内容正文:
枣阳二中2025—2026学年上学期高二元月考试
化学试题
时间:75分钟
注意事项:
1.答卷前,考生务必将姓名、准考证号等在答题卷上填写清楚。
2.选择题答案用2B铅笔在答题卷上把对应题目的答案标号涂黑,非选择题用0.5mm的黑色签字笔在每题对应的答题区域内做答,答在试题卷上无效。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Cl-35.5
第Ⅰ卷 (选择题)
一、选择题:本题共15小题,每小题3分,共45分,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 某元素的基态原子的M能层p能级上有4个电子,下列有关该原子的叙述错误的是
A. 该原子的N能层不含电子 B. 该原子容易得到2个电子
C. 该原子的L能层一定有8个电子 D. 该原子的最外能层上有4个电子
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据能量最低原理,M能层p能级上有4个电子,N能层不含电子,故A正确;
B.M能层p能级上有4个电子,说明最外层有6个电子,容易得到2个电子,形成8电子稳定结构,故B正确;
C.根据构造原理可知,该原子的电子排布式为,该原子的L能层有8个电子,故C正确;
D.根据构造原理可知,该原子的电子排布式为,最外能层上有6个电子,故D错误;
答案选D。
2. 下列原子结构相关内容表述正确的是
A. 、、轨道能量不相同
B. 原子核外电子只能在电子云轮廓内运动
C. 电子排布图违背了泡利原理
D. 电子由能级跃迁至能级时,可以用光谱仪摄取其吸收光谱
【答案】D
【解析】
【详解】轨道处于同一能级,能量相同,错误;
B.电子云是电子在核外空间的概率密度分布的形象化描述,原子核外电子不只能在电子云轮廓内运动,在轮廓外也有,只是概率小,错误;
C.洪特规则是指在相同能量的轨道上,电子在排布的时候优先进入空轨道,图中违背了洪特原理,C错误
D.3s能级能量小于能级,电子由跃迁至能级时会吸收特定频率的光,可以用光谱仪摄取其吸收光谱,D正确;
故选D。
3. 下列实验事实不能用勒夏特列原理来解释的是
A. 用与稀硫酸制氢气时,为加快反应速率,将锌片换成锌粉
B. 向溶液中加入铁粉,溶液颜色变浅
C. 配制溶液时将晶体溶在浓盐酸中再加水稀释到所需浓度
D. 向2mL0.1mol/LK2Cr2O7溶液中滴加10滴6mol/LNaOH溶液,溶液变为黄色
【答案】A
【解析】
【详解】A.用锌与稀硫酸制氢气时,为加快反应速率,将锌片换成锌粉,增大接触面积使得反应更快速,不是可逆反应,不能用勒夏特列原理来解释,故A符合题意;
B.向溶液中加入铁粉,铁粉和三价铁离子反应生成亚铁离子,溶液中铁离子浓度减少,使得反应逆向进行,溶液颜色变浅,能用勒夏特列原理来解释,故B不符合题意;
C.配制溶液时将晶体溶在浓盐酸中,溶液中氢离子浓度增加,使得氯化铁水解反应逆向进行,再加水稀释到所需浓度,能用勒夏特列原理来解释,故C不符合题意;
D.向2mL0.1mol/LK2Cr2O7溶液中滴加10滴6mol/LNaOH溶液,溶液变为黄色,是因为氢氧根消耗氢离子、使平衡右移,能用勒夏特列原理来解释,故D不符合题意;
故选:A。
4. 常温下,下列各组离子在相应的条件下一定能大量共存的是
A. 0.2mol/L的溶液中:、、、
B. pH=12的溶液中:、、、
C. 的溶液中:、、、
D. 由水电离产生的的溶液中:、、、
【答案】C
【解析】
【详解】A.与发生完全双水解反应,不能大量共存,A不符合题意;
B.的溶液为碱性溶液,碱性溶液中含有大量,、均与不能大量共存,B不符合题意;
C.,可知,溶液显酸性,酸性溶液中、、、不反应,可大量共存,C符合题意;
D.水电离出的的溶液,该溶液中水的电离受到抑制,可能是强酸性溶液,也可能是强碱性溶液,酸性条件下,不能大量存在,碱性条件下,、不能大量共存,D不符合题意;
答案为:C。
5. 下图所示的设备或装置在使用过程中,与电解水的能量转化形式相同的是
A. 硅太阳能电池 B. 电动汽车充电
C. 碱性锌锰电池 D. 暖宝宝贴
【答案】B
【解析】
【分析】电解水时电能转化为化学能,然后对每个选项能量转化形式分析判断。
【详解】A.硅太阳能电池是把太阳能转化为电能,A错误;
B.电动汽车充电是将电能转化为化学能,B正确;
C.碱性锌锰电池为一次电池,将化学能转化为电能,C错误;
D.暖宝宝贴是将化学能转化为热能,D错误;
故选B。
6. 下列说法正确的是
A. 已知C(石墨,s)=C(金刚石,s)ΔH>0,则金刚石更稳定
B. 常温下BaSO4(s)+4C(s)=BaS(s)+4CO(g)不能自发进行,说明该反应的ΔH<0
C. 合成氨工业温度选择为450℃左右,主要是为了提高NH3的平衡产率
D. 反应物浓度增大,单位体积活化分子数增多,有效碰撞的几率增加,反应速率增大
【答案】D
【解析】
【详解】A.石墨转化为金刚石的ΔH>0,说明该反应吸热,等质量的石墨能量更低,更稳定,A错误;
B.反应生成气体导致熵增,ΔS>0,常温下不自发ΔG>0,则ΔH必须大于TΔS,故ΔH>0,B错误;
C.合成氨为放热反应,温度增大降低平衡产率,选择450℃左右不是为了提高NH3的平衡产率,C错误;
D.浓度增大使单位体积活化分子数增加,有效碰撞几率提高,反应速率增大,D正确;
故答案为D。
7. 根据相应的图像,下列相关说法正确的是
甲
乙
丙
丁
A. 图甲所示,时改变的条件一定是加入了正催化剂
B. 图乙所示,若,则a>b
C. 图丙所示,平衡时C的百分含量比低
D. 图丁所示,该反应中C一定是气体
【答案】D
【解析】
【详解】A.图甲所示,当a+b=c时,时改变的条件可能是增大压强(缩小体积),也可能是加入了催化剂,故A错误;
B.若,增大压强时G的体积分数增大,可知增大压强平衡逆向移动,则a<b,故B错误;
C.T2后升高温度, A%增大、C%减小,可知升高温度平衡逆向移动,正反应为放热反应,则平衡时C的百分含量T1比T2高,故C错误;
D.加压时正逆反应速率均增大,且正反应速率大于逆反应速率,平衡正向移动,该反应为气体总物质的量减小的反应,则 A、B、C为气体,D为固体或液体,故D正确;
故选D。
8. 下列判断正确的有几项
①中和等体积、等pH的盐酸和醋酸,中和盐酸所需氢氧化钠的物质的量小于醋酸
②配制溶液要加入铁粉,配制溶液要加入盐酸,二者原理相同
③电解精炼铜,阳极为纯铜、阴极为粗铜,电解质溶液可以是硫酸铜或氯化铜溶液
④用固体作为沉淀剂除去工业废水中的:,反应达平衡后,继续加入,的去除率增大
⑤镀锌或镀锡的钢管在镀层破损后仍能对钢管起保护作用
⑥水电离出的为的溶液一定呈中性
A. 0项 B. 1项 C. 2项 D. 3项
【答案】B
【解析】
【详解】①中和等体积、等pH的盐酸和醋酸,由于醋酸的物质的量浓度大于盐酸,中和盐酸所需氢氧化钠的物质的量少于醋酸,故①正确;
②配制FeSO4溶液要加入铁粉,防止硫酸亚铁被氧化,配制SnCl2溶液要加入盐酸是抑制SnCl2的水解,二者原理不相同,故②错误;
③电解精炼铜,阳极为粗铜、阴极为纯铜,电解质溶液可以是硫酸铜或氯化铜溶液,故③错误;
④用MnS固体作为沉淀剂除去工业废水中的Cu2+:,反应达平衡后,继续加入MnS,不影响化学平衡,Cu2+的去除率不变,故④错误;
⑤镀锌的钢管在镀层破损后,锌做负极,仍能对钢管起保护作用,镀锡钢管在镀层破损后,铁做负极被腐蚀,故⑤错误;
⑥温度未知,Kw未知,水电离出的为的溶液不一定呈中性,故⑥错误;
综上,正确的是①;
答案选B。
9. 液氨与纯水类似,也存在微弱的电离:,T℃时,液氨的离子积常数,若用定义的方式来规定,则下列叙述正确的是
A. 其他条件不变,增加液氨的量,电离平衡正向移动
B. 液氨达到电离平衡时
C. T℃时的液氨中,
D. 一定温度下,向液氨中加入氯化铵固体,电离平衡逆向移动,K值减小
【答案】C
【解析】
【详解】A.液氨是浓度为定值的纯液体,增加液氨的量,电离平衡不移动,A错误;
B.液氨中电离程度微弱,达到电离平衡时,B错误;
C.T℃时的液氨中,则,C正确;
D.向液氨中加入氯化铵固体,电离平衡逆向移动;液氨的离子积常数为温度函数,温度不变,离子积常数K值不变,D错误;
故选C。
10. 常温下,将a L 0.1mol·L-1的NaOH溶液与b L 0.1mol·L-1的CH3COOH溶液混合,下列有关混合溶液的说法一定不正确的是( )
A. a<b时,c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)
B. a>b时,c(CH3COO-)>c(Na+)>c(OH-)>c(H+)
C. a=b时,c(CH3COOH)+c(H+)=c(OH-)
D. 无论a、b有何关系,均有c(H+)+c(Na+)=c(CH3COO-)+c(OH-)
【答案】B
【解析】
【详解】A.若a<b,则CH3COOH过量,溶液为CH3COOH、CH3COONa混合溶液,溶液酸碱性取决于CH3COOH的电离与CH3COONa的水解程度的相对大小,溶液可能呈酸性、可能呈碱性、可能呈中性,若CH3COOH较多、CH3COONa较少时,溶液呈酸性,溶液中可能存在c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-),故A正确;
B.若a>b,则NaOH过量,溶液为NaOH、CH3COONa混合溶液,溶液呈碱性,溶液中c(Na+)一定大于c(CH3COO-),故B错误;
C.若a=b,二者恰好反应,溶液为CH3COONa溶液,醋酸根水解,溶液呈碱性,溶液中氢氧根来源于水的电离与醋酸根水解,则c(CH3COOH)+c(H+)=c(OH-),故C正确;
D.无论a、b有何关系,溶液中一定存的电荷守恒,则一定存在c(H+)+c(Na+)=c(CH3COO-)+c(OH-),故D正确;
故选B。
11. 下列实验装置或操作方法正确且能达到实验目的的是
A. 制备晶体 B. 测定中和反应的反应热
C. 用石墨作电极制备NaClO D. 防止水库的钢闸门腐蚀
【答案】D
【解析】
【详解】A.水解生成和,受热逸出溶液,促进水解,最终不能得到晶体,A错误;
B.大小烧杯杯口没有齐平,且缺少玻璃搅拌棒,如果不搅拌溶液会导致溶液温度不均匀,测量中和热不准确,错误;
C.通过电解饱和食盐水,制备少量的NaClO,需要在下面电极产生氯气,根据电解原理,下面石墨应为阳极,C错误;
D.锌比铁活泼,铁做正极被保护,D正确;
故选D。
12. 某温度下向含AgCl固体的AgCl饱和溶液中加少量稀盐酸,下列说法正确的是
A. AgCl的溶解度、Ksp均减小 B. AgCl的溶解度、Ksp均不变
C. AgCl的溶解度减小、Ksp不变 D. AgCl的溶解度不变、Ksp减小
【答案】C
【解析】
【详解】在含AgCl固体的AgCl饱和溶液中存在沉淀溶解平衡:AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq),当加入少量稀盐酸时,c(Cl-)增大,平衡逆向移动,c(Ag+)减小,溶解的氯化银质量减小,AgCl的溶解度减小;AgCl的Ksp只受温度影响,温度不变,AgCl的Ksp不变。
故答案选C。
【点睛】本题涉及难溶电解质的溶解度和溶度积常数两个概念,解题时要注意两个概念的区别和联系。注意溶度积常数只和温度有关,温度不变,Ksp不变。溶解度则随沉淀溶解平衡的移动而改变,不仅和温度有关,还和影响平衡的离子浓度有关。
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. 反应速率:
B.
C. 点a、b、c对应的平衡常数:
D. 的平衡转化率
【答案】A
【解析】
【分析】根据图像可知,投料比x相同时,随温度升高,CH4的平衡转化率增大,说明该反应为吸热反应;n(H2O)越大,投料比x越小,当温度相同时,n(H2O)越大,CH4的平衡转化率越大,则x1<x2,据此分析回答。
【详解】A.根据图像可知,b、c点的温度相同,由于x1<x2,CH4的平衡转化率:b>c,b点对应的投料比x值较小,对应的n(H2O)较大,因此b点的反应物浓度较大,则反应速率,A错误;
B.根据分析可知,x1<x2,B正确;
C.该反应为吸热反应,温度升高,平衡正向移动,化学平衡常数增大,且平衡常数只与温度有关,因此,C正确;
D.由A项可知,b点对应的投料比x值较小,对应的n(H2O)较大,CH4的平衡转化率相同时,H2O的平衡转化率:a<c,D正确;
故选A。
14. 我国学者设计的一种电解装置,借助电极上的催化剂,能同时电解和,工作原理如图甲所示。不同催化剂条件下,转化为的部分反应历程如图乙所示,其中吸附在催化剂表面上的物种用*标注。下列说法错误的是
A. 电解时,A电极与电源的负极连接
B. 电解总反应为:
C. 由图乙可知,选择Ni-TPP催化时,电解的反应速率更快
D. 若有穿过质子交换膜,则理论上有被转化
【答案】D
【解析】
【分析】图甲为电解池,A电极上被还原为,A电极为阴极;B电极上被氧化生成HCOOH,B电极为阳极,据此解答。
【详解】A.由分析可知,电解时,A电极为阴极,即与电源的负极连接,A正确;
B.由分析可知,A电极为阴极,被还原为,发生电极反应:;B电极为阳极,被氧化生成HCOOH,发生电极反应:,则电解总反应为:,B正确;
C.决速步骤的活化能越小,反应速率越快,由图乙可知,选择Ni-TPP催化时,决速步骤的活化能更小,电解的反应速率更快,C正确;
D.A电极为阴极,发生电极反应:,由电极反应式可知,若有穿过质子交换膜,则理论上有0.5 mol CO2被转化,即有22 g CO2被转化,D错误;
故选D。
15. 常温下,含M2A(s)的M2A饱和溶液中(虚线)和含A微粒的分布系数(实线)[例:]随pH的变化关系如图所示,M+不发生水解;MHA可溶。下列说法错误的是
A. 常温下,A2-的水解常数
B. 溶液:
C. M2A的沉淀溶解平衡常数
D. pH=3时,M2A的饱和溶液中
【答案】D
【解析】
【分析】这张图的横坐标为pH,左侧纵坐标是含A微粒的分布系数δ,两条实线分别代表(pH较小时占比高,随pH增大逐渐降低至0)和(pH较小时占比接近0,随pH增大逐渐升高至1),两条线交于G点(pH=3, δ=0.5),说明此时,可直接得出二元弱酸的第二步电离常数;右侧纵坐标是,虚线代表随pH的变化:pH>5后稳定在2,对应,pH<5时随pH减小,转化为、,溶解平衡正向移动,缓慢增大、缓慢降低。
【详解】A.图中G点pH=3,此时,即。二元弱酸的第二步电离常数。 的第一步水解反应为,水解常数,A正确;
B.不能完全电离,溶液中,,由图像可知,该溶液中,B正确;
C.pH足够大时,的分布系数,即溶液中含A微粒几乎全部为,此时的溶解平衡满足。 由图右侧虚线()可知,高下,即,因此: ,C正确;
D.饱和溶液的电荷守恒:。 时,,代入电荷守恒得: 即,D错误;
故选D。
第Ⅱ卷 (非选择题)
二、填空题(本题共4小题,共55分)
16. 回答下列问题:
(1)基态F原子的核外电子轨道表达式为________。
(2)原子核外电子排布式为________。
(3)菱锌矿ZnCO3中基态原子价电子排布式为________,基态C原子的核外电子占据的最高能级电子云轮廓为________,基态O原子________种运动状态不同的电子。
(4)铜元素的焰色试验为绿色,为________(填“发射”或“吸收”)光谱。
(5)C、N、O的第一电离能由大到小顺序是__________,电负性由大到小顺序是________。
【答案】(1) (2)(或)
(3) ①. ②. 哑铃形(或纺锤形) ③. 8
(4)发射 (5) ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
F原子的原子序数为9,核外有9个电子,根据构造原理、泡利不相容原理和洪特规则,其基态原子的电子排布式为,轨道表达式(电子排布图)可表示为;
【小问2详解】
Mn原子的原子序数为25,根据构造原理,其核外电子排布式为(或简写为);
【小问3详解】
Zn原子的原子序数为30,基态Zn原子的核外电子排布式为,其价电子排布式为;C原子的原子序数为6,基态C原子的核外电子排布式为,最高能级为能级,能级的电子云轮廓图为哑铃形(或纺锤形);O原子的原子序数为8,核外有8个电子,根据泡利不相容原理,在同一个原子中不存在运动状态完全相同的两个电子,故有8种运动状态不同的电子;
【小问4详解】
焰色试验是基态原子的电子吸收能量跃迁到激发态,激发态电子不稳定,跃迁回较低能级时以光的形式释放能量,属于发射光谱;
【小问5详解】
C、N、O属于同一周期元素,同一周期元素从左到右,第一电离能呈增大趋势,但N原子的轨道处于半充满的稳定状态,第一电离能大于相邻元素,故第一电离能由大到小的顺序为;同一周期元素从左到右,电负性逐渐增大,故电负性由大到小的顺序为。
17. 回答下列问题:
I.
(1)在粗制CuSO4·5H2O晶体中常含有杂质Fe2+。
①在提纯时为了除去Fe2+,常加入合适的氧化剂,使Fe2+转化为Fe3+,下列物质可采用的是________(填字母,下同)。
A.KMnO4 B.H2O2 C.氯水 D.HNO3
②然后再加入适当物质调整溶液pH至4,使Fe3+转化为Fe(OH)3,调整溶液pH可选用下列中的________。
A.NaOH B.NH3∙H2O C.CuO D.Cu(OH)2
(2)甲同学怀疑调整溶液pH至4是否能达到除去Fe3+而不损失Cu2+的目的;乙同学认为可以通过计算确定,他查阅有关资料得到如下数据,常温下Fe(OH)3的溶度积;Cu(OH)2的溶度积,通常认为残留在溶液中的离子浓度小于时就认定沉淀完全,设溶液中CuSO4的浓度为,则Cu(OH)2开始沉淀时溶液的pH为________;Fe3+完全沉淀[即]时溶液的pH为________,通过计算确定上述方案________(填“可行”或“不可行”)。
Ⅱ.实验室有一瓶未知浓度的Na2S2O3溶液,丙同学通过下列实验测定其浓度。
第一步:取溶液于锥形瓶中,滴入指示剂2~3滴。
第二步:取一滴定管,依次查漏、洗涤,用的溶液润洗,然后注入该标准溶液,调整液面,记下读数。
第三步:将锥形瓶置于滴定管下进行滴定,发生的反应为:。
试回答下列问题:
(3)第一步中取10.00mL Na2S2O3溶液需要使用的仪器名称为________。
(4)滴定过程中加入的指示剂是________;达到滴定终点的判断依据是________。
【答案】(1) ①. B ②. CD
(2) ①.
4 ②.
3 ③.
可行 (3)
碱式滴定管(或10.00 mL移液管)
(4) ①.
淀粉溶液 ②.
当滴入最后半滴碘标准溶液时,锥形瓶中溶液由无色变为蓝色,且半分钟内不褪色。
【解析】
【分析】该粗硫酸铜提纯实验利用过氧化氢将杂质氧化为,再通过CuO或调节pH至4,经溶度积计算得3.0mol/L的开始沉淀时pH为4,完全沉淀时pH为3,该条件下可除尽且无损失,方案可行;
硫代硫酸钠浓度测定实验用碱式滴定管移取待测液,以淀粉为指示剂,滴定至溶液变蓝且半分钟不褪色即为终点,通过碘标准液滴定完成浓度测算。
【小问1详解】
①A.选择氧化剂的原则是不引入新的杂质离子。会引入、,A不符合题意;
B.的还原产物是,不会引入杂质,B符合题意;
C.选择氧化剂的原则是不引入新的杂质离子,氯水引入Cl⁻,C不符合题意;
D.引入且会产生氮氧化物污染物,D不符合题意;
故答案选B。
②A.调整pH的原则是消耗H⁺同时不引入新杂质。NaOH会引入Na⁺杂质,A不符合题意;
B.调整pH的原则是消耗H⁺同时不引入新杂质。会引入杂质,B不符合题意;
C.CuO可以与H⁺反应升高pH,同时生成,不会引入新杂质,C符合题意;
D.可以与H⁺反应升高pH,同时生成,不会引入新杂质,D符合题意;
故答案选CD。
【小问2详解】
开始沉淀时,根据,代入,得,,pH=4;
完全沉淀时,代入到,得,,pH=3;
pH=4时早已完全沉淀,而还未开始沉淀,因此方案可行;
【小问3详解】
溶液为强碱弱酸盐,水解显碱性,量取精确体积的碱性溶液需用碱式滴定管(或10.00 mL移液管);
【小问4详解】
碘单质遇淀粉会出现特征蓝色,因此选淀粉溶液作指示剂;
滴定终点为:当滴入最后半滴碘标准溶液时,锥形瓶中溶液由无色变为蓝色,且半分钟内不褪色。
18. 课题式研究性学习是培养学生创造思维的良好方法,某研究性学习小组将下列装置如图连接,C、D、E、F、X、Y都是惰性电极。将电源接通后,向乙中滴入酚酞试液,在F极附近显红色。试回答下列问题:
(1)电源A极的名称是________。
(2)甲装置中电解反应的总化学方程式是________。
(3)如果收集乙装置中产生的气体,两种气体的体积比是________。
(4)欲用丙装置精炼铜,G应该是________(填“纯铜”或“粗铜”),电解液的成分________(填化学式)。
(5)接通电源后装置丁中的现象是________。
(6)在实验室电解500mL0.03mol/L的NaCl溶液,通电一段时间后溶液中(设电解时溶液的体积变化忽略不计),阴极产生________(标况)气体,溶液中NaCl的浓度为________mol/L。
【答案】(1)正极 (2)
(3)1:1 (4) ①. 粗铜 ②. (或)
(5)Y极附近红褐色变深
(6) ①. 56 ②. 0.02
【解析】
【分析】将电源接通后,向乙中滴入酚酞试液,在F极附近显红色,说明F极有生成,发生还原反应(),因此F极为阴极。根据串联电路的特点,可推断出A为电源正极,B为电源负极;与正极相连的C、E、G、X均为电解池的阳极,与负极相连的D、F、H、Y均为电解池的阴极。
【小问1详解】
由上述分析可知,A极是电源的正极;
【小问2详解】
甲装置为电解溶液,阳极(C极)氯离子失电子产生氯气,阴极(D极)铜离子得电子析出铜,总反应方程式为:;
【小问3详解】
乙装置为电解饱和食盐水,总反应方程式为:。阴极产生,阳极产生,两者的物质的量之比为1:1,故在相同条件下收集到的气体体积比为1:1;
【小问4详解】
丙装置用于精炼铜,阳极G应为粗铜(发生氧化反应溶解),阴极H为纯铜,电解液需含有,可选用或溶液;
【小问5详解】
丁装置中盛有胶体,由于胶体粒子带正电荷,在直流电场作用下会向阴极(Y极)定向移动,因此接通电源后,Y极附近颜色加深,即红褐色变深;
【小问6详解】
电解NaCl溶液的总反应为。通电一段时间后,溶液中生成的物质的量为。根据反应方程式,阴极产生的物质的量为。标况下的体积为。反应消耗的NaCl物质的量为。原溶液中NaCl的总物质的量为。电解后溶液中剩余NaCl的物质的量为。故剩余NaCl的浓度为。
19. 我国科学家研发出一种乙醇(沸点78.5℃)绿色制氢新途径,并实现高附加值乙酸(沸点118℃)的生产,主要反应为:
Ⅰ.
Ⅱ.
回答下列问题:
(1)对于反应Ⅰ:
①已知
则ΔH1=________。
②一定温度下,下列叙述能说明恒容密闭容器中反应达到平衡状态的是________(填标号)。
A.容器内的压强不再变化
B.混合气体的密度不再变化
C.CH3COOH的体积分数不再变化
D.单位时间内生成1 mol H2O,同时消耗2 mol H2
③反应后从混合气体分离得到H2,最适宜的方法为________。
(2)恒压100 kPa下,向密闭容器中按投料,产氢速率和产物的选择性随温度变化关系如图1,关键步骤中间体的能量变化如图2 。
[比如:乙酸选择性]
①由图1可知,反应Ⅰ最适宜的温度为270℃,原因为________。
②由图中信息可知,乙酸可能是________(填“产物1”“产物2”或“产物3”)。
③270℃时,若该密闭容器中只发生反应Ⅰ、Ⅱ,平衡时乙醇的转化率为90%,乙酸的选择性为80%,则________,平衡常数Kp1________kPa(列出计算式即可;用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
【答案】(1) ①. ②. AC ③. 降温冷凝分离
(2) ①. 270℃时乙酸的选择性最高(约84%),且产氢速率较大;温度继续升高,乙酸选择性明显下降,副反应增多 ②. 产物1 ③. 7.2∶1 ④.
【解析】
【小问1详解】
①将反应Ⅱ与题给反应相加,恰好得到反应Ⅰ;根据盖斯定律,;
②反应Ⅰ的正反应使气体总物质的量增大,恒容条件下:
A项容器内压强不再变化,说明正、逆反应速率相等,反应达到平衡,正确;
B项恒容时气体总质量不变、容器体积不变,密度始终不变,不能作为平衡标志,错误;
C项(乙酸)的体积分数不再变化,说明各组分含量保持不变,正确;
D项单位时间内生成1 mol与同时消耗2 mol均属于逆反应方向,不能说明正、逆速率相等,错误;
故选AC;
③反应后混合气体中含有、、和;的沸点很低,而乙醇(78.5℃)、水(100℃)、乙酸(118℃)沸点较高,均可用降温冷凝的方法液化,从而与分离;故最适宜的方法为降温冷凝分离;
【小问2详解】
①由图1可知,270℃时乙酸的选择性最高(约84%),且此时产氢速率较大;继续升高温度(如300℃),乙酸选择性明显下降、副产物增多,故反应Ⅰ最适宜的温度为270℃;
②由图2可知关键步骤中生成产物1的最大能垒为0.58 eV,生成产物2的最大能垒为0.66 eV,生成产物3的最大能垒为0.81 eV,图1中乙酸的选择性最大,说明相同条件下生成乙酸的反应速率最大,则乙酸可能是产物1;
③由投料比 ∶=9∶1,设乙醇的初始物质的量为1 mol、水的初始物质的量为9 mol;乙醇转化率为90%,则转化的乙醇为0.9 mol;乙酸的选择性为80%,则生成乙酸0.9×80%=0.72 mol,生成乙醛0.9×20%=0.18 mol;反应Ⅰ:消耗乙醇0.72 mol、水0.72 mol,生成氢气1.44 mol、乙酸0.72 mol;反应Ⅱ:消耗乙醇0.18 mol,生成乙醛0.18 mol、氢气0.18 mol;平衡时=0.10 mol,=8.28 mol,=1.62 mol,=0.72 mol,=0.18 mol,气体总物质的量=10.9 mol;由分压=总压×物质的量分数,得=100×1.62/10.9≈14.86 kPa,=100×8.28/10.9≈75.96 kPa,=100×0.10/10.9≈0.92 kPa,=100×0.72/10.9≈6.61 kPa;故=0.72∶0.10=7.2∶1;平衡常数。
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枣阳二中2025—2026学年上学期高二元月考试
化学试题
时间:75分钟
注意事项:
1.答卷前,考生务必将姓名、准考证号等在答题卷上填写清楚。
2.选择题答案用2B铅笔在答题卷上把对应题目的答案标号涂黑,非选择题用0.5mm的黑色签字笔在每题对应的答题区域内做答,答在试题卷上无效。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Cl-35.5
第Ⅰ卷 (选择题)
一、选择题:本题共15小题,每小题3分,共45分,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 某元素的基态原子的M能层p能级上有4个电子,下列有关该原子的叙述错误的是
A. 该原子的N能层不含电子 B. 该原子容易得到2个电子
C. 该原子的L能层一定有8个电子 D. 该原子的最外能层上有4个电子
2. 下列原子结构相关内容表述正确的是
A. 、、轨道能量不相同
B. 原子核外电子只能在电子云轮廓内运动
C. 电子排布图违背了泡利原理
D. 电子由能级跃迁至能级时,可以用光谱仪摄取其吸收光谱
3. 下列实验事实不能用勒夏特列原理来解释的是
A. 用与稀硫酸制氢气时,为加快反应速率,将锌片换成锌粉
B. 向溶液中加入铁粉,溶液颜色变浅
C. 配制溶液时将晶体溶在浓盐酸中再加水稀释到所需浓度
D. 向2mL0.1mol/LK2Cr2O7溶液中滴加10滴6mol/LNaOH溶液,溶液变为黄色
4. 常温下,下列各组离子在相应的条件下一定能大量共存的是
A. 0.2mol/L的溶液中:、、、
B. pH=12的溶液中:、、、
C. 的溶液中:、、、
D. 由水电离产生的的溶液中:、、、
5. 下图所示的设备或装置在使用过程中,与电解水的能量转化形式相同的是
A. 硅太阳能电池 B. 电动汽车充电
C. 碱性锌锰电池 D. 暖宝宝贴
6. 下列说法正确的是
A. 已知C(石墨,s)=C(金刚石,s)ΔH>0,则金刚石更稳定
B. 常温下BaSO4(s)+4C(s)=BaS(s)+4CO(g)不能自发进行,说明该反应的ΔH<0
C. 合成氨工业温度选择为450℃左右,主要是为了提高NH3的平衡产率
D. 反应物浓度增大,单位体积活化分子数增多,有效碰撞的几率增加,反应速率增大
7. 根据相应的图像,下列相关说法正确的是
甲
乙
丙
丁
A. 图甲所示,时改变的条件一定是加入了正催化剂
B. 图乙所示,若,则a>b
C. 图丙所示,平衡时C的百分含量比低
D. 图丁所示,该反应中C一定是气体
8. 下列判断正确的有几项
①中和等体积、等pH的盐酸和醋酸,中和盐酸所需氢氧化钠的物质的量小于醋酸
②配制溶液要加入铁粉,配制溶液要加入盐酸,二者原理相同
③电解精炼铜,阳极为纯铜、阴极为粗铜,电解质溶液可以是硫酸铜或氯化铜溶液
④用固体作为沉淀剂除去工业废水中的:,反应达平衡后,继续加入,的去除率增大
⑤镀锌或镀锡的钢管在镀层破损后仍能对钢管起保护作用
⑥水电离出的为的溶液一定呈中性
A. 0项 B. 1项 C. 2项 D. 3项
9. 液氨与纯水类似,也存在微弱的电离:,T℃时,液氨的离子积常数,若用定义的方式来规定,则下列叙述正确的是
A. 其他条件不变,增加液氨的量,电离平衡正向移动
B. 液氨达到电离平衡时
C. T℃时的液氨中,
D. 一定温度下,向液氨中加入氯化铵固体,电离平衡逆向移动,K值减小
10. 常温下,将a L 0.1mol·L-1的NaOH溶液与b L 0.1mol·L-1的CH3COOH溶液混合,下列有关混合溶液的说法一定不正确的是( )
A. a<b时,c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)
B. a>b时,c(CH3COO-)>c(Na+)>c(OH-)>c(H+)
C. a=b时,c(CH3COOH)+c(H+)=c(OH-)
D. 无论a、b有何关系,均有c(H+)+c(Na+)=c(CH3COO-)+c(OH-)
11. 下列实验装置或操作方法正确且能达到实验目的的是
A. 制备晶体 B. 测定中和反应的反应热
C. 用石墨作电极制备NaClO D. 防止水库的钢闸门腐蚀
12. 某温度下向含AgCl固体的AgCl饱和溶液中加少量稀盐酸,下列说法正确的是
A. AgCl的溶解度、Ksp均减小 B. AgCl的溶解度、Ksp均不变
C. AgCl的溶解度减小、Ksp不变 D. AgCl的溶解度不变、Ksp减小
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. 反应速率:
B.
C. 点a、b、c对应的平衡常数:
D. 的平衡转化率
14. 我国学者设计的一种电解装置,借助电极上的催化剂,能同时电解和,工作原理如图甲所示。不同催化剂条件下,转化为的部分反应历程如图乙所示,其中吸附在催化剂表面上的物种用*标注。下列说法错误的是
A. 电解时,A电极与电源的负极连接
B. 电解总反应为:
C. 由图乙可知,选择Ni-TPP催化时,电解的反应速率更快
D. 若有穿过质子交换膜,则理论上有被转化
15. 常温下,含M2A(s)的M2A饱和溶液中(虚线)和含A微粒的分布系数(实线)[例:]随pH的变化关系如图所示,M+不发生水解;MHA可溶。下列说法错误的是
A. 常温下,A2-的水解常数
B. 溶液:
C. M2A的沉淀溶解平衡常数
D. pH=3时,M2A的饱和溶液中
第Ⅱ卷 (非选择题)
二、填空题(本题共4小题,共55分)
16. 回答下列问题:
(1)基态F原子的核外电子轨道表达式为________。
(2)原子核外电子排布式为________。
(3)菱锌矿ZnCO3中基态原子价电子排布式为________,基态C原子的核外电子占据的最高能级电子云轮廓为________,基态O原子________种运动状态不同的电子。
(4)铜元素的焰色试验为绿色,为________(填“发射”或“吸收”)光谱。
(5)C、N、O的第一电离能由大到小顺序是__________,电负性由大到小顺序是________。
17. 回答下列问题:
I.
(1)在粗制CuSO4·5H2O晶体中常含有杂质Fe2+。
①在提纯时为了除去Fe2+,常加入合适的氧化剂,使Fe2+转化为Fe3+,下列物质可采用的是________(填字母,下同)。
A.KMnO4 B.H2O2 C.氯水 D.HNO3
②然后再加入适当物质调整溶液pH至4,使Fe3+转化为Fe(OH)3,调整溶液pH可选用下列中的________。
A.NaOH B.NH3∙H2O C.CuO D.Cu(OH)2
(2)甲同学怀疑调整溶液pH至4是否能达到除去Fe3+而不损失Cu2+的目的;乙同学认为可以通过计算确定,他查阅有关资料得到如下数据,常温下Fe(OH)3的溶度积;Cu(OH)2的溶度积,通常认为残留在溶液中的离子浓度小于时就认定沉淀完全,设溶液中CuSO4的浓度为,则Cu(OH)2开始沉淀时溶液的pH为________;Fe3+完全沉淀[即]时溶液的pH为________,通过计算确定上述方案________(填“可行”或“不可行”)。
Ⅱ.实验室有一瓶未知浓度的Na2S2O3溶液,丙同学通过下列实验测定其浓度。
第一步:取溶液于锥形瓶中,滴入指示剂2~3滴。
第二步:取一滴定管,依次查漏、洗涤,用的溶液润洗,然后注入该标准溶液,调整液面,记下读数。
第三步:将锥形瓶置于滴定管下进行滴定,发生的反应为:。
试回答下列问题:
(3)第一步中取10.00mL Na2S2O3溶液需要使用的仪器名称为________。
(4)滴定过程中加入的指示剂是________;达到滴定终点的判断依据是________。
18. 课题式研究性学习是培养学生创造思维的良好方法,某研究性学习小组将下列装置如图连接,C、D、E、F、X、Y都是惰性电极。将电源接通后,向乙中滴入酚酞试液,在F极附近显红色。试回答下列问题:
(1)电源A极的名称是________。
(2)甲装置中电解反应的总化学方程式是________。
(3)如果收集乙装置中产生的气体,两种气体的体积比是________。
(4)欲用丙装置精炼铜,G应该是________(填“纯铜”或“粗铜”),电解液的成分________(填化学式)。
(5)接通电源后装置丁中的现象是________。
(6)在实验室电解500mL0.03mol/L的NaCl溶液,通电一段时间后溶液中(设电解时溶液的体积变化忽略不计),阴极产生________(标况)气体,溶液中NaCl的浓度为________mol/L。
19. 我国科学家研发出一种乙醇(沸点78.5℃)绿色制氢新途径,并实现高附加值乙酸(沸点118℃)的生产,主要反应为:
Ⅰ.
Ⅱ.
回答下列问题:
(1)对于反应Ⅰ:
①已知
则ΔH1=________。
②一定温度下,下列叙述能说明恒容密闭容器中反应达到平衡状态的是________(填标号)。
A.容器内的压强不再变化
B.混合气体的密度不再变化
C.CH3COOH的体积分数不再变化
D.单位时间内生成1 mol H2O,同时消耗2 mol H2
③反应后从混合气体分离得到H2,最适宜的方法为________。
(2)恒压100 kPa下,向密闭容器中按投料,产氢速率和产物的选择性随温度变化关系如图1,关键步骤中间体的能量变化如图2 。
[比如:乙酸选择性]
①由图1可知,反应Ⅰ最适宜的温度为270℃,原因为________。
②由图中信息可知,乙酸可能是________(填“产物1”“产物2”或“产物3”)。
③270℃时,若该密闭容器中只发生反应Ⅰ、Ⅱ,平衡时乙醇的转化率为90%,乙酸的选择性为80%,则________,平衡常数Kp1________kPa(列出计算式即可;用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
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