精品解析:河南南阳市豫西南部分学校2026-2027学年高三上学期11月期中考试 化学试题
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内容正文:
高三化学
考生注意:
1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分,考试时间75分钟。
2.答题前,考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3.考生作答时,请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上作答无效。
4.本卷命题范围:必修第一、二册(有机部分不考)+选择性必修1。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16 Na-23 S-32 Cl-35.5 Ti-48
一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 文物彰显中华民族的文化底蕴。下列文物的主要成分为无机非金属材料的是
A.青铜方鼎
B.粉彩瓷瓶
C.丝绸龙袍
D.老子出关图
A. A B. B C. C D. D
2. 物质制备工艺中蕴含化学知识。下列有关说法错误的是
A. 实验室制备胶体时,将饱和溶液滴入溶液中并煮沸
B. 制瓷器过程中,瓷釉料中的草木灰可与高岭土中的反应生成
C. 氨法脱硫脱除烟气中的同时可制取硫酸铵:
D. 工业上电解熔融制备金属钠时,加入适量可降低电解温度
3. 下列物质的用途错误的是
A. 可用作葡萄酒的添加剂 B. 用于治疗胃酸过多
C. CaO可用作食品的抗氧化剂 D. 用于去除水体中的
4. 下列离子方程式书写正确的是
A. 铜溶于稀硝酸中:
B. 酸性条件下,用将氧化为:
C. 澄清石灰水与少量苏打溶液混合:
D. 向溶液中通入:
5. 下列对相关项目的叙述正确的是
选项
项目
叙述
A
试剂存放
棕色广口试剂瓶保存溶液
B
物质检验
用溶液检验
C
试剂除杂
用粉除去溶液中的
D
物质用途
、用作耐火材料
A. A B. B C. C D. D
6. 除去废水中的,可利用反应:。设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 117 g NaCl固体中含有的分子数为
B. 2.0 g由和组成的水中所含中子数为
C. 的溶液中,含有的数为
D. 25℃时,的溶液中由水电离的数为
7. 下列图示中,实验操作或方法正确的是
A.比较和的金属活动性
B.加热使分解
C.用苯萃取碘水中的碘,振荡、放气
D.制备晶体
A. A B. B C. C D. D
8. “价-类”二维图是学习元素及其化合物的重要工具。铁及其化合物的“价-类”二维图如图所示。下列说法正确的是
A. a在纯氧中充分燃烧生成c B. 可用足量的a除去f中的g
C. c俗称磁性氧化铁,可被磁铁吸引 D. e和硝酸发生中和反应生成f
9. X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期主族元素,Y和W在同一主族且Y的最高正价为价,Y与Z在同一周期,X与Y的原子序数之和等于Z的原子序数。下列说法正确的是
A. 最简单氢化物的稳定性: B. 非金属性:
C. 原子半径: D. X、Y、Z三种元素形成的物质可能是酸、碱或盐
10. 以高硫铝土矿(主要成分为、,还含有少量)为原料生产和的部分工艺流程如图所示。下列说法错误的是
A. “焙烧”时加入可吸收,最终生成
B. 向“滤液”中通入过量,反应化学方程式为
C. “隔绝空气焙烧”发生的反应方程式为
D. 若将少量产品溶于稀硫酸后再滴入酸性溶液,观察到酸性溶液褪色,则产品中含有
11. 下列实验操作、现象及结论均正确的是
选项
实验操作
现象
结论
A
用玻璃棒蘸取NaClO溶液,点在pH试纸的中央,然后与标准比色卡对照
试纸变蓝
NaClO溶液显碱性
B
以溶液为指示剂,用标准溶液滴定溶液中的
先出现白色沉淀,后出现砖红色沉淀
C
取少量脱氧剂(还原性铁粉)样品溶于盐酸,滴加KSCN溶液
KSCN溶液无明显现象
说明该脱氧剂没有变质
D
等体积pH=2的两种一元酸HX和HY分别与足量的铁屑反应,用排水法收集气体
HX放出的多且反应速率快
酸性:HY>HX
A. A B. B C. C D. D
12. 还原制甲酸盐与食盐水脱盐耦合反应原理如图所示。下列说法错误的是
A. 电极为负极,发生氧化反应
B. 离子交换膜X为阳离子交换膜
C. 电极反应式为
D. 若转移1 mol电子,则左侧区域内溶液质量增加22 g
13. 加氢制过程中的主要反应有:
① ;
② 。
在密闭容器中,时,、压强下的平衡转化率和()压强下的实际转化率(催化剂作用下反应相同时间)随温度的变化如图所示。下列说法正确的是
A. 压强下,温度从450℃升高至550℃,平衡时以反应①为主反应
B. 200℃升高至300℃,压强下平衡转化率变化值大于压强下平衡转化率变化值
C. 300℃时,增大反应压强,平衡时减小
D. 其他条件不变,延长X点实际反应时间,转化率不变
14. 现有10.00 mL由盐酸和组成的混合溶液,二者的物质的量浓度分别为和。室温下,用溶液滴定,滴定过程中含碳微粒的分布分数及溶液pH随NaOH溶液体积的变化关系如图所示。[已知:]。下列说法错误的是
A. 曲线②表示 B. 的数量级为
C. b点溶液的pH为7.0 D. c点时溶液中存在
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 钛合金广泛应用于航空航天。四氯化钛()是钛工业的核心中间体,常用于钛金属的制备。某化学小组在实验室中制备,实验装置如图所示:
已知有关物质的部分性质如表所示:
物质
熔点
沸点
性质
极易水解,能溶于等有机物
遇水易水解生成红褐色物质
难溶于水,且密度大于水
回答下列问题:
(1)装置中盛装浓盐酸的仪器名称是___________,装置B中的试剂为___________(填“浓硫酸”或“饱和食盐水”)。
(2)装置C管式炉加热到后发生反应,生成、和一种有毒气态氧化物,该反应的化学反应方程式为___________。除上述反应外还有副反应发生,生成少量的。
(3)根据所给信息,装置D控温箱温度控制在可以除去一部分杂质,在仪器m中收集到粗产品,可采用___________方法分离提纯,得到较为纯净的。
(4)图中装置中在球形干燥管后还应设置酒精灯的目的是___________。
(5)产品纯度的测定(杂质不参与反应):取实验制得产品4.0 g,在密闭条件下溶于水,促使水解完全,发生反应:。将水解液最后定容为500 mL,取出25.00 mL溶液于锥形瓶中,恰好与溶液完全反应。该产品中的纯度为___________(保留一位小数)。
(6)工业上用镁热还原法将镁与在反应制备金属钛,该反应的化学方程式为___________,反应中___________(填“需要”或“不需要”)隔绝空气。
16. 一种利用低品位铜矿(含、、和等)为原料制取的工艺流程如下:
已知:Ⅰ.与在水溶液中会转化为。
Ⅱ.时,已沉淀完全。
Ⅲ.。
回答下列问题:
(1)常温下,“浸取”时与发生反应的离子方程式为___________。
(2)滤渣1、滤渣2的主要成分分别是___________、___________(填化学式)。
(3)“络合”时先加氨水的目的有:①___________;②与结合生成,防止加入时与结合生成沉淀。在该条件下生成的离子方程式为___________。
(4)“加热反应”中发生反应的化学方程式为___________。
(5)该工艺流程中可循环使用的物质是___________(填化学式)。
17. 氮及其化合物在生产生活中有重要应用。回答下列问题:
(1)已知:
化学键
N≡N
H-H
N-H
N-N
键能()
946
436
391
193
则反应的___________。
(2)化学链气化是新的污泥处理方式。该方法首先将污泥中的氮元素转化为和,再用将两种气体转化为等气体排放。某研究小组对此方法进行了实验室模拟:
在密闭容器中充入和足量的,在恒温恒容条件下发生反应,充分反应后(平衡状态时),混合气体的平均摩尔质量为(混合气体平均摩尔质量)。
①充分反应后混合气中、、三种气体的物质的量之比为___________。
②转化反应为:(未配平),若有反应,则转移电子的物质的量为___________。
(3)一种肼()燃料电池的工作原理如图1所示。
①b极的电势___________(填“>”或“<”)a极。
②该装置中发生的总反应方程式为___________。
(4)电催化固氮是指在铑(Rh)电极表面将转化为的一种方法,此方法可避免直接破坏而消耗大量能量,反应原理如图2所示。薄膜电极是___________(填“阴极”或“阳极”),若步骤⑤转移了2 mol电子,则此步骤生成的体积为___________L(标准状况下)。
18. 实现“碳中和”的关键是的转化、回收和利用,利用还原制乙醇是重要途径之一,回答下列问题:
(1)已知:和的燃烧热()分别为、。
则反应的_______,该反应在_______(填“高温”“低温”或“任何温度”)能自发进行。
(2)实验测得 ,反应的,,(、均为速率常数,只与温度有关),达到平衡后,仅升高温度,增大的倍数_______(填“”“<”或“=”)增大的倍数。用含、的式子表示反应的化学平衡常数_______。
(3)若上述(2)中反应投料比,保持体系压强为时,四种组分在平衡时物质的量分数随温度的变化如图1所示。表示、变化的曲线分别是_______、_______(填字母);计算w点对应温度下反应的平衡常数_______(列出计算式,用平衡分压代替平衡浓度,分压总压物质的量分数)。
(4)电催化也可制备乙醇。在催化剂的作用下,先被还原为CO,再进行耦合,进而生成乙醇等燃料。如图2为外加电压为0 V和-0.19 V下,在催化剂上CO被还原为乙醇的吉布斯自由能(G)图(*表示吸附态)。在无外加电压下,*COCO经过多步反应不断被还原为乙醇,在存在下,该过程中的决速步骤发生的电极反应式为_______;由图可知,在_______(填“低电压”或“高电压”)下更有利于生成乙醇。
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高三化学
考生注意:
1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分,考试时间75分钟。
2.答题前,考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3.考生作答时,请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上作答无效。
4.本卷命题范围:必修第一、二册(有机部分不考)+选择性必修1。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16 Na-23 S-32 Cl-35.5 Ti-48
一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 文物彰显中华民族的文化底蕴。下列文物的主要成分为无机非金属材料的是
A.青铜方鼎
B.粉彩瓷瓶
C.丝绸龙袍
D.老子出关图
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.青铜方鼎的主要成分为铜锡合金,属于金属材料,A不符合;
B.粉彩瓷瓶属于陶瓷制品,主要成分为硅酸盐,属于无机非金属材料,B符合;
C.丝绸龙袍的主要成分为蛋白质,属于天然有机高分子材料,C不符合;
D.老子出关图的载体主要成分为纤维素或蛋白质,属于有机高分子材料,D不符合。
答案选B。
2. 物质制备工艺中蕴含化学知识。下列有关说法错误的是
A. 实验室制备胶体时,将饱和溶液滴入溶液中并煮沸
B. 制瓷器过程中,瓷釉料中的草木灰可与高岭土中的反应生成
C. 氨法脱硫脱除烟气中的同时可制取硫酸铵:
D. 工业上电解熔融制备金属钠时,加入适量可降低电解温度
【答案】A
【解析】
【详解】A.制备胶体应将饱和溶液滴入沸水中并继续煮沸至红褐色,滴入NaOH溶液会直接生成沉淀而非胶体,A错误;
B.瓷釉中草木灰()可与高岭土中的反应生成,B正确;
C.氨法脱硫中用吸收后经氧化最终得到硫酸铵,化学方程式:C正确;
D.工业电解熔融NaCl制钠时,加入作为助熔剂,可以降低NaCl的熔化温度,减少生产能耗,D正确;
故选A。
3. 下列物质的用途错误的是
A. 可用作葡萄酒的添加剂 B. 用于治疗胃酸过多
C. CaO可用作食品的抗氧化剂 D. 用于去除水体中的
【答案】C
【解析】
【详解】A.少量可抑制葡萄酒中细菌繁殖、防止葡萄酒氧化变质,是葡萄酒生产中合规使用的食品添加剂,A正确;
B.碱性较弱,可与胃酸的主要成分发生反应,且对消化道刺激性小,可用于治疗胃酸过多,B正确;
C.能与水发生反应,常用作食品干燥剂,但其不具有还原性,无法消耗环境中的氧气,不能作食品抗氧化剂,C错误;
D.在水体中解离出的可与结合生成溶度积极小的难溶物,从而去除水体中的,D正确。
答案选C。
4. 下列离子方程式书写正确的是
A. 铜溶于稀硝酸中:
B. 酸性条件下,用将氧化为:
C. 澄清石灰水与少量苏打溶液混合:
D. 向溶液中通入:
【答案】B
【解析】
【详解】A.铜与稀硝酸反应的还原产物为,并非浓硝酸对应的,所给方程式产物与反应事实不符;正确的离子方程式为:,A错误;
B.酸性条件下作为氧化剂将氧化为,自身被还原为,反应满足电子守恒、电荷守恒与原子守恒,B正确;
C.苏打为,电离出的阴离子为而非,所给方程式混淆了苏打与小苏打的组成,与反应事实不符;正确的离子方程式为:,C错误;
D.,由于还原性,优先氧化:氧化0.4 mol 需消耗0.2 mol ,剩余0.1 mol 仅能氧化0.2 mol ,所给方程式氧化了全部,与反应物用量不符;正确的离子方程式为:,D错误。
答案选B。
5. 下列对相关项目的叙述正确的是
选项
项目
叙述
A
试剂存放
棕色广口试剂瓶保存溶液
B
物质检验
用溶液检验
C
试剂除杂
用粉除去溶液中的
D
物质用途
、用作耐火材料
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.溶液见光易分解,需用棕色细口试剂瓶避光保存,广口瓶用于存放固体试剂,A错误;
B.溶液与反应可生成特征的沉淀,可用于检验,题干中使用的是 溶液,无法检验,B错误;
C.粉与会发生反应,会引入新杂质,无法达到除杂目的,应选用过量铁粉除杂,C错误;
D.、的熔点均很高,高温下难以熔化,可用作耐火材料,D正确;
故选D。
6. 除去废水中的,可利用反应:。设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 117 g NaCl固体中含有的分子数为
B. 2.0 g由和组成的水中所含中子数为
C. 的溶液中,含有的数为
D. 25℃时,的溶液中由水电离的数为
【答案】B
【解析】
【详解】A.NaCl为离子化合物,不存在独立的NaCl分子,117 g NaCl的物质的量为,但固体中无分子存在,A错误;
B.的摩尔质量为,每个分子含10个中子;的摩尔质量也为,每个分子同样含10个中子。2.0 g二者组成的混合物总物质的量为,所含中子总数为,B正确;
C.题目仅给出溶液的浓度,未给出溶液体积,无法计算溶液中的物质的量及对应数目,C错误;
D.溶液中碳酸根离子水解会促进水的电离,溶液中的全部由水电离产生。25℃时1 L pH=11的该溶液中,,故由水电离的物质的量为,对应数目为,D错误;
故选B。
7. 下列图示中,实验操作或方法正确的是
A.比较和的金属活动性
B.加热使分解
C.用苯萃取碘水中的碘,振荡、放气
D.制备晶体
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.浓硝酸使Al钝化、不能比较Al与Cu的金属活动性,A错误;
B.加热分解时试管口应略向下倾斜,B错误;
C.萃取碘水中的碘,振荡后需放气,图示操作正确,C正确;
D.受热易分解,直接蒸干会导致分解损失,应采用蒸发浓缩、冷却结晶的方法制备晶体,D错误;
故选C。
8. “价-类”二维图是学习元素及其化合物的重要工具。铁及其化合物的“价-类”二维图如图所示。下列说法正确的是
A. a在纯氧中充分燃烧生成c B. 可用足量的a除去f中的g
C. c俗称磁性氧化铁,可被磁铁吸引 D. e和硝酸发生中和反应生成f
【答案】B
【解析】
【分析】a:单质;b:+2价铁的氧化物;c:+3价铁的氧化物;d:+3价铁的碱;e:+2价铁的碱;f:+2价铁的硝酸盐;g:+3价铁的硝酸盐。
【详解】A.a为单质,在纯氧中充分燃烧生成,c为+3价对应的氧化物,二者不是同一物质,A错误;
B.a为单质,f为+2价对应的硝酸盐,g为+3价对应的硝酸盐,足量可与发生反应,既除去杂质,又生成主体物质,过量的可通过过滤除去,B正确;
C.c为,俗称铁红,磁性氧化铁为,不能被磁铁吸引,C错误;
D.e为+2价对应的碱,硝酸具有强氧化性,二者发生氧化还原反应而非中和反应,且反应生成(即g),无法得到f,D错误。
9. X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期主族元素,Y和W在同一主族且Y的最高正价为价,Y与Z在同一周期,X与Y的原子序数之和等于Z的原子序数。下列说法正确的是
A. 最简单氢化物的稳定性: B. 非金属性:
C. 原子半径: D. X、Y、Z三种元素形成的物质可能是酸、碱或盐
【答案】D
【解析】
【分析】X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期主族元素,Y和W在同一主族且Y的最高正价为价,由主族元素最高正价等于最外层电子数可知,即Y和W的最外层电子为5,则Y为、W为,Y与Z在同一周期,X与Y的原子序数之和等于Z的原子序数,则X为H,Z为O,据此分析。
【详解】A.由分析知,W为、Y为,二者最简单氢化物分别为、,元素非金属性越强,最简单氢化物稳定性越强,同主族从上到下非金属性减弱,故非金属性,氢化物稳定性,即,A错误;
B.Y为、Z为,同周期主族元素从左到右非金属性逐渐增强,故非金属性,即,B错误;
C.Y为、Z为,同周期主族元素从左到右原子半径随核电荷数增大逐渐减小,故原子半径,即,C错误;
D.X为、Y为、Z为,三种元素可形成酸(如、)、碱(如)、盐(如),故三种元素形成的物质可能是酸、碱或盐,D正确;
故选D。
10. 以高硫铝土矿(主要成分为、,还含有少量)为原料生产和的部分工艺流程如图所示。下列说法错误的是
A. “焙烧”时加入可吸收,最终生成
B. 向“滤液”中通入过量,反应化学方程式为
C. “隔绝空气焙烧”发生的反应方程式为
D. 若将少量产品溶于稀硫酸后再滴入酸性溶液,观察到酸性溶液褪色,则产品中含有
【答案】D
【解析】
【分析】由流程可知,高硫铝土矿(主要成分为、,还含有少量)为原料,通入空气焙烧时,因为含有少量,会产生二氧化硫,加入氧化钙达到吸收二氧化硫的目的,防止二氧化硫排放污染空气。焙烧产物经过氢氧化钠溶液碱浸,三氧化二铝与氢氧化钠反应生成四羟基合铝酸钠,过滤后,滤液中通入过量二氧化碳,生成氢氧化铝沉淀,洗涤后灼烧氢氧化铝即可生产三氧化二铝;碱浸过程中,三氧化二铁不与氢氧化钠反应,过滤后留在滤渣中,加入与三氧化二铁在隔绝空气的条件下反应生成二氧化硫和四氧化三铁,利用四氧化三铁的磁性实现其与烧渣的分离,据此分析;
【详解】A.“焙烧”时加入CaO可吸收生成,A正确;
B.向含的滤液中通入过量,反应为,B正确;
C.隔绝空气焙烧,作为还原剂,将还原为,自身被氧化生成,反应方程式为,C正确;
D.中本身含有+2价铁,将其溶于稀硫酸会产生,滴入酸性溶液褪色,不能据此说明产品中含有FeO杂质,D错误;
故选D。
11. 下列实验操作、现象及结论均正确的是
选项
实验操作
现象
结论
A
用玻璃棒蘸取NaClO溶液,点在pH试纸的中央,然后与标准比色卡对照
试纸变蓝
NaClO溶液显碱性
B
以溶液为指示剂,用标准溶液滴定溶液中的
先出现白色沉淀,后出现砖红色沉淀
C
取少量脱氧剂(还原性铁粉)样品溶于盐酸,滴加KSCN溶液
KSCN溶液无明显现象
说明该脱氧剂没有变质
D
等体积pH=2的两种一元酸HX和HY分别与足量的铁屑反应,用排水法收集气体
HX放出的多且反应速率快
酸性:HY>HX
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.NaClO溶液中存在水解生成的HClO,具有强氧化性,会漂白pH试纸,无法通过pH试纸测定溶液pH,操作与现象均不符合实际,A错误;
B.AgCl为AB型难溶电解质、为A2B型难溶电解质,沉淀类型不同,不能通过沉淀析出的先后顺序直接比较溶度积大小;实际,B错误;
C.若脱氧剂部分变质,变质产生的可与未反应的还原性铁粉发生反应,即使存在变质生成的,滴加KSCN溶液也无明显现象,无法证明脱氧剂未变质,C错误;
D.等体积的两种一元酸与足量铁屑反应,HX放出的更多,说明HX的总物质的量浓度更大(pH相同时,已电离出的相等,总浓度越大则酸的电离程度越小);HX反应速率更快,说明反应过程中HX可持续电离补充,使溶液中下降更慢,进一步证明HX的电离程度更小、酸性更弱,即酸性,D正确。
12. 还原制甲酸盐与食盐水脱盐耦合反应原理如图所示。下列说法错误的是
A. 电极为负极,发生氧化反应
B. 离子交换膜X为阳离子交换膜
C. 电极反应式为
D. 若转移1 mol电子,则左侧区域内溶液质量增加22 g
【答案】D
【解析】
【分析】右侧电极上,转化为,发生失电子的氧化反应,为原电池的负极;左侧电极上,转化为,发生得电子的还原反应,为原电池的正极。据此分析:
【详解】A.Ti/IrO2电极上被氧化为,发生失电子的氧化反应,原电池中发生氧化反应的电极为负极,A正确;
B.原电池中阳离子向左侧正极(电极)定向移动,中间室的需穿过离子交换膜X进入左侧区域,因此X为阳离子交换膜,B正确;
C.电极为正极,得电子被还原为,碱性环境下配平的电极反应式为,电荷、原子均守恒,C正确;
D.转移1 mol电子时,左侧区域内有0.5 mol 参与反应进入溶液(质量为),同时为平衡电荷,有1 mol 从中间室穿过X膜进入左侧区域(质量为),因此左侧溶液总质量增加,并非22 g,D错误;
故选D。
13. 加氢制过程中的主要反应有:
① ;
② 。
在密闭容器中,时,、压强下的平衡转化率和()压强下的实际转化率(催化剂作用下反应相同时间)随温度的变化如图所示。下列说法正确的是
A. 压强下,温度从450℃升高至550℃,平衡时以反应①为主反应
B. 200℃升高至300℃,压强下平衡转化率变化值大于压强下平衡转化率变化值
C. 300℃时,增大反应压强,平衡时减小
D. 其他条件不变,延长X点实际反应时间,转化率不变
【答案】C
【解析】
【分析】反应①是气体分子数减少的反应,增大压强平衡正向移动,平衡转化率升高;反应②是气体分子数不变的反应,压强对其平衡无影响。因此压强越大,平衡转化率越高,可得,结合题干已知,据此分析。
【详解】A.反应①放热,反应②吸热。下温度从450℃升至550℃时,平衡转化率随温度升高逐渐上升,说明吸热的反应②正向进行占主导,A错误;
B.从200℃升温至300℃,观察图像中两条平衡曲线的变化幅度:曲线的平衡转化率下降幅度远大于,即下的转化率变化值更大,B错误;
C.反应②的平衡常数可表示为: , 变形可得: ;300℃时温度固定,反应②的平衡常数不变;增大压强时,气体分子数减少的反应①平衡正向移动,会大量消耗、同时生成更多,使减小,因此减小,C正确;
D.X点是实际转化率曲线和平衡曲线的交点,已知,压强越大,平衡转化率越高,则与X点同温度下,的平衡转化率高于的平衡转化率,故X点的实际转化率还未达到下的平衡转化率,说明反应还未达到平衡,延长反应时间,反应会继续正向进行,转化率会升高,D错误;
故选C。
14. 现有10.00 mL由盐酸和组成的混合溶液,二者的物质的量浓度分别为和。室温下,用溶液滴定,滴定过程中含碳微粒的分布分数及溶液pH随NaOH溶液体积的变化关系如图所示。[已知:]。下列说法错误的是
A. 曲线②表示 B. 的数量级为
C. b点溶液的pH为7.0 D. c点时溶液中存在
【答案】C
【解析】
【分析】滴定过程中,随NaOH加入,不断被反应,其分布分数逐渐降低,对应曲线①;的分布分数先随的转化逐渐升高,在完全转化为时达到峰值,后随转化为逐渐降低,对应曲线②;的分布系数随的降低而升高,对应曲线③;曲线④表示pH随NaOH溶液体积的变化关系。
【详解】A.由上述分析知,曲线②表示,A正确;
B.曲线①与曲线②的交点处,此时对应溶液pH约为1.4,
,因此的数量级为,B正确;
C.b点为曲线②与曲线③的交点,此时加入NaOH溶液的体积约为35 mL,曲线④是pH随NaOH溶液体积的变化关系,当NaOH溶液的体积约为35 mL时,对应溶液,C错误;
D.c点加入40mL NaOH溶液,此时溶液中溶质为和,根据电荷守恒,结合物料守恒,联立两式消去和,整理可得,D正确;
故选C。
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 钛合金广泛应用于航空航天。四氯化钛()是钛工业的核心中间体,常用于钛金属的制备。某化学小组在实验室中制备,实验装置如图所示:
已知有关物质的部分性质如表所示:
物质
熔点
沸点
性质
极易水解,能溶于等有机物
遇水易水解生成红褐色物质
难溶于水,且密度大于水
回答下列问题:
(1)装置中盛装浓盐酸的仪器名称是___________,装置B中的试剂为___________(填“浓硫酸”或“饱和食盐水”)。
(2)装置C管式炉加热到后发生反应,生成、和一种有毒气态氧化物,该反应的化学反应方程式为___________。除上述反应外还有副反应发生,生成少量的。
(3)根据所给信息,装置D控温箱温度控制在可以除去一部分杂质,在仪器m中收集到粗产品,可采用___________方法分离提纯,得到较为纯净的。
(4)图中装置中在球形干燥管后还应设置酒精灯的目的是___________。
(5)产品纯度的测定(杂质不参与反应):取实验制得产品4.0 g,在密闭条件下溶于水,促使水解完全,发生反应:。将水解液最后定容为500 mL,取出25.00 mL溶液于锥形瓶中,恰好与溶液完全反应。该产品中的纯度为___________(保留一位小数)。
(6)工业上用镁热还原法将镁与在反应制备金属钛,该反应的化学方程式为___________,反应中___________(填“需要”或“不需要”)隔绝空气。
【答案】(1) ①. 分液漏斗 ②. 饱和食盐水
(2)
(3)蒸馏 (4)点燃尾气中的CO,防止污染空气
(5)91.2% (6) ①. TiCl4+2MgTi+2MgCl2 ②. 需要
【解析】
【分析】A装置中浓盐酸和高锰酸钾反应制备氯气,因为、FeCl3易水解,氯气必须干燥后才会进入 C,所以 B 中盛浓硫酸。C中FeTiO3与碳粉在氯气流中高温反应生成CO、、FeCl3,把 D 控温在 136~304 ℃ 区间,FeCl3冷凝留在 D 中被除去,仍以气体通过,从而实现二者分离。E 中锥形瓶 m 用冷水浴,把 冷凝成液体收集。
【小问1详解】
盛装浓盐酸的带活塞滴加仪器为分液漏斗。装置A是高锰酸钾与浓盐酸反应制,生成的中混有HCl和水蒸气,后续极易水解,需先除HCl再干燥:装置B的作用是除去中的HCl,因此选饱和食盐水,后续再用浓硫酸干燥即可。
【小问2详解】
反应物为、C、,已知产物有、和有毒气态氧化物,结合元素守恒可知该有毒氧化物为CO,根据得失电子守恒和原子守恒配平得到上述反应式为:。
【小问3详解】
控温箱温度在时,沸点为的会冷凝留在控温箱中,而沸点的副产物和均为气态进入收集装置,二者互溶且沸点差异较大,因此可以通过蒸馏(分馏)的方法分离提纯得到纯净的。
【小问4详解】
反应生成的CO是有毒气体,直接排放会污染环境,在干燥管后加酒精灯可以点燃CO,将其转化为无毒的进行尾气处理。
【小问5详解】
根据反应关系:,25mL溶液中,则25mL中,500mL溶液中,因此纯度为。
【小问6详解】
工业上用镁热还原法将镁与在反应制备金属钛,该反应的化学方程式为TiCl4+2MgTi+2MgCl2,镁是活泼金属,高温下会和空气中的、、CO2反应,生成的Ti也易被氧化,且极易水解,因此必须隔绝空气,防止产物不纯。
16. 一种利用低品位铜矿(含、、和等)为原料制取的工艺流程如下:
已知:Ⅰ.与在水溶液中会转化为。
Ⅱ.时,已沉淀完全。
Ⅲ.。
回答下列问题:
(1)常温下,“浸取”时与发生反应的离子方程式为___________。
(2)滤渣1、滤渣2的主要成分分别是___________、___________(填化学式)。
(3)“络合”时先加氨水的目的有:①___________;②与结合生成,防止加入时与结合生成沉淀。在该条件下生成的离子方程式为___________。
(4)“加热反应”中发生反应的化学方程式为___________。
(5)该工艺流程中可循环使用的物质是___________(填化学式)。
【答案】(1)
(2) ①. ②.
(3) ①. 调节溶液pH(提供碱性环境、中和酸) ②.
(4)
(5)NH3(或氨水)
【解析】
【分析】以含、、和的低品位铜矿为原料,先加入和稀硫酸浸取:酸性环境下作为氧化剂,将铜矿中的中的-2价S氧化为单质S,将氧化为,生成的S及未反应的矿渣等成为滤渣1;之后加氨水调,使完全沉淀为即滤渣2;后续向滤液中先后加氨水、,氨水既中和过量酸、又将络合为,避免沉淀,同时与反应生成沉淀分离,得到溶液;经蒸氨、过滤释放出、,同时得到;最后与盐酸、铜粉共热发生归中反应,过滤得到目标产物。
【小问1详解】
浸取体系为稀硫酸酸性环境,FeO溶于酸生成,作为氧化剂将氧化为,自身被还原为,根据酸性环境下氧化还原反应的电子守恒、电荷守恒和原子守恒配平可得到离子方程式:。
【小问2详解】
浸取时在酸性条件下还会将铜矿中的中的-2价S氧化为单质S,S不溶于酸性体系,因此滤渣1为S;根据已知信息Ⅱ,调pH=3时沉淀完全,因此滤渣2为。
【小问3详解】
浸取后溶液呈强酸性,先加氨水可以中和多余的酸,避免后续加入的氨水、被酸消耗。溶液中的在氨水提供的弱碱性环境下和反应生成沉淀,配平后得到离子方程式:。
【小问4详解】
和盐酸反应生成,和铜粉在加热条件下发生归中反应生成+1价的CuCl,配平后得到反应的化学方程式为:。
【小问5详解】
蒸氨步骤中释放出的可以回收,重新用于流程里的调pH、络合工序,因此可以循环使用。
17. 氮及其化合物在生产生活中有重要应用。回答下列问题:
(1)已知:
化学键
N≡N
H-H
N-H
N-N
键能()
946
436
391
193
则反应的___________。
(2)化学链气化是新的污泥处理方式。该方法首先将污泥中的氮元素转化为和,再用将两种气体转化为等气体排放。某研究小组对此方法进行了实验室模拟:
在密闭容器中充入和足量的,在恒温恒容条件下发生反应,充分反应后(平衡状态时),混合气体的平均摩尔质量为(混合气体平均摩尔质量)。
①充分反应后混合气中、、三种气体的物质的量之比为___________。
②转化反应为:(未配平),若有反应,则转移电子的物质的量为___________。
(3)一种肼()燃料电池的工作原理如图1所示。
①b极的电势___________(填“>”或“<”)a极。
②该装置中发生的总反应方程式为___________。
(4)电催化固氮是指在铑(Rh)电极表面将转化为的一种方法,此方法可避免直接破坏而消耗大量能量,反应原理如图2所示。薄膜电极是___________(填“阴极”或“阳极”),若步骤⑤转移了2 mol电子,则此步骤生成的体积为___________L(标准状况下)。
【答案】(1)
(2) ①. 3∶1∶3 ②.
(3) ①. > ②.
(4) ①. 阴极 ②. 22.4
【解析】
【小问1详解】
反应焓变等于反应物断键吸收的总能量减去生成物成键放出的总能量,;
【小问2详解】
①设消耗,由反应计量关系得平衡时,,,则,解得,故;
②中氮元素由价升至0价,碳元素转化前后均为价,故;
【小问3详解】
①a极上肼失电子生成氮气,为负极,b极上得电子生成,为正极,正极电势高于负极,故b极电势大于a极;
②肼与氧气反应生成氮气和水,总反应方程式为;
【小问4详解】
薄膜电极上氮元素得到电子、发生还原反应,故为阴极,步骤⑤为的歧化反应,,氮元素由价分别变为中的价和中的0价,每生成转移电子,故。
18. 实现“碳中和”的关键是的转化、回收和利用,利用还原制乙醇是重要途径之一,回答下列问题:
(1)已知:和的燃烧热()分别为、。
则反应的_______,该反应在_______(填“高温”“低温”或“任何温度”)能自发进行。
(2)实验测得 ,反应的,,(、均为速率常数,只与温度有关),达到平衡后,仅升高温度,增大的倍数_______(填“”“<”或“=”)增大的倍数。用含、的式子表示反应的化学平衡常数_______。
(3)若上述(2)中反应投料比,保持体系压强为时,四种组分在平衡时物质的量分数随温度的变化如图1所示。表示、变化的曲线分别是_______、_______(填字母);计算w点对应温度下反应的平衡常数_______(列出计算式,用平衡分压代替平衡浓度,分压总压物质的量分数)。
(4)电催化也可制备乙醇。在催化剂的作用下,先被还原为CO,再进行耦合,进而生成乙醇等燃料。如图2为外加电压为0 V和-0.19 V下,在催化剂上CO被还原为乙醇的吉布斯自由能(G)图(*表示吸附态)。在无外加电压下,*COCO经过多步反应不断被还原为乙醇,在存在下,该过程中的决速步骤发生的电极反应式为_______;由图可知,在_______(填“低电压”或“高电压”)下更有利于生成乙醇。
【答案】(1) ①. ②. 低温
(2) ①. < ②.
(3) ①. d ②. a ③. (或其他合理形式)
(4) ①. ②. 低电压
【解析】
【小问1详解】
根据燃烧热定义写出热化学方程式:①、②,根据盖斯定律,将,即可得到目标反应:,该反应气体分子数减少,是熵减反应(),根据自发进行判据,只有低温下才能满足该条件;
【小问2详解】
该反应为放热反应,升高温度平衡逆向移动,说明逆反应速率增大的幅度超过正反应,因此增大的倍数小于增大的倍数, 平衡时正逆反应速率相等:,即,整理得平衡常数;
【小问3详解】
反应放热,升温平衡逆向移动,反应物、的物质的量分数随温度升高而增大,生成物、的物质的量分数随温度升高而减小;又因为投料比,的初始占比远高于,因此占比最高且随升温上升的曲线d代表;则曲线b代表,乙醇是产物中计量数更小的组分,低浓度且随升温缓慢下降的曲线a代表,则曲线c代表 ,w点代表,设初始投料是,,则三段式为:,由,得,平衡时,,,,平衡时混合气体总物质的量,故。
【小问4详解】
决速步骤是无外加电压下吉布斯自由能能垒最大的步骤,整个反应路径中能垒最大的是第一步,但是该步骤没有和电子参与,不属于电极反应,题干限定是之后的还原过程,该过程在参与下得到电子发生还原反应,由图示可知能垒差值较大的,对应的电极反应式为,对比两条曲线,-0.19V(低电压)下反应最终吉布斯自由能更低,反应趋势更大,更有利于生成乙醇。
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