内容正文:
江西省上饶市广丰中学2024-2025学年高二上学期11月
化学测试卷
注意事项:
1.答题前,先将自己的姓名、考号等填写在试题卷和答题卡上,并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.选择题的作答: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。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.非选择题的作答:用签字笔直接写在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4.考试结束后,请将本试题卷和答题卡一并上交。
可能用到的相对原子质量有:H 1 O 16 Ne 20 C 12 N 14 Na 23 Fe 56
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. 汽车尾气中氮氧化物、CO均为大气污染物。有一种催化转化的反应历程如图所示(TS表示过渡态,图示涉及的物质均是气体),整个过程发生三个基元反应。下列说法正确的是
A. 该化学反应的决速步为反应②
B. 的稳定性低于(g)
C. 使用更高效的催化剂可降低反应所需的活化能和焓变
D. 总反应的热化学方程式为
【答案】D
【解析】
【详解】A.活化能最大的是反应①,活化能越大反应速率越慢,整个反应由最慢的一步决定,则该化学反应的决速步为反应①,A错误;
B.能量越低越稳定,的相对能量低于(g),则更稳定,B错误;
C.催化剂可降低反应所需的活化能,但不能改变焓变,C错误;
D.从图中可得出三个热化学方程式,反应① ,反应② ,反应③ ,利用盖斯定律,将反应①+②+③得 ,D正确;
故选D。
2. 下列有关热化学方程式的评价合理的是
实验事实
热化学方程式
评价
A
已知H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) △H=-57.3kJ·mol-1,将稀硫酸与稀氢氧化钡溶液混合
H2SO4(aq)+Ba(OH)2(aq)=BaSO4(s)+2H2O(l) △H=-114.6kJ·mol-1
正确
B
醋酸溶液与稀氢氧化钠溶液混合
CH3COOH(l)+NaOH(aq)=CH3COONa(aq)+H2O(l) △H=-57.3kJ·mol-1
正确
C
160gSO3气体与适量水恰好完全反应生成H2SO4,放出热量260.6kJ
SO3(g)+H2O(l)=H2SO4(aq) △H=-130.3kJ·mol-1
不正确;因为反应热为△H=-260.6kJ·mol-1
D
已知25℃、101kPa下,120g石墨完全燃烧放出热量3935.1kJ
C(s)+O2(g)=CO2(g) △H=-393.51kJ·mol-1
不正确;同素异形体要注名称:C(s,石墨)
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.因硫酸根离子和钡离子反应生成硫酸钡沉淀,放出热量,所以反应热小于-114.6 kJ•mol-1,A错误;
B.因醋酸是弱酸,电离时需要吸热,所以反应热大于-57.3k J•mol-1,B错误;
C.因160g SO3(2mol)气体与适量水恰好完全反应生成H2SO4,放出热量260.6 kJ,则1mol SO3气体与适量水恰好完全反应生成H2SO4,放出热量130.3kJ,C错误;
D.因碳的同素异形体较多,不同的同素异形体,其燃烧放出的热量不同,故化学式相同的同素异形体除需注明聚集状态外还需注明名称,D正确;
答案选D。
3. 如图所示,,下列说法或表达式正确的是
A.
B. 石墨和金刚石之间的转化是物理变化
C. 石墨的稳定性强于金刚石
D. 石墨的总键能比金刚石的总键能小
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A.已知,则运用盖斯定律可知,,A错误;
B.石墨和金刚石是不同的物质,二者之间的转化是化学变化,B错误;
C.等物质的量的石墨的总能量低于金刚石,则石墨的稳定性强于金刚石,C正确;
D.物质越稳定,所具有的总键能越大,石墨的总键能比金刚石的总键能大,D错误;
答案选C。
4. 中国首条“生态马路”在上海复兴路隧道建成,它运用了“光触媒”技术,在路面涂上一种光催化剂涂料,可将汽车尾气中45%的NO和CO转化成N2和CO2 : 2NO+2CON2+2CO2 ΔH<0下列对此反应的叙述中正确的是( )
A. 降低温度能使v(正)增大,v(逆)减小,平衡正向移动,提高反应物的转化率
B. 增大压强能使该反应的化学平衡常数K增大
C. 使用光催化剂能增大NO的转化率
D. 使用光催化剂能增大活化分子的百分数
【答案】D
【解析】
【详解】A. 降低温度,正、逆反应速率均减小,A项错误;
B. 化学平衡常数K只与温度有关,增大压强,K值不变,B项错误;
C. 催化剂可以加快反应速率,但不改变平衡状态,则不能改变物质的转化率,C项错误;
D. 催化剂能降低反应的活化能,使更多的普通分子变为活化分子,从而增大活化分子的百分数,D项正确;
答案选D。
【点睛】增大浓度、加压,单位体积内活化分子数增大,但活化分子百分数不变,升温、使用催化剂,单位体积内活化分子数增大,活化分子百分数也增大,为易错点。
5. 丙烯与HBr发生加成反应的机理及反应体系中的能量变化如图所示。下列说法不正确的是
A. 曲线a表示反应2的能量变化 B. 反应1和反应2都是放热反应
C. 反应1和反应2的决速步骤都是第1步 D. 相同条件下反应2的速率比反应1大
【答案】A
【解析】
【详解】A.能量越低越稳定,主反应的生成物能量更低,因此曲线b表示反应2的能量变化,A错误;
B.反应1和反应2都是放热反应,B正确;
C.反应速率取决于反应活化能,第一步的活化能大于第二步的活化能,因此反应1和反应2的决速步骤都是第1步,C正确;
D.反应2的第一步活化能低于反应1的第一步活化能,故反应2的决速步骤速率较快,因此相同条件下反应2的速率比反应1大,D正确;
故选A。
6. T℃,某密闭容器中发生反应:,达到平衡后,下列说法正确的是
A. 加入CaO后,将减小
B. 升高温度,该反应平衡将向正反应方向移动
C. 该反应的化学平衡常数表达式为
D. 将密闭容器体积缩小为原来一半,再次平衡后,的浓度增大为原来2倍
【答案】B
【解析】
【详解】A.该反应的化学平衡常数应该为K=c(CO2),二氧化碳的浓度只与温度有关,与CaO无关,A错误;
B.该反应的正反应是吸热反应,根据平衡移动原理,升高温度,化学平衡将向吸热的正反应方向移动,B正确;
C.固体物质的浓度不变,该反应的化学平衡常数应该为K=c(CO2),C错误;
D.将密闭容器体积缩小为原来一半,导致压强增大,化学平衡逆向移动,但由于化学平衡常数不变,则CO2的浓度不变,D错误;
答案选B。
7. 对FeCl3溶液与KI溶液的反应进行探究。关于实验的分析和结论不正确的是
实验操作
实验现象
1
取 2mL0.1mol/L KI 溶液于试管中,滴加0.1mol/L FeCl3溶液 3 滴,振荡,充分反应
溶液呈深棕黄色
2
将溶液均分后置于试管 1 和试管 2 中
向试管 1 中滴加 2 滴 0.1mol/L KSCN 溶液
溶液显红色
向试管 2 中加入1mL CCl4,充分振荡、静置
溶液分层,上层为浅棕黄色,下层为紫色
③
取试管 2 的上层液体置于试管 3 中,滴加 2滴 0.1mol/L KSCN 溶液
溶液微弱变红
A. FeCl3 与 KI 发生了氧化还原反应,有I2生成
B. 试管 1 中溶液显红色证明FeCl3与 KI 的反应具有可逆性
C. 试管 2 中上层溶液变为浅棕黄色是平衡移动的结果
D. 试管 3 中红色比试管 1 中浅是平衡移动的结果
【答案】C
【解析】
【分析】取2 mL 0.1 mol/L KI溶液于试管中,滴加0.1 mol/L FeCl3溶液3滴,振荡,充分反应,溶液呈深棕黄色,是因为2Fe3++2I-=2Fe2++I2,试管1中滴加2滴0.1 mol/L KSCN溶液,溶液显红色说明溶液中有Fe3+,向试管2中加入1mL CCl4,充分振荡、静置,溶液分层,上层为浅棕黄色,下层为紫色,说明有碘单质被萃取出来,导致平衡往正向移动,溶液中Fe3+浓度减小,试管 3红色变浅。
【详解】A. FeCl3 与 KI 混合后溶液呈深棕黄色,因二者发生了氧化还原反应,2Fe3++2I-=2Fe2++I2,有 I2生成,A正确;
B.试管1中滴加KSCN溶液,溶液显红色说明溶液中有Fe3+,证明FeCl3与KI的反应具有可逆性,故B正确;
C.试管2中上层溶液变为浅棕黄色还可能是少量的碘溶解于水的结果,故C错;
D. 试管3中红色比试管1中浅是平衡移动的结果,铁离子浓度减小,故D正确;
答案:C。
8. 在不同温度下,向a、b两个恒温、体积为2L的恒容密闭容器中均通入和,发生反应,测得容器a中CO物质的量、容器b中H2物质的量随时间的变化曲线如图所示。下列说法正确的是
A. 反应的
B. 两容器达到平衡时,b容器的气体总物质的量大于a容器的气体总物质的量
C. a容器前4min用表示的平均反应速率为
D. a容器达到平衡时,该反应的化学平衡常数
【答案】D
【解析】
【分析】a、b两个恒温、恒容的密闭容器中,充入和,生成的物质的量是CO的3倍,结合图像可知,b为的图像,a为CO的图像。a达到平衡所用的时间比b短,则a的温度高于b的温度,b曲线平衡时,,则,a达到平衡时,,即升高温度,物质的量增大,平衡正向移动,故正反应为吸热反应。
【详解】A.反应是熵增的反应,则,A错误;
B.由分析可知,a容器气体总物质的量比b多,B错误;
C.根据图像,a容器前4min CO变化的物质的量为1mol,根据方程式,变化的物质的量也为1mol,所以用表示的平均反应速率为,C错误;
D.a容器达到平衡时:
,D正确;
故选D。
9. 化学反应的方向问题对于理论研究与生产实践都有及其重要的意义,下列有关化学反应方向的判断不正确的是
A. ΔH<0,ΔS>0的反应在温度低时不能自发进行
B. 某吸热反应能自发进行,因此该反应是熵增反应
C. Na与H2O的反应是熵增的放热反应,该反应能自发进行
D. 2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)在常温下能自发进行,则该反应的ΔH<0
【答案】A
【解析】
【详解】A.△H<0、△S>0的反应在任何温度下都满足△H-T△S<0,即任何温度下该反应均能自发进行,故A错误;
B.吸热反应的△H>0,△H-T△S<0的反应可自发进行,则该反应是熵增反应,故B正确;
C.Na与H2O的反应是熵增的放热反应,则△H-T△S<0,反应可自发进行,故C正确;
D.2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)中△S<0,常温下能自发进行,则△H-T△S<0,则该反应的△H<0,故D正确;
故选:A。
10. 为实现氯资源循环利用,工业上采用催化氧化法处理HCl废气: 。将HCl和分别以不同起始流速通入反应器中,在360℃、400℃和440℃下反应,通过检测流出气成分绘制HCl转化率曲线,如下图所示(较低流速下转化率可近似为平衡转化率)。下列说法错误的是
A. 该反应的
B.
C. 单位时间内转化的HCl的量:P点<M点
D. 使用更高效的催化剂可提高P点HCl转化率
【答案】C
【解析】
【详解】A.反应前后的气体分子数目在减小,所以该反应,A正确;
B.该反应为放热反应,由于在流速较低时的转化率视为平衡转化率,所以在流速低的时候,温度越高,HCl的转化率越小,故代表的温度为440℃,为360℃,B正确;
C.P点、M点对应的温度均为360℃,P点流速大,即浓度大,反应速率快,单位时间内转化的HCl的量多,C错误;
D.P点未达到平衡状态,使用高效催化剂,可以增加该温度下的反应速率,使单位时间内HCl的转化率增加,D正确;
故选C。
11. 有关合成氨工业的说法中,正确的是( )
A. 从合成塔出来的混合气体,其中NH3只占15%,所以生产氨的工厂效率都很低
B. 由于氨易液化,N2、H2在实际生产中是循环使用,所以总体来说氨的产率很高
C. 合成氨工业的反应温度控制在500℃左右,目的是使化学平衡向正反应方向移动
D. 合成氨厂采用的压强是20~50 MPa,因为该压强下铁触媒的活性最大
【答案】B
【解析】
【详解】A、从合成塔中出来的混合气体还要循环使用,连续化生产,这样生产氨的工厂效率并不低,故A错误;
B、抽出液化氨气,合成氨平衡正向移动,提高原料转化率,且N2、H2循环使用,氨的生产率很高,故B正确;
C、合成氨是放热反应,高温可以保证足够的速率,但不利于提高产率,低温才利于氨的生成,温度需要综合速率、反应物转化率和催化剂活性等因素共同决定,500 ℃只是保证催化活性最大,不是使化学平衡向正反应方向移动,故C错误;
D、合成氨的反应是分子数减小的反应,高压有利于向正反应方向移动,且能提高反应速率,跟催化剂的活性无关,故D错误;
故选B。
12. 下列有关合成氨条件选择说法正确的是
A. 适当增加氢气的浓度可提高氮气的平衡转化率 B. 温度越高,速率越快,生产效益越好
C. 使用铁触媒能提高合成氨反应的平衡转化率 D. 将氨及时液化分离不利于提高氨的产率
【答案】A
【解析】
【详解】A.适当增加氢气的浓度,促使反应正向进行,可提高氮气的平衡转化率,A正确;
B.合成氨是有气体参与的放热反应,温度升高,反应速率加快,但合成氨的转化率降低,B错误;
C.铁触媒是催化剂,能使氮气和氢气在较低温度下反应,提高化学反应速率,但是催化剂不能改变平衡移动,C错误;
D.将氨及时液化分离,使得平衡正向移动,利于提高氨的产率,D错误;
故选A。
13. 已知25℃时,关于0.1mol/L醋酸溶液(),下列说法正确的是
A. 加水稀释后,溶液中增大
B. 相同浓度的醋酸溶液和盐酸,中和氢氧化钠的能力:盐酸强于醋酸
C. 该温度下,该溶液中醋酸的电离程度大于0.01mol/L醋酸溶液中醋酸的电离程度
D. 相同pH的醋酸溶液和盐酸与相同锌粒反应,开始生成氢气速率相同
【答案】D
【解析】
【详解】A.加水稀释后,促进弱电解质的电离,但溶液中CH3COOH、CH3COO-、H+浓度均减小,则溶液中=减小,故A错误;
B.盐酸和醋酸都是一元酸,相同浓度的醋酸溶液和盐酸,中和氢氧化钠的能力相等,故B错误;
C.根据越稀越电离的规律,0.1mol/L醋酸溶液中醋酸的电离程度小于0.01mol/L醋酸溶液中醋酸的电离程度,故C错误;
D.相同pH的醋酸溶液和盐酸中,氢离子浓度相同,与相同锌粒反应,开始生成氢气速率相同,故D正确;
故选D。
14. 室温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是
A. 能使甲基橙变红的溶液中:Cu2+、Na+、、
B. 的溶液中:Mg2+、Al3+、、
C. 0.1K2CO3溶液:Na+、Ba2+、、
D. 0.1KMnO4溶液:、Na+、、
【答案】B
【解析】
【详解】A.能使甲基橙变红的溶液中含有大量的H+,H+与结合成弱电解质CH3COOH而不能大量共存,A不合题意;
B.的溶液中含有大量的H+,H+、Mg2+、Al3+、、各离子之间不反应,能够大量共存,B符合题意;
C.0.1K2CO3溶液中的与Ba2+因生成沉淀而不能大量共存,C不合题意;
D.0.1KMnO4溶液中的能与发生氧化还原反应而不能大量共存,D不合题意;
故答案为:B。
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 实验小组用溶液和0.50 mol/L硫酸进行中和热的测定。
(1)配制0.50 mol/L硫酸溶液:实验至少要用到240 mL稀硫酸溶液,则需要量取12.5 mol/L的浓硫酸___________mL。
(2)配制稀硫酸时,不需要的仪器是___________ (填字母)。
A.天平 B.烧杯 C.量筒
D.玻璃棒 E.容量瓶 F.药匙
(3)NaOH溶液与稀硫酸的反应热测定装置如图所示。
①仪器a的名称___________。
②仪器a的操作方式___________ (填字母)。
A.上下移动 B.左右移动 C.上下左右同时移动
③已知生成1 mol H2O时放出热量57.3 kJ。写出该反应表示“中和热”的热化学方程式:___________。
(4)取50 mL NaOH溶液和30 mL硫酸进行实验,实验数据如下表。
①填写下表空白。
实验次数
起始温度t1/℃
终止温度t2/℃
温度差平均值(t2-t1)/℃
H2SO4
NaOH
平均值
1
26.2
26.0
26.1
30.1
___________
2
27.0
27.4
27.2
33.3
3
25.9
25.9
259
29.8
4
26.4
26.2
26.3
30.4
②上述实验生成的H2O为___________mol。
③已知混合溶液密度为1 g/mL、比热容为4.18 J/(g·℃),由此计算得出该实验所测“中和热”的数值为___________kJ/mol(保留一位小数)。
④上述计算结果与理论数值(57.3 kJ/mol)相差较大的原因可能是___________(答出一条合理原因即可)。
【答案】(1)10 (2)AF
(3) ①. 玻璃搅拌器 ②. A ③.
(4) ①. 4.0℃ ②. 0.025 ③. 53.5 ④. 两烧杯夹层间碎纸条没有填满或分多次把NaOH溶液倒入盛有稀硫酸的小烧杯中或用铁制容器代替烧杯进行实验(任写一种)
【解析】
【分析】根据稀释定律可知解得V=10mL;配制稀硫酸时需要量筒、烧杯、玻璃棒、容量瓶、胶头滴管;玻璃搅拌器应上下移动可更好地混合液体;中和热是25°C、101kPa稀的强酸和强碱溶液完全反应生成1mol水放出的热量。
【小问1详解】
容量瓶没有240mL,应配制0.50 mol/L硫酸溶液250 mL,根据稀释定律可知解得V=10mL,配制量取12.5 mol/L的浓硫酸10mL,故答案为:10;
【小问2详解】
配制稀硫酸时需要量筒量取浓硫酸,在烧杯中稀释,用玻璃棒引流至容量瓶,定容时离刻度线厘米改用胶头滴管,故实验中不需要托盘天平、药匙,故答案为:AF;
【小问3详解】
①中仪器玻璃搅拌器,故答案为:玻璃搅拌器;
②使用玻璃搅拌器应上下移动可更好地混合液体,故答案为:A;
③中和热是25°C、101kPa稀的强酸和强碱溶液完全反应生成1mol水放出的热量,若中和热为57.3kJ/mol,则稀硫酸和稀氢氧化钠溶液反应表示中和热的热化学方程式:,故答案为:;
小问4详解】
①4次温度差分别为:4.0℃,6.1℃,3.9℃,4.1℃,第2组数据误差较大,舍去,温度差平均值,故答案为4.0°C;
②50mL0.50mol/L氢氧化钠为0.025mol,与30mL0.50mol/L硫酸溶液为0.015mol进行中和反应硫酸过量,生成水的物质的量为0.05L×0.50mol/L=0.025mol,故答案为:0.025;
③溶液的质量为80mL×1g/mL=80g,温度变化的值为△T=4℃,则生成0.025mol水放出的热量为,所以实验测得的中和热,故答案为:53.5;
④计算结果与理论数值(57.3 kJ/mol)偏小的原因:两烧杯夹层间碎纸条没有填满,实验装置保温、隔热效果差,热量散失较大,所得数值偏小;分多次把NaOH溶液倒入盛有稀硫酸的小烧杯中,热量散失较大,所得数值偏小;用铁制容器代替烧杯进行实验,热量散失,引起数值偏小,故答案为:两烧杯夹层间碎纸条没有填满或分多次把NaOH溶液倒入盛有稀硫酸的小烧杯中或用铁制容器代替烧杯进行实验(任写一种)。
16. 某小组通过分析镁与酸反应时pH的变化,探究镁与醋酸溶液反应的实质。
【实验】在常温水浴条件下,进行实验Ⅰ~Ⅲ,记录生成气体体积和溶液pH的变化:
Ⅰ.取0.1 g光亮的镁屑(过量)放入10 mL 0.10 mol·L–1 HCl溶液中;
Ⅱ.取0.1 g光亮的镁屑放入10 mL 0.10 mol·L–1 CH3COOH溶液(pH = 2.9)中;
Ⅲ.取0.1 g光亮的镁屑放入10 mL pH = 2.9 HCl溶液中。
【数据】
(1)起始阶段,Ⅰ中主要反应的离子方程式是____。
(2)Ⅱ起始溶液中约为____。(选填“1”、“10”或“102”)
(3)起始阶段,导致Ⅱ、Ⅲ气体产生速率差异的主要因素不是c(H+),实验证据是____。
(4)探究Ⅱ的反应速率大于Ⅲ的原因。
提出假设:CH3COOH能直接与Mg反应。
进行实验Ⅳ:____。
得出结论:该假设成立。
(5)探究醋酸溶液中与Mg反应的主要微粒,进行实验Ⅴ。
与Ⅱ相同的条件和试剂用量,将溶液换成含0.10 mol·L–1的 CH3COOH与0.10 mol·L–1 CH3COONa的混合溶液(pH = 4.8),气体产生速率与Ⅱ对比如下。
a.实验Ⅴ起始速率
b.实验Ⅱ起始速率
c.实验ⅡpH=4.8时速率
2.1 mL·min–1
2.3 mL·min–1
0.8 mL·min–1
对比a~c中的微粒浓度,解释其a与b、a与c气体产生速率差异的原因:____。
(6)综合以上实验得出结论:
①镁与醋酸溶液反应时,CH3COOH、H+、H2O均能与镁反应产生氢气;
②____。
(7)实验反思:120 min附近,Ⅰ~ⅢpH均基本不变,pH(Ⅰ) ≈ pH(Ⅱ) < pH(Ⅲ),解释其原因:____。
【答案】 ①. Mg + 2H+ = Mg2+ + H2↑ ②. 102 ③. 由图1可知起始阶段Ⅱ的速率远大于Ⅲ,但图2表明起始阶段Ⅱ的pH大于Ⅲ ④. 室温下,将光亮的镁屑投入冰醋酸中,立即产生气体 ⑤. a与b对比,c(CH3COOH)几乎相同,但b中c(H+) 约为a的100倍,使速率b > a;a与c对比,c(H+)几乎相同,但a中c(CH3COOH)约为c 的2倍,使速率a > c ⑥. CH3COOH是与Mg反应产生气体的主要微粒 ⑦. 120min附近,Mg(OH)2(s) ⇌Mg2+(aq) + 2OH–(aq)均达到平衡状态,因此pH基本不变;c(Mg2+) Ⅰ≈Ⅱ>Ⅲ,Ⅰ、Ⅱ中上述平衡相对Ⅲ逆移,c(OH–)减小,pH减小
【解析】
【分析】反应刚开始时,由于 Ⅰ 中c(H+)最大,所以反应速率最快,消耗n(H+)最多,但如果只发生反应2H++Mg=Mg2++H2↑,则Ⅰ、Ⅱ中产生H2的体积应相差较大,但实际上体积相差不大,说明醋酸也能与镁直接反应;从Ⅱ、Ⅲ中产生H2的体积也可得出同样的结论。当Ⅰ、Ⅱ中产生H2的体积相同时,盐酸、醋酸应完全反应,但产生H2的体积继续增大,表明Mg与H2O能发生反应Mg+2H2O= Mg(OH)2+ H2↑,且醋酸中产生的H2更多,说明Mg与H2O反应的速率Ⅱ中更快。比较Ⅱ、Ⅲ中溶液的pH,随着反应的进行,Ⅱ的pH比Ⅲ大,但产生H2的速率Ⅱ>Ⅲ,表明c(H+)不是影响反应速率的唯一因素;比较Ⅰ、Ⅱ溶液的pH,当pH相等后,盐酸中溶液的pH先趋于稳定,说明盐酸与Mg反应先结束,而醋酸与Mg反应后结束;Ⅲ与Ⅰ、Ⅱ溶液进行比较,Ⅲ的pH大,则表明Ⅲ中c(OH–)大,应为Ⅰ、Ⅱ溶液中c(Mg2+)引起。
【详解】(1)起始阶段,Ⅰ 中主要发生镁与盐酸的反应,离子方程式是Mg + 2H+ = Mg2+ + H2↑。答案为:Mg + 2H+ = Mg2+ + H2↑;
(2)Ⅱ 起始溶液中约为=102。答案为:102;
(3)起始阶段,虽然Ⅱ、Ⅲ中c(H+)相等,但从产生H2的体积判断,Ⅱ、Ⅲ中气体产生速率差异很大,而Ⅱ的pH大于Ⅲ,则表明主要因素不是c(H+),实验证据是:由图1可知,起始阶段Ⅱ的速率远大于Ⅲ,但图2表明起始阶段Ⅱ的pH大于Ⅲ。答案为:由图1可知,起始阶段Ⅱ的速率远大于Ⅲ,但图2表明起始阶段Ⅱ的pH大于Ⅲ;
(4)既然c(H+)不是影响反应速率的主要原因,那么有可能是醋酸能与Mg直接反应,于是进行实验Ⅳ:室温下,将光亮的镁屑投入冰醋酸中,立即产生气体。答案为:室温下,将光亮的镁屑投入冰醋酸中,立即产生气体;
(5) a与b中醋酸浓度相同、但a中c(H+)小,反应速率慢;a与c中,c(H+)相同,但醋酸浓度c大约是a中的一半(假设实验Ⅱ中醋酸反应掉近一半,此时溶液中醋酸与醋酸根离子浓度相等,刚好为a中的一半,pH比a中稍大),反应速率慢,由此得出气体产生速率差异的原因:a与b对比,c(CH3COOH)几乎相同,但b中c(H+) 约为a的100倍,使速率b > a;a与c对比,c(H+)几乎相同,但a中c(CH3COOH)约为c 的2倍,使速率a > c。答案为:a与b对比,c(CH3COOH)几乎相同,但b中c(H+) 约为a的100倍,使速率b > a;a与c对比,c(H+)几乎相同,但a中c(CH3COOH)约为c 的2倍,使速率a > c;
(6)①镁与醋酸溶液反应时,CH3COOH、H+、H2O均能与镁反应产生氢气;
②从实验Ⅰ、Ⅱ的比较中可得出,CH3COOH是与Mg反应产生气体的主要微粒。答案为:CH3COOH是与Mg反应产生气体的主要微粒;
(7) 120 min附近,Ⅰ~Ⅲ pH均基本不变、c(Mg2+)相同,而Ⅲ的pH大,c(Mg2+)小,所以解释pH(Ⅰ) ≈ pH(Ⅱ) < pH(Ⅲ)的原因,应为:120min附近,Mg(OH)2(s) ⇌Mg2+(aq) + 2OH–(aq)均达到平衡状态,因此pH基本不变;c(Mg2+) Ⅰ≈Ⅱ>Ⅲ,Ⅰ、Ⅱ中上述平衡相对Ⅲ逆移,c(OH–)减小,pH减小。答案为:120min附近,Mg(OH)2(s) ⇌Mg2+(aq) + 2OH–(aq)均达到平衡状态,因此pH基本不变;c(Mg2+) Ⅰ≈Ⅱ>Ⅲ,Ⅰ、Ⅱ中上述平衡相对Ⅲ逆移,c(OH–)减小,pH减小。
【点睛】醋酸与镁反应后的溶液中,Mg与H2O反应的速率比盐酸与镁反应后的溶液中Mg与H2O反应的速率快,可能是CH3COO-能加快Mg与H2O反应的速率,或Cl-能减慢Mg与H2O反应的速率。
17. 甲、乙、丙三位同学分别用如图实验装置及化学药品(碱石灰为氢氧化钠和生石灰的混合物)制取氨气。
(1)他们制取氨气的化学方程式为_____。
(2)他们收集氨气的方法是_____。
(3)三位同学用上述装置制取氨气时,其中有一位同学没有收集到氨(实验操作都正确),你认为没有收集到氨气的同学是____(填“甲”、“乙”或“丙”)。
(4)检验氨气是否收集满的方法是(简述操作方法、现象和结论)____。
(5)三位同学都认为,采用上述各自的装置,还可用于加热碳酸氢铵固体的方法来制取纯净的氨气,你认为哪位同学能够达到实验目的____(填“甲”、“乙”或“丙”)。他们还认为,装置中的NH4HCO3固体可用NH4Cl固体代替,你认为____(填“能”或“不能”)。
(6)氨气被催化氧化的化学方程式是____。
【答案】(1)2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O
(2)向下排空气法 (3)乙
(4)用湿润的红色石蕊试纸靠近试管口,如果试纸变蓝,则氨气已满(或用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近试管口,如果产生白烟,则氨气已满)
(5) ①. 丙 ②. 不能
(6)4NH3+5O24NO+6H2O
【解析】
【分析】实验室可以用氢氧化钙和氯化铵在加热条件下制备氨气,也可以用浓氨水与碱石灰制备少量氨气;氨气极易溶于水密度小于空气,使用向下排空气法收集;氨气为碱性气体,可与酸反应,不能用浓硫酸干燥氨气应使用碱石灰干燥;氨气能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,所以可以用湿润的红色石蕊试纸检验。
【小问1详解】
实验室用氢氧化钙和氯化铵在加热条件下生成氨气、氯化钙、水,反应方程式为2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O。
【小问2详解】
氨气的密度比空气小且极易溶于水,应用向下排空气法收集。
【小问3详解】
氨气为碱性气体,浓硫酸具有酸性,氨气能与浓硫酸反应而被硫酸吸收,乙同学无法收集到氨气。
【小问4详解】
氨气为碱性气体,与水反应生成NH3•H2O,电离出OH-离子,溶液呈碱性,若用湿润的红色石蕊试纸靠近试管口,试纸变蓝,可证明氨气已满;氨气与氯化氢气体反应生成氯化铵固体小颗粒,现象是有白烟生成,则用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近试管口,如果产生白烟,可证明氨气已满。故答案为:用湿润的红色石蕊试纸靠近试管口,如果试纸变蓝,则氨气已满(或用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近试管口,如果产生白烟,则氨气已满)。
【小问5详解】
碳酸氢铵加热分解生成氨气、二氧化碳和水,其中可用碱石灰吸收二氧化碳和水,只有丙能做到;氯化铵加热分解生成氨气和氯化氢,温度较低时又重新生成氯化铵,只用氯化铵无法获得氨气。
【小问6详解】
氨气被催化氧化是和氧气在催化剂加热条件下生成一氧化氮和水,化学方程式是4NH3+5O24NO+6H2O。
18. 铋酸钠(,M=280g/mol)是一种新型有效的光催化剂,也被广泛应用于制药业。某兴趣小组设计实验制取铋酸钠并探究其应用。
Ⅰ.制取铋酸钠
利用白色且难溶于水的在NaOH溶液中,充分搅拌的情况下与反应制备,实验装置如下图(加热和夹持仪器已略去)。
已知:粉末呈浅黄色,不溶于冷水,遇沸水或酸溶液迅速分解。
请按要求回答下列问题:
(1)仪器a的名称是_______。
(2)实验开始时A中反应的离子方程式为:_______。
(3)B装置盛放的试剂是_______。
(4)C中主要反应的化学方程式为:_______。
(5)当观察到C中白色固体消失时,应关闭K3和K1,并停止对A加热,原因是_______。
(6)实验完毕后,打开K2,向A中加入NaOH溶液的主要作用是_______。
II.产品纯度的测定
(7)取Ⅰ中制取的产品xg,加入足量稀硫酸和稀溶液使其完全反应,再用0.1mol/L的标准溶液滴定生成的MnO4-,当达到滴定终点时,消耗ymL。
(已知:)
该产品的纯度为_______。
【答案】(1)恒压滴液漏斗(或恒压分液漏斗)
(2)MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O
(3)饱和食盐水 (4)
(5)防止Cl2过量使溶液呈酸性,导致NsBiO3分解
(6)除去A中残留Cl2
(7)
【解析】
【分析】A装置用于制备氯气,B装置用于除去氯气中混有的氯化氢,C装置中Bi(OH)3被氯气氧化为NaBiO3,为防止Cl2过量使溶液呈酸性,导致NaBiO3分解,当观察到C中白色固体消失时,应关闭K3和K1,并停止对A装置加热,D装置中的氢氧化钠溶液用于吸收氯气,防止污染。
【小问1详解】
仪器a的名称为恒压滴液漏斗(或恒压分液漏斗);
【小问2详解】
实验开始时A中制备氯气,反应的离子方程式为MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O;
【小问3详解】
B装置用于除去氯气中混有的氯化氢,所盛装的溶液为饱和食盐水;
【小问4详解】
在碱性条件下,Bi(OH)3被氯气氧化为NaBiO3,其中Cl元素化合价由0降低至-1,Bi元素化合价由+3升高至+5,根据得失电子守恒、原子守恒,配平得反应的化学方程式为;
【小问5详解】
NaBiO3遇酸溶液迅速分解,Cl2过量使溶液呈酸性,导致NaBiO3分解,当观察到C中白色固体消失时,应关闭K3和K1,并停止对A装置加热;
【小问6详解】
氯气有毒,实验完毕后,打开K2,向A中加入NaOH溶液的主要作用是除去A中残留的Cl2;
【小问7详解】
根据得失电子守恒建立关系式:,当达到滴定终点时,消耗0.1mol/L的标准溶液ymL,则n(NaBiO3)=n(H2C2O4)=0.1mol/L×y×10-3L=y×10-4mol,该产品的纯度为。
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江西省上饶市广丰中学2024-2025学年高二上学期11月
化学测试卷
注意事项:
1.答题前,先将自己的姓名、考号等填写在试题卷和答题卡上,并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.选择题的作答: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。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.非选择题的作答:用签字笔直接写在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4.考试结束后,请将本试题卷和答题卡一并上交。
可能用到的相对原子质量有:H 1 O 16 Ne 20 C 12 N 14 Na 23 Fe 56
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. 汽车尾气中氮氧化物、CO均为大气污染物。有一种催化转化的反应历程如图所示(TS表示过渡态,图示涉及的物质均是气体),整个过程发生三个基元反应。下列说法正确的是
A. 该化学反应的决速步为反应②
B. 稳定性低于(g)
C. 使用更高效的催化剂可降低反应所需的活化能和焓变
D. 总反应热化学方程式为
2. 下列有关热化学方程式的评价合理的是
实验事实
热化学方程式
评价
A
已知H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) △H=-57.3kJ·mol-1,将稀硫酸与稀氢氧化钡溶液混合
H2SO4(aq)+Ba(OH)2(aq)=BaSO4(s)+2H2O(l) △H=-114.6kJ·mol-1
正确
B
醋酸溶液与稀氢氧化钠溶液混合
CH3COOH(l)+NaOH(aq)=CH3COONa(aq)+H2O(l) △H=-57.3kJ·mol-1
正确
C
160gSO3气体与适量水恰好完全反应生成H2SO4,放出热量260.6kJ
SO3(g)+H2O(l)=H2SO4(aq) △H=-130.3kJ·mol-1
不正确;因为反应热为△H=-260.6kJ·mol-1
D
已知25℃、101kPa下,120g石墨完全燃烧放出热量3935.1kJ
C(s)+O2(g)=CO2(g) △H=-393.51kJ·mol-1
不正确;同素异形体要注名称:C(s,石墨)
A. A B. B C. C D. D
3. 如图所示,,下列说法或表达式正确的是
A.
B. 石墨和金刚石之间的转化是物理变化
C. 石墨的稳定性强于金刚石
D. 石墨的总键能比金刚石的总键能小
4. 中国首条“生态马路”在上海复兴路隧道建成,它运用了“光触媒”技术,在路面涂上一种光催化剂涂料,可将汽车尾气中45%的NO和CO转化成N2和CO2 : 2NO+2CON2+2CO2 ΔH<0下列对此反应的叙述中正确的是( )
A. 降低温度能使v(正)增大,v(逆)减小,平衡正向移动,提高反应物的转化率
B. 增大压强能使该反应的化学平衡常数K增大
C. 使用光催化剂能增大NO的转化率
D. 使用光催化剂能增大活化分子的百分数
5. 丙烯与HBr发生加成反应的机理及反应体系中的能量变化如图所示。下列说法不正确的是
A. 曲线a表示反应2的能量变化 B. 反应1和反应2都是放热反应
C. 反应1和反应2的决速步骤都是第1步 D. 相同条件下反应2的速率比反应1大
6. T℃,某密闭容器中发生反应:,达到平衡后,下列说法正确的是
A. 加入CaO后,将减小
B. 升高温度,该反应平衡将向正反应方向移动
C. 该反应的化学平衡常数表达式为
D. 将密闭容器体积缩小为原来一半,再次平衡后,的浓度增大为原来2倍
7. 对FeCl3溶液与KI溶液的反应进行探究。关于实验的分析和结论不正确的是
实验操作
实验现象
1
取 2mL0.1mol/L KI 溶液于试管中,滴加0.1mol/L FeCl3溶液 3 滴,振荡,充分反应
溶液呈深棕黄色
2
将溶液均分后置于试管 1 和试管 2 中
向试管 1 中滴加 2 滴 0.1mol/L KSCN 溶液
溶液显红色
向试管 2 中加入1mL CCl4,充分振荡、静置
溶液分层,上层为浅棕黄色,下层为紫色
③
取试管 2 的上层液体置于试管 3 中,滴加 2滴 0.1mol/L KSCN 溶液
溶液微弱变红
A. FeCl3 与 KI 发生了氧化还原反应,有I2生成
B. 试管 1 中溶液显红色证明FeCl3与 KI 的反应具有可逆性
C. 试管 2 中上层溶液变为浅棕黄色是平衡移动的结果
D. 试管 3 中红色比试管 1 中浅是平衡移动的结果
8. 在不同温度下,向a、b两个恒温、体积为2L的恒容密闭容器中均通入和,发生反应,测得容器a中CO物质的量、容器b中H2物质的量随时间的变化曲线如图所示。下列说法正确的是
A. 反应的
B. 两容器达到平衡时,b容器的气体总物质的量大于a容器的气体总物质的量
C. a容器前4min用表示的平均反应速率为
D. a容器达到平衡时,该反应的化学平衡常数
9. 化学反应的方向问题对于理论研究与生产实践都有及其重要的意义,下列有关化学反应方向的判断不正确的是
A. ΔH<0,ΔS>0的反应在温度低时不能自发进行
B. 某吸热反应能自发进行,因此该反应是熵增反应
C. Na与H2O的反应是熵增的放热反应,该反应能自发进行
D. 2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)在常温下能自发进行,则该反应的ΔH<0
10. 为实现氯资源循环利用,工业上采用催化氧化法处理HCl废气: 。将HCl和分别以不同起始流速通入反应器中,在360℃、400℃和440℃下反应,通过检测流出气成分绘制HCl转化率曲线,如下图所示(较低流速下转化率可近似为平衡转化率)。下列说法错误的是
A. 该反应的
B.
C. 单位时间内转化的HCl的量:P点<M点
D. 使用更高效的催化剂可提高P点HCl转化率
11. 有关合成氨工业的说法中,正确的是( )
A. 从合成塔出来的混合气体,其中NH3只占15%,所以生产氨的工厂效率都很低
B. 由于氨易液化,N2、H2在实际生产中是循环使用,所以总体来说氨的产率很高
C. 合成氨工业的反应温度控制在500℃左右,目的是使化学平衡向正反应方向移动
D. 合成氨厂采用的压强是20~50 MPa,因为该压强下铁触媒的活性最大
12. 下列有关合成氨条件选择的说法正确的是
A. 适当增加氢气的浓度可提高氮气的平衡转化率 B. 温度越高,速率越快,生产效益越好
C. 使用铁触媒能提高合成氨反应的平衡转化率 D. 将氨及时液化分离不利于提高氨的产率
13. 已知25℃时,关于0.1mol/L醋酸溶液(),下列说法正确的是
A. 加水稀释后,溶液中增大
B. 相同浓度的醋酸溶液和盐酸,中和氢氧化钠的能力:盐酸强于醋酸
C. 该温度下,该溶液中醋酸的电离程度大于0.01mol/L醋酸溶液中醋酸的电离程度
D. 相同pH的醋酸溶液和盐酸与相同锌粒反应,开始生成氢气速率相同
14. 室温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是
A. 能使甲基橙变红的溶液中:Cu2+、Na+、、
B. 的溶液中:Mg2+、Al3+、、
C. 0.1K2CO3溶液:Na+、Ba2+、、
D. 0.1KMnO4溶液:、Na+、、
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 实验小组用溶液和0.50 mol/L硫酸进行中和热的测定。
(1)配制0.50 mol/L硫酸溶液:实验至少要用到240 mL稀硫酸溶液,则需要量取12.5 mol/L的浓硫酸___________mL。
(2)配制稀硫酸时,不需要的仪器是___________ (填字母)。
A.天平 B.烧杯 C.量筒
D.玻璃棒 E.容量瓶 F.药匙
(3)NaOH溶液与稀硫酸的反应热测定装置如图所示。
①仪器a的名称___________。
②仪器a的操作方式___________ (填字母)。
A.上下移动 B.左右移动 C.上下左右同时移动
③已知生成1 mol H2O时放出热量57.3 kJ。写出该反应表示“中和热”热化学方程式:___________。
(4)取50 mL NaOH溶液和30 mL硫酸进行实验,实验数据如下表。
①填写下表空白。
实验次数
起始温度t1/℃
终止温度t2/℃
温度差平均值(t2-t1)/℃
H2SO4
NaOH
平均值
1
26.2
26.0
26.1
30.1
___________
2
27.0
27.4
27.2
33.3
3
25.9
25.9
259
29.8
4
26.4
26.2
26.3
30.4
②上述实验生成的H2O为___________mol。
③已知混合溶液密度为1 g/mL、比热容为4.18 J/(g·℃),由此计算得出该实验所测“中和热”的数值为___________kJ/mol(保留一位小数)。
④上述计算结果与理论数值(57.3 kJ/mol)相差较大的原因可能是___________(答出一条合理原因即可)。
16. 某小组通过分析镁与酸反应时pH的变化,探究镁与醋酸溶液反应的实质。
【实验】在常温水浴条件下,进行实验Ⅰ~Ⅲ,记录生成气体体积和溶液pH的变化:
Ⅰ.取0.1 g光亮的镁屑(过量)放入10 mL 0.10 mol·L–1 HCl溶液中;
Ⅱ.取0.1 g光亮的镁屑放入10 mL 0.10 mol·L–1 CH3COOH溶液(pH = 2.9)中;
Ⅲ.取0.1 g光亮的镁屑放入10 mL pH = 2.9 HCl溶液中。
【数据】
(1)起始阶段,Ⅰ中主要反应的离子方程式是____。
(2)Ⅱ起始溶液中约为____。(选填“1”、“10”或“102”)
(3)起始阶段,导致Ⅱ、Ⅲ气体产生速率差异的主要因素不是c(H+),实验证据是____。
(4)探究Ⅱ的反应速率大于Ⅲ的原因。
提出假设:CH3COOH能直接与Mg反应。
进行实验Ⅳ:____。
得出结论:该假设成立。
(5)探究醋酸溶液中与Mg反应的主要微粒,进行实验Ⅴ。
与Ⅱ相同的条件和试剂用量,将溶液换成含0.10 mol·L–1的 CH3COOH与0.10 mol·L–1 CH3COONa的混合溶液(pH = 4.8),气体产生速率与Ⅱ对比如下。
a.实验Ⅴ起始速率
b.实验Ⅱ起始速率
c.实验ⅡpH=4.8时速率
2.1 mL·min–1
2.3 mL·min–1
0.8 mL·min–1
对比a~c中的微粒浓度,解释其a与b、a与c气体产生速率差异的原因:____。
(6)综合以上实验得出结论:
①镁与醋酸溶液反应时,CH3COOH、H+、H2O均能与镁反应产生氢气;
②____。
(7)实验反思:120 min附近,Ⅰ~ⅢpH均基本不变,pH(Ⅰ) ≈ pH(Ⅱ) < pH(Ⅲ),解释其原因:____。
17. 甲、乙、丙三位同学分别用如图实验装置及化学药品(碱石灰为氢氧化钠和生石灰的混合物)制取氨气。
(1)他们制取氨气的化学方程式为_____。
(2)他们收集氨气的方法是_____。
(3)三位同学用上述装置制取氨气时,其中有一位同学没有收集到氨(实验操作都正确),你认为没有收集到氨气同学是____(填“甲”、“乙”或“丙”)。
(4)检验氨气是否收集满的方法是(简述操作方法、现象和结论)____。
(5)三位同学都认为,采用上述各自的装置,还可用于加热碳酸氢铵固体的方法来制取纯净的氨气,你认为哪位同学能够达到实验目的____(填“甲”、“乙”或“丙”)。他们还认为,装置中的NH4HCO3固体可用NH4Cl固体代替,你认为____(填“能”或“不能”)。
(6)氨气被催化氧化的化学方程式是____。
18. 铋酸钠(,M=280g/mol)是一种新型有效的光催化剂,也被广泛应用于制药业。某兴趣小组设计实验制取铋酸钠并探究其应用。
Ⅰ.制取铋酸钠
利用白色且难溶于水的在NaOH溶液中,充分搅拌的情况下与反应制备,实验装置如下图(加热和夹持仪器已略去)。
已知:粉末呈浅黄色,不溶于冷水,遇沸水或酸溶液迅速分解。
请按要求回答下列问题:
(1)仪器a的名称是_______。
(2)实验开始时A中反应的离子方程式为:_______。
(3)B装置盛放的试剂是_______。
(4)C中主要反应的化学方程式为:_______。
(5)当观察到C中白色固体消失时,应关闭K3和K1,并停止对A加热,原因是_______。
(6)实验完毕后,打开K2,向A中加入NaOH溶液的主要作用是_______。
II.产品纯度的测定
(7)取Ⅰ中制取的产品xg,加入足量稀硫酸和稀溶液使其完全反应,再用0.1mol/L的标准溶液滴定生成的MnO4-,当达到滴定终点时,消耗ymL。
(已知:)
该产品的纯度为_______。
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