内容正文:
合肥一中2024级高二上学期期中教学质量测评
化学试题
(考试时间:75分钟 满分:100分)
注意事项:
1.答题前,务必在答题卡和答题卷规定的地方填写自己的姓名、准考证号和座位号后两位。
2.答题时,每小题选出答案后,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。
3.答题时,必须使用0.5毫米的黑色墨水签字笔在答题卷上书写,要求字体工整、笔迹清晰。作图题可先用铅笔在答题卷规定的位置绘出,确认后再用0.5毫米的黑色墨水签字笔描清楚。必须在题号所指示的答题区域作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上答题无效。
4.考试结束,务必将答题卡和答题卷一并上交。
5.可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 S 32 Cl 35.5 K 39 Mn 55 Fe 56
一、单选题(本大题共14题,每题3分,共42分)
1. 下列有关物质用途的说法错误的是
A. 抗坏血酸可用作抗氧化剂 B. 明矾可用作净水剂
C. 碳酸氢铵可用作食品膨松剂 D. 漂白粉可用作蚕丝制品漂白剂
2. 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. :、、、
B. 的溶液中:、、、
C. 的KI溶液中:、、、
D. 常温下,水电离的的溶液:、、、
3. 下列过程不能用勒夏特列原理解释的是
①开启啤酒瓶后,瓶中立刻泛起大量泡沫
②实验室采用排饱和食盐水的方法收集氯气
③平衡混合气体加压后颜色变深
④500℃左右的温度比室温更有利于合成氨反应
A. ①② B. ③④ C. ①③ D. ②④
4. 为理解离子化合物溶解过程的能量变化,可设想NaCl固体溶于水的过程分两步实现,示意图如下。下列说法正确的是
A. 根据盖斯定律可知:
B. 根据各微粒的状态,可判断
C. NaCl固体溶解是放热过程
D. 溶解过程的能量变化,与NaCl固体和NaCl溶液中微粒间作用力的强弱无关
5. 下列说法正确的是
A. 通入适量的气体,使溶液中,增大
B. 常温下,的溶液与的溶液,水的电离程度相同
C. 某盐溶液呈酸性,该盐一定发生了水解反应
D. 溶于中的水解方程式为:
6. 下列关于热化学反应的描述正确的是
A. HCl和NaOH反应的反应热,则和反应的反应热
B. 甲烷的燃烧热,则
C. 常温下,反应不能自发进行,则该反应的
D. 已知断裂键和键消耗能量2253.6kJ,断裂键消耗能量391kJ,则
7. 下列实验装置、操作或结论错误的是
A. 图①中读数为19.80mL
B. 图②可结合秒表测量锌与硫酸的反应速率
C. 图③可比较和HClO的酸性强弱
D. 图④可测定未知HCl溶液的浓度
8. 下列说法错误的是
A. 图①表示室温下,向未知浓度的盐酸中滴加0.1000 溶液,指示剂选择甲基红比选择甲基橙的误差小
B. 图②表示反应中单位时间内CO的转化率随温度的变化关系,则该反应为放热反应
C. 图③表示反应 在恒温恒容密闭容器中,的平衡体积分数随的变化情况,则,的转化率:
D. 图④表示在一定温度下,水溶液中和的浓度变化曲线,则该温度下加入适量酸溶液可能引起由c点向b点的变化
9. 下列方案设计、现象和结论都正确的是
实验方案
现象
结论
A
向反应后的溶液中滴加KCl溶液
红色变浅
KCl使平衡逆向移动
B
向一定浓度溶液中通入气体
出现黑色沉淀
酸性比强
C
溶液蒸发结晶
得到白色固体
该白色固体为
D
向溶液中,滴入几滴溶液,然后滴加KSCN溶液
溶液变红
证明与的反应是可逆反应
A. A B. B C. C D. D
10. 硼酸是一种重要的化工原料,广泛应用于玻璃、医药、肥料等工艺。一种以硼镁矿(含及少量)为原料生产硼酸及轻质氧化镁的工艺流程如下:
已知饱和溶液为4.2,下列说法不正确的是
A. 沉镁过程中反应的离子方程式为
B. 过滤1的目的是除去硼镁矿粉中的杂质
C. “过滤2”前,将溶液调节至3.5,目的是促进硼酸的析出
D. 为减少杂质引入,使母液循环利用,使用调节至3.5,使用氨水调节至6.5
11. 在催化剂a或催化剂b作用下,丙烷发生脱氢反应制备丙烯,总反应的化学方程式为,反应进程中的相对能量变化如图所示(*表示吸附态,中部分进程已省略)。
下列说法正确的是
A. 总反应是放热反应
B. 两种不同催化剂作用下总反应的化学平衡常数不同
C. 和催化剂b相比,丙烷被催化剂a吸附得到的吸附态更稳定
D. ①转化为②的进程中,决速步骤为
12. 某反应A(g)+B(g)→C(g)+D(g) 的速率方程为v=kcm(A) ·cn(B), 其中k是反应速率常数,受温度、催化剂的影响。其半衰期(当剩余反应物恰好是起始的一半时所需的时间)为。改变反应物浓度时,反应的瞬时速率如表所示;
c(A)/(mol/L)
0.25
0.50
1.00
0.50
1.00
c1
c(B)/(mol/L)
0.050
0.050
0.100
0.100
0.200
c2
v/10-3mol/(L·min)
1.6
3.2
v1
3.2
v2
4.8
下列说法不正确的是
A. 上述表格中的c1=0.75、v1=6.4
B. 该反应的速率常数k=6.4×10-4min-1
C. 在过量的B 存在时,反应掉75%的A所需的时间是250 min
D. 升温、加入催化剂,均可使k增大导致反应的瞬时速率加快
13. 常温下,向某溶剂(不参与反应)中加入一定量、和M,所得溶液中同时存在如下平衡:(ⅰ);(ⅱ);(ⅲ)。、的物质的量浓度随反应时间的变化关系如图所示,300s后反应体系达到平衡状态。
下列说法正确的是
A. 时,反应(ⅲ)的逆反应速率大于正反应速率
B. 内,
C. 若反应(ⅲ)的,则X比Y更稳定
D. 若再向容器中加入上述溶剂,则、均不变
14. 常温下,向一定浓度二元弱酸溶液中加入,保持溶液体积和温度不变,测得pH与[X为、、]变化如图所示。下列说法正确的是
A. 曲线Q代表pH与变化关系
B. a点溶液中:
C. b点溶液中:
D. 常温下,的
二、非选择题(共4大题,共58分)
15. 已知25℃时,根据表中的几种物质的电离平衡常数回答下列问题:
(1)向的溶液中加入等体积的水,的电离平衡___________(填“向左”“向右”或“不”)移动;若向原溶液中滴加NaOH溶液至,此时溶液___________。
(2)25℃时,向的氨水中缓缓通入少量气体的过程中(忽略溶液体积的变化),下列表达式的数值变小的有___________。
A. B. C. D.
(3)燃煤烟气中的可用氨水脱除,当用氨水吸收至溶液呈中性时,与溶液中、的浓度关系是___________。
(4)联氨性质与相似,与水反应可生成一种二元弱碱。它在水溶液中电离的第一步电离方程式为:;写出它的第二步电离方程式___________;若用溶液吸收形成的酸式盐的化学式为___________。
(5)工业上可用溶液吸收烟气中同时制备,流程如下图所示:
①步骤Ⅰ中发生主要反应的离子方程式为___________。
②操作①的名称为___________。
16. 近年来,研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储。过程如下:
(1)反应Ⅰ:2H2SO4(l)=2SO2(g)+2H2O(g)+O2(g) ΔH1=+551 kJ·mol-1
反应Ⅲ:S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH3=-297 kJ·mol-1
反应Ⅱ的热化学方程式:_________________________________________。
(2)对反应Ⅱ,在某一投料比时,两种压强下,H2SO4在平衡体系中物质的量分数随温度的变化关系如图所示。
p2_______p 1(填“>”或“<”),得出该结论的理由是________________。
(3)I-可以作为水溶液中SO2歧化反应的催化剂,可能的催化过程如下。将ii补充完整。
i.SO2+4I-+4H+===S↓+2I2+2H2O
ii.I2+2H2O+_________===_________+_______+2I-
(4)探究i、ii反应速率与SO2歧化反应速率的关系,实验如下:分别将18 mL SO2饱和溶液加入到2 mL下列试剂中,密闭放置观察现象。(已知:I2易溶解在KI溶液中)
A
B
C
D
试剂组成
0.4 mol·L-1 KI
a mol·L-1 KI
0.2 mol·L-1 H2SO4
0.2 mol·L-1 H2SO4
0.2 mol·L-1 KI
0.0002 mol I2
实验现象
溶液变黄,一段时间后出现浑浊
溶液变黄,出现浑浊较A快
无明显现象
溶液由棕褐色很快褪色,变成黄色,出现浑浊较A快
①B是A的对比实验,则a=__________。
②比较A、B、C,可得出的结论是______________________。
③实验表明,SO2的歧化反应速率D>A,结合i、ii反应速率解释原因:________________。
17. 金属钛在航天工业中用途广泛,工业上用钛铁矿(主要成分为钛酸亚铁,含、、)为原料制,再由制得金属Ti。(已知:在一定条件下会发生水解)
(1)写出步骤①中与硫酸发生反应的离子方程式___________。
(2)步骤②中加入铁粉的目的___________。
(3)请结合化学用语解释步骤④中加热水的原因___________。
(4)步骤⑥中与焦炭、氯气在高温下发生反应生成和一种可燃性气体的化学方程式为___________。
(5)可通过测定废液中浓度来确认铁元素的回收率:取25.00mL废液于锥形瓶中,用硫酸酸化的溶液滴定至终点,消耗溶液体积为10.00mL。回答下列问题:
①判断滴定终点的标志为:___________。
②下列操作可能导致结果偏高的是___________(填字母)。
A.滴定管没有用标准溶液润洗
B.出现颜色变化时立刻停止滴定
C.摇动锥形瓶时液体溅出
D.滴定达到终点时,仰视滴定管读数
③废液中___________。
18. 开发利用技术有利于实现碳减排,改善生态环境。利用氢气和碳氧化物反应生成甲烷,可实现碳循环利用。主要反应如下:
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
请回答下列问题:
(1)___________;___________(用、表示)。反应Ⅱ___________(填“高温”、“低温”或“任意温度”)在自发进行。
(2)下列措施中,既有利于提高的平衡产率,又有利于提高反应速率的是___________(填标号)。
A. 升高温度 B. 加入催化剂 C. 增大压强 D. 增大氢气浓度
(3)在恒温恒容密闭容器中,分别充入和,只发生上述反应Ⅰ,下列选项不能作为反应Ⅰ达到平衡状态的判断依据的是___________(填标号)。
A. 的体积分数不变 B. 容器内气体压强不变
C. D. 混合气体的平均摩尔质量不变
(4)若将、和1molAr充入密闭容器中只发生反应Ⅰ:下图表示压强为0.1MPa和5.0MPa下的平衡转化率随温度的变化关系。
①、两点正反应速率分别用,、表示,则___________(填序号)。
A.大于 B.小于 C.等于 D.无法判断
②200℃时,b点的压强平衡常数___________。向上述200℃达到平衡的恒容密闭容器中再加入、、、,保持温度不变,则化学平衡___________(填“正向”、“逆向”或“不”)移动。
(5)实验发现,反应Ⅲ在其它条件不变时,一定反应时间内,向反应体系中投入一定量的CaO可以增大的物质的量分数,实验结果如图所示。相比使用微米CaO,使用纳米CaO时的物质的量分数更大的可能原因是___________。(已知:1微米米,1纳米米)
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化学试题
(考试时间:75分钟 满分:100分)
注意事项:
1.答题前,务必在答题卡和答题卷规定的地方填写自己的姓名、准考证号和座位号后两位。
2.答题时,每小题选出答案后,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。
3.答题时,必须使用0.5毫米的黑色墨水签字笔在答题卷上书写,要求字体工整、笔迹清晰。作图题可先用铅笔在答题卷规定的位置绘出,确认后再用0.5毫米的黑色墨水签字笔描清楚。必须在题号所指示的答题区域作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上答题无效。
4.考试结束,务必将答题卡和答题卷一并上交。
5.可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 S 32 Cl 35.5 K 39 Mn 55 Fe 56
一、单选题(本大题共14题,每题3分,共42分)
1. 下列有关物质用途的说法错误的是
A. 抗坏血酸可用作抗氧化剂 B. 明矾可用作净水剂
C. 碳酸氢铵可用作食品膨松剂 D. 漂白粉可用作蚕丝制品漂白剂
【答案】D
【解析】
【详解】A.抗坏血酸(维生素C)具有还原性,常用作抗氧化剂,A正确;
B.明矾水解生成氢氧化铝胶体,吸附水中悬浮杂质,起到净水作用,B正确;
C.碳酸氢铵受热分解产生CO2和NH3,气体使食品疏松,可用作膨松剂,C正确;
D.漂白粉含次氯酸盐,其强氧化性会破坏蚕丝(蛋白质)结构,导致蚕丝制品损伤,因此不可用于蚕丝漂白,D错误;
故选D。
2. 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. :、、、
B. 的溶液中:、、、
C. 的KI溶液中:、、、
D. 常温下,水电离的的溶液:、、、
【答案】A
【解析】
【详解】A.的溶液为强碱性溶液,、、、均不与OH-反应且彼此不反应,可大量共存,A正确;
B.溶液呈弱碱性,与发生双水解反应生成沉淀和气体,无法大量共存,B错误;
C.溶液中含大量,酸性条件下具有强氧化性,会氧化,发生氧化还原反应,无法大量共存,C错误;
D.常温下,水电离的的溶液可能为强酸或强碱性溶液,若为酸性,与在H+存在下发生氧化还原反应;若为碱性,与OH-生成沉淀,无法大量共存,D错误;
故答案选A。
3. 下列过程不能用勒夏特列原理解释的是
①开启啤酒瓶后,瓶中立刻泛起大量泡沫
②实验室采用排饱和食盐水的方法收集氯气
③平衡混合气体加压后颜色变深
④500℃左右的温度比室温更有利于合成氨反应
A. ①② B. ③④ C. ①③ D. ②④
【答案】B
【解析】
【详解】① 啤酒瓶开启后压力降低,溶解平衡逆向移动(释放气体),符合勒夏特列原理;
② 饱和食盐水中的高Cl⁻浓度使平衡左移,减少溶解,符合原理;
③,反应气体体积不变,加压仅增大各物质浓度(颜色变深),但平衡未移动,不能用勒夏特列原理 ;
④ 合成氨放热,低温更有利平衡,但500℃是为提高反应速率(催化剂活性),属于动力学因素,与平衡移动无关,不能用勒夏特列原理 ;
综上,③和④不能用勒夏特列原理解释,故选B。
4. 为理解离子化合物溶解过程的能量变化,可设想NaCl固体溶于水的过程分两步实现,示意图如下。下列说法正确的是
A. 根据盖斯定律可知:
B. 根据各微粒的状态,可判断
C. NaCl固体溶解是放热过程
D. 溶解过程的能量变化,与NaCl固体和NaCl溶液中微粒间作用力的强弱无关
【答案】A
【解析】
【分析】NaCl固体溶于水的过程分两步实现,第一步为NaCl固体变为和,此过程离子键发生断裂,为吸热过程;第二步为和与水结合形成水合钠离子和水合氯离子的过程,此过程为成键过程,为放热过程。
【详解】A.由盖斯定律可知,总过程焓变等于两步过程焓变之和,,所以,A正确;
B.由分析可知,第一步为NaCl固体变为和,此过程离子键发生断裂,为吸热过程,a0,第二步为和与水结合形成水合钠离子和水合氯离子的过程,,此过程为成键过程,为放热过程,b0,B错误;
C.由图可知,NaCl固体溶解过程的焓变为0,为吸热过程,C错误;
D.由分析可知,溶解过程的能量变化,与NaCl固体断键吸收的热量及和水合过程放出的热量有关,即与NaCl固体和NaCl溶液中微粒间作用力的强弱有关,D错误;
故答案选A。
5. 下列说法正确的是
A. 通入适量的气体,使溶液中,增大
B. 常温下,的溶液与的溶液,水的电离程度相同
C. 某盐溶液呈酸性,该盐一定发生了水解反应
D. 溶于中的水解方程式为:
【答案】B
【解析】
【详解】A.氯化铁是强酸弱碱盐,铁离子在溶液中水解生成氢氧化铁和氢离子,向溶液中通入氯化氢气体,水解平衡左移,溶液中铁离子浓度增大,但增大幅度小于氯离子,所以的值减小,故A错误;
B.醋酸钠是强碱弱酸盐,氯化铵是强酸弱碱盐,在溶液中都能水解促进水的电离,醋酸钠溶液pH为10和氯化铵溶液pH为4说明水电离出的氢离子浓度和氢氧根离子浓度都为10—4mol/L,水的电离程度相同,故B正确;
C.硫酸氢钠是强酸的酸式盐,在溶液中电离出氢离子使溶液呈酸性,故C错误;
D.氯化铵是强酸弱碱盐,在D2O中发生水解生成NH3·HDO和D+,水解的离子方程式为NH+D2O NH3·HDO+D+,故D错误;
故选B。
6. 下列关于热化学反应的描述正确的是
A. HCl和NaOH反应的反应热,则和反应的反应热
B. 甲烷的燃烧热,则
C. 常温下,反应不能自发进行,则该反应的
D. 已知断裂键和键消耗能量2253.6kJ,断裂键消耗能量391kJ,则
【答案】D
【解析】
【详解】A.H2SO4和Ba(OH)2反应生成BaSO4沉淀,额外释放热量,ΔH应小于2×(-57.3)kJ·mol-1,A错误;
B.燃烧热是在101 kPa时,1 mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量;燃烧热要求生成液态水,而选项中生成气态水,放热减少,ΔH应大于-890.3kJ·mol-1,B错误;
C.的反应能自发进行,反应生成气体增多,ΔS>0,若常温下不能自发进行,则ΔG=ΔH-TΔS>0,ΔH>0,C错误;
D.反应焓变=反应物键能总和-生成物键能总和;ΔH= 2253.6kJ/mol-6×391kJ/mol=-92.4kJ/mol,D正确;
故选D。
7. 下列实验装置、操作或结论错误的是
A. 图①中读数为19.80mL
B. 图②可结合秒表测量锌与硫酸的反应速率
C. 图③可比较和HClO的酸性强弱
D. 图④可测定未知HCl溶液的浓度
【答案】C
【解析】
【详解】A.图①为酸式滴定管,0刻度在上方,滴定管精度为0.01mL,读数为19.80mL,A正确;
B.图②通过分液漏斗加入硫酸与锌粒反应,产生的气体推动注射器活塞,结合秒表记录时间,可测量单位时间内气体体积变化,从而计算反应速率,B正确;
C.图③用pH试纸测定0.1mol/L和NaClO溶液的pH,以比较和HClO酸性强弱,NaClO溶液具有强氧化性,会使pH试纸褪色,无法准确读取pH值,操作错误,C错误;
D.图④中滴定管的活塞为聚四氟乙烯,使用氢氧化钠标准液滴定HCl浓度,指示剂使用酚酞,结合反应关系HCl~NaOH,可测定未知浓度HCl溶液,D正确;
故选C。
8. 下列说法错误的是
A. 图①表示室温下,向未知浓度的盐酸中滴加0.1000 溶液,指示剂选择甲基红比选择甲基橙的误差小
B. 图②表示反应中单位时间内CO的转化率随温度的变化关系,则该反应为放热反应
C. 图③表示反应 在恒温恒容密闭容器中,的平衡体积分数随的变化情况,则,的转化率:
D. 图④表示在一定温度下,水溶液中和的浓度变化曲线,则该温度下加入适量酸溶液可能引起由c点向b点的变化
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图可知甲基红的变色范围比甲基橙更接近反应终点,则使用甲基红的误差小,A正确;
B.图②是CO的转化率与温度的图像,可知最初随着温度升高,反应速率加快,CO的转化率升高,反应达到平衡后,继续升高温度平衡逆向移动,CO的转化率降低,说明该反应为放热反应,B正确;
C.该反应是放热反应,的起始量相同时,温度越高则的平衡体积分数越小,则;温度相同时,的起始量越大,的转化率越高,故的转化率:,C错误;
D.c点溶液显碱性,如果加入酸,溶液可变为中性,温度不变,水的离子积不改变,即变为b点,D正确;
故选C。
9. 下列方案设计、现象和结论都正确的是
实验方案
现象
结论
A
向反应后的溶液中滴加KCl溶液
红色变浅
KCl使平衡逆向移动
B
向一定浓度溶液中通入气体
出现黑色沉淀
酸性比强
C
溶液蒸发结晶
得到白色固体
该白色固体为
D
向溶液中,滴入几滴溶液,然后滴加KSCN溶液
溶液变红
证明与的反应是可逆反应
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.FeCl3与KSCN的反应生成红色Fe(SCN) 3,离子方程式为,加入KCl溶液时,K+和Cl-不参与平衡,红色变浅可能因稀释导致,而非KCl使平衡移动,A错误;
B.与反应生成CuS沉淀,是因CuS不仅难溶于水、而且难溶于酸,而非酸性强于(实际酸性弱于),B错误;
C.溶液中Al3+水解使溶液呈酸性,由于水解生成的是难挥发的硫酸,蒸发结晶最终得到晶体而非,C错误;
D.,由于KI溶液过量,滴加KSCN溶液后,溶液变红,证明了反应后的溶液中仍存在Fe3+,说明该反应为可逆反应,D正确;
故选D。
10. 硼酸是一种重要的化工原料,广泛应用于玻璃、医药、肥料等工艺。一种以硼镁矿(含及少量)为原料生产硼酸及轻质氧化镁的工艺流程如下:
已知饱和溶液为4.2,下列说法不正确的是
A. 沉镁过程中反应的离子方程式为
B. 过滤1的目的是除去硼镁矿粉中的杂质
C. “过滤2”前,将溶液调节至3.5,目的是促进硼酸的析出
D. 为减少杂质引入,使母液循环利用,使用调节至3.5,使用氨水调节至6.5
【答案】A
【解析】
【分析】硼镁矿(含及少量)加入硫酸铵溶液,得到气体,根据硼镁矿和硫酸铵化学式知,得到的气体应为NH3,用NH4HCO3吸收NH3得到(NH4)2CO3;过滤得到的滤渣I应为难溶于硫酸铵溶液的SiO2、Fe2O3、Al2O3;调节滤液pH=3.5再过滤得到H3BO3,此时滤液中主要含有MgSO4,向滤液中加入碳酸铵进行沉镁,得到Mg(OH)2•MgCO3,加热分解可以得到轻质MgO;母液中含有(NH4)2SO4,以此解答该题。
【详解】A.结合流程,滤液中加入碳酸铵进行沉镁,沉镁过程中反应的离子方程式为,A错误;
B.据分析,过滤1的目的是除去硼镁矿粉中的SiO2、Fe2O3、Al2O3,B正确;
C.硼酸电离平衡为,调pH=3.5使降低pH,增大H+浓度,平衡逆向移动,促进H3BO3析出,C正确;
D.用H2SO4调pH=3.5的阴离子为,用氨水调pH=6.5的阳离子为,均不会引入新杂质,利于母液循环,D正确;
故答案为A。
11. 在催化剂a或催化剂b作用下,丙烷发生脱氢反应制备丙烯,总反应的化学方程式为,反应进程中的相对能量变化如图所示(*表示吸附态,中部分进程已省略)。
下列说法正确的是
A. 总反应是放热反应
B. 两种不同催化剂作用下总反应的化学平衡常数不同
C. 和催化剂b相比,丙烷被催化剂a吸附得到的吸附态更稳定
D. ①转化为②的进程中,决速步骤为
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图可知,生成物能量高,总反应为吸热反应,A错误;
B.平衡常数只和温度有关,与催化剂无关,B错误;
C.由图可知,丙烷被催化剂a吸附后能量更低,则被催化剂a吸附后得到的吸附态更稳定, C正确;
D.活化能高的反应速率慢,是反应的决速步骤,故决速步骤为*CH3CHCH3→*CH3CHCH2+*H或*CH3CHCH3+*H→*CH3CHCH2+2*H,D错误;
故选C。
12. 某反应A(g)+B(g)→C(g)+D(g) 的速率方程为v=kcm(A) ·cn(B), 其中k是反应速率常数,受温度、催化剂的影响。其半衰期(当剩余反应物恰好是起始的一半时所需的时间)为。改变反应物浓度时,反应的瞬时速率如表所示;
c(A)/(mol/L)
0.25
0.50
1.00
0.50
1.00
c1
c(B)/(mol/L)
0.050
0.050
0.100
0.100
0.200
c2
v/10-3mol/(L·min)
1.6
3.2
v1
3.2
v2
4.8
下列说法不正确的是
A. 上述表格中的c1=0.75、v1=6.4
B. 该反应的速率常数k=6.4×10-4min-1
C. 在过量的B 存在时,反应掉75%的A所需的时间是250 min
D. 升温、加入催化剂,均可使k增大导致反应的瞬时速率加快
【答案】B
【解析】
【分析】某反应A(g)+B(g)→C(g)+D(g) 的速率方程为v=kcm(A) ·cn(B),其中k是反应速率常数,受温度、催化剂的影响,浓度变化,k不变。由第二组数据和第四组数据,可知n=0;由第一组数据,第二组数据,两式相比得到m=1;将n=0,m=1代入得到k=6.4×10-3min-1;故速率方程式为v=6.4×10-3 c (A)c0(B)。
【详解】A.由上速率方程式为v=6.4×10-3 c (A)c0(B),代入第三组数据,,则v1=6.4;第六组数据中,则,则c1=0.75,A正确;
B.根据以上分析可知,该反应的速率常数k=6.4×10-3min-1,B错误;
C.根据题给信息,其半衰期(当剩余反应物恰好是起始的一半时所需的时间)为 。若从开始到反应了50%,则需要时间,从50%反应到25%,则需要时间,则反应掉75%的A看成是经历两次半衰期,所需时间是,C正确;
D.已知,k是反应速率常数,受温度、催化剂的影响;升温、加入催化剂,均可使k增大导致反应的瞬时速率加快,D正确。
故选B。
13. 常温下,向某溶剂(不参与反应)中加入一定量、和M,所得溶液中同时存在如下平衡:(ⅰ);(ⅱ);(ⅲ)。、的物质的量浓度随反应时间的变化关系如图所示,300s后反应体系达到平衡状态。
下列说法正确的是
A. 时,反应(ⅲ)的逆反应速率大于正反应速率
B. 内,
C. 若反应(ⅲ)的,则X比Y更稳定
D. 若再向容器中加入上述溶剂,则、均不变
【答案】A
【解析】
【详解】A.由图可知,300s时反应达到平衡,反应(ⅲ)的平衡常数K==9,100s时反应(ⅲ)的浓度商Q=>K,则反应向逆反应方向进行,逆反应速率大于正反应速率,A正确;
B.由图可知,100s~300s内,根据化学计量关系,N的浓度增加量等于X和Y的浓度减少量之和,即,则=1.15×10-4 mol/(L·s),B错误;
C.若反应(ⅲ)的,则该反应为反应物总能量大于生成物总能量的放热反应,X的能量高于Y的能量,物质的能量越低越稳定,则Y比X更稳定,C错误;
D.若再向容器中加入上述溶剂,平衡体系中各物质浓度均减小,反应(ⅰ)、(ⅱ)均向逆反应方向移动,X、Y的物质的量均增大,D错误;
故答案选A。
14. 常温下,向一定浓度二元弱酸溶液中加入,保持溶液体积和温度不变,测得pH与[X为、、]变化如图所示。下列说法正确的是
A. 曲线Q代表pH与变化关系
B. a点溶液中:
C. b点溶液中:
D. 常温下,的
【答案】C
【解析】
【分析】常温下,向一定浓度二元弱酸溶液中加入固体时,由于两者发生反应,所以c(H2A)逐渐减小,所以图中呈上升趋势的为-lgc(H2A)与pH变化关系,为曲线M;、,c(A2-)逐渐增大,-lg c(A2-)会逐渐减小,故呈下降趋势且与横坐标无交点的为-lg c(A2-)与pH的关系图,为曲线N;另一条则是-lg与pH的关系图,为曲线Q;
【详解】A.由上述分析可知,曲线N表示-lg c(A2-)随pH的变化,A错误;
B.a点溶液中由电荷守恒可知c(K+)+c(H+)= c(HA-)+2c(A2-)+c(OH-),a点c(A2-)= c(H2A),则c(K+)-c(OH-)= c(HA-)+2c(H2A)-c(H+),B错误;
C.b点溶液中-lg=0,则,C正确;
D.由点(4.3,0)数值可知pH=4.3,-lg=0,则,的=10-4.3,a点时,c(A2-)= c(H2A)=10-3mol/L,c(H+)=10-2.8mol/L,代入中可计算出c(HA-)=10-1.5mol/L,则的=10-1.3,D错误;
故答案选C。
二、非选择题(共4大题,共58分)
15. 已知25℃时,根据表中的几种物质的电离平衡常数回答下列问题:
(1)向的溶液中加入等体积的水,的电离平衡___________(填“向左”“向右”或“不”)移动;若向原溶液中滴加NaOH溶液至,此时溶液___________。
(2)25℃时,向的氨水中缓缓通入少量气体的过程中(忽略溶液体积的变化),下列表达式的数值变小的有___________。
A. B. C. D.
(3)燃煤烟气中的可用氨水脱除,当用氨水吸收至溶液呈中性时,与溶液中、的浓度关系是___________。
(4)联氨性质与相似,与水反应可生成一种二元弱碱。它在水溶液中电离的第一步电离方程式为:;写出它的第二步电离方程式___________;若用溶液吸收形成的酸式盐的化学式为___________。
(5)工业上可用溶液吸收烟气中同时制备,流程如下图所示:
①步骤Ⅰ中发生主要反应的离子方程式为___________。
②操作①的名称为___________。
【答案】(1) ①. 向右 ②. 5 (2)AC
(3)
(4) ①. ②.
(5) ①. ②. 过滤
【解析】
【小问1详解】
根据“越稀越电离”,向的溶液中加入等体积的水,的电离平衡向右移动;醋酸的电离平衡常数,若向原溶液中滴加NaOH溶液至,,mol/L,此时溶液5。
【小问2详解】
A.向的氨水中缓缓通入少量气体,先生成碳酸铵,后生成碳酸氢铵,减小、增大,根据N元素守恒,所以减小,选A;
B.向的氨水中缓缓通入少量气体,溶液酸性增强,增大、减小,增大,故B错误;
C.向的氨水中缓缓通入少量气体,先生成碳酸铵,后生成碳酸氢铵,增大,不变,所以减小,故选C;
D.为水解常数表达式,不变,故不选D;
选AC。
【小问3详解】
燃煤烟气中的可用氨水脱除,根据电荷守恒,当用氨水吸收至溶液呈中性时,与溶液中、的浓度关系是。
【小问4详解】
与水反应可生成一种二元弱碱。它在水溶液中电离的第一步电离方程式为:;它的第二步电离方程式;若用溶液吸收形成的酸式盐的化学式为;
【小问5详解】
①根据流程图,步骤Ⅰ中碳酸钠和二氧化硫反应生成亚硫酸氢钠和二氧化碳,发生主要反应的离子方程式为。
②操作①是固液分离,名称为过滤。
16. 近年来,研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储。过程如下:
(1)反应Ⅰ:2H2SO4(l)=2SO2(g)+2H2O(g)+O2(g) ΔH1=+551 kJ·mol-1
反应Ⅲ:S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH3=-297 kJ·mol-1
反应Ⅱ的热化学方程式:_________________________________________。
(2)对反应Ⅱ,在某一投料比时,两种压强下,H2SO4在平衡体系中物质的量分数随温度的变化关系如图所示。
p2_______p 1(填“>”或“<”),得出该结论的理由是________________。
(3)I-可以作为水溶液中SO2歧化反应的催化剂,可能的催化过程如下。将ii补充完整。
i.SO2+4I-+4H+===S↓+2I2+2H2O
ii.I2+2H2O+_________===_________+_______+2I-
(4)探究i、ii反应速率与SO2歧化反应速率的关系,实验如下:分别将18 mL SO2饱和溶液加入到2 mL下列试剂中,密闭放置观察现象。(已知:I2易溶解在KI溶液中)
A
B
C
D
试剂组成
0.4 mol·L-1 KI
a mol·L-1 KI
0.2 mol·L-1 H2SO4
0.2 mol·L-1 H2SO4
0.2 mol·L-1 KI
0.0002 mol I2
实验现象
溶液变黄,一段时间后出现浑浊
溶液变黄,出现浑浊较A快
无明显现象
溶液由棕褐色很快褪色,变成黄色,出现浑浊较A快
①B是A的对比实验,则a=__________。
②比较A、B、C,可得出的结论是______________________。
③实验表明,SO2的歧化反应速率D>A,结合i、ii反应速率解释原因:________________。
【答案】 ①. 3SO2(g)+2H2O (g)=2H2SO4 (l)+S(s) ΔH2=−254 kJ·mol−1 ②. > ③. 反应Ⅱ是气体物质的量减小的反应,温度一定时,增大压强使反应正向移动,H2SO4 的物质的量增大,体系总物质的量减小,H2SO4的物质的量分数增大 ④. SO2 ⑤. SO42— ⑥. 4H+ ⑦. 0.4 ⑧. I−是SO2歧化反应的催化剂,H+单独存在时不具有催化作用,但H+可以加快歧化反应速率 ⑨. 反应ii比i快;D中由反应ii产生的H+使反应i加快
【解析】
【详解】分析:(1)应用盖斯定律结合反应II分析。
(2)采用“定一议二”法,根据温度相同时,压强与H2SO4物质的量分数判断。
(3)依据催化剂在反应前后质量和化学性质不变,反应i+反应ii消去I-得总反应。
(4)用控制变量法对比分析。
详解:(1)根据过程,反应II为SO2催化歧化生成H2SO4和S,反应为3SO2+2H2O=2H2SO4+S。应用盖斯定律,反应I+反应III得,2H2SO4(l)+S(s)=3SO2(g)+2H2O(g)ΔH=ΔH1+ΔH3=(+551kJ/mol)+(-297kJ/mol)=+254kJ/mol,反应II的热化学方程式为3SO2(g)+2H2O(g)=2H2SO4(l)+S(s)ΔH=-254kJ/mol。
(2)在横坐标上任取一点,作纵坐标的平行线,可见温度相同时,p2时H2SO4物质的量分数大于p1时;反应II是气体分子数减小的反应,增大压强平衡向正反应方向移动,H2SO4物质的量增加,体系总物质的量减小,H2SO4物质的量分数增大;则p2p1。
(3)反应II的总反应为3SO2+2H2O=2H2SO4+S,I-可以作为水溶液中SO2歧化反应的催化剂,催化剂在反应前后质量和化学性质不变,(总反应-反应i)2得,反应ii的离子方程式为I2+2H2O+SO2=4H++SO42-+2I-。
(4)①B是A的对比实验,采用控制变量法,B比A多加了0.2mol/LH2SO4,A与B中KI浓度应相等,则a=0.4。
②对比A与B,加入H+可以加快SO2歧化反应的速率;对比B与C,单独H+不能催化SO2的歧化反应;比较A、B、C,可得出的结论是:I−是SO2歧化反应的催化剂,H+单独存在时不具有催化作用,但H+可以加快歧化反应速率。
③对比D和A,D中加入KI的浓度小于A,D中多加了I2,反应i消耗H+和I-,反应ii中消耗I2,D中“溶液由棕褐色很快褪色,变成黄色,出现浑浊较A快”,反应速率DA,由此可见,反应ii比反应i速率快,反应ii产生H+使c(H+)增大,从而反应i加快。
点睛:本题以利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储为载体,考查盖斯定律的应用、化学平衡图象的分析、方程式的书写、控制变量法探究外界条件对化学反应速率的影响,考查学生灵活运用所学知识解决实际问题的能力。
17. 金属钛在航天工业中用途广泛,工业上用钛铁矿(主要成分为钛酸亚铁,含、、)为原料制,再由制得金属Ti。(已知:在一定条件下会发生水解)
(1)写出步骤①中与硫酸发生反应的离子方程式___________。
(2)步骤②中加入铁粉的目的___________。
(3)请结合化学用语解释步骤④中加热水的原因___________。
(4)步骤⑥中与焦炭、氯气在高温下发生反应生成和一种可燃性气体的化学方程式为___________。
(5)可通过测定废液中浓度来确认铁元素的回收率:取25.00mL废液于锥形瓶中,用硫酸酸化的溶液滴定至终点,消耗溶液体积为10.00mL。回答下列问题:
①判断滴定终点的标志为:___________。
②下列操作可能导致结果偏高的是___________(填字母)。
A.滴定管没有用标准溶液润洗
B.出现颜色变化时立刻停止滴定
C.摇动锥形瓶时液体溅出
D.滴定达到终点时,仰视滴定管读数
③废液中___________。
【答案】(1)
(2)将Fe3+转化为Fe2+,并防止Fe2+被氧化
(3)水解反应为吸热反应:,加入热水促进TiO2+水解,生成H2TiO3
(4)
(5) ①. 当滴入最后半滴高锰酸钾标准液时,锥形瓶内溶液变为浅红色,且30 s内不褪色 ②. AD ③. 0.02 mol/L
【解析】
【分析】铁钛矿石加入到硫酸溶液中生成TiO2+、Fe2+、Fe3+,过滤除去SiO2滤渣,再加入铁粉还原Fe3+,过滤除去多余铁粉,冷却结晶得到FeSO4·7H2O,和含TiO2+的滤液,热水促进其水解,得到H2TiO3固体,煅烧得到TiO2,加入焦炭,氯气转化为熔点较低的TiCl4,最后加入Mg,在高温下发生置换反应获得Ti。
【小问1详解】
与硫酸发生反应的离子方程式为。
【小问2详解】
步骤②加入铁粉的目的为将Fe3+转化为Fe2+,并防止Fe2+被氧化。
【小问3详解】
水解反应为吸热反应:,加入热水促进TiO2+水解,生成H2TiO3。
【小问4详解】
与焦炭、氯气在高温下发生反应生成和可燃性气体CO的化学方程式为。
【小问5详解】
①高锰酸钾自身可作为指示剂,滴定终点为:当滴入最后半滴高锰酸钾标准液时,锥形瓶内溶液变为浅红色,且30 s内不褪色;
②A.滴定管没有用高锰酸钾润洗,导致高锰酸钾溶液浓度偏低,所用体积偏大,结果偏高,A符合题意;
B.出现颜色变化时立即停止滴定,可能还未反应完全,消耗标准液体积偏小,结果偏小,B不符题意;
C.摇动锥形瓶时液体溅出导致溶质损失,消耗标准液体积偏小,结果偏小,C不符题意;
D.滴定终点仰视读数,导致滴定体积偏大,结果偏大,D符合题意;
故选AD;
③根据得失电子守恒可知5Fe2+~,所以废液中。
18. 开发利用技术有利于实现碳减排,改善生态环境。利用氢气和碳氧化物反应生成甲烷,可实现碳循环利用。主要反应如下:
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
请回答下列问题:
(1)___________;___________(用、表示)。反应Ⅱ___________(填“高温”、“低温”或“任意温度”)在自发进行。
(2)下列措施中,既有利于提高的平衡产率,又有利于提高反应速率的是___________(填标号)。
A. 升高温度 B. 加入催化剂 C. 增大压强 D. 增大氢气浓度
(3)在恒温恒容密闭容器中,分别充入和,只发生上述反应Ⅰ,下列选项不能作为反应Ⅰ达到平衡状态的判断依据的是___________(填标号)。
A. 的体积分数不变 B. 容器内气体压强不变
C. D. 混合气体的平均摩尔质量不变
(4)若将、和1molAr充入密闭容器中只发生反应Ⅰ:下图表示压强为0.1MPa和5.0MPa下的平衡转化率随温度的变化关系。
①、两点正反应速率分别用,、表示,则___________(填序号)。
A.大于 B.小于 C.等于 D.无法判断
②200℃时,b点的压强平衡常数___________。向上述200℃达到平衡的恒容密闭容器中再加入、、、,保持温度不变,则化学平衡___________(填“正向”、“逆向”或“不”)移动。
(5)实验发现,反应Ⅲ在其它条件不变时,一定反应时间内,向反应体系中投入一定量的CaO可以增大的物质的量分数,实验结果如图所示。相比使用微米CaO,使用纳米CaO时的物质的量分数更大的可能原因是___________。(已知:1微米米,1纳米米)
【答案】(1) ①. ②. ③. 低温 (2)CD (3)A
(4) ①. B ②. ③. 正向
(5)纳米CaO颗粒更小,表面积更大,与反应更充分,消耗的更多,使平衡正向移动程度更大
【解析】
【小问1详解】
根据盖斯定律可知,反应Ⅱ=反应Ⅰ+反应Ⅲ,因此;
反应Ⅲ=反应Ⅱ-反应Ⅰ,则;
反应Ⅱ的,且反应为分子数减小的反应,,根据时反应自发进行,所以反应Ⅱ在低温下自发进行;
【小问2详解】
A.反应I和II为放热反应,升高温度时,反应速率提高,但反应均平衡逆移,的平衡产率降低,A错误;
B.加入催化剂时,不改变平衡产率,反应速率提高,B错误;
C.增大压强时,反应速率加快,且反应I和Ⅱ平衡均正向移动,能提高的平衡产率,C正确;
D.增大氢气浓度时,反应速率加快,且反应I和Ⅱ平衡均正向移动,能提高的平衡产率,D正确;
故选CD;
【小问3详解】
A.起始时的体积分数为50%,设反应一段时间后反应Ⅰ消耗的物质的量是x mol,则当时物质的量为(4-x) mol、的物质的量为(4-4x)mol、物质的量为x mol、物质的量为2x mol,此时的体积分数为,这说明的体积分数始终不变,故其体积分数不变不能判断是否达到平衡状态,A符合题意;
B.恒温恒容下,该反应是气体物质的量减小的反应,压强是变量,容器内压强不变时,表明已达到平衡状态,B不符合题意;
C.表示的是逆反应速率,表示的是正反应速率,且正逆反应速率相等(氢气和甲烷的反应速率与其化学计量数呈正比),可判定为平衡状态,C不符合题意;
D.随着反应的进行,气体总质量不变,但总物质的量变小,混合气体的平均摩尔质量是变量,当其不变时,反应达到平衡状态,D不符合题意;
故答案选A。
【小问4详解】
反应速率受温度和压强影响。a、b两点温度相同,而增大压强,平衡正向移动,的平衡转化率增大。由图像可知,a点对应的压强为5.0MPa,b点对应的压强为0.1MPa,所以a点压强大于b点压强,那么正反应速率大于,答案选A;
计算200℃时,b点的压强平衡常数可以列三段式进行计算,设容器体积为V:
平衡时容器中总物质的量为
因此各物质的分压, ,, ,;
若向上述200℃达到平衡的恒容密闭容器中再加入、、、,各组分的物质的量变为,,,,总物质的量为9 mol, 恒容条件下,总压正比于总物质的量,故,
此时,,,,,平衡正向移动。
【小问5详解】
对于使用不同CaO时的物质的量分数差异原因:纳米CaO颗粒更小,表面积更大,与反应更充分,消耗的更多,使平衡正向移动程度更大,所以的物质的量分数更大。
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