2021-2022学年上学期河北省保定市高二期末化学试卷(含解析)
展开2021-2022学年河北省保定市高二(上)期末化学试卷
得分
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑;如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在试卷上无效。
3.考试结束后,本试卷和答题卡一并交回。
1. 2021年12月14日,西安江村大墓被确定为汉文帝霸陵,已发掘的8座外藏坑出土陶俑、铜印、铜车马器及铁器、陶器等1500余件。下列有关说法错误的是( )
A. “陶俑”“陶器”均是以黏土为原料经过高温烧制而成的陶制品
B. “铜印”“铜车马器”表面上覆盖的铜绿主要成分是碱式碳酸铜
C. 铁是组成“铁器”的元素之一,是当前社会应用量最大的金属元素
D. 墓葬中“铁器”与“铜器”接触摆放时,“铜器”比“铁器”腐蚀速率较快
2. 近年来,太阳能的利用已成为能源领域中的热点。下列有关太阳能的说法错误的是( )
A. 太阳能既是一次能源,又是可再生能源
B. 太阳能热水器是将太阳能转化为热能
C. 太阳能电池将太阳能先转化为化学能,再将化学能转化为电能
D. 研发和利用太阳能,有利于国民经济的可持续发展
3. 常温下,对下列两组溶液的判断错误的是( )
组别
浓度
体积
①
0.1mol⋅L−1醋酸
V1L
②
0.01mol⋅L−1醋酸
V2L
A. 醋酸的电离程度:①<②
B. 溶液中各种离子浓度均有:①>②
C. 醋酸的电离平衡常数:①=②
D. 若V2=10V1,中和NaOH能力:①=②
4. 有关盐类水解的应用,下列说法错误的是( )
A. 热的纯碱溶液去油污效果好
B. 金属焊接时,常用NH4Cl溶液作除锈剂
C. 加热FeCl3⋅6H2O晶体可制得无水FeCl3
D. 用NaHCO3溶液和Al2(SO4)3溶液可以制作泡沫灭火剂
5. 已知化学键的键能数据如下表所示,根据图中的能量关系,求得ΔH1为( )
化学键
C−H
H−H
键能/(kJ⋅mol−1)
413.4
436.0
A. 706.6kJ⋅mol−1 B. 872.0kJ⋅mol−1 C. 1653.6kJ⋅mol−1 D. 781.6kJ⋅mol−1
6. 下列有关金属的腐蚀与防护的说法错误的是( )
A. 钢铁发生吸氧腐蚀时负极反应式为Fe−2e−=Fe2+
B. 钢铁在干燥环境中腐蚀相对缓慢
C. 金属栏杆喷漆,能够减缓栏杆的腐蚀
D. 埋在地下的金属管道与直流电源正极相连可减缓腐蚀
7. 准确移取20.00mL某未知浓度盐酸于锥形瓶中,滴加两滴指示剂后,用0.1000mol⋅L−1NaOH溶液进行滴定,下列说法错误的是( )
A. 量取盐酸的滴定管用蒸馏水洗涤后,应使用盐酸进行润洗
B. 若使用酚酞试液为指示剂,滴定至溶液刚刚变为浅红色且半分钟不褪色时即为滴定终点
C. 滴定过程中,若有NaOH液滴粘在锥形瓶内壁上,用蒸馏水冲洗使其与溶液混合即可
D. 滴定结束后,若发现滴定管尖嘴部分有气泡,则测得盐酸的浓度偏大
8. 我国科技工作者运用DFT计算研究HCOOH在不同催化剂(Pd和Rh)表面分解产生H2的部分反应过程如图所示,其中吸附在催化剂表面的物种用*表示。下列说法正确的是( )
A. Pd、Rh作催化剂时HCOOH分解产生H2的ΔH相同
B. 反应HCOO*+H*=CO2+2H*在Pd和Rh表面进行时均为放热过程
C. HCOOH吸附在催化剂表面的过程ΔH>0
D. 反应HCOOH*=HCOO*+H*对总反应的速率影响相对较大
9. 某新型燃料电池利用民用燃气为燃料,其工作原理如图所示,下列说法错误的是( )
A. 通入空气的电极为该电池的正极
B. 电池工作时,电子由b极经电解质流向a极
C. CO在b极的反应式为CO−2e−+O2−=CO2
D. 相同状况下a极消耗1LO2,理论上b极消耗2L燃料
10. 常温下,用0.05mol⋅L−1盐酸分别滴定10mL0.10mol⋅L−1的MOH溶液、NOH溶液,下列说法错误的是( )
A. MOH为强碱,NOH为弱碱
B. 常温下,NOH的电离度为1%
C. 向NOH溶液中滴入10mL盐酸时,c(Cl−)>c(N+)>c(OH−)>c(H+)
D. 向MOH溶液、NOH溶液中分别滴入20mL盐酸时,则有c(M+)=c(NOH)+c(N+)
11. 温度为T1,容积为2L的恒容密闭容器中发生反应:2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g) ΔH<0,反应过程中部分数据见下表:
反应时间/min
SO2(g)/mol
O2(g)/mol
SO3(g)/mol
0
4
2
0
5
1.5
10
2
15
1
下列说法错误的是( )
A. 在0~5min内,SO2(g)的平均反应速率为0.15mol⋅L−1⋅min−1
B. 在10~15min内,v正(SO3)=v逆(SO3)
C. 温度为T1时,化学平衡常数K=0.5L⋅mol−1
D. 若温度升高到T2,则T2时化学平衡常数比T1时大
12. 汞阴极法电解饱和食盐水制取NaOH的原理如图所示。下列说法错误的是( )
A. 电解室中阳极的反应式为2Cl−−2e−=Cl2↑
B. 钠汞合金具有导电性
C. 解汞室中反应的离子方程式为2Na+2H+=2Na++H2↑
D. 电解室与解汞室产生的气体可用于工业制盐酸
13. 一定条件下,溶液的酸碱性对TiO2光催化染料R降解反应的影响如图所示。下列判断正确的是( )
A. 50min时,pH=2和pH=7条件下,R的降解百分率不相等
B. 其他条件相同时,溶液酸性越强,R的降解速率越大
C. 其他条件相同时,R的起始浓度越小,R的降解速率越大
D. 在0~5min内,pH=7条件下,R的平均降解速率为1.2mol⋅L−1⋅min−1
14. 氯常用作饮用水杀菌剂,且HClO的杀菌能力比Cl2、ClO−强。25℃时氯气−氯水体系中存在以下平衡:Cl2(g)⇌Cl2(aq)K1=1.0×10−1.2;Cl2(aq)+H2O⇌HClO+H++Cl−K2=1.0×10−3.4;HClO⇌H++ClO−Ka=?。其中Cl2(aq)、HClO和ClO−分别在三者中所占物质的量分数(α)随pH变化的关系如图所示。下列说法错误的是( )
A. HClO的电离常数Ka=1.0×10−7.5
B. 反应Cl2(g)+H2O⇌H++HClO+Cl−的平衡常数K=1.0×10−4.6
C. 该氯气−氯水体系中c(H+)=c(Cl−)+c(ClO−)+c(OH−)
D. 用氯处理饮用水时,pH越小杀菌效果越好
15. 尿酸(HUr)属于一元弱酸,是嘌呤的最终代谢产物。当人体内尿酸过高时,会引起高尿酸血症、痛风等疾病。常温下,Ka(HUr)=4.0×10−6,回答下列问题:
(1)常温下,Ur−的水解常数Kh=______。
(2)常温下,0.01mol⋅L−1HUr溶液的pH约为 ______(已知lg2=0.3)。
(3)下列溶液中水的电离程度由大到小的顺序为 ______(填序号)。
①向水中加入少量的尿酸(HUr)
②向水中加入少量的氯化钠
③向水中加入少量的尿酸钠(NaUr)
(4)设计两种实验方案,证明尿酸(HUr)是弱酸:______、______。
(5)NaUr溶液与盐酸恰好完全反应后的溶液中,下列关系式正确的是 ______(填标号)。
A.c(Na+)=c(Ur−)+c(HUr)
B.c(Ur−)>c(Cl−)>c(OH−)
C.c(Na+)+c(H+)=c(Ur−)+c(OH−)
D.c(H+)=c(Ur−)+c(OH−)
(6)寒冷季节,人体关节滑液中形成NaUr晶体,会诱发关节疼痛,请用化学平衡理论解释关节保暖减轻疼痛的原因 ______。
16. 以辉铋矿为原料提取金属铋,工艺流程如图所示:
已知:①辉铋矿主要成分是Bi2S3、Bi2O3、SiO2、Fe2O3、FeO等,均难溶于水。
②常温下,Ksp[Fe(OH)3]=1.0×10−38,Ksp[Bi(OH)3]=4.0×10−30,Ksp[Fe(OH)2]=8.0×10−16。
回答下列问题:
(1)为了加快“酸浸氧化”速率,可采取的措施为 ______(写出两种即可)。
(2)经检验“滤渣1”的主要成分为SiO2与S,写出“酸浸氧化”时生成单质硫的离子方程式:______。
(3)“酸浸氧化”步骤中NaClO3的作用:①氧化Bi2S3;②______。
(4)若在实验室模拟“工序1”、“工序2”,所用的玻璃仪器除漏斗外,还有 ______。
(5)常温下,当c(Fe3+)=1.0×10−5mol⋅L−1时,可认为沉淀完全,工业流程中需调节溶液的pH=______。
(6)用铅棒作阴极,电解BiCl3溶液制得Bi,其阴极的电极反应式为 ______;若用氢氧燃料电池作电源,理论上生成41.8gBi,需要标准状况下H2的体积为 ______。
17. 碳及其化合物广泛存在于自然界中,近年来CO2的捕捉技术备受关注。
(1)海洋是碳元素的最大吸收池,CO2溶于海水后,主要以四种无机碳的形式存在,分别是CO2、HCO3−、______。在海洋碳循环中,可通过如图所示的途径固碳。钙化作用的离子方程式为 ______。
(2)利用氨水吸收CO2可制得化肥(NH4HCO3)。
①已知常温常压下:
NH3⋅H2O(aq)⇌NH3+(aq)+OH−(aq) ΔH1=akJ⋅mol−1
CO2(g)+H2O(l)⇌H2CO3(aq) ΔH2=bkJ⋅mol−1
H2CO3(aq)+OH−(aq)⇌HCO3−(aq)+H2O(l) ΔH3=ckJ⋅mol−1
则利用NH3⋅H2O吸收CO2制备NH4HCO3的热化学方程式为 ______。
②用1m310mol⋅L−1浓氨水吸收足量CO2,理论上能获得NH4HCO3______kg。
③CO2脱除效率与温度的关系如图所示,温度高于45℃时CO2脱除效率降低的原因可能是 ______(答出一条即可)。
(3)用CO2和天然气可以制备CO和H2,反应的化学方程式为CO2(g)+CH4(g)⇌2CO(g)+2H2(g)。
①一定温度下,在恒容密闭容器中进行该反应,判断该反应达到平衡状态的依据是 ______(填标号)。
A.容器中的压强不再发生变化
B.断裂4molC−H键的同时形成2molH−H键
C.混合气体的密度不再发生变化
D.CH4的体积分数不再发生变化
②密闭容器中,物质的量均为0.1mol的CH4与CO2在一定条件下反应,测得CH4的平衡转化率与温度及压强的关系如图所示,则p1______p2(填“>”或“<”)。若p2=3MPa,则T℃时该反应的平衡常数Kр=______MPa2(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
18. 深入研究物质的组成、结构与其性质之间的相互关系有利于揭示物质的奥秘。
(1)下列有关物质结构与性质的说法中,正确的是 ______(填标号)。
A.N2通常条件下很稳定的原因是氮分子中氮氮三键的键能大
B.根据石墨易传热、能导电的性质,可以推测出石墨属于金属单质
C.分子中具有碳碳双键的有机物与乙烯具有相似的化学性质
D.乙醇能与钠发生反应,故乙醇为电解质
(2)原子结构模型经历了五个主要阶段:1803年实心球模型→1904年“葡萄干面包”模型→1911年原子核式结构模型→1913年轨道模型→20世纪初量子力学的原子结构模型。对原子核式结构模型贡献最大的科学家是 ______(填标号)。
A.玻尔
B.汤姆生
C.卢瑟福
D.道尔顿
(3)由元素周期律推测酸性强弱:HClO4>HBrO4,属于 ______(填“归纳范式”或“演绎范式”,下同)的应用。由金属单质与盐溶液的置换反应获得金属活动性顺序,属于 ______的应用。
(4)84210Po具有放射性,其α衰变方程为 84210Po→42He+20682Pb。半衰期是指由大量原子组成的放射性样品中,放射性元素原子核有50%发生衰变所需的时间,已知 84210Po的半衰期为138天,物质的量为1mol的 84210Po,经276天后,得到Pb的物质的量为 ______mol。
19. 有机化合物遍布我们生活的各个角落,广泛应用于生产、国防、科技、医药等各个领域。
(1)下列材料的主要成分属于有机化合物的是 ______(填标号)。
A.碳纳米管
B.天然橡胶
C.光导纤维
D.聚四氟乙烯
(2)青蒿素是我国科学家从传统医药中发现的能治疗疟疾的有机化合物,其键线式如图所示,图中短线表示化学键,折点或交点表示一个碳原子。
①下列关于青蒿素的说法错误的是 ______(填标号)。
A.分子式为C14H20O5
B.分子中含有醚键和酯基
C.分子中所有原子不在同一个平面内
D.能发生取代反应和加成反应
②屠呦呦使用乙醚提取青蒿中的青蒿素,该分离方法的名称为 ______。
(3)工业上以β−蒎烯为原料可合成萜类香料。利用实验方法分析β−蒎烯,可知其分子中碳氢质量比为15:2,则其实验式为 ______。利用质谱法测得β−蒎烯的相对分子质量为136,则其分子式为 ______。
答案和解析
1.【答案】D
【解析】解:A.“陶俑”“陶器”是陶制品,以黏土为原料烧制而成,叙述正确,故A正确;
B.铜绿是碱式碳酸铜的俗名,是绿色固体,可作绿色原料,故B正确;
C.铁是人类应用较早,当前应用量最大的金属元素,故C正确;
D.墓葬中“铁器”与“铜器”接触摆放时,形成了原电池,“铜器”做正极,“铜器”比“铁器”腐蚀速率较慢,故D错误;
故选:D。
A.“陶俑”“陶器”是以黏土为原料烧制而成的陶制品;
B.碱式碳酸铜是绿色固体,俗名铜绿;
C.铁是当前应用量最大的金属元素;
D.墓葬中“铁器”与“铜器”接触摆放时,形成了原电池。
本题考查了生活中常用的材料,熟悉物质的性质及用途,明确常见硅酸盐材料是解题关键,题目难度不大。
2.【答案】C
【解析】解:A.直接从自然界获得的能源为一次能源,太阳能既是一次能源,又是可再生能源,故A正确;
B.太阳能热水器是将太阳能转化为热能,故B正确;
C.太阳能电池的工作原理是利用光电效应,将太阳能直接转化为电能,故C错误;
D.开发利用太阳能,降低化石燃料的燃烧,有利于节能减排、保护环境,有利于国民经济的可持续发展,故D正确;
故选:C。
太阳能既是一次能源,又是可再生能源,研发和利用太阳能,有利于国民经济的可持续发展。
本题考查太阳能,侧重考查学生能源的掌握情况,试题比较简单。
3.【答案】B
【解析】解:A.醋酸的浓度越小,电离程度越大,因此醋酸的电离程度:①<②,故A正确;
B.醋酸溶液中存在CH3COO−、H+、OH−,CH3COO−和H+的浓度:①>②,而常温下c(H+)c(OH−)=1×10−14,所以OH−的浓度①<②,故B错误;
C.电离平衡常数只与温度有关,与电解质的浓度无关,因此醋酸的电离平衡常数:①=②,故C正确;
D.根据n=cV,当V2=10V1,①和②醋酸的物质的量相等,因此消耗NaOH的物质的量相等,即若V2=10V1,中和NaOH能力:①=②,故D正确;
故选:B。
A.弱电解质的浓度越小,电离程度越大;
B.醋酸溶液中存在CH3COO−、H+、OH−,CH3COO−和H+的浓度:①>②,而常温下c(H+)c(OH−)=1×10−14,所以OH−的浓度①<②;
C.电离平衡常数只与温度有关;
D.1mol醋酸能够与1molNaOH反应。
本题主要考查弱电解质的电离平衡,为高频考点,题目难度不大。
4.【答案】C
【解析】解:A.热的纯碱溶液水解释放OH−,油污在碱性条件下彻底水解,故A正确;
B.NH4Cl溶液水解显酸性,故可以用于除锈剂,故B正确;
C.加热促进铁离子水解,且生成盐酸易挥发,应在HCl气流中加热制备无水氯化铁,故C错误;
D.NaHCO3与Al2(SO4)3两种溶液混合,碳酸氢根离子和铝离子发生双水解反应,会迅速产生二氧化碳,故D正确;
故选:C。
A.热的纯碱溶液中碳酸根离子水解,溶液显碱性,油脂在碱溶液中水解;
B.NH4Cl溶液水解显酸性;
C.加热促进铁离子水解,且生成盐酸易挥发;
D.NaHCO3与Al2(SO4)3两种溶液混合会迅速产生二氧化碳。
本题主要考查了盐类水解知识,同时还涉及酯的水解知识,侧重于基础知识的考查,题目难度不大。
5.【答案】A
【解析】解:由图可知,C(s)+2H2(g)=CH4(g)△H=△H1+△H2−4×413.4kJ/mol=△H1+2×436kJ/mol−4×413.4kJ/mol=−75kJ/mol,解得△H1=706.6kJ⋅mol−1,
故选:A。
依据图中能量转化关系,结合反应热等于反应物总键能减去生成物总键能作答。
本题考查反应热计算,题目难度中等,注意反应热与键能的计算关系是解题的关键。
6.【答案】D
【解析】解:A.钢铁发生吸氧腐蚀时,Fe作负极,电极反应式为Fe−2e−=Fe2+,故A正确;
B.干燥环境中水的含量小,钢铁不易发生腐蚀,故B正确;
C.金属栏杆喷漆,可以隔绝空气,能够减缓栏杆的腐蚀,故C正确;
D.埋在地下的金属管道与直流电源正极相连作阳极,腐蚀速度加快,应与电源的负极相连作阴极被保护,故D错误;
故选:D。
A.钢铁发生吸氧腐蚀时,Fe作负极;
B.钢铁腐蚀时与氧气、水反应;
C.钢铁表面涂有防护层,可减缓腐蚀;
D.电解池中阴极被保护。
本题考查金属的腐蚀与防护,题目难度中等,掌握金属腐蚀与防护的相关知识是解题的关键。
7.【答案】D
【解析】解:A.量取盐酸的滴定管用蒸馏水洗涤后,应使用待装入的盐酸进行润洗,故A正确;
B.碱滴定酸,若使用酚酞试液为指示剂,滴定至溶液刚刚变为浅红色且半分钟不褪色时即为滴定终点,故B正确;
C.滴定过程中有NaOH液滴粘在锥形瓶内壁上,用蒸馏水冲洗使其与溶液混合即可,冲洗用的蒸馏水不影响测定结果,故C正确;
D.滴定结束后,若发现滴定管尖嘴部分有气泡,滴定管的小刻度在上方,滴定结束时的读数偏小,读出的消耗标准NaOH溶液体积偏小,则测得盐酸的浓度偏小,故D错误;
故选:D。
A.滴定管用蒸馏水洗涤后,均应使用待装液进行润洗;
B.碱滴定酸,若使用酚酞试液为指示剂,滴定终点时是酸变碱,溶液由无色刚刚变为浅红色;
C.滴定过程中有NaOH液滴粘在锥形瓶内壁上,需要用蒸馏水冲洗使其与溶液混合;
D.滴定结束后,若发现滴定管尖嘴部分有气泡,滴定终点读数偏小。
本题考查酸碱中和滴定的基本操作、滴定管的使用、误差分析等,题目中等难度,属于基础知识的考查。
8.【答案】A
【解析】解:A.催化剂能改变化学反应速率,不改变反应的热效应,因此Pd、Rh作催化剂时HCOOH分解产生H2的ΔH相同,故A正确;
B.反应HCOO*+H*=CO2+2H*在Pd表面进行时为放热过程,而在Rh表面进行时为吸热过程,故B错误;
C.HCOOH吸附在催化剂表面是能量降低的过程,因此ΔH<0,故C错误;
D.Pd、Rh作催化剂时,反应HCOOH*=HCOO*+H*的活化能均小于反应HCOO*+H*=CO2+2H*的活化能,因此后者对总反应的速率影响相对较大,故 D错误;
故选:A。
A.催化剂不改变反应的热效应;
B.反应HCOO*+H*=CO2+2H*Rh表面进行时为吸热过程;
C.HCOOH吸附在催化剂表面是能量降低的过程;
D.Pd、Rh作催化剂时,反应HCOOH*=HCOO*+H*的活化能均小于反应HCOO*+H*=CO2+2H*的活化能。
本题考查反应机理,侧重考查学生化学反应中能量变化及反应机理的掌握情况,试题难度中等。
9.【答案】B
【解析】解:A.根据分析可知,通入空气的电极为该电池的正极,即a极为正极,故A正确;
B.根据分析可知,电池工作时,电子由b极经外电路流向a极,故B错误;
C.根据分析可知,CO在b极的反应式为CO−2e−+O2−=CO2,故C正确;
D.根据分析可知,存在关系式:O2~4e−~2H2~2CO,所以相同状况下a极消耗1LO2,理论上b极消耗2L燃料,故D正确;
故选:B。
由图可知,通入空气的一极,电极反应为O2+4e−=2O2−,氧气被还原,对应的电极为正极,生成的O2−通过固体电解质,转移至b极,b极反应为:H2+O2−−2e−=H2O,CO+O2−−2e−=CO2,b极为负极,据此分析作答。
本题主要考查原电池原理的应用,考查学生对正负极的判断、电极反应式的书写的掌握情况,属于基本知识的考查,难度不大。
10.【答案】C
【解析】解:A.由图可知,0.10mol⋅L−1的MOH溶液pH=13,c(OH−)=0.1mol/L,MOH完全电离,故MOH为强碱,0.10mol⋅L−1的NOH溶液pH=11,c(OH−)=0.001mol/L,NOH部分电离,故NOH为弱碱,故A正确;
B.0.10mol⋅L−1的NOH溶液pH=11,c(OH−)=0.001mol/L,NOH的电离度为0.001mol/L0.1mol/L×100%=1%,故B正确;
C.向NOH溶液中滴入10mL盐酸时,溶质为等浓度NCl和NOH的混合溶液,溶液pH>7,故NOH电离程度大于NCl水解程度,故c(N+)>c(Cl−)>c(OH−)>c(H+),故C错误;
D.向MOH溶液、NOH溶液中分别滴入20mL盐酸时,酸碱恰好中和,溶质分别为MCl、NCl,由物料守恒可知c(M+)=c(Cl−)=c(NOH)+c(N+),故D正确;
故选:C。
A.依据起始溶液pH判断酸性强弱;
B.依据NOH的起始加入量和电离的浓度计算电离度;
C.向NOH溶液中滴入10mL盐酸时,溶质为等浓度NCl和NOH的混合溶液;
D.依据物料守恒分析。
本题考查酸碱中和滴定,题目难度中等,能依据题目信息准确判断溶质成分是解题的关键,注意物料守恒在解题中的应用。
11.【答案】CD
【解析】解:A.由表中数据可知,0~5min内,SO3(g)的平均反应速率v(SO3)=△c△t=△nV△t=1.5mol2L×5min=0.15mol⋅L−1⋅min−1,反应为2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g),则
在0~5min内,v(SO2)=v(SO3)=0.15mol⋅L−1⋅min−1,故A正确;
B.由上述分析可知,10min时反应达到平衡状态,并且持续到15min时仍处于平衡状态,即在10~15min内v正(SO3)=v逆(SO3),故B正确;
C.温度为T1时,化学平衡常数K=c2(SO3)c2(SO2)⋅c(O2)=(22)212×(22)2L⋅mol−1=2L⋅mol−1,故C错误;
D.反应2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)的 ΔH<0,则升高温度,平衡逆向移动,平衡常数K减小,即温度升高到T2,T2时化学平衡常数比T1时小,故D错误;
故选:CD。
10min内三段式为2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)
起始量(mol):4 2 0
变化量(mol):2 1 2
终态量(mol):2 1 2
则5min时反应没有达到平衡状态,10min时反应达到平衡状态,并且持续到15min时仍处于平衡状态,结合v=△c△t=△nV△t计算0~5min内,SO3(g)的平均反应速率v(SO3),该反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,平衡常数K减小,据此分析解答。
本题考查化学平衡的计算,侧重考查学生的分析能力和计算能力,把握反应速率的计算、平衡状态的判断、平衡常数的计算及其应用等知识即可解答,题目难度不大。
12.【答案】C
【解析】解:A.电解室中阳极氯离子放电生成氯气,阳极的反应式为2Cl−−2e−=Cl2↑,故A正确;
B.钠汞合金为合金,具有导电性,故B正确;
C.解汞室中反应的离子方程式为2Na+2H2O=2Na++2OH−+H2↑,故C错误;
D.电解室中阳极氯离子放电生成氯气,解汞室中Na和水反应生成氢氧化钠和氢气,利用氢气在氯气中燃烧生成HCl,可用于工业制盐酸,故D正确;
故选:C。
由图可知,电解室中阳极氯离子放电生成氯气,阴极钠离子放电生成Na,解汞室中Na和水反应生成氢氧化钠和氢气,据此作答。
本题考查电解原理,题目难度中等,依据图象和题目信息准确判断阴阳极反应是解题的关键。
13.【答案】B
【解析】解:A.根据图示可知:50min时,pH=2和pH=7时R的降解百分率都达到100%,则50min时pH=2和pH=7时R的降解百分率是相等的,故A错误;
B.溶液酸性越强,即pH越小,线的斜率越大,可以知道R的降解速率越大,故B正确;
C.图中无法比较同一pH条件下,R的起始浓度与降解速率的关系,故C错误;
D.在0~5min内,pH=7条件下,R的平均降解速率为(1.8−1.2)5min×10−4mol⋅L−1⋅min−1=0.12×10−4mol⋅L−1⋅min−1,故D错误;
故选:B。
A.根据图中的信息可以知道50min时,pH=2和pH=7时R的降解百分率都达到100%;
B.对比溶液的酸性强弱对R的降解速率的影响情况;
C.根据t=0时物质的初始浓度来判断降解速率的大小;
D.根据平均降解速率v=△c△t来计算即可。
本题考查了化学平衡的影响因素,题目难度中等,明确图象曲线变化的含义为解答关键,注意掌握外界条件对化学平衡、化学反应速率的影响,试题培养了学生的分析能力及灵活应用能力.
14.【答案】D
【解析】解:A.由图像知,pH=7.5时,c(HClO)=c(ClO−),因此HClO⇌H++ClO− Ka=c(H+)c(ClO−)c(HClO)=1.0×10−7.5,故A正确;
B.已知①Cl2(g)⇌Cl2(aq)K1=1.0×10−1.2;②Cl2(aq)+H2O⇌HClO+H++Cl−K2=1.0×10−3.4;根据盖斯定律①+②得反应Cl2(g)+H2O⇌H++HClO+Cl−,则反应Cl2(g)+H2O⇌H++HClO+Cl−的平衡常数K=K1K2=1.0×10−1.2×1.0×10−3.4=1.0×10−4.6,故B正确;
C.该氯气−氯水体系中存在着电荷守恒:c(H+)=c(Cl−)+c(ClO−)+c(OH−),故C正确;
D.用氯处理饮用水时,HClO的浓度越大杀菌效果越好,由图像可知,当pH<2时,pH越小,HClO的浓度越小,故D错误;
故选:D。
A.由图像知,pH=7.5时,c(HClO)=c(ClO−),代入公式Ka=c(H+)c(ClO−)c(HClO)计算即可;
B.已知①Cl2(g)⇌Cl2(aq)K1=1.0×10−1.2;②Cl2(aq)+H2O⇌HClO+H++Cl−K2=1.0×10−3.4;根据盖斯定律①+②得反应Cl2(g)+H2O⇌H++HClO+Cl−,则反应Cl2(g)+H2O⇌H++HClO+Cl−的平衡常数K=K1K2;
C.该氯气−氯水体系中存在着电荷守恒:c(H+)=c(Cl−)+c(ClO−)+c(OH−);
D.用氯处理饮用水时,HClO的浓度越大杀菌效果越好。
本题主要考查弱电解质的电离平衡,为高频考点,题目难度一般。
15.【答案】2.5×10−9 3.7 ③>②>① 测NaUr溶液的pH,若pH>7则证明尿酸为弱酸 比较等物质的量浓度的盐酸、尿酸溶液导电性,尿酸的导电性弱,证明为弱酸 AD 寒冷季节,人体关节滑液中形成NaUr晶体,说明Na+(aq)+Ur−(aq)⇌NaUr(s)是放热反应,关节保暖是升高温度,平衡逆向进行,NaUr晶体减少
【解析】解:(1)常温下,Ur−的水解常数Kh=KwKa=10−144.0×10−6=2.5×10−9,
故答案为:2.5×10−9;
(2)Ka=c(H+)×c(Ur−)c(HUr)≈c2(H+)c(HUr)=c2(H+)0.01=4.0×10−6,c(H+)=2×10−4mol/L,常温下,0.01mol⋅L−1HUr溶液的pH=−lg2×10−4≈4−0.3=3.7,
故答案为:3.7;
(3)①向水中加入少量的尿酸(HUr),抑制水的电离,②向水中加入少量的氯化钠,不影响水的电离,③向水中加入少量的尿酸钠(NaUr),阴离子水解促进水的电离,溶液中水的电离程度由大到小的顺序为:③>②>①,
故答案为:③>②>①;
(4)证明尿酸(HUr)是弱酸,设计两种实验方案为:测NaUr溶液的pH,若pH>7则证明尿酸为弱酸,比较等物质的量浓度的盐酸、尿酸溶液导电性,尿酸的导电性弱,证明为弱酸,
故答案为:测NaUr溶液的pH,若pH>7则证明尿酸为弱酸;比较等物质的量浓度的盐酸、尿酸溶液导电性,尿酸导电性弱,证明为弱酸;
(5)A.溶液中存在物料守恒,c(Na+)=c(Ur−)+c(HUr),故A正确;
B.溶液中溶质为等物质的量浓度的HUr和NaCl,溶液中离子浓度大小为:c(Cl−)>c(Ur−)>c(OH−),故B错误;
C.溶液中存在电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(Ur−)+c(OH−)+c(Cl−),故C错误;
D.溶液中c(Na+)=c(Cl−),存在电荷守恒分析,c(Na+)+c(H+)=c(Ur−)+c(OH−)+c(Cl−),得到c(H+)=c(Ur−)+c(OH−),故D正确;
故答案为:AD;
(6)寒冷季节,人体关节滑液中存在沉淀溶解平衡,Na+(aq)+Ur−(aq)⇌NaUr(s),形成NaUr晶体,会诱发关节疼痛,关节保暖减轻疼痛的原因是:寒冷季节,人体关节滑液中形成NaUr晶体,说明Na+(aq)+Ur−(aq)⇌NaUr(s)是放热反应,关节保暖是升高温度,平衡逆向进行,NaUr晶体减少,
故答案为:寒冷季节,人体关节滑液中形成NaUr晶体,说明Na+(aq)+Ur−(aq)⇌NaUr(s)是放热反应,关节保暖是升高温度,平衡逆向进行,NaUr晶体减少。
(1)常温下,Ur−的水解常数Kh=KwKa;
(2)Ka=c(H+)×c(Ur−)c(HUr)≈c2(H+)c(HUr),据此计算pH;
(3)①向水中加入少量的尿酸(HUr),抑制水的电离;
②向水中加入少量的氯化钠,不影响水的电离;
③向水中加入少量的尿酸钠(NaUr),阴离子水解促进水的电离;
(4)证明尿酸(HUr)是弱酸,需要证明HUr溶液中存在电离平衡,据此设计实验验证;
(5)NaUr溶液与盐酸恰好完全反应后的溶液中溶质为HUr和NaCl,结合溶液中电荷守恒、物料守恒分析判断离子浓度关系;
(6)寒冷季节,人体关节滑液中存在沉淀溶解平衡,Na+(aq)+Ur−(aq)⇌NaUr(s),形成NaUr晶体,会诱发关节疼痛,保暖是升高温度,平衡逆向进行,晶体减少。
本题考查了弱电解质溶液中离子浓度关系、溶液pH计算、沉淀溶解平衡影响因素的分析判断、弱电解质电离平衡的理解应用等知识点,题目难度中等。
16.【答案】矿石粉碎、提高酸浓度 Bi2S3+6H++ClO3−=2Bi3++Cl−+3S↓+3H2O 氧化亚铁离子为铁离子 烧杯、玻璃棒 3 Bi3++3e−=Bi 6.72L
【解析】解:(1)为了加快“酸浸氧化”速率,可采取的措施为矿石粉碎、提高酸浓度,
故答案为:矿石粉碎、提高酸浓度;
(2)酸浸氧化时Bi2S3被氧化成硫单质的离子方程式为Bi2S3+6H++ClO3−=2Bi3++Cl−+3S↓+3H2O,
故答案为:Bi2S3+6H++ClO3−=2Bi3++Cl−+3S↓+3H2O;
(3)“酸浸氧化”步骤中NaClO3的作用:①氧化Bi2S3;②氧化亚铁离子为铁离子,便于后续除去铁离子,
故答案为:氧化亚铁离子为铁离子;
(4)“工序1”、“工序2”为过滤操作,所用的玻璃仪器除漏斗外,还需要烧杯、玻璃棒,
故答案为:烧杯、玻璃棒;
(5)调节pH使铁离子沉淀,而Bi2+不沉淀,当c(Fe3+)=1.0×10−5mol⋅L−1时,c(OH−)=3Ksp[Fe(OH)3]c(Fe3+)=31.0×10−381.0×10−5mol/L=10−11mol/L,c(H+)=10−1410−11mol/L=10−3mol/L,pH=3,
故答案为:3;
(6)用铅棒作阴极,电解BiCl3溶液制得Bi,Bi3+在阴极得到电子生成Bi,其阴极的电极反应式为Bi3++3e−=Bi;若用氢氧燃料电池作电源,理论上生成41.8gBi,转移电子41.8g209g/mol×3=0.6mol,结合电子守恒,需要氢气为0.6mol2×22.4L/mol=6.72L,
故答案为:Bi3++3e−=Bi;6.72L。
辉铋矿加盐酸酸浸,然后加氯酸钠氧化后过滤,得到滤渣1为不溶于酸的二氧化硅和Bi2S3被氧化后生成的硫单质,滤液1中含有BiCl3、NaCl,FeCl3等,为了避免引入新杂质,加入除杂试剂Bi(OH)3,调节pH使铁离子转化成氢氧化铁除去,滤液2中的主要成分为氯化钠和BiCl3,经电解得到铋单质。
本题考查混合物分离提纯,为高频考点,把握物质的性质、发生的反应、混合物分离方法为解答的关键,侧重分析与实验能力的考查,注意元素化合物知识的应用,题目难度中等。
17.【答案】CO32− 2HCO3−+Ca2+=CaCO3↓+CO2↑+H2O NH3⋅H2O+CO2=NH4++HCO3−ΔH=(a+b+c)kJ/mol 790 碳酸氢铵受热易分解生成二氧化碳 AD < 4
【解析】解:(1)①二氧化碳溶于水生成的碳酸为弱酸,部分电离生成碳酸氢根离子,有关方程式为:CO2+H2O⇌H2CO3,H2CO3⇌H++HCO3−,溶于海水中的CO2主要以四种无机碳形式存在,即:CO2、H2CO3、HCO3−、CO32−,
故答案为:CO32−;
②反应物中含有碳酸氢根离子,生成物为碳酸钙,依据元素守恒以及电荷守恒得出方程式为:2HCO3−+Ca2+=CaCO3↓+CO2↑+H2O,
故答案为:2HCO3−+Ca2+=CaCO3↓+CO2↑+H2O;
(2)①已知:①NH3⋅H2O(aq)⇌NH4+(aq)+OH−(aq)△H1=akJ/mol
②CO2 (g)+H2O(l)⇌H2CO3 (aq)△H2=bkJ/mol
③H2CO3(aq)+OH−(aq)⇌HCO3−(aq)+H2O(l)△H3=ckJ/mol
NH3⋅H2O吸收CO2制备NH4HCO3的化学方程式为:NH3⋅H2O+CO2=NH4++HCO3−,该反应可由①+②+③得到,根据盖斯定律,该反应的焓变ΔH=△H1+△H2+△H3=(a+b+c)kJ/mol,
故答案为:NH3⋅H2O+CO2=NH4++HCO3−ΔH=(a+b+c)kJ/mol;
②用1m310mol⋅L−1浓氨水吸收足量CO2,根据氮元素守恒,理论上能获得NH4HCO3质量为10mol/L×1000L×79g/mol=790kg,
故答案为:790;
③因为温度高生成的碳酸氢铵易分解生成二氧化碳,所以从40℃到45℃脱除CO2效率降低,
故答案为:碳酸氢铵受热易分解生成二氧化碳;
(3)①A.反应前后体积不同,容器中的压强不再发生变化,反应达到平衡,故A正确;
B.断裂4molC−H键的同时形成2molH−H键,均表示正反应,不能判断反应达到平衡,故B错误;
C.气体总质量俄体积不变,混合气体的密度不再发生变化,不能判断反应达到平衡,故C错误;
D.反应前后体积不同,CH4的体积分数不再发生变化,能判断反应达到平衡,故D正确;
故答案为:AD;
②正反应为气体物质的量增大的反应,较低压强有利于反应正向进行,压强越大平衡时甲烷的转化率越小,则压强p1
CO2(g)+CH4(g)⇌2CO(g)+2H2(g)
起始浓度(mol/L):0.1 0.1 0 0
变化浓度(mol/L):0.05 0.05 0.1 0.1
平衡浓度(mol/L):0.05 0.05 0.1 0.1
平衡常数Kp=p2(CO)⋅p2(H2)p(CO2)⋅p(CH4)=(3×0.10.3)2×(3×0.10.3)2(3×0.050.3)×(3×0.050.3)(MPa)2=4(MPa)2,
故答案为:小于;4。
(1)①二氧化碳溶于水生成碳酸,碳酸为弱酸,部分电离生成碳酸氢根离子;
②由图可知:此过程碳酸氢根离子转化生成碳酸钙,据此书写方程式;
(2)①根据盖斯定律计算焓变;
②结合氮元素守恒分析;
③根据温度高生成的碳酸氢铵易分解生成二氧化碳分析;
(3)①反应达到平衡时,各物质浓度不变,压强等相关量也不再变化;
②正反应为气体物质的量增大的反应,较低压强有利于反应正向进行,平衡时甲烷的转化率越大,当压强为p2时,在y点甲烷转化率小于平衡时(x点)的转化率,反应未到达平衡,应正向进行到达平衡,若p2=3MPa,根据甲烷转化率计算平衡时各组分的浓度,可以计算各组分的分压,代入平衡常数Kp=p2(CO)⋅p2(H2)p(CO2)⋅p(CH4)计算。
本题考查化学平衡综合应用,涉及化学平衡图象与化学平衡有关计算、平衡常数等,根据化学平衡常数的定义,列三段式计算平衡常数是解题关键,需要学生具备扎实的基础与灵活运用能力,题目难度中等。
18.【答案】AC C 演绎范式 归纳范式 0.75
【解析】解:(1)A.物质的键能越大越稳定,N2通常条件下很稳定,是因为N2分子中氮氮三键的键能大,故A正确;
B.石墨易传热、能导电,说明石墨晶体中有自由移动的电子,但石墨是非金属单质,故B错误;
C.乙烯具有碳碳双键,分子中具有碳碳双键的物质与乙烯具有相似的化学性质,故C正确;
D.乙醇为非电解质,不发生电离,故D错误;
故答案为:AC;
(2)①19世纪初,英国科学家道尔顿提出近代原子学说,他认为原子是微小的不可分割的实心球体;
③1897年,英国科学家汤姆生发现了电子,1904年提出“葡萄干面包式”的原子结构模型;
②1911年英国物理学家卢瑟福(汤姆生的学生)提出了带核的原子结构模型;
⑤1913年丹麦物理学家波尔(卢瑟福的学生)引入量子论观点,提出电子在一定轨道上运动的原子结构模型;
④奥地利物理学家薛定谔提出电子云模型(几率说),为近代量子力学原子模型;
对原子核式结构模型贡献最大的科学家是卢瑟福,
故答案为:C;
(3)由元素周期律推测酸性强弱:HClO4>HBrO4,是“从一般到个别“的过程,属于演绎范式的应用。由金属单质与盐溶液的置换反应获得金属活动性顺序,是“从个别到一般“的过程,属于归纳范式的应用,
故答案为:演绎范式;归纳范式;
(4)经过第一个半衰期生成的Pb的物质的量为1x50%mol,剩余的Po的物质的量为1x50%mol;再经过第二个半衰期生成的Pb的物质的量为1x50%x50%mol,所以经过276天所得Pb的物质的量为(1x50%+1x50%x50%) mol=0.75mol,
故答案为:0.75。
(1)A.物质的键能越大越稳定;
B.石墨是非金属单质;
C.乙烯具有碳碳双键;
D.乙醇不发生电离;
(2)①19世纪初,英国科学家道尔顿提出近代原子学说,他认为原子是微小的不可分割的实心球体;
③1897年,英国科学家汤姆生发现了电子,1904年提出“葡萄干面包式”的原子结构模型;
②1911年英国物理学家卢瑟福(汤姆生的学生)提出了带核的原子结构模型;
⑤1913年丹麦物理学家波尔(卢瑟福的学生)引入量子论观点,提出电子在一定轨道上运动的原子结构模型;
④奥地利物理学家薛定谔提出电子云模型(几率说),为近代量子力学原子模型;
(3)演绎范式和归纳范式是物质结构研究的常用范式,演绎范式的过程通常为“从一般到个别“,归纳范式的过程通常为“从个别到一般“;
(4)根据半衰期是指有一半发生衰变所需要的时间解答。
本题主要考查物质的结构与性质之间的关系,为基础知识的考查,题目难度不大。
19.【答案】BD AD 萃取 C5H8 C10H16
【解析】解:(1)A.碳纳米管中为碳单质,属于无机物,故A错误;
B.天然橡胶是异戊二烯的聚合物,属于有机物,故B正确;
C.光导纤维的主要成分是SiO2,属于无机物,故C错误;
D.聚四氟乙烯为有机高分子化合物,属于有机物,故D正确;
故答案为:BD;
(2)①A.青蒿素的分子式为C15H22O5,故A错误;
B.分子中含有醚键和酯基和过氧键,故B正确;
C.分子中饱和碳原子具有甲烷结构特点,甲烷为四面体结构,所以该分子中所有原子一定不共平面,故C正确;
D.具有过氧化物、酯、醚的性质,酯基能发生取代反应,该有机物不能发生加成反应,故D错误;
故答案为:AD;
②根据“提取青蒿素通常可以用乙醚浸取”可知,青蒿素为易溶于乙醚的有机物,该分离原理为萃取法,
故答案为:萃取;
(3)利用实验方法分析β−蒎烯,可知其分子中碳氢质量比为15:2,C、H原子个数之比为1512:21=5:8,所以实验式为C5H8;设其化学式为(C5H8)n,n=13612×5+1×8=2,分子式为C10H16,
故答案为:C5H8;C10H16。
(1)A.碳纳米管中为碳单质;
B.天然橡胶是异戊二烯的聚合物;
C.光导纤维的主要成分是SiO2;
D.聚四氟乙烯为有机高分子化合物;
(2)①A.青蒿素分子中C、H、O原子个数依次是15、22、5;
B.分子中含有醚键和酯基和过氧键;
C.分子中饱和碳原子具有甲烷结构特点;
D.具有过氧化物、酯、醚的性质;
②青蒿素不易溶于水,易溶于乙醚;
(3)利用实验方法分析β−蒎烯,可知其分子中碳氢质量比为15:2,C、H原子个数之比为1512:21=5:8,设其化学式为(C5H8)n,n=13612×5+1×8=2。
本题考查有机物结构和性质,侧重考查分析、判断及计算能力,明确官能团及其性质的关系、有机物分子式确定方法是解本题关键,题目难度不大。
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