内容正文:
2025~2026学年度上学期高二年级期末检测
化学试题
注意事项:
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.选择题答案使用2B铅笔填涂,如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号;非选择题答案使用0.5毫米的黑色墨水签字笔书写,字体工整、笔迹清楚。
3.请按照题号在各题的答题区域(黑色线框)内作答,超出答题区域书写的答案无效。
4.考试结束后,将答题卡交回。
可能用到的相对原子质量:H-1 O-16 Na-23 S-32 Cl-35.5 Fe-56 Pb-207
一、选择题(本题包含14小题,每小题3分,共42分,每小题只有一个选项符合题意)
1. 下列化学用语正确的是
A. 氯的原子结构示意图:
B. NH3的VSEPR模型:
C. 激发态碳原子:
D. 基态铍原子最外层电子的电子云轮廓图:
2. 化学与生产、生活息息相关,下列说法错误的是
A. 利用TiCl4的水解反应制取白色颜料TiO2
B. 电热水器安装镁棒,防止钢制内胆被腐蚀
C. 激光、霓虹灯、节日燃放的焰火都与原子核外电子的跃迁有关
D. 在钢铁表面进行发蓝处理,生成致密的三氧化二铁薄膜保护金属
3. CO和NO都是汽车尾气中的有害物质,它们之间能缓慢地发生如下反应: 。现利用此反应,拟设计一种环保装置,用来消除汽车尾气对大气的污染,下列设计方案可以提高尾气转化率的是
①选用适当的催化剂 ②提高装置温度 ③增大装置的压强 ④装置中放入碱石灰
A. ①②③ B. ①③④ C. ③④ D. ②④
4. 一定条件下,下列不能用勒夏特列原理解释的是
A. H2、I2、HI 混合气体加压后颜色变深 B. 合成氨时将氨液化分离,可提高原料的利用率
C. 实验室常用排饱和NaCl溶液的方法收集Cl2 D. 新制氯水中,滴加硝酸银溶液,溶液颜色变浅
5. 下列说法或表示正确的是
A. 等质量的硫固体和硫蒸气分别完全燃烧,后者放出的热量多
B. ,所以金刚石比石墨稳定
C. 已知: ,则H2的燃烧热为241.8 kJ/mol
D. HCl和NaOH反应的中和热,则H2SO4和Ca(OH)2反应的反应热
6. 反应 ,在其它条件不变的情况下,下列说法正确的是
A. 若反应在原电池中进行,反应放出的热量不变
B. 升高温度,反应速率加快,反应放出的热量不变
C. 增大压强,反应速率加快,反应放出的热量不变
D. 加入催化剂,改变了反应的途径,反应的也随之改变
7. 侯氏制碱法工艺流程中的主反应为,其中W、X、Y、Z、Q、R分别代表相关化学元素。下列说法正确的是
A. 原子半径:W<X<Y B. 第一电离能:X<Y<Z
C. 电负性:W<Q<R D. 键角:W2Z<YW3<XZ2
8. 甲烷和水蒸气催化制氢是未来解决能源危机的理想方法之一,其主要反应为:
ⅰ.
ⅱ.
一定温度下,往密闭容器中充入甲烷和水蒸气,发生催化反应。下列说法正确的是
A. 反应ⅰ在低温条件下容易自发进行
B. 升高温度,反应ⅰ的正反应速率增大、逆反应速率减小
C. 增大压强,反应ⅱ的化学平衡一定不发生移动
D. 达到平衡状态后,升高温度,的值变大
9. 如图实验中,能达到实验目的的是
A.测定生成氢气的速率
B.中和反应热的测定
C.蒸干溶液获得无水FeCl3
D.在铁上镀镍
A. A B. B C. C D. D
10. 我国科学家成功利用CO2人工合成淀粉,使淀粉生产方式从农耕种植转变为工业制造成为可能,其部分转化过程如图。
下列说法不正确的是
A. H2O2是非极性分子
B. CH3OH的熔点高于HCHO
C. 标况下11.2 L CO2中含有的π键数目为NA
D. 二羟基丙酮分子中不存在手性碳原子
11. 下列说法正确的是
A. 将pH=a的氨水稀释10倍后,其pH=b,则a=b+1
B. 将AlCl3溶液与Na2CO3溶液混合,发生反应的离子方程式:
C. 常温下,将 CH3COOH与 NaOH溶液等体积混合,测得溶液pH为7,则a与b的关系:a>b
D. 常温下,中和同体积、同pH的硫酸、盐酸和醋酸所需相同浓度的NaOH溶液的体积分别为a、b、c,则a>b=c
12. 以H2、O2、熔融盐Na2CO3组成燃料电池,采用电解法制备Fe(OH)2,装置如下图所示,其中电解池两极材料分别为铁和石墨,通电一段时间后,右侧玻璃直管中产生大量的白色沉淀。则下列说法正确的是
A. 电极Y的材料为石墨
B. 石墨电极Ⅰ处的电极反应式为
C. 电极X右侧细玻璃导管排出H2
D. 当右侧玻璃直管中产生9 g Fe(OH)2时,石墨电极Ⅱ处消耗1.12 L O2
13. 下列事实、实验操作及现象能得出相应结论的是
选项
事实、实验操作及现象
结论
A
向盛有NO2与N2O4的恒压密闭容器中通入一定体积的N2,最终气体颜色变浅
化学平衡向NO2减少的方向移动
B
铅蓄电池使用过程中两电极的质量均增加
电池处于放电状态
C
以K2CrO4为指示剂,用AgNO3标准溶液滴定溶液中的Cl-,先出现白色沉淀,后出现砖红色沉淀
D
相同温度下,测定浓度均为0.1mol/L的Na2CO3溶液和Na2SO3溶液的pH,前者大于后者
非金属性:C>S
A. A B. B C. C D. D
14. 常温下,0.1mol/L Na2CO3溶液中,H2CO3、、的分布分数[如随溶液pH的关系如图。下列说法错误的是
A. 曲线③代表的分布分数随pH的变化曲线
B. Na2CO3溶液中存在关系:
C. 的水解常数的数量级为
D. pH=8时,
二、非选择题(本题包含4道小题,共58分)
15. “绿水青山就是金山银山”,近年来,绿色发展、生态保护成为中国展示给世界的一张新“名片”。二甲醚(CH3OCH3)是一种洁净液体燃料,工业上可通过以下工艺合成:
反应ⅰ.甲醇的合成:
反应ⅱ.甲醇脱水:
反应ⅲ.逆水汽变换:
(1)合成二甲醚的总反应: ___________。在一定条件下的密闭容器中,总反应达到平衡时要提高CO2的转化率,可以采取的措施是___________(填字母序号)。
A.加入催化剂 B.降低体系温度 C.增加CO2的浓度 D.分离出二甲醚
(2)在该条件下,若只发生反应ⅰ,各物质的起始浓度分别为c(CO2)=1.2 mol/L,c(H2)=2.4 mol/L,8 min后达到化学平衡状态,CO2的转化率为50%,则8 min内H2的平均反应速率为___________,平衡时CH3OH的体积分数为___________。
(3)向体积不变的密闭容器中充入n(CO2):n(H2)=1:1的混合气体,仅发生反应ⅲ,下列有关该反应的叙述正确的是___________。
A. 加入催化剂,正反应活化能增大,反应速率加快
B. 若混合气体的密度保持不变,则表明反应达到平衡状态
C. 反应过程中,CO2的转化率始终等于H2的转化率
D. 升高温度,该反应的平衡常数增大
(4)在不同压强下,按照n(CO2):n(H2)=1:3投料合成甲醇,实验测定CO2的平衡转化率随温度的变化关系如图甲所示。分子筛膜能选择性分离H2O,该反应在无分子筛和有分子筛时甲醇的产率随温度的变化如图乙所示。
①图甲中三条曲线趋于相等的原因是___________。
②图乙中甲醇产率P点高于T点的原因为___________。
16. 电化学在生产、生活和科学研究中应用十分广泛,对认识和研究化学能和电能的相互转化的原理和规律具有重要意义。请回答下列问题:
(1)浓差电池是利用物质的浓度差产生电势的一种装置,其原理是高浓度溶液向低浓度溶液扩散而引发的一类电池,最终两边电解质溶液浓度相等。下图是“海水—河水”浓差电池装置示意图(不考虑溶解氧的影响),其中a、b均为Ag/AgCl复合电极。
①内电路中钠离子的迁移方向是___________(填“a→b”或“b→a”)。
②a极的电极反应式为___________。
③当电路中转移1 mol电子时,理论上a极区模拟海水的质量减少___________g。
(2)恒温条件下,用图1装置研究铁的电化学腐蚀,测定结果如图2。
①BD段主要发生___________(填“吸氧”或“析氢”)腐蚀。
②BC段正极电极反应式为___________。
(3)一种脱除和利用水煤气中CO2方法的示意图如下:
①某温度下,吸收塔发生K2CO3溶液与CO2的反应,K2CO3中的空间结构为___________形,CO2中碳原子的杂化方式为___________。
②利用电化学原理,将CO2电催化还原为C2H4,铂电极反应式为___________。
17. 碳元素可以形成数量丰富的化合物,如CO与CO2等氧化物,H2CO3、H2C2O4、HCN等无机弱酸及其盐,回答下列问题:
Ⅰ.已知25℃时,H2CO3、H2C2O4、HCN、CH3COOH的电离平衡常数如下表。
H2CO3
H2C2O4
HCN
CH3COOH
/
/
(1)HCN分子中σ键和π键的个数比为___________。
(2)25℃时,将0.1 mol/LNaOH溶液与0.1mol/LH2C2O4溶液等体积混合,充分反应后所得溶液呈___________(填“酸性”“中性”或“碱性”)。
(3)相同的下列溶液:①(NH4)2C2O4、②NH4HSO4、③NH4Cl、④(NH4)2Fe(SO4)2,溶质浓度由大到小的顺序为___________(填序号)。
Ⅱ.酸性高锰酸钾溶液与草酸发生化学反应,反应如下:
,某化学兴趣小组为了测定草酸浓度主要做了如下实验。用0.1000 mol/L酸性高锰酸钾溶液滴定未知浓度的H2C2O4溶液。实验中测得的数据记录如下:
滴定次数
H2C2O4体积
滴定前KMnO4体积
终点时KMnO4体积
1
25.00 mL
0.00 mL
21.41 mL
2
25.00 mL
1.04 mL
22.47 mL
3
25.00 mL
0.04 mL
24.46 mL
请回答:
(4)用配制好的高锰酸钾滴定草酸时,高锰酸钾溶液应盛装于___________(如图,填“甲”或“乙”)滴定管。
(5)该实验是否需要指示剂___________(填“是”或“否”),到达终点的现象是___________。
(6)根据表中数据,计算H2C2O4溶液的浓度为___________mol/L。
(7)下列造成H2C2O4溶液的浓度偏低的是___________(填序号)。
A. 滴定过程中加入少量蒸馏水冲洗锥形瓶内壁
B. 滴定管滴定前有气泡,滴定后气泡消失
C. 用待测液润洗锥形瓶
D. 滴定前仰视读数,滴定后俯视读数
18. 硫酸锰晶体(MnSO4·H2O)是一种粉色晶体,易溶于水,不溶于乙醇,是重要的微量元素肥料之一。工业上由天然二氧化锰粉与硫化锰矿(还含有Fe、Al、Mg、Ca、Si等元素的氧化物)制备硫酸锰晶体的工艺如图所示。回答下列问题:
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
Mn2+
Fe2+
Fe3+
Al3+
Mg2+
Ca2+
开始沉淀的pH
8.1
6.3
1.5
3.4
8.9
7.0
沉淀完全的pH
10.1
8.3
2.8
4.7
10.9
9.1
(1)基态Mn原子的价电子排布式为___________。
(2)为了提高“溶浸”效率,可采取的方法有___________(任写一条)。
(3)“滤渣1”中除含有硫磺外,还含有的主要成分是___________。
(4)“滤渣2”中只含有Fe(OH)3和Al(OH)3,则“调pH”工序中调节pH的范围是___________;调节溶液的pH所加的试剂,可选择___________(填序号)。
A.Al2O3 B.NaOH C.CaO D.Mg(OH)2
(5)MnF2“除杂”的目的是将Ca2+、Mg2+转化为相应氟化物沉淀除去。若溶液酸度过高,Mg2+沉淀不完全,用平衡移动原理解释:___________。
(6)MnCO3是一种重要的化工原料。
①写出“沉锰”反应的离子方程式:___________。
②向溶液中加入NH4HCO3溶液,Mn2+是否能沉淀完全?___________(填“是”或“否”)。
[已知常温下,H2CO3的电离常数:,,MnCO3的溶度积,最终溶液中,pH=8(常温下);浓度低于时认为该离子已沉淀完全。]
(7)由下图可知,从“操作A”所得溶液中得到MnSO4·H2O晶体需进行的操作:温度保持在40℃以上,___________、洗涤、干燥。
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2025~2026学年度上学期高二年级期末检测
化学试题
注意事项:
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.选择题答案使用2B铅笔填涂,如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号;非选择题答案使用0.5毫米的黑色墨水签字笔书写,字体工整、笔迹清楚。
3.请按照题号在各题的答题区域(黑色线框)内作答,超出答题区域书写的答案无效。
4.考试结束后,将答题卡交回。
可能用到的相对原子质量:H-1 O-16 Na-23 S-32 Cl-35.5 Fe-56 Pb-207
一、选择题(本题包含14小题,每小题3分,共42分,每小题只有一个选项符合题意)
1. 下列化学用语正确的是
A. 氯的原子结构示意图:
B. NH3的VSEPR模型:
C. 激发态碳原子:
D. 基态铍原子最外层电子的电子云轮廓图:
【答案】B
【解析】
【详解】A.氯原子的质子数为17,原子的核外电子总数等于质子数,题图是氯离子的结构示意图,其原子结构示意图为:,A错误;
B.分子的中心N原子的价层电子对数,含有一对孤对电子,VSEPR模型包含孤电子对,因此VSEPR模型为四面体形,B正确;
C.该电子排布为,满足能量最低原理,是基态碳原子的电子排布,不是激发态,激发态碳原子存在电子跃迁,如才是激发态,激发态表示为:,C错误;
D.基态铍原子的电子排布为,最外层是电子,电子的电子云轮廓图为球形:,D错误;
故选B。
2. 化学与生产、生活息息相关,下列说法错误的是
A. 利用TiCl4的水解反应制取白色颜料TiO2
B. 电热水器安装镁棒,防止钢制内胆被腐蚀
C. 激光、霓虹灯、节日燃放的焰火都与原子核外电子的跃迁有关
D. 在钢铁表面进行发蓝处理,生成致密的三氧化二铁薄膜保护金属
【答案】D
【解析】
【详解】A.TiCl4水解生成TiO2是工业制备白色颜料的常用方法,A正确;
B.镁棒作为牺牲阳极,优先腐蚀以保护钢制内胆,B正确;
C.激光、霓虹灯和焰火的发光均源于原子核外电子的能级跃迁,C正确;
D.发蓝处理在钢铁表面生成的是致密的四氧化三铁(Fe3O4)薄膜,而非三氧化二铁(Fe2O3),Fe2O3疏松且无保护作用,D错误;
故选D。
3. CO和NO都是汽车尾气中的有害物质,它们之间能缓慢地发生如下反应: 。现利用此反应,拟设计一种环保装置,用来消除汽车尾气对大气的污染,下列设计方案可以提高尾气转化率的是
①选用适当的催化剂 ②提高装置温度 ③增大装置的压强 ④装置中放入碱石灰
A. ①②③ B. ①③④ C. ③④ D. ②④
【答案】C
【解析】
【详解】①.选用适当的催化剂只加快反应速率,不影响平衡转化率,不能提高尾气转化率;
②.CO和NO的反应,为放热反应,提高装置温度使平衡逆向移动,降低尾气转化率;
③.该反应气体分子数减少,增大装置的压强使平衡向正反应方向移动,提高尾气转化率;
④.装置中放入碱石灰吸收反应产物CO2,使平衡右移,提高尾气转化率;
可以提高尾气转化率的是③④,故答案选C。
4. 一定条件下,下列不能用勒夏特列原理解释的是
A. H2、I2、HI 混合气体加压后颜色变深 B. 合成氨时将氨液化分离,可提高原料的利用率
C. 实验室常用排饱和NaCl溶液的方法收集Cl2 D. 新制氯水中,滴加硝酸银溶液,溶液颜色变浅
【答案】A
【解析】
【详解】A.H2、I2、HI三者的平衡,增大压强平衡不移动,但浓度增大,则颜色加深,不能用勒夏特列原理解释,故A错误;
B.合成氨时将氨液化分离,生成物浓度减小,平衡正向移动,从而可提高原料的利用率,所以可以用平衡移动原理解释,故B正确;
C.氯化钠在溶液中完全电离,所以饱和食盐水中含有大量的氯离子,氯气溶于水的反应是一个可逆反应,Cl2+H2OH++Cl-+HClO,由于饱和食盐水中含有大量的氯离子,相当于氯气溶于水的反应中增加了大量的生成物氯离子,根据勒夏特列原理,平衡向逆反应方向移动,氯气溶解量减小,可以勒夏特列原理解释,故C正确;
D.氯水中存在Cl2+H2OH++Cl-+HClO,滴加硝酸银溶液,发生Ag++Cl-=AgCl↓溶液颜色变浅,产生白色沉淀,能用勒夏特列原理解释,故D正确;
故答案为A。
【点睛】化学平衡移动原理(勒夏特列原理):改变影响平衡的一个条件(如浓度、压强、温度),平衡就向能够减弱这种改变的方向移动,这就是勒夏特列原理。概念的理解:①影响平衡的因素只有浓度、压强、温度三种;②原理的适用范围是只有一项条件变化的情况,当多项条件同时发生变化时,情况比较复杂;③定性角度:平衡移动的方向为减弱外界改变的方向;定量角度:平衡移动的结果只能减弱(不可能抵消)外界条件的变化。
5. 下列说法或表示正确的是
A. 等质量的硫固体和硫蒸气分别完全燃烧,后者放出的热量多
B. ,所以金刚石比石墨稳定
C. 已知: ,则H2的燃烧热为241.8 kJ/mol
D. HCl和NaOH反应的中和热,则H2SO4和Ca(OH)2反应的反应热
【答案】A
【解析】
【详解】A.硫蒸气能量高于硫固体,等质量时硫蒸气燃烧释放更多热量,A正确;
B.物质能量越低越稳定。金刚石转化为石墨的过程放热(ΔH为负),说明石墨能量更低更稳定,故“金刚石比石墨稳定”的说法错误,B错误;
C.燃烧热是指1 mol物质完全燃烧生成稳定化合物(如液态水)时的反应热,此处生成气态水,不符合燃烧热定义,C错误;
D.和反应生成沉淀,伴随沉淀热额外能量变化,反应热不等于中和热(生成1 mol水)的简单倍数,D错误;
故选A。
6. 反应 ,在其它条件不变的情况下,下列说法正确的是
A. 若反应在原电池中进行,反应放出的热量不变
B. 升高温度,反应速率加快,反应放出的热量不变
C. 增大压强,反应速率加快,反应放出的热量不变
D. 加入催化剂,改变了反应的途径,反应的也随之改变
【答案】C
【解析】
【详解】A.若反应在原电池中进行,化学能主要转化为电能,而非热量,因此放出的热量减少,A错误;
B.升高温度,反应速率加快,但平衡向逆反应方向移动(吸热方向),导致正向反应放出的热量减少,B错误;
C.增大压强,由于反应前后气体分子数不变,平衡不移动,但反应速率加快;反应放出的热量取决于反应程度,平衡未移动,故放热量不变,C正确;
D.加入催化剂,改变反应途径,加快反应速率,但不影响平衡和焓变ΔH,因此ΔH不变,D错误;
故选C。
7. 侯氏制碱法工艺流程中的主反应为,其中W、X、Y、Z、Q、R分别代表相关化学元素。下列说法正确的是
A. 原子半径:W<X<Y B. 第一电离能:X<Y<Z
C. 电负性:W<Q<R D. 键角:W2Z<YW3<XZ2
【答案】D
【解析】
【分析】侯氏制碱法主反应的化学方程式为:,则可推出W、X、Y、Z、Q、R分别为H元素、C元素、N元素、O元素、Na元素、Cl元素,据此解答。
【详解】A.W、X、Y分别为H元素、C元素、N元素,同周期元素从左到右,原子半径依次减小,且H原子半径最小,则原子半径:H<N<C,即W<Y<X,A错误;
B.X、Y、Z分别为C元素、N元素、O元素,同周期元素从左到右,第一电离能呈增大趋势,但N的2p轨道达到半充满稳定状态,其第一电离能大于右边相邻元素,因此第一电离能:C<O<N,即X<Z<Y,B错误;
C.W、Q、R分别为H元素、Na元素、Cl元素,同主族元素从上到下,电负性依次减小,即电负性:Na<H,且HCl中H为+1价,Cl为-1价,即HCl中共用电子对偏离H而偏向Cl,电负性:H<Cl,因此电负性:Na<H<Cl,即Q<W<R,C错误;
D.H2O分子的中心O原子价层电子对数为,采用sp3杂化,有2对孤电子对;NH3分子中N原子的价层电子对数为,采用sp3杂化,有1对孤电子对,因为孤电子对与成键电子对之间的斥力大于成键电子对之间的斥力,则键角:H2O<NH3;CO2分子中C原子的价层电子对数为,无孤电子对,为直线形分子,键角为180°,则键角:H2O<NH3<CO2,即W2Z<YW3<XZ2,D正确;
故选D。
8. 甲烷和水蒸气催化制氢是未来解决能源危机的理想方法之一,其主要反应为:
ⅰ.
ⅱ.
一定温度下,往密闭容器中充入甲烷和水蒸气,发生催化反应。下列说法正确的是
A. 反应ⅰ在低温条件下容易自发进行
B. 升高温度,反应ⅰ的正反应速率增大、逆反应速率减小
C. 增大压强,反应ⅱ的化学平衡一定不发生移动
D. 达到平衡状态后,升高温度,的值变大
【答案】D
【解析】
【详解】A.反应自发进行的判据为。反应ⅰ,反应后气体分子数增加,,只有高温下才能满足,因此高温下反应ⅰ才会自发进行,A错误;
B.升高温度时,所有反应的正反应速率、逆反应速率都会同时增大,B错误;
C.虽然反应ⅱ本身是气体分子数不变的反应,但体系中同时存在反应ⅰ:增大总压强时,反应ⅰ平衡逆向移动,会导致浓度降低,进而使反应ⅱ平衡发生移动,C错误;
D.将反应ⅰ+反应ⅱ可得总反应:,总焓变,为吸热反应。题干给出的就是总反应的平衡常数。升高温度,吸热反应平衡正向移动,平衡常数增大,因此该值变大,D正确;
故答案选D。
9. 如图实验中,能达到实验目的的是
A.测定生成氢气的速率
B.中和反应热的测定
C.蒸干溶液获得无水FeCl3
D.在铁上镀镍
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.装置使用长颈漏斗,长颈漏斗为开口结构,且下口未在液面下,未达到密封,生成的氢气会从长颈漏斗逸出,不能准确收集测定氢气体积,无法测定反应速率,A错误;
B.该装置符合中和热测定的要求:隔热层减少热量散失,杯盖减少热量逸出,温度计可以测量反应温度变化,玻璃搅拌器可使溶液混合均匀,保证反应充分,能达到实验目的,B正确;
C.溶液中存在水解平衡:,加热蒸干时挥发,促进水解彻底进行,最终得到,其分解后为,无法得到无水,C错误;
D.铁上镀镍的原理是:待镀金属铁作阴极,接电源负极;镀层金属镍作阳极,接电源正极,该装置中电极与电源的连接颠倒,无法实现铁上镀镍,D错误;
故选B。
10. 我国科学家成功利用CO2人工合成淀粉,使淀粉生产方式从农耕种植转变为工业制造成为可能,其部分转化过程如图。
下列说法不正确的是
A. H2O2是非极性分子
B. CH3OH的熔点高于HCHO
C. 标况下11.2 L CO2中含有的π键数目为NA
D. 二羟基丙酮分子中不存在手性碳原子
【答案】A
【解析】
【详解】A.的空间结构不对称,正负电荷中心不重合,属于极性分子,A错误;
B.分子间存在氢键,分子间只存在范德华力,氢键的作用强于范德华力,因此熔点高于(常温下甲醇为液态、甲醛为气态也可佐证),B正确;
C.标况下物质的量为,结构式为,每个分子含个键,因此中含键总数为,C正确;
D.手性碳原子要求连有4种不同的原子/基团。二羟基丙酮结构为:两端碳原子都连2个相同基团,中间羰基碳为双键碳,没有符合要求的手性碳原子,D正确;
故选A。
11. 下列说法正确的是
A. 将pH=a的氨水稀释10倍后,其pH=b,则a=b+1
B. 将AlCl3溶液与Na2CO3溶液混合,发生反应的离子方程式:
C. 常温下,将 CH3COOH与 NaOH溶液等体积混合,测得溶液pH为7,则a与b的关系:a>b
D. 常温下,中和同体积、同pH的硫酸、盐酸和醋酸所需相同浓度的NaOH溶液的体积分别为a、b、c,则a>b=c
【答案】C
【解析】
【详解】A.氨水是弱碱,稀释时电离度增大,pH变化小于1,因此稀释10倍后pH不会增加1,即a≠b+1,A错误;
B.与混合发生双水解反应,生成和,正确的离子方程式为,B错误;
C.为弱酸,NaOH为强碱,等体积混合时,若a=b,生成水解显碱性(pH>7);为使pH=7,需a>b以抵消水解碱性,C正确;
D.同pH时,相同,硫酸(二元强酸)和盐酸(一元强酸)的总量相等,所需NaOH体积相同(a=b);醋酸(一元弱酸)总浓度更大,总量更大,所需NaOH体积更大(c>a=b),D错误;
故选C。
12. 以H2、O2、熔融盐Na2CO3组成燃料电池,采用电解法制备Fe(OH)2,装置如下图所示,其中电解池两极材料分别为铁和石墨,通电一段时间后,右侧玻璃直管中产生大量的白色沉淀。则下列说法正确的是
A. 电极Y的材料为石墨
B. 石墨电极Ⅰ处的电极反应式为
C. 电极X右侧细玻璃导管排出H2
D. 当右侧玻璃直管中产生9 g Fe(OH)2时,石墨电极Ⅱ处消耗1.12 L O2
【答案】C
【解析】
【分析】 左侧为熔融碳酸盐燃料电池,通入的石墨Ⅰ是负极(,作还原剂),通入的石墨Ⅱ是正极; 右侧为电解池,电子从原电池负极(石墨Ⅰ)流向电解池电极,因此是阴极,接原电池正极(石墨Ⅱ),因此是阳极。制备需要失电子生成,因此阳极材料为铁,阴极反应为,阳极反应为,据此分析。
【详解】A.Y是阳极,需要铁作电极失电子,因此材料为铁,A错误;
B.燃料电池电解质是熔融,正确电极反应为,B错误;
C.是电解池阴极,电解溶液时,阴极反应为,产生,从处导管排出,C正确;
D.,生成转移电子,根据电子守恒,需要,但题目未说明是标准状况,无法计算氧气体积,D错误;
故选C。
13. 下列事实、实验操作及现象能得出相应结论的是
选项
事实、实验操作及现象
结论
A
向盛有NO2与N2O4的恒压密闭容器中通入一定体积的N2,最终气体颜色变浅
化学平衡向NO2减少的方向移动
B
铅蓄电池使用过程中两电极的质量均增加
电池处于放电状态
C
以K2CrO4为指示剂,用AgNO3标准溶液滴定溶液中的Cl-,先出现白色沉淀,后出现砖红色沉淀
D
相同温度下,测定浓度均为0.1mol/L的Na2CO3溶液和Na2SO3溶液的pH,前者大于后者
非金属性:C>S
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.向恒压密闭容器中通入N2,体积增大,分压减小,平衡2NO2⇌ N2O4向气体分子数增加的方向(NO2增多)移动,但现象颜色变浅是由于总体浓度降低,并非NO2减少,A错误;
B.铅蓄电池放电时,负极Pb转化为PbSO4,正极PbO2转化为PbSO4,两电极质量均增加,现象与结论相符,B正确;
C.不同类型物质,溶解度与Ksp的关系不同,不能通过直接比较沉淀的先后来判断Ksp大小,C错误;
D.Na2CO3溶液pH大于Na2SO3溶液,说明水解程度大于,但比较非金属性应基于最高价含氧酸酸性(H2SO4强于H2CO3,非金属性S>C),D错误;
故选B。
14. 常温下,0.1mol/L Na2CO3溶液中,H2CO3、、的分布分数[如随溶液pH的关系如图。下列说法错误的是
A. 曲线③代表的分布分数随pH的变化曲线
B. Na2CO3溶液中存在关系:
C. 的水解常数的数量级为
D. pH=8时,
【答案】D
【解析】
【分析】曲线①在低pH区(酸性)分布分数最高,随着pH增大而减小。这代表的是,曲线②在中间pH区分布分数最高,两端都较低。这代表的是,曲线③在高pH区(碱性)分布分数最高,随着pH增大而增大。这代表的是,pH = 6.37时,曲线①和曲线②相交,说明此时 。根据碳酸的第一级电离平衡 ,其电离常数 。当时, ,pH = 10.25时,曲线②和曲线③相交,说明此时。根据碳酸的第二级电离平衡 ,其电离常数 。当 时,。
【详解】A.由分析可知,曲线③代表 的分布分数随pH的变化曲线,A正确;
B. 在 溶液中,质子(H+)的来源是水的电离,质子的去向是生成 、和,根据质子守恒可知: ,B正确;
C. 的水解反应为,其水解常数 ,由分析可知,的,常温下,,,该水解常数的数量级为,C正确;
D.由分析可知,的、=,D错误;
故选D。
二、非选择题(本题包含4道小题,共58分)
15. “绿水青山就是金山银山”,近年来,绿色发展、生态保护成为中国展示给世界的一张新“名片”。二甲醚(CH3OCH3)是一种洁净液体燃料,工业上可通过以下工艺合成:
反应ⅰ.甲醇的合成:
反应ⅱ.甲醇脱水:
反应ⅲ.逆水汽变换:
(1)合成二甲醚的总反应: ___________。在一定条件下的密闭容器中,总反应达到平衡时要提高CO2的转化率,可以采取的措施是___________(填字母序号)。
A.加入催化剂 B.降低体系温度 C.增加CO2的浓度 D.分离出二甲醚
(2)在该条件下,若只发生反应ⅰ,各物质的起始浓度分别为c(CO2)=1.2 mol/L,c(H2)=2.4 mol/L,8 min后达到化学平衡状态,CO2的转化率为50%,则8 min内H2的平均反应速率为___________,平衡时CH3OH的体积分数为___________。
(3)向体积不变的密闭容器中充入n(CO2):n(H2)=1:1的混合气体,仅发生反应ⅲ,下列有关该反应的叙述正确的是___________。
A. 加入催化剂,正反应活化能增大,反应速率加快
B. 若混合气体的密度保持不变,则表明反应达到平衡状态
C. 反应过程中,CO2的转化率始终等于H2的转化率
D. 升高温度,该反应的平衡常数增大
(4)在不同压强下,按照n(CO2):n(H2)=1:3投料合成甲醇,实验测定CO2的平衡转化率随温度的变化关系如图甲所示。分子筛膜能选择性分离H2O,该反应在无分子筛和有分子筛时甲醇的产率随温度的变化如图乙所示。
①图甲中三条曲线趋于相等的原因是___________。
②图乙中甲醇产率P点高于T点的原因为___________。
【答案】(1) ①. -122.7 ②. BD
(2) ①. ②. 25% (3)CD
(4) ①. 达到一定温度后,以反应ⅲ为主,反应ⅲ反应前后气体分子数不变,压强的改变对CO2的平衡转化率无影响 ②. 分子筛膜从反应体系中不断分离出H2O,H2O(g)浓度降低,有利于反应正向进行,甲醇产率升高
【解析】
【小问1详解】
根据盖斯定律,总反应 = 反应ⅰ + 反应ⅱ,计算得。 要提高转化率需使平衡正向移动:
A.催化剂不改变平衡,A错误;
B.总反应放热,降低温度平衡正向移动,转化率变大,B正确;
C.增加浓度,自身转化率降低,C错误;
D.分离出二甲醚,平衡正向移动,转化率提高,D正确;
故选BD;
【小问2详解】
根据已知信息:转化浓度,则,平衡时,平均速率。 平衡时总浓度为,浓度为,体积分数为;
【小问3详解】
A.催化剂降低活化能从而使反应速率加快,A错误;
B.恒容密闭容器中,全气体反应的密度始终不变,不能判断平衡,B错误;
C.起始投料比,反应消耗比也为,转化率始终相等,C正确;
D.反应ⅲ是吸热反应,升高温度平衡正向移动,平衡常数增大,D正确;
故选CD;
【小问4详解】
① 温度较高时,温度对平衡移动的影响占主导,达到一定温度后,以反应ⅲ为主,反应ⅲ反应前后气体分子数不变,压强的改变对CO2的平衡转化率无影响; ② 相同温度下,分子筛膜可选择性分离出生成物,使合成甲醇的平衡正向移动,因此甲醇产率P点高于T点(合理即可)。
16. 电化学在生产、生活和科学研究中应用十分广泛,对认识和研究化学能和电能的相互转化的原理和规律具有重要意义。请回答下列问题:
(1)浓差电池是利用物质的浓度差产生电势的一种装置,其原理是高浓度溶液向低浓度溶液扩散而引发的一类电池,最终两边电解质溶液浓度相等。下图是“海水—河水”浓差电池装置示意图(不考虑溶解氧的影响),其中a、b均为Ag/AgCl复合电极。
①内电路中钠离子的迁移方向是___________(填“a→b”或“b→a”)。
②a极的电极反应式为___________。
③当电路中转移1 mol电子时,理论上a极区模拟海水的质量减少___________g。
(2)恒温条件下,用图1装置研究铁的电化学腐蚀,测定结果如图2。
①BD段主要发生___________(填“吸氧”或“析氢”)腐蚀。
②BC段正极电极反应式为___________。
(3)一种脱除和利用水煤气中CO2方法的示意图如下:
①某温度下,吸收塔发生K2CO3溶液与CO2的反应,K2CO3中的空间结构为___________形,CO2中碳原子的杂化方式为___________。
②利用电化学原理,将CO2电催化还原为C2H4,铂电极反应式为___________。
【答案】(1) ①. a→b ②. Ag-e-+Cl-=AgCl↓ ③. 58.5
(2) ①. 吸氧 ②.
(3) ①. 平面三角 ②. sp杂化 ③.
【解析】
【小问1详解】
该浓差电池中,a侧NaCl浓度更高,a极需要消耗降低浓度,因此a为负极,b为正极: ① 原电池内电路中阳离子向正极移动,因此迁移方向为a→b。 ② a极Ag失电子,结合生成AgCl,电极反应为。 ③ 转移1mol电子时,a极消耗1mol ,同时有1mol 迁移出a极区,总质量减少;
【小问2详解】
初始溶液为酸性(pH=1.8),铁发生电化学腐蚀的规律: ① BD段容器内压强下降,说明反应消耗气体,因此为吸氧腐蚀(氧气被消耗,压强降低)。 ② BC段容器内压强下降、pH上升,发生的是吸氧腐蚀,段正极反应式主要为。
【小问3详解】
根据价层电子对互斥理论和电解原理分析: ① 中C的价层电子对数为3,无孤电子对,空间结构为平面正三角形;中C的价层电子对数为2,杂化方式为sp杂化。 ② 装置中玻碳电极上失电子生成,为阳极,因此铂电极为阴极,在阴极得电子、结合还原为,配平后电极反应为。
17. 碳元素可以形成数量丰富的化合物,如CO与CO2等氧化物,H2CO3、H2C2O4、HCN等无机弱酸及其盐,回答下列问题:
Ⅰ.已知25℃时,H2CO3、H2C2O4、HCN、CH3COOH的电离平衡常数如下表。
H2CO3
H2C2O4
HCN
CH3COOH
/
/
(1)HCN分子中σ键和π键的个数比为___________。
(2)25℃时,将0.1 mol/LNaOH溶液与0.1mol/LH2C2O4溶液等体积混合,充分反应后所得溶液呈___________(填“酸性”“中性”或“碱性”)。
(3)相同的下列溶液:①(NH4)2C2O4、②NH4HSO4、③NH4Cl、④(NH4)2Fe(SO4)2,溶质浓度由大到小的顺序为___________(填序号)。
Ⅱ.酸性高锰酸钾溶液与草酸发生化学反应,反应如下:
,某化学兴趣小组为了测定草酸浓度主要做了如下实验。用0.1000 mol/L酸性高锰酸钾溶液滴定未知浓度的H2C2O4溶液。实验中测得的数据记录如下:
滴定次数
H2C2O4体积
滴定前KMnO4体积
终点时KMnO4体积
1
25.00 mL
0.00 mL
21.41 mL
2
25.00 mL
1.04 mL
22.47 mL
3
25.00 mL
0.04 mL
24.46 mL
请回答:
(4)用配制好的高锰酸钾滴定草酸时,高锰酸钾溶液应盛装于___________(如图,填“甲”或“乙”)滴定管。
(5)该实验是否需要指示剂___________(填“是”或“否”),到达终点的现象是___________。
(6)根据表中数据,计算H2C2O4溶液的浓度为___________mol/L。
(7)下列造成H2C2O4溶液的浓度偏低的是___________(填序号)。
A. 滴定过程中加入少量蒸馏水冲洗锥形瓶内壁
B. 滴定管滴定前有气泡,滴定后气泡消失
C. 用待测液润洗锥形瓶
D. 滴定前仰视读数,滴定后俯视读数
【答案】(1)1:1 (2)酸性
(3)③>②>①>④ (4)甲
(5) ①. 否 ②. 滴入最后半滴高锰酸钾溶液后,溶液呈紫红色,且半分钟内不褪色
(6)0.2142 (7)D
【解析】
【小问1详解】
HCN的结构式为H−C≡N,单键均为σ键,三键含1个σ键、2个π键,总σ键数为2,总π键数为2,故比值为;
【小问2详解】
等体积等浓度混合后生成,的电离常数,水解常数,电离程度大于水解程度,溶液显酸性;
【小问3详解】
①、④,1mol溶质含2mol;②、③,1mol溶质含1mol;要使相同,含2mol的溶质浓度更小;①中水解促进水解,④中水解抑制水解,故浓度;②中抑制水解,③中不影响水解,故浓度,总顺序为;
【小问4详解】
酸性高锰酸钾具有强氧化性,会腐蚀碱式滴定管的橡胶管,应盛装在酸式滴定管(甲为酸式滴定管,乙为碱式滴定管)中;
【小问5详解】
高锰酸钾本身为紫红色,产物为无色,可自身指示终点,不需要额外指示剂;滴定终点现象为:滴入最后半滴酸性高锰酸钾溶液时,溶液由无色变为紫红色,且半分钟内不褪色;
【小问6详解】
第三次滴定体积偏差过大,舍去,前两次消耗高锰酸钾体积平均为,根据反应为,得到;
【小问7详解】
与测得消耗成正比:
A.冲洗锥形瓶不影响溶质的量,无影响,A不符合题意;
B.滴定前有气泡、滴定后气泡消失,测得偏大,浓度偏高,B不符合题意;
C.待测液润洗锥形瓶,消耗更多高锰酸钾,测得偏大,浓度偏高,C不符合题意;
D.滴定前仰视、滴定后俯视,测得偏小,浓度偏低,D符合题意;
故选D。
18. 硫酸锰晶体(MnSO4·H2O)是一种粉色晶体,易溶于水,不溶于乙醇,是重要的微量元素肥料之一。工业上由天然二氧化锰粉与硫化锰矿(还含有Fe、Al、Mg、Ca、Si等元素的氧化物)制备硫酸锰晶体的工艺如图所示。回答下列问题:
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
Mn2+
Fe2+
Fe3+
Al3+
Mg2+
Ca2+
开始沉淀的pH
8.1
6.3
1.5
3.4
8.9
7.0
沉淀完全的pH
10.1
8.3
2.8
4.7
10.9
9.1
(1)基态Mn原子的价电子排布式为___________。
(2)为了提高“溶浸”效率,可采取的方法有___________(任写一条)。
(3)“滤渣1”中除含有硫磺外,还含有的主要成分是___________。
(4)“滤渣2”中只含有Fe(OH)3和Al(OH)3,则“调pH”工序中调节pH的范围是___________;调节溶液的pH所加的试剂,可选择___________(填序号)。
A.Al2O3 B.NaOH C.CaO D.Mg(OH)2
(5)MnF2“除杂”的目的是将Ca2+、Mg2+转化为相应氟化物沉淀除去。若溶液酸度过高,Mg2+沉淀不完全,用平衡移动原理解释:___________。
(6)MnCO3是一种重要的化工原料。
①写出“沉锰”反应的离子方程式:___________。
②向溶液中加入NH4HCO3溶液,Mn2+是否能沉淀完全?___________(填“是”或“否”)。
[已知常温下,H2CO3的电离常数:,,MnCO3的溶度积,最终溶液中,pH=8(常温下);浓度低于时认为该离子已沉淀完全。]
(7)由下图可知,从“操作A”所得溶液中得到MnSO4·H2O晶体需进行的操作:温度保持在40℃以上,___________、洗涤、干燥。
【答案】(1)3d54s2
(2)将矿石粉碎、适当增大硫酸浓度,适当升高温度、搅拌等
(3)SiO2、CaSO4
(4) ①. 4.7≤pH<7.0 ②. CD
(5)体系中存在,酸度过高F-与H+结合形成弱电解质HF,使平衡向右移动,Mg2+沉淀不完全
(6) ①. ②. 是
(7)蒸发结晶、趁热过滤
【解析】
【分析】二氧化锰粉与硫化锰矿经稀硫酸酸溶后,二氧化锰与硫化锰反应生成硫磺和,过滤,硫磺、二氧化硅和硫酸钙形成滤渣1;向滤液(、、、、等)加二氧化锰氧化生成,调pH形成Fe(OH)3和Al(OH)3沉淀(滤渣2);向滤液中加入与、形成、沉淀(滤渣3);向滤液中加碳酸氢铵沉锰形成碳酸锰沉淀;稀硫酸溶解碳酸锰生成硫酸锰溶液,再经一系列处理得到MnSO4·H2O晶体,据此分析:
【小问1详解】
Mn为25号元素,基态原子核外电子排布为,价电子包含3d、4s轨道电子,故价电子排布式为;
【小问2详解】
提高浸出速率/效率的常用方法有升温、粉碎矿石增大接触面积、提高反应物浓度、搅拌等,任写一种即可;
【小问3详解】
原矿石中Si的氧化物为,不溶于硫酸;和离子生成微溶于水,因此滤渣1除S外,主要还有、;
【小问4详解】
“滤渣2”中只含有Fe(OH)3和Al(OH)3,则要使、完全沉淀,而其他离子不沉淀,结合表格数据pH需要大于等于沉淀完全的pH(4.7),小于开始沉淀的pH(7.0),因此范围为;调节pH时,不能引入无法除去的新杂质:NaOH引入无法除去,会增加杂质Al的量,而CaO、均可消耗升高pH,引入的、可在后续“除杂”步骤被沉淀除去,因此选CD;
【小问5详解】
体系中存在,酸度过高时,与结合生成弱电解质HF,使浓度降低,平衡正向移动,沉淀不完全;
【小问6详解】
① 碳酸氢铵和反应方程式为:。 ② 由,可得,则,因此沉淀完全;
【小问7详解】
由溶解度曲线,温度高于40℃后,溶解度随温度升高而减小,因此需蒸发结晶后,保持温度高于40℃趁热过滤,才能得到目标晶体,避免降温析出。
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