内容正文:
2023年下学期高二期末考试试题
化学
本试卷共6页。全卷满分100分,考试时间75分钟。
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名,准考证号填写在本试卷和答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应的答案标号涂黑,如有改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案;回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量:H:1 N:14 O:16 S:32
一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42分。在每小题给出的四个选项中,只有一个选项符合题目要求。
1. 2023年12月18日,第二十五届哈尔滨冰雪大世界以“龙腾冰雪 逐梦亚东”为主题打造的冰雪乐园正式开园。下列说法错误的是
A. 制作美轮美奂的冰雕时首先需要在松花江江面采冰,冰浮在水面上是因为冰中水分子间以氢键结合成排列规整的晶体,导致冰的结构中有空隙,密度比水小
B. “热气球表演”是利用燃料燃烧产生的热空气作为浮升气体实现升空的目的
C. 绚丽多彩的灯光秀使用的电缆,其主要成分为硅
D. 冰雪大世界迎接新年的“烟花秀表演”中利用了金属的焰色试验原理
2. 化学与我们的生产生活息息相关。下列说法错误的是
A. 软脂酸[]是一种有代表性的人体脂肪酸,其在体内发生氧化还原反应,放出的能量可供人体活动
B. 明矾既可以净水,也可以消毒,其净水原理与水解有关
C. 配制溶液时,应将固体先溶解在较浓的盐酸中,再稀释至所需浓度
D. 可以用连接镁块的方法防止钢铁输水管的腐蚀
3. 已知 。若断裂1mol N-H、1mol N-N、1mol O=O、1mol O-H需要吸收的能量分别为391kJ、193kJ、497kJ、462kJ。则断裂1mol 需要吸收的能量为
A. 940kJ B. 1133kJ C. 1864kJ D. 796kJ
4. 在恒容绝热的密闭容器中发生:,下列选项能说明此反应达到平衡状态的是
A. 容器中气体的密度保持不变
B. 容器中压强保持不变
C. 容器中气体分子平均相对分子质量保持不变
D. 反应速率
5. 下列现象不能用勒夏特列原理解释的是
A. 瓶装碳酸饮料在打开前摇一摇,打开之后会有大量泡沫出现
B. 工业接触法制硫酸流程,将转化成这一步需加催化剂
C. 往新制氯水中加足量的碳酸氢钠固体,溶液颜色变浅
D. 难溶物在水中的溶解度大于在饱和溶液中的溶解度
6. 甲酸(HCOOH)是一种应用非常广泛的工业原料,属于一元弱酸。在常温下,下列选项不能说明甲酸一定为弱酸的是
A. HCOOH溶液的pH>1
B. 等体积等浓度的HCOOH溶液、盐酸分别与足量锌反应时,盐酸产生气体更快
C. 将pH=a的HCOOH溶液稀释100倍,pH<a+2
D. 加热滴有酚酞的HCOONa溶液,溶液颜色加深
7. 在室温下,下列说法正确的是
A. 的盐酸溶液和氨水等体积混合溶液中:
B. 溶液中:
C. 溶液与 NaOH溶液等体积混合溶液中:
D. 已知常温下,的HCN溶液与 NaOH溶液等体积混合溶液中:
8. 下列选项错误的是
A. 电负性:Si<P<S<Cl
B. 基态原子的未成对电子数:Cr>Mn>Fe
C. 基态Co原子的价电子轨道排布图为
D. 第一电离能:Li<Be<B<C
9. 在进行酸碱中和热测定实验时,确保计算无误的情况下,最后得出的中和热,下列说法不能作为解释此结果依据的是
A. 量取盐酸仰视读数
B. 用稀硫酸与稀氢氧化钡溶液做该实验
C. 用氢氧化钠固体替代氢氧化钠溶液做该实验
D. 用浓度均为稀盐酸与稀氢氧化钠溶液
10. 设为阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是
A. 室温下,向溶液滴加醋酸至中性,溶液中的数目为
B. 室温下,在1L pH=10的溶液中,水电离出的的个数为
C. 室温下,向0.1L pH=3的溶液中滴加0.1L pH=3的稀盐酸,混合溶液pH=3
D. 室温下,,两溶液按照体积比1∶1混合,混合溶液中存在:
11. 铬是重金属元素,水体中铬元素含量偏高会影响各种生命体生存。某工厂采用电解法处理含铬废水(将转化成,进一步处理将其转化成沉淀),耐酸电解槽中用铁板作阴、阳极,槽中盛放含铬废水,用燃料电池(电解质溶液含3mol NaOH)对其供电,装置如图所示。下列说法正确的是
A. A池中b极的电极反应式:
B. 若把B池中d极铁质材料改为铜质电极,B池中发生的反应不变
C. B池右侧溶液pH的值降低
D. 向A池通入标准状况下气体(假设气体完全反应),忽略溶液体积的变化,A池溶液中离子浓度相对大小:
12. 是一种弱酸,常温下,向一定浓度的NaOH溶液中逐滴滴加溶液,含A元素各微粒的分布分数(平衡时某微粒的浓度占各微粒浓度之和的分数)与pH的关系如图所示。下列说法正确的是
A. 生成的酸式盐溶液中存在:
B. 用标准NaOH溶液按1∶1滴定溶液时,可用酚酞做指示剂
C. pH=3.1的溶液中存在
D. 常温下,等浓度等体积的溶液、混合溶液中,用pH计测得的pH=4.2
13. 往X容器(恒压为)、Y容器(恒压为)、Z容器(恒压为),均加入、、,发生反应的化学方程式如下:
。的平衡转化率随温度和压强的变化如图所示。下列说法错误的是
A. 压强大小:
B. 达到平衡之后,往X容器中通入稀有气体,平衡正向移动
C. 当容器中的气体分子密度保持不变时,反应达到了平衡状态
D. 若Y容器(恒压)平衡时容积为1 L,在温度1100 K时的A点达到平衡,然后再通入与,平衡逆向移动
14. 已知(M为或)。在室温下,分别向的和溶液中滴加溶液,滴加过程中pM与溶液体积(V)的变化关系如图所示(忽略溶液体积变化)。下列说法错误的是
A. 曲线Y表示与的变化关系
B. 该温度下,
C. 相同实验条件下,若改为的KCl和溶液,则曲线Y中b点沿曲线向a点移动
D. 相同实验条件下,若向浓度均为的KCl和混合溶液中滴加溶液,先形成的沉淀是AgCl
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 亚硝酰硫酸()是一种浅黄色、遇水易分解的固体,溶于浓硫酸但不分解。某兴趣小组将通入浓硫酸和浓硝酸的混合溶液中制备亚硝酰硫酸,并测定其纯度。
制备原理:,可能用到的实验装置如下:
(1)盛放亚硫酸钠固体仪器的名称为___________;并写出在此仪器中发生反应的化学方程式:___________。
(2)按气流从左到右的顺序,上述仪器的连接顺序为___________(填仪器接口字母,仪器可以重复使用)。
(3)将三颈烧瓶置于冷水中理由:___________。
(4)测定粗产品中亚硝酰硫酸的纯度:准确称取1.50g产品放入200mL的碘量瓶中,加入、120mL的标准溶液和10mL 25% 溶液,然后摇匀,将溶液加热至60~70℃,再用草酸氢钠标准溶液进行滴定,重复进行四次滴定实验,消耗草酸氢钠溶液的体积情况如下表:
第一次
第二次
第三次
第四次
体积/mL
24.98
26.02
25.02
25.00
已知:
①亚硝酰硫酸的纯度=___________(精确到0.01%)。
②若盛放草酸氢钠标准溶液的滴定管没有进行润洗,测出的产品纯度___________(选填“偏大”、“偏小”或“无影响”,下同);若没有将溶液加热至60~70℃这一操作步骤,测出的产品纯度___________。
16. A、B、C、D、E、F为原子序数依次增大的六种元素,均为周期表中36号之前的元素。A元素原子核外仅有一个非空原子轨道,是宇宙中最丰富的元素;B的基态原子核外成对电子数是单电子数的3倍;C、D、E的最高价氧化物的水化物能够两两发生反应;D元素最高能层的未成对电子个数与成对电子对数相等;E是前四周期中电负性最小的元素;F元素的正三价离子的3d能级为半充满。回答下列问题:
(1)写出F在元素周期表中的位置:___________。
(2)基态D原子的原子核外有___________种空间运动状态不同的电子。
(3)写出基态B原子的核外电子排布图:___________。
(4)写出B、C、D三种元素简单离子半径由小到大的顺序:___________(用离子符号表示)。
(5)B元素的一种氢化物与D元素最简单氢化物反应生成单质D,写出该反应的化学方程式:___________。
(6) A、D、E三种元素组成的酸式盐EAD,其水溶液呈碱性,写出此溶液中离子浓度由大到小的顺序:___________(用具体元素表示)。
(7)由B、E、F三种元素组成的新型高效消毒剂的化学式为,工业上可采用电解方式制得此消毒剂,用单质F做电极材料,装置如图所示。写出此电解池阳极电极反应式:___________。
17. 氧化亚铜()具有多种重要的应用,被广泛用作有机合成反应的催化剂、光电材料、染料和颜料等。现用铜矿石(主要成分为CuS、、等)制备,工业流程如图所示:
已知:①常温下,的电离平衡常数,;
②常温下,,;
③“酸浸”后,滤出滤渣,已知所得滤液中。
回答下列问题:
(1)基态Cu原子的价电子排布式为___________。
(2)“焙烧”时,为了加快反应速率,可以采取的措施是___________。
(3)室温下,“除铁”时,加入的固体“物质1”为___________(填化学式);该“除铁”过程要求,则应调节溶液pH范围为___________。
(4)室温下,“反应Ⅰ”所得溶液的pH约为4,此时___________;该反应过程中有气体逸出,则离子方程式为___________。
(5)“低温真空蒸发”,经过滤后得到晶体。该过程中在低温真空条件下蒸发溶液,主要目的是___________;写出“反应Ⅱ”的化学方程式:___________。
18. 研究数据表明,20世纪全世界平均温度约攀升0.6摄氏度。导致全球变暖的因素有很多,其中大气中排放量的增加是造成地球气候变暖的根源。近年来我国大力加强温室气体的转化研究,实现变废为宝。如:利用甲烷与二氧化碳催化重整是减缓温室效应、实现碳中和的重要方式,其主反应为 ,反应体系还涉及以下副反应:
ⅰ.
ⅱ.
ⅲ.
回答下列问题:
(1)___________。
(2)若只考虑主反应捕捉,可以采取___________等方法提高的平衡转化率。
(3)我国学者对催化重整的主反应进行理论研究,提出在Pt—Ni合金或Sn—Ni合金催化下,先发生甲烷逐级脱氢反应,其反应历程如图所示(*表示物种吸附在催化剂表面)。当使用催化效果更好的合金作催化剂时,该历程中的最大能垒___________eV。
(4)500K,向一容积为2L的恒容密闭容器中充入和,测得容器内压强为1MPa,只发生上述反应ⅱ;20分钟后,反应达到平衡,此时容器内CO的浓度为。
①20分钟内,用压强变化表示CO的平均化学反应速率为___________;的平衡转化率为___________;此温度下该反应的压强平衡常数___________。
②维持温度不变,在上述平衡体系中,若再通入和,的平衡转化率将___________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
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2023年下学期高二期末考试试题
化学
本试卷共6页。全卷满分100分,考试时间75分钟。
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名,准考证号填写在本试卷和答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应的答案标号涂黑,如有改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案;回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量:H:1 N:14 O:16 S:32
一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42分。在每小题给出的四个选项中,只有一个选项符合题目要求。
1. 2023年12月18日,第二十五届哈尔滨冰雪大世界以“龙腾冰雪 逐梦亚东”为主题打造的冰雪乐园正式开园。下列说法错误的是
A. 制作美轮美奂的冰雕时首先需要在松花江江面采冰,冰浮在水面上是因为冰中水分子间以氢键结合成排列规整的晶体,导致冰的结构中有空隙,密度比水小
B. “热气球表演”是利用燃料燃烧产生的热空气作为浮升气体实现升空的目的
C. 绚丽多彩的灯光秀使用的电缆,其主要成分为硅
D. 冰雪大世界迎接新年的“烟花秀表演”中利用了金属的焰色试验原理
【答案】C
【解析】
【详解】A.冰中水分子间通过氢键形成规整的晶体结构,存在较多空隙,使得冰的密度小于水,因此冰能浮在水面上,A正确;
B.利用燃料燃烧加热热气球内空气,热空气密度小于外界冷空气,产生的浮力大于热气球总重力从而实现升空,B正确;
C.电缆的核心导电成分是铜、铝等金属导体,硅是半导体材料,不是电缆的主要成分,C错误;
D.不同金属元素的焰色不同,烟花绚丽的颜色正是利用了金属的焰色试验原理,D正确;
故选C。
2. 化学与我们的生产生活息息相关。下列说法错误的是
A. 软脂酸[]是一种有代表性的人体脂肪酸,其在体内发生氧化还原反应,放出的能量可供人体活动
B. 明矾既可以净水,也可以消毒,其净水原理与水解有关
C. 配制溶液时,应将固体先溶解在较浓的盐酸中,再稀释至所需浓度
D. 可以用连接镁块的方法防止钢铁输水管的腐蚀
【答案】B
【解析】
【详解】A.软脂酸是人体代表性的饱和脂肪酸,在体内发生氧化还原反应分解释放能量,供人体生命活动使用,A正确;
B.明矾()中水解生成氢氧化铝胶体,可吸附水中悬浮杂质净水,但明矾没有杀菌消毒的能力,B错误;
C.配制溶液时,应将固体溶解在较浓的盐酸中,再稀释至所需浓度,这是为了抑制溶液水解,C正确;
D.镁的活泼性强于铁,连接镁块保护钢铁输水管利用了牺牲阳极法,D正确;
故选B。
3. 已知 。若断裂1mol N-H、1mol N-N、1mol O=O、1mol O-H需要吸收的能量分别为391kJ、193kJ、497kJ、462kJ。则断裂1mol 需要吸收的能量为
A. 940kJ B. 1133kJ C. 1864kJ D. 796kJ
【答案】A
【解析】
【详解】根据反应物总键能-生成物总键能,设断裂1mol 吸收能量a kJ,则,解出,故选A。
4. 在恒容绝热的密闭容器中发生:,下列选项能说明此反应达到平衡状态的是
A. 容器中气体的密度保持不变
B. 容器中压强保持不变
C. 容器中气体分子平均相对分子质量保持不变
D. 反应速率
【答案】B
【解析】
【详解】A.反应前后容器中气体质量保持不变,容积不变,故气体密度保持不变,不能作为达到平衡状态的标志,A错误;
B.虽然是一个分子数不变的反应,但是温度也会影响压强,故压强也是一个变量,一旦不变,就是平衡状态,B正确;
C.气体质量不变,气体物质的量保持不变,故气体平均相对分子质量保持不变,容器中气体分子平均相对分子质量保持不变,不能判断反应达到平衡,C错误;
D.体现不出正反应与逆反应,无法判断反应达到平衡,D错误;
故选B。
5. 下列现象不能用勒夏特列原理解释的是
A. 瓶装碳酸饮料在打开前摇一摇,打开之后会有大量泡沫出现
B. 工业接触法制硫酸流程,将转化成这一步需加催化剂
C. 往新制氯水中加足量的碳酸氢钠固体,溶液颜色变浅
D. 难溶物在水中的溶解度大于在饱和溶液中的溶解度
【答案】B
【解析】
【详解】A.溶于水之后存在平衡:,开启饮料瓶盖之后,瓶中气体压强减小,逸出,平衡逆向移动,能用勒夏特列原理解释,A不符合题意;
B.催化剂只能改变反应速率,不会引起平衡移动,不能用勒夏特列原理解释,B符合题意;
C.新制的氯水中存在一种平衡:,加入的碳酸氢钠固体能与HCl反应,平衡正向移动,故氯水颜色变浅,能用勒夏特列原理解释,C不符合题意;
D.难溶物在水中存在溶解平衡:,饱和溶液中抑制溶解,平衡逆向移动,能用勒夏特列原理解释,D不符合题意。
故选B。
6. 甲酸(HCOOH)是一种应用非常广泛的工业原料,属于一元弱酸。在常温下,下列选项不能说明甲酸一定为弱酸的是
A. HCOOH溶液的pH>1
B. 等体积等浓度的HCOOH溶液、盐酸分别与足量锌反应时,盐酸产生气体更快
C. 将pH=a的HCOOH溶液稀释100倍,pH<a+2
D. 加热滴有酚酞的HCOONa溶液,溶液颜色加深
【答案】C
【解析】
【详解】A.若甲酸为强酸,的甲酸溶液应为,现,说明氢离子浓度小于,甲酸未完全电离,能说明甲酸是弱酸,A不符合题意;
B.等浓度等体积的甲酸和盐酸,盐酸与锌反应更快,说明盐酸中初始大于甲酸,相同浓度下甲酸电离出的更少,证明甲酸不完全电离,能说明甲酸是弱酸,B不符合题意;
C.溶液稀释时,pH的变化是存在极限的。若甲酸是强酸,当原溶液接近中性(如),稀释倍后,C符合题意;
D.滴有酚酞的甲酸钠溶液加热后颜色加深,说明溶液碱性增强,证明存在水解平衡(),加热促进水解,说明是弱酸阴离子,能说明甲酸是弱酸,D不符合题意;
故选C。
7. 在室温下,下列说法正确的是
A. 的盐酸溶液和氨水等体积混合溶液中:
B. 溶液中:
C. 溶液与 NaOH溶液等体积混合溶液中:
D. 已知常温下,的HCN溶液与 NaOH溶液等体积混合溶液中:
【答案】C
【解析】
【详解】A.的盐酸溶液和氨水等体积混合,恰好完全反应生成溶液,水解()使溶液显酸性,因此反应后溶液中各离子浓度关系式为:,A错误;
B.溶液中,根据物料守恒可得:,即,B错误;
C.溶液与溶液等体积混合,恰好完全反应生成溶液,根据电荷守恒可得:,根据原子守恒可得,两式联立可得,C正确;
D.的HCN溶液与 NaOH溶液等体积混合,得到等浓度的HCN和NaCN的混合溶液,已知常温下,所以,说明的水解程度大于的电离程度,故混合后溶液显碱性,根据原子守恒可得:,因此混合后溶液中的浓度关系为: ,D错误;
故选C。
8. 下列选项错误的是
A. 电负性:Si<P<S<Cl
B. 基态原子的未成对电子数:Cr>Mn>Fe
C. 基态Co原子的价电子轨道排布图为
D. 第一电离能:Li<Be<B<C
【答案】D
【解析】
【详解】A.同周期主族元素,从左至右,电负性逐渐增大,电负性:Si<P<S<Cl,A正确;
B.基态Cr、Mn、Fe原子的未成对电子数分别为6、5、4,即原子的未成对电子数:Cr>Mn>Fe,B正确;
C.基态Co原子的价电子排布式为3d74s2,价电子轨道排布图为,C正确;
D.同周期主族元素,从左至右,第一电离能有增大趋势,B原子失去的是2p轨道上的电子,Be原子失去的是2s轨道上的电子,2p轨道能量比2s轨道能量高,容易失去,故第一电离能:Li<B<Be<C,D错误;
故选D。
9. 在进行酸碱中和热测定实验时,确保计算无误的情况下,最后得出的中和热,下列说法不能作为解释此结果依据的是
A. 量取盐酸仰视读数
B. 用稀硫酸与稀氢氧化钡溶液做该实验
C. 用氢氧化钠固体替代氢氧化钠溶液做该实验
D. 用浓度均为稀盐酸与稀氢氧化钠溶液
【答案】D
【解析】
【分析】最后得出的中和热,说明中和热测定的数值偏大,放出的热量偏多,据此分析。
【详解】A.量取盐酸仰视读数时,量取的盐酸的体积偏多,放出的热量偏多,焓变值就越小,能作为解释的依据,A不选;
B.硫酸与稀氢氧化钡反应产生硫酸钡沉淀,产生沉淀会释放热量,焓变值就越小,能作为解释的依据,B不选;
C.氢氧化钠固体溶于水是一个放热过程,能作为解释的依据,C不选;
D.用浓度均为0.50mol/L的稀盐酸与稀氢氧化钠溶液进行实验是标准操作,在无其他操作失误的情况下,测得的结果应接近−57.3kJ⋅mol−1,不能解释测得数值偏大的情况,D选;
故选D。
10. 设为阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是
A. 室温下,向溶液滴加醋酸至中性,溶液中的数目为
B. 室温下,在1L pH=10的溶液中,水电离出的的个数为
C. 室温下,向0.1L pH=3的溶液中滴加0.1L pH=3的稀盐酸,混合溶液pH=3
D. 室温下,,两溶液按照体积比1∶1混合,混合溶液中存在:
【答案】B
【解析】
【详解】A.向溶液滴加醋酸溶液,混合溶液中存在电荷守恒,达到中性时,推知,即,溶液中的数目为0.1NA,A不符合题意;
B.盐水解出的氢离子或氢氧根离子全部来自于水电离,的溶液中,,水电离出,即电离出的个数为,B符合题意;
C.相同温度下,的溶液与的稀盐酸中,氢离子浓度均为,两者混合后,盐酸中的会抑制醋酸的电离,使溶液中浓度保持不变,因此混合溶液 pH 仍为3,C不符合题意;
D.,两溶液按照体积比混合,建立电中性,物料守恒等式,两式联立,消去可得,D不符合题意;
答案选B。
11. 铬是重金属元素,水体中铬元素含量偏高会影响各种生命体生存。某工厂采用电解法处理含铬废水(将转化成,进一步处理将其转化成沉淀),耐酸电解槽中用铁板作阴、阳极,槽中盛放含铬废水,用燃料电池(电解质溶液含3mol NaOH)对其供电,装置如图所示。下列说法正确的是
A. A池中b极的电极反应式:
B. 若把B池中d极铁质材料改为铜质电极,B池中发生的反应不变
C. B池右侧溶液pH的值降低
D. 向A池通入标准状况下气体(假设气体完全反应),忽略溶液体积的变化,A池溶液中离子浓度相对大小:
【答案】D
【解析】
【分析】首先判断电极:A为原电池,通入(发生还原反应)的a为正极,通入(发生氧化反应)的b为负极;B为电解池,连接a(正极)的d为阳极,连接b(负极)的c为阴极。
【详解】A.A池电解质为碱性溶液,负极反应不可能生成,电极反应式为,A错误;
B.d为阳极,原工艺用铁做阳极时, 阳极反应为,用来还原;若改为铜质阳极,阳极反应为,无法还原,无法处理废水,B错误;
C.B池右侧(阳极区)的核心反应为:,反应消耗,浓度降低,升高,C错误;
D.标准状况下为1 mol,含2 mol碳原子,A池原有,设反应后生成和,根据守恒和守恒,、,解得,即反应后得到和:不水解,浓度最大;水解程度大于,水解生成,因此;溶液呈碱性,且水解为微弱过程,因此; 最终离子浓度顺序:,D正确;
故答案为:D。
12. 是一种弱酸,常温下,向一定浓度的NaOH溶液中逐滴滴加溶液,含A元素各微粒的分布分数(平衡时某微粒的浓度占各微粒浓度之和的分数)与pH的关系如图所示。下列说法正确的是
A. 生成的酸式盐溶液中存在:
B. 用标准NaOH溶液按1∶1滴定溶液时,可用酚酞做指示剂
C. pH=3.1的溶液中存在
D. 常温下,等浓度等体积的溶液、混合溶液中,用pH计测得的pH=4.2
【答案】C
【解析】
【分析】由图可知,只有、、三种含 A 微粒,无,证明只能两步电离,属于二元弱酸;曲线代表,是与浓度相等的点,;曲线代表;曲线代表,是与浓度相等的点,。
【详解】A.是二元弱酸,不存在微粒,物料守恒式中不能出现,正确物料守恒应为,A 错误;
B.的水解常数,对比电离常数,,说明电离程度大于水解程度,溶液呈酸性;酚酞指示剂变色范围为碱性区间,酸性滴定终点不能选用酚酞,B 错误;
C.由题,,等式恒成立,C 正确;
D.等浓度等体积、混合,初始。,,,电离程度远大于水解程度。电离使升高、降低,平衡时。,因,则,,D 错误;
故选C。
13. 往X容器(恒压为)、Y容器(恒压为)、Z容器(恒压为),均加入、、,发生反应的化学方程式如下:
。的平衡转化率随温度和压强的变化如图所示。下列说法错误的是
A. 压强大小:
B. 达到平衡之后,往X容器中通入稀有气体,平衡正向移动
C. 当容器中的气体分子密度保持不变时,反应达到了平衡状态
D. 若Y容器(恒压)平衡时容积为1 L,在温度1100 K时的A点达到平衡,然后再通入与,平衡逆向移动
【答案】D
【解析】
【分析】Y容器(恒压)平衡时容积为1 L,在温度1100 K时的A点达到平衡,的平衡转化率是50%:,平衡常数,气体总量是5 mol;
【详解】A.对于气体分子数增加的反应,增大压强,反应物转化率越低,所以压强大小:,A正确;
B.恒压条件,通入稀有气体,导致容器的容积变大,与方程式有关的分压降低,相当于降低压强,平衡正向移动,B正确;
C.依据,结合,变形得到,气体的平均摩尔质量是一个变量,故气体的密度也是一个变量,一旦不变,反应就达到了平衡状态,C正确;
D.由分析可知,平衡时,,,该温度下的反应平衡常数,气体总量是5 mol;再通入与,容积瞬间为2 L,,,,浓度商,平衡正向移动,D错误;
因此答案选D;
14. 已知(M为或)。在室温下,分别向的和溶液中滴加溶液,滴加过程中pM与溶液体积(V)的变化关系如图所示(忽略溶液体积变化)。下列说法错误的是
A. 曲线Y表示与的变化关系
B. 该温度下,
C. 相同实验条件下,若改为的KCl和溶液,则曲线Y中b点沿曲线向a点移动
D. 相同实验条件下,若向浓度均为的KCl和混合溶液中滴加溶液,先形成的沉淀是AgCl
【答案】C
【解析】
【分析】和硝酸银反应的化学方程式为 ,铬酸钾和硝酸银反应的化学方程式为,根据反应方程式可知在相同浓度的和溶液中加入相同浓度的硝酸银溶液,氯离子浓度减小的更快,所以X代表是与的变化关系,曲线Y表示与的变化关系,据此分析:
【详解】A.由分析可知,曲线Y表示与的变化关系,A正确;
B.溶液体积V为20.00mL时,溶液与溶液恰好完全反应,则,由图可知,,即,该温度下,,B正确;
C.b点时,溶液与溶液恰好完全反应,相同实验条件下,若改为溶液,则需要溶液,则曲线Y中b点将向右移动,C错误;
D.该温度下,,取b点计算可知,浓度均为的和溶液中开始生成沉淀时 ,开始生成沉淀时 ,,故先形成沉淀,D正确;
答案选C。
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 亚硝酰硫酸()是一种浅黄色、遇水易分解的固体,溶于浓硫酸但不分解。某兴趣小组将通入浓硫酸和浓硝酸的混合溶液中制备亚硝酰硫酸,并测定其纯度。
制备原理:,可能用到的实验装置如下:
(1)盛放亚硫酸钠固体仪器的名称为___________;并写出在此仪器中发生反应的化学方程式:___________。
(2)按气流从左到右的顺序,上述仪器的连接顺序为___________(填仪器接口字母,仪器可以重复使用)。
(3)将三颈烧瓶置于冷水中理由:___________。
(4)测定粗产品中亚硝酰硫酸的纯度:准确称取1.50g产品放入200mL的碘量瓶中,加入、120mL的标准溶液和10mL 25% 溶液,然后摇匀,将溶液加热至60~70℃,再用草酸氢钠标准溶液进行滴定,重复进行四次滴定实验,消耗草酸氢钠溶液的体积情况如下表:
第一次
第二次
第三次
第四次
体积/mL
24.98
26.02
25.02
25.00
已知:
①亚硝酰硫酸的纯度=___________(精确到0.01%)。
②若盛放草酸氢钠标准溶液的滴定管没有进行润洗,测出的产品纯度___________(选填“偏大”、“偏小”或“无影响”,下同);若没有将溶液加热至60~70℃这一操作步骤,测出的产品纯度___________。
【答案】(1) ①. 蒸馏烧瓶 ②.
(2)adebcdef
(3)防止浓硝酸分解与硝酸挥发,提高反应物的利用率
(4) ①. 84.67% ②. 偏小 ③. 偏小
【解析】
【分析】装置A是利用亚硫酸钠和70%的浓硫酸制备SO2的装置;装置B是将通入浓硫酸和浓硝酸的混合溶液中制备亚硝酰硫酸的装置;装置C是利用浓硫酸干燥SO2气体的装置,也是防止水进去制备亚硝酰硫酸的三颈烧瓶的装置;装置D是尾气回收装置,防止多余的SO2污染空气;因此该实验的连接顺序应为制备SO2(A)→干燥SO2(C)→制备亚硝酰硫酸(B)→防止水进入(C) →尾气处理装置(D),由此解答;
【小问1详解】
装置A中盛放亚硫酸钠固体仪器的名称为蒸馏烧瓶;由分析可知,装置A A是利用亚硫酸钠和70%的浓硫酸制备SO2,因此仪器中发生的化学方程式为;
【小问2详解】
由分析可知,装置的连接顺序为A→C→B→C→D,因此仪器的连接顺序为adebcdef;
【小问3详解】
由于制备亚硝酰硫酸需要使用浓硝酸,浓硝酸在温度较高时容易分解和挥发,降低了原材料利用率;
【小问4详解】
①根据反应,与反应的的物质的量为,与反应的为,因此与反应的的物质的量为;根据反应方程式可知与反应的为,因此的质量为,亚硝酰硫酸的纯度为;
②若盛放草酸氢钠标准溶液的滴定管没有进行润洗,草酸氢钠标准液的浓度降低,滴定时消耗的草酸氢钠标准液体积偏多,计算出的与反应的偏多,与反应的偏少,因此算出的物质的量偏少,故含量偏小;将溶液加热至60~70℃是为了使中间产生的硝酸分解,因为硝酸的强氧化性,能消耗部分草酸氢钠溶液,因此导致消耗的草酸氢钠标准液体积偏多,计算出的与反应的偏多,与反应的偏少,因此算出的物质的量偏少,故含量偏小。
16. A、B、C、D、E、F为原子序数依次增大的六种元素,均为周期表中36号之前的元素。A元素原子核外仅有一个非空原子轨道,是宇宙中最丰富的元素;B的基态原子核外成对电子数是单电子数的3倍;C、D、E的最高价氧化物的水化物能够两两发生反应;D元素最高能层的未成对电子个数与成对电子对数相等;E是前四周期中电负性最小的元素;F元素的正三价离子的3d能级为半充满。回答下列问题:
(1)写出F在元素周期表中的位置:___________。
(2)基态D原子的原子核外有___________种空间运动状态不同的电子。
(3)写出基态B原子的核外电子排布图:___________。
(4)写出B、C、D三种元素简单离子半径由小到大的顺序:___________(用离子符号表示)。
(5)B元素的一种氢化物与D元素最简单氢化物反应生成单质D,写出该反应的化学方程式:___________。
(6) A、D、E三种元素组成的酸式盐EAD,其水溶液呈碱性,写出此溶液中离子浓度由大到小的顺序:___________(用具体元素表示)。
(7)由B、E、F三种元素组成的新型高效消毒剂的化学式为,工业上可采用电解方式制得此消毒剂,用单质F做电极材料,装置如图所示。写出此电解池阳极电极反应式:___________。
【答案】(1)第四周期第Ⅷ族
(2)9 (3)
(4)Al3+<O2-<S2-
(5)
(6)
(7)
【解析】
【分析】A、B、C、D、E、F为原子序数依次增大的六种元素,均为周期表中36号之前的元素。A元素原子核外仅有一个非空原子轨道,是宇宙中最丰富的元素,A为H;B的基态原子核外成对电子数是单电子数的3倍,B为O;C、D、E的最高价氧化物的水化物能够两两发生反应,D元素最高能层的未成对电子个数与成对电子对数相等;E是前四周期中电负性最小的元素,C、D、E依次为Al、S、K;F元素的正三价离子的3d能级为半充满,F为Fe。
【小问1详解】
F为Fe,为26号元素,在元素周期表中的位置:第四周期第Ⅷ族。
【小问2详解】
D为S,为16号元素,基态D原子电子排布式为1s22s22p63s23p4,原子核外有9种空间运动状态不同的电子。
【小问3详解】
B为O,核电荷数为8,基态B原子的核外电子排布图:。
【小问4详解】
B、C、D依次为O、Al、S;其离子核外电子排布相同,根据核大径小,层多径小原则,三种元素简单离子半径由小到大的顺序:Al3+<O2-<S2-。
【小问5详解】
B、D依次为O、S;B元素的一种氢化物与D元素最简单氢化物反应生成单质D,该反应的化学方程式:。
【小问6详解】
A、D、E依次为H、S、K;三种元素组成的酸式盐EAD为KHS,其水溶液呈碱性,此溶液中离子浓度由大到小的顺序:。
【小问7详解】
B、E、F依次为O、K、Fe,三种元素组成的新型高效消毒剂的化学式为(K2FeO4),工业上可采用电解方式制得此消毒剂,用单质F(Fe)做电极材料,Fe失去电子结合氢氧根离子生成,此电解池阳极电极反应式:。
17. 氧化亚铜()具有多种重要的应用,被广泛用作有机合成反应的催化剂、光电材料、染料和颜料等。现用铜矿石(主要成分为CuS、、等)制备,工业流程如图所示:
已知:①常温下,的电离平衡常数,;
②常温下,,;
③“酸浸”后,滤出滤渣,已知所得滤液中。
回答下列问题:
(1)基态Cu原子的价电子排布式为___________。
(2)“焙烧”时,为了加快反应速率,可以采取的措施是___________。
(3)室温下,“除铁”时,加入的固体“物质1”为___________(填化学式);该“除铁”过程要求,则应调节溶液pH范围为___________。
(4)室温下,“反应Ⅰ”所得溶液的pH约为4,此时___________;该反应过程中有气体逸出,则离子方程式为___________。
(5)“低温真空蒸发”,经过滤后得到晶体。该过程中在低温真空条件下蒸发溶液,主要目的是___________;写出“反应Ⅱ”的化学方程式:___________。
【答案】(1)
(2)粉碎铜矿石 (3) ①. CuO或或 ②. 3≤pH<4.5
(4) ①. ②.
(5) ①. 防止被氧化 ②.
【解析】
【分析】铜矿石“焙烧”时,生成CuO与,“酸浸”后,除去滤渣等杂质,所得滤液主要成分为硫酸铜和硫酸铁;再用氧化铜(氢氧化铜、碳酸铜等均可)调节pH,除去铁元素,得到净化后的硫酸铜溶液。
【小问1详解】
Cu为29号元素,基态核外电子排布为,因此价电子排布式为。
【小问2详解】
加快焙烧反应速率,可通过增大反应物接触面积(粉碎矿石)、升高温度等常见措施实现,合理即可。
【小问3详解】
根据;,pOH≤11,pH≥3;“除铁”时既要除去铁离子,还应不沉淀铜离子,已知:;根据;,pOH>9.5,pH<4.5。
【小问4详解】
反应Ⅰ所得溶液的pH约为4,则,代入的表达式中可得;反应Ⅰ所得溶液的pH约为4,说明所得溶液显酸性,根据的电离平衡常数,,可知产物为,所以反应的离子方程式为。
【小问5详解】
将所得溶液调节pH=11,使转为,具有还原性,易被氧化,所以低温真空蒸发的目的是防止被氧化;
最后与硫酸铜反应得到。和反应的离子方程式是,反应过程中酸性越来越强,结合流程图可知,使转化成气体逸出,总反应方程式是。
18. 研究数据表明,20世纪全世界平均温度约攀升0.6摄氏度。导致全球变暖的因素有很多,其中大气中排放量的增加是造成地球气候变暖的根源。近年来我国大力加强温室气体的转化研究,实现变废为宝。如:利用甲烷与二氧化碳催化重整是减缓温室效应、实现碳中和的重要方式,其主反应为 ,反应体系还涉及以下副反应:
ⅰ.
ⅱ.
ⅲ.
回答下列问题:
(1)___________。
(2)若只考虑主反应捕捉,可以采取___________等方法提高的平衡转化率。
(3)我国学者对催化重整的主反应进行理论研究,提出在Pt—Ni合金或Sn—Ni合金催化下,先发生甲烷逐级脱氢反应,其反应历程如图所示(*表示物种吸附在催化剂表面)。当使用催化效果更好的合金作催化剂时,该历程中的最大能垒___________eV。
(4)500K,向一容积为2L的恒容密闭容器中充入和,测得容器内压强为1MPa,只发生上述反应ⅱ;20分钟后,反应达到平衡,此时容器内CO的浓度为。
①20分钟内,用压强变化表示CO的平均化学反应速率为___________;的平衡转化率为___________;此温度下该反应的压强平衡常数___________。
②维持温度不变,在上述平衡体系中,若再通入和,的平衡转化率将___________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
【答案】(1)
(2)适当升温或适当减小压强
(3)0.838 (4) ①. 0.01 ②. 40% ③. ④. 不变
【解析】
【小问1详解】
根据盖斯定律可知:主反应=ⅰ+ⅱ-ⅲ,;
【小问2详解】
主反应为气体体积增大的吸热反应,适当升温或适当减小压强都有利于反应平衡正向移动,提高的平衡转化率;
【小问3详解】
过渡态物质的总能量与反应物总能量的差值为活化能,即图中峰值越大则活化能越大,峰值越小则活化能越小,活化能越小反应越快,活化能越大反应越慢,由图可知:使用Pt-Ni合金时,该反应的活化能远低于Sn-Ni合金;最大能垒;
【小问4详解】
平衡时,容器内CO的浓度为,容器容积为2L,则平衡时,列出“三段式”:
平衡时,;反应ⅱ为气体体积不变的反应,则平衡时总压仍为1MPa;平衡时各物质分压为,;
①;=40%;。
②在该条件下,若再通入和,由于反应前后气体分子数不变,且起始和加入的反应物物质的量之比等于化学计量数之比,相当于加压,反应ⅱ平衡不移动,的平衡转化率不变。
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