内容正文:
绵阳南山中学2024年秋季2023级半期考试
化学试题
满分100分,考试时间75分钟
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的班级、姓名用0.5毫米黑色墨水签字笔填写清楚,同时用2B铅笔将考号准确填涂在“考号”栏目内。
2.选择题使用2B铅笔填涂在答题卡对应题目标号的位置上,如需改动,用橡皮擦擦干净后再选涂其它答案;非选择题用0.5毫米黑色墨水签字笔书写在答题卡的对应框内,超出答题区域书写的答案无效;在草稿纸、试题卷上答题无效。
3.考试结束后将答题卡收回。
4.本试卷分为试题卷和答题卡两部分,其中试题卷由第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)组成,共6页;答题卡共2页。
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N14 O 16 Na 23 S 32 Cu 64
第Ⅰ卷 选择题
一、选择题(本题包括14小题,每小题3分,共42分。每小题只有一个选项最符合题意)。
1. 化学与生产、生活密切相关,下列说法正确的是
A. CaCO3饱和溶液导电能力很弱,故CaCO3是弱电解质
B. 氯化铵溶液显酸性可用作铁制品的除锈剂
C. 由煤转化的水煤气燃烧时放出的热量比直接燃烧煤放出的热量多
D. 高炉炼铁时可通过增加塔高来降低体系中CO的百分含量
【答案】B
【解析】
【详解】A.CaCO3饱和溶液导电能力很弱,是因为CaCO3难溶于水,溶于水的CaCO3完全电离,是强电解质,A错误;
B.氯化铵溶液中铵根水解生成H+,溶液显酸性可用作铁制品的除锈剂,B正确;
C.根据盖斯定律,放热反应放出的热量只与反应物和生成物的能量差有关,与反应条件和反应过程无关,由煤转化的水煤气燃烧时放出的热量和直接燃烧煤放出的热量是相等,C错误;
D.高炉炼铁时通过增加塔高不能影响化学平衡移动,不能降低CO的百分含量,D错误;
故选B。
2. 在48mL0.1mol/LCH3COOH的溶液中加入12mL0.4mol/LNaOH溶液,则混合溶液显
A. 弱酸性 B. 强酸性 C. 中性 D. 碱性
【答案】D
【解析】
【详解】n(CH3COOH)=0.048L×0.1mol/L=0.0048mol,n(KOH)=0.012L×0.4moL/L=0.0048mol,则二者恰好完全反应,生成CH3COOK溶液,为强碱弱酸盐,则所得溶液呈碱性,故答案选D。
3. 将下列溶液加热蒸干并灼烧,可以得到原溶质的是
A. 氯化镁溶液 B. 硫酸亚铁溶液 C. 碳酸氢钠溶液 D. 硫酸铝溶液
【答案】D
【解析】
【详解】A.氯化镁在溶液中水解生成氢氧化镁和盐酸,加热蒸干时,氯化氢受热挥发使水解平衡不断右移直至趋于完全得到氢氧化镁,氢氧化镁灼烧分解生成氧化镁和水,则氯化镁溶液热蒸干并灼烧得到氧化镁,不能得到氯化镁固体,故A错误;
B.亚铁离子有强还原性,易被空气中的氧气氧化为三价铁离子,而硫酸没有挥发性,所以硫酸亚铁溶液加热蒸干并灼烧得到硫酸铁,不能得到硫酸亚铁固体,故B错误;
C.灼烧时,碳酸氢钠会受热分解生成碳酸钠、二氧化碳和水,所以碳酸氢钠溶液加热蒸干并灼烧得到碳酸钠,不能得到碳酸氢钠固体,故C错误;
D.加热促进硫酸铝在溶液中的水解,但硫酸没有挥发性,所以蒸干时得到的固体是硫酸铝,灼烧硫酸铝,硫酸铝不分解,所以硫酸铝溶液加热蒸干并灼烧得到的固体仍然是硫酸铝,故D正确;
故选D。
4. 在100mL0.1mol/LCH3COOH溶液中,欲使CH3COOH的电离程度和溶液的pH都增大,可采用的方法是
A. 加少量的1mol/LNaOH溶液 B. 加少量1mol/L盐酸
C. 加少量CH3COONa固体 D. 微热
【答案】A
【解析】
【详解】A.加入NaOH,与氢离子反应,氢离子浓度减小,pH增大,平衡向正反应方向移动,电离程度增大,A正确;
B.加入1mol/L盐酸溶液,使溶液中氢离子浓度增大,电离平衡向逆反应方向移动,电离程度减小,B错误;
C.加入醋酸钠固体,实际增加了醋酸根离子的浓度,醋酸电离平衡向左移动,醋酸电离程度减小,C错误;
D.醋酸电离吸热,升高温度电离平衡向右移动,氢离子浓度增大,pH减小,D错误;
故选A。
5. 下列事实不能用勒夏特列原理解释的是
A. 光照新制氯水时,溶液的颜色逐渐变浅
B. 夏天,打开啤酒瓶时会在瓶口逸出气体
C. 工业合成氨选择500℃高温条件
D. 由NO2(g)和N2O4(g)组成的平衡体系,加压后分子数减少
【答案】C
【解析】
【详解】A.光照下氯水中的HClO分解,使得平衡向右移动,颜色变淡,能用勒夏特列原理解释,A不符合题意;
B.啤酒中存在二氧化碳的溶解平衡,开启啤酒瓶后,压强减小,二氧化碳逸出,瓶中马上泛起大量泡沫,能用勒夏特列原理解释,B不符合题意;
C.工业合成氨是可逆反应,该反应为放热反应,选择500℃左右的较高温度能使平衡逆向移动,不利于氨的合成,使用500℃左右的高温主要是考虑催化剂的催化效率以及反应速率,不能用化学平衡移动原理解释,C符合题意;
D.由NO2和N2O4组成的平衡体系中存在化学反应:2NO2N2O4,加压后化学平衡向气体体积减小的正反应方向移动,因此混分子数减少,能用勒夏特列原理解释,D不符合题意;
故选C。
6. 分别向的NaOH的溶液中加入①浓硫酸;②稀硫酸;③稀硝酸;④稀醋酸,恰好完全反应的热效应分别为、、、,下列关系正确的是
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】中和反应为放热反应,焓变为负,分别向1L1mol·L-1的NaOH的溶液中加入②稀硫酸、③稀硝酸热效应相同,△H2=△H3=-57.3kJ/mol;①浓硫酸稀释放热,④醋酸电离吸热,则△H4>-57.3kJ/mol,△H1<57.3kJ/mol;则△H1<△H2=△H3<△H4,故选B。
7. 某温度下,在恒容密闭容器中进行反应:X(g)+W(s)Z(g)+Y(g)。下列叙述正确的是
A. 增加W的用量,将缩短达到平衡的时间
B. 减小压强,平衡正向移动,速率增大
C. 升高温度,正反应速率增大,逆反应速率减小
D. 达到平衡后,增加X的用量,X转化率减小
【答案】D
【解析】
【详解】A.固体或纯液体,一般认为其“浓度”为常数,它们的量的改变不会影响化学反应速率及化学平衡的移动,不会改变达到平衡的时间,A项错误;
B.对于反应前后气体体积增大的反应,减小压强,速率减小,平衡向正反应方向移动,B项错误;
C.升高温度,正逆反应速率都增大,C项错误;
D.平衡后加入X,平衡正向移动,但根据勒夏特列原理可知X的转化率减小,D项正确;
故答案选D。
8. 设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 16gO2与30gNO充分反应后的体系中含有的分子数为NA
B. 1LpH=2的稀H2SO4中含有的H+数为0.02NA
C. 1L0.5mol/LAlCl3溶液中含有的Al3+小于0.5NA
D. 3mol H2与1mol N2充分反应后,生成物的分子数为2NA
【答案】C
【解析】
【详解】A.氧气和一氧化氮的反应体系中存在如下反应:O2+2NO=2NO2,,16gO2与30gNO充分反应生成NO2,NO2转化为N2O4,分子数减小,故体系中含有的分子数小于NA,A项错误;
B.1LpH=2的稀H2SO4中含有的H+数为0.01mol/L×1L×NA =0.01NA,B项错误;
C.AlCl3溶液中的Al3+会发生水解反应,故粒子数目小于0.5NA,C项正确;
D.合成氨反应:,为可逆反应,故3mol H2与1mol N2充分反应后,生成物的分子数小于2NA,D项错误;
故答案选C。
9. 下列说法正确的是
A. 0.1mol/LNaHCO3溶液中
B. 常温下,将1×10-6mol/L的HCl溶液稀释100倍,稀释后pH=8
C. 100℃,水的pH约为6,呈酸性
D. 常温下,NaCN溶液呈碱性,说明HCN是弱酸
【答案】D
【解析】
【详解】A.由元素质量守恒可知,0.1mol/L碳酸氢钠溶液中,故A错误;
B.常温下,将1×10-6mol/L的盐酸溶液稀释100倍溶液依然显酸性,则溶液的pH小于7,故B错误;
C.100℃,pH约为6的水中氢离子浓度等于氢氧根离子浓度,水呈中性,故C错误;
D.常温下,NaCN溶液呈碱性,由盐类水解规律可知,HCN是在溶液中部分电离的弱酸,故D正确;
故选D。
10. 肼(N2H4)暴露在空气中容易爆炸,但利用其作燃料电池是一种理想的电池,具有容量大、能量转化效率高、产物无污染等特点,其工作原理如图所示,下列叙述正确的是
A. 负极反应为4OH-+N2H4 − 4e– = N2↑+4H2O
B. 当消耗1molO2时,有2mol Na+由甲槽向乙槽迁移
C. 电池工作时,正极附近的pH降低
D. 若去掉离子交换膜电池也能正常工作
【答案】A
【解析】
【详解】A.燃料电池的负极发生氧化反应,是肼发生反应,肼中的N从-2价升高到0价,碱性电池中,其电极反应式应为:N2H4+4OH--4e-=N2+4H2O,故A正确;
B.消耗1molO2时,转移4mol电子,根据O2+2H2O+4e- =4OH-,同时生成4mol OH-,则有4molNa+由甲槽向乙槽迁移,故B错误;
C.碱性环境中,氧气在正极发生还原反应生成氢氧根离子,pH增大,故C错误;
D.若撤走阳离子交换膜后,肼会与水中溶解的氧气直接接触,发生爆炸,无法正常工作,故D错误;
故选A。
11. 下列叙述正确的是
A. 甲烷的燃烧热为890.3kJ/mol,则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为:
B. 在常温下,将pH=11的某碱溶液和pH=3的某酸溶液等体积混合后,溶液一定显中性
C. 向Ca(ClO)2溶液中通入CO2气体,可证明H2CO3的酸性强于HClO
D. 用玻璃棒蘸取新制氯水滴在pH试纸上,测定氯水的pH
【答案】C
【解析】
【详解】A.燃烧热是指1mol纯物质完全燃烧生成指定的稳定产物(水为液态水)时放出的热量,甲烷的燃烧热,则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890.3kJ/mol,A错误;
B.将pH=11的强碱溶液和pH=3的强酸溶液等体积混合后,恰好完全反应生成强酸强碱盐,溶液显中性,若为弱酸或弱碱,则弱酸或弱碱过量,溶液不一定为中性,B错误;
C.Ca(ClO)2和CO2反应生成碳酸钙和HClO,说明H2CO3酸性强于HClO,C正确;
D.新制氯水具有强氧化性,能将有色物质漂白,无法测定溶液pH,D错误;
故答案选C。
12. 下列相关表述错误的是
A. 图①可表示反应的正、逆反应平衡常数K随温度的变化曲线
B. 图②可表示反应,在时刻扩大容器体积时,随时间的变化曲线
C. 若图③表示用的溶液分别滴定一元酸、的滴定曲线,则的酸性大于
D. 若图④表示反应中与T的关系,则C点状态:v(正)<v(逆)
【答案】D
【解析】
【详解】A.,正反应为放热反应,温度越高,K越小,逆反应为吸热反应,温度越高,K越大,A正确;
B.,时刻扩大容器体积时,组分浓度减小,减小,B正确;
C.一元酸和,从起点得出:的较大,酸性较弱,C正确;
D.C点反应未达状态,,D错误;
故选D。
13. 25℃时,在一定体积pH=12的Ba(OH)2溶液中,逐滴加入一定物质的量浓度的NaHSO4溶液,当溶液中的Ba2+恰好完全沉淀时,溶液pH=11,忽略溶液体积变化,则V[Ba(OH)2]:V(NaHSO4)为
A. 1:1 B. 1:4 C. 2:1 D. 3:2
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】25℃时,在一定体积pH=12的Ba(OH)2溶液中,c(OH-)=0.01 mol/L,pH=11的溶液中c(OH-)=0.001 mol/L。对Ba(OH)2溶液来说,Ba2+的浓度为原溶液中c(OH-)的一半,当其完全沉淀时,n(OH-)为原离子物质的量的一半, 即×0.01 mol/L×V[Ba(OH)2]=(V[Ba(OH)2]+V(NaHSO4)) ×0.001 mol/L,解得V[Ba(OH)2]:V(NaHSO4)=1:4,故合理选项是B。
14. 常温下,用0.1mol/LNaOH溶液滴定20.00 mL0.1mol/L醋酸溶液,用酚酞作指示剂,滴定过程中溶液pH随加入的NaOH溶液体积的变化如下图所示,下列说法不正确的是
A. a点对应的溶液中:c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)
B. b点c(CH3COO-)=c(Na+),V1< 20mL
C. c点n(CH3COO-)大于b点
D. a、b、c三点中c点水的电离程度最大
【答案】D
【解析】
【详解】A.a点时,V(NaOH)=10mL,则反应结束后得到等物质的量浓度的CH3COOH和CH3COONa的混合溶液,此时溶液的pH<7,表明CH3COOH的电离程度强于CH3COO-水解程度,所以溶液中:c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-),A正确;
B.b点时,溶液的pH=7,则溶液中存在CH3COONa与CH3COOH,依据电荷守恒得 c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-),而此溶液中c(H+)=c(OH-),所以c(Na+)=c(CH3COO-),20.00mL0.1mol/LNaOH溶液和20.00 mL0.1 mol/L醋酸溶液混合后溶液呈碱性,b点溶液呈中性,所以V1<20mL,B正确;
C.用NaOH溶液滴定醋酸溶液,b点pH=7,醋酸尚未被完全中和;c点在滴点终点之后,溶液中存在过量的NaOH,NaOH能抑制CH3COO-的水解,则c点n(CH3COO-)大于b点,C正确;
D.用NaOH溶液滴定醋酸溶液,水的电离程度为先增大后减小,恰好完全反应时水的电离程度最大,故D错误;
故答案选D。
第Ⅱ卷 非选择题(共58分)
15. 某同学利用近期所学酸碱中和滴定原理设计实验方案,用一定浓度的盐酸测定某烧碱的纯度,请大家试根回答下列问题:
(1)称取4.4g烧碱样品。将样品配成250mL待测液,需要的主要玻璃仪器除烧杯、玻璃棒外还需_______。
(2)进行中和滴定时,不能用所盛溶液润洗的仪器是_______。
A.酸式滴定管 B.碱式滴定管 C.锥形瓶
(3)若甲学生在实验过程中,记录滴定前滴定管内液面读数为2.40ml,滴定后液面如图,则此时消耗标准溶液的体积为_______mL。
(4)若用0.2010mol/L标准盐酸滴定,滴定时装标准液的仪器名称为_______,选酚酞为指示剂,滴定时左手旋转酸式滴定管的玻璃活塞,右手不停地摇动锥形瓶,两眼注视锥形瓶中溶液颜色的变化,直到______即可判断达到滴定终点。
(5)在滴定过程中,锥形瓶下面预先放一张白纸的作用是_______。
(6)滴定过程,下列情况会使测定结果偏高的是_______(填序号)。
①记录起始体积时,仰视读数,终点时俯视
②碱式滴定管水洗后,就用来量取待测液
③滴定前,酸式滴定管有气泡,滴定后消失
④锥形瓶水洗后,又用待测液润洗
(7)根据表中数据,计算样品烧碱的质量分数为_______(结果保留四位有效数字,假设烧碱中不含有与酸反应的杂质)。
滴定次数
待测液体积
(mL)
标准盐酸体积(mL)
滴定前读数(mL)
滴定后读数(mL)
第一次
10.00
0.50
20.45
第二次
10.00
4.00
24.05
第三次
10.00
3.00
26.50
【答案】(1)胶头滴管、250ml容量瓶
(2)C (3)25.00
(4) ①. 酸式滴定管 ②. 最后半滴溶液滴入时,溶液由浅红色突变为无色,且30s内不变色
(5)增加对比度,便于观察颜色变化
(6)③④ (7)91.36%
【解析】
【小问1详解】
称取4.4g烧碱样品。将样品配成250mL待测液,需要的主要玻璃仪器除烧杯、玻璃棒外还需胶头滴管、250ml容量瓶;
【小问2详解】
本实验时用一定浓度的盐酸测定某烧碱的纯度,实验用到锥形瓶盛放待测液,不用润洗,用酸式滴定管盛放盐酸,故进行中和滴定时,不能用所盛溶液润洗的仪器是锥形瓶,答案选C;
【小问3详解】
若甲学生在实验过程中,记录滴定前滴定管内液面读数为2.40ml,滴定后液面如图,读数为27.40,则此时消耗标准溶液的体积为(27.40-2.40)mL=25.00mL,答案是25.00;
【小问4详解】
若用0.2010mol/L标准盐酸滴定,滴定时装标准液的仪器名称为酸式滴定管;选酚酞为指示剂,滴定时左手旋转酸式滴定管的玻璃活塞,右手不停地摇动锥形瓶,两眼注视锥形瓶中溶液颜色的变化,直到最后半滴溶液滴入时,溶液由浅红色突变为无色,且30s内不变色;
即可判断达到滴定终点。
【小问5详解】
在滴定过程中,锥形瓶下面预先放一张白纸的作用是增加对比度,便于观察颜色变化;
【小问6详解】
①记录起始体积时,仰视读数,读数偏大,终点时俯视,读数偏小,故滴定管的起始间距读数变小,酸溶液的体积偏小,故计算得到碱的浓度时偏小,①不符合题意;
②碱式滴定管水洗后,就用来量取待测液,碱的浓度被稀释,则消耗的酸体积减小,最终计算碱的浓度偏小,②不符合题意;
③滴定前,酸式滴定管有气泡,滴定后消失,得到酸的体积偏大,则计算碱的浓度会偏大,③符合题意;
④锥形瓶水洗后,又用待测液润洗,则增加了碱的用量,消耗酸的体积增大,计算得到碱的浓度偏大,④符合题意;
故符合题意的时③④;
【小问7详解】
第一次消耗盐酸的体积是19.95mL,第二次消耗盐酸的体积是20.05mL,第二次消耗盐酸的体积是23.50mL,第三次的数据差距大舍掉,则两次平均消耗盐酸的体积是20.00mL,根据n(NaOH)=,则样品中含烧碱的质量是=4.020g,样品烧碱的质量分数为=91.36%
16. 甲醇的用途十分广泛,主要用于有机合成、作燃料、生产农药、作良好的有机溶剂等。催化CO和H2反应可以合成甲醇,反应化学方程式为CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。
已知:Ⅰ.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH1=+41kJ·mol-1;
Ⅱ.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH2=-58kJ·mol-1。
回答下列问题:
(1)写出催化CO和H2合成甲醇的热化学反应方程式:_______。
(2)向2L密闭容器中加入2molCO2和6molH2,在适当的催化剂作用下,发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH<0。
①该反应自发进行的条件是_______(填“低温”“高温”或“任意温度”)。
②下列叙述能说明此反应达到平衡状态的是_______(填字母)。
a.混合气体的平均相对分子质量保持不变
b.混合气体的密度保持不变
c.1molCO2生成的同时有3mol H-H键断裂
d.CO2和H2的转化率相等
③反应经过20min后达到平衡,CH3OH的物质的量为1mol。平衡建立过程中,H2的平均反应速率v(H2)=____;若该反应的起始压强为100Kpa,则该反应的平衡常数Kp=_____。若20min时向容器中再充入1molCO2和1mol H2O,则平衡_____(填“正向”、“逆向”或“不”)移动。
(3)研究表明,CO2与H2在催化剂作用下,发生反应合成CH3OH时会发生副反应(反应Ⅰ )。将一定量的CO2与H2通入刚性的密闭容器中,CO2的平衡转化率和甲醇的选择率随温度的变化趋势如图所示,随着温度的升高,CO2的平衡转化率增加但甲醇的选择率降低,请分析其原因:_______。(已知:CH3OH的选择率)。
【答案】(1)
(2) ①. 低温 ②. ac ③. 0.075mol/(L·min) ④. ⑤. 不
(3)升温时,反应Ⅰ正向移动,而生成甲醇的反应逆向移动,且反应Ⅰ正向移动的程度更大,所以导致CO2转化率升高的同时甲醇的选择性降低
【解析】
【小问1详解】
Ⅰ.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH1=+41kJ·mol-1;
Ⅱ.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH2=-58kJ·mol-1。
根据盖斯定律Ⅱ-Ⅰ得催化CO和H2合成甲醇的热化学反应方程式CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH2=-58kJ·mol-1-41kJ·mol-1=-99kJ·mol-1;
【小问2详解】
①CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔH<0,正反应气体物质的量减少ΔS<0,该反应自发进行的条件是低温。
②a.正反应气体物质的量减少,气体总质量不变,混合气体的平均相对分子质量是变量,混合气体的平均相对分子质量保持不变,反应一定达到平衡状态,故选a;
b.气体总质量不变,容器体积不变,密度是恒量,混合气体的密度保持不变,反应不一定平衡,故不选b;
c.1molCO2生成的同时有3mol H-H键断裂,正逆反应速率比等于系数比,反应一定达到平衡状态,故选c;
d.CO2和H2的投料比等于系数比,CO2和H2转化率始终相等,CO2和H2的转化率相等,反应不一定平衡,故不选d;
选ac。
③反应经过20min后达到平衡,CH3OH的物质的量为1mol。
平衡建立过程中,H2的平均反应速率v(H2)=mol/(L·min);若该反应的起始压强为100Kpa,平衡时压强为Kpa,则该反应的平衡常数Kp=。若20min时向容器中再充入1molCO2和1mol H2O,Q=,则平衡不移动。
【小问3详解】
反应Ⅰ吸热,CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)正反应放热。升温时,反应Ⅰ正向移动,而生成甲醇的反应逆向移动,且反应Ⅰ正向移动的程度更大,所以导致CO2转化率升高的同时甲醇的选择性降低。
17. 25℃时,部分物质的电离平衡常数如表所示,请回答下列问题
化学式
CH3COOH
NH3·H2O
H2CO3
H2SO3
电离平衡常数
1.75×10-5
1.8×10-5
K1=4.5×10-7,K2=4.7×10-11
K1=1×10-2,K2=6.0×10-8
(1)上述等浓度的四种溶液,导电能力最强的是_______,用蒸馏水稀释0.10mol/L的醋酸,下列各式表示的数值随水量的增加而增大的是_______(填序号)。
a. b. c.
(2)25℃时,NaHSO3的水解平衡常数Kh=_______,溶液显_______性。
(3)若向氨水中加入稀硫酸至恰好中和,所得溶液的pH_______(填“>”“=”或“<”)7,用离子方程式表示其原因:_______。若向氨水中加入稀硫酸至溶液pH=7,此时溶液中的=a mol/L,则_______mol/L。
(4)相同温度下,等pH的①CH3COONa溶液;②Na2CO3溶液;③Na2SO3溶液,三种溶液的物质的量浓度由大到小排序为_______。少量SO2通入Na2CO3溶液的离子方程式为_______。
【答案】(1) ①. H2SO3 ②. b
(2) ①. 1×10-12 ②. 酸性
(3) ①. < ②. ③. mol/L
(4) ①. ①>③>② ②.
【解析】
【小问1详解】
上述等浓度的四种溶液,酸的电离常数越大,在水中的电离程度越大,电离产生的H+浓度越大,导电能力越强,导电能力最强的是H2SO3;
在醋酸溶液中存在电离平衡:CH3COOHCH3COO-+H+,
a.加水稀释促进CH3COOH的电离,溶液中H+物质的量增大、CH3COOH物质的量减小,则减小,故a不选;
b.加水稀释促进CH3COOH的电离,溶液中CH3COO-物质的量增大、CH3COOH物质的量减小,则增大,故b选;
c.稀释过程中,酸性减弱,c(H+)减小,温度不变,水的离子积常数不变,则c(OH-)增大,所以减小,故c不选;
故答案为:b。
【小问2详解】
25℃时,NaHSO3的水解反应为:,NaHSO3的水解平衡常数<Ka2(),说明的电离程度大于水解程度,溶液呈酸性。
【小问3详解】
若向氨水中加入稀硫酸,使氨水恰好被中和,反应生成硫酸铵,反应的离子方程式NH3•H2O+H+=+H2O;硫酸铵是强酸弱碱盐,铵根离子水解+H2ONH3•H2O+H+,溶液呈酸性,所得溶液的pH<7;若向氨水中加入稀硫酸至溶液pH=7,根据电荷守恒2c()=c(),此时溶液中的c()=amol/L,则c()=mol/L。
【小问4详解】
弱酸的酸性越弱,其酸根离子越易水解,酸性:Ka(CH3COOH)>Ka2(H2SO3)>Ka2(H2CO3),所以等pH的CH3COONa溶液、Na2CO3溶液和Na2SO3溶液,三种溶液的物质的量浓度c(CH3COONa)、c(Na2CO3)、c(Na2SO3)由大到小排序c(CH3COONa)>c(Na2SO3)>c(Na2CO3),故答案为:①>③>②;根据强酸制取弱酸的原理,少量SO2通入Na2CO3溶液反应时生成NaHCO3和Na2SO3,离子方程式为:。
18. 孔雀石的主要成分为Cu2(OH)2CO3(含少量FeO、Fe2O3、SiO2)。某小组同学在实验室以孔雀石为原料制备胆矾,并测定所得胆矾中结晶水的含量。实验步骤如下:
完成下列填空:
(1)孔雀石研磨后再加足量稀硫酸溶解,研磨孔雀石的目的是_______;孔雀石的主要成分与稀硫酸反应的离子方程式为_______,滤液中的金属离子有_______。
(2)加入“c、d”是为了除去某些杂质,则最好先加_______溶液,再加_______固体调节溶液pH的范围至3.2~4.7之间。
(3)操作a依次为_______、过滤、洗涤和干燥等。
(4)在利用灼烧前后质量变化测定所得胆矾(CuSO4•xH2O)中结晶水x值的实验过程中,若测定结果偏大,可能的原因是_______。
a.加热温度过高
b.胆矾晶体的颗粒较大
c.加热后放在空气中冷却
d.加热胆矾晶体时有晶体从坩埚中溅出
(5)根据上述流程可知,孔雀石中Cu2(OH)2CO3的质量分数为_______。(用m1和m2表达)
【答案】(1) ①. 增大接触面积,加快反应速率 ②. Cu2(OH)2CO3+4H+=2Cu2++3H2O+CO2↑ ③. Cu2+、Fe2+、Fe3+
(2) ①. H2O2 ②. CuO或Cu(OH)2或CuCO3或Cu2(OH)2CO3
(3)蒸发浓缩、冷却结晶
(4)ad (5)
【解析】
【分析】孔雀石的主要成分为Cu2(OH)2CO3(含少量FeO、Fe2O3、SiO2) 加入稀硫酸过滤得到固体X为二氧化硅和溶液A为硫酸铜、硫酸亚铁、硫酸铁,加入c、d为过氧化氢氧化亚铁离子为铁离子,加入氧化铜调节溶液的pH沉淀铁离子,过滤得到沉淀C为氢氧化铁和过量的氧化铜,溶液B为硫酸铜溶液,通过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤、干燥得到硫酸铜晶体m2g,受热失去结晶水得到无水硫酸铜。
【小问1详解】
研磨孔雀石的目的是增大接触面积,加快反应速率;碱式碳酸铜和硫酸反应生成硫酸铜、水和二氧化碳,反应的离子方程式为:Cu2(OH)2CO3+4H+=2Cu2++3H2O+CO2↑;由分析可知,溶液A为硫酸铜、硫酸亚铁、硫酸铁,则金属阳离子为Cu2+、Fe2+、Fe3+;
【小问2详解】
氢氧化铁比氢氧化亚铁更易沉淀,则先加入氧化剂过氧化氢溶液氧化亚铁离子,从而不引入其他杂质离子,加入CuO或Cu(OH)2或CuCO3或Cu2(OH)2CO3消耗氢离子,调节溶液pH使Fe3+水解平衡正向移动,转化为氢氧化铁沉淀;
【小问3详解】
从溶液B中获得硫酸铜晶体,直接加热蒸干会导致硫酸铜失去结晶水,应该采用的操作方法为:加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥;
【小问4详解】
a.加热温度过高,会导致硫酸铜分解,质量变化较大,导致结果偏大,a正确;
b.胆矾晶体的颗粒较大,会导致晶体热分解不完全,质量变化偏小,结果偏小,b错误;
c.加热后放在空气中冷却,会吸收空气中的水重新形成晶体,导致测定结果偏小,c错误;
d.加热胆矾晶体时有晶体从坩埚中溅出,导致测定的结晶水的质量偏大,测定的x值偏大,故d正确;
选ad;
【小问5详解】
根据关系式,解得,则孔雀石中Cu2(OH)2CO3的质量分数为。
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绵阳南山中学2024年秋季2023级半期考试
化学试题
满分100分,考试时间75分钟
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的班级、姓名用0.5毫米黑色墨水签字笔填写清楚,同时用2B铅笔将考号准确填涂在“考号”栏目内。
2.选择题使用2B铅笔填涂在答题卡对应题目标号的位置上,如需改动,用橡皮擦擦干净后再选涂其它答案;非选择题用0.5毫米黑色墨水签字笔书写在答题卡的对应框内,超出答题区域书写的答案无效;在草稿纸、试题卷上答题无效。
3.考试结束后将答题卡收回。
4.本试卷分为试题卷和答题卡两部分,其中试题卷由第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)组成,共6页;答题卡共2页。
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N14 O 16 Na 23 S 32 Cu 64
第Ⅰ卷 选择题
一、选择题(本题包括14小题,每小题3分,共42分。每小题只有一个选项最符合题意)。
1. 化学与生产、生活密切相关,下列说法正确的是
A. CaCO3饱和溶液导电能力很弱,故CaCO3是弱电解质
B. 氯化铵溶液显酸性可用作铁制品的除锈剂
C. 由煤转化的水煤气燃烧时放出的热量比直接燃烧煤放出的热量多
D. 高炉炼铁时可通过增加塔高来降低体系中CO的百分含量
2. 在48mL0.1mol/LCH3COOH的溶液中加入12mL0.4mol/LNaOH溶液,则混合溶液显
A. 弱酸性 B. 强酸性 C. 中性 D. 碱性
3. 将下列溶液加热蒸干并灼烧,可以得到原溶质的是
A. 氯化镁溶液 B. 硫酸亚铁溶液 C. 碳酸氢钠溶液 D. 硫酸铝溶液
4. 在100mL0.1mol/LCH3COOH溶液中,欲使CH3COOH的电离程度和溶液的pH都增大,可采用的方法是
A. 加少量的1mol/LNaOH溶液 B. 加少量1mol/L盐酸
C. 加少量CH3COONa固体 D. 微热
5. 下列事实不能用勒夏特列原理解释的是
A. 光照新制氯水时,溶液的颜色逐渐变浅
B. 夏天,打开啤酒瓶时会在瓶口逸出气体
C. 工业合成氨选择500℃高温条件
D. 由NO2(g)和N2O4(g)组成的平衡体系,加压后分子数减少
6. 分别向的NaOH的溶液中加入①浓硫酸;②稀硫酸;③稀硝酸;④稀醋酸,恰好完全反应的热效应分别为、、、,下列关系正确的是
A. B.
C. D.
7. 某温度下,在恒容密闭容器中进行反应:X(g)+W(s)Z(g)+Y(g)。下列叙述正确的是
A. 增加W的用量,将缩短达到平衡的时间
B. 减小压强,平衡正向移动,速率增大
C. 升高温度,正反应速率增大,逆反应速率减小
D. 达到平衡后,增加X的用量,X转化率减小
8. 设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 16gO2与30gNO充分反应后的体系中含有的分子数为NA
B. 1LpH=2的稀H2SO4中含有的H+数为0.02NA
C. 1L0.5mol/LAlCl3溶液中含有的Al3+小于0.5NA
D. 3mol H2与1mol N2充分反应后,生成物的分子数为2NA
9. 下列说法正确的是
A. 0.1mol/LNaHCO3溶液中
B. 常温下,将1×10-6mol/L的HCl溶液稀释100倍,稀释后pH=8
C. 100℃,水的pH约为6,呈酸性
D. 常温下,NaCN溶液呈碱性,说明HCN是弱酸
10. 肼(N2H4)暴露在空气中容易爆炸,但利用其作燃料电池是一种理想的电池,具有容量大、能量转化效率高、产物无污染等特点,其工作原理如图所示,下列叙述正确的是
A. 负极反应为4OH-+N2H4 − 4e– = N2↑+4H2O
B. 当消耗1molO2时,有2mol Na+由甲槽向乙槽迁移
C. 电池工作时,正极附近的pH降低
D. 若去掉离子交换膜电池也能正常工作
11. 下列叙述正确的是
A. 甲烷的燃烧热为890.3kJ/mol,则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为:
B. 在常温下,将pH=11的某碱溶液和pH=3的某酸溶液等体积混合后,溶液一定显中性
C. 向Ca(ClO)2溶液中通入CO2气体,可证明H2CO3的酸性强于HClO
D. 用玻璃棒蘸取新制氯水滴在pH试纸上,测定氯水的pH
12. 下列相关表述错误的是
A. 图①可表示反应的正、逆反应平衡常数K随温度的变化曲线
B. 图②可表示反应,在时刻扩大容器体积时,随时间的变化曲线
C. 若图③表示用的溶液分别滴定一元酸、的滴定曲线,则的酸性大于
D. 若图④表示反应中与T的关系,则C点状态:v(正)<v(逆)
13. 25℃时,在一定体积pH=12的Ba(OH)2溶液中,逐滴加入一定物质的量浓度的NaHSO4溶液,当溶液中的Ba2+恰好完全沉淀时,溶液pH=11,忽略溶液体积变化,则V[Ba(OH)2]:V(NaHSO4)为
A. 1:1 B. 1:4 C. 2:1 D. 3:2
14. 常温下,用0.1mol/LNaOH溶液滴定20.00 mL0.1mol/L醋酸溶液,用酚酞作指示剂,滴定过程中溶液pH随加入的NaOH溶液体积的变化如下图所示,下列说法不正确的是
A. a点对应的溶液中:c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)
B. b点c(CH3COO-)=c(Na+),V1< 20mL
C. c点n(CH3COO-)大于b点
D. a、b、c三点中c点水的电离程度最大
第Ⅱ卷 非选择题(共58分)
15. 某同学利用近期所学酸碱中和滴定原理设计实验方案,用一定浓度的盐酸测定某烧碱的纯度,请大家试根回答下列问题:
(1)称取4.4g烧碱样品。将样品配成250mL待测液,需要的主要玻璃仪器除烧杯、玻璃棒外还需_______。
(2)进行中和滴定时,不能用所盛溶液润洗的仪器是_______。
A.酸式滴定管 B.碱式滴定管 C.锥形瓶
(3)若甲学生在实验过程中,记录滴定前滴定管内液面读数为2.40ml,滴定后液面如图,则此时消耗标准溶液的体积为_______mL。
(4)若用0.2010mol/L标准盐酸滴定,滴定时装标准液的仪器名称为_______,选酚酞为指示剂,滴定时左手旋转酸式滴定管的玻璃活塞,右手不停地摇动锥形瓶,两眼注视锥形瓶中溶液颜色的变化,直到______即可判断达到滴定终点。
(5)在滴定过程中,锥形瓶下面预先放一张白纸的作用是_______。
(6)滴定过程,下列情况会使测定结果偏高的是_______(填序号)。
①记录起始体积时,仰视读数,终点时俯视
②碱式滴定管水洗后,就用来量取待测液
③滴定前,酸式滴定管有气泡,滴定后消失
④锥形瓶水洗后,又用待测液润洗
(7)根据表中数据,计算样品烧碱的质量分数为_______(结果保留四位有效数字,假设烧碱中不含有与酸反应的杂质)。
滴定次数
待测液体积
(mL)
标准盐酸体积(mL)
滴定前读数(mL)
滴定后读数(mL)
第一次
10.00
0.50
20.45
第二次
10.00
4.00
24.05
第三次
10.00
3.00
26.50
16. 甲醇的用途十分广泛,主要用于有机合成、作燃料、生产农药、作良好的有机溶剂等。催化CO和H2反应可以合成甲醇,反应化学方程式为CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。
已知:Ⅰ.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH1=+41kJ·mol-1;
Ⅱ.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH2=-58kJ·mol-1。
回答下列问题:
(1)写出催化CO和H2合成甲醇的热化学反应方程式:_______。
(2)向2L密闭容器中加入2molCO2和6molH2,在适当的催化剂作用下,发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH<0。
①该反应自发进行的条件是_______(填“低温”“高温”或“任意温度”)。
②下列叙述能说明此反应达到平衡状态的是_______(填字母)。
a.混合气体的平均相对分子质量保持不变
b.混合气体的密度保持不变
c.1molCO2生成的同时有3mol H-H键断裂
d.CO2和H2的转化率相等
③反应经过20min后达到平衡,CH3OH的物质的量为1mol。平衡建立过程中,H2的平均反应速率v(H2)=____;若该反应的起始压强为100Kpa,则该反应的平衡常数Kp=_____。若20min时向容器中再充入1molCO2和1mol H2O,则平衡_____(填“正向”、“逆向”或“不”)移动。
(3)研究表明,CO2与H2在催化剂作用下,发生反应合成CH3OH时会发生副反应(反应Ⅰ )。将一定量的CO2与H2通入刚性的密闭容器中,CO2的平衡转化率和甲醇的选择率随温度的变化趋势如图所示,随着温度的升高,CO2的平衡转化率增加但甲醇的选择率降低,请分析其原因:_______。(已知:CH3OH的选择率)。
17. 25℃时,部分物质的电离平衡常数如表所示,请回答下列问题
化学式
CH3COOH
NH3·H2O
H2CO3
H2SO3
电离平衡常数
1.75×10-5
1.8×10-5
K1=4.5×10-7,K2=4.7×10-11
K1=1×10-2,K2=6.0×10-8
(1)上述等浓度的四种溶液,导电能力最强的是_______,用蒸馏水稀释0.10mol/L的醋酸,下列各式表示的数值随水量的增加而增大的是_______(填序号)。
a. b. c.
(2)25℃时,NaHSO3的水解平衡常数Kh=_______,溶液显_______性。
(3)若向氨水中加入稀硫酸至恰好中和,所得溶液的pH_______(填“>”“=”或“<”)7,用离子方程式表示其原因:_______。若向氨水中加入稀硫酸至溶液pH=7,此时溶液中的=a mol/L,则_______mol/L。
(4)相同温度下,等pH的①CH3COONa溶液;②Na2CO3溶液;③Na2SO3溶液,三种溶液的物质的量浓度由大到小排序为_______。少量SO2通入Na2CO3溶液的离子方程式为_______。
18. 孔雀石的主要成分为Cu2(OH)2CO3(含少量FeO、Fe2O3、SiO2)。某小组同学在实验室以孔雀石为原料制备胆矾,并测定所得胆矾中结晶水的含量。实验步骤如下:
完成下列填空:
(1)孔雀石研磨后再加足量稀硫酸溶解,研磨孔雀石的目的是_______;孔雀石的主要成分与稀硫酸反应的离子方程式为_______,滤液中的金属离子有_______。
(2)加入“c、d”是为了除去某些杂质,则最好先加_______溶液,再加_______固体调节溶液pH的范围至3.2~4.7之间。
(3)操作a依次为_______、过滤、洗涤和干燥等。
(4)在利用灼烧前后质量变化测定所得胆矾(CuSO4•xH2O)中结晶水x值的实验过程中,若测定结果偏大,可能的原因是_______。
a.加热温度过高
b.胆矾晶体的颗粒较大
c.加热后放在空气中冷却
d.加热胆矾晶体时有晶体从坩埚中溅出
(5)根据上述流程可知,孔雀石中Cu2(OH)2CO3的质量分数为_______。(用m1和m2表达)
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