精品解析:浙江省清华附中嘉兴实验高级中学2026-2027学年高二第一学期第一次检测 (A卷)化学试题
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内容正文:
2026-2027学年第一学期第一次阶段检测
高二年级化学试题卷(A卷)2026.10
本试题卷共9页,满分100分,考试时间90分钟
考生注意:
1.答题前,请务必将自己的姓名,考号用黑色字迹的签字笔或钢笔分别填写在答题纸规定的位置上。
2.答题时,请按照答题纸上“考生须知”的要求,在答题纸相应的位置上规范作答,在本试题卷上的作答一律无效。
可能用到的相对原子质量:Na-23 O-16 C-12 H-1
一、单选题(共48分)
1. 下列物质含有非极性共价键的强电解质是
A. B. NaOH C. D.
2. 下列化学用语或表述正确的是
A. 的电离方程式为
B. NaCl溶液中的水合离子为
C. 固体中阴阳离子个数比为1:2
D. 难溶于水,故不是电解质
3. 根据元素周期律,下列说法中不正确的是
A. 键能: B. 原子半径:
C. 酸性: D. 分子的热稳定性:
4. 下列各项叙述错误的是
A. 若基态原子核外的电子排布式为,则违反了洪特规则
B. 原子的电子排布式由能释放特定能量产生发射光谱
C. 若基态B原子的轨道表示式为,则违反了泡利不相容原理
D. 基态Cr原子电子排布式为
5. 在一定温度下的恒容密闭容器中,反应3X(g)2Y(g)+Z(g)+W(s),ΔH=-QkJ·mol-1,反应已达到平衡的标志是
A. 混合气体的压强不再变化 B. 混合气体的密度不再改变
C. 反应混合物中各组分的浓度相等 D. 两种物质X、Y的反应速率之比为3∶2
6. 一定条件下,,反应过程与能量关系如下图,下列说法不正确的是
A. I2(s)转化为I2(g)的过程中所吸收的热量用于克服分子间作用力
B. 1 mol I2(s)与1 mol H2(g)混合生成HI(g),需要吸收5 kJ的能量
C. 断开1 mol I2(g)和1 mol H2(g)中的化学键所需能量小于形成2 mol HI(g)中的化学键释放能量
D. HI(g)分解反应可能是吸热反应也可能是放热反应
7. 在密闭系统中有反应,能使反应速率加快的措施是
①减小容器体积增大压强②升高温度③将炭粉碎④通入CO2⑤增加炭的量⑥恒容条件下通入N2
A. ①②③⑥ B. ①②④⑥ C. ①②③④ D. ①②③④⑤
8. 一定条件下,在的密闭容器中,X、Y、Z三种气体发生可逆反应。反应过程中测得各气体的物质的量随时间的变化如图所示。下列说法正确的是
A. 该反应达到平衡状态的时间是
B. 用Y表示内该反应的平均速率为
C. 第末,X的转化率为90%
D. 该反应的化学方程式为
9. 下列反应的离子反应方程式错误的是
A. NaHCO3溶液与NaOH溶液混合:+OH-=H2O +
B. 钠与水反应:2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑
C. 向FeBr2溶液中通入少量Cl2:2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-
D. 向稀硫酸溶液中滴加少量Ba(OH)2溶液:H+++ OH-+Ba2+=BaSO4↓+H2O
10. 氢卤酸的能量关系如图所示:下列说法正确的是
A. 已知HF气体溶于水放热,则HF的ΔH1<0
B. 一定条件下,气态原子生成1 mol H-X键放出a kJ能量,则该条件下ΔH2=a kJ·molˉ1
C. 相同条件下,HCl的(ΔH3+ΔH4)比HI的大
D. 相同条件下,HCl的ΔH2比HBr的小
11. 在催化剂a或催化剂b作用下,丙烷发生脱氢反应制备丙烯,总反应的化学方程式为,反应进程中的相对能量变化如图所示(*表示吸附态,中部分进程已省略)。
下列说法正确的是
A. 催化剂可降低反应活化能从而降低总反应的焓变
B. 两种不同催化剂作用下总反应的化学平衡常数不同
C. 和催化剂b相比,丙烷被催化剂a吸附得到的吸附态更稳定
D. 使用催化剂a的过程中,①转化为②的决速步骤为
12. 下列说法正确的是
A. 增加反应物浓度,则活化分子百分数增大,有效碰撞几率增加,化学反应速率加快
B. 已知 则
C. 含40.0 g NaOH的稀溶液与稀醋酸完全中和,放出57.3 kJ的热量
D. 已知 ,则的燃烧热为
13. Deacon催化氧化法将工业副产物HCl制成,可实现氯资源的再利用,如图所示为该法的一种催化机理。下列说法错误的是
A. 中Cu的化合价为
B. X为反应物HCl
C. 图中转化涉及的反应均为氧化还原反应
D. 该过程的总反应为
14. 液态肼()可作火箭燃料,其燃烧热。一定条件下,发生反应:,相关化学键的键能如下表:
化学键
N-H
N-N
氧气中的化学键
NN
O-H
键能/(kJ·mol-1)
b
c
d
e
f
下列有关说法正确的是
A.
B.
C. 压缩容器体积增大压强,活化分子百分数增大,反应速率加快
D.
15. 为了减少汽车尾气排放,某些重型柴油车或工程车辆会搭载高温分解装置,配合专用催化剂,促使尾气中氮的氧化物转化为无害的和;反应原理为:,在1L密闭容器中分别加入,测得不同温度下随时间变化的实验数据如下表所示:下列说法错误的是
温度/K
时间
物质的量
0
10
20
40
50
0
0.20
0.32
X
0.42
0
0.15
0.23
0.30
0.30
A. 温度下,在内的分解速率为
B. 由表中数据可知温度大小:
C. 40min时,表格中X对应的数据为0.42
D. 温度下,该反应的平衡常数
16. 草酸钾与氯化汞()的反应方程式为:,其反应速率。在373 K,其它条件相同时,不同起始浓度的反应物溶液中完全沉淀的数据如下表所示。下列有关说法错误的是
实验
起始浓度(mol/L)
完全沉淀的时间(min)
I
0.08
0.4
40
II
0.08
0.2
80
III
0.04
0.4
160
A.
B. 实验I中,
C. 适当升温,可以提高活化分子百分数使速率常数k增大
D. 对比实验可知,其它条件相同时,增大反应物的浓度,可以加快反应的速率
二、简答题(共52分)
17. “价类二维图”是学习元素化合物的重要工具。下图是氮及其主要化合物的价类二维图。
回答下列问题:
(1)氮元素在元素周期表中的位置是___________。b的电子式是________。
(2)a的沸点高于的原因是_______________。
(3)c、d、e三种物质中,属于酸性氧化物的是_______(填化学式),判断理由是_______________(用离子方程式表示)。
(4)氨可用于、的尾气处理,已知7 mol恰好能将含和共6 mol的混合气体完全转化为,则混合气体中和的物质的量之比为________。
18. 氨的合成是工业上重要的反应,广泛应用于化肥生产。回答下列问题。
(1)图甲为N2(g)和H2(g)反应生成1 mol NH3(g)的能量变化,则N2(g)和H2(g)反应的热化学方程式为________________。
(2)已知部分化学键的键能数据如表所示:
化学键
N-H键
H-H键
N≡N键
断开1 mol化学键需要吸收的能量/kJ
a
436
946
则a=______。
(3)一定温度下,若在2 L恒容密闭容器中,投入等物质的量的N2和H2发生合成氨的反应,在m,n两种条件下分别达到平衡状态,测得的氢气的物质的量与反应时间的关系如图所示:
①n条件下,0~5min的平均反应速率v(NH3)=_______。n条件下H2的平衡转化率为_____。
②相对m而言,n可能改变的条件是____________。
③计算此温度下该反应的平衡常数K=________。
(4)若在恒温恒容密闭容器中进行合成氨的反应,下列一定能说明该反应已达平衡状态的是_______。
A.断裂3 mol H-H键的同时生成6mol N-H键
B.容器内压强保持不变
C.混合气体的密度保持不变
D.容器内N2、H2、NH3物质的量之比为1:3:2
E.混合气体的平均摩尔质量保持不变
19. 纯碱是一种重要的化工原料,在玻璃、肥料、合成洗涤剂等工业中有着广泛的应用。
(1)某工厂模仿“侯氏制碱法”生产纯碱的工艺流程示意图如下:
①该工艺流程中向沉淀池中先通入的气体是________(填“NH3”或“CO2”)。
②设计实验检验纯碱产品中是否含有少量NaCl杂质,其操作方法是:____________。
(2)实验室需要配制240 mL 2.00 mol·L-1的Na2CO3溶液:
①所用仪器除天平、烧杯、药匙、胶头滴管外还有______(填仪器名称)。
②需用托盘天平称量______g的纯碱固体。
③某同学实际配的Na2CO3溶液的浓度为2.05 mol·L-1,原因可能是_______。(填字母)。
a.定容时俯视刻度线
b.发现凹液面超过刻度线,立即将多余溶液吸出
c.容量瓶内壁附有水珠而未干燥处理
d.溶液转移至容量瓶中后没有洗涤烧杯
(3)将0.01 mol NaHCO3和0.01 mol Na2CO3混合并配成溶液,向溶液中滴加0.1 mol·L-1稀盐酸。下列图像能正确表示加入盐酸的体积和生成CO2的物质的量的关系的是_______(填字母)。
A. B.
C. D.
20. 化学是以实验为基础的学科,请回答以下问题:
I.利用如图所示装置测定中和热的实验步骤如下:
①用量筒量取50 mL 0.25 mol·L-1硫酸倒入小烧杯中,测出硫酸温度;
②用另一量筒量取50 mL0.55 mol·L-1 NaOH溶液,并用同一温度计测出其温度;
③将NaOH溶液倒入小烧杯中,设法使之混合均匀,测得混合液最高温度。
回答下列问题:
(1)该图中有一处仪器未画出,它是____________。
(2)现将一定量的稀氢氧化钠溶液、稀氨水分别和1L 1 mol·L-1的稀盐酸恰好完全反应,其反应热分别为、,则、的大小关系为____________。
(3)实验数据如下:
实验次数
起始温度t1℃
终止温度t2/℃
H2SO4
NaOH
平均值
1
26.2
26.0
26.1
29.5
2
27.0
27.4
27.2
32.3
3
25.9
25.9
25.9
29.2
4
26.4
26.2
26.3
29.8
近似认为0.55 mol·L-1 NaOH溶液和0.25 mol·L-1硫酸溶液的密度都是1 g·cm-3,中和后生成溶液的比热容c=4.18 J·g-1·℃-1.则中和热=_______(取小数后一位)。
(4)实验测得结果与中和热=-57.3 kJ·mol-1有偏差,产生偏差的原因可能是______。
A.量取NaOH溶液时仰视读数
B.为了使反应充分,向酸中分次加入碱
C.用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定硫酸溶液的温度
Ⅱ.现用0.1 mol/L KMnO4酸性溶液与0.5 mol/L H2C2O4溶液,研究不同条件对化学反应速率的影响。实验过程的数据记录如下(见表格),请结合表中信息,回答有关问题:
实验序号
反应温度/℃
参加反应的物质
KMnO4(H2SO4)
H2C2O4
H2O
MnSO4
V/mL
c/mol·L-1
V/mL
c/mol·L-1
V/mL
g
A
20
10
0.1
10
0.5
0
0
B
20
10
0.1
6
0.5
V1
0
C
20
10
0.1
10
0.5
0
1
D
50
10
0.1
6
0.5
0
0
E
40
10
0.1
10
0.5
0
0
(5)H2C2O4溶液与酸性KMnO4溶液反应的离子方程式为______________________。
(6)研究催化剂对化学反应速率的影响,用实验_________对比可以得出结论(用A-E表示,下同)。
(7)实验A和B,可以研究浓度对化学反应速率的影响,反应时间为5 min。则0~5 min内用H2C2O4表示的速率为v(H2C2O4)=________。
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2026-2027学年第一学期第一次阶段检测
高二年级化学试题卷(A卷)2026.10
本试题卷共9页,满分100分,考试时间90分钟
考生注意:
1.答题前,请务必将自己的姓名,考号用黑色字迹的签字笔或钢笔分别填写在答题纸规定的位置上。
2.答题时,请按照答题纸上“考生须知”的要求,在答题纸相应的位置上规范作答,在本试题卷上的作答一律无效。
可能用到的相对原子质量:Na-23 O-16 C-12 H-1
一、单选题(共48分)
1. 下列物质含有非极性共价键的强电解质是
A. B. NaOH C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】A.属于强电解质,仅含有离子键和极性共价键,不含非极性共价键,A不符合题意;
B.属于强电解质,仅含有离子键和极性共价键,不含非极性共价键,B不符合题意;
C.是离子化合物,熔融状态下完全电离,属于强电解质,其含有的过氧根中存在非极性共价键,C符合题意;
D.是弱酸,属于弱电解质,且仅含有极性共价键,D不符合题意;
故选C。
2. 下列化学用语或表述正确的是
A. 的电离方程式为
B. NaCl溶液中的水合离子为
C. 固体中阴阳离子个数比为1:2
D. 难溶于水,故不是电解质
【答案】C
【解析】
【详解】A.属于弱酸的酸式盐,为弱酸的酸式酸根,不能完全拆分为和,正确电离方程式为,A错误;
B.水分子中带部分负电荷、带部分正电荷,阳离子周围应是水分子的朝向阳离子,阴离子周围应是水分子的朝向阴离子,图中水分子朝向错误,B错误;
C.固体中阳离子为,阴离子为,阴阳离子个数比为1:2,C正确;
D.电解质的判定与溶解性无关,熔融状态下可导电,且溶解于水的部分完全电离,属于强电解质,D错误;
故选C。
3. 根据元素周期律,下列说法中不正确的是
A. 键能: B. 原子半径:
C. 酸性: D. 分子的热稳定性:
【答案】D
【解析】
【详解】A.同主族从上到下、、原子半径逐渐增大,键键长逐渐增大,键长越短键能越大,故键能:,A不符合题意;
B.同周期元素从左到右核电荷数增大,原子核对核外电子吸引能力增强,原子半径逐渐减小,故原子半径:,B不符合题意;
C.元素非金属性越强,其最高价氧化物对应水化物的酸性越强,同周期非金属性,故酸性:,C不符合题意;
D.元素非金属性越强,其简单气态氢化物的热稳定性越强,同主族非金属性,故热稳定性,D符合题意;
故选D。
4. 下列各项叙述错误的是
A. 若基态原子核外的电子排布式为,则违反了洪特规则
B. 原子的电子排布式由能释放特定能量产生发射光谱
C. 若基态B原子的轨道表示式为,则违反了泡利不相容原理
D. 基态Cr原子电子排布式为
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据洪特规则,填入简并轨道的电子总是先单独分占且自旋平行,该电子排布式违反了洪特规则,故A正确;
B.原子的电子排布式由,电子由3s能级跃迁入2p能级,释放能量,能产生发射光谱,故B正确;
C.相同轨道中两个电子的自旋方向应相反,该轨道表示式违反了泡利不相容原理,故C正确;
D.基态Cr原子电子排布式为,故D错误;
故选:D。
5. 在一定温度下的恒容密闭容器中,反应3X(g)2Y(g)+Z(g)+W(s),ΔH=-QkJ·mol-1,反应已达到平衡的标志是
A. 混合气体的压强不再变化 B. 混合气体的密度不再改变
C. 反应混合物中各组分的浓度相等 D. 两种物质X、Y的反应速率之比为3∶2
【答案】B
【解析】
【分析】根据化学反应平衡的本质标志和特征标志判断。
【详解】对于可逆反应而言,反应达到平衡时有以下几种直观表现:混合物颜色不变;各组分的浓度不变;对于某物质而言,正逆反应速率相等;反应温度不变。
A.反应的特点是:反应前后体积相等,反应过程中压强一直不变,A项不能说明反应达到平衡;
B.在恒容密闭容器中,反应混合气体总体积不变,总质量减少,建立平衡过程中混合气密度减小,故混合气体的密度不再改变时说明反应达到平衡;
C. 反应混合物中各组分的浓度保持恒定说明反应达到平衡,而不是相等;
D.在反应过程中,反应速率之比为化学计量数之比,与是否到达反应平衡无关。
答案为B。
【点睛】反应平衡可以从下列方面考虑:
1.在密闭容器中,有气体参加或生成的反应时,若反应达到平衡,如果不是等体积反应,其物质平均摩尔质量M不变,说明该反应达平衡;若有固体或液体参加反应或生成,无论是否是等体积反应,其气体的平均摩尔质量M一定,一般可以说明该反应达平衡(特殊情况如反应CO(g)+H2(g) ==C(s)+H2O(l))
2.如果全为气体,在恒压的密闭容器中,如果不是等体积反应其混合气体的平均密度一定,能说明该反应达平衡。
3.从混合气体的总压强考虑(恒温恒容),如果不是等体积反应,其混合气体的总压强p一定,能说明该反应达平衡。
4.若为绝热体系,温度一定,可以说明反应达平衡。
5.混合气体的颜色一定(某气体有色),可以说明反应达平衡。
6. 一定条件下,,反应过程与能量关系如下图,下列说法不正确的是
A. I2(s)转化为I2(g)的过程中所吸收的热量用于克服分子间作用力
B. 1 mol I2(s)与1 mol H2(g)混合生成HI(g),需要吸收5 kJ的能量
C. 断开1 mol I2(g)和1 mol H2(g)中的化学键所需能量小于形成2 mol HI(g)中的化学键释放能量
D. HI(g)分解反应可能是吸热反应也可能是放热反应
【答案】B
【解析】
【详解】A.转化为为物理变化,需要克服的是分子间作用力,因此该过程吸收的热量是用于克服分子间作用力,A正确;
B.根据能量关系图可知,与完全反应生成时,需要吸收能量为,而该反应为可逆反应,与混合无法完全反应生成,因此实际吸收的能量小于,B错误;
C.为放热反应,焓变反应物总键能生成物总键能,因此断开和中化学键所需总能量小于形成中化学键释放的总能量,C正确;
D.分解若生成和,反应物能量小于生成物能量,反应为吸热反应,分解若生成和,反应物能量大于生成物能量,反应为放热反应,因此分解反应可能吸热也可能放热,D正确;
故选B。
7. 在密闭系统中有反应,能使反应速率加快的措施是
①减小容器体积增大压强②升高温度③将炭粉碎④通入CO2⑤增加炭的量⑥恒容条件下通入N2
A. ①②③⑥ B. ①②④⑥ C. ①②③④ D. ①②③④⑤
【答案】C
【解析】
【详解】①减小容器体积增大压强,CO2和CO浓度均增加,速率加快,正确;②升高温度,活化分子百分数增加,速率加快,正确;③将炭粉碎,增大接触面积,速率加快,正确;④通入CO2,增加反应物浓度,速率加快,正确;⑤炭为固体,增加量不改变浓度,速率不变,错误;⑥恒容通入N2,总压增大但反应物浓度不变,速率不变,错误。
故正确措施为①②③④,故选C。
8. 一定条件下,在的密闭容器中,X、Y、Z三种气体发生可逆反应。反应过程中测得各气体的物质的量随时间的变化如图所示。下列说法正确的是
A. 该反应达到平衡状态的时间是
B. 用Y表示内该反应的平均速率为
C. 第末,X的转化率为90%
D. 该反应的化学方程式为
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图可知,2min时,反应物和生成物的物质的量不在变化,反应达到平衡,该反应达到平衡状态的时间是,故A错误;
B.用Y表示内该反应的平均速率为,故B错误;
C.第末,X的转化率为=10%,故C错误;
D.由图可知,X、Y、Z的变化量之比为:n(X):n(Y):n(Z)=0.1:0.3:0.2=1:3:2,该反应的化学方程式为,故D正确;
故选D。
9. 下列反应的离子反应方程式错误的是
A. NaHCO3溶液与NaOH溶液混合:+OH-=H2O +
B. 钠与水反应:2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑
C. 向FeBr2溶液中通入少量Cl2:2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-
D. 向稀硫酸溶液中滴加少量Ba(OH)2溶液:H+++ OH-+Ba2+=BaSO4↓+H2O
【答案】D
【解析】
【详解】A.NaHCO3溶液与NaOH溶液反应生成Na2CO3和H2O,离子方程式:HCO+OH- =H2O+CO,A正确;
B.钠与水反应生成NaOH和H2,离子方程式:2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑,B正确;
C.向FeBr2溶液中通入少量Cl2,只有Fe2+被Cl2氧化,离子方程式:2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-,C正确;
D.向稀硫酸溶液中滴加少量Ba(OH)2溶液,根据少定多变的原则,离子方程式:2H++SO+ 2OH-+Ba2+=BaSO4↓+2H2O,D错误;
故选D。
10. 氢卤酸的能量关系如图所示:下列说法正确的是
A. 已知HF气体溶于水放热,则HF的ΔH1<0
B. 一定条件下,气态原子生成1 mol H-X键放出a kJ能量,则该条件下ΔH2=a kJ·molˉ1
C. 相同条件下,HCl的(ΔH3+ΔH4)比HI的大
D. 相同条件下,HCl的ΔH2比HBr的小
【答案】B
【解析】
【详解】A.已知HF气体溶于水放热,则HF由溶液变为气体需要吸热,则其HF的ΔH1>0,A错误;
B.一定条件下,气态原子生成1mol H-X键放出a kJ能量,则该条件下1mol HX(g)分解为1mol H(g)、1mol X(g)吸收热量a kJ,ΔH2=a kJ·molˉ1,B正确;
C.相同条件下,ΔH3+ΔH4为气态氢原子变为溶液中氢离子的焓变,与HCl还是HI无关,C错误;
D.氯原子半径小于溴原子,H-Cl的键能更大,则相同条件下,HCl的ΔH2比HBr的大,D错误;
故选B。
11. 在催化剂a或催化剂b作用下,丙烷发生脱氢反应制备丙烯,总反应的化学方程式为,反应进程中的相对能量变化如图所示(*表示吸附态,中部分进程已省略)。
下列说法正确的是
A. 催化剂可降低反应活化能从而降低总反应的焓变
B. 两种不同催化剂作用下总反应的化学平衡常数不同
C. 和催化剂b相比,丙烷被催化剂a吸附得到的吸附态更稳定
D. 使用催化剂a的过程中,①转化为②的决速步骤为
【答案】C
【解析】
【详解】A.催化剂只能降低反应的活化能,不改变反应物和生成物的总能量差,因此总反应的焓变不变,A错误;
B.化学平衡常数只与温度有关,与催化剂的种类无关,两种催化剂作用下温度相同,总反应的平衡常数相同,B错误;
C.由图可知,丙烷被催化剂a吸附得到的相对能量比催化剂b吸附得到的更低,能量越低物质越稳定,因此催化剂a吸附得到的吸附态更稳定,C正确;
D.反应的决速步骤为活化能最大的步骤,使用催化剂a时,转化为过渡态2的活化能远大于转化为过渡态1的活化能,D错误;
故选C。
12. 下列说法正确的是
A. 增加反应物浓度,则活化分子百分数增大,有效碰撞几率增加,化学反应速率加快
B. 已知 则
C. 含40.0 g NaOH的稀溶液与稀醋酸完全中和,放出57.3 kJ的热量
D. 已知 ,则的燃烧热为
【答案】B
【解析】
【详解】A.增大反应物的浓度使得单位体积内活化分子数增多,从而加快了反应速率,但活化分子百分数不变,A错误;
B.比能量高,燃烧生成时释放更多热量,更负,故,B正确;
C.为弱酸,电离需吸热,实际放出的热量小于强酸强碱中和的57.3 kJ,C错误;
D.燃烧热应生成液态水,而题中生成气态水,无法确定的燃烧热,D错误;
故选B。
13. Deacon催化氧化法将工业副产物HCl制成,可实现氯资源的再利用,如图所示为该法的一种催化机理。下列说法错误的是
A. 中Cu的化合价为
B. X为反应物HCl
C. 图中转化涉及的反应均为氧化还原反应
D. 该过程的总反应为
【答案】C
【解析】
【详解】A.中O显价、H显价、Cl显价,根据化合价代数和等于0,可知Cu的化合价为,A项正确;
B.氧化铜和X反应生成,根据元素质量守恒,可知X为反应物HCl,B项正确;
C.由图可知,图中涉及两个氧化还原反应,分别是和,图中其余转化中均未发生化合价的改变,C项错误;
D.由图可知,总反应为,D项正确;
答案选C。
14. 液态肼()可作火箭燃料,其燃烧热。一定条件下,发生反应:,相关化学键的键能如下表:
化学键
N-H
N-N
氧气中的化学键
NN
O-H
键能/(kJ·mol-1)
b
c
d
e
f
下列有关说法正确的是
A.
B.
C. 压缩容器体积增大压强,活化分子百分数增大,反应速率加快
D.
【答案】B
【解析】
【详解】A.燃烧热是液态N2H4燃烧生成氮气和液态水,方程式中是气态肼生成气态水,状态不一样焓变不等,A项错误;
B.反应物和生成物为气态,一个有4个N-H键(键能为b kJ·mol-1)和1个N-N键(键能为c kJ·mol-1),中的化学键键能为,反应物总键能之和为(4b+c+d)kJ·mol-1,生成物:N2有1个NN键(键能为),一个有2个O-H键(键能为),生成物总键能之和为(e+4f)kJ·mol-1,故,B项正确;
C.增大压强,活化分子百分数不变,但会使单位体积的活化分子数增多,反应速率加快,C项错误;
D.燃烧反应放热,则反应物的总焓大于生成物的总焓,则,D项错误;
故答案选B。
15. 为了减少汽车尾气排放,某些重型柴油车或工程车辆会搭载高温分解装置,配合专用催化剂,促使尾气中氮的氧化物转化为无害的和;反应原理为:,在1L密闭容器中分别加入,测得不同温度下随时间变化的实验数据如下表所示:下列说法错误的是
温度/K
时间
物质的量
0
10
20
40
50
0
0.20
0.32
X
0.42
0
0.15
0.23
0.30
0.30
A. 温度下,在内的分解速率为
B. 由表中数据可知温度大小:
C. 40min时,表格中X对应的数据为0.42
D. 温度下,该反应的平衡常数
【答案】B
【解析】
【详解】A.温度下,0~10生成的物质的量为0.20,由反应化学计量数关系可知消耗的物质的量为0.20,容器体积为1,故,A正确;
B.温度越高反应速率越快,相同时间内生成的量更多,10时下大于下的数值,说明,B错误;
C.温度下40已达到平衡,温度高于,反应速率更快,达到平衡所需时间更短,故40时下反应已达平衡,等于50时的0.42,即,C正确;
D.温度下平衡时,,,,平衡常数,D正确;
故选B。
16. 草酸钾与氯化汞()的反应方程式为:,其反应速率。在373 K,其它条件相同时,不同起始浓度的反应物溶液中完全沉淀的数据如下表所示。下列有关说法错误的是
实验
起始浓度(mol/L)
完全沉淀的时间(min)
I
0.08
0.4
40
II
0.08
0.2
80
III
0.04
0.4
160
A.
B. 实验I中,
C. 适当升温,可以提高活化分子百分数使速率常数k增大
D. 对比实验可知,其它条件相同时,增大反应物的浓度,可以加快反应的速率
【答案】B
【解析】
【分析】首先明确反应速率与完全沉淀时间成反比,速率表达式为,其中,。对比实验I和II,浓度相同,变为原来的,反应时间变为原来的2倍,速率变为原来的,得。对比实验I和III,浓度相同,变为原来的,反应时间变为原来的4倍,速率变为原来的,得的总反应级数为2,即,解得。
【详解】A.对比实验I、II和I、III的速率与浓度变化关系,推导得、,A正确;
B.实验I中,,完全沉淀时间为40 min,故,B错误;
C.升高温度,活化分子百分数增大,有效碰撞频率升高,速率常数增大,C正确;
D.对比实验I和II,增大浓度,反应速率加快;对比实验I和III,增大浓度,反应速率加快,故其它条件相同时,增大反应物浓度可加快反应速率,D正确;
故选B。
二、简答题(共52分)
17. “价类二维图”是学习元素化合物的重要工具。下图是氮及其主要化合物的价类二维图。
回答下列问题:
(1)氮元素在元素周期表中的位置是___________。b的电子式是________。
(2)a的沸点高于的原因是_______________。
(3)c、d、e三种物质中,属于酸性氧化物的是_______(填化学式),判断理由是_______________(用离子方程式表示)。
(4)氨可用于、的尾气处理,已知7 mol恰好能将含和共6 mol的混合气体完全转化为,则混合气体中和的物质的量之比为________。
【答案】(1) ①. 第二周期第ⅤA族 ②.
(2)分子间能形成氢键,使分子间作用力增大,故沸点高于
(3) ①. ②.
(4)
【解析】
【分析】结合价类二维图确定各物质:a为氮元素呈-3价的氢化物,b为0价氮单质,c为氮元素呈+5价的氧化物,d为氮元素呈+4价的氧化物,e为氮元素呈+2价的氧化物,f为氮元素呈+5价的含氧酸,g为氮元素呈-3价的铵盐,h为氮元素呈+5价的硝酸盐。
【小问1详解】
氮元素的原子序数为7,核外有2个电子层、最外层有5个电子,故位于第二周期第ⅤA族,b为,两个氮原子共用三对电子,每个氮原子还保留一对孤电子对,电子式为;
【小问2详解】
a为,分子间能形成氢键,使分子间作用力增大,分子间不能形成氢键,故的沸点高于;
【小问3详解】
与碱反应生成硝酸盐和水,氮元素化合价不变,属于酸性氧化物,反应的离子方程式为,与碱反应时发生歧化,不与碱反应,故二者均不属于酸性氧化物;
【小问4详解】
中氮元素由-3价升至0价,、中氮元素分别由+2价、+4价降至0价,设、的物质的量分别为、,由物质的量关系和得失电子守恒可得、,解得、,故。
18. 氨的合成是工业上重要的反应,广泛应用于化肥生产。回答下列问题。
(1)图甲为N2(g)和H2(g)反应生成1 mol NH3(g)的能量变化,则N2(g)和H2(g)反应的热化学方程式为________________。
(2)已知部分化学键的键能数据如表所示:
化学键
N-H键
H-H键
N≡N键
断开1 mol化学键需要吸收的能量/kJ
a
436
946
则a=______。
(3)一定温度下,若在2 L恒容密闭容器中,投入等物质的量的N2和H2发生合成氨的反应,在m,n两种条件下分别达到平衡状态,测得的氢气的物质的量与反应时间的关系如图所示:
①n条件下,0~5min的平均反应速率v(NH3)=_______。n条件下H2的平衡转化率为_____。
②相对m而言,n可能改变的条件是____________。
③计算此温度下该反应的平衡常数K=________。
(4)若在恒温恒容密闭容器中进行合成氨的反应,下列一定能说明该反应已达平衡状态的是_______。
A.断裂3 mol H-H键的同时生成6mol N-H键
B.容器内压强保持不变
C.混合气体的密度保持不变
D.容器内N2、H2、NH3物质的量之比为1:3:2
E.混合气体的平均摩尔质量保持不变
【答案】(1)
(2)391 (3) ①. ②. 60% ③. 增大的浓度 ④. 5000
(4)BE
【解析】
【小问1详解】
由图甲可知,正反应活化能 ,逆反应活化能 ,生成 的反应热 ,则生成 的反应热为 ,该反应的热化学方程式为 。
【小问2详解】
根据反应热与键能的关系:,代入数据得 ,解得 。
【小问3详解】
① n条件下, 内 的物质的量变化量 ,则 。根据速率之比等于化学计量数之比,。n条件下 的平衡转化率为 。
② m、n两种条件下氢气起始的物质的量相同,n到达平衡的时间短,说明反应速率大,平衡时氢气的物质的量减小,说明平衡正向移动,但容器体积恒定不变,不能是减小体积增大压强,因此n可能改变的条件是增大的浓度。
在恒容条件下,增大 的浓度既可以加快反应速率,又能使平衡正向移动,符合题意。
③ 根据n曲线的数据(满足投入等物质的量的条件)计算平衡常数:初始 ,平衡时 ,则反应消耗的 ,,生成的 ,平衡时 ,,该温度下的平衡常数 。
【小问4详解】
A.断裂 键和生成 键均表示正反应方向,不能说明正逆反应速率相等,A错误;
B.该反应是气体分子数减小的反应,恒温恒容下压强与气体总物质的量成正比,压强不变说明气体总物质的量不变,已达平衡,B正确;
C.恒容容器中气体总质量、容器体积始终不变,根据可知,密度始终为定值,密度不变不能说明达到平衡,C错误;
D.容器内各物质的量之比等于化学计量数之比,仅代表某一时刻的比例,和投料、转化率有关,不能说明浓度不再变化,不能说明达到平衡,D错误;
E.混合气体的平均摩尔质量 ,气体总质量不变,反应过程中气体总物质的量减小,导致增大,当平均摩尔质量保持不变时,说明总物质的量不再变化,已达平衡,E正确;
故选BE。
19. 纯碱是一种重要的化工原料,在玻璃、肥料、合成洗涤剂等工业中有着广泛的应用。
(1)某工厂模仿“侯氏制碱法”生产纯碱的工艺流程示意图如下:
①该工艺流程中向沉淀池中先通入的气体是________(填“NH3”或“CO2”)。
②设计实验检验纯碱产品中是否含有少量NaCl杂质,其操作方法是:____________。
(2)实验室需要配制240 mL 2.00 mol·L-1的Na2CO3溶液:
①所用仪器除天平、烧杯、药匙、胶头滴管外还有______(填仪器名称)。
②需用托盘天平称量______g的纯碱固体。
③某同学实际配的Na2CO3溶液的浓度为2.05 mol·L-1,原因可能是_______。(填字母)。
a.定容时俯视刻度线
b.发现凹液面超过刻度线,立即将多余溶液吸出
c.容量瓶内壁附有水珠而未干燥处理
d.溶液转移至容量瓶中后没有洗涤烧杯
(3)将0.01 mol NaHCO3和0.01 mol Na2CO3混合并配成溶液,向溶液中滴加0.1 mol·L-1稀盐酸。下列图像能正确表示加入盐酸的体积和生成CO2的物质的量的关系的是_______(填字母)。
A. B.
C. D.
【答案】(1) ①. ②. 取少量纯碱样品于试管中,加水溶解,加入足量稀硝酸至不再产生气泡,再滴加溶液,若产生白色沉淀,说明含有杂质,反之则不含
(2) ①. 250 mL容量瓶、玻璃棒 ②. 53.0 ③. a (3)D
【解析】
【分析】该流程为侯氏制碱法的工业模拟生产流程:向沉淀池中通入饱和食盐水,先通入溶解度极大的使食盐水显碱性,大幅提升对酸性气体的吸收能力,二者在沉淀池中反应生成溶解度较小的晶体沉淀;之后通过操作A(过滤)将固体分离出来,滤液即为物质B(含等成分的母液,可进一步加工得到氮肥);分离出的经焙烧发生分解反应,最终得到纯碱,同时生成的可循环回沉淀池重新参与反应,提升原料利用率。
【小问1详解】
①极易溶于水,先通入使饱和食盐水呈碱性,有利于吸收随后通入的;
②检验杂质即检验,先加入足量稀硝酸除去能与银离子生成沉淀的,再滴加溶液,若产生白色沉淀,说明含有杂质;
【小问2详解】
①配制240 mL溶液应选用250 mL容量瓶,溶解时需用玻璃棒搅拌,转移时需用玻璃棒引流,故还需250 mL容量瓶、玻璃棒;
②按250 mL计算,需称量纯碱的质量为;
③a.定容时俯视刻度线,实际溶液体积偏小,浓度偏高,a符合题意;
b.定容超过刻度线使溶液浓度偏低,再吸出多余溶液中含有溶质,浓度偏小,b不符合题意;
c.容量瓶内壁有水珠不影响溶质的物质的量及定容后的溶液体积,浓度不变,c不符合题意;
d.转移后未洗涤烧杯,溶质有损失,浓度偏低,d不符合题意;
故答案选a;
【小问3详解】
开始滴加盐酸时,先发生反应,不产生,消耗盐酸的体积为,此时溶液中共0.02 mol;继续滴加盐酸,发生反应,再消耗盐酸0.20 L,生成共0.02 mol,因此加入盐酸0.10 L后开始产生气体,加入0.30 L后气体达到最大量,D正确。
20. 化学是以实验为基础的学科,请回答以下问题:
I.利用如图所示装置测定中和热的实验步骤如下:
①用量筒量取50 mL 0.25 mol·L-1硫酸倒入小烧杯中,测出硫酸温度;
②用另一量筒量取50 mL0.55 mol·L-1 NaOH溶液,并用同一温度计测出其温度;
③将NaOH溶液倒入小烧杯中,设法使之混合均匀,测得混合液最高温度。
回答下列问题:
(1)该图中有一处仪器未画出,它是____________。
(2)现将一定量的稀氢氧化钠溶液、稀氨水分别和1L 1 mol·L-1的稀盐酸恰好完全反应,其反应热分别为、,则、的大小关系为____________。
(3)实验数据如下:
实验次数
起始温度t1℃
终止温度t2/℃
H2SO4
NaOH
平均值
1
26.2
26.0
26.1
29.5
2
27.0
27.4
27.2
32.3
3
25.9
25.9
25.9
29.2
4
26.4
26.2
26.3
29.8
近似认为0.55 mol·L-1 NaOH溶液和0.25 mol·L-1硫酸溶液的密度都是1 g·cm-3,中和后生成溶液的比热容c=4.18 J·g-1·℃-1.则中和热=_______(取小数后一位)。
(4)实验测得结果与中和热=-57.3 kJ·mol-1有偏差,产生偏差的原因可能是______。
A.量取NaOH溶液时仰视读数
B.为了使反应充分,向酸中分次加入碱
C.用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定硫酸溶液的温度
Ⅱ.现用0.1 mol/L KMnO4酸性溶液与0.5 mol/L H2C2O4溶液,研究不同条件对化学反应速率的影响。实验过程的数据记录如下(见表格),请结合表中信息,回答有关问题:
实验序号
反应温度/℃
参加反应的物质
KMnO4(H2SO4)
H2C2O4
H2O
MnSO4
V/mL
c/mol·L-1
V/mL
c/mol·L-1
V/mL
g
A
20
10
0.1
10
0.5
0
0
B
20
10
0.1
6
0.5
V1
0
C
20
10
0.1
10
0.5
0
1
D
50
10
0.1
6
0.5
0
0
E
40
10
0.1
10
0.5
0
0
(5)H2C2O4溶液与酸性KMnO4溶液反应的离子方程式为______________________。
(6)研究催化剂对化学反应速率的影响,用实验_________对比可以得出结论(用A-E表示,下同)。
(7)实验A和B,可以研究浓度对化学反应速率的影响,反应时间为5 min。则0~5 min内用H2C2O4表示的速率为v(H2C2O4)=________。
【答案】(1)环形玻璃搅拌棒
(2)
(3)-56.8 kJ·mol-1
(4)BC (5)
(6)A、C (7)0.025 mol·L-1·min-1
【解析】
【小问1详解】
中和热测定需要通过环形玻璃搅拌棒使酸碱快速充分混合,保证热量均匀传递,装置图中仅标注了温度计、烧杯等,缺少该仪器。
【小问2详解】
稀NaOH与稀盐酸的反应是强酸强碱的中和反应,完全放热;而一水合氨是弱碱,电离过程需要吸收热量,导致稀氨水和盐酸反应放出的总热量更少。由于中和反应的焓变为负值,放热越少,焓变数值越大,因此。
【小问3详解】
先计算四次实验的温度差:第1组,第2组(数据偏差过大,舍去),第3组,第4组,取有效数据的平均温差。 溶液总质量,反应放出的热量。 生成水的物质的量,因此中和热。
【小问4详解】
A.量取NaOH溶液时仰视读数,会导致量取的NaOH体积偏大,反应放热偏多,测得温差偏大,计算出的绝对值大于57.3,不符合本题结果偏小的偏差,A错误;
B.分次加入碱,会导致多次热量散失,最终测得的最高温度偏低,温差偏小,计算得到的绝对值小于57.3,符合偏差,B正确;
C.测完NaOH起始温度的温度计直接测硫酸温度,温度计上残留的NaOH与硫酸提前反应放热,会使测得的硫酸起始温度偏高,最终温差偏小,计算得到的绝对值小于57.3,符合偏差,C正确;
故选BC。
【小问5详解】
酸性条件下被还原为,被氧化为,配平得到该离子方程式,为。
【小问6详解】
探究催化剂对反应速率的影响,需要保证其他条件(温度、反应物浓度、总体积等)完全一致,仅改变是否加入催化剂,实验A和C满足该控制变量要求。
【小问7详解】
实验A中初始总体积为,初始浓度为;由于的物质的量为,结合反应计量比,完全反应时消耗的物质的量为0.0025 mol,对应浓度变化量为,因此。
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