内容正文:
宝安区2023-2024学年第一学期调研测试卷
高二化学
2024.01
注意:
1.答卷前,考生务必用黑色字迹钢笔将自己的姓名和考生号填写在答题卡上。
2.用2B铅笔把选择题的答案在答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题答案写在答题卡上对应题目区域内;不能答在试题卷上。
3.考试时间为75分钟。
4.本试卷满分为100分。
5.本卷可能用到的相对原子质量:H—1 C—12 O—16 Cu—64;
一、选择题:本题共16小题,共44分。第1~10小题,每小题2分,第11~16小题,每小题4分。在每小题给出的四个选项中,只有一个选项符合题目的要求。
1. 我国提出争取在2030年前实现“碳达峰”,2060年前实现“碳中和”,碳中和是指CO2的排放总量和减少总量相当。下列措施中不能促进碳中和的是
A. 鼓励乡村光伏发电
B. 利用光合作用将空气中CO2人工合成淀粉
C. 将煤炭通过煤液化技术转化为甲醇燃料
D. 利用“空气捕捉”法实现从空气中捕获CO2
2. 化学为我国航天事业的发展保驾护航。天和核心舱中有电解水和制水反应两步反应,制水反应为。下列有关说法错误的是
A. 制水反应的
B. 运载火箭使用液氢燃料具有高能、无污染的特点
C. 电解水反应的能量变化形式是电能转化为化学能
D. 上述两步反应解决了核心舱中的来源、的清除和水的循环利用的问题
3. 下列化学用语表达正确的是
A. 的结构示意图:
B. 基态C原子价层电子排布图:
C. 的电子式:
D. 质量数为15的氧核素:
4. 在一定条件下,恒温恒容的密闭容器中发生可逆反应,以下说法能说明该反应达到化学平衡状态的是
A. 容器内压强不变 B.
C. 混合气体的密度不变 D. 混合气体的颜色不变
5. 金属腐蚀可分为化学腐蚀和电化学腐蚀。下列描述中属于电化学腐蚀的是
A. 高温下铁丝被氧气腐蚀 B. 化工厂里的铁与氯气反应被腐蚀
C. 铜铝电线接头处铝被腐蚀 D. 铜板在氯化铁溶液中被腐蚀
6. 能证明蚁酸(HCOOH)是弱酸的实验事实是
A. HCOOH溶液与Zn反应放出H2
B. 0.1 mol·L-1 HCOOH溶液可使紫色石蕊溶液变红
C. HCOOH溶液与Na2CO3反应生成CO2
D. 常温时0.1 mol·L-1 HCOOH溶液的pH=2.3
7. 取1 mL 0.1 mol·L-1AgNO3溶液进行如下实验(实验中所用试剂浓度均为0.1 mol·L-1):
下列说法不正确的是
A. 实验①白色沉淀是难溶的AgCl B. 若按②①顺序实验,能看到白色沉淀
C. 若按①③顺序实验,能看到黑色沉淀 D. 由实验②说明 AgI 比 AgCl 更难溶
8. 劳动创造美好生活。下列选项中劳动项目与化学知识没有关联的是
选项
劳动项目
化学知识
A
船工往轮船外壳镶嵌块可防腐蚀
的金属性强于
B
电焊工焊接金属时用溶液除锈
受热易分解
C
营业员将水果放在冰箱中保鲜
温度降低,反应速率减小
D
烟花燃放人员燃放焰火
电子从高能级向低能级跃迁时放出能量
A. A B. B C. C D. D.
9. 硼酸的电离方程式为。已知常温下,、。下列说法错误的是
A. 为一元酸
B. 常温下,溶液的
C. 常温下,和溶液均为的:前者>后者
D. 的溶液中加水稀释,溶液中变小
10. 光照条件下,甲烷氯化反应是一个自由基型的取代反应。在链转移反应过程中,经历两步反应:(·CH3和Cl·分别表示甲基和氯原子)
反应1:CH4(g)+Cl·(g)→·CH3(g)+HCl(g);
反应2:·CH3(g)+Cl2(g)→CH3Cl(g)+Cl·(g)。
各物质的相对能量变化如图所示。下列说法不正确的是
A. 链转移反应的反应速率由第1步反应决定
B. 反应1的活化能Ea=16.7 kJ·mol—1
C. 链转移反应的反应热ΔH=—105.4 kJ·mol—1
D. 由图可知,过渡态结构的稳定性:1>2
11. 设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. (重水)含有的电子数为
B. 在精炼铜的过程中,当阴极生成时,转移电子数为
C. 溶液中阴阳离子数目之和为
D. 一定条件下,与充分反应后,产物的分子数为
12. 下列陈述Ⅰ与陈述Ⅱ均正确,且具有因果关系的是
选项
陈述Ⅰ
陈述Ⅱ
A
工业用电解熔融NaCl制备金属钠
金属钠的还原性很强
B
装有NO2密闭烧瓶冷却后颜色变浅
NO2转化为N2O4的反应吸热
C
高温,高压下,H2和N2在催化剂作用下合成氨
升高温度、增大压强均可使反应物分子中活化分子的百分数增加
D
1 mol/LNaCl溶液导电性比同浓度醋酸强
NaCl溶液的pH比醋酸的高
A. A B. B C. C D. D
13. 甲~戊均为短周期元素,在元素周期表中的相对位置如图所示。戊的最高价氧化物对应的水化物为强酸。下列说法不正确的是
A. 原子半径大小一定有:丙>甲>乙
B. 元素电负性强弱一定有:戊>丁>丙
C. 元素的第一电离能大小一定有:戊>丙>丁
D. 丙最高价氧化物对应的水化物一定能与强碱反应
14. 在某一恒温、容积可变的密闭容器中发生如下反应: 。时刻达到平衡后,在时刻改变某一条件,其反应过程如图所示。下列说法正确的是
A. 时,
B. Ⅰ、Ⅱ两过程达到平衡时,体积分数:
C. 时刻改变的条件可以是向密闭容器中加入
D. Ⅰ、Ⅱ两过程达到平衡时,平衡常数:
15. 室温时,用溶液滴定溶液,得到的溶液与溶液体积的关系曲线如图所示。下列说法不正确的是
A. 在cd段发生反应的离子方程式:
B. a点:
C. a、b、c、d四点中,b点溶液中水的电离程度最大
D. b点:
16. 为适应可再生能源的波动性和间歇性,我国科学家设计了一种电化学装置,其原理如下图所示。当闭合和、打开时,装置处于蓄电状态;当打开和、闭合时,装置处于放电状态。放电状态时,双极膜中间层中的解离为和并分别向两侧迁移。下列有关该电化学装置工作时的说法不正确的是
A. 蓄电时,碳锰电极为阳极
B. 蓄电时,图中右侧电解池发生的总反应为
C. 放电时,每消耗1mol,理论上有2mol由双极膜向碳锰电极迁移
D. 理论上,该电化学装置运行过程中需要不断补充和KOH溶液
二、非选择题:本题共4个小题,每小题14分共56分。
17. 硫酸铁铵的化学式为,它被广泛用于生活饮用水、工业循环水的净化处理等。
(1)①Fe位于元素周期表中的______区(填“s、p、d、ds和f”其中一个),基态的价层电子排布式为______。
②离子半径:______(填“>”、“<或“=”,下同);从价层电子排布的角度分析,在空气中的稳定性:______。
(2)原子中运动的电子有两种相反的自旋状态,若一种自旋状态用表示,与之相反的用表示,称为电子的自旋磁量子数。对于基态原子,其价电子自旋磁量子数的代数和为______。
(3)原子的第一电离能:N______O(填“>”或“<”),其原因是______。
(4)①元素电负性:N______O(填“>”或“<”)。
②已知:两成键元素间电负性差值大于1.7时,形成离子键,两成键元素间电负性差值小于1.7时,形成共价键。、两元素的电负性分别为1.83和3.0,请你推断是______(填“共价化合物”或“离子化合物”),设计一个实验方案证明你的推断:______。
18. 工业上利用锂辉石(主要成分为,还含有、、等)制备钴酸锂的流程如下:
已知:①常温下,,,。
②若溶液中被沉淀的离子浓度低于时,该离子已完全沉淀。
(1)钴元素位于元素周期表中第四周期第______族。
(2)“酸化焙烧”是指用浓硫酸与矿石一起在条件下加热,为有效提高该步骤的效率,常采取的措施是______(写出一条即可)。
(3)“浸出”步骤中加入,其目的是除去“酸化焙烧”中过量的硫酸,控制使、完全沉淀,则至少为______。(保留到小数点后一位。)
(4)“沉锂”步骤所得的母液中仍含有大量的,可将母液加入到“______”步骤中。
(5)一种可充放电锂离子电池的负极为嵌锂石墨,正极材料为,放电时,从石墨中脱嵌移向正极,总反应为。某小组用该电池电解饱和食盐水的装置如图所示,电解一段时间后,电解池右室B口排出较浓的溶液。
①电解池右室溶液浓度增大的原因是 (用化学式或者离子符号填空):右室中水电离出的______得电子反应生成______,其浓度减小,使溶液中______浓度增大,为了保持右室中溶液阴阳离子电荷平衡,______从左室通过交换膜,向右室迁移,从而使右室中的浓度增大。
②该电解池总反应的的离子方程式为______。
③该锂离子电池放电时的正极反应式为______。
19. 某小组设计实验测定可逆反应的平衡常数并探究影响化学平衡移动的因素。
已知:常温下,反应(白色)和(红色)的平衡常数分别为、。
Ⅰ.配制溶液
(1)用绿矾配制,为防止配制过程中变质,常加入少量的_______和_______(填试剂名称)。
Ⅱ.测定的平衡常数
常温下,将溶液和溶液等体积混合,产生灰黑色沉淀,溶液呈黄色,过滤得澄清滤液X。
(2)用溶液滴定测定滤液中浓度。
①量取滤液X。用_______(填“酸式”或“碱式”)滴定管取一定体积滤液X于锥形瓶中,若滴定管未用滤液润洗,对浓度测定结果是_______(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
②用溶液滴定滤液中。滴定终点的现象为:当最后半滴溶液滴入后,_______,此时为滴定终点。重复三次实验,实验数据如下表所示。根据表中数据计算出的滤液中的平均浓度是_______(用含的计算式表示)。
实验编号
滤液的体积
滴定前溶液的体积读数
滴定后溶液的体积读数
1
10.00
3.10
23.06
2
10.00
0.50
20.50
3
10.00
2.36
22.40
(3)计算。若测得滤液中,则该反应的平衡常数_______。(用含的计算式表示)
Ⅲ.探究稀释对该反应平衡移动方向的影响
常温下,用溶液和溶液,按下表配制总体积相同的系列溶液,测定平衡时浓度,记录数据。
实验编号
ⅰ
10
10
0
ⅱ
4
(4)①_______,_______。
②和存在的关系是_______(用含和的不等式表示),该关系可以作为判断稀释对该反应平衡移动方向影响的证据。
20. 利用二氧化碳可合成低碳烯烃的新技术,实现碳中和成为研究热点。
已知:①
②
③
(1)则______(用、表示)。
(2)在密闭容器中发生上述反应①,若,下列说法不正确的是______。
A. 当气体平均摩尔质量保持不变时,反应已达平衡
B. 加入催化剂,可提高的平衡转化率
C. 平衡后缩小体积增大体系压强,有利于提高产率
D. 平衡后升高温度,正反应速率增大、逆反应速率减小,平衡逆移
(3)反应③的反应温度、投料比对平衡转化率的影响如图所示。
①下,向恒温恒容的密闭容器中加入、,反应达到平衡。计算内的平均反应速率为______,M点乙烯体积分数为______(保留2位有效数字)。
②______3(填“>”“<”或“=”,下同)。
③推断M、N两点反应的平衡常数______,推断的理由是______。
(4)某研究所用催化加氢合成低碳烯烃反应,所得产物含、、等副产物,在其他条件相同时,添加不同助剂,经过相同时间后测得转化率和各产物的物质的量分数如表。
助剂
转化率%
各产物在总产物中的占比/%
其他
42.5
35.9
39.6
24.5
27.2
75.6
22.8
1.6
9.8
80.7
12.5
6.8
欲提高单位时间内乙烯的产量,在催化剂添加上表中______助剂的效果最好。
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宝安区2023-2024学年第一学期调研测试卷
高二化学
2024.01
注意:
1.答卷前,考生务必用黑色字迹钢笔将自己的姓名和考生号填写在答题卡上。
2.用2B铅笔把选择题的答案在答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题答案写在答题卡上对应题目区域内;不能答在试题卷上。
3.考试时间为75分钟。
4.本试卷满分为100分。
5.本卷可能用到的相对原子质量:H—1 C—12 O—16 Cu—64;
一、选择题:本题共16小题,共44分。第1~10小题,每小题2分,第11~16小题,每小题4分。在每小题给出的四个选项中,只有一个选项符合题目的要求。
1. 我国提出争取在2030年前实现“碳达峰”,2060年前实现“碳中和”,碳中和是指CO2排放总量和减少总量相当。下列措施中不能促进碳中和的是
A. 鼓励乡村光伏发电
B. 利用光合作用将空气中CO2人工合成淀粉
C. 将煤炭通过煤液化技术转化为甲醇燃料
D. 利用“空气捕捉”法实现从空气中捕获CO2
【答案】C
【解析】
【详解】A.鼓励乡村光伏发电,可以满足人们对电能的需要,同时也减少化石能源的使用,能减少CO2气体的排放,有助于促进碳中和,A正确;
B.利用光合作用将空气中CO2人工合成淀粉,可降低空气中CO2气体的含量,有助于促进碳达峰及碳中和,B正确;
C.将煤炭通过煤液化技术转化为甲醇燃料,能够减少空气中固体粉尘的含量,但不能减少CO2的产生与排放,因此不能促进碳中和,C错误;
D.利用“空气捕捉”法实现从空气中捕获CO2,可以使CO2得到利用,降低空气中CO2的含量,减少CO2的排放,有助于促进碳中和,D正确;
故合理选项是C。
2. 化学为我国航天事业的发展保驾护航。天和核心舱中有电解水和制水反应两步反应,制水反应为。下列有关说法错误的是
A. 制水反应的
B. 运载火箭使用的液氢燃料具有高能、无污染的特点
C. 电解水反应的能量变化形式是电能转化为化学能
D. 上述两步反应解决了核心舱中的来源、的清除和水的循环利用的问题
【答案】A
【解析】
【详解】A.根据制水反应可知,随反应进行,气体分子数减少,因此该反应的,A错误;
B.液氢燃料燃烧热值高,燃烧产物为水,因此具有高能、无污染的特点,B正确;
C.电解水反应属于吸热反应,反应过程中电能转化为化学能,C正确;
D.电解水可以生成,解决了核心舱中的来源问题;制水反应消耗的同时生成水,解决了的清除和水的循环利用问题,D正确;
答案选A。
3. 下列化学用语表达正确的是
A. 的结构示意图:
B. 基态C原子价层电子排布图:
C. 的电子式:
D. 质量数为15的氧核素:
【答案】D
【解析】
【详解】A.在Na原子的基础上失去一个电子,钠离子结构示意图为:,A错误;
B.基态C原子价层电子排布式为2s22p2,排布图:,B错误;
C.的电子式中N少了一对孤对电子,正确为:,C错误;
D.质量数为15的氧核素:,D正确;
答案选D。
4. 在一定条件下,恒温恒容的密闭容器中发生可逆反应,以下说法能说明该反应达到化学平衡状态的是
A. 容器内压强不变 B.
C. 混合气体的密度不变 D. 混合气体的颜色不变
【答案】D
【解析】
【详解】A.该反应为气体体积不变的反应,恒温恒容条件下容器的压强始终不变,所以容器的压强不变反应不一定平衡,A不符合题意;
B.当时,反应达到平衡状态,所以v正(H2)=2v逆(HI)时反应没有达到平衡状态,B不符合题意;
C.恒容容器,即体积不变,又气体质量守恒,所以混合气体的密度一直不变,即混合气体的密度不变不一定是平衡状态,C不符合题意;
D.混合气体的颜色不再变化,说明碘的浓度不变,反应达到平衡状态,D符合题意;
故选D。
5. 金属腐蚀可分为化学腐蚀和电化学腐蚀。下列描述中属于电化学腐蚀的是
A. 高温下铁丝被氧气腐蚀 B. 化工厂里的铁与氯气反应被腐蚀
C. 铜铝电线接头处铝被腐蚀 D. 铜板在氯化铁溶液中被腐蚀
【答案】C
【解析】
【详解】A.高温下铁被氧气氧化为氧化铁,属于化学腐蚀,故A不选;
B.铁与氯气反应生成氯化铁,属于化学腐蚀,故B不选;
C.铜和铝形成原电池装置,接头处铝被腐蚀,属于电化学腐蚀,故C选;
D.铜和氯化铁溶液反应生成氯化铜和氯化亚铁,属于化学腐蚀,故D不选;
故选C。
6. 能证明蚁酸(HCOOH)是弱酸的实验事实是
A. HCOOH溶液与Zn反应放出H2
B. 0.1 mol·L-1 HCOOH溶液可使紫色石蕊溶液变红
C. HCOOH溶液与Na2CO3反应生成CO2
D. 常温时0.1 mol·L-1 HCOOH溶液的pH=2.3
【答案】D
【解析】
【详解】A.HCOOH溶液与Zn反应生成氢气,说明HCOOH具有酸性,不能说明HCOOH部分电离,则不能证明甲酸为弱酸,故A错误;
B.0.1mol/L的HCOOH溶液可以使紫色石蕊试液变红色,说明甲酸为酸,不能说明甲酸部分电离,则不能证明甲酸为弱酸,故B错误;
C.HCOOH溶液和碳酸钠溶液反应生成二氧化碳,说明甲酸酸性大于碳酸,不能说明甲酸部分电离,则不能证明甲酸为弱酸,故C错误;
D.常温下0.1mol•L-1HCOOH溶液的pH=2.3,说明HCOOH部分电离,则HCOOH为弱酸,故D正确;
故选:D。
7. 取1 mL 0.1 mol·L-1AgNO3溶液进行如下实验(实验中所用试剂浓度均为0.1 mol·L-1):
下列说法不正确的是
A. 实验①白色沉淀是难溶的AgCl B. 若按②①顺序实验,能看到白色沉淀
C. 若按①③顺序实验,能看到黑色沉淀 D. 由实验②说明 AgI 比 AgCl 更难溶
【答案】B
【解析】
【分析】取1mL0.1 mol·L-1AgNO3溶液中加入过量氯化钠溶液生成氯化银白色沉淀,滴加过量KI溶液生成黄色沉淀碘化银,再加入过量硫化钠溶液生成硫化银沉淀,沉淀转化的实质是向更难溶的方向进行。
【详解】A.分析可知,实验①白色沉淀是难溶的AgCl,A正确;
B.由实验②说明AgI比AgCl更难溶,若按②①顺序实验,此条件下碘化银不能转化为氯化银,看不到白色沉淀,B错误;
C.若按①③顺序实验,硫化银溶解度小于氯化银,也可以实现转化看到黑色沉淀生成,C正确;
D.由实验②说明AgI比AgCl更难溶,可以实现沉淀转化,D正确;
故选B。
8. 劳动创造美好生活。下列选项中劳动项目与化学知识没有关联的是
选项
劳动项目
化学知识
A
船工往轮船外壳镶嵌块可防腐蚀
的金属性强于
B
电焊工焊接金属时用溶液除锈
受热易分解
C
营业员将水果放在冰箱中保鲜
温度降低,反应速率减小
D
烟花燃放人员燃放焰火
电子从高能级向低能级跃迁时放出能量
A. A B. B C. C D. D.
【答案】B
【解析】
【详解】A.比活泼,所以在原电池中作负极,可防止被腐蚀,有关联,A不符合题意;
B.溶液呈酸性,所以可除锈,与受热易分解无关联,B符合题意;
C.冰箱低温保存,是为了减慢食物腐败速率,温度低速率慢,有关联,C不符合题意;
D.电子从高能级向低能级跃迁时放出能量,能量主要以光的形式呈现出来,有关联,D不符合题意;
故选B。
9. 硼酸的电离方程式为。已知常温下,、。下列说法错误的是
A. 为一元酸
B. 常温下,溶液的
C. 常温下,和溶液均为的:前者>后者
D. 的溶液中加水稀释,溶液中变小
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据题意可知H3BO3只存在一步电离,产生一个氢离子,所以为一元酸,A不符合题意;
B.设0.01mol•L-1H3BO3溶液中c(H+)=x,则c[]也可近似认为等于x,则有Ka(H3BO3)=5.4×10-10,解得x≈2.3×10-6mol/L,所以pH≈6,B不符合题意;
C.Ka(H3BO3)< Ka(CH3COOH),所以NaB(OH)4的水解程度更大,浓度相同时硼酸钠碱性更强,则等浓度溶液的pH:CH3COONa<NaB(OH)4,C错误;
D.常温下,pH=3的CH3COOH溶液加水稀释后,CH3COOH、CH3COO-和H+浓度都减小,OH-浓度增大,Ka只与温度有关,溶液中减小,D不符合题意;
故选C。
10. 光照条件下,甲烷氯化反应是一个自由基型的取代反应。在链转移反应过程中,经历两步反应:(·CH3和Cl·分别表示甲基和氯原子)
反应1:CH4(g)+Cl·(g)→·CH3(g)+HCl(g);
反应2:·CH3(g)+Cl2(g)→CH3Cl(g)+Cl·(g)。
各物质的相对能量变化如图所示。下列说法不正确的是
A. 链转移反应的反应速率由第1步反应决定
B. 反应1的活化能Ea=16.7 kJ·mol—1
C. 链转移反应的反应热ΔH=—105.4 kJ·mol—1
D. 由图可知,过渡态结构的稳定性:1>2
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A.化学反应取决于化学反应速率慢的一步反应,由图可知,反应1的活化能大于反应2的活化能,则反应1的反应速率小于反应2,链转移反应的反应速率由第1步反应决定,故A正确;
B.由图可知,反应1的活化能Ea=16.7 kJ·mol—1,故B正确;
C.由图可知,链转移反应的反应物总能量高于生成物总能量,该反应为放热反应,反应热ΔH=—105.4 kJ·mol—1,故C正确;
D.由图可知,过渡态1的能量高于由图过渡态2,则过渡态结构2的稳定性强于过渡态结构1,故D错误;
故选D。
11. 设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. (重水)含有的电子数为
B. 在精炼铜的过程中,当阴极生成时,转移电子数为
C. 溶液中阴阳离子数目之和为
D. 一定条件下,与充分反应后,产物的分子数为
【答案】B
【解析】
【详解】A.重水的摩尔质量为20g/mol,1.8g重水的物质的量为,1molD2O含有电子的物质的量为10mol,1.8g重水含有的电子数为0.9NA,故A错误;
B.32g铜的物质的量为,生成0.5mol铜需要得到1mol电子,根据电子守恒,转移电子数为NA,故B正确;
C.溶液体积未知,无法计算阴阳离子数目,故C错误;
D.二氧化硫和氧气的反应为可逆反应,故产物分子的个数小于0.2NA个,故D错误;
故选:B。
12. 下列陈述Ⅰ与陈述Ⅱ均正确,且具有因果关系的是
选项
陈述Ⅰ
陈述Ⅱ
A
工业用电解熔融NaCl制备金属钠
金属钠的还原性很强
B
装有NO2的密闭烧瓶冷却后颜色变浅
NO2转化为N2O4的反应吸热
C
高温,高压下,H2和N2在催化剂作用下合成氨
升高温度、增大压强均可使反应物分子中活化分子的百分数增加
D
1 mol/LNaCl溶液导电性比同浓度醋酸强
NaCl溶液的pH比醋酸的高
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.钠元素在自然界中都是以化合物的形式存在,由于金属钠的还原性很强,不能用一般的还原剂将其从化合物中还原出来,因此工业用电解熔融NaCl制备金属钠,二者都正确且有因果关系,A符合题意;
B.装有NO2的密闭烧瓶中存在可逆会下反应:2NO2(g)N2O4(g) △H<0,冷却后颜色变浅是由于降低温度,化学平衡向放热的正反应方向移动,导致c(NO2)减小,气体颜色变浅,陈述Ⅱ错误,B不符合题意;
C.在高温,高压下,H2和N2在催化剂作用下合成氨,反应方程式为:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H<0,该反应的正反应是气体体积减小的放热反应。在其它条件不变时,升高温度,化学平衡向吸热的逆反应方向移动,使反应物分子中活化分子的百分数增加;但增大压强,化学平衡会向气体体积减小的正反应方向移动,反而会使生成物分子中活化分子的百分数增加,陈述Ⅱ错误,C不符合题意;
D.1 mol/LNaCl溶液导电性比同浓度醋酸强是由于NaCl是强电解质,在溶液中完全电离产生Na+、Cl-,而醋酸是一元弱酸,主要以电解质分子存在,其中含有的自由移动的离子浓度很小,与二者溶液的pH大小无关,D不符合题意;
故合理选项是A。
13. 甲~戊均为短周期元素,在元素周期表中的相对位置如图所示。戊的最高价氧化物对应的水化物为强酸。下列说法不正确的是
A. 原子半径大小一定有:丙>甲>乙
B. 元素电负性强弱一定有:戊>丁>丙
C. 元素的第一电离能大小一定有:戊>丙>丁
D. 丙的最高价氧化物对应的水化物一定能与强碱反应
【答案】C
【解析】
【分析】戊的最高价氧化物对应水化物为强酸,戊可能是S,也可能为Cl,如果戊是S,则乙为O,丁为P,丙为Si,甲为C,如果戊是Cl,则乙为F,丁为S,丙为P,甲为N,据此分析。
【详解】A.同主族从上到下,原子半径依次增大,同周期从左向右原子半径依次减小(稀有气体除外),原子半径大小顺序有:丙>甲>乙,A不符合题意;
B.同周期元素从左到右,电负性逐渐增大,故元素电负性强弱有:戊>丁>丙,B不符合题意;
C.同周期元素从左到右,元素第一电离能逐渐增大,但P的3p轨道上的电子为半充满状态,比较稳定,故P的第一电离能比S大,故元素的第一电离大小为:Cl>P>S或P>S>Cl,C符合题意;
D.若丙为Si,最高价氧化物对应水化物是H2SiO3,能与碱反应,若丙为P,最高价氧化物对应水化物是H3PO4,也能与碱反应,D不符合题意;
故选C
14. 在某一恒温、容积可变的密闭容器中发生如下反应: 。时刻达到平衡后,在时刻改变某一条件,其反应过程如图所示。下列说法正确的是
A. 时,
B. Ⅰ、Ⅱ两过程达到平衡时,体积分数:
C. 时刻改变的条件可以是向密闭容器中加入
D. Ⅰ、Ⅱ两过程达到平衡时,平衡常数:
【答案】C
【解析】
【详解】A.由题图可知,时,反应正向进行,,时,反应达到平衡,,A错误;
B. 时刻改变条件后达到新平衡时,逆反应速率不变,说明和原平衡等效,平衡不移动,A的体积分数:,B错误;
C.向容积可变的密闭容器中加入C,逆反应速率瞬间增大,正反应速率瞬间减小,因为是等温、等压条件,再次建立的平衡与原平衡等效平衡不移动,符合图象,C正确;
D.时刻改变条件后达到新平衡时逆反应速率不变,说明和原平衡等效,所以Ⅰ、Ⅱ两过程达到平衡时,平衡常数不变,D错误;
故选C。
15. 室温时,用溶液滴定溶液,得到的溶液与溶液体积的关系曲线如图所示。下列说法不正确的是
A. 在cd段发生反应的离子方程式:
B. a点:
C. a、b、c、d四点中,b点溶液中水的电离程度最大
D. b点:
【答案】C
【解析】
【详解】A.a点加入100mLNaOH,与H+完全中和,溶质为(NH4)2SO4和Na2SO4,再加入NaOH时,发生与OH-反应,生成NH3·H2O,所以cd段发生反应的离子方程式为 +OH-=NH3·H2O,故A正确;
B.a点加入100mLNaOH,与H+完全中和,溶质为(NH4)2SO4和Na2SO4,并且二者物质的量浓度相等,即c(Na+)=c(),电荷守恒关系式为c()+c(H+)+c(Na+)=2c()+c(OH-),故B正确;
C.a点溶液中溶质为(NH4)2SO4和Na2SO4,水解促进水的电离;b点pH=7,促进作用与抑制作用相当,水正常电离;c点溶液中溶质为(NH4)2SO4、Na2SO4和NH3·H2O,pH>7,以NH3·H2O电离为主,抑制水的电离,d点溶液中溶质为Na2SO4和NH3·H2O,NH3·H2O抑制水的电离,所以a、b、c、d四点中,a点溶液中水的电离程度最大,故C错误;
D.b点pH=7,则c(OH-)=c(H+),根据电荷守恒c()+c(H+)+c(Na+)=2c()+c(OH-)可知,c(Na+)+c()=2c(),b点氢氧化钠体积大于100mL,则c(Na+)>c(),所以c()>c(),b点离子浓度大小为c(Na+)>c()>c()>c(OH-)=c(H+),故D正确;
答案为C。
16. 为适应可再生能源的波动性和间歇性,我国科学家设计了一种电化学装置,其原理如下图所示。当闭合和、打开时,装置处于蓄电状态;当打开和、闭合时,装置处于放电状态。放电状态时,双极膜中间层中的解离为和并分别向两侧迁移。下列有关该电化学装置工作时的说法不正确的是
A. 蓄电时,碳锰电极为阳极
B. 蓄电时,图中右侧电解池发生的总反应为
C. 放电时,每消耗1mol,理论上有2mol由双极膜向碳锰电极迁移
D. 理论上,该电化学装置运行过程中需要不断补充和KOH溶液
【答案】D
【解析】
【分析】当闭合和、打开时,装置处于蓄电状态,即为电解池,得电子生成H2,H元素化合价降低,则为阴极,Mn2+失电子生成MnO2,碳锰电极为阳极;ZnO得电子生成Zn,则锌电极为阴极;当打开和、闭合时,装置处于放电状态,即原电池,锌电极为负极,碳锰电极为正极;
【详解】A.由分析可知,蓄电时即为电解池,Mn2+失电子生成MnO2,碳锰电极为阳极,A正确;
B.蓄电时,右侧电解池中ZnO得电子生成Zn,电极反应式为ZnO+2e-+H2O=Zn+2OH-,OH-失电子生成O2,电极反应式为4OH--4e-=O2+2H2O,发生的总反应为,B正确;
C.放电时,碳锰电极为正极,电极反应式为MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O,每消耗1mol ,需要消耗4mol H+,但碳锰电极只生成2mol正电荷,剩余正电荷需要从双极膜间解离出是氢离子转移至左侧,因此理论上有2mol 由双极膜向碳锰电极迁移,C正确;
D.该电化学装置运行过程中得电子生成H2,但实际过程为消耗了溶剂水,氢离子浓度增大,OH-失电子生成O2,但实际也消耗了溶剂水,氢氧根离子浓度同样增大,则不需要不断补充和KOH溶液,D错误;
故选:D。
二、非选择题:本题共4个小题,每小题14分共56分。
17. 硫酸铁铵的化学式为,它被广泛用于生活饮用水、工业循环水的净化处理等。
(1)①Fe位于元素周期表中的______区(填“s、p、d、ds和f”其中一个),基态的价层电子排布式为______。
②离子半径:______(填“>”、“<或“=”,下同);从价层电子排布的角度分析,在空气中的稳定性:______。
(2)原子中运动的电子有两种相反的自旋状态,若一种自旋状态用表示,与之相反的用表示,称为电子的自旋磁量子数。对于基态原子,其价电子自旋磁量子数的代数和为______。
(3)原子的第一电离能:N______O(填“>”或“<”),其原因是______。
(4)①元素的电负性:N______O(填“>”或“<”)。
②已知:两成键元素间电负性差值大于1.7时,形成离子键,两成键元素间电负性差值小于1.7时,形成共价键。、两元素的电负性分别为1.83和3.0,请你推断是______(填“共价化合物”或“离子化合物”),设计一个实验方案证明你的推断:______。
【答案】(1) ①. ②. ③. > ④. <
(2)或者
(3) ①. > ②. 原子轨道上的电子处于半充满状态,较稳定,比难失去电子(2分,其他合理答案也给分)
(4) ①. < ②. 共价化合物 ③. 测定在熔融状态下能否导电,若导电则离子化合物,反之则为共价化合物
【解析】
【分析】
【小问1详解】
①Fe的原子核外电子数为26,核外电子排布式为:[Ar]3d64s2,位于元素周期表中d区,基态Fe3+的价电子排布式为3d5;故答案为:d;3d5;
②Fe2+和Fe3+核电荷数相同,但是Fe2+外层电子比Fe3+外层电子多,所以Fe2+半径大于Fe3+半径;Fe2+价电子排布为3d6,Fe3+价电子排布为3d5,半充满状态更稳定,所以稳定性FeO<Fe2O3;故答案为:>;<;
【小问2详解】
S原子核电外电子数为16,核外电子排布式ls22s22p63s23p4,其价电子排布式为3s23p4,若一种自旋状态用表示,与之相反用表示,则自旋磁量子数代数和为=+1,也可以为-1,故答案为:+1或者−1;
【小问3详解】
N为7号元素,价电子排布式为2p5,半充满状态更稳定,难失去电子,则第一电离能N>O;故答案为:>;N原子2p轨道上的电子处于半充满状态,较稳定,比O难失去电子;
【小问4详解】
①同一周期电负性从左到右增强,所以电负性N<O,故答案为:<;
②Fe、Cl元素负性差值3.0-1.83=1.17<1.7,所以FeC13应为共价化合物;设计实验方案证明其判断:测定FeC13熔融状态下是否导电,若导电则FeC13为离子化合物,若不导电则FeC13为共价化合物;故答案为:共价化合物;测定FeCl3在熔融状态下能否导电,若导电则为离子化合物,反之则为共价化合物。
【点睛】
18. 工业上利用锂辉石(主要成分为,还含有、、等)制备钴酸锂的流程如下:
已知:①常温下,,,。
②若溶液中被沉淀的离子浓度低于时,该离子已完全沉淀。
(1)钴元素位于元素周期表中第四周期第______族。
(2)“酸化焙烧”是指用浓硫酸与矿石一起在条件下加热,为有效提高该步骤的效率,常采取的措施是______(写出一条即可)。
(3)“浸出”步骤中加入,其目的是除去“酸化焙烧”中过量的硫酸,控制使、完全沉淀,则至少为______。(保留到小数点后一位。)
(4)“沉锂”步骤所得的母液中仍含有大量的,可将母液加入到“______”步骤中。
(5)一种可充放电锂离子电池的负极为嵌锂石墨,正极材料为,放电时,从石墨中脱嵌移向正极,总反应为。某小组用该电池电解饱和食盐水的装置如图所示,电解一段时间后,电解池右室B口排出较浓的溶液。
①电解池右室溶液浓度增大的原因是 (用化学式或者离子符号填空):右室中水电离出的______得电子反应生成______,其浓度减小,使溶液中______浓度增大,为了保持右室中溶液阴阳离子电荷平衡,______从左室通过交换膜,向右室迁移,从而使右室中的浓度增大。
②该电解池总反应的的离子方程式为______。
③该锂离子电池放电时的正极反应式为______。
【答案】(1)Ⅷ (2)将矿石粉碎或者搅拌
(3)4.7 (4)净化
(5) ①. ②. ③. ④. ⑤. ⑥.
【解析】
【分析】锂辉石(主要成分为LiAlSi2O6,还含有FeO、CaO、MgO等)为原料来制取钴酸锂(LiCoO2),加入过量浓硫酸酸化焙烧锂辉矿,加入碳酸钙除去过量的硫酸,并使铁离子、铝离子沉淀完全,然后加入氢氧化钙和碳酸钠沉淀镁离子和钙离子,过滤得到溶液中主要是锂离子的溶液,滤液蒸发浓缩得20%Li2S,加入碳酸钠沉淀锂离子生成碳酸锂,洗涤后与Co3O4高温下焙烧生成钴酸锂;
【小问1详解】
已知Co是27号元素,故钴元素位于元素周期表中第四周期第Ⅷ族,故答案为:Ⅷ;
【小问2详解】
“酸化焙烧”时使用的是浓硫酸,为提高“酸化焙烧”效率,还可采取的措施有将矿石细磨、搅拌等,故答案为:将矿石粉碎(搅拌);
【小问3详解】
根据题干数据可知,Al(OH)3的Ksp大于Fe(OH)3的Ksp,那么使Al3+完全沉淀pH大于Fe3+的,Al(OH)3的Ksp=c(Al3+)×c3(OH-)=1×10-33,c(OH-)=mol/L=1×10-9.3mol/L,则c(H+)=1×10-4.7mol/L,pH=4.7,即pH至少为4.7,故答案为:4.7;
【小问4详解】
该过程得的“母液“中仍含有大量的Li+,需要从中提取,应回到“净化“步骤中循环利用,故答案为:净化;
【小问5详解】
①右室连接负极,为阴极,阴极室中NaOH溶液浓度增大的原因是:阴极室中水电离出的H+得电子反应生成H2,其浓度减小,使溶液中OH―浓度增大,为了保持阴极室溶液中阴阳离子电荷平衡,Na+从原料室向阴极室迁移,从而使阴极室中NaOH的浓度增大,答案为;;;;
②该电解池为电解氯化钠溶液生成氢氧化钠、氢气和氯气,总反应的的离子方程式为;
③一种可充、放电锂离子电池的负极为嵌锂石墨(),正极材料为,放电时,Li+从石墨中脱嵌移向正极,总反应为,根据总反应和正极发生还原反应可知,该锂离子电池放电时的正极反应式为,故答案为:。
19. 某小组设计实验测定可逆反应的平衡常数并探究影响化学平衡移动的因素。
已知:常温下,反应(白色)和(红色)的平衡常数分别为、。
Ⅰ.配制溶液
(1)用绿矾配制,为防止配制过程中变质,常加入少量的_______和_______(填试剂名称)。
Ⅱ.测定的平衡常数
常温下,将溶液和溶液等体积混合,产生灰黑色沉淀,溶液呈黄色,过滤得澄清滤液X。
(2)用溶液滴定测定滤液中浓度。
①量取滤液X。用_______(填“酸式”或“碱式”)滴定管取一定体积滤液X于锥形瓶中,若滴定管未用滤液润洗,对浓度测定结果是_______(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
②用溶液滴定滤液中。滴定终点的现象为:当最后半滴溶液滴入后,_______,此时为滴定终点。重复三次实验,实验数据如下表所示。根据表中数据计算出的滤液中的平均浓度是_______(用含的计算式表示)。
实验编号
滤液的体积
滴定前溶液的体积读数
滴定后溶液的体积读数
1
10.00
3.10
23.06
2
10.00
0.50
20.50
3
10.00
2.36
22.40
(3)计算。若测得滤液中,则该反应的平衡常数_______。(用含的计算式表示)
Ⅲ.探究稀释对该反应平衡移动方向的影响
常温下,用溶液和溶液,按下表配制总体积相同的系列溶液,测定平衡时浓度,记录数据。
实验编号
ⅰ
10
10
0
ⅱ
4
(4)①_______,_______。
②和存在的关系是_______(用含和的不等式表示),该关系可以作为判断稀释对该反应平衡移动方向影响的证据。
【答案】(1) ①. 铁粉 ②. 稀硫酸
(2) ①. 酸式 ②. 偏低 ③. 溶液变红色,且半分钟内不褪色 ④. 2c
(3)
(4) ①. 4 ②. 12 ③. c1 > 2.5c2
【解析】
【小问1详解】
铁粉与被氧化得到的铁离子发生归中反应,起到抗氧化作用,反应为2Fe3++Fe=3Fe2+,Fe2+发生水解反应,为抑制水解可加入稀硫酸增大氢离子浓度,为防止配制过程中变质,常加入少量的铁粉和稀硫酸;
【小问2详解】
①滤液X呈酸性,应用酸式滴定管量取,若滴定管未用滤液润洗,待测液浓度偏低,消耗标准液体积偏小,则对浓度测定结果是偏低;
②铁离子和KSCN溶液反应溶液变红色,故滴定终点现象为:最后半滴标准液加入后,溶液变红色,且半分钟内不褪色,此时为滴定终点;三次实验消耗溶液的体积分别为19.96mL、20.00mL、20.04mL,平均消耗V=,根据滴定原理Ag++SCN-=AgSCN可知,n(Ag+)=n(SCN-)=,10mL滤液中的平均浓度是c(Ag+)==2c;
【小问3详解】
0.01mol⋅L-1Ag2SO4溶液和0.04mol⋅L-1FeSO4溶液等体积混合后银离子、亚铁离子的初始浓度分别为0.01mol⋅L-1、0.02mol⋅L-1,Ag++Fe2+⇌Ag↓+Fe3+,反应后生成Ag+浓度为amol/L,消耗(0.01-a)mol/L Ag+,则反应后亚铁离子、铁离子的浓度分别为0.02-(0.01-a)=0.01+amol/L、(0.01-a)mol/L,则反应的平衡常数;
【小问4详解】
①研究常温下稀释对该平衡移动方向的影响,测定平衡时Fe3+浓度,则实验中变量为、溶液的浓度,故实验中a=4,b=10+10-4-4=12;
②溶液稀释后平衡向离子浓度增大的方向移动,故平衡逆向移动,c1和c2关系为c1>c2,故c1>2.5 c2。
20. 利用二氧化碳可合成低碳烯烃的新技术,实现碳中和成为研究热点。
已知:①
②
③
(1)则______(用、表示)。
(2)在密闭容器中发生上述反应①,若,下列说法不正确的是______。
A. 当气体平均摩尔质量保持不变时,反应已达平衡
B. 加入催化剂,可提高的平衡转化率
C. 平衡后缩小体积增大体系压强,有利于提高产率
D. 平衡后升高温度,正反应速率增大、逆反应速率减小,平衡逆移
(3)反应③的反应温度、投料比对平衡转化率的影响如图所示。
①下,向恒温恒容的密闭容器中加入、,反应达到平衡。计算内的平均反应速率为______,M点乙烯体积分数为______(保留2位有效数字)。
②______3(填“>”“<”或“=”,下同)。
③推断M、N两点反应的平衡常数______,推断的理由是______。
(4)某研究所用催化加氢合成低碳烯烃反应,所得产物含、、等副产物,在其他条件相同时,添加不同助剂,经过相同时间后测得转化率和各产物的物质的量分数如表。
助剂
转化率%
各产物在总产物中的占比/%
其他
42.5
35.9
39.6
24.5
27.2
75.6
22.8
1.6
9.8
80.7
12.5
6.8
欲提高单位时间内乙烯的产量,在催化剂添加上表中______助剂的效果最好。
【答案】(1) (2)BD
(3) ①. ②. 9.7% ③. > ④. > ⑤. 的平衡转化率随温度升高而降低,说明反应是放热的,升温,平衡常数减小,而点的温度高于点,故点的平衡常数小
(4)K
【解析】
【小问1详解】
由已知方程可知,
【小问2详解】
A.,反应①是气体质量不变,气体体积变小的反应,所以气体平均摩尔质量保持不变时,反应已达平衡,A正确;
B.催化剂可以降低反应活化能,不能改变反应焓变和影响平衡移动,所以不可提高的平衡转化率,B错误;
C.平衡后缩小体积增大体系压强,会使平衡正向移动,所以有利于提高产率,C正确;
D.平衡后升高温度,正、逆反应速率均增大,平衡逆移,D错误;
故选BD。
【小问3详解】
①
反应达到平衡时,平衡转化率为60%,即,则,;
,所以M点乙烯体积分数为9.7%
②增大投料比即增大H2的浓度,会使平衡正向移动,则平衡转化率会增大,所以>3。
③由图可知,升温会使平衡转化率减小,即平衡逆向移动,则反应③是一个放热反应,降温会使平衡正向移动,使平衡转化率增大,平衡常数增大,而点的温度高于点,
所以>。
【小问4详解】
欲提高单位时间内乙烯的产量,催化剂添加上表中K助剂的效果最好,因为转化率较高,且乙烯产物在总产物中的占比较高。
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