精品解析:云南昆明市云大星耀集团2026-2027学年高二上学期10月期中考试 化学试题
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内容正文:
2026—2027学年(上)期中考试
高二化学试卷
(考试时间:75分钟总分:100分)
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 S-32 Fe-56
一、选择题:共14小题,每小题3分,共42分,在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1. 《天工开物·五金》记载倭铅(金属锌)的炼制:“凡炉甘石,入罐封固,炭火煅红,熔化成团,冷定取之。”已知炉甘石主要成分为,高温下发生分解反应。下列说法不正确的是
A. “凡炉甘石”:炉甘石主要成分为属于盐类
B. “炭火煅红”:高温分解生成ZnO和,为吸热反应
C. “熔化成团”:该分解反应有气体生成,体系混乱度增大,反应的
D. “冷定取之”:温度降低时,正反应速率减小,逆反应速率增大
2. 下列各组物质中均属于弱电解质的一组是
A. HF溶液、 B. 冰乙酸、
C. NaCl晶体、氨水 D. 、粉末
3. 下列有关热化学方程式及其叙述正确的是
A. 与溶液反应为
B. 已知: ,则石墨的燃烧热为
C. 氢气燃烧热为,则分解水的热化学方程式为
D. 已知 ,则在一定条件下将1 mol 和3 mol 置于一密闭容器中充分反应后最多可放出92.4 kJ的热量
4. 表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 常温下,的硫酸溶液中,含有数目为
B. 标准状况下,18 g 中O原子数目为
C. 1 L 0.1 mol/L的溶液中,、粒子数目之和为
D. 标准状况下,22.4 L氯气与铁粉反应转移电子数目为
5. 室温下,下列事实不能说明为弱电解质的是
A. 的氨水加水稀释100倍后,pH为:
B. 的中
C. 0.1 mol/L 能使紫色石蕊试液变蓝色
D. 相同条件下,浓度均为0.1 mol/L NaOH溶液和氨水,氨水的导电能力弱
6. 下列事实能用勒夏特列原理解释的是
①含杂质的铁棒与盐酸溶液反应更快
②唾液可以使淀粉水解速率加快
③装有的烧瓶置于热水中颜色加深
④用排饱和食盐水法收集
A. ②④ B. ①②③ C. ②③ D. ③④
7. 下列离子方程式正确的是
A. 溶液与溶液混合:
B. 在重铬酸钾溶液中滴入NaOH溶液,溶液变为黄色:
C. 碳酸氢钠在水溶液中的电离:
D. 酸性高锰酸钾溶液与草酸溶液的反应:
8. 使反应在2 L的密闭容器中进行,半分钟后N2的物质的量增加了0.6 mol。此反应的平均速率可表示为
A. mol(L·s) B. mol/(L·s)
C. mol/(L·s) D. mol/(L·s)
9. 下列实验装置能达到对应的实验目的的是
A.测定中和热
B.比较醋酸与硼酸的酸性强弱
C.测定过氧化氢的分解反应的速率
D.探究压强对平衡的影响
A. A B. B C. C D. D
10. 恒容反应器中,和均能催化反应:(羟基乙醛),反应历程如图所示,为中间体,为过渡态。
下列描述错误的是
A. “反应达平衡时,升高温度,羟基乙醛的浓度增大
B. 催化作用下,“加氢”步骤为决速步骤
C. 催化作用下,羟基乙醛的生成速率更大
D. “插入”步骤,为-15.4kcal・mol-1
11. 探究醋酸浓度与电离度关系的步骤如下,与相关步骤对应的操作或叙述正确的
步骤
操作或叙述
A
Ⅰ.用标准溶液标定醋酸溶液浓度
滴定时应始终注视滴定管中的液面
B
Ⅱ.用标定后的溶液配制不同浓度的醋酸溶液
应使用干燥的容量瓶
C
Ⅲ.测定步骤Ⅱ中所得溶液的
应在相同温度下测定
D
Ⅳ.计算不同浓度溶液中醋酸的电离度
计算式为
A. A B. B C. C D. D
12. 在体积为1L的恒容密闭容器中充入1molCO2和3molH2,一定条件下反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。测得CO2和H2的浓度随时间变化如图所示。下列说法正确的是
A. 平衡时H2(g)的转化率为75%
B. 平衡后充入惰性气体,平衡向正向移动
C. 该条件下,第3min时v正(CH3OH)=v逆(CH3OH)
D. 混合气体的密度不随时间的变化而变化,则说明上述反应达到平衡状态
13. 下表是几种弱酸常温下的电离平衡常数,则下列说法中不正确的是
HClO
A. 碳酸的酸性弱于磷酸
B. 常温下,0.1 mol/L 溶液中:
C. 常温下,加水稀释醋酸,不变
D. 将少量的气体通入NaClO溶液中反应离子方程式为:
14. 不同温度下,水溶液中c(H+)与c(OH-)的关系如图所示。下列说法正确的是
A. T℃时,0.05mol•L−1Ba(OH)2溶液的pH=11
B. b点对应的醋酸溶液中,由水电离出的c(H+)=1×10−6mol•L-1
C. d点对应的水溶液中,可能有、Fe3+、大量存在
D. 若从a点到d点,可采用在水中加入碱的方法
二、填空题:本题共4小题,共58分。
15. 在合成氨工业生产中,原料气、(含少量杂质、)进入合成塔反应前必须经过净化处理。某化工厂生产过程中采用“铜氨液洗涤法”,用溶液脱除原料气中的目标杂质,具体工艺流程如下:
①吸收塔中发生的主要反应为:,。
②表示醋酸根;吸收塔中吸收生成,再生塔中分解重新释放。
③若原料气中有杂质,则可能导致反应中的催化剂中毒。
Ⅰ.工业合成氨
(1)合成氨工艺中,需脱除原料气中的原因是_________;因氨气易液化,故利用其这一性质可用作_________。
(2)其他条件不变时,升高吸收塔内的反应温度,该反应的平衡常数将_________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)工业合成氨选择400~500℃的高温进行反应,主要是为了_________,这一调控思路体现了化学反应速率与化学平衡的综合考量。
(4)再生塔中分解释放的过程为吸收反应的逆过程。下列措施中,既能加快溶液的再生速率,又能提高平衡再生率的是_________(填标号)。
A. 降低再生塔温度 B. 减小再生塔压强
C. 向再生塔中通入热的水蒸气,及时带走 D. 加入高效催化剂
Ⅱ.工业制硝酸
硝酸是重要的化工原料,可用于制化肥、农药、炸药、染料等。工业上制硝酸的原理是将氨经过一系列反应得到硝酸,简易流程如下:
(5)流程中利用溶于水这一原理生产硝酸,写出反应的化学方程式_________。
(6)浓硝酸见光或者受热会分解,用化学方程式解释原因_________,所以实验室一般将其保存在_________试剂瓶中,并放置在阴凉处。
16. 25℃时,某些弱电解质的电离平衡常数如表所示:
化学式
HClO
HCN
电离平
衡常数
(1)HCN一元弱酸,其在水溶液中的电离方程式是:_________;加水稀释HCN溶液,会_________(“增大”、“不变”或“减小),常温下,0.1 mol/L HCN溶液的_________(已知)。
(2)现将pH和体积都相同的HClO和HCl溶液分别加蒸馏水稀释,pH随溶液体积的变化如图所示。取a点的两种酸溶液,中和相同浓度的溶液,消耗溶液体积较大的是_________(填化学式),其中代表HClO溶液的是_________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
(3)向NaCN溶液中通入气体,反应的离子方程式为_________。
(4)同浓度的、、、结合的能力由强到弱的顺序是_________。
17. 滴定法是测定溶液浓度的一种重要方法,常见的有酸碱中和滴定、氧化还原滴定、沉淀滴定法等。云大附中星耀学校高二年级化学兴趣小组的同学合作对几种滴定做了专题研究:
(1)某实验小组用0.1 mol/L的NaOH溶液来测定未知浓度醋酸溶液的浓度。小周同学负责配制100 mL 0.1mol/L NaOH标准溶液所需玻璃仪器除量筒、小烧杯、玻璃棒、胶头滴管外,还需要_________。
(2)小田同学量取25.00 mL待测醋酸溶液放入锥形瓶中,再滴加2~3滴酚酞作指示剂,用_________盛装NaOH标准溶液进行滴定。若滴定开始和结束时,溶液读数如图所示,所用NaOH标准溶液的体积为_________mL。
(3)下列操作会使所测结果偏高的是_________(填字母)。
A.滴定前用蒸馏水冲洗锥形瓶
B.碱式滴定管在滴定前有气泡,滴定后气泡消失
C.配制标准溶液的NaOH固体中,混入少量固体
D.滴定过程中振荡锥形瓶时不慎将瓶内溶液溅出
E.读取NaOH体积时,开始仰视读数,滴定结束时俯视读数
(4)小赵同学用0.1 mol/L NaOH溶液分别滴定体积均为20.00 mL、浓度均为0.1 mol/L的醋酸溶液和盐酸溶液,得到滴定过程中溶液pH随加入NaOH溶液体积而变化的两条滴定曲线。
则和的关系:_________(填“>”、“=”或“<”)。
(5)实验小组用标准酸性溶液测定绿矾(;)样品的纯度(被还原为)。小杨同学称取10.0 g绿矾样品并配成250 mL溶液。
①取25.00 mL该溶液于锥形瓶中,将用硫酸酸化的0.01 mol/L 溶液置于酸式滴定管中进行滴定,滴定终点的标志是_________。
②若三次平行实验所消耗的标准液体积依次为39.96 mL、40.04 mL、37.40 mL,该绿矾样品的纯度为_________。(已知:)
18. “一碳化学”是以分子中只含一个碳原子的化合物(如、CO、等)为原料来合成一系列化工原料和燃料的化学。回答下列问题:
(1)二氧化碳加氢制甲醇过程中的主要反应为(忽略其他副反应):
①
②
③
则__________kJ/mol,平衡常数_________(用、表示);反应②在低温下_________(填“能”或“否”)自发。
(2)在恒温恒容下,反应达平衡状态的标志是_________(填序号)。
A. 平衡常数K保持不变 B. 气体的分压保持不变
C. D. 容器内混合气体平均相对分子质量不变
(3)欲提高反应中甲醇的平衡产率,可采取的措施有_________。
A. 升高温度 B. 增大体系压强 C. 增加的浓度 D. 使用高效催化剂
(4)天然气还原法。发生的反应为。一定温度下,在一个固定容积的密闭容器中,测得平衡时CO的体积分数与平衡时和物质的量比值[]的关系如图甲所示。
①图甲的b、c、e三点中,转化率由大到小排序为_________。
②若平衡时c点的压强为p,则该温度下c点的平衡常数_________(用平衡分压代替平衡浓度,分压=总压×物质的量分数,写出计算式即可)。
③相同时间内,催化剂在不同温度下对转化率的影响如图乙所示,判断M点_________(填“已”或“未”)到达平衡。
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2026—2027学年(上)期中考试
高二化学试卷
(考试时间:75分钟总分:100分)
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 S-32 Fe-56
一、选择题:共14小题,每小题3分,共42分,在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1. 《天工开物·五金》记载倭铅(金属锌)的炼制:“凡炉甘石,入罐封固,炭火煅红,熔化成团,冷定取之。”已知炉甘石主要成分为,高温下发生分解反应。下列说法不正确的是
A. “凡炉甘石”:炉甘石主要成分为属于盐类
B. “炭火煅红”:高温分解生成ZnO和,为吸热反应
C. “熔化成团”:该分解反应有气体生成,体系混乱度增大,反应的
D. “冷定取之”:温度降低时,正反应速率减小,逆反应速率增大
【答案】D
【解析】
【详解】A.由金属阳离子和酸根离子构成,属于盐类,A正确;
B.碳酸盐高温下分解生成对应金属氧化物和,题干明确该反应,为吸热反应,B正确;
C.该反应反应物仅为固体,生成物包含气体,体系混乱度增大,故,C正确;
D.温度降低时,体系活化分子百分数减小,正、逆反应速率均减小,并非逆反应速率增大,D错误;
故选D。
2. 下列各组物质中均属于弱电解质的一组是
A. HF溶液、 B. 冰乙酸、
C. NaCl晶体、氨水 D. 、粉末
【答案】B
【解析】
【详解】A.HF溶液是混合物,既不属于电解质也不属于非电解质;自身不能电离,属于非电解质,A错误;
B.冰乙酸是弱酸,是两性氢氧化物,二者在水溶液中均不完全电离,都属于弱电解质,B正确;
C.晶体在水溶液中完全电离,属于强电解质;氨水是混合物,既不属于电解质也不属于非电解质,C错误;
D.是多元弱碱,属于弱电解质,但是可溶性盐,在水溶液中完全电离出钠离子和碳酸氢根离子,属于强电解质,D错误;
故选B。
3. 下列有关热化学方程式及其叙述正确的是
A. 与溶液反应为
B. 已知: ,则石墨的燃烧热为
C. 氢气燃烧热为,则分解水的热化学方程式为
D. 已知 ,则在一定条件下将1 mol 和3 mol 置于一密闭容器中充分反应后最多可放出92.4 kJ的热量
【答案】C
【解析】
【详解】A.与反应除和生成水外,还有沉淀生成,沉淀生成过程伴随能量变化,因此反应的不等于,A错误;
B.燃烧热指1mol可燃物完全燃烧生成生成指定产物时所放出的热量,C燃烧后指定的产物为,题给反应生成物为,无法据此得到石墨的燃烧热,B错误;
C.氢气燃烧热为,说明1mol 完全燃烧生成液态水放出285.5kJ热量,因此分解2 mol液态水需要吸收热量,热化学方程式书写符合规则,C正确;
D.合成氨反应为可逆反应,反应物不能完全转化为生成物,因此1 mol 和3 mol 充分反应后放出的热量小于92.4kJ,D错误;
故选C。
4. 表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 常温下,的硫酸溶液中,含有数目为
B. 标准状况下,18 g 中O原子数目为
C. 1 L 0.1 mol/L的溶液中,、粒子数目之和为
D. 标准状况下,22.4 L氯气与铁粉反应转移电子数目为
【答案】BC
【解析】
【详解】A.未给出硫酸溶液的体积,无法计算的物质的量,无法确定数目,A错误;
B.的摩尔质量为,的物质的量为,每个分子含1个原子,故原子的物质的量为,数目为,B正确;
C.的溶液中,溶质总物质的量为,为弱电解质,部分电离,根据物料守恒,溶液中与的物质的量之和为,粒子数目之和为,C正确;
D.标准状况下的物质的量为,与铁粉反应生成,元素化合价从0价降低为-1价,完全反应得到电子,转移电子数目为,不是,D错误;
故选BC。
5. 室温下,下列事实不能说明为弱电解质的是
A. 的氨水加水稀释100倍后,pH为:
B. 的中
C. 0.1 mol/L 能使紫色石蕊试液变蓝色
D. 相同条件下,浓度均为0.1 mol/L NaOH溶液和氨水,氨水的导电能力弱
【答案】C
【解析】
【详解】A.若是强电解质,的氨水加水稀释100倍后应为9,实际说明稀释过程中继续电离出,存在电离平衡,可证明其为弱电解质,A不符合题意;
B.的中,远小于,说明未完全电离,可证明其为弱电解质,B不符合题意;
C.紫色石蕊试液变蓝色仅能说明溶液呈碱性,无法证明其电离程度大小,不能说明是弱电解质,C符合题意;
D.相同条件下同浓度的氨水导电能力弱于溶液,说明氨水中自由移动离子浓度更低,电离程度小于强电解质,可证明其为弱电解质,D不符合题意;
故选C。
6. 下列事实能用勒夏特列原理解释的是
①含杂质的铁棒与盐酸溶液反应更快
②唾液可以使淀粉水解速率加快
③装有的烧瓶置于热水中颜色加深
④用排饱和食盐水法收集
A. ②④ B. ①②③ C. ②③ D. ③④
【答案】D
【解析】
【详解】①中含杂质的铁棒与盐酸形成原电池加快反应速率,与平衡移动无关;
②中唾液的淀粉酶是催化剂,仅加快淀粉水解速率,不涉及平衡移动,不能用勒夏特列原理解释,
③中存在可逆平衡,正反应放热,置于热水中温度升高,平衡逆向移动,浓度增大,颜色加深,符合勒夏特列原理;
④中存在可逆平衡,饱和食盐水中浓度较高,使平衡逆向移动,降低的溶解度,符合勒夏特列原理;
故符合条件为③④,选D。
7. 下列离子方程式正确的是
A. 溶液与溶液混合:
B. 在重铬酸钾溶液中滴入NaOH溶液,溶液变为黄色:
C. 碳酸氢钠在水溶液中的电离:
D. 酸性高锰酸钾溶液与草酸溶液的反应:
【答案】B
【解析】
【详解】A.是强电解质,在水溶液中应拆为和,且不参与反应,正确离子方程式为,A错误;
B.重铬酸钾溶液中存在平衡,滴入氢氧化钠溶液,氢离子和氢氧根结合生成水,使平衡正向移动,橙色的重铬酸根转化为黄色的铬酸根,给出的离子方程式符合反应事实,电荷、原子均守恒,B正确;
C.是弱酸的酸式酸根,不能完全电离拆分,的电离方程式应为,C错误;
D.草酸是弱电解质,不能拆写成,应保留化学式,正确的离子方程式为,D错误;
故选B。
8. 使反应在2 L的密闭容器中进行,半分钟后N2的物质的量增加了0.6 mol。此反应的平均速率可表示为
A. mol(L·s) B. mol/(L·s)
C. mol/(L·s) D. mol/(L·s)
【答案】A
【解析】
【详解】在2 L的密闭容器中进行,半分钟后N2的物质的量增加了0.6 mol,则==0.01mol/(L·s),根据反应速率之比等于化学计量数之比可知,mol/(L·s),mol/(L·s), mol/(L·s),综上分析可知,A正确,故答案为:A。
9. 下列实验装置能达到对应的实验目的的是
A.测定中和热
B.比较醋酸与硼酸的酸性强弱
C.测定过氧化氢的分解反应的速率
D.探究压强对平衡的影响
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.测定中和热需要减少热量损失,环形铜搅拌器为热的良导体,会导致热量散失,无法准确测定中和热,A错误;
B.两试管中溶液体积和浓度一样,滴加的碳酸钠溶液一样多,变量唯一,碳酸钠滴入醋酸中,将产生气泡,说明醋酸酸性强于碳酸,而碳酸钠滴入硼酸中,无明显现象,说明硼酸的酸性弱于碳酸,故能够比较醋酸和硼酸的酸性强弱,B正确;
C.测定过氧化氢分解速率需通过单位时间内气体生成量计算,装置中若分液漏斗未密封,气体可能从分液漏斗上口逸出,导致测量不准确,C错误;
D.该反应前后气体分子数不变,压强不影响平衡移动,故不能探究压强对平衡的影响,D错误;
故选B。
10. 恒容反应器中,和均能催化反应:(羟基乙醛),反应历程如图所示,为中间体,为过渡态。
下列描述错误的是
A. “反应达平衡时,升高温度,羟基乙醛的浓度增大
B. 催化作用下,“加氢”步骤为决速步骤
C. 催化作用下,羟基乙醛的生成速率更大
D. “插入”步骤,为-15.4kcal・mol-1
【答案】A
【解析】
【详解】A.由图可知,生成羟基乙醛的反应为放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,羟基乙醛的浓度减小,故A错误;
B.反应的活化能越大,反应速率越慢,慢反应是反应的决速步骤,由图可知,Rh催化作用下,加氢步骤的活化能为24.4 kcal/mol,反应的活化能最大,所以加氢步骤为决速步骤,故B正确;
C.反应的活化能越大,反应速率越慢,由图可知,Rh催化作用下,反应的活化能大于Rh/Mn催化作用下,所以在Rh/Mn催化作用下,羟基乙醛的生成速率更大,故C正确;
D.由图可知,一氧化碳插入步骤为放热反应,反应△H=(-16.5 kcal/mol)-(-1.1 kcal/mol)=-15.4kcal/mol,故D正确;
答案选A。
11. 探究醋酸浓度与电离度关系的步骤如下,与相关步骤对应的操作或叙述正确的
步骤
操作或叙述
A
Ⅰ.用标准溶液标定醋酸溶液浓度
滴定时应始终注视滴定管中的液面
B
Ⅱ.用标定后的溶液配制不同浓度的醋酸溶液
应使用干燥的容量瓶
C
Ⅲ.测定步骤Ⅱ中所得溶液的
应在相同温度下测定
D
Ⅳ.计算不同浓度溶液中醋酸的电离度
计算式为
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.中和滴定时眼睛应始终注视锥形瓶内溶液颜色的变化,A错误;
B.配制不同浓度的醋酸溶液时,容量瓶不需要干燥,B错误;
C.温度影响醋酸的电离平衡,因此测定步骤Ⅰ中所得溶液的时应在相同温度下测定,C正确;
D.电离度是指弱电解质在溶液里达电离平衡时,已电离的电解质分子数占原来总分子数(包括已电离的和未电离的)的百分数,因此醋酸的电离度计算式为,D错误;
答案选C。
12. 在体积为1L的恒容密闭容器中充入1molCO2和3molH2,一定条件下反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。测得CO2和H2的浓度随时间变化如图所示。下列说法正确的是
A. 平衡时H2(g)的转化率为75%
B. 平衡后充入惰性气体,平衡向正向移动
C. 该条件下,第3min时v正(CH3OH)=v逆(CH3OH)
D. 混合气体的密度不随时间的变化而变化,则说明上述反应达到平衡状态
【答案】A
【解析】
【详解】A.由初始和平衡浓度,可求得平衡时的转化率为,A正确;
B.恒容容器充入惰性气体,与反应有关的各物质浓度不变,平衡不移动,B错误;
C.平衡之前始终有,C错误;
D.根据质量守恒定律,气体总质量不变,又因容器为恒容容器,故混合气体的密度始终不变,无法通过混合气体密度判断反应是否达到平衡状态,D错误。
故选 A。
13. 下表是几种弱酸常温下的电离平衡常数,则下列说法中不正确的是
HClO
A. 碳酸的酸性弱于磷酸
B. 常温下,0.1 mol/L 溶液中:
C. 常温下,加水稀释醋酸,不变
D. 将少量的气体通入NaClO溶液中反应离子方程式为:
【答案】D
【解析】
【详解】A.多元弱酸酸性由第一步电离常数决定,的小于的,故碳酸的酸性弱于磷酸,A正确;
B.的水解常数,大于其电离常数,故水解程度大于电离程度,溶液显碱性,离子浓度满足,B正确;
C.将比值变形,分子分母同乘,可得,温度不变时、均为定值,故该比值不变,C正确;
D.由酸性顺序,根据强酸制弱酸规律,少量通入溶液只能生成和,正确离子方程式为,选项给出的离子方程式产物错误,D错误;
故选D。
14. 不同温度下,水溶液中c(H+)与c(OH-)的关系如图所示。下列说法正确的是
A. T℃时,0.05mol•L−1Ba(OH)2溶液的pH=11
B. b点对应的醋酸溶液中,由水电离出的c(H+)=1×10−6mol•L-1
C. d点对应的水溶液中,可能有、Fe3+、大量存在
D. 若从a点到d点,可采用在水中加入碱的方法
【答案】A
【解析】
【详解】A.T℃时,c点溶液中,,溶液中,,pH=11,A正确;
B.b点与a点温度相同,对应的溶液,、,醋酸抑制水电离,b点对应的醋酸中由水电离出的,B错误;
C.d点溶液中,溶液呈碱性,NH能与生成弱电解质、Fe3+与生成沉淀,不能大量共存,C错误;
D.a、d两点温度不同不同,在水中加入碱的方法不能从a点到d点,D错误;
故选A。
二、填空题:本题共4小题,共58分。
15. 在合成氨工业生产中,原料气、(含少量杂质、)进入合成塔反应前必须经过净化处理。某化工厂生产过程中采用“铜氨液洗涤法”,用溶液脱除原料气中的目标杂质,具体工艺流程如下:
①吸收塔中发生的主要反应为:,。
②表示醋酸根;吸收塔中吸收生成,再生塔中分解重新释放。
③若原料气中有杂质,则可能导致反应中的催化剂中毒。
Ⅰ.工业合成氨
(1)合成氨工艺中,需脱除原料气中的原因是_________;因氨气易液化,故利用其这一性质可用作_________。
(2)其他条件不变时,升高吸收塔内的反应温度,该反应的平衡常数将_________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)工业合成氨选择400~500℃的高温进行反应,主要是为了_________,这一调控思路体现了化学反应速率与化学平衡的综合考量。
(4)再生塔中分解释放的过程为吸收反应的逆过程。下列措施中,既能加快溶液的再生速率,又能提高平衡再生率的是_________(填标号)。
A. 降低再生塔温度 B. 减小再生塔压强
C. 向再生塔中通入热的水蒸气,及时带走 D. 加入高效催化剂
Ⅱ.工业制硝酸
硝酸是重要的化工原料,可用于制化肥、农药、炸药、染料等。工业上制硝酸的原理是将氨经过一系列反应得到硝酸,简易流程如下:
(5)流程中利用溶于水这一原理生产硝酸,写出反应的化学方程式_________。
(6)浓硝酸见光或者受热会分解,用化学方程式解释原因_________,所以实验室一般将其保存在_________试剂瓶中,并放置在阴凉处。
【答案】(1) ①. 防止催化剂中毒 ②. 制冷剂
(2)减小 (3)提高反应速率,同时使合成氨催化剂的活性达到最佳 (4)C
(5)
(6) ①. ②. 棕色
【解析】
【分析】原料气进入吸收塔后,与其中的、反应生成,使目标杂质从气体中被除去。净化后的氮气和氢气进入合成塔,在催化剂作用下反应生成氨,再经冷却得到液氨。吸收塔排出的富液进入再生塔,其中的分解,释放和,恢复吸收能力的贫液返回吸收塔循环使用,释放的被回收。题给吸收反应的,说明吸收过程放热,其逆向再生过程吸热;吸收过程消耗气体,再生过程生成气体,这些特点是判断温度、压强等条件影响的依据。
工业制硝酸时,氨先在催化剂存在并加热的条件下与氧气反应生成一氧化氮和水,反应为;生成的一氧化氮继续被氧气氧化,反应为;最后用水吸收二氧化氮,生成硝酸,同时生成一氧化氮。
【小问1详解】
原料气中的能使合成氨所用的催化剂中毒,降低催化剂的活性,因此反应前脱除是为了防止催化剂中毒。氨气易液化,液氨汽化时吸收大量热,使周围环境的温度降低,因此可用作制冷剂;
【小问2详解】
题给吸收反应的,正反应为放热反应。升高温度,平衡向吸热的逆反应方向移动,因此该吸收反应的平衡常数减小;
【小问3详解】
合成氨反应是放热反应,降低温度有利于提高氨的平衡产率,但温度过低会使反应速率较慢。在400~500℃,反应速率较快,且合成氨催化剂的活性较高。因此,工业合成氨选择这一温度范围,主要是为了提高反应速率,同时使合成氨催化剂的活性达到最佳;
【小问4详解】
再生过程是题给放热吸收反应的逆过程,因此再生反应吸热,并由溶液中的分解释放和。
A.降低再生塔温度会使反应速率减慢,同时使平衡向放热的吸收方向移动,降低的平衡再生率,A错误;
B.减小再生塔压强,使气体的分压降低,平衡向生成气体的再生方向移动,能够提高的平衡再生率;但再生反应的反应物在溶液中,减压不能加快其分解速率,B错误;
C.通入热的水蒸气可提高温度,加快再生反应速率,并使平衡向吸热的再生方向移动;及时带走又能降低生成物的浓度,进一步促进再生,因此既能加快再生速率,又能提高的平衡再生率,C正确;
D.加入高效催化剂能同等程度地加快正、逆反应速率,但不能使平衡发生移动,因此能加快再生速率,却不能提高的平衡再生率,D错误;
故选C;
【小问5详解】
二氧化氮与水反应生成硝酸和一氧化氮,其中氮元素的化合价分别由+4价升高至+5价、由+4价降低至+2价。根据得失电子守恒,生成的与的物质的量之比为,再根据原子守恒配平,反应的化学方程式为;
【小问6详解】
浓硝酸不稳定,见光或受热会分解生成二氧化氮、氧气和水,反应的化学方程式为。棕色试剂瓶可以减少光照对硝酸的影响,放在阴凉处可以避免受热,因此浓硝酸应保存在棕色试剂瓶中,并放置在阴凉处。
16. 25℃时,某些弱电解质的电离平衡常数如表所示:
化学式
HClO
HCN
电离平
衡常数
(1)HCN一元弱酸,其在水溶液中的电离方程式是:_________;加水稀释HCN溶液,会_________(“增大”、“不变”或“减小),常温下,0.1 mol/L HCN溶液的_________(已知)。
(2)现将pH和体积都相同的HClO和HCl溶液分别加蒸馏水稀释,pH随溶液体积的变化如图所示。取a点的两种酸溶液,中和相同浓度的溶液,消耗溶液体积较大的是_________(填化学式),其中代表HClO溶液的是_________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
(3)向NaCN溶液中通入气体,反应的离子方程式为_________。
(4)同浓度的、、、结合的能力由强到弱的顺序是_________。
【答案】(1) ①. ②. 增大 ③. 5.1
(2) ①. HClO ②. Ⅱ
(3)
(4)
【解析】
【分析】pH和体积均相同的和溶液中,为强酸完全电离,为弱酸部分电离,故初始浓度,加水稀释时的电离平衡正向移动,补充更多,pH上升幅度更小,因此曲线Ⅱ代表,曲线Ⅰ代表。
【小问1详解】
HCN为一元弱酸,在水溶液中部分电离,电离方程式为。
可变形为,加水稀释时温度不变,恒定,稀释促进HCN电离,但溶液体积增大的影响占主导,减小,因此增大。
常温下0.1 mol/L HCN溶液中,设电离产生的,则,,代入电离常数表达式得,解得,故。
【小问2详解】
HCl为强酸,在水溶液中完全电离,HClO为弱酸,在水溶液中仅部分电离,pH和体积均相同的两种溶液中,HClO的初始物质的量远大于HCl,因此中和相同浓度的溶液时,HClO消耗的溶液体积更大。
加水稀释相同倍数时,HClO的电离平衡正向移动,会继续电离出,pH上升幅度小于HCl,因此代表HClO溶液的是曲线Ⅱ。
【小问3详解】
根据电离平衡常数可知酸性强弱顺序为,依据强酸制弱酸的规律,向NaCN溶液中通入,反应生成HCN和,离子方程式为。
【小问4详解】
弱酸的酸性越弱,其对应的共轭碱结合的能力越强,结合酸性顺序,可知同浓度下各阴离子结合的能力由强到弱的顺序为。
17. 滴定法是测定溶液浓度的一种重要方法,常见的有酸碱中和滴定、氧化还原滴定、沉淀滴定法等。云大附中星耀学校高二年级化学兴趣小组的同学合作对几种滴定做了专题研究:
(1)某实验小组用0.1 mol/L的NaOH溶液来测定未知浓度醋酸溶液的浓度。小周同学负责配制100 mL 0.1mol/L NaOH标准溶液所需玻璃仪器除量筒、小烧杯、玻璃棒、胶头滴管外,还需要_________。
(2)小田同学量取25.00 mL待测醋酸溶液放入锥形瓶中,再滴加2~3滴酚酞作指示剂,用_________盛装NaOH标准溶液进行滴定。若滴定开始和结束时,溶液读数如图所示,所用NaOH标准溶液的体积为_________mL。
(3)下列操作会使所测结果偏高的是_________(填字母)。
A.滴定前用蒸馏水冲洗锥形瓶
B.碱式滴定管在滴定前有气泡,滴定后气泡消失
C.配制标准溶液的NaOH固体中,混入少量固体
D.滴定过程中振荡锥形瓶时不慎将瓶内溶液溅出
E.读取NaOH体积时,开始仰视读数,滴定结束时俯视读数
(4)小赵同学用0.1 mol/L NaOH溶液分别滴定体积均为20.00 mL、浓度均为0.1 mol/L的醋酸溶液和盐酸溶液,得到滴定过程中溶液pH随加入NaOH溶液体积而变化的两条滴定曲线。
则和的关系:_________(填“>”、“=”或“<”)。
(5)实验小组用标准酸性溶液测定绿矾(;)样品的纯度(被还原为)。小杨同学称取10.0 g绿矾样品并配成250 mL溶液。
①取25.00 mL该溶液于锥形瓶中,将用硫酸酸化的0.01 mol/L 溶液置于酸式滴定管中进行滴定,滴定终点的标志是_________。
②若三次平行实验所消耗的标准液体积依次为39.96 mL、40.04 mL、37.40 mL,该绿矾样品的纯度为_________。(已知:)
【答案】(1)100 mL容量瓶
(2) ①. 碱式滴定管 ②. 26.10
(3)BC (4)<
(5) ①. 当滴入最后半滴标准溶液时,溶液由浅绿色(或无色)变为浅紫红色,且半分钟内不褪色 ②. 55.6%
【解析】
【小问1详解】
配制一定物质的量浓度的溶液,核心仪器是容量瓶。题目要求配制 100 mL 溶液,因此必须使用100 mL容量瓶。此外,溶解固体需要烧杯和玻璃棒,定容需要胶头滴管。题目中已给出量筒、小烧杯、玻璃棒、胶头滴管,还缺少100 mL容量瓶。
【小问2详解】
是强碱,会腐蚀玻璃活塞,因此必须使用碱式滴定管盛装。
滴定管的刻度从上到下逐渐增大,且精确到。滴定开始时,液面在0刻度处,读数为。滴定结束时,液面在26刻度下方,读数为。所用体积。
【小问3详解】
根据公式,若偏大,则测定结果偏高。
A.待测液的物质的量不变,对结果无影响,A错误;
B.气泡体积被计入消耗的体积中,导致偏大,结果偏高,B正确;
C.等质量的中和酸的能力弱于,滴定醋酸至酚酞变色时,会转化为,导致消耗的体积偏大,结果偏高,C正确;
D.待测液损失,消耗偏小,结果偏低,D错误;
E.仰视使初读数偏大,俯视使末读数偏小,计算出的偏小,结果偏低,E错误;
故答案选B、C。
【小问4详解】
盐酸是强酸,盐酸的;醋酸是弱酸,醋酸。图Ⅰ起点,为醋酸滴定曲线;图Ⅱ起点,为盐酸滴定曲线。对于盐酸,加入时恰好中和,,即。对于醋酸,加入时生成醋酸钠,溶液呈碱性即。若要,需醋酸稍过量,即加入的体积。因此,。
【小问5详解】
①浅绿色,紫红色。反应完全时,当滴入最后半滴标准溶液时,溶液由浅绿色(或无色)变为浅紫红色,且半分钟内不褪色。
②三次体积:、、。偏差过大,舍去。平均体积。反应比例:。溶液中。溶液中。质量。纯度。
18. “一碳化学”是以分子中只含一个碳原子的化合物(如、CO、等)为原料来合成一系列化工原料和燃料的化学。回答下列问题:
(1)二氧化碳加氢制甲醇过程中的主要反应为(忽略其他副反应):
①
②
③
则__________kJ/mol,平衡常数_________(用、表示);反应②在低温下_________(填“能”或“否”)自发。
(2)在恒温恒容下,反应达平衡状态的标志是_________(填序号)。
A. 平衡常数K保持不变 B. 气体的分压保持不变
C. D. 容器内混合气体平均相对分子质量不变
(3)欲提高反应中甲醇的平衡产率,可采取的措施有_________。
A. 升高温度 B. 增大体系压强 C. 增加的浓度 D. 使用高效催化剂
(4)天然气还原法。发生的反应为。一定温度下,在一个固定容积的密闭容器中,测得平衡时CO的体积分数与平衡时和物质的量比值[]的关系如图甲所示。
①图甲的b、c、e三点中,转化率由大到小排序为_________。
②若平衡时c点的压强为p,则该温度下c点的平衡常数_________(用平衡分压代替平衡浓度,分压=总压×物质的量分数,写出计算式即可)。
③相同时间内,催化剂在不同温度下对转化率的影响如图乙所示,判断M点_________(填“已”或“未”)到达平衡。
【答案】(1) ①. ②. ③. 能 (2)BCD (3)BC
(4) ①. ②. ③. 未
【解析】
【小问1详解】
根据盖斯定律,目标反应③可由反应① + 反应②得到,因此焓变 ;同理,平衡常数 。对于反应②,其 (放热),且正反应气体分子数减少,即 。根据自由能判据 ,在低温条件下 ,故该反应在低温下能自发进行;
【小问2详解】
A.平衡常数仅是温度的函数,恒温条件下始终保持不变,不能作为判断平衡的标志,A不符合题意;
B.在恒温恒容条件下,气体的分压与物质的量成正比,分压不变意味着各组分的物质的量不再改变,说明达到平衡状态,B符合题意;
C.根据化学反应速率之比等于化学计量数之比,可知,代入已知等式可得,即正逆反应速率相等,说明达到平衡,C符合题意;
D.该反应前后气体总质量守恒,但气体总物质的量会发生变化,当混合气体的平均相对分子质量保持不变时,说明气体总物质的量不再改变,达到了平衡状态,D符合题意;
故选BCD。
【小问3详解】
A.该反应是一个正向气体分子数减小的放热反应。升高温度会使平衡逆向移动,甲醇产率降低,A不符合题意;
B.增大体系压强会使平衡向气体体积缩小的正方向移动,甲醇产率提高,B符合题意;
C.增加二氧化碳浓度,平衡正向移动,甲醇的产率升高,C符合题意;
D.使用高效催化剂只能改变反应速率,不改变化学平衡状态,产率不变,D不符合题意;
故选BC。
【小问4详解】
①横坐标的值越大,相当于在固定量的基础上加入了更多的。增加一种反应物的量会提高另一种反应物的转化率,但自身转化率会降低。因此越小,的转化率越大,排序为b > c > e。
② c点时,即初始投料比。设初始时为,为 ,反应消耗了 。列出三段式:,平衡时气体总物质的量为 ,由图可知 c 点时 CO 的体积分数为 50%,即 ,解得 。平衡时各气体的物质的量分数为: 占 , 占 , 占 , 占 。各气体的分压分别为 ,,,。代入压强平衡常数表达式得 。
③化学平衡状态只与温度有关,与催化剂种类无关。在相同温度(543 K)下,若达到平衡,不同催化剂下的 转化率应当相等。图中催化剂A对应的转化率高于催化剂B(M点),说明 M 点的反应尚未达到该温度下的最大转化率,即未到达平衡状态。
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