精品解析：重庆市渝西中学高2024届高二下化学第一次测试 化学试题

高2024届高二下化学第一次测试 化学试题 考试时间：75分钟；总分：100分 注意事项： 1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息 2.请将答案正确填写在答题卡上 3.考试结束后将答题卡交回。 可能用到的相对原子质量：H：1 C：12 N：14 O：16 Al：27 Co：59 一、选择题(本题包括14小题，每小题3分，共42分。每小题只有一个选项符合题意) 1. 下列说法不正确的是 A. 超分子具有分子识别和自组装的特征 B. 利用红外光谱实验可确定青蒿素分子中含有的部分基团 C. 霓虹灯光、激光、焰火、物理成像都与电子跃迁释放能量有关 D. 可用质谱法快速、精确测定分子的相对分子质量 2. 下列过程中化学键被破坏的是 ①溶于水 ②溴蒸气被木炭吸附 ③酒精溶于水 ④碘升华 ⑤溶解于水 ⑥NaOH熔化 A. ①⑤⑥ B. ⑤⑥ C. ②③④⑤⑥ D. 全部 3. 下列表达方式正确的是 A. 核外电子排布式： B. 乙醇的最简式： C. 碘化铵的电子式： D. 的空间充填模型为 4. 设为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是 A. 28g晶体Si中Si-Si键数目为4 B. 12g和12g金刚石均含有个碳原子 C. 1mol白磷()中含有4个共价键 D. 常温常压下，17g羟基(-OH)所含电子数为10 5. 下列有关性质的比较不正确的是 A 沸点： B. 熔点：二氧化硅>NaCl> C. 硬度：碳化硅＜金刚石 D. 沸点： > 6. 下列事实能用平衡移动原理解释的是 A. 密闭容器内的NO2和N2O4的混合气体，受热后颜色变深 B. 锌片与稀硫酸反应时，滴入少量CuSO4溶液，生成气体的速率变快 C. H2O2溶液中加入少量MnO2固体，促进H2O2分解 D. 密闭容器内的H2、I2、HI的混合气体，减小体积后颜色变深 7. 下列有机物结构与性质分析正确的是 A. 与 互为同系物 B. 有机物[]的核磁共振氢谱出现三组峰，且峰面积之比为1：3：6 C. 分子式为的有机物一氯代物共有8种 D. 含4种官能团 8. 下列有关装置对应实验的说法正确的是下列实验中，所选装置或实验设计合理的是 A. 用图①所示装置可以分离乙酸乙酯和饱和碳酸钠的混合溶液 B. 用图②所示装置可以分离苯和水的混合溶液 C. 用图③所示装置可以用于分离苯和甲苯的混合溶液 D. 用图④所示装置可除去中混有的少量HCl 9. 25℃时，在下列给定条件的溶液中，可能大量共存的离子组是 A. 的溶液中：、、、 B. 由水电离出的的溶液：、、、 C. 的溶液：、、、 D. 的溶液：、、、 10. 下列说法错误的是 A. 向含足量AgCl固体的悬浊液中加少量的水，c(Ag+)减小 B. CH3COONa溶液中离子浓度的关系满足c(OH-)=c(H+)+c(CH3COOH) C. 实验室制备氢氧化铝可用可溶性铝盐加足量氨水： D. 1mol化学式为的配合物中，加入足量溶液，有2mol沉淀 11. 法匹拉韦是治疗新冠肺炎的一种药物，其结构简式如图所示。下列说法正确的是 A. 该分子中C-N键的键长大于C-F键的键长 B. 该有机物属于芳香族化合物 C. 该分子中C原子的杂化方式有、 D. 该分子中存在手性碳原子 12. 下列关于常见烃的认识正确的是 A. 与发生取代反应是制备最理想的方法 B. 可用酸性高锰酸钾除去甲烷中混有的乙烯 C. 乙烯与苯都有碳碳双键，都可以与氢气发生加成反应 D. 可用乙炔作原料制备导电塑料 13. 下列物质在给定条件下的同分异构体数目(不包括立体异构)正确的是 A. 分子式为且属于烯烃的有机物有4种 B. 的一溴代物有5种 C. 分子式为C7H8O且属于酚的有机物有4种 D. 分子式为且属于醇类的有机物有3种 14. 将草酸钙固体溶于不同初始浓度的盐酸中，平衡时部分组分的关系如图。已知草酸。下列说法错误的是 A. 曲线Ⅲ代表lg c(H2C2O4)的变化 B. 时，溶液的 C. 任意下均有： D 时， 二、非选择题(共58分) 15. 前四周期元素A、B、C、D、E的原子序数依次增大，A元素原子的核外电子只有一种运动状态；基态B原子s能级的电子总数比p能级的多1；基态C原子中成对电子数是未成对电子数的3倍；E为第四周期元素且价层电子均为半充满状态，D形成简单离子的半径在同周期元素形成的简单离子中最小。回答下列问题： （1）E在元素周期表中位置为___________。 （2）极易溶于水的主要原因是___________；分子中键角___________109°28＇(填“>”“<”或“=”)。 （3）元素A、B、C中，电负性最大的是___________(填元素符号，下同)，元素B、C、D第一电离能由大到小的顺序为___________。 （4）中B原子轨道的杂化类型为___________，的空间构型___________。 16. 下图所示装置是用燃烧法确定有机物化学式常用的装置，这种方法是电炉加热时用纯氧氧化管内样品，根据产物的质量确定有机物的组成。 回答下列问题： （1）写出A装置中有关反应的化学方程式：___________。 （2）E装置的作用是___________。 （3）装置F盛放试剂的名称：___________，去掉装置F将会对实验造成的影响是：___________。 （4）若准确称取4.6g样品(只含C、H、O三种元素中的两种或三种)，经充分燃烧后，E管质量增加8.8g，D管质量增加5.4g，则该有机物的最简式为___________。 （5）该有机物蒸汽对的相对密度为23，则分子式为___________。核磁共振氢谱中有3种峰面积比为3：2：1，且能与金属钠反应、不能使溴水褪色，其结构简式为___________，含有的官能团名称___________。 17. 以钴锰渣(主要成分为Co2O3、CoO、MnO2，含少量FeO、ZnO、SiO2等)为原料，分离回收钴的工艺流程如图所示： 回答下列问题： （1）“酸浸”时，加入的作用是______，浸渣的主要成分是______(填化学式)。 （2）“除铁”时温度不宜太高的原因是______，该过程中将pH控制在3.7~4.0范围内的原因可能是______。 （3）过硫酸钠()中阴离子的结构如图所示，其中硫元素的化合价为______，在酸性条件下，“除锰”时发生的主要反应的离子方程式为______。 （4）向“除锰”后的溶液中加入溶液并控制溶液pH进行“氧化沉钴”。由“除铁”和“沉钴”的工序可推断，还原性：______(填“>”“<”或“=”)。 （5）在隔绝空气氛围中灼烧，固体的失重率()与温度的关系如图所示。温度为290℃时，所得物质为______(填化学式)。 18. 以、为原料制备甲烷技术的研究不断取得新进展。在固体催化剂表面加氢合成甲烷过程中发生以下两个反应： 反应I： 反应II： 请回答： （1）反应 ___________ （2）在一定温度下，在体积不变的容器中，充入和，发生反应，下列不能说明该反应处于平衡状态的是___________(填字母标号)。 A. 混合气体平均相对分子质量保持不变 B. 和的物质的量之比保持不变 C. 压强保持不变 D. 混合气体密度保持不变 （3）一定压强下，向某容积可变的密闭容器中通入和的混合气体(其中和的物质的量之比为1：4)，在某催化剂的作用下同时发生反应I和反应II，测得的转化率、和的选择性随反应温度的变化如下图所示(或的选择性是指反应生成或时所消耗的的物质的量占参加反应的总物质的量的百分比)。 ①提高产率的措施有___________、___________。 ②温度高于时的转化率减小的可能原因是___________(不考虑温度对催化剂活性的影响)。 （4）室温下，向体积为的恒容密闭容器中通入和，仅发生反应I， 若反应时保持温度恒定，测得反应过程中压强随时间的变化如下表所示： 时间/min 0 10 20 30 40 50 60 压强 5.00P 4.60P 4.30P 4.15P 4.06P 4.00P 4.00P ①该温度下反应I的___________(为用气体的分压表示的平衡常数，分压=气体的体积分数体系总压)。 ②反应I的速率方程：，(是速率常数，只与温度有关)。时，___________(填“>”“<”或“=”)。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高2024届高二下化学第一次测试 化学试题 考试时间：75分钟；总分：100分 注意事项： 1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息 2.请将答案正确填写在答题卡上 3.考试结束后将答题卡交回。 可能用到的相对原子质量：H：1 C：12 N：14 O：16 Al：27 Co：59 一、选择题(本题包括14小题，每小题3分，共42分。每小题只有一个选项符合题意) 1. 下列说法不正确的是 A. 超分子具有分子识别和自组装的特征 B. 利用红外光谱实验可确定青蒿素分子中含有的部分基团 C. 霓虹灯光、激光、焰火、物理成像都与电子跃迁释放能量有关 D. 可用质谱法快速、精确测定分子的相对分子质量 【答案】C 【解析】 【详解】A．超分子具有分子识别和自组装的特征，A正确； B．利用红外光谱实验可以根据不同基团的吸收峰不同来确定青蒿素分子中含有的部分基团，B正确。 C．霓虹灯光、激光、焰火都与电子跃迁释放能量有关，物理呈像利用的是光沿直线传播的特性，C错误； D．可用质谱法快速、精确测定分子的相对分子质量，从质谱图中可读出相对分子质量，D正确； 故选C。 2. 下列过程中化学键被破坏的是 ①溶于水 ②溴蒸气被木炭吸附 ③酒精溶于水 ④碘升华 ⑤溶解于水 ⑥NaOH熔化 A. ①⑤⑥ B. ⑤⑥ C. ②③④⑤⑥ D. 全部 【答案】A 【解析】 【详解】①溶于水后能与水反应生成H2CO3，CO2中的共价键被破坏；②溴蒸气被木炭吸附，溴单质没有发生化学反应，化学键没有被破坏；③酒精溶于水，没有发生化学反应，化学键没有被破坏；④碘升华是碘由固态变为气态，破坏的是分子间作用力；⑤溶解于水时发生电离，原有离子键被破坏；⑥NaOH熔化时发生电离，原有离子键被破坏。 故选A。 3. 下列表达方式正确的是 A. 的核外电子排布式： B. 乙醇的最简式： C. 碘化铵的电子式： D. 的空间充填模型为 【答案】D 【解析】 【详解】A．Na+核电荷数为11，核外电子数为10，钠离子核外电子排布式为：1s22s22p6，A错误； B．乙醇的最简式为C2H6O，B错误； C．碘化铵的电子式为 ，C错误； D．的空间充填模型为 ，D正确； 故选D。 4. 设为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是 A. 28g晶体Si中Si-Si键数目为4 B 12g和12g金刚石均含有个碳原子 C. 1mol白磷()中含有4个共价键 D. 常温常压下，17g羟基(-OH)所含电子数为10 【答案】B 【解析】 【详解】A．28g晶体Si物质的量为1mol，每个硅原子形成4个共价键，但每个共价键被两个硅原子共用，所以28g晶体Si中Si-Si键物质的量为2mol，即数目为2，A错误； B．12g含有碳原子物质的量为；12g金刚石物质的量为，所以12g和12g金刚石均含有个碳原子，B正确； C．白磷()为正四面体结构，含有6个共价键，所以1mol白磷()中含有6mol共价键，即数目为6，C错误； D．羟基(-OH)所含电子数为9个，17g羟基物质的量为1mol，含有电子物质的量为9mol，即数目为9，D错误； 故选B。 5. 下列有关性质的比较不正确的是 A. 沸点： B. 熔点：二氧化硅>NaCl> C. 硬度：碳化硅＜金刚石 D. 沸点： > 【答案】D 【解析】 【详解】A．H2O、HF、NH3分子中均含有氢键，但水分子中含有的氢键数目最多，故沸点最高，故沸点：，故A正确； B．熔点：原子晶体>离子晶体>分子晶体，故熔点：二氧化硅>NaCl>，故B正确； C．r(C)<r(Si)，键长：C-C<C-Si，键能C-C>C-Si，故硬度：碳化硅＜金刚石，故C正确； D． 形成分子内氢键，分子间作用力减弱，沸点降低； 形成分子间氢键，分子间作用力增强，沸点增大，故沸点： < ，故D错误。 答案为：D。 6. 下列事实能用平衡移动原理解释的是 A. 密闭容器内的NO2和N2O4的混合气体，受热后颜色变深 B. 锌片与稀硫酸反应时，滴入少量CuSO4溶液，生成气体的速率变快 C. H2O2溶液中加入少量MnO2固体，促进H2O2分解 D. 密闭容器内的H2、I2、HI的混合气体，减小体积后颜色变深 【答案】A 【解析】 【详解】A．存在可逆反应，受热时平衡向吸热的逆反应方向移动，浓度增大，颜色加深，能用平衡移动原理解释，A符合题意； B．锌置换出硫酸铜中的铜，形成铜锌原电池加快反应速率，锌与稀硫酸的反应不可逆，不存在平衡移动，不能用平衡移动原理解释，B不符合题意； C．是分解的催化剂，只改变化学反应速率，不影响平衡状态，不能用平衡移动原理解释，C不符合题意； D．反应前后气体分子数相等，减小体积压强增大，平衡不移动，颜色加深是因为浓度随体积减小而增大，与平衡移动无关，不能用平衡移动原理解释，D不符合题意； 故选A。 7. 下列有机物结构与性质分析正确的是 A. 与 互为同系物 B. 有机物[]的核磁共振氢谱出现三组峰，且峰面积之比为1：3：6 C. 分子式为的有机物一氯代物共有8种 D. 含4种官能团 【答案】B 【解析】 【详解】A． 的官能团是酚羟基， 的官能团为醇羟基，故不互为同系物，故A错误； B．有机物[] 的核磁共振氢谱出现三组峰，且峰面积之比为1：3：6，故B正确； C．分子式为的有机物一氯代物，其碳链上的氯位置异构有： 、 共有4种，故C错误； D． 含羟基、羧基、酯基共3种官能团，故D错误。 答案为：B。 8. 下列有关装置对应实验的说法正确的是下列实验中，所选装置或实验设计合理的是 A. 用图①所示装置可以分离乙酸乙酯和饱和碳酸钠的混合溶液 B. 用图②所示装置可以分离苯和水的混合溶液 C. 用图③所示装置可以用于分离苯和甲苯的混合溶液 D. 用图④所示装置可除去中混有的少量HCl 【答案】B 【解析】 【详解】A．乙酸乙酯和饱和碳酸钠的混合溶液会分层，乙酸乙酯在上层，应用分液漏斗进行分离，A错误； B．苯和水的混合溶液会分层，苯在上层，应用分液漏斗分离，B正确； C．苯和甲苯会互溶，可以根据二者沸点不同利用蒸馏进行分离，应选用蒸馏烧瓶和温度计，C错误； D．应用饱和碳酸氢钠溶液除去中混有的少量HCl，D错误； 故选B。 9. 25℃时，在下列给定条件的溶液中，可能大量共存的离子组是 A. 的溶液中：、、、 B. 由水电离出的的溶液：、、、 C. 的溶液：、、、 D. 的溶液：、、、 【答案】B 【解析】 【详解】A．的溶液中含有大量的，与因发生双水解反应而不能大量共存，A不合题意； B．由水电离出的的溶液可能是强酸性溶液，其中H+与、、、相互不反应，能够大量共存，也可能是强碱性溶液，其中OH-与Al3+因产生沉淀而不能大量共存，B符合题意； C．的溶液中含有大量的H+，H+与因发生反应：2H++=S↓+SO2↑+H2O而不能大量共存，C不合题意； D．的溶液为强酸性溶液，其中H+与、因发生复分解反应而不能大量共存，D不合题意； 故答案为：B。 10. 下列说法错误的是 A. 向含足量AgCl固体的悬浊液中加少量的水，c(Ag+)减小 B. CH3COONa溶液中离子浓度的关系满足c(OH-)=c(H+)+c(CH3COOH) C. 实验室制备氢氧化铝可用可溶性铝盐加足量氨水： D. 1mol化学式为的配合物中，加入足量溶液，有2mol沉淀 【答案】A 【解析】 【详解】A．温度不变时的溶度积为定值，含足量固体的悬浊液加少量水后仍为饱和溶液，因此不变，A错误； B．根据质子守恒，水电离出的总量等于水电离出的总量，包括游离和与结合生成的，B正确； C．氨水是弱碱溶液，无法溶解，可溶性铝盐与足量氨水反应生成氢氧化铝沉淀，离子方程式符合事实，C正确； D．配合物内界的无法电离，外界的2个氯离子可以电离并与银离子产生沉淀，因此1 mol该配合物与足量反应生成2 mol 沉淀，D正确； 故选A。 11. 法匹拉韦是治疗新冠肺炎的一种药物，其结构简式如图所示。下列说法正确的是 A. 该分子中C-N键的键长大于C-F键的键长 B. 该有机物属于芳香族化合物 C. 该分子中C原子的杂化方式有、 D. 该分子中存在手性碳原子 【答案】A 【解析】 【详解】A．r(N)>r(F)，故C-N键的键长大于C-F键的键长，故A正确； B．该有机物中没有苯环，不属于芳香族化合物，故B错误； C．该分子中C原子的杂化方式只有，故C错误； D．该分子中不存在手性碳原子，故D错误。 答案为：A。 12. 下列关于常见烃的认识正确的是 A. 与发生取代反应是制备最理想的方法 B. 可用酸性高锰酸钾除去甲烷中混有的乙烯 C. 乙烯与苯都有碳碳双键，都可以与氢气发生加成反应 D. 可用乙炔作原料制备导电塑料 【答案】D 【解析】 【详解】A．与在光照条件下发生的取代反应是连锁反应，可能生成一系列取代产物和异构体（如和等）的混合物，难于获得纯净的，因此不是最理想的制备方法，A错误； B．乙烯与酸性高锰酸钾完全反应的产物为和，会向甲烷中引入新杂质，因此不能使用酸性高锰酸钾除去甲烷中的乙烯，B错误； C．苯中不含碳碳双键，碳原子之间形成大键，C错误； D．乙炔经加聚反应生成聚乙炔，是一种导电塑料，D正确； 故答案选D。 13. 下列物质在给定条件下的同分异构体数目(不包括立体异构)正确的是 A. 分子式为且属于烯烃的有机物有4种 B. 的一溴代物有5种 C. 分子式为C7H8O且属于酚的有机物有4种 D. 分子式为且属于醇类的有机物有3种 【答案】B 【解析】 【详解】A．分子式为且属于烯烃的有机物有以下3种（不包括立体异构）： 、、，A错误； B．该分子中含有5种不同化学环境的氢，如图所示：，其一溴代物有5种，B正确； C．分子式为C7H8O且属于酚的有机物，首先确定甲基，再确定酚羟基，有3种，C错误； D．分子式为且属于醇类的有机物有以下2种：、，D错误； 故选B。 14. 将草酸钙固体溶于不同初始浓度的盐酸中，平衡时部分组分的关系如图。已知草酸。下列说法错误的是 A. 曲线Ⅲ代表lg c(H2C2O4)的变化 B. 时，溶液的 C. 任意下均有： D. 时， 【答案】D 【解析】 【分析】将草酸钙固体溶于不同初始浓度的盐酸中，体系中存在一系列平衡、、，随着HCl浓度的增大，Ca2+浓度增大，浓度减小，浓度一直增大，因此曲线Ⅰ代表，曲线Ⅱ代表，曲线Ⅲ代表，据此解题。 【详解】A．由分析可知，曲线Ⅲ代表lg c(H2C2O4)的变化，A正确； B．时，，则Ka1()=c(H+)=10-1.3mol/L，溶液的，B正确； C．和盐酸反应过程中，任意下均存在物料守恒：，C正确； D．时，c()=c()， 结合电荷守恒可得，D错误； 故选D。 二、非选择题(共58分) 15. 前四周期元素A、B、C、D、E的原子序数依次增大，A元素原子的核外电子只有一种运动状态；基态B原子s能级的电子总数比p能级的多1；基态C原子中成对电子数是未成对电子数的3倍；E为第四周期元素且价层电子均为半充满状态，D形成简单离子的半径在同周期元素形成的简单离子中最小。回答下列问题： （1）E在元素周期表中的位置为___________。 （2）极易溶于水的主要原因是___________；分子中键角___________109°28＇(填“>”“<”或“=”)。 （3）元素A、B、C中，电负性最大的是___________(填元素符号，下同)，元素B、C、D第一电离能由大到小的顺序为___________。 （4）中B原子轨道的杂化类型为___________，的空间构型___________。 【答案】（1）第四周期ⅥB族 （2） ①. NH3与水分子同极性分子，且能与水分子之间形成氢键 ②. < （3） ①. O ②. N>O>Al （4） ①. sp2杂化 ②. 三角锥形 【解析】 【分析】前四周期元素A、B、C、D、E的原子序数依次增大，A元素原子的核外电子只有一种运动状态，A为H；基态B原子s能级的电子总数比p能级的多1，B为N；基态C原子中成对电子数是未成对电子数的3倍，C为O；E为第四周期元素且价层电子均为半充满状态，E为Cr，D形成简单离子的半径在同周期元素形成的简单离子中最小，D为Al。 【小问1详解】 E为第四周期元素且价层电子均为半充满状态，E为Cr，故E在元素周期表中的位置为第四周期ⅥB族。 【小问2详解】 NH3与水分子同为极性分子，且能与水分子之间形成氢键； NH3中的键角为107º<109°28＇ 【小问3详解】 电负性O>N>H； 第一电离能N>O>S>Al，故N>O>Al。 【小问4详解】 中N原子上有三个σ键，故为sp2杂化； 中O的杂化类型为sp3，O上有一个孤电子对，故空间构型为三角锥形。 16. 下图所示装置是用燃烧法确定有机物化学式常用的装置，这种方法是电炉加热时用纯氧氧化管内样品，根据产物的质量确定有机物的组成。 回答下列问题： （1）写出A装置中有关反应的化学方程式：___________。 （2）E装置的作用是___________。 （3）装置F盛放试剂的名称：___________，去掉装置F将会对实验造成的影响是：___________。 （4）若准确称取4.6g样品(只含C、H、O三种元素中的两种或三种)，经充分燃烧后，E管质量增加8.8g，D管质量增加5.4g，则该有机物的最简式为___________。 （5）该有机物蒸汽对的相对密度为23，则分子式为___________。核磁共振氢谱中有3种峰面积比为3：2：1，且能与金属钠反应、不能使溴水褪色，其结构简式为___________，含有的官能团名称___________。 【答案】（1） （2）吸收CO2气体 （3） ①. 碱石灰 ②. 使测得样品的含碳量偏高 （4）C2H6O （5） ①. C2H6O ②. CH3CH2OH ③. 羟基 【解析】 【分析】根据实验目的与装置图可知，装置A制备氧气，经装置B干燥后得到纯氧，纯氧进入装置C氧化样品，装置C中CuO的作用是确保样品被完全氧化，反应后所得混合气体通过装置D，无水CaCl2吸收产物H2O，用于测定样品中含有的氢元素，余下CO2气体继续通过装置E中吸收，用于测定样品中含有的碳元素，装置F的作用是防止装置E吸收空气中的CO2、H2O，以免影响测定结果； 【小问1详解】 A装置中二氧化锰催化过氧化氢生成水和氧气，化学方程式：； 【小问2详解】 E装置的作用是吸收生成二氧化碳，用于测定样品中含有的碳元素； 【小问3详解】 装置F的作用是防止装置E吸收空气中的CO2、H2O，以免影响测定结果，则装置F盛放试剂的名称：碱石灰；去掉装置F，导致E装置额外吸收空气中水、二氧化碳，会使测得样品的含碳量偏高； 【小问4详解】 E中吸收CO2，质量增加8.8g，则样品中含碳质量为：，D中吸收H2O，质量增加5.4g，则样品中含氢质量为：，样品总质量4.6g ，因此还含有氧元素，质量为4.6g -2.4g-0.6g=1.6g，故样品中碳、氢、氧原子的个数比为，该有机物的最简式为：C2H6O。 小问5详解】 该有机物蒸汽对的相对密度为23，则其相对分子质量为23×2=46，分子式为C2H6O。核磁共振氢谱中有3种峰面积比为3：2：1，且能与金属钠反应、不能使溴水褪色，则其含甲基、羟基，其结构简式为CH3CH2OH，含有的官能团名称为羟基。 17. 以钴锰渣(主要成分为Co2O3、CoO、MnO2，含少量FeO、ZnO、SiO2等)为原料，分离回收钴的工艺流程如图所示： 回答下列问题： （1）“酸浸”时，加入的作用是______，浸渣的主要成分是______(填化学式)。 （2）“除铁”时温度不宜太高原因是______，该过程中将pH控制在3.7~4.0范围内的原因可能是______。 （3）过硫酸钠()中阴离子的结构如图所示，其中硫元素的化合价为______，在酸性条件下，“除锰”时发生的主要反应的离子方程式为______。 （4）向“除锰”后的溶液中加入溶液并控制溶液pH进行“氧化沉钴”。由“除铁”和“沉钴”的工序可推断，还原性：______(填“>”“<”或“=”)。 （5）在隔绝空气氛围中灼烧，固体的失重率()与温度的关系如图所示。温度为290℃时，所得物质为______(填化学式)。 【答案】（1） ①. 还原及 ②. （2） ①. 防止高温分解 ②. 偏低，沉淀不完全，偏高，等离子会沉淀 （3） ①. +6 ②. （4）＜ （5）Co2O3 【解析】 【分析】钴锰渣(主要成分为Co2O3、CoO、MnO2，含少量FeO、ZnO、SiO2等)中加入过量硫酸、K2SO3溶液进行酸浸、还原，Co2O3、CoO、MnO2、FeO、ZnO转化为Co2+、Mn2+、Fe2+、Zn2+，SiO2不溶，过滤后，SiO2成为滤渣；加入H2O2、调节pH，Fe2+被氧化生成的Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀；加入将Mn2+氧化并转化为MnO2沉淀；继续加入、NaOH溶液，Co2+被氧化为Co3+并转化为Co(OH)3沉淀，过滤后，滤液中含有Zn2+等。 【小问1详解】 由分析可知，“酸浸”时，加入，Co2O3、MnO2溶解并被还原为Co2+、Mn2+、则K2SO3的作用是：还原及，浸渣的主要成分是。 【小问2详解】 H2O2的热稳定性差，受热易发生分解，“除铁”时温度不宜太高的原因是：防止高温分解；该过程中需除尽Fe3+但不能让Co2+生成沉淀，则将pH控制在3.7~4.0范围内的原因可能是：偏低，沉淀不完全，偏高，等离子会沉淀。 【小问3详解】 过硫酸钠()的阴离子中，6个O显-2价，2个O显-1价，设硫元素的化合价为x，则2x+(-2)×6+(-1)×2=-2，则x=+6，在酸性条件下，“除锰”时，加入将Mn2+氧化并转化为MnO2沉淀，转化为，依据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒，可得出发生的主要反应的离子方程式为。 【小问4详解】 在“除铁”步骤中，能氧化但不能氧化，说明的还原性强于；在“沉钴”步骤中，需要更强的氧化剂才能氧化，也说明的还原性较弱。综合可知，还原性：＜。 【小问5详解】 设初始Co(OH)3的物质的量为1mol，质量m=1mol×(59+17×3)g/mol=110g，隔绝空气灼烧时，Co(OH)3发生分解反应，失重成分为H2O，假设反应为2Co(OH)3Co2O3+3H2O，失重质量为1.5mol×18g/mol=27g，失重率为≈24.5%，对照图中数据，此时温度为290℃，所得物质为Co2O3。 【点睛】H2O2中O元素显-1价，既能升高又能降低，则H2O2既具有氧化性又具有还原性。 18. 以、为原料制备甲烷技术的研究不断取得新进展。在固体催化剂表面加氢合成甲烷过程中发生以下两个反应： 反应I： 反应II： 请回答： （1）反应 ___________。 （2）在一定温度下，在体积不变的容器中，充入和，发生反应，下列不能说明该反应处于平衡状态的是___________(填字母标号)。 A. 混合气体平均相对分子质量保持不变 B. 和的物质的量之比保持不变 C. 压强保持不变 D 混合气体密度保持不变 （3）一定压强下，向某容积可变的密闭容器中通入和的混合气体(其中和的物质的量之比为1：4)，在某催化剂的作用下同时发生反应I和反应II，测得的转化率、和的选择性随反应温度的变化如下图所示(或的选择性是指反应生成或时所消耗的的物质的量占参加反应的总物质的量的百分比)。 ①提高产率的措施有___________、___________。 ②温度高于时的转化率减小的可能原因是___________(不考虑温度对催化剂活性的影响)。 （4）室温下，向体积为的恒容密闭容器中通入和，仅发生反应I， 若反应时保持温度恒定，测得反应过程中压强随时间的变化如下表所示： 时间/min 0 10 20 30 40 50 60 压强 5.00P 4.60P 4.30P 4.15P 4.06P 4.00P 4.00P ①该温度下反应I的___________(为用气体的分压表示的平衡常数，分压=气体的体积分数体系总压)。 ②反应I的速率方程：，(是速率常数，只与温度有关)。时，___________(填“>”“<”或“=”)。 【答案】（1）-239.1 （2）BD （3） ①. 控制反应温度在左右 ②. 增大压强 ③. 当温度高于时反应已达平衡，反应I逆向移动程度大于反应II正向移动程度，转化率减小 （4） ①. ②. > 【解析】 【小问1详解】 根据盖斯定律可知； 【小问2详解】 由第（1）问可知反应为体积缩小的放热反应， A．反应前后质量守恒，物质的量减小，平均摩尔质量为变量，当平均摩尔质量即相对分子质量不变时，说明反应达到平衡状态，A项不符合题意； B．和的投料比之比等于计量数之比，故和的物质的量之比保持不变时，不能证明反应达到平衡状态，B项符合题意； C．该反应为气体体积缩小的反应，压强为变量，故当压强保持不变时，反应达到平衡状态，C项不符合题意； D．反应前后气体的质量守恒，容器的容积始终不变，密度始终不变，故混合气体密度保持不变时，不能证明反应达到平衡状态，D项符合题意； 答案选BD； 【小问3详解】 ①根据题意知的产率等于的转化率与的选择性的乘积，由图可知400℃之前，甲烷的选择性为100%，的转化率最大时即340℃时的产率最大，增大压强能使反应速率加快，反应I平衡正向移动，反应II逆向移动，此时的产率可提高； ②不考虑温度对催化剂活性的影响，由图像可知，当温度高于340℃时，反应已经达到平衡状态，反应I逆向移动程度大于反应II正向移动的程度，的转化率减小； 【小问4详解】 ①设的转化量为xmol，列三段式有： ，反应在50min时达到平衡状态，平衡时的压强与起始时的压强之比为5:4，则，解得，可知的分压为，，，，则平衡常数； ②，，， 20min时，反应还未达到平衡状态，，即>。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $