内容正文:
中山纪念中学2028届高二上学期化学科第一次段考试题
满分:100分 考试时间:75分钟
一、单项选择题(本题共16小题,1-10题每小题2分,11-16题每小题4分,共44分)
1. 已知的燃烧热,下列热化学方程式书写正确的是
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【解析】
【详解】A.在101 kPa时,1 mol 纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量,叫做该物质的燃烧热。所给方程式表示2mol完全燃烧生成指定产物和,其焓变,热化学方程式书写正确,A正确;
B.燃烧热要求生成的水为液态,该方程式中为气态,B错误;
C.完全燃烧所得的含硫产物为,不是,C错误;
D.完全燃烧所得的含硫产物为,不是,D错误;
故选A。
2. 下列有关化学反应速率的说法中,正确的是
A. 用铁片与硫酸反应制取氢气时,用质量分数为98%的浓硫酸可以增大产生氢气的速率
B. 等质量的锌粉和锌片与相同体积、相同物质的量浓度的盐酸反应,反应速率相等
C. 的催化氧化是一个放热反应,所以升高温度,正反应速率增大,逆反应速率减小
D. 汽车尾气中的NO和CO反应生成和的速率很小,使用催化剂可以增大该化学反应的速率
【答案】D
【解析】
【详解】A.常温下浓硫酸能使铁钝化,反应难以进行,且浓硫酸具有强氧化性,与铁反应时不产生氢气,故A错误;
B.锌粉相较于锌片的接触面积更大,则等质量的锌粉和锌片与相同体积、相同物质的量浓度的盐酸反应,锌粉反应速率快,故B错误;
C.升高温度,体系内活化分子百分含量增大,正逆反应速率均会增大,故C错误;
D.催化剂能降低反应的活化能,因此在化学反应中加入催化剂能增大化学反应速率,故D项正确;
综上所述,正确的是D项。
3. 合成氨工业对于农业和工业具有重要的意义,化学反应为 。合成氨工业中通常采取下列措施,其中是为了实现提高平衡后体系中氨的体积分数的是
A. 通常使用催化活性较高的铁触媒
B. 通常采取较大的压强:10 MPa~30 MPa
C. 通常采取较高的温度:400~500 ℃
D. 通常将生成的氨液化并及时从体系中分离出来
【答案】B
【解析】
【详解】A.铁触媒是合成氨常用的催化剂,但催化剂不能改变产物的平衡产率,A不符合题意;
B.合成氨反应为气体分子数减小的反应,高压使平衡正向移动,可以提高平衡后体系中氨的体积分数,B符合题意;
C.合成氨反应为放热反应,低温使平衡正向移动,可以提高平衡后体系中氨的体积分数,C不符合题意;
D.将生成的氨液化并及时从体系中分离出来,体系中氨的体积分数减小,D不符合题意;
故选B。
4. 的盐酸与的NaOH溶液进行中和反应,通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热,下列说法不正确的是
A. 为防止混合溶液时溅出产生误差,混合时速度要慢
B. 玻璃搅拌器材料若用铜代替,则测得的会偏大
C. 测量反应混合液的温度时要随时读取温度,记录下最高温度
D. 为了保证盐酸完全被中和,采用稍过量的NaOH溶液
【答案】A
【解析】
【详解】A.混合时速度过慢会导致热量大量散失,增大实验误差,应在防止溅出的同时快速混合,A错误;
B.铜是热的良导体,用铜代替玻璃搅拌器会导致热量散失增多,测得的反应放热偏小,为负值,故测得的偏大,B正确;
C.中和反应放热,反应完全时温度达到最高,需随时读取温度并记录最高温度作为反应终止温度,C正确;
D.采用稍过量的溶液,可保证盐酸完全被中和,减小实验误差,D正确;
故本题选A。
5. 下列事实中不能用勒夏特列原理解释的是
A. 夏天,打开汽水瓶时会在瓶口逸出气体
B. 将新制氯水光照,颜色变浅
C. 浓氨水中加入固体时产生较多的刺激性气味的气体
D. 将反应体系压缩使体积减小,颜色加深
【答案】D
【解析】
【详解】A.汽水中存在溶解平衡,打开瓶盖时压强减小,平衡向生成气体的方向移动,逸出气体,可以用勒夏特列原理解释,A不符合题意;
B.新制氯水中存在平衡,光照时分解浓度降低,平衡正向移动,浓度减小,颜色变浅,可以用勒夏特列原理解释,B不符合题意;
C.浓氨水中存在平衡,加入固体后浓度增大,且溶解放热,均使平衡逆向移动,促进逸出,可以用勒夏特列原理解释,C不符合题意;
D.反应为气体分子数不变的反应,压缩体积时平衡不移动,颜色加深是因为体积减小导致浓度增大,与平衡移动无关,不能用勒夏特列原理解释 ,D符合题意;
故选D。
6. 汽车尾气的治理有利于保护环境,其原理为,在、下,,。下列说法中正确的是
A. 该反应在室温条件下不可自发进行
B. 汽车尾气中的会与人体血红蛋白结合导致人中毒
C. 是酸性氧化物
D. 该反应中反应物的总能量低于生成物的总能量
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据吉布斯自由能公式,代入数据得,室温下可自发进行,A错误;
B.与人体血红蛋白的亲和力远高于,会导致血红蛋白无法运输氧气,使人中毒,B正确;
C.酸性氧化物是能与碱反应只生成盐和水的氧化物,不能与碱反应生成对应的盐,属于不成盐氧化物,不是酸性氧化物,C错误;
D.该反应,为放热反应,反应物的总能量高于生成物的总能量,D错误;
故选B。
7. 采用Deacon催化氧化法可将工业副产物HCl制成。该法的一种催化机理如图所示。
下列说法不正确的是
A. 其中为中间产物
B. 消耗1 mol HCl,需投入1 mol CuO
C. 该过程的总反应为:
D. 图中转化涉及的含铜化合物中Cu的化合价有2种
【答案】B
【解析】
【分析】由图可知,右边循环图反应的第一步为,第二步为,第三步为;左边循环图反应的第一步为,第二步为,第三步为,据此分析。
【详解】A.由分析知,在反应过程中先生成、后续又被消耗,属于中间产物,A正确;
B.由分析知,是该反应的催化剂,反应前后质量和化学性质不变,可循环使用,不需要持续按计量比投入,B错误;
C.箭头进入的物质为反应物,箭头出来的为生成物,由图可知,该总反应的反应物为、,生成物为和,根据原子守恒配平可得总反应为,C正确;
D.含铜化合物中,中为价,其余、、、中均为价,共2种化合价,D正确;
故选B。
8. 下列关于电解质溶液的叙述正确的是
A. 将氨水加入蒸馏水稀释至,的数目增多,减小
B. 将溶液和氨水中溶质的浓度各稀释到原浓度的一半,两者的均减少到原来的一半
C. 物质的量浓度相同的磷酸钠溶液和磷酸中相同
D. 强电解质溶液的导电能力一定比弱电解质溶液的导电能力强
【答案】A
【解析】
【详解】A.氨水为弱碱,存在电离平衡,加水稀释时电离平衡正向移动,数目增多;但溶液体积增大的影响大于平衡右移的影响,故减小,A正确;
B.是强电解质,完全电离,稀释到原浓度的一半时为原来的一半;但氨水是弱电解质,稀释时电离平衡正向移动,会额外电离出,故大于原来的一半,B错误;
C.磷酸钠是强电解质,完全电离出,虽有少量水解但剩余较大;磷酸是弱电解质,分步电离,第三步电离出的程度极小,故等浓度下两溶液不相同,C错误;
D.溶液导电能力由离子浓度、离子所带电荷数决定,与电解质强弱无必然联系,极稀的强电解质溶液导电能力可能弱于浓度较高的弱电解质溶液,D错误;
故选A。
9. 某温度下,在密闭容器中充入一定量的,发生下列反应:,,测得各气体浓度与反应时间的关系如图所示。下列反应进程示意图符合题意的是
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】由图可知,反应初期随着时间的推移X的浓度逐渐减小、Y和Z的浓度逐渐增大,后来随着时间的推移X和Y的浓度逐渐减小、Z的浓度继续逐渐增大,说明X(g)Y(g)的反应速率大于Y(g)Z(g)的反应速率,则反应X(g)Y(g)的活化能小于反应Y(g)Z(g)的活化能。
【详解】A.X(g)Y(g)和Y(g)Z(g)的∆H都小于0,而图像显示Y的能量高于X,即图像显示X(g)Y(g)为吸热反应,A项不符合题意;
B.图像显示X(g)Y(g)和Y(g)Z(g)的∆H都小于0,且X(g)Y(g)的活化能小于Y(g)Z(g)的活化能,B项符合题意;
C.图像显示X(g)Y(g)和Y(g)Z(g)的∆H都小于0,但图像上X(g)Y(g)的活化能大于Y(g)Z(g)的活化能,C项不符合题意;
D.图像显示X(g)Y(g)和Y(g)Z(g)的∆H都大于0,且X(g)Y(g)的活化能大于Y(g)Z(g)的活化能,D项不符合题意;
选B。
10. 溶液中存在如下两个平衡,下列说法正确的是
(ⅰ) ()
(ⅱ) ()
A. 加入少量硫酸,溶液的不变
B. 加入少量水稀释,溶液中离子总数减小
C. 加入少量溶液,反应(ⅰ)的平衡逆向移动
D. 加入少量固体,平衡时与的比值保持不变
【答案】D
【解析】
【详解】A.加入少量硫酸,溶液中增大,根据勒夏特列原理,平衡移动仅能削弱的增大,不能完全抵消,最终溶液升高,减小,A错误;
B.加入少量水稀释,平衡(i)、(ii)均正向移动,两个反应正向均为离子数目增大的方向,因此溶液中离子总数增加,B错误;
C.加入少量溶液,与反应使平衡(ii)正向移动,减小,进一步导致反应(i)的平衡正向移动,C错误;
D.反应(i)的平衡常数,仅与温度有关,加入固体温度不变,不变,因此该比值保持不变,D正确;
故选D。
11. 25℃时,有关弱酸的电离平衡常数如下表:
化学式
HCN
电离平衡常数
6.2×10−10
Ka1=4.4×10−5,Ka2=4.7×10−11
1.8×10−5
下列有关微粒浓度的说法正确的是
A. 同浓度下三种酸的酸性强弱:
B. 将少量的气体通入NaCN溶液中反应离子方程式为
C. 在的和混合溶液中,存在
D. 中和等体积、等浓度的和HCN,消耗NaOH的量前者小于后者
【答案】C
【解析】
【详解】A.电离平衡常数越大,酸性越强,根据电离平衡常数可知酸性:,A错误;
B.酸性,因此将少量的气体通入NaCN溶液中反应离子方程式为,B错误;
C.的和混合溶液中,,C正确;
D.等体积、等浓度的和HCN溶液,溶质物质的量相同,则中和所需NaOH的量相等,D错误;
故选C。
12. 数形结合是研究化学反应速率及化学平衡的重要手段,从如图所示图像得出的结论正确的是
A. 图甲:
B. 图乙:时刻改变的条件可能是加入催化剂或增大体积
C. 图丙:
D. 图丁:
【答案】C
【解析】
【详解】A.图甲仅给出A的平衡时的物质的量和B、C变化量,未告知容器体积,无法计算以浓度变化表示的A的反应速率,A错误;
B.图乙中时刻正逆反应速率均增大且,平衡不移动;加入催化剂正逆反应速率同等程度增大、平衡不移动,增大体积时压强减小,正逆反应速率均减小且该反应前后气体分子数相等,平衡也不移动,因此时刻改变的条件不可能是增大体积,B错误;
C.升高温度时,正反应速率增大程度大于逆反应速率,平衡正向移动,说明正反应为吸热反应,,C正确;
D.根据“先拐先平数值大”,同温下,压强越大越高,说明增大压强平衡正向移动,正反应为气体分子数减小的反应,故,D错误;
故选C。
13. 在有机化学中可用作氧化剂、硝化剂和丙烯酸酯聚合的抑制剂。已知反应: 。在恒温条件下,将一定量的充入注射器中后封口,如图表示在拉伸和压缩注射器的过程中气体透光率随时间的变化的关系图(气体颜色越深,透光率越小)。下列说法不正确的是
A. b点的操作是压缩注射器
B. 平衡常数:
C. e点到f点的过程中从环境吸收热量
D. c点与a点相比,和均增大
【答案】B
【解析】
【详解】A.b点后透光率骤降,说明浓度瞬间增大,为压缩注射器使体积减小导致,后续透光率回升是平衡正向移动的结果,故A正确;
B.平衡常数仅与温度有关,反应在恒温条件下进行,a、c点温度相同,故,故B错误;
C.e点到f点平衡逆向移动,逆反应为吸热反应,故过程从环境吸收热量,故C正确;
D.c点是压缩注射器后达到的平衡状态,体积减小,虽然平衡正向移动,但体积减小的影响大于平衡移动的影响,故和均比a点大,故D正确;
选B。
14. 下列实验操作不能达到实验目的的是
选项
实验操作
实验目的
A
准备两组硫代硫酸钠溶液和稀硫酸,两组对应试剂的浓度、体积均相同;一组水浴加热,一组维持室温,待同组两种溶液达到预设温度后混合,记录产生浑浊的时间。
探究反应速率与温度的关系
B
将溶液和溶液混合,达到平衡后再滴加4滴的溶液,观察现象
探究反应物浓度对化学平衡的影响
C
向盛有溶液的两支试管中分别加入淀粉溶液和溶液,分别观察到溶液变蓝和产生黄色沉淀的现象
通过实验现象判断溶液中存在平衡:
D
常温下,将晶体研细后与晶体置于烧杯中,快速搅拌混合物,并触摸杯壁,杯壁变冷,同时闻到刺激性气味
通过实验现象判断与反应对应的和均大于0
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.两组实验仅温度为变量,其余试剂浓度、体积等条件均相同,通过对比出现浑浊的时间可探究温度对反应速率的影响,A不符合题意;
B.平衡体系中增大反应物的浓度,若溶液红色加深则说明平衡正向移动,可探究反应物浓度对化学平衡的影响,B不符合题意;
C.向盛有溶液的试管中分别加入淀粉溶液和硝酸银溶液,加入淀粉溶液的试管中溶液变为蓝色、加入硝酸银溶液的试管中产生黄色沉淀,说明溶液中含有和,但是没有检验溶液中是否含有,则题给实验不能达到判断溶液中存在平衡的实验目的,C符合题意;
D.杯壁变冷说明反应为吸热反应,,有刺激性气味的生成说明反应体系混乱度增大,,可达到实验目的,D不符合题意;
故选C。
15. 近年来,研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储。过程如下:
反应Ⅰ:
反应Ⅲ:
下列说法正确的是
A. 反应Ⅰ中化学能转化为热能
B. 反应Ⅱ是氧化还原且只有硫元素发生了化合价变化
C. 反应Ⅱ的热化学方程式为
D. 1molS(g)与氧气反应生成1mol(g)放出的热量小于297kJ
【答案】B
【解析】
【详解】A.反应Ⅰ为吸热反应,热能转化为化学能,A错误;
B.反应Ⅱ方程式为:,反应Ⅱ中硫元素从+4价部分升至+6价(H2SO4),部分降至0价(S),只有硫的化合价变化,B正确;
C.反应Ⅱ的正确方程式应为:,由盖斯定律可知,反应,则,C错误;
D.反应Ⅲ:,S(g)比S(s)能量高,生成SO2时释放的热量应大于297 kJ,D错误;
故选B。
16. 用一碘甲烷()热裂解制取低碳烯烃的主要反应有:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:
在体积为的恒容密闭容器中,投入,平衡体系中、、在所有气体中的物质的量分数随温度变化如图所示。已知时,的平衡转化率为80%。下列说法正确的是
A. 曲线表示
B. 时,反应Ⅱ的化学平衡常数为25
C. 寻找以上的高效催化剂,可提高平衡时的产率
D. 时,其他条件不变,减压能提高平衡时的产率
【答案】D
【解析】
【分析】反应Ⅰ为吸热反应,反应Ⅱ、反应Ⅲ为放热反应,升高温度有利于反应Ⅰ正向进行,反应Ⅱ、反应Ⅲ逆向进行,故在平衡体系中,随温度升高,C2H4的物质的量分数升高,图中单调递增曲线表示C2H4。715 K时,的平衡转化率为80%,即剩余的的物质的量为0.2 mol,反应Ⅰ产生的C2H4的物质的量为0.4 mol,HI的物质的量为0.8 mol。由图可知物质的量分数:和均为8%,C2H4物质的量分数为4%,n(C3H6)=2n(C2H4),n(C3H6)=n(C4H8),设n(C3H6)=n(C4H8)=x mol,则反应Ⅱ消耗,反应Ⅲ消耗,,解得。即平衡时n(C3H6)=0.1 mol,n(C4H8)=0.1 mol,n(C2H4)=0.05 mol,据此分析。
【详解】A.C2H4的物质的量分数随温度升高而升高,故X不是表示C2H4的曲线,A错误;
B.715 K时,反应Ⅱ的化学平衡常数,B错误;
C.催化剂只能改变反应的活化能,不能影响化学平衡,不能提高的产率,C错误;
D.反应Ⅰ为气体分子数目增加的反应,反应Ⅱ、反应Ⅲ为气体分子数目减少的反应,减压有利于反应Ⅰ正向进行,反应Ⅱ、反应Ⅲ逆向进行,能提高平衡时的选择性,D正确;
故选D。
二、填空题(共56分)
17. 按照要求完成以下填空:
(1)请写出的电离方程式_________________________。
(2)已知经催化加氢可合成低碳烯烃:。几种物质的能量如表1所示,几种化学键的键能如表2所示,则该反应的________,_______。
表1(在、下,规定单质的能量为零,测得由单质生成某物质的反应热为其具有的能量)
物质
能量/()
-394
0
53
-242
表2
化学键
键能/()
803
436
615
463
(3)把温度为,浓度为的硫酸溶液和的碱液各混合,搅拌,测得酸碱混合物的温度变化数据如表(溶液密度为,比热容为)。则的约为________(保留两位有效数字)。
反应物
起始温度
终止温度
20
33.6
20
32.6
(4)探究浓度对电离程度的影响。
已知:,用计测定时不同浓度醋酸的,结果如下:
浓度/()
0.0010
0.0100
0.0200
0.1000
0.2000
pH
3.88
3.38
3.23
2.88
2.83
①根据表中数据可以得出是弱电解质的结论,你认为得出此结论的依据是_______________。
②根据表中数据还可以得出另一个结论:随着溶液中浓度的减小,的电离程度__________(填写“增大”“减小”或“不变”)。
(5)工业上,通过高温热分解法回收利用硫化氢: 。通常在等温、等压条件下将与的混合气体通入反应器,发生热分解反应,达到平衡状态后,若继续向反应器中通入,的平衡转化率会__________(填“增大”“减小”或“不变”),利用平衡常数与浓度商的关系说明理由:_________________________。
【答案】(1)、
(2) ①. -127 ②. 409
(3)
(4) ①. 因为是一元酸,而醋酸对应的值为3.88,所以是弱电解质(其他答案合理均可,例如:醋酸溶液由稀释至,其变化仅为1,所以是弱电解质) ②. 增大
(5) ①. 增大 ②. 恒压条件下充入,、、等比例减小,,平衡正向移动,转化率增大
【解析】
【小问1详解】
是二元弱酸,在水溶液中分步电离,且以第一步电离为主,电离方程式为:,。
【小问2详解】
根据表1数据,反应热 。
根据表2数据,反应热 ,即 ,解得 。
【小问3详解】
混合溶液的总质量 ,反应生成水的物质的量 。
强酸与强碱反应放出的热量 ,则 的 。
强酸与弱碱反应放出的热量 ,则 的 。
根据盖斯定律,将第一式减去第二式可得目标反应:,其 。
【小问4详解】
①证明是弱电解质的核心在于证明其在水溶液中不能完全电离。由表中数据可知,当 时,,即 ,远小于酸的初始浓度,说明其发生部分电离。
②弱电解质溶液的浓度越小,其电离程度越大,因此随着 浓度的减小,电离程度增大。
【小问5详解】
在等温、等压条件下通入惰性气体 ,为了维持压强不变,容器的体积必然增大,导致反应体系中各气体的浓度同等程度地减小。由于该反应的正反应是气体分子数增大的反应,浓度减小使得浓度商 (即 ),因此平衡向正反应方向移动, 的平衡转化率增大。
18. 某化学小组欲测定酸性条件下溶液与溶液反应的化学反应速率,所用的试剂为溶液和溶液,所得随时间变化的曲线如图所示:
(1)该反应的离子方程式:_________________________。
(2)根据实验数据可知,该反应在~的平均反应速率为____________________。
(3)反应过程中,该反应的化学反应速率变化趋势为先增大后减小。
ⅰ.探究化学反应速率增大的原因,补全以下表格:已知与对本化学反应速率无影响。
方案
假设
实验操作
Ⅰ
该反应放热使溶液温度升高,反应速率加快
向烧杯中依次加入溶液和溶液,迅速插入①________
Ⅱ
反应产物对反应有催化作用
取溶液于烧杯中,先加入②_________固体(填化学式),再加入溶液
Ⅲ
反应中溶液酸性增强,加快了化学反应速率
分别向2个烧杯中加入溶液,烧杯中加入水,烧杯中加入盐酸,再分别向烧杯中加入溶液
问题与思考:
③方案Ⅲ烧杯a中加入水的作用是________________________________________。
④在证明方案Ⅰ假设不成立的情况下,从控制变量角度思考,方案Ⅲ实验操作设计仍不严谨,改进措施为_______________________________________________。
⑤除方案Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ外,请再提出一个可能使化学反应速率增大的假设:_____________________________。
⑥ⅱ反应后期,化学反应速率降低的主要原因是________________________________________。
【答案】(1)
(2)
(3) ①. 温度计 ②. (或) ③. 作(空白)对照实验,保证两组实验中溶液的总体积相同,消除反应物浓度变化对实验的影响 ④. 将烧杯a中的水改为(或)溶液 ⑤. 反应生成的对反应有催化作用 ⑥. 随着反应的进行,反应物浓度逐渐减小
【解析】
【小问1详解】
将氧化生成,本身被还原为,根据电子得失守恒、电荷守恒、原子守恒配平,该反应离子方程式:;
【小问2详解】
根据实验数据可知,该反应在0~7min的平均反应速率:;
【小问3详解】
①方案Ⅰ:假设反应放热使溶液温度升高,从而加快反应速率,因此需要测量反应过程中溶液温度的变化,实验操作应为迅速插入温度计。
②方案Ⅱ:假设产物对反应有催化作用,为了验证该假设,需要在反应初始阶段人为加入含有的固体,且不能引入其他可能干扰实验的阳离子,故可加入或固体;
③ 方案Ⅲ中烧杯b加入了盐酸,为了控制变量,保证两烧杯中溶液的总体积相同,从而使反应物的初始浓度相同,烧杯a中加入水的作用是作对照实验(或空白实验),消除溶液体积变化引起的浓度差异对实验结果的影响。
④ 方案Ⅲ的目的是探究溶液酸性增强(即浓度增大)对反应速率的影响。烧杯b中加入盐酸不仅引入了,还引入了。为了排除的干扰,严格控制单一变量,应使烧杯a和烧杯b中的浓度保持一致。因此,改进措施为:将烧杯a中的水改为(或)溶液;
⑤ 根据离子方程式可知,反应产物除了和外,还有。既然已经探究了温度、和的影响,还可以合理假设:反应生成的对反应有催化作用;
⑥ⅱ.随着反应的不断进行,反应物被大量消耗,反应物的浓度逐渐减小,浓度成为影响反应速率的主要因素,因此反应后期化学反应速率降低。
19. 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,、。
(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”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)“沉铁”时,加入双氧水和磷酸的目的是将转化为,该反应的离子方程式为___________。
(7)常温下,往未知浓度的草酸溶液中逐滴加入溶液,当溶液中的时,溶液中___________。
【答案】(1)
(2)增大接触面积,加快反应速率,提高原料的利用率
(3)硅 (4)和硫酸
(5) ①. ②.
(6)
(7)
【解析】
【分析】硫铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3,含少量SiO2、Al2O3),粉碎后加入过量炭粉,焙烧后,生成铁、一氧化碳、硅,Al2O3不反应,加硫酸生成FeSO4和Al2(SO4)3为滤液1,Si不反应,滤渣1为碳和Si,滤液1加氨水调pH,生成Al(OH)3沉淀,滤液2中主要是FeSO4,加入H2O2和H3PO4,生成FePO4沉淀,加入碳酸锂和草酸,焙烧生成磷酸亚铁锂(LiFePO4)和气体二氧化碳。
【小问1详解】
磷酸亚铁锂LiFePO4中,铁为+2价,氧-2价,锂+1价,磷元素的化合价为+5价;
故答案为:+5。
【小问2详解】
“焙烧”前,将硫铁矿烧渣粉碎,可以增大接触面积,加快反应速率,提高原料的利用率;
故答案为:增大接触面积,加快反应速率,提高原料的利用率。
【小问3详解】
根据分析可知,“滤渣1”的主要成分为碳和硅;
故答案为:硅。
【小问4详解】
由图可知“酸浸”的最佳条件为硫酸浓度30%,温度70℃;
故答案为:和硫酸。
【小问5详解】
①氨水与Al3+反应生成Al(OH)3,离子方程式为Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH;
②常温下,氨水中,c(OH-)=6×10-3.5,电离度,;
故答案为:Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH;。
【小问6详解】
根据分析可知,双氧水和磷酸将Fe2+转化为FePO4,离子方程式为2Fe2++H2O2+2H3PO4=2FePO4↓+2H2O+4H+;
故答案为:2Fe2++H2O2+2H3PO4=2FePO4↓+2H2O+4H+。
【小问7详解】
当溶液中的c(C2O)=c(H2C2O4)时,Ka1×Ka2=×==c2(H+)=6×10−2×1.5×10−4=9×10-6,则c(H+)=3×10-3mol/L;
故答案为:3×10-3。
20. 随着我国碳达峰、碳中和目标的确定,二氧化碳资源化利用备受关注。
Ⅰ.二氧化碳催化加氢制甲醇,有利于减少温室气体二氧化碳。(为化学平衡常数)
①
②
③
(1)反应①自发进行的条件是_________(“高温”“低温”或“任意温度”)。_________(用含、的式子表示)。
Ⅱ.以和合成尿素:,该反应为放热反应。
(2)上述反应中,有利于加快反应速率的措施是_________(填序号)。
A. 高温低压 B. 低温高压 C. 高温高压 D. 低温低压
(3)研究发现,合成尿素反应分两步完成,其热化学方程式如下:
第一步:
第二步:
则合成尿素总反应的热化学方程式为_________________________。
Ⅲ.以和催化重整制备合成气:
(4)在密闭容器中通入物质的量均为的和在一定条件下发生反应:,的平衡转化率随温度、压强的变化关系如图所示。
①若反应在恒温、恒容密闭容器中进行,能说明反应达到平衡状态的是__________(填序号)。
A. 反应速率:
B. 同时断裂键和键
C. 容器内混合气体的压强保持不变
D. 容器中混合气体的密度保持不变
②由图可知,压强下,点速率_________(填“>”“<”或“=”),判断依据是_____________;容器内压强_________(填“>”“<”或“=”)。
③已知气体分压=气体总压气体的物质的量分数,用平衡分压代替平衡浓度可以得到平衡常数,计算X点对应温度下的_________,写出计算过程(用含的代数式表示)。
【答案】(1) ①. 低温 ②. (2)C
(3)
(4) ①. AC ②. > ③. 点转化率小于该温度下点对应的平衡转化率,反应正向进行 ④. < ⑤.
【解析】
【小问1详解】
反应①中正反应气体分子数减少,即,且已知。根据自由能判据时反应自发进行,可知该反应在低温下自发。根据盖斯定律,反应③=反应①-反应②,因此其化学平衡常数。
【小问2详解】
升高温度和增大压强均能加快有气体参与的化学反应速率,因此有利于加快反应速率的措施是高温高压,故选C。
【小问3详解】
已知:、,根据盖斯定律,将两式相加,消去中间产物氨基甲酸铵,可得总反应,反应焓变,总反应的热化学方程式为。
【小问4详解】
①平衡状态判断:
A.,速率之比等于化学计量数之比,正逆反应速率相等,反应达到平衡,A正确;
B.同时断裂键和键,正、逆反应速率不相等,反应未达到平衡,B错误;
C.该反应反应前后气体分子数不相等,恒温恒容条件下,容器内混合气体的压强保持不变,说明各组分浓度不再变化,反应达到平衡,C正确;
D.恒温恒容容器,混合气体总质量不变,容器体积不变,气体密度始终不变,密度不变不能说明反应达到平衡,D错误;
故选AC。
②点位于等压线下方,说明此时的转化率小于该温度下的平衡转化率,反应正向进行,因此。该反应正向气体分子数增加,相同温度下,减小压强平衡正向移动,的转化率增大,图中对应的转化率大于,故压强。
③X点平衡转化率为50%,列三段式:,平衡总物质的量;,;平衡分压常数:。
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中山纪念中学2028届高二上学期化学科第一次段考试题
满分:100分 考试时间:75分钟
一、单项选择题(本题共16小题,1-10题每小题2分,11-16题每小题4分,共44分)
1. 已知的燃烧热,下列热化学方程式书写正确的是
A.
B.
C.
D.
2. 下列有关化学反应速率的说法中,正确的是
A. 用铁片与硫酸反应制取氢气时,用质量分数为98%的浓硫酸可以增大产生氢气的速率
B. 等质量的锌粉和锌片与相同体积、相同物质的量浓度的盐酸反应,反应速率相等
C. 的催化氧化是一个放热反应,所以升高温度,正反应速率增大,逆反应速率减小
D. 汽车尾气中的NO和CO反应生成和的速率很小,使用催化剂可以增大该化学反应的速率
3. 合成氨工业对于农业和工业具有重要的意义,化学反应为 。合成氨工业中通常采取下列措施,其中是为了实现提高平衡后体系中氨的体积分数的是
A. 通常使用催化活性较高的铁触媒
B. 通常采取较大的压强:10 MPa~30 MPa
C. 通常采取较高的温度:400~500 ℃
D. 通常将生成的氨液化并及时从体系中分离出来
4. 的盐酸与的NaOH溶液进行中和反应,通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热,下列说法不正确的是
A. 为防止混合溶液时溅出产生误差,混合时速度要慢
B. 玻璃搅拌器材料若用铜代替,则测得的会偏大
C. 测量反应混合液的温度时要随时读取温度,记录下最高温度
D. 为了保证盐酸完全被中和,采用稍过量的NaOH溶液
5. 下列事实中不能用勒夏特列原理解释的是
A. 夏天,打开汽水瓶时会在瓶口逸出气体
B. 将新制氯水光照,颜色变浅
C. 浓氨水中加入固体时产生较多的刺激性气味的气体
D. 将反应体系压缩使体积减小,颜色加深
6. 汽车尾气的治理有利于保护环境,其原理为,在、下,,。下列说法中正确的是
A. 该反应在室温条件下不可自发进行
B. 汽车尾气中的会与人体血红蛋白结合导致人中毒
C. 是酸性氧化物
D. 该反应中反应物的总能量低于生成物的总能量
7. 采用Deacon催化氧化法可将工业副产物HCl制成。该法的一种催化机理如图所示。
下列说法不正确的是
A. 其中为中间产物
B. 消耗1 mol HCl,需投入1 mol CuO
C. 该过程的总反应为:
D. 图中转化涉及的含铜化合物中Cu的化合价有2种
8. 下列关于电解质溶液的叙述正确的是
A. 将氨水加入蒸馏水稀释至,的数目增多,减小
B. 将溶液和氨水中溶质的浓度各稀释到原浓度的一半,两者的均减少到原来的一半
C. 物质的量浓度相同的磷酸钠溶液和磷酸中相同
D. 强电解质溶液的导电能力一定比弱电解质溶液的导电能力强
9. 某温度下,在密闭容器中充入一定量的,发生下列反应:,,测得各气体浓度与反应时间的关系如图所示。下列反应进程示意图符合题意的是
A. B. C. D.
10. 溶液中存在如下两个平衡,下列说法正确的是
(ⅰ) ()
(ⅱ) ()
A. 加入少量硫酸,溶液的不变
B. 加入少量水稀释,溶液中离子总数减小
C. 加入少量溶液,反应(ⅰ)的平衡逆向移动
D. 加入少量固体,平衡时与的比值保持不变
11. 25℃时,有关弱酸的电离平衡常数如下表:
化学式
HCN
电离平衡常数
6.2×10−10
Ka1=4.4×10−5,Ka2=4.7×10−11
1.8×10−5
下列有关微粒浓度的说法正确的是
A. 同浓度下三种酸的酸性强弱:
B. 将少量的气体通入NaCN溶液中反应离子方程式为
C. 在的和混合溶液中,存在
D. 中和等体积、等浓度的和HCN,消耗NaOH的量前者小于后者
12. 数形结合是研究化学反应速率及化学平衡的重要手段,从如图所示图像得出的结论正确的是
A. 图甲:
B. 图乙:时刻改变的条件可能是加入催化剂或增大体积
C. 图丙:
D. 图丁:
13. 在有机化学中可用作氧化剂、硝化剂和丙烯酸酯聚合的抑制剂。已知反应: 。在恒温条件下,将一定量的充入注射器中后封口,如图表示在拉伸和压缩注射器的过程中气体透光率随时间的变化的关系图(气体颜色越深,透光率越小)。下列说法不正确的是
A. b点的操作是压缩注射器
B. 平衡常数:
C. e点到f点的过程中从环境吸收热量
D. c点与a点相比,和均增大
14. 下列实验操作不能达到实验目的的是
选项
实验操作
实验目的
A
准备两组硫代硫酸钠溶液和稀硫酸,两组对应试剂的浓度、体积均相同;一组水浴加热,一组维持室温,待同组两种溶液达到预设温度后混合,记录产生浑浊的时间。
探究反应速率与温度的关系
B
将溶液和溶液混合,达到平衡后再滴加4滴的溶液,观察现象
探究反应物浓度对化学平衡的影响
C
向盛有溶液的两支试管中分别加入淀粉溶液和溶液,分别观察到溶液变蓝和产生黄色沉淀的现象
通过实验现象判断溶液中存在平衡:
D
常温下,将晶体研细后与晶体置于烧杯中,快速搅拌混合物,并触摸杯壁,杯壁变冷,同时闻到刺激性气味
通过实验现象判断与反应对应的和均大于0
A. A B. B C. C D. D
15. 近年来,研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储。过程如下:
反应Ⅰ:
反应Ⅲ:
下列说法正确的是
A. 反应Ⅰ中化学能转化为热能
B. 反应Ⅱ是氧化还原且只有硫元素发生了化合价变化
C. 反应Ⅱ的热化学方程式为
D. 1molS(g)与氧气反应生成1mol(g)放出的热量小于297kJ
16. 用一碘甲烷()热裂解制取低碳烯烃的主要反应有:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:
在体积为的恒容密闭容器中,投入,平衡体系中、、在所有气体中的物质的量分数随温度变化如图所示。已知时,的平衡转化率为80%。下列说法正确的是
A. 曲线表示
B. 时,反应Ⅱ的化学平衡常数为25
C. 寻找以上的高效催化剂,可提高平衡时的产率
D. 时,其他条件不变,减压能提高平衡时的产率
二、填空题(共56分)
17. 按照要求完成以下填空:
(1)请写出的电离方程式_________________________。
(2)已知经催化加氢可合成低碳烯烃:。几种物质的能量如表1所示,几种化学键的键能如表2所示,则该反应的________,_______。
表1(在、下,规定单质的能量为零,测得由单质生成某物质的反应热为其具有的能量)
物质
能量/()
-394
0
53
-242
表2
化学键
键能/()
803
436
615
463
(3)把温度为,浓度为的硫酸溶液和的碱液各混合,搅拌,测得酸碱混合物的温度变化数据如表(溶液密度为,比热容为)。则的约为________(保留两位有效数字)。
反应物
起始温度
终止温度
20
33.6
20
32.6
(4)探究浓度对电离程度的影响。
已知:,用计测定时不同浓度醋酸的,结果如下:
浓度/()
0.0010
0.0100
0.0200
0.1000
0.2000
pH
3.88
3.38
3.23
2.88
2.83
①根据表中数据可以得出是弱电解质的结论,你认为得出此结论的依据是_______________。
②根据表中数据还可以得出另一个结论:随着溶液中浓度的减小,的电离程度__________(填写“增大”“减小”或“不变”)。
(5)工业上,通过高温热分解法回收利用硫化氢: 。通常在等温、等压条件下将与的混合气体通入反应器,发生热分解反应,达到平衡状态后,若继续向反应器中通入,的平衡转化率会__________(填“增大”“减小”或“不变”),利用平衡常数与浓度商的关系说明理由:_________________________。
18. 某化学小组欲测定酸性条件下溶液与溶液反应的化学反应速率,所用的试剂为溶液和溶液,所得随时间变化的曲线如图所示:
(1)该反应的离子方程式:_________________________。
(2)根据实验数据可知,该反应在~的平均反应速率为____________________。
(3)反应过程中,该反应的化学反应速率变化趋势为先增大后减小。
ⅰ.探究化学反应速率增大的原因,补全以下表格:已知与对本化学反应速率无影响。
方案
假设
实验操作
Ⅰ
该反应放热使溶液温度升高,反应速率加快
向烧杯中依次加入溶液和溶液,迅速插入①________
Ⅱ
反应产物对反应有催化作用
取溶液于烧杯中,先加入②_________固体(填化学式),再加入溶液
Ⅲ
反应中溶液酸性增强,加快了化学反应速率
分别向2个烧杯中加入溶液,烧杯中加入水,烧杯中加入盐酸,再分别向烧杯中加入溶液
问题与思考:
③方案Ⅲ烧杯a中加入水的作用是________________________________________。
④在证明方案Ⅰ假设不成立的情况下,从控制变量角度思考,方案Ⅲ实验操作设计仍不严谨,改进措施为_______________________________________________。
⑤除方案Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ外,请再提出一个可能使化学反应速率增大的假设:_____________________________。
⑥ⅱ反应后期,化学反应速率降低的主要原因是________________________________________。
19. 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,、。
(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”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)“沉铁”时,加入双氧水和磷酸的目的是将转化为,该反应的离子方程式为___________。
(7)常温下,往未知浓度的草酸溶液中逐滴加入溶液,当溶液中的时,溶液中___________。
20. 随着我国碳达峰、碳中和目标的确定,二氧化碳资源化利用备受关注。
Ⅰ.二氧化碳催化加氢制甲醇,有利于减少温室气体二氧化碳。(为化学平衡常数)
①
②
③
(1)反应①自发进行的条件是_________(“高温”“低温”或“任意温度”)。_________(用含、的式子表示)。
Ⅱ.以和合成尿素:,该反应为放热反应。
(2)上述反应中,有利于加快反应速率的措施是_________(填序号)。
A. 高温低压 B. 低温高压 C. 高温高压 D. 低温低压
(3)研究发现,合成尿素反应分两步完成,其热化学方程式如下:
第一步:
第二步:
则合成尿素总反应的热化学方程式为_________________________。
Ⅲ.以和催化重整制备合成气:
(4)在密闭容器中通入物质的量均为的和在一定条件下发生反应:,的平衡转化率随温度、压强的变化关系如图所示。
①若反应在恒温、恒容密闭容器中进行,能说明反应达到平衡状态的是__________(填序号)。
A. 反应速率:
B. 同时断裂键和键
C. 容器内混合气体的压强保持不变
D. 容器中混合气体的密度保持不变
②由图可知,压强下,点速率_________(填“>”“<”或“=”),判断依据是_____________;容器内压强_________(填“>”“<”或“=”)。
③已知气体分压=气体总压气体的物质的量分数,用平衡分压代替平衡浓度可以得到平衡常数,计算X点对应温度下的_________,写出计算过程(用含的代数式表示)。
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