期末复习试卷一-2024-2025学年高二化学上学期期末复习一遍过 (人教版2019选择性必修1)
2024-12-17
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2份
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32页
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | 高中化学人教版选择性必修1 化学反应原理 |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-期末 |
| 学年 | 2024-2025 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 2.33 MB |
| 发布时间 | 2024-12-17 |
| 更新时间 | 2024-12-17 |
| 作者 | 慕白舒然 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2024-12-17 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/49383809.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
2024-2025学年度高二化学期末复习试卷一
化学
考试时间:75分钟 满分:100分
注意事项:
1.本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答第Ⅰ卷时,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.回答第Ⅱ卷时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
4.测试范围:人教版选必一。
5.难度系数:0.65
6.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 Mg-24 Al-27 S-32 Cl-35.5 K-39 Ca-40 Ti-48 Fe-56 Cu-64 Ba-137
第I卷(选择题)
一、选择题:本题共14个小题,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.化学与生活、生产密切相关。下列说法错误的是
A.农业上使用的铵态氮肥不能与草木灰混合使用
B.明矾可用于自来水的杀菌消毒
C.手机中使用的锂电池属于新型二次电池
D.将电源的正、负极分别连接惰性电极和水闸,可使闸门防腐
2.下列说法错误的是
A.盐碱地(含较多、)不利于农作物生长,可以施加适量石膏降低土壤碱性
B.血浆中缓冲体系对稳定体系的酸碱度发挥着重要作用
C.含氟牙膏可以将羟基磷灰石转化为氟磷灰石,达到预防龋齿的目的
D.医疗上常用作射线透视肠胃的内服药剂,俗称“钡餐”
3.下列实验操作正确且能达到实验目的的是
A.用图甲探究温度对 平衡移动的影响
B.用乙装置测NaClO溶液的pH
C.丙装置用NaOH标准溶液滴定盐酸
D.利用装置丁测定0.55mol/L的NaOH溶液与0.5mol/L盐酸反应的中和热
4.下列事实不能用勒夏特列原理解释的是
A.对于反应体系,给平衡体系增大压强可使颜色变深
B.在溶液中存在如下平衡,,若向溶液中滴入滴浓硫酸,溶液颜色橙色加深
C.氯水中存在的平衡:,当加入适当的后,溶液颜色变浅
D.对于反应 ,平衡体系升高温度颜色变深
5.全世界每年钢铁因锈蚀造成大量的损失,某城市拟用如图所示方法保护埋在弱碱性土壤中的钢质管道,使其免受腐蚀。关于此方法,下列说法不正确的是
A.钢质管道易被腐蚀是因为在潮湿的土壤中形成了原电池
B.这种方法称为牺牲阳极的阴极保护法
C.钢管上的电极反应式:O2+2H2O+4e-=4OH-
D.也可用外接直流电源保护钢管,直流电源负极连接金属棒X
6.化学用语是学习化学最好的工具(题中所给数据均正确),下列叙述不正确的是
A.Na2S2O3与稀硫酸混合:
B.Al2S3只能在干态下制备的原因:2Al3++3S2-+6H2O=2Al(OH)3↓+3H2S↑
C.CH4燃烧热的热化学方程式:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890.3kJ·mol-1
D.泡沫灭火器工作原理:2Al3++3+3H2O=2Al(OH)3↓+3CO2↑
7.设为阿伏加德罗常数的值,下列有关叙述正确的是
A.25℃,pH=12的NaOH溶液中含有的数目约为
B.向含的溶液中加入适量氨水使溶液呈中性,此时溶液中数目为
C.在1L的溶液中,阴离子总数等于
D.标准状况下,盛有11.2LCCl4的密闭容器中碳原子数为
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.下列有关实验现象、结论与实验操作相互匹配的是
选项
实验操作
实验现象
实验结论
A
向含有和的悬浊液中滴加溶液
出现黑色沉淀
B
向溶液、的混合物中滴加硝酸酸化的,边滴加边振荡
层显紫色
氧化性:
C
室温下,用试纸分别测定等物质的量浓度的溶液和溶液的
溶液对应的更大
酸性:
D
两支试管各盛酸性高锰酸钾溶液,分别加入草酸溶液和草酸溶液
加入草酸溶液的试管中溶液褪色更快
其他条件相同,反应物浓度越大,反应速率越快
A.A B.B C.C D.D
10.水煤气变换反应为。我国学者结合实验与计算机模拟结果,研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程,如图所示,其中吸附在金催化剂表面上的物种用*标注。下列说法错误的是
A.水煤气变换反应的
B.步骤②存在O―H键的形成
C.该反应的决速步是
D.步骤⑤的化学方程式为:
11.在两个体积相等的刚性密闭容器中,均加入足量Cu和0.2mol (g),分别在“恒温”和“绝热”条件下发生反应:ΔH,测得两容器中气体压强变化如图所示:
下列叙述不正确的是
A.上述反应的ΔH<0,ΔS<0
B.乙容器的反应条件为恒容恒温
C.若两容器中CuO的质量均保持不变,则两容器中反应均达到平衡状态
D.a点的转化率为80%
12.新型可充电镁—溴电池能量密度高,循环性能优越,在未来能量存储领域潜力巨大。某镁—溴电池装置如下图(正负极区之间的离子选择性膜只允许通过),下列说法不正确的是
A.当通过离子选择性膜时,导线中通过
B.放电时,正极反应为:
C.放电时,Mg电极发生还原反应
D.充电时,Mg电极应连接电源负极
13.氢气是一种清洁能源,研究制氢技术具有重要意义。乙醇-水催化重整可获得。其主要反应为:
①
②
在、时,发生上述反应,平衡时和的转化率随温度的变化如图所示。下列说法正确的是
A.P点与Q点反应①的平衡常数比较:
B.加压有利于增大反应速率和、的平衡转化率
C.温度为300℃的平衡体系中,CO的分压的分压
D.反应体系在500℃达到平衡时,的转化率>的产率>的转化率
14.25℃向溶液中滴入溶液,体系中、、溶液的体积与溶液的关系如图所示。下列说法不正确的是
A.溶液电离度为1%
B.曲线①表示与溶液的关系
C.25℃时,的电离平衡常数的数量级为
D.a点对应的溶液中;
第II卷(非选择题)
15.金属锰的用途非常广泛,涉及人类生产生活的方方面面,用含锰废料(主要成分为MnO2,含有少量Al2O3、Fe2O3、Fe3O4、MgO、SiO2等)制备锰的流程如图:
已知:I.25℃时几种难溶物的溶度积常数见表:
难溶物
Fe(OH)3
Al(OH)3
Mg(OH)2
Mn(OH)2
MnF2
MgF2
溶度积(Ksp)
2.8×10-69
1.0×10-33
5.6×10-12
2.0×10-13
5.3×10-3
5.2×10-11
Ⅱ.当溶液某离子浓度≤10-5mol/L时,认为该离子沉淀完全。
回答下列问题:
(1)MnF2中Mn的化合价为 。
(2)“酸浸”前需将原料粉碎,目的是 ,“酸浸”时,充入的作 (氧化/还原)剂。
(3)“滤渣1”的主要成分为 (填化学式),“氧化”中,“氧化”时发生反应的离子方程式为 。
(4)“调pH”的作用是 。若“调pH”后所得溶液中c(Mn2+)=0.2mol/L,则调pH的范围是4.7≤pH< (保留两位有效数字)。
(5)写出“沉锰”的离子方程式 。
(6)生成的MnCO3沉淀需经充分洗涤,除去附着其上的硫酸盐,检验沉淀是否洗净的方法是 。
16.连二亚硫酸钠()俗称保险粉,是印染工业中常用的漂白剂,实验室利用下图装置模拟制备连二亚硫酸钠并测定其纯度。
实验步骤:①将通入锌粉悬浊液中,控制温度为35~45℃,在不断搅拌下反应2小时,制得。②移去水浴装置并冷却至室温,在所得混合液中加入过量NaOH溶液,充分反应得到和,过滤。③将所得滤液经过一系列操作,最终得到无水产品。
已知:连二亚硫酸钠易溶于水,难溶于乙醇,在碱性介质中较稳定,水溶液中低于52℃以形态结晶,高于52℃脱水成无水盐。
回答下列问题:
(1)装置Ⅰ中的虚线框用来制备,制备选用的最佳试剂组合为___________(填字母)。
A.70%硫酸固体 B.10%硫酸固体
C.浓盐酸饱和溶液 D.稀硝酸饱和溶液
(2)装置Ⅱ中仪器a的名称为 。
(3)步骤①中反应控制在35℃~45℃的原因是 。
(4)步骤②中发生反应的化学方程式为 ,加过量NaOH溶液的作用除了使充分生成外,还有一个作用是 。
(5)从下列操作中选择合理的操作完成步骤③并排序:溶液→ →干燥。
a.搅拌下通入略高于60℃的水蒸气;
b.分批逐步加入细食盐粉,搅拌使其结晶,用倾析法除去上层溶液,余少量母液;
c.趁热过滤; d.用乙醇水溶液洗涤; e.用无水乙醇洗涤; f.用水洗涤
(6)产品纯度测定。称取5.0g样品溶于冷水中,配成250mL溶液,取出25.00mL该溶液于锥形瓶中,用的酸性溶液滴定。重复上述操作3次,平均消耗溶液25.00mL。
①该样品中的质量分数为 。[已知:,杂质不参与反应]
②下列操作会导致测定的纯度偏高的是 (填字母)。
A.盛装酸性溶液的滴定管用蒸馏水洗涤后没有用标准液润洗
B.滴定前滴定管尖嘴处有气泡,滴定后无气泡
C.起始读数正确,滴定后俯视读数
D.滴定时当溶液刚由无色变成浅红色时立即停止滴定,记录液面读数
17.“氢能源”的开发利用意义重大,乙醇与水催化重整制“氢”发生如下反应。
反应I:
反应II:
反应III:
回答下列问题:
(1)反应I的 。
(2)反应II的速率,其中分别为正、逆反应速率常数。升高温度时 (填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)压强为下,和发生上述反应,平衡时和的选择性、乙醇的转化率随温度的变化曲线如图。[已知:的选择性]
①表示CO选择性的曲线是 (填标号);
②573K时,生成的物质的量为 ;
③时,反应II的标准平衡常数,其中为、和为各组分的平衡分压,则反应III的 (列出计算式即可)。
(4)压强为的平衡产率与温度、起始时的关系如图所示,每条曲线表示相同的平衡产率。
①的平衡产率:Q点 点(填“>”、“=”或“<”)。
②M、N两点的平衡产率相等的原因是 。
(5)已知 ,向重整体系中加入适量的多孔,该做法的优点是 (答出一点即可)
18.合成氨是人类科学技术发展史上的一项重大成就,在很大程度上解决了地球上因粮食不足而导致的饥饿问题,是化学和技术对社会发展与进步的巨大贡献。
已知部分化学键的键能如下:
化学键
H—H
N—N
N—H
键能()
436
193
945
391
(1)则合成氨的热化学反应方程式为 ;合成氨反应 0(填“>”、“<”或“=”),合成氨反应在 温(填“高”或“低”)有利于自发。
(2)在恒温恒容的密闭容器中进行合成氨反应,能说明反应达到平衡状态的是 (填字母)。
A.体系的压强不再改变 B.气体的密度不再改变 C.与的物质的量比不变
D. E.混合气体平均摩尔质量不变
(3)在催化剂作用下,和生成的反应历程如下(“*”表示吸附态)。
①该反应历程中决速步的化学方程式为 。
②近期我国科学家为了解决合成氨反应速率和平衡产率的矛盾,选择使用双催化剂,通过光辐射产生温差(如体系温度为时,Fe的温度为,而的温度为)。结合下图解释该催化剂解决上述矛盾的原理是 。
(4)直接常压电化学合成氨以纳米作催化剂,和为原料制备。其工作原理如图所示:
①阴极的电极反应式为 。
②电解过程中,由于发生副反应,使得阴极制得的中混有少量气体单质,则理论上阳极和阴极生成气体的物质的量之比的范围是 。
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
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2024-2025学年度高二化学期末复习试卷一
化学
考试时间:75分钟 满分:100分
注意事项:
1.本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答第Ⅰ卷时,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.回答第Ⅱ卷时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
4.测试范围:人教版选必一。
5.难度系数:0.65
6.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 Mg-24 Al-27 S-32 Cl-35.5 K-39 Ca-40 Ti-48 Fe-56 Cu-64 Ba-137
第I卷(选择题)
一、选择题:本题共14个小题,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.化学与生活、生产密切相关。下列说法错误的是
A.农业上使用的铵态氮肥不能与草木灰混合使用
B.明矾可用于自来水的杀菌消毒
C.手机中使用的锂电池属于新型二次电池
D.将电源的正、负极分别连接惰性电极和水闸,可使闸门防腐
【答案】B
【详解】A.铵态氮肥中铵根离子和草木灰中的碳酸根离子在溶液中发生相互促进的双水解,导致铵根离子浓度减小,肥效减弱,则铵态氮肥和草木灰不能混合施用,故A正确;
B.明矾净水原理是明矾中的Al3+水解成氢氧化铝胶体,吸附水中的杂质,其不具有杀菌消毒的功能,故B错误;
C.手机中使用的锂电池可以反复充放电,属于新型二次电池,故C正确;
D.将被保护的金属和电源的负极连接作为阴极,另选一块能导电的惰性材料接电源正极作为阳极,通电后,阴极发生还原反应,抑制了金属失电子而达到保护闸门目的,故D正确;
故选B。
2.下列说法错误的是
A.盐碱地(含较多、)不利于农作物生长,可以施加适量石膏降低土壤碱性
B.血浆中缓冲体系对稳定体系的酸碱度发挥着重要作用
C.含氟牙膏可以将羟基磷灰石转化为氟磷灰石,达到预防龋齿的目的
D.医疗上常用作射线透视肠胃的内服药剂,俗称“钡餐”
【答案】D
【详解】A.盐碱地施加适量石膏,可以发生反应,得到的显中性,可以降低由引起的碱性,A正确;
B.缓冲溶液的作用就是用于调节溶液的酸碱性不产生大的波动,因此血浆中缓冲体系对稳定体系的酸碱度发挥着重要作用,B正确;
C.含氟牙膏可以将羟基磷灰石转化为氟磷灰石,促进牙釉质的再矿化,达到预防龋齿的目的,C正确;
D.有毒,因此医疗上的钡餐通常采用难溶于胃酸的,不能使用易溶于胃酸的,D错误;
故答案为:D。
3.下列实验操作正确且能达到实验目的的是
A.用图甲探究温度对 平衡移动的影响
B.用乙装置测NaClO溶液的pH
C.丙装置用NaOH标准溶液滴定盐酸
D.利用装置丁测定0.55mol/L的NaOH溶液与0.5mol/L盐酸反应的中和热
【答案】A
【详解】A.反应吸热,温度改变导致平衡移动使得溶液颜色不同,能探究温度对化学平衡的影响,A正确;
B.NaClO溶液具有漂白性,不能用pH试纸测其pH值,另外pH试纸测溶液的pH值时:将pH试纸放置在表面皿上,用玻璃棒蘸取待测液滴于干燥的pH试纸上,B错误;
C.NaOH标准溶液应放在碱式滴定管中,图示为酸式滴定管,C错误;
D.测定中和热时应选用环形玻璃搅拌器,铜丝搅拌器导热性好,会引起误差,D错误;
故选A。
4.下列事实不能用勒夏特列原理解释的是
A.对于反应体系,给平衡体系增大压强可使颜色变深
B.在溶液中存在如下平衡,,若向溶液中滴入滴浓硫酸,溶液颜色橙色加深
C.氯水中存在的平衡:,当加入适当的后,溶液颜色变浅
D.对于反应 ,平衡体系升高温度颜色变深
【答案】A
【详解】A.该反应气体分子总数不变,增大压强,平衡不移动,但由于的浓度增大,使颜色变深,不能用勒夏特列原理解释,A正确;
B.向溶液中滴入滴浓硫酸,溶液颜色橙色加深,说明浓度增大时,平衡逆向移动,能用勒夏特列原理解释,B错误;
C.当向氯水中加入适当的后,溶液颜色变浅,说明氯气浓度减小,平衡正向移动,能用勒夏特列原理解释,C错误;
D.该反应正反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,的浓度增大,颜色变深,能用勒夏特列原理解释,D错误;
故答案为:A。
5.全世界每年钢铁因锈蚀造成大量的损失,某城市拟用如图所示方法保护埋在弱碱性土壤中的钢质管道,使其免受腐蚀。关于此方法,下列说法不正确的是
A.钢质管道易被腐蚀是因为在潮湿的土壤中形成了原电池
B.这种方法称为牺牲阳极的阴极保护法
C.钢管上的电极反应式:O2+2H2O+4e-=4OH-
D.也可用外接直流电源保护钢管,直流电源负极连接金属棒X
【答案】D
【详解】A.钢质管道在潮湿的土壤中形成原电池,铁作负极,易被腐蚀,故A说法正确;
B.根据原电池工作原理,金属棒应作负极,钢管作正极,钢管被保护,这种方法称为牺牲阳极法,故B说法正确;
C.发生吸氧腐蚀,钢管作正极,正极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-,故C说法正确;
D.用外接直流电源保护钢管,该装置为电解池,根据电解原理,钢管应作阴极,即钢管连接直流电源负极,故D说法错误;
故答案为D。
6.化学用语是学习化学最好的工具(题中所给数据均正确),下列叙述不正确的是
A.Na2S2O3与稀硫酸混合:
B.Al2S3只能在干态下制备的原因:2Al3++3S2-+6H2O=2Al(OH)3↓+3H2S↑
C.CH4燃烧热的热化学方程式:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890.3kJ·mol-1
D.泡沫灭火器工作原理:2Al3++3+3H2O=2Al(OH)3↓+3CO2↑
【答案】D
【详解】A.Na2S2O3在酸性条件下发生歧化反应,生成硫和二氧化硫,离子方程式为:,A正确;
B.铝离子和硫离子在水溶液中发生双水解反应,生成氢氧化铝沉淀和硫化氢气体,离子方程式为2Al3++3S2-+6H2O=2Al(OH)3↓+3H2S↑,B正确;
C.燃烧热是指1mol可燃物完全燃烧生成指定产物所放出的热量,H元素完全燃烧生成指定产物为液态水,热化学方程式:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890.3kJ·mol-1,C正确;
D.泡沫灭火器工作原理是硫酸铝和碳酸氢钠发生双水解反应生成氢氧化铝和二氧化碳,离子方程式为:Al3++3=Al(OH)3↓+3CO2↑,D错误;
答案选D。
7.设为阿伏加德罗常数的值,下列有关叙述正确的是
A.25℃,pH=12的NaOH溶液中含有的数目约为
B.向含的溶液中加入适量氨水使溶液呈中性,此时溶液中数目为
C.在1L的溶液中,阴离子总数等于
D.标准状况下,盛有11.2LCCl4的密闭容器中碳原子数为
【答案】B
【详解】A.缺溶液的体积,无法计算25℃,pH为12的氢氧化钠溶液中含有的氢氧化钠的物质的量和氢氧根离子的数目,故A错误;
B.中性溶液中氢氧根离子浓度与氢离子浓度相等,由电荷守恒关系c(NH)+c(H+)=c(Cl—)+c(OH—)可知,向含的溶液中加入适量氨水使溶液呈中性时,溶液中数目为,故B正确;
C.碳酸钠是强碱弱酸盐,碳酸根离子在溶液中水解使溶液中阴离子总数增大,所以在1L的溶液中,阴离子总数大于,故C错误;
D.标准状况下,四氯化碳为液态,无法计算11.2L四氯化碳的物质的量和含有的碳原子个数,故D错误;
故选B。
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
【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,这些化学键均为极性键,A正确;
B.乙醇作为反应物参与反应生成(CH3)3COC2H5,乙醇不是催化剂,B错误;
C.活化能大的步骤,发生反应需消耗较多能量,反应难发生,反应速率较慢,其反应速率决定总速率,(CH3)3CBr→(CH3)3C++Br-的活化能最大,决定总反应的速率,故反应(CH3)3CBr+C2H5OH→(CH3)3C++Br-+ C2H5OH决定总反应的速率,C正确;
D.根据图示可知:反应物总能量大于生成物的总能量,该反应发生放出热量,反应为放热反应,D正确;
故合理选项是B。
9.下列有关实验现象、结论与实验操作相互匹配的是
选项
实验操作
实验现象
实验结论
A
向含有和的悬浊液中滴加溶液
出现黑色沉淀
B
向溶液、的混合物中滴加硝酸酸化的,边滴加边振荡
层显紫色
氧化性:
C
室温下,用试纸分别测定等物质的量浓度的溶液和溶液的
溶液对应的更大
酸性:
D
两支试管各盛酸性高锰酸钾溶液,分别加入草酸溶液和草酸溶液
加入草酸溶液的试管中溶液褪色更快
其他条件相同,反应物浓度越大,反应速率越快
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】A.悬浊液中含Na2S,无法判断发生ZnS沉淀转化为CuS,则不能比较Ksp(CuS)、Ksp(ZnS)大小,A错误;
B.溶液同时存在硝酸和铁离子,都能与碘离子反应生成碘单质,故不能由氧化还原反应来比较的氧化性大小,B错误;
C.根据越弱越水解的原理,等物质的量浓度的NaCN溶液和CH3COON溶液的pH,溶液NaCN对应的pH更大,可以说明酸性,C正确;
D.根据,酸性高锰酸钾溶液需要草酸溶液的体积为,需要草酸溶液的体积为,故反应中高锰酸钾溶液均过量,溶液不褪色,,D错误;
故选C。
10.水煤气变换反应为。我国学者结合实验与计算机模拟结果,研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程,如图所示,其中吸附在金催化剂表面上的物种用*标注。下列说法错误的是
A.水煤气变换反应的
B.步骤②存在O―H键的形成
C.该反应的决速步是
D.步骤⑤的化学方程式为:
【答案】B
【详解】A.由图可知,该反应为反应物总能量高于生成物总能量的放热反应,反应焓变△H<0,A正确;
B.过渡态1未知,无法判断步骤②是否存在O-H键的形成,B错误;
C.该历程中最大活化能步骤为步骤④,则步骤④是该反应历程的决速步,C正确;
D.由图可知,步骤⑤为COOH*、H*、OH*反应生成和CO2、H2(g)、H2O*,反应的化学方程式为,D正确;
故选B。
11.在两个体积相等的刚性密闭容器中,均加入足量Cu和0.2mol (g),分别在“恒温”和“绝热”条件下发生反应:ΔH,测得两容器中气体压强变化如图所示:
下列叙述不正确的是
A.上述反应的ΔH<0,ΔS<0
B.乙容器的反应条件为恒容恒温
C.若两容器中CuO的质量均保持不变,则两容器中反应均达到平衡状态
D.a点的转化率为80%
【答案】D
【分析】该反应是气体体积减小的反应,恒温条件下,气体压强减小,则曲线乙表示恒温条件下气体压强与时间变化的关系,由图可知,容器甲中气体压强增大,说明绝热条件下,温度的影响对气体物质的量减小的影响,则曲线甲表示恒温条件下气体压强与时间变化的关系。
【详解】A.由分析可知,上述反应是熵减的放热反应,反应的焓变和熵变均小于0,故A正确;
B.由分析可知,曲线乙表示恒温条件下气体压强与时间变化的关系,则乙容器的反应条件为恒容恒温,故B正确;
C.若两容器中氧化铜的质量均保持不变说明正逆反应速率相等,反应已达到平衡,故C正确;
D.由图可知,曲线甲a点所示反应达到平衡,容器中气体压强为4p,设平衡时氮气的浓度为xmol,由方程式可知,平衡时二氧化氮的物质的量为(0.2—2x)mol,由气体的物质的量之比等于压强之比可得:=,解得x=0.04,则二氧化氮的转化率为×100%=40%,故D错误;
故选D。
12.新型可充电镁—溴电池能量密度高,循环性能优越,在未来能量存储领域潜力巨大。某镁—溴电池装置如下图(正负极区之间的离子选择性膜只允许通过),下列说法不正确的是
A.当通过离子选择性膜时,导线中通过
B.放电时,正极反应为:
C.放电时,Mg电极发生还原反应
D.充电时,Mg电极应连接电源负极
【答案】C
【详解】A.根据电荷守恒,当0.1 mol Mg2+通过离子选择性膜时,导线中通过0.2 mol e−,故A正确;
B.由原电池原理可知,放电时,正极发生还原反应,电极反应为:,B正确;
C.放电时,镁是负极,Mg电极失电子,发生氧化反应,C错误;
D.放电时,镁是负极,充电时,Mg电极应连接电源负极,D正确;
故选C。
13.氢气是一种清洁能源,研究制氢技术具有重要意义。乙醇-水催化重整可获得。其主要反应为:
①
②
在、时,发生上述反应,平衡时和的转化率随温度的变化如图所示。下列说法正确的是
A.P点与Q点反应①的平衡常数比较:
B.加压有利于增大反应速率和、的平衡转化率
C.温度为300℃的平衡体系中,CO的分压的分压
D.反应体系在500℃达到平衡时,的转化率>的产率>的转化率
【答案】D
【详解】A.反应①C2H5OH(g)+3H2O(g) 2CO2(g)+6H2(g)的ΔH1>0 ,则反应温度越高,平衡常数越大,所以KP<KQ,故A项错误;
B.反应①为气体分子数增大的反应,加压有利于增大反应速率,但平衡逆向移动使C2H5OH和H2O的平衡转化率降低,故B项错误;
C.温度低于大约200℃时,C2H5OH和H2O的平衡转化率相等,说明只发生反应①,温度高于大约200℃时,反应①②都发生,导致H2O的转化率小于C2H5OH的转化率。设n始(C2H5OH)=1 mol,则n始(H2O)=3 mol,某温度(200℃以上)平衡时C2H5OH转化了x mol,则反应①中:
再设反应②中消耗CO2、H2各y mol,则反应②中:,反应①②合计:消耗C2H5OH仍为x mol,消耗H2O(3x-y)mol,生成H2、CO2、CO分别为(6x-y)mol、(2x-y)mol、y mol。则平衡时,α(C2H5OH)=x/1=x,α(H2O)=(3x-y)/3=x-y/3,H2的产率为(6x-y)/6=x-y/6;假设300℃平衡时,p(CO)=p(CO2),则有y=(2x-y),解得x=y,则α(C2H5OH)/α(H2O)=x/(x-y/3)=3/2,由图可知300℃平衡时,α(C2H5OH)≈90%,α(H2O)≈78%,两者之比不等于3/2,假设不成立。另解,p(CO)=p(CO2)时,总反应可由①+②得到:C2H5OH(g)+2H2O(g)CO2(g)+CO(g)+5H2(g),α(C2H5OH)/α(H2O)=x/(2x/3)=3/2,
实际比值约为,故C项错误;
D.由前述推导可知,平衡时α(C2H5OH)=x/1=x,α(H2O)=(3x-y)/3=x-y/3,H2的产率为(6x-y)/6=x-y/6。温度为500℃时,反应②已发生,即y>0,则有α(C2H5OH)=x>H2的产率=(x-y/6)>α(H2O)=(x-y/3),故D项正确;
故本题选D。
14.25℃向溶液中滴入溶液,体系中、、溶液的体积与溶液的关系如图所示。下列说法不正确的是
A.溶液电离度为1%
B.曲线①表示与溶液的关系
C.25℃时,的电离平衡常数的数量级为
D.a点对应的溶液中;
【答案】D
【分析】未加NaOH溶液时,0.1mol/L HA溶液的pH>2,则表明HA为弱酸,随着NaOH溶液的不断加入,HA不断发生电离,c(HA)不断减小,c(A-)不断增大,溶液的pH不断增大,则曲线①表示-lgc(HA),曲线②表示-lgc(A-)。
【详解】A.未加NaOH溶液时,0.1mol/L HA溶液的pH=3,即溶液中c(H+)=10-3mol/L,是由HA电离产生的,故HA电离度为==1%,A正确;
B.由分析可知,曲线①表示-lgc(HA)与溶液pH的关系,B正确;
C.25℃时,pH=4.76,c(HA)=c(A-),HA的电离平衡常数为Ka== c(H+)=10-4.76,所以HA的电离平衡常数的数量级为10-5,C正确;
D.a点对应的溶液中,加入NaOH的物质的量刚好为HA物质的量的一半,溶质为等物质量的NaA和HA的混合溶液,所以溶液中存在两个守恒:物料守恒c(HA)+c(A-)=2c(Na+)、电荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(A-)+c(OH-),从而得出:2c(H+)+c(HA)=2c(OH-)+c(A-),D不正确;
故本题选D。
第II卷(非选择题)
15.金属锰的用途非常广泛,涉及人类生产生活的方方面面,用含锰废料(主要成分为MnO2,含有少量Al2O3、Fe2O3、Fe3O4、MgO、SiO2等)制备锰的流程如图:
已知:I.25℃时几种难溶物的溶度积常数见表:
难溶物
Fe(OH)3
Al(OH)3
Mg(OH)2
Mn(OH)2
MnF2
MgF2
溶度积(Ksp)
2.8×10-69
1.0×10-33
5.6×10-12
2.0×10-13
5.3×10-3
5.2×10-11
Ⅱ.当溶液某离子浓度≤10-5mol/L时,认为该离子沉淀完全。
回答下列问题:
(1)MnF2中Mn的化合价为 。
(2)“酸浸”前需将原料粉碎,目的是 ,“酸浸”时,充入的作 (氧化/还原)剂。
(3)“滤渣1”的主要成分为 (填化学式),“氧化”中,“氧化”时发生反应的离子方程式为 。
(4)“调pH”的作用是 。若“调pH”后所得溶液中c(Mn2+)=0.2mol/L,则调pH的范围是4.7≤pH< (保留两位有效数字)。
(5)写出“沉锰”的离子方程式 。
(6)生成的MnCO3沉淀需经充分洗涤,除去附着其上的硫酸盐,检验沉淀是否洗净的方法是 。
【答案】(1)+2
(2) 增大接触面积,提高反应速率 还原
(3) SiO2
(4) 除去铁铝元素 8.0
(5)Mn2++2=MnCO3↓+CO2↑+H2O
(6)取少量最后一次洗涤液于试管中,滴加适量HCl酸化后,加入几滴BaCl2溶液,若无白色沉淀,证明沉淀已经洗净(合理即可)
【分析】含锰废料(主要成分为MnO2,含有少量Al2O3、Fe2O3、Fe3O4、MgO、SiO2等)加入稀硫酸酸化,然后用SO2还原,溶液中有Mn2+、Al3+、Fe2+、Mg2+、H+、,SiO2进入滤渣1分离。加入MnO2将Fe2+氧化为Fe3+,用氨水调pH除去Fe3+ 、Al3+,用MnF2将Mg2+转化为MgF2除去,加入NH4HCO3将Mn2+转化为MnCO3,在空气中煅烧生成二氧化锰,而后经过铝热反应生成锰单质。
【详解】(1)正负化合价代数和为0,F呈-1价,MnF2中Mn的化合价为+2价。
(2)接触面积越大,反应速率越快,则“酸浸”前需将原料粉碎,目的是增大接触面积,提高反应速率,“酸浸”时,充入的作还原剂。
(3)据分析,“滤渣1”的主要成分为SiO2,根据流程可知,“氧化”时MnO2将Fe2+氧化为Fe3+,则“氧化”时发生反应的离子方程式主要为。
(4)调pH是为了完全沉淀Fe3+、Al3+,以除去铁铝元素,因Fe(OH)3与Al(OH)3的组成相似,Ksp [Fe(OH)3]<Ksp [Al(OH)3],Fe(OH)3先沉淀完全,Al(OH)3 后沉淀完全,则调pH的范围应用Ksp [Al(OH)3]进行计算,将c(Al3+)=10−5 mol·L−1代入其Ksp中计算得c(OH−)≈10−9.3 mol·L−1,pH=14−9.3=4.7,则需pH≥4.7才能将Al3+完全沉淀;而Mn2+不能发生沉淀,由Ksp=2.0×10−13=c(Mn2+)×c2(OH−),将c(Mn2+)=0.2 mol·L−1代入计算得c(OH−)=10−6 mol·L−1,则pH<8.0,综上范围为:4.7≤pH<8.0。
(5)“沉锰”时,Mn2+和由电离出的碳酸根离子结合,生成白色的碳酸锰沉淀,所以离子方程式为Mn2++2=MnCO3↓+CO2↑+H2O。
(6)生成的MnCO3沉淀需经充分洗涤,除去附着其上的硫酸盐,可以通过检验是否残留有硫酸根离子来作为依据,所以答案为:取少量最后一次洗涤液于试管中,滴加适量HCl酸化后,加入几滴BaCl2溶液,若无白色沉淀,证明沉淀已经洗净。
16.连二亚硫酸钠()俗称保险粉,是印染工业中常用的漂白剂,实验室利用下图装置模拟制备连二亚硫酸钠并测定其纯度。
实验步骤:①将通入锌粉悬浊液中,控制温度为35~45℃,在不断搅拌下反应2小时,制得。②移去水浴装置并冷却至室温,在所得混合液中加入过量NaOH溶液,充分反应得到和,过滤。③将所得滤液经过一系列操作,最终得到无水产品。
已知:连二亚硫酸钠易溶于水,难溶于乙醇,在碱性介质中较稳定,水溶液中低于52℃以形态结晶,高于52℃脱水成无水盐。
回答下列问题:
(1)装置Ⅰ中的虚线框用来制备,制备选用的最佳试剂组合为___________(填字母)。
A.70%硫酸固体 B.10%硫酸固体
C.浓盐酸饱和溶液 D.稀硝酸饱和溶液
(2)装置Ⅱ中仪器a的名称为 。
(3)步骤①中反应控制在35℃~45℃的原因是 。
(4)步骤②中发生反应的化学方程式为 ,加过量NaOH溶液的作用除了使充分生成外,还有一个作用是 。
(5)从下列操作中选择合理的操作完成步骤③并排序:溶液→ →干燥。
a.搅拌下通入略高于60℃的水蒸气;
b.分批逐步加入细食盐粉,搅拌使其结晶,用倾析法除去上层溶液,余少量母液;
c.趁热过滤; d.用乙醇水溶液洗涤; e.用无水乙醇洗涤; f.用水洗涤
(6)产品纯度测定。称取5.0g样品溶于冷水中,配成250mL溶液,取出25.00mL该溶液于锥形瓶中,用的酸性溶液滴定。重复上述操作3次,平均消耗溶液25.00mL。
①该样品中的质量分数为 。[已知:,杂质不参与反应]
②下列操作会导致测定的纯度偏高的是 (填字母)。
A.盛装酸性溶液的滴定管用蒸馏水洗涤后没有用标准液润洗
B.滴定前滴定管尖嘴处有气泡,滴定后无气泡
C.起始读数正确,滴定后俯视读数
D.滴定时当溶液刚由无色变成浅红色时立即停止滴定,记录液面读数
【答案】(1)A
(2)三颈烧瓶
(3)温度过低,反应速度较慢;温度过高,SO2溶解度低,SO2损失较多
(4) ZnS2O4+2NaOH= Na2S2O4+, 使溶液处于碱性环境,保证Na2S2O4稳定存在
(5)b→a→c→e
(6) 72.5% AB
【分析】装置Ⅰ用70%的硫酸和固体反应制备SO2,装置Ⅱ中SO2与锌粉悬浊液在温度35~45℃下充分反应生成ZnS2O4,待冷却至室温再加入过量的NaOH溶液,ZnS2O4与NaOH充分反应生成Na2S2O4和沉淀,过滤得到Na2S2O4溶液,因为Na2S2O4在碱性条件下稳定,因此需加入过量的NaOH溶液,最后从溶液中获得Na2S2O4,装置Ⅲ用NaOH溶液吸收多余的SO2,据此解答。
【详解】(1)制备SO2应选用质量分数为70%的浓硫酸与亚硫酸钠固体, 因二氧化硫易溶于水, 如果硫酸浓度太低或者使用亚硫酸钠的水溶液, 产生的二氧化硫易溶于水而不利于逸出, 故BC不符合题意; 硝酸具有强氧化性,具有还原性, 两者能发生氧化还原反应, 会被硝酸氧化生成Na2SO4,因此不能用稀硝酸、饱和溶液制取二氧化硫, D不符合题意,故选A;
(2)由仪器构造可知,装置Ⅱ中仪器a的名称为三颈烧瓶;
(3)因温度过低,反应速度较慢;温度过高,SO2溶解度低,SO2损失较多,所以步骤①中反应控制在35℃~45℃,其原因是:温度过低,反应速度较慢;温度过高,SO2溶解度低,SO2损失较多;
(4)步骤②中ZnS2O4与NaOH充分反应生成Na2S2O4、,其化学方程式为:ZnS2O4+2NaOH=Na2S2O4+,因在碱性介质中较稳定,所以加过量NaOH溶液的作用除了使充分生成外,还有一个作用是:使溶液处于碱性环境,保证Na2S2O4稳定存在;
(5)从Na2S2O4溶液中获得无水,先向溶液中分批加入细食盐粉,搅拌使其结晶,用倾析法除去上层溶液,余少量母液,根据信息Ⅲ:碱性溶液中高于52℃脱水成无水盐,因此搅拌下通入略高于60℃的水蒸气,趁热过滤,因Na2S2O4易溶于水,难溶于乙醇,因此洗涤时用无水乙醇洗涤,减少Na2S2O4的损失,则步骤③的合理的操作为:溶液→b→a→c→e→干燥;
(6)①已知:,则该样品中的质量分数为=72.5%;
②A.盛装酸性溶液的滴定管用蒸馏水洗涤后没有用标准液润洗,会导致酸性溶液浓度偏低,导致消耗酸性溶液体积偏大,从而导致测定的纯度偏高,A符合题意;
B.滴定前尖嘴处有气泡,滴定后无气泡,测定的消耗酸性溶液的体积偏大,从而导致测定的纯度偏高,B符合题意;
C.起始读数正确,滴定后俯视读数,测定的消耗酸性溶液的体积偏小,从而导致测定的纯度偏低,C不符合题意;
D.滴定时当溶液刚由无色变成浅红色时立即停止滴定,可能还没有到达滴定终点,此时记录液面读数,测定消耗酸性溶液的体积偏小,从而导致测定的纯度偏低,D不符合题意;
故选AB。
17.“氢能源”的开发利用意义重大,乙醇与水催化重整制“氢”发生如下反应。
反应I:
反应II:
反应III:
回答下列问题:
(1)反应I的 。
(2)反应II的速率,其中分别为正、逆反应速率常数。升高温度时 (填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)压强为下,和发生上述反应,平衡时和的选择性、乙醇的转化率随温度的变化曲线如图。[已知:的选择性]
①表示CO选择性的曲线是 (填标号);
②573K时,生成的物质的量为 ;
③时,反应II的标准平衡常数,其中为、和为各组分的平衡分压,则反应III的 (列出计算式即可)。
(4)压强为的平衡产率与温度、起始时的关系如图所示,每条曲线表示相同的平衡产率。
①的平衡产率:Q点 点(填“>”、“=”或“<”)。
②M、N两点的平衡产率相等的原因是 。
(5)已知 ,向重整体系中加入适量的多孔,该做法的优点是 (答出一点即可)
【答案】(1)
(2)减小
(3) c 1.02mol
(4) < 相同,点温度高于点,温度升高反应、正移产生的量,等于反应逆移消耗的量
(5)多孔可以增大与接触面积,加快反应速率,使浓度降低,促进反应II、III正移;该反应放热,使体系温度升高,加快反应速率,促进反应I、III平衡正移
【详解】(1)根据盖斯定律,反应Ⅰ=反应Ⅲ-2×反应Ⅱ,则;
(2)达到平衡时,=升高温度,反应Ⅱ逆向移动,平衡常数减小,lgK减小;
(3)①反应Ⅰ、Ⅲ为吸热反应,反应Ⅱ为放热反应,随着温度的升高,反应Ⅰ、Ⅲ平衡正向移动,反应Ⅱ平衡逆向移动,反应Ⅱ逆向移动CO2转化为CO,故温度升高CO的选择性增大,CO2的选择性减小,由于CO的选择性+CO2的选择性=1,则表示CO2选择性的曲线为a,表示CO选择性的曲线是c,表示乙醇的转化率的曲线是b;
②573K时,CO2的选择性为85%,CO的选择性为15%,乙醇的转化率为0.6,则平衡时n(CO2)+n(CO)=1mol×0.6×2=1.2mol,n(CO)= 1.2mol×15%= 0.18mol,n(CO2)= 1.2mol×85%= 1.02mol;
③设反应Ⅰ中转化了xmol,反应Ⅱ中CO转化了ymol,反应Ⅲ中转化了zmol,则
,
,那么x+z=0.6,2x-y=0.18,y+2z=1.02,平衡时n(H2O)=3-x-y-3z=3-(x+z)-(y+2z)=3-0.6-1.02=1.38mol,n(H2)=4x+y+6z=4(x+z)+(y+2z)=2.4+1.02=3.42mol,气体的总物质的量为0.4+1.38+1.02+0.18+3.42=6.4mol,故反应Ⅲ的=;
(4)①每条曲线表示氢气相同的平衡产率,则在Q点所在曲线上取一个点与N点温度相同,标为点E,E点与N点相比温度相同,但是E点的小于N点的,而增大时,三个反应均会正向移动,氢气的产率增大,因此的产率:Q点<N点;
②M点与N点具有相同的压强,相同;不同的是N点温度高于M点,升高温度,反应Ⅱ逆向移动消耗氢气的量与反应Ⅰ、Ⅲ正向移动产生H2的量相等;
(5)多孔可以增大与接触面积,加快反应速率,使浓度降低,促进反应II、III正移;该反应放热,使体系温度升高,加快反应速率,促进反应I、III平衡正移;
18.合成氨是人类科学技术发展史上的一项重大成就,在很大程度上解决了地球上因粮食不足而导致的饥饿问题,是化学和技术对社会发展与进步的巨大贡献。
已知部分化学键的键能如下:
化学键
H—H
N—N
N—H
键能()
436
193
945
391
(1)则合成氨的热化学反应方程式为 ;合成氨反应 0(填“>”、“<”或“=”),合成氨反应在 温(填“高”或“低”)有利于自发。
(2)在恒温恒容的密闭容器中进行合成氨反应,能说明反应达到平衡状态的是 (填字母)。
A.体系的压强不再改变 B.气体的密度不再改变 C.与的物质的量比不变
D. E.混合气体平均摩尔质量不变
(3)在催化剂作用下,和生成的反应历程如下(“*”表示吸附态)。
①该反应历程中决速步的化学方程式为 。
②近期我国科学家为了解决合成氨反应速率和平衡产率的矛盾,选择使用双催化剂,通过光辐射产生温差(如体系温度为时,Fe的温度为,而的温度为)。结合下图解释该催化剂解决上述矛盾的原理是 。
(4)直接常压电化学合成氨以纳米作催化剂,和为原料制备。其工作原理如图所示:
①阴极的电极反应式为 。
②电解过程中,由于发生副反应,使得阴极制得的中混有少量气体单质,则理论上阳极和阴极生成气体的物质的量之比的范围是 。
【答案】(1) 的 < 低
(2)ACE
(3) 与在催化剂表面断键是反应的决速步骤,温度较高,有利于提高合成氨反应速率;在催化剂表面合成氨,反应放热,温度较低,平衡正移,有利于提高氨的平衡产率。
(4) (0.5,0.75)或
【详解】(1)通过键能计算焓变,ΔH=反应物总键能−生成物总键能;则合成氨的热化学方程式是N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=(945+3×436-6×391)kJ/mol=-93kJ/mol;反应后气体物质的量减少,合成氨反应是反应,可自发,合成氨是放热熵减反应,要在低温可自发进行;
(2)A.该反应为气体体积缩小的反应,压强为变量,当容器内压强不再交化时,表明正逆反应速率相等,达到平衡状态,A正确;
B.该反应在恒温恒容条件下进行,混合气体的质量、容器容积为定值,则混合气体密度始终不变,气体的密度不再改变不能说明达到平衡状态,B错误;
C.平衡正向移动,的物质的量减少的物质的量增大,平衡逆向移动,的物质的量增加的物质的量减少,与的物质的量比不变达到平衡状态,C正确;
D.反应速率之比等于化学方程式计量数之比,当说明正逆反应速率相同,反应达到平衡状态,D错误;
E.反应前后气体物质的量变化,气体质量不变,容器内气体的平均摩尔质量不变,说明反应达到平衡状态,E正确。
故答案为:ACE;
(3)①该反应历程中决速步为能量壁垒最大的步骤,化学方程式为;
②与在催化剂表面断键是反应的决速步骤,温度较高,根据图中信息,“热”高于体系温度,氢气、氮气在温度高的Fe的表面断键,有利于提高合成氨反应速率;在催化剂表面合成氨,反应放热,低于体系温度,氨气在温度较低的的表面生成,平衡正移,有利于提高氨的平衡产率;
(4)①电解池阴极区得电子,发生还原反应,;
②阳极的电极反应4OH--4e-=2H2O+O2↑,阴极反应,副反应2H2O+2e-=H2↑+2OH-,根据电荷守恒3O2~4NH3,或O2~ 2H2,理论上阳极和阴极生成气体的物质的量之比的范围是(0.5,0.75);
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