内容正文:
2027届高二上期期中考试
化学试题
考试时间:75分钟;总分:100分
注意事项:
答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息,请将答案正确填写在答题卡上
第Ⅰ卷(选择题)
1. 下列说法不正确的是
A. 用热的纯碱溶液去除油污
B. FeS溶于稀H2SO4,而CuS不溶于稀H2SO4,则
C. 明矾水解时产生具有吸附性的胶体粒子,可作净水剂
D. 实验室盛放碳酸钠溶液的试剂瓶不能用磨口玻璃塞
【答案】B
【解析】
【详解】A.油脂在碱性条件下水解,纯碱中的碳酸根离子水解使溶液显碱性,温度升高,纯碱溶液碱性增强,因而去除油污能力增强,故可以用热的纯碱溶液去除油污,A正确;
B.FeS溶于稀H2SO4,而CuS不溶于稀H2SO4,说明二者在硫酸中的溶度积常数Ksp(FeS)>Ksp(CuS),B错误;
C.明矾水解时产生的Al(OH)3胶体表面积大,具有强的吸附性,吸附水中悬浮的固体小颗粒,使之形成沉淀而从水中析出,因此可作净水剂,C正确;
D.碳酸钠溶液呈碱性,能和玻璃中的二氧化硅反应,把玻璃瓶塞和瓶口粘结,D正确;
故选B。
2. 下列对电子排布式或轨道表示式书写的评价错误的是
A. 若Mn元素的基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d7 ,则违反了构造原理
B. 若基态硫原子的价层电子轨道表示式为,则违反了泡利原理
C. 基态氮原子的核外电子轨道表示式为,符合洪特规则和泡利原理
D. 电子排布式( )违反了洪特规则
【答案】B
【解析】
【详解】A.若Mn元素的基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d7 ,则违反了构造原理,先排4s轨道,再排3d轨道,A正确;
B.若基态硫原子的价层电子轨道表示式为,则违反了洪特规则,排布在同一能级的不同轨道时,单独占据一个轨道,自旋方向相同,B错误;
C.基态氮原子的核外电子轨道表示式为,符合洪特规则和泡利原理,C正确;
D.电子排布式( )违反了洪特规则,正确的排布为,D正确;
故选B。
3. 化学反应在有新物质生成的同时,一定伴随能量的变化。下列说法正确的是
A. 已知,现将1molI2(g)和1molH2(g)充入密闭容器中充分反应后,放出的热量小于11kJ
B. 已知,用含0.5molH2SO4的浓硫酸与足量稀NaOH溶液反应,放出57.3kJ热量
C. H2(g)与O2(g)充分反应生成等量的气态水比液态水放出的热量更多
D. 已知H2的燃烧热为285.8kJ/mol,则表示H2燃烧热的热化学方程式为:
【答案】A
【解析】
【详解】A.氢气与碘蒸气生成碘化氢的反应为可逆反应,可逆反应不可能完全反应,所以1mol氢气与1mol碘蒸气充入密闭容器中充分反应后放出的热量小于11kJ,A正确;
B.浓硫酸稀释时会放出热量,则0.5mol的浓硫酸与足量稀氢氧化钠溶液反应放出热量大于57.3kJ,B错误;
C.气态水比液态水的能量高,则氢气与氧气充分反应生成等量的液态水比气态水放出的热量更多,C错误;
D.氢气的燃烧热为1mol氢气完全燃烧生成液态水放出的热量,则表示氢气燃烧热的热化学方程式为,D错误;
故选A。
4. 设为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是
A. 将7.45gNaClO固体溶于1L水中,含有的数目为
B. 密闭容器中,和催化反应后分子总数为
C. 常温下的NaOH溶液中,水电离出的数目为
D. 标准状况下,中所含的分子数为
【答案】C
【解析】
【详解】A.7.45gNaClO物质的量为0.1mol,水溶液中次氯酸根水解,的数目小于,A错误;
B.和反应为可逆反应,达到平衡时分子总数目大于,B错误;
C.25℃时,的NaOH中,均由水电离产生,由水电离出的等于可知,水电离出的OH-数目为,C正确;
D.标准状况下不是气体,无法用气体摩尔体积计算物质的量,D错误;
答案选C。
5. 下列有关电极方程式或离子方程式不正确的是
A. 铅酸蓄电池充电时的阳极反应:Pb-2e-+=PbSO4
B. 加入水中:
C. 沉淀溶解在溶液的离子方程式:
D. 用铁氰化钾检验Fe2+的反应原理:K++Fe2++[Fe(CN)6]3-=KFe[Fe(CN)6]↓
【答案】A
【解析】
【详解】A.铅酸蓄电池充电时阳极为失电子发生氧化反应生成,正确的阳极反应为,选项所给为铅酸蓄电池放电时的负极反应,A错误;
B.加入水中发生水解反应生成沉淀和,离子方程式书写正确,B正确;
C.沉淀电离出的与结合生成弱电解质,促进沉淀溶解,离子方程式书写正确,C正确;
D.铁氰化钾与反应生成蓝色的沉淀,可用于检验,离子方程式书写正确,D正确;
故选A。
6. 常温下,下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是
A. 的溶液中:、、、
B. 由水电离出的的溶液中:、、、
C. 中性溶液中:、、、
D. 加入铝粉放出氢气的溶液:、、、
【答案】A
【解析】
【详解】A.的溶液中,溶液呈酸性,、、、在酸性溶液中不发生反应,可以大量共存,A选;
B.由水电离出的的溶液中水的电离被抑制,可能是酸溶液也可能是碱溶液,在碱性溶液中不能大量共存,B不选;
C.中性溶液中会水解,不能大量存在,C不选;
D.加入铝粉放出氢气的溶液可能是酸溶液也可能是碱溶液,、不能在碱性溶液中大量共存,D不选;
故选A。
7. 根据实验目的,下列实验及现象、结论都正确的是
选项
实验目的
实验及现象
结论
A
验证Al、Cu的活泼性
将相同大小的铜片、铝片用导线连接,平行放入浓硝酸中,铜片不断溶解
活泼性:Al<Cu
B
探究Fe3+、Cu2+对H2O2分解的催化作用
在a、b两支试管中分别加入2mL5%H2O2溶液,分别滴入0.2mol/LFeCl3溶液、0.1mol/LCuCl2溶液各0.5mL,a中冒出气泡速率比b快
催化作用:Fe3+>Cu2+
C
比较AgCl、AgI的溶度积
在AgNO3溶液中依次加入NaCl溶液和NaI溶液,先有白色沉淀生成,后来又有黄色沉淀生成
AgCl沉淀转化为AgI沉淀
D
检验是否发生水解
用玻璃棒蘸取NH4Fe(SO4)2溶液滴在干燥的广泛pH试纸上,将试纸显色的颜色与标准比色卡比较,测得pH<7
不能说明发生了水解
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.将相同大小的铜片、铝片用导线连接,平行放入浓硝酸中,可观察到铜片不断溶解,是由于Al在浓硝酸中发生钝化,而不是由于活泼性Al<Cu,故A错误;
B.Fe3+和Cu2+浓度不同,变量不唯一,无法确定催化作用强弱,B错误;
C.AgNO3过量时,NaI直接与Ag⁺反应生成AgI,不能证明AgCl转化为AgI,C错误;
D.Fe3+水解也会使溶液显酸性,无法单独说明NH水解,D正确;
答案选D。
8. 研究碳回收利用具有现实意义。某科研小组研究利用某种催化剂,实现CO2加H2制CH3OH,作用机理如下图所示(其中吸附在催化剂表面的物种用*标注),下列有关说法错误的是
A. 反应②为*HCOO-+4*H→*H3CO-+H2O
B. *HCOO-是反应的中间体,H2O参与了反应的催化循环
C. 该反应中,催化剂表面吸附的物质没有发生共价键的断裂与形成
D. CO2加H2制CH3OH的原子利用率小于100%
【答案】C
【解析】
【详解】A.由题图可知,反应②为,A正确;
B.由题图可知,催化剂的作用是吸附和解吸反应过程中生成的水,说明H2O参与了反应的催化循环,*HCOO-是反应过程中的物质,反应开始和结束时都没有该物质,故*HCOO-是反应的中间体,B正确;
C.由题图可知,催化剂表面不仅是吸附和解吸反应过程中生成的水,前期也有物质吸附,参与了反应,故有发生共价键的断裂与形成,C错误;
D.由题图可知,CO2加H2生成CH3OH和水,故原子利用率小于100%,D正确;
答案选C。
9. 下列物质的量浓度关系不正确的是
A. 常温下0.1mol/L的下列溶液①NH4Al(SO4)2 ②NH4HSO4 ③ ④NH4Cl ⑤CH3COONH4中,c()由大到小的顺序是:②>①>④>⑤>③
B. 将0.1mol/L的NaHS和0.1mol/LNa2S溶液等体积混合:c(S2-)+2c(OH-)=2c(H+)+c(HS-)+3c(H2S)
C. 常温下pH相等的四种溶液:①CH3COONa ②Na2CO3 ③NaHCO3 ④NaOH,则四种溶液中溶质的物质的量浓度由小到大的顺序为:④<②<③<①
D. 1L 0.50mol·L-1NH4Cl溶液与2L0.25 mol·L-1NH4Cl溶液含物质的量完全相等
【答案】D
【解析】
【详解】A.①中水解抑制水解,②中完全电离出的对水解的抑制作用强于①,④中正常水解,⑤中水解促进水解,③是弱电解质,仅微弱电离出,故顺序为②>①>④>⑤>③,A正确;
B.混合溶液中电荷守恒为,物料守恒为,两式联立消去可得到题给等式,B正确;
C.是强碱,相等时浓度最小;弱酸根水解程度:,相等时水解程度越大对应盐的浓度越小,故溶质浓度顺序为④<②<③<①,C正确;
D.发生水解,盐溶液浓度越小,水解程度越大,故溶液中水解程度更大,两溶液中物质的量前者大于后者,D错误;
故选D。
10. 下列图像及对应说法正确的是
A. 甲装置可以长时间正常工作
B. 乙装置放电时,正极b极表面的PbO2被氧化,其质量会减少
C. 丙装置电流从石墨棒流出,MnO2做催化剂
D. 标准状况下,丁装置每消耗11.2 L O2,转移2mol e-
【答案】D
【解析】
【详解】A.甲装置为带有盐桥的铜银原电池,随着反应的进行,电解质中反应离子浓度减小,电势差减弱,不能长时间正常工作,A错误;
B.乙装置为铅酸蓄电池,放电时电极被氧化,作负极:,电极为正电极被还原:,正负极重量均增加,B错误;
C.丙装置是锌锰干电池中,电流从负极锌壳流出,在干电池中作氧化剂,不是催化剂,C错误;
D.丁装置为氢氧燃料电池,氢气的一极为负极,氧气的一极为正极,每消耗标况下即,转移电子物质的量为,D正确;
故选D。
11. 下列是25℃时某些盐的溶度积常数和弱酸的电离平衡常数,下列说法正确的是
化学式
AgCl
Ag2CrO4
CH3COOH
HClO
H2CO3
Ksp或Ka
Ksp=1.8×10-10
Ksp=9.0×10-12
Ka=1.8×10-5
Ka=3.0×10-8
Ka1=4.1×10-7
Ka2=5.6×10-11
A. H2CO3、HCO3-、CH3COO-、ClO-在溶液中可以大量共存
B. 等体积等浓度的CH3COONa和NaClO中离子总数:CH3COONa<NaClO
C. 向浓度均为1.0×10-3 mol·L-1的KCl和K2CrO4混合溶液中滴加1.0×10-3 mol·L-1的AgNO3溶液,CrO42-先形成沉淀
D. 向0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液中滴加NaOH溶液中至c(CH3COOH):c(CH3COO-)=5∶9,此时溶液的pH=5
【答案】D
【解析】
【详解】A.由于H2CO3的Ka1大于HClO的Ka,根据强酸制弱酸原理 H2CO3+ClO-=HCO3-+HClO, H2CO3、ClO-在溶液中不可以大量共存,故A错误;
B.设浓度均为:0.1mol/L,NaClO溶液中的c(Na+)=0.1mol/L,则溶液中的电荷守恒有:c(Na+)+c(H+)=c(ClO-)+c(OH-);CH3COONa溶液中的c(Na+)=0.1mol/L,溶液中的电荷守恒有:c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-),两溶液中的c(Na+)相同,但水解程度不同,次氯酸钠的水解程度大,所以醋酸钠中氢离子的浓度大于次氯酸钠,则有:c(ClO-)+c(OH-)<c(CH3COO-)+c(OH-),所以离子总数:NaClO溶液<CH3COONa溶液,故B错误;
C.AgCl沉淀所需C(Ag+)==1.8×10-10/(1.0×10-3)=1.8×10-7mol/L, Ag2CrO4沉淀所需 C(Ag+)===3×10-4.5 mol/L,所以氯离子先沉淀,故C错误;
D.c(CH3COOH):c(CH3COO-)=5∶9,根据醋酸的电离平衡常数Ka=1.8×10-5==得C(H+)=10-5,此时溶液的pH=5,故D正确;
正确答案:D。
12. 下列相关表述错误的是
A. 图①可表示反应的正、逆反应平衡常数K随温度的变化曲线
B. 图②可表示反应,在时刻扩大容器体积时,随时间的变化曲线
C. 若图③表示用的溶液分别滴定一元酸、的滴定曲线,则的酸性大于
D. 若图④表示反应中与T的关系,则C点状态:v(正)<v(逆)
【答案】D
【解析】
【详解】A.,正反应为放热反应,温度越高,K越小,逆反应为吸热反应,温度越高,K越大,A正确;
B.,时刻扩大容器体积时,组分浓度减小,减小,B正确;
C.一元酸和,从起点得出:的较大,酸性较弱,C正确;
D.C点反应未达状态,,D错误;
故选D。
13. 一种基于氯碱工艺的新型电解池(图),可用于湿法冶铁的研究。电解过程中,下列说法不正确的是
A. 饱和食盐水一侧的电极接电源的正极,发生氧化反应
B. 当生成112 g铁时,阳极产生的Cl2为67.2 L
C. 电解一段时间后需要向阳极补充NaCl
D. 阴极反应:
【答案】B
【解析】
【分析】由图可知,左侧电极为阴极,碱性条件下氧化铁在阴极得到电子发生还原反应生成铁和氢氧根离子,右侧电极为阳极,氯离子在阳极失去电子发生氧化反应生成氯气,钠离子通过阳离子交换膜进入阴极区。
【详解】A.由分析可知,饱和食盐水一侧的电极是与直流电源正极相连的阳极,氯离子在阳极失去电子发生氧化反应生成氯气,A正确;
B.缺标准状况下,无法利用22.4 L/mol计算生成112 g铁时阳极产生氯气的体积,B错误;
C.由分析可知,右侧电极为阳极,氯离子在阳极失去电子发生氧化反应生成氯气,钠离子通过阳离子交换膜进入阴极区,所以阳极消耗的物质为氯化钠,电解一段时间后需要向阳极补充氯化钠,C正确;
D.由分析可知,左侧电极为阴极,碱性条件下氧化铁在阴极得到电子发生还原反应生成铁和氢氧根离子,电极反应式为:,D正确;
故选B。
14. 常温下,向20 mL某浓度的硫酸溶液中滴入0.1 mol·L-1氨水,溶液中水电离的氢离子浓度随加入氨水的体积变化如图。下列分析正确的是
A. V=40
B. c点所示溶液中:c(H+)-c(OH-)=2c(NH3·H2O)
C. NH3·H2O的电离常数K=1.6×10-4
D. d点所示溶液中:c()=2c()
【答案】D
【解析】
【详解】A.c点水的电离程度最大,说明此时c()最大,对水的电离促进程度最大,氨水与硫酸恰好完全反应生成(NH4)2SO4,氨水体积为0时,水电离出c(H+)=1×10-13 mol·L-1,水电离出c(OH-)=1.0×10-13 mol·L-1,溶液中的c(H+)=0.1 mol·L-1,c(H2SO4)=0.05 mol·L-1,消耗氨水的体积也是20 mL,即V=20,A错误;
B.c点所示溶液是(NH4)2SO4溶液,由质子守恒得c(H+)-c(OH-)=c(NH3·H2O),B错误;
C.c点硫酸溶液与氨水恰好完全反应得到物质的量浓度为0.025mol/L的(NH4)2SO4溶液,此时c水(H+)=5.6×10-6mol/L,溶液中c(H+)=5.6×10-6mol/L,铵根离子的水解离子方程式为,其水解平衡常数为=6.272×10-10,NH3·H2O的电离常数K==1.6×10-5,C错误;
D.根据电荷守恒:c(H+)+c()=2c()+c(OH-),而溶液呈中性c(OH-)=c(H+),所以c()=2c(),D正确;
故答案选D。
15. 、V、、C、N、O、等元素备受化学研究者的关注,其单质及化合物在诸多领域都有广泛的应用。回答下列问题:
(1)在火焰上灼烧的红光是一种_______(填“吸收光谱”或“发射光谱”)。
(2)V元素位于元素周期表中的_______区,第四周期的过渡元素中,基态原子的未成对电子数与V相同的元素为_______(填元素符号)。
(3)下列原子的核外电子排布式中,能量最低的是_______(填标号)。
a. b.
c. d.
(4)写出基态As原子的简化核外电子排布式:_______;写出基态24Cr原子的价层电子排布式:_______。
(5)写出基态N原子的电子排布图:_______。
(6)基态Ti原子核外共有___________种运动状态不同的电子,最高能层电子的电子云轮廓形状为___________,其核外有___________种空间状态不同的电子。核外电子占据的最高能层符号是___________。
(7)某化学小组用盐酸、溶液和如图装置进行中和反应反应热的测定实验。
①中和反应是放热反应,下列反应也属于放热反应的是___________(填标号)。
A.铝热反应 B.与混合
C.碳酸氢钠分解 D.冰融化为水
②从图中实验装置看,缺少的一种玻璃仪器是___________。
③若外壳上不盖杯盖,求得的中和热的___________(填“偏大”“偏小”“无影响”)。
④关于中和热的测定实验,下列说法正确的是___________(填标号)。
A.向内筒加入稀碱液时,应当缓慢分批加入
B.实验中,应记录初始温度与反应过程中达到的最高温度
C.实验中,测量酸液的初始温度后,可以使用同一支温度计直接测量碱液的初始温度
D.实验过程中,若使用铁质搅拌器,会导致测得的中和热的偏小
【答案】(1)发射光谱
(2) ①. d ②.
(3)c (4) ①. [Ar]3d104s24p3 ②. 3d54s1
(5) (6) ①. 22 ②. 球形 ③. 12 ④. N
(7) ①. A ②. 玻璃搅拌器 ③. 偏大 ④. B
【解析】
【小问1详解】
焰色试验中,金属原子的电子吸收能量跃迁到激发态,激发态不稳定,电子跃迁回基态时以光的形式释放能量,因此产生的光谱属于发射光谱;
【小问2详解】
(钒)是23号元素,其基态原子核外电子排布式为,最后填入的电子在d轨道,故位于元素周期表的d区;原子的未成对电子数为3(轨道上有3个单电子),第四周期过渡元素中,未成对电子数同样为3的元素是27号元素(钴),其电子排布式为,轨道上有3个未成对电子;
【小问3详解】
是13号元素,其基态原子的核外电子排布式为,基态原子的能量最低,对比选项可知,c项为基态原子的电子排布式,能量最低;a、b、d项均存在电子跃迁,属于激发态,能量较高;
【小问4详解】
(砷)是33号元素,位于第四周期第族,其简化核外电子排布式为,(铬)是24号元素,根据洪特规则的特例,其轨道处于半充满状态时能量更低,故其价层电子排布式为;
【小问5详解】
(氮)是7号元素,基态原子的电子排布式为,根据泡利不相容原理和洪特规则,2p轨道上的3个电子应分占3个不同的p轨道,且自旋方向相同,其电子排布图为:;
【小问6详解】
(钛)是22号元素,核外有22个电子,根据泡利不相容原理,原子中没有运动状态完全相同的电子,故有22种运动状态不同的电子,其电子排布式为,最高能层为第四层(),s电子云轮廓形状为球形;空间状态不同的电子即占据不同轨道的电子,原子核外电子占据的轨道数为:个,故有12种空间状态不同的电子,最高能层为第4层,符号为N;
【小问7详解】
① A.铝热反应是剧烈的放热反应,符合题意;
B.氯化铵与八水氢氧化钡的反应是吸热反应;
C.碳酸氢钠分解是吸热反应;
D.冰融化为水是物理变化,吸收热量;
故选A。
② 测定中和热时,为了使酸碱充分反应且温度均匀,需要搅拌,图中装置缺少玻璃搅拌器;
③ 若外壳上不盖杯盖,会导致部分热量散失,测得的温度差偏小,计算出的放热量偏小,由于中和热为负值(),放热量越小,的值越大(即偏大);
④ A.加入碱液时应一次性迅速倒入,以减少热量散失,错误;
B.实验中需要计算温度差,应记录初始温度与反应过程中的最高温度,正确;
C.测量酸液后,温度计上沾有酸液,直接测量碱液会发生反应放热,导致碱液初始温度偏高,应洗净擦干后再测,错误;
D.铁质搅拌器导热性好,会导致热量散失,使测得的放热量偏小,从而导致偏大,错误;
故选B。
16. I.常温常压下,NOCl是一种有刺激性气味的有毒气体,具有强氧化性。T℃时,向2L恒容密闭容器中充入和,发生反应:,它们的物质的量随时间的变化关系如图所示。回答下列问题:
(1)X、Y的化学式分别是________、______。
(2)①在a、b、c、d、e 5个时刻,处于平衡状态的是______(填字母)。
②在恒容密闭容器中,下列能说明反应:达到平衡状态的是______(填字母)。
A.混合气体的压强不再发生改变
B.每消耗1mol,生成2mol
C.混合气体的密度不再发生改变
D.混合气体的平均相对分子质量不再发生改变
(3)T℃时,该反应的平衡常数______(保留1位小数);平衡时若保持温度和容器体积不变,再向该容器中充入、NOCl各0.2mol,则平衡将______(填“向右”“向左”或“不”)移动。
(4)一定条件下在恒温恒容的密闭容器中按一定比例充入和,平衡时NOCl的体积分数随的变化图像如图所示,则A、B、C三点状态中,NO的转化率最小的是______点。
Ⅱ.以CO2和H2为原料制备甲醇其反应原理为: 。不同温度下,向等容积的反应器中,分别通入等量、相同比例的CO2和H2的混合气体,反应相同时间后,测得甲醇产率与催化剂活性、温度关系如下图所示。除生成甲醇外,还会生成副产物; 。
(5)图中一定不处于化学平衡状态的点是________。
A. 点A B. 点B C. 点C D. 点D
(6)已知催化剂对副反应没有影响。图中当温度高于,甲醇产率逐渐下降,原因可能有_________________________、______________________________。
【答案】(1) ①. Cl2 ②. NO
(2) ①. c、d、e ②. AD
(3) ①. 294.5 ②. 向左
(4)C (5)A
(6) ①. 催化剂的活性下降 ②. 升高温度,主反应平衡逆向移动(或升高温度,副反应平衡正向移动)
【解析】
【小问1详解】
由图可知,X、Y的物质的量随时间减小,为反应物;Z的物质的量随时间增大,为生成物。反应达到平衡时,,,。,与化学方程式中化学计量数之比一致,故X为,Y为;
【小问2详解】
① 达到化学平衡状态时,各物质的物质的量不再随时间变化,图中c、d、e点对应的物质的量保持不变,处于平衡状态;
② A.该反应是气体分子数减小的反应,恒容密闭容器中,压强不再改变说明达到平衡状态,正确;
B.每消耗同时生成,均表示正反应速率,不能说明正逆反应速率相等,错误;
C.恒容容器中气体总质量不变,密度始终不变,不能说明达到平衡状态,错误;
D.气体总质量不变,反应前后气体总物质的量改变,平均相对分子质量不再改变说明达到平衡状态,正确;
故选AD。
【小问3详解】
平衡时,,,,平衡常数;再充入、各后,,,此时浓度商,故平衡将向左移动;
【小问4详解】
在反应物中有多种物质时,增加其中一种反应物的比例,会提高其他反应物的转化率,而自身的转化率降低.的值越大,说明的相对含量越高,其转化率越小,故C点的转化率最小;
【小问5详解】
主反应为放热反应,若达到平衡,升高温度平衡逆向移动,甲醇产率应下降,图中A点随着温度升高甲醇产率增大,说明反应尚未达到平衡,正向反应速率大于逆向反应速率,故选A;
【小问6详解】
温度高于时,甲醇产率下降的原因主要有两方面:一是动力学因素,由图可知,温度高于时催化剂活性降低,导致主反应速率减慢,相同时间内生成的甲醇减少;二是热力学因素,主反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动(或副反应为吸热反应,升高温度,平衡正向移动,消耗了反应物),导致甲醇产率下降
17. 工业上常用沉淀法除去废水中的金属离子。
已知:①当时,可认为离子沉淀完全。
②几种物质的:
物质
MgF2
Fe(OH)3
Al(OH)3
MnS
回答下列问题:
(1)向含有的废水中按物质的量之比加入NaF溶液沉镁,充分反应后,___________。
(2)假设溶液中、的浓度均为,加NaOH固体调节溶液pH,当恰好沉淀完全时,溶液中的浓度为___________。
(3)向工业废水中通入H2S可将转化为MnS除去。25℃时,调控H2S溶液的pH,溶液中H2S、、的分布系数随溶液pH的变化关系如图所示。
①的平衡常数K=___________。
②当溶液中时,溶液的pH=__________。
(4)下列反应在低温时自发进行,,则该反应的活化能(正)(逆)___________0(填“>”或“<”或“=”)。
(5)已知:常温时易溶于水,为配制其溶液,取固体少许溶于水中,有白色沉淀产生,此溶液的___________7(填“<”“>”或“=”),配制溶液的正确方法是___________________________________________________。
(6)已知,,。某溶液中含有、和,浓度均为,向该溶液中逐滴加入的溶液时,三种阴离子产生沉淀的先后顺序为___________。
(7)在常温时,将的盐酸与的氢氧化钠溶液混合(混合后溶液的体积变化忽略不计),若所得溶液,则___________。
【答案】(1)
(2)0.1 (3) ①. ②. 10
(4)< (5) ①. < ②. 将固体溶解在较浓的盐酸中,再加水稀释到所需浓度
(6)、、
(7)11:9
【解析】
【小问1详解】
设反应后溶液中 ,由于按物质的量之比 加入,则 。根据溶度积常数 ,解得 ,故充分反应后 。
【小问2详解】
当 恰好沉淀完全时,溶液中 ,此时溶液中的 。对于 ,其浓度商 ,说明此时 尚未开始沉淀,其浓度保持不变,仍为 。
【小问3详解】
① 由分布系数图可知,当 时,,则 的第一步电离常数 ;当 时,,则第二步电离常数 。反应 的平衡常数 。
② 当 时,根据 ,可得 ,解得 ,故溶液的 。
【小问4详解】
该反应正向气体分子数减少,为熵减反应()。反应在低温下能自发进行,根据吉布斯自由能判据 ,必须满足焓变 。又因为 ,所以 。
【小问5详解】
为强酸弱碱盐,在水中发生水解反应产生 和难溶物,使溶液呈酸性,故 。为抑制其水解,配制溶液时应增大 ,正确的方法是:先将 固体溶于较浓的盐酸中,然后再加水稀释至所需浓度。
【小问6详解】
产生沉淀所需 的浓度分别为:沉淀 需 ;沉淀 需 ;沉淀 需 。所需 浓度越小越先沉淀,由于 ,故三种阴离子产生沉淀的先后顺序为 、、。
【小问7详解】
的盐酸中 , 的 溶液中 。混合后溶液 ,说明酸过量,混合后溶液中 。则有 ,化简得 ,即 ,所以 。
18. 镀镍厂排放的硫酸镍废液(含Cu2+、Fe2+、Fe3+、Zn2+、Ca2+等杂质)对环境会产生较大污染,对其进行回收利用,提取硫酸镍晶体(NiSO4·7H2O)的工艺流程如图所示。
已知:25℃时,有关金属离子开始沉淀与沉淀完全的pH范围、硫化物的酸溶性如表所示。
金属离子
Cu2+
Fe2+
Fe3+
Zn2+
Ni2+
开始沉淀pH
4.8
6.3
1.5
6.2
6.9
沉淀完全pH
6.7
8.3
2.8
8.2
8.9
硫化物的酸溶性
不溶于硫酸等
溶于酸
——
溶于酸
溶于酸
回答下列问题:
(1)H2O2的作用是________。
(2)滤渣Ⅲ的化学式为________。
(3)“调pH”时,应调节溶液的pH的范围为________;“萃取分液”时用到的玻璃仪器有________。
(4)滤渣Ⅰ中含有硫单质。“硫化”过程中发生反应的离子方程式为________。
(5)“沉钙”时同样需要控制体系的 pH 在一定范围内,原因是________。
(6)已知Ksp(CaF2)=4×10-12,溶液中某离子浓度小于1×10-6 认为其沉淀完全。现有1L c(Ca2+)=1mol/L 的溶液,若要使钙离子完全沉淀,至少需要投入NaF固体的物质的量为________mol (忽略溶液体积变化和氟离子的水解,保留小数点后3位)。
【答案】(1)把Fe2+氧化为Fe3+
(2)CaF2 (3) ①. 2.8≤pH<6.9 ②. 分液漏斗、烧杯
(4)
(5)HF是弱酸,pH过小,氟离子结合氢离子生成氟化氢,NiF2利用率低;pH过大,容易生成镍的氢氧化物沉淀导致产率降低
(6)2.002
【解析】
【分析】镀镍厂排放的硫酸镍废液含Cu2+、Fe2+、Fe3+、Zn2+、Ca2+等杂质。通入H2S生成CuS沉淀除Cu2+,Fe3+被还原为Fe2+,H2S被Fe3+氧化为S单质,过滤,滤渣Ⅰ是CuS、S,滤液中加双氧水把Fe2+氧化为Fe3+,加Ni(OH)2调节pH生成氢氧化铁沉淀除铁,过滤,滤渣Ⅱ是氢氧化铁,滤液中加NiF2生成CaF2沉淀除钙,过滤,滤渣Ⅲ是CaF2,滤液中加萃取剂、分液,Zn2+进入有机相,水相蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤得NiSO4·7H2O。
【小问1详解】
H2O2具有氧化性,作用是把Fe2+氧化为Fe3+,便于生成氢氧化铁沉淀除铁。
【小问2详解】
根据以上分析,加NiF2生成CaF2沉淀除钙,滤渣Ⅲ的化学式为CaF2;
【小问3详解】
“调pH”的目的是除铁,铁离子完全生成氢氧化铁沉淀、镍离子不能沉淀,所以应调节溶液的pH的范围为2.8≤pH<6.9;“萃取分液”装置为,用到的玻璃仪器有分液漏斗、烧杯。
【小问4详解】
滤渣Ⅰ中含有硫单质。“硫化”过程中Cu2+和H2S反应生成CuS沉淀,H2S被Fe3+氧化为S单质,发生反应的离子方程式为;
【小问5详解】
HF是弱酸,pH过小,氟离子结合氢离子生成氟化氢,NiF2利用率低;pH过大,容易生成镍的氢氧化物沉淀导致产率降低,所以“沉钙”时同样需要控制体系的 pH 在一定范围内。
【小问6详解】
已知Ksp(CaF2)=4×10-12,溶液中某离子浓度小于1×10-6 认为其沉淀完全。现有1L c(Ca2+)=1mol/L 的溶液,生成CaF2沉淀消耗F-的物质的量为1L×1mol/L×2=2mol,钙离子完全沉淀后,溶液中F-浓度为,若要使钙离子完全沉淀,至少需要投入NaF固体的物质的量为2mol+1L×2×10-3 mol/L=2.002mol。
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2027届高二上期期中考试
化学试题
考试时间:75分钟;总分:100分
注意事项:
答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息,请将答案正确填写在答题卡上
第Ⅰ卷(选择题)
1. 下列说法不正确的是
A. 用热的纯碱溶液去除油污
B. FeS溶于稀H2SO4,而CuS不溶于稀H2SO4,则
C. 明矾水解时产生具有吸附性的胶体粒子,可作净水剂
D. 实验室盛放碳酸钠溶液的试剂瓶不能用磨口玻璃塞
2. 下列对电子排布式或轨道表示式书写的评价错误的是
A. 若Mn元素的基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d7 ,则违反了构造原理
B. 若基态硫原子的价层电子轨道表示式为,则违反了泡利原理
C. 基态氮原子的核外电子轨道表示式为,符合洪特规则和泡利原理
D. 电子排布式( )违反了洪特规则
3. 化学反应在有新物质生成的同时,一定伴随能量的变化。下列说法正确的是
A. 已知,现将1molI2(g)和1molH2(g)充入密闭容器中充分反应后,放出的热量小于11kJ
B. 已知,用含0.5molH2SO4的浓硫酸与足量稀NaOH溶液反应,放出57.3kJ热量
C. H2(g)与O2(g)充分反应生成等量的气态水比液态水放出的热量更多
D. 已知H2的燃烧热为285.8kJ/mol,则表示H2燃烧热的热化学方程式为:
4. 设为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是
A. 将7.45gNaClO固体溶于1L水中,含有的数目为
B. 密闭容器中,和催化反应后分子总数为
C. 常温下的NaOH溶液中,水电离出的数目为
D. 标准状况下,中所含的分子数为
5. 下列有关电极方程式或离子方程式不正确的是
A. 铅酸蓄电池充电时的阳极反应:Pb-2e-+=PbSO4
B. 加入水中:
C. 沉淀溶解在溶液的离子方程式:
D. 用铁氰化钾检验Fe2+的反应原理:K++Fe2++[Fe(CN)6]3-=KFe[Fe(CN)6]↓
6. 常温下,下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是
A. 的溶液中:、、、
B. 由水电离出的的溶液中:、、、
C. 中性溶液中:、、、
D. 加入铝粉放出氢气的溶液:、、、
7. 根据实验目的,下列实验及现象、结论都正确的是
选项
实验目的
实验及现象
结论
A
验证Al、Cu的活泼性
将相同大小的铜片、铝片用导线连接,平行放入浓硝酸中,铜片不断溶解
活泼性:Al<Cu
B
探究Fe3+、Cu2+对H2O2分解的催化作用
在a、b两支试管中分别加入2mL5%H2O2溶液,分别滴入0.2mol/LFeCl3溶液、0.1mol/LCuCl2溶液各0.5mL,a中冒出气泡速率比b快
催化作用:Fe3+>Cu2+
C
比较AgCl、AgI的溶度积
在AgNO3溶液中依次加入NaCl溶液和NaI溶液,先有白色沉淀生成,后来又有黄色沉淀生成
AgCl沉淀转化为AgI沉淀
D
检验是否发生水解
用玻璃棒蘸取NH4Fe(SO4)2溶液滴在干燥的广泛pH试纸上,将试纸显色的颜色与标准比色卡比较,测得pH<7
不能说明发生了水解
A. A B. B C. C D. D
8. 研究碳回收利用具有现实意义。某科研小组研究利用某种催化剂,实现CO2加H2制CH3OH,作用机理如下图所示(其中吸附在催化剂表面的物种用*标注),下列有关说法错误的是
A. 反应②为*HCOO-+4*H→*H3CO-+H2O
B. *HCOO-是反应的中间体,H2O参与了反应的催化循环
C. 该反应中,催化剂表面吸附的物质没有发生共价键的断裂与形成
D. CO2加H2制CH3OH的原子利用率小于100%
9. 下列物质的量浓度关系不正确的是
A. 常温下0.1mol/L的下列溶液①NH4Al(SO4)2 ②NH4HSO4 ③ ④NH4Cl ⑤CH3COONH4中,c()由大到小的顺序是:②>①>④>⑤>③
B. 将0.1mol/L的NaHS和0.1mol/LNa2S溶液等体积混合:c(S2-)+2c(OH-)=2c(H+)+c(HS-)+3c(H2S)
C. 常温下pH相等的四种溶液:①CH3COONa ②Na2CO3 ③NaHCO3 ④NaOH,则四种溶液中溶质的物质的量浓度由小到大的顺序为:④<②<③<①
D. 1L 0.50mol·L-1NH4Cl溶液与2L0.25 mol·L-1NH4Cl溶液含物质的量完全相等
10. 下列图像及对应说法正确的是
A. 甲装置可以长时间正常工作
B. 乙装置放电时,正极b极表面的PbO2被氧化,其质量会减少
C. 丙装置电流从石墨棒流出,MnO2做催化剂
D. 标准状况下,丁装置每消耗11.2 L O2,转移2mol e-
11. 下列是25℃时某些盐的溶度积常数和弱酸的电离平衡常数,下列说法正确的是
化学式
AgCl
Ag2CrO4
CH3COOH
HClO
H2CO3
Ksp或Ka
Ksp=1.8×10-10
Ksp=9.0×10-12
Ka=1.8×10-5
Ka=3.0×10-8
Ka1=4.1×10-7
Ka2=5.6×10-11
A. H2CO3、HCO3-、CH3COO-、ClO-在溶液中可以大量共存
B. 等体积等浓度的CH3COONa和NaClO中离子总数:CH3COONa<NaClO
C. 向浓度均为1.0×10-3 mol·L-1的KCl和K2CrO4混合溶液中滴加1.0×10-3 mol·L-1的AgNO3溶液,CrO42-先形成沉淀
D. 向0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液中滴加NaOH溶液中至c(CH3COOH):c(CH3COO-)=5∶9,此时溶液的pH=5
12. 下列相关表述错误的是
A. 图①可表示反应的正、逆反应平衡常数K随温度的变化曲线
B. 图②可表示反应,在时刻扩大容器体积时,随时间的变化曲线
C. 若图③表示用的溶液分别滴定一元酸、的滴定曲线,则的酸性大于
D. 若图④表示反应中与T的关系,则C点状态:v(正)<v(逆)
13. 一种基于氯碱工艺的新型电解池(图),可用于湿法冶铁的研究。电解过程中,下列说法不正确的是
A. 饱和食盐水一侧的电极接电源的正极,发生氧化反应
B. 当生成112 g铁时,阳极产生的Cl2为67.2 L
C. 电解一段时间后需要向阳极补充NaCl
D. 阴极反应:
14. 常温下,向20 mL某浓度的硫酸溶液中滴入0.1 mol·L-1氨水,溶液中水电离的氢离子浓度随加入氨水的体积变化如图。下列分析正确的是
A. V=40
B. c点所示溶液中:c(H+)-c(OH-)=2c(NH3·H2O)
C. NH3·H2O的电离常数K=1.6×10-4
D. d点所示溶液中:c()=2c()
15. 、V、、C、N、O、等元素备受化学研究者的关注,其单质及化合物在诸多领域都有广泛的应用。回答下列问题:
(1)在火焰上灼烧的红光是一种_______(填“吸收光谱”或“发射光谱”)。
(2)V元素位于元素周期表中的_______区,第四周期的过渡元素中,基态原子的未成对电子数与V相同的元素为_______(填元素符号)。
(3)下列原子的核外电子排布式中,能量最低的是_______(填标号)。
a. b.
c. d.
(4)写出基态As原子的简化核外电子排布式:_______;写出基态24Cr原子的价层电子排布式:_______。
(5)写出基态N原子的电子排布图:_______。
(6)基态Ti原子核外共有___________种运动状态不同的电子,最高能层电子的电子云轮廓形状为___________,其核外有___________种空间状态不同的电子。核外电子占据的最高能层符号是___________。
(7)某化学小组用盐酸、溶液和如图装置进行中和反应反应热的测定实验。
①中和反应是放热反应,下列反应也属于放热反应的是___________(填标号)。
A.铝热反应 B.与混合
C.碳酸氢钠分解 D.冰融化为水
②从图中实验装置看,缺少的一种玻璃仪器是___________。
③若外壳上不盖杯盖,求得的中和热的___________(填“偏大”“偏小”“无影响”)。
④关于中和热的测定实验,下列说法正确的是___________(填标号)。
A.向内筒加入稀碱液时,应当缓慢分批加入
B.实验中,应记录初始温度与反应过程中达到的最高温度
C.实验中,测量酸液的初始温度后,可以使用同一支温度计直接测量碱液的初始温度
D.实验过程中,若使用铁质搅拌器,会导致测得的中和热的偏小
16. I.常温常压下,NOCl是一种有刺激性气味的有毒气体,具有强氧化性。T℃时,向2L恒容密闭容器中充入和,发生反应:,它们的物质的量随时间的变化关系如图所示。回答下列问题:
(1)X、Y的化学式分别是________、______。
(2)①在a、b、c、d、e 5个时刻,处于平衡状态的是______(填字母)。
②在恒容密闭容器中,下列能说明反应:达到平衡状态的是______(填字母)。
A.混合气体的压强不再发生改变
B.每消耗1mol,生成2mol
C.混合气体的密度不再发生改变
D.混合气体的平均相对分子质量不再发生改变
(3)T℃时,该反应的平衡常数______(保留1位小数);平衡时若保持温度和容器体积不变,再向该容器中充入、NOCl各0.2mol,则平衡将______(填“向右”“向左”或“不”)移动。
(4)一定条件下在恒温恒容的密闭容器中按一定比例充入和,平衡时NOCl的体积分数随的变化图像如图所示,则A、B、C三点状态中,NO的转化率最小的是______点。
Ⅱ.以CO2和H2为原料制备甲醇其反应原理为: 。不同温度下,向等容积的反应器中,分别通入等量、相同比例的CO2和H2的混合气体,反应相同时间后,测得甲醇产率与催化剂活性、温度关系如下图所示。除生成甲醇外,还会生成副产物; 。
(5)图中一定不处于化学平衡状态的点是________。
A. 点A B. 点B C. 点C D. 点D
(6)已知催化剂对副反应没有影响。图中当温度高于,甲醇产率逐渐下降,原因可能有_________________________、______________________________。
17. 工业上常用沉淀法除去废水中的金属离子。
已知:①当时,可认为离子沉淀完全。
②几种物质的:
物质
MgF2
Fe(OH)3
Al(OH)3
MnS
回答下列问题:
(1)向含有的废水中按物质的量之比加入NaF溶液沉镁,充分反应后,___________。
(2)假设溶液中、的浓度均为,加NaOH固体调节溶液pH,当恰好沉淀完全时,溶液中的浓度为___________。
(3)向工业废水中通入H2S可将转化为MnS除去。25℃时,调控H2S溶液的pH,溶液中H2S、、的分布系数随溶液pH的变化关系如图所示。
①的平衡常数K=___________。
②当溶液中时,溶液的pH=__________。
(4)下列反应在低温时自发进行,,则该反应的活化能(正)(逆)___________0(填“>”或“<”或“=”)。
(5)已知:常温时易溶于水,为配制其溶液,取固体少许溶于水中,有白色沉淀产生,此溶液的___________7(填“<”“>”或“=”),配制溶液的正确方法是___________________________________________________。
(6)已知,,。某溶液中含有、和,浓度均为,向该溶液中逐滴加入的溶液时,三种阴离子产生沉淀的先后顺序为___________。
(7)在常温时,将的盐酸与的氢氧化钠溶液混合(混合后溶液的体积变化忽略不计),若所得溶液,则___________。
18. 镀镍厂排放的硫酸镍废液(含Cu2+、Fe2+、Fe3+、Zn2+、Ca2+等杂质)对环境会产生较大污染,对其进行回收利用,提取硫酸镍晶体(NiSO4·7H2O)的工艺流程如图所示。
已知:25℃时,有关金属离子开始沉淀与沉淀完全的pH范围、硫化物的酸溶性如表所示。
金属离子
Cu2+
Fe2+
Fe3+
Zn2+
Ni2+
开始沉淀pH
4.8
6.3
1.5
6.2
6.9
沉淀完全pH
6.7
8.3
2.8
8.2
8.9
硫化物的酸溶性
不溶于硫酸等
溶于酸
——
溶于酸
溶于酸
回答下列问题:
(1)H2O2的作用是________。
(2)滤渣Ⅲ的化学式为________。
(3)“调pH”时,应调节溶液的pH的范围为________;“萃取分液”时用到的玻璃仪器有________。
(4)滤渣Ⅰ中含有硫单质。“硫化”过程中发生反应的离子方程式为________。
(5)“沉钙”时同样需要控制体系的 pH 在一定范围内,原因是________。
(6)已知Ksp(CaF2)=4×10-12,溶液中某离子浓度小于1×10-6 认为其沉淀完全。现有1L c(Ca2+)=1mol/L 的溶液,若要使钙离子完全沉淀,至少需要投入NaF固体的物质的量为________mol (忽略溶液体积变化和氟离子的水解,保留小数点后3位)。
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