精品解析:山东省济南市平阴县实验高级中学2025-2026学年高二上学期1月月考化学试题
2026-08-24
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内容正文:
2024级高二上学期1月份阶段检测
化学试题
说明:本试卷满分100分,共8页、考试时间90分钟。
可能用到的相对原子质量:H1 C12 N14 O16 Na23 S32 Fe56 Cu64 Cl 35.5
一、选择题:本题共10个小题,每小题2分,共20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. 化学与生产、生活、社会和环境等密切相关,下列说法错误的是
A. 日常生活中的焰火、LED灯光、激光都与原子核外电子跃迁吸收能量有关
B. 氟氯烃分解产生的氯原子能降低臭氧分解的活化能,从而加速臭氧的分解反应
C. 铁表面镀锌可以增强其抗腐蚀性,镀层局部破损后仍然具有防护作用
D. 煤气中毒后的救治与氧气、一氧化碳和血红蛋白结合过程中的化学平衡移动有关
【答案】A
【解析】
【详解】A.日常生活中的焰火、LED灯光、激光都与原子核外电子跃迁释放能量有关,A错误;
B.氟氯烃分解产生的氯原子可以作为臭氧分解的催化剂,B正确;
C.铁表面镀锌可以隔绝空气,同时锌的活泼性强于铁,增加抗腐蚀性,C正确;
D.利用化学平衡的移动让一氧化碳和血红蛋白分离,而救治煤气中毒,D正确;
故选A。
2. 磷酸亚铁锂()电极材料主要用于各种锂离子电池。下列说法错误的是
A. Li位于元素周期表的s区
B. 基态的价电子排布式为
C. 基态P原子核外的未成对电子数为3
D. 基态O原子核外占据最高能级的电子的电子云图为哑铃形
【答案】B
【解析】
【详解】A.Li位于元素周期表的s区,A项正确;
B.基态上的核外电子排布式为,则其价电子排布式为,B项错误;
C.基态P原子的核外电子排布式为,3p能级的3个轨道上分别填充1个电子,故基态P原子核外的未成对电子数为3,C项正确;
D.基态O原子核外电子排布式为,占据最高能级的电子为2p电子,其电子云图为哑铃形,D项正确;
答案选B。
3. 下列说法正确的是
A. 24Cr原子的核外电子排布式是:
B. 最外层电子排布式为的基态原子所对应元素一定是金属元素
C. 原子核外电子填充3p、3d、4s能级的顺序为3p→4s→3d
D. 3px、3py、3pz轨道能量不相同
【答案】C
【解析】
【详解】A.24Cr原子根据半充满稳定性更好,其核外电子排布式是:,A错误;
B.最外层电子排布式为的基态原子可能是氢元素,也可能是金属元素,B错误;
C.根据能量最低原理,原子核外电子填充3p、3d、4s能级的顺序为3p→4s→3d,C正确;
D.3px、3py、3pz轨道为简并轨道,能量相同,只是伸展方向不同,D错误;
故选C。
4. 常温下,由水电离产生的浓度为的溶液中,一定能大量共存的是
A. 、、、 B. 、、、
C. 、、、 D. 、、、
【答案】C
【解析】
【详解】A.在强酸或强碱性条件下均会反应,不能大量共存,A错误;
B.在强碱性条件下生成Fe(OH)2沉淀,不能大量共存,B错误;
C.、、、均为稳定离子,在强酸或强碱中均不反应,能大量共存,C正确;
D.在强酸中反应生成二氧化碳和水,与在碱性中生成沉淀,不能大量共存,D错误;
故选C。
5. 下列实验操作正确的是
A. 图1操作为赶出碱式滴定管内的气泡
B. 图2所示,记录滴定终点读数为
C. 用图3装置进行酸性高锰酸钾溶液滴定未知浓度的溶液实验
D. 图4滴定时一手控制滴定管玻璃活塞,一手摇动锥形瓶,眼睛注视滴定管液面
【答案】A
【解析】
【详解】A.赶出碱式滴定管内的气泡的操作:将碱式滴定管胶管向上弯曲,用力挤捏玻璃珠使溶液从尖嘴喷出,以排除气泡,故A正确;
B.图2所示,记录滴定终点读数为18.10mL,故B错误;
C.酸性高锰酸钾溶液应该盛放在酸式滴定管中,故C错误;
D.滴定时一手控制滴定管玻璃活塞,一手摇动锥形瓶,眼睛注视锥形瓶内颜色变化,故D错误;
选A。
6. 第70号元素镱的基态原子价电子排布式为。下列说法正确的是
A. 的中子数与质子数之差为104 B. 与是同一种核素
C. 基态原子核外共有10个d电子 D. 位于元素周期表中第6周期
【答案】D
【解析】
【详解】A.中子数=174-70=104,与质子数70的差为104-70=34,而非104,A错误;
B.同位素之间质子数相同,但中子数不同,两者属于不同核素,B错误;
C.根据构造原理可知,Yb的电子排布为[Xe]4f146s2,在3d和4d轨道上有电子,共20个d电子,C错误;
D.根据Yb的价电子排布式可知,其有6s轨道,说明其有6个电子层,其位于第6周期,D正确;
故选D。
7. 下列有关电解质溶液的说法正确的是
A. 向盐酸中加入氨水至中性,溶液﹥1
B. 向AgCl、AgBr的饱和溶液中加入少量AgNO3,溶液中变大
C. NaCl溶液和CH3COONH4溶液均显中性,两溶液中水的电离程度不相同
D. 强酸强碱盐的水溶液一定显中性
【答案】C
【解析】
【详解】A.向盐酸中加入氨水至中性,根据电荷守恒,中性时,故,,A错误;
B.分子分母同乘以,,仅与温度有关,温度不变则比值不变,B错误;
C.为强酸强碱盐,不水解,对水的电离无影响;为弱酸弱碱盐,和均水解促进水的电离,故两溶液中水的电离程度不同,C正确;
D.强酸强碱盐的水溶液不一定显中性,如属于强酸强碱的酸式盐,溶液显酸性,D错误;
故答案选C。
8. 上海交通大学仇毅翔等研究了不同含金化合物催化乙烯加氢[ ]的反应历程如下图所示:
下列说法正确的是
A. 该反应的焓变:
B. 催化乙烯加氢效果较好的催化剂是
C. 稳定性:过渡态1>过渡态2
D. 催化剂可以改变速率,但不能改变平衡转化率
【答案】D
【解析】
【详解】A.焓变等于生成物的总能量减去反应物的总能量,由题干图示反应物、生成物的总能量可知,故A错误;
B.由图可知,对应的活化能小,则催化效果好,故B错误;
C.由图可知,过渡态1所处状态能量高于状态2,两种过渡态物质中较稳定的是过渡态2,则稳定性:过渡态1<过渡态2,故C错误;
D.催化剂只能改变反应历程,降低反应活化能,加快反应速率,但不影响平衡移动,故D正确;
故选D。
9. 、、分别表示酸的电离常数、水的离子积常数、溶度积常数。下列判断正确的是
A. 时,pH均为4的盐酸和溶液中,不相等
B. 两种难溶电解质做比较时,越小的电解质,其溶解度一定越小
C. 室温下,说明相同浓度下,溶液的pH大
D. 室温下向的醋酸溶液中加入水稀释后,溶液中不变
【答案】D
【解析】
【详解】A.水的离子积常数Kw仅与温度有关,25℃时盐酸和NH4Cl溶液中的Kw相等,A错误;
B.相同类型(即化学组成中阴阳离子个数对应相等,如)的难溶物,Ksp小的难溶物的溶解度也小,但不同类型的难溶物无此规律,需通过计算确定溶解度大小,B错误;
C.Ka越大说明酸的电离程度越大,相同浓度下,CH3COOH电离得到的氢离子浓度更大,溶液的pH应更小,C错误;
D.,室温下,Ka、Kw均保持不变,稀释时不变,D正确;
故选D。
10. 时,三种沉淀溶解平衡体系中相应离子浓度关系如图,表示。下列说法正确的是
A. w点表示的不饱和溶液、的过饱和溶液
B.
C. 沉淀转化反应的平衡常数
D. 向悬浊液中加入固体,的沉淀溶解平衡逆向移动,变小
【答案】B
【解析】
【分析】在时,与轴平衡线画一条平行线,,,则,以此分析作答。
【详解】A.点离子积常数大于,对于是过饱和溶液,点离子积常数小于,对于是不饱和溶液,A错误;
B.根据分析,,B正确;
C.反应平衡常数,根据图中信息得到,,,C错误;
D.受温度影响,与离子浓度无关,D错误;
故选B。
二、选择题:本题共5小题,每小题4分,共20分。每小题有一个或两个选项符合题目要求,全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
11. 在一定温度下的恒容密闭真空容器中,使一定量纯净的NH2COONH4发生反应(固体试样体积忽略不计):NH2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g)。下列能说明该反应达到平衡状态的是
A. 混合气体的密度不再改变 B. CO2的体积分数不再改变
C. 混合气体的平均相对分子质量不再改变 D. v正(NH3)=2v逆(CO2)
【答案】AD
【解析】
【详解】A.恒容密闭容器体积固定,反应物为固体,反应过程中气体总质量随反应进行改变,混合气体密度,密度不再改变说明气体总质量不变,反应达到平衡状态,A正确;
B.反应物为固体,反应生成的和的物质的量之比始终为,的体积分数始终为,因此体积分数不再改变不能说明达到平衡状态,B错误;
C.混合气体中和的物质的量之比恒为,平均相对分子质量始终为,因此平均相对分子质量不再改变不能说明达到平衡状态,C错误;
D.正逆反应速率之比等于化学计量数之比时反应达到平衡,说明正逆反应速率相等,反应达到平衡状态,D正确;
故本题答案选AD。
12. 下列实验设计可以达到目的是
实验目的
实验设计
A
证明升温可以加快化学反应速率
两支试管(编号1、2)各盛酸性溶液,分别滴加溶液,将1试管升温至,根据溶液褪色时间比较反应速率
B
证明和之间的反应是可逆的
向溶液中加入溶液,充分反应后,滴加溶液,溶液变红色
C
证明比更难溶
向浓度均为的与混合溶液中滴加2滴的溶液,只有黑色沉淀生成
D
证明
用计分别测饱和和溶液的,前者大
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.KMnO4与H2C2O4反应离子方程式为:5H2C2O4+2+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O,根据题意可知,酸性高锰酸钾溶液过量,因此无法观察到明显的褪色现象,A错误;
B.溶液过量,反应后滴入KSCN溶液,溶液变为红色,不能证明溶液中存在,B错误;
C.只有黑色沉淀生成说明银离子和硫离子反应生成硫化银沉淀,则硫化银更难溶,C正确;
D.溶液浓度不同,无法比较两者Ka值大小,D错误;
故合理选项是C。
13. 工业上用红土镍矿(主要成分为NiO,含CoO、FeO、、、MgO、CaO和)制备。工艺流程如图所示,已知,。下列说法错误的是
A. 用硫酸酸浸产生的滤渣有和
B. 从溶液中获得,需要经过蒸发结晶、过滤、洗涤、干燥等操作
C. 沉镁沉钙时加入NaF溶液,当和沉淀完全时,混合液中的
D. 氧化沉铁时加入NaClO溶液,在碱性条件下反应的离子方程式为
【答案】B
【解析】
【分析】红土镍矿(主要成分为NiO,含CoO、FeO、、、MgO、CaO和),向其中加入硫酸在高压下进行酸浸,NiO与硫酸反应生成NiSO4,CoO与硫酸反应生成CoSO4,FeO与硫酸反应生成FeSO4,Fe2O3与硫酸反应生成Fe2(SO4)3,Al2O3与硫酸反应生成Al2(SO4)3,MgO与硫酸反应生成MgSO4,CaO与硫酸反应生成CaSO4,SiO2与硫酸不反应;加入氧化剂将亚铁离子氧化为铁离子,调节pH,将铁离子、铝离子沉淀;加入可溶氟化物,将镁离子转化为氟化镁沉淀,将钙离子转化为氟化钙沉淀;经过萃取、反萃取得到NiSO4溶液;NiSO4溶液经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥最终得到NiSO4•7H2O晶体。
【详解】A.不溶于硫酸,硫酸可以和红土镍矿中所有金属氧化物反应,但是微溶,A正确;
B.要获得带结晶水的盐,需要通过蒸发浓缩、降温结晶、过滤、洗涤、干燥等操作,B错误;
C.当和沉淀完全时,两种沉淀均存在沉淀溶解平衡,是相同的,所以,C正确;
D.FeSO4与NaClO在碱性条件下发生反应的离子方程式为,氧化沉铁离子方程式正确,D正确;
答案选B。
14. 利用电解工艺还原时,先将烟气中转化为,再通过如图装置将其转化为。双极膜中间层中的可解离为和,并在直流电场作用下分别向两极迁移。下列说法错误的是
A. 装置工作时,甲室溶液逐渐增大
B. 装置工作时,双极膜产生的移向乙室
C. 乙室电极上反应为
D. 溶液在该工艺中可循环利用
【答案】AC
【解析】
【分析】利用电解工艺还原时,先将烟气中转化为,反应方程式为,再通过如图装置将其转化为,C的化合价由+4价降低到+2价,得到电子,为阴极,则乙室中,溶液中负电荷增加,双极膜产生两个移向乙室,发生,总反应为,则溶液中的Y为,可循环使用,甲室为阳极,电极反应式为,据此回答。
【详解】A.由分析知,电极反应式为,有水生成,溶液的碱性减弱,逐渐减小,A错误;
B.在电解池中,阳离子向阴极移动,乙室为阴极室,所以装置工作时,双极膜产生的移向乙室,B正确;
C.由分析知,乙室为阴极,电极反应式为,C错误;
D.乙室中发生反应转化为,溶液Y为溶液,溶液吸收又可转化为,所以溶液Y在该工艺中可循环利用,D正确;
故选AC。
15. 常温下,向己二酸溶液中逐滴加入同浓度的溶液,混合溶液的[]与离子浓度变化的关系如图所示。下列说法正确的是
A. 曲线表示与的变化关系
B. 的数量级为
C. 等体积混合时,
D. 当混合溶液中时,滴加几滴甲基橙后,溶液呈黄色
【答案】BD
【解析】
【分析】水的离子积Kw=c(OH-)•c(H+)=10-14,pH+pOH=14,c(H+)越大,pOH越大,H2X的电离平衡常数Ka1=、Ka2=,且Ka1>Ka2,当时Ka1、Ka2与c(H+)成正比,即时pOH较大的曲线对应,所以图中M、N分别表示pOH与-、-的变化关系,根据图中(0,9.8)和(0.,8.8)计算Ka1=10-(14-9.8)=10-4.2,Ka2=10-(14-8.8)=10-5.2,据此分析解答。
【详解】A.由上述分析可知,N表示pOH与-的变化关系,故A错误;
B.由上述分析可知,H2X的电离平衡常数Ka2=10-5.2,则Kh1(X2-)=KwKa2=10−14×10−5.2=108.8,其数量级为10-9,故B正确;
C.H2X溶液与同浓度的NaOH溶液等体积混合时生成NaHX,HX-的水解常数Kh2(HX-)= <Ka2,即HX-的电离程度大于其水解程度,溶液中c(H2X)<c(X2-),故C错误;
D.混合溶液中c(H2X)=c(X2-)时Ka1•Ka2= =c2(H+)=10-9.4,c(H+)=10-4.7mol/L,pH=4.7,滴加几滴甲基橙后,溶液呈黄色,故D正确;
故选:BD。
三、非选择题:本题共5小题,共60分。
16. 在29种生命必需的元素中,按体内含量的高低可分为常量元素(如:氧、碳、氢、氮、磷等)和微量元素(如:钒、锰、钴等),回答下列问题:
(1)胞嘧啶()是核酸(DNA和RNA)中的主要碱基组成成分之一、该分子中所有元素的电负性由小到大的顺序为_____________(填元素符号)。基态N原子核外电子的运动状态有_______种、有_____种不同能量的电子;1 mol胞嘧啶中含有σ键的数目为_______mol。
(2)锰在人体代谢、骨骼的形成和维生素C的合成过程中必不可少;钴是维生素B12的组成部分;钒能降低血液中胆固醇的含量,还具有胰岛素的作用。基态Co原子周期表中位于第__周期_________族,基态Mn2+价电子排布式为__________,基态原子中,与Co同周期且单电子数与相同的元素还有___________种。
(3)传统锂离子电池一般使用、等锂盐作为电解质。O元素位于元素周期表分区中的___________区;同周期中,基态原子的第一电离能比P大的主族元素有___________(填元素符号);F、P、Cl三种元素气态氢化物的还原性由强到弱的顺序为___________(填化学式)。
(4)下列状态的氮中,电离最外层一个电子所需能量最小的是___________(填标号)。
a. b. c.
【答案】(1) ①. H<C<N<O ②. 7 ③. 3 ④. 13
(2) ①. 4 ②. Ⅷ ③. 3d5 ④. 2
(3) ①. p ②. Cl ③. PH3、HCl、HF
(4)c
【解析】
【小问1详解】
胞嘧啶分子中含有H、C、N、O四种元素,非金属性越强,电负性越大,故电负性由小到大的顺序为。基态N原子核外有7个电子,根据泡利不相容原理,没有运动状态完全相同的电子,故有7种运动状态;电子分布在1s、2s、2p三个能级上,故有3种不同能量的电子。对于含有一个环的分子,其键数目等于分子中的原子总数,胞嘧啶的分子式为,原子总数为13,故1个分子中含有13个键,1 mol胞嘧啶中含有13 mol 键。
【小问2详解】
Co的原子序数为27,位于元素周期表第四周期第Ⅷ族。Mn的原子序数为25,基态Mn原子的价电子排布式为,失去最外层2个电子形成,其价电子排布式为。的价电子排布式为,含有3个单电子;第四周期基态原子中,单电子数为3的元素有V()、Co()和As(),故除Co外还有V和As共2种元素。
【小问3详解】
O的原子序数为8,基态电子排布式为,最后填入的电子在p能级,属于p区。同周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势,但第VA族(P)的p轨道为半充满稳定状态,第一电离能大于相邻的第VIA族(S),故第三周期中第一电离能比P大的主族元素只有Cl。元素的非金属性越弱,其气态氢化物的还原性越强,非金属性,故氢化物的还原性由强到弱的顺序为。
【小问4详解】
a图表示的基态(核外6个电子),b图表示N原子的基态(核外7个电子),c图表示N原子的激发态(2p轨道的一个电子跃迁到了3s轨道)。激发态原子的能量最高,其最外层电子受原子核的吸引力最小,最容易失去,因此电离最外层一个电子所需能量最小,故选c。
17. 按要求回答下列问题:
(1)已知CH3OH(l)的摩尔燃烧焓为-238.64kJ/mol,CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2(g) △H= -a kJ/mol,则a___________238.64(填“>”、“<”或“=”)。
(2)①火箭推进剂可用N2H4(l)作燃料,N2O4(g)作氧化剂,N2H4(l)与N2O4(g)反应生成N2(g)的热化学方程式为_____________。(已知:一定温度下,以元素的最稳定单质生成纯物质的热效应为该物质的摩尔生成焓,相关物质的摩尔生成焓如下表所示)
物质
N2O4(g)
N2H4(l)
H2O(g)
摩尔生成焓(kJ/mol)
+10.8
+165.8
-242.0
②一种肼(N2H4)燃料电池的工作原理如图所示。a极的电极反应式为________;若利用该电池给铅酸蓄电池充电,当消耗3.2 g N2H4时,PbO2电极质量减少_______g。
(3)可用电解法由氮气直接制备硝酸,同时产生氢气,原理如图。
①电极a上的电极反应式为___________。
②每生成4mol硝酸,通过“质子交换膜”的为___________mol。
【答案】(1)< (2) ①. ②. N2H4-4e-=N2↑⏐+4H+ ③. 12.8
(3) ①. ②. 20
【解析】
【小问1详解】
甲醇的摩尔燃烧焓是指 甲醇完全燃烧生成稳定的 和 时放出的热量。由于 燃烧生成 会放出热量,因此甲醇不完全燃烧生成 放出的热量必然小于其完全燃烧放出的热量,即 。
【小问2详解】
① 根据摩尔生成焓的定义,反应的焓变等于产物的生成焓总和减去反应物的生成焓总和。对于反应,其焓变。
② 肼燃料电池中,a极通入生成,氮元素化合价升高发生氧化反应,故a极为负极,由于是稀硫酸溶液,电极反应式为N2H4-4e-=N2↑⏐+4H+。消耗(即) 时,转移电子。铅酸蓄电池充电时, 电极为阳极,发生反应,每转移电子,电极固体由变为,质量减少。因此转移电子时,电极质量减少。
【小问3详解】
① 电解池中,a极上转化为,氮元素化合价由0升高至,发生氧化反应,为阳极。结合水溶液环境,电极反应式为。
② 根据阳极反应式,每生成(即硝酸),转移电子,同时生成。其中与留在阳极室构成硝酸,剩余的通过质子交换膜进入阴极室(根据电荷守恒,通过膜的物质的量等于外电路转移电子的物质的量)。因此,每生成硝酸,转移电子,通过质子交换膜的为。
18. 氯系消毒剂是目前使用最广泛的一类消毒剂,在生产生活中有着重要的应用,主要有氯气、次氯酸、次氯酸盐、亚氯酸钠、二氧化氯等。
(1)同温同压下,研究分别在不同浓度的盐酸和溶液中的溶解度(用溶解的物质的量浓度表示)变化如图所示。已知氯气在溶解时存在以下平衡:
①
②
③
随着浓度的增大,溶解度减小,溶液中___________(填“变大”“变小”或“不变”);a点时,、、、四种离子浓度由大到小的顺序为___________。
(2)是一种高效漂白剂。经测定,25℃时溶液中各组分分布系数随变化情况如图所示(未画出)。
①25℃时,___________。
②25℃时,浓度均为的和的混合溶液中,___________(填“>”“<”或“=”)。
(3)为测定某消毒剂样品中含氯量,用溶液滴定该样品溶液,操作如下:
a.取样:取样品溶液置于锥形瓶,加入稀硫酸酸化,发生反应:(极易溶于水);
b.氧化:加入足量碘化钾溶液,振荡充分反应;
c.滴定:加入淀粉作指示剂,在锥形瓶下垫一张白纸,用标准溶液滴定碘单质();
d.重复上述操作三次。
滴定时,左手控制滴定管,右手摇动锥形瓶,眼睛注视___________,直到加入半滴溶液后,溶液___________,即到终点。
测得的实验数据如下表:
实验序号
待测液体积()
标准溶液
滴定前刻度/
滴定后刻度/
1
20.00
0.60
20.60
2
20.00
6.00
25.95
3
20.00
1.40
23.20
4
20.00
1.00
21.05
由以上数据计算该样品溶液的含氯量(以计)___________(保留三位有效数字)。滴定时,有一组数据出现了明显异常,所测含氯量偏大,原因可能有___________(填字母序号)。
A.取样时用的滴定管液面在处放出所有溶液
B.滴定终点读数时仰视刻度线
C.达终点时滴定管尖嘴有标准液悬挂
D.盛装待测液的锥形瓶未润洗
E.摇动锥形瓶时有液体溅出
【答案】(1) ①. 变大 ②.
(2) ①. ②. <
(3) ①. 锥形瓶内溶液颜色变化 ②. 由蓝色变为无色,且半分钟内不恢复原色 ③. 1.69 ④. ABC
【解析】
【小问1详解】
随着浓度的增大,溶解度减小,溶液pH增大,氢离子浓度减少,溶液中变大;>>,所以氯气在溶液中主要发生反应②,会被消耗,所以a点时氢离子浓度最大其次为,接着是,反应③进行程度很弱次氯酸根浓度很小,四种离子浓度由大到小的顺序为;
【小问2详解】
①25℃时,pH=6时,。
②25℃时,<,电离大于水解,浓度均为的和的混合溶液中,<;
【小问3详解】
滴定时,左手控制滴定管,右手摇动锥形瓶,眼睛注视锥形瓶内溶液颜色变化,直到加入半滴溶液后,溶液由蓝色变为无色,且半分钟内不恢复原色,所以即到终点。第三组数据偏差比较大舍去,消耗标准溶液的体积为,由题意得关系式:
,=,含氯量为,
A.取样时用的滴定管液面在处放出所有溶液,会造成待测液偏大,消耗标准液过多,数据偏大,符合题意;
B.滴定终点读数时仰视刻度线,读数偏小,消耗的标准液计算偏大,故B符合题意;
C.达终点时滴定管尖嘴有标准液悬挂,造成标准液体积偏大,故C符合题意;
D.盛装待测液的锥形瓶未润洗,对结果没有影响,故D不符合题意;
E.摇动锥形瓶时有液体溅出,消耗标准液偏小,故E不符合题意;
故选:ABC。
19. 农药氟虫腈生产中的废盐(主要成分为Na3PO4、Na2SO3等)与钛白粉副产品(主要成分为FeSO4•7H2O,含少量Fe2(SO4)3、TiOSO4、MgSO4、MnSO4等)资源化生产电池级磷酸铁工艺流程如下。
已知:常温下,一些金属氟化物的Ksp如下表。离子浓度认为离子完全沉淀。
氟化物
Ksp
回答下列问题:
(1)“溶解1”用H2SO4溶解比直接加水溶解的优点是______________________。
(2)“除杂1”中除去的离子是________(填化学式);此时剩余浓度不低于___________mol/L。
(3)“氧化1”中若使用稀盐酸代替H2SO4溶液,会导致___________。
(4)“除杂2”中理论上氧化剂和还原剂的物质的量之比为___________。
(5)“沉铁”后过滤、洗涤得到FePO4·2H2O,证明晶体洗涤干净的方法是___________。
【答案】(1)提高原料的浸出率,抑制金属离子水解
(2) ①. Mg2+ ②.
(3)酸性条件下(或后续加入的强氧化性)将氧化生成,污染环境,同时消耗氧化剂,增加试剂成本
(4)2:3 (5)取最后一次洗涤液,加入盐酸酸化后,再加氯化钡,无白色沉淀,证明洗涤干净
【解析】
【分析】该工艺流程的原料为钛白粉副产品(主要成分为,含少量、、、等)和农药盐渣(主要成分为、等),产品为电池级磷酸铁,钛白粉副产品在硫酸中溶解1后,加入铁粉“除钛”过程发生反应有、,提高了溶液体系的pH,使水解以沉淀形式除去,溶液中主要含有、、、,加入“除杂1”中除去,“氧化1”中被氧化为,“除杂2”中加入的与发生氧化还原反应生成而除去,溶液中Fe3+与农药盐渣中的结合生成。
【小问1详解】
钛白粉副产品中的、、电离出的均易水解,加入增大浓度,可抑制这些阳离子的水解,避免水解产生不溶物,让更多目标金属离子进入溶液;
【小问2详解】
对比表格中数据,的远小于、,远大于,因此加入时优先生成沉淀,实现除去的目的; 当完全沉淀()时,根据,代入数据计算得;
【小问3详解】
稀盐酸提供的具有还原性,体系中的、均为强氧化剂,可将氧化为有毒的,既污染环境又浪费氧化剂;
【小问4详解】
该步骤的目的是除去溶液中的,氧化剂为,还原剂为,二者在酸性条件下发生归中反应生成沉淀,对应离子方程式为: 反应中(氧化剂)中从价降为价,每个得到3个电子;(还原剂)从价升为价,每个失去2个电子。根据电子守恒,氧化剂与还原剂的物质的量之比为;
【小问5详解】
沉淀表面会吸附溶液中的等杂质,通过检验最后一次洗涤液中是否存在,即可判断是否洗涤干净,故证明晶体洗涤干净的方法是:取最后一次洗涤液,加入盐酸酸化后,再加氯化钡,无白色沉淀,证明洗涤干净。
20. 合成甲醇的绿色新途径是利用含有CO2的工业废气为碳源,涉及的主要反应如下:
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.______________________________ △H3
(1)已知△H1=△H2+△H3,写出反应Ⅲ的热化学方程式:_____________________;K1、K2与K3分别为反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的平衡常数,其关系为K3=___________。
(2)在恒温恒容下反应物投料比对CO2平衡转化率α(CO2)的影响如图A所示,相同时间内甲醇产率φ(CH3OH)随反应温度的变化如图B所示。
图A中随着投料比的增大,α(CO2)增大的原因是___________。
(3)研发低温下优良的催化剂是目前二氧化碳加氢合成甲醇研究对象之一,通过相关实验获得两种催化剂X、Y对反应I的催化效能曲线如图所示,已知Arrhenius经验公式为(为速率常数,为活化能,R和C为常数)。其中催化效能较高的是___________(填“X”或“Y”)。
(4)将CO与H2按投料比=充入密闭容器中,在温度为T、压强为p时只发生反应Ⅲ,测得平衡时混合气体中CH3OH的物质的量分数为50%,则CO的转化率为___________;压强平衡常数Kp=__________(用平衡分压代替平衡浓度,平衡分压=总压×体积分数,用含p的代数式表示)。
【答案】(1) ①. CO(g) + 2H2(g) = CH3OH(g) ∆H3= -90.14kJ/mol ②.
(2)增大了氢气的浓度,上述平衡均正向移动,从而提高了二氧化碳的转化率
(3)X (4) ①. 75% ②.
【解析】
【小问1详解】
已知 ,根据盖斯定律,反应Ⅲ = 反应Ⅰ - 反应Ⅱ。将反应Ⅰ减去反应Ⅱ可得反应Ⅲ的化学方程式为 ,其焓变 ;根据平衡常数的定义,反应相减,平衡常数相除,故 ;
【小问2详解】
在恒温恒容条件下,增大投料比 ,相当于增加了反应物 的浓度。根据勒夏特列原理,增大反应物浓度会使平衡正向移动,从而提高了另一种反应物 的转化率;
【小问3详解】
根据Arrhenius经验公式 ,以 对 作图,直线的斜率为 。由图可知,直线X的斜率绝对值较小,说明催化剂X对应的活化能 较小。活化能越小,反应速率越快,催化剂的催化效能越高,故催化效能较高的是X;
【小问4详解】
设起始充入的 为 , 为 ,转化的 为 。列出三段式:平衡时混合气体总物质的量为 。由题意知,平衡时 的物质的量分数为 ,即 ,解得 ,则 的转化率为 ;平衡时,、、 的物质的量分别为 、、,总物质的量为 。各组分的体积分数分别为: 占 , 占 , 占 。平衡分压分别为:,,。压强平衡常数 。
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2024级高二上学期1月份阶段检测
化学试题
说明:本试卷满分100分,共8页、考试时间90分钟。
可能用到的相对原子质量:H1 C12 N14 O16 Na23 S32 Fe56 Cu64 Cl 35.5
一、选择题:本题共10个小题,每小题2分,共20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. 化学与生产、生活、社会和环境等密切相关,下列说法错误的是
A. 日常生活中的焰火、LED灯光、激光都与原子核外电子跃迁吸收能量有关
B. 氟氯烃分解产生的氯原子能降低臭氧分解的活化能,从而加速臭氧的分解反应
C. 铁表面镀锌可以增强其抗腐蚀性,镀层局部破损后仍然具有防护作用
D. 煤气中毒后的救治与氧气、一氧化碳和血红蛋白结合过程中的化学平衡移动有关
2. 磷酸亚铁锂()电极材料主要用于各种锂离子电池。下列说法错误的是
A. Li位于元素周期表的s区
B. 基态的价电子排布式为
C. 基态P原子核外的未成对电子数为3
D. 基态O原子核外占据最高能级的电子的电子云图为哑铃形
3. 下列说法正确的是
A. 24Cr原子的核外电子排布式是:
B. 最外层电子排布式为的基态原子所对应元素一定是金属元素
C. 原子核外电子填充3p、3d、4s能级的顺序为3p→4s→3d
D. 3px、3py、3pz轨道能量不相同
4. 常温下,由水电离产生的浓度为的溶液中,一定能大量共存的是
A. 、、、 B. 、、、
C. 、、、 D. 、、、
5. 下列实验操作正确的是
A. 图1操作为赶出碱式滴定管内的气泡
B. 图2所示,记录滴定终点读数为
C. 用图3装置进行酸性高锰酸钾溶液滴定未知浓度的溶液实验
D. 图4滴定时一手控制滴定管玻璃活塞,一手摇动锥形瓶,眼睛注视滴定管液面
6. 第70号元素镱的基态原子价电子排布式为。下列说法正确的是
A. 的中子数与质子数之差为104 B. 与是同一种核素
C. 基态原子核外共有10个d电子 D. 位于元素周期表中第6周期
7. 下列有关电解质溶液的说法正确的是
A. 向盐酸中加入氨水至中性,溶液﹥1
B. 向AgCl、AgBr的饱和溶液中加入少量AgNO3,溶液中变大
C. NaCl溶液和CH3COONH4溶液均显中性,两溶液中水的电离程度不相同
D. 强酸强碱盐的水溶液一定显中性
8. 上海交通大学仇毅翔等研究了不同含金化合物催化乙烯加氢[ ]的反应历程如下图所示:
下列说法正确的是
A. 该反应的焓变:
B. 催化乙烯加氢效果较好的催化剂是
C. 稳定性:过渡态1>过渡态2
D. 催化剂可以改变速率,但不能改变平衡转化率
9. 、、分别表示酸的电离常数、水的离子积常数、溶度积常数。下列判断正确的是
A. 时,pH均为4的盐酸和溶液中,不相等
B. 两种难溶电解质做比较时,越小的电解质,其溶解度一定越小
C. 室温下,说明相同浓度下,溶液的pH大
D. 室温下向的醋酸溶液中加入水稀释后,溶液中不变
10. 时,三种沉淀溶解平衡体系中相应离子浓度关系如图,表示。下列说法正确的是
A. w点表示的不饱和溶液、的过饱和溶液
B.
C. 沉淀转化反应的平衡常数
D. 向悬浊液中加入固体,的沉淀溶解平衡逆向移动,变小
二、选择题:本题共5小题,每小题4分,共20分。每小题有一个或两个选项符合题目要求,全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
11. 在一定温度下的恒容密闭真空容器中,使一定量纯净的NH2COONH4发生反应(固体试样体积忽略不计):NH2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g)。下列能说明该反应达到平衡状态的是
A. 混合气体的密度不再改变 B. CO2的体积分数不再改变
C. 混合气体的平均相对分子质量不再改变 D. v正(NH3)=2v逆(CO2)
12. 下列实验设计可以达到目的是
实验目的
实验设计
A
证明升温可以加快化学反应速率
两支试管(编号1、2)各盛酸性溶液,分别滴加溶液,将1试管升温至,根据溶液褪色时间比较反应速率
B
证明和之间的反应是可逆的
向溶液中加入溶液,充分反应后,滴加溶液,溶液变红色
C
证明比更难溶
向浓度均为的与混合溶液中滴加2滴的溶液,只有黑色沉淀生成
D
证明
用计分别测饱和和溶液的,前者大
A. A B. B C. C D. D
13. 工业上用红土镍矿(主要成分为NiO,含CoO、FeO、、、MgO、CaO和)制备。工艺流程如图所示,已知,。下列说法错误的是
A. 用硫酸酸浸产生的滤渣有和
B. 从溶液中获得,需要经过蒸发结晶、过滤、洗涤、干燥等操作
C. 沉镁沉钙时加入NaF溶液,当和沉淀完全时,混合液中的
D. 氧化沉铁时加入NaClO溶液,在碱性条件下反应的离子方程式为
14. 利用电解工艺还原时,先将烟气中转化为,再通过如图装置将其转化为。双极膜中间层中的可解离为和,并在直流电场作用下分别向两极迁移。下列说法错误的是
A. 装置工作时,甲室溶液逐渐增大
B. 装置工作时,双极膜产生的移向乙室
C. 乙室电极上反应为
D. 溶液在该工艺中可循环利用
15. 常温下,向己二酸溶液中逐滴加入同浓度的溶液,混合溶液的[]与离子浓度变化的关系如图所示。下列说法正确的是
A. 曲线表示与的变化关系
B. 的数量级为
C. 等体积混合时,
D. 当混合溶液中时,滴加几滴甲基橙后,溶液呈黄色
三、非选择题:本题共5小题,共60分。
16. 在29种生命必需的元素中,按体内含量的高低可分为常量元素(如:氧、碳、氢、氮、磷等)和微量元素(如:钒、锰、钴等),回答下列问题:
(1)胞嘧啶()是核酸(DNA和RNA)中的主要碱基组成成分之一、该分子中所有元素的电负性由小到大的顺序为_____________(填元素符号)。基态N原子核外电子的运动状态有_______种、有_____种不同能量的电子;1 mol胞嘧啶中含有σ键的数目为_______mol。
(2)锰在人体代谢、骨骼的形成和维生素C的合成过程中必不可少;钴是维生素B12的组成部分;钒能降低血液中胆固醇的含量,还具有胰岛素的作用。基态Co原子周期表中位于第__周期_________族,基态Mn2+价电子排布式为__________,基态原子中,与Co同周期且单电子数与相同的元素还有___________种。
(3)传统锂离子电池一般使用、等锂盐作为电解质。O元素位于元素周期表分区中的___________区;同周期中,基态原子的第一电离能比P大的主族元素有___________(填元素符号);F、P、Cl三种元素气态氢化物的还原性由强到弱的顺序为___________(填化学式)。
(4)下列状态的氮中,电离最外层一个电子所需能量最小的是___________(填标号)。
a. b. c.
17. 按要求回答下列问题:
(1)已知CH3OH(l)的摩尔燃烧焓为-238.64kJ/mol,CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2(g) △H= -a kJ/mol,则a___________238.64(填“>”、“<”或“=”)。
(2)①火箭推进剂可用N2H4(l)作燃料,N2O4(g)作氧化剂,N2H4(l)与N2O4(g)反应生成N2(g)的热化学方程式为_____________。(已知:一定温度下,以元素的最稳定单质生成纯物质的热效应为该物质的摩尔生成焓,相关物质的摩尔生成焓如下表所示)
物质
N2O4(g)
N2H4(l)
H2O(g)
摩尔生成焓(kJ/mol)
+10.8
+165.8
-242.0
②一种肼(N2H4)燃料电池的工作原理如图所示。a极的电极反应式为________;若利用该电池给铅酸蓄电池充电,当消耗3.2 g N2H4时,PbO2电极质量减少_______g。
(3)可用电解法由氮气直接制备硝酸,同时产生氢气,原理如图。
①电极a上的电极反应式为___________。
②每生成4mol硝酸,通过“质子交换膜”的为___________mol。
18. 氯系消毒剂是目前使用最广泛的一类消毒剂,在生产生活中有着重要的应用,主要有氯气、次氯酸、次氯酸盐、亚氯酸钠、二氧化氯等。
(1)同温同压下,研究分别在不同浓度的盐酸和溶液中的溶解度(用溶解的物质的量浓度表示)变化如图所示。已知氯气在溶解时存在以下平衡:
①
②
③
随着浓度的增大,溶解度减小,溶液中___________(填“变大”“变小”或“不变”);a点时,、、、四种离子浓度由大到小的顺序为___________。
(2)是一种高效漂白剂。经测定,25℃时溶液中各组分分布系数随变化情况如图所示(未画出)。
①25℃时,___________。
②25℃时,浓度均为的和的混合溶液中,___________(填“>”“<”或“=”)。
(3)为测定某消毒剂样品中含氯量,用溶液滴定该样品溶液,操作如下:
a.取样:取样品溶液置于锥形瓶,加入稀硫酸酸化,发生反应:(极易溶于水);
b.氧化:加入足量碘化钾溶液,振荡充分反应;
c.滴定:加入淀粉作指示剂,在锥形瓶下垫一张白纸,用标准溶液滴定碘单质();
d.重复上述操作三次。
滴定时,左手控制滴定管,右手摇动锥形瓶,眼睛注视___________,直到加入半滴溶液后,溶液___________,即到终点。
测得的实验数据如下表:
实验序号
待测液体积()
标准溶液
滴定前刻度/
滴定后刻度/
1
20.00
0.60
20.60
2
20.00
6.00
25.95
3
20.00
1.40
23.20
4
20.00
1.00
21.05
由以上数据计算该样品溶液的含氯量(以计)___________(保留三位有效数字)。滴定时,有一组数据出现了明显异常,所测含氯量偏大,原因可能有___________(填字母序号)。
A.取样时用的滴定管液面在处放出所有溶液
B.滴定终点读数时仰视刻度线
C.达终点时滴定管尖嘴有标准液悬挂
D.盛装待测液的锥形瓶未润洗
E.摇动锥形瓶时有液体溅出
19. 农药氟虫腈生产中的废盐(主要成分为Na3PO4、Na2SO3等)与钛白粉副产品(主要成分为FeSO4•7H2O,含少量Fe2(SO4)3、TiOSO4、MgSO4、MnSO4等)资源化生产电池级磷酸铁工艺流程如下。
已知:常温下,一些金属氟化物的Ksp如下表。离子浓度认为离子完全沉淀。
氟化物
Ksp
回答下列问题:
(1)“溶解1”用H2SO4溶解比直接加水溶解的优点是______________________。
(2)“除杂1”中除去的离子是________(填化学式);此时剩余浓度不低于___________mol/L。
(3)“氧化1”中若使用稀盐酸代替H2SO4溶液,会导致___________。
(4)“除杂2”中理论上氧化剂和还原剂的物质的量之比为___________。
(5)“沉铁”后过滤、洗涤得到FePO4·2H2O,证明晶体洗涤干净的方法是___________。
20. 合成甲醇的绿色新途径是利用含有CO2的工业废气为碳源,涉及的主要反应如下:
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.______________________________ △H3
(1)已知△H1=△H2+△H3,写出反应Ⅲ的热化学方程式:_____________________;K1、K2与K3分别为反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的平衡常数,其关系为K3=___________。
(2)在恒温恒容下反应物投料比对CO2平衡转化率α(CO2)的影响如图A所示,相同时间内甲醇产率φ(CH3OH)随反应温度的变化如图B所示。
图A中随着投料比的增大,α(CO2)增大的原因是___________。
(3)研发低温下优良的催化剂是目前二氧化碳加氢合成甲醇研究对象之一,通过相关实验获得两种催化剂X、Y对反应I的催化效能曲线如图所示,已知Arrhenius经验公式为(为速率常数,为活化能,R和C为常数)。其中催化效能较高的是___________(填“X”或“Y”)。
(4)将CO与H2按投料比=充入密闭容器中,在温度为T、压强为p时只发生反应Ⅲ,测得平衡时混合气体中CH3OH的物质的量分数为50%,则CO的转化率为___________;压强平衡常数Kp=__________(用平衡分压代替平衡浓度,平衡分压=总压×体积分数,用含p的代数式表示)。
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