内容正文:
2024级“贵百河”10月高二年级新高考月考测试
化学
(考试时间:75分钟 满分:100分)
注意事项:
1.本试卷分选择题和非选择题两部分。答卷前,考生务必将自己的姓名、学校、班级、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。写在本试卷上无效。
3.回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
4.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的元素相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Al-27 S-32 Cl-35.5
一、单项选择题(本题共14小题,每题只有一个答案符合题意,每小题3分,共42分。)
1. 化学与当今科技、生产、生活密不可分,下列说法正确的是
A. 中国天眼FAST建造中用到的高性能碳化硅是一种新型的有机高分子材料
B. 制造无菌滤棉的材料聚丙烯属于天然高分子材料
C. 燃煤加入CaO可以减少酸雨的形成及温室气体的排放
D. 航天员的耳机使用的双层蛋白皮革的主要成分是有机物
2. 下列化学用语表述正确的是
A. 次氯酸的结构式H-Cl-O B. 链状烷烃的组成通式
C. 羟基的电子式 D. 氯乙烯的球棍模型:
3. 下列实验不能达到目的的是
A. 图①:探究压强对化学平衡的影响
B. 图②:探究温度对化学平衡的影响
C. 图③:测定锌与稀硫酸反应的反应速率
D. 图④:探究反应物的接触面积对反应速率的影响
4. 氨催化氧化制硝酸的第一步反应是4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g)。在密闭反应器中发生上述反应,测定反应速率如下,其中反应速率最快的是
A. v(NH3)=0.4mol·L-1·min-1 B. v(O2)=1.0mol·L-1·min-1
C. v(NO)=0.02mol·L-1·s-1 D. v(H2O)=1.2mol·L-1·min-1
5. 设为阿伏加德罗常数值,下列说法正确的是
A. 乙烯和丙烯的混合物中,所含碳原子数为
B. 在密闭容器中充入和,充分反应后生成个分子
C. 常温下,加入足量的浓硝酸中,反应转移的电子数为
D. 足量乙烷与(标准状况)发生取代反应,形成的键数为
6. 桔霉素是一种真菌毒素,主要存在于储存的谷物中,其结构简式如图所示。已知表示丙烯,下列有关桔霉素的说法正确的是
A. 分子式为 B. 不能与碳酸氢钠溶液反应
C. 分子中所有碳原子可能共平面 D. 能使酸性溶液褪色
7. 下列反应对应的离子方程式书写正确的是
A. 大理石与醋酸反应:
B. 氯气与水反应:
C. NaHSO4溶液与Ba(OH)2溶液反应:
D. 金属铝溶于NaOH溶液:2Al + 2OH- + 6H2O = 2[Al(OH)4]-+ 3H2
8. X、Y、Z、W为四种短周期主族元素,且原子序数依次增大,其中X、Z同主族,Y原子半径是短周期主族元素中最大的,X原子最外层电子数是其核外电子层数的3倍。下列说法正确的是
A. 离子半径:Z>X>Y B. X、Y、Z三种元素组成的化合物只有2种
C. X与Y组成的化合物只含有离子键 D. W元素氧化物对应水化物的酸性一定强于Z
9. 一定温度下,在恒容的密闭容器中建立平衡:。在一定条件下不能确定上述可逆反应已达到化学平衡状态的是
A.
B. 混合气体的压强不再发生变化
C. 生成的同时生成
D. 断裂的同时形成键
10. 鲜切梨的褐变是酚氧化酶催化酚类物质与反应的过程,反应式:酚类物质醌类物质(褐色)。为延长鲜切梨的保鲜时间,下列操作中最能有效减慢褐变速率的是
A. 将梨块密封在充入氮气的保鲜袋中(4℃) B. 将梨块浸泡在常温(25℃)的水中
C. 将梨块平铺在通风良好的室温(25℃)瓷盘上 D. 将梨块放入冰箱冷藏室(4℃)
11. 利用反应,,可净化汽车尾气,若要使反应向正反应方向移动,可采取措施是
A. 升高温度 B. 分离出部分和 C. 增大容器体积 D. 恒容时通入氦气
12. 在一定条件下,某反应达到平衡时,平衡常数,恒容时,若温度适当降低,D的浓度增加。下列说法正确的是
A. 该反应的化学方程式为
B. 减低温度,逆反应速率增大
C. 若增大、,K值增大
D. 该反应焓变为正值
13. N2O和CO是环境污染性气体,可在Pt2O+表面转化为无害气体,有关化学反应的物质变化过程及能量变化过程分别如图甲、乙所示。下列说法不正确的是
A. 总反应为N2O(g)+CO(g)=CO2(g)+N2(g) ΔH=ΔH1+ΔH2
B. 为了实现转化,需不断向反应器中补充Pt2O+和Pt2O
C. 该反应正反应的活化能小于逆反应的活化能
D. 总反应的ΔH=-226 kJ·mol-1
14. 将2 mol N2和6 mol H2通入2 L密闭容器中,分别在T1和T2温度下进行反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<0。下图曲线分别表示X的浓度(或Y的物质的量)随时间的变化(X、Y分别代表某一种反应物或生成物)。下列说法正确的是
A. X表示的物质是H2
B. T2温度下,该反应的平衡常数为
C. T2温度下,4~12 min的反应速率v(H2)=0.05 mol∙L–1∙min–1
D. T2温度下,反应达到平衡时容器内气体的压强较大
二、非选择题(本大题共4小题,除特殊标记外,其余每空2分,共58分。)
15. 废旧电池中的黑色粉末炭包含有碳粉、和MnO2等物质,从中回收、精制MnO2的工艺流程如下图所示。
回答下列问题:
(1)“灼烧”若在实验室中进行,需使用下列仪器中的_______(写仪器名称)。
(2)“酸浸”时将炭包磨碎的目的是_______。
(3)“酸浸”时铜和硝酸反应时生成NO和NO2,写出铜和硝酸反应生成NO和NO2的体积比为1:1的离子方程式_______。
(4)“沉锰”过程中发生反应的离子方程式_______。
(5)“溶解”时, H2O2的作用是_______(填“氧化剂”或“还原剂”)。
(6)“溶解”时H2O2的实际消耗量比理论值高的原因是MnO2催化H2O2分解。某化学研究小组同学探究影响过氧化氢分解反应速率的因素,实验方案如下表所示。
实验编号
H2O2溶液
蒸馏水
催化剂
温度/
c/mol•l-1
V/mL
V/mL
①
3
10
20
无催化剂
20
②
3
10
20
0.5gMnO2固体
20
③
3
15
x
0.5gMnO2固体
20
i.对比实验①和实验②,目是探究其他条件不变时_______对H2O2分解反应速率的影响。
ii.对比实验②和实验③,目的是探究H2O2溶液的浓度对H2O2分解反应速率的影响,则实验②中_______mL。
16. 合成氨对人类的生存和发展有着重要意义,至今有三位科学家因在该领域的研究获诺贝尔奖。合成氨的反应为:。请回答下列问题:
(1)该反应的化学平衡常数表达式_______。
(2)某温度时,将和按一定比例充入恒容容器中,平衡后测得数据如下表:
物质
平衡时各物质
的物质的量
2.00
5.00
1.00
①该反应可以在_______(填“高温”、“低温”或“任意温度”)条件下自发进行。
②该温度下,若平衡后,再向平衡体系中加入、和各,此时反应向_______方向(填“正反应”或“逆反应”)进行,结合计算说明理由:_______。
(3)实验测得在某反应容器中充入、,不同温度下分别达到平衡时,混合气中的体积分数随压强变化的曲线如下图所示。
①温度、、大小关系是_______。
②点混合气中的体积分数是_______。
③实际生产中,为提高的转化率,可以采取的措施是_______(至少写两条措施)。
17. 煤、石油等传统能源使用时会污染环境,科学家们正积极寻找其他清洁能源作为替代品。根据所学知识,回答下列问题:
(1)通常把拆开某化学键所需要吸收的能量看成该化学键的键能,键能用表示。已知:
化学键
O=O
436
497.3
462.8
计算:_______。
(2)已知在、时:
Ⅰ.
Ⅱ.
写出与反应生成的热化学方程式:_______。
(3)二甲醚是重要的化工原料,可由和反应制得,反应的热化学方程式为,,起始时向容器中充入和,某时刻测得该反应放出的热量为,此时CO的转化率为_______。
(4)某同学设计如图所示实验,探究反应中的热量变化。
①利用实验装置(b)测定中和反应的反应热,若取的盐酸,则还需加入_______(填字母)。
A.固体 B.氨水 C.溶液
②分析下列操作可能对结果造成的影响。
将实验(a)中的铝片更换为等质量的铝粉后,释放出的能量将_______(填“偏大”、“偏小”或“不变”,下同);将实验(b)中玻璃搅拌器改为铁质搅拌器后,实验测得的将_______。
Ⅲ.若用图甲装置,依据反应设计原电池。
(5)则电极应为_______(填化学式),电解质溶液可选_______溶液。(写出一种溶液即可)
18. 按要求回答下列问题。
Ⅰ、以下是生产、生活中常见的化学物质:①冰醋酸②③④盐酸⑤⑥熔融⑦石墨⑧酒精⑨⑩。按要求回答下列问题:
(1)能导电有_______(用序号填空,下同),属于强电解质的有_______。
Ⅱ、25℃时,部分物质的电离平衡常数如表所示:[已知:pH=-lgc(H+)]
化学式
HClO
电离平衡
常数
(2)写出碳酸的电离方程式_______、_______。
(3)可以证明醋酸是弱酸的事实是_______(填序号)。
A. 在醋酸稀溶液中含有未电离的醋酸分子
B. 醋酸和水能以任意比例混溶
C. 醋酸水溶液能使紫色石蕊溶液变红色
D. 将的醋酸溶液加水稀释至原体积的100倍,
(4)下列能使醋酸溶液中电离程度增大,而电离平衡常数不变的是_______(填序号)。
A. 升高温度 B. 加水稀释
C. 加少量固体 D. 加少量NaOH固体 (忽略反应热效应)
(5)向体积相同,相同的盐酸①和醋酸溶液②中分别加入等质量的锌粉,充分反应,产生氢气的体积相同。下列说法正确的是_______(填序号)。
A. ①中锌一定有剩余 B. ②中醋酸一定有剩余
C. 反应所需要的时间:①② D. 反应结束后,溶液的:①②
(6)工业上常用氨水吸收。该过程中,的值将_______(填“增大”、“减小”或“不变”)。
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2024级“贵百河”10月高二年级新高考月考测试
化学
(考试时间:75分钟 满分:100分)
注意事项:
1.本试卷分选择题和非选择题两部分。答卷前,考生务必将自己的姓名、学校、班级、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。写在本试卷上无效。
3.回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
4.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的元素相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Al-27 S-32 Cl-35.5
一、单项选择题(本题共14小题,每题只有一个答案符合题意,每小题3分,共42分。)
1. 化学与当今科技、生产、生活密不可分,下列说法正确的是
A. 中国天眼FAST建造中用到的高性能碳化硅是一种新型的有机高分子材料
B. 制造无菌滤棉的材料聚丙烯属于天然高分子材料
C. 燃煤加入CaO可以减少酸雨的形成及温室气体的排放
D. 航天员的耳机使用的双层蛋白皮革的主要成分是有机物
【答案】D
【解析】
【详解】A.碳化硅(SiC)是无机非金属材料,不属于有机高分子材料,A错误;
B.聚丙烯是人工合成的有机高分子材料,而非天然高分子材料,B错误;
C.燃煤中含有硫元素,加入CaO可以作为固硫剂,减少酸雨的形成,但无法减少排放(温室气体),C错误;
D.蛋白皮革的主要成分为蛋白质或合成有机高分子材料,属于有机物,D正确;
故答案选D。
2. 下列化学用语表述正确的是
A. 次氯酸的结构式H-Cl-O B. 链状烷烃的组成通式
C. 羟基的电子式 D. 氯乙烯的球棍模型:
【答案】B
【解析】
【详解】A.次氯酸的结构式为H-O-Cl,A项错误;
B.链状烷烃中碳原子间以C-C单键形成链状,碳原子剩余价键与氢原子结合,使碳原子的化合价达到“饱和”,链状烷烃的分子通式为CnH2n+2,B项正确;
C.羟基的电子式为,C项错误;
D.氯乙烯的结构简式为CH2=CHCl,三种原子的原子半径为:H<C<Cl,题干所示原子半径大小错误,D项错误;
答案选B。
3. 下列实验不能达到目的的是
A. 图①:探究压强对化学平衡的影响
B. 图②:探究温度对化学平衡的影响
C. 图③:测定锌与稀硫酸反应的反应速率
D. 图④:探究反应物的接触面积对反应速率的影响
【答案】A
【解析】
【详解】A.反应前后气体系数和相等,则改变压强,平衡不移动,则不能探究压强对化学平衡的影响,故A错误;
B.只有温度不同,热水中颜色深,可探究温度对化学平衡的影响,故B正确;
C.秒表可测定时间,针筒测定气体的体积,图中装置可测定反应速率,故C正确;
D.分别使用块状碳酸钙和粉末状碳酸钙与等量且等浓度的盐酸反应,则探究反应物的接触面积对反应速率的影响,故D正确;
故选:A。
4. 氨催化氧化制硝酸的第一步反应是4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g)。在密闭反应器中发生上述反应,测定反应速率如下,其中反应速率最快的是
A. v(NH3)=0.4mol·L-1·min-1 B. v(O2)=1.0mol·L-1·min-1
C. v(NO)=0.02mol·L-1·s-1 D. v(H2O)=1.2mol·L-1·min-1
【答案】C
【解析】
【详解】将选项中的反应速率均转化为用氨气表示的反应速率,且统一单位可得:
A.v(NH3)=0.4mol·L-1·min-1;
B.v(NH3)=v(O2)=×1.0mol·L-1·min-1=0.8 mol·L-1·min-1;
C.v(NH3)= v(NO)=0.02mol·L-1·s-1=1.2 mol·L-1·min-1;
D.v(NH3)=v(H2O)=1.2mol·L-1·min-1=×1.2mol·L-1·min-1=0.8 mol·L-1·min-1;
故选C。
5. 设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 乙烯和丙烯的混合物中,所含碳原子数为
B. 在密闭容器中充入和,充分反应后生成个分子
C. 常温下,加入足量的浓硝酸中,反应转移的电子数为
D. 足量乙烷与(标准状况)发生取代反应,形成的键数为
【答案】D
【解析】
【详解】A.乙烯和丙烯的混合物中,所含碳原子数为,A错误;
B.在密闭容器中充入和,由于该反应为可逆反应,充分反应后生成分子小于个,B错误;
C.常温下,加入足量的浓硝酸发生钝化,C错误;
D.足量乙烷与(标准状况)发生取代反应,发生反应生成和HCl的比例为1:1,故形成的键数为,D正确;
故选D。
6. 桔霉素是一种真菌毒素,主要存在于储存的谷物中,其结构简式如图所示。已知表示丙烯,下列有关桔霉素的说法正确的是
A. 分子式为 B. 不能与碳酸氢钠溶液反应
C. 分子中所有碳原子可能共平面 D. 能使酸性溶液褪色
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图可知,分子式为:,A错误;
B.该物质中含羧基,能与碳酸氢钠溶液反应,B错误;
C.如图所示:,2个碳原子均为四面体构型,分子中所有碳原子不可能共平面,C错误;
D.该分子中含碳碳双键和羟基,能使酸性溶液褪色,D正确;
故选D。
7. 下列反应对应的离子方程式书写正确的是
A. 大理石与醋酸反应:
B. 氯气与水反应:
C. NaHSO4溶液与Ba(OH)2溶液反应:
D. 金属铝溶于NaOH溶液:2Al + 2OH- + 6H2O = 2[Al(OH)4]-+ 3H2
【答案】D
【解析】
【详解】A.大理石(CaCO3)为固体不能拆成碳酸根离子,醋酸(弱酸)不能拆为H⁺,A错误;
B.Cl2与水反应生成的HClO为弱酸,不能拆,B错误;
C.NaHSO4与Ba(OH)2反应时,H⁺与OH⁻中和生成H₂O未体现,C错误;
D.Al与NaOH溶液反应生成[Al(OH)4]⁻和H2,方程式符合反应物、产物及电荷守恒,D正确;
故答案选D。
8. X、Y、Z、W为四种短周期主族元素,且原子序数依次增大,其中X、Z同主族,Y原子半径是短周期主族元素中最大的,X原子最外层电子数是其核外电子层数的3倍。下列说法正确的是
A. 离子半径:Z>X>Y B. X、Y、Z三种元素组成化合物只有2种
C. X与Y组成的化合物只含有离子键 D. W元素氧化物对应水化物的酸性一定强于Z
【答案】A
【解析】
【分析】X、Y、Z、W为四种短周期主族元素,且原子序数依次增大,Y原子半径是短周期主族元素中最大的,Y为Na;原子最外层电子数是其核外电子层数的3倍,X为O,X、Z同主族,Z为S,W为Cl,据此回答。
【详解】A.离子半径:S2-(Z)的半径大于O2-(X),O2-的半径大于Na+(Y),因此离子半径顺序为Z > X > Y,A正确;
B.X(O)、Y(Na)、Z(S)可形成多种化合物,如Na2SO3、Na2SO4、Na2S等,不止2种,B错误;
C.X(O)与Y(Na)组成的化合物中,Na2O2含有离子键和共价键,并非只含离子键,C错误;
D.W(Cl)的最高价氧化物对应水化物(HClO4)酸性强于Z(S)的最高价氧化物对应水化物(H2SO4),但若为HClO(非最高价),其酸性弱于H2SO3,D错误;
故选A。
9. 一定温度下,在恒容的密闭容器中建立平衡:。在一定条件下不能确定上述可逆反应已达到化学平衡状态的是
A
B. 混合气体的压强不再发生变化
C. 生成的同时生成
D. 断裂的同时形成键
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据反应可知,v正(C2H4)=v正(H2O),若v正(C2H4)=v逆(H2O),则v正(H2O)=v逆(H2O),说明反应达到平衡状态,不符合题意,A错误;
B.反应方程式两边气体系数之和不等,混合气体的压强不再发生变化,气体总物质的量不变,反应达到平衡,不符合题意,B错误;
C.同时生成等物质的量的水与乙醇,说明正逆反应速率相等,说明反应达到平衡,不符合题意,C错误;
D.断裂与形成键均为正反应,不能说明达到平衡,符合题意,D正确;
故选D。
10. 鲜切梨的褐变是酚氧化酶催化酚类物质与反应的过程,反应式:酚类物质醌类物质(褐色)。为延长鲜切梨的保鲜时间,下列操作中最能有效减慢褐变速率的是
A. 将梨块密封在充入氮气的保鲜袋中(4℃) B. 将梨块浸泡在常温(25℃)的水中
C. 将梨块平铺在通风良好的室温(25℃)瓷盘上 D. 将梨块放入冰箱冷藏室(4℃)
【答案】A
【解析】
【详解】A.褐变反应需酚类物质、氧气和酚氧化酶共同作用, 充入氮气的保鲜袋中(4℃) ,几乎完全排除氧气(反应物之一),同时4℃低温降低酶活性,双重抑制反应,能有效减慢褐变,A正确;
B.常温(25℃)的水中含有氧气且温度高于A项,褐变速率高于A,B错误;
C.在通风良好的室温(25℃) 瓷盘上,有氧气供应且温度高于A,褐变速率高于A ,C错误;
D.仅低温抑制酶活性,但氧气仍存在,褐变速率高于A,D错误;
故答案选A。
11. 利用反应,,可净化汽车尾气,若要使反应向正反应方向移动,可采取的措施是
A. 升高温度 B. 分离出部分和 C. 增大容器体积 D. 恒容时通入氦气
【答案】B
【解析】
【详解】A.升高温度会使放热反应的平衡逆向移动,A不符合题意;
B.分离出部分和会降低生成物浓度,使平衡正向移动,B符合题意;
C.增大容器体积(减小压强)会使平衡向气体体积增大的逆反应方向移动,C不符合题意;
D.恒容时通入氦气不改变各物质浓度,平衡不移动,D不符合题意;
故选B
12. 在一定条件下,某反应达到平衡时,平衡常数,恒容时,若温度适当降低,D的浓度增加。下列说法正确的是
A. 该反应的化学方程式为
B. 减低温度,逆反应速率增大
C. 若增大、,K值增大
D. 该反应的焓变为正值
【答案】D
【解析】
【详解】A.由K值表达式可知,该反应的化学方程式为,A错误;
B.减低温度,正、逆反应速率均减小,B错误;
C.温度影响K值,若增大、,K值不变;C错误;
D.若温度适当降低,D的浓度增加,说明平衡逆向移动,则正反应为吸热反应,焓变为正值,D正确;
故选D。
13. N2O和CO是环境污染性气体,可在Pt2O+表面转化为无害气体,有关化学反应的物质变化过程及能量变化过程分别如图甲、乙所示。下列说法不正确的是
A. 总反应为N2O(g)+CO(g)=CO2(g)+N2(g) ΔH=ΔH1+ΔH2
B. 为了实现转化,需不断向反应器中补充Pt2O+和Pt2O
C. 该反应正反应的活化能小于逆反应的活化能
D. 总反应的ΔH=-226 kJ·mol-1
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据图甲,①
②
根据盖斯定律①+②得N2O(g)+CO(g)=CO2(g)+N2(g) ΔH=ΔH1+ΔH2,故A正确;
B.总反应为N2O(g)+CO(g)=CO2(g)+N2(g),不需向反应器中补充Pt2O+和Pt2O,故B错误;
C.该反应正反应的活化能为134 kJ·mol-1,逆反应的活化能为360kJ·mol-1,故C正确;
D.根据图乙,总反应的ΔH=(134-360) kJ·mol-1=-226 kJ·mol-1,故D正确;
选B。
14. 将2 mol N2和6 mol H2通入2 L密闭容器中,分别在T1和T2温度下进行反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<0。下图曲线分别表示X的浓度(或Y的物质的量)随时间的变化(X、Y分别代表某一种反应物或生成物)。下列说法正确的是
A. X表示的物质是H2
B. T2温度下,该反应的平衡常数为
C. T2温度下,4~12 min的反应速率v(H2)=0.05 mol∙L–1∙min–1
D. T2温度下,反应达到平衡时容器内气体的压强较大
【答案】D
【解析】
【分析】根据2 mol N2、6 mol H2、0molNH3可知,Y表示氢气,X表示氨气;
【详解】A.由分析可知,X表示的物质为NH3,A错误;
B.T2温度下,列三段式为
,
求得,B错误;
C.T2温度下,4~12 min的反应速率v(H2)= mol∙L–1∙min–1,C错误;
D.0~4min时,T2温度下,v(H2)= mol∙L–1∙min–1,T1温度下,v(H2)= v(NH3)= mol∙L–1∙min–1,故T2>T1,该反应为放热反应,温度升高,平衡逆向移动,压强变大,D正确;
故选D。
二、非选择题(本大题共4小题,除特殊标记外,其余每空2分,共58分。)
15. 废旧电池中的黑色粉末炭包含有碳粉、和MnO2等物质,从中回收、精制MnO2的工艺流程如下图所示。
回答下列问题:
(1)“灼烧”若在实验室中进行,需使用下列仪器中的_______(写仪器名称)。
(2)“酸浸”时将炭包磨碎的目的是_______。
(3)“酸浸”时铜和硝酸反应时生成NO和NO2,写出铜和硝酸反应生成NO和NO2的体积比为1:1的离子方程式_______。
(4)“沉锰”过程中发生反应的离子方程式_______。
(5)“溶解”时, H2O2的作用是_______(填“氧化剂”或“还原剂”)。
(6)“溶解”时H2O2的实际消耗量比理论值高的原因是MnO2催化H2O2分解。某化学研究小组同学探究影响过氧化氢分解反应速率的因素,实验方案如下表所示。
实验编号
H2O2溶液
蒸馏水
催化剂
温度/
c/mol•l-1
V/mL
V/mL
①
3
10
20
无催化剂
20
②
3
10
20
0.5gMnO2固体
20
③
3
15
x
0.5gMnO2固体
20
i.对比实验①和实验②,目的是探究其他条件不变时_______对H2O2分解反应速率的影响。
ii.对比实验②和实验③,目的是探究H2O2溶液的浓度对H2O2分解反应速率的影响,则实验②中_______mL。
【答案】(1)坩埚 (2)增大固体接触面积,提高反应速率
(3)
(4)Mn2++=MnCO3↓
(5)还原剂(H2O2+MnO2+2H+=O2↑+Mn2++2H2O)
(6) ①. 催化剂 ②. 15
【解析】
【分析】炭包中含有碳粉、Fe、Cu和MnO2等物质,加入稀HNO3进行酸浸,此时Fe、Cu溶解,C、MnO2不溶;通入空气进行灼烧,碳粉燃烧生成二氧化碳等逸出,得到粗MnO2;将MnO2中加入H2O2/稀H2SO4进行溶解,H2O2将+4价锰还原为+2价锰(MnSO4),同时生成O2,即气体X是O2;往MnSO4溶液中加入Na2CO3溶液沉锰,生成MnCO3沉淀;将沉淀在空气中焙烧,MnCO3转化为MnO2和CO2气体等,故气体Y为CO2,据此分析;
【小问1详解】
固体“灼烧”用坩埚,需使用下列仪器中坩埚;
【小问2详解】
“酸浸”时,需将固体与溶液充分接触,此时将结块的炭包粉碎,目的是:增大反应物接触面积,加快反应速率,使反应充分进行
【小问3详解】
“酸浸”过程中,Cu和稀硝酸反应,生成NO、NO2、Cu(NO3)2等,生成NO和的体积比为1:1,依据得失电子守恒、电荷守恒和质量守恒,可得出发生反应的离子方程式为;
【小问4详解】
“沉锰”时碳酸根与锰离子形成沉淀,反应的离子方程式:Mn2++=MnCO3↓;
【小问5详解】
“溶解”时往MnO2中加入H2O2行溶解,H2O2将+4价锰还原为+2价锰(MnSO4),H2O2转化为O2,H2O2化合价升高,发生氧化反应,作还原剂(H2O2+MnO2+2H+=O2↑+Mn2++2H2O);
【小问6详解】
i.实验①和实验②中,H2O2溶液的浓度及用量、温度等均相同,只有是否加入了催化剂这个条件不同,根据控制变量法可知,实验①和实验②的目的是探究有无催化剂对H2O2分解反应速率的影响;
ii.实验②中溶液的总体积为30mL,实验②和实验③是探究H2O2溶液的浓度对H2O2分解反应速率的影响,则溶液的总体积应该相同,所以x=30﹣15=15。
16. 合成氨对人类的生存和发展有着重要意义,至今有三位科学家因在该领域的研究获诺贝尔奖。合成氨的反应为:。请回答下列问题:
(1)该反应的化学平衡常数表达式_______。
(2)某温度时,将和按一定比例充入恒容容器中,平衡后测得数据如下表:
物质
平衡时各物质
的物质的量
2.00
5.00
1.00
①该反应可以在_______(填“高温”、“低温”或“任意温度”)条件下自发进行。
②该温度下,若平衡后,再向平衡体系中加入、和各,此时反应向_______方向(填“正反应”或“逆反应”)进行,结合计算说明理由:_______。
(3)实验测得在某反应容器中充入、,不同温度下分别达到平衡时,混合气中的体积分数随压强变化的曲线如下图所示。
①温度、、大小关系是_______。
②点混合气中的体积分数是_______。
③实际生产中,为提高的转化率,可以采取的措施是_______(至少写两条措施)。
【答案】(1)
(2) ①. 低温 ②. 逆反应 ③. 原平衡时。向体系各加入后,,故反应向逆反应方向进行
(3) ①. ②. ③. 增大压强;液化氨气、及时分离出氨气
【解析】
【小问1详解】
平衡常数等于生成物平衡浓度的化学计量数次方乘积除以反应物平衡浓度的化学计量数次方乘积,该反应的化学平衡常数表达式K=;
【小问2详解】
①该反应的为,属于放热反应,且气体分子数由变为,体系熵减小()。当且时,根据,只有在温度较低时才可能小于0,反应才能自发进行,因此该反应应在低温条件下自发进行;
②原平衡状态下,加入各物质后,、、的物质的量分别为,,由于,反应将向逆反应方向进行;
【小问3详解】
①该反应为放热反应,温度越低越有利于正反应生成,图中曲线对应的体积分数最高,说明在时正反应最有利;
②点体积分数为,设反应消耗氮气物质的量为xmol,则平衡时氮气、氢气、氨气物质的量依次为(2-x)mol、(4-3x)mol、2xmol,则=0.20,解得x=0.5,;
③正反应为气体分子数减小的放热反应,故实际生产中提高H2的转化率可以增大压强;液化氨气、及时分离出氨气)。
17. 煤、石油等传统能源使用时会污染环境,科学家们正积极寻找其他清洁能源作为替代品。根据所学知识,回答下列问题:
(1)通常把拆开某化学键所需要吸收的能量看成该化学键的键能,键能用表示。已知:
化学键
O=O
436
497.3
462.8
计算:_______。
(2)已知在、时:
Ⅰ.
Ⅱ.
写出与反应生成的热化学方程式:_______。
(3)二甲醚是重要的化工原料,可由和反应制得,反应的热化学方程式为,,起始时向容器中充入和,某时刻测得该反应放出的热量为,此时CO的转化率为_______。
(4)某同学设计如图所示实验,探究反应中的热量变化。
①利用实验装置(b)测定中和反应的反应热,若取的盐酸,则还需加入_______(填字母)。
A.固体 B.氨水 C.溶液
②分析下列操作可能对结果造成的影响。
将实验(a)中的铝片更换为等质量的铝粉后,释放出的能量将_______(填“偏大”、“偏小”或“不变”,下同);将实验(b)中玻璃搅拌器改为铁质搅拌器后,实验测得的将_______。
Ⅲ.若用图甲装置,依据反应设计原电池。
(5)则电极应为_______(填化学式),电解质溶液可选_______溶液。(写出一种溶液即可)
【答案】(1)
(2)
(3)
(4) ①. C ②. 不变 ③. 偏大
(5) ①. Cu ②.
【解析】
【小问1详解】
反应物的键能之和-生成物键能之和,即,故答案为:;
【小问2详解】
由盖斯定律可知,反应I×2-反应Ⅱ可得:;
【小问3详解】
由热化学方程式可知每完全消耗2 mol CO放出的热量为206.0 kJ,某时刻测得该反应放出的热量为,则此时反应中一氧化碳的转化率为,故答案为:;
【小问4详解】
①利用实验装置(b)测定盐酸与氢氧化钠溶液发生中和反应的反应热,氢氧化钠固体溶解放热、氨水为弱碱电离过程吸热,均会导致实验误差;若取盐酸,应向盐酸中加入稍过量的氢氧化钠溶液,以确保盐酸完全反应,减少实验误差,最符合的为C项,故答案选:C。
②将实验(a)中的铝片更换为等质量的铝粉后,反应消耗铝的物质的量不变,反应释放出的能量不变;将实验(b)中玻璃搅拌器改为具有良好导热性的铁质搅拌器会造成热量散失,放热减小,放热反应的焓变为负值,则导致实验测得的偏大,故答案为:不变;偏大;
【小问5详解】
依据反应,Cu失电子,则Cu作负极,即X为Cu;溶液中的在正极得电子,可选用等含的溶液作为电解质溶液,故答案为:Cu;;
18. 按要求回答下列问题。
Ⅰ、以下是生产、生活中常见的化学物质:①冰醋酸②③④盐酸⑤⑥熔融⑦石墨⑧酒精⑨⑩。按要求回答下列问题:
(1)能导电的有_______(用序号填空,下同),属于强电解质的有_______。
Ⅱ、25℃时,部分物质的电离平衡常数如表所示:[已知:pH=-lgc(H+)]
化学式
HClO
电离平衡
常数
(2)写出碳酸电离方程式_______、_______。
(3)可以证明醋酸是弱酸的事实是_______(填序号)。
A. 在醋酸稀溶液中含有未电离的醋酸分子
B. 醋酸和水能以任意比例混溶
C. 醋酸水溶液能使紫色石蕊溶液变红色
D. 将的醋酸溶液加水稀释至原体积的100倍,
(4)下列能使醋酸溶液中电离程度增大,而电离平衡常数不变的是_______(填序号)。
A. 升高温度 B. 加水稀释
C. 加少量固体 D. 加少量NaOH固体 (忽略反应热效应)
(5)向体积相同,相同的盐酸①和醋酸溶液②中分别加入等质量的锌粉,充分反应,产生氢气的体积相同。下列说法正确的是_______(填序号)。
A. ①中锌一定有剩余 B. ②中醋酸一定有剩余
C. 反应所需要的时间:①② D. 反应结束后,溶液的:①②
(6)工业上常用氨水吸收。该过程中,的值将_______(填“增大”、“减小”或“不变”)。
【答案】(1) ①. ④⑥⑦ ②. ②③⑥⑩
(2) ①. ②. (3)AD (4)BD (5)B
(6)增大
【解析】
【分析】①冰醋酸为电解质,本身不导电,但冰醋酸为弱酸,为弱电解质;
②属于盐,为强电解质,离子不能自由移动,本身不导电;
③属于强碱,为强电解质,离子不能自由移动,本身不导电;
④盐酸为HCl的水溶液,既不是电解质也不是非电解质,有自由移动的和,可以导电;
⑤为电解质,本身不导电,但为弱酸,为弱电解质;
⑥熔融属于盐,为强电解质,有自由移动的和,可以导电;
⑦石墨是单质,既不是电解质也不是非电解质,能导电;
⑧酒精是有机物,为非电解质,不能导电;
⑨为非电解质,本身不导电;
⑩属于盐,为强电解质,离子不能自由移动,不导电;
【小问1详解】
由分析知,能导电的是④⑥⑦;属于强电解质的是②③⑥⑩。
【小问2详解】
碳酸是二元弱酸,碳酸的电离方程式为、,故答案为;。
【小问3详解】
A.在醋酸稀溶液中含有未电离的醋酸分子,说明醋酸未完全电离,说明醋酸是弱酸,A符合题意;
B.醋酸和水能以任意比例混溶,不能说明醋酸在水溶液是否完全电离,不能说明醋酸是弱酸,B不符合题意;
C.醋酸水溶液能使紫色石蕊溶液变红色,说明醋酸在水溶液中电离产生氢离子,不能说明醋酸在水溶液否完全电离,不能说明醋酸是弱酸,C不符合题意;
D.将的醋酸溶液加水稀释至原体积的100倍,,说明稀释后促进醋酸的电离,c(H+)>10-4 mol/L,,说明醋酸不能完全电离,说明醋酸是弱酸,D符合题意;
故答案为AD。
【小问4详解】
A.在水溶液中的电离是吸热反应,升高温度,电离平衡正向移动,电离程度增大,电离平衡常数增大,A不符合题意;
B.加水稀释,在水溶液中的电离平衡正向移动,电离程度增大,温度不变,电离平衡常数不变,B符合题意;
C.加少量固体,溶液中c(CH3COO-)增大,在水溶液中的电离平衡逆向移动,电离程度减小,温度不变,电离平衡常数不变,C不符合题意;
D.加少量NaOH固体,溶液中c(H+)减小,在水溶液中的电离平衡正向移动,电离程度增大,温度不变,电离平衡常数不变,D符合题意;
故答案选BD。
【小问5详解】
是一元弱酸,HCl是一元强酸,体积相同,相同的盐酸(①)和醋酸溶液(②)中,醋酸的物质的量大于HCl的物质的量,加入等质量的锌粉,充分反应,产生氢气的体积相同,说明两溶液中消耗的H+、锌粉分别相等;①和②中锌粉均无剩余;②中醋酸一定有剩余;醋酸的浓度大于盐酸,①中反应速率小于②,则反应所需要的时间:①>②;反应结束后,消耗n(H+)相等,而醋酸还能继续电离出H+,c(H+):①<②,溶液的:①>②;故选B。
【小问6详解】
由电离常数知,,工业上常用氨水吸收过程中,温度不变,不变,溶液中减小,故的值将增大,故答案为增大。
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