精品解析:湖北省武汉市第三中学2026-2027学年高二上学期10月月考 化学试卷
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内容正文:
武汉市第三中学2026—2027学年度上学期10月素养调研
高二化学
考试时间:75分钟 满分:100分
可能用到的相对原子质量:H:1 C:12 N:14 O:16 Na:23 Mg:24 Al:27 S:32 Cl:35.5 K:39 Ca:40 Fe:56 Cu:64 Zn:65 Ba:137
Ⅰ卷 选择题(共15小题,每小题3分,共45分)
注意事项:每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 燃烧热是衡量燃料品质的重要指标,工业合成氨也需要准确的反应热数据。下列有关热化学方程式及反应热的说法正确的是
A. 已知,则的燃烧热
B. 已知,则石墨比金刚石稳定
C. 若反应物的总能量低于生成物的总能量,则该反应为放热反应
D. 、下,与充分反应生成放热19.3kJ,其热化学方程式为
2. 高炉炼铁时,焦炭在供氧不足的条件下会转化为:,该反应的反应热无法直接测定。已知:①;②。则反应的为
A. B. C. D.
3. 可作火箭推进剂,常温下与之间存在平衡:。一定温度下,在2L恒容密闭容器中发生该反应,部分数据如下表:
0
5
10
15
2.0
1.7
1.6
1.6
0
0.15
0.20
0.20
下列说法正确的是
A. 0~5min内用表示的平均反应速率为
B. 升高温度,正反应速率加快,逆反应速率减慢
C. 10min时反应体系已达化学平衡状态
D. 当混合气体的密度不再改变时,反应达到平衡
4. 工业合成氨是可逆反应,需要在适当条件下才能获得较高的产率。下列有关化学平衡的说法正确的是
A. 化学平衡是动态平衡,达到平衡时正、逆反应速率相等且均不为0
B. 达到平衡时,反应物和生成物的浓度一定相等
C. 使用催化剂能改变反应的平衡状态
D. 充入惰性气体,平衡向压强减小的方向移动
5. 食醋中含有的醋酸是典型的弱电解质。下列关于强弱电解质及电离平衡的说法正确的是
A. 强电解质溶液的导电能力一定比弱电解质溶液强
B. 醋酸溶液中存在,加水稀释时电离平衡逆向移动
C. 弱电解质在水溶液中只能部分电离,存在电离平衡
D. 升高温度,醋酸的电离程度减小
6. 实验室需配制的溶液用于导电性实验。时,醋酸的电离平衡常数。下列说法正确的是
A. 固体不导电,说明不是电解质
B. 溶液比同浓度盐酸导电能力弱,是由于是非电解质
C. 由可估算该溶液中
D. 升高温度,的电离平衡常数减小
7. 对于同一体系内存在竞争反应:①,②;测得反应速率与时间t关系如图,依据图像信息,下列说法不正确的是
A. 反应①的反应限度大于反应② B. 催化剂一定能降低反应活化能,加快反应速率
C. 加入催化剂,时反应①未达到平衡 D. 加入催化剂,可有效提高C的产率
8. 二元酸在水溶液中第一步电离完全(),第二步电离可逆(),其分布系数随pH的变化如图所示(、分别为、的分布系数)。下列说法正确的是
A. 时溶液中主要的含A物种是
B. 时,溶液中
C. 由图可知
D. 溶液中,
9. 电离与水解是电解质溶液中的两类重要平衡,其离子方程式的书写须遵循客观事实与守恒规律。下列方程式书写正确的是
A. 醋酸在水溶液中的电离:
B. 硼酸()在水溶液中的电离:
C. 碳酸钠水解:
D. 氯化铵水解:
10. 测定湖盐(盐湖中提取的天然盐)中Na2CO3和NaHCO3含量的实验过程如下:
已知:25 ℃时,H2CO3的电离平衡常数Ka1=4.5×10-7,Ka2=5×10-11。
下列说法正确的是
A. 滴定过程中,pH=8的溶液中存在:=200
B. 滴定过程中,溶液中存在:c(Na+)+c(H+)=2c(CO)+c(HCO)+c(OH-)
C. 用甲基橙作指示剂滴定时发生的主要反应为: CO+H+= HCO
D. 滴定过程中,pH=4.4的溶液中存在:c(H2CO3)<c(HCO)<c(CO)
11. 盐类水解在工农业生产和日常生活中有着广泛应用。下列有关说法错误的是
A. 用热的纯碱溶液去油污,利用水解使溶液呈碱性,升温促进水解
B. 泡沫灭火器中使用与发生双水解产生
C. 草木灰(主要含)与铵态氮肥混合施用可提高肥效
D. 明矾净水利用水解生成胶体吸附悬浮物
12. 实验室配制某些盐溶液时,常加入少量相应的酸以抑制其水解。室温下,稀溶液中存在水解平衡。下列说法正确的是
A. 该水解平衡常数表达式为
B. 加水稀释,水解平衡逆向移动
C. 滴加浓盐酸,溶液浅绿色加深
D. 配制稀溶液需要加入少量硝酸
13. 室温下,通过下列实验探究Na2S溶液的性质:
实验
实验操作和现象
1
用pH试纸测定0.1 mol·L-1 Na2S溶液的pH,测得pH约为13
2
向0.1 mol·L-1 Na2S溶液中加入过量0.2 mol·L-1 AgNO3溶液,产生黑色沉淀
3
向0.1 mol·L-1 Na2S溶液中通入过量H2S,测得溶液pH约为9
4
向0.1 mol·L-1 Na2S溶液中滴加几滴0.05 mol·L-1 HCl,观察不到明显现象
下列说法正确的是
A. 0.1 mol·L-1 Na2S溶液中存在c(OH-)=c(H+)+c(HS-)+2c(H2S)
B. 实验2反应静置后的上层清液中有c(Ag+)·c(S2-) =Ksp(Ag2S)
C. 实验3得到的溶液中有c(HS-)+c(S2-)+c(H2S)=0.2 mol·L-1
D. 实验4说明H2S的酸性比HCl的酸性强
14. 工业上常用沉淀转化法处理含重金属离子的废水某实验小组用如下实验模拟该过程:常温下,向盛有溶液的试管中滴加1~2滴溶液,有白色沉淀生成;再滴加1~2滴溶液,又出现黑色沉淀。实验装置与现象如图所示。下列说法正确的是
A. 滴加后,溶液中减小
B. 滴加后转化为,说明
C. 该过程说明的氧化性比强
D. 白色沉淀转化为黑色沉淀,说明的溶解度比大
15. 弱酸H2A在有机相和水相中存在平衡,平衡常数为。时,向环己烷溶液中加入水进行萃取,用或调节水溶液。测得水溶液中、、及环己烷中H2A的浓度与水相萃取率[]随pH的变化关系如图。
已知:①H2A在环己烷中不电离;②忽略体积变化。
下列说法错误的是
A. ③代表的变化关系
B. 25℃,NaHA水溶液呈酸性
C. 当pH=5时,体系中
D. 若加水体积为2VmL,则N点(①与④交叉点)应向右平移
Ⅱ卷 非选择题(共4小题,共55分)
16. 实现碳达峰、碳中和目标的重要途径之一是的资源化利用。工业上利用和在催化剂作用下合成甲醇:。
(1)已知:①
②
③。
反应的________。
(2)该反应在密闭容器中能自发进行的条件是________(填“高温”“低温”或“任意温度”)。
(3)恒温恒容下,能说明反应已达化学平衡状态的是________(填标号)。
A. 容器内气体密度不变 B. 与的物质的量之比保持不变
C. 容器内压强不变 D.
(4)研究表明该反应的速率方程为(k为速率常数)。某温度下向恒容容器充入、,达平衡时转化率为50%。
①该温度下平衡常数________。
②若其他条件不变,将初始浓度增大为,平衡转化率________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(5)在(4)题达到平衡后,保持温度与总压强不变,向体系中充入惰性气体。平衡将________移动;假设体积变为原来的2倍,根据题中数据,计算解释原因__________________________。
17. 羰基化法(又称蒙德法)是工业上精炼镍的重要方法,其原理为:。已知沸点约;第一阶段在使反应正向进行,生成气态并分离;第二阶段加热至使其分解,得到高纯镍。催化剂A、B作用下转化率随温度变化的图像如图所示。
(1)该反应的平衡常数表达式________________。
(2)在恒容密闭容器中充入足量镍粉和,测得平衡时随温度升高而增大,则_______0(填“>”或“<”)。
(3)第一阶段选择原因为:温度过低时,________________,温度过高时,________________。
(4)第二阶段加热使分解,此时该反应平衡常数K很___________(填“大”或“小”)。
(5)根据图像及已知信息,关于选用催化剂A进行第一阶段反应的优势,下列说法正确的是________。
A. 催化剂A低温活性高、反应速率快
B. 催化剂A可降低活化能,比催化剂B效率更高
C. 反应放热使低温下平衡常数更大、产率更高;借助A可在低温下进行,兼顾热力学产率
D. 催化剂A能提高的平衡产率
(6)该精炼方法能得到很高纯度的镍,主要原因是________________。
18. 氨氮(主要以形式存在)是水体富营养化的重要污染物。工业上常用“沉淀—吹脱—催化分解”组合工艺处理,相关常数:电离常数,的,的。
Ⅰ.化学沉淀与吹脱
向废水中加入和生成沉淀(鸟粪石)除去大部分氨氮;过滤后,对上层清液吹脱,使残余转化为排出。
Ⅱ.氨气催化分解
将吹脱所得以一定流速通过绝热反应管,在催化剂作用下发生反应: ,测得出口处分解率随温度变化的曲线如图所示(图中实线为平衡分解率,温度范围内催化剂活性不变)。
(1)在水溶液中发生水解的离子方程式为_______________________________。
(2)水解常数________(写出表达式并计算,结果保留两位有效数字)。
(3)化学沉淀生成的的溶度积表达式为___________。
(4)若沉淀后上层清液中,则至少为________(保留两位有效数字)才能使开始沉淀。
(5)在绝热反应管内分解时,沿气体流动方向体系温度________(填“升高”、“降低”或“不变”),其原因是______________________________________。
(6)关于图所示的氨催化分解过程,下列说法不正确的是________(填字母)。
A. 高温下催化效果最好的是催化剂Ⅱ
B. 若增大气体流速(其他条件不变),在管内停留时间缩短,则X点可能下移至e
C. 若用膜分离技术及时移走生成的,平衡正向移动,可提高分解率
D. 处与处氨分解反应的平衡常数K相等
19. 拟采用氧化还原滴定法测定反应的平衡常数。测定方案:通过氧化还原滴定法测定平衡时,再根据反应物浓度数据计算得出和,进而求算出平衡常数K。
(1)将溶液和溶液()等体积混合,待反应达到平衡状态后过滤,用酸式滴定管准确量取滤液装入________(填仪器名称)中作为待测溶液。
(2)用酸性标准溶液滴定待测液,应该选用_________(填如图标号)盛装标准溶液进行滴定。判断达到滴定终点的现象为_________________________________________。
a. b.
若滴定开始和结束时,液面如图所示,所用溶液的体积为________mL。
(3)滴定过程中左手________,右手________,眼睛________,直至滴定终点。
(4)根据实验数据计算出平衡时混合溶液中________mol/L。进一步结合(1)中的相关数据,可计算出该反应的平衡常数________。
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武汉市第三中学2026—2027学年度上学期10月素养调研
高二化学
考试时间:75分钟 满分:100分
可能用到的相对原子质量:H:1 C:12 N:14 O:16 Na:23 Mg:24 Al:27 S:32 Cl:35.5 K:39 Ca:40 Fe:56 Cu:64 Zn:65 Ba:137
Ⅰ卷 选择题(共15小题,每小题3分,共45分)
注意事项:每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 燃烧热是衡量燃料品质的重要指标,工业合成氨也需要准确的反应热数据。下列有关热化学方程式及反应热的说法正确的是
A. 已知,则的燃烧热
B. 已知,则石墨比金刚石稳定
C. 若反应物的总能量低于生成物的总能量,则该反应为放热反应
D. 、下,与充分反应生成放热19.3kJ,其热化学方程式为
【答案】B
【解析】
【详解】A.燃烧热指1 mol可燃物完全燃烧生成稳定物质时放出的热量,燃烧反应为放热反应ΔH应为负值,的燃烧热,A错误;
B.说明石墨转化为金刚石为吸热反应,石墨的总能量低于金刚石,能量越低物质越稳定,因此石墨比金刚石稳定,B正确;
C.反应物总能量低于生成物总能量时,反应需要从外界吸收能量,属于吸热反应,C错误;
D.合成氨为可逆反应,和无法完全反应,因此完全反应放出的热量大于,热化学方程式的,D错误;
故选B。
2. 高炉炼铁时,焦炭在供氧不足的条件下会转化为:,该反应的反应热无法直接测定。已知:①;②。则反应的为
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】根据盖斯定律,由反应①减去反应②可得到目标反应,计算得,A正确;
故选A。
3. 可作火箭推进剂,常温下与之间存在平衡:。一定温度下,在2L恒容密闭容器中发生该反应,部分数据如下表:
0
5
10
15
2.0
1.7
1.6
1.6
0
0.15
0.20
0.20
下列说法正确的是
A. 0~5min内用表示的平均反应速率为
B. 升高温度,正反应速率加快,逆反应速率减慢
C. 10min时反应体系已达化学平衡状态
D. 当混合气体的密度不再改变时,反应达到平衡
【答案】C
【解析】
【详解】A.0~5 min内,,容器体积为,故,A错误;
B.升高温度,活化分子百分数增大,正、逆反应速率均加快,B错误;
C.10 min和15 min时,、均不再发生变化,说明10 min时反应体系已达化学平衡状态,C正确;
D.反应体系中所有物质均为气体,混合气体总质量不变,容器恒容,由可知混合气体的密度始终为定值,不能判断反应是否达到平衡,D错误;
故选C。
4. 工业合成氨是可逆反应,需要在适当条件下才能获得较高的产率。下列有关化学平衡的说法正确的是
A. 化学平衡是动态平衡,达到平衡时正、逆反应速率相等且均不为0
B. 达到平衡时,反应物和生成物的浓度一定相等
C. 使用催化剂能改变反应的平衡状态
D. 充入惰性气体,平衡向压强减小的方向移动
【答案】A
【解析】
【详解】A.化学平衡为动态平衡,达到平衡时正、逆反应速率相等且均不为0,即,仅各组分含量保持恒定,反应并未停止,A正确;
B.达到平衡时,反应物和生成物的浓度仅保持不变,浓度是否相等与初始投料比、反应限度有关,不一定相等,B错误;
C.催化剂可同等程度改变正、逆反应速率,仅能缩短达到平衡的时间,不会改变反应的平衡状态,C错误;
D.若为恒容条件下充入惰性气体,反应体系内各组分的浓度、分压均不变,平衡不移动;只有恒压条件下充入惰性气体,平衡才向气体分子数增大(压强减小)的方向移动,D错误;
故选A。
5. 食醋中含有的醋酸是典型的弱电解质。下列关于强弱电解质及电离平衡的说法正确的是
A. 强电解质溶液的导电能力一定比弱电解质溶液强
B. 醋酸溶液中存在,加水稀释时电离平衡逆向移动
C. 弱电解质在水溶液中只能部分电离,存在电离平衡
D. 升高温度,醋酸的电离程度减小
【答案】C
【解析】
【详解】A.溶液导电能力由自由移动离子浓度、离子所带电荷数共同决定,浓度极低的强电解质溶液导电能力可能小于浓度较高的弱电解质溶液,A错误;
B.醋酸加水稀释时,根据勒夏特列原理,电离平衡向粒子总数增多的方向即正向移动,B错误;
C.弱电解质的本质特征就是在水溶液中只能部分电离,存在电离平衡,C正确;
D.醋酸的电离过程为吸热过程,升高温度,电离平衡正向移动,电离程度增大,D错误;
故选C。
6. 实验室需配制的溶液用于导电性实验。时,醋酸的电离平衡常数。下列说法正确的是
A. 固体不导电,说明不是电解质
B. 溶液比同浓度盐酸导电能力弱,是由于是非电解质
C. 由可估算该溶液中
D. 升高温度,的电离平衡常数减小
【答案】C
【解析】
【详解】A.固体中无自由移动的离子因此不导电,但其在水溶液中可电离出自由移动的离子,属于电解质,A错误;
B.是弱电解质,在水溶液中部分电离,而同浓度盐酸中的是强电解质完全电离,因此醋酸溶液中离子浓度更低,导电能力更弱,并非是非电解质,B错误;
C.,由于醋酸电离程度较小,,,则,C正确;
D.的电离过程为吸热过程,升高温度电离平衡正向移动,增大,D错误;
故选C。
7. 对于同一体系内存在竞争反应:①,②;测得反应速率与时间t关系如图,依据图像信息,下列说法不正确的是
A. 反应①的反应限度大于反应② B. 催化剂一定能降低反应活化能,加快反应速率
C. 加入催化剂,时反应①未达到平衡 D. 加入催化剂,可有效提高C的产率
【答案】B
【解析】
【详解】A.无催化剂时平衡状态下产物B的生成速率大于产物C的生成速率,说明反应①进行的程度更大,反应限度更高,加入催化剂后,②的反应速率加快,这是外界条件变化导致的结果,不能判断反应限度,A正确;
B.催化剂具有选择性,本题中加入的催化剂仅加快了反应②的速率,对反应①略微减慢反应速率,并非对体系内所有反应都能降低活化能、加快速率,该表述错误,B错误;
C.加入催化剂时,时刻产物B的生成速率仍处于变化中,未达到恒定值,说明反应①未达到平衡,C正确;
D.加入催化剂后反应②速率大幅提升,更多反应物优先生成,可有效提高的产率,D正确;
故选B。
8. 二元酸在水溶液中第一步电离完全(),第二步电离可逆(),其分布系数随pH的变化如图所示(、分别为、的分布系数)。下列说法正确的是
A. 时溶液中主要的含A物种是
B. 时,溶液中
C. 由图可知
D. 溶液中,
【答案】C
【解析】
【详解】A.二元酸第一步电离完全,溶液中不存在,时主要含A物种为,A错误;
B.时,故,但题目未给出总含A物种的浓度,无法确定二者具体浓度为,B错误;
C.,,时,故,C正确;
D.溶液中,第一步完全电离故无存在,质子守恒为,与选项中式子不符,D错误;
故选C。
9. 电离与水解是电解质溶液中的两类重要平衡,其离子方程式的书写须遵循客观事实与守恒规律。下列方程式书写正确的是
A. 醋酸在水溶液中的电离:
B. 硼酸()在水溶液中的电离:
C. 碳酸钠水解:
D. 氯化铵水解:
【答案】B
【解析】
【详解】A.醋酸是弱电解质,在水溶液中的电离为可逆过程,正确为或者,A错误;
B.硼酸为一元弱酸,电离时结合水电离出的释放,该电离方程式符合客观事实与守恒规律,B正确;
C.碳酸根为多元弱酸根,水解分步进行,以第一步水解为主,,C错误;
D.铵根离子水解程度微弱,正确为:,D错误;
故选B。
10. 测定湖盐(盐湖中提取的天然盐)中Na2CO3和NaHCO3含量的实验过程如下:
已知:25 ℃时,H2CO3的电离平衡常数Ka1=4.5×10-7,Ka2=5×10-11。
下列说法正确的是
A. 滴定过程中,pH=8的溶液中存在:=200
B. 滴定过程中,溶液中存在:c(Na+)+c(H+)=2c(CO)+c(HCO)+c(OH-)
C. 用甲基橙作指示剂滴定时发生的主要反应为: CO+H+= HCO
D. 滴定过程中,pH=4.4的溶液中存在:c(H2CO3)<c(HCO)<c(CO)
【答案】A
【解析】
【详解】A.根据的二级电离平衡常数,时,代入得,A正确;
B.滴定过程中加入了盐酸,溶液中存在,根据电荷守恒,应为,选项遗漏,B错误;
C.甲基橙的变色范围为3.1~4.4,滴定终点为酸性,此时发生的反应为,是酚酞作指示剂时的主要反应,C错误;
D.时溶液酸性较强,的电离被抑制,主要以形式存在,且的一级电离程度大于二级电离程度,故浓度关系为,D错误;
故选A。
11. 盐类水解在工农业生产和日常生活中有着广泛应用。下列有关说法错误的是
A. 用热的纯碱溶液去油污,利用水解使溶液呈碱性,升温促进水解
B. 泡沫灭火器中使用与发生双水解产生
C. 草木灰(主要含)与铵态氮肥混合施用可提高肥效
D. 明矾净水利用水解生成胶体吸附悬浮物
【答案】C
【解析】
【详解】A.纯碱中水解使溶液呈碱性,油污在碱性条件下可水解去除,水解为吸热反应,升温促进水解,溶液碱性增强,去油污效果更好,A正确;
B.中水解显碱性,中水解显酸性,二者发生双水解反应生成气体和沉淀,可用于灭火,B正确;
C.草木灰中的水解显碱性,铵态氮肥中的与水解产生的结合生成,分解的挥发导致氮元素损失,肥效降低而非提高,C错误;
D.明矾中的水解生成胶体,胶体具有吸附性,可吸附水中悬浮物达到净水目的,D正确;
故选C。
12. 实验室配制某些盐溶液时,常加入少量相应的酸以抑制其水解。室温下,稀溶液中存在水解平衡。下列说法正确的是
A. 该水解平衡常数表达式为
B. 加水稀释,水解平衡逆向移动
C. 滴加浓盐酸,溶液浅绿色加深
D. 配制稀溶液需要加入少量硝酸
【答案】A
【解析】
【详解】A.水解生成的不是沉淀,应该列入水解平衡常数表达式中,即,A正确;
B.盐类水解遵循越稀越水解的规律,加水稀释时水解平衡正向移动,B错误;
C.滴加浓盐酸后,硝酸根在氢离子条件下具有强氧化性,把氧化为,溶液变为黄色,不会出现绿色加深的现象,C错误;
D.硝酸具有强氧化性,会将氧化为,使溶液变质,不能加入硝酸抑制水解,D错误;
故选A。
13. 室温下,通过下列实验探究Na2S溶液的性质:
实验
实验操作和现象
1
用pH试纸测定0.1 mol·L-1 Na2S溶液的pH,测得pH约为13
2
向0.1 mol·L-1 Na2S溶液中加入过量0.2 mol·L-1 AgNO3溶液,产生黑色沉淀
3
向0.1 mol·L-1 Na2S溶液中通入过量H2S,测得溶液pH约为9
4
向0.1 mol·L-1 Na2S溶液中滴加几滴0.05 mol·L-1 HCl,观察不到明显现象
下列说法正确的是
A. 0.1 mol·L-1 Na2S溶液中存在c(OH-)=c(H+)+c(HS-)+2c(H2S)
B. 实验2反应静置后的上层清液中有c(Ag+)·c(S2-) =Ksp(Ag2S)
C. 实验3得到的溶液中有c(HS-)+c(S2-)+c(H2S)=0.2 mol·L-1
D. 实验4说明H2S的酸性比HCl的酸性强
【答案】A
【解析】
【详解】A.溶液中存在电荷守恒:,物料守恒:,两式联立消去可得,A正确;
B.的溶度积表达式为,选项中无平方,不符合溶度积定义,B错误;
C.向溶液中通入过量,除反应生成外,过量的会溶解在溶液中,因此含硫微粒总浓度,C错误;
D.实验4中HCl少量,发生反应,无明显现象,实际上HCl为强酸,酸性强于,D错误;
故答案为A。
14. 工业上常用沉淀转化法处理含重金属离子的废水某实验小组用如下实验模拟该过程:常温下,向盛有溶液的试管中滴加1~2滴溶液,有白色沉淀生成;再滴加1~2滴溶液,又出现黑色沉淀。实验装置与现象如图所示。下列说法正确的是
A. 滴加后,溶液中减小
B. 滴加后转化为,说明
C. 该过程说明的氧化性比强
D. 白色沉淀转化为黑色沉淀,说明的溶解度比大
【答案】B
【解析】
【详解】A.滴加后,与结合生成沉淀,使的溶解平衡正向移动,增大,减小,故增大,A错误;
B.滴加后,沉淀转化为沉淀,沉淀一般向溶度积更小的方向转化,故,B正确;
C.该过程发生的是复分解反应,无元素化合价变化,不能比较和的氧化性强弱,C错误;
D.沉淀由转化为,说明的溶解度比小,D错误;
故选B。
15. 弱酸H2A在有机相和水相中存在平衡,平衡常数为。时,向环己烷溶液中加入水进行萃取,用或调节水溶液。测得水溶液中、、及环己烷中H2A的浓度与水相萃取率[]随pH的变化关系如图。
已知:①H2A在环己烷中不电离;②忽略体积变化。
下列说法错误的是
A. ③代表的变化关系
B. 25℃,NaHA水溶液呈酸性
C. 当pH=5时,体系中
D. 若加水体积为2VmL,则N点(①与④交叉点)应向右平移
【答案】D
【解析】
【分析】由环己烷中的浓度与水相萃取率的关系可知,,则曲线①表示随的变化关系,曲线②为水相萃取率的变化关系,水溶液中的会随着的增大呈现先增大后减小的变化趋势,因此曲线④为水溶液中的随的变化曲线,而来源于的电离,由图可知,时,为0,即此时为0,因此曲线⑤表示随的变化关系,故③为随的变化曲线,综上:①代表、②代表水相萃取率、③为水溶液中的变化、④代表水溶液中的、⑤表示水溶液中的,③、④交点的为4,交点处,即的,④、⑤交点的为7,即。
【详解】A.由分析可知,曲线③代表的变化关系,A正确;
B.的水解常数,因为,所以水溶液呈酸性,B正确;
C.当时,根据图像中曲线可知,此时浓度接近0,体系中,C正确;
D.当时,,温度不变,不变,,,,N点,,。若加水体积为,和只与温度有关,不受体积影响,对交点N的横坐标无影响,即交点N的保持不变,D错误;
故选D。
Ⅱ卷 非选择题(共4小题,共55分)
16. 实现碳达峰、碳中和目标的重要途径之一是的资源化利用。工业上利用和在催化剂作用下合成甲醇:。
(1)已知:①
②
③。
反应的________。
(2)该反应在密闭容器中能自发进行的条件是________(填“高温”“低温”或“任意温度”)。
(3)恒温恒容下,能说明反应已达化学平衡状态的是________(填标号)。
A. 容器内气体密度不变 B. 与的物质的量之比保持不变
C. 容器内压强不变 D.
(4)研究表明该反应的速率方程为(k为速率常数)。某温度下向恒容容器充入、,达平衡时转化率为50%。
①该温度下平衡常数________。
②若其他条件不变,将初始浓度增大为,平衡转化率________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(5)在(4)题达到平衡后,保持温度与总压强不变,向体系中充入惰性气体。平衡将________移动;假设体积变为原来的2倍,根据题中数据,计算解释原因__________________________。
【答案】(1)-128.1
(2)低温 (3)C
(4) ①. 100 ②. 增大
(5) ①. 逆向(或向左) ②. 体积变为原来的2倍,各物质的浓度变为原来的一半,此时浓度商,故平衡逆向移动。
【解析】
【小问1详解】
根据盖斯定律,将已知反应依次编号为①、②、③。目标反应可由①③②得到,则;
【小问2详解】
该反应正向是气体分子数减少的反应,即;由(1)可知该反应为放热反应,即。根据时反应能自发进行,可知该反应在低温下能自发进行;
【小问3详解】
A.恒容容器中气体总质量不变,气体密度始终不变,不能说明达到平衡状态,A错误;
B.若初始充入的与的物质的量之比为,则反应过程中两者的物质的量之比始终保持不变,不能说明达到平衡状态,B错误;
C.该反应前后气体分子数不相等,恒温恒容下,容器内压强不变说明气体总物质的量不再改变,反应已达平衡状态,C正确;
D.达到平衡时应满足,故不能说明达到平衡状态,D错误;
故选C。
【小问4详解】
①初始时,。达平衡时转化率为,则消耗的,消耗的,生成的。平衡时,,。该温度下平衡常数。②增大反应物的浓度,平衡正向移动,的平衡转化率增大;
【小问5详解】
保持温度与总压强不变,向体系中充入惰性气体,容器体积增大。假设体积变为原来的2倍,则各物质的浓度变为原来的一半,即,,。此时浓度商。因为,所以平衡向逆反应方向移动。
17. 羰基化法(又称蒙德法)是工业上精炼镍的重要方法,其原理为:。已知沸点约;第一阶段在使反应正向进行,生成气态并分离;第二阶段加热至使其分解,得到高纯镍。催化剂A、B作用下转化率随温度变化的图像如图所示。
(1)该反应的平衡常数表达式________________。
(2)在恒容密闭容器中充入足量镍粉和,测得平衡时随温度升高而增大,则_______0(填“>”或“<”)。
(3)第一阶段选择原因为:温度过低时,________________,温度过高时,________________。
(4)第二阶段加热使分解,此时该反应平衡常数K很___________(填“大”或“小”)。
(5)根据图像及已知信息,关于选用催化剂A进行第一阶段反应的优势,下列说法正确的是________。
A. 催化剂A低温活性高、反应速率快
B. 催化剂A可降低活化能,比催化剂B效率更高
C. 反应放热使低温下平衡常数更大、产率更高;借助A可在低温下进行,兼顾热力学产率
D. 催化剂A能提高的平衡产率
(6)该精炼方法能得到很高纯度的镍,主要原因是________________。
【答案】(1)
(2)
(3) ①.
反应速率慢,且不易气化分离 ②.
平衡逆向移动,导致产率降低 (4)
小 (5)ABC
(6)
粗镍中的杂质不与反应,生成的为气体,易与固体杂质分离
【解析】
【小问1详解】
在反应中,为固体纯物质,其浓度视为常数,不列入平衡常数表达式中。因此,该反应的平衡常数表达式为。
【小问2详解】
在恒容密闭容器中,升高温度测得平衡时增大,说明升高温度使化学平衡向逆反应方向移动。根据勒夏特列原理,升高温度平衡向吸热方向移动,故逆反应为吸热反应,正反应为放热反应,即。
【小问3详解】
第一阶段选择的原因需要从动力学和热力学两个角度考虑:①温度过低时,化学反应速率较慢,且已知的沸点约为,温度过低不利于产物气化从而与固体杂质分离;②温度过高时,由于该反应为放热反应(),升高温度会导致平衡逆向移动,从而降低的转化率和的产率。
【小问4详解】
第二阶段加热至时,发生分解,说明此时平衡强烈逆向移动。对于正反应而言,高温下反应物占绝对优势,因此正反应的平衡常数很小。
【小问5详解】
A.第一阶段在进行,催化剂A在此低温区间能有效催化反应,说明其低温活性高、反应速率快,A正确;
B.催化剂的作用原理是降低反应的活化能,A在低温下即可使反应快速进行,说明在第一阶段的低温条件下,A降低活化能的效果更好,比催化剂B效率更高,B正确;
C.正反应放热,低温有利于平衡正向移动,使平衡常数更大、产率更高;使用催化剂A可以在低温下加快反应速率,从而兼顾了动力学速率和热力学产率,C正确;
D.催化剂只能改变反应速率,缩短达到平衡的时间,不能使化学平衡发生移动,因此无法提高的平衡产率,D错误;
故选ABC。
【小问6详解】
羰基化法精炼镍的过程中,粗镍中的固体杂质通常不与发生反应。第一阶段反应生成的为气态,极易与未反应的固体杂质实现物理分离;提纯后的气态在第二阶段分解,即可得到纯度极高的金属镍。
18. 氨氮(主要以形式存在)是水体富营养化的重要污染物。工业上常用“沉淀—吹脱—催化分解”组合工艺处理,相关常数:电离常数,的,的。
Ⅰ.化学沉淀与吹脱
向废水中加入和生成沉淀(鸟粪石)除去大部分氨氮;过滤后,对上层清液吹脱,使残余转化为排出。
Ⅱ.氨气催化分解
将吹脱所得以一定流速通过绝热反应管,在催化剂作用下发生反应: ,测得出口处分解率随温度变化的曲线如图所示(图中实线为平衡分解率,温度范围内催化剂活性不变)。
(1)在水溶液中发生水解的离子方程式为_______________________________。
(2)水解常数________(写出表达式并计算,结果保留两位有效数字)。
(3)化学沉淀生成的的溶度积表达式为___________。
(4)若沉淀后上层清液中,则至少为________(保留两位有效数字)才能使开始沉淀。
(5)在绝热反应管内分解时,沿气体流动方向体系温度________(填“升高”、“降低”或“不变”),其原因是______________________________________。
(6)关于图所示的氨催化分解过程,下列说法不正确的是________(填字母)。
A. 高温下催化效果最好的是催化剂Ⅱ
B. 若增大气体流速(其他条件不变),在管内停留时间缩短,则X点可能下移至e
C. 若用膜分离技术及时移走生成的,平衡正向移动,可提高分解率
D. 处与处氨分解反应的平衡常数K相等
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)
(5) ①.
降低 ②.
该反应为吸热反应(),在绝热容器中反应吸收热量,导致体系温度降低 (6)AD
【解析】
【小问1详解】
是弱碱阳离子,在水溶液中会结合水电离出的发生水解,生成一水合氨和氢离子,其离子方程式为可逆反应:。
【小问2详解】
根据水解方程式,的水解常数表达式为。将分子分母同时乘以,可得。代入数据计算:。
【小问3详解】
沉淀溶解平衡时,结晶水不计入溶度积表达式中,其电离出的离子为、和,故溶度积表达式为。
【小问4详解】
当离子浓度乘积(浓度商)等于溶度积时,沉淀开始生成。已知,代入和,即,解得。
【小问5详解】
题干已知氨气催化分解反应的,说明该反应为吸热反应。由于反应管是绝热的(与外界无热量交换),反应进行时会不断吸收体系内部的热量,因此沿气体流动方向,体系的温度会逐渐降低。
【小问6详解】
A.由图2可知,在相同温度下,催化剂Ⅲ对应的氨气分解率始终最高,说明其催化活性最强,催化效果最好的是催化剂Ⅲ,A错误;
B.增大气体流速会使在管内停留时间缩短,反应来不及达到平衡,导致实际分解率低于原状态,因此X点可能下移至e点,B正确;
C.用膜分离技术及时移走生成物,降低了生成物浓度,根据勒夏特列原理,平衡将正向移动,从而提高的分解率,C正确;
D.该反应为吸热反应,在绝热反应管中随反应进行温度逐渐降低,即处的温度高于处。化学平衡常数仅受温度影响,温度不同则值不同,故两处平衡常数不相等,D错误;
故选AD。
19. 拟采用氧化还原滴定法测定反应的平衡常数。测定方案:通过氧化还原滴定法测定平衡时,再根据反应物浓度数据计算得出和,进而求算出平衡常数K。
(1)将溶液和溶液()等体积混合,待反应达到平衡状态后过滤,用酸式滴定管准确量取滤液装入________(填仪器名称)中作为待测溶液。
(2)用酸性标准溶液滴定待测液,应该选用_________(填如图标号)盛装标准溶液进行滴定。判断达到滴定终点的现象为_________________________________________。
a. b.
若滴定开始和结束时,液面如图所示,所用溶液的体积为________mL。
(3)滴定过程中左手________,右手________,眼睛________,直至滴定终点。
(4)根据实验数据计算出平衡时混合溶液中________mol/L。进一步结合(1)中的相关数据,可计算出该反应的平衡常数________。
【答案】(1)
锥形瓶 (2) ①.
a ②.
当滴入最后半滴标准溶液时,溶液由无色变为浅紫红色,且半分钟内不褪色 ③.
24.60 (3) ①.
控制滴定管活塞 ②.
摇动锥形瓶 ③.
注视锥形瓶内溶液颜色的变化
(4) ①.
0.01968 ②.
1.68
【解析】
【小问1详解】
在滴定实验中,待测溶液通常用酸式或碱式滴定管准确量取后,装入锥形瓶中进行滴定。
【小问2详解】
酸性溶液具有强氧化性,会腐蚀橡胶管,因此必须使用酸式滴定管。图a带有玻璃活塞,为酸式滴定管;图b带有橡胶管,为碱式滴定管,故选a。 滴定终点时,完全反应,微过量的使溶液显色,故判断达到滴定终点的现象为:当滴入最后半滴标准溶液时,溶液由无色变为浅紫红色,且半分钟内不褪色。 滴定管读数时应估读到小数点后两位。左图初读数为,右图末读数为,故消耗溶液的体积为。
【小问3详解】
滴定操作的规范动作是:左手控制滴定管活塞,右手摇动锥形瓶,眼睛注视锥形瓶内溶液颜色的变化,以准确判断滴定终点。
【小问4详解】
滴定消耗的物质的量为。根据反应,待测液中。则平衡时。等体积混合初,各物质浓度减半:,则;,则。反应消耗的。根据反应,平衡时各物质的浓度为, 。 该反应的平衡常数。
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