内容正文:
广西钦州市第四中学2025年秋季学期高二年级上学期10月份考试化学试卷
注意事项:
1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分,考试时间75分钟。
2.答题前,考生务必将姓名、考生号等个人信息填写在答题卡指定位置。
3.考生作答时,请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答。超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上作答无效。
一、单选题( 本题共14小题,每小题3分,共42分。每小题只有一项符合题目要求)
1. 某研究小组探究外界条件对化学反应的速率和平衡的影响,如下图所示,其中C%表示C的体积分数。下列判断正确的是
A. 由图a可知,
B. 该反应的正反应为吸热反应
C. 由图b可知,该反应
D. 在恒温恒容的条件下,按原比例再加入A与B,C%不变
2. 有气体参与的反应,下列关于有效碰撞理论与影响速率的因素之间关系正确的是
A. 增大反应物浓度,可以提高活化分子百分数,从而提高反应速率
B. 升高温度,反应物分子的能量增加,增加了活化分子的百分数,从而提高反应速率
C. 加入催化剂可以降低活化能,活化分子百分数虽然没变,但可以加快反应速率
D. 增大压强,可提高单位体积内活化分子数和活化分子百分数,从而提高反应速率
3. 恒压下,向某密闭容器中充入一定量的和,发生如下反应:
主反应:
副反应:
在不同温度下,反应达到平衡时,测得两种含碳产物的分布分数[例:]随投料比(物质的量之比)的变化关系如图所示,下列说法正确的是
A. 投料比代表
B. 曲线代表乙酸的分布分数
C. 升高温度,主反应减小的程度小于副反应减小的程度
D. L、M、N三点的平衡常数:
4. 如图所示,甲、乙之间的隔板可以左右移动,甲中充入和,乙中充入和,此时停在0处。在一定条件下发生可逆反应:,反应达到平衡后,恢复到反应发生前时的温度。下列有关说法错误的是
A. 隔板不再滑动时,说明两边的反应都已达到平衡
B. 达到平衡后,隔板不可能停留在左侧2处
C. 若隔板停留在左侧1处,则甲室中的转化率为50%
D. 若隔板停留在左侧1处,则可移动活塞停留在右侧6处
5. 合成气的一种制备原理为 ,在Sn-Ni合金催化下,甲烷脱氢阶段的反应历程如图(*表示吸附在催化剂表面)。
下列正确的是
A. 在Sn-Ni合金催化下,该历程中最大能垒(活化能)为
B. 脱氢阶段既存在非极性键断裂又存在极性键断裂
C. 反应正反应的活化能大于逆反应的活化能
D. 在Sn-Ni合金催化下,一定能提高氢气的产率
6. 往恒容密闭容器中充入和,发生的反应为 ,测得温度为时的转化率与时间的关系如图所示,下列说法错误的是
A. 内,反应速率:
B. 对应点的平衡常数:
C. 焓变:
D. 当混合气体的平均摩尔质量不再随时间改变时,该反应达到平衡
7. 工业合成氨的反应为: 。要使氨的平衡产率增大,又要使化学反应速率增大,可以采取的措施有:①增大体积使压强减小②减小体积使压强增大③升高温度④降低温度⑤恒温恒容,再充入和⑥恒温恒压,充入惰性气体⑦及时分离产生的⑧使用催化剂
A. ②⑤⑥⑦ B. ②③④⑤⑦⑧ C. ②⑤ D. ②③⑤⑧
8. 下列事实不能用勒夏特列原理解释的是
A. 向溶液中加入少许浓溶液,溶液变为黄色
B. 和的混合气体升温后红棕色加深
C. 催化氧化成的反应,往往需要使用催化剂
D. 缩小充有和混合气体容器的容积,气体颜色先变深再变浅
9. 下列措施不能加快与反应产生的速率的是
A. 再加入溶液 B. 用粉代替粒
C. 升高温度 D. 滴加少量的溶液
阅读下列材料,完成下面小题:
氯、硫、氮的化合物应用广泛。NaClO等含氯消毒剂可用于杀菌消毒;含氮化合物肼(N2H4,常温下为液态)常用作火箭燃料,肼的燃烧热为622.08 kJ⋅mol-1.硫有等多种单质,工业上常用作原料制备硫酸,为减少硫的氧化物产生的污染,可用氨水等碱性溶液吸收,也可用生物质热解气将硫的氧化物在高温下还原为单质硫,如某温度下,在恒容密闭容器中,利用甲烷可以除去,反应为。
已知:25℃时,,,。
10. 下列有关含硫物质的说法正确的是
A. 是硫的四种同位素
B. N2H4分子中含有N=N双键
C. 工业上用98.3%的浓硫酸吸收SO3生成发烟硫酸
D. 浓硫酸与铁在常温下不能反应,可用铁质容器贮运浓硫酸
11. 下列化学反应的方程式表示正确的是
A. NaClO溶液中通入少量:
B. 用足量氨水吸收的离子方程式:
C. 用溶液吸收少量:
D. 肼燃烧的热化学方程式:
12. 已知为黄色,下列关于甲烷除去的反应说法不正确的是
A. 当容器内气体的颜色不再改变时,化学反应达到平衡状态
B. 其他条件不变,增大压强会降低平衡去除率
C. 及时分离出,正反应速率增大,平衡向正反应方向移动
D. 上述反应的化学平衡常数
13. 晶态和非晶态固体表面均可以吸附,最终将催化还原为。在密闭容器中,吸附量与时间、催化剂种类及质量的关系如下图所示。下列说法不正确的是
A. 其他条件相同时,增大催化剂质量,反应速率变快
B. 内③中的平均吸附速率
C. 可实现的催化还原,该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为3:4
D. 晶态的催化性能优于非晶态
14. 一定条件下,银催化剂表面上存在反应: ,起始状态I中有、Ag和,经下列过程达到各平衡状态(已知状态Ⅰ和Ⅲ的固体质量相等),下列叙述不正确的是
A. 压强大小:
B. 平衡常数:
C. 逆反应速率:
D. 若体积,则浓度商
第II卷(非选择题)
二、综合题( 本题共4小题,共58分。请按要求作答)
15. 一种锌电解阳极,主要成分为Ag、MnO2、PbSO4和ZnO,还有少量锰铅氧化物Pb2Mn8O16(Mn元素化合价为+2和+4两种),可用于回收金属元素锌、锰、铅和银的工艺,如图所示。回答下列问题:
已知:①MnSO4·H2O易溶于水,不溶于乙醇。
②在较高温度及酸性催化条件下,葡萄糖能发生如下反应:
葡萄糖(C6H12O6) + HCOOH
③在一定条件下,+ PbSO4=PbCO3+
(1)经过“酸洗"后的滤渣中主要的成分有___________。
(2)“还原酸浸”过程中主要反应的化学方程式为___________。
(3)结合MnSO4溶解度曲线图分析,由MnSO4溶液制得MnSO4·H2O晶体的“一系列操作”是___________,用___________(填物质的名称)洗涤、干燥。
(4)实际锰浸出最适宜的葡萄糖加入量远大于理论加入量,其原因是___________,为提高葡萄糖的有效利用率(×100%),除了充分搅拌外还可以___________。
(5)关于流程中有关物质的说法正确的是___________(填标号)。
A. 为了提高“还原酸浸”的浸出效率,可以大幅提高温度
B. 滤液1中含有Mn2+、Pb2+和Zn2+
C. 可以采用金属Na与ZnSO4溶液反应,置换出金属锌
D. 流程中的“滤液2”可循环利用
16. 氨基甲酸铵(NH2COONH4)是一种白色固体,易分解、易水解,可用做肥料、灭火剂、洗涤剂等。某化学兴趣小组模拟制备氨基甲酸铵,反应的化学方程式如下:2NH3(g)+CO2(g)NH2COONH4(s)+Q(Q>0)
(1)如用图1装置制取氨气,你所选择的试剂是___________。制备氨基甲酸铵的装置如图3所示,把氨气和二氧化碳通入四氯化碳中,不断搅拌混合,生成的氨基甲酸铵小晶体悬浮在四氯化碳中。当悬浮物较多时,停止制备。
注:四氯化碳与液体石蜡均为惰性介质。
(2)发生器用冰水冷却的原因是___________。
(3)液体石蜡鼓泡瓶的作用是___________。
(4)从反应后的混合物中分离出产品的实验方法是___________(填写操作名称)。为了得到干燥产品,应采取的方法是___________(填写选项序号)。
a.常压加热烘干b.高压加热烘干c.真空40℃以下烘干
(5)尾气处理装置如图2所示。双通玻璃管的作用:___________;浓硫酸的作用:___________、___________。
(6)取因部分变质而混有碳酸氢铵的氨基甲酸铵样品0.7820g,用足量石灰水充分处理后,使碳元素完全转化为碳酸钙,过滤、洗涤、干燥,测得质量为1.000g.则样品中氨基甲酸铵的物质的量分数为___________。[Mr(NH2COONH4)=78、Mr(NH4HCO3)=79、Mr(CaCO3)=100]
17. 甲醇被称为2l世纪的新型燃料,工业上通过下列反应Ⅰ和Ⅱ,来制备甲醇。
(1)将1.0 mol CH4和2.0 mol H2O(g)通入反应室(容积为100L),在一定条件下发生反应:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)……Ⅰ,CH4的转化率与温度、压强的关系如图所示:
①已知100℃时达到平衡所需的时间为5min,则用H2表示的平均反应速率为_______。
②图中的P1_______P2(填“<”、“>”或“=”),100℃时平衡常数为_____________。
(2)在压强为0.1 MPa条件下, a mol CO与 3a mol H2的混合气体在催化剂作用下能自发反应生成甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ……Ⅱ。
①该反应的ΔH_______________0,ΔS_________________0(填“<”、“>”或“=”)。
②若容器容积不变,下列措施可增加甲醇产率的是____________________。
A.升高温度
B.将CH3OH(g)从体系中分离
C.充入He,使体系总压强增大
D.再充入1mol CO和3mol H2
(3)在最新开发并投入生产的流动电解质直接甲醇燃料电池中,流动电解质硫酸的使用,可提高燃料电池效率约30%,该电池的负极反应为______________________。
18. 新技术的开发应用,不仅有利于改善环境质量,而且能充分开发“废物”的潜在价值。回答下列问题:
(1)用烟道气与氢气来合成甲醇涉及到如下几个反应:
①
②
③
④ _____________。
(2)在容积均为的两个恒容密闭容器中发生反应,有关数据如下:
容器
温度
起始量
达到平衡
CO转化率
所需时间
1
800
2
1
3
2
800
1
2
n
x
①时该反应的平衡常数___________。
②容器2中,___________,___________。
③若起始时,在2L恒容密闭容器中加入CO、、、各1mol,则此时___________填“”“”或“”。
(3)反应 可用于捕捉空气中的,为研究温度对捕获效率的影响,在某温度下,将一定量的溶液置于密闭容器中,并充入一定量的气体,在t时刻,测得容器中气体的浓度。然后分别在温度为、、、下,保持其他初始实验条件不变,重复上述实验,经过相同时间测定气体的浓度,得到的曲线图如下:
①____________填“”“”或“”。区间,变化的原因是_____________。
②已知常温下的电离常数,碳酸的电离常数、,则恰好完全反应时所得的溶液中__________填“”“”或“”。
③在图中所示五种温度下,该反应的平衡常数最大的温度是____________。
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广西钦州市第四中学2025年秋季学期高二年级上学期10月份考试化学试卷
注意事项:
1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分,考试时间75分钟。
2.答题前,考生务必将姓名、考生号等个人信息填写在答题卡指定位置。
3.考生作答时,请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答。超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上作答无效。
一、单选题( 本题共14小题,每小题3分,共42分。每小题只有一项符合题目要求)
1. 某研究小组探究外界条件对化学反应的速率和平衡的影响,如下图所示,其中C%表示C的体积分数。下列判断正确的是
A. 由图a可知,
B. 该反应的正反应为吸热反应
C. 由图b可知,该反应
D. 在恒温恒容的条件下,按原比例再加入A与B,C%不变
【答案】A
【解析】
【详解】A.图a为折线图,先出现拐点则先达到平衡,说明其反应速率快,反应速率快说明对应的温度高,故图a中T1>T2,A项正确;
B.对比图a中两条曲线发现,平衡时温度越高,C%越少,说明温度升高,平衡逆向移动,根据勒夏特列原理,升高温度平衡向吸热反应方向移动,所以逆反应为吸热反应,则正反应为放热反应,B项错误;
C.比较 m+n与p大小关系,需考虑压强对平衡移动的影响,根据图b,同一温度下,压强增大,C%升高,说明平衡正向移动,根据勒夏特列原理,增大压强平衡向气体分子数减小的方向移动,可知m+n>p,故C项错误;
D.在恒温恒容的条件下,按原比例再加入A与B,相当于增大压强,由于m+n>p,增大压强平衡正向移动,C%增大,D项错误;
故答案选A。
2. 有气体参与的反应,下列关于有效碰撞理论与影响速率的因素之间关系正确的是
A. 增大反应物浓度,可以提高活化分子百分数,从而提高反应速率
B. 升高温度,反应物分子的能量增加,增加了活化分子的百分数,从而提高反应速率
C. 加入催化剂可以降低活化能,活化分子百分数虽然没变,但可以加快反应速率
D. 增大压强,可提高单位体积内活化分子数和活化分子百分数,从而提高反应速率
【答案】B
【解析】
【详解】A.增大反应物浓度会增加单位体积内活化分子数,但活化分子百分数不变,A错误;
B.升高温度使分子能量增加,更多分子达到活化能,活化分子百分数增大,反应速率提高,B正确;
C.催化剂通过降低活化能,增大活化分子百分数,从而提高反应速率,C错误;
D.增大压强(如压缩体积)提高单位体积内活化分子数,但活化分子百分数不变,D错误;
故答案选B。
3. 恒压下,向某密闭容器中充入一定量的和,发生如下反应:
主反应:
副反应:
在不同温度下,反应达到平衡时,测得两种含碳产物的分布分数[例:]随投料比(物质的量之比)的变化关系如图所示,下列说法正确的是
A. 投料比代表
B. 曲线代表乙酸的分布分数
C. 升高温度,主反应减小的程度小于副反应减小的程度
D. L、M、N三点的平衡常数:
【答案】C
【解析】
【分析】两种含碳产物的分布分数曲线分别是和的变化曲线,a、b变化趋势相同,代表不同温度下的同种物质的分布分数图,c、d变化趋势相同。升高温度,主反应和副反应都逆向移动,产物量减少,但只在副反应中作为产物出现,在主反应的产物中出现,又在副反应的反应物中出现。在相同投料比情况下比较四条线上的点,c、d组线条符合温度高,含量少的特点,故代表的是在不同温度下的分布分数图;a、b组在相同投料比情况下,温度更高条件下的含量反而更高,说明温度升高让主反应逆移减少的少于副反应逆移增多的的量,即温度升高对主反应的影响小于对副反应的影响。
【详解】A.若投料比x代表,则x增大时,甲醇过量,会促进副反应(消耗乙酸生成甲酯)正向移动,乙酸分布分数应下降,但图像中随x增大,部分曲线(如a、b)分布分数上升,说明x实际为,A错误;
B.根据分析,c、d组线条代表的是,B错误;
C.主反应和副反应均为放热反应,升温平衡逆向移动,产物量均减少。由图像可知,低温(T1)时甲酯分布分数(曲线c)比高温(T2,曲线d)大得多,说明甲酯量随温度升高减少更显著;而乙酸分布分数(曲线b与a)的差值较小,表明乙酸减少程度小于甲酯,C正确;
D.平衡常数K仅与温度有关,L、M点均在T1(503K),K(L)=K(M);N点在T2(583K),因反应放热,升温K减小,故K(L)=K(M)>K(N),D错误;
故选C。
4. 如图所示,甲、乙之间的隔板可以左右移动,甲中充入和,乙中充入和,此时停在0处。在一定条件下发生可逆反应:,反应达到平衡后,恢复到反应发生前时的温度。下列有关说法错误的是
A. 隔板不再滑动时,说明两边的反应都已达到平衡
B. 达到平衡后,隔板不可能停留在左侧2处
C. 若隔板停留在左侧1处,则甲室中的转化率为50%
D. 若隔板停留在左侧1处,则可移动活塞停留在右侧6处
【答案】D
【解析】
【详解】A.隔板不再滑动时,两边压强相等,气体物质的量不再变化,说明反应达到平衡,A正确;
B.若隔板在左侧2处,需甲中A完全转化(n甲= 2 mol)且乙中C完全分解(n乙= 4 mol),但可逆反应不能完全进行,故不可能停留,B正确;
C.隔板在左侧1处,设甲体积为1,乙体积为V,n甲/n乙=1/V。甲中A转化率50 %时,n甲=3-0.5=2.5 mol,乙中n乙=3+y(y为C分解生成的量),2.5/(3+y)=1/V,因3+y ≤ 4,V ≤ 1.6,符合可逆反应条件,C正确;
D.隔板在左侧1处,乙体积为6时,n甲/n乙=1/6,n甲 = (3+y)/6 ≤ 4/6 ≈ 0.666,与甲最小n甲 = 2 mol矛盾,D错误;
故选D。
5. 合成气的一种制备原理为 ,在Sn-Ni合金催化下,甲烷脱氢阶段的反应历程如图(*表示吸附在催化剂表面)。
下列正确的是
A. 在Sn-Ni合金催化下,该历程中最大能垒(活化能)为
B. 脱氢阶段既存在非极性键断裂又存在极性键断裂
C. 反应正反应的活化能大于逆反应的活化能
D. 在Sn-Ni合金催化下,一定能提高氢气的产率
【答案】C
【解析】
【详解】A.活化能是过渡态能量与反应物(前中间体)能量的差值。图中过渡态4能量为6.860 eV·mol⁻¹,其对应反应物(CH*+3H*)能量约4.051 eV·mol⁻¹,活化能为6.860-4.051=2.809 eV·mol⁻¹;过渡态2对应反应物(CH₃*+H*)能量1.687 eV·mol⁻¹,活化能5.496-1.687=3.809 eV·mol⁻¹(最大能垒),A错误;
B.脱氢阶段是CH₄逐步失去H*,断裂的均为C-H极性键,无非极性键(如H-H)断裂,B错误;
C.总反应ΔH > 0(吸热),则正反应活化能(Ea正)= 逆反应活化能(Ea逆)+ ΔH,故Ea正>Ea逆,C正确;
D.催化剂仅降低活化能、加快反应速率,不影响平衡移动,无法提高氢气产率,D错误;
故选C。
6. 往恒容密闭容器中充入和,发生的反应为 ,测得温度为时的转化率与时间的关系如图所示,下列说法错误的是
A. 内,反应速率:
B. 对应点的平衡常数:
C. 焓变:
D. 当混合气体的平均摩尔质量不再随时间改变时,该反应达到平衡
【答案】C
【解析】
【分析】根据“先拐先平,数值大”,可推出T2>T1,升高温度,乙烯的转化率减小,说明平衡逆向移动,正反应为放热反应,据此解答。
【详解】A.升高温度,反应速率加快,T2>T1,所以内,反应速率:v(a)>v(b),A正确;
B.T2>T1,升高温度,乙烯的转化率减小,正反应放热,对应点的平衡常数:,B正确;
C.焓变与环境的温度和压强有关,当温度不同时,相同的反应物完全反应放出的热量不一样,所以焓变m≠n,C错误;
D.反应前后气体总质量不变,但气体分子数发生改变,即混合气体的总物质的量发生改变,当混合气体的平均摩尔质量不再随时间改变时,说明气体气体分子数不在改变,反应达到平衡,D正确;
故选C。
7. 工业合成氨的反应为: 。要使氨的平衡产率增大,又要使化学反应速率增大,可以采取的措施有:①增大体积使压强减小②减小体积使压强增大③升高温度④降低温度⑤恒温恒容,再充入和⑥恒温恒压,充入惰性气体⑦及时分离产生的⑧使用催化剂
A. ②⑤⑥⑦ B. ②③④⑤⑦⑧ C. ②⑤ D. ②③⑤⑧
【答案】C
【解析】
【详解】要使氨的平衡产率增大,则需要平衡正向移动;然后结合影响速率的因素分析速率变化;
①增大体积使压强减小,各物质浓度减小,速率减慢且平衡逆向移动,不符合题意;
②减小体积使压强增大,浓度增大,速率加快,且平衡正向移动,符合题意;
③升高温度速率加快,但是平衡逆向移动,不符合题意;
④降低温度,速率减慢,平衡正向移动,不符合题意;
⑤恒温恒容再充入和,和浓度增大,速率加快,平衡正向移动,符合题意;
⑥恒温恒压,充入惰性气体,体积增大,各物质浓度减小,速率减慢,平衡逆向移动,不符合题意;
⑦及时分离产生的,导致生成物浓度减小,速率减慢,平衡正向移动,不符合题意;
⑧使用催化剂,速率加快,平衡不移动,不符合题意;
②⑤符合题意,故选C。
8. 下列事实不能用勒夏特列原理解释的是
A. 向溶液中加入少许浓溶液,溶液变为黄色
B. 和的混合气体升温后红棕色加深
C. 催化氧化成的反应,往往需要使用催化剂
D. 缩小充有和混合气体容器的容积,气体颜色先变深再变浅
【答案】C
【解析】
【详解】A.溶液存在,加入浓NaOH中和H+,使转化为,平衡移动符合勒夏特列原理,A不符合题意;
B.升温使2NO2 N2O4(正反应为放热反应)逆向移动,NO2增多,红棕色加深,符合勒夏特列原理,B不符合题意;
C.催化剂仅加快反应速率,不改变化学平衡,无法用勒夏特列原理解释,C符合题意;
D.加压瞬间NO2浓度增大颜色变深,随后平衡向生成N2O4的方向移动,颜色变浅,符合勒夏特列原理,D不符合题意;
故选C。
9. 下列措施不能加快与反应产生的速率的是
A. 再加入溶液 B. 用粉代替粒
C. 升高温度 D. 滴加少量的溶液
【答案】A
【解析】
【详解】A.加入1mol/LCH3COOH溶液,醋酸为弱酸,稀释硫酸导致H+浓度降低,反应速率减慢,A符合题意;
B.用Zn粉代替Zn粒,增大接触面积,加快反应速率,B不符合题意;
C.升高温度可以加快反应速率,C不符合题意;
D.滴加CuSO4溶液形成Zn-Cu原电池,加快反应速率,D不符合题意;
故选A。
阅读下列材料,完成下面小题:
氯、硫、氮的化合物应用广泛。NaClO等含氯消毒剂可用于杀菌消毒;含氮化合物肼(N2H4,常温下为液态)常用作火箭燃料,肼的燃烧热为622.08 kJ⋅mol-1.硫有等多种单质,工业上常用作原料制备硫酸,为减少硫的氧化物产生的污染,可用氨水等碱性溶液吸收,也可用生物质热解气将硫的氧化物在高温下还原为单质硫,如某温度下,在恒容密闭容器中,利用甲烷可以除去,反应为。
已知:25℃时,,,。
10. 下列有关含硫物质的说法正确的是
A. 是硫的四种同位素
B. N2H4分子中含有N=N双键
C. 工业上用98.3%的浓硫酸吸收SO3生成发烟硫酸
D. 浓硫酸与铁在常温下不能反应,可用铁质容器贮运浓硫酸
11. 下列化学反应的方程式表示正确的是
A. NaClO溶液中通入少量:
B. 用足量氨水吸收的离子方程式:
C. 用溶液吸收少量:
D. 肼燃烧的热化学方程式:
12. 已知为黄色,下列关于甲烷除去的反应说法不正确的是
A. 当容器内气体的颜色不再改变时,化学反应达到平衡状态
B. 其他条件不变,增大压强会降低平衡去除率
C. 及时分离出,正反应速率增大,平衡向正反应方向移动
D. 上述反应的化学平衡常数
【答案】10. C 11. B 12. C
【解析】
【10题详解】
A.均为单质,是硫的同素异形体,而非同位素,A错误;
B.的结构式为:,分子中无N=N双键,B错误;
C.工业上用98.3%的浓硫酸吸收生成发烟硫酸,C正确;
D.浓硫酸与铁在常温下发生钝化,属于化学反应,D错误;
故选C。
【11题详解】
A.发生氧化还原反应,正确的离子方程式为:,A错误;
B.足量氨水吸收生成亚硫酸铵,离子方程式为:,B正确;
C.生成的会继续与反应,正确的离子方程式为:,C错误;
D.燃烧热要求生成液态水,而选项中为气态,D错误;
故选B。
【12题详解】
A.反应体系中只有为黄色,当颜色不变,说明的浓度不再变化,即反应达平衡,A正确;
B.为正向气体体积增大的反应,增大压强平衡逆向移动,会降低平衡去除率,B正确;
C.及时分离出会减少其浓度,逆反应速率瞬间减小,正反应速率不变,平衡向正反应方向移动,建立新平衡的过程中,正反应速率减小,C错误;
D.化学平衡常数生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值,对于反应,化学平衡常数,D正确;
故选C。
13. 晶态和非晶态固体表面均可以吸附,最终将催化还原为。在密闭容器中,吸附量与时间、催化剂种类及质量的关系如下图所示。下列说法不正确的是
A. 其他条件相同时,增大催化剂质量,反应速率变快
B. 内③中的平均吸附速率
C. 可实现的催化还原,该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为3:4
D. 晶态的催化性能优于非晶态
【答案】D
【解析】
【详解】A.其他条件相同时,对比②(非晶态1g)和③(非晶态2g),相同时间内③的CO₂吸附量更大(10min时5.0×10-6mol 和9.0×10 -6mol),说明增大催化剂质量,活性位点增多,吸附速率加快,反应速率变快,A正确;
B.0~10 min内③(非晶态2g)的CO2吸附量变化为,平均吸附速率,B正确;
C.AlH3还原CO2为CH4时,CO2中C由+4价→-4价(得8e⁻),AlH3中H由-1价→+1价(每个H失2e⁻,1mol AlH3失6e⁻)。根据电子守恒,n(CO2)×8=n(AlH3)×6,即n(CO2):n(AlH3)=3:4,氧化剂(CO2)与还原剂(AlH3)物质的量之比为3:4,C正确;
D.对比①(晶态1g)和②(非晶态1g),相同时间内非晶态吸附量更大(1.5×10-6mol vs 5.0×10-6mol),说明非晶态催化性能优于晶态,D错误;
故选D。
14. 一定条件下,银催化剂表面上存在反应: ,起始状态I中有、Ag和,经下列过程达到各平衡状态(已知状态Ⅰ和Ⅲ的固体质量相等),下列叙述不正确的是
A. 压强大小:
B. 平衡常数:
C. 逆反应速率:
D. 若体积,则浓度商
【答案】D
【解析】
【分析】反应的平衡常数,温度不变,平衡常数不变,则不变,即体系总压强不变;反应,为吸热反应,降低温度,平衡逆向移动,据此作答。
【详解】A.状态Ⅱ→Ⅲ温度不变,体积增大(减小压强),平衡向气体分子数增多的正反应方向移动,固体质量减小,但压强不变;而状态Ⅰ和Ⅲ的固体质量相等,所以恒温恒容下起始状态Ⅰ向固体质量增大的方向(逆反应)进行达到平衡状态Ⅱ,体系压强减小,即,因此,A正确;
B.平衡常数K仅与温度有关,状态Ⅱ→Ⅲ温度不变,K(Ⅱ)=K(Ⅲ);状态Ⅲ→Ⅳ温度降低,平衡逆向移动,K减小,故K(Ⅲ)>K(Ⅳ),即K(Ⅱ)>K(Ⅳ),B正确;
C.起始状态I逆反应进行达到平衡状态Ⅱ,故逆反应v(Ⅰ)>v(Ⅱ);状态Ⅱ、Ⅲ温度相同,压强也相同,则v(Ⅱ)=v(Ⅲ);状态Ⅲ→Ⅳ温度降低且压强减小,故v(Ⅲ)>v(Ⅳ),即v(Ⅰ)>v(Ⅱ)=v(Ⅲ)>v(Ⅳ),C正确;
D.状态Ⅰ和Ⅲ的固体质量相等,则体系内的质量(物质的量)也相等,而体积,则压强,因此浓度商,D错误;
故答案选D。
第II卷(非选择题)
二、综合题( 本题共4小题,共58分。请按要求作答)
15. 一种锌电解阳极,主要成分为Ag、MnO2、PbSO4和ZnO,还有少量锰铅氧化物Pb2Mn8O16(Mn元素化合价为+2和+4两种),可用于回收金属元素锌、锰、铅和银的工艺,如图所示。回答下列问题:
已知:①MnSO4·H2O易溶于水,不溶于乙醇。
②在较高温度及酸性催化条件下,葡萄糖能发生如下反应:
葡萄糖(C6H12O6) + HCOOH
③在一定条件下,+ PbSO4=PbCO3+
(1)经过“酸洗"后的滤渣中主要的成分有___________。
(2)“还原酸浸”过程中主要反应的化学方程式为___________。
(3)结合MnSO4溶解度曲线图分析,由MnSO4溶液制得MnSO4·H2O晶体的“一系列操作”是___________,用___________(填物质的名称)洗涤、干燥。
(4)实际锰浸出最适宜的葡萄糖加入量远大于理论加入量,其原因是___________,为提高葡萄糖的有效利用率(×100%),除了充分搅拌外还可以___________。
(5)关于流程中有关物质的说法正确的是___________(填标号)。
A. 为了提高“还原酸浸”的浸出效率,可以大幅提高温度
B. 滤液1中含有Mn2+、Pb2+和Zn2+
C. 可以采用金属Na与ZnSO4溶液反应,置换出金属锌
D. 流程中的“滤液2”可循环利用
【答案】(1)Ag、MnO2、PbSO4
(2)C6H12O6+12H2SO4+12MnO2=12MnSO4+6CO2↑+18H2O
(3) ①. 蒸发浓缩、趁热过滤、洗涤、低温干燥 ②. 乙醇
(4) ①. 在较高温度及酸性催化条件下,葡萄糖会发生副反应,从而额外消耗了大量葡萄糖 ②. 少量多次加入葡萄糖 (5)D
【解析】
【分析】由题中工艺流程可知,锌电解阳极泥(主要成分为Ag、MnO2、PbSO4和ZnO还有少量锰铅氧化物)中加入稀硫酸洗涤,ZnO转化为ZnSO4,得含ZnSO4的溶液,剩余固体加入稀硫酸和葡萄糖还原酸浸,+4价Mn变成+2价Mn进入溶液,过滤,得MnSO4溶液,经过一系列操作,得MnSO4·H2O晶体;滤渣1中加入碳酸钠溶液,使PbSO4转化成更难溶的PbCO3,再加入醋酸,酸浸溶铅,得到Ag单质和醋酸铅溶液,在醋酸铅溶液中加入H2SO4,生成PbSO4沉淀和醋酸,过滤得到PbSO4;
【小问1详解】
根据上述分析,经过“酸洗”后的滤渣中主要成分是Ag、MnO2、PbSO4;故答案为Ag、MnO2、PbSO4;
【小问2详解】
由题中信息可知,“还原酸浸”中稀硫酸、葡萄糖与MnO2发生氧化还原反应,Mn元素得电子还原成Mn2+,葡萄糖中C失电子被氧化成CO2,根据得失电子数目守恒,电荷守恒,元素质量守恒,发生化学反应方程式为C6H12O6+12H2SO4+12MnO2=12MnSO4+6CO2↑+18H2O;故答案为C6H12O6+12H2SO4+12MnO2=12MnSO4+6CO2↑+18H2O;
【小问3详解】
根据图像可知,温度高于40℃时,MnSO4·H2O溶解度随温度升高而降低,因此从MnSO4溶液中得到MnSO4·H2O的一系列操作是蒸发浓缩、趁热过滤、洗涤、低温干燥;MnSO4·H2O易溶于水,不溶于乙醇,应用乙醇洗涤,减少MnSO4·H2O损失;故答案为蒸发浓缩、趁热过滤、洗涤、低温干燥;乙醇;
【小问4详解】
由信息②可知,在较高温度及酸性催化条件下,葡萄糖会发生副反应,从而额外消耗了大量葡萄糖;为了提高葡萄糖的有效利用率,减小葡萄糖的损失,除充分搅拌外,还可采取措施为少量多次加入葡萄糖;故答案为在较高温度及酸性催化条件下,葡萄糖会发生副反应,从而额外消耗了大量葡萄糖;少量多次加入葡萄糖;
【小问5详解】
A.由信息②可知,在较高温度及酸性催化条件下,葡萄糖会发生副反应,从而额外消耗了大量葡萄糖,因此不能大幅提高温度,故A错误;
B.根据上述分析,锌电解阳极泥(主要成分为Ag、MnO2、PbSO4和ZnO还有少量锰铅氧化物)中加入稀硫酸洗涤,ZnO转化为ZnSO4,得含ZnSO4的溶液,剩余固体进入下一步骤,因此滤液1中含有Zn2+、H+,故B错误;
C.金属钠为活泼金属,将金属钠投入到ZnSO4溶液中,先与水反应生成氢氧化钠和氢气,氢氧化钠再与Zn2+反应,这种方法不能得到锌单质,故C错误;
D.根据上述分析,在醋酸铅溶液中加入H2SO4,生成PbSO4沉淀和醋酸,滤液2主要为醋酸,醋酸可以返回到“酸浸溶铅”步骤中,故D正确;
答案为D。
16. 氨基甲酸铵(NH2COONH4)是一种白色固体,易分解、易水解,可用做肥料、灭火剂、洗涤剂等。某化学兴趣小组模拟制备氨基甲酸铵,反应的化学方程式如下:2NH3(g)+CO2(g)NH2COONH4(s)+Q(Q>0)
(1)如用图1装置制取氨气,你所选择的试剂是___________。制备氨基甲酸铵的装置如图3所示,把氨气和二氧化碳通入四氯化碳中,不断搅拌混合,生成的氨基甲酸铵小晶体悬浮在四氯化碳中。当悬浮物较多时,停止制备。
注:四氯化碳与液体石蜡均为惰性介质。
(2)发生器用冰水冷却的原因是___________。
(3)液体石蜡鼓泡瓶的作用是___________。
(4)从反应后的混合物中分离出产品的实验方法是___________(填写操作名称)。为了得到干燥产品,应采取的方法是___________(填写选项序号)。
a.常压加热烘干b.高压加热烘干c.真空40℃以下烘干
(5)尾气处理装置如图2所示。双通玻璃管的作用:___________;浓硫酸的作用:___________、___________。
(6)取因部分变质而混有碳酸氢铵的氨基甲酸铵样品0.7820g,用足量石灰水充分处理后,使碳元素完全转化为碳酸钙,过滤、洗涤、干燥,测得质量为1.000g.则样品中氨基甲酸铵的物质的量分数为___________。[Mr(NH2COONH4)=78、Mr(NH4HCO3)=79、Mr(CaCO3)=100]
【答案】 ①. 浓氨水与生石灰或氢氧化钠固体等 ②. 降低温度,提高反应物转化率(或降低温度,防止因反应放热造成产物分解) ③. 通过观察气泡,调节NH3与CO2通入比例 ④. 利用过滤得到,氨基甲酸铵(NH2COONH4)是一种白色固体,易分解、不能加热烘干 ⑤. c ⑥. 防止倒吸 ⑦. 吸收多余氨气 ⑧. 防止空气中水蒸气进入反应器使氨基甲酸铵水解 ⑨. 80%
【解析】
【分析】
【详解】(1)装置1是固体与液体或液体与液体不加热制备气体,由于氨水中存在平衡关系NH3+H2ONH3·H2ONH+OH-,所以要利用浓氨水制备氨气,可以把浓氨水滴入到固体氧化钙或氢氧化钠,在溶解过程中放热且溶液中c(OH-)增大,使浓氨水分解生成氨气;故答案为浓氨水与生石灰或氢氧化钠固体等;
(2)反应2NH3(g)+CO2(g)NH2COONH4(s)+Q(Q>0)是放热反应,降低温度平衡向正反应方向进行,有利于氨基甲酸铵生成,且氨基甲酸铵受热易分解,所以反应过程中需要用冰水冷却;故答案为降低温度,提高反应物转化率(或降低温度,防止因反应放热造成产物分解);
(3)因为气体参与反应的不易控制反应速率和用量,所以液体石蜡鼓泡瓶的作用是控制反应进行程度,控制气体流速和原料气体的配比,即通过观察气泡,调节NH3与CO2通入比例;故答案为通过观察气泡,调节NH3与CO2通入比例;
(4)制备氨基甲酸铵的装置如图所示,把氨气和二氧化碳通入四氯化碳中,不断搅拌混合,生成的氨基甲酸铵小,其晶体悬浮在四氯化碳中,分离产品的实验方法利用过滤得到,氨基甲酸铵(NH2COONH4)是一种白色固体,易分解、不能加热烘干,应在真空40℃以下烘干,所以答案选c;故答案为利用过滤得到,氨基甲酸铵(NH2COONH4)是一种白色固体,易分解、不能加热烘干;c;
(5)氨气易溶于水,所以需要有防倒吸装置,双通玻璃管的作用是防止液体倒吸;氨气是碱性气体,浓硫酸是强酸,且具有吸水性,所以浓硫酸起到吸收多余的氨气,同时防止空气中水蒸气进入反应器使氨基甲酸铵水解;故答案为防倒吸;吸收多余的氨气;防止空气中水蒸气进入反应器使氨基甲酸铵水解;
(6)取因部分变质而混有碳酸氢铵的氨基甲酸铵样品0.7820g,用足量石灰水充分处理后,使碳元素完全转化为碳酸钙,过滤、洗涤、干燥,测得质量为1.000g.该物质是碳酸钙,其物质的量为1.000g÷100g/mol=0.010mol。设样品中氨基甲酸铵物质的量为x,碳酸氢铵物质的量为y,依据碳原子守恒得到;x+y=0.01,又因为78x+79y=0.7820,解得x=0.008mol、y=0.002mol,则样品中氨基甲酸铵的物质的量分数=×100%=80%;故答案为80%。
17. 甲醇被称为2l世纪的新型燃料,工业上通过下列反应Ⅰ和Ⅱ,来制备甲醇。
(1)将1.0 mol CH4和2.0 mol H2O(g)通入反应室(容积为100L),在一定条件下发生反应:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)……Ⅰ,CH4的转化率与温度、压强的关系如图所示:
①已知100℃时达到平衡所需的时间为5min,则用H2表示的平均反应速率为_______。
②图中的P1_______P2(填“<”、“>”或“=”),100℃时平衡常数为_____________。
(2)在压强为0.1 MPa条件下, a mol CO与 3a mol H2的混合气体在催化剂作用下能自发反应生成甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ……Ⅱ。
①该反应的ΔH_______________0,ΔS_________________0(填“<”、“>”或“=”)。
②若容器容积不变,下列措施可增加甲醇产率的是____________________。
A.升高温度
B.将CH3OH(g)从体系中分离
C.充入He,使体系总压强增大
D.再充入1mol CO和3mol H2
(3)在最新开发并投入生产的流动电解质直接甲醇燃料电池中,流动电解质硫酸的使用,可提高燃料电池效率约30%,该电池的负极反应为______________________。
【答案】(1) ①. 0.0030mol·L-1·min-1 ②. < ③. 2.25×10-4
(2) ①. < ②. < ③. BD
(3)CH3OH + H2O - 6e-= CO2 + 6H+
【解析】
【小问1详解】
①由图可知,100°C时达到平衡时甲烷的转化率为0.5,则转化的甲烷为0.5mol,速率之比等于化学计量数之比,则v(H2)=3v(CH4)=3×=0.0030mol•L-1•min-1;
②正反应为气体体积增大的反应,恒温条件下增大压强,化学平衡逆向移动,甲烷的转化率减小,所以P1<P2;
100℃时平衡常数=(mol/L)2=2.25×10-4 (mol/L)2;
【小问2详解】
①混合气体在催化剂作用下能自发反应生成甲醇,则说明正反应是放热反应,所以ΔH<0;正反应是气体物质的量减小的反应,气体的物质的量越多,其熵越大,所以ΔS<0;
②A.该反应为放热反应,升高温度,平衡向吸热方向移动,即向逆反应方向移动,甲醇的产率降低,故A错误;
B.将CH3OH(g)从体系中分离,产物的浓度降低,平衡向正反应移动,甲醇的产率增加,故B正确;
C.充入He,使体系总压强增大,容器容积不变,反应混合物各组分浓度不变,平衡不移动,甲醇的产率不变,故C错误;
D.再充入1mol CO和3mol H2,可等效为压强增大,平衡向体积减小的方向移动,即向正反应方向移动,甲醇的产率增加,故D正确;
故答案为BD。
【小问3详解】
由燃料电池是原电池的一种,负极失电子发生氧化反应,正极得电子发生还原反应,甲醇燃烧生成二氧化碳和水,但在酸性介质中,正极不会生成大量氢离子,则电解质参与电极反应,甲醇燃料电池的负极反应式为:CH3OH+H2O-6e-=CO2+6H+,正极反应式为:O2+6H++6e-=3H2O。
18. 新技术的开发应用,不仅有利于改善环境质量,而且能充分开发“废物”的潜在价值。回答下列问题:
(1)用烟道气与氢气来合成甲醇涉及到如下几个反应:
①
②
③
④ _____________。
(2)在容积均为的两个恒容密闭容器中发生反应,有关数据如下:
容器
温度
起始量
达到平衡
CO转化率
所需时间
1
800
2
1
3
2
800
1
2
n
x
①时该反应的平衡常数___________。
②容器2中,___________,___________。
③若起始时,在2L恒容密闭容器中加入CO、、、各1mol,则此时___________填“”“”或“”。
(3)反应 可用于捕捉空气中的,为研究温度对捕获效率的影响,在某温度下,将一定量的溶液置于密闭容器中,并充入一定量的气体,在t时刻,测得容器中气体的浓度。然后分别在温度为、、、下,保持其他初始实验条件不变,重复上述实验,经过相同时间测定气体的浓度,得到的曲线图如下:
①____________填“”“”或“”。区间,变化的原因是_____________。
②已知常温下的电离常数,碳酸的电离常数、,则恰好完全反应时所得的溶液中__________填“”“”或“”。
③在图中所示五种温度下,该反应的平衡常数最大的温度是____________。
【答案】 ①. ②. ③. 或 ④. ⑤. ⑥. ⑦. 区间,化学反应未达到平衡,且温度越高,反应速率越快,相同时间内溶液捕获的就越多,则剩余的气体浓度就越小 ⑧. ⑨.
【解析】
【详解】(1)①CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) ΔH=-91 kJ·mol-1
②2CO2(g)=2CO(g)+O2(g) ΔH=+566 kJ·mol-1
③2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH=-483.6 kJ·mol-1
根据盖斯定律④CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=①++=-91 kJ·mol-1+566 kJ·mol-1+(-483.6 kJ·mol-1)=-49.8kJ·mol-1;
(2)由容器 1数据可知
,x=,
①800℃时该反应的平衡常数;
②因为温度不变,则 K不变,
K=1=,解得n=,x=(或66.7%);
③若800℃起始时,在2 L恒容密闭容器中加入CO、H2O、CO2、H2各1 mol,根据Qc=1=K,则此时v正=v逆;
(3)在图中CO2的浓度存在一最低点,则在T1~T2区间,反应未达到化学平衡,温度升高,反应速率加快,CO2被捕捉的量增加,剩余CO2的浓度减小;T4~T5区间,反应已达到化学平衡,升高温度剩余CO2的浓度增大,即升高温度,平衡向左移动,因此正反应为放热反应,即ΔH<0;T1~T2区间,c(CO2)变化的原因是化学反应未达到平衡,且温度越高,反应速率越快,相同时间内(NH4)2CO3溶液捕获的CO2就越多,则剩余的CO2气体浓度就越小;
②由电离常数可知,的水解能力弱于的水解能力,而的水解能力强于其电离能力,故溶液呈碱性即c(H+)<c(OH-);
③根据①可知该反应是放热反应,温度越高平衡常数越小,则在图中所示五种温度下,该反应的平衡常数最大的温度是T1。
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