精品解析：安徽滁州市天长中学等校2025-2026学年高二上学期2月初期末质量检测化学试题

2024级高二上学期2月初期末质量检测 化学(人教版)试题A 本试卷满分100分，考试时间75分钟。请在答题卡上作答。 可能用到的相对原子质量：H：1 C：12 N：14 O：16 K：39 Ca：40 Cu：64 Ga：70 As：75 一、选择题(本大题共14小题，每小题3分，满分42分，每小题只有一个选项符合题意) 1. 风能发电、电解水制氢与二氧化碳资源化利用如图所示。下列说法错误的是 A. 图中至少存在3种形式的能量相互转化 B. 电解水制氢时，阴极产生 C. 催化合成甲醇，甲醇是不可再生能源 D. 电解水产生和，同时吸收能量 2. 反应 ，达到平衡时，下列措施既能减小反应速率，又能增大的平衡转化率的是 A. 降低温度 B. 增加ZnO的用量 C. 增大压强 D. 使用高效催化剂 3. 下列化学用语或图示表达正确的是 A. 卤族元素的电负性变化趋势为 B. 基态Cu原子价电子的轨道表示式： C. 的电子式： D. 的形成过程： 4. 常温下，下列各种情况下可能大量共存的离子组为 A. 与Al反应生成的溶液：、、、 B. 0.1 溶液：、、、 C. 由水电离出来的的溶液：、、、 D. 的溶液：、、、 5. (g)完全燃烧生成88 g 和液态水时放出的热量为a kJ。则(g)燃烧的热化学方程式正确的是 A. B. C. D. 6. 25℃时，向1000 mL pH=x的溶液中滴加pH=12的溶液100 mL，充分反应后，则x的值为 A. 2 B. 3 C. 4 D. 5 7. 制备二甲胺的化学反应为，下列对相关图像作出的判断正确的是 A．升高温度，平衡常数增大 B．表示压强对化学平衡的影响，且乙的压强较大 C．的转化率：Y>X>Z D．：Y点>X点，Y点：> A. A B. B C. C D. D 8. 下列实验事实能用平衡移动原理解释的是 A．将球浸泡在冷水和热水中，热水中颜色更深 B．稀释HCl溶液，溶液pH的变化 C．加入少量硫酸铜后，反应速率加快 D．压缩容器体积，体系颜色变深 A. A B. B C. C D. D 9. 亚磷酸()是一种二元弱酸，常温下其电离常数为：、。下列有关说法正确的是 A. 在水溶液中的电离方程式为： B. 常温下，溶液中存在： C. 用NaOH标准溶液滴定溶液来测定其浓度，选择酚酞为指示剂 D. 溶液中存在： 10. 费托用合成气制烯烃反应过程如图所示。 已知下列反应： ① ② ③ 下列说法错误的是 A. B. 反应①②③的正反应活化能均大于逆反应活化能 C. 反应的 D. 反应的 11. 25℃下，AgCl、AgBr和的沉淀溶解平衡曲线如下图所示。某实验小组以为指示剂，用标准溶液分别滴定含水样、含水样。 已知：①为砖红色沉淀； ②相同条件下AgCl的溶解度大于AgBr； ③25℃时，，。 ④，(X代表、或) 下列说法错误的是 A. 曲线①为沉淀溶解平衡曲线 B. 反应的平衡常数 C. 向溶液中加入和KBr，当两种沉淀共存时， D. 某溶液含有浓度均为0.01 的和，向该溶液中逐滴加入0.010 的溶液，先生成AgBr沉淀 12. 一种动物生长激素的结构如图所示，其中X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期主族元素，Z、W位于同一主族，基态Y原子的价层电子排布式为，下列说法正确的是 A. 简单氢化物的稳定性：Z>W B. 电负性：W>Z>Y>X C. 基态原子未成对电子数：Y>W=Z>X D. X、Y、Z、W都是p区元素 13. 新加坡南洋理工大学范红金教授等人设计了一种电解制氢并捕捉制甲酸盐的装置如图所示，下列说法正确的是 A. b为电源的正极 B. 该离子交换膜为交换膜 C. 石墨1发生的电极反应为 D. 忽略的溶解，当电路中通过4 mol电子时，理论上最多可捕捉88 g 14. 弱酸在有机相和水相中存在平衡：(环己烷)，平衡常数为。25℃时，向V mL 0.1 环己烷溶液中加入V mL水进行萃取，用NaOH(s)或HCl(g)调节水溶液pH。测得水溶液中、、浓度、环己烷中的浓度[]与水相萃取率[]随pH的变化关系如图。 已知：①在环己烷中不电离；②忽略体积变化。 A. 曲线②表示水溶液中的浓度变化 B. 的 C. pH=7时， D. pH=6时，约为96.5% 二、非选择题(本题共4小题，共58分) 15. a～i为短周期主族元素，其原子半径、最高正价、最低负价随原子序数的递增变化如下图： 回答下列问题： （1）i元素在周期表中的位置是第___________周期第___________族，基态h原子核外电子的空间运动状态有___________种。 （2）e的离子结构示意图为___________，同周期比d的第一电离能高的元素有___________种。 （3）能证明b的非金属强于g的化学方程式为___________。 （4）一定条件下，在100 mL 7 的盐酸中恰好完全溶解，向所得溶液中再通入标准状况下0.56 L 时，溶液中恰好完全转化为，则的化学式为___________。 （5）a～i中的部分元素组成的物质有如下转化，其中Z、L是单质，Z是黄绿色气体，X、Y、W、T是二元化合物，W能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色，Q、M、N是三元化合物，常温下0.1 Q溶液的pH=13。 ①X的电子式为___________。 ②0.1 N溶液中离子浓度由大到小的顺序为___________。 ③反应Ⅱ中氧化产物与还原产物的物质的量之比为1：5，则该反应的离子方程式为___________。 16. 由电解制备的工作原理如图所示，回答下列问题： （1）装置Ⅰ为___________(填“原电池”或“电解池”)；工作时，石墨1电极发生的反应为___________。 （2）装置Ⅲ中离子交换膜为___________(填“阳”、“阴”或“质子”)离子交换膜；石墨5电极发生(填“氧化”或“还原”)___________反应，电极反应式为___________。 （3）若装置Ⅱ中足量，当装置Ⅰ中有0.02 mol 参与反应时，理论上装置Ⅱ烧杯中溶液的pH为___________(忽略溶液体积变化)。 （4）若利用装置Ⅱ在铁制品上镀铜，则应把石墨3电极换成___________(填“铁制品”或“铜”)，电镀过程中装置Ⅱ溶液中浓度___________(填“增大”、“减小”或“不变”)。 （5）已知：，其中，，n表示电解生成氧化产物X所转移电子的物质的量，F表示法拉第常数。电解时装置Ⅲ中法拉第效率(FE%)可达到60%，则电解时装置Ⅲ中产生标准状况下11.2 L的，可获得（)的质量为___________g。 17. 以砷化镓废料(主要成分为GaAs、、、) 制备半导体光催化剂的工艺流程如图所示： 已知：①碱浸后GaAs转化为、； ②Ga及其化合物与铝及其化合物的性质类似； ③萃取镓的原理为：(水相)+3HR(有机相)(有机相)(水相)。 （1）基态Ga原子的价层电子排布式为___________，As属于___________区元素。 （2）滤渣Ⅱ的主要成分为___________(填化学式)。 （3）碱浸时，GaAs发生反应的化学方程式为___________。 （4）“中和及转化”中其他条件不变时，不同温度下镓的浸出率随时间的变化如下图，则“酸浸”的最佳温度与时间分别为___________(填标号)。 A. 30℃、30 min B. 70℃、120 min C. 30℃、120 min D. 50℃、140 min （5）“电解”时，阴极的电极反应为___________；“高温合成”过程中发生的化学反应方程式：___________。 （6）已知在一定温度下，溶质在平衡共存的两液相中的分配系数为k[]。分别用与原溶液等体积的萃取剂依次萃取两次后，水相中Ga元素的残留率为___________(用含k的代数式表示)。 18. 草酸二甲酯[]催化加氢制乙二醇的反应体系中，发生的反应如下： 反应Ⅰ： 反应Ⅱ： （1）反应Ⅲ：的(填“>”或“<”)___________0，该反应在___________(填“低温”、“高温”或“任何温度”)下能自发进行。 （2）在恒温恒压条件下只发生反应Ⅲ，能说明该反应达到平衡状态的标志是___________。 A. 、、、的反应速率之比为2：1：1：1 B. 、、、的物质的量之比为2：1：1：1 C. 混合气体的平均摩尔质量保持不变 D. 容器中气体的密度保持不变 （3）反应Ⅰ的Arrhenius经验公式的实验数据如图中a曲线所示，已知Arrhenius经验公式为(Ea为活化能，k是速率常数，R和C都为常数)，则该反应的活化能为___________kJ/mol；当改变外界条件时，实验数据如图中的曲线b所示，则实验可能改变的外界条件是___________。 （4）将2 mol 和6 mol 充入 kPa恒压密闭容器中只发生反应Ⅰ和Ⅱ，测得的平衡转化率及的选择性[]、的选择性[]与温度的关系如下图所示。 ①曲线___________(填“X”或“Y”)表示的平衡转化率与温度的关系。 ②已知压强平衡常数是指用各气体分压(分压=气体的物质的量分数×总压强)代替浓度表示的平衡常数。M点时，的物质的量为___________mol；反应Ⅱ的压强平衡常数为___________(写表达式即可)。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024级高二上学期2月初期末质量检测 化学(人教版)试题A 本试卷满分100分，考试时间75分钟。请在答题卡上作答。 可能用到的相对原子质量：H：1 C：12 N：14 O：16 K：39 Ca：40 Cu：64 Ga：70 As：75 一、选择题(本大题共14小题，每小题3分，满分42分，每小题只有一个选项符合题意) 1. 风能发电、电解水制氢与二氧化碳资源化利用如图所示。下列说法错误的是 A. 图中至少存在3种形式的能量相互转化 B. 电解水制氢时，阴极产生 C. 催化合成甲醇，甲醇是不可再生能源 D. 电解水产生和，同时吸收能量 【答案】C 【解析】 【详解】A．图中能量转化包括风能转变为电能，电能转变为化学能，化学能转变为热能、动能等，故至少3种，A正确； B．电解水制氢时，阴极产生，B正确； C．甲醇是可再生能源，C错误； D．水的分解是吸热反应，电解水产生和，同时吸收能量，D正确； 故选C。 2. 反应 ，达到平衡时，下列措施既能减小反应速率，又能增大的平衡转化率的是 A. 降低温度 B. 增加ZnO的用量 C. 增大压强 D. 使用高效催化剂 【答案】A 【解析】 【详解】A．温度降低会减小反应速率；对于放热反应，平衡正向移动，CH4转化率增大，A符合条件； B．为固体，其浓度不变，反应速率不变，不影响平衡和转化率，B不符合条件； C．压强增大使平衡逆向移动（气体分子数增加的反应），转化率减小；同时气体浓度增大，反应速率增大，C不符合条件；　 D．催化剂只加快反应速率，不改变平衡位置，故转化率不变，D不符合条件； 故选A。 3. 下列化学用语或图示表达正确的是 A. 卤族元素的电负性变化趋势为 B. 基态Cu原子价电子的轨道表示式： C. 的电子式： D. 的形成过程： 【答案】D 【解析】 【详解】A．卤族元素的电负性依次减小，F的电负性最大，A错误； B．基态Cu原子的价电子排布式为，轨道表示式为，B错误； C．的电子式：，C错误；　 D．电子式的形成过程： ，D正确； 故选D。 4. 常温下，下列各种情况下可能大量共存的离子组为 A. 与Al反应生成的溶液：、、、 B. 0.1 溶液：、、、 C. 由水电离出来的的溶液：、、、 D. 的溶液：、、、 【答案】C 【解析】 【详解】A．能与反应生成的溶液，可能显较强的酸性或者强碱性，既能和发生反应：，又能和发生反应：，同时酸性环境下会氧化生成氮氧化物而不产生，因此该组离子一定无法大量共存，A不符合题意； B．溶液因水解呈酸性，仅稳定存在于强碱性溶液，二者会发生双水解反应，离子不能大量共存，B不符合题意； C．水电离出的，代表水的电离受抑制，溶液可能显强酸性或强碱性，在强碱条件下，与氢氧根离子结合生成沉淀，不能大量共存，而在强酸性条件下、、、之间互不反应，可以大量共存，满足题目“可能大量共存”的要求，C符合题意； D．，溶液呈强碱性，会与结合生成沉淀，离子无法大量共存，D不符合题意； 故选C。 5. (g)完全燃烧生成88 g 和液态水时放出的热量为a kJ。则(g)燃烧的热化学方程式正确的是 A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】根据碳原子守恒，(g)完全燃烧可生成88 g (物质的量为2mol)，产物水为液态，放出的热量为a kJ；则(g)完全燃烧生成和液态水放出的热量为3a kJ，写出热化学方程式为： 或 ，可知正确答案为A。 6. 25℃时，向1000 mL pH=x的溶液中滴加pH=12的溶液100 mL，充分反应后，则x的值为 A. 2 B. 3 C. 4 D. 5 【答案】B 【解析】 【详解】反应后溶液中存在离子：​，电荷守恒关系为： ， 已知题干条件，代入后可得，说明25℃下溶液呈中性，即酸提供的等于碱提供的。溶液的，25℃时，因此： ，氢氧化钡溶液体积为，故。因此，硝酸溶液体积为，可得： ， ，即，故选B。 7. 制备二甲胺的化学反应为，下列对相关图像作出的判断正确的是 A．升高温度，平衡常数增大 B．表示压强对化学平衡的影响，且乙的压强较大 C．的转化率：Y>X>Z D．：Y点>X点，Y点：> A. A B. B C. C D. D 【答案】D 【解析】 【详解】A．由反应过程的能量变化图可知正反应为放热反应，升高温度，平衡逆向进行，平衡常数减小，A错误； B．压强越大，该反应速率越快，先达到平衡，即乙的压强较大，该反应是气体分子数不变的反应，改变压强平衡不移动，NH3的转化率不变，B错误； C．增大NH3的量，CH3OH的转化率会增大，则转化率Z＞Y＞X，C错误； D．Y点的温度比X的高，v正：Y点＞X点，曲线代表平衡线，Y点不是平衡点，在对应温度下，Y点向平衡点移动时，CH3OH体积分数要增大，反应向逆反应方向移动，则Y点：v逆＞v正，D正确； 故答案为D。 8. 下列实验事实能用平衡移动原理解释的是 A．将球浸泡在冷水和热水中，热水中颜色更深 B．稀释HCl溶液，溶液pH的变化 C．加入少量硫酸铜后，反应速率加快 D．压缩容器体积，体系颜色变深 A. A B. B C. C D. D 【答案】A 【解析】 【详解】A．，，升高温度平衡向生成方向移动，热水中颜色更深，A符合题意； B．HCl是强电解质，不存在电离平衡，浓度稀释10倍，pH变化1个单位，不能用平衡移动原理解释，B不符合题意； C．加入少量硫酸铜后，锌置换出铜，形成锌铜原电池，反应速率加快，不能用平衡移动原理解释，C不符合题意； D．对可逆反应，压缩容器体积，平衡不移动，但体系中各气体的浓度均增大，颜色变深，不能用勒夏特列原理解释，D不符合题意； 故答案选A。 9. 亚磷酸()是一种二元弱酸，常温下其电离常数为：、。下列有关说法正确的是 A. 在水溶液中的电离方程式为： B. 常温下，溶液中存在： C. 用NaOH标准溶液滴定溶液来测定其浓度，选择酚酞为指示剂 D. 溶液中存在： 【答案】C 【解析】 【详解】A．亚磷酸是二元弱酸，电离应分步进行：第一步为，第二步为，A错误； B．溶液中，可电离（）或水解（）。因，电离为主，溶液呈酸性，故，B错误； C．用滴定时，反应为，终点产物水解使溶液显碱性，酚酞的变色范围为（碱性区间），符合滴定要求，因此可以选择酚酞作指示剂，C正确； D．溶液中，电荷守恒应为：，亚磷酸为二元酸，无离子，不符合题意，D错误； 故答案选C。 10. 费托用合成气制烯烃反应过程如图所示。 已知下列反应： ① ② ③ 下列说法错误的是 A. B. 反应①②③的正反应活化能均大于逆反应活化能 C. 反应的 D. 反应的 【答案】B 【解析】 【详解】A．气态水的能量比液态水的能量高，则 ，A正确； B．反应①②③均为放热反应，正反应活化能均小于逆反应活化能，B错误；　 C．根据盖斯定律反应由可得， C正确；　 D．根据盖斯定律反应由由可得，D正确； 故选B。 11. 25℃下，AgCl、AgBr和的沉淀溶解平衡曲线如下图所示。某实验小组以为指示剂，用标准溶液分别滴定含水样、含水样。 已知：①为砖红色沉淀； ②相同条件下AgCl的溶解度大于AgBr； ③25℃时，，。 ④，(X代表、或) 下列说法错误的是 A. 曲线①为沉淀溶解平衡曲线 B. 反应的平衡常数 C. 向溶液中加入和KBr，当两种沉淀共存时， D. 某溶液含有浓度均为0.01 的和，向该溶液中逐滴加入0.010 的溶液，先生成AgBr沉淀 【答案】B 【解析】 【分析】由于AgCl和AgBr中阴、阳离子个数比均为1：1，均为AB型离子化合物，即两者图象平行，所以①代表，相同条件下，AgCl的溶解度大于AgBr，即，所以②代表AgCl，则③代表AgBr，根据①上的点，可求得，根据②上的点，可求得，根据③上的点，可求得。 【详解】A．由分析得，曲线①为沉淀溶解平衡曲线，A正确； B．反应的平衡常数，B错误； C．共存时有，反应达到平衡，故，C正确； D．根据各物质的溶度积常数，可得、开始沉淀时浓度分别为、，先生成AgBr沉淀，D正确； 故选B。 12. 一种动物生长激素的结构如图所示，其中X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期主族元素，Z、W位于同一主族，基态Y原子的价层电子排布式为，下列说法正确的是 A. 简单氢化物的稳定性：Z>W B. 电负性：W>Z>Y>X C. 基态原子未成对电子数：Y>W=Z>X D. X、Y、Z、W都是p区元素 【答案】A 【解析】 【分析】基态Y原子价层电子排布为，轨道最多填充2个电子，因此，Y的价电子排布为，Y为C。X原子序数小于Y，且结构中X只形成1个共价键，因此X为H。Z、W是原子序数大于Y的短周期同主族元素，结构中Z形成3个共价键，W形成5个共价键，符合第VA族元素成键特点，结合原子序数关系得：Z为N，W为P。 【详解】A．非金属性越强，简单氢化物稳定性越强；同主族从上到下非金属性减弱，因此非金属性，稳定性，A正确； B．同周期主族元素从左往右电负性依次增大，同主族元素从上到下电负性减小，正确顺序应为(H与P电负性差异极小)，B错误； C．C原子的价层电子排布式: ，未成对电子数为 2；N原子的价层电子排布式: ，未成对电子数为 3；P原子的价层电子排布式: ，未成对电子数为 3；H原子的价层电子排布式：，未成对电子数为 1；故基态原子未成对电子数：N=P>C>H，C错误； D．H属于s区元素，N、P、C是p区元素，D错误； 故选A。 13. 新加坡南洋理工大学范红金教授等人设计了一种电解制氢并捕捉制甲酸盐的装置如图所示，下列说法正确的是 A. b为电源的正极 B. 该离子交换膜为交换膜 C. 石墨1发生的电极反应为 D. 忽略的溶解，当电路中通过4 mol电子时，理论上最多可捕捉88 g 【答案】B 【解析】 【分析】石墨1上转化为，的化合价从升高到，发生失电子的氧化反应，因此石墨1为阳极，连接电源正极，即为正极；石墨2为阴极，连接电源负极，即为负极。 【详解】A．由分析可知，为电源的负极，A错误； B．由分析可知，石墨2为阴极，石墨2发生的电极反应为，足量时，发生反应：，由左侧移向右侧形成，离子交换膜为交换膜，B正确； C．由分析可知，石墨1上转化为，根据得失电子守恒和电荷守恒配平电极反应式为，C错误； D．在阴极，CO2转化为，当电路中通过4 mol电子时，阴极生成4mol OH-，消耗4 mol CO2，理论上最多可以捕捉4 mol CO2，质量为，D错误； 故选B。 14. 弱酸在有机相和水相中存在平衡：(环己烷)，平衡常数为。25℃时，向V mL 0.1 环己烷溶液中加入V mL水进行萃取，用NaOH(s)或HCl(g)调节水溶液pH。测得水溶液中、、浓度、环己烷中的浓度[]与水相萃取率[]随pH的变化关系如图。 已知：①在环己烷中不电离；②忽略体积变化。 A. 曲线②表示水溶液中的浓度变化 B. 的 C. pH=7时， D. pH=6时，约为96.5% 【答案】D 【解析】 【分析】由环己烷中的浓度[]与水相萃取率[]可知，故曲线①应为，②为水相萃取率，水溶液中的会随着pH的增大先增大后减小，曲线④为水溶液中的，而来源于的电离，由图可知，pH=2时，浓度为0，即此时为0，因此曲线⑤为水溶液中的，即③为水溶液中的浓度，综上：①为、②为水相萃取率、③为水溶液中的浓度、④为水溶液中的浓度、⑤为水溶液中的浓度，③、④交点的pH为4，即的，④、⑤交点的pH为7，即。 【详解】A．由分析可知曲线②表示水相萃取率，A错误； B．由分析可知的，，，B错误； C．pH=7时，，，电荷守恒，，C错误； D．pH=6时，，由得，由得，故有：，由元素守恒得，即，在pH=2时，对于(环己烷)，Kd==，得出，则，即 mol/L，根据，可得，D正确； 故选D。 二、非选择题(本题共4小题，共58分) 15. a～i为短周期主族元素，其原子半径、最高正价、最低负价随原子序数的递增变化如下图： 回答下列问题： （1）i元素在周期表中的位置是第___________周期第___________族，基态h原子核外电子的空间运动状态有___________种。 （2）e的离子结构示意图为___________，同周期比d的第一电离能高的元素有___________种。 （3）能证明b的非金属强于g的化学方程式为___________。 （4）一定条件下，在100 mL 7 的盐酸中恰好完全溶解，向所得溶液中再通入标准状况下0.56 L 时，溶液中恰好完全转化为，则的化学式为___________。 （5）a～i中的部分元素组成的物质有如下转化，其中Z、L是单质，Z是黄绿色气体，X、Y、W、T是二元化合物，W能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色，Q、M、N是三元化合物，常温下0.1 Q溶液的pH=13。 ①X的电子式为___________。 ②0.1 N溶液中离子浓度由大到小的顺序为___________。 ③反应Ⅱ中氧化产物与还原产物的物质的量之比为1：5，则该反应的离子方程式为___________。 【答案】（1） ①. 三 ②. ⅦA ③. 9 （2） ①. ②. 3 （3） （4） （5） ①. ②. ③. 【解析】 【分析】依据化合价规律、原子半径递变和短周期主族元素限制，可推断出图中元素分别为 a:，b：，c：，d：，e：，f：，g：，h：，i： 【小问1详解】 i 为，位于第三周期 ⅦA 族；基态 (h) 电子排布式，空间运动状态数 = 轨道数 = 1+1+3+1+3=9 【小问2详解】 ①e 为，离子为，离子结构为 ②同周期（第二周期）比(d) 第一电离能高的元素为、、，共三种 【小问3详解】 ，最高价氧化物对应水化物酸性>，证明非金属性> 【小问4详解】 ，由得。反应后溶质为，，故，。依据电荷守恒，得，即 【小问5详解】 元素推断X：，Y：，Q：，Z：，W：，T：，M：，N：，L： 反应 Ⅰ： 反应 Ⅱ： 反应 Ⅲ： ①X为，电子式为 ②N为，溶液中离子有，，，，浓度由大到小的顺序为 >>> ③反应Ⅱ中氧化产物与还原产物的物质的量之比为1：5，根据得失电子守恒可知氯气发生歧化反应生成Cl-和，该反应的离子方程式为。 16. 由电解制备的工作原理如图所示，回答下列问题： （1）装置Ⅰ为___________(填“原电池”或“电解池”)；工作时，石墨1电极发生的反应为___________。 （2）装置Ⅲ中离子交换膜为___________(填“阳”、“阴”或“质子”)离子交换膜；石墨5电极发生(填“氧化”或“还原”)___________反应，电极反应式为___________。 （3）若装置Ⅱ中足量，当装置Ⅰ中有0.02 mol 参与反应时，理论上装置Ⅱ烧杯中溶液的pH为___________(忽略溶液体积变化)。 （4）若利用装置Ⅱ在铁制品上镀铜，则应把石墨3电极换成___________(填“铁制品”或“铜”)，电镀过程中装置Ⅱ溶液中浓度___________(填“增大”、“减小”或“不变”)。 （5）已知：，其中，，n表示电解生成氧化产物X所转移电子的物质的量，F表示法拉第常数。电解时装置Ⅲ中法拉第效率(FE%)可达到60%，则电解时装置Ⅲ中产生标准状况下11.2 L的，可获得（)的质量为___________g。 【答案】（1） ①. 原电池 ②. （2） ①. 质子 ②. 氧化 ③. 2−2e−=+2H+ （3）1 （4） ①. 铜 ②. 不变 （5）149.4 【解析】 【分析】该装置为三个电池串联，装置Ⅰ为原电池，其中石墨1为负极，发生氧化反应，电极反应式为；石墨2为正极，发生还原反应，中Ti为+4价得1个电子被还原为+3价的，电极反应式为；石墨3与石墨2相连，故石墨3为阳极，发生氧化反应，电极反应式为；石墨4为阴极，发生还原反应，电极反应式为；石墨5作阳极，发生有机原料的氧化反应，电极反应式为2−2e−=+2H+；石墨6作阴极，发生还原反应，电极反应式为，串联电路中各电极转移电子的物质的量完全相等。 【小问1详解】 由分析可知，装置Ⅰ为原电池；石墨1的电极反应式为； 【小问2详解】 装置Ⅲ中，石墨5为阳极，其电极反应式为2−2e−=+2H+，反应过程中会生成，而阴极石墨6发生还原反应需要参与，需透过离子交换膜从阳极区迁移到阴极区，因此离子交换膜为质子交换膜；石墨5上有机原料失去电子，发生的反应类型为氧化反应； 【小问3详解】 电极反应式为，由反应式可知，中Ti为+4价，还原为（+3价）时，每个得到1个电子，当有参与反应时，转移电子的物质的量；由于三个装置串联，装置Ⅱ中转移的电子数与装置Ⅰ完全相等，即装置Ⅱ转移电子也为，装置Ⅱ中石墨3为阳极，其电极反应式为，由该反应式可知，转移电子时生成，即转移电子生成，因此转移电子时，生成的物质的量为；装置Ⅱ溶液体积为，则溶液中的浓度，根据，可得； 【小问4详解】 在铁制品上镀铜，遵循电镀的核心规律：镀件（铁制品）作阴极，镀层金属（铜）作阳极；结合装置Ⅱ的电极判断，石墨3为阳极、石墨4为阴极，因此需要将石墨3（阳极）更换为铜，将石墨4（阴极）更换为铁制品；电镀过程中，阳极（铜片）发生的电极反应式为，阴极（铁制品）发生的电极反应式为，阳极溶解的铜的物质的量与阴极析出的铜的物质的量相等，因此装置Ⅱ溶液中的浓度保持不变； 【小问5详解】 标准状况下的物质的量；石墨6为阴极，其电极反应式为，由反应式可知，生成需要转移电子，因此生成时，电路中转移的总电子物质的量；法拉第效率为60%，即用于生成目标产物的电子占总电子的60%，因此用于生成目标产物的电子物质的量；由石墨5的电极反应式2−2e−=+2H+可知，生成目标产物需要转移电子，因此生成目标产物的物质的量；已知目标产物的摩尔质量，因此可得目标产物的质量为。 17. 以砷化镓废料(主要成分为GaAs、、、) 制备半导体光催化剂的工艺流程如图所示： 已知：①碱浸后GaAs转化为、； ②Ga及其化合物与铝及其化合物的性质类似； ③萃取镓的原理为：(水相)+3HR(有机相)(有机相)(水相)。 （1）基态Ga原子的价层电子排布式为___________，As属于___________区元素。 （2）滤渣Ⅱ的主要成分为___________(填化学式)。 （3）碱浸时，GaAs发生反应的化学方程式为___________。 （4）“中和及转化”中其他条件不变时，不同温度下镓的浸出率随时间的变化如下图，则“酸浸”的最佳温度与时间分别为___________(填标号)。 A. 30℃、30 min B. 70℃、120 min C. 30℃、120 min D. 50℃、140 min （5）“电解”时，阴极的电极反应为___________；“高温合成”过程中发生的化学反应方程式：___________。 （6）已知在一定温度下，溶质在平衡共存的两液相中的分配系数为k[]。分别用与原溶液等体积的萃取剂依次萃取两次后，水相中Ga元素的残留率为___________(用含k的代数式表示)。 【答案】（1） ①. ②. p （2） （3） （4）B （5） ①. ②. （6） 【解析】 【分析】砷化镓废料(主要成分为、、、)在碱浸步骤中在溶液和作用下转化为和，同时转化为，和不溶，成为滤渣Ⅰ，滤液中含有、、、；中和及转化步骤加入过量稀硫酸将转化为，转化为，转化为沉淀(滤渣Ⅱ)；滤液中加入萃取剂萃取，被萃取进入有机相中，后加稀硫酸进行反萃取，被反萃取进入水相；水溶液加入过量NaOH溶液，生成；电解溶液，在阴极上得到Ga；最后在高温下，Ga与、反应生成； 【小问1详解】 是31号元素，核外电子排布为，因此价层电子排布式为；是33号元素，位于第四周期ⅤA族，属于区元素； 【小问2详解】 由分析可得滤渣Ⅱ的主要成分为； 【小问3详解】 由分析可得碱浸步骤中在溶液和作用下转化为和，化学方程式为； 【小问4详解】 由图像可知，时，镓的浸出率上升最快，且时浸出率接近，远高于、；继续延长时间，浸出率提升幅度极小，综合效率与成本，最佳条件为； 【小问5详解】 由分析可得电解时，阴极发生还原反应，三价镓得电子生成Ga，电极反应式为；在高温下，Ga与、反应生成，Ga从0价升至+3价，作氧化剂，化学方程式为； 【小问6详解】 设原水相体积为，的初始总物质的量为，分配系数。第一次萃取：设平衡时水相中的物质的量为，则有机相中为，萃取剂体积为，因此，解得，残留率为。第二次萃取：以第一次萃取后的水相（含为）为初始，同理设第二次萃取后水相中的物质的量为，因此，解得，因此最终残留率为。 18. 草酸二甲酯[]催化加氢制乙二醇的反应体系中，发生的反应如下： 反应Ⅰ： 反应Ⅱ： （1）反应Ⅲ：的(填“>”或“<”)___________0，该反应在___________(填“低温”、“高温”或“任何温度”)下能自发进行。 （2）在恒温恒压条件下只发生反应Ⅲ，能说明该反应达到平衡状态的标志是___________。 A. 、、、的反应速率之比为2：1：1：1 B. 、、、的物质的量之比为2：1：1：1 C. 混合气体的平均摩尔质量保持不变 D. 容器中气体的密度保持不变 （3）反应Ⅰ的Arrhenius经验公式的实验数据如图中a曲线所示，已知Arrhenius经验公式为(Ea为活化能，k是速率常数，R和C都为常数)，则该反应的活化能为___________kJ/mol；当改变外界条件时，实验数据如图中的曲线b所示，则实验可能改变的外界条件是___________。 （4）将2 mol 和6 mol 充入 kPa恒压密闭容器中只发生反应Ⅰ和Ⅱ，测得的平衡转化率及的选择性[]、的选择性[]与温度的关系如下图所示。 ①曲线___________(填“X”或“Y”)表示的平衡转化率与温度的关系。 ②已知压强平衡常数是指用各气体分压(分压=气体的物质的量分数×总压强)代替浓度表示的平衡常数。M点时，的物质的量为___________mol；反应Ⅱ的压强平衡常数为___________(写表达式即可)。 【答案】（1） ①. < ②. 低温 （2）CD （3） ①. 64 ②. 催化剂 （4） ①. X ②. 2.32 ③. 【解析】 【小问1详解】 反应Ⅱ-反应Ⅰ可得反应Ⅲ：，正向反应是气体分子数减小的反应，<0，根据<0反应自发进行，可知该反应在低温下能自发进行； 【小问2详解】 A．、、、的反应速率之比等于化学计量数之比，不能说明该反应达到平衡状态，A错误； B．、、、的物质的量之比为2：1：1：1，不代表不再变化，不能说明该反应达到平衡状态，B错误； C．该反应为非等体积反应，气体总质量保持不变，根据，混合气体的平均摩尔质量保持不变代表气体总的物质的量不再变化，能说明该反应达到平衡状态，C正确； D．该反应为非等体积反应，恒压条件容器中气体的密度保持不变代表气体总的物质的量不再变化，能说明该反应达到平衡状态，D正确； 故选CD； 【小问3详解】 代入曲线a中坐标，可得：8.0=，1.6=，可得=64 kJ/mol；当改变外界条件时，实验数据如图中的直线b所示，将直线b上的两点代入公式，可得：8.0=，1.0=，可得=35kJ/mol，反应的活化能减小，则实验可能改变的外界条件是使用了更高效的催化剂； 【小问4详解】 ①相同温度下，曲线Y对应的数值与的选择性曲线对应的数值之和应为100%，则曲线Y表示的选择性与温度的关系，曲线X表示的平衡转化率与温度的关系； ②将和充入恒压密闭容器中发生反应Ⅰ和Ⅱ，M点时的平衡转化率为80%，则消耗为，的选择性为55%，则生成的为，的选择性为45%，则生成的为，列出M点时反应Ⅰ和Ⅱ各物质转化的物质的量如下： 平衡时，、、、、的物质的量分别为0.4mol、1.36mol、0.88mol、0.72mol、2.32mol，平衡时混合气体的总物质的量为5.68mol，M点对应温度下反应Ⅱ的压强平衡常数=。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $