精品解析:上海市曹杨第二中学2024-2025学年高二上学期期中考试 化学试卷
2026-08-05
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-期中 |
| 学年 | 2024-2025 |
| 地区(省份) | 上海市 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 1.63 MB |
| 发布时间 | 2026-08-05 |
| 更新时间 | 2026-08-05 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-08-05 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/59101323.html |
| 价格 | 5.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
2024-2025学年上海市普陀区曹杨二中第一学期期中考
高二年级化学学科
相对原子质量:O-16 Na-23 S-32 Cu-64
一、工业合成氨
氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。
已知合成氨反应为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g),ΔH=-92 kJ·mol−1,其化学平衡常数K与温度t的关系如下表:
t/℃
200
300
400
平衡常数
K1
K2
0.5
1. K1 和K2的大小关系是____________。
A.K1 >K2 B.K1 =K2 C.K1 <K2
2. 在密闭恒温恒容的容器中,下列能作为合成氨反应达到平衡依据的是 。
A. v(N2)正=3v(H2) 逆
B. 混合气体的密度保持不变
C. 容器内压强保持不变
D. N2、H2、NH3的浓度之比为1∶3∶2
3. 化工生产为做到又“快”又“多”采用多种方法。合成氨工业中为实现“多”可采取的措施有 。
A. 使用高效催化剂 B. 升高温度 C. 增大压强 D. 降低温度
4. 400 ℃时,氨分解反应NH3(g) N2(g)+H2(g)的化学平衡常数的值为_______________________。若在此温度下2 L容器中,某时刻测得NH3、N2和H2的物质的量分别为3 mol、1 mol和3 mol时,此时氨分解反应的v(N2)正_______________________v(N2)逆(选填字母)。
A.> B.= C.<
5. 已知部分化学键键能数据如下
化学键
H-H
N-H
键能(kJ·mol−1)
436
391
根据相关数据,计算N≡N的键能为 ____________________kJ·mol−1。
工业上用氨气与酸制造(NH4)2SO4、NH4Cl等铵态氮肥。
6. 0.1 mol·L−1(NH4)2SO4 溶液中各离子浓度关系正确的是 。
A. []>[]>[OH-]>[H+]
B. []>[]>[H+]>[OH-]
C. 2[]+[OH-]= [H+] +[]
D. [H+] =[NH3·H2O]+[OH-]
7. 向NH4Cl溶液中通入少量HCl气体,溶液中的浓度将__________________。
A.增大 B.减小 C.不变
结合离子方程式运用平衡移动原理解释其原因_________________________________________。
【答案】1. A 2. C 3. CD
4. ①. 1.414 ②. A
5. 946 6. CD
7. ①. A ②. 溶液中发生水解反应: +H2ONH3·H2O+H+,通入HCl后, c(H+)上升,水解平衡向左移动,故c()会增大
【解析】
【1题详解】
已知合成氨反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的ΔH=-92 kJ·mol−1<0,该反应为放热反应。升高温度,平衡向逆反应方向移动,化学平衡常数K减小。因为200 °C<300 °C,所以K1>K2,故答案选A。
【2题详解】
A.当时反应达到平衡状态,不满足计量数关系,不能说明反应已达到平衡,A错误;
B.在恒容密闭容器中,混合气体的总质量和总体积始终保持不变,因此混合气体的密度也始终不变,不能作为判断平衡的依据,B错误;
C.该反应正向为气体分子数减小的反应,恒温恒容条件下,当容器内压强保持不变时,说明各组分的物质的量不再发生变化,反应已达到平衡,可以作为判断依据,C正确;
D.浓度比为1∶3∶2只是某一时刻的比例,不能说明浓度不再随时间变化,无法判断平衡,D错误;
故答案选C。
【3题详解】
“多”指提高氨的产率,即让平衡正向移动,结合平衡移动原理分析:
A.高效催化剂只加快反应速率,不改变平衡位置,氨的产率不变,A错误;
B.正反应放热,升高温度平衡逆向移动,氨的产率降低,B错误;
C.正反应是气体分子数减小的反应,增大压强平衡正向移动,氨的产率提高,C正确;
D.正反应放热,降低温度平衡正向移动,氨的产率提高,D正确;
故答案选CD。
【4题详解】
400 °C时,合成氨反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的化学平衡常数K=0.5。所求氨分解反应NH3(g) N2(g)+H2(g)是合成氨反应逆向进行且化学计量数减半,因此其平衡常数为;
在2 L容器中,此时各物质的浓度分别为c(NH3)=1.5 mol·L-1,c(N2)=0.5 mol·L-1,c(H2)=1.5 mol·L-1。此时的浓度商。因为Q<K′,反应正向进行,所以此时,故答案选A。
【5题详解】
设N≡N的键能为x kJ·mol-1。对于合成氨反应,反应热等于反应物总键能减去生成物总键能,即ΔH=x+3×436-6×391=-92,解得x=946。
【6题详解】
A.的水解使溶液呈酸性,故 ,A错误;
B.因水解程度较小,溶液中主次离子的浓度关系应为 ,B错误;
C.由电荷守恒原理可知成立,C正确;
D.由质子守恒原理可知,水电离出的,D正确;
故答案选CD。
【7题详解】
通入少量HCl气体后溶液的酸性增强。原NH4Cl溶液中存在水解平衡:+H2ONH3·H2O+H+,HCl的加入导致溶液中的H+浓度增大,根据平衡移动原理,水解平衡向逆反应方向移动,从而抑制的水解,使的浓度增大,因此答案选A。
二、硫化物的处理
油气开采、石油化工、煤化工等行业废气普遍含有的硫化氢,需要回收处理。
8. 硫化氢可溶于水,写出硫化氢在水中的电离方程式: ________________________________________(写出第一步电离即可)。
I.高温热分解法
原理:2H2S(g) S2(g)+ 2H2(g) ΔH=+170 kJ·mol−1
9. 该反应的化学平衡常数表达式为_________________________________________________。
10. 升高温度,该反应的化学平衡常数_____________。
A.增大 B.减小 C.不变
11. 工业上,通常在等温、等压条件下将H2S与Ar 的混合气体通入反应器,发生H2S热分解反应,达到平衡状态后,若继续向反应器中通入Ar,H2S的平衡转化率会_____________。
A.增大 B.减小 C.不变
II.克劳斯工艺
反应炉中发生反应: 2H2S(g)+3O2 =2SO2(g)+ 2H2O(g) ΔH=-1036 kJ·mol−1
催化转化器中发生的反应:4H2S(g)+ 2SO2(g)=3S2(g)+ 4H2O(g) ΔH=94 kJ·mol−1
12. 克劳斯工艺处理H2S获得1 mol 气态硫黄的总反应的热化学方程式为:_______________________ 。
13. 用克劳斯法处理H2S时,研究人员对反应条件对S2 产率的影响进行了如下研究。
其他条件相同时,相同时间内,S2 产率随温度的变化如图所示。由图可见,随着温度升高, S2产率先增大后减小,原因是__________________________________________ 。
III.实验室常用硫酸铜溶液或者氢氧化钠溶液吸收硫化氢。
已知:25℃时,H2S Ka1 =1×10 -7 ,K a2 =1×10 -13
14. 常温下,用NaOH 溶液吸收等物质的量的H2S后,溶液的pH _____________7(选填字母);
A.> B.= C.<
所得溶液中含硫微粒的浓度大小顺序为_____________________________________________________ 。若用硫酸铜溶液除去硫化氢,该反应的离子方程式为_________________________________________________ 。
15. 常温下,水溶液中c(H+) 和c(OH- )的浓度变化如图所示,下列说法正确的是 。
A. 将硫化氢通入水中,溶液中c(H+)的变化:a→b
B. b 点溶液中可大量存在的离子: S2− , K+ , Fe 3+ ,Cl−
C. 将硫化钾固体加到水中,水的电离程度减小
D. c 点时加入少量硫化钠固体, 最终不变
16. 硫化物也常用于除去废水中的重金属离子。
25°C 时, Ksp(CuS) =6.0×10-36 , Ksp(FeS) =6.0×10 -18 ;向含Cu2+ 的废水中加入沉淀剂FeS,发生反应的离子方程式为__________________________ ,当反应达到平衡时, =___________________。
【答案】8. H2SHS-+H+
9.
10. A 11. A
12. 2H2S(g)+O2(g)=S2(g)+2H2O(g) ΔH= -314 kJ·mol-1
13. 该反应是放热反应,反应未达到平衡时,升高温度,S2 的生成速率增大,单位时间S2的生成量增大,转化率增大,当反应达到平衡时,升高温度,平衡逆向移动,S2的转化率减小(或温度升高,催化剂效率较低,转化率减小)
14. ①. A ②. c(HS- ) >c(H2S ) > c( S2-) ③. H2S+Cu2+= CuS↓+2H+ 15. AD
16. ①. FeS(s) + Cu2+(aq) = CuS(s)+Fe2+ (aq) ②. 1018
【解析】
【8题详解】
硫化氢是二元弱酸,分步电离,第一步电离出氢离子和硫氢根离子,使用可逆符号,电离方程式为;
【9题详解】
化学平衡常数为生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值,反应中所有物质均为气体,全部代入表达式,为;
【10题详解】
该反应为吸热反应,升高温度平衡正向移动,平衡常数增大,故选A;
【11题详解】
等温等压下通入惰性气体Ar,容器体积增大,相当于反应体系各组分浓度同等程度减小,平衡向气体分子数增多的正向移动,的平衡转化率增大,故选A;
【12题详解】
将已知两个热化学方程式编号为①、②,根据盖斯定律,即可得到生成1 mol气态的总反应,为;
【13题详解】
该反应是放热反应,反应未达到平衡时,升高温度,S2 的生成速率增大,单位时间S2的生成量增大,转化率增大,当反应达到平衡时,升高温度,平衡逆向移动,的转化率减小(或温度升高,催化剂效率较低,转化率减小);
【14题详解】
等物质的量的和反应生成,的水解常数,水解程度大于电离程度,溶液显碱性,pH>7,故选A;的电离和水解均为微弱过程,因此最大,水解生成的浓度大于电离生成的,所以浓度大小顺序为;硫酸铜和硫化氢反应生成难溶的CuS沉淀,离子方程式为。
【15题详解】
a点是中性纯水,b点为酸性环境,c点为碱性环境,据此分析
A.硫化氢通入水中溶液显酸性,,对应点应从a向b方向变化,A正确;
B.b点为酸性环境,可氧化,二者不能大量共存,B错误;
C.硫化钾是强碱弱酸盐,水解促进水的电离,水的电离程度增大,C错误;
D.该比值,仅与温度有关,温度不变则比值不变,D正确;
故选AD。
【16题详解】
沉淀转化反应中FeS转化为更难溶的CuS,离子方程式为;平衡时。
三、淀粉分子全合成
研发CO2 利用技术成为了研究热点,某科研团队采用一种类似“搭积木”的方式,在实验室中首次实现从二氧化碳到淀粉分子的全合成,“积木”中涉及如下两个反应:
①CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH<0
②CH3OH(g)+O2(g) HCHO(g)+H2O2(l)
17. 该反应在以下哪种情况下易自发进行_________________。
A.高温 B.低温 C.任意温度
一定温度下,往5L 反应釜中充入1molCO2、3molH2,反应5min,气体总的物质的量减少了20%,则0~5min 内,H2 的平均反应速率v=_________________________。
18. 将1molCO2、3molH2充入反应器中,以下数值不变时能说明该反应达到平衡的是 。
A. 气体密度 B. 气体总压 C. CO2、H2 体积比 D. v 正(CO2)=3v逆(H2)
19. 反应①在TiO2 / Cu 催化剂表面生成CH3OH 和H2O( g)的部分反应历程如图所示,其中吸附在催化剂表面的物质用*标注。
反应历程中反应速率最快一步的活化能E正= __________________________ eV。 写出反应速率最快一步的化学方程式 _______________________________________________。 下列有关催化剂说法正确的是_________________。
A.催化剂不参与反应,仅加快了反应速率
B.催化剂降低了反应的活化能,提高了活化分子的百分数
C.加入催化剂后,单位体积内分子总数增大,活化分子总数增大
D.选用活性更高的催化剂可以提高平衡转化率
20. 将同体积的CH3OH(g)与O2(g)充入反应器中,平衡时v 正(O2)、c(O2)与温度的关系如图所示:
反应②为__________________反应。(选填字母)
A.放热 B.吸热
55~100℃时,O2 的物质的量浓度随温度升高而增大的原因是______________________________________________。
21. 反应②常会有副产物甲酸(HCOOH,弱酸)产生,将NaOH 溶液逐滴加入HCOOH 溶液至恰好完全反应,溶液中存在:[OH-]-[H+] =__________________。继续加入HCl 溶液至中性,此时[HCOOH] _________________________[Cl–](选填字母)。
A.> B.= C.< D.无法比较
22. 已知25℃时, Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11,HCOOH 的电离常数为Ka=1.77×10-4,试通过计算推断氢氧化镁固体是否能够溶解在甲酸中?______________________________________________。
【答案】17. ①. B ②. 0.048mol·L-1·min-1 18. B
19. ①. 0.61 ②. ③. B
20. ①. B ②. H2O2 不稳定,温度升高会分解,产生氧气,导致氧气浓度增大
21. ①. c(Na+ ) -c(HCOO- ) 或 c( HCOOH) ②. B
22. 氢氧化镁固体能溶解在甲酸中
【解析】
【17题详解】
反应①:,气体分子数减少,;又已知。 根据自发判据: 时,低温下,反应自发,选;
初始总物质的量:。 总物质的量减少20%,则。 反应: ,每消耗,总物质的量减少,,。
【18题详解】
A.恒容容器,气体总质量不变,密度始终不变,不能说明平衡,A错误;
B.反应前后气体分子数变化,气体总压强不变时,气体物质的量不变,说明达到平衡,B正确;
C.起始、物质的量之比为1:3,消耗比也为1:3,体积比始终不变,不能说明平衡,C错误;
D.速率关系应为反应才能达到平衡,选项式子不满足计量数关系,不能说明达到平衡,D错误;
故选B。
【19题详解】
该历程中最小能垒(活化能)为能量上升阶段,可知最小的活化能为1.08到1.69阶段,则反应速率最快一步的活化能E正=;反应速率最快一步的化学方程式为;
A.催化剂会参与反应过程,通过形成中间吸附态改变反应路径,并非完全不参与反应,A错误;
B.催化剂的核心作用是降低反应的活化能,能够让更多普通分子获得能量成为活化分子,从而提高活化分子的百分数,B正确;
C.加入催化剂不会改变体系内分子的总数量,仅能提升活化分子的占比,单位体积内分子总数不会增大,C错误;
D.催化剂仅能改变反应速率,不会影响化学平衡的移动,无法提高反应的平衡转化率,D错误;
故选B。
【20题详解】
将同体积的与充入反应器中,根据图示,在以前,以后,随着温度升高,减小,说明平衡正向移动,说明该反应为吸热反应,故选B;
产物中的H2O2 不稳定,温度升高会分解,产生氧气,导致氧气浓度增大。
【21题详解】
溶液逐滴加入溶液至恰好完全反应,根据电荷守恒,可以得出,根据物料守恒,得出,因此;继续加入溶液至中性, ,根据电荷守恒,可以得出,根据物料守恒,得出,说明,因此,故选B。
【22题详解】
,所以氢氧化镁固体能溶解在甲酸中。
四、亚硫酸氢钠和亚硫酸钠
NaHSO3 在染料、造纸、制革、化学合成等工业中作为还原剂,在酿造、饮料行业中用作杀菌剂,还可用于生产糖精、香料等。
Ⅰ.NaHSO3 其水溶液中含硫微粒随pH 的分布曲线如图所示。回答以下问题:
23. 由图判断亚硫酸氢钠溶液为______________性,用平衡原理解释原因______________________________。
A.酸 B.碱 C.中
24. 下列说法正确的是 。
A. pH= 5时,水的电离程度最大
B. pH= 6时,溶液中[Na+]>[]>[] >[H+]>[OH-]
C. NaHSO3 溶液中[H2SO3]+[H+]=[OH-] +[]
D. NaHSO3 溶液中[Na+]=2[] +[H2SO3]+[ ]
25. 若向NaHSO3 溶液中滴入NaOH 溶液使pH 恰好为7,此时测得[Na+]=0.12mol·L-1,则溶液中[]=____________________________mol·L-1。
Ⅱ.工业上可用纯碱吸收二氧化硫法制备Na2SO3,流程如下图所示。
26. 步骤Ⅰ中边搅拌边向Na2CO3溶液中通入SO2制备NaHSO3溶液,结合NaHSO3的分布系数图,确定停止通入SO2的最佳pH 范围是_____________________ ,操作①中从溶液中得到NaHSO3·7H2O的操作为_______________________________ ,过滤,洗涤,干燥。
某小组同学用0.100 mol·L-1的酸性KMnO4 溶液测定产品中Na2SO3的含量,具体流程:
a.称量7.000g 样品,溶解,配制成250mL 的溶液;
b.用滴定管量取25.00mL 样品溶液于锥形瓶中,用酸性KMnO4 溶液滴定;
c.消耗KMnO4溶液体积为20.00mL ;
滴定中发生的反应方程式为:5+2+6H+= 5+2Mn2++3H2O
27. a 中配制溶液时,需要用到除烧杯、玻璃棒外的玻璃仪器有:___________________________;判断滴定终点的现象是:___________________________。
28. 假定杂质不含还原性物质,样品中Na2SO3的纯度为________________ 。(用百分数表示)
29. Na2SO3稀溶液中存在:[OH-]−[H+]=[]+____________。
【答案】23. ①. A ②. 亚硫酸氢钠溶液中既存在电离平衡又存在水解平衡,因为其电离平衡程度大于水解平衡,故溶液显酸性 24. BC
25. 0.04 26. ①. 4≤pH≤5 ②. 蒸发浓缩,冷却结晶
27. ①. 250mL 容量瓶、胶头滴管 ②. 当滴入最后半滴标准液时,溶液由无色变为浅红色,且半分钟内不褪色
28. 90% 29.
【解析】
【分析】Ⅱ.以吸收,控制制备,经蒸发浓缩、冷却结晶获得,进一步得到;同时设计酸性标准液滴定方案,利用氧化还原反应测定产品中纯度。
【23题详解】
由分布曲线可知,溶液在之间,溶液呈酸性;同时存在水解平衡:与电离平衡:,电离程度大于水解程度,体系,因此溶液显酸性;
【24题详解】
A.体系主要微粒为,电离抑制水的电离,水的电离程度不是最大,A错误;
B.,物质的量分数大于,溶液呈酸性,,结合电荷守恒,B正确;
C.该式为溶液质子守恒:,C正确;
D.物料守恒应为,系数2多余,D错误;
故选BC;
【25题详解】
时,由电荷守恒得:;图像处,设,则,解得;
【26题详解】
制备需要溶液中占主导,观察分布曲线,最佳范围为;获取结晶水合物,操作①采用蒸发浓缩、冷却结晶,再过滤、洗涤、干燥;
【27题详解】
①配制250 mL一定物质的量浓度溶液,除烧杯、玻璃棒,还需要250 mL容量瓶、胶头滴管;
②酸性高锰酸钾为紫色,被还原为无色,因此终点现象为:当滴入最后半滴标准液时,溶液由无色变为浅红色,且半分钟内不褪色;
【28题详解】
由方程式可得反应关系式:,,25.00mL待测液中,则250mL溶液中,,因此纯度为;
【29题详解】
溶液质子守恒为,整理得:。
五、含铜电路板的回收利用
Ⅰ.过氧化氢和盐酸的混合溶液可以刻蚀含铜的电路板。
30. 请写出用过氧化氢和盐酸刻蚀电路板时发生的离子反应方程式:_____________。
31. 当反应一段时间后,随着溶液变蓝,气泡产生的速率加快,可能的原因是________。
Ⅱ.含铜电路板也可以用FeCl3 进行刻蚀。
对刻蚀后的液体(含FeCl3、FeCl2和 CuCl2 )进行处理以提取FeCl2·4H2O和,流程如图所示:
32. 从滤液A中提取FeCl2·4H2O的操作:加入Fe粉后,先浓缩滤液至出现 ___________________, 趁热过滤,取溶液 ____________________________、过滤、洗涤、干燥。
33. 检验溶液B 中提取出的Cu上粘附的Cl−已经洗净的操作为:___________________________________________。
制备时,将铜溶解于H2SO4 、HNO3 的混酸中,此过程中产生的红棕色气体为 ___________________________________________________产物。(填字母)
A.氧化 B.还原
Ⅲ.利用滴定法可测定所得纯度(),操作如下:
①取a g 样品,加入足量NH4F−HF溶液溶解(其中F-用于防止Fe3+干扰检验:Fe3++6F-=)
②滴加足量KI 溶液,发生反应2Cu2++ 4I-═2CuI↓+I2
③再用c mol/L Na2S2O3 标准溶液滴定,以淀粉溶液作指示剂,到达滴定终点时消耗硫代硫酸钠标准溶液V mL,发生的反应为:I2+2 = +2I﹣。
34. 25℃时,HF 的Ka=5.6×10-4,NH3·H2O 的Kb=1.8×10-5,则NH4F 溶液呈 。
A. 酸性 B. 碱性 C. 中性 D. 无法判断
35. 接近滴定终点时,向溶液中滴加KSCN,会发现CuI 沉淀转化为CuSCN,其沉淀转化的原因是___________________________________________________________________ 。已知 CuI 能够吸附大量I2,若不加KSCN,则测得的纯度_________________。(选择字母填入)
A.偏高 B.偏低 C.不变
36. 计算的纯度:______ (用a、c、V 的代数式表示)。
【答案】30.
31. 对的分解有催化作用或反应放热,温度升高加快分解反应速率
32. ①. 有少量晶体 ②. 冷却结晶
33. ①. 取最后一次洗涤液,加入硝酸酸化的硝酸银溶液,若无沉淀产生,则证明已洗涤干净 ②. B 34. A
35. ①. CuSCN 的溶度积小于CuI,CuI 沉淀转化为更难溶的CuSCN ②. B
36.
【解析】
【30题详解】
在酸性条件下,过氧化氢作氧化剂,将铜氧化为,自身被还原为,其离子方程式为:。
【31题详解】
反应发生后溶液逐渐变蓝,说明生成了,由于过渡金属离子可以作为分解的催化剂,同时该反应可能是放热反应,温度的升高和催化剂的作用均会使得分解产生气泡的速率加快。
【32题详解】
从滤液中获取带有结晶水的盐晶体(),标准操作为:将滤液加热蒸发浓缩至表面出现少量晶膜(或少量晶体),趁热过滤除去可能存在的固体杂质,再取滤液进行冷却结晶,最后过滤、洗涤、干燥。
【33题详解】
滤渣表面主要附着的是溶液中的,检验是否洗净的操作是:取最后一次洗涤液少许于试管中,滴加硝酸酸化的溶液,若无白色沉淀()产生,则证明已经洗净;铜与、混酸反应时,在酸性条件下表现强氧化性,被还原为红棕色的二氧化氮()气体,氮元素化合价由+5价降低为+4价,故属于还原产物,故答案选B。
【34题详解】
已知时,的电离常数的电离常数,根据“越弱越水解”的规律,的水解程度小于的水解程度,即水解产生的多于水解产生的,因而溶液呈酸性,故答案选A。
【35题详解】
沉淀在通常情况下容易向溶解度更小(或溶度积更小)的方向转化,加入能使转化为,说明的溶度积小于;如果不加入,由于表面吸附大量未能释放到溶液中,会导致与滴定标准液反应的的量减少,消耗的标准液体积偏小,最终测得的纯度偏低,故答案选B。
【36题详解】
根据题给化学反应式可得定量关系式:。滴定消耗了的标准液,则,由此推导样品中的物质的量为 ,则样品中含有的质量为 ,最终算得纯度为:。
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2024-2025学年上海市普陀区曹杨二中第一学期期中考
高二年级化学学科
相对原子质量:O-16 Na-23 S-32 Cu-64
一、工业合成氨
氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。
已知合成氨反应为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g),ΔH=-92 kJ·mol−1,其化学平衡常数K与温度t的关系如下表:
t/℃
200
300
400
平衡常数
K1
K2
0.5
1. K1 和K2的大小关系是____________。
A.K1 >K2 B.K1 =K2 C.K1 <K2
2. 在密闭恒温恒容的容器中,下列能作为合成氨反应达到平衡依据的是 。
A. v(N2)正=3v(H2) 逆
B. 混合气体的密度保持不变
C. 容器内压强保持不变
D. N2、H2、NH3的浓度之比为1∶3∶2
3. 化工生产为做到又“快”又“多”采用多种方法。合成氨工业中为实现“多”可采取的措施有 。
A. 使用高效催化剂 B. 升高温度 C. 增大压强 D. 降低温度
4. 400 ℃时,氨分解反应NH3(g) N2(g)+H2(g)的化学平衡常数的值为_______________________。若在此温度下2 L容器中,某时刻测得NH3、N2和H2的物质的量分别为3 mol、1 mol和3 mol时,此时氨分解反应的v(N2)正_______________________v(N2)逆(选填字母)。
A.> B.= C.<
5. 已知部分化学键键能数据如下
化学键
H-H
N-H
键能(kJ·mol−1)
436
391
根据相关数据,计算N≡N的键能为 ____________________kJ·mol−1。
工业上用氨气与酸制造(NH4)2SO4、NH4Cl等铵态氮肥。
6. 0.1 mol·L−1(NH4)2SO4 溶液中各离子浓度关系正确的是 。
A. []>[]>[OH-]>[H+]
B. []>[]>[H+]>[OH-]
C. 2[]+[OH-]= [H+] +[]
D. [H+] =[NH3·H2O]+[OH-]
7. 向NH4Cl溶液中通入少量HCl气体,溶液中的浓度将__________________。
A.增大 B.减小 C.不变
结合离子方程式运用平衡移动原理解释其原因_________________________________________。
二、硫化物的处理
油气开采、石油化工、煤化工等行业废气普遍含有的硫化氢,需要回收处理。
8. 硫化氢可溶于水,写出硫化氢在水中的电离方程式: ________________________________________(写出第一步电离即可)。
I.高温热分解法
原理:2H2S(g) S2(g)+ 2H2(g) ΔH=+170 kJ·mol−1
9. 该反应的化学平衡常数表达式为_________________________________________________。
10. 升高温度,该反应的化学平衡常数_____________。
A.增大 B.减小 C.不变
11. 工业上,通常在等温、等压条件下将H2S与Ar 的混合气体通入反应器,发生H2S热分解反应,达到平衡状态后,若继续向反应器中通入Ar,H2S的平衡转化率会_____________。
A.增大 B.减小 C.不变
II.克劳斯工艺
反应炉中发生反应: 2H2S(g)+3O2 =2SO2(g)+ 2H2O(g) ΔH=-1036 kJ·mol−1
催化转化器中发生的反应:4H2S(g)+ 2SO2(g)=3S2(g)+ 4H2O(g) ΔH=94 kJ·mol−1
12. 克劳斯工艺处理H2S获得1 mol 气态硫黄的总反应的热化学方程式为:_______________________ 。
13. 用克劳斯法处理H2S时,研究人员对反应条件对S2 产率的影响进行了如下研究。
其他条件相同时,相同时间内,S2 产率随温度的变化如图所示。由图可见,随着温度升高, S2产率先增大后减小,原因是__________________________________________ 。
III.实验室常用硫酸铜溶液或者氢氧化钠溶液吸收硫化氢。
已知:25℃时,H2S Ka1 =1×10 -7 ,K a2 =1×10 -13
14. 常温下,用NaOH 溶液吸收等物质的量的H2S后,溶液的pH _____________7(选填字母);
A.> B.= C.<
所得溶液中含硫微粒的浓度大小顺序为_____________________________________________________ 。若用硫酸铜溶液除去硫化氢,该反应的离子方程式为_________________________________________________ 。
15. 常温下,水溶液中c(H+) 和c(OH- )的浓度变化如图所示,下列说法正确的是 。
A. 将硫化氢通入水中,溶液中c(H+)的变化:a→b
B. b 点溶液中可大量存在的离子: S2− , K+ , Fe 3+ ,Cl−
C. 将硫化钾固体加到水中,水的电离程度减小
D. c 点时加入少量硫化钠固体, 最终不变
16. 硫化物也常用于除去废水中的重金属离子。
25°C 时, Ksp(CuS) =6.0×10-36 , Ksp(FeS) =6.0×10 -18 ;向含Cu2+ 的废水中加入沉淀剂FeS,发生反应的离子方程式为__________________________ ,当反应达到平衡时, =___________________。
三、淀粉分子全合成
研发CO2 利用技术成为了研究热点,某科研团队采用一种类似“搭积木”的方式,在实验室中首次实现从二氧化碳到淀粉分子的全合成,“积木”中涉及如下两个反应:
①CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH<0
②CH3OH(g)+O2(g) HCHO(g)+H2O2(l)
17. 该反应在以下哪种情况下易自发进行_________________。
A.高温 B.低温 C.任意温度
一定温度下,往5L 反应釜中充入1molCO2、3molH2,反应5min,气体总的物质的量减少了20%,则0~5min 内,H2 的平均反应速率v=_________________________。
18. 将1molCO2、3molH2充入反应器中,以下数值不变时能说明该反应达到平衡的是 。
A. 气体密度 B. 气体总压 C. CO2、H2 体积比 D. v 正(CO2)=3v逆(H2)
19. 反应①在TiO2 / Cu 催化剂表面生成CH3OH 和H2O( g)的部分反应历程如图所示,其中吸附在催化剂表面的物质用*标注。
反应历程中反应速率最快一步的活化能E正= __________________________ eV。 写出反应速率最快一步的化学方程式 _______________________________________________。 下列有关催化剂说法正确的是_________________。
A.催化剂不参与反应,仅加快了反应速率
B.催化剂降低了反应的活化能,提高了活化分子的百分数
C.加入催化剂后,单位体积内分子总数增大,活化分子总数增大
D.选用活性更高的催化剂可以提高平衡转化率
20. 将同体积的CH3OH(g)与O2(g)充入反应器中,平衡时v 正(O2)、c(O2)与温度的关系如图所示:
反应②为__________________反应。(选填字母)
A.放热 B.吸热
55~100℃时,O2 的物质的量浓度随温度升高而增大的原因是______________________________________________。
21. 反应②常会有副产物甲酸(HCOOH,弱酸)产生,将NaOH 溶液逐滴加入HCOOH 溶液至恰好完全反应,溶液中存在:[OH-]-[H+] =__________________。继续加入HCl 溶液至中性,此时[HCOOH] _________________________[Cl–](选填字母)。
A.> B.= C.< D.无法比较
22. 已知25℃时, Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11,HCOOH 的电离常数为Ka=1.77×10-4,试通过计算推断氢氧化镁固体是否能够溶解在甲酸中?______________________________________________。
四、亚硫酸氢钠和亚硫酸钠
NaHSO3 在染料、造纸、制革、化学合成等工业中作为还原剂,在酿造、饮料行业中用作杀菌剂,还可用于生产糖精、香料等。
Ⅰ.NaHSO3 其水溶液中含硫微粒随pH 的分布曲线如图所示。回答以下问题:
23. 由图判断亚硫酸氢钠溶液为______________性,用平衡原理解释原因______________________________。
A.酸 B.碱 C.中
24. 下列说法正确的是 。
A. pH= 5时,水的电离程度最大
B. pH= 6时,溶液中[Na+]>[]>[] >[H+]>[OH-]
C. NaHSO3 溶液中[H2SO3]+[H+]=[OH-] +[]
D. NaHSO3 溶液中[Na+]=2[] +[H2SO3]+[ ]
25. 若向NaHSO3 溶液中滴入NaOH 溶液使pH 恰好为7,此时测得[Na+]=0.12mol·L-1,则溶液中[]=____________________________mol·L-1。
Ⅱ.工业上可用纯碱吸收二氧化硫法制备Na2SO3,流程如下图所示。
26. 步骤Ⅰ中边搅拌边向Na2CO3溶液中通入SO2制备NaHSO3溶液,结合NaHSO3的分布系数图,确定停止通入SO2的最佳pH 范围是_____________________ ,操作①中从溶液中得到NaHSO3·7H2O的操作为_______________________________ ,过滤,洗涤,干燥。
某小组同学用0.100 mol·L-1的酸性KMnO4 溶液测定产品中Na2SO3的含量,具体流程:
a.称量7.000g 样品,溶解,配制成250mL 的溶液;
b.用滴定管量取25.00mL 样品溶液于锥形瓶中,用酸性KMnO4 溶液滴定;
c.消耗KMnO4溶液体积为20.00mL ;
滴定中发生的反应方程式为:5+2+6H+= 5+2Mn2++3H2O
27. a 中配制溶液时,需要用到除烧杯、玻璃棒外的玻璃仪器有:___________________________;判断滴定终点的现象是:___________________________。
28. 假定杂质不含还原性物质,样品中Na2SO3的纯度为________________ 。(用百分数表示)
29. Na2SO3稀溶液中存在:[OH-]−[H+]=[]+____________。
五、含铜电路板的回收利用
Ⅰ.过氧化氢和盐酸的混合溶液可以刻蚀含铜的电路板。
30. 请写出用过氧化氢和盐酸刻蚀电路板时发生的离子反应方程式:_____________。
31. 当反应一段时间后,随着溶液变蓝,气泡产生的速率加快,可能的原因是________。
Ⅱ.含铜电路板也可以用FeCl3 进行刻蚀。
对刻蚀后的液体(含FeCl3、FeCl2和 CuCl2 )进行处理以提取FeCl2·4H2O和,流程如图所示:
32. 从滤液A中提取FeCl2·4H2O的操作:加入Fe粉后,先浓缩滤液至出现 ___________________, 趁热过滤,取溶液 ____________________________、过滤、洗涤、干燥。
33. 检验溶液B 中提取出的Cu上粘附的Cl−已经洗净的操作为:___________________________________________。
制备时,将铜溶解于H2SO4 、HNO3 的混酸中,此过程中产生的红棕色气体为 ___________________________________________________产物。(填字母)
A.氧化 B.还原
Ⅲ.利用滴定法可测定所得纯度(),操作如下:
①取a g 样品,加入足量NH4F−HF溶液溶解(其中F-用于防止Fe3+干扰检验:Fe3++6F-=)
②滴加足量KI 溶液,发生反应2Cu2++ 4I-═2CuI↓+I2
③再用c mol/L Na2S2O3 标准溶液滴定,以淀粉溶液作指示剂,到达滴定终点时消耗硫代硫酸钠标准溶液V mL,发生的反应为:I2+2 = +2I﹣。
34. 25℃时,HF 的Ka=5.6×10-4,NH3·H2O 的Kb=1.8×10-5,则NH4F 溶液呈 。
A. 酸性 B. 碱性 C. 中性 D. 无法判断
35. 接近滴定终点时,向溶液中滴加KSCN,会发现CuI 沉淀转化为CuSCN,其沉淀转化的原因是___________________________________________________________________ 。已知 CuI 能够吸附大量I2,若不加KSCN,则测得的纯度_________________。(选择字母填入)
A.偏高 B.偏低 C.不变
36. 计算的纯度:______ (用a、c、V 的代数式表示)。
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