内容正文:
高二年级九月阶段性检测
可能用到的相对原子质量:H1 C12 O16 Cu64
一、选择题:本题共15小题,每小题3分。共45分。每小题只有一个选项符合题意。
1. 我国许多手工艺品承载着历史文明。下列说法正确的是
A. 蜡染工艺中使用的石蜡,可通过石油的常压分馏获得
B. 皮影的主要原料是羊皮,羊皮的主要成分是蛋白质
C. 传统香膏的主要原料是动植物油脂,油脂属于高分子化合物
D. 吹糖画的主要原料是麦芽糖,麦芽糖在酸性条件下水解生成葡萄糖和果糖
2. 下列事实能用勒夏特列原理解释的是
A. 夏天开启冰镇汽水瓶后有大量气泡产生
B. 工业合成氨反应采用400~500℃的高温
C. 铁钉放入浓硝酸中,开始无明显现象,加热后产生红棕色气体
D. 工业上用SO2和O2制备SO3,采用的压强为常压
3. 下列化学用语正确的是
A. 次氯酸的结构式:H-Cl-O
B. 的结构示意图:
C. NH3的空间填充模型:
D. CaF2的电子式:
4. 下列过程中相应的离子方程式正确的是
A. 向Ca(ClO)2溶液中通入少量SO2:Ca2++2ClO-+SO2+H2O=HClO+CaSO3↓
B. 用醋酸溶解水垢中的CaCO3:CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O
C. 利用覆铜板制作印刷电路板:2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+
D. 向Na2SiO3溶液中通入过量CO2:+CO2+H2O=H2SiO3↓+
5. 制备Cu2O的离子方程式为4Cu2++8OH﹣+N2H4=2Cu2O↓+N2↑+6H2O,设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 1L0.1mol•L﹣1的CuSO4溶液中含氧原子数为0.4NA
B. 标准状况下,22.4LH2O含质子数为10NA
C. 生成144gCu2O时,转移电子数为NA
D. 1molN2H4含非极性键数为NA
6. 下列说法中正确的是
A. 已知N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) ΔH=-92.4kJ/mol,则密闭容器中,0.5molN2与1.5molH2完全反应放出热量46.2kJ
B. S(g)+O2(g)=SO2(g) ΔH1,S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH2,则ΔH1<ΔH2
C. 已知C2H5OH(l)燃烧热为1366.8kJ/mol,则反应C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO(g)+3H2O(g) ΔH=-1366.8kJ/mol
D. 已知H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH=-57.3kJ/mol,则浓硫酸与氢氧化钠溶液反应生成1molH2O(l)的ΔH>-57.3kJ/mol
7. 如图为可逆反应:A(s)+2B(g)2C(g) ΔH>0的逆反应速率随时间变化情况。根据图中曲线判断下列说法中正确的是
A. t3时采取的措施可能是增大B的浓度
B. t3~t4时间段,平衡向正反应方向移动
C. t5时采取的措施可能是降温
D. t7时采取的措施可能是减小压强
8. 下列实验设计能达到实验目的的是
A.探究温度对化学平衡的影响
B.准确测量中和反应的反应热
C.测定生成H2的速率
D.探究Fe3+、Cu2+对H2O2分解速率的影响
A. A B. B C. C D. D
9. 某化合物是一种用于合成药物的重要试剂,其结构如图所示。已知、、、、Q是原子序数依次增大的前20号元素,、位于同一主族,、、Q的最外层电子数之和等于Z的最外层电子数。下列有关叙述错误的是
A. Z、M分别与X形成化合物的沸点:M<Z
B. 简单离子半径:M>Z>Q
C. Q和Z形成的某种化合物中存在共价键
D. 氢化物的稳定性:Z>Y
10. 一定温度下,甲醇(CH3OH)与水在铜基催化剂作用下的反应分两步进行,(各物质均为气态),其反应过程如下。下列说法正确的是
A. 反应Ⅰ中只有极性键的断裂和非极性键的形成
B. 1molCO(g)与1molH2O(g)的键能之和小于1molH2(g)与1molCO2(g)的键能之和
C. 反应Ⅱ是总反应的决速步骤
D. 改变催化剂可以使反应Ⅰ的活化能小于反应Ⅱ的活化能,从而减少反应的焓变
11. 下列叙述与图对应正确的是
A. 密闭容器中发生反应:A+B(g)3C(g),图①表示时增大压强,则A不是气体
B. 由图②可知,P2>P1、,且满足反应:ΔH<0
C. 在恒容密闭容器中进行反应:X(g)+3Y(g)2Z(g),由图③可知该反应ΔH>0
D. 图④为合成氨的反应,a、b、c三点所处的平衡状态中,N2转化率最高的是b点
12. 新型锂-空气电池能量密度高,应用前景广阔。该电池放电时的工作原理如图所示,其中固体电解质只允许Li+通过。下列说法正确的是
A. 放电时,负极反应式:Li+-e-+OH-=LiOH
B. 有机电解液可改用LiOH溶液
C. 放电时,每消耗1molO2,则有4molLi+通过固体电解质向石墨烯电极移动
D. 放电时,电池中的化学能完全转化为电能
13. 从下列实验事实所引出的相应结论正确的是
选项
实验事实
结论
A.
将装有2mL0.1Na2S2O3溶液的两支试管分别放入冷水和热水中,分别加入2mL0.1H2SO4溶液、2mL0.2H2SO4溶液,振荡,热水中的试管先出现浑浊。
温度升高,反应速率加快。
B.
密闭容器中发生反应:,压缩容器体积,气体颜色变深。
增大压强,平衡逆向移动。
C.
取溶液于试管中,加入FeCl3溶液,滴入5滴的KSCN溶液,溶液变血红色。
KI与FeCl3的反应是可逆反应。
D.
向锌粒和稀硫酸反应的装置中,滴加几滴CuSO4溶液,气体生成速率明显加快。
形成铜锌原电池,反应速率加快。
A. A B. B C. C D. D
14. 反应,在295K时,其反应物浓度与反应速率关系的数据如下:
①
②
③
已知:①反应物浓度与反应速率关系式为(k为速率常数,与活化能和温度等有关);②反应级数是反应速率方程式中各反应物浓度的指数之和。下列说法错误的是
A. 该反应的反应级数为3级
B. 该条件下速率常数
C. 加入催化剂可降低反应的活化能,增大速率常数k,从而加快反应速率
D. 相同条件下,NO浓度对反应速率的影响小于浓度对反应速率的影响
15. 一定温度下,在三个容积相同的恒容密闭容器中按不同方式投入反应物,发生反应2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)ΔH=-196kJ/mol,测得反应的相关数据如下:
容器1
容器2
容器3
反应温度T/K
700
700
900
反应物投入量
2molSO2、1molO2
4molSO3
2molSO2、1molO2
平衡c(SO3)/mol·L-1
c1
c2
c3
平衡体系总压强p/Pa
p1
p2
p3
反应能量变化
放出akJ
吸收bkJ
放出ckJ
平衡常数K
K1
K2
K3
下列说法正确的是
A. c2<2c1 B. p2>2p3 C. +c<196.0 D. K2<K3
二、简答题:本大题共4小题,共55分。
16. 某研究性学习小组利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液的反应探究“外界条件的改变对化学反应速率的影响”,进行了如下实验:
【实验装置】
【实验数据】
实验序号
实验温度/K
酸性KMnO4溶液
H2C2O4溶液
H2O
溶液颜色褪至无色所需时间
收集CO2的体积
V/mL
V/mL
V/mL
A
293
4.0
0.01
4.0
0.1
0
Va
B
T1
4.0
0.01
3.0
0.1
1.0
8
Vb
C
313
4.0
0.01
V2
0.1
0
Vc
(1)烧瓶中发生反应的化学方程式:____________________________________________。
(2)为了减少气体溶解,试剂X最好选用_____________。
(3)实验A、B对照的目的是其他条件不变,探究_____________对反应速率的影响,其中________K,________mL。
(4)忽略溶液体积的变化,利用实验B中数据计算,内,用H2C2O4的浓度变化表示的反应速率(H2C2O4)=______________。
(5)研究该反应时发现,H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液反应刚开始时反应速率较慢,溶液褪色不明显,一段时间后,反应速率明显加快。针对上述现象,甲同学认为反应放热,导致溶液温度升高,反应速率加快。从影响化学反应速率的因素看,你猜想还可能是_________________________________________________的影响,导致后面反应速率加快。
17. 某研究小组设计的一种利用废旧磷酸铁锂电池正极材料(含LiFePO4、导电炭黑、铝箔)回收金属化合物的流程如图:
已知:①LiFePO4难溶于水和碱性溶液,可溶于酸性溶液。
②碳酸锂的溶解度曲线如图所示。
回答下列问题:
(1)P元素在周期表中的位置:________________。
(2)为加快“碱浸”浸出速率,可采取措施:_______________。(填两种即可)
(3)向滤液1中通入过量CO2时,反应的离子方程式:______________________________。
(4)“酸浸”时控制温度50~60℃,其原因是____________________________________;“酸浸”得到的滤渣主要为___________。
(5)向滤液3中加入饱和NaHCO3溶液时,溶液变浑浊并伴有气泡冒出,主要反应的化学方程式:___________________________________________________________________。
(6)“一系列操作”具体包括蒸发浓缩、___________________________、洗涤、干燥。
18. 以乙烯为原料制备一种工业增塑剂的合成路线如图:
(1)有机物A的官能团的名称为___________。
(2)有机物B的结构简式为___________。
(3)合成增塑剂的化学方程式为_________________________,反应类型为___________。
(4)CH3CH2OH被氧化成物质A的过程中,可能产生中间产物CH3CHO,下列物质可用于鉴别CH3CH2OH、CH3CHO和物质A的是_________。
a.NaOH溶液 b.pH试纸 c.银氨溶液 d.新制氢氧化铜悬浊液
(5)有机物C是A的同系物,相对分子质量比A多42,则有机物C的结构有______种。其中,烃基的一元取代物只有一种的分子结构简式为___________________________。
19. 甲醇(CH3OH)是一种重要的化工原料,具有广阔的开发和应用前景。
I.工业上使用水煤气转化成甲醇。
(1)水煤气制取甲醇的反应为CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g) ΔH,已知该反应在低温条件下可自发进行,则ΔH_______0(填“<”或“>”)。
(2)反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)中CO的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示:
①vB(正)_______vC(逆)。(填写“大于”、“等于”或“小于”)
②A点条件下假设压强为P1,往容器内充入1molCO与2molH2发生反应。平衡时H2的体积分数为_______,KP=_______。(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)
Ⅱ.工业上也可使用二氧化碳加氢制甲醇,主要发生下列反应:
①CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH<0
②CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH>0
(3)一定温度下,在恒容密闭容器中充入1molCO2和1molH2,若只发生反应①,下列有关说法正确的是_______。
A. 当CO2的体积分数保持不变时,该反应达到平衡状态
B. 混合气体的平均相对分子质量不再发生变化时,该反应达到平衡状态
C. 混合气体的密度不再发生变化时,该反应达到平衡状态
D. 单位时间内,断开的数目和断开H-O的数目相同时,该反应达到平衡状态
(4)保持在aMPa下,投料比,当反应达到平衡时,如图所示,其中m和n代表是一氧化碳或甲醇在含碳的产物中物质的量分数。
①请根据图像及相关方程式分析,n曲线代表的物质是_______(填化学式)。
②270℃~400℃时,CO2的平衡转化率随温度升高而增大,请结合勒夏特列原理解释____________________________________________________________________________。
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高二年级九月阶段性检测
可能用到的相对原子质量:H1 C12 O16 Cu64
一、选择题:本题共15小题,每小题3分。共45分。每小题只有一个选项符合题意。
1. 我国许多手工艺品承载着历史文明。下列说法正确的是
A. 蜡染工艺中使用的石蜡,可通过石油的常压分馏获得
B. 皮影的主要原料是羊皮,羊皮的主要成分是蛋白质
C. 传统香膏的主要原料是动植物油脂,油脂属于高分子化合物
D. 吹糖画的主要原料是麦芽糖,麦芽糖在酸性条件下水解生成葡萄糖和果糖
【答案】B
【解析】
【详解】A.石油常压分馏的产物为石油气、汽油、煤油、柴油、重油,石蜡是重油经减压分馏得到的产物,无法通过常压分馏获得,A错误;
B.羊皮属于动物来源的原料,主要成分为天然蛋白质,B正确;
C.高分子化合物的相对分子质量通常高于,油脂是高级脂肪酸甘油酯,相对分子质量较小,不属于高分子化合物,C错误;
D.麦芽糖属于二糖,酸性条件下水解的产物只有葡萄糖,蔗糖水解才生成葡萄糖和果糖,D错误;
故选B。
2. 下列事实能用勒夏特列原理解释的是
A. 夏天开启冰镇汽水瓶后有大量气泡产生
B. 工业合成氨反应采用400~500℃的高温
C. 铁钉放入浓硝酸中,开始无明显现象,加热后产生红棕色气体
D. 工业上用SO2和O2制备SO3,采用的压强为常压
【答案】A
【解析】
【详解】A.汽水中存在平衡,开启冰镇汽水瓶后体系压强减小,平衡向生成气体的方向移动,大量逸出产生气泡,能用勒夏特列原理解释,A正确;
B.工业合成氨反应,正反应放热,从平衡角度低温更有利于氨生成,选择400~500℃是为了保证催化剂活性最高、提高反应速率,与平衡移动无关,不能用勒夏特列原理解释,B错误;
C.铁钉放入浓硝酸中常温下发生钝化,加热后钝化层被破坏,浓硝酸与铁反应生成红棕色,不存在可逆平衡的移动,不能用勒夏特列原理解释,C错误;
D.正反应气体分子数减小,从平衡角度高压更利于生成,选择常压是因为常压下转化率已较高,加压会大幅提升生产成本,与平衡移动无关,不能用勒夏特列原理解释,D错误;
故选A。
3. 下列化学用语正确的是
A. 次氯酸的结构式:H-Cl-O
B. 的结构示意图:
C. NH3的空间填充模型:
D. CaF2的电子式:
【答案】D
【解析】
【详解】A.次氯酸的中心原子是O,正确结构式为H-O-Cl,选项给出的H-Cl-O不符合成键规则,A错误;
B.的质子数为8,核电荷数应为+8,该结构示意图核电荷数为+18,对应氩原子,B错误;
C.该模型为的球棍模型,空间填充模型无连接棍、是原子按比例紧密堆叠的形式形成三角锥形,C错误;
D.是离子化合物,位于中间,两侧最外层均满足8电子稳定结构,电子式书写正确,D正确;
故选D。
4. 下列过程中相应的离子方程式正确的是
A. 向Ca(ClO)2溶液中通入少量SO2:Ca2++2ClO-+SO2+H2O=HClO+CaSO3↓
B. 用醋酸溶解水垢中的CaCO3:CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O
C. 利用覆铜板制作印刷电路板:2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+
D. 向Na2SiO3溶液中通入过量CO2:+CO2+H2O=H2SiO3↓+
【答案】C
【解析】
【详解】A.具有强氧化性,会将氧化为,正确离子方程式为:,A不符合题意;
B.醋酸是弱电解质,书写离子方程式时不能拆分为,正确离子方程式为:,B不符合题意;
C.具有氧化性,可与发生氧化还原反应生成和,该离子方程式电荷、原子、得失电子均守恒,离子方程式正确,C符合题意;
D.通入过量时,产物应为而非,正确离子方程式为:,D不符合题意;
故选C。
5. 制备Cu2O的离子方程式为4Cu2++8OH﹣+N2H4=2Cu2O↓+N2↑+6H2O,设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 1L0.1mol•L﹣1的CuSO4溶液中含氧原子数为0.4NA
B. 标准状况下,22.4LH2O含质子数为10NA
C. 生成144gCu2O时,转移电子数为NA
D. 1molN2H4含非极性键数为NA
【答案】D
【解析】
【详解】A.1L 0.1mol/L CuSO4溶液中,溶质CuSO4含有的O原子为0.4mol,但溶剂水中也含有大量O原子,总氧原子数大于0.4,A错误;
B.标准状况下H2O不是气态,不能用22.4L/mol计算其物质的量,22.4L H2O的物质的量远大于1mol,质子数远大于10,B错误;
C.Cu2O的摩尔质量为144g/mol,144g Cu2O物质的量为1mol。反应中Cu从+2价降为+1价,每生成2molCu2O转移4mol电子,故生成1mol Cu2O时转移电子数为2,C错误;
D.N2H4分子中2个N原子之间存在非极性共价键,故1mol N₂H₄含非极性键数为,D正确;
故选D。
6. 下列说法中正确的是
A. 已知N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) ΔH=-92.4kJ/mol,则密闭容器中,0.5molN2与1.5molH2完全反应放出热量46.2kJ
B. S(g)+O2(g)=SO2(g) ΔH1,S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH2,则ΔH1<ΔH2
C. 已知C2H5OH(l)燃烧热为1366.8kJ/mol,则反应C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO(g)+3H2O(g) ΔH=-1366.8kJ/mol
D. 已知H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH=-57.3kJ/mol,则浓硫酸与氢氧化钠溶液反应生成1molH2O(l)的ΔH>-57.3kJ/mol
【答案】B
【解析】
【详解】A.合成氨反应为可逆反应,0.5 mol 和1.5 mol 不能完全反应,放出热量小于46.2 kJ,A错误;
B.固态硫变为气态硫需要吸收热量,等物质的量的气态硫燃烧放出的热量比固态硫多,放热反应为负值,放出热量越多越小,故,B正确;
C.燃烧热要求1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物,C的稳定氧化物为,H的稳定氧化物为,该反应产物为和,不符合燃烧热定义,,C错误;
D.浓硫酸溶于水会额外放热,反应生成1 mol 时放出的热量大于57.3 kJ,放热越多越小,故,D错误;
故答案选B。
7. 如图为可逆反应:A(s)+2B(g)2C(g) ΔH>0的逆反应速率随时间变化情况。根据图中曲线判断下列说法中正确的是
A. t3时采取的措施可能是增大B的浓度
B. t3~t4时间段,平衡向正反应方向移动
C. t5时采取的措施可能是降温
D. t7时采取的措施可能是减小压强
【答案】D
【解析】
【详解】A.时刻若增大的浓度,逆反应速率瞬间不变,平衡正向移动,生成物浓度增大,应逐渐增大,与图中后减小的趋势不符,A错误;
B.时间段逐渐减小,说明生成物浓度不断降低,平衡向逆反应方向移动,B错误;
C.该反应,正反应吸热,降温时正逆反应速率均瞬间减小,平衡向放热的逆反应方向移动,浓度减小,应继续减小,与图中后增大的趋势不符,C错误;
D.该反应前后气体分子数相等,减小压强时正逆反应速率同等程度减小,平衡不移动,符合时刻突然降低且之后保持不变的特征,D正确;
故答案为D。
8. 下列实验设计能达到实验目的的是
A.探究温度对化学平衡的影响
B.准确测量中和反应的反应热
C.测定生成H2的速率
D.探究Fe3+、Cu2+对H2O2分解速率的影响
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.实验仅设置温度为单一变量,溶液中存在配位平衡[Cu(H2O)4]2++ 4Cl-⇋ [CuCl4]2-+ 4H2O,温度改变时平衡移动伴随溶液颜色变化,可探究温度对化学平衡的影响,A正确;
B.银质搅拌器、纯铜杯盖均为热的良导体,易造成体系热量散失,导致中和热测定结果误差较大,B错误;
C.反应生成的会从长颈漏斗上口逸出,无法准确测定生成气体的体积,不能测定生成的速率,C错误;
D.两组实验中的浓度不同,且加入试剂的阴离子种类也不同,存在多个无关变量,无法探究、对分解速率的影响,D错误;
9. 某化合物是一种用于合成药物的重要试剂,其结构如图所示。已知、、、、Q是原子序数依次增大的前20号元素,、位于同一主族,、、Q的最外层电子数之和等于Z的最外层电子数。下列有关叙述错误的是
A. Z、M分别与X形成化合物的沸点:M<Z
B. 简单离子半径:M>Z>Q
C. Q和Z形成的某种化合物中存在共价键
D. 氢化物的稳定性:Z>Y
【答案】B
【解析】
【分析】X形成1个共价键,且原子序数最小,故X为氢元素,最外层1个电子,易形成1个共价键达到稳定结构;Y形成4个共价键,原子序数大于H,故Y为碳元素,最外层4个电子,可形成4个共价键达到稳定结构;Z形成2个共价键,原子序数大于C,且Z、M同主族,故Z为氧元素,最外层6个电子,形成2个共价键达到稳定结构,M为S(硫元素,与O同主族,原子序数更大);Q为+1价阳离子,原子序数大于S(原子序数16),属于前20号元素,故Q为钾元素,最外层1个电子,失去电子形成+1价阳离子。
【详解】A.Z与X形成的化合物为,M与X形成的化合物为。分子间存在氢键,氢键会显著提升物质的沸点;而分子间仅存在范德华力,所以的沸点远低于,即沸点,A正确;
B.三种简单离子分别为、、;和电子层数都为3,为2,电子层数越大,离子半径越大,所以半径最小;当电子层数相同时,核电荷数越大,离子半径越小,故半径大小:>>,即M>Q>Z,B错误;
C.化学键判断Q(K)和Z(O)可形成,该化合物中内部存在O-O共价键,因此存在共价键,C正确;
D.氢化物稳定性比较非金属性:O>C(同周期元素从左到右非金属性增强),根据“非金属性越强,对应氢化物的稳定性越强”,氢化物稳定性:>,D正确;
故答案为B
【点睛】
10. 一定温度下,甲醇(CH3OH)与水在铜基催化剂作用下的反应分两步进行,(各物质均为气态),其反应过程如下。下列说法正确的是
A. 反应Ⅰ中只有极性键的断裂和非极性键的形成
B. 1molCO(g)与1molH2O(g)的键能之和小于1molH2(g)与1molCO2(g)的键能之和
C. 反应Ⅱ是总反应的决速步骤
D. 改变催化剂可以使反应Ⅰ的活化能小于反应Ⅱ的活化能,从而减少反应的焓变
【答案】B
【解析】
【详解】A.反应Ⅰ中CH3OH分解生成CO和H2,除了极性键的断裂和非极性键的生成,还有CO碳氧三键的生成,即极性键的生成,A错误;
B.由图得反应 Ⅱ 反应物总能量高于生成物总能量,属于放热反应,放热反应反应物总键能小于生成物总键能,B正确;
C.总反应的决速步骤是活化能更大(反应速率更慢)的步骤,能量图中反应 Ⅰ 的活化能(第一个峰的高度)大于反应 Ⅱ,所以反应 Ⅰ 是决速步骤,C错误;
D.催化剂只能改变活化能,不能改变反应的焓变,D错误;
故选B。
11. 下列叙述与图对应正确的是
A. 密闭容器中发生反应:A+B(g)3C(g),图①表示时增大压强,则A不是气体
B. 由图②可知,P2>P1、,且满足反应:ΔH<0
C. 在恒容密闭容器中进行反应:X(g)+3Y(g)2Z(g),由图③可知该反应ΔH>0
D. 图④为合成氨的反应,a、b、c三点所处的平衡状态中,N2转化率最高的是b点
【答案】B
【解析】
【详解】A.时增大压强,正、逆反应速率都增大,并且逆反应速率大于正反应速率,平衡逆向移动,增大压强,化学平衡向气体体积减小的反应方向移动,则A可能是气体, 也可能不是气体,A错误;
B.温度越高反应速率越快,达到平衡所需时间短。由图像可知:在压强相同都为p2时,温度为T1先达到平衡,说明温度:T1>T2;在温度不变时,增大压强,化学反应速率加快,达到平衡所需时间缩短;根据图像可知:在温度都是T1,压强为p2时先达到平衡,说明压强:p2>p1;增大压强,化学平衡向气体体积减小的反应方向移动,使C的质量分数增大;升高温度,平衡向吸热方向移动,导致C的质量分数降低,因此满足反应:ΔH<0,B正确;
C.依据图像分析,温度升高混合气体的平均摩尔质量减小,总质量不变,说明气体物质的量变大,所以平衡逆向进行,升高温度,平衡向吸热方向移动,即逆反应是吸热反应,正反应是放热反应,ΔH<0,C错误;
D.起始时,氢气物质的量越多,则氮气的转化率越高,因此N2转化率最高的是c点,D错误;
故选B。
12. 新型锂-空气电池能量密度高,应用前景广阔。该电池放电时的工作原理如图所示,其中固体电解质只允许Li+通过。下列说法正确的是
A. 放电时,负极反应式:Li+-e-+OH-=LiOH
B. 有机电解液可改用LiOH溶液
C. 放电时,每消耗1molO2,则有4molLi+通过固体电解质向石墨烯电极移动
D. 放电时,电池中的化学能完全转化为电能
【答案】C
【解析】
【详解】A.放电时,负极为金属Li,Li失电子生成,且负极区为有机电解液,无,负极反应为,选项反应式反应物、原理均错误,A错误;
B.金属Li是活泼金属,能与水发生反应,若将有机电解液改为LiOH溶液(水性溶液),Li会直接与溶液中的水反应,电池无法正常工作,B错误;
C.放电时正极反应为,每消耗1mol转移4mol电子,对应负极生成4mol,原电池中阳离子向正极(石墨烯电极)移动,故有4mol通过固体电解质向石墨烯电极移动,C正确;
D.放电时,电池的化学能除转化为电能外,还有部分能量以热能等形式损失,不可能完全转化为电能,D错误;
故选C。
13. 从下列实验事实所引出的相应结论正确的是
选项
实验事实
结论
A.
将装有2mL0.1Na2S2O3溶液的两支试管分别放入冷水和热水中,分别加入2mL0.1H2SO4溶液、2mL0.2H2SO4溶液,振荡,热水中的试管先出现浑浊。
温度升高,反应速率加快。
B.
密闭容器中发生反应:,压缩容器体积,气体颜色变深。
增大压强,平衡逆向移动。
C.
取溶液于试管中,加入FeCl3溶液,滴入5滴的KSCN溶液,溶液变血红色。
KI与FeCl3的反应是可逆反应。
D.
向锌粒和稀硫酸反应的装置中,滴加几滴CuSO4溶液,气体生成速率明显加快。
形成铜锌原电池,反应速率加快。
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.实验同时改变了温度和H₂SO₄浓度两个变量,无法单独证明温度升高使反应速率加快,A错误;
B.反应前后气体分子总数相等,增大压强平衡不移动,颜色变深是因为浓度被压缩增大,B错误;
C.实验中物质的量远大于,过量,剩余的与反应使溶液变红,无法证明反应可逆,C错误;
D.置换出,形成铜锌原电池,可加快反应速率,D正确;
故答案为D
14. 反应,在295K时,其反应物浓度与反应速率关系的数据如下:
①
②
③
已知:①反应物浓度与反应速率关系式为(k为速率常数,与活化能和温度等有关);②反应级数是反应速率方程式中各反应物浓度的指数之和。下列说法错误的是
A. 该反应的反应级数为3级
B. 该条件下速率常数
C. 加入催化剂可降低反应的活化能,增大速率常数k,从而加快反应速率
D. 相同条件下,NO浓度对反应速率的影响小于浓度对反应速率的影响
【答案】D
【解析】
【详解】A.由①②组数据,浓度不变时,浓度变为原来的5倍,速率变为原来的25倍,得;由①③组数据,浓度不变时,浓度变为原来的5倍,速率变为原来的5倍,得,反应级数为级,A正确;
B.代入①组数据计算,B正确;
C.催化剂可降低反应的活化能,温度不变时速率常数增大,反应速率加快,C正确;
D.速率方程中的级数为2,的级数为1,相同浓度变化下对反应速率的影响更大,即浓度对反应速率的影响大于,D错误;
15. 一定温度下,在三个容积相同的恒容密闭容器中按不同方式投入反应物,发生反应2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)ΔH=-196kJ/mol,测得反应的相关数据如下:
容器1
容器2
容器3
反应温度T/K
700
700
900
反应物投入量
2molSO2、1molO2
4molSO3
2molSO2、1molO2
平衡c(SO3)/mol·L-1
c1
c2
c3
平衡体系总压强p/Pa
p1
p2
p3
反应能量变化
放出akJ
吸收bkJ
放出ckJ
平衡常数K
K1
K2
K3
下列说法正确的是
A. c2<2c1 B. p2>2p3 C. +c<196.0 D. K2<K3
【答案】C
【解析】
【详解】A.容器2的投料等效于将2个容器1的反应体系压缩至同一容积,加压会使该气体分子数减少的反应正向移动,因此平衡时,A错误;
B.容器2平衡时压强满足,容器3温度高于容器1,升温使平衡逆向移动、且温度升高气体压强增大,因此,可得,B错误;
C.同温下若容器2与2倍容器1完全等效,则满足,但容器2加压平衡正向移动,吸收的热量偏小,故;容器3温度更高,平衡逆向移动,放出的热量,因此,C正确;
D.该反应为放热反应,平衡常数仅与温度有关,温度越高平衡常数越小,,故,D错误;
故选C。
二、简答题:本大题共4小题,共55分。
16. 某研究性学习小组利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液的反应探究“外界条件的改变对化学反应速率的影响”,进行了如下实验:
【实验装置】
【实验数据】
实验序号
实验温度/K
酸性KMnO4溶液
H2C2O4溶液
H2O
溶液颜色褪至无色所需时间
收集CO2的体积
V/mL
V/mL
V/mL
A
293
4.0
0.01
4.0
0.1
0
Va
B
T1
4.0
0.01
3.0
0.1
1.0
8
Vb
C
313
4.0
0.01
V2
0.1
0
Vc
(1)烧瓶中发生反应的化学方程式:____________________________________________。
(2)为了减少气体溶解,试剂X最好选用_____________。
(3)实验A、B对照的目的是其他条件不变,探究_____________对反应速率的影响,其中________K,________mL。
(4)忽略溶液体积的变化,利用实验B中数据计算,内,用H2C2O4的浓度变化表示的反应速率(H2C2O4)=______________。
(5)研究该反应时发现,H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液反应刚开始时反应速率较慢,溶液褪色不明显,一段时间后,反应速率明显加快。针对上述现象,甲同学认为反应放热,导致溶液温度升高,反应速率加快。从影响化学反应速率的因素看,你猜想还可能是_________________________________________________的影响,导致后面反应速率加快。
【答案】(1)
(2)饱和溶液
(3) ①. 反应物浓度 ②. 293 ③. 4.0
(4)
(5)生成的起催化作用(或催化剂)
【解析】
【小问1详解】
在酸性条件下,高锰酸钾具有强氧化性,能将草酸氧化为二氧化碳,自身被还原为硫酸锰。可写出该反应的化学方程式为:。
【小问2详解】
该实验通过测量收集到的气体体积来探究反应速率;为了减少溶解在水里造成的误差,排液法收集气体时,试剂应选用饱和溶液。
【小问3详解】
对比实验A和B的数据可知,两组实验中溶液的体积相同,但溶液的体积和加入水的体积不同,且混合后溶液的总体积均为 ;这说明两组实验中草酸的初始浓度不同,因此实验A、B对照的目的是探究浓度对化学反应速率的影响,所以其他数据应保持一致,;实验A和C是为了探究温度对反应速率的影响,因此实验C中草酸的体积应与实验A相同,即 。
【小问4详解】
在实验B中,混合后溶液的总体积 。溶液褪至无色,说明 完全反应。消耗的 的物质的量为:,根据化学方程式中的比例关系,消耗的草酸的物质的量为:,则 内草酸的浓度变化量为:,用 表示的反应速率为:。
【小问5详解】
该反应的生成物中含有 。在反应初期,溶液中没有 ,反应速率较慢;随着反应的进行,生成的 浓度逐渐增大,作催化剂,从而导致反应一段时间后速率明显加快。
17. 某研究小组设计的一种利用废旧磷酸铁锂电池正极材料(含LiFePO4、导电炭黑、铝箔)回收金属化合物的流程如图:
已知:①LiFePO4难溶于水和碱性溶液,可溶于酸性溶液。
②碳酸锂的溶解度曲线如图所示。
回答下列问题:
(1)P元素在周期表中的位置:________________。
(2)为加快“碱浸”浸出速率,可采取措施:_______________。(填两种即可)
(3)向滤液1中通入过量CO2时,反应的离子方程式:______________________________。
(4)“酸浸”时控制温度50~60℃,其原因是____________________________________;“酸浸”得到的滤渣主要为___________。
(5)向滤液3中加入饱和NaHCO3溶液时,溶液变浑浊并伴有气泡冒出,主要反应的化学方程式:___________________________________________________________________。
(6)“一系列操作”具体包括蒸发浓缩、___________________________、洗涤、干燥。
【答案】(1)第三周期第族
(2)粉碎废料、适当升高温度
(3)
(4) ①. 温度过低反应速率较慢,温度过高会导致分解 ②. 导电炭黑
(5)
(6)趁热过滤
【解析】
【分析】废旧磷酸铁锂电池正极材料含、导电炭黑、铝箔;先用NaOH溶液浸取,由流程可知,碱浸时发生反应,滤液1中含有,通入过量二氧化碳生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠,过滤后得到的滤渣为和导电炭黑。将滤渣加硫酸和双氧水酸浸,溶解生成硫酸锂、硫酸铁、磷酸,过滤,滤渣是炭黑;滤液2加氨水调节pH生成FePO4·2H2O沉淀;FePO4·2H2O失水得到FePO4;滤液3加饱和碳酸氢钠得到碳酸锂沉淀,过滤、洗涤、干燥得碳酸锂,最后碳热还原得到LiFePO4。
【小问1详解】
P元素的原子序数是15,在周期表中的位置:第三周期第族;
【小问2详解】
根据影响反应速率的因素,为加快浸出速率,可采取的措施是适当提高浸出温度,研磨废料的颗粒,适当提高氢氧化钠的浓度等;
【小问3详解】
碱浸后,正极材料中的铝会和氢氧化钠反应生成,所以“滤液1”中有大量,当通入过量后,会生成沉淀,反应的离子方程式:;
【小问4详解】
温度过低,浸取速率慢;温度过高,发生分解,所以“酸浸”时控制温度50~60℃;导电炭黑不溶于氢氧化钠和硫酸,所以滤渣的主要成分是导电炭黑;
【小问5详解】
氨水处理后的“滤液3”中含有大量,加入饱和反应生成沉淀和气体,方程式为;
【小问6详解】
由于的溶解度随温度的升高而减小,所以在制备的过程中,趁热过滤可以减少因的溶解造成的损失,“一系列操作”具体包括蒸发浓缩、趁热过滤、洗涤、干燥。
18. 以乙烯为原料制备一种工业增塑剂的合成路线如图:
(1)有机物A的官能团的名称为___________。
(2)有机物B的结构简式为___________。
(3)合成增塑剂的化学方程式为_________________________,反应类型为___________。
(4)CH3CH2OH被氧化成物质A的过程中,可能产生中间产物CH3CHO,下列物质可用于鉴别CH3CH2OH、CH3CHO和物质A的是_________。
a.NaOH溶液 b.pH试纸 c.银氨溶液 d.新制氢氧化铜悬浊液
(5)有机物C是A的同系物,相对分子质量比A多42,则有机物C的结构有______种。其中,烃基的一元取代物只有一种的分子结构简式为___________________________。
【答案】(1)羧基 (2)
(3) ①. ②. 取代反应(酯化反应)
(4)cd (5) ①. 4 ②.
【解析】
【分析】乙烯和无机物X反应生成乙醇,因此X为,该反应为加成反应;乙醇被高锰酸钾氧化生成A,A为乙酸;乙烯和氧气反应生成,与水反应生成B,根据A与B反应生成的增塑剂的结构简式和B的分子式可知,B的结构简式为,A与B发生酯化反应生成增塑剂,由此解答;
【小问1详解】
由分析可知,A为乙酸,含有的官能团为羧基;
【小问2详解】
由分析可知,B的结构简式为;
【小问3详解】
由分析可知,合成增塑剂的反应为A与B反应的酯化反应,化学方程式为;反应类型为取代反应(酯化反应);
【小问4详解】
a.乙酸能和溶液反应,但是无现象,乙醇和乙醛均不和溶液反应,无法进行区分,a不符合题意;
b.乙酸呈酸性,可以用pH试纸进行区分,但是乙醇和乙醛都呈中性,无法用pH试纸区分,b不符合题意;
c.乙醛和银氨溶液在水浴中加热可以发生银镜反应,乙醇和银氨溶液不反应,乙酸和银氨溶液会反应生成沉淀,因此可以区分三者,c符合题意;
d.乙醇和新制氢氧化铜悬浊液不反应无现象,乙醛和新制氢氧化铜悬浊液水浴加热会生成砖红色沉淀,乙酸和新制氢氧化铜悬浊液反应会使蓝色絮状沉淀消失,变成蓝色溶液,因此可区分三者,d符合题意;
故答案为cd;
【小问5详解】
由分析可知,A为乙酸,C为A的同系物,相对分子质量比A大42,比A多3个,因此C中除了羧基外还有四个饱和碳原子,符合要求的有机物C的同分异构体有、、和共4种;其中烃基的一元取代物只有一种的分子结构简式为。
19. 甲醇(CH3OH)是一种重要的化工原料,具有广阔的开发和应用前景。
I.工业上使用水煤气转化成甲醇。
(1)水煤气制取甲醇的反应为CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g) ΔH,已知该反应在低温条件下可自发进行,则ΔH_______0(填“<”或“>”)。
(2)反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)中CO的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示:
①vB(正)_______vC(逆)。(填写“大于”、“等于”或“小于”)
②A点条件下假设压强为P1,往容器内充入1molCO与2molH2发生反应。平衡时H2的体积分数为_______,KP=_______。(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)
Ⅱ.工业上也可使用二氧化碳加氢制甲醇,主要发生下列反应:
①CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH<0
②CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH>0
(3)一定温度下,在恒容密闭容器中充入1molCO2和1molH2,若只发生反应①,下列有关说法正确的是_______。
A. 当CO2的体积分数保持不变时,该反应达到平衡状态
B. 混合气体的平均相对分子质量不再发生变化时,该反应达到平衡状态
C. 混合气体的密度不再发生变化时,该反应达到平衡状态
D. 单位时间内,断开的数目和断开H-O的数目相同时,该反应达到平衡状态
(4)保持在aMPa下,投料比,当反应达到平衡时,如图所示,其中m和n代表是一氧化碳或甲醇在含碳的产物中物质的量分数。
①请根据图像及相关方程式分析,n曲线代表的物质是_______(填化学式)。
②270℃~400℃时,CO2的平衡转化率随温度升高而增大,请结合勒夏特列原理解释____________________________________________________________________________。
【答案】(1)< (2) ①. 小于 ②. ③. (3)BD
(4) ①. ②. 反应①为放热反应,随着温度升高,平衡逆向移动,转化率降低;而反应②为吸热反应,随着温度升高,平衡正向移动,转化率升高,在270℃~400℃时主要以反应②为主,的平衡转化率随温度升高而增大
【解析】
【小问1详解】
该反应为气体分子数减小的反应,,因反应为低温自发进行,根据,可知,在低温时,因此;
【小问2详解】
①由于为放热反应,随着温度的降低,平衡正向移动,CO的转化率不断提高,因此,温度越高反应速率越大,并且B、C均为平衡状态,正逆反应速率相同,因此vB(正)小于vC(逆);
②起始,,由图像可知,CO的平衡转化率为0.5,列三段式,因此平衡时总物质的量为,,恒压条件下,体积分数为物质的量的分数,因此平衡时H2的体积分数为;,,,因此;
【小问3详解】
A.初始投入,,设某一时刻转化的物质的量为,列出三段式为,总物质的量为,而,H2的体积分数为始终保持不变,因此不能通过体积分数不变时说明反应达到平衡状态,A错误;
B.反应物和生成物都是气体,混合气体的质量不变,该反应为气体分子数减小的反应,如混合气体的平均相对分子质量,说明混合气体的物质的量不变,可以说明反应达到平衡状态,B正确;
C.反应物和生成物都是气体,混合气体的质量不变,恒容容器体积不变,因此混合气体的密度始终不变,与反应是否平衡无关,因此混合气体密度不变不能说明反应达到平衡,C错误;
D.单位之间,断开的数目说明的是正反应速率,而断开H-O数目说明的是逆反应速率,二者相同说明正逆反应速率相同,反应达到平衡,D正确;
故答案为BD;
【小问4详解】
①由于反应①为放热反应,随着温度升高,平衡逆向移动,的含量减少;而反应②为吸热反应,随着温度升高,平衡正向移动,的含量增加,根据图像的变化趋势可知,m曲线代表的物质为,n曲线代表的物质为;
②反应①为放热反应,随着温度升高,平衡逆向移动,转化率降低;而反应②为吸热反应,随着温度升高,平衡正向移动,转化率升高,在270℃~400℃时主要以反应②为主,的平衡转化率随温度升高而增大。
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