2025届高三化学上学期期中 考前熟手练习二
2024-10-31
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内容正文:
考前熟手练习二
2025届高考化学
考前熟手练习二
一、选择题
1.(2024·江苏南京市盐城市一模)2024年1月,从邮轮首航到电动飞机首飞再到航天首发,我国一批科技创新实现新的突破。下列说法不正确的是
A.“天目一号”气象星座卫星的光伏发电系统工作时可将化学能转化为电能
B.“快舟一号甲”运载火箭利用燃料与氧化剂反应放热并产生大量气体实现助推
C.“爱达·魔都号”邮轮使用的镁铝合金具有密度低、抗腐蚀性强的特点
D.“AG60E”电动飞机使用的动力型锂电池具有质量轻、比能量高的特点
2.(2024·江苏南京市盐城市一模)反应NH4Cl+NaNO2NaCl+2H2O+N2↑可用于制备少量氮气,下列说法正确的是
A.基态Cl原子的电子排布式:3s23p5
B.H2O的VSEPR模型:V形
C.NH4Cl的电子式:
D.固态N2的晶体类型:分子晶体
3.(2023·海安质检)下列化学反应表示正确的是
A.向CuSO4溶液中加入小粒金属钠:Cu2++2Na=Cu+2Na+
B.用Cu电极电解CuSO4溶液:2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+
C.稀硝酸洗涤做过银镜反应的试管:Ag+2H++2NO=Ag++NO↑+H2O
D.多余的[Ag(NH3)2]OH用硝酸处理:[Ag(NH3)2]++OH-+3H+=Ag++2NH+H2O
4.(2023·扬州测试)某经预处理的含砷废水中砷元素主要以Na3AsO3和Na3AsO4形式存在。以其为原料制备As2O3的部分流程如下:
已知:①“沉砷”时发生反应:3Na3AsO4+5Ca(OH)2=Ca5(AsO4)3OH+9NaOH;②“酸化”时发生反应:Ca5(AsO4)3OH+5H2SO4=3H3AsO4+5CaSO4+H2O。
下列说法正确的是
A.“氧化”时1 mol Na3AsO3被氧化,会消耗11.2 L O2
B.“沉砷”和“酸化”可提高溶液中砷元素浓度,实现砷元素的富集
C.“酸化”时可用HNO3溶液代替H2SO4溶液
D.“还原”过程溶液的pH不断增大
5.(2022·江苏卷)室温下,下列实验探究方案不能达到探究目的的是
选项
探究方案
探究目的
A
向盛有FeSO4溶液的试管中滴加几滴KSCN溶液,振荡,再滴加几滴新制氯水,观察溶液颜色变化
Fe2+具有还原性
B
向盛有SO2水溶液的试管中滴加几滴品红溶液,振荡,加热试管,观察溶液颜色变化
SO2具有漂白性
C
向盛有淀粉KI溶液的试管中滴加几滴溴水,振荡,观察溶液颜色变化
Br2的氧化性比I2的强
D
用pH计测量醋酸、盐酸的pH,比较溶液pH大小
CH3COOH是弱电解质
6.(2025·南通市如东县)研究CO2的综合利用对促进“低碳经济”的发展有重要意义。CO2与H2合成二甲醚(CH3OCH3)是一种CO2转化的方法,其过程中主要发生下列反应:
反应Ⅰ:2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)
反应Ⅱ:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)
在恒压、CO2和H2起始物质的量之比一定的条件下,CO2平衡转化率和平衡时二甲醚的选择性随温度的变化如图所示。
CH3OCH3的选择性=×100%。
下列说法不正确的是
A.反应Ⅰ在A点和B点时的化学平衡常数:Ka(A)大于Ka(B)
B.当温度、压强一定时,在原料气(CO2和H2的比例不变)中添加少量稀有气体Ar,不利于提高CO2的平衡转化率
C.其他条件不变,在恒容条件下的二甲醚平衡选择性比恒压条件下的平衡选择性高
D.提高催化剂的活性和选择性,减少CO等副产物是工艺的关键
二、填空题
7.(2025·江苏苏州市开学考)甲醇是重要的化工基础原料,以CO2为原料制甲醇具有重要的社会价值。
(1)电化学法制甲醇。工业上采用如图所示装置电解制备甲醇,反应前后KHCO3浓度基本保持不变。生成CH3OH的电极反应式为___________________________________________________________。
(2)CO2催化加氢制甲醇。CO2催化加氢制甲醇过程中的主要反应为:
反应I:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ∆H=-49.2 kJ·mol-1
反应Ⅱ:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ∆H=41.2 kJ·mol-1
在恒压、n(CO2)∶n(H2)投料比为1∶3时,CO2平衡转化率和CH3OH平衡选择性随温度的变化如题图所示。[CH3OH选择性=×100%]
①236~250℃范围内,CO2平衡转化率随温度升高而下降的原因是_____________________________
_________________________________________________________________________________________。
②244℃时,反应一段时间后,测得CH3OH选择性为56.8%(图中A点)。不改变反应时间和温度,一定能提高CH3OH选择性的措施有______________________________________________。
③244℃时,向密闭容器内投入1 mol CO2和3 mol H2充分反应,则平衡时生成CH3OH的物质的量为___________mol(保留小数点后4位)。
(3)CO2加氢制甲醇催化剂研究。
①用Co-C作催化剂,可得到含少量甲酸的甲醇。相同条件下,将催化剂循环使用,甲醇产量与催化剂循环次数的关系如图所示。甲醇产量随循环次数增加而减小的原因可能是_____________________。
②用CeO2作催化剂,H2在CeO2催化剂表面吸附活化是CO2还原制甲醇的一个重要环节。H2在CeO2表面异裂使其产生氧空位(□)和Ce(Ⅲ)的可能机理如图所示。根据元素电负性的变化规律,步骤②可描述为_______________________________________________。
8.(2025·南通市如东县第一学情检测)水合肼(N2H4•H2O)在工业中有广阔的应用前景,其具有强还原性,氧化产物为N2。
(1)N2H4分子有顺式、反式和歪扭式三种经典空间结构,下列结构能表示N2H4分子是歪扭式的是_______。(填字母)
A. B. C.
(2)工业上可用NaClO碱性溶液与尿素[CO(NH2)2]水溶液反应制取水合肼,写出该反应的离子方程式_________________________________________________,在实际生产中尿素需过量,原因是_____________________________________。
(3)肼在储氢领域有广泛的应用。肼分解制氢的主要反应为N2H4N2+2H2,肼的理论储氢密度==12.5%。测得肼实际分解时产生的气体中含NH3,肼实际储氢密度小于理论值的原因是_______________________________________________________。(用化学方程式表示)
(4)水合肼可以处理碱性铜氨废液可获得纳米铜粉。保持其他条件不变,水合肼浓度、反应温度对纳米铜的产率的影响如图-1、图-2所示。
①水合肼浓度大于3.25 mol·L-1时,纳米铜的产率下降的原因可能是____________________________________________________________________________。
②温度高于75℃后,纳米铜的产率下降的原因可能是________________________________________________________________________________。
(5)Na2SO3、水合肼都可用于处理高压锅炉水中溶解的O2,防止锅炉被腐蚀。与Na2SO3相比,使用水合肼处理水中溶解的O2的优点有_______________________________________________________。
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细节决定成败 目标成就未来 找出试题的“命题点”、“关键点”、“易错点”
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2025届高考化学
考前熟手练习二
一、选择题
1.(2024·江苏南京市盐城市一模)2024年1月,从邮轮首航到电动飞机首飞再到航天首发,我国一批科技创新实现新的突破。下列说法不正确的是
A.“天目一号”气象星座卫星的光伏发电系统工作时可将化学能转化为电能
B.“快舟一号甲”运载火箭利用燃料与氧化剂反应放热并产生大量气体实现助推
C.“爱达·魔都号”邮轮使用的镁铝合金具有密度低、抗腐蚀性强的特点
D.“AG60E”电动飞机使用的动力型锂电池具有质量轻、比能量高的特点
【答案】A
【解析】A项,光伏发电系统工作时可将光能转化为电能,错误;B项,“快舟一号甲”运载火箭利用燃料与氧化剂反应放热并产生大量气体,通过反冲获得推动力实现升空,正确;C项,镁铝合金是一种主要由镁和铝组成的金属合金,具有密度低、抗腐蚀性强的特点,正确;D项,锂离子电池具有质量轻、体积小、储存能量大、比能量高的特点,正确。
2.(2024·江苏南京市盐城市一模)反应NH4Cl+NaNO2NaCl+2H2O+N2↑可用于制备少量氮气,下列说法正确的是
A.基态Cl原子的电子排布式:3s23p5 B.H2O的VSEPR模型:V形
C.NH4Cl的电子式: D.固态N2的晶体类型:分子晶体
【答案】D
【解析】A项,氯元素的原子序数为17,基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p5,错误;B项,水分子中氧原子的价层电子对数为4,分子的VSEPR模型为四面体形,错误;C项,氯化铵是含有离子键和共价键的离子化合物,电子式为,错误;D项,氮气是非金属单质,固态氮气是熔沸点低的分子晶体,正确。
3.(2023·海安质检)下列化学反应表示正确的是
A.向CuSO4溶液中加入小粒金属钠:Cu2++2Na=Cu+2Na+
B.用Cu电极电解CuSO4溶液:2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+
C.稀硝酸洗涤做过银镜反应的试管:Ag+2H++2NO=Ag++NO↑+H2O
D.多余的[Ag(NH3)2]OH用硝酸处理:[Ag(NH3)2]++OH-+3H+=Ag++2NH+H2O
【答案】D
【解析】A项,Na先与H2O反应生成NaOH和H2,生成的NaOH再与Cu2+反应,正确的反应为2Na+Cu2++2H2O=Cu(OH)2↓+2Na++H2↑,错误;B项,用铜电极电解CuSO4溶液,阳极上Cu失去电子被氧化,水不参与放电,错误;C项,得失电子不守恒,正确的反应为3Ag+4H++NO=3Ag++NO↑+2H2O,错误。
4.(2023·扬州测试)某经预处理的含砷废水中砷元素主要以Na3AsO3和Na3AsO4形式存在。以其为原料制备As2O3的部分流程如下:
已知:①“沉砷”时发生反应:3Na3AsO4+5Ca(OH)2=Ca5(AsO4)3OH+9NaOH;②“酸化”时发生反应:Ca5(AsO4)3OH+5H2SO4=3H3AsO4+5CaSO4+H2O。
下列说法正确的是
A.“氧化”时1 mol Na3AsO3被氧化,会消耗11.2 L O2
B.“沉砷”和“酸化”可提高溶液中砷元素浓度,实现砷元素的富集
C.“酸化”时可用HNO3溶液代替H2SO4溶液
D.“还原”过程溶液的pH不断增大
【答案】B
【解析】】A项,没有标明O2所处状态,无法计算O2的物质的量,错误;C项,硝酸具有强氧化性,“酸化”时若用硝酸代替硫酸会增加后续SO2的消耗量,错误;D项,“还原”过程中发生的反应为H2O+SO2+H3AsO4=H2SO4+H3AsO3,溶液酸性增强,pH不断减小,错误。
5.(2022·江苏卷)室温下,下列实验探究方案不能达到探究目的的是
选项
探究方案
探究目的
A
向盛有FeSO4溶液的试管中滴加几滴KSCN溶液,振荡,再滴加几滴新制氯水,观察溶液颜色变化
Fe2+具有还原性
B
向盛有SO2水溶液的试管中滴加几滴品红溶液,振荡,加热试管,观察溶液颜色变化
SO2具有漂白性
C
向盛有淀粉KI溶液的试管中滴加几滴溴水,振荡,观察溶液颜色变化
Br2的氧化性比I2的强
D
用pH计测量醋酸、盐酸的pH,比较溶液pH大小
CH3COOH是弱电解质
【答案】D
【解析】A项,向盛有FeSO4溶液的试管中滴加几滴KSCN溶液,无现象,振荡,再滴加几滴新制氯水,溶液变为红色,亚铁离子被新制氯水氧化,说明Fe2+具有还原性,正确;B项,SO2具有漂白性,可以和有色物质结合为无色物质,但不稳定,加热易分解,又恢复原来的颜色,正确;C项,向盛有淀粉KI溶液的试管中滴加几滴溴水,振荡,溶液变为蓝色,说明Br2的氧化性比I2的强,正确;D项,用pH计测量醋酸、盐酸的pH来证明CH3COOH是弱电解质时,需要测量物质的量浓度相同的醋酸和盐酸,错误。
6.(2025·南通市如东县)研究CO2的综合利用对促进“低碳经济”的发展有重要意义。CO2与H2合成二甲醚(CH3OCH3)是一种CO2转化的方法,其过程中主要发生下列反应:
反应Ⅰ:2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)
反应Ⅱ:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)
在恒压、CO2和H2起始物质的量之比一定的条件下,CO2平衡转化率和平衡时二甲醚的选择性随温度的变化如图所示。
CH3OCH3的选择性=×100%。
下列说法不正确的是
A.反应Ⅰ在A点和B点时的化学平衡常数:Ka(A)大于Ka(B)
B.当温度、压强一定时,在原料气(CO2和H2的比例不变)中添加少量稀有气体Ar,不利于提高CO2的平衡转化率
C.其他条件不变,在恒容条件下的二甲醚平衡选择性比恒压条件下的平衡选择性高
D.提高催化剂的活性和选择性,减少CO等副产物是工艺的关键
【答案】C
【解析】A项,温度升高,CH3OCH3选择性降低,向逆向进行,说明反应Ⅰ为放热的反应,升高温度,平衡逆向移动,平衡常数减小,故在A点和B点时的化学平衡常数:Ka(A)大于Ka(B),正确;B项,反应Ⅱ为气体分子数不变的反应,反应Ⅰ为气体分子数减小的反应,当温度、压强一定时,在原料气(CO2和H2的比例不变)中添加少量惰性气体,相当于减小反应中的各物质的分压,则Ⅰ逆向移动,导致二氧化碳平衡转化率降低,正确;C项,反应Ⅱ为气体分子数不变的反应,反应Ⅰ为气体分子数减小的反应,其他条件不变,恒压条件下进行反应,随着反应进行相当于减小体积,反应Ⅰ正向移动,导致二甲醚的量增大,故在恒容条件下的二甲醚平衡选择性比恒压条件下的平衡选择性低,错误;D项,提高催化剂的活性和选择性,可以促使反应利于生成CH3OCH3,而减少CO等副产物是工艺的关键,正确。
二、填空题
7.(2025·江苏苏州市开学考)甲醇是重要的化工基础原料,以CO2为原料制甲醇具有重要的社会价值。
(1)电化学法制甲醇。工业上采用如图所示装置电解制备甲醇,反应前后KHCO3浓度基本保持不变。生成CH3OH的电极反应式为___________________________________________________________。
(2)CO2催化加氢制甲醇。CO2催化加氢制甲醇过程中的主要反应为:
反应I:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ∆H=-49.2 kJ·mol-1
反应Ⅱ:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ∆H=41.2 kJ·mol-1
在恒压、n(CO2)∶n(H2)投料比为1∶3时,CO2平衡转化率和CH3OH平衡选择性随温度的变化如题图所示。[CH3OH选择性=×100%]
①236~250℃范围内,CO2平衡转化率随温度升高而下降的原因是_____________________________
_________________________________________________________________________________________。
②244℃时,反应一段时间后,测得CH3OH选择性为56.8%(图中A点)。不改变反应时间和温度,一定能提高CH3OH选择性的措施有______________________________________________。
③244℃时,向密闭容器内投入1 mol CO2和3 mol H2充分反应,则平衡时生成CH3OH的物质的量为___________mol(保留小数点后4位)。
(3)CO2加氢制甲醇催化剂研究。
①用Co-C作催化剂,可得到含少量甲酸的甲醇。相同条件下,将催化剂循环使用,甲醇产量与催化剂循环次数的关系如图所示。甲醇产量随循环次数增加而减小的原因可能是_____________________。
②用CeO2作催化剂,H2在CeO2催化剂表面吸附活化是CO2还原制甲醇的一个重要环节。H2在CeO2表面异裂使其产生氧空位(□)和Ce(Ⅲ)的可能机理如图所示。根据元素电负性的变化规律,步骤②可描述为_______________________________________________。
【答案】(1)CO2+6e—+6HCO3-=CH3OH+6CO32-+H2O或7CO2+6e—+5H2O=CH3OH+6HCO3- (2)①反应Ⅰ的∆H<0,升高温度平衡逆向移动,CO2的平衡转化率降低,反应Ⅱ的∆H>0,升高温度平衡正向移动,CO2的平衡转化率升高,综合来看升高温度CO2的平衡转化率降低,说明升高温度对反应Ⅰ的影响大于反应Ⅱ ②增大压强或使用对反应Ⅰ催化性更高的催化剂 ③0.0612 mol (3)①反应生成的甲酸将催化剂腐蚀,使催化剂活性降低 ②H2吸附于CeO2后发生异裂,带部分正电荷的H与催化剂表面电负性大的O结合,带部分负电荷的H与催化剂表面电负性小的Ce(Ⅳ)结合
【解析】(1)该装置为电解池装置,右侧电极为阴极,CO2得电子发生还原反应生成CH3OH,电解质为KHCO3溶液,则电极反应为CO2+6e—+6HCO3-=CH3OH+6CO32-+H2O或7CO2+6e—+5H2O=CH3OH+6HCO3-;(2)①反应Ⅰ的∆H<0,升高温度平衡逆向移动,CO2的平衡转化率降低,反应Ⅱ的△H>0,升高温度平衡正向移动,CO2的平衡转化率升高,综合来看升高温度CO2的平衡转化率降低,说明升高温度对反应Ⅰ的影响大于反应Ⅱ;②提高CH3OH选择性,可以选择的措施是增大压强或使用对反应Ⅰ催化性更高的催化剂;③244℃时,甲醇的选择性为58.3%,二氧化碳的转化率为10.5%,则平衡时生成CH3OH的物质的量为1 mol×10.5%×58.3%=0.0612 mol;(3)①甲醇产量随循环次数增加而减小的原因可能是反应生成的甲酸将催化剂腐蚀,使催化剂活性降低;②根据元素电负性的变化规律,步骤②可描述为H2吸附于CeO2后发生异裂,带部分正电荷的H与催化剂表面电负性大的O结合,带部分负电荷的H与催化剂表面电负性小的Ce(Ⅳ)结合。
8.(2025·南通市如东县第一学情检测)水合肼(N2H4•H2O)在工业中有广阔的应用前景,其具有强还原性,氧化产物为N2。
(1)N2H4分子有顺式、反式和歪扭式三种经典空间结构,下列结构能表示N2H4分子是歪扭式的是_______。(填字母)
A. B. C.
(2)工业上可用NaClO碱性溶液与尿素[CO(NH2)2]水溶液反应制取水合肼,写出该反应的离子方程式_________________________________________________,在实际生产中尿素需过量,原因是_____________________________________。
(3)肼在储氢领域有广泛的应用。肼分解制氢的主要反应为N2H4N2+2H2,肼的理论储氢密度==12.5%。测得肼实际分解时产生的气体中含NH3,肼实际储氢密度小于理论值的原因是_______________________________________________________。(用化学方程式表示)
(4)水合肼可以处理碱性铜氨废液可获得纳米铜粉。保持其他条件不变,水合肼浓度、反应温度对纳米铜的产率的影响如图-1、图-2所示。
①水合肼浓度大于3.25 mol·L-1时,纳米铜的产率下降的原因可能是____________________________________________________________________________。
②温度高于75℃后,纳米铜的产率下降的原因可能是________________________________________________________________________________。
(5)Na2SO3、水合肼都可用于处理高压锅炉水中溶解的O2,防止锅炉被腐蚀。与Na2SO3相比,使用水合肼处理水中溶解的O2的优点有_______________________________________________________。
【答案】(1)B (2)①ClO-+CO(NH2)2+2OH-=Cl-+N2H4•H2O+CO32- ②提高NaClO的转化率、减少生成物水合肼被氧化损耗 (3)3N2H4N2+4NH3或N2H4+H22NH3 (4)①铜离子和过量的水合肼生成新的稳定配合物 ②温度的升高加速氨气逸出,使铜氨络合物分解,在较高温度下,Cu2+与Cu生成了Cu+ (5)水合肼的用量少(氧化等量的氧气,消耗水合肼的物质的量较少);水合肼的氧化产物为氮气,对环境无污染;而亚硫酸钠氧化后会生成硫酸盐沉淀,影响锅炉的安全使用
【解析】(1)利用排除法,A中氢原子不在同侧为反式结构,C中氢原子在同侧为顺式结构,故B为歪扭式结构;(2)NaClO碱性溶液与尿素[CO(NH2)2]水溶液反应制取水合肼的离子方程式为ClO-+CO(NH2)2+2OH-=Cl-+N2H4•H2O+CO32-,在实际生产中尿素过量的原因是提高NaClO的转化率、减少生成物水合肼被氧化损耗;(3)测得肼实际分解时产生的气体中含有NH3,则导致肼实际储氢密度小于理论值的原因可能是N2H4分解生成了N2和NH3,也可能是N2H4与生成的H2反应生成了NH3,化学方程式表示为3N2H4N2+4NH3或N2H4+H22NH3;(4)①水合肼浓度大于3.25 mol·L-1时,Cu2+与过量的水合肼生成新的稳定配合物[Cu(N2H4)4]2+,[Cu(NH3)4]2+浓度减小,纳米铜的产率下降,故答案为铜离子和过量的水合肼生成新的稳定配合物;②温度高于75℃后,氨气逸出,导致生成[Cu(NH3)4]2+Cu2++4NH3平衡向右移动,Cu2+与铜粉生成Cu+,纳米铜的产率降低;(5)根据题意可知,2Na2SO3+O2=2Na2SO4,N2H4•H2O+O2=N2+3H2O,处理相同氧气,水合肼用量少;水合肼的氧化产物为N2,对环境无污染;Na2SO3与O2反应生成Na2SO4,会产生杂质Na2SO4,且Na2SO4容易与水中的Ca2+形成水垢CaSO4,影响锅炉的安全使用。
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细节决定成败 目标成就未来 找出试题的“命题点”、“关键点”、“易错点”
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