精品解析:广西钦州市钦州市2025-2026学年第一学期高二期末教学质量检测 化学试卷
2026-09-20
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内容正文:
钦州市2025年秋季学期高二年级期末教学质量监测
化学
(试卷满分:100分,考试时间:75分钟)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上,并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,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;回答非选择题时,用0.5mm的黑色字迹签字笔将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效。
3.考试结束后,请将答题卡上交。
4.本卷主要命题范围:苏教版选择性必修1、选择性必修2专题1、专题2。
可能用到的相对原子质量:H 1 Li 7 C 12 N 14 O 16 Na 23 S 32 Cl 35.5 Fe 56 Cu 64
一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42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. 化学与生产、生活密切相关,生活中处处有化学。下列说法错误的是
A. 炒菜时,向菜中添加加碘食盐,这是因为碘酸钾为强电解质
B. 汽车用的铅蓄电池属于二次电池,可多次充放电
C. 我国远洋水体调查船“向阳红01”号上钉的锌条起到了防止船体被腐蚀的作用
D. 与溶液可作焊接金属时的除锈剂
2. 明矾的化学式为,可用于制备铝盐、发酵粉、油漆、鞣料、澄清剂、媒染剂、造纸、防水剂等。下列说法错误的是
A. 电负性:
B. 金属性:
C. 基态原子最高能级电子数:
D. 酸性强弱:
3. 下列关于能层和能级的叙述中正确的是
A. 各电子层含有的原子轨道数为(且为整数)
B. 第四能层为N能层,最多容纳18个电子
C. 各电子层的能级都是从s能级开始到f能级结束
D. 多电子原子中同一能层各能级的能量高低:
4. 下列溶液不一定呈中性的是
A. 时,的溶液 B. 加入酚酞试液不变色的溶液
C. 等物质的量浓度等体积的和反应得到的溶液 D. 的溶液
5. 设是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 2 mol 与1 mol 充分反应转移的电子数为
B. 的溶液中、、的粒子总数为
C. 电解精炼铜时在阳极质量减少32 g,转移电子的个数为
D. 用石墨电极电解溶液,阳极产生标况下22.4 L气体时,电路中转移个电子
6. 下列问题与盐类水解无关的是
A. 与两种溶液可作泡沫灭火剂
B. 要除去溶液中混有的,可加入CuO
C. 不能作“钡餐”,而可以
D. 实验室中盛放溶液的试剂瓶不能用磨口玻璃塞
7. 利用如图装置和试剂进行实验(部分夹持装置省略),能达到相应实验目的的是
A.验证铁的吸氧腐蚀
B.制备并能较长时间不变色
C.探究温度对反应速率的影响
D.测定某溶液的pH
A. A B. B C. C D. D
8. K、、分别表示化学平衡常数、电离平衡常数和水的离子积常数。下列说法正确的是
A. 的溶液,适当升高到一定温度后,pH增大
B. 若水的,则,此时水的温度一定大于25℃
C. 室温下,,说明是强酸
D. 某反应为放热反应,升高温度,该反应的平衡常数将增大
9. 五种短周期主族元素X、Y、Z、W、R的原子序数依次增大,基态X原子最外层电子排布式为;Z是目前发现的电负性最大的元素;W元素的主族序数等于其周期数;基态R原子的最外层电子数是X原子最内层电子数的2倍。下列说法正确的是
A. 简单离子半径:
B. 第一电离能:
C. 基态R原子的核外有9种空间运动状态的电子
D. 五种元素中未成对电子数最多的是X元素
10. 下列说法正确的是
A. 钠原子由时,原子释放能量,由基态转化成激发态
B. 1s电子云呈球形,表示电子绕原子核做圆周运动
C. 若将基态Mn原子的核外电子排布式写为,则违反了构造原理
D. 若将基态O原子的价电子的轨道表示式写为,则违背了洪特规则
11. 已知:溶液中存在如下平衡:。下列实验操作、现象和结论均正确的是
选项
实验操作
现象
结论
A
向溶液中滴加NaOH溶液
溶液由橙色变为黄色
生成物浓度增大,平衡向逆反应方向移动
B
向含有ZnS和的白色悬浊液中滴加少量溶液
有黑色沉淀生成
C
分别将的HA和HB溶液加水稀释至100 mL,测溶液pH
酸性:
D
取溶液于试管中,加入少量淀粉和溶液,充分反应
溶液变蓝
KI与的反应为可逆反应
A. A B. B C. C D. D
12. R-CHO与在不同催化剂作用下反应生成的反应历程图(TS为过渡态,*表示吸附在催化剂表面的物种)如图所示。下列说法错误的是
A. 该反应的热化学方程式为
B. 由图可知,催化剂可降低反应的活化能,但不改变反应的热效应
C. 四种过渡态中TS2最稳定
D. 催化剂1作用下的决速步为
13. 从海水中提取锂,某团队设计了图示的电解池。保持电源正负极不变,每运行一段时间后,将电极1与4取下互换,电极2与3取下互换,实现从海水中提取锂,即锂的富集。下列说法错误的是
A. 电极2为阳极,发生氧化反应
B. 电极1的电极反应式为
C. 理论上,电极1与电极4的质量之和保持不变
D. 理论上,电路通过1 mol电子时,右侧电解液中会富集14 g
14. 25℃时,向溶液中逐滴加入溶液,溶液中含碳微粒的物质的量分数随溶液pH变化如图所示。下列说法错误的是
A. 曲线Ⅱ代表的物质的量分数
B. a点溶液中,
C. a点pH为2.7
D. 曲线Ⅱ最高点时消耗10 mL的NaOH溶液,此时溶液中离子浓度大小:
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 生活中处处有化学。纯碱、小苏打、铁酱油、食醋、食盐等均为家庭厨房中常用的物质。回答下列问题:
(1)基态Fe原子的外围电子轨道表示式为________。的稳定性强于,从微观角度解释其原因:________。
(2)基态原子核外有________个自旋方向相反的电子对。基态钠原子核外电子占据能量最高的能级符号是________,该能级的原子轨道的形状为________。
(3)食盐、小苏打中所涉及的非金属元素中位于元素周期表p区的元素有________种。
(4)原子核外电子有两种相反的自旋状态,若一种自旋状态用表示,与之相反的用表示。基态O原子的核外电子自旋磁量子数的代数和为________。
(5)下列曲线表示氧族元素性质随核电荷数的变化趋势,错误的是________(填字母)。
A. B. C. D.
16. 电化学在工业生产、科学进步、环境处理等方面具有重要的作用,根据要求回答下列问题:
(1)新型甲醇()和燃料电池的装置如图1所示。b处的多孔碳电极作________(填“正极”或“负极”),发生的电极反应式为________。
(2)在钢铁制品表面镀铜可以有效地防止其腐蚀,若使用图1装置为电源进行图2的电镀实验。
①电镀装置图中的Fe电极连接图1中的________(填“a”或“b”)极。写出Fe电极上发生的反应:________。
②若待镀制品增重3.2 g,电路中通过的电子为________mol;电镀完成后图2中的溶液浓度________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)电解法处理含氮氧化物的废气,可回收硝酸,具有较高的环境效益和经济效益。实验室模拟电解法吸收的装置如图3所示(图中电极均为石墨电极)。若用气体进行模拟电解法吸收实验。
①写出电解时发生反应的电极反应式:________。
②若在标准状况下有2.24 L 被吸收,通过阳离子交换膜(只允许阳离子通过)的为________mol。
17. 用含有少量、杂质的辉铜矿(主要成分)和软锰矿(主要成分)制备碱式碳酸铜,然后进一步制取有机合成中的催化剂氯化亚铜(CuCl),其主要工艺流程如图。
已知:①能氧化硫化物生成S;。
②部分金属阳离子生成氢氧化物沉淀的pH如下表所示:
金属离子
开始沉淀的pH
7.5
2.7
5.6
8.3
完全沉淀的pH
9.0
3.2
6.7
9.8
③CuCl是一种白色粉末,微溶于水,难溶于乙醇,可溶于氯离子浓度较大的体系。
回答下列问题:
(1)调pH时应控制pH范围为________;常温下,若调pH后溶液的pH变为5时,则溶液中的浓度为________。
(2)浸出液中含有和等主要产物,写出生成该主要产物的化学方程式:________。
(3)结合已知条件,实验室中若选用饱和溶液(pH约为12)和溶液作为反应原料制备沉淀,采用的加料方式是:将________(填化学式,下同)溶液缓慢加入盛有________溶液的反应容器中。
(4)向溶液中加入溶液,发生反应的离子方程式为________。
(5)得到的CuCl晶体需洗涤,洗涤CuCl晶体的操作是________。
(6)CuCl产品纯度测定:称取所制备的CuCl成品3.50 g,将其置于过量的溶液中,待样品完全溶解后,加入适量稀硫酸,配成250 mL溶液。移取25.00 mL溶液于锥形瓶中,用的标准溶液滴定至终点,再重复滴定2次,三次平均消耗溶液25.00 mL(滴定过程中不反应,发生的反应为)。
①产品中CuCl的质量分数为________(保留三位有效数字)。
②下列操作会引起CuCl纯度偏小的是________(填字母)。
A.锥形瓶水洗后误用稀硫酸润洗2~3次
B.配制标准溶液时俯视定容
C.盛装标准溶液的滴定管水洗后没有润洗
18. 二氧化碳的综合利用具有重要意义。回答下列问题:
(1)利用反应:,不能实现常温下合成HCOOH的原因是________。
(2)已知:和的标准燃烧热分别为,。甲烷化反应,________。
(3)加氢生成的主要反应的热化学方程式如下:
反应Ⅰ.,;
反应Ⅱ.,;
反应Ⅲ.,。
将的混合气体置于密闭容器中,达到平衡时,体系中温度和压强对的选择性影响如图甲所示。
①压强的大小:________(填“<”或“>”)。
②的选择性[]随温度升高而下降的原因是________。
(4)将1 mol 和3 mol 充入0.5 L恒容密闭容器中,在两种不同催化剂作用下发生反应Ⅰ,相同时间内的转化率随温度变化曲线如图乙所示:
①由图可知________(填“催化剂ⅰ”或“催化剂ⅱ”)的催化效果更好。a点时________(填“>”“<”或“=”)。
②随温度的升高,的转化率先增大后减小,理由是________。
③温度下,催化剂ⅱ在5 min时达到d点,则________。已知c点时容器内的压强为p,在温度下该反应的平衡常数________(用平衡分压代替平衡浓度计算,气体分压=气体总压×气体的物质的量分数,用含p的代数式表示)。
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钦州市2025年秋季学期高二年级期末教学质量监测
化学
(试卷满分:100分,考试时间:75分钟)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上,并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,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;回答非选择题时,用0.5mm的黑色字迹签字笔将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效。
3.考试结束后,请将答题卡上交。
4.本卷主要命题范围:苏教版选择性必修1、选择性必修2专题1、专题2。
可能用到的相对原子质量:H 1 Li 7 C 12 N 14 O 16 Na 23 S 32 Cl 35.5 Fe 56 Cu 64
一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42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. 化学与生产、生活密切相关,生活中处处有化学。下列说法错误的是
A. 炒菜时,向菜中添加加碘食盐,这是因为碘酸钾为强电解质
B. 汽车用的铅蓄电池属于二次电池,可多次充放电
C. 我国远洋水体调查船“向阳红01”号上钉的锌条起到了防止船体被腐蚀的作用
D. 与溶液可作焊接金属时的除锈剂
【答案】A
【解析】
【详解】A.加碘食盐中受热易分解,炒菜起锅前添加加碘食盐更有利于人体对碘的摄入,与碘酸钾是强电解质无关,A错误;
B.铅蓄电池属于二次电池,放电时作原电池,充电时作电解池,可多次充放电,B正确;
C.船体主要是钢铁,锌的金属活泼性强于铁,锌、铁和海水构成原电池,锌作负极发生腐蚀损耗,铁(船体)作正极被保护,该防护方法是牺牲阳极的阴极保护法,C正确;
D.、Zn2+在水溶液中发生水解:、,溶液因水解显酸性,可以和金属表面的铁锈反应,因此可以用作焊接金属时的除锈剂,D正确;
故答案选A。
2. 明矾的化学式为,可用于制备铝盐、发酵粉、油漆、鞣料、澄清剂、媒染剂、造纸、防水剂等。下列说法错误的是
A. 电负性:
B. 金属性:
C. 基态原子最高能级电子数:
D. 酸性强弱:
【答案】C
【解析】
【详解】A.同主族元素从上到下电负性逐渐减小,故电负性,的电负性约为2.58,的电负性约为2.2,故电负性,A正确;
B.同周期主族元素从左到右金属性逐渐减弱,、、均为第三周期主族元素,故金属性,B正确;
C.基态原子核外电子排布为,最高能级为3p,电子数为1;基态原子核外电子排布为,最高能级为2p,电子数为4;基态原子核外电子排布为,最高能级为3p,电子数为4,故最高能级电子数为,C错误;
D.同周期主族元素从左到右非金属性逐渐增强,最高价氧化物对应水化物的酸性随非金属性增强而增强,故酸性,D正确。
3. 下列关于能层和能级的叙述中正确的是
A. 各电子层含有的原子轨道数为(且为整数)
B. 第四能层为N能层,最多容纳18个电子
C. 各电子层的能级都是从s能级开始到f能级结束
D. 多电子原子中同一能层各能级的能量高低:
【答案】D
【解析】
【详解】A.各电子层最多容纳的电子数为(最外层不超8),原子轨道数应为而非,A错误;
B.第四能层(N能层)最多容纳电子数为,B错误;
C.并非所有电子层都有f能级,如第一、二、三能层无f能级,C错误;
D.在多电子原子中,同一能层内能级能量顺序为,符合能级分裂规律,D正确;
故选D。
4. 下列溶液不一定呈中性的是
A. 时,的溶液 B. 加入酚酞试液不变色的溶液
C. 等物质的量浓度等体积的和反应得到的溶液 D. 的溶液
【答案】B
【解析】
【详解】A.是强酸强碱盐,不发生水解,始终满足,一定呈中性,A不符合题意;
B.酚酞的变色范围为,的酚酞溶液均不变色,因此溶液可能为酸性、中性或碱性,不一定呈中性,B符合题意;
C.等物质的量的和恰好完全中和,反应后得到溶液,一定呈中性,C不符合题意;
D.是中性溶液的定义,一定呈中性,D不符合题意;
故选B。
5. 设是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 2 mol 与1 mol 充分反应转移的电子数为
B. 的溶液中、、的粒子总数为
C. 电解精炼铜时在阳极质量减少32 g,转移电子的个数为
D. 用石墨电极电解溶液,阳极产生标况下22.4 L气体时,电路中转移个电子
【答案】D
【解析】
【详解】A.和的反应:,是一个可逆反应,反应物不能完全转化,实际转移电子数目小于,A错误;
B.只给出碳酸钠溶液物质的量浓度,溶液体积未知,无法计算溶液中碳原子总物质的量,也就无法得到、、三种含碳粒子的总粒子数,B错误;
C.电解精炼铜时粗铜作阳极,粗铜里面含有比铜活泼的杂质金属(Fe、Zn等)以及不如铜活泼的银、金等;Fe、Zn优先于铜失电子溶解,而金、银会形成阳极泥脱落。所以阳极质量减少32 g时,不全是金属铜,因此无法确定转移电子数目一定等于,C错误;
D.用石墨电极电解溶液,阳极反应为,产生标准状况下22.4 L气体时,生成1 mol氧气,由电极方程式可知,电路中转移电子数目为,D正确;
故选D。
6. 下列问题与盐类水解无关的是
A. 与两种溶液可作泡沫灭火剂
B. 要除去溶液中混有的,可加入CuO
C. 不能作“钡餐”,而可以
D. 实验室中盛放溶液的试剂瓶不能用磨口玻璃塞
【答案】C
【解析】
【详解】A.与两种溶液发生相互促进的水解反应:,产生二氧化碳,可作泡沫灭火剂,与盐的水解有关,A错误;
B.存在水解平衡:,加入可以消耗氢离子,促进水解平衡正向移动,转化为沉淀除去,与盐的水解有关,B错误;
C.不能作“钡餐”,因为其与胃酸(盐酸)发生反应:,生成钡离子,为重金属离子,使人中毒,该过程为复分解反应,与盐的水解无关,C正确;
D.发生水解:,使溶液显碱性,OH-与玻璃中的二氧化硅反应生成有粘性的硅酸钠,因此试剂瓶不能用磨口玻璃塞,与盐的水解有关,D错误;
故答案选C。
7. 利用如图装置和试剂进行实验(部分夹持装置省略),能达到相应实验目的的是
A.验证铁的吸氧腐蚀
B.制备并能较长时间不变色
C.探究温度对反应速率的影响
D.测定某溶液的pH
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.在食盐水的中性环境中,铁钉会发生吸氧腐蚀,瓶内压强减小,会使红墨水左高右低,A正确;
B.装置B为电解池,其中Fe连接电源负极为阴极,无法发生氧化反应生成,无法制备,B错误;
C.探究温度对反应速率的影响时其他条件应该相同,实验中除温度不同外,酸的浓度虽然相等,但不相等,酸的种类也不同,C错误;
D.不能把pH试纸放入溶液中,会污染试剂,应将pH试纸放在玻璃片或者表面皿上,用玻璃棒蘸取待测液滴在pH试纸上,待显色稳定后,与标准比色卡对比,D错误;
故选A。
8. K、、分别表示化学平衡常数、电离平衡常数和水的离子积常数。下列说法正确的是
A. 的溶液,适当升高到一定温度后,pH增大
B. 若水的,则,此时水的温度一定大于25℃
C. 室温下,,说明是强酸
D. 某反应为放热反应,升高温度,该反应的平衡常数将增大
【答案】B
【解析】
【详解】A.的溶液,升高温度,铵根离子的水解程度增大,增大,pH减小,A错误;
B.若水的,则,说明此时水的温度一定大于25℃,B说法正确;
C.室温下,,说明酸性比强,不能说明是强酸,C错误;
D.因该反应是放热反应,故升高温度,平衡逆向移动,化学平衡常数减小,D错误。
9. 五种短周期主族元素X、Y、Z、W、R的原子序数依次增大,基态X原子最外层电子排布式为;Z是目前发现的电负性最大的元素;W元素的主族序数等于其周期数;基态R原子的最外层电子数是X原子最内层电子数的2倍。下列说法正确的是
A. 简单离子半径:
B. 第一电离能:
C. 基态R原子的核外有9种空间运动状态的电子
D. 五种元素中未成对电子数最多的是X元素
【答案】D
【解析】
【分析】基态X原子最外层电子排布式为,X为元素;Z是目前发现的电负性最大的元素,Z为元素;结合原子序数可知Y为元素;W元素的主族序数等于其周期数,其原子序数大于,W为元素;基态R原子的最外层电子数是X原子最内层电子数的2倍,R原子的最外层电子数为4,故R为元素。
【详解】A.电子层结构相同时,核电荷数越大离子半径越小,则简单离子半径:,A错误;
B.的轨道为半充满稳定结构,第一电离能大于相邻的,因此第一电离能顺序为,B错误;
C.空间运动状态对应原子轨道数,的核外电子排布占据(3个轨道)、(2个轨道),共8个轨道,即8种空间运动状态的电子,C错误;
D.五种元素未成对电子数分别为:有3个、有2个、有1个、有1个、有2个,未成对电子最多的是X(),D正确;
故选D。
10. 下列说法正确的是
A. 钠原子由时,原子释放能量,由基态转化成激发态
B. 1s电子云呈球形,表示电子绕原子核做圆周运动
C. 若将基态Mn原子的核外电子排布式写为,则违反了构造原理
D. 若将基态O原子的价电子的轨道表示式写为,则违背了洪特规则
【答案】C
【解析】
【详解】A.基态的电子排布式为,由基态转化成激发态时,电子能量增大,需要吸收能量,A错误;
B.电子云表示电子在核外空间某处出现的机会,不代表电子的运动轨迹,B错误;
C.若将基态Mn原子的核外电子排布式写为,则违背了构造原理,应改为,C正确;
D.同一轨道自旋方向相同,违反泡利原理,基态O原子的价层电子的轨道表示式为,D错误;
故答案选C。
11. 已知:溶液中存在如下平衡:。下列实验操作、现象和结论均正确的是
选项
实验操作
现象
结论
A
向溶液中滴加NaOH溶液
溶液由橙色变为黄色
生成物浓度增大,平衡向逆反应方向移动
B
向含有ZnS和的白色悬浊液中滴加少量溶液
有黑色沉淀生成
C
分别将的HA和HB溶液加水稀释至100 mL,测溶液pH
酸性:
D
取溶液于试管中,加入少量淀粉和溶液,充分反应
溶液变蓝
KI与的反应为可逆反应
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.溶液中存在:(橙色)(黄色),加入NaOH溶液,浓度减小,平衡正向移动,A错误;
B.与溶液反应生成黑色的沉淀,说明更难溶,可证明:,B正确;
C.分别将1 mL 的和溶液加水稀释至100 mL,酸性越强,稀释时pH变化越大,测得溶液,说明酸性更弱,酸性:,C错误;
D.取溶液于试管中,加入少量淀粉和溶液,KI过量,充分反应后生成,溶液变蓝,只能证明二者发生氧化还原反应,不能说明与所发生的反应为可逆反应,D错误;
故选B。
12. R-CHO与在不同催化剂作用下反应生成的反应历程图(TS为过渡态,*表示吸附在催化剂表面的物种)如图所示。下列说法错误的是
A. 该反应的热化学方程式为
B. 由图可知,催化剂可降低反应的活化能,但不改变反应的热效应
C. 四种过渡态中TS2最稳定
D. 催化剂1作用下的决速步为
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据历程图,反应物的相对能量为0 kJ/mol,生成物R-CH2OH(g)相对能量为-77.18 kJ/mol,所以该反应的焓变,且根据反应物和生成物写出该反应的热化学方程式为:,A正确;
B.催化剂的作用机理就是降低反应的活化能,加快反应速率;催化剂只改变反应路径,不会改变反应物与生成物的总能量,因此不会改变反应的热效应(焓变),B正确;
C.物质所具有的能量越低,物质越稳定。从纵坐标相对能量看TS3的能量最低,所以TS3最稳定,C错误;
D.决速步是反应历程里活化能最大的基元反应。步骤1的活化能为,步骤2的活化能为,则催化剂1作用下的决速步为步骤二:,D正确;
故答案选C。
13. 从海水中提取锂,某团队设计了图示的电解池。保持电源正负极不变,每运行一段时间后,将电极1与4取下互换,电极2与3取下互换,实现从海水中提取锂,即锂的富集。下列说法错误的是
A. 电极2为阳极,发生氧化反应
B. 电极1的电极反应式为
C. 理论上,电极1与电极4的质量之和保持不变
D. 理论上,电路通过1 mol电子时,右侧电解液中会富集14 g
【答案】D
【解析】
【分析】为从海水中提取锂,每运行一段时间后,将电极1与4取下互换,电极2与3取下互换,电极1的电极反应式为,则电极1为阴极,电极2为阳极,电极2材料为Ag,电极反应式为;电极3为阴极,电极材料为AgCl,电极反应式为,电极4为阳极,电极4上发生氧化反应:,实现了锂的富集。
【详解】A.由分析可知,电极2为阳极,发生氧化反应,A正确;
B.电极1的电极反应式为,B正确;
C.通过相同电量,电极1上附着的的量和电极4上失去的的量相等,所以理论上,电极1与电极4的质量之和保持不变,C正确;
D.电路通过电子时,右侧电解液中会富集7 g ,D错误;
故选D。
14. 25℃时,向溶液中逐滴加入溶液,溶液中含碳微粒的物质的量分数随溶液pH变化如图所示。下列说法错误的是
A. 曲线Ⅱ代表的物质的量分数
B. a点溶液中,
C. a点pH为2.7
D. 曲线Ⅱ最高点时消耗10 mL的NaOH溶液,此时溶液中离子浓度大小:
【答案】B
【解析】
【分析】25℃时,向溶液中逐滴加入溶液,减小,先增加后减小,随着减小,浓度增加,则曲线Ⅰ代表的物质的量分数,曲线Ⅱ代表的物质的量分数,曲线Ⅲ代表的物质的量分数。
【详解】A.由分析可知,曲线Ⅱ代表的物质的量分数,A正确;
B.a点溶液中,,又知,溶液中存在电荷守恒,则,B错误;
C.a点溶液中,故,且由曲线Ⅰ与曲线Ⅱ的交点可知,,故,同理,故,可知a点pH为2.7,C正确;
D.曲线Ⅱ最高点为溶液,溶液显酸性,由质子守恒可知,D正确;
因此答案选B。
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 生活中处处有化学。纯碱、小苏打、铁酱油、食醋、食盐等均为家庭厨房中常用的物质。回答下列问题:
(1)基态Fe原子的外围电子轨道表示式为________。的稳定性强于,从微观角度解释其原因:________。
(2)基态原子核外有________个自旋方向相反的电子对。基态钠原子核外电子占据能量最高的能级符号是________,该能级的原子轨道的形状为________。
(3)食盐、小苏打中所涉及的非金属元素中位于元素周期表p区的元素有________种。
(4)原子核外电子有两种相反的自旋状态,若一种自旋状态用表示,与之相反的用表示。基态O原子的核外电子自旋磁量子数的代数和为________。
(5)下列曲线表示氧族元素性质随核电荷数的变化趋势,错误的是________(填字母)。
A. B. C. D.
【答案】(1) ①. ②. 的3d轨道为半充满稳定状态,能量相对较低(答案合理均可)
(2) ①. 2 ②. 3s ③. 球形
(3)3 (4)(或) (5)BC
【解析】
【小问1详解】
为26号元素,基态原子的核外电子排布式为,外围电子轨道表示式为;的核外电子排布式为,3d轨道处于半充满状态,能量较低,结构更稳定,而的核外电子排布式为,不如半充满状态稳定。
【小问2详解】
基态原子的核外电子排布式为,1s和2s轨道各有一对自旋相反的电子,2p轨道有2个自旋平行的单电子,故有2个自旋方向相反的电子对;基态原子的核外电子排布式为,占据能量最高的能级是3s能级;s能级的原子轨道形状为球形。
【小问3详解】
食盐和小苏打中涉及的非金属元素有、、、,其中位于s区,、、均位于p区,共3种。
【小问4详解】
基态原子的核外电子排布式为,其中1s、2s轨道及2p的一个轨道中的电子成对,自旋磁量子数代数和为0,2p轨道中剩余2个未成对电子,自旋方向相同。若自旋状态为,则代数和为;若为,则代数和为。
【小问5详解】
A.同主族元素从上到下,原子半径逐渐增大,第一电离能逐渐减小,A正确;
B.元素电负性大,没有正价,而、的最高正价为+6价,B错误;
C.同主族元素从上到下,非金属性逐渐减弱,应为,C错误;
D.同主族元素从上到下,电负性逐渐减小,D正确;
故选BC。
16. 电化学在工业生产、科学进步、环境处理等方面具有重要的作用,根据要求回答下列问题:
(1)新型甲醇()和燃料电池的装置如图1所示。b处的多孔碳电极作________(填“正极”或“负极”),发生的电极反应式为________。
(2)在钢铁制品表面镀铜可以有效地防止其腐蚀,若使用图1装置为电源进行图2的电镀实验。
①电镀装置图中的Fe电极连接图1中的________(填“a”或“b”)极。写出Fe电极上发生的反应:________。
②若待镀制品增重3.2 g,电路中通过的电子为________mol;电镀完成后图2中的溶液浓度________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)电解法处理含氮氧化物的废气,可回收硝酸,具有较高的环境效益和经济效益。实验室模拟电解法吸收的装置如图3所示(图中电极均为石墨电极)。若用气体进行模拟电解法吸收实验。
①写出电解时发生反应的电极反应式:________。
②若在标准状况下有2.24 L 被吸收,通过阳离子交换膜(只允许阳离子通过)的为________mol。
【答案】(1) ①. 负极 ②.
(2) ①. b ②. ③. 0.1 ④. 不变
(3) ①. ②. 0.1
【解析】
【分析】图1中b极通入甲醇和水并生成二氧化碳,甲醇被氧化;电镀时,待镀铁制品发生还原反应,必须连接电源中发生氧化反应的一极。图3与图1相互独立,应根据右室氮氧化物的转化及两室电荷守恒判断电极反应和离子迁移。
【小问1详解】
图1中b极通入甲醇和水,生成二氧化碳,甲醇中碳元素的化合价由−2价升高到+4价,每个碳原子失去6个电子,故b极发生氧化反应,是负极。根据图示质子交换膜环境,用水和氢离子配平原子及电荷,电极反应式为;
【小问2详解】
在图2中,Fe电极为待镀制品,铜离子在其表面得到电子析出铜,所以Fe电极为阴极,应连接图1的负极b。Fe电极反应为。
待镀制品增重的3.2 g为析出铜的质量,取铜的摩尔质量为64 g/mol,可得 mol。根据每生成1 mol铜消耗2 mol电子,有 mol,故电路中通过的电子为0.1 mol。
图2中铜电极作阳极,反应为。阳极每溶解1 mol铜生成1 mol铜离子,阴极每析出1 mol铜消耗1 mol铜离子,二者物质的量相等,因此硫酸铜的物质的量不变;按题设电镀模型溶液体积不变,溶液浓度不变;
【小问3详解】
二氧化氮中氮元素为+4价,转化为硝酸根离子时升高为+5价,故二氧化氮在右侧石墨电极失去电子;在酸性条件下用水和氢离子配平,电极反应式为。
标准状况下,二氧化氮的物质的量为 mol。由(3)①的电极反应可知, mol。
右室每吸收1 mol二氧化氮生成2 mol氢离子和1 mol硝酸根离子,使溶液相净增1 mol正电荷。为维持电中性,每吸收1 mol二氧化氮,有1 mol氢离子从右室通过阳离子交换膜进入左室;左室阴极反应为,表明每转移1 mol电子消耗1 mol氢离子。因此穿过膜的氢离子的物质的量为0.1 mol。
17. 用含有少量、杂质的辉铜矿(主要成分)和软锰矿(主要成分)制备碱式碳酸铜,然后进一步制取有机合成中的催化剂氯化亚铜(CuCl),其主要工艺流程如图。
已知:①能氧化硫化物生成S;。
②部分金属阳离子生成氢氧化物沉淀的pH如下表所示:
金属离子
开始沉淀的pH
7.5
2.7
5.6
8.3
完全沉淀的pH
9.0
3.2
6.7
9.8
③CuCl是一种白色粉末,微溶于水,难溶于乙醇,可溶于氯离子浓度较大的体系。
回答下列问题:
(1)调pH时应控制pH范围为________;常温下,若调pH后溶液的pH变为5时,则溶液中的浓度为________。
(2)浸出液中含有和等主要产物,写出生成该主要产物的化学方程式:________。
(3)结合已知条件,实验室中若选用饱和溶液(pH约为12)和溶液作为反应原料制备沉淀,采用的加料方式是:将________(填化学式,下同)溶液缓慢加入盛有________溶液的反应容器中。
(4)向溶液中加入溶液,发生反应的离子方程式为________。
(5)得到的CuCl晶体需洗涤,洗涤CuCl晶体的操作是________。
(6)CuCl产品纯度测定:称取所制备的CuCl成品3.50 g,将其置于过量的溶液中,待样品完全溶解后,加入适量稀硫酸,配成250 mL溶液。移取25.00 mL溶液于锥形瓶中,用的标准溶液滴定至终点,再重复滴定2次,三次平均消耗溶液25.00 mL(滴定过程中不反应,发生的反应为)。
①产品中CuCl的质量分数为________(保留三位有效数字)。
②下列操作会引起CuCl纯度偏小的是________(填字母)。
A.锥形瓶水洗后误用稀硫酸润洗2~3次
B.配制标准溶液时俯视定容
C.盛装标准溶液的滴定管水洗后没有润洗
【答案】(1) ①. ②.
(2)
(3) ①. ②.
(4)
(5)向漏斗中注入乙醇至没过晶体,待液体自然流下后,重复操作2~3次(答案合理均可)
(6) ①. 85.3% ②. B
【解析】
【分析】该流程以含少量、杂质的辉铜矿(主成分为)和软锰矿(主成分为)为原料,制备碱式碳酸铜并进一步制取;加入硫酸,酸性条件下将氧化为单质和,自身被还原为;与硫酸反应生成,不溶于稀硫酸。经过滤分离出不溶物和,得到含、、的酸性浸出液。调节pH,使生成沉淀(即滤渣1),向除铁后的溶液中加入溶液和,将转化为沉淀分离,剩余溶液经后续反应得到;溶于过量盐酸得到溶液,加入将还原为,利用CuCl难溶于水的性质析出产物,最后经过滤、洗涤得到纯净的CuCl。
【小问1详解】
调pH的目的是让完全沉淀,完全沉淀pH为3.2,同时保证不开始沉淀,开始沉淀pH为5.6,因此pH需控制在;常温下pH=5时,,根据,代入得。
【小问2详解】
酸性条件下作为氧化剂,将中+1价Cu氧化为+2价、-2价S氧化为0价,自身被还原为+2价,化学方程式:。
【小问3详解】
饱和溶液pH约为12,碱性强,若将溶液加入溶液中,高浓度的会使生成杂质。因此需将碱性的溶液缓慢加入溶液中,始终保持体系酸性占优,避免生成氢氧化物,得到纯净的。
【小问4详解】
作为还原剂将还原为,自身被氧化为,与体系中的结合生成难溶的CuCl沉淀,离子方程式为;
【小问5详解】
已知CuCl微溶于水、难溶于乙醇,使用乙醇洗涤可以减少产品溶解损失,同时乙醇易挥发,能快速干燥晶体;操作:向漏斗中注入乙醇至没过晶体,待液体自然流下后,重复操作2~3次。
【小问6详解】
①滴定过程中,可得计量关系;25 mL待测液中,;250 mL溶液中,,质量分数为。
②A.锥形瓶水洗后用稀硫酸润洗,不会改变锥形瓶内待测的溶质物质的量,滴定消耗标准液体积不变,对结果无影响,A不符合题意;
B.配制标准溶液时俯视定容,会导致标准液实际体积偏小、浓度偏大,滴定等量待测液时消耗的标准液体积偏小,计算得到的CuCl物质的量偏小,纯度偏小,B符合题意;
C.盛装标准液的滴定管水洗后未润洗,标准液被残留水稀释,浓度降低,滴定等量待测液时消耗的标准液体积偏大,计算得到的CuCl物质的量偏大,纯度偏大,C不符合题意;
故选B。
18. 二氧化碳的综合利用具有重要意义。回答下列问题:
(1)利用反应:,不能实现常温下合成HCOOH的原因是________。
(2)已知:和的标准燃烧热分别为,。甲烷化反应,________。
(3)加氢生成的主要反应的热化学方程式如下:
反应Ⅰ.,;
反应Ⅱ.,;
反应Ⅲ.,。
将的混合气体置于密闭容器中,达到平衡时,体系中温度和压强对的选择性影响如图甲所示。
①压强的大小:________(填“<”或“>”)。
②的选择性[]随温度升高而下降的原因是________。
(4)将1 mol 和3 mol 充入0.5 L恒容密闭容器中,在两种不同催化剂作用下发生反应Ⅰ,相同时间内的转化率随温度变化曲线如图乙所示:
①由图可知________(填“催化剂ⅰ”或“催化剂ⅱ”)的催化效果更好。a点时________(填“>”“<”或“=”)。
②随温度的升高,的转化率先增大后减小,理由是________。
③温度下,催化剂ⅱ在5 min时达到d点,则________。已知c点时容器内的压强为p,在温度下该反应的平衡常数________(用平衡分压代替平衡浓度计算,气体分压=气体总压×气体的物质的量分数,用含p的代数式表示)。
【答案】(1)该反应的,,常温下不能自发进行
(2)
(3) ①. < ②. 反应Ⅰ和反应Ⅲ为放热反应,温度升高,平衡逆向移动,生成量减少;反应Ⅱ为吸热反应,温度升高平衡正向移动,总转化的物质的量增大,故的选择性下降
(4) ①. 催化剂ⅱ ②. > ③. b点前,反应未达平衡,随温度升高,反应速率加快,转化率增大;b点后,反应已达平衡,反应Ⅰ为放热反应,随温度升高,平衡逆向移动,转化率降低 ④. 0.72 ⑤.
【解析】
【小问1详解】
反应中,反应物气体分子数为2,生成物气体分子数为1,是一个熵减小的反应,即。又已知该反应的焓变。根据吉布斯自由能判据,在任何温度下均有,因此该反应在常温下不能自发进行。
【小问2详解】
根据题意可写出燃烧热的热化学方程式:① ,② ,目标反应为:,根据盖斯定律,将 即可得到目标反应,则其焓变 。
【小问3详解】
①反应Ⅰ是一个气体分子数减小的反应,增大压强,平衡正向移动,的选择性增大。由图甲可知,在相同温度下,对应的甲醇选择性大于,因此压强 。
②反应Ⅰ、反应Ⅲ为放热反应(,),反应Ⅱ为吸热反应()。当温度升高时,反应Ⅰ、反应Ⅲ的平衡逆向移动,导致生成的甲醇的物质的量减小;同时反应Ⅱ的平衡正向移动,导致消耗的二氧化碳的转化量增大。根据甲醇选择性的计算公式,分子减小而分母增大,因此甲醇的选择性随温度升高而下降。
【小问4详解】
①由图乙可知,在相同温度(如、)下,达到平衡前,催化剂ⅱ对应的转化率更高,说明催化剂ⅱ能更快地加快反应速率,催化效果更好。a点位于平衡转化率曲线的下方,说明此时反应尚未达到平衡状态,反应正向进行,因此正反应速率大于逆反应速率,即 。
②图像中曲线的最高点代表反应达到平衡状态。b点前,反应未达到平衡,升高温度使反应速率加快,相同时间内的转化率增大;b点后,反应已达平衡,反应Ⅰ为放热反应,继续升高温度会导致平衡逆向移动,从而使的转化率减小。
③在温度下,催化剂ⅱ在时达到d点,此时的转化率为。起始时 ,则转化的 ,根据反应方程式 ,消耗的 。容器体积为,则 。c点时,温度为,反应达到平衡,的转化率为。转化的 。根据题意列三段式:,平衡时气体总物质的量为:,此时容器内总压为p,则该温度下的平衡常数 。
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