内容正文:
南昌市外国语学校2025—2026学年第二学期高一期中考试
化学试题
相对原子质量:O-16 Na-23 Al-27 S-32 Fe-56
一、单选题(共42分,每问3分)
1. 化学与科技、生产、生活等密切相关。下列叙述错误的是
A. 战斗机雷达罩中的玻璃纤维属于无机非金属材料
B. 燃煤中加入CaO,主要是为了减少酸雨的排放
C. 隐形战斗机的涂层含石墨烯,石墨烯和金刚石互为同位素
D. 华为公司自主研发的麒麟芯片是业界领先的手机芯片,其基本材料是单晶硅
2. 澄城果农用黄土台塬红壤配制苹果树营养液。红壤中含有及腐殖质胶体。下列分类正确的是
A. 是碱性氧化物,是两性氧化物
B. 能与水反应生成硅酸,属于酸性氧化物
C. 腐殖质胶体粒子直径小于1 nm
D. 红壤悬浊液静置后分层,属于溶液
3. “灌钢法”是我国古代劳动人民对钢铁冶炼技术的重大贡献,陶弘景在其《本草经集注》中提到“钢铁是杂炼生鍒作刀镰者”。“灌钢法”主要是将生铁和熟铁(含碳量约0.1%)混合加热,生铁熔化灌入熟铁,再锻打成钢。下列说法错误的是
A. 钢是以铁为主的含碳合金
B. 钢的含碳量越高,硬度和脆性越大
C. 生铁由于含碳量高,熔点比熟铁高
D. 冶炼铁的原料之一赤铁矿的主要成分为Fe2O3
4. 氮化钛(TiN,其中Ti呈+3价)是一种新型金属陶瓷材料,一种制取氮化钛的原理用化学方程式可表示为。设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 标准状况下,中所含电子数为
B. 常温常压下,等物质的量的和HCl的体积不相等
C. 该反应中,每生成2.4 mol HCl的同时被氧化的分子数为
D. 该反应中,每生成6 mol TiN的同时转移的电子数为
5. 下列图示装置和原理能达到实验目的的是
A.制取氨气
B.制取碳酸氢钠
C.喷泉实验
D.鉴别(g)和(g)
A. A B. B C. C D. D
6. 设NA为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是
A. 常温下,将2.7g铝片投入足量的浓硝酸中,铝失去的电子数为0.3NA
B. 加热条件下,含的浓硫酸与足量铜反应,生成 的分子数等于0.1NA
C. 工业合成氨的反应中,将 与 充分反应后得到的氨分子数小于2NA
D. 5.6gFe与足量的S隔绝空气加热充分反应,转移的电子数为0.3NA
7. 二氧化碳-甲烷重整是资源利用的重要研究方向,涉及的主要热化学方程式有:
①
②
③
已知在气态分子中,断开1 mol化学键变成气态原子时吸收的能量称为键能。H-H键能为a ,O-H键能为b ,C-H键能为c ,则(g)中C=O的键能(单位:)为
A. B. C. D.
8. 在2 L恒温、恒容密闭容器中投入一定量的A和B发生反应:,12 s时生成C的物质的量为0.8 mol(反应进程如图所示)。下列说法中正确的是
A. 2 s时,A的反应速率为
B. 12 s时容器内的压强为起始的倍
C. 化学计量数之比
D. 图中交点时A的消耗速率等于A的生成速率
9. 我国学者采用量子力学法研究了钯基作催化剂时,用CO(g)和H2(g)制备CH3OH(g)的机理,其中某段反应的相对能量与历程的关系如图所示,图中的TS1~TS5为过渡态,吸附在钯催化剂表面上的物质用*标注。下列说法正确的是
A. 钯基催化剂可以改变反应的活化能和反应热
B. 过程CO* + 4H* = CHO* + 3H*是该段反应历程中的决速步骤
C. 五种过渡态中,过渡态TS4对应的物质最稳定
D. 该段反应过程中,生成1 mol CH3OH(g)共吸收热量65.7 kJ
10. 将a mol 和3a mol 充入绝热的固定容积密闭容器中,发生合成氨反应。下列选项中说明反应已经达到平衡状态的是
①体系的温度不再改变 ②体系的压强不再改变;
③混合气体密度不再改变 ④混合气体的平均摩尔质量不再改变;
⑤和的浓度之比达到1:3 ⑥;
⑦; ⑧每有一个N≡N键断裂就有6个N-H键形成
A. ②④⑤⑥ B. ②④⑥⑧ C. ①②④⑥ D. ①②④⑦
11. 根据下列实验操作和现象所得到的结论正确的是
选项
实验操作和现象
现象解释
A
向两份3mL 10% H2O2溶液中分别滴加FeCl3溶液和CuSO4溶液,滴加FeCl3的试管中冒气泡的速率更快
催化效率:Fe3+>Cu2+
B
将稀硫酸酸化的NaClO溶液滴入Fe(NO3)2溶液中,溶液变为黄色
氧化性:HClO> Fe3+
C
向滴有酚酞的NaOH溶液中通入SO2,溶液红色褪去
SO2有漂白性
D
向装有BaCl2溶液的①②两个烧杯中通入足量的SO2,再分别通入Cl2和NH3, ①②两个烧杯中均产生白色沉淀
①中的白色沉淀为BaSO4, ②中的白色沉淀为BaSO3
A. A B. B C. C D. D
12. M、T、X、Y、Z、Q是原子序数依次增大的短周期主族元素,除M外其他元素均为同周期元素,M与Q形成的化合物能雕刻玻璃,这六种元素形成的一种化合物结构如图所示。下列说法正确的是
A. 该化合物中所有原子均满足8电子稳定结构
B. 最高价氧化物对应的水化物的酸性Q强于Y
C. Y与Z形成的化合物一定是无色的有毒气体
D. 简单氢化物的沸点:Z>X
13. 高炉炼铁过程中发生反应:,已知该反应在不同温度下的平衡常数如表,下列说法正确的是
温度/℃
1000
1150
1300
平衡常数
4.0
3.7
3.5
A.
B. 其他条件不变,向平衡体系充入气体,K值减小
C. 其他条件不变,升高温度,可以提高CO的平衡转化率
D. 1000℃时,在固定体积的密闭容器中,某时刻测得上述体系中,CO、的物质的量分别为0.5mol、1.8mol,此时反应向正反应方向进行
14. 含锌废水处理后的中和渣主要含有、,还含有少量和等。利用中和渣回收元素的流程如下图所示。
已知:一定条件下,和形成氢氧化物沉淀的范围如下表所示:
氢氧化物
开始沉淀
5.3
8.9
沉淀完全
8.2
10.9
下列说法不正确的是
A. 酸浸液中的金属离子主要是和,还含有少量和
B. 除的方法是:将转化为沉淀除去,可以加入消耗,使增大
C. 加入锌粉除发生的反应为
D. 沉时需要控制在5.3至10.9之间
二、解答题(共58分,除标注外每空两分)
15. 化学反应速率和限度与生产,生活密切相关
(1)某学生为了探究锌与盐酸反应过程中的速率变化,在400 mL稀盐酸中加入足量的锌粉,用排水集气法收集反应放出的氢气,实验记录如下(累计值);
时间/min
1
2
3
4
5
氢气体积(标准状况)/mL
100
240
464
576
620
①哪一时间段反应速率最大__________min(填“0~1”“1~2”“2~3”“3~4”或“4~5”),从影响化学反应速率的因素考虑和描述,其原因是__________。
②设溶液体积不变,求①所示时间段内以盐酸的浓度变化来表示的该反应速率为__________。
(2)另一学生为控制反应速率防止反应过快难以测量氢气体积,他事先在盐酸中加入等体积的下列溶液以减慢反应速率,你认为可行的是__________(填字母)。
A. 蒸馏水 B. 溶液 C. KCl溶液 D. 溶液
(3)某温度下在密闭容器中,、、三种气态物质的物质的量随时间变化曲线如图。
①该反应的化学方程式是__________。
②该反应达到平衡状态的标志是__________(填字母)。
A.的体积分数在混合气体中保持不变
B.、的反应速率比为3∶1
C.容器内气体的总质量保持不变
D.容器内气体压强保持不变
E.生成的同时消耗
③2 min内X的转化率为__________。
16. I.汽车尾气中含有、等有害气体,某新型催化剂能促使、转化为两种无毒气体。时,将和充入容积为的密闭容器中,模拟汽车尾气转化,容器中的物质的量随时间变化如图所示。
(1)、转化为两种无毒气体的化学方程式是___________。
(2)反应开始至。
(3)下列说法正确的是___________。
a.新型催化剂可以加快、的转化
b.该反应进行到时达到化学平衡状态
c.平衡时的浓度是
II.一定温度下,向一容积为的恒容密闭容器中充入和,发生反应:。经后达到平衡,当反应达到平衡时,容器内压强变为起始时的0.7倍。请回答下列问题:
(4)判断该反应达到平衡状态的标志是___________(填字母)。
a.三者的浓度之比为
b.容器内气体的压强不变
c.容器内混合气体的密度保持不变
d.的物质的量不再变化
e.的生成速率和的生成速率相等
(5)反应平衡常数表达式为___________。
(6)的转化率为___________,达到平衡时反应放出的热量为___________。
17. 某铬铁(Ⅱ)矿主要成分为,还含有等杂质,采用次氯酸钠法处理矿石并制备的工艺流程如图。已知“氧化浸出”时铁以最高价氧化物的形式存在。
(1)铁元素在周期表中的位置是_________________。
(2)“氧化浸出”时,为了加快反应速率,可采取的措施有_____________(答两条)。
(3)“氧化浸出”时,发生的化学方程式为_______________。
(4)滤渣的主要成分是__________________。
(5)“沉铝”时,铝元素发生的离子方程式为___________________。
(6)“混合”时,如何进行具体的实验操作?_____________(填字母)。
A、将浓硫酸沿器壁慢慢倒入溶液中,边加边搅拌
B、将溶液沿器壁慢慢倒入浓硫酸中,边加边搅拌
C、将溶液和浓硫酸同时倒入容器中,搅拌均匀
(7)该工艺的某一副产物还可以用来制备硫酸亚铁晶体。硫酸亚铁晶体的溶解度如表所示,由硫酸亚铁溶液制备绿矾的“操作”包括真空加热浓缩、________、过滤、洗涤、干燥。
温度/℃
0
10
30
50
56.7
60
64
70
80
90
溶解度/g
14.0
17.0
25.0
33.0
35.2
35.3
35.6
33.0
30.5
27
析出晶体
18. 硫代硫酸钠晶体()是精细化工重要原料,其常温下为无色透明晶体,易溶于水,难溶于乙醇,熔点为 48.5℃,在中性或弱碱性介质中性质稳定。某小组模拟工业流程制备该晶体并测定产品纯度,实验装置如图所示。请回答下列问题:
(1)仪器 a 的名称为_______,实验室不宜使用 98%浓硫酸或稀硫酸制备,原因分别是:_______。
(2)装置 B 的作用是防止倒吸(作安全瓶),同时可除去中混有的硫酸酸雾,其中适宜盛放的试剂为 (填标号)。
A. 饱和溶液 B. 饱和溶液 C. 浓硫酸 D. 溶液
(3)装置 C 中制备硫代硫酸钠的化学方程式为_______。
(4)反应过程中,若过量导致溶液呈酸性,硫代硫酸钠会发生反应生成单质硫,使产品发黄,写出该反应的离子方程式:_______。
(5)反应结束后,装置 C 中得到的溶液需经过以下步骤得到晶体:_______、_______、过滤、洗涤、干燥。
(6)利用这种方法制得的产品中常含有亚硫酸钠和硫酸钠等杂质,请设计实验检验硫酸钠的存在_______。
(7)产品纯度测定。称取 10.0 g 产品配制成 100 mL 硫代硫酸钠溶液,移取 25.00 mL 0.10 mol/L 标准溶液(已酸化)于锥形瓶中,加入过量溶液,发生反应:;待反应完全后,滴加淀粉溶液作为指示剂,用上述硫代硫酸钠样品溶液滴定至终点,发生反应:。平行测定三次,平均消耗硫代硫酸钠样品溶液的体积为 25.00 mL。该样品中的质量分数为_______。
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南昌市外国语学校2025—2026学年第二学期高一期中考试
化学试题
相对原子质量:O-16 Na-23 Al-27 S-32 Fe-56
一、单选题(共42分,每问3分)
1. 化学与科技、生产、生活等密切相关。下列叙述错误的是
A. 战斗机雷达罩中的玻璃纤维属于无机非金属材料
B. 燃煤中加入CaO,主要是为了减少酸雨的排放
C. 隐形战斗机的涂层含石墨烯,石墨烯和金刚石互为同位素
D. 华为公司自主研发的麒麟芯片是业界领先的手机芯片,其基本材料是单晶硅
【答案】C
【解析】
【详解】A.玻璃纤维主要成分为硅酸盐类无机物,属于无机非金属材料,A正确;
B.燃煤中加入可与燃烧生成的反应,最终转化为,减少排放,从而减少酸雨形成,B正确;
C.同位素是指质子数相同、中子数不同的核素,石墨烯和金刚石是碳元素形成的不同单质,二者互为同素异形体,而非同位素,C错误;
D.单晶硅是良好的半导体材料,是制作芯片的基本原料,D正确;
故选C。
2. 澄城果农用黄土台塬红壤配制苹果树营养液。红壤中含有及腐殖质胶体。下列分类正确的是
A. 是碱性氧化物,是两性氧化物
B. 能与水反应生成硅酸,属于酸性氧化物
C. 腐殖质胶体粒子直径小于1 nm
D. 红壤悬浊液静置后分层,属于溶液
【答案】A
【解析】
【详解】A.Fe2O3能与酸反应生成盐和水,属于碱性氧化物;Al2O3既能与酸反应又能与碱反应,属于两性氧化物,A正确;
B.SiO2属于酸性氧化物,但不能与水反应生成硅酸(因其不溶于水),B错误;
C.胶体粒子直径范围为1~100 nm,腐殖质胶体粒子直径不小于1 nm,C错误;
D.红壤悬浊液含不溶固体颗粒,静置后分层,属于悬浊液而非溶液,D错误;
故选A。
3. “灌钢法”是我国古代劳动人民对钢铁冶炼技术的重大贡献,陶弘景在其《本草经集注》中提到“钢铁是杂炼生鍒作刀镰者”。“灌钢法”主要是将生铁和熟铁(含碳量约0.1%)混合加热,生铁熔化灌入熟铁,再锻打成钢。下列说法错误的是
A. 钢是以铁为主的含碳合金
B. 钢的含碳量越高,硬度和脆性越大
C. 生铁由于含碳量高,熔点比熟铁高
D. 冶炼铁的原料之一赤铁矿的主要成分为Fe2O3
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A.钢是含碳量低的铁合金,故A正确;
B.钢的硬度和脆性与含碳量有关,随着含碳量的增大而增大,故B正确;
C.由题意可知,生铁熔化灌入熟铁,再锻打成钢,说明生铁的熔点低于熟铁,故C错误;
D.赤铁矿的主要成分是Fe2O3,可用于冶炼铁,故D正确;
故选C。
4. 氮化钛(TiN,其中Ti呈+3价)是一种新型金属陶瓷材料,一种制取氮化钛的原理用化学方程式可表示为。设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 标准状况下,中所含电子数为
B. 常温常压下,等物质的量的和HCl的体积不相等
C. 该反应中,每生成2.4 mol HCl的同时被氧化的分子数为
D. 该反应中,每生成6 mol TiN的同时转移的电子数为
【答案】C
【解析】
【详解】A.标准状况下,224 mL N2的物质的量为0.01 mol,N2分子含14个电子,故电子总数为0.01 mol × 14 × NA mol-1= 0.14 NA,故A错误;
B.根据阿伏加德罗定律,常温常压下,等物质的量的气体体积相等,故B错误;
C.根据反应方程式,生成24 mol HCl时,对应生成1 mol N2,2 mol NH3被氧化。生成2.4 mol HCl时,被氧化的NH3为0.2 mol,分子数为0.2 NA,故C正确;
D.Ti从+4价降至+3价生成TiN,每个Ti得1个电子,生成6 mol TiN时,转移6 mol电子,转移电子数为6 NA,故D错误;
选C。
5. 下列图示装置和原理能达到实验目的的是
A.制取氨气
B.制取碳酸氢钠
C.喷泉实验
D.鉴别(g)和(g)
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.氯化铵受热分解生成和,两种气体在试管口遇冷会重新化合生成氯化铵,无法得到氨气,A错误;
B.制取碳酸氢钠时,需要伸入饱和氨盐水溶液中才能反应,图中进气导管未插入液面下(应长进短出),无法反应,B错误;
C.喷泉实验需要气体易溶于水或与溶液反应形成足够压强差,一氧化氮难溶于水,也不能和水反应,无法形成喷泉,C错误;
D.与水反应,,最终得到无色溶液,而溶于水得到橙黄色的溴水,现象不同,可以鉴别两种气体,D正确;
故答案选D。
6. 设NA为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是
A. 常温下,将2.7g铝片投入足量的浓硝酸中,铝失去的电子数为0.3NA
B. 加热条件下,含的浓硫酸与足量铜反应,生成 的分子数等于0.1NA
C. 工业合成氨的反应中,将 与 充分反应后得到的氨分子数小于2NA
D. 5.6gFe与足量的S隔绝空气加热充分反应,转移的电子数为0.3NA
【答案】C
【解析】
【详解】A.常温下铝遇浓硝酸发生钝化,仅表面极少量铝参与反应,因此铝失去的电子数远小于,A错误;
B.加热条件下铜仅能与浓硫酸反应,随着反应进行浓硫酸逐渐变稀,稀硫酸与铜不反应,不能完全参与反应,生成的分子数小于,B错误;
C.工业合成氨是可逆反应,反应物不能完全转化为生成物,与充分反应生成的物质的量小于,氨分子数小于,C正确;
D.Fe与S隔绝空气加热反应生成FeS,Fe元素变为+2价,的物质的量为,充分反应转移电子数为,D错误;
故选 C。
7. 二氧化碳-甲烷重整是资源利用的重要研究方向,涉及的主要热化学方程式有:
①
②
③
已知在气态分子中,断开1 mol化学键变成气态原子时吸收的能量称为键能。H-H键能为a ,O-H键能为b ,C-H键能为c ,则(g)中C=O的键能(单位:)为
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】首先根据盖斯定律,由反应①+②-③可得目标反应:,计算得。设中碳氧键键能为,中C=O键能为,根据反应物总键能生成物总键能,对上述目标反应列式:,解得。再对反应①列式:,将代入化简,最终得,对应选项A。
8. 在2 L恒温、恒容密闭容器中投入一定量的A和B发生反应:,12 s时生成C的物质的量为0.8 mol(反应进程如图所示)。下列说法中正确的是
A. 2 s时,A的反应速率为
B. 12 s时容器内的压强为起始的倍
C. 化学计量数之比
D. 图中交点时A的消耗速率等于A的生成速率
【答案】B
【解析】
【详解】A.题目说的是时的速率,属于瞬时速率;题干中的计算为是0~2 s内的平均反应速率,不是2 s时的瞬时速率,A错误;
B.恒温恒容下,压强之比等于总物质的量之比: 起始总物质的量, 12 s总物质的量, ,B正确;
C.12 s时生成C的物质的量为0.8 mol,物质的量变化量为0.8 mol,初始时B的物质的量浓度是,,12 s时B的物质的量浓度为,,物质的量变化量为0.4 mol,由方程式计量系数之比等于物质的量改变量之比可知:b:c=0.4:0.8,推导得 ,C错误;
D.交点后A的浓度仍在减小,说明反应未达到平衡,仍向正方向进行,因此A的消耗速率大于A的生成速率,D错误;
故选B。
9. 我国学者采用量子力学法研究了钯基作催化剂时,用CO(g)和H2(g)制备CH3OH(g)的机理,其中某段反应的相对能量与历程的关系如图所示,图中的TS1~TS5为过渡态,吸附在钯催化剂表面上的物质用*标注。下列说法正确的是
A. 钯基催化剂可以改变反应的活化能和反应热
B. 过程CO* + 4H* = CHO* + 3H*是该段反应历程中的决速步骤
C. 五种过渡态中,过渡态TS4对应的物质最稳定
D. 该段反应过程中,生成1 mol CH3OH(g)共吸收热量65.7 kJ
【答案】B
【解析】
【详解】A.催化剂只能改变反应的活化能,加快/减慢反应速率,但不能改变反应的反应热(焓变),反应热只与反应物和生成物的总能量差有关,催化剂不改变反应物、生成物的总能量,A错误;
B.反应的决速步骤由活化能最大、反应速率最慢的步骤决定,活化能=过渡态能量−该步骤反应物的能量: 该步的活化能为 ,是所有步骤中活化能最大的一步,因此该步是该段历程的决速步骤,B正确;
C.能量越低,物质越稳定。五种过渡态中,的相对能量()最低,因此对应的物质最稳定,C错误;
D.起始反应物的相对能量为0,生成物的相对能量为,生成甲醇是放热反应,D错误;
故选B。
10. 将a mol 和3a mol 充入绝热的固定容积密闭容器中,发生合成氨反应。下列选项中说明反应已经达到平衡状态的是
①体系的温度不再改变 ②体系的压强不再改变;
③混合气体密度不再改变 ④混合气体的平均摩尔质量不再改变;
⑤和的浓度之比达到1:3 ⑥;
⑦; ⑧每有一个N≡N键断裂就有6个N-H键形成
A. ②④⑤⑥ B. ②④⑥⑧ C. ①②④⑥ D. ①②④⑦
【答案】D
【解析】
【详解】该反应为放热反应,绝热容器中体系温度随反应进行升高,温度不再改变说明正逆反应速率相等,反应达到平衡,①正确;
反应前后气体分子数减小,固定容积下体系压强随反应进行减小,压强不再改变说明反应达到平衡,②正确;
混合气体总质量不变,容器容积不变,混合气体密度始终不变,密度不再改变不能说明反应达到平衡,③错误;
混合气体总质量不变,总物质的量随反应进行减小,平均摩尔质量随反应进行增大,平均摩尔质量不再改变说明反应达到平衡,④正确;
初始充入和的物质的量之比为1:3,反应中二者消耗浓度比也为1:3,任意时刻二者浓度比始终为1:3,浓度之比达到1:3不能说明反应达到平衡,⑤错误;
平衡时正逆反应速率之比等于化学计量数之比,应为,不满足计量数关系,说明反应没有达到平衡,⑥错误;
满足正逆反应速率与化学计量数的比例关系,说明正逆反应速率相等,反应达到平衡,⑦正确;
每有一个N≡N键断裂就有6个N-H键形成均表示正反应速率,不能说明反应达到平衡状态,⑧错误;
①②④⑦均能说明反应达到平衡状态, 故选 D。
11. 根据下列实验操作和现象所得到的结论正确的是
选项
实验操作和现象
现象解释
A
向两份3mL 10% H2O2溶液中分别滴加FeCl3溶液和CuSO4溶液,滴加FeCl3的试管中冒气泡的速率更快
催化效率:Fe3+>Cu2+
B
将稀硫酸酸化的NaClO溶液滴入Fe(NO3)2溶液中,溶液变为黄色
氧化性:HClO> Fe3+
C
向滴有酚酞的NaOH溶液中通入SO2,溶液红色褪去
SO2有漂白性
D
向装有BaCl2溶液的①②两个烧杯中通入足量的SO2,再分别通入Cl2和NH3, ①②两个烧杯中均产生白色沉淀
①中的白色沉淀为BaSO4, ②中的白色沉淀为BaSO3
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.两组实验除阳离子不同外,阴离子分别为和,阴离子种类也可能影响反应速率,变量不唯一,无法证明催化效率大于,A错误;
B.酸化后溶液中同时存在和,也可将氧化为,无法证明是氧化了,不能比较和的氧化性,B错误;
C.是酸性氧化物,可与发生反应降低溶液碱性使酚酞褪色,并非的漂白性导致,C错误;
D.通入时,将氧化为,生成沉淀;通入时溶液碱性增强,转化为,生成沉淀,D正确;
故答案选D。
12. M、T、X、Y、Z、Q是原子序数依次增大的短周期主族元素,除M外其他元素均为同周期元素,M与Q形成的化合物能雕刻玻璃,这六种元素形成的一种化合物结构如图所示。下列说法正确的是
A. 该化合物中所有原子均满足8电子稳定结构
B. 最高价氧化物对应的水化物的酸性Q强于Y
C. Y与Z形成的化合物一定是无色的有毒气体
D. 简单氢化物的沸点:Z>X
【答案】D
【解析】
【分析】M、T、X、Y、Z、Q是原子序数依次增大的短周期主族元素,除M外其他元素均为同周期元素,M与Q形成的化合物能雕刻玻璃,HF常用于雕刻玻璃,则M为H,Q为F,由结构图可知,X能形成4个共价键,则X为C,Y能形成3个共价键,则Y为N,Z的原子序数大于N小于F,则Z为O,T得1个电子后能与F形成4个共价键,则T为B,综上,M、T、X、Y、Z、Q分别为H、B、C、N、O、F六种元素,据此分析。
【详解】A.由分析知,该化合物中有氢元素,H满足2电子稳定结构,不能满足8电子稳定结构,A错误;
B.由分析知,Q为F,F没有最高价氧化物对应水化物,B错误;
C.氮和氧可以形成、等化合物,是红棕色有毒气体,C错误;
D.Z、X的简单氢化物分别为、,存在分子间氢键,氢键作用力强,故沸点:>,D正确;
故选D。
13. 高炉炼铁过程中发生反应:,已知该反应在不同温度下的平衡常数如表,下列说法正确的是
温度/℃
1000
1150
1300
平衡常数
4.0
3.7
3.5
A.
B. 其他条件不变,向平衡体系充入气体,K值减小
C. 其他条件不变,升高温度,可以提高CO的平衡转化率
D. 1000℃时,在固定体积的密闭容器中,某时刻测得上述体系中,CO、的物质的量分别为0.5mol、1.8mol,此时反应向正反应方向进行
【答案】D
【解析】
【详解】A.依据表中数据分析,平衡常数随温度升高减小,平衡逆向进行,逆向是吸热反应,正反应是放热反应,△H<0,故A错误;
B.向平衡体系充入CO2气体,温度不变,则平衡常数K值不变,故B错误;
C.正反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,CO的转化率减小,故C错误;
D.反应的平衡常数K=,1000℃时平衡常数K=4,某时刻测得上述体系中,CO、CO2的物质的量分别为0.5mol、1.8mol,设容器容积为V,则Qc===3.6<4,此时反应向正反应方向进行,故D正确;
答案选D。
14. 含锌废水处理后的中和渣主要含有、,还含有少量和等。利用中和渣回收元素的流程如下图所示。
已知:一定条件下,和形成氢氧化物沉淀的范围如下表所示:
氢氧化物
开始沉淀
5.3
8.9
沉淀完全
8.2
10.9
下列说法不正确的是
A. 酸浸液中的金属离子主要是和,还含有少量和
B. 除的方法是:将转化为沉淀除去,可以加入消耗,使增大
C. 加入锌粉除发生的反应为
D. 沉时需要控制在5.3至10.9之间
【答案】D
【解析】
【详解】A.中和渣主要含有、,还含有少量和,与酸反应生成相应的金属离子,因此酸浸液中的金属离子主要是和,还含有少量和,A正确;
B.在pH较低的时候即可完全沉淀(通常pH>3.2已沉淀完全),由表可知,在pH=5.3才开始沉淀,因此可以加入消耗,使增大,使沉淀完全,B正确。
C.锌的还原性强于镉,锌粉可将置换为单质除去:,C正确;
D.由表可知,在pH=5.3才开始沉淀,pH=8.2沉淀完全,在pH=8.9开始沉淀,因此沉时需要控制在8.2至8.9之间,D错误;
故答案为:D
二、解答题(共58分,除标注外每空两分)
15. 化学反应速率和限度与生产,生活密切相关
(1)某学生为了探究锌与盐酸反应过程中的速率变化,在400 mL稀盐酸中加入足量的锌粉,用排水集气法收集反应放出的氢气,实验记录如下(累计值);
时间/min
1
2
3
4
5
氢气体积(标准状况)/mL
100
240
464
576
620
①哪一时间段反应速率最大__________min(填“0~1”“1~2”“2~3”“3~4”或“4~5”),从影响化学反应速率的因素考虑和描述,其原因是__________。
②设溶液体积不变,求①所示时间段内以盐酸的浓度变化来表示的该反应速率为__________。
(2)另一学生为控制反应速率防止反应过快难以测量氢气体积,他事先在盐酸中加入等体积的下列溶液以减慢反应速率,你认为可行的是__________(填字母)。
A. 蒸馏水 B. 溶液 C. KCl溶液 D. 溶液
(3)某温度下在密闭容器中,、、三种气态物质的物质的量随时间变化曲线如图。
①该反应的化学方程式是__________。
②该反应达到平衡状态的标志是__________(填字母)。
A.的体积分数在混合气体中保持不变
B.、的反应速率比为3∶1
C.容器内气体的总质量保持不变
D.容器内气体压强保持不变
E.生成的同时消耗
③2 min内X的转化率为__________。
【答案】(1) ①. 2~3 ②. 锌与盐酸反应放热,温度升高加快了反应速率 ③. (2)AC
(3) ①. ②. AD ③. 30%
【解析】
【小问1详解】
①相同条件下,反应速率越大,相同时间内收集的气体越多;由表中数据可知,反应速率最大的时间段是2~3 min;从影响化学反应速率的因素考虑和描述,其原因是锌与盐酸反应放热,温度升高加快了反应速率;
②①所示时间段内即2~3 min内,,,根据氢气和HCl关系式得消耗的,。
【小问2详解】
A.加入蒸馏水,氢离子浓度减小,反应速率降低,故A可行;
B.加入溶液,相当于含有硝酸,硝酸和Zn反应生成NO而不是氢气,故B不可行;
C.加入KCl溶液,氢离子浓度降低,反应速率降低,故C可行;
D.加入溶液,锌置换出铜,可形成原电池反应,加快反应速率,故D不可行;
故答案为:AC。
【小问3详解】
①根据图知,随着反应进行,X、Y的物质的量减少而Z的物质的量增加,则X和Y是反应物而Z是生成物,反应达到平衡时,、、,同一可逆反应中同一段时间内参加反应的各物质的物质的量变化量之比等于其计算之比,X、Y、Z的计量数之比=,该反应的化学方程式是;
②A.Y的体积分数在混合气体中保持不变,说明各物质的量不变,反应达到平衡状态,故A正确;
B.X、Y的反应速率比为3:1时,如果反应速率都是指同一方向的反应速率,则该反应不一定达到平衡状态,故B错误;
C.容器内气体的总质量始终保持不变,不以作为判断平衡的依据,故C错误;
D.反应前后气体压强减小,当容器内气体压强保持不变时,各物质的物质的量不变,反应达到平衡状态,故D正确;
E.生成 1 mol Y 的同时消耗 2 mol Z,均为逆速率,故E错误;
故答案为:AD;
③2 min内X的转化率为。
16. I.汽车尾气中含有、等有害气体,某新型催化剂能促使、转化为两种无毒气体。时,将和充入容积为的密闭容器中,模拟汽车尾气转化,容器中的物质的量随时间变化如图所示。
(1)、转化为两种无毒气体的化学方程式是___________。
(2)反应开始至。
(3)下列说法正确的是___________。
a.新型催化剂可以加快、的转化
b.该反应进行到时达到化学平衡状态
c.平衡时的浓度是
II.一定温度下,向一容积为的恒容密闭容器中充入和,发生反应:。经后达到平衡,当反应达到平衡时,容器内压强变为起始时的0.7倍。请回答下列问题:
(4)判断该反应达到平衡状态的标志是___________(填字母)。
a.三者的浓度之比为
b.容器内气体的压强不变
c.容器内混合气体的密度保持不变
d.的物质的量不再变化
e.的生成速率和的生成速率相等
(5)反应平衡常数表达式为___________。
(6)的转化率为___________,达到平衡时反应放出的热量为___________。
【答案】(1)2CO+2NON2+2CO2
(2)0.02 (3)ab
(4)bde (5)
(6) ①. 90% ②. 35.28kJ
【解析】
【小问1详解】
将NO、CO转化为2种无毒气体是氮气和二氧化碳,反应的化学方程式是2CO+2NON2+2CO2;
【小问2详解】
由图可知,反应开始至10min时NO减少0.8mol-0.4mol=0.4mol,则反应开始至10min,v(NO)==0.02mol/(L⋅min);
【小问3详解】
a.催化剂不影响平衡移动,可加快反应速率,则加快反应物的转化,故a正确;
b.该反应进行到10min时,物质的量不再发生变化,达到平衡状态,故b正确;
c.由反应2CO+2NON2+2CO2可知转化的CO及平衡时CO的物质的量均与NO相同,浓度均为,故c错误;故答案为:ab;
【小问4详解】
a.SO2、O2、SO3三者的浓度之比为2:1:2的状态,可能不符合Qc=K的结论,也可能符合,这不是平衡的标志,故a错误;
b.反应是气体体积减小的反应,随着反应进行,容器内气体的压强变小,当容器内气体的压强不变,说明反应达到了平衡,故b正确;
c.根据质量守恒,混合气体的质量始终不变,容器体积不变,则气体的密度始终不变,当气体的密度不再改变,不能说明反应已达到平衡状态,故c错误;
d.SO3的物质的量不再变化即浓度不再变化是平衡的特征,故d正确;
e.SO2的生成速率和SO3的生成速率相等,说明正逆反应速率相等,达到了平衡,故e正确;故选bde;
【小问5详解】
平衡常数表达式是生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值,反应平衡常数表达式为;
【小问6详解】
由题意列三段式:,当反应达到平衡时,容器内压强变为起始时的0.7倍,恒温恒容下,气体的物质的量与压强成正比,则,解得x=0.18,的转化率为
,每反应1mol氧气放出196kJ能量,达到平衡时反应0.18mol氧气,则反应放出的热量为(0.18×196)kJ=35.28kJ。
17. 某铬铁(Ⅱ)矿主要成分为,还含有等杂质,采用次氯酸钠法处理矿石并制备的工艺流程如图。已知“氧化浸出”时铁以最高价氧化物的形式存在。
(1)铁元素在周期表中的位置是_________________。
(2)“氧化浸出”时,为了加快反应速率,可采取的措施有_____________(答两条)。
(3)“氧化浸出”时,发生的化学方程式为_______________。
(4)滤渣的主要成分是__________________。
(5)“沉铝”时,铝元素发生的离子方程式为___________________。
(6)“混合”时,如何进行具体的实验操作?_____________(填字母)。
A、将浓硫酸沿器壁慢慢倒入溶液中,边加边搅拌
B、将溶液沿器壁慢慢倒入浓硫酸中,边加边搅拌
C、将溶液和浓硫酸同时倒入容器中,搅拌均匀
(7)该工艺的某一副产物还可以用来制备硫酸亚铁晶体。硫酸亚铁晶体的溶解度如表所示,由硫酸亚铁溶液制备绿矾的“操作”包括真空加热浓缩、________、过滤、洗涤、干燥。
温度/℃
0
10
30
50
56.7
60
64
70
80
90
溶解度/g
14.0
17.0
25.0
33.0
35.2
35.3
35.6
33.0
30.5
27
析出晶体
【答案】(1)第四周期第Ⅷ族
(2)增大浓度、搅拌、升温、粉碎铬铁矿
(3)
(4)、
(5)
(6)A (7)低于冷却结晶
【解析】
【分析】铬铁矿主要成分为Fe(CrO2)2,还含有Fe2O3、MgO、Al2O3等杂质,加入NaClO、NaOH“氧化浸出”经过滤得到含MgO和Fe2O3的滤渣,含Na2CrO4、Na[Al(OH)4]、NaCl等的滤液,滤液中通入过量CO2“沉铝”得到Al(OH)3、化合物Ⅰ和Na2Cr2O7溶液,Na2Cr2O7溶液与浓硫酸混合得到NaHSO4和CrO3。
【小问1详解】
铁在元素周期表中位于第四周期第Ⅷ族;
【小问2详解】
“氧化浸出”时,为了加快反应速率,可采取的措施有增大NaClO浓度(增大反应物浓度,加快反应速率)、搅拌(增大接触面积,加快反应速率)、升温(升高温度、加快反应速率)、粉碎铬铁矿(增大接触面积,加快反应速率);
【小问3详解】
Fe(CrO2)2中Fe、Cr的化合价依次为+2、+3价,“氧化浸出”时Fe以最高价氧化物的形式存在,则Fe(CrO2)2被NaClO氧化成Fe2O3、Na2CrO4,NaClO被还原成NaCl,根据得失电子守恒、原子守恒,反应的化学方程式为2Fe(CrO2)2+7NaClO+8NaOH=Fe2O3+4Na2CrO4+7NaCl+4H2O;
【小问4详解】
根据分析,滤渣的主要成分为MgO、Fe2O3;
【小问5详解】
“沉铝”时,[Al(OH)4]-转化成Al(OH)3沉淀,反应的离子方程式为[Al(OH)4]-+CO2=Al(OH)3↓+;
【小问6详解】
浓硫酸的密度大,且浓硫酸溶于水放出大量的热,故“混合”时将浓硫酸沿器壁慢慢倒入Na2Cr2O7溶液中,边加边搅拌,选A;
【小问7详解】
由表中数据知,温度低于50℃时才会析出FeSO4∙7H2O,故由硫酸亚铁溶液制备绿矾(FeSO4∙7H2O)的“操作”包括真空加热浓缩、低于冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。
18. 硫代硫酸钠晶体()是精细化工重要原料,其常温下为无色透明晶体,易溶于水,难溶于乙醇,熔点为 48.5℃,在中性或弱碱性介质中性质稳定。某小组模拟工业流程制备该晶体并测定产品纯度,实验装置如图所示。请回答下列问题:
(1)仪器 a 的名称为_______,实验室不宜使用 98%浓硫酸或稀硫酸制备,原因分别是:_______。
(2)装置 B 的作用是防止倒吸(作安全瓶),同时可除去中混有的硫酸酸雾,其中适宜盛放的试剂为 (填标号)。
A. 饱和溶液 B. 饱和溶液 C. 浓硫酸 D. 溶液
(3)装置 C 中制备硫代硫酸钠的化学方程式为_______。
(4)反应过程中,若过量导致溶液呈酸性,硫代硫酸钠会发生反应生成单质硫,使产品发黄,写出该反应的离子方程式:_______。
(5)反应结束后,装置 C 中得到的溶液需经过以下步骤得到晶体:_______、_______、过滤、洗涤、干燥。
(6)利用这种方法制得的产品中常含有亚硫酸钠和硫酸钠等杂质,请设计实验检验硫酸钠的存在_______。
(7)产品纯度测定。称取 10.0 g 产品配制成 100 mL 硫代硫酸钠溶液,移取 25.00 mL 0.10 mol/L 标准溶液(已酸化)于锥形瓶中,加入过量溶液,发生反应:;待反应完全后,滴加淀粉溶液作为指示剂,用上述硫代硫酸钠样品溶液滴定至终点,发生反应:。平行测定三次,平均消耗硫代硫酸钠样品溶液的体积为 25.00 mL。该样品中的质量分数为_______。
【答案】(1) ①. 恒压滴液漏斗 ②. 98 % 浓硫酸中氢离子浓度低,与亚硫酸钠反应速率慢;稀硫酸中含水量高,溶解度大,不利于气体逸出 (2)A
(3)
(4)
(5) ①. 蒸发浓缩 ②. 冷却结晶
(6)取少量产品于试管中,加蒸馏水溶解,加入足量稀盐酸,静置后取上层清液于另一试管中,滴加氯化钡溶液。若产生白色沉淀,则证明含有硫酸钠
(7)94.8 %
【解析】
【分析】浓硫酸和亚硫酸钠反应,生成的气体通入到、的混合溶液中发生氧化还原反应,剩余尾气经溶液吸收后排放,减少环境污染。
【小问1详解】
根据图中信息得到装置 a 中盛放硫酸试剂的仪器名称为恒压滴液漏斗,在滴液过程中保持其内部压力恒定;98 % 浓硫酸中含水量较少,大部分硫酸以分子形式存在,含量少浓度低,反应速率较慢;稀硫酸中水含量较高,生成的气体会溶于水,减少气体逸出量;
【小问2详解】
装置 B 的作用是防止倒吸,同时除去硫酸酸雾,故要求气体经过装置 B 不能被吸收,排除 B、D 选项;同时除去硫酸酸雾,排除 C 选项,故答案选 A;
【小问3详解】
经分析可知,参与反应的有、、,产物是,配平方程式得;
【小问4详解】
根据题意,过量导致溶液呈酸性,即溶液中,会与发生反应生成单质硫,配平离子方程式得;
【小问5详解】
根据题干易溶于水,蒸发水分可以浓缩溶液,提高其浓度;常温下为无色透明晶体,冷却后使其结晶,经过滤即可分离出固体,即蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。
【小问6详解】
题意告知,产品中可能存在亚硫酸钠和硫酸钠等杂质,检验硫酸钠存在即证明存在;根据(4)可知,硫代硫酸钠在酸性条件下生成气体()和沉淀(硫单质),亚硫酸钠在酸性条件下生成气体(),为避免引入,可以加入过量盐酸(保证反应完全),取反应后的上清液,加入氯化钡溶液,生成白色沉淀,即可证明含有硫酸钠;
【小问7详解】
实验中消耗的的量为,根据,生成的为 0.0075 mol,根据反应,消耗的为 0.015 mol ,即 25 mL 配制好的产品中含有0.015 mol,相对分子量为 158,计算得样品中的质量分数%。
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