内容正文:
2024学年第一学期高二年级期末考试化学试题
2025年1月
考生须知:
1.本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题),满分100分。考试时间90分钟;
2.答题前,在答题卷指定区域内填写班级、姓名、准考证号等相关信息;
3.所有答案必须写在答题卷上,写在试题卷上无效;
4.可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 S-32 B-11 Ca-40 Cl-35.5 Fe-56
选择题部分
一、选择题(本题共16小题,每小题3分,共48分。每个小题只有一个正确答案)
1. 以下属于放热反应的是
A. 盐酸与碳酸氢钠反应 B. 氢氧化钠与盐酸反应
C. 氯化铵晶体与晶体反应 D. 灼热的碳与二氧化碳反应
2. 下列水溶液由于水解显酸性的是
A. NaHCO3 B. NaHSO4 C. NH4NO3 D. CH3COOH
3. 下列化学用语表示不正确的是
A. 氯化钠的分子式:NaCl
B. HCl的s-p σ键电子云轮廓图:
C. 的VSEPR模型:
D. 磷基态原子价层电子排布图违背了洪特规则
4. 下列有关物质聚集状态的说法中不正确的是
A. 气态物质不一定由分子构成 B. 晶胞是晶体结构的最小重复单元
C. 晶体一定具有肉眼可见的规则外形 D. 液晶态是介于晶态和非晶态之间的状态
5. 下列说法正确的是
A NH4Cl和Na2O2都既有配位键又有离子键
B. NCl3中N原子是sp3杂化,BCl3中B原子也是sp3杂化
C. [ Cu(H2O)4 ] 2+离子中H提供孤电子对,Cu2+提供空轨道
D. 1 mol NH4BF4中,含有2 mol配位键
6. 白铜是一种延展性好、硬度高、色泽美观、耐腐蚀的合金材料,其主要成分为Cu、Ni、Zn,还含有少量S、P、As等元素。关于上述涉及到的元素,下列说法正确的是
A. 基态Ni原子的简化电子排布式为:
B. 基态As原子最高能级的轨道形状为哑铃形
C. 第一电离能:S>P>Cu
D. S、P为p区元素,Cu、Zn为d区元素
7. 下列对分子性质的解释中,不正确的是
A. 水很稳定(以上才会部分分解)是因为水中含有大量的氢键
B. 碘易溶于四氯化碳、甲烷难溶于水都可用“相似相溶”规律解释
C. 过氧化氢是含有极性键和非极性键的极性分子
D 中不含手性碳原子
8. 有下列离子晶体的空间结构示意图。图中●和化学式中M分别代表阳离子,图中○和化学式中N分别代表阴离子,则化学式为MN2的晶体结构为
A. B.
C. D.
9. 设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 室温下的浓氨水中的数目为
B. 常温下,的醋酸铵溶液中由水电离出的数目为
C. 的醋酸铵溶液中的数目为
D. 向含的溶液中加入适量氨水使溶液呈中性时溶液中数目大于
10. 盐酸与溶液进行中和反应,通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热,下列说法正确的是
A. 为防止混合溶液时溅出产生误差,混合时速度要慢
B. 玻璃搅拌器材料若用铜代替,则测得的会偏小
C. 用相同物质的量的NaOH(s)代替NaOH(aq)进行上述实验,测得的会偏大
D. 为了保证盐酸完全被中和,应采用稍过量的NaOH溶液
11. 铜板上铁铆钉的吸氧腐蚀原理如图所示。下列说法正确的是
A. 正极反应式为
B. 此过程中还涉及反应
C. 此过程中、均被腐蚀
D. 此过程中电流从Fe流向Cu
12. 是强氧化剂,也是航天航空、水下作业的供氧剂。近几年科学家研制出较锂电池稳定性更高、电压损失更小的“钠—空气电池”。其反应原理是:,装置如图,其中电解液为,可传导。电池放电时,下列说法不正确的是
A. A电极为负极,发生氧化反应
B. 向电极移动
C. 外电路电流方向为
D. 当转移电子时,消耗(标准状况)
13. 在两个体积相等的刚性密闭容器中,均加入足量和,分别在“恒温”和“绝热”条件下发生反应: ,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,
B. 乙容器的反应条件为恒容恒温
C. 若两容器中的质量均保持不变,则两容器中反应均达到平衡状态
D. a点转化率为80%
14. 在光照条件下,加氢制的一种催化机理如图所示,下列说法正确的是
A. 没有的介入,和就不能转化为和
B. 反应过程中释放出带负电荷的
C. 该反应的化学方程式为
D. 是反应的催化剂
15. 某温度下AgCl和Ag2CrO4的沉淀溶解平衡曲线如图所示。pX=-lgc(X),X可代表Ag+、Cl-、CrO。下列说法不正确的是
A. 该温度下,Ksp(Ag2CrO4)=10-11.4
B. 区域II存在AgCl沉淀
C. 反应Ag2CrO4(s)+2Cl-(aq)2AgCl(s)+CrO(aq)的平衡常数K=108.2
D. 向NaCl和Na2CrO4均为0.1mol•L-1的混合溶液中滴加AgNO3溶液,先产生AgCl沉淀
16. 下列实验方案设计、现象和结论正确的是
选项
实验目的
方案与现象
结论
A
探究反应物浓度对化学平衡的影响
向的溶液,再滴加10滴的溶液,溶液由黄色变为橙色
说明增大氢离子浓度,平衡向生成的方向移动
B
探究其他离子对化学平衡的影响
向溶液中加入2滴溶液,产生血红色,再加入少量溶液后血红色变浅
说明钾离子对该平衡有一定的抑制作用
C
判断水解常数大小:与
室温下,用计分别测量等浓度的和溶液的,前者大于后者
水解常数大小:
D
探究和在水溶液中的反应
向溶液中滴加溶液,有白色浑浊出现,并产生气体
说明和在相互促进水解
A. A B. B C. C D. D
非选择题部分
二、填空题(本题包括5小题,共52分)
17. 我国力争于2030年前做到碳达峰、2060年前实现碳中和,体现了中国对解决气候问题的担当。是目前大气中含量最高的一种温室气体。因此,控制和治理是解决温室效应的有效途径,捕获与重整是利用的研究热点,
(1)在催化剂作用下,可用与反应制取甲酸。已知:
共价键
键能/()
799
343
436
463
413
则 ___________。
(2)在刚性密闭容器中,HCOOH平衡时的体积分数随投料比的变化如图所示:
①图中、表示不同的反应温度。判断___________(填“>”“<”或“=”);
②图中a=___________;
③A、B、C三点的平衡转化率、、,由大到小的顺序为___________;
(3)可以被NaOH溶液捕获,若所得溶液,主要转化为___________(写离子符号)。
18. 氮化硼(BN)是-种重要的功能陶瓷材料。以天然硼砂为起始物,经过一系列反应可以得到BF3和BN,如下图所示:
请回答下列问题:
(1) 在BF3分子中,F-B-F的键角是_____,B原子的杂化轨道类型为_____,BF3和过量NaF作用可生成NaBF4,的立体结构为______。
(2)在与石墨结构相似的六方氮化硼晶体中,层内B原子与N原子之间的化学键为_____(填“极性键”或“非极性键”),层间作用力为_____。
19. 乙二酸(,俗名草酸)是一种二元弱酸,广泛分布于植物,动物和真菌体中。
(1)(草酸氢钠)属于___________(填“强”或“弱”)电解质,其电离方程式为___________。
(2)常温下,向草酸溶液中逐滴加入溶液,所得溶液中、、三种微粒的物质的量分数与溶液pH的关系如图所示[如]。
当溶液中时,溶液的pH为___________。
(3)可以使酸性溶液褪色,生成+2价锰离子,医学上常用酸性溶液和溶液反应来测定血液中钙的含量。测定方法:取2mL血液用蒸馏水稀释后,向其中加入足量的溶液,反应生成沉淀,将沉淀用稀硫酸溶解得到后,再用标准溶液滴定。
①滴定管盛装好标准溶液后需排气泡,下列排气泡的操作正确的是___________(填序号)。
a. b. c.
②滴定终点的标志为___________。
③下列操作中,使测定血液中钙含量数值偏低的是___________(填字母)。
a.滴定过程中振荡时有液滴溅出
b.配制标准溶液,定容时仰视刻度线读数
c.盛装标准溶液的滴定管用水洗涤后未润洗就直接注入标准溶液
d.读取标准溶液体积时,开始时仰视读数,滴定结束时俯视读数
④若某次滴定前、滴定后酸性标准溶液在滴定管中的液面位置如图所示。已知酸性标准溶液的物质的量浓度为,若按该滴定数据进行计算则该血液中含钙___________。
20. I.完成下列问题
(1)为探究不同催化剂对CO和生成的选择性效果,某实验室控制CO和的初始投料比为1:3进行实验,得到如下数据下表和下图:
T/K
时间/min
催化剂种类
甲醇的含量(%)
450
10
CuO-ZnO
78
450
10
CuO-ZnO-
88
450
10
ZnO-
46
由上表可知,该反应的最佳催化剂为___________;下图是的转化率与温度的关系,且最高转化率对应温度为,则a、b、c、d四点对应是该温度下的CO平衡转化率的有___________。
(2)已知,反应,该温度下,在某时刻体系中、、、的浓度分别为、、、,则此时上述反应的___________(填“<”“=”或“>”)。
II.工业生产中可以以与为原料制备清洁能源甲醇:。
(3)该反应平衡常数表达式为___________。
(4)一定温度下,在固定容积的密闭容器中发生上述反应,下列能判断该反应达到平衡状态的是___________。
A. 容器中的压强不再改变 B. 混合气体的密度不再改变
C. D. 与的物质的量之比保持不变
21. 二氧化碳的资源化利用有利于碳中和目标实现。请回答下列问题:
(1)加氢合成甲醇以及甲醇脱水生成二甲醚的热化学方程式如下:
则的___________。该反应___________(填“自发进行”或“非自发进行”或“高温自发”或“低温自发”)。
(2)法国化学家Paul Sabatier提出并命名的“Sabatier反应”实现了甲烷化,在一定条件下,分解形成碳的反应历程如图所示,其中决定反应速率的是第___________步反应。
(3)航天员呼吸产生的还可以利用Bosch反应:代替Sabatier反应。在时,向体积为2L恒容密闭容器中通入和发生Bosch反应,测得容器内气压变化如图所示。
①该温度下Bosch反应的___________kPa-1(为用气体的分压来表示的平衡常数,分压=气体的体积分数×体系总压)。
②在上图基础上画出其他条件相同,向体系加入催化剂时其压强随时间的变化曲线_______。
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2024学年第一学期高二年级期末考试化学试题
2025年1月
考生须知:
1.本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题),满分100分。考试时间90分钟;
2.答题前,在答题卷指定区域内填写班级、姓名、准考证号等相关信息;
3.所有答案必须写在答题卷上,写在试题卷上无效;
4.可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 S-32 B-11 Ca-40 Cl-35.5 Fe-56
选择题部分
一、选择题(本题共16小题,每小题3分,共48分。每个小题只有一个正确答案)
1. 以下属于放热反应的是
A. 盐酸与碳酸氢钠反应 B. 氢氧化钠与盐酸反应
C. 氯化铵晶体与晶体反应 D. 灼热的碳与二氧化碳反应
【答案】B
【解析】
【详解】A.盐酸与碳酸氢钠反应是吸热反应,故A不选;
B.氢氧化钠与盐酸反应是中和反应,属于放热反应,故B选;
C.氯化铵晶体与晶体反应是吸热反应,故C不选;
D.灼热的炭与二氧化碳反应生成一氧化碳,为吸热反应,故D不选;
故选B。
2. 下列水溶液由于水解显酸性是
A. NaHCO3 B. NaHSO4 C. NH4NO3 D. CH3COOH
【答案】C
【解析】
【详解】A.NaHCO3溶液由于碳酸氢根离子的水解大于电离导致溶液显碱性,A不合题意;
B.NaHSO4溶液由于NaHSO4电离出Na+、H+和硫酸根离子而使溶液显酸性,B不合题意;
C.NH4NO3溶液由于发生水解而使溶液显酸性,水解离子方程式为:+H2ONH3·H2O+H+,C符合题意;
D.CH3COOH溶液由于醋酸电离出醋酸根和H+而使溶液显酸性,D不合题意;
故答案为:C。
3. 下列化学用语表示不正确的是
A. 氯化钠的分子式:NaCl
B. HCl的s-p σ键电子云轮廓图:
C. 的VSEPR模型:
D. 磷基态原子价层电子排布图违背了洪特规则
【答案】A
【解析】
【详解】A.氯化钠为离子化合物,不存在分子式,其化学式为NaCl,A项错误;
B. s轨道为球形,p轨道为哑铃形,HCl的s-p σ键的电子云轮廓图为,B项正确;
C.中O原子为中心原子,价层电子对数为,故VSEPR模型为四面体,图形为,C项正确;
D.基态磷原子的电子排布式以为,价电子为,正确的价层电子排布图为,根据洪特规则可知绘图时,简并轨道中的电子应先占位,因此题中所给的轨道表示式违背了洪特规则,D项正确;
答案选A。
4. 下列有关物质聚集状态的说法中不正确的是
A. 气态物质不一定由分子构成 B. 晶胞是晶体结构的最小重复单元
C. 晶体一定具有肉眼可见的规则外形 D. 液晶态是介于晶态和非晶态之间的状态
【答案】C
【解析】
【详解】A.气态和液态物质不一定都是由分子构成,如等离子体是由电子、阳离子和电中性粒子(分子或原子)组成的整体上呈电中性的气态物质,A正确;
B.描述晶体结构的基本单元叫做晶胞,即晶胞是晶体结构中最小的重复单元,B正确;
C.有些晶体的颗粒很小,观察晶体需要借助放大镜,故C错误;
D.液晶既不是晶态也不是非晶态,它是介于晶态和非晶态之间的物质聚集状态,D正确;
本题选C。
5. 下列说法正确的是
A. NH4Cl和Na2O2都既有配位键又有离子键
B. NCl3中N原子是sp3杂化,BCl3中B原子也是sp3杂化
C. [ Cu(H2O)4 ] 2+离子中H提供孤电子对,Cu2+提供空轨道
D. 1 mol NH4BF4中,含有2 mol配位键
【答案】D
【解析】
【详解】A.NH4Cl的中含有配位键,和Cl-形成离子键,Na2O2没有配位键只含有离子键,故A错误;
B.NCl3中N原子价层电子对数为3+=4,N原子是sp3杂化,BCl3中B原子价层电子对数为3+=3,B原子是sp2杂化,故B错误;
C.H2O中O原子孤电子对数为=2,,[Cu(H2O)4]2+离子中O提供孤电子对,Cu2+提供空轨道,故C错误;
D.NH4BF4的和中各含有1个配位键,则1 mol NH4BF4中,含有2 mol配位键,故D正确;
故选D。
6. 白铜是一种延展性好、硬度高、色泽美观、耐腐蚀的合金材料,其主要成分为Cu、Ni、Zn,还含有少量S、P、As等元素。关于上述涉及到的元素,下列说法正确的是
A. 基态Ni原子的简化电子排布式为:
B. 基态As原子最高能级的轨道形状为哑铃形
C. 第一电离能:S>P>Cu
D. S、P为p区元素,Cu、Zn为d区元素
【答案】B
【解析】
【详解】A.基态Ni原子的简化电子排布式为:[Ar],故A错误;
B.基态As原子最高能级为4p,其轨道为哑铃形,故B正确;
C.第一电离能:P>S>Cu,故C错误;
D.S、P为p区元素,Cu、Zn为ds区元素,故D错误;
故答案选:B。
【点睛】本题考查了原子结构与元素性质,明确基态原子核外电子排布规律、熟悉同周期元素性质递变规律是解题关键,题目难度不大。
7. 下列对分子性质的解释中,不正确的是
A. 水很稳定(以上才会部分分解)是因为水中含有大量的氢键
B. 碘易溶于四氯化碳、甲烷难溶于水都可用“相似相溶”规律解释
C. 过氧化氢是含有极性键和非极性键的极性分子
D. 中不含手性碳原子
【答案】A
【解析】
【详解】A.水很稳定是因为水中存在O-H键,由于O-H键键能大,因而水很稳定,与分子键的氢键无关,A项错误;
B.碘单质、四氯化碳、甲烷均为非极性分子,而水为极性分子,根据“相似相溶”规律可知,极性分子在极性溶剂中的溶解度较大,非极性分子在非极性溶剂中溶解度更大,因此非极性分子碘单质、四氯化碳、甲烷在极性分子水中均难溶,B项正确;
C.过氧化氢的电子式为,可知结构中既有极性键又有非极性键,过氧化氢分子中正电中心和负电中心不重合,属于极性分子,因此过氧化氢是含有极性键和非极性键的极性分子,C项正确;
D.醋酸钠的结构为,碳原子没有同时连有四个不同的原子或原子团,结构中不存在手性碳原子,D项正确;
答案选A。
8. 有下列离子晶体的空间结构示意图。图中●和化学式中M分别代表阳离子,图中○和化学式中N分别代表阴离子,则化学式为MN2的晶体结构为
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】A项、根据晶体的空间结构示意图知,N离子位于体心,个数是1,M离子有8个位于顶点,个数为8×=1,化学式为MN,故A错误;
B项、根据晶体的空间结构示意图知,N离子位于体心,个数是1,M离子有4个位于顶点,个数=4×=,化学式为MN2,故B正确;
C项、根据晶体的空间结构示意图知,M和N离子都有4个位于顶点,个数都是4×=,化学式为MN,故C错误;
D项、根据晶体的空间结构示意图知,N位于体心,个数是1,M离子有8个位于顶点,6个位于面心,个数为8×+6×=4,化学式为M4N,故D错误;
故选B
9. 设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 室温下的浓氨水中的数目为
B. 常温下,的醋酸铵溶液中由水电离出的数目为
C. 的醋酸铵溶液中的数目为
D. 向含的溶液中加入适量氨水使溶液呈中性时溶液中数目大于
【答案】A
【解析】
【详解】A.室温下,pH = 10的溶液中,根据,可得,1L该溶液中,的数目为,A选项正确;
B.醋酸铵是弱酸弱碱盐,和的水解会促进水的电离,虽然溶液pH = 7,但溶液体积未知,无法计算水电离出的数目,B选项错误;
C.100mL 1mol/L的醋酸铵溶液中= 0.1L×1mol/L = 0.1mol ,由于会发生水解,所以的数目小于,C选项错误;
D.根据溶液呈电中性,,溶液呈中性时,则,已知为1mol,所以的物质的量也为1mol,数目等于,D选项错误;
故答案选A。
10. 盐酸与溶液进行中和反应,通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热,下列说法正确的是
A. 防止混合溶液时溅出产生误差,混合时速度要慢
B. 玻璃搅拌器材料若用铜代替,则测得的会偏小
C. 用相同物质的量的NaOH(s)代替NaOH(aq)进行上述实验,测得的会偏大
D. 为了保证盐酸完全被中和,应采用稍过量的NaOH溶液
【答案】D
【解析】
【详解】A.溶液混合时,既要防止溅出产生误差,又要提高混合时速率,防止热量损失,A错误;
B.铜具有较强的导热能力,搅拌器材料若用铜代替,会导致热量散失,从而使测得的偏大,B错误;
C.NaOH固体溶解时释放热量,用NaOH固体代替溶液,放出的热量增多,测得的会偏小,C错误;
D.加入物质的量稍过量的NaOH溶液,其目的是保证盐酸完全被中和,D正确;
故选D
11. 铜板上铁铆钉的吸氧腐蚀原理如图所示。下列说法正确的是
A. 正极反应式为
B. 此过程中还涉及反应
C. 此过程中、均被腐蚀
D. 此过程中电流从Fe流向Cu
【答案】B
【解析】
【分析】根据图片知,水中溶解了氧气,铜、铁和水构成了原电池,较活泼的金属作负极,较不活泼的金属作正极,发生吸氧腐蚀,负极上铁失电子发生氧化反应,正极上氧气得电子发生还原反应,原电池放电时,电子从负极流向正极。
【详解】A.正极上氧气得电子发生还原反应,电极反应式为:O2+2H2O+4e-=4OH-,故A错误;
B.负极上发生的电极反应式为:Fe-2e-=Fe2+,正极上的电极反应式为:O2+2H2O+4e-=4OH-,亚铁离子和氢氧根离子反应生成氢氧化亚铁,氢氧化亚铁不稳定,容易被空气中的氧气氧化生成氢氧化铁,反应方程式为:,故B正确;
C.该原电池中铜作正极,原电池放电时,负极失电子容易被腐蚀,正极被保护,所以铜不被腐蚀,故C错误;
D.该原电池放电时,外电路上电子从负极铁流向正极铜,电流从Cu移向Fe,故D错误;
故选B。
12. 是强氧化剂,也是航天航空、水下作业的供氧剂。近几年科学家研制出较锂电池稳定性更高、电压损失更小的“钠—空气电池”。其反应原理是:,装置如图,其中电解液为,可传导。电池放电时,下列说法不正确的是
A. A电极为负极,发生氧化反应
B. 向电极移动
C. 外电路电流方向为
D. 当转移电子时,消耗(标准状况)
【答案】D
【解析】
【分析】由反应2Na+O2=Na2O2可知,反应中Na元素化合价升高,被氧化,O元素化合价降低,被还原,则Na为负极,石墨烯、空气为正极,以此解答该题。
【详解】A.由分析可知,钠被氧化,A电极为负极,发生氧化反应,故A正确;
B.b为正极,原电池工作时,阳离子向正极移动,故B正确;
C.由分析可知,A电极为负极,B电极为正极,外电路电流方向为,故C正确;
D.B极为正极,过氧化钠中氧显-1价,电极反应式为O2+2Na++2e-=Na2O2,当转移电子时,消耗0.1mol,标准状况下的体积为2.24L,故D错误;
故选D。
13. 在两个体积相等的刚性密闭容器中,均加入足量和,分别在“恒温”和“绝热”条件下发生反应: ,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,
B. 乙容器的反应条件为恒容恒温
C. 若两容器中的质量均保持不变,则两容器中反应均达到平衡状态
D. a点转化率为80%
【答案】D
【解析】
【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,容器甲中气体压强先增大后减小,说明绝热条件下,初始反应阶段温度对气体压强的影响大于气体物质的量减小对气体压强的影响,则曲线甲表示绝热条件下气体压强与时间变化的关系,且该反应的焓变小于0,据此回答。
【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,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,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,C正确;
D.由图可知,a点时,曲线甲所示反应达到平衡,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,由相同条件下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,D错误;
故选D。
14. 在光照条件下,加氢制的一种催化机理如图所示,下列说法正确的是
A. 没有的介入,和就不能转化为和
B. 反应过程中释放出带负电荷的
C. 该反应的化学方程式为
D. 是反应的催化剂
【答案】C
【解析】
【详解】A.催化剂不是化学反应的必要条件,不能决定反应能否发生,没有催化剂的加入,只是反应速率减慢,A错误;
B.据图示知,反应过程中经过Ni活性中心裂解产生活化态的,不带电,B错误;
C.由催化机理图知,和是反应物,和H2O是生成物,反应方程式为:,C正确;
D.由图知, 和反应物一同加入,属于催化剂,是反应的中间产物,D错误;
故选C。
15. 某温度下AgCl和Ag2CrO4的沉淀溶解平衡曲线如图所示。pX=-lgc(X),X可代表Ag+、Cl-、CrO。下列说法不正确的是
A. 该温度下,Ksp(Ag2CrO4)=10-11.4
B. 区域II存在AgCl沉淀
C. 反应Ag2CrO4(s)+2Cl-(aq)2AgCl(s)+CrO(aq)的平衡常数K=108.2
D. 向NaCl和Na2CrO4均为0.1mol•L-1的混合溶液中滴加AgNO3溶液,先产生AgCl沉淀
【答案】B
【解析】
【分析】利用b点坐标(10,0.7)可得Ksp(Ag2CrO4)===10-11.4,同理,利用a点坐标(2.8,7)可得Ksp(AgCl)===10-9.8。
【详解】A.该温度下,利用b点坐标(10,0.7)可得Ksp(Ag2CrO4)===10-11.4,A正确;
B.区域II在AgCl曲线的上方,坐标是浓度的负对数,坐标值越大则浓度越小,故曲线上方各点的浓度积小于Ksp(AgCl),则不存在AgCl沉淀,B不正确;
C.反应Ag2CrO4(s)+2Cl-(aq)2AgCl(s)+CrO(aq)的平衡常数K==108.2,C正确;
D.向NaCl和Na2CrO4均为0.1mol•L-1的混合溶液中滴加AgNO3溶液,产生沉淀时最低Ag+浓度分别是和,则先产生AgCl沉淀,D正确;
故选B。
16. 下列实验方案设计、现象和结论正确的是
选项
实验目的
方案与现象
结论
A
探究反应物浓度对化学平衡的影响
向的溶液,再滴加10滴的溶液,溶液由黄色变为橙色
说明增大氢离子浓度,平衡向生成的方向移动
B
探究其他离子对化学平衡的影响
向溶液中加入2滴溶液,产生血红色,再加入少量溶液后血红色变浅
说明钾离子对该平衡有一定的抑制作用
C
判断水解常数大小:与
室温下,用计分别测量等浓度的和溶液的,前者大于后者
水解常数大小:
D
探究和在水溶液中的反应
向溶液中滴加溶液,有白色浑浊出现,并产生气体
说明和在相互促进水解
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.,溶液由黄色变为橙色,说明增大氢离子浓度,平衡向生成的方向移动,A错误;
B.铁离子与硫氰根发生反应,生成硫氰化铁络合物,此反应与氯化钾无关,加入氯化钾不会引起平衡移动,颜色变浅为溶液体积增大,溶液被稀释导致,B错误;
C.室温下,用计分别测量等浓度的和溶液的,前者大于后者,说明甲酸酸性更强,则水解常数大小:,C正确;
D.和水解均结合水电离出的氢离子,水解是相互抑制的,和相互反应生成氢氧化铝沉淀无气体生成,D错误;
故选C。
非选择题部分
二、填空题(本题包括5小题,共52分)
17. 我国力争于2030年前做到碳达峰、2060年前实现碳中和,体现了中国对解决气候问题的担当。是目前大气中含量最高的一种温室气体。因此,控制和治理是解决温室效应的有效途径,捕获与重整是利用的研究热点,
(1)在催化剂作用下,可用与反应制取甲酸。已知:
共价键
键能/()
799
343
436
463
413
则 ___________。
(2)在刚性密闭容器中,HCOOH平衡时的体积分数随投料比的变化如图所示:
①图中、表示不同的反应温度。判断___________(填“>”“<”或“=”);
②图中a=___________;
③A、B、C三点的平衡转化率、、,由大到小的顺序为___________;
(3)可以被NaOH溶液捕获,若所得溶液,主要转化为___________(写离子符号)。
【答案】(1)+16 (2) ①. > ②. 1 ③. >>
(3)
【解析】
【小问1详解】
反应的,根据=反应物总键能 - 生成物总键能,中有2个C = O键,中有1个H - H键,所以反应物总键能=;HCOOH中有1个C = O键、1个C - O键、1个C - H键和1个H - O键,生成物总键能=799kJ/mol+343kJ/mol + 413kJ/mol+463kJ/mol = 2018kJ/mol,则=2034kJ/mol - 2018kJ/mol = + 16kJ/mol;
【小问2详解】
①该反应= + 16kJ/mol是吸热反应,升高温度平衡正向移动,HCOOH平衡时的体积分数增大,由图可知,相同投料比时,对应的HCOOH平衡时体积分数大,所以;
②根据反应 可知,当投料比 ,即a=1时,恰好达到最大转化,HCOOH平衡时的体积分数最大;
③在温度一定时,增加的量可以提高的平衡转化率,A、B、C三点中,的量逐渐增多,所以的平衡转化率;
【小问3详解】
当pH = 13时,溶液呈强碱性,被NaOH溶液捕获后主要转化为。
18. 氮化硼(BN)是-种重要的功能陶瓷材料。以天然硼砂为起始物,经过一系列反应可以得到BF3和BN,如下图所示:
请回答下列问题:
(1) 在BF3分子中,F-B-F的键角是_____,B原子的杂化轨道类型为_____,BF3和过量NaF作用可生成NaBF4,的立体结构为______。
(2)在与石墨结构相似的六方氮化硼晶体中,层内B原子与N原子之间的化学键为_____(填“极性键”或“非极性键”),层间作用力为_____。
【答案】 ①. 120° ②. sp2 ③. 正四面体 ④. 共价键(或极性共价键) ⑤. 分 子间作用力
【解析】
【分析】根据VSEPR理论判断BF3中中心原子B的杂化类型,空间构型及键角大小;根据VSEPR理论判断BF4-中中心原子B的杂化类型,空间构型;根据BN的结构判断形成共价键为极性共价键,由与石墨结构相似推出层间作用力;据此解答。
【详解】(1)BF3分子的中心原子B原子的价层电子对数=3+=3,中心原子B采取sp2杂化,所以BF3分子的VSEPR模型是平面三角型,中心原子上没有孤对电子,所以其空间构型就是平面三角形,键角是120°,BF3和过量NaF作用可生成NaBF4,BF4-中B原子的价层电子对=4+=4,中心原子B采取sp3杂化,该离子中不含孤电子对,为正四面体结构;答案为120°,sp2,正四面体。
(2)B、N均属于非金属元素,二者形成的化学键是极性共价键;根据石墨结构可知六方氮化硼晶体中,层与层之间靠分子间作用力结合;答案为共价键(或极性共价键),分子间作用力。
19. 乙二酸(,俗名草酸)是一种二元弱酸,广泛分布于植物,动物和真菌体中。
(1)(草酸氢钠)属于___________(填“强”或“弱”)电解质,其电离方程式为___________。
(2)常温下,向草酸溶液中逐滴加入溶液,所得溶液中、、三种微粒的物质的量分数与溶液pH的关系如图所示[如]。
当溶液中时,溶液的pH为___________。
(3)可以使酸性溶液褪色,生成+2价锰离子,医学上常用酸性溶液和溶液反应来测定血液中钙的含量。测定方法:取2mL血液用蒸馏水稀释后,向其中加入足量的溶液,反应生成沉淀,将沉淀用稀硫酸溶解得到后,再用标准溶液滴定。
①滴定管盛装好标准溶液后需排气泡,下列排气泡的操作正确的是___________(填序号)。
a. b. c.
②滴定终点的标志为___________。
③下列操作中,使测定的血液中钙含量数值偏低的是___________(填字母)。
a.滴定过程中振荡时有液滴溅出
b.配制标准溶液,定容时仰视刻度线读数
c.盛装标准溶液的滴定管用水洗涤后未润洗就直接注入标准溶液
d.读取标准溶液体积时,开始时仰视读数,滴定结束时俯视读数
④若某次滴定前、滴定后酸性标准溶液在滴定管中的液面位置如图所示。已知酸性标准溶液的物质的量浓度为,若按该滴定数据进行计算则该血液中含钙___________。
【答案】(1) ①. 强 ②. (2)5.2
(3) ①. b ②. 当滴入最后半滴酸性标准溶液,溶液由无色变为浅紫红色(或粉红色)且半分钟内不褪色 ③. ad ④. 0.11
【解析】
【小问1详解】
(草酸氢钠)为易溶于水且易电离的钠盐,属于强电解质,其电离方程式为;
【小问2详解】
②b点且pH = 4.2,,当溶液中时,,pH = 5.2。
【小问3详解】
①酸性高锰酸钾溶液是强氧化性溶液,应装在酸式滴定管中,排气泡时应将酸式滴定管快速放液排气泡,正确的操 作方式如图b所示;
②滴定终点标志:当滴入最后半滴酸性标准溶液,溶液由无色变为浅紫红色(或粉红色)且半分钟内不褪色;
③a.滴定过程中振荡时有液滴溅出,消耗标准液体积偏小,最终计算血液中钙含量数值偏低,a项符合题意;
b.配制 标准溶液,若定容时仰视刻度线读数,会使所配溶液的体积偏大,标准溶液的浓度实际偏小,滴定时,消耗 标准溶液的体积偏大,最终计算血液中钙含量数值偏高,b项不符合题意;
c.盛装标准溶液的滴定管用水洗涤后未润洗就直接注入标准溶液,导致标准溶液浓度偏低,消耗标准溶液体积偏大,最终计算血液中钙含量数 值偏高,c项不符合题意;
d.读取标准溶液体积时,开始时仰视读数,滴定结束时俯视读数,读取溶液体积偏小,最终计算血液中钙含量数值偏低,d项符合题意;
故选ad。
④滴定前液面读数为0.80mL,滴定后液面读数为22.80mL,该次实验实际消耗标准溶液的体积为22.00mL。 由题意可判断,1L血液中的物质的量,含钙的质量为0.00275mol×40 g/mol =0.11 g。
20. I.完成下列问题
(1)为探究不同催化剂对CO和生成的选择性效果,某实验室控制CO和的初始投料比为1:3进行实验,得到如下数据下表和下图:
T/K
时间/min
催化剂种类
甲醇的含量(%)
450
10
CuO-ZnO
78
450
10
CuO-ZnO-
88
450
10
ZnO-
46
由上表可知,该反应的最佳催化剂为___________;下图是的转化率与温度的关系,且最高转化率对应温度为,则a、b、c、d四点对应是该温度下的CO平衡转化率的有___________。
(2)已知,反应,该温度下,在某时刻体系中、、、的浓度分别为、、、,则此时上述反应的___________(填“<”“=”或“>”)。
II.工业生产中可以以与为原料制备清洁能源甲醇:。
(3)该反应的平衡常数表达式为___________。
(4)一定温度下,在固定容积的密闭容器中发生上述反应,下列能判断该反应达到平衡状态的是___________。
A. 容器中的压强不再改变 B. 混合气体的密度不再改变
C. D. 与的物质的量之比保持不变
【答案】(1) ①. CuO-ZnO-ZrO2 ②. cd
(2)< (3) (4)ABD
【解析】
【小问1详解】
根据表格数据可知,在相同条件下,使用催化剂CuO-ZnO-ZrO2可使甲醇含量最高,催化效果最好;a、b两点温度较低,反应速率慢,未达到平衡,c点是该温度下刚好平衡点,d点已经平衡;
【小问2详解】
某时刻的浓度商为,因此平衡逆向移动,v正(CO)<v逆(CO);
【小问3详解】
该反应的平衡常数表达式为;
【小问4详解】
A.该反应是气体体积减小的反应,平衡建立过程中容器内压强减小,则容器中的压强不再改变说明正逆反应速率相等,即反应达到平衡,A正确;
B.由质量守恒定律可知,此反应生成液态的水,因此反应过程中气体的总质量减小,又因为容器的体积不变,因此混合气体的密度减小,当混合气体的密度不再改变时,说明反应达到平衡,B正确;
C.、均为正反应速率,则不能说明正逆反应速率相等,无法判断反应是否达到平衡,C错误;
D.反应中CO2的物质的量减小,水蒸气的物质的量增大,则与的物质的量之比保持不变,说明正逆反应速率相等,即反应达到平衡,D正确。
21. 二氧化碳的资源化利用有利于碳中和目标实现。请回答下列问题:
(1)加氢合成甲醇以及甲醇脱水生成二甲醚的热化学方程式如下:
则的___________。该反应___________(填“自发进行”或“非自发进行”或“高温自发”或“低温自发”)。
(2)法国化学家Paul Sabatier提出并命名的“Sabatier反应”实现了甲烷化,在一定条件下,分解形成碳的反应历程如图所示,其中决定反应速率的是第___________步反应。
(3)航天员呼吸产生还可以利用Bosch反应:代替Sabatier反应。在时,向体积为2L恒容密闭容器中通入和发生Bosch反应,测得容器内气压变化如图所示。
①该温度下Bosch反应的___________kPa-1(为用气体的分压来表示的平衡常数,分压=气体的体积分数×体系总压)。
②在上图基础上画出其他条件相同,向体系加入催化剂时其压强随时间的变化曲线_______。
【答案】(1) ①. ②. 低温自发 (2)四
(3) ①. 0.05 ②.
【解析】
【小问1详解】
根据题目可以把定义为反应①,把定义为反应②,则反应可以看作为由反应①+反应②所得,可以得其;根据反应可知:、,要使实现反应自发进行,必须在低温时才有可能。
故答案为:;低温自发。
【小问2详解】
在多步反应历程中,活化能最大的一步反应最慢,是决定反应速率的决速步,根据题目中所给各步历程能量图可知,第四步的活化能最大,则第四步为反应的决速步。
故答案为:四。
【小问3详解】
在时,向体积为2L恒容密闭容器中通入和发生Bosch反应:,设平衡时消耗的,列三段式:
根据阿伏加德罗定律有:,解得,平衡体系的总物质的量为:,各组成的物质的量分别为:、、;
①该温度下Bosch反应的;
②其他条件相同时,向体系加入催化剂只能加快反应速率,可以缩短反应时间,但不改变平衡转化率,所以平衡时的压强不变,则其压强随时间的变化曲线为。
故答案为:0.05;。
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