内容正文:
2023级“贵百河—武鸣高中”10月高二年级新高考月考测试
化学
(考试时间:75分钟 满分:100分)
注意事项:
1.本试卷分选择题和非选择题两部分。答卷前,考生务必将自己的姓名、学校、班级、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,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。写在本试卷上无效。
3.回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
4.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 P-31 S-32 Fe-56 Cu-64
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,只有一项是符合题意要求的。
1. 化学与生产、生活密切相关,下列有关说法正确的是
A. 工业合成氨温度为400~500是因为升高温度有利于提高反应物的平衡转化率
B. 石油的裂化、裂解,煤的干馏、气化都属于化学变化
C. 多糖、蛋白质、油脂属于有机高分子化合物
D. 用作信息高速公路的石英光导纤维是一种新型的有机高分子材料
【答案】B
【解析】
【详解】A.工业合成氨的反应为放热反应,升温平衡逆向移动,不利于提高反应物的平衡转化率,温度400~500是因为催化剂的活性较高,A错误;
B.石油的裂化、裂解是使长链烃断裂成短链烃,属化学变化,煤的干馏是将煤在隔绝空气条件下加强热使之分解的过程,属于化学变化,煤的气化是将煤转化为气态燃料的过程,是化学变化,B正确;
C.有机高分子化合物的相对分子质量在一万以上,油脂不属于有机高分子化合物,C错误;
D.石英光导纤维的成分为SiO2,属于无机非金属材料,D错误;
故选B。
2. 设NA为阿伏加德罗常数的值,下列有关叙述正确的是
A. 标准状况下,4.48LNO和3.2gO2充分反应,产物的分子数为0.2NA
B. 1mol C2H6O含有的C-H键为5NA
C. 1mol/L CH3COOH溶液中,CH3COOH分子的数目为NA
D. 1mol Cu和等物质的量S共热充分反应后转移的电子数为NA
【答案】D
【解析】
【详解】A.NO与O2反应生成NO2,NO2会部分转化为N2O4,因此无法确定最终产物分子数,故A错误;
B.C2H6O有两种结构可能,若为CH3CH2OH,则1mol中含C-H键为5NA,故B错误;
C.溶液体积未知,不能确定醋酸分子数目,故C错误;
D.Cu与S发生反应:,1mol Cu和等物质的量S反应时,S过量,Cu完全反应,转移电子数为:NA,故D正确;
故选:D。
3. 关于下列说法正确的是
A. 若31g白磷的能量比31g红磷多b kJ,则白磷转化为红磷的热化学方程式为P4(白磷,s)=4P(红磷,s) ΔH=-4b kJ/mol
B. 若S(s)+O2(g) = SO2(g) ΔH1;2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g) ΔH2,硫燃烧热为
C. 已知中和热∆H=-57.3 kJ/mol,则NaOH(aq)+CH3COOH(aq)=CH3COONa(aq)+H2O(l) ∆H<-57.3 kJ/mol
D. 若NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)常温下能自发进行,则该反应的∆H>0
【答案】A
【解析】
【详解】A.若31g白磷(含P4的物质的量为0.25mol)的能量比31g红磷(含P的物质的量为1mol)多bkJ,则白磷转化为红磷为放热反应,热化学方程式为P4(白磷,s)=4P(红磷,s) ΔH=-4b kJ/mol,A正确;
B.S的燃烧热指1molS(s)与O2(g)反应生成1molSO2(g)时放出的热量,所以硫的燃烧热为ΔH1,B错误;
C.醋酸为弱酸,弱酸电离会吸热,故氢氧化钠和醋酸反应生成1mol液态水时,放出的热量小于57.3kJ/mol,即∆H>-57.3 kJ/mol ,C错误;
D.NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s),ΔS<0,若常温下能自发,则ΔG=ΔH-TΔS<0,ΔH<0,D错误;
答案选A。
4. 下列离子方程式正确的是
A. 硫化钠和硝酸混合:S2-+2H+ = H2S↑
B. 氢氧化钡溶液与硫酸铜反应:
C. 石灰水与过量碳酸氢钠溶液反应:
D. 足量的铁与稀硝酸反应:
【答案】C
【解析】
【详解】A.硝酸具有强氧化性,能够把S2-氧化为S、SO2甚至为硫酸根离子,故原离子方程式不符合硫化钠和硝酸混合的反应实际,A错误;
B.氢氧化钡溶液与硫酸铜反应生成BaSO4和Cu(OH)2沉淀,故离子方程式为:,B错误;
C.石灰水与过量碳酸氢钠溶液反应生成CaCO3、Na2CO3和H2O,故离子方程式为:,C正确;
D.足量的铁与稀硝酸反应生成Fe(NO3)2、NO和H2O,故离子方程式为:,D错误;
故答案为:C。
5. 对于反应“CO+NO2CO2+NO”,其速率方程为v=kc2(NO2),k为速率常数,只与温度有关,则下列说法正确的是
A. 升高温度,v正增大,v逆减小
B. 增大CO的浓度,化学反应速率不变
C. 反应达到平衡后,缩小体积,平衡正向移动
D. 该反应速率由反应物共同影响
【答案】B
【解析】
【详解】A.升高温度,,均增大,A错误;
B.根据速率方程可知,改变二氧化氮浓度对反应速率有影响,而增大CO的浓度,对化学反应速率没有影响,化学反应速率不变,B正确;
C.该反应为气体分子总数不变的反应,反应达到平衡后,缩小体积,平衡不移动,C错误;
D.根据速率方程可知,该反应速率只受二氧化氮的影响,D错误;
故答案:B。
6. 据报道,在300℃、70MPa下由二氧化碳和氢气合成乙醇已成为现实:2CO2(g)+6H2(g)CH3CH2OH(g)+3H2O(g),下列叙述错误的是
A. 使用催化剂可大大提高生产效率
B. 反应需在300℃进行可推测该反应是吸热反应
C. 充入大量CO2气体可提高H2的转化率
D. 从平衡混合气体中分离出CH3CH2OH和H2O可提高CO2和H2的利用率
【答案】B
【解析】
【详解】A项,使用Cu-Zn-Fe催化剂可加快反应速率,能大大提高生产效率,A项正确;
B项,反应加热与反应放热还是吸热没有直接的关系,如煤的燃烧放热,但需要加热,B项错误;
C项,充入大量CO2气体平衡会正向移动,所以可提高H2的转化率,C项正确;
D项,从平衡混合气体中分离出CH3CH2OH和H2O会使平衡正向移动,所以可提高CO2和H2利用率,D项正确;
故选B。
7. 化学中常用图像直观地描述化学反应的进程或结果。下列图像描述正确的是
A. 图①对于反应aX(g)+bY(s)cZ(g),若P1>P2,则a+b<c
B. 图②表示向BaCl2溶液中滴加稀硫酸至过量的过程中溶液导电性的变化
C. 图③是铁条与盐酸反应的反应速率随反应时间变化的曲线,t1时刻溶液的温度最高
D. 图④表示A(g)+3B(g)2C(g)反应时混合气体的平均相对分子质量随温度的变化情况,可推知正反应放热
【答案】D
【解析】
【详解】A.同一温度下,若P1>P2,由图①得,压强越大X的体积分数越大,反应aX(g)+bY(s)cZ(g)平衡逆向移动,说明逆反应方向是气体体积减小的方向,则a<c,A错误;
B.向BaCl2溶液中滴加稀硫酸至过量,可生成硫酸钡沉淀和盐酸,溶液导电性有所减弱,但不会接近0,图②曲线变化不符,B错误;
C.0~t1,因为反应放热,因此反应速率增大,t1时刻后因为随着反应进行反应物浓度减小导致反应速率减小,铁条与盐酸反应是放热反应,随着反应的进行,温度越来越高,因此t1时刻溶液的温度不是最高,C错误;
D.由图④知,升高温度,气体的平均相对分子质量减小,说明气体分子数目增多,即升高温度,平衡逆向移动,逆向是吸热方向,可推知正反应是放热反应,D正确;
故选D。
8. 三级溴丁烷乙醇解的反应进程及势能关系如图(“≠”表示过渡态),有关说法错误的是
A. 三级溴丁烷的反应历程中只存在极性键的断裂和形成
B. 乙醇作为总反应的催化剂,可以降低活化能,加快速率,但不改变反应的反应热∆H
C. 反应是决定总反应的速率
D. 由图可知总反应为放热反应
【答案】B
【解析】
【详解】A.三级溴丁烷乙醇解的反应过程中C-Br和O-H键断裂,C-O、H-Br键形成,均为极性键,A正确;
B.由图可知,乙醇作为反应物参与反应生成,乙醇不是催化剂,B错误;
C.活化能大的步骤,反应速率决定总速率,的活化能最大,决定总反应的速率,C正确;
D.由图可知,反应物能量大于生成物能量,为放热反应,D正确;
故选B。
9. 用下列装置进行实验,能达到实验目的的是
A.探究浓度对反应速率的影响
B.中和反应反应热的测定
C.制取并收集干燥的氨气
D.测定乙醇与钠反应生成H2的体积
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.过氧化氢和亚硫酸氢钠溶液反应没有明显的表征,因此该实验不能探究浓度对反应速率的影响,A错误;
B.测定中和反应反应热因缺少环形玻璃搅拌棒而不能达到实验目的,B错误;
C.氨气和氯化钙反应生成,不可用无水CaCl2干燥,且氨气的密度比空气小,集气瓶导管应该短进长出,C错误;
D.测定乙醇与钠反应生成氢气的体积,可通过右侧液面上升的高度确定反应生成的氢气体积,可达到实验目的,D正确;
故选D。
10. 在催化剂作用下,向1L密闭容器中加入X和Y,发生反应:X(g)+2Y(s)2Z(s),X的转化率随温度的变化如图所示。下列说法不正确的是
A. 该反应ΔH>0
B. 使用更高效的催化剂,可能使b点移动到d点
C. 400℃,反应的平衡常数K=0.4
D. bc段变化的原因可能是400℃以上催化剂活性降低
【答案】C
【解析】
【详解】A.由分析可知,升高温度,X的平衡转化率增大,平衡正向移动,说明该反应为吸热反应,ΔH>0,A正确;
B.b点为400℃,反应未达到平衡,若使用高效催化剂,反应速率增大,相同时间内X的转化率增大,缩短达到平衡的时间,可能使b点移动到d点,B正确;
C.400℃时,X的平衡转化率为60%,平衡常数,C错误;
D.ab阶段随温度升高,转化率增大,bc阶段随温度升高,转化率减小,该变化可能是催化剂在温度高于400℃时活性降低导致,D正确;
故选C。
11. 已知:。实验测得速率方程为v正=k正c(NO)·c(O3),v逆=k逆c(NO2)·c(O2)(k正、k逆为速率常数,只与温度有关,与浓度无关)。向2L恒容密闭容器中充入0.4molNO(g)和0.6mol O3(g)发生上述反应,测得NO的体积分数x(NO)与温度和时间的关系如图所示。下列说法正确的是
A. 化学反应速率:vc (正)>va (逆)>vb (逆)
B. T1温度下的<T2温度下的
C. 正、逆反应活化能的大小关系为Ea(正)>Ea(逆)
D. 恒温恒压时,充入He,平衡不移动,该反应速率不变
【答案】B
【解析】
【分析】根据先拐先平数值大可知,T1>T2,温度高的时x(NO)大,说明升高温度平衡逆向移动,逆反应为吸热反应,正反应为放热反应,△H<0;
【详解】A.T1>T2,c点未达平衡,b点达平衡正逆反应速率相等,vc (正)>vb (正)=vb (逆),b点温度和反应物浓度均大于a点,反应速率大于a点,故化学反应速率:vc (正) >vb (逆) >va (逆),A错误;
B.由v正=k正c(NO)·c(O3),v逆=k逆c(NO2)·c(O2),当v正= v逆时,可知==K,T1>T2,△H<0,温度高时K值反而小,则T1温度下的<T2温度下的,B正确;
C.正反应为放热反应,△H<0,故正逆反应活化能的大小关系为Ea(正)<Ea(逆),C错误;
D.恒温恒压时,充入He,平衡不移动,但容器体积变大,浓度变小,反应速率减小,D错误;
故选B。
12. 为探究化学平衡移动的影响因素,设计方案并进行实验,观察到相关现象。其中方案设计和结论都错误的是
选项
影响因素
方案设计
现象
结论
A
浓度
向1mL0.1mol/L K2CrO4溶液中加入1mL1.0mol/L HI溶液
黄色溶液变橙色
增大反应物浓度,平衡向正反应方向移动
B
压强
向恒温恒容密闭玻璃容器中充入100mLHI气体,分解达到平衡后再充入100mLAr
气体颜色不变
恒温恒容下,该反应改变压强平衡不移动
C
温度
将封装有NO2和N2O4混合气体的烧瓶浸泡在热水中
气体颜色变深
升高温度,平衡向吸热反应方向移动
D
催化剂
向1mL乙酸乙酯中加入1mL0.3mol/L H2SO4溶液,水浴加热
上层液体逐渐减少
使用合适的催化剂可使反应速率加快
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.在K2CrO4溶液中存在平衡,且该溶液具有氧化性,HI具有还原性,向1mL0.1mol/L K2CrO4溶液中加入1mL1.0mol/L HI溶液,可发生氧化还原反应生成I2使溶液变为橙色,干扰探究浓度对化学平衡的影响,A错误;
B.反应2HIH2+I2为反应前后气体总体积不变的可逆反应,向恒温恒容密闭玻璃容器中充入100mLHI气体,分解达到平衡后再充入100mLAr,平衡不发生移动,气体颜色不变,应得到的结论是:对于反应前后气体总体积不变的可逆反应,恒温恒容时,改变压强平衡不移动,B正确;
C.反应为放热反应,升高温度,气体颜色变深,说明平衡逆向移动,即向吸热反应方向移动,C正确;
D.向1mL乙酸乙酯中加入1mL0.3mol/L H2SO4溶液,水浴加热,上层液体逐渐减少,这说明催化剂可以加快化学反应速率,D正确;
答案选A。
13. 异山梨醇是一种由生物质制备的高附加值化学品,150℃时其制备过程及相关物质浓度随时间变化如图所示,15h后异山梨醇浓度不再变化。下列说法正确的是
A. 3h时,反应②正、逆反应速率相等
B. 0~3h平均速率(1,4-失水山梨醇)=0.014mol∙kg-1∙h-1
C. 该温度下的平衡常数:①>②
D. 反应②加入催化剂增大其平衡转化率
【答案】BC
【解析】
【详解】A.由图可知,3小时后异山梨醇浓度继续增大,15h后异山梨醇浓度才不再变化,所以3h时,反应②未达到平衡状态,即正、逆反应速率不相等,故A错误;
B.由图可知,在0-3h内1,4-失水山梨醇的浓度变化量为0.042mol/kg,所以平均速率(1,4-失水山梨醇)=,故B正确;
C.图像显示该温度下,15h后所有物质浓度都不再变化,且此时山梨醇转化完全,即反应充分,而1,4-失水山梨醇仍有剩余,即反应②正向进行程度小于反应①、反应限度小于反应①,所以该温度下的平衡常数:①>②,故C正确;
D.催化剂只能改变化学反应速率,不能改变物质平衡转化率,所以反应②加入催化剂不改变其平衡转化率,故D错误;
故答案选BC。
14. 部分弱电解质的电离常数如下表,下列说法正确的是
弱电解质
HClO
HCOOH
H2SO3
H2CO3
电离常数(25℃)
K=2.95×10-8
Ka=1.8×10-4
K1=1.54×10-2
K2=1.02×10-7
Ka1=4.3×10-7
Ka2=5.6×10-11
A. 和在水溶液中不能大量共存
B. NaClO溶液中通入少量CO2:
C. 向氯水中分别加入等浓度的NaHCO3和NaHSO3溶液,均可提高氯水中HClO的浓度
D. 25℃,反应HCOOH+ClO- =HClO+HCOO- 的平衡常数约为6.1×103
【答案】D
【解析】
【详解】A.酸性,和在水溶液中能大量共存,A错误;
B.酸性, NaClO溶液中通入少量CO2,反应的离子方程式为,B错误;
C.向氯水中加入NaHSO3溶液,NaHSO3能和氯水中HClO发生氧化还原反应而降低HClO的浓度,C错误;
D.25℃,反应HCOOH+ClO- =HClO+HCOO- 的平衡常数,D正确;
故选D。
二、非选择题:共4题,共计58分。
15. 回答下面的问题。
(1)下列反应中能量变化与图一致的是_______(填字母)。
A. 铝热反应
B. 灼热的木炭与二氧化碳反应
C. 生石灰与水反应
D. 氢氧化钡晶体和氯化铵晶体反应
(2)在无氧环境下,CH4经催化脱氢芳构化可以直接转化为高附加值的芳烃产品。一定温度下,CH4芳构化时同时存在如下反应:
i.CH4(g)→C(s)+2H2(g) ∆H1=+74.6kJ∙mol-1 ∆S=+80.84J∙mol-1∙K-1。
ii.6CH4(g)→C6H6(l)+9H2(g) ∆H2。
回答下列问题:
①反应ⅰ在1000K时_______(选填“能”或“不能”)自发进行。
②已知25℃时有关物质的燃烧热数据如表,则反应ⅱ的∆H2=____kJ∙mol-1(用含a、b、c的代数式表示)。
物质
CH4(g)
C6H6(l)
H2(g)
∆H/(kJ‧mol-1)
a
b
c
(3)一定温度下,将一定质量的冰醋酸加水稀释过程中,溶液的导电能力变化如图所示,回答下列问题:
①a、b、c三点溶液的pH的大小:_______。
②用湿润的pH试纸测量a处溶液的pH,测量结果_______(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
③用蒸馏水稀释c处的溶液,则下列各式表示的数值随水量的增加而减小的是_______。
A. B.电离度α(CH3COOH) C.n(H+) D.
(4)相同条件下,将pH=3的硫酸溶液和醋酸溶液,分别稀释成pH=5,加水后的体积:前者_____后者(填“>”、“<”或“=”)。
【答案】(1)BD (2) ①. 能 ②. 6a-b-9c
(3) ①. c>a>b ②. 偏小 ③. AD
(4)<
【解析】
【小问1详解】
根据图示,反应物总能量小于生成物总能量,为吸热反应。
A. 铝热反应是放热反应,故不选A;
B. 灼热的木炭与二氧化碳反应生成一氧化碳,属于吸热反应,故选B;
C. 生石灰与水反应生成氢氧化钙,属于放热反应,故不选C;
D. 氢氧化钡晶体和氯化铵晶体反应放出氨气,属于吸热反应,故选D;
选BD。
【小问2详解】
①反应ⅰ在1000K时, ,所以反应能自发进行。
②由题给数据可得出以下热化学方程式:
③CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=akJ·mol-1
④C6H6(l)+7.5O2(g)=6CO2(g)+3H2O(l) ΔH=bkJ·mol-1
⑤H2(g)+0.5O2(g)=H2O(l) ΔH=c kJ·mol-1,依据盖斯定律,将反应③×6-④-⑤×9得,反应ⅱ的ΔH =(6a-b-9c) kJ·mol-1。
【小问3详解】
①导电能力越强,氢离子浓度越大,溶液pH越小,a、b、c三点溶液的pH的大小c>a>b。
②根据图示,a点溶液加水稀释,导电能力增强,氢离子浓度增大,pH减小,用湿润的pH试纸测量a处溶液的pH,测量结果偏小。
③A.用蒸馏水稀释c处的溶液,不变,减小, 所以减小,故选A;
B.弱电解质越稀越电离,用蒸馏水稀释c处的溶液,电离度α(CH3COOH)增大,故不选B;
C.弱电解质越稀越电离,用蒸馏水稀释c处的溶液,醋酸电离程度增大,所以 n(H+)增大,故不选C;
D.用蒸馏水稀释c处的溶液,导电能力减弱,氢离子浓度减小,氢氧根离子浓度增大,所以减小,故选D;
选AD。
【小问4详解】
硫酸是强酸,醋酸是弱酸,醋酸加水稀释电离平衡正向移动,相同条件下,将pH=3的硫酸溶液和醋酸溶液,分别稀释成pH=5,加水后的体积:前者<后者。
16. 工业上用软锰矿(主要成分是MnO2,含有Al2O3、SiO2等杂质),制备KMnO4的流程如下:
已知:①K2MnO4固体和溶液均为墨绿色;酸性环境下能发生歧化反应。
(1)K2MnO4中Mn的化合价是_______。
(2)为了提高煅烧速率,可采取的措施有_______。(答2点即可)
(3)熔融煅烧时将空气改用KClO也能达到目的,写出KClO与软锰矿反应的主要化学方程式:_______。
(4)向浸取后的溶液中通入CO2,调节其pH,经过滤得滤渣Ⅰ,滤渣Ⅰ的成分是_______。整个流程中可以循环利用的物质是_______。
(5)写出歧化一步发生的离子反应方程式:_______。
(6)“歧化”时,下列物质能代替冰醋酸的是:_______(填序号)。
①浓盐酸 ②H2SO3 ③稀硫酸 ④HI
(7)“操作Ⅱ”可通过______、______,过滤、洗涤、干燥等一系列操作获得KMnO4晶体。
【答案】(1)+6 (2)软锰矿粉碎、搅拌等
(3)MnO2+KClO+2KOHK2MnO4+KCl+H2O
(4) ①. H2SiO3、Al(OH)3 ②. MnO2
(5)
(6)③ (7) ①. 蒸发浓缩 ②. 冷却结晶
【解析】
【分析】软锰矿主要成分是MnO2,含有Al2O3、SiO2等杂质,软锰矿通入空气、加入氢氧化钾“熔融煅烧”,生成墨绿色K2MnO4、硅酸钾和偏铝酸钾,加水浸取,向“浸取”后的溶液中通入CO2,调节其pH,生成Al(OH)3和硅酸沉淀,过滤,得墨绿色K2MnO4溶液,加冰醋酸发生歧化反应生成KMnO4、MnO2,过滤得紫色KMnO4溶液,蒸发浓缩、冷却结晶得KMnO4晶体;
【小问1详解】
K2MnO4中K元素显+1价、O元素显-2价,根据化合价代数和等于0,Mn的化合价是+6;
【小问2详解】
根据影响反应速率的因素,为了提高煅烧速率,可采取的措施有将软锰矿粉碎、搅拌等;
【小问3详解】
KClO与MnO2、KOH煅烧生成K2MnO4、KCl、H2O,反应的主要化学方程式为MnO2+KClO+2KOHK2MnO4+KCl+H2O;
【小问4详解】
浸取后的溶液中含有K2MnO4、硅酸钾和偏铝酸钾,通入CO2,调节其pH,生成Al(OH)3和硅酸沉淀,经过滤得滤渣Ⅰ,滤渣Ⅰ的成分是Al(OH)3和H2SiO3沉淀。K2MnO4溶液加冰醋酸发生歧化反应生成KMnO4、MnO2,过滤,滤渣Ⅱ为MnO2,整个流程中可以循环利用的物质是MnO2;
【小问5详解】
K2MnO4溶液加冰醋酸发生歧化反应生成KMnO4、MnO2,发生反应的离子反应方程式为;
【小问6详解】
KMnO4具有强氧化性,所以歧化时不能用还原性酸,盐酸、亚硫酸以及氢碘酸均具有还原性,可以用稀硫酸替代醋酸,故本题正确答案为:③;
【小问7详解】
操作Ⅱ为结晶操作,“结晶”时,当表面出现晶膜时,停止加热,自然冷却,抽滤后即可获得紫黑色KMnO4晶体,故答案为:蒸发浓缩、冷却结晶。
17. 硫代硫酸钠(Na2S2O3)俗称大苏打或海波,在碱性条件下稳定,遇酸易分解。将SO2通入按一定比例配成的Na2S和Na2CO3的混合溶液中,便可得到Na2S2O3,同时生成CO2。
Ⅰ.制备Na2S2O3·5H2O。
(1)仪器A的名称为_______,装置D的作用是_______,B中的试剂最好选用_______(填字母)。
A.稀H2SO4 B.NaOH溶液 C.饱和NaHSO3溶液 D.饱和NaHCO3溶液
(2)C中将Na2S和Na2CO3配成溶液再通入SO2,便可制得Na2S2O3和CO2,写出反应的离子方程式为_______。
(3)为保证硫代硫酸钠的产量,实验中产生的SO2不能过量,原因是_______。
(4)反应终止后,C中的溶液经蒸发浓缩即可析出Na2S2O3·5H2O,其中可能含有Na2SO3、Na2SO4等杂质,检测产品中是否含有Na2SO4杂质的实验操作和现象:___________。
Ⅱ.探究Na2S2O3的部分化学性质。
Ⅲ.Na2S2O3的应用。
已知:。
某同学探究与稀H2SO4反应的速率影响因素时,设计了如下系列实验:
编号
0.1mol/L Na2S2O3溶液的体积/
0.1mol/LH2SO4溶液的体积/
水的体积/
水浴温度/℃
测定变浑浊时间/s
①
10.0
15.0
0
35
t1
②
10.0
10.0
V1
35
t2
③
15.0
0
45
t3
(5)_______。
(6)通过对比实验①和②,验证_______对反应速率的影响,因此测定变浑浊的时间t1_______t2(填“>、“<”或“=”)。
【答案】(1) ①. 圆底烧瓶 ②. 安全瓶,防倒吸 ③. C
(2)
(3)若SO2过量,溶液显酸性,产物Na2S2O3遇酸易分解,导致产率下降
(4)取少量产品溶于足量稀盐酸,静置,取上层清液,再滴加BaCl2溶液,若出现沉淀,则说明含有Na2SO4杂质
(5)1∶2 (6) ①. H2SO4浓度(或浓度) ②. <
【解析】
【分析】在装置A中H2SO4与Na2SO3发生复分解反应产生Na2SO4、SO2气体、H2O,装置B中可以盛放饱和NaHSO3溶液,其作用是平衡气压,控制气体速率;在装置C中发生反应;装置D的作用是安全瓶,可以防止倒吸现象的发生;装置E用于尾气处理,防止污染大气。
【小问1详解】
据装置图可知仪器A的名称为圆底烧瓶;装置D的作用是安全瓶,防止装置E中的液体进入装置C而引起倒吸现象的发生;B装置主要为平衡气压、控制气流速度,以及防止倒吸的作用,试剂最好选用饱和NaHSO3溶液,故合理选项是C,故答案为:圆底烧瓶;安全瓶,防倒吸;C;
【小问2详解】
在装置C中硫化钠、碳酸钠与二氧化硫反应生成硫代硫酸钠和二氧化碳,该反应的离子方程式为:,故答案为:;
【小问3详解】
为保证硫代硫酸钠的产量,实验中产生的SO2不能过量,原因是若SO2过量,溶液显酸性,产物Na2S2O3分解,产率降低,故答案为:若SO2过量,溶液显酸性,产物Na2S2O3遇酸易分解,导致产率下降;
小问4详解】
,检测产品中是否含有Na2SO4杂质实际就是检验硫酸根是否存在,实验方案为取少量产品溶于足量稀盐酸,静置,取上层清液,再滴加BaCl2溶液,若出现沉淀,则说明含有Na2SO4杂质,故答案为:取少量产品溶于足量稀盐酸,静置,取上层清液,再滴加BaCl2溶液,若出现沉淀,则说明含有Na2SO4杂质;
【小问5详解】
分析实验①、②可知两个实验的温度相同,则实验①、②可探究硫酸浓度对反应速率的影响,实验①、②两组混合溶液总体积相同,其他条件应相同,故V1=5;析实验②、③可知:两个实验的温度不,则实验②、③可探究温度对反应速率的影响,实验②、③两组混合溶液总体积相同,温度不同,V2=10, ,故答案为:1:2;
【小问6详解】
分析实验①、②可知两个实验的温度相同,则实验①、②可探究硫酸浓度对反应速率的影响,硫酸浓度①>②,反应速率①>②,测定变浑浊的时间t1<t2,故答案为:H2SO4浓度(或浓度);<。
18. Ⅰ.工业上利用甲醇和水蒸气催化重整法可制备氢气。
(1)已知:反应1:CH3OH(g)CO(g)+2H2(g) ∆H1=+90.0 kJ∙mol-1 K1;
反应2:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ∆H2=-41.0 kJ∙mol-1 K2;
则反应3:CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g) K=_______(用含K1、K2的代数式表示)。
(2)以CuO—ZnO—Al2O3催化剂进行甲醇重整制氢时,固定其它条件不变,改变水、甲醇的物质的量比,甲醇平衡转化率及CO选择性的影响如图所示。()。
①当水、甲醇比大于0.8时,CO选择性下降的原因是_______。
②当水、甲醇比一定时,温度升高,CO选择性有所上升,可能原因是_______。
(3)在t℃下,在1L密闭容器中,当投入的CH3OH和H2O均为1mol时,甲醇平衡转化率为80%、CO选择性为60%。则c(CO)=_______mol∙L-1。
Ⅱ.用CO2和H2可以合成甲醇。其主要反应为:
反应Ⅰ CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ;
反应Ⅱ CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) 。
在恒容密闭容器内,充入1mol CO2和3mol H2,测得平衡时CO2转化率,CO和CH3OH选择性随温度变化如图所示[选择性]。
(4)270℃时主要发生的反应是_______(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
(5)以下温度中,甲醇产率最高的是_______。
A. 210℃ B. 230℃ C. 250℃ D. 270℃
(6)将1molCO2和1molH2充入某容积不变的绝热密闭容器中,发生反应Ⅱ。下列能判断反应Ⅱ达到平衡的是_______(填字母)。
A. 容器内气体的压强不变
B. 容器内平衡常数不变
C. 断开2个O-H键的同时形成2个C=O键
D. 容器内气体的平均相对分子质量不变
(7)在不改变投料的情况下,既能加快反应速率,又能提高CH3OH产率的方法有_______(填一种方法即可)。
【答案】(1)
(2) ①. 加水的用量(或增大水、甲醇比),促进反应2或反应3正向进行,CO2选择性上升,CO选择性下降 ②. 反应1为吸热反应,升高温度,反应1正向移动,n(CO)增大,反应2为放热反应,升高温度,反应2逆向进行,n(CO)增大,导致CO选择性上升
(3)0.48 (4)I (5)C (6)AB
(7)加压(或缩小容器体积)
【解析】
【分析】两个反应方程式相加,反应平衡常数相乘;反应Ⅱ在绝热环境中进行,反应温度是个变化的量,压强是变化的量,平衡常数是个变化的量;缩小容器体积,相当于是增大压强,反应I平衡正向移动,可以加快反应速率且提高甲醇的产率。
【小问1详解】
反应1:CH3OH(g)CO(g)+2H2(g)∆H1=+90.0kJ·mol-1,反应2:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)∆H2=-41.0kJ·mol-1,将反应1+反应2得到反应3,可知则有CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g) ,故答案为:;
【小问2详解】
①当水、甲醇比大于0.8时,CO选择性下降的原因是增加水的用量(或增大水、甲醇比),反应2或反应3正向进行程度增大;CO2选择性上升CO选择性下降,故答案为:加水的用量(或增大水、甲醇比),促进反应2或反应3正向进行,CO2选择性上升,CO选择性下降;
②当水、甲醇比一定时,温度升高,CO选择性有所上升,可能原因是反应1的ΔH1>0,升高温度,使CH3OH转化为CO的平衡转化率上升(或反应1正向进行程度增大);反应3的ΔH3>0,升高温度,使CH3OH转化为CO2的平衡转化率上升(或反应3正向进行程度增大);且上升幅度前者超过后者,导致CO选择性上升,故答案为:反应1为吸热反应,升高温度,反应1正向移动,n(CO)增大,反应2为放热反应,升高温度,反应2逆向进行,n(CO)增大,导致CO选择性上升;
【小问3详解】
当投入的CH3OH和H2O均为1mol时,甲醇平衡转化率为80%,发生反应反应1:CH3OH(g)CO(g)+2H2(g),反应的甲醇为1mol×0.8=0.8mol,CO选择性为60%,则c(CO)=0.8mol×60%=0.48mol,故答案为:0.48;
【小问4详解】
Ⅱ.随着温度升高,反应I平衡逆向移动,反应Ⅱ平衡正向移动,故CO的选择性逐渐增大,C'H3OH的选择性逐渐减小,故随着温度而降低曲线代表是CH3OH的选择性,CO的选择性和CH3OH的选择性之和是1,可得最下面这条曲线是代表CO的选择性,中间曲线是代表CO2平衡转化率。270℃时,CH3OH的选择性更大,故主要发生反应Ⅰ,故答案为:Ⅰ;
【小问5详解】
250°C和230°C相比CH3OH的选择性相差不大,但是250°C时CO的平衡转化率要明显大于230°C时;270℃时CO的选择性较大,CH3OH的选择性下降,故250°C时转化生成的CH3OH更多,,甲醇产率最高,故答案为:C;
【小问6详解】
A.反应Ⅱ在绝热环境中进行,反应温度是个变化的量,使得压强是变化的量,压强不变能说明反应达到平衡,A正确;
B.反应Ⅱ平衡常数只受温度影响,绝热环境,温度是个变化的量,平衡常数是变化的量,平衡常数不变说明反应达到平衡,B正确;
C.任何时候断开2个O-H键的同时形成2个C=O键,C错误;
D.该反应全是气体,气体总质量不变;气体分子总数不变,气体的总物质的量不变,根据可知混合气体的平均摩尔质量是不变的量,容器内气体的平均相对分子质量不变,不能说明反应达到了平衡,D错误;
故答案为:AB;
【小问7详解】
缩小容器体积,相当于是增大压强,反应I平衡正向移动,可以加快反应速率且提高甲醇的产率,故答案为:加压(或缩小容器体积)。
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2023级“贵百河—武鸣高中”10月高二年级新高考月考测试
化学
(考试时间:75分钟 满分:100分)
注意事项:
1.本试卷分选择题和非选择题两部分。答卷前,考生务必将自己的姓名、学校、班级、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,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。写在本试卷上无效。
3.回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
4.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 P-31 S-32 Fe-56 Cu-64
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,只有一项是符合题意要求的。
1. 化学与生产、生活密切相关,下列有关说法正确的是
A. 工业合成氨温度为400~500是因为升高温度有利于提高反应物的平衡转化率
B. 石油的裂化、裂解,煤的干馏、气化都属于化学变化
C. 多糖、蛋白质、油脂属于有机高分子化合物
D. 用作信息高速公路的石英光导纤维是一种新型的有机高分子材料
2. 设NA为阿伏加德罗常数的值,下列有关叙述正确的是
A. 标准状况下,4.48LNO和3.2gO2充分反应,产物的分子数为0.2NA
B. 1mol C2H6O含有的C-H键为5NA
C. 1mol/L CH3COOH溶液中,CH3COOH分子的数目为NA
D. 1mol Cu和等物质的量S共热充分反应后转移的电子数为NA
3. 关于下列说法正确的是
A. 若31g白磷的能量比31g红磷多b kJ,则白磷转化为红磷的热化学方程式为P4(白磷,s)=4P(红磷,s) ΔH=-4b kJ/mol
B. 若S(s)+O2(g) = SO2(g) ΔH1;2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g) ΔH2,硫的燃烧热为
C. 已知中和热∆H=-57.3 kJ/mol,则NaOH(aq)+CH3COOH(aq)=CH3COONa(aq)+H2O(l) ∆H<-57.3 kJ/mol
D. 若NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)常温下能自发进行,则该反应的∆H>0
4. 下列离子方程式正确的是
A. 硫化钠和硝酸混合:S2-+2H+ = H2S↑
B. 氢氧化钡溶液与硫酸铜反应:
C. 石灰水与过量碳酸氢钠溶液反应:
D. 足量的铁与稀硝酸反应:
5. 对于反应“CO+NO2CO2+NO”,其速率方程为v=kc2(NO2),k为速率常数,只与温度有关,则下列说法正确的是
A 升高温度,v正增大,v逆减小
B. 增大CO的浓度,化学反应速率不变
C. 反应达到平衡后,缩小体积,平衡正向移动
D. 该反应速率由反应物共同影响
6. 据报道,在300℃、70MPa下由二氧化碳和氢气合成乙醇已成为现实:2CO2(g)+6H2(g)CH3CH2OH(g)+3H2O(g),下列叙述错误的是
A. 使用催化剂可大大提高生产效率
B. 反应需在300℃进行可推测该反应是吸热反应
C. 充入大量CO2气体可提高H2的转化率
D. 从平衡混合气体中分离出CH3CH2OH和H2O可提高CO2和H2的利用率
7. 化学中常用图像直观地描述化学反应的进程或结果。下列图像描述正确的是
A. 图①对于反应aX(g)+bY(s)cZ(g),若P1>P2,则a+b<c
B. 图②表示向BaCl2溶液中滴加稀硫酸至过量的过程中溶液导电性的变化
C. 图③是铁条与盐酸反应的反应速率随反应时间变化的曲线,t1时刻溶液的温度最高
D. 图④表示A(g)+3B(g)2C(g)反应时混合气体的平均相对分子质量随温度的变化情况,可推知正反应放热
8. 三级溴丁烷乙醇解的反应进程及势能关系如图(“≠”表示过渡态),有关说法错误的是
A. 三级溴丁烷的反应历程中只存在极性键的断裂和形成
B. 乙醇作为总反应的催化剂,可以降低活化能,加快速率,但不改变反应的反应热∆H
C. 反应是决定总反应的速率
D. 由图可知总反应为放热反应
9. 用下列装置进行实验,能达到实验目的的是
A.探究浓度对反应速率的影响
B.中和反应反应热的测定
C.制取并收集干燥的氨气
D.测定乙醇与钠反应生成H2的体积
A. A B. B C. C D. D
10. 在催化剂作用下,向1L密闭容器中加入X和Y,发生反应:X(g)+2Y(s)2Z(s),X的转化率随温度的变化如图所示。下列说法不正确的是
A. 该反应ΔH>0
B. 使用更高效的催化剂,可能使b点移动到d点
C. 400℃,反应的平衡常数K=0.4
D. bc段变化的原因可能是400℃以上催化剂活性降低
11. 已知:。实验测得速率方程为v正=k正c(NO)·c(O3),v逆=k逆c(NO2)·c(O2)(k正、k逆为速率常数,只与温度有关,与浓度无关)。向2L恒容密闭容器中充入0.4molNO(g)和0.6mol O3(g)发生上述反应,测得NO的体积分数x(NO)与温度和时间的关系如图所示。下列说法正确的是
A. 化学反应速率:vc (正)>va (逆)>vb (逆)
B. T1温度下的<T2温度下的
C. 正、逆反应活化能的大小关系为Ea(正)>Ea(逆)
D. 恒温恒压时,充入He,平衡不移动,该反应速率不变
12. 为探究化学平衡移动的影响因素,设计方案并进行实验,观察到相关现象。其中方案设计和结论都错误的是
选项
影响因素
方案设计
现象
结论
A
浓度
向1mL0.1mol/L K2CrO4溶液中加入1mL1.0mol/L HI溶液
黄色溶液变橙色
增大反应物浓度,平衡向正反应方向移动
B
压强
向恒温恒容密闭玻璃容器中充入100mLHI气体,分解达到平衡后再充入100mLAr
气体颜色不变
恒温恒容下,该反应改变压强平衡不移动
C
温度
将封装有NO2和N2O4混合气体的烧瓶浸泡在热水中
气体颜色变深
升高温度,平衡向吸热反应方向移动
D
催化剂
向1mL乙酸乙酯中加入1mL0.3mol/L H2SO4溶液,水浴加热
上层液体逐渐减少
使用合适的催化剂可使反应速率加快
A. A B. B C. C D. D
13. 异山梨醇是一种由生物质制备的高附加值化学品,150℃时其制备过程及相关物质浓度随时间变化如图所示,15h后异山梨醇浓度不再变化。下列说法正确的是
A. 3h时,反应②正、逆反应速率相等
B. 0~3h平均速率(1,4-失水山梨醇)=0.014mol∙kg-1∙h-1
C. 该温度下的平衡常数:①>②
D. 反应②加入催化剂增大其平衡转化率
14. 部分弱电解质的电离常数如下表,下列说法正确的是
弱电解质
HClO
HCOOH
H2SO3
H2CO3
电离常数(25℃)
K=2.95×10-8
Ka=1.8×10-4
K1=1.54×10-2
K2=1.02×10-7
Ka1=4.3×10-7
Ka2=5.6×10-11
A. 和在水溶液中不能大量共存
B. NaClO溶液中通入少量CO2:
C. 向氯水中分别加入等浓度的NaHCO3和NaHSO3溶液,均可提高氯水中HClO的浓度
D. 25℃,反应HCOOH+ClO- =HClO+HCOO- 的平衡常数约为6.1×103
二、非选择题:共4题,共计58分。
15. 回答下面的问题。
(1)下列反应中能量变化与图一致的是_______(填字母)。
A. 铝热反应
B. 灼热木炭与二氧化碳反应
C. 生石灰与水反应
D. 氢氧化钡晶体和氯化铵晶体反应
(2)在无氧环境下,CH4经催化脱氢芳构化可以直接转化为高附加值的芳烃产品。一定温度下,CH4芳构化时同时存在如下反应:
i.CH4(g)→C(s)+2H2(g) ∆H1=+74.6kJ∙mol-1 ∆S=+80.84J∙mol-1∙K-1。
ii.6CH4(g)→C6H6(l)+9H2(g) ∆H2。
回答下列问题:
①反应ⅰ在1000K时_______(选填“能”或“不能”)自发进行。
②已知25℃时有关物质的燃烧热数据如表,则反应ⅱ的∆H2=____kJ∙mol-1(用含a、b、c的代数式表示)。
物质
CH4(g)
C6H6(l)
H2(g)
∆H/(kJ‧mol-1)
a
b
c
(3)一定温度下,将一定质量冰醋酸加水稀释过程中,溶液的导电能力变化如图所示,回答下列问题:
①a、b、c三点溶液的pH的大小:_______。
②用湿润的pH试纸测量a处溶液的pH,测量结果_______(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
③用蒸馏水稀释c处的溶液,则下列各式表示的数值随水量的增加而减小的是_______。
A. B.电离度α(CH3COOH) C.n(H+) D.
(4)相同条件下,将pH=3的硫酸溶液和醋酸溶液,分别稀释成pH=5,加水后的体积:前者_____后者(填“>”、“<”或“=”)。
16. 工业上用软锰矿(主要成分是MnO2,含有Al2O3、SiO2等杂质),制备KMnO4的流程如下:
已知:①K2MnO4固体和溶液均为墨绿色;酸性环境下能发生歧化反应。
(1)K2MnO4中Mn的化合价是_______。
(2)为了提高煅烧速率,可采取的措施有_______。(答2点即可)
(3)熔融煅烧时将空气改用KClO也能达到目的,写出KClO与软锰矿反应的主要化学方程式:_______。
(4)向浸取后的溶液中通入CO2,调节其pH,经过滤得滤渣Ⅰ,滤渣Ⅰ的成分是_______。整个流程中可以循环利用的物质是_______。
(5)写出歧化一步发生的离子反应方程式:_______。
(6)“歧化”时,下列物质能代替冰醋酸的是:_______(填序号)。
①浓盐酸 ②H2SO3 ③稀硫酸 ④HI
(7)“操作Ⅱ”可通过______、______,过滤、洗涤、干燥等一系列操作获得KMnO4晶体。
17. 硫代硫酸钠(Na2S2O3)俗称大苏打或海波,在碱性条件下稳定,遇酸易分解。将SO2通入按一定比例配成Na2S和Na2CO3的混合溶液中,便可得到Na2S2O3,同时生成CO2。
Ⅰ.制备Na2S2O3·5H2O。
(1)仪器A的名称为_______,装置D的作用是_______,B中的试剂最好选用_______(填字母)。
A.稀H2SO4 B.NaOH溶液 C.饱和NaHSO3溶液 D.饱和NaHCO3溶液
(2)C中将Na2S和Na2CO3配成溶液再通入SO2,便可制得Na2S2O3和CO2,写出反应的离子方程式为_______。
(3)为保证硫代硫酸钠的产量,实验中产生的SO2不能过量,原因是_______。
(4)反应终止后,C中的溶液经蒸发浓缩即可析出Na2S2O3·5H2O,其中可能含有Na2SO3、Na2SO4等杂质,检测产品中是否含有Na2SO4杂质的实验操作和现象:___________。
Ⅱ.探究Na2S2O3的部分化学性质。
Ⅲ.Na2S2O3的应用。
已知:。
某同学探究与稀H2SO4反应的速率影响因素时,设计了如下系列实验:
编号
0.1mol/L Na2S2O3溶液的体积/
0.1mol/LH2SO4溶液的体积/
水的体积/
水浴温度/℃
测定变浑浊时间/s
①
10.0
15.0
0
35
t1
②
10.0
10.0
V1
35
t2
③
15.0
0
45
t3
(5)_______。
(6)通过对比实验①和②,验证_______对反应速率的影响,因此测定变浑浊的时间t1_______t2(填“>、“<”或“=”)。
18. Ⅰ.工业上利用甲醇和水蒸气催化重整法可制备氢气。
(1)已知:反应1:CH3OH(g)CO(g)+2H2(g) ∆H1=+90.0 kJ∙mol-1 K1;
反应2:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ∆H2=-41.0 kJ∙mol-1 K2;
则反应3:CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g) K=_______(用含K1、K2的代数式表示)。
(2)以CuO—ZnO—Al2O3催化剂进行甲醇重整制氢时,固定其它条件不变,改变水、甲醇的物质的量比,甲醇平衡转化率及CO选择性的影响如图所示。()。
①当水、甲醇比大于0.8时,CO选择性下降的原因是_______。
②当水、甲醇比一定时,温度升高,CO选择性有所上升,可能原因是_______。
(3)在t℃下,在1L密闭容器中,当投入的CH3OH和H2O均为1mol时,甲醇平衡转化率为80%、CO选择性为60%。则c(CO)=_______mol∙L-1。
Ⅱ.用CO2和H2可以合成甲醇。其主要反应为:
反应Ⅰ CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ;
反应Ⅱ CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) 。
在恒容密闭容器内,充入1mol CO2和3mol H2,测得平衡时CO2转化率,CO和CH3OH选择性随温度变化如图所示[选择性]。
(4)270℃时主要发生的反应是_______(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
(5)以下温度中,甲醇产率最高的是_______。
A. 210℃ B. 230℃ C. 250℃ D. 270℃
(6)将1molCO2和1molH2充入某容积不变绝热密闭容器中,发生反应Ⅱ。下列能判断反应Ⅱ达到平衡的是_______(填字母)。
A. 容器内气体的压强不变
B. 容器内平衡常数不变
C. 断开2个O-H键的同时形成2个C=O键
D. 容器内气体的平均相对分子质量不变
(7)在不改变投料的情况下,既能加快反应速率,又能提高CH3OH产率的方法有_______(填一种方法即可)。
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