内容正文:
遵义航天高级中学2025-2026学年高三上学期10月检测
化学试题
一、选择题(本大题共14小题)
1. 2022年2月4日在北京开幕的第22届冬奥会,科技部提出了“科技冬奥”理念,并重点着力于此次冬奥会的科技支撑保障工作。下列说法正确的是
A. 北京冬奥会上利用二氧化碳化学性质实现跨临界制冷,其与传统制冷剂氟利昂相比更加环保
B. 冬奥场馆大面积使用碲化镉光伏发电玻璃,该玻璃将化学能转化为电能为冬奥场馆供电
C. 冬奥会使用聚乳酸材料餐具,该材料稳定,不易降解
D. 火炬“飞扬”采用氢气作为燃料,并在出火口格栅喷涂碱金属,目的是利用焰色反应让火焰可视化
【答案】D
【解析】
【详解】A.利用二氧化碳的物理性质实现跨临界制冷,不是化学性质,故A错误;
B.该玻璃是将光能转化为电能,为冬奥场馆供电,故B错误;
C.聚乳酸材料餐具是可降解的,故C错误;
D.火炬“飞扬”采用氢气作为燃料,并在出火口格栅喷涂碱金属,目的是利用焰色反应让火焰可视化,碱金属焰色反应是有颜色的,故D正确。
综上所述,答案为D。
2. 下列化学用语使用正确的是
A. SiO2的结构式:O-Si=O
B. H2O2的电子式:
C. BaSO4的电离方程式:BaSO4=+Ba2+
D. 12C与14C互为同素异形体
【答案】C
【解析】
【详解】A.SiO2是共价晶体,在该晶体中每个Si原子与4个O原子形成4个Si-O键,Si-O键构成的是正四面体结构,每个O原子与2个Si原子形成Si-O单键,A错误;
B.H2O2分子中,2个O原子形成O-O键,每个O原子再分别与H原子形成1个H-O键,使分子中各个原子都达到最外层2个或8个电子的稳定结构,其电子式为,B错误;
C.BaSO4难溶于水,但溶于水的部分完全电离产生自由移动的Ba2+、,故其电离方程式为BaSO4=+Ba2+,C正确;
D.12C与14C的质子数都是6,中子数分别是6、8,可见二者质子数相同而中子数不同,因此二者互为同位素,D错误;
故答案是C。
3. 用溶质质量分数为98%的浓硫酸()配制稀硫酸,下列操作正确的是
A. 将蒸馏水缓慢注入盛有一定量浓硫酸的烧杯中,并不断搅拌至冷却
B. 必须的定量仪器有250mL容量瓶和托盘天平
C. 量取浓硫酸的体积为25.0mL
D. 先在容量瓶中加入适量水,将量好的浓硫酸注入容量瓶,加水定容
【答案】C
【解析】
【详解】A.稀释浓硫酸时,需要将浓硫酸缓缓注入水中,A错误;
B.配制240mL1.84mol/L的稀硫酸,需要使用250mL的容量瓶,但是量取浓硫酸需要使用量筒,并不需要托盘天平,B错误;
C.配制250mL1.84mol/L稀硫酸需要硫酸物质的量为0.46mol,则需要溶质质量分数为98%的浓硫酸体积为V=,C正确;
D.浓硫酸的稀释不能在容量瓶中进行,应该在烧杯中进行,D错误;
故答案选C。
4. 下列各组离子在给定溶液中能大量共存的是
A. 溶液:、、、
B. 盐酸溶液:、、、、
C. 溶液:、、、
D. 溶液:、、、
【答案】D
【解析】
【详解】A.铁离子和发生反应生成,不大量共存,A不符合题意;
B.在0.1mol/L盐酸中含有大量氢离子,四种离子中硅酸根可以与氢离子反应生成硅酸沉淀;且氢离子和反应会生成硫单质沉淀,故不能大量共存,B不符合题意;
C.具有强氧化性,可以将碘离子氧化成碘单质,故不能大量共存,C不符合题意;
D.在溶液中,钾离子、硝酸根离子和四种离子相互不反应,能大量共存,D符合题意;
故选D。
5. 根据下列实验事实能得出相应结论的是
选项
实验事实
结论
A
向0.1 mol·L 溶液中滴加双氧水,溶液褪色
具有漂白性
B
分别加热和固体,试管内壁均有水珠
两种物质均受热分解
C
向水中滴加2滴溶液,呈棕黄色;煮沸,溶液变红褐色
升温能促进水解
D
向0.1 mol·L 溶液中滴加等浓度的醋酸溶液,无明显现象
酸性:
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.高锰酸钾具有强氧化性,和过氧化氢发生氧化还原反应使得溶液褪色,体现过氧化氢还原性,A错误;
B.碳酸钠加热不分解,碳酸氢钠加热分解生成二氧化碳和水、碳酸钠;空气中也有水蒸气,所以通过加热方式,无法证明碳酸钠、碳酸氢钠固体受热是否产生水蒸气,B错误;
C.,煮沸,溶液变红褐色,说明升高温度,平衡正向移动,促进水解,C正确;
D.应该使用亚硫酸氢钠溶液,而不该使用亚硫酸钠溶液,不能说明酸性:,D错误;
故选C。
6. 南开大学元素有机化学国家重点实验室的周其林院士课题组于2020年1月因《高效手性螺环催化剂的发现》获得国家自然科学一等奖,下面为三种简单碳螺环化合物,相关的说法正确的是(不考虑对映异构体)
A. 上述化合物m,n中所有碳原子处于同一平面
B. 化合物m的一氯代物有2种
C. 化合物n与3—甲基—1—庚烯互为同分异构体
D. 化合物的名称为螺[5,4]壬烷
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A.含有饱和碳原子,具有甲烷的结构特点,则所有碳原子不处于同一平面,故A错误;
B.螺[3,3]庚烷含有2种H,则一氯代物有2种,故B正确;
C.螺[3,4]辛烷与3−甲基−1−庚烯的分子式不同,含有的H原子数分别为14、16,二者不是同分异构体,故C错误;
D.含有10个C原子,名称为[5,4]癸烷,故D错误。
故选:B。
7. 已知反应:,为阿伏加德罗常数的值,若生成4.48L(标准状况),下列说法错误的是
A. 转移电子数为 B. 生成的HF体积为17.92L(标准状况)
C. 生成的还原产物分子数为 D. 消耗中断裂的共价键数目为
【答案】B
【解析】
【详解】A.由反应可知,O元素由-2价上升到0价,生成1mol,转移4mol电子,则生成4.48L(标准状况) 物质的量为0.2mol,转移电子数为,故A正确;
B.由反应可知,生成4.48L(标准状况) 物质的量为0.2mol,生成0.8molHF,HF标准状况下不是气体,无法计算其在标况下的体积,故B错误;
C.中Xe元素化合价降低,生成Xe为还原产物,由反应可知,生成4.48L(标准状况) 物质的量为0.2mol,生成0.4molXe,分子数为,故C正确;
D.由反应可知,生成4.48L(标准状况) 物质的量为0.2mol,消耗0.4mol,断裂化学键为0.8molXe-F,数目为,故D正确;
故选B。
8. 人体血液中存在和等缓冲对。常温下,水溶液中各缓冲对的微粒浓度之比的对数值lgx[x表示或]与pH的关系如图所示。依据图示信息判断,下列说法正确的是
A. 的数量级为10-7
B. 曲线ⅠⅠ表示与pH的关系
C. a→b的过程中,水的电离程度减小
D. 当pH增大时,逐渐减小
【答案】BD
【解析】
【分析】,随着pH增大, 减小, 增大,所以减小,所以曲线I表示lg与pH的关系,则曲线ⅠⅠ表示lg与pH的关系。
【详解】A. ,又已知曲线ⅠⅠ表示与pH的关系,当即时,,由图可知 的数量级为10-8,A项错误;
B. ,随着pH增大, 减小, 增大,所以减小,所以曲线I表示lg与pH的关系,则曲线ⅠⅠ表示lg与pH的关系,B项正确;
C.a→b的过程中,pH增大,溶液酸性减弱,水的电离程度增大,C项错误;
D.,温度不变,电离平衡常数不变,pH增大时, 、均减小,所以逐渐减小,D项正确;
答案选BD。
9. 某物质的结构简式如图所示,X、Y、Z、W为原子序数依次增大的四种短周期主族元素,Z是同周期原子半径最小的原子,W的原子序数等于X与Z的原子序数之和。下列说法正确的是
A. Z的单质能与水发生置换反应
B. W的最高价含氧酸是一种强酸
C. 简单离子的半径:Z>Y
D. 最简单氢化物的稳定性:X>Y>Z
【答案】A
【解析】
【分析】X、Y、Z、W为原子序数依次增大的四种短周期主族元素;Z是同周期原子半径最小的原子,W能形成5个共价键,且原子序数大于Z,则W为磷、Z为氟;Y能形成2个共价键,为氧;W的原子序数等于X与Z的原子序数之和,则X为碳。
【详解】A.氟气和水反应生成氧气和氟化氢,为置换反应,故A正确;
B.磷酸为中强酸,不是强酸,故B错误;
C.电子层数越多半径越大,电子层数相同时,核电荷数越大,半径越小;简单离子的半径:Z<Y,故C错误;
D.非金属性越强,其简单氢化物稳定性越强,最简单氢化物的稳定性:Z>Y>X,故D错误;
故选A。
10. 在25 ℃,101 kPa时,H2与O2化合生成1 mol液态水时放热285.8 kJ,下列热化学方程式的书写,正确的是
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】
【详解】A.ΔH为正值表示吸热,但题目中反应放热,且未标明物质状态,热化学方程不写反应条件,正确的热化学方程式为 ,A错误;
B.生成物为气态水,而题目中是液态水,B错误;
C.ΔH为正值,与放热事实矛盾,C错误;
D.反应生成2 mol液态水,ΔH为题目数据的2倍且符号正确,D正确;
故选D。
11. 下列有关实验操作、现象均正确且能得出相应结论的是
选项
实验操作
现象
结论
A
向与过量浓硫酸反应后的混合溶液中加入蒸馏水
溶液变蓝
溶液中有生成
B
将过量的粉加入稀硝酸中,充分反应后滴入溶液
溶液变红
被氧化为
C
向淀粉溶液中加入稀硫酸,加热,冷却后再加入碘水
溶液变蓝
淀粉未完全水解
D
将某葡萄糖样品溶液与适量酸性高锰酸钾溶液混合,振荡
紫红色褪去
葡萄糖含有醛基
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.由于与浓硫酸反应后的溶液中还含有大量浓硫酸,因此要检验反应后的溶液中是否含有,应将冷却后的混合溶液加入水中,A错误;
B.将过量的Fe粉加入稀硝酸中,充分反应后生成和,故滴入溶液后溶液不变为红色,B错误;
C.淀粉遇碘变蓝,若溶液变蓝,说明淀粉未完全水解,C正确;
D.葡萄糖中的以及醛基均能被酸性高锰酸钾溶液氧化,无法因高锰酸钾溶液褪色就说葡萄糖中含有醛基,D错误;
故答案选C。
12. 已知四甲基氢氧化铵[(CH3)4NOH]常用作电子工业清洗剂,以四甲基氯化铵[(CH3)4NCl]为原料,采用电渗析法合成(CH3)4NOH,工作原理如图。下列说法错误的是
A. 光伏并网发电装置中N型半导体的电势比P型半导体低
B. a电极反应式为2(CH3)4N++2H2O+2e-=2(CH3)4NOH+H2↑
C. 制备91g四甲基氢氧化铵,两极共产生16.8L气体(标准状况下)
D. 若合成(CH3)4NOH的同时得到较大浓度的NaCl溶液,则c为阳离子交换膜,d、e均为阴离子交换膜
【答案】D
【解析】
【分析】由图可知,左侧装置为电解池,NaCl溶液浓度增大,则电渗析法合成[(CH3)4NOH]的装置中,Cl-通过d膜从左向右移动,Na+通过e膜从右向左移动,则b电极为阳极、与电源正极相接,a电极为阴极、与电源负极相接,即P型半导体为正极,N型半导体为负极,d膜为阴离子交换膜,(CH3)4N+通过c膜移向阴极生成,所以c、e均为阳离子交换膜,阳极反应式为4OH--4e-=O2↑+2H2O,阴极反应式为2(CH3)4N++2H2O+2e-=2(CH3)4NOH+H2↑。
【详解】A.根据分析,P型半导体为正极,N型半导体为负极,N型半导体的电势比P型半导体低,A正确;
B.a电极为阴极,阴极反应式为2(CH3)4N++2H2O+2e-=2(CH3)4NOH+H2↑,B正确;
C.91g(CH3)4NOH的物质的量为,阳极反应为4OH--4e-=O2↑+2H2O,阴极反应式为2(CH3)4N++2H2O+2e-=2(CH3)4NOH+H2↑,则1mol(CH3)4NOH参与反应时生成0.25molO2、0.5molH2,标准状况下总体积为(0.5mol+0.25mol)×22.4L/mol=16.8L,C正确;
D.由上述分析可知,图中c、e膜均为阳离子交换膜,d膜为阴离子交换膜,D错误;
故选D。
13. 298K时,用NaOH溶液分别滴定等物质的量浓度的HR、、三种溶液。pM[p表示负对数,M表示、、]随溶液pH变化的关系如图所示。已知:常温下,下列推断正确的是
A. ③代表滴定溶液的变化关系
B. 调节时,可将废水中完全沉淀
C. 滴定HR溶液至X点时,溶液中:
D. 经计算,能完全溶于HR溶液
【答案】C
【解析】
【分析】推出。同理推出。由于,即、两条线不可能相交,③为HR滴定曲线,而①、②分别为、滴定曲线。根据pH=4.1点推知。同理7.3点推得。由5.5点得出。
【详解】A.由分析知,③为HR的滴定曲线,A项错误;
B.时,则溶液中,溶液中的未完全沉淀,B项错误;
C.X点成分为NaR、NaOH,该溶液呈碱性,所以,C项正确;
D.,,该反应的K小,该反应很难发生,不能完全溶于HR溶液,D项错误;
故选C。
14. 甲酸分子在活性Pd催化剂表面脱氢的反应历程与能量变化如图所示。
下列说法正确的是
A. 升高温度,甲酸的平衡转化率增大
B. 在Pd催化剂表面键的解离速率比键的解离速率快
C. 键的键能约为
D. 若用代替,可得到
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据反应历程可知该反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,甲酸平衡转化率减小,A错误;
B.由图可知,Ⅰ到Ⅱ是键的解离,Ⅲ到Ⅳ是键的解离,Ⅲ到Ⅳ的活化能较小,键的解离速率更快,B错误;
C.Ⅳ到Ⅴ的能量变化包括H从催化剂表面脱离和形成键的能量变化,无法确定键的键能,C错误;
D.由图可知,HCOOH在Pd催化剂下,、键均发生断裂,最终生成H2和CO2,因此用DCOOH代替HCOOH,可得到,D正确;
故选D。
二、非选择题(本大题共4小题)
15. (名为亚硝酰氯,熔点为,沸点为)是有机物合成中的重要试剂,为红褐液体或黄色气体,遇水发生反应:,某学习小组在实验室用按如图装置制备,并测定其纯度。请回答下列问题:
(1)仪器a的名称是_____,a中反应的离子方程式为_____。
(2)实验时,先在三颈烧瓶内通入,待其中充满黄绿色气体时,再通入,这样做的目的是_____。
(3)从三颈烧瓶逸出的尾气先通入浓硫酸,再通入溶液吸收,需要先通入浓硫酸原因是_____。
(4) 与溶液反应的化学方程式为_____。(已知:)
(5)反应完成后,测量产物纯度:取三颈烧瓶中所得产物溶于水,配制成溶液,取出,用标准溶液测定至终点,消耗标准溶液的体积为。
已知:
银盐
性质
颜色
白
浅黄
白
砖红
白
溶解度
①可选用_____,作滴定指示剂,滴定终点的现象是_____。
②产物中纯度的计算式为_____。
【答案】(1) ①. 蒸馏烧瓶 ②.
(2)排尽装置内空气,避免与反应
(3)溶液中的水蒸气进入三颈烧瓶中会与反应,导致产品不纯
(4)
(5) ①. ②. 滴入最后一滴标准溶液,生成砖红色沉淀 ③.
【解析】
【分析】在实验室用Cl2和NO按题图装置制备NOCl,并测定其纯度;用A装置制取NO,因为硝酸具有挥发性,导致生成的NO中含有硝酸,故用B装置除去硝酸,用C装置干燥NO;用G装置制取氯气,因为浓盐酸具有挥发性,所以生成的氯气中含有HCl,且还含有水蒸气﹐用F装置中的饱和食盐水除去HCl,用E装置中的浓硫酸干燥氯气,NO和氯气通入D装置发生反应生成NOCl。
【小问1详解】
由图知仪器a的名称是蒸馏烧瓶;a中Cu和稀硝酸反应生成硝酸铜、NO和水﹐离子方程式为;
【小问2详解】
NO不稳定易被空气中的氧气氧化成二氧化氮,所以先通入氯气,排尽装置中的空气,防止NO和O2反应;
【小问3详解】
从三颈烧瓶中逸出的尾气不能直接通入NaOH溶液中﹐因为NOCl易水解﹐NaOH溶液中的水蒸气会进入三颈烧瓶与NOCl反应﹐导致产品不纯;
【小问4详解】
由,HCI和NaOH反应生成氯化钠和水,结合,可知NOCl和NaOH溶液反应的化学方程式为;
【小问5详解】
①根据滴定的原理,在本试验中,应该是先生成氯化银沉淀,然后是硝酸银和指示剂反应,通过题给的信息可以知道应该生成Ag2CrO4,即指示剂应该是易溶于水的铬酸盐,比如说铬酸钾,滴定终点的现象应该是,最后一滴硝酸银滴下时,生成砖红色沉淀,且半分钟不溶解。
②由题意可知250ml溶液中含有,根据Cl原子守恒得,,产物中NOCl的纯度为:,所以答案为:。
16. 以钒矿石为原料制备化工产品的一种工艺流程如下;
已知:i.“焙烧”后,固体中主要含有、、、;“酸浸”后,钒以形式存在。
ii.P204对四价钒具有高选择性,萃取而不萃取。
iii.多钒酸铵微溶于冷水,易溶于热水。
iv.该工艺条件下,溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示:
金属离子
开始沉淀pH
1.9
7.0
11.9
8.1
完全沉淀pH
3.2
9.0
13.9
10.1
回答下列问题:
(1)基态Fe的价电子排布式为________。
(2)“还原中和”时,还原步骤中参与反应的离子方程式为________。
(3)钒的浸出率与焙烧温度、硫酸加入量的关系如图1、图2所示。指出适宜的工艺条件为________。使用冰水洗涤多钒酸铵的目的是________。
(4)流程中可循环使用的物质有________。
(5)萃取后的“水相”中含有丰富的金属资源,经三道工序可回收溶液。请根据题给信息,参照上述工艺流程,选用括号中所给试剂,将下列工艺流程剩余两步工序补充完整____(、稀、MnO、、)。
(6)已知常温下、的分别为、,若上述水相“沉钙”后,理论上不超过________。
【答案】(1)3d64s2
(2)
(3) ①. 温度:820℃左右(800℃~830℃之间均可);硫酸加入量:6%(6%~6.5%之间均可) ②. 降低多钒酸铵的溶解度,减少损失
(4)有机溶剂P204、(或氨水)
(5) (6)2.5
【解析】
【分析】钒矿石经破碎、焙烧后,固体中主要含有、、、,加稀硫酸酸浸,钙离子转化为CaSO4经过滤除去,滤液中钒以形式存在,加氨水和铁粉进行中和还原,该工序pH低于7.0,铁将还原为,发生反应 ,且溶液中铁离子和铁反应生成亚铁离子,所得溶液经有机溶剂P204萃取、亚铁离子等进入水相,反萃取后,进入水相,加NaClO3氧化将其转化为,加氨水沉钒,生成的多钒酸氨煅烧生成V2O5;
【小问1详解】
基态Fe的价电子排布式为3d64s2。
【小问2详解】
据分析,“还原中和”时,还原步骤中参与反应的离子方程式为。
【小问3详解】
结合图1、2可知,适宜的工艺条件为温度:820℃左右,硫酸加入量:6%(6%~6.5%之间均可),此时钒的浸出率最高;根据信息ⅲ,洗涤多钒酸铵时要用冰水洗涤的目的是:降低多钒酸铵的溶解度,减少溶解损失。
【小问4详解】
循环使用的物质具有“既消耗,又生成”的特点,根据流程图可发现有机溶剂P204具有该特点;分析“煅烧”反应:,可知(或氨水)在流程中也可循环使用。
【小问5详解】
“萃取”分离后,所得“水相”中的金属离子有、和少量的,欲得到溶液,需除去杂质、,第一道工序已经除去,说明后续工序应除去。又结合各金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH,可知需将氧化为。为了不引入杂质离子,氧化剂可选择溶液,再调溶液的pH,使转变成沉淀。为了不引入杂质离子,利用MnO调pH,所以完整的流程图为:
,故答案为:。
【小问6详解】
已知常温下、的分别为、,若上述水相“沉钙”后,根据,沉钙但锰离子不沉淀,则理论上不超过。
17. 汽车等交通工具给生活带来便利。然而,未经处理的燃油车排放的尾气中含有大量的有害物质,会对人体健康和环境产生危害,因此人们常利用CO、尿素、烃类物质(用HC表示)在合适的条件下还原消除氮的氧化物(NOx)。
(1)已知25 ℃、101 kPa时:
①N2(g)+O2(g)= 2NO(g) ΔH=+180.5 kJ·mol-1
②CO的燃烧热为283 kJ·mol-1
则反应③:2NO(g)+2CO(g)= N2(g)+2CO2(g) ΔH=______kJ·mol-1。该反应的ΔS约为-200 J·mol-1·K-1,又知汽车尾气的温度一般在500~1 000 K之间,试通过计算说明在此条件下反应③能否自发进行(假定ΔH与ΔS随温度的变化可忽略不计):______。
(2)保持温度和压强恒定,在密闭容器中发生反应③,下列叙述不能说明反应③达到平衡状态的是______(填序号)。
A. v正(NO)=v逆(N2)
B. 混合气体中,N2的体积分数不再变化
C. 混合气体的平均摩尔质量不再变化
D. 混合气体的密度不再变化
(3)不同温度下,反应③的平衡常数K与温度T的关系如图所示,据此判断提高汽车尾气中NO转化效率最关键的措施是______。
(4)目前最常用的汽车尾气处理装置是“三元催化转化器”。某研究小组实验中发现汽车尾气中NOx转化效率以及CO与HC的转化效率与空燃比(空气与燃油气的质量比)的变化关系如图所示。当空燃比超过14.7时,NOx转化效率明显降低的原因是______。
(5)选择性催化还原技术(SCR)是针对汽车尾气中NOx的一项处理工艺,即在催化剂的作用下,加入还原剂氨气或尿素,把尾气中的NOx还原成N2和H2O。工作原理如图:
①写出反应器中NH3还原NO2的化学方程式:______。
②工业上利用NH3与CO2在一定条件下反应制备尿素:2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(l)+H2O(g)。保持200 ℃、15 MPa的条件,在合成塔中按物质的量之比为3∶1充入NH3与CO2,达到平衡时,CO2的转化率为50%,则此温度下,该反应的压强平衡常数Kp=______MPa-2(用平衡分压代替平衡浓度计算,气体的分压等于总压与气体物质的量分数之积)。
【答案】(1) ①. -746.5 ②. 由ΔG=ΔH-TΔS<0时反应能自发进行可知,当T<=3 732.5 K时反应③可自发进行,因此反应③在500~1 000 K时能自发进行 (2)A
(3)提高化学反应速率(或选用高效催化剂等其他合理答案)
(4)空燃比超过14.7时,CO与烃类物质主要与O2发生反应
(5) ①. 8NH3+6NO27N2+12H2O ②. 0.01
【解析】
【小问1详解】
由题意可知,①N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH=+180.5 kJ·mol-1、②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH=-566 kJ·mol-1,反应②-反应①可得反应③:2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g) ΔH=-746.5 kJ·mol-1;由ΔG=ΔH-TΔS<0时反应能自发进行可知,当T<=3 732.5 K时反应③可自发进行,因此反应③在500~1 000 K时能自发进行。
【小问2详解】
A.由反应③化学方程式可知,v正(NO)=2v逆(N2)时才能说明正、逆反应速率相等,反应达到平衡状态,v正(NO)=v逆(N2)时反应没有达到平衡状态,A符合题意;
B.反应③的正反应为气体总分子数减小的反应,故当N2的体积分数不再变化时,能说明反应达到平衡状态,B不符合题意;
C.反应③进行的过程中,气体的总质量不变,总物质的量改变,故气体的平均摩尔质量改变,当混合气体的平均摩尔质量不再改变时,能说明反应达到平衡状态,C不符合题意;
D.气体的总质量不变,温度和压强恒定,随着反应的进行,气体的总体积不断减小,故混合气体的密度不断增大,当混合气体的密度不再变化时,能说明反应达到平衡状态,D不符合题意;
选A。
【小问3详解】
由图甲可知,反应③的平衡常数在500~1 000 K时远大于105,因此从热力学角度可知反应正向进行的程度很大;若想提高反应的转化效率,则需从动力学角度考虑,即加快化学反应的速率。
【小问4详解】
CO与HC除了可被NOx氧化外,还可被空气中的O2氧化,当空燃比过高时,CO与HC会与O2反应,降低了NOx的转化效率。
【小问5详解】
①氨气还原二氧化氮生成氮气和H2O,反应的化学方程式为8NH3+6NO27N2+12H2O;
②假设起始通入3 mol NH3与1 mol CO2,平衡时CO2的转化率为50%,则平衡时消耗0.5 mol CO2,可得三段式:,平衡时混合气体总物质的量为3mol,Kp==0.01 MPa-2.。
18. 二氧化氯是一种高效消毒剂,通常状况下二氧化氯易溶于水,沸点为11.0℃,极易爆炸,制取和使用二氧化氯时要用性质稳定的气体按一定比例稀释,以防爆炸。某实验小组在干燥空气稀释条件下,用干燥的氯气与固体亚氯酸钠制备二氧化氯,实验装置如图所示:
(1)仪器a的名称为__,装置A中反应的化学方程式为__。
(2)试剂X是__。
(3)装置D中冰水的主要作用是__。装置D内发生反应的化学方程式为__。
(4)工业上也常用盐酸或双氧水还原NaClO3制备ClO2,相比之下用双氧水制备ClO2方法更优,可能的原因是__。
(5)装置E中主要反应的离子方程式为:__。
(6)已知NaClO2饱和溶液在温度低于38℃时析出的晶体是NaClO2·3H2O,高于38℃时析出晶体是NaClO2,高于60℃时NaClO2分解成NaClO3和NaCl。
①请完成实验室利用NaClO2溶液制得NaClO2晶体的操作步骤:a.减压,55℃蒸发结晶;b.__;c.用38~60℃的温水洗涤;d.低于60℃干燥,得到产品。
②取上述所得产品2.50g溶于水配成250mL溶液,取出25.00mL溶液于锥形瓶中,再加入足量酸化的KI溶液,充分反应后(NaClO2被还原为Cl-,杂质不参加反应),加入2~3滴淀粉溶液,用0.500mol·L-1Na2S2O3标准液滴定至终点。进行3次实验后,平均用去标准液18.80mL,试计算NaClO2产品的纯度:__(已知:2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI)。
【答案】 ①. 分液漏斗 ②. MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O ③. 饱和食盐水 ④. 冷凝ClO2 ⑤. 2NaClO2+Cl2=2NaCl+2ClO2 ⑥. H2O2的氧化产物为O2不会污染环境(或HCl的氧化产物为Cl2会污染环境) ⑦. Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O ⑧. 趁热过滤 ⑨. 85.07%(或“0.8507”等)
【解析】
【分析】(1)装置A是制取氯气用的,要注意反应条件,其中浓盐酸通过分液漏斗滴加;
(2)试剂X用于去除Cl2中的HCl气体,据此选择试剂;
(3)装置B的目的可从信息“沸点为11.0℃,极易爆炸”来推知,写装置D中用干燥的氯气与固体亚氯酸钠反应制备二氧化氯方程式,注意氧化还原中同种元素的价态变化;
(4)相比之下用双氧水制备ClO2方法更优,从是否环境友好型来分析;
(5)装置E是氢氧化钠溶液吸收多余氯气的反应;
(6)①利用NaClO2溶液制得NaClO2晶体最关键是控制结晶的温度:高于38℃低于60℃;
②要计算NaClO2产品的纯度:最关键找到Na2S2O3 和NaClO2的关系式,代入数据计算即可;
【详解】(1)装置A是MnO2和浓HCl在共热条件下发生反应制取氯气用的,其中浓盐酸通过分液漏斗滴加;
答案为:分液漏斗; MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O;
(2)试剂X用于去除Cl2中的HCl气体,所以选择饱和食盐水;
答案为:饱和食盐水;
(3)装置B的目的是为防止气态ClO2爆炸,利用冰水浴降温,使ClO2冷凝;装置D中用干燥的氯气与固体亚氯酸钠反应得到二氧化氯,并同时生成NaCl,发生反应的化学方程式为2NaClO2+Cl2=2NaCl+2ClO2;
答案为:冷凝ClO2;2NaClO2+Cl2=2NaCl+2ClO2;
(4)相比之下用双氧水制备ClO2方法更优,因为H2O2的氧化产物为O2不会污染环境(或HCl的氧化产物为Cl2会污染环境);
答案为:H2O2的氧化产物为O2不会污染环境(或HCl的氧化产物为Cl2会污染环境);
(5)装置E是氢氧化钠溶液吸收多余氯气的反应,离子方程式为Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O;
答案为:Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O
(6)①利用NaClO2溶液制得NaClO2晶体最关键是控制结晶的温度:高于38℃低于60℃;故操作为将装置D反应后的溶液在55℃条件下减压蒸发结晶,趁热过滤,再用38℃~60℃的温水洗涤,最后在低于60℃条件下干燥,得到NaClO2晶体;
故答案为:趁热过滤;
②要计算NaClO2产品的纯度:最关键找到Na2S2O3 和NaClO2的关系式,代入数据计算即可;
=85.07%;
答案为:85.07%或0.8507。
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遵义航天高级中学2025-2026学年高三上学期10月检测
化学试题
一、选择题(本大题共14小题)
1. 2022年2月4日在北京开幕的第22届冬奥会,科技部提出了“科技冬奥”理念,并重点着力于此次冬奥会的科技支撑保障工作。下列说法正确的是
A. 北京冬奥会上利用二氧化碳的化学性质实现跨临界制冷,其与传统制冷剂氟利昂相比更加环保
B. 冬奥场馆大面积使用碲化镉光伏发电玻璃,该玻璃将化学能转化为电能为冬奥场馆供电
C. 冬奥会使用聚乳酸材料餐具,该材料稳定,不易降解
D. 火炬“飞扬”采用氢气作为燃料,并在出火口格栅喷涂碱金属,目的是利用焰色反应让火焰可视化
2. 下列化学用语使用正确的是
A. SiO2的结构式:O-Si=O
B. H2O2的电子式:
C. BaSO4的电离方程式:BaSO4=+Ba2+
D. 12C与14C互为同素异形体
3. 用溶质质量分数为98%的浓硫酸()配制稀硫酸,下列操作正确的是
A. 将蒸馏水缓慢注入盛有一定量浓硫酸烧杯中,并不断搅拌至冷却
B. 必须的定量仪器有250mL容量瓶和托盘天平
C. 量取浓硫酸的体积为25.0mL
D. 先在容量瓶中加入适量水,将量好的浓硫酸注入容量瓶,加水定容
4. 下列各组离子在给定溶液中能大量共存的是
A. 溶液:、、、
B. 盐酸溶液:、、、、
C. 溶液:、、、
D 溶液:、、、
5. 根据下列实验事实能得出相应结论的是
选项
实验事实
结论
A
向0.1 mol·L 溶液中滴加双氧水,溶液褪色
具有漂白性
B
分别加热和固体,试管内壁均有水珠
两种物质均受热分解
C
向水中滴加2滴溶液,呈棕黄色;煮沸,溶液变红褐色
升温能促进水解
D
向0.1 mol·L 溶液中滴加等浓度的醋酸溶液,无明显现象
酸性:
A. A B. B C. C D. D
6. 南开大学元素有机化学国家重点实验室的周其林院士课题组于2020年1月因《高效手性螺环催化剂的发现》获得国家自然科学一等奖,下面为三种简单碳螺环化合物,相关的说法正确的是(不考虑对映异构体)
A. 上述化合物m,n中所有碳原子处于同一平面
B. 化合物m的一氯代物有2种
C. 化合物n与3—甲基—1—庚烯互同分异构体
D. 化合物的名称为螺[5,4]壬烷
7. 已知反应:,为阿伏加德罗常数的值,若生成4.48L(标准状况),下列说法错误的是
A. 转移电子数为 B. 生成的HF体积为17.92L(标准状况)
C. 生成的还原产物分子数为 D. 消耗中断裂的共价键数目为
8. 人体血液中存在和等缓冲对。常温下,水溶液中各缓冲对微粒浓度之比的对数值lgx[x表示或]与pH的关系如图所示。依据图示信息判断,下列说法正确的是
A. 的数量级为10-7
B. 曲线ⅠⅠ表示与pH的关系
C. a→b的过程中,水的电离程度减小
D. 当pH增大时,逐渐减小
9. 某物质的结构简式如图所示,X、Y、Z、W为原子序数依次增大的四种短周期主族元素,Z是同周期原子半径最小的原子,W的原子序数等于X与Z的原子序数之和。下列说法正确的是
A. Z的单质能与水发生置换反应
B. W的最高价含氧酸是一种强酸
C. 简单离子的半径:Z>Y
D. 最简单氢化物的稳定性:X>Y>Z
10. 在25 ℃,101 kPa时,H2与O2化合生成1 mol液态水时放热285.8 kJ,下列热化学方程式的书写,正确的是
A.
B.
C.
D.
11. 下列有关实验操作、现象均正确且能得出相应结论的是
选项
实验操作
现象
结论
A
向与过量浓硫酸反应后的混合溶液中加入蒸馏水
溶液变蓝
溶液中有生成
B
将过量的粉加入稀硝酸中,充分反应后滴入溶液
溶液变红
被氧化为
C
向淀粉溶液中加入稀硫酸,加热,冷却后再加入碘水
溶液变蓝
淀粉未完全水解
D
将某葡萄糖样品溶液与适量酸性高锰酸钾溶液混合,振荡
紫红色褪去
葡萄糖含有醛基
A. A B. B C. C D. D
12. 已知四甲基氢氧化铵[(CH3)4NOH]常用作电子工业清洗剂,以四甲基氯化铵[(CH3)4NCl]为原料,采用电渗析法合成(CH3)4NOH,工作原理如图。下列说法错误的是
A. 光伏并网发电装置中N型半导体的电势比P型半导体低
B. a电极反应式为2(CH3)4N++2H2O+2e-=2(CH3)4NOH+H2↑
C. 制备91g四甲基氢氧化铵,两极共产生16.8L气体(标准状况下)
D. 若合成(CH3)4NOH的同时得到较大浓度的NaCl溶液,则c为阳离子交换膜,d、e均为阴离子交换膜
13. 298K时,用NaOH溶液分别滴定等物质的量浓度的HR、、三种溶液。pM[p表示负对数,M表示、、]随溶液pH变化的关系如图所示。已知:常温下,下列推断正确的是
A. ③代表滴定溶液的变化关系
B. 调节时,可将废水中完全沉淀
C. 滴定HR溶液至X点时,溶液中:
D. 经计算,能完全溶于HR溶液
14. 甲酸分子在活性Pd催化剂表面脱氢的反应历程与能量变化如图所示。
下列说法正确的是
A. 升高温度,甲酸的平衡转化率增大
B. 在Pd催化剂表面键的解离速率比键的解离速率快
C. 键的键能约为
D. 若用代替,可得到
二、非选择题(本大题共4小题)
15. (名为亚硝酰氯,熔点为,沸点为)是有机物合成中的重要试剂,为红褐液体或黄色气体,遇水发生反应:,某学习小组在实验室用按如图装置制备,并测定其纯度。请回答下列问题:
(1)仪器a的名称是_____,a中反应的离子方程式为_____。
(2)实验时,先在三颈烧瓶内通入,待其中充满黄绿色气体时,再通入,这样做的目的是_____。
(3)从三颈烧瓶逸出的尾气先通入浓硫酸,再通入溶液吸收,需要先通入浓硫酸原因是_____。
(4) 与溶液反应的化学方程式为_____。(已知:)
(5)反应完成后,测量产物纯度:取三颈烧瓶中所得产物溶于水,配制成溶液,取出,用标准溶液测定至终点,消耗标准溶液的体积为。
已知:
银盐
性质
颜色
白
浅黄
白
砖红
白
溶解度
①可选用_____,作滴定指示剂,滴定终点的现象是_____。
②产物中纯度的计算式为_____。
16. 以钒矿石为原料制备化工产品的一种工艺流程如下;
已知:i.“焙烧”后,固体中主要含有、、、;“酸浸”后,钒以形式存在。
ii.P204对四价钒具有高选择性,萃取而不萃取。
iii.多钒酸铵微溶于冷水,易溶于热水。
iv.该工艺条件下,溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示:
金属离子
开始沉淀pH
1.9
7.0
11.9
8.1
完全沉淀pH
3.2
9.0
13.9
10.1
回答下列问题:
(1)基态Fe的价电子排布式为________。
(2)“还原中和”时,还原步骤中参与反应的离子方程式为________。
(3)钒的浸出率与焙烧温度、硫酸加入量的关系如图1、图2所示。指出适宜的工艺条件为________。使用冰水洗涤多钒酸铵的目的是________。
(4)流程中可循环使用的物质有________。
(5)萃取后的“水相”中含有丰富的金属资源,经三道工序可回收溶液。请根据题给信息,参照上述工艺流程,选用括号中所给试剂,将下列工艺流程剩余两步工序补充完整____(、稀、MnO、、)。
(6)已知常温下、的分别为、,若上述水相“沉钙”后,理论上不超过________。
17. 汽车等交通工具给生活带来便利。然而,未经处理的燃油车排放的尾气中含有大量的有害物质,会对人体健康和环境产生危害,因此人们常利用CO、尿素、烃类物质(用HC表示)在合适的条件下还原消除氮的氧化物(NOx)。
(1)已知25 ℃、101 kPa时:
①N2(g)+O2(g)= 2NO(g) ΔH=+180.5 kJ·mol-1
②CO的燃烧热为283 kJ·mol-1
则反应③:2NO(g)+2CO(g)= N2(g)+2CO2(g) ΔH=______kJ·mol-1。该反应的ΔS约为-200 J·mol-1·K-1,又知汽车尾气的温度一般在500~1 000 K之间,试通过计算说明在此条件下反应③能否自发进行(假定ΔH与ΔS随温度的变化可忽略不计):______。
(2)保持温度和压强恒定,在密闭容器中发生反应③,下列叙述不能说明反应③达到平衡状态的是______(填序号)。
A. v正(NO)=v逆(N2)
B. 混合气体中,N2的体积分数不再变化
C. 混合气体的平均摩尔质量不再变化
D. 混合气体的密度不再变化
(3)不同温度下,反应③的平衡常数K与温度T的关系如图所示,据此判断提高汽车尾气中NO转化效率最关键的措施是______。
(4)目前最常用的汽车尾气处理装置是“三元催化转化器”。某研究小组实验中发现汽车尾气中NOx转化效率以及CO与HC的转化效率与空燃比(空气与燃油气的质量比)的变化关系如图所示。当空燃比超过14.7时,NOx转化效率明显降低的原因是______。
(5)选择性催化还原技术(SCR)是针对汽车尾气中NOx的一项处理工艺,即在催化剂的作用下,加入还原剂氨气或尿素,把尾气中的NOx还原成N2和H2O。工作原理如图:
①写出反应器中NH3还原NO2的化学方程式:______。
②工业上利用NH3与CO2在一定条件下反应制备尿素:2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(l)+H2O(g)。保持200 ℃、15 MPa条件,在合成塔中按物质的量之比为3∶1充入NH3与CO2,达到平衡时,CO2的转化率为50%,则此温度下,该反应的压强平衡常数Kp=______MPa-2(用平衡分压代替平衡浓度计算,气体的分压等于总压与气体物质的量分数之积)。
18. 二氧化氯是一种高效消毒剂,通常状况下二氧化氯易溶于水,沸点为11.0℃,极易爆炸,制取和使用二氧化氯时要用性质稳定的气体按一定比例稀释,以防爆炸。某实验小组在干燥空气稀释条件下,用干燥的氯气与固体亚氯酸钠制备二氧化氯,实验装置如图所示:
(1)仪器a的名称为__,装置A中反应的化学方程式为__。
(2)试剂X是__。
(3)装置D中冰水的主要作用是__。装置D内发生反应的化学方程式为__。
(4)工业上也常用盐酸或双氧水还原NaClO3制备ClO2,相比之下用双氧水制备ClO2方法更优,可能的原因是__。
(5)装置E中主要反应的离子方程式为:__。
(6)已知NaClO2饱和溶液在温度低于38℃时析出的晶体是NaClO2·3H2O,高于38℃时析出晶体是NaClO2,高于60℃时NaClO2分解成NaClO3和NaCl。
①请完成实验室利用NaClO2溶液制得NaClO2晶体的操作步骤:a.减压,55℃蒸发结晶;b.__;c.用38~60℃的温水洗涤;d.低于60℃干燥,得到产品。
②取上述所得产品2.50g溶于水配成250mL溶液,取出25.00mL溶液于锥形瓶中,再加入足量酸化的KI溶液,充分反应后(NaClO2被还原为Cl-,杂质不参加反应),加入2~3滴淀粉溶液,用0.500mol·L-1Na2S2O3标准液滴定至终点。进行3次实验后,平均用去标准液18.80mL,试计算NaClO2产品的纯度:__(已知:2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI)。
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