精品解析:北京市中关村中学2026-2027学年高二上学期10月月考 化学试题
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内容正文:
2026北京中关村中学高二10月月考
化学
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 O 16
第I卷(共 42 分)
共有14小题,每小题3分,共42分。在每小题列出的4个选项中,选出最符合题目要求的一项。
1. 2022年3月神舟十三号航天员在中国空间站进行了“天宫课堂”授课活动。王亚平将小苏打和醋酸混合,得到过饱和醋酸钠溶液的“液体球”,结晶后得到了热的“冰球”。下列说法不正确的是
A. 醋酸钠是弱电解质
B. 常温下,醋酸钠溶液的
C. 过饱和醋酸钠溶液结晶形成热的“冰球”的过程属于放热过程
D. 向过饱和醋酸钠溶液中加入少量醋酸钠固体可以促进醋酸钠晶体析出
2. 已知 2Na + 2H2O = 2NaOH + H2↑,该反应中相关物质的化学用语中正确的是
A. H2 的结构式:H-H
B. 中子数为 12 的钠原子:
C. H2O 的电子式:
D. Na+的结构示意图:
3. 下列物质的水溶液呈酸性的是
A. B. C. D.
4. 下列离子方程式书写正确的是
A. 用溶液蚀刻铜制电路板:
B. 向溶液中滴入少量氨水:
C. 向ZnS沉淀中滴加溶液:
D. 依据酸性HF强于HClO,可以发生反应:
5. 下列条件下,可以大量共存的离子组是
A. pH=11的溶液中:Na+、K+、Cl﹣、
B. 含有大量CH3COO﹣的溶液中:H+、K+、、
C. 某无色透明溶液中:Na+、Cu2+、、OH﹣
D. 0.1mol/L的H2SO4溶液中:K+、Ba2+、Cl﹣、
6. 下列实验中,能达到实验目的的是
A
B
证明加热可以促进水解平衡正向移动
证明Ksp(CuS)<Ksp(ZnS)
C
D
用0.1000mol/LNaOH溶液滴定待测HCl溶液
由FeCl3·6H2O制取无水FeCl3固体
A. A B. B C. C D. D
7. H2与N2在催化剂表面生成NH3,反应历程及能量变化示意图如下所示,下列说法不正确的是
A. ①→②吸收能量
B. ②→③形成了N-H键
C. 该反应为放热反应
D. 该催化剂可提高平衡时NH3的产率
8. 工业合成乙醇的反应:C2H4(g)+H2O(g)C2H5OH(g) ΔH<0,在催化剂、260-290℃。和约7MPa的条件下进行。下列说法不正确的是
A. 循环使用乙烯是为了提高乙烯的利用率
B. 原理分析表明合成时压强越大越好,但实际生产中还要考虑安全、成本等因素
C. 其他条件不变时,投料比n(H2O)∶n(C2H4)越小,乙烯的平衡转化率越大
D. 寻找高活性的催化剂是研究该反应的重要方向
9. 一定温度下,在2个容积均为1L的恒容密闭容器中,加入一定量的反应物,发生反应:,相关数据见下表。
容器编号
温度/℃
起始物质的量/mol
平衡物质的量/mol
NO(g)
CO(g)
CO2(g)
I
T1
0.2
0.2
0.1
Ⅱ
T2
0.2
0.2
0.12
下列说法不正确的是
A. T1>T2
B. I中反应达到平衡时,CO的转化率为50%
C. 达到平衡所需要的时间:Ⅱ>I
D. 对于I,平衡后向容器中再充入0.2molCO和0.2molCO2,平衡正向移动
10. 在常温下,有关下列4种溶液的叙述不正确的是
编号
①
②
③
④
溶液
醋酸
盐酸
氨水
氢氧化钠溶液
pH
3
3
11
11
A. 4种溶液中由水电离出的均为
B. 等体积的溶液①和②分别与足量锌充分反应,溶液①产生氢气更多
C. 将溶液②、③等体积混合,所得溶液中:
D. 将溶液②与溶液④混合后,若所得溶液的,则
11. 酸碱指示剂是一些有机弱酸或弱碱。石蕊(以表示)的电离平衡和颜色变化如下。
电离平衡
变色范围
红色
紫色
蓝色
下列说法不正确的是
A. 向石蕊溶液中滴加浓盐酸至,减小,增大,溶液呈红色
B. 向石蕊溶液中滴加浓溶液至,增大,减小,溶液呈蓝色
C. 向石蕊溶液中加入蒸馏水,石蕊的电离平衡正向移动,增大
D. 向石蕊溶液中通入,溶液变红,存在:
12. 298 K时,用0.1000 mol/L NaOH溶液滴定20 mL 0.1000 mol/L HA溶液,所得滴定曲线如图所示,下列说法正确的是
A. ①处的溶液中c(A-)>c(HA)
B. ②处对应的NaOH溶液体积为20 mL
C. ②处的溶液中c(Na+)=c(A-)=c(H+)=c(OH-)
D. 用酚酞做指示剂,滴定终点的现象为溶液由无色变为红色,且30 s内不褪色
13. 转化可减少排放并实现资源利用。催化氧化乙烷制乙烯的主要反应有:
①:
②:
反应的能量变化如图1所示。体系中还存在其他副反应。相同时间内,乙烷的转化率、乙烯的选择性与温度的关系如图2所示。
已知:乙烯的选择性为转化的乙烷中生成乙烯的百分比,下列说法不正确的是
A.
B. 反应②比反应①的速率小,是总反应的决速步
C. 在图2所画曲线的温度范围内,温度越高,乙烯的产率越低
D. 其他条件不变,适当增大投料比,能提高的转化率
14. 实验Ⅰ和实验Ⅱ中,均有气体产生。
下列分析不正确的是
A. 溶液中:
B. Ⅰ中有生成
C. Ⅱ中产生白色沉淀
D. Ⅰ和Ⅱ中溶液的pH均增大
15. 利用工业废气中的合成基础化工原料甲醇(),是资源化的重要方法,涉及的主要化学反应有:
反应i:
反应ii:
(1)反应ii的化学平衡常数表达式为________。
(2)已知:
利用和计算时,还需要利用________反应的。通过计算得出。
(3)控制反应条件(均使用了催化剂),研究投料比(反应物的物质的量之比)、压强、温度对反应体系的影响。产率和选择性的定义:,。
①图1中,投料比是指________(填或)。
②图2中,在催化剂2的作用下,发生的主要反应是________(填“i”或“ii”)。
③图3中,当温度高于523 K时,甲醇的产率随温度升高而减小,原因可能有________(写出2条)。
(4)一定条件下,向体积为的恒容密闭容器中通入 和 ,发生上述反应,秒后达到平衡。此时容器中为,为。
①平衡后的浓度为_______(用含、、的代数式表示,下同)。
②用CO的浓度变化表示秒反应ii的反应速率, = ________。
③该条件下反应i的化学平衡常数为___________。
16. 过氧乙酸(CH3CO3H)是一种广谱高效消毒剂,不稳定、易分解,高浓度易爆炸。常用于空气、器材的消毒,可由乙酸与H2O2在硫酸催化下反应制得,热化学方程式为:CH3COOH(aq) + H2O2(aq)CH3CO3H(aq) + H2O(l) ΔH = –13.7 kJ/mol
(1)市售过氧乙酸的浓度一般不超过21%,原因是_______。
(2)取质量相等的冰醋酸和50% H2O2溶液混合均匀,在一定量硫酸催化下进行如下实验。
实验1:在25 oC下,测定不同时间所得溶液中过氧乙酸的质量分数。数据如图1所示。
实验2:在不同温度下反应,测定24小时所得溶液中过氧乙酸的质量分数。数据如图2所示。
①实验1中,若反应混合液的总质量为m g,依据图1数据计算,在0 ~ 6 h间,υ(CH3CO3H) = _______ g / h。(用含m的代数式表示)
②综合图1、图2分析,与20 oC相比,25 oC时过氧乙酸产率降低的可能原因是_______。
(3)SV-1、SV-2是两种常用于实验研究的病毒,粒径分别为40 nm和70 nm。病毒在水中可能会聚集成团簇。不同pH下,病毒团簇粒径及过氧乙酸对两种病毒的相对杀灭速率分别如图3、图4所示。
依据图3、图4分析,过氧乙酸对SV-1的杀灭速率随pH增大而增大的原因可能是_______。
17. 电解质溶液的性质与溶液中粒子的种类和浓度等有关。
(1)室温下,冰醋酸稀释过程中溶液的导电能力变化如图所示。
①醋酸溶液能导电的原因是其中含有______(用化学符号表示)。
②由B到C的过程c(H+)______(填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)25 ℃几种酸的电离常数如下表:
酸
CH3COOH
HClO
H2CO3
电离常数(Ka)
1.75×10−5
4.0×10−8
Ka1=4.5×10−7
Ka2=4.7×10−11
① CH3COONa溶液显______(填“酸性”“碱性”或“中性”),用离子方程式表示其原因:______。
② 25 ℃,物质的量浓度相同的CH3COONa溶液和NaClO溶液的pH大小:CH3COONa______ NaClO(填“>”“<”或“=”)。
③含等物质的量的CH3COOH和CH3COONa的混合溶液呈酸性,结合K值说明原因______。
④向NaClO溶液中通入少量CO2,反应的离子方程式是______。
(3)实验测得0.5 mol·L-1CH3COONa溶液、0.5 mol·L-1CuSO4溶液以及H2O的pH随温度变化的曲线如图,回答下列问题:
随着温度升高CuSO4溶液pH变化原因为__________________________________________________
(4)25℃时,向2 mL 0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液(pH=11.6)中滴加0.1 mol·L-1 HCl溶液,已知溶液中含碳微粒的物质的量分数与溶液pH的关系如图。下列说法正确的有______________。
A. 曲线①表示物质的量分数的变化情况
B. a点对应溶液的所有离子中,c(HCO3−)最大
C. 由b点可计算出Ka2(H2CO3)=10−10. 3 mol·L-1
D. c点,由水电离产生的c(OH−)水=10−2.4 mol·L-1
18. 废旧铅蓄电池的铅膏中主要含有和,还有少量等。为了保护环境、充分利用铅资源,通过下图流程实现铅的回收。
已知:ⅰ.一些难溶电解质的溶度积常数如下表:
难溶电解质
ⅱ.浓度为的一些金属离子生成氢氧化物沉淀时的如下表:
金属氢氧化物
开始沉淀的
1.5
6.3
3.3
7.1
完全沉淀的
2.8
8.3
4.6
9.1
回答下列问题:
(1)在“脱硫”中,发生转化反应的离子方程式为_______。
(2)在“脱硫”中,加入不易使铅膏中的发生转化,原因是_______。若要有生成,溶液中的至少大于_______。
(3)在“酸浸”中,除加入,还要加入。
①除了能将(Ⅱ)转化为(Ⅲ),还能促进金属在醋酸中转化为。写出使转化为的化学方程式_______。
②也能使转化为。其中的作用是_______。
③“酸浸”时,为了加快反应速率,可适当加热。但温度不宜过高,原因可能是_______(写出2条)。
(4)“酸浸”后调节溶液的约为4.9,则滤渣的主要成分是_______。
(5)“沉铅”时,产生沉淀后的低于7.1,原因是:沉淀生成后_______(填“>”、“=”或“<”)。
19. 某小组研究与盐溶液的反应。
资料:ⅰ.镁和水反应会在镁条表面形成致密的膜,阻碍反应进一步发生。
ⅱ.某些体积较小的离子能够“钻入”膜,达到使其溶解的效果,称作“离子钻入效应”。
进行实验:常温下,向试剂X中加入长的光亮镁条。
实验序号
试剂X
实验现象
Ⅰ
蒸馏水
镁条表面有微小气泡附着
Ⅱ
溶液
迅速有大量无色气泡冒出,同时产生大量白色沉淀
Ⅲ
溶液
镁条表面迅速覆盖一层疏松黑色固体,并有少量气泡冒出
Ⅳ
溶液和溶液充分混合、过滤后所得的滤液
迅速有大量无色气泡冒出,滤液中逐渐出现白色浑浊
(1)分别收集实验Ⅱ和实验Ⅳ中产生的气体于小试管中,用拇指堵住试管口,靠近酒精灯火焰,松开拇指,均听到爆鸣声,说明生成的气体中含有_______。
(2)常温下,溶液的。结合化学用语解释溶液显碱性的原因_______。
(3)经实验测定,实验Ⅱ中产生的白色沉淀中含有。已知可以和形成,请用化学平衡移动原理解释实验Ⅱ中生成气体速率快及生成的原因_______。
(4)实验Ⅲ中生成了,写出该反应的离子方程式_______。
(5)对于实验Ⅳ,小组同学猜测滤液中的某些微粒可能对反应速率有影响。继续设计并实施实验,进行深入研究。
实验序号
试剂X
实验现象
Ⅴ
_______
细微气泡冒出
Ⅵ
溶液蒸馏水
镁条表面有微小气泡附着
①甲同学认为实验Ⅳ的滤液中含有,请设计实验方案证实其想法_______。
②对比实验Ⅳ和Ⅴ,可知对反应速率有影响。实验Ⅴ中的试剂X是_______。
(6)综合上述实验可知,与可以加快和反应的速率。反应速率加快的原因是_______。
(7)研究表明,与盐溶液反应的多样性与_______有关。
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2026北京中关村中学高二10月月考
化学
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 O 16
第I卷(共 42 分)
共有14小题,每小题3分,共42分。在每小题列出的4个选项中,选出最符合题目要求的一项。
1. 2022年3月神舟十三号航天员在中国空间站进行了“天宫课堂”授课活动。王亚平将小苏打和醋酸混合,得到过饱和醋酸钠溶液的“液体球”,结晶后得到了热的“冰球”。下列说法不正确的是
A. 醋酸钠是弱电解质
B. 常温下,醋酸钠溶液的
C. 过饱和醋酸钠溶液结晶形成热的“冰球”的过程属于放热过程
D. 向过饱和醋酸钠溶液中加入少量醋酸钠固体可以促进醋酸钠晶体析出
【答案】A
【解析】
【详解】A.醋酸钠属于盐,在水中完全电离,是强电解质,A项错误;
B.常温下,醋酸钠中,故溶液呈碱性,,B项正确;
C.结晶后得到了热的“冰球”可知,过饱和醋酸钠溶液结晶过程属于放热过程,C项正确;
D.醋酸钠溶液已经处于过饱和状态,加入少量醋酸钠固体,会促进醋酸钠晶体析出,D项正确;
答案选A。
2. 已知 2Na + 2H2O = 2NaOH + H2↑,该反应中相关物质的化学用语中正确的是
A. H2 的结构式:H-H
B. 中子数为 12 的钠原子:
C. H2O 的电子式:
D. Na+的结构示意图:
【答案】A
【解析】
【详解】A.氢气分子中,氢原子最外层只有一个电子,两个氢原子各提供一个电子形成共用电子对,,即形成氢氢单键,故A正确;
B.中Z代表质子数,即原子序数,A代表质量数,质量数=质子数+中子数,钠的质子数为11,中子数为12的钠原子质量数为23,所以中子数为12的钠原子可表示为,故B错误;
C.水分子中氢原子与氧原子通过共用电子对形成共价键,所以电子式可表示为,故C错误;
D.钠原子核外有11个电子,失去一个电子形成钠离子,所以钠离子核外有10个电子,故D错误;
综上所述,答案为A。
3. 下列物质的水溶液呈酸性的是
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】A.为强酸强碱盐,在水溶液中不发生水解,c(OH-)=c(H+),溶液呈中性,故A不符合题意;
B.为强碱弱酸盐,碳酸根离子发生水解结合水电离出来的H+,溶液中c(OH-)>c(H+),溶液呈碱性,故B不符合题意;
C.CH3COONa为强碱弱酸盐,CH3COO-发生水解结合水电离出来的H+,溶液中c(OH-)>c(H+),溶液呈碱性,故C不符合题意;
D.为强酸弱碱盐,Fe3+发生水解结合水电离出来的OH-,溶液中c(OH-)<c(H+),溶液呈酸性,D符合题意;
答案选D。
4. 下列离子方程式书写正确的是
A. 用溶液蚀刻铜制电路板:
B. 向溶液中滴入少量氨水:
C. 向ZnS沉淀中滴加溶液:
D. 依据酸性HF强于HClO,可以发生反应:
【答案】C
【解析】
【详解】A.用FeCl3溶液蚀刻铜制电路板,离子方程式:2Fe3++Cu═2Fe2++Cu2+,故A错误;
B.在硫酸铝溶液中滴加少量氨水,反应生成氢氧化铝沉淀,反应的离子方程式为:Al3+ +3NH3•H2O═Al(OH)3↓+3NH,故B错误;
C.向ZnS沉淀上滴加CuSO4溶液,硫化锌白色沉淀变黑色硫化铜沉淀,反应的离子方程式为,故C正确;
D.酸性HF强于HClO,根据强酸制取弱酸的原理,HClO和F-不能反应生成HF,故D错误;
故选C。
5. 下列条件下,可以大量共存的离子组是
A. pH=11的溶液中:Na+、K+、Cl﹣、
B. 含有大量CH3COO﹣的溶液中:H+、K+、、
C. 某无色透明溶液中:Na+、Cu2+、、OH﹣
D. 0.1mol/L的H2SO4溶液中:K+、Ba2+、Cl﹣、
【答案】A
【解析】
【详解】A.pH=11的溶液呈碱性,Na+、K+、Cl﹣、与OH- 都不发生反应,它们在碱性溶液中都能大量共存,A符合题意;
B.CH3COOH为弱酸,含有大量CH3COO﹣的溶液中,H+不能大量存在,B不合题意;
C.Cu2+在水溶液中呈蓝色,与题干“无色”冲突,且Cu2+和 OH-不能大量共存,C不合题意;
D.0.1mol/L的H2SO4溶液中,Ba2+与会发生反应生成BaSO4沉淀,D不合题意;
故选A。
6. 下列实验中,能达到实验目的的是
A
B
证明加热可以促进水解平衡正向移动
证明Ksp(CuS)<Ksp(ZnS)
C
D
用0.1000mol/LNaOH溶液滴定待测HCl溶液
由FeCl3·6H2O制取无水FeCl3固体
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.加热溶液时水解平衡正向移动,溶液中浓度增大,同时水的离子积也会随温度升高而增大,pH减小无法确定是水解平衡正向移动导致,不能达到实验目的,A错误;
B.实验中溶液过量,加入时直接与反应生成沉淀,不存在向的沉淀转化,无法证明,B错误;
C.为碱性溶液,应盛放在碱式滴定管中,用酚酞作指示剂滴定待测溶液,操作规范,可达到实验目的,C正确;
D.直接加热蒸发溶液时,水解且易挥发,最终得到,无法得到无水,应在气流中加热制备,D错误;
故选C。
7. H2与N2在催化剂表面生成NH3,反应历程及能量变化示意图如下所示,下列说法不正确的是
A. ①→②吸收能量
B. ②→③形成了N-H键
C. 该反应为放热反应
D. 该催化剂可提高平衡时NH3的产率
【答案】D
【解析】
【详解】A.①→②过程中、的化学键断裂,状态②能量高于状态①,需要吸收能量,A正确;
B.②→③过程中N原子和H原子结合生成,形成了键,B正确;
C.状态①反应物的总能量高于状态③生成物的总能量,该反应为放热反应,C正确;
D.催化剂只能改变化学反应速率,不能使化学平衡发生移动,无法提高平衡时的产率,D错误;
故选D。
8. 工业合成乙醇的反应:C2H4(g)+H2O(g)C2H5OH(g) ΔH<0,在催化剂、260-290℃。和约7MPa的条件下进行。下列说法不正确的是
A. 循环使用乙烯是为了提高乙烯的利用率
B. 原理分析表明合成时压强越大越好,但实际生产中还要考虑安全、成本等因素
C. 其他条件不变时,投料比n(H2O)∶n(C2H4)越小,乙烯的平衡转化率越大
D. 寻找高活性的催化剂是研究该反应的重要方向
【答案】C
【解析】
【详解】A.循环使用乙烯可使乙烯尽可能转化为乙醇,提高乙烯的利用率,故A正确;
B.该反应是气体体积减小的反应,增大压强有利于平衡正向移动,压强过大对设备的要求高且易发生事故,因此实际生产中还要考虑安全、成本等因素,故B正确;
C.投料比n(H2O)∶n(C2H4)越小,体系中的n(C2H4)越大,乙烯的平衡转化率越小,故C错误;
D.催化剂可提高反应速率,因此寻找高活性的催化剂是研究该反应的重要方向,故D正确;
答案选C。
9. 一定温度下,在2个容积均为1L的恒容密闭容器中,加入一定量的反应物,发生反应:,相关数据见下表。
容器编号
温度/℃
起始物质的量/mol
平衡物质的量/mol
NO(g)
CO(g)
CO2(g)
I
T1
0.2
0.2
0.1
Ⅱ
T2
0.2
0.2
0.12
下列说法不正确的是
A. T1>T2
B. I中反应达到平衡时,CO的转化率为50%
C. 达到平衡所需要的时间:Ⅱ>I
D. 对于I,平衡后向容器中再充入0.2molCO和0.2molCO2,平衡正向移动
【答案】D
【解析】
【详解】A.从平衡时二氧化碳的物质的量可知Ⅱ在Ⅰ的基础上向右移动了,反应正向放热,因此T1>T2,故A正确;
B.根据表格中的数据有,x=0.05,则CO的转化率为,故B正确;
C.由解析A可知T1>T2,温度越高反应速率越快,则达到平衡所需要的时间:Ⅱ>I,故C正确;
D.由解析B有,I的平衡常数,0.2molCO和0.2molCO2后CO和CO2的浓度变为0.3mol/L和0.3mol/L,浓度商为,平衡不移动,故D错误;
故选D。
10. 在常温下,有关下列4种溶液的叙述不正确的是
编号
①
②
③
④
溶液
醋酸
盐酸
氨水
氢氧化钠溶液
pH
3
3
11
11
A. 4种溶液中由水电离出的均为
B. 等体积的溶液①和②分别与足量锌充分反应,溶液①产生氢气更多
C. 将溶液②、③等体积混合,所得溶液中:
D. 将溶液②与溶液④混合后,若所得溶液的,则
【答案】C
【解析】
【详解】A.酸溶液中氢氧根离子来自水的电离,碱溶液中氢离子来自水的电离,由pH可知四种溶液中水电离的均为,A正确;
B.等pH值得强酸和弱酸,弱酸因不完全电离,因此弱酸浓度大于强酸,等体积时,醋酸的物质的量大于盐酸,与足量锌反应生成的氢气醋酸多,B正确;
C.一水合氨是弱碱不完全电离,pH=11的氨水与pH=3的盐酸等体积混合后,一水合氨过量有剩余,混合后溶液呈碱性,则,C错误;
D.将溶液②与溶液④混合后,若所得溶液的,则混合后=,,D正确;
故选C。
11. 酸碱指示剂是一些有机弱酸或弱碱。石蕊(以表示)的电离平衡和颜色变化如下。
电离平衡
变色范围
红色
紫色
蓝色
下列说法不正确的是
A. 向石蕊溶液中滴加浓盐酸至,减小,增大,溶液呈红色
B. 向石蕊溶液中滴加浓溶液至,增大,减小,溶液呈蓝色
C. 向石蕊溶液中加入蒸馏水,石蕊的电离平衡正向移动,增大
D. 向石蕊溶液中通入,溶液变红,存在:
【答案】D
【解析】
【详解】A.常温下,向石蕊溶液中滴加浓盐酸,氢离子浓度增加,平衡逆向移动,减小,增大,溶液变红,故A正确;
B.常温下,向石蕊溶液中滴加浓溶液,消耗氢离子,氢离子浓度减小,平衡正向移动,增大,减小,溶液变蓝,故B正确;
C.向石蕊溶液中加入蒸馏水,溶液中各离子浓度均减小,促进弱电解质的电离,即石蕊的电离平衡正向移动,增大,减小,增大,故C正确;
D.向石蕊溶液中通入,溶液中包括的离子有:H+、OH-、、、In-,根据电荷守恒条件有:,故D错误;
故答案为D。
12. 298 K时,用0.1000 mol/L NaOH溶液滴定20 mL 0.1000 mol/L HA溶液,所得滴定曲线如图所示,下列说法正确的是
A. ①处的溶液中c(A-)>c(HA)
B. ②处对应的NaOH溶液体积为20 mL
C. ②处的溶液中c(Na+)=c(A-)=c(H+)=c(OH-)
D. 用酚酞做指示剂,滴定终点的现象为溶液由无色变为红色,且30 s内不褪色
【答案】AD
【解析】
【详解】A.由初始的可知为弱酸,为弱酸强碱盐,①处加入10 mL NaOH溶液,为等物质的量浓度的和混合溶液,此处,说明HA的电离程度大于A⁻的水解程度,因此,A正确;
B.若体积为,二者恰好完全反应生成,水解使溶液,②处,故体积小于,B错误;
C.②处,故,由电荷守恒得,但、远大于、,四者不相等,C错误;
D.酚酞在酸性溶液中为无色,滴定终点时溶液呈弱碱性,现象为溶液由无色变为红色,且内不褪色,D正确;
故选AD。
13. 转化可减少排放并实现资源利用。催化氧化乙烷制乙烯的主要反应有:
①:
②:
反应的能量变化如图1所示。体系中还存在其他副反应。相同时间内,乙烷的转化率、乙烯的选择性与温度的关系如图2所示。
已知:乙烯的选择性为转化的乙烷中生成乙烯的百分比,下列说法不正确的是
A.
B. 反应②比反应①的速率小,是总反应的决速步
C. 在图2所画曲线的温度范围内,温度越高,乙烯的产率越低
D. 其他条件不变,适当增大投料比,能提高的转化率
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图可知, =生成物的能量减去反应物的能量=-300kJ/mol-(-477 kJ/mol)=+177kJ/mol,故A正确;
B.由图可知,反应①的活化能小于反应②的活化能,则反应②比反应①的速率小,速率小的是总反应的决速步,故B正确;
C.由图可知,在图2所画曲线的温度范围内,温度越高,乙烯的选择性越低,但是乙烷的转化率越高,无法确定乙烯的产率的变化,故C错误;
D.其他条件不变,适当增大投料比,反应①正向移动,能提高的转化率,故D正确;
故选C。
14. 实验Ⅰ和实验Ⅱ中,均有气体产生。
下列分析不正确的是
A. 溶液中:
B. Ⅰ中有生成
C. Ⅱ中产生白色沉淀
D. Ⅰ和Ⅱ中溶液的pH均增大
【答案】AD
【解析】
【分析】是强电解质,在水中完全电离:。既能发生电离:,又能发生水解:。题给溶液的pH为4,说明其电离程度大于水解程度,溶液显酸性。加入的物质若消耗上述平衡中的某种微粒,就会引起相应的平衡移动。
【详解】A.既能发生电离:,又能发生水解:。题给溶液的pH为4,说明其电离程度大于水解程度,浓度关系应为,A正确;
B.实验Ⅰ中,溶液显酸性,加入的与反应:,使的电离平衡正向移动。总离子方程式为,因此有生成,B正确;
C.实验Ⅱ中,加入的与溶液中的结合生成难溶的白色沉淀,使的电离平衡正向移动,产生的又与反应放出。总离子方程式为,因此产生白色沉淀,C正确;
D.实验Ⅰ中,消耗,使溶液酸性减弱,pH增大。实验Ⅱ中,沉淀,使电离平衡正向移动,溶液中增大,pH减小,因此两实验中溶液的pH并非均增大,D错误;
故选D。
15. 利用工业废气中的合成基础化工原料甲醇(),是资源化的重要方法,涉及的主要化学反应有:
反应i:
反应ii:
(1)反应ii的化学平衡常数表达式为________。
(2)已知:
利用和计算时,还需要利用________反应的。通过计算得出。
(3)控制反应条件(均使用了催化剂),研究投料比(反应物的物质的量之比)、压强、温度对反应体系的影响。产率和选择性的定义:,。
①图1中,投料比是指________(填或)。
②图2中,在催化剂2的作用下,发生的主要反应是________(填“i”或“ii”)。
③图3中,当温度高于523 K时,甲醇的产率随温度升高而减小,原因可能有________(写出2条)。
(4)一定条件下,向体积为的恒容密闭容器中通入 和 ,发生上述反应,秒后达到平衡。此时容器中为,为。
①平衡后的浓度为_______(用含、、的代数式表示,下同)。
②用CO的浓度变化表示秒反应ii的反应速率, = ________。
③该条件下反应i的化学平衡常数为___________。
【答案】(1)
(2)
(3) ①. ②. ii ③. 原因一:反应i为放热反应,升温使其平衡逆向移动;反应ii为吸热反应,升温有利于生成CO,从而不利于生成甲醇。原因二:温度过高可能使催化剂活性降低,生成甲醇的反应速率减小,使一定反应时间内甲醇的产率降低。
(4) ①. ②. ③.
【解析】
【分析】两个反应都消耗和,反应i生成甲醇,反应ii生成CO,二者存在竞争关系。反应i每消耗,同时消耗并生成;反应ii每消耗,同时消耗并生成。因此,生成甲醇和CO的量分别对应两条反应途径消耗的的量,而生成水的总量对应两条途径消耗的总量。反应i是气体分子数减少的放热反应,反应ii是气体分子数不变的吸热反应,可据此分析压强、温度变化的影响。
【小问1详解】
反应ii为,各物质均为气体,化学计量数均为1。化学平衡常数等于各生成物平衡浓度的幂之积与各反应物平衡浓度的幂之积的比,浓度的指数为相应的化学计量数,因此;
【小问2详解】
反应i为,题给甲醇燃烧反应为。将两式相加,消去和,再将各物质的化学计量数除以3,得到,其焓变为。要进一步得到,还需利用CO燃烧反应的逆反应来消去氧气。因此,还需要利用的反应为。设该反应的焓变为,由盖斯定律可得;
【小问3详解】
①图1显示,投料比增大时,的转化率增大。两个反应都消耗,在其他条件相同时,提高相对于的投料量,有利于转化,故图中的投料比为。
②图2中,使用催化剂2时,的平衡转化率随压强增大变化很小。反应i的气体化学计量数之和由反应前的4减小为反应后的2,增大压强有利于其正向进行;反应ii前后气体化学计量数之和均为2,增大压强不使该反应的平衡移动。因此,在催化剂2的作用下,发生的主要反应是ii。
③反应i的,升高温度使其平衡逆向移动,甲醇的平衡产率降低;反应ii的,升高温度有利于生成CO,也不利于原料转化为甲醇。这是甲醇产率下降的一种可能原因。图3的纵坐标是甲醇产率,未说明各点均达到平衡,因此还可从反应速率考虑:温度过高可能使催化剂活性降低,生成甲醇的反应速率减小;若反应在一定时间后测定产率,就可能出现甲醇产率下降。这是另一种可能原因;
【小问4详解】
①起始时为,平衡时为,共消耗的物质的量为。由两个反应的化学方程式可知,每消耗均生成,故平衡时水蒸气的物质的量为。容器体积为,所以,填。
②平衡时生成甲醇,由反应i可知,该反应消耗的物质的量为。因此,反应ii消耗的物质的量为。反应ii中与CO的化学计量数之比为,故生成CO的物质的量为。起始时没有CO,因而,填。
③反应i生成甲醇,消耗 ;反应ii生成 CO,消耗。因此,平衡时。平衡时各物质的浓度分别为、、、。反应i的平衡常数表达式为,则。
16. 过氧乙酸(CH3CO3H)是一种广谱高效消毒剂,不稳定、易分解,高浓度易爆炸。常用于空气、器材的消毒,可由乙酸与H2O2在硫酸催化下反应制得,热化学方程式为:CH3COOH(aq) + H2O2(aq)CH3CO3H(aq) + H2O(l) ΔH = –13.7 kJ/mol
(1)市售过氧乙酸的浓度一般不超过21%,原因是_______。
(2)取质量相等的冰醋酸和50% H2O2溶液混合均匀,在一定量硫酸催化下进行如下实验。
实验1:在25 oC下,测定不同时间所得溶液中过氧乙酸的质量分数。数据如图1所示。
实验2:在不同温度下反应,测定24小时所得溶液中过氧乙酸的质量分数。数据如图2所示。
①实验1中,若反应混合液的总质量为m g,依据图1数据计算,在0 ~ 6 h间,υ(CH3CO3H) = _______ g / h。(用含m的代数式表示)
②综合图1、图2分析,与20 oC相比,25 oC时过氧乙酸产率降低的可能原因是_______。
(3)SV-1、SV-2是两种常用于实验研究的病毒,粒径分别为40 nm和70 nm。病毒在水中可能会聚集成团簇。不同pH下,病毒团簇粒径及过氧乙酸对两种病毒的相对杀灭速率分别如图3、图4所示。
依据图3、图4分析,过氧乙酸对SV-1的杀灭速率随pH增大而增大的原因可能是_______。
【答案】(1)高浓度易爆炸(或不稳定,或易分解)
(2) ①. ②. 温度升高,过氧乙酸分解;温度升高,过氧化氢分解,过氧化氢浓度下降,反应速率下降
(3)随着pH升高,SV-1的团簇粒径减小,与过氧乙酸接触面积增大,反应速率加快
【解析】
【分析】过氧乙酸不稳定、易分解,高浓度易爆炸;由图1可读出0~6 h内过氧乙酸质量分数的变化,由图2比较不同温度下反应24 h的产率,由图3、图4比较不同pH下SV-1、SV-2的团簇粒径与杀灭速率。
【小问1详解】
过氧乙酸不稳定、易分解,高浓度时易爆炸,因此市售过氧乙酸的浓度一般不超过21%。
【小问2详解】
①由图1可知,0~6 h内过氧乙酸的质量分数由0增大到10%,其质量增加0.1m g,故υ(CH3CO3H)= g/h。
②由图2可知,20 ℃时反应24 h所得溶液中过氧乙酸的质量分数约为21%,25 ℃时约为20%,产率降低;可能原因是温度升高,过氧乙酸分解,同时过氧化氢分解使过氧化氢浓度下降,反应速率减小。
【小问3详解】
由图3可知,随pH增大,SV-1的团簇粒径明显减小,而SV-2的团簇粒径变化不大;由图4可知,随pH增大,过氧乙酸对SV-1的相对杀灭速率明显增大,对SV-2的基本不变。SV-1的团簇粒径减小,与过氧乙酸的接触面积增大,故杀灭速率增大。
17. 电解质溶液的性质与溶液中粒子的种类和浓度等有关。
(1)室温下,冰醋酸稀释过程中溶液的导电能力变化如图所示。
①醋酸溶液能导电的原因是其中含有______(用化学符号表示)。
②由B到C的过程c(H+)______(填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)25 ℃几种酸的电离常数如下表:
酸
CH3COOH
HClO
H2CO3
电离常数(Ka)
1.75×10−5
4.0×10−8
Ka1=4.5×10−7
Ka2=4.7×10−11
① CH3COONa溶液显______(填“酸性”“碱性”或“中性”),用离子方程式表示其原因:______。
② 25 ℃,物质的量浓度相同的CH3COONa溶液和NaClO溶液的pH大小:CH3COONa______ NaClO(填“>”“<”或“=”)。
③含等物质的量的CH3COOH和CH3COONa的混合溶液呈酸性,结合K值说明原因______。
④向NaClO溶液中通入少量CO2,反应的离子方程式是______。
(3)实验测得0.5 mol·L-1CH3COONa溶液、0.5 mol·L-1CuSO4溶液以及H2O的pH随温度变化的曲线如图,回答下列问题:
随着温度升高CuSO4溶液pH变化原因为__________________________________________________
(4)25℃时,向2 mL 0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液(pH=11.6)中滴加0.1 mol·L-1 HCl溶液,已知溶液中含碳微粒的物质的量分数与溶液pH的关系如图。下列说法正确的有______________。
A. 曲线①表示物质的量分数的变化情况
B. a点对应溶液的所有离子中,c(HCO3−)最大
C. 由b点可计算出Ka2(H2CO3)=10−10. 3 mol·L-1
D. c点,由水电离产生的c(OH−)水=10−2.4 mol·L-1
【答案】(1) ①. 和 ②. 减小
(2) ①. 碱性 ②. ③. < ④. 混合溶液中同时存在的电离和的水解,已知的电离,则的水解,电离常数远大于水解常数,即的电离程度大于的水解程度,溶液中,溶液显酸性 ⑤.
(3)溶液中存在水解平衡:。盐类的水解反应是吸热反应,升高温度会使平衡正向移动,促进水解,产生更多的,从而导致溶液中增大,pH减小 (4)ACD
【解析】
【小问1详解】
① 溶液能导电是因为溶液中含有自由移动的离子;醋酸是弱电解质,在水溶液中发生部分电离生成氢离子和醋酸根离子,醋酸溶液能导电的原因是其中含有的自由移动的和。
② 溶液的导电能力与溶液中自由移动的离子浓度成正比。由B到C的过程,溶液体积增大,导电能力减弱,说明溶液中离子浓度减小,因此减小。
【小问2详解】
① 为强碱弱酸盐,醋酸根离子发生水解消耗水电离出的,使溶液中,溶液显碱性,离子方程式为 。
② 根据电离常数可知酸性。根据“越弱越水解”规律,酸越弱,其对应阴离子的水解程度越大,故同浓度下溶液中的水解程度更大,碱性更强,pH更大,故pH:CH3COONa<NaClO。
③ 混合溶液中同时存在的电离和的水解,已知的电离,则的水解,电离常数远大于水解常数,即的电离程度大于的水解程度,溶液中,溶液显酸性。
④ 根据电离常数可知酸性强弱顺序为:。根据强酸制弱酸原理,向溶液中通入少量只能生成和,不能生成,离子方程式为:。
【小问3详解】
溶液中存在水解平衡:。盐类的水解反应是吸热反应,升高温度会使平衡正向移动,促进水解,产生更多的,从而导致溶液中增大,pH减小。
【小问4详解】
向溶液(pH=11.6)中滴加,溶液的pH逐渐减小,含碳微粒的转化顺序为 。因此,曲线①代表,曲线②代表,曲线③代表。
A.由上述分析可知,曲线①表示物质的量分数的变化情况,A正确;
B.a点时物质的量分数接近1.0,此时溶液主要为和的混合物,溶液中阳离子的浓度远大于的浓度,B错误;
C.b点时曲线①和②相交,即,此时。的二级电离常数,C正确;
D.c点为初始的溶液,,溶液呈碱性,溶液中的全部由水电离产生,故,D正确;
故答案选ACD。
18. 废旧铅蓄电池的铅膏中主要含有和,还有少量等。为了保护环境、充分利用铅资源,通过下图流程实现铅的回收。
已知:ⅰ.一些难溶电解质的溶度积常数如下表:
难溶电解质
ⅱ.浓度为的一些金属离子生成氢氧化物沉淀时的如下表:
金属氢氧化物
开始沉淀的
1.5
6.3
3.3
7.1
完全沉淀的
2.8
8.3
4.6
9.1
回答下列问题:
(1)在“脱硫”中,发生转化反应的离子方程式为_______。
(2)在“脱硫”中,加入不易使铅膏中的发生转化,原因是_______。若要有生成,溶液中的至少大于_______。
(3)在“酸浸”中,除加入,还要加入。
①除了能将(Ⅱ)转化为(Ⅲ),还能促进金属在醋酸中转化为。写出使转化为的化学方程式_______。
②也能使转化为。其中的作用是_______。
③“酸浸”时,为了加快反应速率,可适当加热。但温度不宜过高,原因可能是_______(写出2条)。
(4)“酸浸”后调节溶液的约为4.9,则滤渣的主要成分是_______。
(5)“沉铅”时,产生沉淀后的低于7.1,原因是:沉淀生成后_______(填“>”、“=”或“<”)。
【答案】(1)PbSO4(s)+(aq)= PbCO3(s)+(aq)
(2) ①. BaSO4(s)+(aq)=BaCO3(s)+(aq)的平衡常数K=反应正向进行的程度有限 ②.
(3) ①. Pb+H2O2+2CH3COOH=+2H2O ②. 还原剂 ③. 温度过高导致分解、温度过高醋酸挥发,反应物浓度减小,反应速率降低
(4)Fe(OH)3、Al(OH)3、BaSO4
(5)>
【解析】
【分析】铅膏中主要含有PbSO4,PbO2,PbO和Pb,还有少量Ba、Fe、Al的盐或氧化物等,向铅膏中加入碳酸钠溶液进行脱硫,硫酸铅转化为碳酸铅,过滤,向所得固体中加入醋酸、过氧化氢进行酸浸,过氧化氢可将溶液中的亚铁离子氧化为铁离子,酸浸后溶液的pH约为4.9,依据金属氢氧化物沉淀时的pH可知,滤渣主要成分为氢氧化铝、氢氧化铁,过滤后,向滤液中加入氢氧化钠溶液进行沉铅,得到氢氧化铅沉淀,滤液中的金属阳离子主要为钠离子和钡离子,氢氧化铅再进行处理得到PbO。
【小问1详解】
“脱硫”中,碳酸钠溶液与硫酸铅反应生成碳酸铅和硫酸钠,反应的离子方程式为:PbSO4(s)+CO(aq)= PbCO3(s)+SO(aq),故答案为:PbSO4(s)+CO(aq)= PbCO3(s)+SO(aq);
【小问2详解】
反应BaSO4(s)+CO(aq)=BaCO3(s)+SO(aq)的平衡常数K=,说明该反应正向进行的程度有限,因此加入碳酸钠不能使铅膏中的BaSO4完全转化。
若要有生成,溶液中的,故答案为:BaSO4(s)+CO(aq)=BaCO3(s)+SO(aq)的平衡常数K=反应正向进行的程度有限;;
【小问3详解】
①过氧化氢促进金属Pb在醋酸溶液中转化为,过氧化氢与Pb、HAc发生氧化还原反应生成和H2O,依据得失电子守恒和原子守恒可知,反应的化学方程式为:Pb+H2O2+2CH3COOH=+2H2O,故答案为:Pb+H2O2+2CH3COOH=+2H2O;
②过氧化氢也能使PbO2转化为,铅元素化合价由+4价降低到了+2价,PbO2是氧化剂,则过氧化氢是还原剂。胡答案为:还原剂;
③酸浸时用到,不稳定,温度过高会导致分解;另外所用醋酸的沸点较低,温度过高导致醋酸大量挥发,故答案为:温度过高导致分解、温度过高醋酸挥发,反应物浓度减小,反应速率降低;
【小问4详解】
酸浸后溶液的pH约为4.9,依据金属氢氧化物沉淀时的pH可知,滤渣主要成分为氢氧化铝、氢氧化铁,还有不溶于酸的BaSO4。故答案为:Fe(OH)3、Al(OH)3、BaSO4。
【小问5详解】
刚开始沉淀是溶液pH值为7.1,此时铅离子浓度为0.1mol/L,Ksp[Pb(OH)2]==,若pH值小于7.1,则>,故答案为:>;
19. 某小组研究与盐溶液的反应。
资料:ⅰ.镁和水反应会在镁条表面形成致密的膜,阻碍反应进一步发生。
ⅱ.某些体积较小的离子能够“钻入”膜,达到使其溶解的效果,称作“离子钻入效应”。
进行实验:常温下,向试剂X中加入长的光亮镁条。
实验序号
试剂X
实验现象
Ⅰ
蒸馏水
镁条表面有微小气泡附着
Ⅱ
溶液
迅速有大量无色气泡冒出,同时产生大量白色沉淀
Ⅲ
溶液
镁条表面迅速覆盖一层疏松黑色固体,并有少量气泡冒出
Ⅳ
溶液和溶液充分混合、过滤后所得的滤液
迅速有大量无色气泡冒出,滤液中逐渐出现白色浑浊
(1)分别收集实验Ⅱ和实验Ⅳ中产生的气体于小试管中,用拇指堵住试管口,靠近酒精灯火焰,松开拇指,均听到爆鸣声,说明生成的气体中含有_______。
(2)常温下,溶液的。结合化学用语解释溶液显碱性的原因_______。
(3)经实验测定,实验Ⅱ中产生的白色沉淀中含有。已知可以和形成,请用化学平衡移动原理解释实验Ⅱ中生成气体速率快及生成的原因_______。
(4)实验Ⅲ中生成了,写出该反应的离子方程式_______。
(5)对于实验Ⅳ,小组同学猜测滤液中的某些微粒可能对反应速率有影响。继续设计并实施实验,进行深入研究。
实验序号
试剂X
实验现象
Ⅴ
_______
细微气泡冒出
Ⅵ
溶液蒸馏水
镁条表面有微小气泡附着
①甲同学认为实验Ⅳ的滤液中含有,请设计实验方案证实其想法_______。
②对比实验Ⅳ和Ⅴ,可知对反应速率有影响。实验Ⅴ中的试剂X是_______。
(6)综合上述实验可知,与可以加快和反应的速率。反应速率加快的原因是_______。
(7)研究表明,与盐溶液反应的多样性与_______有关。
【答案】(1)氢气 (2)水解程度大于电离程度,水解反应为,使溶液显碱性
(3)Mg2+和形成[Mg(HCO3)]+, c(Mg2+)减小, Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq)平衡正移,Mg(OH)2 膜溶解,生成气体速率变快; c(OH-)升高,促进的电离,c()增大,Mg2++ = MgCO3↓
(4);
(5) ①. 向滤液中滴加含有稀的NaCl溶液,生成白色沉淀; ②. ;
(6)Cl-因“离子钻入效应”,能破坏镁条表面的Mg(OH)2膜;Ag+与Mg发生置换反应,形成了Mg-Ag原电池,两者协同加快了Mg+H2O的反应速率
(7)盐溶液中阴、阳离子的性质,含镁生成物的溶解性、致密性等
【解析】
【小问1详解】
用拇指堵住试管口,靠近酒精灯火焰,松开拇指,均听到爆鸣声,是检验氢气的操作,说明生成的气体中含有氢气;
【小问2详解】
Mg2+和形成[Mg(HCO3)]+, c(Mg2+)减小, Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq)平衡正移,Mg(OH)2 膜溶解,生成气体速率变快; c(OH-)升高,促进的电离,c()增大,Mg2++ = MgCO3↓
【小问3详解】
在溶液中存在平衡,,,Mg和溶液反应,产生氢气的离子方程式为,然而还会和发生反应,发生反应的离子方程式为,,和反应会生成,消耗使平衡正向移动,产生氢气的速率加快,和碳酸氢根电离出的反应生成;
【小问4详解】
Mg和硝酸银会发生置换反应,离子方程式为:;
【小问5详解】
检验,向滤液中滴加含有稀的NaCl溶液,生成白色沉淀;探究有影响,对比实验Ⅳ,与实验Ⅳ不同之处应该是去除Ag+,仍保留K+,并且浓度也要保持一致,则加入的试剂应该是;
【小问6详解】
Cl-因“离子钻入效应”,能破坏镁条表面的Mg(OH)2膜;Ag+与Mg发生置换反应,形成了Mg-Ag原电池,两者协同加快了Mg+H2O的反应速率;
【小问7详解】
通过以上分析可以看出Mg与盐溶液中阴、阳离子的性质,含镁生成物的溶解性、致密性等有关;
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