精品解析:2026届山东潍坊国开中学高三上学期化学期末模拟预测试卷
2026-09-06
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内容正文:
高三化学期末模拟预测
相对原子质量: H-1 C-12 O-16 Na-23 S-32 Cl-35.5 Ag-108 Sn-119
一、选择题:本题 10 小题,每小题 2 分,共 20 分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 化学反应中的物质变化和能量转化是人类研究的重大课题。下列说法错误的是
A. 工业上将煤气化可以提高能源利用率
B. 常温下可自发氧化为,则该反应
C. 清洗铁锅后及时擦干,能减缓铁锅因发生化学腐蚀而生锈
D. 为保持火箭插销良好的导电性,可在其金属片上电镀金
【答案】C
【解析】
【详解】A.工业上将煤气化转化为气体燃料,如CO和H2,燃烧更充分,反应速率更快,热量利用率更高,故A正确;
B.氧化为的反应中,氧气被消耗,ΔS<0,根据ΔG=ΔH-TΔS<0,ΔH必须为负且绝对值足够大,因此ΔH<0,故B正确;
C.铁锅生锈主要是电化学腐蚀,及时擦干减少水分,防止构成原电池,能减缓铁锅因发生电化学腐蚀而生锈,故C错误;
D.金耐腐蚀,具有良好导电性,为保持火箭插销良好的导电性,可在其金属片上电镀金,故D正确;
选C。
2. 实验室中下列做法错误的是
A. 氢氟酸保存在塑料瓶中 B. 用酒精灯直接加热蒸馏烧瓶
C. 用盐酸清洗焰色试验的铂丝 D. 实验剩余的金属钠块放回原试剂瓶中
【答案】B
【解析】
【详解】A.氢氟酸能与玻璃中的二氧化硅反应而腐蚀玻璃,所以氢氟酸应保存在塑料瓶中,故A正确;
B.蒸馏烧瓶加热时需要垫上石棉网,不能直接加热,否则蒸馏烧瓶会受热不均而炸裂,故B错误;
C.用盐酸清洗焰色试验的铂丝,然后取出在火焰上烧至无色可以去除铂丝表面可能吸附的杂质,确保后续实验的准确性,故C正确;
D.金属钠的化学性质活泼,能与水反应生成易燃易爆的氢气,实验剩余的金属钠块直接丢弃在废液缸会发生意外事故,应放回原试剂瓶中,故D正确;
故选B。
3. 关于反应 。下列说法错误的是
A. 一定是自发反应 B. 温度升高, 化学反应速率加快
C. 增大反应物浓度,平衡正向移动 D. 催化剂参与化学反应
【答案】A
【解析】
【详解】A.该反应是气体分子数减小的反应,,而,根据,仅低温下反应自发,不是一定自发的反应,A错误;
B.温度升高,活化分子百分数增大,有效碰撞频率升高,化学反应速率加快,B正确;
C.根据勒夏特列原理,增大反应物浓度,平衡向正反应方向移动,C正确;
D.催化剂通过参与化学反应改变反应路径、降低活化能,仅反应前后质量和化学性质不变,故催化剂参与化学反应,D正确;
故答案为A。
4. 下列装置能达到实验目的的是
A. 用甲装置鉴别Br2(g)和NO2(g) B. 用乙装置除去水中的苯酚
C. 用丙装置收集Cl2 D. 用丁装置灼烧Fe(OH)3固体制得Fe2O3
【答案】A
【解析】
【详解】A.NO2溶于水得无色HNO3溶液,Br2溶于水得橙色溴水,可以用甲装置鉴别Br2(g)和NO2(g),故选A;
B.苯酚微溶于水,苯酚和水混合形成乳浊液,应用分液法分离提纯,故不选B;
C.若用丙装置收集Cl2,应该从右侧导管进气,故不选C;
D.在坩埚中灼烧Fe(OH)3固体制Fe2O3,故不选D;
选A。
5. 下列相关离子方程式书写正确的是
A. 用氢氟酸雕刻玻璃:
B. 少量氯气通入碳酸钠溶液中:
C. 少量SO2气体通入NaClO溶液中:
D. 向NaHSO4溶液滴加Ba(OH)2溶液至中性:
【答案】B
【解析】
【详解】A.已知HF是弱酸,在离子方程式书写时不能拆,故用氢氟酸雕刻玻璃的反应方程式为:,A错误;
B.已知HClO的酸性弱于H2CO3,强于碳酸氢根,故少量氯气通入碳酸钠溶液中的离子方程式为:,B正确;
C.少量SO2气体通入NaClO溶液中,由于HClO是弱酸即H+能与过量的ClO-结合生成HClO,故该离子故此时为:,C错误;
D.向NaHSO4溶液滴加Ba(OH)2溶液至中性即H+和OH-完全反应,则该反应的离子方程式为:,D错误;
故答案为:B。
6. 在恒容密闭容器中,反应达到平衡。该反应的平衡常数K与温度的关系如表所示。下列说法正确的是
温度/℃
500
700
900
K
1.00
1.47
2.40
A. 该反应是放热反应
B. 通入 CO2 ,固体的质量不变
C. 若降低温度,混合气体的密度不变
D. 500℃ 时,通入 CO ,达平衡后
【答案】D
【解析】
【详解】A.温度升高,该反应平衡常数增大,说明平衡正向移动,正反应为吸热反应,A错误;
B.通入,反应物浓度增大,平衡正向移动,转化为摩尔质量更大的,固体总质量增大,B错误;
C.降低温度,平衡向逆反应方向移动,反应过程中O元素从固体进入气体,气体总质量增大,恒容容器体积固定,根据,混合气体密度增大,C错误;
D.时该反应平衡常数,温度不变平衡常数不变,通入达平衡后仍满足,D正确;
故选D。
7. 钌(Ru)基催化剂催化和反应的一种机理如图。下列说法正确的是
A. 物质Ⅲ为该反应的催化剂
B. 涉及的反应中属于氧化还原反应的有2个
C. 反应中既有极性键也有非极性键的断裂和生成
D. 理论上,过程中每转移生成
【答案】B
【解析】
【详解】A.催化剂在反应前后质量和化学性质不变,由机理图循环可知,物质Ⅲ是中间产物(由Ⅱ转化生成,最终转化为Ⅰ),并非催化剂,A错误;
B.氧化还原反应的特征是有化合价变化,机理中涉及①H2参与反应时H元素化合价从0价变为+1价(如生成H2O);②CO2中C元素从+4价(CO2)变为+2价(HCOOH中C),共2个氧化还原反应,B正确;
C.断裂的键有H2的非极性键(H-H)、CO2的极性键(C=O)等;生成的键为HCOOH和H2O中的极性键(如C-H、O-H、C-O),无新的非极性键生成,C错误;
D.生成1mol HCOOH时,C元素从+4价(CO2)下降到+2价(HCOOH),转移2mol e-,故转移1mol e-生成0.5mol HCOOH,质量为0.5mol×46g/mol=23g,D错误;
故选B。
8. 近日,科学家研制出一种由碳基ORR高效催化的可充电锌—空气/碘化物混合电池,其放电过程如图所示。下列叙述正确的是
A. 充电时,电极N接直流电源的正极
B. 阻隔空气进入该电池,电池停止工作
C. 放电时,若消耗x mol 和y mol ,理论上消耗 mol Zn
D. 充电时,阳极发生的电极反应为
【答案】C
【解析】
【分析】由图可知,在该电池中,空气中的氧气在碳基ORR电极(M电极)发生反应,生成,同时溶液中的也发生了反应,生成,故电极反应为①:和②:,M电极为正极;而Zn电极(N电极)发生失去电子的氧化反应,故N电极为负极;由此分析;
【详解】A.由分析知,N电极在放电时为负极,充电时该电极应当作为阴极与电源的负极相连,A错误;
B.由分析知该电池的正极会发生两个电极反应,但隔绝空气只会阻断反应①的进行,而反应②不需要氧气就可以进行,故此时电池不会停止工作,B错误;
C.由分析知,消耗x mol 时会转移4x mol ,消耗y mol 时会转移6y mol ,故在此条件下共转移(4x+6y) mol ,由于消耗1 mol Zn需转移2 mol ,故在此条件下消耗的Zn的物质的量为,C正确;
D.由图可知该电池的电解质中会有参与反应,故该电池的电解质应为碱性,不应有参与反应,正确的电极反应应为,D错误;
答案选C。
9. 一定条件下,向容器中加入、和,发生反应:,改变条件达到各平衡状态,状态I和III的固体质量相等。
下列说法错误的是
A. 压强:
B. 平衡常数:
C. 逆反应速率:
D. 若体积,则数值上:
【答案】B
【解析】
【分析】该反应体系中仅氧气为气态,因此平衡常数的表达式可写为,K仅由温度决定,该反应,温度升高平衡正向移动,K增大;温度降低平衡逆向移动,K减小。同时固体总质量变化规律:反应正向进行时, 分解,固体总质量减小;反应逆向进行时,Ag氧化生成,固体总质量增大。
【详解】A.从初始状态I到平衡状态II,条件为温度不变、体积不变,已知状态I和固体质量相等,从II到时体积增大,平衡正向移动,固体总质量减小,因此状态II的固体质量>状态的固体质量=状态I的固体质量,说明从I到的过程中反应逆向进行,体系中氧气被消耗,氧气的物质的量减少,在体积不变的前提下,体系压强降低,因此可得,A正确;
B.从平衡状态II到平衡状态,条件明确为温度不变,由于平衡常数仅与温度有关,温度相同时K完全相等,因此,B错误;
C.逆反应速率与氧气浓度、体系温度正相关:状态I的氧气浓度大于平衡态II的氧气浓度,因此逆反应速率,状态II和温度相同,且平衡时氧气浓度相等,因此逆反应速率;状态是在状态基础上降温得到,温度降低且平衡逆向移动,氧气浓度小于,因此逆反应速率,综上可得逆反应速率关系为,C正确;
D.浓度商,平衡常数,由于状态I和固体质量相等,说明两个状态下氧气的物质的量完全相等,已知,代入浓度定义:,整理可得,D正确;
因此答案选B。
10. 恒容密闭容器中 和一定量反应:。按投料比 1:3或1:3.5,的平衡转化率与温度关系如图。下列说法正确的是
A.
B. 反应速率:
C. 点对应的化学平衡常数:
D. 当混合气体的密度不变时,该反应达到平衡状态
【答案】B
【解析】
【详解】A.相同温度下,比值越大,乙醇转化率越小,图像分析可知乙醇平衡转化率为:,故,A错误;
B.b点和a点温度相同,乙醇的起始物质的量都为1 mol,a点x值小于b点,由图示可知,a点乙醇的平衡转化率更高,则a点CO2和H2的浓度更大,即a点逆反应速率更大,由于b点和a点处于平衡状态,则反应速率:,B正确;
C.升高温度,乙醇转化率增大,说明反应为吸热反应,升高温度平衡常数增大,则,C错误;
D.反应前后均为气体且恒容,混合气体的密度始终不变,故混合气体的密度不变时,不能说明该反应达到平衡状态,D错误;
故选B。
二、选择题:本题共 5 小题, 每小题 4 分, 共 20 分。每小题有一个或两个选项符合题目 要求,全部选对得 4 分,选对但不全的得 2 分,有选错的得 0 分。
11. 根据下列实验操作和现象能得到相应结论的是
选项
操作和现象
结论
A
向漂白粉溶液中通入SO2,产生白色沉淀
酸性:H2SO3>HClO
B
常温下,分别测定1 mol·L–1CH3COONH4溶液和0.1 mol·L–1 CH3COONH4溶液的pH,测得pH都等于7
同温下,不同浓度CH3COONH4溶液中水的电离程度相同
C
10 mL 0.1 mol·L–1FeCl3溶液和10 mL 0.1 mol·L–1KI溶液充分反应后分成两等份,一份加入2滴KSCN溶液,溶液变红;另一份加入2滴淀粉溶液,溶液变蓝
FeCl3和KI的反应存在限度
D
向露置在空气中的Na2O2固体中加入稀盐酸,产生气泡
Na2O2固体已经变质
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.漂白粉可以与二氧化硫发生氧化还原反应,生成硫酸钙白色沉淀,无法说明酸性H2SO3>HClO,故A错误;
B.不同浓度CH3COONH4溶液中铵根离子和醋酸根离子的水解程度不同,故水的电离程度不同,故B错误;
C.根据反应方程式,题中所给的三价铁离子与碘离子的量相等,若反应能够完全进行,溶液中不会存在三价铁离子,根据C中现象,滴加KSCN溶液,溶液变红可知溶液中存在三价铁离子;另一份加入2滴淀粉溶液,溶液变蓝可知溶液中存在碘单质,故可知该反应是个可逆反应,存在反应限度,故C正确;
D.若过氧化钠不变质,加入稀盐酸也可反应生成氧气,故产生气泡无法说明过氧化钠固体变质,故D错误;
故选C。
12. 利用热再生氨电池可实现电镀废液的浓缩再生。电池装置如图所示,甲、乙两室均预加相同的电镀废液,向甲室加入足量氨水后电池开始工作。下列说法正确的是
A. 甲室电极为正极
B. 隔膜为阳离子膜
C. 电池总反应为:
D. 扩散到乙室将对电池电动势产生影响
【答案】CD
【解析】
【详解】A.向甲室加入足量氨水后电池开始工作,则甲室电极溶解,变为铜离子与氨气形成,因此甲室电极为负极,故A错误;
B.甲池铜为负极,负极反应式为,正极反应式为,硫酸四氨合铜热分解得到硫酸铜和氨气,铜离子数增多,则应使乙池的硫酸根通过阴离子交换膜移向甲池,即通过低温热解使硫酸铜电镀废液浓缩再生,故B错误;
C. 左侧负极是,正极是,则电池总反应为:,故C正确;
D.扩散到乙室会与铜离子反应生成,铜离子浓度降低,铜离子得电子能力减弱,因此将对电池电动势产生影响,故D正确;
综上所述,答案为CD。
13. 乙醇-水催化重整可获得。其主要反应为,,在、时,若仅考虑上述反应,平衡时和CO的选择性及的产率随温度的变化如图所示。
CO的选择性,下列说法正确的是
A. 图中曲线①表示平衡时产率随温度的变化
B. 升高温度,平衡时CO的选择性增大
C. 一定温度下,增大可提高乙醇平衡转化率
D. 一定温度下,加入或选用高效催化剂,均能提高平衡时产率
【答案】B
【解析】
【分析】根据已知反应①,反应②,且反应①的热效应更大,温度升高的时候对反应①影响更大一些,根据选择性的含义,升温时CO选择性增大,同时CO2的选择性减小,所以图中③代表CO的选择性,①代表CO2的选择性,②代表H2的产率,以此解题。
【详解】A.由分析可知②代表H2的产率,故A错误;
B.由分析可知升高温度,平衡时CO的选择性增大,故B正确;
C.一定温度下,增大,可以认为开始时水蒸气物质的量不变,增大乙醇物质的量,乙醇的平衡转化率降低,故C错误;
D.加入催化剂不能使平衡移动,不影响平衡时产率,故D错误;
故选B。
14. 利用硼基催化剂可实现丙烷氧化脱氢,,部分反应历程(其中吸附在催化剂表面的物质用*表示)如下图所示。下列说法错误的是
A. 是反应的中间产物
B. 硼基催化剂降低该反应的反应热
C. 反应物在催化剂上的吸附过程吸收热量
D. 该反应决速步骤为:
【答案】BC
【解析】
【详解】A.反应历程中生成,且未出现在总反应中,属于反应中间产物,A正确;
B.催化剂只能降低反应的活化能,不能改变反应物和生成物的总能量差,即不改变反应热,B错误;
C.由图可知,反应物吸附后变为,能量降低,吸附过程放出热量,C错误;
D.决速步骤为反应历程中活化能最大的步骤,第一步活化能为,远大于第二步的,即第一步为决速步,对应反应为,D正确;
故选BC。
15. 南京理工大学朱卫华等人提出了一种基于单簇催化剂还原NO的反应,主要反应如下:
i.
ii.
iii.
在T℃、100kPa反应条件下,向密闭容器中充入2 mol NO和,发生上述反应,测得含氮元素占比[如的含氮元素占比]与时间的关系如图,95 min时体系达到平衡。已知:反应ii为快速平衡,可认为不受慢反应i、iii的影响;为用物质的量分数表示的平衡常数。下列说法正确的是
A. 曲线b表示的含氮元素占比
B. 若选择对反应i更高效的催化剂,则G点将移向E点
C. 0~45 min内,的平均反应速率约为
D. 反应i的平衡常数
【答案】AD
【解析】
【详解】A.反应ii为快反应,曲线a表示物质快速减少,故表示NO,NH3快速增加,故曲线b表示氨气,曲线c表示N2,A正确;
B.G点反应已经达到平衡,若选择对反应i更高效的催化剂,则达到平衡所需的时间缩短,但N2的占比不变,B错误;
C.起始时,压强为100kPa、2 mol NO、6 mol H2,0-45min时,由图可知,N2的氮含量为47%,n(N2)=,N2的平均反应速率约为,C错误;
D.达到平衡时,N2的物质的量为86%÷2×2mol=0.86 mol,NO的物质的量为6%×2 mol=0.12 mol,根据氮原子守恒,NH3的物质的量为(2-0.86×2-0.12) mol=0.16 mol,根据氧原子守恒,水的物质的量为(2-0.12) mol=1.88 mol,根据氢原子守恒,H2的物质的量为(6-1.88-0.16×3÷2) mol=3.88 mol,n总为6.9 mol,则反应i的平衡常数,D正确;
故答案选AD。
三、非选择题:本题共 5 小题, 每小题 12 分, 共 60 分。
16. 研究化学反应中的能量变化对生产、生活有重要意义。回答下列问题:
(1)氢能是极具发展潜力的清洁能源。298K时,燃烧生成水蒸气放热,液态水蒸发吸热44kJ。表示燃烧热的热化学方程式为___________。
(2)可用电解法由氮气直接制备硝酸,同时产生氢气,原理如图甲。
①电极a上的电极反应式为___________。
②每生成4mol硝酸,通过“质子交换膜”的为___________mol。
(3)我国科学家设计了一种草酸和偶联生产甘氨酸,装置如图乙,图中双极膜中解离的和在电场作用下向两极迁移。
①电解一段时间后,阳极区溶液pH___________(填“增大”、“减水”或“不变”)。
②阴极的电极反应式为___________。
③理论上生成1mol甘氨酸,双极膜中有___________mol水解离。
【答案】(1)
(2) ①. ②. 20
(3) ①. 减小 ②. ③. 6
【解析】
【小问1详解】
燃烧热是在101 kPa时,1 mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量;298K时,(为1mol)燃烧生成1mol水蒸气放热,液态水蒸发吸热44kJ,则气态水液化放热44kJ,故(为1mol)燃烧生成1mol液态水放热+44kJ=286kJ,故燃烧热的热化学方程式为: ;
【小问2详解】
①由图,电极a上氮气失去电子发生氧化反应生成硝酸根离子,电极反应式为。
②a极反应为,每生成2mol硝酸转移10mol电子,则每生成4mol硝酸会转移20mol电子,b极反应为,则通过“质子交换膜”的为20mol。
【小问3详解】
①由图,该装置为电解池,左侧为阴极、右侧为阳极;阳极反应为甲醛失去电子被氧化为甲酸根离子,同时生成氢气:,电解一段时间后,阳极区溶液消耗氢氧根离子,则pH减小;
②由图,阴极的电极反应式为、得到电子发生还原反应生成和水,反应为:。
③由阴极反应,理论上生成1mol甘氨酸,需要消耗6mol氢离子,则双极膜中有6mol水解离。
17. 为探究 溶液和酸性 溶液反应的影响因素,进行如下实验。
实验序号
实验温度/K
参加反应的物质
溶液颜色褪至无色所需时间/s
KMnO4溶液(含硫酸)
H2C2O4溶液
H2O
V/mL
c/mol·L-1
V/mL
c/mol·L-1
V/mL
A
293
20
0.2
40
1
0
t1
B
T1
20
0.2
30
1
V1
8
C
313
20
0.2
V2
1
0
t2
回答下列问题:
(1)通过实验 、 ,可探究_____的改变对反应速率的影响,其中 _____, _____;通过实验_____(填序号)可探究温度的改变对化学反应速率的影响。
(2)实验 B 中反应的离子方程式为_____, _____ (保留 2 有效数字)。
(3)进行实验 B 时实验中发现开始一段时间反应较慢,溶液变色不明显,一段时间后突然褪色,反应明显加快。某同学认为是反应放热导致速率加快,重做实验 B 并测定反应过程中不同时间溶液的温度, 结果如表:
时间/s
0
2
4
6
8
10
温度/℃
20
21
21
21.5
22
22
从影响化学反应速率的因素看, 主要是_____的影响。利用实验验证该猜想, 下列试剂最合理的是_____(填标号)。
A. 硫酸钾 B. 水 C. 二氧化锰 D. 硫酸锰
【答案】(1) ①. 浓度 ②. 10 ③. 293 ④. AC
(2) ①. ②.
(3) ①. 催化剂 ②. D
【解析】
【分析】该实验为化学反应速率的影响因素探究,解题关键在于运用“控制变量法”分析实验数据,探究某一因素对反应速率的影响时,必须保持其他条件完全相同,实验中通过加水补齐体积,确保混合后溶液的总体积相等,从而控制非变量物质的初始浓度相同,由此解答;
【小问1详解】
对比实验A和B, 溶液体积相同,但溶液体积不同,因此探究的是浓度对反应速率的影响;为保证的初始浓度相同,混合溶液的总体积必须相等,实验A总体积为,则实验B总体积也应为,故加入水的体积;探究浓度影响时,温度必须保持不变,故;探究温度对反应速率的影响时,需控制浓度等其他条件相同,仅改变温度,对比表格数据可知,实验A和C符合要求,并且需要;
【小问2详解】
酸性条件下,具有强氧化性,将氧化为,自身被还原为,根据电子守恒、电荷守恒和原子守恒,离子方程式为;实验B中,溶液褪至无色,说明其完全反应。混合后的初始浓度为,溶液无色时说明溶液中无,所以,因此反应速率 ;
【小问3详解】
表中数据显示,反应过程中溶液温度仅升高了,变化幅度很小,不足以导致反应速率突然显著加快,排除了温度的影响;考虑到反应生成了,可能是生成的 对该反应起到了催化作用(即自催化反应);
为验证此猜想,可向反应体系初始阶段人为加入含有的试剂,观察反应速率是否加快,并且为了排除其他干扰,不能引入新的阴离子;
A.硫酸钾中不含,不能验证是否对反应有催化作用,A不符合题意;
B.水中不含,不能验证是否对反应有催化作用,B不符合题意;
C.二氧化锰不溶于硫酸,无法提供,不能验证是否对反应有催化作用,C不符合题意;
D.硫酸锰可以提供,并且不引入新的杂质阴离子,能验证是否对反应有催化作用,D符合题意;
故选D。
18. 工业上以富钒炉渣(主要含FeO·V2O3、V2O5和少量的SiO2、Al2O3等)为原料制备V2O5的工艺流程如下:
已知:①+ 5价钒元素在溶液中的存在形式与溶液pH的关系:
溶液pH
<1.0
1.0~4.0
4.0~6.0
6.0~8.5
8.5~13.0
>13.0
钒元素存在形式
VO
V2O5
多钒酸根
VO
多钒酸根
VO
备注
多钒酸盐在水中溶解度较小
②Ksp[Fe(OH)3]=2.6×10–39;Ksp[Al(OH)3]=1.0×10–33;Ksp(NH4VO3)=1.6×10–3
回答下列问题:
(1)“高温氧化”前将富钒炉渣研磨粉碎的目的是_______;“高温氧化”过程中发生主要反应的化学方程式为_______。
(2)滤渣1的主要成分为_______;“调pH”时需将Fe3+、Al3+除尽(浓度≤1×10–5 mol∙L–1时,可认为已除尽),需调节pH的范围为_______。
(3)若“沉钒”前溶液中c(VO)=0.2 mol∙L–1,忽略溶液体积变化,为使钒元素的沉降率达到99%,至少应调节c(NH)为_______mol·L–1.过滤、洗涤、干燥得到NH4VO3沉淀,检验NH4VO3沉淀是否洗净的操作是_______。
(4)“焙烧”时生成两种参与大气循环的无毒物质,则该反应的化学方程式为_______。
【答案】(1) ①. 增大原料接触面积,加快反应速率 ②. 6FeO·V2O3+5KClO33Fe2O3+6V2O5+5KCl
(2) ①. SiO2 ②. 6.0~8.5
(3) ①. 0.8 ②. 取少量最后一次洗涤液于洁净试管中,滴加硝酸酸化的AgNO3溶液,若无明显现象,证明NH4VO3已洗涤干净
(4)4NH4VO3+3O22V2O5+2N2↑+8H2O↑
【解析】
【分析】高温氧化过程中加入KClO3可将低价铁、钒氧化为高价,酸浸时氧化铝溶解为铝离子,则滤渣1为SiO2,用氢氧化钾调节pH将矾转化为VO,同时将Fe3+、Al3+转化为沉淀除尽,用氯化铵沉矾后,再焙烧得到产品,以此解题。
【小问1详解】
从反应速率的影响因素考虑,“高温氧化”前将富钒炉渣研磨粉碎的目的是:增大原料接触面积,加快反应速率;“高温氧化"过程中加入KClO3可将FeO·V2O3氧化为Fe2O3和V2O5,化学方程式为:6FeO·V2O3+5KClO33Fe2O3+6V2O5+5KCl;
【小问2详解】
由分析可知,滤渣1为SiO2;两种沉淀相比氢氧化铝更难沉淀,则,完全除尽,,取最小值代入得,,故溶液不小于4.7时,完全沉淀;根据流程可知,调pH后矾的存在形式为VO,结合表格中信息可知需调节pH范围为:6.0~8.5,且此时Fe3+、Al3+两种离子都已经形成沉淀;
【小问3详解】
为使钒元素的沉降率达到99%,溶液中剩余的,;根据流程可知,“沉钒”时加入的氯化铵,则产品表面可能吸附有氯离子,可以通过检验氯离子来检验NH4VO3沉淀是否洗净,对应的操作是:取少量最后一次洗涤液于洁净试管中,滴加硝酸酸化的AgNO3溶液,若无明显现象,证明NH4VO3已洗涤干净;
【小问4详解】
由已知条件可知,NH4VO3分解生成V2O5和无污染的气体,相应的方程式为:4NH4VO3+3O22V2O5+2N2↑+8H2O↑。
19. 四氯化锡(SnCl4)在工业上常用作媒染剂和有机合成的氯化催化剂,常温下为无色液体,沸点为114℃,熔点为-33℃,极易水解。实验室利用如下装置制备(加热及夹持装置略)。回答下列问题:
(1)检查装置气密性并加入相应试剂。接下来进行的操作为:①打开K1,通入;②打开K2、K3,通入;③关闭K1,停止通;④加热片;⑤关闭K2,停止通;⑥停止加热;⑦关闭K2、K3,停止通;⑧打开K2,通入。
正确的操作顺序为___________(用序号表示);步骤②的目的是___________;判断制备反应结束的实验现象是___________。
(2)装置c的作用是___________;若用一个装置代替d和e,该装置为___________(写出仪器名称和试剂)。
(3)测定样品的纯度(含少量等杂质)
取样品溶于水,滴加溶液产生白色沉淀,滴定达终点时消耗溶液;过滤,向滤液中继续滴加溶液又产生白色沉淀,滴定达终点时消耗溶液。(已知:;其他杂质与、溶液均不反应;、的摩尔质量分别为、),测得的样品纯度为___________;若滴加溶液时,滴定终点俯视读数,则样品纯度的测量值将___________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
【答案】(1) ①. ②⑤①④⑥③⑧⑦ ②. 排除装置中的空气 ③. c装置下端管口不再有液体滴下
(2) ①. 冷凝,便于收集 ②. 盛有碱石灰的干燥管
(3) ①. ②. 偏小
【解析】
【分析】a装置中Sn与Cl2反应制备SnCl4,b装置用于收集SnCl4,d装置中盛放浓硫酸、防e装置中H2O(g)进入b、c装置,e装置中NaOH用于吸收尾气Cl2、防止污染空气。
【小问1详解】
由于Sn能与O2反应、SnCl4极易水解,故应先打开K2、K3通入N2排尽装置中的空气,然后停止通N2;接着打开K1、通入Cl2,加热Sn片,Sn与Cl2反应生成SnCl4,反应完毕,停止加热、停止通Cl2,接着通入N2将SnCl4全部驱赶到b中、多余Cl2排出,最后停止通N2,故正确的操作顺序为②⑤①④⑥③⑧⑦;步骤②的目的是排除装置中的空气;a装置中Sn与Cl2加热制备SnCl4,由SnCl4的熔沸点知,在b装置中收集SnCl4,c装置起冷凝作用,则判断制备反应结束的实验现象是c装置下端管口不再有液体滴下;
【小问2详解】
装置c的作用是冷凝,便于收集SnCl4;d装置的作用是防止e中H2O(g)进入b、c装置中,e装置中NaOH用于吸收尾气Cl2、防止污染空气,若用一个装置代替d和e,该装置为盛有碱石灰的干燥管,碱石灰既能吸收Cl2、又能吸收H2O(g);
【小问3详解】
由反应2HgCl2+SnCl2=SnCl4+Hg2Cl2↓知,SnCl2物质的量为c1V1×10-3mol,由SnCl2生成SnCl4物质的量为c1V1×10-3mol;根据SnCl4~4AgNO3可知,SnCl4总物质的量为c2V2×10-3mol;则原SnCl4物质的量为c2V2×10-3mol-c1V1×10-3mol,则测得样品的纯度为×100%=%;若滴加AgNO3溶液时,滴定终点俯视读数,V2偏小,则样品纯度的测量值将偏小。
20. 乙烷裂解制乙烯具有极高的经济效益,常用的有直接脱氢、二氧化碳辅助脱氢等方式。回答下列问题:
(1)直接脱氢
已知:i. ;
ii. ;
iii.
①反应的焓变______。
②一定条件下,向密闭容器中通入,发生反应,测得乙烯的平衡产率随温度、压强的变化如图。m表示______(填“温度”或“压强”);A点时,容器容积为,平衡常数______,A、B两点对应的平衡常数______(填“>”“<”或“=”)。
(2)二氧化碳辅助脱氢
二氧化碳辅助脱氢是资源化的有效手段。主要发生以下反应:
;
在某温度下,向恒容密闭容器中充入与一定量发生上述反应,平衡时、和的物质的量分数随起始投料比的变化如图所示。
①II代表的物质为______(填化学式);当时,平衡时体系中______。
②保持温度不变,再充入和,反应______(填“正向进行”“逆向进行”或“处于平衡状态”)。
【答案】(1) ①. +134 ②. 温度 ③. 1.35 ④. <
(2) ①. ②. 0.176 ③. 正向进行
【解析】
【小问1详解】
①由盖斯定律可知,(i+2×ii+iii)×可得反应的焓变 +134;
②反应是气体体积增大的吸热反应,增大压强,平衡逆向移动,乙烯的平衡产率减小,升高温度,平衡正向移动,乙烯的平衡产率增大,则m表示温度;A点时,容器容积为,乙烯的平衡产率为60%,则n(乙烯)=3.0mol×60%=1.8mol=n(H2),n()=3mol-1.8mol=1.2mol,平衡常数=1.35,该反应为吸热反应,升高温度,平衡常数增大,A、B两点对应的平衡常数<。
【小问2详解】
①随起始投料比比值增大,CO2浓度增大,致使反应正向移动,浓度降低,致使反应也正向移动,浓度增大,但由于起始CO2的物质的量的增加,的平衡物质的量分数减小,反应正向移动使的转化率增大,平衡物质的量减小,平衡物质的量分数减小,因此,的平衡物质的量分数改变量比的物质的量分数改变量变化大,故II代表的物质为,Ⅰ代表的物质为,当时,则起始n(CO2)=1.2mol,根据已知条件列出“三段式”:
平衡时CO的物质的量分数为=0.12,和的物质的量相等,则1-x=x,则x=0.5,y=0.324,平衡时体系中0.5-0.324mol=0.176mol;
②反应的平衡常数K=,保持温度不变,再充入和,Qc=,平衡正向进行。
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高三化学期末模拟预测
相对原子质量: H-1 C-12 O-16 Na-23 S-32 Cl-35.5 Ag-108 Sn-119
一、选择题:本题 10 小题,每小题 2 分,共 20 分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 化学反应中的物质变化和能量转化是人类研究的重大课题。下列说法错误的是
A. 工业上将煤气化可以提高能源利用率
B. 常温下可自发氧化为,则该反应
C. 清洗铁锅后及时擦干,能减缓铁锅因发生化学腐蚀而生锈
D. 为保持火箭插销良好的导电性,可在其金属片上电镀金
2. 实验室中下列做法错误的是
A. 氢氟酸保存在塑料瓶中 B. 用酒精灯直接加热蒸馏烧瓶
C. 用盐酸清洗焰色试验的铂丝 D. 实验剩余的金属钠块放回原试剂瓶中
3. 关于反应 。下列说法错误的是
A. 一定是自发反应 B. 温度升高, 化学反应速率加快
C. 增大反应物浓度,平衡正向移动 D. 催化剂参与化学反应
4. 下列装置能达到实验目的的是
A. 用甲装置鉴别Br2(g)和NO2(g) B. 用乙装置除去水中的苯酚
C. 用丙装置收集Cl2 D. 用丁装置灼烧Fe(OH)3固体制得Fe2O3
5. 下列相关离子方程式书写正确的是
A. 用氢氟酸雕刻玻璃:
B. 少量氯气通入碳酸钠溶液中:
C. 少量SO2气体通入NaClO溶液中:
D. 向NaHSO4溶液滴加Ba(OH)2溶液至中性:
6. 在恒容密闭容器中,反应达到平衡。该反应的平衡常数K与温度的关系如表所示。下列说法正确的是
温度/℃
500
700
900
K
1.00
1.47
2.40
A. 该反应是放热反应
B. 通入 CO2 ,固体的质量不变
C. 若降低温度,混合气体的密度不变
D. 500℃ 时,通入 CO ,达平衡后
7. 钌(Ru)基催化剂催化和反应的一种机理如图。下列说法正确的是
A. 物质Ⅲ为该反应的催化剂
B. 涉及的反应中属于氧化还原反应的有2个
C. 反应中既有极性键也有非极性键的断裂和生成
D. 理论上,过程中每转移生成
8. 近日,科学家研制出一种由碳基ORR高效催化的可充电锌—空气/碘化物混合电池,其放电过程如图所示。下列叙述正确的是
A. 充电时,电极N接直流电源的正极
B. 阻隔空气进入该电池,电池停止工作
C. 放电时,若消耗x mol 和y mol ,理论上消耗 mol Zn
D. 充电时,阳极发生的电极反应为
9. 一定条件下,向容器中加入、和,发生反应:,改变条件达到各平衡状态,状态I和III的固体质量相等。
下列说法错误的是
A. 压强:
B. 平衡常数:
C. 逆反应速率:
D. 若体积,则数值上:
10. 恒容密闭容器中 和一定量反应:。按投料比 1:3或1:3.5,的平衡转化率与温度关系如图。下列说法正确的是
A.
B. 反应速率:
C. 点对应的化学平衡常数:
D. 当混合气体的密度不变时,该反应达到平衡状态
二、选择题:本题共 5 小题, 每小题 4 分, 共 20 分。每小题有一个或两个选项符合题目 要求,全部选对得 4 分,选对但不全的得 2 分,有选错的得 0 分。
11. 根据下列实验操作和现象能得到相应结论的是
选项
操作和现象
结论
A
向漂白粉溶液中通入SO2,产生白色沉淀
酸性:H2SO3>HClO
B
常温下,分别测定1 mol·L–1CH3COONH4溶液和0.1 mol·L–1 CH3COONH4溶液的pH,测得pH都等于7
同温下,不同浓度CH3COONH4溶液中水的电离程度相同
C
10 mL 0.1 mol·L–1FeCl3溶液和10 mL 0.1 mol·L–1KI溶液充分反应后分成两等份,一份加入2滴KSCN溶液,溶液变红;另一份加入2滴淀粉溶液,溶液变蓝
FeCl3和KI的反应存在限度
D
向露置在空气中的Na2O2固体中加入稀盐酸,产生气泡
Na2O2固体已经变质
A. A B. B C. C D. D
12. 利用热再生氨电池可实现电镀废液的浓缩再生。电池装置如图所示,甲、乙两室均预加相同的电镀废液,向甲室加入足量氨水后电池开始工作。下列说法正确的是
A. 甲室电极为正极
B. 隔膜为阳离子膜
C. 电池总反应为:
D. 扩散到乙室将对电池电动势产生影响
13. 乙醇-水催化重整可获得。其主要反应为,,在、时,若仅考虑上述反应,平衡时和CO的选择性及的产率随温度的变化如图所示。
CO的选择性,下列说法正确的是
A. 图中曲线①表示平衡时产率随温度的变化
B. 升高温度,平衡时CO的选择性增大
C. 一定温度下,增大可提高乙醇平衡转化率
D. 一定温度下,加入或选用高效催化剂,均能提高平衡时产率
14. 利用硼基催化剂可实现丙烷氧化脱氢,,部分反应历程(其中吸附在催化剂表面的物质用*表示)如下图所示。下列说法错误的是
A. 是反应的中间产物
B. 硼基催化剂降低该反应的反应热
C. 反应物在催化剂上的吸附过程吸收热量
D. 该反应决速步骤为:
15. 南京理工大学朱卫华等人提出了一种基于单簇催化剂还原NO的反应,主要反应如下:
i.
ii.
iii.
在T℃、100kPa反应条件下,向密闭容器中充入2 mol NO和,发生上述反应,测得含氮元素占比[如的含氮元素占比]与时间的关系如图,95 min时体系达到平衡。已知:反应ii为快速平衡,可认为不受慢反应i、iii的影响;为用物质的量分数表示的平衡常数。下列说法正确的是
A. 曲线b表示的含氮元素占比
B. 若选择对反应i更高效的催化剂,则G点将移向E点
C. 0~45 min内,的平均反应速率约为
D. 反应i的平衡常数
三、非选择题:本题共 5 小题, 每小题 12 分, 共 60 分。
16. 研究化学反应中的能量变化对生产、生活有重要意义。回答下列问题:
(1)氢能是极具发展潜力的清洁能源。298K时,燃烧生成水蒸气放热,液态水蒸发吸热44kJ。表示燃烧热的热化学方程式为___________。
(2)可用电解法由氮气直接制备硝酸,同时产生氢气,原理如图甲。
①电极a上的电极反应式为___________。
②每生成4mol硝酸,通过“质子交换膜”的为___________mol。
(3)我国科学家设计了一种草酸和偶联生产甘氨酸,装置如图乙,图中双极膜中解离的和在电场作用下向两极迁移。
①电解一段时间后,阳极区溶液pH___________(填“增大”、“减水”或“不变”)。
②阴极的电极反应式为___________。
③理论上生成1mol甘氨酸,双极膜中有___________mol水解离。
17. 为探究 溶液和酸性 溶液反应的影响因素,进行如下实验。
实验序号
实验温度/K
参加反应的物质
溶液颜色褪至无色所需时间/s
KMnO4溶液(含硫酸)
H2C2O4溶液
H2O
V/mL
c/mol·L-1
V/mL
c/mol·L-1
V/mL
A
293
20
0.2
40
1
0
t1
B
T1
20
0.2
30
1
V1
8
C
313
20
0.2
V2
1
0
t2
回答下列问题:
(1)通过实验 、 ,可探究_____的改变对反应速率的影响,其中 _____, _____;通过实验_____(填序号)可探究温度的改变对化学反应速率的影响。
(2)实验 B 中反应的离子方程式为_____, _____ (保留 2 有效数字)。
(3)进行实验 B 时实验中发现开始一段时间反应较慢,溶液变色不明显,一段时间后突然褪色,反应明显加快。某同学认为是反应放热导致速率加快,重做实验 B 并测定反应过程中不同时间溶液的温度, 结果如表:
时间/s
0
2
4
6
8
10
温度/℃
20
21
21
21.5
22
22
从影响化学反应速率的因素看, 主要是_____的影响。利用实验验证该猜想, 下列试剂最合理的是_____(填标号)。
A. 硫酸钾 B. 水 C. 二氧化锰 D. 硫酸锰
18. 工业上以富钒炉渣(主要含FeO·V2O3、V2O5和少量的SiO2、Al2O3等)为原料制备V2O5的工艺流程如下:
已知:①+ 5价钒元素在溶液中的存在形式与溶液pH的关系:
溶液pH
<1.0
1.0~4.0
4.0~6.0
6.0~8.5
8.5~13.0
>13.0
钒元素存在形式
VO
V2O5
多钒酸根
VO
多钒酸根
VO
备注
多钒酸盐在水中溶解度较小
②Ksp[Fe(OH)3]=2.6×10–39;Ksp[Al(OH)3]=1.0×10–33;Ksp(NH4VO3)=1.6×10–3
回答下列问题:
(1)“高温氧化”前将富钒炉渣研磨粉碎的目的是_______;“高温氧化”过程中发生主要反应的化学方程式为_______。
(2)滤渣1的主要成分为_______;“调pH”时需将Fe3+、Al3+除尽(浓度≤1×10–5 mol∙L–1时,可认为已除尽),需调节pH的范围为_______。
(3)若“沉钒”前溶液中c(VO)=0.2 mol∙L–1,忽略溶液体积变化,为使钒元素的沉降率达到99%,至少应调节c(NH)为_______mol·L–1.过滤、洗涤、干燥得到NH4VO3沉淀,检验NH4VO3沉淀是否洗净的操作是_______。
(4)“焙烧”时生成两种参与大气循环的无毒物质,则该反应的化学方程式为_______。
19. 四氯化锡(SnCl4)在工业上常用作媒染剂和有机合成的氯化催化剂,常温下为无色液体,沸点为114℃,熔点为-33℃,极易水解。实验室利用如下装置制备(加热及夹持装置略)。回答下列问题:
(1)检查装置气密性并加入相应试剂。接下来进行的操作为:①打开K1,通入;②打开K2、K3,通入;③关闭K1,停止通;④加热片;⑤关闭K2,停止通;⑥停止加热;⑦关闭K2、K3,停止通;⑧打开K2,通入。
正确的操作顺序为___________(用序号表示);步骤②的目的是___________;判断制备反应结束的实验现象是___________。
(2)装置c的作用是___________;若用一个装置代替d和e,该装置为___________(写出仪器名称和试剂)。
(3)测定样品的纯度(含少量等杂质)
取样品溶于水,滴加溶液产生白色沉淀,滴定达终点时消耗溶液;过滤,向滤液中继续滴加溶液又产生白色沉淀,滴定达终点时消耗溶液。(已知:;其他杂质与、溶液均不反应;、的摩尔质量分别为、),测得的样品纯度为___________;若滴加溶液时,滴定终点俯视读数,则样品纯度的测量值将___________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
20. 乙烷裂解制乙烯具有极高的经济效益,常用的有直接脱氢、二氧化碳辅助脱氢等方式。回答下列问题:
(1)直接脱氢
已知:i. ;
ii. ;
iii.
①反应的焓变______。
②一定条件下,向密闭容器中通入,发生反应,测得乙烯的平衡产率随温度、压强的变化如图。m表示______(填“温度”或“压强”);A点时,容器容积为,平衡常数______,A、B两点对应的平衡常数______(填“>”“<”或“=”)。
(2)二氧化碳辅助脱氢
二氧化碳辅助脱氢是资源化的有效手段。主要发生以下反应:
;
在某温度下,向恒容密闭容器中充入与一定量发生上述反应,平衡时、和的物质的量分数随起始投料比的变化如图所示。
①II代表的物质为______(填化学式);当时,平衡时体系中______。
②保持温度不变,再充入和,反应______(填“正向进行”“逆向进行”或“处于平衡状态”)。
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