内容正文:
湖南省常德市汉寿县第一中学2024-2025学年高三下学期3月月考
化学试卷
可能用到的相对原子质量:H-1 N-14 O-16 Na-23 V-51 Fe-56 Cu-64
一、单选题(每题3分,共42分)
1. 中国科学院化学所研究人员开发一种锂离子电池水性粘结剂(APA),如图所示。
下列叙述错误的是
A. 丙烯酸发生加聚反应合成PAA B. PAA、APA都具有吸湿性
C. PAA的熔点低于APA D. 3-氨基-1-己醇是6-氨基-1-己醇的同系物
【答案】D
【解析】
【详解】A.是合成PAA的单体,发生加聚反应合成PAA,A项正确;
B.PAA含羧基,能与水形成氢键,具有吸湿性,APA含离子键、羟基,能溶于水且能与水形成氢键,具有吸湿性,B项正确;
C.APA摩尔质量大于PAA,且APA含离子键,故APA的熔点高于PAA,C项正确;
D.3-氨基-1-己醇和6-氨基-1-己醇的分子式相同,不是同系物的关系,它们互为同分异构体,D项错误;
本题选D。
2. NA表示阿伏加德罗常数的数值,下列说法错误的是
A. 6gSiO2中所含硅氧键数为0.4NA
B. 11.2 L(标准状况)甲烷与氨气混合物中含质子数为5NA
C. 1 mol Na2O2与1 mol SO2充分反应,转移的电子数为2NA
D. 0.5 mol NO与0.5 mol O2充分反应后,分子数为0.75NA
【答案】D
【解析】
【详解】A.6gSiO2的物质的量为=0.1mol,含有0.1molSi原子,每个Si原子形成4个硅氧键,则6gSiO2中所含硅氧键数为0.4NA,故A正确;
B.一个CH4分子和一个NH3分子均含有10个质子,11.2 L(标准状况)甲烷与氨气混合物含有0.5mol分子,所以含质子数为5NA,故B正确;
C.1 mol Na2O2与1 mol SO2充分反应,SO2恰好完全被氧化为硫酸根,转移的电子数为2NA,故C正确;
D.NO与O2反应生成NO2,而NO2会发生反应2NO2N2O4,所以0.5 mol NO与0.5 mol O2充分反应后,分子数小于0.75NA,故D错误;
综上所述答案为D。
3. 作为“血迹检测小王子”,鲁米诺反应在刑侦中扮演了重要的角色,其一种合成原理如图所示。下列有关说法错误的是
A. 一定条件下物质A可与乙二醇发生缩聚反应
B. 依据红外光谱可确证B、鲁米诺存在不同的官能团
C. 等物质的量的A和B与足量NaOH溶液反应,消耗的NaOH一样多
D. 物质B分子中处于同一平面的原子最多为12个
【答案】D
【解析】
【详解】A.A中含有两个-COOH,可与乙二醇发生缩聚反应;A正确;
B.红外光谱能区分不同的基团,可确证B、鲁米诺存在不同的官能团,故B正确;
C.A中有两个-COOH,1molA与2molNaOH发生中和反应,B中有两个酰胺键,1molB与2molNaOH发生水解反应,消耗的NaOH一样多,故C正确;
D.B中苯环、羰基为平面结构,且直接相连,单单键在空间可旋转,则B中处于同一平面的原子最少12个,故D错误;
答案选D。
4. 中学生应该具备一定的实验能力,以下做法正确的是
A. 用NaOH溶液吸收多余的氯气
B. 将锂保存在煤油中,以隔绝空气
C. 用饱和碳酸氢钠溶液除去Cl2中少量的HCl
D. 稀释浓硫酸时,将水注入浓硫酸中
【答案】A
【解析】
【详解】A.氯气和氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠,用NaOH溶液吸收多余的氯气,故A正确;
B.锂的密度小于煤油的密度,锂不能保存在煤油中,故B错误;
C.Cl2、HCl都能与碳酸氢钠溶液反应,不能用碳酸氢钠溶液除去Cl2中少量的HCl,一般用饱和食盐水除Cl2中少量的HCl,故C错误;
D.浓硫酸溶于水放出大量热,稀释浓硫酸时,将浓硫酸注入水中,故D错误;
选A。
5. 下列反应的离子方程式正确的是
A. 溶液中滴加:
B. 溶液中滴加至溶液呈中性:
C. 酸性溶液中滴加:
D. 常温下用氢氧化钠溶液吸收:
【答案】A
【解析】
【详解】A.Na2CrO4溶液中滴加H2SO4的离子方程式为:,故A正确;
B.Ba(OH)2溶液中滴加NaHSO4至溶液呈中性的离子方程式为:2H+++Ba2++2OH-=BaSO4+2H2O,故B错误;
C.酸性KMnO4溶液中滴加H2O2的离子方程式为:2+5H2O2+6H+=2Mn2++8H2O+5O2↑,故C错误;
D.常温下用氢氧化钠溶液吸收Cl2的离子方程式为:Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O,故D错误;
故选:A。
6. 已知反应:,为阿伏加德罗常数的值,若消耗,下列叙述的错误的是
A. 转移电子数为
B. 断裂的键数为
C. 还原产物比氧化产物多0.5mol
D. 将生成物配制成1L水溶液,溶液中
【答案】D
【解析】
【分析】若消耗36gH2O,即2molH2O,则参加反应的P4为0.25mol,I2为0.5mol,生成H3PO4为0.5mol,HI为0.5mol,根据反应P4+2I2+8H2O=2PH4I+2H3PO4+2HI判断,P4既是氧化剂也是还原剂,I2为氧化剂,据此分析。
【详解】A.反应1molP4转移电子数为10mol,则当P4为0.25mol的时候,转移电子数为2.5NA,A正确;
B.1个P4中有6个P−P,则当P4为0.25mol的时候,断裂的P−P键数为1.5NA,B正确;
C.还原产物是PH4I和HI,比氧化产物H3PO4多0.5mol,C正确;
D.将生成物溶于1L水,由于H3PO4不完全电离,故溶液中c(H+)小于2mol/L,D错误;
故选D。
7. 已知X、Y、Z、W、R均是短周期主族元素,X和Z同主族,Y、Z、W、R同周期,W的简单氢化物可用作制冷剂。它们组成的某种化合物的结构如图所示。下列叙述正确的是
A. 第一电离能:Y>Z>W
B. 简单离子半径:R<W<Y<Z
C. W的简单氢化物的空间结构为三角锥形
D. 能使滴有酚酞的氢氧化钠溶液褪色,体现了其漂白性
【答案】C
【解析】
【分析】W的简单氢化物可用作制冷剂,说明W是N元素,由物质的结构可知,X能形成6个共价键,且X和W不是同周期元素,说明X是S元素,X和Z同主族,则Z是O元素;Y、Z、W、R同周期,即为第二周期元素,Y能形成1个共价单键,R能形成+1价阳离子,说明Y是F元素,R是Li元素。
【详解】A.非金属性:F>O>N,即非金属性:Y>Z>W,但第一电离能:Y>W>Z,A项错误;
B.只有1个电子层,、、均有2个电子层,且电子排布完全相同,随着核电荷数的增加,简单离子半径逐渐减小,故简单离子半径,B项错误;
C.W的简单氢化物为,的空间结构为三角锥形,C项正确;
D.为,与NaOH反应使溶液碱性减弱,从而使滴有酚酞的氢氧化钠溶液褪色,体现了是酸性氧化物的性质,D项错误;
故选C。
8. 全钒液流储能电池是利用不同价态离子对的氧化还原反应来实现化学能和电能相互转化的装置(如图)。
已知:
①溶液呈酸性且阴离子为SO42-;
②溶液中颜色:V3+绿色,V2+紫色,VO2+黄色,VO2+蓝色;
③放电过程中,右槽溶液的颜色由紫色变成绿色。
下列说法不正确的是
A. 放电时B极为负极
B. 放电时若转移的电子数为3.01×1023个,则左槽中H+增加0.5 mol
C. 充电过程中左槽的电极反应式为:VO2++H2O-e- =VO2++2H+
D. 充电过程中H+通过质子交换膜向右槽移动
【答案】B
【解析】
【详解】A. 根据③放电过程中,右槽溶液的颜色由紫色变成绿色,结合V3+绿色,V2+紫色,说明放电时,右槽电极上失去V2+电子,发生氧化反应,电极反应式为:V2+-e-=V3+,则B电极为负极,A电极为正极,A正确;
B. 根据选项A分析可知:A 电极为正极,B电极为负极,正极上发生还原反应:VO2++2H++e-=VO2++H2O,可知:每反应转移1 mol电子,反应消耗2 molH+,放电时若转移的电子数为3.01×1023个即转移0.5 mol电子,则左槽中H+减少0.5 mol,B错误;
C.充电时,左槽为阳极,失去电子发生氧化反应,电极反应式为:VO2++H2O-e- =VO2++2H+,C正确;
D. 充电时,左槽为阳极,发生氧化反应:VO2++H2O-e- =VO2++2H+,H+通过质子交换膜向右槽移动,D正确;
故合理选项是B。
9. 常温下,Ka(HCOOH)=1.8×10-4,向20mL0.10mol/LNaOH溶液中缓慢滴入相同浓度的HCOOH溶液,混合溶液中某两种离子的浓度随加入HCOOH溶液体积的变化关系如图所示,下列说法错误的是
A. 水的电离程度:M<N B. M点溶液呈中性
C. a曲线代表OH- D. N点:c(Na+)>c(HCOO-)>c(OH-)>c(H+)
【答案】B
【解析】
【分析】向20mL0.10mol/LNaOH溶液中缓慢滴入相同浓度的HCOOH溶液,发生浓度改变的微粒是Na+、OH-、H+和HCOO-;当V(HCOOH)=0mL,溶液中存在Na+、H+和OH-,c(Na+)=c(OH-)=0.1mol/L,随着加入HCOOH溶液,溶液体积增大,c(Na+)减少但不会降到0,当V(HCOOH)=20mL时,溶质为HCOONa,n(HCOONa)=0.05mol/L,Kh==,求得c(OH-)≈,几乎可以忽略不计,则曲线a代表c(OH-);当V(HCOOH)=20mL,溶质为HCOONa,n(HCOONa)=0.05mol/L,HCOO-少部分水解,c(HCOO-)略小于0.05mol/L,曲线b代表c(HCOO-)。
【详解】A.N点HCOOH溶液与NaOH溶液恰好反应生成HCOONa,此时仅存在HCOONa的水解,对水的电离是促进作用,M点时仍剩余有未反应的NaOH,对水的电离是抑制的,故水的电离程度M<N,故A正确;
B.M点溶质为等物质的量浓度的HCOONa和NaOH,碱过量,溶液显碱性,故B错误;
C.由分析可知,a代表OH-,b代表HCOO-,故C正确;
D.N点时加入的溶液的体积为20mL,则溶液中的溶质为HCOONa,HCOO-发生水解,溶液显碱性,则c(Na+)>c(HCOO-)>c(OH-)>c(H+),故D正确;
答案选B。
10. 设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 2g重水(D2O)中所含的中子数为NA
B. 常温常压下,含有4NA个电子
C. 的溶液含的数目为0.4NA
D. 用焦炭还原二氧化硅制粗硅,得到2.8g的粗硅,反应过程中转移电子数为0.4NA
【答案】A
【解析】
【详解】A.2g重水(D2O)的物质的量为=0.1mol,每个D2O分子中含有中子数为10,因此2g重水(D2O)中所含的中子数为NA,A正确;
B.8g18O2的物质的量为≈0.22mol,每个O2的电子数为16,因此总共含有的电子数约为3.56NA,B错误;
C.Na[Al(OH)4]中的OH-主要是由[Al(OH)4]-水解而来,水解是少量的,因此OH-的数目小于0.4NA,C错误;
D.根据SiO2+2CSi+2CO↑可知,生成0.1molSi转移电子为0.4mol,但生成的2.8g为粗硅,含有杂质,因此转移电子数小于0.4NA,D错误;
故选A。
11. 下列化学用语的表述错误的是
A. 葡萄糖的实验式: B. 乙酸中官能团的结构简式:
C. 的化学名称:3-甲基-1,3-丁二烯 D. 乙醇的同分异构体的结构简式:
【答案】C
【解析】
【详解】A.葡萄糖的分子式为C6H12O6,其实验式为:,A正确;
B.乙酸中含羧基,其官能团的结构简式为:,B正确;
C.中含两个碳碳双键,属于二烯烃,根据命名原则可知,其化学名称为2-甲基-1,3-丁二烯,C错误;
D.乙醇分子式为C2H6O,其同分异构体的结构简式为:,D正确;
故选C。
12. 已知 ,该反应的反应历程与能量变化如图所示。下列叙述错误的是
A. 催化剂将总反应活化能降低
B. 催化剂作用下,总反应分两个基元反应,只改变路径而不改变焓变
C. 升高温度,总反应的反应速率增大,平衡转化率降低
D. 总反应的热化学方程式为
【答案】C
【解析】
【详解】A.未加催化剂时的活化能为,加入催化剂后活化能为,活化能相差,故A正确;
B.加入催化剂后总反应分两步进行,路径改变,反应物和生成物能量不变,焓变不改变,故B正确;
C.总反应是吸热反应,升高温度,乙醛的平衡转化率增大,故C错误;
D.焓变=产物总能量-反应物总能量,,故D正确;
选C。
13. 设表示阿伏加德罗常数的值。下列说法不正确的是
A. 常温常压下,中含有的分子数目为
B. 与反应生成(标准状况)时,转移电子数为
C. 标准状况下,和组成的混合气体中,含氧原子数为
D. 和的混合气体所含氧原子数为
【答案】B
【解析】
【详解】A.中含有的的物质的量为=1mol,所以分子数目为,A正确;
B.与反应生成碳酸钠和氧气,过氧化钠中-1价的O元素化合价升高转化为0价O元素,降低为-2价O元素,则生成(标准状况为1mol)时,转移电子数为,B错误;
C.的和组成的混合气体中的分子的物质的量为=1mol,则混合气体中,含氧原子数为,C正确;
D.的物质的量为,含氧原子数为,的物质的量为,,则总的氧原子数为,D正确;
故选B。
14. 下列有关溶液的说法中,正确的是
A. 时,时,这一实验事实可以用平衡移动原理解释
B. 在蒸馏水中加入少量固体或滴加浓,不变
C. 溶液和,溶液均显中性,两溶液中水的电离程度相同
D. 常温下,向的盐酸中加蒸馏水稀释至后,溶液
【答案】A
【解析】
【详解】A.由于水的电离是吸热的,所以升高温度有利于水的电离,所以水的离子积常数Kw逐渐变大,符合平衡移动原理,A正确;
B.在蒸馏水中加入少量固体NaOH或滴加浓H2SO4,都放出热量,溶液温度升高,Kw变大,B错误;
C.CH3COONH4发生相互促进的水解反应,促进水的电离,水的电离程度增大,而Na2SO4不发生水解,对水的电离平衡无影响,C错误;
D.常温下,向1mlpH=5的盐酸中加蒸馏水稀释至后,溶液pH会增大,但始终是pH<7,D错误;
故选A。
二、非选择题(共 4 个大题,除标注外每空 2 分,共 58 分)
15. 铼(Re)用于制造高效能火箭引擎。从辉钼矿氧化焙烧后的烟道灰(主要成分有、、、CuO、)中提取铼粉的一种工艺流程如图所示。
已知:
开始沉淀pH
2.5
7.0
5.7
完全沉淀pH
3.2
9.0
6.7
回答下列问题:
(1)“氧化浸出”时,被氧化为,被氧化的离子方程式为___________。
(2)“水解中和”时,加调节溶液pH=6。
①溶液中___________(填“>”、“<”或“=”)。
②除钼的化合物外,滤渣1中还有___________(填化学式)。
③计算此时溶液中___________。
(3)“硫化沉淀”时,与反应生成难溶的,离子方程式为___________。
(4)“离子交换”“解吸”“树脂再生”一系列步骤中物质转化关系如图所示。
①树脂再生时需加入的试剂X为___________(填化学式)。
②“解吸”所用中的阴离子的空间构型为___________。
(5)铼的某种氧化物的晶胞如图所示,该物质的化学式为___________。铼原子填在氧原子围成的___________(填“四面体”、“立方体”或“八面体”)空隙中。
【答案】(1)
(2) ①. > ②. 、 ③.
(3)
(4) ①. ②. 正四面体或四面体
(5) ①. ②. 八面体
【解析】
【分析】烟道灰加入硫酸、过氧化氢氧化浸出,过滤后加入碳酸氢铵中和,根据后续流程可知,滤渣1中含有Mo的化合物元素,调节pH为6,同时会生成Fe(OH)3、Cu(OH)2沉淀,向滤液加入硫化铵和硫酸,得到CuS和MoS3沉淀,过滤后向滤液中加入RCl吸附铼,之后加入HClO4解吸得到HReO4溶液,再生树脂加入HCl后循环使用,经过提纯,最后得到Re,据此回答。
【小问1详解】
“氧化浸出”时,被氧化为,被氧化的离子方程式为;
【小问2详解】
①溶液中,由于碳酸氢根的水解程度大于铵根的水解程度,溶液呈弱碱性,故>;②由分析知,除钼的化合物外,滤渣1中还有、;③由表中数据可知,此时溶液中;
【小问3详解】
硫化沉淀”时,与反应生成难溶的,离子方程式为;
【小问4详解】
①由图知,树脂再生时需加入的试剂X为,发生的反应为;中的阴离子为,的中心原子的杂化类型为sp3杂化,空间构型为正四面体或四面体;
【小问5详解】
如图所示,该晶胞中,氧原子的个数为,铼原子的个数为,故该物质的化学式为;铼原子填在氧原子围成的八面体空隙中。
16. 氯化铈用于石油催化剂、汽车尾气催化剂等行业。为节约和充分利用资源,以废料(主要含CeO2,还含少量的SiO2、Fe2O3、Al2O3)为原料,通过如下工艺流程进行制备。
已知:CeO2具有强氧化性,通常情况下不和无机酸反应。回答下列问题:
(1)将废料粉碎有利于加快“酸浸1”的速率,其理由是_______。
(2)“浸液A”中存在的金属阳离子为_______,“浸渣B”的主要用途为_______(写一种)。
(3)“酸浸2”中Ce的浸出率与c(H+)、温度的关系如图所示,应选择的适宜条件为_______(填字母标号)。
A 65℃ 2.0 mol/L B. 75℃ 2.0 mol/L C. 85℃ 2.5 mol/L D. 100℃ 2.5 mol/L
(4)“酸溶”加入盐酸后,通常还需加入H2O2,其主要目的为_______。
(5)“沉铈2”过程中生成Ce2(CO3)3·nH2O的离子方程式为_______。若Ce3+恰好沉淀完全[c(Ce3+)为1.0×10-5 mol/L,此时测得溶液的pH=5,则c=_______mol/L(保留3位小数)。(已知常温下,)
【答案】(1)扩大了废料与盐酸的接触面积
(2) ①. Fe3+、Al3+ ②. 光导纤维 (3)C
(4)防止Ce3+被氧化
(5) ①. 2Ce3++6+(n-3)H2O=Ce2(CO3)3·nH2O↓+3CO2↑ ②. 0.179
【解析】
【分析】由流程可知:搅拌、适当增大酸的浓度酸浸,过滤分离出滤液A为铁盐溶液,滤渣A为CeO2、SiO2,加过氧化氢、盐酸发生反应:2CeO2+H2O2+6H+=2Ce3+ +O2↑+4H2O,过滤分离出滤渣B为SiO2,滤液B为CeCl3溶液,加入碱溶液调节溶液pH生成Ce(OH)3沉淀,悬浊液中加入盐酸得到CeCl3溶液,蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤得到结晶水合物,另一途径中,加入碳酸氢铵,发生反应进行沉淀,获得Ce2(CO3)3·nH2O。
【小问1详解】
为了使废料与盐酸充分接触,扩大接触明显,使反应速率加快,可以采用将废料粉碎并不断进行搅拌的方法;
【小问2详解】
用酸A浸取时,Fe2O3、Al2O3与酸反应产生Fe3+、Al3+,而酸性氧化物S与酸不能反应,进入浸渣A中,CeO2与酸不反应也进入浸渣A中,所以“浸液A”中存在的金属阳离子为Fe3+、Al3+;向浸渣A中加入双氧水和盐酸,CeO2与H2O2发生氧化还原反应:2CeO2+H2O2+6H+=2Ce3++O2↑+4H2O,SiO2不能反应,进入浸渣B中,SiO2能够使光线发生全反射,因此可用于制取光导纤维;也可以用于制玻璃等;
【小问3详解】
根据物质的浸出率与反应温度计溶液的c(H+)关系可知:在温度为85℃时,Ce的浸出率最高;在溶液c(H+)=2.5 mol/L时Ce的浸出率最高,故应该选择的适宜条件是85℃,c(H+)=2.5 mol/L,合理选项是C;
【小问4详解】
Ce3+在空气中易被O2氧化为Ce4+,H2O2具有还原性,可以防止空气将Ce3+氧化;
【小问5详解】
在“沉铈”过程中,CeCl3与NH4HCO3发生反应产生Ce2(CO3)3·nH2O,该反应的离子方程式为:2Ce3++6+(n-3)H2O=Ce2(CO3)3·nH2O↓+3CO2↑;
Ksp[Ce2CO3)3]=c2(Ce3+)·c3()=1.0×10-28;c(Ce3+)=1.0×10-5 mol/L,c()=,Ka2=,所以c()= 。
17. K是用于治疗手足癣、体癣药物,其一种合成路线如下图所示:
已知:Ⅰ.
Ⅱ.
(1)E的名称为___________(系统命名法);⑤的反应类型为___________。
(2)F的结构简式为___________。Ⅰ中官能团的名称是___________。
(3)J+E→K的化学方程式为___________。
(4)W的分子式为,符合下列条件的W的同分异构体有___________种。
①与H具有相同环状结构 ②有2个取代基
(5)E还可以通过以下路线合成:
已知D与N是不同物质。
M中有___________种不同化学环境的H原子,试剂X为___________。
【答案】(1) ①. 3,3-二甲基-1-丁炔 ②. 取代反应
(2) ①. ②. 碳碳双键、碳氯键(氯原子)
(3) (4)14
(5) ①. 2 ②. 乙醇溶液
【解析】
【分析】由流程,结合A化学式,A为饱和烷烃,A可以发生取代反应引入氯原子得到B,结合C化学式,C为氯乙烯,B、C反应转化为D,D转化为E,E和J转化为K,结合D、K结构,E为、J为;H和I生成J,结合H、I化学式,H为、I为CH2ClCH=CHCl,F和G反应生成H,结合F、G化学式,F为、G为CH3NH2;
【小问1详解】
E为,化学名称为:3,3-二甲基-1-丁炔;H和I发生反应,H中氨基中氢被取代引入支链得到J,反应为取代反应;
【小问2详解】
由分析,F为;I为CH2ClCH=CHCl,I中官能团为碳碳双键、碳氯键;
【小问3详解】
J+E→K反应为J中氯原子被E中主碳链取代生成K和HCl,反应为:;
【小问4详解】
H为,W的分子式为,符合下列条件的W的同分异构体:①与H具有相同的环状结构,环状结构不饱和度为7,则取代基不存在不饱和键,除环外还含有1个碳;②有2个取代基,则为甲基和氨基;首先确定甲基位置,再确定氨基位置,可以为:,共14种情况;
【小问5详解】
E还可以通过以下路线合成:,且已知D与N是不同物质,结合M化学式和已知反应Ⅱ原理,则M为,M和PCl5转化为,在乙醇溶液加热条件下发生消去反应得到碳碳叁键生成E;则M:中有2种不同化学环境的H原子,试剂X为乙醇溶液。
18. 氮的氧化物(NOx)是大气污染物之一,用活性炭或一氧化碳还原氮氧化物,可防止空气污染。回答下列问题:
已知:2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH=-221 kJ·mol-1
C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-393.5 kJ·mol-1
N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH=+181 kJ·mol-1
(1)若某反应的平衡常数表达式为K=,请写出此反应的热化学方程式:______。
(2)向容积为2 L的密闭容器中加入活性炭(足量)和NO,发生反应C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g),NO和N2的物质的量变化如表所示。
物质的量/mol
T1/℃
T2/℃
0
5 min
10 min
15 min
20 min
25 min
30 min
NO
2.0
1.16
0.80
0.80
0.50
0.40
040
N2
0
0.42
0.60
0.60
0.75
0.80
0.80
①0∼5 min内,以CO2表示的该反应速率v(CO2)=______,该条件下的平衡常数K=______。
②第15 min后,温度调整到T2,数据变化如上表所示,则T1______T2(填“>”、“<”或“=”)。
③若30 min时,保持T2不变,向该容器中再加入该四种反应混合物各2 mol,则此时反应______移动(填“正向”、“逆向”或“不”);最终达平衡时NO的转化率a=______
(3)工业上可以用氨水除去反应C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)中产生的CO2,得到NH4HCO3溶液,反应NH+HCO+H2ONH3·H2O+H2CO3的平衡常数K=______。(已知常温下NH3·H2O的电离平衡常数Kb=2×10-5,H2CO3的电离平衡常数Ka1=4×10-7,Ka2=4×10-11)
【答案】 ①. 2CO(g)+2NO(g)=N2(g)+2CO2(g) ΔH=-747 kJ·mol−1 ②. 0.042 mol⋅L−1⋅min−1 ③. ④. > ⑤. 正向 ⑥. 60% ⑦. 1.25×10−3
【解析】
【分析】(1)根据化学平衡常数是可逆反应达到平衡状态时,各种生成物浓度幂之积与各种反应物浓度幂之积的比,书写反应方程式,结合盖斯定律可得;
(2)①根据v=和化学平衡常数为平衡时生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积之比计算;
②根据温度对化学平衡的影响分析;
③计算T2时平衡常数K,再计算Qc与K比较可得;根据转化率=×100%计算;
(3)根据化学平衡常数与电离平衡常数及水的离子积常数的关系分析。
【详解】(1)有化学平衡常数K=可得反应的化学方程式为:2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g),已知:①2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH=-221 kJ/mol
②C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-393.5 kJ/mol
③N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH=+181 kJ/mol
根据盖斯定律:②×2-①-③得:2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g) △H=-747 kJ/mol;
(2)①0~5 min内,以CO2表示的该反应速率v(CO2)=v(N2)==0.042 mol/(L•min);
根据表中数据可知10 min后浓度不再改变,反应处于平衡状态。在反应开始时n(NO)=2.0 mol,反应达到平衡时,n(NO)=0.80 mol,则△n(NO)=2.0 mol -0.80 mol=1.20 mol,根据方程式中物质反应转化关系可知平衡时,各种物质的物质的量为:n(NO)=0.80 mol,n(N2)=n(CO2)=0.60 mol,由于容器的容积是2 L,所以平衡时各种气体的物质的量浓度:c(NO)=0.40 mol/L,c(N2)=c(CO2)=0.30 mol/L,则该反应的化学平衡常数K==;
②第15 min后,温度调整到T2,当反应达到平衡时,从表格查得NO减少,N2增加,说明温度改变,化学平衡正向移动,由于该反应的正反应是放热反应,根据平衡移动原理:降低温度,化学平衡会向放热反应方向移动,所以改变条件为降温,则T1>T2;
③根据表格数据可知:在30 min时,保持T2不变,在第30 min时各种气体的浓度c(NO)=0.20 mol/L,c(N2)=c(CO2)=0.40 mol/L,该温度下的化学平衡常数K==4;若再向该容器中再加入该四种反应混合物各2 mol,各种气体的浓度:c(NO)=1.20 mol/L,c(N2)=c(CO2)=1.40 mol/L,混合物后浓度商Qc==1.36<K,说明此时反应会向正反应方向移动;
在反应开始时,n(NO)=4.0 mol,n(N2)=n(CO2)=2.0 mol,假如反应消耗NO的物质的量为x,则反应产生N2、CO2的物质的量分别是0.5x mol,达到平衡时各种气体的物质的量分别是n(NO)=(4.0-x) mol,n(N2)=n(CO2)=(2.0+0.5) mol,由于该温度下的化学平衡常数K=4,所以=4,解得x=2.4 mol,所以最终达平衡时NO的转化率a=×100%=60%;
(3)反应NH+HCO+H2ONH3·H2O+H2CO3的平衡常数K==1.25×10-3。
【点睛】本题考查了化学平衡。掌握盖斯定律、化学平衡移动原理及有关概念是本题解答的关键。注意平衡常数中的浓度是平衡浓度,要结合方程式中物质反应转化关系计算,在(3)中要注意平衡常数的表达式与弱电解质电离平衡常数及水的离子积常数进行变换计算。
第1页/共1页
学科网(北京)股份有限公司
$$
湖南省常德市汉寿县第一中学2024-2025学年高三下学期3月月考
化学试卷
可能用到的相对原子质量:H-1 N-14 O-16 Na-23 V-51 Fe-56 Cu-64
一、单选题(每题3分,共42分)
1. 中国科学院化学所研究人员开发一种锂离子电池水性粘结剂(APA),如图所示。
下列叙述错误的是
A. 丙烯酸发生加聚反应合成PAA B. PAA、APA都具有吸湿性
C. PAA的熔点低于APA D. 3-氨基-1-己醇是6-氨基-1-己醇的同系物
2. NA表示阿伏加德罗常数的数值,下列说法错误的是
A. 6gSiO2中所含硅氧键数0.4NA
B. 11.2 L(标准状况)甲烷与氨气混合物中含质子数为5NA
C. 1 mol Na2O2与1 mol SO2充分反应,转移的电子数为2NA
D. 0.5 mol NO与0.5 mol O2充分反应后,分子数为0.75NA
3. 作为“血迹检测小王子”,鲁米诺反应在刑侦中扮演了重要的角色,其一种合成原理如图所示。下列有关说法错误的是
A. 一定条件下物质A可与乙二醇发生缩聚反应
B. 依据红外光谱可确证B、鲁米诺存在不同的官能团
C. 等物质的量的A和B与足量NaOH溶液反应,消耗的NaOH一样多
D. 物质B分子中处于同一平面的原子最多为12个
4. 中学生应该具备一定的实验能力,以下做法正确的是
A. 用NaOH溶液吸收多余的氯气
B. 将锂保存在煤油中,以隔绝空气
C. 用饱和碳酸氢钠溶液除去Cl2中少量的HCl
D. 稀释浓硫酸时,将水注入浓硫酸中
5. 下列反应离子方程式正确的是
A. 溶液中滴加:
B. 溶液中滴加至溶液呈中性:
C. 酸性溶液中滴加:
D. 常温下用氢氧化钠溶液吸收:
6. 已知反应:,为阿伏加德罗常数的值,若消耗,下列叙述的错误的是
A. 转移电子数为
B. 断裂的键数为
C. 还原产物比氧化产物多0.5mol
D. 将生成物配制成1L水溶液,溶液中
7. 已知X、Y、Z、W、R均是短周期主族元素,X和Z同主族,Y、Z、W、R同周期,W的简单氢化物可用作制冷剂。它们组成的某种化合物的结构如图所示。下列叙述正确的是
A. 第一电离能:Y>Z>W
B. 简单离子半径:R<W<Y<Z
C. W的简单氢化物的空间结构为三角锥形
D. 能使滴有酚酞的氢氧化钠溶液褪色,体现了其漂白性
8. 全钒液流储能电池是利用不同价态离子对的氧化还原反应来实现化学能和电能相互转化的装置(如图)。
已知:
①溶液呈酸性且阴离子为SO42-;
②溶液中颜色:V3+绿色,V2+紫色,VO2+黄色,VO2+蓝色;
③放电过程中,右槽溶液的颜色由紫色变成绿色。
下列说法不正确是
A. 放电时B极为负极
B. 放电时若转移电子数为3.01×1023个,则左槽中H+增加0.5 mol
C. 充电过程中左槽的电极反应式为:VO2++H2O-e- =VO2++2H+
D. 充电过程中H+通过质子交换膜向右槽移动
9. 常温下,Ka(HCOOH)=1.8×10-4,向20mL0.10mol/LNaOH溶液中缓慢滴入相同浓度的HCOOH溶液,混合溶液中某两种离子的浓度随加入HCOOH溶液体积的变化关系如图所示,下列说法错误的是
A. 水的电离程度:M<N B. M点溶液呈中性
C. a曲线代表OH- D. N点:c(Na+)>c(HCOO-)>c(OH-)>c(H+)
10. 设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 2g重水(D2O)中所含的中子数为NA
B. 常温常压下,含有4NA个电子
C. 的溶液含的数目为0.4NA
D. 用焦炭还原二氧化硅制粗硅,得到2.8g的粗硅,反应过程中转移电子数为0.4NA
11. 下列化学用语的表述错误的是
A. 葡萄糖的实验式: B. 乙酸中官能团的结构简式:
C. 的化学名称:3-甲基-1,3-丁二烯 D. 乙醇的同分异构体的结构简式:
12. 已知 ,该反应的反应历程与能量变化如图所示。下列叙述错误的是
A. 催化剂将总反应活化能降低
B. 催化剂作用下,总反应分两个基元反应,只改变路径而不改变焓变
C. 升高温度,总反应的反应速率增大,平衡转化率降低
D. 总反应的热化学方程式为
13. 设表示阿伏加德罗常数的值。下列说法不正确的是
A. 常温常压下,中含有的分子数目为
B. 与反应生成(标准状况)时,转移电子数为
C. 标准状况下,的和组成的混合气体中,含氧原子数为
D. 和的混合气体所含氧原子数为
14. 下列有关溶液的说法中,正确的是
A. 时,时,这一实验事实可以用平衡移动原理解释
B. 在蒸馏水中加入少量固体或滴加浓,不变
C. 溶液和,溶液均显中性,两溶液中水电离程度相同
D. 常温下,向的盐酸中加蒸馏水稀释至后,溶液
二、非选择题(共 4 个大题,除标注外每空 2 分,共 58 分)
15. 铼(Re)用于制造高效能火箭引擎。从辉钼矿氧化焙烧后的烟道灰(主要成分有、、、CuO、)中提取铼粉的一种工艺流程如图所示。
已知:
开始沉淀pH
2.5
7.0
5.7
完全沉淀pH
3.2
9.0
6.7
回答下列问题:
(1)“氧化浸出”时,被氧化为,被氧化的离子方程式为___________。
(2)“水解中和”时,加调节溶液pH=6。
①溶液中___________(填“>”、“<”或“=”)。
②除钼的化合物外,滤渣1中还有___________(填化学式)。
③计算此时溶液中___________。
(3)“硫化沉淀”时,与反应生成难溶的,离子方程式为___________。
(4)“离子交换”“解吸”“树脂再生”一系列步骤中物质转化关系如图所示。
①树脂再生时需加入的试剂X为___________(填化学式)。
②“解吸”所用中的阴离子的空间构型为___________。
(5)铼的某种氧化物的晶胞如图所示,该物质的化学式为___________。铼原子填在氧原子围成的___________(填“四面体”、“立方体”或“八面体”)空隙中。
16. 氯化铈用于石油催化剂、汽车尾气催化剂等行业。为节约和充分利用资源,以废料(主要含CeO2,还含少量的SiO2、Fe2O3、Al2O3)为原料,通过如下工艺流程进行制备。
已知:CeO2具有强氧化性,通常情况下不和无机酸反应。回答下列问题:
(1)将废料粉碎有利于加快“酸浸1”的速率,其理由是_______。
(2)“浸液A”中存在的金属阳离子为_______,“浸渣B”的主要用途为_______(写一种)。
(3)“酸浸2”中Ce的浸出率与c(H+)、温度的关系如图所示,应选择的适宜条件为_______(填字母标号)。
A. 65℃ 2.0 mol/L B. 75℃ 2.0 mol/L C. 85℃ 2.5 mol/L D. 100℃ 2.5 mol/L
(4)“酸溶”加入盐酸后,通常还需加入H2O2,其主要目的为_______。
(5)“沉铈2”过程中生成Ce2(CO3)3·nH2O的离子方程式为_______。若Ce3+恰好沉淀完全[c(Ce3+)为1.0×10-5 mol/L,此时测得溶液的pH=5,则c=_______mol/L(保留3位小数)。(已知常温下,)
17. K是用于治疗手足癣、体癣的药物,其一种合成路线如下图所示:
已知:Ⅰ.
Ⅱ.
(1)E的名称为___________(系统命名法);⑤的反应类型为___________。
(2)F的结构简式为___________。Ⅰ中官能团的名称是___________。
(3)J+E→K的化学方程式为___________。
(4)W的分子式为,符合下列条件的W的同分异构体有___________种。
①与H具有相同的环状结构 ②有2个取代基
(5)E还可以通过以下路线合成:
已知D与N是不同物质。
M中有___________种不同化学环境的H原子,试剂X为___________。
18. 氮的氧化物(NOx)是大气污染物之一,用活性炭或一氧化碳还原氮氧化物,可防止空气污染。回答下列问题:
已知:2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH=-221 kJ·mol-1
C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-393.5 kJ·mol-1
N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH=+181 kJ·mol-1
(1)若某反应的平衡常数表达式为K=,请写出此反应的热化学方程式:______。
(2)向容积为2 L的密闭容器中加入活性炭(足量)和NO,发生反应C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g),NO和N2的物质的量变化如表所示。
物质的量/mol
T1/℃
T2/℃
0
5 min
10 min
15 min
20 min
25 min
30 min
NO
2.0
1.16
0.80
0.80
0.50
0.40
0.40
N2
0
0.42
0.60
0.60
0.75
0.80
0.80
①0∼5 min内,以CO2表示的该反应速率v(CO2)=______,该条件下的平衡常数K=______。
②第15 min后,温度调整到T2,数据变化如上表所示,则T1______T2(填“>”、“<”或“=”)。
③若30 min时,保持T2不变,向该容器中再加入该四种反应混合物各2 mol,则此时反应______移动(填“正向”、“逆向”或“不”);最终达平衡时NO的转化率a=______
(3)工业上可以用氨水除去反应C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)中产生的CO2,得到NH4HCO3溶液,反应NH+HCO+H2ONH3·H2O+H2CO3的平衡常数K=______。(已知常温下NH3·H2O的电离平衡常数Kb=2×10-5,H2CO3的电离平衡常数Ka1=4×10-7,Ka2=4×10-11)
第1页/共1页
学科网(北京)股份有限公司
$$