内容正文:
南郊中学高二化学试题
一、选择题:本题共18个小题,每小题3分,共54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. 化学与生产、生活、社会和环境等密切相关,下列说法错误的是
A. 日常生活中的焰火、LED灯光、激光都与原子核外电子跃迁吸收能量有关
B. 氟氯烃分解产生的氯原子能降低臭氧分解的活化能,从而加速臭氧的分解反应
C. 铁表面镀锌可以增强其抗腐蚀性,镀层局部破损后仍然具有防护作用
D. 煤气中毒后的救治与氧气、一氧化碳和血红蛋白结合过程中的化学平衡移动有关
2. 根据下列实验操作和现象得出的结论正确的是
编号
实验操作
实验现象
解释与结论
A
向a、b两支试管中各加入2mL 5% 溶液,分别滴入0.2mol/L 溶液和0.2mol/L 溶液各5滴
a中产生气泡速率快于b
的催化效果好于
B
向盛有2mL 0.1mol/L 溶液中滴加几滴0.1mol/L NaCl溶液,再加入几滴0.1mol/L KI溶液
先得到白色沉淀,后变为黄色沉淀
C
向1mL 0.5mol/L KI溶液中加入1mL 1mol/L 溶液,充分反应后滴加KSCN溶液
溶液变红色
与反应是可逆反应
D
常温下,等体积等pH的HA、HB两种酸溶液分别与足量锌反应
相同时间内,HB收集到的多
酸性强弱:HA大于HB
A. A B. B C. C D. D
3. 下列有关化学用语表示正确的是
A. 的结构示意图:
B. 的电子式:
C. Na的最高能级的电子云轮廓图:
D. 基态铜原子的价层电子排布图:
4. 现有四种元素的基态原子的电子排布式如下:①;②;③;④则下列有关比较中正确的是
A. 电负性:④>③>②>① B. 原子半径:④>③>②>①
C. 第一电离能:④>③>②>① D. 最高正化合价:④>③>②>①
5. 设NA的值为6.02×1023,下列说法正确的是
A. 1 L 1 mol·L-1CH3COONa溶液中含有的CH3COO-的数目为6.02×1023
B. 常温下,浓度均为0.1 mol·L-1的盐酸和醋酸溶液中,水的电离程度相同
C. 25 ℃时,pH=3的H2SO4溶液和pH=10的NaOH溶液恰好完全中和,消耗酸和碱的体积之比为1∶10
D. 同浓度同体积的醋酸溶液和盐酸分别与足量锌反应,盐酸消耗的锌比较多
6. 用标准盐酸滴定未知浓度的溶液,下列操作会引起测定结果偏低的是
A. 盛放标准盐酸的酸式滴定管未润洗
B. 用酚酞作指示剂,滴至红色刚变无色时,立即停止加盐酸并读数
C. 锥形瓶先用溶液润洗,后装入溶液进行滴定
D. 滴定前酸式滴定管尖嘴处有气泡,滴定结束气泡消失
7. 一种锌-二氧化碳可充电电池装置如下图所示。其中双极膜中水电离出的和在电场作用下可以向两极迁移,下列说法正确的是
A. 放电时,纳米片发生氧化反应
B. 放电时,外电路通过电子,理论上双极膜中水减少
C. 充电时,阴极发生的电极反应为
D. 放电和充电时的电势均是电极高于纳米片电极
8. 下列有关化学反应速率与平衡的说法正确的是
A. 10.0mL2mol/L的盐酸跟锌片反应,加入适量的氯化钠溶液,反应速率不变
B. 恒温恒压密闭容器中:,充入惰性气体,反应速率不变
C. 反应达到平衡后,其他条件不变,将反应的体积缩小一半,则达到新平衡时的浓度将变大
D. 一定条件下,可逆反应达到平衡后,保持容器温度和容积不变,再通入一定量,则再次达到平衡时的百分含量减小
9. 下列有关电解质溶液中其物质的量浓度关系错误的是
A. pH=2的HA溶液与pH=12的MOH溶液任意比混合: c(H+) + c(M+) = c(OH-) + c(A-)
B. 25℃时,pH=4.7,浓度均为0.1 mol·L-1的CH3COOH、CH3COONa混合溶液中c(CH3COO-)+ c(OH-)> c(CH3COOH)+ c(H+)
C. 氢硫酸的酸性比碳酸弱,则 NaHS溶液中:c(Na+)>c(HS-)>c(H+)>c(OH—)
D. ①0.2 mol·L-1NH4Cl溶液、②0.1 mol·L-1 (NH4)2 Fe(SO4)2溶液、③0.2 mol·L-1NH4HSO4溶液 ④ 0.1 mol·L-1 (NH4)2 CO3溶液中,c(NH4+)大小:③>②>①>④
10. 是由铁精矿(主要成分为)制备钛(Ti)的重要中间产物。
已知:①
②
③
则的是
A. B. C. D.
11. 可逆反应2M(g)+N(g) 2X(g),下表为M的转化率随温度和压强的变化关系。根据表中的数据可判断选项中图象错误的是( )
压强\M转化率\温度
p1(MPa)
p2(MPa)
400℃
99.6%
99.7%
500℃
96.9%
97.8%
A. B. C. D. D
12. 上海交通大学仇毅翔等研究了不同含金化合物催化乙烯加氢[ ]的反应历程如下图所示:
下列说法正确的是
A. 该反应的焓变:
B. 催化乙烯加氢效果较好的催化剂是
C. 稳定性:过渡态1>过渡态2
D. 催化剂可以改变速率,但不能改变平衡转化率
13. 时,和的饱和溶液中,金属阳离子的物质的量浓度的负对数与溶液的变化关系如图所示,已知该温度下。下列说法不正确的是
A. 的数量级为
B. 除去溶液中含有的少量,可加入适量
C. 当和沉淀共存时,溶液中
D. 向Z点对应的饱和溶液中加入少量固体,可转化为Y点对应的溶液
14. 25℃时,在200.1溶液中逐滴加入0.2醋酸溶液,曲线如图所示,有关粒子浓度关系的比较中,错误的是
A. 在A点:
B. 在B点:,
C. 在C点:
D. 在A、B、C点:
二、非选择题(本题共4个小题,共46分)
15. 金属镓被称为“电子工业脊梁”,作为第三代半导体材料,具有耐高温、耐高电压等特性。某工厂利用炼锌矿渣[主要含铁酸镓、铁酸锌]为原料,经过一系列流程可得到两种盐溶液并制得氮化镓,部分工艺流程如下:
已知:常温下,浸出液中各离子形成氢氧化物沉淀的和金属离子在分离步骤的萃取率(进入有机层中金属离子的百分数)见下表:(离子浓度≤时,认为沉淀完全)
金属离子
开始沉淀的
8.0
1.7
5.5
3.0
沉淀完全的
9.6
3.2
8.0
4.9
萃取率
0
99
0
97~98.5
(1)中的化合价为___________,元素位于元素周期表中___________区,其基态原子的价层电子排布式为___________。
(2)为了提高浸出速率,可采用的操作是___________(任写一条)。
(3)处理浸出液时,要将溶液的调节至5.0~5.4,目的是___________。常温下___________。
(4)“溶解还原”步骤中需要加入一定量的铁粉,进行该操作的主要目的是___________。
(5)的化学性质与非常相似,“反萃取”后水溶液中镓元素主要以___________(用离子符号表示)形式存在。
(6)“高温合成”操作中与反应生成的化学方程式为___________。
16. 是最简单的有机羧酸,常作抗菌剂和化工原料。回答下列问题:
(1)已知:①
②
③
则的_______。
(2)恒温恒容条件下,向密闭容器中充入1和2合成,下列叙述正确的是_______(填字母)。
A. 气体压强不随时间变化时达到平衡状态
B. 平衡时的最大体积分数为50%
C. 平衡后及时移走,平衡常数增大
D. 平衡后再充入,的平衡转化率增大
(3)一定温度下,保持总压强为2.0,向密闭容器中充入1和1.6,发生反应:、。反应达到平衡时的转化率为50%,的选择性为80%(已知:甲酸的选择性。该温度下,的平衡常数_______。
(4)常温下,向溶液中滴加溶液。溶液的与的关系如图所示。
则_______,n点溶液中离子浓度由大到小的排序为_______。
(5)常温下,已知一元酸HCOOH(甲酸)溶液中。
①的_______。
②取10mL0.1mol/L的HCOOH溶液稀释100倍,有关说法正确的是_______(填序号)
A.所有离子的浓度在稀释过程中都会减少
B.稀释后溶液的
C.稀释后甲酸的电离度会增大
(6)C2H5OH可作为燃料使用,用C2H5OH和O2组合形成的质子交换膜燃料电池如图。则d电极是_______(填“正极”或“负极”),c电极的电极反应式为_______。
17. 请按要求回答下列问题。
(1),的溶液中,由水电离出的浓度约为___________。溶液加适量的水稀释,下列表达式的数值变大的是___________(填标号)。
A. B. C. D.
(2)远洋轮船的钢铁船体在海水中易发生电化学腐蚀中的___________腐蚀,正极反应为___________。利用如图装置,可以模拟铁的电化学防护。若X为碳棒,为减缓铁的腐蚀,开关K应置于___________处。若X为锌,开关K置于M处,该电化学防护法称为___________。
(3)用如图所示的装置研究电化学的相关问题(乙装置中X为阳离子交换膜)。
①甲装置中负极反应式为___________。
②乙装置中石墨电极上生成的气体为___________ (填化学式)。
③丙装置中足量,工作一段时间后,溶液的___________(填“变大”、“变小”或“不变”),反应的化学方程式为___________,若要将电解后的溶液复原,需加入一定量的___________(填化学式)。
18. 草酸是一种常见的二元弱酸,在工业中有重要作用,生活中可用来除锈,具有较强的还原性。
Ⅰ.某学生用标准溶液滴定20.00mL草酸溶液(放入锥形瓶中)。
(1)取用标准溶液滴定前需排放装有高锰酸钾溶液的滴定管尖嘴处的气泡,其正确的图示为___________(填选项字母)。
A. B. C. D.
(2)滴定终点的现象是___________。
(3)若终点时俯视凹液面读数,测定结果会___________(填“偏高”、“偏低”或“不影响”)。
Ⅱ.某实验探究小组对草酸与酸性高锰酸钾溶液反应速率的影响因素进行实验研究。为探究温度、反应物浓度对反应速率的影响,设计如下三组实验,通过测定褪色所需时间来判断反应的快慢。
实验编号
溶液
酸性溶液
温度
褪色所需时间
浓度
体积/mL
浓度
体积/mL
℃
①
0.10
2.0
0.010
4.0
25
②
0.20
2.0
0.010
4.0
25
③
0.20
2.0
0.010
4.0
50
(4)探究温度对化学反应速率影响的实验编号是___________(填编号),褪色所需时间由大到小的关系为___________(用“、、”表示)。
(5)基于实验③的现象,丙同学通过色度计和数据采集器测定溶液光透过率的变化,记录反应所需的时间,确定反应的快慢。色度计是一种通过测量溶液对光的吸收比例来测定其溶液浓度的传感器,溶液浓度越大,光透过率越小。测得实验③反应过程中时间与光透过率的曲线如图所示,100s后光透过率快速增大的原因可能是___________。
(6)草酸的电离常数:,。
①用简洁文字表述出证明草酸的酸性强于碳酸的实验方案:___________;
②溶液中粒子浓度:___________(填“>”、“<”或“=”)。
第1页/共1页
学科网(北京)股份有限公司
$
南郊中学高二化学试题
一、选择题:本题共18个小题,每小题3分,共54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. 化学与生产、生活、社会和环境等密切相关,下列说法错误的是
A. 日常生活中的焰火、LED灯光、激光都与原子核外电子跃迁吸收能量有关
B. 氟氯烃分解产生的氯原子能降低臭氧分解的活化能,从而加速臭氧的分解反应
C. 铁表面镀锌可以增强其抗腐蚀性,镀层局部破损后仍然具有防护作用
D. 煤气中毒后的救治与氧气、一氧化碳和血红蛋白结合过程中的化学平衡移动有关
【答案】A
【解析】
【详解】A.日常生活中的焰火、LED灯光、激光都与原子核外电子跃迁释放能量有关,A错误;
B.氟氯烃分解产生的氯原子可以作为臭氧分解的催化剂,B正确;
C.铁表面镀锌可以隔绝空气,同时锌的活泼性强于铁,增加抗腐蚀性,C正确;
D.利用化学平衡的移动让一氧化碳和血红蛋白分离,而救治煤气中毒,D正确;
故选A。
2. 根据下列实验操作和现象得出的结论正确的是
编号
实验操作
实验现象
解释与结论
A
向a、b两支试管中各加入2mL 5% 溶液,分别滴入0.2mol/L 溶液和0.2mol/L 溶液各5滴
a中产生气泡速率快于b
的催化效果好于
B
向盛有2mL 0.1mol/L 溶液中滴加几滴0.1mol/L NaCl溶液,再加入几滴0.1mol/L KI溶液
先得到白色沉淀,后变为黄色沉淀
C
向1mL 0.5mol/L KI溶液中加入1mL 1mol/L 溶液,充分反应后滴加KSCN溶液
溶液变红色
与反应是可逆反应
D
常温下,等体积等pH的HA、HB两种酸溶液分别与足量锌反应
相同时间内,HB收集到的多
酸性强弱:HA大于HB
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.FeCl3溶液和CuSO4溶液中阴离子不同,不能证明Fe3+的催化效果好于Cu2+,故A错误;
B.AgNO3溶液过量,分别与NaCl、KI反应生成沉淀,由实验操作和现象,不能比较Ksp(AgCl)、Ksp(AgI)的大小,故B错误;
C.FeCl3溶液过量,反应后有剩余,充分反应后滴加KSCN溶液,溶液变为血红色,不能证明反应为可逆反应,故C错误;
D.等体积等pH的HA、HB两种酸溶液分别与足量锌反应,相同时间内,HB收集到的H2多,可知等pH时HB的浓度大,则酸性强弱HA大于HB,故D正确;
故答案选D。
【点睛】本题考查化学实验方案的评价,涉及知识点来源于教材,明确物质的性质、反应速率、难溶电解质、可逆反应、弱电解质的电离为解答的关键。
3. 下列有关化学用语表示正确的是
A. 的结构示意图:
B. 的电子式:
C. Na的最高能级的电子云轮廓图:
D. 基态铜原子的价层电子排布图:
【答案】C
【解析】
【详解】A.的结构示意图:,A错误;
B.的电子式:,B错误;
C.Na原子的核外电子排布式为1s22s22p63s1,最高能级为3s轨道,为球形,C正确;
D.铜原子的核外电子排布[Ar]3d104s1,,价层电子排布图:,D错误;
故选C;
4. 现有四种元素的基态原子的电子排布式如下:①;②;③;④则下列有关比较中正确的是
A. 电负性:④>③>②>① B. 原子半径:④>③>②>①
C. 第一电离能:④>③>②>① D. 最高正化合价:④>③>②>①
【答案】A
【解析】
【详解】由四种元素基态原子电子排布式可知,①1s22s22p63s23p2为Si元素; ②1s22s22p63s23p3为P元素; ③1s22s22p3为N元素; ④1s22s22p4为O元素;
A.同周期自左而右电负性增大,所以电负性Si<P<S,N<O,同主族从上到下电负性减弱,所以电负性N>P,O>S,故电负性Si<P<N<O,即④>③>②>①,故A正确;
B.同周期自左而右原子半径减小,所以原子半径Si>P,N>O,故B错误;
C.同周期自左而右第一电离能呈增大趋势,但N、P元素原子np能级容纳3个电子,为半满稳定状态,能量较低,第一电离能高于同周期相邻元素,所以第一电离能Si<P,N>O,故C错误;
D.最高正化合价等于最外层电子数,但O元素没有最高正化合价,所以最高正化合价:③=②>①,故D错误;
故答案为A。
5. 设NA的值为6.02×1023,下列说法正确的是
A. 1 L 1 mol·L-1CH3COONa溶液中含有的CH3COO-的数目为6.02×1023
B. 常温下,浓度均为0.1 mol·L-1的盐酸和醋酸溶液中,水的电离程度相同
C. 25 ℃时,pH=3的H2SO4溶液和pH=10的NaOH溶液恰好完全中和,消耗酸和碱的体积之比为1∶10
D. 同浓度同体积的醋酸溶液和盐酸分别与足量锌反应,盐酸消耗的锌比较多
【答案】C
【解析】
【详解】A.CH3COONa为强碱弱酸盐,易水解,CH3COO-的数目小于6.02×1023,故A错误;
B.醋酸为弱酸,盐酸为强酸,浓度相同但产生的氢离子浓度不同,从而导致水的电离程度不同,故B错误;
C.pH=3的H2SO4溶液中c(H+)=10-3 mol·L-1,pH=10的NaOH溶液中c(OH-)=10-4 mol·L-1,两溶液恰好中和,则n(H+)=n(OH-),所以Vac(H+)=Vbc(OH-),所以Va∶Vb=c(OH-)∶c(H+)=10-4 mol·L-1∶10-3 mol·L-1=1∶10,故C正确;
D.同浓度同体积的醋酸溶液和盐酸分别与足量锌反应,消耗的锌一样多,故D错误;
答案选C。
6. 用标准盐酸滴定未知浓度的溶液,下列操作会引起测定结果偏低的是
A. 盛放标准盐酸的酸式滴定管未润洗
B. 用酚酞作指示剂,滴至红色刚变无色时,立即停止加盐酸并读数
C. 锥形瓶先用溶液润洗,后装入溶液进行滴定
D. 滴定前酸式滴定管尖嘴处有气泡,滴定结束气泡消失
【答案】B
【解析】
【详解】A.盛放标准盐酸的酸式滴定管未润洗,则消耗标准液体积偏大,计算出待测液浓度偏高,A不符合题意;
B.用酚酞作指示剂滴至红色刚变为无色时,立即停止加盐酸并读数,可能还未达到滴定终点,消耗标液体积偏小,计算待测液浓度偏低,B符合题意;
C.锥形瓶用NaOH溶液润洗,导致待测液体积偏大,消耗标液体积偏大,计算出待测液浓度偏高,C不符合题意;
D.滴定前酸式滴定管尖嘴处有气泡,滴定结束气泡消失,则消耗标准液体积偏大,计算出待测液浓度偏高,D不符合题意;
故选B。
7. 一种锌-二氧化碳可充电电池装置如下图所示。其中双极膜中水电离出的和在电场作用下可以向两极迁移,下列说法正确的是
A. 放电时,纳米片发生氧化反应
B. 放电时,外电路通过电子,理论上双极膜中水减少
C. 充电时,阴极发生的电极反应为
D. 放电和充电时的电势均是电极高于纳米片电极
【答案】C
【解析】
【分析】由图可知,放电时为原电池,Zn为负极发生失电子的氧化反应 ,纳米片为正极,发生还原反应,CO2发生得电子的还原反应转化为C2H5OH,H2O电离出的H+和OH-分别由双极膜移向正极、负极;充电时为电解池,原电池正负极分别与电源正负极相接,阴阳极反应与原电池负正极反应相反,据此分析作答。
【详解】A.放电时为原电池,Zn为负极发生失电子的氧化反应,纳米片为正极,发生还原反应,故A错误;
B.当外电路通过0.2mol电子时,理论上有0.2molH+和0.2molOH-分别向正极和负极移向,即有0.2mol水参与电离,双极膜中水减少3.6g,故B错误;
C.充电时,Zn为阴极,四羟基合锌离子得电子生成锌和氢氧根离子,电极反应为,故C正确;
D.放电时正极电势大于负极,充电时阳极电势大于阴极,则放电和充电时的电势均是Zn电极低于纳米片电极,故D错误;
故选C。
8. 下列有关化学反应速率与平衡的说法正确的是
A. 10.0mL2mol/L的盐酸跟锌片反应,加入适量的氯化钠溶液,反应速率不变
B. 恒温恒压密闭容器中:,充入惰性气体,反应速率不变
C. 反应达到平衡后,其他条件不变,将反应的体积缩小一半,则达到新平衡时的浓度将变大
D. 一定条件下,可逆反应达到平衡后,保持容器温度和容积不变,再通入一定量,则再次达到平衡时的百分含量减小
【答案】D
【解析】
【详解】A.10.0mL2mol/L的盐酸跟锌片反应时,加入适量的氯化钠溶液,溶液中的氢离子浓度减小,反应速率减慢,故A错误;
B.由题意可知,合成氨反应在恒温恒压密闭容器中进行,向容器中充入不参与反应的惰性气体,容器的体积增大,反应体系中各物质浓度减小,反应速率减慢,故B错误;
C.由方程式可知,碳酸钙分解反应的平衡常数K=c(CO2),平衡常数为温度函数,温度不变,平衡常数不变,则反应达到平衡后,其他条件不变,将反应的体积缩小一半,气体压强增大,平衡向逆反应方向移动,但达到新平衡时二氧化碳的浓度不变,故C错误;
D.二氧化氮转化为四氧化二氮反应达到平衡后,保持容器温度和容积不变,再通入一定量二氧化氮相当于增大气体压强,平衡向正反应方向移动,二氧化氮的百分含量减小,故D正确;
故选D。
9. 下列有关电解质溶液中其物质的量浓度关系错误的是
A. pH=2的HA溶液与pH=12的MOH溶液任意比混合: c(H+) + c(M+) = c(OH-) + c(A-)
B. 25℃时,pH=4.7,浓度均为0.1 mol·L-1的CH3COOH、CH3COONa混合溶液中c(CH3COO-)+ c(OH-)> c(CH3COOH)+ c(H+)
C. 氢硫酸的酸性比碳酸弱,则 NaHS溶液中:c(Na+)>c(HS-)>c(H+)>c(OH—)
D. ①0.2 mol·L-1NH4Cl溶液、②0.1 mol·L-1 (NH4)2 Fe(SO4)2溶液、③0.2 mol·L-1NH4HSO4溶液 ④ 0.1 mol·L-1 (NH4)2 CO3溶液中,c(NH4+)大小:③>②>①>④
【答案】C
【解析】
【详解】A.HA溶液与MOH溶液混合,溶液中含 H+、M+ OH-、A-,电荷守恒c(H+) + c(M+) = c(OH-) + c(A-),A正确;
B .混合溶液中电荷守恒c(CH3COO-)+ c(OH-)= c(Na+) + c(H+),因为25℃时,pH=4.7, 溶液呈酸性,说明CH3COOH电离程度大于CH3COO-水解程度,则c(Na+)>c(CH3COOH),所以c(CH3COO-)+ c(OH-)> c(CH3COOH)+ c(H+),B正确;
C.氢硫酸的酸性比碳酸弱,根据酸性越弱,其盐越易水解,NaHS溶液呈碱性,:c(Na+)>c(HS-)>c(OH—)>c(H+),C错误;
D.若NH4+不水解,4份溶液中NH4+浓度相同,但NH4+发生微弱水解,①中Cl-对NH4+水解无影响,②中Fe2+水解显酸性,对NH4+水解起抑制作用,③中H+对NH4+水解起抑制作用,且抑制作用大于②,④中水解呈碱性,对对NH4+水解起促进作用,所以c(NH4+) :③>②>①>④,D正确;
故答案选C。
10. 是由铁精矿(主要成分为)制备钛(Ti)的重要中间产物。
已知:①
②
③
则的是
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】由盖斯定律,①×2-②+③得,则;
故选A。
11. 可逆反应2M(g)+N(g) 2X(g),下表为M的转化率随温度和压强的变化关系。根据表中的数据可判断选项中图象错误的是( )
压强\M转化率\温度
p1(MPa)
p2(MPa)
400℃
99.6%
99.7%
500℃
96.9%
97.8%
A. B. C. D. D
【答案】D
【解析】
【分析】温度升高,M转化率下降,说明升温化学平衡逆向移动,正反应为放热反应。正反应为气体体积减小的反应,压强增大,化学平衡正向移动,M转化率增大,则p1<p2。
【详解】A.根据分析可知,正反应为放热反应,升高温度,化学平衡逆向移动,则500℃时M的转化率小于400℃时M的转化率,而且升温化学反应速率增大,500℃时反应先达到平衡,A正确;
B.根据分析可知,p1<p2,温度相同的情况下,增大压强化学平衡正向移动,X的百分含量增大,B正确;
C.升高温度正逆反应速率同时增大,而且正反应为放热反应,升高温度,逆反应速率增大程度大于正反应速率,随后逆反应速率逐渐减小,正反应速率逐渐增大,直至达到新的平衡,C正确;
D.增大压强,化学平衡正向移动,应该是正反应速率增大程度大于逆反应速率,D错误;
故答案选D。
12. 上海交通大学仇毅翔等研究了不同含金化合物催化乙烯加氢[ ]的反应历程如下图所示:
下列说法正确的是
A. 该反应的焓变:
B. 催化乙烯加氢效果较好的催化剂是
C. 稳定性:过渡态1>过渡态2
D. 催化剂可以改变速率,但不能改变平衡转化率
【答案】D
【解析】
【详解】A.焓变等于生成物的总能量减去反应物的总能量,由题干图示反应物、生成物的总能量可知,故A错误;
B.由图可知,对应的活化能小,则催化效果好,故B错误;
C.由图可知,过渡态1所处状态能量高于状态2,两种过渡态物质中较稳定的是过渡态2,则稳定性:过渡态1<过渡态2,故C错误;
D.催化剂只能改变反应历程,降低反应活化能,加快反应速率,但不影响平衡移动,故D正确;
故选D。
13. 时,和的饱和溶液中,金属阳离子的物质的量浓度的负对数与溶液的变化关系如图所示,已知该温度下。下列说法不正确的是
A. 的数量级为
B. 除去溶液中含有的少量,可加入适量
C. 当和沉淀共存时,溶液中
D. 向Z点对应的饱和溶液中加入少量固体,可转化为Y点对应的溶液
【答案】B
【解析】
【分析】25℃时,由Ksp[Cu(OH)2]<Ksp[Fe(OH)2]可知,溶液pH相同时,饱和溶液中c(Fe2+) >c(Cu2+),则曲线a表示Cu(OH)2的饱和溶液中金属阳离子的物质的量浓度的负对数与溶液pH的变化关系,曲线b表示Fe (OH)2的饱和溶液中金属阳离子的物质的量浓度的负对数与溶液pH的变化关系。
【详解】A.曲线a表示Cu(OH)2的饱和溶液中金属阳离子的物质的量浓度的负对数与溶液pH的变化关系,由图可知,当pH=10时,-lg c(M2+)=11.7,则Ksp[Cu(OH)2]= c(Cu2+) c2(OH-)= 10-11.7×(10-4)2=10-19.7,数量级为,A正确;
B.该温度下Ksp[Cu(OH)2]<Ksp[Fe(OH)2],Cu(OH)2比Fe(OH)2更难溶,加入适量CuO调节溶液pH,先沉淀的是Cu2+,无法达到除去少量Fe2+的目的,B错误;
C.当Fe(OH)2和Cu(OH)2沉淀共存时,溶液中= Ksp[Fe(OH)2]:Ksp[Cu(OH)2]= 10-15.1:10-19.7=104.6∶1,C正确;
D.向Z点对应的饱和溶液中加入少量NaOH固体,溶液中c(OH-)增大,温度不变Ksp[Fe(OH)2]不变,则c(Fe2+)减小,可能由Z点转化为Y点,D正确;
故选B。
14. 25℃时,在200.1溶液中逐滴加入0.2醋酸溶液,曲线如图所示,有关粒子浓度关系的比较中,错误的是
A. 在A点:
B. 在B点:,
C. 在C点:
D. 在A、B、C点:
【答案】C
【解析】
【详解】A. A点为200.1溶液中逐滴加入10mL0.2醋酸溶液,恰好反应生成醋酸钠,醋酸钠溶液呈碱性,故A正确;
B. B点溶液呈中性,,根据电荷守恒,故B正确;
C. C点为200.1溶液中逐滴加入20mL0.2醋酸溶液,溶质为等浓度的醋酸钠和醋酸,根据物料守恒,故C错误;
D.根据电荷守恒,在A、B、C点一定存在,故D正确;
选C。
二、非选择题(本题共4个小题,共46分)
15. 金属镓被称为“电子工业脊梁”,作为第三代半导体材料,具有耐高温、耐高电压等特性。某工厂利用炼锌矿渣[主要含铁酸镓、铁酸锌]为原料,经过一系列流程可得到两种盐溶液并制得氮化镓,部分工艺流程如下:
已知:常温下,浸出液中各离子形成氢氧化物沉淀的和金属离子在分离步骤的萃取率(进入有机层中金属离子的百分数)见下表:(离子浓度≤时,认为沉淀完全)
金属离子
开始沉淀的
8.0
1.7
5.5
3.0
沉淀完全的
9.6
3.2
8.0
4.9
萃取率
0
99
0
97~98.5
(1)中的化合价为___________,元素位于元素周期表中___________区,其基态原子的价层电子排布式为___________。
(2)为了提高浸出速率,可采用的操作是___________(任写一条)。
(3)处理浸出液时,要将溶液的调节至5.0~5.4,目的是___________。常温下___________。
(4)“溶解还原”步骤中需要加入一定量的铁粉,进行该操作的主要目的是___________。
(5)的化学性质与非常相似,“反萃取”后水溶液中镓元素主要以___________(用离子符号表示)形式存在。
(6)“高温合成”操作中与反应生成的化学方程式为___________。
【答案】(1) ①. +3 ②. d ③.
(2)矿渣粉碎(适当升高温度、适当增加硫酸浓度、搅拌等)
(3) ①. 使、完全转化为沉淀,不沉淀 ②.
(4)将铁离子转化为亚铁离子,避免铁离子被萃取
(5)
(6)
【解析】
【分析】炼锌矿渣加稀硫酸浸出,溶液中主要含的金属阳离子为:Fe3+、Zn2+、Ga3+,难溶性矿渣经过过滤得到浸出渣,滤液调节pH后将Fe3+、Ga3+转化为Fe(OH)3、Ga(OH)3沉淀,过滤后得到Fe(OH)3、Ga(OH)3沉淀,加盐酸并加Fe后,加萃取剂萃取,目的是分离铁元素和镓元素,加Fe的目的是将Fe3+转化为Fe2+,便于与Ga3+分离,水层含Fe2+;再经过反萃取一系列反应后,再与NH3反应得到GaN,由此分析回答;
【小问1详解】
Ge与Al同主族,化合价为+3价,O为-2价,由化合价代数和为0可知,中Fe的化合价为+3价;Fe元素位于元素周期表的d区;其基态原子的价层电子排布式为;
【小问2详解】
为了提高酸浸效率,可采取的措施有矿渣粉碎、适当升高温度、适当增加硫酸浓度、搅拌等;
【小问3详解】
结合表格中的数据可知,将溶液的pH调节5.0~5.4的主要目的是使、完全转化为沉淀,不沉淀;沉淀完全时,离子浓度≤,Fe3+完全沉淀的pH为3.2,由此可计算,,故:=;
【小问4详解】
加盐酸并加Fe后,加萃取剂萃取,目的是分离铁元素和镓元素,加Fe的目的是将Fe3+转化为Fe2+,便于与Ga3+分离,避免Fe3+被萃取;
【小问5详解】
Ga的化学性质与Al非常相似,所以离子形式与相似,应为;
【小问6详解】
Ga(CH3)3与NH3反应生成GaN的化学方程式为:。
16. 是最简单的有机羧酸,常作抗菌剂和化工原料。回答下列问题:
(1)已知:①
②
③
则的_______。
(2)恒温恒容条件下,向密闭容器中充入1和2合成,下列叙述正确的是_______(填字母)。
A. 气体压强不随时间变化时达到平衡状态
B. 平衡时的最大体积分数为50%
C. 平衡后及时移走,平衡常数增大
D. 平衡后再充入,的平衡转化率增大
(3)一定温度下,保持总压强为2.0,向密闭容器中充入1和1.6,发生反应:、。反应达到平衡时的转化率为50%,的选择性为80%(已知:甲酸的选择性。该温度下,的平衡常数_______。
(4)常温下,向溶液中滴加溶液。溶液的与的关系如图所示。
则_______,n点溶液中离子浓度由大到小的排序为_______。
(5)常温下,已知一元酸HCOOH(甲酸)溶液中。
①的_______。
②取10mL0.1mol/L的HCOOH溶液稀释100倍,有关说法正确的是_______(填序号)
A.所有离子的浓度在稀释过程中都会减少
B.稀释后溶液的
C.稀释后甲酸的电离度会增大
(6)C2H5OH可作为燃料使用,用C2H5OH和O2组合形成的质子交换膜燃料电池如图。则d电极是_______(填“正极”或“负极”),c电极的电极反应式为_______。
【答案】(1)-31.4 (2)AD
(3)
(4) ①. ②.
(5) ①. 3 ②. C
(6) ①. 正极 ②. C2H5OH-12e-+3H2O=2CO2↑+12H+
【解析】
【小问1详解】
根据盖斯定律,方程式③-①-②可得,故=-31.4;
【小问2详解】
恒温恒容条件下,向密闭容器中充入1和2合成,发生反应:;
A.该反应是气体体积不相等的反应,恒容时压强不变能说明达到平衡,故A正确;
B.如果1完全反应,则平衡时的最大体积分数为50%,而实际上CO2不能完全反应,故平衡时的最大体积分数小于50%,故B错误;
C.平衡常数只与温度有关,移走,平衡常数不变,故C错误;
D.平衡后再充入,平衡正向移动,的平衡转化率增大,故D正确;
答案为AD;
【小问3详解】
向密闭容器中充入1和1.6,反应达到平衡时的转化率为50%,即反应掉CO2为0.5mol;的选择性为80%,则生成了0.4mol,列数据如下:
则平衡时n(CO2)=0.5mol,n(H2)=1.6mol-0.7mol=0.9mol,n(HCOOH)=0.4mol,n(CH3OH)=0.1mol,n(H2O)=0.1mol,总压强为2.0,则p(CO2)==0.5,同理可计算出p(HCOOH)=0.4,p(H2)=0.9,,的平衡常数==;
【小问4详解】
由图可知=0时,即,pH=3.75,c(H+)=10-3.75mol/L,Ka==,n点时,,表示溶液为HCOONa和HCOOH的混合溶液,此时溶液显酸性,c(H+)>c(OH-),根据电荷守恒有,故离子浓度由大到小顺序为;
【小问5详解】
①已知一元酸HCOOH(甲酸)溶液中,而Kw=,故c(H+)=mol/L,故pH=3;
②取10mL0.1mol/L的HCOOH溶液稀释100倍,
A.氢氧根浓度会增大,故A错误;
B.HCOOH是弱酸,稀释时电离平衡向右移动,稀释后溶液的,故B错误;
C.HCOOH是弱酸,稀释时电离平衡向右移动,甲酸的电离程度增大,故C正确;
答案为C;
【小问6详解】
c电极为电子流出的一极,为负极,加入乙醇,即a为乙醇;d为正极,b为氧气,c上乙醇失去电子变为CO2,电极反应式为C2H5OH-12e-+3H2O=2CO2↑+12H+。
17. 请按要求回答下列问题。
(1),的溶液中,由水电离出的浓度约为___________。溶液加适量的水稀释,下列表达式的数值变大的是___________(填标号)。
A. B. C. D.
(2)远洋轮船的钢铁船体在海水中易发生电化学腐蚀中的___________腐蚀,正极反应为___________。利用如图装置,可以模拟铁的电化学防护。若X为碳棒,为减缓铁的腐蚀,开关K应置于___________处。若X为锌,开关K置于M处,该电化学防护法称为___________。
(3)用如图所示的装置研究电化学的相关问题(乙装置中X为阳离子交换膜)。
①甲装置中负极反应式为___________。
②乙装置中石墨电极上生成的气体为___________ (填化学式)。
③丙装置中足量,工作一段时间后,溶液的___________(填“变大”、“变小”或“不变”),反应的化学方程式为___________,若要将电解后的溶液复原,需加入一定量的___________(填化学式)。
【答案】(1) ①. ②. BD
(2) ①. )吸氧 ②. ③. N ④. 牺牲阳极法
(3) ①. ②. ③. 变小 ④. ⑤. 或
【解析】
【小问1详解】
,的溶液中,由水电离出的浓度约为 =。溶液加适量的水稀释,
A.等于,温度不变,所以比值不变,故A不选;
B.根据,温度不变不变,但稀释后减小,所以比值变大,故B选;
C.为水的离子积常数,温度不变,所以比值不变,故C不选;
D.溶液酸性减弱,所以比值变大,故D选;
故选BD。
【小问2详解】
水膜呈中性、碱性或者酸性较弱时发生吸氧腐蚀,远洋轮船的钢铁船体在海水中易发生电化学腐蚀中的吸氧腐蚀,正极反应为。利用如图装置,可以模拟铁的电化学防护。若X为碳棒,由于Fe比较活泼,为减缓铁的腐蚀,应使Fe为电解池的阴极,故K连接N处;若X为锌,开关K置于M处,Zn为负极被腐蚀,Fe为正极被保护,该防护法称为牺牲阳极法。
【小问3详解】
①由图可知甲池是燃料电池,通入燃料甲烷的一极是负极,甲装置中负极反应式为。
②乙装置为电解池,其中铁电极和原电池的负极相连,为阴极,则石墨电极为阳极,在阳极上氯离子放电生成的气体为。
③丙装置为电解池,两个电极都是石墨惰性电极,即电解溶液,丙装置中足量,工作一段时间后,生成硫酸,溶液的变小,反应的化学方程式为;若要将电解后的溶液复原,需加入一定量的或。
18. 草酸是一种常见的二元弱酸,在工业中有重要作用,生活中可用来除锈,具有较强的还原性。
Ⅰ.某学生用标准溶液滴定20.00mL草酸溶液(放入锥形瓶中)。
(1)取用标准溶液滴定前需排放装有高锰酸钾溶液的滴定管尖嘴处的气泡,其正确的图示为___________(填选项字母)。
A. B. C. D.
(2)滴定终点的现象是___________。
(3)若终点时俯视凹液面读数,测定结果会___________(填“偏高”、“偏低”或“不影响”)。
Ⅱ.某实验探究小组对草酸与酸性高锰酸钾溶液反应速率的影响因素进行实验研究。为探究温度、反应物浓度对反应速率的影响,设计如下三组实验,通过测定褪色所需时间来判断反应的快慢。
实验编号
溶液
酸性溶液
温度
褪色所需时间
浓度
体积/mL
浓度
体积/mL
℃
①
0.10
2.0
0.010
4.0
25
②
0.20
2.0
0.010
4.0
25
③
0.20
2.0
0.010
4.0
50
(4)探究温度对化学反应速率影响的实验编号是___________(填编号),褪色所需时间由大到小的关系为___________(用“、、”表示)。
(5)基于实验③的现象,丙同学通过色度计和数据采集器测定溶液光透过率的变化,记录反应所需的时间,确定反应的快慢。色度计是一种通过测量溶液对光的吸收比例来测定其溶液浓度的传感器,溶液浓度越大,光透过率越小。测得实验③反应过程中时间与光透过率的曲线如图所示,100s后光透过率快速增大的原因可能是___________。
(6)草酸的电离常数:,。
①用简洁文字表述出证明草酸的酸性强于碳酸的实验方案:___________;
②溶液中粒子浓度:___________(填“>”、“<”或“=”)。
【答案】(1)C (2)滴加最后半滴标准溶液,溶液颜色由无色变为浅紫红色,且半分钟内不褪色
(3)偏低 (4) ①. ②③ ②.
(5)该反应放热或者产物是该反应的催化剂,使反应速率加快(答出一点即可,或其它合理答案)
(6) ①. 向盛有少量(或、)溶液的试管中滴加草酸溶液,有气泡产生 ②. <
【解析】
【分析】实验Ⅰ用标准溶液滴定20.00mL草酸溶液,误差分析根据公式,只需要分析标准液的体积即可;
实验Ⅱ用控制变量法探究草酸与酸性高锰酸钾溶液反应速率的影响因素。
【小问1详解】
高锰酸钾溶液具有较强氧化性,能腐蚀胶管,需要使用酸式滴定管,D项手形操作错误,活塞应用左手反握,否则可能把活塞拉出,则排放滴定管尖嘴处气泡的方法为C;
【小问2详解】
用标准的溶液滴定,不需要另选指示剂,溶液的颜色为紫红色,故滴定终点的现象是滴加最后半滴标准溶液,溶液颜色由无色变为浅紫红色,且半分钟内不褪色;
【小问3详解】
若终点读数时俯视,则读出结果偏小,测出使用标准溶液的量偏少,故测定结果偏低;
【小问4详解】
②③两组反应物的浓度和体积均相同,温度不同,故探究温度对化学反应速率影响的实验编号为②③;②组比①组溶液浓度大,温度相同,故反应速率②大于①;③组比②组温度高,浓度相同,故反应速率③大于②,所以反应时间大小关系为;
【小问5详解】
100s后光透过率快速增大的原因可能是该反应放热或者产物是该反应的催化剂,使反应速率加快;
【小问6详解】
①证明草酸的酸性强于碳酸的实验方案是向盛有少量溶液的试管中滴加草酸溶液,有气泡产生,利用强弱反应生成弱酸;
②由的电离常数,知溶液中,的水解常数,故的电离程度大于水解程度,则。
第1页/共1页
学科网(北京)股份有限公司
$