内容正文:
乌鲁木齐市第一中学2023—2024学年第一学期
2024届高三年级第三次月考
化学试卷
(请将答案写在答题纸上)
可能用到的相对原子质量:H 1 O 16 Na 23 P 31 As 75 Ga 70
1. 杭州亚运会成功召开,赢得了世界的瞩目,杭州亚运会火炬名为“薪火”,以下有关说法不正确的是
A. 火炬金属部分的铝合金采用了阳极氧化法工艺,产生了致密的膜防止金属腐蚀
B. 火炬的燃料由吉利控股集团利用焦炉煤气的副产物和工业尾气成产,合成方程式为:
C. 燃料中添加了一些金属离子使得火焰颜色更加绚烂,比如添加使得火焰变为黄色
D. 火炬的握把采用了可降解的聚酯材料,是一种无机非金属材料
【答案】D
【解析】
【详解】A.铝合金采用阳极氧化法工艺,Al2O3为致密的氧化膜,可以防止金属腐蚀,A正确;
B.CO2中碳元素化合价降低发生还原反应生成CH3OH,氢元素化合价升高,H2发生氧化反应,CO2+3H2⇌CH3OH+H2O,B正确;
C.Na元素的焰色反应为黄色,C正确;
D.聚酯材料为有机化合物材料,D错误;
故选:D。
2. 研究氮及其化合物的性质,与人类生存环境息息相关,结合下图氮及其化合物的价类二维图,下列说法不正确的是
A. 实验室可通过加热i的溶液制取c B. 在水溶液中,c能被氧化成f
C. 自然固氮可实现b→c的转化 D. 利用a和f反应可生产氮肥
【答案】A
【解析】
【详解】A.由物质价态及物质类别可知,i为铵盐,c为一氧化氮,无法通过加热铵盐溶液制备一氧化氮,A错误;
B.c为一氧化氮,f为硝酸,由元素价态可知一氧化氮在溶液中可被氧化为硝酸,B正确;
C.b为氮气,c为一氧化氮,氮的固定是指游离态的氮转化为化合态的氮,自然界中的氮气可在闪电作用下转化为一氧化氮,实现氮的固定,C正确;
D.a为氨气,f为硝酸,二者反应生成硝酸铵,可作氮肥,D正确;
故选A。
3. 设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 标准状况下,中含有氯原子的数目为
B. 铅蓄电池工作时,当外电路中转移个电子时,负极质量减轻
C. 与的总质量为时,其中含有的共价键数为
D. 钠用铝箔包裹并刺小孔,与足量水充分反应生成氢气分子数为
【答案】C
【解析】
【详解】A.标准状况下为液态,不能用气体摩尔体积22.4L/mol计算其物质的量,无法确定氯原子数目,A错误;
B.铅蓄电池负极反应为,转移电子时负极生成难溶的附着在电极上,质量增加而非减轻,B错误;
C.和的摩尔质量均为32g/mol,6.4g混合物总物质的量为0.2mol,且每个分子均含个共价键,故共价键总数为0.2mol,C正确;
D.46g物质的量为2mol,与水反应生成1molH2和2molNaOH,会与铝箔继续反应生成,故生成氢气分子数大于,D错误;
答案选C。
4. 85Rb、87Rb是铷的最稳定同位素,其中国际上以87Rb的辐射频率作为时间基准。已知85Rb在该元素原子中占有的物质的量的分数为75%,87Rb在该元素原子中占有的物质的量的分数为25%,则Rb元素的近似相对原子质量为
A. 85.7 B. 86 C. 85.5 D. 86.5
【答案】C
【解析】
【详解】元素的近似相对原子质量等于各种同位素的质量数乘以物质的量分数再求和,则Rb元素的近似相对原子质量为,C符合。
答案选C。
5. 在熔融盐体系中,通过电解和获得电池材料,电解装置如图,下列说法正确的是
A. 石墨电极为阴极,发生氧化反应
B. 电极A的电极反应:
C. 该体系中,石墨优先于参与反应
D. 电解时,阳离子向石墨电极移动
【答案】C
【解析】
【分析】由图可知,在外加电源下石墨电极上C转化为CO,失电子发生氧化反应,为阳极,与电源正极相连,则电极A作阴极,和获得电子产生电池材料,电极反应为。
【详解】A.在外加电源下石墨电极上C转化为CO,失电子发生氧化反应,为阳极,选项A错误;
B.电极A的电极反应为,选项B错误;
C.根据图中信息可知,该体系中,石墨优先于参与反应,选项C正确;
D.电解池中石墨电极为阳极,阳离子向阴极电极A移动,选项D错误;
答案选C。
6. 在催化剂作用下,HCOOH分解生成CO2和H2可能的反应机理如图所示,研究发现:其他条件不变时,可以用HCOOK溶液代替HCOOH获得H2。下列说法不正确的是
A. HCOOD催化释氢反应除生成CO2外,还生成HD
B. A、B、C均为该反应过程中的中间产物
C. 用HCOOK溶液代替HCOOH可以提高释放氢气的速率和氢气的纯度
D. 催化剂催化过程中发生了共价键的断裂和形成
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据图示可得HCOOH中的两个H结合产生,则HCOOD除生成CO2外,还生成HD,A正确;
B.由图示可得HCOOH分解经历了三步历程,物质A是先消耗再生成,属于催化剂,物质B、C物质开始没有,先发生反应产生,然后又消耗,属于中间产物,B错误;
C.HCOOK是强电解质更容易产生HCOO-和K+,更快的产生KH,KH与水反应生成H2和KOH,KOH可吸收掉CO2,使生成的氢气纯度更高,C正确;
D.根据图示可知:在催化剂催化过程中发生了共价键的断裂和形成,D正确;
故合理选项是B。
7. 某溶液可能含有和K+。取该溶液100mL,加入过量NaOH溶液加热,得到0.02mol气体,同时产生红褐色沉淀;过滤,洗涤,灼烧,得1.6g固体;向上述滤液中加足量溶液,得到4.66g不溶于盐酸的沉淀。有关原溶液中说法不正确的是
A. 至少存在4种离子
B. 一定存在,且
C. 一定存在,可能存在
D. 一定存在,一定不存在
【答案】C
【解析】
【分析】由于加入过量NaOH溶液,加热得到0.02mol气体,说明一定有NH,且物质的量为0.02mol;同时产生红褐色沉淀,说明一定有Fe3+,1.6g固体为氧化铁,物质的量为0.01mol,故有0.02molFe3+,一定没有CO;4.66g不溶于盐酸的沉淀为硫酸钡,一定有SO,物质的量为0.02mol;根据电荷守恒,一定有Cl-,至少 0.02mol×3+0.02-0.02mol×2=0.04mol,物质的量浓度至少0.04mol÷0.1L=0.4mol/L。
【详解】A. 由上述分析可知,至少存在,故A正确;
B. 由电荷守恒可知,一定存在,且,故B正确;
C. 一定存在,故C错误;
D. 由上述分析可知,一定存在, 一定不存在,故D正确;
故选:C。
8. 在容积不变的密闭容器中发生反应:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH<0,830℃时反应的平衡常数是1.0,下列说法正确的是
A. 容器内的压强不变时,说明反应达到平衡状态
B. 若平衡时移走CO2,则平衡向正反应方向移动,化学反应速率加快
C. 830℃时,充入0.1molCO和0.3molH2O保持温度不变,CO平衡转化率为75%
D. 1000℃时,某时刻CO2、H2、CO和H2O的浓度均为0.05mol/L,此时平衡向正反应方向移动
【答案】C
【解析】
【详解】A.一定温度下容积不变时,体系压强与物质的量成正比。该反应气体分子总数始终不变、故压强也始终不变,则当体系压强不随时间变化时不能说明反应达到平衡状态,A错误;
B.若平衡时移走CO2,则减少了产物浓度、平衡向正反应方向移动,但化学反应速率减小,B错误;
C. 830℃时,充入0.1molCO和0.3molH2O保持温度不变,,,得x=0.075mol,则CO平衡转化率为75%,C正确;
D.CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH<0,830℃时反应的平衡常数是1.0,1000℃时,平衡左移,则K<1,某时刻CO2、H2、CO和H2O的浓度均为0.05mol/L,,则此时平衡向逆反应方向移动,D错误;
答案选C。
9. 下列关于工业生产和化学实验中的操作、事故处理正确的是
A. 向浓硫酸与铜反应后的悬浊液中加水以验证反应生成了硫酸铜
B. 氯碱工业采用阳离子交换膜防止两极产生的气体混合而发生爆炸
C. 制备金属镁的电解装置失火时,可以使用二氧化碳灭火器灭火
D. 用试纸测量同浓度的和,可比较次氯酸和醋酸的酸性强弱
【答案】B
【解析】
【详解】A.浓硫酸与铜反应后的悬浊液中浓硫酸可能有剩余,正确操作是将浓硫酸与铜反应后的悬浊液慢慢加入水中以验证生成硫酸铜,A错误;
B.氯碱工业电解饱和食盐水时,使用阳离子交换膜将电解槽分为阳极室和阴极室,可以防止阴极产生的氢气与阳极产生的氯气混合而发生爆炸,B正确;
C.金属镁在二氧化碳气体中能燃烧,C错误;
D. 溶液具有氧化性,使pH试纸褪色,无法比较次氯酸和醋酸的酸性强弱,D错误;
答案选B。
10. 氧化还原反应3Cu2S+22HNO3=6Cu(NO3)2+10NO↑+3H2SO4+8H2O,下列说法正确的是
A. Cu2S中只有S被氧化 B. 氧化剂与还原剂之比为22:3
C. 每生成1 mol NO气体,转移3 mol电子 D. 反应中HNO3只作氧化剂
【答案】C
【解析】
【分析】在反应3Cu2S+22HNO3=6Cu(NO3)2+10NO↑+3H2SO4+8H2O中,Cu2S中的Cu元素由+1价升高到+2价,S元素由-2价升高到+6价,HNO3中的N元素部分由+5价降为+2价(生成NO),在整个反应中,电子转移的数目为30e-。
【详解】A.Cu2S中Cu、S元素的价态都升高,所以二者都被氧化,A不正确;
B.氧化剂为HNO3,还原剂为Cu2S,氧化剂与还原剂的物质的量之比为3:10,B不正确;
C.在整个反应中,生成10mol NO,转移电子的物质的量为30mol,则每生成1 mol NO气体,转移3mol电子,C正确;
D.反应中22mol HNO3参加反应,有10mol HNO3作氧化剂,12mol HNO3表现出酸性,D不正确;
故选C。
11. 2023年诺贝尔化学奖授予对量子点的发现有突出贡献的科研工作者。量子点是指尺寸在纳米量级(通常2~20nm)的半导体晶体,其中铜铟硫(CuInS2)量子点被广泛用于光电探测、发光二极管以及光电化学电池领域。下列说法不正确的是
A. 制备过程中得到的CuInS2量子点溶液能够产生丁达尔效应
B. 可利用X射线衍射技术解析量子点的晶体结构
C. 已知In的原子序数为49,可推知In位于元素周期表第四周期
D. 基态Cu+的价层电子排布式为3d10
【答案】C
【解析】
【详解】A.量子点是指尺寸通常在2~20nm,制备过程中得到的CuInS2量子点溶液属于胶体,能够产生丁达尔效应,故A正确;
B.X射线衍射可以分析晶体中原子的排列方式,可利用X射线衍射技术解析量子点的晶体结构,故B正确;
C.已知In的原子序数为49,可推知In核外有5个电子层,位于元素周期表第五周期,故C错误;
D.Cu是29号元素,价电子排布式为3d104s1,Cu失去最外层1个电子得到Cu+,基态Cu+的价层电子排布式为3d10,故D正确;
选C。
12. 下列“推理”正确的是
A. 氯气能使湿润的pH试纸褪色,可推出氯气具有漂白性
B. NaCl固体与浓加热可制HCl,可推出NaI固体与浓加热制HI
C. 将钠投入水中,观察到钠浮在水面且熔成小球,可推出钠密度比水小且反应放出热量
D. ,可推出酸性强弱:
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A.与反应生成的HClO起漂白作用,而氯气没有漂白性,A项错误;
B.碘离子具有强的还原性,浓硫酸有强氧化性,会将HI氧化,B项错误;
C.钠与水反应时浮在水面上说明密度比水小,熔成小球说明反应放热,C项正确;
D.根据强酸制备弱酸规律可知,酸性,D项错误;
答案为C。
13. 下列反应的离子方程式不正确的是
A. 溶液滴入FeCl3溶液中:
B. 将Mg(HCO3)2溶液与过量的NaOH溶液混合:
C. NaAlO2溶液中加入NaHCO3溶液:
D. NaHSO3溶液中滴加足量的溴水:
【答案】D
【解析】
【详解】A.亚铁氰化钾可与铁离子反应生成沉淀,用来检验铁离子,A项正确;
B.碳酸氢镁溶液与足量NaOH溶液反应生成氢氧化镁沉淀、碳酸钠和水,B项正确;
C.偏铝酸钠溶液与碳酸氢钠溶液反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸钠,C项正确;
D.溴水具有氧化性,足量的溴水应将所有+4价的硫元素氧化成+6价的硫元素,离子方程式为:,D项错误;
故选D。
14. 短周期主族元素X、Y、Z、Q和W位于三个不同的周期,原子序数依次增大,Y的气态氢化物水溶液呈碱性,同周期中Z元素的原子半径最大,Q是地壳中含量最高的金属元素,W的非金属性在同周期中最强,下列说法中不正确的是
A. Y与W可形成化合物,该化合物分子的空间构型为三角锥
B. 和熔化时克服的作用力相同
C. X和Z构成的化合物,其与水反应可生成气体
D. W元素单质可以用于自来水的消毒、农药的生产、药物的合成
【答案】B
【解析】
【分析】短周期主族元素X、Y、Z、Q和W位于三个不同的周期,原子序数依次增大,则X是H;Y的气态氢化物水溶液呈碱性,Y是N,同周期中Z元素的原子半径最大,Z是Na,Q是地壳中含量最高的金属元素,Q是Al,W的非金属性在同周期中最强,W是Cl,据此解答。
【详解】根据以上分析可知X、Y、Z、Q和W分别是H、N、Na、Al、Cl。
A.Y与W可形成化合物,中心原子的价层电子对数是=4,含有1对孤电子对,该化合物分子的空间构型为三角锥形,A正确;
B.NaCl和AlCl3熔化时克服的作用力不相同,前者是离子键,后者是共价键,B错误;
C.X和Z构成的化合物NaH,其与水反应可生成氢氧化钠和氢气,C正确;
D.W元素单质氯气可以用于自来水的消毒、农药的生产、药物的合成等,D正确;
答案选B。
15. 利用下列装置进行实验,能达到实验目的的是
A.验证非金属性
B.提纯高锰酸钾
C.制备无水
D.制备碳酸氢钠
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.浓硝酸具有挥发性,反应生成的中混有蒸气,也能与溶液反应生成硅酸沉淀,无法证明酸性,故无法验证非金属性,A错误;
B.受热易分解,加热时会发生分解反应,无法提纯高锰酸钾,B错误;
C.易水解,加热时通入气流可抑制水解,最终得到无水,碱石灰可吸收尾气中的并防止外界水蒸气进入装置,C正确;
D.氨气溶解度大极易溶于水,故通氨气导气管不应插到液面下;而二氧化碳溶解度小,为增大其溶解量,通二氧化碳导气管插入液面下,D错误;
故选C。
16. 如图所示,利用电化学原理可同时吸收处理和NO,下列说法正确的是
已知是一种弱酸,不考虑与水的反应及能量损耗。
A. b极为直流电源的负极
B. 阳极区电极反应为
C. 理论上,在相同条件下,该装置吸收的和NO的体积比为
D. 电路中若有电子转移,则被吸收的气体体积为
【答案】C
【解析】
【分析】由图可知,在左边电极上发生还原反应生成H2S2O4,则左边电极为阴极,电极反应为2+2e-+4H+=H2S2O4+2H2O;在左边电极上SO2发生氧化反应生成H2SO4,左边电极为阳极,电极反应为;
【详解】A.由图可知,与直流电源b极相连的电极为电解池的阳极,则b极为直流电源的正极,A错误;
B.酸性条件下吸收池中流出的在阴极得电子发生还原反应生成,阴极区的电极反应为,B错误;
C.阳极区的电极反应为,吸收池中发生反应:,由得失电子数目守恒可知,若不考虑任何损耗,相同条件下,该装置吸收的和NO的体积比为,C正确;
D.没有指出气体所处状态,无法计算气体的物质的量,选项D错误;
答案选C。
17. 在恒温密闭容器中加入1和1,发生反应:,其他条件不变,5min末P的体积分数随容器的体积变化的关系如图所示(整个过程中各物质状态不改变),下列说法正确的是
A. b点平衡常数大于c点平衡常数
B. 体积为VL时,c点正反应速率大于逆反应速率
C. a点一定不处于平衡状态
D.
【答案】B
【解析】
【详解】A.温度相同,b、c两点平衡常数相同,A项错误;
B.由图可知,c点P的体积分数小于平衡时其体积分数,故c点正反应速率大于逆反应速率,B项正确;
C.a点容器体积小,压强大,反应速率快,a点处于平衡状态,C项错误;
D.反应达到平衡之后,压强增大,P的体积分数减小,说明平衡逆向移动,,D项错误;
故选B。
18. 氢氰酸的下列性质中,可以证明它是弱电解质的是
A. HCN易溶于水
B. HCN溶液的导电性比盐酸溶液的弱
C. 氢氰酸溶液的pH约为3
D. 10mLHCN恰好与10mLNaOH溶液完全反应
【答案】C
【解析】
【详解】A.不能利用物质的溶解性来判断是否为弱电解质,即溶解性与电解质的强弱无关,故A错误;
B.只有等浓度、等条件下HCN溶液的导电性比盐酸溶液的弱,才能说明HCN是弱酸,故B错误;
C.氢氰酸为一元酸,1mol/L氢氰酸溶液的pH=0时该酸为强酸,但pH约为3,说明电离生成的氢离子约为10-3mol/L<1mol/L,电离不完全,为弱电解质,故C正确;
D.10mL 1mol/LHCN恰好与10mL 1mol/LNaOH溶液完全反应,只能说明HCN为一元酸,不能说明其电离的程度,故D错误;
故选:C。
19. 化合物()中的四种元素X、Y、Z、W为前20号元素,且原子序数依次增大,Y和Z位于同周期的不同主族,W最高价氧化物对应的水化物的溶液是检验气体的常用试剂,该化合物的热重分析曲线如图所示。下列说法正确的是
A. X、Y、Z、W四种元素只能形成一种离子化合物
B. 200~400℃阶段热分解将失去1个
C. 400~600℃热分解后生成的固体化合物是,且该反应为非氧化还原反应
D. 该反应过程最终分解得到的固体产物属于碱性氧化物
【答案】D
【解析】
【分析】Y和Z位于同周期的不同主族,W最高价氧化物对应的水化物的溶液是检验气体的常用试剂,故W为Ca,其最高价氧化物对应的水化物的溶液是Ca(OH)2,YZ2是CO2,即Y为C,Z为O;根据该化合物的化学式可知X2Z为结晶水,X为H,该化合物为,相对分子质量为146。
【详解】A.H、C、O、Ca四种元素可以形成离子化合物:Ca(HC2O4)2和Ca(HCO3)2,A错误;
B.200~400℃阶段该化合物的质量保留百分数不变,不发生质量减少,B错误;
C.当温度为400℃时,质量保留百分比为87.67%,相对分子质量为,失去了一个结晶水,此时剩余固体为CaC2O4;当温度为600℃时,质量保留百分比为68.49%,相对分子质量为,剩余固体为CaCO3,对比可知失去了CO,碳元素化合价发生了变化,是氧化还原反应,C错误;
D.当温度接近1000℃时,质量保留百分比为38.36%,相对分子质量为,剩余固体为CaO,是碱性氧化物,D正确;
故选D。
20. 最新研究开发的锌-二氧化碳电池,是同时具备二氧化碳固定、利用和能量转化、存储的电池技术,其工作原理如图所示,其中为锌电极,为钯纳米材料的催化剂电极,可以在水中根据电流的方向高效、高选择性地催化二氧化碳和甲酸的相互转化。已知:双极膜是阴离子膜与阳离子膜的复合膜,该膜可在外加直流电场作用下将膜间的水解离成和,并分别向膜两侧提供。下列说法错误的是
A. 放电时负极电极反应为
B. 标准状况下该电池固定时,在电路中有电子通过
C. 双极膜中的向极附近移动
D. 充电时极室溶液的降低
【答案】C
【解析】
【详解】A.放电时X为锌电极作负极,Zn失电子后与体系中的结合生成,电极反应式为:,A正确;
B.转化为时C元素化合价从+4降低为+2,每消耗1mol 转移2mol电子,标准状况下2.24L 物质的量为0.1mol,对应电路中转移0.2mol电子,B正确;
C.放电时为原电池,阳离子向正极移动,Y为正极,因此双极膜解离出的向Y极附近移动,而非X极,C错误;
D.充电时Y极为阳极,发生的反应,生成使溶液中浓度增大,pH降低,D正确;
故选C。
21. 气态氟化氢中存在平衡:2HF(g)(HF)2(g)H1、3HF(g)(HF)3(g) H2<0。实验测得压强分别为p1和p2时,上述平衡体系中气体的平均摩尔质量(M) 随温度(T)变化曲线如图所示。(已知:HF的相对分子质量为20),下列说法不正确的是
A. p1>p2
B. H1<0
C. a点时:n[(HF)3]:n[(HF)2]:n(HF)=1:1:1
D. 使M的值接近20,可采取适当高温、低压的条件
【答案】C
【解析】
【详解】A.由2HF(g)(HF)2(g)、3HF(g)(HF)3(g)两个反应可知,增大压强平衡正向移动,平均摩尔质量(M)增大,结合图像可知p1>p2,A正确;
B.随温度升高,平均摩尔质量(M)减小,说明平衡逆向移动,正向为放热反应,H1<0,B正确;
C.n[(HF)3]:n[(HF)2]:n(HF)=1:1:1时,平均摩尔质量为:,C错误;
D.结合图像和反应系数可知,低压和高温有利于平衡逆向移动,D正确;
故选C。
22. 某种含二价铜微粒的催化剂可用于汽车尾气脱硝。催化机理如图甲,反应历程如图乙。下列说法正确的是
A. 催化机理中催化剂中元素的化合价始终没有改变
B. 状态③到状态④的变化过程为图示反应的决速步骤
C. 可加快脱硝速率,提高脱硝的平衡转化率
D. 升高温度,脱硝反应的正反应速率的增大程度大于逆反应速率的增大程度
【答案】B
【解析】
【详解】A.由催化机理图可知,元素存在、两种价态,反应过程中元素化合价发生了改变,A错误;
B.反应的决速步骤由活化能最大的慢反应决定,状态③到状态④的过程对应过渡态,活化能最大,为决速步骤,B正确;
C.催化剂只能加快反应速率,不能使化学平衡发生移动,无法提高脱硝的平衡转化率,C错误;
D.由反应历程图可知,总反应反应物总能量高于生成物总能量,为放热反应,升高温度平衡逆向移动,逆反应速率增大程度大于正反应速率增大程度,D错误;
故选B。
23. 某科研团队经多次实验发现一种新型漂白剂的结构如图所示,其组成元素均为短周期元素,其中与同周期,与对应的简单离子核外电子排布相同,且、、的最外层电子数之和等于的最外层电子数,下列说法错误的是
A. 四种元素中的电负性最大
B. 该物质中含有配位键
C. 的最高价氧化物对应的水化物是一元弱酸
D. 第一电离能介于与之间的同周期元素只有3种
【答案】D
【解析】
【分析】短线表示是共价键和配位键,X形成两个键可能是O或S,Z形成一个键可能是H或F或Cl,根据“W、Y、Z的最外层电子数之和等于X的最外层电子数”,Z只能是H,W原子最外层有2个电子,可推出Y最外层3个电子,说明结构中Y形成化学键中有配位键,再根据“W、X对应的简单离子核外电子排布相同”,且X与Y同周期,W只能是Mg,X是O,Y是B,Z是H。
【详解】A.四种元素中,氧元素电负性最大,A正确;
B.结合Y为B和结构图可看出1mol该物质中含有2mol配位键,B正确;
C.B的最高价氧化物对应的水化物是H3BO3,属于一元弱酸,C正确;
D.第一电离能介于O和B之间的同周期元素有Be和C两种,D错误;
故选D。
24. Ga和As均位于元素周期表第四周期,砷化镓(GaAs)是优良的半导体材料,可用于制作微型激光器或太阳能电池的材料等,其晶胞结构如图所示,其中原子1的坐标为(0,0,0),原子2的坐标为(1,1,1)。下列有关说法中错误的是
A. 原子3的坐标为
B. 根据元素周期律,原子半径
C. GaAs的熔点为1238℃,硬度大,晶体类型为共价晶体
D. 若晶胞边长为a pm,阿伏加德罗常数的值为,则GaAs晶体的密度为
【答案】A
【解析】
【详解】A.由图可知,原子3在x、y、z轴上的投影分别为,坐标为,A错误;
B.电子层数越多半径越大,电子层数相同时,核电荷数越大,半径越小;原子半径,B正确;
C.GaAs的熔点为1238℃,硬度大,熔点高硬度大,故晶体类型为共价晶体,C正确;
D.据“均摊法”,晶胞中含个As、4个Ga,1个晶胞中含有4个GaAs,则晶体密度为,D正确;
故选A。
25. 根据要求回答下列问题:
(1)取 KI溶液与一定量的酸性溶液恰好反应,生成等物质的量的和,则消耗的物质的量是___________。
(2)在溶液中通入标准状况下,溶液中有的被氧化成单质,则原溶液中的物质的量浓度为___________。
(3)将、和的混合物恰好与溶液反应,反应后溶液中溶质的化学式为___________。向反应后的溶液中通入过量,反应的离子方程式为___________。
(4)用间接电化学法去除烟气中的原理如图所示。已知阴极室溶液呈酸性,则阴极的电极反应式为___________。反应过程中通过质子交换膜的为时,吸收塔中生成的气体在标准状况下的体积为___________L。
(5)硼酸是白色片状晶体(层状结构如图),有滑腻感,硼酸分子以范德华力、共价键和___________(填作用力类型)形成环状结构,每个含有B的环中平均含有B个数为___________个,其中B杂化类型为___________。1mol硼酸晶体中含有___________氢键。
【答案】(1)
(2)
(3) ①. ②.
(4) ①. ②. 11.2
(5) ①. 氢键 ②. ③. ④.
【解析】
【小问1详解】
溶液中KI的物质的量为,由于生成了等物质的量的和,根据碘元素守恒可知,和的物质的量均为,生成1个时,碘元素从-1价升高到0价,失去2个电子,因此失去电子,生成1个,碘元素从-1价升高到+5价,失去6个电子,因此失去电子,碘元素失去的电子的总的物质的量为,反应中,当1个参与反应时,锰元素从+7价降低到+2价,得到5个电子,根据得失电子守恒,得电子的物质的量为,因此消耗的物质的量为;
【小问2详解】
通入的氯气的物质的量为,每个参与反应得到2个电子,因此得到的电子的物质的量为;由于还原性,通入的氯气会优先将全部氧化后,再氧化;假设溶液中的物质的量为,每个含有1个,全部被氧化为,失去电子的物质的量为;每个中含有2个,由于溶液中有的被氧化成单质,失去电子的物质的量为,一共失去电子的物质的量为,根据得失电子守恒可知,,,因此溶液中的物质的量浓度为;
【小问3详解】
铝单质和氢氧化钠溶液反应生成和氢气,氧化铝和氢氧化钠溶液反应生成和水,氢氧化铝和氢氧化钠溶液反应生成和水,由于混合物与氢氧化钠溶液恰好反应,溶液中没有剩余的氢氧化钠,溶液中溶质只有;与过量的二氧化碳反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢根,因此离子方程式为;
【小问4详解】
电极Ⅰ的一侧生成氧气,发生氧化反应,说明电极Ⅰ为阳极,因此电极Ⅱ为阴极,发生还原反应,反应物为,生成物为,S的化合价从+4降低到+3价,两个S一共得到2个电子,由于阴极室呈酸性,因此阴极的电极反应式为;阳极的电极反应式为,每转移4个电子,生成4个通过质子交换膜,当通过质子交换膜的为时,转移电子的物质的量为,吸收塔中将NO还原为氮气,自身被氧化为,每个N从+2价降低到0价,生成氮气需要得到电子,根据电子守恒,转移电子的物质的量为,生成氮气的物质的量为,标准状况下的体积为;
【小问5详解】
硼酸分子中存在大量的基团,不同硼酸分子的之间可以形成氢键,因此硼酸以范德华力、共价键和氢键形成环状结构;由结构图可知每个含有B的环中含有2个B原子,一个B原子被三个含有B的环共用,因此每个含有B的环中平均有B原子为个;硼酸分子中的B原子与三个O原子形成键,无孤电子对,价层电子对数为3,对应的空间结构为平面三角形,因此B的杂化方式为杂化;由图中可知,1个硼酸分子可以形成6个氢键,但是每个氢键被两个硼酸分子共用,因此每个硼酸分子有3个氢键,1mol硼酸晶体中含有3mol氢键。
26. 某兴趣小组设计如图实验装置制备次磷酸钠(NaH2PO2)。
已知:①白磷(P4)在空气中可自燃,与过量烧碱溶液混合,时反应生成和。
②是一种有强还原性的有毒气体,空气中可自燃,可与溶液反应生成。
(1)仪器a的名称是___________。a中发生反应的化学方程式是___________。
(2)仪器b组成的装置的作用是___________。检查装置气密性后,应先打开K通入一段时间,目的是___________。
(3)下列有关说法正确的是___________
A. 次磷酸 (H3PO2)是三元酸
B. 为加快反应速率,投料前应先在通风橱内将白磷碾成薄片状
C. 反应结束后应继续通入一段时间,可提高产率
D. d中所盛硫酸铜溶液可用酸性高锰酸钾溶液代替
(4)①仪器c中充分反应后生成和,经过一系列操作可获得固体。相关物质的溶解度(S)如下:
37
39
100
667
从下列选项a-g中选择合理的仪器或操作,补全如下步骤。
取仪器c中溶液,用蒸发皿___________→用___________(趁热过滤) →用烧杯(冷却结晶) →用漏斗(过滤得到)→___________→干燥粗品。____________
选项:a.溶解 b.过滤 c.洗涤 d.普通三角漏斗 e.保温漏斗 f.蒸发浓缩至有大量晶体析出 g.蒸发浓缩至溶液表面出现晶膜
②写出c中发生反应的离子方程式___________。
(5)产品纯度的测定:
取产品配成溶液,取于锥形瓶中,然后用标准溶液滴定至终点(还原产物是,氧化产物是),达到滴定终点时消耗标准溶液,产品的纯度为___________。
【答案】(1) ①. 三颈烧瓶 ②. P4+3NaOH+3H2O3NaH2PO2 + PH3↑
(2) ①. 安全瓶,防止c中溶液倒吸入a中 ②. 排尽装置内的空气,防止反应生成的PH3自燃引起爆炸 (3)CD
(4) ①. f、e、c ②. PH3+2ClO-+OH- =H2PO+2Cl-+H2O
(5)
【解析】
【分析】装置a中,将白磷P4和过量烧碱溶液混合、加热,生成次磷酸钠和PH3,反应的化学方程式为P4+3NaOH+3H2O3NaH2PO2 + PH3↑,装置b作安全瓶,防倒吸,装置a中反应生成的PH3通入到NaClO溶液中,PH3具有强还原性,NaClO具有强氧化性,可发生氧化还原反应生成和NaCl,装置d用于处理尾气,硫酸铜溶液可吸收有毒气体PH3,据此分析解答。
【小问1详解】
仪器a的名称是三颈烧瓶;根据分析可知,a中发生P4的歧化反应,根据化合价升降守恒和原子守恒,可得反应的化学方程式是P4+3NaOH+3H2O3NaH2PO2 + PH3↑;
【小问2详解】
仪器b组成的装置的作用为安全瓶,防止c中溶液倒吸入a中;检查装置气密性后,应先打开K通入一段时间,目的是排尽装置内的空气,防止反应生成的PH3自燃引起爆炸;
【小问3详解】
A.由于次磷酸钠不能与NaOH溶液反应,所以次磷酸根不能电离出H+,次磷酸为一元弱酸,A错误;
B.白磷(P4)在空气中可自燃,不能在通风橱内将白磷碾成薄片状,B错误;
C.反应结束后应继续通入一段时间,可使残余的PH3尽可能地排尽,其在c装置内被吸收,可提高产率,C正确;
D.硫酸铜溶液能与PH3发生氧化还原反应,从而将其吸收,酸性高锰酸钾具有强氧化性,也能与PH3发生氧化还原反应,可以用酸性高锰酸钾溶液代替硫酸铜溶液,D正确;
故选CD。
【小问4详解】
①分析题中给出的不同温度下次磷酸钠和氯化钠溶解度的表格可知,次磷酸钠溶解度随温度变化很明显,所以从混合溶液中分离次磷酸钠的方法:取仪器c中溶液,用蒸发皿蒸发浓缩至有大量晶体析出→用保温漏斗(趁热过滤) →用烧杯(冷却结晶) →用漏斗(过滤得到)→洗涤→干燥粗品,故填f、e、c;
②PH3通入到c装置中,PH3具有强还原性,NaClO具有强氧化性,可发生氧化还原反应生成和NaCl,根据化合价升降守恒、电荷守恒和原子守恒,c中发生反应的离子方程式:PH3+2ClO-+OH- =H2PO+2Cl-+H2O;
【小问5详解】
与样品中的发生氧化还原反应,还原产物是,氧化产物是,则Mn元素由+7价降低至+2价,P元素由+1价升高至+5价,所以得到和的反应比例关系:;溶液的物质的量为,则产品的纯度为。
27. 二氧化铅广泛用于染料、火柴、焰火、合成橡胶、高氯酸钾、高压避雷器的制造,也是铅蓄电池良好的阳极材料。工业上用方铅矿(主要成分、、)为原料制备的流程如下:
(1)中Fe的化合价为___________,产生的废气在工业上可用于___________(填一种用途),写出PbS在空气中煅烧反应的化学方程式___________。
(2)步骤②操作后得到的滤液仍然浑浊,原因是___________(任写一种),滤渣的成分是___________(填化学式)。
(3)水溶液中铅的存在形态有、、、、。各形态的铅浓度分数与溶液变化的关系如图所示,其中曲线3表示___________,步骤④用NaOH调节溶液pH至12.5的目的是___________。
(4)具有强氧化性(能氧化浓盐酸生成),受热分解为。将加热分解产生氧气,向余下的固体(为、+2价)中加入足量的浓盐酸得到氯气,同时生成,已知为,则___________。
【答案】(1) ①. ②. 制硫酸 ③.
(2) ①. 滤纸破损或滤液高于滤纸边缘 ②.
(3) ①. ②. 使溶液中含量最高
(4)
【解析】
【分析】该流程以方铅矿(主要成分为、、 )为原料制备,方铅矿在空气中煅烧,硫化物转化为氧化物并产生废气,接着用硝酸浸取烧粉,和铁的氧化物溶解进入滤液,而不溶作为滤渣除去,随后向滤液中加入调节 pH 以除去杂质铁离子,得到纯净的溶液,再加入溶液调节 pH 至 12.5,使铅元素转化为形态,最后加入漂粉精,利用其氧化性将氧化为最终产物 ,据此回答;
【小问1详解】
中S为-1价,根据化合物化合价代数和为0,Fe为+2价;方铅矿煅烧产生的废气含,工业上可用于制备硫酸;PbS在空气中煅烧,被氧气氧化生成含铅产物和硫的氧化物,配平得到反应方程式;
【小问2详解】
过滤后滤液浑浊的常见原因有滤纸破损、滤液液面超过滤纸边缘等;方铅矿中的不与硝酸反应,其余煅烧生成的铁、铅的氧化物/硫酸盐均可溶于硝酸,因此滤渣为;
【小问3详解】
铅的水解形态随pH升高逐步转化:酸性极强时主要为(曲线1),pH升高依次生成(曲线2)、中性的(曲线3),继续升高pH依次生成(曲线4)、(曲线5);步骤4目标产物是,调节pH至12.5可让铅元素主要以形式存在,便于后续和漂粉精反应生成;
【小问4详解】
受热分解得到氧气和铅的氧化物(Pb为+4、+2价),铅的氧化物再与浓盐酸作用,+4价铅被还原为+2价,氯离子被氧化为氯气,此时溶液为氯化铅溶液,根据化合价变化可知,1 mol二氧化铅在上述转化过程中转移2 mol 电子,根据得失电子守恒,4a+2b=2,结合a:b为3:2,解得a=0.375 mol,b=0.25 mol,利用原子守恒可知剩余固体中。
28. 研究氨氮氧化物与悬浮在大气中海盐粒子的相互作用时,涉及如下反应:
(Ⅰ)
(Ⅱ)
(1)的平衡常数___________(用、表示)。
(2)为研究不同条件对反应(II)的影响,在恒温条件下,向恒容密闭容器中加入和,10min时反应(II)达到平衡。测得内,则平衡后___________,的转化率___________;其他条件保持不变,反应(II)在恒压条件下进行,平衡时NO的转化率___________(填“>”“<”或“=”)。
(3)和在催化剂作用下可发生以下两个反应:
I.
II.
在压强、、的起始投料一定的条件下,发生反应I、II,实验测得的平衡转化率和平衡时的选择性随温度的变化如图所示。
已知:的选择性
其中表示平衡时的选择性的曲线是___________(填“①”或“②”);温度高于时,曲线①随温度升高而升高的原因是___________;为同时提高的平衡转化率和平衡时的选择性,应选择的反应条件为___________(填标号)。
A.低温、低压 B.低温、高压 C.高温、高压 D.高温、低压
(4)和合成乙醇反应为:。将等物质的量的和充入一刚性容器中,测得平衡时的体积分数随温度和压强的关系如图乙。
①压强___________(填“>”“=”或“<”,下同);、两点的平衡常数___________。
②已知Arrhenius经验公式为[为活化能,为速率常数,和为常数],为探究、两种催化剂的催化效能,进行了实验探究,依据实验数据获得图丙曲线。在催化剂作用下,该反应的活化能___________。从图中信息获知催化效能较高的催化剂是___________(填“m”或“n”)。
(5)和合成甲烷反应为:。下将等物质的量和充入恒压的密闭容器中。已知逆反应速率,其中为分压,该温度下。反应达平衡时测得。CO的平衡转化率为___________,该温度下反应的___________(用组分的分压计算的平衡常数)
【答案】(1)
(2) ①. ②. ③.
(3) ①. ② ②. 高于后以反应II为主,反应II为吸热反应,温度升高,平衡正向移动,使的转化率升高 ③. B
(4) ①. ②. ③. ④.
(5) ①. 40% ②.
【解析】
【小问1详解】
为2×反应Ⅰ-反应Ⅱ,根据平衡常数运算规则,反应加倍则平衡常数取对应次方,反应相减则平衡常数相除,因此该反应的平衡常数;
【小问2详解】
根据内可知,达到平衡时,,根据 可知,反应消耗的的物质的量为,因此平衡时的物质的量为;反应消耗的的物质的量为,初始的的物质的量为,因此的转化率为;反应Ⅱ是气体分子数减小的反应,在恒压条件下随着反应的进行,容器的体积会减小,平衡正向移动,平衡时的转化率增大,因此;
【小问3详解】
反应Ⅰ为放热反应,随着温度升高,平衡逆向移动,产生的的物质的量减小,的选择性不断减小,因此曲线②为平衡时的选择性的曲线;反应Ⅱ为吸热反应,随着温度升高,平衡正向移动,提高的平衡转化率;反应Ⅰ为放热反应,随着温度升高,平衡逆向移动,降低了的平衡转化率;温度高于时,以反应II为主,反应II为吸热反应,温度升高,平衡正向移动,使的转化率升高;根据图像可知,在较低的温度下,的选择性和的平衡转化率均较高,温度过高,的选择性较低,因此需要选择低温;反应Ⅰ和反应Ⅱ均为气体分子数减小的反应,增大压强,平衡均正向移动,的选择性和的平衡转化率均提高,因此需要选择高压,故选B;
【小问4详解】
①该反应为气体分子数减小的反应,随着压强增大,平衡正向移动,乙醇的体积分数增大,因此;根据图像可知,随着温度的升高,乙醇的体积分数减小,说明平衡逆向移动,该反应为放热反应,由于平衡逆向移动,温度越高,平衡常数越小,;
②根据Arrhenius经验公式为,可知对作图的斜率为,代入m催化剂的两个坐标点(7.2,56.2)和(7.5,27.4)计算斜率为,因此;n曲线的斜率绝对值更小,对应的活化能更低,催化效能越高的催化剂对应更低的活化能,因此催化效能更高的是催化剂n;
【小问5详解】
反应达到平衡时,,代入可知,,由于反应中生成的甲烷和二氧化碳的物质的量相等,因此平衡时二者的分压相等,,假设初始和的物质的量均为,的消耗量为,根据可知,生成和的物质的量为,平衡时和的物质的量均为,总的气体的物质的量为,由于恒压压强为,而,,求出,因此CO的平衡转化率为;由于为恒压条件,,因此,因此该温度下反应的。
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乌鲁木齐市第一中学2023—2024学年第一学期
2024届高三年级第三次月考
化学试卷
(请将答案写在答题纸上)
可能用到的相对原子质量:H 1 O 16 Na 23 P 31 As 75 Ga 70
1. 杭州亚运会成功召开,赢得了世界的瞩目,杭州亚运会火炬名为“薪火”,以下有关说法不正确的是
A. 火炬金属部分的铝合金采用了阳极氧化法工艺,产生了致密的膜防止金属腐蚀
B. 火炬的燃料由吉利控股集团利用焦炉煤气的副产物和工业尾气成产,合成方程式为:
C. 燃料中添加了一些金属离子使得火焰颜色更加绚烂,比如添加使得火焰变为黄色
D. 火炬的握把采用了可降解的聚酯材料,是一种无机非金属材料
2. 研究氮及其化合物的性质,与人类生存环境息息相关,结合下图氮及其化合物的价类二维图,下列说法不正确的是
A. 实验室可通过加热i的溶液制取c B. 在水溶液中,c能被氧化成f
C. 自然固氮可实现b→c的转化 D. 利用a和f反应可生产氮肥
3. 设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 标准状况下,中含有氯原子的数目为
B. 铅蓄电池工作时,当外电路中转移个电子时,负极质量减轻
C. 与的总质量为时,其中含有的共价键数为
D. 钠用铝箔包裹并刺小孔,与足量水充分反应生成氢气分子数为
4. 85Rb、87Rb是铷的最稳定同位素,其中国际上以87Rb的辐射频率作为时间基准。已知85Rb在该元素原子中占有的物质的量的分数为75%,87Rb在该元素原子中占有的物质的量的分数为25%,则Rb元素的近似相对原子质量为
A. 85.7 B. 86 C. 85.5 D. 86.5
5. 在熔融盐体系中,通过电解和获得电池材料,电解装置如图,下列说法正确的是
A. 石墨电极为阴极,发生氧化反应
B. 电极A的电极反应:
C. 该体系中,石墨优先于参与反应
D. 电解时,阳离子向石墨电极移动
6. 在催化剂作用下,HCOOH分解生成CO2和H2可能的反应机理如图所示,研究发现:其他条件不变时,可以用HCOOK溶液代替HCOOH获得H2。下列说法不正确的是
A. HCOOD催化释氢反应除生成CO2外,还生成HD
B. A、B、C均为该反应过程中的中间产物
C. 用HCOOK溶液代替HCOOH可以提高释放氢气的速率和氢气的纯度
D. 催化剂催化过程中发生了共价键的断裂和形成
7. 某溶液可能含有和K+。取该溶液100mL,加入过量NaOH溶液加热,得到0.02mol气体,同时产生红褐色沉淀;过滤,洗涤,灼烧,得1.6g固体;向上述滤液中加足量溶液,得到4.66g不溶于盐酸的沉淀。有关原溶液中说法不正确的是
A. 至少存在4种离子
B. 一定存在,且
C. 一定存在,可能存在
D. 一定存在,一定不存在
8. 在容积不变的密闭容器中发生反应:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH<0,830℃时反应的平衡常数是1.0,下列说法正确的是
A. 容器内的压强不变时,说明反应达到平衡状态
B. 若平衡时移走CO2,则平衡向正反应方向移动,化学反应速率加快
C. 830℃时,充入0.1molCO和0.3molH2O保持温度不变,CO平衡转化率为75%
D. 1000℃时,某时刻CO2、H2、CO和H2O的浓度均为0.05mol/L,此时平衡向正反应方向移动
9. 下列关于工业生产和化学实验中的操作、事故处理正确的是
A. 向浓硫酸与铜反应后的悬浊液中加水以验证反应生成了硫酸铜
B. 氯碱工业采用阳离子交换膜防止两极产生的气体混合而发生爆炸
C. 制备金属镁的电解装置失火时,可以使用二氧化碳灭火器灭火
D. 用试纸测量同浓度的和,可比较次氯酸和醋酸的酸性强弱
10. 氧化还原反应3Cu2S+22HNO3=6Cu(NO3)2+10NO↑+3H2SO4+8H2O,下列说法正确的是
A. Cu2S中只有S被氧化 B. 氧化剂与还原剂之比为22:3
C. 每生成1 mol NO气体,转移3 mol电子 D. 反应中HNO3只作氧化剂
11. 2023年诺贝尔化学奖授予对量子点的发现有突出贡献的科研工作者。量子点是指尺寸在纳米量级(通常2~20nm)的半导体晶体,其中铜铟硫(CuInS2)量子点被广泛用于光电探测、发光二极管以及光电化学电池领域。下列说法不正确的是
A. 制备过程中得到的CuInS2量子点溶液能够产生丁达尔效应
B. 可利用X射线衍射技术解析量子点的晶体结构
C. 已知In的原子序数为49,可推知In位于元素周期表第四周期
D. 基态Cu+的价层电子排布式为3d10
12. 下列“推理”正确的是
A. 氯气能使湿润的pH试纸褪色,可推出氯气具有漂白性
B. NaCl固体与浓加热可制HCl,可推出NaI固体与浓加热制HI
C. 将钠投入水中,观察到钠浮在水面且熔成小球,可推出钠密度比水小且反应放出热量
D. ,可推出酸性强弱:
13. 下列反应的离子方程式不正确的是
A. 溶液滴入FeCl3溶液中:
B. 将Mg(HCO3)2溶液与过量的NaOH溶液混合:
C. NaAlO2溶液中加入NaHCO3溶液:
D. NaHSO3溶液中滴加足量的溴水:
14. 短周期主族元素X、Y、Z、Q和W位于三个不同的周期,原子序数依次增大,Y的气态氢化物水溶液呈碱性,同周期中Z元素的原子半径最大,Q是地壳中含量最高的金属元素,W的非金属性在同周期中最强,下列说法中不正确的是
A. Y与W可形成化合物,该化合物分子的空间构型为三角锥
B. 和熔化时克服的作用力相同
C. X和Z构成的化合物,其与水反应可生成气体
D. W元素单质可以用于自来水的消毒、农药的生产、药物的合成
15. 利用下列装置进行实验,能达到实验目的的是
A.验证非金属性
B.提纯高锰酸钾
C.制备无水
D.制备碳酸氢钠
A. A B. B C. C D. D
16. 如图所示,利用电化学原理可同时吸收处理和NO,下列说法正确的是
已知是一种弱酸,不考虑与水的反应及能量损耗。
A. b极为直流电源的负极
B. 阳极区电极反应为
C. 理论上,在相同条件下,该装置吸收的和NO的体积比为
D. 电路中若有电子转移,则被吸收的气体体积为
17. 在恒温密闭容器中加入1和1,发生反应:,其他条件不变,5min末P的体积分数随容器的体积变化的关系如图所示(整个过程中各物质状态不改变),下列说法正确的是
A. b点平衡常数大于c点平衡常数
B. 体积为VL时,c点正反应速率大于逆反应速率
C. a点一定不处于平衡状态
D.
18. 氢氰酸的下列性质中,可以证明它是弱电解质的是
A. HCN易溶于水
B. HCN溶液的导电性比盐酸溶液的弱
C. 氢氰酸溶液的pH约为3
D. 10mLHCN恰好与10mLNaOH溶液完全反应
19. 化合物()中的四种元素X、Y、Z、W为前20号元素,且原子序数依次增大,Y和Z位于同周期的不同主族,W最高价氧化物对应的水化物的溶液是检验气体的常用试剂,该化合物的热重分析曲线如图所示。下列说法正确的是
A. X、Y、Z、W四种元素只能形成一种离子化合物
B. 200~400℃阶段热分解将失去1个
C. 400~600℃热分解后生成的固体化合物是,且该反应为非氧化还原反应
D. 该反应过程最终分解得到的固体产物属于碱性氧化物
20. 最新研究开发的锌-二氧化碳电池,是同时具备二氧化碳固定、利用和能量转化、存储的电池技术,其工作原理如图所示,其中为锌电极,为钯纳米材料的催化剂电极,可以在水中根据电流的方向高效、高选择性地催化二氧化碳和甲酸的相互转化。已知:双极膜是阴离子膜与阳离子膜的复合膜,该膜可在外加直流电场作用下将膜间的水解离成和,并分别向膜两侧提供。下列说法错误的是
A. 放电时负极电极反应为
B. 标准状况下该电池固定时,在电路中有电子通过
C. 双极膜中的向极附近移动
D. 充电时极室溶液的降低
21. 气态氟化氢中存在平衡:2HF(g)(HF)2(g)H1、3HF(g)(HF)3(g) H2<0。实验测得压强分别为p1和p2时,上述平衡体系中气体的平均摩尔质量(M) 随温度(T)变化曲线如图所示。(已知:HF的相对分子质量为20),下列说法不正确的是
A. p1>p2
B. H1<0
C. a点时:n[(HF)3]:n[(HF)2]:n(HF)=1:1:1
D. 使M的值接近20,可采取适当高温、低压的条件
22. 某种含二价铜微粒的催化剂可用于汽车尾气脱硝。催化机理如图甲,反应历程如图乙。下列说法正确的是
A. 催化机理中催化剂中元素的化合价始终没有改变
B. 状态③到状态④的变化过程为图示反应的决速步骤
C. 可加快脱硝速率,提高脱硝的平衡转化率
D. 升高温度,脱硝反应的正反应速率的增大程度大于逆反应速率的增大程度
23. 某科研团队经多次实验发现一种新型漂白剂的结构如图所示,其组成元素均为短周期元素,其中与同周期,与对应的简单离子核外电子排布相同,且、、的最外层电子数之和等于的最外层电子数,下列说法错误的是
A. 四种元素中的电负性最大
B. 该物质中含有配位键
C. 的最高价氧化物对应的水化物是一元弱酸
D. 第一电离能介于与之间的同周期元素只有3种
24. Ga和As均位于元素周期表第四周期,砷化镓(GaAs)是优良的半导体材料,可用于制作微型激光器或太阳能电池的材料等,其晶胞结构如图所示,其中原子1的坐标为(0,0,0),原子2的坐标为(1,1,1)。下列有关说法中错误的是
A. 原子3的坐标为
B. 根据元素周期律,原子半径
C. GaAs的熔点为1238℃,硬度大,晶体类型为共价晶体
D. 若晶胞边长为a pm,阿伏加德罗常数的值为,则GaAs晶体的密度为
25. 根据要求回答下列问题:
(1)取 KI溶液与一定量的酸性溶液恰好反应,生成等物质的量的和,则消耗的物质的量是___________。
(2)在溶液中通入标准状况下,溶液中有的被氧化成单质,则原溶液中的物质的量浓度为___________。
(3)将、和的混合物恰好与溶液反应,反应后溶液中溶质的化学式为___________。向反应后的溶液中通入过量,反应的离子方程式为___________。
(4)用间接电化学法去除烟气中的原理如图所示。已知阴极室溶液呈酸性,则阴极的电极反应式为___________。反应过程中通过质子交换膜的为时,吸收塔中生成的气体在标准状况下的体积为___________L。
(5)硼酸是白色片状晶体(层状结构如图),有滑腻感,硼酸分子以范德华力、共价键和___________(填作用力类型)形成环状结构,每个含有B的环中平均含有B个数为___________个,其中B杂化类型为___________。1mol硼酸晶体中含有___________氢键。
26. 某兴趣小组设计如图实验装置制备次磷酸钠(NaH2PO2)。
已知:①白磷(P4)在空气中可自燃,与过量烧碱溶液混合,时反应生成和。
②是一种有强还原性的有毒气体,空气中可自燃,可与溶液反应生成。
(1)仪器a的名称是___________。a中发生反应的化学方程式是___________。
(2)仪器b组成的装置的作用是___________。检查装置气密性后,应先打开K通入一段时间,目的是___________。
(3)下列有关说法正确的是___________
A. 次磷酸 (H3PO2)是三元酸
B. 为加快反应速率,投料前应先在通风橱内将白磷碾成薄片状
C. 反应结束后应继续通入一段时间,可提高产率
D. d中所盛硫酸铜溶液可用酸性高锰酸钾溶液代替
(4)①仪器c中充分反应后生成和,经过一系列操作可获得固体。相关物质的溶解度(S)如下:
37
39
100
667
从下列选项a-g中选择合理的仪器或操作,补全如下步骤。
取仪器c中溶液,用蒸发皿___________→用___________(趁热过滤) →用烧杯(冷却结晶) →用漏斗(过滤得到)→___________→干燥粗品。____________
选项:a.溶解 b.过滤 c.洗涤 d.普通三角漏斗 e.保温漏斗 f.蒸发浓缩至有大量晶体析出 g.蒸发浓缩至溶液表面出现晶膜
②写出c中发生反应的离子方程式___________。
(5)产品纯度的测定:
取产品配成溶液,取于锥形瓶中,然后用标准溶液滴定至终点(还原产物是,氧化产物是),达到滴定终点时消耗标准溶液,产品的纯度为___________。
27. 二氧化铅广泛用于染料、火柴、焰火、合成橡胶、高氯酸钾、高压避雷器的制造,也是铅蓄电池良好的阳极材料。工业上用方铅矿(主要成分、、)为原料制备的流程如下:
(1)中Fe的化合价为___________,产生的废气在工业上可用于___________(填一种用途),写出PbS在空气中煅烧反应的化学方程式___________。
(2)步骤②操作后得到的滤液仍然浑浊,原因是___________(任写一种),滤渣的成分是___________(填化学式)。
(3)水溶液中铅的存在形态有、、、、。各形态的铅浓度分数与溶液变化的关系如图所示,其中曲线3表示___________,步骤④用NaOH调节溶液pH至12.5的目的是___________。
(4)具有强氧化性(能氧化浓盐酸生成),受热分解为。将加热分解产生氧气,向余下的固体(为、+2价)中加入足量的浓盐酸得到氯气,同时生成,已知为,则___________。
28. 研究氨氮氧化物与悬浮在大气中海盐粒子的相互作用时,涉及如下反应:
(Ⅰ)
(Ⅱ)
(1)的平衡常数___________(用、表示)。
(2)为研究不同条件对反应(II)的影响,在恒温条件下,向恒容密闭容器中加入和,10min时反应(II)达到平衡。测得内,则平衡后___________,的转化率___________;其他条件保持不变,反应(II)在恒压条件下进行,平衡时NO的转化率___________(填“>”“<”或“=”)。
(3)和在催化剂作用下可发生以下两个反应:
I.
II.
在压强、、的起始投料一定的条件下,发生反应I、II,实验测得的平衡转化率和平衡时的选择性随温度的变化如图所示。
已知:的选择性
其中表示平衡时的选择性的曲线是___________(填“①”或“②”);温度高于时,曲线①随温度升高而升高的原因是___________;为同时提高的平衡转化率和平衡时的选择性,应选择的反应条件为___________(填标号)。
A.低温、低压 B.低温、高压 C.高温、高压 D.高温、低压
(4)和合成乙醇反应为:。将等物质的量的和充入一刚性容器中,测得平衡时的体积分数随温度和压强的关系如图乙。
①压强___________(填“>”“=”或“<”,下同);、两点的平衡常数___________。
②已知Arrhenius经验公式为[为活化能,为速率常数,和为常数],为探究、两种催化剂的催化效能,进行了实验探究,依据实验数据获得图丙曲线。在催化剂作用下,该反应的活化能___________。从图中信息获知催化效能较高的催化剂是___________(填“m”或“n”)。
(5)和合成甲烷反应为:。下将等物质的量和充入恒压的密闭容器中。已知逆反应速率,其中为分压,该温度下。反应达平衡时测得。CO的平衡转化率为___________,该温度下反应的___________(用组分的分压计算的平衡常数)
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