精品解析:湖北武汉市部分重点中学(六校)2025-2026学年高二上学期期中考试 化学试卷
2026-10-22
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内容正文:
武汉市部分重点中学2025—2026学年度上学期期中联考
高二化学
本试卷共8页,19题。满分100分。考试用时75分钟。
★祝考试顺利★
注意事项:
1.答题前,先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上,并将准考证号条形码贴在答题卡上的指定位置。
2.选择题的作答:每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.非选择题的作答:用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4.考试结束后,请将本试卷和答题卡一并上交。
可能用到的相对原子质量:C 12 H 1 O 16
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. 成语蕴含丰富的化学知识,下列成语涉及放热反应的是
A. 钻木取火 B. 冰消雪融 C. 沙里淘金 D. 刻舟求剑
2. 下列反应中,反应体系的焓增大且有电子转移的是
A. 氢氧化钡晶体与氯化铵固体反应 B. 过氧化氢的分解反应
C. 盐酸与氢氧化钠溶液反应 D. 木炭与二氧化碳反应
3. 1884年勒夏特列提出了平衡移动原理,下列现象或操作不适宜用该原理解释的是
A. 用排饱和食盐水来收集氯气
B. 人体血液的pH稳定在7.4±0.05范围内
C. 用高压氧舱治疗CO中毒
D. 实验室利用制时加入
4. 基本概念和理论是化学思维的基石。下列叙述错误的是
A. 活化分子具有的平均能量与反应物分子具有的平均能量之差,叫做反应的活化能
B. 焰色试验、中和滴定和中和反应反应热测定等是化学定量分析方法
C. 电离是电解质溶于水或受热熔化时形成自由移动离子的过程
D. 101 kPa时,1 mol纯物质完全燃烧生成指定产物所放出的热量叫做该物质的燃烧热
5. 曲线X表示25 mL盐酸与过量锌片反应时,气体体积(已折算成标准状况下气体体积)随时间变化的关系。若要使反应过程按曲线Y进行,可采用的方法是
A. 滴入几滴溶液
B. 改用25 mL的盐酸
C. 加适量固体
D. 加入等体积等浓度的溶液
6. 常温下,下列各组离子一定能大量共存的是
A. 由水电离产生的的溶液中:、、、
B. 的溶液:、、、
C. 使甲基橙显红色的溶液中:、、、
D. 无色透明的溶液中:、、、
7. 下列平衡移动方向和现象判断错误的是
A. ,升温,溶液由蓝绿色变为黄绿色
B. 加水稀释的氨水,电离程度变大,增大
C. ,滴加几滴硫酸溶液,溶液橙色加深
D. ,压缩容器体积,平衡正向移动,气体颜色比压缩前要浅
8. 下列实验操作能够达到目的的是
选项
实验操作
目的
A
测定某酸溶液的pH是否为2
判断该酸是否为强酸
B
证明酸性
将通入NaClO溶液,观察现象
C
在氨水中滴入酚酞溶液,加热煮沸,观察颜色变化
验证升温可促进电离
D
控制液滴悬而不落,用锥形瓶内壁把液滴沾下来
向锥形瓶中滴加半滴液体
A. A B. B C. C D. D
9. 以废旧铅酸蓄电池中的含铅废料和为原料,通过不同过程a、b实现铅的再生利用。过程b涉及如下两个反应(参与其中):
①
②
以下说法错误的是
A. 过程b中,①反应速率比②慢
B. 检验所需试剂:KSCN溶液、新制氯水
C. 过程a的反应为:
D. 与过程a相比,过程b通过减小反应热来实现活化分子百分数的增大
10. 下列化学实验目的与相应实验示意图不相符的是
实验目的
A.验证Fe与S反应放热
B.探究压强对化学平衡的影响
实验示意图
实验目的
C.测定醋酸的浓度
D.探究浓度对反应速率的影响
实验示意图
A. A B. B C. C D. D
11. 在Ni作用下,可将转化为,转化历程如下(为固体)所示:
下列说法中错误的是
A. 该历程中最大能垒(活化能)为
B. Ni是该反应的催化剂,可增大活化分子百分数
C. Ni-H键的形成对氢原子的迁移是有利的
D. 转化过程中,存在中间体2的浓度大于另外两种中间体的浓度
12. 已知: 。一定条件下,向体积为1 L的恒容密闭容器中充入1 mol和3 mol,测得和的浓度随时间变化曲线如图所示。
下列说法正确的是
A. 第6 min时小于第3 min时
B. 分离移除能增大反应速率且利于平衡正向移动
C. 该条件下,反应的平衡常数为3
D. 反应达到平衡状态时,的转化率为25%
13. 下列图示与对应的叙述相符的是
A. 由图甲可知: ; ,则
B. 由图乙可知:该反应的,且
C. 由图丙可知:时刻改变的条件可能为恒温恒容通入二氧化碳气体
D. 若图丁中的条件改变均为单一变化,则该容器的体积可以始终保持不变
14. 海洋化学中,与海水反应的相关能量变化及某些组分百分率随pH变化如下图。另据资料显示:海洋中的珊瑚虫经反应形成石灰石外壳,进而形成珊瑚。下列叙述错误的是
A.
B. 海水中:
C. 与深海区域相比,浅海区域藻类光合作用强,更有利于珊瑚的形成
D. 4.4 g 溶于水生成时放出的热量小于1.94 kJ
15. 侯德榜是我国近代著名化学家,发明了“联合制碱法”,也被称为“侯德榜制碱法”。某化学小组模拟实验过程。常温常压下,先将缓慢通入饱和食盐水中至饱和,再向所得溶液中缓慢通入(忽略气体的挥发),测得溶液中水电离的随通入气体(或)体积变化的曲线如图所示[已知:溶液显碱性]。
下列叙述正确的是
A. c点
B. 由a点到b点的过程中,溶液中减小
C. d点时水电离程度最大,溶液溶质为、NaCl
D. b至e点的总反应为
二、非选择题:本题共4小题,共55分。
16. 2025年6月28日,全球首艘纯氨燃料动力示范船“氨晖号”成功首航,推动氨燃料在航运领域的绿色转型,对有关反应的反应原理进行研究有着重要意义。
回答下列问题:
(1)工业合成氨的原料气(、和少量、的混合气),进入合成塔前需经过铜氨液处理,其反应为:,。
①经由铜氨液吸收的目的是________________。
②铜氨液吸收适宜的生产条件是________________。
(2)合成氨反应的速率方程为:。
实验
1
m
n
p
v
2
4m
n
p
4v
3
m
n
0.1p
10v
4
m
4n
p
8v
①根据表格数据可知:__________、__________。
②结合速率与平衡知识分析,合成氨时需要不断分离出氨的原因为__________。
(3)在一定条件下,向2 L恒温恒容密闭容器中充入1 mol 和1 mol ,发生合成氨的反应,容器内压强随时间的变化如图所示,测得。
①以下叙述不能说明该条件下反应达到平衡状态的是__________(填标号)。
A.的体积分数不再改变
B.混合气体的密度保持不变
C.1 mol 键断裂的同时,有6 mol 键断裂
D.
②0~10 min这段时间内,的平均反应速率为__________。
③达到平衡时,的转化率为__________。
17. 水是化学反应的良好介质,探索水溶液中的酸碱平衡具有重要意义。
(1)天然水中可以分离出重水()。溶液中存在电离平衡:,和的关系如图所示,已知:、。
①图中__________(填“>”“<”或“=”)。
②温度下重水的离子积常数为__________。
③图中A、B、C三点在温度下溶液呈中性的点是__________。
④温度下,当由重水电离出的为时,溶液的pD等于__________。
(2)利用弛豫法可研究快速反应的速率常数(k,只与温度有关)。其原理是通过微扰(如瞬时升温)使化学平衡发生偏离,观测体系微扰后从不平衡态趋向新平衡态所需的弛豫时间(),从而获得k的信息。对于,若将纯水瞬时升温到25℃,测得。已知:25℃时,,,,(为的平衡浓度)。
①25℃时,的平衡常数__________(保留2位有效数字)。
②下列能正确表示瞬时升温后反应建立新平衡的过程示意图为__________。
③用含有、的代数式表示的平衡常数__________,25℃时,计算得为__________。
18. 食醋是烹饪美食的调味品,有效成分主要为醋酸(用HAc表示)。HAc的应用与其电离平衡密切相关。25℃时,HAc的。
(1)现需240 mL 的HAc溶液,配制时需 HAc溶液的体积为__________mL。
(2)用 NaOH标准溶液滴定HAc溶液,操作步骤如下:
A.装入待装液至“0”刻度以上2~3 mL
B.用待装液润洗滴定管2~3次
C.把锥形瓶放在滴定管的下方,用标准溶液滴定至终点并记下滴定管液面的刻度
D.移取20.00 mL待测HAc溶液注入到洁净的锥形瓶中,并加入2~3滴酚酞溶液
E.排除气泡,调节液面至“0”刻度或“0”刻度以下,记录起始读数
F.检查滴定管是否漏水并用蒸馏水洗涤
G.重复实验两次,并记录相关数据。
滴定次数
待测溶液的体积/mL
标准溶液的体积
滴定前刻度/mL
滴定后刻度/mL
1
20.00
0.02
22.01
2
20.00
0.70
22.71
3
20.00
0.50
25.23
①正确的操作顺序:F→B→__________(填标号)。
②该HAc溶液的浓度为__________(保留4位有效数字)。
③滴定终点的现象是______________________________。
④下列操作中,可能使所测醋酸的浓度偏高的是__________(填标号)。
A.滴定前碱式滴定管尖嘴部分有气泡,滴定后气泡消失
B.滴定前盛放HAc溶液的锥形瓶用蒸馏水洗净后没有干燥
C.改用甲基橙作指示剂
D.移取HAc溶液时,开始时仰视读数,结束时俯视读数
(3)查阅资料获悉:一定条件下,按配制的溶液中,的值等于HAc的。如果只有浓度均约为的HAc和NaOH溶液,如何准确测定HAc的。设计方案并进行实验。请完成下表中Ⅱ的内容。
Ⅰ
移取20.00 mL HAc溶液,用NaOH溶液滴定至终点,消耗NaOH溶液
Ⅱ
另外移取20.00 mL HAc溶液,__________,测得溶液的pH为4.76
19. 随着我国碳达峰、碳中和目标的确定,一氧化碳、二氧化碳及甲烷等气体资源化利用备受关注。
(1)在一定条件下、与可发生如下反应:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:
则__________;__________(用、表示)。
(2)在密闭容器中起始时按投料,分别在压强为1 MPa和5 MPa的恒压下进行反应(均只发生反应Ⅱ和反应Ⅲ)。恒压条件下反应温度对平衡体积分数(含碳元素)[X为CO或,]的影响如图所示。
①在5 MPa时,表示和CO的平衡体积分数随温度变化关系的曲线依次是_________(填“a”、“b”、“c”或“d”,下同)和_________。
②在T℃,反应在M点达到化学平衡,平衡时的物质的量分数_________,反应Ⅲ的平衡常数_________[对于反应,,x为物质的量分数,即某气态物质的物质的量占所有气态物质物质的量总和的百分比]。
(3)在另一温度下按反应Ⅰ合成甲烷,如图关闭K,向A容器中充入1 mol CO和3 mol ,向B容器中充入1.5 mol CO和4.5 mol ,两容器均只发生反应Ⅰ。已知起始时容器A和B的体积均为a L,反应达到平衡时容器B的体积为0.9a L,维持其他条件不变,若打开K一段时间后重新达到平衡,容器B的体积为_________L(不考虑温度的变化,P为可自由滑动活塞,不考虑活塞的摩擦力)。
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武汉市部分重点中学2025—2026学年度上学期期中联考
高二化学
本试卷共8页,19题。满分100分。考试用时75分钟。
★祝考试顺利★
注意事项:
1.答题前,先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上,并将准考证号条形码贴在答题卡上的指定位置。
2.选择题的作答:每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.非选择题的作答:用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4.考试结束后,请将本试卷和答题卡一并上交。
可能用到的相对原子质量:C 12 H 1 O 16
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. 成语蕴含丰富的化学知识,下列成语涉及放热反应的是
A. 钻木取火 B. 冰消雪融 C. 沙里淘金 D. 刻舟求剑
【答案】A
【解析】
【详解】A.钻木取火涉及木材的燃烧反应,所有燃烧反应均为放热反应,且属于化学反应,A符合题意;
B.冰消雪融是水由固态变为液态的物理变化,不属于化学反应,不属于放热反应,B不符合题意;
C.沙里淘金是利用密度差异分离金与沙子的物理过程,无化学反应发生,C不符合题意;
D.刻舟求剑是物体形状、位置发生改变的物理变化,无化学反应发生,D不符合题意;
故选A。
2. 下列反应中,反应体系的焓增大且有电子转移的是
A. 氢氧化钡晶体与氯化铵固体反应 B. 过氧化氢的分解反应
C. 盐酸与氢氧化钠溶液反应 D. 木炭与二氧化碳反应
【答案】D
【解析】
【详解】A.氢氧化钡晶体与氯化铵固体反应为吸热反应,体系焓增大,但该反应属于复分解反应,无元素化合价升降,不存在电子转移,A错误;
B.过氧化氢的分解反应为放热反应,体系焓减小,虽属于氧化还原反应存在电子转移,但不满足焓增大的要求,B错误;
C.盐酸与氢氧化钠溶液的中和反应为放热反应,体系焓减小,且属于复分解反应无电子转移,两个条件均不满足,C错误;
D.木炭与二氧化碳高温下反应生成一氧化碳,反应为,该反应为吸热反应,体系焓增大,反应中C元素化合价发生变化(0价、+4价均变为+2价),存在电子转移,D正确;
故答案选D。
3. 1884年勒夏特列提出了平衡移动原理,下列现象或操作不适宜用该原理解释的是
A. 用排饱和食盐水来收集氯气
B. 人体血液的pH稳定在7.4±0.05范围内
C. 用高压氧舱治疗CO中毒
D. 实验室利用制时加入
【答案】D
【解析】
【详解】A.氯气与水存在可逆反应:,饱和食盐水中浓度较高,使平衡逆向移动,降低氯气溶解度,可用勒夏特列原理解释,A项不符合题意;
B.人体血液中存在等缓冲对的电离平衡,当pH变化时平衡发生移动,维持pH稳定,可用勒夏特列原理解释,B项不符合题意;
C.CO中毒时存在平衡,高压氧舱中氧气浓度较高,使平衡逆向移动,缓解CO中毒,可用勒夏特列原理解释,C项不符合题意;
D.是分解反应的催化剂,仅加快反应速率,不改变平衡状态,且该反应进行程度极大,不属于可逆平衡过程,不能用勒夏特列原理解释,D项符合题意;
答案选D。
4. 基本概念和理论是化学思维的基石。下列叙述错误的是
A. 活化分子具有的平均能量与反应物分子具有的平均能量之差,叫做反应的活化能
B. 焰色试验、中和滴定和中和反应反应热测定等是化学定量分析方法
C. 电离是电解质溶于水或受热熔化时形成自由移动离子的过程
D. 101 kPa时,1 mol纯物质完全燃烧生成指定产物所放出的热量叫做该物质的燃烧热
【答案】B
【解析】
【详解】A.活化能的定义即为活化分子的平均能量与反应物分子的平均能量之差,叙述符合活化能的概念,A正确;
B.焰色试验用于定性检验金属元素的存在,不属于定量分析方法,仅中和滴定、中和反应反应热测定属于定量分析方法,B错误;
C.电离的定义是电解质溶于水或受热熔化时解离形成自由移动离子的过程,叙述符合电离概念,C正确;
D.时,纯物质完全燃烧生成指定稳定产物所放出的热量即为该物质的燃烧热,叙述符合燃烧热的定义,D正确;
故选B。
5. 曲线X表示25 mL盐酸与过量锌片反应时,气体体积(已折算成标准状况下气体体积)随时间变化的关系。若要使反应过程按曲线Y进行,可采用的方法是
A. 滴入几滴溶液
B. 改用25 mL的盐酸
C. 加适量固体
D. 加入等体积等浓度的溶液
【答案】C
【解析】
【详解】A.滴入几滴溶液,置换出而形成原电池,反应速率加快,曲线斜率应大于X,不符合Y的变化,A错误;
B.改用25 mL 的盐酸,总物质的量变为原来的,最终生成的体积为X的,不符合Y最终气体体积与X相等的特点,B错误;
C.加适量固体,与结合生成弱电解质,减小,反应速率减慢;随反应进行逐步电离出,最终总物质的量不变,生成体积与X相同,符合Y的变化,C正确;
D.加入等体积等浓度的溶液,酸性条件下具有强氧化性,与反应不生成,不符合题意,D错误;
故选C。
6. 常温下,下列各组离子一定能大量共存的是
A. 由水电离产生的的溶液中:、、、
B. 的溶液:、、、
C. 使甲基橙显红色的溶液中:、、、
D. 无色透明的溶液中:、、、
【答案】B
【解析】
【详解】A.由水电离产生的的溶液为强酸性或强碱性,既能与反应生成水和二氧化碳,又能与反应生成碳酸根和水,无法大量存在,A错误;
B.常温下,<1,说明溶液呈强碱性,、、、之间不反应,也不与反应,可大量共存,B正确;
C.使甲基橙显红色的溶液呈酸性,会与结合生成弱电解质,不能大量共存,C错误;
D.为紫红色离子,不符合无色透明溶液的要求,且酸性环境下的能氧化氯离子,不能大量共存,D错误;
故选B。
7. 下列平衡移动方向和现象判断错误的是
A. ,升温,溶液由蓝绿色变为黄绿色
B. 加水稀释的氨水,电离程度变大,增大
C. ,滴加几滴硫酸溶液,溶液橙色加深
D. ,压缩容器体积,平衡正向移动,气体颜色比压缩前要浅
【答案】D
【解析】
【详解】A.该反应为吸热反应,升温平衡正向移动,浓度增大,溶液由蓝绿色变为黄绿色,A正确;
B.弱电解质越稀越电离,加水稀释时电离程度变大,但溶液体积增大的影响占主导,减小,根据可知增大,B正确;
C.滴加硫酸后增大,平衡逆向移动,浓度增大,溶液橙色加深,C正确;
D.压缩容器体积时体系压强增大,平衡正向移动,但压缩瞬间浓度大幅升高,平衡移动只能减弱浓度升高的趋势,最终浓度仍大于压缩前,气体颜色先变深,再变浅但比压缩前深,D错误;
故选D。
8. 下列实验操作能够达到目的的是
选项
实验操作
目的
A
测定某酸溶液的pH是否为2
判断该酸是否为强酸
B
证明酸性
将通入NaClO溶液,观察现象
C
在氨水中滴入酚酞溶液,加热煮沸,观察颜色变化
验证升温可促进电离
D
控制液滴悬而不落,用锥形瓶内壁把液滴沾下来
向锥形瓶中滴加半滴液体
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.若该酸为二元强酸(如),的该酸溶液小于2,若该酸为多元弱酸,的酸溶液中电离出的氢离子浓度也可能达到,=2,仅通过测定是否为2无法判断酸是否为强酸,A错误;
B.与溶液反应生成和,无明显实验现象,无法通过观察现象证明酸性强弱,B错误;
C.加热煮沸时,会从溶液中挥发逸出,溶液碱性减弱,颜色变浅主要是因为浓度降低,无法说明是升温促进电离导致的变化,C错误;
D.滴加半滴液体的标准操作即为控制滴定管尖嘴的液滴悬而不落,用锥形瓶内壁将液滴沾下,再用少量蒸馏水冲洗内壁,该操作可达到目的,D正确;
故选D。
9. 以废旧铅酸蓄电池中的含铅废料和为原料,通过不同过程a、b实现铅的再生利用。过程b涉及如下两个反应(参与其中):
①
②
以下说法错误的是
A. 过程b中,①反应速率比②慢
B. 检验所需试剂:KSCN溶液、新制氯水
C. 过程a的反应为:
D. 与过程a相比,过程b通过减小反应热来实现活化分子百分数的增大
【答案】D
【解析】
【详解】A.反应①的活化能大于反应②的活化能,活化能越大反应速率越慢,故①反应速率比②慢,A正确;
B.检验无干扰的时,先加溶液无明显现象,再加新制氯水,溶液变红即可证明存在,B正确;
C.将过程b的两个反应配平后相加,消去、,可得总反应为,与过程a的反应一致,C正确;
D.过程b中作催化剂,通过降低反应的活化能增大活化分子百分数,催化剂不改变反应热,反应热仅由反应物和生成物的总能量差决定,与反应路径无关,D错误;
故答案选D。
10. 下列化学实验目的与相应实验示意图不相符的是
实验目的
A.验证Fe与S反应放热
B.探究压强对化学平衡的影响
实验示意图
实验目的
C.测定醋酸的浓度
D.探究浓度对反应速率的影响
实验示意图
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.用红热玻璃棒引发Fe和S的反应后,若反应放热,混合物会持续红热,可验证反应放热,A正确;
B.反应前后气体分子总数相等,压强改变时平衡不移动,无法探究压强对化学平衡的影响,B错误;
C.用标准溶液滴定醋酸,滴定终点为碱性,选用酚酞作指示剂合理,NaOH是强碱标准液,可使用带聚四氟乙烯活塞的滴定管(避免NaOH腐蚀普通玻璃活塞)盛装,该装置可测定醋酸浓度,C正确;
D.两组实验只有的浓度不同,其余反应条件完全一致,通过观察出现浑浊的时间可以探究浓度对反应速率的影响,D正确;
故选B。
11. 在Ni作用下,可将转化为,转化历程如下(为固体)所示:
下列说法中错误的是
A. 该历程中最大能垒(活化能)为
B. Ni是该反应的催化剂,可增大活化分子百分数
C. Ni-H键的形成对氢原子的迁移是有利的
D. 转化过程中,存在中间体2的浓度大于另外两种中间体的浓度
【答案】B
【解析】
【详解】A.第一步能垒为,第二步能垒为,第三步能垒为,故该历程中最大能垒为,A正确;
B.该反应总反应为:,作为反应物被消耗,不符合催化剂反应前后质量不变的特征,不是催化剂,B错误;
C.键形成过程中体系能量降低,反应更易进行,对氢原子迁移有利,C正确;
D.中间体2的能量最低,稳定性最强,且其转化为中间体3的能垒最大,反应速率最慢,会发生积累,故其浓度大于另外两种中间体,D正确;
故选B。
12. 已知: 。一定条件下,向体积为1 L的恒容密闭容器中充入1 mol和3 mol,测得和的浓度随时间变化曲线如图所示。
下列说法正确的是
A. 第6 min时小于第3 min时
B. 分离移除能增大反应速率且利于平衡正向移动
C. 该条件下,反应的平衡常数为3
D. 反应达到平衡状态时,的转化率为25%
【答案】A
【解析】
【分析】反应 ,容器体积1 L,起始,,10min平衡时,,转化的:,平衡时,,据此分析。
【详解】A.反应正向进行,未达平衡时,,且随反应进行反应物浓度降低,正反应速率逐渐减小,生成物浓度升高,逆反应速率逐渐增大,平衡时,则第6 min时小于第3 min时,A正确;
B.分离移除,生成物浓度降低,正、逆反应速率减小,平衡正向移动,B错误;
C.平衡常数,C错误;
D.的平衡转化率为,D错误;
故答案为A。
13. 下列图示与对应的叙述相符的是
A. 由图甲可知: ; ,则
B. 由图乙可知:该反应的,且
C. 由图丙可知:时刻改变的条件可能为恒温恒容通入二氧化碳气体
D. 若图丁中的条件改变均为单一变化,则该容器的体积可以始终保持不变
【答案】C
【解析】
【详解】A.两个反应均为放热反应,均为负值,生成液态放出的热量更多,故更小,即,A不符合题意;
B.温度升高的体积分数增大,说明正反应吸热,;压强增大的体积分数减小,说明正反应为气体分子数增大的反应,混乱度增大,,B不符合题意;
C.该反应平衡常数,恒温下不变,平衡时为定值,时刻恒温恒容通入,瞬间增大,平衡逆向移动,最终回到原平衡数值,与图像相符,C符合题意;
D.该反应前后气体分子数相等,图像中速率变化可以通过体积不变减小反应物D的量实现,而图像中时刻突然减小,新平衡与原平衡速率相等,若在体积不变的情况下无法仅通过单一条件实现图示的速率变化,需在恒温恒压条件下通过减小E的量,容器体积减小,建立等效平衡实现,时刻减小,平衡不移动,可通过增大体积减小压强实现,故无法实现改变单一变化,容器的体积可以始终保持不变,D不符合题意;
故选C。
14. 海洋化学中,与海水反应的相关能量变化及某些组分百分率随pH变化如下图。另据资料显示:海洋中的珊瑚虫经反应形成石灰石外壳,进而形成珊瑚。下列叙述错误的是
A.
B. 海水中:
C. 与深海区域相比,浅海区域藻类光合作用强,更有利于珊瑚的形成
D. 4.4 g 溶于水生成时放出的热量小于1.94 kJ
【答案】A
【解析】
【分析】由图可知溶液中时pH=6.3,则,同理可以得到pH=10.3时,,据此分析解题。
【详解】A.根据能量变化图,该反应的反应物的总能量低于生成物的总能量,为吸热反应,,不是,A错误;
B.当时,,可得的,由电离常数表达式推导,可得,B正确;
C.藻类光合作用消耗,使珊瑚形成的可逆反应平衡正向移动,有利于生成,更利于珊瑚形成,C正确;
D.4.4 g 的物质的量为0.1 mol,溶于水时只有部分与水反应生成,故放出的热量小于,D正确;
故选A。
15. 侯德榜是我国近代著名化学家,发明了“联合制碱法”,也被称为“侯德榜制碱法”。某化学小组模拟实验过程。常温常压下,先将缓慢通入饱和食盐水中至饱和,再向所得溶液中缓慢通入(忽略气体的挥发),测得溶液中水电离的随通入气体(或)体积变化的曲线如图所示[已知:溶液显碱性]。
下列叙述正确的是
A. c点
B. 由a点到b点的过程中,溶液中减小
C. d点时水电离程度最大,溶液溶质为、NaCl
D. b至e点的总反应为
【答案】C
【解析】
【分析】结合题干和图像可知:从反应开始到b点随V(气体)增大而减小,水的电离被抑制,为通入的过程;从b点到e点为通入气体的过程,整个过程为侯氏制碱法的原理,根据电离平衡常数,结合盐的水解规律及反应原理分析解答。
【详解】A.由图可知,b点开始水的电离程度不断增大,d点水的电离程度达到最大值,说明在由b点到d点过程中与通入的反应产生,溶液一直呈碱性,c点处于b点与d点之间,则c点溶液呈碱性,大于7,A错误;
B.a点到b点是向饱和食盐水中通入至饱和的过程,根据电荷守恒:,可得:,通入氨气过程中,增大、减小,故该比值增大,B错误;
C.d点时水电离程度最大,饱和食盐水中的与通入的反应产生,所以此时溶液溶质为和,C正确;
D.b至e点的总反应是向溶有足量的饱和溶液中通入,析出晶体,总反应为,并非,D错误;
故选C。
二、非选择题:本题共4小题,共55分。
16. 2025年6月28日,全球首艘纯氨燃料动力示范船“氨晖号”成功首航,推动氨燃料在航运领域的绿色转型,对有关反应的反应原理进行研究有着重要意义。
回答下列问题:
(1)工业合成氨的原料气(、和少量、的混合气),进入合成塔前需经过铜氨液处理,其反应为:,。
①经由铜氨液吸收的目的是________________。
②铜氨液吸收适宜的生产条件是________________。
(2)合成氨反应的速率方程为:。
实验
1
m
n
p
v
2
4m
n
p
4v
3
m
n
0.1p
10v
4
m
4n
p
8v
①根据表格数据可知:__________、__________。
②结合速率与平衡知识分析,合成氨时需要不断分离出氨的原因为__________。
(3)在一定条件下,向2 L恒温恒容密闭容器中充入1 mol 和1 mol ,发生合成氨的反应,容器内压强随时间的变化如图所示,测得。
①以下叙述不能说明该条件下反应达到平衡状态的是__________(填标号)。
A.的体积分数不再改变
B.混合气体的密度保持不变
C.1 mol 键断裂的同时,有6 mol 键断裂
D.
②0~10 min这段时间内,的平均反应速率为__________。
③达到平衡时,的转化率为__________。
【答案】(1) ①. 防止催化剂中毒或催化剂活性降低 ②. 低温高压
(2) ①. 1.5 ②. -1 ③. 有利于平衡正向移动,提高转化率及产率;,分离氨可以加快反应速率
(3) ①. ABD ②. 0.03 ③. 20%
【解析】
【小问1详解】
①原料气中的会使合成氨所用催化剂中毒,降低其催化活性,因此进入合成塔前需用铜氨液吸收,防止催化剂中毒或催化剂活性降低。
②铜氨液吸收的反应为放热反应,降低温度使平衡向吸收的方向移动;该反应吸收气体,加大压强也有利于平衡正向移动,提高的吸收程度,因此适宜的生产条件是低温高压;
【小问2详解】
①比较实验1和4,、的浓度不变,的浓度变为原来的4倍,反应速率变为原来的8倍,故,解得。比较实验1和3,、的浓度不变,的浓度变为原来的0.1倍,反应速率变为原来的10倍,故,解得。
②合成氨反应为。不断分离出氨,使生成物浓度降低,有利于平衡正向移动,提高原料转化率及氨的产率;由可知,在其他条件相同时,题给反应速率与浓度成反比,因此分离氨还可以加快反应速率;
【小问3详解】
①A.设反应过程中某时刻消耗的物质的量为,则该时刻的物质的量为,气体总物质的量为。气体的体积分数等于其物质的量分数,故的体积分数为,在反应过程中始终保持不变,不能说明反应达到平衡,A符合题意;
B.反应在恒容密闭容器中进行,反应物和生成物均为气体,混合气体的总质量和容器体积始终不变,因此混合气体密度始终不变,不能说明反应达到平衡,B符合题意;
C.每断裂1 mol 键,正向反应消耗1 mol ,同时生成2 mol ;每断裂6 mol 键,逆向反应消耗2 mol 。题给条件表明相同时间内正向生成和逆向消耗的物质的量相等,即正、逆反应速率相等,能够说明反应达到平衡,C不符合题意;
D.设达到平衡时消耗的物质的量为,各物质的物质的量变化如下:,恒温恒容时,气体压强与气体总物质的量成正比。压强曲线表明10 min时反应已经达到平衡,且,因此,解得。平衡时、、的物质的量依次为0.80 mol、0.40 mol、0.40 mol。则平衡时,。反应的平衡常数。选项中的浓度关系仅表示反应商,不满足,不能说明反应达到平衡,D符合题意;
故选ABD。
②0~10 min内的平均反应速率为。
③达到平衡时消耗的物质的量为0.20 mol,初始的物质的量为1 mol,因此的转化率为。
17. 水是化学反应的良好介质,探索水溶液中的酸碱平衡具有重要意义。
(1)天然水中可以分离出重水()。溶液中存在电离平衡:,和的关系如图所示,已知:、。
①图中__________(填“>”“<”或“=”)。
②温度下重水的离子积常数为__________。
③图中A、B、C三点在温度下溶液呈中性的点是__________。
④温度下,当由重水电离出的为时,溶液的pD等于__________。
(2)利用弛豫法可研究快速反应的速率常数(k,只与温度有关)。其原理是通过微扰(如瞬时升温)使化学平衡发生偏离,观测体系微扰后从不平衡态趋向新平衡态所需的弛豫时间(),从而获得k的信息。对于,若将纯水瞬时升温到25℃,测得。已知:25℃时,,,,(为的平衡浓度)。
①25℃时,的平衡常数__________(保留2位有效数字)。
②下列能正确表示瞬时升温后反应建立新平衡的过程示意图为__________。
③用含有、的代数式表示的平衡常数__________,25℃时,计算得为__________。
【答案】(1) ①. > ②. ③. B ④. 4.8、10
(2) ①. ②. D ③. ④.
【解析】
【小问1详解】
①水的电离平衡为吸热过程,温度升高,电离程度增大,,均增大,离子积越大,由图可知,T1时离子浓度更高,更大,所以>。
②温度下,重水的电离曲线上任意点的横纵坐标分别对应和,取曲线上的点计算:,,因此离子积。
③溶液呈中性的判定依据是,温度下B点的横纵坐标数值相等,满足,因此B点为中性点。
④温度下重水的离子积。当由重水电离出的时,说明水的电离被抑制,溶液可能为酸性也可能为碱性:
若溶液为酸性:溶液中全部来自重水电离,因此溶液总,则,;
若溶液为碱性:溶液中全部来自重水电离,因此溶液总,。
【小问2详解】
①25℃时水的电离平衡常数表达式为,已知25℃时,,代入得。
②瞬时升温后,正逆反应速率均会瞬间增大,且水的电离为吸热过程,升温后平衡正向移动,但水的浓度是恒定的,正反应速率不变,所以建立新平衡的过程示意图为D。
③平衡时正逆反应速率相等:,即,整理得平衡常数。
③驰豫时间公式为,其中,,代入得:,在平衡时,,可推出,代入已知值:,即,将k1代入驰豫时间公式为:,整理可得,,计算括号内:,,由于,可忽略不计,所以,得出。
18. 食醋是烹饪美食的调味品,有效成分主要为醋酸(用HAc表示)。HAc的应用与其电离平衡密切相关。25℃时,HAc的。
(1)现需240 mL 的HAc溶液,配制时需 HAc溶液的体积为__________mL。
(2)用 NaOH标准溶液滴定HAc溶液,操作步骤如下:
A.装入待装液至“0”刻度以上2~3 mL
B.用待装液润洗滴定管2~3次
C.把锥形瓶放在滴定管的下方,用标准溶液滴定至终点并记下滴定管液面的刻度
D.移取20.00 mL待测HAc溶液注入到洁净的锥形瓶中,并加入2~3滴酚酞溶液
E.排除气泡,调节液面至“0”刻度或“0”刻度以下,记录起始读数
F.检查滴定管是否漏水并用蒸馏水洗涤
G.重复实验两次,并记录相关数据。
滴定次数
待测溶液的体积/mL
标准溶液的体积
滴定前刻度/mL
滴定后刻度/mL
1
20.00
0.02
22.01
2
20.00
0.70
22.71
3
20.00
0.50
25.23
①正确的操作顺序:F→B→__________(填标号)。
②该HAc溶液的浓度为__________(保留4位有效数字)。
③滴定终点的现象是______________________________。
④下列操作中,可能使所测醋酸的浓度偏高的是__________(填标号)。
A.滴定前碱式滴定管尖嘴部分有气泡,滴定后气泡消失
B.滴定前盛放HAc溶液的锥形瓶用蒸馏水洗净后没有干燥
C.改用甲基橙作指示剂
D.移取HAc溶液时,开始时仰视读数,结束时俯视读数
(3)查阅资料获悉:一定条件下,按配制的溶液中,的值等于HAc的。如果只有浓度均约为的HAc和NaOH溶液,如何准确测定HAc的。设计方案并进行实验。请完成下表中Ⅱ的内容。
Ⅰ
移取20.00 mL HAc溶液,用NaOH溶液滴定至终点,消耗NaOH溶液
Ⅱ
另外移取20.00 mL HAc溶液,__________,测得溶液的pH为4.76
【答案】(1)5.0 (2) ①. A→E→D→C→G ②. 0.1100 ③. 当滴入最后半滴氢氧化钠溶液时,锥形瓶内溶液由无色变为浅红色,且半分钟内溶液不变色 ④. AD
(3)加入上述氢氧化钠溶液
【解析】
【小问1详解】
需配制240 mL溶液,应选用250 mL容量瓶,故按250 mL计算所需浓溶液的体积。稀释前后HAc的物质的量不变,设所需浓溶液的体积为,则,解得,故填5.0;
【小问2详解】
①先检查滴定管是否漏水,并用蒸馏水洗涤,再用待装液润洗,避免残留水稀释待装液;随后装入待装液,排除气泡,调节液面并记录起始读数;移取待测HAc溶液至锥形瓶中,加入酚酞溶液,再用NaOH标准溶液滴定至终点并记录读数,最后重复实验。因此,F→B之后的操作顺序为A→E→D→C→G。
②三次滴定消耗NaOH标准溶液的体积依次为、、。第三次数据与前两次相差较大,应舍去,取前两次的平均值,得到NaOH标准溶液的平均用量。滴定反应为,HAc与NaOH按物质的量之比1∶1反应,故。
③HAc恰好被NaOH中和时,生成的发生水解:,溶液显碱性,可用酚酞作指示剂。滴定终点的现象为:滴入最后半滴氢氧化钠溶液时,锥形瓶内溶液由无色变为浅红色,且半分钟内不恢复无色。
④根据,在标准溶液浓度和用于计算的待测液体积一定时,记录的NaOH溶液用量偏大,会使测得的HAc浓度偏高。
A.滴定前尖嘴部分有气泡,滴定后气泡消失,部分NaOH溶液用于填充尖嘴中的空间,记录的NaOH溶液体积大于实际进入锥形瓶的体积,导致测得的HAc浓度偏高,A正确;
B.锥形瓶中残留蒸馏水只会稀释待测液,不改变所移入HAc的物质的量,滴定至终点消耗NaOH溶液的体积不变,测定结果不受影响,B错误;
C.HAc恰好被NaOH中和时,生成的醋酸钠因水解使溶液显碱性,而甲基橙的变色范围为pH 3.1~4.4,改用甲基橙会使滴定提前到达所判断的终点,消耗NaOH溶液的体积偏小,测得的HAc浓度偏低,C错误;
D.滴定管的刻度自上而下增大,开始时仰视使初读数偏大,结束时俯视使末读数偏小,两次读数之差小于实际放出体积。因此,按读数移取20.00 mL HAc溶液时,实际移入的HAc溶液体积偏大,消耗NaOH溶液的体积随之偏大,而计算时仍以20.00 mL为待测液体积,导致测得的HAc浓度偏高,D正确;
故选AD;
【小问3详解】
HAc与NaOH发生中和反应:。设20.00 mL原HAc溶液中含HAc ,步骤Ⅰ消耗 NaOH溶液,说明该体积的NaOH溶液中含NaOH 。另取相同体积的原HAc溶液,若要使生成的NaAc与剩余HAc的物质的量相等,应使其中一半的HAc被中和,即加入含 NaOH的溶液。因此应加入上述氢氧化钠溶液,此时生成的NaAc与剩余HAc的物质的量均为,满足。HAc的电离平衡为,其电离平衡常数为。按题给条件,所配溶液中的数值等于;测得pH为4.76,即,故。
19. 随着我国碳达峰、碳中和目标的确定,一氧化碳、二氧化碳及甲烷等气体资源化利用备受关注。
(1)在一定条件下、与可发生如下反应:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:
则__________;__________(用、表示)。
(2)在密闭容器中起始时按投料,分别在压强为1 MPa和5 MPa的恒压下进行反应(均只发生反应Ⅱ和反应Ⅲ)。恒压条件下反应温度对平衡体积分数(含碳元素)[X为CO或,]的影响如图所示。
①在5 MPa时,表示和CO的平衡体积分数随温度变化关系的曲线依次是_________(填“a”、“b”、“c”或“d”,下同)和_________。
②在T℃,反应在M点达到化学平衡,平衡时的物质的量分数_________,反应Ⅲ的平衡常数_________[对于反应,,x为物质的量分数,即某气态物质的物质的量占所有气态物质物质的量总和的百分比]。
(3)在另一温度下按反应Ⅰ合成甲烷,如图关闭K,向A容器中充入1 mol CO和3 mol ,向B容器中充入1.5 mol CO和4.5 mol ,两容器均只发生反应Ⅰ。已知起始时容器A和B的体积均为a L,反应达到平衡时容器B的体积为0.9a L,维持其他条件不变,若打开K一段时间后重新达到平衡,容器B的体积为_________L(不考虑温度的变化,P为可自由滑动活塞,不考虑活塞的摩擦力)。
【答案】(1) ①. -165.2 ②.
(2) ①. a ②. d ③. 37.5% ④. 2.4
(3)0.5a
【解析】
【分析】反应Ⅰ与反应Ⅲ相加即得反应Ⅱ,故可由盖斯定律由两反应的热效应求出反应Ⅱ的焓变,并由平衡常数相乘关系得到反应Ⅲ的平衡常数。反应Ⅱ放热且正反应气体分子数减小,反应Ⅲ吸热且气体分子数不变:升温时CH4减少、CO增多,加压时CH4增多、CO减少,据此可确定四条曲线所代表的物质与压强。M点给出5 MPa下CH4的体积分数,由其定义可算出平衡组成与以物质的量分数表示的平衡常数;打开K后体系仍为同温同压,平衡时各物质的物质的量分数与B中相同。
【小问1详解】
将反应Ⅰ与反应Ⅲ相加即得反应Ⅱ:。
反应Ⅱ由反应Ⅰ、Ⅲ相加得到,平衡常数相乘,即反应Ⅲ的平衡常数等于反应Ⅱ与反应Ⅰ的平衡常数之比:。
【小问2详解】
①反应Ⅱ放热且正反应气体分子数减小,升高温度平衡逆向移动、增大压强平衡正向移动,故5 MPa时CH4的体积分数较大,曲线a表示5 MPa下CH4的变化、曲线b表示1 MPa下CH4的变化;反应Ⅲ吸热,升温时CO增多,而加压时反应Ⅱ正向移动消耗CO2和H2、反应Ⅲ逆向移动,CO减少,故5 MPa时CO的体积分数较小,曲线d表示5 MPa下CO的变化、曲线c表示1 MPa下CO的变化。
②起始时CO2为1 mol、H2为3 mol,含碳气体共1 mol。M点在5 MPa的曲线上,此时CH4的体积分数为40%,即生成CH4 0.40 mol;反应Ⅱ每生成1 mol CH4气体总物质的量减少2 mol,反应Ⅲ气体总物质的量不变,故平衡时气体共4 mol−2×0.40 mol=3.20 mol。H2O为3.20 mol×37.5%=1.20 mol,其中反应Ⅱ生成0.80 mol,其余0.40 mol由反应Ⅲ生成,故CO也为0.40 mol。平衡时CO2、H2、CH4、H2O依次为0.20 mol、1.00 mol、0.40 mol、1.20 mol,物质的量分数依次为0.0625、0.3125、0.125、0.375,故。
【小问3详解】
打开K后两容器连通,A、B总投料为2.5 mol CO和7.5 mol H2,共10 mol,与B中原投料比相同,同温、同压下平衡时各物质的物质的量分数相同;B中6 mol气体平衡时为5.4 mol,故10 mol气体平衡时为10 mol×0.9=9 mol。由碳守恒,CO与CH4共2.5 mol,且二者物质的量之比为4∶1,故CH4为0.5 mol、CO为2.0 mol。恒压、同温下体积与气体总物质的量成正比,B中6 mol气体对应a L,故平衡后总气体体积为1.5a L,容器A恒容为a L,设平衡时容器B的体积为V,则a L+V=1.5a L,解得V=0.5a L。
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