精品解析:陕西咸阳市乾县晨光中学2026-2027学年上学期高二10月巩固练习 化学试卷
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内容正文:
2026-2027学年度上期高二年级10月巩固练习
化学试卷
考试时间:75分钟 总分:100分
可能用到的相对原子质量:H-1 Li-7 C-12 S-32
第Ⅰ卷 选择题(共45分)
一、选择题(每小题只有一个选项符合题意,每题3分,共45分)
1. 工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破,下列说法错误的是
A. 我国合成氨厂基于生产投资考虑一般采用的压强为10MPa~30MPa
B. 为防止混有的杂质使催化剂“中毒”,原料气必须经过净化再使用
C. 将气态氨变成液态氨后及时从平衡混合物中分离有利于提高反应物转化率
D. 根据平衡移动原理,合成氨应该采用高温以提高平衡转化率
【答案】D
【解析】
【详解】A.合成氨是气体分子数减小的反应,增大压强有利于平衡正向移动,但压强过高会大幅提升设备和生产投资成本,因此我国合成氨厂一般采用的压强,A正确;
B.原料气中混有的杂质会导致催化剂活性降低甚至失活,即催化剂“中毒”,因此原料气必须净化后再通入反应体系,B正确;
C.及时分离出液态氨,降低生成物浓度,平衡正向移动,可提高反应物的平衡转化率,C正确;
D.合成氨反应为放热反应,根据平衡移动原理,升高温度平衡逆向移动,会降低反应物的平衡转化率,工业采用高温是为了提高反应速率、保证催化剂活性,并非基于平衡移动原理提高转化率,D错误;
故选D。
2. 设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 44g C3H8中含共价键的数目为10
B. pH=2的CH3COOH溶液中含H+的数目为0.01
C. 1.0L 0.5mol·L-1的H2C2O4溶液中,微粒数目为1.5
D. 2mol N2和3mol H2充分反应,转移电子的数目为6
【答案】A
【解析】
【详解】A.44 g 的物质的量为,1个分子含2个键和8个键,共10个共价键,故1 mol 中含共价键的数目为,A正确;
B.仅给出溶液的,可知浓度为,但未给出溶液体积,无法计算的数目,B错误;
C.是二元弱酸,在溶液中分步电离,且溶液中的微粒还包括水分子、、等,无法确定微粒总数目为,C错误;
D.和合成氨的反应为可逆反应,反应物不能完全转化,故充分反应后转移电子的数目小于,D错误;
故选A。
3. 常温下,下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是
A. 使甲基橙变红的溶液中:[Al(OH)4]-、Br-、K+、Na+
B. 的溶液中:K+、、I-、
C. 无色溶液中:K+、Na+、、
D. 水电离出来的c(H+)=1×10-13mol·L-1的溶液中:Na+、Ba2+、Cl-、Br-
【答案】D
【解析】
【详解】A.使甲基橙变红的溶液为酸性溶液,含有大量,会与发生反应,不能大量共存,A错误;
B.的溶液中,溶液呈强碱性,会与反应生成弱电解质,不能大量共存,B错误;
C.为紫红色离子,不符合无色溶液的要求,C错误;
D.水电离出的的溶液,水的电离被抑制,溶液可能呈酸性或碱性,、、、在酸性或碱性条件下均不发生反应,可大量共存,D正确;
故选D。
4. 下列依据热化学方程式得出的结论正确的是
A. 已知2C(s)+2O2(g)=2CO2(g) ΔH=akJ·mol-1,2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH=bkJ·mol-1,则a>b
B. 已知NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3kJ·mol-1,则含1mol NaOH的稀溶液与足量稀醋酸完全中和,放出的热量大于57.3kJ
C. 已知4Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s) ΔH1,4Al(s)+3O2(g)=2Al2O3(s) ΔH2,则ΔH1>ΔH2
D. 已知N2H4(l)+3O2(g)=2NO2(g)+2H2O(l) ΔH=-624.0kJ·mol-1,则N2H4的燃烧热是624.0kJ·mol-1
【答案】C
【解析】
【详解】A.碳完全燃烧生成放出的热量比不完全燃烧生成多,放热反应的为负值,放出热量越多越小,故,A错误;
B.醋酸是弱电解质,电离过程需要吸收热量,故含1mol 的稀溶液与足量稀醋酸完全中和,放出的热量小于57.3kJ,B错误;
C.将两个热化学方程式相减可得铝热反应:,其,铝热反应为放热反应,故,即,C正确;
D.燃烧热的定义是1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物时放出的热量,元素的稳定氧化物为,该反应生成,故该反应的不是的燃烧热,D错误;
故选C。
5. 常温下,将pH均为3,体积均为V0的HA溶液和HB溶液,分别加水稀释至体积V,pH随的变化如图所示,下列说法中正确的是
A. 酸性HA<HB
B. 水的电离程度:b=c>a
C. 溶液中离子总物质的量:b>c>a
D. 分别向a、c溶液中加入足量锌,HA溶液产生氢气多
【答案】B
【解析】
【详解】A.相同pH的和稀释相同倍数时,的变化更大,说明酸性强于,A错误;
B.酸溶液中浓度越大,对水的电离抑制作用越强,水的电离程度越小,由图可知:,故浓度:,水的电离程度,B正确;
C.溶液中总离子物质的量约等于(忽略),、体积相同,点更小,更大,故总离子物质的量,为弱酸,稀释促进电离,点体积远大于点,点大于点,故总离子物质的量,C错误;
D.均为3时,酸性更弱,故的初始浓度大于,初始体积相同,的物质的量更大,加入足量锌时产生氢气更多,D错误;
故选B。
6. 下列图示与对应的叙述正确的是
A. 图①表示温度一定时反应的平衡浓度随压强的变化
B. 图②所示满足反应:
C. 图③为铁与盐酸反应的反应速率随反应时间变化的曲线,t1时刻溶液的温度最高
D. 若图④表示不同温度下水溶液中与的关系,则T>25℃且a点和d点溶液都呈中性
【答案】B
【解析】
【详解】A.温度一定时,反应的平衡常数,温度不变则不变,平衡时浓度不随压强变化,与图①不符,A错误;
B.根据“先拐先平数值大”规律,正反应为放热反应,压强相同时,温度越高越低;温度相同时,压强越大越高,符合气体系数减小的反应增大压强平衡正向移动的规律,与图②相符,B正确;
C.铁与盐酸反应为放热反应,时刻反应速率最大,但反应仍在进行,仍持续放热,温度未达到最高,C错误;
D.水的电离吸热,时,故;中性溶液满足,d点,溶液呈碱性,D错误;
故答案选B。
7. 下列关于化学反应原理的说法正确的是
A. 升温和加压均可增大活化分子百分数
B. Cl2(aq)+H2O(l)HClO(aq)+H+(aq)+Cl-(aq),加水稀释,增大
C. N2O4(g)2NO2(g) ΔH>0,压缩容器容积,平衡向逆反应方向移动,气体颜色变浅
D. 自发反应一定能发生,非自发反应一定不能发生
【答案】B
【解析】
【详解】A.升温可提高分子平均能量,增大活化分子百分数;加压仅增大单位体积内活化分子数目,活化分子百分数不变,A错误;
B.该氯水的平衡体系加水稀释时,平衡正向移动,生成更多Cl⁻;同时HClO是弱电解质,稀释会促进其电离,进一步消耗HClO、生成Cl⁻,因此的比值增大,B正确;
C.压缩容器容积,瞬间浓度增大颜色加深,虽平衡逆向移动,但只能减弱浓度增大的趋势,最终浓度仍大于原平衡,气体颜色比原来深,C错误;
D.自发反应指一定条件下无需外界做功就有自发进行的趋势,不一定实际发生(需考虑反应速率);非自发反应在外界做功条件下也可发生,D错误;
故选B。
8. 下列操作规范且能达到实验目的的是
A.测定锌和稀硫酸反应的速率
B.探究压强对平衡移动的影响
C.探究浓度对反应速率的影响
D.中和反应反应热的测定
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.可通过秒表记录反应时间,注射器测定单位时间内生成氢气的体积,从而计算锌和稀硫酸的反应速率,装置合理,A正确;
B.反应前后气体分子总数相等,压强改变平衡不发生移动,无法探究压强对平衡移动的影响,B错误;
C.探究浓度对反应速率的影响需控制单一变量,该实验加入硫酸的体积不同,混合后和的浓度均不相同,存在两个变量,无法达到实验目的,C错误;
D.铜是热的良导体,铜质搅拌器会导致热量大量散失,中和热测定应使用环形玻璃搅拌棒减小误差,D错误;
故选A。
9. 一种可用于心脏起搏器的扣式电池部分截面结构如图所示(-有机溶剂作电解质溶液,难溶于该溶剂)。下列说法错误的是
A. 往电极材料中添加石墨,可增强其导电性
B. 正极反应式为
C. 放电时,从负极向正极移动
D. 每消耗负极材料,理论上外电路中通过了
【答案】B
【解析】
【分析】该扣式电池中,活泼金属作负极,作正极,以此解答。
【详解】A.石墨具有良好的导电性,添加到电极材料中可增强电极的导电性,A正确;
B.题干明确难溶于有机溶剂,无法电离出自由移动的,正极反应物是固体,正极反应应为,B错误;
C.原电池放电时,阳离子向正极移动,因此从负极向正极移动,C正确;
D.负极反应为,2.1g 的物质的量为,理论上外电路中通过,D正确;
故选B。
10. 一定温度下,H2S与CO2发生反应:H2S(g)+CO2(g)COS(g)+H2O(g) ΔH。在2L恒容密闭容器中充入一定量的H2S和CO2发生上述反应,实验测得数据如下(已知T2>T1):
实验
温度/℃
起始时
平衡时
n(CO2)/mol
n(H2S)/mol
n(COS)/mol
n(H2O)/mol
n(COS)/mol
1
T1
0.200
0.200
0
0
0.0200
2
T2
0.200
0.200
0
0
0.0400
3
T3
0.400
0.400
0
0
n3
下列判断错误的是
A. ΔH>0
B. T2时,该反应的平衡常数为
C. T1时,达到平衡时所用时间为5min,则v(CO2)=0.004mol·L-1·min-1
D. 实验3与实验2中H2S的平衡转化率相同
【答案】C
【解析】
【详解】A.实验1、2起始投料量相同,,下平衡时的物质的量更大,说明升高温度平衡正向移动,正反应为吸热反应,,A正确;
B.时,平衡时,,平衡常数,B正确;
C.时,平衡时消耗的物质的量为0.0200mol,,不是,C错误;
D.该反应前后气体总计量数相等,压强改变平衡不移动,实验3投料为实验2的2倍,温度相同时平衡转化率相同,D正确;
故选C。
11. 某反应由几个基元反应构成,TS1、TS2、TS3为过渡态,T、M为中间体,其能量变化如图所示。下列叙述正确的是
A. 总反应由3个基元反应构成且都是放热反应
B. 整个反应历程中活化能最大的步骤是①
C. 体系中的浓度高于的浓度
D. 加入催化剂能改变该反应的焓变
【答案】C
【解析】
【详解】A.3个基元反应中,的反应物总能量低于生成物总能量,为吸热反应,并非都是放热反应,A错误;
B.活化能为基元反应中反应物到对应过渡态的能量差,由图可知步骤②的活化能最大,B错误;
C.能量低于,稳定性更强,且转化为的活化能大、反应速率慢,消耗速率快,因此体系中的浓度高于的浓度,C正确;
D.催化剂只改变反应的活化能,不改变反应的始态和终态,因此不能改变反应的焓变,D错误;
故答案选C。
12. 在25℃下,下列有关溶液说法错误的是
A. 向0.1mol/L氨水中通入一定量的NH3,水电离的c(H+)减小
B. pH相同的①Ba(OH)2、②NaOH、③氨水溶液:浓度大小顺序为③>②>①
C. pH=10的NaOH溶液与pH=12的NaOH溶液等体积混合,溶液pH=10+lg2(忽略溶液混合时体积的变化)
D. pH=3的CH3COOH溶液与pH=11的NaOH溶液等体积混合后,溶液呈酸性
【答案】C
【解析】
【详解】A.向氨水中通入,浓度增大,电离出的增大,对水的电离抑制作用增强,水电离的减小,A正确;
B.pH相同的碱溶液,弱电解质电离程度小,所需浓度大于强碱,二元强碱的浓度是溶质浓度的2倍,故浓度顺序为氨水>>,即③>②>①,B正确;
C.混合碱溶液需先计算浓度:pH=10的溶液,pH=12的溶液,等体积混合后,计算得,不等于,C错误;
D.是弱酸,pH=3的浓度远大于,与pH=11的等体积混合后醋酸过量,溶液呈酸性,D正确;
故选C。
13. 常温下,用0.1000mol·L-1 NaOH标准溶液滴定20.00mL 0.1000mol/L的HCl溶液的滴定曲线如图所示。下列说法错误的是
A. 该实验可以选择甲基橙或酚酞为指示剂
B. c点:c(Na+)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+)
C. 滴定过程读数时,滴定前仰视,滴定后俯视,滴定结果会偏小
D. 若NaOH溶液吸收了少量CO2,指示剂选择酚酞不影响滴定结果
【答案】D
【解析】
【详解】A.强酸强碱滴定的pH突变范围为4~9,甲基橙(变色范围3.1~4.4)和酚酞(变色范围8.2~10)均处于突变范围内,可作为该实验的指示剂,A正确;
B.c点加入30 mL NaOH溶液,反应后溶质为0.002 mol NaCl和0.001 mol过量的NaOH,离子浓度大小顺序为,B正确;
C.滴定前仰视读数偏大,滴定后俯视读数偏小,计算得到的消耗NaOH溶液的体积偏小,根据,可知滴定结果偏小,C正确;
D.NaOH吸收少量后部分转化为,选择酚酞作指示剂时,滴定终点为碱性,仅反应生成,此时1 mol 仅消耗1 mol HCl,相同体积的NaOH溶液中和HCl的能力下降,滴定等量HCl需要消耗更多NaOH溶液,导致滴定结果偏大,会影响滴定结果,D错误;
故选D。
14. 向一恒容密闭容器中加入物质M,发生基元反应:M(g)=N(g),N(g)=Q(g),温度为T1、T2时,各组分的物质的量浓度c与时间t的关系如图1、图2所示。温度为T1时,M的浓度随时间的变化关系为lnc=lnc0-kt,k为反应M(g)=N(g)的速率常数,c0为M的初始浓度。下列说法正确的是
A. T1>T2
B. 温度为T1时,M反应一半需要的时间为
C. 任意时刻下满足v(M)=v(N)+v(Q)
D. 加入合适的催化剂,可使N的浓度最大值更大
【答案】C
【解析】
【详解】A.温度越高反应速率越快,温度下浓度下降更快,说明,A错误;
B.当反应一半时,代入得,解得,B错误;
C.根据物料守恒,任意时刻,对时间求导得,即,C正确;
D.催化剂只能改变反应速率,不改变反应的限度,无法使的浓度最大值增大,D错误;
故选C。
15. CO、CH4、CH3CHO(g)的燃烧热分别为a、b、c(kJ/mol)(a、b、c>0)。等物质的量的CO与CH4在一定温度,1.0×104kPa下发生反应CO(g)+CH4(g)CH3CHO(g),为正、逆反应速率常数,反应速率,p为气体分压,分压=总压×物质的量分数,用平衡分压代替平衡浓度得到Kp=9.0×10−5(kPa)-1.下列说法正确的是
A. 当CO的转化率为20%时,=8:5
B. 保持不变说明反应已达到化学平衡状态
C. 乙醛的分解反应CH3CHO(g)CO(g)+CH4(g)的ΔH=-(a+b-c)kJ/mol
D. 升高温度,若平衡逆向移动,减小,增大
【答案】A
【解析】
【详解】A.设起始时 CO、CH4 的物质的量均为 1 mol,CO 转化率为 20% 时二者各消耗 0.2 mol,剩余各 0.8 mol,同时生成 CH3CHO 0.2 mol,气体总物质的量为 1.8 mol。平衡时正、逆反应速率相等,故平衡常数为正、逆反应速率常数之比,将此时各物质的分压代入速率方程,正、逆反应速率之比为 ,A正确。
B.CO 与 CH4 起始时等物质的量,反应中又按 1:1 消耗,故任意时刻二者物质的量之比恒为 1,该比值保持不变不能说明反应已达平衡,B错误。
C.乙醛的分解反应是 CO 与 CH4 合成乙醛的逆过程。由三种物质的燃烧热可得:,,;将第三式减去第一式和第二式,即得乙醛的分解反应,,而选项写成该值的相反数,C错误。
D.升高温度,正、逆反应速率常数均增大,只是逆反应速率常数增大的幅度更大,平衡才可能逆向移动,不可能出现一个减小、一个增大的情况,D错误。
故答案为A。
第Ⅱ卷 非选择题(共55分)
二、非选择题(包含4个大题,共55分)
16. 化学中,酸的电离平衡常数(Ka)是评估酸性强弱的重要依据。已知几种常见弱酸的电离平衡常数如表所示:
弱酸
H2CO3
H2S
HClO
CH3COOH
Ka(25℃)
Ka1=4.5×10-7
Ka2=4.7×10-11
Ka1=1.1×10-7
Ka2=1.3×10-13
4.0×10-8
1.75×10-5
请回答下列问题:
(1)由以上数据可知,H2CO3、H2S、HClO、CH3COOH四种酸的酸性由强到弱的顺序为______,若将少量CO2气体通入NaClO溶液,发生反应的离子方程式为__________________。
(2)下图曲线中,可以描述CH3COOH(Ⅰ)和HClO(Ⅱ)在水中的电离度与浓度关系的是______。
A. B.
C. D.
(3)25℃时,现有两种溶液:①0.1mol/L CH3COOH溶液、②pH=1 CH3COOH溶液。相同条件下,CH3COOH的电离程度为①______②,水的电离程度为①______②,溶液中离子的总浓度为①______②(填“>”、“<”或“=”)。
(4)25℃时,向0.1mol/L的盐酸中通入H2S,使溶液中c(H2S)=0.1mol/L,则溶液中c(S2-)为______mol/L。
【答案】(1) ①. CH3COOH>H2CO3>H2S>HClO ②. CO2+H2O+ClO-=HClO+ (2)A
(3) ①. > ②. > ③. <
(4)1.43×10-19
【解析】
【小问1详解】
相同温度下,弱酸的电离平衡常数(第一步电离常数或 )越大,酸性越强。根据表格数据可知,,故酸性由强到弱的顺序为 。根据强酸制弱酸原理,由于 ,将少量通入溶液中,反应生成和,离子方程式为。
【小问2详解】
弱电解质的浓度越大,其电离度越小,因此两条曲线均应随浓度的增大而呈下降趋势;在相同浓度下,电离平衡常数越大的弱酸,其电离度越大。因为 ,所以(曲线Ⅰ)的电离度始终大于(曲线Ⅱ),即曲线Ⅰ应在曲线Ⅱ的上方,故选A。
【小问3详解】
0.1 mol/L 溶液(①)中 mol/L,而pH = 1的溶液(②)中 mol/L,说明溶液②的浓度远大于溶液①。
电离程度:弱电解质溶液浓度越小,电离程度越大,故①>②。
水的电离程度:酸电离出的会抑制水的电离,越大抑制程度越大。溶液①的小于溶液②,对水电离的抑制作用较弱,故水的电离程度①>②。
离子总浓度:溶液②中 mol/L,而溶液①中 mol/L,溶液②中离子浓度显著更大,故离子总浓度①<②。
【小问4详解】
在水溶液中存在两步电离,其总电离方程式为,总电离平衡常数 。在 0.1 mol/L 的盐酸中,主要由盐酸提供,即 mol/L。已知 mol/L,代入平衡常数表达式得,解得 mol/L。
17. 某研究小组设计了如下实验测定某药用硫黄中硫的含量,其中硫转化的总反应为。
主要实验步骤如下:
Ⅰ.如图所示,准确称取m g细粉状药用硫黄于①中,并准确加入V1 mL KOH乙醇溶液(过量),加入适量蒸馏水,搅拌,加热回流。待样品完全溶解后,蒸馏除去乙醇。
Ⅱ.室温下向①中加入适量蒸馏水,搅拌下缓慢滴加足量30% H2O2溶液,加热至100℃,保持20min,冷却至室温。
Ⅲ.将①中溶液全部转移至锥形瓶中,加入2滴甲基橙指示剂,用c mol·L-1 HCl标准溶液滴定至终点。
IV.重复以上操作两次,平均消耗HCl溶液体积为V2 mL。
V.不加入硫黄,重复步骤Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ做空白实验三次,平均消耗c mol·L-1 HCl标准溶液体积为V3 mL。计算样品中硫的质量分数。
回答下列问题:
(1)仪器①的名称是:______;②的名称是______。
(2)步骤I中,乙醇的作用是__________________。
(3)步骤Ⅱ中不宜采用水浴加热的原因是__________________。步骤Ⅱ结束后,若要检验反应后溶液中的,实验操作是______。
(4)步骤Ⅲ中,下列玻璃仪器中不需要用到的有______(填写序号)。
a.胶头滴管 b.酸式滴定管 c.碱式滴定管 d.分液漏斗
(5)判断滴定达到终点的现象为__________________,样品中硫的质量分数可表示为______。
【答案】(1) ①. 圆底烧瓶 ②. 球形冷凝管
(2)促进硫单质的溶解
(3) ①. 加热温度达到了水的沸点,水分蒸发过快,不易控温(或“水浴加热无法使烧瓶内部反应温度达到100℃”) ②. 取少量反应后的溶液于试管中,先加入盐酸酸化,再加入氯化钡溶液,观察实验现象
(4)cd (5) ①. 滴入最后半滴盐酸,溶液颜色由黄色变为橙色,且半分钟内不恢复原色 ②.
【解析】
【分析】某研究小组设计了测定某药用硫黄中硫的含量的实验,其中硫转化的总反应为。首先用氢氧化钾的乙醇溶液处理样品,随后加入蒸馏水并滴加过氧化氢,生成硫酸根离子,再用标准盐酸滴定过量的氢氧化钾,最后再计算硫的含量,以此解题。
【小问1详解】
由图可知,仪器①的名称是:圆底烧瓶;②的名称是:球形冷凝管;
【小问2详解】
硫单质难溶于水,微溶于酒精,所以乙醇的作用是作溶剂,溶解单质硫;
【小问3详解】
实验需要加热至100 ℃,应选用油浴或其他更合适的加热方法;而水的沸点就是100 ℃,难以使反应器的受热温度维持在100℃,所以不宜采用水浴加热;检验硫酸根离子的实验方法为取适量混合液先加入盐酸酸化,无明显实验现象,再加入氯化钡溶液产生白色沉淀,说明含有,故答案为:加热温度达到了水的沸点,水分蒸发过快,不易控温(或“水浴加热无法使烧瓶内部反应温度达到100℃”);取少量反应后的溶液于试管中,先加入盐酸酸化,再加入氯化钡溶液,观察实验现象;
【小问4详解】
步骤Ⅲ为:将①中溶液全部转移至锥形瓶中,加入2滴甲基橙指示剂,用c mol·L-1 HCl标准溶液滴定至终点,需要的仪器为胶头滴管和酸式滴定管,不需要碱式滴定管,分液漏斗用来分液、添加液体,滴定操作全程用不到,故选cd;
【小问5详解】
甲基橙作指示剂,盐酸滴定氢氧化钾溶液,则滴定终点的现象为滴入最后半滴盐酸,溶液颜色由黄色变为橙色,且半分钟内不恢复原色;
不加入硫黄,消耗标准溶液体积为,因此原氢氧化钾的物质的量是0.001 c V3 mol,反应后剩余氢氧化钾的物质的量是0.001 c V2 mol,因此与硫黄反应的氢氧化钾的物质的量是0.001c(V3-V2) mol,所以根据方程式可知硫单质的物质的量0.0005c(V3-V2) mol,所以单次样品测定中硫的质量分数可表示为。
18. 利用:SiCl4对废弃的锂电池正极材料LiCoO2进行氯化处理以回收Li、Co等金属,工艺路线如下:
回答下列问题:
(1)欲提高“500℃焙烧”的效率,可进行的操作有______(写一种即可)。加入的SiCl4是一种无色、易挥发的液体,其电子式为______。
(2)烧渣是LiCl、CoCl2和SiO2的混合物,则“500℃焙烧”的化学方程式为______,水浸过滤后得到“滤饼1”的主要成分是______(填化学式)。
(3)鉴别洗净的“滤饼3”和固体Na2CO3常用物理方法的名称是______。
(4)“沉钴过滤”得到Co(OH)2,则“850℃煅烧”发生的反应中每生成1mol Co3O4,转移的电子数为______(设NA表示阿伏加德罗常数的值)。
(5)1980年,科学家发现钴酸锂(LiCoO2)可以作为正极构建锂离子电池。下图所示的锂离子电池总反应为LixCy+Li1-xCoO2=LiCoO2+Cy,则正极的电极反应式为______。
【答案】(1) ①. 粉碎粗品固体、液体雾化、搅拌等 ②.
(2) ①. 4LiCoO2+3SiCl44LiCl+4CoCl2+3SiO2+O2↑ ②. SiO2
(3)焰色试验 (4)2
(5)Li1-xCoO2+xLi++xe-=LiCoO2
【解析】
【分析】LiCoO2 粗品与 SiCl4 在 500 ℃ 焙烧,SiCl4 起氯化剂作用,使 Li、Co 分别转化为 LiCl 和 CoCl2,同时有 O2 放出;烧渣水浸时 LiCl、CoCl2 溶于水,过滤后进入滤液1,SiO2 不溶于水而进入滤饼1。滤液1 加 NaOH 溶液沉钴,生成 Co(OH)2 沉淀(滤饼2);滤液2 中再加 Na2CO3 溶液沉锂,得到 Li2CO3(滤饼3)。Co(OH)2 在空气中 850 ℃ 煅烧被氧化为 Co3O4。
【小问1详解】
欲提高“500℃焙烧”的效率,可进行的操作:把粗品粉碎、将液体 SiCl4 雾化后通入、充分搅拌等均可(任写一种)。Si 原子最外层有 4 个电子,可与 4 个 Cl 原子各形成一对共用电子,每个Cl 原子最外层另有 3 对孤对电子,故 SiCl4 分子中 Si 周围有 4 对成键电子、无孤对电子,Cl 满足 8 电子结构,电子式为。
【小问2详解】
烧渣中 Co 以 CoCl2 形式存在,说明 LiCoO2 中 +3 价 Co 被还原为 +2 价,LiCoO2 中 -2 价 O 被氧化为 O2;由原子守恒和得失电子守恒(4 mol Co 得 4 mol 电子、2 mol O 失 4 mol 电子)配平可得反应方程式为:。烧渣水浸时 LiCl、CoCl2 溶解进入滤液,SiO2 不溶于水,故滤饼1 的主要成分为 SiO2。
【小问3详解】
滤饼3 是沉锂所得 Li2CO3,与固体 Na2CO3 都是白色粉末,用溶解、加热等化学方法难以区分;两者所含金属元素不同,可用焰色试验鉴别:Li 的焰色为紫红色,Na 的焰色为黄色,现象不同。
【小问4详解】
滤饼2 为 Co(OH)2,在空气中煅烧时被 O2 氧化。Co3O4 中 Co 显 +2、+3 两种价态,其中 +3 价 Co 与 +2 价 Co 的个数比为 2∶1,每生成 1 mol Co3O4 即有 2 mol 二价钴被氧化为三价钴,失去 2 mol 电子,故每生成 1 mol Co3O4 转移 2 mol 电子,数目为2。煅烧时的反应为:。
【小问5详解】
放电时阳离子向正极迁移,则锂离子电池中锂离子经隔膜向正极迁移,图中锂离子经隔膜移向 LiCoO2 一侧,故 LiCoO2 为正极、石墨为负极;负极上 LixCy 失电子、锂离子脱嵌,正极上 Li1-xCoO2 得电子,同时锂离子嵌入层间生成 LiCoO2,电极反应式为 Li1-xCoO2+xLi++xe-=LiCoO2。
19. 乙炔加氢是除去乙烯中少量乙炔杂质,得到高纯度乙烯的重要方法,主要发生如下两个反应:
I.C2H2(g)+H2(g)C2H4(g) ΔH1=-175kJ/mol(25℃,101kPa)
II.C2H2(g)+2H2(g)C2H6(g) ΔH2=-312kJ/mol(25℃,101kPa)
(1)25℃,101kPa时,反应C2H4(g)+H2(g)C2H6(g) ΔH=______kJ·mol-1.
(2)一定条件下,使用某含Co催化剂,在不同温度下测得乙炔转化率和产物选择性(指定产物的物质的量/转化的乙炔的物质的量)如图所示(反应均未达平衡)。
①在60~220℃范围内,乙炔转化率随温度升高而增大的原因为______,当温度由:220℃升高至260℃,乙炔转化率减小的原因可能为__________________。
②在120~240℃范围内,反应Ⅰ和反应Ⅱ乙炔的转化速率大小关系为vⅠ______vⅡ(填“>”、“<”或“=”)。
(3)在T℃、p0 kPa条件下,向密闭容器中通入n(C2H2):n(H2):n(Ar)=1:1:1的混合气进行上述反应。
①下列说法能表明反应达到平衡状态的是______(填序号)。
a.混合气体总压强不变
b.混合气体平均摩尔质量不变
c.乙烷和乙烯的物质的量相等
d.混合气体密度不变
②若平衡时混合气中C2H2、C2H4和C2H6的分压比为3:4:1,则C2H2的平衡转化率为______ ,该条件下反应I的分压平衡常数Kp=______kPa-1(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
【答案】(1)-137
(2) ①. 温度升高,反应速率加快或温度升高,催化剂活性增强 ②. 催化剂在该温度范围内活性降低 ③. >
(3) ①. bd ②. 62.5% ③.
【解析】
【小问1详解】
根据盖斯定律,将反应II减去反应I即可得到目标反应,则其焓变 。
【小问2详解】
① 题目已知反应均未达平衡,在60~220℃范围内,随着温度升高,反应速率加快,相同时间内转化的乙炔增多,因此转化率增大。
当温度超过220℃后,由于反应仍未达平衡,转化率下降不可能是平衡逆向移动所致,最可能的原因是温度过高导致催化剂活性降低,反应速率减慢。
② 乙炔加氢的主要目的是除去乙炔杂质并得到高纯度乙烯,说明生成乙烯的反应(反应I)占主导,其反应速率远大于生成乙烷的反应(反应II),即。
【小问3详解】
① a.反应在恒压条件下进行,混合气体总压强始终为,总压强不变不能说明达到平衡,a错误;
b.根据质量守恒,气体总质量不变,但气体总物质的量随反应进行而减小,平均摩尔质量增大,当平均摩尔质量不变时说明达到平衡状态,b正确;
c.乙烷和乙烯的物质的量相等只是反应过程中的某一特定状态,不能说明正逆反应速率相等,c错误;
d.气体总质量不变,恒压条件下容器体积随反应进行减小,混合气体密度随反应进行增大,当密度不变时说明达到平衡,d正确;
故选bd。
② 设平衡时、、的物质的量分别为、、,根据碳原子守恒,初始的物质的量为 ,则的平衡转化率为。
由于初始,初始和的物质的量均为,反应消耗的物质的量为 ,平衡时的物质的量为。
平衡时混合气体总物质的量为,初始总物质的量为,反应在恒压条件下进行,总压始终为,平衡时各气体分压:,,,则。
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2026-2027学年度上期高二年级10月巩固练习
化学试卷
考试时间:75分钟 总分:100分
可能用到的相对原子质量:H-1 Li-7 C-12 S-32
第Ⅰ卷 选择题(共45分)
一、选择题(每小题只有一个选项符合题意,每题3分,共45分)
1. 工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破,下列说法错误的是
A. 我国合成氨厂基于生产投资考虑一般采用的压强为10MPa~30MPa
B. 为防止混有的杂质使催化剂“中毒”,原料气必须经过净化再使用
C. 将气态氨变成液态氨后及时从平衡混合物中分离有利于提高反应物转化率
D. 根据平衡移动原理,合成氨应该采用高温以提高平衡转化率
2. 设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 44g C3H8中含共价键的数目为10
B. pH=2的CH3COOH溶液中含H+的数目为0.01
C. 1.0L 0.5mol·L-1的H2C2O4溶液中,微粒数目为1.5
D. 2mol N2和3mol H2充分反应,转移电子的数目为6
3. 常温下,下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是
A. 使甲基橙变红的溶液中:[Al(OH)4]-、Br-、K+、Na+
B. 的溶液中:K+、、I-、
C. 无色溶液中:K+、Na+、、
D. 水电离出来的c(H+)=1×10-13mol·L-1的溶液中:Na+、Ba2+、Cl-、Br-
4. 下列依据热化学方程式得出的结论正确的是
A. 已知2C(s)+2O2(g)=2CO2(g) ΔH=akJ·mol-1,2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH=bkJ·mol-1,则a>b
B. 已知NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3kJ·mol-1,则含1mol NaOH的稀溶液与足量稀醋酸完全中和,放出的热量大于57.3kJ
C. 已知4Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s) ΔH1,4Al(s)+3O2(g)=2Al2O3(s) ΔH2,则ΔH1>ΔH2
D. 已知N2H4(l)+3O2(g)=2NO2(g)+2H2O(l) ΔH=-624.0kJ·mol-1,则N2H4的燃烧热是624.0kJ·mol-1
5. 常温下,将pH均为3,体积均为V0的HA溶液和HB溶液,分别加水稀释至体积V,pH随的变化如图所示,下列说法中正确的是
A. 酸性HA<HB
B. 水的电离程度:b=c>a
C. 溶液中离子总物质的量:b>c>a
D. 分别向a、c溶液中加入足量锌,HA溶液产生氢气多
6. 下列图示与对应的叙述正确的是
A. 图①表示温度一定时反应的平衡浓度随压强的变化
B. 图②所示满足反应:
C. 图③为铁与盐酸反应的反应速率随反应时间变化的曲线,t1时刻溶液的温度最高
D. 若图④表示不同温度下水溶液中与的关系,则T>25℃且a点和d点溶液都呈中性
7. 下列关于化学反应原理的说法正确的是
A. 升温和加压均可增大活化分子百分数
B. Cl2(aq)+H2O(l)HClO(aq)+H+(aq)+Cl-(aq),加水稀释,增大
C. N2O4(g)2NO2(g) ΔH>0,压缩容器容积,平衡向逆反应方向移动,气体颜色变浅
D. 自发反应一定能发生,非自发反应一定不能发生
8. 下列操作规范且能达到实验目的的是
A.测定锌和稀硫酸反应的速率
B.探究压强对平衡移动的影响
C.探究浓度对反应速率的影响
D.中和反应反应热的测定
A. A B. B C. C D. D
9. 一种可用于心脏起搏器的扣式电池部分截面结构如图所示(-有机溶剂作电解质溶液,难溶于该溶剂)。下列说法错误的是
A. 往电极材料中添加石墨,可增强其导电性
B. 正极反应式为
C. 放电时,从负极向正极移动
D. 每消耗负极材料,理论上外电路中通过了
10. 一定温度下,H2S与CO2发生反应:H2S(g)+CO2(g)COS(g)+H2O(g) ΔH。在2L恒容密闭容器中充入一定量的H2S和CO2发生上述反应,实验测得数据如下(已知T2>T1):
实验
温度/℃
起始时
平衡时
n(CO2)/mol
n(H2S)/mol
n(COS)/mol
n(H2O)/mol
n(COS)/mol
1
T1
0.200
0.200
0
0
0.0200
2
T2
0.200
0.200
0
0
0.0400
3
T3
0.400
0.400
0
0
n3
下列判断错误的是
A. ΔH>0
B. T2时,该反应的平衡常数为
C. T1时,达到平衡时所用时间为5min,则v(CO2)=0.004mol·L-1·min-1
D. 实验3与实验2中H2S的平衡转化率相同
11. 某反应由几个基元反应构成,TS1、TS2、TS3为过渡态,T、M为中间体,其能量变化如图所示。下列叙述正确的是
A. 总反应由3个基元反应构成且都是放热反应
B. 整个反应历程中活化能最大的步骤是①
C. 体系中的浓度高于的浓度
D. 加入催化剂能改变该反应的焓变
12. 在25℃下,下列有关溶液说法错误的是
A. 向0.1mol/L氨水中通入一定量的NH3,水电离的c(H+)减小
B. pH相同的①Ba(OH)2、②NaOH、③氨水溶液:浓度大小顺序为③>②>①
C. pH=10的NaOH溶液与pH=12的NaOH溶液等体积混合,溶液pH=10+lg2(忽略溶液混合时体积的变化)
D. pH=3的CH3COOH溶液与pH=11的NaOH溶液等体积混合后,溶液呈酸性
13. 常温下,用0.1000mol·L-1 NaOH标准溶液滴定20.00mL 0.1000mol/L的HCl溶液的滴定曲线如图所示。下列说法错误的是
A. 该实验可以选择甲基橙或酚酞为指示剂
B. c点:c(Na+)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+)
C. 滴定过程读数时,滴定前仰视,滴定后俯视,滴定结果会偏小
D. 若NaOH溶液吸收了少量CO2,指示剂选择酚酞不影响滴定结果
14. 向一恒容密闭容器中加入物质M,发生基元反应:M(g)=N(g),N(g)=Q(g),温度为T1、T2时,各组分的物质的量浓度c与时间t的关系如图1、图2所示。温度为T1时,M的浓度随时间的变化关系为lnc=lnc0-kt,k为反应M(g)=N(g)的速率常数,c0为M的初始浓度。下列说法正确的是
A. T1>T2
B. 温度为T1时,M反应一半需要的时间为
C. 任意时刻下满足v(M)=v(N)+v(Q)
D. 加入合适的催化剂,可使N的浓度最大值更大
15. CO、CH4、CH3CHO(g)的燃烧热分别为a、b、c(kJ/mol)(a、b、c>0)。等物质的量的CO与CH4在一定温度,1.0×104kPa下发生反应CO(g)+CH4(g)CH3CHO(g),为正、逆反应速率常数,反应速率,p为气体分压,分压=总压×物质的量分数,用平衡分压代替平衡浓度得到Kp=9.0×10−5(kPa)-1.下列说法正确的是
A. 当CO的转化率为20%时,=8:5
B. 保持不变说明反应已达到化学平衡状态
C. 乙醛的分解反应CH3CHO(g)CO(g)+CH4(g)的ΔH=-(a+b-c)kJ/mol
D. 升高温度,若平衡逆向移动,减小,增大
第Ⅱ卷 非选择题(共55分)
二、非选择题(包含4个大题,共55分)
16. 化学中,酸的电离平衡常数(Ka)是评估酸性强弱的重要依据。已知几种常见弱酸的电离平衡常数如表所示:
弱酸
H2CO3
H2S
HClO
CH3COOH
Ka(25℃)
Ka1=4.5×10-7
Ka2=4.7×10-11
Ka1=1.1×10-7
Ka2=1.3×10-13
4.0×10-8
1.75×10-5
请回答下列问题:
(1)由以上数据可知,H2CO3、H2S、HClO、CH3COOH四种酸的酸性由强到弱的顺序为______,若将少量CO2气体通入NaClO溶液,发生反应的离子方程式为__________________。
(2)下图曲线中,可以描述CH3COOH(Ⅰ)和HClO(Ⅱ)在水中的电离度与浓度关系的是______。
A. B.
C. D.
(3)25℃时,现有两种溶液:①0.1mol/L CH3COOH溶液、②pH=1 CH3COOH溶液。相同条件下,CH3COOH的电离程度为①______②,水的电离程度为①______②,溶液中离子的总浓度为①______②(填“>”、“<”或“=”)。
(4)25℃时,向0.1mol/L的盐酸中通入H2S,使溶液中c(H2S)=0.1mol/L,则溶液中c(S2-)为______mol/L。
17. 某研究小组设计了如下实验测定某药用硫黄中硫的含量,其中硫转化的总反应为。
主要实验步骤如下:
Ⅰ.如图所示,准确称取m g细粉状药用硫黄于①中,并准确加入V1 mL KOH乙醇溶液(过量),加入适量蒸馏水,搅拌,加热回流。待样品完全溶解后,蒸馏除去乙醇。
Ⅱ.室温下向①中加入适量蒸馏水,搅拌下缓慢滴加足量30% H2O2溶液,加热至100℃,保持20min,冷却至室温。
Ⅲ.将①中溶液全部转移至锥形瓶中,加入2滴甲基橙指示剂,用c mol·L-1 HCl标准溶液滴定至终点。
IV.重复以上操作两次,平均消耗HCl溶液体积为V2 mL。
V.不加入硫黄,重复步骤Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ做空白实验三次,平均消耗c mol·L-1 HCl标准溶液体积为V3 mL。计算样品中硫的质量分数。
回答下列问题:
(1)仪器①的名称是:______;②的名称是______。
(2)步骤I中,乙醇的作用是__________________。
(3)步骤Ⅱ中不宜采用水浴加热的原因是__________________。步骤Ⅱ结束后,若要检验反应后溶液中的,实验操作是______。
(4)步骤Ⅲ中,下列玻璃仪器中不需要用到的有______(填写序号)。
a.胶头滴管 b.酸式滴定管 c.碱式滴定管 d.分液漏斗
(5)判断滴定达到终点的现象为__________________,样品中硫的质量分数可表示为______。
18. 利用:SiCl4对废弃的锂电池正极材料LiCoO2进行氯化处理以回收Li、Co等金属,工艺路线如下:
回答下列问题:
(1)欲提高“500℃焙烧”的效率,可进行的操作有______(写一种即可)。加入的SiCl4是一种无色、易挥发的液体,其电子式为______。
(2)烧渣是LiCl、CoCl2和SiO2的混合物,则“500℃焙烧”的化学方程式为______,水浸过滤后得到“滤饼1”的主要成分是______(填化学式)。
(3)鉴别洗净的“滤饼3”和固体Na2CO3常用物理方法的名称是______。
(4)“沉钴过滤”得到Co(OH)2,则“850℃煅烧”发生的反应中每生成1mol Co3O4,转移的电子数为______(设NA表示阿伏加德罗常数的值)。
(5)1980年,科学家发现钴酸锂(LiCoO2)可以作为正极构建锂离子电池。下图所示的锂离子电池总反应为LixCy+Li1-xCoO2=LiCoO2+Cy,则正极的电极反应式为______。
19. 乙炔加氢是除去乙烯中少量乙炔杂质,得到高纯度乙烯的重要方法,主要发生如下两个反应:
I.C2H2(g)+H2(g)C2H4(g) ΔH1=-175kJ/mol(25℃,101kPa)
II.C2H2(g)+2H2(g)C2H6(g) ΔH2=-312kJ/mol(25℃,101kPa)
(1)25℃,101kPa时,反应C2H4(g)+H2(g)C2H6(g) ΔH=______kJ·mol-1.
(2)一定条件下,使用某含Co催化剂,在不同温度下测得乙炔转化率和产物选择性(指定产物的物质的量/转化的乙炔的物质的量)如图所示(反应均未达平衡)。
①在60~220℃范围内,乙炔转化率随温度升高而增大的原因为______,当温度由:220℃升高至260℃,乙炔转化率减小的原因可能为__________________。
②在120~240℃范围内,反应Ⅰ和反应Ⅱ乙炔的转化速率大小关系为vⅠ______vⅡ(填“>”、“<”或“=”)。
(3)在T℃、p0 kPa条件下,向密闭容器中通入n(C2H2):n(H2):n(Ar)=1:1:1的混合气进行上述反应。
①下列说法能表明反应达到平衡状态的是______(填序号)。
a.混合气体总压强不变
b.混合气体平均摩尔质量不变
c.乙烷和乙烯的物质的量相等
d.混合气体密度不变
②若平衡时混合气中C2H2、C2H4和C2H6的分压比为3:4:1,则C2H2的平衡转化率为______ ,该条件下反应I的分压平衡常数Kp=______kPa-1(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
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