内容正文:
2024级高二元月
化学练习
时间:75分钟 满分:100分
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16 Na-23 S-32 Cl-35.5 Fe-56 Cr-52
第Ⅰ卷
一、单选题:共15个小题,每题有且仅有一个选项符合题意,每题3分,共45分。
1. 2025年9月3日,北京天安门广场呈现了一场震撼世界的阅兵盛典。下列说法正确的是
A. 呼啸而过的战机在空中拉出红、黄、蓝、绿等绚丽的彩烟,彩烟在空气中形成胶体
B. 导航所用的北斗二代卫星核心部件为“星载铷钟”,铷单质遇水能剧烈反应放出氧气
C. 无人机制造中使用铝合金,Al属于s区元素
D. “烟花”绽放的颜色与原子的吸收光谱有关
2. 高中生应德智体美劳全面发展。下列劳动项目与所述的化学知识关联错误的是
劳动项目
化学知识
A
烹饪活动:向煮沸的豆浆中加入卤水制作豆腐
电解质溶液使胶体聚沉
B
烘焙活动:碳酸氢钠与柠檬酸的混合物用作复合膨松剂
能与酸反应产生气体
C
家务活动:擦干已洗净铁锅表面的水,以防生锈
铁在潮湿环境中易发生析氢腐蚀
D
学农活动:施肥时,应将铵态氮肥及时埋土中避免日晒
铵盐受热易分解
A. A B. B C. C D. D
3. 下列化学用语表示正确的是
A. 基态锗原子的简化电子排布式:[Ar]
B. 甲醛中键的电子云轮廓图:
C. 已知金属钇(Y)是39号元素,则基态钇原子价电子排布式:
D. 用电子式表示的形成过程:
4. 是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 16.25g 水解形成的胶体粒子数为0.1
B. pH=1的溶液中,含有0.1个
C. 常温常压下,42 g 中所含键数目为8
D. 15.6 g由和组成的混合物中,含有的阴离子数目为0.2
5. 下列各组离子在指定溶液中一定不能大量共存的是
A. 使甲基橙显黄色的溶液:、、、
B. 的溶液:、、、、
C. 的和混合液:、、、
D. 常温下,由水电离产生的溶液中:、、、
6. 下列过程对应的离子方程式正确的是
A. 磷酸二氢钠水解:
B. 用溶液吸收少量:
C. 向硫酸氢钠溶液中滴加少量碳酸氢钡溶液:
D. 用硫代硫酸钠溶液脱氯:
7. 下列依据相关事实或数据所作出的推断中,不正确的是
A. 和过量溶液无沉淀生成,但和过量溶液有沉淀生成
B. 依据一元弱酸的电离常数的大小,比较同温同浓度其钠盐溶液的碱性强弱
C. 依据金属的逐级电离能数据,可推断金属元素的主要化合价
D. 依据非金属元素的电负性数据,可以推断其简单氢化物的沸点高低
8. W、X、Y、Z、M是原子序数依次增大的前20号元素,基态W原子的核外电子只有一种运动状态,基态X原子的第一电离能比同周期相邻元素都小,X、Y、Z同周期,M是骨骼和牙齿的主要元素之一,五种元素中只有M是金属元素。Y、Z形成的一种阴离子结构如下图所示,下列说法错误的是
A. X元素的某些性质与Y的短周期同族元素Si相似
B. X与氟元素组成的化合物中各原子的最外层都满足8电子结构
C. 工业上可用电解法冶炼金属单质M
D. 由W、Y、Z形成的酸可能为一元弱酸
9. 有关下列四个常用电化学装置的叙述中,正确的是
图Ⅰ:锌锰电池
图Ⅱ:铅蓄电池
图Ⅲ:电解精炼铜
图Ⅳ:氢氧燃料电池
A. 图Ⅰ所示的锌锰电池中,的作用是催化剂
B. 图Ⅱ所示铅蓄电池在充电过程中,溶液pH减小
C. 图Ⅲ所示电解精炼铜的装置工作过程中,电解质溶液中浓度始终不变
D. 图Ⅳ所示氢氧燃料电池中,电子流向:a→b→电解质→a
10. 下列叙述及解释正确的是
A. 2NO2(g)(红棕色)N2O4(g)(无色) ΔH<0,在平衡后,对平衡体系采取缩小容积、增大压强的措施,因为平衡向正反应方向移动,故体系颜色变浅
B. H2(g)+I2(g)2HI(g) ΔH<0,在平衡后,对平衡体系采取增大容积、减小压强的措施,因为平衡不移动,故体系颜色不变
C. FeCl3+3KSCNFe(SCN)3(红色)+3KCl,在平衡后,加入少量KCl固体,因为平衡向逆反应方向移动,故体系颜色变浅
D. 对于N2+3H22NH3,平衡后,温度,压强不变,充入He气,平衡左移
11. 氮化镓(GaN)是一种重要的半导体材料,广泛应用于光电信息材料产品领域,可利用反应:制备。反应历程(TS代表过渡态)如下图所示,则下列说法错误的是
A. 反应ⅰ是吸热过程
B. 反应ⅱ中脱去(g)步骤的活化能为2.69 eV
C. 反应ⅱ包含总反应的决速步
D. 反应ⅲ包含2个基元反应
12. 碳酸和亚硫酸电离平衡常数(25℃)如下表所示:
名称
碳酸
亚硫酸
电离常数
下列说法正确的是
A. pH相同的①②溶液中:①>②
B. 少量通入溶液中反应的离子方程式为:
C. 某溶液,则该溶液中的
D. 等浓度的和等体积混合后,则
13. 利用下列实验装置进行实验,不能达到实验目的的是
A.制备少量氢氧化亚铁,并观察其颜色
B.验证金属性:Zn>Fe
C.制取无水
D.提高乙酸乙酯的产率
A. A B. B C. C D. D
14. 浓差电池是利用两极电解质溶液中浓度不同引起的电势差放电的装置。下图是利用“海水河水”浓差电池(不考虑溶解氧的影响)制备和NaOH,其中X、Y均为复合电极,电极a、b均为石墨,下列说法不正确的是
A. 电极Y正极,电极反应为:
B. 浓差电池工作时,通过阳离子交换膜向Y极移动
C. c为阳离子交换膜,d为阴离子交换膜
D. 相同条件下收集到的气体的体积比M:N=1:2
15. 常温下,向含NaAc(醋酸钠)、、的混合液中滴加溶液,混合液中pAg[]与pX[、、]的关系如图所示。下列说法错误的是
A. 直线代表和的关系
B. 常温下,饱和溶液中
C. 当同时生成AgAc和时,溶液中
D. 向M点(与的交点)所示的混合溶液中加入固体,不变
第Ⅱ卷
16. X、Y、Z、M、Q、R是元素周期表前四周期元素,且原子序数依次增大,其相关信息如下表,用化学用语回答下列问题:
元素
相关信息
X
原子核外有6种不同运动状态的电子
Y
基态原子中s电子总数与p电子总数相等
Z
原子半径在短周期主族元素中最大
M
逐级电离能()依次为578、1817、2745、11575、14830、18376
Q
基态原子的最外层p轨道上有两个电子的自旋方向与其他电子的自旋方向相反
R
基态原子核外有7个能级且能量最高的能级上有6个电子
(1)R元素位于元素周期表第___________周期第___________族,是___________区的元素。
(2)与X同族元素的简单氢化物(包含X的简单氢化物)中,沸点最低的是___________。
(3)写出Q元素基态原子的价层电子轨道表示式:___________。
(4)X、Y、Z、M四种元素的原子半径由小到大的顺序是___________(用元素符号表示)。
(5)R元素可形成R2+和R3+,其中较稳定的是___________(用离子符号表示),原因是___________。
(6)已知T元素和Q元素的电负性分别为1.5和3.0,则它们形成的化合物是___________(填“离子化合物”或“共价化合物”)。
17. 硫化铋()在光催化剂、锂离子电池等领域具有重要的潜在价值。一种以氧化铋渣(主要成分是、、、CuO、和)为原料,制取高纯并回收锰的工艺流程如图所示。
已知:①常温下,溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如表所示:
金属离子
开始沉淀的pH
2.2
52
3.6
沉淀完全()的pH
3.0
6.7
4.7
②硫代乙酰胺()在酸性溶液中会水解为乙酰胺(溶于水)和硫化氢;硫化氢会进一步发生反应:。
回答下列问题:
(1)P、S、Cl、Ar四种元素的第一电离能由大到小的顺序是___________(用元素符号表示)。
(2)“酸浸”时,转化为的离子方程式为___________。
(3)从“滤液1”中可回收的金属单质主要有___________(填化学式)。
(4)“沉铋”时,转化为BiOCl沉淀化学方程式为___________。
(5)“转化”的两种方法如下:
方法一:
第一步,用溶液将BiOCl转化为,发生反应:;
第二步,受热分解为,发生反应的化学方程式为___________。
方法二:
第一步,用NaOH溶液将BiOCl转化为;
第二步,受热分解为。
已知:常温下,,反应 。
常温下,当BiOCl恰好完全转化为时,溶液中,此时溶液pH=___________。
(6)“硫化”后需用蒸馏水洗涤固体,洗涤固体的操作方法是___________。
18. 过渡元素铬的单质及化合物有很多用途。三氯化铬()是常用的媒染剂和催化剂,易潮解,易升华,高温下易被氧气氧化。实验室制取的装置如图所示:
回答下列问题:
(1)基态Cr原子的价层电子排布式为___________。
(2)连接装置进行实验,一段时间后,发现导管a中的液面在不断上升,出现该现象的可能原因是___________,将实验装置进行改进的措施是___________。
(3)测定某样品中铬元素质量分数的实验步骤如下:
Ⅰ.取6.0 g该样品,在强碱性条件下加入过量30% 溶液,小火加热使完全转化为,再继续加热一段时间。
Ⅱ.冷却后,滴入适量的稀硫酸和浓磷酸,使转化为,再加适量蒸馏水将溶液稀释至100 mL。
Ⅲ.取25.00 mL溶液,加入适量浓混合均匀,滴入3滴指示剂,用新配制的1.0 的标准溶液滴定,重复2~3次,平均消耗标准溶液24.00 mL(滴定中被还原为)。
①步骤Ⅰ中完全转化时发生反应的离子方程式为___________。
②步骤Ⅲ中滴定反应离子方程式为___________。
③该样品中铬元素的质量分数为___________(保留三位有效数字)。
④假设其他操作均正确,若滴定开始时滴定管尖嘴部分有气泡,滴定后气泡消失,则测定结果会___________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
19. 氢能被视为21世纪最具发展潜力的清洁能源,科学家展开了广泛的氢能研究,目前有多种方法可以生产氢气。
Ⅰ.催化重整法产氢
(1)甲醇水重整产氢的反应体系中,同时发生以下反应:
反应1:
反应2:
则副反应3: ∆H3=___________
(2)为研究温度对反应1:的影响,若起始时容器中只有一定量的,平衡时三种气体的物质的量与裂解温度的关系如图所示:
①图中曲线n表示的物质是___________(填化学式)。
②A点时的转化率为___________(保留一位小数)。
③C点时,设容器内的总压为a kPa,则该反应用压强表示的平衡常数___________。
(3)铜基催化剂(Cu/)能有效催化甲醇重整产氢反应,但原料中的杂质可能会使催化剂失活。甲醇中混有少量的甲硫醇(),重整制氢时加入ZnO可有效避免铜基催化剂失活且平衡产率略有上升,其原理用化学方程式表示为___________。
Ⅱ.电解法产氢
磁场辅助光照电极材料促使单位时间内产生更多的“电子”和“空穴”(,具有强氧化性),驱动并加快电极反应。磁场辅助光电分解水制氢的工作原理如图所示:
(4)①电极Y为___________极(填“阴”或“阳”)。
②在酸性介质中生成M的电极反应式为___________。
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2024级高二元月
化学练习
时间:75分钟 满分:100分
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16 Na-23 S-32 Cl-35.5 Fe-56 Cr-52
第Ⅰ卷
一、单选题:共15个小题,每题有且仅有一个选项符合题意,每题3分,共45分。
1. 2025年9月3日,北京天安门广场呈现了一场震撼世界的阅兵盛典。下列说法正确的是
A. 呼啸而过的战机在空中拉出红、黄、蓝、绿等绚丽的彩烟,彩烟在空气中形成胶体
B. 导航所用的北斗二代卫星核心部件为“星载铷钟”,铷单质遇水能剧烈反应放出氧气
C. 无人机制造中使用铝合金,Al属于s区元素
D. “烟花”绽放的颜色与原子的吸收光谱有关
【答案】A
【解析】
【详解】A.彩烟是由直径在1-100nm之间的微小颗粒分散在空气中形成的分散系,属于胶体,A正确;
B.铷是碱金属元素,其化学性质与钠相似,可以与水剧烈反应生成氢气和氢氧化铷,不生成氧气,B错误;
C.Al位于元素周期表第三周期第ⅢA族,价电子排布为,属于p区元素而非s区,C错误;
D.烟花绽放的颜色来自金属离子的核外电子从高能级跃迁至低能级发射的特定波长的光,与发射光谱有关,而非吸收光谱,D错误;
故答案选A。
2. 高中生应德智体美劳全面发展。下列劳动项目与所述的化学知识关联错误的是
劳动项目
化学知识
A
烹饪活动:向煮沸的豆浆中加入卤水制作豆腐
电解质溶液使胶体聚沉
B
烘焙活动:碳酸氢钠与柠檬酸的混合物用作复合膨松剂
能与酸反应产生气体
C
家务活动:擦干已洗净铁锅表面的水,以防生锈
铁在潮湿环境中易发生析氢腐蚀
D
学农活动:施肥时,应将铵态氮肥及时埋在土中避免日晒
铵盐受热易分解
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.向煮沸的豆浆中加入卤水制作豆腐,卤水是电解质溶液,能使豆浆中的蛋白质胶体聚沉,化学知识正确且与劳动项目关联正确,A不符合题意;
B.碳酸氢钠与柠檬酸反应产生二氧化碳气体,使面团膨胀,用作复合膨松剂,化学知识正确且与劳动项目关联正确,B不符合题意;
C.擦干铁锅表面的水以防生锈,实际是防止铁在潮湿环境中发生电化学腐蚀(以吸氧腐蚀为主),但所述化学知识“析氢腐蚀”需酸性条件,日常环境不适用,关联错误,C符合题意;
D.铵态氮肥避免日晒,因铵盐受热易分解损失肥效,化学知识正确且与劳动项目关联正确,D不符合题意;
故选C。
3. 下列化学用语表示正确的是
A. 基态锗原子的简化电子排布式:[Ar]
B. 甲醛中键的电子云轮廓图:
C. 已知金属钇(Y)是39号元素,则基态钇原子价电子排布式:
D. 用电子式表示的形成过程:
【答案】B
【解析】
【详解】A.Ge是32号元素,位于第四周期IVA族,按能级顺序,18个电子充满前三层,剩余14个电子有2个填充4s轨道,10个填充3d轨道,2个填充4p轨道,基态锗原子的简化电子排布式为[Ar]3d104s24p2,A错误;
B.甲醛C=O双键中,键以p轨道“肩并肩”形成,为图中所示轮廓图的形状,B正确;
C.Y是39号元素,位于第五周期IIIB族,按能级顺序,36个电子充满前四层,剩余3个电子有2个填充5s轨道,有1个填充4d轨道,基态钇原子的简化电子排布式为[Kr]4d15s2,价电子排布式为4d15s2,C错误;
D.过氧根为一个整体,两个O以共价键相连,正确的形成过程为,D错误;
故答案选B
4. 是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 16.25g 水解形成的胶体粒子数为0.1
B. pH=1的溶液中,含有0.1个
C. 常温常压下,42 g 中所含键数目为8
D. 15.6 g由和组成的混合物中,含有的阴离子数目为0.2
【答案】D
【解析】
【详解】A.16.25g FeCl3的物质的量为0.1mol,但FeCl3水解形成Fe(OH)3胶体时,胶体粒子由多个分子聚集而成,且水解是可逆和微弱的,因此胶体粒子数小于0.1,A错误;
B.pH=1的H3PO4溶液中,氢离子浓度为0.1 mol/L,但未给出溶液体积,无法计算H+的具体数目,B错误;
C.42g C3H6的物质的量为1mol,若为丙烯,1个丙烯分子中有8个σ键,σ键数目为8,若为环丙烷,1个环丙烷分子中有9个σ键,σ键数目为9,C错误;
D.15.6g由Na2S和Na2O2组成的混合物,两者摩尔质量均为78g/mol,总物质的量为0.2mol,Na2S的阴离子为S2-,Na2O2的阴离子为过氧根离子,每摩尔化合物均含1mol阴离子,因此混合物含阴离子0.2mol,即0.2,D正确;
故选D。
5. 下列各组离子在指定溶液中一定不能大量共存的是
A. 使甲基橙显黄色的溶液:、、、
B. 的溶液:、、、、
C. 的和混合液:、、、
D. 常温下,由水电离产生的溶液中:、、、
【答案】C
【解析】
【详解】A.使甲基橙显黄色的溶液pH>4.4,可能为弱酸性、中性或碱性,酸性溶液中,、可能大量共存,中性溶液和碱性溶液中,、不能大量共存,A不符合题意;
B.的溶液为碱性(室温下pH=13),Na+、、、在碱性条件下均不反应,可以大量共存,B不符合题意;
C.和的混合液中,存在电荷守恒,因为,则,和水解呈酸性,在中性溶液中一定不能大量共存,C符合题意;
D.常温下由水电离产生的溶液可能为酸性或碱性,在碱性条件下可大量共存,在酸性条件下,不能大量共存,D不符合题意;
故选C。
6. 下列过程对应的离子方程式正确的是
A. 磷酸二氢钠水解:
B. 用溶液吸收少量:
C. 向硫酸氢钠溶液中滴加少量碳酸氢钡溶液:
D. 用硫代硫酸钠溶液脱氯:
【答案】B
【解析】
【详解】A.水解方程式应为,A错误;
B.少量与过量溶液反应,发生氧化还原反应 ,生成的会与过量的反应生成,即,将两式合并可得总反应:,B正确;
C.硫酸氢钠与少量Ba(HCO3)2反应时,Ba(HCO3)2完全反应,方程式为,C错误;
D.与Cl2反应时会将氧化为,方程式应为,D错误;
故答案选B。
7. 下列依据相关事实或数据所作出的推断中,不正确的是
A. 和过量溶液无沉淀生成,但和过量溶液有沉淀生成
B. 依据一元弱酸的电离常数的大小,比较同温同浓度其钠盐溶液的碱性强弱
C. 依据金属的逐级电离能数据,可推断金属元素的主要化合价
D. 依据非金属元素的电负性数据,可以推断其简单氢化物的沸点高低
【答案】D
【解析】
【详解】A.SO2与不生成沉淀,因H2SO3酸性弱于HCl;在溶液中, 在酸性条件下具有氧化性,可将氧化为,进而生成沉淀,A正确;
B.一元弱酸的电离常数越小,其酸性越弱,对应的钠盐(弱酸强碱盐)水解程度越大,同温同浓度下钠盐溶液的碱性越强。因此可通过电离常数比较钠盐溶液的碱性,B正确;
C.金属的逐级电离能突变处对应的电子数,可推断其最外层电子数,进而确定主要化合价(如镁的第二电离能与第三电离能突变,说明最外层有2个电子,主要化合价为+2),C正确;
D.电负性反映非金属元素的得电子能力,而简单氢化物的沸点取决于分子间作用力(或氢键),与电负性无直接关联(F的电负性最强,HF的沸点高于HCl,但这是由于HF分子间存在氢键,而非电负性决定),D错误;
故选D。
8. W、X、Y、Z、M是原子序数依次增大的前20号元素,基态W原子的核外电子只有一种运动状态,基态X原子的第一电离能比同周期相邻元素都小,X、Y、Z同周期,M是骨骼和牙齿的主要元素之一,五种元素中只有M是金属元素。Y、Z形成的一种阴离子结构如下图所示,下列说法错误的是
A. X元素的某些性质与Y的短周期同族元素Si相似
B. X与氟元素组成的化合物中各原子的最外层都满足8电子结构
C. 工业上可用电解法冶炼金属单质M
D. 由W、Y、Z形成的酸可能为一元弱酸
【答案】B
【解析】
【分析】基态W原子的核外电子只有一种运动状态 ,W为;基态X原子的第一电离能比同周期相邻元素都小,且X、Y、Z同周期 , X为;Y能形成4根共价键,Y为,结合Y、Z形成的阴离子结构为,且位于第二周期,故Z为;M是骨骼和牙齿的主要元素,且为唯一金属元素, M为据此分析。
【详解】A.X为,Y的短周期同族元素为,与处于元素周期表的对角线位置,性质相似,A不符合题意;
B.X为,与形成化合物,原子最外层电子数为3,与3个原子形成3个共价键后,最外层电子数为6,不满足8电子稳定结构,B符合题意;
C.M为,属于活泼金属,工业上通过电解熔融的方法冶炼单质,C不符合题意;
D.由W()、Y()、Z()形成的酸可以是有机酸甲酸()为一元弱酸,乙酸()为一元弱酸,碳酸()为二元弱酸,草酸()为二元弱酸等,D不符合题意;
故选B。
9. 有关下列四个常用电化学装置的叙述中,正确的是
图Ⅰ:锌锰电池
图Ⅱ:铅蓄电池
图Ⅲ:电解精炼铜
图Ⅳ:氢氧燃料电池
A. 图Ⅰ所示的锌锰电池中,的作用是催化剂
B. 图Ⅱ所示铅蓄电池在充电过程中,溶液pH减小
C. 图Ⅲ所示电解精炼铜的装置工作过程中,电解质溶液中浓度始终不变
D. 图Ⅳ所示氢氧燃料电池中,电子流向:a→b→电解质→a
【答案】B
【解析】
【详解】A.锌锰电池中,为氧化剂,并非催化剂,A不符合题意;
B.铅蓄电池充电时,反应为,生成,溶液pH减小,B符合题意;
C.电解精炼铜时,阳极粗铜中Zn、Fe等杂质放电,阴极放电,浓度减小,C不符合题意;
D.氢氧燃料电池中,电子仅在导线中移动a→b,不进入电解质,D不符合题意;
故选B。
10. 下列叙述及解释正确的是
A. 2NO2(g)(红棕色)N2O4(g)(无色) ΔH<0,在平衡后,对平衡体系采取缩小容积、增大压强的措施,因为平衡向正反应方向移动,故体系颜色变浅
B. H2(g)+I2(g)2HI(g) ΔH<0,在平衡后,对平衡体系采取增大容积、减小压强的措施,因为平衡不移动,故体系颜色不变
C. FeCl3+3KSCNFe(SCN)3(红色)+3KCl,在平衡后,加入少量KCl固体,因为平衡向逆反应方向移动,故体系颜色变浅
D. 对于N2+3H22NH3,平衡后,温度,压强不变,充入He气,平衡左移
【答案】D
【解析】
【详解】A.缩小容积、增大压强平衡向气体体积减小的方向移动即向正反应方向移动,但二氧化氮的浓度仍然增大,所以体系颜色加深,故A错误;
B.增大容积、减小压强,平衡不发生移动,但体积增大,体系颜色变浅,故B错误;
C.氯离子不参与反应,加入少量KCl固体,平衡不移动,故C错误;
D.合成氨时保持温度、压强不变,充入He,则体积增大相当于反应体系的压强减小,平衡向气体体积增大的方向移动,所以平衡左移,故D正确;
故答案:D。
11. 氮化镓(GaN)是一种重要的半导体材料,广泛应用于光电信息材料产品领域,可利用反应:制备。反应历程(TS代表过渡态)如下图所示,则下列说法错误的是
A. 反应ⅰ是吸热过程
B. 反应ⅱ中脱去(g)步骤的活化能为2.69 eV
C. 反应ⅱ包含总反应的决速步
D. 反应ⅲ包含2个基元反应
【答案】C
【解析】
【详解】A.观察历程图可知,反应i中的相对能量为0,经TS1、TS2、TS3生成和,和的相对能量为0.05 eV,因此反应i为吸热过程,A正确;
B.反应ii 中因脱去步骤需要经过TS5,则活化能为0.70 eV与TS5的相对能量差,即,B正确;
C.总反应的决速步为活化能最高的基元反应,通过计算可知,活化能最高的步骤是反应iii中经过TS6的步骤,其活化能为,C错误;
D.反应iii由生成经历过渡态TS6、TS7,说明该反应分两步进行,包含两个基元反应,D正确;
故答案选C。
12. 碳酸和亚硫酸电离平衡常数(25℃)如下表所示:
名称
碳酸
亚硫酸
电离常数
下列说法正确的是
A. pH相同的①②溶液中:①>②
B. 少量通入溶液中反应的离子方程式为:
C. 某溶液,则该溶液中的
D. 等浓度的和等体积混合后,则
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据电离常数可知,则的水解程度大,pH相同时需要的浓度小,碳酸钠溶液中钠离子浓度小,①<②,故A错误﹔
B.由于酸性,则少量通入溶液,不能生成,故B错误;
C.溶液,则的电离程度大于其水解程度,溶液中,故C错误;
D.等浓度的和等体积混合后,其电荷守恒为:
①
物料守恒为: ②
①-②得,故D正确。
故答案为D
13. 利用下列实验装置进行实验,不能达到实验目的的是
A.制备少量氢氧化亚铁,并观察其颜色
B.验证金属性:Zn>Fe
C.制取无水
D.提高乙酸乙酯的产率
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.该装置左侧有导气管,右侧敞口,无法形成密闭环境,导致反应生成的氢气直接逸出,不能将左侧生成的硫酸亚铁溶液导入NaOH溶液中,因此该装置无法制备少量氢氧化亚铁,A错误;
B.该装置构成原电池,若Fe被腐蚀,生成的亚铁离子与铁氰化钾反应会有蓝色沉淀出现,否则无蓝色沉淀,实验说明铁钉没有被腐蚀,即锌为负极,铁为正极,可以达到实验目的,B正确;
C.在HCl气流中加热制取无水防止氯化镁水解,C正确;
D.分水器可分离出水,使酯化反应正向进行,可提高乙酸乙酯的产率,D正确;
故答案选A。
14. 浓差电池是利用两极电解质溶液中浓度不同引起的电势差放电的装置。下图是利用“海水河水”浓差电池(不考虑溶解氧的影响)制备和NaOH,其中X、Y均为复合电极,电极a、b均为石墨,下列说法不正确的是
A. 电极Y是正极,电极反应为:
B. 浓差电池工作时,通过阳离子交换膜向Y极移动
C. c为阳离子交换膜,d为阴离子交换膜
D. 相同条件下收集到的气体的体积比M:N=1:2
【答案】C
【解析】
【分析】该浓差电池中,浓度高的一极为负极,浓度低的一极为正极。从图像可以看出,X极区,Y极区。则X为负极,电极反应是;Y为正极,电极反应是。在电解池中,与原电池负极连接的电极是阴极,与正极连接的是阳极。则电极a为阳极,电极反应为;电极b为阴极,电极反应为。据此作答。
【详解】A.电极Y为正极,电极反应为,A不符合题意;
B.浓差电池工作时,向正极(Y极)移动,B不符合题意;
C.c为阴离子交换膜,通过,d为阳离子交换膜,通过,C符合题意;
D.M极生成,N极生成,由电子守恒可知体积比为1:2,D不符合题意;
故选C。
15. 常温下,向含NaAc(醋酸钠)、、的混合液中滴加溶液,混合液中pAg[]与pX[、、]的关系如图所示。下列说法错误的是
A. 直线代表和的关系
B. 常温下,饱和溶液中
C. 当同时生成AgAc和时,溶液中
D. 向M点(与的交点)所示的混合溶液中加入固体,不变
【答案】D
【解析】
【分析】Ksp(Ag2SO4)=c2(Ag+)×c(),Ksp(AgBrO3)=c(Ag+)×c(),即pAg=[pKsp(Ag2SO4)-p()],pAg= p Ksp(AgBrO3)-p(),可知L1对应AgBrO3,L2对应Ag2SO4。
【详解】A.由上述分析可知,L2直线代表-lgc(Ag+)和-lgc()的关系,A正确;
B.AgBrO3饱和溶液中存在溶解平衡,AgBrO3(s)⇌Ag+(aq)+ (aq),c(Ag+)=c(),Ksp(AgBrO3)=c(Ag+)×c()=10-4.28,则c(Ag+)=10-2.14 mol•L-1,B正确;
C.当同时生成AgAc和AgBrO3时,溶液中===101.56<100,即,C正确;
D.M点为L1和L2的交点,此时c()和c()相等,向M点所示的混合溶液中加入AgNO3固体,c(Ag+)增大,所以=增大,故D错误;
答案选D。
第Ⅱ卷
16. X、Y、Z、M、Q、R是元素周期表前四周期元素,且原子序数依次增大,其相关信息如下表,用化学用语回答下列问题:
元素
相关信息
X
原子核外有6种不同运动状态的电子
Y
基态原子中s电子总数与p电子总数相等
Z
原子半径在短周期主族元素中最大
M
逐级电离能()依次为578、1817、2745、11575、14830、18376
Q
基态原子的最外层p轨道上有两个电子的自旋方向与其他电子的自旋方向相反
R
基态原子核外有7个能级且能量最高的能级上有6个电子
(1)R元素位于元素周期表第___________周期第___________族,是___________区的元素。
(2)与X同族元素的简单氢化物(包含X的简单氢化物)中,沸点最低的是___________。
(3)写出Q元素基态原子的价层电子轨道表示式:___________。
(4)X、Y、Z、M四种元素的原子半径由小到大的顺序是___________(用元素符号表示)。
(5)R元素可形成R2+和R3+,其中较稳定的是___________(用离子符号表示),原因是___________。
(6)已知T元素和Q元素的电负性分别为1.5和3.0,则它们形成的化合物是___________(填“离子化合物”或“共价化合物”)。
【答案】(1) ①. 四 ②. Ⅷ ③. d
(2)
(3) (4)O<C<Al<Na
(5) ①. ②. 的价层电子排布式为,d能级处于半充满状态,能量较低,结构更加稳定
(6)共价化合物
【解析】
【分析】原子核外有6种运动状态的电子,根据电子数=原子序数=6,故X为碳(C);基态原子中s电子总数与p电子总数相等,说明电子排布为,s电子4个、p电子4个,故Y为氧(O);短周期主族元素中原子半径最大的元素为钠元素,故Z为钠(Na);逐级电离能显示第四电离能突变,说明该元素电子的最外层电子为3个,且在钠元素之后,M为铝(Al);最外层p轨道有2个电子自旋方向与其他相反,则p轨道共5个电子,电子排布为,且是前四周期元素,R的核外有7个能级,最高能级(3d)有6个电子,说明其电子排布为,所以R为铁(Fe),Q为氯(Cl);
【小问1详解】
R元素为Fe,故其位于元素周期表第四周期,第Ⅷ族,为d区元素
【小问2详解】
X为碳(C),同主族(ⅣA 族)的氢化物有、、等,这些氢化物均为分子晶体,无氢键,沸点随相对分子质量增大而升高,因此沸点最低的是;
【小问3详解】
Q元素为氯元素,其基态原子的价层电子排布为,所以其电子轨道表示式为;
【小问4详解】
原子半径规律:电子层数越多半径越大;同周期从左到右半径减小,X、Y、Z、M分别为C、O、Na、Al,故原子半径由小到大的顺序是 O<C<Al<Na;
【小问5详解】
R为铁,的电子排布为,的电子排布为, 为半充满稳定结构,能量更低、更稳定,所以更稳定;
小问6详解】
T元素和Q元素的电负性的差值为1.5,电负性差值<1.7时为共价化合物。
17. 硫化铋()在光催化剂、锂离子电池等领域具有重要的潜在价值。一种以氧化铋渣(主要成分是、、、CuO、和)为原料,制取高纯并回收锰的工艺流程如图所示。
已知:①常温下,溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如表所示:
金属离子
开始沉淀的pH
2.2
5.2
3.6
沉淀完全()pH
3.0
6.7
4.7
②硫代乙酰胺()在酸性溶液中会水解为乙酰胺(溶于水)和硫化氢;硫化氢会进一步发生反应:。
回答下列问题:
(1)P、S、Cl、Ar四种元素的第一电离能由大到小的顺序是___________(用元素符号表示)。
(2)“酸浸”时,转化为的离子方程式为___________。
(3)从“滤液1”中可回收的金属单质主要有___________(填化学式)。
(4)“沉铋”时,转化为BiOCl沉淀的化学方程式为___________。
(5)“转化”的两种方法如下:
方法一:
第一步,用溶液将BiOCl转化为,发生反应:;
第二步,受热分解为,发生反应的化学方程式为___________。
方法二:
第一步,用NaOH溶液将BiOCl转化为;
第二步,受热分解为。
已知:常温下,,反应 。
常温下,当BiOCl恰好完全转化为时,溶液中,此时溶液pH=___________。
(6)“硫化”后需用蒸馏水洗涤固体,洗涤固体的操作方法是___________。
【答案】(1)Ar>Cl>P>S
(2)
(3)Al、Cu (4)
(5) ①. ②. 13
(6)将待洗涤的固体放在过滤器的滤纸上,用玻璃棒引流,向固体表面滴加适量蒸馏水,使溶剂缓慢流过固体,重复2-3次
【解析】
【分析】氧化铋渣(主要成分是、、、CuO、和)制取高纯Bi2S3的工业流程为:氧化铋渣水浸提锰,过滤得到含Mn2+的浸出液,、、CuO、和不溶于水存在于滤渣中,用硫酸溶液、氯化钠溶液酸浸,与硫酸反应生成、与硫酸反应生成,CuO与硫酸反应生成,与硫酸反应生成,与硫酸、氯化钠反应生成AgCl,过滤得滤渣1为AgCl,滤液中加饱和碳酸钠溶液调节pH=3沉铋,转化为BiOCl沉淀,还混有少量沉淀,过滤得到BiOCl、固体,“滤液1”中含有、,“洗涤”时先用水洗除去附着的可溶性离子,BiOCl不溶于稀硫酸,再用稀硫酸洗涤除去,经过“转化”得到,加盐酸酸溶得到溶液,再加入硫代乙酰胺进行硫化得到Bi2S3,反应为。
【小问1详解】
同周期从左到右电离能逐渐增大,但是电离能ⅡA大于ⅢA,ⅤA大于ⅥA,所以P、S、Cl、Ar四种元素的第一电离能由大到小的顺序是Ar>Cl>P>S;
【小问2详解】
“酸浸”时,和硫酸反应转化为,是固体不能拆,硫酸为强酸可拆,离子方程式为:。
【小问3详解】
由分析可知,“滤液1”中含有、,可回收的金属主要有Al、Cu。
【小问4详解】
“沉铋”时,和反应生成BiOCl沉淀和、NaCl,化学方程式为:。
【小问5详解】
受热分解为和,发生反应的化学方程式为:;
已知的,常温下,当BiOCl恰好完全转化为时,溶液中,;,则,,此时溶液pH=13。
【小问6详解】
由分析可知,“硫化”后需用蒸馏水洗涤Bi2S3固体,洗涤固体的操作方法是:将待洗涤的固体放在过滤器的滤纸上,用玻璃棒引流,向固体表面滴加适量蒸馏水,使溶剂缓慢流过固体,重复2-3次。
18. 过渡元素铬的单质及化合物有很多用途。三氯化铬()是常用的媒染剂和催化剂,易潮解,易升华,高温下易被氧气氧化。实验室制取的装置如图所示:
回答下列问题:
(1)基态Cr原子的价层电子排布式为___________。
(2)连接装置进行实验,一段时间后,发现导管a中的液面在不断上升,出现该现象的可能原因是___________,将实验装置进行改进的措施是___________。
(3)测定某样品中铬元素质量分数的实验步骤如下:
Ⅰ.取6.0 g该样品,在强碱性条件下加入过量30% 溶液,小火加热使完全转化为,再继续加热一段时间。
Ⅱ.冷却后,滴入适量的稀硫酸和浓磷酸,使转化为,再加适量蒸馏水将溶液稀释至100 mL。
Ⅲ.取25.00 mL溶液,加入适量浓混合均匀,滴入3滴指示剂,用新配制的1.0 的标准溶液滴定,重复2~3次,平均消耗标准溶液24.00 mL(滴定中被还原为)。
①步骤Ⅰ中完全转化时发生反应的离子方程式为___________。
②步骤Ⅲ中滴定反应离子方程式为___________。
③该样品中铬元素的质量分数为___________(保留三位有效数字)。
④假设其他操作均正确,若滴定开始时滴定管尖嘴部分有气泡,滴定后气泡消失,则测定结果会___________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
【答案】(1)
(2) ①. 进入D中冷凝时将C、D之间的导管堵塞 ②. 将C、D之间的导管改成粗导管
(3) ①. ②. ③. 27.7% ④. 偏大
【解析】
【分析】实验室制取CrCl3的反应为,CrCl3易潮解,高温下易被氧气氧化,所以要防止装置中存在空气,反应前和反应结束后通入一段时间氮气,让CrCl3在氮气氛围中冷却,防止空气进入使CrCl3氧化;A中装浓H2SO4可以干燥N2,并防止空气中水蒸气进入后续装置,D冷却收集CrCl3,E中无水CaCl2用于防止F中水蒸气进入D及C装置;反应结束后继续通入一段时间氮气,将COCl2排入F中并被充分吸收以进行尾气处理。
【小问1详解】
Cr是24号元素,基态Cr原子的价层电子排布式为3d54s1。
【小问2详解】
连接装置进行实验,一段时间后,发现导管a中的液面在不断上升,说明装置内压强增大,出现该现象的可能原因是CrCl3进入D中冷凝时,堵塞了C、D之间的导管,改进的措施是将C、D之间的导管改成粗导管。
【小问3详解】
①步骤I中,碱性条件下被双氧水氧化为,发生反应的离子方程式为 。
②在步骤Ⅲ中,酸性条件下被还原为,反应的离子方程式为。
③根据元素守恒、电子守恒,建立反应关系式 ,25.00mL待测液中 ,该样品中 的质量分数为 。
④滴定开始时有气泡,滴定后气泡消失,会导致实际消耗的溶液体积偏大。最终导致铬元素的质量分数偏大。
19. 氢能被视为21世纪最具发展潜力的清洁能源,科学家展开了广泛的氢能研究,目前有多种方法可以生产氢气。
Ⅰ.催化重整法产氢
(1)甲醇水重整产氢的反应体系中,同时发生以下反应:
反应1:
反应2:
则副反应3: ∆H3=___________
(2)为研究温度对反应1:的影响,若起始时容器中只有一定量的,平衡时三种气体的物质的量与裂解温度的关系如图所示:
①图中曲线n表示的物质是___________(填化学式)。
②A点时的转化率为___________(保留一位小数)。
③C点时,设容器内的总压为a kPa,则该反应用压强表示的平衡常数___________。
(3)铜基催化剂(Cu/)能有效催化甲醇重整产氢反应,但原料中的杂质可能会使催化剂失活。甲醇中混有少量的甲硫醇(),重整制氢时加入ZnO可有效避免铜基催化剂失活且平衡产率略有上升,其原理用化学方程式表示为___________。
Ⅱ.电解法产氢
磁场辅助光照电极材料促使单位时间内产生更多的“电子”和“空穴”(,具有强氧化性),驱动并加快电极反应。磁场辅助光电分解水制氢的工作原理如图所示:
(4)①电极Y为___________极(填“阴”或“阳”)。
②在酸性介质中生成M的电极反应式为___________。
【答案】(1)-41.2
(2) ①. H2 ②. 33.3% ③.
(3)
(4) ①. 阳 ②.
【解析】
【小问1详解】
反应1:
反应2:
利用盖斯定律,将反应2-反应1,可得副反应3: ∆H3=∆H2-∆H1=(+49.4 kJ∙mol-1)-(+90.6 kJ∙mol-1)= -41.2 kJ∙mol-1。
【小问2详解】
① 为放热反应,温度升高,平衡正向移动,CO和H2的物质的量增加,由于生成物中二者的系数之比为1:2,增加量多的为氢气,图中曲线n表示的物质是H2。
②A点时H2、CH3OH的物质的量都是8.0mol,则参加反应CH3OH的物质的量为4.0mol,CH3OH的起始物质的量为8.0mol+4.0mol=12.0mol,CH3OH的转化率为≈33.3%。
③C点时,CH3OH和CO的物质的量相等,由②分析可知,CH3OH的起始物质的量为12.0mol,则C点时CH3OH和CO的物质的量都为6.0mol,生成CO为6mol,则生成的H2的物质的量为12.0mol,气体总物质的量为12mol+6mol+6mol=24mol,设容器内的总压为a kPa,则该反应用压强表示的平衡常数Kp===(kPa)2。
【小问3详解】
甲醇中混有少量的甲硫醇(),ZnO能与CH3SH反应,生成CH3OH和ZnS,其原理用化学方程式表示为,增大了甲醇的物质的量,使平衡正向移动,氢气的平衡产率略有上升。
【小问4详解】
①h+具有强氧化性,电极Y通过光照失去电子,生成h+空穴,发生氧化反应的电极为阳极,因此电极Y为阳极。
②在酸性介质中H2O失电子生成H+和O2,则M表示O2,依据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒,可得出电极反应式为。
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