内容正文:
2025年11月高二化学期中考试试题
一、单选题(每题3分,共48分)
1. 下列有关反应热和热化学方程式的描述中正确的是
A. 乙醇摩尔燃烧焓的热化学反应方程式为: kJ/mol
B. 若31g白磷的能量比31g红磷多bkJ,则白磷转化为红磷的热化学方程式为P4(白磷,s)(红磷,s)kJ/mol
C. 已知 kJ/mol,则1mol与3mol在一定条件下的密闭容器中充分反应放出92.4kJ的热量
D. 已知 kJ/mol,则 kJ/mol
2. 我国科学家在催化加氢制甲醇研究方面取得进展,反应为 。该反应的能量变化如图所示,下列说法正确的是
A. 该反应为吸热反应,
B. 加入催化剂,减小
C. 该反应正反应的活化能为
D. 在密闭容器中加入和,充分反应后放出445kJ的热量
3. 室温下,均为12的两种溶液:①氨水。②氢氧化钠溶液。下列说法不正确的是
A. 两溶液中c(OH-):①=②
B. 两溶液的物质的量浓度:①>②
C. 两溶液分别加水稀释10倍,稀释后溶液的pH:①>②
D. 等体积的两溶液分别与同浓度的盐酸完全中和,消耗盐酸的体积:①=②
4. 某有机物的结构如图所示,则下列说法正确的是
A. 该有机物中有4种官能团
B. 该有机物能与反应
C. 该有机物中能使酸性高锰酸钾溶液褪色的官能团有2种
D. 该有机物能发生加成反应和氧化反应,不能发生取代反应
5. 已知:
下列说法正确的是
A. 的燃烧热为
B. 同质量的和完全燃烧,燃烧放出的热量多
C.
D.
6. 电解质溶液有许多奇妙之处,你只有深入思考,才能体会到它的乐趣。下列关于电解质溶液的叙述中正确的是
A. Na2CO3、NaHCO3两种盐溶液中,离子种类不相同
B. 常温下,1 mol·L-1的CH3COOH溶液与1 mol·L-1的NaOH溶液等体积混合后,所得混合液中:c(Na+)>c(CH3COO-)>c(H+)>c(OH-)
C. 物质的量浓度相同的NH4Cl和NH4HSO4两种溶液中,c(NH4+)前者小于后者
D. 常温下,某溶液中由水电离出的c(H+)=10-5 mol·L-1,则此溶液可能是盐酸
7. 对可逆反应 ,在一定条件下达到平衡,下列有关叙述正确的是
①增加A的量,平衡向正反应方向移动 ②升高温度,平衡向逆反应方向移动,减小
③压强增大一倍,平衡正向移动 ④增大B的浓度,
⑤加入催化剂,平衡向正反应方向移动
A. ①② B. ④ C. ③④ D. ④⑤
8. 对于下列过程中发生的化学反应,相应离子方程式正确的是
A. 试管壁上的银镜用稀硝酸清洗:
B. 足量的H2SO3溶液中加入NaClO溶液发生反应的离子方程式为ClO-+H2SO3=HClO+HS
C. 海水提溴过程中将溴吹入吸收塔:
D. 用草酸标准溶液测定高锰酸钾溶液的浓度:
9. 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
其他条件相同,溶液与稀硫酸反应时,溶液浓度越大,析出沉淀所需时间越短
当其他条件不变时,增大反应物浓度,化学反应速率加快
B
在化学反应前后,催化剂的质量和化学性质都没有发生改变
催化剂不参与化学反应
C
取溶液于试管中,加入溶液,滴入5滴15%KSCN溶液,溶液变血红色
与的反应是可逆反应
D
在容积可变的密闭容器中发生反应,把容积缩小一倍,气体颜色加深
增大压强,平衡逆移
A. A B. B C. C D. D
10. 25℃时,等体积两种一元酸HA和HB分别用等浓度的溶液滴定,滴定曲线如图所示。下列说法正确的是
A. 酸性:HA<HB
B. 酸HB的电离度约为0.5%
C. 起始浓度:,
D. 用溶液滴定HB可用甲基橙作指示剂
11. Ni可活化放出,其反应历程如下图所示:
下列关于该活化历程的说法正确的是
A. 恒容条件下,充入Ne使体系压强增大,可加快化学反应速率
B. 该反应的决速步是:中间体1→中间体2
C. Ni是该反应的催化剂,可加快反应速率
D. 该反应的热化学方程式为
12. ,工业上可利用此反应生产合成氨原料气,下列有关该反应的图象正确的是
A. B.
C. D.
13. 向一恒容密闭容器中加入和一定量的,发生反应:。的平衡转化率按不同投料比随温度的变化曲线如图所示。下列说法错误的是
A.
B. 反应速率:
C. 点a、b、c对应的平衡常数:
D. 反应温度为,当容器内压强不变时,反应达到平衡状态
14. 常温下,下列各组离子,在指定条件下一定能大量共存的是
A. 无色透明的水溶液中:
B. 常温下pH=1的溶液中:、CH3COO-、Na+、
C. 水电离出的C(OH-)=1×10-13mol·L-1的溶液:
D. 的溶液:K+ 、、Na+、
15. 我国科学家已经成功催化氢化CO2获得甲酸,利用化合物1催化氢化CO2的反应过程如图甲所示,其中化合物2与水反应生成化合物3与HCOO-过程中的能量变化如图乙所示(TS表示过渡态,I表示中间体),下列说法错误的是
A. 化合物1为该反应的催化剂,可加快CO2的转化速率
B. 图乙中形成中间体I2的反应为图甲中“化合物2+H2O→化合物3+HCOO-”的决速步骤
C. 化合物1→化合物2的过程中存在碳氢键的形成
D. 从平衡移动的角度看,升高温度可促进化合物2与水反应生成化合物3与HCOO-
16. 已知25℃时有关弱电解质的电离平衡常数如下表:
弱电解质
电离平衡常数
,
下列说法正确的是
A. 相同温度,溶液电离平衡常数大于溶液电离平衡常数
B. NaCN溶液与少量反应的离子反应方程式为
C. 结合的能力
D. 25℃时,0.1 mol/L的HCN溶液中
二、填空题(共12分)
17. 现有下列物质:①冰醋酸;②;③NaOH;④盐酸;⑤;⑥熔融;⑦石墨;⑧酒精;⑨;⑩。请按要求回答下列问题。
(1)以上物质中属于强电解质的是_______(填序号),能导电的有_______(填序号)。
(2)可以证明醋酸是弱酸的事实是_______(填字母序号)。
a.醋酸和水能以任意比例混溶
b.在醋酸水溶液中还含有未电离的醋酸分子
c.醋酸与溶液反应放出气体
d.的醋酸水溶液能使紫色石蕊溶液变红色
(3)常温下,有相同、体积相同的醋酸和盐酸两种溶液,采取以下措施。
①加适量醋酸钠晶体后,两溶液中的变化是醋酸溶液中_______(填“增大”“减小”或“不变”),盐酸中_______(填“增大”“减小”或“不变”)。
②加等浓度的NaOH溶液至恰好中和,所需NaOH溶液的体积:醋酸_______(填“>”“=”或“<”)盐酸。
③分别与足量的锌粉发生反应,下列关于氢气体积(V)随时间(t)变化的示意图正确的是_______(填字母)。(①表示盐酸,②表示醋酸)
三、解答题(共40分)
18. 废电池中结块的黑色粉末(炭包)包含碳粉、Fe、Cu和MnO2等物质,从中回收、精制MnO2的工艺流程如图:
回答下列问题:
(1)为加快“酸浸”速率,可采取的措施有:_______(写出1种即可)。
(2)“灼烧”的目的是_______。
(3)“溶解”步骤中MnO2参与的反应离子方程式为_______,H2O2的实际消耗量比理论值高的原因是_______。
(4)“沉锰”时若溶液pH太高则会产生大量Mn(OH)2杂质,为提高MnCO3纯度应采用_______(填字母)的方式混合溶液。
a.将Na2CO3溶液缓慢滴入溶解液 b.将溶解液缓慢滴入Na2CO3溶液
(5)“沉锰”后为检验MnCO3是否洗净,可使用的检验试剂是_______。
19. 某研究小组利用溶液和酸性溶液的反应来探究外界条件改变对化学反应速率的影响,实验如下:
实验序号
实验温度/K
参加反应的物质
溶液颜色褪至无色时所需时间/s
溶液(含硫酸)
溶液
V/mL
V/mL
V/mL
①
290
1
0.02
4
0.1
0
6
②
1
0.02
3
0.1
8
③
315
1
0.02
0.1
1
④
290
3
0.02
1
0.1
回答下列问题:
(1)写出溶液和酸性溶液的反应的离子方程式______。
(2)通过实验①②,可探究______的改变对反应速率的影响,其中______。
(3)通过实验______(填实验序号)可探究温度变化对反应速率的影响,计算出实验②中用浓度变化表示的反应速率______(结果保留三位有效数字)。
(4)实验过程中发现,反应开始一段时间溶液褪色不明显,不久后迅速褪色。甲同学认为是反应放热导致溶液温度升高所致,重做实验②,测得反应过程中不同时间的温度如下:
时间/s
0
2
4
6
8
10
温度/K
290
291
291
291.5
292
292
①结合实验目的与表中数据,得出的结论是______。
②猜想可能是______的影响。若证明猜想正确,除了酸性高锰酸钾溶液和草酸溶液外,还需要选择的最佳试剂是______(填字母)。
A.硫酸钾 B.水 C.二氧化锰 D.硫酸锰
(5)实验④中未观察到溶液褪色,原因可能是______。
20. 重铬酸钾是一种重要的化工原料,工业上以某含铬矿(主要成分为等)为主要原料制备重铬酸钾的工艺流程如图所示:
已知:的条件下,Cr(III)不能被氧化,高锰酸钾的还原产物是。回答下列问题:
(1)为提高“酸浸”效率,可采取的措施有_______(任写两条)。
(2)浸渣的主要成分为_______(填化学式);“除铁、除锰”时沉锰的离子方程式为______。
(3)“调pH”的目的是完成和的转换,涉及反应(用离子方程式表示):___。
(4)“焙烧”时发生反应的化学方程式为_____。
(5)“交换”过程中有关物质的溶解度如图所示,有同学认为结晶过滤的温度应是和溶解度相差最大的时候,你认为这个观点是否正确?_____(填“正确”或“不正确”)。若正确,则不填此空;若不正确,请说明理由:_____。
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2025年11月高二化学期中考试试题
一、单选题(每题3分,共48分)
1. 下列有关反应热和热化学方程式的描述中正确的是
A. 乙醇摩尔燃烧焓的热化学反应方程式为: kJ/mol
B. 若31g白磷的能量比31g红磷多bkJ,则白磷转化为红磷的热化学方程式为P4(白磷,s)(红磷,s)kJ/mol
C. 已知 kJ/mol,则1mol与3mol在一定条件下的密闭容器中充分反应放出92.4kJ的热量
D. 已知 kJ/mol,则 kJ/mol
【答案】B
【解析】
【详解】A.乙醇燃烧焓要求生成液态水,而方程式中为气态,A错误;
B.白磷为,转化为红磷释放b kJ热量,则白磷释放4b kJ热量,热化学方程式正确,B正确;
C.合成氨为可逆反应,无法完全反应,实际放热量小于92.4 kJ,C错误;
D.生成BaSO4沉淀伴随额外的热效应,故不等于两倍中和热,D错误;
故选B。
2. 我国科学家在催化加氢制甲醇研究方面取得进展,反应为 。该反应的能量变化如图所示,下列说法正确的是
A. 该反应为吸热反应,
B. 加入催化剂,减小
C. 该反应正反应的活化能为
D. 在密闭容器中加入和,充分反应后放出445kJ的热量
【答案】C
【解析】
【详解】A.从图中可以看出,反应物的总能量大于生成物的总能量,反应为放热反应,ΔH < 0,A错误;
B.催化剂可以改变反应路径,降低正反应和逆反应的活化能,但不会改变反应的始态和终态,因此ΔH保持不变,B错误;
C.从图中可以看出,正反应的活化能是指从反应物到过渡态的能量差,即451 kJ/mol,C正确;
D.反应为可逆反应,反应物不能完全转化为生成物,因此,即使在密闭容器中加入1 mol CO2和3 mol H2,反应达到平衡时放出的热量会小于445 kJ,D错误;
故选C。
3. 室温下,均为12的两种溶液:①氨水。②氢氧化钠溶液。下列说法不正确的是
A. 两溶液中c(OH-):①=②
B. 两溶液的物质的量浓度:①>②
C. 两溶液分别加水稀释10倍,稀释后溶液的pH:①>②
D. 等体积的两溶液分别与同浓度的盐酸完全中和,消耗盐酸的体积:①=②
【答案】D
【解析】
【详解】A.pH相同,c(H+)相同,根据Kw=,则相等,A正确;
B.pH相同,氨水属于弱碱,部分电离,氢氧化钠属于强碱,完全电离,故浓度:①>②,B正确;
C.向两溶液中加水稀释10倍,pH都减小,但氨水中存在电离平衡,使得氨水的ΔpH<1, 氢氧化钠溶液ΔpH=1,故稀释后溶液的pH:①>②,C正确;
D.因为氨水的浓度大于氢氧化钠,相同体积时,氨水消耗的盐酸大于氢氧化钠,D错误;
故选D。
4. 某有机物的结构如图所示,则下列说法正确的是
A. 该有机物中有4种官能团
B. 该有机物能与反应
C. 该有机物中能使酸性高锰酸钾溶液褪色的官能团有2种
D. 该有机物能发生加成反应和氧化反应,不能发生取代反应
【答案】C
【解析】
【详解】A.该有机物有碳碳双键、羧基和羟基3种官能团,故A错误;
B.只有羧基与氢氧化钠反应,所以该有机物能与反应,故B错误;
C.该有机物中含有的碳碳双键和羟基可被酸性高锰酸钾氧化,从而使酸性高锰酸钾溶液褪色,故C正确;
D.该有机物中含有羟基和羧基,可发生取代反应,故D错误;
故选C。
5. 已知:
下列说法正确的是
A. 的燃烧热为
B. 同质量的和完全燃烧,燃烧放出的热量多
C.
D.
【答案】B
【解析】
【详解】A.燃烧热是指1mol物质完全燃烧的焓变。已知反应中2molH2燃烧放热571.6kJ,因此H2的燃烧热为285.8kJ·mol⁻¹,A错误;
B.计算单位质量放热量:H2的燃烧热为285.8kJ·mol⁻¹,每克放热≈142.9kJ/g;CH₃OH的燃烧热为726kJ·mol⁻¹(),每克放热≈22.7kJ/g,H2放热更多,B正确;
C.与反应生成沉淀,除中和反应外还释放沉淀生成的热量,总ΔH应比-114.6kJ·mol-1(2×-57.3)更小,而选项C的ΔH=-57.3kJ·mol-1,不符合实际,C错误;
D.已知:①,②,通过盖斯定律,(①×3-②)计算目标反应的ΔH为-131.4kJ·mol-1,而选项D的ΔH=+135.9kJ·mol-1,D错误;
故选B。
6. 电解质溶液有许多奇妙之处,你只有深入思考,才能体会到它的乐趣。下列关于电解质溶液的叙述中正确的是
A. Na2CO3、NaHCO3两种盐溶液中,离子种类不相同
B. 常温下,1 mol·L-1的CH3COOH溶液与1 mol·L-1的NaOH溶液等体积混合后,所得混合液中:c(Na+)>c(CH3COO-)>c(H+)>c(OH-)
C. 物质的量浓度相同的NH4Cl和NH4HSO4两种溶液中,c(NH4+)前者小于后者
D. 常温下,某溶液中由水电离出的c(H+)=10-5 mol·L-1,则此溶液可能是盐酸
【答案】C
【解析】
【分析】A.Na2CO3、NaHCO3两种盐溶液中阳离子都是Na+、H+,阴离子CO32-、HCO3-、OH-;
B.阳离子浓度大于阴离子浓度,电荷不守恒;
C.硫酸氢铵溶液中铵根离子的水解受到抑制;
D.常温下,某溶液中由水电离出的c(H+)=10-5 mol/L,水的电离度增大,应为盐溶液。
【详解】A.Na2CO3、NaHCO3两种盐溶液中阳离子都是Na+、H+,阴离子CO32-、HCO3-、OH-,离子种类相同,选项A错误;
B.选项中离子浓度大小不符合溶液电中性原则,醋酸钠水解后溶液呈碱性,应为c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+),选项B错误;
C.铵根离子水解,氢离子可抑制铵根离子水解,则物质的量浓度相同的NH4Cl和NH4HSO4两种溶液中,c(NH4+)前者小于后者,选项C正确;
D.常温下,水的离子积为10-14,水电离出的c(H+)=c(OH-)=10-7,酸或碱的溶液抑制水的电离,该溶液中c(H+)=10-5mol/L,水的电离程度增大,则此溶液不可能是盐酸,可能是强酸弱碱盐,选项D错误。
答案选C。
【点睛】本题考查溶液中离子浓度的大小比较,为高频考点,难度中等,离子浓度比较,注意考虑电离、水解、水的电离、微粒守恒、电荷守恒、质子恒等式等。
7. 对可逆反应 ,在一定条件下达到平衡,下列有关叙述正确的是
①增加A的量,平衡向正反应方向移动 ②升高温度,平衡向逆反应方向移动,减小
③压强增大一倍,平衡正向移动 ④增大B的浓度,
⑤加入催化剂,平衡向正反应方向移动
A. ①② B. ④ C. ③④ D. ④⑤
【答案】B
【解析】
【详解】①固体A的浓度恒定,增加其量不改变浓度,平衡不移动,①错误;
②温度升高,反应速率加快,所以升温使正、逆反应速率均增大,②错误;
③该反应为正向气体分子数增多的反应,所以加压平衡逆向移动,③错误;
④增大B浓度,正反应速率瞬间增大,化学平衡正向移动,>,④正确;
⑤催化剂同等改变正逆反应速率,平衡不移动,⑤错误。
综上,仅④正确,答案选B。
8. 对于下列过程中发生的化学反应,相应离子方程式正确的是
A. 试管壁上的银镜用稀硝酸清洗:
B. 足量的H2SO3溶液中加入NaClO溶液发生反应的离子方程式为ClO-+H2SO3=HClO+HS
C. 海水提溴过程中将溴吹入吸收塔:
D. 用草酸标准溶液测定高锰酸钾溶液的浓度:
【答案】C
【解析】
【详解】A.试管壁上的银镜用稀硝酸清洗,银溶于稀硝酸生成硝酸银、水和NO,该反应的离子方程式为,A错误;
B.足量的H2SO3溶液中加入NaClO溶液发生氧化还原反应生成硫酸根离子、H+和Cl-,反应的离子方程式为,B错误;
C.海水提溴过程中将溴吹入吸收塔,二氧化硫还原溴单质为溴离子,同时生成硫酸:,C正确;
D.草酸为弱酸,不能拆,反应的离子方程式为,D错误;
故选C。
9. 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
其他条件相同,溶液与稀硫酸反应时,溶液浓度越大,析出沉淀所需时间越短
当其他条件不变时,增大反应物浓度,化学反应速率加快
B
在化学反应前后,催化剂的质量和化学性质都没有发生改变
催化剂不参与化学反应
C
取溶液于试管中,加入溶液,滴入5滴15%KSCN溶液,溶液变血红色
与的反应是可逆反应
D
在容积可变的密闭容器中发生反应,把容积缩小一倍,气体颜色加深
增大压强,平衡逆移
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.其他条件相同,增大溶液浓度导致析出沉淀时间缩短,说明浓度增大使反应速率加快,A符合题意;
B.催化剂参与化学反应,但反应后质量和化学性质不变,B不符合题意;
C.反应的离子方程式为,与按参与反应,由计算得,,过量,导致显红色,无法证明反应可逆,C不符合题意;
D.由方程式可以看出,反应前后气体的总体积不变,增大压强,平衡不会发生移动,颜色加深是因为缩小容积使浓度增大,D不符合题意;
故选A。
10. 25℃时,等体积两种一元酸HA和HB分别用等浓度的溶液滴定,滴定曲线如图所示。下列说法正确的是
A. 酸性:HA<HB
B. 酸HB的电离度约为0.5%
C. 起始浓度:,
D. 用溶液滴定HB可用甲基橙作指示剂
【答案】B
【解析】
【详解】A.由图中可以看出,滴定达终点时,HB消耗KOH的体积大,则表明c(HB)>c(HA),而起始时pH(HB)>pH(HA),所以酸性HA>HB,故A错误;
B.HB是弱酸,部分电离,对应的pH=3,则电离部分c电离(HB)≈c(H+)=10-3mol/L,由图可知滴定等体积的两种酸时滴HB消耗的氢氧化钠是滴定HA的两倍,则c初始(HB)=2c(HA)≈0.2mol/L,则酸HB的电离度为,故B正确;
C.由图中可以看出,滴定HA的终点pH=7,则HA是强酸,c(HA)=c(H+)=0.1mol/L,初始时,HB的pH为3,而酸性HA>HB,说明HB是弱酸部分电离,则,故C错误;
D.甲基橙变色范围为3.1—4.4,由图可知该pH范围内NaOH滴定HB未发生突跃,不可用甲基橙作指示剂,故D错误;
答案选B。
11. Ni可活化放出,其反应历程如下图所示:
下列关于该活化历程的说法正确的是
A. 恒容条件下,充入Ne使体系压强增大,可加快化学反应速率
B. 该反应的决速步是:中间体1→中间体2
C. Ni是该反应的催化剂,可加快反应速率
D. 该反应的热化学方程式为
【答案】D
【解析】
【详解】A.恒容充入稀有气体,参加反应气体浓度不变,反应速率不变,A错误;
B.决速步是活化能最大步,即能量差值最大,反应速率最慢,为中间体2→中间体3,B错误;
C.Ni参与反应并生成NiCH2,是反应物不是催化剂,C错误;
D.由图像可知该反应的热化学方程式为,D正确;
故答案选D。
12. ,工业上可利用此反应生产合成氨原料气,下列有关该反应的图象正确的是
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】A.增大水蒸气的浓度,平衡正向移动,CH4的转化率增大,故A错误;
B.根据“先拐先平,数值大”, ;正反应吸热,升高温度,平衡正向移动,氢气的含量增大,故B正确;
C.正反应吸热,升高温度,平衡正向移动,平衡常数增大,故C错误;
D.正反应气体系数和增大,增大压强平衡逆向移动,逆反应速率大于正反应速率,故D错误;
选B。
13. 向一恒容密闭容器中加入和一定量的,发生反应:。的平衡转化率按不同投料比随温度的变化曲线如图所示。下列说法错误的是
A.
B. 反应速率:
C. 点a、b、c对应的平衡常数:
D. 反应温度为,当容器内压强不变时,反应达到平衡状态
【答案】B
【解析】
【详解】A.一定条件下,增大水的浓度,能提高CH4的转化率,即x值越小,CH4的转化率越大,则,故A正确;
B.b点和c点温度相同,CH4的起始物质的量都为1mol,b点x值小于c点,则b点加水多,反应物浓度大,平衡正向移动,甲烷的转化率增大,生成物的浓度增大,则在相同温度下反应速率:,故B错误;
C.由图像可知,x一定时,温度升高CH4的平衡转化率增大,说明正反应为吸热反应,温度升高平衡正向移动,K增大;温度相同,K不变,则点a、b、c对应的平衡常数:,故C正确;
D.该反应为气体分子数增大的反应,反应进行时压强发生改变,所以温度一定时,当容器内压强不变时,反应达到平衡状态,故D正确;
答案选B。
14. 常温下,下列各组离子,在指定条件下一定能大量共存的是
A. 无色透明的水溶液中:
B. 常温下pH=1的溶液中:、CH3COO-、Na+、
C. 水电离出的C(OH-)=1×10-13mol·L-1的溶液:
D. 的溶液:K+ 、、Na+、
【答案】D
【解析】
【详解】A.溶液无色透明,但在水溶液中呈蓝色,不符合条件,A错误;
B.pH=1为强酸性环境,会与结合生成弱电解质,无法大量共存,B错误;
C.水电离出的,说明水的电离被抑制,溶液可能为强酸性或强碱性:酸性条件:、可存在。碱性条件(pH=13):、会与生成沉淀,无法共存。因题目要求“一定”大量共存,而两种条件无法同时满足,C错误;
D.,计算得pH=13(强碱性)。此时K+ 、、Na+、均不与OH⁻反应,且在碱性环境中水解被抑制,可大量共存,D正确;
故选D。
15. 我国科学家已经成功催化氢化CO2获得甲酸,利用化合物1催化氢化CO2的反应过程如图甲所示,其中化合物2与水反应生成化合物3与HCOO-过程中的能量变化如图乙所示(TS表示过渡态,I表示中间体),下列说法错误的是
A. 化合物1为该反应的催化剂,可加快CO2的转化速率
B. 图乙中形成中间体I2的反应为图甲中“化合物2+H2O→化合物3+HCOO-”的决速步骤
C. 化合物1→化合物2的过程中存在碳氢键的形成
D. 从平衡移动的角度看,升高温度可促进化合物2与水反应生成化合物3与HCOO-
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据题意和图甲可知,化合物1先消耗、后生成为反应的催化剂,可加快的转化速率,故A正确;
B.图乙中形成中间体Ⅰ2的反应活化能最大,为图甲中“化合物2+→化合物3+”的决速步骤,故B正确;
C.化合物1到化合物2的过程中二氧化碳中的碳氧双键中一根键断裂,形成碳氢键,故C正确;
D.从图乙可以看出,化合物2与水反应生成化合物3与HCOO-是放热反应,因此降低温度可以促进该反应的正向移动,故D错误;
故选D。
16. 已知25℃时有关弱电解质的电离平衡常数如下表:
弱电解质
电离平衡常数
,
下列说法正确的是
A. 相同温度,溶液电离平衡常数大于溶液电离平衡常数
B. NaCN溶液与少量反应的离子反应方程式为
C. 结合的能力
D. 25℃时,0.1 mol/L的HCN溶液中
【答案】D
【解析】
【详解】A.电离平衡常数是温度的函数,它只与弱电解质的性质以及温度有关,和弱电解质溶液的浓度没有关系,所以在相同温度下,不管是的溶液,还是的溶液,其电离平衡常数都是一样的,A错误;
B.已知的电离平衡常数,,的电离平衡常数为,电离平衡常数越大,酸性越强,故酸性强弱顺序为,根据相对较强酸制相对较弱酸的复分解反应规律,溶液中通入少量时,只能生成和,离子方程式为,B错误;
C.酸根离子结合的能力与对应酸的酸性强弱有关,酸性越弱,其酸根离子结合的能力越强,由前面分析可知酸性,所以结合的能力,C错误;
D.对于的溶液,是弱电解质,存在电离平衡,电离平衡常数,由于的电离程度很小,所以,且,则==,D正确;
故选D。
二、填空题(共12分)
17. 现有下列物质:①冰醋酸;②;③NaOH;④盐酸;⑤;⑥熔融;⑦石墨;⑧酒精;⑨;⑩。请按要求回答下列问题。
(1)以上物质中属于强电解质的是_______(填序号),能导电的有_______(填序号)。
(2)可以证明醋酸是弱酸的事实是_______(填字母序号)。
a.醋酸和水能以任意比例混溶
b.在醋酸水溶液中还含有未电离的醋酸分子
c.醋酸与溶液反应放出气体
d.的醋酸水溶液能使紫色石蕊溶液变红色
(3)常温下,有相同、体积相同的醋酸和盐酸两种溶液,采取以下措施。
①加适量醋酸钠晶体后,两溶液中的变化是醋酸溶液中_______(填“增大”“减小”或“不变”),盐酸中_______(填“增大”“减小”或“不变”)。
②加等浓度的NaOH溶液至恰好中和,所需NaOH溶液的体积:醋酸_______(填“>”“=”或“<”)盐酸。
③分别与足量的锌粉发生反应,下列关于氢气体积(V)随时间(t)变化的示意图正确的是_______(填字母)。(①表示盐酸,②表示醋酸)
【答案】(1) ①. ②③⑥⑩ ②. ④⑥⑦
(2)b (3) ①. 减小 ②. 减小 ③. > ④. c
【解析】
【小问1详解】
①冰醋酸是弱酸,属于弱电解质,未溶于水时没有自由移动的离子,不能导电;
②属于盐,属于强电解质,固体时没有自由移动的离子,不能导电;
③NaOH属于强碱,是强电解质,固体时没有自由移动的离子,不导电;
④稀盐酸是混合物,能导电;
⑤是弱酸,属于弱电解质,未溶于水时没有自由移动的离子,不能导电;
⑥熔融属于盐,是强电解质,有自由移动的离子,能导电;
⑦石墨是单质,能导电;
⑧酒精是非电解质,不导电;
⑨是非电解质,不导电;
⑩属于盐,是强电解质,没有自由移动的离子,不能导电;
属于强电解质的有②③⑥⑩;含自由移动的离子或电子能导电,故能导电的有④⑥⑦;
【小问2详解】
a.醋酸和水能以任意比例混溶不能说明醋酸在溶液中部分电离出醋酸根离子和氢离子,不能证明醋酸是弱酸,a错误;
b.在醋酸水溶液中还含有未电离的醋酸分子说明醋酸在溶液中部分电离出醋酸根离子和氢离子,能证明醋酸是弱酸,b正确;
c.醋酸与Na2CO3溶液反应放出CO2气体说明醋酸的酸性强于碳酸,但不能说明醋酸在溶液中部分电离出醋酸根离子和氢离子,不能证明醋酸是弱酸,c错误;
d.1 mol·L−1的醋酸水溶液能使紫色石蕊溶液变红色说明醋酸溶液呈酸性,但不能说明醋酸在溶液中部分电离出醋酸根离子和氢离子,不能证明醋酸是弱酸,d错误;
故选b;
【小问3详解】
①醋酸溶液中存在电离平衡:CH3COOHCH3COO-+H+,加入的醋酸钠电离出CH3COO-,CH3COO-浓度增大,电离平衡逆向移动,溶液中c(H+)减小;在盐酸中加入醋酸钠,醋酸钠电离出的CH3COO-与H+结合成弱酸CH3COOH,溶液中c(H+)减小;
②醋酸为弱酸,盐酸为强酸,pH相同的盐酸和醋酸溶液,物质的量浓度:醋酸大于盐酸,等体积的溶液中加入等浓度的NaOH溶液至恰好中和,消耗的NaOH溶液的体积:醋酸>盐酸;
③醋酸溶液中H+被消耗会促进醋酸的电离,反应过程中醋酸溶液中c(H+)大于盐酸中,醋酸与Zn反应的速率比盐酸与Zn反应的速率快;等pH、等体积的醋酸溶液和盐酸中,醋酸提供的H+总物质的量大于盐酸,醋酸与足量Zn反应放出的H2大于盐酸与足量Zn反应放出的H2;故选c。
三、解答题(共40分)
18. 废电池中结块的黑色粉末(炭包)包含碳粉、Fe、Cu和MnO2等物质,从中回收、精制MnO2的工艺流程如图:
回答下列问题:
(1)为加快“酸浸”速率,可采取的措施有:_______(写出1种即可)。
(2)“灼烧”的目的是_______。
(3)“溶解”步骤中MnO2参与的反应离子方程式为_______,H2O2的实际消耗量比理论值高的原因是_______。
(4)“沉锰”时若溶液pH太高则会产生大量Mn(OH)2杂质,为提高MnCO3纯度应采用_______(填字母)的方式混合溶液。
a.将Na2CO3溶液缓慢滴入溶解液 b.将溶解液缓慢滴入Na2CO3溶液
(5)“沉锰”后为检验MnCO3是否洗净,可使用的检验试剂是_______。
【答案】(1)升高温度、粉碎、搅拌、适当增大硝酸浓度(答案合理即可)
(2)使碳粉转化为CO2除去
(3) ①. 2H++MnO2+H2O2=O2↑+2H2O+Mn2+ ②. MnO2催化H2O2分解
(4)a (5)稀盐酸和BaCl2溶液
【解析】
【分析】炭包中含有碳粉、Fe、Cu和MnO2等物质,加入稀HNO3进行酸浸,此时Fe、Cu溶解,C、MnO2不溶,通入空气进行灼烧,碳粉燃烧生成二氧化碳等逸出,得到粗MnO2,将MnO2中加入H2O2/稀H2SO4进行溶解,H2O2将+4价锰还原为+2价锰(MnSO4),同时生成O2;往MnSO4溶液中加入Na2CO3溶液沉锰,生成MnCO3沉淀;将沉淀在空气中焙烧,MnCO3转化为MnO2和CO2气体,据此解答。
【小问1详解】
加快“酸浸”速率,可升高温度、粉碎、搅拌、适当增大硝酸浓度;
【小问2详解】
“灼烧”的目的是使碳粉转化为CO2除去;
【小问3详解】
“溶解”步骤中MnO2参与的反应即H2O2将+4价锰还原为+2价锰(MnSO4),同时生成O2,离子方程式为2H++MnO2+H2O2=O2↑+2H2O+Mn2+,H2O2的实际消耗量比理论值高是因为MnO2催化H2O2分解;
【小问4详解】
碳酸钠溶液水解呈碱性,“沉锰”时若溶液pH太高,会产生大量Mn(OH)2杂质,为提高MnCO3纯度,应将pH溶液的缓慢升高,所以应采用将Na2CO3溶液缓慢滴入溶解液的方式混合溶液;
【小问5详解】
检测MnCO3是否洗净,需检验最后一次洗涤液中是否含有,则可使用的检验试剂是稀盐酸和BaCl2溶液。
19. 某研究小组利用溶液和酸性溶液的反应来探究外界条件改变对化学反应速率的影响,实验如下:
实验序号
实验温度/K
参加反应的物质
溶液颜色褪至无色时所需时间/s
溶液(含硫酸)
溶液
V/mL
V/mL
V/mL
①
290
1
0.02
4
0.1
0
6
②
1
0.02
3
0.1
8
③
315
1
0.02
0.1
1
④
290
3
0.02
1
0.1
回答下列问题:
(1)写出溶液和酸性溶液的反应的离子方程式______。
(2)通过实验①②,可探究______的改变对反应速率的影响,其中______。
(3)通过实验______(填实验序号)可探究温度变化对反应速率的影响,计算出实验②中用浓度变化表示的反应速率______(结果保留三位有效数字)。
(4)实验过程中发现,反应开始一段时间溶液褪色不明显,不久后迅速褪色。甲同学认为是反应放热导致溶液温度升高所致,重做实验②,测得反应过程中不同时间的温度如下:
时间/s
0
2
4
6
8
10
温度/K
290
291
291
291.5
292
292
①结合实验目的与表中数据,得出的结论是______。
②猜想可能是______的影响。若证明猜想正确,除了酸性高锰酸钾溶液和草酸溶液外,还需要选择的最佳试剂是______(填字母)。
A.硫酸钾 B.水 C.二氧化锰 D.硫酸锰
(5)实验④中未观察到溶液褪色,原因可能是______。
【答案】(1)
(2) ①. 反应物草酸的浓度 ②. 1
(3) ①. ②③ ②.
(4) ①. 温度不是反应速率明显加快的原因 ②. 催化剂即 ③. D
(5)实验④中高锰酸钾过量
【解析】
【小问1详解】
草酸被酸性高锰酸钾溶液氧化为二氧化碳,高锰酸根离子被还原为锰离子,根据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒,可得反应的离子方程式为:。
【小问2详解】
实验①②中,溶液的浓度相同,溶液的体积不同,即溶液的浓度不同,所以可探究溶液浓度的改变对反应速率的影响;为保证溶液总体积相同,从而使溶液浓度在两组实验中一致,实验①溶液总体积为,实验②中溶液体积为1mL, 溶液体积为3 mL,则。
【小问3详解】
探究温度变化对反应速率的影响,应保证除温度外其他条件相同,实验②③中 溶液浓度、溶液浓度相同,温度不同,所以通过实验②③可探究温度变化对反应速率的影响;实验②中的物质的量,的物质的量,由反应可知过量,溶液总体积为,8 s内 完全反应,其浓度变化量,则用浓度变化表示反应速率。
【小问4详解】
①从表中数据可知,反应过程中温度升高幅度较小,而反应速率却迅速加快,所以温度不是反应速率突然加快的原因;
②随着反应进行,溶液中的浓度逐渐增大,所以猜想可能是的催化作用导致反应速率加快;为验证的催化作用,且不引入其他干扰离子,最佳试剂是硫酸锰;
故选D。
【小问5详解】
实验④中,,,而反应方程式中二者的物质的量之比是,因此过量,完全反应后溶液中仍有,所以溶液未褪色。
20. 重铬酸钾是一种重要的化工原料,工业上以某含铬矿(主要成分为等)为主要原料制备重铬酸钾的工艺流程如图所示:
已知:的条件下,Cr(III)不能被氧化,高锰酸钾的还原产物是。回答下列问题:
(1)为提高“酸浸”效率,可采取的措施有_______(任写两条)。
(2)浸渣的主要成分为_______(填化学式);“除铁、除锰”时沉锰的离子方程式为______。
(3)“调pH”的目的是完成和的转换,涉及反应(用离子方程式表示):___。
(4)“焙烧”时发生反应的化学方程式为_____。
(5)“交换”过程中有关物质的溶解度如图所示,有同学认为结晶过滤的温度应是和溶解度相差最大的时候,你认为这个观点是否正确?_____(填“正确”或“不正确”)。若正确,则不填此空;若不正确,请说明理由:_____。
【答案】(1)粉碎、适当增大稀硫酸浓度或适当升高温度或搅拌(任写两条)
(2) ①. ②.
(3)
(4)
(5) ①. 不正确 ②. 因为和溶解度相差最大的时候,的溶解度不是四种物质中最小的
【解析】
【分析】由题给流程可知,向铬矿 (主要成分为中加入稀硫酸酸浸时, 转化为可溶的硫酸盐,二氧化硅不反应,过滤得到含有二氧化硅的滤渣和含、等的滤液;调节滤液的pH为5,向溶液中加入高锰酸钾溶液,将溶液中的转化为氢氧化铁沉淀、转化为二氧化锰沉淀,过滤得到含有氢氧化铁、二氧化锰的滤渣和含、的滤液;向滤液中加入氢氧化钠溶液,将溶液中的转化为氢氧化铬沉淀,过滤得到氢氧化铬;氢氧化铬与碳酸钠、氧气在高温条件下焙烧生成铬酸钠、二氧化碳和水;将铬酸钠溶于水配成溶液,调节溶液的pH,将铬酸钠转化为重铬酸钠,向溶液中加入氯化钾,将重铬酸钠转化为重铬酸钾沉淀,过滤得到滤液和重铬酸钾。
【小问1详解】
粉碎、适当增大稀硫酸浓度、适当升高温度、搅拌等措施能提高“酸浸”效率,故答案为:粉碎、适当增大稀硫酸浓度或适当升高温度或搅拌(任写两条)。
【小问2详解】
由分析可知,滤渣的主要成分为二氧化硅;“除铁、除锰”时沉锰发生的反应为溶液中的锰离子与高锰酸根离子反应生成二氧化锰沉淀和氢离子,反应的离子方程式为,故答案为:;;
【小问3详解】
“调pH”的目的是完成和的转换,涉及反应的离子方程式为,故答案为。
【小问4详解】
由分析可知,“焙烧”时发生的反应为氢氧化铬与碳酸钠、氧气在高温条件下焙烧生成铬酸钠、二氧化碳和水,反应的化学方程式为,故答案为:。
【小问5详解】
由图可知,重铬酸钾和重铬酸钠溶解度相差最大时,重铬酸钾的溶解度不是四种物质中最小的,而10℃时重铬酸钾的溶解度是四种物质中最小的,所以结晶过滤的温度应是10℃,故答案为:不正确,因为和溶解度相差最大的时候,的溶解度不是四种物质中最小的。
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