内容正文:
高一化学
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上;
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题目的答案字母涂黑,如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案字母;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。
考试时间75分钟,满分100分
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16
一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 下列各组物质依次为强电解质、弱电解质的是
A. NaOH、 B. 、
C. 、氨水 D. Cu、
【答案】A
【解析】
【详解】A.是强碱,属于强电解质,是弱酸,属于弱电解质,A正确;
B.是盐,强电解质;是难溶盐,但溶解部分完全电离,属于强电解质,不是弱电解质,B错误;
C.是难溶盐,强电解质;氨水是混合物,不符合电解质定义,既不是电解质也不是非电解质,C错误;
D.是金属单质,不是电解质;是弱酸,是弱电解质,D错误;
故选A。
2. 下列反应原理中 ,不符合工业冶炼金属实际情况的是
A. 2Ag2O4Ag+O2↑ B. 2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑
C. 2MgO2Mg+O2↑ D. 4CO+Fe3O43Fe+4CO2
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A.银的活泼性差,用加热分解氧化银的方法冶炼银,所以2Ag2O4Ag+O2↑符合工业冶炼金属实际情况,A项不符合题意;
B.工业上电解熔融氧化铝冶炼金属铝,所以2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑符合工业冶炼金属实际情况,B项不符合题意;
C.工业上冶炼镁可采用电解法,其原料应选用MgCl2而不是MgO,因为MgO的熔点比MgCl2的高,会消耗大量电能,成本较高。C项符合题意;
D.该反应中Fe3O4被CO还原,属于热还原法,铁性质较活泼,工业上常采用热还原法制取,D项不符合题意;
答案选C。
3. 进行利用覆铜板制作图案的实验时,主要实验过程如下:
下列说法不正确的是
A. 覆铜板上写“化学”两字的笔,不能用水溶性墨水的笔
B. 将覆铜板浸没在溶液中,除了“化学”两字外的覆铜层几乎都被溶解反应了
C. “腐蚀液”反应前后离子种类发生变化,离子总数目保持不变
D. 使用后的“腐蚀液”,可加入铁粉、氯水等,实现的回收和溶液的再生
【答案】C
【解析】
【分析】覆铜板制作图案的实验中,FeCl3与铜板发生反应:Cu+2FeCl3=CuCl2+2FeCl2,离子方程式为:Cu +2Fe3+ = Cu2+ +2Fe2+,据此分析解题。
【详解】A.覆铜板上写“化学”两字的笔,可以用油性笔,洗净后板上能留下洗净的图案,水溶性墨水能与氯化铁溶液互溶,不能得到清晰地图案,A正确;
B.将覆铜板浸没在FeCl3溶液中,除了“化学”两字外的覆铜层几乎都被氯化铁溶解反应了,B正确;
C.根据分析知,“腐蚀液”反应前后离子种类发生变化,离子总数目发生改变,C错误;
D.使用后的“腐蚀液”中,有未反应完的FeCl3和反应过程中生成的CuCl2及FeCl2,可加入铁粉、氯水等,铁粉分别与CuCl2、FeCl3发生了化学反应:Fe+Cu2+=Cu+Fe2+和Fe+2Fe3+=3Fe2+,氯水再将二价铁氧化为三价铁,Cl2+2Fe2+= 2Fe3++2Cl-,最后实现Cu的回收和FeCl3溶液的再生,D正确;
故选C。
4. 硅是无机非金属材料的主角。下列物质含有硅单质的是
A. 光导纤维 B. 太阳能电池板 C. 水玻璃 D. 水晶
【答案】B
【解析】
【详解】A.光导纤维主要成分为二氧化硅,属于硅的化合物,不含硅单质,A错误;
B.太阳能电池板的核心材料是单晶硅或多晶硅,属于硅单质,B正确;
C.水玻璃是硅酸钠的水溶液,属于硅酸盐化合物,不含硅单质,C错误;
D.水晶的主要成分是二氧化硅,属于硅的化合物,不含硅单质,D错误;
故答案选B。
5. 下列说法正确的是
A. C(石墨,s)=C(金刚石,s) ,则金刚石比石墨稳定
B. 已知的燃烧热是1366.8 kJ·mol-1,则反应的
C. 已知: , ,则
D. 在一定温度和压强下,0.5 mol N2和1.5 mol H2充分反应生成NH3(g),放出热量19.3 kJ,则其热化学方程式为
【答案】C
【解析】
【详解】A.ΔH为正值说明石墨转化为金刚石是吸热反应,金刚石能量更高,稳定性更差,A错误;
B.燃烧热要求生成液态水,而选项中生成气态水,ΔH应大于-1366.8 kJ·mol-1,B错误;
C.生成液态SO3比气态SO3释放更多热量,ΔH2更负,故ΔH1>ΔH2,C正确;
D.合成氨为可逆反应,实际放热小于理论值,ΔH的绝对值应大于38.6 kJ·mol-1,D错误;
故答案为C。
6. 化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。如图为几种化学电源装置。
下列说法正确的是
A. 图甲:正极的电极反应为
B. 图乙:负极的电极反应为
C. 图丙:锌筒作负极,发生氧化反应,锌筒会变薄
D. 图丁:电池放电一段时间后,稀硫酸的浓度不变
【答案】C
【解析】
【详解】A.甲为锂氧电池,电解质是非水电解质,体系中不存在,正极不能生成,A错误;
B.乙是银锌纽扣电池,为负极,发生氧化反应;是正极,发生还原反应,是正极反应,负极反应为,B错误;
C.丙为锌锰干电池,锌筒作负极,失电子发生氧化反应:,锌单质不断消耗,因此锌筒会变薄,C正确;
D.丁是铅蓄电池,放电总反应:,放电消耗、生成水,稀硫酸浓度减小,D错误;
故选C。
7. 水的电离平衡曲线如图所示,下列说法不正确的是
A. 图中五点间的关系:
B. 若从A点到C点,可在温度不变的条件下向水中通入适量的
C. 若从A点到D点,可在温度不变的条件下向水中加入少量的酸
D.
【答案】B
【解析】
【分析】水的离子积常数是温度的函数,水的电离是吸热过程,升高温度,水的离子积常数增大。由图可知,A点,其,故A点温度为25℃。B、C两点的均大于A点,故B、C两点的温度均高于25℃。
【详解】A.由图可知,图中五点温度的关系为:B>C>A=D=E,由分析可知,温度越高,水的离子积常数越大,则五点水的离子积常数的关系为:B>C>A=D=E,A正确;
B.由图可知,C点温度高于A点,水的离子积常数大于A点,由分析可知,温度越高,水的离子积常数越大,所以从A点到C点改变的条件为升高温度,B错误;
C.由图可知,A点和D点的温度相等,水的离子积常数相等,而D点氢离子浓度大于A点,所以从A点到D点改变的条件为,在温度不变的条件下向水中加入少量的酸,C正确;
D.由分析可知,温度T℃高于25℃,D正确;
故选B。
8. 关于如图所示各装置的叙述中,正确的是
A. 图1是原电池,总反应是:
B. 图2可验证铁的析氢腐蚀,负极反应式为:2H++2e-=H2↑
C. 图3装置可在待镀铁件表面镀铜
D. 装置④中利用外接电流法,钢管桩与外接电源的负极相连被保护
【答案】D
【解析】
【详解】A.图1是原电池,负极是铁失去电子变为亚铁离子,正极是铁离子得到电子变为亚铁离子,其总反应是:Fe+2Fe3+=3Fe2+,故A错误;
B.图2可验证铁的吸氧腐蚀,铁做负极,失电子发生氧化反应生成二价铁,电极反应式为:Fe-2e-=Fe2+,故B错误;
C.图3装置铁作阳极,铁会溶解,要在待镀铁件表面镀铜,则铁连接电源阴极,故C错误;
D.为防止钢闸门腐蚀,因此图4装置中钢管桩与外接电源的负极相连被保护,该方法叫做外加电流的阴极保护法,故D正确;
故本题选D。
9. 下列关于化学反应方向及其判据的说法中正确的是
A. 在不同状态时的熵值:
B. 常温下,反应不能自发进行,则该反应的
C. 凡是需要加热的反应都不能自发进行
D. 反应能否自发进行与温度无关
【答案】B
【解析】
【详解】A.物质聚集状态不同,熵值不同,,在不同状态时的熵值:,A项错误;
B.反应的自发性由焓变和熵变共同决定,该反应,常温下不能自发进行,说明高温下,所以该反应的,B项正确;
C.反应的自发性由焓变和熵变共同决定,当时反应能自发进行,与是否需要加热没有必然联系,C项错误;
D.,由的反应可自发进行,可知题述反应能否自发进行与温度有关,D项错误;
故选B。
10. 工业上,常用乙烷脱氢制备乙烯,反应原理为 。恒温条件下,向2 L容器中充入0.36 mol,随着反应的进行,测得浓度随时间的变化如下表所示。下列说法正确的是
/min
10
14
25
43
47
0.081
0.090
0.112
0.120
0.120
A. 10min时的正反应速率小于22min时的正反应速率
B. 该反应的平衡常数
C. 43min时再充入0.1 mol,反应正向进行,的转化率增大
D. 相同温度下,当和的浓度都为0.15 ,的浓度为0.050 时,反应正向进行
【答案】B
【解析】
【详解】A.25 min前,反应还未达到平衡,随着反应进行,反应物浓度逐渐降低,正反应速率应逐渐减小,10 min时反应物浓度高于22 min时,因此10 min的正反应速率大于22 min时的正反应速率,A错误;
B.平衡时,C2H4和H2的浓度均为0.120 mol/L,C2H6的浓度为,根据,平衡常数K== =0.240,B正确;
C.43 min时已达平衡,再充入C2H6会增大反应物浓度,平衡向正反应方向移动。但总物质的量增加,C2H6的转化率()会降低,C错误;
D.此时浓度商Q = =0.45>K=0.24,说明反应逆向进行,D错误;
故选B。
11. 下列叙述与图中甲、乙、丙、丁相符合的是
A. 图甲表示某可逆反应的速率()随温度()变化的曲线,说明该可逆反应的逆反应是放热反应
B. 图乙表示反应:,若开始的物质的量一定,则a、b、c三点中,b点时的转化率最大
C. 若某可逆反应的正反应的,图丙可表示时刻改变的条件是升高温度
D. 图丁中发生可逆反应,由图丁中混合气体的平均相对分子质量()随温度()的变化情况,可推知正反应的
【答案】C
【解析】
【详解】A.图甲中时达到平衡,升高温度,大于,平衡逆向移动,说明逆反应为吸热反应,A错误;
B.合成氨反应中,物质的量一定时,起始越大,转化率越高,c点转化率最大,B错误;
C.若正反应,升高温度时、均瞬间增大,且,平衡逆向移动,与图丙变化一致,C正确;
D.混合气体总质量不变,温度升高减小,说明气体总物质的量增大,平衡逆向移动,逆反应为吸热反应,正反应,D错误;
故选C。
12. 某些化学键的键能如表所示:
键
H—H
Cl—Cl
Br—Br
I—I
H—Cl
H—Br
H—I
键能/kJ·mol-1
436
243
193
151
431
356
299
下列有关说法中正确的是
A. 1molH2(g)分别与Cl2(g)、Br2(g)、I2(g)反应,则与碘完全反应放出的热量最多
B. H—F键的键能大于431kJ·mol-1
C. H2与Cl2反应的热化学方程式为H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) ΔH=-248kJ·mol-1
D. 稳定性最强的化学键是H—Cl键
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A.反应中的热量变化等于反应物的总键能减去生成物的总键能,则1molH2(g)和Cl2(g)反应放出的反应热为ΔH=(436+243-2×431) kJ·mol-1=-183 kJ·mol-1,和Br2(g)应放出的反应热为ΔH=(436+193-2×356) kJ·mol-1=-83 kJ·mol-1,和I2(g)应放出的反应热为ΔH=(436+151-2×299) kJ·mol-1=-11 kJ·mol-1,则与氯气反应放出的热量最多,A错误;
B.由表中H—Cl、H—Br、H—I的键能逐渐变小,则同主族从上到下非金属性减弱,气态氢化物越不稳定,则键能越小,故H—F键的键能大于431kJ·mol-1,B正确;
C.反应中的热量变化等于反应物的总键能减去生成物的总键能,则H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) ΔH=(436+243-2×431) kJ·mol-1=-183 kJ·mol-1,C错误;
D.键能越大,键越稳定,则H—H 键最稳定,D错误。
故选:B。
13. 水煤气变换反应(简称)是实现氢能高效清洁利用的重要反应。以为催化剂的反应历程如下图,其中吸附在催化剂表面上的粒子用“*”标注,吸附在上的氢原子表示为“”。
下列说法错误的是
A. 转化最优路径为路径Ⅰ
B. 路径Ⅰ的决速步骤反应的化学方程式为
C. 在催化剂表面脱附过程能够释放能量
D. 两条路径中都既有极性键的生成也有非极性键的生成
【答案】C
【解析】
【详解】A.从题图可知,路径I的决速步骤(3)→(4)的活化能为1.16eV,小于路径II的决速步骤(8)→(9)的活化能1.29eV,路径I反应速率大于路径II,即最优路径为路径I,A正确;
B.路径Ⅰ的决速步骤(3)→(4)的化学反应方程式为,B正确;
C.CO2脱附过程为(9)→(10),相对能量升高,需要吸收能量,C错误;
D.反应过程中有碳氧极性键的生成,也有非极性键H-H生成,D正确;
故选C。
14. 新型电池装置如图所示。在电极反应中反应后生成;双极膜中间的和可通过双极膜,而两端隔室中的离子被阻挡不能进入双极膜中,为不参与该电极反应的电极材料。
下列说法正确的是
A. 电极上发生的电极反应式:
B. 双极膜中向电极移动
C. 产生电流的过程中两极区溶液均增大
D. 电池工作时每转化,双极膜消耗水
【答案】A
【解析】
【分析】该装置为原电池,左侧电极反应后生成,失电子发生氧化反应,为负极;右侧被还原为氨气,得电子发生还原反应,为正极,据此作答。
【详解】A.依据分析,电极上被还原为,电极反应式为 ,A正确;
B.双极膜中向正极()移动,向负极()移动,B错误;
C.负极反应为:,氢氧根浓度减小,pH降低;正极反应为,氢氧根浓度增大,pH升高,C错误;
D.电池总反应为,,每消耗,转移电子,则双极膜需要消耗,D错误;
故选A。
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 以物质的类别为横坐标,化合价为纵坐标绘制的图像叫价类二维图。下图是铁及其化合物的价类二维图的部分信息。
(1)打印墨盒的墨粉中有部分黑色粉末可以被磁铁吸引,说明墨粉中含有的化合物是__________(填化学式)。炽热的铁水注入模具前,模具必须充分干燥,请用化学方程式解释原因:____________________。
(2)在野外,可用铝热反应来焊接铁轨,其反应的化学方程式为______________________________。
(3)若要检验溶液是否含有,可选用的试剂是__________。酸性条件下,用过氧化氢溶液将转化为的离子方程式为______________________________。
(4)向硫酸亚铁溶液中加入氢氧化钠溶液产生的现象是____________________,写出上述过程中因发生氧化还原反应使沉淀颜色变化的化学方程式:______________________________。
(5)高铁酸钠()是一种新型绿色消毒剂,主要用于饮用水处理。制备高铁酸钠的一种方法为。在该反应中和的氧化性强弱顺序为______________________________;生成转移电子的物质的量为__________。
(6)聚合硫酸铁()也称碱式硫酸铁,化学式为,是一种新型高效的铁盐类无机高分子絮凝剂,用于水的处理。请据此推测聚合硫酸铁(其中铁元素化合价为+3价)中、、的关系式:____________________。
【答案】(1) ①. ②.
(2)
(3) ①. 溶液 ②.
(4) ①. 生成白色沉淀,白色沉淀迅速变为灰绿色,最终变为红褐色 ②.
(5) ①. ②.
(6)
【解析】
【小问1详解】
铁的氧化物中能被磁铁吸引的黑色粉末是四氧化三铁,其化学式为;炽热的铁水遇到水分,在高温条件下会发生反应生成四氧化三铁和氢气,化学方程式为,因此模具必须充分干燥以防发生危险;
【小问2详解】
铝热反应焊接铁轨是利用铝的强还原性,在高温下将氧化铁还原为铁单质,同时生成氧化铝,放出大量的热使铁熔化,反应的化学方程式为;
【小问3详解】
检验的特征试剂是溶液,若含有,溶液会变红。在酸性条件下,过氧化氢具有强氧化性,能将氧化为,自身被还原为水,根据电荷守恒和原子守恒,离子方程式为;
【小问4详解】
硫酸亚铁与氢氧化钠反应首先生成白色的氢氧化亚铁沉淀,但氢氧化亚铁极易被空气中的氧气氧化为红褐色的氢氧化铁,中间过程会呈现灰绿色。现象为:产生白色沉淀,迅速变成灰绿色,最终变成红褐色。沉淀颜色变化的化学方程式为;
【小问5详解】
在氧化还原反应中,氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性,反应中是氧化剂,是氧化产物,故氧化性。反应中铁元素化合价由+3价升高到+6价,因此生成时,转移电子的物质的量为;
【小问6详解】
根据化合物中各元素正负化合价代数和为零的原则,已知铁元素为+3价,氢氧根为-1价,硫酸根为-2价,则有,化简可得。
16. 研究弱电解质的电离有重要的实际意义。
(1)亚硫酸的电离方程式为__________________________________。
(2)将等、等体积的溶液和溶液分别加水稀释,溶液随加水稀释倍数的变化如图所示。
①电离平衡常数:__________(填“>”“<”或“=”)。
②a、b、c三点水的电离程度由大到小的顺序为__________,c、d两点的溶液分别与恰好中和,消耗物质的量更多的是__________点。
(3)某些弱酸在时的电离常数()如表:
化学式
电离常数()
①同浓度的、、溶液的最大的是__________溶液。
②常温下溶液在加水稀释过程中,下列表达式的数据一定变小的是__________(填字母)。
A. B. C. D. E.
③下列反应可以发生的是__________(填字母)。
A.
B.
C.
D.
(4)25℃时,的溶液中,的电离度约为__________%(取)。
【答案】(1),
(2) ①. ②. ③. d
(3) ①. ②. A ③. AB
(4)0.173
【解析】
【小问1详解】
亚硫酸是二元弱酸,在溶液中分步电离使溶液呈酸性,电离方程式为:,;
【小问2详解】
①由图可知,等pH、等体积的醋酸溶液和亚硝酸溶液稀释相同倍数时,亚硝酸溶液的pH的变化大于醋酸溶液,说明亚硝酸的酸性强于醋酸,弱酸的酸性越强,电离常数越大,所以醋酸的电离常数小于亚硝酸;
②酸在溶液中电离出的氢离子会抑制水的电离,且溶液中氢离子浓度越大,水的电离程度越小,由图可知,溶液pH的大小顺序为 :c > b > a,则溶液中氢离子的大小顺序为 a > b > c,水的电离程度由大到小的顺序为: c > b > a;亚硝酸的酸性强于醋酸,则pH相等的亚硝酸溶液的浓度小于醋酸溶液,由图可知,c点亚硝酸溶液和d点醋酸溶液的pH相等,所以d点醋酸溶液的中和能力强于c点亚硝酸溶液,消耗氢氧化钠的量大于c点亚硝酸溶液;
【小问3详解】
①弱酸的电离常数越大,酸性越强,同浓度的弱酸溶液中氢离子越大,溶液pH越小,且多元弱酸在溶液中分步电离,以一级电离为主,由表格数据可知,电离常数的大小顺序为:,则酸性强弱顺序为:,所以三种同浓度的弱酸溶液中,次氯酸溶液的pH最大;
② 醋酸溶液加水稀释时,溶液中醋酸、醋酸根离子、氢离子的浓度都减小,醋酸的电离常数和水的离子积常数不变;
A.由分析可知,醋酸溶液加水稀释时,溶液中氢离子浓度减小,A符合题意;
B.由电离常数可知,溶液中的值为:=,由分析可知,稀释时醋酸根离子浓度减小,电离常数不变,所以溶液中和的值增大,B不符合题意;
C.水的离子积常数为:,由分析可知,稀释时水的离子积常数不变,所以溶液中的值不变,C不符合题意;
D.由分析可知,稀释时溶液中的氢离子浓度减小,水的离子积常数不变,所以溶液中氢氧根离子浓度增大,D不符合题意;
E.醋酸的电离常数为:=,由分析可知,稀释时醋酸的电离常数不变,所以稀释时的值不变,E不符合题意;
故选A;
③A.弱酸的电离常数越大,酸性越强,由表格数据可知,醋酸的酸性强于碳酸,则由强酸制弱酸原理可知,碳酸钠溶液与少量醋酸溶液反应生成醋酸钠和碳酸氢钠,反应的化学方程式为:,A正确;
B.弱酸的电离常数越大,酸性越强,由表格数据可知,醋酸的酸性强于氢氰酸,则由强酸制弱酸原理可知,醋酸溶液与氰化钠溶液反应生成醋酸钠和氢氰酸,反应的化学方程式为:,B正确;
C.弱酸的电离常数越大,酸性越强,由表格数据可知,酸性强弱顺序为:,则由强酸制弱酸原理可知,二氧化碳与次氯酸钠溶液反应生成 碳酸氢钠和次氯酸,反应的化学方程式为:,C错误;
D.弱酸的电离常数越大,酸性越强,由表格数据可知,碳酸的酸性强于氢氰酸, 则由强酸制弱酸原理可知,氢氰酸溶液不能与碳酸氢钠溶液反应生成二氧化碳和水,D错误;
故选AB;
【小问4详解】
设次氯酸的电离度为,由电离常数可得: ,解得: ,则0.01 mol/L次氯酸电离度约为 0.173%。
17. 电化学在冶金、航空、航天、材料、能源、环境科学等领域有广泛的应用。
(1)一种熔融碳酸盐燃料电池的原理示意图如图所示。
①电池工作时,该电池是将__________(填“化学能转化为电能”或“电能转化为化学能”)。①
②电池工作时,、向__________(填“M”或“N”)电极移动。
③M电极上参与反应的电极反应式为________________________________________。
(2)电解精炼法提纯镓()是工业上常用的方法,具体原理如图所示。已知:金属活动性顺序为;镓的化学性质与铝相似,在强碱溶液中以形式存在。
①电解后,电解槽底部阳极泥中所含的金属有__________(填化学式)。
②电解过程中阴极的电极反应是__________________________________________________。
(3)全钒液流电池是利用不同价态的含钒离子在酸性条件下发生反应,该电池储能容量大、使用寿命长。利用该电池电解处理含的废水制备硝酸和氨水的原理如图所示,a、b、c、d电极均为惰性电极。
①全钒液流电池放电时,a电极反应为__________________________________________________。
②隔膜2为__________(填“阴”或“阳”)离子交换膜,装置B中q口流出液中主要的溶质为____________________(填化学式)。
当装置B中产生气体的总体积为67.2 L(标准状况下)时,装置A中有__________通过质子交换膜。
【答案】(1) ①. 化学能转化为电能 ②. ③.
(2) ①. 、 ②.
(3) ①. ②. 阴 ③. ④. 4
【解析】
【小问1详解】
①熔融碳酸盐燃料电池为燃料电池,属于原电池,工作时将化学能转化为电能;
②原电池中阳离子向正极移动:CO和H2在M极失电子,M是负极;O2在N极得电子,N是正极,所以、向N电极移动;
③M 电极上CO被氧化为CO2,电解质是熔融碳酸盐,电极反应为;
【小问2详解】
金属活动性Zn > Ga > Fe > Cu,因此粗Ga作阳极,纯Ga作阴极,强碱电解液中Ga以[Ga(OH)4]-存在。
①阳极中Zn、Ga优先失电子溶解,Fe、Cu活泼性弱不反应,沉降在槽底,所以阳极泥金属为Fe、Cu;
②阴极[Ga(OH)4]-得电子析出Ga,电极反应:;
【小问3详解】
①全钒液流放电时为原电池,a极是正极,得电子结合H+生成VO2+:;
②装置B电解NH4NO3废水:c极逸出H2,发生,c是阴极;d极逸出O2,发生,d是阳极,隔膜2要允许进入阳极区与氢离子结合生成HNO3,因此隔膜2为阴离子交换膜;q在阳极区,流出主要溶质为HNO3;标准状况气体体积为67.2 L,总物质的量,电解总反应:,H2与O2物质的量比2:1,所以H2为2 mol、O2为1 mol,转移电子总物质的量4 mol;原电池A中每转移1 mol e-就有1 mol H+通过质子交换膜,所以共4 mol H+迁移。
18. 随着碳中和技术的发展,我国大力加强碳的氧化物催化氢化合成甲醇的技术研究,实现可持续发展。
已知:反应Ⅰ.
反应Ⅱ.
(1)催化氢化合成甲醇的热化学方程式为____________________。
(2)工业上在恒容密闭容器中发生反应Ⅰ、Ⅱ,判断反应达到平衡状态的依据是__________(填字母)。
A. 生成的速率与消耗的速率相等
B. 混合气体的密度不变
C. 混合气体的相对平均分子质量不变
D. 、、的浓度都不再发生变化
(3)一定条件下,在恒容的密闭容器中充入和,在催化剂作用下只发生反应Ⅰ,在平衡混合气中的体积分数在不同压强下随温度的变化如图所示:
①图中压强的相对大小是__________(填“”“”或“”),判断的理由是____________________。
②A、B、C三点的化学平衡常数的相对大小__________(填“”“”或“”,下空同)__________;C点的压强平衡常数__________(为用平衡分压代替平衡浓度计算所得的平衡常数,分压总压体积分数)。
(4)科研小组针对反应Ⅱ开展以下研究。
①改变温度和投料比[],测得平衡转化率如表所示(其他反应条件相同)。
平衡点
0.5
0.5
1
平衡转化率
50%
33.3%
50%
则、、三点对应的反应温度由高到低的顺序是__________。
②研究表明,反应Ⅱ的速率方程为,式中、、、分别表示相应的物质的量分数,为平衡常数,为反应的速率常数,温度升高时值增大。在气体组成和催化剂一定的情况下,反应速率随温度变化的曲线如图所示。
根据速率方程分析时逐渐减小的原因:________________________________________。
【答案】(1) (2)CD
(3) ①. ②. 其他条件不变时,加压使反应Ⅰ平衡正向移动,的体积分数增大 ③. > ④. = ⑤.
(4) ①. ②. 减小对的降低程度大于增大对的升高程度
【解析】
【小问1详解】
①②,根据盖斯定律: ①+②得到催化氢化合成甲醇的热化学方程式为:;
【小问2详解】
A.生成CH3OH的速率与消耗CO的速率相等,不能说明正、逆反应速率相等,不能说明反应达到平衡状态,A错误;
B.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,不能表明反应已达到平衡状态,B错误;
C.根据质量守恒,混合气体的质量始终不变,该反应是气体物质的量减小的反应,随着反应进行,混合气体的平均相对分子质量增大,当混合气体的平均相对分子质量不再改变,表明反应已达到平衡状态,C正确;
D.CH3OH、CO、H2的浓度都不再发生变化,表明反应已达到平衡状态,D正确;
故答案为:CD;
【小问3详解】
①对于反应,正反应是气体体积减小的反应,根据勒夏特列原理,在其他条件不变时,增大压强,平衡会向气体体积减小的方向(即正向)移动,从而使平衡混合气中 的体积分数增大, 图中显示,在任意相同温度下,对应的体积分数最大,次之,最小,这说明压强大小顺序为;
②根据图像可知升高温度甲醇的体积分数减小,所以正反应是放热反应,A点温度低于B点、B点和C点温度相同,因此A、B、C三点的化学平衡常数的相对大小为K(A)>K(B)=K(C);C点甲醇的体积分数为50%,
则,解得,所以C点的压强平衡常数;
【小问4详解】
①已知,故此反应为放热反应,当=1时,升温平衡逆向移动,CO平衡转化率降低,故 b>a;增大,CO平衡转化率会降低,而平衡点c与平衡点a相比,CO的转化率相同,则c点相对于a点为降低温度,平衡正向移动,故a>c,综上所述,a、b、c 三点对应的反应温度由高到低顺序是;
②此反应为放热反应,升温减小,温度升高时值增大,根据速率方程分析,时逐渐减小的原因是减小对的降低大于k增大对的提高。
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高一化学
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上;
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题目的答案字母涂黑,如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案字母;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。
考试时间75分钟,满分100分
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16
一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 下列各组物质依次为强电解质、弱电解质的是
A. NaOH、 B. 、
C. 、氨水 D. Cu、
2. 下列反应原理中 ,不符合工业冶炼金属实际情况的是
A. 2Ag2O4Ag+O2↑ B. 2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑
C. 2MgO2Mg+O2↑ D. 4CO+Fe3O43Fe+4CO2
3. 进行利用覆铜板制作图案的实验时,主要实验过程如下:
下列说法不正确的是
A. 覆铜板上写“化学”两字的笔,不能用水溶性墨水的笔
B. 将覆铜板浸没在溶液中,除了“化学”两字外的覆铜层几乎都被溶解反应了
C. “腐蚀液”反应前后离子种类发生变化,离子总数目保持不变
D. 使用后的“腐蚀液”,可加入铁粉、氯水等,实现的回收和溶液的再生
4. 硅是无机非金属材料的主角。下列物质含有硅单质的是
A. 光导纤维 B. 太阳能电池板 C. 水玻璃 D. 水晶
5. 下列说法正确的是
A. C(石墨,s)=C(金刚石,s) ,则金刚石比石墨稳定
B. 已知的燃烧热是1366.8 kJ·mol-1,则反应的
C. 已知: , ,则
D. 在一定温度和压强下,0.5 mol N2和1.5 mol H2充分反应生成NH3(g),放出热量19.3 kJ,则其热化学方程式为
6. 化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。如图为几种化学电源装置。
下列说法正确的是
A. 图甲:正极的电极反应为
B. 图乙:负极的电极反应为
C. 图丙:锌筒作负极,发生氧化反应,锌筒会变薄
D. 图丁:电池放电一段时间后,稀硫酸的浓度不变
7. 水的电离平衡曲线如图所示,下列说法不正确的是
A. 图中五点间的关系:
B. 若从A点到C点,可在温度不变的条件下向水中通入适量的
C. 若从A点到D点,可在温度不变的条件下向水中加入少量的酸
D.
8. 关于如图所示各装置的叙述中,正确的是
A. 图1是原电池,总反应是:
B. 图2可验证铁的析氢腐蚀,负极反应式为:2H++2e-=H2↑
C. 图3装置可在待镀铁件表面镀铜
D. 装置④中利用外接电流法,钢管桩与外接电源的负极相连被保护
9. 下列关于化学反应方向及其判据的说法中正确的是
A. 在不同状态时的熵值:
B. 常温下,反应不能自发进行,则该反应的
C. 凡是需要加热的反应都不能自发进行
D. 反应能否自发进行与温度无关
10. 工业上,常用乙烷脱氢制备乙烯,反应原理为 。恒温条件下,向2 L容器中充入0.36 mol,随着反应的进行,测得浓度随时间的变化如下表所示。下列说法正确的是
/min
10
14
25
43
47
0.081
0.090
0.112
0.120
0.120
A. 10min时的正反应速率小于22min时的正反应速率
B. 该反应的平衡常数
C. 43min时再充入0.1 mol,反应正向进行,的转化率增大
D. 相同温度下,当和的浓度都为0.15 ,的浓度为0.050 时,反应正向进行
11. 下列叙述与图中甲、乙、丙、丁相符合的是
A. 图甲表示某可逆反应的速率()随温度()变化的曲线,说明该可逆反应的逆反应是放热反应
B. 图乙表示反应:,若开始的物质的量一定,则a、b、c三点中,b点时的转化率最大
C. 若某可逆反应的正反应的,图丙可表示时刻改变的条件是升高温度
D. 图丁中发生可逆反应,由图丁中混合气体的平均相对分子质量()随温度()的变化情况,可推知正反应的
12. 某些化学键的键能如表所示:
键
H—H
Cl—Cl
Br—Br
I—I
H—Cl
H—Br
H—I
键能/kJ·mol-1
436
243
193
151
431
356
299
下列有关说法中正确的是
A. 1molH2(g)分别与Cl2(g)、Br2(g)、I2(g)反应,则与碘完全反应放出的热量最多
B. H—F键的键能大于431kJ·mol-1
C. H2与Cl2反应的热化学方程式为H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) ΔH=-248kJ·mol-1
D. 稳定性最强的化学键是H—Cl键
13. 水煤气变换反应(简称)是实现氢能高效清洁利用的重要反应。以为催化剂的反应历程如下图,其中吸附在催化剂表面上的粒子用“*”标注,吸附在上的氢原子表示为“”。
下列说法错误的是
A. 转化最优路径为路径Ⅰ
B. 路径Ⅰ的决速步骤反应的化学方程式为
C. 在催化剂表面脱附过程能够释放能量
D. 两条路径中都既有极性键的生成也有非极性键的生成
14. 新型电池装置如图所示。在电极反应中反应后生成;双极膜中间的和可通过双极膜,而两端隔室中的离子被阻挡不能进入双极膜中,为不参与该电极反应的电极材料。
下列说法正确的是
A. 电极上发生的电极反应式:
B. 双极膜中向电极移动
C. 产生电流的过程中两极区溶液均增大
D. 电池工作时每转化,双极膜消耗水
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 以物质的类别为横坐标,化合价为纵坐标绘制的图像叫价类二维图。下图是铁及其化合物的价类二维图的部分信息。
(1)打印墨盒的墨粉中有部分黑色粉末可以被磁铁吸引,说明墨粉中含有的化合物是__________(填化学式)。炽热的铁水注入模具前,模具必须充分干燥,请用化学方程式解释原因:____________________。
(2)在野外,可用铝热反应来焊接铁轨,其反应的化学方程式为______________________________。
(3)若要检验溶液是否含有,可选用的试剂是__________。酸性条件下,用过氧化氢溶液将转化为的离子方程式为______________________________。
(4)向硫酸亚铁溶液中加入氢氧化钠溶液产生的现象是____________________,写出上述过程中因发生氧化还原反应使沉淀颜色变化的化学方程式:______________________________。
(5)高铁酸钠()是一种新型绿色消毒剂,主要用于饮用水处理。制备高铁酸钠的一种方法为。在该反应中和的氧化性强弱顺序为______________________________;生成转移电子的物质的量为__________。
(6)聚合硫酸铁()也称碱式硫酸铁,化学式为,是一种新型高效的铁盐类无机高分子絮凝剂,用于水的处理。请据此推测聚合硫酸铁(其中铁元素化合价为+3价)中、、的关系式:____________________。
16. 研究弱电解质的电离有重要的实际意义。
(1)亚硫酸的电离方程式为__________________________________。
(2)将等、等体积的溶液和溶液分别加水稀释,溶液随加水稀释倍数的变化如图所示。
①电离平衡常数:__________(填“>”“<”或“=”)。
②a、b、c三点水的电离程度由大到小的顺序为__________,c、d两点的溶液分别与恰好中和,消耗物质的量更多的是__________点。
(3)某些弱酸在时的电离常数()如表:
化学式
电离常数()
①同浓度的、、溶液的最大的是__________溶液。
②常温下溶液在加水稀释过程中,下列表达式的数据一定变小的是__________(填字母)。
A. B. C. D. E.
③下列反应可以发生的是__________(填字母)。
A.
B.
C.
D.
(4)25℃时,的溶液中,的电离度约为__________%(取)。
17. 电化学在冶金、航空、航天、材料、能源、环境科学等领域有广泛的应用。
(1)一种熔融碳酸盐燃料电池的原理示意图如图所示。
①电池工作时,该电池是将__________(填“化学能转化为电能”或“电能转化为化学能”)。①
②电池工作时,、向__________(填“M”或“N”)电极移动。
③M电极上参与反应的电极反应式为________________________________________。
(2)电解精炼法提纯镓()是工业上常用的方法,具体原理如图所示。已知:金属活动性顺序为;镓的化学性质与铝相似,在强碱溶液中以形式存在。
①电解后,电解槽底部阳极泥中所含的金属有__________(填化学式)。
②电解过程中阴极的电极反应是__________________________________________________。
(3)全钒液流电池是利用不同价态的含钒离子在酸性条件下发生反应,该电池储能容量大、使用寿命长。利用该电池电解处理含的废水制备硝酸和氨水的原理如图所示,a、b、c、d电极均为惰性电极。
①全钒液流电池放电时,a电极反应为__________________________________________________。
②隔膜2为__________(填“阴”或“阳”)离子交换膜,装置B中q口流出液中主要的溶质为____________________(填化学式)。
当装置B中产生气体的总体积为67.2 L(标准状况下)时,装置A中有__________通过质子交换膜。
18. 随着碳中和技术的发展,我国大力加强碳的氧化物催化氢化合成甲醇的技术研究,实现可持续发展。
已知:反应Ⅰ.
反应Ⅱ.
(1)催化氢化合成甲醇的热化学方程式为____________________。
(2)工业上在恒容密闭容器中发生反应Ⅰ、Ⅱ,判断反应达到平衡状态的依据是__________(填字母)。
A. 生成的速率与消耗的速率相等
B. 混合气体的密度不变
C. 混合气体的相对平均分子质量不变
D. 、、的浓度都不再发生变化
(3)一定条件下,在恒容的密闭容器中充入和,在催化剂作用下只发生反应Ⅰ,在平衡混合气中的体积分数在不同压强下随温度的变化如图所示:
①图中压强的相对大小是__________(填“”“”或“”),判断的理由是____________________。
②A、B、C三点的化学平衡常数的相对大小__________(填“”“”或“”,下空同)__________;C点的压强平衡常数__________(为用平衡分压代替平衡浓度计算所得的平衡常数,分压总压体积分数)。
(4)科研小组针对反应Ⅱ开展以下研究。
①改变温度和投料比[],测得平衡转化率如表所示(其他反应条件相同)。
平衡点
0.5
0.5
1
平衡转化率
50%
33.3%
50%
则、、三点对应的反应温度由高到低的顺序是__________。
②研究表明,反应Ⅱ的速率方程为,式中、、、分别表示相应的物质的量分数,为平衡常数,为反应的速率常数,温度升高时值增大。在气体组成和催化剂一定的情况下,反应速率随温度变化的曲线如图所示。
根据速率方程分析时逐渐减小的原因:________________________________________。
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