精品解析:江苏南京市第二十九中学2026-2027学年高二上学期10月练习 化学试卷
2026-10-18
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内容正文:
高二年级练习
化学试卷
可能用到的相对分子质量:H-1 O-16 Na-23 S-32 Cl-35.5
一、单选题(本题共13题,每题3分,共39分。每题只有一个选项最符合题意)
1. 材料是人类赖以生存和发展的物质基础。下列属于有机高分子材料的是
A. 无磁不锈钢 B. 芳纶纤维 C. 金刚石薄膜 D. 石英光纤
【答案】B
【解析】
【详解】A.无磁不锈钢属于铁合金,为金属材料,不属于有机高分子材料,A不符合题意;
B.芳纶纤维是芳香族聚酰胺类有机合成高分子化合物,属于有机高分子材料,B符合题意;
C.金刚石薄膜是碳单质构成的无机非金属材料,不属于有机高分子材料,C不符合题意;
D.石英光纤的主要成分为,属于无机非金属材料,不属于有机高分子材料,D不符合题意;
故选B。
2. 超氧化钾(KO2)可用作制氧剂:。下列说法正确的是
A. K+的结构示意图: B. 中子数为10的氧原子:
C. K2CO3中既有离子键也有共价键 D. CO2的电子式:
【答案】C
【解析】
【详解】A.的核电荷数为19、核外电子数为18,K+的结构示意图为,故A错误;
B.中子数为10的氧原子,质量数=质子数+中子数=8+10=18,原子符号应为,故B错误;
C.中与之间存在离子键,内部与之间存在共价键,既有离子键也有共价键,故C正确;
D.的结构式为O=C=O,电子式为,故D错误;
选C。
3. 下列装置应用于实验室制氯气并回收氯化锰的实验,能达到实验目的的是
A.制备氯气
B.除去中的HCl
C.分离和氯化锰溶液
D.蒸干氯化锰溶液制
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.二氧化锰和浓盐酸反应制备氯气需要加热,故A错误;
B.用饱和碳酸氢钠溶液除去氯气中的氯化氢时会消耗氯气,同时引入杂质二氧化碳,应该用饱和食盐水除氯气中的氯化氢,故B错误;
C.难溶于水,用过滤法分离和氯化锰溶液,故C正确;
D.氯化锰易水解,氯化锰溶液蒸发浓缩、冷却结晶制,故D错误;
选C。
4. 铝土矿除主要成分,还存在多种第三周期元素如Mg、S。下列说法正确的是
A. 半径:r(Al3+)>r(Mg2+) B. 热稳定性:H2O>H2S
C. 碱性:Al(OH)3>Mg(OH)2 D. S2、S2-、S4互为同素异形体
【答案】B
【解析】
【详解】A.与电子层结构相同,核电荷数越大离子半径越小,故,A错误;
B.同主族元素从上到下非金属性减弱,非金属性,元素非金属性越强,简单氢化物热稳定性越强,故热稳定性,B正确;
C.同周期主族元素从左到右金属性减弱,金属性,元素金属性越强,最高价氧化物对应水化物碱性越强,故碱性,C错误;
D.同素异形体是同种元素形成的不同单质,为离子,不属于单质,三者不都互为同素异形体,D错误;
故选B。
阅读下列资料,完成下面小题:
钠及其化合物种类繁多,性质各异,用途广泛。Na2CO3溶液可用于去除金属表面的油污;亚硝酸钠(NaNO2)可用于实验室制备少量N2;Na2S2O3溶于稀H2SO4有浑浊产生,并生成刺激性气味气体;硼氢化钠(NaBH4)是具有广泛应用的还原剂;Na2SO3溶液可用于去除电解后食盐水(pH≈3)中含有的Cl2和HClO。
5. 下列说法正确的是
A. Na2O2呈淡黄色,可用作纸张的漂白剂
B. Na+最外层具有8电子稳定结构,钠的化合物均不易分解
C. 油脂水解的主要产物是乙二醇和脂肪酸
D. NaN3碰撞后会产生大量气体,可用作汽车安全气囊的气体发生剂
6. 下列化学反应表示正确的是
A. NaNO2与NH4Cl溶液反应制N2:NH4Cl+NaNO2=NaCl+N2↑+2H2O
B. Na2S2O3与足量稀H2SO4反应:+4H+=S↓++2H2O
C. Na2SO3与HClO反应:+ 2HClO =+Cl2↑+ H2O
D. 在强碱溶液中NaClO与Fe(OH)3反应生成Na2FeO4:3ClO-+2Fe(OH)3=2+3Cl-+H2O+4H+
7. 硼氢化钠与水反应可释放H2:NaBH4+H2O→Na[B(OH)4]+H2↑(未配平,其中B为+3价),下列说法不正确的是
A. NaBH4中氢元素的化合价是-1价 B. H2O在反应中作氧化剂
C. 反应生成1 mol H2转移1 mol电子 D. 1 mol NaBH4反应产生2 mol H2
【答案】5. D 6. A 7. D
【解析】
【5题详解】
A.用作纸张漂白剂是因为其具有强氧化性,与淡黄色的物理性质无对应关系,A错误;
B.钠的化合物如、等均易分解,“钠的化合物均不易分解”的表述错误,B错误;
C.油脂为高级脂肪酸甘油酯,水解的主要产物是丙三醇(甘油)和高级脂肪酸(或高级脂肪酸盐),不是乙二醇,C错误;
D.受碰撞会快速分解生成大量,可用作汽车安全气囊的气体发生剂,D正确;
故选D。
【6题详解】
A.与发生归中反应,元素分别从+3价、-3价变为0价,配平后方程式为,A正确;
B.与足量稀反应生成、和水,正确离子方程式为,选项产物错误,B错误;
C.与发生氧化还原反应,被还原为,无生成,正确离子方程式为,C错误;
D.该反应在强碱溶液中进行,生成物中不能存在,正确离子方程式为,选项给出的离子方程式不符合反应环境,D错误;
故选A。
【7题详解】
先配平反应得:
A.中为+1价、为+3价,化合物化合价代数和为0,故氢元素为-1价,A正确;
B.中部分+1价得电子变为0价,在反应中作氧化剂,B正确;
C.由-1价和+1价归中生成,生成转移电子,C正确;
D.由配平后的方程式可知,反应产生,不是,D错误;
故选D。
8. 在给定条件下,下列选项所示的物质间转化均可实现的是
A. FeFeCl2Fe(OH)2
B.
C. CH≡CHCH2=CHCl
D.
【答案】C
【解析】
【详解】A.为强氧化剂,在中点燃时,无论量多少,产物均为,无法得到,第一步转化不能实现,A错误;
B.S在O2中点燃反应只能生成SO2,无法直接生成SO3,第一步转化不能实现,B错误;
C.与在一定条件下加成生成,氯乙烯发生加聚反应生成聚氯乙烯,转化均能实现,C正确;
D.与过量反应可制得新制悬浊液,葡萄糖含醛基,加热条件下可将还原为,但不能转化为铜,D错误;
故选C。
9. 维生素C是人体生命活动必需的营养物质,其结构如图所示。下列说法不正确的是
A. 含有三种官能团
B. 可以用酸性高锰酸钾溶液验证分子中含有碳碳双键
C. 1 mol 维生素C最多与4mol Na反应
D. 可以发生加成反应、取代反应、氧化反应
【答案】B
【解析】
【详解】A.维生素C分子中含有羟基、碳碳双键、酯基共三种官能团,A正确;
B.维生素C分子中的羟基也具有还原性,可被酸性高锰酸钾溶液氧化而使其溶液褪色,无法验证碳碳双键的存在,B错误;
C.1mol维生素C分子中含有4mol醇羟基,醇羟基与按物质的量之比反应,故最多消耗,C正确;
D.分子中碳碳双键可发生加成反应、氧化反应,羟基、酯基可发生取代反应,D正确;
故选B。
10. 探究铝和NaOH溶液反应的实验如下:
取三支相同的试管,分别加入溶液。
向试管①中加入一小块铝片,一段时间后产生气泡。
向试管②中加入用砂纸打磨过的一小块铝片,立即产生气泡。
向试管③中滴加1滴酚酞,溶液变红色,放入用砂纸打磨过的一小块铝片,立即产生气泡,一段时间后试管中溶液红色褪去。再滴入NaOH溶液,溶液不变红。
下列说法不正确的是
A. 三支试管中产生的气体均为H2
B. 随着反应进行试管①中[Al(OH)4]-浓度增大
C. 试管①和试管②中的现象说明铝表面的保护膜能与NaOH溶液反应
D. 试管③中溶液红色褪去的原因可能是随着反应进行溶液碱性减弱
【答案】D
【解析】
【详解】A.铝与溶液反应的化学方程式为,三支试管中反应生成的气体均为,A正确;
B.试管①中随着反应进行,不断生成强电解质,因此浓度逐渐增大,B正确;
C.试管①中未打磨的铝片一开始无气泡,一段时间后才产生气泡,说明铝表面的氧化膜先与溶液反应,氧化膜消耗完后铝才与反应产生气体,与试管②打磨后立即产生气泡的现象对比,可证明铝表面的保护膜能与溶液反应,C正确;
D.若红色褪去是因为溶液碱性减弱,那么再滴入溶液后,溶液碱性增强,酚酞应该恢复红色,但实验中滴入后溶液不变红,说明红色褪去的原因不是碱性减弱,D错;
故选D。
11. 室温下,根据下列实验操作和现象,能验证相应实验结论的是
选项
实验操作和现象
结论
A
向6%双氧水中滴加0.1mol/L KMnO4溶液,溶液褪色
H2O2具有还原性
B
用pH计测定溶液的pH,pH<7
的电离程度大于水解程度
C
用饱和Na2CO3溶液浸泡BaSO4固体,一段时间后过滤、洗涤滤渣,加盐酸后滤渣部分溶解,有气体产生
D
将少量SO2气体通入0.1 mol·L-1 Ba(NO3)2溶液中,有白色沉淀产生
难溶于水
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.为强氧化剂,反应时被还原为使溶液褪色,中元素化合价从-1升高到0,作还原剂,体现还原性,A正确;
B.溶液中水解也会产生使溶液显酸性,因此无法证明的电离程度大于水解程度,B错误;
C.饱和溶液中浓度极高,可使浓度商从而生成沉淀,该实验不能证明,C错误;
D.溶于水生成,酸性条件下具有强氧化性,将氧化为,白色沉淀为,不能证明难溶于水,D错误;
故选A。
12. 从模拟酸性工业废液中(含Cd2+、Fe2+、)回收镉、铁的过程如下:
已知:,。下列说法正确的是
A. 模拟废液中:
B. “沉镉”得到的上层清液中:
C. 0.1 mol·L-1 NH4HCO3溶液中:c(NH3·H2O)+c()+c(OH-) =c(H+)+c(H2CO3)
D. “沉铁”时发生反应:
【答案】C
【解析】
【详解】A.模拟废液中电荷守恒应为,选项中离子所带电荷对应的系数错误,A错误;
B.沉镉上层清液中达到沉淀溶解平衡,未达到饱和,故、,两式相比得,B错误;
C.溶液中,联立电荷守恒和物料守恒,消去相同项可推得选项中等式成立,C正确;
D.沉铁时加入了氨水,氨水参与反应,碱性条件下不会生成,选项给出的离子方程式不符合反应事实,D错误;
故选C。
13. 还原是实现“双碳”经济的有效途径之一、其反应有:
Ⅰ:
Ⅱ:
常压下和按物质的量之比投料,某一时段内和的转化率随温度变化如图所示。下列说法正确的是
A. 反应Ⅱ的平衡常数
B. 提高平衡转化率的条件是高温高压
C. 温度高于700℃,含氢产物中占比降低
D. 1000℃时的混合体系中CO的体积百分含量约为46.7%
【答案】D
【解析】
【详解】A.反应Ⅱ为:,因此平衡常数,A错误;
B.两反应都为吸热反应,且反应Ⅰ为气体体积增大的反应,反应ⅠⅠ为气体体积不变的反应,因此,欲提高平衡转化率的条件应为高温低压,B错误;
C.由图可知,温度高于700℃,甲烷转化率增大,因此含氢产物中占比增大,C错误;
D.由图可知,1000℃时,甲烷转化率为100%,假设起始时充入物质的量为1mol,物质的量为3mol,则根据反应Ⅰ,反应结束时,消耗二氧化碳1mol,同时生成2molCO与2mol氢气,设反应Ⅱ消耗物质的量为x mol,根据反应方程式,此时消耗氢气x mol,生成CO与水蒸气各x mol,根据1000℃时,转化率为60%,则可列,求得x=0.8mol,则反应结束时,体系中含有与氢气各1.2mol,CO2.8mol,水蒸气0.8mol,则此时CO体积分数为,D正确;
故选D。
二、非选择题(本题共4题,共61分)
14. 钛在航空航天、舰船制造、冶金、医疗等方面有广泛的应用,可利用钛铁矿[主要成分为FeTiO3(可表示为FeO·TiO2),还含有少量MgO、SiO2等杂质]来制备金属钛(海绵钛)和锂离子电池的电极材料LiFePO4,工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)“酸浸”中滤渣的主要成分为___________(填化学式)。
(2)“酸浸”后,钛元素主要以形式存在,写出生成的离子方程式:_________。写出水解步骤的离子方程式:__________,为了促进滤液①中的水解,
可采取的措施有______ (填标号)。
a.加水 b.加热 c.加盐酸
(3)“氯化”中发生反应 ,该反应在200℃达到平衡时,TiO2几乎完全转化为TiCl4,但实际生产中反应温度却远高于此温度,其原因是______。
(4)若“滤液②”中Fe3+恰好沉淀完全(即溶液中)时溶液,此时溶液中______。(已知:;、、)
(5)由FePO4制备LiFePO4的化学方程式为___________。
【答案】(1)SiO2
(2) ①. ②. ③. ab
(3)实际生产中升高温度可以加快反应速率(缩短达到平衡的时间),在相同时间内得到更多的TiCl4产品,提高生产效率
(4)
(5)
【解析】
【分析】钛铁矿粉碎后加盐酸酸浸,金属化合物与盐酸反应生成可溶性氯化物,仅酸性杂质不溶,成为酸浸滤渣。酸浸后滤液①中钛以存在,经水解析出,过滤后将钛元素与滤液②中的、等分离。煅烧得,加焦炭、氯气氯化得到,再经镁高温还原制得海绵钛。滤液②中加双氧水将氧化为,再加磷酸调节条件析出沉淀,最终与、高温反应得到,实现钛铁矿中两类有价元素的综合利用。
【小问1详解】
钛铁矿中的主要成分、杂质均可与盐酸反应溶解,而属于酸性氧化物,不与盐酸发生反应,因此酸浸后剩余的滤渣主要为。
【小问2详解】
可表示为,与盐酸反应时,直接释放,部分结合和生成目标配离子,同时生成水,离子方程式: 。水解生成钛的水合氧化物沉淀,同时释放出和,离子方程式:: 。
该水解为吸热的可逆反应:
a.加水稀释,可降低生成物离子浓度,促进水解平衡正向移动;
b.加热可提升反应速率,同时吸热反应升温平衡正向移动,促进水解;
c.加盐酸会增大产物浓度,抑制水解进行。
选ab。
【小问3详解】
该反应虽为放热反应,200℃时平衡转化率已很高,但低温下反应速率极慢,生产效率极低;提升温度可大幅加快反应速率(缩短达到平衡的时间),在相同时间内得到更多的TiCl4产品,提高生产效率。
【小问4详解】
由的溶度积公式:,代入,可得: ,由磷酸的第三步解离平衡:,已知即,代入数据变形得: 。
【小问5详解】
该过程中中+3价的Fe被草酸还原为中+2价的Fe,草酸自身被氧化为,则化学方程式为: 。
15. 回答下列问题:
(1)实验室模拟“镁法工业烟气脱硫”并制备,其实验过程可表示为:
在搅拌下向氧化镁浆料[主要成分为Mg(OH)2]中匀速缓慢通入SO2气体,生成MgSO3。
①由“吸收”过程中发生的反应可得出SO2属于的物质类别是______(填“酸性氧化物”或“碱性氧化物”)。
②匀速缓慢通入SO2气体的目的是_________。
(2)在催化剂作用下MgSO3被O2氧化为MgSO4.在其他条件相同时,以负载钴的分子筛为催化剂,浆料中MgSO3被O2氧化的速率随pH的变化如图甲所示。在pH = 6~8范围内,pH增大,浆料中MgSO3的氧化速率增大,其主要原因是______。
(3)烟气中SO2可以用“亚硫酸铵吸收法”处理。
①吸收时发生反应的化学方程式为__________。
②测得25℃时溶液pH与各组分物质的量分数的变化关系如图乙所示,b点时溶液pH=7,则______。
(4)制取晶体。在如图丙所示的实验装置中,搅拌下,使一定量的MgSO3浆料与H2SO4溶液充分反应。MgSO3浆料与H2SO4溶液的加料方式是______。
(5)补充完整制取晶体的实验方案:向含有少量Fe3+、Al3+的MgSO4溶液中,______。
(已知:Fe3+、Al3+在时完全转化为氢氧化物沉淀;室温下从MgSO4饱和溶液中结晶出,在150~170℃下干燥得到,实验中需要使用MgO粉末、pH计)
【答案】(1) ①. 酸性氧化物 ②. 使得二氧化硫和浆料充分接触,促进反应进行完全
(2)pH增大,抑制的水解,反应物的浓度增大,可加快氧化速率
(3) ①. ②. 3:1
(4)用滴液漏斗向盛有MgSO3浆料的三颈烧瓶中缓慢滴加硫酸溶液
(5)分批加入少量氧化镁粉末,搅拌,并用pH计不断测量溶液pH,直至pH≥5,过滤;将滤液蒸发浓缩、降温至室温结晶,过滤;所得晶体在150~170℃干燥
【解析】
【小问1详解】
①吸收过程中与碱类物质反应生成盐和水,符合酸性氧化物的定义,因此属于酸性氧化物。
②若通入速率过快,气液接触不充分,会未反应就逸出,匀速缓慢通气可以保证气体和氧化镁浆料充分接触,让反应进行完全,提升原料利用率。
【小问2详解】
随着pH升高,浓度升高,的水解平衡逆向移动,体系中的浓度增大,亚硫酸根被氧气氧化的活性高于亚硫酸氢根,因此整体氧化反应速率随pH上升而增大。
【小问3详解】
①亚硫酸铵溶液吸收时,正盐与过量的、水反应生成可溶性的酸式盐亚硫酸氢铵,化学方程式。
②b点pH=7,即,根据电荷守恒可得:,消去等量的氢离子和氢氧根后得到;结合图乙可知b点和的物质的量分数相等,即,代入后可得,同一溶液中物质的量之比等于浓度之比,因此。
【小问4详解】
和反应会生成气体,若将浆料一次性加入硫酸中,会瞬间释放大量,超出装置的吸收负荷造成逸出污染;应用滴液漏斗向盛有MgSO3浆料的三颈烧瓶中缓慢滴加硫酸溶液,让生成的随通入的空气被充分鼓出、被NaOH溶液吸收,同时保证反应进行完全。
【小问5详解】
实验方案需完整覆盖除杂、结晶、脱水三个核心步骤:
除杂:加入MgO粉末可以消耗溶液中的,逐步提升pH至≥5,使、完全转化为氢氧化物沉淀,过滤即可除去沉淀;
结晶:室温下硫酸镁饱和溶液冷却结晶只能析出七水合硫酸镁,因此先通过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤得到;
定向脱水:根据题给信息,将七水合硫酸镁在150~170℃下干燥,脱去6个结晶水,最终得到目标产物一水合硫酸镁。
16. 我国力争2060年前实现碳中和,CO2的资源化利用具有重要意义。
(1)CO2在一定条件下可以转化为低碳烯烃。某烯烃X能发生如下转化。
已知:+ (R1、R2、R3表示烃基)。
①X→Y的反应类型为______。
②X→Z为加聚反应,则Z的结构简式为______。
③W的结构简式为______。
(2)CH4、CO2催化重整制合成气,其原理如图1所示。反应②中化合价发生改变的元素有______(填元素符号);每消耗 1molCH4,理论上反应②中转移电子的物质的量为______mol。
(3)CO2催化加氢制甲醇。经过“吸附→反应→脱附”等过程,主要反应为
反应Ⅰ:CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49.5 kJ/mol
反应Ⅱ:CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) ΔH=+41.2 kJ/mol
反应Ⅲ:CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) ΔH= x kJ/mol
3.0 MPa时,将n起始(CO2):n起始(H2)=1:3的原料气匀速通过装有催化剂的反应管,测得CH3OH产率随温度的变化如图2所示。
①240 ℃时,若n起始(CO2)=1 mol,反应管出口处检测到0.65 mol CO2,则CH3OH的选择性=________。[CH3OH的选择性=]
②温度高于260 ℃,CH3OH产率下降的可能原因是__________________________。
③研究发现,CH3OH可由HCOO*(吸附在催化剂表面的物种用“*”标注)转化生成,与H*或OH*作用生成HCOO*的相对能量变化如图3所示。在催化剂表面修饰羟基的优点是______。
【答案】(1) ①. 加成反应 ②. ③.
(2) ①. C、H ②. 6
(3) ①. 85.7% ②. CO2和H2的吸附量下降、积碳覆盖催化剂活性位点、生成CO等其他含碳产物 ③. 降低生成HCOO*的活化能,加快反应速率
【解析】
【小问1详解】
①烯烃X(2-甲基丙烯)和水在催化剂、加热条件下,碳碳双键断开,H和-OH分别加在双键两个碳原子上,符合烯烃与水的加成反应特征;
②单烯烃的加聚反应规则是断开碳碳双键中的π键,分子间彼此加成形成高分子,2-甲基丙烯加聚后主链为两个碳重复单元,侧链连两个甲基,其结构简式为;
③根据已知的烯烃臭氧化还原水解断键规则,X的结构为,双键断裂后,部分转化为HCHO(甲醛),剩余的部分生成丙酮,其结构简式为
【小问2详解】
反应②的反应物为和,生成物为、和:,其中中C为-4价、H为+1价,中C为+4价;产物中CO的C为+2价,中H为0价,因此化合价变化的元素为C和H,Ca和O化合价始终不变;该反应中(),每消耗1mol ,C从-4价升高到+2价,失去6mol电子;同时1mol 中的1mol C从+4价降低到+2价,得到2mol电子,同时1mol中的H化合价降低得到4 mol电子,总转移电子数为6mol;
【小问3详解】
①由图可知,240℃时,甲醇的产率为30%,由起始二氧化碳的物质的量为1mol,反应管出口处检测到二氧化碳的物质的量为0.65 mol,可知,甲醇的选择性为;
②反应Ⅰ为放热反应,温度高于260℃时平衡逆向移动;同时温度过高可导致和吸附量下降、积碳覆盖催化剂活性位点、更多发生反应Ⅱ生成,共同造成产率下降;
③由图可知,在催化剂表面修饰羟基可以降低生成的活化能,加快反应速率;
17. 二氧化碳的综合利用是实现碳达峰、碳中和的关键。
(1)可与制甲醇:在催化剂作用下,发生以下反应:
Ⅰ.
Ⅱ.
①则: ΔH=______。若将等物质的量的CO和H2充入恒温恒容密闭容器中进行上述反应,下列事实能说明此反应已达到平衡状态的是______。
A.生成的速率与生成H2的速率相等 B.CO的体积分数保持不变
C.混合气体的平均相对分子质量不变 D.CO和H2的物质的量之比为定值
②将CO2与H2充入装有催化剂的密闭容器中,发生反应Ⅰ和Ⅱ;CO2的转化率和CO、CH3OH的产率随反应温度的变化如图所示,由图判断合成CH3OH最适宜的温度是________。反应过程中CH3OH产率随温度升高先增大后减小,降低的主要原因是________。
(2)常温常压下,利用铜基催化剂实现二氧化碳选择性加氢制甲醇的反应机理如图,下列说法正确的是______ (填字母)。
A. 能降低反应热,加快反应速率
B. ②为
C. 总反应转移6mol电子时消耗标准状况下44.8L CO2
D. 总反应为
(3)把ZnZrOx附着在分子筛SSZ-13上,可催化CO、H2生成CH3OH及碳氢化合物,部分反应机理如甲所示。催化剂中、CO转化率、烃的选择性关系如图乙所示。
①大于1后,CO转化率降低的可能原因为______。
②随增加,烯烃选择性减少,烷烃增加的可能原因为______。
【答案】(1) ①. -90.7 kJ/mol ②. CD ③. 250℃ ④. 超过250℃后,升温不利于生成甲醇的反应正向进行,同时有利于生成一氧化碳的反应正向进行并竞争消耗反应物,导致甲醇产率下降或超过250℃后,反应Ⅰ,反应Ⅱ速率均增加,反应Ⅱ速率增幅更大 (2)BD
(3) ①. Zr含量减少,吸附的CO量减少,CO转化率降低 ②. 随Zn的量增多,吸附H2的量增多,产生H+、H-增多,与烯烃反应生成烷烃,使烷烃量增加,烯烃量减少
【解析】
【小问1详解】
①已知反应Ⅰ: ;反应Ⅱ:。根据盖斯定律,由 Ⅰ - Ⅱ 可得目标反应 ,则。
A.生成是正反应,生成是逆反应。根据方程式,平衡时,即生成 的速率应是生成 速率的2倍时才平衡,两者相等说明未平衡,A错误;
B.设起始均为,转化的CO为。某时刻时 体积分数为,始终为定值,CO的体积分数保持不变不能说明平衡,B 错误;
C.反应前后气体总质量不变,但正向气体的总物质的量减小,所以平均相对分子质量会增大,当其不变时说明达到平衡,C 正确;
D.起始比,反应消耗比,比值是变化的,当比值为定值时说明达到平衡,D正确;
故选CD。
②由图可知,在时的产率达到最高,故最适宜温度为。合成甲醇的反应(反应Ⅰ)为放热反应,温度升高,平衡逆向移动;同时副反应(反应Ⅱ)为吸热反应,温度升高使副反应正向移动。反应过程中CH3OH产率随温度升高先增大后减小,降低的主要原因是:超过250℃后,升温不利于生成甲醇的反应正向进行,同时有利于生成一氧化碳的反应正向进行并竞争消耗反应物,导致甲醇产率下降(或超过250℃后,反应Ⅰ,反应Ⅱ速率均增加,反应Ⅱ速率增幅更大。
【小问2详解】
A.催化剂只能降低反应的活化能,加快反应速率,不能改变反应热,A错误;
B.根据机理图,步骤②中结合生成了和,由原子守恒知,反应式为 ,B正确;
C.总反应中C元素的化合价由价降至价,每消耗1 mol CO2(标准状况下 22.4 L)转移6 mol电子,C错误;
D.由图可知,反应物为和,生成物为和,总反应方程式为 ,D正确。
故选BD。
【小问3详解】
① 由图甲的反应机理可知,主要吸附在原子上,而Zn吸附。当大于后,催化剂中的相对比例降低,Zr含量减少,吸附的CO量减少,CO转化率降低。
②随Zn的量增多,吸附H2的量增多,产生的H+、H-增多,与烯烃反应生成烷烃,使烷烃量增加,烯烃量减少。
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高二年级练习
化学试卷
可能用到的相对分子质量:H-1 O-16 Na-23 S-32 Cl-35.5
一、单选题(本题共13题,每题3分,共39分。每题只有一个选项最符合题意)
1. 材料是人类赖以生存和发展的物质基础。下列属于有机高分子材料的是
A. 无磁不锈钢 B. 芳纶纤维 C. 金刚石薄膜 D. 石英光纤
2. 超氧化钾(KO2)可用作制氧剂:。下列说法正确的是
A. K+的结构示意图: B. 中子数为10的氧原子:
C. K2CO3中既有离子键也有共价键 D. CO2的电子式:
3. 下列装置应用于实验室制氯气并回收氯化锰的实验,能达到实验目的的是
A.制备氯气
B.除去中的HCl
C.分离和氯化锰溶液
D.蒸干氯化锰溶液制
A. A B. B C. C D. D
4. 铝土矿除主要成分,还存在多种第三周期元素如Mg、S。下列说法正确的是
A. 半径:r(Al3+)>r(Mg2+) B. 热稳定性:H2O>H2S
C. 碱性:Al(OH)3>Mg(OH)2 D. S2、S2-、S4互为同素异形体
阅读下列资料,完成下面小题:
钠及其化合物种类繁多,性质各异,用途广泛。Na2CO3溶液可用于去除金属表面的油污;亚硝酸钠(NaNO2)可用于实验室制备少量N2;Na2S2O3溶于稀H2SO4有浑浊产生,并生成刺激性气味气体;硼氢化钠(NaBH4)是具有广泛应用的还原剂;Na2SO3溶液可用于去除电解后食盐水(pH≈3)中含有的Cl2和HClO。
5. 下列说法正确的是
A. Na2O2呈淡黄色,可用作纸张的漂白剂
B. Na+最外层具有8电子稳定结构,钠的化合物均不易分解
C. 油脂水解的主要产物是乙二醇和脂肪酸
D. NaN3碰撞后会产生大量气体,可用作汽车安全气囊的气体发生剂
6. 下列化学反应表示正确的是
A. NaNO2与NH4Cl溶液反应制N2:NH4Cl+NaNO2=NaCl+N2↑+2H2O
B. Na2S2O3与足量稀H2SO4反应:+4H+=S↓++2H2O
C. Na2SO3与HClO反应:+ 2HClO =+Cl2↑+ H2O
D. 在强碱溶液中NaClO与Fe(OH)3反应生成Na2FeO4:3ClO-+2Fe(OH)3=2+3Cl-+H2O+4H+
7. 硼氢化钠与水反应可释放H2:NaBH4+H2O→Na[B(OH)4]+H2↑(未配平,其中B为+3价),下列说法不正确的是
A. NaBH4中氢元素的化合价是-1价 B. H2O在反应中作氧化剂
C. 反应生成1 mol H2转移1 mol电子 D. 1 mol NaBH4反应产生2 mol H2
8. 在给定条件下,下列选项所示的物质间转化均可实现的是
A. FeFeCl2Fe(OH)2
B.
C. CH≡CHCH2=CHCl
D.
9. 维生素C是人体生命活动必需的营养物质,其结构如图所示。下列说法不正确的是
A. 含有三种官能团
B. 可以用酸性高锰酸钾溶液验证分子中含有碳碳双键
C. 1 mol 维生素C最多与4mol Na反应
D. 可以发生加成反应、取代反应、氧化反应
10. 探究铝和NaOH溶液反应的实验如下:
取三支相同的试管,分别加入溶液。
向试管①中加入一小块铝片,一段时间后产生气泡。
向试管②中加入用砂纸打磨过的一小块铝片,立即产生气泡。
向试管③中滴加1滴酚酞,溶液变红色,放入用砂纸打磨过的一小块铝片,立即产生气泡,一段时间后试管中溶液红色褪去。再滴入NaOH溶液,溶液不变红。
下列说法不正确的是
A. 三支试管中产生的气体均为H2
B. 随着反应进行试管①中[Al(OH)4]-浓度增大
C. 试管①和试管②中的现象说明铝表面的保护膜能与NaOH溶液反应
D. 试管③中溶液红色褪去的原因可能是随着反应进行溶液碱性减弱
11. 室温下,根据下列实验操作和现象,能验证相应实验结论的是
选项
实验操作和现象
结论
A
向6%双氧水中滴加0.1mol/L KMnO4溶液,溶液褪色
H2O2具有还原性
B
用pH计测定溶液的pH,pH<7
的电离程度大于水解程度
C
用饱和Na2CO3溶液浸泡BaSO4固体,一段时间后过滤、洗涤滤渣,加盐酸后滤渣部分溶解,有气体产生
D
将少量SO2气体通入0.1 mol·L-1 Ba(NO3)2溶液中,有白色沉淀产生
难溶于水
A. A B. B C. C D. D
12. 从模拟酸性工业废液中(含Cd2+、Fe2+、)回收镉、铁的过程如下:
已知:,。下列说法正确的是
A. 模拟废液中:
B. “沉镉”得到的上层清液中:
C. 0.1 mol·L-1 NH4HCO3溶液中:c(NH3·H2O)+c()+c(OH-) =c(H+)+c(H2CO3)
D. “沉铁”时发生反应:
13. 还原是实现“双碳”经济的有效途径之一、其反应有:
Ⅰ:
Ⅱ:
常压下和按物质的量之比投料,某一时段内和的转化率随温度变化如图所示。下列说法正确的是
A. 反应Ⅱ的平衡常数
B. 提高平衡转化率的条件是高温高压
C. 温度高于700℃,含氢产物中占比降低
D. 1000℃时的混合体系中CO的体积百分含量约为46.7%
二、非选择题(本题共4题,共61分)
14. 钛在航空航天、舰船制造、冶金、医疗等方面有广泛的应用,可利用钛铁矿[主要成分为FeTiO3(可表示为FeO·TiO2),还含有少量MgO、SiO2等杂质]来制备金属钛(海绵钛)和锂离子电池的电极材料LiFePO4,工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)“酸浸”中滤渣的主要成分为___________(填化学式)。
(2)“酸浸”后,钛元素主要以形式存在,写出生成的离子方程式:_________。写出水解步骤的离子方程式:__________,为了促进滤液①中的水解,
可采取的措施有______ (填标号)。
a.加水 b.加热 c.加盐酸
(3)“氯化”中发生反应 ,该反应在200℃达到平衡时,TiO2几乎完全转化为TiCl4,但实际生产中反应温度却远高于此温度,其原因是______。
(4)若“滤液②”中Fe3+恰好沉淀完全(即溶液中)时溶液,此时溶液中______。(已知:;、、)
(5)由FePO4制备LiFePO4的化学方程式为___________。
15. 回答下列问题:
(1)实验室模拟“镁法工业烟气脱硫”并制备,其实验过程可表示为:
在搅拌下向氧化镁浆料[主要成分为Mg(OH)2]中匀速缓慢通入SO2气体,生成MgSO3。
①由“吸收”过程中发生的反应可得出SO2属于的物质类别是______(填“酸性氧化物”或“碱性氧化物”)。
②匀速缓慢通入SO2气体的目的是_________。
(2)在催化剂作用下MgSO3被O2氧化为MgSO4.在其他条件相同时,以负载钴的分子筛为催化剂,浆料中MgSO3被O2氧化的速率随pH的变化如图甲所示。在pH = 6~8范围内,pH增大,浆料中MgSO3的氧化速率增大,其主要原因是______。
(3)烟气中SO2可以用“亚硫酸铵吸收法”处理。
①吸收时发生反应的化学方程式为__________。
②测得25℃时溶液pH与各组分物质的量分数的变化关系如图乙所示,b点时溶液pH=7,则______。
(4)制取晶体。在如图丙所示的实验装置中,搅拌下,使一定量的MgSO3浆料与H2SO4溶液充分反应。MgSO3浆料与H2SO4溶液的加料方式是______。
(5)补充完整制取晶体的实验方案:向含有少量Fe3+、Al3+的MgSO4溶液中,______。
(已知:Fe3+、Al3+在时完全转化为氢氧化物沉淀;室温下从MgSO4饱和溶液中结晶出,在150~170℃下干燥得到,实验中需要使用MgO粉末、pH计)
16. 我国力争2060年前实现碳中和,CO2的资源化利用具有重要意义。
(1)CO2在一定条件下可以转化为低碳烯烃。某烯烃X能发生如下转化。
已知:+ (R1、R2、R3表示烃基)。
①X→Y的反应类型为______。
②X→Z为加聚反应,则Z的结构简式为______。
③W的结构简式为______。
(2)CH4、CO2催化重整制合成气,其原理如图1所示。反应②中化合价发生改变的元素有______(填元素符号);每消耗 1molCH4,理论上反应②中转移电子的物质的量为______mol。
(3)CO2催化加氢制甲醇。经过“吸附→反应→脱附”等过程,主要反应为
反应Ⅰ:CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49.5 kJ/mol
反应Ⅱ:CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) ΔH=+41.2 kJ/mol
反应Ⅲ:CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) ΔH= x kJ/mol
3.0 MPa时,将n起始(CO2):n起始(H2)=1:3的原料气匀速通过装有催化剂的反应管,测得CH3OH产率随温度的变化如图2所示。
①240 ℃时,若n起始(CO2)=1 mol,反应管出口处检测到0.65 mol CO2,则CH3OH的选择性=________。[CH3OH的选择性=]
②温度高于260 ℃,CH3OH产率下降的可能原因是__________________________。
③研究发现,CH3OH可由HCOO*(吸附在催化剂表面的物种用“*”标注)转化生成,与H*或OH*作用生成HCOO*的相对能量变化如图3所示。在催化剂表面修饰羟基的优点是______。
17. 二氧化碳的综合利用是实现碳达峰、碳中和的关键。
(1)可与制甲醇:在催化剂作用下,发生以下反应:
Ⅰ.
Ⅱ.
①则: ΔH=______。若将等物质的量的CO和H2充入恒温恒容密闭容器中进行上述反应,下列事实能说明此反应已达到平衡状态的是______。
A.生成的速率与生成H2的速率相等 B.CO的体积分数保持不变
C.混合气体的平均相对分子质量不变 D.CO和H2的物质的量之比为定值
②将CO2与H2充入装有催化剂的密闭容器中,发生反应Ⅰ和Ⅱ;CO2的转化率和CO、CH3OH的产率随反应温度的变化如图所示,由图判断合成CH3OH最适宜的温度是________。反应过程中CH3OH产率随温度升高先增大后减小,降低的主要原因是________。
(2)常温常压下,利用铜基催化剂实现二氧化碳选择性加氢制甲醇的反应机理如图,下列说法正确的是______ (填字母)。
A. 能降低反应热,加快反应速率
B. ②为
C. 总反应转移6mol电子时消耗标准状况下44.8L CO2
D. 总反应为
(3)把ZnZrOx附着在分子筛SSZ-13上,可催化CO、H2生成CH3OH及碳氢化合物,部分反应机理如甲所示。催化剂中、CO转化率、烃的选择性关系如图乙所示。
①大于1后,CO转化率降低的可能原因为______。
②随增加,烯烃选择性减少,烷烃增加的可能原因为______。
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