精品解析:北京市中国人民大学附属中学2026-2027学年高二上学期期中练习 化学试卷
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内容正文:
人大附中
2026-2027学年度第一学期高二年级期中练习化学
说明:本试卷共2道大题25道小题,共11页,满分100分,练习时长90分钟。
请在答题纸的密封区域内填写个人信息,请将答案全部填涂在答题纸上。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Cu-64 Zn-65
第一部分
本部分共20题,每题2分,共40分。在每题列出的四个选项中,选出最符合题目要求的一项。
1. 第19届亚运会在杭州开幕,亚运史上首次利用通过废碳再生技术生成的“零碳”甲醇,点燃开幕式的主火炬。下列说法不正确的是
A. 零碳甲醇指的是不含碳元素的甲醇
B. 零碳甲醇属于可再生能源
C. 甲醇作为燃料,其燃烧反应的
D. 零碳甲醇的合成,可实现二氧化碳的资源化利用
【答案】A
【解析】
【详解】A.零碳甲醇属于含碳化合物,“零碳”指其全生命周期的碳排放净增量为零,并非不含碳元素,A错误;
B.零碳甲醇以捕集的二氧化碳和可再生能源制备的绿氢为原料合成,原料可循环利用,属于可再生能源,B正确;
C.甲醇燃烧为放热反应,放热反应的焓变小于,即,C正确;
D.零碳甲醇的合成以回收的二氧化碳为原料,将二氧化碳转化为可用的燃料,可实现二氧化碳的资源化利用,D正确;
故答案选A。
2. 下列溶液由于水解反应而显酸性的是
A. 稀盐酸 B. 溶液 C. 溶液 D. 溶液
【答案】C
【解析】
【详解】A.稀盐酸中完全电离产生使溶液显酸性,酸性来源于电离过程,与水解反应无关,A不符合题意;
B.属于强酸的酸式盐,在水溶液中完全电离产生使溶液显酸性,酸性来源于电离过程,与水解反应无关,B不符合题意;
C.属于强酸弱碱盐,发生水解反应:,因水解使溶液显酸性,C符合题意;
D.属于强碱弱酸盐,发生水解反应产生, ,溶液因水解显碱性,D不符合题意;
故选C。
3. 常温下,下列溶液中的是
A. 醋酸 B. pH = 12的NaOH溶液
C. pH = 2的硫酸 D. 的溶液
【答案】C
【解析】
【详解】A.醋酸是一元弱酸,在水溶液中仅部分电离,电离方程式为,因此醋酸中,A不符合题意;
B.NaOH溶液的pH = 12,根据pH的定义,,B不符合题意;
C.硫酸的pH = 2,根据pH的定义,,C符合题意;
D.溶液中,既能发生水解,也能发生电离,其水解程度大于电离程度,溶液显碱性,常温下,D不符合题意;
故选C。
4. 下列过程利用了化学能转化为热能的是
A. 太阳能路灯白天吸收太阳光,供给晚上照明
B. 保暖贴利用铁的氧化反应使温度升至
C. 氯碱工业利用电解饱和食盐水制备和溶液
D. 冰箱、空调的蒸发器内利用制冷剂汽化过程实现降温
【答案】B
【解析】
【详解】A.太阳能路灯白天吸收太阳光时,先将太阳能转化为电能,再将电能转化为化学能储存于蓄电池中,夜晚供电照明时是将储存的化学能转化为电能,最终转化为光能,不存在化学能转化为热能的过程,A不符合题意;
B.保暖贴内铁发生氧化反应的过程属于化学反应,反应过程释放热量使体系温度升至,实现了化学能向热能的转化,B符合题意;
C.氯碱工业电解饱和食盐水制备和溶液的过程,是外接电源提供电能驱动化学反应发生,将电能转化为化学能储存在反应产物中,属于电能向化学能的转化,C不符合题意;
D.冰箱、空调的蒸发器内制冷剂汽化过程属于物理变化,无化学反应发生,不存在化学能的转化,该过程是利用物质汽化吸收热量实现降温,D不符合题意;
故答案选B。
5. 下列事实不能用化学平衡移动原理解释的是
A. 血红蛋白()可以与结合形成,也可与结合形成。发生中毒时,应立即将人员转移至空气流通处,必要时需将其放入高压氧舱中
B. 配制溶液时,先将晶体溶于较浓的盐酸中,再加水稀释至所需浓度
C. 工业利用的水解反应制备:加入大量水,同时加热
D. 在食品包装袋中放入脱氧脱水剂,可延长食品的保质期
【答案】D
【解析】
【详解】A.血红蛋白与、的结合存在可逆平衡,CO中毒时将人员转移至空气流通处或放入高压氧舱,可提高浓度,使平衡逆向移动,促进分解,释放可结合的,能用化学平衡移动原理解释,A不符合题意;
B.存在水解可逆平衡,配制溶液时先将晶体溶于较浓的盐酸中,可增大浓度,使水解平衡逆向移动,抑制水解,避免生成沉淀,能用化学平衡移动原理解释,B不符合题意;
C.存在水解可逆平衡,制备时加入大量水、加热,均可使水解平衡正向移动,促进水解完全,能用化学平衡移动原理解释,C不符合题意;
D.食品包装袋中的脱氧脱水剂是通过与、发生化学反应,直接消耗袋内的和以防止食品变质,不存在可逆平衡的移动过程,不能用化学平衡移动原理解释,D符合题意;
故选D。
6. 解释下列事实的方程式书写正确的是
A. 用可溶性铝盐作净水剂:
B. 向沸水中滴入饱和溶液,液体变成红褐色:
C. 用醋酸清洗水垢:
D. 向溶液中滴入酚酞溶液,溶液呈浅红:
【答案】A
【解析】
【详解】A.可溶性铝盐净水依靠的水解,水解生成的胶体可以吸附水中悬浮杂质,水解反应可逆,离子方程式书写规范,A正确;
B.沸水中滴加饱和溶液制备胶体,反应物是与,产物为胶体,正确方程式为,B错误;
C.醋酸属于弱酸,离子方程式中不能拆写为,需要保留化学式,正确方程式为,C错误;
D.溶液滴入酚酞显浅红色,说明溶液呈碱性,本质是发生水解:;题干给出的是的电离方程式,电离使溶液显酸性,和实验现象矛盾,D错误;
故选A。
7. 常温下,在以下指定溶液中一定不能大量共存的离子组是
A. 无色溶液中:、、、
B. 由水电离的浓度的溶液中:、、、
C. 的溶液中:、、、
D. 滴入甲基橙变黄的溶液中:、、、
【答案】C
【解析】
【详解】A.、、、之间不会发生反应,且都为无色离子,在无色溶液中可以大量共存,A不符合题意;
B.水电离出的,说明水的电离受到抑制,溶液有两种可能:强酸性或者强碱性。当溶液为强酸性时,、、、之间不反应,可以大量共存;只有在强碱性条件下,、会与反应而不能共存。因此该离子组不是一定不能共存,B不符合题意;
C.常温下,结合条件,得,溶液呈强碱性。会和反应生成氢氧化铁沉淀,无法大量存在,所以这一组离子一定不能大量共存,C符合题意;
D.甲基橙的变色范围是为红色,为橙色,为黄色。滴入甲基橙变黄,代表溶液,溶液可能为弱酸性、中性或者碱性。若溶液呈中性或者弱碱性,、、、可以共存;只有酸性较强时才会和氢离子反应。因此该离子组不是一定不能共存,D不符合题意;
故选C。
8. 大气中的氯氟烃光解产生的氯自由基能够催化分解,加速臭氧层的破坏。反应进程及其能量变化如图。下列说法正确的是
A. 催化反应①和②均为放热过程
B. 增大了臭氧分解反应的活化能
C. 使臭氧分解的速率和限度均增大
D. 催化分解的反应速率主要由决定
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图可知,催化反应①中反应物总能量低于生成物总能量,是吸热过程;催化反应②中反应物总能量高于生成物总能量 ,是放热过程,A错误;
B.Cl⋅是催化剂,催化剂的作用是降低反应的活化能,而不是增大臭氧分解反应的活化能,B错误;
C.Cl⋅作为催化剂,能降低反应的活化能,加快臭氧分解的反应速率,但催化剂不能改变反应的限度(化学平衡状态 ),C错误;
D.在多步反应中,反应速率由活化能最大的步骤决定,催化反应①的活化能大于催化反应②的活化能,所以Cl⋅催化O3分解的反应速率主要由决定,D正确;
故选D。
9. 下列图示与化学用语表述内容不相符的是
醋酸在水中的电离
温度对化学平衡移动的影响
A.
B.
与反应过程中焓的变化
C.
D.
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.醋酸为弱电解质,在水中部分发生可逆电离,生成醋酸根离子与水合氢离子,电离方程式为,与图示中醋酸溶液大部分以分子形式存在的特征相符,A不符合题意;
B.图示中热水浴内的与混合气体颜色更深,说明升高温度时浓度增大,平衡向生成的方向移动,因此反应的正反应为放热反应,,与温度对化学平衡移动的影响规律相符,B不符合题意;
C.图示中反应物的总焓高于生成物的总焓,说明该反应为放热反应,热化学方程式与反应过程的焓变图示相符,C不符合题意;
D.由表格数据可知,温度升高时的电离平衡常数逐渐增大,说明升高温度促进的电离,电离平衡为吸热过程,即,选项中表述的与电离常数随温度的变化规律不相符,D符合题意;
答案选D。
10. 室温下,向溶液中加水稀释至(如下图)。关于如下甲、乙两溶液的比较,其中正确的是
A. :甲>乙 B. :甲<乙
C. :甲 D. 从甲至乙,的水解平衡逆移
【答案】A
【解析】
【详解】A.溶液中水解使溶液显碱性,加水稀释时水解平衡正向移动,但溶液体积增大的影响占主导,浓度降低,溶液碱性减弱,减小,因此:甲>乙,A正确;
B.为水的离子积常数,仅与温度有关,实验全程处于室温,温度不变,因此:甲=乙,B错误;
C.加水稀释过程中,因水解消耗导致物质的量减少,同时溶液体积增大为原来的10倍,因此减小的多:甲>乙,C错误;
D.根据盐类水解“越稀越水解”的规律,加水稀释时的水解平衡正向移动,而非逆向移动,D错误;
故选A。
11. 依据图示关系,下列说法不正确的是
A. 与的反应是放热反应
B.
C. 升高温度有利于分解为与
D. 化学反应的,只与反应体系的始态和终态有关,与反应途径无关
【答案】B
【解析】
【详解】A.与反应生成的焓变为,焓变为负值,属于放热反应,A正确;
B.根据盖斯定律,已知反应①,反应②,将反应①乘以2,再减去反应②乘以2,即可得到目标反应,对应的焓变,而非,B错误;
C.分解为与的反应为,该反应是反应②的逆过程,焓变为,属于吸热反应,升高温度平衡向吸热的正反应方向移动,有利于分解,C正确;
D.根据盖斯定律,化学反应的只与反应体系的始态和终态有关,与反应途径无关,D正确;
选B。
12. 向两个容积相同的锥形瓶中各加入0.05 g镁条,塞紧橡胶塞,然后用注射器分别注入2 mL 2 mol/L盐酸、2 mL 2 mol/L醋酸,测得锥形瓶内气体的压强随时间的变化如图。下列说法不正确的是
A. 曲线a对应的酸是盐酸
B. 该实验能说明醋酸是弱电解质
C. 任意相同时间段内,化学反应速率:盐酸均快于醋酸
D. 两种溶液最终产生的氢气总量基本相等,与酸的电离程度无关
【答案】C
【解析】
【分析】两组实验使用相同质量的镁和等体积、等物质的量浓度的一元酸。镁与酸反应产生的氢气使密闭锥形瓶内的气体压强增大,在本实验的比较条件下,同一时间段内曲线上升越陡,产氢速率越大。比较反应初始速率时,应关注溶液中的氢离子浓度;判断最终产氢总量时,应根据酸和镁的用量及反应的计量关系确定限制反应的物质。
【详解】A.盐酸在水中完全电离,而醋酸只部分电离,因此同浓度盐酸中的浓度大于醋酸中的浓度,盐酸与镁反应的初始速率较大。图中曲线a在反应开始时上升较快,故曲线a对应盐酸,曲线b对应醋酸,A正确;
B.两种酸的物质的量浓度相同,盐酸完全电离,而醋酸与镁反应的初始速率较小,说明醋酸溶液中的浓度较小,即醋酸在水中只部分电离,存在电离平衡,因此该实验能说明醋酸是弱电解质,B正确;
C.反应进行到中段时,曲线b比曲线a上升得更陡,说明在该相同时间段内,醋酸体系的气体压强增加更快,产氢速率大于盐酸体系的产氢速率,因此不能认为任意相同时间段内盐酸的反应速率均快于醋酸,C错误;
D.镁与两种酸反应的化学方程式分别为、。两份酸的物质的量均为,每份酸完全反应所需镁的质量为,故两组实验中镁均过量。随着反应消耗,醋酸继续电离并参与反应,两种酸最终生成氢气的物质的量均为。因此,本实验中最终产氢总量由酸的用量决定,与酸的电离程度无关,D正确;
故选C。
13. 已知氢气燃烧反应的能量变化如下图。
下列说法正确的是
A. 键的键能大于键的键能
B. 和的总能量大于的总能量
C. 完全燃烧生成时放出的热量小于
D. 图中所示的物质变化过程一定就是氢气燃烧的真实反应历程
【答案】B
【解析】
【详解】A.由图可知,键的键能为,键的键能为,键键能小于键键能,A错误;
B.根据图中数据计算,反应的焓变,该反应为放热反应,因此和的总能量大于的总能量,B正确;
C.由上述计算可知,完全燃烧生成气态水时放出的热量为,由于气态水转化为液态水会额外放出热量,因此生成液态水时放出的热量大于,C错误;
D.图中所示的“反应物全部断键为气态原子、再全部成键为生成物”的过程是为计算键能构建的虚拟路径,并非氢气燃烧的真实反应历程,真实燃烧反应为多步自由基反应,D错误;
故选B。
14. 时,在氨水中滴入的盐酸,溶液与所加盐酸的体积关系如图所示。下列有关叙述正确的是
A. a点对应溶液中已电离的约为
B. b点对应盐酸的体积恰好等于
C. b点对应溶液中:
D. 滴入20mL盐酸时:
【答案】A
【解析】
【详解】A.25℃时a点为未加盐酸的纯氨水,,溶液中,由25℃时可得;氨水中电离产生的浓度与已电离的浓度相等,因此已电离的约为,A正确;
B.若加入盐酸体积为,氨水与盐酸恰好完全反应生成,水解使溶液呈酸性(),而b点溶液呈中性,说明对应盐酸体积小于,B错误;
C.b点溶液即,根据电荷守恒,可得;但溶液总体积为氨水与加入盐酸的体积之和,离子被稀释,浓度小于,C错误;
D.滴入盐酸时,溶液溶质为,水解使溶液呈酸性,即;因水解被消耗,因此,正确离子浓度顺序为,D错误;
故选A。
15. 某同学在两个相同的特制容器中分别加入溶液和溶液,再分别用盐酸滴定,利用计和压强传感器检测,得到如图线。
已知:常温下,酚酞的变色范围是,甲基橙的变色范围是。
下列说法不正确的是
A. 溶液和溶液中微粒种类相同
B. 图中曲线甲和丁表示向溶液中滴加盐酸
C. 在b点发生反应的离子方程式为
D. 滴定分析时,a点可用酚酞、c点可用甲基橙作指示剂指示滴定终点
【答案】C
【解析】
【分析】Na2CO3的水解程度大于NaHCO3,则0.4mol•L-1Na2CO3溶液的碱性强于40mL0.2mol•L-1NaHCO3溶液,Na2CO3与HCl反应先生成NaHCO3,NaHCO3再与盐酸反应生成CO2气体,NaHCO3直接与HCl反应生成CO2气体,并且n(Na2CO3)=n(NaHCO3)=0.008mol,分别加入20mL0.4mol•L-1HCl时Na2CO3恰好转化为NaHCO3,容器中压强不变,随着HCl的加入,容器中压强逐渐增大,加入40mLHCl时容器的压强达到最大值,NaHCO3直接与HCl反应生成CO2气体,容器中压强增大,并且加入20mLHCl时容器的压强达到最大值、一直保持不变,所以图中甲、丁线表示向Na2CO3溶液中滴加盐酸,乙、丙线表示向NaHCO3溶液中滴加盐酸;
【详解】A.溶液和溶液中微粒均有Na+、、、H2CO3、H2O、H+、OH-,种类相同,A项正确;
B.由上述分析可知,图中甲、丁线表示向Na2CO3溶液中滴加盐酸,乙、丙线表示向NaHCO3溶液中滴加盐酸,B项正确;
C.在加入20mlHCl时Na2CO3转化为了NaHCO3,从20mL以后,NaHCO3与HCl反应生成CO2,故在b点发生的反应为+H+═CO2↑+H2O,C项错误;
D.由图可知,滴定分析时,a点的pH在8左右,在酚酞的变色范围内,可选择酚酞作指示剂;c点的pH在4左右,在甲基橙的变色范围内,可选择甲基橙作指示剂,D项正确;
答案选C。
16. 已知:,下图曲线表示一定时,的平衡转化率()随的变化关系,(、)、可分别代表压强或温度。
下列说法中,不正确的是
A. 表示温度 B.
C. 反应速率 D. 平衡常数
【答案】A
【解析】
【详解】A.若X表示温度,该反应正反应为吸热反应,升高温度平衡正向移动,的平衡转化率应随温度升高而增大,与图像中X增大时逐渐减小的变化趋势矛盾,A错误;
B.结合反应特点,X为压强(压强增大时平衡逆向移动,减小,符合图像下降趋势),L为温度;同一压强下,温度越高,平衡正向程度越大,越大,图像中同一X值下对应的大于,说明代表的温度更高,即,B正确;
C.M、N两点的X值相同,即压强相同,M点对应的温度()高于N点对应的温度(),温度越高反应速率越快,因此,C正确;
D.平衡常数仅与温度有关,该反应正反应为吸热反应,温度越高平衡常数越大,M点温度高于N点,因此,D正确;
故选A。
17. 小组同学探究浓度对平衡①:的影响,设计了如下实验。
以下关于该实验的分析正确的是
A. 操作Ⅰ与操作Ⅱ均使平衡①正向移动
B. 相比于溶液甲,溶液乙、丙、丁中均降低
C. 相比于溶液甲,溶液乙、丙、丁中均升高
D. 丁中溶液颜色变浅证明了平衡①逆向移动
【答案】B
【解析】
【分析】实验探究影响平衡的因素,乙中加入铁粉能够和反应生成,使减小,平衡逆向移动;丙中滴加KSCN溶液,使增大,平衡正向移动;丁中加蒸馏水稀释,平衡向粒子数增多的逆向方向移动。据此分析
【详解】A.操作Ⅰ中加入铁粉,发生反应,消耗使平衡逆向移动;操作Ⅱ中加入KSCN溶液,增大使平衡正向移动,并非两个操作均使平衡正向移动,A错误;
B.溶液乙中,铁粉与反应消耗,平衡移动无法抵消的消耗,故低于甲;溶液丙中,增大使平衡正向移动,更多被结合为,故低于甲;溶液丁中加入蒸馏水稀释,根据勒夏特列原理,平衡逆向移动仅能减弱的降低,无法抵消体积增大的稀释效应,最终仍低于甲,B正确;
C.溶液乙中,平衡逆向移动释放,高于甲;溶液丙中加入KSCN,虽平衡正向移动消耗部分,但加入的总量远大于消耗量,高于甲;溶液丁中稀释使体积增大,即使平衡逆向移动释放部分,仍低于甲,并非三者均升高,C错误;
D.丁中加入蒸馏水后,即使平衡不移动,有色物质的浓度也会因体积增大而降低,导致溶液颜色变浅,无法证明平衡逆向移动,D错误;
故选B。
18. 一定条件下,分别在甲、乙、丙三个恒容密闭容器中加入A和B,发生反应:3A(g) + B(g) 2C(g) ∆H<0,200 ℃时该反应的化学平衡常数K=1,反应体系中各物质的物质的量浓度的相关数据如下:
容器
温度℃
起始时物质的浓度(mol/L)
10分钟时物质的浓度(mol/L)
c(A)
c(B)
c(C)
甲
200
6
2
1
乙
300
6
2
0.8
丙
200
6
3
a
下列说法中,不正确的是
A. K甲>K乙
B. 甲中,10分钟内 A的化学反应速率υ(A)= 0.15 mol/(L·min)
C. 乙中,10分钟时υ正 =υ逆
D. 丙中,达到化学平衡状态时A的转化率是25%
【答案】D
【解析】
【详解】A.该反应为放热反应,温度升高平衡逆向移动,平衡常数减小,则K甲>K乙,A正确;
B.,速率比等于计量数之比,,B正确;
C.根据表中数据可知,乙的温度比甲高,且乙中10分钟时,C的浓度比甲中小,说明平衡逆向移动,即此时反应已经平衡,则此时υ正 =υ逆,C正确;
D.根据甲中数据可列三段式:
,
,小于K,所以甲未达平衡,且甲中A的转化率为:,丙中B的起始浓度更大,反应更快,则平衡时参加反应的物质A会更多,则其转化率大于25%,D错误;
故选D。
19. 研究氧化制备对资源的综合利用有重要意义,主要化学反应有:①,②。在一定条件下,将和按物质的量1∶1投入反应容器,反应一段时间后,体系内含碳物质的浓度变化如下表所示。
下列说法不正确的是
A. 的转化率大于的
B. 根据表中物质的浓度变化,推测有副反应
C. 该反应条件下,副反应生成的速率大于反应①生成的速率
D. 若体系生成的含碳物质只有和,则初始物质浓度与反应一段时间后物质浓度c之间一定存在:
【答案】D
【解析】
【详解】A.反应前、的浓度相等,反应后浓度大于,转化率=,故的转化率大于,A正确;
B.反应①中CO2:CO=1:1,生成的CO=消耗的CO2,但由图可知,实际生成的CO>消耗的CO2,故推测有副反应,B正确;
C.由题可知大量的CO来源于副反应的生成,反应①中C2H4(g)和CO(g)的变化量相等,则相同时间内副反应生成CO的速率大于反应①生成CO的速率,C正确;
D.若体系生成的含碳物质只有C2H4和CO,根据碳原子守恒可知:2c0(C2H6)+c0(CO2)=c(CO)+c(CO2)+2c(C2H4)+2c(C2H6),D错误;
故选D。
20. 某实验小组研究经打磨的镁条与溶液()的反应。室温时,用传感器检测生成的气体,并测定反应后溶液的pH.实验如下表:
实验装置
编号
锥形瓶中的试剂
实验现象
锥形瓶内的浓度变化
①
6.0 g 溶液
有极微量气泡生成,15 min后测得溶液的pH无明显变化
②
6.0 g 溶液和0.1 g镁条
持续产生大量气泡(净化后可点燃),溶液中有白色浑浊生成。15 min后测得溶液的pH上升至9.0
③
6.0 g (滴有酚酞溶液)和0.1 g镁条
镁条表面有微量气泡,一段时间后,镁条表面微红
下列说法不正确的是
A. 由①可知,室温时,在溶液中可分解产生
B. 由①②可知,②中产生的大量气体中可能含有
C. ②中的反应比③中的剧烈,是因为溶液中更大
D. 由②③可知,的作用可能是破坏了覆盖在镁条表面的镁与反应生成的
【答案】C
【解析】
【详解】A.实验①只有溶液,有极微量气泡,且浓度随时间升高,可证明室温下可缓慢分解产生,A正确;
B.①只有极微量气体,②加入镁条后持续产生大量可点燃的气泡,说明大量气体中除少量外,主要是镁反应生成的,B正确;
C.溶液,纯水,pH越大越小,因此溶液中小于纯水中,C错误;
D.镁与水反应生成覆盖在镁条表面,阻止反应持续进行,因此③只有微量气泡;可以破坏覆盖层,使反应持续进行,因此②反应剧烈,D正确;
故选C。
第二部分
本部分共5题,共60分。
21. 某小组探究锌和溶液发生置换反应的能量变化。
(1)测定“”的反应热。
实验过程如下(实验过程忽略温度变化对焓变的影响):
Ⅰ.向包裹隔热层的塑料瓶中加入溶液,盖紧插有温度计的塞子后,缓慢振荡塑料瓶,记录温度。
Ⅱ.向溶液中加入过量锌粉,盖好塞子,并缓慢振荡。
Ⅲ.测定并记录最高温度值。
Ⅳ.重复步骤Ⅰ~Ⅲ两次,测得该实验温度差平均约为。
①Ⅱ中锌粉过量的原因是__________。
②若溶液质量近似取,比热容近似取,根据公式可计算得到该反应的焓变为__________。
(2)探究反应热产生的原因。
查阅资料:
ⅰ.电离能表示气态原子失去电子转化为气态离子时所吸收的能量
ⅱ.水合能表示气态离子(或分子)与水分子结合形成水合离子(或分子)时所释放的能量。
ⅲ.与分别转化为与时有如下图所示的能量关系。
①从能量角度看,气态的__________(填“Zn”或“Cu”)原子更易失电子形成+2价离子。
②反应放出的热主要来自于__________(填字母)
A.与电离能的差异 B.与水合能的差异 C.以上两点都不是
③根据资料ⅲ中的能量关系,可得到锌置换的热化学方程式为:__________,其与(1)测得的焓变数值不同的主要原因是_______________。
综上可知,反应热的产生与化学反应中多种能量变化有关。
【答案】(1) ①. 保证硫酸铜能完全反应 ②. -210
(2) ①. Zn ②. C ③. ④. 实验中测定的与计算的反应热所对应的物质状态不同,金属固态与气态的转化还会产生能量变化
【解析】
【小问1详解】
①该实验通过反应前后的温度差计算反应放热,只有让硫酸铜中的被完全置换,才能确保反应释放的总热量全部体现为体系升温,避免因反应物不足导致热量测定偏小,锌粉过量,可以保证硫酸铜能完全反应。
②体系总吸热量;参与反应的物质的量为,因此1mol反应的焓变(置换反应为放热反应,焓变取负值)。
【小问2详解】
①由图可知,Zn(g)失去电子变为吸收的总电离能为2641 kJ/mol,Cu(g)失去电子变为吸收的总电离能为2704 kJ/mol,Zn的电离能更小,说明气态Zn原子更易失电子形成+2价离子。
②反应的能量变化,是电离能差异、水合能差异以及金属固气转化(锌的升华、铜的凝华)的能量变化共同作用的总结果,并非单独来自某一项差异,故选C。
③根据盖斯定律,结合图中数值计算的总焓变,故热化学方程式为:;实验测定的反应与热化学方程式对应的物质状态不同,锌从固态转化为气态、铜从气态转化为固态的固气转化过程会产生额外的能量变化,导致两者焓变数值不同。
22. 工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破。其反应为:,合成氨生产流程示意图如下。
资料:在合成氨塔中,单次流经铁触媒时转化率约为23%~25%,相同条件下的平衡转化率约为27%~36%。
(1)上述流程中,有利于提高单位时间内氨的产率的措施有____________________(写至少2条)。
(2)整个生产工艺中,氮气的总转化率可达95%以上,原因是_________________________。
(3)从反应原理和能量利用的角度说明“热交换”步骤的作用:______________________________。
(4)合成氨工艺使用的中常混有少量,需提前对其进行纯化。有一种用铜氨液除去原料气中的方法,其反应为:
。
为实现对吸收后的铜氨废液的回收再利用,可采取的措施有:______________(写至少2点)。
(5)实验室研究是工业生产的基石。下图中的实验数据是在其它条件不变时,不同温度(、、)、压强下,合成氨反应的平衡混合物中的物质的量分数的变化情况。
①曲线a对应的温度是__________。
②M、N、Q点平衡常数的大小关系是__________。
【答案】(1)对原料气加压、使用铁触媒作催化剂、控制反应温度到催化剂活性强的温度等
(2)分离出后,将未反应的和循环回流,持续通入合成塔参与反应,不断转化为氨,最终实现氮气总转化率大幅提升
(3)将进入合成氨塔的原料气预热,缩短合成塔中与升至所需时间,提高合成氨时的反应速率;减少加热原料气和冷却产品气所需的能量消耗
(4)减压、适当加热 (5) ①. 200℃ ②. (直接写也可)
【解析】
【分析】原料气和先经压缩机加压至20~30MPa,送入热交换器预热后进入约700K的装有铁触媒的合成氨塔反应;出塔的含NH₃、未反应和的混合气先通入热交换器预热冷的原料气,自身降温后进入冷却工序,分离出液态氨产品,剩余未反应的和循环回压缩机入口,重新参与反应,大幅提升氮气总转化率。
【小问1详解】
单位时间内氨的产率对应反应速率:加压可加快反应速率,催化剂铁触媒能大幅提升反应速率,适宜温度既保证催化剂活性又加快反应速率;
【小问2详解】
单次通过合成塔时转化率很低,但工艺设置了反应物循环回路,让未反应的反复参与反应,最终实现极高的总转化率;
【小问3详解】
合成氨为放热反应,合成塔出口的混合气温度很高,热交换过程实现了冷热流体的热量传递,同时兼顾了反应速率优化和能耗降低的双重目标;
【小问4详解】
该除CO的反应且正反应是气体分子数减少的反应,升温、减压均可使平衡逆向移动,释放出CO,再生出铜氨液,实现回收再利用;
【小问5详解】
①合成氨正反应为放热反应,其他条件相同时,温度越低,平衡时的物质的量分数越高,曲线a的氨物质的量分数始终最大,对应最低温度200℃。
②平衡常数只和温度有关,和压强无关。M点和Q点都在曲线b上,对应相同的温度,因此平衡常数相等;N点在曲线c上,对应最高的温度,合成氨为放热反应,温度越高平衡常数越小,因此。
23. CO2与H2在不同条件下发生不同反应,可实现不同的应用。
(1)载人航天器中,航天员呼出的CO2可与H2反应生成CH4和H2O,电解H2O可实现O2和H2的再生。
①在一定条件下发生反应:
(a、b不均为0)
则该条件下, _______
②某温度下,向1 L恒容密闭容器中通入0.01 mol CO2和0.04 mol H2,发生反应:,平衡后生成0.005 mol CH4。CO2的转化率是_______,该温度下反应的平衡常数是_______。
(2)CO2催化加氢是制备CH3OH的重要方法,反应过程涉及的主要反应如下:
反应1:
反应2:
①有关上述反应的说法正确的是_______(填序号)。
a.增大压强有利于CH3OH的生成
b.使用催化剂,能降低反应的活化能,提高CO2的平衡转化率
c.升温有利于反应1,反应1先达到平衡状态
②其他条件不变时,一段时间内,温度对CO2加氢制CH3OH反应的影响如图。已知:CH3OH选择性。
ⅰ.由图知240℃时实际反应未达到平衡状态,图中的依据是_______。
ⅱ.220~240℃时,CO2的平衡转化率变化的原因是_______。
ⅲ.220~240℃,升高温度,CH3OH的实际选择性变化的原因可能是_______。
【答案】(1) ①. a-2b ②. 50% ③. 625
(2) ①. а ②. CO2的实际转化率低于其平衡转化率 ③. 温度升高,有利于反应2的逆反应,导致c(CO)增大,而c(CO)增大抑制反应1的正反应,其程度大于温度升高对反应1正反应的促进作用 ④. 220~240℃,升高温度,对反应1速率的影响比对反应2的大
【解析】
【小问1详解】
①已知:ⅰ. ;ⅱ. (a、b不均为0)。根据盖斯定律,将(ⅰ+ⅱ×2)×(-1),整理可得该条件下,(a-2b) kJ/mol;
②某温度下,向1 L恒容密闭容器中通入0.01 mol CO2和0.04 mol H2,发生反应:,平衡后生成0.005 mol CH4。根据物质转化关系,可知:反应产生0.005 mol CH4,必然同时会反应消耗0.005 mol CO2,用三段式计算进行有关计算:
,故CO2的平衡转化率为:;
由于容器的容积为1 L,故平衡时,反应混合物中各种物质的浓度分别为:c(CO2)=0.005 mol/L,c(H2)=0.02 mol/L,c(CH4)=0.005 mol/L,c(H2O)=0.01 mol/L,则该反应的化学平衡常数K=;
【小问2详解】
①a.反应1是反应前后气体物质的量不变的反应,增大压强,化学平衡不发生移动;反应2的正反应是气体物质的量减少的反应,增大压强,化学平衡正向移动,反应产生更多CH3OH,故有利于CH3OH的生成,a正确;
b.使用催化剂,能降低反应的活化能,提高化学反应速率,缩短达到平衡所需时间,但不能使化学平衡发生移动,因此CO2的平衡转化率不变,b错误;
c.反应达到平衡时,氢气的浓度不变,因此升温反应1和反应2一起达到平衡状态,c错误;
故合理选项是a;
②ⅰ.由图可知240℃时实际反应未达到平衡状态,这是由于此时CO2的实际转化率低于其平衡转化率,故此时反应未达到平衡状态;
ⅱ.220~240℃时,CO2的平衡转化率变化的原因是由于温度升高,有利于反应2的逆反应,从而导致c(CO)增大,而c(CO)增大必然会抑制反应1的正反应,由于其抑制程度大于温度升高对反应1正反应的促进作用,因此CO2的平衡转化率反而随温度的升高而降低;
ⅲ.220~240℃,升高温度,CH3OH的实际选择性变化的原因可能是由于在220~240℃,升高温度,对反应1速率的影响比对反应2的大。
24. 直接排放含的烟气会污染环境。利用工业废碱渣(主要成分)可吸收烟气中的并制备无水,其流程如图1。
已知:ⅰ.、、在水溶液中的物质的量分数(δ)随pH的分布如图2;
ⅱ.与的电离常数如下表:
(1)用化学用语解释溶液显碱性的原因:___________________________________。
(2)溶液中:_____(填“>”“<”或“=”,下同);相同物质的量浓度时溶液的pH:________。
(3)吸收烟气
①生产中需监测吸收塔中吸收液的pH,当pH降至4~5时,将其转入中和塔。说明pH过低有何缺点:_______________________________________________________。
②已知下列反应:
则吸收塔中溶液吸收过量的热化学方程式为_________________________。
③吸收塔中的温度不宜过高,可能的原因是____________________(写出1种即可)。
(4)制备无水
下列有关制备无水的说法中,正确的是__________(填字母)。
A. 为提高产量,中和塔中需将溶液pH调至9以上
B. 为节省成本,可使用石灰乳代替NaOH调节溶液pH
C. 在空气中直接将中和塔中的溶液蒸干,即可得到无水固体
D. 中和塔母液的循环使用,既可提高的吸收量,也可减少产品的损失
【答案】(1)
(2) ①. > ②. <
(3) ①. pH过低,溶液中含量升高,易分解出,使吸收率下降,污染环境 ②. ③. 防止的溶解度下降 (4)AD
【解析】
【分析】工业废碱渣中的用于吸收烟气中的,使硫元素进入溶液,同时放出。由图2可知,pH为4~5时,溶液中的含硫物种主要是,这与流程中吸收塔输出溶液相对应。该溶液进入中和塔后,加入NaOH,将转化为,反应为,再由所得溶液制备无水。分离产品后的母液仍含,返回吸收塔继续参与的吸收。
【小问1详解】
是强碱弱酸盐,其中的发生水解,生成和,使溶液中,因此溶液显碱性,水解方程式为;
【小问2详解】
在水中完全电离为和。的电离为,对应;其水解为。水解生成的的第一级电离为,对应,故常温下的水解常数为。其电离程度大于水解程度,溶液显酸性。由物料守恒,有;由电荷守恒,有。两式相减,得到,因此第一空填“>”。
的第二级电离为,对应。两种正盐中阴离子的水解分别为和。同温下,两者的水解常数满足。因此,相同物质的量浓度时,溶液中阴离子的水解程度更大,更大,pH更大,第二空填“<”;
【小问3详解】
①吸收液的pH降低时,增大,使的平衡向左移动。图2也显示,pH过低时,所占的物质的量分数增大。不稳定,易分解放出,因而的吸收率下降,尾气中含量升高,造成环境污染。
②吸收塔输出的是溶液,因此过量与反应的含硫产物应为。根据盖斯定律,题给第1个反应减去第2个反应,得到下列反应。
该反应的反应热为。将题给第4个反应逆向,得到下列反应。
将上述两个反应相加,消去,反应热为,故所求热化学方程式为:
。
③温度升高时,在水中的溶解度减小,不利于吸收烟气中的。因此,吸收塔温度不宜过高,以防止的溶解度下降;
【小问4详解】
A.中和塔中加入NaOH,发生,使转化为。图2显示,pH调至9以上时,的物质的量分数接近1,有利于提高的产量,A正确;
B.石灰乳中的与反应时,会生成难溶的,反应为。部分硫元素进入沉淀,降低的产量,因此不能用石灰乳代替NaOH调节溶液pH,B错误;
C.具有还原性,在空气中蒸干溶液时易被氧气氧化,发生,所得固体会混有,不能这样得到纯净的无水,C错误;
D.母液中仍含,返回吸收塔后可继续吸收,发生,提高的吸收量;生成的再进入中和塔,可重新转化为并回收,减少母液排放造成的产品损失,D正确;
故选AD。
25. 某小组同学研究微粒的氧化性强弱及其与化学反应速率的关系。
(1)相同条件下氧化性:,则还原性:<________<________<。
(2)进行验证实验
实验
操作
现象
1
将浓盐酸滴入高锰酸钾溶液
紫色褪去
2
将氯水滴入溴化钠溶液
溶液变黄
3
将溴水滴入和KSCN的混合液
_________
4
a.将溴水滴入淀粉碘化钾溶液
b.将溶液滴入淀粉碘化钾溶液
a.溶液迅速变蓝
b.溶液逐渐变蓝
5
将溴水逐滴加入淀粉碘化钾和亚硫酸氢钠的混合液
溶液先变蓝后褪色
①补全“实验3”的现象_____________________。
②用离子方程式说明“实验5”颜色变化的原因:
“变蓝”:___________________;“褪色”:_______________________。
③以上实验能否说明氧化性或还原性更强的微粒,反应速率一定更快?说明理由:
____________________________________________________________。
(3)查阅资料:具有很强的氧化性。为比较和的氧化性进行了以下实验。
实验
操作
现象
6
向溶液中滴入溶液,加热至沸
溶液变为紫色
7
将淀粉碘化钾溶液分成两等份,一份滴加1滴0.1 mol/L酸性高锰酸钾溶液,一份滴加1滴溶液
前者迅速变蓝后者缓慢变蓝
上述实验说明和中氧化性更强的是________。
(4)资料:存在时和的反应过程如下图。
①在该反应中,的作用是_________________。
②反应Ⅰ和Ⅱ中,反应速率较慢的一步是_____(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
③设计实验证实反应Ⅱ成立:_____________________。
(5)已知可以氧化,该反应速率极快,但直接氧化的速率极慢。向含淀粉碘化钾和的混合溶液中逐滴加入溶液至稍过量,观察到的现象应为:_____________________________________________________。
【答案】(1) ①. ②.
(2) ①. 溶液变红 ②. ③. ④. 不能。实验5中现象说明的还原性强于,但在该实验条件下,与反应的速率慢于与反应的速率
(3)
(4) ①. 催化剂 ②. Ⅰ ③. 向与KSCN的混合溶液中滴加少量溶液,溶液快速变红
(5)溶液前期一直无色,一段时间后逐渐变蓝
【解析】
【分析】实验4、实验7及含淀粉碘化钾的混合溶液,都用淀粉显蓝色来反映的存在。若体系中还有能还原的物质,则需要同时考虑的生成和消耗:生成的能积累时才显蓝色,被还原后蓝色消失。因此,判断混合体系的现象,既要确定哪些反应能够发生,还要结合题给现象或速率信息分析各反应的先后及物质的剩余情况。实验3和第(4)问则利用与作用显红色,判断是否被氧化。
【小问1详解】
相同条件下,氧化剂的氧化性越强,其对应还原产物的还原性越弱。题给、、、和的氧化性依次减弱,对应的还原产物分别为、、、和,故还原性顺序为,两空依次填、;
【小问2详解】
①实验3中,溴的氧化性强于,能将溶液中的氧化为,发生反应。生成的与混合液中的作用显红色,因此溶液变红。
②溴的氧化性强于碘,溴水能将氧化为,生成的遇淀粉显蓝色,“变蓝”对应的离子方程式为。混合液中的具有还原性,能将生成的还原为,自身被氧化为,从而使蓝色褪去;依据电子守恒、原子守恒和电荷守恒,“褪色”对应的离子方程式为。
③实验5中,能将还原为,说明还原性;但溴水加入两种还原性微粒共存的溶液后,先生成使淀粉显蓝色,随后才褪色,说明在该实验条件下,与的反应较快。可见,还原性较强不代表反应速率一定较快,不能仅凭微粒氧化性或还原性的强弱判断反应速率;
【小问3详解】
实验6中,向溶液中滴入溶液并加热至沸,溶液变为紫色,说明被氧化为,反应可表示为。该反应中是氧化剂,是氧化产物,根据氧化剂的氧化性强于氧化产物,可判断题给条件下的氧化性更强。实验7中,酸性高锰酸钾溶液使淀粉碘化钾溶液迅速变蓝,而溶液使其缓慢变蓝,这反映的是两种反应的速率差异,不能据此将氧化性顺序颠倒,故填;
【小问4详解】
①能量图中,反应Ⅰ前后不变,转化为,转化为,所以反应Ⅰ为。反应Ⅱ前后不变,转化为,转化为,所以反应Ⅱ为。两式相加得到总反应。参与反应Ⅰ,又在反应Ⅱ中再生,通过改变反应途径起催化作用,因此其作用是催化剂。
②从能量图可见,反应Ⅰ的反应物能级到第一个峰顶的能量差,大于反应Ⅱ的中间状态能级到第二个峰顶的能量差,即反应Ⅰ的活化能较大。在相同温度下,活化能较大的步骤反应较慢,故反应速率较慢的一步是Ⅰ。
③反应Ⅱ中被氧化为,可利用与作用显红色来检验这一转化。因此,向与KSCN的混合溶液中滴加少量溶液,若溶液快速变红,则说明生成了,可证实反应Ⅱ成立;
【小问5详解】
根据实验7,氧化生成的反应较慢,其离子方程式为。题给与的反应速率极快,所以开始加入溶液时,生成的立即被还原,发生反应,不能积累,溶液保持无色。两式相加得到,说明这一过程中不断再生,而不断消耗。继续加入溶液至稍过量,当耗尽后,后续缓慢生成的能够积累,使淀粉显蓝色。因此,观察到溶液前期一直无色,一段时间后逐渐变蓝。
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人大附中
2026-2027学年度第一学期高二年级期中练习化学
说明:本试卷共2道大题25道小题,共11页,满分100分,练习时长90分钟。
请在答题纸的密封区域内填写个人信息,请将答案全部填涂在答题纸上。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Cu-64 Zn-65
第一部分
本部分共20题,每题2分,共40分。在每题列出的四个选项中,选出最符合题目要求的一项。
1. 第19届亚运会在杭州开幕,亚运史上首次利用通过废碳再生技术生成的“零碳”甲醇,点燃开幕式的主火炬。下列说法不正确的是
A. 零碳甲醇指的是不含碳元素的甲醇
B. 零碳甲醇属于可再生能源
C. 甲醇作为燃料,其燃烧反应的
D. 零碳甲醇的合成,可实现二氧化碳的资源化利用
2. 下列溶液由于水解反应而显酸性的是
A. 稀盐酸 B. 溶液 C. 溶液 D. 溶液
3. 常温下,下列溶液中的是
A. 醋酸 B. pH = 12的NaOH溶液
C. pH = 2的硫酸 D. 的溶液
4. 下列过程利用了化学能转化为热能的是
A. 太阳能路灯白天吸收太阳光,供给晚上照明
B. 保暖贴利用铁的氧化反应使温度升至
C. 氯碱工业利用电解饱和食盐水制备和溶液
D. 冰箱、空调的蒸发器内利用制冷剂汽化过程实现降温
5. 下列事实不能用化学平衡移动原理解释的是
A. 血红蛋白()可以与结合形成,也可与结合形成。发生中毒时,应立即将人员转移至空气流通处,必要时需将其放入高压氧舱中
B. 配制溶液时,先将晶体溶于较浓的盐酸中,再加水稀释至所需浓度
C. 工业利用的水解反应制备:加入大量水,同时加热
D. 在食品包装袋中放入脱氧脱水剂,可延长食品的保质期
6. 解释下列事实的方程式书写正确的是
A. 用可溶性铝盐作净水剂:
B. 向沸水中滴入饱和溶液,液体变成红褐色:
C. 用醋酸清洗水垢:
D. 向溶液中滴入酚酞溶液,溶液呈浅红:
7. 常温下,在以下指定溶液中一定不能大量共存的离子组是
A. 无色溶液中:、、、
B. 由水电离的浓度的溶液中:、、、
C. 的溶液中:、、、
D. 滴入甲基橙变黄的溶液中:、、、
8. 大气中的氯氟烃光解产生的氯自由基能够催化分解,加速臭氧层的破坏。反应进程及其能量变化如图。下列说法正确的是
A. 催化反应①和②均为放热过程
B. 增大了臭氧分解反应的活化能
C. 使臭氧分解的速率和限度均增大
D. 催化分解的反应速率主要由决定
9. 下列图示与化学用语表述内容不相符的是
醋酸在水中的电离
温度对化学平衡移动的影响
A.
B.
与反应过程中焓的变化
C.
D.
A. A B. B C. C D. D
10. 室温下,向溶液中加水稀释至(如下图)。关于如下甲、乙两溶液的比较,其中正确的是
A. :甲>乙 B. :甲<乙
C. :甲 D. 从甲至乙,的水解平衡逆移
11. 依据图示关系,下列说法不正确的是
A. 与的反应是放热反应
B.
C. 升高温度有利于分解为与
D. 化学反应的,只与反应体系的始态和终态有关,与反应途径无关
12. 向两个容积相同的锥形瓶中各加入0.05 g镁条,塞紧橡胶塞,然后用注射器分别注入2 mL 2 mol/L盐酸、2 mL 2 mol/L醋酸,测得锥形瓶内气体的压强随时间的变化如图。下列说法不正确的是
A. 曲线a对应的酸是盐酸
B. 该实验能说明醋酸是弱电解质
C. 任意相同时间段内,化学反应速率:盐酸均快于醋酸
D. 两种溶液最终产生的氢气总量基本相等,与酸的电离程度无关
13. 已知氢气燃烧反应的能量变化如下图。
下列说法正确的是
A. 键的键能大于键的键能
B. 和的总能量大于的总能量
C. 完全燃烧生成时放出的热量小于
D. 图中所示的物质变化过程一定就是氢气燃烧的真实反应历程
14. 时,在氨水中滴入的盐酸,溶液与所加盐酸的体积关系如图所示。下列有关叙述正确的是
A. a点对应溶液中已电离的约为
B. b点对应盐酸的体积恰好等于
C. b点对应溶液中:
D. 滴入20mL盐酸时:
15. 某同学在两个相同的特制容器中分别加入溶液和溶液,再分别用盐酸滴定,利用计和压强传感器检测,得到如图线。
已知:常温下,酚酞的变色范围是,甲基橙的变色范围是。
下列说法不正确的是
A. 溶液和溶液中微粒种类相同
B. 图中曲线甲和丁表示向溶液中滴加盐酸
C. 在b点发生反应的离子方程式为
D. 滴定分析时,a点可用酚酞、c点可用甲基橙作指示剂指示滴定终点
16. 已知:,下图曲线表示一定时,的平衡转化率()随的变化关系,(、)、可分别代表压强或温度。
下列说法中,不正确的是
A. 表示温度 B.
C. 反应速率 D. 平衡常数
17. 小组同学探究浓度对平衡①:的影响,设计了如下实验。
以下关于该实验的分析正确的是
A. 操作Ⅰ与操作Ⅱ均使平衡①正向移动
B. 相比于溶液甲,溶液乙、丙、丁中均降低
C. 相比于溶液甲,溶液乙、丙、丁中均升高
D. 丁中溶液颜色变浅证明了平衡①逆向移动
18. 一定条件下,分别在甲、乙、丙三个恒容密闭容器中加入A和B,发生反应:3A(g) + B(g) 2C(g) ∆H<0,200 ℃时该反应的化学平衡常数K=1,反应体系中各物质的物质的量浓度的相关数据如下:
容器
温度℃
起始时物质的浓度(mol/L)
10分钟时物质的浓度(mol/L)
c(A)
c(B)
c(C)
甲
200
6
2
1
乙
300
6
2
0.8
丙
200
6
3
a
下列说法中,不正确的是
A. K甲>K乙
B. 甲中,10分钟内 A的化学反应速率υ(A)= 0.15 mol/(L·min)
C. 乙中,10分钟时υ正 =υ逆
D. 丙中,达到化学平衡状态时A的转化率是25%
19. 研究氧化制备对资源的综合利用有重要意义,主要化学反应有:①,②。在一定条件下,将和按物质的量1∶1投入反应容器,反应一段时间后,体系内含碳物质的浓度变化如下表所示。
下列说法不正确的是
A. 的转化率大于的
B. 根据表中物质的浓度变化,推测有副反应
C. 该反应条件下,副反应生成的速率大于反应①生成的速率
D. 若体系生成的含碳物质只有和,则初始物质浓度与反应一段时间后物质浓度c之间一定存在:
20. 某实验小组研究经打磨的镁条与溶液()的反应。室温时,用传感器检测生成的气体,并测定反应后溶液的pH.实验如下表:
实验装置
编号
锥形瓶中的试剂
实验现象
锥形瓶内的浓度变化
①
6.0 g 溶液
有极微量气泡生成,15 min后测得溶液的pH无明显变化
②
6.0 g 溶液和0.1 g镁条
持续产生大量气泡(净化后可点燃),溶液中有白色浑浊生成。15 min后测得溶液的pH上升至9.0
③
6.0 g (滴有酚酞溶液)和0.1 g镁条
镁条表面有微量气泡,一段时间后,镁条表面微红
下列说法不正确的是
A. 由①可知,室温时,在溶液中可分解产生
B. 由①②可知,②中产生的大量气体中可能含有
C. ②中的反应比③中的剧烈,是因为溶液中更大
D. 由②③可知,的作用可能是破坏了覆盖在镁条表面的镁与反应生成的
第二部分
本部分共5题,共60分。
21. 某小组探究锌和溶液发生置换反应的能量变化。
(1)测定“”的反应热。
实验过程如下(实验过程忽略温度变化对焓变的影响):
Ⅰ.向包裹隔热层的塑料瓶中加入溶液,盖紧插有温度计的塞子后,缓慢振荡塑料瓶,记录温度。
Ⅱ.向溶液中加入过量锌粉,盖好塞子,并缓慢振荡。
Ⅲ.测定并记录最高温度值。
Ⅳ.重复步骤Ⅰ~Ⅲ两次,测得该实验温度差平均约为。
①Ⅱ中锌粉过量的原因是__________。
②若溶液质量近似取,比热容近似取,根据公式可计算得到该反应的焓变为__________。
(2)探究反应热产生的原因。
查阅资料:
ⅰ.电离能表示气态原子失去电子转化为气态离子时所吸收的能量
ⅱ.水合能表示气态离子(或分子)与水分子结合形成水合离子(或分子)时所释放的能量。
ⅲ.与分别转化为与时有如下图所示的能量关系。
①从能量角度看,气态的__________(填“Zn”或“Cu”)原子更易失电子形成+2价离子。
②反应放出的热主要来自于__________(填字母)
A.与电离能的差异 B.与水合能的差异 C.以上两点都不是
③根据资料ⅲ中的能量关系,可得到锌置换的热化学方程式为:__________,其与(1)测得的焓变数值不同的主要原因是_______________。
综上可知,反应热的产生与化学反应中多种能量变化有关。
22. 工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破。其反应为:,合成氨生产流程示意图如下。
资料:在合成氨塔中,单次流经铁触媒时转化率约为23%~25%,相同条件下的平衡转化率约为27%~36%。
(1)上述流程中,有利于提高单位时间内氨的产率的措施有____________________(写至少2条)。
(2)整个生产工艺中,氮气的总转化率可达95%以上,原因是_________________________。
(3)从反应原理和能量利用的角度说明“热交换”步骤的作用:______________________________。
(4)合成氨工艺使用的中常混有少量,需提前对其进行纯化。有一种用铜氨液除去原料气中的方法,其反应为:
。
为实现对吸收后的铜氨废液的回收再利用,可采取的措施有:______________(写至少2点)。
(5)实验室研究是工业生产的基石。下图中的实验数据是在其它条件不变时,不同温度(、、)、压强下,合成氨反应的平衡混合物中的物质的量分数的变化情况。
①曲线a对应的温度是__________。
②M、N、Q点平衡常数的大小关系是__________。
23. CO2与H2在不同条件下发生不同反应,可实现不同的应用。
(1)载人航天器中,航天员呼出的CO2可与H2反应生成CH4和H2O,电解H2O可实现O2和H2的再生。
①在一定条件下发生反应:
(a、b不均为0)
则该条件下, _______
②某温度下,向1 L恒容密闭容器中通入0.01 mol CO2和0.04 mol H2,发生反应:,平衡后生成0.005 mol CH4。CO2的转化率是_______,该温度下反应的平衡常数是_______。
(2)CO2催化加氢是制备CH3OH的重要方法,反应过程涉及的主要反应如下:
反应1:
反应2:
①有关上述反应的说法正确的是_______(填序号)。
a.增大压强有利于CH3OH的生成
b.使用催化剂,能降低反应的活化能,提高CO2的平衡转化率
c.升温有利于反应1,反应1先达到平衡状态
②其他条件不变时,一段时间内,温度对CO2加氢制CH3OH反应的影响如图。已知:CH3OH选择性。
ⅰ.由图知240℃时实际反应未达到平衡状态,图中的依据是_______。
ⅱ.220~240℃时,CO2的平衡转化率变化的原因是_______。
ⅲ.220~240℃,升高温度,CH3OH的实际选择性变化的原因可能是_______。
24. 直接排放含的烟气会污染环境。利用工业废碱渣(主要成分)可吸收烟气中的并制备无水,其流程如图1。
已知:ⅰ.、、在水溶液中的物质的量分数(δ)随pH的分布如图2;
ⅱ.与的电离常数如下表:
(1)用化学用语解释溶液显碱性的原因:___________________________________。
(2)溶液中:_____(填“>”“<”或“=”,下同);相同物质的量浓度时溶液的pH:________。
(3)吸收烟气
①生产中需监测吸收塔中吸收液的pH,当pH降至4~5时,将其转入中和塔。说明pH过低有何缺点:_______________________________________________________。
②已知下列反应:
则吸收塔中溶液吸收过量的热化学方程式为_________________________。
③吸收塔中的温度不宜过高,可能的原因是____________________(写出1种即可)。
(4)制备无水
下列有关制备无水的说法中,正确的是__________(填字母)。
A. 为提高产量,中和塔中需将溶液pH调至9以上
B. 为节省成本,可使用石灰乳代替NaOH调节溶液pH
C. 在空气中直接将中和塔中的溶液蒸干,即可得到无水固体
D. 中和塔母液的循环使用,既可提高的吸收量,也可减少产品的损失
25. 某小组同学研究微粒的氧化性强弱及其与化学反应速率的关系。
(1)相同条件下氧化性:,则还原性:<________<________<。
(2)进行验证实验
实验
操作
现象
1
将浓盐酸滴入高锰酸钾溶液
紫色褪去
2
将氯水滴入溴化钠溶液
溶液变黄
3
将溴水滴入和KSCN的混合液
_________
4
a.将溴水滴入淀粉碘化钾溶液
b.将溶液滴入淀粉碘化钾溶液
a.溶液迅速变蓝
b.溶液逐渐变蓝
5
将溴水逐滴加入淀粉碘化钾和亚硫酸氢钠的混合液
溶液先变蓝后褪色
①补全“实验3”的现象_____________________。
②用离子方程式说明“实验5”颜色变化的原因:
“变蓝”:___________________;“褪色”:_______________________。
③以上实验能否说明氧化性或还原性更强的微粒,反应速率一定更快?说明理由:
____________________________________________________________。
(3)查阅资料:具有很强的氧化性。为比较和的氧化性进行了以下实验。
实验
操作
现象
6
向溶液中滴入溶液,加热至沸
溶液变为紫色
7
将淀粉碘化钾溶液分成两等份,一份滴加1滴0.1 mol/L酸性高锰酸钾溶液,一份滴加1滴溶液
前者迅速变蓝后者缓慢变蓝
上述实验说明和中氧化性更强的是________。
(4)资料:存在时和的反应过程如下图。
①在该反应中,的作用是_________________。
②反应Ⅰ和Ⅱ中,反应速率较慢的一步是_____(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
③设计实验证实反应Ⅱ成立:_____________________。
(5)已知可以氧化,该反应速率极快,但直接氧化的速率极慢。向含淀粉碘化钾和的混合溶液中逐滴加入溶液至稍过量,观察到的现象应为:_____________________________________________________。
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