2025年河北沧州高考化学第三次质检试卷

1、用图示装置及药品制备有关气体，其中能达到实验目的的是(       )

A．A

B．B

C．C

D．D

2、二甲醚(CH3OCH3)被称为21世纪的新型燃料，以CO和H2为原料生产二甲醚主要发生以下三个反应：

（1）该工艺的总反应为3CO(g)＋3H2(g)CH3OCH3(g)＋CO2(g)  ΔH

该反应ΔH＝__________________，化学平衡常数K＝____________________(用含K1、K2、K3的代数式表示)。

（2）某温度下，将8.0molH2和4.0molCO充入容积为2L的密闭容器中，发生反应：4H2(g)+2CO(g) CH3OCH3(g)+H2O(g)，10 分钟后反应达平衡，测得二甲醚的体积分数为25%，则CO的转化率为________。

（3）下列措施中，能提高CH3OCH3产率的有________。

A．分离出二甲醚          B．升高温度      C．改用高效催化剂             D．增大压强 

（4）该工艺中反应③的发生提高了CH3OCH3的产率，原因是_______________________________。

3、CH4-CO2重整反应[CH4(g)+CO2(g)   2CO(g)+2H2(g)-Q(Q＞0)]以两种温室气体为原料生成了合成气，在“碳中和”的时代背景下，该技术受到更为广泛的关注。

Ⅰ.完成下列填空：

(1)某温度下，在体积2L的容器中加入2molCH4、1molCO2以及催化剂进行重整反应，经过2min达到平衡状态时CO2的转化率为50%。此过程中以CH4表示的平均化学反应速率为_______。平衡常数的值为_______。达到平衡后，其他条件不变时向容器中充入CO2与CO各1mol，则化学平衡_______移动(选填“正向”“逆向”或“不”)。

Ⅱ.储能是指通过介质或设备把能量存储起来，在需要时再释放的过程。CH4-CO2重整反应也可用于高温废热的储能。800℃下，研究反应物气体流量、CH4与CO2物质的量比对CH4转化率(α)、储能效率(η)的影响，部分数据如下所示。

已知储能效率η=Qchem/Qi，其中，Qchem是通过化学反应吸收的热量，Qi是设备的加热功率。

(2)解释为何可以用CH4-CO2重整反应进行储能。_______

(3)对比实验_______(填序号)，可得出结论：气体流量越大，CH4转化率_______。

(4)实验ⅳ中CH4转化率比实验ⅲ高，结合相关数据解释为何储能效率却低的原因(两次实验中设备的加热功率Qi不变)。_______

4、碱式氧化镍（NiOOH)可用作镍氢电池的正极材料，可用废镍催化剂（主要含Ni、Al，少量Cr、FeS等）来制备，其工艺流程如下：

回答下列问题：

（1）“浸泡除铝”时，发生反应的化学方程式为___________。

（2）“溶解”时放出的气体为________（填化学式）。硫酸镍溶液可用于制备合成氨的催化剂ConNi(1-n)Fe2O4。如图表示在其他条件相同时合成氨的相对初始速率随催化剂中n值变化的曲线，由图分析可知Co2+、Ni2+两种离子中催化效果更好的是________________。

（3）“氧化”时，酸性条件下，溶液中的Fe2+被氧化为Fe3+，其离子方程式为。

（4）已知该条件下金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表：

“调pH1”时，溶液pH范围为________；过滤2所得滤渣的成分________（填化学式）。

（5）写出在空气中加热Ni(OH)2制取NiOOH的化学方程式________________。

（6）含镍金属氢化物MH-Ni燃料电池是一种绿色环保电池，广泛应用于电动汽车。其中M代表储氢合金，MH代表金属氢化物，电解质溶液可以是KOH水溶液。它的充、放电反应为:xNi(OH)2+M MHx+xNiOOH；电池充电过程中阳极的电极反应式为________；放电时负极的电极反应式为________。

5、汽车尾气中的主要污染物是NO和CO。为减轻大气污染，人们提出通过以下反应来处理汽车尾气：

（1）2NO（g）+2CO（g）2CO2（g）+N2（g） △H=-746．5KJ/mol （条件为使用催化剂）

已知：2C （s）+O2（g）2CO（g） △H=-221．0KJ/mol

C （s）+O2（g）CO2（g） △H=-393．5KJ/mol

则   N2（g）+O2（g）=2NO（g）  △H= kJ·mol-1。

（2）T℃下，在一容积不变的密闭容器中，通入一定量的NO和CO，用气体传感器测得不同时间NO和CO的浓度如下表

则C2合理的数值为 （填字母标号）。

A．4．20 B．4．00 C．2．95 D．2．80

（3）研究表明：在使用等质量催化剂时，增大催化剂的比表面积可提高化学反应速率。根据下表设计的实验测得混合气体中NO的浓度随时间t变化的趋势如下图所示：

则曲线II对应的实验编号为 。

（4）将不同物质的量的H2O（g）和CO（g）分别通入体积为2L的恒容密闭容器中，进行反应：H2­­­O（g）+CO（g）CO­2（g）+H2­­­（g），得到如下三组数据：

①实验组i中以v（CO2）表示的反应速率为   ，温度升高时平衡常数会   （填“增大”、“减小”或“不变”）。

②若a=2，b=1，则c= ，达平衡时实验组ii中H2­­­O（g）和实验组iii中CO的转化率的关系为αii （H2O） αiii （CO）（填“＜”、“＞”或“＝”）。

（5）CO分析仪的传感器可测定汽车尾气是否符合排放标准，该分析仪的工作原理类似于燃料电池，其中电解质是氧化钇（Y2O3）和氧化锆（ZrO2）晶体，能传导O2－。

①则负极的电极反应式为________________。

②以上述电池为电源，通过导线连接成图一。若X、Y为石墨，a为2L 0．1mol/L KCl溶液，写出电解总反应的离子方程式   。电解一段时间后，取25mL上述电解后的溶液，滴加0．4mol／L醋酸得到图二曲线（不考虑能量损失和气体溶于水，溶液体积变化忽略不计）。根据图二计算，上述电解过程中消耗一氧化碳的质量为__________g。

6、CO2、碳酸盐、有机物等均是自然界碳循环中的重要物质。回答下列问题：

(1)下列物质属于化合物但不属于电解质的是______(填字母)。

A.石墨                B.汽油                C.乙醇                D.碳酸

(2)倍半碳酸钠(Na2CO3·NaHCO3·2H2O)在水溶液中的电离方程式为__________________________。

(3)金属钠在足量CO2中燃烧生成常见的盐和单质，写出反应的化学方程式：____________。

(4)铜器表面的难溶物Cu2(OH)2CO3可用稀硫酸洗涤除去，该反应的离子方程式为________________。

(5)工业上制取金刚砂的反应为：，该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为______。

7、聚合氯化铝是一种新型净水剂，其中铝的总浓度(用c表示）包括三类：主要为A l3+的单体形态铝（用Ala表示）总浓度，主要为主要为[AlO4 Al12(OH)24(H2O)12 ]7+的中等聚合形态铝总浓度(用Alb 表示)和Al(OH)3胶体形态铝(用A1c表示)总浓度。

（1）真空碳热还原一氧化法可实现由铝土矿制备金属铝，相关反应的热化学方程式如下：

①Al2O3(s)+AlCl3(g)+3C(s)=3AlCl(g)+3CO(g)△H1=akJ·mol-1

②3AlCl(g)= 2Al(s)+AlCl3(g) △H2=bkJ·mol-1

则反应Al2O3(s)+33C(s)= 2Al(s)+ 3CO(g)△H=______kJ·mol-1（用含a、b的代数式表尔）。 反应①在常压、1900 ℃ 的高温下才能进行，说明△H______( 填“>”“=”或“<”）。

（1）用膜蒸馏（简称MD）浓缩技术将聚合氯化铝溶液进行浓缩，实验过程中不同浓度聚合氯化铝溶液中铝形态分布（百分数）如下表：

①在一定温度下，c越大,Al(OH)3胶体的百分含量______(填“越大”“越小”或“不变”)。

②若将c=2.520mol/L的聚合氯化铝溶液加水稀释，则稀释过程中发生的主要反应的离子方程式为_____________。

（3）一定条件下，向1.0mol/L的AlCl3溶液中加入0.6 mol/L的NaOH溶液，可制得Alb含量约为86 % 的聚合氯化铝溶液。写出生成[AlO4 Al12(OH)24(H2O)12 ]7+的离子方程式：_______。

（4）已知Al3++4X=2，X表示显色剂， 表示有色物质，通过比色分析得到25 ℃时Al3+浓度随时间的变化关系如图所示（初始时X的浓度为0.194mol·L-1）。

①1min时, 的浓度为___________。

②0～3min内该反应的速率vx＝________。

③第9min时，反应达到平衡，K=__________(用代数式表示）。

8、碳、镁、镍在工业生产和科研领域有广泛用途。请回答下列问题：

（1）基态碳原子中，能量最高的电子所占用的能级符号为_________；该能级中原子轨道的电子云形状为______________________。

（2）从石墨中可剥离出由单层碳原子构成的石墨烯，石墨烯中碳原子和共价键的数目之比为________。

（3）Mg2+能形成多种配合物和配离子，如Na4[Mg(PO3)4]、Mg[EDTA]2- EDTA的结构简式为（）等。

①PO3-的立体构型为____________，其中心原子的杂化轨道类型为__________，其中杂化轨道的作用为__________________________。

②是常用的分析试剂。其中位于同周期的三种基态原子第一电离能由小到大的顺序为________________（用元素符号表示）；这三种元素形成的一种离子与CS2互为等电子体，该离子符号为_____________。

（4）晶体镁的堆积模型为____________；其中镁原子的配位数为______________。

（5）碳、镁、镍形成的某晶体的晶胞结构如图所示。若晶体密度为ρg·cm-1，阿伏伽德罗常数的值为NA，则晶胞参数a=___________pm（用代数式表示）。

9、（1）84消毒液的有效成分是_____。

（2）O2F2为共价化合物，各原子均满足8电子稳定结构，写出O2F2的电子式_____。

（3）NaOH的碱性比Mg(OH)2强，主要原因是_____。

10、实验室以海绵铜（主要成分为Cu和CuO）为原料制取CuCl的主要流程如图所示。

已知：①CuCl微溶于水，不溶于乙醇，可溶于氯离子浓度较大的溶液中。

②CuCl露置于潮湿的空气中易被氧化。

回答下列问题。

（1）“氧化”时温度应控制在60~70℃，原因是____________________。

（2）写出“转化”过程中的离子方程式____________________。

（3）“过滤Ⅱ”所得滤液经__________、__________、过滤等操作获得(NH4)2SO4晶体，可用作化学肥料。“过滤Ⅱ”所得滤渣主要成分为CuCl，用乙醇洗涤的优点是________________。

（4）氯化铵用量[]与Cu2+沉淀率的关系如图所示。随着氯化铵用量的增多Cu2+沉淀率增加，但当氯化铵用量增加到一定程度后Cu2+的沉淀率减小，其原因是__________。

（5）若CuCl产品中混有少量CaSO4，设计提纯CuCl的实验方案：__________。（实验中可选试剂：0.1 mol·L−1盐酸、10 mol·L−1盐酸、蒸馏水、无水乙醇）

11、酸性条件下，与按物质的量恰好完全反应，生成的产物能使淀粉溶液变蓝，请完成下列离子方程式的填空与配平。

（________）H++（________）NO2-+（________）I-→（_________）+（__________）+（__________）H2O

根据上述离子方程式，1摩尔参与反应则转移的电子数目是______，反应中被还原的元素是______。

12、我国承诺二氧化碳排放力争2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。“碳达峰、碳中和”目标下，必须加强对二氧化碳资源开发利用的研究。

(1)2021年9月，中科院天津工业生物技术研究所成果“无细胞化学酶系统催化CO2合成淀粉”在国际学术期刊《Science》上发表。其中核心反应里有一步是在催化剂作用下CO2加氢制得甲醇，该反应历程如图所示(吸附在催化剂表面的物质用*标注，如*CO2表示CO2吸附在催化剂表面，图中*H已省略)。

上述过程中得到相对较多的副产物为___________，合成甲醇过程的决速步化学反应方程式为___________。

(2)采用CO2作为碳源，通过催化加氢的方式，不仅可以减少温室气体，还可以转化为高附加值的产品，具有重要的战略意义。CO2催化加氢可制得多种烯烃，例如乙烯2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g) ΔH=- 128.0 kJ·mol-1，下列有利于提高体系CO2平衡转化率的措施有___________(填标号)。

A．减小n(CO2)：n(H2)投料比B．减小体系压强

C．使用高效催化剂D．及时分离H2O(g)

CO2催化加氢制乙烯的副反应比较多，主要的副产物为烷烃和CO。若n(CO2)：n(H2)投料比为1：3，体系压力为1MPa时，无烷烃产物的平衡体系中CO2转化率和产物选择性随反应温度变化曲线如图。有利于短链烯烃(n≤4)生成的温度范围为___________(填标号)。

A．373~ 573K B．573~773K

C．773~973K D．973~1173K

(3)为了进一步响应节能减排，实现“双碳”，某企业科研机构利用CO2和CH4催化重整，制得合成气(主要成分为CO、H2)，已知部分反应的热化学方程式为：

反应i CH4(g)=C(s)+2H2(g) ΔH=+75 kJ·mol-1

反应ii C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH= - 394 kJ·mol-1

反应iii C(s)+1/2O2(g)=CO(g) ΔH=- 111 kJ·mol-1

①由CO2和CH4反应生成合成气的热化学方程式为___________。

②在密闭容器中通入物质的量均为0.1mol的CH4和CO2，在一定条件下使CO2(g)和CH4(g)发生反应，CH4的平衡转化率与温度及压强(单位Pa)的关系如图所示。

i：结合如图，在1100°C下y点时v正___________v逆(填“大于”、“小于”或“等于”)。

ii：在1100°C下x点已达到平衡状态1，用平衡分压代替平衡浓度可以得到平衡常数Kp，则x点对应温度下反应的平衡常数Kp=___________。(已知气体分压p分=气体总压p总×气体的物质的量分数)。

iii：若起始时在上述密闭容器中加入物质的量均为0.2mol的H2和CO，在1100°C和p2条件下达到平衡状态2，与平衡状态1相比，该状态下的c(CO2)___________(填“变大”、“变小”或“不变”)。

13、“碳中和”引起各国的高度重视，正成为科学家研究的主要课题。利用合成二甲醚有两种工艺。

工艺1：先在设备一加氢合成甲醇，涉及以下主要反应：

Ⅰ.甲醇的合成：

Ⅱ.逆水汽变换：

再通过设备二由甲醇脱水合成二甲醚。

Ⅲ.甲醇脱水：

工艺2：在双功能催化剂作用下，由加氢直接得到二甲醚。

已知：相关物质变化的变示意图如下：

(1)请写出工艺2中直接加氢合成(反应Ⅳ)的热化学方程式：_______。

(2)工艺1需先在设备一先合成甲醇。在不同压强下，按照投料合成甲醇，实验测定的平衡转化率和的平衡产率随温度的变化关系如下图所示。

下列说法正确的是_______。

A.图甲纵坐标表示的平衡产率

B.

C.为了同时提高的平衡转化率和的平衡产率，应选择低温、高压的反应条件

D.一定温度、压强下，寻找活性更高的催化剂，是提高的平衡转化率的主要研究方向

(3)解释图乙中压强一定时，曲线随温度变化先降后升的原因_______。

(4)假定工艺2在一定温度下，控制恒容的刚性容器中进行，不考虑反应Ⅱ的逆水汽变换及其他副反应，将与与双能催化剂充分接触反应，测定的平衡转化率为80%，选择性为50%，求此温度下反应Ⅳ的平衡常数_______。(选择性)

(5)工艺2使用的双功能催化剂通常由甲醇合成活性中心和甲醇脱水活性中心组成，前者常采用铜基催化剂，后者主要是。在一定条件下将与以投料比通过双功能催化剂，测定含碳产物的物质的量分数随时间变化如图所示。研究发现，采用代替铜基催化剂在甲醇合成阶段有更佳的催化效果。在图上画出采用与复合催化剂作用下，物质的量分数随时间变化的曲线_______。