精品解析:福建龙岩市武平县第一中学2025-2026学年高二上学期第三次阶段测试 化学试题
2026-09-03
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内容正文:
武平一中2025-2026学年第一学期
第三次质量检测高二化学试题
考试时间:75分钟 总分:100分
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Ni-59
一、选择题(本大题共14小题,每小题3分,共计42分。每小题只有一项是符合题目要求的)
1. “国之重器”之一——曾侯乙编钟,是战国早期的青铜编钟,主要由铜锡合金冶炼铸造而成,至今保存完好。下列说法不正确的是
A. 铜比锡青铜更易腐蚀
B. 在自然环境中,锡青铜中的铜可对锡起保护作用
C. 青铜文物在潮湿环境中的腐蚀比在干燥环境中快
D. 锡青铜表面生成覆盖物的过程属于电化学腐蚀
2. 下列说法正确的是
A. 同温同压下,,在光照和点燃条件的不同
B. 当反应放出热量时,转移电子数为
C. ,则
D. 氢气的标准燃烧热为,则
3. 氯元素具有多种化合价,可形成、、、和等离子,在一定条件下能发生相互转化。在新型催化剂作用下,氧化HCl可获得对于该反应下列说法正确的是
A. 该反应
B. 4mol HCl与反应转移电子数约为
C. 的使用能降低该反应的焓变
D. 反应的平衡常数
4. 将等物质的量的、混合于的恒容密闭容器中,发生反应,经后测得的浓度为,且。内以表示的平均反应速率,下列说法错误的是
A. 内
B. 反应过程中,容器内混合气体的总物质的量在增大
C. 反应过程中,A的转化率始终小于B的转化率
D. 起始时,A的物质的量为1.5 mol
5. 下列说法正确且能证明HCN是弱电解质的是
A. 常温下,pH=4的溶液与pH=10的溶液等体积混合后溶液呈酸性
B. 常温下,用溶液做导电性实验,灯泡很暗
C. 等体积、等浓度的、溶液分别与足量反应,消耗的多
D. 等体积、等浓度的、溶液稀释相同倍数,的大
6. 下列有关水及水溶液的说法正确的是
A. 常温下,的草酸与的氢氧化钾溶液中水的电离程度相同
B. 常温下,向水中加入少量增大,水的电离平衡逆向移动,变小
C. 时,的溶液中,
D. 稀醋酸加水稀释的过程中,醋酸的电离度逐渐增大逐渐增大
7. 向某恒容密闭容器中充入和一定量,发生反应:,在不同温度下测得的物质的量分数随时间变化如表所示:
时间
0
20
40
60
80
100
0
0.50
0.72
0.75
0.75
0.75
0
0.48
0.68
0.76
0.80
0.80
下列说法正确的是
A.
B.
C. 该反应的平衡常数表达式为
D. 增大的浓度和使用催化剂均可提高的平衡转化率
8. 一定条件下 。向2L恒温恒容密闭容器中充入1mol和3mol,在两种不同催化剂作用下建立平衡,的转化率随时间的变化曲线如图。下列说法错误的是
A. 该反应的活化能:过程Ⅱ>过程Ⅰ
B. 过程Ⅰ,时刻改变的反应条件可能是升高温度
C. 过程Ⅱ,时段的化学反应速率
D. 过程Ⅱ,时刻向容器中再充入1mol和3mol,平衡后的转化率大于80%
9. 中国是世界上最大的合成氨生产国之一,合成氨反应原理: ,其反应流程如图所示。下列说法错误的是
A. 理论上合成氨在低温高压的条件下的产率最高
B. 使用催化剂,可提高合成氨的生成速率和平衡产率
C. 及时分离出液氨,可提高原料的利用率
D. 工业合成氨一般选择的重要原因是考虑催化剂的活性
10. 为有效降低汽车尾气污染物的排放,我国科研人员研究出某反应可有效将污染物进行转化。在一定条件下,该反应经历三个基元反应,每个反应的历程如图所示(TS表示过渡态且图中物质均为气态),下列说法正确的是
A. 该反应过程中只涉及极性键的断裂与形成
B. 该化学反应的速率主要由反应②决定
C. 该过程的总反应为
D. 采用高温条件,可加快反应速率,降低平衡转化率
11. 下列图象中可用来表示 的正确图象是
A. B.
C. D.
12. 以熔融碳酸盐燃料电池为电源模拟在塑料制品上镀镍的装置如图所示。
已知:①电镀液的配方:、、、
②催化重整反应:
下列说法错误的是
A. 电镀时电极与电极相连
B. 电镀液中的作用是为了增强溶液的导电能力
C. 电极上发生的电极反应式为
D. 当电极上析出镍时,理论上电极消耗的体积为
13. 常温下,下列有关氨水的说法正确的是
A. 等物质的量浓度的氨水与溶液,导电能力相同
B. 往氨水中加水稀释,逐渐减小
C. 均为10的氨水与溶液中,相等
D. 的氨水与的盐酸等体积混合后溶液显酸性
14. 下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是
①的溶液中:
②室温下,由水电离出的的溶液中:
③加入能放出的溶液中:
④无色溶液中:
⑤有较多的溶液中:
⑥酸性溶液中:
A. ①② B. ③⑥ C. ②④ D. ③⑤
二、非选择题(本大题共4小题,每空2分,共计58分)
15. ①、②冰醋酸、③、④饱和食盐水、⑤、⑥、⑦Cu、⑧液态HCl、⑨氨水、⑩胆矾晶体都是生活中常见的化学物质。
(1)上述物质中属于弱电解质的是___________(填序号),能导电的是___________(填序号)。
(2)常温下加水稀释,下列表达式的数值一定变小的是___________(填字母)。
A. B.
C. D.
(3)向溶液中加入过量溶液,充分反应后所得溶液中溶质经测定化学式为。则为_________元酸,如为弱酸,其第一步电离方程式为_____________。
(4)某温度下,溶液与硫酸溶液等体积混合后,_____。
(5)在时,取的溶液和的溶液混合后,溶液,忽略混合后溶液体积的变化,若,则________。
16. Ⅰ液流电池储能容量大,使用寿命长。下图为钒液流电池的结构及充电时工作原理示意图。
已知:酸性溶液中钒的存在形式及颜色
离子种类
颜色
黄色
蓝色
绿色
紫色
回答下列问题:
(1)充电完成时,阳极溶液的颜色是_____________,该电极的电极反应式为_____________。
(2)若用碱性氢氧燃料电池做电源,电源负极反应式为_____________。
Ⅱ研究发现,电催化和含氮物质在常温常压下合成尿素[],有助于实现碳中和及解决含氮废水污染问题。向一定浓度的溶液中通至饱和,在电极上反应生成尿素,电解原理如图所示,回答下列问题。
(3)①图中离子交换膜为_____(填“阴离子”或“阳离子”)交换膜。
②B电极的电极反应式为___________。
③电解过程中,当B极产生(标准状况)时,A极生成尿素________g。
17. 实验试剂:0.6 mol/L溶液、0.2 mol/LKMnO4溶液、3 mol/L稀硫酸、蒸馏水。
Ⅰ某小组利用上述试剂来探究“浓度对溶液和酸性溶液反应速率的影响”,进行了如下实验。*表示溶液从混合至刚好褪为无色所需时间。
编号
室温下,试管中所加试剂用量/mL
t*/min
1
3.0
4.0
1.0
2.0
6.4
2
3.0
2.0
2.0
5.2
3
3.0
2.0
3.0
2.0
4.0
(1)表中的值为_________。
(2)已知反应使转化为,转化为,写出该反应的离子方程式_____________。
(3)根据实验3中数据计算,用浓度变化表示内的化学反应速率为_________。
(4)分析表中实验数据,可以得到的结论是_____________________________________________。
Ⅱ该小组甲同学查阅文献发现在线分光光度法可以实时监测浓度变化,借助该仪器分析方法可以更为直观准确地研究上述化学反应速率变化情况,测得随时间变化如图所示。
(5)针对上图中所示化学反应速率变快的现象,甲同学提出了以下假设,请完成假设2.
假设1:生成物中某种微粒具有催化作用;
假设2:__________________________________________________。
(6)为验证假设1是否成立,甲同学设计了如下实验方案,下表中加入的少量固体最优选择为__________(填化学式)。
编号
室温下,试管中所加试剂用量/mL
t*/min
加入少量固体
4
3.0
2.0
3.0
2.0
—
(7)若假设1成立,则的取值范围是_________。
18. Ⅰ.为了有效减少碳排放,我们可利用制备“合成气”(、)、甲醇、二甲醚等产品,进行资源化应用,用合成二甲醚有两种工艺。
工艺一:涉及以下主要反应:
反应a.甲醇的合成:;
反应b.逆水汽变换:;
反应c.甲醇脱水:。
工艺二:反应d:利用直接加氢合成。
(1)①反应a_____(填“高温”或“低温”)自发,反应d的热化学方程式为_________________;
②恒温恒容条件下,下列说法能判断反应a达到平衡的是_________(填字母)。
A.气体物质中碳元素与氧元素的质量比不变
B.容器内压强不变
C.容器内气体密度不变
D.混合气体的平均摩尔质量不变
(2)工艺一需先合成甲醇,在不同压强下,按照投料合成甲醇,实验测定的平衡产率随温度的变化关系如甲图所示,的平衡转化率随温度的变化关系如乙图所示。
①下列说法正确的是________。
A.
B.一定温度、压强下,提高平衡转化率的主要方向是寻找活性更高的催化剂
C.为了同时提高的平衡转化率和的平衡产率,选择低温、高压条件
D.工业上可以选择合适的催化剂来提高甲醇的选择性(已知:的选择性)
②图乙中,某温度时,三条曲线几乎交于一点的原因是_____________________________。
Ⅱ.一定条件下,与水蒸气反应生成和的热化学方程式为
(3)研究表明:上述反应平衡常数随温度的变化如下表所示:
温度/℃
400
500
800
平衡常数
15
9
5
若反应为500℃,和的起始浓度均为,则达到平衡时,的平衡转化率为_______________。
(4)在、条件下,将与混合气体充入密闭容器发生反应,反应过程中的物质的量浓度随时间的变化如图所示:
①在内,以表示的平均反应速率为_________。
②时该反应的平衡常数_________(压强代替浓度,分压=总压×物质的量分数)。
③平衡后,若向容器中再充入和,则再次平衡后容器内的压强与充入和前的压强比为_________。
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武平一中2025-2026学年第一学期
第三次质量检测高二化学试题
考试时间:75分钟 总分:100分
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Ni-59
一、选择题(本大题共14小题,每小题3分,共计42分。每小题只有一项是符合题目要求的)
1. “国之重器”之一——曾侯乙编钟,是战国早期的青铜编钟,主要由铜锡合金冶炼铸造而成,至今保存完好。下列说法不正确的是
A. 铜比锡青铜更易腐蚀
B. 在自然环境中,锡青铜中的铜可对锡起保护作用
C. 青铜文物在潮湿环境中的腐蚀比在干燥环境中快
D. 锡青铜表面生成覆盖物的过程属于电化学腐蚀
【答案】B
【解析】
【详解】A.锡青铜中锡比铜活泼,故在发生电化学腐蚀时,锡失电子保护铜,故铜比锡青铜更易腐蚀,故A正确;
B.由于锡比铜活泼,故在发生电化学腐蚀时,锡失电子保护铜,故B错误;
C.潮湿的环境将会加快金属的腐蚀速率,故C正确;
D.青铜是铜锡合金,在潮湿的环境下形成原电池,锡做负极,铜做正极,故生成Cu2(OH)3Cl是电化学腐蚀的过程,故D正确;
故选:B。
2. 下列说法正确的是
A. 同温同压下,,在光照和点燃条件的不同
B. 当反应放出热量时,转移电子数为
C. ,则
D. 氢气的标准燃烧热为,则
【答案】B
【解析】
【详解】A.只与反应物和生成的状态有关,与条件无关,故在光照和点燃条件的相同,A错误;
B.反应中电子转移为,则当反应放出4.6kJ热量时,消耗0.15molH2,转移电子0.3mol,数目为,B正确;
C.液态氟化氢的能量低于氟化氢气体,生成液态HF会放出更多的热量,焓变更小,故,C错误;
D.氢气的燃烧热为1mol氢气完全燃烧生成液态水放出的热量,则热化学方程式为或,D错误;
故选B。
3. 氯元素具有多种化合价,可形成、、、和等离子,在一定条件下能发生相互转化。在新型催化剂作用下,氧化HCl可获得对于该反应下列说法正确的是
A. 该反应
B. 4mol HCl与反应转移电子数约为
C. 的使用能降低该反应的焓变
D. 反应的平衡常数
【答案】A
【解析】
【详解】A.对于该反应,生成物气体分子总数小于反应物气体分子总数,即∆S<0, A正确;
B.由于该反应为可逆反应,4mol HCl与1molO2混合时,参加反应的HCl的物质的量小于4mol,则反应转移电子数小于,B不正确;
C.为该反应的催化剂,催化剂只能降低反应的活化能,但不能改变反应的焓变,所以的使用不改变该反应的焓变,C不正确;
D.由于反应物和生成物都呈气态,所以反应的平衡常数,D不正确;
故选A。
4. 将等物质的量的、混合于的恒容密闭容器中,发生反应,经后测得的浓度为,且。内以表示的平均反应速率,下列说法错误的是
A. 内
B. 反应过程中,容器内混合气体的总物质的量在增大
C. 反应过程中,A的转化率始终小于B的转化率
D. 起始时,A的物质的量为1.5 mol
【答案】D
【解析】
【分析】根据题干信息,假设起始投料,内以A表示的平均反应速率,即,利用三段式进行计算:,经2 min后,,则,,根据反应速率之比等于化学计量数之比,有,解得x=1,故反应为:据此分析。
【详解】A.根据分析及已知条件可计算,A正确;
B.根据分析可知,A的化学计量数为1,则该反应前后气体分子数变大,因此容器内混合气体的总物质的量变大,B正确;
C.A的转化量是B的二分之一,起始物质的量相同,故B的转化率始终是A的两倍,C正确;
D.通过三段式计算,起始时A的物质的量为,D错误;
答案选D。
5. 下列说法正确且能证明HCN是弱电解质的是
A. 常温下,pH=4的溶液与pH=10的溶液等体积混合后溶液呈酸性
B. 常温下,用溶液做导电性实验,灯泡很暗
C. 等体积、等浓度的、溶液分别与足量反应,消耗的多
D. 等体积、等浓度的、溶液稀释相同倍数,的大
【答案】A
【解析】
【详解】A.常温下,pH=4的HCN溶液与pH=10的NaOH溶液等体积混合后溶液呈酸性,说明HCN过量,其溶液浓度大于,证明HCN未完全电离,是弱电解质,A正确;
B.用溶液做导电性实验灯泡暗,只能说明溶液中的离子浓度小,但未明确溶液浓度,且无其他酸溶液对比,无法直接证明是弱电解质,且题目是证明HCN是弱电解质,B错误;
C.等浓度、等体积的、(二者物质的量相同)与足量NaOH反应,消耗的NaOH应相同,C错误;
D.等体积、等浓度的、溶液(二者溶质物质的量相同),稀释相同倍数时,溶液浓度仍然相等,而HCl(强酸)完全电离,部分电离,稀释后溶液中的:>,的小,D错误;
故选A。
6. 下列有关水及水溶液的说法正确的是
A. 常温下,的草酸与的氢氧化钾溶液中水的电离程度相同
B. 常温下,向水中加入少量增大,水的电离平衡逆向移动,变小
C. 时,的溶液中,
D. 稀醋酸加水稀释的过程中,醋酸的电离度逐渐增大逐渐增大
【答案】A
【解析】
【详解】A.常温下,pH=4的草酸溶液中c(H+)=10-4mol/L,pH=10的氢氧化钾溶液中c(OH-)=mol/L=10-4mol/L,水的电离程度相同,故A正确;
B.向水中加入少量NaHSO4(s),其溶于水后电离出H+,溶液中的c(H+)增大,水的电离平衡逆向移动,但温度不变,Kw不变,故B错误;
C.95℃时,水的电离程度增大,Kw增大,pH=13的NaOH溶液中,c(OH-)>0.1mol•L-1,故C错误;
D.稀醋酸加水稀释的过程中,醋酸的电离度逐渐增大,溶液中c(H+)逐渐减小,故D错误;
答案选A。
7. 向某恒容密闭容器中充入和一定量,发生反应:,在不同温度下测得的物质的量分数随时间变化如表所示:
时间
0
20
40
60
80
100
0
0.50
0.72
0.75
0.75
0.75
0
0.48
0.68
0.76
0.80
0.80
下列说法正确的是
A.
B.
C. 该反应的平衡常数表达式为
D. 增大的浓度和使用催化剂均可提高的平衡转化率
【答案】A
【解析】
【详解】A.从表中数据可以看出T1比T2先达到平衡,因此,故A正确;
B.,升高温度,C的平衡质量分数变小,平衡逆向移动,因此,故B错误;
C.该反应的平衡常数表达式为,故C错误;
D.催化剂不能影响平衡,因此使用催化剂不能提高B的平衡转化率,故D错误;
故选A。
8. 一定条件下 。向2L恒温恒容密闭容器中充入1mol和3mol,在两种不同催化剂作用下建立平衡,的转化率随时间的变化曲线如图。下列说法错误的是
A. 该反应的活化能:过程Ⅱ>过程Ⅰ
B. 过程Ⅰ,时刻改变的反应条件可能是升高温度
C. 过程Ⅱ,时段的化学反应速率
D. 过程Ⅱ,时刻向容器中再充入1mol和3mol,平衡后的转化率大于80%
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据图象,相同时间内过程I的α(CO2)比过程Ⅱ大,说明过程I反应速率快,且达到相同平衡状态,说明过程Ⅰ加入催化剂,降低反应的活化能,则活化能:过程Ⅱ>过程I,故A正确;
B.正反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,导致α(CO2)减小,与图象吻合,故B正确;
C.由图像数据可知,过程Ⅱ,时段的化学反应速率,故=,故C错误;
D.过程Ⅱ,时刻向容器中再充入1mol和3mol,相当于增大压强,平衡正向移动,平衡后的转化率大于80%,故D正确;
答案选C。
9. 中国是世界上最大的合成氨生产国之一,合成氨反应原理: ,其反应流程如图所示。下列说法错误的是
A. 理论上合成氨在低温高压的条件下的产率最高
B. 使用催化剂,可提高合成氨的生成速率和平衡产率
C. 及时分离出液氨,可提高原料的利用率
D. 工业合成氨一般选择的重要原因是考虑催化剂的活性
【答案】B
【解析】
【分析】制取原料气主要含有N2、H2,以及CO等杂质气体,净化时,除去杂质气体,防止催化剂中毒,将N2、H2经压缩机压缩成高压气体,在合成塔中发生反应:,及时分离出液氨,促进平衡正向移动,据此分析解题。
【详解】A.合成氨反应是分子数减小的放热反应,从平衡移动的角度分析理论上合成氨在低温高压的条件下的产率最高,A项正确;
B.使用催化剂,化学反应速率加快,但平衡不移动,氨气的平衡产率不变,故B错误;
C.及时分离出液氨,生成物氨气的浓度减小,平衡向正反应方向移动,反应物的转化率增大,原料的利用率增大,故C正确;
D.工业合成氨一般选择400~500°C的重要原因是考虑催化剂的活性,500°C左右催化剂活性最强,故D正确;
故选B。
10. 为有效降低汽车尾气污染物的排放,我国科研人员研究出某反应可有效将污染物进行转化。在一定条件下,该反应经历三个基元反应,每个反应的历程如图所示(TS表示过渡态且图中物质均为气态),下列说法正确的是
A. 该反应过程中只涉及极性键的断裂与形成
B. 该化学反应的速率主要由反应②决定
C. 该过程的总反应为
D. 采用高温条件,可加快反应速率,降低平衡转化率
【答案】D
【解析】
【详解】A.从3个反应历程分析,该反应过程中不仅涉及极性键的断裂与形成,还涉及非极性键()的形成,A项错误;
B.比较3个反应历程的活化能可知,反应①的活化能最大,反应速率最慢,是总反应的决速步骤,B项错误;
C.结合3个反应历程的相对能量差可知,反应①②③的分别为、、,则总反应为,C项错误;
D.由选项C分析可知,总反应为放热反应,采用高温条件可加快反应速率,但会降低平衡转化率,D项正确;
答案选D。
11. 下列图象中可用来表示 的正确图象是
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】A.该反应是放热反应,温度升高,平衡逆向移动,C的百分含量减少,A图错误;
B.随着温度的升高,正逆反应速率都应该增大,B图错误;
C.达平衡后,增大压强,正逆反应速率都增大,由于该反应是气体分子数减小的反应,增大压强,平衡正向移动,v正增长更快,C图错误;
D.恒温条件下,增大压强平衡正向移动,反应物的转化率增大,图象显示正确,恒压条件下,升高温度平衡逆向移动,反应物的转化率减小,图象显示正确,D图正确;
故答案选D。
12. 以熔融碳酸盐燃料电池为电源模拟在塑料制品上镀镍的装置如图所示。
已知:①电镀液的配方:、、、
②催化重整反应:
下列说法错误的是
A. 电镀时电极与电极相连
B. 电镀液中的作用是为了增强溶液的导电能力
C. 电极上发生的电极反应式为
D. 当电极上析出镍时,理论上电极消耗的体积为
【答案】D
【解析】
【分析】根据左图分析,电极b通入氧气,氧气在原电池反应中得到电子,所以通入氧气的b极是电池的正极;电极a通入CO和H2,生成产物是CO2和H2O,均失去电子,所以电极a是负极。右图属于电镀,电极c是镀层金属镍,作阳极;电极d是镀件,作阴极,据此分析。
【详解】A.电极a为熔融碳酸盐燃料电池的负极,电镀时塑料制品作阴极(电极d),阴极需连接电源负极,因此电极a与电极d相连,A正确;
B.电离出的和均不参与电极反应,可增大溶液中离子浓度,增强溶液导电能力,B正确;
C.催化重整反应生成和的物质的量之比为1:3,1 mol 失去2mol ,3 mol 共失去6 mol ,总失电子数为8 mol,结合熔融电解质中的反应生成和,该电极反应式满足电荷守恒、原子守恒,C正确;
D.析出的物质的量,转移电子物质的量为,按比例理论上消耗的物质的量为,但选项未注明为标准状况,无法确定体积为,D错误;
故答案为D。
13. 常温下,下列有关氨水的说法正确的是
A. 等物质的量浓度的氨水与溶液,导电能力相同
B. 往氨水中加水稀释,逐渐减小
C. 均为10的氨水与溶液中,相等
D. 的氨水与的盐酸等体积混合后溶液显酸性
【答案】C
【解析】
【详解】A.电荷量相同时,离子浓度越大导电能力越强,NH3·H2O是弱碱,在水溶液中不能完全电离,NaOH是强碱,在水溶液中能完全电离,等物质的量浓度的氨水与NaOH溶液,后者导电能力更强,A错误;
B.往氨水中加水稀释,减小,电离平衡常数是定值,则逐渐增大,B错误;
C.pH均为10的氨水与溶液中,相等,则相等,C正确;
D.NH3·H2O是弱碱,在水溶液中不能完全电离,的氨水与的盐酸中,氨水的浓度大于盐酸,则的氨水与的盐酸等体积混合后溶液显碱性,D错误;
故选C。
14. 下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是
①的溶液中:
②室温下,由水电离出的的溶液中:
③加入能放出的溶液中:
④无色溶液中:
⑤有较多的溶液中:
⑥酸性溶液中:
A. ①② B. ③⑥ C. ②④ D. ③⑤
【答案】A
【解析】
【详解】①的溶液显碱性,在碱性溶液中可以大量共存,①选;
②室温下,由水电离出的的溶液可能显酸性或碱性,在酸性和碱性条件下均可以大量共存,②选;
③加入能放出的溶液可能显酸性或碱性,在碱性溶液中不能大量存在,③不选;
④均为有色离子,④不选;
⑤和发生络合反应,和发生双水解反应,不能大量存在,⑤不选;
⑥酸性溶液中具有氧化性,Fe2+、I-具有还原性,会发生氧化还原反应,不能大量存在,氯离子也具有还原性,和高锰酸根离子不能大量共存,⑥不选;
故选A。
二、非选择题(本大题共4小题,每空2分,共计58分)
15. ①、②冰醋酸、③、④饱和食盐水、⑤、⑥、⑦Cu、⑧液态HCl、⑨氨水、⑩胆矾晶体都是生活中常见的化学物质。
(1)上述物质中属于弱电解质的是___________(填序号),能导电的是___________(填序号)。
(2)常温下加水稀释,下列表达式的数值一定变小的是___________(填字母)。
A. B.
C. D.
(3)向溶液中加入过量溶液,充分反应后所得溶液中溶质经测定化学式为。则为_________元酸,如为弱酸,其第一步电离方程式为_____________。
(4)某温度下,溶液与硫酸溶液等体积混合后,_____。
(5)在时,取的溶液和的溶液混合后,溶液,忽略混合后溶液体积的变化,若,则________。
【答案】(1) ①. ② ②. ④⑦⑨ (2)A
(3) ①. 二 ②.
(4)10 (5)
【解析】
【小问1详解】
弱电解质必须是水溶液中部分电离的化合物;②冰醋酸是弱酸,属于弱电解质;
④饱和食盐水和⑨氨水是混合物,既不是电解质也不是非电解质。物质导电的前提是含有自由移动的离子或电子;④饱和食盐水和⑨氨水中有自由移动的离子,⑦铜中有自由移动的电子,这三者均能导电;⑧液态 只有分子,不导电;答案为②;④⑦⑨;
【小问2详解】
醋酸加水稀释时,电离平衡 正向移动,但溶液体积增大的影响更大,导致溶液中 、 和 的浓度均减小。
A. 和 均减小,两者的乘积一定变小,符合题意;
B.该比值等于 ,因电离正向移动, 增大而 减小,故比值变大;
C.该表达式为醋酸的电离平衡常数 ,温度不变,常数不变;
D.稀释时 减小,因温度不变 不变,则 增大,故该比值变大;
答案选A;
【小问3详解】
1mol/L 的 溶液 1L 中含有1molH3PO3 ,加入过量 充分反应后生成 ,说明 1molH3PO3 最多只能中和 2molNaOH(即只能电离出 2molH+),因此 为二元酸。作为弱酸,其电离是分步进行的,第一步电离方程式为:;
【小问4详解】
混合前, 溶液中c(OH-)=0.12mol/L ,硫酸溶液中 c(H+)=0.05mol/L2=0.10mol/L 。等体积混合后,碱过量,反应后溶液中剩余的 c(OH-)==0.01mol/L。该温度下 ,则混合溶液中 c(H+)=,故 ;
【小问5详解】
时 。混合后溶液 ,说明强酸与强碱恰好完全中和,即 。 溶液中c(H+)=10-amol/L , 溶液中 c(OH-)= 。根据中和反应有:,化简得 。将 代入,得 。
16. Ⅰ液流电池储能容量大,使用寿命长。下图为钒液流电池的结构及充电时工作原理示意图。
已知:酸性溶液中钒的存在形式及颜色
离子种类
颜色
黄色
蓝色
绿色
紫色
回答下列问题:
(1)充电完成时,阳极溶液的颜色是_____________,该电极的电极反应式为_____________。
(2)若用碱性氢氧燃料电池做电源,电源负极反应式为_____________。
Ⅱ研究发现,电催化和含氮物质在常温常压下合成尿素[],有助于实现碳中和及解决含氮废水污染问题。向一定浓度的溶液中通至饱和,在电极上反应生成尿素,电解原理如图所示,回答下列问题。
(3)①图中离子交换膜为_____(填“阴离子”或“阳离子”)交换膜。
②B电极的电极反应式为___________。
③电解过程中,当B极产生(标准状况)时,A极生成尿素________g。
【答案】(1) ①.
黄色 ②.
(2)
(3) ①.
阳离子 ②.
③.
【解析】
【分析】I.充电时,阳极发生氧化反应。根据图示,电子从电极a流出,故a极为阳极,b为阴极。
II.B极水失电子生成和,发生氧化反应,为阳极;A为阴极。
【小问1详解】
阳极上失去电子被氧化为,电极反应式为。充电完成时,阳极溶液中主要存在,根据表格信息可知其颜色为黄色。
【小问2详解】
碱性氢氧燃料电池中,负极通入氢气,发生氧化反应。在碱性条件下,氢气失去电子并结合生成水,电极反应式为。
【小问3详解】
①B极的水失电子生成氧气,反应为,B室生成氢离子。A极发生还原反应,在酸性条件下配平得:。A极反应消耗氢离子,B室生成的氢离子通过离子交换膜移向A室,因此该膜为阳离子交换膜;
②图中B极为阳极,水失电子生成氧气,配平得;
③B极每生成1 mol氧气转移4 mol电子,A极每生成1 mol尿素消耗16 mol电子,则:
。
尿素的摩尔质量为60 g/mol,所以:
。
17. 实验试剂:0.6 mol/L溶液、0.2 mol/LKMnO4溶液、3 mol/L稀硫酸、蒸馏水。
Ⅰ某小组利用上述试剂来探究“浓度对溶液和酸性溶液反应速率的影响”,进行了如下实验。*表示溶液从混合至刚好褪为无色所需时间。
编号
室温下,试管中所加试剂用量/mL
t*/min
1
3.0
4.0
1.0
2.0
6.4
2
3.0
2.0
2.0
5.2
3
3.0
2.0
3.0
2.0
4.0
(1)表中的值为_________。
(2)已知反应使转化为,转化为,写出该反应的离子方程式_____________。
(3)根据实验3中数据计算,用浓度变化表示内的化学反应速率为_________。
(4)分析表中实验数据,可以得到的结论是_____________________________________________。
Ⅱ该小组甲同学查阅文献发现在线分光光度法可以实时监测浓度变化,借助该仪器分析方法可以更为直观准确地研究上述化学反应速率变化情况,测得随时间变化如图所示。
(5)针对上图中所示化学反应速率变快的现象,甲同学提出了以下假设,请完成假设2.
假设1:生成物中某种微粒具有催化作用;
假设2:__________________________________________________。
(6)为验证假设1是否成立,甲同学设计了如下实验方案,下表中加入的少量固体最优选择为__________(填化学式)。
编号
室温下,试管中所加试剂用量/mL
t*/min
加入少量固体
4
3.0
2.0
3.0
2.0
—
(7)若假设1成立,则的取值范围是_________。
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)
其他条件相同时,溶液浓度越大,反应速率越快
(5)
该反应为放热反应,溶液温度升高使反应速率加快
(6)
(7)
【解析】
【分析】该实验首先是利用控制变量法探究浓度对反应速率的影响,需要保证其他因素相同;后续对反应速率先变大后变小的原因进行探究,最终认为是生成物具有催化作用加快了反应速率,由此解答;
【小问1详解】
根据控制变量法的原则,各组实验混合后溶液的总体积应保持一致。实验1的总体积为,则实验2的总体积也应为,故;
【小问2详解】
反应中被还原为,锰元素化合价由降至;被氧化为,碳元素化合价由升至,根据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒,可写出该反应的离子方程式:;
【小问3详解】
实验3中,混合后的初始浓度为,在内,完全反应,其反应速率,根据速率之比等于化学计量数之比,;
【小问4详解】
对比实验1、2、3的数据可知,在其他条件相同时,随着溶液浓度增大,溶液褪色所需时间逐渐缩短,说明随着溶液浓度越大,反应速率越快;
【小问5详解】
图像显示的浓度先缓慢下降,然后迅速下降,最后又缓慢下降,可知反应速率先逐渐加快后减慢,反应初期速率加快的原因,除了可能是生成物(如)的催化作用外,还可能是因为该反应为放热反应,随着反应进行,溶液温度升高,从而使反应速率加快;
【小问6详解】
假设1认为是生成物起催化作用,该反应的生成物中含有,为了验证的催化作用,应向反应体系中加入含有的可溶性盐,且不能引入具有还原性或氧化性的阴离子干扰实验,故最优选择为加入少量的固体;
【小问7详解】
实验4与实验3的各试剂用量完全相同,若假设1成立,即加入的起到了催化作用,则实验4的反应速率会比实验3更快,褪色所需时间更短,已知实验3耗时,故。
18. Ⅰ.为了有效减少碳排放,我们可利用制备“合成气”(、)、甲醇、二甲醚等产品,进行资源化应用,用合成二甲醚有两种工艺。
工艺一:涉及以下主要反应:
反应a.甲醇的合成:;
反应b.逆水汽变换:;
反应c.甲醇脱水:。
工艺二:反应d:利用直接加氢合成。
(1)①反应a_____(填“高温”或“低温”)自发,反应d的热化学方程式为_________________;
②恒温恒容条件下,下列说法能判断反应a达到平衡的是_________(填字母)。
A.气体物质中碳元素与氧元素的质量比不变
B.容器内压强不变
C.容器内气体密度不变
D.混合气体的平均摩尔质量不变
(2)工艺一需先合成甲醇,在不同压强下,按照投料合成甲醇,实验测定的平衡产率随温度的变化关系如甲图所示,的平衡转化率随温度的变化关系如乙图所示。
①下列说法正确的是________。
A.
B.一定温度、压强下,提高平衡转化率的主要方向是寻找活性更高的催化剂
C.为了同时提高的平衡转化率和的平衡产率,选择低温、高压条件
D.工业上可以选择合适的催化剂来提高甲醇的选择性(已知:的选择性)
②图乙中,某温度时,三条曲线几乎交于一点的原因是_____________________________。
Ⅱ.一定条件下,与水蒸气反应生成和的热化学方程式为
(3)研究表明:上述反应平衡常数随温度的变化如下表所示:
温度/℃
400
500
800
平衡常数
15
9
5
若反应为500℃,和的起始浓度均为,则达到平衡时,的平衡转化率为_______________。
(4)在、条件下,将与混合气体充入密闭容器发生反应,反应过程中的物质的量浓度随时间的变化如图所示:
①在内,以表示的平均反应速率为_________。
②时该反应的平衡常数_________(压强代替浓度,分压=总压×物质的量分数)。
③平衡后,若向容器中再充入和,则再次平衡后容器内的压强与充入和前的压强比为_________。
【答案】(1) ①. 低温 ②. ③. BD
(2) ①. CD ②. 该温度下,反应b(逆水汽变换)占主导,反应b是气体分子数不变的反应,压强改变对其平衡无影响,因此不同压强下CO2的平衡转化率相同
(3)75% (4) ①. ②. 0.05 ③. 2
【解析】
【小问1详解】
① 反应a的,且反应为气体分子数减小的反应,熵变,根据自发反应判据,低温下,因此低温自发;根据盖斯定律,将反应a×2 + 反应c即可得到反应d的热化学方程式 ;
② A.初始投料已确定碳、氧元素质量比,全程保持不变,不能判断平衡,A不符合题意;
B.反应前后气体分子数不等,恒温恒容下压强不变说明各物质浓度不再变化,达到平衡,B符合题意;
C.恒温恒容时气体总质量、容器体积均不变,密度全程恒定,不能判断平衡,C不符合题意;
D.混合气体总质量不变,反应前后气体总物质的量不等,平均摩尔质量不变说明气体总物质的量不再变化,达到平衡,D符合题意;
故选BD。
【小问2详解】
①A.反应a是气体分子数减小的反应,压强越大甲醇平衡产率越高,因此压强关系应为,A错误;
B.催化剂只能改变反应速率,不影响平衡转化率,B错误;
C.反应a为放热反应,且为气体分子数减小的反应,低温对反应a的正向有利,高压也能促进反应a正向移动,可同时提高CO2平衡转化率和甲醇产率,C正确;
D.合适的催化剂可以选择性加快生成甲醇的反应速率,抑制副反应,提高甲醇选择性,D正确;
故选CD;
②反应a(合成甲醇)为放热反应,反应b(逆水汽变换)为吸热反应,高温下反应a(合成甲醇)被抑制,反应b(逆水汽变换)占主导,反应b的气体反应物、生成物总分子数相等,压强变化不会使平衡移动,因此不同压强下CO2平衡转化率相同,三条曲线交于一点。
【小问3详解】
设CO转化浓度为x,列三段式:500℃时平衡常数,解得,CO平衡转化率为。
【小问4详解】
①在0~2min内Δc(CO2)=0.02 mol/L,根据反应计量关系Δc(CO)=Δc(CO2)=0.02 mol/L,因此;
②T℃下平衡时CO2的浓度为0.02 mol/L,容器体积为,则平衡时各物质的物质的量为n(CO)=(0.1-0.02)=0.08 mol,n(H2O)=(0.12-0.02)=0.1mol,n(CO2)=n(H2)=0.02 mol,总物质的量为0.22 mol;由于反应前后气体分子数相等,分压的比值等于物质的量的比值,总压可约去,代入;
③该反应是气体分子数不变的反应,平衡移动前后体系总物质的量始终等于初始投料总和;原平衡总物质的量为0.22mol,再充入和后总物质的量变为0.22+0.2+0.02=0.44mol;恒温恒容条件下,体系压强与气体总物质的量成正比,因此新平衡压强与原平衡压强之比为。
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