精品解析:江苏南通市启东市第一中学2025-2026学年高二上学期第二次素质检测化学试题
2026-08-24
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内容正文:
第一学期第二次素质检测
高二化学试卷(选修)
(考试时间75分钟,试卷满分100分)
可能用到的相对原子质量:H:1 C:12 N:14 O:16 S:32 Cl:35.5 Na:23 K:39 Mg:24 Fe:56 Ba:137 Zn:65 Al:27 Cu:64 Ca:40 Mn:55 I:127
I卷
一、选择题(共13题,每小题只有一个选项符合题意,共39分)
1. 化学与生活、生产、社会密切相关。下列说法不正确的是
A. 冬天使用暖宝宝,既发生了能量变化,也伴随有物质变化
B. 水凝结成冰的过程中分子间平均距离增大,,
C. 古人使用草木灰浸取液洗衣服与盐类水解原理有关
D. 锅炉的内壁、船舶的外壳安装若干镁合金或锌块,是利用牺牲阳极法
【答案】B
【解析】
【详解】A.暖宝宝利用铁的氧化反应放热,属于化学反应,既有能量变化又有物质变化,A正确;
B.水结冰是放热过程(),但液态变为固态导致熵减(),B错误;
C.草木灰(含)水解呈碱性,促进油污水解,与盐类水解有关,C正确;
D.镁、锌比铁活泼,作为牺牲阳极保护铁,属于牺牲阳极法,D正确;
故答案选B。
2. 下列说法不能用勒夏特列原理解释的是
A. 配制溶液时,先将其溶解在浓盐酸中
B. CO(g)+NO2(g)CO2(g)+NO(g),平衡体系缩小容器体积加压可使颜色变深
C. 工业上和在高压下反应有利于的合成
D. 开启可乐碳酸饮料瓶的瓶盖,瓶中泛起大量泡沫
【答案】B
【解析】
【详解】A.配制FeCl3溶液时,浓盐酸中的H+抑制Fe3+的水解,符合勒夏特列原理(浓度变化影响平衡),A不符合题意;
B.CO(g)+NO2(g)⇌CO2(g)+NO(g)反应前后气体物质的量相等,加压仅增大浓度使颜色变深,但平衡不移动,不能用勒夏特列原理解释,B符合题意;
C.SO2和O2在高压下生成SO3,因反应2SO2+O2⇌2SO3气体体积减小,加压促使平衡正向移动,符合勒夏特列原理,C不符合题意;
D.压强越大,气体的溶解度越大,汽水瓶中存在二氧化碳转变为碳酸的可逆反应,打开瓶盖,压强减小,逆向移动,气体逸出,可以使用勒夏特列原理进行解释,D不符合题意;
故选B。
3. 下列实验装置,能达到实验目的的是
A. 用装置甲蒸干溶液制备无水固体
B. 用装置乙定量测定的分解速率
C. 用装置丙采集到的压强数据判断铁钉发生析氢腐蚀还是吸氧腐蚀
D. 用装置丁制备并能较长时间观察其颜色
【答案】C
【解析】
【详解】A.Fe3+易水解,同时HCl是挥发性的酸,蒸干溶液得不到无水固体,故A错误;
B.应该将长颈漏斗换为分液漏斗,防止产生的气体从长颈漏斗逸出,故B错误;
C.装置中的压强增大则为析氢腐蚀,装置中的压强减小则为吸氧腐蚀,故C正确;
D.Fe应该在阳极,装置中在Fe阴极无法产生氢氧化亚铁沉淀,故D错误;
故答案为:C。
4. 已知常温下,下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是
A. 澄清透明的溶液中:
B. 含有KI的溶液中:
C. 溶液中:
D. 使酚酞变红色的溶液中:
【答案】C
【解析】
【详解】A.与会发生双水解反应生成Al(OH)3沉淀和气体,不能大量共存,故A错误;
B.与KI中的发生氧化还原反应(氧化为),不能大量共存,故B错误;
C.0.1mol/L KNO3溶液中,各离子之间互不反应,可以大量共存,故C正确;
D.使酚酞变红说明溶液呈碱性,会与结合生成Mg(OH)2沉淀,不能大量共存,故D错误;
故答案选C。
5. 下列有关说法正确的是
A. 已知,,则a>b
B. 、下,将和置于密闭容器中反应生成,放热,其热化学方程式为N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) ΔH=-38.6kJ•mol-1
C. 和反应中和热,则:
D. 已知,则白磷比红磷稳定
【答案】A
【解析】
【详解】A.碳完全燃烧比不完全燃烧放热多,a、b均小于0,因此a大于b,故A正确;
B.0.5molN2和1.5molH2置于密闭的容器中充分反应生成NH3(g),放热19.3kJ,因反应为可逆反应,则1molN2和3molH2置于密闭的容器中完全反应生成NH3(g),放热不是38.6kJ,则热化学反应方程式中的反应热数值错误,故B错误;
C.中和热是指在稀溶液中,强酸和强碱反应生成1mol水时放出的热量,HCl和NaOH反应的中和热,1mol硫酸和1mol氢氧化钡反应生成2mol水和1mol硫酸钡沉淀,放出的热量不是114.6kJ,故C错误;
D.能量越低物质越稳定,红磷的能量比白磷低,则红磷比白磷稳定,故D错误;
故选A。
阅读下列材料,完成以下问题:
碳族元素及其化合物在自然界广泛存在且具有重要应用。甲烷是清洁能源,燃烧热大(890.3 kJ/mol),完全燃烧生成CO2,CO2催化加氢可制CH4;Na2CS3是一种杀菌剂;电解还原SiO2可制得半导体材料晶体Si,四氯化锗(GeCl4)水解可得到GeO2;醋酸铅[(CH3COO)2Pb]易溶于水,难电离,醋酸铅溶液可用于吸收H2S气体。
6. 下列化学反应表示正确的是
A. 甲烷的燃烧:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-890.3 kJ/mol
B. 电解还原SiO2制高纯Si的阴极反应:SiO2-4e-=Si+2O2-
C. 水解GeCl4制GeO2:GeCl4+2H2O=GeO2↓+4HCl
D. 醋酸铅溶液吸收H2S气体:Pb2++H2S=PbS↓+2H+
7. 下列有关反应CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)的说法正确的是
A. 反应的ΔS>0
B. 反应的平衡常数表达式K=
C. 反应的ΔH=4E(C-H)+4E(O-H)-2E(C= O)-4E(H-H)(E表示键能)
D. 单位时间内,4mol C-H键形成的同时有2mol O-H键断裂说明该反应已达平衡状态
8. 下列物质性质与用途具有对应关系的是
A. H2S具有还原性,可除去废水中的Pb2+
B. Na2CS3溶液呈弱碱性,可用作农业杀菌剂
C. ClO2具有强氧化性,可用于水体消毒
D. NaHCO3受热易分解,可用作泡沫灭火剂
【答案】6. C 7. B 8. C
【解析】
【6题详解】
A.甲烷燃烧生成液态水时ΔH为-890.3 kJ/mol,但选项A中生成气态水,A错误;
B.电解池阴极反应应为还原反应(得电子),电极反应式为SiO2+4e-=Si+2O2-,B错误;
C.GeCl4水解生成GeO2和HCl,方程式正确,C正确;
D.醋酸铅难电离,为弱电解质,反应式应写(CH3COO)2Pb,D错误;
故选C。
【7题详解】
A.反应后气体总物质的量减少(5→3),熵减,ΔS<0,A错误;
B.平衡常数表达式为K=,B正确;
C.ΔH应=反应物键能总和-生成物键能总和=-4E(C-H)-4E(O-H)+2E(C= O)+4E(H-H)(E表示键能),C错误;
D.形成4mol C-H(正反应)与断裂2mol O-H(逆反应),则正反应速率大于逆反应速率,反应正向进行,未达平衡,D错误;
故选B。
【8题详解】
A.H2S除Pb²⁺因生成PbS沉淀,属复分解反应,与还原性无关,A错误;
B.Na2CS3杀菌可能与其水解产物有关,但题干未明确对应关系,B错误;
C.ClO2强氧化性可用于消毒,性质与用途对应正确,C正确;
D.NaHCO3用于灭火剂原因是其与铝盐发生双水解反应产生CO2,非受热分解,D错误;
故选C。
9. 微生物燃料电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置。某微生物燃料电池的工作原理如图所示,下列说法正确的是
A. 电子从电极b流出,经外电路流向电极a
B. 为保证微生物燃料电池的供电速度,该电池应在高温下工作
C. 转化为的反应为
D. 若外电路中有电子发生转移,则有通过质子交换膜
【答案】C
【解析】
【分析】由图可知硫酸盐还原菌可以将有机物氧化成二氧化碳,而硫氧化菌可以将硫氢根离子氧化成硫酸根离子,所以两种细菌存在,就会循环把有机物氧化成 放出电子,负极上在硫氧化菌作用下转化为,失电子发生氧化反应,电极反应式是,正极上是氧气得电子的还原反应:,根据原电池的构成和工作原理知识来回答。
【详解】A.质子()在原电池中向正极移动,由图可知移向b极,故b为正极,a为负极,电子从负极(a)经外电路流向正极(b),A错误;
B.微生物在高温下会变性死亡,导致电池无法正常工作,B错误;
C.转化为,S的化合价从-2价升高到+6价,失去8个电子,根据电荷守恒和原子守恒,电极反应式为:,C正确;
D.电子转移与迁移的物质的量相等(均带1个单位电荷),转移0.8mol电子时,通过质子交换膜的为0.8mol,D错误;
故答案选C。
10. 压强0.7 MPa,温度370 ℃下,化合物催化反应可用于制备甲硫醇。下列说法正确的是
A. 该反应的平衡常数
B. 反应中仅有极性共价键的断裂和形成
C. 图中“”代表S原子
D. 过程Ⅰ:
【答案】B
【解析】
【详解】A.反应在370 ℃下进行,水为气态,所以该反应的平衡常数为,A错误;
B.硫化氢与甲醇反应生成甲硫醇和水,反应相关四种物质,均只存在极性键,故反应中仅有极性共价键的断裂和形成,B正确;
C.中,W显正价,S显负价,中的O显负价,中的S显负价,都应该吸附在显正价的W上,根据图示“”代表W原子,C错误;
D.过程Ⅰ为和从气态被吸附到催化剂表面,由自由移动的分子变为有序吸附态,混乱度减小,,D错误;
故选B。
11. 下列实验方案设计,不能达到探究目的的是
选项
实验设计
探究目的
A
向盛有溶液的试管中加入5mL0.015溶液,再加入少量铁粉,振荡,观察现象
探究反应物浓度影响化学平衡
B
向盛有溶液的试管中滴加5~10滴溶液,再继续滴加5~10滴溶液,观察现象
探究浓度对化学平衡的影响
C
室温下,量取等体积不同浓度的NaClO溶液,分别加入等体积等浓度的KI溶液,观察溶液颜色变化
探究浓度对化学反应速率的影响
D
取两份新制氯水,分别滴加溶液和淀粉碘化钾溶液,观察实验现象
探究氯气与水的反应是否存在限度
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A., ,铁粉还原Fe3+,降低其浓度,平衡逆向移动,颜色变浅,验证了反应物浓度对平衡的影响,A不合题意;
B.,通过改变H+浓度调控与的平衡,直接体现浓度对平衡的影响,B不合题意;
C.室温下,量取等体积不同浓度的NaClO溶液,分别加入等体积等浓度的KI溶液,颜色变化快的是浓度较大的,能达到实验目的,C不合题意;
D.氯气与水反应生成盐酸和次氯酸,、HClO均能与碘化钾溶液反应生成能使淀粉溶液变蓝色的单质碘,则取两份新制氯水,分别滴加硝酸银溶液和淀粉碘化钾溶液,不能说明氯气与水的反应存在限度,D符合题意;
故选D。
12. 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。
13. 利用CO2与H2合成重要化工原料甲醇,主要发生如下反应(忽略其他副反应):
反应I:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-58 kJ·mol-1
反应Ⅱ:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41 kJ·mol-1
在一刚性密闭容器中,充入1 mol CO2和3 mol H2在催化剂作用下反应,测得CO2平衡转化率、CH3OH的选择性随温度的变化如图所示。CH3OH的选择性可表示为×100%。
下列说法正确的是
A. 反应CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)的焓变ΔH=+99kJ·mol-1
B. 一定温度下,加入CaO(s)或选用高效催化剂,均能提高平衡时CH3OH产率
C. 240℃时,反应Ⅱ的化学平衡常数约为1.6×10-4
D. 向原料气中掺入适量的CO有利于提高CH3OH的物质的量
【答案】D
【解析】
【分析】反应I为放热反应,反应II为吸热反应,所以升高温度,反应I逆向进行,反应II正向进行,则CH3OH的选择性降低,故曲线b对应的是CH3OH的选择性随温度的变化曲线,曲线a是CO2平衡转化随温度的变化曲线。
【详解】A.依据盖斯定律:反应Ⅰ-反应Ⅱ得CO(g)+2H2(g)= CH3OH(g)的ΔH=ΔH1 -ΔH2=(-58 kJ·mol-1)-(+41kJ·mol-1)=-99 kJ·mol-1,A错误;
B.CaO(s)可与产物H2O(g)反应,使平衡向正反应方向移动,能提高CH3OH产率,但高效催化剂只能提高反应速率,不能提高平衡时CH3OH产率,B错误;
C.240℃反应达到平衡时二氧化碳的转化率为10%、甲醇的选择性为80%,则反应Ⅰ消耗的CO2的物质的量为1 mol×10%×80%=0.08 mol,反应Ⅱ消耗的CO2的物质的量为1 mol×10%-0.08 mol=0.02 mol,可列式:
反应I:
反应Ⅱ:
则反应平衡时,,,,,设反应容器的容积为VL,反应Ⅱ的;平衡常数K===,C错误;
D.在原料气中掺入适量的CO会抑制副反应CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) 的正向进行,从而减少了原料CO2和H2在副反应中的消耗,使得更多原料参与主反应CO2(g)+3H2CH3OH(g)+H2O(g),因此有利于提高CH3OH的物质的量,D正确;
故答案为:D。
II卷
二、填空题(共61分)
14. 磁选后的炼铁高钛炉渣,主要成分有、、、、以及少量的。为节约和充分利用资源,通过如下工艺流程回收钛、铝、镁等。
常温下,有关金属离子开始沉淀和沉淀完全的见下表:
金属离子
开始沉淀的
1.5
3.4
8.9
12.0
沉淀完全()的
2.8
4.7
10.9
13.8
已知:①常温下,;
②“水浸”后的约为2.0,在“分步沉淀”时用氨水逐步调节至11.6;
③“焙烧”中,、几乎不发生反应,、、、转化为相应的硫酸盐。
回答下列问题:
(1)“焙烧”时,常将高钛炉渣粉碎的目的是________。
(2)“焙烧”时,与反应转化为:
①常温下,0.1的溶液中,________(填“>”“<”或“=”)。
②工业上电解熔融的制时,常加入冰晶石(),其作用为________。
(3)检验时,可加入溶液,观察到的现象为________。
(4)利用表中数据,可计算出________。
(5)“酸溶”后,将溶液适当稀释并加热,水解析出沉淀,该反应的离子方程式为________。
【答案】(1)增大接触面积,加快“焙烧”速率,提高原料的利用率
(2) ①. > ②. 降低的熔点,节约能源
(3)出现蓝色沉淀 (4)
(5)
【解析】
【分析】高钛炉渣的主要成分有、、、、以及少量的,加入硫酸铵焙烧后,、、、转化为相应的硫酸盐,而、几乎不发生反应;加入热水溶解,硫酸盐溶液中加入氨水,调节溶液的pH,分步沉淀出、、;水浸渣中存在、,加入酸酸溶后,完全溶解,不溶于酸,过滤后得到酸溶渣、;含钛酸溶液中加入热水促进水解后可得。
【小问1详解】
“焙烧”时,常将高钛炉渣粉碎,可增大接触面积,加快“焙烧”速率,同时提高原料的利用率;
【小问2详解】
①和都属于弱碱阳离子,在水溶液中都会发生水解:、。根据题目给出的,结合完全沉淀的pH为4.7,可推知的水解程度远大于,因此同浓度下。
②的熔点极高,直接电解熔融需要消耗大量能量,加入冰晶石可以使在远低于其自身熔点的温度下熔融,大幅降低生产能耗。
【小问3详解】
这是特征检验反应,与(铁氰化钾)反应会生成特征的蓝色铁氰化亚铁沉淀。
【小问4详解】
根据沉淀完全时,对应pH=2.8,可得溶液中,代入溶度积公式: 。
【小问5详解】
“酸溶”后,将溶液适当稀释并加热,水解析出沉淀,该反应的离子方程式为:。
15. 研究氮氧化物的处理对建设美丽中国具有重要意义。
(1)目前汽车尾气系统中均安装了催化转化器。在催化转化器中,汽车尾气中的CO和NO在催化剂的作用下发生反应生成和。
已知:
则反应的为___________。
(2)的反应历程如图(图中所有物质均为气态)。
该反应的快速步骤是反应___________(填对应序号)。总反应的中间产物的化学式为___________、___________。
(3)T℃,将等物质的量的NO和CO充入容积为2 L的恒容密闭容器中,若温度和体积不变,反应过程中NO的物质的量随时间变化如图所示。该反应的化学平衡常数___________;平衡时若保持温度不变,再向容器中充入CO、各0.2 mol,则平衡将___________(填“向左”、“向右”或“不”)移动。
(4)某研究小组探究催化剂Ⅰ、Ⅱ对CO、NO转化的影响。将CO和NO以一定的流速通过两种不同的催化剂进行反应,相同时间内测量逸出气体中的含量,从而确定尾气脱氮率(即NO的转化率),结果如图所示。
温度高于250℃时,图中曲线Ⅰ脱氮率随温度升高而降低的原因是___________。
【答案】(1)-746.5
(2) ①. ② ②. N2O2 ③. N2O
(3) ①. 5 ②. 不
(4)温度高于时,随温度升高,催化剂I的活性降低,反应速率减慢
【解析】
【小问1详解】
①
②
③
根据盖斯定律②×2-①-③得=-746.5。
【小问2详解】
活化能越小,反应速率越快,则该反应的快速步骤是反应②。根据图示,CO、NO是反应物,CO2、N2是生成物,总反应的中间产物的化学式为N2O2、N2O。
【小问3详解】
,将等物质的量的和充入容积为2L的恒容密闭容器中,温度和体积不变,根据图示,10~15min反应达到平衡状态,列出三段式有:
该反应的化学平衡常数K=;平衡时若保持温度不变,再向容器中充入CO、CO2各0.2mol,则c(CO)=0.2mol/L,c(CO2)=0.2mol/L,Q=,Q=K,则平衡不移动。
【小问4详解】
温度高于时,随温度升高,催化剂I的活性降低,反应速率减慢,所以曲线I脱氮率随温度升高而降低。
16. 氧化亚铜是杀菌剂、陶瓷和搪瓷的着色剂以及红色玻璃染色剂,利用如图所示装置制备氧化亚铜和精炼铜,已知:该粗铜中含有铁、碳、锌、银等杂质。
(1)甲池中碳电极做___________。
A.正极 B.负极 C.阳极 D.阴极
甲中铜电极发生的电极反应式为___________。
(2)①乙池中Y电极所用的电极材料为___________,电极附近形成的阳极泥的主要成分是___________。
②电压过高时,乙中可能会产生有刺激性气味的气体的原因是___________(用电极反应式表示)。
(3)若该装置的能量转化率为60%,则当外电路转移电子的物质的量为时可制得___________g的。
金属铜的纯度可以通过滴定的方式测定。某精炼后的铜样品质量为,经处理后完全转化为含的溶液,向其中加入过量的KI溶液,发生反应。再次处理后,用的溶液滴定生成的,发生反应,消耗溶液36.05mL。
(4)本实验使用___________作为指示剂。滴定终点判断依据是___________。
(5)基于本实验得数据,可以算出该精炼铜样品中铜的质量分数为___________(以百分数表示,保留4位有效数字)。
(6)下列操作中,哪些会使得最终测定结果偏大___________。
A. 滴定前滴定管尖嘴处有气泡,滴定后气泡消失 B. 滴定管用蒸馏水润洗后未用标准液润洗
C. 在滴定过程中,有少许待测液溅出 D. 用于装待测液的锥形瓶未用待测液润洗
【答案】(1) ①. D ②. Cu-e-+3Cl-=[CuCl3]2-
(2) ①. 粗铜 ②. 银和碳 ③. 2Cl--2e-=Cl2↑
(3)86.4 (4) ①. 淀粉溶液 ②. 滴入最后半滴Na2S2O3标准液,溶液由蓝色变为无色,且半分钟不变色
(5) (6)AB
【解析】
【分析】C电极上H2O→H2,发生还原反应,则C电极为阴极,Cu电极为阳极,X电极为阴极,Y电极为阳极,电解精炼铜时,粗铜作阳极,纯铜作阴极,电解后Y极附近形成的阳极泥的主要成分是银和碳,b为电源正极,a为电源负极;装置甲中制备Cu2O的总反应方程式为2Cu+H2OCu2O+H2↑。
【小问1详解】
根据分析,甲池中碳电极做阴极,故选D。甲中铜电极发生的电极反应式为Cu-e-+3Cl-=[CuCl3]2-。
【小问2详解】
①乙池中Y电极所用的电极材料为粗铜,Zn、Fe先于Cu放电,电极附近形成的阳极泥的主要成分是银和碳。
②电压过高时,乙中可能会产生有刺激性气味的气体为Cl2,原因是2Cl--2e-=Cl2↑。
【小问3详解】
如该装置的能量转化率为60%,当外电路有2 mol电子转移时,即有2 mol×60%=1.2 mol的Cu失去电子生成Cu2O,Cu2O的物质的量为0.6 mol,其质量为144g/mol×0.6mol=86.4g。
【小问4详解】
碘单质能使淀粉溶液变蓝色,故本实验使用淀粉溶液作为指示剂。滴定达到终点时现象为滴入最后半滴Na2S2O3标准液,溶液由蓝色变为无色,且半分钟不变色。
【小问5详解】
由2Cu2++4I-=2CuI+I2、I2+2Na2S2O3=Na2S4O6+2NaI,可知,2Cu2+~I2~2Na2S2O3,则该精炼铜样品中铜的质量分数为。
【小问6详解】
A.滴定前滴定管尖嘴处有气泡,滴定后气泡消失,标准液用量增大,测定结果偏大;
B.滴定管用蒸馏水润洗后未用标准液润洗,标准液用量增大,测定结果偏大;
C.在滴定过程中,有少许待测液溅出,标准液用量减小,测定结果偏小;
D.用于装待测液的锥形瓶未用待测液润洗,不影响标准液用量,不影响测定结果;
故选AB。
17. 我国力争在2060年前实现“碳中和”,体现了中国对解决气候问题的大国担当。为此我国制定了实现“碳中和”和“温室气体净零排放”的长期战略目标。CO2的转化、回收和重整受到越来越多的关注,它是有效应对全球气候变化、促进低碳社会构建的重要方法。
(1)热化学转化法。科学家研究利用回收的CO2制取甲酸(HCOOH)。
①查阅资料可知在过渡金属催化剂存在下,CO2(g)和H2(g)合成HCOOH(g)的反应分两步进行:已知第一步反应的方程式为CO2(g)+H2(g)+M(s)=M•HCOOH(s);则第二步反应的方程式为________。
②工业上利用2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)∆H<0,合成甲醚。向一绝热恒容密闭容器中,加入1molCO2和3molH2发生上述反应,能够说明该反应达到平衡状态的是________(填字母)。
A.v正(CO2)=2v逆(CH3OCH3)
B.容器内气体的密度保持不变
C.容器内比值保持不变
(2)吸收转化法。燃煤烟气中CO2的捕集可通过如图-1所示的物质转化实现。
载人航天器内,常用LiOH固体而很少用KOH固体吸收空气中的CO2,其原因是________。
(3)CO催化加氢制丙醇。在铁的催化下CO与H2反应可以制丙醇(C3H7OH),反应的机理如图-2所示(H*表示吸附在催化剂上):
①在上述机理中若要减少C2H6的生成,可采取的措施有________。
②流程中物质X的化学式为________。
(4)将一定比例的CH3OH(g)和H2O(g)的混合气体,以相同速率通过装有不同催化剂的反应器。发生反应:CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2.CH3OH的转化率随催化剂的使用时长变化如图-4所示,催化剂CuAl2O4与催化剂Cu/Zn/Al相比,优点有________。
【答案】(1) ①. M•HCOOH(s)=HCOOH(g)+M(s) ②. A
(2)相同质量的KOH和LiOH,LiOH吸收CO2的量更多
(3) ①. 应减缓加氢或促进CO的活化 ②. C2H5CHO
(4)CuAl2O4催化活性更高,且使用较长时间后仍能保持很高的活性
【解析】
【小问1详解】
①目标反应为 ,已知第一步反应为 ,根据盖斯定律,将总反应减去第一步反应即可得到第二步反应:。
②A. 时,由于速率之比等于化学计量数之比,有 ,则 ,正逆反应速率相等,说明反应达到平衡状态,A正确;
B.反应在恒容密闭容器中进行,气体总质量不变,容器体积不变,则气体密度始终保持不变,不能说明达到平衡状态,B错误;
C.加入 和 ,投料比等于化学方程式中的化学计量数之比,反应过程中 的比值始终为 ,保持不变,不能说明达到平衡状态,C错误;
故选A。
【小问2详解】
根据反应、,摩尔质量远小于,单位质量的可吸收更多,更适合航天器的轻量化需求。
【小问3详解】
①由图-2可知,中间体吸附态的乙基()有两个反应方向:一是结合 生成 ,二是结合 生成吸附态的 。减缓加氢或促进CO的活化,可以促使反应更多地向生成 的方向进行,从而减少 的生成。
②由图-2可知,吸附态的 结合一个 生成物质 ,根据原子守恒可知 为丙醛,其化学式为 。
【小问4详解】
由图-4可知,使用 作催化剂时,甲醇的转化率整体高于使用 作催化剂,且随着使用时长的增加,甲醇的转化率下降较慢。因此其优点为: 催化活性更高,且使用较长时间后仍能保持很高的活性(稳定性更好)。
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第一学期第二次素质检测
高二化学试卷(选修)
(考试时间75分钟,试卷满分100分)
可能用到的相对原子质量:H:1 C:12 N:14 O:16 S:32 Cl:35.5 Na:23 K:39 Mg:24 Fe:56 Ba:137 Zn:65 Al:27 Cu:64 Ca:40 Mn:55 I:127
I卷
一、选择题(共13题,每小题只有一个选项符合题意,共39分)
1. 化学与生活、生产、社会密切相关。下列说法不正确的是
A. 冬天使用暖宝宝,既发生了能量变化,也伴随有物质变化
B. 水凝结成冰的过程中分子间平均距离增大,,
C. 古人使用草木灰浸取液洗衣服与盐类水解原理有关
D. 锅炉的内壁、船舶的外壳安装若干镁合金或锌块,是利用牺牲阳极法
2. 下列说法不能用勒夏特列原理解释的是
A. 配制溶液时,先将其溶解在浓盐酸中
B. CO(g)+NO2(g)CO2(g)+NO(g),平衡体系缩小容器体积加压可使颜色变深
C. 工业上和在高压下反应有利于的合成
D. 开启可乐碳酸饮料瓶的瓶盖,瓶中泛起大量泡沫
3. 下列实验装置,能达到实验目的的是
A. 用装置甲蒸干溶液制备无水固体
B. 用装置乙定量测定的分解速率
C. 用装置丙采集到的压强数据判断铁钉发生析氢腐蚀还是吸氧腐蚀
D. 用装置丁制备并能较长时间观察其颜色
4. 已知常温下,下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是
A. 澄清透明的溶液中:
B. 含有KI的溶液中:
C. 溶液中:
D. 使酚酞变红色的溶液中:
5. 下列有关说法正确的是
A. 已知,,则a>b
B. 、下,将和置于密闭容器中反应生成,放热,其热化学方程式为N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) ΔH=-38.6kJ•mol-1
C. 和反应中和热,则:
D. 已知,则白磷比红磷稳定
阅读下列材料,完成以下问题:
碳族元素及其化合物在自然界广泛存在且具有重要应用。甲烷是清洁能源,燃烧热大(890.3 kJ/mol),完全燃烧生成CO2,CO2催化加氢可制CH4;Na2CS3是一种杀菌剂;电解还原SiO2可制得半导体材料晶体Si,四氯化锗(GeCl4)水解可得到GeO2;醋酸铅[(CH3COO)2Pb]易溶于水,难电离,醋酸铅溶液可用于吸收H2S气体。
6. 下列化学反应表示正确的是
A. 甲烷的燃烧:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-890.3 kJ/mol
B. 电解还原SiO2制高纯Si的阴极反应:SiO2-4e-=Si+2O2-
C. 水解GeCl4制GeO2:GeCl4+2H2O=GeO2↓+4HCl
D. 醋酸铅溶液吸收H2S气体:Pb2++H2S=PbS↓+2H+
7. 下列有关反应CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)的说法正确的是
A. 反应的ΔS>0
B. 反应的平衡常数表达式K=
C. 反应的ΔH=4E(C-H)+4E(O-H)-2E(C= O)-4E(H-H)(E表示键能)
D. 单位时间内,4mol C-H键形成的同时有2mol O-H键断裂说明该反应已达平衡状态
8. 下列物质性质与用途具有对应关系的是
A. H2S具有还原性,可除去废水中的Pb2+
B. Na2CS3溶液呈弱碱性,可用作农业杀菌剂
C. ClO2具有强氧化性,可用于水体消毒
D. NaHCO3受热易分解,可用作泡沫灭火剂
9. 微生物燃料电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置。某微生物燃料电池的工作原理如图所示,下列说法正确的是
A. 电子从电极b流出,经外电路流向电极a
B. 为保证微生物燃料电池的供电速度,该电池应在高温下工作
C. 转化为的反应为
D. 若外电路中有电子发生转移,则有通过质子交换膜
10. 压强0.7 MPa,温度370 ℃下,化合物催化反应可用于制备甲硫醇。下列说法正确的是
A. 该反应的平衡常数
B. 反应中仅有极性共价键的断裂和形成
C. 图中“”代表S原子
D. 过程Ⅰ:
11. 下列实验方案设计,不能达到探究目的的是
选项
实验设计
探究目的
A
向盛有溶液的试管中加入5mL0.015溶液,再加入少量铁粉,振荡,观察现象
探究反应物浓度影响化学平衡
B
向盛有溶液的试管中滴加5~10滴溶液,再继续滴加5~10滴溶液,观察现象
探究浓度对化学平衡的影响
C
室温下,量取等体积不同浓度的NaClO溶液,分别加入等体积等浓度的KI溶液,观察溶液颜色变化
探究浓度对化学反应速率的影响
D
取两份新制氯水,分别滴加溶液和淀粉碘化钾溶液,观察实验现象
探究氯气与水的反应是否存在限度
A. A B. B C. C D. D
12. 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
13. 利用CO2与H2合成重要化工原料甲醇,主要发生如下反应(忽略其他副反应):
反应I:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-58 kJ·mol-1
反应Ⅱ:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41 kJ·mol-1
在一刚性密闭容器中,充入1 mol CO2和3 mol H2在催化剂作用下反应,测得CO2平衡转化率、CH3OH的选择性随温度的变化如图所示。CH3OH的选择性可表示为×100%。
下列说法正确的是
A. 反应CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)的焓变ΔH=+99kJ·mol-1
B. 一定温度下,加入CaO(s)或选用高效催化剂,均能提高平衡时CH3OH产率
C. 240℃时,反应Ⅱ的化学平衡常数约为1.6×10-4
D. 向原料气中掺入适量的CO有利于提高CH3OH的物质的量
II卷
二、填空题(共61分)
14. 磁选后的炼铁高钛炉渣,主要成分有、、、、以及少量的。为节约和充分利用资源,通过如下工艺流程回收钛、铝、镁等。
常温下,有关金属离子开始沉淀和沉淀完全的见下表:
金属离子
开始沉淀的
1.5
3.4
8.9
12.0
沉淀完全()的
2.8
4.7
10.9
13.8
已知:①常温下,;
②“水浸”后的约为2.0,在“分步沉淀”时用氨水逐步调节至11.6;
③“焙烧”中,、几乎不发生反应,、、、转化为相应的硫酸盐。
回答下列问题:
(1)“焙烧”时,常将高钛炉渣粉碎的目的是________。
(2)“焙烧”时,与反应转化为:
①常温下,0.1的溶液中,________(填“>”“<”或“=”)。
②工业上电解熔融的制时,常加入冰晶石(),其作用为________。
(3)检验时,可加入溶液,观察到的现象为________。
(4)利用表中数据,可计算出________。
(5)“酸溶”后,将溶液适当稀释并加热,水解析出沉淀,该反应的离子方程式为________。
15. 研究氮氧化物的处理对建设美丽中国具有重要意义。
(1)目前汽车尾气系统中均安装了催化转化器。在催化转化器中,汽车尾气中的CO和NO在催化剂的作用下发生反应生成和。
已知:
则反应的为___________。
(2)的反应历程如图(图中所有物质均为气态)。
该反应的快速步骤是反应___________(填对应序号)。总反应的中间产物的化学式为___________、___________。
(3)T℃,将等物质的量的NO和CO充入容积为2 L的恒容密闭容器中,若温度和体积不变,反应过程中NO的物质的量随时间变化如图所示。该反应的化学平衡常数___________;平衡时若保持温度不变,再向容器中充入CO、各0.2 mol,则平衡将___________(填“向左”、“向右”或“不”)移动。
(4)某研究小组探究催化剂Ⅰ、Ⅱ对CO、NO转化的影响。将CO和NO以一定的流速通过两种不同的催化剂进行反应,相同时间内测量逸出气体中的含量,从而确定尾气脱氮率(即NO的转化率),结果如图所示。
温度高于250℃时,图中曲线Ⅰ脱氮率随温度升高而降低的原因是___________。
16. 氧化亚铜是杀菌剂、陶瓷和搪瓷的着色剂以及红色玻璃染色剂,利用如图所示装置制备氧化亚铜和精炼铜,已知:该粗铜中含有铁、碳、锌、银等杂质。
(1)甲池中碳电极做___________。
A.正极 B.负极 C.阳极 D.阴极
甲中铜电极发生的电极反应式为___________。
(2)①乙池中Y电极所用的电极材料为___________,电极附近形成的阳极泥的主要成分是___________。
②电压过高时,乙中可能会产生有刺激性气味的气体的原因是___________(用电极反应式表示)。
(3)若该装置的能量转化率为60%,则当外电路转移电子的物质的量为时可制得___________g的。
金属铜的纯度可以通过滴定的方式测定。某精炼后的铜样品质量为,经处理后完全转化为含的溶液,向其中加入过量的KI溶液,发生反应。再次处理后,用的溶液滴定生成的,发生反应,消耗溶液36.05mL。
(4)本实验使用___________作为指示剂。滴定终点判断依据是___________。
(5)基于本实验得数据,可以算出该精炼铜样品中铜的质量分数为___________(以百分数表示,保留4位有效数字)。
(6)下列操作中,哪些会使得最终测定结果偏大___________。
A. 滴定前滴定管尖嘴处有气泡,滴定后气泡消失 B. 滴定管用蒸馏水润洗后未用标准液润洗
C. 在滴定过程中,有少许待测液溅出 D. 用于装待测液的锥形瓶未用待测液润洗
17. 我国力争在2060年前实现“碳中和”,体现了中国对解决气候问题的大国担当。为此我国制定了实现“碳中和”和“温室气体净零排放”的长期战略目标。CO2的转化、回收和重整受到越来越多的关注,它是有效应对全球气候变化、促进低碳社会构建的重要方法。
(1)热化学转化法。科学家研究利用回收的CO2制取甲酸(HCOOH)。
①查阅资料可知在过渡金属催化剂存在下,CO2(g)和H2(g)合成HCOOH(g)的反应分两步进行:已知第一步反应的方程式为CO2(g)+H2(g)+M(s)=M•HCOOH(s);则第二步反应的方程式为________。
②工业上利用2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)∆H<0,合成甲醚。向一绝热恒容密闭容器中,加入1molCO2和3molH2发生上述反应,能够说明该反应达到平衡状态的是________(填字母)。
A.v正(CO2)=2v逆(CH3OCH3)
B.容器内气体的密度保持不变
C.容器内比值保持不变
(2)吸收转化法。燃煤烟气中CO2的捕集可通过如图-1所示的物质转化实现。
载人航天器内,常用LiOH固体而很少用KOH固体吸收空气中的CO2,其原因是________。
(3)CO催化加氢制丙醇。在铁的催化下CO与H2反应可以制丙醇(C3H7OH),反应的机理如图-2所示(H*表示吸附在催化剂上):
①在上述机理中若要减少C2H6的生成,可采取的措施有________。
②流程中物质X的化学式为________。
(4)将一定比例的CH3OH(g)和H2O(g)的混合气体,以相同速率通过装有不同催化剂的反应器。发生反应:CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2.CH3OH的转化率随催化剂的使用时长变化如图-4所示,催化剂CuAl2O4与催化剂Cu/Zn/Al相比,优点有________。
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