精品解析:河南省平顶山市部分学校2025-2026学年高二上学期期末考试化学试卷
2026-02-03
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2份
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29页
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-期末 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 河南省 |
| 地区(市) | 平顶山市 |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 8.48 MB |
| 发布时间 | 2026-02-03 |
| 更新时间 | 2026-02-03 |
| 作者 | 学科网试题平台 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-02-03 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/56318863.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
高二阶段性学业质量检测
化学试题
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案字母涂黑,如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案字母。回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
考试时间为75分钟,满分100分
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 S-32 Cl-35.5 Ca-40 Fe-56
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. 下列物质属于强电解质且在溶液中促进水的电离的是
A. B. C. D.
2. 下列有关SO2、SO3、、H2SO4的说法正确的是
A. SO2的空间构型为四面体 B. SO3分子中S采取sp3杂化方式
C. 中的键角大于SO3中的键角 D. 工业用98.3%浓H2SO4吸收SO3
3. 氮化镓是新型半导体材料。工业制备氮化镓的常用方法是。下列叙述正确的是
A. 基态Ga原子电子排布式:
B. 的空间填充模型:
C. 基态N原子价层电子的轨道表示式:
D. HCl溶于水形成水合氯离子:
4. 下列说法不正确的是
A. 浓H2SO4稀释是放热过程
B. 石墨转变为金刚石是吸热反应,则金刚石比石墨更稳定
C. 热化学方程式中的与反应是否可逆无关
D. 吸热反应中,反应物化学键断裂吸收的总能量高于产物形成化学键放出的总能量
5. 下列关于反应自发性的说法正确的是
A. 冰在室温下自动熔化成水时,,
B. 根据反应的自发性可以预测该反应发生的快慢
C. 反应在室温下可自发进行,则该反应的
D. 能够自发进行的反应一定是熵增的过程
6. 下列叙述中,正确的是
A. 极易溶于水的原因之一:分子之间存在氢键
B. 可用红外光谱法测定分子的相对分子质量
C. 分子是一种含非极性共价键的非极性分子
D. 的VSEPR模型与它的空间结构一致
7. 下列关于电化学腐蚀、防护与利用的说法中,不正确的是
A.暖宝宝发热利用了原电池原理
B.阳极的电极反应式为
C.连接锌棒后,电子由锌流向铁管道
D.暖气片表面刷油漆防止金属腐蚀
A. A B. B C. C D. D
8. 25℃时,水的电离达到平衡H2OH++OH- ΔH>0。下列说法正确的是
A. 将水加热,Kw增大,pH不变,水依然呈中性
B. 向水中加入稀氨水,平衡逆向移动,c(OH-)降低
C. 向水中通入少量HCl气体,c(H+)增大,Kw不变
D. 向水中加入少量固体CH3COOH,平衡逆向移动,c(H+)降低
9. 下列实验设计恰当的是
A.准确测量中和反应的反应热
B.探究压强对化学平衡的影响
C.测生成的速率
D.探究、对分解速率的影响
A. A B. B C. C D. D
10. 下列事实能用平衡移动原理解释的是
A. 在工业制硫酸生产中,采用五氧化二钒作催化剂合成
B. 锌片与稀硫酸反应时,加入少量固体,促进的产生
C. 常温下铁片放入浓溶液中没有明显现象,加热产生大量红棕色气体
D. 反应 达到化学平衡后,升高温度,体系红棕色变浅
11. 某工厂采用如下工艺处理镍钴矿硫酸浸取液(含、、、、和)。实现镍、钴、镁元素的回收:
已知:
物质
Co(OH)2
下列说法错误的是
A. 用硫酸浸取镍钴矿时,适当增大硫酸的浓度,可提高镍钴矿的浸出率
B. 滤渣的成分一定有和
C. 通过调节pH可分离镍钴渣中的镍元素和钴元素
D. “沉镁”中使沉淀完全[,],需控制
12. 我国报道了新的合成氨催化剂设计策略,该技术可实现温和条件下的氨催化合成。对于反应 ,下列说法错误的是
A. 合成氨工业中,增大压强,正反应速率和逆反应速率均增大
B. 催化剂能降低反应活化能和,加快反应速率
C. 适当增大投料比,有利于提高的平衡转化率
D. 若反应放出热量,则过程中有被氧化
13. 科研团队在距离地球约124光年的太阳系外行星的大气中检测到了可能表明生命存在的化学指纹DMS和DMDS,这两种化学物质的结构如图所示。、、、、是原子序数依次增大的短周期主族元素,其中与同主族,的基态原子价层轨道半充满。下列叙述正确的是
A. 简单氢化物的沸点:
B. 原子半径:
C. 第一电离能:
D. 电负性:
14. 常温下,用的NaOH溶液分别滴定的盐酸和的醋酸,滴定曲线如图所示。其中,横坐标滴定分数表示滴加NaOH溶液与原酸溶液的体积比。下列说法正确的是
A. 曲线Ⅰ表示滴定醋酸的曲线
B. ab段的离子方程式为
C. 当时溶液中
D. 两个体系滴定终点的确定都可用甲基橙作指示剂
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 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)已知反应的为,根据下表信息可求出键能___________(用含a、b、c、h的代数式表示)。
化学键
键能()
(2)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电极电势A极___________B极(填“>”或“<”),隔膜为___________离子交换膜(填“阴”或“阳”)。电极A的反应式为___________。
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___________。
(3)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___________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”)。
16. 已知25℃时部分弱电解质的电离平衡常数数据如表所示。常温条件下,回答下列问题:
化学式
HClO
电离平衡常数
(1)物质的量浓度均为的下列四种溶液:pH由小到大排列的顺序是___________(填字母)。
a. b. c.HClO d.
(2)向NaClO溶液通入少量的离子方程式为___________。
(3)向溶液中加入过量溶液的离子方程式为___________。
(4)若初始时HClO溶液中HClO浓度为,则___________。
(5)向溶液中逐滴加入溶液至,此时溶液中___________。
(6)俗称纯碱,是因为其水溶液呈碱性,用离子方程式表示纯碱溶液呈碱性的主要原因是___________。在纯碱溶液中下列关系成立的是___________。
A.
B.
C.
D.
17. Ⅰ、随着我国碳达峰、碳中和目标的确定,二氧化碳资源化利用备受关注。
Ⅰ.以和为原料合成尿素的反应为:,该反应为放热反应。
(1)上述反应中,有利于提高平衡转化率的措施是_____(填序号)。
A. 高温低压 B. 低温高压 C. 高温高压 D. 低温低压
(2)研究发现,合成尿素反应分两步完成:
第一步:
第二步:
合成尿素总反应的热化学方程式为_____。
Ⅱ.以CO2和H2合成甲醇:恒温条件下,在体积为2 L的密闭容器中,充入2 mol和6 mol,发生反应:˂0,测得和的浓度随时间变化如下图所示。
(3)在4 min到9 min时间段,_____,9 min时,H2的转化率为_____。
(4)为加快反应速率同时提高CO2的转化率,可以采取的措施是_____。(写一条即可)
Ⅲ、以和催化重整制备合成气,在密闭容器中通入物质的量均为的和在一定条件下发生反应:,的平衡转化率随温度、压强的变化关系如图所示。
(5)若反应在恒温、恒容密闭容器中进行,能说明反应到达平衡状态的是_____(填序号)。
A. 反应速率:
B. 同时断裂键和键
C. 容器内混合气体的压强保持不变
D. 容器中混合气体的密度保持不变
(6)由图可知,P2压强下,Y点速率_____(填“>”、“<”或“=”,下同);容器内压强_____。
18. 现有6种短周期元素X、Y、Z、W、M、Q,其原子序数依次增大,部分信息如下表:
X
阴离子电子层结构与氦原子相同
Y
最高价氧化物在空气中增多会造成温室效应
Z
双原子单质分子中键和键的数目之比为
W
基态原子的价电子排布式为
M
短周期元素中电负性最小
Q
元素最高化合价与最低化合价的代数和等于4
请回答下列问题:
(1)基态Q原子的核外电子排布中,电子占据的最高能级符号是___________,其电子云轮廓图为___________形。
(2)W、M、Q的简单离子半径由大到小的顺序是___________(填离子符号)。
(3)的VSEPR模型是___________。
(4)中的键角比中的键角大,原因是___________。
(5)写出一个由YW构成非极性分子:___________(填化学式)。
(6)的沸点(100℃)比的沸点()高,这是由于___________。
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高二阶段性学业质量检测
化学试题
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案字母涂黑,如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案字母。回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
考试时间为75分钟,满分100分
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 S-32 Cl-35.5 Ca-40 Fe-56
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. 下列物质属于强电解质且在溶液中促进水的电离的是
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】A.SO2溶于水生成H2SO3(弱酸),本身是非电解质,不属于强电解质,A不符题意;
B.NH4Cl是强电解质,完全离解为和Cl-;水解生成H+,促进水的电离,B符合题意;
C.H3PO4是弱酸,属于弱电解质,不符合强电解质条件,C不符题意;
D.NaHSO4在水中完全离解为Na+、H+和,H+浓度升高抑制水的电离,D不符题意;
故选B。
2. 下列有关SO2、SO3、、H2SO4的说法正确的是
A. SO2的空间构型为四面体 B. SO3分子中S采取sp3杂化方式
C. 中的键角大于SO3中的键角 D. 工业用98.3%浓H2SO4吸收SO3
【答案】D
【解析】
【详解】A.SO2的中心S原子形成2个σ键,孤电子对数为=1,则价层电子对数为3,发生sp2杂化,空间构型为V形,而非四面体形,A错误;
B.SO3分子的中心S原子形成3个σ键,孤电子对数为=0,则价层电子对数为3,发生sp2杂化,形成平面三角形结构,B错误;
C.为正四面体结构(sp3杂化,键角≈109.5°),而SO3为平面三角形(sp2杂化,键角120°),的键角更小,C错误;
D.工业上用983%浓H2SO4吸收SO3,避免生成酸雾并提高吸收效率,D正确;
故选D。
3. 氮化镓是新型半导体材料。工业制备氮化镓的常用方法是。下列叙述正确的是
A. 基态Ga原子电子排布式:
B. 的空间填充模型:
C. 基态N原子价层电子的轨道表示式:
D. HCl溶于水形成的水合氯离子:
【答案】C
【解析】
【详解】A.Ga为31号元素,基态原子电子排布式应为[Ar]3d104s24p1,选项中遗漏3d10,A错误;
B.NH3的空间填充模型应体现原子相对大小且无"棍"连接,题目图片为球棍模型,B错误;
C.基态N原子价层电子为2s22p3,2s轨道电子自旋相反,2p轨道3个电子分占不同轨道且自旋相同,图中符合洪特规则和泡利原理,C正确;
D.带负电,应吸引水分子中呈正电性的H原子,即水合氯离子:,D错误;
故选C。
4. 下列说法不正确的是
A. 浓H2SO4稀释是放热过程
B. 石墨转变为金刚石是吸热反应,则金刚石比石墨更稳定
C. 热化学方程式中的与反应是否可逆无关
D. 吸热反应中,反应物化学键断裂吸收的总能量高于产物形成化学键放出的总能量
【答案】B
【解析】
【详解】A.浓硫酸稀释时会释放大量热量,A项正确;
B.石墨转变为金刚石吸热,说明金刚石能量更高,稳定性更差,故石墨更稳定,B项错误;
C.ΔH表示的是反应完全进行的焓变,与实际是否可逆无关,C项正确;
D.吸热反应中,反应物断键吸收的总能量高于产物成键释放的总能量,D项正确;
故选B。
5. 下列关于反应自发性的说法正确的是
A. 冰室温下自动熔化成水时,,
B. 根据反应的自发性可以预测该反应发生的快慢
C. 反应在室温下可自发进行,则该反应的
D. 能够自发进行的反应一定是熵增的过程
【答案】C
【解析】
【详解】A.冰在室温下自动熔化成水的过程要吸收热量,即,且冰在室温下自动熔化成水的过程混乱度增加,是熵增的过程,即,A错误;
B.反应的自发性用来判断反应能否自发进行,与反应速率(快慢)无关,B错误;
C.该反应是气体分子数减少的反应,混乱度减小,即,该反应在室温下可自发进行,即,则该反应,C正确;
D.当时反应能够自发进行,即在低温下、时反应也能自发进行,则能够自发进行的反应也可能是熵减的过程,不一定是熵增的过程,D错误;
故选C。
6. 下列叙述中,正确的是
A. 极易溶于水的原因之一:分子之间存在氢键
B. 可用红外光谱法测定分子的相对分子质量
C. 分子是一种含非极性共价键的非极性分子
D. 的VSEPR模型与它的空间结构一致
【答案】D
【解析】
【详解】A.易溶于水的主要原因是分子与水分子之间形成氢键,而非分子之间的氢键;分子间氢键影响物理性质如沸点,但不是溶解性的主要原因,A错误;
B.红外光谱法用于分析分子中的官能团和化学键类型,不能测定相对分子质量;相对分子质量通常通过质谱法测定,B错误;
C.分子中的中心O原子与另外两个O原子形成离域键,但键的电子对并非完全对称分布,因此分子中的O-O键为极性共价键,为V形结构,正负电荷中心不重合,属于极性分子,C错误;
D.中N原子价层电子对数为4(无孤对电子),VSEPR模型为四面体,空间结构也为四面体,两者一致,D正确;
故答案选D。
7. 下列关于电化学腐蚀、防护与利用的说法中,不正确的是
A.暖宝宝发热利用了原电池原理
B.阳极的电极反应式为
C.连接锌棒后,电子由锌流向铁管道
D.暖气片表面刷油漆防止金属腐蚀
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.暖宝宝中含有铁粉、活性炭、无机盐等物质,在与空气接触时构成原电池,发生氧化还原反应释放热量,利用了原电池原理,故A正确;
B.用废铁保护铁管道时,废铁和铁管道构成电解池,废铁与正极相连做阳极,阳极失去电子,电极反应式应为Fe-2e-=Fe2+,故B错误;
C.连接锌棒后,形成锌-铁原电池,锌比铁活泼,锌作负极,电子由负极(锌)通过外电路流向正极(铁管道),故C正确;
D.暖气片表面刷油漆,可以隔绝空气和水,能有效防止金属发生电化学腐蚀和化学腐蚀,故D正确;
故答案为:B。
8. 25℃时,水的电离达到平衡H2OH++OH- ΔH>0。下列说法正确的是
A. 将水加热,Kw增大,pH不变,水依然呈中性
B. 向水中加入稀氨水,平衡逆向移动,c(OH-)降低
C. 向水中通入少量HCl气体,c(H+)增大,Kw不变
D. 向水中加入少量固体CH3COOH,平衡逆向移动,c(H+)降低
【答案】C
【解析】
【详解】A.将水加热,Kw增大(正确),因为c(H⁺)增大,pH减小,而非不变,故A错误;
B.氨水电离方程式为:,向水中加入稀氨水,氨水电离出氢氧根 ,使溶液中氢氧根浓度增大,水的电离平衡逆向移动,故B错误;
C.向水中通入少量HCl气体,HCl电离产生H⁺,c(H⁺)增大,Kw不变(温度不变,Kw只与温度有关),故C正确;
D.向水中加入少量固体CH3COOH,因c(H⁺)增大,水的电离平衡逆向移动,但c(H⁺)增大,故D错误;
故选C。
9. 下列实验设计恰当的是
A.准确测量中和反应的反应热
B.探究压强对化学平衡的影响
C.测生成的速率
D.探究、对分解速率的影响
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.银质搅拌器、纯铜杯盖都是导热性好的材料,会使体系热量散失,导致测定的反应热的值不准,设计不恰当,A错误;
B.该装置可通过压缩或拉伸活塞来改变体系压强,观察气体颜色变化,从而探究压强对化学平衡 的影响,设计合理,B正确;
C.图示装置中反应产生的气体会从长颈漏斗逸出,不能测H2生成的速率,应该用分液漏斗,同时需要计时的秒表,设计不恰当,C错误;
D.探究Fe3+、Cu2+对H2O2分解速率影响,需要让两支试管中H2O2的浓度保持相同,且对应阴离子种类也要相同,设计不恰当,D错误;
故选B。
10. 下列事实能用平衡移动原理解释的是
A. 在工业制硫酸生产中,采用五氧化二钒作催化剂合成
B. 锌片与稀硫酸反应时,加入少量固体,促进的产生
C. 常温下铁片放入浓溶液中没有明显现象,加热产生大量红棕色气体
D. 反应 达到化学平衡后,升高温度,体系红棕色变浅
【答案】D
【解析】
【详解】A.催化剂仅加快反应速率,不影响化学平衡,不能用平衡移动原理解释,A不符合题意;
B.锌片与稀硫酸反应时,加入少量CuSO4固体,导致Zn置换出Cu,形成原电池加快反应速率,但反应不是可逆反应,与平衡移动无关,B不符合题意;
C.常温钝化是表面氧化膜阻止反应,加热破坏钝化层使反应进行,非平衡移动,C不符合题意;
D.对于反应,该反应为放热的可逆反应,当反应达到平衡时,升高温度,使平衡向逆反应方向移动,NO2浓度降低,颜色变浅,属于平衡移动,能用勒夏特列原理解释,D符合题意;
故答案为:D。
11. 某工厂采用如下工艺处理镍钴矿硫酸浸取液(含、、、、和)。实现镍、钴、镁元素的回收:
已知:
物质
Co(OH)2
下列说法错误的是
A. 用硫酸浸取镍钴矿时,适当增大硫酸的浓度,可提高镍钴矿的浸出率
B. 滤渣的成分一定有和
C. 通过调节pH可分离镍钴渣中的镍元素和钴元素
D. “沉镁”中为使沉淀完全[,],需控制
【答案】C
【解析】
【详解】A.增大硫酸浓度,能促进金属氧化物的溶解反应正方向进行,提升浸出率,同时降低离子浓度的水解程度,A正确;
B.加入石灰乳和氧气,Fe2+被氧化成Fe3+,Fe3+与OH-结合生成Fe(OH)3沉淀,浸取液中含有,Ca2++=CaSO4,因此滤渣中含有Fe(OH)3和CaSO4,B正确;
C.和的=10-14.7,二者溶度积相同,调节pH时,Co2+和Ni2+会同时沉淀,无法通过调节pH实现有效分离,C错误;
D.计算完全沉淀时OH-浓度:由[Mg(OH)2]=c(Mg2+)c2(OH-)=10-10.8,代入,得c2(OH-)==10-5.8,c(OH-)=10-2.9mol/L,需控制c(OH-)10-2.9mol/L,即pH11.1,D正确;
故选C。
12. 我国报道了新的合成氨催化剂设计策略,该技术可实现温和条件下的氨催化合成。对于反应 ,下列说法错误的是
A. 合成氨工业中,增大压强,正反应速率和逆反应速率均增大
B. 催化剂能降低反应活化能和,加快反应速率
C. 适当增大投料比,有利于提高的平衡转化率
D. 若反应放出热量,则过程中有被氧化
【答案】B
【解析】
【详解】A.合成氨工业中,增大压强,反应物和生成物的浓度均增大,正反应速率和逆反应速率均增大,A正确;
B.催化剂仅降低反应活化能,ΔH由反应物和生成物的焓差决定,与催化剂无关,B错误;
C.适当增大投料比,会消耗更多的H2,提高其平衡转化率,C正确;
D.根据反应方程式可知,氢元素的化合价升高,氢气为还原剂,因此放出92.4 kJ热量,有3 mol氢气被氧化,D正确;
故选B。
13. 科研团队在距离地球约124光年的太阳系外行星的大气中检测到了可能表明生命存在的化学指纹DMS和DMDS,这两种化学物质的结构如图所示。、、、、是原子序数依次增大的短周期主族元素,其中与同主族,的基态原子价层轨道半充满。下列叙述正确的是
A. 简单氢化物的沸点:
B. 原子半径:
C. 第一电离能:
D. 电负性:
【答案】B
【解析】
【详解】X、Y、Z、W、Q为原子序数依次增大的短周期主族元素。根据“Z的基态原子价层轨道半充满”,推知价电子为或;结合“W与Q同主族”及、的结构,推断X为H(原子序数1,单键)、Y为C(原子序数6,四键)、Z为N(原子序数7)、W为(原子序数8,族)、为(原子序数16,族,与同主族)。
A.简单氢化物沸点比较中、分子间存在氢键沸点较大,沸点最低,分子间的氢键比的更强,的沸点比的更高,故沸点:,A错误;
B.原子半径:半径最小,同周期,则,B正确;
C.第一电离能:同周期从左到右呈增大趋势,因轨道半充满,第一电离能大于,即,C错误;
D.同周期从左到右主族元素的电负性逐渐增大,电负性,D错误;
故答案为:B。
14. 常温下,用的NaOH溶液分别滴定的盐酸和的醋酸,滴定曲线如图所示。其中,横坐标滴定分数表示滴加NaOH溶液与原酸溶液的体积比。下列说法正确的是
A. 曲线Ⅰ表示滴定醋酸的曲线
B. ab段的离子方程式为
C. 当时溶液中
D. 两个体系滴定终点的确定都可用甲基橙作指示剂
【答案】C
【解析】
【分析】醋酸为弱酸,在溶液中部分电离,HCl为强酸,在溶液中完全电离,0.1000mol/L的两种溶液,盐酸的pH=1,所以曲线Ⅰ表示滴定盐酸的曲线,曲线Ⅱ表示滴定醋酸的曲线,据此分析回答。
【详解】A.由分析可知,曲线Ⅰ表示滴定盐酸的曲线,A错误;
B.ab段为醋酸和氢氧化钠的反应,醋酸为弱酸,离子方程式为:,B错误;
C.当时,醋酸和氢氧化钠恰好完全反应生成醋酸钠,醋酸钠为强碱弱酸盐,由于醋酸根离子水解导致溶液呈碱性,则溶液中离子浓度大小关系为:,C正确;
D.醋酸与氢氧化钠恰好反应时,生成醋酸钠,醋酸根离子水解导致溶液呈碱性,应用酚酞作指示剂,D错误;
故答案选C。
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 尿素是一种高效含氮化肥,应用广泛,其结构简式如图,回答下列问题:
(1)已知反应的为,根据下表信息可求出键能___________(用含a、b、c、h的代数式表示)。
化学键
键能()
(2)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电极电势A极___________B极(填“>”或“<”),隔膜为___________离子交换膜(填“阴”或“阳”)。电极A的反应式为___________。
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___________。
(3)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)
(2) ①. < ②. 阳 ③. ④. 2:3
(3) ①. 负 ②. ③. 变大
【解析】
【分析】(2)该装置为原电池,电极A中被氧化为CO2和N2,为负极,其电极反应式为;电极B为正极,电解质为酸性溶液,其电极反应式为;
(3)该装置为电解池,阳离子向阴极移动,移向甲电极,则甲电极为阴极,接电源的负极,电极反应式为;乙电极为阳极,电极反应式为,据此分析回答。
【小问1详解】
已知反应,1个CO2中含2个C=O键,2个NH3中含6个N-H键,1个中含1个C=O键、2个C-N键、4个N-H键,含2个H-O键,则,解得C-N键的键能;
【小问2详解】
①由分析可知,电极A为负极,电极B为正极,电极电势:A极<B极;隔膜为阳离子交换膜;电极A的电极反应式为;
②当电极转移6 mol电子时,A电极产生2 mol气体,B电极产生3 mol ,故A、B电极产生气体的物质的量之比为2:3;
【小问3详解】
①由分析可知,该装置为电解池,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 e-时,阴极消耗18 mol ,有16 mol 移向阴极,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。
16. 已知25℃时部分弱电解质的电离平衡常数数据如表所示。常温条件下,回答下列问题:
化学式
HClO
电离平衡常数
(1)物质的量浓度均为的下列四种溶液:pH由小到大排列的顺序是___________(填字母)。
a. b. c.HClO d.
(2)向NaClO溶液通入少量的离子方程式为___________。
(3)向溶液中加入过量溶液的离子方程式为___________。
(4)若初始时HClO溶液中HClO的浓度为,则___________。
(5)向溶液中逐滴加入溶液至,此时溶液中___________。
(6)俗称纯碱,是因为其水溶液呈碱性,用离子方程式表示纯碱溶液呈碱性的主要原因是___________。在纯碱溶液中下列关系成立的是___________。
A.
B.
C.
D.
【答案】(1)d<a<b<c
(2)
(3)
(4)
(5)
(6) ①. ②. C
【解析】
【小问1详解】
电离平衡常数越大,酸性越强,由、CH3COOH、H2CO3和HClO电离平衡常数可知,酸性:>CH3COOH>H2CO3>HClO,故pH由小到大排列的顺序是d<a<b<c;
【小问2详解】
由电离平衡常数可知,酸性:H2CO3>HClO>,NaClO溶液与少量CO2反应生成次氯酸和碳酸氢钠,反应的离子方程式为:;
【小问3详解】
由电离平衡常数可知,酸性:>CH3COOH>>,则Na3PO4溶液与过量CH3COOH溶液反应生成CH3COONa和NaH2PO4,反应的离子方程式为:;
【小问4详解】
HClO溶液中存在电离平衡:,电离平衡常数为:, HClO电离出来的和H+的浓度相等,HClO的浓度为0.01 mol⋅L−1,则,,解得;
【小问5详解】
根据H2CO3的第二电离平衡常数可知,,当pH=5时,;
【小问6详解】
Na2CO3水溶液中碳酸根离子水解导致溶液呈碱性,离子方程式为:;
在纯碱溶液中
A.在碳酸钠溶液中,存在电荷守恒:,A错误;
B.碳酸钠溶液呈碱性,则,溶液中存在水解平衡和水的电离平衡:,则溶液中离子浓度大小关系为:,B错误;
C.碳酸钠溶液中存在质子守恒:,C正确;
D.碳酸钠溶液中存在物料守恒:,D错误;
故选C。
17. Ⅰ、随着我国碳达峰、碳中和目标的确定,二氧化碳资源化利用备受关注。
Ⅰ.以和为原料合成尿素的反应为:,该反应为放热反应。
(1)上述反应中,有利于提高平衡转化率的措施是_____(填序号)。
A. 高温低压 B. 低温高压 C. 高温高压 D. 低温低压
(2)研究发现,合成尿素反应分两步完成:
第一步:
第二步:
合成尿素总反应的热化学方程式为_____。
Ⅱ.以CO2和H2合成甲醇:恒温条件下,在体积为2 L的密闭容器中,充入2 mol和6 mol,发生反应:˂0,测得和的浓度随时间变化如下图所示。
(3)在4 min到9 min时间段,_____,9 min时,H2的转化率为_____。
(4)为加快反应速率同时提高CO2的转化率,可以采取的措施是_____。(写一条即可)
Ⅲ、以和催化重整制备合成气,在密闭容器中通入物质的量均为的和在一定条件下发生反应:,的平衡转化率随温度、压强的变化关系如图所示。
(5)若反应在恒温、恒容密闭容器中进行,能说明反应到达平衡状态的是_____(填序号)。
A. 反应速率:
B. 同时断裂键和键
C. 容器内混合气体的压强保持不变
D. 容器中混合气体的密度保持不变
(6)由图可知,P2压强下,Y点速率_____(填“>”、“<”或“=”,下同);容器内压强_____。
【答案】(1)B (2)
(3) ①. 0.15 ②. 75%
(4)压缩体积使体系压强增大 (5)BC
(6) ①. > ②. <
【解析】
【小问1详解】
反应放热,低温有利于平衡正向移动,提高CO2平衡转化率,反应正向气体分子数减小,高压有利于平衡正向移动,提高CO2平衡转化率,故答案为:B;
【小问2详解】
依据盖斯定律第一步+第二步可得合成尿素总反应的热化学方程式为ΔH=-159.5kJ•mol-1+72.5kJ•mol-1=-87kJ/mol;
【小问3详解】
在4 min到9 min时间段,CO2的消耗量为0.25mol/L,根据方程式可知,H2的消耗量为0.75mol/L,故=0.15;到9min时,CO2减少的物质的量为1.5mol,H2消耗的物质的量为4.5mol,故H2的转化率为;
【小问4详解】
该反应是气体体积减小的反应,故加快反应速率同时提高CO2的转化率,可以采取的措施是压缩体积使体系压强增大;
【小问5详解】
A.v正(CO2)、v正(H2)都表示正反应速率,无法判断反应是否达到平衡,故A不选;
B.同时断裂0.2mol C-H键和0.1mol H-H键,说明消耗0.05mol CH4的同时消耗0.1mol H2,正反应速率等于逆反应速率,可说明反应达到平衡,故B选;
C.该反应为气体体积增大的反应,即压强是变量,随着反应进行,压强逐渐增大,容器内混合气体的压强保持不变说明反应达到平衡,故C选;
D.反应在恒容密闭容器中进行,混合气体的密度始终不变,故D不选;
故答案为:BC;
【小问6详解】
由图可知P2压强下,Y点CH4的转化率小于其平衡转化率,说明此时未达到平衡状态,v正>v逆,该反应为气体体积增大的反应,压强增大,化学平衡逆向移动,CH4转化率减小,则P1<P2。
18. 现有6种短周期元素X、Y、Z、W、M、Q,其原子序数依次增大,部分信息如下表:
X
阴离子电子层结构与氦原子相同
Y
最高价氧化物在空气中增多会造成温室效应
Z
双原子单质分子中键和键的数目之比为
W
基态原子的价电子排布式为
M
短周期元素中电负性最小
Q
元素最高化合价与最低化合价的代数和等于4
请回答下列问题:
(1)基态Q原子的核外电子排布中,电子占据的最高能级符号是___________,其电子云轮廓图为___________形。
(2)W、M、Q的简单离子半径由大到小的顺序是___________(填离子符号)。
(3)的VSEPR模型是___________。
(4)中的键角比中的键角大,原因是___________。
(5)写出一个由YW构成的非极性分子:___________(填化学式)。
(6)的沸点(100℃)比的沸点()高,这是由于___________。
【答案】(1) ①. 3p ②. 哑铃形
(2)S2->O2->Na+
(3)四面体形 (4)与NH3中N原子杂化方式均为sp3杂化,NH3分子存在1对孤电子对,孤电子对对成键电子对的斥力大于成键电子对之间的斥力
(5)CO2 (6)水分子之间存在氢键,沸点高于同族其它元素氢化物
【解析】
【分析】6种短周期元素X、Y、Z、W、M、Q,其原子序数依次增大,X的阴离子电子层结构与氦原子相同,则X为H元素;Y的最高价氧化物在空气中增多会造成温室效应,则Y为C元素;Z的双原子单质分子中σ键与π键的数目之比为1:2,则Z为N元素;W的基态原子的价电子排布式为nsnnpn+2,则n=2,W为O元素;M在短周期元素中电负性最小,则其金属性最强,为Na元素;Q元素最高化合价与最低化合价的代数和等于4,则其原子的最外层电子数为6,其为S元素。从而得出,X、Y、Z、W、M、Q分别为H、C、N、O、Na、S,据此分析回答。
【小问1详解】
基态S原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p4,电子占据的最高能级符号是3p,其电子云轮廓图为哑铃形;
【小问2详解】
W、M、Q的简单离子分别为O2-、Na+、S2-,其中O2-、Na+的电子层结构相同,核电荷数越大,则半径越小,则O2->Na+,S2-的电子层数最多,半径最大,所以离子半径由大到小的顺序是S2->O2->Na+;
【小问3详解】
W、Q分别为O、S,的中心S原子的价层电子对数为,为sp3杂化,则VSEPR模型是四面体形;
【小问4详解】
与NH3相比,N原子的价层电子对数都为4,都发生sp3杂化,中N原子的最外层没有孤电子对,而NH3中N原子的最外层有1个孤电子对,孤电子对与成键电子对间的排斥作用大于成键电子对与成键电子对间的排斥作用,所以中的H—N—H键角比NH3中的H—N—H键角大;
【小问5详解】
Y、W分别为C、O,则由Y、W构成的非极性分子为二氧化碳,其分子式为:CO2;
【小问6详解】
H2S和H2O均属于分子晶体,水分子之间存在氢键,沸点高于同族其它元素氢化物,所以H2O的沸点(100℃)比H2S的沸点(-61℃)高。
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