内容正文:
高二化学
考生注意:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号填写在试卷和答题卡上,并将考生号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。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 Li 7 C 12 N 14 O 16 Na 23 Cu 64
一、选择题: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. 2025年湖南省“湘超”足球联赛激战正酣,下列关于赛事相关材料的说法错误的是
A. 赛场人造草坪草丝主要成分为聚乙烯,它属于有机高分子材料
B. 航拍无人机使用锂离子电池供电,该电池具有质量轻、比能量高的特点
C. 赛事LED记分牌的主板散热片使用氮化铝,该材料属于金属材料
D. 观众席护栏的钢化玻璃主要成分为硅酸盐,它属于无机非金属材料
2. 下列化学用语或表述错误的是
A. 基态的最外层电子的轨道表示式为
B. 2p和3p轨道形状均为哑铃形
C. 基态氮原子核外电子的空间运动状态有5种
D. 能级能量大小关系:3p>4s
3. 常温下,下列各离子组在指定溶液中能够大量共存的是
A. 的溶液:、、、
B. 的溶液:、、、
C. pH=1的溶液:、、、
D. 能和铝片反应产生的溶液:、、、
4. 下列事实不能用勒夏特列原理解释的是
A. 夏天,打开啤酒瓶时会从瓶口逸出气泡
B. 用饱和食盐水除去氯气中的氯化氢气体
C. 合成氨工业中,加铁触媒增大反应速率
D. 热的纯碱溶液更容易去油污
5. 设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 50 mL 18.4 浓硫酸与足量铜加热反应,生成分子数目为0.46
B. 25℃时,1 L pH=13的溶液中含有的数目为0.1
C. 1 mol乙醇中含有的C-H键数目为6
D. 0.1 溶液中,、、的微粒总数为0.1
6. 某有机化合物的结构简式如图所示,下列有关该有机化合物的说法错误的是
A. 分子式为
B. 能使溴的四氯化碳溶液、酸性溶液褪色且原理相同
C. 能发生加成反应、取代反应、加聚反应、氧化反应
D. 苯环上氢原子被氯取代时,一氯代物有3种(不考虑立体异构)
7. 下列叙述与其相应的图示相符合的是
①
②
③
④
A. 用装置①验证铁钉的析氢腐蚀
B. 用装置②准确测量中和反应的反应热
C. 由图③可知稳定性:C(s,金刚石)<C(s,石墨)
D. 用装置④蒸干溶液获得晶体
8. 物质变化的同时常伴随有能量变化。下列有关说法正确的是
A. 在低温下能自发进行,说明该反应的
B. 已知 ; ,则
C. 已知 ,则生成物分子的化学键形成时所释放的总能量小于反应物分子的化学键断裂时所吸收的总能量
D. (g)的燃烧热,则表示(g)燃烧热的热化学方程式为
9. 三甲胺是重要的化工原料。我国科学家实现了在铜催化剂条件下将N,N-二甲基甲酰胺[,简称DMF]转化为三甲胺[]。计算机模拟单个DMF分子在铜催化剂表面的反应历程如图所示(*表示物质吸附在铜催化剂上),下列说法正确的是
A. 使用铜作催化剂可以降低反应的活化能,从而改变反应的焓变
B. 其他条件不变,升高温度时,该总反应的平衡常数
C. 增大压强(压缩体积)能够提高活化分子的百分数,提高单位时间内分子的有效碰撞次数
D. 该历程中基元反应有3个
10. 平板电脑使用的某种聚合物锂离子电池的工作原理如图所示,该电池的总反应为(表示锂嵌入石墨形成的复合材料)。下列说法正确的是
A. 放电时,A电极为,作电池的负极
B. K与M相连接时,通过隔膜向B极区迁移
C. 充电时,当电路中通过0.2 mol电子时,B极质量增加1.4x g
D. K与M相连接时,阳极反应式为
11. 下表是25℃时几种弱酸的电离平衡常数:
HClO
下列说法正确的是
A. 向NaClO溶液中通入少量发生反应:
B. 向NaClO溶液中滴加少量溶液,发生反应生成和HClO
C. 相同物质的量浓度的、HClO、溶液,酸性最强的是
D. 相同温度下,pH相同的①NaHS、②NaClO、③三种溶液中:①>②>③
12. 下列实验方案设计、现象或结论都正确的是
选项
方案设计
现象或结论
A
取5 mL 0.1 KI溶液于试管中,加入2 mL 0.1 溶液,充分反应后滴入5滴15% KSCN溶液
溶液变红色,则KI与的反应有一定限度
B
向NaCl、NaI混合溶液中滴入少量溶液
若只有黄色沉淀生成,(AgCl)>(AgI)
C
反应达到平衡状态后,压缩容器的容积
气体颜色立刻变浅,平衡正向移动
D
向两支盛有2 mL 5% 溶液的试管中分别加入少量等体积不同浓度的溶液
浓度大的溶液中气泡产生的速率快
A. A B. B C. C D. D
13. 在化学分析中,常温下,以溶液为标准溶液滴定溶液中的,利用与反应生成砖红色沉淀指示滴定终点,沉淀溶解平衡曲线如图所示,下列说法错误的是
A. c点可表示的不饱和溶液
B. 当溶液中恰好沉淀完全(浓度等于)时,溶液中为
C. 常温下,反应的平衡常数
D.
14. 在体积为1 L的多个恒容密闭容器中分别充入1 mol 和4 mol ,发生反应。在不同温度下反应5 min时,测得、、的转化率与温度的关系如图所示。
已知:,,、为速率常数。
下列说法错误的是
A. 代表的曲线是MH
B. 5 min时,向 K温度下的反应容器中再充入1 mol 和1 mol ,
C. 该反应正反应的活化能小于逆反应的活化能
D. K温度下反应达到平衡,若此时体系的压强为p,则的分压为
二、非选择题:
15. 弱电解质的电离平衡与盐类的水解平衡虽同属化学中的动态平衡,但二者在本质、影响因素等方面存在显著差异。请结合相关知识回答下列问题:
(1)室温下,,,等浓度的NaCN溶液与KF溶液中,水的电离程度较大的是___________(填化学式),___________(填“>”“=”或“<”)。
(2)某温度下,用0.1000 NaOH溶液滴定20.00 mL 0.1000 溶液,滴定过程中溶液的[]随NaOH溶液体积的变化如图所示。
B点时,溶液中___________(填“>”“=”或“<”)。
(3)某化学兴趣小组用酸性高锰酸钾测定草酸()样品的纯度。反应原理如下:
实验步骤:准确称取草酸样品2.00 g,配成100 mL溶液;接着用移液管量取25.00 mL该溶液于锥形瓶中,加入适量稀硫酸酸化;最后用0.1000 酸性标准溶液滴定至终点,消耗标准溶液的体积为20.00 mL。
①利用酸性高锰酸钾滴定草酸时应选用装置___________(填“甲”或“乙”)。判断滴定达到终点的标志是___________。
②若滴定前滴定管尖嘴处有气泡,滴定后气泡消失,则测定结果___________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
③该草酸样品的纯度为___________%。
16. 废电路板中含有铜、锌、铁、铅和二氧化硅等。为实现资源回收,某研究小组设计如图所示工艺流程:
已知:常温下,相关金属离子形成氢氧化物沉淀的pH范围如下表:
金属离子
开始沉淀的pH
1.9
6.3
-
4.7
沉淀完全的pH()
3.2
8.3
8.2
6.7
回答下列问题:
(1)基态Cu原子的价电子排布式为___________。
(2)酸液浸泡时,ZnO与稀硫酸反应的离子方程式为___________。
(3)滤渣①的主要成分是和一种盐,则这种盐是___________(填化学式)。
(4)在中和除杂过程中滤渣②的主要成分是___________(填化学式)。
(5)已知:常温下,则当开始沉淀时(设的浓度为0.1 ),此时溶液的pH=___________()。
(6)“电解”时,以石墨为阳极,铜为阴极。阴极电极反应式为___________。不考虑溶液体积变化与副反应,若电解前2L溶液中含0.1 mol ,电解时全部在阴极析出,此时溶液的pH=___________。
17. 磷酸及磷酸盐是化工生产的重要产品。请结合相关知识回答下列问题。
Ⅰ.利用甲烷燃料电池电解可制备并得到副产物NaOH、、,装置如图所示:
甲烷燃料电池反应可表示为 。
(1)甲烷燃料电池上,a电极的电极反应式为___________。
(2)B膜应选用___________(填“阴”或“阳”)离子交换膜。
(3)a极上消耗标准状况下5.6 L甲烷,理论上可产生___________mol氯气。
(4)电池的理论热效率w=能用来做电功的能量/反应释放的总化学能×100%,其中“能用来做电功的能量”对应吉布斯自由能,“反应释放的总化学能”对应焓变,故。不改变其他条件,仅改变温度(忽略温度对的影响),则___________(填“升高”或“降低”)温度有利于提高甲烷燃料电池的w。当T=300 K时,此电池的理论热效率w约为___________(填标号)。
A.76% B.84% C.92% D.99%
Ⅱ.已知:磷酸为三元中强酸,常温下,向50 mL 0.1 溶液中滴加0.1 NaOH溶液时,溶液中含磷微粒的物质的量分数随pH的变化如图所示:
(5)X点浓度相等的微粒是___________(微粒符号)。
(6)由图可求出磷酸第三步电离的电离平衡常数___________。
(7)常温下,溶液中几种含磷微粒的浓度由大到小的顺序为___________。
18. 氮氧化物()的转化对大气环境至关重要。某学习小组对其进行研究:在2 L恒容密闭容器中充入2.0mol NO和1.0 mol ,发生反应,在一定温度下达到平衡,测得的物质的量浓度如下表。
时间/s
5
10
15
20
25
30
的物质的量浓度/()
0.18
0.40
0.67
0.80
0.80
0.80
回答下列问题:
(1)0~10 s内用氧气表示的平均反应速率v=___________。平衡时,NO的物质的量为___________mol,该温度下,该反应的平衡常数K=___________。
(2)若维持其他条件不变,仅改变温度,测得反应速率与温度的关系如图所示:
实验发现,该反应在温度高于200℃时,总反应速率随温度升高而下降(负温度系数现象)。为了研究这一现象产生的原因,学习小组查阅相关资料发现 的反应历程如下:
ⅰ.
ⅱ.
下图为该反应的相对能量-反应历程示意图。
①总反应的___________(用含a、b、c、d的式子表示)。
②决定总反应速率的步骤是___________(填“ⅰ”或“ⅱ”),请结合图说明判断依据:___________。
③请结合反应历程与化学平衡原理,解释负温度系数现象:___________。
④根据上述信息,下列叙述正确的是___________(填标号)。
A.使用高效催化剂,可降低反应ⅱ的活化能,从而提高的平衡产率
B.当容器内气体密度不再变化时,反应达到平衡状态
C.当容器内气体颜色不再变化时,反应达到平衡状态
D.不管是否在出现“负温度系数”的温度区间内,降低温度都能提高的平衡产率
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高二化学
考生注意:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号填写在试卷和答题卡上,并将考生号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。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 Li 7 C 12 N 14 O 16 Na 23 Cu 64
一、选择题: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. 2025年湖南省“湘超”足球联赛激战正酣,下列关于赛事相关材料的说法错误的是
A. 赛场人造草坪草丝主要成分为聚乙烯,它属于有机高分子材料
B. 航拍无人机使用锂离子电池供电,该电池具有质量轻、比能量高的特点
C. 赛事LED记分牌的主板散热片使用氮化铝,该材料属于金属材料
D. 观众席护栏的钢化玻璃主要成分为硅酸盐,它属于无机非金属材料
【答案】C
【解析】
【详解】A.聚乙烯为合成高分子化合物,属于有机高分子材料,A正确;
B.锂离子电池能量密度高、质量轻,是无人机常用电源,B正确;
C.氮化铝(AlN)是陶瓷类化合物,属于无机非金属材料,而非金属材料(金属材料包括金属/合金),C错误;
D.钢化玻璃主要成分为硅酸盐(如Na2SiO3、CaSiO3),属于无机非金属材料,D正确;
故选C。
2. 下列化学用语或表述错误的是
A. 基态的最外层电子的轨道表示式为
B. 2p和3p轨道形状均为哑铃形
C. 基态氮原子核外电子的空间运动状态有5种
D. 能级能量大小关系:3p>4s
【答案】D
【解析】
【详解】A.基态的核外电子排布为,最外层为第三层,最外层电子排布为,给出的轨道表示式符合泡利原理和洪特规则,A正确;
B.所有p轨道(无论2p、3p)的形状均为哑铃形,主量子数不同只影响轨道能量、轨道半径,不影响形状,B正确;
C.空间运动状态由轨道决定(同一轨道内的两个电子仅自旋不同,空间运动状态相同),基态氮原子的核外电子排布为,共有个轨道,因此核外电子的空间运动状态共5种,C正确;
D.根据构造原理,能级能量顺序为:,因此能量关系为,D错误;
故选D。
3. 常温下,下列各离子组在指定溶液中能够大量共存的是
A. 的溶液:、、、
B. 的溶液:、、、
C. pH=1的溶液:、、、
D. 能和铝片反应产生的溶液:、、、
【答案】A
【解析】
【详解】A.的溶液呈强碱性,、、、之间不发生反应,也不与反应,可大量共存,A正确;
B.酸性条件下具有强氧化性,可与发生氧化还原反应,不能大量共存,B错误;
C.pH=1的强酸性溶液中,可将氧化为,不能大量共存,C错误;
D.能和铝片反应产生的溶液可能为强酸性或强碱性,与、均能反应,可与反应,均不能大量共存,D错误;
故选 A。
4. 下列事实不能用勒夏特列原理解释的是
A. 夏天,打开啤酒瓶时会从瓶口逸出气泡
B. 用饱和食盐水除去氯气中的氯化氢气体
C. 合成氨工业中,加铁触媒增大反应速率
D. 热的纯碱溶液更容易去油污
【答案】C
【解析】
【详解】A. 夏天打开啤酒瓶时,瓶内压力降低,溶解平衡向逸出气体的方向移动,能用勒夏特列原理解释,A不符合题意;
B. 用饱和食盐水除去氯气中的氯化氢,因饱和食盐水中的使溶解平衡向左移动,降低溶解度,而易溶于饱和食盐水中,能用勒夏特列原理解释,B不符合题意;
C. 合成氨工业中,加铁触媒作为催化剂,只增大反应速率,不改变平衡,不能用勒夏特列原理解释,C符合题意;
D. 热的纯碱溶液,温度升高促进水解平衡正向移动,碱性增强,去油污能力提高,能用勒夏特列原理解释,D不符合题意;
答案选C。
5. 设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 50 mL 18.4 浓硫酸与足量铜加热反应,生成分子数目为0.46
B. 25℃时,1 L pH=13的溶液中含有的数目为0.1
C. 1 mol乙醇中含有的C-H键数目为6
D. 0.1 溶液中,、、的微粒总数为0.1
【答案】B
【解析】
【详解】A.50mL 浓硫酸中硫酸的物质的量为,随反应进行硫酸浓度下降,稀硫酸与铜不反应,生成的物质的量小于0.46mol,分子数目小于,A错误;
B.25℃时pH=13的溶液中,1L溶液中的物质的量为,数目为,B正确;
C.1个乙醇分子含5个C-H键,1mol乙醇中C-H键数目为,C错误;
D.题目未给出溶液的体积,无法计算溶质总物质的量,无法确定、、的微粒总数,D错误;
故选 B。
6. 某有机化合物的结构简式如图所示,下列有关该有机化合物的说法错误的是
A. 分子式为
B. 能使溴的四氯化碳溶液、酸性溶液褪色且原理相同
C. 能发生加成反应、取代反应、加聚反应、氧化反应
D. 苯环上氢原子被氯取代时,一氯代物有3种(不考虑立体异构)
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据结构简式可知,该有机物分子中含有13个碳原子、14个氢原子和1个氧原子,,因此分子式为,A正确;
B.使溴的四氯化碳溶液褪色,是碳碳双键与溴发生加成反应;使酸性溶液褪色,是碳碳双键被高锰酸钾氧化,二者原理不同,B错误;
C.碳碳双键可发生加成反应、加聚反应、氧化反应;苯环、烷基上的氢原子可以发生取代反应,因此所有反应都能发生,C正确;
D.苯环为单取代结构,苯环上的等效氢为邻位、间位、对位共3种,因此苯环上的一氯代物(不考虑立体异构)有3种,D正确;
故选B。
7. 下列叙述与其相应的图示相符合的是
①
②
③
④
A. 用装置①验证铁钉的析氢腐蚀
B. 用装置②准确测量中和反应的反应热
C. 由图③可知稳定性:C(s,金刚石)<C(s,石墨)
D. 用装置④蒸干溶液获得晶体
【答案】C
【解析】
【详解】A.氯化钠溶液为中性环境,蘸有氯化钠溶液的铁钉发生吸氧腐蚀,而非析氢腐蚀(析氢腐蚀发生在酸性较强环境),A错误;
B.纯铜、银都是热的良导体,易导热造成热量散失,无法准确测量中和反应的反应热,且中和热测定应使用环形玻璃搅拌棒,B错误;
C.物质能量越低稳定性越强,由图可知金刚石能量高于石墨,因此稳定性:,C正确;
D.获得晶体需要蒸发浓缩、冷却结晶,不能直接蒸干溶液;蒸干过程中易被氧化,且结晶水会失去,无法得到目标结晶水合物,D错误;
故选C。
8. 物质变化的同时常伴随有能量变化。下列有关说法正确的是
A. 在低温下能自发进行,说明该反应的
B. 已知 ; ,则
C. 已知 ,则生成物分子的化学键形成时所释放的总能量小于反应物分子的化学键断裂时所吸收的总能量
D. (g)的燃烧热,则表示(g)燃烧热的热化学方程式为
【答案】A
【解析】
【详解】A.反应为气体分子数减少的反应,,低温下自发进行即,推导可得,A正确;
B.转化为需要吸收热量,等量完全燃烧放出的热量多于,放热反应焓变为负值,放出热量越多焓变越小,故,B错误;
C.反应焓变等于反应物分子化学键断裂吸收的总能量减去生成物分子化学键形成释放的总能量,该反应,说明生成物分子化学键形成时释放的总能量大于反应物分子化学键断裂时吸收的总能量,C错误;
D.燃烧热要求生成稳定氧化物,水的稳定状态为液态,热化学方程式中应为液态,D错误;
故选A。
9. 三甲胺是重要的化工原料。我国科学家实现了在铜催化剂条件下将N,N-二甲基甲酰胺[,简称DMF]转化为三甲胺[]。计算机模拟单个DMF分子在铜催化剂表面的反应历程如图所示(*表示物质吸附在铜催化剂上),下列说法正确的是
A. 使用铜作催化剂可以降低反应的活化能,从而改变反应的焓变
B. 其他条件不变,升高温度时,该总反应的平衡常数
C. 增大压强(压缩体积)能够提高活化分子的百分数,提高单位时间内分子的有效碰撞次数
D. 该历程中基元反应有3个
【答案】B
【解析】
【详解】A.催化剂仅降低反应活化能,不改变反应的始态和终态,反应焓变不变,A错误;
B.总反应为放热反应,升高温度平衡逆向移动,平衡常数减小,故,B正确;
C.增大压强可提高单位体积内活化分子数,活化分子百分数不变,C错误;
D.该历程中每一步都有化学键的断裂或形成,每一步都是基元反应,共有6个基元反应,D错误;
故选B。
10. 平板电脑使用的某种聚合物锂离子电池的工作原理如图所示,该电池的总反应为(表示锂嵌入石墨形成的复合材料)。下列说法正确的是
A. 放电时,A电极为,作电池的负极
B. K与M相连接时,通过隔膜向B极区迁移
C. 充电时,当电路中通过0.2 mol电子时,B极质量增加1.4x g
D. K与M相连接时,阳极反应式为
【答案】B
【解析】
【分析】充电时,A为阳极,阳极反应为,接电源负极作阴极,电极反应为,由阳极A移向阴极B;放电时,B为负极,失电子,A为正极,得电子,原电池中阳离子移向正极,据此分析;
【详解】A.放电时,A电极为,A为正极,A错误;
B.K与连接时为充电,充电时阳离子向阴极移动,为阴极,因此通过隔膜向极区迁移,B正确;
C.充电时,为阴极,电极反应为,转移电子时,极增加,即电子对应;当转移电子时,极增加,C错误;
D.K与连接充电时,为阳极,阳极反应为,D错误;
故选B。
11. 下表是25℃时几种弱酸的电离平衡常数:
HClO
下列说法正确的是
A. 向NaClO溶液中通入少量发生反应:
B. 向NaClO溶液中滴加少量溶液,发生反应生成和HClO
C. 相同物质的量浓度的、HClO、溶液,酸性最强的是
D. 相同温度下,pH相同的①NaHS、②NaClO、③三种溶液中:①>②>③
【答案】C
【解析】
【详解】A.向NaClO溶液中通入少量CO2,由于H2CO3的Ka1大于HClO的Ka,H2CO3的Ka2小于HClO的Ka,反应生成碳酸氢钠和次氯酸,反应方程式为CO2+NaClO+H2O=NaHCO3+HClO,故A错误;
B.向NaClO溶液中滴加少量H2S,HClO具有强氧化性,H2S具有还原性,HClO能氧化H2S,不能生成Na2S,故B错误;
C.相同物质的量浓度下,电离常数越大,酸性越强:CH3COOH的Ka=1.75×10-5,H2CO3的Ka1=4.5×10-7,HClO的Ka=4.0×10-8,CH3COOH的Ka最大,酸性最强,故C正确;
D.越弱越水解,水解程度NaClO>NaHS>,pH相同时,盐溶液的浓度CH3COONa>NaHS>NaClO,故c(Na⁺)应为③>①>②,故D错误;
选C。
12. 下列实验方案设计、现象或结论都正确的是
选项
方案设计
现象或结论
A
取5 mL 0.1 KI溶液于试管中,加入2 mL 0.1 溶液,充分反应后滴入5滴15% KSCN溶液
溶液变红色,则KI与的反应有一定限度
B
向NaCl、NaI混合溶液中滴入少量溶液
若只有黄色沉淀生成,(AgCl)>(AgI)
C
反应达到平衡状态后,压缩容器的容积
气体颜色立刻变浅,平衡正向移动
D
向两支盛有2 mL 5% 溶液的试管中分别加入少量等体积不同浓度的溶液
浓度大的溶液中气泡产生的速率快
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.,,根据反应,KI过量,充分反应后滴加KSCN溶液变红,说明仍有Fe3+剩余,证明该反应有一定限度,A正确;
B.向NaCl、NaI混合溶液中滴加少量AgNO3溶液,未说明Cl-、I-的初始浓度相等,即使只有黄色AgI沉淀生成,也无法证明,B错误;
C.反应达到平衡后压缩容器容积,瞬间浓度增大,气体颜色先变深,随后平衡正向移动,浓度减小,颜色逐渐变浅,选项现象描述错误,C错误;
D.与发生氧化还原反应:,反应无气体生成,不会产生气泡,现象描述错误,D错误;
故选A。
13. 在化学分析中,常温下,以溶液为标准溶液滴定溶液中的,利用与反应生成砖红色沉淀指示滴定终点,沉淀溶解平衡曲线如图所示,下列说法错误的是
A. c点可表示的不饱和溶液
B. 当溶液中恰好沉淀完全(浓度等于)时,溶液中为
C. 常温下,反应的平衡常数
D.
【答案】C
【解析】
【分析】推导对应与的线性关系,AgCl对应关系的斜率为-1,对应关系的斜率为-2,因此图像中斜率绝对值更大的曲线为随的变化曲线,斜率绝对值更小的为随的变化曲线。
【详解】A.c点对应,,计算离子积,为的不饱和溶液,A正确;
B.当时,,B正确;
C.反应的平衡常数,C错误;
D.a点在的平衡曲线上,纵坐标为3即,代入对应线性关系,解得;b点在的平衡曲线上,纵坐标为3即,代入对应线性关系,解得,因此,D正确;
故选C。
14. 在体积为1 L的多个恒容密闭容器中分别充入1 mol 和4 mol ,发生反应。在不同温度下反应5 min时,测得、、的转化率与温度的关系如图所示。
已知:,,、为速率常数。
下列说法错误的是
A. 代表的曲线是MH
B. 5 min时,向 K温度下的反应容器中再充入1 mol 和1 mol ,
C. 该反应正反应的活化能小于逆反应的活化能
D. K温度下反应达到平衡,若此时体系的压强为p,则的分压为
【答案】B
【解析】
【分析】横坐标为,越大对应温度越低。温度升高时正逆反应速率常数、均增大,即随减小而增大,因此两条随增大呈下降趋势的直线为、曲线。由图可知,随着温度升高,反应速率逐渐增大,相同时间H2转化率升高,达到最高点时,继续升高温度,反应达到平衡状态,H2转化率该反应降低,平衡逆向移动,说明正反应是放热反应,温度升高平衡逆向移动,平衡常数减小,说明随温度变化的幅度更大,对应随变化的斜率绝对值更大,因此斜率更大的MH曲线为。
【详解】A.温度升高时逆反应速率常数增大的幅度更大,对应随变化的斜率绝对值更大,代表的曲线是MH,A正确;
B.时反应达到平衡,转化率为40%,平衡时,,,,平衡常数,充入和后,,,浓度商,,Q>K,平衡逆向移动,,B错误;
C.正反应放热,,故正反应的活化能小于逆反应的活化能,C正确;
D.平衡时总物质的量为,的分压为,D正确;
故选 B。
二、非选择题:
15. 弱电解质的电离平衡与盐类的水解平衡虽同属化学中的动态平衡,但二者在本质、影响因素等方面存在显著差异。请结合相关知识回答下列问题:
(1)室温下,,,等浓度的NaCN溶液与KF溶液中,水的电离程度较大的是___________(填化学式),___________(填“>”“=”或“<”)。
(2)某温度下,用0.1000 NaOH溶液滴定20.00 mL 0.1000 溶液,滴定过程中溶液的[]随NaOH溶液体积的变化如图所示。
B点时,溶液中___________(填“>”“=”或“<”)。
(3)某化学兴趣小组用酸性高锰酸钾测定草酸()样品的纯度。反应原理如下:
实验步骤:准确称取草酸样品2.00 g,配成100 mL溶液;接着用移液管量取25.00 mL该溶液于锥形瓶中,加入适量稀硫酸酸化;最后用0.1000 酸性标准溶液滴定至终点,消耗标准溶液的体积为20.00 mL。
①利用酸性高锰酸钾滴定草酸时应选用装置___________(填“甲”或“乙”)。判断滴定达到终点的标志是___________。
②若滴定前滴定管尖嘴处有气泡,滴定后气泡消失,则测定结果___________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
③该草酸样品的纯度为___________%。
【答案】(1) ①. NaCN ②. >
(2)< (3) ①. 乙 ②. 当滴入最后半滴酸性高锰酸钾标准溶液时,溶液由无色变为浅紫红色,且半分钟内不褪色 ③. 偏大 ④. 90
【解析】
【小问1详解】
水解程度取决于阴离子对应的弱酸酸性强弱,弱酸酸性越弱,电离平衡常数越小,其阴离子结合的能力越强,水解程度越大。已知数据可推知,,因此等浓度的NaCN溶液与KF溶液中,的水解程度大于F-的水解程度;水解促进水的电离,水的电离程度较大的是NaCN,且,则;
【小问2详解】
在图像中,B点AG>0,意味着,即。因此,B点溶液呈酸性。在醋酸与的滴定过程中,溶液中的酸碱性取决于醋酸和醋酸根离子的相对浓度。根据醋酸的电离平衡:,B点为等物质的量的、,当溶液呈酸性时,说明电离程度大于水解程度,则<;
【小问3详解】
①高锰酸钾溶液具有强氧化性,会腐蚀乳胶管,利用高锰酸钾滴定草酸时应选用酸式滴定管,即选用装置乙。酸性高锰酸钾溶液本身呈紫红色,草酸溶液无色;当草酸被完全反应掉的瞬间,再加入半滴高锰酸钾溶液,过量的高锰酸根离子使溶液呈现其本身的浅紫红色,因此滴定终点标志为:当滴入最后半滴酸性高锰酸钾标准溶液时,溶液由无色变为浅紫红色,且半分钟内不褪色;
②若滴定前滴定管尖嘴处有气泡,滴定后气泡消失,意味着记录的标准溶液体积大于实际与草酸反应的高锰酸钾溶液体积,最终计算出的样品纯度偏大;
③由题意知,;由可知,,故该草酸样品的纯度为。
16. 废电路板中含有铜、锌、铁、铅和二氧化硅等。为实现资源回收,某研究小组设计如图所示工艺流程:
已知:常温下,相关金属离子形成氢氧化物沉淀的pH范围如下表:
金属离子
开始沉淀的pH
1.9
6.3
-
4.7
沉淀完全的pH()
3.2
8.3
8.2
6.7
回答下列问题:
(1)基态Cu原子的价电子排布式为___________。
(2)酸液浸泡时,ZnO与稀硫酸反应的离子方程式为___________。
(3)滤渣①的主要成分是和一种盐,则这种盐是___________(填化学式)。
(4)在中和除杂过程中滤渣②的主要成分是___________(填化学式)。
(5)已知:常温下,则当开始沉淀时(设的浓度为0.1 ),此时溶液的pH=___________()。
(6)“电解”时,以石墨为阳极,铜为阴极。阴极电极反应式为___________。不考虑溶液体积变化与副反应,若电解前2L溶液中含0.1 mol ,电解时全部在阴极析出,此时溶液的pH=___________。
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)
(5)6.24 (6) ①. ②. 1
【解析】
【分析】含、、、、的废电路板经破碎后在空气中焙烧,各类金属单质被氧气氧化生成、、、,不发生反应,焙烧所得固体再加入稀硫酸进行酸液浸泡,、、分别与稀硫酸反应生成可溶于水的、、进入溶液,和稀硫酸反应生成难溶性沉淀,不与稀硫酸反应,向滤液中加入将少量氧化为,过滤后滤渣①为与,再加入调节溶液,使转化为沉淀除去,过滤得到滤渣②,剩余含、的溶液进行电解,石墨作阳极、铜作阴极,在阴极得电子析出金属铜,电解后最终得到硫酸锌溶液,完成金属资源回收。
【小问1详解】
为29号元素,基态原子的核外电子排布式为,价电子为和轨道上的电子,因此价电子排布式为;
【小问2详解】
为碱性氧化物,与稀硫酸反应生成和,反应的离子方程式为;
【小问3详解】
酸液浸泡时,与稀硫酸反应生成难溶性的,不反应,因此滤渣①中的盐为;
【小问4详解】
加入,铁元素以形式存在,调节时,完全沉淀为,而、未开始沉淀,因此滤渣②的主要成分为;
【小问5详解】
已知,浓度为,沉淀溶解平衡为,则,代入数据得,则, ;
【小问6详解】
① 电解时,溶液中的在阴极得电子被还原为,电极反应式为;
② 阳极反应为,溶液中全部析出时,转移电子的物质的量为 ,根据阳极反应,生成的物质的量为,溶液体积为2L,则,因此溶液的。
17. 磷酸及磷酸盐是化工生产的重要产品。请结合相关知识回答下列问题。
Ⅰ.利用甲烷燃料电池电解可制备并得到副产物NaOH、、,装置如图所示:
甲烷燃料电池反应可表示为 。
(1)甲烷燃料电池上,a电极的电极反应式为___________。
(2)B膜应选用___________(填“阴”或“阳”)离子交换膜。
(3)a极上消耗标准状况下5.6 L甲烷,理论上可产生___________mol氯气。
(4)电池的理论热效率w=能用来做电功的能量/反应释放的总化学能×100%,其中“能用来做电功的能量”对应吉布斯自由能,“反应释放的总化学能”对应焓变,故。不改变其他条件,仅改变温度(忽略温度对的影响),则___________(填“升高”或“降低”)温度有利于提高甲烷燃料电池的w。当T=300 K时,此电池的理论热效率w约为___________(填标号)。
A.76% B.84% C.92% D.99%
Ⅱ.已知:磷酸为三元中强酸,常温下,向50 mL 0.1 溶液中滴加0.1 NaOH溶液时,溶液中含磷微粒的物质的量分数随pH的变化如图所示:
(5)X点浓度相等的微粒是___________(微粒符号)。
(6)由图可求出磷酸第三步电离的电离平衡常数___________。
(7)常温下,溶液中几种含磷微粒的浓度由大到小的顺序为___________。
【答案】(1)
(2)阴 (3)1
(4) ①. 降低 ②. C
(5)、
(6)(或)
(7)
【解析】
【小问1详解】
甲烷燃料电池上a极为负极,甲烷被氧化为,电极反应式为;
【小问2详解】
电解时侧为阳极,发生反应,NaOH侧为阴极,发生反应,故C膜为阳离子交换膜,原料室中向右移动,B膜为阴离子交换膜,原料室中向左侧产品室移动;
【小问3详解】
a极上消耗标准状况下5.6 L(0.25 mol)甲烷,转移2 mol电子,由电极反应式可知可生成1 mol;
【小问4详解】
该反应气体物质的量减少,因此,由可知越大越大,对应的也越大,故降低温度有助于降低;时,,故答案为:C;
【小问5详解】
分布系数图中pH越大粒子中含H越少,故Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ依次代表、、,故X点浓度相等的微粒是、;
【小问6详解】
P点处,由及P点坐标可知;
【小问7详解】
由M、N点坐标可知磷酸的,,故的电离程度大于水解程度,溶液呈酸性,pH接近于但小于,即X点和N点之间,故含磷微粒浓度大小顺序为。
18. 氮氧化物()的转化对大气环境至关重要。某学习小组对其进行研究:在2 L恒容密闭容器中充入2.0mol NO和1.0 mol ,发生反应,在一定温度下达到平衡,测得的物质的量浓度如下表。
时间/s
5
10
15
20
25
30
的物质的量浓度/()
0.18
0.40
0.67
0.80
0.80
0.80
回答下列问题:
(1)0~10 s内用氧气表示的平均反应速率v=___________。平衡时,NO的物质的量为___________mol,该温度下,该反应的平衡常数K=___________。
(2)若维持其他条件不变,仅改变温度,测得反应速率与温度的关系如图所示:
实验发现,该反应在温度高于200℃时,总反应速率随温度升高而下降(负温度系数现象)。为了研究这一现象产生的原因,学习小组查阅相关资料发现 的反应历程如下:
ⅰ.
ⅱ.
下图为该反应的相对能量-反应历程示意图。
①总反应的___________(用含a、b、c、d的式子表示)。
②决定总反应速率的步骤是___________(填“ⅰ”或“ⅱ”),请结合图说明判断依据:___________。
③请结合反应历程与化学平衡原理,解释负温度系数现象:___________。
④根据上述信息,下列叙述正确的是___________(填标号)。
A.使用高效催化剂,可降低反应ⅱ的活化能,从而提高的平衡产率
B.当容器内气体密度不再变化时,反应达到平衡状态
C.当容器内气体颜色不再变化时,反应达到平衡状态
D.不管是否在出现“负温度系数”的温度区间内,降低温度都能提高的平衡产率
【答案】(1) ①. 0.02 ②. 0.4 ③. 160
(2) ①. ②. ⅱ ③. 步骤ⅱ的活化能c大于步骤ⅰ的活化能a,表明步骤ⅱ的反应速率慢,是总反应速率的控制步骤 ④. 温度升高时,反应ⅰ(快速平衡,放热)向逆反应方向移动,导致中间体的浓度显著降低,虽然升高温度也会使慢反应ⅱ的速率加快,但浓度下降对总反应速率的影响更为显著,因此总反应速率下降 ⑤. CD
【解析】
【小问1详解】
该容器体积为,初始充入、,内,生成,由反应计量比得消耗,因此,建立三段式,平衡时,,,,因此平衡时,平衡常数;
【小问2详解】
①根据生成物总能量反应物总能量,结合能量图可得总反应;
②总反应速率由活化能更大的慢反应决定,反应ⅱ的活化能c大于反应ⅰ的活化能a,反应速率更慢,因此总反应速率由反应ⅱ决定;
③由能量图可知,总反应、第一步反应ⅰ均为放热反应,且反应ⅰ是快速平衡的可逆反应,温度升高时,放热的反应ⅰ平衡逆向移动,中间体浓度降低,导致反应ⅱ速率下降,该影响超过了温度升高对反应ⅱ的促进作用,因此温度高于时,总速率随温度升高而下降;
④A.催化剂只能降低活化能加快反应速率,不改变平衡状态,不能提高的平衡产率,A错误;
B.恒容容器中,气体总质量、体积均不变,密度始终不变,因此密度不变不能说明反应达到平衡,B错误;
C.为红棕色气体,气体颜色不再变化说明浓度不变,反应达到平衡,C正确;
D.总反应为放热反应,降低温度平衡正向移动,因此无论是否处于负温度系数区间,降低温度都能提高的平衡产率,D正确;
答案是CD。
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