内容正文:
2027届高二第一学期第二次段考
化学
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
一、选择题(本题共16小题,共44分;前10题2分一题,11-16题4分一题。在每小题列出的四个选项中,选出最符合题目要求的一项)
1. 科教兴国,“可上九天揽月,可下五洋捉鳖”。下列说法不正确的是
A. “北斗三号”导航卫星搭载计时铷原子钟,铷是第ⅠA族元素,位于元素周期表s区
B. “嫦娥五号”探测器配制砷化镓太阳能电池,太阳能电池将电能转化为化学能
C. 新型核潜艇“长征18”可以在海底潜伏数月之久,用作供氧剂的Na2O2是强电解质
D. 将水库铁闸与直流电源负极相连,是利用外加电流法保护金属
2. 下列事实与水解反应无关的是
A. 常温下相同浓度溶液的大小:
B. 泡沫灭火器利用、相互反应产生大量二氧化碳气体
C. 除去工业废水中的:向废水中加入固体
D. 配制溶液:将固体溶于浓盐酸,再稀释至所需浓度
3. 化学与生产、生活、社会和环境等密切相关,下列说法错误的是
A. 日常生活中的焰火、LED灯光、激光都与原子核外电子跃迁吸收能量有关
B. 工业合成氨N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<0,采用400℃~500℃的高温条件,不能用化学平衡移动原理解释
C. 已知 ,则的燃烧热ΔH
D. 煤气中毒后的救治与氧气、一氧化碳和血红蛋白结合过程中的化学平衡移动有关
4. 下面有关电化学的图示,完全正确的是
A. ①石墨电极反应:O2+4H++4e-=2H2O
B. ②电镀时,铜牌与直流电源正极相连
C. ③锌筒作负极,发生氧化反应,锌筒会变薄
D. ④铅蓄电池放电时的负极反应为:Pb-2e-=Pb2+
5. 常温下,下列各组离子一定能在指定溶液中大量共存的是
A. 中性溶液中:Fe3+、K+、Cl-、
B. 滴入甲基橙显红色的溶液:、Fe3+、Cl-、
C. Na[Al(OH)4]溶液:、Fe3+、Cl-、
D. 水电离产生的c(H+)=1×10-12mol/L的溶液中:Al3+、、、
6. 设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 1 mol/L Na2CO3溶液中,阴离子总数小于NA
B. 常温下,1.0 L pH = 1的H2SO4溶液中含有的数目为0.2NA
C. 1mol CH3COONa完全溶于水配成1L溶液,c (CH3COOH) + c (CH3COO -) = 1 mol/L
D. 向盐酸中加入氨水至中性,溶液中
7. 下列有关说法正确的是
A. 向一定浓度CuSO4溶液中通入H2S气体,出现黑色沉淀,说明H2S酸性比H2SO4强
B. 在常温下能自发进行,则该反应的
C. 对于乙酸与乙醇的酯化反应(),加入少量浓硫酸并加热,该反应的反应速率和平衡常数均增大
D. 加热0.1mol/L Na2CO3溶液,的水解程度和溶液的均增大(忽略的变化)
8. 下列实验中,能达到实验目的的是
A.读取酸式滴定管的读数为21.40 mL
B.研究浓度对化学平衡的影响
C.测量中和反应热
D.蒸干AlCl3溶液获得AlCl3晶体
A. A B. B C. C D. D
9. 在作用下,与发生如下两步基元反应,能量变化及反应历程如图所示。
①(慢);②(快)
下列说法正确的是
A. 改变反应历程,降低总反应的活化能,也改变了反应的
B. 是中间产物,也作催化剂
C. 总反应的化学反应速率由反应①决定
D. 总反应中每转移,即生成
10. X、Y、Z、R、W五种短周期主族元素的原子序数依次增大,X、Y、Z位于同周期,的能级电子数比能级电子数多1,Y与的价层电子排布相同。下列说法正确的是
A. 基态Y原子最高能级的电子云轮廓图为球形
B. 简单氢化物的稳定性
C. X、Y、Z的第一电离能由大到小的顺序为
D. 化合物易水解生成两种强酸
11. H2A为二元弱酸,25 ℃时Ka1=10-1.3,Ka2=10-6.6。常温下,用0.1 mol·L-1 NaOH溶液滴定20 mL 0.1 mol·L-1 H2A溶液的滴定曲线如图所示,
下列说法不正确的是
A. a点时,溶液中有c(Na+)+c(H+)=2c(A2-)+c(OH-)+c(HA-)
B. 水的电离程度: b>d
C. c点时,溶液中c(Na+)<3c(A2-)
D. d点时,溶液中有c(Na+)>c(A2-)>c(OH-)>c(HA-)
12. 已知。三种金属硫化物在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法正确的是
A. a点有ZnS沉淀生成
B. 可用ZnS除去ZnCl2溶液中混有的少量MnCl2
C. CuS和MnS共存的悬浊液中,
D. 向CuS悬浊液中加入少量水,平衡向溶解的方向移动,不变
13. 下列实验操作、实验现象和实验结论均正确的是
选项
实验操作
实验现象
实验结论
A
向浓度均为0.1mol/L的NaHCO3溶液和NaHSO3溶液中滴加几滴酚酞试剂
前者溶液变红,后者不变色
NaHCO3水解,而NaHSO3不水解
B
往平衡体系中,加入KCl晶体
溶液颜色不变
加入少量KCl晶体,不会影响该化学平衡
C
取2 mL 0.1 mol/LAgNO3溶液,先后滴加3滴0.1 mol/L NaCl溶液和3滴0.1 mol/L KI溶液,观察沉淀情况
先产生白色沉淀,后产生黄色沉淀
大于
D
常温下,用pH计分别测定同浓度的CH3COONH4溶液和NaCl溶液的pH
pH均为7
两溶液中水的电离程度相同
A. A B. B C. C D. D
14. 化学中常用图象直观地描述化学反应的进程或结果。下列图象描述正确的是
A. 图①表示一定质量的冰醋酸加水稀释过程中,醋酸溶液电离程度:c<a<b
B. 图②恒温密闭容器中发生反应时,随反应时间变化的曲线,时刻改变的条件可能是缩小容器的体积
C. 图③可表示可逆反应;
D. 图④是铁条与盐酸反应的反应速率随反应时间变化的曲线,时刻溶液的温度最高
15. 向一恒容密闭容器中加入和一定量的,发生反应:。的平衡转化率按不同投料比随温度的变化曲线如图所示。下列说法错误的是
A. 反应速率:
B.
C. 点a、b、c对应的平衡常数:
D. 的平衡转化率
16. 微酸性次氯酸水广泛应用于果蔬、医疗器械等的消毒,具有安全环保的特点。市面上出现一种家用电解装置制备微酸性次氯酸水的电解设备(装置示意图如图所示)。电解过程中,下列说法正确的是
A. 电极b的电极反应:
B. A、B离子交换膜分别是阴、阳离子交换膜
C. 理论上每转移2 mol e-,阴极室增重46 g
D. 制备微酸性次氯酸水的离子方程式为
二、非选择题(4道大题,共56分)
17. I.甲是厨房用的天然气报警器,核心是气体传感器。当传感器遇到的甲烷达到一定浓度时,随之产生电信号并联动报警。工作原理类似燃料电池的工作原理,其装置如图乙所示。其中O2-可以在固体电解质ZrO2—Na2O中自由移动。回答下列问题。
(1)报警器触发工作时,多孔电极a极的电极反应式为_______。
(2)O2-在传感器中移向电极_______(填“a”或“b”),当标准状况下56 mL的甲烷在多孔电极a完全反应时,流入传感控制器电路的电子有_______mol。
II.电解饱和食盐水探究实验。小组同学以铜、石墨为电极,设计三种装置电解饱和食盐水(如图)。
(3)从环保角度考虑,图甲、图乙装置共同的缺点是_______。
(4)在图甲、图乙装置基础上,设计了图丙装置。利用图丙装置电解饱和食盐水一段时间,阴、阳极收集气体的体积为、。
【发现问题】理论预测,;实验测得。
【分析问题】
①同学A认为的原因是_______(答一条)。
同学B认为的原因是随着减小,增大,放电能力大于,产生。
【提出猜想】小组同学根据同学B分析认为,、浓度大小会影响放电顺序。
【设计实验】在相同温度、电极及电流强度下,对实验1~4中的溶液进行电解,并用溶解氧传感器测定0~t s内阳极区溶液中溶解氧的浓度变化,测得数据如下表所示。
实验
5.0 mol·L-1NaCl溶液体积/mL
5.0 mol·L-1NaOH溶液体积/mL
蒸馏水体积/mL
溶解氧浓度的起始时刻和最后时刻变化/(mg·L-1)
1
0
0
20.0
8.3
2
4.0
0
16.0
8.3~10.5
3
4.0
4.0
12.0
a
4
0
4.0
16.0
8.3~15.5
已知:实验前,各溶液中溶解氧的浓度相同,各组溶液在所测定的时间段内阳极区溶液上方气体中O2浓度几乎不变。
【分析与结论】
②实验2中溶解氧浓度随时间的变化如图(0-900 s)所示,检测到阳极区溶液上方气体中氧气浓度略微增加,则溶解氧浓度先减小后增大的原因是_______。
③实验结论:当OH-、Cl-的浓度达到某一值时,OH-放电能力大于Cl-,即Cl-、OH-的浓度会影响放电顺序,则a的取值范围为_______。
18. 2030年全球新能源动力电池镍消费量将达到2020年全球镍产量的近40%。碱式碳酸镍[NiCO3·2Ni(OH)2·xH2O]在工业上可作为制备其他含镍化合物的原料。工业上由某含镍废渣精矿(主要成分为NiO、Fe2O3、CuO、SiO2)为原料制备碱式碳酸镍的流程如下图所示。
已知:①25℃时,相关离子开始沉淀和完全沉淀的pH如表所示。
离子
Ni2+
Fe3+
Cu2+
开始沉淀时的pH
6.4
2.2
4.4
完全沉淀时的pH
8.4
3.5
6.7
②25℃时,。
回答下列问题:
(1)滤渣I的主要成分为_______(填化学式)。
(2)“除杂1”时应利用加入的Na2CO3溶液调节溶液的范围为_______。
(3)“萃取”和“反萃取”的最终目的是富集获得含有_______(填化学式)的水溶液。
(4)“沉镍”时应控制温度为,反应除生成NiCO3·2Ni(OH)2·xH2O外,还有一种无色气体生成,写出“沉镍”反应的离子反应方程式_______。
(5)碱式碳酸镍可进一步转化制得镍氢电池。镍氢电池充电的工作原理为:Ni(OH)2 + M= NiOOH + MH(M表示储氢金属或合金),该电池充电过程中阴极的电极反应式为_______。
(6)①Ni元素在元素周期表中属于_______区,基态Ni原子的M层上有_______种空间运动状态的电子。
②与Ni同周期的元素中,基态原子未成对电子最多的元素是_______,该元素基态原子价层电子的轨道表示式为_______。
19. 请根据所给信息完成下列问题。
(1)亚磷酸(H3PO3)是二元弱酸,已知常温下H3PO3的电离平衡常数的值:,。则Na2HPO3为_______盐(选填“酸式”或“正”),NaH2PO3溶液显_______性(选填“酸”、“碱”或“中”)。
(2)已知:硒酸(H2SeO4)在水溶液中的电离如下:,,。的电离平衡常数,。
①向H2SeO4溶液中滴加少量氨水,该反应的离子方程式为_______。
②KHCO3和KHSeO4两溶液混合反应的离子方程式为:_______。
③CO2可被NaOH溶液捕获。当所得溶液中时,溶液中_______。
(3)某实验小组为了测定草酸晶体H2C2O4·x H2O中的x值,进行如下实验:
步骤一:称取1.260 g草酸晶体,配成100 mL溶液。
步骤二:取25.00 mL该H2C2O4溶液加入锥形瓶内,再加入适量稀硫酸。
步骤三:用浓度为的KMnO4溶液滴定至终点。(消耗KMnO4溶液体积如下图)
①滴定终点的现象为_______。
②根据数据,计算x =_______。(H2C2O4摩尔质量为90g/mol)
③若滴定终点读数俯视KMnO4溶液液面,则x值会_______(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
20. 甲醇用途广泛,是基础的有机化工原料和优质燃料,第19届亚运会主火炬塔的燃料首次使用废碳再生的绿色甲醇,实现循环内零排放,这也是首次在大型体育赛事上使用这种绿色燃料。回答下列问题:
(1)已知:①
②
③
则的反应热___________(用含、、的代数表示)。
(2)在恒温恒容的密闭体系中进行反应。
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___________(填标号)。
②下列有利于提高的平衡转化率的措施有___________(填标号)。
A.使用更加高效的催化剂 B.充入少量氦气(He)
C.减小起始投料比 D.将水蒸气及时分离出来
(3)一定条件下,将2 mol 和4 mol 充入密闭容器中,发生反应:,的平衡转化率与温度、平衡总压强的关系如图所示。
①、、由大到小的顺序为___________。
②在条件下255℃时,该反应的压强平衡常数________ (为以分压表示的平衡常数,)。
(4)将和按体积比混合,在不同催化剂作用下发生
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
①恒压下,在相同时间段内的选择性和产率随温度变化如图(其中,的选择性)。
根据上图判断合成甲醇的适宜的工业条件是___________。
②在520 K下,催化剂为Cu-Zn-Al-Zr纳米纤维,其他条件相同,反应相同时间,甲醇体积分数与压强关系如图所示
当压强小于,体积分数随压强增大而变大,其原因是:___________。当压强大于,体积分数急剧降低,其原因是:___________。
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2027届高二第一学期第二次段考
化学
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
一、选择题(本题共16小题,共44分;前10题2分一题,11-16题4分一题。在每小题列出的四个选项中,选出最符合题目要求的一项)
1. 科教兴国,“可上九天揽月,可下五洋捉鳖”。下列说法不正确的是
A. “北斗三号”导航卫星搭载计时铷原子钟,铷是第ⅠA族元素,位于元素周期表s区
B. “嫦娥五号”探测器配制砷化镓太阳能电池,太阳能电池将电能转化为化学能
C. 新型核潜艇“长征18”可以在海底潜伏数月之久,用作供氧剂的Na2O2是强电解质
D. 将水库铁闸与直流电源负极相连,是利用外加电流法保护金属
【答案】B
【解析】
【详解】A.铷原子序数为37,属于碱金属,位于元素周期表第ⅠA族,其价电子位于s轨道,因此位于s区,A正确;
B.砷化镓太阳能电池利用光伏效应将太阳能直接转化为电能,而非将电能转化为化学能,B错误;
C.过氧化钠是离子化合物,在水溶液中能完全电离成钠离子和过氧根离子,属于强电解质,C正确;
D.将铁闸连接直流电源负极,作为阴极,通过外加电流使金属表面发生还原反应,防止氧化腐蚀,属于外加电流阴极保护法,D正确;
故选B。
2. 下列事实与水解反应无关的是
A. 常温下相同浓度溶液的大小:
B. 泡沫灭火器利用、相互反应产生大量二氧化碳气体
C. 除去工业废水中的:向废水中加入固体
D. 配制溶液:将固体溶于浓盐酸,再稀释至所需浓度
【答案】C
【解析】
【详解】A.Na2S是强碱弱酸盐,S2-水解使溶液呈碱性,是弱酸弱碱盐,都水解,所以常温下相同浓度溶液的大小,与水解有关,故不选A;
B.泡沫灭火器利用、发生双水解反应产生大量二氧化碳气体和氢氧化铝沉淀,与水解有关,故不选B;
C.除去工业废水中的:向废水中加入固体,和Hg2+反应生成HgS沉淀和Fe2+,发生沉淀转化,与水解无关,故选C。
D.易水解,配制溶液,为抑制Fe3+水解,将固体溶于浓盐酸,再稀释至所需浓度,与水解有关,故不选D;
选C。
3. 化学与生产、生活、社会和环境等密切相关,下列说法错误的是
A. 日常生活中的焰火、LED灯光、激光都与原子核外电子跃迁吸收能量有关
B. 工业合成氨N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<0,采用400℃~500℃的高温条件,不能用化学平衡移动原理解释
C. 已知 ,则的燃烧热ΔH
D. 煤气中毒后的救治与氧气、一氧化碳和血红蛋白结合过程中的化学平衡移动有关
【答案】A
【解析】
【详解】A. 焰火、LED灯光和激光主要与原子核外电子跃迁释放能量有关,而非吸收能量,A错误。
B. 合成氨反应放热,高温不利于平衡正向移动,但能加快反应速率;化学平衡移动原理指温度升高使平衡向吸热方向移动,此处选择高温是动力学考虑,不能用平衡移动原理解释,B正确。
C. 燃烧热定义要求水为液态,而给定方程式中水为气态,气态水冷凝为液态会释放额外热量,因此甲烷燃烧热ΔH应小于-802.3 kJ/mol,C正确。
D. 利用化学平衡的移动让一氧化碳和血红蛋白分离,与O2结合,而救治煤气中毒,D正确。
故选A。
4. 下面有关电化学的图示,完全正确的是
A. ①石墨电极反应:O2+4H++4e-=2H2O
B. ②电镀时,铜牌与直流电源正极相连
C. ③锌筒作负极,发生氧化反应,锌筒会变薄
D. ④铅蓄电池放电时的负极反应为:Pb-2e-=Pb2+
【答案】C
【解析】
【详解】A.由题干图示信息可知,①铁电极反应为:Fe-2e-=Fe2+,电解质溶液为水即中性溶液,故石墨电极反应为:O2+2H2O+4e-=4OH-,A错误;
B.电镀时镀件应该与电源负极相连,作阴极,即②电镀时,铜牌与直流电源负极相连,B错误;
C.由题干图示信息可知,③锌筒作负极,发生氧化反应,电极反应为:Zn-2e-=Zn2+,即锌筒会变薄,C正确;
D.由题干信息可知,且PbSO4为沉淀,④铅蓄电池放电时的负极反应为:+Pb-2e-=PbSO4,D错误;
故答案为:C。
5. 常温下,下列各组离子一定能在指定溶液中大量共存的是
A. 中性溶液中:Fe3+、K+、Cl-、
B. 滴入甲基橙显红色的溶液:、Fe3+、Cl-、
C. Na[Al(OH)4]溶液:、Fe3+、Cl-、
D. 水电离产生的c(H+)=1×10-12mol/L的溶液中:Al3+、、、
【答案】B
【解析】
【详解】A.中性溶液中,Fe3+易水解生成Fe(OH)3,不能大量存在,因此该组离子不能大量共存,A错误。
B.滴入甲基橙显红色的溶液为酸性溶液(pH < 3.1),NH、Fe3+、Cl-、SO在酸性条件下均稳定,且不发生沉淀、气体、氧化还原等反应,能大量共存,B正确。
C.Na[Al(OH)4]溶液存在[Al(OH)4]-,NH、Fe3+会与[Al(OH)4]-发生双水解反应,不能大量共存,C错误。
D.水电离产生的c(H+)=1×10-12 mol/L的溶液可能为强酸性(pH≈2)或强碱性(pH≈12)。若为酸性,HCO会与H+反应生成CO2和H2O;若为碱性,Al3+会生成Al(OH)3沉淀或[Al(OH)4]-,NH会生成NH3,与OH-会生成,且Al3+与发生双水解反应,因此该组离子不能大量共存,D错误。
故选B。
6. 设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 1 mol/L Na2CO3溶液中,阴离子总数小于NA
B. 常温下,1.0 L pH = 1的H2SO4溶液中含有的数目为0.2NA
C. 1mol CH3COONa完全溶于水配成1L溶液,c (CH3COOH) + c (CH3COO -) = 1 mol/L
D. 向盐酸中加入氨水至中性,溶液中
【答案】C
【解析】
【详解】A.未指定溶液体积,无法计算阴离子总数,A错误;
B.的溶液中,,体积,,则数目为,B错误;
C.溶于水配成溶液,浓度为,完全电离,部分水解生成,根据物料守恒有,C正确;
D.向盐酸中加入氨水,,根据电荷守恒,存在如下关系:,中性时,故,则,D错误;
故选C。
7. 下列有关说法正确的是
A. 向一定浓度CuSO4溶液中通入H2S气体,出现黑色沉淀,说明H2S酸性比H2SO4强
B. 在常温下能自发进行,则该反应的
C. 对于乙酸与乙醇的酯化反应(),加入少量浓硫酸并加热,该反应的反应速率和平衡常数均增大
D. 加热0.1mol/L Na2CO3溶液,的水解程度和溶液的均增大(忽略的变化)
【答案】D
【解析】
【详解】A.出现黑色沉淀是由于生成了难溶的CuS,该现象与沉淀溶解平衡有关,不能说明H2S的酸性比H2SO4强;实际上H2S是弱酸,H2SO4是强酸,酸性H2S < H2SO4,A错误。
B.该反应气体分子数减少(反应物4 mol气体,生成物3 mol气体),ΔS < 0;在常温下能自发进行,则ΔG = ΔH - TΔS < 0,因ΔS < 0,需ΔH < 0才能使ΔG < 0,B错误。
C.加入少量浓硫酸作为催化剂并加热,反应速率增大;但该反应为放热反应(ΔH < 0),加热使平衡逆向移动,平衡常数减小,C错误。
D.CO水解为吸热反应:CO+H2O⇌HCO+OH-;加热促进水解,水解程度增大,c(OH-)增大,pH增大,D正确。
故选D。
8. 下列实验中,能达到实验目的的是
A.读取酸式滴定管的读数为21.40 mL
B.研究浓度对化学平衡的影响
C.测量中和反应热
D.蒸干AlCl3溶液获得AlCl3晶体
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.酸式滴定管的0刻度在上方,该酸式滴定管的读数为,A错误;
B.左侧试管中加入了KSCN溶液,右侧试管中加入了水,则对比左右两支试管,消除了体积变化的影响,左侧试管中KSCN的物质的量增加,所以左侧试管中KSCN的浓度增大,而右侧试管中KSCN浓度没有变化,通过对比两支试管的颜色变化,可以研究浓度对化学平衡的影响,因此本实验合理,B正确;
C.银质搅拌器、纯铜杯盖的导热性较好,不能用来测量中和反应热,C错误;
D.蒸干溶液会使Al3+完全水解,不能得到晶体,应在氯化氢气流中加热蒸发,D错误;
故选B。
9. 在作用下,与发生如下两步基元反应,能量变化及反应历程如图所示。
①(慢);②(快)
下列说法正确的是
A. 改变反应历程,降低总反应的活化能,也改变了反应的
B. 是中间产物,也作催化剂
C. 总反应的化学反应速率由反应①决定
D. 总反应中每转移,即生成
【答案】C
【解析】
【详解】A.在反应①中消耗,在反应②中生成,故作催化剂,使反应的活化能减小,但是不改变,故A错误;
B.在反应①中生成,在反应②中消耗,因此是中间产物,故B错误;
C.总反应的化学反应速率由慢反应决定的,因此由反应①决定,故C正确;
D.由总反应可知,若转移2mol电子,则生成的N2为1mol,在标准状况下为,题目没给标况,故D错误;
故选C。
10. X、Y、Z、R、W五种短周期主族元素的原子序数依次增大,X、Y、Z位于同周期,的能级电子数比能级电子数多1,Y与的价层电子排布相同。下列说法正确的是
A. 基态Y原子最高能级的电子云轮廓图为球形
B. 简单氢化物的稳定性
C. X、Y、Z的第一电离能由大到小的顺序为
D. 化合物易水解生成两种强酸
【答案】B
【解析】
【分析】X、Y、Z、R、W为短周期主族元素,原子序数依次增大,X、Y、Z位于同周期;X的s能级电子数比p能级电子数多1,X为氮,电子排布为1s22s22p3,X、Y、Z同周期且原子序数增大,故Y为氧、Z为氟; Y与R价层电子排布相同,R为硫,W原子序数大于R,故W为氯;
【详解】A.Y为O,基态电子排布为1s22s22p4,最高能级为2p,p轨道电子云轮廓图为哑铃形,故A错误;
B.同周期从左到右,金属性减弱,非金属性变强,非金属性越强,其简单氢化物稳定性越强,非金属性Cl > S,故稳定性HCl > H2S,,故B正确;
C.同一周期随着原子序数变大,第一电离能变大,N的2p轨道为半充满稳定状态,第一电离能大于同周期相邻元素,故的第一电离能大小:F>N>O,故C错误;
D.RYW2为亚硫酰氯SOCl2,易水解:SOCl2+ H2O= SO2+ 2HCl,HCl为强酸,但SO2溶于水形成亚硫酸为弱酸,故D错误;
故选B。
11. H2A为二元弱酸,25 ℃时Ka1=10-1.3,Ka2=10-6.6。常温下,用0.1 mol·L-1 NaOH溶液滴定20 mL 0.1 mol·L-1 H2A溶液的滴定曲线如图所示,
下列说法不正确的是
A. a点时,溶液中有c(Na+)+c(H+)=2c(A2-)+c(OH-)+c(HA-)
B. 水的电离程度: b>d
C. c点时,溶液中c(Na+)<3c(A2-)
D. d点时,溶液中有c(Na+)>c(A2-)>c(OH-)>c(HA-)
【答案】B
【解析】
【分析】常温下,用0.1 mol·L-1 NaOH溶液滴定20 mL 0.1 mol·L-1 H2A溶液,V=20 mL时,NaOH与H2A的物质的量为1:1,b点溶液中的溶质为NaHA,已知,25 ℃时Ka1=10-1.3,Ka2=10-6.6,NaHA的水解常数=<,则NaHA溶液呈酸性,以电离为主,抑制水的电离,V=40 mL时,NaOH与H2A的物质的量为2:1,两者恰好完全反应,d点溶液中的溶质为,发生水解,促进水的电离。
【详解】A.a点NaOH溶液的体积小于20 mL,溶液中的溶质应为NaHA和H2A,可得电荷守恒c(Na+)+c(H+)=2c(A2-)+c(OH-)+c(HA-),A正确;
B.由分析可知,b点溶液中的溶质为NaHA,d点溶液中的溶质为。以电离为主,抑制水的电离,发生水解,促进水的电离,故水的电离程度为d>b,B错误;
C.c点的pH=6.6,即。结合,可推导出,代入电荷守恒式:,可得,由于c点显酸性,,移项可得<,C正确;
D.由分析可知,d点溶质为,存在两步水解:,。:不水解,浓度最大,:水解消耗一部分,浓度次之,:两步水解均产生,浓度排第三,:仅第一步水解生成,且会被第二步水解消耗,浓度最小,其离子大小关系可表示为c(Na+)>c(A2-)>c(OH-)>c(HA-),D正确;
故答案选B。
12. 已知。三种金属硫化物在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法正确的是
A. a点有ZnS沉淀生成
B. 可用ZnS除去ZnCl2溶液中混有的少量MnCl2
C. CuS和MnS共存的悬浊液中,
D. 向CuS悬浊液中加入少量水,平衡向溶解的方向移动,不变
【答案】D
【解析】
【分析】,则 ,故越大,越小。
【详解】A.平衡曲线右上方为不饱和溶液,左下方为过饱和溶液,a点在ZnS曲线的右上方,为ZnS的不饱和溶液,所以没有ZnS沉淀生成,A错误;
B.的溶解度大于ZnS,向ZnCl2溶液中加入ZnS固体,不能将转化为溶解度稍大的达到除去的目的,B错误;
C.根据图象可推知,, , 和共存的悬浊液中, ,C错误;
D.向CuS悬浊液中加入少量水,沉淀溶解平衡向右移动,但溶液依然是饱和溶液,故保持不变,D正确;
故选D。
13. 下列实验操作、实验现象和实验结论均正确的是
选项
实验操作
实验现象
实验结论
A
向浓度均为0.1mol/L的NaHCO3溶液和NaHSO3溶液中滴加几滴酚酞试剂
前者溶液变红,后者不变色
NaHCO3水解,而NaHSO3不水解
B
往平衡体系中,加入KCl晶体
溶液颜色不变
加入少量KCl晶体,不会影响该化学平衡
C
取2 mL 0.1 mol/LAgNO3溶液,先后滴加3滴0.1 mol/L NaCl溶液和3滴0.1 mol/L KI溶液,观察沉淀情况
先产生白色沉淀,后产生黄色沉淀
大于
D
常温下,用pH计分别测定同浓度的CH3COONH4溶液和NaCl溶液的pH
pH均为7
两溶液中水的电离程度相同
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.NaHSO3水解程度小于电离程度,溶液显示酸性,向NaHSO3溶液中滴加酚酞试剂,溶液不变色,A错误;
B.在平衡体系中,K+和Cl-不参与反应,加入KCl电离出K+和Cl-对平衡无影响,B正确;
C.取2 mL 0.1 mol/LAgNO3溶液,滴加3滴0.1 mol/L NaCl溶液,此时硝酸银过量,再加KI会生成黄色沉淀,不能判断二者的溶度积大小,C错误;
D.CH3COONH4是弱酸弱碱盐,水解对水电离促进,水电离程度大于NaCl溶液中的水电离程度,D错误;
答案选B。
14. 化学中常用图象直观地描述化学反应的进程或结果。下列图象描述正确的是
A. 图①表示一定质量的冰醋酸加水稀释过程中,醋酸溶液电离程度:c<a<b
B. 图②恒温密闭容器中发生反应时,随反应时间变化的曲线,时刻改变的条件可能是缩小容器的体积
C. 图③可表示可逆反应;
D. 图④是铁条与盐酸反应的反应速率随反应时间变化的曲线,时刻溶液的温度最高
【答案】B
【解析】
【详解】A.加水体积越大,越利于CH3COOH电离,故电离程度:c>b>a,故A错误;
B.由图可知,t1时刻突然变大,一段时间后,浓度与改变前相同,则时刻改变的条件可能是缩小容器的体积,故B正确;
C.随着温度的升高,逆反应速率大于正反应速率,平衡向逆方向进行,说明反应放热,故C错误;
D.铁条与盐酸的反应是放热反应,随反应的进行,温度越来越高,故D错误;
故答案为B。
15. 向一恒容密闭容器中加入和一定量的,发生反应:。的平衡转化率按不同投料比随温度的变化曲线如图所示。下列说法错误的是
A. 反应速率:
B.
C. 点a、b、c对应的平衡常数:
D. 的平衡转化率
【答案】A
【解析】
【分析】根据图像可知,投料比x相同时,随温度升高,CH4的平衡转化率增大,说明该反应为吸热反应;n(H2O)越大,投料比x越小,当温度相同时,n(H2O)越大,CH4的平衡转化率越大,则x1<x2,据此分析回答。
【详解】A.根据图像可知,b、c点的温度相同,由于x1<x2,CH4的平衡转化率:b>c,b点对应的投料比x值较小,对应的n(H2O)较大,因此b点的反应物浓度较大,则反应速率,A错误;
B.根据分析可知,x1<x2,B正确;
C.该反应为吸热反应,温度升高,平衡正向移动,化学平衡常数增大,且平衡常数只与温度有关,因此,C正确;
D.由A项可知,b点对应的投料比x值较小,对应的n(H2O)较大,CH4的平衡转化率相同时,H2O的平衡转化率:a<c,D正确;
故选A。
16. 微酸性次氯酸水广泛应用于果蔬、医疗器械等的消毒,具有安全环保的特点。市面上出现一种家用电解装置制备微酸性次氯酸水的电解设备(装置示意图如图所示)。电解过程中,下列说法正确的是
A. 电极b的电极反应:
B. A、B离子交换膜分别是阴、阳离子交换膜
C. 理论上每转移2 mol e-,阴极室增重46 g
D. 制备微酸性次氯酸水的离子方程式为
【答案】B
【解析】
【分析】电解时左室由电解质水变为HClO溶液,说明中间室的Cl-向左室移动,因此电极a为阳极,阳极发生氧化反应;电极b为阴极,阴极发生还原反应。A离子交换膜为阴离子交换膜,B离子交换膜为阳离子交换膜,然后结合离子放电顺序即微粒存在形式分析解答。
【详解】A.左室的电解质是水,制备的产品是微酸性次氯酸水,说明中间室的Cl-向左室迁移,电极a为阳极,阳极的电极反应式为、。电极b为阴极,阴极上水电离产生的H+得到电子被还原为H2,故阴极的电极反应式为,A错误;
B.由于Cl-向左室迁移,因此A离子交换膜为阴离子交换膜,允许Cl-通过,Na+向右室迁移,因此B离子交换膜为阳离子交换膜,B正确;
C.转移2 mol电子,电极b会生成1 mol H2,右室减少2 g,同时2 mol Na+向右室迁移,右室又增重46 g,故右室净增重△m=46 g-2 g=44 g,C错误;
D.微酸性的次氯酸水中次氯酸是弱酸,故其制备的离子方程式应为,D错误;
故合理选项是B。
二、非选择题(4道大题,共56分)
17. I.甲是厨房用的天然气报警器,核心是气体传感器。当传感器遇到的甲烷达到一定浓度时,随之产生电信号并联动报警。工作原理类似燃料电池的工作原理,其装置如图乙所示。其中O2-可以在固体电解质ZrO2—Na2O中自由移动。回答下列问题。
(1)报警器触发工作时,多孔电极a极的电极反应式为_______。
(2)O2-在传感器中移向电极_______(填“a”或“b”),当标准状况下56 mL的甲烷在多孔电极a完全反应时,流入传感控制器电路的电子有_______mol。
II.电解饱和食盐水探究实验。小组同学以铜、石墨为电极,设计三种装置电解饱和食盐水(如图)。
(3)从环保角度考虑,图甲、图乙装置共同的缺点是_______。
(4)在图甲、图乙装置基础上,设计了图丙装置。利用图丙装置电解饱和食盐水一段时间,阴、阳极收集气体的体积为、。
【发现问题】理论预测,;实验测得。
【分析问题】
①同学A认为的原因是_______(答一条)。
同学B认为的原因是随着减小,增大,放电能力大于,产生。
【提出猜想】小组同学根据同学B分析认为,、浓度大小会影响放电顺序。
【设计实验】在相同温度、电极及电流强度下,对实验1~4中的溶液进行电解,并用溶解氧传感器测定0~t s内阳极区溶液中溶解氧的浓度变化,测得数据如下表所示。
实验
5.0 mol·L-1NaCl溶液体积/mL
5.0 mol·L-1NaOH溶液体积/mL
蒸馏水体积/mL
溶解氧浓度的起始时刻和最后时刻变化/(mg·L-1)
1
0
0
20.0
8.3
2
4.0
0
16.0
8.3~10.5
3
4.0
4.0
12.0
a
4
0
4.0
16.0
8.3~15.5
已知:实验前,各溶液中溶解氧的浓度相同,各组溶液在所测定的时间段内阳极区溶液上方气体中O2浓度几乎不变。
【分析与结论】
②实验2中溶解氧浓度随时间的变化如图(0-900 s)所示,检测到阳极区溶液上方气体中氧气浓度略微增加,则溶解氧浓度先减小后增大的原因是_______。
③实验结论:当OH-、Cl-的浓度达到某一值时,OH-放电能力大于Cl-,即Cl-、OH-的浓度会影响放电顺序,则a的取值范围为_______。
【答案】(1)CH4-8e-+4O2- =CO2+2H2O
(2) ①. a ②. 0.02
(3)产物排入空气,污染环境
(4) ①. Cl2与NaOH反应或Cl2更易溶于水 ②. 电解产生Cl2使溶解氧减少,随着c(OH-)增大,c(Cl-)减小,电解OH-产生O2,溶解氧浓度增大 ③.
【解析】
【分析】本题为实验探究题,分别探究了电极不同时,对电解反应的影响,同时探究了溶液中的不同离子对阳极溶液中溶解氧的影响,据此分析解题。
【小问1详解】
报警器触发工作,即甲烷到达一定浓度时,多孔电极a上发生甲烷的氧化反应,此时多孔电极a是负极,电极反应方程式为CH4-8e-+4O2-=CO2+2H2O;
【小问2详解】
电极b是正电极,多孔电极a是负极,O2-在传感器中由正极移向负极,即由电极b移向电极a,标准状况下56mL甲烷即为,根据负极电极反应式可得流入传感控制电路的电子有;
【小问3详解】
图甲、图乙装置中阳极电极反应均为:2Cl--2e-=Cl2↑,而产生的Cl2均没有收集或尾气处理装置,故从环保角度考虑,图甲、图乙装置共同的缺点是没有收集或尾气处理装置,Cl2排入空气,污染环境,故答案为:产物排入空气,污染环境;
【小问4详解】
①由题干图示信息可知,在图甲、图乙装置基础上,设计了图丙装置,利用图丙装置电解饱和食盐水一段时间,阴极反应为:2H2O+2e-=2OH-+H2↑,阳极反应为:2Cl--2e-=Cl2↑,根据得失电子数目相等可知,阴、阳极收集气体的体积为V1、V2,理论预测,V1=V2;实验测得V1>V2,可能的原因是Cl2在水中的溶解度比H2大,或者Cl2能与NaOH溶液反应等,故答案为:Cl2与NaOH反应或Cl2更易溶于水;
②由题干信息可知,实验2中随着电解的进行,电解产生的Cl2越来越多将水中的溶解的O2排除,使得检测到阳极区溶液上方气体中氧气浓度略微增加,水中溶解氧浓度减小,但随着电解的进行,溶液中Cl-浓度越来越小,OH-浓度越来越大,导致OH-放电产生O2,从而使得溶液中的溶解氧浓度又逐渐增大,故溶解氧浓度先减小后增大的原因是电解产生Cl2使溶解氧减少,随着c(OH-)增大,c(Cl-)减小,电解OH-产生O2,溶解氧浓度增大,故答案为:电解产生Cl2使溶解氧减少,随着c(OH-)增大,c(Cl-)减小,电解OH-产生O2,溶解氧浓度增大;
③实验结论:当OH-、Cl-的浓度达到某一值时,OH-放电能力大于Cl-,即Cl-、OH-的浓度会影响放电顺序,比较实验2只电解NaCl溶液、实验3则电解NaOH和NaCl混合溶液,实验4为只电解NaOH溶液,电解前水中的溶解氧浓度均为8.3mg/L,由此可得出a的取值范围为10.5<a<15.5,故答案为:10.5<a<15.5。
18. 2030年全球新能源动力电池镍消费量将达到2020年全球镍产量的近40%。碱式碳酸镍[NiCO3·2Ni(OH)2·xH2O]在工业上可作为制备其他含镍化合物的原料。工业上由某含镍废渣精矿(主要成分为NiO、Fe2O3、CuO、SiO2)为原料制备碱式碳酸镍的流程如下图所示。
已知:①25℃时,相关离子开始沉淀和完全沉淀的pH如表所示。
离子
Ni2+
Fe3+
Cu2+
开始沉淀时的pH
6.4
2.2
4.4
完全沉淀时的pH
8.4
3.5
6.7
②25℃时,。
回答下列问题:
(1)滤渣I的主要成分为_______(填化学式)。
(2)“除杂1”时应利用加入的Na2CO3溶液调节溶液的范围为_______。
(3)“萃取”和“反萃取”的最终目的是富集获得含有_______(填化学式)的水溶液。
(4)“沉镍”时应控制温度为,反应除生成NiCO3·2Ni(OH)2·xH2O外,还有一种无色气体生成,写出“沉镍”反应的离子反应方程式_______。
(5)碱式碳酸镍可进一步转化制得镍氢电池。镍氢电池充电的工作原理为:Ni(OH)2 + M= NiOOH + MH(M表示储氢金属或合金),该电池充电过程中阴极的电极反应式为_______。
(6)①Ni元素在元素周期表中属于_______区,基态Ni原子的M层上有_______种空间运动状态的电子。
②与Ni同周期的元素中,基态原子未成对电子最多的元素是_______,该元素基态原子价层电子的轨道表示式为_______。
【答案】(1)SiO2
(2)
(3)NiSO4 (4)
(5)M +H2O + e- = MH + OH-
(6) ①. d ②. 9 ③. Cr ④.
【解析】
【分析】溶浸:向废渣精矿中加入稀硫酸进行酸溶,不与稀硫酸反应,以固体形式存在,滤液中主要含、、、、等;除杂1:加入溶液调节溶液pH,利用沉淀所需pH远低于、的特性,将转化为沉淀除去,其pH范围为,确保完全沉淀,同时和不沉淀,滤渣为,滤液中主要含有、;除杂2:加入NiS进行沉淀转化,发生的反应为,滤渣为CuS,滤液中主要含有;萃取使用D2EHPA+煤油作为萃取剂,将从水相转移到有机相,实现与其他杂质离子的分离,反萃取加入稀硫酸,将有机相中的重新反萃取到水相,得到高浓度的溶液,目的是富集,提高后续产品的纯度和产率;沉镍:向溶液中加入溶液,控制温度为95℃,其反应原理为。由此解题。
【小问1详解】
含镍废渣精矿中的不与稀硫酸反应,因此滤渣1的主要成分为。
【小问2详解】
“除杂1” 的目的是除去,同时保留和。由相关离子开始沉淀和完全沉淀的pH可知完全沉淀的pH为3.5,开始沉淀的pH为6.4,开始沉淀的pH为4.4,因此应调节pH范围为。
【小问3详解】
“除杂2”加入NiS,利用沉淀转化除去,溶液中主要含。后续萃取和反萃取是为了富集获得含有的水溶液。
【小问4详解】
沉镍时,与在95℃下反应,生成碱式碳酸镍和无色气体,其反应的离子方程式为。
【小问5详解】
镍氢电池充电时,阴极发生还原反应,储氢合金M得到电子生成MH,电极反应式为:。
【小问6详解】
Ni的原子序数为28,核外电子排布为,属于d区;
基态Ni原子的M层电子排布为,共16个电子,空间运动状态数等于原子轨道数,即9种;
与Ni同周期的元素中,基态原子未成对电子最多的是Cr(电子排布,有6个未成对电子);
Cr的价层电子为,其价层电子的轨道表示式为。
19. 请根据所给信息完成下列问题。
(1)亚磷酸(H3PO3)是二元弱酸,已知常温下H3PO3的电离平衡常数的值:,。则Na2HPO3为_______盐(选填“酸式”或“正”),NaH2PO3溶液显_______性(选填“酸”、“碱”或“中”)。
(2)已知:硒酸(H2SeO4)在水溶液中的电离如下:,,。的电离平衡常数,。
①向H2SeO4溶液中滴加少量氨水,该反应的离子方程式为_______。
②KHCO3和KHSeO4两溶液混合反应的离子方程式为:_______。
③CO2可被NaOH溶液捕获。当所得溶液中时,溶液中_______。
(3)某实验小组为了测定草酸晶体H2C2O4·x H2O中的x值,进行如下实验:
步骤一:称取1.260 g草酸晶体,配成100 mL溶液。
步骤二:取25.00 mL该H2C2O4溶液加入锥形瓶内,再加入适量稀硫酸。
步骤三:用浓度为的KMnO4溶液滴定至终点。(消耗KMnO4溶液体积如下图)
①滴定终点的现象为_______。
②根据数据,计算x =_______。(H2C2O4摩尔质量为90g/mol)
③若滴定终点读数俯视KMnO4溶液液面,则x值会_______(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
【答案】(1) ①. 正 ②. 酸
(2) ①. ②. ③. 4.4×10-9 mol/L
(3) ①. 当最后半滴KMnO4标准溶液滴入后,溶液由无色变为浅紫色,且半分钟内不褪色 ②. 2 ③. 偏大
【解析】
【小问1详解】
亚磷酸是二元弱酸,则为正盐,溶液的电离常数为,水解常数为:,电离大于水解,溶液显酸性。
【小问2详解】
①硒酸第一步完全电离,第二步部分电离,氨水少量,则只能反应第一步电离出的氢离子,离子方程式为;
②根据题意可知,根据强酸制弱酸原理可知和两溶液混合反应会生成二氧化碳和硒酸钾,离子方程式为;
③可以被溶液捕获。若所得溶液中时,由于,,,解得。
【小问3详解】
①草酸溶液无色,溶液自身的颜色作为指示剂,则滴定终点现象是:当最后半滴标准溶液滴入后,溶液由无色变为浅紫色,且半分钟内不褪色;
② 由图可知,滴定管滴定前后读数分别为:0.90mL、20.90mL,则消耗溶液体积为20.90mL-0.90mL=20.00mL;根据反应方程式可知,,则,解得x=2;
③终点俯视读数,消耗高锰酸钾体积偏小,高锰酸钾的物质的量偏小,计算所得草酸的物质的量偏小,则x值偏大。
20. 甲醇用途广泛,是基础的有机化工原料和优质燃料,第19届亚运会主火炬塔的燃料首次使用废碳再生的绿色甲醇,实现循环内零排放,这也是首次在大型体育赛事上使用这种绿色燃料。回答下列问题:
(1)已知:①
②
③
则的反应热___________(用含、、的代数表示)。
(2)在恒温恒容的密闭体系中进行反应。
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___________(填标号)。
②下列有利于提高的平衡转化率的措施有___________(填标号)。
A.使用更加高效的催化剂 B.充入少量氦气(He)
C.减小起始投料比 D.将水蒸气及时分离出来
(3)一定条件下,将2 mol 和4 mol 充入密闭容器中,发生反应:,的平衡转化率与温度、平衡总压强的关系如图所示。
①、、由大到小的顺序为___________。
②在条件下255℃时,该反应的压强平衡常数________ (为以分压表示的平衡常数,)。
(4)将和按体积比混合,在不同催化剂作用下发生
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
①恒压下,在相同时间段内的选择性和产率随温度变化如图(其中,的选择性)。
根据上图判断合成甲醇的适宜的工业条件是___________。
②在520 K下,催化剂为Cu-Zn-Al-Zr纳米纤维,其他条件相同,反应相同时间,甲醇体积分数与压强关系如图所示
当压强小于,体积分数随压强增大而变大,其原因是:___________。当压强大于,体积分数急剧降低,其原因是:___________。
【答案】(1)
(2) ①. AC ②. CD
(3) ①. ②.
(4) ①. 230℃,催化剂CZ(Zr-1)T ②. 增大压强,反应速率加快 ③. 甲醇已液化
【解析】
【小问1详解】
根据盖斯定律,目标反应= ,故;
【小问2详解】
①随着反应进行,的质量发生变化,反应中气体的总质量不变,因此的质量分数是个变量,当的质量分数不变时,反应达到平衡,A正确;当不变时反应达到平衡状态,时刻后还在改变,故时刻未达到平衡,B错误;
,因此是变量,当其不变时,反应达平衡,C正确;时甲醇和的物质的量相等,不能说明反应达到平衡,D错误;
②A.催化剂不改变转化率,错误;B. 反应体系为恒温恒容,充入稀有气体氦气(He)无影响,平衡不移动,错误;C. 减小起始投料比 即增大氢气的物质的量,使平衡正向移动, 转化率增大,正确; D.将水蒸气及时分离出来,使平衡正向移动,转化率增大,正确;
【小问3详解】
该反应为气体分子数减小的反应,在恒定温度下,压强越大, 转化率越高,故;恒定条件下255℃时,列三段式,总物质的量为3.6 mol,各物质的量分数为,;
【小问4详解】
由图可知,选用催化剂CZ(Zr-1)T时甲醇的选择性高,在230℃,甲醇的产率高,故制备甲醇的条件为230℃,催化剂CZ(Zr-1)T;图中甲醇的体积分数与各物质的状态、反应速率和化学平衡有关,其他条件相同,当压强小于(反应还未平衡),增大压强,反应速率加快,反应相同时间,甲醇的量增大,则体积分数随压强增大而变大,当压强等于(反应达平衡),再增大压强,平衡向正向移动,但随着压强增大,甲醇易液化,导致体积分数急剧降低。
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