内容正文:
任丘市第一中学2025-2026学年高三第一学期期末考试
化学试卷
注意事项:
1.本卷满分 100 分,考试时间 75 分钟。答题前,先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上,并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。2.选择题的作答: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写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。3.非选择题的作答:用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4.考试结束后,请将本试题卷和答题卡一并上交。
可能用到的相对原子质量: H-1 O-16 B-11 N-14 K-39 Ca-40 Zn-65 Cu-64
一、选择题:本题共 14 小题,每小题3分,共 42分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 中国诗词常蕴含着一些科学知识,从化学角度对下列诗词解读正确的是
A. “残云收翠龄,夕雾结长空”,所指“雾”是一种由氮的氧化物造成的光化学烟雾
B. “布衾(麻葛)多年冷似铁,娇儿恶卧踏里裂”,布衾的主要成分为纤维素
C. “绿蚊新醅酒,红泥小火炉”,制作火炉的“红泥”中含四氧化三铁
D. “东风扑酒香,吹醒殊乡愁”,酒香中只有乙醇的香味
【答案】B
【解析】
【详解】A.雾是由大气中悬浮的水汽凝结形成的,不是由氮的氧化物造成的光化学烟雾,故A错误;
B.布衾的主要成分为纤维素,属于天然高分子化合物,故B正确;
C.氧化铁为红棕色粉末,“红泥”是因含有氧化铁而呈红色,故C错误;
D.酒香中除了乙醇的香味,还有通过酯化反应生成乙酸乙酯的香味,故D错误;
故选B。
2. 柴油燃油车是通过尿素-选择性催化还原法处理氮氧化物。其工作原理为:将尿素[CO(NH2)2]水溶液通过喷嘴喷入排气管中,当温度高于160℃时尿素水解,产生,生成的与富氧尾气混合后,在催化剂作用下,使氮氧化物得以处理。如图为在不同投料比[]时NO转化效率随温度变化的曲线。下列说法不正确的是
A. 投料比[]:曲线a大于曲线b
B. 使用催化剂可以提高NO的平衡转化率
C. 图中温度升高,NO转化率升高的可能原因是氨气的释放速度加快,催化剂的活性增强
D. 图中温度过高,NO转化率下降的可能原因是发生反应
【答案】B
【解析】
【详解】A.尿素分解产生氨气,氨气的浓度越大,越有利于NO的转化,则尿素与NO的比值为a曲线大于b曲线,A项正确;
B.催化剂可加快反应速率,对于平衡转化率不会改变,B项错误;
C.随着温度升高,尿素分解氨气的速率加快,NH3的浓度变大,温度升高催化剂活性增加,导致化学反应速率加快,C项正确;
D.温度过高,NO的转化效率下降,NO的浓度反而升高,发生反应,D项正确;
答案选B。
3. 超氧化钾可用作潜水或宇航装置的吸收剂和供氧剂,反应为,为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 中键的数目为
B. 晶体中离子的数目为
C. 溶液中的数目为
D. 该反应中每转移电子生成的数目为
【答案】A
【解析】
【详解】A.(即)中键的数目为,A正确;
B.由和构成,晶体中离子的数目为,B错误;
C.在水溶液中会发生水解:,故溶液中的数目小于,C错误;
D.该反应中部分氧元素化合价由价升至0价,部分氧元素化合价由价降至价,则每参加反应转移电子,每转移电子生成的数目为,D错误;
故选A。
4. 溶液是中学化学常用的一种试剂。下列实验探究方案能达到探究目的的是
选项
探究方案
探究目的
A
向和混合溶液中滴入少量溶液,观察沉淀颜色
B
向蛋白质溶液中加入溶液,观察是否有沉淀生成
蛋白质盐析
C
向盛有溶液中滴加KI溶液,振荡,再加入淀粉溶液,观察溶液颜色变化
的氧化性比强
D
向2mL 10%溶液中加入5滴5%NaOH溶液,振荡后加入0.5mL有机物X,加热。观察沉淀颜色
有机物X含有醛基
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.CuS、FeS均为黑色沉淀,无法通过观察沉淀颜色判断沉淀是否发生转化,A错误;
B.为重金属盐,会使蛋白质变性,B错误;
C.氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,若观察到溶液变蓝,说明硫酸铜将碘化钾氧化生成I2,的氧化性比强,C正确;
D.醛基和新制得氢氧化铜悬浊液反应可用来检验醛基,制备新制的氢氧化铜悬浊液需要向硫酸铜溶液中加过量氢氧化钠,D错误;
故答案选C。
5. 磷化氢()可作为电子工业原料,在空气中能自燃,具有还原性。工业上用白磷为原料制备的流程如下。下列说法错误的是
A. 制备时,需在无氧条件下进行
B. 反应1中氧化产物和还原产物的物质的量之比为1:3
C. 属于正盐
D. 不考虑损失,参与反应,可产生
【答案】B
【解析】
【分析】由题给流程可知,反应1为白磷与过量氢氧化钠溶液反应生成和磷化氢,反应的化学方程式为,反应2为溶液与稀硫酸反应生成H3PO2和硫酸钠,反应的化学方程式为,反应3为H3PO2发生分解反应生成H3PO4和PH3,反应的化学方程式为;
【详解】A.白磷和磷化氢在空气中都能自燃,所以制备磷化氢时,最好在无氧条件下进行,A正确;
B.反应1为白磷与过量氢氧化钠溶液反应生成和磷化氢,反应的化学方程式为,反应中磷元素的化合价既升高被氧化又降低被还原,白磷即是反应的氧化剂又是反应的还原剂,是反应的氧化产物,磷化氢是还原产物,则氧化产物和还原产物的物质的量之比为3:1,B错误;
C.由反应1中白磷与过量氢氧化钠溶液反应生成和磷化氢可知,不能与氢氧化钠溶液反应,说明在溶液中不能电离出氢离子,属于正盐,C正确;
D.由反应1的方程式可得:P4~PH3,由反应1、反应2、反应3可得如下转化关系:P4~3NaH2PO2~3H3PO2~1.5 PH3,则1 mol白磷参与反应,可产生1mol+1.5mol=2.5 mol磷化氢,D正确;
故选B。
6. 298 K时,γ-羟基丁酸水溶液发生如下反应,生成丁内酯: HOCH2CH2CH2COOH+H2O
不同时刻测得丁内酯的浓度如下表。
20
50
80
100
120
160
220
∞
0.024
0.050
0.071
0.081
0.090
0.104
0.116
0.132
注:该条件下副反应、溶液体积变化忽略不计。下列分析正确的是
A. 增大γ-羟基丁酸的浓度可提高γ-丁内酯的产率
B. 298 K时,该反应的平衡常数为2.75
C. 反应至120 min时,γ-羟基丁酸的转化率<50%
D. 80~120 min的平均反应速率:v(γ-丁内酯) >1.2×10-3 mol ∙ L-1∙min-1
【答案】B
【解析】
【详解】A.增大γ-羟基丁酸的浓度可以使平衡正向移动,γ-丁内酯的产量增加,但不能提高γ-丁内酯的产率,A错误;
B.该反应的平衡常数, B正确;
C.反应至120 min时,丁内酯的浓度为0.090mol∙L-1,反应了的γ-羟基丁酸的浓度为0.090mol∙L-1,转化率为,C错误;
D.80~120 min, ∆c(γ-丁内酯)=(0.09-0.071) mol∙L-1,平均反应速率:v(γ-丁内酯)= ,D错误;
答案选B。
7. 在密闭容器中投入一定量的CaCO3发生分解反应: CaCO3(s) CaO(s)+CO2(g) ΔH>0,某温度下,达到平衡时,测得体系中气体的压强为P。当其他条件不变,仅改变影响平衡的一个条件,下列说法正确的是
A. 当CaO的质量不再变化时,表明该反应重新达到了化学平衡状态
B. 升高温度,正反应速率增大,逆反应速率减小
C. 扩大容器体积,重新达到平衡时CO2的压强一定小于P
D. 常温常压下CaCO3的分解反应一定自发
【答案】A
【解析】
【详解】A.当CaO的质量不再变化时,说明该反应动态平衡,即重新达到了化学平衡状态,A项正确;
B.升高温度,正反应速率增大,逆反应速率也增大,B项错误;
C.扩大容器体积,平衡正向移动,但是温度不变,则平衡常数不变,即二氧化碳的浓度不变,压强不变,C项错误;
D.生成了气体,则ΔS>0,则常温下,ΔH-T×ΔS不一定小于0,不一定能自发进行,D项错误;
答案选A。
8. pH=0的某X溶液中,除H+外,还可能存在Al3+、Fe2+、、Ba2+、Cl-、、、中的若干种,现取适量X溶液进行如下一系列实验:
下列有关判断不正确的是
A. 生成气体A的离子方程式为3Fe2++4H++=3Fe3++NO↑+2H2O
B. 生成沉淀G的离子方程式为AlO+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+
C. 溶液X中一定没有的离子仅为、Ba2+
D. 溶液X中一定含有的离子是H+、Fe2+、、、Al3+
【答案】C
【解析】
【分析】pH=0的某X溶液中显强酸性,含有大量H+,与H+反应的不存在;H+、Fe2+和NO会发生氧化还原反应而不能同时存在;试液中加入过量硝酸钡溶液,发生反应①,生成气体A,证明一定含有Fe2+,则原溶液中一定不存在,气体A为NO,沉淀C为BaSO4,则原溶液中一定不存在Ba2+,一定存在;向溶液B中加入过量NaOH溶液发生反应②,生成气体D为NH3,确定原溶液中含有,沉淀F为Fe(OH)3;溶液E加入过量CO2发生反应③,生成的沉淀H一定是Al(OH)3,则溶液E中一定含有,则原溶液中一定含有Al3+,Cl-无法确定是否存在,据此分析解答。
【详解】根据上述分析可知:上述溶液中一定含有H+、Al3+、Fe2+、、,一定不含有Ba2+、、,不能确定是否存在的离子是Cl-。
A.根据以上分析可知:生成气体A(NO)的反应为H+、Fe2+和发生氧化还原反应产生Fe3+、NO、H2O,该反应的离子方程式为:3Fe2++4H++=3Fe3++NO↑+2H2O,A正确;
B.根据以上分析,生成沉淀G是Al(OH)3,是向溶液中通过量的CO2气体,反应产生Al(OH)3、,该反应的离子方程式为:+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+,B正确;
C.根据以上分析可知:溶液X中一定没有的离子仅为:、Ba2+、,C错误;
D.根据以上分析,溶液X中一定含有的离子是:H+、Fe2+、、、A13+,D正确;
故合理选项是C。
9. 肼()与氧化剂剧烈反应,释放大量的热量,可作火箭燃料。已知下列反应:
①
②
③
则反应的为
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】根据目标方程式与原方程式的特点可知,将原方程式进行变换,可得目标方程式,由盖斯定律可知,ΔH应为。
故选D。
10. 是重要的无机材料,一种含有铁的氧化物和氧化钙的 废渣可以通过如下流程纯化。
已知:①“铝热还原”时,Al转化为难溶于酸和碱的,转化为 ;
②“浸取”时, 溶于盐酸生成易被空气氧化的
下列说法错误的是
A. 具有弱氧化性
B. “浸取”不需要惰性气体保护
C. “氧化水解”过程中为加快反应速率并使氧化完全,应快速加入过量的
D. H2可能来自 Fe、过量铝粉及 与盐酸的反应
【答案】C
【解析】
【分析】二氧化钛废渣与铝粉进行铝热还原生成 和难溶于酸和碱的 ,同时铁的氧化物转化为铁单质,加入盐酸后,TiOₓ、Fe与盐酸反应生成Fe2+、Ti3+和氢气,难溶的 为滤渣,滤液中 被 氧化生成 和 水解生成 过滤分离,滤液含有 。
【详解】A.TiO2中 Ti为高价态,具有弱氧化性,A 正确;
B.“浸取”过程中,不需要惰性气体保护,产生的 在下一步需要氧化生成 B正确;
C.若快速加入 会在生成的 催化作用下分解,C错误;
D.铝热反应中铁的氧化物转化为铁单质, 转化为 (1≤x≤1.5),故氢气可能是铁、过量铝粉及 与盐酸反应产生的,D正确;
答案选C。
11. 向一个的绝热刚性容器中通入和,在一定条件下发生反应,正反应速率随时间变化的示意图如下,下列结论正确的是
A. 升高温度,该反应的平衡常数将增大
B. 从反应开始到达到平衡,逆反应速率先增大后减小
C. 体系压强不再变化,说明反应达到平衡
D. 从容器中分离出少量后,增加,减小,平衡正向移动
【答案】C
【解析】
【分析】向一个的绝热刚性容器中通入和,因此和外界没有热交换,随着反应进行,容器的温度会发生改变。从图像可以看出,随反应进行,反应物浓度减小,但是正反应速率增大,说明反应刚开始时温度升高对正反应速率的影响大于浓度减小对正反应速率的影响,该反应为放热反应,即生成物的总能量低于反应物的总能量,以此解答。
【详解】A.由分析可知,该反应为放热反应,升高温度,该反应的平衡常数将减小,错误;
B.在达到平衡之前,逆反应速率始终增大,错误;
C.反应是气体体积不变的反应,反应过程中气体总物质的量不变,根据理想气体状态方程,可以看出,压强与温度成正比,只要反应还在向右进行,容器的温度就会持续升高,压强就会一直增大。因此,压强不变可以说明达到了平衡状态,正确;
D.从容器中分离出少量后,平衡正向移动,都减小,错误;
故选C。
12. 碱吸-电解法处理硫酸厂烟气中SO2流程和电解过程如下图。下列说法正确的是
A. 电极a为电解池的阴极
B. 电极b上发生的电极反应式为2H2O-4e-=O2+4H+
C. 半透膜I为阳离子交换膜,半透膜Ⅱ为阴离子交换膜
D. 若收集到标准状况下22.4L的气体G,则有1mol M离子移向左室
【答案】D
【解析】
【分析】NaOH溶液中通入SO2,生成Na2SO3溶液。电解Na2SO3,转化为,则a电极为阳极,半透膜Ⅰ为阴离子交换膜,电极反应式为-2e-+H2O=+2H+;电极b为阴极,电极反应式为2H2O+2e-=2OH-+H2↑,则Na2SO3溶液中的Na+透过阳离子交换膜Ⅱ进入阴极区。
【详解】A.由分析可知,电极a为电解池的阳极,A不正确;
B.电极b上,H2O得电子生成H2和OH-,发生的电极反应式为2H2O+2e-=2OH-+H2↑,B不正确;
C.由分析可知,半透膜I为阴离子交换膜,半透膜Ⅱ为阳离子交换膜,C不正确;
D.气体G为H2,若收集到标准状况下22.4L的气体H2,其物质的量为=1mol,转移电子2mol,则有1mol 离子移向左室,D正确;
故选D。
13. 有机物中的键较难断裂,活化键是有机反应研究的热点之一,下图为Pt-Ru金属团簇上转化为HCHO的部分反应路径,I代表中间产物,TS代表过渡态。下列说法正确的是
A. 生成I-2产物的反应活化能为
B. 与生成I-4产物相比,生成I-3产物的反应速率更慢
C. 由图可知,使用合适催化剂可以改变反应的热效应
D. 生成I-4产物的过程中,经历两个过渡态,都有键的断裂
【答案】B
【解析】
【详解】A.生成I-2的反应活化能为过渡态TS-1与中间产物I-1的能量差。由图可知,I-1的ΔH=-30.6 ,TS-1的ΔH=-21.8 ,活化能=(-21.8) - (-30.6)=8.8,并非21.8 ,A错误;
B.反应速率取决于活化能,活化能越大,反应速率越慢。生成I-3需经过TS-2,生成I-4需经过TS-3。I-2的ΔH=-78.3 ,TS-2的ΔH=78.3 ,生成I-3的活化能=78.3 - (-78.3)=156.6 ;TS-3的ΔH=-29.7,生成I-4的活化能=-29.7 - (-78.3)=48.6 。生成I-3的活化能更大,反应速率更慢,B正确;
C.催化剂只能降低反应的活化能,加快反应速率,不能改变反应的热效应(ΔH),C错误;
D.生成I-4的过程为:起始物质→I-1→TS-1→I-2→TS-3→I-4,共经历TS-1和TS-3两个过渡态,TS-1有键的断裂,TS-3是断裂键,D错误;
故选B。
14. 水溶液中可与多种金属阳离子形成配合离子。常温下,分别与形成配离子、,达到平衡时,与的关系如图所示.下列说法错误的是
A. X表示的是形成配离子的变化曲线
B. a点所处的溶液中的生成速率大于解离速率
C. 反应的平衡常数
D. 当溶液中时,溶液中
【答案】D
【解析】
【分析】金属阳离子与形成配合离子可表示为,,,即=,达到平衡时在与的关系图中斜率为配位数x,配位数为4、配位数为2,直线X斜率更大,故X表示形成配离子的变化曲线,直线Y表示形成配离子的变化曲线;则根据直线X上的点可计算,根据直线Y上的点可计算。
【详解】A.达到平衡时在与的关系图中斜率为配位数x,配位数为4、配位数为2,直线X斜率更大,故X表示形成配离子的变化曲线,A正确;
B.a点在X线(平衡线)下方,此时小于平衡值,反应正向进行生成配合离子,生成速率大于解离速率,B正确;
C.该反应平衡常数,C正确;
D.时,,根据,,同理,,,溶液中,D错误;
故选D。
二、非选择题:本题共4小题,共 58 分。
15. 在“碳达峰、碳中和”的目标引领下,减少排放实现的有效转化成为科研工作者的研究热点。根据以下几种常见的利用方法,回答下列问题。
I.以作催化剂,采用“催化加氢制甲醇”方法将其资源化利用。反应历程如下:
i.催化剂活化:(无活性)(有活性);
ii.与在活化催化剂表面同时发生如下反应:
①主反应: ,
②副反应: 。
(1)某温度下,在恒容反应器中,能说明反应①达到平衡状态的是_______(填序号)。
A. 分别用和表示的速率之比为3:1
B. 混合气体的平均摩尔质量不变
C. 混合气体的密度不变
D. 和的分压之比不变
(2)a.选择性随气体流速增大而升高的原因可能是_______。(已知:选择性)
b.某温度下,与的混合气体以不同流速通过恒容反应器。气体流速增大可减少产物中的积累,从而减少催化剂的失活,请用化学方程式表示催化剂失活的原因:_______。
(3)反应①、②的(K代表化学平衡常数)随(温度的倒数)的变化如图所示。
升高温度,反应的化学平衡常数_______(填“增大”或“减小”或“不变”)。
(4)恒温恒压密闭容器中,加入2mol和4mol,只发生反应①和反应②,初始压强为。
a.在230℃以上,升高温度的平衡转化率增大,但甲醇的产率降低,原因是_______。
b.在300℃发生反应,反应达平衡时,的转化率为50%,容器体积减小20%。则反应②用平衡分压表示的平衡常数Kp=_______(保留两位有效数字)。
II.利用干重整反应不仅可以对天然气资源综合利用,还可以缓解温室效应对环境的影响。该反应一般认为通过如下步骤来实现:
i.
ii.
上述反应中为吸附活性炭,反应历程的能量变化如图1所示:
(5)干重整反应的速率由决定_______(填“反应i”或“反应ⅱ”),干重整反应的热化方程式为_______。(选取图1中、、表示反应热)。
【答案】(1)BD (2) ①. 增大与混合气体流速可增大压强 ②.
(3)减小 (4) ①. 230℃以上,温度升高,反应I平衡向逆反应方向移动,反应Ⅱ的平衡向正反应方向移动,但温度对反应II的平衡影响更大 ②. 0.22
(5) ①. 反应i ②.
【解析】
【小问1详解】
A.分别用和表示的速率之比为3:1始终成立,只给了正反应速率,不能确定反应达到平衡状态,A项错误;
B.反应①是分子数改变的反应,该混合气体的平均摩尔质量不变,即混合气体的总物质的量,也即各组分的物质的量不变,反应达到平衡状态,B项正确;
C.混合气体的质量不变,容器体积不变,混合气体的密度始终不变,不能确定达到平衡状态,C项错误;
D.和的分压之比不变,可以确定达到平衡状态,D项正确;
答案选BD;
【小问2详解】
某温度下,和的混合气体以不同流速通过恒容反应器,选择性随气体流速增大而升高的原因可能是增大和混合气体流速可增大压强,压强增大,平衡正向移动,生成,消耗的物质的量增大,导致选择性升高;气体流速增大可减少产物中的积累,减少催化剂的失活,从而提高的选择性,用化学方程式表示催化剂失活的原因是;
【小问3详解】
根据盖斯定律等于反应①-反应②,则平衡常数,根据图像可知,温度升高,减小,增大,则K减小,因此该反应的平衡常数减小;
【小问4详解】
230℃以上,温度升高,反应I的平衡向逆反应方向移动,反应Ⅱ的平衡向正反应方向移动,但温度对反应II的平衡影响更大;由于反应I,容器容积减小,设参加反应I的二氧化碳的物质的量为xmol,则关系是 ,解得x=0.6mol,则参加反应I的氢气的物质的量为1.8mol,生成甲醇的物质的量为0.6mol,生成水蒸气的物质的量为0.6mol,而生成二氧化碳的转化率为50%,则参加反应Ⅱ的二氧化碳的物质的量为2mol×0.5-0.6mol=0.4mol,反应Ⅱ消耗氢气0.4mol,生成一氧化碳0.4mol,生成水蒸气0.4mol,平衡时容器中有二氧化碳1mol,氢气1.8mol,甲醇0.6mol,水蒸气1mol,一氧化碳0.4mol,氢气的转化率,设平衡时容器体积为V,则反应②的平衡常数为;
【小问5详解】
由图可知,反应的速率由反应i决定;热化方程式为。
16. 氢能被确定为国家未来能源体系的重要组成部分,研究制氢技术具有重要意义。乙醇—水催化重整可获得氢气,主要反应如下:
反应1:
反应2:
反应3:
(1)_____(用和表示),反应1在低温下_____(填“能”或“不能”)自发进行。
(2)压强为100kPa,的平衡产率与温度、起始时水醇比的关系如下图所示,两条曲线上的点代表在不同条件下的平衡产率,且每条曲线上的平衡产率相同。
①反应1的平衡常数:_____(填“>”“=”或“<”),平衡体系中乙醇的物质的量分数:A点_____C点(填“>”“=”或“<”)。
②A点和B点的平衡产率相等的原因是_____。
(3)向密闭容器中充入和发生上述反应,保持压强为100kPa,测得平衡时和CO的选择性[例如CO的选择性]及的平衡产率[的平衡产率]随温度的变化关系如下图所示:
①表示的平衡产率的曲线是_____(填“a”“b”或“c”),反应过程中催化剂由于积碳容易失活,增大水醇比可有效减少积碳,原因是_____(用化学方程式表示)。
②500℃,100kPa条件下,用平衡分压表示反应2的平衡常数_____。
【答案】(1) ①. ②. 不能
(2) ①. = ②. ③. 两点压强相同,相同,B点温度高于A点,升高温度,反应2正向移动消耗氢气的量与反应1、反应3正向移动产生氢气的量相等
(3) ①. b ②. 或 ③. 0.225
【解析】
【小问1详解】
由盖斯定律可知,(反应3-反应1)可得反应2,则。的反应能自发进行,反应1为吸热的熵增反应,则在低温下不能自发,在高温下利于自发;
【小问2详解】
①BD点温度相等,则平衡常数相等,故反应1的平衡常数:=;由图可, A、C两点的值相等, C点的温度高于A点,升高温度反应1、3均正向移动,乙醇的物质的量减少,气体总物质的量增大,使得平衡体系中乙醇的物质的量分数减小,因此平衡体系中乙醇的物质的量分数:AC。
②A、B两点氢气产率相等是因为B点温度高于A点,升高温度,平衡移动过程中反应2消耗氢气的量与反应1、反应3产生氢气的量相等。
【小问3详解】
①由题意,升高温度,3个反应均正向移动,使得CO选择性增大,则c为CO选择性曲线,由题意,二氧化碳、CO选择性和为100%,则a为选择性曲线,那么b为的平衡产率的曲线;反应过程中催化剂由于积碳容易失活,增大水醇比可有效减少积碳,原因是碳和水可以反应转化为CO或二氧化碳和氢气,从而减小积碳,反应为或。
②反应1+2×反应2=反应3,由反应,可知理论氢气最大产量为1mol×6=6mol,由图,的平衡产量为1mol×6×80%=4.8mol:
由图,500℃,100kPa条件下,此时一氧化碳、二氧化碳产量相等,则a-b=b,且3a-b=4.8,解得a=1.92mol、b=0.96mol,则水为3-1.5×1.92+0.96=1.08mol,反应2为气体分子数不变的反应,可以用物质的量代替物质分压,则反应2的平衡常数。
17. 环氧乙烷(,用EO表示)是一种高效灭菌剂。工业上,采用乙烯催化氧化法合成环氧乙烷。工业上使用银(Ag)负载在氧化铝(Al2O3)载体上作催化剂,通常添加铼(Re)、氯(Cl)等辅助催化剂以提高选择性。
反应ⅰ:
反应ⅱ:
回答下列问题:
(1)基态Ag原子价层电子排布式为,银的原子序数为___________。
(2)已知的熔点分别为2 054℃、19.24℃,工业上冶炼铝,选择Al2O3而不选择AlCl3,其主要原因是___________。
(3)反应ⅰ的历程如图(反应①~③中,反应①的活化能最大)。上述基元反应中,决速步反应是___________(填序号)。写出反应③的化学方程式:___________。
(4)在温度分别为T1、T2和T3下,乙烯的平衡转化率与压强的关系如图所示。反应温度最高的是___________(填“T1”“T2”或“T3”),原因是___________。
(5)某温度下,向2 L恒容密闭容器中充入4 mol C2H4和5 mol O2,起始时压强为1.8 MPa,发生上述反应,达到平衡时测得C2H4的转化率为75%,EO的选择性为50%。则反应ⅱ的平衡常数Kp为___________。提示:EO的选择性为×100%。
【答案】(1)47 (2)氧化铝为离子化合物,在熔融状态下能导电,而氯化铝是共价化合物,熔融状态下不导电
(3) ①. ① ②.
(4) ①. ②. 反应i和反应ii的正反应都是放热反应,升温,乙烯的平衡转化率减小
(5)16
【解析】
【小问1详解】
银和铜的价层电子排布式相似,它们位于同区。银比铜多一个电子层,铜为 29号元素,且第四周期、第五周期都有18种元素,故银的原子序数为47;
【小问2详解】
工业电解法冶炼铝,氧化铝为离子化合物,在熔融状态下能导电,而氯化铝是共价化合物,熔融状态下不导电,故选氧化铝为原料;
【小问3详解】
反应①的活化能最大,反应最慢,故它是决速步反应;反应③中,一氧化银将乙烯氧化成和,本身被还原成 Ag,化学方程式为: ;
【小问4详解】
反应i和反应ii的正反应都是放热反应,升温,乙烯的平衡转化率减小,故温度最高;
【小问5详解】
的转化率为75%,EO的选择性为50%, EO中含有2个碳原子,中含有1个碳原子,则平衡时,,,根据氢原子守恒可知,,根据氧原子守恒可知,,反应前气体总物质的量是9 mol,反应后气体总物质的量是8 mol,恒温、恒容条件下,气体压强之比等于物质的量之比,故平衡时,总压强p=1.6 MPa,则,同理可得:,则反应ii的平衡常数。
18. 纳米Fe3O4在生物医学等方面具有广泛的用途。利用废旧镀锌铁皮(含Fe、Zn、Fe2O3、ZnO)制备纳米Fe3O4及副产物ZnO的流程如下:
查阅资料:Zn、ZnO、Zn(OH)2的化学性质与铝及其化合物类似。
(1)“碱洗”时,NaOH溶液的作用是___________。
(2)“沉锌”时,滤液Ⅰ(含)中不是滴加盐酸而是通入的依据是___________,该反应的离子方程式为___________。
(3)“氧化”后的溶液中所含金属阳离子有___________、___________(填离子符号)。
(4)文献表明,若“氧化”时,溶液pH过低,容易转化为FeOOH,该反应的化学方程式为___________。
(5)检验“分离”得到的已经洗净的操作为___________。
(6)某化学兴趣小组用100 g废旧镀锌铁皮(Fe元素的质量分数为50.4%)制备纳米,最终得到52.2 g产品,则产率为___________(保留三位有效数字)。
【答案】(1)溶解镀锌层,去除油污
(2) ①. 会溶解在盐酸中,却不会溶解在水溶液中 ②.
(3) ①. ②.
(4)
(5)取少量最后一次洗液于试管中,滴入几滴溶液,若无白色沉淀,表明已经洗净
(6)75.0%
【解析】
【分析】废旧镀锌铁皮加入氢氧化钠溶液中反应,锌溶解生成和氢气,铁不溶解,过滤得到滤液含有,通入二氧化碳生成氢氧化锌沉淀,过滤、洗涤、灼烧得到ZnO;滤渣不溶物为铁及其氧化物,溶于稀硫酸后加入氧气部分氧化为,得到含、的溶液,加入氢氧化钠,通入氮气生成纳米粒子。
【小问1详解】
已知Zn、ZnO、的化学性质与铝及其化合物类似,“碱洗”时,溶液的作用是溶解镀锌层且能去除油污。
【小问2详解】
的化学性质与铝及其化合物类似,则即使通入过量,也不会溶于碳酸,而易溶于盐酸,故“沉锌”时,选用而不用盐酸,反应为和生成沉淀和:。
【小问3详解】
最终得到四氧化三铁中含有二价铁和三价铁,结合分析可知,“氧化”后溶液中所含金属阳离子:、。
【小问4详解】
氧气具有氧化性,“氧化”时,溶液pH过低,容易被氧气氧化为FeOOH,反应中铁化合价由+2变为+3、氧气中氧化合价由0变为-2,结合电子守恒可知,该反应的化学方程式为。
【小问5详解】
检验“分离”得到的是否洗净,就是检验是否还残留硫酸根离子,则操作为:取少量最后一次洗涤液于洁净试管中,滴入溶液,若无白色沉淀,表明所得已洗净;
【小问6详解】
由铁元素守恒可知,产率=。
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任丘市第一中学2025-2026学年高三第一学期期末考试
化学试卷
注意事项:
1.本卷满分 100 分,考试时间 75 分钟。答题前,先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上,并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。2.选择题的作答: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写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。3.非选择题的作答:用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4.考试结束后,请将本试题卷和答题卡一并上交。
可能用到的相对原子质量: H-1 O-16 B-11 N-14 K-39 Ca-40 Zn-65 Cu-64
一、选择题:本题共 14 小题,每小题3分,共 42分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 中国诗词常蕴含着一些科学知识,从化学角度对下列诗词的解读正确的是
A. “残云收翠龄,夕雾结长空”,所指“雾”是一种由氮的氧化物造成的光化学烟雾
B. “布衾(麻葛)多年冷似铁,娇儿恶卧踏里裂”,布衾的主要成分为纤维素
C. “绿蚊新醅酒,红泥小火炉”,制作火炉的“红泥”中含四氧化三铁
D. “东风扑酒香,吹醒殊乡愁”,酒香中只有乙醇的香味
2. 柴油燃油车是通过尿素-选择性催化还原法处理氮氧化物。其工作原理为:将尿素[CO(NH2)2]水溶液通过喷嘴喷入排气管中,当温度高于160℃时尿素水解,产生,生成的与富氧尾气混合后,在催化剂作用下,使氮氧化物得以处理。如图为在不同投料比[]时NO转化效率随温度变化的曲线。下列说法不正确的是
A. 投料比[]:曲线a大于曲线b
B. 使用催化剂可以提高NO的平衡转化率
C. 图中温度升高,NO转化率升高的可能原因是氨气的释放速度加快,催化剂的活性增强
D. 图中温度过高,NO转化率下降的可能原因是发生反应
3. 超氧化钾可用作潜水或宇航装置的吸收剂和供氧剂,反应为,为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 中键的数目为
B. 晶体中离子的数目为
C. 溶液中数目为
D. 该反应中每转移电子生成的数目为
4. 溶液是中学化学常用的一种试剂。下列实验探究方案能达到探究目的的是
选项
探究方案
探究目的
A
向和混合溶液中滴入少量溶液,观察沉淀颜色
B
向蛋白质溶液中加入溶液,观察是否有沉淀生成
蛋白质盐析
C
向盛有溶液中滴加KI溶液,振荡,再加入淀粉溶液,观察溶液颜色变化
的氧化性比强
D
向2mL 10%溶液中加入5滴5%NaOH溶液,振荡后加入0.5mL有机物X,加热。观察沉淀颜色
有机物X含有醛基
A. A B. B C. C D. D
5. 磷化氢()可作为电子工业原料,在空气中能自燃,具有还原性。工业上用白磷为原料制备的流程如下。下列说法错误的是
A. 制备时,需在无氧条件下进行
B. 反应1中氧化产物和还原产物的物质的量之比为1:3
C. 属于正盐
D. 不考虑损失,参与反应,可产生
6. 298 K时,γ-羟基丁酸水溶液发生如下反应,生成丁内酯: HOCH2CH2CH2COOH+H2O
不同时刻测得丁内酯的浓度如下表。
20
50
80
100
120
160
220
∞
0.024
0.050
0.071
0.081
0.090
0.104
0.116
0.132
注:该条件下副反应、溶液体积变化忽略不计。下列分析正确的是
A. 增大γ-羟基丁酸的浓度可提高γ-丁内酯的产率
B. 298 K时,该反应的平衡常数为2.75
C. 反应至120 min时,γ-羟基丁酸的转化率<50%
D. 80~120 min的平均反应速率:v(γ-丁内酯) >1.2×10-3 mol ∙ L-1∙min-1
7. 在密闭容器中投入一定量的CaCO3发生分解反应: CaCO3(s) CaO(s)+CO2(g) ΔH>0,某温度下,达到平衡时,测得体系中气体的压强为P。当其他条件不变,仅改变影响平衡的一个条件,下列说法正确的是
A. 当CaO的质量不再变化时,表明该反应重新达到了化学平衡状态
B. 升高温度,正反应速率增大,逆反应速率减小
C. 扩大容器体积,重新达到平衡时CO2的压强一定小于P
D. 常温常压下CaCO3的分解反应一定自发
8. pH=0的某X溶液中,除H+外,还可能存在Al3+、Fe2+、、Ba2+、Cl-、、、中的若干种,现取适量X溶液进行如下一系列实验:
下列有关判断不正确的是
A. 生成气体A离子方程式为3Fe2++4H++=3Fe3++NO↑+2H2O
B. 生成沉淀G的离子方程式为AlO+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+
C. 溶液X中一定没有的离子仅为、Ba2+
D. 溶液X中一定含有的离子是H+、Fe2+、、、Al3+
9. 肼()与氧化剂剧烈反应,释放大量的热量,可作火箭燃料。已知下列反应:
①
②
③
则反应的为
A. B. C. D.
10. 是重要的无机材料,一种含有铁的氧化物和氧化钙的 废渣可以通过如下流程纯化。
已知:①“铝热还原”时,Al转化为难溶于酸和碱,转化为 ;
②“浸取”时, 溶于盐酸生成易被空气氧化的
下列说法错误的是
A. 具有弱氧化性
B. “浸取”不需要惰性气体保护
C. “氧化水解”过程中为加快反应速率并使氧化完全,应快速加入过量的
D. H2可能来自 Fe、过量铝粉及 与盐酸的反应
11. 向一个的绝热刚性容器中通入和,在一定条件下发生反应,正反应速率随时间变化的示意图如下,下列结论正确的是
A. 升高温度,该反应平衡常数将增大
B. 从反应开始到达到平衡,逆反应速率先增大后减小
C. 体系压强不再变化,说明反应达到平衡
D. 从容器中分离出少量后,增加,减小,平衡正向移动
12. 碱吸-电解法处理硫酸厂烟气中SO2的流程和电解过程如下图。下列说法正确的是
A. 电极a为电解池的阴极
B. 电极b上发生的电极反应式为2H2O-4e-=O2+4H+
C. 半透膜I为阳离子交换膜,半透膜Ⅱ为阴离子交换膜
D. 若收集到标准状况下22.4L的气体G,则有1mol M离子移向左室
13. 有机物中的键较难断裂,活化键是有机反应研究的热点之一,下图为Pt-Ru金属团簇上转化为HCHO的部分反应路径,I代表中间产物,TS代表过渡态。下列说法正确的是
A. 生成I-2产物的反应活化能为
B. 与生成I-4产物相比,生成I-3产物的反应速率更慢
C. 由图可知,使用合适催化剂可以改变反应的热效应
D. 生成I-4产物的过程中,经历两个过渡态,都有键的断裂
14. 水溶液中可与多种金属阳离子形成配合离子。常温下,分别与形成配离子、,达到平衡时,与的关系如图所示.下列说法错误的是
A. X表示的是形成配离子的变化曲线
B. a点所处的溶液中的生成速率大于解离速率
C. 反应的平衡常数
D. 当溶液中时,溶液中
二、非选择题:本题共4小题,共 58 分。
15. 在“碳达峰、碳中和”的目标引领下,减少排放实现的有效转化成为科研工作者的研究热点。根据以下几种常见的利用方法,回答下列问题。
I.以作催化剂,采用“催化加氢制甲醇”方法将其资源化利用。反应历程如下:
i.催化剂活化:(无活性)(有活性);
ii.与在活化的催化剂表面同时发生如下反应:
①主反应: ,
②副反应: 。
(1)某温度下,在恒容反应器中,能说明反应①达到平衡状态的是_______(填序号)。
A. 分别用和表示的速率之比为3:1
B. 混合气体的平均摩尔质量不变
C. 混合气体的密度不变
D. 和的分压之比不变
(2)a.选择性随气体流速增大而升高的原因可能是_______。(已知:选择性)
b.某温度下,与的混合气体以不同流速通过恒容反应器。气体流速增大可减少产物中的积累,从而减少催化剂的失活,请用化学方程式表示催化剂失活的原因:_______。
(3)反应①、②的(K代表化学平衡常数)随(温度的倒数)的变化如图所示。
升高温度,反应的化学平衡常数_______(填“增大”或“减小”或“不变”)。
(4)恒温恒压密闭容器中,加入2mol和4mol,只发生反应①和反应②,初始压强为。
a.在230℃以上,升高温度的平衡转化率增大,但甲醇的产率降低,原因是_______。
b.在300℃发生反应,反应达平衡时,的转化率为50%,容器体积减小20%。则反应②用平衡分压表示的平衡常数Kp=_______(保留两位有效数字)。
II.利用干重整反应不仅可以对天然气资源综合利用,还可以缓解温室效应对环境的影响。该反应一般认为通过如下步骤来实现:
i.
ii.
上述反应中为吸附活性炭,反应历程的能量变化如图1所示:
(5)干重整反应的速率由决定_______(填“反应i”或“反应ⅱ”),干重整反应的热化方程式为_______。(选取图1中、、表示反应热)。
16. 氢能被确定为国家未来能源体系的重要组成部分,研究制氢技术具有重要意义。乙醇—水催化重整可获得氢气,主要反应如下:
反应1:
反应2:
反应3:
(1)_____(用和表示),反应1在低温下_____(填“能”或“不能”)自发进行。
(2)压强为100kPa,的平衡产率与温度、起始时水醇比的关系如下图所示,两条曲线上的点代表在不同条件下的平衡产率,且每条曲线上的平衡产率相同。
①反应1的平衡常数:_____(填“>”“=”或“<”),平衡体系中乙醇的物质的量分数:A点_____C点(填“>”“=”或“<”)。
②A点和B点的平衡产率相等的原因是_____。
(3)向密闭容器中充入和发生上述反应,保持压强为100kPa,测得平衡时和CO的选择性[例如CO的选择性]及的平衡产率[的平衡产率]随温度的变化关系如下图所示:
①表示的平衡产率的曲线是_____(填“a”“b”或“c”),反应过程中催化剂由于积碳容易失活,增大水醇比可有效减少积碳,原因是_____(用化学方程式表示)。
②500℃,100kPa条件下,用平衡分压表示反应2的平衡常数_____。
17. 环氧乙烷(,用EO表示)是一种高效灭菌剂。工业上,采用乙烯催化氧化法合成环氧乙烷。工业上使用银(Ag)负载在氧化铝(Al2O3)载体上作催化剂,通常添加铼(Re)、氯(Cl)等辅助催化剂以提高选择性。
反应ⅰ:
反应ⅱ:
回答下列问题:
(1)基态Ag原子价层电子排布式为,银的原子序数为___________。
(2)已知的熔点分别为2 054℃、19.24℃,工业上冶炼铝,选择Al2O3而不选择AlCl3,其主要原因是___________。
(3)反应ⅰ的历程如图(反应①~③中,反应①的活化能最大)。上述基元反应中,决速步反应是___________(填序号)。写出反应③的化学方程式:___________。
(4)在温度分别为T1、T2和T3下,乙烯平衡转化率与压强的关系如图所示。反应温度最高的是___________(填“T1”“T2”或“T3”),原因是___________。
(5)某温度下,向2 L恒容密闭容器中充入4 mol C2H4和5 mol O2,起始时压强为1.8 MPa,发生上述反应,达到平衡时测得C2H4的转化率为75%,EO的选择性为50%。则反应ⅱ的平衡常数Kp为___________。提示:EO的选择性为×100%。
18. 纳米Fe3O4在生物医学等方面具有广泛的用途。利用废旧镀锌铁皮(含Fe、Zn、Fe2O3、ZnO)制备纳米Fe3O4及副产物ZnO的流程如下:
查阅资料:Zn、ZnO、Zn(OH)2的化学性质与铝及其化合物类似。
(1)“碱洗”时,NaOH溶液的作用是___________。
(2)“沉锌”时,滤液Ⅰ(含)中不是滴加盐酸而是通入的依据是___________,该反应的离子方程式为___________。
(3)“氧化”后的溶液中所含金属阳离子有___________、___________(填离子符号)。
(4)文献表明,若“氧化”时,溶液pH过低,容易转化为FeOOH,该反应的化学方程式为___________。
(5)检验“分离”得到的已经洗净的操作为___________。
(6)某化学兴趣小组用100 g废旧镀锌铁皮(Fe元素的质量分数为50.4%)制备纳米,最终得到52.2 g产品,则产率为___________(保留三位有效数字)。
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