内容正文:
2025-2026学年上学期高二化学学科阶段性作业
(考试时间:75分钟 满分:100分)
注意事项:
1.答题前,务必在答题卡和答题卷规定的地方填写自己的姓名、准考证号和座位号后两位。
2.答题时,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,再选涂其他答案标号。
3.答题时,必须使用0.5毫米的黑色墨水签字笔在答题卷上书写,要求字体工整、笔迹清晰。作图题可先用铅笔在答题卷规定的位置绘出,确认后再用0.5毫米的黑色墨水签字笔描清楚。必须在题号所指示的答题区域作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上答题无效。
4.考试结束,务必将答题卡和答题卷一并上交。
可能用到的相对原子质量: H—1 C—12 Na—23S—32 Mg—24 Fe—56
一、选择题(本题共14小题,每小题3分,共42分。在给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1. 化学与社会、科学、技术、环境密切相关。下列说法错误的是
A. 郑州黄河铁路大桥是中国第一座横跨黄河的铁路桥,将大桥的桥墩钢铁与外接电源负极相连可减缓桥梁的腐蚀
B. 利用反应:制氢,单位时间内,使用纳米CaO(催化剂)比微米CaO产率更高
C. “天宫课堂”实验:乙酸钠过饱和溶液结晶形成温热“冰球”,该过程发生吸热反应
D. CO会与血红蛋白结合,使人中毒,将CO中毒者放入高压氧舱中解毒,其解毒原理符合平衡移动原理
【答案】C
【解析】
【详解】A.将钢铁桥墩与外接电源负极相连属于外加电流的阴极保护法,可减缓钢铁腐蚀,A正确;
B.纳米CaO催化剂比微米CaO的比表面积大,单位时间内,纳米CaO催化剂表面可以吸附更多反应物,产率更高,B正确;
C.乙酸钠过饱和溶液结晶形成温热“冰球”,该过程为放热过程,C错误;
D.高压氧舱通过提高O2浓度,促使血红蛋白与CO的结合平衡逆向移动,符合勒夏特列原理,D正确;
故答案为C。
2. 铜催化下,由CO2电合成正丙醇的关键步骤如图所示。下列说法错误的是
A. I到Ⅱ的过程中发生还原反应 B. Ⅱ到Ⅲ的过程中有极性键生成
C. Ⅳ的示意图为 D. 催化剂Cu可降低反应热
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图可知,Ⅰ到Ⅱ的过程中消耗了氢离子和得到电子,属于还原反应,A正确;
B.Ⅱ到Ⅲ的过程中生成了一根C-H键,如图,有极性键生成,B正确;
C.Ⅱ到Ⅲ的过程中生成了一根C-H键,由Ⅲ结合氢离子和电子可知,Ⅲ到Ⅳ也生成了一根C-H键,Ⅳ到Ⅴ才结合CO,可知Ⅳ的示意图为,C正确;
D.催化剂可改变活化能,加快反应速率,不能改变反应热,D错误;
故选D。
3. 下列说法错误的是
A. 和都是正四面体形分子,但后者键角更大
B. 有机物中,σ键和π键的比例为8:1
C. 某元素气态基态原子的逐级电离能()依次为:738、1451、7733、10540、13630……,当它与氯气反应时生成物的化学式为
D. NCl3、H2O、CF4分子的价层电子对互斥模型都是四面体形
【答案】B
【解析】
【详解】A.是正四面体形分子,键角为60∘,为中心原子在体心的正四面体形分子,键角为109∘28′,后者键角更大,A正确;
B.分子中单键均为键,双键包含1个键和1个键,故分子中共有9个键、1个键,二者比例为,并非,B错误;
C.该元素第三电离能远大于第一、第二电离能,说明其最外层有2个电子,属于第ⅡA族元素,最高化合价为+2价,与氯气反应时生成物为,C正确;
D.中心价层电子对数为4,中心价层电子对数为,中心价层电子对数为,三者价层电子对互斥模型均为四面体形,D正确;
故答案选B。
4. 下列解释实验事实的方程式正确的是
A. 铅蓄电池放电时负极反应式:Pb−2eˉ=Pb2+
B. NaHCO3溶液水解:HCO+ H2OH3O++CO
C. “NO2球”浸泡在冷水中,颜色变浅:2NO2(g) N2O4(g) ΔH>0
D. 饱和Na2CO3溶液与CaSO4固体反应:CO(aq)+CaSO4(s) CaCO3(s)+SO(aq)
【答案】D
【解析】
【详解】A.铅蓄电池放电时电解质为硫酸,负极失电子后会与结合生成,正确负极反应为,选项忽略电解质环境,A错误;
B.选项给出的方程式为的电离方程式,溶液中水解的方程式为,B错误;
C.“球”浸泡在冷水中颜色变浅,说明降温时平衡正向移动,该反应为放热反应,,选项中与事实不符,C错误;
D.的溶解度小于,饱和溶液可实现沉淀转化,将转化为更难溶的,离子方程式书写正确,D正确;
答案选D。
5. 下列关于物质的结构或性质以及解释均正确的是
选项
物质的结构与性质
解释
A
在水中的溶解度比小
固体结构中存在氢键
B
用除去废水中的
具有很强的还原性
C
晚会舞台常用干冰制造烟雾效果
断裂键时吸收热量
D
焦炭可以从石英砂中置换出硅
碳的非金属性强于硅的非金属性
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.在水溶液中,碳酸氢根离子含有一个-OH,因此碳酸氢根离子之间可以形成氢键。两个碳酸氢根离子之间可以通过氢键发生“二聚”,甚至多个碳酸氢根离子可以通过氢键缔合成更大的离子。这种离子间的氢键作用使得碳酸氢根离子更加紧密地结合在一起,不易发生“溶剂化”而溶解,从而降低了碳酸氢钠的溶解度。相比之下,碳酸根离子虽然也能与水形成氢键,增加其溶解度,但碳酸根离子之间不形成氢键,因此不会像碳酸氢根离子那样紧密地结合在一起,所以碳酸钠的溶解度相对较大,A正确;
B.用除去废水中的,是因为电离的能与产生沉淀,其反应的离子方程式,B错误;
C.晚会舞台常用干冰制造烟雾效果,是常温常压下干冰会直接由固态升华为气态,这一过程需要吸收大量热量,使周围空气温度下降,其中水蒸气会因温度降低会液化成微小的水滴,是物理变化,没有断键的过程,C错误;
D. 焦炭可以从石英砂中置换出硅,发生反应:,在此反应中C表现出还原性,而不是非金属性,该反应能发生是因为CO是气体,从体系中逸出,利于反应的进行,D错误;
故答案选A。
6. 溶液中存在电离平衡:和。若对饱和溶液进行以下操作,对应的变化一定正确的是
A. 加大量水,平衡向右移动,溶液中所有离子浓度都减小
B. 通入过量气体,平衡向左移动,溶液增大
C. 加热,平衡向右移动,溶液减小
D. 加入少量硫酸铜固体,平衡向右移动,浓度减小
【答案】D
【解析】
【详解】A.加水稀释时,根据勒夏特列原理,电离平衡向右移动;但稀释该酸溶液时,根据水的离子积常数不变知,减小导致增大,故不是“所有离子浓度都减小”,A错误;
B.通入过量SO2后,发生反应,消耗H2S使电离平衡向左移动;但SO2溶于水形成H2SO3,增加了浓度,pH减小,B错误;
C.H2S电离为吸热过程,加热使平衡向右移动;但是加热可能降低H2S溶解度,促使硫化氢逸出,使溶液中的降低,最终导致溶液增大,C错误;
D.加入CuSO4后,发生反应:,使减小,导致平衡右移;同时减小间接使平衡右移,D正确;
故选D。
7. 有些反应进行得很慢,有些反应不容易直接发生,有些反应的生成物不纯等,给直接测量反应热造成了困难。利用盖斯定律可以间接地把它们的反应热计算出来。设计如图所示的循环过程,下列表述关系正确的是
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【解析】
【详解】根据盖斯定律,反应热只与始态和终态有关。对于NH4Cl(s)溶解为 (aq)和Cl⁻(aq),存在两条路径:①NH4Cl(s)→(ΔH1)→ (g)+Cl⁻(g)→(ΔH3,Cl⁻水合)+( ΔHx,水合)→ (aq)+Cl⁻(aq),总焓变为ΔH1+ΔH3+ΔHx;②NH4Cl(s)→(ΔH2)→ (aq)+ Cl⁻ (aq),故ΔH2=ΔH1+ΔH3+ΔHx(ΔHx为 (g)→ (aq)的焓变)。对 (NH4) 2SO4 (s)溶解为 (aq)和(aq),路径为① (NH4) 2SO4 (s)→(ΔH4)→ (g)+ (g)→(ΔHx,水合)+ ΔH6,水合)→产物,总焓变为ΔH4+ΔHx+ΔH6;② (NH4) 2SO4 (s)→(ΔH5)→产物,故ΔH5=ΔH4+ΔHx+ΔH6。联立两式消去ΔHx,得,A正确;
B.由上述推导可知,ΔH1+ΔH2+ΔH3与ΔH4+ΔH5+ΔH6不相等,B错误;
C.根据推导结果,ΔH1+ΔH3+ΔH4+ΔH6=ΔH2+ΔH5不成立,C错误;
D.根据推导结果,不成立,D错误;
故选A。
8. 实验室以废料(含少量)为原料制备的流程如下:
下列说法正确的是
A. “溶解”过程所使用的玻璃棒作用为“引流”
B. “沉铁”时需加入X调至可以是
C. 用溶液检验“滤液”中是否有
D. “氧化2”中参与反应的与物质的量之比为
【答案】B
【解析】
【分析】废料(含少量)溶解,加入稀硫酸和H2O2,将Fe2+氧化为Fe3+,加入X调节pH值使Fe3+沉淀为Fe(OH)3,滤液为CuSO4,为了不引入杂质,X可以是CuO或Cu(OH)2,Fe(OH)3用NaClO在NaOH碱性条件下氧化为Na2FeO4。
【详解】A.“溶解”过程所使用的玻璃棒的作用为搅拌,A错误;
B.根据分析,沉铁时不引入杂质,可以加入CuO与酸反应,X可以是CuO,B正确;
C.Fe3+检验用KSCN溶液,用溶液检验的是Fe2+,C错误;
D.根据方程式3+2+4NaOH=2Na2FeO4+3NaCl+5H2O可知,与物质的量之比为3:2,D错误;
答案选B。
9. 常温下,下列各组离子在相应条件下可能大量共存的是
A. 在的溶液中:、、、
B. 水电离的的溶液中:、、、
C. 加水稀释pH增大的溶液:Na+、、、ClO-
D. 遇甲基橙变红色的溶液中:、Mg2+、、
【答案】B
【解析】
【详解】A.的溶液呈碱性,会与反应生成沉淀,且与发生双水解反应,不能大量共存,A错误;
B.水电离的的溶液可能为强酸性或强碱性,若为强酸性,、、、之间不发生反应,可大量共存,符合“可能大量共存”的要求,B正确;
C.加水稀释pH增大的溶液为酸性溶液,会与结合生成弱电解质,不能大量共存,C错误;
D.遇甲基橙变红色的溶液为强酸性溶液,酸性条件下具有强氧化性,会与发生氧化还原反应,不能大量共存,D错误;
答案选B。
10. 近期,科学家合成出了一种化合物甲(如图所示),其中W、X、Y、Z为短周期元素且最高能层均有空的d轨道,Z的最外层电子数是X核外电子数的一半。下列说法错误的是
A. X、Y、Z的简单氢化物分子中键长最短的是H—X键
B. 正盐的水溶液显碱性
C. 化合物甲中X、Y原子均采取杂化
D. 电负性大小:
【答案】A
【解析】
【分析】首先推断元素:短周期元素最高能层有空d轨道,则均为第三周期元素;W形成+1价阳离子,为;X可形成4个共价键,为;Z的最外层电子数是X核外电子数(14)的一半,即最外层有7个电子,Z为;Y形成2个共价键,结合阴离子带1个负电荷,可知Y最外层有5个电子,为。即W、X、Y、Z分别为、、、。
【详解】A.X、Y、Z的简单氢化物分别为、、,同周期元素从左到右原子半径逐渐减小,故原子半径,键长随成键原子半径减小而缩短,因此键长最短的是()键,A错误;
B.正盐为,属于强碱弱酸盐,水解使水溶液显碱性,B正确;
C.化合物中X()的键数为4,无孤电子对,价层电子对数为4,采取杂化,Y()的键数为2,孤电子对数为,价层电子对数为4,采取杂化,C正确;
D.同周期主族元素从左到右电负性逐渐增大,故电负性,即,D正确;
故选A。
11. 利用电解原理实现乙烯高效合成环氧乙烷,电解装置如图所示:
已知:下列说法正确的是
A. 反应一段时间后,阴极区pH降低
B. Pt电极反应式为:
C. 生成1mol环氧乙烷,有1molCl-通过交换膜
D. 电解完成后,将阴极区和阳极区溶液混合后可得到环氧乙烷
【答案】D
【解析】
【分析】利用电解原理实现乙烯高效合成环氧乙烷,结合已知原理可知,Ni极为阴极,水放电发生还原反应生成氢气和氢氧根离子,2H2O+2e-=2OH-+H2↑;Pt极为阳极,氯离子发生氧化反应生成次氯酸:Cl-2e-+H2O=HClO+H+,次氯酸将乙烯转化为HOCH2-CH2Cl。HOCH2-CH2Cl和氢氧根离子反应生成环氧乙烷;
【详解】A.由分析可知,阴极区生成氢氧根离子,则溶液碱性增强,pH升高,A项错误;
B.由分析可知,Pt电极反应式为:Cl-2e-+H2O=HClO+H+,B项错误;
C.生成1mol环氧乙烷需要消耗1mol HClO,结合反应:Cl--2e-+H2O=HClO+H+,可知,阳极区需要2mol负电荷,则有2mol氯离子通过Cl-交换膜,C项错误;
D.由分析可知,阴极生成氢氧化钾,阳极生成HOCH2-CH2Cl,电解完成后,将阴极区和阳极区溶液混合后,HOCH2-CH2Cl和氢氧根离子反应生成环氧乙烷,D项正确。
答案选D。
12. 设NA为阿伏加德罗常数的值。下列叙述不正确的是
A. 常温下,1 LpH=5的FeCl3溶液中水电离出的氢离子数目为10-5NA
B. 体积为1 L的0.01 mol/L KAl(SO4)2溶液中阳离子数目大于0.02NA
C. 将7.8 g Na2S固体溶于水中配成溶液,溶液中含硫微粒总数为0.1 NA
D. 电解饱和食盐水过程中两极共产生22.4L气体,理论上转移电子数0.5NA
【答案】D
【解析】
【详解】A.水解促进水的电离,溶液中全部来自水的电离,pH=5时,1 L溶液中,故水电离出的氢离子数目为,A正确;
B.1 L 0.01 mol/L 溶液中,电离出和共0.02 mol,水解,阳离子数目增加,故总阳离子数目大于,B正确;
C.7.8 g 的物质的量为0.1 mol,根据硫元素守恒,溶液中、、的总物质的量为0.1 mol,故含硫微粒总数为,C正确;
D.题目未说明气体处于标准状况,无法确定22.4 L气体的物质的量,无法计算,D错误。
13. 与NaOH溶液反应会生成、、等物质。室温下,通过下列实验探究这些含磷化合物的性质。
实验
实验操作和现象
1
蘸取0.1溶液点在pH试纸上,;蘸取0.1溶液点在pH试纸上,
2
向0.1溶液中加入足量0.2溶液,生成白色沉淀,蘸取上层清液点在pH试纸上,
3
向中加入足量一定浓度的硫酸,生成和
4
向含有酚酞的0.1溶液中滴加0.1NaOH溶液,至溶液由无色变为浅红色
下列有关说法正确的是
A. 0.1溶液中存在:
B. 实验2中发生反应的离子方程式为
C. 可用实验3证明
D. 实验4的过程中可能存在
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据电荷守恒,A错误;
B.反应生成白色沉淀,则该沉淀为,浓度的减小促进了的电离,使得溶液中的c(H+)增大,溶液呈酸性,pH<7,反应的离子方程式为,B正确;
C.实验3发生的反应为+3H2SO4=3+2,由于磷酸钙和硫酸钙组成中阴阳离子个数比不同,沉淀类型不同,则不能通过实验3比较二者Ksp大小,C错误;
D.开始H3PO4过量,滴加NaOH先生成NaH2PO4,最后溶液为浅红色,说明溶液显碱性,溶质为Na2HPO4或者Na3PO4,无论哪种情况,由于电离和水解都是分步进行的,且越来越难,不可能存在,D错误;
故选B。
14. 利用乙醇进行水蒸气催化重整制氢可解决能源短缺问题,其反应如下。
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
在650℃、100 kPa条件下,乙醇的进料速率为100 ;水醇(水与乙醇)的进料速率比与气体平衡产量()的关系如图所示。当水醇进料比为7:1时,下列说法错误的是
A. 图中a线可能表示的平衡产量
B. a线表示的平衡产量,则乙醇的平衡转化率为90%
C. 反应Ⅲ的
D. 温度高于650℃时,的平衡产量略有下降是由于平衡逆向移动
【答案】A
【解析】
【详解】A.在650℃、100 kPa条件下,乙醇的进料速率为100 ;水醇(水与乙醇)的进料速率比与气体平衡产量()的关系如图,的量在减少,说明除发生反应Ⅰ和反应Ⅱ外,主要发生了反应Ⅲ,以生成氢气和二氧化碳为主,则图中a线表示的平衡产量,A错误;
B.水醇进料比为7:1时,CO的平衡产量为,的平衡产量为,根据C原子守恒得到消耗的乙醇为,则乙醇的平衡转化率为,B正确;
C.水醇比7:1时,水进料,反应Ⅱ消耗90 mol、反应Ⅲ消耗130 mol,剩余480 mol;总量为490 mol,为130 mol,CO为50 mol,根据,反应Ⅲ的,C正确;
D.固定水醇进料速率比为7:1,温度高于650℃时,氢气的平衡产量略有下降的原因为:当水醇进料速率比为7:1时,反应Ⅲ占主导且为放热反应,因此当温度高于650℃时,平衡会向逆反应方向移动,导致的平衡产量略有下降,D正确;
故选A。
二、非选择题(本大题共4题,共58分)
15. 采用氧化锰矿(主要含MnO2)和银锰精矿(主要含Ag2S、MnS、FeS2)联合回收Ag、Mn的工艺流程如图所示。
已知:①常温下,Ksp[Fe(OH)3]=10-38.6,Ksp[Mn(OH)2]=10-12.6;
②某离子浓度≤1×10-5mol·L-1时,可认为该离子沉淀完全。
回答下列问题:
(1)基态Mn2+含有_______________个未成对电子,其价层电子的自旋状态_______________(填“相同”或“不同”)。
(2)取少许浸锰液于试管中,滴加KSCN溶液,溶液变红色。浸锰渣中不含单质S,则“浸锰”过程中MnO2和FeS2反应时,氧化剂与还原剂的物质的量之比为_______________。
(3)“调pH”和“沉锰”过程温度均不能太高,原因是_______________。
(4)若浸锰液中c(Mn2+)=0.01 mol·L-1,则常温下,用氨水“调pH”的范围为_______________。
(5)“浸银”时,使用过量FeCl3、HCl和CaCl2的混合液作为浸出剂,将Ag2S中的银以[AgCl2]-的形式浸出,浸银渣的成分为_______________ (填化学式)。可以用过量铁粉“沉银”,沉银液中通入_______________ (填标号)并补充盐酸、CaCl2溶液可以循环利用。
A.Cl2 B.O2 C.SO2 D.H2S
【答案】(1) ①. 5 ②. 相同
(2)15:2 (3)温度过高,NH3·H2O和NH4HCO3会分解
(4)2.8≤pH<8.7 (或2.8~8.7)
(5) ①. S ②. AB
【解析】
【分析】原料为氧化锰矿(主要含MnO2)和银锰精矿(主要含Ag2S、MnS、FeS2)加入稀硫酸后,浸锰渣为Ag2S,浸锰液为硫酸铁和硫酸锰;Ag2S作为浸锰渣进行浸银环节,使用过量FeCl3、HCl和CaCl2的混合液作为浸出剂,将Ag2S中的银以[AgCl2]-的形式浸出,同时生成了浸银渣S;在浸银液中加入过量的铁粉使[AgCl2]-转化为Ag,获得粗银粉;浸锰液中加入氨水调节pH,使Fe3+转化为Fe(OH)3,成为滤渣;再向溶液中加入碳酸氢铵得到碳酸锰沉淀,由此解答;
【小问1详解】
基态Mn的核外电子排布为,失去2个电子形成后价层电子排布为,根据洪特规则,5个d电子分占5个不同的d轨道,未成对电子数为5,且所有未成对电子自旋状态相同。
【小问2详解】
该反应中是氧化剂,Mn从+4价降为+2价,每个得到2个电子;是还原剂,反应后生成(浸锰液加KSCN,溶液变红),且无单质S,Fe从+2价升为+3价、S从-1价升为+6价,每个共失去个电子。根据电子得失守恒,氧化剂与还原剂物质的量之比为。
【小问3详解】
调pH使用氨水,沉锰使用,二者热稳定性差,高温下会分解,降低其使用效率。
【小问4详解】
调pH需保证完全沉淀,同时不沉淀,沉淀完全时:,由得,,对应; 开始沉淀时:,由得,,对应。综上,“调pH”的范围为2.8≤pH<8.7。
【小问5详解】
被氧化时,转化为单质S进入浸银渣。 沉银时铁粉将还原为Ag,自身生成,为再生浸出剂的,需要通入氧化剂将氧化为:
A.可在酸性条件下将氧化为,且不引入杂质,A符合题意;
B.可在酸性条件下将氧化为,且不引入杂质,B符合题意;
C.为还原剂,不能将氧化为,C不符合题意;
D.为还原剂,不能将氧化为,D不符合题意;
故选AB。
16. 碘及其化合物有着多方面的用途,用化学反应原理研究碘及其化合物有重要意义。回答下列问题:
(1)一种“碘钟实验”是将浓度均为0.01 mol·L-1的、、KI、溶液及淀粉溶液混合,一定时间后溶液变为蓝色,某小组同学在室温下对该实验原理进行探究。资料:该实验的总反应为。
反应分两步进行,第ⅰ步:,
第ⅱ步:……
①第ⅱ步的离子方程式是_______________。
②为探究溶液变蓝快慢的影响因素,进行实验Ⅰ、实验Ⅱ(溶液浓度均为0.01mol·L-1)。
实验序号
溶液/mL
溶液/mL
溶液/mL
KI溶液(含淀粉)/mL
/mL
变蓝时间/min
实验Ⅰ
5
4
8
3
0
30
实验Ⅱ
x
2
8
y
2
40
实验Ⅱ中,x所对应的数值是_______________。对比实验Ⅰ、Ⅱ,可得出的实验结论是_______________。
(2)该小组又准备验证反应:存在限度,并探究外加试剂对该平衡的影响(已知:在中的溶解度大于在水溶液中的溶解度)。
a.从正反应方向探究。
实验1:取5 mL 0.01 mol·L-1KI溶液,加入2 mL 0.01 mol·L-1溶液(),溶液呈棕黄色,不再发生变化。
①_______________ (填实验操作与现象),可证实该反应存在限度。
②加入振荡,平衡向_______________ (填“正”或“逆”)反应方向移动。
b.从逆反应方向探究。
实验2:向碘水(含淀粉)溶液中加入酸性溶液,无明显变化,未检出。
③甲同学认为加入溶液可增大与的反应程度。甲同学依据的原理是_______________。
④验证:加入溶液,产生黄色沉淀,溶液蓝色褪去,能检出。
(3)该化学兴趣小组拟采用下述方法在室温条件下测定反应:的平衡常数:
已知:
①和不溶于,的密度大于水的密度。
②一定温度下,在和水的混合液体中,的浓度比值是一个常数,称为分配系数,用表示。室温条件下。
③实验中溶液体积的微小变化忽略不计。
上述实验中测得:上层液体中mol·L-1,下层液体中mol·L-1,结合上述信息以及实验数据,可知上层液体中_______________mol·L-1,计算室温条件下的平衡常数_______________。(保留三位有效数字)
【答案】(1) ①. ②. 5 ③. 其他条件不变,增大(或)浓度可以加快反应速率(答案合理均可)
(2) ①. 向其中加入KSCN溶液,出现红色(答案合理均可) ②. 正 ③. 可以与反应生成AgI沉淀,使平衡正向移动(答案合理均可)
(3) ①. 0.001 ②. 961
【解析】
【小问1详解】
第ii步反应为总反应减去第i步反应,总反应为,减去第i步反应,得到第ii步离子方程式为。
实验采用控制变量法,需保证、的物质的量不变,溶液总体积相同,实验Ⅰ总体积为,故实验Ⅱ总体积也为20mL,溶液体积与实验Ⅰ相同为3mL,因此。实验Ⅱ中体积更小,浓度更低,变蓝时间更长,故结论为其他条件不变,增大浓度可以加快反应速率。
【小问2详解】
①反应中过量,若反应存在限度,则溶液中仍有剩余,向其中加入溶液,出现红色,即可证明反应存在限度。
②加入振荡,被萃取进入,水相中浓度降低,平衡向正反应方向移动。
③电离出的可以与反应生成沉淀,使浓度降低,平衡正向移动,因此可以增大与的反应程度。
【小问3详解】
根据分配系数,下层中,因此上层液体中。
和不溶于,全部存在于上层10mL水相中,初始的物质的量为,平衡时上层液体中,则,根据元素守恒,平衡时水相中,,平衡常数。
17. 氨是化肥工业和有机化工的重要原料,合成氨工业在国民生产中有重要意义。以天然气为原料合成氨是生产氮肥的新方法,它具有污染小、成本低等优点,其流程如图1。
回答下列问题:
(1)已知工业合成氨反应为N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=-92.0kJ·mol-1。
查阅资料,可知N≡N键能为945.8kJ·mol-1,H—H键能为436kJ·mol-1,则N—H键能为_____________(保留两位小数)。
(2)工业上以CO2和NH3为原料在一定温度和压强下合成尿素,主要反应如下:
反应Ⅰ.2NH3(g)+CO2(g)=H2NCOONH4(l)
反应Ⅱ.H2NCOONH4(l)=CO(NH2)2(l)+H2O(l)
反应体系中还发生尿素的水解[CO(NH2)2(l)+H2O(g)2NH3(g)+CO2(g)]、尿素缩合生成缩二脲[2CO(NH2)2(l)H2NCONHCONH2(缩二脲,l)+NH3(g)]等副反应。尿素生产中实际投入NH3和CO2的物质的量之比为4:1,其实际投料比远大于理论值的原因是__________,__________。
(3)工业常用CH4(g)与H2O(g)重整制备H2(g)。一定条件下主要发生下列反应:
Ⅰ.CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)
Ⅱ.CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)
研究发现向重整反应体系中加入适量多孔CaO有利于提高H2的产率,理由__________________。
(4)一种以稀有金属(镧、钌和锆)为催化剂合成氨的机理如图2所示。该合成过程经过三步反应,其中活化能最高的步骤为__________(填“Ⅰ”、“Ⅱ”或“Ⅲ”)。
(5)在430℃、初始压强为140kPa的恒温、恒容条件下,平衡时NH3的体积分数随起始时投料比的变化如图3所示,则430℃时,a=_________,平衡时p(N2)=_________,该反应的Kp=______________kPa-2(用平衡压强代替平衡浓度计算,列出计算式)。
【答案】(1)kJ·mol-1
(2) ①. 提高的转化率 ②. 抑制尿素水解,抑制尿素缩合生成缩二脲,减少尿素的损耗
(3)会与反应ⅠⅠ生成的发生反应,促使反应ⅠⅠ的化学平衡向正反应方向移动,生成更多的并消耗;浓度的降低又进一步促使反应Ⅰ的化学平衡向正反应方向移动,再次生成
(4)Ⅰ (5) ①. 3 ②. ③.
【解析】
【小问1详解】
根据反应热与键能的关系:反应物总键能-生成物总键能。设键的键能为,则有:,解得,N—H键能为kJ·mol-1;
【小问2详解】
工业生产中,为了提高某种价格较高或较难转化的反应物的转化率,通常会加入过量的另一种反应物。在此反应中,增加的量可以使合成尿素的主反应平衡正向移动,从而提高的转化率。此外,根据题干信息,尿素的水解和缩合副反应的生成物中均含有,根据勒夏特列原理,体系中含有大量可以抑制尿素水解,抑制尿素缩合生成缩二脲,从而减少尿素的损耗;
【小问3详解】
体系中加入多孔后,会与反应ⅠⅠ生成的发生反应(),从而不断消耗。浓度降低,促使反应ⅠⅠ的化学平衡向正反应方向移动,生成更多的并消耗;浓度的降低又进一步促使反应Ⅰ的化学平衡向正反应方向移动,再次生成。因此,加入能显著提高的产率;
【小问4详解】
活化能是指化学反应发生所需要的最小能量。在合成氨的三个步骤中,步骤Ⅰ涉及分子的吸附和解离。由于分子中存在极其牢固的键,断裂该键需要吸收大量的能量,因此步骤Ⅰ是整个反应中活化能最高的一步(即决速步);
【小问5详解】
当反应物按化学方程式中的化学计量数之比投料时,平衡时生成物的体积分数达到最大。对于反应,当时,的体积分数最大,故;设起始时,,反应到达平衡时消耗了。列出三段式:,平衡时总物质的量为。已知平衡时的体积分数为,则,解得。恒温恒容条件下,气体的分压与物质的量成正比。起始总物质的量为,对应总压强为,即每摩尔气体对应的压强为。平衡时,故平衡时;同理可求得平衡时,。该反应的压力平衡常数。
18. 回答问题
(1)氟氢化钾(KHF2)属于弱酸酸式盐,易溶于水,可用于制备单质氟(F2)。基态F原子价层电子轨道表示式为____________,其同周期的元素中基态原子的未成对电子数与F相同的有____________ (填元素符号)。
(2)HF中存在两种作用力(如图所示),作用力a属于_________。(填序号)
A. 离子键 B. 共价键 C. 氢键 D. 范德华力
(3)下列关于KHF2溶液的说法不正确的是_________。(不定项)
A. KHF2溶液是电解质
B. 电离方程式为:KHF2=K++H++2F-
C. 存在等量关系:2c(K+)=2c(HF)+c(F-)+c(HF)
D. 与NaOH溶液发生的反应为:HF+OH-=2F-+H2O
(4)已知:25℃时,
①2HF(aq)H+(aq)+HF(aq) K1=3.3×10-3
②HF(aq)H+(aq)+F-(aq) K2=6.3×10-4
从平衡移动的角度,计算说明HF与KF反应能制备KHF2的理由____________。
(5)工业上采用电解熔融的KHF2与HF混合物的方法制备F2: 2KHF2(熔融)2KF+F2↑+H2↑,电解装置如下图所示。
其阴极反应式为____________。
(6)已知相关物质熔点如下表:
物质
KHF2
HF
KF
KHF2与HF混合物
熔点(℃)
239
-83.6
858
约60-70
随着电解的进行,为避免电解质熔点不断升高,需要定期补充的物质是_________。
A. KHF2 B. HF C. KF D. F2
(7)工业上不直接电解HF制备F2的原因为____________________________。
【答案】(1) ①. ②. Li、B (2)C (3)AB
(4),,由于平衡常数,说明该反应能较好地正向进行,故与混合能制备
(5) (6)B
(7)HF是共价化合物,熔融状态不导电
【解析】
【小问1详解】
原子的原子序数为9,其基态原子的电子排布式为,价层电子排布为,其价层电子轨道表示式为。基态原子的未成对电子数为1,同周期(第二周期)元素中,未成对电子数同样为1的基态原子有()和()。
【小问2详解】
由图可知,作用力存在于原子与电负性极强的原子之间,属于分子间作用力中的氢键,故选C。
【小问3详解】
A.溶液是混合物,既不是电解质也不是非电解质,A错误;
B.属于弱酸酸式盐,在水中完全电离出和,电离方程式应为,B错误;
C.根据物料守恒,溶液中K与F 的原子个数比为,即,C正确;
D.能与发生酸碱中和反应生成和,离子方程式为,D正确;
故选AB。
【小问4详解】
目标反应为。根据盖斯定律,该反应可由已知反应①-②得到,则其平衡常数。由于平衡常数,说明该反应能较好地正向进行,故与混合能制备。
【小问5详解】
电解时,阴极发生还原反应。根据总反应方程式可知,阴极是得到电子生成氢气和氟离子,结合电荷守恒和原子守恒,电极反应式为。
【小问6详解】
电解总反应为,随着反应进行,被消耗而生成。由表格数据可知的熔点远高于混合物的熔点,会导致电解质体系熔点不断升高。为了维持较低的熔点并继续电解,需要补充被消耗的(),故选B。
【小问7详解】
属于共价化合物,在纯液态(熔融状态)时主要以分子形式存在,几乎不发生电离,体系中缺乏自由移动的离子,因此不导电,无法直接通过电解液态制备。
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2025-2026学年上学期高二化学学科阶段性作业
(考试时间:75分钟 满分:100分)
注意事项:
1.答题前,务必在答题卡和答题卷规定的地方填写自己的姓名、准考证号和座位号后两位。
2.答题时,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,再选涂其他答案标号。
3.答题时,必须使用0.5毫米的黑色墨水签字笔在答题卷上书写,要求字体工整、笔迹清晰。作图题可先用铅笔在答题卷规定的位置绘出,确认后再用0.5毫米的黑色墨水签字笔描清楚。必须在题号所指示的答题区域作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上答题无效。
4.考试结束,务必将答题卡和答题卷一并上交。
可能用到的相对原子质量: H—1 C—12 Na—23S—32 Mg—24 Fe—56
一、选择题(本题共14小题,每小题3分,共42分。在给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1. 化学与社会、科学、技术、环境密切相关。下列说法错误的是
A. 郑州黄河铁路大桥是中国第一座横跨黄河的铁路桥,将大桥的桥墩钢铁与外接电源负极相连可减缓桥梁的腐蚀
B. 利用反应:制氢,单位时间内,使用纳米CaO(催化剂)比微米CaO产率更高
C. “天宫课堂”实验:乙酸钠过饱和溶液结晶形成温热“冰球”,该过程发生吸热反应
D. CO会与血红蛋白结合,使人中毒,将CO中毒者放入高压氧舱中解毒,其解毒原理符合平衡移动原理
2. 铜催化下,由CO2电合成正丙醇的关键步骤如图所示。下列说法错误的是
A. I到Ⅱ的过程中发生还原反应 B. Ⅱ到Ⅲ的过程中有极性键生成
C. Ⅳ的示意图为 D. 催化剂Cu可降低反应热
3. 下列说法错误的是
A. 和都是正四面体形分子,但后者键角更大
B. 有机物中,σ键和π键的比例为8:1
C. 某元素气态基态原子的逐级电离能()依次为:738、1451、7733、10540、13630……,当它与氯气反应时生成物的化学式为
D. NCl3、H2O、CF4分子的价层电子对互斥模型都是四面体形
4. 下列解释实验事实的方程式正确的是
A. 铅蓄电池放电时负极反应式:Pb−2eˉ=Pb2+
B. NaHCO3溶液水解:HCO+ H2OH3O++CO
C. “NO2球”浸泡在冷水中,颜色变浅:2NO2(g) N2O4(g) ΔH>0
D. 饱和Na2CO3溶液与CaSO4固体反应:CO(aq)+CaSO4(s) CaCO3(s)+SO(aq)
5. 下列关于物质的结构或性质以及解释均正确的是
选项
物质的结构与性质
解释
A
在水中的溶解度比小
固体结构中存在氢键
B
用除去废水中的
具有很强的还原性
C
晚会舞台常用干冰制造烟雾效果
断裂键时吸收热量
D
焦炭可以从石英砂中置换出硅
碳的非金属性强于硅的非金属性
A. A B. B C. C D. D
6. 溶液中存在电离平衡:和。若对饱和溶液进行以下操作,对应的变化一定正确的是
A. 加大量水,平衡向右移动,溶液中所有离子浓度都减小
B. 通入过量气体,平衡向左移动,溶液增大
C. 加热,平衡向右移动,溶液减小
D. 加入少量硫酸铜固体,平衡向右移动,浓度减小
7. 有些反应进行得很慢,有些反应不容易直接发生,有些反应的生成物不纯等,给直接测量反应热造成了困难。利用盖斯定律可以间接地把它们的反应热计算出来。设计如图所示的循环过程,下列表述关系正确的是
A.
B.
C.
D.
8. 实验室以废料(含少量)为原料制备的流程如下:
下列说法正确的是
A. “溶解”过程所使用的玻璃棒作用为“引流”
B. “沉铁”时需加入X调至可以是
C. 用溶液检验“滤液”中是否有
D. “氧化2”中参与反应的与物质的量之比为
9. 常温下,下列各组离子在相应条件下可能大量共存的是
A. 在的溶液中:、、、
B. 水电离的的溶液中:、、、
C. 加水稀释pH增大的溶液:Na+、、、ClO-
D. 遇甲基橙变红色的溶液中:、Mg2+、、
10. 近期,科学家合成出了一种化合物甲(如图所示),其中W、X、Y、Z为短周期元素且最高能层均有空的d轨道,Z的最外层电子数是X核外电子数的一半。下列说法错误的是
A. X、Y、Z的简单氢化物分子中键长最短的是H—X键
B. 正盐的水溶液显碱性
C. 化合物甲中X、Y原子均采取杂化
D. 电负性大小:
11. 利用电解原理实现乙烯高效合成环氧乙烷,电解装置如图所示:
已知:下列说法正确的是
A. 反应一段时间后,阴极区pH降低
B. Pt电极反应式为:
C. 生成1mol环氧乙烷,有1molCl-通过交换膜
D. 电解完成后,将阴极区和阳极区溶液混合后可得到环氧乙烷
12. 设NA为阿伏加德罗常数的值。下列叙述不正确的是
A. 常温下,1 LpH=5的FeCl3溶液中水电离出的氢离子数目为10-5NA
B. 体积为1 L的0.01 mol/L KAl(SO4)2溶液中阳离子数目大于0.02NA
C. 将7.8 g Na2S固体溶于水中配成溶液,溶液中含硫微粒总数为0.1 NA
D. 电解饱和食盐水过程中两极共产生22.4L气体,理论上转移电子数0.5NA
13. 与NaOH溶液反应会生成、、等物质。室温下,通过下列实验探究这些含磷化合物的性质。
实验
实验操作和现象
1
蘸取0.1溶液点在pH试纸上,;蘸取0.1溶液点在pH试纸上,
2
向0.1溶液中加入足量0.2溶液,生成白色沉淀,蘸取上层清液点在pH试纸上,
3
向中加入足量一定浓度的硫酸,生成和
4
向含有酚酞的0.1溶液中滴加0.1NaOH溶液,至溶液由无色变为浅红色
下列有关说法正确的是
A. 0.1溶液中存在:
B. 实验2中发生反应的离子方程式为
C. 可用实验3证明
D. 实验4的过程中可能存在
14. 利用乙醇进行水蒸气催化重整制氢可解决能源短缺问题,其反应如下。
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
在650℃、100 kPa条件下,乙醇的进料速率为100 ;水醇(水与乙醇)的进料速率比与气体平衡产量()的关系如图所示。当水醇进料比为7:1时,下列说法错误的是
A. 图中a线可能表示的平衡产量
B. a线表示的平衡产量,则乙醇的平衡转化率为90%
C. 反应Ⅲ的
D. 温度高于650℃时,的平衡产量略有下降是由于平衡逆向移动
二、非选择题(本大题共4题,共58分)
15. 采用氧化锰矿(主要含MnO2)和银锰精矿(主要含Ag2S、MnS、FeS2)联合回收Ag、Mn的工艺流程如图所示。
已知:①常温下,Ksp[Fe(OH)3]=10-38.6,Ksp[Mn(OH)2]=10-12.6;
②某离子浓度≤1×10-5mol·L-1时,可认为该离子沉淀完全。
回答下列问题:
(1)基态Mn2+含有_______________个未成对电子,其价层电子的自旋状态_______________(填“相同”或“不同”)。
(2)取少许浸锰液于试管中,滴加KSCN溶液,溶液变红色。浸锰渣中不含单质S,则“浸锰”过程中MnO2和FeS2反应时,氧化剂与还原剂的物质的量之比为_______________。
(3)“调pH”和“沉锰”过程温度均不能太高,原因是_______________。
(4)若浸锰液中c(Mn2+)=0.01 mol·L-1,则常温下,用氨水“调pH”的范围为_______________。
(5)“浸银”时,使用过量FeCl3、HCl和CaCl2的混合液作为浸出剂,将Ag2S中的银以[AgCl2]-的形式浸出,浸银渣的成分为_______________ (填化学式)。可以用过量铁粉“沉银”,沉银液中通入_______________ (填标号)并补充盐酸、CaCl2溶液可以循环利用。
A.Cl2 B.O2 C.SO2 D.H2S
16. 碘及其化合物有着多方面的用途,用化学反应原理研究碘及其化合物有重要意义。回答下列问题:
(1)一种“碘钟实验”是将浓度均为0.01 mol·L-1的、、KI、溶液及淀粉溶液混合,一定时间后溶液变为蓝色,某小组同学在室温下对该实验原理进行探究。资料:该实验的总反应为。
反应分两步进行,第ⅰ步:,
第ⅱ步:……
①第ⅱ步的离子方程式是_______________。
②为探究溶液变蓝快慢的影响因素,进行实验Ⅰ、实验Ⅱ(溶液浓度均为0.01mol·L-1)。
实验序号
溶液/mL
溶液/mL
溶液/mL
KI溶液(含淀粉)/mL
/mL
变蓝时间/min
实验Ⅰ
5
4
8
3
0
30
实验Ⅱ
x
2
8
y
2
40
实验Ⅱ中,x所对应的数值是_______________。对比实验Ⅰ、Ⅱ,可得出的实验结论是_______________。
(2)该小组又准备验证反应:存在限度,并探究外加试剂对该平衡的影响(已知:在中的溶解度大于在水溶液中的溶解度)。
a.从正反应方向探究。
实验1:取5 mL 0.01 mol·L-1KI溶液,加入2 mL 0.01 mol·L-1溶液(),溶液呈棕黄色,不再发生变化。
①_______________ (填实验操作与现象),可证实该反应存在限度。
②加入振荡,平衡向_______________ (填“正”或“逆”)反应方向移动。
b.从逆反应方向探究。
实验2:向碘水(含淀粉)溶液中加入酸性溶液,无明显变化,未检出。
③甲同学认为加入溶液可增大与的反应程度。甲同学依据的原理是_______________。
④验证:加入溶液,产生黄色沉淀,溶液蓝色褪去,能检出。
(3)该化学兴趣小组拟采用下述方法在室温条件下测定反应:的平衡常数:
已知:
①和不溶于,的密度大于水的密度。
②一定温度下,在和水的混合液体中,的浓度比值是一个常数,称为分配系数,用表示。室温条件下。
③实验中溶液体积的微小变化忽略不计。
上述实验中测得:上层液体中mol·L-1,下层液体中mol·L-1,结合上述信息以及实验数据,可知上层液体中_______________mol·L-1,计算室温条件下的平衡常数_______________。(保留三位有效数字)
17. 氨是化肥工业和有机化工的重要原料,合成氨工业在国民生产中有重要意义。以天然气为原料合成氨是生产氮肥的新方法,它具有污染小、成本低等优点,其流程如图1。
回答下列问题:
(1)已知工业合成氨反应为N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=-92.0kJ·mol-1。
查阅资料,可知N≡N键能为945.8kJ·mol-1,H—H键能为436kJ·mol-1,则N—H键能为_____________(保留两位小数)。
(2)工业上以CO2和NH3为原料在一定温度和压强下合成尿素,主要反应如下:
反应Ⅰ.2NH3(g)+CO2(g)=H2NCOONH4(l)
反应Ⅱ.H2NCOONH4(l)=CO(NH2)2(l)+H2O(l)
反应体系中还发生尿素的水解[CO(NH2)2(l)+H2O(g)2NH3(g)+CO2(g)]、尿素缩合生成缩二脲[2CO(NH2)2(l)H2NCONHCONH2(缩二脲,l)+NH3(g)]等副反应。尿素生产中实际投入NH3和CO2的物质的量之比为4:1,其实际投料比远大于理论值的原因是__________,__________。
(3)工业常用CH4(g)与H2O(g)重整制备H2(g)。一定条件下主要发生下列反应:
Ⅰ.CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)
Ⅱ.CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)
研究发现向重整反应体系中加入适量多孔CaO有利于提高H2的产率,理由__________________。
(4)一种以稀有金属(镧、钌和锆)为催化剂合成氨的机理如图2所示。该合成过程经过三步反应,其中活化能最高的步骤为__________(填“Ⅰ”、“Ⅱ”或“Ⅲ”)。
(5)在430℃、初始压强为140kPa的恒温、恒容条件下,平衡时NH3的体积分数随起始时投料比的变化如图3所示,则430℃时,a=_________,平衡时p(N2)=_________,该反应的Kp=______________kPa-2(用平衡压强代替平衡浓度计算,列出计算式)。
18. 回答问题
(1)氟氢化钾(KHF2)属于弱酸酸式盐,易溶于水,可用于制备单质氟(F2)。基态F原子价层电子轨道表示式为____________,其同周期的元素中基态原子的未成对电子数与F相同的有____________ (填元素符号)。
(2)HF中存在两种作用力(如图所示),作用力a属于_________。(填序号)
A. 离子键 B. 共价键 C. 氢键 D. 范德华力
(3)下列关于KHF2溶液的说法不正确的是_________。(不定项)
A. KHF2溶液是电解质
B. 电离方程式为:KHF2=K++H++2F-
C. 存在等量关系:2c(K+)=2c(HF)+c(F-)+c(HF)
D. 与NaOH溶液发生的反应为:HF+OH-=2F-+H2O
(4)已知:25℃时,
①2HF(aq)H+(aq)+HF(aq) K1=3.3×10-3
②HF(aq)H+(aq)+F-(aq) K2=6.3×10-4
从平衡移动的角度,计算说明HF与KF反应能制备KHF2的理由____________。
(5)工业上采用电解熔融的KHF2与HF混合物的方法制备F2: 2KHF2(熔融)2KF+F2↑+H2↑,电解装置如下图所示。
其阴极反应式为____________。
(6)已知相关物质熔点如下表:
物质
KHF2
HF
KF
KHF2与HF混合物
熔点(℃)
239
-83.6
858
约60-70
随着电解的进行,为避免电解质熔点不断升高,需要定期补充的物质是_________。
A. KHF2 B. HF C. KF D. F2
(7)工业上不直接电解HF制备F2的原因为____________________________。
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