内容正文:
深圳高级中学(集团)2024-2025学年第一学期期末考试
高二化学
本试卷由二部分组成。
第一部分:客观题44分,第二部分:主观题56分。
全卷共计100分,考试时间为75分钟。
注意事项:
1.答第I卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号、考试科目用铅笔涂写在答题卡上。
2.每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动用橡皮擦干净后再涂其它答案,不能答在试卷上。
3.考试结束,监考人员将答题卡收回。
可能用到的原子量:Cu-64
第I卷(本卷共计 44分)
一、单选题(每小题只有一个选项符合题意,共10题,每题2分,共20分)
1. 化学与生活和生产密切相关,下列叙述正确的是
A. 氢氟酸可用于溶蚀玻璃是由于其具有酸性
B. 火炬的金属部分采用的铝合金硬度比铝大
C. 提升基础设施效能,增设停车充电桩等配套设施,充电是将化学能转化为电能
D. 可用作潜水艇中的供氧剂是由于其分解产生
2. 中国文化中蕴藏着丰富的化学知识,下列对古代研究成果的说明不合理的是
A. 闻名世界的秦兵马俑是陶制品,由黏土经高温烧结而成,主要化学成分为硅酸盐
B. 《本草纲目》“用浓酒和糟入甑,蒸令气上,用器承滴露”,利用到蒸馏
C. 火树银花一焰火五颜六色,是因为某些元素的电子从基态跃迁到激发态释放能量
D. 青铜是铜中加入铅、锡制得的合金,其成分会减慢铜的腐蚀
3. 下列说法正确的是
A. 的原子核外电子排布式:
B. 用电子式表示的形成过程:
C. 磷原子结构示意图:
D. 与化学键类型不完全相同
4. 为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 的溶液中,所含的总数为
B. 常温柠檬水的,数目为
C. 与加热充分反应,气体的分子数小于
D. 某溶液中含,则与数目一共为
5. 下列有关实验装置或图示的说法正确的是
A. 图甲模拟金属腐蚀,a上没有气泡产生说明铁棒未被腐蚀
B. 图乙组装的铜锌原电池,能得到持续稳定的电流
C. 图丙用25ml滴定管量取20.00ml酸性溶液
D. 图丁中若用同浓度、同体积的醋酸溶液代替盐酸进行上述实验,测得的△H会偏小
6. 一种可完全生物降解的原电池结构如图所示。电池使用过程中在Zn表面形成一层ZnO薄膜,下列说法不正确的是
A. 电子由Zn经电解质流向Mo
B. Mo作原电池正极
C. Zn表面发生的电极反应:
D. Zn电极发生氧化反应
7. 常温下,下列各组离子一定能大量共存的是
A. 由水电离出的的溶液中:
B. 在含大量的溶液中:
C. 无色溶液中:
D. 在的溶液中:
8. 下列热化学方程式或离子方程式中,不正确的是
A. 的电离:
B. 氯化镁溶液与氨水反应:Mg2++2NH3H2O = Mg(OH)2+2NH
C. 甲烷的燃烧热可以表示为-890.3kJ/mol,则甲烷燃烧的热化学方程式为:CH4(g)+2O2(g) =CO2(g)+2H2O(g) ΔH= -890.3kJ/mol
D. 用饱和碳酸钠溶液处理水垢:
9. 下列陈述Ⅰ与陈述Ⅱ均正确,且具有因果关系的是
选项
陈述Ⅰ
陈述Ⅱ
A
用热的溶液去除餐具表面的油污
热的溶液水解显碱性
B
装有的密闭烧瓶冷却后颜色变浅
转化为的反应吸热
C
黄铜(铜锌合金)制作的铜锣不易产生铜绿
黄铜表面有致密的氧化物薄膜
D
溶液的导电能力比同浓度的氨水强
溶液的pH比氨水大
A. A B. B C. C D. D
10. 下列说法错误的是
A. 向溶液中加入少量溶液,的水解常数不变
B. 向溶液中通入氨气至中性,
C. 增大平衡体系的压强,混合气体颜色变深,可用勒夏特列原理解释
D. 的水解方程:
二、单选题(每小题只有一个选项符合题意,共6题,每题4分,共24分)
11. 根据下列实验操作和现象所得到的结论正确的是
选项
实验操作和现象
结论
A
常温下,用pH计分别测定同浓度的溶液和NaCl溶液的pH,pH均为7
两溶液中水的电离程度相同
B
向较浓的溶液中滴入少量酸性溶液,观察溶液紫色是否褪去
证明有还原性
C
用pH计测定相同浓度的溶液和NaClO溶液的pH,前者的pH小于后者的
HClO的酸性弱于
D
向溶液中加溶液,产生白色沉淀;再加入溶液,产生红褐色沉淀
大于
A. A B. B C. C D. D
12. 自然界地表层原生铜的硫化物经氧化、淋滤作用后变成溶液,向地下深层渗透,遇到难溶的或,慢慢转变为铜蓝()。下列分析不正确的是
A. 的溶解度小于的溶解度
B. 原生铜的硫化物、铜蓝均具有还原性
C. 与反应的离子方程式是
D. 整个过程涉及的反应类型有氧化还原反应和复分解反应
13. 已知在含少量的溶液中,分解的反应历程如图所示。下列说法不正确的是
A. 的分解速率与浓度有关 B. 的分解为放热反应
C. 历程2的活化能比历程1的小 D. 也是该反应的催化剂
14. 下图是利用甲醇燃料电池进行电化学研究的装置图,下列说法正确的是
A. 甲池是化学能转化为电能的装置,总反应式为:
B. 石墨电极生成红色固体
C. 反应一段时间后要使乙池恢复原状,可加入一定量固体
D. 当甲池中(标准状况下)参加反应时,乙池中理论上可析出固体
15. 在某恒容密闭容器中充入和发生反应:,反应过程中持续升高温度,测得混合体系中X的体积分数与温度的关系如图所示。下列推断正确的是
A. M点时Y的转化率最大
B. 升高温度,平衡向逆反应方向移动
C. 若反应开始时加入催化剂,达到平衡时Y的体积分数将比未加入时小
D. W、M两点Y的正反应速率相等
16. 时,将的溶液与固体混合,充分反应后向混合溶液中通(加)入HCl气体或NaOH固体。溶液pH随通(加)入HCl或NaOH的物质的量的变化如图所示。下列叙述正确的是
A. 若忽略体积变化,则的电离平衡常数
B. 若忽略体积变化,则c点溶液中,
C. 加入NaOH过程中,减小
D. a、b、c对应的混合液中,水的电离程度由大到小的顺序是
第Ⅱ卷(本卷共计 56分)
三、主观题(共4题,共计56分)
17. “84”消毒液是一种以次氯酸钠为有效成分的高效消毒剂,它的灭菌消毒能力用有效氯(HClO与的总量)来衡量,有效氯含量越高,消毒能力越强。间接碘量法是测定有效氯的方法,实验步骤如下。
i.取“84”消毒液,置于磨口具塞锥形瓶中,加入碘化钾溶液(过量,易被空气氧化)和适量稀硫酸,塞上瓶塞;在暗处振荡5分钟。
ⅱ.加入几滴指示剂,用硫代硫酸钠标准溶液滴定至终点,记下消耗硫代硫酸钠标准溶液的体积,平行测定四次。
已知:①;。
②实验所得数据如表所示:
实验次数
1
2
3
4
标准溶液初始读数
0.00
0.10
4.40
0.50
滴定终点时标准溶液读数
31.80
31.95
31.95
32.25
回答下列问题:
(1)用硫代硫酸钠标准溶液滴定过程中所用的仪器为______(填仪器名称);“84”消毒液使用磨口具塞锥形瓶的原因是__________________。
(2)滴定时,盛装标准液的滴定管在使用前需要检验是否漏液,水洗之后需要进行的操作是_________________,滴定管读数如下图所示,此时液面显示读数a为______mL。
(3)步骤ii选用的指示剂为淀粉溶液,滴定终点的现象为______________________。
(4)该“84”消毒液中与HClO的总浓度为______(保留4位有效数字),测得的结果大于该“84”消毒液标签上的浓度,可能原因为____________________________(填标号)。
A.滴定终点读数时仰视刻度线
B.该“84”消毒液在光照下放置时间过长
C.滴定振荡时,有少量待测液溅出
D.滴定前,盛装标准溶液的滴定管下端有气泡未赶出
18. 实验是化学学习中非常重要的内容,根据下面实验回答问题。某研究小组进行沉淀溶解和生成的实验探究。
(查阅资料)时,。
(实验探究)向2支均盛有,溶液的试管中分别加入2滴溶液,制得等量沉淀。
(1)分别向两支试管中加入不同试剂,记录实验现象如表(表中填空填下列选项中字母代号)
试管编号
加入试剂
实验现象
I
2滴溶液
①___________________
II
溶液
②___________________
(2)和未成对电子个数比为______,请用离子方程式解释溶液显酸性的原因___________________。
(3)用离子方程式解释试管编号I中的现象___________________________。
(4)同学们猜想实验Ⅱ中沉淀溶解的主要原因有两种:
猜想1:结合电离出的,使的溶解平衡正向移动。
猜想2:_____________________________。
(5)为验证猜想,同学们取少量相同质量的氢氧化镁盛放在两支试管中,一支试管中加入的醋酸铵溶液,另一支试管中加入和氨水混合液,两者沉淀均溶解。该实验证明猜想正确的是______(填“1”或“2”)。
19. 新能源的动力来自以磷酸亚铁锂为电极材料的锂离子电池。工业上可用硫铁矿烧渣(主要成分为,含少量)作原料制备磷酸亚铁锂,其流程如图所示。
已知:常温下,。
回答下列问题:
(1)中磷原子的价层电子排布图为______________。
(2)“焙烧”时加入过量炭粉的目的是_________________________,“滤渣1”的主要成分为碳和______(填化学名称)。
(3)“调pH”需使用氨水,若将氨水与溶液混合后pH为9,则______。(填>、<或=)
(4)“酸浸”时,酸浸条件对滤液1中浓度的影响如图所示:
由图可知“酸浸”的最佳条件为_______________。
(5)“调pH时可制备,也可以使用和制备,请写出过量和制备的离子方程式:______________________________。
(6)“滤液2”pH约为5,“沉铁”时加入双氧水和磷酸的目的是将转化为,该反应的离子方程式为_______________________________。
20. 在某催化加氢制的反应体系中,发生的主要反应有:
I.
II.
Ⅲ.
(1)同时有利于提高平衡产率和反应速率的是______(填字母)。
A.加入催化剂 B.增大压强 C.降低温度 D.升高温度 E.降低压强
(2)在一密闭钢瓶中通入和只发生反应Ⅲ,当生成和时放出______kJ的能量。
(3)在实际的生产过程中还会发生副反应,如IV.,若某温度下,反应I、Ⅱ的平衡常数分别为,则反应IV的平衡常数______(用含的表达式表示)。
(4)我国科学家在研究与的反应机理时发现,该反应有3个途径(如图甲)和,分别生成(反式)和(顺式),对应的中间状态分别为和。和的速率常数(一定温度时,反应物单位浓度时的反应速率)分别记为和,总反应的速率常数为温度范围内的速率常数变化如图乙。
①从能量变化来看,反应速率最快的是______(填“”“”或“”),原因是__________________。
②下列有关说法错误的是______(填答案标号)。
A.比和都稳定
B.在高温时,和会相互竞争
C.温度升高,3个反应的速率常数都减小
D.与存在多种反应机理,是主要反应
(5)用催化还原也可以消除氮氧化物的污染,其反应原理为:。一定温度下,在某恒定压强为p的密闭容器中充入物质的量相等的和,达到平衡状态后,物质的量分数为0.2。
①的转化率为______。
②该温度下此反应的平衡常数______(用含p的式子表示)。
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深圳高级中学(集团)2024-2025学年第一学期期末考试
高二化学
本试卷由二部分组成。
第一部分:客观题44分,第二部分:主观题56分。
全卷共计100分,考试时间为75分钟。
注意事项:
1.答第I卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号、考试科目用铅笔涂写在答题卡上。
2.每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动用橡皮擦干净后再涂其它答案,不能答在试卷上。
3.考试结束,监考人员将答题卡收回。
可能用到的原子量:Cu-64
第I卷(本卷共计 44分)
一、单选题(每小题只有一个选项符合题意,共10题,每题2分,共20分)
1. 化学与生活和生产密切相关,下列叙述正确的是
A. 氢氟酸可用于溶蚀玻璃是由于其具有酸性
B. 火炬的金属部分采用的铝合金硬度比铝大
C. 提升基础设施效能,增设停车充电桩等配套设施,充电是将化学能转化为电能
D. 可用作潜水艇中的供氧剂是由于其分解产生
【答案】B
【解析】
【详解】A.氢氟酸可溶蚀玻璃是因为能与玻璃中的反应生成和,与其酸性无关,A错误;
B.合金的硬度通常高于其组成的纯金属,因此铝合金硬度比纯铝大,B正确;
C.充电过程为电解池工作过程,是将电能转化为化学能,放电过程才是化学能转化为电能,C错误;
D.用作供氧剂是因为其可与人体呼出的、反应生成,并非自身分解产生,D错误;
故答案选B。
2. 中国文化中蕴藏着丰富的化学知识,下列对古代研究成果的说明不合理的是
A. 闻名世界的秦兵马俑是陶制品,由黏土经高温烧结而成,主要化学成分为硅酸盐
B. 《本草纲目》“用浓酒和糟入甑,蒸令气上,用器承滴露”,利用到蒸馏
C. 火树银花一焰火五颜六色,是因为某些元素的电子从基态跃迁到激发态释放能量
D. 青铜是铜中加入铅、锡制得的合金,其成分会减慢铜的腐蚀
【答案】C
【解析】
【详解】A.陶制品属于传统硅酸盐材料,由黏土经高温烧结制成,主要化学成分为硅酸盐,A不符合题意;
B.该操作利用酒精与其他组分沸点不同,加热使酒精汽化后冷凝收集,对应蒸馏的分离原理,B不符合题意;
C.焰火的彩色焰色来自焰色反应,原理是金属元素的电子首先吸收能量从基态跃迁到激发态,之后电子从能量较高的激发态跃迁回基态时释放能量,以可见光的形式呈现出特征颜色,选项描述的跃迁方向和能量变化均错误,C符合题意;
D.青铜为铜、铅、锡的合金,铅、锡的金属活动性强于铜,发生电化学腐蚀时铅、锡优先被腐蚀,可减慢铜的腐蚀,且合金的抗腐蚀性通常优于纯金属,D不符合题意;
故选C。
3. 下列说法正确的是
A. 的原子核外电子排布式:
B. 用电子式表示的形成过程:
C. 磷原子结构示意图:
D. 与化学键类型不完全相同
【答案】D
【解析】
【详解】A.是34号元素,原子核外电子排布式应为,选项遗漏了结构,A错误;
B.形成过程中失去电子、得到电子,箭头指向正确,但氟化钙的电子式书错误,正确的形成过程为,B错误;
C.磷原子核外电子排布为2、8、5,题图为的结构示意图,不是磷原子结构示意图,C错误;
D.中含有离子键和非极性共价键,中仅含有离子键,二者化学键类型不完全相同,D正确;
故选D。
4. 为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 的溶液中,所含的总数为
B. 常温柠檬水的,数目为
C. 与加热充分反应,气体的分子数小于
D. 某溶液中含,则与数目一共为
【答案】D
【解析】
【详解】A.溶液中会水解使其数目减少,故的溶液中,所含的总数小于,故A错误;
B.溶液的体积未知,无法计算溶液中H+的数目,故B错误;
C.与反应前后气体分子数相等,与加热充分反应,气体的分子数等于,故C错误;
D.某溶液中含,则N原子的物质的量也为1mol,溶液中含N的微粒为与,故根据元素守恒,与数目一共为,故D正确;
答案选D。
5. 下列有关实验装置或图示的说法正确的是
A. 图甲模拟金属腐蚀,a上没有气泡产生说明铁棒未被腐蚀
B. 图乙组装的铜锌原电池,能得到持续稳定的电流
C. 图丙用25ml滴定管量取20.00ml酸性溶液
D. 图丁中若用同浓度、同体积的醋酸溶液代替盐酸进行上述实验,测得的△H会偏小
【答案】C
【解析】
【详解】A.甲中Fe作负极失电子被腐蚀,石墨作正极,氧气在石墨表面得电子,发生的是吸氧腐蚀,a上没有气泡产生不能说明铁棒未被腐蚀,故A错误;
B.乙中Zn与硫酸铜直接在左侧反应,不能得到持续稳定的电流,故B错误;
C.丙中酸性溶液具有强氧化性,应该用酸式滴定管量取,故C正确;
D.醋酸是弱酸,电离吸热,同浓度、同体积的醋酸溶液代替盐酸,△H会偏大,故D错误;
答案选C。
6. 一种可完全生物降解的原电池结构如图所示。电池使用过程中在Zn表面形成一层ZnO薄膜,下列说法不正确的是
A. 电子由Zn经电解质流向Mo
B. Mo作原电池正极
C. Zn表面发生的电极反应:
D. Zn电极发生氧化反应
【答案】A
【解析】
【详解】A.电子仅能在外电路中定向移动,由负极经导线流向正极,电解质中依靠离子定向移动导电,电子不能经过电解质,A错误;
B.的金属活泼性强于,作负极,故作原电池正极,B正确;
C.为负极,失电子发生氧化反应,结合题干中表面生成薄膜,电极反应为,C正确;
D.电极中元素化合价升高、失电子,发生氧化反应,D正确;
故选A。
7. 常温下,下列各组离子一定能大量共存的是
A. 由水电离出的的溶液中:
B. 在含大量的溶液中:
C. 无色溶液中:
D. 在的溶液中:
【答案】D
【解析】
【详解】A.由水电离出的的溶液中水的电离被抑制,可能为酸性或碱性,与、均能反应,且碱性条件下、也会与反应,不能大量共存,A错误;
B.与会发生络合反应生成络合物,不能大量共存,B错误;
C.与会发生完全双水解反应,生成沉淀和气体,不能大量共存,C错误;
D.的溶液中,为碱性溶液,给定的、、、之间不反应,且与也不反应,能大量共存,D正确;
故选D。
8. 下列热化学方程式或离子方程式中,不正确的是
A. 的电离:
B. 氯化镁溶液与氨水反应:Mg2++2NH3H2O = Mg(OH)2+2NH
C. 甲烷的燃烧热可以表示为-890.3kJ/mol,则甲烷燃烧的热化学方程式为:CH4(g)+2O2(g) =CO2(g)+2H2O(g) ΔH= -890.3kJ/mol
D. 用饱和碳酸钠溶液处理水垢:
【答案】C
【解析】
【详解】A.部分电离,其电离方程式为:,A正确;
B.氯化镁溶液与氨水反应生成Mg(OH)2白色沉淀和NH4Cl,离子方程式为:,B正确;
C.甲烷的燃烧热可以表示为-890.3kJ/mol,1mol甲烷完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水放出890.3kJ的热量,则甲烷燃烧的热化学方程式为:,C错误;
D.用饱和碳酸钠溶液处理水垢,转化为更难溶的碳酸钙:,D正确;
故选C。
9. 下列陈述Ⅰ与陈述Ⅱ均正确,且具有因果关系的是
选项
陈述Ⅰ
陈述Ⅱ
A
用热的溶液去除餐具表面的油污
热的溶液水解显碱性
B
装有的密闭烧瓶冷却后颜色变浅
转化为的反应吸热
C
黄铜(铜锌合金)制作的铜锣不易产生铜绿
黄铜表面有致密的氧化物薄膜
D
溶液的导电能力比同浓度的氨水强
溶液的pH比氨水大
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.热的溶液水解显碱性,油污在碱性溶液中发生水解,可以用热的溶液去除餐具表面的油污,A正确;
B.装有的密闭烧瓶冷却后颜色变浅,转化为的反应为放热反应,B错误;
C.黄铜(铜锌合金)制作的铜锣不易产生铜绿,是因为锌较活泼,起到保护铜的作用,使铜不易被氧化,C错误;
D.溶液的导电能力比同浓度的氨水强,是因为氯化铵是强电解质,一水合氨是弱电解质,溶液中的离子浓度更大,导电能力更强,D错误;
故选A。
10. 下列说法错误的是
A. 向溶液中加入少量溶液,的水解常数不变
B. 向溶液中通入氨气至中性,
C. 增大平衡体系的压强,混合气体颜色变深,可用勒夏特列原理解释
D. 的水解方程:
【答案】C
【解析】
【详解】A.水解常数仅与温度有关,加入碳酸钠溶液时温度不变,的水解常数不变,A正确;
B.中性溶液中,根据电荷守恒,可得,B正确;
C.反应前后气体分子数相等,增大压强平衡不移动,混合气体颜色变深是因为压强增大、体积缩小,浓度升高,与平衡移动无关,不能用勒夏特列原理解释,C错误;
D.水解时结合水电离出的生成,同时生成,水解方程式书写正确,D正确;
故选C。
二、单选题(每小题只有一个选项符合题意,共6题,每题4分,共24分)
11. 根据下列实验操作和现象所得到的结论正确的是
选项
实验操作和现象
结论
A
常温下,用pH计分别测定同浓度的溶液和NaCl溶液的pH,pH均为7
两溶液中水的电离程度相同
B
向较浓的溶液中滴入少量酸性溶液,观察溶液紫色是否褪去
证明有还原性
C
用pH计测定相同浓度的溶液和NaClO溶液的pH,前者的pH小于后者的
HClO的酸性弱于
D
向溶液中加溶液,产生白色沉淀;再加入溶液,产生红褐色沉淀
大于
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.中和均发生水解,促进水的电离,为强酸强碱盐,不水解,对水的电离无影响,故醋酸铵溶液中水的电离程度更大,A错误;
B.酸性溶液既可以氧化,也可以氧化中的,紫色褪去无法证明是被氧化,不能证明有还原性,B错误;
C.相同浓度的强碱弱酸盐溶液,越大说明对应酸根的水解程度越大,对应酸的酸性越弱,相同浓度下溶液小于溶液,说明的酸性弱于,C正确;
D.反应中溶液过量,加入时,直接与过量的反应生成红褐色沉淀,未发生沉淀的转化,无法比较和的大小,D错误;
故选C。
12. 自然界地表层原生铜的硫化物经氧化、淋滤作用后变成溶液,向地下深层渗透,遇到难溶的或,慢慢转变为铜蓝()。下列分析不正确的是
A. 的溶解度小于的溶解度
B. 原生铜的硫化物、铜蓝均具有还原性
C. 与反应的离子方程式是
D. 整个过程涉及的反应类型有氧化还原反应和复分解反应
【答案】C
【解析】
【详解】A.难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化是溶解度大的物质向溶解度小的物质转化,PbS能转化为CuS,所以CuS的溶解度小于PbS的溶解度,故A正确;
B.原生铜的硫化物经氧化、淋滤作用后变成CuSO4溶液,硫元素化合价升高作还原剂具有还原性;铜蓝中硫元素化合价为最低价-2价,所以能失电子具有还原性,B正确;
C.ZnS难溶离子方程式中不拆,反应应为:Cu2++ZnS=Zn2++CuS,C错误;
D.原生铜的硫化物经氧化、淋滤作用后变成CuSO4溶液,所以存在氧化还原反应,CuSO4与ZnS反应生成硫化铜和硫酸锌是复分解反应,D正确;
故选C。
13. 已知在含少量的溶液中,分解的反应历程如图所示。下列说法不正确的是
A. 的分解速率与浓度有关 B. 的分解为放热反应
C. 历程2的活化能比历程1的小 D. 也是该反应的催化剂
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据图像可知,参与反应,最后又生成,因此是催化剂,且历程1的活化能高,是决速步骤,因此浓度会影响的分解速率,A正确;
B.反应物的总能量大于生成物的总能量,因此的分解为放热反应,B正确;
C.历程1的活化能>历程2的活化能,C正确;
D.是该反应的中间产物,D错误;
故选D。
14. 下图是利用甲醇燃料电池进行电化学研究的装置图,下列说法正确的是
A. 甲池是化学能转化为电能的装置,总反应式为:
B. 石墨电极生成红色固体
C. 反应一段时间后要使乙池恢复原状,可加入一定量固体
D. 当甲池中(标准状况下)参加反应时,乙池中理论上可析出固体
【答案】D
【解析】
【详解】A.甲池为甲醇燃料电池,将化学能转化为电能,但其电解质为溶液,反应生成的会与反应生成,总反应为,不是生成,A错误;
B.甲池中通入的电极为正极,石墨与正极相连为电解池阳极,阳极上放电生成,无红色固体生成,红色固体在阴极电极上析出,B错误;
C.乙池中电解过量溶液,反应生成、和,根据“出什么加什么”的复原原则,应加入(或)恢复原状,加入会额外引入,无法复原,C错误;
D.标准状况下的物质的量为,反应转移电子的物质的量为,根据电子守恒,乙池中析出的物质的量为,质量为,D正确;
故选D。
15. 在某恒容密闭容器中充入和发生反应:,反应过程中持续升高温度,测得混合体系中X的体积分数与温度的关系如图所示。下列推断正确的是
A. M点时Y的转化率最大
B. 升高温度,平衡向逆反应方向移动
C. 若反应开始时加入催化剂,达到平衡时Y的体积分数将比未加入时小
D. W、M两点Y的正反应速率相等
【答案】B
【解析】
【分析】曲线上最低点为平衡点,最低点之前未达到平衡,反应向正反应方向进行,最低点之后,升高温度,X的含量增大,平衡向逆反应方向移动,故正反应为放热反应。
【详解】A.Q点为反应达到平衡的点,此时X的体积分数最小,反应正向进行程度最大,Y的转化率最高,M点Y的转化率小于Q点,A错误;
B.Q点后升高温度,X的体积分数逐渐增大,说明平衡向逆反应方向移动,B正确;
C.催化剂仅改变化学反应速率,不改变平衡状态,加入催化剂达到平衡时Y的体积分数与未加入时相等,C错误;
D.M点温度高于W点,温度越高反应速率越快,故M点Y的正反应速率大于W点,D错误;
故选B。
16. 时,将的溶液与固体混合,充分反应后向混合溶液中通(加)入HCl气体或NaOH固体。溶液pH随通(加)入HCl或NaOH的物质的量的变化如图所示。下列叙述正确的是
A. 若忽略体积变化,则的电离平衡常数
B. 若忽略体积变化,则c点溶液中,
C. 加入NaOH过程中,减小
D. a、b、c对应的混合液中,水的电离程度由大到小的顺序是
【答案】A
【解析】
【详解】A.c点溶液的pH=7,根据电荷守恒可得,则,根据图,c点溶液中,,,所以醋酸的电离平衡常数,A正确;
B.根据物料守恒,c点溶液中,醋酸所有形态总浓度等于初始醋酸浓度,即,B错误;
C. b点溶液中,,c点溶液中,,则加入NaOH的过程中,与的比值不断增大,并且酸性减弱,增大,故增大,C错误;
D.的溶液与0.1mol NaOH固体混合,混合后溶液的pH<5,显酸性,说明过量,溶液中的溶质为和。混合溶液中通入HCl气体,增大,抑制水的电离,水的电离程度减小,加入NaOH固体,被中和,对水电离的抑制作用减弱,水的电离程度增大,故水的电离程度由大到小的顺序是c>b>a,D错误;
故答案选A。
第Ⅱ卷(本卷共计 56分)
三、主观题(共4题,共计56分)
17. “84”消毒液是一种以次氯酸钠为有效成分的高效消毒剂,它的灭菌消毒能力用有效氯(HClO与的总量)来衡量,有效氯含量越高,消毒能力越强。间接碘量法是测定有效氯的方法,实验步骤如下。
i.取“84”消毒液,置于磨口具塞锥形瓶中,加入碘化钾溶液(过量,易被空气氧化)和适量稀硫酸,塞上瓶塞;在暗处振荡5分钟。
ⅱ.加入几滴指示剂,用硫代硫酸钠标准溶液滴定至终点,记下消耗硫代硫酸钠标准溶液的体积,平行测定四次。
已知:①;。
②实验所得数据如表所示:
实验次数
1
2
3
4
标准溶液初始读数
0.00
0.10
4.40
0.50
滴定终点时标准溶液读数
31.80
31.95
31.95
32.25
回答下列问题:
(1)用硫代硫酸钠标准溶液滴定过程中所用的仪器为______(填仪器名称);“84”消毒液使用磨口具塞锥形瓶的原因是__________________。
(2)滴定时,盛装标准液的滴定管在使用前需要检验是否漏液,水洗之后需要进行的操作是_________________,滴定管读数如下图所示,此时液面显示读数a为______mL。
(3)步骤ii选用的指示剂为淀粉溶液,滴定终点的现象为______________________。
(4)该“84”消毒液中与HClO的总浓度为______(保留4位有效数字),测得的结果大于该“84”消毒液标签上的浓度,可能原因为____________________________(填标号)。
A.滴定终点读数时仰视刻度线
B.该“84”消毒液在光照下放置时间过长
C.滴定振荡时,有少量待测液溅出
D.滴定前,盛装标准溶液的滴定管下端有气泡未赶出
【答案】(1) ①. 碱式滴定管 ②. 防止被空气氧化干扰实验
(2) ①. 用标准溶液润洗 ②. 18.20
(3)加入最后半滴标准溶液时,溶液蓝色消失且内不恢复原来的颜色
(4) ①. 0.3180 ②. AD
【解析】
【小问1详解】
硫代硫酸钠溶液呈碱性,所用的仪器为碱式滴定管;KI易被空气氧化,使用磨口具塞锥形瓶的原因是防止被空气氧化干扰实验;
【小问2详解】
水洗之后需要进行的操作是用硫代硫酸钠标准溶液润洗;根据图示,此时液面显示读数a为18.20 mL。
【小问3详解】
滴定终点时,碘单质被完全消耗,滴定终点的现象为加入最后半滴标准溶液时,溶液蓝色消失且30s内不恢复原来的颜色;
【小问4详解】
四次实验消耗硫代硫酸钠标准溶液的体积分别为:31.80 mL、31.85 mL、27.55 mL、31.75 mL,第三次实验数据明显超出正常误差范围,舍去不用,根据第1、2、4三组数据,平均消耗硫代硫酸钠溶液的体积为31.80mL,根据方程式;;建立关系式,,,该“84”消毒液中ClO-与HClO的总浓度为;
A.滴定终点读数时仰视刻度线,消耗标准液体积偏大,测得的结果偏大,A正确;
B.该“84”消毒液在光照下放置时间过长,次氯酸分解,消耗标准液体积偏小,测得的结果偏小,B错误;
C.滴定振荡时,有少量待测液溅出,消耗标准液体积偏小,测得的结果偏小,C错误;
D.滴定前,盛装标准溶液的滴定管下端有气泡未赶出,消耗标准液体积偏大,测得的结果偏大,D正确;
故答案选AD。
18. 实验是化学学习中非常重要的内容,根据下面实验回答问题。某研究小组进行沉淀溶解和生成的实验探究。
(查阅资料)时,。
(实验探究)向2支均盛有,溶液的试管中分别加入2滴溶液,制得等量沉淀。
(1)分别向两支试管中加入不同试剂,记录实验现象如表(表中填空填下列选项中字母代号)
试管编号
加入试剂
实验现象
I
2滴溶液
①___________________
II
溶液
②___________________
(2)和未成对电子个数比为______,请用离子方程式解释溶液显酸性的原因___________________。
(3)用离子方程式解释试管编号I中的现象___________________________。
(4)同学们猜想实验Ⅱ中沉淀溶解的主要原因有两种:
猜想1:结合电离出的,使的溶解平衡正向移动。
猜想2:_____________________________。
(5)为验证猜想,同学们取少量相同质量的氢氧化镁盛放在两支试管中,一支试管中加入的醋酸铵溶液,另一支试管中加入和氨水混合液,两者沉淀均溶解。该实验证明猜想正确的是______(填“1”或“2”)。
【答案】(1) ①. 白色沉淀转化为红褐色沉淀 ②. 白色沉淀溶解,得无色溶液
(2) ①. ②.
(3)
(4)水解的与电离出的结合成水,使的溶解平衡正向移动
(5)1
【解析】
【分析】该实验的目的是利用氯化铁溶液与氢氧化镁沉淀探究沉淀的转化,利用氯化铵溶液与氢氧化镁沉淀探究沉淀的溶解。
【小问1详解】
①由溶度积可知,氢氧化镁的溶解度大于氢氧化铁的溶解度,向氢氧化镁悬浊液中加入氯化铁溶液,氢氧化镁能与氯化铁溶液反应生成氯化镁和溶解度更小的氢氧化铁,则实验I的实验现象为白色沉淀转化为红褐色沉淀;
②氢氧化镁是二元中强碱,碱性强于一水合氨,向氢氧化镁悬浊液中加入氯化铵溶液,氯化铵溶液能与氢氧化镁反应生成氯化镁和一水合氨,则实验Ⅱ的实验现象为白色沉淀溶解,得无色溶液;
【小问2详解】
铁元素的原子序数为26,基态亚铁离子和铁离子的价电子排布式分别为3d6和3d5,则亚铁离子和铁离子的未成对电子数之比为4:5;氯化铵是强酸弱碱盐,铵根离子在溶液中水解使溶液呈酸性,反应的离子方程式为:;
【小问3详解】
由实验现象可知,实验I发生的反应为氢氧化镁与氯化铁溶液反应生成氯化镁和溶解度更小的氢氧化铁,反应的离子方程式为:;
【小问4详解】
氢氧化镁是二元中强碱,碱性强于一水合氨,所以氢氧化镁沉淀溶解可能是溶液中铵根离子与氢氧化镁电离出的氢氧根离子,使得氢氧化镁的溶解平衡右移所致;氯化铵是强酸弱碱盐,铵根离子在溶液中水解使溶液呈酸性,所以氢氧化镁沉淀溶解也可能是水解生成的氢离子与氢氧化镁电离出的氢氧根离子反应,使得氢氧化镁的溶解平衡右移所致,所以猜想2为氯化铵在溶液中水解出来的氢离子与氢氧化镁电离出的氢氧根离子结合成水,使氢氧化镁的溶解平衡正向移动;
【小问5详解】
由题意可知,pH为7的醋酸铵溶液和pH为8的氯化铵和氨水的混合溶液也能溶解氢氧化镁沉淀,说明氢氧化镁沉淀溶解是铵根离子与氢氧化镁电离出的氢氧根离子所致,与氯化铵溶液水解使溶液呈酸性所致,所以猜想1是正确的。
19. 新能源的动力来自以磷酸亚铁锂为电极材料的锂离子电池。工业上可用硫铁矿烧渣(主要成分为,含少量)作原料制备磷酸亚铁锂,其流程如图所示。
已知:常温下,。
回答下列问题:
(1)中磷原子的价层电子排布图为______________。
(2)“焙烧”时加入过量炭粉的目的是_________________________,“滤渣1”的主要成分为碳和______(填化学名称)。
(3)“调pH”需使用氨水,若将氨水与溶液混合后pH为9,则______。(填>、<或=)
(4)“酸浸”时,酸浸条件对滤液1中浓度的影响如图所示:
由图可知“酸浸”的最佳条件为_______________。
(5)“调pH时可制备,也可以使用和制备,请写出过量和制备的离子方程式:______________________________。
(6)“滤液2”pH约为5,“沉铁”时加入双氧水和磷酸的目的是将转化为,该反应的离子方程式为_______________________________。
【答案】(1) (2) ①. 还原,以便与分离 ②. 硅
(3)> (4)硫酸浓度30%,温度
(5)
(6)
【解析】
【分析】该流程以硫铁矿烧渣(主成分为,含少量、)为原料制备磷酸亚铁锂:先将烧渣粉碎后与过量炭粉焙烧,焙烧后生成铁、硅和;焙烧产物用硫酸酸浸生成和,不溶于酸的和过量炭粉成为滤渣1;向滤液1中加氨水调节pH,使转化为沉淀除去,得到滤液2;向滤液2中加入双氧水和磷酸,将氧化为+3价并沉淀为;最后与碳酸锂、草酸混合煅烧,草酸作为还原剂将+3价铁还原,最终得到产物,同时释放出气体。
【小问1详解】
P是15号元素,价电子为最外层的,根据泡利不相容原理和洪特规则,3s轨道填充2个自旋相反的电子,3p轨道上的3个电子分占不同的轨道且自旋平行,电子排布图为:。
【小问2详解】
炭粉作为还原剂,在焙烧过程中把烧渣中的还原为低价含铁组分,避免后续酸浸时得到大量,无法和分离。过量炭粉在高温条件下能将还原为,不与硫酸反应,和过量的炭粉共同成为滤渣1。
【小问3详解】
根据氨水的电离平衡常数,溶液pH=9则,代入得,因此。
【小问4详解】
“酸浸”时,滤液1中浓度越大越好,由图可知“酸浸”的最佳条件为硫酸浓度30%,温度70℃。
【小问5详解】
由于不溶于弱酸,通入过量时,反应生成沉淀,同时因为过量,碳酸的电离仅停留在第一步,产物为而非,反应的离子方程式为:。
【小问6详解】
该过程中作为氧化剂将氧化为,在pH约为5的环境下与磷酸生成沉淀,结合电子守恒(1mol 得2mol电子,氧化2mol )和电荷守恒、原子守恒配平得到该反应的离子方程式:。
20. 在某催化加氢制的反应体系中,发生的主要反应有:
I.
II.
Ⅲ.
(1)同时有利于提高平衡产率和反应速率的是______(填字母)。
A.加入催化剂 B.增大压强 C.降低温度 D.升高温度 E.降低压强
(2)在一密闭钢瓶中通入和只发生反应Ⅲ,当生成和时放出______kJ的能量。
(3)在实际的生产过程中还会发生副反应,如IV.,若某温度下,反应I、Ⅱ的平衡常数分别为,则反应IV的平衡常数______(用含的表达式表示)。
(4)我国科学家在研究与的反应机理时发现,该反应有3个途径(如图甲)和,分别生成(反式)和(顺式),对应的中间状态分别为和。和的速率常数(一定温度时,反应物单位浓度时的反应速率)分别记为和,总反应的速率常数为温度范围内的速率常数变化如图乙。
①从能量变化来看,反应速率最快的是______(填“”“”或“”),原因是__________________。
②下列有关说法错误的是______(填答案标号)。
A.比和都稳定
B.在高温时,和会相互竞争
C.温度升高,3个反应的速率常数都减小
D.与存在多种反应机理,是主要反应
(5)用催化还原也可以消除氮氧化物的污染,其反应原理为:。一定温度下,在某恒定压强为p的密闭容器中充入物质的量相等的和,达到平衡状态后,物质的量分数为0.2。
①的转化率为______。
②该温度下此反应的平衡常数______(用含p的式子表示)。
【答案】(1)B (2)48.9
(3)
(4) ①. ②. 的活化能最低或的过渡态能量最低 ③. CD
(5) ①. 0.33或 ②.
【解析】
【小问1详解】
A.加入催化剂可以降低反应活化能,加快反应速率,但化学平衡不移动,甲醇的产率不变,A错误;
B.该反应是气体体积减小的反应,增大压强,反应速率加快,平衡向正反应方向移动,甲醇的产率增大,B正确;
C.降低温度,反应速率减慢,C错误;
D.升高温度,平衡向逆反应方向移动,甲醇的产率降低,D错误;
E.降低压强,反应速率减慢,故E错误;
故选B。
【小问2详解】
由盖斯定律可知,反应Ⅰ+反应Ⅱ=反应Ⅲ,则,则放出48.9 kJ的能量。
【小问3详解】
由盖斯定律可知,反应Ⅰ×2-反应Ⅱ=反应Ⅳ,则反应的平衡常数。
【小问4详解】
①从能量变化来看,从NO2+CH4转化为TS3时,正反应的活化能最小,所以反应速率最快的是R3,原因是:TS3的活化能最低或R3的过渡态能量最低。
②A.从图中可以看出,trans-HONO所具有的能量低于HNO2和cis-HONO,所以trans-HONO比HNO2和cis-HONO都稳定,A正确;
B.在高温时,TS1和TS3能量接近,反应速率常数相近且都随温度的升高而增大,所以R1和R3会相互竞争,B正确;
C.从图乙中可以看出,降低温度,3个反应的速率常数都减小,则温度升高,3个反应的速率常数都增大,C错误;
D.从图甲、乙中可看出,TS3的活化能最小,速率常数最大,则CH4与NO2存在多种反应机理,R3是主要反应,D错误;
故选CD。
【小问5详解】
一定温度下,在某恒定压强为p的密闭容器中充入物质的量相等的NO、NO2和NH3(设各为1 mol),发生反应,达到平衡状态后,N2的摩尔分数为0.2。设参加反应NO2物质的量为x mol,则可建立如下三段式:
则,。
①NO2的转化率为0.33或。
②平衡时各气体的物质的量分别为:NO为,NO2为,NH3为,N2为,H2O为,总物质的量为。各气体的分压分别为:,,,,。该温度下此反应的平衡常数。
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