内容正文:
林甸县智研团队2025-2026学年度上学期高二年级
十月份教学质量检测化学学科试卷
本试卷共10页。考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
注意事项:1.答题前,考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚,将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
2.选择题必须使用2B铅笔填涂;非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写,字体工整、笔迹清楚。
3.请按照题号顺序在答题卡各题目的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效;在草稿纸、试卷上答题无效。
4.作图可先使用铅笔画出,确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。
5.保持卡面清洁,不要折叠,不要弄破、弄皱,不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
一、选择题:本大题共15小题,每小题3分,满分45分。在每小题所给出的四个选项中,仅有一个是符合题意的。
1. 设 NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 标准状况下,1.12L SO2气体含质子数为1.6 NA
B. 1mol Na2O2固体中含有的离子数为4 NA
C. 1 mol Cl2与足量Fe反应时,转移电子数目为3 NA
D. 16.8g铁粉与足量的稀盐酸充分反应转移的电子数为0.9 NA
2. 下列离子方程式书写正确的是
A. NaHS的水解反应:
B. 向溶液中滴加稀硫酸:
C. 食醋除去水垢中的
D. 少量通入溶液中:
3. 下列说法中正确的是
A. 在100℃时,pH约为6的纯水呈酸性
B. 常温下将1mL盐酸稀释至1000mL,所得溶液的pH为9
C. 在常温下,当水电离出的为时,此溶液的pH可能为1或13
D. 将pH=2的盐酸和醋酸各1mL分别稀释至100mL,所得醋酸的pH略大
4. 下列说法正确的是
A. 为抑制的水解,较好地保存溶液,应加少量盐酸
B. 配制溶液时,将固体溶于稀盐酸中,然后稀释至所需浓度
C. 用加热的方法可以除去KCl溶液中的
D. 将溶液和溶液分别加热、蒸干、灼烧,所得固体成分相同
5. 碳化硅()被广泛用于制造高温高压半导体。气相反应法制备发生的反应为:。已知晶体中具有与金刚石类似的空间结构,与C交替相连。根据以下键能数据,的值为
键
键能()
328
360
436
431
347
A. -340 B. +340 C. +354 D. -354
6. 氮肥保障了现代农业的丰收。为探究(NH4)2SO4的离子键强弱,设计如图所示的循环过程,为
A. +533kJ/mol B. +686kJ/mol C. +838kJ/mol D. +1143kJ/mol
7. 汽车尾气中氮氧化物、CO均为大气污染物。有一种催化转化的反应历程如图所示(TS表示过渡态,图示涉及的物质均是气体),整个过程发生三个基元反应。下列说法正确的是
A. 总反应的热化学方程式
B. 和成键放热大于和断键吸热
C. 使用更高效的催化剂可降低反应所需的活化能和焓变,从而加快反应速率
D. 决定该化学反应快慢的为反应②
8. 在催化剂作用下,丙烷发生脱氢反应制备丙烯的反应历程及丙烷脱氢进程中的相对能量变化如图所示(*表示吸附态)。下列说法错误的是
A. 反应是放热反应
B. 以氘标记反应物丙烷,可探究的来源
C. 在丙烷脱氢历程中起催化剂作用
D. 脱氢进程中的决速步骤为
9. 物质M是一种用于彩色照相和影片洗印的显影剂,其结构如图所示。已知:短周期元素W、X、Y、Z中,W、X、Y的原子序数之和比Z的原子序数小1。下列说法错误的是
A. 离子半径比较:
B. W、X、Y三种元素组成的化合物可能是酸、碱或盐
C. 含氧酸的酸性:
D. 在物质M中X、Y、Z最外层均达到了8电子结构
10. CO2催化加氢直接合成二甲醚过程中有以下2个反应:
反应I:
反应II(副反应):
将1 mol CO2、3 mol H2加入至4 L含催化剂的密闭容器中,研究其他条件不变时,温度对反应的影响。温度对CO2平衡总转化率及反应2.5小时, CO2实际总转化率的影响如图1所示;反应温度对二甲醚的平衡选择性及反应2.5小时的二甲醚实际选择性影响如图2所示。
资料:的选择性
下列说法不正确的是
A. 随温度升高,CO2平衡转化率先降低后升高与反应I放热、反应II吸热有关
B. 300℃时,前2.5小时内二甲醚的平均生成速率是
C. 240℃-300℃,CO2实际转化率升高、二甲醚实际选择性降低的原因是:温度升高,反应I、II速率均加快,且对反应II的影响大于对反应I的影响
D. 200℃时,反应II的平衡常数是
11. 在恒容密闭容器中,热解反应所得固体产物和气体产物均为含氟化合物。平衡体系中各组分物质的量随温度的变化关系(实线部分)如图所示。已知:温度时,完全分解;体系中气相产物在温度时的分压分别为。下列说法错误的是
A. a线所示为固体物质NaF
B. 该热解反应
C. 温度时,向容器中通入Ar,气体产物分压仍为
D. 温度时,热解反应的平衡常数
12. 海底沉积层微生物燃料是一种新型海洋可再生能源,用该燃料设计的原电池产电原理如图所示。下列说法正确的是
A. a极电势低于极
B. b极发生还原反应
C. 海底沉积层产生的通过海水向极移动
D. 理论上海底沉积层中消耗,电路中转移电子
13. 电催化硝酸盐还原合成氨装置如图。电解时NO先吸附到催化剂表面放电产生NH。控制其它条件不变,NH产率和法拉第效率随变化如图。已知Qx=nF,n表示电解生成还原产物X转移电子物质的量,≈9.6×104 C/mol,。下列说法不正确的是
A. 生成NH的电极反应式为NO+ 8e- + 10H+ = NH+ 3H2O
B. 若FE%=50%时,电解总电量Q总=3.84×104 C,生成NH的物质的量约为0.05 mol
C. pH=1时,电解过程中NH的FE%为23%,阴极还原产物主要为NH4NO3、(NH4)2SO4、H2
D. pH从5变化到3时,NH的产率逐渐减小,是因为析氢反应速率增大阻碍NO的吸附
14. 化工生产中常用MnS作为沉淀剂除去工业废水中的Cu2+:,下列说法正确的是
A. 相同温度时,MnS的比CuS的小
B. 该反应达到平衡时
C. 设该反应的平衡常数为K,则
D. 向平衡体系中加入少量固体后,减小,增大
15. 常温下,向溶液中逐滴加入的MOH溶液,其导电率、pH与加入MOH溶液体积的关系如图所示(假设反应过程中温度不变)。
下列说法正确的是
A. 常温下,的数量级为
B. c和d点,水的电离程度相同
C. 加入10mL至13 mL MOH溶液时,导电率降低是因为离子总数减小
D. b点溶液中
二、非选择题:本大题共4小题,除标注每空1分外,其余每空2分,满分55分。
16. 某钨冶炼企业在生产过程中产生大量含钨废水,废水中主要污染物为(钨以价形态存在),浓度达,远超《有色金属工业污染物排放标准》中钨排放限值。为实现废水达标排放与钨资源回收,企业采用“还原沉淀-滴定检测-资源再生”的一体化处理工艺,据此请回答下列问题。
(1)含的钨废水需深度处理,还原步骤:强酸性条件下被还原为(反应1:),后续加碱生成沉淀。处理初始浓度为的废水,理论上需(摩尔质量154.2 g/mol)的质量为__________kg(保留整数)。
(2)用高锰酸钾法测定(1)中所用样品纯度(含杂质,不与反应):取15.000 g样品,溶于浓盐酸后加酸性溶液(反应:),反应后定容至1000 mL。取100 mL稀释液,用滴定过量,消耗40.00 mL。该样品中的纯度为__________%(保留一位小数)。
(3)用(2)中该纯度的样品处理(1)中的废水,实际需样品质量比(1)中理论值多__________kg(保留两位小数)。
(4)处理后废水中残留用碘量法检测:取400mL废水,酸性条件下加过量
(将氧化为,自身还原为),煮沸除去过量氧化剂后,加溶液(反应:),生成的用滴定(反应:)。三次滴定消耗体积分别为50.20 mL、49.80 mL、50.00 mL,则残留浓度(摩尔质量183.8 g/mol)为__________mg/L(保留两位小数)。
(5)结合(1)中初始总量与(4)中残留总量,计算原废水的去除率:__________%(保留一位小数)。
(6)还原生成的转化为回收时,发生反应:(反应a)、(反应b,配平后为)。生成0.6 mol W时共转移5.4 mol电子,则反应a与反应b消耗Zn的物质的量之比为__________。
(7)某含与的混合废水,先通过(4)中方法测:取100 mL废水,滴定消耗;另取同体积废水,用(只与反应)滴定,消耗100.00 mL。计算该混合废水中与的物质的量浓度之比:__________。
17. 甲醇来源丰富,价格低廉,是一种重要的化工原料,有着重要的用途。
Ⅰ.工业生产甲醇的常用方法是
已知:反应①:
反应②:
(1)反应②的焓变_______。
(2)若在绝热恒容的容器内进行反应 初始加入和,下列不能表示该反应达到平衡状态的有_______(填字母)。
A. 和的浓度比保持不变 B. 容器中的温度不再变化
C. D. 容器中混合气体的平均相对分子质量不变
Ⅱ.制取甲醇的过程中涉及到下列反应:
。某温度下发生该反应,若起始时2L恒容器中充入和,5min达到平衡时的压强为反应前的1.5倍,试回答下列问题:
(3)该温度下,反应达平衡,用表示0~5min内该反应的平均反应速率为_______,的转化率为_______,初始压强为p,该反应的压强平衡常数_______(用p表示,用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
Ⅲ.上述反应制得的甲醇可以作为燃料电池的燃料使用,下图为KOH溶液为电解质溶液的甲醇-燃料电池示意图。据图回答下列问题:
(4)电池工作时,甲醇蒸汽通入该电池的_______(填“b”或“c”)电极。
(5)X电极上的电极反应式为_______。
(6)电池工作时,理论上每转移2mol电子,Y电极上消耗_______L(标准状况下)气体。
18. 回答下列问题。
(1)的溶液,__________。
(2)溶液的电离度为,__________。
(3)已知的电离常数,的溶液__________。
(4)常温下,将的盐酸与的NaOH溶液以体积比混合,_________。
(5)将的HCl与的等体积混合,__________。
(6)常温下,pH=a和的两种NaOH溶液,已知,则将两种溶液等体积混合后,所得溶液的pH接近于__________。
(7)25℃时,将体积为、的某一元强碱与体积为、的某二元强酸混合。为了更好地表示溶液的酸碱性,科学家提出了酸度(AG)的概念,AG的定义为。25℃时,若溶液呈中性,则溶液的pH与AG的换算公式为__________(要化简)
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林甸县智研团队2025-2026学年度上学期高二年级
十月份教学质量检测化学学科试卷
本试卷共10页。考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
注意事项:1.答题前,考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚,将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
2.选择题必须使用2B铅笔填涂;非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写,字体工整、笔迹清楚。
3.请按照题号顺序在答题卡各题目的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效;在草稿纸、试卷上答题无效。
4.作图可先使用铅笔画出,确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。
5.保持卡面清洁,不要折叠,不要弄破、弄皱,不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
一、选择题:本大题共15小题,每小题3分,满分45分。在每小题所给出的四个选项中,仅有一个是符合题意的。
1. 设 NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 标准状况下,1.12L SO2气体含质子数为1.6 NA
B. 1mol Na2O2固体中含有的离子数为4 NA
C. 1 mol Cl2与足量Fe反应时,转移电子数目为3 NA
D. 16.8g铁粉与足量的稀盐酸充分反应转移的电子数为0.9 NA
【答案】A
【解析】
【详解】A.标准状况下,1.12L SO2的物质的量为0.05mol,每个SO2分子含32个质子,总质子数为0.05×32×NA=1.6NA,A正确;
B.Na2O2由2个Na⁺和1个O构成,1mol Na2O2含3mol离子,离子数为3 NA,B错误;
C.1mol Cl2与Fe反应时,Cl2完全被还原为Cl⁻,转移2mol电子,电子数为2NA,C错误;
D.16.8g铁为0.3mol,与稀盐酸反应生成Fe2+,转移0.6mol电子,电子数为0.6NA,D错误;
故选A。
2. 下列离子方程式书写正确的是
A. NaHS的水解反应:
B. 向溶液中滴加稀硫酸:
C. 食醋除去水垢中的
D. 少量通入溶液中:
【答案】B
【解析】
【详解】A.的水解应生成和,且水解是可逆的,正确的水解方程是,A错误;
B.硫代硫酸根与反应生成S、和,方程式符合实际反应产物且电荷、原子守恒,B正确;
C.食醋中的醋酸是弱酸,不能拆为H⁺,正确离子方程式应为,C错误;
D.少量时优先氧化还原性更强的,而非,正确反应为,D错误。
故选B。
3. 下列说法中正确的是
A. 在100℃时,pH约为6的纯水呈酸性
B. 常温下将1mL盐酸稀释至1000mL,所得溶液的pH为9
C. 在常温下,当水电离出的为时,此溶液的pH可能为1或13
D. 将pH=2的盐酸和醋酸各1mL分别稀释至100mL,所得醋酸的pH略大
【答案】C
【解析】
【详解】A.在100℃时,纯水电离产生的c(H+)=1×10-6 mol/L,所以pH约为6,但由于纯水中c(H+)=c(OH-),因此此时纯水仍为中性,而不是显酸性,故A错误;
B.常温下将1mL1×10-6 mol/L盐酸稀释1000mL,HCl电离产生的c(H+)=1×10-9 mol/L,此时溶液中水电离产生的H+不能忽略,溶液仍然显酸性,因此所得溶液的pH小于7、不可能为9,故B错误;
C.常温下,水电离出的c(H+)为1×10-13 mol/L<1×10-7 mol/L,水电离受到了抑制作用,可能是加入了酸,也可能是加入了碱,若加入酸,此溶液的pH为1;若加入碱,则该溶液的pH为13,故C正确;
D.HCl是强酸,完全电离,将pH=2的盐酸,c(H+)=10-2 mol/L,将1 mL稀释至100 mL,此时溶液中c(H+)=10-4 mol/L,溶液pH=4;醋酸是弱酸,在溶液中存在电离平衡,主要以电解质分子存在,pH=2时,c(CH3COOH)>c(H+)=10-4 mol/L,当将该溶液1 mL稀释至100 mL,假设醋酸电离平衡不移动,此时溶液中c(H+)=10-4 mol/L;稀释时使醋酸的电离平衡正向移动,导致溶液中c(H+)>10-4 mol/L,使溶液的pH<4,可见所得醋酸的pH略小,故D错误;
故选C。
4. 下列说法正确的是
A. 为抑制的水解,较好地保存溶液,应加少量盐酸
B. 配制溶液时,将固体溶于稀盐酸中,然后稀释至所需浓度
C. 用加热的方法可以除去KCl溶液中的
D. 将溶液和溶液分别加热、蒸干、灼烧,所得固体成分相同
【答案】A
【解析】
【详解】A.FeCl3溶液中,Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+,加少量盐酸,会抑制Fe3+的水解,从而较好地保存FeCl3溶液,A正确;
B.所加酸应是稀硫酸,不能引入新杂质,加盐酸不正确,B错误;
C.加热法不能除去Fe3+,C错误;
D.氯化铝溶液蒸干、灼烧后得到氧化铝,而硫酸铝溶液蒸干、灼烧后得到的仍是硫酸铝,D错误;
故选A。
5. 碳化硅()被广泛用于制造高温高压半导体。气相反应法制备发生的反应为:。已知晶体中具有与金刚石类似的空间结构,与C交替相连。根据以下键能数据,的值为
键
键能()
328
360
436
431
347
A. -340 B. +340 C. +354 D. -354
【答案】A
【解析】
【详解】反应热=反应物的键能之和-生成物的键能之和,则,;
故选A。
6. 氮肥保障了现代农业的丰收。为探究(NH4)2SO4的离子键强弱,设计如图所示的循环过程,为
A. +533kJ/mol B. +686kJ/mol C. +838kJ/mol D. +1143kJ/mol
【答案】C
【解析】
【详解】根据循环过程示意图中的物质转化和能量变化,可以得出以下热化学方程式:①;②;③;④;⑤;⑥;由盖斯定律可知,⑤+①-⑥-②+③得④,得到,故选C。
7. 汽车尾气中氮氧化物、CO均为大气污染物。有一种催化转化的反应历程如图所示(TS表示过渡态,图示涉及的物质均是气体),整个过程发生三个基元反应。下列说法正确的是
A. 总反应的热化学方程式
B. 和成键放热大于和断键吸热
C. 使用更高效的催化剂可降低反应所需的活化能和焓变,从而加快反应速率
D. 决定该化学反应快慢的为反应②
【答案】A
【解析】
【分析】反应的等于产物相对能量减去反应物相对能量,根据反应历程与相对能量图像可知,三个基元反应的热化学方程式分别为、、。
【详解】A.根据盖斯定律总反应的=,总反应的热化学方程式 ,A正确;
B.根据上述分析可知反应③为(或),为放热反应,说明和成键放热总和大于和断键吸热总和,(选项表述中“成键”“断键”对象有混淆),B错误;
C.催化剂可降低反应活化能,但不能改变焓变(由始态和终态能量差决定,与反应条件无关),C错误;
D.决定反应快慢的是活化能最大的基元反应,反应①活化能,反应②活化能,反应③,最大活化能为反应①,故反应①为决速步,D错误;
故选A。
8. 在催化剂作用下,丙烷发生脱氢反应制备丙烯的反应历程及丙烷脱氢进程中的相对能量变化如图所示(*表示吸附态)。下列说法错误的是
A. 反应是放热反应
B. 以氘标记反应物丙烷,可探究的来源
C. 在丙烷脱氢历程中起催化剂作用
D. 脱氢进程中的决速步骤为
【答案】D
【解析】
【详解】A.判断该反应是否为放热反应需比较反应物和产物的相对能量。产物C3H6(g)+2H2O*的相对能量低于反应物C3H8(g)+2OH*,ΔH<0,为放热反应,A正确;
B.用氘标记丙烷C3D8后,若生成的H2中含D(如D2或HD),可证明H2中的H来自丙烷,从而探究H2来源,B正确;
C.催化剂需参与反应且反应前后再生。H2O在历程中可能通过分解提供OH*,参与脱氢后又重新生成H2O,循环使用,起催化剂作用,C正确;
D.决速步骤是活化能最大(Ea最大)的步骤。能量图中显示两步活化能,Ea=0.68 eV远大于0.09 eV,故决速步为活化能0.68 eV的第二步反应,而非选项D中的第一步反应,D错误;
答案选D。
9. 物质M是一种用于彩色照相和影片洗印的显影剂,其结构如图所示。已知:短周期元素W、X、Y、Z中,W、X、Y的原子序数之和比Z的原子序数小1。下列说法错误的是
A. 离子半径比较:
B. W、X、Y三种元素组成的化合物可能是酸、碱或盐
C. 含氧酸的酸性:
D. 在物质M中X、Y、Z最外层均达到了8电子结构
【答案】C
【解析】
【分析】W、X、Y、Z是短周期元素,物质M的结构中Z形成-1价阴离子,则Z只能是F,Cl中的一种,物质M中Y形成2个共价键,Y为O或S,又因为W、X、Y原子序数之和比Z序数小1,则Y只能是O,且Z只能是Cl,W形成一个共价键,则W为H,根据题干给出的原子序数关系,X原子序数为17-1-8-1=7,X为N。
【详解】A.W为H,W⁻为H⁻,Li+与H⁻电子层结构相同(均为2电子),核电荷数Li+(3)大于H⁻(1),离子半径Li+<H⁻,A正确;
B.W(H)、X(N)、Y(O)可组成HNO3(酸)、NH3·H2O(碱)、NH4NO3(盐)等化合物,B正确;
C.Z为Cl,X为N,Cl的含氧酸(如HClO)酸性可能弱于N的含氧酸(如HNO3),未限定最高价含氧酸,无法比较酸性,C错误;
D.X(N)形成4个键(8电子),Y(O)形成2个键(8电子),Z(Cl⁻)得到1电子(8电子),均达到8电子结构,D正确;
答案选C。
10. CO2催化加氢直接合成二甲醚过程中有以下2个反应:
反应I:
反应II(副反应):
将1 mol CO2、3 mol H2加入至4 L含催化剂的密闭容器中,研究其他条件不变时,温度对反应的影响。温度对CO2平衡总转化率及反应2.5小时, CO2实际总转化率的影响如图1所示;反应温度对二甲醚的平衡选择性及反应2.5小时的二甲醚实际选择性影响如图2所示。
资料:的选择性
下列说法不正确的是
A. 随温度升高,CO2平衡转化率先降低后升高与反应I放热、反应II吸热有关
B. 300℃时,前2.5小时内二甲醚的平均生成速率是
C. 240℃-300℃,CO2实际转化率升高、二甲醚实际选择性降低的原因是:温度升高,反应I、II速率均加快,且对反应II的影响大于对反应I的影响
D. 200℃时,反应II的平衡常数是
【答案】D
【解析】
【详解】A.反应I为放热反应,升高温度平衡逆向移动,CO2转化率降低;反应II为吸热反应,升高温度平衡正向移动,CO2转化率升高。低温时反应I主导,平衡转化率先降低;高温时反应II主导,转化率后升高,A正确;
B.300℃时CO2实际总转化率22%,消耗n(CO2)=1mol×22%=0.22mol,二甲醚实际选择性30%,则生成二甲醚消耗n(CO2)=0.22mol×30%=0.066mol,反应I中CO2与CH3OCH3的物质的量之比为2:1,则生成的n(CH3OCH3)=,所以速率,B正确;
C.240-300℃未达平衡,温度升高反应I、II速率均加快。实际转化率升高说明总消耗CO2增多,选择性降低说明副反应II速率增加更显著,导致更多CO2用于生成CO,C正确;
D.200℃时CO2平衡总转化率50%,消耗n(CO2)=1mol×50%=0.5mol;二甲醚平衡选择性80%,生成二甲醚消耗n(CO2)=0.5mol×80%=0.4mol,故反应II消耗n(CO2)=(0.5-0.4)mol=0.1mol,列出两步反应的三段式:
计算反应II的平衡常数为,D错误;
故选D。
11. 在恒容密闭容器中,热解反应所得固体产物和气体产物均为含氟化合物。平衡体系中各组分物质的量随温度的变化关系(实线部分)如图所示。已知:温度时,完全分解;体系中气相产物在温度时的分压分别为。下列说法错误的是
A. a线所示为固体物质NaF
B. 该热解反应
C. 温度时,向容器中通入Ar,气体产物分压仍为
D. 温度时,热解反应的平衡常数
【答案】D
【解析】
【分析】热解反应所得固相产物和气相产物均为含氟化合物,图中完全分解时(T2温度),两种产物的物质的量之比为2:1(a线、b线),则该反应的化学方程式为。
【详解】A.由分析可知,该反应的化学方程式为,1mol Na2SiF6完全分解生成2mol NaF和1molSiF4,a线所示为固体物质NaF,A正确;
B.温度升高时,反应物c线物质的量减少,产物a、b线物质的量增加,说明升温平衡正向移动,正反应为吸热反应,ΔH>0,B正确;
C.恒容条件下通入Ar,各气体组分物质的量不变,平衡不移动,虽然总压变大,但是气相产物分压不变,C正确;
D.已知:T2温度时,Na2SiF6(s)完全分解,则该反应T2以及之后正向进行趋势很大,Qp<Kp,体系中气相产物在T3温度时的分压为p3,p3=Qp,恒容密闭容器的平衡体系的气相产物只有SiF4,Kp=p(SiF4),即T3温度时热解反应的平衡常数Kp=p(SiF4)>p3,D错误;
故选D。
12. 海底沉积层微生物燃料是一种新型海洋可再生能源,用该燃料设计的原电池产电原理如图所示。下列说法正确的是
A. a极电势低于极
B. b极发生还原反应
C. 海底沉积层产生的通过海水向极移动
D. 理论上海底沉积层中消耗,电路中转移电子
【答案】C
【解析】
【详解】A.a极反应生成了,发生了还原反应,极为正极,正极电势比负极高,A错误;
B.在微生物作用下生成在极生成了单质,极发生了氧化反应,B错误;
C.a是正极、b是负极,阳离子移向正极,海底沉积层产生的通过海水向正极a极移动,C正确;
D.理论上海底沉积层中消耗,则有在极反应,转移电子,D错误。
故选C。
13. 电催化硝酸盐还原合成氨装置如图。电解时NO先吸附到催化剂表面放电产生NH。控制其它条件不变,NH产率和法拉第效率随变化如图。已知Qx=nF,n表示电解生成还原产物X转移电子物质的量,≈9.6×104 C/mol,。下列说法不正确的是
A. 生成NH的电极反应式为NO+ 8e- + 10H+ = NH+ 3H2O
B. 若FE%=50%时,电解总电量Q总=3.84×104 C,生成NH的物质的量约为0.05 mol
C. pH=1时,电解过程中NH的FE%为23%,阴极还原产物主要为NH4NO3、(NH4)2SO4、H2
D. pH从5变化到3时,NH的产率逐渐减小,是因为析氢反应速率增大阻碍NO的吸附
【答案】B
【解析】
【分析】由装置图可知,Pt电极连接电源正极,为阳极,发生的反应为:2H2O-4e-=O2+4H+;Fe0/Fe3O4催化剂电极连接电源负极,为阴极,发生的反应为:NO+ 8e- + 10H+ = NH+ 3H2O;质子交换膜将允许H+通过,同时,溶液中的H+也可能在阴极生成H2;电解液含硝酸根和硫酸根,通入Ar是为了排除氧气的干扰。
【详解】A.由题意可知,在催化剂表面放电产生,发生还原反应,电极反应式为:NO+ 8e- + 10H+ = NH+ 3H2O,A正确;
B.根据,当FE%=50%时,电解总电量Q总=3.84×104C,则QX=1.92×104 C,由QX=nF,可得n=0.2 mol,根据NO+ 8e- + 10H+ = NH+ 3H2O可知1 mol 转移8 mol电子,则生成的物质的量为0.025 mol,B错误;
C.pH=1时,溶液呈酸性,除了得电子生成外,H+也可能得电子生成H2,所以阴极还原产物主要为NH4NO3、(NH4)2SO4、H2,C正确;
D.pH从5变化到3时,溶液酸性增强,H+浓度增大,析氢反应速率增大,H+在催化剂表面得电子的竞争加剧,阻碍了在催化剂表面的吸附,从而使的产率逐渐减小,D正确;
故选B。
14. 化工生产中常用MnS作为沉淀剂除去工业废水中的Cu2+:,下列说法正确的是
A. 相同温度时,MnS的比CuS的小
B. 该反应达到平衡时
C. 设该反应的平衡常数为K,则
D. 向平衡体系中加入少量固体后,减小,增大
【答案】C
【解析】
【详解】A.难溶物发生转化时,通常生成物的溶度积比反应物小,所以相同温度时,MnS的比CuS的大,A不正确;
B.该反应达到平衡时>1,则,B不正确;
C.设该反应的平衡常数为K,K=,则,C正确;
D.向平衡体系中加入少量固体后,溶液中增大,平衡正向移动,则增大,D不正确;
故选C。
15. 常温下,向溶液中逐滴加入的MOH溶液,其导电率、pH与加入MOH溶液体积的关系如图所示(假设反应过程中温度不变)。
下列说法正确的是
A. 常温下,的数量级为
B. c和d点,水的电离程度相同
C. 加入10mL至13 mL MOH溶液时,导电率降低是因为离子总数减小
D. b点溶液中
【答案】D
【解析】
【详解】A.起点a点对应的pH值为2.8,说明HA是弱酸,在c点加入MOH溶液10 mL时,二者完全反应呈中性,也说明MOH是弱碱,MA是呈中性的弱酸弱碱盐,b点是加入5 mL时让HA中和一半,此时溶液中存在MA和HA物质的量之比为,因为生成的弱酸弱碱盐溶液呈中性,说明,在点,,,,故的数量级为,A错误;
B.过程是由酸到正盐的过程,水的电离程度逐渐增大,是加入的碱过量,所以会抑制水的电离,B错误;
C.加入10 mL至13 mL MOH溶液,会导致溶液中离子浓度减小从而导致导电率降低, C错误;
D.b点是加入5 mL MOH溶液时把HA中和一半,此时溶液中存在MA和HA物质的量之比为,根据物料守恒和电荷守恒得出(1),和(2),通过(1)+(2)可以得到,D正确;
故答案选D。
二、非选择题:本大题共4小题,除标注每空1分外,其余每空2分,满分55分。
16. 某钨冶炼企业在生产过程中产生大量含钨废水,废水中主要污染物为(钨以价形态存在),浓度达,远超《有色金属工业污染物排放标准》中钨排放限值。为实现废水达标排放与钨资源回收,企业采用“还原沉淀-滴定检测-资源再生”的一体化处理工艺,据此请回答下列问题。
(1)含的钨废水需深度处理,还原步骤:强酸性条件下被还原为(反应1:),后续加碱生成沉淀。处理初始浓度为的废水,理论上需(摩尔质量154.2 g/mol)的质量为__________kg(保留整数)。
(2)用高锰酸钾法测定(1)中所用样品纯度(含杂质,不与反应):取15.000 g样品,溶于浓盐酸后加酸性溶液(反应:),反应后定容至1000 mL。取100 mL稀释液,用滴定过量,消耗40.00 mL。该样品中的纯度为__________%(保留一位小数)。
(3)用(2)中该纯度的样品处理(1)中的废水,实际需样品质量比(1)中理论值多__________kg(保留两位小数)。
(4)处理后废水中残留用碘量法检测:取400mL废水,酸性条件下加过量
(将氧化为,自身还原为),煮沸除去过量氧化剂后,加溶液(反应:),生成的用滴定(反应:)。三次滴定消耗体积分别为50.20 mL、49.80 mL、50.00 mL,则残留浓度(摩尔质量183.8 g/mol)为__________mg/L(保留两位小数)。
(5)结合(1)中初始总量与(4)中残留总量,计算原废水的去除率:__________%(保留一位小数)。
(6)还原生成的转化为回收时,发生反应:(反应a)、(反应b,配平后为)。生成0.6 mol W时共转移5.4 mol电子,则反应a与反应b消耗Zn的物质的量之比为__________。
(7)某含与的混合废水,先通过(4)中方法测:取100 mL废水,滴定消耗;另取同体积废水,用(只与反应)滴定,消耗100.00 mL。计算该混合废水中与的物质的量浓度之比:__________。
【答案】(1)74016
(2)60.7 (3)47921.40
(4)689.25 (5)81.3
(6)1:2 (7)1:10
【解析】
【分析】本题以含钨废水处理、滴定检测和资源回收为背景,综合考查氧化还原反应配平、电子转移守恒、物质的量计算、返滴定、碘量法和沉淀滴定。
【小问1详解】
强酸性条件下,被还原为,反应关系为1 mol 消耗4 mol 。
废水体积为,即,故 n()=。
n()=4× mol= mol,m()= mol×154.2 g/mol= g=74016 kg。故小问1应为74016。
【小问2详解】
酸性氧化的关系为1 mol 对应5 mol ;过量再由滴定。
题干可见数据为250 mL 0.06 mol/L ,即n()=0.01500 mol。取100 mL稀释液,用0.04 mol/L亚铁盐40.00 mL滴定,则该100 mL中剩余为0.04×0.04000÷5mol=0.0003200 mol,折算至1000 mL为0.003200 mol。
被消耗的为(0.01500-0.003200)mol=0.01180 mol,n()=5×0.01180mol=0.05900 mol,m()=9.0978 g,纯度为60.7%。
【小问3详解】
小问3依赖第(2)问。按题干可见数据,第(2)问纯度为60.7%,,则实际需样品质量为74016÷60.7%=121937.40 kg,比理论值多47921.40 kg。
【小问4详解】
残留经氧化后生成,再与反应生成,最后用滴定。
三次滴定平均体积为50.00 mL。按题干0.06 mol/L计算,n()=0.06×0.05000=0.003000 mol,n(W)=n()=0.003000÷2mol=0.001500 mol。400 mL废水中W的质量为0.001500 mol×183.8 g/mol=275.7 mg,故浓度为275.7÷0.400mg/L=689.25 mg/L。
【小问5详解】
按第(4)问可见数据计算,全部废水残留W的物质的量为689.25 mg/L÷183.8 g/mol× L= mol。
若按钨元素总量计算,初始废水中W总物质的量为2× mol= mol,去除率=(-)÷×100%=81.3%。若按初始与残留物质的量直接比较,则为62.5%。
【小问6详解】
被Zn还原为W时,每生成1 mol W转移3 mol电子。生成0.6 mol W至少转移1.8 mol电子;题干给出总转移5.4 mol电子,多出的3.6 mol电子用于被还原为。
反应a中生成0.6 mol W需Zn 0.9 mol;反应b中3.6 mol电子对应Zn 1.8 mol,故反应a与反应b消耗Zn的物质的量之比为0.9:1.8=1:2。
【小问7详解】
按第(4)问方法,100 mL混合废水消耗0.06 mol/L 16.60 mL,则n()=0.06×0.01660÷2= mol。另取100 mL废水,用0.05 mol/L 100.00 mL滴定,n()=0.05×0.10000mol= mol。
两次取样体积相同,故c():c()=:≈1:10。
17. 甲醇来源丰富,价格低廉,是一种重要的化工原料,有着重要的用途。
Ⅰ.工业生产甲醇的常用方法是
已知:反应①:
反应②:
(1)反应②的焓变_______。
(2)若在绝热恒容的容器内进行反应 初始加入和,下列不能表示该反应达到平衡状态的有_______(填字母)。
A. 和的浓度比保持不变 B. 容器中的温度不再变化
C. D. 容器中混合气体的平均相对分子质量不变
Ⅱ.制取甲醇的过程中涉及到下列反应:
。某温度下发生该反应,若起始时2L恒容器中充入和,5min达到平衡时的压强为反应前的1.5倍,试回答下列问题:
(3)该温度下,反应达平衡,用表示0~5min内该反应的平均反应速率为_______,的转化率为_______,初始压强为p,该反应的压强平衡常数_______(用p表示,用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
Ⅲ.上述反应制得的甲醇可以作为燃料电池的燃料使用,下图为KOH溶液为电解质溶液的甲醇-燃料电池示意图。据图回答下列问题:
(4)电池工作时,甲醇蒸汽通入该电池的_______(填“b”或“c”)电极。
(5)X电极上的电极反应式为_______。
(6)电池工作时,理论上每转移2mol电子,Y电极上消耗_______L(标准状况下)气体。
【答案】(1) (2)AC
(3) ①. ②. 50% ③.
(4)b (5)
(6)11.2
【解析】
【分析】III.该装置为燃料电池,氢氧根向负极移动,故左侧X电极为负极,b通入甲醇,发生氧化反应,X电极上的电极反应式:,右侧Y电极为正极,c口通入氧气,电极反应式:。
【小问1详解】
根据盖斯定律,总反应反应①得:
【小问2详解】
A.和的初始投料比等于系数比,浓度比保持不变,不能说明反应达到平衡状态,A符合题意;
B.该反应为放热反应,绝热条件下反应体系温度不断升高,当容器中的温度不再变化,说明反应达平衡状态,B不符题意;
C.无法说明正逆反应速率相等,不能判断反应达到平衡状态,C符合题意;
D.该反应气体总质量不变,气体物质的量减小,故容器中混合气体的平均相对分子质量增大,当混合气体的平均相对分子质量不变时,可判定为平衡状态,D不符题意;
答案选AC;
【小问3详解】
列三段式:,5min达到平衡时的压强为反应前的1.5倍,,解得:;用表示0~5min内该反应的平均反应速率:;的转化率:;初始压强为p,平衡时压强为1.5p,则,,该反应的压强平衡常数。
【小问4详解】
根据分析可知,甲醇蒸汽通入该电池的b电极;
【小问5详解】
根据分析可知,X电极为负极,b通入甲醇,发生氧化反应,X电极上的电极反应式:;
【小问6详解】
右侧Y电极为正极,c口通入氧气,电极反应式:,电池工作时,理论上每转移2mol电子,消耗0.5mol氧气,对应标况下体积为11.2L。
18. 回答下列问题。
(1)的溶液,__________。
(2)溶液的电离度为,__________。
(3)已知的电离常数,的溶液__________。
(4)常温下,将的盐酸与的NaOH溶液以体积比混合,_________。
(5)将的HCl与的等体积混合,__________。
(6)常温下,pH=a和的两种NaOH溶液,已知,则将两种溶液等体积混合后,所得溶液的pH接近于__________。
(7)25℃时,将体积为、的某一元强碱与体积为、的某二元强酸混合。为了更好地表示溶液的酸碱性,科学家提出了酸度(AG)的概念,AG的定义为。25℃时,若溶液呈中性,则溶液的pH与AG的换算公式为__________(要化简)
【答案】(1)2 (2)11
(3)2.85 (4)6
(5)3 (6)b-0.3或a+1.7
(7)14-2pH
【解析】
【小问1详解】
为二元强酸,在溶液中完全电离,溶液中,故。
【小问2详解】
为一元弱碱,溶液中。常温下水的离子积常数,则,故。
【小问3详解】
为一元弱酸,溶液中。故(若取,则)。
【小问4详解】
的盐酸中,的溶液中。两者以体积比混合,过量。混合后溶液中,故。
【小问5详解】
的与的溶液中,均为。等体积混合后,溶液中保持不变,仍为,故。
【小问6详解】
的溶液中,的溶液中。因为,所以后者是前者的倍。等体积混合后,。则,故(或)。
【小问7详解】
时,,则。代入的定义式:。又因为,即,代入可得。
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