内容正文:
2025-2026学年度华州区第一学期期末质量监测
高二化学科试题
考生注意:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号填写在试卷和答题卡上,并将考生号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,用铅笔把答题卡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,将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
4.可能用到的相对原子质量:Zn-65 Mn-55
第Ⅰ卷 选择题(共42分)
一、选择题:本大题共14小题,每小题3分,共42分。在每小题给的四个选项中,只有一项是符合题目要求的
1. 传统“氧化铝-冰晶石”熔融电解法,存在石墨电极氧化损失。有研究开发氯化铝熔融盐电解法,装置如图所示,以混合等金属氯化物为熔融电解质(熔融盐中、主要以、形态存在),利用石墨阳极和惰性阴极电解制取铝。下列说法不正确的是
A. 电解池阳极产生
B. 阴极发生反应:
C. 已知熔点:,可用替代
D. 若熔融电解质中混有,产物中可能混有
2. 科学家基于水/有机双相电解质开发了一种新型的铜锌二次电池,双相电解质建立了离子选择性界面,仅允许氯离子迁移,其放电时的工作原理如图所示。下列说法不正确的是
A. 充电时,石墨电极与电源正极相连
B. 充电时,石墨电极上可发生电极反应
C. 放电时,氯离子向石墨电极迁移
D. 放电时,理论上电路中每转移电子,锌电极质量增加71 g
3. 全固态锂硫电池能量密度高、成本低,其工作原理可表示为用该电池电解含锰酸性废水可得到,装置如图所示。下列说法错误的是
A. M极为负极,发生氧化反应
B. 当N极质量增加1.4g时,有由c区移动至b区
C. 电解一段时间后,a区溶液的pH增大
D. Y极电极反应式为
4. 某反应在催化剂催化下的反应机理如图所示:
下列说法正确的是
A. 该催化循环中均有极性键和非极性键的断裂与形成
B. 增加的量,可以降低反应的焓变
C. 该机理涉及的反应均为氧化还原反应
D. 增大,分解产生和的速率可能减慢
5. 在合成氨工业中,原料气在进入合成塔之前需经过铜氨液处理,发生的反应为,下列说法正确的是
A. 适当升高温度,该反应的正、逆反应速率均加快
B. 加入适宜的催化剂,该反应的的值将变大
C. 由转化为时,元素的化合价发生变化
D. 与足量的和发生上述反应,可得到
6. 是一种二元酸,MA是一种难溶盐。图中曲线分别表示室温下:
(i)的溶液中,、、的与pH的关系;
(ii)含MA(s)的溶液中,与pH的关系。
下列说法正确的是
A. 曲线③表示与pH的关系
B. 的数量级为
C.
D. (ii)溶液中存在:
7. 工业制硫酸氧化阶段用不同催化剂时,反应过程的能量变化如图所示。下列有关说法正确的是
A. 历程I中的最高活化能为:
B. 催化剂的效率:历程Ⅰ>历程Ⅱ
C. 升温对历程Ⅱ速率的影响:第一步加快,第二步减慢
D. 反应的热化学方程式为:
8. 已知:较浓的硫酸中,,。下列说法错误的是
A. 较浓溶液中:
B. 向较浓中加水稀释,的电离程度会增大
C. 溶液中加入少量的碘单质,则溶液中减小
D. 溶液中:的平衡常数
9. 三甲胺()是重要的化工原料。我国科学家实现了在铜催化剂条件下将N,N-二甲基甲酰胺(,简称DMF)转化为三甲胺()。计算机模拟单个DMF分子在铜催化剂表面的反应历程如图所示(*表示物质吸附在铜催化剂上),下列说法正确的是
A. 若1 mol DMF完全转化为三甲胺,则会放出1.02 eV的能量
B. 该历程中能量差值最大的步骤为N(CH3)3+OH*+H*=N(CH3)3 (g)+H2O (g)
C. 该历程中的最大能量差值为2.16 eV
D. 升高温度可以加快反应速率,并提高DMF的平衡转化率
10. 常温下,用溶液滴定20.00 mL未知浓度的二元酸溶液。溶液的pH、分布系数随滴加NaOH溶液体积的变化关系如图所示{例如的分布系数}。下列叙述正确的是
A. 曲线①代表,曲线②代表随滴加NaOH溶液的变化
B. 该实验可选用甲基橙为指示剂
C. 时,溶液中
D. 的电离常数
11. 如表所示为某些弱酸的电离平衡常数,下列有关说法中正确的是
弱酸的化学式
HClO
H2CO3
H2SO3
电离平衡常数(25℃)
4.0×10-8
Ka1=4.3×10-7
Ka2=5.6×10-11
K=1.4×10-2
Ka2=6.0×10-8
A. NaClO溶液中通入少量CO2发生反应:2ClO-+CO2+H2O=2HClO+
B. 等浓度的①NaClO、②Na2SO3、③Na2CO3溶液,其pH满足:③>①>②
C. NaHCO3溶液中存在c(Na+)=c()+c()
D. 向氯水中分别加入等浓度的NaHCO3和NaHSO3溶液,均可提高氯水中HClO的浓度
12. 青藏铁路热棒是由碳素无缝钢管制成的密闭空心长棒结构,其内部填充液氨,冬季利用汽化—冷凝循环将地下热量传导至空气,解决冻土问题。下列说法正确的是
A. 氮原子p轨道电子云轮廓图是球形
B. 第一电离能:C<H<N
C. 基态N原子价电子排布式为1s22s22p3
D. 将液氨改用液氮(沸点-196℃),热棒也能达到预期效果
13. 一种还原剂的阴离子结构式如图所示,其中X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期主族元素,W是空气中含量最多的元素。下列叙述错误的是
A. Y元素在周期表中的位置:第二周期ⅢA族 B. 原子半径:
C. 稳定性: D. 电负性:
14. 用溶液滴定溶液的滴定曲线如图所示。下列有关描述错误的是
A. 根据曲线数据计算可知的数量级为
B. 向溶液中滴加盐酸,溶液pH几乎不变
C. 滴定终点时,
D. 相同实验条件下,若改为,滴定终点a向b方向移动
第Ⅱ卷(非选择题 58分)
二、非选择题(本题合计4小题,共58分)
15. 水溶液中的离子平衡是中学化学的一个重要内容。回答下列问题:
(1)已知某二元酸H2A在水中存在以下平衡:,。常温下NaHA溶液的pH___________(填字母)。
A. 大于7 B. 小于7 C. 等于7 D. 无法确定
(2)在25℃下,将a mol·L-1的氨水与0.01 mol·L-1的盐酸等体积混合充分反应后溶液呈中性。则a___________(填“>”“<”或“=”)0.01,反应后溶液中存在的离子浓度由大到小的顺序为___________。
(3)25℃时,向10 mL 0.1 mol·L-1 H2C2O4溶液中逐滴加入0.1 mol·L-1 NaOH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。
①曲线Ⅱ代表___________(填微粒的化学式)的物质的量分数。
②若,H2C2O4第一步电离的电离常数为,则___________。
③a点溶液中,___________(填“>”“=”或“<”)。
(4)向足量Na2CO3溶液中加入少量氯水,写出反应的离子方程式:___________(已知HClO的;H2CO3的,)。
16. 燃油汽车尾气中氮氧化合物、碳氧化合物的处理与利用是研究的热点。
(1)汽车尾气中的污染物NO和CO,一定条件下可发生以下反应:
反应Ⅰ.
反应Ⅱ.
反应Ⅲ.
反应Ⅲ的_______。
(2)在相同时间内,三种催化剂下的转化率、浓度随温度变化如下图1所示。相同时间内,MnCeZr催化剂在不同空速下NO的转化率随温度的变化如下图2所示。
已知:空速(规定的条件下,单位时间、单位体积催化剂处理的气体量)的大小直接决定了烟气在催化剂表面的停留时间和装置的烟气处理能力。催化剂能够适应较大的空速,就可以在保证足够高的脱硝(去除氮氧化物)效率的前提下提高催化剂处理烟气的能力。
①根据图1和图2分析,选取工业脱硝的最佳反应条件为300℃、_______、_______。
②在100~150℃下NO的转化率较低、而在150~200℃下NO的转化率快速增加的原因为______。
(3)在容积为的密闭容器中,进行如下反应:,最初加入和,在不同温度下,D的物质的量和时间的关系如图。试回答下列问题:
①800℃时,0~5min内,以A表示的平均反应速率为_______。
②能判断该反应达到化学平衡状态的依据有_______。
a.A的浓度保持不变 b. c.容器中压强不变 d.混合气体密度不变
③利用图中数据计算:800℃时的平衡常数_______;相比800℃,700℃时减少。
④700℃时,某时刻测得体系中各物质的量为:,,,,则此时该反应_______(填“向正反应方向进行”、“向逆反应方向进行”或“处于平衡状态”);判断的理由是_______。
17. 以银锰精矿(主要含)和氧化锰矿(主要含)为原料联合提取银和锰的一种工艺流程如下图所示,浸锰过程中主要发生的反应有。
已知:①酸性条件下,的氧化性强于;②常温下,;③溶液中离子浓度小于,可以视为离子沉淀完全。回答下列问题:
(1)“浸锰”最宜选用的酸为______(填化学式);为提高“浸锰”速率,除了粉碎和搅拌之外,还可采取的措施是______(任写一种)。
(2)气体溶于水得到氢硫酸,相同pH的稀硫酸和氢硫酸溶液中,由水电离出的:稀硫酸______氢硫酸(填“>”、“<”或“=”)。
(3)“调pH”最宜选用______。
A. B. C. CaO D.
(4)常温下,当调时,“浸锰液”中是否完全沉淀?______(填“是”、“否”或“不确定”);在实验室配制溶液时,常将______,以达到抑制水解的目的。
(5)“沉银液”中主要含有的金属阳离子有______(填化学式)。
(6)在酸性条件下,银锰精矿中的和氧化锰矿中的发生反应生成硫酸盐的离子反应方程式为______。
18. 下表为元素周期表前36号元素,回答下列问题:
(1)上表元素中位于d区的元素为____________(填名称);戊元素最高能层的符号为________,基态原子中未成对电子数与戊相同的元素为________(填名称)。
(2)基态甲原子核外电子的轨道表示式为________;乙、丙组成的原子个数比为1:1的物质与水反应的离子方程式为___________。
(3)上述所有非金属元素的最高价氧化物对应水化物的酸性从强到弱的顺序是_________。
(4)仅由乙、丙、丁三种元素组成的化合物的水溶液呈______(填“酸”“中”或“碱”)性。
(5)已知铬原子、己原子的电离能[I/(kJ·mol-1)]数据如下表所示。铬的第二电离能比己的第二电离能大的原因是________。
电离能
I1
I2
铬
653
1591
己
717
1509
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2025-2026学年度华州区第一学期期末质量监测
高二化学科试题
考生注意:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号填写在试卷和答题卡上,并将考生号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,用铅笔把答题卡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,将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
4.可能用到的相对原子质量:Zn-65 Mn-55
第Ⅰ卷 选择题(共42分)
一、选择题:本大题共14小题,每小题3分,共42分。在每小题给的四个选项中,只有一项是符合题目要求的
1. 传统“氧化铝-冰晶石”熔融电解法,存在石墨电极氧化损失。有研究开发氯化铝熔融盐电解法,装置如图所示,以混合等金属氯化物为熔融电解质(熔融盐中、主要以、形态存在),利用石墨阳极和惰性阴极电解制取铝。下列说法不正确的是
A. 电解池阳极产生
B. 阴极发生反应:
C. 已知熔点:,可用替代
D. 若熔融电解质中混有,产物中可能混有
【答案】C
【解析】
【详解】A.熔融盐中、主要以、形态存在,阳极发生氧化反应:,即阳极生成,A正确;
B.阴极发生还原反应,熔融盐中的铝以配离子形式存在,阴极反应,B正确;
C.若用替代,由于的得电子能力强于,阴极会优先还原 生成Zn,无法得到纯净的Al,因此不能用替代,C错误;
D.若熔融电解质中混有,会在石墨阳极发生氧化反应生成氧气,生成的氧气和石墨反应得CO2,因此产物中可能混有,D正确;
故答案选C。
2. 科学家基于水/有机双相电解质开发了一种新型的铜锌二次电池,双相电解质建立了离子选择性界面,仅允许氯离子迁移,其放电时的工作原理如图所示。下列说法不正确的是
A. 充电时,石墨电极与电源正极相连
B. 充电时,石墨电极上可发生电极反应
C. 放电时,氯离子向石墨电极迁移
D. 放电时,理论上电路中每转移电子,锌电极质量增加71 g
【答案】C
【解析】
【分析】分析图示二次电池放电的工作原理,锌电极上发生反应,锌元素化合价升高,失去电子,故锌电极为电池的负极,石墨电极为电池正极,发生的电极反应有、;闭合开关K2,电池充电,锌电极与外接电源负极相连,变为电解池的阴极,发生还原反应,石墨电极与外接电源正极相连,变为电解池的阳极,发生氧化反应;
【详解】A.充电时,石墨电极为电解池阳极,与电源正极相连,A项正确;
B.由分析可得充电时,石墨电极上发生的反应有、,B项正确;
C.原电池中阴离子移向负极,阳离子移向正极,放电时,氯离子移向负极,即向锌电极迁移,C项错误;
D.放电时,根据负极反应,理论上电路中每转移电子,锌电极上生成,锌电极增加的质量应为,D项正确;
故答案选C。
3. 全固态锂硫电池能量密度高、成本低,其工作原理可表示为用该电池电解含锰酸性废水可得到,装置如图所示。下列说法错误的是
A. M极为负极,发生氧化反应
B. 当N极质量增加1.4g时,有由c区移动至b区
C. 电解一段时间后,a区溶液的pH增大
D. Y极电极反应式为
【答案】B
【解析】
【详解】A.电解时转化成,发生氧化反应,则Y极为阳极,N为正极,M为负极,发生氧化反应,A正确;
B.N为正极,嵌入,当N极质量增加1.4 g时,增加0.2 mol,转移0.2 mol电子,同时有0.2 mol由b区移动至c区,B错误;
C.X极电极反应方程式为:,a区溶液的增大,pH增大,C正确;
D.Y极电极反应式为,D正确;
故答案选B。
4. 某反应在催化剂催化下的反应机理如图所示:
下列说法正确的是
A. 该催化循环中均有极性键和非极性键的断裂与形成
B. 增加的量,可以降低反应的焓变
C. 该机理涉及的反应均为氧化还原反应
D. 增大,分解产生和的速率可能减慢
【答案】D
【解析】
【分析】HCOOH电离出和,断裂键;Ⅰ与反应生成Ⅱ,形成Fe-O键;Ⅱ转化为和Ⅲ,断裂C-H键、Fe-O键,形成Fe-H键、C=O键;Ⅲ与反应生成Ⅳ;Ⅳ分解为Ⅰ和,断裂Fe-H键,形成H-H键,据此分析解答。
【详解】A.由分析可知,循环过程中,均有极性键的断裂和形成,有非极性键(H-H键)的形成,但没有非极性共价键的断裂,A错误;
B.由循环图像可知,从反应Ⅰ开始,与发生反应,最终又生成,则为该反应的催化剂,催化剂只能降低反应的活化能,不能改变反应的焓变,B错误;
C.该机理涉及的反应中,有一些反应没有元素化合价的变化,比如HCOOH的部分转化步骤,不属于氧化还原反应,C错误;
D.增大,HCOOH的电离平衡逆向移动,浓度减小,第一步速率会减慢,总反应速率可能减慢,D正确;
故答案选D。
5. 在合成氨工业中,原料气在进入合成塔之前需经过铜氨液处理,发生的反应为,下列说法正确的是
A. 适当升高温度,该反应的正、逆反应速率均加快
B. 加入适宜的催化剂,该反应的的值将变大
C. 由转化为时,元素的化合价发生变化
D. 与足量的和发生上述反应,可得到
【答案】A
【解析】
【详解】A.升高温度会加快分子的运动速率,从而加快正、逆反应速率,A正确;
B.催化剂只改变反应路径,不改变反应的焓变,因此的值不会变大,B错误;
C.在反应物和产物中,Cu元素均以+1价存在(和CO均为中性配体),化合价未发生变化,C错误;
D.该反应为可逆反应,且,反应不能完全进行到底,因此0.1 mol CO无法完全转化为0.1 mol ,D错误;
故答案选A。
6. 是一种二元酸,MA是一种难溶盐。图中曲线分别表示室温下:
(i)的溶液中,、、的与pH的关系;
(ii)含MA(s)的溶液中,与pH的关系。
下列说法正确的是
A. 曲线③表示与pH的关系
B. 的数量级为
C.
D. (ii)溶液中存在:
【答案】C
【解析】
【分析】是一种二元酸,随着增大,逐渐减小,先增大后减小,逐渐增大;含的溶液中,随着增大,逆移,逐渐增大,导致逆移,逐渐减小,但由于平衡移动的程度不大,因此变化不大;据此可得曲线①表示与的关系,曲线②表示与的关系,曲线③表示与的关系,曲线④表示与的关系;
【详解】A.根据分析,曲线③表示与的关系,A错误;
B.,由图可知,时,,,则,数量级为,B错误;
C.曲线①和曲线②交点说明c(HA-)=c(A2-),此时pH=4.19,c(H+)=10-4.19mol/L,则H2A的Ka2==c(H+)=10-4.19,曲线①和曲线④交点说明c(H2A)= c(A2-),pH=2.73,c(H+)=10-2.73mol/L,,则Ka1(H2A)==10-1.27,C正确;
D.(ii)溶液电荷守恒应为c(Na⁺)+c(H⁺)+2c(M2+)=2c(A2-)+c(HA⁻)+c(OH⁻),选项中缺少c(OH⁻),D错误;
故选C。
7. 工业制硫酸氧化阶段用不同催化剂时,反应过程的能量变化如图所示。下列有关说法正确的是
A. 历程I中的最高活化能为:
B. 催化剂的效率:历程Ⅰ>历程Ⅱ
C. 升温对历程Ⅱ速率的影响:第一步加快,第二步减慢
D. 反应的热化学方程式为:
【答案】D
【解析】
【详解】A.历程Ⅰ的最高活化能是第二步的活化能,不是,A错误;
B. 催化剂的效率可以通过反应的活化能来判断,活化能越低,催化效率越高,历程Ⅱ的活化能更低,因此催化效率是历程Ⅱ>历程Ⅰ,B错误;
C.温度升高时,分子的运动速率加快,有效碰撞的频率会增加,所有基元反应的速率都会加快,不会出现某一步减慢的情况,C错误;
D.从图中可以看出,反应物的总能量比生成物的总能量高,这说明该反应为放热反应,D正确;
故答案选D。
8. 已知:较浓的硫酸中,,。下列说法错误的是
A. 较浓溶液中:
B. 向较浓中加水稀释,的电离程度会增大
C. 溶液中加入少量的碘单质,则溶液中减小
D. 溶液中:的平衡常数
【答案】C
【解析】
【详解】A.在较浓的溶液中,第一步完全电离,第二步部分电离。根据电荷守恒:,A正确;
B.的电离平衡为:,加水稀释时,平衡向电离方向移动,因此的电离程度会增大,B正确;
C.溶液中加入碘单质,发生反应:,该反应消耗并生成,使溶液中浓度增大。的电离平衡:,平衡常数,变形得:,增大,该比值会增大,C错误;
D.反应 的平衡常数:,代入数据:,D正确;
故答案选C。
9. 三甲胺()是重要的化工原料。我国科学家实现了在铜催化剂条件下将N,N-二甲基甲酰胺(,简称DMF)转化为三甲胺()。计算机模拟单个DMF分子在铜催化剂表面的反应历程如图所示(*表示物质吸附在铜催化剂上),下列说法正确的是
A. 若1 mol DMF完全转化为三甲胺,则会放出1.02 eV的能量
B. 该历程中能量差值最大的步骤为N(CH3)3+OH*+H*=N(CH3)3 (g)+H2O (g)
C. 该历程中的最大能量差值为2.16 eV
D. 升高温度可以加快反应速率,并提高DMF的平衡转化率
【答案】B
【解析】
【分析】该图是DMF在铜催化剂表面转化为三甲胺的反应历程能量图,反应物的相对能量为0.0 eV,反应经多步吸附中间体的能量波动,生成物的相对能量为-1.02 eV,正反应为放热反应;历程中最大能量差值为[-1.02-(-2.21)]eV=1.19eV,反应N(CH3)3+OH*+H*=N(CH3)3(g)+H2O (g)对应能量差值最大的步骤,据此分析。
【详解】A.由反应物和生成物的相对能量可知,总反应放热为[0-(-1.02)]eV=1.02eV,每1个DMF分子完全转化为三甲胺,会放出1.02 eV的能量,故1 mol DMF完全转化为三甲胺,则会释放出的能量,A错误;
B.最后一步反应的能量差值最高,为[-1.02-(-2.21)]eV=1.19eV,即N(CH3)3+OH*+H*=N(CH3)3 (g)+H2O (g)是能量差值最大的步骤,B正确;
C.图中没有任何过渡态的数据,无法计算活化能,C错误;
D.升高温度可以加快反应速率,由图知反应物总能量大于生成物总能量,则正反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,DMF的平衡转化率降低,D错误;
故选B。
10. 常温下,用溶液滴定20.00 mL未知浓度的二元酸溶液。溶液的pH、分布系数随滴加NaOH溶液体积的变化关系如图所示{例如的分布系数}。下列叙述正确的是
A. 曲线①代表,曲线②代表随滴加NaOH溶液的变化
B. 该实验可选用甲基橙为指示剂
C. 时,溶液中
D. 的电离常数
【答案】C
【解析】
【分析】在未加NaOH溶液时,曲线1的分布系数与曲线2的分布系数之和等于1,且曲线①一直在减小,曲线②在一直增加,说明H2A第一步完全电离,第二步存在电离平衡,即H2A=HA-+H+,HA-A2-+H+,曲线①代表(HA-);当加入NaOH溶液滴定后,发生NaHA+NaOH=Na2A+H2O,HA-的分布系数减小,A2-的分布系数在增大,且曲线②在一直在增加,在滴定终点后与③重合,所以曲线②代表(A2-),以此解答。
【详解】A.根据以上分析可知曲线①代表(HA-),曲线②代表(A2-),A错误;
B.滴定终点生成Na2A,溶液显碱性,甲基橙变色范围(3.1-4.4)在酸性范围,应选用酚酞作指示剂,B错误;
C.V=30 mL时,电荷守恒为:(Na+)+c(H+)=c(HA-)+2c(A2-)+c(OH-),此时溶液pH=2,c(OH-)<c(H+),则c(HA-)+2c(A2-)=c(Na+)+c(H+)-c(OH-)>c(Na+),C正确;
D.HA-电离常数Ka=,当δ(HA-)=δ(A2-)时c(HA-)= c(A2-),此时Ka= c(H+),对应pH=2,故Ka=1.0×10-2,D错误;
故答案选C。
11. 如表所示为某些弱酸的电离平衡常数,下列有关说法中正确的是
弱酸的化学式
HClO
H2CO3
H2SO3
电离平衡常数(25℃)
4.0×10-8
Ka1=4.3×10-7
Ka2=5.6×10-11
K=1.4×10-2
Ka2=6.0×10-8
A. NaClO溶液中通入少量CO2发生反应:2ClO-+CO2+H2O=2HClO+
B. 等浓度的①NaClO、②Na2SO3、③Na2CO3溶液,其pH满足:③>①>②
C. NaHCO3溶液中存在c(Na+)=c()+c()
D. 向氯水中分别加入等浓度的NaHCO3和NaHSO3溶液,均可提高氯水中HClO的浓度
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据电离平衡常数,酸性H2CO3>HClO>,NaClO溶液中通入少量CO2应生成,正确反应为ClO- + CO2+ H₂O = HClO + ,A错误;
B.等浓度溶液中,阴离子水解程度取决于对应酸的酸性强弱:酸性>HClO>,故水解程度>ClO->,pH为③>①>②,B正确;
C.NaHCO3溶液中物料守恒为c(Na⁺) = c() + c() + c(H2CO3),遗漏c(H2CO3),C错误;
D.加入NaHCO3可中和H+使Cl2 + H2O ⇌ HCl + HClO平衡右移,提高HClO浓度;但NaHSO3具有还原性,会与HClO发生氧化还原反应降低其浓度,D错误;
故选B。
12. 青藏铁路热棒是由碳素无缝钢管制成的密闭空心长棒结构,其内部填充液氨,冬季利用汽化—冷凝循环将地下热量传导至空气,解决冻土问题。下列说法正确的是
A. 氮原子p轨道电子云轮廓图是球形
B. 第一电离能:C<H<N
C. 基态N原子价电子排布式为1s22s22p3
D. 将液氨改用液氮(沸点-196℃),热棒也能达到预期效果
【答案】B
【解析】
【详解】A.p轨道的电子云轮廓图是哑铃形,s轨道才是球形,A错误;
B.第一电离能是指气态电中性基态原子失去一个电子所需能量;氢原子半径最小,第一电离能较高,氮原子的2p轨道为半充满稳定结构,第一电离能最大,碳原子第一电离能最小,B正确;
C.N是7号元素,基态原子的电子排布式为1s22s22p3,价电子排布式为2s22p3,C错误;
D.液氨作热棒的原理是利用其汽化吸热、液化放热的循环,而液氮的沸点(-196℃)远低于液氨(-33℃),无法在相同的温度区间内完成汽化-液化循环,不能达到预期效果,D错误;
故答案选B。
13. 一种还原剂的阴离子结构式如图所示,其中X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期主族元素,W是空气中含量最多的元素。下列叙述错误的是
A. Y元素在周期表中的位置:第二周期ⅢA族 B. 原子半径:
C. 稳定性: D. 电负性:
【答案】B
【解析】
【分析】X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期主族元素,X序数最小,X有一个键,为H元素;Z结合四个键,为C元素;Y得到一个电子后结合四个键,为B元素;W是三键,且W是空气中含量最多的元素,为N元素,综上所述,X为H元素、Y为B元素、Z为C元素、W为N元素。
【详解】A.Y为元素,在周期表中的位置:第二周期ⅢA族,故A正确;
B.Z为C元素,W为N元素,同周期从左到右,原子半径递减,则原子半径,即,故B错误;
C.为,为,比较N元素和C元素简单氢化物的稳定性,即比较N元素和C元素的非金属性,同周期从左到右,非金属性逐渐递增,则稳定性:,即,故C正确;
D.X为H元素,Y为B元素,H元素的电负性为2.1,B元素的电负性为2.0,则电负性,即,故D正确;
故答案选B。
14. 用溶液滴定溶液的滴定曲线如图所示。下列有关描述错误的是
A. 根据曲线数据计算可知的数量级为
B. 向溶液中滴加盐酸,溶液pH几乎不变
C. 滴定终点时,
D. 相同实验条件下,若改为,滴定终点a向b方向移动
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图知,未滴入NaOH溶液时,的pH=3,即,发生电离,,,数量级为,A正确;
B.是弱酸,存在电离平衡:,加入盐酸(强酸)后,浓度略有增加,但会抑制的电离(平衡逆向移动),使浓度减小,最终浓度变化极小,因此pH几乎不变,B正确;
C.滴定终点是NaOH与CH3COOH恰好完全反应的点,此时加入25.00 mL NaOH,溶液总体积为25.00 mL+25.00 mL=50.00 mL,故,由元素守恒可得:,C错误;
D.由于Cl的吸电子诱导效应使羧基更易电离,故(氯乙酸)的酸性比强,酸性越强,滴定终点生成的盐()水解越弱,溶液pH越小。因此,氯乙酸的滴定终点pH比醋酸的小,即滴定终点a(pH较高)向b(pH较低)方向移动,D正确;
故答案选C。
第Ⅱ卷(非选择题 58分)
二、非选择题(本题合计4小题,共58分)
15. 水溶液中的离子平衡是中学化学的一个重要内容。回答下列问题:
(1)已知某二元酸H2A在水中存在以下平衡:,。常温下NaHA溶液的pH___________(填字母)。
A. 大于7 B. 小于7 C. 等于7 D. 无法确定
(2)在25℃下,将a mol·L-1的氨水与0.01 mol·L-1的盐酸等体积混合充分反应后溶液呈中性。则a___________(填“>”“<”或“=”)0.01,反应后溶液中存在的离子浓度由大到小的顺序为___________。
(3)25℃时,向10 mL 0.1 mol·L-1 H2C2O4溶液中逐滴加入0.1 mol·L-1 NaOH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。
①曲线Ⅱ代表___________(填微粒的化学式)的物质的量分数。
②若,H2C2O4第一步电离的电离常数为,则___________。
③a点溶液中,___________(填“>”“=”或“<”)。
(4)向足量Na2CO3溶液中加入少量氯水,写出反应的离子方程式:___________(已知HClO的;H2CO3的,)。
【答案】(1)B (2) ①. > ②.
(3) ①. ②. 1.2 ③. <
(4)
【解析】
【小问1详解】
已知某二元酸H2A在水中存在以下平衡:,,则说明HA-不会水解,只能电离,则溶液呈酸性,pH小于7;故选B。
【小问2详解】
在25℃下,将a mol·L-1的氨水与0.01 mol·L-1的盐酸等体积混合充分反应后溶液呈中性。因为氨水是弱碱,故盐酸浓度比氨水小,故a>0.01;结合电荷守恒可知:反应后溶液存在的离子浓度由大到小顺序为:。
【小问3详解】
①25℃时,向10 mL 0.1 mol·L-1 H2C2O4溶液中逐滴加入0.1 mol·L-1 NaOH溶液,H2C2O4的浓度减小,草酸氢根浓度先增加后减小,则曲线Ⅱ代表的物质的量分数。
②根据曲线Ⅰ、Ⅱ的交点可知:第一步电离的电离常数为==c(H+)=10-1.2,若,则1.2。
③a点溶液中,,又知c(H+)>c(OH-),溶液中存在电荷守恒,<。
【小问4详解】
相同温度下电离常数越大、电离能力越大,等物质的量浓度的酸提供的氢离子浓度越大、酸性越强,已知HClO的;H2CO3的,,则酸性排序为:,向足量碳酸钠溶液中加入少量氯水,碳酸根转化为碳酸氢根,反应的离子方程式:。
【点睛】本题考查弱电解质的电离,涉及陌生方程式的书写、明确曲线与微粒成分的关系、电离平衡常数计算方法是解本题关键,侧重考查阅读、分析、判断及计算能力,题目难度中等。
16. 燃油汽车尾气中氮氧化合物、碳氧化合物的处理与利用是研究的热点。
(1)汽车尾气中的污染物NO和CO,一定条件下可发生以下反应:
反应Ⅰ.
反应Ⅱ.
反应Ⅲ.
反应Ⅲ的_______。
(2)在相同时间内,三种催化剂下的转化率、浓度随温度变化如下图1所示。相同时间内,MnCeZr催化剂在不同空速下NO的转化率随温度的变化如下图2所示。
已知:空速(规定的条件下,单位时间、单位体积催化剂处理的气体量)的大小直接决定了烟气在催化剂表面的停留时间和装置的烟气处理能力。催化剂能够适应较大的空速,就可以在保证足够高的脱硝(去除氮氧化物)效率的前提下提高催化剂处理烟气的能力。
①根据图1和图2分析,选取工业脱硝的最佳反应条件为300℃、_______、_______。
②在100~150℃下NO的转化率较低、而在150~200℃下NO的转化率快速增加的原因为______。
(3)在容积为的密闭容器中,进行如下反应:,最初加入和,在不同温度下,D的物质的量和时间的关系如图。试回答下列问题:
①800℃时,0~5min内,以A表示的平均反应速率为_______。
②能判断该反应达到化学平衡状态的依据有_______。
a.A的浓度保持不变 b. c.容器中压强不变 d.混合气体密度不变
③利用图中数据计算:800℃时的平衡常数_______;相比800℃,700℃时减少。
④700℃时,某时刻测得体系中各物质的量为:,,,,则此时该反应_______(填“向正反应方向进行”、“向逆反应方向进行”或“处于平衡状态”);判断的理由是_______。
【答案】(1)
(2) ①. ②. 空速 ③. 150~200℃下随着温度的升高反应速率增大;温度升高催化剂的活性增强使反应速率加快,二者共同作用使NO转化率快速增加
(3) ①. ②. cd ③. ④. 向逆反应方向进行 ⑤. 根据图像可知该反应为吸热反应,降温平衡逆移,减小,而此时的,故反应向逆反应方向进行
【解析】
【小问1详解】
Ⅱ-Ⅰ得: ;
【小问2详解】
①根据图1和图2分析,在、空速为、作催化剂时的转化率最大,浓度最低,则选取工业脱硝的最佳反应条件为、空速为、作催化剂;
②在下的转化率较低、而在下的转化率快速增加的原因为:下随着温度的升高反应速率增大;温度升高催化剂的活性增强使反应速率加快,二者共同作用使转化率快速增加。
【小问3详解】
①在时,当时的物质的量是,根据方程式中与的关系可知:消耗A的物质的量也是,所以内,以A表示的平均反应速率为;
②a.因为A是固态,反应过程中,固体浓度始终不变,不能作为平衡状态的判断依据,a项错误;
b.根据方程式,若反应达到平衡,,b项错误;
c.由于该反应是反应前后气体体积不等的反应,所以若容器中压强不变,则反应达到平衡,c项正确;
d.由于是固态,反应过程中,混合气体的总质量会变化,所以当混合气体密度不变时,说明反应达到平衡状态,d项正确;
故选:cd;
③根据题给信息,列出三段式:;
④根据图像可推知:该反应为吸热反应,降温平衡逆反应方向移动,减小,即而此时,,,,也大于,故此时反应向逆反应方向进行。
17. 以银锰精矿(主要含)和氧化锰矿(主要含)为原料联合提取银和锰的一种工艺流程如下图所示,浸锰过程中主要发生的反应有。
已知:①酸性条件下,的氧化性强于;②常温下,;③溶液中离子浓度小于,可以视为离子沉淀完全。回答下列问题:
(1)“浸锰”最宜选用的酸为______(填化学式);为提高“浸锰”速率,除了粉碎和搅拌之外,还可采取的措施是______(任写一种)。
(2)气体溶于水得到氢硫酸,相同pH的稀硫酸和氢硫酸溶液中,由水电离出的:稀硫酸______氢硫酸(填“>”、“<”或“=”)。
(3)“调pH”最宜选用______。
A. B. C. CaO D.
(4)常温下,当调时,“浸锰液”中是否完全沉淀?______(填“是”、“否”或“不确定”);在实验室配制溶液时,常将______,以达到抑制水解的目的。
(5)“沉银液”中主要含有的金属阳离子有______(填化学式)。
(6)在酸性条件下,银锰精矿中的和氧化锰矿中的发生反应生成硫酸盐的离子反应方程式为______。
【答案】(1) ①. ②. 适当提高温度(或增大酸的浓度)
(2)= (3)D
(4) ①. 是 ②. 固体溶于浓盐酸中,再稀释至所需浓度
(5)、
(6)
【解析】
【分析】银锰精矿(含)与氧化锰矿(含)经 加酸“浸锰”后,分离出浸锰渣(含)和浸锰液,浸锰’过程中,FeS2被MnO2氧化为Fe3+,故浸锰液中铁元素主要以形式存在;浸锰渣用混合液 “浸银”,生成S和浸银液,浸银液加Fe粉发生置换反应 “沉银” 得到粗银粉;浸锰液经 “调 pH” 将沉淀 为,滤液最终得。
【小问1详解】
由于该工艺最终得到的产物为,为避免引入其他杂质阴离子,故“浸锰”所用的酸为;为提高“浸锰”速率,除了粉碎和搅拌之外,还可采取的措施是适当提高温度(或增大酸的浓度);
【小问2详解】
在相同pH的稀硫酸和氢硫酸溶液中,氢离子浓度相同。根据水的离子积常数 (25°C),两种溶液中的氢氧根离子浓度也相同。在酸性溶液中,由水电离出的氢离子浓度等于溶液中的氢氧根离子浓度,因此两者由水电离出的相等;
【小问3详解】
A.用调pH会引入杂质离子,A错误;
B.用调pH会引入杂质离子,B错误;
C.用CaO调pH会引入杂质离子,C错误;
D.用调pH,其中的会经后续的一系列操作转化为目标产物,既调节pH也不引入新杂质,D正确;
故答案选D。
【小问4详解】
pH=3时,,根据可得,故此时完全沉淀;溶液中发生水解反应,因此配制时将固体溶于浓盐酸中,再稀释至所需浓度;
【小问5详解】
经上述分析可知浸银液含、、,后加入Fe粉经沉银处理后,被Fe还原为Ag,被Fe还原为,故沉银液中金属阳离子为和;
【小问6详解】
酸性条件下,将氧化为和,自身被还原为,故离子方程式为。
18. 下表为元素周期表前36号元素,回答下列问题:
(1)上表元素中位于d区的元素为____________(填名称);戊元素最高能层的符号为________,基态原子中未成对电子数与戊相同的元素为________(填名称)。
(2)基态甲原子核外电子的轨道表示式为________;乙、丙组成的原子个数比为1:1的物质与水反应的离子方程式为___________。
(3)上述所有非金属元素的最高价氧化物对应水化物的酸性从强到弱的顺序是_________。
(4)仅由乙、丙、丁三种元素组成的化合物的水溶液呈______(填“酸”“中”或“碱”)性。
(5)已知铬原子、己原子的电离能[I/(kJ·mol-1)]数据如下表所示。铬的第二电离能比己的第二电离能大的原因是________。
电离能
I1
I2
铬
653
1591
己
717
1509
【答案】(1) ①. 锰 ②. M ③. 钠
(2) ①. ②. 2Na2O2+2H2O=4Na++4OH—+O2↑
(3)HClO4>H3PO4>H2CO3
(4)碱 (5)Cr原子失去1个电子后,Cr+的价电子排布式为稳定的半充满结构3d5,较难失去电子,锰原子失去1个电子后,Mn+的价电子排布式为3d54s1,易失去电子形成3d5
【解析】
【分析】由元素在周期表中的相对位置可知,甲为C元素、乙为O元素、丙为Na元素、丁为P元素、戊为Cl元素、己为Mn元素。
【小问1详解】
锰元素的原子序数为25,基态原子的价电子排布式为3d54s2,处于元素周期表d区;氯元素的原子序数为17,位于第三周期,基态原子的价电子排布式为3s23p5,最高能层的符号为M、原子中未成对电子数为1,钠元素的原子序数为11,基态原子的价电子排布式为3s,1,原子中未成对电子数为1,则基态钠原子中未成对电子数与氯原子相同;
【小问2详解】
碳元素的原子序数为6,基态原子的电子排布式为1s22s22p2,轨道表示式为;过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气,反应的离子方程式为2Na2O2+2H2O=4Na++4OH—+O2↑;
【小问3详解】
元素的非金属性越强,最高价氧化物对应水化物的酸性越强,元素非金属性强弱顺序为Cl>P>C,则最高价氧化物对应水化物的酸性从强到弱的顺序为HClO4>H3PO4>H2CO3;
【小问4详解】
磷酸钠是强碱弱酸盐,在溶液中水解使溶液呈碱性;
【小问5详解】
铬元素的原子序数为24,基态原子的价电子排布式为3d54s,1,失去1个电子后,Cr+的价电子排布式为稳定的半充满结构3d5,较难失去电子;锰元素的原子序数为25,基态原子的价电子排布式为3d54s2,锰原子失去1个电子后,Mn+的价电子排布式为3d54s1,易失去电子形成3d5,所以铬元素的第二电离能比锰元素的第二电离能大。
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