精品解析:江苏盐城市响水县清源高级中学等校2025-2026学年春季学期高二年级期中考试 化学试题
2026-09-05
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内容正文:
2026年春学期高二年级期中考试
化学试题
考试时间:75分钟 分值:100分
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 S 32 Cu 64 Na23 Al 27
第Ⅰ卷(选择题 共39分)
一、选择题:本题共13个小题,每小题3分,共39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. 在298 K、101 kPa时,已知:;;,则与和间的关系正确的是
A. B.
C. D.
2. 用下列仪器或装置进行相应实验,能达到实验目的的是
A. 验证钢铁的析氢腐蚀 B. 验证电解NaCl溶液的产物
C. 保护铁电极不被腐蚀 D. 向镀件上镀银
3. 下列说法正确的是
A. 利用与醋酸的稀溶液反应测定中和热
B. 500℃、30MPa下,将0.5mol和1.5mol置于密闭容器中充分反应生成,放热19.3kJ,其热化学方程式为
C. 和反应的中和热,则稀溶液中和反应的中和热
D. 若 ,则的燃烧热
4. 一定温度下,将一定质量的冰醋酸加水稀释过程中,溶液的导电能力变化如图所示,下列说法正确的是
A. a、b、c三点溶液的pH:c<a<b
B. a、b、c三点CH3COOH的电离程度:c<a<b
C. 用湿润的pH试纸测量a处溶液的pH,测量结果偏小
D. a、b、c三点溶液用1 mol·L-1NaOH溶液中和,消耗NaOH溶液体积:b<a< c
5. 在体积相等的多个恒温恒容密闭容器中,分别充入1mol CO2和1mol H2,发生反应。在不同温度下反应相同时间,测得lgk正、lgk逆、H2转化率与温度关系如图所示。
已知:v正=k正c(CO2)c4(H2) v逆=k逆c(CH4)c2(H2O),k正、k逆为速率常数。下列说法正确的是
A. 该反应的ΔH>0 B. 代表lgk正曲线的是MH
C. 当2v正(H2)=v逆(H2O)时反应达到平衡状态 D. a、b、c三点中达到平衡状态的是a、b
6. 科学家研究出一种新的催化剂能有效处理汽车尾气,其反应的化学方程式为:,若反应在恒容密闭容器中进行,由该反应相关图象作出的判断正确的是
A. 甲图中改变的反应条件为升温
B. 乙图中温度,纵坐标可代表NO的百分含量
C. 丙图中压强,纵坐标可代表NO的体积分数
D. 丁图中a、b、c三点只有b点已经达到平衡状态
7. 按图甲装置进行实验,若图乙中横坐标x表示通过电极的电子的物质的量。下列叙述正确的是( )
A. F表示反应生成Cu的物质的量
B. E表示反应实际消耗H2O的物质的量
C. E表示反应生成O2的物质的量
D. F表示反应生成H2SO4的物质的量
8. 的氧化反应分两步进行:
Ⅰ.
Ⅱ.
其能量变化示意图如下图1.向恒容密闭容器中充入一定量的和,控制反应温度为和,测得随时间的变化曲线如下图2.下列说法不正确的是
A. 反应1在低温下自发进行
B. 氧化反应的决速步骤为过程Ⅱ
C. 结合图2信息可知:转化相同量的耗时更长
D. 引起图2变化的可能原因:升温过程Ⅰ平衡逆移,减小对过程Ⅱ速率的影响大于温度对过程II速率的影响
9. 装置甲是一种将废水中的氯乙烯转换成对环境无害的微生物电池,连接甲、乙装置进行粗铜精炼,其原理如图所示,
下列说法正确的是
A. 电解精炼时,粗铜与X电极相连
B. 若N电极消耗11.2L ,粗铜电极质量减少64g
C. 电解过程中N区溶液的pH减小
D. M电极的电极反应式为
10. 一定条件下,分别向体积为1L的恒容密闭容器中充入气体,发生反应,测得实验①、②、③反应过程中体系压强随时间的变化曲线如图所示。下列说法不正确的是
实验
充入气体量
反应过程条件
反应物转化率
①
恒温
②
恒温
③
绝热
A. 实验①、②中X的浓度相等时,反应处于平衡状态
B. 时间内,实验②、③中Z的平均反应速率:前者后者
C. 图中c、d两点的气体的总物质的量:
D. 实验①、②、③平衡时反应物的转化率:
11. 向体积均为的两恒容容器中分别充入和发生反应: ,其中甲为绝热过程,乙为恒温过程,两反应体系的压强随时间的变化曲线如图所示,下列说法正确的是
A. B. 气体总物质的量:
C. 点平衡常数: D. 反应速率:
12. 某化学兴趣小组在实验室中设计如图所示装置(a、b、c、d均为惰性电极),以去离子水和氧气为原料通过电解法制备双氧水。下列分析错误的是
A. 乙装置中,d极上发生氧化反应,移向该电极
B. 理论上d极消耗的CH4与b极生成的O2物质的量之比为1:2
C. 气体X为CO2,c极反应式为:
D. 一段时间后,甲装置中生成的O2与消耗的O2物质的量相等
13. 向25.00 mL某浓度新制氯水中滴入0.0556 mol/LNaOH溶液的滴定曲线如图。已知10-2.14≈7.0×10-3
下列说法错误的是
A. 甲到乙点发生的主要非氧化还原反应的离子方程式为:H++OH-=H2O
B. 甲到乙过程中使用甲基橙作指示剂
C. 已知次氯酸的电离常数Ka=10-7.50,则丙点溶液中c(Na+)>c(Cl-)>c(HClO)=c(ClO-)
D. 氯水中存在平衡:Cl2+H2O=H++Cl-+HClO,该平衡常数K的数量级为10-4
第II卷 (非选择题 共61分)
二、填充题
14. 按要求回答下列问题:
(1)肼()是一种常见的还原剂和良好的火箭推进剂。已知在中燃烧的热化学方程式为 ,部分化学键键能数据如下表:
化学键
键能/()
a
b
c
d
①则的键能为_______________________ 。(用包含a、b、c、d在内的式子表示)
②已知 ,则的燃烧热为____________。
③已知:
则的 _____________________。
(2)氧化还原滴定——葡萄酒中抗氧化剂残留量的测定,葡萄酒常用Na2S2O5作抗氧化剂。测定某葡萄酒中抗氧化剂的残留量(以游离SO2 计算)的方案如下:
注:实验中加入盐酸的目的:将Na2S2O5全部转化成SO2。
①滴定时,I2溶液应装在___________(“酸”或“碱”)式滴定管中,滴定终点时滴定现象是______________________________。
②实验消耗标准I2溶液25.00,所测样品中抗氧化剂的残留量(以游离SO2计算)为____。
③上述滴定过程中的原理为_________________________(用离子方程式表示),下列情形会造成测定结果偏高的______。
A.滴定持续时间稍长,溶液中部分HI被空气氧化
B.滴定前平视,滴定后俯视
C.盛装标准I2溶液的滴定管用蒸馏水洗净后,未润洗
D.滴定前滴定管尖嘴有气泡,滴定后气泡消失
15. 目前资源化利用成为减少碳排放的主要研究方向。
(1)醇化反应为,在一定温度下,向体积为2 L的恒容密闭容器中充入3 mol和1 mol,控制条件仅发生醇化反应,测得、和的物质的量(n)随时间的变化如图1所示。
①0∼3 min内,用表示的化学反应速率_______,醇化反应进行到第3 min时,v(正)_______v(逆)(填“>”、“<”或“=”)。
②在反应达到平衡后,再向容器中加入0.25 mol和0.75 mol,则平衡_______(填“正向”、“逆向”或“不”)移动。
(2)利用合成尿素,主要通过下列反应实现
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
密闭体系中反应Ⅰ的平衡常数(K)的表达式为_______,降低温度,反应Ⅰ的平衡常数(K)_______(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)电催化合成尿素:向溶液中通至饱和,在电极上生成原理如图2所示。(尿素中氮元素的化合价为-3)
①电极a是电解池的_______极。
②生成的电极反应式为_______。
16. 已知水的电离平衡曲线如图所示:
回答下列问题:
(1)图中C点水的离子积常数为__________________________。
(2)A、B、C、D四点KW的关系是_______________________。
(3)从A点到D点,可采取的措施是______________________。
a.升温 b.加入少量盐酸 c.降温 d.加入少量NaOH
(4)100℃时,pH=2的盐酸中水电离产生的H+浓度为________________。
(5)25℃时,将pH=12的NaOH溶液与pH=3的H2SO4溶液混合,若所得混合溶液pH=7,则NaOH溶液与H2SO4溶液的体积比为_______________________。
17. 回答下列问题:
(1)H3AsO3和H3AsO4水溶液中含砷的各物种的分布分数(平衡时某物种的浓度占各物种浓度之和的分数)与pH的关系如下图所示。
H3AsO4第一步电离方程式H3AsO4+H+的电离常数为Ka1,则pKa1=____________(pKa1=-lgKa1)。
(2)CO2是一种温室气体,对人类的生存环境产生巨大的影响,将CO2作为原料转化为有用化学品,对实现碳中和及生态环境保护有着重要意义。
(I)可利用CO2和CH4催化制备合成气(CO、H2),在一定温度下容积为1L密闭容器中,充入等物质的量CH4和CO2,加入Ni/Al2O3使其发生反应:CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)。反应达平衡后,平衡常数K=81,此时测得c(CO)为3mol/L,则CH4的转化率为___________(保留2位有效数字)。
(II)制备“合成气”反应历程分两步:
步骤
反应
正反应速率方程
逆反应速率方程
反应①
CH4(g)C(ads)+2H2(g)
v正=k1·c(CH4)
v逆=k2·c2(H2)
反应②
C(ads)+CO2(g)2CO(g)
v正=k3·c(CO2)
v逆=k4·c2(CO)
上述反应中C(ads)为吸附性活性炭,反应历程的能量图变化如下图1所示:
①反应速率快慢比较:反应①_____反应②(填“>”“<”或“=”),请依据有效碰撞理论微观探析其原因________________________________________________________________。
②一定温度下,反应CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)的平衡常数K= _______(用k1、k2、k3、k4表示)。
(III)制备合成气(CO、H2)过程中发生副反应:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41.0kJ/mol,在刚性密闭容器中,进料比分别等于1.0、1.5、2.0,且反应达到平衡状态。反应体系中,随温度变化的关系如图2所示:
随着进料比的增加,的值_____(填“增大”、“不变”或“减小”),其原因是____________。
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2026年春学期高二年级期中考试
化学试题
考试时间:75分钟 分值:100分
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 S 32 Cu 64 Na23 Al 27
第Ⅰ卷(选择题 共39分)
一、选择题:本题共13个小题,每小题3分,共39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. 在298 K、101 kPa时,已知:;;,则与和间的关系正确的是
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】①;②;③
【详解】A.①2+②可以得到,,A错误;
B.①-②可以得到,,B错误;
C.①-2②可以得到,,C错误;
D.①+2②可以得到,,D正确;
故选D。
2. 用下列仪器或装置进行相应实验,能达到实验目的的是
A. 验证钢铁的析氢腐蚀 B. 验证电解NaCl溶液的产物
C. 保护铁电极不被腐蚀 D. 向镀件上镀银
【答案】B
【解析】
【详解】A.钢铁在食盐水中发生吸氧腐蚀,故A错误;
B.电解饱和食盐水时,阳极Cl⁻放电生成Cl2,Cl2可氧化I⁻生成I2,使淀粉-KI溶液变蓝;阴极H+放电生成H2,同时阴极区生成NaOH,使酚酞溶液变红,故B正确;
C.Fe比Cu活泼,在CuSO4溶液中形成原电池时,Fe作负极被腐蚀,无法保护铁电极,故C错误;
D.电镀银时,镀件应作阴极,镀层金属作阳极;故镀件应该接负极、Ag接正极,故D错误;
选B。
3. 下列说法正确的是
A. 利用与醋酸的稀溶液反应测定中和热
B. 500℃、30MPa下,将0.5mol和1.5mol置于密闭容器中充分反应生成,放热19.3kJ,其热化学方程式为
C. 和反应的中和热,则稀溶液中和反应的中和热
D. 若 ,则的燃烧热
【答案】D
【解析】
【详解】A.稀醋酸是弱酸,电离时吸收热量,故A错误;
B.相同条件下的同一可逆反应,正逆反应反应热数值相等,符号相反,0.5mol N2和1.5mol H2置于密闭容器中充分反应生成NH3(g),放热19.3kJ,生成的氨气的物质的量小于1mol,所以生成2mol氨气,放出的热量大于38.6kJ,ΔH<-38.6kJ•mol-1,故B错误;
C.生成的CaSO4微溶,故焓变不等于2×(-57.3) kJ·mol-1,故C错误;
D.燃烧热是指1mol可燃物完全燃烧[C元素生成CO2(g),H元素生成H2O(l)]放出的能量,故的燃烧热,故D正确;
故选:D。
4. 一定温度下,将一定质量的冰醋酸加水稀释过程中,溶液的导电能力变化如图所示,下列说法正确的是
A. a、b、c三点溶液的pH:c<a<b
B. a、b、c三点CH3COOH的电离程度:c<a<b
C. 用湿润的pH试纸测量a处溶液的pH,测量结果偏小
D. a、b、c三点溶液用1 mol·L-1NaOH溶液中和,消耗NaOH溶液体积:b<a< c
【答案】C
【解析】
【详解】A.溶液导电能力与离子浓度正相关,导电能力,故:,大小为,A错误;
B.弱电解质越稀越电离,加水体积越大,电离程度越大,故电离程度,B错误;
C.湿润的试纸会稀释处溶液,点稀释后增大,测得比实际值偏小,C正确;
D.、、三点总物质的量相同,中和消耗的物质的量相同,故消耗溶液体积,D错误;
故选C。
5. 在体积相等的多个恒温恒容密闭容器中,分别充入1mol CO2和1mol H2,发生反应。在不同温度下反应相同时间,测得lgk正、lgk逆、H2转化率与温度关系如图所示。
已知:v正=k正c(CO2)c4(H2) v逆=k逆c(CH4)c2(H2O),k正、k逆为速率常数。下列说法正确的是
A. 该反应的ΔH>0 B. 代表lgk正曲线的是MH
C. 当2v正(H2)=v逆(H2O)时反应达到平衡状态 D. a、b、c三点中达到平衡状态的是a、b
【答案】D
【解析】
【分析】图中信息可知,温度越高,则越小,曲线MH和曲线NG是lgk与温度关系,曲线abc是H2转化率与温度关系,从右往左看,温度升高,曲线abc中从最高点到a点,氢气转化率降低,说明升高温度,平衡逆向移动,逆反应方向是吸热反应,正反应方向是放热反应。则升高温度时,逆反应速率增大程度大于正反应速率增大程度,即lgk逆大于lgk正,则lgk正代表曲线的是NG,lgk逆代表曲线的是MH。
【详解】A.根据分析,逆反应方向是吸热反应,正反应方向是放热反应, A错误;
B.lgk正代表曲线的是NG,lgk逆代表曲线的是MH,B错误;
C.达到化学平衡时,各物质的反应速率之比等于化学计量数之比,所以,即,C错误;
D.观察图像可知,随着温度T增大,则越小,氢气转化率先增大后减小,由于反应是放热反应,说明转化率达到最大时,反应才达到平衡,所以a、b达到化学平衡,c还没达到化学平衡,D正确;
故答案选D。
6. 科学家研究出一种新的催化剂能有效处理汽车尾气,其反应的化学方程式为:,若反应在恒容密闭容器中进行,由该反应相关图象作出的判断正确的是
A. 甲图中改变的反应条件为升温
B. 乙图中温度,纵坐标可代表NO的百分含量
C. 丙图中压强,纵坐标可代表NO的体积分数
D. 丁图中a、b、c三点只有b点已经达到平衡状态
【答案】A
【解析】
【详解】A.升高温度正、逆反应速率都加快,化学平衡逆向移动,即逆反应速率增大的幅度大于正反应,故甲图中改变的反应条件为升温,A正确;
B.由乙图所示信息可知,T2时反应速率更快,故温度,温度升高,平衡逆向移动,而纵坐标所示的数值越小,则纵坐标不可能代表NO的百分含量,B错误;
C.由丙图信息可知,P2时的反应速率更大,故压强,增大压强上述平衡正向移动,而纵坐标所示的数值越大,故纵坐标不可能代表NO的体积分数,C错误;
D.曲线表示平衡常数与温度的关系,曲线上各点都是平衡点, 升高温度平衡逆向移动,正反应的平衡常数减小,逆反应的平衡常数增大,D错误;
故答案为:A。
7. 按图甲装置进行实验,若图乙中横坐标x表示通过电极的电子的物质的量。下列叙述正确的是( )
A. F表示反应生成Cu的物质的量
B. E表示反应实际消耗H2O的物质的量
C. E表示反应生成O2的物质的量
D. F表示反应生成H2SO4的物质的量
【答案】B
【解析】
【详解】惰性电极电解硫酸铜溶液,生成物是铜、氧气和硫酸,反应的化学方程式是2CuSO4+2H2O2Cu+2H2SO4+O2↑。根据电子守恒:2Cu~4e-~O2,反应中生成1 mol氧气转移4 mol电子,而转移4 mol电子生成2 mol铜,F表示反应生成氧气的物质的量,E表示反应生成Cu的物质的量或生成硫酸的物质的量或消耗水的物质的量或消耗硫酸铜的物质的量,答案选B。
8. 的氧化反应分两步进行:
Ⅰ.
Ⅱ.
其能量变化示意图如下图1.向恒容密闭容器中充入一定量的和,控制反应温度为和,测得随时间的变化曲线如下图2.下列说法不正确的是
A. 反应1在低温下自发进行
B. 氧化反应的决速步骤为过程Ⅱ
C. 结合图2信息可知:转化相同量的耗时更长
D. 引起图2变化的可能原因:升温过程Ⅰ平衡逆移,减小对过程Ⅱ速率的影响大于温度对过程II速率的影响
【答案】C
【解析】
【详解】A.为熵减的放热反应,,反应自发进行,则该反应在低温下自发进行,A正确;
B.活化能Ea1<Ea2,过程II为慢反应,为决速步骤,B正确;
C.结合图2信息可知:转化相同量的,T2耗时更长,C错误;
D.过程I为快反应先达到平衡,升温后平衡逆移,N2O2浓度减小引起决速过程II速率减小,影响大于升温,D正确;
答案选C。
9. 装置甲是一种将废水中的氯乙烯转换成对环境无害的微生物电池,连接甲、乙装置进行粗铜精炼,其原理如图所示,
下列说法正确的是
A. 电解精炼时,粗铜与X电极相连
B. 若N电极消耗11.2L ,粗铜电极质量减少64g
C. 电解过程中N区溶液的pH减小
D. M电极的电极反应式为
【答案】D
【解析】
【分析】根据微生物电池中物质的变化,可判断电极N由转化为,做正极;电极M做负极;电解精炼铜工艺中需将粗铜中的铜单质提纯作阳极与电源正极相连即粗铜连接N极作阳极;精铜端只发生反应作阴极与电极M相连。以此答题。
【详解】A.根据分析,电解精炼时,粗铜与电源正极相连,X电极为负极,A错误;
B.若N电极消耗11.2L ,没有说明状态,该选项无法计算,B错误;
C.电解过程中N区发生的电极反应式为:,若反应1 mol O2,则转移4 mol电子,消耗4 mol H+,根据电荷守恒,将会有4 mol H+通过质子交换膜移向N区,N区H+的物质的量不变,但N区生成了水,所以H+的浓度减小,溶液的pH增大,C错误;
D.M电极为负极,发生失电子的氧化反应,产物无污染,电极反应式为:,D正确;
故选D。
10. 一定条件下,分别向体积为1L的恒容密闭容器中充入气体,发生反应,测得实验①、②、③反应过程中体系压强随时间的变化曲线如图所示。下列说法不正确的是
实验
充入气体量
反应过程条件
反应物转化率
①
恒温
②
恒温
③
绝热
A. 实验①、②中X的浓度相等时,反应处于平衡状态
B. 时间内,实验②、③中Z的平均反应速率:前者后者
C. 图中c、d两点的气体的总物质的量:
D. 实验①、②、③平衡时反应物的转化率:
【答案】B
【解析】
【详解】A.达到平衡前,实验①中X的浓度始终大于实验②中X的浓度,平衡时,X的浓度相等,A正确;
B.时间内,实验②中Z的平均反应速率为零,实验③中Z的平均反应速率大于零,所以前者后者,B错误;
C.由图可知,由线III达到平衡所需的时间长,反应速率慢,说明由于绝热,体系温度降低,故该正反应为吸热反应,由线III对应实验③,根据起点相同可以判断曲线II对应实验②,c、d两点的压强相同,体积相同,反应吸热,体系③温度低,根据可知,,,,故,C正确;
D.实验①中充入,实验②中充入,二者为等效平衡,平衡时反应物转化率,该正反应为吸热反应,相同条件下,恒温恒容条件下转化率大于绝热恒容条件下转化率,所以,D正确;
故选B。
11. 向体积均为的两恒容容器中分别充入和发生反应: ,其中甲为绝热过程,乙为恒温过程,两反应体系的压强随时间的变化曲线如图所示,下列说法正确的是
A. B. 气体总物质的量:
C. 点平衡常数: D. 反应速率:
【答案】C
【解析】
【详解】A.该反应为气体体积减小的反应,则反应中气体压强会减小,由图可知,绝热容器甲中,气体压强先增大后减小,说明反应过程中反应温度升高,该反应为焓变小于0的放热反应,故A错误;
B.由图可知,a点和c点的气体压强相等,该反应为气体体积减小的放热反应,若a点和c点的气体总物质的量相等,绝热容器甲中反应温度大于恒温容器乙,气体压强大于恒温容器乙,所以容器甲中气体总物质的量小于容器乙,故B错误;
C.由图可知,a点反应达到平衡,气体压强为p,该反应为气体体积减小的放热反应,则绝热容器甲中平衡时的反应温度大于起始反应温度,由起始压强为2p可知,平衡时气体的总物质的量小于3mol×=1.5mol,设平衡时生成Z的浓度为amol/L,由题意可建立如下三段式:
由三段式数据可得:3—2a<1.5,解得a>0.75,则反应的平衡常数K>=12,故C正确;
D.该反应为气体体积减小的放热反应,则相同时间时绝热容器甲中反应温度大于恒温容器乙,温度越高,反应速率越快,则点反应速率大于b点,故D错误;
故选C。
12. 某化学兴趣小组在实验室中设计如图所示装置(a、b、c、d均为惰性电极),以去离子水和氧气为原料通过电解法制备双氧水。下列分析错误的是
A. 乙装置中,d极上发生氧化反应,移向该电极
B. 理论上d极消耗的CH4与b极生成的O2物质的量之比为1:2
C. 气体X为CO2,c极反应式为:
D. 一段时间后,甲装置中生成的O2与消耗的O2物质的量相等
【答案】D
【解析】
【分析】在原电池中,阴离子向负极移动,乙装置中,通入甲烷的d极为负极,a电极与负极连接,作阴极,以此分析;
【详解】A.在原电池中,阴离子向负极移动。在乙装置中,通入甲烷的d极为负极,失去电子发生氧化反应,d极上发生氧化反应,则向d极移动,A正确;
B.在d电极反应中每有1 mol CH4发生反应转化为CO2,转移8 mol电子;在b电极上每反应产生1 mol O2,转移4 mol电子,在同一闭合回路中电子转移数目相等,所以理论上d极消耗的CH4与b极生成的O2物质的量之比为1∶2,B正确;
C.通入氧气的c极为燃料电池的正极,在二氧化碳作用下,氧气在正极得到电子发生还原反应生成碳酸根,c电极上电极反应式:,所以X为CO2,C正确;
D.a电极与负极连接,作阴极,发生反应:;b电极与电源正极连接,作阳极,电极反应式为:,由于同一闭合回路中电子转移数目相等,所以a电极消耗的O2与b电极产生的O2的物质的量的比是2:1,生成氧气的量和消耗氧气的量不相等,D错误;
故选:D。
13. 向25.00 mL某浓度新制氯水中滴入0.0556 mol/LNaOH溶液的滴定曲线如图。已知10-2.14≈7.0×10-3
下列说法错误的是
A. 甲到乙点发生的主要非氧化还原反应的离子方程式为:H++OH-=H2O
B. 甲到乙过程中使用甲基橙作指示剂
C. 已知次氯酸的电离常数Ka=10-7.50,则丙点溶液中c(Na+)>c(Cl-)>c(HClO)=c(ClO-)
D. 氯水中存在平衡:Cl2+H2O=H++Cl-+HClO,该平衡常数K的数量级为10-4
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A.氯气的水溶液中存在H+、HClO和Cl2,能与NaOH反应,H+首先反应,故甲到乙点发生的主要非氧化还原反应的离子方程式为:H++OH-=H2O,A正确;
B.由于氯水具有漂白性,故甲到乙过程中不能使用甲基橙作指示剂,B错误;
C.已知次氯酸的电离常数Ka=10-7.50,故有:=10-7.50,又丙点对应的pH为7.50,固有:c(HClO)=c(ClO-),则丙点溶液中c(Na+)>c(Cl-)>c(HClO)=c(ClO-),C正确;
D.氯水中存在平衡:Cl2+H2O=H++Cl-+HClO,丁点是反应终点,Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O,n(Cl2)总=n(NaOH)=×0.0556mol/L×7.26×10-3L≈2.01×10-4mol,c(Cl2)初=,c(Cl2)平=c(Cl2)初-c(Cl2)平=0.008mol/L-10-2.14mol/L≈0.001mol/L,故该平衡常数K==,故数量级为10-4,D正确;
故答案为:B。
第II卷 (非选择题 共61分)
二、填充题
14. 按要求回答下列问题:
(1)肼()是一种常见的还原剂和良好的火箭推进剂。已知在中燃烧的热化学方程式为 ,部分化学键键能数据如下表:
化学键
键能/()
a
b
c
d
①则的键能为_______________________ 。(用包含a、b、c、d在内的式子表示)
②已知 ,则的燃烧热为____________。
③已知:
则的 _____________________。
(2)氧化还原滴定——葡萄酒中抗氧化剂残留量的测定,葡萄酒常用Na2S2O5作抗氧化剂。测定某葡萄酒中抗氧化剂的残留量(以游离SO2 计算)的方案如下:
注:实验中加入盐酸的目的:将Na2S2O5全部转化成SO2。
①滴定时,I2溶液应装在___________(“酸”或“碱”)式滴定管中,滴定终点时滴定现象是______________________________。
②实验消耗标准I2溶液25.00,所测样品中抗氧化剂的残留量(以游离SO2计算)为____。
③上述滴定过程中的原理为_________________________(用离子方程式表示),下列情形会造成测定结果偏高的______。
A.滴定持续时间稍长,溶液中部分HI被空气氧化
B.滴定前平视,滴定后俯视
C.盛装标准I2溶液的滴定管用蒸馏水洗净后,未润洗
D.滴定前滴定管尖嘴有气泡,滴定后气泡消失
【答案】(1) ①. ②. ③.
(2) ①. 酸 ②. 滴入最后半滴标准液,溶液由无色变为浅蓝色,且半分钟不褪色 ③. 0.16 ④. ⑤. CD
【解析】
【分析】(2)向葡萄酒样品100.00mL中滴加盐酸,Na2S2O5全部转化成SO2,蒸馏得馏分,将馏分置于锥形瓶,加入几滴淀粉溶液作指示剂,此时溶液呈无色,用0.01000mol/L标准I2溶液滴定,当锥形瓶内溶液由无色变为浅蓝色且30s内不变,停止滴入标准I2溶液,读数据,重复3次,舍去偏离值较大的数据,依据,计算抗氧化剂(游离SO2)的残留量,据此回答。
【小问1详解】
①反应 ,反应物总键能−生成物总键能,的结构中含有1个N−N键、4个N−H键;中含有1个O=O;生成物中含有N≡N;含有4个O−H键,①设N≡N键能为x,则,,;
②燃烧热是指1mol纯物质完全燃烧,生成液态水时放出的热量。已知: ① ,②
将①-②×2可得, ,所以燃烧热为:;
③已知: Ⅰ. ,Ⅱ. , Ⅲ.
= 2×Ⅰ -Ⅱ -Ⅲ,;
【小问2详解】
①由于溶液有氧化性,会腐蚀碱式滴定管橡胶管,装在酸式滴定管;由分析知,滴定终点的现象为:滴入最后半滴标准液,溶液由无色变为浅蓝色,且半分钟不褪色;
②由n(I2)=cV=0.01000mol/L×25.00×10-3L=2.5×10-4mol,根据反应,则关系式为:即n(SO2)= n(I2)= 2.5×10-4mol,m(SO2)= 2.5×10-4mol×64g/mol=0.016g,样品体积V=100.00mL=0.1000L,质量浓度;
③由②可知,本实验滴定原理为;
下列情形会造成测定结果偏高的是:
A.滴定持续时间稍长,溶液中部分HI被空气氧化,则变色时间提前,消耗碘标准溶液体积偏小,二氧化硫的物质的量偏小,质量偏小,浓度偏低,A不符合题意;
B.滴定前平视,滴定后俯视,则第二次读数偏小,计算时代入碘标注溶液体积偏小,二氧化硫的物质的量偏小,质量偏小,浓度偏低,B不符合题意;
C.盛装标准I2溶液的滴定管用蒸馏水洗净后,未润洗,则碘标准溶液被稀释,消耗的体积偏大,计算时代入碘标注溶液体积偏大,二氧化硫的物质的量偏大,质量偏大,浓度偏高, C符合题意;
D.滴定前滴定管尖嘴有气泡,滴定后气泡消失,则滴定前碘标准溶液偏小,导致消耗碘标准溶液体积的数值偏大,计算时代入碘标注溶液体积偏大,二氧化硫的物质的量偏大,质量偏大,浓度偏高,D符合题意;
故选CD。
15. 目前资源化利用成为减少碳排放的主要研究方向。
(1)醇化反应为,在一定温度下,向体积为2 L的恒容密闭容器中充入3 mol和1 mol,控制条件仅发生醇化反应,测得、和的物质的量(n)随时间的变化如图1所示。
①0∼3 min内,用表示的化学反应速率_______,醇化反应进行到第3 min时,v(正)_______v(逆)(填“>”、“<”或“=”)。
②在反应达到平衡后,再向容器中加入0.25 mol和0.75 mol,则平衡_______(填“正向”、“逆向”或“不”)移动。
(2)利用合成尿素,主要通过下列反应实现
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
密闭体系中反应Ⅰ的平衡常数(K)的表达式为_______,降低温度,反应Ⅰ的平衡常数(K)_______(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)电催化合成尿素:向溶液中通至饱和,在电极上生成原理如图2所示。(尿素中氮元素的化合价为-3)
①电极a是电解池的_______极。
②生成的电极反应式为_______。
【答案】(1) ①. ②. > ③. 不
(2) ①. ②. 增大
(3) ①. 阴 ②.
【解析】
【分析】在电解池装置中,向溶液中通至饱和,在电极上生成原理如图2所示。根据氢离子移动或者电极上的物质转化可判断电极y是阳极,电极x是阴极。
【小问1详解】
①0~3 min内,,则,用表示的化学反应速率。
醇化反应进行到3 min时物质的量继续降低,和的物质的量继续升高则平衡正移,故。
②反应在10 min后达到平衡,此时物质的量为0.25 mol,和的物质的量均为0.75 mol,则,平衡时剩余的。,在反应达到平衡后,再向容器中加入0.25 mol和0.75 mol,则,故平衡不移动。
【小问2详解】
平衡常数用于表示化学反应进行的限度,其表达式是用生成物浓度幂之积除以反应物浓度幂之积得到,其中固体和纯液体没有浓度,也不影响反应平衡,不写入平衡常数表达式中,故密闭体系中反应I的平衡常数(K)的表达式为;
反应I是化合反应,正向放热,随着温度的升高反应向逆反应方向移动,则降温该反应正移,K只与温度有关,温度降低平衡正移则K增大。
【小问3详解】
①该装置为电解池,氢离子向阴极移动,故电极b是电解池阳极,电极a是电解池阴极。
②在阴极,被还原生成,根据电子守恒、电荷守恒、元素守恒配平电极反应式为。
16. 已知水的电离平衡曲线如图所示:
回答下列问题:
(1)图中C点水的离子积常数为__________________________。
(2)A、B、C、D四点KW的关系是_______________________。
(3)从A点到D点,可采取的措施是______________________。
a.升温 b.加入少量盐酸 c.降温 d.加入少量NaOH
(4)100℃时,pH=2的盐酸中水电离产生的H+浓度为________________。
(5)25℃时,将pH=12的NaOH溶液与pH=3的H2SO4溶液混合,若所得混合溶液pH=7,则NaOH溶液与H2SO4溶液的体积比为_______________________。
【答案】(1)10-12
(2)C>B>A=D (3)b
(4)10-10 mol/L
(5)1:10
【解析】
【小问1详解】
根据图像可知,C点对应的氢离子浓度 ,氢氧根离子浓度 ,则该温度下水的离子积常数 。
【小问2详解】
水的电离是吸热过程,温度越高,水的离子积常数 越大。图中C点所在曲线温度最高(100℃),A、D点所在曲线温度最低(25℃),B点位于两条曲线之间,温度介于25℃和100℃之间。因此四点 的大小关系为 C > B > A = D。
【小问3详解】
从A点到D点,溶液的温度保持25℃不变(即 不变),但溶液中 增大, 减小,说明溶液由中性变为了酸性。
a.升温会使 增大,平衡曲线发生改变,a错误;
b.加入少量盐酸,溶液中 增大,抑制水的电离,导致 减小,符合图像变化,b正确;
c.降温会使 减小,平衡曲线发生改变,c错误;
d.加入少量NaOH,溶液中 会增大,不符合图像变化,d错误。
故选b。
【小问4详解】
100℃时,水的离子积常数 。pH=2的盐酸中 ,在酸性溶液中,水电离产生的 浓度等于溶液中的 浓度,因此水电离产生的 。
【小问5详解】
25℃时,水的离子积常数 。pH=12的NaOH溶液中 ;pH=3的 溶液中 。混合后溶液pH=7,呈中性,说明酸碱恰好完全中和,即 。设NaOH溶液体积为 , 溶液体积为 ,则有 ,解得 。
17. 回答下列问题:
(1)H3AsO3和H3AsO4水溶液中含砷的各物种的分布分数(平衡时某物种的浓度占各物种浓度之和的分数)与pH的关系如下图所示。
H3AsO4第一步电离方程式H3AsO4+H+的电离常数为Ka1,则pKa1=____________(pKa1=-lgKa1)。
(2)CO2是一种温室气体,对人类的生存环境产生巨大的影响,将CO2作为原料转化为有用化学品,对实现碳中和及生态环境保护有着重要意义。
(I)可利用CO2和CH4催化制备合成气(CO、H2),在一定温度下容积为1L密闭容器中,充入等物质的量CH4和CO2,加入Ni/Al2O3使其发生反应:CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)。反应达平衡后,平衡常数K=81,此时测得c(CO)为3mol/L,则CH4的转化率为___________(保留2位有效数字)。
(II)制备“合成气”反应历程分两步:
步骤
反应
正反应速率方程
逆反应速率方程
反应①
CH4(g)C(ads)+2H2(g)
v正=k1·c(CH4)
v逆=k2·c2(H2)
反应②
C(ads)+CO2(g)2CO(g)
v正=k3·c(CO2)
v逆=k4·c2(CO)
上述反应中C(ads)为吸附性活性炭,反应历程的能量图变化如下图1所示:
①反应速率快慢比较:反应①_____反应②(填“>”“<”或“=”),请依据有效碰撞理论微观探析其原因________________________________________________________________。
②一定温度下,反应CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)的平衡常数K= _______(用k1、k2、k3、k4表示)。
(III)制备合成气(CO、H2)过程中发生副反应:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41.0kJ/mol,在刚性密闭容器中,进料比分别等于1.0、1.5、2.0,且反应达到平衡状态。反应体系中,随温度变化的关系如图2所示:
随着进料比的增加,的值_____(填“增大”、“不变”或“减小”),其原因是____________。
【答案】(1)2.2 (2) ①. 60% ②. < ③. 反应②活化能低,同条件下单位体积内活化分子数多,有效碰撞几率大,速率快 ④. ⑤. 减小 ⑥. 原因是随着投料比的增加,n(CO2)增大,副反应平衡正向移动,导致n(CO)增多,n(H2)减少,减少
【解析】
【小问1详解】
第一步电离常数 ,当分布分数 时,,此时对应图像交点的pH=2.2,因此 。
【小问2详解】
(I)设初始充入等物质的量的和,初始浓度均为;平衡时,根据反应计量关系,生成的浓度也为,消耗的、浓度均为,平衡时二者剩余浓度均为。代入平衡常数: ,解得,即,转化率为。
(II)①从能量图可知反应①的活化能大于反应②的活化能,根据有效碰撞理论,活化能越高,同条件下单位体积内活化分子数越少,有效碰撞几率越小,速率越慢,因此反应①速率小于反应②。
②反应达到平衡时,各分步反应也处于平衡状态,正逆反应速率相等:对反应①有,得;对反应②有,得;总反应平衡常数。
(III)进料比增大,相当于浓度升高,主反应生成的CO量增多,同时更多的会通过副反应消耗、生成CO,导致体系中减小、增大,因此的值减小。
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