内容正文:
2024级高一年级第二学期第1次月度检测
化学(选修)
2025.3.15
可能用到的相对原子质量:H:1 C:12 N:14 O:16 S:32 Cl:35.5 Ca:40
一、选择题(本题共16小题,每小题3分,共48分。每小题只有一个选项符合题意)
1. 2022年北京冬运会严格实施低碳管理,以实现碳中和,下列措施与实现碳中和无关的是
A. 冬奥会火炬“飞扬”以氢气为燃料
B. 国家速滑馆“冰丝带”使用了二氧化碳跨临界直接制冰技术
C. 首钢滑雪大跳台“雪飞天”使用了大量首钢自主研发新型钢材
D. 所有比赛场馆照明和运行均由光伏和风力发电提供能源
【答案】C
【解析】
【详解】A.冬奥会火炬“飞扬”以氢气为燃料,减少了CO2的排放,与实现碳中和有关,A不符合题意;
B.使用二氧化碳跨临界技术制冰是将原本要排放的CO2再利用,与实现碳中和有关,B不符合题意;
C.首钢滑雪大跳台“雪飞天”使用了大量首钢自主研发新型钢材,不涉及CO2的排放和利用,与实现碳中和无关,C符合题意;
D.所有比赛场馆照明和运行均由光伏和风力发电提供能源,节能减排,与实现碳中和有关,D不符合题意;
故选C。
2. 下列各组物质中,属于同素异形体的是
A. 与 B. 和 C. T2O与D2O D. O2和O3
【答案】D
【解析】
【分析】同素异形体是指同种元素形成的不同单质,这些单质之间互称为同素异形体。
【详解】A.与是两种核素,它们不是同素异形体,故A不符合题意;
B.和是H元素的两种核素,它们是同位素关系,故B不符合题意;
C.T2O与D2O是指两种水分子,是化合物,故C不符合题意;
D.O2和O3是氧元素组成的不同单质,它们是同素异形体,故D符合题意;
本题答案D。
3. 下列物质属于离子化合物的是
A. NH3 B. NH4NO3 C. SiO2 D. HNO3
【答案】B
【解析】
【详解】A.C.D.是共价化合物,B.是离子化合物,故选B。
点睛:在此类问题中,一般含有金属离子或铵根离子的化合物是离子化合物,其它化合物为共价化合物。
4. 下列变化涉及化学变化的是
A. 海水提取溴 B. 碘的升华 C. 切割大理石 D. 液氨气化
【答案】A
【解析】
【详解】A.海水提溴中涉及氧化还原反应,属于化学变化,A正确;
B.碘的升华是状态的变化,属于物理变化,B错误;
C.切割大理石,为物体形状改变,没有新物质生成,不属于化学变化,C错误;
D.液氨气化是指氨气由液态变成气态,没有新物质的产生,是物理变化.,D错误;
答案选A。
5. 下列反应不可用于设计原电池的是
A. NaOH+HCl=NaCl+H2O B. 2CH3OH+3O22CO2+4H2O
C. Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑ D. 4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】A、氢氧化钠和盐酸的反应不是氧化还原反应,所以不能设计成原电池,故A正确;
B、甲醇的燃烧属于自发的氧化还原反应且该反应放热,所以能设计成原电池,故B错误;
C、锌和盐酸的反应属于自发的氧化还原反应且该反应放热,所以能设计成原电池,故C错误;
D、铝和氧气的反应属于自发的氧化还原反应且该反应放热,所以能设计成原电池,故D错误;
故选A。
【点睛】本题考查了原电池的设计,明确原电池的构成条件及反应必须是放热反应是解本题的关键。构成原电池的条件是:①有两个活泼性不同的电极;②将电极插入电解质溶液中;③两电极间构成闭合回路;④能自发的进行氧化还原反应;所以设计原电池必须符合构成原电池的条件,且该反应必须是放热反应。
6. 铁片与稀硫酸反应制氢气,下列措施不能使氢气生成速率加大的是
A. 用98%的浓硫酸代替稀硫酸 B. 用铁粉代替铁片
C. 滴加适量溶液 D. 加热
【答案】A
【解析】
【详解】A.改用98%的浓硫酸,铁在室温下与浓硫酸发生钝化,不能加快生成氢气的反应速率,A正确;
B.改用铁粉,固体表面积增大,反应速率增大,B错误;
C.滴加适量溶液,置换出铜,形成原电池,反应速率增大,C错误;
D.温度升高,活化分子的百分数增大,反应速率增大,D错误;
答案选A。
请阅读下列材料,回答下列小题。
氮是植物生长必需的元素,在大气中主要以分子形式存在。在放电条件下,N2与O2可发生反应:N2+O22NO。20世纪初,德国化学家哈伯等首次合成了氨气,化学方程式为N2+3H22NH3,生成的NH3与HCl反应合成氮肥。
7. 对于反应N2+O22NO,下列说法正确的是
A. N2是氧化剂 B. O2被还原 C. O2失去电子 D. N2发生还原反应
8. 下列实验室制取、干燥、收集NH3并进行尾气处理的装置和原理能达到实验目的的是
A. 制取NH3 B. 干燥NH3 C. 收集NH3 D. 尾气处理
9. 反应NH3+HCl=NH4Cl的能量变化如图所示,下列说法正确的是
A. 该反应是吸热反应
B. 放热反应都需要加热
C. H-Cl键断裂过程释放能量
D. 反应物的总能量大于生成物的总能量
【答案】7. B 8. D 9. D
【解析】
【7题详解】
A.氮元素在反应中化合价升高,则氮气是还原剂,A错误;
B.氧元素在反应中化合价降低,则氧气是氧化剂,被还原,B正确;
C.氧元素在反应中化合价降低,则氧气是氧化剂,得到电子,C错误;
D.氮元素在反应中化合价升高,则氮气是还原剂,发生氧化反应,D错误;
故选B。
【8题详解】
A.不能用加热氯化铵制氨气,应该用加热氢氧化钙和氯化铵制氨气,A错误;
B.应该用碱石灰干燥氨气,B错误;
C.氨气密度比空气小,应该短导管进,长导管出,C错误;
D.氨气极易溶于水,应该用防倒吸装置处理尾气,D正确;
故选D。
【9题详解】
A.反应物能量高于生成物能量,则是放热反应,A错误;
B.放热反应不一定需要加热,例如缓慢氧化反应,B错误;
C.化学键断裂需要吸收能量,则H-Cl键断裂过程吸收能量,C错误;
D.根据图知,反应物总能量大于生成物的总能量,D正确;
故选D。
10. 下列有关化学键的说法正确的是
A. HCl气体、NaCl晶体溶于水,破坏的化学键类型相同
B. 氮气的化学性质很不活泼,是因为氮气分子中存在氮氮三键
C. 金刚石在一定条件下可转变为石墨,此过程无共价键的断裂
D. 断裂1 mol H-H和1 mol Cl—Cl吸收的能量大于形成2 mol H—Cl放出的能量
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A.HCl是由分子构成,溶于水破坏的化学键是共价键;NaCl是离子化合物,晶体溶于水破坏的化学键是离子键,因此二者溶于是破坏的化学键的类型不相同,A错误;
B.氮气的化学性质很不活泼,是因为氮气分子中存在氮氮三键,键能大,断裂需消耗很高的能量,B正确;
C.金刚石和石墨是C元素的两种不同性质的单质,金刚石在一定条件下可转变为石墨,此过程有共价键的断裂和形成,C错误;
D.H2与Cl2反应产生HCl的反应是放热反应,说明断裂1 mol H-H和1 mol Cl—Cl吸收的能量小于形成2 mol H—Cl放出的能量,D错误;
故合理选项是B。
11. 硫和氮及其化合物对人类生存和社会发展意义重大,但硫氧化物和氮氧化物造成的环境问题也日益受到关注,下列说法正确的是
A. 和均为有刺激性气味的红棕色气体,是酸雨的主要成因
B. 汽车尾气中的主要大气污染物为NO、、和PM2.5
C. 植物直接吸收利用空气中的NO和作为肥料,实现氮的固定
D. 工业废气中的可采用生石灰法进行脱除
【答案】D
【解析】
【详解】A. NO2和SO2都是刺激性气味的气体,是酸雨的主要成因,其中NO2是红棕色气体,而SO2是无色气体,故A错误;
B. 汽车尾气中的主要大气污染物为NOx、PM2.5和CO,不含SO2,故B错误;
C. 氮的固定是指将氮单质转化为化合物,植物直接吸收利用铵盐或硝酸盐作为肥料,故C错误;
D. 石灰的主要成分是CaO,能与SO2反应生成CaSO3,则工业废气中的SO2可采用石灰法进行脱除,故D正确;
故选D。
12. 钢铁在潮湿的空气中因形成无数微小的原电池而被腐蚀,其原理如图所示。下列说法正确的是
A. 铁为正极
B. 电子由碳流向铁
C. 碳电极上发生氧化反应
D. 该原理常被用于“暖宝宝”等自发热取暖产品
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A.根据图示可知:Fe失去电子变为Fe2+进入溶液,所以Fe为负极,A错误;
B.根据图示可知:Fe失去电子变为Fe2+进入溶液,所以Fe为负极,电子由负极Fe流向正极C,B错误;
C.在碳上,O2得到电子变为OH-,故碳电极上发生还原反应,C错误;
D.该原电池反应发生时,化学能转化为电能,同时也会产生热能,因此该原理常被用于“暖宝宝”等自发热取暖产品,D正确;
故合理选项是D。
13. 一定温度下,向容积不变的密闭容器中充入一定量的NO2:2NO2(g)2NO(g)+O2(g)。下列能说明该反应达到平衡状态的是
A. 混合气体的密度不再改变
B. 混合气体中c(NO):c(O2)=2:1
C. 混合气体的颜色不再改变
D. 单位时间内生成nmolO2的同时消耗2nmolNO2
【答案】C
【解析】
【分析】在一定条件下,当可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等时(但不为0),反应体系中各种物质的浓度或含量不再发生变化的状态,称为化学平衡状态。据此解答。
【详解】A.密度是混合气的质量和容器容积的比值,在反应过程中质量和容积始终是不变的,混合气体的密度不再改变不能说明正逆反应速率相等,A不符合;
B.根据方程式可判断混合气体中c(NO):c(O2)=2:1始终成立,B不符合;
C.混合气体的颜色不再改变,说明二氧化氮浓度不再发生变化,反应达到平衡状态,C符合;
D.单位时间内生成nmolO2的同时消耗2nmolNO2均表示正反应速率,不能说明反应达到平衡状态,D不符合;
答案选C。
14. 沼气是一种能源,它的主要成分是CH4,0.5molCH4完全燃烧生成CO2和液态H2O时,放出445kJ热量,则下列热化学方程式中正确的是
A. 2CH4(g)+4O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l)ΔH=+890kJ·mol-1
B. CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)ΔH=+890kJ·mol-1
C. CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-890kJ·mol-1
D. CH4(g)+O2(g)=CO2(g)+H2O(l)ΔH=-890kJ·mol-1
【答案】C
【解析】
【详解】A.由题可知,CH4完全燃烧是放热反应,A错误;
B.由题可知,CH4完全燃烧是放热反应,B错误;
C.0.5molCH4完全燃烧生成CO2和H2O时,放出445kJ热量,所以1molCH4完全燃烧放出890 kJ热量,C正确;
D.0.5molCH4完全燃烧生成CO2和H2O时,放出445kJ热量,D错误;
答案选C。
15. 在一定条件下,将3mol A和1mol B两种气体混合于容积为2L的恒容密闭容器中,发生如下反应:。2min末该反应达到平衡,测得生成0.4mol C和0.8mol D,下列判断不正确的是
A.
B. B的转化率为60%
C. 2min内A的平均反应速率为
D. 2min时,A的浓度为
【答案】B
【解析】
【分析】
详解】A.变化量比等于系数比,,,故A正确;
B.B的转化率为,故B错误;
C.2min内A的平均反应速率为,故C正确;
D.2min时,A的浓度为,故D正确;
选B。
16. 利用SCR技术可有效降低柴油发动机排放。SCR工作原理为尿素水溶液热分解为和,再利用转化,装置如图所示,下列说法不正确的是
A. 尿素水溶液热分解反应不属于氧化还原反应
B. 转化过程的化学方程式为:
C. 转化器工作过程中,当转移电子时,会消耗(标况下)
D. 该装置转化时,还原剂与氧化剂物质的量之比为3:2
【答案】D
【解析】
【详解】A.尿素]水溶液热分解为NH3和CO2,反应过程中元素化合价不变,因此反应不属于氧化还原反应,故A正确;
B.NH3还原NO2反应产生氮气和水,NH3→N2过程中N元素化合价从-3升到0价,NO2→N2过程中N元素化合价从+4降到0价,由电子守恒、原子守恒,可知反应的化学方程式为:8NH3+6NO27N2+12H2O,故B正确;
C.NH3转化NOx,反应产生N2、H2O,当转移0.6mol电子中消耗NH3的物质的量为n(NH3)==0.2mol,则该氨气在标准状况下的体积V(NH3)=nVm=0.2mol×22.4L/mol=4.48L,故C正确;
D.该装置转化NO时,NH3作还原剂,NO为氧化剂,NH3→N2过程中N元素化合价从-3升到0价,NO→N2过程中N元素化合价从+2降到0价,根据电子守恒可知还原剂与氧化剂物质的量之比为=2:3,故D错误;
故选:D。
二、非选择题(本题共4小题,共52分)
17. 研究化学反应的原理,对掌握物质的应用有重要的意义。
(1)某温度时,在2L容器中X、Y、Z三种物质的量随时间的变化曲线如图所示。由图中数据分析,该反应的化学方程式为___________。反应开始至2min,Z的平均反应速率为___________。
(2)硅是太阳能电池的重要材料。“精炼硅”反应历程中的能量变化如下图所示:
反应I的热化学方程式为___________。反应III为___________(选填“吸热”或“放热”)反应。
(3)FeCl3常用于腐蚀印刷电路铜板(2FeCl3 +Cu=2FeCl2+CuCl2)请将此反应设计成原电池,该原电池负极电极材料为___________,正极的电极材料为___________,电解质溶液为___________,负极的电极反应式为___________。
【答案】(1) ①. X +3 Y2 Z ②. 0.05 mol/(L·min)
(2) ①. Si(s) + 3HCl(g) = SiHCl3(g) + H2(g) ΔH=-210kJ·mol-1 ②. 吸热
(3) ①. Cu ②. C(石墨)(或活动性比Cu弱的金属) ③. FeCl3溶液 ④. Cu -2e-= Cu2+
【解析】
【分析】(1)根据图中数据,2min时,各组分的物质的量不再改变,说明此时反应已达到平衡状态,分别计算2min时△n(X)、△n(Y)、△n(Z),三者之比等于化学计量数之比;
(2)反应Ⅰ中反应物总能量高于生成物总能量,为放热反应;吸热反应中反应物总能量小于生成物总能量;
(3) 将反应2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2设计成原电池时,Cu发生失电子的氧化反应生成Cu2+,Cu作负极,石墨(或活动性比Cu弱的金属)作正极,FeCl3溶液作电解质溶液,负极反应式为Cu−2e−=Cu2+。
【小问1详解】
根据图象可知,2min时,各组分物质的量不再改变,说明此时反应已达到平衡状态,随着反应的进行,X、Y的物质的量减少,Z的物质的量增加,则X、Y为反应物,Z为生成物,2min时,△n(X)=1.0mol−0.9mol=0.1mol,△n(Y)=1.0mol−0.7mol=0.3mol,△n(Z)=0.2mol,△n(X):△n(Y):△n(Z)=1:3:2,则该反应的化学方程式为;;
故答案为,;
【小问2详解】
反应Ⅰ为放热反应,由图1可知,热化学方程式为Si(s) + 3HCl(g) = SiHCl3(g) + H2(g) ΔH=-210kJ·mol-1;反应Ⅲ中,反应物总能量小于生成物总能量,为吸热反应;
故答案Si(s) + 3HCl(g) = SiHCl3(g) + H2(g) ΔH=-210kJ·mol-1,吸热;
【小问3详解】
将反应2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2设计成原电池时,Cu作负极,石墨(或活动性比Cu弱的金属)作正极,FeCl3溶液作电解质溶液,原电池工作时负极发生氧化反应,反应式为Cu−2e−=Cu2+;
故答案为Cu,C(石墨)(或活动性比Cu弱的金属),FeCl3溶液,Cu−2e−=Cu2+。
【点睛】本题考查了平衡,热化学和原电池的知识,难度不大,综合性强,注意观察图象描述的信息以及对知识的应用是关键。
18. 化学电源在生产生活中有着广泛的应用,同学们常常通过设计实验和查阅资料的方式学习化学电源的相关知识。
(1)甲同学为了解化学反应中的能量转化,设计了一组对比实验(实验装置如图Ⅰ和图Ⅱ)。预计产生气体的速率Ⅰ______Ⅱ(、或),温度计的示数Ⅰ______Ⅱ(、或)。
(2)乙同学用如图装置推算铜锌原电池工作时产生的电流量。供选择的电极材料有纯铜片和纯锌片。则a电极的电极反应式为______,当量筒中收集到336mL(标准状况下)气体时,通过导线的电子的物质的量为______。
(3)丙同学了解到潜艇中使用的液氨-液氧燃料电池的工作原理如下图所示:
电极b是______(填“正极”或“负极”)。电极a的电极反应式为______,该电池工作时消耗11.2L(标准状况下),则电极b通过______mol氧气。
【答案】(1) ①. ②.
(2) ①. ②. 0.03mol
(3) ①. 正极 ②. ③. 0.375
【解析】
【小问1详解】
①Ⅰ为Zn与稀硫酸反应生成氢气,Ⅱ中Zn、Cu与稀硫酸构成原电池,H+在正极上得电子生成氢气,原电池结构有助于加速化学反应,故产生气体的速率Ⅰ<Ⅱ;
②装置Ⅰ中Zn与稀硫酸反应放热,化学能主要转化为热能,Ⅱ中化学能主要转化为电能,放热量少,因此温度计的示数Ⅰ>Ⅱ;
【小问2详解】
①从图示装置可知,b电极上生成气体,则b电极为正极,a电极为负极,a电极上Zn失电子生成Zn2+,电极反应为Zn-2e-=Zn2+;
②量筒中收集到336mL气体时,生成氢气0.015mol,正极上电极反应为2H++2e-=H2↑,生成0.015mol氢气转移电子数为0.03mol;
【小问3详解】
①液氨-液氧燃料电池,电极a是负极失电子发生氧化反应,电极b是正极得电子发生还原反应;
②液氨-液氧燃料电池,电极a是负极得电子发生还原反应,电极反应式为;
③该电池工作时消耗11.2L,对应物质的量为0.5mol,电极反应式为流经得电子的物质的量为1.5mol,电极b是正极得电子发生还原反应,电极反应式为:,流经得电子的物质的量为1.5mol,消耗氧气的物质的量为0.375mol。
19. 如图是用浓硝酸、铜片、水等试剂,探究浓、稀硝酸强氧化性并观察还原产物的实验装置。
I.浓硝酸的强氧化性实验
将铜片置于具支试管的底部,在分液漏斗中加入约5mL浓硝酸,往具支试管中放入约2mL浓硝酸,用排水法收集产生的气体。
(1)具支试管中发生反应的化学方程式为___________。
(2)实验中观察到能证明浓硝酸具有强氧化性的现象是___________。
II.稀硝酸的强氧化性实验
(3)上述反应完成后,欲进一步证明稀硝酸也具有强氧化性,紧接的简便、合理的实验操作是___________。发生反应的离子方程式是___________。
(4)能证明稀硝酸与铜反应产生NO的实验现象是___________(填序号)
A.c中收集到无色气体
B.c中收集到的无色气体接触空气后变为红棕色
C.b中产生的无色气体接触空气后变为红棕色
III.问题讨论
(5)用等质量铜片与等体积的浓硝酸、稀硝酸(硝酸均过量)反应时,发现反应后所得溶液前者呈绿色,后者呈蓝色。对此有两种看法:
①两者颜色不同的原因,是因为Cu2+浓度差异引起的。
②前者溶液呈绿色,是因为生成的红棕色NO2溶解于溶液中引起的。
你认为上述看法___________(填“①”或“②”)合理。若是①合理,说明理由,若是②合理,设计一个简单实验证明:___________
【答案】(1)Cu + 4HNO3(浓) =Cu(NO3)2 + 2NO2↑ + 2H2O
(2)铜片溶解,试管中溶液变蓝,且b中有红棕色气体产生
(3) ①. 向分液漏斗中加水,稀释浓硝酸,打开活塞,放入稀硝酸 ②. 3Cu+8H++2NO=3Cu2++2NO↑+4H2O
(4)C (5) ①. ② ②. 往蓝色溶液中通NO2,溶液变绿或加热绿色溶液,产生红棕色气体,溶液变蓝
【解析】
【分析】铜和浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮、水,二氧化氮是红棕色气体,二氧化氮NO2和水反应生成硝酸和NO;铜和稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮、水,一氧化氮是无色气体,不溶于水;
【小问1详解】
具支试管中铜和浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮、水,发生反应的化学方程式为Cu + 4HNO3(浓) =Cu(NO3)2 + 2NO2↑ + 2H2O;
【小问2详解】
浓硝酸具有强氧化性,铜和浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮、水,反应现象铜片溶解,试管中溶液变蓝,且b中有红棕色气体产生;
【小问3详解】
向分液漏斗中加水,稀释浓硝酸,打开活塞,放入稀硝酸,铜能继续溶解,证明稀硝酸具有强氧化性;铜和稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮、水,发生反应的离子方程式是3Cu+8H++2NO=3Cu2++2NO↑+4H2O;
【小问4详解】
A.NO2和水反应生成硝酸和NO,c中收集到无色气体,可能是NO2和水反应生成的NO,不能证明稀硝酸与铜反应产生NO,故不选A;
B.c中收集到的无色气体接触空气后变为红棕色,只能说明c中收集的气体是NO,NO可能是NO2和水反应生成的,不能证明稀硝酸与铜反应产生NO,故不选B;
C.b中产生的无色气体接触空气后变为红棕色,烧杯b中有NO生成,证明稀硝酸与铜反应产生NO,故选C;
答案为C;
【小问5详解】
用等质量铜片与等体积的浓硝酸、稀硝酸(硝酸均过量)反应时,生成硝酸铜的浓度相等,两者颜色不同,不可能是Cu2+浓度差异引起的,所以②合理。往蓝色溶液中通NO2,溶液变绿或加热绿色溶液,产生红棕色气体,溶液变蓝,证明②合理。
20. 氮化钙()是重要的化工原料,在空气中易被氧化,遇水会生成和。实验室用Ca与反应制备,并对纯度进行测定。
Ⅰ.的制备
(1)如图中仪器X的名称为___________;写出溶液和溶液反应的化学方程式:___________。
(2)实验过程中,先启动A处反应,一段时间后再点燃C处酒精灯,目的是___________。
(3)制备过程中E装置的导管必须始终插入水中,目的是:①便于观察的流速,从而控制反应速率;②___________。
Ⅱ.纯度的测定
(4)某同学称取样品,按如图装置进行实验,倾斜Y形管,将蒸馏水倒入样品管中,将产生的气体通入装有足量溶液的装置F中充分吸收(发生的反应为)。
①写出与水反应的化学方程式:___________。
②反应结束后,向装置F中的吸收液加入盐酸(发生的反应为),恰好反应时消耗盐酸的体积为,则该样品中的质量分数为___________。
③某同学通过多次实验,发现测得样品中的质量分数始终偏小,经检查上述实验装置气密性良好,你认为可能的原因是___________。
【答案】(1) ①. 圆底烧瓶 ②.
(2)排净装置中空气 (3)液封
(4) ①. ②. 92.5% ③. 部分氨气滞留在装置中没有被硼酸溶液吸收
【解析】
【分析】A中溶液和溶液发生氧化还原反应生成氮气,经过B干燥后排净装置中空气,点燃C处酒精灯,钙和氮气生成,D装置防止水进入C中,E便于观察的流速且起到液封作用;
【小问1详解】
仪器X的名称为圆底烧瓶;溶液和溶液发生氧化还原反应生成氮气和氯化钠,反应的化学方程式:;
【小问2详解】
氮化钙在空气中易被氧化,遇水会生成和。实验过程中,先启动A处反应,一段时间后再点燃C处酒精灯,目的是生成氮气,通过氮气排净装置空气中含有的氧气和水;
【小问3详解】
氮化钙在空气中易被氧化;E装置的导管必须始终插入水中,目的是:①便于观察的流速,从而控制反应速率;②起到液封作用,防止空气中氧气进入装置;
【小问4详解】
①与水反应会生成和,化学方程式。
②根据反应可知:,该样品中的物质的量为0.15mol/L×0.2L÷2=0.015mol,则该样品中的质量分数为。
③测得样品中的质量分数始终偏小,经检查上述实验装置气密性良好,则可能的原因是生成的部分氨气滞留在装置中没有被硼酸溶液吸收。
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化学(选修)
2025.3.15
可能用到的相对原子质量:H:1 C:12 N:14 O:16 S:32 Cl:35.5 Ca:40
一、选择题(本题共16小题,每小题3分,共48分。每小题只有一个选项符合题意)
1. 2022年北京冬运会严格实施低碳管理,以实现碳中和,下列措施与实现碳中和无关的是
A. 冬奥会火炬“飞扬”以氢气为燃料
B 国家速滑馆“冰丝带”使用了二氧化碳跨临界直接制冰技术
C. 首钢滑雪大跳台“雪飞天”使用了大量首钢自主研发新型钢材
D. 所有比赛场馆照明和运行均由光伏和风力发电提供能源
2. 下列各组物质中,属于同素异形体的是
A. 与 B. 和 C. T2O与D2O D. O2和O3
3. 下列物质属于离子化合物的是
A. NH3 B. NH4NO3 C. SiO2 D. HNO3
4. 下列变化涉及化学变化的是
A. 海水提取溴 B. 碘的升华 C. 切割大理石 D. 液氨气化
5. 下列反应不可用于设计原电池的是
A. NaOH+HCl=NaCl+H2O B. 2CH3OH+3O22CO2+4H2O
C. Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑ D. 4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3
6. 铁片与稀硫酸反应制氢气,下列措施不能使氢气生成速率加大的是
A. 用98%的浓硫酸代替稀硫酸 B. 用铁粉代替铁片
C. 滴加适量溶液 D. 加热
请阅读下列材料,回答下列小题。
氮是植物生长必需的元素,在大气中主要以分子形式存在。在放电条件下,N2与O2可发生反应:N2+O22NO。20世纪初,德国化学家哈伯等首次合成了氨气,化学方程式为N2+3H22NH3,生成的NH3与HCl反应合成氮肥。
7. 对于反应N2+O22NO,下列说法正确的是
A. N2氧化剂 B. O2被还原 C. O2失去电子 D. N2发生还原反应
8. 下列实验室制取、干燥、收集NH3并进行尾气处理的装置和原理能达到实验目的的是
A. 制取NH3 B. 干燥NH3 C. 收集NH3 D. 尾气处理
9. 反应NH3+HCl=NH4Cl的能量变化如图所示,下列说法正确的是
A. 该反应是吸热反应
B. 放热反应都需要加热
C. H-Cl键断裂过程释放能量
D. 反应物的总能量大于生成物的总能量
10. 下列有关化学键的说法正确的是
A. HCl气体、NaCl晶体溶于水,破坏的化学键类型相同
B. 氮气的化学性质很不活泼,是因为氮气分子中存在氮氮三键
C. 金刚石在一定条件下可转变为石墨,此过程无共价键的断裂
D. 断裂1 mol H-H和1 mol Cl—Cl吸收的能量大于形成2 mol H—Cl放出的能量
11. 硫和氮及其化合物对人类生存和社会发展意义重大,但硫氧化物和氮氧化物造成的环境问题也日益受到关注,下列说法正确的是
A. 和均为有刺激性气味的红棕色气体,是酸雨的主要成因
B. 汽车尾气中的主要大气污染物为NO、、和PM2.5
C. 植物直接吸收利用空气中的NO和作为肥料,实现氮的固定
D. 工业废气中的可采用生石灰法进行脱除
12. 钢铁在潮湿的空气中因形成无数微小的原电池而被腐蚀,其原理如图所示。下列说法正确的是
A. 铁为正极
B. 电子由碳流向铁
C. 碳电极上发生氧化反应
D. 该原理常被用于“暖宝宝”等自发热取暖产品
13. 一定温度下,向容积不变的密闭容器中充入一定量的NO2:2NO2(g)2NO(g)+O2(g)。下列能说明该反应达到平衡状态的是
A. 混合气体的密度不再改变
B. 混合气体中c(NO):c(O2)=2:1
C. 混合气体的颜色不再改变
D. 单位时间内生成nmolO2同时消耗2nmolNO2
14. 沼气是一种能源,它的主要成分是CH4,0.5molCH4完全燃烧生成CO2和液态H2O时,放出445kJ热量,则下列热化学方程式中正确的是
A. 2CH4(g)+4O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l)ΔH=+890kJ·mol-1
B. CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)ΔH=+890kJ·mol-1
C. CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-890kJ·mol-1
D. CH4(g)+O2(g)=CO2(g)+H2O(l)ΔH=-890kJ·mol-1
15. 在一定条件下,将3mol A和1mol B两种气体混合于容积为2L的恒容密闭容器中,发生如下反应:。2min末该反应达到平衡,测得生成0.4mol C和0.8mol D,下列判断不正确的是
A.
B. B的转化率为60%
C. 2min内A的平均反应速率为
D. 2min时,A的浓度为
16. 利用SCR技术可有效降低柴油发动机排放。SCR工作原理为尿素水溶液热分解为和,再利用转化,装置如图所示,下列说法不正确的是
A 尿素水溶液热分解反应不属于氧化还原反应
B. 转化过程的化学方程式为:
C. 转化器工作过程中,当转移电子时,会消耗(标况下)
D. 该装置转化时,还原剂与氧化剂物质的量之比为3:2
二、非选择题(本题共4小题,共52分)
17. 研究化学反应的原理,对掌握物质的应用有重要的意义。
(1)某温度时,在2L容器中X、Y、Z三种物质的量随时间的变化曲线如图所示。由图中数据分析,该反应的化学方程式为___________。反应开始至2min,Z的平均反应速率为___________。
(2)硅是太阳能电池的重要材料。“精炼硅”反应历程中的能量变化如下图所示:
反应I的热化学方程式为___________。反应III为___________(选填“吸热”或“放热”)反应。
(3)FeCl3常用于腐蚀印刷电路铜板(2FeCl3 +Cu=2FeCl2+CuCl2)请将此反应设计成原电池,该原电池负极的电极材料为___________,正极的电极材料为___________,电解质溶液为___________,负极的电极反应式为___________。
18. 化学电源在生产生活中有着广泛的应用,同学们常常通过设计实验和查阅资料的方式学习化学电源的相关知识。
(1)甲同学为了解化学反应中的能量转化,设计了一组对比实验(实验装置如图Ⅰ和图Ⅱ)。预计产生气体的速率Ⅰ______Ⅱ(、或),温度计的示数Ⅰ______Ⅱ(、或)。
(2)乙同学用如图装置推算铜锌原电池工作时产生的电流量。供选择的电极材料有纯铜片和纯锌片。则a电极的电极反应式为______,当量筒中收集到336mL(标准状况下)气体时,通过导线的电子的物质的量为______。
(3)丙同学了解到潜艇中使用的液氨-液氧燃料电池的工作原理如下图所示:
电极b是______(填“正极”或“负极”)。电极a的电极反应式为______,该电池工作时消耗11.2L(标准状况下),则电极b通过______mol氧气。
19. 如图是用浓硝酸、铜片、水等试剂,探究浓、稀硝酸强氧化性并观察还原产物的实验装置。
I.浓硝酸的强氧化性实验
将铜片置于具支试管的底部,在分液漏斗中加入约5mL浓硝酸,往具支试管中放入约2mL浓硝酸,用排水法收集产生的气体。
(1)具支试管中发生反应的化学方程式为___________。
(2)实验中观察到能证明浓硝酸具有强氧化性的现象是___________。
II.稀硝酸的强氧化性实验
(3)上述反应完成后,欲进一步证明稀硝酸也具有强氧化性,紧接的简便、合理的实验操作是___________。发生反应的离子方程式是___________。
(4)能证明稀硝酸与铜反应产生NO的实验现象是___________(填序号)
A.c中收集到无色气体
B.c中收集到的无色气体接触空气后变为红棕色
C.b中产生的无色气体接触空气后变为红棕色
III.问题讨论
(5)用等质量铜片与等体积的浓硝酸、稀硝酸(硝酸均过量)反应时,发现反应后所得溶液前者呈绿色,后者呈蓝色。对此有两种看法:
①两者颜色不同的原因,是因为Cu2+浓度差异引起的。
②前者溶液呈绿色,是因为生成的红棕色NO2溶解于溶液中引起的。
你认为上述看法___________(填“①”或“②”)合理。若是①合理,说明理由,若是②合理,设计一个简单实验证明:___________
20. 氮化钙()是重要的化工原料,在空气中易被氧化,遇水会生成和。实验室用Ca与反应制备,并对纯度进行测定。
Ⅰ.的制备
(1)如图中仪器X的名称为___________;写出溶液和溶液反应的化学方程式:___________。
(2)实验过程中,先启动A处反应,一段时间后再点燃C处酒精灯,目的是___________。
(3)制备过程中E装置导管必须始终插入水中,目的是:①便于观察的流速,从而控制反应速率;②___________。
Ⅱ.纯度的测定
(4)某同学称取样品,按如图装置进行实验,倾斜Y形管,将蒸馏水倒入样品管中,将产生的气体通入装有足量溶液的装置F中充分吸收(发生的反应为)。
①写出与水反应的化学方程式:___________。
②反应结束后,向装置F中的吸收液加入盐酸(发生的反应为),恰好反应时消耗盐酸的体积为,则该样品中的质量分数为___________。
③某同学通过多次实验,发现测得样品中的质量分数始终偏小,经检查上述实验装置气密性良好,你认为可能的原因是___________。
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