内容正文:
2026届高二上学期半期考试
化学试卷
一、选择题(包括14个小题,共42分。)
1. 化学与生活有着密切联系,下列关于化学与生活的说法正确的是
A. 玻璃和陶瓷都属于硅酸盐材料,两者的原料中都有石灰石
B. 燃煤过程中加入生石灰可以有效减少酸雨的形成
C. 硅胶、生石灰、还原铁粉均可用于防止食品被氧化而变质
D. 晶体硅的导电性介于导体与绝缘体之间,可用于制造光导纤维
【答案】B
【解析】
【详解】A.生产玻璃的原料是石灰石、纯碱和石英,陶瓷由黏土高温烧制而成,黏土的主要成分是硅酸盐,故A错误;
B.燃煤时加入生石灰与二氧化硫反应生成硫酸钙,可以减少二氧化硫的排放,减少酸雨的形成,故B正确;
C.硅胶、生石灰可作干燥剂,不具有还原性,只有还原铁粉是防止食品氧化变质,故C错误;
D.光导纤维的成分是二氧化硅,不是晶体硅,晶体硅主要用作半导体,故D错误,
故选:B。
2. 下列关于反应2C4H10(g)+13O2(g)=8CO2(g)+10H2O(l) ΔH= -5800 kJ·mol-1的叙述错误的是
A. 该反应是放热反应
B. 该反应的ΔH与各物质的状态有关,与化学计量数也有关
C. 该热化学方程式表示在25 ℃、101 kPa下,2 mol C4H10气体完全燃烧生成CO2气体和液态水时放出热量5800 kJ
D. 该反应表明2 分子 C4H10气体完全燃烧时放出5800 kJ的热量
【答案】D
【解析】
【详解】A.反应的△H=-5800kJ/mol,即焓变小于零,则反应是放热反应,故A正确;
B.焓变的影响因素:物质的状态、物质的量的多少以及物质前面化学计量数的大小,故B正确;
C.热化学方程式的含义:25℃、101kPa下,2molC4H10气体完全燃烧生成CO2和液态水时放出热量5800kJ,故C正确;
D.根据题给热化学方程式的含义以及燃烧热的含义可知,该反应表明2molC4H10气体完全燃烧时放出5800 kJ的热量,故D错误;
故选:D。
3. 以下实验装置能达到实验目的的是
A. 甲:除去SO2中的HCl
B. 乙:验证反应有CO2生成
C. 丙:分离SiO2和NH4Cl
D. 丁:用铜片和稀硝酸制备NO并收集NO
【答案】C
【解析】
【详解】A.SO2、HCl都能和饱和的Na2SO3溶液反应,应该用饱和NaHSO3溶液除去SO2中的HCl,故A错误;
B.SO2、CO2都能使澄清石灰水变浑浊,所以该装置不能检验有CO2生成,故B错误;
C.SiO2受热难分解,NH4Cl受热易分解生成HCl和NH3,温度降低时NH3和HCl反应生成NH4Cl固体,所以该装置能分离SiO2和NH4Cl,故C正确;
D.NO和空气中的O2反应生成NO2,应该采用排水法收集NO,但是丁装置无法达到收集的目的,故D错误;
故选C。
4. NA为阿伏伽德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 常温常压下,28g乙烯中所含碳氢键数为4NA
B. 标准状况下,11.2LSO3中含有的原子数为2NA
C. 18g由与D2O组成的混合物中所含中子数为10NA
D. 一定条件下,2molSO2与1molO2充分反应后生成SO3分子总数为2NA
【答案】A
【解析】
【详解】A.28g乙烯为1mol,1个乙烯分子含有4个碳氢键,故28g乙烯中所含碳氢键数为4NA,A项正确;
B.标准状况下的SO3为固体,11.2LSO3中含有的原子数大于2NA,B项错误;
C.H218O 和D2O的相对分子质量都为20,所含中子数都为10,故18g由 H218O 与D2O组成的混合物中所含中子数为,C项错误;
D.SO2和O2反应生成SO3为可逆反应,不能完全进行,故生成SO3分子总数小于2NA,D项错误。
答案选A。
5. 下列离子方程式正确的是
A. 金属铜溶于浓硝酸:Cu+4HNO3(浓)=Cu2++2+2NO2↑+2H2O
B. 在氢氧化钡溶液中加入过量的小苏打:Ba2++OH-+=BaCO3↓+H2O
C. 过氧化氢能使酸性KMnO4溶液褪色:3H2O2+2+6H+=2Mn2++4O2↑+6H2O
D. 将5.6 g铁粉加入80 mL0.5 mol/L的硝酸溶液中:3Fe+8H++2=3Fe2++2NO↑+4H2O
【答案】D
【解析】
【详解】A.金属铜溶于浓硝酸,反应产生Cu(NO3)2、NO2、H2O,HNO3是可溶性强酸,应该写成离子形式,反应的离子方程式应该为:Cu+4H++2=Cu2++2NO2↑+2H2O,A错误;
B.在氢氧化钡溶液中加入过量的小苏打,要以不足量的Ba(OH)2为标准,假设其物质的量是1 mol,该反应的离子方程式为:Ba2++2OH-+2=BaCO3↓+2H2O+,B错误;
C.电子转移不守恒,反应的离子方程式为:5H2O2+2+6H+=2Mn2++5O2↑+8H2O,C错误;
D.5.6 g Fe的物质的量是0.1 mol,80 mL0.5 mol/L的硝酸的物质的量为n(HNO3)=0.5 mol/L×0.08 L=0.04 mol,n(Fe):n(HNO3)=0.1 mol:0.4 mol=1:4>3:8,二者发生反应产生Fe(NO3)2、NO、H2O,该反应的离子方程式为:3Fe+8H++2=3Fe2++2NO↑+4H2O,D正确;
故合理选项是D。
6. 短周期元素X、Y、Z原子序数之和为36,X2-与Y+具有相同的核外电子层结构,Y、Z位于同一周期,下列推测不正确的是
A. 离子半径:X2-<Y+
B. 同主族元素中X的氢化物稳定性最高
C. 同周期元素中Y的金属性最强
D. 周期表中Z的最高价氧化物的水化物酸性最强
【答案】A
【解析】
【分析】Y、Z在同一周期,X2-与Y+具有相同的核外电子层结构,可推知X在Y、Z的下一个周期,又因为X、Y、 Z原子序数之和为36,平均原子序数为12,则X为O元素、Y为Na元素、 Z为Cl元素,然后根据元素周期律分析解答。
【详解】根据上述分析可知:X是O,Y是Na,Z是Cl元素。
A.对于核外电子层结构相同的离子来说,离子的核电荷数越小,离子半径越大,则离子半径:X2-(O2-)>Y+(Na+),A错误;
B.同主族元素从上到下元素的非金属性逐渐减弱,其相应氢化物的稳定性减弱,所以X的氢化物稳定性最强,B正确;
C.同周期元素从左到右元素的金属性逐渐减弱,可知在同周期元素中Na的金属性最强,C正确;
D.元素的非金属性越强,其最高价氧化物的水化物的酸性越强,所以HClO4的酸性最强,D正确;
故合理选项是A。
7. 海水晒盐后的盐卤中含Br-,可提取Br2,流程如图:
已知:①3Br2+3CO=5Br-+BrO+3CO2↑②5Br-+BrO+6H+=3Br2+3H2O
下列说法不正确的是
A. 海水晒盐能实现溴元素的富集
B. 吸收塔中加入W溶液后得到Br2,W可以是硝酸
C. 通入Cl2后发生反应:2Br-+Cl2=Br2+2Cl-
D. 海水中Br-的浓度约为66mg/L,若该工艺总提取率为60%,1m3海水能制得39.6gBr2
【答案】B
【解析】
【分析】由流程可知,海水晒盐分离出盐卤,通入氯气发生2Br-+Cl2= Br2+2Cl-,热空气吹出溴后,用碳酸钠溶液吸收溴单质发生3Br2+3CO=5Br-+BrO+3CO2↑,W为稀硫酸,然后发生5Br-+BrO+6H+=3Br2+3H2O,最后蒸馏分离出溴,以此来解答。
【详解】A.海水晒盐后得到的卤水中Br-的浓度大大增大,故能实现溴元素的富集,A正确;
B.硝酸具有强氧化性,将与Br-反应生成有毒有害的气体NO,吸收塔中加入W溶液后得到Br2,W不可以是硝酸,而应该是稀硫酸,发生反应②得到Br2, B错误;
C.通入Cl2后的目的就是将Br-氧化为Br2故发生反应的离子方程式为:2Br-+Cl2= Br2+2Cl-, C正确;
D.根据质量守恒可知:海水中Br-的浓度约为66mg·L-1,若该工艺总提取率为60%,1m3海水能制得66mg·L-1×1000L×60%×10-3g/mg=39.6g Br2,D正确;
故答案为:B。
8. 下列实验方案的设计和实验目的都正确的是
选项
实验方案
实验目的
A
向等体积等浓度的H2O2溶液中分别加入5滴等浓度的CuSO4和FeCl3溶液,观察气体产生的速度
比较Cu2+和Fe3+的催化效果
B
先向两支试管中各加入2mL 1mol/L的酸性KMnO4溶液,再同时向两支试管分别加入2mL 0.1mol/L的H2C2O4溶液和2mL 0.05mol/L的H2C2O4溶液,记录高锰酸钾溶液褪色所需时间
探究草酸浓度对反应速率影响
C
分别向盛有2g锌粒(颗粒大小基本相同)的锥形瓶中加入 40mL 1mol/L和40mL 18mol/L的硫酸,比较两者收集10mL气体所用的时间
探究硫酸浓度对反应速率影响
D
向某盐溶液中加入浓NaOH溶液,加热,观察是否产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体
通过实验现象探究该未知溶液中是否存在
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.催化剂中阴阳离子均不同,应控制阴离子相同比较Cu2+和Fe3+的催化效果,故A错误;
B.高锰酸钾过量,草酸均不足,溶液均不褪色,不能说明浓度对速率的影响,故B错误;
C.18mol/L的硫酸为浓硫酸,与Zn反应生成二氧化硫,不能比较浓度对生成氢气速率的影响,故C错误;
D.加入浓NaOH溶液加热,如产生使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体,即有氨气生成,说明含有溶液中含有铵根离子,故D正确;
故选:D。
9. 一定条件下,在体积为10L的固定容器中发生反应:反应过程如图示。下列说法不正确的是
A. 时正反应速率大于逆反应速率
B. X曲线表示的物质的量随时间的变化
C. ,的平均反应速率
D. 达到平衡状态时,相同时间内与断键的数目之比是
【答案】D
【解析】
【详解】A.t1min后X物质的量增大,Y的物质的量减小,所以t1min时正反应速率大于逆反应速率,A正确;
B.由图可知,在4min时,X、Y变化量之比为0.4:(1.2-0.6)=2:3,物质的量变化比等于系数比,所以X曲线表示NH3的物质的量随时间变化的关系,Y曲线表示H2的物质的量随时间变化的关系,B正确;
C.Y曲线表示H2的物质的量随时间变化的关系,0~8min,的平均反应速率mol·L-1·min-1,C正确;
D.达到平衡状态时,H2与NH3的反应速率比为v(H2):v(NH3)=3:2,单位时间消耗3a molH2生成2a molNH3,平衡状态同时会消耗2a molNH3,则H2与NH3断键的数目之比是(3a mol×1):(2a mol×3)=1:2,D错误;
故答案为:D。
10. 根据乙烯、乙酸、乙醇的性质类比,有机物的结构简式如图,该物质的化学性质中说法正确的有:
①能通过加聚反应生成高分子化合物;②分子中含有四种官能团;③可使酸性溶液褪色;④可跟溶液反应;⑤该有机物可消耗;
A. 2个 B. 3个 C. 4个 D. 5个
【答案】B
【解析】
【详解】该有机物含有碳碳双键,能发生加聚反应生成高分子化合物,①正确;分子中的官能团为碳碳双键、羟基和羧基,共三种,②错误;碳碳双键可被酸性溶液氧化,使溶液褪色,③正确;羧基能与溶液反应,④正确;羧基能消耗,醇羟基不能与反应,所以该有机物只能消耗,⑤错误。正确说法有3个。
故选B。
11. 微生物脱盐电池是一种高效、经济的能源装置,利用微生物处理有机废水获得电能,同时可实现海水淡化。现以NaCl溶液模拟海水,采用惰性电极,用下图装置处理有机废水(以含 CH3COO-的溶液为例)。下列说法错误的是
A. 负极反应为
B. 隔膜1为阳离子交换膜,隔膜2为阴离子交换膜
C. 当电路中转移1mol电子时,模拟海水理论上除盐58.5g
D. 电池工作一段时间后,正、负极产生气体的物质的量之比为2:1
【答案】B
【解析】
【分析】据图可知a极上CH3COOˉ转化为CO2和H+,C元素被氧化,所以a极为该原电池的负极,则b极为正极。
【详解】A.a极为负极,CH3COOˉ失电子被氧化成CO2和H+,结合电荷守恒可得电极反应式为CH3COOˉ+2H2O-8eˉ=2CO2↑+7H+,故A正确;
B.为了实现海水的淡化,模拟海水中的氯离子需要移向负极,即a极,则隔膜1为阴离子交换膜,钠离子需要移向正极,即b极,则隔膜2为阳离子交换膜,故B错误;
C.当电路中转移1mol电子时,根据电荷守恒可知,海水中会有1molClˉ移向负极,同时有1molNa+移向正极,即除去1molNaCl,质量为58.5g,故C正确;
D.b极为正极,水溶液为酸性,所以氢离子得电子产生氢气,电极反应式为2H++2eˉ=H2↑,所以当转移8mol电子时,正极产生4mol气体,根据负极反应式可知负极产生2mol气体,物质的量之比为4:2=2:1,故D正确;
故答案为B。
12. 中学常见反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)实际由2个基元反应构成,反应①:2NO(g)N2O2(g) K1;反应②:N2O2(g)+O2(g)2NO2(g) K2。其反应过程能量变化示意图如下。温度升高,NO(g)与O2(g)反应生成NO2(g)的速率会降低。下列说法正确的是
A. 加入催化剂能提高NO的平衡转化率
B. 总反应速率由反应①决定
C. 总反应的平衡常数K=
D. 温度升高,总反应速率降低,可能原因是c(N2O2)减少使反应②速率降低造成
【答案】D
【解析】
【详解】A.催化剂只影响反应速率,对平衡无影响,不能改变平衡转化率,故A错误;
B.由图可知反应②的活化能较大,则反应②速率较慢,慢反应决定总反应速率快慢,故B错误;
C.总反应=反应①+反应②,则总反应的平衡常数K=,故C错误;
D.由图像可知上述两步反应均为放热反应,则温度升高会使平衡逆向移动,而反应①为快反应,导致c(N2O2)减少对速率的影响大于温度对速率的影响,从而使决速步速率降低,则总反应速率降低,故D正确;
故选:D。
13. 臭氧是理想的烟气脱硝剂,其脱硝反应为2NO2(g)+O3(g)N2O5(g)+O2(g),在T温度下,向2.0 L恒容密闭容器中充入2.0mol NO2和1.0mol O3,经过一段时间后达到平衡。反应过程中测定的部分数据见下表:
t/s
0
3
6
12
24
n(O2)/mol
0
0.36
0.60
0.80
0.80
下列有关说法正确的是
A. 反应在0~3 s内的平均速率v(NO2)=0.24 mol·L−1·s−1
B. 在T温度下,起始时向容器中充入1.0mol NO2、0.5mol O3和0.50mol N2O5、0.50mol O2,反应达到平衡时,压强为起始时的0.88倍
C. 24 s后,若保持其他条件不变,降低温度,达到新平衡时测得c(O2)=0.44mol·L−1,则反应的ΔH>0
D. 在T温度下,起始时向容器中充入2.0mol N2O5和2.0mol O2,达到平衡时,N2O5的转化率大于20%
【答案】B
【解析】
【详解】A.由表中数据可知,3s内氧气物质的量变化量为0.36mol,容器体积为2L,故0~3 s内v(O2)===0.06 mol·L-1·s-1, 根据速率之比等于其化学计量数之比,故v(NO2)=2v(O2)=2×0.06mol/(L.s)=0.12mol/(L.s),故A错误;
B.容器体积不变,在T温度下,起始时向容器中充入1.0molNO2、0.5molO3和0.50molN2O5、0.50molO2,转化到左边相当于起始投入2.0molNO2和1.0molO3,与原平衡为完全等效平衡。原平衡12s到达平衡时,氧气的物质的量为0.8mol,则:
2NO2(g)+O3(g)⇌N2O5(g)+O2(g) 物质的量减少
1 1
0.8mol 0.8mol
由化学方程式可知,氧气的物质的量等于反应体系的总变化量,故原平衡中平衡时气体物质的量为2mol+1mol﹣0.8mol=2.2mol。由此可知,起始时向容器中充入1.0molNO2、0.5molO3和0.50molN2O5、0.50molO2到达平衡时,混合气体总物质的量为2.2mol,平衡时压强为起始的=0.88倍,故B 正确;
C. 由表中数据可知,12s与24s时氧气的物质的量均为0.8mol,说明12s时可逆反应到达平衡,平衡时氧气的浓度为=0.4mol/L,降低温度,达到新平衡时测得c(O2)=0.44mol/L,氧气浓度增大,说明降低温度,平衡向正反应方向移动,则正反应为放热反应,即△H<0,故C错误;
D.在T温度下,起始时向容器中充入2.0 mol N2O5和2.0 mol O2,转化到左边相当于起始投入4.0 mol NO2和2.0 mol O3,所到达的平衡状态相当于在原平衡的基础上压强增大一倍,平衡向正反应方向移动,平衡时N2O5的物质的量大于2×0.8 mol=1.6 mol,故参加反应的N2O5的物质的量小于2 mol-1.6 mol=0.4 mol,则达到平衡时,N2O5的转化率小于×100%=20%,故D错误。
正确答案:B
14. 以、为原料合成涉及的主要反应如下:
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
向恒压、密闭容器中通入1mol和3mol发生上述反应,平衡时、CO、的物质的量随温度的变化如图所示。下列说法正确的是
A. 反应Ⅰ平衡常数可表示为
B. 图中曲线B表示CO的物质的量随温度的变化
C. 某时刻为a mol,CO为b mol,此时为
D. 为提高的平衡产率,需要选择低温、低压的反应条件
【答案】C
【解析】
【详解】A.化学平衡常数是反应达平衡时,生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值,反应Ⅰ的平衡常数为,A错误;
B.反应Ⅱ为放热反应,反应Ⅲ为吸热反应,升高温度Ⅱ逆向移动,反应Ⅲ正向移动,则CO的物质的量增大,B错误;
C.假设反应Ⅱ中,CO反应了x mol,则Ⅱ生成的为x mol,Ⅰ生成的为,Ⅲ生成CO为。根据反应Ⅰ和反应Ⅲ的转化关系可知的物质的量为,C正确;
D.根据图示可知,温度越低,的物质的量越多,平衡产率越大。反应Ⅰ和Ⅱ是气体体积减小的反应,减小压强,反应Ⅰ和Ⅱ平衡逆向移动的平衡产率减小,故为提高的平衡产率,需要选择低温、高压的反应条件,D错误;
故选:C。
二、非选择题(包括4个小题,共58分。)
15. Ⅰ.①16O与18O ② 与 ③CH3OCH3与CH3CH2OH ④CH3(CH2)3CH3和CH3CH2CH(CH3)2 ⑤氨气和液氨 ⑥C4H8和C3H6 ⑦淀粉和纤维素 ⑧O2与O3 ⑨CH3COOH 和HCOOH ⑩葡萄糖与果糖
(1)其中互为同分异构体的是_________________(填序号,下同),属于同系物的是_________________,属于同一物质的是_________________。
Ⅱ.A是化学实验室中最常见的有机物,相对分子质量为46,它易溶于水并有特殊香味,能进行如图所示的多种反应。
(2)A的官能团名称是_________________,反应②的反应类型为________________。
(3)写出反应④的化学方程式:_________________________________________。
(4)等物质的量的A、B、C、D完全燃烧时消耗氧气量最少的是________________(填物质名称)。
(5)C中混有乙酸,用____________溶液除去其中的乙酸。
(6)F是B的同系物,且相对分子质量比B大14,写出F发生加聚反应的化学方程式_________________。
【答案】(1) ①. ③④⑩ ②. ⑨ ③. ②⑤
(2) ①. 羟基 ②. 加成反应
(3)
(4)乙醛 (5)饱和碳酸钠溶液
(6)nCH3CH=CH2
【解析】
【分析】Ⅱ.A是化学实验室中最常见的有机物,相对分子质量为46,它易溶于水并有特殊香味,所以A是乙醇,乙烯和水反应生成乙醇,B为乙烯,乙醇和钠反应生成E乙醇钠和氢气,乙醇和乙酸在加热和浓硫酸作用下生成乙酸乙酯和水,C为乙酸乙酯,A在加热和铜作催化剂的条件下生成乙醛,D乙醛,为以此作答。
【小问1详解】
①16O与18O 是质子数相同、中子数不同的原子,16O与18O互为同位素;② 与 是同一种物质;③CH3OCH3与CH3CH2OH结构式不同、分子式都是C2H6O,互为同分异构体;④CH3(CH2)3CH3和CH3CH2CH(CH3)2结构式不同、分子式都是C5H12,互为同分异构体;⑤氨气和液氨都只含NH3分子是同一种物质;⑥C4H8和C3H6都属于烃类,有可能是环烷烃或烯烃;⑦淀粉和纤维素都属于多糖、聚合度不同是两种不同物质,也不是同分异构体;⑧O2与O3 同种元素组成的不同单质,属于同素异形体;⑨CH3COOH 和HCOOH结构相似分子组成相差1个,属于同系物;⑩葡萄糖与果糖结构式不同、分子式都是C6H12O6,互为同分异构体;所以互为同分异构体的是③④⑩,属于同系物的是⑨,属于同一物质的是②⑤,答案为:③④⑩,⑨,②⑤;
【小问2详解】
A是乙醇,官能团名称是羟基,反应②是乙烯和水反应生成乙醇反应类型为加成反应,答案为:羟基、加成反应;
【小问3详解】
反应④为乙醇催化氧化得到乙醛,答案为:;
【小问4详解】
A、B、C、D分别是乙醇、乙烯、乙酸乙酯和乙醛,化学式分别写成: 、、、,物质的量相同时耗氧量乙醇和乙烯相同大于乙醛,乙酸乙酯耗氧量最大,答案为:乙醛;
【小问5详解】
碳酸钠溶液可以和乙酸反应生成乙酸钠和二氧化碳,所以 C中混有乙酸,用饱和碳酸钠溶液除去其中的乙酸,答案为:饱和碳酸钠溶液;
【小问6详解】
F是B的同系物,且相对分子质量比B大14,所以F是丙烯,发生加聚反应生成聚丙烯,答案为:nCH3CH=CH2 催化剂 。
16. 利用油脂厂废弃镍(Ni)催化剂(主要含有Ni,还含少量Al、Fe、NiO、Al2O3、Fe2O3)制备NiSO4·6H2O的工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)为了加快“碱浸”的速率可以采取的措施是___________(任写一条);
(2)向滤液1中通入足量CO2可以将其中的金属元素沉淀,写出该反应的离子反应方程式____________。
(3)“滤液2” 中含金属阳离子有______________。
(4)①“氧化”中反应的离子反应方程式是_________________________________;
②“氧化”中可以代替H2O2的最佳物质是_________________(填标号)
a.Cl2 b.O2 c.Fe
(5)根据除铁及系列操作,回答以下问题:
①已知溶液中存在Fe3++3H2O Fe(OH)3+3H+平衡, X物质可以为下列的______________。
a.H2SO4 b.NaOH c.Ni(OH)2 d.CO2
②边搅拌边向滤液中加入X至pH=4,加热、过滤、洗涤,检验沉淀是否洗涤干净的方法_____________;
③结晶:将滤液蒸发、降温至稍高于_______℃结晶,过滤即获得产品,硫酸镍晶体溶解度曲线图如图所示:
【答案】(1)适当升温或适当提高NaOH溶液的浓度或将废镍催化剂粉碎更小的颗粒或其它合理解释
(2)AlO+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO
(3)Ni2+、Fe2+
(4) ①. 2Fe2++2H2O2+2H+ = 2Fe3++2H2O ②. b
(5) ①. bc ②. 取最后一次洗涤液,加入稀盐酸酸化,再加入BaCl2溶液,若无明显现象,则洗涤干净 ③. 30.8
【解析】
【分析】废弃的镍(Ni)催化剂(主要含有Ni、Al、Fe及少量NiO、Al2O3、Fe2O3)制备NiSO4⋅7H2O,废镍催化剂进行碱浸后,氧化铝、铝均能与碱反应,得到的滤液1为偏铝酸盐,滤饼为Ni、Fe、Fe2O3和其他不溶性杂质等;进行酸浸后,滤液2为Ni2+、Fe2+、Fe3+等,加入双氧水后,亚铁离子被氧化为铁离子,加入X调溶液的pH,使得铁离子变为氢氧化铁沉淀而除去,滤液为含有Ni2+的溶液,控制pH浓缩结晶,得到硫酸镍晶体,据以上分析进行解答。
【小问1详解】
为加快“碱浸”的速率可采取的措施是适当升温或适当提高NaOH溶液的浓度或将废镍催化剂粉碎更小的颗粒,故答案为:适当升温或适当提高NaOH溶液的浓度或将废镍催化剂粉碎更小的颗粒;
【小问2详解】
向滤液1中通入足量CO2可以将其中的金属元素沉淀,该反应的离子反应方程式+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+;
【小问3详解】
“滤液2”中含金属阳离子,主要为Fe3+、Ni2+、Fe2+,故答案为:Fe3+、Ni2+、Fe2+;
【小问4详解】
①“转化”中加入双氧水后,亚铁离子被氧化为铁离子,反应的离子方程式是2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O,故答案为:2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O;
②H2O2具有强氧化性,“转化”中可替代H2O2的最佳物质是氧气,不引入新的杂质,故答案为:b;
【小问5详解】
①为除去溶液中的Al、Fe元素,“转化”后加入适量NaOH溶液调节pH,也可以用镍的不溶物调节pH,故可用NiO、Ni(OH)2 代替,故答案为:bc;
②边搅拌边向滤液中加入X至pH=4,加热、过滤、洗涤,溶液中的杂质离子主要是硫酸根离子,则检验沉淀是否洗涤干净的方法取最后一次洗涤液,加入稀盐酸酸化,再加入BaCl2溶液,若无明显现象,则洗涤干净,故答案为:取最后一次洗涤液,加入稀盐酸酸化,再加入BaCl2溶液,若无明显现象,则洗涤干净;
③结合图示,将滤液蒸发、降温至稍高于30.8℃结晶,过滤即获得产品,故答案为:30.8。
17. 肼()是我国导弹和运载火箭中广泛使用的液体燃料之一,具有较强的还原性。某实验小组拟用和NaClO溶液反应制备肼,装置如图所示(夹持装置未画出)。
(1)装置A中制备的化学方程式为___________________________________。
(2)装置B中长颈漏斗的作用是_______________;仪器C中盛放的试剂为___________。
(3)的电子式为__________________,装置B中制备的化学方程式为___________________;
(4)由于反应放热,通常把B装置放于温度较低的水浴中,目的是______________;实验时,先打开A中的分液漏斗活塞得到饱和氨水后,再打开D中的漏斗活塞的原因是_____________________。
(5)测定产品中的质量分数
取装置B中的溶液4.00g,并调节为弱酸性,加水配成500mL溶液,从中取25.00mL溶液与0.2000mol/L的溶液反应(只有参与反应,其他物质不反应),反应过程中有无污染性的气体生成,消耗溶液的体积为20.00mL,则该产品中的质量分数为___________%。
【答案】(1)(或NH3·H2ONH3↑+H2O)
(2) ①. 防倒吸 ②. 饱和食盐水
(3) ①. ②.
(4) ①. 防止温度过高和溶液反应生成,使生成的浓度减小,不利于最终产品肼的生成 ②. 防止氯气过量将肼被进一步氧化
(5)32.00
【解析】
【分析】生石灰溶于水生成Ca(OH)2且放热,导致溶液温度升高,促进NH3•H2O分解生成NH3,D中浓盐酸和漂白粉反应生成Cl2,浓盐酸具有挥发性,所以生成的Cl2中含有HCl,C装置用饱和食盐水除去Cl2中的HCl,B中Cl2和NaOH溶液反应生成NaCl、NaClO,NH3和NaClO溶液反应生成N2H4同时生成NaCl,多余的氯气用NaOH溶液吸收。
【小问1详解】
装置A中制备NH3的化学方程式为NH3⋅H2O+CaO=NH3↑+Ca(OH)2(或NH3•H2ONH3↑+H2O);
【小问2详解】
装置B中长颈漏斗有缓冲作用,能防止倒吸;仪器C中盛放的试剂目的是吸收挥发的HCl且不能吸收Cl2,为饱和食盐水,故答案为:防倒吸;饱和食盐水;
【小问3详解】
N2H4分子中N原子之间共用一对电子,每个氮原子存在2个N-H键,所以N2H4的电子式为 ,B中Cl2和NaOH溶液反应生成NaCl、NaClO,NH3和NaClO溶液反应生成N2H4同时生成NaCl,则装置B中制备N2H4的化学方程式为NaClO+2NH3=NaCl+N2H4+H2O,故答案为: ;NaClO+2NH3=NaCl+N2H4+H2O;
【小问4详解】
温度高时,氯气和NaOH反应生成NaClO3,NaClO的浓度减小,不利于肼的生成,通常把B装置放于温度较低的水浴中;肼具有还原性、氯气具有氧化性,实验时,先打开A中的分液漏斗活塞得到饱和氨水后,再打开D中的漏斗活塞的原因是防止氯气过量将肼被进一步氧化,故答案为:防止温度过高Cl2和NaOH溶液反应生成NaClO3,使生成的NaClO浓度减小,不利于最终产品肼的生成;防止氯气过量将肼被进一步氧化;
【小问5详解】
根据题意知,肼和I2反应生成无污染性的气体,根据元素守恒知,生成N2和HI,反应方程式为N2H4+2I2=N2↑+4HI,n(I2)=0.2000mol/L×0.02L=0.004mol,则500mL溶液中含有n(N2H4)=×1×=0.04mol,则该产品中N2H4的质量分数为×100%=32.00%,故答案为:32.00。
18. 氨是最重要的化学品之一,我国目前氨的生产能力位居世界首位。回答下列问题:
(1)根据如图数据计算反应的_______kJ/mol
(2)合成氨气的氢气可由天然气制备。
①其反应如下 =+206kJ/mol,该反应自发的条件是_______________(填“低温自发”“高温自发”或“任意温度自发”);
②为提高 的平衡转化率,可采用的措施是_______________(填序号);
A.使用合适的催化剂 B.采用较高的温度 C.采用较高的压强 D.延长反应时间
③ 某温度下,在1L密闭容器中充入 和进行反应,达到平衡时再往容器内充入和, 则该反应CH4转化率_________(填“变大”“变小”或“不变”)。
(3)催化剂的选择是合成氨的核心技术之一,使用催化剂1或催化剂2合成氨,产氨速率与温度的关系如图甲。
①由图判断,相同温度下,活化能Ea1_____________Ea2(填“>”“<”或 “=”,下同)。
②在一定条件下,向某反应容器中投入 5mol N2和15mol H2,在不同温度下反应,平衡体系中氨的质量分数随压强变化曲线如图乙所示,温度 、 、 中,最大的是____, 点 的转化率为____。
③1939年捷姆金和佩热夫推出氨合成反应在接近平衡时净速率方程式为 , 、分别为正反应和逆反应的速率常数,、、代表各组分的分压(分压 总压×物质的量分数);为常数,工业上以铁为催化剂时,。由点数据计算 _________(MPa)-2。
(4)以氨作为燃料的固体氧化物(含有O2-)燃料电池,具有全固态结构、能量效率高、无污染等特点。工作原理如图所示:
写出该电池的负极电极反应方程式________________________________________。
【答案】(1)-45 (2) ①. 高温自发 ②. B ③. 变小
(3) ①. < ②. T3 ③. 40% ④. 0.0073或
(4)2NH3+3O2-- 6e-=N2+3H2O
【解析】
【小问1详解】
由图可知,反应1/2N2(g)+3/2H2(g)⇌NH3(g)的AH=(478+654)kJ/mol-(389+397+486)kJ/mol=-45kJ/mol,故答案为:-45;
【小问2详解】
①CH4(g)+H2O(g)⇌CO(g)+3H2(g)ΔH=+206kJ/mol,该反应的△H>0,△S>0,△G=△H-T△S,要使反应自发进行,高温时△G<0,故反应高温下自发进行,故答案为:高温自发;
②A.催化剂不影响平衡移动,加入催化剂,CH4的平衡转化率不改变,故A错误;
B.由于该反应为吸热反应,较高温度有利于平衡正向移动,CH4的平衡转化率提高,故B正确;
C.该反应的正反应为气体分子数增大的反应,较高压强下,平衡逆向进行程度较大,CH4的平衡转化率减小,故C错误;
D.延长反应时间并不能改变反应的限度,CH4的平衡转化率不改变,故D错误;
故答案为:B;
③再往容器内充入0.2molCH4和1.0molH2O,等效于增大压强,增大压强平衡向气体体积减小的方向移动,即逆向移动,则CH4的平衡转化率减小,故答案为:减小;
【小问3详解】
①使用催化剂可以通过降低反应活化能提高化学反应速率,图示中使用催化剂1的反应速率快,活化能更低,因此Ea1<Ea2,故答案为:<;
②由图1可知,合成氨反应的热化学方程式为:N2(g)+H2(g)=NH3(g),故合成氮反应正向放热,压强相同时,升高温度,平衡逆向移动,氨的质量分数减小,故温度T1、T2、T3中,最大的是T3,向反应容器中投入5molN2、15molH2,则气体的总质量为m(N2)+m(H2)=5mol×28g/mol+15mol×2g/mol=170g,M点氨的质量分数为40%,根据质量守恒定律,气体的总质量不变,故NH3的平衡量为170g×40%=4mol,则△n(N2)=△n==2mol,故N2的转化率为×100%=40%,故答案为:T3;40%;
③由①可知,M点的△n(H2)=3△n(N2)=3×2mol=6mol,N2(g)、H2(g)、NH3(g)的物质的量分别为(5一2)mol=3mol、(15-6)mol=9mol、4mol,气体总物质的量为(3+9+4)mol=16mol,总压强为16MPa,则N2(g)、H2(g)、NH3(g)的分压分别为(16×)MPa=3MPa、(16×)MPa=9MPa、(16×)MPa=4MPa,平衡时净速率r(NH3)=k1p(N2)[]α-k2[](1−α),则k1p(N2)[]α=k2[](1−α),α=0.5,≈0.0073;
【小问4详解】
在接触面a极上发生的反应为负极反应,氨气被氧化生成氩气,电极方程式为2NH3+3O2--6e-=N2+3H2O,故答案为:2NH3+3O2--6e-=N2+3H2O。
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2026届高二上学期半期考试
化学试卷
一、选择题(包括14个小题,共42分。)
1. 化学与生活有着密切联系,下列关于化学与生活的说法正确的是
A. 玻璃和陶瓷都属于硅酸盐材料,两者的原料中都有石灰石
B. 燃煤过程中加入生石灰可以有效减少酸雨的形成
C. 硅胶、生石灰、还原铁粉均可用于防止食品被氧化而变质
D. 晶体硅的导电性介于导体与绝缘体之间,可用于制造光导纤维
2. 下列关于反应2C4H10(g)+13O2(g)=8CO2(g)+10H2O(l) ΔH= -5800 kJ·mol-1的叙述错误的是
A. 该反应是放热反应
B. 该反应的ΔH与各物质的状态有关,与化学计量数也有关
C. 该热化学方程式表示在25 ℃、101 kPa下,2 mol C4H10气体完全燃烧生成CO2气体和液态水时放出热量5800 kJ
D. 该反应表明2 分子 C4H10气体完全燃烧时放出5800 kJ的热量
3. 以下实验装置能达到实验目的的是
A. 甲:除去SO2中的HCl
B. 乙:验证反应有CO2生成
C. 丙:分离SiO2和NH4Cl
D. 丁:用铜片和稀硝酸制备NO并收集NO
4. NA为阿伏伽德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 常温常压下,28g乙烯中所含碳氢键数为4NA
B. 标准状况下,11.2LSO3中含有的原子数为2NA
C. 18g由与D2O组成的混合物中所含中子数为10NA
D. 一定条件下,2molSO2与1molO2充分反应后生成SO3分子总数为2NA
5. 下列离子方程式正确的是
A. 金属铜溶于浓硝酸:Cu+4HNO3(浓)=Cu2++2+2NO2↑+2H2O
B. 在氢氧化钡溶液中加入过量的小苏打:Ba2++OH-+=BaCO3↓+H2O
C. 过氧化氢能使酸性KMnO4溶液褪色:3H2O2+2+6H+=2Mn2++4O2↑+6H2O
D. 将5.6 g铁粉加入80 mL0.5 mol/L的硝酸溶液中:3Fe+8H++2=3Fe2++2NO↑+4H2O
6. 短周期元素X、Y、Z原子序数之和为36,X2-与Y+具有相同的核外电子层结构,Y、Z位于同一周期,下列推测不正确的是
A. 离子半径:X2-<Y+
B. 同主族元素中X的氢化物稳定性最高
C. 同周期元素中Y的金属性最强
D. 周期表中Z的最高价氧化物的水化物酸性最强
7. 海水晒盐后的盐卤中含Br-,可提取Br2,流程如图:
已知:①3Br2+3CO=5Br-+BrO+3CO2↑②5Br-+BrO+6H+=3Br2+3H2O
下列说法不正确的是
A. 海水晒盐能实现溴元素的富集
B. 吸收塔中加入W溶液后得到Br2,W可以是硝酸
C. 通入Cl2后发生反应:2Br-+Cl2=Br2+2Cl-
D. 海水中Br-的浓度约为66mg/L,若该工艺总提取率为60%,1m3海水能制得39.6gBr2
8. 下列实验方案的设计和实验目的都正确的是
选项
实验方案
实验目的
A
向等体积等浓度的H2O2溶液中分别加入5滴等浓度的CuSO4和FeCl3溶液,观察气体产生的速度
比较Cu2+和Fe3+的催化效果
B
先向两支试管中各加入2mL 1mol/L的酸性KMnO4溶液,再同时向两支试管分别加入2mL 0.1mol/L的H2C2O4溶液和2mL 0.05mol/L的H2C2O4溶液,记录高锰酸钾溶液褪色所需时间
探究草酸浓度对反应速率影响
C
分别向盛有2g锌粒(颗粒大小基本相同)的锥形瓶中加入 40mL 1mol/L和40mL 18mol/L的硫酸,比较两者收集10mL气体所用的时间
探究硫酸浓度对反应速率影响
D
向某盐溶液中加入浓NaOH溶液,加热,观察是否产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体
通过实验现象探究该未知溶液中是否存在
A. A B. B C. C D. D
9. 一定条件下,在体积为10L的固定容器中发生反应:反应过程如图示。下列说法不正确的是
A. 时正反应速率大于逆反应速率
B. X曲线表示的物质的量随时间的变化
C. ,的平均反应速率
D. 达到平衡状态时,相同时间内与断键的数目之比是
10. 根据乙烯、乙酸、乙醇的性质类比,有机物的结构简式如图,该物质的化学性质中说法正确的有:
①能通过加聚反应生成高分子化合物;②分子中含有四种官能团;③可使酸性溶液褪色;④可跟溶液反应;⑤该有机物可消耗;
A. 2个 B. 3个 C. 4个 D. 5个
11. 微生物脱盐电池是一种高效、经济的能源装置,利用微生物处理有机废水获得电能,同时可实现海水淡化。现以NaCl溶液模拟海水,采用惰性电极,用下图装置处理有机废水(以含 CH3COO-的溶液为例)。下列说法错误的是
A. 负极反应为
B. 隔膜1为阳离子交换膜,隔膜2为阴离子交换膜
C. 当电路中转移1mol电子时,模拟海水理论上除盐58.5g
D. 电池工作一段时间后,正、负极产生气体的物质的量之比为2:1
12. 中学常见反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)实际由2个基元反应构成,反应①:2NO(g)N2O2(g) K1;反应②:N2O2(g)+O2(g)2NO2(g) K2。其反应过程能量变化示意图如下。温度升高,NO(g)与O2(g)反应生成NO2(g)的速率会降低。下列说法正确的是
A. 加入催化剂能提高NO的平衡转化率
B. 总反应速率由反应①决定
C. 总反应的平衡常数K=
D. 温度升高,总反应速率降低,可能原因是c(N2O2)减少使反应②速率降低造成
13. 臭氧是理想的烟气脱硝剂,其脱硝反应为2NO2(g)+O3(g)N2O5(g)+O2(g),在T温度下,向2.0 L恒容密闭容器中充入2.0mol NO2和1.0mol O3,经过一段时间后达到平衡。反应过程中测定的部分数据见下表:
t/s
0
3
6
12
24
n(O2)/mol
0
0.36
0.60
0.80
0.80
下列有关说法正确的是
A. 反应在0~3 s内的平均速率v(NO2)=0.24 mol·L−1·s−1
B. 在T温度下,起始时向容器中充入1.0mol NO2、0.5mol O3和0.50mol N2O5、0.50mol O2,反应达到平衡时,压强为起始时的0.88倍
C. 24 s后,若保持其他条件不变,降低温度,达到新平衡时测得c(O2)=0.44mol·L−1,则反应的ΔH>0
D. 在T温度下,起始时向容器中充入2.0mol N2O5和2.0mol O2,达到平衡时,N2O5的转化率大于20%
14. 以、为原料合成涉及的主要反应如下:
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
向恒压、密闭容器中通入1mol和3mol发生上述反应,平衡时、CO、的物质的量随温度的变化如图所示。下列说法正确的是
A. 反应Ⅰ平衡常数可表示为
B. 图中曲线B表示CO的物质的量随温度的变化
C. 某时刻为a mol,CO为b mol,此时为
D. 为提高的平衡产率,需要选择低温、低压的反应条件
二、非选择题(包括4个小题,共58分。)
15. Ⅰ.①16O与18O ② 与 ③CH3OCH3与CH3CH2OH ④CH3(CH2)3CH3和CH3CH2CH(CH3)2 ⑤氨气和液氨 ⑥C4H8和C3H6 ⑦淀粉和纤维素 ⑧O2与O3 ⑨CH3COOH 和HCOOH ⑩葡萄糖与果糖
(1)其中互为同分异构体的是_________________(填序号,下同),属于同系物的是_________________,属于同一物质的是_________________。
Ⅱ.A是化学实验室中最常见的有机物,相对分子质量为46,它易溶于水并有特殊香味,能进行如图所示的多种反应。
(2)A的官能团名称是_________________,反应②的反应类型为________________。
(3)写出反应④的化学方程式:_________________________________________。
(4)等物质的量的A、B、C、D完全燃烧时消耗氧气量最少的是________________(填物质名称)。
(5)C中混有乙酸,用____________溶液除去其中的乙酸。
(6)F是B的同系物,且相对分子质量比B大14,写出F发生加聚反应的化学方程式_________________。
16. 利用油脂厂废弃镍(Ni)催化剂(主要含有Ni,还含少量Al、Fe、NiO、Al2O3、Fe2O3)制备NiSO4·6H2O的工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)为了加快“碱浸”的速率可以采取的措施是___________(任写一条);
(2)向滤液1中通入足量CO2可以将其中的金属元素沉淀,写出该反应的离子反应方程式____________。
(3)“滤液2” 中含金属阳离子有______________。
(4)①“氧化”中反应的离子反应方程式是_________________________________;
②“氧化”中可以代替H2O2的最佳物质是_________________(填标号)
a.Cl2 b.O2 c.Fe
(5)根据除铁及系列操作,回答以下问题:
①已知溶液中存在Fe3++3H2O Fe(OH)3+3H+平衡, X物质可以为下列的______________。
a.H2SO4 b.NaOH c.Ni(OH)2 d.CO2
②边搅拌边向滤液中加入X至pH=4,加热、过滤、洗涤,检验沉淀是否洗涤干净的方法_____________;
③结晶:将滤液蒸发、降温至稍高于_______℃结晶,过滤即获得产品,硫酸镍晶体溶解度曲线图如图所示:
17. 肼()是我国导弹和运载火箭中广泛使用的液体燃料之一,具有较强的还原性。某实验小组拟用和NaClO溶液反应制备肼,装置如图所示(夹持装置未画出)。
(1)装置A中制备的化学方程式为___________________________________。
(2)装置B中长颈漏斗的作用是_______________;仪器C中盛放的试剂为___________。
(3)的电子式为__________________,装置B中制备的化学方程式为___________________;
(4)由于反应放热,通常把B装置放于温度较低的水浴中,目的是______________;实验时,先打开A中的分液漏斗活塞得到饱和氨水后,再打开D中的漏斗活塞的原因是_____________________。
(5)测定产品中的质量分数
取装置B中的溶液4.00g,并调节为弱酸性,加水配成500mL溶液,从中取25.00mL溶液与0.2000mol/L的溶液反应(只有参与反应,其他物质不反应),反应过程中有无污染性的气体生成,消耗溶液的体积为20.00mL,则该产品中的质量分数为___________%。
18. 氨是最重要的化学品之一,我国目前氨的生产能力位居世界首位。回答下列问题:
(1)根据如图数据计算反应的_______kJ/mol
(2)合成氨气的氢气可由天然气制备。
①其反应如下 =+206kJ/mol,该反应自发的条件是_______________(填“低温自发”“高温自发”或“任意温度自发”);
②为提高 的平衡转化率,可采用的措施是_______________(填序号);
A.使用合适的催化剂 B.采用较高的温度 C.采用较高的压强 D.延长反应时间
③ 某温度下,在1L密闭容器中充入 和进行反应,达到平衡时再往容器内充入和, 则该反应CH4转化率_________(填“变大”“变小”或“不变”)。
(3)催化剂的选择是合成氨的核心技术之一,使用催化剂1或催化剂2合成氨,产氨速率与温度的关系如图甲。
①由图判断,相同温度下,活化能Ea1_____________Ea2(填“>”“<”或 “=”,下同)。
②在一定条件下,向某反应容器中投入 5mol N2和15mol H2,在不同温度下反应,平衡体系中氨的质量分数随压强变化曲线如图乙所示,温度 、 、 中,最大的是____, 点 的转化率为____。
③1939年捷姆金和佩热夫推出氨合成反应在接近平衡时净速率方程式为 , 、分别为正反应和逆反应的速率常数,、、代表各组分的分压(分压 总压×物质的量分数);为常数,工业上以铁为催化剂时,。由点数据计算 _________(MPa)-2。
(4)以氨作为燃料的固体氧化物(含有O2-)燃料电池,具有全固态结构、能量效率高、无污染等特点。工作原理如图所示:
写出该电池的负极电极反应方程式________________________________________。
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