内容正文:
2023—2024学年度下学期期中考试高一年级化学科试卷
原子量:H 1 B 11 C 12 N 14 O 16 Na 23 Si 28 S 32
一、单选题(本题共15小题,每小题3分,共45分)
1. 下列说法正确的是
A. pH是5.6的雨水是正常的,不需要治理
B. 易产生“光化学烟雾”可用碱性溶液吸收
C. 相同条件下,等量的硫蒸气和硫粉分别完全燃烧,前者放出热量少
D. 我国科学家研制了高效率钙钛矿太阳能电池,其能量转化形式:化学能电能
2. 只用一种试剂,将NaCl、NH4Cl、Na2SO4、(NH4)2SO4四种物质的溶液区分开,这种试剂是
A AgNO3 B. NaOH C. Ba(OH)2 D. BaCl2
3. 设为阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是
A. 密闭容器中与充分反应后分子数小于
B. 标准状况下,中含有氧原子的数目为
C. 溶于水被水吸收,电子转移是
D. 硫在足量的氧气中充分燃烧,转移电子数为
4. 下列“类比”合理的是
A. 可以通过化合反应生成,则也可通过化合反应生成
B. 将蘸有浓氨水和浓盐酸的玻璃棒相互靠近,有白烟产生,将蘸有浓氨水和浓硫酸的玻璃棒相互靠近,也有白烟产生
C. 碳酸钠与盐酸反应放热,碳酸氢钠与盐酸的反应也同样是放热反应
D. 中含有离子键和非极性共价键,同样也存在离子键和非极性共价键
5. 下列陈述I和陈述Ⅱ均正确,并且具有对应关系的是
选项
陈述I
陈述Ⅱ
A
碳化硅的熔点高
可用作砂纸和砂轮的磨料
B
可判断碳和硅的非金属性强弱
C
NO2易液化
可用于工业制硝酸
D
常温下铁、铝遇浓硫酸或浓硝酸发生钝化
可用铁或铝制容器盛装浓硝酸或浓硫酸
A. A B. B C. C D. D
6. 下列离子或化学方程式正确的是
A. 催化氧化的反应:
B. Fe与稀硝酸反应,当时:
C. 向过氧化钠中通入:
D. 碱性燃料电池负极发生的电极反应:
7. 下列实验装置或操作能够达到实验目的的是
A
B
C
D
制取NH3
探究压强对平衡影响
验证SO2漂白性
收集NO
A. A B. B C. C D. D
8. 向恒温恒容的密闭容器中加入等物质的量的和,发生下列叙述不能说明反应已经达到平衡状态的是
A. A的浓度保持不变 B. 压强不再变化
C. 混合气体的密度不再变化 D. B的体积分数不再变化
9. 下列事实能用平衡移动原理解释的是
A. 溶液中加入少量固体,促进分解
B. 可以用排饱和食盐水的方法收集氯气
C. 溶液中存在平衡:,向溶液中加入稀硫酸,溶液颜色变黄
D. 锌片与稀反应过程中,加入少量固体,促进的产生
10. 以下图像对应的叙述正确的是
甲
乙
丙
丁
A. 图甲:A的平衡转化率为
B. 图乙:时刻改变的条件只能是加入催化剂
C. 图丙:图中反应的
D. 图丁:该反应正向是气体体积增大的反应
11. 在一定条件下,S8(s)和O2(g)发生反应依次转化为SO2(g)和SO3(g)(已知:2SO2+O22SO3),反应过程中的能量关系可用如图简单表示(图中的△H 表示生成1mol产物的数据). 下列说法正确的是( )
A. S8的燃烧热△H=-a kJ·mol-1
B. 1 mol SO2和过量 O2反应可释放出 b kJ 的热量
C. 已知1个S8分子中有8个S-S,S=O的键能为d kJ·mol-1,O=O的键能为e kJ·mol-1,则S8分子中S-S的键能为(2d-a-e)kJ·mol-1
D. 若使用V2O5作催化剂,当SO2(g)转化生成1mol SO3(g)时,释放的热量小于b kJ
12. 一种制备的方法如下:将铜与足量的浓硫酸加热,接着有两步操作
Ⅰ:将生成的气体用适量溶液吸收得到单一组分的正盐溶液X
Ⅱ:除去余酸,将硫酸铜配成溶液,并加入溶液X,反应过滤即得
已知第Ⅱ步反应需及时补加以保持反应在条件下进行.下列有关说法不正确的是
A. 铜和浓硫酸的反应中,浓硫酸表现为氧化性和酸性
B. 若从溶液X获得固体X,可将X溶液蒸发浓缩,冷却结晶
C. 硫酸铜和石灰乳混合可以制备波尔多液
D. 若产量不变,参与反应Ⅱ的X与物质的量之比增大时,需补加的量减少
13. 氨硼烷()电池可在常温下工作,装置如图.未加入氨硼烷之前,两电极室内液体质量相等,电池反应为.已知足量,下列说法不正确的是
A. 负极反应式为
B. 电池工作时,通过质子交换膜向正极移动
C. 其他条件不变,向酸性溶液中加入适量硫酸能增强溶液导电性
D. 当消耗时,左右两极室内液体质量差为
14. 工业上,可采用还原法处理尾气中NO,其原理:2NO(g)+2H2(g)N2(g)+2H2O(g) △H<0。在化学上,正反应速率方程式表示为v(正)=k(正)·cm(NO)·cn(H2),逆反应速率方程式表示为v(逆)=k(逆)·cx(N2)·cy(H2O),其中,k表示反应速率常数,只与温度有关,m,n,x,y叫反应级数,由实验测定。在恒容密闭容器中充入NO、H2,在T℃下进行实验,测得有关数据如下:
实验
c(NO)/mol·L-1
c(H2)/mol·L-1
v(正)/mol·L-1·min-1
①
0.10
0.10
0.414k
②
0.10
0.40
1.656k
③
0.20
0.10
1.656k
下列有关推断正确的是
A. 上述反应中,反应物的总能量低于生成物的总能量
B. 若升高温度,则k(正)增大,k(逆)减小
C. 在上述反应中,反应级数:m=2,n=1
D. 在一定温度下,NO、H2的浓度对正反应速率影响程度相同
15. 氨是水体污染物的主要成分之一,工业上可用次氯酸盐作处理剂,有关反应可表示为:
①
②
在一定条件下模拟处理氨氮废水:将的氨水分别和不同量的混合,测得溶液中氨去除率、总氮(氨氮和硝氮的总和)残余率与投入量(用x表示)的关系如下图所示.下列说法不正确的是
A. 的数值为
B. 时,
C. 时整个反应过程的电子转移数为
D. 当时,随着投入量增大,反应①比反应②更易发生
二、非选择题(本题共4小题,共55分)
16. 一定条件下,在体积为的密闭容器中发生反应,的物质的量与时间变化图象如图:
(1)若起始时加入和,则达平行时,CO和的转化率之比为________;
(2)若起始时加入和,达平衡后,使容器内物质全部发生完全燃烧,将产物通过足量的固体,则固体增重________;
(3)时,从反应开始到达到化学平衡,以的浓度变化表示的化学反应速率是________;(用,表示)
(4)时,将容器的容积压缩到原来的1/2,在其他条件不变的情况下,对平衡体系产生的影响是________;
a.的物质的量增加
b.正反应速率加快,逆反应速率减慢
c.和均减小
d.重新平衡时减小
(5)向含有和的稀溶液中加入足量的铁屑,最终产生气体的物质的量为________,溶解铁屑的质量为________g。
17. 下图是一套原电池的装置示意图。请回答:
(1)若溶液C为氢氧化钠溶液,电流表指针发生偏转,B电极材料为铝,在溶液中检测有生成,A电极材料为镁,则A电极发生的电极反应式为_______;反应进行一段时间后溶液的碱性将_______(填“增强”“减弱”或“基本不变")。
(2)若需将反应:Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+设计成上图所示的原电池装置,则A(负极)极材料为_______,溶液C的溶质为_______(填写化学式),正极发生的电极反应式为_______。
(3)甲醇(CH3OH)和O2在下列装置中反应可以形成为原电池,其结构示意图如下:
电池总反应为2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O,则电极d是_______(填“正极”或“负极"),电极c反应式为_______,若线路中转移1mol电子,则上述CH3OH燃料电池消耗的O2在标准状况下的体积为_______L。
18. 氮是地球上含量丰富的一种元素,氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用.请回答:
(1)在一定体积的恒容密闭容器中,进行如下化学反应:.
①反应过程中,的值________(填“增大”、“减小”或“不能确定”);
②某温度下,在一个的固定容器中充入和进行如下反应.一段时间达平衡后,的转化率为,求平衡时的体积分数为________;
(2)肼()高效清洁的火箭燃料.气态肼在氧气中完全燃烧生成氮气和气态水,放出热量,则肼燃烧的热化学方程式为________________;
(3)金刚石、具有优良耐磨、耐腐蚀特性,应用广泛;
①一定条件下,Na与可制备金刚石,反应结束冷却至室温后,回收其中的的实验操作名称为________________;推测该反应的类型为________(填标号);
A.分解反应 B.置换反应 C.氧化还原反应 D.离子反应
②已知:在高温电炉中碳和反应可制得,同时生成CO,其粗产品中杂质为Si和;
I.请写出电炉中所发生主反应的化学方程式________________.每有生成时,转移电子的数目为________;
Ⅱ.现将粗产品加入到过量的溶液中充分反应,收集到氢气,过滤得固体,滤液稀释到,则硅酸盐的物质的量浓度为________________;
③下列关于金刚石、和单质Si的说法不正确的是________(填标号);
A.金刚石、和单质Si都属于无机非金属材料
B.金刚石和石墨、晶体硅和无定形硅分别互为同素异形体
C.金刚石和单质硅都是良好的半导体材料
19. 某实验小组探究SO2与K2FeO4的反应,实验如下。
资料:i.K2FeO4为紫色固体,微溶于KOH溶液;具有强氧化性,在酸性或中性溶液中快速产生O2,在碱性溶液中较稳定。
ii.Fe3+可以与C2O形成[Fe(C2O4)3]3-;
装置
操作及现象
实验一:向B中通入SO2,产生暗红褐色沉淀X和溶液Y(略显红色);继续通入SO2一段时间后,溶液呈红色,继而变橙色,最终沉淀消失,溶液几乎无色。
(1)A中产生SO2的化学方程式为___________。
(2)暗红褐色沉淀X可能含Fe3+、OH-、SO、SO,检验如下:
实验二:向X中加入足量盐酸,沉淀溶解。取少量溶液,滴加KSCN溶液后变红。证明溶液中存在___________。另取少量溶液滴加BaCl2溶液,产生白色沉淀,但不能确认含有SO,原因是___________。
实验三:向X中加入H2C2O4溶液,沉淀溶解。继续滴加BaCl2溶液,产生白色沉淀,过滤后,向沉淀中加入盐酸,白色沉淀溶解。确认X中不含SO。实验三中用H2C2O4溶液溶解沉淀的目的是:___________ 。
实验四:向X中加入足量盐酸,沉淀溶解。加入几滴碘水(含淀粉),蓝色立即褪去。静置,一段时间后蓝色复现,振荡,不褪色。结合离子方程式解释沉淀溶解后的现象:___________ 。
(3)查阅资料:a.Fe3+、SO、H2O(或OH﹣)会形成配合物HOFeOSO2。
b. SO和O2在金属离子的催化作用下产生具有强氧化性的过一硫酸(H2SO5)
①向溶液Y中滴加2滴KSCN溶液,未见红色;再加几滴6mol·L-1盐酸,溶液变红。溶液Y中存在Fe(Ⅲ),但直接滴加KSCN溶液未见红色的原因是___________。
②取出部分实验一中的橙色溶液,久置不褪色。结合资料a中过程ii分析实验一中溶液最终“几乎无色”的原因:___________。
总结:SO2与K2FeO4发生了氧化还原反应和复分解反应,并且遵循化学反应速率和限度规律。
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2023—2024学年度下学期期中考试高一年级化学科试卷
原子量:H 1 B 11 C 12 N 14 O 16 Na 23 Si 28 S 32
一、单选题(本题共15小题,每小题3分,共45分)
1. 下列说法正确的是
A. pH是5.6的雨水是正常的,不需要治理
B. 易产生“光化学烟雾”可用碱性溶液吸收
C. 相同条件下,等量的硫蒸气和硫粉分别完全燃烧,前者放出热量少
D. 我国科学家研制了高效率钙钛矿太阳能电池,其能量转化形式:化学能电能
【答案】A
【解析】
【详解】A.Ph<5.6的雨水是酸雨,需要治理,A正确;
B.氮氧化物(NOx)和碳氢化合物(HC)在大气环境中受强烈的太阳紫外线照射后产生一种新的二次污染物就是光化学烟雾,不是,B错误;
C.相同条件下,等量的硫蒸气和硫粉分别完全燃烧,硫蒸气转变成硫粉放热,前者放出热量多,C错误;
D.我国科学家研制了高效率钙钛矿太阳能电池,其能量转化形式:太阳能电能,D错误;
故选A。
2. 只用一种试剂,将NaCl、NH4Cl、Na2SO4、(NH4)2SO4四种物质的溶液区分开,这种试剂是
A. AgNO3 B. NaOH C. Ba(OH)2 D. BaCl2
【答案】C
【解析】
【详解】A.四种物质均与硝酸银AgNO3反应生成白色沉淀,不能鉴别,A不合题意;
B.NH4Cl、(NH4)2SO4均与NaOH溶液反应生成刺激性气味的气体氨气,Na2SO4、NaCl均与NaOH溶液不反应,不能鉴别,B不合题意;
C.NH4Cl、(NH4)2SO4、Na2SO4、NaCl分别与Ba(OH)2溶液(可适当加热)混合的现象为:刺激性气体、白色沉淀和刺激性气体、白色沉淀、无现象,现象不同,可鉴别,C符合题意;
D.(NH4)2SO4、Na2SO4均与氯化钡溶液反应生成白色沉淀,NH4Cl、NaCl均与氯化钡溶液不反应,不能鉴别,D不合题意;
故答案为:C。
3. 设为阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是
A. 密闭容器中与充分反应后分子数小于
B. 标准状况下,中含有氧原子的数目为
C. 溶于水被水吸收,电子转移是
D. 硫在足量的氧气中充分燃烧,转移电子数为
【答案】A
【解析】
【详解】A.2molNO与1molO2在密闭容器中充分反应生成二氧化氮,由于2NO2⇌N2O4,则反应后的分子数小于2NA,故A正确;
B.标准状况下,SO3为固体,无法计算11.2LSO3的物质的量,因此无法计算标准状况下,11.2LSO3中含有氧原子数目,故B错误;
C.NO2和水反应方程式为3NO2+H2O=2HNO3+NO,反应转移2mol电子,电子转移是2NA,故C错误;
D.32g硫的物质的量为1mol,在足量的氧气中充分燃烧生成1molSO2气体,转移电子4mol、数目为4NA,故D错误;
故选:A。
4. 下列“类比”合理的是
A. 可以通过化合反应生成,则也可通过化合反应生成
B. 将蘸有浓氨水和浓盐酸的玻璃棒相互靠近,有白烟产生,将蘸有浓氨水和浓硫酸的玻璃棒相互靠近,也有白烟产生
C. 碳酸钠与盐酸反应放热,碳酸氢钠与盐酸的反应也同样是放热反应
D. 中含有离子键和非极性共价键,同样也存在离子键和非极性共价键
【答案】D
【解析】
【详解】A.Cu、S发生化合反应生成Cu2S,CuS不能通过化合反应制得,故A错误;
B.浓硫酸难挥发,所以蘸有浓氨水和浓硫酸的玻璃棒相互靠近,不会产生白烟,故B错误;
C.碳酸氢钠与盐酸反应属于吸热反应,故C错误;
D.Na2O2中钠离子和过氧根离子之间存在离子键,氧原子和氧原子之间存在非极性共价键,FeS2含离子键、S-S非极性共价键,为离子化合物,故D正确;
故选:D。
5. 下列陈述I和陈述Ⅱ均正确,并且具有对应关系的是
选项
陈述I
陈述Ⅱ
A
碳化硅的熔点高
可用作砂纸和砂轮的磨料
B
可判断碳和硅的非金属性强弱
C
NO2易液化
可用于工业制硝酸
D
常温下铁、铝遇浓硫酸或浓硝酸发生钝化
可用铁或铝制容器盛装浓硝酸或浓硫酸
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.由于碳化硅属于共价晶体,硬度大,而不是由于其熔点高,可用作砂纸和砂轮的磨料, A不合题意;
B.C与二氧化硅发生置换反应生成Si,C失去电子,而非金属性C大于Si,不能利用该反应比较非金属性,B不合题意;
C.NO2用于工业制硝酸是由于3NO2+H2O=2HNO3+NO,与其易液化无关,C不合题意;
D.常温下铁、铝遇浓硫酸或浓硝酸发生钝化即在Fe、Al表面形成一层致密的氧化物保护膜,阻止内部金属继续反应,故可以用铁或铝制容器盛装浓硝酸或浓硫酸,D符合题意;
故答案为:D。
6. 下列离子或化学方程式正确是
A. 催化氧化的反应:
B. Fe与稀硝酸反应,当时:
C. 向过氧化钠中通入:
D. 碱性燃料电池负极发生的电极反应:
【答案】B
【解析】
【详解】A.催化氧化生成NO和水,反应方程式:,A错误;
B.过量铁与稀硝酸反应生成硝酸亚铁:,若铁不足时生成硝酸铁:,时,铁过量,发生反应:,B正确;
C.向过氧化钠中通入发生氧化还原反应生成硫酸钠,反应方程式:,C错误;
D.碱性N2H4燃料电池工作时,N2H4失电子生成N2,作负极,负极反应式为N2H4-4e-+4OH-═N2↑+4H2O,D错误;
故选B。
7. 下列实验装置或操作能够达到实验目的的是
A
B
C
D
制取NH3
探究压强对平衡的影响
验证SO2漂白性
收集NO
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.实验可以用浓氨水和CaO反应制备少量的NH3,A符合题意;
B.H2(g)+I2(g)2HI(g)反应前后气体的体积不变,压强对该化学平衡无影响,即不可以探究压强对化学平衡的影响,B不合题意;
C.SO2不能漂白酸碱指示剂,即不能用C装置来验证SO2的漂白性,C不合题意;
D.NO与氧气反应,不能选排空气法收集,D不合题意;
故答案为:A。
8. 向恒温恒容的密闭容器中加入等物质的量的和,发生下列叙述不能说明反应已经达到平衡状态的是
A. A的浓度保持不变 B. 压强不再变化
C. 混合气体的密度不再变化 D. B的体积分数不再变化
【答案】D
【解析】
【详解】A.A的浓度是变量,变量不变时反应达到平衡状态,A不符合题意;
B.该反应前后气体系数之和不相等,因此压强不变可以判定反应达到平衡状态,B不符合题意;
C.混合气体密度ρ=,由于D是液体,因此m为变量,恒容容器V不变,因此ρ为变量,混合气体的密度不再变化可以判定反应达到平衡状态,C不符合题意;
D.设起始投入的A和B的物质的量均为a,反应转化的B的物质的量为x,可得三段式:
,D为液体,体积可以忽略,因此B的体积分数为=0.5,因此B的体积分数为定值,不能作为判定平衡的标志,D符合题意;
故选D。
9. 下列事实能用平衡移动原理解释的是
A. 溶液中加入少量固体,促进分解
B. 可以用排饱和食盐水的方法收集氯气
C. 溶液中存在平衡:,向溶液中加入稀硫酸,溶液颜色变黄
D. 锌片与稀反应过程中,加入少量固体,促进的产生
【答案】B
【解析】
【详解】A.是催化剂,加快分解的速率,不能用平衡移动原理解释,故A错误;
B.氯气中溶液中存在溶解平衡,在饱和食盐水中,氯离子抑制了氯气的溶解,所以能够用平衡移动原理解释,故B正确;
C.向溶液中加入稀硫酸,增大氢离子浓度,发生氧化还原反应生成Fe3+,溶液变黄,与平衡移动无关,故C错误;
D.加入硫酸铜以后,锌置换出铜,构成原电池,从而使反应速率加快,与平衡移动无关,故D错误;
故选:B。
10. 以下图像对应的叙述正确的是
甲
乙
丙
丁
A. 图甲:A的平衡转化率为
B. 图乙:时刻改变的条件只能是加入催化剂
C. 图丙:图中反应的
D. 图丁:该反应正向是气体体积增大的反应
【答案】A
【解析】
【详解】A.2s后各物质的浓度不再发生变化,达到平衡状态,0~2s内生成0.4molC,由速率之比等于系数比,则消耗0.8molA,物质A的起始量为0.8mol+0.8mol=1.6mol,A的平衡转化率为,故A正确;
B.t1时刻改变的条件速率加快,平衡不移动,由于反应前后气体系数和相等,则改变的条件是加压或使用加入催化剂,故B错误;
C.升高温度,正、逆反应速率均增大,且正反应速率大于逆反应速率,平衡正移,该反应是吸热反应,则反应的,故C错误;
D.温度越高,压强越大,速率越快,达到平衡需要的时间越短;升温平衡向着吸热反应方向移动,加压平衡向气体体积减小的方向移动;T1>T2,降温,C%增大,平衡正移,ΔH<0;P2>P1,加压,C%增大,平衡正移,m+n>p,则该反应正向是气体体积减小的反应,故D错误;
故选:A。
11. 在一定条件下,S8(s)和O2(g)发生反应依次转化为SO2(g)和SO3(g)(已知:2SO2+O22SO3),反应过程中的能量关系可用如图简单表示(图中的△H 表示生成1mol产物的数据). 下列说法正确的是( )
A. S8的燃烧热△H=-a kJ·mol-1
B. 1 mol SO2和过量 O2反应可释放出 b kJ 热量
C. 已知1个S8分子中有8个S-S,S=O的键能为d kJ·mol-1,O=O的键能为e kJ·mol-1,则S8分子中S-S的键能为(2d-a-e)kJ·mol-1
D. 若使用V2O5作催化剂,当SO2(g)转化生成1mol SO3(g)时,释放的热量小于b kJ
【答案】C
【解析】
【详解】A.依据图象分析1mol O2和mol S8反应生成二氧化硫放热a kJ•mol-1,依据燃烧热的概念是1mol可燃物完全燃烧生成稳定产物放出的热量,热化学方程式为:S8(s)+8O2(g)=8SO2(g)△H=-8a kJ•mol-1,则S8(s)的燃烧热△H=-8a kJ•mol-1,故A错误;
B.1mol SO2和0.5mol O2反应生成1mol SO3(g)时可释放出b kJ的热量,但该反应是可逆反应,放出的热量小于b kJ,故B错误;
C.已知S=O的键能为d kJ•mol-1,O=O的键能为e kJ•mol-1,则设S8分子中S-S键能为x kJ•mol-1,由S8(s)+8O2(g)=8SO2(g) △H=-8a kJ•mol-1J/mol及反应热=反应物的键能总和-生成物的键能总和可知,8x+8e-16d=-8a,解得x=2d-a-e,所以S8分子中S-S的键能为(2d-a-e) kJ•mol-1,故C正确;
D.反应释放热量的多少与外界条件无关,只与始态和终态有关,所以使用V2O5作催化剂,当SO2(g)转化生成1mol SO3(g)时,释放的热量等于b kJ,故D错误;
故选C。
12. 一种制备的方法如下:将铜与足量的浓硫酸加热,接着有两步操作
Ⅰ:将生成的气体用适量溶液吸收得到单一组分的正盐溶液X
Ⅱ:除去余酸,将硫酸铜配成溶液,并加入溶液X,反应过滤即得
已知第Ⅱ步反应需及时补加以保持反应在条件下进行.下列有关说法不正确的是
A. 铜和浓硫酸的反应中,浓硫酸表现为氧化性和酸性
B. 若从溶液X获得固体X,可将X溶液蒸发浓缩,冷却结晶
C. 硫酸铜和石灰乳混合可以制备波尔多液
D. 若产量不变,参与反应Ⅱ的X与物质的量之比增大时,需补加的量减少
【答案】B
【解析】
【分析】Cu与浓硫酸加热发生反应Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O,生成的SO2与Na2CO3溶液反应生成的正盐X为Na2SO3,Na2CO3+SO2=Na2SO3+CO2,Na2SO3加入CuSO4溶液中生成Cu2O,2H2O ++2Cu2+=Cu2O↓++4H+。
【详解】A.根据方程式Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O可知,S元素化合价降低,且生成硫酸盐,因此浓硫酸表现为氧化性和酸性,A正确;
B.Na2SO3具有较强的还原性,在蒸发浓缩,冷却结晶的过程中溶液被O2氧化为Na2SO4,该过程应隔绝空气进行,B错误;
C.波尔多液可用硫酸铜和石灰乳混合制备,C正确;
D.增大,Na2SO3的物质的量增大,由于水解显碱性,因此需补加NaOH的量减少,D正确;
故选B。
13. 氨硼烷()电池可在常温下工作,装置如图.未加入氨硼烷之前,两电极室内液体质量相等,电池反应为.已知足量,下列说法不正确的是
A. 负极反应式为
B. 电池工作时,通过质子交换膜向正极移动
C. 其他条件不变,向酸性溶液中加入适量硫酸能增强溶液导电性
D. 当消耗时,左右两极室内液体质量差为
【答案】D
【解析】
【分析】由氨硼烷(NH3•BH3)电池工作时的总反应NH3•BH3+3H2O2═NH4BO2+4H2O可知,左侧通入NH3•BH3电极为负极,发生失电子的氧化反应,电极反应式为NH3•BH3+2H2O-6e-=NH4BO2+6H+,右侧H2O2所在电极为正极,发生得电子的还原反应,电极反应式为3H2O2+6H++6e-═6H2O。
【详解】A.根据分析,负极反应式为NH3•BH3+2H2O-6e-=NH4BO2+6H+,A正确;
B.电池内部阳离子向正极移动,右侧H2O2所在电极为正极,因此电池工作时,H+通过质子交换膜向正极移动,B正确;
C.由于H2SO4是强电解质,其他条件不变,向酸性H2O2溶液中加入适量硫酸能增大溶液中自由移动离子的浓度,故能增强溶液导电性,C正确;
D.未加入氨硼烷之前,两极室室内液体质量相等,消耗6.2gNH3•BH3后,根据负极电极反应NH3•BH3+2H2O-6e-=NH4BO2+6H+可知,转移的电子的物质的量为6×=1.2mol,此时有1.2molH+由左室进入右室,左室质量增加=6.2g-1.2g=5g,右室质量增加1.2g,即两极质量相差5g-1.2g=3.8g,D错误;
故选D。
14. 工业上,可采用还原法处理尾气中NO,其原理:2NO(g)+2H2(g)N2(g)+2H2O(g) △H<0。在化学上,正反应速率方程式表示为v(正)=k(正)·cm(NO)·cn(H2),逆反应速率方程式表示为v(逆)=k(逆)·cx(N2)·cy(H2O),其中,k表示反应速率常数,只与温度有关,m,n,x,y叫反应级数,由实验测定。在恒容密闭容器中充入NO、H2,在T℃下进行实验,测得有关数据如下:
实验
c(NO)/mol·L-1
c(H2)/mol·L-1
v(正)/mol·L-1·min-1
①
0.10
0.10
0.414k
②
0.10
0.40
1.656k
③
0.20
0.10
1.656k
下列有关推断正确的是
A. 上述反应中,反应物的总能量低于生成物的总能量
B. 若升高温度,则k(正)增大,k(逆)减小
C. 在上述反应中,反应级数:m=2,n=1
D. 在一定温度下,NO、H2的浓度对正反应速率影响程度相同
【答案】C
【解析】
【分析】2NO(g)+2H2(g)N2(g)+2H2O(g) △H<0,正反应是放热反应,根据反应热等于正反应活化能与逆反应活化能之差,分析判断A的正误;
根据升高温度,反应速率加快分析判断B的正误;
根据表格数据知,①、②实验数据比较,可以计算n。①和③比较可以计算m,分析判断C的正误;
根据C的计算结果分析判断D的正误。
【详解】A.上述反应的正反应是放热反应,反应热等于正反应活化能与逆反应活化能之差,由此推知,正反应活化能小于逆反应活化能,选项A错误;
B.升高温度,正、逆反应速率都增大,故正、逆反应速率常数都增大,选项B错误;
C.由表格数据知,①、②实验数据比较,=4n==4,故n=1。=2m==4,则m=2,选项C正确;
D.由于正反应速率表达式中NO、H2的反应级数不相等,所以,NO、H2浓度对正反应速率的影响程度不相同,选项D错误;
答案选C。
15. 氨是水体污染物的主要成分之一,工业上可用次氯酸盐作处理剂,有关反应可表示为:
①
②
在一定条件下模拟处理氨氮废水:将的氨水分别和不同量的混合,测得溶液中氨去除率、总氮(氨氮和硝氮的总和)残余率与投入量(用x表示)的关系如下图所示.下列说法不正确的是
A. 的数值为
B. 时,
C. 时整个反应过程的电子转移数为
D 当时,随着投入量增大,反应①比反应②更易发生
【答案】C
【解析】
【详解】A.x1时氨的去除率为100%、总氮残留率为5%,n(NH3)=0.004mol,95%的氨气参与反应①,有5%的氨气参与反应②,反应①消耗n(ClO−)1=×3=0.0057mol,参与反应②消耗n(ClO-)2=4×0.004mol×5%=0.0008mol,x1=0.0057+0.0008mol=0.0065mol=6.5×10-3mol,故A正确;
B.x>x1时,反应①也生成氯离子,则,故B正确;
C.时,0.004mol×95%=0.0038mol氨气参与反应①,转移电子0.0038mol ×3=0.0114mol,0.004mol×5%=0.0002mol氨气参与反应②,转移电子0.0002mol ×8=0.0016mol,整个反应过程的电子转移数为0.0114+0.0016=0.013mol=,故C错误;
D.当时,x越大,氨去除率增大,总氮残余率减小,说明氮元素转化为氮气逸出溶液,说明随着投入量增大,反应①比反应②更易发生,故D正确;
故选:C。
二、非选择题(本题共4小题,共55分)
16. 一定条件下,在体积为的密闭容器中发生反应,的物质的量与时间变化图象如图:
(1)若起始时加入和,则达平行时,CO和的转化率之比为________;
(2)若起始时加入和,达平衡后,使容器内物质全部发生完全燃烧,将产物通过足量的固体,则固体增重________;
(3)时,从反应开始到达到化学平衡,以的浓度变化表示的化学反应速率是________;(用,表示)
(4)时,将容器的容积压缩到原来的1/2,在其他条件不变的情况下,对平衡体系产生的影响是________;
a.的物质的量增加
b.正反应速率加快,逆反应速率减慢
c.和均减小
d.重新平衡时减小
(5)向含有和的稀溶液中加入足量的铁屑,最终产生气体的物质的量为________,溶解铁屑的质量为________g。
【答案】(1)1:1 (2)32g
(3)mol·L-1·min-1
(4)ad (5) ①. 5mol ②. 336
【解析】
【小问1详解】
反应CO:H2=1:2,加入1molCO和2molH2,如果消耗xmolCO,对应消耗2xmolH2,CO和H2的转化率之比==1:1,故答案为:1:1;
【小问2详解】
若起始时加入和,达平衡后,使容器内物质全部发生完全燃烧,将产物通过足量的发生反应为,质量增加的为CO成分,质量增加的为CO成分,则固体增重为和的质量,32g;
【小问3详解】
根据物质变化的物质的量之比等于化学计量数之比,500 ℃时,反应在tB达到平衡,生成甲醇nB moL,消耗氢气2nB,容器的体积为3L,以H2的浓度变化表示的化学反应速率是mol·L-1·min-1,故答案为:mol·L-1·min-1;
【小问4详解】
300 ℃时,将容器的容积压缩到原来的1/2,在其他条件不变的情况下,a. 平衡正向移动,CH3OH的物质的量增加,正确;b. 正逆反应速率都加快,错误;c. 器体积减小, c(CO)和c(H2)均增大,错误;d. 甲醇的物质的量增加,氢气的物质的量减少,浓度之比等于物质的量之比,重新平衡时c(H2)/c(CH3OH)减小,正确;故答案为:ad。
【小问5详解】
,,则发生反应,产生的气体NO为2mol,溶解的铁屑3mol,剩余, 发生,产生的气体为3mol,溶解的铁屑3mol,则总共产生气体3mol+2mol=5mol,溶解铁屑的质量为:(3mol+3mol)×56g/mol=336g;
17. 下图是一套原电池的装置示意图。请回答:
(1)若溶液C为氢氧化钠溶液,电流表指针发生偏转,B电极材料为铝,在溶液中检测有生成,A电极材料为镁,则A电极发生的电极反应式为_______;反应进行一段时间后溶液的碱性将_______(填“增强”“减弱”或“基本不变")。
(2)若需将反应:Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+设计成上图所示的原电池装置,则A(负极)极材料为_______,溶液C的溶质为_______(填写化学式),正极发生的电极反应式为_______。
(3)甲醇(CH3OH)和O2在下列装置中反应可以形成为原电池,其结构示意图如下:
电池总反应为2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O,则电极d是_______(填“正极”或“负极"),电极c的反应式为_______,若线路中转移1mol电子,则上述CH3OH燃料电池消耗的O2在标准状况下的体积为_______L。
【答案】(1) ①. ②. 减弱
(2) ①. Cu ②. FeCl3溶液 ③.
(3) ①. 正极 ②. ③. 5.6
【解析】
【小问1详解】
若C为NaOH溶液,B电极材料为Al,A电极材料为Mg,组成原电池,铝做原电池负极,电极反应是铝失电子生成的铝离子在过量氢氧化钠溶液中反应生成偏铝酸钠,电极反应为:,总反应为,反应进行一段时间后溶液的碱性将减弱,故答案为:,减弱;
【小问2详解】
设计成如图所示的原电池装置,根据方程式中物质发生的反应类型判断,Cu发生氧化反应,作原电池的负极,所以A电极材料是Cu,B电极材料是比Cu不活泼的导电物质如石墨、Ag等即可,溶液C中含有Fe3+,如FeCl3溶液,正极电极反应为,故答案为:Cu;FeCl3溶液;;
【小问3详解】
根据图示电子转移的方向可知,c电极为负极,d电极为正极,甲醇在负极上发生失电子的氧化反应生成CO2,电极反应式为,
正极反应式为,若线路中转移1mol电子,则上述CH3OH燃料电池消耗O2的物质的量为0.25mol,在标准状况下的体积为 故答案为:正极;;5.6。
18. 氮是地球上含量丰富的一种元素,氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用.请回答:
(1)在一定体积的恒容密闭容器中,进行如下化学反应:.
①反应过程中,的值________(填“增大”、“减小”或“不能确定”);
②某温度下,在一个的固定容器中充入和进行如下反应.一段时间达平衡后,的转化率为,求平衡时的体积分数为________;
(2)肼()高效清洁的火箭燃料.气态肼在氧气中完全燃烧生成氮气和气态水,放出热量,则肼燃烧的热化学方程式为________________;
(3)金刚石、具有优良的耐磨、耐腐蚀特性,应用广泛;
①一定条件下,Na与可制备金刚石,反应结束冷却至室温后,回收其中的的实验操作名称为________________;推测该反应的类型为________(填标号);
A.分解反应 B.置换反应 C.氧化还原反应 D.离子反应
②已知:在高温电炉中碳和反应可制得,同时生成CO,其粗产品中杂质为Si和;
I.请写出电炉中所发生主反应的化学方程式________________.每有生成时,转移电子的数目为________;
Ⅱ.现将粗产品加入到过量的溶液中充分反应,收集到氢气,过滤得固体,滤液稀释到,则硅酸盐的物质的量浓度为________________;
③下列关于金刚石、和单质Si的说法不正确的是________(填标号);
A.金刚石、和单质Si都属于无机非金属材料
B.金刚石和石墨、晶体硅和无定形硅分别互为同素异形体
C.金刚石和单质硅都是良好的半导体材料
【答案】(1) ①. 不能确定 ②. 50%
(2)N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g);△H=-534kJ/mol
(3) ①. 过滤 ②. BC ③. SiO2+3CSiC+2CO↑ ④. 4 mol ⑤. 0.17 mol·L-1 ⑥. C
【解析】
【小问1详解】
①未知氮气和氢气起始投入量,则反应过程中,的值不能确定;
②充入,一段时间达平衡后,的转化率为,转化的氮气为2mol×50%=1mol,列三段式:,恒温恒容下,气体的体积与物质的量成正比,则平衡时的体积分数等于物质的量分数;
【小问2详解】
气态肼物质的量为,0.25mol N2H4(g)完全燃烧生成氮气和气态水时,放出133.5kJ热量,则1mol N2H4(g)完全燃烧生成氮气和气态水时,放出133.5kJ×4=534kJ的热量,热化学方程式为:N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)△H=-534kJ•mol-1;
【小问3详解】
①一定条件下,钠还原四氯化碳可制备金刚石,根据元素守恒知,还生成NaCl,反应方程式为4Na+CCl4=C(金刚石)+4NaCl,金刚石是不溶于CCl4的固体,CCl4是液体,将不溶性固体和液体分离通常采用的方法是过滤;反应是单质置换单质的置换反应,存在化合价变化,属于氧化还原反应,故答案为:过滤;BC;
②I.在高温电炉中碳和SiO2反应可制得SiC,同时生成CO,发生反应:SiO2+3CSiC+2CO↑;根据元素化合价变化知道:每有1mol SiC生成时,转移电子的物质的量为4 mol,故答案为:SiO2+3CSiC+2CO↑;4mol;
Ⅱ.根据反应方程式Si+2NaOH+H2O═Na2SiO3+2H2↑,,解得m(Si)=1.4g,n1(Na2SiO3)==0.05 mol,粗产品中SiO2的质量为m(SiO2)=20.0g-11.4g-1.4 g=7.2 g,由SiO2+2NaOH═Na2SiO3+H2O可得,n2(Na2SiO3)==0.12mol,则n(Na2SiO3)=n1(Na2SiO3)+n2(Na2SiO3)=0.12mol+0.05mol=0.17mol,硅酸盐的物质的量浓度为=0.17mol/L,故答案为:0.17 mol•L-1;
③A.金刚石、SiC和单质Si都属于无机非金属材料,故正确;
B.金刚石和石墨、晶体硅和无定形硅都是同种元素组成的性质不同的单质,分别互为同素异形体,故正确;
C.单质硅是良好的半导体材料,但是金刚石不导电,故错误;故选C。
19. 某实验小组探究SO2与K2FeO4的反应,实验如下。
资料:i.K2FeO4为紫色固体,微溶于KOH溶液;具有强氧化性,在酸性或中性溶液中快速产生O2,在碱性溶液中较稳定。
ii.Fe3+可以与C2O形成[Fe(C2O4)3]3-;
装置
操作及现象
实验一:向B中通入SO2,产生暗红褐色沉淀X和溶液Y(略显红色);继续通入SO2一段时间后,溶液呈红色,继而变为橙色,最终沉淀消失,溶液几乎无色。
(1)A中产生SO2的化学方程式为___________。
(2)暗红褐色沉淀X可能含Fe3+、OH-、SO、SO,检验如下:
实验二:向X中加入足量盐酸,沉淀溶解。取少量溶液,滴加KSCN溶液后变红。证明溶液中存在___________。另取少量溶液滴加BaCl2溶液,产生白色沉淀,但不能确认含有SO,原因是___________。
实验三:向X中加入H2C2O4溶液,沉淀溶解。继续滴加BaCl2溶液,产生白色沉淀,过滤后,向沉淀中加入盐酸,白色沉淀溶解。确认X中不含SO。实验三中用H2C2O4溶液溶解沉淀目的是:___________ 。
实验四:向X中加入足量盐酸,沉淀溶解。加入几滴碘水(含淀粉),蓝色立即褪去。静置,一段时间后蓝色复现,振荡,不褪色。结合离子方程式解释沉淀溶解后的现象:___________ 。
(3)查阅资料:a.Fe3+、SO、H2O(或OH﹣)会形成配合物HOFeOSO2。
b. SO和O2在金属离子的催化作用下产生具有强氧化性的过一硫酸(H2SO5)
①向溶液Y中滴加2滴KSCN溶液,未见红色;再加几滴6mol·L-1盐酸,溶液变红。溶液Y中存在Fe(Ⅲ),但直接滴加KSCN溶液未见红色的原因是___________。
②取出部分实验一中的橙色溶液,久置不褪色。结合资料a中过程ii分析实验一中溶液最终“几乎无色”的原因:___________。
总结:SO2与K2FeO4发生了氧化还原反应和复分解反应,并且遵循化学反应速率和限度规律。
【答案】(1)Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+SO2↑
(2) ①. Fe3+ ②. Fe3+可能将+4价含硫物质氧化 ③. H2C2O4溶液溶解沉淀并形成[Fe(C2O4)3]3-;使c(Fe3+)降低,氧化性减弱,不能将+4价含硫物质氧化 ④. 加入几滴碘水(含淀粉),蓝色立即褪去,发生的反应方程为SO2+2H2O+I2=H2SO4+2HI,静置,一段时间后蓝色复现,是因为溶液中的铁离子将碘离子氧化为单质碘2Fe3++2I-=2Fe2++I2
(3) ①. Fe3+与SO、H2O(或OH﹣)形成配合物的稳定性强于Fe(SCN)3 ②. 持续通入SO2一段时间后,溶液酸性增强,生成的H2SO5将橙色溶液中的HOFeOSO2氧化
【解析】
【小问1详解】
A中用亚硫酸钠和70%的浓硫酸来制取SO2的化学方程式为Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+SO2↑;
【小问2详解】
实验二中,取少量溶液,滴加KSCN溶液后变红,证明溶液中存在Fe3+;由于Fe3+具有氧化性,能将SO氧化成SO,故并不能确认原溶液中是否含有SO;实验三中:由于H2C2O4溶液溶解沉淀并形成[Fe(C2O4)3]3-,再继续滴加BaCl2溶液,产生白色沉淀,过滤后,向沉淀中加入盐酸,白色沉淀溶解,可知白色沉淀为亚硫酸钡,即确认X中不含SO;实验四中:向X中加入足量盐酸,沉淀溶解。加入几滴碘水(含淀粉),蓝色立即褪去,发生的反应方程为SO2+2H2O+I2=H2SO4+2HI,静置,一段时间后蓝色复现,是因为溶液中的铁离子将碘离子氧化为单质碘:2Fe3++2I-=2Fe2++I2。
【小问3详解】
①由已知a.Fe3+、SO、H2O(或OH﹣)会形成配合物HOFeOSO2可得,向溶液Y中滴加2滴KSCN溶液,未见红色;再加几滴6mol·L-1盐酸,溶液变红。溶液Y中存在Fe(Ⅲ),但直接滴加KSCN溶液未见红色的原因是Fe3+与SO、H2O(或OH﹣)形成配合物的稳定性强于Fe(SCN)3;②由已知b. SO和O2在金属离子的催化作用下产生具有强氧化性的过一硫酸(HSO),可得溶液最终“几乎无色”的原因为持续通入SO2一段时间后,溶液酸性增强,生成的H2SO5将橙色溶液中的HOFeOSO2氧化。
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