精品解析:辽宁大连市第二十四中学2026-2027学年高二上学期期中考试 化学试卷
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内容正文:
2026-2027学年度上学期期中考试
高二年级化学科试卷
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16 P-31 K-39 I-127
一、单选题(每题3分,共45分,每题只有一个选项符合要求)
1. 化学与生产、生活息息相关。下列做法与化学反应速率调控无关的是
A. 向食品包装袋中充入氮气 B. 合成氨通常采用压强10 MPa~30 MPa
C. 在糖果中添加着色剂 D. 使用加酶洗衣液洗涤衣物
2. 采用催化氧化法,以为催化剂可将工业副产物制成,实现氯资源的再利用。下图所示为该法的一种催化机理。下列说法正确的是
A. 总反应为:
B. 降低反应的,从而加快反应速率
C. 反应的速率与的量无关
D. 反应制得,至少须投入
3. 用HCl溶液滴定硼砂()标准溶液,滴定至终点时,消耗HCl溶液10.00 mL,下列说法正确的是
已知:;
A. 用酸式滴定管滴定时,手不能离开旋塞任溶液自流
B. 以酚酞为指示剂,滴定终点时溶液变为红色
C. 滴定开始前,锥形瓶需用硼砂标准溶液润洗
D. HCl溶液浓度为
4. 已知液氨能够发生自耦电离,并在一定条件下建立电离平衡: ,下列能正确表示瞬时升温后(液氨未汽化),建立新平衡过程的示意图为
A. B. C. D.
5. 下列关于化学反应速率的说法正确的是
A. 恒温时,体系压强增大,化学反应速率一定加快
B. 增大反应物浓度,化学反应速率不一定加快
C. 的反应速率一定比的反应速率大
D. 其他条件不变,升高温度,吸热反应速率越快,放热反应速率越慢
6. 下列操作、装置或试剂能达到实验目的的是
A.测定锌与稀硫酸反应速率
B.中和热的测定
C.验证平衡移动原理
D.控制滴定的滴速
A. A B. B C. C D. D
7. 下列事实不能用平衡移动原理解释的是
A. 用热的纯碱溶液去除油脂
B. 向硫酸铜溶液中加入氯化钠晶体,溶液由蓝色变为绿色
C. 铁钉放入冷的浓中,待不再变化后,加热能产生大量红棕色气体
D. 密闭烧瓶内的和的混合气体,受热后混合气体颜色加深
8. 物质可同时转化为它的同分异构体和,其反应过程的能量变化如图a,某温度下测得恒容密闭容器中各组分浓度c随时间t的变化如图b,下列叙述正确的是
A. 时,体系中物质的质量:
B. 图b中数据满足关系:
C. 时达到平衡状态,且反应先达到平衡
D. 体系平衡后,升高温度,B的体积分数减小
9. 反式氨甲环酸具有凝血功能。理论计算表明,其由顺式氨甲环酸异构化制得的过程中,只经历一个过渡态。该异构化过程,平衡常数Kc与温度的关系如图。
下列说法正确的是
A. 降低温度,顺式氨甲环酸的转化率增大
B. 温度不变,加入顺式氨甲环酸,平衡正向移动,但顺式氨甲环酸的转化率不变
C. 温度不变,向平衡后的体系中加入催化剂,平衡向正反应方向移动
D. 升高温度,逆反应速率增大的程度比正反应更显著
10. 下列叙述与图不对应的是
甲
乙
丙
丁
A. 图甲为反应 中C的百分含量随时间变化的曲线
B. 图乙中时刻可表示使用催化剂对反应速率的影响
C. 图丙表示室温下pH相同的CH3COOH溶液和HClO溶液稀释的pH变化曲线
D. 由图丁可知,可逆反应为气体,。
11. 研究甲、乙两种催化剂对下列反应的催化作用及产物选择性的影响。
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
恒压条件下,,,按体积比1:4:5投料,分别使用甲或乙作催化剂,在下反应固定时间后测定的实验转化率;不改变其他条件,每间隔重复上述实验。的实验转化率和理论平衡转化率随温度的变化如图所示。已知:甲催化时,选择性在为;甲、乙分别催化时,选择性在均达。下列说法不正确的是
A.
B. 其他条件不变,仅减小投料量,CO选择性达100%时的温度仍为
C. 温度高于600°C后,装置内主要发生反应Ⅱ
D. 范围内,相同温度下,无论使用甲还是乙催化,产物选择性相同
12. 下列实验操作能达到实验目的的是
选项
实验目的
实验操作
A
探究浓度对盐类水解平衡的影响
向滴有几滴酚酞的溶液中加入少量固体,观察溶液颜色深浅变化
B
探究浓度对反应速率的影响
用不同浓度、相同体积的溶液分别与相同浓度、相同体积的溶液反应,观察现象
C
证明
向等体积等的溶液和溶液中加入足量的锌粉,充分反应后,溶液产生的更多
D
证明酸碱中和为放热反应
向的溶液中滴加几滴98.3%的浓硫酸,测量反应后的溶液温度
A. A B. B C. C D. D
13. 水的电离平衡图像如图所示,已知。下列说法正确的是
A.
B. 各点对应的水的离子积:Kw(f)>Kw(b)=Kw(d)
C. 向b点溶液通入少量HCl,其组成由b点沿直线向c点移动
D. 温度下pH=4的盐酸中由水电离出的
14. 可用氧化烷烃脱氢制取烯烃。向密闭容器中通入、和(体积比为1:1:2),维持压强为,发生反应:。测得的平衡转化率与温度的关系如图中曲线①所示。下列说法正确的是
A. 该反应是放热反应
B. 下,的平衡转化率为,则该反应的
C. 下,体系中时,表明反应已达平衡
D. 若减小通入气体中的占比,的平衡转化率与温度的关系可能是曲线①
15. 25℃时,用 溶液分别滴定一元酸HA和HB,滴定曲线(滴定分数 , 后作简化处理)如图。
下列说法错误的是
A. 曲线①在 内平缓,与A-和HA能共同稳定体系pH无关
B. 滴定HA过程中存在关系:
C. 其他条件不变时,越小,滴定终点附近pH突变范围越小
D. 越大,时溶液的pH越接近7
二、填空题
16. Ⅰ.丙酸(C2H5COOH)是一种弱酸。
(1)请写出丙酸的电离方程式________________________________。
(2)某丙酸溶液中,C2H5COOH的初始浓度是,当其电离达到平衡时,溶液中的C2H5COO- 浓度c的取值范围是_______。
A. B.
C. D. 0
Ⅱ.完成下列问题
(3)某种酱油的pH为5,则该酱油中的c(H+)=_______。
(4)在常温下,柠檬水的pH为3,其中的c(OH-)为_______(填字母)。
a.0.1 mol∙L−1 b. c. d.
Ⅲ.在25℃时对氨水进行如下操作。请填写下列空白。
(5)若向氨水中加入少量硫酸铵固体,则溶液中将_______(填“增大”“减小”或“不变”)。
(6)若向氨水中加入稀硫酸,使氨水恰好被中和,写出反应的离子方程式:_______;所得溶液的pH_______7(填“>”“<”或“=”),用离子方程式表示其原因:______________________。
(7)若向氨水中加入稀硫酸至溶液的pH=7,此时溶液中,则_______。
(8)用硫酸标准溶液滴定氨水,达滴定终点的标志是_______________________________。
17. 某研究小组在用CCl4萃取碘水中的I2时,发现萃取后的水溶液总是呈现淡黄色,对此开展探究。
回答下列问题:
(1)定性探究:利用如图装置进行实验。
Ⅰ.向饱和碘水中加入CCl4,充分振荡、静置、分液。取少量水溶液,向其中滴加淀粉溶液,溶液变蓝。
Ⅱ.向饱和的I2的CCl4溶液中加入蒸馏水,充分振荡、静置、分液。取少量水溶液,向其中滴加淀粉溶液,溶液变蓝。
①仪器a的名称是__________。在使用前需要进行的操作名称是_________________。
②振荡、静置后,I2的CCl4溶液在下层的原因是______________________________。
③步骤Ⅰ中,证明I2从水中转移至CCl4中的现象是___________________________。
结论:I2在两溶剂间存在可逆的转移,即。
(2)定量验证:类比化学平衡建立过程,该小组猜测,经充分振荡、静置后,I2在两溶剂中的分配也存在平衡状态,此时I2在两溶剂中的浓度商[]应为一常数,并设计实验进行验证。已知:,。
步骤
实验内容
Ⅲ
取Ⅱ中分液后的水溶液50.00 mL于锥形瓶中,加入5 mL 10% KI溶液。以淀粉溶液为指示剂,用c1 mol·L-1 Na2S2O3标准溶液滴定至终点,消耗Na2S2O3溶液V1 mL
Ⅳ
取Ⅱ中分液后的CCl4溶液5.00 mL于锥形瓶中,加入25 mL 10% KI溶液。以淀粉溶液为指示剂,用c2 mol·L-1 Na2S2O3标准溶液滴定至终点,消耗Na2S2O3溶液V2 mL。
Ⅴ
改变Ⅱ中I2的CCl4溶液的浓度,重复步骤Ⅱ~Ⅳ(Ⅱ中不进行I2的检验),再开展三次实验。计算每次实验的浓度商。
结论:浓度商的值近似相等,平衡时浓度商可视为常数。
①步骤Ⅳ中,加入KI的目的是____________________。
②通过步骤Ⅲ、Ⅳ测得的浓度商的值为____________________(写出计算式)。
③已知常温下,平衡时浓度商的值为85.向150 mL含的水溶液中加入30 mL CCl4进行萃取,平衡时I2在水中的残留质量为__________g(用科学计数法表示,保留小数点后一位);若改为分两次萃取,每次用15 mL CCl4,两次萃取后I2在水中的残留质量为。上述结果对做萃取实验的启发是________________________________________。
18. 用废磷酸(含有机杂质)制取。
已知:。
请回答:
(1)步骤a把易炭化的有机杂质转化为炭颗粒,步骤a的操作为_______。步骤b除去溶液中的炭颗粒得到粗磷酸,步骤b的操作为_______。
(2)下列操作错误的是_______。
A. 若浓磷酸不慎沾到手上,先用大量水冲洗,然后涂上NaOH溶液
B. 加入活性炭的目的是除去不易炭化的有机杂质
C. 加入KOH过多,可向溶液中加入HCl来调节pH
D. 可用乙醇洗涤反应得到的晶体
(3)获得的过程中,需要滴加KOH溶液调pH,为使的物质的量分数最大,有一个最适pH。
①求最适pH_______。
②所用的指示剂为:_______。
(4)产品中,K的质量分数为29.01%,则产品中可能混有的杂质_______。
(5)常温下,当加入KOH至溶液呈中性时,c(H3PO4)__(填“>”“=”或“<”)
19. 某科研小组对金属燃料镁与水蒸气高效燃烧过程进行了研究,并模拟计算了其反应机理,所涉反应及变化如下。
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
已知:①在标准大气压下,MgO的液化温度为3125K,汽化温度为3873K。
②
③模拟计算条件:动力反应装置为绝热系统(物质与热量均不与外界交换),压强为标准大气压(1atm)。
回答下列问题:
(1)计算:________。
(2)模拟计算得出镁与水蒸气反应的和随温度的变化关系如图1。温度小于3000K时,________0(填“>”“=”或“<”)。
(3)研究表明,反应中同时存在氢原子解离(路径Ⅰ)和氢原子转移(路径Ⅱ)两条反应路径,如图2。
①两条反应路径的关系为______(填“>”“=”或“<”)。
②1atm下,路径Ⅰ和路径Ⅱ都是连续反应:
反应速率方程为,其中是反应速率,是反应速率常数(其数值大小关系为),是反应物浓度。反应达到平衡前,______(填“>”“=”或“<”),原因是_______________________________________________。
③某温度下,xg镁与足量水蒸气在内全部反应,其中通过路径Ⅰ生成的氢气为yg,则在该时间段内路径Ⅱ的反应速率为_______________。
(4)在3000K时,体系压强从1atm提升至10atm,则该反应器在单位时间内产生的能量将_________(填“增大”“不变”或“减小”),原因是_______________________________。
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2026-2027学年度上学期期中考试
高二年级化学科试卷
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16 P-31 K-39 I-127
一、单选题(每题3分,共45分,每题只有一个选项符合要求)
1. 化学与生产、生活息息相关。下列做法与化学反应速率调控无关的是
A. 向食品包装袋中充入氮气 B. 合成氨通常采用压强10 MPa~30 MPa
C. 在糖果中添加着色剂 D. 使用加酶洗衣液洗涤衣物
【答案】C
【解析】
【详解】A.向食品包装袋中充入氮气可降低氧气浓度,减慢食品氧化变质的速率,与化学反应速率调控有关,A不符合题意;
B.合成氨采用10 MPa~30 MPa的高压,可增大反应物浓度、加快合成氨反应的速率,与化学反应速率调控有关,B不符合题意;
C.在糖果中添加着色剂的作用是改善糖果的外观色泽,不涉及化学反应速率的调控,C符合题意;
D.加酶洗衣液中的酶属于催化剂,可加快衣物上污渍的分解反应速率,与化学反应速率调控有关,D不符合题意;
故选C。
2. 采用催化氧化法,以为催化剂可将工业副产物制成,实现氯资源的再利用。下图所示为该法的一种催化机理。下列说法正确的是
A. 总反应为:
B. 降低反应的,从而加快反应速率
C. 反应的速率与的量无关
D. 反应制得,至少须投入
【答案】A
【解析】
【详解】A.由图,总反应为HCl和氧气在氧化铜催化作用下生成氯气和水,,A正确;
B.由图,CuO在反应中作催化剂,催化剂降低反应活化能加快反应速率,但是不改变焓变,B错误;
C.CuO在反应中作催化剂,会不断循环,需要适量即可并非无关,C错误;
D.CuO在反应中作催化剂,需要适量,D错误;
故选A。
3. 用HCl溶液滴定硼砂()标准溶液,滴定至终点时,消耗HCl溶液10.00 mL,下列说法正确的是
已知:;
A. 用酸式滴定管滴定时,手不能离开旋塞任溶液自流
B. 以酚酞为指示剂,滴定终点时溶液变为红色
C. 滴定开始前,锥形瓶需用硼砂标准溶液润洗
D. HCl溶液浓度为
【答案】A
【解析】
【详解】A.酸式滴定管的规范操作要求为左手控制旋塞,滴定时手不能离开旋塞,避免溶液不受控制自行流下,导致滴定体积读数产生误差,A正确;
B.本滴定为滴定碱性硼砂溶液,滴定终点时体系为弱酸性的溶液,酚酞在时为无色,滴定过程是溶液从碱性的红色逐渐变为无色,并非终点时变为红色,B错误;
C.若滴定前用硼砂标准溶液润洗锥形瓶,会使锥形瓶内壁附着额外的硼砂,导致待测HCl溶液体积偏大,从而计算出待测HCl溶液浓度偏小,引起误差,所以锥形瓶仅需用蒸馏水洗净,无需用待装液润洗,C错误;
D.由已知可得反应计量关系为1 mol 与2 mol 完全反应,计算得,因此,,并非,D错误;
故选A。
4. 已知液氨能够发生自耦电离,并在一定条件下建立电离平衡: ,下列能正确表示瞬时升温后(液氨未汽化),建立新平衡过程的示意图为
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】已知 ,即液氨自耦电离为吸热过程,升温瞬间,正向电离速率()和逆向离子结合成分子的速率()均增大,升温平衡正向移动,,随着反应进行,逐渐减小,逐渐增大,重新建立新平衡,此时,图B满足此变化过程,故选B。
5. 下列关于化学反应速率的说法正确的是
A. 恒温时,体系压强增大,化学反应速率一定加快
B. 增大反应物浓度,化学反应速率不一定加快
C. 的反应速率一定比的反应速率大
D. 其他条件不变,升高温度,吸热反应速率越快,放热反应速率越慢
【答案】B
【解析】
【详解】A.恒温时,若通过向恒容体系充入不参与反应的惰性气体增大体系压强,反应物、生成物的浓度不发生变化,化学反应速率不会加快,因此压强增大不一定能加快反应速率,A错误;
B.如常温下铁与稀硫酸反应,当硫酸浓度升高至浓硫酸时,铁发生钝化,反应速率反而显著降低,因此增大反应物浓度,化学反应速率不一定加快,B正确;
C.化学反应速率的比较需针对同一反应,不同反应的速率数值无直接可比性;同一反应中不同物质表示的速率,需结合化学计量数换算后才能比较相对大小,不能直接通过数值判断速率快慢,因此的反应速率不一定比的反应速率大,C错误;
D.其他条件不变时,升高温度会增大体系内活化分子百分数,无论是吸热反应还是放热反应,正、逆反应速率均会加快,仅吸热反应方向的速率提升幅度更大,并非放热反应速率变慢,D错误;
故选B。
6. 下列操作、装置或试剂能达到实验目的的是
A.测定锌与稀硫酸反应速率
B.中和热的测定
C.验证平衡移动原理
D.控制滴定的滴速
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.该装置可通过秒表记录反应时间,通过注射器测量单位时间内生成氢气的体积,计算锌与稀硫酸的反应速率,能够达到实验目的,A符合题意;
B.该中和热测定装置中,温度计水银球直接接触内筒底部,会导致所测温度不准,造成中和热测定有误差,不能达到实验目的,B不符合题意;
C.反应为反应前后气体分子总数相等的反应,加压时平衡不发生移动,气体颜色加深是因为体积减小导致的浓度增大,并非平衡移动的结果,无法验证平衡移动原理,不能达到实验目的,C不符合题意;
D.图中为酸式滴定管,正确操作应为左手从滴定管后方伸出,通过拇指、食指、中指配合转动活塞控制滴速,图中手从滴定管前方直接拧动活塞,易将活塞拉出造成漏液,操作错误,不能达到实验目的,D不符合题意;
故选A。
7. 下列事实不能用平衡移动原理解释的是
A. 用热的纯碱溶液去除油脂
B. 向硫酸铜溶液中加入氯化钠晶体,溶液由蓝色变为绿色
C. 铁钉放入冷的浓中,待不再变化后,加热能产生大量红棕色气体
D. 密闭烧瓶内的和的混合气体,受热后混合气体颜色加深
【答案】C
【解析】
【详解】A.纯碱()溶液中存在碳酸根的水解平衡,盐类水解为吸热过程,升高温度平衡正向移动,溶液中浓度增大,碱性增强,可促进油脂水解,能用平衡移动原理解释,A不符合题意;
B.硫酸铜溶液中存在配位平衡 ,其中为蓝色,为黄色;加入氯化钠晶体后,溶液中浓度增大,平衡正向移动,溶液颜色由蓝色逐渐变为绿色,能用平衡移动原理解释,B不符合题意;
C.铁钉放入冷的浓中会发生钝化,表面生成致密氧化膜阻隔铁与浓硝酸的接触,反应自行停止;加热后氧化膜被破坏,铁与浓硝酸发生氧化还原反应生成大量红棕色气体,该过程与可逆反应的平衡移动无关,不能用平衡移动原理解释,C符合题意;
D.密闭烧瓶内存在平衡,正反应为放热反应;受热后温度升高,平衡向逆反应方向移动,红棕色的浓度增大,混合气体颜色加深,能用平衡移动原理解释,D不符合题意;
故选C。
8. 物质可同时转化为它的同分异构体和,其反应过程的能量变化如图a,某温度下测得恒容密闭容器中各组分浓度c随时间t的变化如图b,下列叙述正确的是
A. 时,体系中物质的质量:
B. 图b中数据满足关系:
C. 时达到平衡状态,且反应先达到平衡
D. 体系平衡后,升高温度,B的体积分数减小
【答案】D
【解析】
【分析】由题图a可知,生成C的活化能小,则反应速率快;相同质量B具有的能量比C低,B相对稳定,则反应足够时间,生成B的量增多,故在题图b中浓度逐渐减小的为A,开始生成速率快的为C,最终生成较多的为B。
【详解】A.由分析知,时刻,的浓度为,的浓度为,、、为同分异构体,摩尔质量相等,恒容容器中质量,因,故,A错误;
B.根据物料守恒,时刻总浓度;时刻,此时的浓度因后续平衡移动小于时的,即,总浓度,代入得,即,B错误;
C.时刻后,的浓度仍在下降,的浓度仍在上升,说明各物质浓度未保持恒定,体系未达到平衡状态,C错误;
D.由图a可知,生成为放热反应;升高温度,平衡逆向移动,B的物质的量减小,而总的物质的量不变,故B的体积分数减小,D正确;
故选D。
9. 反式氨甲环酸具有凝血功能。理论计算表明,其由顺式氨甲环酸异构化制得的过程中,只经历一个过渡态。该异构化过程,平衡常数Kc与温度的关系如图。
下列说法正确的是
A. 降低温度,顺式氨甲环酸的转化率增大
B. 温度不变,加入顺式氨甲环酸,平衡正向移动,但顺式氨甲环酸的转化率不变
C. 温度不变,向平衡后的体系中加入催化剂,平衡向正反应方向移动
D. 升高温度,逆反应速率增大的程度比正反应更显著
【答案】B
【解析】
【详解】A.由图可知,越大对应体系温度越低,此时越小,即平衡常数随温度降低而减小,说明降温时平衡逆向移动,顺式氨甲环酸的转化率减小,A错误;
B.该异构化反应为顺式氨甲环酸反式氨甲环酸,反应前后物质的计量数相等,温度不变时平衡常数为定值;加入顺式氨甲环酸,平衡正向移动,由于平衡时反式与顺式的浓度比值固定,顺式氨甲环酸的转化率不随反应物初始浓度改变而变化,B正确;
C.催化剂仅同等程度改变正、逆反应速率,不影响化学平衡状态,温度不变时向平衡体系中加入催化剂,平衡不发生移动,C错误;
D.由图可知,升高温度时减小,增大,即增大,说明升温平衡正向移动,正反应为吸热反应,升高温度时正反应速率增大的程度比逆反应更显著,D错误;
故选B。
10. 下列叙述与图不对应的是
甲
乙
丙
丁
A. 图甲为反应 中C的百分含量随时间变化的曲线
B. 图乙中时刻可表示使用催化剂对反应速率的影响
C. 图丙表示室温下pH相同的CH3COOH溶液和HClO溶液稀释的pH变化曲线
D. 由图丁可知,可逆反应为气体,。
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图可知,压强一定时,温度为T1时反应先达到平衡,故T1>T2,升高温度,平衡逆向移动,C的百分含量减小,温度一定时,压强为P2时反应先达到平衡,故P2>P1,增大压强,平衡正向移动,C的百分含量增大,与图象符合,A不合题意;
B.加入催化剂,正逆反应速率同等程度增大,平衡不移动,与图象符合,B不合题意;
C.醋酸、HClO均为弱酸,但酸性CH3COOH比次氯酸强,pH相同的CH3COOH溶液和HClO溶液则CH3COOH的浓度比HClO小,稀释相同倍数后,醋酸电离平衡正向移动程度比HClO弱,醋酸溶液中氢离子浓度小于次氯酸,即pH为CH3COOH溶液大于HClO,与图象符合,C不合题意;
D.温度一定时,增大压强,XY3的百分含量增大,平衡逆向移动,故反应正向气体分子数增大,Y2为气体,压强一定时,升高温度,平衡逆向移动,XY3的百分含量应增大,与图象不符,D错误;
故答案为:D。
11. 研究甲、乙两种催化剂对下列反应的催化作用及产物选择性的影响。
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
恒压条件下,,,按体积比1:4:5投料,分别使用甲或乙作催化剂,在下反应固定时间后测定的实验转化率;不改变其他条件,每间隔重复上述实验。的实验转化率和理论平衡转化率随温度的变化如图所示。已知:甲催化时,选择性在为;甲、乙分别催化时,选择性在均达。下列说法不正确的是
A.
B. 其他条件不变,仅减小投料量,CO选择性达100%时的温度仍为
C. 温度高于600°C后,装置内主要发生反应Ⅱ
D. 范围内,相同温度下,无论使用甲还是乙催化,产物选择性相同
【答案】B
【解析】
【分析】结合已知信息,甲催化时,选择性在400℃为100%,即该温度下仅发生反应I,观察200~500℃区间理论平衡转化率随温度升高不断降低,说明升高温度反应I平衡逆向移动,可推知反应I正反应为放热反应;500℃以上区间理论平衡转化率随温度升高不断升高,说明该温度区间反应Ⅱ逐渐占主导,升高温度平衡正向移动,反应Ⅱ正反应为吸热反应;200~400℃范围内甲、乙的实验转化率均低于同温度下的理论平衡转化率,说明该温度区间内固定反应时间下反应未达到平衡状态,实验转化率由反应速率决定,500~800℃范围内甲、乙的实验转化率与理论平衡转化率完全重合,说明该温度区间内反应已达到平衡状态,转化率由平衡移动规律决定,已知750℃时甲、乙分别催化的CO选择性均为100%,即该温度下仅发生反应Ⅱ,催化剂不改变平衡状态。
【详解】A.已知:甲催化时,选择性在为,说明低温段反应Ⅰ为主导,理论平衡转化率随温度升高明显下降,说明升温平衡逆向移动,因此;甲、乙分别催化时,选择性在均达,说明高温段反应II为主导,理论平衡转化率随温度升高持续上升,说明升温平衡正向移动,因此,A正确;
B.恒压条件下减小投料量,体系总压不变但反应体系的分压增大:反应Ⅰ是气体分子数减小的反应,分压增大会促进反应Ⅰ正向进行,相同温度下选择性升高,CO选择性会降低,因此CO选择性达到100%需要更高的温度来对抗压强带来的影响,不再是750℃,B错误;
C.500~800℃范围内甲、乙的实验转化率与理论平衡转化率完全重合,说明该温度区间内反应已达到平衡状态,反应Ⅰ 放热,升温平衡逆向移动;反应 Ⅱ 吸热,升温平衡正向移动;750℃时 CO 选择性达100%,说明温度高于600℃逐步过渡到只生成 CO,所以主要发生反应 Ⅱ,C正确;
D.由图可知,500~800℃范围内,甲、乙催化的实验转化率都与理论平衡转化率重合,说明反应已经达到平衡状态,催化剂只改变反应速率,不改变平衡组成,因此相同温度下,无论使用哪种催化剂,平衡状态相同,产物选择性相同,D正确;
故选B。
12. 下列实验操作能达到实验目的的是
选项
实验目的
实验操作
A
探究浓度对盐类水解平衡的影响
向滴有几滴酚酞的溶液中加入少量固体,观察溶液颜色深浅变化
B
探究浓度对反应速率的影响
用不同浓度、相同体积的溶液分别与相同浓度、相同体积的溶液反应,观察现象
C
证明
向等体积等的溶液和溶液中加入足量的锌粉,充分反应后,溶液产生的更多
D
证明酸碱中和为放热反应
向的溶液中滴加几滴98.3%的浓硫酸,测量反应后的溶液温度
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.向滴有酚酞的溶液中加入少量固体,为强酸强碱盐,不发生水解,对的水解平衡无影响,溶液几乎不变,无法探究浓度对盐类水解平衡的影响,A错误;
B.不同浓度的溶液与相同浓度、相同体积的溶液反应时,生成和,反应无明显可观测的现象,无法通过观察现象比较反应速率快慢,B错误;
C.等的一元弱酸溶液中,酸的电离常数越小,酸性越弱,酸的总物质的量浓度越大;等体积条件下,加入足量锌粉时,总酸量更大的酸产生的更多。实验中溶液产生的更多,说明的酸性更弱,可证明,C正确;
D.98.3%的浓硫酸溶于水的过程会释放大量热量,该热效应会干扰中和反应放热的验证,无法单独证明酸碱中和为放热反应,D错误;
故选C。
13. 水的电离平衡图像如图所示,已知。下列说法正确的是
A.
B. 各点对应的水的离子积:Kw(f)>Kw(b)=Kw(d)
C. 向b点溶液通入少量HCl,其组成由b点沿直线向c点移动
D. 温度下pH=4的盐酸中由水电离出的
【答案】D
【解析】
【分析】水的电离是一个吸热过程,升高温度,水的电离程度增大,水电离产生的c(H+)、c(OH-)增大,pH、pOH减小,则T1<T2。
【详解】A.由分析可知,T1<T2,A不正确;
B.水的电离是一个吸热过程,温度越高,电离常数越大,由分析可知,f点温度高于b、d点,b、d点的温度相同,则各点对应的水的离子积:Kw(f)<Kw(b)=Kw(d),B不正确;
C.向b点溶液通入少量HCl,此时溶液的酸性增强,c(H+)增大,但水的离子积不变,所以c(OH-)减小,pH减小,但pOH增大,其组成由b点沿斜线向d点方向移动,C不正确;
D.由b点可知,温度下,,所以pH=4的盐酸中由水电离出的c(H+)=c(OH-)=10-10mol/L,,D正确;
故选D。
14. 可用氧化烷烃脱氢制取烯烃。向密闭容器中通入、和(体积比为1:1:2),维持压强为,发生反应:。测得的平衡转化率与温度的关系如图中曲线①所示。下列说法正确的是
A. 该反应是放热反应
B. 下,的平衡转化率为,则该反应的
C. 下,体系中时,表明反应已达平衡
D. 若减小通入气体中的占比,的平衡转化率与温度的关系可能是曲线①
【答案】C
【解析】
【详解】A.由曲线①可知,温度升高时的平衡转化率增大,说明升温平衡正向移动,根据勒夏特列原理,正反应为吸热反应,A错误;
B.设初始通入、、的物质的量分别为1 mol、1 mol、2 mol。512℃下平衡转化率为50%,则反应消耗的为0.5 mol,列三段式
,各物质的平衡量为:,,,惰性气体为2 mol,总物质的量,恒压条件下各物质分压,代入压强平衡常数表达式:,B错误;
C.543℃时曲线①对应平衡转化率为60%,设初始为1 mol,平衡时,由方程式系数关系可知,此时,故该关系成立时反应达平衡,C正确;
D.总压不变,减小He的占比,反应体系的各物质的分压增大,该反应是气体分子数增大的反应,加压平衡逆向移动,的平衡转化率会低于原曲线①,对应曲线②,D错误;
故选C。
15. 25℃时,用 溶液分别滴定一元酸HA和HB,滴定曲线(滴定分数 , 后作简化处理)如图。
下列说法错误的是
A. 曲线①在 内平缓,与A-和HA能共同稳定体系pH无关
B. 滴定HA过程中存在关系:
C. 其他条件不变时,越小,滴定终点附近pH突变范围越小
D. 越大,时溶液的pH越接近7
【答案】A
【解析】
【分析】由滴定曲线可知:未加()时, 的大于,说明酸性更弱。
【详解】A.随着溶液的滴入,发生反应,在内,体系中存在与组成的缓冲体系,能共同稳定体系的,A错误;
B.在任意时刻,根据电荷守恒有,根据元素守恒有,则有,进而可得,B正确;
C.由题图可知,酸性:,,而滴定终点附近时的突变范围较大,可得其他条件不变时,越大,滴定终点附近时突变范围越大。所以越小,滴定终点附近时突变范围越小,C正确;
D.利用极端假设法,常温下,假设是等浓度的盐酸与醋酸溶液,都当恰好与溶液反应即时,溶液的,则可得越大,时溶液的越接近,D正确;
故答案选A。
二、填空题
16. Ⅰ.丙酸(C2H5COOH)是一种弱酸。
(1)请写出丙酸的电离方程式________________________________。
(2)某丙酸溶液中,C2H5COOH的初始浓度是,当其电离达到平衡时,溶液中的C2H5COO- 浓度c的取值范围是_______。
A. B.
C. D. 0
Ⅱ.完成下列问题
(3)某种酱油的pH为5,则该酱油中的c(H+)=_______。
(4)在常温下,柠檬水的pH为3,其中的c(OH-)为_______(填字母)。
a.0.1 mol∙L−1 b. c. d.
Ⅲ.在25℃时对氨水进行如下操作。请填写下列空白。
(5)若向氨水中加入少量硫酸铵固体,则溶液中将_______(填“增大”“减小”或“不变”)。
(6)若向氨水中加入稀硫酸,使氨水恰好被中和,写出反应的离子方程式:_______;所得溶液的pH_______7(填“>”“<”或“=”),用离子方程式表示其原因:______________________。
(7)若向氨水中加入稀硫酸至溶液的pH=7,此时溶液中,则_______。
(8)用硫酸标准溶液滴定氨水,达滴定终点的标志是_______________________________。
【答案】(1) (2)C
(3)
(4)d (5)减小
(6) ①. ②. ③.
(7)
(8)当滴入最后半滴硫酸标准溶液时,锥形瓶内溶液由黄色变为橙色,且30s内不恢复为原来的黄色
【解析】
【小问1详解】
丙酸属于弱酸,在水溶液中仅能部分电离,生成氢离子和丙酸根离子,电离过程为可逆过程,因此电离方程式为;
【小问2详解】
丙酸为弱酸,不能完全电离,初始浓度为时,平衡状态下丙酸根离子的浓度必然大于0(存在电离过程),且小于丙酸的初始浓度(无法完全电离),因此取值范围为,故选C;
【小问3详解】
根据pH的定义,常温下溶液中,当酱油pH=5时,代入计算可得;
【小问4详解】
常温下,水的离子积,当柠檬水pH=3时,,根据,代入计算得,故选d;
【小问5详解】
氨水中存在电离平衡,电离平衡常数,温度不变时为定值,加入少量硫酸铵固体,溶液中浓度增大,将平衡常数式变形可得,因增大,为定值,故该比值减小;
【小问6详解】
氨水与稀硫酸恰好中和时,反应生成硫酸铵和水,为弱电解质,在离子方程式中不能拆写,因此反应的离子方程式为;所得溶液的溶质为硫酸铵,属于强酸弱碱盐,会发生水解,结合水电离出的,使溶液中,溶液呈酸性,因此pH<7;水解的离子方程式为;
【小问7详解】
常温下溶液pH=7时,,根据溶液的电荷守恒规律,阳离子所带总正电荷等于阴离子所带总负电荷,可得,消去两边相等的和,可得,已知,因此;
【小问8详解】
硫酸滴定氨水时,通常选用甲基橙作指示剂,甲基橙的变色范围为,在pH大于4.4的溶液中呈黄色,在pH为的溶液中呈橙色,开始滴甲基橙的氨水溶液为黄色,达滴定终点时变为橙色,即滴定终点的标志为:当滴入最后半滴硫酸标准溶液时,锥形瓶内溶液由黄色变为橙色,且30s内不恢复为原来的黄色,说明反应达到滴定终点。
17. 某研究小组在用CCl4萃取碘水中的I2时,发现萃取后的水溶液总是呈现淡黄色,对此开展探究。
回答下列问题:
(1)定性探究:利用如图装置进行实验。
Ⅰ.向饱和碘水中加入CCl4,充分振荡、静置、分液。取少量水溶液,向其中滴加淀粉溶液,溶液变蓝。
Ⅱ.向饱和的I2的CCl4溶液中加入蒸馏水,充分振荡、静置、分液。取少量水溶液,向其中滴加淀粉溶液,溶液变蓝。
①仪器a的名称是__________。在使用前需要进行的操作名称是_________________。
②振荡、静置后,I2的CCl4溶液在下层的原因是______________________________。
③步骤Ⅰ中,证明I2从水中转移至CCl4中的现象是___________________________。
结论:I2在两溶剂间存在可逆的转移,即。
(2)定量验证:类比化学平衡建立过程,该小组猜测,经充分振荡、静置后,I2在两溶剂中的分配也存在平衡状态,此时I2在两溶剂中的浓度商[]应为一常数,并设计实验进行验证。已知:,。
步骤
实验内容
Ⅲ
取Ⅱ中分液后的水溶液50.00 mL于锥形瓶中,加入5 mL 10% KI溶液。以淀粉溶液为指示剂,用c1 mol·L-1 Na2S2O3标准溶液滴定至终点,消耗Na2S2O3溶液V1 mL
Ⅳ
取Ⅱ中分液后的CCl4溶液5.00 mL于锥形瓶中,加入25 mL 10% KI溶液。以淀粉溶液为指示剂,用c2 mol·L-1 Na2S2O3标准溶液滴定至终点,消耗Na2S2O3溶液V2 mL。
Ⅴ
改变Ⅱ中I2的CCl4溶液的浓度,重复步骤Ⅱ~Ⅳ(Ⅱ中不进行I2的检验),再开展三次实验。计算每次实验的浓度商。
结论:浓度商的值近似相等,平衡时浓度商可视为常数。
①步骤Ⅳ中,加入KI的目的是____________________。
②通过步骤Ⅲ、Ⅳ测得的浓度商的值为____________________(写出计算式)。
③已知常温下,平衡时浓度商的值为85.向150 mL含的水溶液中加入30 mL CCl4进行萃取,平衡时I2在水中的残留质量为__________g(用科学计数法表示,保留小数点后一位);若改为分两次萃取,每次用15 mL CCl4,两次萃取后I2在水中的残留质量为。上述结果对做萃取实验的启发是________________________________________。
【答案】(1) ①.
分液漏斗 ②.
检漏(或查漏) ③.
与水互不相溶,且的密度比水大 ④.
液体分层,下层液体变为紫红色,上层液体颜色变浅
(2) ①.
增大浓度,使平衡正向移动,将中的转移到水溶液中,便于后续滴定 ②.
③.
④.
萃取剂总量相同时,分多次萃取比一次萃取效率更高(或效果更好)
【解析】
【分析】本实验围绕“萃取碘水后水相仍呈淡黄色”的异常现象展开,分为两个递进模块:
定性探究:通过双向萃取(碘水加、碘的溶液加蒸馏水)后水相都能使淀粉变蓝的现象,证明在水和之间不是完全单向转移,而是存在可逆的分配平衡,从现象层面解释了水相残留的原因。
定量验证:利用硫代硫酸钠滴定的氧化还原反应,分别测定平衡时两相的浓度,计算得到浓度商为常数,从定量层面验证了分配平衡的存在;最后通过单次萃取和分两次萃取的残留量对比,得到了“多次少量萃取效率更高”的实用实验结论,完成了从现象探究到规律验证再到实验方法指导的完整逻辑链。
【小问1详解】
①图中仪器a是萃取分液操作的核心仪器分液漏斗;带有活塞和玻璃塞的仪器在使用前均需要检查是否漏水,即检漏(或查漏);
②液体分层的前提是两溶剂互不相溶,下层对应有机相说明的密度比水大;
③在中显特征紫红色,在水中仅呈棕黄色,转移的直观现象就是液体分层,下层液体变为紫红色,上层液体颜色变浅;
【小问2详解】
①难溶于水,直接用硫代硫酸钠滴定有机相无法充分反应,加入后利用反应,可将有机相的完全转移进入水相,保证滴定结果准确,即增大浓度,使平衡正向移动,将中的转移到水溶液中,便于后续滴定;
②根据滴定反应的计量关系,水相中 ,有机相中 ,浓度商为;
③ 已知分配比 ,设水层平衡时的残留质量为,则层中的质量为,根据浓度商公式:,解得,即平衡时在水中的残留质量为;实验启发:对比单次萃取残留和分两次萃取残留可知,相同总量的萃取剂,分多次少量萃取,比单次全量萃取的残留溶质更少,萃取效率更高。
18. 用废磷酸(含有机杂质)制取。
已知:。
请回答:
(1)步骤a把易炭化的有机杂质转化为炭颗粒,步骤a的操作为_______。步骤b除去溶液中的炭颗粒得到粗磷酸,步骤b的操作为_______。
(2)下列操作错误的是_______。
A. 若浓磷酸不慎沾到手上,先用大量水冲洗,然后涂上NaOH溶液
B. 加入活性炭的目的是除去不易炭化的有机杂质
C. 加入KOH过多,可向溶液中加入HCl来调节pH
D. 可用乙醇洗涤反应得到的晶体
(3)获得的过程中,需要滴加KOH溶液调pH,为使的物质的量分数最大,有一个最适pH。
①求最适pH_______。
②所用的指示剂为:_______。
(4)产品中,K的质量分数为29.01%,则产品中可能混有的杂质_______。
(5)常温下,当加入KOH至溶液呈中性时,c(H3PO4)__(填“>”“=”或“<”)
【答案】(1) ①.
加热 ②.
过滤 (2)AC
(3) ①.
① 4.7 ②.
② 甲基橙 (4)
(5)
>
【解析】
【分析】将废磷酸装入接有球形冷凝管的锥形瓶中,加热处理易炭化的有机杂质,过滤分离杂质得到粗磷酸,将粗磷酸用活性炭吸附,过滤来提纯,最后加入KOH,结晶、过滤、洗涤得到晶体;据此分析解题。
【小问1详解】
部分有机杂质受热易炭化,所以步骤a的操作为加热;有机杂质炭化后转变为固体,步骤b中将固体与液体分离的操作称为过滤;
【小问2详解】
A.磷酸沾到手上应用大量水冲洗,涂3%~5%的碳酸氢钠溶液,NaOH有强腐蚀性,不能用于处理沾到手上的酸,A错误;
B.活性炭有很强的吸附性,可有效去除上一步加热炭化过程中无法除去的有机杂质,B正确;
C.目标产物是,如用HCl调节pH,则会引入新的杂质,C错误;
D.磷酸二氢钾不易溶于乙醇等有机溶剂,所以可用乙醇洗涤,D正确;
故选AC。
【小问3详解】
①磷酸的第三步电离非常微弱,不作考虑,溶液中存在电离平衡,,电离平衡常数分别为,,当的物质的量分数最大时,第一步电离的逆反应生成和第二步电离生成的应相等,此时,两边取负对数得,所以此时的;
②由于该过程需要控制pH在4.7左右,而甲基橙的变色范围为3.1~4.4,接近4.7,在此附近变色,可指示反应终点;
【小问4详解】
中K的质量分数为,题中产品K含量为29.01%,高于纯品,说明混入了含K质量分数更高的杂质,计算得的摩尔质量为174 g/mol,其中K的质量分数为,K含量高于,因此可能混有;
【小问5详解】
磷酸的电离平衡常数分别为,,,则,,中性时,代入已知数值计算,因此。
19. 某科研小组对金属燃料镁与水蒸气高效燃烧过程进行了研究,并模拟计算了其反应机理,所涉反应及变化如下。
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
已知:①在标准大气压下,MgO的液化温度为3125K,汽化温度为3873K。
②
③模拟计算条件:动力反应装置为绝热系统(物质与热量均不与外界交换),压强为标准大气压(1atm)。
回答下列问题:
(1)计算:________。
(2)模拟计算得出镁与水蒸气反应的和随温度的变化关系如图1。温度小于3000K时,________0(填“>”“=”或“<”)。
(3)研究表明,反应中同时存在氢原子解离(路径Ⅰ)和氢原子转移(路径Ⅱ)两条反应路径,如图2。
①两条反应路径的关系为______(填“>”“=”或“<”)。
②1atm下,路径Ⅰ和路径Ⅱ都是连续反应:
反应速率方程为,其中是反应速率,是反应速率常数(其数值大小关系为),是反应物浓度。反应达到平衡前,______(填“>”“=”或“<”),原因是_______________________________________________。
③某温度下,xg镁与足量水蒸气在内全部反应,其中通过路径Ⅰ生成的氢气为yg,则在该时间段内路径Ⅱ的反应速率为_______________。
(4)在3000K时,体系压强从1atm提升至10atm,则该反应器在单位时间内产生的能量将_________(填“增大”“不变”或“减小”),原因是_______________________________。
【答案】(1)
(2)< (3) ①. = ②. < ③. Mg·OH2反应生成MgOH+H的活化能比生成HMgOH的活化能大,所以生成HMgOH的反应速率更快,同时MgOH+H反应生成MgO+H2的活化能比HMgOH反应生成MgO+H2的活化能小,MgOH+H反应生成MgO+H2的速率更快,生成MgOH的速率常数小于生成HMgOH的速率常数,且MgOH的消耗速率常数大于HMgOH的消耗速率常数,因此平衡前MgOH积累量更少,故平衡前< ④.
(4) ①. 增大 ②. 3000K时,Mg、H2O、H2均为气体,MgO为固体,,增大压强气态反应物浓度增大,反应速率加快,单位时间内参与反应的反应物更多,放出更多热量,因此单位时间内产生的能量增大
【解析】
【小问1详解】
根据盖斯定律,将已知反应Ⅰ+Ⅱ+Ⅲ相加,消去中间产物、,可得目标反应,故;
【小问2详解】
已知,由图可知:温度升高时增大,几乎不变,因此对的斜率为,可得;
【小问3详解】
①焓变是状态函数,只与反应的始态和终态有关,两条路径的反应物和最终产物完全相同,因此。
②Mg·OH2反应生成MgOH+H的活化能比生成HMgOH的活化能大,所以生成HMgOH的反应速率更快,同时MgOH+H反应生成MgO+H2的活化能比HMgOH反应生成MgO+H2的活化能小,MgOH+H反应生成MgO+H2的速率更快,生成MgOH的速率常数小于生成HMgOH的速率常数,且MgOH的消耗速率常数大于HMgOH的消耗速率常数,因此平衡前MgOH积累量更少,故平衡前<。
③总物质的量为,对应生成,因此总物质的量为;路径Ⅰ生成,物质的量为,则路径Ⅱ生成的物质的量为,故速率;
【小问4详解】
3000K时,Mg、H2O、H2均为气体,MgO为固体,,增大压强气态反应物浓度增大,反应速率加快,单位时间内参与反应的反应物更多,放出更多热量,因此单位时间内产生的能量增大。
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