精品解析:湖南长沙市雅礼中学2026-2027学年高二上学期期中考试 化学试题
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内容正文:
雅礼中学2026年下学期期中考试试卷
高二化学试题
时量:75min 分值:100分
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 Al-27 S-32 Cl-35.5 K-39 Mn-55 Fe-56 Cr-52
第Ⅰ卷 (选择题)
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. “湘西蓝印花布”印染技艺是国家级非物质文化遗产,主要流传于湖南凤凰、邵阳等地。该技艺以家纺纯棉布为原料,经裱版、刻版、刮浆、入染等工序,使用草木灰水、“土靛”等天然植物染料和明矾,制作出蓝白相间、素净淡雅的印花布。该技艺中涉及多种化学知识,下列说法错误的是
A. 家纺纯棉布与丝绸的主要成分相同,均为蛋白质
B. 布料印染前用草木灰水浸泡以除去表面的油污,此过程涉及盐类和酯类的水解
C. 从蓝草中提取的“土靛”染料在不同酸碱性环境中呈现不同颜色,此现象涉及化学平衡移动原理
D. 明矾固色和明矾净水类似,都是利用Al(OH)3胶体的吸附性,吸附染料
2. 下列选项中为弱电解质的是
A. NH3•H2O B. Na2SiO3 C. MgCl2 D. CaCO3
3. 物质的量浓度相同的三种盐NaX、NaY、NaZ的溶液,其pH依次为8、9、10,则HX、HY、HZ的酸性由强到弱的顺序是
A. HX、HY、HZ B. HZ、HY、HX C. HX、HZ、HY D. HY、HX、HZ
4. 对于反应,下列说法正确的是
A. 升高温度,正反应速率增大,逆反应速率减小,平衡逆向移动
B. 增大压强,平衡正向移动,CO的转化率增大
C. 使用催化剂,能加快反应速率,提高CH3OH的平衡产率
D. 达到平衡时,
5. 下列说法正确的是
A. 同一化学反应中,用不同物质表示的反应速率之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比
B. 升高温度能减小反应的活化能,从而加快反应速率
C. 对于有气体参加的可逆反应,增大压强,化学平衡一定向正反应方向移动
D. 向醋酸溶液中加水稀释,醋酸的电离平衡正向移动,溶液中c(H+)增大
6. 向一固定体积的密闭容器中通入a mol N2O4气体,在密闭容器内发生反应:N2O4(g)2NO2(g),达到平衡时再通入a mol N2O4气体,再次达到平衡时,与第一次达平衡时相比,N2O4的转化率( )
A. 不变 B. 增大 C. 减小 D. 无法判断
7. 常温下,下列各组离子在相应条件下可能大量共存的是
A. 在的溶液中:、、、
B. 遇甲基橙变红色的溶液中:、、、
C. 加水稀释pH增大的溶液:、、、
D. 水电离的的溶液中:、、、
8. 化学理论中有许多推理。下列有关反应热和热化学方程式的推理正确的是
A. 已知稀盐酸与稀NaOH溶液反应的中和热,则稀硫酸与稀Ba(OH)2溶液反应的热化学方程式为:
B. 已知氢气的燃烧热,则氢气燃烧的热化学方程式为:
C. 已知,则1molN2与3molH2充分反应,放出92.4 kJ的热量
D. 已知:C(石墨,s)=C(金刚石,s),则石墨比金刚石稳定
9. 如图是常温下向的盐酸中,逐滴加入的溶液时,溶液的随溶液的体积变化的曲线,根据图像所得的下列结论中正确的是
A. 原盐酸的浓度为
B. 当滴入时,溶液依然显酸性,且
C. 的值为20.00
D. 只能选用酚酞作指示剂,不能用甲基橙
10. 2026年诺贝尔化学奖授予了在“不对称有机合成中的非线性效应和自催化”领域做出杰出贡献的科学家。非手性催化剂与手性催化剂分别催化某羰基加成反应的势能变化历程如下图所示。底物与手性催化剂结合后,经由过渡态生成(R)-产物,经由过渡态TSs生成(S)-产物。
已知活化能,下列分析正确的是
A. 手性催化剂改变了该加成反应的反应热ΔH
B. 图中过渡态与的能量差等于产物(R)与产物(S)的能量差
C. 产物(R)的平衡选择性随温度升高而增大
D. 固定温度且催化剂活性不变时,产物(R)的选择性高于产物(S)的选择性
11. 下列说法正确的是
A. AlCl3溶液和Na[Al(OH)4]溶液加热、蒸发、浓缩、结晶、灼烧,所得固体的成分相同
B. 配制FeCl3溶液时,将FeCl3固体溶解在硫酸中,然后再用水稀释到所需的浓度
C. 用热的纯碱溶液清洗油污,去污效果更好
D. 泡沫灭火器中常使用的原料是碳酸钠溶液和硫酸铝溶液
12. 如图表示水溶液中pH与pOH[pOH=-lgc(OH-)]的变化关系(已知lg5=0.7),下列说法正确的是
A. T1<25℃,T2=25℃
B. T2时,c点溶液呈碱性
C. T1时,将溶液与溶液等体积混合,所得溶液pH约为9.7
D. T2时,将pH=3的盐酸与pH=11的NaOH溶液等体积混合,所得溶液pH=6
13. 2025年,我国科学家研发出全球首例室温可逆充放电的全固态氢负离子电池。该电池采用固体电解质,可选择性传导H-并阻挡电子,从而避免金属枝晶生长。装置如下图所示。已知:放电时,b极的反应为,则下列说法错误的是
A. 放电时,H-由b极经固体电解质移向a极,电子由a极经外电路移向b极
B. 充电时,a极与外接电源的负极相连,发生还原反应:
C. 放电时,每转移6mole-,b极消耗3molNaAlH4,同时生成2 mol Al
D. 放电时,b极发生还原反应;若将固体电解质换为水溶液,b极区pH会明显降低
14. 室温下,向柠檬酸钠(Na3A)溶液中通入HCl气体(忽略溶液体积变化),溶液中A3-、HA2-、H2A-和H3A的分布系数δ(X)(某种含A微粒浓度与所有含A微粒浓度之和的比值)随pH变化曲线如图所示。下列说法正确的是
A. 曲线c表示H2A-的分布系数随pH的变化
B. Na2HA在水溶液中显碱性
C. 溶液中始终存在:
D. pH=6时,溶液中有
第Ⅱ卷 (非选择题)
二、填空题(此题包括4小题,每空2分,共58分)
15. 中学化学常见的滴定法包括中和滴定法、氧化还原反应滴定法等,某研究性学习小组利用酸性高锰酸钾溶液和草酸晶体()进行系列实验。已知:实验均在室温20℃下进行;
Ⅰ.滴定前的准备与操作
(1)盛装标准溶液应选用______(填“酸式”或“碱式”)滴定管。
(2)滴定管在装入标准液之前,必须进行的操作是检漏、水洗和_____。滴定过程中,左手应控制活塞,眼睛应注视_____。
(3)本实验达到滴定终点的标志是______。
Ⅱ.测定草酸晶体中的x值
实验步骤:①称取3.15 g纯草酸晶体,配制成250.00 mL溶液作为待测液;
②取25.00 mL待测液于锥形瓶中,再加入适量的稀硫酸;
③用浓度为0.1000mol/L的标准溶液进行滴定,重复三次。
(4)某同学三次平行实验记录数据如下表。根据表中数据,计算出平均消耗标准溶液的体积为________mL(保留两位小数)。
实验序号
待测草酸溶液的体积/mL
滴定前刻度/mL
滴定后刻度/mL
1
25.00
0.00
10.00
2
25.00
0.20
10.22
3
25.00
0.50
10.48
(5)根据上述合理数据,计算得出草酸晶体中的x=______。
Ⅲ.误差分析
(6)下列操作中,会导致测得的x值偏小的是_____(填字母)。
A. 滴定管未用标准液润洗就直接注入标准液
B. 读取标准液体积时,开始仰视读数,滴定结束时俯视读数
C. 滴定管尖嘴部分在滴定前没有气泡,滴定后有气泡
D. 滴定前盛放草酸溶液的锥形瓶用蒸馏水洗净后没有干燥
16. 氮氧化物(NOx)是大气主要污染物。某金属表面处理(电镀)厂采用协同工艺处理生产中的含氮尾气和含Cr2(SO4)3废水:尾气先经氧化吸收预处理,再将残余NO通入NO-H2O质子交换膜燃料电池转化为HNO3,返回酸洗工序使用;电池输出的电能同时驱动电解池处理废水,得到浓硫酸,在阴极获得高纯铬。整个方案实现了污染物的资源化利用。回答下列问题:
I.电化学协同处理装置
(1)Pt(I)电极为______极。
(2)Pt(I)电极上发生的电极反应式为__________________。
(3)X膜为______交换膜(填“阴离子”或“阳离子”)。
(4)已知Pt(II)电极消耗标准状况下O21.68L,则Cr棒理论上增重______g。
II.氧化吸收工段的平衡研究
尾气中NO的吸收效率取决于其氧化为NO2的程度,该反应是氧化吸收工艺的控制步骤:,
(5)下列措施中能提高NO平衡转化率的是______(填标号)。
A.升高温度 B.降低温度 C.增大压强 D.使用催化剂 E.及时分离NO2
(6)恒温恒容下,上述反应达到平衡后,再向容器中充入一定量NO2,新平衡时NO2的体积分数______(填“增大”“减小”或“不变”)。
(7)某温度下,在2 L恒温恒容密闭容器中充入NO和O2,起始时、、。达平衡后容器总压降为100 kPa,则该温度下Kp=__________。
17. 开展碳(CO2、CO、CH4)化学研究对实现“碳达峰、碳中和”目标与推动绿色低碳发展具有重要意义。回答下列问题:
(1)根据下表相关信息,反应的___________(用含、的代数式表示)。K=_________(用含 K1、K2的代数式表示)。
相关反应
化学平衡常数(K)
i
ii
(2)一定温度下,反应的平衡常数K=1.0。在1 L恒容密闭容器中充入1 mol CO和amolH2O (a>1),达平衡时CO与H2O的转化率之比为______(用含a的式子表示)。
(3)一定温度下,CO2和CH4反应可制备合成气(CO和H2):。该反应能够自发进行的条件是__________(填“高温”或“低温”);在恒温恒压下进行该反应,能说明该反应达到平衡状态的是__________(填字母)。
A.容器内CO2和CH4的物质的量浓度之比是1:1
B.CO2的消耗速率等于CO的生成速率的0.5倍
C.容器的体积保持恒定
(4)在密闭容器中投入1 mol CO和2mol H2,发生反应。实验测得CO的平衡转化率随温度(T)、压强(p)的变化如图所示:
①该反应的正反应为__________(填“吸热”或“放热”)反应。
②p1_________(填“>”或“<”)p2。
18. 常温下,几种弱酸的电离平衡常数如下表所示
弱酸
电离平衡常数
回答下列问题:
(1)写出 H2SO3在水溶液中的第一步电离方程式:_________。
(2)相同条件下,等物质的量浓度的下列四种溶液:①Na2CO3 ②NaClO ③CH3COONa ④NaHSO3,pH由大到小的顺序为______(填序号)。
(3)向NaClO溶液中通入少量SO2,发生反应的离子方程式为___________。
(4)常温下,将pH均为3的醋酸溶液和亚硫酸溶液分别加水稀释,稀释过程中pH随加水体积的变化如图所示。曲线I表示的是____________(填“醋酸”或“亚硫酸”)。
(5)常温下,回答下列问题:
①溶液中,________(填“>”“<”或“=”)。
②向Na2CO3溶液中加入少量BaCl2固体,溶液的pH____________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(6)常温下,向H2CO3溶液中逐滴加入NaOH溶液至pH=7,此时溶液中=_____。
(7)浓度比为1:3的与溶液等体积混合后,质子守恒关系为_______________________。
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雅礼中学2026年下学期期中考试试卷
高二化学试题
时量:75min 分值:100分
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 Al-27 S-32 Cl-35.5 K-39 Mn-55 Fe-56 Cr-52
第Ⅰ卷 (选择题)
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. “湘西蓝印花布”印染技艺是国家级非物质文化遗产,主要流传于湖南凤凰、邵阳等地。该技艺以家纺纯棉布为原料,经裱版、刻版、刮浆、入染等工序,使用草木灰水、“土靛”等天然植物染料和明矾,制作出蓝白相间、素净淡雅的印花布。该技艺中涉及多种化学知识,下列说法错误的是
A. 家纺纯棉布与丝绸的主要成分相同,均为蛋白质
B. 布料印染前用草木灰水浸泡以除去表面的油污,此过程涉及盐类和酯类的水解
C. 从蓝草中提取的“土靛”染料在不同酸碱性环境中呈现不同颜色,此现象涉及化学平衡移动原理
D. 明矾固色和明矾净水类似,都是利用Al(OH)3胶体的吸附性,吸附染料
【答案】A
【解析】
【详解】A.家纺纯棉布的主要成分是纤维素,属于糖类,丝绸的主要成分是蛋白质,A错误;
B.草木灰主要成分是,其水溶液因水解而显碱性。油污的主要成分是油脂(酯类),在碱性条件下发生水解反应生成溶于水的甘油和高级脂肪酸盐,从而被去除,B正确;
C.从蓝草中提取的“土靛”等植物染料,在不同酸碱性环境中,其分子结构会发生改变(如电离平衡移动),导致颜色发生变化,此现象涉及化学平衡移动原理,C正确;
D.明矾溶解于水后,电离出的发生水解反应生成胶体。该胶粒带正电,能够有效地静电吸附带负电的染料微粒,从而起到固色作用,D正确;
故选A。
2. 下列选项中为弱电解质的是
A. NH3•H2O B. Na2SiO3 C. MgCl2 D. CaCO3
【答案】A
【解析】
【详解】A.NH3•H2O在水中部分电离,为弱电解质,A符合题意;
B.Na2SiO3为盐,在水中能够完全电离,为强电解质,B不符题意;
C.MgCl2为盐,在水中能够完全电离,为强电解质,C不符题意;
D.CaCO3为盐,溶解的部分能够完全电离,为强电解质,D不符题意;
故选A。
3. 物质的量浓度相同的三种盐NaX、NaY、NaZ的溶液,其pH依次为8、9、10,则HX、HY、HZ的酸性由强到弱的顺序是
A. HX、HY、HZ B. HZ、HY、HX C. HX、HZ、HY D. HY、HX、HZ
【答案】A
【解析】
【详解】物质的量浓度相等的三种盐NaX、NaY、NaZ的溶液,酸根离子水解程度越大,其钠盐溶液pH越大,根据溶液pH大小顺序知,酸根离子水解程度大小顺序是Z- >Y- >X- ,越弱越水解,酸根离子水解程度越大其相应酸的电离程度越小,则酸的酸性越弱,所以酸性强弱顺序是HX>HY>HZ;
故选A。
4. 对于反应,下列说法正确的是
A. 升高温度,正反应速率增大,逆反应速率减小,平衡逆向移动
B. 增大压强,平衡正向移动,CO的转化率增大
C. 使用催化剂,能加快反应速率,提高CH3OH的平衡产率
D. 达到平衡时,
【答案】B
【解析】
【详解】A.升高温度,正、逆反应速率均增大,只是逆反应速率增大的程度更大,导致平衡逆向移动,A错误;
B.该反应正反应方向气体分子数减小,增大压强平衡正向移动,CO的转化率增大,B正确;
C.催化剂能加快反应速率,但不影响化学平衡,不能提高的平衡产率,C错误;
D.达到平衡时,用不同物质表示的正、逆反应速率之比等于化学计量数之比。,即,D错误;
故选B。
5. 下列说法正确的是
A. 同一化学反应中,用不同物质表示的反应速率之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比
B. 升高温度能减小反应的活化能,从而加快反应速率
C. 对于有气体参加的可逆反应,增大压强,化学平衡一定向正反应方向移动
D. 向醋酸溶液中加水稀释,醋酸的电离平衡正向移动,溶液中c(H+)增大
【答案】A
【解析】
【详解】A.同一化学反应中,用不同物质表示的反应速率之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比。例如:则,A正确;
B.升高温度不能改变反应的活化能。升高温度加快反应速率,主要是因为更多分子获得能量成为活化分子,活化分子百分数增大,有效碰撞次数增多,B错误;
C.对于有气体参加的可逆反应,增大压强,平衡向气体体积减小的方向移动,不一定向正反应方向移动,C错误;
D.向醋酸溶液中加水稀释,醋酸的电离平衡正向移动,电离度增大,但溶液体积增大的幅度远大于物质的量增大的幅度,最终溶液中减小,D错误;
故选A。
6. 向一固定体积的密闭容器中通入a mol N2O4气体,在密闭容器内发生反应:N2O4(g)2NO2(g),达到平衡时再通入a mol N2O4气体,再次达到平衡时,与第一次达平衡时相比,N2O4的转化率( )
A. 不变 B. 增大 C. 减小 D. 无法判断
【答案】C
【解析】
【详解】达到平衡时再通入a mol N2O4气体,由于反应前后均是只有一种物质,因此相当于是增大压强,平衡向正反应方向进行,所以再次达到平衡时,N2O4的转化率减小,答案选C。
【点晴】关于压强影响化学平衡需要注意以下几点:气体减压或增压与溶液稀释或浓缩的化学平衡移动规律相似;对于反应前后气体分子数无变化的反应,如H2(g)+I2(g)2HI(g),压强的变化对其平衡无影响。这是因为,在这种情况下,压强的变化对正、逆反应速率的影响程度是等同的,故平衡不移动;同等程度地改变反应混合物中各物质的浓度,应视为压强对平衡的影响。
7. 常温下,下列各组离子在相应条件下可能大量共存的是
A. 在的溶液中:、、、
B. 遇甲基橙变红色的溶液中:、、、
C. 加水稀释pH增大的溶液:、、、
D. 水电离的的溶液中:、、、
【答案】D
【解析】
【详解】A.在的溶液中,该比值大于1,溶液呈碱性(pH=10),在碱性条件下会生成沉淀,A不符合题意;
B.遇甲基橙变红色的溶液为强酸性溶液,和在酸性条件下发生氧化还原反应,不能大量共存,B不符合题意;
C.加水稀释pH增大的溶液是酸性溶液,在酸性条件下会与反应生成和,不能大量共存,且铝离子和碳酸根离子在溶液中水解相互促进,不能大量共存,C不符合题意;
D.水电离的的溶液可能是强酸性(pH=1)或强碱性(pH=13),若为强酸性,、、、可大量共存;若为强碱性,不能大量共存,但题目要求“可能”大量共存,因此在酸性条件下可以,D符合题意;
故答案选D。
8. 化学理论中有许多推理。下列有关反应热和热化学方程式的推理正确的是
A. 已知稀盐酸与稀NaOH溶液反应的中和热,则稀硫酸与稀Ba(OH)2溶液反应的热化学方程式为:
B. 已知氢气的燃烧热,则氢气燃烧的热化学方程式为:
C. 已知,则1molN2与3molH2充分反应,放出92.4 kJ的热量
D. 已知:C(石墨,s)=C(金刚石,s),则石墨比金刚石稳定
【答案】D
【解析】
【详解】A.中和热是指稀溶液中强酸与强碱发生中和反应生成1 mol液态水时放出的热量。稀硫酸与溶液反应时,除了生成2 mol水放出114.6 kJ热量外,还会生成沉淀,沉淀的生成会额外放出热量。因此,该反应实际放出的热量大于114.6 kJ,,A错误;
B.燃烧热要求可燃物必须是1 mol纯物质,且完全燃烧生成指定的产物(水必须为液态)时所放出的热量。由气态水变为液态水需要放出热量,故燃烧生成气态水时放出的热量小于,即该热化学反应方程式中的反应热,B错误;
C.该反应为可逆反应,反应物不能完全转化为生成物。因此,与充分反应后,实际反应的量小于1 mol,放出的热量小于92.4 kJ,C错误;
D.反应C(石墨,s)=C(金刚石,s),说明石墨转化为金刚石需要吸热,即金刚石的能量高于石墨。根据能量越低越稳定的原理,石墨比金刚石稳定,D正确;
故选D。
9. 如图是常温下向的盐酸中,逐滴加入的溶液时,溶液的随溶液的体积变化的曲线,根据图像所得的下列结论中正确的是
A. 原盐酸的浓度为
B. 当滴入时,溶液依然显酸性,且
C. 的值为20.00
D. 只能选用酚酞作指示剂,不能用甲基橙
【答案】C
【解析】
【详解】A.溶液的体积为0mL时,溶液pH=1,说明盐酸溶液中,即原盐酸的浓度为,故A错误;
B.当滴入时,溶液依然显酸性,,故B错误;
C.当溶液的体积为20mL时,等浓度的盐酸和等浓度的氢氧化钠溶液混合后,溶液呈中性,常温下pH=7,故C正确;
D.强酸强碱的酸碱中和滴定,酚酞或甲基橙均可作指示剂,故D错误;
答案选C。
10. 2026年诺贝尔化学奖授予了在“不对称有机合成中的非线性效应和自催化”领域做出杰出贡献的科学家。非手性催化剂与手性催化剂分别催化某羰基加成反应的势能变化历程如下图所示。底物与手性催化剂结合后,经由过渡态生成(R)-产物,经由过渡态TSs生成(S)-产物。
已知活化能,下列分析正确的是
A. 手性催化剂改变了该加成反应的反应热ΔH
B. 图中过渡态与的能量差等于产物(R)与产物(S)的能量差
C. 产物(R)的平衡选择性随温度升高而增大
D. 固定温度且催化剂活性不变时,产物(R)的选择性高于产物(S)的选择性
【答案】D
【解析】
【详解】A.催化剂只能改变反应历程,降低反应的活化能,从而加快反应速率,但不能改变反应物和生成物的总能量(始态和终态)。因此,手性催化剂不能改变该加成反应的反应热ΔH,A错误;
B.与的能量差(即)是两个反应路径的活化能差值,决定两条路径的快慢与产物选择性;产物(R)与产物(S)的能量差是最终产物的能量差值,从图中可见二者数值明显不相等,B错误;
C.由图可知,(R)-构型产物的能量更低,说明生成(R)的方向是放热方向(或者(R)向(S)转化是吸热方向),根据勒夏特列原理,升高温度,化学平衡向吸热反应方向移动。因此,温度升高会导致平衡向生成能量较高的(S)-构型产物方向移动,从而导致产物(R)的平衡选择性降低,C错误;
D.固定温度、催化剂活性不变时,反应速率由活化能决定,已知,生成(R)产物的反应速率更快,因此产物(R)的选择性高于(S),D正确;
故选D。
11. 下列说法正确的是
A. AlCl3溶液和Na[Al(OH)4]溶液加热、蒸发、浓缩、结晶、灼烧,所得固体的成分相同
B. 配制FeCl3溶液时,将FeCl3固体溶解在硫酸中,然后再用水稀释到所需的浓度
C. 用热的纯碱溶液清洗油污,去污效果更好
D. 泡沫灭火器中常使用的原料是碳酸钠溶液和硫酸铝溶液
【答案】C
【解析】
【详解】A.溶液中铝离子水解生成氢氧化铝和盐酸,加热蒸发浓缩时,盐酸挥发,促进水解正向进行,最终灼烧得到,而水解生成的难挥发NaOH会与水解产物重新反应,得到,蒸发浓缩结晶灼烧,最终得到的是,A错误;
B.配制溶液时,为防止水解,应将其溶解在浓盐酸中,然后再用水稀释到所需浓度。若溶解在硫酸中,会引入杂质,B错误;
C.纯碱()溶液中存在水解平衡:。水解是吸热反应,加热能促进水解,使溶液中增大,碱性增强,油脂水解更彻底,去污效果更好,C正确;
D.泡沫灭火器中常使用的原料是碳酸氢钠()和硫酸铝()两者混合发生双水解反应产生气体和沉淀,D错误;
故选C。
12. 如图表示水溶液中pH与pOH[pOH=-lgc(OH-)]的变化关系(已知lg5=0.7),下列说法正确的是
A. T1<25℃,T2=25℃
B. T2时,c点溶液呈碱性
C. T1时,将溶液与溶液等体积混合,所得溶液pH约为9.7
D. T2时,将pH=3的盐酸与pH=11的NaOH溶液等体积混合,所得溶液pH=6
【答案】C
【解析】
【详解】A.常温下,水的,线上a点,则,说明时水的电离程度相比常温更大,温度高于;线上b点,,A错误;
B.c点在线上,且,,,溶液呈酸性,不是碱性,B错误;
C.时,,将溶液与溶液等体积混合,设体积均为V L。NaOH物质的量为0.02V mol,HCl物质的量为0.01V mol,碱过量。混合后剩余,溶液总体积为2 VL,则:。,,C正确;
D.为,。的盐酸中;的NaOH溶液中。二者等体积混合,与恰好完全中和,所得溶液为NaCl溶液,,不是6,D错误;
故选C。
13. 2025年,我国科学家研发出全球首例室温可逆充放电的全固态氢负离子电池。该电池采用固体电解质,可选择性传导H-并阻挡电子,从而避免金属枝晶生长。装置如下图所示。已知:放电时,b极的反应为,则下列说法错误的是
A. 放电时,H-由b极经固体电解质移向a极,电子由a极经外电路移向b极
B. 充电时,a极与外接电源的负极相连,发生还原反应:
C. 放电时,每转移6mole-,b极消耗3molNaAlH4,同时生成2 mol Al
D. 放电时,b极发生还原反应;若将固体电解质换为水溶液,b极区pH会明显降低
【答案】D
【解析】
【分析】放电时为原电池,b极发生还原反应作正极,电极反应为,电极a为负极,电极反应为,充电时为电解池,a极为阴极,电极反应为,
【详解】A.放电时是阴离子,由正极b经固体电解质移向负极a;电子由负极a经外电路流向正极b,A正确;
B.充电时a极为阴极,接外电源负极,发生还原反应:,原子守恒、电荷守恒,B正确;
C.由b极反应可知,转移时消耗,生成,C正确;
D.放电时b极发生还原反应,前半句正确;后半句错误,正极生成,与水发生化学反应会生成,其次,b极的反应物(以及放电产物)本身遇水会发生强烈反应,例如:。这两个过程都会在b极区产生大量的,导致溶液碱性显著增强,pH会明显升高,而不是降低,D错误;
故选D。
14. 室温下,向柠檬酸钠(Na3A)溶液中通入HCl气体(忽略溶液体积变化),溶液中A3-、HA2-、H2A-和H3A的分布系数δ(X)(某种含A微粒浓度与所有含A微粒浓度之和的比值)随pH变化曲线如图所示。下列说法正确的是
A. 曲线c表示H2A-的分布系数随pH的变化
B. Na2HA在水溶液中显碱性
C. 溶液中始终存在:
D. pH=6时,溶液中有
【答案】C
【解析】
【分析】向柠檬酸钠()溶液中通入HCl气体,溶液pH逐渐减小,依次转化为、、故曲线a、b、c、d分别代表、、、的分布系数随pH的变化。由三个交点可知柠檬酸的电离平衡常数:a与b交点,则;b与c交点(n点),则;c与d交点,则,据此分析;
【详解】A.由上述分析可知,曲线c表示的分布系数随pH的变化,曲线b才表示的分布系数,A错误;
B.在溶液中既电离又水解:电离常数,水解常数。因,故的电离程度大于水解程度(其钠盐溶液显酸性),B错误;
C.溶液中存在电荷守恒:;又由物料守恒及钠元素守恒,得,代入电荷守恒式整理得,即,该关系在通入HCl的过程中始终成立,C正确;
D.pH=6时,观察分布系数曲线可知含A微粒的浓度顺序为,,而Na⁺作为强电解质的离子,浓度始终是所有含A微粒总浓度的3倍,因此最大,正确顺序应为,D错误;
故选C。
第Ⅱ卷 (非选择题)
二、填空题(此题包括4小题,每空2分,共58分)
15. 中学化学常见的滴定法包括中和滴定法、氧化还原反应滴定法等,某研究性学习小组利用酸性高锰酸钾溶液和草酸晶体()进行系列实验。已知:实验均在室温20℃下进行;
Ⅰ.滴定前的准备与操作
(1)盛装标准溶液应选用______(填“酸式”或“碱式”)滴定管。
(2)滴定管在装入标准液之前,必须进行的操作是检漏、水洗和_____。滴定过程中,左手应控制活塞,眼睛应注视_____。
(3)本实验达到滴定终点的标志是______。
Ⅱ.测定草酸晶体中的x值
实验步骤:①称取3.15 g纯草酸晶体,配制成250.00 mL溶液作为待测液;
②取25.00 mL待测液于锥形瓶中,再加入适量的稀硫酸;
③用浓度为0.1000mol/L的标准溶液进行滴定,重复三次。
(4)某同学三次平行实验记录数据如下表。根据表中数据,计算出平均消耗标准溶液的体积为________mL(保留两位小数)。
实验序号
待测草酸溶液的体积/mL
滴定前刻度/mL
滴定后刻度/mL
1
25.00
0.00
10.00
2
25.00
0.20
10.22
3
25.00
0.50
10.48
(5)根据上述合理数据,计算得出草酸晶体中的x=______。
Ⅲ.误差分析
(6)下列操作中,会导致测得的x值偏小的是_____(填字母)。
A. 滴定管未用标准液润洗就直接注入标准液
B. 读取标准液体积时,开始仰视读数,滴定结束时俯视读数
C. 滴定管尖嘴部分在滴定前没有气泡,滴定后有气泡
D. 滴定前盛放草酸溶液的锥形瓶用蒸馏水洗净后没有干燥
【答案】(1)酸式 (2) ①. (待装液)润洗 ②. 锥形瓶内溶液颜色的变化
(3)当滴入最后半滴KMnO4标准溶液时,锥形瓶中溶液由无色变为浅紫红色(或浅红色、浅紫色),且半分钟内不褪色
(4)10.00 (5)2 (6)A
【解析】
【小问1详解】
酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性,会腐蚀碱式滴定管的橡胶管,因此需用酸式滴定管盛装;
【小问2详解】
滴定管装入标准液前,水洗后必须用待装的标准液润洗,避免残留的水稀释标准液,带来误差;滴定过程中眼睛需注视锥形瓶内溶液颜色变化,准确判断滴定终点,不能盯着滴定管刻度;
【小问3详解】
高锰酸钾自身有颜色,可作指示剂,草酸反应完全后,过量的高锰酸根会使溶液显浅紫红色,因此终点标志为滴入最后半滴标准液后,溶液由无色变为浅紫红色,且半分钟内不褪色;
【小问4详解】
第1组消耗:;第2组消耗:;第3组消耗:。三组数据均有效,平均消耗体积;
【小问5详解】
。根据方程式,25.00 mL待测液中。250.00 mL原液中。,,,,。
【小问6详解】
A.x值偏小,意味着算出的草酸质量偏大,水质量偏小,即消耗的体积()读数偏大。未润洗,标准液被稀释,滴定时需要消耗更多体积,偏大,算出的草酸偏大,水偏小,x偏小,A符合题意;
B.开始仰视(初读数偏大),结束俯视(末读数偏小),导致偏小,x偏大,B不符合题意;
C.滴定后有气泡,导致末读数偏小,偏小,x偏大,C不符合题意;
D.锥形瓶有水,不改变草酸的总量,无影响,D不符合题意;
故选A。
16. 氮氧化物(NOx)是大气主要污染物。某金属表面处理(电镀)厂采用协同工艺处理生产中的含氮尾气和含Cr2(SO4)3废水:尾气先经氧化吸收预处理,再将残余NO通入NO-H2O质子交换膜燃料电池转化为HNO3,返回酸洗工序使用;电池输出的电能同时驱动电解池处理废水,得到浓硫酸,在阴极获得高纯铬。整个方案实现了污染物的资源化利用。回答下列问题:
I.电化学协同处理装置
(1)Pt(I)电极为______极。
(2)Pt(I)电极上发生的电极反应式为__________________。
(3)X膜为______交换膜(填“阴离子”或“阳离子”)。
(4)已知Pt(II)电极消耗标准状况下O21.68L,则Cr棒理论上增重______g。
II.氧化吸收工段的平衡研究
尾气中NO的吸收效率取决于其氧化为NO2的程度,该反应是氧化吸收工艺的控制步骤:,
(5)下列措施中能提高NO平衡转化率的是______(填标号)。
A.升高温度 B.降低温度 C.增大压强 D.使用催化剂 E.及时分离NO2
(6)恒温恒容下,上述反应达到平衡后,再向容器中充入一定量NO2,新平衡时NO2的体积分数______(填“增大”“减小”或“不变”)。
(7)某温度下,在2 L恒温恒容密闭容器中充入NO和O2,起始时、、。达平衡后容器总压降为100 kPa,则该温度下Kp=__________。
【答案】(1)负 (2)
(3)阴离子 (4)5.2
(5)BCE (6)增大
(7)
【解析】
【小问1详解】
在质子交换膜燃料电池中,Pt(I)极通入NO和,产物为。NO中N为+2价,中N为+5价,N元素化合价升高,发生氧化反应。原电池中发生氧化反应的电极是负极,因此Pt(I)为负极。
【小问2详解】
Pt(I)为负极,NO在酸性条件下失电子被氧化为。先写出反应物和产物:,酸性条件用和配平氧原子和氢原子,配平后得:
【小问3详解】
为了在Ⅱ室制备硫酸,需要使用Ⅲ室中的通过X膜进入Ⅱ室,与阳极产生的结合成。是阴离子,因此X膜为阴离子交换膜。
【小问4详解】
。Pt(II)为正极,发生还原反应:。转移4 mol电子,所以转移电子:。Cr棒为阴极,发生还原反应:。转移0.3 mol电子时,生成Cr的物质的量:。Cr棒增重质量:。
【小问5详解】
该反应为放热反应(),且反应前后气体分子数减小(左边3 mol,右边2 mol)。降低温度:平衡向放热方向(正反应方向)移动,NO转化率提高,B正确。增大压强:平衡向气体分子数减小的方向(正反应方向)移动,NO转化率提高,C正确。及时分离:减小生成物浓度,平衡正向移动,NO转化率提高,E正确。升高温度:平衡向逆反应方向移动,NO转化率降低,A错误。使用催化剂:只加快反应速率,不影响平衡转化率,D错误。因此选BCE.
【小问6详解】
恒温恒容下,达到平衡后,再向容器中充入一定量,瞬间浓度增大,浓度商增大,此时,平衡向逆反应方向移动。但平衡移动只能减弱不能消除浓度的增大,故新平衡时的体积分数比原平衡大。
【小问7详解】
恒温恒容条件下气体压强与物质的量成正比,故可直接用分压列三段式。起始总压为,平衡时总压为100 kPa,总压减小了25 kPa;由反应可知,每消耗1份气体总物质的量净减少1份,故反应掉的所对应的分压为25 kPa.则平衡时,,,三者之和为100 kPa,与题给平衡总压相符。代入压强平衡常数表达式。
17. 开展碳(CO2、CO、CH4)化学研究对实现“碳达峰、碳中和”目标与推动绿色低碳发展具有重要意义。回答下列问题:
(1)根据下表相关信息,反应的___________(用含、的代数式表示)。K=_________(用含 K1、K2的代数式表示)。
相关反应
化学平衡常数(K)
i
ii
(2)一定温度下,反应的平衡常数K=1.0。在1 L恒容密闭容器中充入1 mol CO和amolH2O (a>1),达平衡时CO与H2O的转化率之比为______(用含a的式子表示)。
(3)一定温度下,CO2和CH4反应可制备合成气(CO和H2):。该反应能够自发进行的条件是__________(填“高温”或“低温”);在恒温恒压下进行该反应,能说明该反应达到平衡状态的是__________(填字母)。
A.容器内CO2和CH4的物质的量浓度之比是1:1
B.CO2的消耗速率等于CO的生成速率的0.5倍
C.容器的体积保持恒定
(4)在密闭容器中投入1 mol CO和2mol H2,发生反应。实验测得CO的平衡转化率随温度(T)、压强(p)的变化如图所示:
①该反应的正反应为__________(填“吸热”或“放热”)反应。
②p1_________(填“>”或“<”)p2。
【答案】(1) ①. ②.
(2)a(或a:1) (3) ①. 高温 ②. C
(4) ①. 放热 ②. >
【解析】
【小问1详解】
目标反应=反应i+反应ii,故由盖斯定律可知,,总反应的平衡常数等于分步反应平衡常数的乘积,故化学平衡常数。
【小问2详解】
在1 L恒容密闭容器中充入1 mol CO和a mol H2O (a>1),设平衡时CO转化x mol,列出三段式
CO转化率为x,转化率;两者之比
【小问3详解】
①该反应(吸热),且气体分子数增大(,熵增)。根据时反应自发,只有在高温条件下,才有,反应自发进行。
②A.容器内CO2和CH4的物质的量浓度之比是1:1,仅代表某一时刻的浓度关系,不能说明浓度不再变化,无法判断平衡。A错误;
B.的消耗速率和CO的生成速率都是正反应方向的速率,不能说明正逆反应速率相等。B错误;
C.恒温恒压下,该反应气体体积增大。若容器体积保持恒定,说明气体的总物质的量不再变化,反应已达到平衡。C正确;
【小问4详解】
①由图可知,压强一定时(如看曲线),升高温度,CO的平衡转化率减小,说明平衡向逆反应方向移动,即逆反应吸热,因此该反应的正反应为放热反应。
②该反应是气体体积减小的反应,在温度一定时,增大压强,平衡向正反应方向(气体体积减小方向)移动,CO的转化率会增大。由图可知,在相同温度下,条件下的CO转化率大于条件下的转化率,因此。
18. 常温下,几种弱酸的电离平衡常数如下表所示
弱酸
电离平衡常数
回答下列问题:
(1)写出 H2SO3在水溶液中的第一步电离方程式:_________。
(2)相同条件下,等物质的量浓度的下列四种溶液:①Na2CO3 ②NaClO ③CH3COONa ④NaHSO3,pH由大到小的顺序为______(填序号)。
(3)向NaClO溶液中通入少量SO2,发生反应的离子方程式为___________。
(4)常温下,将pH均为3的醋酸溶液和亚硫酸溶液分别加水稀释,稀释过程中pH随加水体积的变化如图所示。曲线I表示的是____________(填“醋酸”或“亚硫酸”)。
(5)常温下,回答下列问题:
①溶液中,________(填“>”“<”或“=”)。
②向Na2CO3溶液中加入少量BaCl2固体,溶液的pH____________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(6)常温下,向H2CO3溶液中逐滴加入NaOH溶液至pH=7,此时溶液中=_____。
(7)浓度比为1:3的与溶液等体积混合后,质子守恒关系为_______________________。
【答案】(1)(或)
(2)①>②>③>④(或①②③④)
(3)
(4)醋酸 (5) ①. > ②. 减小
(6)4.3 (7)
【解析】
【小问1详解】
H2SO3是弱酸,第一步电离方程式为(或);
【小问2详解】
弱酸电离平衡常数越大,酸性越强,由表格中平衡常数可知酸性:,故对应酸根水解程度:,其中H2SO3的大于的水解常数,说明电离大于水解,溶液显酸性,pH最小。因此pH由大到小为:;
【小问3详解】
向NaClO溶液中通入少量SO2,发生氧化还原反应,过量的次氯酸根和氢离子以弱酸HClO存在,故离子方程式为;
【小问4详解】
pH相同的两种酸稀释相同倍数时,弱酸会继续电离补充,使pH上升较慢。醋酸的远小于亚硫酸的,初始时pH均为3,醋酸的物质的量浓度远大于亚硫酸,稀释时pH上升更慢,所以曲线I表示醋酸。
【小问5详解】
①H2SO3的大于的水解常数,说明电离大于水解,所以;
②与生成沉淀,减小,水解平衡逆向移动,减小,pH减小;
【小问6详解】
的第一步电离方程式为,其电离常数,变形得。常温下,即,代入得;
【小问7详解】
浓度比为1:3的与溶液等体积混合,根据物料守恒,有,溶液中存在电荷守恒,消去钠离子浓度后得到质子守恒。
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