精品解析:广西柳州市普通高中六校2024-2025学年高二上学期期末联考化学试卷
2026-09-13
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内容正文:
2024~2025学年度上学期高二年级期末联考试卷
化学
(考试时间:75分钟,总分:100分)
注意:1.请把答案填写在答题卡上,否则答题无效。
2.答卷前,考生务必将密封线内的项目填写清楚,密封线内不要答题。
3.选择题,请用2B铅笔,把答题卡上对应题目选项的信息点涂黑。非选择题,请用0.5黑色字迹签字笔在答题卡指定位置作答。
可能用到的相对原子质量:H1 C12 O16 Na23 S32
第I卷(选择题 共42分)
一、单项选择题(本题包括14小题,每小题3分,共42分)在每小题的四个供选答案中,只有一个正确答案,请将答案填写在答题卡的相应位置,在试卷上作答无效。
1. 下列说法错误的是
A. 热的纯碱溶液可用于去除餐具的油污
B. 明矾可用于自来水的杀菌消毒
C. 任何化学反应都伴随着能量的变化
D. 原电池是把化学能转化成电能的装置
2. 下列热化学方程式中的ΔH能表示物质燃烧热的是
A.
B.
C.
D.
3. 下列化学用语或图示表达错误的是
A. 碳原子结构示意图:
B. 氧原子核外能量最高的电子云的形状:
C. Na2O2的电子式:
D. 基态N原子的价层电子轨道表示式:
4. 下列有关实验装置、原理和操作正确,且能达到相应实验目的的是
甲
乙
丙
丁
A. 用图甲所示装置在铁制品表面镀铜
B. 用图乙所示装置测定溶液的浓度
C. 用图丙所示的实验装置:测定中和热
D. 根据图丁所示的两烧瓶中气体颜色的变化(热水中变深、冰水中变浅)判断正反应是放热反应
5. 代表阿伏伽德罗常数,下列说法正确的是
A. 0.5mol与足量的发生反应,会生成个分子
B. 100mL0.1mol/L溶液中,的数目为
C. 1L pH=2的溶液中,的数目为
D. 浓度为46%的乙醇溶液,所含氧原子数目为
6. 在一定温度下,某密闭容器中发生反应:,若0~10 s内c(C)由0.1 mol/L降到0.08 mol/L,则下列说法正确的是
A. 减小反应体系的体积,化学反应速率加快
B. c(C)由0.05 mol/L降到0.04 mol/L所需的反应时间小于5 s
C. 升高温度正反应速率加快,逆反应速率减慢
D. 0~10 s内用B表示的平均反应速率为
7. 下列方程式与所给事实不相符的是
A. 用硫化钠溶液除去废水中的:
B. 酚酞滴入醋酸钠溶液中变为浅红色:
C. 用饱和溶液处理锅炉水垢中的:
D. 用惰性电极电解饱和食盐水:
8. X、Y、Z、Q、R为原子序数依次增大的前四周期元素,X和Y可以形成一种红棕色气体,Z是同周期元素中原子半径最大的元素,Q是地壳中含量最高的金属元素,R的基态原子中有6个未成对电子。下列说法正确的是
A. 原子半径:r(Q)>r(Y)>r(X) B. 电负性:X>Y>Z
C. R位于元素周期表中第四周期第ⅣB族 D. Z的最高价氧化物对应水化物的碱性比Q的强
9. 工业合成氨的反应为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H= -92kJ/mol ΔS= -198.2J/(mol‧K)有关化学反应调控说法错误的是
A. 合成氨气,理论上选用低温、高压的条件进行控制,有利于提高合成氨的产率
B. 该反应在常温下可以自发进行
C. 将生成的NH3进行液化,有助于提高反应速率
D. 结合生产实际,可以适当提高原料气体中N2的含量
10. 如图是电解溶液的装置,其中c、d均为石墨电极。下列有关判断正确的是
A. a为负极,b为正极
B. 当电解过程产生6.4 g Cu时,线路中转移的电子数是
C. 电解过程中,c电极质量增加
D. 电解过程中,氯离子浓度减小
11. 接触法制备硫酸中的关键步骤是:在催化作用下与空气中在接触室发生可逆反应,其热化学方程式为:。题图表示在有、无催化剂条件下氧化成过程中的能量变化。
下列说法正确的是
A. 反应
B. 使用催化时,降低了反应的活化能和
C. 升高温度,有利于提高的平衡转化率
D. 增大压强,反应的平衡常数增大
12. 下列有关叙述正确的是
A. 难溶电解质的溶解度越小,一定越小
B. 纯银器皿在空气中久置变暗与电化学腐蚀有关
C. 等体积、等物质的量浓度的盐酸和醋酸中和的能力相同
D. 等体积、等的盐酸和醋酸加水稀释相同倍数后,盐酸的比醋酸的小
13. 对于可逆反应mA(s)+nB(g)⇌eC(g)+fD(g),当其他条件不变时,C的体积分数[φ(C)]在不同温度(T)和不同压强(p)下随时间(t)的变化关系如图所示。下列叙述正确的是
A. 达到平衡后,若使用催化剂,C的体积分数将增大
B. 该反应的ΔH<0
C. 化学方程式中,n>e+f
D. 达到平衡后,增加A的质量有利于化学平衡向正反应方向移动
14. 在25mL0.1mol/LNaOH溶液中逐滴加入0.2mol/LCH3COOH溶液,曲线如图所示,下列有关离子浓度关系的比较,正确的是
A. 水的电离程度:D>B>A
B. 在B点,a=12.5
C. 在C点:c(Na+)>c(CH3COO-)>c(H+)>c(OH-)
D. 在D点:c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=2c(Na+)
第II卷(非选择题 共58分)
二、填空题(本题包括4小题,共58分)请将答案填写在答题卡的相应位置,在试卷上作答无效。
15. 下表是周期表的一部分,根据a-h在周期表中的位置,请用化学用语回答下列问题。
(1)基态g原子的价层电子排布式为_______________。
(2)元素h基态原子中,占据最高能级电子的电子云轮廓图为_______。
(3)b的一种核素常用作文物的年代测定,该核素是____________________(写化学符号)。
(4)c、d、e简单离子的半径由大到小的顺序是________________(写化学符号)。
(5)e的氢化物与其气态氧化物反应产生黄色固体的化学方程式________。
(6)ba4可与c的单质组成某种燃料电池,根据下面题图回答问题。
Y极是_____________(填“正极”或“负极”);电池工作时X极电极方程式为__________________,当电路中累计有2mol电子通过时,消耗的氧气体积为(在标准状况下)_________L。
16. 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:①电离度=;
②常温下,;
③常温下,、。
回答下列问题:
(1)中磷元素的化合价为________价。
(2)“焙烧”前,将硫铁矿烧渣粉碎的目的是___________________________________。
(3)“滤渣1”的主要成分为碳和______________(填化学名称)。
(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:
①氨水与反应的离子方程式为_________________。
②常温下,氨水的电离度为____________%。
(6)生成的沉淀需经充分洗涤,除去附着其上的硫酸盐,检验沉淀是否洗净的方法是______________________________________________________________________________。
17. 实验小组对硫代硫酸钠()进行探究。
I.的制备。将通入和混合溶液中可制得,装置如图:
(1)组装好仪器后,接下来应该进行的实验操作是_______________________,盛放粉末的玻璃仪器名称是_____________________。
(2)实验室用溶液处理尾气,发生反应的化学方程式为:________________。
(3)已知的溶解度随温度升高显著增大,待和完全消耗后,结束反应。过滤混合物,滤液经_____________、_____________(填操作方法)、过滤、洗涤、干燥,得到产品,过滤时用到的玻璃仪器有烧杯、_____________、_____________。
Ⅱ.测定样品纯度。
步骤①:准确称取10.00g产品,溶于蒸馏水配成250.00mL溶液。
步骤②:取25.00mL上述溶液注入锥形瓶,加入2~3滴淀粉溶液,用标准碘溶液滴定,平均消耗标准碘溶液20.00mL。已知:,回答下列问题:
(4)步骤②中滴定终点的现象为_________________________________。
(5)产品中的质量分数为________(精确到0.1%)。
(6)下列操作会使样品纯度偏小的是________。
A.读数时,滴定前仰视,滴定后俯视
B.滴定过程中,锥形瓶振荡过于剧烈,有少量溶液溅出
C.滴定管用蒸馏水洗净后,未用标准碘溶液润洗
18. 有效利用对实现“碳中和”意义重大。请回答下列问题:
(1)加氢制甲醇的总反应为:,该总反应可认为通过如下两个反应步骤来实现,能量变化如图所示。
I.
Ⅱ.
则________kJ/mol,反应步骤________(填“I”或“II”)是总反应的决速步。
(2)一定温度下,在体积为1L的恒容密闭容器中,充入和,发生反应:。测得和的浓度随时间变化如图所示。
①能说明反应达到平衡状态的是______(选填字母编号)。
A.容器内气体密度不变
B.
C.容器内气体压强不变
D.
②从理论上分析,为了使尽可能多地转化为甲醇,应选择的条件是_______(选填字母编号)。
A.高温、高压 B.高温、低压 C.低温、低压 D.低温、高压
③3min~9min时间内,的化学反应速率______(结果保留到小数点后3位)。该温度下,化学平衡常数K=_______(结果保留到小数点后1位)。
(3)不同压强下,按照投料,实验测得的平衡转化率随温度的变化关系如下图所示,压强、、由大到小的顺序为_____________________。
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2024~2025学年度上学期高二年级期末联考试卷
化学
(考试时间:75分钟,总分:100分)
注意:1.请把答案填写在答题卡上,否则答题无效。
2.答卷前,考生务必将密封线内的项目填写清楚,密封线内不要答题。
3.选择题,请用2B铅笔,把答题卡上对应题目选项的信息点涂黑。非选择题,请用0.5黑色字迹签字笔在答题卡指定位置作答。
可能用到的相对原子质量:H1 C12 O16 Na23 S32
第I卷(选择题 共42分)
一、单项选择题(本题包括14小题,每小题3分,共42分)在每小题的四个供选答案中,只有一个正确答案,请将答案填写在答题卡的相应位置,在试卷上作答无效。
1. 下列说法错误的是
A. 热的纯碱溶液可用于去除餐具的油污
B. 明矾可用于自来水的杀菌消毒
C. 任何化学反应都伴随着能量的变化
D. 原电池是把化学能转化成电能的装置
【答案】B
【解析】
【详解】A.热的纯碱溶液显碱性,能使油脂水解为溶水物质而除去,故A正确;
B.明矾水解生成氢氧化铝胶体,可用于净水,但不能杀菌消毒,故B错误;
C.一切化学反应都存在能量变化,不是吸热反应就是放热反应,故C正确;
D.原电池是利用氧化还原反应原理将化学能转化为电能的装置,故D正确;
故选:B。
2. 下列热化学方程式中的ΔH能表示物质燃烧热的是
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【解析】
【详解】A.反应中1 mol甲烷完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水,符合燃烧热对可燃物用量及产物的要求,所对应的热化学方程式为,A正确;
B.反应中生成的是水蒸气,而氢气的燃烧热要求生成液态水,对应的燃烧反应应为;水蒸气凝结成液态水还会放热,原式的焓变不能表示氢气的燃烧热,B错误;
C.原式表示2 mol一氧化碳完全燃烧的焓变,而燃烧热以1 mol可燃物为标准;将化学计量数与焓变同时除以2,得,故原式的焓变不是一氧化碳的燃烧热,C错误;
D.原式生成一氧化碳,一氧化碳还能继续燃烧,说明碳没有完全燃烧;碳完全燃烧应生成二氧化碳,对应反应为,原式的焓变不能表示碳的燃烧热,D错误;
故选A。
3. 下列化学用语或图示表达错误的是
A. 碳原子结构示意图:
B. 氧原子核外能量最高的电子云的形状:
C. Na2O2的电子式:
D. 基态N原子的价层电子轨道表示式:
【答案】C
【解析】
【详解】A.碳原子的核电荷数为6,核外2个电子层,最外层电子数为4,原子结构示意图为,故A正确;
B.氧原子的价电子排布式为2s22p4,原子核外能量最高的电子云为2p,形状为,故B正确;
C.过氧化钠为离子化合物,电子式为,故C错误;
D.基态氮原子的价电子排布式为2s22p3,价层电子轨道表示式为,故D正确;
故选C。
4. 下列有关实验装置、原理和操作正确,且能达到相应实验目的的是
甲
乙
丙
丁
A. 用图甲所示装置在铁制品表面镀铜
B. 用图乙所示装置测定溶液的浓度
C. 用图丙所示的实验装置:测定中和热
D. 根据图丁所示的两烧瓶中气体颜色的变化(热水中变深、冰水中变浅)判断正反应是放热反应
【答案】D
【解析】
【详解】A.铁制品表面镀铜时,镀层金属铜应接电源正极作阳极,镀件铁制品应接电源负极作阴极,图中铜接电源负极、铁接电源正极,无法实现镀铜,A错误;
B.盐酸为酸性溶液,会腐蚀碱式滴定管的橡胶管,应盛放在酸式滴定管中,装置使用碱式滴定管盛放盐酸,无法测定溶液浓度,B错误;
C.测定中和热的装置缺少环形玻璃搅拌棒,无法使酸碱充分混合反应,且要求大小烧杯杯口相平,二者之间填充满碎塑料泡沫,不能达到实验目的,C错误;
D.为红棕色气体,为无色气体,热水中烧瓶气体颜色更深,说明温度升高时平衡逆向移动,逆反应为吸热反应,因此正反应为放热反应,可达到实验目的,D正确;
故选D。
5. 代表阿伏伽德罗常数,下列说法正确的是
A. 0.5mol与足量的发生反应,会生成个分子
B. 100mL0.1mol/L溶液中,的数目为
C. 1L pH=2的溶液中,的数目为
D. 浓度为46%的乙醇溶液,所含氧原子数目为
【答案】C
【解析】
【详解】A.与合成氨的反应为可逆反应,0.5不能完全反应,生成分子的数目小于,A错误;
B.在水溶液中会发生水解,100溶液中的数目小于,B错误;
C.的溶液中,1L该溶液中的物质的量为0.01,数目为,C正确;
D.未给出乙醇溶液的总质量,无法计算所含氧原子的数目,D错误;
故选C。
6. 在一定温度下,某密闭容器中发生反应:,若0~10 s内c(C)由0.1 mol/L降到0.08 mol/L,则下列说法正确的是
A. 减小反应体系的体积,化学反应速率加快
B. c(C)由0.05 mol/L降到0.04 mol/L所需的反应时间小于5 s
C. 升高温度正反应速率加快,逆反应速率减慢
D. 0~10 s内用B表示的平均反应速率为
【答案】A
【解析】
【详解】A.A和C均为气体,减小反应体系的体积使气体浓度增大,正、逆反应速率均加快,A正确;
B.0~10 s内C的平均反应速率为。随着反应进行,C的浓度降低,正反应速率减小;A的浓度增大,逆反应速率增大,C的净消耗速率逐渐减小。因此,若C的浓度能够由0.05 mol/L降到0.04 mol/L,所需时间满足,B错误;
C.升高温度,正反应和逆反应的速率均加快,C错误;
D.B是固体,不能用其浓度变化表示化学反应速率,D错误;
故选A。
7. 下列方程式与所给事实不相符的是
A. 用硫化钠溶液除去废水中的:
B. 酚酞滴入醋酸钠溶液中变为浅红色:
C. 用饱和溶液处理锅炉水垢中的:
D. 用惰性电极电解饱和食盐水:
【答案】C
【解析】
【详解】A.硫化钠与废水中的反应生成难溶的沉淀,离子方程式为,A正确;
B.醋酸钠为强碱弱酸盐,发生水解使溶液呈碱性,可使酚酞变为浅红色,水解离子方程式为,B正确;
C.是微溶固体,作为水垢反应物时不能拆为离子,正确反应为,给出的方程式与事实不符,C错误;
D.用惰性电极电解饱和食盐水时,在阳极放电生成,在阴极放电生成和,总反应离子方程式为,D正确;
故选C。
8. X、Y、Z、Q、R为原子序数依次增大的前四周期元素,X和Y可以形成一种红棕色气体,Z是同周期元素中原子半径最大的元素,Q是地壳中含量最高的金属元素,R的基态原子中有6个未成对电子。下列说法正确的是
A. 原子半径:r(Q)>r(Y)>r(X) B. 电负性:X>Y>Z
C. R位于元素周期表中第四周期第ⅣB族 D. Z的最高价氧化物对应水化物的碱性比Q的强
【答案】D
【解析】
【分析】X、Y、Z、Q、R为原子序数依次增大的前四周期元素,X和Y可以形成一种红棕色气体,故X为N;Y为O;Z是同周期元素中原子半径最大的元素,Z为Na;Q是地壳中含量最高的金属元素,Q为Al;R的基态原子中有6个未成对电子,R为Cr;
【详解】A.同主族从上到下原子半径增大,同周期元素从左到右半径减小,故半径为Al>N>O,故r(Q) >r(X) >r(Y),故A错误;
B.同周期元素从左到右电负性增强,故O>N>Na,电负性:Y>X>Z,故B错误;
C.R的价电子为6,R位于元素周期表中第四周期第ⅥB族,故C错误;
D.Z为Na,Z的最高价氧化物对应水化物为NaOH,为强碱,Q的最高价氧化物对应水化物为Al(OH)3,属于两性氢氧化物,故NaOH碱性比Al(OH)3的强,故D正确;
故答案为D。
9. 工业合成氨的反应为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H= -92kJ/mol ΔS= -198.2J/(mol‧K)有关化学反应调控说法错误的是
A. 合成氨气,理论上选用低温、高压的条件进行控制,有利于提高合成氨的产率
B. 该反应在常温下可以自发进行
C. 将生成的NH3进行液化,有助于提高反应速率
D. 结合生产实际,可以适当提高原料气体中N2的含量
【答案】C
【解析】
【详解】A.反应正向气体分子数减小,增大压强,有利于平衡正向移动,合成氨的产率提高,正向放热,降低温度,有利于平衡正向移动,合成氨的产率提高,故A正确;
B.该反应的ΔS=-198.2J/(mol·K),ΔH=-92kJ/mol,常温(T=298K)时ΔH-T·ΔS=-92000J/mol+298K×198.2J/(mol·K)=-32936.4J/mol<0,故该反应常温时反应可以自发进行,故B正确;
C.将生成的NH3进行液化,平衡正向移动,反应物浓度减小,反应速率减小,故C错误;
D.适当提高原料气体中N2的含量,有利于平衡正向移动,可以提高氢气转化率,故D正确;
答案选C。
10. 如图是电解溶液的装置,其中c、d均为石墨电极。下列有关判断正确的是
A. a为负极,b为正极
B. 当电解过程产生6.4 g Cu时,线路中转移的电子数是
C. 电解过程中,c电极质量增加
D. 电解过程中,氯离子浓度减小
【答案】D
【解析】
【分析】该装置为电解池,图示电流沿左侧导线进入c电极。电解池中电流从电源正极流向阳极,因此c为阳极,另一石墨电极d为阴极。
【详解】A.c为阳极,与其相连的电源a端应为正极,b端为负极,A错误;
B.d为阴极,铜离子得电子析出铜,电极反应为。生成铜的物质的量为,根据电极反应,转移电子的物质的量为,所以线路中转移的电子数为,B错误;
C.c为阳极,氯离子在其表面失电子生成氯气,电极反应为。石墨本身不参与反应,故c电极质量不变,C错误;
D.阳极c上发生反应,氯离子不断被消耗,溶液中氯离子浓度减小,D正确;
故选D。
11. 接触法制备硫酸中的关键步骤是:在催化作用下与空气中在接触室发生可逆反应,其热化学方程式为:。题图表示在有、无催化剂条件下氧化成过程中的能量变化。
下列说法正确的是
A. 反应
B. 使用催化时,降低了反应的活化能和
C. 升高温度,有利于提高的平衡转化率
D. 增大压强,反应的平衡常数增大
【答案】A
【解析】
【详解】A.由能量变化图可知,和的总能量高于的总能量,该反应为放热反应,故,A正确;
B.作为催化剂,只能降低反应的活化能,焓变由反应物和生成物的总能量差决定,催化剂不改变,B错误;
C.该反应为放热反应,升高温度平衡向吸热的逆反应方向移动,的平衡转化率降低,C错误;
D.平衡常数仅与温度有关,增大压强时温度不变,平衡常数不发生变化,D错误;
故选A。
12. 下列有关叙述正确的是
A. 难溶电解质的溶解度越小,一定越小
B. 纯银器皿在空气中久置变暗与电化学腐蚀有关
C. 等体积、等物质的量浓度的盐酸和醋酸中和的能力相同
D. 等体积、等的盐酸和醋酸加水稀释相同倍数后,盐酸的比醋酸的小
【答案】C
【解析】
【详解】A.同类型的难溶电解质的溶解度越小,越小,不同类型的难溶电解质无法由溶解度比较,A错误;
B.纯银器皿在空气中久置变暗是因为空气中的氧气和微量硫化物与银发生了化学反应,属于化学腐蚀,B错误;
C.等体积、等物质的量浓度的盐酸和醋酸所含的氢离子的物质的量相等,因此中和的能力相同,C正确;
D.等体积、等pH的盐酸和醋酸加水稀释相同倍数后,由于醋酸为弱电解质,稀释后醋酸的电离平衡正向移动,醋酸溶液中氢离子浓度大于盐酸溶液中氢离子浓度,则醋酸的pH比盐酸的pH小,D错误;
故答案为:C。
13. 对于可逆反应mA(s)+nB(g)⇌eC(g)+fD(g),当其他条件不变时,C的体积分数[φ(C)]在不同温度(T)和不同压强(p)下随时间(t)的变化关系如图所示。下列叙述正确的是
A. 达到平衡后,若使用催化剂,C的体积分数将增大
B. 该反应的ΔH<0
C. 化学方程式中,n>e+f
D. 达到平衡后,增加A的质量有利于化学平衡向正反应方向移动
【答案】B
【解析】
【详解】A.达到平衡后,使用催化剂,平衡不发生移动,C的体积分数不变,A项错误;
B.根据C的体积分数在不同温度下随时间的变化关系可知,T2比T1先出现拐点,说明T2达到平衡所需时间短、反应速率快,则T2>T1,T2时C的平衡体积分数比T1时小,说明升高温度,平衡逆向移动,则逆反应为吸热反应、正反应为放热反应,反应的ΔH<0,B项正确;
C.根据C的体积分数在不同压强下随时间的变化关系可知,p2比p1先出现拐点,说明p2达到平衡所需时间短、反应速率快,则p2>p1,p2时C的平衡体积分数比p1时小,说明增大压强,平衡逆向移动,则化学方程式中n<e+f,C项错误;
D.A呈固态,达到平衡后,增加A的质量,平衡不移动,D项错误;
答案选B。
14. 在25mL0.1mol/LNaOH溶液中逐滴加入0.2mol/LCH3COOH溶液,曲线如图所示,下列有关离子浓度关系的比较,正确的是
A. 水的电离程度:D>B>A
B. 在B点,a=12.5
C. 在C点:c(Na+)>c(CH3COO-)>c(H+)>c(OH-)
D. 在D点:c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=2c(Na+)
【答案】D
【解析】
【详解】A.A点是0.1mol/LNaOH溶液,抑制水的电离,D点加入的醋酸的物质的量是NaOH的2倍,是CH3COOH和CH3COONa混合溶液,由图可知,D点溶液呈酸性,即以醋酸的电离为主,抑制水的电离,B点呈中性,醋酸稍微过量,水电离出的c(H+)=10-7mol/L,故B点水的电离程度最大,故A错误;
B.若a=12.5,则醋酸和NaOH恰好完全反应生成醋酸钠,醋酸钠水解使溶液呈碱性,而B点呈中性,即醋酸稍微过量,所以a>12.5,故B错误;
C.在C点,pH<7,溶液呈酸性,所以c(OH-)<c(H+),根据电荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-)可知:c(Na+)<c(CH3COO-),故C错误;
D.在D点时加入25mL醋酸,即加入的醋酸的物质的量是NaOH的2倍,根据物料守恒有:c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=2c(Na+),故D正确;
答案选D。
第II卷(非选择题 共58分)
二、填空题(本题包括4小题,共58分)请将答案填写在答题卡的相应位置,在试卷上作答无效。
15. 下表是周期表的一部分,根据a-h在周期表中的位置,请用化学用语回答下列问题。
(1)基态g原子的价层电子排布式为_______________。
(2)元素h基态原子中,占据最高能级电子的电子云轮廓图为_______。
(3)b的一种核素常用作文物的年代测定,该核素是____________________(写化学符号)。
(4)c、d、e简单离子的半径由大到小的顺序是________________(写化学符号)。
(5)e的氢化物与其气态氧化物反应产生黄色固体的化学方程式________。
(6)ba4可与c的单质组成某种燃料电池,根据下面题图回答问题。
Y极是_____________(填“正极”或“负极”);电池工作时X极电极方程式为__________________,当电路中累计有2mol电子通过时,消耗的氧气体积为(在标准状况下)_________L。
【答案】(1)
(2)哑铃形 (3)
(4)
(5)
(6) ①. 正极 ②. ③. 11.2
【解析】
【分析】由元素在周期表的位置可知,a为H,b为C,c为O,d为Na,e为S,f为Cl,g为Fe,h为Br。
【小问1详解】
g是26号元素Fe,属于过渡金属,基态原子价层电子包含最外层s轨道和次外层d轨道的电子,排布式为。
【小问2详解】
h是Br,基态原子电子排布式为,占据的最高能级是4p,p能级电子云轮廓图为哑铃形(也叫纺锤形)。
【小问3详解】
b为碳元素,用于文物年代测定的核素是碳-14,化学符号为。
【小问4详解】
c、d、e的简单离子分别为、、;离子半径比较规律:电子层数越多半径越大,电子层结构相同时,核电荷数越大半径越小。有3个电子层,和均为2电子层结构,核电荷数O<Na,因此半径顺序为。
【小问5详解】
e的氢化物为,气态氧化物选,二者发生归中反应生成黄色S单质和水,方程式为。
【小问6详解】
外电路中电子从X极流向Y极,电子流出的一极是负极,流入的Y极为正极;该电池是碱性甲烷燃料电池,负极X上失电子,在环境下生成和水,对应电极反应式为;正极反应为,每消耗 1mol 转移4 mol电子,因此转移2 mol电子时,消耗0.5 mol ,标准状况下体积为。
16. 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:①电离度=;
②常温下,;
③常温下,、。
回答下列问题:
(1)中磷元素的化合价为________价。
(2)“焙烧”前,将硫铁矿烧渣粉碎的目的是___________________________________。
(3)“滤渣1”的主要成分为碳和______________(填化学名称)。
(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:
①氨水与反应的离子方程式为_________________。
②常温下,氨水的电离度为____________%。
(6)生成的沉淀需经充分洗涤,除去附着其上的硫酸盐,检验沉淀是否洗净的方法是______________________________________________________________________________。
【答案】(1)+5 (2)增大接触面积,加快反应速率,提高原料的利用率
(3)硅 (4)70℃、30%硫酸
(5) ①. ②.
(6)取少量最后一次洗涤液于试管中,滴加适量HCl酸化后,加入几滴溶液,若无白色沉淀,证明沉淀已经洗净(合理即可)
【解析】
【分析】硫铁矿烧渣与过量炭粉焙烧,使铁的氧化物被还原;硫酸酸浸使铁、铝进入滤液1,不溶物经分离形成滤渣1。向滤液1中加氨水调节pH,使铝离子形成氢氧化铝沉淀而除去,得到含亚铁离子的滤液2。
向滤液2中加入双氧水,将亚铁离子氧化为铁离子,再加磷酸形成磷酸铁沉淀。所得沉淀与碳酸锂、草酸煅烧,草酸起还原作用,最终得到磷酸亚铁锂。
【小问1详解】
磷酸亚铁锂中,锂、铁、氧元素的化合价分别为+1、+2、−2。设磷元素的化合价为x,根据化合物中各元素正、负化合价的代数和为0,有1+2+x+4×(−2) = 0,解得x = +5,故磷元素为+5价;
【小问2详解】
焙烧是固体接触发生反应的过程,将烧渣粉碎可增大反应物的接触面积,使反应更充分,从而加快反应速率,提高原料的利用率;
【小问3详解】
焙烧时,二氧化硅被碳还原,反应为。酸浸时,铁和氧化铝溶于硫酸,生成的硅及剩余碳不溶,故滤渣1除碳外的主要成分为硅;
【小问4详解】
温度升至70℃时,滤液1中亚铁离子的浓度达到最高,继续升温没有增益;硫酸浓度增至30%时,亚铁离子浓度达到最高平台,再提高硫酸浓度并不能增加该浓度。兼顾浸出效果、能耗和酸的用量,选择70℃、30%硫酸;
【小问5详解】
①滤液1含铝离子,加入氨水后生成氢氧化铝沉淀。一水合氨是弱电解质,在离子方程式中保留化学式;结合原子守恒和电荷守恒,反应为。
②氨水中存在电离平衡。忽略水的电离,设一水合氨电离所消耗的浓度为。
初始时,一水合氨浓度为,铵根离子和氢氧根离子浓度均近似为0;达到平衡时,一水合氨浓度为,铵根离子和氢氧根离子浓度均为。
代入电离平衡常数,得。一水合氨电离程度很小,可近似取,于是,即已电离的一水合氨浓度约为。
电离度为,约为0.95%,上述近似合理。由于空格外已有百分号,填;
【小问6详解】
沉淀附着的硫酸盐若未洗净,最后一次洗涤液中仍含硫酸根离子。先用盐酸酸化以排除磷酸根离子的干扰,再加氯化钡溶液;若含硫酸根离子,会发生,产生白色沉淀。因此,取少量最后一次洗涤液于试管中,加适量盐酸酸化,再滴加几滴氯化钡溶液,若无白色沉淀,则说明沉淀已经洗净。
17. 实验小组对硫代硫酸钠()进行探究。
I.的制备。将通入和混合溶液中可制得,装置如图:
(1)组装好仪器后,接下来应该进行的实验操作是_______________________,盛放粉末的玻璃仪器名称是_____________________。
(2)实验室用溶液处理尾气,发生反应的化学方程式为:________________。
(3)已知的溶解度随温度升高显著增大,待和完全消耗后,结束反应。过滤混合物,滤液经_____________、_____________(填操作方法)、过滤、洗涤、干燥,得到产品,过滤时用到的玻璃仪器有烧杯、_____________、_____________。
Ⅱ.测定样品纯度。
步骤①:准确称取10.00g产品,溶于蒸馏水配成250.00mL溶液。
步骤②:取25.00mL上述溶液注入锥形瓶,加入2~3滴淀粉溶液,用标准碘溶液滴定,平均消耗标准碘溶液20.00mL。已知:,回答下列问题:
(4)步骤②中滴定终点的现象为_________________________________。
(5)产品中的质量分数为________(精确到0.1%)。
(6)下列操作会使样品纯度偏小的是________。
A.读数时,滴定前仰视,滴定后俯视
B.滴定过程中,锥形瓶振荡过于剧烈,有少量溶液溅出
C.滴定管用蒸馏水洗净后,未用标准碘溶液润洗
【答案】(1) ①. 检查装置气密性 ②. 圆底烧瓶
(2)
(3) ①. 蒸发浓缩 ②. 冷却结晶 ③. 玻璃棒 ④. 漏斗
(4)加入最后一滴标准碘液,溶液由无色变为蓝色,且半分钟不褪色
(5)31.6% (6)AB
【解析】
【小问1详解】
组装好仪器后,首先需要检查装置气密性;该玻璃仪器的名称为圆底烧瓶;
【小问2详解】
二氧化硫通入过量氢氧化钠,产物为亚硫酸钠,反应的化学方程式为;
【小问3详解】
硫代硫酸钠的溶解度随温度升高而增大,故利用降温结晶的方法得到其结晶,操作为蒸发浓缩、冷却结晶;过滤需要用到的玻璃仪器,除烧杯外还有漏斗和玻璃棒;
【小问4详解】
到达滴定终点时,由于硫代硫酸根离子已被耗尽,故碘单质将与淀粉结合,使溶液变蓝,故现象为加入最后一滴标准碘液,溶液由无色变为蓝色,且半分钟不褪色;
【小问5详解】
每次滴定消耗的碘单质的物质的量为,硫代硫酸根与碘单质的反应比为2:1,故待测液中硫代硫酸根离子的物质的量为2×10-3 mol,10 g产品中,硫代硫酸钠的含量为2×10-2 mol,硫代硫酸钠的质量分数为;
【小问6详解】
A.滴定前仰视刻度线,滴定后俯视刻度线,测得消耗的标准溶液体积偏低,计算得硫代硫酸钠含量偏低,样品纯度偏小,A正确;
B.滴定过程中有溶液溅出,待测的硫代硫酸钠总量减少,样品纯度偏小,B正确;
C.未用标准溶液润洗滴定管,使滴定管中盛装的标准溶液浓度偏低,滴定消耗的标准溶液体积偏高,样品纯度偏大,C错误;
故本题选AB。
18. 有效利用对实现“碳中和”意义重大。请回答下列问题:
(1)加氢制甲醇的总反应为:,该总反应可认为通过如下两个反应步骤来实现,能量变化如图所示。
I.
Ⅱ.
则________kJ/mol,反应步骤________(填“I”或“II”)是总反应的决速步。
(2)一定温度下,在体积为1L的恒容密闭容器中,充入和,发生反应:。测得和的浓度随时间变化如图所示。
①能说明反应达到平衡状态的是______(选填字母编号)。
A.容器内气体密度不变
B.
C.容器内气体压强不变
D.
②从理论上分析,为了使尽可能多地转化为甲醇,应选择的条件是_______(选填字母编号)。
A.高温、高压 B.高温、低压 C.低温、低压 D.低温、高压
③3min~9min时间内,的化学反应速率______(结果保留到小数点后3位)。该温度下,化学平衡常数K=_______(结果保留到小数点后1位)。
(3)不同压强下,按照投料,实验测得的平衡转化率随温度的变化关系如下图所示,压强、、由大到小的顺序为_____________________。
【答案】(1) ①. ②. I
(2) ①. ①CD ②. ②D ③. ③0.042 ④. 5.3
(3)
【解析】
【小问1详解】
根据盖斯定律,总反应可由反应I和反应Ⅱ相加得到,因此 。由能量变化图可知,反应I的活化能(能垒)大于反应Ⅱ的活化能,活化能越大反应速率越慢,慢反应决定总反应速率,故反应步骤Ⅰ是总反应的决速步。
【小问2详解】
① A.该反应在恒容密闭容器中进行,气体总质量不变,容器体积不变,气体密度始终不变,不能说明达到平衡状态,A错误;
B.未指明正逆反应速率,不能说明达到平衡状态,B错误;
C.该反应是气体分子数减少的反应,恒容条件下,压强不变说明各物质的物质的量不再变化,即达到平衡状态,C正确;
D.由图可知,当 时,两者的浓度不再随时间发生变化,说明达到平衡状态,D正确;
故选CD。
②该反应的正反应为放热反应,降低温度平衡正向移动;正反应是气体分子数减少的反应,增大压强平衡正向移动。为了使 尽可能多地转化为甲醇,应选择低温、高压的条件。故选D。
③3~9 min时间内,的浓度变化量,则 。由图可知,平衡时 ,。根据反应方程式,消耗的 ,生成的 。初始 ,则平衡时 。该温度下的化学平衡常数 。
【小问3详解】
该反应的正反应是气体分子数减少的反应。在相同温度下,增大压强,平衡向正反应方向移动,的平衡转化率增大。由图可知,在相同温度下,的平衡转化率 ,故压强大小顺序为 。
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