排除的干扰，因此B装置用饱和碳酸氢钠溶液除去二氧化碳中的，C装置反应为：,离子反应式为；；

（2）．实验说明酸性大于碳酸酸性，碳酸酸性大于硅酸酸性，因此非金属强弱顺序为N>C>Si；

实验II：（1）．钠和水的反应是在烧杯中实验的，因此需要烧杯，镁和沸水反应实验，需要用酒精灯加热水至沸腾，因此需要酒精灯；

（2）．钾和水反应比钠和水反应更剧烈，因此实验②的现象为B，化学方程式类比钠和水反应的化学方程式书写：2K +2H2O=2KOH +H2↑，镁和沸水可以反应，因此实验⑤的现象为C，化学方程式为Mg +2H2O=Mg(OH)2 +H2↑；

（3）．根据反应现象可知金属性K>Na>Mg>Al，因此同一周期元素从左往右，金属性逐渐增强，同一主族元素从上往下，金属性逐渐增强

17.甲醇(结构式)是一种基础有机化工原料，应用广泛。工业上可利用废气中的CO2合成CH3OH，发生反应CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)  △H＝－49 kJ·mol-1。

(1)已知反应中的相关化学键键能数据如下：

(2)1 L恒容密闭容器中充入CO2和H2，所得实验数据如下表

实验②达到平衡时H2转化率为____。

实验③a＝_________。

(3)甲醇、空气和稀硫酸可以形成燃料电池，其正极电极反应式为________。

【答案】    (1). 弱    (2). 259    (3). 4.5    (4). 逆反应方向    (5). Q=    (6). 23.08%    (7). 0.13    (8). 

【解析】

【详解】(1)根据△H=反应的总键能－生成物的总键能，有△H=(2×750＋3EH－H)kJ·mol－1－(3EC－H×2＋465×3)kJ·mol－1=－49kJ·mol－1，则EH－H－EC－H=63kJ·mol－1＞０，因此甲醇中C－H键比氢气中H－H键弱；

根据△H=正反应活化能－逆反应的活化能=Ea(正)－Ea(逆)=－49kJ·mol－1，解得Ea(逆)=259KJ/mol；

(2)利用三等式求平衡常数，有

则实验①的平衡常数；

若在该温度下起始时加入二氧化碳、氢气、甲醇气体和水蒸气各0.10mol，此时的浓度商，则此时反应向逆反应方向移动；

实验②，开始投入H2的物质的量为0.26mol，达到平衡时得到0.02molCH3OH，根据化学方程式，需要消耗0.06molH2，则氢气的转化率达到平衡时H2的转化率，有；

实验③和实验②所处温度相同，平衡常数相同，利用平衡常数相同，求a的值，利用三等式和实验②，求出该温度下的平衡常数，有

则实验③的三等式，有

；

因温度相同，则平衡常数相等

解得a=0.13；

(3)甲醇、空气和稀硫酸可以形成燃料电池，正极得电子，发生还原反应，则正极反应式为O2＋4e－＋4H＋=2H2O。

18.已知元素X、Y原子序数均不大于20。某含氧酸盐甲的化学式为XYO3。请回答：

（1）若常温下Y的单质能与水发生反应，X原子序数大于Y，则X位于周期表的_____，X、Y形成简单离子半径大小关系为X______（填“大于”“小于”或“等于”）Y。395℃时，甲能发生分解反应生成两种盐，一种是含Y元素的无氧酸盐，该反应的化学方程式是_____________。

（2）若甲灼烧时，火焰呈现砖红色，且与盐酸反应时产生有刺激性气味气体。则甲为__（填化学式）。该气体能使高锰酸钾溶液褪色，反应的离子方程式为_____。

（3）若X、Y是不同周期的短周期元素，甲与盐酸反应逸出无色无味气体乙。

则：①乙中所含化学键类型为_______。

②该反应的离子方程式为______。

【答案】    (1). 第四周期IA族    (2). 小于    (3). ；    (4). CaSO3    (5).     (6). 共价键    (7). 或者

【解析】

【详解】（1）Y常温下能与水反应，则Y为Cl，X原子序数大于Y，所以X为K，则X位于第四周期IA族，X的简单离子为K+，Y的简单离子为Cl-，因此r（Cl-）> r（K+），KClO3分解反应为；

（2）甲灼烧时，火焰呈现砖红色，则甲含有钙元素，且甲与盐酸反应时产生有刺激性气味气体，该气体为二氧化硫，和高锰酸钾溶液反应离子方程式为； 

（3）甲与盐酸反应逸出无色无味气体乙,则甲为碳酸钙或碳酸镁，乙为二氧化碳，含有共价键，碳酸钙和盐酸反应的离子方程式为，碳酸镁和盐酸反应的离子方程式为。

19.氢气是一种清洁能源，请根据实验室和工业上制氢及氢气性质回答相关问题。

I.实验室用稀硫酸与锌粒（黄豆粒大小）制取氢气时加入少量硫酸铜溶液可加快氢气的生成速率。请回答下列问题：

（1）少量硫酸铜溶液可以加快氢气生成速率的原因是______________；

（2）要加快上述实验中产生氢气的速率，还可采取的措施有______、_______（列举两种措施）。

（3）当加入的CuSO4溶液超过一定量时，生成氢气的速率反而会下降，请分析氢气生成速率下降的主要原因____________。

II.工业上海水制氢气的新技术：2H2O2H2↑＋O2↑。试回答下列问题：

（1）分解海水的反应属于_____反应（填“放热”或“吸热”）。

（2）某种氢氧燃料电池是用固体金属化合物陶瓷作电解质，两极上发生的电极反应分别为：A极是2H2＋2O2-―4e-＝2H2O，B极是O2＋4e-＝2O2-，则A极是电池的____极。

（3）氢气的储存比较困难，最近科学家研究出一种环保，安全的储氢方法，其原理可表示为：NaHCO3＋H2HCOONa＋H2O。下列有关说法正确的是____。

A 储氢释氢过程均量变化     B 该反应属于可逆反应

C 储氢过程中，NaHCO3被还原   D 释氢过程中，每消耗0.1 mol H2O放出2.24 L的H2

【答案】    (1). CuSO4和Zn反应产生的Cu与Zn构成了无数微小的原电池，加快H2生成速率    (2). 升高反应温度    (3). 适当增加硫酸的浓度    (4). CuSO4超过一定量时，产生的Cu会覆盖在Zn的表面，Zn的表面积减少，降低H2的生成速率    (5). 吸热    (6). 负    (7). C

【解析】

【分析】

题I考察反应速率的影响因素，反应速率的影响因素主要有是否构成原电池、温度、反应物浓度、固体接触面积、催化剂等。

题II主要考察原电池工作原理，负极失电子，发生氧化反应，正极得电子，发生还原反应。

【详解】I(1)少量硫酸铜和Zn反应生成少量的Cu，生成的Cu覆盖在Zn的表面，形成了Zn-Cu-H2SO4原电池，从而加快了H2的生成速率。

(2)反应速率的影响因素主要有是否构成原电池、温度、反应物浓度、固体接触面积、催化剂等，因此加快反应速率的方法可以是升高温度、适当增加硫酸的浓度、增大Zn的表面积等。

(3)硫酸铜的量过多时，生成大量的Cu都覆盖在Zn的表面，此时Zn和硫酸的接触面积就减少了，因此会降低反应速率。

II(1)该反应为分解反应，根据给定的激光条件下反应可推知该反应为吸热反应。

(2)原电池的负极会失电子，因此A为该原电池的负极。

(3)A．储氢释氢过程都有化学键的断键与成键，因此伴随着能量的变化，A错误；

B．储氢释氢过程的条件不一样，因此不是可逆反应，B错误；

C．储氢过程中C的化合价从+4价降到+2价，发生还原反应，C正确；

D．释氢过程中，并未说明是否在标准状况下生成的氢气，因此H2的体积无法计算，D错误。

故选C。

【点睛】化学反应速率的影响因素主要有是否构成原电池、温度、实际参加反应的溶液浓度、固体表面积、气体压强、催化剂等；原电池原理是负极失电子，化合价升高，发生氧化反应，正极得电子，化合价降低，发生还原反应。

20.氮的氧化物是造成大气污染的主要物质。

(1)用活性炭还原NO的有关反应为：C(s)＋2NO(g)N2(g)＋CO2(g)。向恒容密闭容器中加入一定量的活性炭和NO，T℃时，各物质起始浓度及10 min和20 min各物质平衡浓度如表所示：

浓度mol/L

②在20min时，保持温度和容器体积不变再充入NO和N2，使二者的浓度均增加至原来的两倍，此时反应v正___v逆（填“＞”“＜”或“＝”）。

(2)工业上由N2、H2来制备NH3。不同温度下，向三个相同的容器中投入相同的反应物进行反应，测得不同温度时平衡混合物中NH3的物质的量分数随压强增大而变化如图所示。

①M点的v正_______Q点的v正（填“＞”“＜”或“＝”）。

②图中三条曲线对应的温度分别为T1、T2、T3，其中温度最高的是____。

③恒温恒容条件下，能说明反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)达到平衡状态的是____（填选项字母）

A． 2v(N2)＝v(NH3)                B．c2(NH3)/[c(N2)c3(H2)]保持不变

C．反应器中的压强不再发生变化  D．3 molH－H键断裂的同时，有2molN－H键断裂

(3)NO2存在如下平衡：2NO2(g)N2O4(g) △H＜0，在一定条件下NO2与N2O4的消耗速率与各自的分压（分压＝总压×物质的量分数）有如下关系： v(NO2)＝k1·p2(NO2)，v(N2O4)＝k2·p(N2O4)，相应的速率与其分压关系如图所示。

一定温度下，k1、k2与平衡常数Kp（压力平衡常数，用平衡分压代替平衡浓度计算）间的关系是k1＝____；在上图标出点中，指出能表示反应达到平衡状态的点是______。

【答案】    (1). 分离出了产物CO2(或减小CO2的浓度)    (2). ＞    (3). ＞    (4). T3    (5). BC    (6). 2k2·Kp    (7). BD

【解析】

【分析】

(1)②根据浓度商Qc和平衡常数K的关系，判断平衡移动；

(2)①Q、M两点在同一等温曲线上，但M点压强高，根据压强对化学反应速率的影响作答；

②合成氨反应是气体体积减小的放热反应，根据温度对平衡的影响作答；

③反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，平衡时各物质的浓度，百分含量不变，以及由此衍生的一些物理量不变，据此判断；

(3)达到平衡时，正逆反应速率相等，满足平衡条件v(NO2)=2 v(N2O4)，即为平衡点。

【详解】(1)根据表中数据，10min改变条件后，到20min，重新达到平衡，NO的浓度减少3mol·L－1，N2的浓度增加了1.5mol·L－1，符合化学计量数之比，CO2的浓度理应增加，现在CO2的浓度减少了2.25mol·L－1，说明10min改变的条件是分离出了产物CO2(或减小CO2的浓度)；

②根据表中的数据，此温度下，该反应的平衡常数；20min时，保持温度和容器的体积不变充入NO和N2，浓度增加为原来的两倍，c(NO)=4mol·L－1，c(N2)=8mol·L－1，则此时的浓度商；Qc小于K，平衡正向移动，则v正＞v逆；

(2) 合成氨反应为N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)△H＜0；

①Q、M两点在同一等温曲线上，但是M点压强高；其他条件一定时，压强越大，化学反应速率越大，因此M点的正反应速率大，则M点的v正＞Q点的v正

②合成氨反应是正向气体体积减小的放热反应，其他条件一定时，温度升高能使化学平衡逆向移动，则NH3的含量越小，根据图像可知，T1、T2、T3中温度最高的是T3；

③A．2v(N2)＝v(NH3)，不能说明正反应速率等于逆反应速率，因此不能判断该反应是否达到平衡，A不符合题意；

B．是该反应的化学平衡常数的表达式，其值不变，说明该反应达到了最大限度，故反应达到了平衡，B符合题意；

C．在恒温恒容条件下，气体的压强之比等于其物质的量之比，合成氨反应正反应是气体分子数减小的反应，若压强不变，说明气体的物质的量不变，反应达到平衡，C符合题意；

D．H－H键断开表示的是正反应速率，N－H键断裂表示逆反应速率；若反应达到平衡，断开3molH－H键的同时，应该有6molN－H键断裂，现只有2molN－H键断裂，说明反应未达到平衡，D不符合题意；

答案选BC；

(3)NO2的消耗速率表示的是正反应速率；N2O4的消耗速率表示的是逆反应速率；当反应达到平衡时，正逆反应速率相等，用不同的物质表示时，其数值之比等于计量数之比，则v(NO2)=2v(N2O4)；根据关系式，有 k1·p2(NO2)= 2k2·p(N2O4)，，该反应的平衡常数，联立两式，可得k1=2k2·Kp；

达到平衡时，v(NO2)=2v(N2O4)，B、D两点表示的速率恰好满足，因此达到平衡的点为BD。