精品解析:辽宁省营口市普通高中2026-2027学年高二上学期10月阶段检测 化学试题
2026-10-17
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内容正文:
高二年级巩固训练
化学试题
本卷满分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、准考证号等填写在答题卡上,并将准考证号条形码粘贴在答题卡的指定位置。考试结束后,将答题卡交回。
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。
3.回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
可能用到的相对原子质量:C-12 O-16 Mg-24
一、选择题:本题共15小题,每小题3分,共45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. 下列说法正确的是
A. 由氯分子变为氯原子需要吸收热量
B. 等物质的量的同种物质具有相同的能量
C. 化学反应过程中的能量变化只能表现为热能和电能
D. 1 mol NaOH和1 mol HCl发生中和反应一定放出57.3 kJ的热量
2. 根据化学反应的热效应可将化学反应分为放热反应和吸热反应。下列说法正确的是
A. 分解反应都是吸热反应,化合反应都是放热反应 B. 需要加热才能发生的反应一定是吸热反应
C. 所有燃烧都是放热反应 D. 盐与盐酸的反应都是放热反应
3. 已知硼酸()是一种弱酸,向硼酸中滴加足量的NaOH溶液只生成。下列说法正确的是
A. 硼酸是三元酸
B. 从分类角度来看属于正盐
C. 硼酸在水中的电离方程式为
D. 硼酸与NaOH反应的离子方程式为
4. 在一定条件下的密闭容器中发生反应: 。反应达到平衡时,下列措施中,既能加快该反应反应速率又能提高反应物转化率的是
A. 缩小容器的体积 B. 降低反应的温度
C. 等容下充入稀有气体 D. 等压下充入稀有气体
5. 脱除汽车尾气中NO和CO的反应可分为两步:
反应ⅰ(慢反应): ;
反应ⅱ(快反应): 。
X表示,Y表示,Z表示。下列反应进程示意图符合题意的是
A. B.
C. D.
6. 化学是一门以实验为基础的学科。利用下列装置进行实验,不能达到相应实验目的的是
A.探究压强对化学平衡的影响[]
B.探究温度对化学平衡的影响
C.证明氢氧化钡晶体与氯化铵固体的反应为吸热反应
D.探究反应物的接触面积对反应速率的影响
A. A B. B C. C D. D
7. 一定温度下,向2 L恒容密闭容器中加入一定量X和0.2 mol 发生反应:,,10 s末测得的浓度为0.02 mol/L。下列说法正确的是
A. 0~10 s内,用X表示的平均反应速率
B. 由降到需要5 s
C. 该反应的平衡常数表达式为
D. 达到平衡后升高温度,正、逆反应速率均加快,平衡逆向移动
8. 已知气体分子总数增多的反应是熵增反应。下列反应高温下才能自发进行的是
A.
B.
C.
D.
9. 下列过程不能用勒夏特列原理解释的是
A. 工业合成氨选择高压条件
B. 实验室采用排饱和食盐水的方法收集氯气
C. SO2转化为SO3的过程中加入V2O5作催化剂
D. 工业制硝酸的反应中,NH3催化氧化时通入过量空气提高NH3的平衡转化率
10. 多相催化反应是在催化剂表面通过吸附、解吸过程进行的反应。我国学者发现T℃时(各物质均为气态),甲醇()与水在铜基催化剂上的反应机理和能量图如图所示(已知:为,为,为)。下列说法正确的是
A. 为该反应的催化剂
B. 活化能:反应Ⅰ<反应Ⅱ
C. 反应Ⅱ过程中有极性的键断裂和非极性键的形成
D. 反应Ⅰ和反应Ⅱ均为放热反应
11. 对于反应 ,下列说法正确的是
A. 增大O2浓度,可提高活化分子百分数,从而加快反应速率
B. 通过压缩容器的体积增大压强,可提高单位体积活化分子的数目来加快反应速率
C. 升高温度能降低反应所需活化能,从而加快反应速率
D. 活化分子之间的碰撞一定是有效碰撞
12. 某工厂利用如图所示的工艺流程从黄铜矿[含CuFeS2、FeS2、SiO2 (少量)等]中提取铜元素。下列说法正确的是
A. 进行“灼烧”前粉碎黄铜矿,是通过提高活化分子百分数来加快反应速率
B. “酸浸”过程中,可增大硫酸浓度将“灼烧”后的物质全部溶解
C. “沉铁”过程中,不断地升高温度有利于加快反应速率
D. “还原”过程中,通入高压氢气还原Cu2+得到单质铜
13. 向两个锥形瓶中各加入0.05 g镁条,盖紧橡胶塞,然后用注射器分别注入2 mL 2 mol/L盐酸、2 mL 2 mol/L醋酸,温度和起始压强相同时,测得锥形瓶内气体的压强随时间的变化如图所示。下列说法正确的是
A. 镁和醋酸的反应不利于醋酸的电离
B. 两个反应体系中,镁条不足,酸均过量
C. 0~100 s内盐酸的平均反应速率比醋酸快
D. 反应结束后,盐酸产生的气体比醋酸产生的气体多
14. 一定温度下,在容积为的恒容密闭容器中进行反应,M、N(均为气体)的物质的量随时间变化的关系如图所示。下列说法正确的是
A. b点对应时刻反应达到平衡状态
B. 内,用N表示的平均反应速率
C. 该反应的化学方程式为
D. c点对应时刻容器中压强为起始时容器中压强的
15. 在恒温恒容的密闭容器中,发生反应:,。下列事实不能说明反应达到化学平衡的是
A. 、C、CO的物质的量之比为1∶1∶2 B.
C. 混合气体的平均相对分子质量保持不变 D. 混合气体的密度不再变化
二、非选择题:本题包括4小题,共55分。
16. 按要求回答下列问题:
(1)化学反应伴随着能量变化。下列过程中,符合如图所示能量变化的化学反应是_________(填序号)。
①炽热碳与水蒸气的反应 ②镁条与稀盐酸反应 ③铝热反应 ④浓硫酸的稀释 ⑤煅烧石灰石
(2)已知部分化学键的键能数据如表所示:
化学键
键能/kJ/mol
413
745
436
1075
则和在催化作用下生成和的热化学方程式为______________________。
(3)已知:① ;
② 。
则通常条件下,金刚石和石墨中,________________(填“金刚石”或“石墨”)更稳定。
(4)已知甲醇蒸气与水蒸气或氧气反应均可以生成氢气:
① ;
② ;
③ 。
则表示燃烧热的热化学方程式为___________________________________。
(5)卫星发射可用液态肼()作燃料,已知液态肼与足量氧气反应生成和。在25℃、101 kPa下,该反应转移1 mol e-时,放热155.5 kJ,此时生成的体积(标准状况)为_________L;写出该反应的热化学方程式:_____________________________________。
17. 弱电解质在水溶液中存在电离平衡。
Ⅰ.现有下列物质:①氯化氢②③④金刚石⑤⑥铜⑦澄清石灰水⑧冰醋酸固体。
(1)以上物质中,属于强电解质的有______________(填序号,下同),属于混合物的有________________________,该状态下能导电的物质有________________________。
(2)⑤溶于水的电离方程式为____________________________。
(3)向⑦中滴加少量②溶液,发生反应的离子方程式为______________________________。
Ⅱ.25℃时,部分弱酸的电离平衡常数如表所示:
化学式
电离平衡常数
(4)根据上述数据,分析得出、、、、五种酸的酸性从强到弱的顺序为_______________________________________。
(5)向溶液中滴加,反应的离子方程式为______________________。
(6)稀释溶液过程中,的值________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
Ⅲ.
(7)向冰醋酸的水溶液中分别加入少量下列物质,判断电离平衡移动的方向(填“正向”、“逆向”或“不影响”)。
加入的物质
蒸馏水
电离平衡移动的方向
________
_______
_______
18. 影响化学反应速率的因素有很多,某课外小组用实验的方法进行探究。
Ⅰ.含难降解有机污染物(p-CP)的工业废水严重影响周围环境。一定pH条件下,利用催化产生的羟基自由基()可处理该废水。某兴趣小组探究相关因素对该降解反应速率影响的实验数据如表所示(表中时间是p-CP浓度降低所需时间):
实验编号
含溶液
蒸馏水
pH
温度
时间
①
6.0
1.50
3.0
3.50
10.00
3
298
200
②
6.0
1.50
3.0
3.50
10.00
a
313
80
③
6.0
1.50
3.0
4.50
V
3
313
70
④
6.0
1.50
3.0
3.50
10.00
12
298
无数据
(1)a=________________________,V=_______________________。
(2)设置实验①②的目的是__________________________,设置实验②③的目的是___________________。
(3)实验②条件下,p-CP降解反应的速率为___________________________________________。
(4)实验④中无数据(未能检测到p-CP浓度的变化)的原因可能是___________________________________。
Ⅱ.的分解速率受温度、浓度、催化剂以及溶液酸碱性等多种因素影响。实验测得70℃时,甲、乙两种条件下浓度随时间的变化如图所示:
(5)可通过观察___________________________(填实验现象),得出分解速率快慢的结论。
(6)由图甲可得出的结论是: ________________________________________。
(7)由图乙可得出的结论是: _________________________________________。
19. 利用CO2催化加氢制备CH3OH可变废为宝,同时还有助于实现“碳中和”和“碳达峰”的目标,涉及反应如下:
反应Ⅰ: ;
反应Ⅱ: 。
回答下列问题:
(1)在一定条件下发生上述反应Ⅱ,其他条件不变,只改变一个条件,反应过程中速率随时间的变化如图所示。时刻、时刻、时刻改变的条件可能分别是_____________________、________________________、________________________。
(2)恒温条件下,向密闭容器中通入1molCO2、3molH2,在催化剂作用下发生上述反应Ⅰ、反应Ⅱ.反应达到平衡时,测得CO2的平衡转化率及含碳生成物的选择性[如CO的选择性]与平衡时压强的变化关系如图所示:
①曲线甲表示_______________,曲线乙表示__________________。
②x点,CO的体积分数为____________%(保留两位有效数字);反应Ⅰ的压强平衡常数Kp=_________(列出计算式,Kp为用分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)。
③m、n两点分别对应反应Ⅱ的压强平衡常数________(填“>”、“<”或“=”)。
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高二年级巩固训练
化学试题
本卷满分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、准考证号等填写在答题卡上,并将准考证号条形码粘贴在答题卡的指定位置。考试结束后,将答题卡交回。
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。
3.回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
可能用到的相对原子质量:C-12 O-16 Mg-24
一、选择题:本题共15小题,每小题3分,共45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. 下列说法正确的是
A. 由氯分子变为氯原子需要吸收热量
B. 等物质的量的同种物质具有相同的能量
C. 化学反应过程中的能量变化只能表现为热能和电能
D. 1 mol NaOH和1 mol HCl发生中和反应一定放出57.3 kJ的热量
【答案】A
【解析】
【详解】A.由氯分子变为氯原子,需要断裂氯分子中的共价键,断裂化学键需要吸收能量,A正确;
B.物质具有的能量不仅与物质的种类和物质的量有关,还与温度、压强和聚集状态等有关,因此等物质的量的同种物质具有的能量不一定相同,B错误;
C.化学反应过程中的能量变化还可以表现为光能等,例如燃烧反应常伴随发光现象,C错误;
D.强酸与强碱在稀溶液中发生中和反应的实质是,生成1 mol液态水时放出约57.3 kJ的热量。题目未限定NaOH和HCl的状态及溶液浓度,例如使用固体NaOH时,还会伴随其溶解放热,因此放出的热量不一定为57.3 kJ,D错误;
故选A。
2. 根据化学反应的热效应可将化学反应分为放热反应和吸热反应。下列说法正确的是
A. 分解反应都是吸热反应,化合反应都是放热反应 B. 需要加热才能发生的反应一定是吸热反应
C. 所有燃烧都是放热反应 D. 盐与盐酸的反应都是放热反应
【答案】C
【解析】
【详解】A.过氧化氢分解生成水和氧气的反应是放热反应,说明分解反应不一定吸热;碳与二氧化碳生成一氧化碳的反应属于化合反应,却是吸热反应,说明化合反应不一定放热,A错误;
B.加热是反应发生的条件,不能据此判断反应是吸热反应还是放热反应。例如,碳燃烧需要先加热至着火点,但燃烧过程中放出热量,B错误;
C.燃烧过程中,反应物的部分化学能转化为热能释放出来,因此燃烧反应都是放热反应,C正确;
D.碳酸氢钠属于盐,其与盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳,该反应吸收热量,说明盐与盐酸的反应不一定放热,D错误;
故选C。
3. 已知硼酸()是一种弱酸,向硼酸中滴加足量的NaOH溶液只生成。下列说法正确的是
A. 硼酸是三元酸
B. 从分类角度来看属于正盐
C. 硼酸在水中的电离方程式为
D. 硼酸与NaOH反应的离子方程式为
【答案】B
【解析】
【分析】由题给产物可知,盐中的阴离子为。将其与比较可知,每个硼酸分子结合一个形成该阴离子。根据原子守恒,硼酸与氢氧化钠的反应可表示为,因此硼酸与氢氧化钠完全反应时的物质的量之比为。
【详解】A.酸的元数不能仅根据其化学式中的氢原子数判断。由硼酸与氢氧化钠的反应关系可知,1 mol硼酸完全反应消耗1 mol NaOH,因此硼酸是一元酸,A错误;
B.题中加入足量NaOH后只生成,说明该盐是硼酸与氢氧化钠完全中和的产物。盐中的离子为和,其中的氢原子和羟基属于整个酸根离子的组成部分,不能据此将其判为酸式盐或碱式盐,因此属于正盐,B正确;
C.硼酸是弱酸,应使用可逆号表示其在水中的电离;由题给产物可知,形成的阴离子为。硼酸结合水电离产生的,溶液中同时产生,因此电离方程式应为。原式的关系符号和阴离子均不正确,且遗漏了参与反应的水,C错误;
D.硼酸是弱酸,在离子方程式中应保留其化学式;NaOH和生成的可溶性盐拆成离子后,消去两边的,得到正确的离子方程式为,不能写成,D错误;
故选B。
4. 在一定条件下的密闭容器中发生反应: 。反应达到平衡时,下列措施中,既能加快该反应反应速率又能提高反应物转化率的是
A. 缩小容器的体积 B. 降低反应的温度
C. 等容下充入稀有气体 D. 等压下充入稀有气体
【答案】A
【解析】
【详解】A.缩小容器体积,体系压强增大,反应物浓度升高,反应速率加快;该反应正反应为气体分子数减小的反应,增大压强平衡正向移动,反应物转化率提高,A正确;
B.降低温度,反应活化分子百分数减小,反应速率减慢;虽然该反应,降温平衡正向移动能提高转化率,但不符合加快反应速率的要求,B错误;
C.等容下充入稀有气体,反应体系中各反应物、生成物的浓度不变,反应速率不变,平衡不移动,反应物转化率不变,C错误;
D.等压下充入稀有气体,容器体积扩大,各物质浓度减小,反应速率减慢;且压强减小,平衡向气体分子数增大的逆向移动,反应物转化率降低,D错误;
故选A。
5. 脱除汽车尾气中NO和CO的反应可分为两步:
反应ⅰ(慢反应): ;
反应ⅱ(快反应): 。
X表示,Y表示,Z表示。下列反应进程示意图符合题意的是
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】X转化为Y对应反应ⅰ,其中尚未参与反应的CO仍计入体系;Y转化为Z对应反应ⅱ。图中的两个峰分别对应两步反应的过渡态,每一步正反应的活化能等于该步过渡态与反应物的能量差,分别从X和Y的能量水平量起。
【详解】设X、Y、Z的能量分别为、、。反应ⅰ的,说明该步反应放热,故;反应ⅱ的,说明该步反应也放热,故。因此,图中应满足。
将反应ⅰ、ⅱ的正反应活化能分别记为、。在题给比较条件下,活化能越大,反应越慢。反应ⅰ为慢反应,反应ⅱ为快反应,故,即从X到过渡态1的能量差应大于从Y到过渡态2的能量差。同时满足上述能量高低关系和活化能大小关系的示意图为。
故选D。
6. 化学是一门以实验为基础的学科。利用下列装置进行实验,不能达到相应实验目的的是
A.探究压强对化学平衡的影响[]
B.探究温度对化学平衡的影响
C.证明氢氧化钡晶体与氯化铵固体的反应为吸热反应
D.探究反应物的接触面积对反应速率的影响
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.对于反应,反应前后气体的化学计量数之和相等。推动活塞压缩气体时,各组分浓度均增大,但平衡不移动;即使气体颜色加深,也只是浓度因体积减小而增大的结果,不能据此判断平衡发生了移动。因此,该装置不能通过平衡移动的现象探究压强对化学平衡的影响,A错误;
B.球泡中存在平衡,正反应为放热反应,呈红棕色,无色。将两个球泡分别置于热水和冷水中,热水中升温使平衡向生成的方向移动,气体颜色加深;冷水中降温使平衡向生成的方向移动,气体颜色变浅。比较颜色变化可以探究温度对化学平衡的影响,B正确;
C.氢氧化钡晶体与氯化铵固体混合后发生反应:。反应过程中,烧杯底部的少量水结冰,使薄玻璃片与烧杯底部黏结在一起,说明反应从周围吸收热量,使温度降低,能够证明该反应为吸热反应,C正确;
D.两支试管中分别放入1 g碳酸钙粉末和1 g块状碳酸钙,再分别加入2 mL质量分数为5%的稀盐酸,均发生反应。在其他条件相同时,碳酸钙粉末与盐酸的接触面积更大,产生气泡的速率更快,通过比较产生气泡的快慢,可以探究反应物接触面积对反应速率的影响,D正确;
故选A。
7. 一定温度下,向2 L恒容密闭容器中加入一定量X和0.2 mol 发生反应:,,10 s末测得的浓度为0.02 mol/L。下列说法正确的是
A. 0~10 s内,用X表示的平均反应速率
B. 由降到需要5 s
C. 该反应的平衡常数表达式为
D. 达到平衡后升高温度,正、逆反应速率均加快,平衡逆向移动
【答案】D
【解析】
【详解】A.X为纯固体,不能用其浓度的变化表示化学反应速率。初始未加入,用表示0~10 s内的平均反应速率为,A错误;
B.的初始浓度为。由反应可知,0~10 s内的浓度减少量为,故10 s末,这段时间内。选项所述浓度区间位于10 s之后,随着反应继续进行,浓度减小,正反应速率减小;浓度增大,逆反应速率增大,的净消耗速率减小。若该浓度区间能够达到,设所需时间为,则,B错误;
C.X为纯固体,不列入化学平衡常数表达式;和的化学计量数分别为2和3,因此该反应的平衡常数表达式应为,其中各浓度均为平衡浓度,C错误;
D.升高温度,正、逆反应速率均加快。该反应的,正反应放热,逆反应吸热;升温使平衡向吸热方向移动,即平衡逆向移动,D正确;
故选D。
8. 已知气体分子总数增多的反应是熵增反应。下列反应高温下才能自发进行的是
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】
【详解】A.反应中气态物质的化学计量数之和由3减为2,气体分子总数减少,故。又因,根据恒温、恒压下反应自发进行的判据,该反应在低温下能自发进行,不符合题意,A错误;
B.反应中气态物质的化学计量数之和由3减为1,气体分子总数减少,故。又因,根据,低温时可满足,因此该反应在低温下能自发进行,不符合题意,B错误;
C.反应中气态物质的化学计量数之和由3减为2,气体分子总数减少,故。又因,在时,,该反应在任何温度下均不能自发进行,C错误;
D.生成物中的Si为固体,反应中气态物质的化学计量数之和由2增为3,气体分子总数增多,故。又因,只有温度足够高,使时,才有,因此该反应在高温下才能自发进行,D正确;
故选D。
9. 下列过程不能用勒夏特列原理解释的是
A. 工业合成氨选择高压条件
B. 实验室采用排饱和食盐水的方法收集氯气
C. SO2转化为SO3的过程中加入V2O5作催化剂
D. 工业制硝酸的反应中,NH3催化氧化时通入过量空气提高NH3的平衡转化率
【答案】C
【解析】
【详解】A.工业合成氨反应为,正反应气体分子数减少,高压使平衡正向移动以提升氨产率,可用勒夏特列原理解释,A不符合题意;
B.氯气与水存在平衡,饱和食盐水中浓度较高,使平衡逆向移动以降低氯气溶解度,可用勒夏特列原理解释,B不符合题意;
C.催化剂会同等程度加快正、逆反应速率,不改变平衡状态,平衡不发生移动,不能用勒夏特列原理解释,C符合题意;
D.催化氧化反应中,通入过量空气即增大反应物的浓度,使平衡正向移动,提高的平衡转化率,可用勒夏特列原理解释,D不符合题意;
故选C。
10. 多相催化反应是在催化剂表面通过吸附、解吸过程进行的反应。我国学者发现T℃时(各物质均为气态),甲醇()与水在铜基催化剂上的反应机理和能量图如图所示(已知:为,为,为)。下列说法正确的是
A. 为该反应的催化剂
B. 活化能:反应Ⅰ<反应Ⅱ
C. 反应Ⅱ过程中有极性的键断裂和非极性键的形成
D. 反应Ⅰ和反应Ⅱ均为放热反应
【答案】C
【解析】
【详解】A.是反应Ⅰ的生成物、反应Ⅱ的反应物,属于中间产物,不是催化剂,A错误;
B.活化能为反应物到对应过渡态的能量差,由能量图可知反应Ⅰ的活化能大于反应Ⅱ,B错误;
C.反应Ⅱ为和反应生成和,过程中断裂、等极性键,形成非极性键,存在极性键断裂和非极性键形成,C正确;
D.反应Ⅰ生成物总能量高于反应物,为吸热反应,仅反应Ⅱ为放热反应,并非二者均为放热反应,D错误;
故答案选C。
11. 对于反应 ,下列说法正确的是
A. 增大O2浓度,可提高活化分子百分数,从而加快反应速率
B. 通过压缩容器的体积增大压强,可提高单位体积活化分子的数目来加快反应速率
C. 升高温度能降低反应所需活化能,从而加快反应速率
D. 活化分子之间的碰撞一定是有效碰撞
【答案】B
【解析】
【详解】A.增大浓度仅能增大单位体积内活化分子的数目,活化分子百分数不变,以此加快反应速率,A错误;
B.压缩容器体积增大压强,等效于增大气体反应物浓度,单位体积活化分子数目增多,有效碰撞几率提升,可加快反应速率,B正确;
C.升高温度的作用是使更多普通分子获得能量变为活化分子,提高活化分子百分数来加快反应速率,降低反应所需活化能是催化剂的作用,C错误;
D.活化分子之间的碰撞需要满足合适的取向才是有效碰撞,并非所有活化分子碰撞都是有效碰撞,D错误;
故选B。
12. 某工厂利用如图所示的工艺流程从黄铜矿[含CuFeS2、FeS2、SiO2 (少量)等]中提取铜元素。下列说法正确的是
A. 进行“灼烧”前粉碎黄铜矿,是通过提高活化分子百分数来加快反应速率
B. “酸浸”过程中,可增大硫酸浓度将“灼烧”后的物质全部溶解
C. “沉铁”过程中,不断地升高温度有利于加快反应速率
D. “还原”过程中,通入高压氢气还原Cu2+得到单质铜
【答案】D
【解析】
【分析】该流程以黄铜矿(主要含、及少量)为原料,在空气中灼烧,硫化矿物被氧气氧化得到金属氧化物,硫转化为废气;灼烧后固体加硫酸酸浸,CuO、Fe的氧化物溶解转化为硫酸铜、硫酸铁,不溶于硫酸成为浸渣过滤除去;向酸浸滤液中加入将氧化为,再加入CuO调节pH,使水解生成沉淀实现除铁,过滤后得到的滤液,最后通入高压氢气还原得到单质铜,该步骤生成的硫酸可以循环投入酸浸环节;据此作答。
【详解】A.粉碎黄铜矿是通过增大反应物接触面积加快反应速率,并未提高活化分子百分数,A错误;
B.灼烧后的产物中含,不与硫酸反应,无法被溶解,B错误;
C.沉铁过程加入的受热易分解,温度过高会导致失效,不利于反应进行,C错误;
D.具有还原性,高压下可将还原为单质,D正确;
故选D。
13. 向两个锥形瓶中各加入0.05 g镁条,盖紧橡胶塞,然后用注射器分别注入2 mL 2 mol/L盐酸、2 mL 2 mol/L醋酸,温度和起始压强相同时,测得锥形瓶内气体的压强随时间的变化如图所示。下列说法正确的是
A. 镁和醋酸的反应不利于醋酸的电离
B. 两个反应体系中,镁条不足,酸均过量
C. 0~100 s内盐酸的平均反应速率比醋酸快
D. 反应结束后,盐酸产生的气体比醋酸产生的气体多
【答案】C
【解析】
【分析】镁与两种酸反应的化学方程式分别为、,均为每消耗2 mol酸生成1 mol氢气,可据此判断反应物是否过量并计算氢气的总量。在本实验的相同条件下,密闭容器内气体压强的增量反映生成氢气的量。同一时间段内,压强增量越大,生成氢气的量越多,平均生成速率越大;反应结束时的压强增量则反映生成氢气的总量。
【详解】A.醋酸溶液中存在电离平衡。镁与氢离子发生反应,消耗,使醋酸的电离平衡正向移动,促进醋酸电离,A错误;
B.两份溶液中酸的物质的量均为。根据上述反应,镁与酸按物质的量之比1∶2反应,使每份酸完全反应所需镁的质量为,小于所加入的0.05 g,因此两个体系中均为镁过量、酸不足,B错误;
C.由曲线可知,0~100 s内盐酸体系的气体压强增量较大,说明该时间段内盐酸体系生成氢气的物质的量更多。两种反应消耗酸与生成氢气的物质的量之比均为2∶1,且两份溶液的体积和反应时间相同,因此盐酸的平均反应速率比醋酸快,C正确;
D.两个体系中镁均过量,两种酸的物质的量均为,且每消耗2 mol酸均生成1 mol氢气,所以反应结束后生成氢气的物质的量均为。两条曲线最终达到相同的压强也与此一致,因此两者产生的气体一样多,D错误;
故选C。
14. 一定温度下,在容积为的恒容密闭容器中进行反应,M、N(均为气体)的物质的量随时间变化的关系如图所示。下列说法正确的是
A. b点对应时刻反应达到平衡状态
B. 内,用N表示的平均反应速率
C. 该反应的化学方程式为
D. c点对应时刻容器中压强为起始时容器中压强的
【答案】D
【解析】
【分析】根据曲线右端的物质标记,M的物质的量由起始时的2 mol增大至5 mol,N的物质的量由起始时的8 mol减小至2 mol,因此反应过程中消耗N、生成M。两条曲线在后均保持水平,说明此后M、N的物质的量均不再随时间变化,反应达到平衡状态。
【详解】A.b点是两条物质的量随时间变化曲线的交点,此时M、N的物质的量均为4 mol,但此后M的物质的量继续增大、N的物质的量继续减小,说明反应尚未达到平衡状态,A错误;
B.在内,N的物质的量由8 mol减小至2 mol。平均反应速率等于该物质浓度变化量的绝对值与反应时间的比值,故,B错误;
C.从起始至平衡,消耗N的物质的量为,生成M的物质的量为。同一反应中,各物质的物质的量变化量之比等于其化学计量数之比,因此N与M的化学计量数之比为,正确的化学方程式为,C错误;
D.c点位于平衡后的水平曲线上,此时M、N的物质的量分别为5 mol、2 mol,气体总物质的量为;起始时气体总物质的量为。温度和容积不变时,气体压强与气体总物质的量成正比。设起始时和c点对应时刻容器中的压强分别为、,则,D正确;
故选D。
15. 在恒温恒容的密闭容器中,发生反应:,。下列事实不能说明反应达到化学平衡的是
A. 、C、CO的物质的量之比为1∶1∶2 B.
C. 混合气体的平均相对分子质量保持不变 D. 混合气体的密度不再变化
【答案】A
【解析】
【详解】A.化学方程式中的化学计量数表示各物质参与反应时的物质的量之比,不表示平衡时各物质的物质的量之比。、C、CO的物质的量之比为1∶1∶2,不能确定正、逆反应速率是否相等,因而不能说明反应达到化学平衡,A符合题意;
B.根据反应的化学计量数,用CO表示的正反应速率为。题给,因此同一种物质表示的正、逆反应速率相等,即,能说明反应达到化学平衡,B不符合题意;
C. 该反应中反应物为固体,反应前后气体总质量、气体总物质的量均发生变化:平均相对分子质量,当混合气体的平均相对分子质量保持不变时,说明气体的总质量和总物质的量都不再改变,各组分的含量不再变化,反应达到平衡状态,C不符合题意;
D.设混合气体的质量为,容器体积为,则气体密度为。正向反应消耗固体碳,使气体质量增加;逆向反应生成固体碳,使气体质量减小。由于容器体积不变,气体密度会随反应进行而变化,其不再变化说明气体质量不再改变,反应达到化学平衡,D不符合题意;
故选A。
二、非选择题:本题包括4小题,共55分。
16. 按要求回答下列问题:
(1)化学反应伴随着能量变化。下列过程中,符合如图所示能量变化的化学反应是_________(填序号)。
①炽热碳与水蒸气的反应 ②镁条与稀盐酸反应 ③铝热反应 ④浓硫酸的稀释 ⑤煅烧石灰石
(2)已知部分化学键的键能数据如表所示:
化学键
键能/kJ/mol
413
745
436
1075
则和在催化作用下生成和的热化学方程式为______________________。
(3)已知:① ;
② 。
则通常条件下,金刚石和石墨中,________________(填“金刚石”或“石墨”)更稳定。
(4)已知甲醇蒸气与水蒸气或氧气反应均可以生成氢气:
① ;
② ;
③ 。
则表示燃烧热的热化学方程式为___________________________________。
(5)卫星发射可用液态肼()作燃料,已知液态肼与足量氧气反应生成和。在25℃、101 kPa下,该反应转移1 mol e-时,放热155.5 kJ,此时生成的体积(标准状况)为_________L;写出该反应的热化学方程式:_____________________________________。
【答案】(1)②③ (2)
(3)石墨 (4)
(5) ①. 5.6 ②.
【解析】
【小问1详解】
图像显示反应物的总能量高于生成物的总能量,说明该过程为放热反应。①炽热碳与水蒸气的反应为吸热反应;②镁条与稀盐酸反应为放热反应;③铝热反应为放热反应;④浓硫酸的稀释是物理过程,不属于化学反应;⑤煅烧石灰石为吸热反应。故符合题意的化学反应是②③;
【小问2详解】
和反应生成和的化学方程式为,反应的焓变反应物的总键能-生成物的总键能,则;
【小问3详解】
根据盖斯定律,将反应①减去反应②可得:,该反应为放热反应,说明金刚石的总能量高于石墨,物质的能量越低越稳定,因此通常条件下石墨更稳定;
【小问4详解】
燃烧热是指1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物(如液态水)时放出的热量,表示燃烧热的目标反应为。根据盖斯定律,将②①③即可得到目标反应,则;
【小问5详解】
液态肼与氧气反应的化学方程式为,反应中元素的化合价由价升高到价,生成1 mol转移4 mol电子,当转移1 mol电子时,生成的物质的量为0.25 mol,在标准状况下的体积为;转移4 mol电子(即完全反应)时放出的热量为,故该反应的热化学方程式为 。
17. 弱电解质在水溶液中存在电离平衡。
Ⅰ.现有下列物质:①氯化氢②③④金刚石⑤⑥铜⑦澄清石灰水⑧冰醋酸固体。
(1)以上物质中,属于强电解质的有______________(填序号,下同),属于混合物的有________________________,该状态下能导电的物质有________________________。
(2)⑤溶于水的电离方程式为____________________________。
(3)向⑦中滴加少量②溶液,发生反应的离子方程式为______________________________。
Ⅱ.25℃时,部分弱酸的电离平衡常数如表所示:
化学式
电离平衡常数
(4)根据上述数据,分析得出、、、、五种酸的酸性从强到弱的顺序为_______________________________________。
(5)向溶液中滴加,反应的离子方程式为______________________。
(6)稀释溶液过程中,的值________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
Ⅲ.
(7)向冰醋酸的水溶液中分别加入少量下列物质,判断电离平衡移动的方向(填“正向”、“逆向”或“不影响”)。
加入的物质
蒸馏水
电离平衡移动的方向
________
_______
_______
【答案】(1) ①. ①②③ ②. ⑦ ③. ⑥⑦
(2)、
(3)
(4)
(5)
(6)增大 (7) ①. 逆向 ②. 逆向 ③. 正向
【解析】
【小问1详解】
强电解质是指在水溶液中或熔融状态下能完全电离的化合物,①氯化氢、②、③均符合条件;④金刚石是单质,既不是电解质也不是非电解质;⑤和⑧冰醋酸是弱电解质;⑥铜是单质;⑦澄清石灰水是混合物;故强电解质为①②③;
混合物是由两种或多种物质混合而成的物质,⑦澄清石灰水是氢氧化钙的水溶液,属于混合物;
导电性要求物质中含有自由移动的电荷,⑥铜含有自由移动的电子,⑦澄清石灰水含有自由移动的离子,两者在该状态下均能导电;
【小问2详解】
是二元弱酸,在水溶液中存在分步电离,且以第一步电离为主。其电离方程式应使用可逆符号,分别为:、;
【小问3详解】
向澄清石灰水中滴加少量溶液,说明过量,少量的与完全反应生成和,生成的再与结合生成沉淀,对应的离子方程式为:;
【小问4详解】
相同温度下,弱酸的电离平衡常数()越大,其电离程度越大,酸性越强,对于多元弱酸,主要比较第一步电离常数(),根据表格数据:,因此,酸性从强到弱的顺序为:;
【小问5详解】
根据电离常数大小可知,酸性强弱顺序为:;根据“强酸制弱酸”原理,的酸性强于但弱于,因此只能将质子化为,而不能进一步生成气体,反应的离子方程式为:;
【小问6详解】
溶液中存在电离平衡常数,对其进行变形可得,在加水稀释的过程中,温度不变,则保持不变;但溶液体积增大导致溶液中减小,因此比值增大,即增大;
【小问7详解】
冰醋酸的水溶液中存在电离平衡:,加入,溶解后溶液中增大,根据勒夏特列原理,电离平衡逆向移动;
通入:溶解后溶液中显著增大,抑制了醋酸的电离,电离平衡逆向移动;
加入蒸馏水:溶液被稀释,弱电解质的电离程度增大,电离平衡正向移动。
18. 影响化学反应速率的因素有很多,某课外小组用实验的方法进行探究。
Ⅰ.含难降解有机污染物(p-CP)的工业废水严重影响周围环境。一定pH条件下,利用催化产生的羟基自由基()可处理该废水。某兴趣小组探究相关因素对该降解反应速率影响的实验数据如表所示(表中时间是p-CP浓度降低所需时间):
实验编号
含溶液
蒸馏水
pH
温度
时间
①
6.0
1.50
3.0
3.50
10.00
3
298
200
②
6.0
1.50
3.0
3.50
10.00
a
313
80
③
6.0
1.50
3.0
4.50
V
3
313
70
④
6.0
1.50
3.0
3.50
10.00
12
298
无数据
(1)a=________________________,V=_______________________。
(2)设置实验①②的目的是__________________________,设置实验②③的目的是___________________。
(3)实验②条件下,p-CP降解反应的速率为___________________________________________。
(4)实验④中无数据(未能检测到p-CP浓度的变化)的原因可能是___________________________________。
Ⅱ.的分解速率受温度、浓度、催化剂以及溶液酸碱性等多种因素影响。实验测得70℃时,甲、乙两种条件下浓度随时间的变化如图所示:
(5)可通过观察___________________________(填实验现象),得出分解速率快慢的结论。
(6)由图甲可得出的结论是: ________________________________________。
(7)由图乙可得出的结论是: _________________________________________。
【答案】(1) ①. 3 ②. 9.00
(2) ①. 探究温度对反应速率的影响 ②. 探究浓度对反应速率的影响
(3)0.01875 (4)在该条件下生成,并迅速被氧化成,不能使产生羟基自由基
(5)气泡产生的快慢 (6)其他条件相同时,浓度越大,分解速率越快
(7)其他条件相同时,溶液浓度越大,分解速率越快
【解析】
【分析】本题以探究影响化学反应速率的因素为背景,核心在于运用控制变量法分析实验数据和图像。解题的关键是:1.对比数据表中的不同实验组,找出唯一的变量(如温度、浓度、pH),并保证其他条件(如溶液总体积)完全相同。
2.结合物质的化学性质(如在碱性条件下会生成沉淀失去催化活性)分析异常现象。
3.读懂浓度-时间图像,曲线的斜率代表反应速率,斜率越大(曲线越陡),反应速率越快;通过对比不同曲线的初始条件得出结论。
【小问1详解】
根据控制变量法,实验①和②是为了探究温度对反应速率的影响,因此除了温度不同外,其他条件必须完全相同,故实验②的pH应与实验①相同,即;
实验②和③是为了探究浓度对反应速率的影响,必须保证溶液的总体积相同。实验②的总体积为 。因此实验③中也应满足,解得;
【小问2详解】
对比实验①和②,唯一的变量是温度(298 K和313 K),因此目的是探究温度对反应速率的影响;
对比实验②和③,唯一的变量是含溶液的体积(即改变了混合后的浓度),因此目的是探究浓度对反应速率的影响;
【小问3详解】
根据化学反应速率公式,已知p-CP浓度降低了,实验②所用时间,;
【小问4详解】
实验④的pH为12,呈强碱性,在此条件下,催化剂会与溶液中的反应生成沉淀,导致溶液中起催化作用的浓度极低,不能催化产生的羟基自由基(),因此反应速率极慢,因此未能检测到浓度的变化;
【小问5详解】
分解的化学方程式为,该反应会产生氧气,因此在实验中可以通过肉眼观察产生气泡的快慢来直观判断反应速率的快慢;
【小问6详解】
观察图甲可知,在pH=13的相同条件下,三条曲线代表不同的初始浓度,初始浓度越大的曲线,其初始阶段的斜率绝对值越大(下降越陡峭),说明单位时间内浓度变化量越大,即反应速率越快;
【小问7详解】
观察图乙可知,三组实验的初始浓度相同,但加入的溶液浓度不同,浓度为的曲线下降最快,说明在其他条件相同时,浓度越大(碱性越强),的分解速率越快。
19. 利用CO2催化加氢制备CH3OH可变废为宝,同时还有助于实现“碳中和”和“碳达峰”的目标,涉及反应如下:
反应Ⅰ: ;
反应Ⅱ: 。
回答下列问题:
(1)在一定条件下发生上述反应Ⅱ,其他条件不变,只改变一个条件,反应过程中速率随时间的变化如图所示。时刻、时刻、时刻改变的条件可能分别是_____________________、________________________、________________________。
(2)恒温条件下,向密闭容器中通入1molCO2、3molH2,在催化剂作用下发生上述反应Ⅰ、反应Ⅱ.反应达到平衡时,测得CO2的平衡转化率及含碳生成物的选择性[如CO的选择性]与平衡时压强的变化关系如图所示:
①曲线甲表示_______________,曲线乙表示__________________。
②x点,CO的体积分数为____________%(保留两位有效数字);反应Ⅰ的压强平衡常数Kp=_________(列出计算式,Kp为用分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)。
③m、n两点分别对应反应Ⅱ的压强平衡常数________(填“>”、“<”或“=”)。
【答案】(1) ①. 增大反应物浓度 ②. 压缩容器体积或使用催化剂 ③. 升高温度
(2) ①. CH3OH的选择性 ②. CO2的平衡转化率 ③. 1.8 ④. ⑤. =
【解析】
【小问1详解】
反应Ⅱ为,反应前后气体分子总数相等:时刻:突增、从原平衡速率逐渐增大,平衡正向移动,对应条件为增大反应物浓度;时刻:、同等程度突增,平衡不移动,对应条件为压缩容器体积或使用催化剂;时刻,、都突降至低于原平衡速率的位置,随后逐渐增大、逐渐减小,且,平衡逆向移动,对应条件为降低温度;时刻:、均突增且,平衡正向移动;反应Ⅱ为吸热反应,升温可同时提升正逆反应速率、使平衡正向移动,对应条件为升高温度。
【小问2详解】
①反应Ⅰ是气体分子数减少的反应,增大压强平衡正向移动,CH3OH的选择性升高;反应Ⅱ前后气体系数和相等,压强对其平衡无直接推动作用,增大压强会抑制反应Ⅱ,使CO的选择性降低,同时总CO2平衡转化率随压强增大而升高。因此:曲线甲表示CH3OH的选择性,曲线乙表示CO2的平衡转化率,曲线丙表示CO的选择性。
②x点总压为,CO2平衡转化率为55%,即反应消耗的CO2总物质的量为;CO选择性为10%,因此生成的,生成的。根据反应的物料守恒计算总物质的量: 平衡时,,,总物质的量;CO体积分数为;反应Ⅰ的压强平衡常数。
③反应Ⅱ的平衡常数仅与温度有关,该过程为恒温条件,因此。
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