精品解析:广东省广州市广州中学2024-2025学年高二上学期期中考试 化学试卷
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内容正文:
广州中学2024学年第一学期期中考试
高二 化学试卷
相对原子质量: C 12 H 1 O 16 N 14
第I卷(选择题共44分)
一、单选题(本题包括16小题,每小题有一个选项符合题意,1-10每题2分,11-16每题4分,共44分)
1. 化学与生产、生活密切相关。下列事实与化学反应速率无关的是
A. 食盐中添加碘酸钾 B. 锌粉和稀硫酸反应时常常加入少量铜粉
C. 医护人员冷藏存放“新冠”疫苗 D. 工业矿石冶炼前先将矿石粉碎
2. 下列事实不能用勒夏特列原理解释的是
A. 实验室新制氯水经光照后颜色变浅
B. 夏天打开冰镇可乐瓶盖时产生大量泡沫
C. 反应2HI(g)⇌H2(g)+I2(g)达到平衡后,缩小容器体积加压,气体颜色加深
D. 合成氨工业中采用高压有利于提高原料的平衡转化率
3. 化学反应均伴随着能量变化,研究化学反应中的能量变化对于人类的生产生活有着重要的意义。下列说法正确的是
A. 图甲可表示铝热反应、碳的燃烧、石灰石分解等化学反应的能量变化
B. 由图乙可知CO的燃烧热为
C. 由图乙可知24g石墨完全燃烧放出的热量为787kJ
D. 由图乙可判断CO能量比能量高
4. 常温下,下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是
A. pH=1的溶液中: 、 、K+、Cl-
B. 遇酚酞变红的溶液中: 、Na+、 、K+
C. 与铝反应放出H2的溶液中:H+、Fe2+、Cl-、
D. 水电离出的c(H+)=1.0×10-13 mol·L-1的溶液中:Na+、Mg2+、 、
5. 下列离子方程式中,属于水解反应且正确的是
A. CO+2H2OH2CO3+2OH- B. CO2+H2OHCO+H+
C. NH+H2ONH3·H2O+H+ D. HS-+H2OS2-+H3O+
6. 在含Fe3+、和I-的溶液中,发生反应:,其分解机理及反应进程中的能量变化如下:
步骤①:
步骤②:
下列有关该反应的说法正确的是
A. 步骤②是整个反应的决速步骤
B. 加入Fe3+可以使反应物分子中活化分子百分数增大
C. 总反应的∆H>0
D. 若不加Fe3+,则正反应的活化能比逆反应的大
7. 合成氨反应: 下列说法不正确的是
A. 该反应,升高温度,反应速率增大
B. 对原料气需进行净化处理,防止催化剂中毒
C. 生产中采用循环操作主要是为了增大化学反应速率
D. 适当增大n(N2):n(H2)投料比有利于提高的平衡转化率
8. 下列说法正确的是
A. 升高温度能使化学反应速率增大,主要原因是增加了反应物分子中活化分子的百分数
B. 增加反应物的浓度,能增大活化分子百分数,所以反应速率增大
C. 测定中和反应反应热的实验中,混合溶液的温度不再变化时,该温度为终止温度
D. 测定中和反应反应热的实验中,测了盐酸溶液温度的温度计未洗涤立马测定氢氧化钠溶液的温度,会使得偏小
9. 亚磷酸()是一种二元弱酸,常温下电离常数,下列说法正确的是
A. 对亚磷酸溶液进行稀释,溶液中所有微粒浓度均减小
B. 对亚磷酸溶液升温,溶液中减小
C. 向亚磷酸溶液中加入少量固体,则减小
D. H3PO3与足量的溶液反应生成的Na2HPO3,因水解而呈碱性
10. 下列说法正确的是
A. 常温下pH=2的HCl溶液与pH=12的BOH等体积混合,溶液pH>7, 则BOH为强碱
B. 水是极弱的电解质,将少量稀H2SO4加入水中,水的电离程度增大
C. 稀释pH=1的CH3COOH溶液至10倍,若1<pH<2,则证明醋酸为弱酸
D. 在100℃时,pH约为6的纯水呈酸性
11. 关于下列说法,正确的是
A. 恒压容器中发生反应,若平衡后在容器中充入He,则正、逆反应的速率均不变,平衡不移动
B. 当一定量的锌粉和过量的2 mol·L-1盐酸反应时,为了减慢反应速率,又不影响产生的总量,可向反应器中加入一些水、溶液或溶液
C. 探究温度对硫代硫酸钠与硫酸反应速率的影响时,应先将两种溶液水浴加热至设定温度,再进行混合并计时
D. 对于任何化学反应来说,都必须用单位时间内反应物或生成物浓度的变化量来表示化学反应速率
12. 相同温度下,根据三种酸的电离常数,下列判断正确的是
酸
HX
HY
HZ
电离常数Ka
9×10-7
9×10-6
1×10-2
A. 三种酸的强弱关系:HX>HY>HZ
B. 反应HZ+Y-=HY+Z-能够发生
C. 同pH值同体积的三种酸与足量镁条反应,HZ产生的H2最多
D. 1 mol/L HX溶液的电离常数大于0.1 mol/L HX溶液的电离常数
13. 在密闭容器中进行反应:,其他条件不变时,改变某一条件对上述反应的影响,得到下列图像(图中p表示压强,T表示温度,n表示物质的量,表示平衡转化率)。下列分析正确的是
A. 如图1反应:此反应的
B. 如图1反应:若,则
C. 如图2反应:此反应的,且
D. 如图3反应:时刻改变的条件可能是加入了催化剂或增大了压强
14. 将18 mol的气体平均分成两份,分别通入容器A、容器B(容积均为1 L),其中一容器为绝热环境,另一容器为25℃恒温环境,在容器内均发生: ,相关数据如下表:
时间/min
0
10
20
30
40
50
60
容器A
0
0.8
1.5
2
2.3
2.4
2.4
容器B
0
1
1.8
2.5
3
3
3
下列说法正确的是
A. 容器B为绝热环境
B. 可通过降低容器的温度,从而加快逆反应的速率,达到抑制H2S气体分解的目的
C. 反应到40 min时,向容器B中充入一定量的He,容器内压强变大,平衡逆向移动
D. 计算可知容器B的平衡转化率为66.7%
15. 常温下,体积均为的溶液和溶液,分别加水稀释至,溶液pH随的变化如图所示。下列叙述正确的是
A. a点、c点对应溶液中离子数目相等
B. 碱性强弱:ROH>MOH
C. MOH溶液的初始浓度是0.01 mol/L
D. 与等浓度的盐酸溶液中和时,消耗盐酸溶液的体积:a点>b点
16. 25℃时,用NaOH溶液调节醋酸溶液的pH,实验测得溶液中CH3COOH、CH3COO-的分布系数δ与pH的关系如图所示。其中。下列说法正确的是
A. 曲线1代表 B. 图中p点:c(Na+)>c(CH3COO-)
C. D. pH=4,c(CH3COO-)>c(CH3COOH)
第II卷(非选择题共56分)
二、非选择题(本题包括4小题,每题14分,共56分)
17. I.滴定实验是化学学科中重要的定量实验。现用标准盐酸滴定未知浓度的NaOH溶液。用甲基橙做指示剂,请回答下列问题:
(1)滴定时边滴边摇晃锥形瓶,眼睛应注意观察___________。
(2)某次滴定前、后的盛放盐酸滴定管中液面的位置。请回答:
盐酸的体积读数如上图,则用掉的盐酸体积为___________mL;
(3)滴定时如何确定终点___________。
(4)下列操作造成测定结果偏高的是___________(填选项字母)
A. 滴定终点时,俯视滴定管溶液液面
B. 酸式滴定管用蒸馏水洗净后,未用标准盐酸润洗
C. 滴定前,酸式滴定管尖嘴有气泡,滴定后气泡消失
D. 盛装未知液的锥形瓶用蒸馏水洗过,未用未知液润洗
II.氧化还原滴定——取草酸(H2C2O4)溶液置于锥形瓶中,加入适量稀硫酸,用浓度为0.1025 mol/L的高锰酸钾溶液滴定,表格中记录了实验数据:(已知2 +5H2C2O4+6H+= 2Mn++10CO2↑+8H2O)
滴定次数
待测液体积(mL)
标准KMnO4溶液体积(mL)
滴定前读数
滴定后读数
第一次
25.00
0.50
20.40
第二次
25.00
3.00
23.00
第三次
25.00
4.00
24.10
(5)滴定时,KMnO4溶液应装在___________中,滴定终点时锥形瓶内的颜色变化是___________。
(6)该草酸溶液的物质的量浓度为___________mol/L(结果保留至小数点后四位)。
18. 工业上可利用或来生产燃料甲醇,某研究小组对下列有关甲醇制取的三条化学反应原理进行探究。已知在不同温度下的化学反应平衡常数(、、)如下表所示:
化学反应
平衡常数符号
平衡常数值
500℃
700℃
800℃
①
2.5
0.34
0.15
②
1.0
1.70
2.52
③
(1)根据反应①与②可推导出___________(用、表示)。
(2)根据表中数据,可推导得知,___________0(填”>“、”=“或”<“)。
(3)依据反应自发进行的判据,可判断:在___________填(“高温”或“低温”)温度下有利于反应①自发进行。
(4)恒温恒容下,对反应①,下列各项可作为该反应达到平衡状态的标志的是___________。
A. 压强不再变化 B. 气体密度不再变化
C. 气体平均相对分子质量不再变化 D.
(5)恒容、500℃下,测得反应②在某时刻时,、、、的浓度分别为、、、,则此时___________(填“>”“=”或“<”);
(6)向容积均为2L的恒容密闭容器中分别通入和,一定条件下只发生反应③,且无催化剂,测得时,转化率与温度的变化关系如图所示。
①温度为时,a点对应容器在内的平均反应速率___________mol/(L·min)。
②图中从b点到c点,CO2的转化率在降低,可能的原因是___________。
19. 石油天然气开采和炼制过程中会产生大量含硫废水(其中S元素主要化合价是-2价),对设备、环境等造成严重危害。
已知:ⅰ:H2S有剧毒;
ⅱ:H2S、HS-、S2-在水溶液中的物质的量分数随pH的分布曲线如下图。
ⅲ:碳酸的电离平衡常数:Ka1=4.5×10-7,Ka2=4.7×10-11
(1)①当pH≈8时,含硫废水中最主要的含硫微粒为___________。
②NaHS水解的离子方程式为:___________。
(2)①由图可知,H2S的电离常数分别是Ka1=___________,Ka2=___________。
②用过量的Na2CO3溶液吸收天然气中的H2S的离子方程式是___________。
(3)氧化还原法处理含硫废水:
结合上图,向pH≈8的含硫废水中加入一定浓度的Na2SO3溶液,加适量酸,溶液产生淡黄色沉淀。
①反应的离子方程式是___________。
②不同pH时,硫化物去除率随时间的变化曲线如图所示,试分析本工艺选择控制体系的pH≈6,而不是去除率更高的pH=5的主要原因:___________。
20. 加氢制是资源化利用的重要途径,该过程存在如下两个反应:
反应Ⅰ.
反应Ⅱ.
回答下列问题:
(1)根据图(a),______________________。
(2)在4.0 MPa压强下,按把两种气体通入恒压反应器中,的平衡转化率及的平衡产率随温度变化关系如图(b)。
已知:
①525~575K时,使平衡转化率随温度升高而增大的反应为___________(填“反应Ⅰ”或“反应Ⅱ”)。
②475K时,反应I的平衡常数___________(写出计算式即可)。
(3)为同时提高的平衡转化率和的平衡产率,除降低温度外,还可采取的措施是___________(写一条)。
(4)利用M催化加氢制的反应历程如图,其中吸附在催化剂表面的物种用*表示,表示活化能,单位为eV。
①转化为的化学方程式为___________。
②下列说法正确的是___________(填标号)。
A.与能量差为0.60eV B.第ii步有键断裂
C.第iii步反应速率最慢 D.加入催化剂M不影响的平衡产率
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广州中学2024学年第一学期期中考试
高二 化学试卷
相对原子质量: C 12 H 1 O 16 N 14
第I卷(选择题共44分)
一、单选题(本题包括16小题,每小题有一个选项符合题意,1-10每题2分,11-16每题4分,共44分)
1. 化学与生产、生活密切相关。下列事实与化学反应速率无关的是
A. 食盐中添加碘酸钾 B. 锌粉和稀硫酸反应时常常加入少量铜粉
C. 医护人员冷藏存放“新冠”疫苗 D. 工业矿石冶炼前先将矿石粉碎
【答案】A
【解析】
【详解】A.食盐中添加碘酸钾是防止碘缺乏病,与化学反应速率无关,A项符合题意;
B.锌粉和稀硫酸反应时常常加入少量铜粉,可形成原电池,加快反应速率,与化学反应速率有关,B项不符合题意;
C.医护人员冷藏存放“新冠”疫苗,可以降低温度,减慢疫苗(蛋白质)变性的速率,与化学反应速率有关,C项不符合题意;
D.工业矿石冶炼前先将矿石粉碎,可以增大接触面积,加快反应速率,与化学反应速率有关,D项不符合题意;
故选A。
2. 下列事实不能用勒夏特列原理解释的是
A. 实验室新制氯水经光照后颜色变浅
B. 夏天打开冰镇可乐瓶盖时产生大量泡沫
C. 反应2HI(g)⇌H2(g)+I2(g)达到平衡后,缩小容器体积加压,气体颜色加深
D. 合成氨工业中采用高压有利于提高原料的平衡转化率
【答案】C
【解析】
【详解】A.新制的氯水在光照条件下颜色变浅,由于次氯酸光照分解生成盐酸和氧气,次氯酸的浓度减小,氯气与水反应平衡正向移动,颜色变浅,能用勒夏特列原理,A不符合题意;
B.可乐瓶中存在可逆过程CO2(g)+H2O⇌H2CO3(aq),打开可乐瓶盖后,减小压强,该平衡逆向移动,观察到有大量泡沫逸出,能用勒夏特列原理解释,B不符合题意;
C.反应2HI(g)⇌H2(g)+I2(g)达到平衡后,缩小容器体积加压后颜色变深,浓度增大,但平衡没有移动,不能用勒夏特列原理,C符合题意;
D.工业上合成氨存在平衡,是气体分子数减小的反应,增大压强,平衡正向移动,可以提高氨气的产量,能用勒夏特列原理解释,D不符合题意;
答案为C。
3. 化学反应均伴随着能量变化,研究化学反应中的能量变化对于人类的生产生活有着重要的意义。下列说法正确的是
A. 图甲可表示铝热反应、碳的燃烧、石灰石分解等化学反应的能量变化
B. 由图乙可知CO的燃烧热为
C. 由图乙可知24g石墨完全燃烧放出的热量为787kJ
D. 由图乙可判断CO能量比能量高
【答案】C
【解析】
【详解】A.图甲表示反应放热反应,而石灰石分解为吸热反应,A错误;
B.燃烧热是指25℃,101Kpa下,1mol可燃物完全燃烧生成指定产物所放出的热量,由图乙可知CO的燃烧热为,B错误;
C.由图乙数据,结合盖斯定律可得石墨的燃烧热,24g石墨的物质的量为2mol,完全燃烧放出的热量为787kJ,C正确;
D.CO燃烧有氧气参与,由图乙无法判断CO和的能量高低,D错误;
故选C。
4. 常温下,下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是
A. pH=1的溶液中: 、 、K+、Cl-
B. 遇酚酞变红的溶液中: 、Na+、 、K+
C. 与铝反应放出H2的溶液中:H+、Fe2+、Cl-、
D. 水电离出的c(H+)=1.0×10-13 mol·L-1的溶液中:Na+、Mg2+、 、
【答案】B
【解析】
【详解】A. pH=1的溶液呈较强的酸性,会与酸反应生成二氧化碳,不能大量共存,A项不符合题意;
B.遇酚酞变红的溶液呈碱性,、Na+、、K+等几种离子在该溶液中不能发生离子反应,一定能大量共存,B项符合题意;
C.与铝反应放出H2的溶液可能呈酸性,也可能呈碱性,如果呈碱性,均不能大量共存,故C项不符合题意;
D.水电离出的c(H+)=1.0×10-13 mol·L-1的溶液中水的电离被抑制,溶液可能显酸性,也可能显碱性,如果显碱性,Mg2+、不能大量共存,如果显酸性,不能大量共存,故D项不符合题意;
故选B。
5. 下列离子方程式中,属于水解反应且正确的是
A. CO+2H2OH2CO3+2OH- B. CO2+H2OHCO+H+
C. NH+H2ONH3·H2O+H+ D. HS-+H2OS2-+H3O+
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A.碳酸为二元弱酸,所以碳酸根的水解分步,第一步水解为CO+H2OHCO+2OH-,故A不符合题意;
B.该离子方程式为碳酸的第一步电离,故B不符合题意;
C.一水合氨为弱碱,铵根结合水电离出的氢氧根水解生成一水合氨,水解方程式NH+H2ONH3·H2O+H+,故C符合题意;
D.该离子方程式为HS-的电离,故D不符合题意;
综上所述答案为C。
6. 在含Fe3+、和I-的溶液中,发生反应:,其分解机理及反应进程中的能量变化如下:
步骤①:
步骤②:
下列有关该反应的说法正确的是
A. 步骤②是整个反应的决速步骤
B. 加入Fe3+可以使反应物分子中活化分子百分数增大
C. 总反应的∆H>0
D. 若不加Fe3+,则正反应的活化能比逆反应的大
【答案】B
【解析】
【详解】A.图中可见步骤①的活化能更大,步骤①是决速步骤,故A错误;
B.Fe3+是该反应的催化剂,加入Fe3+可以降低反应活化能,能使反应物分子中活化分子百分数增大,故B正确;
C.图中可见该总反应放热,总反应的∆H<0,故C错误;
D.据C解析可知总反应为放热反应,正反应活化能比逆反应活化能小,故D错误;
故答案为:B。
7. 合成氨反应: 下列说法不正确的是
A. 该反应,升高温度,反应速率增大
B. 对原料气需进行净化处理,防止催化剂中毒
C. 生产中采用循环操作主要是为了增大化学反应速率
D. 适当增大n(N2):n(H2)投料比有利于提高的平衡转化率
【答案】C
【解析】
【详解】A.该反应是气体分子数减小的反应,则ΔS<0,升高温度,反应速率增大,故A正确;
B.各种原料制取的粗原料气,都含有一些硫和碳的氧化物,为了防止合成氨生产过程催化剂的中毒,必须在氨合成工序前加以脱除,故B正确;
C.合成氨工业中采用循环操作,把、循环使用,可以促进反应正向进行,提高原料的利用率,节约生产成本,故C错误;
D.适当增大n(N2):n(H2)投料比可以推动反应向生成氨的方向进行,从而提高氢气的平衡转化率,故D正确;
故选C。
8. 下列说法正确的是
A. 升高温度能使化学反应速率增大,主要原因是增加了反应物分子中活化分子的百分数
B. 增加反应物的浓度,能增大活化分子百分数,所以反应速率增大
C. 测定中和反应反应热的实验中,混合溶液的温度不再变化时,该温度为终止温度
D. 测定中和反应反应热的实验中,测了盐酸溶液温度的温度计未洗涤立马测定氢氧化钠溶液的温度,会使得偏小
【答案】A
【解析】
【详解】A.升高温度,反应物分子中活化分子的数目和百分数都增大,有效碰撞的次数增大,化学反应速率增大,A正确;
B.增大反应物浓度,可以增大单位体积内活化分子数,但单位体积内活化分子百分数不变,B错误;
C.酸碱恰好反应完全时放热最多,所以测定中和反应热的实验中,混合溶液温度最高时的温度为终止温度,C错误;
D.测盐酸溶液温度的温度计未洗涤立马测定氢氧化钠溶液的温度时,所测NaOH溶液的温度偏高,温度差偏小,反应热数值偏小,但中和热△H为负值,值越小,△H越大,D错误;
故答案为:A
9. 亚磷酸()是一种二元弱酸,常温下电离常数,下列说法正确的是
A. 对亚磷酸溶液进行稀释,溶液中所有微粒浓度均减小
B. 对亚磷酸溶液升温,溶液中减小
C. 向亚磷酸溶液中加入少量固体,则减小
D. H3PO3与足量的溶液反应生成的Na2HPO3,因水解而呈碱性
【答案】D
【解析】
【详解】A.对H3PO3溶液加水稀释,溶液中H+、H2PO、HPO离子浓度均减小,但根据水的离子积可知,Kw=c(H+)·c(OH-)是一个常数,故c(OH-)增大,A错误;
B.弱酸的电离过程是一个吸热过程,升高温度促进弱酸的电离,平衡正向移动,故对亚磷酸溶液升温,溶液中增大,B错误;
C.向亚磷酸溶液中加入少量NaOH固体,电离平衡正向移动,溶液中c(H+)减小,则=增大,C错误;
D.H3PO3与足量的溶液反应生成的Na2HPO3,Na2HPO3是强碱弱酸盐,因水解而呈碱性,D正确;
故选:D。
10. 下列说法正确的是
A. 常温下pH=2的HCl溶液与pH=12的BOH等体积混合,溶液pH>7, 则BOH为强碱
B. 水是极弱的电解质,将少量稀H2SO4加入水中,水的电离程度增大
C. 稀释pH=1的CH3COOH溶液至10倍,若1<pH<2,则证明醋酸为弱酸
D. 在100℃时,pH约为6的纯水呈酸性
【答案】C
【解析】
【详解】A.混合后溶液显碱性,说明BOH过量,则BOH为弱碱,A错误;
B.水是极弱的电解质,将少量稀H2SO4加入水中,抑制水的电离,水的电离程度减小,B错误;
C.稀释pH=1的CH3COOH溶液至10倍,电离平衡正移,大于原溶液的,故1<pH<2,即证明醋酸为弱酸,C正确;
D.温度升高,Kw值增大,100℃时,Kw=10-12,故pH=6的纯水中为中性,D错误;
答案选C。
11. 关于下列说法,正确的是
A. 恒压容器中发生反应,若平衡后在容器中充入He,则正、逆反应的速率均不变,平衡不移动
B. 当一定量的锌粉和过量的2 mol·L-1盐酸反应时,为了减慢反应速率,又不影响产生的总量,可向反应器中加入一些水、溶液或溶液
C. 探究温度对硫代硫酸钠与硫酸反应速率的影响时,应先将两种溶液水浴加热至设定温度,再进行混合并计时
D. 对于任何化学反应来说,都必须用单位时间内反应物或生成物浓度的变化量来表示化学反应速率
【答案】C
【解析】
【详解】A.恒压容器中发生反应,若在容器中充入He,容器体积增大,反应物浓度减小,正、逆反应的速率均减小,故A错误;
B.当一定量的锌粉和过量的2 mol·L-1盐酸反应时,向反应器中加入NaNO3溶液相当于生成硝酸、具有强氧化性,硝酸和锌反应不能生成氢气,故B错误;
C.探究温度对反应速率的影响,应先分别水浴加热硫代硫酸钠溶液、硫酸溶液到一定温度后再混合,不能先将两种溶液混合后再用水浴加热,故C正确;
D.通常用单位时间内反应物或生成物浓度的变化量来表示化学反应速率;有些有气体生成的反应,可以用单位时间内产生的该条件下气体的体积多少来表示反应速度,故D错误;
故选C。
12. 相同温度下,根据三种酸的电离常数,下列判断正确的是
酸
HX
HY
HZ
电离常数Ka
9×10-7
9×10-6
1×10-2
A. 三种酸的强弱关系:HX>HY>HZ
B. 反应HZ+Y-=HY+Z-能够发生
C. 同pH值同体积的三种酸与足量镁条反应,HZ产生的H2最多
D. 1 mol/L HX溶液的电离常数大于0.1 mol/L HX溶液的电离常数
【答案】B
【解析】
【详解】A.相同温度下,酸的电离常数越大,则酸的电离程度越大,酸的酸性越强,根据电离平衡常数知,这三种酸的强弱顺序是HZ>HY>HX,A错误;
B.由A知,HZ的酸性大于HY,根据强酸制取弱酸知,HZ+Y-=HY+Z-能发生,B正确;
C.同pH值同体积的三种酸与足量镁条反应,HX产生的H2最多,C错误;
D.相同温度下,同一物质的电离平衡常数不变,D错误;
故选B。
13. 在密闭容器中进行反应:,其他条件不变时,改变某一条件对上述反应的影响,得到下列图像(图中p表示压强,T表示温度,n表示物质的量,表示平衡转化率)。下列分析正确的是
A. 如图1反应:此反应的
B. 如图1反应:若,则
C. 如图2反应:此反应的,且
D. 如图3反应:时刻改变的条件可能是加入了催化剂或增大了压强
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图1可知,压强相同时,升高温度,A的平衡转化率降低,说明平衡逆向移动,正反应为放热反应,,A错误;
B.若,相同温度下,压强越大A的平衡转化率越高,说明增大压强平衡正向移动,正反应为气体总物质的量减小的反应,即,B错误;
C.由图2可知,温度下反应先达到平衡,说明;温度越高平衡时越小,说明升高温度平衡逆向移动,正反应,但,C错误;
D.图3中时刻正、逆反应速率同等程度增大,且平衡不移动,加入催化剂可同等程度加快反应速率、平衡不移动;若该反应满足,增大压强也会使正逆反应速率同等程度增大、平衡不移动,故改变的条件可能是加入了催化剂或增大了压强,D正确;
故选D。
14. 将18 mol的气体平均分成两份,分别通入容器A、容器B(容积均为1 L),其中一容器为绝热环境,另一容器为25℃恒温环境,在容器内均发生: ,相关数据如下表:
时间/min
0
10
20
30
40
50
60
容器A
0
0.8
1.5
2
2.3
2.4
2.4
容器B
0
1
1.8
2.5
3
3
3
下列说法正确的是
A. 容器B为绝热环境
B. 可通过降低容器的温度,从而加快逆反应的速率,达到抑制H2S气体分解的目的
C. 反应到40 min时,向容器B中充入一定量的He,容器内压强变大,平衡逆向移动
D. 计算可知容器B的平衡转化率为66.7%
【答案】D
【解析】
【详解】A.该反应是吸热反应,反应过程中绝热环境容器的反应温度低于25℃恒温环境容器的反应温度,反应速率慢于25℃恒温环境容器的反应速率,由表格数据可知,容器A中反应达到平衡的时间多于容器B中反应达到平衡的时间,则容器A为绝热环境,容器B为25℃恒温环境,故A错误;
B.降低容器的温度,正、逆反应速率均减慢,故B错误;
C.向容器B中充入一定量的He,虽然总压强增大,但He是惰性气体,不参与反应,反应体系中各物质的分压不变,平衡不移动,故C错误;
D.根据表格,容器B在平衡时S2的物质的量为3mol,初始时有9mol H2S,消耗了6molH2S,所以转化率为,故D正确;
故答案为D。
15. 常温下,体积均为的溶液和溶液,分别加水稀释至,溶液pH随的变化如图所示。下列叙述正确的是
A. a点、c点对应溶液中离子数目相等
B. 碱性强弱:ROH>MOH
C. MOH溶液的初始浓度是0.01 mol/L
D. 与等浓度的盐酸溶液中和时,消耗盐酸溶液的体积:a点>b点
【答案】C
【解析】
【分析】强碱溶液稀释10n倍,pH=pH始-n>7,弱碱溶液稀释10n倍,pH>pH始-n>7,由图象可知,MOH为强碱,ROH为弱碱。
【详解】A.a点、c点对应溶液中c(OH-)相等,但两点所对应体积不相同,因此对应溶液中离子数目不相等,故A错误;
B.由分析可知MOH为强碱,ROH为弱碱,所以碱性强弱:ROH<MOH,故B错误;
C.由图像可知,MOH溶液的初始pH为12,则初始浓度是0.01 mol/L,故C正确;
D.两溶液起始pH相等,因此两溶液起始c(OH-)相等,弱碱在水中部分电离,强碱在水中完全电离,因此起始c(ROH)>c(MOH),等体积两溶液与等浓度的盐酸溶液中和时,消耗盐酸溶液的体积:b点>a点,故D错误;
答案为C。
16. 25℃时,用NaOH溶液调节醋酸溶液的pH,实验测得溶液中CH3COOH、CH3COO-的分布系数δ与pH的关系如图所示。其中。下列说法正确的是
A. 曲线1代表 B. 图中p点:c(Na+)>c(CH3COO-)
C. D. pH=4,c(CH3COO-)>c(CH3COOH)
【答案】C
【解析】
【分析】已知,同时除以可得δ(CH3COO-)==,随着pH增大,氢离子浓度减小,增大,即随着pH的增大,增大,所以曲线2代表,曲线1代表,在曲线的交叉点pH=4.74,��(CH3COO-)=��(CH3COOH),则c(CH3COO-)=c(CH3COOH),Ka(CH3COOH)==10-4.74。
【详解】A.由分析可知,曲线1代表,曲线2代表,故A错误;
B.图中p点pH<7,溶液呈酸性,c(H+)>c(OH-),根据电荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-),所以c(Na+)<c(CH3COO-),故B错误;
C.,故C正确;
D.pH=4时,Ka(CH3COOH)==10-4.74,=10-0.74<1,所以c(CH3COO-)<c(CH3COOH),故D错误;
故选C。
第II卷(非选择题共56分)
二、非选择题(本题包括4小题,每题14分,共56分)
17. I.滴定实验是化学学科中重要的定量实验。现用标准盐酸滴定未知浓度的NaOH溶液。用甲基橙做指示剂,请回答下列问题:
(1)滴定时边滴边摇晃锥形瓶,眼睛应注意观察___________。
(2)某次滴定前、后的盛放盐酸滴定管中液面的位置。请回答:
盐酸的体积读数如上图,则用掉的盐酸体积为___________mL;
(3)滴定时如何确定终点___________。
(4)下列操作造成测定结果偏高的是___________(填选项字母)
A. 滴定终点时,俯视滴定管溶液液面
B. 酸式滴定管用蒸馏水洗净后,未用标准盐酸润洗
C. 滴定前,酸式滴定管尖嘴有气泡,滴定后气泡消失
D. 盛装未知液的锥形瓶用蒸馏水洗过,未用未知液润洗
II.氧化还原滴定——取草酸(H2C2O4)溶液置于锥形瓶中,加入适量稀硫酸,用浓度为0.1025 mol/L的高锰酸钾溶液滴定,表格中记录了实验数据:(已知2 +5H2C2O4+6H+= 2Mn++10CO2↑+8H2O)
滴定次数
待测液体积(mL)
标准KMnO4溶液体积(mL)
滴定前读数
滴定后读数
第一次
25.00
0.50
20.40
第二次
25.00
3.00
23.00
第三次
25.00
4.00
24.10
(5)滴定时,KMnO4溶液应装在___________中,滴定终点时锥形瓶内的颜色变化是___________。
(6)该草酸溶液的物质的量浓度为___________mol/L(结果保留至小数点后四位)。
【答案】(1)锥形瓶内溶液颜色的变化
(2)22.00 (3)当滴入最后一滴溶液,锥形瓶内由黄色变为橙色且半分钟内不褪色 (4)BC
(5) ①. 酸式滴定管 ②. 无色变为浅紫色
(6)0.2050
【解析】
【分析】酸碱中和滴定的步骤是:1实验器材准备,滴定管查漏、清洗,锥形瓶清洗,2用标准液润洗滴定管,然后润洗2-3次,最后调“0"记录初始刻度,3量取待测液,装入锥形瓶,然后滴入指示剂摇匀,4进行滴定,到终点时停止滴定,读取刻度,5重复滴定2-3次,记录数据,求算待测液浓度,在分析误差的时候,根据c(待测) ,来分析,以此解题。
【小问1详解】
滴定时边滴边摇动锥形瓶,同时眼睛应注视锥形瓶内溶液颜色的变化;
【小问2详解】
结合滴定管结构可知:在滴定前读数为0.80 mL,滴定后读数为22.80 mL,所以用掉的盐酸体积为22.00 mL;
【小问3详解】
用标准盐酸滴定未知浓度的NaOH溶液,用甲基橙作指示剂时,溶液由黄色变橙色,且半分钟内不变色,则到达滴定终点;
【小问4详解】
A.滴定终点读数时,俯视滴定管的刻度,造成V(标准)偏小,根据c(待测),可以知道c(待测)偏小,故A不符合题意;
B. 酸式滴定管用蒸馏水洗净后,未用标准盐酸润洗,标准盐酸浓度偏小,造成V(标准)偏大,导致c(待测)偏大,故B符合题意;
C. 滴定前,滴定管尖嘴有气泡,滴定后气泡消失,造成V(标准)偏大,最终导致c(待测)偏大,故C符合题意;
D. 盛装未知液的锥形瓶用蒸馏水洗过,未用未知液润洗,对V(标准)无影响,根据c(待测) ,可以知道c(待测)不变, 故D不符合题意;
故答案为: BC;
【小问5详解】
酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性,能够氧化碱式滴定管的橡胶管,所以应该使用酸式滴定管盛装酸性高锰酸钾溶液;高锰酸钾被还原为锰离子,滴定结束前混合液接近无色,滴定结束时混合液变成了浅紫色,所以滴定终点现象为:锥形瓶中溶液由无色变为浅紫色,且半分钟内不褪色;故答案为:酸式滴定管;无色变为浅紫色;
【小问6详解】
三次滴定消耗标准液盐酸体积分别为:(20.40−0.50)mL=19.90 mL、(23.00−3.00)mL=20.00m L、(24.10−4.00)mL=20.10 mL,所以三次滴定的数据都有效,则消耗标准液的平均体积为20.00 mL,高锰酸钾的物质的量为n(KMnO4)=c·V=0.1025 mol/L×0.020 L=0.00205 mol,根据反应2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+10CO2↑+2MnSO4+8H2O可知:n(H2C2O4)=n(KMnO4)= 0.005125 mol,故待测液草酸的物质的量浓度c(H2C2O4)==0.2050 mol/L。
18. 工业上可利用或来生产燃料甲醇,某研究小组对下列有关甲醇制取的三条化学反应原理进行探究。已知在不同温度下的化学反应平衡常数(、、)如下表所示:
化学反应
平衡常数符号
平衡常数值
500℃
700℃
800℃
①
2.5
0.34
0.15
②
1.0
1.70
2.52
③
(1)根据反应①与②可推导出___________(用、表示)。
(2)根据表中数据,可推导得知,___________0(填”>“、”=“或”<“)。
(3)依据反应自发进行的判据,可判断:在___________填(“高温”或“低温”)温度下有利于反应①自发进行。
(4)恒温恒容下,对反应①,下列各项可作为该反应达到平衡状态的标志的是___________。
A. 压强不再变化 B. 气体密度不再变化
C. 气体平均相对分子质量不再变化 D.
(5)恒容、500℃下,测得反应②在某时刻时,、、、的浓度分别为、、、,则此时___________(填“>”“=”或“<”);
(6)向容积均为2L的恒容密闭容器中分别通入和,一定条件下只发生反应③,且无催化剂,测得时,转化率与温度的变化关系如图所示。
①温度为时,a点对应容器在内的平均反应速率___________mol/(L·min)。
②图中从b点到c点,CO2的转化率在降低,可能的原因是___________。
【答案】(1)
(2)> (3)低温 (4)AC
(5)> (6) ①. 0.021 ②. 该反应是放热反应,温度升高平衡逆向移动,二氧化碳转化率减小
【解析】
【小问1详解】
反应①+②可得反应③,则平衡常数K3=K1·K2;
【小问2详解】
根据表格,500℃至800℃,反应②平衡常数值增大,所以是吸热反应,>0;
【小问3详解】
对于反应①,随温度升高平衡常数减小,反应①是放热反应,正反应气体计量数和减小,△S<0,所以在低温下有利于反应①自发进行。
【小问4详解】
A.反应①正反应气体计量数和减小,压强是变量,当压强不再变化,说明达到平衡状态,故选A;
B.反应前后气体的质量不变,体积也不变,密度是恒量,气体密度不发生变化,反应不一定达到平衡状态,故不选B;
C.正反应气体物质的量减少,混合气体的质量不变,平均相对分子质量是变量,所以气体平均相对分子质量不再变化,可以说明反应达到平衡状态,故选C;
D.不能判断正逆反应速率是否相等,无法判断是否达到平衡状态,故不选D;
选BC。
【小问5详解】
500℃时,反应②在某时刻,、、、的浓度分别为、、、,则此时v正>v逆;
【小问6详解】
①由图可知,温度为时,a点对应容器Y中二氧化碳的转化率为70%,则由方程式可知,在内氢气的平均反应速率为=0.021 mol/(L·min);
b点是平衡点,升高温度,二氧化碳转化率减小的原因是该反应是放热反应,温度升高平衡逆向移动,所以二氧化碳转化率减小。
19. 石油天然气开采和炼制过程中会产生大量含硫废水(其中S元素主要化合价是-2价),对设备、环境等造成严重危害。
已知:ⅰ:H2S有剧毒;
ⅱ:H2S、HS-、S2-在水溶液中的物质的量分数随pH的分布曲线如下图。
ⅲ:碳酸的电离平衡常数:Ka1=4.5×10-7,Ka2=4.7×10-11
(1)①当pH≈8时,含硫废水中最主要的含硫微粒为___________。
②NaHS水解的离子方程式为:___________。
(2)①由图可知,H2S的电离常数分别是Ka1=___________,Ka2=___________。
②用过量的Na2CO3溶液吸收天然气中的H2S的离子方程式是___________。
(3)氧化还原法处理含硫废水:
结合上图,向pH≈8的含硫废水中加入一定浓度的Na2SO3溶液,加适量酸,溶液产生淡黄色沉淀。
①反应的离子方程式是___________。
②不同pH时,硫化物去除率随时间的变化曲线如图所示,试分析本工艺选择控制体系的pH≈6,而不是去除率更高的pH=5的主要原因:___________。
【答案】(1) ①. HS- ②. HS-+H2OH2S+OH-
(2) ①. 10-6.9 ②. 10-13 ③. H2S+=+HS-
(3) ①. 2HS-++4H+=3S↓+3H2O ②. pH<5时,溶液中-2价S元素主要以H2S的形式存在,常温下H2S的溶解度为1:2.6,酸性强使有剧毒H2S更易逸出,污染环境
【解析】
【分析】溶液pH增大,碱性增强,溶液中氢硫酸的浓度减小、氢硫酸根离子浓度先增大后减小,硫离子浓度增大,由图可知,氢硫酸和氢硫酸根离子浓度相等时,溶液pH为6.9,则氢硫酸的一级电离常数Ka1(H2S)== c(H+)=10-6.9,同理可知,二级电离常数Ka2(H2S)= 10-13;
【小问1详解】
①由图可知,当溶液pH≈8时,含硫废水中最主要的含硫微粒为氢硫酸根离子,故答案为:HS-;
②水解的方程式为HS-+H2OH2S+OH-,故答案为:HS-+H2OH2S+OH-;
【小问2详解】
①由图可知,氢硫酸和氢硫酸根离子浓度相等时,溶液pH为6.9,则氢硫酸的一级电离常数Ka1(H2S)== c(H+)=10-6.9,同理可知,二级电离常数Ka2(H2S)= 10-13;
②由图可知H2S的Ka1=,pH=6.9时,c(HS−)=c(H2S),此时Ka1=c(H+)=10-6.9;同理Ka2=10-13,由电离平衡常数可知酸性:H2CO3>H2S>HCO>HS−;依据强酸制弱酸原理,过量的Na2CO3溶液吸收天然气中的H2S的离子方程式是:H2S+=+HS-;
【小问3详解】
①pH≈8为硫氢根离子与亚硫酸根离子在酸性条件下发生氧化还原反应生成S单质黄色沉淀,反应离子方程式为:2HS-++4H+=3S↓+3H2O;
②由图可知,溶液pH小于5时,硫元素主要以硫化氢的形式存在,由硫化氢的溶解度可知,溶液酸性过强,会使有剧毒的硫化氢气体逸出,污染环境,故答案为:pH<5时,溶液中-2价S元素主要以H2S的形式存在,常温下H2S的溶解度为1:2.6,酸性强使有剧毒H2S更易逸出,污染环境。
20. 加氢制是资源化利用的重要途径,该过程存在如下两个反应:
反应Ⅰ.
反应Ⅱ.
回答下列问题:
(1)根据图(a),______________________。
(2)在4.0 MPa压强下,按把两种气体通入恒压反应器中,的平衡转化率及的平衡产率随温度变化关系如图(b)。
已知:
①525~575K时,使平衡转化率随温度升高而增大的反应为___________(填“反应Ⅰ”或“反应Ⅱ”)。
②475K时,反应I的平衡常数___________(写出计算式即可)。
(3)为同时提高的平衡转化率和的平衡产率,除降低温度外,还可采取的措施是___________(写一条)。
(4)利用M催化加氢制的反应历程如图,其中吸附在催化剂表面的物种用*表示,表示活化能,单位为eV。
①转化为的化学方程式为___________。
②下列说法正确的是___________(填标号)。
A.与能量差为0.60eV B.第ii步有键断裂
C.第iii步反应速率最慢 D.加入催化剂M不影响的平衡产率
【答案】(1) ①. -49.4 ②. +41.2
(2) ①. 反应Ⅱ ②.
(3)增大压强 (4) ①. ②. ACD
【解析】
【小问1详解】
由图a可知,反应Ⅱ的焓变为+41.2kJ/mol,反应Ⅰ的焓变为: ;
【小问2详解】
①反应Ⅰ为放热反应,反应Ⅱ为吸热反应,升高温度,反应Ⅰ的平衡向逆反应方向移动,反应Ⅱ的平衡向正反应方向移动,则反应Ⅱ中二氧化碳平衡转化率随温度升高而增大;
②设起始氢气的物质的量为3mol,二氧化碳物质的量为1mol,由图可知,475K时,甲醇平衡产率为20%,二氧化碳平衡转化率为30%,由甲醇平衡产率为20%可知,反应Ⅰ生成甲醇和水的物质的量都为0.2mol,消耗二氧化碳的物质的量为0.2mol、氢气的物质的量为0.6mol,由二氧化碳平衡转化率为30%可知,反应Ⅱ消耗二氧化碳和氢气的物质的量均为0.1mol,生成一氧化碳和水的物质的量均为0.1mol,则平衡体系中二氧化碳的物质的量为1 mol-0.3 mol=0.7mol、氢气的物质的量为3mol-0.7mol=2.3mol、甲醇的物质的量为0.2mol、水的物质的量为0.2mol+0.1mol=0.3mol,一氧化碳的物质的量为0.1mol,平衡体系中甲醇与一氧化碳的物质的量之比为2:1,氢气、二氧化碳、甲醇和水的平衡分压分别为×4MPa、×4MPa、×4MPa、×4MPa,反应Ⅰ的平衡常数,故答案为:;
【小问3详解】
反应Ⅰ是气体体积减小的放热反应,反应Ⅱ是气体体积不变的吸热反应,增大压强,反应Ⅰ的平衡向正反应方向移动,反应Ⅱ的平衡不移动,二氧化碳的转化率增大、甲醇的平衡产率增大;
【小问4详解】
①由图可知,转化为的反应为、H*和HO*反应生成和水,反应的化学方程式为,故答案为:;
②A.由图可知,破坏氢分子中的共价键需要吸收0.6eV的能量,则氢分子与的能量差为0.60eV,故A正确;
B.由图可知,反应ii中无键断裂,故B错误;
C.反应的活化能越高,反应速率越慢,由图可知,反应iii的活化能最大,则反应iii的反应速率最慢,故C正确;
D.催化剂只能改变化学反应速率,不能改变平衡的移动方向,加入催化剂M不影响甲醇的平衡产率,故D正确;
故答案为:ACD。
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