内容正文:
咸阳市实验中学2025—2026学年度第一学期期末质量检测
高二化学
注意事项:
1.本试卷共8页,满分100分,时间75分钟。
2.答卷前,考生务必将自己的姓名、班级和准考证号填写在答题卡上。
3.回答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上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。涂写在本试卷上无效。
4.作答非选择题时,将答案书写在答题卡上,书写在本试卷上无效。
5.考试结束后,监考员将答题卡按顺序收回,装袋整理;试卷不回收。
可能用到的相对原子质量:O 16 Na 23 Cl 35.5 Ti 48
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,只有一项是符合题目要求的。
1. 下列物质中,属于晶体的是
A. 石英玻璃 B. 炭黑 C. 水晶 D. 聚氯乙烯
2. 下列说法正确的是
A. 基态N原子的轨道表示式:
B. 的VSEPR模型:
C. 冰中存在的氢键:
D. 分子的球棍模型:
3. 晶胞是晶体结构的基本单元。下列示意图可以表示晶胞的是
A. B. C. D.
4. 金刚石和石墨都是碳的同素异形体,下列说法错误的是
A. 金刚石晶胞中,M原子坐标为
B. 若金刚石的晶胞参数为a pm,其中两个最近的碳原子之间的距离为 pm
C. 石墨晶体的碳原子是杂化,形成平面六元并环结构
D. 石墨晶体层内是共价键,层间是范德华力,所以石墨是一种混合型晶体
5. 已知下列晶体的部分性质,其晶体类型判断正确的是
选项
性质
晶体类型
A
三氯化铁,沸点316℃,易溶于水,易溶于乙醚、丙酮等有机溶剂
分子晶体
B
溴化铝,无色晶体,熔点98℃,易溶于水,熔融状态下不导电
共价晶体
C
硼,熔点2300℃,沸点2550℃,硬度大,不溶于常见溶剂
金属晶体
D
碳化铝,黄色晶体,熔点2100℃,熔融状态下不导电,晶体不导电
离子晶体
A. A B. B C. C D. D
6. 下列实验现象、解释与结论都正确的是
实验操作
实验现象
解释与结论
A
向盛有4 mL0.1 mol/L 溶液的试管里滴加1 mol/L的氨水,得到深蓝色的透明溶液后,再向试管中加入8 mL 95%乙醇,并用玻璃棒摩擦试管壁
溶液没有发生任何变化
不与乙醇发生反应
B
向盛有少量0.1 mol/L 溶液的试管中滴加1滴0.1 mol/L KSCN溶液
产生红色沉淀
生成了
C
向盛有少量0.1 mol/L NaCl溶液的试管里滴几滴0.1 mol/L 溶液,产生白色沉淀,再滴入1 mol/L氨水,振荡
白色沉淀消失
AgCl与NH3发生反应生成了,其中配体是NH3和
D
向盛有少量蒸馏水的试管里滴加2滴溶液,然后再滴加2滴KSCN溶液
溶液颜色不变
比更稳定
A. A B. B C. C D. D
7. 化合物A是一种常见的食品添加剂,被广泛应用于酱油等调味品中,A的结构如图所示。其中X、Y、Z、Q、W为原子序数依次增大的短周期主族元素,Q的原子最外层电子数是电子层数的3倍。下列说法正确的是
A. 超分子“杯酚”不能分离和
B. X、Q组成原子个数比1:1的化合物是含非极性键的极性分子
C. 键角:
D. 第一电离能:Y<Z<Q
8. 某温度下,在2 L恒容密闭容器中投入一定量的A、B发生反应:,12 s时C的物质的量为0.6 mol(反应过程如图所示)。下列说法中正确的是
A. 12 s后A、B的浓度不再变化,反应停止
B. 2 s时,用A表示该反应的瞬时速率为0.15
C. 化学计量数之比b:c=1:3
D. 12 s时的压强与起始时的压强之比为8:13
9. 常温下,往20mL0.10mol/LHA溶液中滴加0.10mol/LKOH溶液,所得混合溶液中水电离的H+浓度和所加的KOH溶液体积变化趋势如图所示,下列有关说法正确的是
A. 常温下,0.10mol/LHA酸的pH为11
B. b点:c(A-)>c(K+)>c(HA)>c(H+)
C. c点:溶液恰好呈中性
D. 溶液中水电离程度:d点>c点
10. 在下图所示装置的烧杯中均盛有0.1mol/LH2SO4溶液,其中锌片最易被腐蚀的是
A. B. C. D.
11. 实验是学习和研究化学的重要方法。下列说法正确的是
A. 装置①滴定管读数为25.10 mL B. 用装置②制备纯净的
C. 用装置③制备晶体 D. 用装置④可用于分离和NaCl
12. 利用光能可以将转化为重要的化工原料(电解质溶液为稀硫酸),同时可为制备次磷酸()提供电能,其工作原理如图所示。下列说法错误的是
A. W极上发生还原反应
B. a、b、c为阳离子交换膜,d为阴离子交换膜
C. 电解一段时间后M室pH降低,N室pH升高
D. W极的电极反应式为
13. 中国科学家研究在Pd/SVG催化剂上H2还原NO生成N2和NH3的路径,各基元反应及活化能Ea(kJ·mol-1)如图所示,下列说法错误的是
A. 生成NH3的各基元反应中,N元素均被还原
B. 在Pd/SVG催化剂上,NO更容易被H2还原为NH3
C. 决定NO生成NH3速率的基元反应为NH2NO→NHNOH
D. 生成NH3的总反应方程式为2NO+5H22NH3+2H2O
14. 常温时,用溶液滴定二元酸溶液,溶液中含A微粒的分布系数随pH的变化关系如图所示,[如的分布系数:]。下列说法错误的是
A. 第二次突变时,可选用酚酞作指示剂
B. 溶液中存在:
C. c点存在:
D. 的平衡常数
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 钛及其化合物在化工、医药、材料等领域有着广泛的应用。回答下列问题:
(1)在基态Ti原子中,核外电子占据最高能层的符号是_______,占据该能层电子的电子云轮廓图形状为_______。
(2)半夹心结构催化剂M能催化乙烯、丙烯、苯乙烯等的聚合,其结构简式如图所示。
①组成该物质的元素中,电负性最大的是_______(填元素名称)。
②M中,不含_______(填字母)。
A.键 B.键 C.配位键 D.离子键
(3)金红石()的晶胞结构如图所示(晶胞参数a≠b≠c)。
①区分晶态和非晶态最可靠的科学方法是_______。
②Ti原子距离最近且等距的O原子有_______个。
③若阿伏加德罗常数的值为,则此晶胞的密度_______(用含的代数式表示)。
(4)的熔、沸点均高于结构与其相似的,主要原因是_______。
(5)向浓的的盐酸溶液中加入乙醚,再通入HCl至饱和,可得到配位数为6、组成为的绿色晶体,晶体中两种配体物质的量之比为1:5,则该配合物的化学式为_______。
16. 亚氯酸钠()是重要漂白剂,某化学实验探究小组设计如下实验步骤测定样品中的亚氯酸钠的纯度。实验步骤如下:
已知:
①准确称取2.50 g样品,加入适量蒸馏水和过量的KI晶体,在酸性条件下发生反应,反应结束后将所得混合液稀释成250 mL待测溶液。
②量取25.00 mL待测溶液置于锥形瓶中,并滴加几滴指示剂于溶液中。
③用0.5000标准液滴定,达到滴定终点后,再平行进行3次实验,测得消耗标准液的体积如表所示。
实验编号
待测液体积/mL
消耗标准液体积/mL
1
25.00
16.05
2
25.00
15.95
3
25.00
16.00
4
25.00
16.50
(1)步骤①中发生的离子反应方程式为_______。
(2)下列关于250 mL容量瓶的操作,正确的是_______(填字母)。
A. B. C. D.
(3)量取待测液25.00 mL于锥形瓶内时,需要选择如图仪器中的_______。(填“甲”或“乙”)
(4)滴定过程需要加入的指示剂是_______,达到滴定终点的现象是_______。
(5)计算该样品中亚氯酸钠的纯度(质量分数)_______。
(6)下列操作中,可能使所测样品纯度偏高的是_______(填字母)。
A. 使用的锥形瓶用蒸馏水洗干净后未烘干
B. 用滴定管量取待测液时,未用待测液润洗滴定管
C. 盛放标准液的滴定管,滴定前有气泡,滴定后气泡消失
D. 用标准液滴定时,滴定前平视刻度线,滴定终点时仰视刻度线
(7)配制标准液时,必须将蒸馏水煮沸后再配制,否则可能导致测定的样品纯度偏高,可能原因是_______。
17. 钴及其化合物在合金、催化剂等方面有着广泛应用,研究发现一种新型的钴基催化剂可应用于燃料电池。从一种炼锌产生的废渣(主要含Co、Zn、Pb、Fe的单质或氧化物)富集回收含锰高钴成品的工艺如图:
已知室温下,溶液中相关离子开始沉淀和沉淀完全()时的pH:
开始沉淀的pH
1.5
6.9
-
7.4
6.2
沉淀完全的pH
2.8
8.4
1.1
9.4
8.2
回答下列问题:
(1)Co在元素周期表中的位置为_______,基态Mn的价电子轨道表示式为_______。
(2)“酸浸”前废渣需粉碎处理,目的是_______。
(3)“过滤1”后的溶液中加入的作用是_______。
(4)“滤液2”中加入“氧化沉钴”的离子方程式为_______、_______。
(5)室温下,“除钴液”中残留的浓度为_______。
(6)钴基催化剂在强碱性介质中表现出优异的电化学活性。请写出钴基催化剂条件下,乙烷燃料电池的负极反应式:_______,若正极消耗44.8 L(标准状况下)的氧气,则转移的电子数为 。(设为阿伏加德罗常数的值)
18. 我国力争在2030年前实现碳达峰,2060年前实现碳中和。将二氧化碳资源化尤为重要。
(1)CO2可与H2制甲醇:在催化剂作用下,发生以下反应:
Ⅰ.
Ⅱ.
①则: △H=______。
若将等物质的量的CO和H2充入恒温恒容密闭容器中进行上述反应,下列事实能说明此反应已达到平衡状态的是______。
A.生成CH3OH的速率与生成H2的速率相等 B.CO和H2的物质的量之比为定值
C.混合气体的平均相对分子质量不变 D.容器内气体密度保持不变
E.CO的体积分数保持不变
②将CO2与H2充入装有催化剂的密闭容器中,发生反应Ⅰ和Ⅱ。CO2的转化率和CO、CH3OH的产率随反应温度的变化如图所示。由图判断合成CH3OH最适宜的温度是______。反应过程中CH3OH产率随温度升高先增大后减小,降低的主要原因是______。
(2)CO2可与NH3制尿素: △H=-87 kJ/mol。研究发现,合成尿素的反应分两步进行。
第1步:
第2步:
①一定条件下,向刚性容器中充入3 mol NH3和4 mol CO2,平衡时CO2的体积分数为60%,则平衡时NH3的转化率α(NH3)=______(保留一位小数),此条件下,第2步反应的Kp=a kPa,则反应的平衡常数Kp=______(kPa)-2。
②若要加快反应速率并提高NH3平衡转化率,可采取的措施有______(任写一条)。
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高二化学
注意事项:
1.本试卷共8页,满分100分,时间75分钟。
2.答卷前,考生务必将自己的姓名、班级和准考证号填写在答题卡上。
3.回答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上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。涂写在本试卷上无效。
4.作答非选择题时,将答案书写在答题卡上,书写在本试卷上无效。
5.考试结束后,监考员将答题卡按顺序收回,装袋整理;试卷不回收。
可能用到的相对原子质量:O 16 Na 23 Cl 35.5 Ti 48
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,只有一项是符合题目要求的。
1. 下列物质中,属于晶体的是
A. 石英玻璃 B. 炭黑 C. 水晶 D. 聚氯乙烯
【答案】C
【解析】
【分析】晶体具有规则的内部结构,粒子在空间有序排列,可通过X-射线衍射实验鉴别;非晶体则粒子排列无序。
【详解】A.石英玻璃是非晶态二氧化硅,内部粒子无序排列,不属于晶体,A不符合题意;
B.炭黑是无定形碳,缺乏长程有序结构,不属于晶体,B不符合题意;
C.水晶是结晶态二氧化硅,具有规则的晶体结构,属于晶体,C符合题意;
D.聚氯乙烯是高分子聚合物,不属于晶体,D不符合题意;
故选C。
2. 下列说法正确的是
A. 基态N原子的轨道表示式:
B. 的VSEPR模型:
C. 冰中存在的氢键:
D. 分子的球棍模型:
【答案】C
【解析】
【详解】A.N为7号元素,核外电子排布式为1s22s22p3,根据洪特规则,电子分别占据三个简并轨道,且自旋方向相同,基态N原子的核外电子轨道表示式,A错误;
B.NF3分子中N原子的价层电子对数为,VSEPR模型为四面体形:,含1对孤电子对,其分子的空间构型为三角锥形,B错误;
C.冰中存在的氢键:冰中每个水分子与周围四个水分子通过氢键(O–H···O)结合,形成四面体结构,C正确;
D.O3与SO2互为等电子体,空间构型相同,SO2分子中S原子的价层电子对数为,VSEPR模型为平面三角形,但由于含1对孤电子对,则其分子的空间构型为V形:, D错误;
故选C。
3. 晶胞是晶体结构的基本单元。下列示意图可以表示晶胞的是
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】晶体可以看成是晶胞无隙并置而成的,因而看一个立方体是不是晶胞,必须看它能否平行移动重合,且是最小的重复单元。
【详解】A.平行移动不能重合,该结构不能无隙并置,不能表示晶胞,故A错误;
B.平行移动可以重合,该结构可以无隙并置,且是最小的重复单元,可以表示晶胞,故B正确;
C.平行移动可以重合,但不是最小的重复单元,该结构的八分之一为晶胞结构,故C错误;
D.平行移动不能重合,该结构不能无隙并置,不能表示晶胞,故D错误;
故选B。
4. 金刚石和石墨都是碳的同素异形体,下列说法错误的是
A. 金刚石晶胞中,M原子坐标为
B. 若金刚石的晶胞参数为a pm,其中两个最近的碳原子之间的距离为 pm
C. 石墨晶体的碳原子是杂化,形成平面六元并环结构
D. 石墨晶体层内是共价键,层间是范德华力,所以石墨是一种混合型晶体
【答案】B
【解析】
【分析】金刚石为共价晶体,晶胞为面心立方结构,内部碳原子采取杂化,以共价键相连形成正四面体空间网状结构,晶胞中包含8个碳原子,最近的碳原子间距为体对角线的;石墨为混合型晶体,碳原子采取杂化,形成平面六元并环层状结构,层内原子以共价键结合,层间以范德华力结合,据此分析。
【详解】A.M原子坐标为,A不符合题意;
B.金刚石晶胞参数为,最近的两个碳原子之间的距离为体对角线长度的,体对角线长度为,故最近碳原子间距为,B符合题意;
C.石墨晶体中碳原子采取杂化,形成平面六元并环结构,层内原子以共价键结合,杂化方式与结构描述均正确,C不符合题意;
D.石墨晶体层内原子以共价键结合,层间以范德华力结合,同时存在共价键、范德华力及金属键特性,属于混合型晶体,描述正确,D不符合题意;
故选B。
5. 已知下列晶体的部分性质,其晶体类型判断正确的是
选项
性质
晶体类型
A
三氯化铁,沸点316℃,易溶于水,易溶于乙醚、丙酮等有机溶剂
分子晶体
B
溴化铝,无色晶体,熔点98℃,易溶于水,熔融状态下不导电
共价晶体
C
硼,熔点2300℃,沸点2550℃,硬度大,不溶于常见溶剂
金属晶体
D
碳化铝,黄色晶体,熔点2100℃,熔融状态下不导电,晶体不导电
离子晶体
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.三氯化铁,沸点较低,易溶于乙醚等有机溶剂,属于分子晶体,A正确;
B.溴化铝,熔点低,易溶于水,熔融状态下不导电,属于分子晶体,B错误;
C.硼,熔、沸点高,硬度大,且不溶于常见溶剂,属于共价晶体,C错误;
D.碳化铝,熔点高,熔融状态和晶体都不导电,属于共价晶体,D错误;
故选A。
6. 下列实验现象、解释与结论都正确的是
实验操作
实验现象
解释与结论
A
向盛有4 mL0.1 mol/L 溶液的试管里滴加1 mol/L的氨水,得到深蓝色的透明溶液后,再向试管中加入8 mL 95%乙醇,并用玻璃棒摩擦试管壁
溶液没有发生任何变化
不与乙醇发生反应
B
向盛有少量0.1 mol/L 溶液的试管中滴加1滴0.1 mol/L KSCN溶液
产生红色沉淀
生成了
C
向盛有少量0.1 mol/L NaCl溶液的试管里滴几滴0.1 mol/L 溶液,产生白色沉淀,再滴入1 mol/L氨水,振荡
白色沉淀消失
AgCl与NH3发生反应生成了,其中配体是NH3和
D
向盛有少量蒸馏水的试管里滴加2滴溶液,然后再滴加2滴KSCN溶液
溶液颜色不变
比更稳定
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.向CuSO4溶液中滴加氨水形成深蓝色[Cu(NH3)4]2+溶液后,加入乙醇降低溶解度并摩擦试管壁应析出深蓝色晶体,A错误;
B.FeCl3和反应生成的是可溶性红色络合物,不是沉淀,实验现象描述错误,B错误;
C.沉淀溶于氨水生成的可溶性配合物是,其中配离子为,配体只有,是外界离子,不是配体,C错误;
D.稳定性很强,难以电离出游离,因此加入后溶液颜色不变,可证明比更稳定,D正确;
故选D。
7. 化合物A是一种常见的食品添加剂,被广泛应用于酱油等调味品中,A的结构如图所示。其中X、Y、Z、Q、W为原子序数依次增大的短周期主族元素,Q的原子最外层电子数是电子层数的3倍。下列说法正确的是
A. 超分子“杯酚”不能分离和
B. X、Q组成原子个数比1:1的化合物是含非极性键的极性分子
C. 键角:
D. 第一电离能:Y<Z<Q
【答案】B
【解析】
【分析】由题意可知,X、Y、Z、Q、W为原子序数依次增大的短周期主族元素,Q的原子最外层电子数是电子层数的3倍,则Q为O,由图可知,X只能形成1个共价键,Y能形成4个共价键,Z能形成3个共价键,则X、Y、Z分别为H、C、N,W为带+1价,则其为Na。
【详解】A.超分子“杯酚”作为主体分子,与大小不同的客体分子和(即和)形成稳定性不同的包合物,因此可以利用二者与“杯酚”结合能力的差异将其分离,A错误;
B.X、Q分别为H、O,组成原子个数比1:1的化合物为H2O2,其为含非极性键(O-O)的极性分子,B正确;
C.Y、Z、Q分别为C、N、O,CO2的结构为直线形,键角为180°;NO2的结构为V形,则CO2的键角比NO2大,C错误;
D.Y、Z、Q分别为C、N、O,第ⅤA族的最外层为半充满状态,其第一电离能反常增大,则第一电离能:C<O<N,D错误;
故答案选B。
8. 某温度下,在2 L恒容密闭容器中投入一定量的A、B发生反应:,12 s时C的物质的量为0.6 mol(反应过程如图所示)。下列说法中正确的是
A. 12 s后A、B的浓度不再变化,反应停止
B. 2 s时,用A表示该反应的瞬时速率为0.15
C. 化学计量数之比b:c=1:3
D. 12 s时的压强与起始时的压强之比为8:13
【答案】D
【解析】
【详解】A.12s后A、B的浓度不再变化,反应达到平衡状态,但化学平衡是动态平衡,反应并未停止,A错误;
B.瞬时速率是反应物浓度-时间图像上某点切线的斜率的绝对值,其值无法通过图像准确求出,B错误;
C.12 s时,,,则b:c=0.2:0.3=2:3,C错误;
D.12 s时,,,则,起始时总物质的量为2.6 mol,则12 s时的压强与起始时的压强之比为8:13,D正确;
因此答案选D。
9. 常温下,往20mL0.10mol/LHA溶液中滴加0.10mol/LKOH溶液,所得混合溶液中水电离的H+浓度和所加的KOH溶液体积变化趋势如图所示,下列有关说法正确的是
A. 常温下,0.10mol/LHA酸的pH为11
B. b点:c(A-)>c(K+)>c(HA)>c(H+)
C. c点:溶液恰好呈中性
D. 溶液中水电离程度:d点>c点
【答案】B
【解析】
【详解】A.未加氢氧化钾时,溶液为HA溶液,水电离出来的氢离子浓度为10-11mol/L,则溶液中c(OH-)=10-11mol/L,溶液中c(H+)=10-3mol/L,pH=3,故A错误;
B.加入10mLKOH后,HA反应了一半,溶液中HA与KA浓度相等,此时水电离出来c(H+)水=10-9mol/L,说明酸的电离出的氢离子抑制了水电离,则HA的电离大于A-的水解,所以c(A-)>c(K+)>c(HA)>c(H+),故B正确;
C.c点,KOH与HA恰好完全反应,溶质是KA,KA是强碱弱酸盐,溶液呈弱碱性,故C错误;
D.c点完全反应,溶质只有KA,其水解促进了水的电离,而d除了KA外,还有KOH抑制了水的电离,所以c点水的电离程度大于d点,故D错误;
选B。
10. 在下图所示装置的烧杯中均盛有0.1mol/LH2SO4溶液,其中锌片最易被腐蚀的是
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】金属腐蚀快慢顺序为电解池阳极>原电池负极>化学腐蚀>原电池正极>电解池阴极,A中锌发生化学腐蚀,B中锌作正极被镁保护,C中锌作负极加速被腐蚀,D中锌作阴极被保护,所以锌片最易被腐蚀的是C;答案为C。
11. 实验是学习和研究化学的重要方法。下列说法正确的是
A. 装置①滴定管读数为25.10 mL B. 用装置②制备纯净的
C. 用装置③制备晶体 D. 用装置④可用于分离和NaCl
【答案】D
【解析】
【详解】A.滴定管0刻度在上方,从上到下读数逐渐增大,读数为24.90mL,A错误;
B.氢氧化亚铁易被空气氧化,故制氢氧化亚铁沉淀必须将胶头滴管伸入液面下且在液面上添加一层植物油,防止氢氧化亚铁被空气中的氧气氧化,B错误;
C.溶液中Cu2+可发生水解,加热促进Cu2+水解生成氢氧化铜和HCl,且HCl易挥发,水解正向移动,直接蒸发无法得到晶体,得到的是Cu(OH)2,C错误;
D.碘单质受热升华,遇冷冷凝为碘单质,氯化钠受热无变化,可以用装置④可用于分离和NaCl,D正确;
故选D。
12. 利用光能可以将转化为重要的化工原料(电解质溶液为稀硫酸),同时可为制备次磷酸()提供电能,其工作原理如图所示。下列说法错误的是
A. W极上发生还原反应
B. a、b、c为阳离子交换膜,d为阴离子交换膜
C. 电解一段时间后M室pH降低,N室pH升高
D. W极的电极反应式为
【答案】B
【解析】
【分析】左侧装置为电池,Z电极失电子生成氧气和氢离子,Z是负极,W电极二氧化碳得电子生成乙烯,W是正极,Z极生成的氢离子透过a膜移入W极;右侧装置为电解池,X电极与电源正极相连,X是阳极,阳极失去电子生成氧气和氢离子,Y电极与电池负极相连,Y是阴极,阴极水得电子生成氢气和氢氧根离子,M室中氢离子透过b膜进入产品室,原料室中透过c膜进入产品室生成;原料室中钠离子透过d膜进入N室生成氢氧化钠。
【详解】A.W极是原电池正极,得电子发生还原反应生成,A正确;
B.W是正极,Z极生成的氢离子透过a膜移入W极,a为阳离子交换膜;b膜允许从M室移向产品室,为阳离子交换膜;c膜需允许从原料室移向产品室,应为阴离子交换膜;d膜允许从原料室移向N室,为阳离子交换膜,B错误;
C.M室为电解池阳极室,发生反应,浓度增大,pH降低;N室为阴极室,发生反应,浓度增大,pH升高,C正确;
D.W极为正极,得电子还原为,酸性条件下电极反应式为,D正确;
故选B。
13. 中国科学家研究在Pd/SVG催化剂上H2还原NO生成N2和NH3的路径,各基元反应及活化能Ea(kJ·mol-1)如图所示,下列说法错误的是
A. 生成NH3的各基元反应中,N元素均被还原
B. 在Pd/SVG催化剂上,NO更容易被H2还原为NH3
C. 决定NO生成NH3速率的基元反应为NH2NO→NHNOH
D. 生成NH3的总反应方程式为2NO+5H22NH3+2H2O
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图示知,生成NH3的过程为:,每步反应中N元素化合价均是降低被还原,A正确;
B.反应的难易程度由决速步活化能决定,活化能越低越容易发生,在Pd/SVG催化剂上,NO生成N2的决速步活化能为144.3 kJ/mol,生成NH3的决速步活化能为86.4kJ/mol,故NO更容易被还原为NH3,B正确;
C.决定反应速率的基元反应是活化能最高的步骤,生成NH3路径中活化能最大的是NH2O+H→NH2OH(86.4 kJ/mol),相同条件下反应速率最慢,C错误;
D.根据A选项分析知,NO与H2反应生成NH3和H2O,对应总方程式为:2NO+5H22NH3+2H2O,D正确;
故选C。
14. 常温时,用溶液滴定二元酸溶液,溶液中含A微粒的分布系数随pH的变化关系如图所示,[如的分布系数:]。下列说法错误的是
A. 第二次突变时,可选用酚酞作指示剂
B. 溶液中存在:
C. c点存在:
D. 的平衡常数
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图可知,d点为滴定终点,溶液呈碱性,此时PH=8.5,酚酞的变色范围为8.2~10.0,酚酞由无色变为红色,故溶液第二次突变时,可选用酚酞作指示剂,故A正确;
B.由图可知,溶液中,此时溶液为酸性,说明HA-的电离程度大于水解程度,存在:,故B正确;
C.由图可知,c点,根据物料守恒:,则存在:,故C错误;
D.a点时,Ka1=,c点,Ka1=,的平衡常数,故D正确。
答案为:C。
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 钛及其化合物在化工、医药、材料等领域有着广泛的应用。回答下列问题:
(1)在基态Ti原子中,核外电子占据最高能层的符号是_______,占据该能层电子的电子云轮廓图形状为_______。
(2)半夹心结构催化剂M能催化乙烯、丙烯、苯乙烯等的聚合,其结构简式如图所示。
①组成该物质的元素中,电负性最大的是_______(填元素名称)。
②M中,不含_______(填字母)。
A.键 B.键 C.配位键 D.离子键
(3)金红石()的晶胞结构如图所示(晶胞参数a≠b≠c)。
①区分晶态和非晶态最可靠的科学方法是_______。
②Ti原子距离最近且等距的O原子有_______个。
③若阿伏加德罗常数的值为,则此晶胞的密度_______(用含的代数式表示)。
(4)的熔、沸点均高于结构与其相似的,主要原因是_______。
(5)向浓的的盐酸溶液中加入乙醚,再通入HCl至饱和,可得到配位数为6、组成为的绿色晶体,晶体中两种配体物质的量之比为1:5,则该配合物的化学式为_______。
【答案】(1) ①. N ②. 球形
(2) ①. 氧 ②. D
(3) ①. X射线衍射实验 ②. 6 ③.
(4)与均为分子晶体,相对分子质量更大,分子间范德华力更强,故熔、沸点更高(或相对分子质量更大,分子间范德华力更强或与均为分子晶体,相对分子质量更大)
(5)
【解析】
【小问1详解】
Ti是22号元素,基态Ti原子核外电子排布式为,核外电子最高能层为第4能层,其符号为;该能层的电子为能级电子,s轨道的电子云轮廓图为球形。
【小问2详解】
①组成该物质的元素为C、H、O、Cl、Ti,元素电负性越强,对成键电子的吸引力越强,O的电负性大于Cl和其他元素,因此电负性最大的是氧。
②该物质中:碳碳双键含键,所有单键都是键,结构中为配位键;该物质是共价化合物,不含离子键,因此选。
【小问3详解】
①区分晶体和非晶体最可靠的科学方法是X射线衍射实验。
②观察晶胞结构,以位于晶胞内部的Ti原子为研究对象,Ti原子周围距离最近且相等的O原子共6个。
③均摊法计算晶胞组成:Ti原子数,O原子数为2+=4,晶胞总质量;晶胞体积,因此密度。
【小问4详解】
和都属于分子晶体,分子晶体的熔沸点由分子间范德华力决定,相对分子质量越大,范德华力越强,相对分子质量大于,因此熔沸点更高。
【小问5详解】
配合物总组成为,总Cl原子数仅为3,配位数为6,两种配体物质的量比为,因此只能是1个、5个作为配体,剩余2个为外界,1个为结晶水,因此配合物化学式为。
16. 亚氯酸钠()是重要漂白剂,某化学实验探究小组设计如下实验步骤测定样品中的亚氯酸钠的纯度。实验步骤如下:
已知:
①准确称取2.50 g样品,加入适量蒸馏水和过量的KI晶体,在酸性条件下发生反应,反应结束后将所得混合液稀释成250 mL待测溶液。
②量取25.00 mL待测溶液置于锥形瓶中,并滴加几滴指示剂于溶液中。
③用0.5000标准液滴定,达到滴定终点后,再平行进行3次实验,测得消耗标准液的体积如表所示。
实验编号
待测液体积/mL
消耗标准液体积/mL
1
25.00
16.05
2
25.00
15.95
3
25.00
16.00
4
25.00
16.50
(1)步骤①中发生的离子反应方程式为_______。
(2)下列关于250 mL容量瓶的操作,正确的是_______(填字母)。
A. B. C. D.
(3)量取待测液25.00 mL于锥形瓶内时,需要选择如图仪器中的_______。(填“甲”或“乙”)
(4)滴定过程需要加入的指示剂是_______,达到滴定终点的现象是_______。
(5)计算该样品中亚氯酸钠的纯度(质量分数)_______。
(6)下列操作中,可能使所测样品纯度偏高的是_______(填字母)。
A. 使用的锥形瓶用蒸馏水洗干净后未烘干
B. 用滴定管量取待测液时,未用待测液润洗滴定管
C. 盛放标准液的滴定管,滴定前有气泡,滴定后气泡消失
D. 用标准液滴定时,滴定前平视刻度线,滴定终点时仰视刻度线
(7)配制标准液时,必须将蒸馏水煮沸后再配制,否则可能导致测定的样品纯度偏高,可能原因是_______。
【答案】(1) (2)C
(3)乙 (4) ①. 淀粉溶液 ②. 当滴入最后半滴硫代硫酸钠标准液时,溶液由蓝色变为无色且半分钟不变色
(5)72.4% (6)CD
(7)可能会被水中溶解的氧化
【解析】
【小问1详解】
具有还原性,具有氧化性,反应生成和,故步骤①中发生的离子反应方程式为:;
【小问2详解】
A.检漏的正确操作:加约1/3~1/2容积蒸馏水,塞紧瓶塞,左手食指按住塞子,右手托瓶底,倒立2分钟观察是否漏水;正立后将瓶塞旋转180°再倒立检查一次;题图未塞瓶塞,且上下摇晃,操作错误,A错误;
B.定容时应平视刻度线,使溶液凹液面最低点与刻度线相切,题图仰视,B错误;
C.转移溶液时,玻璃棒下端靠在容量瓶颈内壁,烧杯嘴靠玻璃棒,将溶液沿玻璃棒缓缓倒入容量瓶,题图操作正确,C正确;
D.摇匀的正确操作是:塞紧瓶塞,左手食指按住塞子、其余手指握瓶颈,右手手指托住瓶底,倒转→使气泡升顶→轻摇→正立,反复10次以上至溶液均匀,题图单手上下摇晃操作错误,D错误;
故选C;
【小问3详解】
待测液中含有氧化性物质且溶液显酸性应该使用酸式滴定管,故选乙;
【小问4详解】
能使淀粉试液变蓝色,故滴定过程需要加入的指示剂是淀粉溶液;达到滴定终点的现象是:当滴入最后半滴标准液时,溶液由蓝色变为无色且半分钟不变色;
【小问5详解】
由图表可知,第4次数据误差较大,舍弃;前3次标准液平均体积为16.00 mL,由反应、可知,,则的物质的量为,该样品中的质量分数为;
【小问6详解】
A.使用的锥形瓶用蒸馏水洗干净后未烘干,不影响标准液的量,不影响实验结果,A错误;
B.用滴定管量取待测液时,未用待测液润洗滴定管,会导致待测液浓度偏小,标准液的用量减小,实验结果偏小,B错误;
C.盛放标准液的滴定管,滴定前有气泡,滴定后气泡消失,标准液的用量偏大,实验结果偏大,C正确;
D.用标准液滴定时,滴定前平视刻度线,滴定终点时仰视刻度线,导致标准液的读数偏大,实验结果偏大,D正确;
故选CD;
【小问7详解】
配制标准液时,必须将蒸馏水煮沸后再配制,否则可能导致测定的样品纯度偏高,可能原因是:可能会被水中溶解的氧化,导致标准液用量增加,实验结果偏高。
17. 钴及其化合物在合金、催化剂等方面有着广泛应用,研究发现一种新型的钴基催化剂可应用于燃料电池。从一种炼锌产生的废渣(主要含Co、Zn、Pb、Fe的单质或氧化物)富集回收含锰高钴成品的工艺如图:
已知室温下,溶液中相关离子开始沉淀和沉淀完全()时的pH:
开始沉淀的pH
1.5
6.9
-
7.4
6.2
沉淀完全的pH
2.8
8.4
1.1
9.4
8.2
回答下列问题:
(1)Co在元素周期表中的位置为_______,基态Mn的价电子轨道表示式为_______。
(2)“酸浸”前废渣需粉碎处理,目的是_______。
(3)“过滤1”后的溶液中加入的作用是_______。
(4)“滤液2”中加入“氧化沉钴”的离子方程式为_______、_______。
(5)室温下,“除钴液”中残留的浓度为_______。
(6)钴基催化剂在强碱性介质中表现出优异的电化学活性。请写出钴基催化剂条件下,乙烷燃料电池的负极反应式:_______,若正极消耗44.8 L(标准状况下)的氧气,则转移的电子数为 。(设为阿伏加德罗常数的值)
【答案】(1) ①. 第四周期第Ⅷ族 ②.
(2)增大接触面积,加快反应速率
(3)将转化为,以便于铁元素沉淀完全
(4) ①. ②.
(5)
(6) 8或或
【解析】
【分析】废渣中主要含Co、Zn、Pb、Fe的单质或氧化物,向废渣中加入稀硫酸酸浸,得到含有、、、和的溶液,的单质或氧化物与稀硫酸反应,生成沉淀,滤渣1为,过滤后在滤液中加入,可将氧化为,加入调节溶液的pH=4,可将所有的沉淀除去,滤渣2为,此时溶液中存在、和,再向溶液中加入后,可将溶液中的氧化为,氧化为,同时调pH=5,可得到和沉淀,除钴液等待回收利用。
【小问1详解】
是27号元素,位于元素周期表中第四周期第Ⅷ族;是25号元素,基态原子的核外电子排布式为:,故基态Mn原子的价电子轨道表示式为:;
【小问2详解】
“酸浸”前废渣需粉碎处理,目的是增大反应物的接触面积,加快化学反应的速率;
【小问3详解】
根据题意及分析可知,“过滤1”后的滤液中含有、、、和,加入的作用是将氧化为,以便后续操作中使铁元素能完全沉淀,故加入的作用是将转化为,以便于铁元素沉淀完全;
【小问4详解】
根据题意及分析可知,“滤液2”中含有、、,向该滤液中加入后,可将溶液中的氧化为,氧化为,故反应的离子方程式分别为:,;
【小问5详解】
由题意及表格可知室温下,当完全沉淀()时,溶液的pH=1.1,此时溶液中,故可得:,除钴液的pH=5,其溶液中的,可得;
【小问6详解】
在钴基催化剂条件下,乙烷燃料电池的负极失电子发生氧化反应,故负极反应式为:,正极O2得电子发生还原,电极反应式为:,若正极消耗44.8 L(标准状况下)的氧气,即,故转移的电子数为或或;
18. 我国力争在2030年前实现碳达峰,2060年前实现碳中和。将二氧化碳资源化尤为重要。
(1)CO2可与H2制甲醇:在催化剂作用下,发生以下反应:
Ⅰ.
Ⅱ.
①则: △H=______。
若将等物质的量的CO和H2充入恒温恒容密闭容器中进行上述反应,下列事实能说明此反应已达到平衡状态的是______。
A.生成CH3OH的速率与生成H2的速率相等 B.CO和H2的物质的量之比为定值
C.混合气体的平均相对分子质量不变 D.容器内气体密度保持不变
E.CO的体积分数保持不变
②将CO2与H2充入装有催化剂的密闭容器中,发生反应Ⅰ和Ⅱ。CO2的转化率和CO、CH3OH的产率随反应温度的变化如图所示。由图判断合成CH3OH最适宜的温度是______。反应过程中CH3OH产率随温度升高先增大后减小,降低的主要原因是______。
(2)CO2可与NH3制尿素: △H=-87 kJ/mol。研究发现,合成尿素的反应分两步进行。
第1步:
第2步:
①一定条件下,向刚性容器中充入3 mol NH3和4 mol CO2,平衡时CO2的体积分数为60%,则平衡时NH3的转化率α(NH3)=______(保留一位小数),此条件下,第2步反应的Kp=a kPa,则反应的平衡常数Kp=______(kPa)-2。
②若要加快反应速率并提高NH3平衡转化率,可采取的措施有______(任写一条)。
【答案】(1) ①. -90 kJ/mol ②. BC ③. 250℃ ④. 反应Ⅰ的正反应是放热反应,升高温度化学平衡向吸热的逆反应方向移动,导致CH3OH产率减小,温度升高,催化剂的催化活性降低,也导致CH3OH的产率下降
(2) ①. 66.7% ②. ③. 适当增大CO2浓度
【解析】
【小问1详解】
①已知:Ⅰ.
Ⅱ.
则根据盖斯定律,将Ⅰ-Ⅱ,整理可得 △H=-90 kJ/mol;
A.根据方程式可知:若反应达到平衡状态,存在反应产生2个H2,会同时产生1个CH3OH,现在生成CH3OH的速率与生成H2的速率相等,则H2的浓度减小,化学反应正向进行, 未达到平衡状态,A不符合题意;
B.开始加入若等物质的量的CO和H2,二者按1:2关系反应,随着反应的进行,若CO和H2的物质的量的比不断发生变化,若CO和H2的物质的量之比为定值,则反应达到平衡状态,B符合题意;
C.反应前后气体的质量不变,但气体的物质的量在发生改变,所以当混合气体的平均相对分子质量保持不变,说明反应达平衡状态,C符合题意;
D.反应前后气体质量和体积一直不变,所以气体密度一直不变,因此不能加成判断反应是否达到平衡状态,D不符合题意;
E.若将等物质的量的CO和H2充入恒温恒容密闭容器中进行上述反应,假设CO和H2的物质的量物质的量分别是a mol,CO的含量是50%,某时刻转化的CO的物质的量是x mol,则根据物质反应转化关系可知此时各种气体的物质的量n(CO)=(a-x) mol,n(H2)=(a-2x)mol,n(CH3OH)=x mol,则CO的含量为,可知CO的含量始终不变,因此不能据此判断反应是否达到平衡状态,E不符合题意;
故合理选项是BC;
②根据图示可知:反应温度在250℃时CH3OH产率最大,故CH3OH最适宜的温度是250℃;
将CO2与H2充入装有催化剂的密闭容器中,发生的反应Ⅰ的正反应是放热反应。温度升高,化学平衡逆向移动,导致CH3OH产率减小;任何催化剂的催化活性都有一定的温度范围,升高温度,催化剂的催化活性降低,导致CH3OH产率随温度升高而减小;
【小问2详解】
①一定条件下,向刚性容器中充入3 mol NH3和4 mol CO2,发生反应:,假设反应消耗CO2的物质的量是x mol,则反应消耗NH3的物质的量是2x mol,平衡时CO2的物质的量n(CO2)=(4-x) mol,n(NH3)=(3-2x)mol,n(H2O)=x mol,气体的物质的量分数与其体积分数相同,由于平衡时CO2的体积分数为60%,则,解得x=1.0 mol,所以平衡时NH3的转化率α(NH3)=;
平衡时n(NH3)=(3-2x)mol=(3-2×1.0) mol=1.0 mol,n(CO2)=(4-x) mol=(4-1.0) mol=3.0 mol,n(H2O)=1.0 mol,n(总)=5.0 mol。第2步反应化学平衡常数Kp=p(H2O)==a kPa,则p总=5a kPa;p(NH3)=;
p(CO2)= ,所以总反应的化学平衡常数Kp=;
②反应 △H=-87 kJ/mol的正反应是气体体积减小的放热反应,结合化学反应速率及化学平衡移动的影响因素,可知要加快反应速率并提高NH3平衡转化率,可采取的措施有适当增大CO2浓度。
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