精品解析:新疆博乐市高级中学(华中师大一附中博乐分校)等校2024-2025学年高二上学期1月期末联考 化学试题
2026-09-25
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内容正文:
高二化学试卷
满分100分 用时90分钟
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用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,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.本试卷主要考试内容:人教版选择性必修1、选择性必修2第一章。
5.可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 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. 下列能级能量最低的是
A. 3s B. 3p C. 3d D. 4f
2. 41Ca原子的半衰期(放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间)长达10万年,是14C的17倍,可应用于地球科学与考古学。下列说法错误的是
A. 41Ca的原子核内的中子数为21
B. 41Ca与40Ca互为同素异形体
C. 用光谱仪摄取激发态41Ca跃迁时释放的光可得到发射光谱
D. 基态41Ca中每个轨道上的电子排布均为全充满状态
3. 下列有关基态F原子的第2层电子的3个p轨道2px、2py、2pz的说法错误的是
A. 排布的电子数相同 B. 电子的能量相同
C. 原子轨道的形状相同 D. 电子云空间伸展的方向不相同
4. 设NA表示阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 常温下,1 L pH=12的氨水中,含OH-的数目为0.01NA
B. 22.4 L NO2气体中,含氧原子的数目为2NA
C. 1 mol H2与足量I2反应,生成HI分子的数目为2NA
D. 精炼铜时,阳极减轻64 g,电路中转移电子的数目为2NA
5. 下列说法正确的是
A. 失电子难的元素得电子一定容易 B. 不同能层的s轨道的空间取向均相同
C. 元素原子中电子排布为ns2的元素一定位于s区 D. 电离能越大的元素电负性一定越小
6. 下列实验装置或操作不能达到实验目的的是
A.除去碱式滴定管尖嘴处的气泡
B.探究浓度对化学反应速率的影响
C.洗涤铁钉表面的油污
D.测量氯水的pH
A. A B. B C. C D. D
7. W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素,基态W原子中有3个未成对电子,X元素的-1价离子和Y元素的+2价离子的电子层结构都与氖相同,Z的单质常温下为淡黄色固体。下列说法错误的是
A. 电负性:X>W>Y B. 简单离子半径:Z>W>X
C. 常温下,Z的简单氢化物为气态 D. X的单质能与水反应生成两种弱电解质
8. 化学用语是化学中常用的一种符号表达形式。下列化学用语正确的是
A. NaClO溶液中通入少量SO2:
B. 铅酸蓄电池充电时阳极上发生的反应:
C. NaHSO3在水中电离:
D. (NH4)2SO4溶液呈酸性的原因:
9. 常温下,某同学在甲、乙两个规格相同的气球中分别装入适量NO2、N2O4组成的混合气体和空气,使两气球体积一样,然后同时浸入50℃温水中,待气球体积不再改变时,发现甲气球的体积大于乙气球,下列说法错误的是
A. 乙气球的作用是做空白对照实验
B. 浸入热水后,甲中NO2体积分数增大
C. 气球体积不变时,气球内分子总数:甲>乙
D. 甲气球中氮元素质量不变时,该反应达到平衡状态
10. MoC(111)催化甲醇(CH3OH)脱氢的部分历程如图所示,TS表示过渡态,未标明状态的物质均吸附在催化剂表面,下列说法错误的是
A. 催化剂能提高单位时间内有效碰撞次数
B. 该历程决速步骤的反应为CH2O+2H=CHO+3H
C. 同等条件下,CO(g)的稳定性强于CH3OH
D. 图示过程涉及极性键的断裂
11. 铝-空气电池具有能量密度高、比容量高、环境友好等优点,一种棉布基铝-空气电池的结构如图所示,连接好装置后,电流计发生偏转,下列说法错误的是
A. 电子由铝电极流出,经过外电路流向碳纸电极
B. 负极上发生的反应为
C. 电路中每转移2 mol,消耗11.2 L(标准状况下)O2
D. 电池工作一段时间后,电解质溶液的pH不变
12. 下列陈述1和陈述2都正确且二者不具有关联性的是
选项
陈述1
陈述2
A
盛装HF溶液的试剂瓶不能选择玻璃材质
HF为弱电解质
B
泡沫灭火器的主要成分为Na2CO3溶液和Al2(SO4)3溶液
和Al3+的水解相互促进,产生CO2气体
C
工业上在400~500℃条件下合成氨
铁触媒在500℃左右时的活性最大,合成氨反应速率较快
D
用粗锌与稀硫酸反应制氢气比用纯锌与稀硫酸反应制氢气快
粗锌中含有杂质金属,在溶液中构成原电池,加快反应速率
A. A B. B C. C D. D
13. 一种电解尿素[CO(NH2)2]-KOH溶液制备H2的装置如图所示,下列说法错误的是
A. a与外接电源的正极相连 B. CO(NH2)2中的C元素在反应中未变价
C. b极的电极反应式为2H2O+2e-=H2+2OH- D. 消耗60g尿素,阴极会产生6g H2
14. 常温下,用NaOH调节苹果酸(二元弱酸,分子式为C4H6O5)溶液的pH,溶液中含碳微粒C4H6O5、、的分布系数δ[如]与pH的关系如图所示,下列说法正确的是
A. 曲线Ⅲ表示的分布系数随pH的变化
B. pH=4.2时,
C. 常温下,的水解常数为10-8.79
D. b点溶液中:c(H+)+c(Na+)=3c(C4H6O5)+c(OH-)
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 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)乙、丙组成的原子个数比为1:1的物质的电子式为______,写出其常见的一种用途:______。
(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、丁三种元素组成的正盐化合物的水溶液呈______(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
16. 银量法(以生成难溶性银盐来进行测定的一种滴定分析方法)可用于测定卤化钠中卤素的含量。某实验小组用银量法快速测定某溶液中的物质的量浓度,实验过程如下:
Ⅰ.配制标准溶液
①配制的标准溶液,放在棕色试剂瓶中避光保存;
②配制标准溶液。
Ⅱ.滴定的主要步骤
a.取待测溶液于锥形瓶中
b.加入的溶液(过量),使完全转化为沉淀
c.加入溶液作指示剂
d.用标准溶液滴定过量的,到达滴定终点时停止滴定
e.重复上述操作三次,四次测定数据如表:
实验序号
1
2
3
4
消耗的标准溶液的体积
f.数据处理
已知:铁离子在溶液中的水解程度:中性强酸性。
回答下列问题:
(1)用棕色_______(仪器名称)量取的溶液于锥形瓶中;滴定过程中眼睛注视_______;滴定终点的现象为_______。
(2)滴定过程要在较小的环境中进行的原因是_______。
(3)经计算得_______;下列操作会导致测得的溶液中溴的含量偏大的是_______(填标号)。
A.滴定管未润洗即装入标准溶液进行滴定
B.滴定过程中开始仰视读数,后俯视读数
C.滴定开始时滴定管尖嘴处有气泡,滴定后气泡消失
D.滴定过程中锥形瓶中不慎有液体溅出
(4)若待测液为溶液,则和两步不能颠倒的原因是_______(用离子方程式结合文字描述)。
17. 镁是航空工业的重要材料,镁合金可用于制造飞机机身、发动机零件等。利用菱镁矿(主要成分为,含少量杂质、)制取镁的工艺流程如图。
常温下,部分金属阳离子开始沉淀和完全沉淀时的pH如下表:
金属阳离子
开始沉淀时的pH
1.5
3.4
7.6
8.9
完全沉淀时的pH
2.8
4.7
9.6
10.9
回答下列相关问题:
(1)写出一条加快“酸浸”速率的措施:___________。
(2)“氧化”工序中发生反应的离子方程式为___________。
(3)①“除杂”工序中调pH的范围为___________;滤渣的成分为___________(填化学式)。
②利用MgO调pH的优点为___________。
(4)溶液经浓缩结晶、过滤得到晶体,实验室进行过滤时主要用到的硅酸盐材质的仪器为___________。
(5)脱水时通入HCl的目的是___________。
18. 甲醇水蒸气重整制氢转换条件温和,原料来源广泛,副产物少,因此甲醇成为诸多富氢燃料的优选之一、甲醇水蒸气重整制氢时主要发生下列反应:
ⅰ.CH3OH(g)CO(g)+2H2(g) ΔH1
ⅱ.CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH2=-41kJ·mol-1
ⅲ.CH3OH(g)+H2O(g) CO2(g)+3H2(g) ΔH3=+49kJ·mol-1
回答下列问题:
(1)反应ⅰ的焓变ΔH1=______kJ·mol-1,______(填“低温”或“高温”)有利于该反应自发进行。
(2)T1℃时,在体积为2L的恒容密闭容器中,通入1mol CH3OH(g)和2mol H2O(g),假设仅发生反应ⅲ 。15min末反应恰好达到平衡状态,此时容器内的压强为初始时的1.6倍。
①0~15min内的平均反应速率v(CH3OH)=______mol·L-1·min-1 。
②下列情况能表明反应ⅲ已达到平衡状态的是______(填标号)。
A.的值不变 B.混合气体的平均摩尔质量不变
C.反应的平衡常数不变 D.消耗N个H2O分子的同时生成N个CH3OH分子
③保持其他条件不变,若增加H2O(g)的物质的量,则H2O的平衡转化率会______(填“升高”“降低”或“不变”)。
(3)在T2℃、p MPa下,向某恒压密闭容器中加入1mol甲醇和一定量的水,发生反应ⅰ、ⅱ、ⅲ,甲醇的平衡转化率、CO和CO2的选择性[如]与投料时的水醇比x()的关系如图所示。
当x=1且体系达到平衡时,混合气体中H2O的体积分数为______%;该温度下,反应ⅱ的分压平衡常数Kp=______(列出计算式即可)。
(4)p MPa时,在恒压密闭容器中发生反应ⅰ、ⅱ、ⅲ,一段时间后各气体的物质的量随温度的变化关系如图所示。在250℃以上H2的物质的量下降的原因可能是______。
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高二化学试卷
满分100分 用时90分钟
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用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,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.本试卷主要考试内容:人教版选择性必修1、选择性必修2第一章。
5.可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 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. 下列能级能量最低的是
A. 3s B. 3p C. 3d D. 4f
【答案】A
【解析】
【详解】根据原子核外电子排布的构造原理,同能层中能级能量满足,且低能层能级能量整体低于高能层的高能级,所以能量满足3s<3p<3d<4f,故选A。
2. 41Ca原子的半衰期(放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间)长达10万年,是14C的17倍,可应用于地球科学与考古学。下列说法错误的是
A. 41Ca的原子核内的中子数为21
B. 41Ca与40Ca互为同素异形体
C. 用光谱仪摄取激发态41Ca跃迁时释放的光可得到发射光谱
D. 基态41Ca中每个轨道上的电子排布均为全充满状态
【答案】B
【解析】
【详解】A.的质子数为20,质量数为41,原子核内中子数为,A正确;
B.与为钙元素的不同核素,互为同位素,同素异形体是同种元素形成的不同单质的互称,B错误;
C.激发态跃迁时释放能量,用光谱仪摄取释放的光可得到发射光谱,C正确;
D.基态的核外电子排布式为,所有填充了电子的轨道均为全充满状态,D正确;
故选B。
3. 下列有关基态F原子的第2层电子的3个p轨道2px、2py、2pz的说法错误的是
A. 排布的电子数相同 B. 电子的能量相同
C. 原子轨道的形状相同 D. 电子云空间伸展的方向不相同
【答案】A
【解析】
【详解】A.基态原子的核外电子排布为,根据洪特规则,2p能级的5个电子优先分占3个p轨道,最终2个轨道各填2个电子、1个轨道填1个电子,三个p轨道排布的电子数不相同,故A错误;
B.、、属于同一能级的不同轨道,轨道上填充的电子能量相同,故B正确;
C.p轨道的形状均为哑铃形,三个2p轨道的形状完全相同,故C正确;
D.沿x轴、沿y轴、沿z轴方向伸展,电子云空间伸展方向互不相同,故D正确;
选A。
4. 设NA表示阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 常温下,1 L pH=12的氨水中,含OH-的数目为0.01NA
B. 22.4 L NO2气体中,含氧原子的数目为2NA
C. 1 mol H2与足量I2反应,生成HI分子的数目为2NA
D. 精炼铜时,阳极减轻64 g,电路中转移电子的数目为2NA
【答案】A
【解析】
【详解】A.常温下的氨水中,1 L溶液中的物质的量为0.01 mol,数目为,A正确;
B.未给出气体所处的温度和压强,无法确定的物质的量,故无法计算含氧原子数目,B错误;
C.与反应生成是可逆反应,反应物不能完全转化,生成分子的数目小于,C错误;
D.精炼铜时阳极为粗铜,含有的、等比铜活泼的杂质会优先放电溶解,因此阳极减轻64 g时电路中转移电子数目不等于,D错误;
故选A。
5. 下列说法正确的是
A. 失电子难的元素得电子一定容易 B. 不同能层的s轨道的空间取向均相同
C. 元素原子中电子排布为ns2的元素一定位于s区 D. 电离能越大的元素电负性一定越小
【答案】B
【解析】
【详解】A.失电子难的元素得电子不一定容易,如碳元素、稀有气体元素均既不易失电子也不易得电子,A错误;
B.不同能层的轨道均为球形对称结构,空间取向均相同,仅能量和轨道半径存在差异,B正确;
C.原子最外层电子排布为的元素不一定位于区,如(电子排布为)位于p区、(最外层电子排布为)位于区,C错误;
D.电离能越大的元素电负性不一定越小,如的第一电离能大于,同时的电负性也大于,D错误;
故答案选B。
6. 下列实验装置或操作不能达到实验目的的是
A.除去碱式滴定管尖嘴处的气泡
B.探究浓度对化学反应速率的影响
C.洗涤铁钉表面的油污
D.测量氯水的pH
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.除去碱式滴定管尖嘴气泡的操作为将尖嘴朝上弯起,挤压橡胶管内玻璃球排出气泡,图示操作正确,能达到实验目的,A不符合题意;
B.两组实验只有浓度为单一变量,其余反应条件均相同,可通过观察气泡产生速率探究浓度对化学反应速率的影响,能达到实验目的,B不符合题意;
C.溶液水解呈碱性,水浴加热可促进水解使溶液碱性增强,油污在碱性条件下发生水解反应被除去,能达到实验目的,C不符合题意;
D.氯水中含有具有强氧化性的,会漂白pH试纸,无法用pH试纸准确测量氯水的pH,D符合题意;
故选D。
7. W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素,基态W原子中有3个未成对电子,X元素的-1价离子和Y元素的+2价离子的电子层结构都与氖相同,Z的单质常温下为淡黄色固体。下列说法错误的是
A. 电负性:X>W>Y B. 简单离子半径:Z>W>X
C. 常温下,Z的简单氢化物为气态 D. X的单质能与水反应生成两种弱电解质
【答案】D
【解析】
【分析】基态原子有3个未成对电子,且原子序数小于,、电子层结构与相同,故为、为、为;单质常温下为淡黄色固体,故为。
【详解】A.同周期电负性从左到右递增,同主族从上到下递减,电负性,即,A正确;
B.离子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,、为2个电子层且核电荷数,故半径,即,B正确;
C.的简单氢化物为,常温下为气态,C正确;
D.X的单质与水反应为,仅为弱电解质,为单质,只生成1种弱电解质,D错误;
故选D。
8. 化学用语是化学中常用的一种符号表达形式。下列化学用语正确的是
A. NaClO溶液中通入少量SO2:
B. 铅酸蓄电池充电时阳极上发生的反应:
C. NaHSO3在水中电离:
D. (NH4)2SO4溶液呈酸性的原因:
【答案】A
【解析】
【详解】A.具有氧化性,具有还原性,少量通入溶液时过量,生成的与过量结合为,反应生成氯化钠、硫酸钠、次氯酸,反应的离子方程式为,故A正确;
B.铅酸蓄电池充电时阳极发生失电子的氧化反应,充电时阳极反应应为,故B错误;
C.是弱酸的酸式酸根,不能完全电离,的电离方程式应为、,故C错误;
D.(NH4)2SO4溶液呈酸性的原因是铵根离子水解,的水解为可逆过程,铵根水解的离子方程式为,故D错误;
选A。
9. 常温下,某同学在甲、乙两个规格相同的气球中分别装入适量NO2、N2O4组成的混合气体和空气,使两气球体积一样,然后同时浸入50℃温水中,待气球体积不再改变时,发现甲气球的体积大于乙气球,下列说法错误的是
A. 乙气球的作用是做空白对照实验
B. 浸入热水后,甲中NO2体积分数增大
C. 气球体积不变时,气球内分子总数:甲>乙
D. 甲气球中氮元素质量不变时,该反应达到平衡状态
【答案】D
【解析】
【分析】甲气球内与的混合气体存在平衡,该反应为吸热反应。初始时两气球规格相同、体积一致、温度相同,乙气球内盛装空气,温度升高时仅发生气体热胀冷缩,作为空白对照排除温度本身对气体体积的干扰。将两气球同时浸入50℃温水后,甲气球体积大于乙,说明甲中除热胀冷缩外,温度升高使平衡正向移动,气体总物质的量增大,进一步推动体积膨胀。
【详解】A.乙气球盛装空气,仅受温度升高影响发生体积膨胀,用于排除温度本身对气体体积的干扰,做空白对照实验,A正确;
B.浸入热水后温度升高,平衡正向移动,的物质的量增大,其体积分数增大,B正确;
C.初始时两气球体积、温度、压强均相同,气体总物质的量相等;达到稳定后,乙中空气总物质的量不变,甲中平衡正向移动,气体总物质的量大于初始值,因此气球内分子总数甲>乙,C正确;
D.甲气球为封闭体系,反应前后氮元素始终守恒,无论反应是否达到平衡状态,氮元素质量都保持不变,不能作为判断平衡状态的依据,D错误;
故选 D。
10. MoC(111)催化甲醇(CH3OH)脱氢的部分历程如图所示,TS表示过渡态,未标明状态的物质均吸附在催化剂表面,下列说法错误的是
A. 催化剂能提高单位时间内有效碰撞次数
B. 该历程决速步骤的反应为CH2O+2H=CHO+3H
C. 同等条件下,CO(g)的稳定性强于CH3OH
D. 图示过程涉及极性键的断裂
【答案】B
【解析】
【详解】A.催化剂可降低反应活化能,提高活化分子百分数,从而提高单位时间内有效碰撞次数,A正确;
B.反应决速步骤为活化能(能垒)最大的步骤,经计算各步能垒:第一步能垒为,第二步能垒为,后续步骤能垒均小于,故第二步为决速步,对应反应为,B错误;
C.物质能量越低稳定性越强,总反应为放热反应,说明与的总能量低于,因此能量低于,稳定性强于,C正确;
D.图示脱氢过程中涉及中、等极性键的断裂,D正确;
故选B。
11. 铝-空气电池具有能量密度高、比容量高、环境友好等优点,一种棉布基铝-空气电池的结构如图所示,连接好装置后,电流计发生偏转,下列说法错误的是
A. 电子由铝电极流出,经过外电路流向碳纸电极
B. 负极上发生的反应为
C. 电路中每转移2 mol,消耗11.2 L(标准状况下)O2
D. 电池工作一段时间后,电解质溶液的pH不变
【答案】D
【解析】
【分析】铝-空气电池以KOH溶液为电解液,Al作负极,发生氧化反应,电极反应式:,正极发生还原反应,电极反应式:。
【详解】A.原电池中电子由负极流出,即电子由铝电极流出,经过外电路流向碳纸电极,A正确;
B.根据分析可知,Al作负极,发生氧化反应,电极反应式:,B正确;
C.根据电极反应:,消耗11.2 L(标准状况下)O2,即0.5mol,转移2mol,C正确;
D.根据两电极反应式,当转移电子数相同时,两电极消耗的与生成的不相同,pH变化,D错误;
答案选D。
12. 下列陈述1和陈述2都正确且二者不具有关联性的是
选项
陈述1
陈述2
A
盛装HF溶液的试剂瓶不能选择玻璃材质
HF为弱电解质
B
泡沫灭火器的主要成分为Na2CO3溶液和Al2(SO4)3溶液
和Al3+的水解相互促进,产生CO2气体
C
工业上在400~500℃条件下合成氨
铁触媒在500℃左右时的活性最大,合成氨反应速率较快
D
用粗锌与稀硫酸反应制氢气比用纯锌与稀硫酸反应制氢气快
粗锌中含有杂质金属,在溶液中构成原电池,加快反应速率
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.陈述1正确,可与玻璃中的反应,因此不能用玻璃材质试剂瓶盛装溶液;陈述2正确,在水溶液中部分电离,属于弱电解质;二者无因果关联,A符合题意;
B.陈述1错误,泡沫灭火器的主要成分为溶液和溶液,并非溶液,B不符合题意;
C.陈述1正确,工业合成氨的反应温度选择400~500℃;陈述2正确,该温度下铁触媒活性最高,可加快合成氨的反应速率;陈述2是陈述1的原因,二者存在关联,C不符合题意;
D.陈述1正确,粗锌与稀硫酸反应制氢气的速率快于纯锌;陈述2正确,粗锌中的杂质与锌、稀硫酸构成原电池,加快反应速率;陈述2是陈述1的原因,二者存在关联,D不符合题意;
故答案选A。
13. 一种电解尿素[CO(NH2)2]-KOH溶液制备H2的装置如图所示,下列说法错误的是
A. a与外接电源的正极相连 B. CO(NH2)2中的C元素在反应中未变价
C. b极的电极反应式为2H2O+2e-=H2+2OH- D. 消耗60g尿素,阴极会产生6g H2
【答案】D
【解析】
【分析】a极上转化为,尿素中元素失电子发生氧化反应,a为阳极,与外接电源正极相连,b极上,得电子生成,b极为阴极,与外接电源负极相连。
【详解】A.a极上中元素失电子发生氧化反应,a为阳极,与外接电源正极相连,A正确;
B.中为价,碱性环境下反应后转化为,仍为价,未变价,B正确;
C.b极为阴极,得电子生成,电极反应式为,C正确;
D.60g尿素的物质的量为,1mol尿素反应失电子总物质的量为,阴极每生成转移电子,故生成的质量为,不是6g,D错误;
故答案选D。
14. 常温下,用NaOH调节苹果酸(二元弱酸,分子式为C4H6O5)溶液的pH,溶液中含碳微粒C4H6O5、、的分布系数δ[如]与pH的关系如图所示,下列说法正确的是
A. 曲线Ⅲ表示的分布系数随pH的变化
B. pH=4.2时,
C. 常温下,的水解常数为10-8.79
D. b点溶液中:c(H+)+c(Na+)=3c(C4H6O5)+c(OH-)
【答案】B
【解析】
【分析】向一定浓度的苹果酸溶液中滴加NaOH溶液过程中,二者先反应生成,随后生成的又与NaOH溶液反应生成,故曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别代表、、与pH的关系,据此分析作答。
【详解】A.pH越大,二元弱酸的酸根离子分布系数越大,曲线Ⅲ表示的分布系数,曲线Ⅱ才表示的分布系数,A项错误;
B.当时,曲线Ⅰ和Ⅲ交点处,,酸性更强,的分布系数更大,故,B项正确;
C.的水解常数,a点,则,故,C项错误;
D.b点,根据电荷守恒:,且图中b点溶液中的几乎为0,选项中式子不成立,D项错误;
答案选B。
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 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)乙、丙组成的原子个数比为1:1的物质的电子式为______,写出其常见的一种用途:______。
(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、丁三种元素组成的正盐化合物的水溶液呈______(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. 作供氧剂(或作漂白剂)
(3)
(4)碱 (5)铬原子失去1个电子后,的价电子排布式为稳定的半充满结构,较难失去电子;锰原子失去1个电子后,的价电子排布式为,易失去电子形成稳定的半充满结构
【解析】
【分析】根据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】
己为锰元素,原子序数为25,基态原子的价电子排布式为,最后填入的电子为d电子,处于元素周期表d区;戊为氯元素,位于第三周期,最高能层为第三层,符号为M;基态氯原子的价电子排布式为,未成对电子数为1,基态钠原子的价电子排布式为,未成对电子数也为1,故基态原子中未成对电子数与氯相同的元素为钠。
【小问2详解】
O和Na组成的原子个数比为1:1的物质为过氧化钠,属于离子化合物,由钠离子和过氧根离子构成,其电子式为;过氧化钠能与水或二氧化碳反应生成氧气,在潜水艇或呼吸面具中常被用作供氧剂,同时因其具有强氧化性,也可用作漂白剂。
【小问3详解】
上述非金属元素中,O元素无最高价含氧酸,其余元素为Cl、P、C,高氯酸是强酸,磷酸是中强酸,碳酸是弱酸,故最高价氧化物对应水化物的酸性从强到弱的顺序为。
【小问4详解】
仅由Na、O、P三种元素组成的正盐化合物为磷酸钠,属于强碱弱酸盐,磷酸根离子在水溶液中发生水解反应生成氢氧根离子,使溶液呈碱性。
【小问5详解】
铬元素的基态原子价电子排布式为,失去1个电子后,的价电子排布式变为,属于稳定的半充满结构,较难再失去1个电子;而锰元素的基态原子价电子排布式为,失去1个电子后,的价电子排布式为,较易失去1个4s电子从而形成稳定的半充满结构,因此铬的第二电离能比锰的第二电离能大。
16. 银量法(以生成难溶性银盐来进行测定的一种滴定分析方法)可用于测定卤化钠中卤素的含量。某实验小组用银量法快速测定某溶液中的物质的量浓度,实验过程如下:
Ⅰ.配制标准溶液
①配制的标准溶液,放在棕色试剂瓶中避光保存;
②配制标准溶液。
Ⅱ.滴定的主要步骤
a.取待测溶液于锥形瓶中
b.加入的溶液(过量),使完全转化为沉淀
c.加入溶液作指示剂
d.用标准溶液滴定过量的,到达滴定终点时停止滴定
e.重复上述操作三次,四次测定数据如表:
实验序号
1
2
3
4
消耗的标准溶液的体积
f.数据处理
已知:铁离子在溶液中的水解程度:中性强酸性。
回答下列问题:
(1)用棕色_______(仪器名称)量取的溶液于锥形瓶中;滴定过程中眼睛注视_______;滴定终点的现象为_______。
(2)滴定过程要在较小的环境中进行的原因是_______。
(3)经计算得_______;下列操作会导致测得的溶液中溴的含量偏大的是_______(填标号)。
A.滴定管未润洗即装入标准溶液进行滴定
B.滴定过程中开始仰视读数,后俯视读数
C.滴定开始时滴定管尖嘴处有气泡,滴定后气泡消失
D.滴定过程中锥形瓶中不慎有液体溅出
(4)若待测液为溶液,则和两步不能颠倒的原因是_______(用离子方程式结合文字描述)。
【答案】(1) ①. 移液管或酸式滴定管 ②. 锥形瓶中溶液颜色变化 ③. 滴入最后半滴溶液,溶液变为浅红色,且半分钟不恢复
(2)抑制铁离子水解,防止产生氢氧化铁沉淀影响滴定终点判定
(3) ①. 0.050 ②. BD
(4)2Fe3++2I-=I2+2Fe2+,指示剂耗尽,无法指示终点
【解析】
【分析】本题考查滴定实验,用过量的银离子将溴离子完全反应,再用滴定过量的银离子,当Ag+完全沉淀,滴入的半滴与铁离子变成红色即达到终点。
【小问1详解】
硝酸银溶液呈酸性,用棕色的移液管或酸式滴定管才能准确量取20.00mL的溶液于锥形瓶中,滴定过程中眼睛注视锥形瓶中溶液颜色变化,滴定终点的现象为滴入最后半滴溶液,溶液由黄色变为浅红色,且半分钟不恢复。
【小问2详解】
滴定过程要在较小的环境中进行原因是抑制铁离子水解,防止产生氢氧化铁沉淀影响滴定终点判定;
【小问3详解】
滴定过程 n(AgNO3)=0.002mol,由实验数据可知,第1次实验误差较大,舍弃,则消耗NH4SCN溶液体积的平均值为10.00mL,消耗的n(NH4SCN)=0.001mol,NH4SCN消耗的AgNO3的物质的量为0.001mol,则与NaBr反应的AgNO3的物质的量=溴离子的物质的量=0.001mol,则0.001mol÷0.02L=0.050;
A.滴定管未润洗即装入NH4SCN标准溶液进行滴定,则消耗更多的NH4SCN,溴离子消耗的银离子减少,溴离子浓度偏小,A不符合题意;
B.滴定过程中开始仰视读数,后俯视读数,则NH4SCN体积偏小,NH4SCN消耗的AgNO3偏少,溴离子消耗的银离子偏多,溴离子浓度偏大,B符合题意;
C.滴定开始时滴定管尖嘴处有气泡,滴定后气泡消失,则NH4SCN体积偏大,NH4SCN消耗的AgNO3偏多,溴离子消耗的银离子偏小,溴离子浓度偏小,C不符合题意;
D.滴定过程中锥形瓶中不慎有液体溅出,则NH4SCN体积偏小,NH4SCN消耗的AgNO3偏少,溴离子消耗的银离子偏多,溴离子浓度偏大,D符合题意;
故选BD。
【小问4详解】
若待测液为溶液,则和两步不能颠倒的原因是2Fe3++2I-=I2+2Fe2+,指示剂耗尽,无法指示终点。
17. 镁是航空工业的重要材料,镁合金可用于制造飞机机身、发动机零件等。利用菱镁矿(主要成分为,含少量杂质、)制取镁的工艺流程如图。
常温下,部分金属阳离子开始沉淀和完全沉淀时的pH如下表:
金属阳离子
开始沉淀时的pH
1.5
3.4
7.6
8.9
完全沉淀时的pH
2.8
4.7
9.6
10.9
回答下列相关问题:
(1)写出一条加快“酸浸”速率的措施:___________。
(2)“氧化”工序中发生反应的离子方程式为___________。
(3)①“除杂”工序中调pH的范围为___________;滤渣的成分为___________(填化学式)。
②利用MgO调pH的优点为___________。
(4)溶液经浓缩结晶、过滤得到晶体,实验室进行过滤时主要用到的硅酸盐材质的仪器为___________。
(5)脱水时通入HCl的目的是___________。
【答案】(1)粉碎菱镁矿
(2)
(3) ①. 4.78.9 ②. 、 ③. 可增大产物的产量
(4)漏斗、烧杯、玻璃棒
(5)抑制的水解
【解析】
【分析】菱镁矿渣为(含少量杂质、)加入过量盐酸溶解,通入Cl2将氧化为,再加MgO调节pH使、沉淀完全,过滤分离后得滤渣为Fe(OH)3、Al(OH)3,滤液为氯化镁溶液,蒸发浓缩、冷却结晶,过滤,洗涤烘干,制得MgCl2·6H2O晶体,在HCl气流中受热脱水得到氯化镁,电解熔融氯化镁制取镁和氯气。
【小问1详解】
“酸浸”时,提高菱镁矿利用率可采取的措施是将粉碎菱镁矿(或搅拌、适当升温或适当增大盐酸浓度等) 。
【小问2详解】
“氧化”工序中,通入Cl2将氧化为,发生反应的离子方程式为。
【小问3详解】
①“除杂”工序中加MgO调节pH使、沉淀完全,而镁离子不沉淀,故调pH的范围为:4.78.9;过滤分离后得滤渣为Fe(OH)3、Al(OH)3。
②利用MgO调pH,既除去了杂质离子、,又引入了,故优点为:可增大产物的产量。
【小问4详解】
实验室进行过滤时主要用到的硅酸盐材质的仪器为:漏斗、烧杯、玻璃棒。
【小问5详解】
氯化镁是强酸弱碱盐,易水解,则脱水时通入HCl的目的是:抑制的水解,使MgCl2·6H2O晶体在HCl气流中加热脱水得到纯净的氯化镁。
18. 甲醇水蒸气重整制氢转换条件温和,原料来源广泛,副产物少,因此甲醇成为诸多富氢燃料的优选之一、甲醇水蒸气重整制氢时主要发生下列反应:
ⅰ.CH3OH(g)CO(g)+2H2(g) ΔH1
ⅱ.CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH2=-41kJ·mol-1
ⅲ.CH3OH(g)+H2O(g) CO2(g)+3H2(g) ΔH3=+49kJ·mol-1
回答下列问题:
(1)反应ⅰ的焓变ΔH1=______kJ·mol-1,______(填“低温”或“高温”)有利于该反应自发进行。
(2)T1℃时,在体积为2L的恒容密闭容器中,通入1mol CH3OH(g)和2mol H2O(g),假设仅发生反应ⅲ 。15min末反应恰好达到平衡状态,此时容器内的压强为初始时的1.6倍。
①0~15min内的平均反应速率v(CH3OH)=______mol·L-1·min-1 。
②下列情况能表明反应ⅲ已达到平衡状态的是______(填标号)。
A.的值不变 B.混合气体的平均摩尔质量不变
C.反应的平衡常数不变 D.消耗N个H2O分子的同时生成N个CH3OH分子
③保持其他条件不变,若增加H2O(g)的物质的量,则H2O的平衡转化率会______(填“升高”“降低”或“不变”)。
(3)在T2℃、p MPa下,向某恒压密闭容器中加入1mol甲醇和一定量的水,发生反应ⅰ、ⅱ、ⅲ,甲醇的平衡转化率、CO和CO2的选择性[如]与投料时的水醇比x()的关系如图所示。
当x=1且体系达到平衡时,混合气体中H2O的体积分数为______%;该温度下,反应ⅱ的分压平衡常数Kp=______(列出计算式即可)。
(4)p MPa时,在恒压密闭容器中发生反应ⅰ、ⅱ、ⅲ,一段时间后各气体的物质的量随温度的变化关系如图所示。在250℃以上H2的物质的量下降的原因可能是______。
【答案】(1) ①. +90 ②. 高温
(2) ①. 0.03 ②. BD ③. 降低
(3) ①. 5 ②.
(4)反应ⅱ为放热反应,温度升高平衡逆向移动消耗,且该效应大于反应ⅰ、ⅲ正向移动生成的增量,导致物质的量降低
【解析】
【小问1详解】
根据盖斯定律,反应i可由反应iii-反应ii可得,所以对应的焓变;自由能时反应能自发进行,上述反应i为气体体积增大的吸热反应,所以,,所以在高温下能自发进行;
【小问2详解】
恒温恒容条件下,气体的压强之比等于气体的总物质的量之比,初始总物质的量为1mol+2mol=3mol,所以末态气体总物质的量为,设转化的甲醇的物质的量为x,可列三段式如下:,则(1-x)mol+(2-x)mol+x mol+3x mol=(3+2x)mol=4.8mol,所以x=0.9mol,所以:
①0~15min内的平均反应速率v(CH3OH)= ;
②A.的值恒为1:3,所以其比值不变,不能说明反应达到平衡状态,A不符合题意;
B.混合气体的平均摩尔质量等于气体的总质量与气体总物质的量的比值,因反应前后气体的总质量不变,气体的总物质的量为变量,所以混合气体的平均摩尔质量为变量,则其值不变,能说明反应达到平衡状态,B符合题意;
C.反应的平衡常数只与温度有关,温度为恒温,所以反应的平衡常数为恒量始终保持不变,则反应的平衡常数不变不能说明反应达到平衡状态,C不符合题意;
D.消耗N个H2O分子的同时生成N个CH3OH分子,说明正反应速率等于逆反应速率,则已达到平衡状态,D符合题意;
选BD;
③保持其他条件不变,若增加H2O(g)的物质的量,则甲醇的平衡转化率提高,而H2O的平衡转化率会降低;
【小问3详解】
因为CO的选择性与CO2的选择性之和等于1,且x越大,反应ii、iii正向移动,则CO2的选择性增大,CO的选择性减小,当x=1时,设水蒸气与甲醇的物质的量各为1mol,因图中显示甲醇平衡转化率为90%,CO2的选择性为90%,CO的选择性为10%,则通过反应i生成CO消耗的甲醇的物质的量为:,同理经过反应iii生成CO2消耗的甲醇的物质的量为:,结合三段式思想可知平衡时n(CH3OH)=1mol-0.9mol=0.10mol,n(H2O)=1mol-0.81mol=0.19mol,n(CO)=0.09mol,n(CO2)=0.81mol,n(H2)= =2.61mol,则平衡后气体总物质的量为(0.10+0.19+0.09+0.81+2.61)mol=3.8mol,混合气体中H2O的体积分数为=5%;
反应ii为气体前后体积不变的反应,则Kp=Kn(Kn为物质的量代表的平衡常数),所以Kp=;
【小问4详解】
从图示可以看出,温度高于250,CO含量增多,氢气的物质的量减小,可能是因为反应ⅱ为放热反应,温度升高平衡逆向移动消耗,且该效应大于反应ⅰ、ⅲ正向移动生成的增量,导致物质的量降低。
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