精品解析:河南南阳市方城县第一高级中学2025-2026学年春季学期高一年级期中模拟考试 化学试题
2026-05-05
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内容正文:
2026年春期高一年级期中模拟考试
化学学科
(考试时间:75分钟 试卷满分:100分)
可能用到的相对原子质量:H-1 Li-7 C-12 O-16 Na-23 S-32 Br-80
一、选择题(本题共15小题,每小题3分,共45分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1. 化学与科技、生产密切相关,下列说法错误的是
A. “烛龙一号”核电池原料中的14C是碳元素的一种核素
B. “火星快车”轨道器上的锂离子电池是二次电池
C. “DeepSeek”服务器芯片原料为二氧化硅
D. “天问一号”在火星大气中探测出的12CO2和13CO2化学性质相同
2. 钍基熔盐堆使用为燃料,其转化过程如下: → →→→→…→Pb。下列说法错误的是
A. 、、互为同位素
B. 转化为过程中1个中子转化为质子
C. Th位于元素周期表中第七周期
D. 的中子数为92,是核反应堆的燃料
3. 是一种缓释型增氧剂,在潮湿的空气或水中可长期缓慢释放出氧气,相关反应为,代表阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 的电子式为
B. 中均既含离子键又含共价键
C. 中含有的电子数目为
D. 的结构示意图:
4. 一定温度下,在2L的密闭容器中,X、Y、Z三种气体的物质的量随时间t(单位为分钟)变化的曲线如图,下列描述正确的是
A. t分钟时该反应达到化学平衡状态
B. 反应开始到10分钟,用X表示的反应速率为
C. 反应开始到10分钟时,Y的转化率为79.0%
D. 反应的化学方程式为:
5. 分析与推测能力是学习化学的必备能力之一,下列推测合理的是
A. 最外层电子数,推测失电子能力
B. 由、、、的非金属性依次减弱,推测、、、的还原性依次增强
C. 与反应生成,推测与反应生成
D. 、属于同主族且均是半导体材料,推测族的元素都是半导体材料
6. 用锌粒与2mol·L-1的稀硫酸混合制备氢气时,若向其中分别再加入少量等体积的下列物质:①KCl溶液、②4mol·L-1盐酸、③CuC12溶液、④CH3COONa溶液,则加入后反应生成氢气速率的大小顺序是
A. ②>③>①>④ B. ①>②>③>④
C. ③>②>①>④ D. ②>①>③>④
7. 以为催化剂的光热化学循环分解的反应,为室温气体减排提供了一个新途径,该反应的机理及各分子化学键完全断裂时能量变化如图所示:
下列说法错误的是
A. 过程①中吸收能量使得钛氧键发生了断裂
B. 若2mol 完全分解生成2mol CO和1mol 需要吸收30kJ能量
C. 步骤③中有共价键的断裂和形成
D. 该反应中,光能和热能转化为化学能
8. 科学家在嫦娥五号取回的月壤中发现了水及大量玻璃性质的物质,经分析,月壤中含有原子序数依次增大的短周期主族元素,其中分别位于不同周期,为同周期相邻的元素且最外层电子数之和为9,X最外层电子数是最外层电子数的2倍。下列说法正确的是
A. 元素形成的化合物中的化学键为离子键
B. 的简单离子半径:
C. 非金属性:
D. 与只能形成一种化合物
9. 下列有关仪器的使用和操作方法正确的是
A. 图①:比较元素非金属性:
B. 图②:苯萃取碘水中的碘时的振荡操作
C. 图③:用来分离固体氯化铵和碘
D. 图④:可用石英坩埚或陶瓷坩埚灼烧氢氧化钠固体
10. 下列图示与对应的叙述不相符的是
A. (a)图表示反应物断键吸收的能量大于生成物成键放出的能量
B. (b)图是金刚石与石墨分别被氧化生成的能量关系曲线,说明石墨转化为金刚石的反应的
C. 由(c)图可知,
D. (d)图是某反应:A→C(由两步反应A→B→C完成,B为中间产物)的能量曲线(E表示能量),整个反应中
11. 下列实验操作、现象及结论正确的是
实验操作及现象
结论
A
用洁净的玻璃棒蘸取待测液置于酒精灯上灼烧,火焰呈黄色
溶液中含有钠元素
B
将K2S固体熔融后进行导电性实验,电流表指针发生偏转
K2S中含有离子键
C
将盐酸滴入Na2SO3溶液产生无色气体,将产生的气体通过饱和NaHSO3溶液后,再通入Na2SiO3溶液,产生白色沉淀
非金属性:Cl>S>Si
D
铅蓄电池使用过程中两电极的质量均减小
电池发生了放电反应
A. A B. B C. C D. D
12. A、B、C、D为原子序数依次递增的短周期元素,最外层电子数均为奇数。只有B为金属元素,A的核外电子数等于C的最外层电子数,且二者位于不同周期,D的单质常温下为气体。下列说法正确的是
A. 中所有原子均满足8电子稳定结构
B. 简单离子的半径:B>C>D
C. B的最高价氧化物对应水化物一定是弱碱
D. 简单氢化物的还原性:C>D
13. 含钛高炉渣富含、、、、、等氧化物,其用于提取金属钛的流程如下。已知:不溶于水、稀酸和碱溶液。
下列说法正确的是
A. “研磨、磁选”时除去高炉渣中的铁元素
B. “酸浸”和“碱浸”均应在高温下进行
C. 若将酸浸区域与碱浸区域互换顺序,最终得到的滤渣主要成分不相同
D. 若将酸浸区域与碱浸区域互换顺序,理论上氢氧化钠用量不变
14. 下列可以证明已达平衡状态的是( )
①单位时间内生成n mol H2的同时生成n mol HI
②一个H—H键断裂的同时有两个H—I键断裂
③温度和体积一定时,混合气体密度不再变化
④v(H2)=v(I2)=0.5v
⑤c(HI): c(H2): c(I2)=2:1:1
⑥温度和体积一定时,某一生成物浓度不再变化
⑦温度和体积一定时,容器内压强不再变化
⑧温度和压强一定时,混合气体的平均相对分子质量不再变化
⑨温度和体积一定时,混合气体的颜色不再变化
A. ②③④⑤⑥ B. ②⑥⑦8⑨ C. ①②⑥④⑧ D. ②⑥⑨
15. 盐酸羟胺(NH3OHCl)是一种常见的还原剂和显像剂,其化学性质类似NH4Cl。工业上主要采用图1所示的方法制备。其电池装置中含Fe的催化电极反应机理如图2所示。不考虑溶液体积变化,下列说法正确的是
A. 电池工作时,Pt电极是正极
B. 图2中,A为H+和e-,B为NH3OH+
C. 电池工作时,每消耗2.24LNO(标准状况下),左室溶液质量增加3.3g
D. 电池工作一段时间后,正、负极区溶液的pH均下降
二、非选择题:(本题共4题,共55分)
16. 食品添加剂中可能存在的部分短周期元素的最高正化合价或最低负化合价与原子序数的关系如图所示。已知:x为非金属元素,d元素的最外层电子数为内层电子数的3倍。
(1)x、e、d三种元素形成的常见化合物所含化学键类型为______。
(2)图中g元素所在元素周期表中的位置是______,f元素形成的最高价氧化物与NaOH溶液反应的离子方程式为______。元素h的气态氢化物的稳定性比元素g的气态氢化物的稳定性______(填“强”或“弱”)。
(3)d、e、f、g元素的简单离子半径由大到小的顺序为______(用化学式表示)。
(4)x和d组成的化合物中,既含有极性共价键又含有非极性共价键的是______(填化学式)。
17. 化学反应过程中伴随着能量变化,回答下列问题:
(1)汽车的安全气囊内叠氮化钠爆炸过程中的能量变化如图所示:
①叠氮化钠的爆炸属于___________(填“吸热”或“放热”)反应。
②是由一种单原子离子和一种多原子离子以1:1的比例构成的化合物。中存在的化学键类型是___________。
③若爆炸过程能量变化为,则生成的物质的量为___________。
研究氮的氧化物、碳的氧化物等大气污染物的处理有重要意义。
(2)汽车尾气中NO生成过程中的能量变化如图所示。
生成1 mol NO(g)___________(填“吸收”或“放出”)___________kJ的热量。
(3)汽车排气管内安装的催化转化器可使尾气的主要污染物(NO和CO)转化为无毒的大气循环物质。一定温度下,在恒容密闭容器中发生反应:2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)。下列能判断该反应达到化学平衡状态的是___________(填序号)。
A. 反应速率v(NO) = v(CO) B. 混合气体中NO的物质的量分数保持不变
C. 混合气体的密度不再改变 D. 混合气体的压强不再改变
(4)某温度时,在2 L的密闭容器中,X、Y、Z(均为气体)的物质的量随时间的变化曲线如图所示。请回答下列问题:
①由图中所给数据进行分析,该反应的化学方程式为___________。
②反应从开始至2 min,用Z的浓度变化表示的平均反应速率v(Z)=___________。
③2 min后反应达到平衡,容器内混合气体的密度比起始时___________。 (填“增大”“减小”或“不变”,下同);
④下列措施能加快反应速率的是___________(填序号,下同)。
A.恒压时充入He
B.恒容时充入He
C.恒容时充入X
D.及时分离出Z
E.升高温度
18. 电池在多个领域有着广泛的应用,主要包括新能源汽车、储能以及废水处理等。
(1)氢氧燃料电池被誉为氢能源汽车的心脏,某氢氧燃料电池的内部结构如图所示:
氢气从_______(填“a”或“b”)处通入,Y电极反应式为_______。
(2)锂电池用于平衡电网的电力供需,解决可再生能源发电的间歇性问题。一种锂电池的工作原理如图,该电池工作时Li+通过阳离子交换膜向_______(填“左”或“右”)移动,若每消耗14gLi,理论上标准状况下需要通入空气的体积为_______(空气中氧气的体积分数为20%)。
(3)某新型电池可以处理含CN-的碱性废水,同时还能淡化海水(主要成分为NaCl)。其工作原理如图所示:
a极的电极反应式为_______,电池工作一段时间后,右室溶液的pH_______(填“增大”“减小”或“不变”);交换膜Ⅱ为_______。电路中每转移0.4mole-正极区溶液质量变化_______g。
19. 某实验小组设计如下实验装置模拟海水提溴,已知海水呈弱碱性。
实验步骤:
①按图组装实验装置,检查气密性。
②加装药品,开始实验,打开,关闭、,点燃C处的酒精灯,反应一段时间。
③熄灭C处酒精灯,关闭,打开、,从a、b两处分别通入热空气、至E中溶液颜色退去,停止通气。
④打开,关闭、,点燃C处的酒精灯,充分反应后,用四氯化碳从F的混合溶液中萃取溴,经一系列操作得到mg 。
(1)仪器A的名称______,装置D的作用______。
(2)苦卤酸化的目的______。
(3)步骤③中通发生反应的离子方程式为______。X溶液的作用______。
(4)由实验中涉及的反应可得出、、的还原性由强到弱的顺序为______。
(5)已知苦卤中溴含量为,则该实验中溴的回收率______%。(回收率)
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2026年春期高一年级期中模拟考试
化学学科
(考试时间:75分钟 试卷满分:100分)
可能用到的相对原子质量:H-1 Li-7 C-12 O-16 Na-23 S-32 Br-80
一、选择题(本题共15小题,每小题3分,共45分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1. 化学与科技、生产密切相关,下列说法错误的是
A. “烛龙一号”核电池原料中的14C是碳元素的一种核素
B. “火星快车”轨道器上的锂离子电池是二次电池
C. “DeepSeek”服务器芯片原料为二氧化硅
D. “天问一号”在火星大气中探测出的12CO2和13CO2化学性质相同
【答案】C
【解析】
【详解】A.核素是具有一定质子数和中子数的原子,14C质子数为6、中子数为8,是碳元素的一种核素,A正确;
B.锂离子电池可反复充放电,属于二次电池,B正确;
C.服务器芯片的原料是高纯单质硅,二氧化硅是光导纤维的主要原料,C错误;
D.和互为同位素,同位素的化学性质几乎完全相同,因此12CO2和13CO2化学性质相同,D正确;
答案选C。
2. 钍基熔盐堆使用为燃料,其转化过程如下: → →→→→…→Pb。下列说法错误的是
A. 、、互为同位素
B. 转化为过程中1个中子转化为质子
C. Th位于元素周期表中第七周期
D. 的中子数为92,是核反应堆的燃料
【答案】D
【解析】
【详解】A.质子数相同、中子数不同的同一元素的不同核素互为同位素,三种核素均为Th元素的不同核素,互为同位素,A正确;
B.转化为时质量数不变,质子数增加1,说明1个中子转化为1个质子和1个电子(β衰变),B正确;
C.第六周期0族元素为86号Rn,90号Th的原子序数大于86、小于第七周期0族元素的118,因此位于第七周期,C正确;
D.中子数=质量数-质子数,的中子数为,不是92,D错误;
故答案选D。
3. 是一种缓释型增氧剂,在潮湿的空气或水中可长期缓慢释放出氧气,相关反应为,代表阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 的电子式为
B. 中均既含离子键又含共价键
C. 中含有的电子数目为
D. 的结构示意图:
【答案】B
【解析】
【详解】A.是离子化合物,由钙离子和过氧根离子构成,电子式为,A错误;
B.是离子化合物,含有离子键,又含氢氧共价键,B正确;
C.的数目不知道,则无法计算电子数,C错误;
D.的结构示意图:,D错误;
故选B。
4. 一定温度下,在2L的密闭容器中,X、Y、Z三种气体的物质的量随时间t(单位为分钟)变化的曲线如图,下列描述正确的是
A. t分钟时该反应达到化学平衡状态
B. 反应开始到10分钟,用X表示的反应速率为
C. 反应开始到10分钟时,Y的转化率为79.0%
D. 反应的化学方程式为:
【答案】C
【解析】
【详解】A.t分钟后各物质的量仍在变化,该反应没有达到化学平衡状态,A错误;
B.反应开始到10分钟,用X表示的反应速率为,B错误;
C.反应开始到10分钟时,Y的转化率为79.0%,C正确;
D.由图可知,平衡时反应的XYZ的物质的量分别为0.79mol、0.79mol、1.58mol,则反应的化学方程式为:,D错误;
故选C。
5. 分析与推测能力是学习化学的必备能力之一,下列推测合理的是
A. 最外层电子数,推测失电子能力
B. 由、、、的非金属性依次减弱,推测、、、的还原性依次增强
C. 与反应生成,推测与反应生成
D. 、属于同主族且均是半导体材料,推测族的元素都是半导体材料
【答案】B
【解析】
【详解】A.最外层电子数K(1)<Ca(2),但K的原子半径更大,更易失电子,失电子能力K>Ca,A错误;
B.F到I非金属性减弱,对应氢化物的还原性增强(HF最稳定,HI最易被氧化),B正确;
C.I2氧化性弱于Br2,I2与Fe反应生成FeI2,C错误;
D.IVA族中碳(如石墨)是导体,锡、铅为金属导体,并非均为半导体,D错误;
故选B。
6. 用锌粒与2mol·L-1的稀硫酸混合制备氢气时,若向其中分别再加入少量等体积的下列物质:①KCl溶液、②4mol·L-1盐酸、③CuC12溶液、④CH3COONa溶液,则加入后反应生成氢气速率的大小顺序是
A. ②>③>①>④ B. ①>②>③>④
C. ③>②>①>④ D. ②>①>③>④
【答案】C
【解析】
【详解】①加入KCl溶液,溶液的水对盐酸起稀释作用,速率降低;
②加入4mol·L-1盐酸,溶液中c(H+)增大,反应速率加快;
③加入CuC12溶液,会与金属Zn发生置换反应:Zn+CuCl2=ZnCl2+Cu,Zn、Cu及稀硫酸构成原电池,使反应速率大大增加;
④加入CH3COONa溶液,CH3COONa与HCl发生反应:CH3COONa+HCl=CH3COOH+NaCl,CH3COONa溶液中的水也对HCl其稀释作用,使溶液中的c(H+)大大减小,因此使速率减小很多,则加入后反应生成氢气速率的大小顺序是③>②>①>④,
故合理选项是C。
7. 以为催化剂的光热化学循环分解的反应,为室温气体减排提供了一个新途径,该反应的机理及各分子化学键完全断裂时能量变化如图所示:
下列说法错误的是
A. 过程①中吸收能量使得钛氧键发生了断裂
B. 若2mol 完全分解生成2mol CO和1mol 需要吸收30kJ能量
C. 步骤③中有共价键的断裂和形成
D. 该反应中,光能和热能转化为化学能
【答案】B
【解析】
【详解】A.由图可知,过程①中钛氧键发生断裂,共价键的断裂是吸收能量的过程,A正确;
B.由题给数据可知,2mol 分子中共价键断裂吸收的能量为,生成2mol CO和1mol 时,形成共价键释放的能量为,则反应中需要吸收的能量为,B错误;
C.由图可知,步骤③中有碳氧共价键的断裂和形成,C正确;
D.该反应中,提供光能断裂钛氧键,提供热能断裂钛碳键,从而实现光能和热能向化学能的转变,D正确;
答案选B。
8. 科学家在嫦娥五号取回的月壤中发现了水及大量玻璃性质的物质,经分析,月壤中含有原子序数依次增大的短周期主族元素,其中分别位于不同周期,为同周期相邻的元素且最外层电子数之和为9,X最外层电子数是最外层电子数的2倍。下列说法正确的是
A. 元素形成的化合物中的化学键为离子键
B. 的简单离子半径:
C. 非金属性:
D. 与只能形成一种化合物
【答案】A
【解析】
【分析】科学家在嫦娥五号取回的月壤中发现了水及大量玻璃性质的物质,经分析,月壤中含有原子序数依次增大的短周期主族元素,其中分别位于不同周期,则分别位于第一、二、三周期,W为H,为同周期相邻的元素且最外层电子数之和为9,设三者的最外层电子数分别为a、a+1、a+2,则a+a+1+a+2=9,得a=2,则分别为Mg、Al、Si,X最外层电子数是最外层电子数的2倍,则X最外层为6,X为O;
【详解】A. 元素形成的化合物为MgO,是离子化合物,其中的化学键为离子键,A正确;
B.具有相同电子排布的离子,原子序数大的离子半径小,则的简单离子半径:即O2->Mg2+>Al3+,B错误;
C. 非金属性:,C错误;
D. 与可以形成H2O、H2O2,不止一种化合物,D错误;
答案选A。
9. 下列有关仪器的使用和操作方法正确的是
A. 图①:比较元素非金属性:
B. 图②:苯萃取碘水中的碘时的振荡操作
C. 图③:用来分离固体氯化铵和碘
D. 图④:可用石英坩埚或陶瓷坩埚灼烧氢氧化钠固体
【答案】A
【解析】
【详解】A.浓盐酸与高锰酸钾反应得到Cl2,Cl2与湿润的KI反应生成I2,I2遇淀粉变蓝色,多余的Cl2被NaOH溶液吸收,可以证明Cl的非金属性大于I,A正确;
B.萃取时要一手摁着活塞,一手控制旋塞,倒置分液漏斗进行震荡,B错误;
C.固体I2易升华,固体氯化铵分解,冷却后再化合,不能通过加热分离,C错误;
D.NaOH与SiO2在加热条件下反应,不能用石英坩埚和陶瓷坩埚灼烧NaOH,错误;
答案选A。
10. 下列图示与对应的叙述不相符的是
A. (a)图表示反应物断键吸收的能量大于生成物成键放出的能量
B. (b)图是金刚石与石墨分别被氧化生成的能量关系曲线,说明石墨转化为金刚石的反应的
C. 由(c)图可知,
D. (d)图是某反应:A→C(由两步反应A→B→C完成,B为中间产物)的能量曲线(E表示能量),整个反应中
【答案】D
【解析】
【详解】A.(a)图中,正反应的活化能大于逆反应的活化能,表示反应物断键吸收的能量大于生成物成键放出的能量,A正确;
B.(b)图石墨的能量低于金刚石,石墨转化为金刚石需要吸收能量,反应的,B正确;
C.反应热等于反应物的总键能减去生成物的总键能,由(c)图可知,,C正确;
D.(d)图是某反应:A→C(由两步反应A→B→C完成,B为中间产物)的能量曲线(E表示能量),根据盖斯定律,整个反应中,D错误;
故选D。
11. 下列实验操作、现象及结论正确的是
实验操作及现象
结论
A
用洁净的玻璃棒蘸取待测液置于酒精灯上灼烧,火焰呈黄色
溶液中含有钠元素
B
将K2S固体熔融后进行导电性实验,电流表指针发生偏转
K2S中含有离子键
C
将盐酸滴入Na2SO3溶液产生无色气体,将产生的气体通过饱和NaHSO3溶液后,再通入Na2SiO3溶液,产生白色沉淀
非金属性:Cl>S>Si
D
铅蓄电池使用过程中两电极的质量均减小
电池发生了放电反应
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.玻璃的主要成分是硅酸盐,本身含有钠元素,灼烧时玻璃棒中的钠会产生黄色火焰,无法证明待测液中含有钠元素,A错误;
B.离子化合物在熔融状态下可电离出自由移动的离子从而导电,K2S熔融时能导电说明其为离子化合物,含有离子键,B正确;
C.比较非金属性需要依据最高价氧化物对应水化物的酸性强弱,盐酸不是Cl的最高价含氧酸,亚硫酸也不是S的最高价含氧酸,无法得出非金属性Cl>S>Si的结论,C错误;
D.铅蓄电池放电时,负极反应为,正极反应为,两电极均生成PbSO4,质量都增大,D错误;
故选B。
12. A、B、C、D为原子序数依次递增的短周期元素,最外层电子数均为奇数。只有B为金属元素,A的核外电子数等于C的最外层电子数,且二者位于不同周期,D的单质常温下为气体。下列说法正确的是
A. 中所有原子均满足8电子稳定结构
B. 简单离子的半径:B>C>D
C. B的最高价氧化物对应水化物一定是弱碱
D. 简单氢化物的还原性:C>D
【答案】D
【解析】
【分析】A、B、C、D为原子序数依次递增的短周期元素,最外层电子数均为奇数,说明位于ⅠA、ⅢA、ⅤA、ⅦA族,只有B为金属元素,A的核外电子数等于C的最外层电子数,且二者位于不同周期,则A为B,C为P,D的常温下为气体,则D为Cl,B为Na,以此解题;
【详解】A.为,B原子满足6电子稳定,A错误;
B.离子半径大小,电子层越大,半径越大,电子层相同,核电荷数越大,半径越小,则C>D>B,B错误;
C.B的最高价氧化物对应水化物为NaOH,NaOH为强碱,C错误;
D.非金属元素的氧化性越强,简单氢化物的还原性越弱,D正确;
故选D。
13. 含钛高炉渣富含、、、、、等氧化物,其用于提取金属钛的流程如下。已知:不溶于水、稀酸和碱溶液。
下列说法正确的是
A. “研磨、磁选”时除去高炉渣中的铁元素
B. “酸浸”和“碱浸”均应在高温下进行
C. 若将酸浸区域与碱浸区域互换顺序,最终得到的滤渣主要成分不相同
D. 若将酸浸区域与碱浸区域互换顺序,理论上氢氧化钠用量不变
【答案】A
【解析】
【分析】含钛高炉渣富含、、、、、等氧化物,经过研磨、磁选分离出,盐酸酸浸,、、溶解,得到各物质的盐溶液,TiO2、SiO2不溶解,滤渣1主要成分是TiO2、SiO2,滤渣再加氢氧化钠溶液碱浸,SiO2溶解,TiO2不溶,滤渣2主要成分是TiO2,提纯之后还原得到金属钛。
【详解】A.四氧化三铁具有磁性,可通过“研磨、磁选”方法除去铁元素,A正确;
B.“酸浸”和“碱浸”在室温下就可进行,无需高温,B错误;
C.先盐酸酸浸,、、溶解,TiO2、SiO2不溶解,滤渣再加NaOH溶液碱浸,SiO2溶解,TiO2不溶,最终得到的滤渣是TiO2;先加入NaOH溶液,和SiO2可溶解,再加入稀盐酸,、溶解,最终得到的滤渣为TiO2,故两者的滤渣成分相同,C错误;
D.先加入NaOH溶液,和SiO2均可溶解,NaOH用量增加,D错误;
故答案选A.
14. 下列可以证明已达平衡状态的是( )
①单位时间内生成n mol H2的同时生成n mol HI
②一个H—H键断裂的同时有两个H—I键断裂
③温度和体积一定时,混合气体密度不再变化
④v(H2)=v(I2)=0.5v
⑤c(HI): c(H2): c(I2)=2:1:1
⑥温度和体积一定时,某一生成物浓度不再变化
⑦温度和体积一定时,容器内压强不再变化
⑧温度和压强一定时,混合气体的平均相对分子质量不再变化
⑨温度和体积一定时,混合气体的颜色不再变化
A. ②③④⑤⑥ B. ②⑥⑦8⑨ C. ①②⑥④⑧ D. ②⑥⑨
【答案】D
【解析】
【详解】①单位时间内生成 n mol H2的同时生成 n mol HI,不符合对应的化学计量数比;②一个H一H键断裂的同时有两个H一I键断裂,表明正逆反应速率相等;③该反应是纯气体反应,气体的质量和容器的体积始终不变,所以温度和体积一定时混合气体的密度始终不变;④未指明正逆反应;⑤三种物质的浓度比等于相应的化学计量数比时不一定是平衡状态;⑥温度和体积一定时,某一生成物浓度不再变化,符合化学平衡的定义;⑦反应前后气体体积不变,故温度和体积一定时,容器内压强始终不变;⑧温度和压强一定时,反应前后气体的总质量和总物质的量始终不变,故混合气体的平均相对分子质量始终不变;⑨温度和体积一定时,混合气体的颜色不再变化,说明碘的浓度不再变化,可以作为达到平衡状态的标志;故②⑥⑨证明反应达到平衡状态。
答案选D。
15. 盐酸羟胺(NH3OHCl)是一种常见的还原剂和显像剂,其化学性质类似NH4Cl。工业上主要采用图1所示的方法制备。其电池装置中含Fe的催化电极反应机理如图2所示。不考虑溶液体积变化,下列说法正确的是
A. 电池工作时,Pt电极是正极
B. 图2中,A为H+和e-,B为NH3OH+
C. 电池工作时,每消耗2.24LNO(标准状况下),左室溶液质量增加3.3g
D. 电池工作一段时间后,正、负极区溶液的pH均下降
【答案】C
【解析】
【分析】由图可知,Pt电极上H2→,失去电子发生氧化反应,做负极,电极反应式:H2-2e-=2;含铁的催化电极为正极,其电极反应为:NO+3e-+4H++Cl-=NH3OHCl;
【详解】A.Fe电极NO→NH3OHCl,N元素化合价降低,做正极,Pt电极H2→,H元素化合价升高,做负极,故A错误;
B.根据题意可知,NH2OH具有类似NH3的弱碱性,可以和盐酸反应生成盐酸羟胺,所以缺少的一步为反应为:NH2OH+H+=NH3OH+,图2中,A为H+,B为,故B错误;
C.含铁的催化电极为正极,其电极反应为:NO+3e-+4H++Cl-=NH3OHCl,4个氢离子中有1个是左侧溶液中HCl提供的,3个是右侧溶液迁移过来的;标况下消耗2.24LNO的物质的量,则左室增加的质量为0.1molNO和0.3molH+的质量,即增加质量为3.3g,故C正确;
D.负极电极反应式:H2-2e-=2,正极电极反应为:NO+3e-+4H++Cl-=NH3OHCl,以转移6mol电子为例,负极生成的6mol氢离子通过氢离子交换膜进入正极,负极区H+浓度不变,pH不变,正极区消耗8mol氢离子,转移过来6mol氢离子,正极区H+浓度减小,pH增大,故D错误;
故选C。
二、非选择题:(本题共4题,共55分)
16. 食品添加剂中可能存在的部分短周期元素的最高正化合价或最低负化合价与原子序数的关系如图所示。已知:x为非金属元素,d元素的最外层电子数为内层电子数的3倍。
(1)x、e、d三种元素形成的常见化合物所含化学键类型为______。
(2)图中g元素所在元素周期表中的位置是______,f元素形成的最高价氧化物与NaOH溶液反应的离子方程式为______。元素h的气态氢化物的稳定性比元素g的气态氢化物的稳定性______(填“强”或“弱”)。
(3)d、e、f、g元素的简单离子半径由大到小的顺序为______(用化学式表示)。
(4)x和d组成的化合物中,既含有极性共价键又含有非极性共价键的是______(填化学式)。
【答案】(1)离子键、共价键
(2) ①. 第3周期ⅥA族 ②. Al2O3+2OH-+3H2O=2[Al(OH)4]- ③. 强
(3)S2->O2->Na+>Al3+
(4)H2O2
【解析】
【分析】x为非金属元素,最高正价为+1价,且原子序数最小,则x为H;d元素最低负价为-2价,最外层电子数为内层电子数的3倍,则d为O;g最高正价为+6价,则g为S;e、f原子序数位于O(d)和S(g)之间,e最高正价为+1价,则e为Na,f最高正价为+3价,则f为Al;h原子序数大于S(g),属于短周期元素,则h为Cl;综上所述,x、d、e、f、g、h分别为H、O、Na、Al、S、Cl;
【小问1详解】
H、Na、O 三种元素形成的常见化合物NaOH所含化学键类型为离子键、共价键;
【小问2详解】
S元素所在元素周期表中的位置是第3周期ⅥA族;Al元素形成的最高价氧化物Al2O3与NaOH溶液反应的离子方程式为Al2O3+2OH-+3H2O=2[Al(OH)4]-;非金属性:Cl>S,气态氢化物稳定性:HCl>H2S;
【小问3详解】
d、e、f、g分别为O、Na、Al、S,S2-有3个电子层,另外三种离子均有2个电子层,一般电子层数越多离子半径越大,电子层数相同时,核电荷数越大,离子半径越小,则它们的简单离子半径由大到小的顺序为S2->O2->Na+>Al3+;
【小问4详解】
H和O组成的化合物中,既含有极性共价键又含有非极性共价键的是H2O2。
17. 化学反应过程中伴随着能量变化,回答下列问题:
(1)汽车的安全气囊内叠氮化钠爆炸过程中的能量变化如图所示:
①叠氮化钠的爆炸属于___________(填“吸热”或“放热”)反应。
②是由一种单原子离子和一种多原子离子以1:1的比例构成的化合物。中存在的化学键类型是___________。
③若爆炸过程能量变化为,则生成的物质的量为___________。
研究氮的氧化物、碳的氧化物等大气污染物的处理有重要意义。
(2)汽车尾气中NO生成过程中的能量变化如图所示。
生成1 mol NO(g)___________(填“吸收”或“放出”)___________kJ的热量。
(3)汽车排气管内安装的催化转化器可使尾气的主要污染物(NO和CO)转化为无毒的大气循环物质。一定温度下,在恒容密闭容器中发生反应:2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)。下列能判断该反应达到化学平衡状态的是___________(填序号)。
A. 反应速率v(NO) = v(CO) B. 混合气体中NO的物质的量分数保持不变
C. 混合气体的密度不再改变 D. 混合气体的压强不再改变
(4)某温度时,在2 L的密闭容器中,X、Y、Z(均为气体)的物质的量随时间的变化曲线如图所示。请回答下列问题:
①由图中所给数据进行分析,该反应的化学方程式为___________。
②反应从开始至2 min,用Z的浓度变化表示的平均反应速率v(Z)=___________。
③2 min后反应达到平衡,容器内混合气体的密度比起始时___________。 (填“增大”“减小”或“不变”,下同);
④下列措施能加快反应速率的是___________(填序号,下同)。
A.恒压时充入He
B.恒容时充入He
C.恒容时充入X
D.及时分离出Z
E.升高温度
【答案】(1) ①. 放热 ②. 离子键、共价键 ③. 6
(2) ①. 吸收 ②. 90 (3)BD
(4) ①. 3X(g)+Y(g)2Z(g) ②. 0.05 mol/(L∙min) ③. 不变 ④. CE
【解析】
【17题详解】
①由题图可知,反应物的总能量高于生成物的总能量,所以叠氮化钠的爆炸属于放热反应;
②NaN3是由一种单原子离子和一种多原子离子以1:1的比例构成的化合物,其中含有的离子有Na+和,阴阳离子之间的化学键为离子键,中N与N之间的化学键为非极性共价键;
③根据图示可知,NaN3爆炸分解的热化学方程式为,由该反应及题图可知生成3 mol N2(g)时放出的热量为(a-b) kJ,若爆炸过程中能量变化为,则生成N2的物质的量为;
【18题详解】
汽车尾气中NO生成过程中的热反应方程式为N2(g) + O2(g) = 2NO(g),根据图示可知断裂1 mol N2(g)和1 mol O2(g)中的化学键要吸收的总能量为946 kJ + 498 kJ = 1444 kJ,形成2 mol NO(g)中的化学键要释放的能量2×632 kJ = 1264 kJ,则该反应的=1444 kJ 1264 kJ = 180 kJ > 0,该反应为吸热反应,要生成1 mol NO(g)需要吸收的能量90 kJ。
【19题详解】
A.对于反应2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)来说,NO和CO都是反应物,未指明反应速率的方向,反应速率v(NO) = v(CO)不能说明反应达到平衡状态,A不符合题意;
B.该反应是一个气体体积减小的反应,在恒容密闭容器中发生该反应,平衡时各气体的物质的量为定值,故混合气体中NO的物质的量分数保持不变是该反应达到平衡状态的特征标志,B符合题意;
C.该反应中所有物质都呈气态,反应过程中不论是否平衡混合气体的总质量始终不变,在恒容密闭容器中,体积不变,根据,则混合气体的密度也始终不变,故混合气体的密度不变不能说明反应达到平衡状态,C不符合题意;
D.该反应为气体分子数减小的反应,建立平衡的过程中气体分子的物质的量在改变,所以恒容密闭容器中混合气体的压强也在改变,故混合气体的压强不再改变能说明反应达到平衡状态,D符合题意;
故选BD.
【20题详解】
①从开始到2 min,X、Y物质的量分别减少1.0 mol0.7 mol = 0.3 mol、1.0 mol0.9 mol = 0.1 mol,X、Y为反应物,Z物质的量增大0.2 mol0 mol = 0.2 mol,Z为生成物,2 min后X、Y、Z物质的量不再变化说明达到平衡状态,根据化学反应中各物质的物质的量之比等于化学计量数之比,X、Y、Z的化学计量数之比为3∶1∶2,故该反应的化学方程式为3X(g) +Y(g)⇌2Z(g);
②反应从开始至2 min,用Z的浓度变化表示的平均反应速率v(Z) == 0.05 mol/(L∙min);
③该反应中X、Y、Z均为气体,混合气体的总质量始终不变,容器的容积2 L不变,根据,混合气体的密度始终不变;
④A.恒压时充入He,容器体积增大,各物质的物质的量浓度减小,反应速率减慢,A不符合题意;
B.恒容时充入He,容器体积不变,各物质物质的量浓度不变,反应速率不变,B不符合题意;
C.恒容时充入X,反应物X的浓度增大,反应速率加快,C符合题意;
D.及时分离出Z,生成物Z的浓度减小,逆反应速率减慢,但正反应速率不变,不属于加快反应速率的措施,D不符合题意;
E.升高温度,反应速率加快,E符合题意;
故选CE。
18. 电池在多个领域有着广泛的应用,主要包括新能源汽车、储能以及废水处理等。
(1)氢氧燃料电池被誉为氢能源汽车的心脏,某氢氧燃料电池的内部结构如图所示:
氢气从_______(填“a”或“b”)处通入,Y电极反应式为_______。
(2)锂电池用于平衡电网的电力供需,解决可再生能源发电的间歇性问题。一种锂电池的工作原理如图,该电池工作时Li+通过阳离子交换膜向_______(填“左”或“右”)移动,若每消耗14gLi,理论上标准状况下需要通入空气的体积为_______(空气中氧气的体积分数为20%)。
(3)某新型电池可以处理含CN-的碱性废水,同时还能淡化海水(主要成分为NaCl)。其工作原理如图所示:
a极的电极反应式为_______,电池工作一段时间后,右室溶液的pH_______(填“增大”“减小”或“不变”);交换膜Ⅱ为_______。电路中每转移0.4mole-正极区溶液质量变化_______g。
【答案】(1) ①. a ②. O2+4e-+4H+=2H2O
(2) ①. 右 ②. 56L
(3) ①. 2CN- -10e-+12OH-=N2↑+2+6H2O ②. 增大 ③. 阳离子交换膜 ④. 8.8
【解析】
【小问1详解】
由题干图示装置中电解质中H+的移动方向可知,X电极为负极,Y电极为正极,负极发生氧化反应,即H2从a处通入,b处通入O2,发生还原反应,电极反应为:O2+4e-+4H+=2H2O,故答案为:a;O2+4e-+4H+=2H2O;
【小问2详解】
由题干装置图可知甲电极即金属锂失去电子,发生氧化反应作负极,乙通入O2发生还原反应,作正极,原电池中电解质内阳离子移向正极,即该电池工作时Li+通过阳离子交换膜向右移动,若每消耗14gLi,则电路上通过的电子物质的量为:=2mol,理论上需要O2的物质的量为:=0.5mol,标准状况下需要通入空气的体积为:=56L,故答案为:右;56L;
【小问3详解】
由题干装置图可知,a极将CN-转化为N2和,则N和C的化合价均升高,发生氧化反应,电解质溶液为碱性溶液,故a极的电极反应式为:2CN- -10e-+12OH-=N2↑+2+6H2O,b极为正极,电极反应为:2H++2e-=H2↑,则电池工作一段时间后,右室溶液中H+浓度减小,则其pH增大;由上述分析可知,a为负极,b为正极,电解质溶液中阳离子移向b极,阴离子移向a极,结合该电池还有淡化海水的功能,即海水中的Na+通过交换膜Ⅱ进入右室,Cl-经交换膜I进入左室,故交换膜I为阴离子交换膜,Ⅱ为阳离子交换膜,电路中每转移0.4mole-,则有0.4molNa+进入正极区,同时产生0.2molH2,则正极区溶液质量变化0.4mol×233g/mol-0.2mol×2g/mol=8.8g,即增重8.8g,故答案为:2CN- -10e-+12OH-=N2↑+2+6H2O;增大;阳离子交换膜;8.8g。
19. 某实验小组设计如下实验装置模拟海水提溴,已知海水呈弱碱性。
实验步骤:
①按图组装实验装置,检查气密性。
②加装药品,开始实验,打开,关闭、,点燃C处的酒精灯,反应一段时间。
③熄灭C处酒精灯,关闭,打开、,从a、b两处分别通入热空气、至E中溶液颜色退去,停止通气。
④打开,关闭、,点燃C处的酒精灯,充分反应后,用四氯化碳从F的混合溶液中萃取溴,经一系列操作得到mg 。
(1)仪器A的名称______,装置D的作用______。
(2)苦卤酸化的目的______。
(3)步骤③中通发生反应的离子方程式为______。X溶液的作用______。
(4)由实验中涉及的反应可得出、、的还原性由强到弱的顺序为______。
(5)已知苦卤中溴含量为,则该实验中溴的回收率______%。(回收率)
【答案】(1) ①. 分液漏斗 ②. 除去HCl气体,平衡气压,观察速率(任答两条)
(2)减少原料气的消耗
(3) ①. ②. 吸收尾气、,防止污染环境
(4)
(5)
【解析】
【分析】C为制氯气的装置,B中的反应为,D中的饱和食盐水除去Cl2中的HCl,长颈漏斗用于平衡气压,E中Cl2可将氧化为Br2,,通入热空气可将生成的Br2吹出进入F中,b通入SO2可与Br2发生发反应,G装置盛放强碱溶液(如NaOH)用于吸收尾气。
【小问1详解】
①由图知,仪器A为分液漏斗,故答案为:分液漏斗;
②根据分析,装置D中饱和食盐水的作用为除去Cl2中的HCl,长颈漏斗的作用为平衡气压,装置D还可以观察Cl2的速率,故答案为:除去HCl气体,平衡气压,观察Cl2速率;
【小问2详解】
由于Cl2和生成的Br2都能和碱、水反应,酸化后,就能抑制Cl2、Br2和水的反应,,酸化增加H+浓度,从而抑制了反应的发生,节约了Cl2,得到更多的Br2,故答案为:减少原料气的消耗;
【小问3详解】
①根据分析,步骤③中通入SO2发生的离子方程式是,故答案为:;
②根据分析,G用于吸收尾气,未反应完全的Cl2、SO2均可用强碱吸收,故答案为:吸收尾气、,防止污染环境;
【小问4详解】
由离子方程式知,还原性,由离子方程式知,还原性,故答案为:;
【小问5详解】
苦卤中溴的质量,回收率=,故答案为:。
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