内容正文:
绝密★启用前
2026年康县第一中学、康县第二中学、康县永兴中学
高一下学期期末考试(化学)试卷
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 S-32 Cl-35.5
一、选择题(本题包括14小题,每小题3分,共42分)
1. 我国科学家合成了一种催化剂,实现了如图所示的异丁烷氧化脱氢。下列说法正确的是
A. 的质谱图最右侧的分子离子峰的质荷比数值为58
B. 分子中4个碳原子共平面
C. 相同质量的和充分燃烧,消耗的O2更多
D. 该反应原子利用率100%,符合绿色化学的理念
【答案】A
【解析】
【详解】A.的相对分子质量为,质谱图最右侧分子离子峰的质荷比等于其相对分子质量,数值为58,A正确;
B.(异丁烷)的中心碳原子为杂化,空间结构为四面体,4个碳原子不可能共平面,B错误;
C.相同质量的烃燃烧,氢元素质量分数越高耗氧量越大,的氢质量分数高于,因此耗氧量更多,C错误;
D.由图示可知,该反应除目标产物外,还生成、副产物,原子利用率小于100%,不符合绿色化学理念,D错误;
故选A。
2. 2024年6月2日,嫦娥六号在月球背面成功着陆。下列嫦娥六号探月过程中涉及化学能转化为电能的过程是
A. 燃烧推进剂使火箭升空
B. 展开太阳翼获取持续电力
C. 启动锂离子蓄电池为探测器供电
D. 用化学方法分析月壤的元素组成
【答案】C
【解析】
【详解】A.燃烧推进剂使火箭升空涉及化学能转化为热能和光能,A错误;
B.展开太阳翼获取持续电力涉及光能转化为电能,B错误;
C.启动锂离子蓄电池为探测器供电涉及化学能转化为电能,C正确;
D.用化学方法分析月壤的元素组成,过程中没有电能的产生,D错误;
故选C。
3. 向少量AgCl沉淀中滴入1的氨水,振荡,生成而沉淀消失,形成澄清的无色溶液,下列说法错误的是
A. 基态氯原子有5种不同能量的电子
B. 氨水中有四种不同类型的氢键
C. 中中心离子是,配体是
D. 向澄清的无色溶液中加入溶液不会产生白色沉淀
【答案】D
【解析】
【详解】A.氯原子基态电子排布为1s2 2s2 2p6 3s2 3p5,共有5个不同能级,对应5种能量,故A正确;
B.氨水中的氢键包括水分子间(O-H…O)、氨分子间(N-H…N)、氨与水之间(O-H…N和N-H…O),共四种类型,故B正确;
C.[Ag(NH3)2]+中Ag+为中心离子,NH3为配体,故C正确;
D.原溶液中Cl-浓度较高,加入AgNO3后,Ag+与Cl-的浓度乘积可能超过AgCl的Ksp,生成AgCl沉淀,故D错误;
故答案为:D。
4. 氮化铝是一种耐高温结构陶瓷,制备方法:Al2O3+N2+3C=2AlN+3CO,下列说法正确的是
A. 1 mol N2含有电子
B. Al2O3的摩尔质量是102
C. 1 mol AlN的质量为41 g
D. N2的摩尔质量与CO的相对分子质量相同
【答案】C
【解析】
【详解】A.1个氮原子有7个电子,1个N2分子有 14 个电子,则1 mol N2分子含有14 mol电子,A错误;
B.Al2O3的摩尔质量为102 g/mol,选项未写明单位,B错误;
C.AlN的摩尔质量为41 g/mol,则1 mol AlN的质量为41 g,C正确;
D.摩尔质量有单位,而CO的相对分子质量没有单位,D错误;
故答案选C。
5. “摩尔日”(MoleDay)是一个在化学家之间流传的节日,通常在10月23日的上午6:02到下午6:02之间庆祝。在美式写法中,这两个时刻被记为6:02 10/23,恰似阿伏加德罗常数的值——。设表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 个氧气分子与个氖气分子的质量比是4:5
B. 与所含电子数相等
C. 物质的量相等的和中含有相同数目的
D. 与所含分子数不相等
【答案】B
【解析】
【详解】A.个氧气分子与个氖气分子的物质的量都是,氧气、氖气的摩尔质量分别是、,所以其质量比为8:5,A错误;
B.与的物质的量都是,1个和1个含有的电子数都是10,所以二者所含电子数相等,B正确;
C.和中均不含有错误;
D.所含分子数为,所含分子数为,分子数相等,D错误;
故选B。
6. 磷有多种不同的单质,红磷(结构复杂用“P”表示)和白磷(P4)是磷的两种同素异形体,充分燃烧的产物都是P2O5。在25℃、101kPa下,31g白磷完全转化为红磷,放出11 kJ的热量。下列说法正确的是
A. 红磷转化为白磷属于放热反应
B. 红磷的稳定性比白磷强
C. 白磷转化为红磷属于物理变化
D. 等质量的红磷和白磷完全燃烧,放热较多的是红磷
【答案】B
【解析】
【详解】A.白磷转化为红磷放出热量,因此红磷转化为白磷为吸热反应,A错误;
B.物质能量越低稳定性越强,白磷转化为红磷放热,说明白磷能量高于红磷,因此红磷的稳定性比白磷强,B正确;
C.白磷和红磷是磷元素的两种不同的同素异形体,它们的分子结构和晶体结构不同。它们之间的转化涉及化学键的断裂和形成,属于化学变化,C错误;
D.等量的红磷和白磷完全燃烧产物相同,反应物能量越高,放出的热量越多,白磷能量高于红磷,因此放热较多的是白磷,D错误;
故答案选B。
7. 自然界中氮的循环如图所示。下列说法错误的是
A. 氮氧化物的产生是形成酸雨的重要原因
B. 减少开私家车可减少氮氧化物的排放
C. 氨和铵盐转化为硝酸盐时发生复分解反应
D. 豆科植物的根瘤菌将游离态的氮转化为化合态的氮
【答案】C
【解析】
【详解】A.氮氧化物会与空气中的氧气和水反应生成硝酸,是形成酸雨的重要原因,A正确;
B.汽车尾气中含有氮氧化物,减少开私家车可减少氮氧化物的排放,B正确;
C.氨和铵盐(氮元素的化合价为-3)转化为硝酸盐(氮元素的化合价为+5)发生氧化还原反应,C错误;
D.豆科植物的根瘤菌将游离态的氮转化为化合态的氮,属于自然固氮,D正确;
故选C。
8. 氮及其化合物的某转化过程如图所示。下列分析中,错误的是
A. 反应Ⅰ为化合反应,而反应Ⅱ为分解反应
B. 工业生产中原料气N2可以通过分离液态空气获得
C. 在催化剂a、b表面均发生了化学键的断裂和形成
D. 反应Ⅱ催化剂b表面形成氮氧键的过程中,发生了电子的转移
【答案】A
【解析】
【分析】由图中可以看出,反应Ⅰ为N2+3H22NH3;反应Ⅱ为4NH3+5O24NO+6H2O。
【详解】A.由分析可知,反应Ⅰ为化合反应,但反应Ⅱ不是分解反应,A错误;
B.工业生产中原料气N2来自空气,将空气液化后进行蒸馏,可以从液态空气中获得N2,B正确;
C.反应Ⅰ、Ⅱ均在催化剂表面上进行,化学反应过程中,伴随着旧化学键的断裂和新化学键的形成,则在催化剂a、b表面均发生了化学键的断裂和形成,C正确;
D.反应Ⅱ为4NH3+5O24NO+6H2O,发生氧化还原反应,则反应Ⅱ催化剂b表面形成氮氧键的过程中,发生了电子的转移,D正确;
故选A。
9. 如图所示,弹簧夹开始处于关闭状态,将液体A滴入试管②中与气体B充分反应,打开弹簧夹,可发现试管①内的水立刻沸腾。液体A和气体B的组合不可能是
A. 氢氧化钠溶液、二氧化碳 B. 氢氧化钠溶液、一氧化氮
C. 盐酸、氨气 D. 水、二氧化氮
【答案】B
【解析】
【详解】A :与溶液反应生成可溶性钠盐,气体被完全吸收,体系压强显著减小,可使水沸腾,A正确;
B :是不成盐氧化物,常温下与溶液不发生反应,气体总量不变,体系压强无明显变化,水不会沸腾,B错误;
C :与盐酸反应生成氯化铵固体,氨气被完全吸收,体系压强显著减小,可使水沸腾,C正确;
D :发生反应,3 体积气体反应后剩余 1 体积,气体物质的量减少,体系压强减小,可使水沸腾,D正确;
故选B。
10. 某学习小组探究溶液与盐酸反应过程中的热效应。向盛有溶液的烧杯中滴加温度相同的稀盐酸,用温度传感器测得溶液温度随时间的变化如图所示。下列说法错误的是
A. 实验说明与盐酸发生了反应 B. 该反应是放热反应
C. 该实验表明化学能可以转化为热能 D. 反应过程中有极性键和非极性键的生成
【答案】D
【解析】
【详解】A.两种初始温度相同的溶液混合后温度升高,说明反应释放热量,可证明与盐酸发生了反应,A正确;
B.反应过程中溶液温度升高,说明该反应放出热量,属于放热反应,B正确;
C.反应过程中释放热量,是化学能转化为热能的过程,C正确;
D.该反应的化学方程式为,产物中仅存在离子键和极性共价键,没有非极性键生成,D错误;
故选D。
11. 甲酸()可在纳米级表面分解为活性和,经下列历程实现的催化还原。已知、表示中二价铁和三价铁。下列说法不正确的是
A. 是催化还原的催化剂 B. 反应过程中存在键的断裂
C. 在整个历程中,共有2次氧化反应发生 D. 历程中是生成物
【答案】C
【解析】
【详解】A.Fe(Ⅱ)在反应中先被消耗转化为Fe(Ⅲ),后续Fe(Ⅲ)又被还原为Fe(Ⅱ),反应前后质量和化学性质不变,是催化还原的催化剂,A正确;
B.甲酸分解为和的过程中,分子内的键发生断裂,B正确;
C.整个历程中发生的氧化反应有:甲酸分解时C元素被氧化、Fe(Ⅱ)被氧化、被Fe(Ⅲ)氧化(2次)、Fe(Ⅱ)被氧化,共5次氧化反应,远多于2次,C错误;
D.反应最终释放,是生成物,D正确;
故答案选C。
12. 海洋生物参与氮循环的过程如图所示。下列说法不正确的是
A. 反应①中没有发生电子转移
B. 反应④不属于氮的固定
C. 反应③中,若N2H4与O2反应,则N2H4作还原剂
D. 反应③与反应⑤中,若生成等量的N2,转移的电子数之比为3∶2
【答案】D
【解析】
【详解】A.元素没有化合价的变化,没有发生电子转移,A项正确;
B.氮的固定是使游离态的氮转化为化合物的过程,反应④中反应物和生成物都是含N化合物,该过程不属于N的固定,B项正确;
C.反应③中N的化合价从-2价升高到0价,N2H4被氧化,N2H4为还原剂,C项正确;
D.N2H4中N为-2价,中N为+3价,若生成等量的N2,转移的电子数之比为2∶3,D项错误。
答案选D。
13. 某团队设计处理高浓度的氨氮废水,流程如下:
过程Ⅱ为硝化过程,在微生物的作用下实现的转化,在碱性条件下,被氧气氧化成,过程Ⅲ为反硝化过程,反应的化学方程式为。下列说法正确的是
A. 过程Ⅰ为浓缩和富集,利于后期处理
B. 过程Ⅱ中产生1 mol 需消耗2 mol
C. 温度高反应速率快,过程Ⅱ采用高温效果更好
D. 过程Ⅲ氧化剂和氧化产物的物质的量之比为5:3
【答案】B
【解析】
【详解】A.过程Ⅰ是在碱性条件下,部分转化为氨气逸出,即将高浓度的氨氮废水变成低浓度的氨氮废水,不是浓缩过程,A错误;
B.过程Ⅱ为硝化过程,被氧化为,总反应的离子方程式为,产生1 mol 需消耗2 mol ,B正确;
C.高温下微生物可能失去生物活性,导致反应速率降低,C错误;
D.由给出的化学方程式得,过程Ⅲ的氧化剂是,氧化产物是,二者物质的量之比为6:5,D错误;
故选B。
14. 如图表示铁与不同密度硝酸反应时,还原产物百分比与硝酸密度的关系。下列说法不正确的是
(提示:硝酸密度与硝酸的浓度是正比关系)
A. 不同密度硝酸与铁反应,硝酸越稀,则还原产物中氮元素的价态越低
B. 由图可知稀硝酸的氧化性>浓硝酸的氧化性
C. 常温下,铁在浓硝酸中出现钝化现象,是一种化学变化
D. 当密度为1.36 的硝酸加入铁粉中时,反应的化学方程式可能为
【答案】B
【解析】
【详解】A.硝酸密度越小(越稀),还原产物以(为价)为主;硝酸密度越大(越浓),还原产物以NO(价)、(+4价)为主,因此硝酸越稀,还原产物中氮元素价态越低,A正确;
B.氧化性强弱不是看得电子数的多少,而是看得电子的难易程度,实际上硝酸浓度越大氧化性越强,浓硝酸的氧化性强于稀硝酸,B错误;
C.浓硝酸具有强氧化性,常温下能够使铁表面生成一层致密的氧化物薄膜而钝化,是一种化学变化,C正确;
D.由题图可知,当硝酸密度为1.36 时,生成的NO和的量相等,反应的化学方程式可能为,D正确;
故选B。
二、非选择题(本题包括4小题,共58分)
15. 有效去除大气中的NO及废水中的硝态氮是环境保护的重要课题。
(1)在汽车上安装三元催化转化器可实现反应:;
①已知:I.;
II.;
则______________。
②在恒温恒容条件下,下列状态能说明反应达到平衡状态的是______________。
A.该反应生成1 mol N2的同时消耗2 mol CO
B.N2的物质的量保持不变
C.混合气体压强保持不变
D.混合气体密度保持不变
③一定温度下,在体积为2 L的恒容密闭容器中发生上述反应,CO和N2的物质的量随时间的变化曲线如图所示,从反应开始到t1 min,平均反应速率______________(用含t1的式子表示)
(2)研究发现,电催化CO2和含氮物质(等)在常温常压下合成尿素,有助于实现碳中和及解决含氮废水污染问题。向一定浓度的KNO3溶液通CO2至饱和,在电极上反应生成CO(NH2)2,电解原理如图所示。写出X代表微粒符号______________,电解过程中生成尿素的电极反应为______________。
(3)活性炭(AC)负载Fe、Ni材料联合NaClO可去除废水中的硝态氮。保持材料中炭质量不变,改变铁的质量得到铁炭质量比与去除率的关系如图I所示。不同废水初始pH对AC-Fe/Ni去除的产物选择性的影响如图II所示。
①铁炭混合后对去除率比单一组分的铁或活性炭都高的原因是______________。
②pH=2,去除时Fe主要转化为Fe2+,该过程主要反应的离子方程式为______________。
【答案】(1) ①. ②. BC ③.
(2) ①. ②.
(3) ①. 形成的原电池,加快了反应速率 ②.
【解析】
【小问1详解】
①根据盖斯定律,目标反应 = 反应 Ⅰ − 反应 Ⅱ,因此;
②A.生成和消耗均为正反应,不能判断正逆速率相等,A错误;
B.物质的量保持不变,说明正逆反应速率相等,反应达到平衡,B正确;
C.反应前后气体总物质的量不等,恒温恒容下压强与气体总物质的量成正比,压强不变说明达到平衡,C正确;
D.反应前后气体总质量不变、容器体积不变,密度始终不变,不能判断平衡,D错误;
因此答案为 BC;
③y为反应物,时,反应中,容器体积为2 L,因此。
【小问2详解】
b 电极上转化为,O失电子,因此 b 为阳极,a 为阴极;质子交换膜允许通过,阳极水失电子生成和,向阴极移动,因此X代表的微粒为。阴极上和得电子生成尿素,配平后得到电极反应:。
【小问3详解】
①铁和炭接触,在电解质溶液中形成原电池,加快了的还原反应速率,因此去除率比单一组分更高;②由图 II 可知,时产物以为主,Fe被氧化为,配平后得到离子方程式:
16. 下表是元素周期表的一部分,表中的字母分别代表对应的一种化学元素,回答下列问题的时候请将字母换成对应元素的符号。
(1)元素g的简单阴离子和元素h的简单阳离子相比,半径更大的是______________(用对应元素离子符号表示)。
(2)基态n2+核外电子有______________种空间运动状态,基态q原子价层电子的轨道表示式:______________,比较离子的氧化性:n2+______________q2+(填“大于”或“小于”)。
(3)元素d、e形成的既有离子键又有共价键的化合物的电子式:______________。
(4)简要说明a2d2难溶于bf2的原因:______________。
(5)元素m在周期表中的位置______________。若将0.01 mol配合物mCl3·6H2O(m3+的配位数是6)溶于水,加入足量的AgNO3处理,产生0.01 mol AgCl沉淀,请根据实验事实用配合物的形式写出该物质的化学式______________。
【答案】(1)
(2) ①. 14 ②. ③. 小于
(3) (4)为极性分子,为非极性分子,根据“相似相溶”原理,难溶于
(5) ①. 第四周期第ⅥB族 ②.
【解析】
【分析】由元素在周期表中位置可知,a为H元素、b为C元素、d为O元素、e为Na元素、f为S元素、g为Cl元素、h为K元素、m为Cr元素、n为Fe元素、q为Cu元素;据此分析解题。
【小问1详解】
由分析可知,元素g的简单阴离子为,元素h的简单阳离子为,二者核外电子数相同,核电荷数越小,简单离子的半径越大,故半径更大;
【小问2详解】
基态Fe2+电子排布为1s22s22p63s23p63d6,空间运动状态数即轨道数,有1+1+3+1+3+5=14种;基态Cu原子电子排布为1s22s22p63s23p63d104s1,价层电子的轨道表示式为;氧化剂的氧化性大于还原产物,根据置换反应Fe+Cu2+=Fe2++Cu可知,离子的氧化性:Cu2+大于Fe2+,即n2+小于q2+;
【小问3详解】
元素O、Na形成的既有离子键又有共价键的化合物为过氧化钠,电子式为;
【小问4详解】
根据“相似相溶”原理,极性分子易溶于极性溶剂,非极性分子易溶于非极性溶剂,H2O2为极性分子,为非极性分子,故难溶于;
【小问5详解】
元素m为Cr,在周期表中的位置为第四周期第ⅥB族;0.01 mol配合物CrCl3·6H2O溶于水,加入足量的AgNO3处理,产生0.01 mol AgCl沉淀,可知其中有0.01 mol 处于外界,所以CrCl3·6H2O中的一个处于外界,剩下两个在内界,由于Cr3+的配位数是6,仍需4个H2O在内界补足配位数,剩余两个H2O为外界的结晶水,因此用配合物的形式写出该物质的化学式为。
17. 研究氮及其化合物的性质对改善人类的生存环境具有重要意义。回答下列问题:
(1)一种新型人工固氮的原理如图。该转化过程①②③反应中为氧化还原反应的是___________(填编号)。假设每一步均完全转化,每生成0.4molNH3,同时生成___________。
(2)在催化剂的作用下,向的烟气中喷入氨可使工厂废气中的氮氧化物转化为无污染的物质。写出消除的化学反应方程式:___________。
(3)废水中氮的主要存在形态是硝态氮(以存在)和氨氮(以存在),还原法和氧化法是去除废水中氮的重要方法。
①还原法:控制其他条件相同,去除的某含氮废水(废水中总氮)中的硝态氮,图1为只加过量Na2SO3、图2为同时加过量Fe粉与Na2SO3时废水中含氮微粒的浓度随时间变化的图像。
分析上述图像,图1中生成N2的离子方程式为___________;图2中内发生主要反应的离子方程式为___________。
②氧化法:利用NaClO将水体中氨氮氧化为N2。已知氧化性:,还原性:。研究发现,控制其他条件相同,当废水pH为范围内,氨氮去除率随pH降低而升高,分析原因是___________;当废水pH为范围内,氨氮去除率随pH降低而下降,分析原因是___________。
【答案】(1) ①. ①③ ②. 0.3
(2)
(3) ①. ②. ③. HClO氧化性比ClO-强,随着pH升高,ClO-水解程度减小,溶液中HClO浓度下降,氧化能力降低,导致氨氮去除率下降 ④. 随着pH升高,氨氮废水中NH3含量增大,氨氮更容易被氧化
【解析】
【小问1详解】
转化过程反应①:N2+6Li=2Li3N,为氧化还原反应;反应②Li3N+3H2O=NH3+3LiOH为非氧化还原反应反应;③反应4LiOH4Li+O2+2H2O为氧化还原反应, 所以转化过程反应中为氧化还原反应的是①③;生成1mol NH3转移3mol电子,生成1mol O2,转移4mol电子,所以4NH3~3O2,假设每一步均完全转化,每生成0.4molNH3,同时生成0.3molO2;
【小问2详解】
在催化剂的作用下,向的烟气中喷入氨可使工厂废气中的氮氧化物转化为无污染的物质,即生成N2和H2O,所以NH3消除NO2的化学反应方程式:;
【小问3详解】
去除的某含氮废水(废水中总氮)中的硝态氮,加过量反应生成N2、和H2O,离子方程式为;图2中2060min内发生主要反应的离子方程式为:;控制其他条件相同,当废水pH为范围内,氨氮去除率随pH降低而升高,原因是HClO氧化性比ClO-强,随着pH升高,ClO-水解程度减小,溶液中HClO浓度下降,氧化能力降低,导致氨氮去除率下降; 当废水为范围内,氨氮去除率随pH降低而下降,原因是随着pH升高,氨氮废水中NH3含量增大,氨氮更容易被氧化。
18. 恒温恒容的密闭容器中,在某固体催化剂(在一定温度范围内催化活性较高)表面发生的分解反应:,反应吸热,测得相同起始浓度()、不同催化剂表面积下浓度随时间的变化,如表所示:
编号
0
20
40
60
80
①
a
1.6
1.2
0.8
0.4
0.4
②
2a
1.6
0.8
请回答:
(1)实验①,0~20 min,___________。
(2)下列说法正确的有___________。
A. 实验①,和的物质的量之比为2∶1时,该反应达到平衡状态
B. 实验②,40 min时,反应处于平衡状态
C. 实验①平衡时容器的压强与起始时的压强之比为8∶15
D. 两组实验转化率相同时,反应吸收的热量相同
(3)在下图中画出实验①,0~80 min反应过程中随时间的关系图___________。
(4)其它条件不变时,下列措施一定能加快反应速率的有___________。
A. 保持容器体积不变,继续充入 B. 增大催化剂的表面积
C. 压缩容器体积 D. 升高温度
(5)与CO反应可设计成原电池,其工作原理如下图,写出正极的电极反应式___________。
【答案】(1) (2)BD
(3) (4)B
(5)
【解析】
【小问1详解】
实验①中,0~20 min内 的浓度变化量为,则反应速率 ;
【小问2详解】
A.根据反应方程式,无论反应是否达到平衡,生成的和的物质的量之比始终为2:1,不能据此判断反应是否达到平衡状态,A错误;
B.实验①中0~60 min内每20 min消耗的浓度均为,说明达到平衡前反应速率恒定。实验②的催化剂表面积是实验①的2倍,反应速率也是2倍,达到平衡所需时间减半。实验①在60 min时达到平衡,则实验②在30 min时即可达到平衡,故40 min时反应已处于平衡状态,B正确;
C.实验①平衡时,消耗浓度为,生成和浓度分别为和 ,平衡时气体总浓度为,起始总浓度为 。恒温恒容下压强之比等于物质的量之比,即,C错误;
D.反应吸热,吸收热量与转化的的量成正比;两组实验转化率相同时,参与反应的物质的量相同,因此反应吸收的热量相同,D正确;
故选BD;
【小问3详解】
根据反应方程式,生成的浓度为消耗的浓度的一半。0、20、40、60、80 min时,消耗的浓度分别为0、、、、,则对应的浓度分别为0、、、、。在坐标系中描出对应点并连线即可,关系图:。
【小问4详解】
A.由表格数据可知,在达到平衡前,的浓度随时间均匀减小,说明该反应在催化剂表面的反应速率与反应物浓度无关(催化剂表面吸附已饱和),继续充入,浓度增大,但反应速率不一定加快,A错误;
B.增大催化剂的表面积,可以提供更多的活性位点,一定能加快反应速率,B正确;
C.压缩容器体积,结合A分析,浓度增大,但反应速率不一定加快,C错误;
D.升高温度,活化分子百分数增加,升高温度若超出催化剂活性温度范围可能导致催化剂活性降低,反应速率可能下降,D错误;
故选B;
【小问5详解】
该原电池中,通入的一极为负极,通入的一极为正极。正极上发生还原反应生成,由于电解质溶液为稀硫酸(呈酸性),故正极的电极反应式为。
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可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 S-32 Cl-35.5
一、选择题(本题包括14小题,每小题3分,共42分)
1. 我国科学家合成了一种催化剂,实现了如图所示的异丁烷氧化脱氢。下列说法正确的是
A. 的质谱图最右侧的分子离子峰的质荷比数值为58
B. 分子中4个碳原子共平面
C. 相同质量的和充分燃烧,消耗的O2更多
D. 该反应原子利用率100%,符合绿色化学的理念
2. 2024年6月2日,嫦娥六号在月球背面成功着陆。下列嫦娥六号探月过程中涉及化学能转化为电能的过程是
A. 燃烧推进剂使火箭升空
B. 展开太阳翼获取持续电力
C. 启动锂离子蓄电池为探测器供电
D. 用化学方法分析月壤的元素组成
3. 向少量AgCl沉淀中滴入1的氨水,振荡,生成而沉淀消失,形成澄清的无色溶液,下列说法错误的是
A. 基态氯原子有5种不同能量的电子
B. 氨水中有四种不同类型的氢键
C. 中中心离子是,配体是
D. 向澄清的无色溶液中加入溶液不会产生白色沉淀
4. 氮化铝是一种耐高温结构陶瓷,制备方法:Al2O3+N2+3C=2AlN+3CO,下列说法正确的是
A. 1 mol N2含有电子
B. Al2O3的摩尔质量是102
C. 1 mol AlN的质量为41 g
D. N2的摩尔质量与CO的相对分子质量相同
5. “摩尔日”(MoleDay)是一个在化学家之间流传的节日,通常在10月23日的上午6:02到下午6:02之间庆祝。在美式写法中,这两个时刻被记为6:02 10/23,恰似阿伏加德罗常数的值——。设表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 个氧气分子与个氖气分子的质量比是4:5
B. 与所含电子数相等
C. 物质的量相等的和中含有相同数目的
D. 与所含分子数不相等
6. 磷有多种不同的单质,红磷(结构复杂用“P”表示)和白磷(P4)是磷的两种同素异形体,充分燃烧的产物都是P2O5。在25℃、101kPa下,31g白磷完全转化为红磷,放出11 kJ的热量。下列说法正确的是
A. 红磷转化为白磷属于放热反应
B. 红磷的稳定性比白磷强
C. 白磷转化为红磷属于物理变化
D. 等质量的红磷和白磷完全燃烧,放热较多的是红磷
7. 自然界中氮的循环如图所示。下列说法错误的是
A. 氮氧化物的产生是形成酸雨的重要原因
B. 减少开私家车可减少氮氧化物的排放
C. 氨和铵盐转化为硝酸盐时发生复分解反应
D. 豆科植物的根瘤菌将游离态的氮转化为化合态的氮
8. 氮及其化合物的某转化过程如图所示。下列分析中,错误的是
A. 反应Ⅰ为化合反应,而反应Ⅱ为分解反应
B. 工业生产中原料气N2可以通过分离液态空气获得
C. 在催化剂a、b表面均发生了化学键的断裂和形成
D. 反应Ⅱ催化剂b表面形成氮氧键的过程中,发生了电子的转移
9. 如图所示,弹簧夹开始处于关闭状态,将液体A滴入试管②中与气体B充分反应,打开弹簧夹,可发现试管①内的水立刻沸腾。液体A和气体B的组合不可能是
A. 氢氧化钠溶液、二氧化碳 B. 氢氧化钠溶液、一氧化氮
C. 盐酸、氨气 D. 水、二氧化氮
10. 某学习小组探究溶液与盐酸反应过程中的热效应。向盛有溶液的烧杯中滴加温度相同的稀盐酸,用温度传感器测得溶液温度随时间的变化如图所示。下列说法错误的是
A. 实验说明与盐酸发生了反应 B. 该反应是放热反应
C. 该实验表明化学能可以转化为热能 D. 反应过程中有极性键和非极性键的生成
11. 甲酸()可在纳米级表面分解为活性和,经下列历程实现的催化还原。已知、表示中二价铁和三价铁。下列说法不正确的是
A. 是催化还原的催化剂 B. 反应过程中存在键的断裂
C. 在整个历程中,共有2次氧化反应发生 D. 历程中是生成物
12. 海洋生物参与氮循环的过程如图所示。下列说法不正确的是
A. 反应①中没有发生电子转移
B. 反应④不属于氮的固定
C. 反应③中,若N2H4与O2反应,则N2H4作还原剂
D. 反应③与反应⑤中,若生成等量的N2,转移的电子数之比为3∶2
13. 某团队设计处理高浓度的氨氮废水,流程如下:
过程Ⅱ为硝化过程,在微生物的作用下实现的转化,在碱性条件下,被氧气氧化成,过程Ⅲ为反硝化过程,反应的化学方程式为。下列说法正确的是
A. 过程Ⅰ为浓缩和富集,利于后期处理
B. 过程Ⅱ中产生1 mol 需消耗2 mol
C. 温度高反应速率快,过程Ⅱ采用高温效果更好
D. 过程Ⅲ氧化剂和氧化产物的物质的量之比为5:3
14. 如图表示铁与不同密度硝酸反应时,还原产物百分比与硝酸密度的关系。下列说法不正确的是
(提示:硝酸密度与硝酸的浓度是正比关系)
A. 不同密度硝酸与铁反应,硝酸越稀,则还原产物中氮元素的价态越低
B. 由图可知稀硝酸的氧化性>浓硝酸的氧化性
C. 常温下,铁在浓硝酸中出现钝化现象,是一种化学变化
D. 当密度为1.36 的硝酸加入铁粉中时,反应的化学方程式可能为
二、非选择题(本题包括4小题,共58分)
15. 有效去除大气中的NO及废水中的硝态氮是环境保护的重要课题。
(1)在汽车上安装三元催化转化器可实现反应:;
①已知:I.;
II.;
则______________。
②在恒温恒容条件下,下列状态能说明反应达到平衡状态的是______________。
A.该反应生成1 mol N2的同时消耗2 mol CO
B.N2的物质的量保持不变
C.混合气体压强保持不变
D.混合气体密度保持不变
③一定温度下,在体积为2 L的恒容密闭容器中发生上述反应,CO和N2的物质的量随时间的变化曲线如图所示,从反应开始到t1 min,平均反应速率______________(用含t1的式子表示)
(2)研究发现,电催化CO2和含氮物质(等)在常温常压下合成尿素,有助于实现碳中和及解决含氮废水污染问题。向一定浓度的KNO3溶液通CO2至饱和,在电极上反应生成CO(NH2)2,电解原理如图所示。写出X代表微粒符号______________,电解过程中生成尿素的电极反应为______________。
(3)活性炭(AC)负载Fe、Ni材料联合NaClO可去除废水中的硝态氮。保持材料中炭质量不变,改变铁的质量得到铁炭质量比与去除率的关系如图I所示。不同废水初始pH对AC-Fe/Ni去除的产物选择性的影响如图II所示。
①铁炭混合后对去除率比单一组分的铁或活性炭都高的原因是______________。
②pH=2,去除时Fe主要转化为Fe2+,该过程主要反应的离子方程式为______________。
16. 下表是元素周期表的一部分,表中的字母分别代表对应的一种化学元素,回答下列问题的时候请将字母换成对应元素的符号。
(1)元素g的简单阴离子和元素h的简单阳离子相比,半径更大的是______________(用对应元素离子符号表示)。
(2)基态n2+核外电子有______________种空间运动状态,基态q原子价层电子的轨道表示式:______________,比较离子的氧化性:n2+______________q2+(填“大于”或“小于”)。
(3)元素d、e形成的既有离子键又有共价键的化合物的电子式:______________。
(4)简要说明a2d2难溶于bf2的原因:______________。
(5)元素m在周期表中的位置______________。若将0.01 mol配合物mCl3·6H2O(m3+的配位数是6)溶于水,加入足量的AgNO3处理,产生0.01 mol AgCl沉淀,请根据实验事实用配合物的形式写出该物质的化学式______________。
17. 研究氮及其化合物的性质对改善人类的生存环境具有重要意义。回答下列问题:
(1)一种新型人工固氮的原理如图。该转化过程①②③反应中为氧化还原反应的是___________(填编号)。假设每一步均完全转化,每生成0.4molNH3,同时生成___________。
(2)在催化剂的作用下,向的烟气中喷入氨可使工厂废气中的氮氧化物转化为无污染的物质。写出消除的化学反应方程式:___________。
(3)废水中氮的主要存在形态是硝态氮(以存在)和氨氮(以存在),还原法和氧化法是去除废水中氮的重要方法。
①还原法:控制其他条件相同,去除的某含氮废水(废水中总氮)中的硝态氮,图1为只加过量Na2SO3、图2为同时加过量Fe粉与Na2SO3时废水中含氮微粒的浓度随时间变化的图像。
分析上述图像,图1中生成N2的离子方程式为___________;图2中内发生主要反应的离子方程式为___________。
②氧化法:利用NaClO将水体中氨氮氧化为N2。已知氧化性:,还原性:。研究发现,控制其他条件相同,当废水pH为范围内,氨氮去除率随pH降低而升高,分析原因是___________;当废水pH为范围内,氨氮去除率随pH降低而下降,分析原因是___________。
18. 恒温恒容的密闭容器中,在某固体催化剂(在一定温度范围内催化活性较高)表面发生的分解反应:,反应吸热,测得相同起始浓度()、不同催化剂表面积下浓度随时间的变化,如表所示:
编号
0
20
40
60
80
①
a
1.6
1.2
0.8
0.4
0.4
②
2a
1.6
0.8
请回答:
(1)实验①,0~20 min,___________。
(2)下列说法正确的有___________。
A. 实验①,和的物质的量之比为2∶1时,该反应达到平衡状态
B. 实验②,40 min时,反应处于平衡状态
C. 实验①平衡时容器的压强与起始时的压强之比为8∶15
D. 两组实验转化率相同时,反应吸收的热量相同
(3)在下图中画出实验①,0~80 min反应过程中随时间的关系图___________。
(4)其它条件不变时,下列措施一定能加快反应速率的有___________。
A. 保持容器体积不变,继续充入 B. 增大催化剂的表面积
C. 压缩容器体积 D. 升高温度
(5)与CO反应可设计成原电池,其工作原理如下图,写出正极的电极反应式___________。
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