精品解析:四川省成都市树德中学2026-2027学年高二上学期10月阶段性测试 化学试题
2026-10-16
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内容正文:
树德中学高2025级高二上学期10月阶段性测试化学试题
本试卷满分100分,考试用时75分钟
可能用到的相对原子质量:H-1 O-16 Na-23 S-32 Cr-52 I-127
一、单项选择题(共15小题,每题3分,共45分)
1. 下列科技成果中蕴含的化学知识叙述正确的是
A. 高效光解水催化剂能降低化学反应的焓变
B. 利用飞秒激光脉冲技术可观测到某些基元反应,极大推进了人类对化学反应微观过程的认识
C. 利用海洋真菌可降解聚乙烯等多种塑料,且温度越高降解速率越快
D. 运载火箭所采用的“液氢液氧”推进剂可把化学能全部转化为热能
【答案】B
【解析】
【详解】A.催化剂仅能降低反应的活化能,无法改变反应物与生成物的总能量差,即不能改变反应的焓变,A错误;
B.飞秒激光脉冲具备极高的时间分辨率,可捕捉化学反应的超快微观过程,能观测到某些基元反应的发生,极大推进了人类对化学反应微观过程的认识,B正确;
C.海洋真菌降解塑料依赖酶的催化作用,温度过高会使酶变性失活,降解速率反而下降,并非温度越高降解速率越快,C错误;
D.液氢液氧反应释放的化学能除转化为热能外,还会转化为火箭及喷出气体的动能等,不可能全部转化为热能,D错误;
故选B。
2. 醋酸的下列性质中,可以证明它是弱电解质的是
A. 醋酸溶液可以与纯碱溶液反应产生
B. pH相同的醋酸溶液和盐酸溶液分别跟同样颗粒大小的锌反应时,产生的起始速率相等
C. 醋酸溶液恰好与溶液完全反应
D. 在相同条件下,醋酸溶液的导电性比盐酸溶液弱
【答案】D
【解析】
【详解】A.醋酸与纯碱反应生成,仅能说明醋酸酸性强于碳酸,无法证明醋酸部分电离,A错误;
B.相同的溶液初始相等,与锌反应的起始速率由决定,无论醋酸是否为弱电解质,起始速率均相等,B错误;
C.等物质的量的一元醋酸与一元恰好完全反应是酸碱中和的计量关系决定的,与醋酸的电离程度无关,C错误;
D.相同条件下,同浓度的醋酸导电性弱于盐酸,说明醋酸溶液中离子浓度更小,即醋酸仅发生部分电离,可证明其为弱电解质,D正确;
故选D。
3. 加氢转化成甲烷,是综合利用实现“碳中和”和“碳达峰”的重要方式。525℃,101kPa下,。反应达到平衡时,能使平衡向正反应方向移动的是
A. 减小体系压强 B. 升高温度
C. 增大浓度 D. 恒容下充入惰性气体
【答案】C
【解析】
【详解】A.反应物气体总物质的量为5mol,生成物为3mol,减小压强会使平衡向气体体积增大的方向(逆反应)移动,A不符合题意;
B.该反应为放热反应,升高温度会使平衡向吸热的逆反应方向移动,B不符合题意;
C.增大浓度会提高反应物浓度,根据勒夏特列原理,平衡向正反应方向移动以消耗增加的,C符合题意;
D.恒容充入惰性气体不改变各物质浓度,对平衡无影响,D不符合题意;
故选C。
4. 一定温度下,向密闭容器中充入8 molX(g)和2 molY(g),其物质的量随时间的变化如图所示。下列说法正确的是
A. 发生的反应为
B. 25 min改变条件重新达平衡后Y的体积分数变大
C. 25 min时改变的条件可能是加压
D. 25 min改变条件后,Kc变小
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据图象可知:反应开始后,X的物质的量会减小,Y的物质的量在增加,说明X是反应物,Y是生成物,在相同时间内二者改变的物质的量的比是1:2,改变的物质的量的比等于方程式中相应物质的化学计量数的比,后来二者都存在,且物质的量不再发生变化,说明反应为可逆反应,反应方程式为X(g)2Y(g),A错误;
B.反应在25 min改变条件后,X的物质的量增加,Y的物质的量减小,则化学平衡逆向移动,重新达平衡后Y的体积分数变小,B错误;
C.25 min时改变的条件时,X的物质的量逐渐增大,Y的物质的量逐渐减小,由于该反应的正反应是气体体积增大的反应,要使平衡逆向移动,改变的条件可能是加压,使化学平衡逆向移动,C正确;
D.25 min改变条件后,反应温度不变,则化学平衡常数Kc就不变,D错误;
故合理选项是C。
5. 四川大学研究了不同含金化合物催化乙烯加氢[ ]的反应历程如下图所示:
下列说法错误的是
A. 若该反应生成液态,则反应的增大
B. 催化乙烯加氢效果较好的催化剂是
C. 稳定性:过渡态1<过渡态2
D. 该反应的焓变:
【答案】A
【解析】
【详解】A.气态C2H6液化时放出热量,生成液态C2H6比生成气态C2H6放出的热量更多;ΔH为负值,放热越多ΔH越小,故该反应的ΔH减小,A错误;
B.活化能越低,催化效果越好;由图可知,催化时反应的活化能低于AuF催化时,故催化乙烯加氢效果较好的催化剂是,B正确;
C.物质能量越低越稳定;过渡态1的相对能量(−3.46 kJ⋅mol−1)高于过渡态2(−48.8 kJ⋅mol−1),故稳定性:过渡态1<过渡态2,C正确;
D.焓变只与反应物和生成物的总能量有关,与催化剂无关;反应物总能量为0.0 kJ⋅mol−1,生成物C2H6(g)的总能量为−129.6 kJ⋅mol−1,故该反应的ΔH=−129.6 kJ⋅mol−1,D正确;
故答案为A。
6. 两种制备硫酸的途径(反应条件略)如图。下列说法正确的是
A. S和过量反应可直接生成
B. 若,则为放热反应
C. 能使紫色石蕊试液先变红后褪色
D. 已知 ,含的稀溶液与足量溶液反应,放出的热量为57.3 kJ
【答案】B
【解析】
【详解】A.与反应无论是否过量,都只能直接生成,无法一步得到,A错误;
B.根据盖斯定律,已知反应i:,反应ii:,反应iii:,将可得目标反应,其焓变,若,则,反应为放热反应,B正确;
C.溶于水生成亚硫酸可使紫色石蕊试液变红,但不能漂白酸碱指示剂,不会使溶液褪色,C错误;
D.该反应除了生成1mol液态水,还生成了沉淀,沉淀生成过程也会放出热量,因此反应放出的热量大于,D错误;
故选B。
7. 为探究化学平衡移动的影响因素,设计方案并进行实验,观察到相关现象。其中方案设计和结论都正确的是
选项
影响因素
方案设计
现象
结论
A
温度
加热溶液
溶液由蓝色变为黄绿色
反应
的
B
压强
向恒温恒容密闭容器中充入100 mL HI气体,达到平衡后再充入100 mL Ar
气体颜色不变
对于反应前后气体总体积不变的可逆反应,改变压强平衡不移动
C
浓度
在溶液中滴加NaOH溶液
溶液由橙色变为黄色
平衡向右移动
D
催化剂
向1 mL乙酸乙酯中加入溶液,水浴加热
上层油状液体逐渐减少
使用合适的催化剂可使酯水解平衡向正反应方向移动
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.加热溶液,颜色由蓝色变为黄绿色,说明平衡正向移动,升高温度平衡向吸热方向移动,可得正反应,A错误;
B.恒温恒容条件下充入,反应体系中、、的浓度均不发生变化,平衡不移动,无法证明压强对反应前后气体体积不变的可逆反应平衡无影响,B错误;
C.滴加溶液时,与反应使浓度减小,平衡向右移动,溶液由橙色变为黄色,方案设计和结论均正确,C正确;
D.催化剂仅能改变化学反应速率,不影响化学平衡移动,无法使酯水解平衡发生移动,D错误;
故选C。
8. 利用色度传感器探究压强对化学平衡的影响: 。将一定量的充入注射器中后封口,下图是在拉伸和压缩注射器活塞的过程中气体透射率T%随时间t的变化(气体颜色越深,透射率越小)。下列说法正确的是
A. A→B为拉伸注射器活塞的过程
B. E和H对应的体积分数:
C. E→F为平衡移动的过程,平衡逆向移动
D. D点与A点相比,D点的转化率比A点的转化率大,若容器绝热,则平衡常数
【答案】D
【解析】
【详解】A.过程中透射率迅速降低,说明浓度瞬间增大,为压缩注射器活塞的过程,不是拉伸,A错误;
B.透射率瞬间升高,为拉伸注射器过程,压强减小平衡逆向移动,体积分数增大,故,B错误;
C.是拉伸活塞导致体积瞬间增大的物理变化过程,不属于平衡移动过程,C错误;
D.为压缩注射器后平衡正向移动的过程,转化率增大,故点转化率大于点;该反应,正向放热,绝热容器中点温度更高,放热反应温度升高平衡常数减小,故,D正确;
故选D。
9. 根据Arrhenius经验公式(为活化能,k为速率常数,R、A为常数),可知温度对于活化能大的反应影响大。一定条件下,与HCl发生反应有①、②两种可能,反应进程中的能量变化如图所示。保持其他条件不变,若要提高产物中的比例,可采用的措施是
a适当提高反应温度 b改变催化剂 c适当降低反应温度 d改变反应物浓度
A. ab B. ad C. bc D. bd
【答案】A
【解析】
【详解】a.适当提高反应温度,对活化能大的反应①更有利,能提高产物中的比例,a项符合;
b.改变催化剂、使用高效的选择性催化剂,可以降低①的活化能,能提高产物中的比例,b项符合;
c.适当降低反应温度,对活化能小的反应②更有利,能提高产物中的比例,c不项符合;
d.改变反应物浓度,不影响反应的活化能,不影响产物中成分的比例,d项不符合;
答案选A。
10. 恒温下,反应物A与Q按图示计量关系,同时发生三个基元反应,分别生成产物B、C、D,反应速率。下列说法正确的是
A. 反应的活化能①>②>③
B. 提高温度仅提高反应②中活化分子百分数
C. 加入催化剂,使反应③的活化能变小,D的产量降低
D. 总反应速率
【答案】D
【解析】
【详解】A.基元反应的反应速率与活化能成反比(活化能越低,速率越快),已知,则活化能应为①<②<③,A错误;
B.升高温度会使所有反应的活化分子百分数均提高,并非“仅提高反应②”,B错误;
C.催化剂降低反应③的活化能,会加快反应③的速率,使D的生成速率增大,会提高D的产量,但不提高D的产率,C错误;
D.三个反应为平行反应,共同消耗反应物A和Q,总反应速率(反应物消耗速率)等于各反应速率之和,即,D正确;
故答案选D。
11. 一定压强下,乙烯水合反应为:
已知:
气体均视为理想气体,下列说法不正确的是
A. 反应的活化能: B. 恒温恒容充入,平衡不移动
C. 平衡后,升高温度, D. 随温度升高而升高
【答案】D
【解析】
【详解】A.由,已知,可得,A正确;
B.恒温恒容充入,反应体系中各气体的分压、浓度均不变,平衡不移动,B正确;
C.该反应,为放热反应,升高温度平衡逆向移动,逆反应速率增大幅度大于正反应,故,C正确;
D.由,变形得,代入已知数据计算可得,温度升高时增大,减小,即随温度升高而降低,D错误;
故选D。
12. 某研究小组为探究室温下水溶液体系中的化学反应的反应物初始浓度、溶液中的初始浓度及初始速率间的关系,得到如下数据。
实验编号
的初始浓度mol/L
初始浓度mol/L
初始浓度mol/L
初始速率mol/(L·s)
1
1.00
2
1.00
3
2.00
4
1.00
已知表中初始反应速率与有关离于浓度关系可以表示为:(温度一定时,为常数)。下列说法不正确的是
A. 实验2中,
B. 设计实验2和实验4的目的是研究离子浓度对反应速率的影响
C. b=1;c=0.5
D. 若实验编号4的其它浓度不变,时,反应的初始速率
【答案】C
【解析】
【分析】将表中实验1、4代入速率方程,可得b=1,将实验,3、4代入速率方程v=kc(I-)1c(OCl-)bc(OH-)c,可得c=-1,依据不同实验中变量关系判断速率影响因素。
【详解】A.实验2和实验4OCl-离子浓度不同,应保证其他条件相同,故a=4×10-3,故A正确;
B.实验2和实验4其他条件相同,OCl-离子浓度不同,故设计实验2和实验4的目的是研究OCl-离子浓度对反应速率的影响,故B正确;
C.依据分析可知b=1,c=-1,故C错误;
D.实验4中kc(I-)1c(OCl-)bc(1)c=7.2×10-4mol•L-1•s-1,则其它浓度不变,pH=13时,反应的初始速率 v=kc(I-)1c(OCl-)c(0.1)-1=7.2×10-3mol•L-1•s-1,故D正确;
答案选C。
13. 催化加氢制甲醇发生的反应有:
i.
ii.
iii.
将和按通入密闭容器中发生反应,测得不同压强下的平衡转化率以及相同压强下和CO选择性[选择性:]随温度变化如图所示。下列说法正确的是
A. 相同压强下,从到,的平衡产率先降低后逐渐增大
B. 的选择性曲线为b
C. 由大到小的顺序为
D. 三条曲线接近重合的原因是催化剂失去活性
【答案】A
【解析】
【分析】反应i为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,甲醇的选择性减小,则表明甲醇选择性的曲线为a,则b表示一氧化碳的选择性,据此解答。
【详解】A.反应i和ii均生成H2O,每消耗1 mol CO2对应生成1 mol H2O,低温时放热的反应i为主,升高温度平衡逆移,CO2转化率降低,H2O产率降低;高温时吸热的反应ii为主,升高温度平衡正移,CO2转化率升高,H2O产率增大,故H2O(g)的平衡产率先降低后逐渐增大,A正确;
B.生成CH3OH的反应i、iii均为放热反应,升高温度平衡逆移,CH3OH选择性随温度升高而降低,对应曲线为a,B错误;
C.反应i为气体体积减小的反应,增大压强,平衡向正反应方向移动,二氧化碳的转化率增大,反应ii是气体体积不变的反应,增大压强,平衡不移动,二氧化碳的转化率不变,反应iii为气体体积减小的反应,则增大压强,二氧化碳的转化率增大,由图可知,条件下二氧化碳的转化率依次减小,则压强由大到小的顺序为:,C错误;
D.高温时体系以反应ii为主,反应ii前后气体分子数相等,压强改变对平衡几乎无影响,故三条曲线接近重合,与催化剂失活无关,D错误;
答案选A。
14. 将E和F加入密闭容器中,在一定条件下发生反应:E(g)+F(s)2G(g)。忽略固体体积,平衡时G的体积分数(%)随温度和压强的变化如表所示,已知Kp是用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数,下列说法正确的是
压强/MPa
体积分数/%
温度/℃
1.0
2.0
3.0
810
54.0
a
b
915
c
75.0
d
1000
e
f
83.0
A. b>f
B. 平衡常数K(1000℃)<K(810℃)
C. 915℃、2.0MPa该反应的平衡常数为Kp=4.5MPa
D. 1000℃、3.0MPa时E的转化率为83%
【答案】C
【解析】
【详解】A. 该反应为气体体积增大的反应,故加压时,平衡逆向移动,G的体积分数减小,则表中第一行数据:54.0>a>b,可确定75.0>a,说明升高温度平衡向正反应方向移动,则f>75.0>a,故b<f,故A错误;
B.第2列数据中75.0>a,说明升高温度平衡向正反应方向移动,平衡常数增大,则平衡常数K(1000℃)>K(810℃),故B错误;
C. 915℃、2.0Mpa时,,,,故C正确;
D. 设起始时E为amol,平衡时转化xmol,由于F为固体,对平衡无影响,则平衡时E为(a-x)mol,G为2xmol,则,解得x=0.709a,所以E的转化率为,故D错误;
故选C。
15. 恒容密闭容器中,等物质的量的和发生的总反应如下:,达到平衡时,相关物质平衡组成随温度变化关系如图。下列说法不正确的是
A. 该反应的,
B. 点该反应的(用物质的量分数代替浓度计算)
C. 点的消耗速率等于a物质的生成速率
D. 点的平衡转化率为75%
【答案】B
【解析】
【分析】由于生成物C3H6、H2O、H2S均从零开始增加,且在任何时刻物质的量之比恒为3:2:1,结合图像中a、b、c三条曲线的高低关系可知:曲线a代表C3H6,曲线b代表H2O,曲线c代表H2S。
【详解】A.观察图像可知,随着温度的升高,C3H8的物质的量分数逐渐降低。这说明升高温度促使平衡向正反应方向移动,根据勒夏特列原理,正反应为吸热反应,因此,另外,反应物气体共4分子,生成物气体共6分子,正反应是气体分子数增大的过程,因此,,A正确;
B.列三段式: ,
M点时,C3H8曲线与b曲线(H2O)相交,意味着两者的物质的量分数相等(即物质的量相等):1-3x=2x,解得x=0.2,此时各物质的量分别为:、、、、。体系总物质的量为2.4 mol。代入物质的量分数平衡常数。B错误;
C.根据分析,a物质是C3H6。在同一个化学反应中,各物质的反应速率之比等于方程式中对应的化学计量数之比。C3H6与C3H8的化学计量数均为3,因此在反应过程中的任何时刻,的消耗速率等于C3H6的生成速率,因此L点的消耗速率等于C3H6的生成速率,C正确;
D.N点时,C3H8曲线与c曲线(H2S)相交,说明两者的物质的量分数相等:1-3x=x,解得x=0.25。此时C3H8转化了0.75 mol,故C3H8的平衡转化率为:,D正确;
故答案选B。
二、填空题:(共55分)
16. 含氮化合物在生产生活中有广泛的应用
(1)在一定温度下,加水逐渐稀释氨水的过程中,随着水量的增加,请说明溶液中下列含量的变化:
①________(填“增大”“减小”或“不变”,下同)。
②________。
③________。
(2)将一定量纯净的氨基甲酸铵置于特制的真空密闭容器中(假设容器体积不变,固体试样体积忽略不计),在恒定温度下使其达到分解平衡:,下列选项都不能判断该分解反应已经达到平衡状态的是________________________。
①
②混合气体的密度保持不变
③密闭容器中气体总压强保持不变
④的体积分数保持不变
⑤气体的平均相对分子质量保持不变
(3)下列合成氨的化工生产过程中,能用勒夏特列原理解释的是________________________________
A. 合成氨的化工生产中,反应温度控制在500℃左右比室温更有利于合成
B. 将生成的氨气及时冷却液化,从平衡混合物中分离出来
C. 使用催化剂可加快转化为
D. 一般采用压强为10 MPa-30 MPa,而不采用更高的压强
(4)是合成尿素的原料之一、在30.4 MPa、=3下,混合气体以一定流速通过合成塔。测得出口含量随反应温度和催化剂粒径的变化曲线如下图。
的原因是________________________________________________。达到最高点后,曲线②下降的原因是___________________________________________________________。
(5)已知:常温下各物质的相对能量如下图。则反应的________。
【答案】(1) ①. 增大 ②. 增大 ③. 不变
(2)①④⑤ (3)B
(4) ①. 催化剂的粒径越小,与反应物的接触面积越大,催化效果越好,反应速率越快 ②. 温度太高,催化剂的活性减弱,反应速率减慢
(5)-122.3
【解析】
【小问1详解】
①一定温度下,加水逐渐稀释氨水的过程中,随着水量的增加,一水合氨浓度减小,促进一水合氨电离程度增大,使得溶液中氢氧根离子的物质的量增大,故增大;
②加水稀释,溶液中一水合氨浓度减小,氢氧根离子浓度减小,则增大;
③,只受温度影响,温度不变,其值不变;
【小问2详解】
①反应速率比等于系数比, ,但没有说明正逆反应速率,不能说明反应达到平衡状态,符合题意;
②容器体积始终不变,而气体总质量为变量,则混合气体的密度不变时,说明反应已达平衡,不符合题意;
③反应是气体分子数改变的化学反应,物质的量与压强成正比,则混合气体的压强不随时间的变化而变化,达到平衡状态,不符合题意;
④反应中只有生成的二氧化碳和氨气为气体,的体积分数恒为,其保持不变,不能说明反应达到平衡状态,符合题意;
⑤反应中只有生成的二氧化碳和氨气为气体,气体的平均相对分子质量为,一直保持不变,不能说明反应达到平衡状态,符合题意;
故选①④⑤;
【小问3详解】
A.合成氨反应为放热反应,化工生产中低温促进反应正向进行,利于合成氨气,反应温度控制在500℃左右是为了加快反应速率和提高催化剂活性,不能用勒夏特列原理解释,A不符合题意;
B.将生成的氨气及时冷却液化,从平衡混合物中分离出来,可以促使反应正向进行,能用勒夏特列原理解释,B符合题意;
C.催化剂加快反应速率,但是不改变平衡移动,使用催化剂可加快转化为,不能用勒夏特列原理解释,C不符合题意;
D.合成氨反应为气体分子数减小的反应,高压利于平衡正向移动,一般采用压强为10 MPa-30 MPa,而不采用更高的压强,是有生产成本、设备承压条件等考虑,不能用勒夏特列原理解释,D不符合题意;
故选B;
【小问4详解】
催化剂的粒径越小,与反应物的接触面积越大,催化效果越好,反应速率越快,更利于生成氨气,故;催化剂需要一定的活化温度,温度太高,催化剂的活性减弱,导致反应速率减慢,故达到最高点后,曲线②下降;
【小问5详解】
反应的焓变等于生成物能量和减去反应物能量和,则反应的=-122.3 kJ/mol。
17. 某兴趣小组通过微型实验从海带中提取碘并测定海带中的碘含量,过程如下:
Ⅰ.称取2.00 g洗净的干海带灼烧,使其完全灰化;将海带灰置于烧杯中加入30 mL蒸馏水熬煮5分钟,倾泻出上层清液(第一次浸取液),再加20 mL蒸馏水熬煮5分钟合并倒入第一次浸取液,抽滤。
Ⅱ.向滤液中加入2 mol/L H2SO4溶液调节pH为5~7,转移至蒸发皿中小心蒸发浓缩(保持pH为5~7),并尽量炒干,得到主要为KI的固体碘盐,研细,称重。
Ⅲ.将碘盐固体和K2Cr2O7固体按质量比为混合均匀后,按如图所示装置制取碘。收集制得的单质碘,称量为。
回答下列问题:
(1)步骤Ⅰ中“灼烧”所选用的仪器是_______(填仪器名称)。
(2)步骤Ⅰ抽滤的装置如下图所示,则抽滤相对于普通过滤的优点为_______。抽滤完毕后,接下来最合理的第一步操作为:_______。
A.取下布氏漏斗 B.关闭水泵开关 C.打开活塞K D.拔下抽滤瓶中橡胶管
(3)已知:;K2Cr2O7的氧化性随pH的增大而降低。步骤Ⅱ中调节溶液pH为5~7的原因是_______。
(4)①完成步骤Ⅲ中“制备碘”的反应方程式:_______。
②步骤Ⅲ中使用冷凝管的目的是_______,冷凝水的进水口方向为_______(填“a”或“b”)。
③步骤Ⅲ当观察到_______现象时,该实验可停止加热。计算每克海带中所含I-的量为_______mg/g(用含的式子表示)。
【答案】(1)坩埚、泥三角
(2) ①. 过滤速度快,固体较为干燥 ②. C
(3)pH<5时,蒸发浓缩过程中I⁻易被空气中氧气氧化为单质碘升华损失;pH>7时,会引入过多杂质,且会降低后续加入的K2Cr2O7的氧化性,不利于I⁻被氧化为单质碘,故调节pH为5~7
(4) ①. ②. 降温使碘蒸气在冷凝管底部快速凝华或降温使碘蒸气在冷凝管外部凝华 ③. a ④. 试管底部不再逸出紫色蒸气 ⑤. 500n
【解析】
【分析】称取2.00 g洗净的干海带灼烧,使其完全灰化;将海带灰置于烧杯中加入30 mL蒸馏水熬煮5分钟,倾泻出上层清液(第一次浸取液),再加20 mL蒸馏水熬煮5分钟合并倒入第一次浸取液,抽滤。向滤液中加入2 mol/L H2SO4溶液调节pH为5~7,转移至蒸发皿中小心蒸发浓缩(保持pH为5~7),并尽量炒干,得到主要为KI的固体碘盐,研细,称重。将碘盐固体和K2Cr2O7固体按质量比为混合均匀后,按如图所示装置制取碘。收集制得的单质碘,称量为。
【小问1详解】
步骤Ⅰ中“灼烧”所选用的仪器,第一个:坩埚;第三个:泥三角;
【小问2详解】
抽滤相对于普通过滤的优点为过滤速度快,固体较为干燥;抽滤完毕后,为了防止倒吸,应该使吸滤瓶内外压强相等,因此第一步操作为:打开活塞K;
【小问3详解】
pH<5时,蒸发浓缩过程中I⁻易被空气中氧气氧化为单质碘升华损失;pH>7时,会引入过多杂质,且会降低后续加入的K2Cr2O7的氧化性,不利于I⁻被氧化为单质碘,故调节pH为5~7;
【小问4详解】
①根据得失电子守恒、原子守恒,化学方程式为:;②步骤Ⅲ中使用冷凝管的目的是降温使碘蒸气在冷凝管底部快速凝华或降温使碘蒸气在冷凝管外部凝华;为了提高冷凝效果,冷凝水的进水口方向为a;③步骤Ⅲ当观察到试管底部不再逸出紫色蒸气时,该实验可停止加热;2.00 g干海带最终得到单质碘,根据元素守恒,2.00 g干海带中所含I-也是,则每克海带中所含I-的量为mg/g。
18. 攀枝花铁矿中富含钒,是重要的战略金属。中科院合作研发了国际领先的亚熔盐法清洁生产工艺,实现在温和条件下钒和铬的高效提取。主要流程如下:
已知:钒渣主要含、、和少量、等。
回答下列问题:
(1)Fe位于周期表第________周期________族。
(2)氧化工序通常采用较大的流量,其目的是________________________________________________;配平化学方程式:________。________________________________________
(3)滤渣的主要成分有MgO、________________、________________(填化学式)。
(4)80℃和40℃时,和的溶解度随NaOH质量分数变化如图所示。结合图像分析NaOH质量分数为30%时,冷却结晶工序降温至40℃有利于实现钒和铬有效分离的原因:__________________。
(5)母液返回________________工序。
(6)工业上用上述流程制备,已知最终产品的纯度为95%。现需制备52吨该产品。还原工序中,所用溶液的质量分数为20%,若反应过程中Cr元素的总损失率为5%,请计算需要该溶液的质量为________________________吨(保留两位小数)。
【答案】(1) ①. 四 ②. Ⅷ
(2) ①. 提高氧气浓度,加快反应速率,使反应更充分 ②.
(3) ①. ②.
(4)在NaOH质量分数为30%时,40℃下的溶解度远小于80℃,而的溶解度变化不大。降温至40℃时,大量结晶析出,而仍留在溶液中,从而实现钒和铬的分离
(5)氧化 (6)646.58
【解析】
【分析】氧化:加入NaOH溶液,通入,140℃~180℃反应;铁的转化:被氧化为,转化为,转化为,与NaOH溶液反应生成,不与碱反应;沉淀工序:,与反应生成沉淀,因此、、以滤渣的形式除去,冷却结晶析出,后续处理可得;蒸发结晶,溶液中含有,加入稀硫酸和亚硫酸钠被还原生成,发生氧化反应生成,最后调pH,煅烧等得到。
【小问1详解】
铁的原子序数为26,位于周期表第四周期Ⅷ族;
【小问2详解】
大流量可以增大反应物浓度,既加快氧化反应速率,又能保证钒渣中的低价金属组分被充分氧化,提升钒、铬的转化率;根据流程产物,在碱性、加热通氧条件下被氧化为和,铁的化合价由+2价升高为+3价,铬的化合价由+3价升高为+6价,氧的化合价由0价降低为-2价,由电子守恒、原子守恒可得到对应方程式为;
【小问3详解】
由分析知,滤渣的主要成分有、、;
【小问4详解】
NaOH质量分数30%,当温度降低至时,的溶解度相对变化较大,会以晶体形式析出,而溶解度仍然很大留在溶液中,实现钒铬分离;
【小问5详解】
母液中含有未反应完全的NaOH和未分离彻底的钒铬组分,返回氧化工序可以充分利用原料;
【小问6详解】
目标产品中的质量为,对应Cr总物质的量:,Cr总损失率5%,实际参与反应的Cr物质的量:;
还原过程中(Cr为+6)被还原为,每个Cr得3e-;被氧化为,每个S失2e-,得失电子守恒得计量关系:,所以所需20% 溶液质量:为。
19. 含碳化合物与人类生活紧密相连。
Ⅰ二氧化碳甲烷化助力我国2060年前实现“碳中和”,涉及的主要反应如下:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ: 。
(1)的反应热________________________。
(2)在1 L恒容密闭装置中,分别充入和发生上述反应Ⅰ,在不同温度下反应到10 min时,测得转化率与温度关系如图1所示。已知该反应的速率方程为,,其中、为速率常数,只受温度影响。
①关于该反应,下列叙述正确的是________________________。
A.恒温下缩小容器的体积,活化分子百分数不变
B.断裂4 mol H-H键的同时断裂2 mol H-O键,说明反应达到平衡状态
C.当反应达平衡状态时,
D.当混合气体的平均相对分子质量不再改变时,反应达到平衡状态
②图1中c点的对应的是图2中的________________点。
Ⅱ“双碳”目标推动科技发展。一种由CO制备高附加值酒石酸二甲酯(DMT)的路径如下:
“热催化”中主反应:ⅰ.
“热催化”存在两个副反应,其中生成“副产物1”[]的副反应:
ⅱ.
一定条件下,平衡转化率和产物选择性随温度变化关系如下图。
[比如:DMO选择性]
(3)“热催化”反应较适宜的温度区间为________________(填标号)。
A.120~140℃ B.130~150℃ C.140~160℃
(4)130℃恒容密闭容器中只发生反应ⅰ、ⅱ.CO和的初始浓度分别为、,结合上图信息,平衡时________________,反应ⅰ的________________(列出计算式即可)。
Ⅲ GaN催化直接加氢合成二甲醚的反应机理如图甲,在GaN(110)界面上发生的反应为,其反应历程如图乙,在GaN(100)界面上发生的反应除生成自由基外还有水蒸气产生。
(5)图乙表示的反应历程中,决速步骤为________________。
A. B. C. D.
(6)GaN(100)界面上的反应为________________________________________________。
【答案】(1)
(2) ①. AD ②. N
(3)B (4) ①. 0.25 ②. (5)D
(6)
【解析】
【小问1详解】
根据盖斯定律,目标反应 = 反应Ⅰ - 反应Ⅱ,因此。
【小问2详解】
①A.恒温下缩小容器体积,仅增大单位体积内活化分子总数,活化分子百分数由温度决定、保持不变,A正确;
B.断裂4mol H-H键代表正反应消耗4mol ,对应生成2mol ,即同时断裂4mol H-O键才代表逆反应消耗等量,B错误;
C.平衡时正逆反应速率满足计量比关系:,即,选项等式不成立,C错误。
D.反应前后气体总质量不变、气体总物质的量变化,因此平均相对分子质量不再改变时,说明气体总物质的量不再变化,反应达平衡,D正确;
故选AD。
②图1中c点温度 ,反应已达平衡。图2中横坐标为 ,故对应更小的。由于反应放热,升温使和均增大,但增幅更大。因此,在下,对应图2中的 N点。
【小问3详解】
适宜温度需要同时满足平衡转化率较高,且主产物DMO的选择性高、副产物占比低。130~150℃区间内,DMO选择性保持很高,同时转化率随温度升高明显提升,副产物占比仍较低,是最优区间,故选B。
【小问4详解】
130℃时平衡转化率为75%,初始浓度为,因此转化的为,平衡时。,代入数据,解得,反应物中每消耗 1 mol,就会释放出 1 mol N 原子进入产物 NO,所以,由反应i可知,消耗CO的物质的量为 ,主反应消耗的=,副反应消耗的=,根据反应ii系数比 ,消耗CO的物质的量为,平衡时CO浓度:,反应i的平衡常数式=。
【小问5详解】
决速步骤是反应历程中活化能最大的步骤:图乙中的能垒是所有步骤中最大的,为总反应的决速步,故选D。
【小问6详解】
在GaN(110)界面上发生的反应为 ,同时除生成甲基自由基外还有水蒸气产生,则GaN(100)界面上的反应为。
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树德中学高2025级高二上学期10月阶段性测试化学试题
本试卷满分100分,考试用时75分钟
可能用到的相对原子质量:H-1 O-16 Na-23 S-32 Cr-52 I-127
一、单项选择题(共15小题,每题3分,共45分)
1. 下列科技成果中蕴含的化学知识叙述正确的是
A. 高效光解水催化剂能降低化学反应的焓变
B. 利用飞秒激光脉冲技术可观测到某些基元反应,极大推进了人类对化学反应微观过程的认识
C. 利用海洋真菌可降解聚乙烯等多种塑料,且温度越高降解速率越快
D. 运载火箭所采用的“液氢液氧”推进剂可把化学能全部转化为热能
2. 醋酸的下列性质中,可以证明它是弱电解质的是
A. 醋酸溶液可以与纯碱溶液反应产生
B. pH相同的醋酸溶液和盐酸溶液分别跟同样颗粒大小的锌反应时,产生的起始速率相等
C. 醋酸溶液恰好与溶液完全反应
D. 在相同条件下,醋酸溶液的导电性比盐酸溶液弱
3. 加氢转化成甲烷,是综合利用实现“碳中和”和“碳达峰”的重要方式。525℃,101kPa下,。反应达到平衡时,能使平衡向正反应方向移动的是
A. 减小体系压强 B. 升高温度
C. 增大浓度 D. 恒容下充入惰性气体
4. 一定温度下,向密闭容器中充入8 molX(g)和2 molY(g),其物质的量随时间的变化如图所示。下列说法正确的是
A. 发生的反应为
B. 25 min改变条件重新达平衡后Y的体积分数变大
C. 25 min时改变的条件可能是加压
D. 25 min改变条件后,Kc变小
5. 四川大学研究了不同含金化合物催化乙烯加氢[ ]的反应历程如下图所示:
下列说法错误的是
A. 若该反应生成液态,则反应的增大
B. 催化乙烯加氢效果较好的催化剂是
C. 稳定性:过渡态1<过渡态2
D. 该反应的焓变:
6. 两种制备硫酸的途径(反应条件略)如图。下列说法正确的是
A. S和过量反应可直接生成
B. 若,则为放热反应
C. 能使紫色石蕊试液先变红后褪色
D. 已知 ,含的稀溶液与足量溶液反应,放出的热量为57.3 kJ
7. 为探究化学平衡移动的影响因素,设计方案并进行实验,观察到相关现象。其中方案设计和结论都正确的是
选项
影响因素
方案设计
现象
结论
A
温度
加热溶液
溶液由蓝色变为黄绿色
反应
的
B
压强
向恒温恒容密闭容器中充入100 mL HI气体,达到平衡后再充入100 mL Ar
气体颜色不变
对于反应前后气体总体积不变的可逆反应,改变压强平衡不移动
C
浓度
在溶液中滴加NaOH溶液
溶液由橙色变为黄色
平衡向右移动
D
催化剂
向1 mL乙酸乙酯中加入溶液,水浴加热
上层油状液体逐渐减少
使用合适的催化剂可使酯水解平衡向正反应方向移动
A. A B. B C. C D. D
8. 利用色度传感器探究压强对化学平衡的影响: 。将一定量的充入注射器中后封口,下图是在拉伸和压缩注射器活塞的过程中气体透射率T%随时间t的变化(气体颜色越深,透射率越小)。下列说法正确的是
A. A→B为拉伸注射器活塞的过程
B. E和H对应的体积分数:
C. E→F为平衡移动的过程,平衡逆向移动
D. D点与A点相比,D点的转化率比A点的转化率大,若容器绝热,则平衡常数
9. 根据Arrhenius经验公式(为活化能,k为速率常数,R、A为常数),可知温度对于活化能大的反应影响大。一定条件下,与HCl发生反应有①、②两种可能,反应进程中的能量变化如图所示。保持其他条件不变,若要提高产物中的比例,可采用的措施是
a适当提高反应温度 b改变催化剂 c适当降低反应温度 d改变反应物浓度
A. ab B. ad C. bc D. bd
10. 恒温下,反应物A与Q按图示计量关系,同时发生三个基元反应,分别生成产物B、C、D,反应速率。下列说法正确的是
A. 反应的活化能①>②>③
B. 提高温度仅提高反应②中活化分子百分数
C. 加入催化剂,使反应③的活化能变小,D的产量降低
D. 总反应速率
11. 一定压强下,乙烯水合反应为:
已知:
气体均视为理想气体,下列说法不正确的是
A. 反应的活化能: B. 恒温恒容充入,平衡不移动
C. 平衡后,升高温度, D. 随温度升高而升高
12. 某研究小组为探究室温下水溶液体系中的化学反应的反应物初始浓度、溶液中的初始浓度及初始速率间的关系,得到如下数据。
实验编号
的初始浓度mol/L
初始浓度mol/L
初始浓度mol/L
初始速率mol/(L·s)
1
1.00
2
1.00
3
2.00
4
1.00
已知表中初始反应速率与有关离于浓度关系可以表示为:(温度一定时,为常数)。下列说法不正确的是
A. 实验2中,
B. 设计实验2和实验4的目的是研究离子浓度对反应速率的影响
C. b=1;c=0.5
D. 若实验编号4的其它浓度不变,时,反应的初始速率
13. 催化加氢制甲醇发生的反应有:
i.
ii.
iii.
将和按通入密闭容器中发生反应,测得不同压强下的平衡转化率以及相同压强下和CO选择性[选择性:]随温度变化如图所示。下列说法正确的是
A. 相同压强下,从到,的平衡产率先降低后逐渐增大
B. 的选择性曲线为b
C. 由大到小的顺序为
D. 三条曲线接近重合的原因是催化剂失去活性
14. 将E和F加入密闭容器中,在一定条件下发生反应:E(g)+F(s)2G(g)。忽略固体体积,平衡时G的体积分数(%)随温度和压强的变化如表所示,已知Kp是用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数,下列说法正确的是
压强/MPa
体积分数/%
温度/℃
1.0
2.0
3.0
810
54.0
a
b
915
c
75.0
d
1000
e
f
83.0
A. b>f
B. 平衡常数K(1000℃)<K(810℃)
C. 915℃、2.0MPa该反应的平衡常数为Kp=4.5MPa
D. 1000℃、3.0MPa时E的转化率为83%
15. 恒容密闭容器中,等物质的量的和发生的总反应如下:,达到平衡时,相关物质平衡组成随温度变化关系如图。下列说法不正确的是
A. 该反应的,
B. 点该反应的(用物质的量分数代替浓度计算)
C. 点的消耗速率等于a物质的生成速率
D. 点的平衡转化率为75%
二、填空题:(共55分)
16. 含氮化合物在生产生活中有广泛的应用
(1)在一定温度下,加水逐渐稀释氨水的过程中,随着水量的增加,请说明溶液中下列含量的变化:
①________(填“增大”“减小”或“不变”,下同)。
②________。
③________。
(2)将一定量纯净的氨基甲酸铵置于特制的真空密闭容器中(假设容器体积不变,固体试样体积忽略不计),在恒定温度下使其达到分解平衡:,下列选项都不能判断该分解反应已经达到平衡状态的是________________________。
①
②混合气体的密度保持不变
③密闭容器中气体总压强保持不变
④的体积分数保持不变
⑤气体的平均相对分子质量保持不变
(3)下列合成氨的化工生产过程中,能用勒夏特列原理解释的是________________________________
A. 合成氨的化工生产中,反应温度控制在500℃左右比室温更有利于合成
B. 将生成的氨气及时冷却液化,从平衡混合物中分离出来
C. 使用催化剂可加快转化为
D. 一般采用压强为10 MPa-30 MPa,而不采用更高的压强
(4)是合成尿素的原料之一、在30.4 MPa、=3下,混合气体以一定流速通过合成塔。测得出口含量随反应温度和催化剂粒径的变化曲线如下图。
的原因是________________________________________________。达到最高点后,曲线②下降的原因是___________________________________________________________。
(5)已知:常温下各物质的相对能量如下图。则反应的________。
17. 某兴趣小组通过微型实验从海带中提取碘并测定海带中的碘含量,过程如下:
Ⅰ.称取2.00 g洗净的干海带灼烧,使其完全灰化;将海带灰置于烧杯中加入30 mL蒸馏水熬煮5分钟,倾泻出上层清液(第一次浸取液),再加20 mL蒸馏水熬煮5分钟合并倒入第一次浸取液,抽滤。
Ⅱ.向滤液中加入2 mol/L H2SO4溶液调节pH为5~7,转移至蒸发皿中小心蒸发浓缩(保持pH为5~7),并尽量炒干,得到主要为KI的固体碘盐,研细,称重。
Ⅲ.将碘盐固体和K2Cr2O7固体按质量比为混合均匀后,按如图所示装置制取碘。收集制得的单质碘,称量为。
回答下列问题:
(1)步骤Ⅰ中“灼烧”所选用的仪器是_______(填仪器名称)。
(2)步骤Ⅰ抽滤的装置如下图所示,则抽滤相对于普通过滤的优点为_______。抽滤完毕后,接下来最合理的第一步操作为:_______。
A.取下布氏漏斗 B.关闭水泵开关 C.打开活塞K D.拔下抽滤瓶中橡胶管
(3)已知:;K2Cr2O7的氧化性随pH的增大而降低。步骤Ⅱ中调节溶液pH为5~7的原因是_______。
(4)①完成步骤Ⅲ中“制备碘”的反应方程式:_______。
②步骤Ⅲ中使用冷凝管的目的是_______,冷凝水的进水口方向为_______(填“a”或“b”)。
③步骤Ⅲ当观察到_______现象时,该实验可停止加热。计算每克海带中所含I-的量为_______mg/g(用含的式子表示)。
18. 攀枝花铁矿中富含钒,是重要的战略金属。中科院合作研发了国际领先的亚熔盐法清洁生产工艺,实现在温和条件下钒和铬的高效提取。主要流程如下:
已知:钒渣主要含、、和少量、等。
回答下列问题:
(1)Fe位于周期表第________周期________族。
(2)氧化工序通常采用较大的流量,其目的是________________________________________________;配平化学方程式:________。________________________________________
(3)滤渣的主要成分有MgO、________________、________________(填化学式)。
(4)80℃和40℃时,和的溶解度随NaOH质量分数变化如图所示。结合图像分析NaOH质量分数为30%时,冷却结晶工序降温至40℃有利于实现钒和铬有效分离的原因:__________________。
(5)母液返回________________工序。
(6)工业上用上述流程制备,已知最终产品的纯度为95%。现需制备52吨该产品。还原工序中,所用溶液的质量分数为20%,若反应过程中Cr元素的总损失率为5%,请计算需要该溶液的质量为________________________吨(保留两位小数)。
19. 含碳化合物与人类生活紧密相连。
Ⅰ二氧化碳甲烷化助力我国2060年前实现“碳中和”,涉及的主要反应如下:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ: 。
(1)的反应热________________________。
(2)在1 L恒容密闭装置中,分别充入和发生上述反应Ⅰ,在不同温度下反应到10 min时,测得转化率与温度关系如图1所示。已知该反应的速率方程为,,其中、为速率常数,只受温度影响。
①关于该反应,下列叙述正确的是________________________。
A.恒温下缩小容器的体积,活化分子百分数不变
B.断裂4 mol H-H键的同时断裂2 mol H-O键,说明反应达到平衡状态
C.当反应达平衡状态时,
D.当混合气体的平均相对分子质量不再改变时,反应达到平衡状态
②图1中c点的对应的是图2中的________________点。
Ⅱ“双碳”目标推动科技发展。一种由CO制备高附加值酒石酸二甲酯(DMT)的路径如下:
“热催化”中主反应:ⅰ.
“热催化”存在两个副反应,其中生成“副产物1”[]的副反应:
ⅱ.
一定条件下,平衡转化率和产物选择性随温度变化关系如下图。
[比如:DMO选择性]
(3)“热催化”反应较适宜的温度区间为________________(填标号)。
A.120~140℃ B.130~150℃ C.140~160℃
(4)130℃恒容密闭容器中只发生反应ⅰ、ⅱ.CO和的初始浓度分别为、,结合上图信息,平衡时________________,反应ⅰ的________________(列出计算式即可)。
Ⅲ GaN催化直接加氢合成二甲醚的反应机理如图甲,在GaN(110)界面上发生的反应为,其反应历程如图乙,在GaN(100)界面上发生的反应除生成自由基外还有水蒸气产生。
(5)图乙表示的反应历程中,决速步骤为________________。
A. B. C. D.
(6)GaN(100)界面上的反应为________________________________________________。
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