内容正文:
重庆市渝西中学校高一下2024年春季学期期末考试
化学试题
注意事项:
1.答题前,考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号在答题卡上填写清楚。
2.每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。在试题卷上作答无效。
3.考试结束后,请将答题卡交回。满分100分,考试用时75分钟。
可能用到的相对原子质量:H-1 O-16 Na-23 S-32
一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 我国历史文化悠久,科技发展迅猛,给人类留下了无数瑰宝。下列物品的主要成分是硅酸盐的是
A.白釉绿彩长颈瓶
B.晚清桐木古琴
C.用于通信的光导纤维
D.三星堆金面具
A. A B. B C. C D. D
2. 下列表示物质结构的化学用语正确的是
A. 的电子式:
B. 钾原子的结构示意图:
C. 二氧化碳的结构式:O=C=O
D. 核内有33个中子的Fe表示为:
3. 物质的性质决定了其用途,下列关于物质性质及其用途错误的是
A. SO2可以使某些色素褪色:用作漂白剂
B. 硝酸有腐蚀性:用于刻蚀玻璃
C. H2O2有氧化性:用作消毒剂
D. 金属钠有良好的导热性:用作导热介质
4. 在不同反应条件下测得反应速率如下,反应速率最快的是
A.
B.
C
D.
5. 下列有关说法正确的是
A. 在葡萄酒中加入适量可以起到杀菌的作用
B. 是酸性氧化物,可溶于强碱,不溶于任何酸
C. 植物的根从土壤中吸收铵根离子和硝酸盐属于氮的固定
D. 、或都会导致酸雨形成
6. 用NA为阿伏加德罗常数的值,下列化学用语表述正确的是
A. 0.18 g D2O中含有的质子数和中子数均为0.1NA
B. 将0.1molSO2完全溶于水,所得溶液中H+的数目为0.2NA
C. 1.2gMg在空气中完全燃烧生成MgO和Mg3N2,转移电子数目为0.1NA
D. 电解饱和NaCl溶液时,若阳极生成22.4 L气体,整个电路转移电子数为2NA
7. 下列实验装置(夹持装置略)及操作正确是
A.检验浓硫酸与铜反应产生的二氧化硫
B.测定化学反应速率
C.测定中和热
D.铁上镀铜
A. A B. B C. C D. D
8. 下列化学方程式或离子方程式正确的是
A. 工业上制备粗硅:
B. 醋酸除水壶的水垢:
C. 向NaClO溶液中通入少量:
D. 实验室制备氨气:
9. 短周期主族元素A、B、C、D的原子序数依次增大,A是地壳含量最高的元素,C的周期数是族序数的3倍,B和D最外层电子数相同。下列叙述正确的是
A. 简单离子半径大小顺序为D>C>A>B
B. A和B两元素不能形成化合物
C. C与其他三种元素分别形成的化合物中只含有离子键
D. A和D形成的一种化合物可用于饮用水的消毒
10. 用CH4燃料电池电解制备Ca(H2PO4)2并得到副产物NaOH、H2、Cl2,装置如图所示。下列说法正确的是
A. a极反应:
B. A膜和C膜均为阳离子交换膜
C. 可用铁电极替换阳极的石墨电极
D. a极上通入2.24L甲烷,阳极室减少0.4mol
11. 南海是一个巨大的资源宝库,海水开发利用的部分过程如图所示,下列说法正确的是
A. 物质X常选用NaOH
B. 第①步中,将溶液直接加热蒸干即可得到固体
C. 操作1中用到的玻璃仪器是烧杯、漏斗
D. 第②步中反应的离子方程式为:
12. 根据以下实验操作及现象能得出正确结论的是
选项
实验操作
现象
结论
A
向溶有SO2的BaCl2溶液中通入气体X
有白色沉淀产生
气体X一定有强氧化性
B
向等浓度等体积的H2O2中分别加入等浓度等体积的KMnO4溶液和CuSO4溶液
前者产生气泡速率快
KMnO4的催化效果比CuSO4好
C
将镁条点燃后迅速伸入充满CO2的集气瓶
集气瓶中产生浓烟并有黑色颗粒生成
CO2能支持镁条燃烧
D
用铂电极电解等物质的量浓度的Fe(NO3)3和Cu(NO3)2混合溶液
开始时阴极无红色物质析出
氧化性:Cu2+<Fe2+
A. A B. B C. C D. D
13. 含S2O、Fe3+、I-的溶液中反应历程如图所示,下列说法正确的是
A. 该反应为吸热反应
B. 由图可知氧化性:Fe2+>S2O
C. 若不加Fe3+,正反应的活化能比逆反应的大
D. 该反应可表示为S2O(aq)+2I-(aq)=2SO(aq)+I2(aq)
14. 甲醇可由CO氢化合成:。温度T℃时,将6molCO和12molH2充入1L密闭容器中,测得c(H2)按Ⅰ变化。下列说法不正确的是
A. T℃时,Ⅰ中反应进行到B点时释放热量为1260kJ
B. T℃时,该反应平衡常数为1.25L2·mol-2
C. 若其他条件不变,增大起始n(H2),所得c(H2)可能按Ⅱ变化
D. 若其他条件不变,缩小容器体积,所得c(H2)可能按Ⅱ变化
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 硫酸的消耗量是衡量一个国家化学工业发展水平的标志。以黄铁矿(主要成分为FeS2)为原料生产H2SO4和Na2S2O5。
请回答下列问题:
(1)FeS2中铁元素的化合价为___________;S在元素周期表中的位置是___________。
(2)“煅烧”时常将黄铁矿粉碎,其目的是___________。煅烧中发生的主要反应化学方程式为___________。
(3)试剂a为___________。
(4)“吸收2”得到NaHSO3,则“加热”发生的化学反应方程式为___________。
(5)Na2S2O5可作葡萄酒的抗氧化剂,用碘标准液可以测定葡萄酒中Na2S2O5的含量。
①请配平其反应的化学方程式:__________。
I2+S2O+___________=I-+SO+___________。
②在测定某葡萄酒中Na2S2O5的含量时,取100.00mL葡萄酒样品,消耗0.01mol·L-1碘标准液20.00mL。样品中Na2S2O5的含量为___________g·L-1。
16. 某化学兴趣小组利用以下装置探究氯气与氨气之间的反应。其中A、B分别为氨气和氯气的发生装置,D为纯净干燥的氯气与氨气发生反应的装置。回答下列问题:
(1)用装置A制氨气的化学反应方程式为___________。
(2)仪器甲的名称为___________,装置C的作用为___________。
(3)装置的连接顺序为______。
a→___________→___________→k→m→___________→___________→___________→___________→b。
(4)从乙处逸出的尾气中含有少量Cl2,为防止其污染环境,可将尾气通入盛有___________溶液的洗气瓶;若改从导管m通入氨气,导管k通入氯气,可能会造成的影响是:___________。
(5)反应过程中,装置D中的明显现象为___________,已知该反应同时产生了N2,则反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为___________。
17. 电化学原理在工农业生产中应用广泛,回答下列问题。
(1)正丁烷[C4H10(g)]燃料电池工作原理如图甲所示。
①写出B电极的电极反应式___________。
②标况下,当A极通入33.6L空气(O2的体积分数约为20%)时,可吸收丁烷的体积最多为___________L(结果保留两位小数)。
(2)电解法合成氨因其原料转化率大幅度提高,有望代替传统的工业合成氨工艺。电解法合成氨的两种原理及装置如图乙和图丙所示:
①图乙a电极上的电极反应式为___________。
②若图乙和图丙装置的通电时间相同、电流强度相等,电解效率分别为80%和60%(),则两种装置中产生氨气的物质的量之比为___________。
(3)氯碱工业是高耗能产业,按下图将电解池与燃料电池相组合的新工艺可以节能30%以上,且相关物料的传输与转化关系如图所示(电极未标出)。
①X的化学式为___________;Y在装置II中发生的电极反应为___________。
②图中氢氧化钠质量分数大小关系为a%___________b%。(选填“>”、“=”或“<”)
18. 在煤化工领域主要涉及碳一化学,即研究以含有一个碳原子物质(CO、CO2、CH4、CH3OH等)为原料合成化工产品或液体燃料。回答下列问题:
(1)已知物质之间转化能量关系如图所示:
写出CO(g)和H2(g)生成CH4(g)和H2O(g)的热化学方程式___________。
(2)煤化工业上主要利用CO和H2反应制备甲醇(CH3OH),反应热化学方程式为:CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) ΔH。已知CO的平衡转化率与温度的关系如图所示:
①A、B、C三点平衡常数KA、KB、KC的大小关系为___________,压强p1___________p2(填“>”“<”或“=”,下同),在T1和p2条件下,D点正、逆反应速率之间的关系:v正___________v逆。
②若容器容积不变,则下列措施可提高CO平衡转化率的是___________(填字母)。
a.充入CO,使体系总压强增大
b.将CH3OH(g)从体系中分离
c.充入He,使体系总压强增大
d.使用高效催化剂
③在2L恒容密闭容器中充入2molCO和6molH2,在p1和T1条件下经10min达到平衡状态。在该条件下,v(H2)=___________;平衡常数K=___________。
(3)用H2还原CO2可以合成CH3OH:。恒压下,CO2和H2的起始物质的量之比为1:3时,该反应在无分子筛膜时甲醇的平衡产率和有分子筛膜(能选择性分离出H2O)时甲醇的产率随温度的变化如图所示。
P点甲醇产率高于T点原因为___________。
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重庆市渝西中学校高一下2024年春季学期期末考试
化学试题
注意事项:
1.答题前,考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号在答题卡上填写清楚。
2.每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。在试题卷上作答无效。
3.考试结束后,请将答题卡交回。满分100分,考试用时75分钟。
可能用到的相对原子质量:H-1 O-16 Na-23 S-32
一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 我国历史文化悠久,科技发展迅猛,给人类留下了无数瑰宝。下列物品的主要成分是硅酸盐的是
A.白釉绿彩长颈瓶
B.晚清桐木古琴
C.用于通信的光导纤维
D.三星堆金面具
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.白釉绿彩长颈瓶为陶瓷,属于硅酸盐材料,故A正确;
B.晚清桐木古琴主要成分为纤维素,不是硅酸盐,故B错误;
C.用于通信的光导纤维主要成分是SiO2,不是硅酸盐,故C错误;
D.三星堆金面具主要成分是金属,不是硅酸盐,故D错误;
答案选A。
2. 下列表示物质结构的化学用语正确的是
A. 的电子式:
B. 钾原子的结构示意图:
C. 二氧化碳的结构式:O=C=O
D. 核内有33个中子Fe表示为:
【答案】C
【解析】
【详解】A.四氯化碳是共价化合物,C、Cl原子间共用1对电子对,Cl原子达到8电子稳定结构,其电子式为,故A错误;
B.钾原子的结构示意图为,故B错误;
C.CO2中每个C与O共用2对电子,结构式为:O=C=O,故C正确;
D.核内有33个中子的Fe,质子数为26,质量数=26+33=59,核内有33个中子的Fe表示为,故D错误;
答案选C。
3. 物质的性质决定了其用途,下列关于物质性质及其用途错误的是
A. SO2可以使某些色素褪色:用作漂白剂
B. 硝酸有腐蚀性:用于刻蚀玻璃
C. H2O2有氧化性:用作消毒剂
D. 金属钠有良好的导热性:用作导热介质
【答案】B
【解析】
【详解】A.二氧化硫漂白色素利用其化学性质——漂白性,可作漂白剂,A正确;
B.硝酸有腐蚀性但不能和酸性氧化物二氧化硅反应,应为氢氟酸刻蚀玻璃,B错误;
C.过氧化氢的氧化性破坏病菌的结构起消毒剂作用,C正确;
D.金属钠的熔点低导热性好,可作核反应堆的冷却剂,钾钠合金更佳,D正确;
故选B。
4. 在不同反应条件下测得反应速率如下,反应速率最快的是
A.
B.
C.
D
【答案】B
【解析】
【分析】根据化学反应速率之比等于化学计量数之比,换算成同一物质、同一单位表示的化学反应速率,然后比较。
【详解】A.;
B.以时间按秒,为标准, ;
C.,C错误;
D.,D正确;
故选B。
5. 下列有关说法正确的是
A. 在葡萄酒中加入适量可以起到杀菌作用
B. 是酸性氧化物,可溶于强碱,不溶于任何酸
C. 植物的根从土壤中吸收铵根离子和硝酸盐属于氮的固定
D. 、或都会导致酸雨形成
【答案】A
【解析】
【详解】A.在严格控制用量的情况下,葡萄酒中加入适量SO2以起到杀菌、抗氧化的作用,故A正确;
B.可以溶于氢氟酸,故B错误;
C.植物的根从土壤中吸收铵根离子和硝酸盐,是不同氮的化合态之间的转化,不是氮的固体,故C错误;
D.CO2不会形成酸雨,故D错误;
答案选A。
6. 用NA为阿伏加德罗常数的值,下列化学用语表述正确的是
A. 0.18 g D2O中含有的质子数和中子数均为0.1NA
B. 将0.1molSO2完全溶于水,所得溶液中H+的数目为0.2NA
C. 1.2gMg在空气中完全燃烧生成MgO和Mg3N2,转移电子数目为0.1NA
D. 电解饱和NaCl溶液时,若阳极生成22.4 L气体,整个电路转移电子数为2NA
【答案】C
【解析】
【详解】A.1分子 D2O中含有的质子数和中子数均为10,0.18 g D2O的物质的量为,则含有的质子数和中子数均为,A错误;
B.二氧化硫和水生成弱酸亚硫酸,所得溶液中H+的物质的量小于0.2mol,数目小于0.2NA,B错误;
C.Mg在空气中完全燃烧生成MgO和Mg3N2过程中都是1个镁原子失去2个电子,1.2gMg为0.05mol,则转移电子0.1mol,数目为0.1NA,C正确;
D.没有标况,不确定生成气体的物质的量,D错误;
故选C。
7. 下列实验装置(夹持装置略)及操作正确的是
A.检验浓硫酸与铜反应产生的二氧化硫
B.测定化学反应速率
C.测定中和热
D.铁上镀铜
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.铜与浓硫酸加热条件:Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O,二氧化硫能使品红溶液褪色,浸有NaOH的棉团吸收二氧化硫,防止污染空气,A正确;
B.测定反应速率时需要分液漏斗滴加双氧水,否则产生的氢气从长颈漏斗中逸出,B错误;
C.测定中和热时需要环形玻璃搅拌器搅拌混合溶液,否则混合溶液温度不均匀而产生误差,大小烧杯的杯口相平,减少热量损失,C错误;
D.电镀时,镀层金属作阳极,镀件作阴极,因此铁上镀铜应该铜作阳极,铁作阴极,D错误;
故选A。
8. 下列化学方程式或离子方程式正确的是
A. 工业上制备粗硅:
B. 醋酸除水壶的水垢:
C. 向NaClO溶液中通入少量:
D. 实验室制备氨气:
【答案】C
【解析】
【详解】A.工业制备粗硅是用碳在高温下还原二氧化硅,生成粗硅和一氧化碳,正确的化学方程式为,A错误;
B.醋酸除水壶的水垢:,B错误;
C.向NaClO溶液中通入少量发生氧化还原反应:,C正确;
D.实验室用氯化铵和熟石灰固固加热型装置制备氨气,没有离子方程式,其化学方程式为:,D错误;
故选C。
9. 短周期主族元素A、B、C、D的原子序数依次增大,A是地壳含量最高的元素,C的周期数是族序数的3倍,B和D最外层电子数相同。下列叙述正确的是
A. 简单离子半径大小顺序为D>C>A>B
B. A和B两元素不能形成化合物
C. C与其他三种元素分别形成的化合物中只含有离子键
D. A和D形成的一种化合物可用于饮用水的消毒
【答案】D
【解析】
【分析】A是地壳含量最高的元素,A为O,C 的周期数是族序数的3倍,则C为Na元素,且短周期主族元素 A、B、C、D的原子序数依次增大,所以B为F元素,B 和 D 价电子数相同,所以D为Cl元素,据此分析解题;
【详解】A.电子层数越大,半径越大,具有相同电子层结构的离子,核电荷数越小,半径越大,所以简单离子半径大小顺序为,A错误;
B.A为O元素,B为F元素,可形成OF2,B错误;
C.C为Na元素,Na2O2中含有共价键,C错误;
D.A为O元素,D为Cl元素,形成的ClO2可用于饮用水的消毒,D正确;
故选D。
10. 用CH4燃料电池电解制备Ca(H2PO4)2并得到副产物NaOH、H2、Cl2,装置如图所示。下列说法正确的是
A. a极反应:
B. A膜和C膜均为阳离子交换膜
C. 可用铁电极替换阳极的石墨电极
D. a极上通入2.24L甲烷,阳极室减少0.4mol
【答案】B
【解析】
【分析】CH4燃料原电池中,甲烷失电子发生氧化反应,所以通入燃料CH4的a极为负极,通入氧化剂氧气的b极为正极,电池反应为CH4+2O2=CO2+2H2O;根据电池中移动的O2-可知电解质为熔融的金属氧化物,电解池中(左侧石墨)与电源正极相连接,为阳极,阳极上为氯离子放电,电极反应为2Cl--2e-=Cl2↑,电解池中阳离子移向阴极,阴离子移向阳极,则A膜应为阳离子交换膜,阴极上(右侧石墨)氢离子放电生成氢气,生成氢氧化钠,破坏了水的电离平衡,氢氧根离子浓度增大,则C膜也应为阳离子交换膜,据此分析解答
【详解】A.a极负极,负极上甲烷发生氧化反应,电极反应式为:,A错误;
B.根据题干信息:利用CH4燃料电池电解制备Ca(H2PO4)2并得到副产物NaOH、H2、Cl2,可知阳极室的电极反应式为:2Cl--2e-=Cl2↑,则阳极室内钙离子向产品室移动,A膜为阳离子交换膜,阴极室的电极反应式为:2H2O+2e-=2OH-+H2↑,则原料室内钠离子向阴极室移动,C膜为阳离子交换膜,B正确;
C.阳极失电子,铁比石墨先放电,不可用铁替换阳极的石墨电极,C错误;
D.没有注明在标准状况下,无法计算甲烷的物质的量,因此也不能计算钙离子减少的物质的量,D错误;
故选B。
11. 南海是一个巨大的资源宝库,海水开发利用的部分过程如图所示,下列说法正确的是
A. 物质X常选用NaOH
B. 第①步中,将溶液直接加热蒸干即可得到固体
C. 操作1中用到的玻璃仪器是烧杯、漏斗
D. 第②步中反应的离子方程式为:
【答案】D
【解析】
【分析】苦卤中含有较多的NaBr和MgSO4等物质,加入石灰乳,过滤后得到Mg(OH)2沉淀,加盐酸得到氯化镁溶液,通过加热浓缩,冷却结晶得到六水合氯化镁晶体;滤液中加入氯水生成溴单质,用热空气吹出后用SO2水溶液吸收,得到Br-浓度较高的吸收液;
【详解】A.由分析可知,X通常用石灰乳,NaOH成本太高,故A错误;
B.溶液通过加热浓缩,冷却结晶得到固体,故B错误;
C.操作1是过滤,用到的玻璃仪器是烧杯、漏斗、玻璃棒,故C错误;
D.第②步中Br2用SO2水溶液吸收,得到Br-浓度较高的吸收液,离子方程式为,故D正确;
答案选D。
12. 根据以下实验操作及现象能得出正确结论的是
选项
实验操作
现象
结论
A
向溶有SO2的BaCl2溶液中通入气体X
有白色沉淀产生
气体X一定有强氧化性
B
向等浓度等体积的H2O2中分别加入等浓度等体积的KMnO4溶液和CuSO4溶液
前者产生气泡速率快
KMnO4的催化效果比CuSO4好
C
将镁条点燃后迅速伸入充满CO2的集气瓶
集气瓶中产生浓烟并有黑色颗粒生成
CO2能支持镁条燃烧
D
用铂电极电解等物质的量浓度的Fe(NO3)3和Cu(NO3)2混合溶液
开始时阴极无红色物质析出
氧化性:Cu2+<Fe2+
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.X气体可能是氨气,氨气和SO2、H2O反应生成亚硫酸氨,亚硫酸铵和氯化钡发生复分解反应生成BaSO3白色沉淀,故A错误;
B.高锰酸钾可氧化过氧化氢,不能探究催化剂对速率的影响,故B错误;
C.Mg与二氧化碳点燃时,生成MgO和碳,则集气瓶中产生浓烟并有黑色颗粒生成,故C正确;
D.用铂电极电解等物质的量浓度的Fe(NO3)3和Cu(NO3)2混合溶液,开始时阴极无红色物质析出,说明Fe3+得电子生成Fe2+,则Fe3+被Cu2+得电子容易,氧化性Cu2+<Fe3+,而不是氧化性Cu2+<Fe2+,故D错误;
答案选C。
13. 含S2O、Fe3+、I-的溶液中反应历程如图所示,下列说法正确的是
A. 该反应为吸热反应
B. 由图可知氧化性:Fe2+>S2O
C. 若不加Fe3+,正反应的活化能比逆反应的大
D. 该反应可表示为S2O(aq)+2I-(aq)=2SO(aq)+I2(aq)
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图可知,生成物能量低于反应物能量,反应放热,A错误;
B.氧化剂氧化性大于氧化产物,由图示第二步反应可知,氧化性:Fe3+<,B错误;
C.铁离子为催化剂,降低了反应的活化能,加快了反应速率,但是不改变反应焓变;由图可知,反应为放热反应,若不加Fe3+,正反应的活化能仍比逆反应的小,C错误;
D.由图示可知该过程包括(aq)+2I-(aq)+2Fe3+(aq)(aq)+I2(aq)+2Fe2+(aq)和(aq)+I2(aq)+2Fe2+(aq)2(aq)+2Fe3+(aq)+I2(aq)两个基元反应,综合两个基元反应可以得出总反应:(aq)+2I-(aq)2(aq)+I2(aq),D正确;
故选D。
14. 甲醇可由CO氢化合成:。温度T℃时,将6molCO和12molH2充入1L密闭容器中,测得c(H2)按Ⅰ变化。下列说法不正确的是
A. T℃时,Ⅰ中反应进行到B点时释放的热量为1260kJ
B. T℃时,该反应平衡常数为1.25L2·mol-2
C. 若其他条件不变,增大起始n(H2),所得c(H2)可能按Ⅱ变化
D. 若其他条件不变,缩小容器体积,所得c(H2)可能按Ⅱ变化
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图像可知,I中反应进行到B点时,c(H2)为3mol/L,则n(H2)为3mol,起始H2为12mol,则转化的H2为9mol,故释放的热量为×280kJ/mol=1260kJ,故A项正确;
B.由图像可知,I中反应进行到C点时,反应达平衡,c(H2)为2mol/L,列三段式为:,故B项正确;
C.若其他条件不变,增大起始n(H2),则在相同时间时,c(H2)大于Ⅰ中的c(H2),故c(H2)不能按照Ⅱ变化,故C项错误;
D.若其他条件不变,缩小容器体积,体系压强增大,则化学反应速率加快,平衡向正反应方向移动,达平衡时c(H2)减小,故c(H2)可能按照Ⅱ变化,故D项正确;
故本题选C。
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 硫酸的消耗量是衡量一个国家化学工业发展水平的标志。以黄铁矿(主要成分为FeS2)为原料生产H2SO4和Na2S2O5。
请回答下列问题:
(1)FeS2中铁元素的化合价为___________;S在元素周期表中的位置是___________。
(2)“煅烧”时常将黄铁矿粉碎,其目的是___________。煅烧中发生的主要反应化学方程式为___________。
(3)试剂a为___________。
(4)“吸收2”得到NaHSO3,则“加热”发生的化学反应方程式为___________。
(5)Na2S2O5可作葡萄酒的抗氧化剂,用碘标准液可以测定葡萄酒中Na2S2O5的含量。
①请配平其反应的化学方程式:__________。
I2+S2O+___________=I-+SO+___________。
②在测定某葡萄酒中Na2S2O5的含量时,取100.00mL葡萄酒样品,消耗0.01mol·L-1碘标准液20.00mL。样品中Na2S2O5的含量为___________g·L-1。
【答案】(1) ①. +2价 ②. 第三周期,第ⅥA族
(2) ①. 增大反应物接触面积,提高煅烧速率,使煅烧更加充分煅烧 ②.
(3)98.3%浓硫酸
(4)
(5) ①. 2I2+S2O+=4I-+2SO+ ②. 0.19
【解析】
【分析】黄铁矿在空气中煅烧的产物主要为和,净化后补充氧化生成,工业上,吸收时宜选用的试剂a为98.3%的浓硫酸,尾气用NaOH溶液吸收,再加热得到Na2S2O5,据此解答。
【小问1详解】
FeS2中硫元素化合价为-1,依据化合价代数和为0可知,铁元素化合价为+2;S是第16号元素,在元素周期表中的位置是第三周期第ⅥA族;
【小问2详解】
将黄铁矿粉碎增大反应物之间的接触面积可以增大煅烧过程的反应速率;煅烧时,黄铁矿在空气中煅烧生成氧化铁和二氧化硫,故方程式为: ;
【小问3详解】
工业上,用水吸收三氧化硫时易形成酸雾,酸雾对设备腐蚀严重,故选择98.3%的浓硫酸的吸收可避免产生酸雾,试剂a为98.3%的浓硫酸;
【小问4详解】
得到NaHSO3,则“加热”发生的化学反应方程式为;
【小问5详解】
①硫元素化合价由+4升高到+6价,碘元素化合价0价降低到-1价,配平得到离子方程式为; ;
②由,得关系式:,即,所以样品中Na2S2O5的含量为。
16. 某化学兴趣小组利用以下装置探究氯气与氨气之间的反应。其中A、B分别为氨气和氯气的发生装置,D为纯净干燥的氯气与氨气发生反应的装置。回答下列问题:
(1)用装置A制氨气的化学反应方程式为___________。
(2)仪器甲的名称为___________,装置C的作用为___________。
(3)装置的连接顺序为______。
a→___________→___________→k→m→___________→___________→___________→___________→b。
(4)从乙处逸出的尾气中含有少量Cl2,为防止其污染环境,可将尾气通入盛有___________溶液的洗气瓶;若改从导管m通入氨气,导管k通入氯气,可能会造成的影响是:___________。
(5)反应过程中,装置D中的明显现象为___________,已知该反应同时产生了N2,则反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为___________。
【答案】(1)
(2) ①. 分液漏斗 ②. 干燥氨气
(3)a→h→j→k→m→c→d→e→f→b
(4) ①. NaOH ②. 氨气大量逸出,导致D中反应不充分,污染空气(答对一点即可)
(5) ①. 产生白烟 ②. 3:2
【解析】
【分析】实验目的是探究氯气与NH3的反应,装置A制备氨气,装置C干燥氨气,装置D为NH3和Cl2反应的装置,装置E为干燥氯气,装置F除去氯气中HCl,装置B制备氯气,据此分析。
【小问1详解】
装置A制氨气的化学反应方程式为;
【小问2详解】
仪器甲的名称为分液漏斗;装置C的作用为干燥氨气;
【小问3详解】
根据以上分析可知装置的连接顺序为a→h→j→k→m→c→d→e→f→b;
【小问4详解】
乙处逸出的尾气中含有少量Cl2,尾气通入盛有NaOH溶液的洗气瓶;若改从导管m通入氨气,导管k通入氯气,可能会造成的影响是:氨气大量逸出,导致D中反应不充分,污染空气(答对一点即可)
【小问5详解】
利用氯气的氧化性,将NH3氧化成N2,装置C中出现白烟,白烟为NH4Cl,反应方程式为8NH3+3Cl2=6NH4Cl+N2;氧化剂(3Cl2)与还原剂(2NH3)的物质的量之比为3:2。
17. 电化学原理在工农业生产中应用广泛,回答下列问题。
(1)正丁烷[C4H10(g)]燃料电池工作原理如图甲所示。
①写出B电极的电极反应式___________。
②标况下,当A极通入33.6L空气(O2的体积分数约为20%)时,可吸收丁烷的体积最多为___________L(结果保留两位小数)。
(2)电解法合成氨因其原料转化率大幅度提高,有望代替传统的工业合成氨工艺。电解法合成氨的两种原理及装置如图乙和图丙所示:
①图乙a电极上的电极反应式为___________。
②若图乙和图丙装置的通电时间相同、电流强度相等,电解效率分别为80%和60%(),则两种装置中产生氨气的物质的量之比为___________。
(3)氯碱工业是高耗能产业,按下图将电解池与燃料电池相组合的新工艺可以节能30%以上,且相关物料的传输与转化关系如图所示(电极未标出)。
①X的化学式为___________;Y在装置II中发生的电极反应为___________。
②图中氢氧化钠质量分数大小关系为a%___________b%。(选填“>”、“=”或“<”)
【答案】(1) ①. ②. 1.03
(2) ①. ②. 4:3
(3) ①. ②. ③. <
【解析】
【小问1详解】
由图可知,B极发生氧化反应,丁烷失去电子变成二氧化碳,电极反应式为。标况下,当A极通入33.6L空气(O2的体积分数约为20%)时,消耗氧气1.5×20%mol=0.3mol,转移电子1.2mol,可吸收丁烷的体积为1.2÷26×22.4L≈1.03L。
【小问2详解】
乙图a电极为阳极,发生氧化反应,合成氨反应中氢气发生氧化反应,故X为氢气,故a电极上的电极反应式为。图乙和图丙装置的通电时间相同、电流强度相等,电解效率分别为80%和60%,意味着阴极氮气转化成氨气的电子利用率分别为80%和60%,本质上都是氮气变成氨气,则可利用的电子物质的量即氨气的量,因此两种装置中产生氨气的物质的量之比为4:3。
【小问3详解】
投入空气的装置II应为原电池,装置I为电解池。装置I左侧氯化钠变稀,可知左侧为阳极,发生。阴极发生还原反应:,故Y为氢气。氢气在原电池装置II中发生的电极反应为,原电池正极发生反应:,故原电池右侧生成氢氧化钠,电解池右侧生成氢氧化钠,由此可知原电池右侧氢氧化钠浓度更高。
18. 在煤化工领域主要涉及碳一化学,即研究以含有一个碳原子的物质(CO、CO2、CH4、CH3OH等)为原料合成化工产品或液体燃料。回答下列问题:
(1)已知物质之间转化能量关系如图所示:
写出CO(g)和H2(g)生成CH4(g)和H2O(g)的热化学方程式___________。
(2)煤化工业上主要利用CO和H2反应制备甲醇(CH3OH),反应热化学方程式为:CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) ΔH。已知CO的平衡转化率与温度的关系如图所示:
①A、B、C三点平衡常数KA、KB、KC的大小关系为___________,压强p1___________p2(填“>”“<”或“=”,下同),在T1和p2条件下,D点正、逆反应速率之间的关系:v正___________v逆。
②若容器容积不变,则下列措施可提高CO平衡转化率的是___________(填字母)。
a.充入CO,使体系总压强增大
b.将CH3OH(g)从体系中分离
c.充入He,使体系总压强增大
d.使用高效催化剂
③在2L恒容密闭容器中充入2molCO和6molH2,在p1和T1条件下经10min达到平衡状态。在该条件下,v(H2)=___________;平衡常数K=___________。
(3)用H2还原CO2可以合成CH3OH:。恒压下,CO2和H2的起始物质的量之比为1:3时,该反应在无分子筛膜时甲醇的平衡产率和有分子筛膜(能选择性分离出H2O)时甲醇的产率随温度的变化如图所示。
P点甲醇产率高于T点的原因为___________。
【答案】(1);
(2) ①. ②. < ③. > ④. b ⑤. ⑥. 0.25
(3)分子筛膜从反应体系中不断分离出,有利于反应正向进行
【解析】
【小问1详解】
CO(g)和H2(g)生成CH4(g)和H2O(g)的化学方程式为CO(g)+3H2(g)=CH4(g)+H2O(g),由图1可知,①CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g)ΔH=-165kJ/mol,②CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)ΔH=-41kJ/mol,根据盖斯定律:①+②计算CO(g)+3H2(g)=CH4(g)+H2O(g)的焓变ΔH=-165kJ/mol+(-41kJ/mol)=-206kJ/mol,即;;
【小问2详解】
①正反应是气体体积减小的放热反应,平衡常数K只与温度有关,升高温度,平衡逆向移动,平衡常数K减小,则图中A、B、C三点平衡常数有:KA=KB>KC;温度一定增大压强时,平衡正向移动,CO的转化率增大,即压强越大,CO的平衡转化率越大,则压强:p1<p2;T1和p2条件下D点是非平衡状态,B点是平衡状态,由D点到B点过程中反应正向进行,v正>v逆;
a.充入CO,使体系总压强增大,平衡正向移动,但CO的转化率反而减小,故a不符合题意;
b.将CH3OH(g)从体系中分离,减小生成物的浓度,平衡正向移动,CO的平衡转化率提高,故b符合题意;
c.充入He,使体系总压强增大,但体系中反应物和生成物的浓度不变,平衡不移动,CO的转化率不变,故c不符合题意;
d.使用高效催化剂,不能改变化学平衡状态,平衡不移动,CO的转化率不变,故d不符合题意;
故答案为:b;
③p1和T1条件下CO的平衡转化率为0.5,反应三段式为:
V(H2)= 0.1mol/(L•min),平衡常数K===0.25;
【小问3详解】
分子筛膜能选择性分离出H2O(g),使生成物的浓度降低,平衡正向移动,导致甲醇产率增大,所以图中P点甲醇产率高于T点。
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