内容正文:
龙岩市2024~2025学年第一学期期末高二教学质量检查
化学试题
(考试时间:75分钟 满分:100分)
注意:1.请将答案填写在答题卡上
2.可能用到的相对原子质量:H-1 O-16 Na-23 Cl-35.5 Pb-207
第Ⅰ卷(选择题 共40分)
一、选择题(本题共10小题,每小题4分,共40分,每小题只有一个选项符合题意)
1. 化学与生活密切相关。下列说法错误的是
A. 冰在室温下能自动融化成水,熵增加起了重要作用
B. 铝离子能水解生成氢氧化铝胶体,所以明矾可用作净水剂和消毒剂
C. 电热水器内胆连接镁棒防止腐蚀,属于牺牲阳极法
D. 高压氧舱中治疗CO中毒的原理是增大氧气浓度,降低CO浓度,促进分解
【答案】B
【解析】
【详解】A.熵增原理指出,自发过程往往向混乱度增大的方向进行。冰→水的相变符合此规律,A正确;
B.明矾净水依赖水解生成的胶体吸附杂质,但胶体吸附属于物理净化,不具备化学消毒作用,消毒需破坏病原体结构,因此“消毒剂”说法错误,故B错误;
C.镁棒作为阳极牺牲材料,通过电化学腐蚀保护作阴极的内胆,属于牺牲阳极法,C正确;
D.CO中毒是因CO与血红蛋白(Hb)的结合能力远强于O2,形成稳定的Hb(CO)。根据化学平衡移动原理,高压氧舱通过增大吸入气中O2的浓度,可以促使平衡 Hb(CO) + O2 ⇌ Hb(O2) + CO 向右移动,使Hb(CO)分解,释放出的CO随呼吸排出体外,从而降低血液中CO的浓度。该选项的表述正确,D正确;
故答案选B。
2. 下列事实不能用勒夏特列原理解释的是
A. 用热的纯碱溶液去油污
B. 氯水中加入几滴溶液后,溶液颜色变浅
C. 合成氨生产选择铁做催化剂,反应温度控制在700 K左右
D. 选取适宜的温度,利用反应为制取金属钾
【答案】C
【解析】
【详解】A. 用热的纯碱溶液去油污涉及碳酸钠水解平衡(),加热使平衡正向移动(吸热反应),浓度增大,去污效果增强,能用勒夏特列原理解释,A不符合题意;
B. 氯水中加入后,与反应生成沉淀,降低浓度,使平衡正向移动,消耗导致颜色变浅,能用勒夏特列原理解释,B不符合题意;
C. 合成氨反应()为放热反应,但选择铁催化剂和700 K温度是为了提高反应速率,而非改变平衡位置(勒夏特列原理仅涉及平衡移动,不涉及催化剂或速率),不能用勒夏特列原理解释,C符合题意;
D. 制取钾的反应()通过温度控制使挥发,减少生成物浓度,平衡正向移动,能用勒夏特列原理解释,D不符合题意;
故答案选C。
3. 下列实验装置中进行的相关实验或操作能达到目的的是
A. 装置甲:证明醋酸是弱电解质
B. 装置乙:在铁制钥匙上镀铜
C. 装置丙:探究压强对化学平衡的影响
D. 装置丁:先从a通,再从b通入,可制得少量固体
【答案】A
【解析】
【详解】A.0.1 mol/L 盐酸(强电解质)导电能力强,灯泡亮;0.1 mol/L 醋酸(弱电解质)电离程度小,离子浓度低,导电能力弱,灯泡较暗。通过对比可证明醋酸是弱电解质,能达到目的,A符合题意;
B.电镀时,镀层金属(铜)应作阳极,待镀金属(铁制钥匙)作阴极,但装置中铜片为阴极、钥匙为阳极,电极连接错误,不能达到目的,B不符合题意;
C.反应,是气体分子数不变的反应,改变压强,平衡不移动,无法探究压强对该平衡的影响,不能达到目的,C不符合题意;
D.在水中溶解度小,溶解度大,应先通入使溶液呈碱性,再通入才能提高的产率;氨气极易溶于水,应先从a通,再从b通入,该装置不能达到目的,D不符合题意;
故选A。
4. 常温下,体积相同的NaOH和两种溶液中,若,下列叙述错误的是
A. 两种溶液中水的电离程度不同
B. 两种溶液的pH相等
C. 与HCl完全中和时,所消耗的HCl多
D. 分别用水稀释相同倍数后,
【答案】A
【解析】
【分析】NaOH是强电解质,在溶液中完全电离,NH3·H2O是弱电解质,在溶液中部分电离。在其他条件相同时,溶液中水的电离程度及其pH值都和[OH-](或[H+])有关。若c(Na+) = c(),则因为两溶液体积相同且NH3·H2O是部分电离,所以,NH3·H2O的物质的量要更大。稀释会促进弱电解质的电离。
【详解】A.两种溶液中[OH-]相等,均为c,因此[H+]相同,水的电离程度相同,A错误;
B.两种溶液中[OH-]相等,均为c,因此pH相等,B正确;
C.NaOH总物质的量为cV,NH3·H2O总浓度大于c,总物质的量大于cV,完全中和时消耗HCl更多,C正确;
D.稀释相同倍数后,n(Na+)保持cV不变,而NH3·H2O溶液中的电离度增大,n()增大至大于cV,故n(Na⁺) < n(),D正确;
故答案选A。
5. 某化学小组为了研究外界条件对化学反应速率的影响,进行了以下实验:
实验编号
室温下,试管中所加试剂及其用量/mL
室温下溶液颜色褪至无色时所需时间/min
溶液
溶液
稀硫酸
①
2.0
2.0
1.0
1.0
4.1
②
3.0
1.0
1.0
1.0
3.7
以下说法正确的是
A. 实验①中
B. 依据上述数据无法求得该反应的速率方程
C. 保持草酸溶液体积不变,改变溶液浓度也能达到探究目的
D. 其他条件不变,用溶液实验,也可以实现探究目的
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据转移电子守恒可知5H2C2O4~2KMnO4,实验①中,加入的草酸与高锰酸钾的物质的量之比为10:1,则草酸过量,褪色时没有反应完全,应根据高锰酸钾的物质的量计算速率,该时间段内∆c(KMnO4)=,所以v(KMnO4)==mol·L-1·min-1,根据反应方程式可知v(H2C2O4)=v(KMnO4)=mol·L-1·min-1,A错误;
B.实验数据只有两组,且仅改变了草酸浓度,高锰酸钾浓度和氢离子浓度均保持不变,无法确定反应级数和完整的速率方程,B正确;
C.高锰酸钾浓度不同,溶液颜色深浅自然不同,那么褪色时间也不同,无法通过改变溶液浓度探究浓度对反应速率的影响,C错误;
D. ,而完全反应需 ,实际 ,草酸不足,KMnO4 不能完全消耗,溶液不褪色,无法测量速率,D错误;
故答案选B。
6. 氢气与氧气反应主要历程如下图所示,在700℃或催化剂存在的条件下反应瞬间就能完成。下列说法错误的是
A. 存在未成对电子,因而反应活性很强
B. 第一步反应的活化能与的键能相等
C. 常温下总反应的平衡常数比700℃时更大
D. 使用催化剂不能降低的键能,但可以加快反应速率
【答案】B
【解析】
【详解】A. ⋅OH含有一个未成对电子,这种结构使其具有高反应活性,A正确;
B. 活化能:分子发生有效碰撞的最低能量,键能:1mol化学键断裂所需能量或形成1mol化学键放出的能量,二者不相等,B错误;
C. 总反应为放热反应,平衡常数K随温度升高而减小,因此常温下K更大,C正确;
D. 催化剂通过降低反应活化能加快反应速率,但不改变H2的键能,键能是物质本身的性质,D正确;
故选B。
7. 研究人员研制出一种超常性能铝离子电池。该电池以金属铝和石墨为电极,用和有机阳离子构成的电解质溶液作为离子导体,其放电工作原理如图所示。下列说法正确的是
A. 充电时,向铝电极方向移动
B. 充电时,铝电极上发生氧化反应
C. 放电时,电子由石墨电极经用电器流向铝电极
D. 放电时,正极的电极反应为
【答案】D
【解析】
【分析】充电时,该装置为电解池装置,放电时,该装置为原电池装置;根据其放电工作原理如图,可知铝电极为负极,石墨电极为正极,充电时,铝电极为电解池的阴极,石墨电极为阳极;
【详解】A.充电时,该装置为电解池装置,为阴离子,往阳极移动,应该移向石墨电极,故A错误;
B.充电时,该装置为电解池装置,铝电极为阴极,阴极得电子发生还原反应,故B错误;
C.放电时,该装置为原电池装置,铝电极为负极,石墨电极为正极,电子由铝电极经用电器流向石墨电极,故C错误;
D.放电时,该装置为原电池装置,正极的电极为石墨电极,结合图示可知电极反应为,故D正确;
故答案选D。
8. 电解法制取用途广泛的,同时获得:,工作原理如图1所示。装置通电后,铁电极附近生成紫红色的,镍电极有气泡产生。若氢氧化钠溶液浓度过高,铁电极区会产生红褐色物质。已知:只在强碱性条件下稳定,易被还原。下列说法错误的是
A. 电解一段时间后,阳极室的降低
B. 阴极电极反应式为:
C. 随初始的变化如图2,M、N两点转移的电子数相同
D. 电解过程中,须将阴极产生的气体及时排出,防止与反应使产率降低
【答案】C
【解析】
【分析】依据题意,电解的总反应为:,装置通电后,铁电极附近生成紫红色的,镍电极有气泡产生,则阳极电极反应式为:;阴极电极反应式为:;据此作答。
【详解】A.依据阳极电极反应式为:,阳极室消耗氢氧根离子,使氢氧根浓度降低,A正确;
B.依据分析,阴极电极反应式为:,B正确;
C.M点c(Na2FeO4)没有达到最高值,阳极发生的主要反应为:;结合已知信息“若氢氧化钠溶液浓度过高,铁电极区会产生红褐色物质”,则N点铁电极上发生的主要反应为:;即M、N两点转移的电子数不同,C错误;
D.结合题目信息“Na2FeO4易被氢气还原”可知,制备Na2FeO4时不能与阴极产生的氢气接触,需及时排出H2,D正确;
故答案选C。
9. 25℃下,三种硫化物的沉淀溶解平衡曲线如图所示,
已知:曲线b表示,的,,、的分别为、,(、、),。下列说法错误的是
A. 曲线a表示
B.
C. 和的悬浊液中
D. 将浓度均为的溶液和溶液等体积混合,无沉淀产生
【答案】C
【解析】
【详解】A.MnS和CuS的分别为和,越大,当金属离子浓度相等时,越小,则曲线a表示MnS,A正确;
B.根据题干信息,曲线b表示ZnS,当时,锌离子浓度为1 mol·L−1,则,B正确;
C.根据溶度积常数表达式可知含MnS和CuS的悬浊液中:,故,C错误;
D.将浓度均为0.001 mol·L−1的MnSO4溶液和H2S溶液等体积混合,锰离子浓度变为0.0005 mol·L−1,由于H2S的第一步电离程度远大于第二步电离程度,则溶液中氢离子浓度近似等于HS-浓度,所以根据第二步电离平衡常数表达式可知溶液中硫离子浓度近似等于7.1×10-13mol/L,则溶液中c(Mn2+)×c(S2−)=3.55×10-16<1.7×10-15,所以没有沉淀产生,D正确;
故选C。
10. 常温下,用浓度为的NaOH标准溶液滴定浓度均为的HCl和的混合溶液,滴定过程中溶液的pH随的变化曲线如图所示。下列说法错误的是
A. 约为
B. 点b溶液中:
C. a、b、c、d四点溶液中,水的电离程度最大的是点c
D. 点c溶液中:
【答案】D
【解析】
【分析】NaOH溶液与HCl、CH3COOH混合溶液反应时,先与盐酸(强酸)反应,再与醋酸(弱酸)反应;由滴定曲线可知,a点时NaOH溶液和HCl恰好完全反应生成NaCl和水,CH3COOH未发生反应,溶质成分为NaCl和CH3COOH;b点时NaOH溶液反应掉一半的CH3COOH,溶质成分为NaCl、CH3COOH和 CH3COONa;c点时NaOH溶液与CH3COOH恰好完全反应,溶质成分为NaCl、CH3COONa;d点时NaOH过量,溶质成分为NaCl、CH3COONa和NaOH;据此作答。
【详解】A.依据分析,a点时溶质成分为NaCl和CH3COOH,c(CH3COOH)=0.0100 mol/L,c(H+)=10-3.38 mol/L≈ c(CH3COO-),则,A正确;
B.依据分析,b点溶质成分为NaCl、CH3COOH和 CH3COONa,浓度比为2:1:1;依据图像,此时溶液呈酸性,则CH3COOH的电离程度大于 CH3COO-的水解程度,即,B正确;
C.酸、碱电离抑制水的电离,可水解的盐促进水的电离;a点醋酸未反应抑制水的电离;b点CH3COOH的电离程度大于 CH3COO-的水解程度,抑制水的电离;c点溶质成分为NaCl、CH3COONa,CH3COO-水解促进水的电离;d点NaOH过量抑制水的电离;则水的电离程度最大的是点c,C正确;
D.c点溶质成分为NaCl、CH3COONa,根据物料守恒有:,整理得:;D错误;
故答案选D。
第Ⅱ卷(非选择题,共4大题,60分)
二、非选择题(本题共4小题,共60分)
11. 某科研小组以废弃催化剂(含、、、、等)为原料,按下列流程回收晶体,回答下列问题。
已知:①一些难溶电解质的溶度积常数如下表:
难溶电解质
②与水反应可生成两种酸性气体。
(1)滤渣1的主要成分是S和________(写化学式),生成S的离子方程式为________。
(2)若用代替,试剂X的用量会________(填“增加”“减少”或“不变”),原因是________。
(3)“氧化”后测得溶液中和的浓度分别为、和,“调pH”时的范围为________(忽略溶液体积的变化,溶液中离子的浓度小于可认为已除尽)。
(4)“沉镍”后滤液中的阳离子主要有________。
(5)实际生产中,滤渣均需进行洗涤,并将洗涤液与当次滤液合并,此操作的目的是________。
(6)将所得与混合加热可制备无水,反应的化学方程式为________。
【答案】(1) ①. CuS ②. H2S+2Fe3+=2Fe2++S↓+2H+
(2) ①. 减少 ②. H2O2与Fe2+反应消耗了H+
(3)2.9≤pH<7或[2.9,7)
(4)Na+、
(5)提高产品的产率 (6)
【解析】
【分析】结合流程可知,废弃催化剂(含Ni2+、Cu2+、Fe3+、Ca2+、Mg2+等)加入盐酸溶解,除去有机物杂质,向溶解得到的溶液中加入H2S生成CuS 沉淀除去Cu2+,同时Fe3+被H2S还原为Fe2+;过滤后向滤液中通入氯气把Fe2+氧化为Fe3+,加入X调节pH生成Fe(OH)3沉淀除去Fe3+;再次过滤后向滤液中加入NH4F生成CaF2沉淀、MgF2沉淀除去Ca2+和Mg2+;又一次过滤后向滤液中加入Na2CO3溶液生成NiCO3沉淀,向NiCO3沉淀中加盐酸溶解,蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤得NiCl2•6H2O晶体,据此作答。
【小问1详解】
依据分析,硫化氢与铜离子发生复分解反应生成硫化铜沉淀,硫化氢还与三价铁发生氧化还原反应生成二价铁和硫单质,则滤渣1的主要成分是S和CuS;生成S的离子方程式为:;
【小问2详解】
依据分析,通入氯气的目的是将亚铁离子氧化为铁离子,离子方程式为:;若用过氧化氢溶液代替氯气,过氧化氢在酸性条件下与亚铁离子反应生成铁离子和水,离子方程式为:;与通入氯气相比,过氧化氢氧化亚铁离子时,会消耗溶液中的氢离子,所以试剂X的使用量会减少;
【小问3详解】
调节pH的目的是使三价铁沉淀,镍离子不沉淀;
则三价铁沉淀完全时:;
镍离子开始沉淀时:;
镁离子开始沉淀时:;
则“调pH”时的范围为;
【小问4详解】
由除杂、沉镍时所加试剂可知,“沉镍”后滤液中的阳离子主要有;
【小问5详解】
滤渣洗涤液中可能混有镍离子,通过清洗滤渣,将所得的洗涤液与滤液合并,可以减少镍离子损失,提高镍元素利用率,从而提高产品的产率;
【小问6详解】
由题目所给信息可知,将所得NiCl2•6H2O与SOCl2混合加热可制备无水 NiCl2并得到两种酸性气体,反应的化学方程式为:。
12. 尿素是一种高效的含氮化肥,应用广泛,其结构简式如图,回答下列问题:
(1)工业上以和为原料在一定温度和压强下合成尿素。反应过程的能量变化如图所示,已知 ,计算第二步反应的________。
(2)已知反应的为,根据下表信息可求出C-N键能________(用含a、b、c、h的代数式表示)。
化学键
N-H
C=O
C-N
H-O
键能
a
b
x
c
(3)利用微生物法可去除城市废水中的尿素并获得电能,处理后的废水可直接排放。工作装置如图所示,电极材料均为石墨。
①隔膜为________离子交换膜(填“阴”或“阳”),电极电势A极________B极(填“>”或“<”)。
②电池工作一段时间后,A、B极产生气体的物质的量之比为________。
(4)近年研究发现,电催化和含氮物质(等)在常温常压下合成尿素,有助于实现碳中和及解决含氮废水污染问题,工作原理如图所示。向一定浓度的溶液通至饱和,接通电源,在电极上即可反应生成。
①甲电极接电源的________极(填“正”或“负”),电极反应式为________。
②电解一段时间后,阴极区溶液pH________。(填“变大”“变小”或“不变”)
【答案】(1)15.5kJ·mol-1
(2)
(3) ①. 阳 ②. < ③. 2:3
(4) ①. 负 ②. ③. 变大
【解析】
【小问1详解】
第一步反应,合成尿素总反应,则第二步反应的。
【小问2详解】
已知反应,含2个C=O键,含6个N-H键,含1个C=O键、2个C-N键、4个N-H键,含2个H-O键,则,则,解得C-N键能。
【小问3详解】
①该装置为原电池,A电极中被氧化为和,为负极,其电极反应式为,B电极为正极,电解质为酸性溶液,其电极反应式为,负极产生的往正极移动,故隔膜为阳离子交换膜,电极电势正极大于负极,故A极<B极;
②当电极转移6 mol电子时,A极产生2 mol气体,B极产生3 mol ,故A、B极产生气体的物质的量之比为2:3。
【小问4详解】
①该装置为电解池,从乙电极往甲电极移动,因此甲电极为阴极,接电源的负极,电极反应式为;
②乙电极为阳极,电极反应式为,当转移16 mol 时,阴极消耗18 mol ,有16 mol 从阳极移动到阴极,总体阴极区浓度下降,因此当电解一段时间后,阴极区溶液pH变大。
13. 碘化铅、钛酸铅均是有重要用途的物质,可通过醋酸铅溶液和无水醋酸铅制得。回答以下问题:
(1)将悬浊液加热沸腾,趁热过滤得到近无色的滤液,将滤液冷却,即可出现闪闪发光的“黄金雨”现象。
①固体的颜色为________。
②出现黄金雨的原理是________。
(2)称取溶于100 mL蒸馏水配制醋酸铅溶液,观察到溶液立即变白色浑浊,原因是(用化学方程式表示)________;使溶液变澄清的办法是________。
(3)按以下装置(加热和夹持仪器已经略去)和步骤获得无水醋酸铅。(已知:无水醋酸铅不溶于甲苯,常压下甲苯的沸点约为110.5℃,密度为)
反应原理:在250 ml三颈瓶中放入和100 ml甲苯,接通冷却水后用电热套加热一段时间,当分水器中水面高度不再变化时停止加热。
①理论上分水器的容积应大于________mL,才能保证获得无水醋酸铅。
②停止加热、冷却、过滤、洗涤、干燥得到产品,可以选用的洗涤剂为________;
a.稀盐酸 b.乙醇 c.浓硫酸 d.饱和食盐水
③分水器中最终获得5.1 g水,忽略其他损失,本实验的产率不小于________。(保留三位有效数字)
④本实验装置或操作需要改进之处是________
A.三颈烧瓶内加入沸石 B.将球形冷凝管换成直形冷凝管
C.冷凝管上端加干燥装置 D.装配尾气处理装置
⑤若将直接加热脱水,所得固体可能混有较多杂质,杂质主要成分为________。
(4)利用以下方法测定钛酸铅中铅的含量
称取样品w g,加入浓盐酸25 mL溶解后,将溶液移入250 ml容量瓶中,加水稀释至刻度,摇匀。吸取上述样品溶液20.00 ml于锥形瓶中,加入的EDTA标准溶液,再加入氟化铵溶液,以掩蔽钛,在一定条件下用锌标准液滴定至终点,测得三次平行实验消耗锌标准液的平均体积为。样品中铅的含量为________。(以PbO计,列出计算式即可)。(已知、与EDTA均按物质的量之比为反应,平衡常数分别为、)
【答案】(1) ①. 黄色 ②. 温度降低,PbI2(s)Pb2+(aq)+2I-(aq)平衡向左移动(或温度降低,PbI2溶解度减小,析出晶体)
(2) ①. Pb(CH3COO)2+2H2OPb(OH)2↓+2CH3COOH ②. 加入少量醋酸,搅拌
(3) ①. 5.4 ②. b ③. 94.4% ④. CD ⑤. Pb(OH)2(或PbO)
(4)
【解析】
【小问1详解】
①将悬浊液加热至沸腾并趁热过滤会得到在该温度下的饱和溶液。将溶液冷却至常温后,其中所含的量大于它在该温度下的饱和溶解度,结晶析出,即为题目描述的“黄金雨”。因此固体为黄色;
②为难溶盐,体系内存在溶解平衡。温度升高使平衡右移,增加,溶液内和增大。当温度降低后,体系内的大于在该温度下的,因此导致析出;或如上一小题所述,降温使溶解度下降,高温时的饱和溶液在低温时达到过饱和状态,导致析出;
【小问2详解】
和均能与水发生水解反应,水解方程式分别为和。
当溶于水后,两个反应相互促进,发生双水解反应,生成沉淀。方程式为;加入醋酸会使平衡向反方向移动,抑制双水解反应;
【小问3详解】
①已知摩尔质量为379 g/mol,则37.9 g 中含有结晶水。也就是说要让37.9 g 转变为无水需要除去5.4 g水。常温下,水的密度为1 g/mL,则为5.4 mL。同时,水的密度大于甲苯,在分水器中位于下层。因此,分水器的容积必须大于5.4 mL才能避免分出的水倒流回三颈烧瓶,保证获得无水;
②a.稀盐酸为水溶液,用来洗涤产品将使其重新转化为,a错误;
b.乙醇不会和反应,也可以洗去残留的甲苯,b正确;
c.浓硫酸会与反应生成,引入新杂质,c错误;
d.饱和食盐水是水溶液,用来洗涤产品将使其重新转化为,d错误;
故答案选b;
③脱水反应方程式为,则有,其中M为定值。;
④A.由图可知,三口瓶采取了搅拌加热的方式,不需要加入沸石也可以避免液体暴沸,A错误;
B.球形冷凝管是主要用于冷凝回流的仪器,直形冷凝管是主要用于蒸馏的仪器。该实验中,使用冷凝管的目的是回流甲苯蒸汽而非蒸馏,B错误;
C.冷凝管上方加装干燥装置有助于避免空气中的水蒸气进入反应装置内部,C正确;
D.甲苯蒸汽对人体有害,装配尾气处理装置有助于避免甲苯损害实验员健康,污染环境,D正确;
故答案选C、D;
⑤将直接加热会促进水解,生成。在加热时会进一步分解为。因此杂质主要成分是和:
【小问4详解】
根据已知条件,加入溶液的EDTA的总量。锌标准液的用量为,根据和与EDTA按物质的量1:1反应可知,与反应后体系内剩余的EDTA的量为。因此,反应过程中消耗的EDTA等于20 mL溶液中的含量,该值为。同时,,综合以上条件可以算出250 mL溶液中的总质量为,以计算的铅含量为。
14. 恒压下,向某密闭容器中充入一定量的和,发生如下反应:
主反应:
副反应: 在不同温度下,反应达到平衡时,测得两种含碳产物的分布分数随投料比的变化关系如图所示。
(1)在温度下乙酸的分布分数曲线为________(填a、b、c或d),主反应________0(填“<”或“>”)。
(2)以下状态能说明主反应达到平衡状态的是________
A. 总压强不变
B. CO体积分数不变
C. 两种含碳产物的分布分数相等
D. 当有的生成时,消耗的
(3)L、M、N三点的副反应平衡常数、、大小关系为:________。
(4)在时,充入和,若起始总压强为,平衡时体积为起始的0.75,则主反应的平衡常数________。若在平衡体系中同时加入和,则主反应________(填“是”或“否”)保持平衡。
(5)在三个10 L恒容密闭容器中分别加入和,在不同温度下发生反应:,测得反应t分钟时如图所示。
①容器甲中反应0t分钟内,平均速率________。
②说明反应到t分钟时三个容器中不同的原因:________。
【答案】(1) ①. b ②. > (2)B
(3)KL=KM > KN
(4) ①. ②. 否
(5) ①. ②. 甲、乙、丙容器内温度依次升高,容器乙反应速率大于容器甲,所以乙中n(CH3COOCH3)剩余更少;容器丙速率最快,t分钟时已经达到平衡且向左发生了移动,故剩余n(CH3COOCH3)比乙多
【解析】
【分析】生成为主反应,故曲线a、b为不同温度下乙酸的分布分数曲线,故曲线c、d为不同温度下的分布分数曲线。温度升高时,乙酸分布分数曲线升高,故;温度升高时,分布分数曲线降低,故,据此分析。
【小问1详解】
生成为主反应,故曲线a、b为不同温度下乙酸的分布分数曲线,故曲线b为温度下乙酸的分布分数曲线;温度升高时,乙酸分布分数曲线升高,故;
【小问2详解】
A:反应在恒压条件下进行,总压强始终不变,不能说明平衡;
B:CO体积分数不变,说明其浓度不再变化,主反应达平衡;
C:分布分数相等仅为某一状态,与平衡无关;
D:当有的生成时,消耗的,描述的是副反应的物质变化,与主反应平衡无关;故选B;
【小问3详解】
副反应平衡常数仅与温度有关,,温度升高时,分布分数曲线降低,故,故温度越高,K越小,L、M对应,N 对应温度,因此KL=KM > KN;
【小问4详解】
时,充入和,即,,,若起始总压强为,恒温恒压条件下平衡时体积为起始的0.75,平衡时混合气体的总物质的量为,比起始气体的总物质的量减少1mol,设主反应生成,副反应消耗;
,
平衡时,,,,,列方程组解得,,,,,;恒压下,若在平衡体系中同时加入和,,,,,,此时主反应平衡被破坏,平衡向逆反应方向移动,不能保持平衡;
【小问5详解】
容器甲中反应0t分钟内,,;原因是温度不同:温度影响反应速率和平衡, 甲、乙、丙容器内温度依次升高,容器乙反应速率大于容器甲,所以乙中n(CH3COOCH3)剩余更少;容器丙速率最快,t分钟时已经达到平衡且向左发生了移动,故剩余n(CH3COOCH3)比乙多。
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龙岩市2024~2025学年第一学期期末高二教学质量检查
化学试题
(考试时间:75分钟 满分:100分)
注意:1.请将答案填写在答题卡上
2.可能用到的相对原子质量:H-1 O-16 Na-23 Cl-35.5 Pb-207
第Ⅰ卷(选择题 共40分)
一、选择题(本题共10小题,每小题4分,共40分,每小题只有一个选项符合题意)
1. 化学与生活密切相关。下列说法错误的是
A. 冰在室温下能自动融化成水,熵增加起了重要作用
B. 铝离子能水解生成氢氧化铝胶体,所以明矾可用作净水剂和消毒剂
C. 电热水器内胆连接镁棒防止腐蚀,属于牺牲阳极法
D. 高压氧舱中治疗CO中毒的原理是增大氧气浓度,降低CO浓度,促进分解
2. 下列事实不能用勒夏特列原理解释的是
A. 用热的纯碱溶液去油污
B. 氯水中加入几滴溶液后,溶液颜色变浅
C. 合成氨生产选择铁做催化剂,反应温度控制在700 K左右
D. 选取适宜的温度,利用反应为制取金属钾
3. 下列实验装置中进行的相关实验或操作能达到目的的是
A. 装置甲:证明醋酸是弱电解质
B. 装置乙:在铁制钥匙上镀铜
C. 装置丙:探究压强对化学平衡的影响
D. 装置丁:先从a通,再从b通入,可制得少量固体
4. 常温下,体积相同的NaOH和两种溶液中,若,下列叙述错误的是
A. 两种溶液中水的电离程度不同
B. 两种溶液的pH相等
C. 与HCl完全中和时,所消耗的HCl多
D. 分别用水稀释相同倍数后,
5. 某化学小组为了研究外界条件对化学反应速率的影响,进行了以下实验:
实验编号
室温下,试管中所加试剂及其用量/mL
室温下溶液颜色褪至无色时所需时间/min
溶液
溶液
稀硫酸
①
2.0
2.0
1.0
1.0
4.1
②
3.0
1.0
1.0
1.0
3.7
以下说法正确的是
A. 实验①中
B. 依据上述数据无法求得该反应的速率方程
C. 保持草酸溶液体积不变,改变溶液浓度也能达到探究目的
D. 其他条件不变,用溶液实验,也可以实现探究目的
6. 氢气与氧气反应主要历程如下图所示,在700℃或催化剂存在的条件下反应瞬间就能完成。下列说法错误的是
A. 存在未成对电子,因而反应活性很强
B. 第一步反应的活化能与的键能相等
C. 常温下总反应的平衡常数比700℃时更大
D. 使用催化剂不能降低的键能,但可以加快反应速率
7. 研究人员研制出一种超常性能铝离子电池。该电池以金属铝和石墨为电极,用和有机阳离子构成的电解质溶液作为离子导体,其放电工作原理如图所示。下列说法正确的是
A. 充电时,向铝电极方向移动
B. 充电时,铝电极上发生氧化反应
C. 放电时,电子由石墨电极经用电器流向铝电极
D. 放电时,正极的电极反应为
8. 电解法制取用途广泛的,同时获得:,工作原理如图1所示。装置通电后,铁电极附近生成紫红色的,镍电极有气泡产生。若氢氧化钠溶液浓度过高,铁电极区会产生红褐色物质。已知:只在强碱性条件下稳定,易被还原。下列说法错误的是
A. 电解一段时间后,阳极室的降低
B. 阴极电极反应式为:
C. 随初始的变化如图2,M、N两点转移的电子数相同
D. 电解过程中,须将阴极产生的气体及时排出,防止与反应使产率降低
9. 25℃下,三种硫化物的沉淀溶解平衡曲线如图所示,
已知:曲线b表示,的,,、的分别为、,(、、),。下列说法错误的是
A. 曲线a表示
B.
C. 和的悬浊液中
D. 将浓度均为的溶液和溶液等体积混合,无沉淀产生
10. 常温下,用浓度为的NaOH标准溶液滴定浓度均为的HCl和的混合溶液,滴定过程中溶液的pH随的变化曲线如图所示。下列说法错误的是
A. 约为
B. 点b溶液中:
C. a、b、c、d四点溶液中,水的电离程度最大的是点c
D. 点c溶液中:
第Ⅱ卷(非选择题,共4大题,60分)
二、非选择题(本题共4小题,共60分)
11. 某科研小组以废弃催化剂(含、、、、等)为原料,按下列流程回收晶体,回答下列问题。
已知:①一些难溶电解质的溶度积常数如下表:
难溶电解质
②与水反应可生成两种酸性气体。
(1)滤渣1的主要成分是S和________(写化学式),生成S的离子方程式为________。
(2)若用代替,试剂X的用量会________(填“增加”“减少”或“不变”),原因是________。
(3)“氧化”后测得溶液中和的浓度分别为、和,“调pH”时的范围为________(忽略溶液体积的变化,溶液中离子的浓度小于可认为已除尽)。
(4)“沉镍”后滤液中的阳离子主要有________。
(5)实际生产中,滤渣均需进行洗涤,并将洗涤液与当次滤液合并,此操作的目的是________。
(6)将所得与混合加热可制备无水,反应的化学方程式为________。
12. 尿素是一种高效的含氮化肥,应用广泛,其结构简式如图,回答下列问题:
(1)工业上以和为原料在一定温度和压强下合成尿素。反应过程的能量变化如图所示,已知 ,计算第二步反应的________。
(2)已知反应的为,根据下表信息可求出C-N键能________(用含a、b、c、h的代数式表示)。
化学键
N-H
C=O
C-N
H-O
键能
a
b
x
c
(3)利用微生物法可去除城市废水中的尿素并获得电能,处理后的废水可直接排放。工作装置如图所示,电极材料均为石墨。
①隔膜为________离子交换膜(填“阴”或“阳”),电极电势A极________B极(填“>”或“<”)。
②电池工作一段时间后,A、B极产生气体的物质的量之比为________。
(4)近年研究发现,电催化和含氮物质(等)在常温常压下合成尿素,有助于实现碳中和及解决含氮废水污染问题,工作原理如图所示。向一定浓度的溶液通至饱和,接通电源,在电极上即可反应生成。
①甲电极接电源的________极(填“正”或“负”),电极反应式为________。
②电解一段时间后,阴极区溶液pH________。(填“变大”“变小”或“不变”)
13. 碘化铅、钛酸铅均是有重要用途的物质,可通过醋酸铅溶液和无水醋酸铅制得。回答以下问题:
(1)将悬浊液加热沸腾,趁热过滤得到近无色的滤液,将滤液冷却,即可出现闪闪发光的“黄金雨”现象。
①固体的颜色为________。
②出现黄金雨的原理是________。
(2)称取溶于100 mL蒸馏水配制醋酸铅溶液,观察到溶液立即变白色浑浊,原因是(用化学方程式表示)________;使溶液变澄清的办法是________。
(3)按以下装置(加热和夹持仪器已经略去)和步骤获得无水醋酸铅。(已知:无水醋酸铅不溶于甲苯,常压下甲苯的沸点约为110.5℃,密度为)
反应原理:在250 ml三颈瓶中放入和100 ml甲苯,接通冷却水后用电热套加热一段时间,当分水器中水面高度不再变化时停止加热。
①理论上分水器的容积应大于________mL,才能保证获得无水醋酸铅。
②停止加热、冷却、过滤、洗涤、干燥得到产品,可以选用的洗涤剂为________;
a.稀盐酸 b.乙醇 c.浓硫酸 d.饱和食盐水
③分水器中最终获得5.1 g水,忽略其他损失,本实验的产率不小于________。(保留三位有效数字)
④本实验装置或操作需要改进之处是________
A.三颈烧瓶内加入沸石 B.将球形冷凝管换成直形冷凝管
C.冷凝管上端加干燥装置 D.装配尾气处理装置
⑤若将直接加热脱水,所得固体可能混有较多杂质,杂质主要成分为________。
(4)利用以下方法测定钛酸铅中铅的含量
称取样品w g,加入浓盐酸25 mL溶解后,将溶液移入250 ml容量瓶中,加水稀释至刻度,摇匀。吸取上述样品溶液20.00 ml于锥形瓶中,加入的EDTA标准溶液,再加入氟化铵溶液,以掩蔽钛,在一定条件下用锌标准液滴定至终点,测得三次平行实验消耗锌标准液的平均体积为。样品中铅的含量为________。(以PbO计,列出计算式即可)。(已知、与EDTA均按物质的量之比为反应,平衡常数分别为、)
14. 恒压下,向某密闭容器中充入一定量的和,发生如下反应:
主反应:
副反应: 在不同温度下,反应达到平衡时,测得两种含碳产物的分布分数随投料比的变化关系如图所示。
(1)在温度下乙酸的分布分数曲线为________(填a、b、c或d),主反应________0(填“<”或“>”)。
(2)以下状态能说明主反应达到平衡状态的是________
A. 总压强不变
B. CO体积分数不变
C. 两种含碳产物的分布分数相等
D. 当有的生成时,消耗的
(3)L、M、N三点的副反应平衡常数、、大小关系为:________。
(4)在时,充入和,若起始总压强为,平衡时体积为起始的0.75,则主反应的平衡常数________。若在平衡体系中同时加入和,则主反应________(填“是”或“否”)保持平衡。
(5)在三个10 L恒容密闭容器中分别加入和,在不同温度下发生反应:,测得反应t分钟时如图所示。
①容器甲中反应0t分钟内,平均速率________。
②说明反应到t分钟时三个容器中不同的原因:________。
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