内容正文:
高二年级第一学期期中考试
化学学科
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 O 16 S 32 Fe 56 Ni 59 Cu 64 Ag 108
选择题
单项选择题:每小题只有一个选项最符合题意。
1. 《中国制造2025》对制造业提出了更高要求。下列材料的主要成分属于合金的是
A. 石墨烯 B. 氮化硅 C. 玻璃钢 D. 不锈钢
【答案】D
【解析】
【详解】A.石墨烯成分为碳的单质,不属于合金,A项错误
B.氮化硅为无机化合物,不属于合金,B项错误;
C.玻璃钢是一种复合材料,不属于合金,C项错误;
D.不锈钢为铁合金,D项正确;
答案选D。
2. 以为原料制备时发生反应:。下列说法正确的是
A. 原子的结构示意图为
B. 中元素的化合价为
C. 的电子式:
D. 中既含离子键又含共价键
【答案】C
【解析】
【详解】A.Na的原子序数为11的元素,质子数为11,核外电子数为11,有3个电子层,第2层有8个电子,最外层有1个电子,结构示意图为,A错误;
B.中O为-2价,该离子正负化合价代数和为-1,故I元素的化合价为+5,B错误;
C.是离子化合物,由钠离子和碘离子构成,其电子式为:,C正确;
D.H2SO4是共价化合物,只含共价键,D错误;
答案选C。
3. 以菱镁矿(主要成分是,含少量)为原料制取高纯氧化镁需要经历酸浸、调pH、过滤、灼烧等操作。下列实验装置和原理能达到实验目的的是
A. 用装置甲配制稀 B. 用装置乙测定溶液的pH
C. 用装置丙过滤悬浊液 D. 用装置丁灼烧固体
【答案】C
【解析】
【详解】A.容量瓶属于玻璃精量器,不能在容量瓶中直接稀释溶液,选项A错误;
B.测定溶液的pH时不能将pH试纸直接放进溶液中,应用玻璃棒蘸取溶液点在试纸上与比色卡对比读数,选项B错误;
C.用装置丙过滤悬浊液,装置及操作均正确,选项C正确;
D.灼烧固体时应选用坩埚,且加热固体物质时试管口应该向下倾斜,选项D错误;
答案选C。
4. 古太古代地球大气中含有大量、和水蒸气等气体。下列说法正确的是
A. 热稳定性: B. 原子半径:
C. 第一电离能: D. 沸点:
【答案】A
【解析】
【详解】A.热稳定性由非金属性决定,非金属性:O>N>C,故热稳定性:,A正确;
B.同周期元素从左到右原子半径逐渐减小,因此原子半径,B错误;
C.同周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势,但是N原子因其半充满结构更稳定,故顺序为,C错误;
D.沸点受氢键影响,、含有氢键因此沸点高于,且的氢键更强,沸点>,沸点应为>>,故D错误;
故答案选A。
阅读下列材料,完成下列各题。
铁是用途最广泛的金属。铁镁合金是储氢材料,其晶胞结构如题5图所示,储氢后分子在晶胞的体心和棱心位置。五羰基合铁常温下是液体,分解可制得高纯铁。和反应生成放出的热量。水解能生成有较强吸附能力的。向溶液中滴加少量溶液会生成黑色沉淀,在酸性溶液中与会发生氧化还原反应。以铁为阳极,氢氧化钠溶液为电解质,进行电解可制得高铁酸钠。在酸性条件下氧化性很强,遇水产生。
5. 下列说法不正确的是
A. 与互称为同位素 B. 基态核外电子排布式为
C. 是离子化合物 D. 完全储氢后,距离等距离且最近的分子个数是6
6. 下列化学反应表示正确的是
A. 和反应生成:;
B. 电解法制的阳极反应:
C. 酸性条件下,遇水产生的反应:
D. 向溶液中滴加少量溶液的反应:
7. 下列物质结构与性质或物质性质与用途不具有对应关系的是
A. 键的键能比键的大,沸点比的高
B. 与相比,半径较小、所带电荷较多,易发生水解反应
C. 具有吸附性,可用于净水
D. 高铁酸盐具有强氧化性,可用于杀菌消毒
【答案】5. C 6. B 7. A
【解析】
【5题详解】
A.与质子数相同、中子数不同,互为同位素,A正确;
B.的基态核外电子排布式为,失去2个电子后得到,因此的基态核外电子排布式为,B正确;
C.是由分子构成的配合物,属于共价化合物,不是离子化合物,C错误;
D.根据晶胞结构,完全储氢后,距离Fe等距离且最近的分子个数是6,D正确;
故答案选C;
【6题详解】
A.由题可知,生成放出热量,因此反应式中生成的,正确热化学方程式应为:,A错误;
B.电解法制时,Fe作为阳极失电子,在碱性条件下生成,电极反应式为:,B正确;
C.酸性条件下,遇水产生,被还原为,正确的离子方程式应为:,C错误;
D.向溶液中滴加少量溶液,发生氧化还原反应生成和沉淀,而不是生成,正确离子方程式为:,D错误;
故答案选B;
【7题详解】
A.的沸点高于,是因为分子间存在氢键,与键的键能无关,A错误;
B.半径比小、所带电荷多,因此正电性更强,更易与结合发生水解,B正确;
C.具有吸附性,可吸附水中的杂质,用于净水,C正确;
D.高铁酸盐具有强氧化性,可使蛋白质变性,用于杀菌消毒,D正确;
故答案选A。
8. 常温下,已知,,下列说法正确的是
A. 使甲基橙(变色范围为3.1∼4.4)变黄的溶液中,、、、一定能大量共存
B. 已知C(石墨,s)=C(金刚石,s) ,则金刚石比石墨稳定
C. 中和等体积等浓度的和生成正盐,消耗的的物质的量:前者后者
D. 相同的两种溶液:①溶液,②溶液,:②①
【答案】D
【解析】
【详解】A.甲基橙变黄时pH>4.4,溶液可能为酸性、中性或碱性,与在酸性条件下会发生氧化还原反应,因此离子不一定能大量共存,A错误;
B.表示石墨转化为金刚石吸热,说明石墨能量比金刚石能量更低,石墨比金刚石更稳定,B错误;
C.HClO和均为一元酸,等体积等浓度时物质的量相同,中和所需NaOH的物质的量相等,C错误;
D.由于,故水解能力,则pH相同的情况下,NaClO溶液浓度更低,而浓度更高,与盐的浓度相等,故②>①,D正确;
故答案为D。
9. 一种可充放电电池的结构示意图如图所示。该电池放电时,产物为和,随着反应温度升高,(消耗转移的电子数)增大。下列说法正确的是
A. 放电时,向上通过固态电解质膜
B. 温度较高时放电,正极电极反应为
C. 充电时,锂电极接电源负极,发生氧化反应
D. 熔融盐中的质量分数大小不影响充放电速率
【答案】A
【解析】
【分析】电池放电时,锂电极为负极,反应为,多孔功能电极为正极,氧气在正极得电子,生成时,转移4 mole⁻,生成时,转移2 mole⁻,题目中“温度升高Q增大”,说明高温下更易生成,低温时更易生成,故低温时正极发生反应,高温时发生反应;充电时,锂电极为阴极,得到电子,多孔功能电极为阳极,或失去电子,据此分析;
【详解】A.由分析知,放电时,锂电极为负极,多孔功能电极为正极, 由负极移向正极,故向上通过固态电解质膜,A正确;
B.由分析知,高温时正极的电极反应为,B错误;
C.充电时,锂电极作阴极,需接电源负极,发生还原反应,C错误;
D.熔融盐中的质量分数影响离子浓度,离子浓度决定导电性,进而影响充放电时离子迁移速率,从而影响充放电速率,D错误;
故选A。
10. 以下探究目的对应的实验方案最合适的是
选项
实验方案
探究目的
A
往溶液中滴加溶液,再加入少量固体(忽略溶液体积变化)
与的反应是否可逆
B
将充分浸泡在饱和溶液中,过滤、洗涤,滤渣中滴加盐酸,产生无色气体
C
用干燥洁净玻璃棒蘸取溶液,点在干燥的试纸上,测出溶液的
是否发生水解
D
向溶液中通入气体,观察是否有黑色沉淀生成
酸性:
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.与发生反应:(溶液呈红色),加入固体,不参与上述反应,体系中、浓度未改变,无法通过该操作观察平衡移动,A不符合题意;
B.浸泡在饱和溶液中,若浓度足够大,可能满足,使转化为,滤渣加盐酸产生(),但此转化仅说明浓度高,不能证明,B不符合题意;
C.溶液中存在水解:,使溶液呈碱性,用干燥玻璃棒蘸取溶液点在试纸上,若测得,可证明发生了水解,C符合题意;
D.溶液中通入发生反应:;该反应能发生是因为难溶于酸,并非“强酸制弱酸”,是弱酸,是强酸,不能据此说明酸性强于,D不符合题意;
故选C。
11. 实验室以含锌废液(主要成分为,还含有少量的、)为原料制备的实验流程如下:
下列说法正确的是
A. 过二硫酸钠的结构为,其中硫元素的化合价为
B. 氧化除锰后的溶液中主要存在:、、、
C. 调节时试剂可以选用、、等物质
D. 沉锌时的离子方程式为
【答案】D
【解析】
【分析】题中所给流程图可知,向含锌废液中加入过二硫酸钠,将溶液中的亚铁离子氧化为铁离子,锰离子氧化为二氧化锰,过滤得到二氧化锰和滤液;向滤液中加入氧化锌或碳酸锌等调节溶液pH,将铁离子转化为氢氧化铁沉淀,过滤得到氢氧化铁和滤液;向滤液中加入碳酸氢铵,将锌离子转化为沉淀,过滤得到滤液和;
【详解】A.过二硫酸钠的结构为,过二硫酸钠中含有过氧键,硫元素的化合价为+6价,A错误;
B.由分析可知,“氧化除锰”后的溶液中存在的离子为、、、,B错误;
C.溶液中铁离子能与、反应生成氢氧化铁沉淀和锌离子,既不引入杂质又可以发生反应,所以“调节pH”时的试剂X可以为、,、能消耗H+促进Fe3+水解沉淀且不引入杂质,是合适的试剂;但Zn会与Fe3+发生氧化还原反应生成Fe2+,无法达到除铁的目的,故Zn不适用,所以该说法错误,C错误;
D.“沉锌”时发生的反应为溶液中锌离子与碳酸氢根离子反应生成沉淀、二氧化碳和水,反应的离子方程式为:, D正确;
答案选D。
12. 工程师研究利用、和处理水样中的。已知时,,,,。下列说法不正确的是
A. 溶液中:
B. 处理水样中的的离子方程式:
C. 反应正向进行,需满足
D. 向含水样中加入足量浸泡一段时间后,上层清液中存在
【答案】B
【解析】
【详解】A.溶液中按照质子守恒可得:,A正确;
B.是弱酸,不能完全离解出,正确的离子方程式应为,B错误;
C.反应平衡常数,当Q=<K时反应正向进行,C正确;
D.上层清液中存在沉淀溶解,因此达到平衡时,,D正确;
故答案选B。
13. 、热解重整制过程中的主要反应为:
I.
II.
常压下,将的混合气甲,的混合气乙分别以相同流速通过反应管热解,的转化率与温度的关系如图所示。的选择性。若不考虑其他副反应,下列说法正确的是
A. 温度升高,反应I的平衡常数K减小
B. 反应的
C. 900℃时,保持通入的体积分数不变,增大可提高的转化率
D. 在1000~1300℃范围,随着温度的升高,混合气乙的体系中的选择性增大
【答案】D
【解析】
【详解】A.反应I为吸热反应,温度升高,平衡正向移动,平衡常数K增大,A错误;
B.反应II -反应I得,,B错误;
C.的混合气甲,的混合气乙,甲乙中硫化氢的体积分数相同,均为,由图可知,温度低于1000℃时,不改变硫化氢的体积分数,加了甲烷的情况下,硫化氢的转化率在甲乙中相同,即900℃时,增大,的转化率不变,C错误;
D.温度高于1000℃时,随着温度升高,乙中硫化氢的转化率增大较甲中更快,乙中加了甲烷,说明反应II影响较大,即在温度1000~1300℃范围,随着温度的升高,混合气乙的体系中的选择性增大,D正确;
故选D。
非选择题
14. 现有六种元素、、、、、,其中、、、为短周期主族元素,、为第四周期元素,它们的原子序数依次增大。请根据下列相关信息,回答问题。
A
地壳中含量最多的元素
B
短周期中原子半径最大的元素
C
第三周期的元素中,前4级电离能分别为
580、 1820、 2750、 11600
D
元素原子的价层电子排布为
E
原子核外有4个未成对电子
F
原子核外次外层全充满,最外层只有1个电子
(1)、简单离子半径大小比较,由大到小的顺序为___________。(用离子符号表示)
(2)与形成化合物在水溶液中呈碱性的原因___________(用离子方程式表示)。
(3)少量单质与最高价氧化物的水化物的溶液反应的化学方程式为___________。
(4)属于___________区元素,写出化合物的电子式:___________。
(5)电解溶液(阳极为惰性电极,阴极为单质制作的电极)的装置示意图如图所示。
电解时,阳极的电极反应式为___________,理论上导线如有电子转移,则阳极区溶液质量变化量为___________。
【答案】(1)
(2)
(3)
(4) ①. ②.
(5) ①. ②. 80
【解析】
【分析】地壳中含量最多的元素为氧元素,故A为O元素,短周期中原子半径最大的元素为钠元素,故B为Na元素,C为第三周期元素,且前4级电离能中,第三和第四电离能差别最大,故C为Al元素,元素D的价电子排布式为,s能级最多有2个电子,故n=3,D的价电子排布式为,为S元素,原子核外有4个未成对电子为铁元素,故E为Fe元素,原子核外次外层全充满,最外层只有1个电子的元素为铜元素,故F为Cu元素。
【小问1详解】
由分析可得,A为O元素,C为Al元素,、简单离子半径由大到小的顺序为;
【小问2详解】
由分析可知,B为Na元素,D为S元素,与D形成化合物为,在水溶液中呈碱性的原因为硫离子的水解,离子方程式为;
【小问3详解】
最高价氧化物的水化物为,少量单质Al与溶液反应的化学方程式为;
【小问4详解】
由分析可知E为Fe元素,F为Cu元素,Cu属于区元素;为化合物,的电子式为;
【小问5详解】
由分析可知,为,电解溶液(阳极为惰性电极,阴极为Fe单质制作的电极),电解时,阳极的电极反应式为;阴极的电极反应式为,理论上导线如有电子转移,会有由阴极通过阴离子交换膜进入阳极,使阳极区溶液质量增加,同时阳极区产生,使阳极区溶液质量减少,则阳极区溶液质量变化量为。
15. 元素及其化合物种类繁多,应用广泛。
Ⅰ.二氧化硫是一种重要的化工原料,主要用于生产硫酸、亚硫酸盐等。
(1)已知:是工业制硫酸的关键反应。下表为一定温度和压强下,2种投料比为和时的平衡转化率
投料比
平衡转化率/%
96.8
90.0
①对应的投料比为___________。
②投料比为时,平衡混合气体中体积分数为___________。
(2)钠碱循环法吸收硫酸厂尾气中的并将其转化为硫酸的工艺如下:
①吸收池中发生反应的离子方程式是___________。
②已知:常温下,。则在溶液中:___________(填“”“”或“”)
③电解池的构造示意图如图1:电解装置工作时,区除得到较浓的硫酸外,还会得到物质有___________(写化学式)。
Ⅱ.银是一种常见金属,尤其在新能源领域应用广泛。
(3)单质晶体的晶胞如图2所示。该晶胞为立方体,原子位于晶胞的顶点和面心。请在图中用短线将位置的原子和与其等距离且最近的原子连接起来:___________。
(4)实验室通过如下过程测定某银样品的纯度(杂质不参与反应):
步骤1:称取制备的银样品,加适量稀硝酸溶解,定容到容量瓶中。
步骤2:准确量取溶液置于锥形瓶中,滴入几滴溶液作指示剂,再用标准溶液滴定,滴定终点的实验现象为溶液变为(血)红色。
步骤3:重复步骤2的操作两次,所用标准溶液的平均体积为。
计算样品中银的质量分数为___________。(写出计算过程)已知:(白色)
【答案】(1) ①. ②. 50%
(2) ①. ②. ③.
(3) (4)
【解析】
【分析】 NaHSO3溶液进入电解池,在电极上发生氧化反应(S元素从+4价升至+6价),转化为(硫酸);同时电解过程生成含少量NaHSO3的Na2SO3溶液,该溶液循环回到吸收池,继续参与SO2的吸收反应,据此分析。
【小问1详解】
①对于反应,增大的相对投料量,可提高的平衡转化率;投料比中占比更高,对应平衡转化率更高(96.8%);故a对应的投料比为;
②设投料时为8 mol、为10 mol,平衡转化率为90.0%,则反应的为;由反应方程式,消耗为,生成为;平衡时,剩余,剩余,为;平衡混合气体总物质的量为;的体积分数为;
【小问2详解】
①吸收池中,与溶液反应生成,离子方程式为;
②溶液中,的电离:,电离常数,的水解:,水解常数,因,的电离程度大于水解程度,故;
③电解池工作时,区为阳极区,(或)放电生成,电极反应式为,多余的与离子反应生成二氧化硫,区除外,还会得到;
【小问3详解】
晶体为面心立方最密堆积,位置(顶点)的原子,等距离且最近的原子为相邻面的面心原子;连接方式为:;
【小问4详解】
滴定过程中,与的物质的量相等:;25.00 mL溶液中,;100 mL溶液中,;银的质量为;样品中银的质量分数为;故答案为:。
16. 三氧化二镍()常用作磁性材料,具有强氧化性。以镍铜矿(含有NiS、CuS、以及少量的不溶杂质)为原料制备。
(1)煅烧。将一定量的镍铜矿与混合后,粉碎后在富氧空气中充分煅烧。煅烧时加入的目的是_______。
(2)酸浸。将煅烧得到的固体(含CuO、CaO、、、)加入三颈瓶中(装置见下图),通过恒压滴液漏斗缓慢滴加稍过量的稀硫酸,充分反应。
①反应后所得溶液中含、、,写出酸浸时发生反应的化学方程式:_____。
②如何判断“酸浸”反应已经完成:_______。
(3)除杂。将三颈瓶中悬浊液倒出、过滤后,向所得滤液中加入足量Ni粉,充分反应后过滤,调节滤液的pH,向滤液中加入NaF溶液将沉淀除去。[溶液中,,,,离子浓度沉淀完全]
①加入Ni粉的目的是除去溶液中的。不选择用调节pH的方法除去的原因是:_______。
②实际消耗Ni粉的量大于理论用量,原因是_______。
(4)制备:请补充完整由除杂后得到的溶液制取的实验方案:量取,测得其中的浓度为,_______,得到。(可选用的试剂:溶液、稀盐酸、溶液)。已知:样品在空气中煅烧,样品的固体残留率()随热解温度的变化如下图所示。
【答案】(1)将生成的SO2转化为CaSO4,防止污染环境,同时将SiO2转化为硅酸钙除去
(2) ①. ②. 当三颈烧瓶中不再产生气泡
(3) ①. Cu2+和Ni2+沉淀的pH范围接近,难以用调节pH的方法除去Cu2+ ②. Ni粉也能与稍过量的稀硫酸反应
(4)向其中加入1mol⋅L−1NaHCO3溶液,边加边震荡,静置后向上层清液中加入1mol⋅L−1NaHCO3溶液,无沉淀生成时,停止滴加,过滤并洗涤NiCO3沉淀,向最后一次洗涤液中先加入稀盐酸,再加入氯化钡溶液,未产生白色沉淀,则证明NiCO3沉淀已洗净;将得到的NiCO3样品在空气中煅烧,加热到350℃分解一段时间,当固体质量不再变化时,停止加热
【解析】
【分析】将一定量的镍铜矿与CaCO3混合后,粉碎后在富氧空气中充分煅烧,将煅烧得到的固体(含CuO、CaO、Ni2O3、CaSO4、CaSiO3)加入三颈瓶中(装置见下图),通过恒压滴液漏斗缓慢滴加稍过量的稀硫酸,充分反应,将三颈瓶中悬浊液倒出、过滤后,向所得滤液中加入足量Ni粉,充分反应后过滤,调节滤液的pH,向滤液中加入NaF溶液将Ca2+沉淀除去。
【小问1详解】
煅烧时加入CaCO3是将生成的SO2转化为CaSO4,同时将SiO2转化为硅酸钙除去;
【小问2详解】
①根据反应后所得溶液中含Cu2+、Ca2+、Ni2+,则酸浸时,Ni2O3与稀硫酸反应生成NiSO4、O2和H2O,发生反应的化学方程式:;
②由“酸浸”时,反应的化学方程式:,可知,当三颈烧瓶中不再产生气泡,则说明“酸浸”已经完成;
【小问3详解】
①已知Ksp[Cu(OH)2]=1×10−20,Ksp[Ni(OH)2]=1×10−15,当溶液中c(Ni2+)=1mol⋅L−1时,若铜离子完全沉淀,则c(Cu2+)=10−5mol⋅L−1,;Ni2+开始沉淀时,,Cu2+和Ni2+沉淀的pH范围接近,难以用调节pH的方法除去Cu2+;
②加入Ni粉除去溶液中的Cu2+,同时Ni粉也能与稍过量的稀硫酸反应,所以实际消耗Ni粉的量大于理论用量;
【小问4详解】
量取100mLNiSO4,测得其中NiSO4的浓度为1mol⋅L−1,向其中加入1mol⋅L−1NaHCO3溶液,边加边震荡,静置后向上层清液中加入1mol⋅L−1NaHCO3溶液,无沉淀生成时,停止滴加,过滤并洗涤NiCO3沉淀,向最后一次洗涤液中先加入稀盐酸,再加入氯化钡溶液,未产生白色沉淀,则证明NiCO3沉淀已洗净;将得到的NiCO3样品在空气中煅烧,假设起始NiCO3的物质的量为1mol,质量为119g,350℃时,对应固体残留为69.7%,质量为119g×69.7%≈83g,即生成的质量,则此时生成的固体Ni2O3,400℃时固体残留率为67.5%,此时固体质量为 119g×67.5%≈80.33g,即生成的质量,则生成物为Ni3O4,则NiCO3样品在空气中煅烧,加热到350℃分解一段时间,当固体质量不再变化时,停止加热,得到Ni2O3。
17. 氢气是清洁能源,氢能产业链包括制氢、储氢和用氢。
(1)液氨是一种重要的载氢材料。
已知: 。双催化剂双温催化合成氨机理如图1所示,该方法通过光辐射产生温差,可以实现高速率、高产率合成氨。
①高温区使用纳米催化剂的主要作用是___________。
②低温区合成氨产率较高的原因是___________。
(2)氢气与二氧化碳催化制甲醇,其过程中的主要反应如下:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
在恒压、投料比为时,平衡转化率和平衡选择性随温度的变化如图2所示。[选择性=]
①下列示意图正确且能说明该反应进行到时刻达到平衡状态的是___________。
a. b. c.
②范围内,平衡转化率随温度升高而下降的原因是___________。
③时,反应一段时间后,测得选择性为56.8%(图中点)。不改变反应时间和温度,一定能提高选择性的措施有___________。
(3)氢气选择性催化还原汽车尾气中主要经历“吸附→氧化→还原”的过程。将一定比例的、、、(作平衡气)气体匀速通过装有催化剂的反应器,测得转化率随温度的变化如图3所示。
①当参加反应时,催化还原转化为的化学方程式为___________。
②温度高于,转化率随温度升高而呈下降趋势,可能的原因是___________。
【答案】(1) ①. 纳米铁可以吸附更多;纳米铁催化剂能显著降低反应的活化能;高温有利于、断裂,加快反应速率(答出两点即可) ②. 反应放热,低温区促进合成氨,平衡正向移动,产率较高
(2) ①. b ②. 反应Ⅰ的,反应Ⅱ的,温度升高使转化为的平衡转化率上升,使转化为的平衡转化率下降,且下降幅度超过上升幅度 ③. 增大压强或使用对反应Ⅰ催化活性更高的催化剂
(3) ①. ②. 温度升高,催化剂活性下降,反应速率减慢;温度升高,与发生反应,使还原(或)的的量减少,转化率下降
【解析】
【小问1详解】
①纳米Fe催化剂不仅可以吸附分子,还能显著降低键断裂所需的活化能,而高温条件本身也有利于键和键的断裂,二者协同作用能大幅加快合成氨的反应速率,从而实现高速率合成氨的效果,故答案为:纳米铁可以吸附更多;纳米铁催化剂能显著降低反应的活化能;高温有利于、断裂,加快反应速率(答出两点即可);
②合成氨反应 是一个放热反应,根据勒夏特列原理,低温条件会促使平衡向正反应方向移动,从而生成更多的,因此在低温区可以获得较高的氨产率,故答案为:反应放热,低温区促进合成氨,平衡正向移动,产率较高;
【小问2详解】
①a.图中先增大后减小,说明平衡先正向建立后又逆向移动,并非稳定的平衡状态,a不符合题意;
b.图中的质量分数比在时刻后保持恒定,符合化学平衡状态的特征,b符合题意;
c.图中与在时刻后仍在变化,说明反应还在进行,未达到平衡,ab不符合题意;
故答案选b;
②该过程包含两个竞争反应:反应Ⅰ:是放热反应,温度升高会使其平衡逆向移动,导致转化为的量减少;反应Ⅱ:是吸热反应,温度升高会使其平衡正向移动,导致转化为的量增加,由于反应Ⅰ的逆向移动幅度大于反应Ⅱ的正向移动幅度,最终导致的总平衡转化率随温度升高而下降,故答案为:反应Ⅰ的,反应Ⅱ的,温度升高使转化为的平衡转化率上升,使转化为的平衡转化率下降,且下降幅度超过上升幅度;
③选择性定义为生成的占消耗的比例,要提高这一比例,可以通过增大压强,使反应Ⅰ(气体分子数减少的反应)的平衡正向移动,同时抑制反应Ⅱ(气体分子数不变的反应);也可以使用对反应Ⅰ催化活性更高的催化剂,优先促进的生成,从而减少的生成比例,故答案为:增大压强或使用对反应Ⅰ催化活性更高的催化剂;
【小问3详解】
①当时,催化还原的化学方程式为:,该反应中被还原为,也被还原为,符合物质的量比例和氧化还原反应的电子守恒,故答案为:;
②温度高于125℃时,一方面催化剂活性会随温度升高而下降,导致反应速率减慢,的还原效率降低;另一方面,温度升高会促使与发生副反应,消耗掉部分本应用于还原(或其还原中间产物)的,从而使的转化率随温度升高而呈下降趋势,故答案为:温度升高,催化剂活性下降,反应速率减慢;温度升高,与发生反应,使还原(或)的的量减少,转化率下降。
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高二年级第一学期期中考试
化学学科
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 O 16 S 32 Fe 56 Ni 59 Cu 64 Ag 108
选择题
单项选择题:每小题只有一个选项最符合题意。
1. 《中国制造2025》对制造业提出了更高要求。下列材料的主要成分属于合金的是
A. 石墨烯 B. 氮化硅 C. 玻璃钢 D. 不锈钢
2. 以为原料制备时发生反应:。下列说法正确的是
A. 原子的结构示意图为
B. 中元素的化合价为
C. 的电子式:
D. 中既含离子键又含共价键
3. 以菱镁矿(主要成分是,含少量)为原料制取高纯氧化镁需要经历酸浸、调pH、过滤、灼烧等操作。下列实验装置和原理能达到实验目的的是
A. 用装置甲配制稀 B. 用装置乙测定溶液的pH
C. 用装置丙过滤悬浊液 D. 用装置丁灼烧固体
4. 古太古代地球大气中含有大量、和水蒸气等气体。下列说法正确的是
A. 热稳定性: B. 原子半径:
C. 第一电离能: D. 沸点:
阅读下列材料,完成下列各题。
铁是用途最广泛的金属。铁镁合金是储氢材料,其晶胞结构如题5图所示,储氢后分子在晶胞的体心和棱心位置。五羰基合铁常温下是液体,分解可制得高纯铁。和反应生成放出的热量。水解能生成有较强吸附能力的。向溶液中滴加少量溶液会生成黑色沉淀,在酸性溶液中与会发生氧化还原反应。以铁为阳极,氢氧化钠溶液为电解质,进行电解可制得高铁酸钠。在酸性条件下氧化性很强,遇水产生。
5. 下列说法不正确的是
A. 与互称为同位素 B. 基态核外电子排布式为
C. 是离子化合物 D. 完全储氢后,距离等距离且最近的分子个数是6
6. 下列化学反应表示正确的是
A. 和反应生成:;
B. 电解法制的阳极反应:
C. 酸性条件下,遇水产生的反应:
D. 向溶液中滴加少量溶液的反应:
7. 下列物质结构与性质或物质性质与用途不具有对应关系的是
A. 键的键能比键的大,沸点比的高
B. 与相比,半径较小、所带电荷较多,易发生水解反应
C. 具有吸附性,可用于净水
D. 高铁酸盐具有强氧化性,可用于杀菌消毒
8. 常温下,已知,,下列说法正确的是
A. 使甲基橙(变色范围为3.1∼4.4)变黄的溶液中,、、、一定能大量共存
B. 已知C(石墨,s)=C(金刚石,s) ,则金刚石比石墨稳定
C. 中和等体积等浓度的和生成正盐,消耗的的物质的量:前者后者
D. 相同的两种溶液:①溶液,②溶液,:②①
9. 一种可充放电电池的结构示意图如图所示。该电池放电时,产物为和,随着反应温度升高,(消耗转移的电子数)增大。下列说法正确的是
A. 放电时,向上通过固态电解质膜
B. 温度较高时放电,正极电极反应为
C. 充电时,锂电极接电源负极,发生氧化反应
D. 熔融盐中的质量分数大小不影响充放电速率
10. 以下探究目的对应的实验方案最合适的是
选项
实验方案
探究目的
A
往溶液中滴加溶液,再加入少量固体(忽略溶液体积变化)
与的反应是否可逆
B
将充分浸泡在饱和溶液中,过滤、洗涤,滤渣中滴加盐酸,产生无色气体
C
用干燥洁净玻璃棒蘸取溶液,点在干燥的试纸上,测出溶液的
是否发生水解
D
向溶液中通入气体,观察是否有黑色沉淀生成
酸性:
A. A B. B C. C D. D
11. 实验室以含锌废液(主要成分为,还含有少量的、)为原料制备的实验流程如下:
下列说法正确的是
A. 过二硫酸钠的结构为,其中硫元素的化合价为
B. 氧化除锰后的溶液中主要存在:、、、
C. 调节时试剂可以选用、、等物质
D. 沉锌时的离子方程式为
12. 工程师研究利用、和处理水样中的。已知时,,,,。下列说法不正确的是
A. 溶液中:
B. 处理水样中的的离子方程式:
C. 反应正向进行,需满足
D. 向含水样中加入足量浸泡一段时间后,上层清液中存在
13. 、热解重整制过程中的主要反应为:
I.
II.
常压下,将的混合气甲,的混合气乙分别以相同流速通过反应管热解,的转化率与温度的关系如图所示。的选择性。若不考虑其他副反应,下列说法正确的是
A. 温度升高,反应I的平衡常数K减小
B. 反应的
C. 900℃时,保持通入的体积分数不变,增大可提高的转化率
D. 在1000~1300℃范围,随着温度的升高,混合气乙的体系中的选择性增大
非选择题
14. 现有六种元素、、、、、,其中、、、为短周期主族元素,、为第四周期元素,它们的原子序数依次增大。请根据下列相关信息,回答问题。
A
地壳中含量最多的元素
B
短周期中原子半径最大的元素
C
第三周期的元素中,前4级电离能分别为
580、 1820、 2750、 11600
D
元素原子的价层电子排布为
E
原子核外有4个未成对电子
F
原子核外次外层全充满,最外层只有1个电子
(1)、简单离子半径大小比较,由大到小的顺序为___________。(用离子符号表示)
(2)与形成化合物在水溶液中呈碱性的原因___________(用离子方程式表示)。
(3)少量单质与最高价氧化物的水化物的溶液反应的化学方程式为___________。
(4)属于___________区元素,写出化合物的电子式:___________。
(5)电解溶液(阳极为惰性电极,阴极为单质制作的电极)的装置示意图如图所示。
电解时,阳极的电极反应式为___________,理论上导线如有电子转移,则阳极区溶液质量变化量为___________。
15. 元素及其化合物种类繁多,应用广泛。
Ⅰ.二氧化硫是一种重要的化工原料,主要用于生产硫酸、亚硫酸盐等。
(1)已知:是工业制硫酸的关键反应。下表为一定温度和压强下,2种投料比为和时的平衡转化率
投料比
平衡转化率/%
96.8
90.0
①对应的投料比为___________。
②投料比为时,平衡混合气体中体积分数为___________。
(2)钠碱循环法吸收硫酸厂尾气中的并将其转化为硫酸的工艺如下:
①吸收池中发生反应的离子方程式是___________。
②已知:常温下,。则在溶液中:___________(填“”“”或“”)
③电解池的构造示意图如图1:电解装置工作时,区除得到较浓的硫酸外,还会得到物质有___________(写化学式)。
Ⅱ.银是一种常见金属,尤其在新能源领域应用广泛。
(3)单质晶体的晶胞如图2所示。该晶胞为立方体,原子位于晶胞的顶点和面心。请在图中用短线将位置的原子和与其等距离且最近的原子连接起来:___________。
(4)实验室通过如下过程测定某银样品的纯度(杂质不参与反应):
步骤1:称取制备的银样品,加适量稀硝酸溶解,定容到容量瓶中。
步骤2:准确量取溶液置于锥形瓶中,滴入几滴溶液作指示剂,再用标准溶液滴定,滴定终点的实验现象为溶液变为(血)红色。
步骤3:重复步骤2的操作两次,所用标准溶液的平均体积为。
计算样品中银的质量分数为___________。(写出计算过程)已知:(白色)
16. 三氧化二镍()常用作磁性材料,具有强氧化性。以镍铜矿(含有NiS、CuS、以及少量的不溶杂质)为原料制备。
(1)煅烧。将一定量的镍铜矿与混合后,粉碎后在富氧空气中充分煅烧。煅烧时加入的目的是_______。
(2)酸浸。将煅烧得到的固体(含CuO、CaO、、、)加入三颈瓶中(装置见下图),通过恒压滴液漏斗缓慢滴加稍过量的稀硫酸,充分反应。
①反应后所得溶液中含、、,写出酸浸时发生反应的化学方程式:_____。
②如何判断“酸浸”反应已经完成:_______。
(3)除杂。将三颈瓶中悬浊液倒出、过滤后,向所得滤液中加入足量Ni粉,充分反应后过滤,调节滤液的pH,向滤液中加入NaF溶液将沉淀除去。[溶液中,,,,离子浓度沉淀完全]
①加入Ni粉的目的是除去溶液中的。不选择用调节pH的方法除去的原因是:_______。
②实际消耗Ni粉的量大于理论用量,原因是_______。
(4)制备:请补充完整由除杂后得到的溶液制取的实验方案:量取,测得其中的浓度为,_______,得到。(可选用的试剂:溶液、稀盐酸、溶液)。已知:样品在空气中煅烧,样品的固体残留率()随热解温度的变化如下图所示。
17. 氢气是清洁能源,氢能产业链包括制氢、储氢和用氢。
(1)液氨是一种重要的载氢材料。
已知: 。双催化剂双温催化合成氨机理如图1所示,该方法通过光辐射产生温差,可以实现高速率、高产率合成氨。
①高温区使用纳米催化剂的主要作用是___________。
②低温区合成氨产率较高的原因是___________。
(2)氢气与二氧化碳催化制甲醇,其过程中的主要反应如下:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
在恒压、投料比为时,平衡转化率和平衡选择性随温度的变化如图2所示。[选择性=]
①下列示意图正确且能说明该反应进行到时刻达到平衡状态的是___________。
a. b. c.
②范围内,平衡转化率随温度升高而下降的原因是___________。
③时,反应一段时间后,测得选择性为56.8%(图中点)。不改变反应时间和温度,一定能提高选择性的措施有___________。
(3)氢气选择性催化还原汽车尾气中主要经历“吸附→氧化→还原”的过程。将一定比例的、、、(作平衡气)气体匀速通过装有催化剂的反应器,测得转化率随温度的变化如图3所示。
①当参加反应时,催化还原转化为的化学方程式为___________。
②温度高于,转化率随温度升高而呈下降趋势,可能的原因是___________。
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