高二下学期期末考试化学试题 【解析】 【分析】
(1)根据书写热化学反应方程式的方法书写；
(2)假设质量均为1g，计算出1g CH3OH和1g辛烷完全燃烧放出的热量，再判断； (3)根据图像可知，甲醇作为燃料时，根据汽车的加速性能与CO排放量的关系分析解答； (4)①CO2(g)和H2(g)为原料生成1mol甲醇和1mol水，根据质量守恒分析解答；②根据催化剂与焓变的关系判断； (5)根据盖斯定律分析解答。
【详解】(1)在25℃、101 kPa时，1 mol C8H18(l)完全燃烧生成气态二氧化碳和液态水，放出5518 kJ热量，所以其热化学反应方程式为：C8H18(l)+
25O2(g)=8CO2(g)+9H2O(l)△H=-5518 2kJ?mol-1，故答案为：C8H18(l)+
25O2(g)=8CO2(g)+9H2O(l)△H=-5518 kJ?mol-1； 2726.5kJ=22kJ，1g辛烷完全燃烧32(2)假设质量均为1g，则1g CH3OH完全燃烧放出的热量=放出的热量=
5518kJ=48kJ，相同质量的甲醇和辛烷分别完全燃烧时，放出热量较多的是114C8H18(或辛烷)，故答案为：C8H18(或辛烷)；
(3)根据图像可知，汽车的加速性能相同的情况下，甲醇作为燃料时CO排放量低，污染小，故答案为：汽车的加速性能相同的情况下，CO排放量低，污染小；
(4)①以CO2(g)和H2(g)为原料合成甲醇，反应生成1mol甲醇和1mol水，根据质量守恒，需要1mol二氧化碳和3mol氢气，因此图中A处应填入1 mol CO2(g) + 3 mol H2(g)，故答案为：1 mol CO2(g) + 3 mol H2(g)；
②加入催化剂，不能改变反应的焓变，因此Δ H不变，故答案为：不变；
(5)①CO(g)＋1/2 O2(g) =CO2(g) Δ H1＝-283 kJ/mol ，②H2(g)＋1/2 O2(g) = H2O(g) Δ H2＝-242 kJ/mol，③CH3OH(g) + 3/2 O2(g) =CO2 (g) + 2H2O(g) Δ H3＝-676 kJ/mol，根据盖斯定律，将2-③，得：CO(g) + 2H2(g) =CH3OH(g) ΔH=(-283 kJ/mol)+(-242 kJ/mol)×2-(-676 ①+②×
kJ/mol)=-91 kJ/mol，故答案为：-91。
17.某化学实验小组用酸性KMnO4溶液和草酸（H2C2O4）溶液反应，研究外界条件反应速率的影响，实验操作及现象如下：
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编号 实验操作 向一支试管中先加入1 mL 0.01 mol/L酸性 实验现象 前10 min内溶液紫色无明显I KMnO4溶液，再加入1滴3 mol/L硫酸和9滴蒸馏水，最后加入1 mL 0.1 mol/L草酸溶液 30 min后几乎变为无色 变化，后颜色逐渐变浅， 向另一支试管中先加入1 mL 0.01 mol/L酸性 80 s内溶液紫色无明显变II KMnO4溶液，再加入10滴3 mol/L硫酸，最后加入1 mL 0.1 mol/L草酸溶液 化，后颜色迅速变浅，约150 s后几乎变为无色 -+2+
（1）补全高锰酸钾与草酸反应的离子方程式：5H2C2O4 + 2MnO4 + 6H === 2Mn + ______
+______
（2）由实验I、II可得出的结论是______。
（3）关于实验II中80 s后溶液颜色迅速变浅的原因，该小组提出了猜想：该反应中生成的Mn2+对反应有催化作用。利用提供的试剂设计实验III，验证猜想。
提供的试剂：0.01 mol/L酸性 KMnO4溶液，0.1 mol/L草酸溶液，3 mol/L硫酸，MnSO4溶液，MnSO4固体，蒸馏水
①补全实验III的操作：向试管中先加入1 mL 0.01 mol/L酸性 KMnO4溶液，______，最后加入1 mL 0.1 mol/L草酸溶液。
②若猜想成立，应观察到的实验现象是______。
（4）该小组拟采用如下图所示的实验方案继续探究外界条件对反应速率的影响。
①他们拟研究的影响因素是______。
②你认为他们的实验方案______（填“合理”或“不合理”），理由是______。
+．
H【答案】 (1). 10CO2 (2). 8H2O (3). 其他条件相同时，．．．．．．．．．（或硫酸）浓度越大，反．．．．．．．．．．．
(4). 再加入10应速率越快滴硫酸，然后加入少量MnSO固体 (5). 加入草4．．．．．．．．．．．3 mol/L．．．．．．．．．．．．
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酸溶液后，溶液紫色迅速变浅（或溶液颜色开始变浅的时间小于80 s，或其他合理答案） ．．．．(6). KMnO4溶液浓度 (7). 不合理 (8). KMnO4溶液浓度不同，溶液起始颜色深浅不．．．．．．．同，无法通过比较褪色时间长短判断反应快慢 ．【解析】 【分析】
(1)在酸性条件下，高锰酸根离子能和草酸发生氧化还原反应生成二价锰离子、二氧化碳和水，据此写出离子方程式；
(2)实验I、II取用的高锰酸钾和草酸的体积与浓度均相同，加入的硫酸的滴数不同； (3)①根据实验目的“反应中生成的Mn2+对反应有催化作用”，完成实验步骤；②若猜想成立，反应速率应该加快；
(4)①根据实验步骤示意图，取用的草酸和硫酸相同，选用的高锰酸钾的浓度不同；②KMnO4溶液浓度不同，溶液起始颜色深浅不同，据此分析判断。
【详解】(1)在酸性条件下，高锰酸根离子能和草酸发生氧化还原反应生成二价锰离子、二
-+2+
氧化碳和水，离子方程式为：2MnO4+5H2C2O4+6H=2Mn+10CO2↑+8H2O，故答案为：
10CO2↑；8H2O；
(2)实验I、II取用的高锰酸钾和草酸的体积与浓度均相同，不同的是加入的硫酸的滴数不同，
+
使得溶液褪色需要的时间不同，因此实验结论为：其他条件相同时，H(或硫酸)浓度越大，+
反应速率越快，故答案为：其他条件相同时，H(或硫酸)浓度越大，反应速率越快；
(3)①要证明反应中生成的Mn2+对反应有催化作用，结合实验III的操作可知：向试管中先加入1 mL 0.01 mol/L酸性 KMnO4溶液，再加入10滴3 mol/L硫酸，然后加入少量MnSO4固体，最后加入1 mL 0.1 mol/L草酸溶液，通过观察溶液褪色的时间即可证明，故答案为：再加入10滴3 mol/L硫酸，然后加入少量MnSO4固体；
②若猜想成立，加入草酸溶液后，溶液紫色迅速变浅(或溶液颜色开始变浅的时间小于80 s)，故答案为：加入草酸溶液后，溶液紫色迅速变浅(或溶液颜色开始变浅的时间小于80 s)； (4)①根据实验步骤示意图，取用的草酸和硫酸相同，不同的是选用的高锰酸钾的浓度不同，因此实验研究的影响因素是KMnO4溶液浓度对反应速率的影响，故答案为：KMnO4溶液浓度；
②该实验方案不合理，因为KMnO4溶液浓度不同，溶液起始颜色深浅不同，无法通过比较褪色时间长短判断反应快慢，故答案为：不合理；KMnO4溶液浓度不同，溶液起始颜色深浅不同，无法通过比较褪色时间长短判断反应快慢。
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【点睛】本题的易错点为(4)，要注意研究某一反应条件对化学反应速率的影响时，需要保证其他条件完全相同。
18.合成氨对人类的生存和发展有着重要意义，1909年哈伯在实验室中首次利用氮气与氢气反应合成氨，实现了人工固氮。 （1）反应N2(g) + 3H2(g)
2NH3(g)的化学平衡常数表达式为______。
（2）请结合下列数据分析，工业上选用氮气与氢气反应固氮，而没有选用氮气和氧气反 应固氮的原因是______。
序号 ① ② 化学反应 N2(g) + O2(g)N2(g) + 3H2(g) 2NO(g) 2NH3(g) K(298K)的数值 5×10-31 4.1×106 （3）对于反应N2(g)+3H2(g)
温度/℃ 200 550 2NH3(g)，在一定条件下氨的平衡含量如下表。 压强/MPa 10 10 氨的平衡含量 81.5% 8.25% ①该反应为______（填“吸热”或“放热”）反应。
②其他条件不变时，温度升高氨的平衡含量减小的原因是______（填字母序号）。 a. 温度升高，正反应速率减小，逆反应速率增大，平衡逆向移动 b. 温度升高，浓度商(Q)变大，Q>K，平衡逆向移动 c. 温度升高，活化分子数增多，反应速率加快 d. 温度升高，K变小，平衡逆向移动
③哈伯选用的条件是550℃、10 MPa，而非200℃、10 MPa，可能的原因是______。 （4）一定温度下，在容积恒定的密闭容器中充入1 mol 氮气和3 mol氢气，一段时间后达化学平衡状态。若保持其他条件不变，向上述平衡体系中再充入1 mol氮气和3 mol 氢气，氮气的平衡转化率______（填“变大”“变小”或“不变”）。
（5）尽管哈伯的合成氨法被评为“20世纪科学领域中最辉煌的成就”之一，但仍存在耗能高、产率低等问题。因此，科学家在持续探索，寻求合成氨的新路径。下图为电解法合成氨的原理示意图，阴极的电极反应式为______。
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