2023~2024学年度第一学期期末教学质量检测
高二化学试题
注意事项:
1.本试题共8页,满分100分,时间90分钟。
2.答卷前,考生务必将自己的姓名和准考证号填写在答题卡上。
3.回答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其它答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
4.考试结束后,监考员将答题卡按顺序收回,装袋整理;试题不回收。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16 S-32 Cu-64 Zn-65
第Ⅰ卷(选择题 共45分)
一、选择题(本大题共15小题,每小题3分,计45分。每小题只有一个选项是符合题意的)
1. 化学与生产、生活密切相关,下列说法错误的是
A. 碳酸钠去油污,利用了盐类水解的原理
B. 飞秒化学技术可跟踪和检测化学反应中某些寿命极短的中间体或过渡态
C. 在牙膏中添加氟化物可起到预防龋齿的作用,原因是氟化物具有氧化性
D. 高纯硅制成的太阳能电池可将太阳能直接转化为电能
2. 工业上为除去MgCl2酸性溶液中的Fe2+,可在搅拌的条件下加入(或通入)试剂X和Y,过滤后,再向滤液中加入适量盐酸,则下列X、Y的组合中正确的是
A. Cl2、Na2CO3 B. H2O2、MgCO3
C. 空气、NH3·H2O D. O2、Fe2O3
3. 下列关于原子结构的说法正确的是
A. 电子由3d能级跃迁至5s能级,可通过光谱仪摄取原子的发射光谱
B. 同一原子中,2p、3p、4p电子的能量依次增强
C. 电子仅从激发态跃迁到基态时才会产生原子光谱
D. 日常生活中的焰火、LED灯、激光都与原子核外电子跃迁吸收能量有关
4. 将25℃纯水加热至80℃,下列叙述正确的是
A. 水的离子积不变,呈中性 B. 水中c(H+)= c(OH- ) >1×10-7mol/L
C. 水的pH变大,呈碱性 D. 水的pH变小,呈酸性
5. 下列有关化学用语表述正确的是
A. 基态原子的价层电子排布式为
B. 轨道表示式,不满足泡利原理
C. 基态原子的电子在轨道中的表示式为
D. 基态铍原子最外层电子的电子云轮廓图为
6. 已知反应的反应历程如下:
① 慢
② 快
下列说法错误的是
A. 反应②的活化能比反应①的大
B. 增大或,均可增加活化分子数
C. 该反应的快慢主要取决于反应①
D. 升高温度,反应物能量增加,反应①、②的速率增大
7. 下列关于金属腐蚀与防护的说法不正确的是
A. 图①,放置于干燥空气中的铁钉不易生锈
B. 图②,若断开电源,钢闸门将发生吸氧腐蚀
C. 图②,若将钢闸门与电源的正极相连,可防止钢闸门腐蚀
D. 图③,若金属比活泼,可防止输水管腐蚀
8. 、、、是原子序数依次增大的4种短周期元素,其中基态原子的最外层有2个未成对电子;基态原子的价层电子排布式为;原子中有两种形状的电子云,最外层只有一种自旋方向的电子;与的最高能层数相同,且其最外层电子数等于其能层数。下列说法正确的是
A. 电负性:
B. 的基态原子有9种空间运动状态的电子
C. 最简单离子半径:
D. 第一电离能:
9. 反应 ,在温度为、时,平衡体系中的体积分数随压强变化曲线如图所示。下列说法正确的是
A. 由图可知,
B. 从A点变到点,平衡逆移,气体的颜色:深,浅
C. 该反应在低温下能自发进行
D. 、两点气体的平均相对分子质量:
10. NA代表阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 用电解法精炼铜时,若阴极质量增加,电路中转移电子数目大于2NA
B. 将溶于稀氨水,溶液呈中性时数目为NA
C. 一定温度下,的纯水中的数目为10—6 NA
D. 溶液中数目为0.1 NA
11. 下列有关实验的说法正确的是
A. 图甲装置可测定中和反应的反应热
B. 图乙是常温下用的溶液分别滴定一元酸HX、HY的滴定曲线,说明HY的酸性弱于HX
C. 图丙实验操作可验证和的大小
D. 图丁装置可制取无水氯化铝
12. 常温下,浓度均为0.1mol·L-1的四种溶液pH如下:
溶质 NaClO Na2CO3 NaHCO3 NaHSO3
pH 10.3 11.6 9.7 4.0
下列说法正确的是
A. Na2CO3溶液中:
B. 四种溶液中,水的电离程度最小的是NaHSO3
C. 0.1mol·L-1 NaHSO3溶液中:c(Na+)>c()>c(OH-)>c(H+)>c()
D. 少量CO2通入足量NaClO溶液中,反应的离子方程式为:
13. 某温度时,在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示,已知:,,下列说法正确的是
A. 该温度下,
B. 通过蒸发可以使溶液由点变到点
C. 加入可以使溶液由点变到点
D. 点表示的是该温度下的过饱和溶液
14. 我国科学家研发了一种水系可逆电池,工作原理如图所示,电极材料为金属锌和选择性催化材料,图中的双极膜层间的解离成和,并在直流电场作用下分别向两极迁移,下列说法正确的是
A. 放电时,每转移电子,生成
B. 电解质溶液2一定是碱性溶液
C. 充电时,每生成标准状况下在阳极可生成
D. 放电时,电池总反应为
15. 向体积均为的两恒容密闭容器中分别充入和发生反应 ,其中甲为绝热过程,乙为恒温过程,两反应体系的压强随时间的变化曲线如图所示。下列说法正确的是
A.
B. 气体总物质的量:
C. 点平衡常数:
D. 反应速率:
第Ⅱ卷(非选择题 共55分)
二、非选择题(本大题共5小题,计55分)
16. 近年来,我国航天事业发展迅猛,这与材料技术的进步密切相关。回答下列问题:
(1)太阳能电池材料为砷化镓()。基态砷原子的核外电子排布式为_______,其电子占据的最高能层符号是_______。
(2)铬、锌、铁等金属及其化合物在工业上有重要用途。
①基态、中未成对电子数之比为_______。
②已知等过渡元素离子形成的水合离子的颜色如下表所示:
离子
水合离子的颜色 无色 绿色 浅绿色 无色
元素位于元素周期表的_______区,请根据原子结构推测、的水合离子为无色的原因:_______。
17. 电化学原理在能量转化、物质制备及环境保护等领域均有广泛应用,请回答下列问题:
(1)1977年,伏打电堆的发明为电化学的创建开辟了道路。某化学兴趣小组在阅读了相关资料后,想把反应设计成原电池,则电池的负极材料应选择_______;正极的电极反应式为_______。
(2)工业上常用电解氧化法在铝制品表面形成致密、耐腐蚀的氧化膜,电解质一般采用硫酸溶液,阳极的电极反应式为_______。
(3)一种以液态胼()为燃料的电池装置如图甲所示,该电池用溶液作为电解质溶液。以该燃料电池为电源电解足量的饱和溶液以实现向铁棒上镀铜,装置如图乙所示:
①电极为燃料电池的_______(填“正”或“负”)极,其电极反应式为_______。
②电极应选用的电极材料为_______(填“铁”或“铜”)。
(4)氰化物在工业中应用广泛,但是氰化物有剧毒,很多氰化物在加热或与酸作用后会释放出挥发性的有毒气体氰化氢。因此在含氰工业废水排放前,需要对其进行治理。在碱性条件下利用电解法除去废水中的氰化物(以为代表),装置如图丙。
已知石墨电极上依次发生的部分反应有:
a.
b.
c.
①铁电极上发生的电极反应为_______。
②该电解过程一般控制在之间,偏高或偏低均会引起除氰效果降低,你认为可能的原因是_______。
18. 将转化为、等燃料,可以有效缓解能源危机,同时可以减少温室气体,实现“双碳目标”。
还原的热化学方程式如下:
Ⅰ:
Ⅱ
(1)已知反应Ⅰ、Ⅱ的平衡常数分别为、。由盖斯定律可知,与反应生成的热化学方程式为_______,其平衡常数_______(用、表示)。
(2)若反应Ⅰ的正反应活化能表示为,则_______(填“>”、“<”或“=”)。
(3)、初始压强为时,向恒容密闭容器中充入和,发生反应Ⅰ,达到平衡时,测得的物质的量为。
①平衡时的体积分数_______(填分数),_______(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压物质的量分数)。
②下列措施既能加快反应速率又能提高平衡转化率的是_______(填字母)。
A.升高反应温度 B.增大的浓度
C.分离出 D.缩小容器容积
③时,向密闭容器中充入和一定量的,发生反应Ⅰ,两种气体的平衡转化率与起始反应物的物质的量之比[]的关系如图所示。能表示平衡转化率的曲线是_______(填“”或“”),点的纵坐标_______(结果精确至)。
19. 类别万千的酸碱溶液共同构筑了化学世界的丰富多彩。
(1)现有常温下的盐酸(甲)的醋酸溶液(乙)和(丙),请根据下列操作回答:
①常温下,将丙溶液加水稀释,下列数值一定变小的是_______(填字母)。
A. B. C. D.
②常温下,取甲、乙各分别稀释至,稀释后,水的电离程度:乙_______甲(填“>”、“<”或“=”)。
③写出乙溶液中的电荷守恒关系_______。
(2)相同条件下,取等体积、等的和三种碱溶液,分别滴加等浓度的盐酸将它们恰好中和,用去酸的体积分别为、、,则三者的大小关系为_______。
(3)某温度下,测得溶液中水电离出的,将的溶液和的溶液混合均匀,测得溶液的,则_______。
(4)时,向的氨水中逐滴加入的盐酸,向的溶液中逐滴加入的溶液(无气体逸出),溶液的与[或]的关系如图所示。下列说法错误的是_______(填字母)。
A. 当时,恒有关系:
B. 时,约为
C. 曲线②中的
D. 当时,两溶液均大于
20. 某研究小组为了检测香菇中添加剂亚硫酸盐的含量,设计实验如下:
①三颈烧瓶中加入香菇样品和水;锥形瓶中加入水、淀粉溶液。
②以流速通入氮气,再加入过量浓,加热并保持微沸,同时用的标准溶液滴定锥形瓶中吸收的(滴定过程中发生反应)。
③用适量替代香菇样品,重复上述步骤,测得的平均回收率为。
回答下列问题:
(1)装置图中仪器的名称为_______。
(2)解释步骤②中加磷酸之前先通入氮气的原因_______。
(3)已知:,,,利用平衡移动原理解释加入能够生成的原因_______。
(4)判断滴定达到终点的依据是_______。
(5)若消耗标准溶液体积为,该香菇中亚硫酸盐的含量为_______(以计,结果精确至)。
(6)下列操作会造成测得的香菇中亚硫酸盐含量偏高的是_______(填字母)。
A. 量取标准溶液滴定管未润洗
B. 滴定终点时,俯视读数
C. 锥形瓶水洗后未干燥
D. 滴定至终点读数时,发现滴定管尖嘴处悬挂一滴溶液2023~2024学年度第一学期期末教学质量检测
高二化学试题
注意事项:
1.本试题共8页,满分100分,时间90分钟。
2.答卷前,考生务必将自己的姓名和准考证号填写在答题卡上。
3.回答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其它答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
4.考试结束后,监考员将答题卡按顺序收回,装袋整理;试题不回收。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16 S-32 Cu-64 Zn-65
第Ⅰ卷(选择题 共45分)
一、选择题(本大题共15小题,每小题3分,计45分。每小题只有一个选项是符合题意的)
1. 化学与生产、生活密切相关,下列说法错误的是
A. 碳酸钠去油污,利用了盐类水解的原理
B. 飞秒化学技术可跟踪和检测化学反应中某些寿命极短的中间体或过渡态
C. 在牙膏中添加氟化物可起到预防龋齿的作用,原因是氟化物具有氧化性
D. 高纯硅制成的太阳能电池可将太阳能直接转化为电能
【答案】C
【解析】
【详解】A.纯碱溶液中碳酸根离子水解,使溶液碱性,可以清洗油污,A正确;
B.飞秒化学技术可观察极短时间内物质的变化情况,可跟踪和检测化学反应中某些寿命极短的中间体或过渡,B正确;
C.牙齿表面含有使用含氟牙膏,会发生反应:,使用含氟牙膏,使沉淀溶解平衡正向移动,最终在牙齿表面形成难溶性的,因此可防止龋齿,C错误;
D.硅单质具有良好的半导体性能,高纯硅制成的太阳能电池可将太阳能直接转化为电能,D正确;
故选C。
2. 工业上为除去MgCl2酸性溶液中的Fe2+,可在搅拌的条件下加入(或通入)试剂X和Y,过滤后,再向滤液中加入适量盐酸,则下列X、Y的组合中正确的是
A. Cl2、Na2CO3 B. H2O2、MgCO3
C. 空气、NH3·H2O D. O2、Fe2O3
【答案】B
【解析】
【详解】A. 加入Cl2、Na2CO3会引入新的杂质Na+,不符合题意,故A错误;
B.除去Fe2+离子,可先加H2O2将Fe2+氧化为Fe3+,再加入能与氢离子反应的物质,用于调节pH,促进Fe3+的水解,生成氢氧化铁沉淀而除去,但不能引入新杂质,可用碳酸镁;故B正确;
C.加入NH3·H2O会引入铵根为新的杂质,故C错误;
D.加入Fe2O3不能除去Fe3+,故D错误。
答案选B。
3. 下列关于原子结构的说法正确的是
A. 电子由3d能级跃迁至5s能级,可通过光谱仪摄取原子的发射光谱
B. 同一原子中,2p、3p、4p电子的能量依次增强
C. 电子仅从激发态跃迁到基态时才会产生原子光谱
D. 日常生活中的焰火、LED灯、激光都与原子核外电子跃迁吸收能量有关
【答案】B
【解析】
【详解】A.由于E3d
C.原子光谱有发射光谱和吸收光谱两种,电子由激发态跃迁到基态时产生发射光谱,由基态跃迁到激发态时产生吸收光谱,C错误;
D.日常生活中我们看到的许多可见光,如焰火、LED灯、激光,都与原子核外电子发生跃迁释放能量有关,D错误;
故选B。
4. 将25℃的纯水加热至80℃,下列叙述正确的是
A. 水的离子积不变,呈中性 B. 水中c(H+)= c(OH- ) >1×10-7mol/L
C. 水的pH变大,呈碱性 D. 水的pH变小,呈酸性
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A.温度升高促进水的电离,水的离子积增大,但是氢离子浓度等于氢氧根离子浓度,呈中性,故A错误;
B.水的电离是吸热过程,将纯水加热至较高温度,促进了水的电离,生成的氢离子和氢氧根离子浓度增大,pH减小,水的离子积增大,水中的c(H+)= c(OH- )>1×10-7mol/L,故B正确;
C.水的电离是吸热过程,将纯水加热至较高温度,促进了水的电离,生成的氢离子和氢氧根离子浓度增大,水中的c(H+)= c(OH- ),pH减小,呈中性,故C错误;
D.水的电离是吸热过程,将纯水加热至较高温度,促进了水的电离,生成的氢离子和氢氧根离子浓度增大,水中的c(H+)= c(OH- ),pH减小,呈中性,故D错误;
故选B。
5. 下列有关化学用语的表述正确的是
A. 基态原子的价层电子排布式为
B. 轨道表示式,不满足泡利原理
C. 基态原子的电子在轨道中的表示式为
D. 基态铍原子最外层电子的电子云轮廓图为
【答案】C
【解析】
【详解】A.基态Se原子的价层电子排布式为,故A错误;
B.轨道表示式不满足洪特规则,故B错误;
C.基态Mn原子的电子在3d轨道中的表示式为,故C正确;
D.铍原子基态最外层电子轨道为2s,s轨道的电子云轮廓图为球形,,故D错误;
故答案为:C;
6. 已知反应的反应历程如下:
① 慢
② 快
下列说法错误的是
A. 反应②的活化能比反应①的大
B. 增大或,均可增加活化分子数
C. 该反应的快慢主要取决于反应①
D. 升高温度,反应物能量增加,反应①、②的速率增大
【答案】A
【解析】
【详解】A.活化能越小反应越快,活化能越大反应越慢,反应②的活化能比反应①的小,A错误;
B.增大或,反应物的浓度增大,则活化分子数增加,B正确;
C.决定总反应速率的是慢反应;故该反应的快慢主要取决于反应①,C正确;
D.其他条件不变,适当升高温度,反应物能量增加,活化分子比例增加,反应①、反应②的速率均会提高,D正确;
故选A。
7. 下列关于金属腐蚀与防护的说法不正确的是
A. 图①,放置于干燥空气中的铁钉不易生锈
B. 图②,若断开电源,钢闸门将发生吸氧腐蚀
C. 图②,若将钢闸门与电源的正极相连,可防止钢闸门腐蚀
D. 图③,若金属比活泼,可防止输水管腐蚀
【答案】C
【解析】
详解】A.潮湿空气中铁钉能发生吸氧腐蚀;干燥空气中无水,不能发生吸氧腐蚀,铁钉不易生锈,A正确;
B.断开电源后,该装置为原电池装置,铁钉作负极,失电子被氧化,在海水中发生吸氧腐蚀,B正确;
C.应该将钢铁闸门与电源的负极相连,可防止钢闸门腐蚀,防腐蚀原理为外加电源的阴极保护法,C错误;
D.若金属M比铁活泼,将M与铁相连,为牺牲阳极的阴极保护法,可保护铁,D正确;
故选C。
8. 、、、是原子序数依次增大的4种短周期元素,其中基态原子的最外层有2个未成对电子;基态原子的价层电子排布式为;原子中有两种形状的电子云,最外层只有一种自旋方向的电子;与的最高能层数相同,且其最外层电子数等于其能层数。下列说法正确的是
A. 电负性:
B. 的基态原子有9种空间运动状态的电子
C. 最简单离子半径:
D. 第一电离能:
【答案】A
【解析】
【分析】W、X、Y、Z是原子序数依次增大的4种短周期元素,基态X原子的价层电子排布式是2s22p4,则X为O元素;基态W原子的最外层有2个未成对电子,则W为C元素; Y原子中有两种形状的电子云,最外层只有一种自旋方向的电子,则Y为Na元素;Z与Y的最高能层数相同,但其最外层电子数等于其能层数,则Z为Al元素。
【详解】A.同周期元素,从左到右元素的非金属性依次增强,电负性依次增大,则碳元素的电负性小于氧元素,故A正确;
B.Z为Al元素,电子排布式为1s22s22p63s23p1,电子占有轨道数为7,有7种空间运动状态的电子,故B错误;
C.X为O、Y为Na元素,电子层结构相同的离子,核电荷数越大,离子半径越小,则钠离子的离子半径小于氧离子,故C错误;
D.Y为Na、Z为Al元素,同周期元素,从左到右第一电离能呈增大趋势,则钠元素的第一电离能小于铝元素,故D错误;
故选A。
9. 反应 ,在温度为、时,平衡体系中的体积分数随压强变化曲线如图所示。下列说法正确的是
A. 由图可知,
B. 从A点变到点,平衡逆移,气体的颜色:深,浅
C. 该反应在低温下能自发进行
D. 、两点气体的平均相对分子质量:
【答案】D
【解析】
【详解】A.反应 ,则升温时平衡右移、NO2(g)的体积分数增大,则A、B两点可知,T2>T1,A错误;
B.增压平衡左移、NO2(g)的体积分数减小,但N2O4(g)和NO2(g)的浓度都增大,故从A点变到C点,平衡逆移,气体的颜色:A浅,C深,B错误;
C.该反应ΔH>0,ΔS>0,ΔG=ΔH-TΔS<0可自发,即高温下可以自发进行, C错误;
D.B、C两点气体NO2(g)的体积分数相等、N2O4(g)的体积分数也相等,则混合气体的平均相对分子质量:,D正确;
故选D。
10. NA代表阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 用电解法精炼铜时,若阴极质量增加,电路中转移电子数目大于2NA
B. 将溶于稀氨水,溶液呈中性时数目为NA
C. 一定温度下,的纯水中的数目为10—6 NA
D. 溶液中数目为0.1 NA
【答案】B
【解析】
【详解】A.用电解法精炼铜时,精铜为精炼池的阴极,铜离子在阴极得到电子发生还原反应生成铜,电极反应式为Cu2++2e—=Cu,则阴极质量增加铜的质量为64g时,电路中转移电子数目为×2×NAmol—1=2NA,故A错误;
B.1mol硝酸溶于稀氨水得到的中性溶液为硝酸铵和氨水的混合溶液,溶液中氢离子浓度等于氢氧根离子浓度,由电荷守恒关系n(NH)+c(H+)=c(NO)+ c(OH—)可知,溶液中铵根离子和硝酸根离子的数目都为1mol×NAmol—1=NA,故B正确;
C.缺纯水的体积,无法计算pH为6的纯水中氢氧根离子的数目,故C错误;
D.氯化铁是强酸弱碱盐,铁离子在溶液中水解,则100mL1mol/L氯化铁溶液中铁离子数目小于1mol/L×0.1L×NAmol—1=0.1NA,故D错误;
故选B。
11. 下列有关实验的说法正确的是
A. 图甲装置可测定中和反应的反应热
B. 图乙是常温下用的溶液分别滴定一元酸HX、HY的滴定曲线,说明HY的酸性弱于HX
C. 图丙实验操作可验证和的大小
D. 图丁装置可制取无水氯化铝
【答案】C
【解析】
【详解】A.测定中和反应的反应热,应该用环形玻璃搅拌棒,不能用铜质搅拌棒,A错误;
B.根据图乙可知等浓度的一元酸HX、HY,HX的pH较大,电离程度小,酸性弱,HY的酸性强于HX,B错误;
C.白色沉淀转化成溶解度更小的黄色沉淀,故可验证和的大小,C正确;
D.图丁装置直接蒸发AlCl3溶液,铝离子水解,得到氢氧化铝,不能得到无水氯化铝,D错误;
故选C。
12. 常温下,浓度均为0.1mol·L-1的四种溶液pH如下:
溶质 NaClO Na2CO3 NaHCO3 NaHSO3
pH 10.3 11.6 9.7 4.0
下列说法正确的是
A. Na2CO3溶液中:
B. 四种溶液中,水的电离程度最小的是NaHSO3
C. 0.1mol·L-1 NaHSO3溶液中:c(Na+)>c()>c(OH-)>c(H+)>c()
D. 少量CO2通入足量的NaClO溶液中,反应的离子方程式为:
【答案】B
【解析】
【详解】A.Na2CO3溶液中,根据元素质量守恒有:,A项错误;
B.NaClO、Na2CO3、NaHCO3溶液显碱性,ClO-、、在水中水解,促进水的电离,NaHSO3溶液显酸性,的电离程度大于其水解程度,抑制水的电离,B项正确;
C.NaHSO3溶液显酸性,的电离程度大于其水解程度,,C项错误;
D.由0.1mol·L-1的NaClO、Na2CO3、NaHCO3溶液的pH可知,水解程度:>ClO->,则酸性:H2CO3>HClO>,根据酸性可知,少量CO2和NaClO溶液反应生成HClO和,离子方程式为,D项错误;
答案选B。
13. 某温度时,在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示,已知:,,下列说法正确的是
A. 该温度下,
B. 通过蒸发可以使溶液由点变到点
C. 加入可以使溶液由点变到点
D. 点表示的是该温度下的过饱和溶液
【答案】D
【解析】
【分析】由图可知,a点溶液中钡离子浓度为10—4mol/L、硫酸根离子浓度为10—6mol/L,则该温度下硫酸钡的溶度积Ksp=10—4×10—6=10—10,其中a点和c点为饱和溶液,b点溶液中钡离子浓度与硫酸根离子浓度的乘积小于溶度积,对应溶液为不饱和溶液、d点溶液中钡离子浓度与硫酸根离子浓度的乘积大于溶度积,对应溶液为过饱和溶液。
【详解】A.由分析可知,该温度下硫酸钡的溶度积Ksp=10—4×10—6=10—10,故A错误;
B.蒸发时,硫酸钡的溶度积增大,溶液中钡离子浓度和硫酸根离子浓度都增大,则蒸发不能使溶液由点变到点,故B错误;
C.向溶液中加入氯化钡,溶液中的钡离子浓度增大,硫酸钡的溶解平衡左移,硫酸根离子浓度减小,则加入氯化钡不能使溶液由点变到点,故C错误;
D.由分析可知,d点溶液中钡离子浓度与硫酸根离子浓度的乘积大于溶度积,对应溶液为过饱和溶液,故D正确;
故选D。
14. 我国科学家研发了一种水系可逆电池,工作原理如图所示,电极材料为金属锌和选择性催化材料,图中的双极膜层间的解离成和,并在直流电场作用下分别向两极迁移,下列说法正确的是
A. 放电时,每转移电子,生成
B. 电解质溶液2一定是碱性溶液
C. 充电时,每生成标准状况下在阳极可生成
D. 放电时,电池总反应为
【答案】A
【解析】
【分析】由图可知,放电时,锌为原电池负极,碱性条件下失去电子发生氧化反应生成四羟基合锌离子,电极反应式为Zn—2e—+4OH—=Zn(OH),双极膜中水解离出的氢氧根离子移向左侧,右侧电极为正极,酸性条件下二氧化碳在正极得到电子发生还原反应生成甲酸,电极反应式为CO2+2e—+2H+=HCOOH,双极膜中水解离出的氢离子移向右侧,电池总反应为Zn+CO2+2OH—+2H2O=Zn(OH)+HCOOH;充电时,与直流电源的负极相连的锌做电解池的阴极,四羟基合锌离子在阴极得到电子发生还原反应生成锌和氢氧根离子,双极膜中水解离出的氢离子移向左侧,右侧电极为阳极,水在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子,双极膜中水解离出的氢氧根离子移向右侧,则电解质溶液1是碱性溶液、电解质溶液2是酸性溶液。
【详解】A.由分析可知,放电时,右侧电极为正极,酸性条件下二氧化碳在正极得到电子发生还原反应生成甲酸,电极反应式为CO2+2e—+2H+=HCOOH,则转移2mol电子时,生成甲酸的物质的量为1mol,故A正确;
B.由分析可知,电解质溶液1是碱性溶液、电解质溶液2是酸性溶液,故B错误;
C.由分析可知,充电时,与直流电源的负极相连的锌做电解池的阴极,四羟基合锌离子在阴极得到电子发生还原反应生成锌和氢氧根离子,故C错误;
D.由分析可知,放电时,电池总反应为Zn+CO2+2OH—+2H2O=Zn(OH)+HCOOH,故D错误;
故选A。
15. 向体积均为的两恒容密闭容器中分别充入和发生反应 ,其中甲为绝热过程,乙为恒温过程,两反应体系的压强随时间的变化曲线如图所示。下列说法正确的是
A.
B. 气体总物质的量:
C. 点平衡常数:
D. 反应速率:
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图像可知,在容器甲中是绝热条件下,开始压强增大,说明反应温度升高,故反应为放热反应,所以,故A错误;
B.a、c两点压强相等,容器体积相等,依据阿伏伽德罗定律,此时气体的物质的量与温度成反比,需注意a点温度比c点对应温度高,则气体总物质的量,故B错误;
C.假设c点达到平衡,设Z平衡物质的量为q,列出三段式:,在恒温恒容条件下,气体的压强之比等于物质的量之比,则,解得q=0.75mol,根据,c点平衡常数K=12,实际是c点不是平衡点,甲容器是绝热容器,a点是平衡点,a点的压强Pa=P始,若温度和c点相同,则平衡时气体总物质的量na=n始,甲容器绝热温度升高,则气体总物质的量na<n始,q>0.75mol,故a点平衡常数:K>12,故C错误;
D.温度越高,反应速率越大,因为甲是在绝热条件下,故a的温度大于b的温度,故反应速率:,故D正确;
答案选D。
第Ⅱ卷(非选择题 共55分)
二、非选择题(本大题共5小题,计55分)
16. 近年来,我国航天事业发展迅猛,这与材料技术的进步密切相关。回答下列问题:
(1)太阳能电池材料为砷化镓()。基态砷原子的核外电子排布式为_______,其电子占据的最高能层符号是_______。
(2)铬、锌、铁等金属及其化合物在工业上有重要用途。
①基态、中未成对电子数之比为_______。
②已知等过渡元素离子形成的水合离子的颜色如下表所示:
离子
水合离子的颜色 无色 绿色 浅绿色 无色
元素位于元素周期表的_______区,请根据原子结构推测、的水合离子为无色的原因:_______。
【答案】16. ①. 或1s22s22p63s23p63d104s24p3 ②.
17. ①. ②. ③. 的轨道全空,的轨道全满,均没有未成对电子
【解析】
【小问1详解】
砷元素的原子序数为33,基态原子的电子排布式为或1s22s22p63s23p63d104s24p3,核外电子占据的最高能层为N能层;
【小问2详解】
①铁元素的原子序数为26,基态铁离子的价电子排布式为3d5,d轨道中有5个未成对电子,亚铁离子的价电子排布式为3d6,d轨道中有4个未成对电子,则铁离子和亚铁离子中未成对电子数之比为5∶4;
②钪元素的原子序数为21,价电子排布式为3d14s2,则钪元素位于元素周期表的d区;由价电子排布式可知,钪离子、铬离子、亚铁离子、锌离子的d轨道中未成对电子数分别为0、3、4、0,钪离子和锌离子的水合离子为无色,铬离子和亚铁离子的的水合离子为绿色和浅绿色说明水合离子的颜色与d轨道的未成对电子数有关,故答案为:d;的轨道全空,的轨道全满,均没有未成对电子。
17. 电化学原理在能量转化、物质制备及环境保护等领域均有广泛应用,请回答下列问题:
(1)1977年,伏打电堆的发明为电化学的创建开辟了道路。某化学兴趣小组在阅读了相关资料后,想把反应设计成原电池,则电池的负极材料应选择_______;正极的电极反应式为_______。
(2)工业上常用电解氧化法在铝制品表面形成致密、耐腐蚀的氧化膜,电解质一般采用硫酸溶液,阳极的电极反应式为_______。
(3)一种以液态胼()为燃料的电池装置如图甲所示,该电池用溶液作为电解质溶液。以该燃料电池为电源电解足量的饱和溶液以实现向铁棒上镀铜,装置如图乙所示:
①电极为燃料电池的_______(填“正”或“负”)极,其电极反应式为_______。
②电极应选用的电极材料为_______(填“铁”或“铜”)。
(4)氰化物在工业中应用广泛,但是氰化物有剧毒,很多氰化物在加热或与酸作用后会释放出挥发性的有毒气体氰化氢。因此在含氰工业废水排放前,需要对其进行治理。在碱性条件下利用电解法除去废水中的氰化物(以为代表),装置如图丙。
已知石墨电极上依次发生的部分反应有:
a.
b.
c.
①铁电极上发生的电极反应为_______。
②该电解过程一般控制在之间,偏高或偏低均会引起除氰效果降低,你认为可能的原因是_______。
【答案】(1) ①. 铜 ②.
(2)
(3) ①. 负 ②. ③. 铁
(4) ①. ②. 偏高,可能会有在阳极参与放电,降低的氧化效率;偏低,可能会有转化为气体挥发
【解析】
【小问1详解】
由方程式可知,原电池的负应选择还原剂铜、正极选择银或石墨、电解质溶液为稀硝酸,原电池工作时,负极铜失去电子发生氧化反应生成铁离子,酸性条件下,硝酸根离子在正极得到电子发生还原反应生成一氧化氮和水,电极反应式为,故答案为:铜;;
【小问2详解】
由题意可知,用电解氧化法在铝制品表面形成致密、耐腐蚀的氧化膜时,铝为电解池的阳极,水分子作用下铝在阳极失去电子发生氧化反应生成氧化铝和氢离子,电极反应式为,故答案为:;
【小问3详解】
由图可知,甲池为燃料电池,通入液态肼的a电极为燃料电池的负极,碱性条件下肼在负极失去电子发生氧化反应生成氮气和水,通入空气中的b电极为正极,水分子作用下氧气在正极得到电子发生还原反应生成水;乙池为电镀池,与燃料电池正极相连的c电极铜是电镀池的阳极,铜失去电子发生氧化反应生成铜离子,d电极铁棒为阴极,铜离子在阴极得到电子发生还原反应生成铜;
①由分析可知,通入液态肼的a电极为燃料电池的负极,碱性条件下肼在负极失去电子发生氧化反应生成氮气和水,电极反应式为,故答案为:负;;
②由分析可知,乙池为电镀池,d电极铁棒为阴极,铜离子在阴极得到电子发生还原反应生成铜,故答案为:铁;
【小问4详解】
由题意可知,与直流电源正极相连石墨电极是阳极,铁电极是阴极,水分子在阴极得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子;
①由分析可知,,铁电极是阴极,水分子在阴极得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子,电极反应式为,故答案为:;
②电解过程中,若溶液pH偏高,可能会有氢氧根离子在阳极参与放电,导致降低CNO 的氧化效率;若溶液pH偏低,可能会有氰酸根离子转化为HCN气体挥发,所以电解过程一般控制pH在9 10之间,故答案为:pH偏高,可能会有OH 在阳极参与放电,降低CNO 的氧化效率;pH偏低,可能会有CN 转化为HCN气体挥发。
18. 将转化为、等燃料,可以有效缓解能源危机,同时可以减少温室气体,实现“双碳目标”。
还原的热化学方程式如下:
Ⅰ:
Ⅱ
(1)已知反应Ⅰ、Ⅱ平衡常数分别为、。由盖斯定律可知,与反应生成的热化学方程式为_______,其平衡常数_______(用、表示)。
(2)若反应Ⅰ的正反应活化能表示为,则_______(填“>”、“<”或“=”)。
(3)、初始压强为时,向恒容密闭容器中充入和,发生反应Ⅰ,达到平衡时,测得的物质的量为。
①平衡时的体积分数_______(填分数),_______(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压物质的量分数)。
②下列措施既能加快反应速率又能提高平衡转化率的是_______(填字母)。
A.升高反应温度 B.增大浓度
C.分离出 D.缩小容器容积
③时,向密闭容器中充入和一定量的,发生反应Ⅰ,两种气体的平衡转化率与起始反应物的物质的量之比[]的关系如图所示。能表示平衡转化率的曲线是_______(填“”或“”),点的纵坐标_______(结果精确至)。
【答案】(1) ①. ②.
(2)
(3) ①. ②. ③. AB ④. ⑤.
【解析】
【小问1详解】
Ⅰ: ,Ⅱ ,根据盖斯定律反应Ⅱ-反应Ⅰ,可得 ,则平衡常数K=。
小问2详解】
因反应Ⅰ的,若反应Ⅰ的正反应活化能表示为,则大于。
【小问3详解】
①向10L恒容密闭容器中充入和,发生反应I,5 min达到平衡时测得的物质的量为,CO的生成量为0.5mol,反应为气体体积不变的反应,平衡时总物质的量不变,也为1mol+2.5mol=3.5mol,CO 的体积分数=100%= =14.3%,故答案为: 或14.3%;
平衡常数只与温度有关,在,压强为时,根据三段式:
,=0.25。
②A.升高反应温度,反应速率加快,反应正向吸热,升温,平衡正向移动,平衡转化率升高,选项A正确;
B.增大H2浓度,反应速率加快,平衡正向移动,平衡转化率提高,选项B正确;
C.分离出部分CO,平衡正向移动,平衡转化率提高,但反应物浓度降低,反应速率减慢,选项C错误;
D.缩小容器体积,反应物浓度增大,反应速率加快,该反应为体积体积不变的反应,增大压强平衡不移动,的转化率不变,选项D错误;
答案选AB;
③起始的物质的量之比增大时,相当于增大了CO2的浓度,CO2的转化率降低,故表示的曲线是L2;
L1为H2的转化率曲线,M点反应物的转化率相等,说明,反应物的起始投料按方程式系数比进行,故M点横坐标为1,,向密闭容器中充入和,发生反应I,达到平衡时,测得的物质的量为,根据三段式有:
,平衡常数K==0.25,温度不变,平衡常数不变;M点横坐标为1,即=1,故为向10L恒容密闭容器中充入2molCO2和2molH2,发生反应I,5 min达到平衡时两种气体的平衡转化率(a)=b,根据三段式有:
,平衡常数K==0.25,解得b==33.3%;答案为或33.3%;
19. 类别万千的酸碱溶液共同构筑了化学世界的丰富多彩。
(1)现有常温下的盐酸(甲)的醋酸溶液(乙)和(丙),请根据下列操作回答:
①常温下,将丙溶液加水稀释,下列数值一定变小的是_______(填字母)。
A. B. C. D.
②常温下,取甲、乙各分别稀释至,稀释后,水的电离程度:乙_______甲(填“>”、“<”或“=”)。
③写出乙溶液中的电荷守恒关系_______。
(2)相同条件下,取等体积、等的和三种碱溶液,分别滴加等浓度的盐酸将它们恰好中和,用去酸的体积分别为、、,则三者的大小关系为_______。
(3)某温度下,测得溶液中水电离出的,将的溶液和的溶液混合均匀,测得溶液的,则_______。
(4)时,向的氨水中逐滴加入的盐酸,向的溶液中逐滴加入的溶液(无气体逸出),溶液的与[或]的关系如图所示。下列说法错误的是_______(填字母)。
A. 当时,恒有关系:
B. 时,约为
C. 曲线②中的
D. 当时,两溶液均大于
【答案】(1) ①. AB ②. ③.
(2)
(3) (4)CD
【解析】
【小问1详解】
①A.,加水稀释,氨水浓度减小,则值减小,正确;
B.,加水稀释,氨水浓度减小,碱性变弱,氢氧根离子浓度减小,则值减小,正确;
C.加水稀释,氨水电离程度变大,则变大,错误;
D.,加水稀释,氨水浓度减小,碱性变弱,氢氧根离子浓度减小,则值变大,错误;
故选AB;
②醋酸为弱酸,部分电离,常温下的盐酸(甲)的醋酸溶液(乙),醋酸浓度远大于盐酸浓度,取甲、乙各分别稀释至,稀释后,醋酸会电离出更多氢离子,对水的电离抑制作用更大,故水的电离程度:乙<甲;
③乙溶液中的电荷守恒关系为:;
【小问2详解】
、均为强碱完全电离,为弱碱部分电离,等体积、等的和三种碱溶液,的溶液在氢氧根离子的物质的量相同,氨水的物质的量更大,随着反应进行,氨水能电离出更多的氢氧根离子,故用去酸的体积分别为、、,三者的大小关系为;
【小问3详解】
温度下,测得溶液中水电离出的,则,溶液中氢离子浓度为,则;的溶液氢离子浓度为,的溶液氢氧根离子浓度为,混合均匀,测得溶液的>6,pOH=12-7=5,则溶液显碱性,氢氧化钡过量,则,9:1;
【小问4详解】
时,向的氨水中逐滴加入的盐酸,反应生成氯化铵,导致铵根离子浓度变大、氨水浓度减小,则变大,对应曲线为②;向的溶液中逐滴加入的溶液(无气体逸出),反应生成一水合氨,导致铵根离子浓度变小、氨水浓度变大,则变大,对应曲线为①;
A.由图可知,当时,=,则恒有关系:,正确;
B.时,,则pOH=4.74,=,正确;
C.根据分析,曲线②中为Y=,错误;
D.当时,两混合溶液中均含等物质的量的一水合氨和氯化铵,铵根离子水解常数为,其水解小于电离,则,<1,>1,则两溶液均小于,错误;
故选CD。
20. 某研究小组为了检测香菇中添加剂亚硫酸盐的含量,设计实验如下:
①三颈烧瓶中加入香菇样品和水;锥形瓶中加入水、淀粉溶液。
②以流速通入氮气,再加入过量浓,加热并保持微沸,同时用的标准溶液滴定锥形瓶中吸收的(滴定过程中发生反应)。
③用适量替代香菇样品,重复上述步骤,测得的平均回收率为。
回答下列问题:
(1)装置图中仪器的名称为_______。
(2)解释步骤②中加磷酸之前先通入氮气的原因_______。
(3)已知:,,,利用平衡移动原理解释加入能够生成的原因_______。
(4)判断滴定达到终点的依据是_______。
(5)若消耗标准溶液的体积为,该香菇中亚硫酸盐的含量为_______(以计,结果精确至)。
(6)下列操作会造成测得的香菇中亚硫酸盐含量偏高的是_______(填字母)。
A. 量取标准溶液的滴定管未润洗
B. 滴定终点时,俯视读数
C. 锥形瓶水洗后未干燥
D. 滴定至终点读数时,发现滴定管尖嘴处悬挂一滴溶液
【答案】(1)酸式滴定管
(2)将装置内空气排尽,防止亚硫酸盐和被空气氧化
(3)加入与生成,溶液中存在,加热促进平衡右移,使逸出
(4)当滴入最后半滴标准溶液时,溶液由无色变为蓝色且半分钟内颜色无变化
(5) (6)AD
【解析】
【小问1详解】
装置图中仪器a的名称为酸式滴定管;
【小问2详解】
加磷酸之前先通入氮气将装置内空气排尽,防止亚硫酸盐和SO2被空气氧化;
【小问3详解】
加入H3PO4与生成,溶液中存在H++ H2SO3 SO2+H2O,加热促进平衡右移,使SO2逸出;
【小问4详解】
滴定达到终点的依据是:当滴入最后半滴标准溶液时,溶液由无色变为蓝色且半分钟内颜色无变化;
【小问5详解】
根据方程式:SO2+I2+2H2O=+2I +4H+,n (I2)=n(SO2)=1210-30.001mol=1.210-5mol,SO2平均回收率为95%,则香菇中亚硫酸盐的含量为;
【小问6详解】
A.量取标准碘溶液的滴定管未润洗,会消耗更多标准碘单质溶液,标准液体积偏大,亚硫酸盐含量偏高,A正确;
B.滴定终点时,俯视读数,标准液体积偏小,亚硫酸盐含量偏低,B错误;
C.锥形瓶水洗后未干燥,没有影响,C错误;
D.滴定至终点读数时,发现滴定管尖嘴处悬挂一滴溶液,多读了一滴标准液的体积,亚硫酸盐含量偏高,D正确;
故选AD。