内容正文:
广州中学2025学年第一学期期中考试高二化学试题
可能用到的相对分子质量:C12 H1 O16
第I卷(选择题共44分)
一、单选题(本题包括16小题,每题有一个选项是符合题意,1—10每题2分;11—16每题4分,共44分)
1. “能源”是人们生活中不可或缺的一部分,下列属于利用化学能与热能的转化的过程是
过程
选项
A.太阳能热水器烧水
B.燃油汽车行驶
过程
选项
C.锂电池供电
D.水力发电
A. A B. B C. C D. D
2. 工业合成氨反应为,下列关于工业合成氨条件选择的说法正确的是
A. 工业合成氨的反应是熵增的放热反应,在任何温度下都能自发进行
B. 高温能缩短反应达到平衡所需时间,同时有利于提高合成氨的平衡产率
C. 通过液化分离的方式不断移除,有利于增大反应平衡常数,促进反应正向进行
D. 原料气进入合成塔之前,须经过干燥净化,以防止催化剂中毒
3. 化学与社会、生产、生活密切相关。下列说法错误的是
A. 将草木灰与铵态氮肥混合施用可以提高肥效
B. 废旧钢材焊接前,可用饱和溶液处理焊点的铁锈
C. 血液中的缓冲体系对稳定体系的酸碱度发挥着重要作用
D. 合成氨工业中采用循环操作,主要是为了提高氮气和氢气的利用率
4. 表示下列过程的化学用语正确的是
A. 草酸钠溶于水电离:
B. 硫酸铝与碳酸钠溶液混合:
C. 硫酸铁溶于水发生水解反应:
D. 在水溶液中电离:
5. 下列事实一定能说明醋酸是弱电解质的是
A. 醋酸溶液能使紫色石蕊试液变红
B. 用醋酸溶液做导电实验时,灯泡较暗
C. 醋酸溶液能与溶液反应产生气泡
D. 常温下,的醋酸溶液和的NaOH溶液等体积混合,pH小于7
6. 可逆反应NO2(g)+ CO(g) ⇌ CO2(g)+ NO(g) 反应过 程中的能量变化如图所示,下列说法正确的是
A. 1molNO2与1molCO混合经充分反应放热234 kJ
B. 若反应开始时加入催化剂, 则使E1、E2都变大
C. 正反应的活化能是134 kJ/mol
D. 该反应的反应热⊿H = E2–E1
7. 下列有关热化学方程式的叙述正确的是
A. 已知则
B. 已知,则氢气的燃烧热为
C. 已知,
D. 已知常温常压下 和充分反应放出热量,则该过程的热化学方程式为
8. 下列各图所示装置及操作正确且能达到实验目的的是
A. 图甲:观察气体颜色变化探究压强对平衡的影响
B. 图乙:除去铁钉上的油污
C. 图丙:中和反应反应热的测定
D. 图丁:制备无水固体
9. 苹果醋是现代健康饮品,苹果酸(,二元弱酸)是这种饮料的主要酸性物质之一、常温下的苹果酸溶液,下列说法正确的是
A. 该溶液中苹果酸的浓度为
B.
C. 加水稀释使苹果酸电离度增大,溶液pH减小
D. 该溶液加水稀释的过程中增大
10. 设NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 的溶液中数目为0.1NA
B. 时,的溶液中含有数目为0.02NA
C. 与足量的发生反应,会生成NA个分子
D. 时,纯水中,所含总数大于
11. 纳米二氧化钛催化剂可用于工业合成甲醇:,按:投料比将与充入恒容密闭容器中,在一定条件下发生反应,测得平衡时混合物中的体积分数与温度、压强的关系如图所示。下列说法错误的是
A. 该反应的
B.
C. 在点时,转化率为
D. A、B两点对应的平衡常数相等
12. 常温下,常见弱电解质的电离平衡常数如下表,下列说法正确的是
弱酸
电离常数
A. 溶液中约为
B. 由表可知和在溶液中可以大量共存
C. 等浓度的和溶液中离子浓度大小关系是
D. 向溶液中通入少量,发生反应
13. 根据下列操作及现象,所得结论正确的是
操作及现象
结论
A
锌与稀硫酸反应制取氢气,加入少量溶液,产生氢气速率明显加快
具有催化作用
B
用镁粉和铝条分别与同浓度的稀盐酸反应,前者更剧烈
镁的金属性强于铝
C
加热溶液,溶液由蓝色变为黄绿色
的
D
用计分别测定溶液和溶液,溶液更大
的酸性弱于
A. A B. B C. C D. D
14. 甲胺为一元有机弱碱,在水中的电离方程式为:。时,实验室里用的盐酸溶液滴定甲胺溶液,滴定曲线如图所示。
(已知:)。下列说法不正确的是
A. 该滴定过程应该选择甲基橙作为指示剂
B. c点时有
C.
D. 溶液中:
15. 常温下,将和两种一元酸的溶液分别加水稀释,稀释时溶液pH的变化如图所示。下列叙述正确的是
A. 是强酸
B. 稀释前,
C. 在M点的两种溶液中:
D. M点两溶液中水的电离程度:
16. 在温度和时,分别将0.5 mol 和1.2 mol 充入体积为2 L的密闭容器中,发生反应:,测得有关数据如表:
时间/min
0
10
20
40
50
/mol
0.50
0.35
0.25
0.10
0.10
/mol
0.50
0.30
0.18
a
0.15
下列说法不正确的是
A. 温度:
B. 时0~10 min内的平均反应速率为0.015
C. ,且该反应
D. 达到平衡后,保持其他条件不变,再充入0.1 mol 和0.2 mol ,平衡逆向移动
第II卷(非选择题共56分)
二、非选择题(本题包括4小题,每题14分,共56分)
17. 食醋是一种常用调味剂,国家标准规定其醋酸含量不得低于0.035g/mL。用标准溶液可以测定醋酸的浓度。某品牌食醋的醋酸浓度测定过程如图所示:
请回答下列问题
(1)选用图中仪器_____(填“A”或“B”)盛放NaOH标准液。
(2)酸碱指示剂应选_____(填“酚酞”“甲基橙”或“石蕊”)。
(3)该滴定达到终点时的现象是_____。
(4)某次实验滴定开始和结束时,滴定管中的液面如图所示,则所用NaOH溶液的体积为_____mL。
(5)用0.06000mol/LNaOH标准溶液滴定上述稀释后的醋酸溶液,滴定结果如下表所示。
滴定次数
待测溶液的体积/mL
标准溶液的体积/mL
滴定前刻度
滴定后刻度
1
25.00
0.02
25.01
2
25.00
0.70
25.71
3
25.00
0.50
24.2
则该食醋中醋酸的浓度是_____,_____(填“符合”或“不符合”)国家标准。
(6)下列操作中,可能使所测白醋中醋酸的浓度数值偏低的是_____(填标号)。
A. 碱式滴定管未用NaOH标准溶液润洗就直接注入NaOH标准溶液
B. 滴定前盛放白醋稀溶液的锥形瓶用蒸馏水洗净后没有干燥
C. 滴定过程中摇动锥形瓶时有液体溅出
D. 读取NaOH溶液体积时,开始时仰视读数,滴定结束时俯视读数
18. 磷及其化合物在工业生产中起着重要的作用。
(1)白磷()和的分子结构如图,磷在氧气不足时燃烧生成,相关键能如表所示:
化学键
P—P
P—O
键能
d
c
a
则的反应热_____
(2)已知:;
;
则白磷转化为红磷的热化学方程式为_____。白磷的稳定性比红磷_____(填“高”或“低”)
(3)PCl3、PCl5常用于制造药物等。在密闭容器中充入,发生反应:,保持的平衡转化率分别为0.3、0.5、0.7时,探究温度、压强的关系如图所示。
①代表转化率为0.7的曲线是_____(填“L1”“L2”或“L3”)。
②在W、T、Q三点中,平衡常数最小的是_____(填“W”“T”或“Q”,下同);平衡的逆反应速率最大的是_____。
③恒温恒容条件下,下列各项不能表明该反应达到平衡状态的是_____。
a.容器的总压强不再改变 b.混合气体的平均相对分子质量不变
c.v()等于 d.混合气体的密度不变
④若Q点容器体积为2L,该温度下平衡常数K为_____。
19. 含砷废水常见于采矿、半导体等工业,部分砷的化合物有毒,因此需除去废水中的砷。
I.在水溶液中,各种微粒的物质的量分数与溶液的关系如图1所示。
(1)第一步电离方程式,其电离常数为_____。
(2)实验测得溶液呈碱性,其原因为_____(用离子方程式表示),溶液中含砷离子浓度由大到小的顺序为_____。
(3)下列说法正确的是_____(填字母)。
A.溶液:
B.水的电离程度:点点点
C.当时,向该溶液中加一定量的水进行稀释,则溶液中c()/c(HAsO)减小
II.利用高铁酸盐处理含砷废水。在一定pH范围内,高铁酸盐被还原成胶体,而吸附含砷化合物。不同pH对除砷的去除率影响如图2所示。
已知:常温下,pH>7时,胶体粒子表面带负电,pH越大,胶体粒子表面带的负电荷越多。
(4)结合图1和图2分析,除砷过程中控制废水约为_____适宜。pH过低,主要以形式存在;不易形成胶体。过高,一是氧化性减弱,产生胶体的量少;二是_____;三是_____。
20. 是重要的化工原料。
I.以、为原料合成甲醇,涉及的主要反应如下:
反应i:
反应ii:
(1)根据反应自发进行的判据,反应ii在_____(填“高温”“低温”或“任何温度”)下有自发进行的倾向。
(2)反应在某非金属催化剂催化下的部分反应历程如图所示。图中所示历程中决速步骤的方程式为:_____,活化能为_____eV。
(3)一定温度下,向恒容密闭容器中充入体积比为3:1的和,发生上述反应。下列说法正确的是_____。
A. CO的浓度不变,说明反应已达到平衡状态
B. 增大投料比,可提高的平衡转化率
C. 增大压强,活化分子百分数不变,反应速率加快
D. 分离出,反应ii平衡正向移动,平衡常数增大
(4)向容积为的恒容密闭容器中通入和,若只发生反应ii,测得时,转化率为,则内________mol/(L·min)。保持其他条件不变,在相同时间内测得产率与催化剂种类与温度的关系如图1所示。
图中M点对应的速率_____,(填“大于”、“小于”或“等于”)理由是_____。
II.在密闭容器中,向含有催化剂的溶液(足量)中通入生成实现储氢,反应为:。
(5)已知催化剂在左右活性最高,时体系中随时间变化曲线如图所示。不改变其他条件,时刻迅速升温至,在图2中画出时刻后随时间变化至平衡时的曲线_____。
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广州中学2025学年第一学期期中考试高二化学试题
可能用到的相对分子质量:C12 H1 O16
第I卷(选择题共44分)
一、单选题(本题包括16小题,每题有一个选项是符合题意,1—10每题2分;11—16每题4分,共44分)
1. “能源”是人们生活中不可或缺的一部分,下列属于利用化学能与热能的转化的过程是
过程
选项
A.太阳能热水器烧水
B.燃油汽车行驶
过程
选项
C.锂电池供电
D.水力发电
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.太阳能烧水是将太阳能转换为热能,不属于化学能与热能的转化,A错误;
B.燃油汽车行驶是化学能转化为热能,热能再转化为动能,属于化学能与热能的转化,B正确;
C.锂电池是一种以锂金属或锂合金为负极材料,使用非水电解质溶液的二次电池,属于化学能与电能的转化,C错误;
D.水力发电是将水能转换为电能,不属于化学能与热能的转化,D错误;
故选B。
2. 工业合成氨反应为,下列关于工业合成氨条件选择的说法正确的是
A. 工业合成氨的反应是熵增的放热反应,在任何温度下都能自发进行
B. 高温能缩短反应达到平衡所需时间,同时有利于提高合成氨的平衡产率
C. 通过液化分离的方式不断移除,有利于增大反应平衡常数,促进反应正向进行
D. 原料气进入合成塔之前,须经过干燥净化,以防止催化剂中毒
【答案】D
【解析】
【详解】A.该反应中气体物质的量由4 mol减为2 mol,体系熵减;且,仅在较低温度下能自发进行,A错误;
B.升高温度能增大反应速率,缩短达到平衡所需时间;但该反应为放热反应,升温使平衡向逆反应方向移动,合成氨的平衡产率降低,B错误;
C.不断移除产物可促进平衡正向移动,但平衡常数只受温度影响,不会因移除产物而增大,C错误;
D.原料气中的水分等杂质会使催化剂中毒,进入合成塔前应干燥净化,D正确;
故选D。
3. 化学与社会、生产、生活密切相关。下列说法错误的是
A. 将草木灰与铵态氮肥混合施用可以提高肥效
B. 废旧钢材焊接前,可用饱和溶液处理焊点的铁锈
C. 血液中的缓冲体系对稳定体系的酸碱度发挥着重要作用
D. 合成氨工业中采用循环操作,主要是为了提高氮气和氢气的利用率
【答案】A
【解析】
【详解】A.草木灰显碱性,与铵态氮肥混合施用会使铵根离子转化为氨气逸出,降低肥效,A错误;
B.溶液水解显酸性,可与铁锈反应,焊接前可用其处理焊点,B正确;
C.缓冲体系能在一定范围内减小酸或碱对血液酸碱度的影响,C正确;
D.合成氨反应后分离出氨气,未反应的氮气和氢气循环进入反应器,可提高原料利用率,D正确;
故选A。
4. 表示下列过程的化学用语正确的是
A. 草酸钠溶于水电离:
B. 硫酸铝与碳酸钠溶液混合:
C. 硫酸铁溶于水发生水解反应:
D. 在水溶液中电离:
【答案】B
【解析】
【详解】A.草酸钠为强电解质,溶于水完全电离,电离方程式应使用等号,正确为,A错误;
B.硫酸铝与碳酸钠溶液混合发生双水解反应,生成氢氧化铝沉淀和二氧化碳,离子方程式书写符合反应事实和守恒规则,B正确;
C.铁离子水解程度微弱,不会生成氢氧化铁沉淀,不能标注,正确的方程式为,C错误;
D.草酸为二元弱酸,属于弱电解质,应分步电离且用可逆号,不能一步完全电离,电离方程式应为、,D错误;
故选B。
5. 下列事实一定能说明醋酸是弱电解质的是
A. 醋酸溶液能使紫色石蕊试液变红
B. 用醋酸溶液做导电实验时,灯泡较暗
C. 醋酸溶液能与溶液反应产生气泡
D. 常温下,的醋酸溶液和的NaOH溶液等体积混合,pH小于7
【答案】D
【解析】
【详解】A.醋酸溶液能使紫色石蕊试液变红,只能说明其水溶液显酸性,不能证明其是弱酸,故A不符合题意;
B. 用醋酸溶液做导电实验时,灯泡较暗,说明该溶液中离子浓度很小,但不能说明醋酸部分电离,所以不能证明醋酸是弱电解质,故B不符合题意;
C. 醋酸溶液能与溶液反应产生气泡,说明醋酸的酸性比碳酸强,但是不能证明其是强酸还是弱酸,故C不符合题意;
D.常温下,的一元强酸溶液和的NaOH溶液等体积混合时恰好完全中和、得到强酸强碱盐溶液pH=7;常温下,的醋酸溶液和的NaOH溶液等体积混合, pH小于7,则所得溶液为醋酸和醋酸钠的混合溶液,反应中醋酸多余,则能说明醋酸未完全电离、为弱酸,故D符合题意;
答案选D。
6. 可逆反应NO2(g)+ CO(g) ⇌ CO2(g)+ NO(g) 反应过 程中的能量变化如图所示,下列说法正确的是
A. 1molNO2与1molCO混合经充分反应放热234 kJ
B. 若反应开始时加入催化剂, 则使E1、E2都变大
C. 正反应的活化能是134 kJ/mol
D. 该反应的反应热⊿H = E2–E1
【答案】C
【解析】
【详解】A、此反应是可逆反应,不能完全进行到底,因此1molNO2与1molCO混合充分反应放出的热量小于234kJ,故A错误;
B、使用催化剂,降低活化能,E1和E2都降低,故B错误;
C、根据图象,正反应的活化能是134kJ·mol-1,故C正确;
D、反应物的总能量大于生成物的总能量,此反应是放热反应,△H<0,因此△H=E1-E2,故D错误;
答案选C。
7. 下列有关热化学方程式的叙述正确的是
A. 已知则
B. 已知,则氢气的燃烧热为
C. 已知,
D. 已知常温常压下 和充分反应放出热量,则该过程的热化学方程式为
【答案】C
【解析】
【详解】A.该反应除发生强酸强碱中和外,还生成硫酸钡沉淀;沉淀生成也有热效应,故反应热不能只按中和热简单加倍计算,A错误;
B.燃烧热要求纯物质完全燃烧并生成稳定氧化物。题给反应的产物为水蒸气,不符合燃烧热的规定,B错误;
C.两式均消耗相同量的碳;碳完全燃烧生成二氧化碳比不完全燃烧生成一氧化碳放出的热量多,故,C正确;
D.常温常压下碘的稳定状态为固态,热化学方程式中应标为,D错误;
故选C。
8. 下列各图所示装置及操作正确且能达到实验目的的是
A. 图甲:观察气体颜色变化探究压强对平衡的影响
B. 图乙:除去铁钉上的油污
C. 图丙:中和反应反应热的测定
D. 图丁:制备无水固体
【答案】B
【解析】
【详解】A.图甲所示反应前后气体分子数相等,改变压强时平衡不移动,无法通过观察气体颜色变化探究压强对平衡的影响,A错误;
B.碳酸钠溶液呈碱性;加热促进碳酸根离子水解,溶液碱性增强,油污在碱性条件下水解而除去,B正确;
C.测定中和反应反应热时应减少与外界的热交换,金属搅拌器导热性强,会使装置散热增多,C错误;
D.氯化铁溶液蒸干时易发生水解,不能直接蒸干其溶液制得无水氯化铁,D错误;
故选B。
9. 苹果醋是现代健康饮品,苹果酸(,二元弱酸)是这种饮料的主要酸性物质之一、常温下的苹果酸溶液,下列说法正确的是
A. 该溶液中苹果酸的浓度为
B.
C. 加水稀释使苹果酸电离度增大,溶液pH减小
D. 该溶液加水稀释的过程中增大
【答案】D
【解析】
【详解】A.,未知,无法计算浓度,A错误;
B.根据电荷守恒:,B错误;
C.加水稀释使苹果酸电离度增大,氢离子浓度减小,溶液pH增大,C错误;
D.,加水稀释的过程中减小,增大,D正确;
故选D。
10. 设NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 的溶液中数目为0.1NA
B. 时,的溶液中含有数目为0.02NA
C. 与足量的发生反应,会生成NA个分子
D. 时,纯水中,所含总数大于
【答案】D
【解析】
【详解】A.在水溶液中会发生水解,因此1L0.1mol/L的溶液中数目小于,A错误;
B.时的溶液中c(OH-)=0.01mol/L,该溶液中数目为,与是二元碱无关,B错误;
C.与合成的反应为可逆反应,不能进行完全,因此生成的分子数小于,C错误;
D.水的电离为吸热过程,温度升高电离程度增大,大于,时纯水中c(H+)=c(OH-)>10-7mol/ L,故纯水中总数大于,D正确;
故选D。
11. 纳米二氧化钛催化剂可用于工业合成甲醇:,按:投料比将与充入恒容密闭容器中,在一定条件下发生反应,测得平衡时混合物中的体积分数与温度、压强的关系如图所示。下列说法错误的是
A. 该反应的
B.
C. 在点时,转化率为
D. A、B两点对应的平衡常数相等
【答案】D
【解析】
【详解】A.压强相同时,温度升高,的体积分数减小,平衡逆向移动,说明正反应为放热反应,,A正确;
B.该反应为气体分子数减小的反应,温度相同时,压强越大,平衡正向移动程度越大,的体积分数越大,同一温度下体积分数,故压强,B正确;
C.设初始加入为1 mol、为2 mol,C点时转化量为 mol,列三段式:
CH3OH,50%=,解得x=0.75,则CO的转化率为,C正确;
D.平衡常数仅与温度有关,A点温度为250℃300℃,温度不同,平衡常数不相等,D错误;
故选D。
12. 常温下,常见弱电解质的电离平衡常数如下表,下列说法正确的是
弱酸
电离常数
A. 溶液中约为
B. 由表可知和在溶液中可以大量共存
C. 等浓度的和溶液中离子浓度大小关系是
D. 向溶液中通入少量,发生反应
【答案】A
【解析】
【详解】A.溶液中,A正确;
B.,所以和在溶液中会发生反应,不能大量共存,B不正确;
C.,则的电离程度稍大,且二者的二级电离程度极小可以忽略,则等浓度的和溶液中离子浓度大小关系是,C不正确;
D.向溶液中通入少量,由于,所以结合氢离子能力最强,能和碳酸氢根反应,即最终应生成和,不能生成,反应的离子方程式为,D不正确;
选A。
13. 根据下列操作及现象,所得结论正确的是
操作及现象
结论
A
锌与稀硫酸反应制取氢气,加入少量溶液,产生氢气速率明显加快
具有催化作用
B
用镁粉和铝条分别与同浓度的稀盐酸反应,前者更剧烈
镁的金属性强于铝
C
加热溶液,溶液由蓝色变为黄绿色
的
D
用计分别测定溶液和溶液,溶液更大
的酸性弱于
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.锌可置换硫酸铜中的铜,反应为,析出的铜与锌构成原电池,加快氢气生成;硫酸铜被消耗,不是催化剂,A错误;
B.镁粉与铝条的表面积不同,反应更剧烈可能由接触面积较大造成;该对照不能据此比较金属性强弱,B错误;
C.加热后溶液由蓝色变为黄绿色,说明平衡正向移动,正反应为吸热反应,,C错误;
D.等浓度的次氯酸钠溶液pH较大,说明的水解程度大于,故其共轭酸的酸性弱于,D正确;
故选D。
14. 甲胺为一元有机弱碱,在水中的电离方程式为:。时,实验室里用的盐酸溶液滴定甲胺溶液,滴定曲线如图所示。
(已知:)。下列说法不正确的是
A. 该滴定过程应该选择甲基橙作为指示剂
B. c点时有
C.
D. 溶液中:
【答案】C
【解析】
【详解】A.甲胺是弱碱,盐酸是强酸;恰好完全反应时溶液因甲铵根水解呈酸性,滴定突跃范围经过甲基橙的变色范围,故可选甲基橙作指示剂,A正确;
B.图中c点的纵坐标小于0,说明该点溶液仍显碱性,尚未达到完全中和。甲胺的物质的量为,需加入20 mL盐酸才恰好中和,故,B正确;
C.a点时图示,结合和,可得。因此,故所给数值错误,C错误;
D.甲胺盐酸盐溶液中所有阳离子和阴离子浓度之和相等,满足电荷守恒:,D正确;
故选C。
15. 常温下,将和两种一元酸的溶液分别加水稀释,稀释时溶液pH的变化如图所示。下列叙述正确的是
A. 是强酸
B. 稀释前,
C. 在M点的两种溶液中:
D. M点两溶液中水的电离程度:
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图可知,常温下将和两种一元酸的溶液分别加水稀释十倍时,、的pH变化分别为1、小于1,说明为强酸,为弱酸,A错误;
B.为强酸,为弱酸,稀释前和溶液中的浓度分别为、,则、的浓度分别为、大于,故稀释前,,B错误;
C.M点的两种溶液pH相同,氢离子浓度和氢氧根离子浓度相同,根据电荷守恒可知,,C正确;
D.M点的两种溶液pH相同,氢离子浓度相同,对水的电离的抑制程度相同,D错误;
故选C。
16. 在温度和时,分别将0.5 mol 和1.2 mol 充入体积为2 L的密闭容器中,发生反应:,测得有关数据如表:
时间/min
0
10
20
40
50
/mol
0.50
0.35
0.25
0.10
0.10
/mol
0.50
0.30
0.18
a
0.15
下列说法不正确的是
A. 温度:
B. 时0~10 min内的平均反应速率为0.015
C. ,且该反应
D. 达到平衡后,保持其他条件不变,再充入0.1 mol 和0.2 mol ,平衡逆向移动
【答案】D
【解析】
【详解】A.从表中数据可知,T2时的反应速率大于T1时的反应速率,温度越高反应速率越快,则T2>T1,A正确;
B.T1时0-10min内CH4物质的量变化量为0.15mol,则NO2物质的量变化量为0.3mol,则0-10min内NO2的平均反应速率为,B正确;
C.T2时反应速率大于T1,达到平衡的时间也应该小于T1,40min时T1已达到平衡状态,则T2在40min时也应该达到了平衡状态,a=0.15,T2>T1,但是T2时甲烷剩余的量大于T1,说明升高温度化学平衡逆向移动,该反应为放热反应,C正确;
D.T1温度下平衡时该反应的化学平衡常数为3.2,T1达到平衡后,再充入0.1molCH4和0.2molH2O,此时甲烷浓度变为0.1mol/L,H2O浓度变为0.5mol/L,此时Qc=2.5<3.2,则化学平衡正向移动,D错误;
故答案选D。
第II卷(非选择题共56分)
二、非选择题(本题包括4小题,每题14分,共56分)
17. 食醋是一种常用调味剂,国家标准规定其醋酸含量不得低于0.035g/mL。用标准溶液可以测定醋酸的浓度。某品牌食醋的醋酸浓度测定过程如图所示:
请回答下列问题
(1)选用图中仪器_____(填“A”或“B”)盛放NaOH标准液。
(2)酸碱指示剂应选_____(填“酚酞”“甲基橙”或“石蕊”)。
(3)该滴定达到终点时的现象是_____。
(4)某次实验滴定开始和结束时,滴定管中的液面如图所示,则所用NaOH溶液的体积为_____mL。
(5)用0.06000mol/LNaOH标准溶液滴定上述稀释后的醋酸溶液,滴定结果如下表所示。
滴定次数
待测溶液的体积/mL
标准溶液的体积/mL
滴定前刻度
滴定后刻度
1
25.00
0.02
25.01
2
25.00
0.70
25.71
3
25.00
0.50
24.2
则该食醋中醋酸的浓度是_____,_____(填“符合”或“不符合”)国家标准。
(6)下列操作中,可能使所测白醋中醋酸的浓度数值偏低的是_____(填标号)。
A. 碱式滴定管未用NaOH标准溶液润洗就直接注入NaOH标准溶液
B. 滴定前盛放白醋稀溶液的锥形瓶用蒸馏水洗净后没有干燥
C. 滴定过程中摇动锥形瓶时有液体溅出
D. 读取NaOH溶液体积时,开始时仰视读数,滴定结束时俯视读数
【答案】(1)A (2)酚酞
(3)当滴入最后一滴标准溶液时,溶液由无色变为浅红色,且半分钟内不褪色
(4)26.10 (5) ①. 0.6000 ②. 符合 (6)CD
【解析】
【分析】本题考查酸碱中和滴定实验。解题关键在于明确滴定原理、仪器的正确选择与使用、指示剂的选择及终点判断、滴定数据的处理(剔除无效数据并求平均值)以及误差分析。误差分析需依据公式 ,判断各项操作对标准溶液消耗体积 的影响。
【小问1详解】
溶液呈强碱性,易与玻璃中的 反应生成具有黏性的硅酸钠,导致玻璃活塞黏结打不开,因此必须使用带橡胶管的碱式滴定管。图中A为碱式滴定管,B为酸式滴定管,故选A。
【小问2详解】
用强碱滴定弱酸醋酸,滴定终点时生成醋酸钠,溶液呈碱性,故应选择在碱性范围内变色的酚酞作为酸碱指示剂。
【小问3详解】
酚酞在酸性溶液中为无色,遇碱变红。滴定终点时的现象为:当滴入最后一滴标准溶液时,溶液由无色变为浅红色,且半分钟内不褪色。
【小问4详解】
滴定管的刻度由上向下递增,精确度为。图中滴定前液面在处,滴定后液面在处,故所用溶液的体积为 。
【小问5详解】
三次滴定消耗标准溶液的体积分别为:;;。第三次数据偏差较大,应舍去。取前两次的平均值,消耗溶液的体积为 。稀释后醋酸溶液的浓度为 。原食醋稀释了10倍(稀释至),故原食醋中醋酸的浓度为 。该食醋中醋酸的含量为 。因为 ,所以符合国家标准。
【小问6详解】
根据 进行分析:
A.碱式滴定管未用标准溶液润洗,会使标准溶液被稀释,导致消耗的 偏大,测定结果偏高;
B. 锥形瓶未干燥,不影响待测液中溶质的物质的量,对测定结果无影响;
C. 滴定过程中有液体溅出,导致部分待测液损失,消耗的 偏小,测定结果偏低;
D.开始时仰视读数(读数偏大),结束时俯视读数(读数偏小),导致计算出的 偏小,测定结果偏低。
故选CD。
18. 磷及其化合物在工业生产中起着重要的作用。
(1)白磷()和的分子结构如图,磷在氧气不足时燃烧生成,相关键能如表所示:
化学键
P—P
P—O
键能
d
c
a
则的反应热_____
(2)已知:;
;
则白磷转化为红磷的热化学方程式为_____。白磷的稳定性比红磷_____(填“高”或“低”)
(3)PCl3、PCl5常用于制造药物等。在密闭容器中充入,发生反应:,保持的平衡转化率分别为0.3、0.5、0.7时,探究温度、压强的关系如图所示。
①代表转化率为0.7的曲线是_____(填“L1”“L2”或“L3”)。
②在W、T、Q三点中,平衡常数最小的是_____(填“W”“T”或“Q”,下同);平衡的逆反应速率最大的是_____。
③恒温恒容条件下,下列各项不能表明该反应达到平衡状态的是_____。
a.容器的总压强不再改变 b.混合气体的平均相对分子质量不变
c.v()等于 d.混合气体的密度不变
④若Q点容器体积为2L,该温度下平衡常数K为_____。
【答案】(1)
(2) ①. ②. 低
(3) ①. ②. W ③. T ④. cd ⑤.
【解析】
【小问1详解】
反应物的总键能-生成物的总键能,根据物质结构可知,1个中含有6个键,1个中含有12个键,因此;
【小问2详解】
(反应①)和(反应②),白磷转化为红磷的方程式为为反应①-4×反应②,根据盖斯定律,计算的,热化学方程式为;生成物的总能量-反应物的总能量,,生成物的总能量小于反应物的总能量,能量越低物质越稳定,红磷的稳定性更高;
【小问3详解】
①为分子数增加的反应,随着压强增大,平衡逆向移动,的转化率不断下降,根据三条曲线对应的转化率分别为0.3、0.5、0.7,因此0.7对应压强最小的曲线,即;
②压强相同时,温度升高,转化率提高,平衡正向移动,因此该反应为吸热反应,吸热反应随着温度的升高,平衡常数不断增大,因此温度最低的W点平衡常数最小;温度越高,压强越大,反应速率越大,T、Q的温度高于W,同时T的压强大于Q,因此平衡的逆反应速率最大的点是T;
③a.该反应为气体分子数增大的反应,在恒容恒温条件下,随着反应的进行,总压强不断变化,因此压强不变说明反应达到平衡,a不符合题意;
b.恒温恒容条件,气体的总质量不变,而气体总的物质的量随着反应进行而不断变化,混合气体的平均相对分子质量也不断变化,因此混合气体的平均相对分子质量不变说明反应达到平衡,b不符合题意;
c.选项中未说明是正反应速率还是逆反应速率,如果均为正反应速率或均为逆反应速率,无法说明反应此时达到平衡,c符合题意;
d.在恒温恒容的条件下,混合气体的质量和体积均保持不变,混合气体的密度始终保持不变,因此混合气体的密度不变,无法说明反应达到平衡,d符合题意;
故选cd;
④根据①可知,Q点的的转化率为0.5,初始通入了1 mol的,反应过程中转化的的物质的量为0.5 mol,根据可知,平衡时生成的和的物质的量均为0.5 mol,剩余的的物质的量为0.5 mol,体积为2L,因此此时平衡常数为。
19. 含砷废水常见于采矿、半导体等工业,部分砷的化合物有毒,因此需除去废水中的砷。
I.在水溶液中,各种微粒的物质的量分数与溶液的关系如图1所示。
(1)第一步电离方程式,其电离常数为_____。
(2)实验测得溶液呈碱性,其原因为_____(用离子方程式表示),溶液中含砷离子浓度由大到小的顺序为_____。
(3)下列说法正确的是_____(填字母)。
A.溶液:
B.水的电离程度:点点点
C.当时,向该溶液中加一定量的水进行稀释,则溶液中c()/c(HAsO)减小
II.利用高铁酸盐处理含砷废水。在一定pH范围内,高铁酸盐被还原成胶体,而吸附含砷化合物。不同pH对除砷的去除率影响如图2所示。
已知:常温下,pH>7时,胶体粒子表面带负电,pH越大,胶体粒子表面带的负电荷越多。
(4)结合图1和图2分析,除砷过程中控制废水约为_____适宜。pH过低,主要以形式存在;不易形成胶体。过高,一是氧化性减弱,产生胶体的量少;二是_____;三是_____。
【答案】(1)
(2) ①. 、、 ②.
(3)C (4) ①. 4-7 ②. 过高,会生成沉淀而不产生胶体 ③. 越大,胶体粒子表面带的负电荷越多,并且此时砷的主要存在形式为和,静电斥力增大,砷的去除率下降
【解析】
【小问1详解】
第一步电离方程式,其电离常数为,由图1可知,在a点,此时pH=2.2,代入;
【小问2详解】
在水溶液中会进行水解:、、,产生的使溶液呈碱性;第一步水解为主,后续水解逐渐变弱,因此含砷离子的浓度顺序为;
【小问3详解】
A.在溶液中,存在物料守恒,为,A错误;
B.a点的主要成分为和,溶液呈酸性,说明此时主要以的一级电离为主,抑制了水的电离;b点的主要成分为和,溶液呈中性,此时主要是的电离和的水解,对水的电离抑制作用弱于a点;c点的主要成分是和,溶液呈碱性,此时主要是的一级水解,促进了水的电离,因此水的电离程度顺序为:点点点,B错误;
C.根据知,,稀释的过程中,温度不变,电离平衡常数不变,而随着稀释不断减小,因此的比值不断减小,C正确;
故选C;
【小问4详解】
由图2可知,为了保证去除率高,pH的范围应为4-7;pH过高,会生成沉淀而不产生胶体,导致去除率降低;同时由图1可知,高时砷的主要存在形式为和,而通过已知可知,>7时,胶体粒子表面带负电,越大,胶体粒子表面带的负电荷越多,此时两者的静电斥力增大,砷的去除率下降。
20. 是重要的化工原料。
I.以、为原料合成甲醇,涉及的主要反应如下:
反应i:
反应ii:
(1)根据反应自发进行的判据,反应ii在_____(填“高温”“低温”或“任何温度”)下有自发进行的倾向。
(2)反应在某非金属催化剂催化下的部分反应历程如图所示。图中所示历程中决速步骤的方程式为:_____,活化能为_____eV。
(3)一定温度下,向恒容密闭容器中充入体积比为3:1的和,发生上述反应。下列说法正确的是_____。
A. CO的浓度不变,说明反应已达到平衡状态
B. 增大投料比,可提高的平衡转化率
C. 增大压强,活化分子百分数不变,反应速率加快
D. 分离出,反应ii平衡正向移动,平衡常数增大
(4)向容积为的恒容密闭容器中通入和,若只发生反应ii,测得时,转化率为,则内________mol/(L·min)。保持其他条件不变,在相同时间内测得产率与催化剂种类与温度的关系如图1所示。
图中M点对应的速率_____,(填“大于”、“小于”或“等于”)理由是_____。
II.在密闭容器中,向含有催化剂的溶液(足量)中通入生成实现储氢,反应为:。
(5)已知催化剂在左右活性最高,时体系中随时间变化曲线如图所示。不改变其他条件,时刻迅速升温至,在图2中画出时刻后随时间变化至平衡时的曲线_____。
【答案】(1)低温 (2) ①. (或) ②. (3)AC
(4) ①. ②. 大于 ③. 相同温度下,平衡产率与催化剂无关,图中时催化剂甲的甲醇产率高于催化剂乙(M点),说明M点未达到平衡状态,反应仍在正向进行
(5)
【解析】
【小问1详解】
反应ii的焓变,且正反应是气体分子数减小的反应,即熵变。根据吉布斯自由能判据时反应自发进行,可知该反应只有在低温下才能满足,故在低温下有自发进行的倾向。
【小问2详解】
反应历程中活化能越大的步骤反应速率越慢,即为整个反应的决速步骤。由图可知,第一步反应的活化能为0.89eV-0eV=0.89eV,第二步反应的活化能为0.75eV-0.07eV=0.68eV。因此第一步为决速步骤,其方程式为(或),活化能为0.89eV。
【小问3详解】
A项,反应i和ii共用反应物和部分生成物,若体系未达平衡,各物质浓度均会变化,必然导致浓度变化。故浓度不变说明整个体系已达平衡状态,正确;B项,增大投料比,相当于增加的量,平衡正向移动,的转化率提高,但自身的转化率会降低,错误;C项,增大压强(缩小体积),反应物浓度增大,反应速率加快,但温度不变,活化分子百分数不变,正确;D项,分离出,平衡正向移动,但由于温度不变,平衡常数保持不变,错误。故选AC。
【小问4详解】
50min内消耗的物质的量为1.0mol×70%=0.7mol,根据反应ii的化学方程式,消耗的为0.7mol×3=2.1mol。则0~50min内。催化剂只能改变反应速率,不能改变平衡产率。相同温度下若达到平衡,不同催化剂对应的产率应相同。图中时催化剂甲的产率明显高于催化剂乙(M点),说明催化剂乙在M点尚未达到平衡状态,反应仍在向正反应方向进行,故。
【小问5详解】
该反应为放热反应(△H=-19.4kJ/mol<0),t时刻迅速升温至,平衡逆向移动,导致的平衡浓度减小;同时,温度升高且催化剂在时活性最高,反应速率显著加快,达到新平衡所需的时间更短。如图: 。
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