内容正文:
高2024级高二上期第三学月考试
化学
化学试卷分为第一部分(选择题)和第二部分(非选择题)两部分。满分:100分。考试时间:75分钟。
注意事项:相对原子质量:H-1 C-12 O-16 S-32 Fe-56 Cu-64 Cl-35.5 Ag-108
第一部分 选择题(共42分)
一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42分。每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求。
1. 工业生产和日常生活中,低碳经济和低碳生活成为热门话题。以下做法与“低碳”不相适应的是
A. 提倡骑自行车、乘公交车出行
B. 尽量不使用一次性竹、木筷子
C. 为了加快经济发展,要多燃煤、多发电
D. 开发利用太阳能、氢能、风能等清洁能源
【答案】C
【解析】
【详解】A.提倡骑自行车、乘公交车出行,减少化石燃料消耗,降低碳排放,符合低碳理念,A不符合题意;
B.减少使用一次性竹木筷子,保护森林资源,增强CO2吸收能力,符合低碳理念,B不符合题意;
C.多燃煤、多发电会增加CO2排放,加剧温室效应,与低碳目标相悖,C符合题意;
D.开发清洁能源替代化石燃料,减少碳排放,符合低碳理念,D不符合题意;
故选C。
2. 溶液为无色透明液体,在医疗上可用于消毒防腐。属于
A. 单质 B. 碱 C. 氧化物 D. 盐
【答案】C
【解析】
【详解】A.由H和O两种元素组成,不是单质,A错误;
B.在水中不会电离出OH-,其性质与碱无关,B错误;
C.由H和O两种元素组成,且含有一个氧原子与其他元素结合,属于氧化物,C正确;
D.盐需由金属阳离子和酸根组成,不符合盐的定义,D错误;
3. 植物光合作用会消耗CO2。CO2的摩尔质量为
A. 32 B. C. 44 D.
【答案】B
【解析】
【详解】C的相对原子质量约为12,O的相对原子质量约为16,因此CO2的相对分子质量为12 + 2×16 = 44,摩尔质量与相对分子质量在数值上相等,则CO2的摩尔质量为44 g·mol-1,故答案选B。
4. 下列化学用语表达正确的是
A. S2-的结构示意图:
B. PH3的VSEPR模型:
C. 基态Na原子最高能级的电子云轮廓图:
D. 基态氧原子的轨道表示式:
【答案】B
【解析】
【详解】A.已知S是16号元素,故S2-的结构示意图为:,A错误;
B.PH3中中心原子P周围的价层电子对数为:3+ =4,根据价层电子对互斥理论可知,VSEPR模型为:,B正确;
C.Na是11号元素,故基态Na原子最高能级为3s,其电子云轮廓图为球形,C错误;
D.根据泡利原理可知,基态氧原子的轨道表示式:,D错误;
故答案为:B。
5. 下列反应能量变化与下图一致的是
A. 金属钠与水的反应 B. 盐酸与氢氧化钠的反应
C. 铝与氧化铁的铝热反应 D. 碳酸钙分解
【答案】D
【解析】
【分析】由图象可知,反应物能量低,生成物能量高,所以该反应是吸热反应。
【详解】A.金属钠与水的反应是放热反应,A不选;
B.酸碱中和反应是放热反应,B不选;
C.铝热反应是放热反应,C不选;
D.碳酸钙分解是分解反应,是吸热的,D选;
故选D。
6. 为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 25℃时,的溶液中,由水电离出的数目为
B. 100mL1mol·L-1NaCN溶液中含有阴离子的数目大于
C. 电解精炼铜时,当阳极溶解48g铜,电路中转移电子的数目为
D. 1L的溶液中,的数目为
【答案】B
【解析】
【详解】A.NH₄Cl溶液的体积未知,不能计算由水电离出的数目,A错误;
B.100mL1mol·L-1NaCN溶液中,mol,根据电荷守恒,所以含有阴离子的数目大于,B正确;
C.电解精炼铜时,阳极粗铜含有的Zn、Fe等活泼金属优先于Cu在阳极放电。当阳极溶解铜的质量为48g时,电路中实际转移电子的数目应大于,C错误;
D.1L的溶液中mol·L-1,则的数目为,D错误;
答案选B。
7. 若室温时pH=a的氨水与pH=b的盐酸等体积混合,恰好完全反应,则该氨水的电离度可表示为
A. 10(a+b-12)% B. 10(a+b-14)% C. 10(12-a-b)% D. 10(14-a-b)%
【答案】A
【解析】
【详解】pH=a的氨水与pH=b的盐酸等体积混合,恰好完全反应,则氨水的浓度和盐酸的浓度相等,都是10-bmol/L,根据氨水的电离方程式和pH可计算氨水中已电离的一水合氨的浓度为10a-14mol/L,所以室温下氨水的电离度为。答案选A。
8. 下列关于电子层与能级的说法中正确的是
A. 同一原子中,符号相同的能级,其电子能量不一定相同
B. 任一电子层的能级总是从s能级开始,而且能级数不一定等于该电子层序数
C. 钠原子的3s、3p、3d原子轨道均填满电子
D. 3d能级最多容纳5个电子,3f能级最多容纳7个电子
【答案】A
【解析】
【详解】A.同一原子中,符号相同的能级(如2s和3s)因处于不同电子层,能量不同,因此电子能量不一定相同,A正确;
B.每个电子层的能级数等于该电子层序数(如第三层有s、p、d三个能级),B错误;
C.钠原子基态电子排布为1s22s22p63s1,3p和3d轨道均未填充电子,3s也未填满电子,C错误;
D.3d能级最多容纳10个电子,且3f能级不存在,D错误;
故选A。
9. 在下,氢气与氧气反应的热化学方程式可表示为
则氢气燃烧热是
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】燃烧热指1 mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化产物的焓变,则氢气燃烧的稳定产物为液态水,据此信息解答。
【详解】A.该数值对应的热化学方程式是 生成 的焓变,不符合氢气燃烧热的,A错误;
B.该数值对应的热化学方程式是 生成 的焓变,符合氢气燃烧热的,B正确;
C.该数值对应的热化学方程式生成为气态,不符合氢气燃烧热的,C错误;
D.该数值对应的热化学方程式生成为气态,不符合氢气燃烧热的,D错误;
故答案为:B。
10. 元素周期表是元素周期律的具体表现形式。下列有关说法错误的是
A. 氯元素位于第三周期ⅦA族
B. 氢是原子半径最小的元素
C. 稀有气体元素原子最外层的电子数可能是2
D. 元素周期表中每个长周期均有10种过渡元素
【答案】D
【解析】
【详解】A.氯元素原子序数为17,位于第三周期ⅦA族,A正确;
B.氢原子只有一个电子层,原子半径是所有元素中最小的,B正确;
C.稀有气体氦的最外层电子数为2,其他如氖、氩等为8,C正确;
D.第4、5周期各有10种过渡元素,但第6周期因包含镧系(14种)和d区元素(10种),过渡元素总数超过10种,D错误;
故选D。
11. X与Y在密闭容器中反应生成Z,其反应速率分别用 v(X)、v(Y)、v(Z)表示。已知v(X)、v(Y)、v(Z)之间有以下关系:5v(X) =2v(Y)、v(Y) = v(Z),则此反应可表示为
A. 2X + 5Y = Z B. 2X + 5Y = 2Z
C. 2X +5Y = 5Z D. 5X + 2Y = Z
【答案】C
【解析】
【详解】化学反应速率之比等于化学计量数之比,结合已知条件可知,反应式中X、Y、Z速率之比为2:5:5,则X、Y、Z的计量数之比为2:5:5;
故答案为:C。
12. 羰基硫()是一种粮食熏蒸剂,能防止某些害虫和真菌的危害。在恒容密闭容器中,将和混合加热并达到下列平衡: ,反应前的物质的量为7mol,平衡后的物质的量为5mol。下列说法错误的是
A. 达到平衡时的物质的量为2mol B. 反应前的物质的量为10mol
C. 变成的熵变 D. 升高温度,转化率减小,表明该反应是吸热反应
【答案】D
【解析】
【分析】设反应前的物质的量为xmol,反应前的物质的量为7mol,平衡后的物质的量为5mol,
列三段式:,,可得,x=10,据此分析;
【详解】A.根据分析,达到平衡时的物质的量为2mol,A正确;
B.根据分析,反应前的物质的量为10mol,B正确;
C.气体转化为液体是熵减的过程,变成的熵变,C正确;
D.升高温度,转化率减小,平衡逆向移动,表明该反应是放热反应,D错误;
故选D。
13. 碳酸亚铁是常见难溶物,将过量碳酸亚铁置于水中达到溶解平衡:[已知,,的电离常数,],下列有关说法正确的是
A. 向体系中通入气体,溶液中保持不变
B. 上层清液中含碳微粒最主要以形式存在
C. 过量水溶液敞开放置会逐渐转化为
D. 用的溶液和的溶液等体积混合可制备纯
【答案】B
【解析】
【详解】A.向体系中通入气体, ,c()减小,溶液中增大,故A错误;
B.上层清液为碳酸亚铁的饱和溶液,的电离常数,则碳酸根离子的水解平衡常数为Kh1=>Ka2,说明水解程度较大,则上层清液中含碳微粒最主要以形式存在,故B正确;
C.过量水溶液敞开放置会逐渐转化为,发生氧化反应生成氢氧化铁,故C错误;
D.用的溶液和的溶液等体积混合,c()=0.1mol/L、c(Fe2+)=0.1mol/L,根据的电离常数等于,则c()=,,有FeCO3生成,故D错误;
选B。
14. 已知。初始温度25℃时,向氨水中滴加未知浓度的稀硫酸,测得混合溶液的温度T、pOH随加入稀硫酸体积V的变化如图所示。下列说法正确的是
A.
B. 稀硫酸的物质的量浓度为
C. c点对应溶液中:
D. a、b、c三点中,b点的水解常数和水的电离程度均最大
【答案】D
【解析】
【分析】a 点:pOH = 3,即 c(OH−) = 10− 3 mol·L−1 , b 点:加入 20mL 硫酸,温度最高,说明此时恰好完全中和, c 点:加入 40mL 硫酸,溶液呈酸性。
【详解】A.在 b 点,加入 20mL 硫酸时,温度达到最高,说明此时氨水与硫酸恰好完全中和,溶液为 溶液, 水解使溶液呈酸性,此时 ,即 即x﹥7, A错误;
B.在 b 点,氨水与硫酸恰好完全中和,根据反应方程式 ,需要 ,硫酸体积为 20mL ,稀硫酸的浓度应为 0.05 mol·L-1,B错误;
C.在 c 点,加入 40mL 硫酸,总硫酸物质的量为0.002mol,氨水物质的量为 0.002 mol,根据电荷守恒得,物料守恒为,整理得,C错误;
D.b 点温度最高,最大,且 水解促进水的电离,水的电离程度最大,D正确;
故选D。
第二部分 非选择题(共58分)
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 甲醇被称为21世纪的新型燃料,工业上在一定条件下可利用反应I和II来制备:
(1)已知在25°C、101kPa下,1 g甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热22.68 kJ,则表示燃烧热的热化学方程式为_______________________。
(2)将1.0 mol CH4和2.0 mol H2O(g)通入容积为10 L密闭容器中,CH4(g)+H2O(g)⇌ CO(g)+3H2(g)(I),CH4的转化率与温度、压强的关系如图所示:
①该反应的△H______0,图中的p1____ p2(填“<”、“>”或“=”)
②已知100℃时达到平衡所需的时间为5 min,则用H2表示的平均反应速率为________________,该反应的平衡常数为_______(mol·L-1)2
(3)在压强为0.1MPa条件下,a mol CO与3a mol H2的混合气体在催化剂作用下能自发反应生成甲醇:CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g) △H<0 (Ⅱ)若容器的容积不变,下列措施可增大甲醇产率的是___________(填序号).
A.升高温度 B.将CH3OH(g)从体系中分离出来
C.恒容下充入He,使体系的总压强增大 D.再充入a mol CO和3a mol H2.
(4)为提高燃烧效率,某燃料电池以甲醇原料,NaOH溶液为电解质,其负极电极反应式为______________
【答案】 ①. CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H= -725.76 kJ·mol-1 ②. > ③. < ④. 0.030 mol•L-1•min-1 ⑤. 2.25×10-2 ⑥. BD ⑦. CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O
【解析】
【分析】(1)结合燃烧热的概念书写甲醇燃烧的热化学方程式;
(2)①根据CH4的平衡转化率与温度、压强的关系分析判断;
②根据v=计算反应速率,根据化学平衡常数的含义计算K;
(3)平衡正向移动,就可以提高甲醇的产率;
(4)在燃料电池中,通入燃料的电极为负极,负极失去电子发生氧化反应,通入O2或空气的电极为正极,正极得到电子发生还原反应,结合电解质溶液的酸碱性书写电极反应式。
【详解】(1)甲醇的相对分子质量是32,在25°C、101 kPa下,1 g甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热22.68 kJ,则32 g甲醇完全燃烧放出热量为Q=22.68 kJ×32=725.76 kJ,所以表示甲醇燃烧热的热化学方程式为:CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-725.76 kJ·mol-1;
(2)①根据图象可知:在压强不变时,温度升高,CH4的平衡转化率增大,说明升高温度,化学平衡正向移动。根据平衡移动原理:升高温度,化学平衡向吸热反应方向移动,所以该反应的正反应为吸热反应,故△H>0;该反应的正反应为气体体积增大的反应,在温度不变时,增大压强,化学平衡向气体体积减小的逆反应方向移动。根据图象可知,CH4的平衡转化率:p1>p2,说明压强:p1<p2;
②将1.0 mol CH4和2.0 mol H2O(g)通入容积为10 L密闭容器中发生反应:CH4(g)+H2O(g)⇌CO(g)+3H2(g),在100℃时达到平衡所需的时间为5 min,甲烷转化率为0.5,则反应的CH4的浓度为△c(CH4)==0.05 mol/L,△c(H2O)= △c(CO)=△c(CH4)=0.05 mol/L,则△c(H2)=3△c(CH4)=0.15 mol/L,所以v(H2)==0.030 mol/(L·min);平衡时:c(CH4)=0.05 mol/L,c(H2O)=(2 mol÷10 L)- 0.05 mol/L=0.15 mol/L,c(CO)= 0.05 mol/L,c(H2)= 0.15 mol/L,所以该温度下该反应的化学平衡常数K==2.25×10-2;
(3)根据方程式CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g) △H<0 可知:该反应的正反应为气体体积减小的放热反应。
A. 升高温度,化学平衡向吸热的逆反应方向移动,甲醇产率降低,A不符合题意; B. 将CH3OH(g)从体系中分离出来,即减小生成物浓度,平衡正向移动,甲醇产率增大,B符合题意;
C. 恒容下充入He,使体系的总压强增大,平衡混合物中各组分的浓度不变,化学平衡不移动,甲醇产率不变,C不符合题意;
D. 再充入a mol CO和3a mol H2,由于CO、H2反应的物质的量的比是1:2,所以相当于充入a mol CO和2a mol H2,反应达到平衡后又加入a mol H2。充入a mol CO和2a mol H2,就是增大体积的压强,平衡正向移动,产生更多甲醇;反应达到平衡后又加入a mol H2,增大H2的浓度,平衡正向移动,又产生甲醇,因此最终达到平衡时,甲醇产率增大,D符合题意;
故合理选项是BD;
(4)为提高燃烧效率,某燃料电池以甲醇原料,NaOH溶液为电解质,在燃料电池中,通入燃料的电极为负极,失去电子,发生氧化反应,由于电解质溶液为碱性,因此燃料甲醇反应产生的CO2与OH-结合形成CO32-,负极电极反应式为CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O。
【点睛】本题考查了燃烧热化学方程式的书写、化学平衡移动、燃料电池电极反应式的书写及化学反应速率和化学平衡常数的计算。掌握盖斯定律、化学平衡移动原理、电化学反应原理及化学反应速率等概念是本题解答的关键。综合考查了学生对知识的掌握与应用能力。
16. Goodenough等人因在锂离子电池及钴酸锂、磷酸铁锂等正极材料研究方面的卓越贡献而获得2019年诺贝尔化学奖。完成下列填空:
(1)下列描述的Li原子核外电子运动状态中,能量最高的是_______(填字母)。
(2)基态铁原子的价层电子排布式为_______,基态与中未成对的电子数之比为_______。
(3)三种元素的电负性由大到小的顺序是_______。
(4)与铁同周期元素中,4s轨道半充满的元素有_______(填元素符号)。
(5)氢化锂是由两种单核离子构成的离子化合物。组成的两种元素的电负性:_______(填“>”或“<”)。判断LiH中两种离子半径的大小,并从原子结构的角度解释原因_______。
(6)离子化合物的形成过程如图所示。原子的第一电离能为_______,中化学键的键能为_______。
(7)已知,原因是_______。
【答案】(1)C (2) ①. 3d64s2 ②. 4:5
(3)O>P>Li (4)K、Cr、Cu
(5) ①. < ②. Li+和H-电子层数相同,由于锂原子核中核电荷数较大,对外层电子吸引能力较大,故Li+半径较小
(6)520 498
(7)Li、Be、B为同周期元素,同周期元素从左至右,第一电离能呈现增大的趋势;但由于基态Be原子的2s能级轨道处于全充满状态,能量更低更稳定,故其第一电离能比B的大
【解析】
【小问1详解】
2p能级能量大于2s和1s能级,C中有2个电子跃迁到2p轨道,故能量最高的为C;
【小问2详解】
铁为26号元素,基态Fe原子核外电子排布为1s22s22p63s23p63d64s2,价电子排布式为3d64s2;基态与中电子排布分别为:1s22s22p63s23p63d6、1s22s22p63s23p63d5,未成对的电子数之比为4:5;
【小问3详解】
Li是金属元素,O、P是非金属元素,故Li电负性最小,由同周期从左到右电负性增强,同主族从上到下电负性减弱,可知电负性O>P,故电负性大小顺序为O>P>Li;
【小问4详解】
与铁同周期元素中,4s轨道半充满的元素有K、Cr、Cu,三者4s轨道电子排布均为4s1;
【小问5详解】
同主族由上而下,金属性增强,非金属性逐渐减弱,元素电负性减弱,电负性Li<H;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;中两种离子分别为Li+、H-,两者的电子层数相同,由于锂原子核中核电荷数较大对外层电子的吸引能力较大,故锂离子原子半径较小;
【小问6详解】
第一电离能是基态的气态原子失去最外层的一个电子所需能量,由图可知,Li原子的第一电离能()为;O=O键能为1mol气态氧分子变为气态氧原子所需的能量,故中化学键的键能为;
【小问7详解】
同周期元素从左至右,第一电离能呈增大趋势,但由于第ⅡA族元素基态原子s能级轨道处于全充满状态,能力更低更稳定,所以第一电离能大于同一周期的第ⅢA族元素,因此。
17. 碘是人体不可缺少的微量元素,也是制造各种无机及有机碘化物的重要原料。利用卤水(含有I-)可提取碘。
(1)某实验小组采用如图所示装置、40℃水浴加热制取碘。
①实验中应将冷凝水由___________(填“a”或“b”)处通入。
②实验过程中需要控制Cl2用量,否则酸性条件下过量Cl2能将I2进一步氧化成(碘酸为无机强酸)。写出Cl2与I2反应的离子方程式___________。
③请补充完整检验反应后的三颈烧瓶中溶液是否含有的实验方案:取适量三颈烧瓶中的溶液,___________。(已知反应:+5I-+6H+=3I2+3H2O,实验中可选用的试剂:2mol·L-1硫酸、1 mol·L-1KI溶液、淀粉溶液、CCl4.)
(2)碘的纯度分析:精确量取精制后的0.1000g碘粒置于250mL碘量瓶中,加入30.0mL水,加盖振荡至碘完全溶解(假设碘水中的碘元素均以碘单质形式存在)。以0.1000mol·L-1的标准溶液滴定至溶液呈微黄色,滴定反应为(),加入淀粉指示剂,继续滴定至终点,终点的实验现象为___________。平行滴定3次,最终平均消耗标准溶液7.8mL,求碘的纯度___________。(写出计算过程,保留三位有效数字)
(3)实验室可由四氧化三铅和氢碘酸反应制备难溶的,常温下,饱和溶液(呈黄色)中,则___________ 。
【答案】(1) ①. a ②. ③. 加入足量CCl4,萃取分液,在水层溶液中加入少量淀粉溶液,再加入2mol·L-1硫酸酸化后,滴入1 mol·L-1KI溶液,若溶液变蓝,说明反应后的三颈烧瓶中溶液是否含有,反之不含有。
(2) ①. 当滴入最后半滴标准溶液时,溶液的蓝色恰好褪去,且半分钟内不恢复原来的颜色 ②. ,则,,碘的纯度
(3)
【解析】
【分析】卤水中含有I-,加入2mol/L稀硫酸调节,通入氯气将I-氧化为碘单质。锥形瓶用于尾气吸收多余氯气。
【小问1详解】
①球形冷凝管中的冷却水应从下口进,上口出,故实验中应将冷凝水由a处通入。
②酸性条件下过量Cl2能将I2进一步氧化成,Cl2与I2反应的离子方程式为。
③检验反应后的三颈烧瓶中溶液是否含有的实验方案:取适量三颈烧瓶中的溶液,加入足量CCl4.,萃取分液,在水层溶液中加入少量淀粉溶液,再加入2mol·L-1硫酸酸化后,滴入1 mol·L-1KI溶液,若溶液变蓝,说明反应后的三颈烧瓶中溶液是否含有,反之不含有。
【小问2详解】
碘单质遇淀粉变蓝,故加入淀粉指示剂后,溶液变为蓝色,滴定至终点,碘单质恰好消耗完,故终点的实验现象为当滴入最后半滴标准溶液时,溶液的蓝色恰好褪去,且半分钟内不恢复原来的颜色。
,则,,碘的纯度。
【小问3详解】
常温下,饱和溶液(呈黄色)中,则,则。
18. 以铝土矿(主要成分为Al2O3,含SiO2和Fe2O3等杂质)为原料制备耐高温陶瓷材料AlN和FeCl3·6H2O晶体的工艺流程如图所示:
(1)提高“酸溶”一步反应速率的方法有___________ (任意写出一种即可),滤渣I的主要成分是___________(填化学式)。
(2)向滤液I中加入过量NaOH溶液;发生的离子反应有H++OH-=H2O、Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓和___________。
(3)在滤渣II中加入盐酸,经过蒸发浓缩、___________、___________、低温干燥, 获得FeCl3·6H2O晶体。
(4)已知X是一种有毒气体,写出高温制备AlN的化学方程式:___________。当制备AlN的反应中产生3.36 L(标准状况)气体X时,制得AlN___________g。
【答案】(1) ①. 增大盐酸浓度(或者将铝土矿粉碎,或者加热等合理答案) ②. SiO2
(2)A13++4OH-=AlO+2H2O
(3) ①. 冷却结晶 ②. 过滤(洗涤)
(4) ①. 3C+N2+Al2O32AlN+3CO ②. 4.1
【解析】
【分析】向铝土矿中加入过量盐酸,Al2O3、Fe2O3反应产生AlCl3、FeCl3,而SiO2不能反应进入滤渣1中,在滤液1中含有AlCl3、FeCl3和过量HCl,向其中加入过量NaOH溶液,反应产生NaCl、NaAlO2及Fe(OH)3沉淀,过滤得到的滤渣II中含Fe(OH)3沉淀,将其洗涤、然后酸溶得到FeCl3溶液,经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤、低温干燥得到FeCl3·6H2O;向滤液中加入NaHCO3溶液,发生反应:++H2O=Al(OH)3↓+;灼烧Al(OH)3分解产生Al2O3,Al2O3、C、N2反应产生AlN、CO,据此分析解答。
【小问1详解】
提高“酸溶”一步反应速率的方法可以通过增大盐酸浓度(或者将铝土矿粉碎,或者加热等合理答案);
根据上述分析可知滤渣1的主要成分是SiO2;
【小问2详解】
滤液I中含有AlCl3、FeCl3和过量HCl,向其中加入过量NaOH溶液,发生的反应有:H++OH-=H2O、Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓和Al3++4OH-=+2H2O;
【小问3详解】
滤渣II中加入盐酸,Fe(OH)3与HCl发生反应产生FeCl3,将反应后的溶液经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤(洗涤)、低温干燥, 获得FeCl3·6H2O晶体;
【小问4详解】
已知X是一种有毒气体,则X是CO。C、N2与Al2O3在高温下反应制备AlN、CO,该反应的化学方程式为:3C+N2+Al2O32AlN+3CO;根据方程式可知:每反应产生3 mol CO,反应产生2 mol AlN。现在反应产生标准状况下3.36 LCO,其物质的量n(CO)=,则制取AlN的物质的量n(AlN)=,故反应产生AlN的质量m(AlN)=0.1 mol×41 g/mol=4.1 g。
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高2024级高二上期第三学月考试
化学
化学试卷分为第一部分(选择题)和第二部分(非选择题)两部分。满分:100分。考试时间:75分钟。
注意事项:相对原子质量:H-1 C-12 O-16 S-32 Fe-56 Cu-64 Cl-35.5 Ag-108
第一部分 选择题(共42分)
一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42分。每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求。
1. 工业生产和日常生活中,低碳经济和低碳生活成为热门话题。以下做法与“低碳”不相适应的是
A. 提倡骑自行车、乘公交车出行
B. 尽量不使用一次性竹、木筷子
C. 为了加快经济发展,要多燃煤、多发电
D. 开发利用太阳能、氢能、风能等清洁能源
2. 溶液为无色透明液体,在医疗上可用于消毒防腐。属于
A. 单质 B. 碱 C. 氧化物 D. 盐
3. 植物光合作用会消耗CO2。CO2的摩尔质量为
A. 32 B. C. 44 D.
4. 下列化学用语表达正确的是
A. S2-的结构示意图:
B. PH3的VSEPR模型:
C. 基态Na原子最高能级的电子云轮廓图:
D. 基态氧原子的轨道表示式:
5. 下列反应能量变化与下图一致的是
A. 金属钠与水的反应 B. 盐酸与氢氧化钠的反应
C. 铝与氧化铁的铝热反应 D. 碳酸钙分解
6. 为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 25℃时,的溶液中,由水电离出的数目为
B. 100mL1mol·L-1NaCN溶液中含有阴离子的数目大于
C. 电解精炼铜时,当阳极溶解48g铜,电路中转移电子的数目为
D. 1L的溶液中,的数目为
7. 若室温时pH=a的氨水与pH=b的盐酸等体积混合,恰好完全反应,则该氨水的电离度可表示为
A. 10(a+b-12)% B. 10(a+b-14)% C. 10(12-a-b)% D. 10(14-a-b)%
8. 下列关于电子层与能级的说法中正确的是
A. 同一原子中,符号相同的能级,其电子能量不一定相同
B. 任一电子层的能级总是从s能级开始,而且能级数不一定等于该电子层序数
C. 钠原子的3s、3p、3d原子轨道均填满电子
D. 3d能级最多容纳5个电子,3f能级最多容纳7个电子
9. 在下,氢气与氧气反应的热化学方程式可表示为
则氢气燃烧热是
A. B. C. D.
10. 元素周期表是元素周期律的具体表现形式。下列有关说法错误的是
A. 氯元素位于第三周期ⅦA族
B. 氢是原子半径最小的元素
C. 稀有气体元素原子最外层的电子数可能是2
D. 元素周期表中每个长周期均有10种过渡元素
11. X与Y在密闭容器中反应生成Z,其反应速率分别用 v(X)、v(Y)、v(Z)表示。已知v(X)、v(Y)、v(Z)之间有以下关系:5v(X) =2v(Y)、v(Y) = v(Z),则此反应可表示为
A. 2X + 5Y = Z B. 2X + 5Y = 2Z
C. 2X +5Y = 5Z D. 5X + 2Y = Z
12. 羰基硫()是一种粮食熏蒸剂,能防止某些害虫和真菌的危害。在恒容密闭容器中,将和混合加热并达到下列平衡: ,反应前的物质的量为7mol,平衡后的物质的量为5mol。下列说法错误的是
A. 达到平衡时的物质的量为2mol B. 反应前的物质的量为10mol
C. 变成的熵变 D. 升高温度,转化率减小,表明该反应是吸热反应
13. 碳酸亚铁是常见难溶物,将过量碳酸亚铁置于水中达到溶解平衡:[已知,,的电离常数,],下列有关说法正确的是
A. 向体系中通入气体,溶液中保持不变
B. 上层清液中含碳微粒最主要以形式存在
C. 过量水溶液敞开放置会逐渐转化为
D. 用的溶液和的溶液等体积混合可制备纯
14. 已知。初始温度25℃时,向氨水中滴加未知浓度的稀硫酸,测得混合溶液的温度T、pOH随加入稀硫酸体积V的变化如图所示。下列说法正确的是
A.
B. 稀硫酸的物质的量浓度为
C. c点对应溶液中:
D. a、b、c三点中,b点的水解常数和水的电离程度均最大
第二部分 非选择题(共58分)
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 甲醇被称为21世纪的新型燃料,工业上在一定条件下可利用反应I和II来制备:
(1)已知在25°C、101kPa下,1 g甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热22.68 kJ,则表示燃烧热的热化学方程式为_______________________。
(2)将1.0 mol CH4和2.0 mol H2O(g)通入容积为10 L密闭容器中,CH4(g)+H2O(g)⇌ CO(g)+3H2(g)(I),CH4的转化率与温度、压强的关系如图所示:
①该反应的△H______0,图中的p1____ p2(填“<”、“>”或“=”)
②已知100℃时达到平衡所需的时间为5 min,则用H2表示的平均反应速率为________________,该反应的平衡常数为_______(mol·L-1)2
(3)在压强为0.1MPa条件下,a mol CO与3a mol H2的混合气体在催化剂作用下能自发反应生成甲醇:CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g) △H<0 (Ⅱ)若容器的容积不变,下列措施可增大甲醇产率的是___________(填序号).
A.升高温度 B.将CH3OH(g)从体系中分离出来
C.恒容下充入He,使体系的总压强增大 D.再充入a mol CO和3a mol H2.
(4)为提高燃烧效率,某燃料电池以甲醇原料,NaOH溶液为电解质,其负极电极反应式为______________
16. Goodenough等人因在锂离子电池及钴酸锂、磷酸铁锂等正极材料研究方面的卓越贡献而获得2019年诺贝尔化学奖。完成下列填空:
(1)下列描述的Li原子核外电子运动状态中,能量最高的是_______(填字母)。
(2)基态铁原子的价层电子排布式为_______,基态与中未成对的电子数之比为_______。
(3)三种元素的电负性由大到小的顺序是_______。
(4)与铁同周期元素中,4s轨道半充满的元素有_______(填元素符号)。
(5)氢化锂是由两种单核离子构成的离子化合物。组成的两种元素的电负性:_______(填“>”或“<”)。判断LiH中两种离子半径的大小,并从原子结构的角度解释原因_______。
(6)离子化合物的形成过程如图所示。原子的第一电离能为_______,中化学键的键能为_______。
(7)已知,原因是_______。
17. 碘是人体不可缺少的微量元素,也是制造各种无机及有机碘化物的重要原料。利用卤水(含有I-)可提取碘。
(1)某实验小组采用如图所示装置、40℃水浴加热制取碘。
①实验中应将冷凝水由___________(填“a”或“b”)处通入。
②实验过程中需要控制Cl2用量,否则酸性条件下过量Cl2能将I2进一步氧化成(碘酸为无机强酸)。写出Cl2与I2反应的离子方程式___________。
③请补充完整检验反应后的三颈烧瓶中溶液是否含有的实验方案:取适量三颈烧瓶中的溶液,___________。(已知反应:+5I-+6H+=3I2+3H2O,实验中可选用的试剂:2mol·L-1硫酸、1 mol·L-1KI溶液、淀粉溶液、CCl4.)
(2)碘的纯度分析:精确量取精制后的0.1000g碘粒置于250mL碘量瓶中,加入30.0mL水,加盖振荡至碘完全溶解(假设碘水中的碘元素均以碘单质形式存在)。以0.1000mol·L-1的标准溶液滴定至溶液呈微黄色,滴定反应为(),加入淀粉指示剂,继续滴定至终点,终点的实验现象为___________。平行滴定3次,最终平均消耗标准溶液7.8mL,求碘的纯度___________。(写出计算过程,保留三位有效数字)
(3)实验室可由四氧化三铅和氢碘酸反应制备难溶的,常温下,饱和溶液(呈黄色)中,则___________ 。
18. 以铝土矿(主要成分为Al2O3,含SiO2和Fe2O3等杂质)为原料制备耐高温陶瓷材料AlN和FeCl3·6H2O晶体的工艺流程如图所示:
(1)提高“酸溶”一步反应速率的方法有___________ (任意写出一种即可),滤渣I的主要成分是___________(填化学式)。
(2)向滤液I中加入过量NaOH溶液;发生的离子反应有H++OH-=H2O、Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓和___________。
(3)在滤渣II中加入盐酸,经过蒸发浓缩、___________、___________、低温干燥, 获得FeCl3·6H2O晶体。
(4)已知X是一种有毒气体,写出高温制备AlN的化学方程式:___________。当制备AlN的反应中产生3.36 L(标准状况)气体X时,制得AlN___________g。
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