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…………○…………内…………○…………装…………○…………内…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………※※请※※不※※要※※在※※装※※订※※线※※内※※答※※题※※…………○…………外…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………第=page22页,总=sectionpages22页第=page11页,总=sectionpages11页2025年华东师大版选择性必修1化学下册阶段测试试卷734考试试卷考试范围:全部知识点;考试时间:120分钟学校:______姓名:______班级:______考号:______总分栏题号一二三四五总分得分评卷人得分一、选择题(共9题,共18分)1、将一定量纯净的氨基甲酸铵置于密闭真空恒容容器中(固体试样体积忽略不计),在恒定温度下使其达到分解平衡:NH2COONH4(s)⇌2NH3(g)+CO2(g)△H=akJ/mol(a>0)。然后在恒定温度下缩小容器体积,重新达到平衡。下列分析正确的是A.重新达到平衡后,密闭容器中氨气的体积分数不变B.两次平衡时的CO2的浓度相等C.若2v(NH3)=v(CO2),则该反应达到平衡状态D.若开始时向容器中加入2molNH3和1molCO2,达到平衡时放出akJ热量2、一定温度下,向容积为2L的恒容密闭容器中通入一定量N2O4,发生反应N2O4(g)2NO2(g)△H>0,反应起始时容器内气体的总压强为p,体系中各组分的物质的量随时间(t)的变化如表。t/s020406080n(N2O4)/mol0.1000.0620.0480.0400.040n(NO2)/mol00.0760.1040.1200.120
下列说法正确的是A.20~60s内,NO2的平均反应速率υ=1.1×10−3mol∙L−1∙s−1B.N2O4的平衡转化率为40%C.该温度下,反应的压强平衡常数Kp=pD.80s时,再充入0.03molNO2、0.01molN2O4,平衡逆向移动3、已知某二元酸在溶液中存在电离:设NA为阿伏加德罗常数的值。关于常温下的溶液,下列说法正确的是A.该溶液与足量NaOH溶液反应的离子方程式是H2A+2OH-=A2-+2H2OB.该溶液的c(H+)<0.001mol/LC.该溶液中存在的粒子有D.4、已知:H2(g)+F2(g)=2HF(g)ΔH=-270kJ·mol-1;下列说法正确的是。
A.在相同条件下,1molH2(g)与1molF2(g)的总焓大于2molHF(g)的总焓B.1molH2(g)与1molF2(g)反应生成2mol液态HF放出的热量小于270kJC.该反应的逆反应是放热反应D.该反应过程的焓的变化可用如图表示5、以NaCl溶液模拟海水,采用惰性电极,用下图装置处理有机废水(以含CH3CHO溶液为例);可获得电能,同时可实现海水淡化。下列说法正确的是()
A.隔膜1为阳离子交换膜,隔膜2为阴离子交换膜B.a极发生反应为CH3CHO+3H2O-10e-=2CO2↑+10H+C.每处理1molCH3CHO时,模拟海水理论上除盐58.5gD.电池工作一段时间后,正、负极产生气体的物质的量之比为2∶16、MFC-电芬顿技术不需要外加能量即可发生;通过产生羟基自由基(·OH)处理有机污染物,可获得高效的废水净化效果,其耦合系统原理如下图所示,下列说法正确的是。
A.a电极为阳极,X电极为负极B.甲池中H+移动的方向从M室到N室C.乙池可在酸性较弱的环境中使用D.当电路中转移0.2mol电子时,理论上Y电极消耗O2体积为2.24L7、化学与社会、生产、生活密切相关。下列说法正确的是A.将桥墩钢铁与外接电源负极相连的方法,称为牺牲阳极的阴极保护法B.“静电除尘”“燃煤脱硫”“汽车尾气催化净化”都能提高空气质量C.河水中有许多杂质和细菌,加入明矾杀菌消毒后可以直接饮用D.我国发射的“北斗组网卫星”所使用的光导纤维是一种有机高分子材料8、下列说法不正确的是A.纯碱可用于去除物品表面的油污B.自来水中加入明矾杀菌消毒C.植物秸秆可作生物质燃料D.氢氧化铁胶体可用作净水剂9、下列式子中,属于水解反应的是A.H2O+H2O⇌H3O++OH-B.+H2O⇌+OH-C.NH3+H2O⇌NH3∙H2OD.+OH-⇌H2O+评卷人得分二、多选题(共5题,共10分)10、用电解法制备高纯金属铬和硫酸的原理如图所示。下列说法正确的是。
A.b为直流电源的正极B.A膜是阳离子交换膜,B膜是阴离子交换膜C.阴极电极反应式为2H++2e-=H2↑D.若有1mol离子通过A膜,理论上阳极生成0.5mol气体11、80℃时,NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)。该温度下,在甲、乙、丙三个体积相等且恒容的密闭容器中,投入NO2和SO2,起始浓度如表所示,其中甲经2min达平衡时,NO2的转化率为50%,下列说法错误的是。起始浓度甲乙丙c(NO2)/(mol·L-1)0.100.200.20c(SO2)/(mol·L-1)0.100.100.20
A.容器甲中的反应在前2min的平均速率v(SO2)=0.025mol·L-1·min-1B.达到平衡时,容器丙中正反应速率与容器甲相等C.温度升至90℃,上述反应平衡常数为1.56,则反应的ΔH<0D.容器乙中若起始时改充0.10mol·L-1NO2和0.20mol·L-1SO2,达到平衡时c(NO)与原平衡相同12、固定容积为2L的密闭容器中发生反应xA(g)+yB(g)zC(g),图Ⅰ表示200℃时容器中各物质的物质的量随时间的变化关系,图Ⅱ表示平衡时平衡常数K随温度变化的关系。结合图像判断;下列结论正确的是。
A.200℃时,反应从开始到平衡的平均速率υ(A)=0.04mol•L﹣1•min﹣1B.若0~5min时容器与外界的热交换总量为mkJ,则该反应的热化学方程式可表示为:2A(g)+B(g)C(g)△H=+5mkJ/molC.200℃时,若在第6min再向体系中加入催化剂,可使υ正>υ逆D.200℃时,平衡后再充入2molC,则达到平衡时,化学平衡常数变小13、已知热化学方程式:
C(金刚石,s)+O2(g)=CO2(g)ΔH1①
C(石墨,s)+O2(g)=CO2(g)ΔH2②
C(石墨,s)=C(金刚石,s)ΔH3=+1.9kJ·mol-1③
下列说法正确的是A.石墨转化成金刚石的反应是吸热反应B.金刚石比石墨稳定C.ΔH3=ΔH1-ΔH2D.ΔH1<ΔH214、图为Ca-LiFePO4可充电电池的工作示意图,锂离子导体膜只允许Li+通过,电池反应为:下列说法正确的是。
A.充电时,当转移0.1mol电子时,左室中电解质的质量减轻2gB.充电时,Li1-xFePO4/LiFePO4电极发生Li+脱嵌C.放电时,负极反应为:LiFePO4-xe-=Li1-xFePO4+xLi+D.LiPF6-LiAsF6为非水电解质,主要作用都是传递离子,构成闭合回路评卷人得分三、填空题(共5题,共10分)15、随着传统化石燃料的日渐耗竭;新能源的开发和利用正得到广泛地重视。燃料电池作为一种转化效率高;可靠性强、质能比高、清洁的新型能量转化系统,由于能很好地解决资源的综合利用和环境保护这两个有关可持续发展的问题,已成为当今最热门的研究课题之一、在众多的燃料电池中,氢氧燃料电池是被研究得较早的一种燃料电池,它以氢气和氧气作为原料,电池反应产物是水,因此原料易得,反应产物没有污染。
以Ni为电极,KOH水溶液为电解质溶液的氢氧燃料电池,在298K、p下稳定地连续工作;请回答下列问题:
(1)写出电池的电极反应和电池反应:____。
(2)计算一个100W(1W=3.6kJ/h)的氢氧燃料电池,在可逆情况下工作时,每分钟需要供给298K、p的氢气体积____(以m3为体积单位,假设氢气为理想气体:p=100kPa);
(3)计算该电池的标准电动势____。已知反应:H2(g)+1/2(O2)=H2O(l)的(298.2K)=-263kJ/mol16、Ⅰ.H2S与CH4重整,不但可以消除污染,还可以制氢。主要反应如下:①CH4(g)+2H2S(g)CS2(g)+4H2(g)+Q(Q<0)
(1)在恒温恒容条件下,可作为反应①达到平衡状态的判断依据是___________(选填编号)。A.混合气体密度不变B.容器内压强不变C.2v正(H2S)=v逆(CS2)D.CH4与H2的物质的量分数之比保持不变
Ⅱ.在恒压条件下,以n(CH4)∶n(H2S)=1∶2的组成的混合气体发生反应①;达到平衡状态时,四种组分物质的量分数随温度的变化如图所示。
(2)如图中表示CH4、CS2变化的曲线分别是___________、___________(选填编号)。
(3)M点对应温度下,H2S的转化率是___________。
Ⅲ.在研究反应发生的适宜条件时发现:过多的CH4会导致Al2O3催化剂失活;Co助剂有稳定催化剂的作用。如图表示800℃,Al2O3催化剂条件下投入等量H2S,投料比[n(CH4)∶n(H2S)]分别为1∶1、1∶3、12∶1,达平衡时H2S转化率;平均反应速率。
(4)投料比n(CH4)∶n(H2S)=1∶1为对应图中___________组图像(选填“A”“B”或“C”);在三组图像中,C组图像中平均反应速率最低的可能原因是___________。
(5)未添加Co助剂时,无积碳,随着Co添加量的变化,积碳量变化如图所示,Co助剂可能催化原料气发生反应的化学方程式为___________。
17、研究碳及其化合物的资源化利用具有重要的意义。已知下列热化学方程式:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
将n(CO2):n(H2)=1:4的混合气体充入密闭容器中发生上述反应Ⅰ、Ⅱ,在不同温度和压强时,CO2的平衡转化率如图。0.1MPa时,CO2的转化率在600℃之后,随温度升高而增大的主要原因是_______。
18、锂二次电池新正极材料的探索和研究对锂电池的发展非常关键。
(1)锂硒电池具有优异的循环稳定性。
①正极材料Se可由SO2通入亚硒酸(H2SeO3)溶液反应制得,则该反应的化学方程式为__。
②一种锂硒电池放电时的工作原理如图1所示,写出正极的电极反应式:________________。充电时Li+向________(填“Se”或“Li”)极迁移。
③Li2Sex与正极碳基体结合时的能量变化如图2所示,图中3种Li2Sex与碳基体的结合能力由大到小的顺序是________。
(2)Li2S电池的理论能量密度高,其正极材料为碳包裹的硫化锂(Li2S)。
①Li2S可由硫酸锂与壳聚糖高温下制得,其中壳聚糖的作用是________。
②取一定量Li2S样品在空气中加热,测得样品固体残留率随温度的变化如图3所示。(固体残留率=×100%)分析300℃后,固体残留率变化的原因是________。19、亚硝酰氯(C1NO,黄色)是有机物合成中的重要试剂,常用于合成洗涤剂。在温度500K时,向盛有食盐的恒容密闭容器中加入NO2、NO和Cl2;发生如下两个反应:
Ⅰ.2NO2(g)+NaCl(s)⇌NaNO3(s)+ClNO(g)∆H1
Ⅱ.2NO(g)+Cl2(g)⇌2ClNO(g)∆H2
(1)反应Ⅱ在一定条件下能自发进行,判断该反应的热效应,并说明理由______。
(2)关于恒温恒容密闭容器中进行的反应Ⅰ和Ⅱ的下列说法中,正确的是______(填标号)。
a.反应体系中混合气体的颜色保持不变;说明反应Ⅰ达到平衡状态。
b.∆H1和∆H2不再变化;可以作为判断反应Ⅰ和Ⅱ是否达到平衡状态的标志。
c.同等条件下,反应Ⅰ的速率远远大于反应Ⅱ,说明反应Ⅰ的活化能小,∆H1<∆H2
d.达平衡后,向反应体系中再通入一定量C1NO(g),NO2(g)和NO(g)的百分含量均减小。
(3)向2L恒容密闭容器中加入0.2molNO和0.1molCl2发生反应Ⅱ,起始总压为p0。10分钟后达到平衡,用ClNO(g)表示平均反应速率v平(ClNO)=0.008mol·L-1·min-1。
①平衡时Cl2的压强为______。
②NO的平衡转化率α=______,影响α的因素有______。
③该反应的平衡常数Kp=______(以分压表示;分压=总压×物质的量分数)。
(4)假设反应Ⅱ的速率方程为:式中:k为反应速率常数,随温度t升高而增大;α为NO平衡转化率,α′为某时刻NO转化率,n为常数。在α′=0.8时;将一系列温度下的k;α值代入上述速率方程,得到v~t曲线如图所示。
曲线上v最大值所对应温度称为该α'下反应的最适宜温度tm,t<tm时,v逐渐提高;t>tm后,v逐渐下降。原因是______。评卷人得分四、实验题(共3题,共15分)20、将某黄铜矿(主要成分为CuFeS2)和O2在一定温度范围内发生反应,反应所得固体混合物X中含有CuSO4、FeSO4、Fe2(SO4)3及少量SiO2等,除杂后可制得纯净的胆矾晶体(CuSO4·5H2O)。
(1)实验测得温度对反应所得固体混合物中水溶性铜(CuSO4)的含量的影响如图所示。生产过程中应将温度控制在_____左右,温度升高至一定程度后,水溶性铜含量下降的可能原因是_____。
(2)下表列出了相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0mol·L-1计算)。实验中可选用的试剂和用品:稀硫酸、3%H2O2溶液;CuO、玻璃棒、精密pH试纸。
①实验时需用约3%的H2O2溶液100mL,现用市售30%(密度近似为1g•cm-3)的H2O2来配制,其具体配制方法是_____。
②补充完整由反应所得固体混合物X制得纯净胆矾晶体的实验步骤:
第一步:将混合物加入过量稀硫酸;搅拌;充分反应,过滤。
第二步:_____。
第三步:_____;过滤。
第四步:_____;冷却结晶。
第五步:过滤;洗涤;低温干燥。
(3)在酸性、有氧条件下,一种叫Thibacillusferroxidans的细菌能将黄铜矿转化成硫酸盐,该过程反应的离子方程式为_________。21、磷酸亚铁锂(化学式:LiFePO4);为近年来新开发的锂离子电池电极材料,主要用于动力锂离子电池,作为电极活性物质使用,能可逆地嵌入;脱出锂,其作为锂离子电池电极材料的研究及应用得到广泛关注。通过水热法制备磷酸亚铁锂的一种方法如图(装置如图所示,夹持装置、加热装置等省略未画出):
制备步骤:
I.在仪器A中加入40mL蒸馏水、0.01molH3PO4和0.01molFeSO4•7H2O,用搅拌器搅拌溶解后,缓慢加入0.03molLiOH•H2O;继续搅拌。
II.向反应液中加入少量抗坏血酸(维生素C);继续搅拌5min。
III.快速将反应液装入反应釜中;保持170℃恒温5h。
IV.冷却至室温;过滤。
V.用蒸馏水洗涤沉淀。
VI.干燥;得到磷酸亚铁锂产品。
回答下列问题:
(1)装置图中仪器A的名称是_____,根据上述实验药品的用量,A的最适宜规格为_____(填标号)。
A.50mLB.100mLC.250mLD.500mL
(2)步骤II中,抗坏血酸的作用是______,以下能代替抗坏血酸使用的是_____(填标号)。
A.Na2SO3B.铁粉C.酸性高锰酸钾溶液。
(3)若所加H3PO4、FeSO4•7H2O、LiOH•H2O恰好完全反应,请写出制备磷酸亚铁锂的化学方程式:______。
(4)确定所得产品中未混有Fe(OH)3、FePO4杂质的方法是_____。
(5)干燥后称量,若实验共得到无杂质产品1.1g,则LiFePO4的产率为_____%(保留小数点后一位)。
(6)某种以LiFePO4作电极材料的锂电池总反应可表示为LiFePO4+CLi1-xFePO4+CLix。放电时正极的电极反应式为_____。22、某酸性工业废水中含有K2Cr2O7。光照下,草酸H2C2O4能将其中的转化为Cr3+。某课题组研究发现,少量铁明矾[Al2Fe(SO4)4·24H2O]即可对该反应起催化作用。为进一步研究有关因素对该反应速率的影响;探究如下:
(1)在25℃下,控制光照强度、废水样品初始浓度和催化剂用量相同,调节不同的初始c(H+)和一定浓度草酸溶液用量,作对比实验,完成以下实验设计表。实验编号初始c(H+)废水样品体积/mL草酸溶液体积/mL蒸馏水体积/mL①1.0×10-4601030②1.0×10-5601030③1.0×10-560ab
则a+b=______。
(2)测得实验①和②溶液中的浓度随时间变化关系如图所示。
上述反应的离子方程式为______。
(3)实验①和②的结果表明______;实验①中0~t1时间段反应速率v(Cr3+)=______mol·L-1·min-1(用代数式表示)。
(4)该课题组对铁明矾[Al2Fe(SO4)4·24H2O]中起催化作用的成分提出如下假设;请你完成假设二和假设三:
假设一:起催化作用;
假设二:______;
假设三:______;
(5)请你设计实验验证上述假设一,完成下表中内容。(除了上述实验提供的试剂外,可供选择的药品有K2SO4、FeSO4、K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O等。溶液中的浓度可用仪器测定)。实验方案(不要求写具体操作过程)预期实验结果和结论用等物质的量的______代替实验①中的铁明矾,控制其它反应条件与实验①相同,进行对比实验反应相同时间后,若______则假设一成立评卷人得分五、元素或物质推断题(共2题,共20分)23、中学化学常见的物质A;B、C、D之间存在如下转化关系:
A+B→C+D+H2O。请按要求填空:
(1)若A为短周期元素组成的黑色固体单质;与B的浓溶液共热时,产生C;D两种气体,
C、D两种气体均能使澄清石灰水变浑浊,则A与B反应的方程式是____________________,已知具有刺激性气味的C气体和Cl2都能漂白某些有色物质,如果将两种气体等物质的量通入到品红溶液中的实验现象为__________________________原因是_____________。
如果将两种气体非等量通入到水中;为了验证哪种气体过量,某兴趣小组的同学准备了以下试剂:①氯化铁溶液②氯化亚铁溶液③硫氰化钾溶液④苯酚溶液。
⑤品红溶液⑥酸性高锰酸钾溶液。
若Cl2过量:取适量溶液滴加至盛有___________(选填一个序号)试剂的试管内;再加入。
_____(选填一个序号)试剂,发生的现象是:________________;
若C过量:取适量溶液滴加至盛有______(选填一个序号)试剂的试管内;发生的现象。
是:_______________。
(2)若A在水中的溶解度随温度的升高而降低;B为短周期非金属单质;C是漂白粉的有效成分,则C发生水解反应的离子方程式是_________________________________。
(3)若A为五核10电子的阳离子与单核18电子的阴离子构成的无色晶体,受热易分解,分解后生成两种极易溶于水的气体。检验A中阳离子的方法是___________________________________________________________________________________(简述操作过程及结论)。24、Ⅰ.离子化合物A由两种金属元素、一种非金属元素构成,均为短周期元素,其中阳离子与阴离子的个数比为1:2,B是一种常见的液态物质。按以下流程进行实验:请回答:(1)组成A的元素为_______(填元素符号)。(2)A与盐酸反应能够产生一种无色单质气体,请写出该反应的化学反应方程式_______。(3)固体D可以溶于NH4Cl溶液当中,生成可以使紫色石蕊试液变蓝的气体,请写出该反应的离子反应方程式_______。Ⅱ.为了探究Cl2、SO2同时通入H2O中发生的反应,某校化学兴趣小组同学设计了如图所示的实验装置。(1)在此实验中,F仪器的作用是_______;为验证通入D装置中的气体是Cl2过量还是SO2过量,兴趣小组的同学准备了以下试剂:①氯化铁溶液②氯化亚铁溶液③硫氰化钾溶液④品红溶液⑤酸性高锰酸钾溶液,需要选取哪几种试剂验证Cl2过量_______。(2)D装置中主要反应的离子反应方程式为_______。参考答案一、选择题(共9题,共18分)1、A【分析】【分析】
【详解】
A.该反应只有生成物是气体,且反应产生NH3(g)、CO2(g)体积比始终是2:1;因此重新达到平衡后,密闭容器中氨气的体积分数不变,A正确;
B.增大压强,化学平衡逆向移动,导致CO2浓度减小,因此两次平衡时的CO2的浓度不相等;B错误;
C.未指明反应速率的正;逆;因此不能确定反应是否达到平衡状态,C错误;
D.该反应是可逆反应,反应物不能完全转化为生成物,因此开始时向容器中加入2molNH3和1molCO2,不能完全转化为NH2COONH4(s);则达到平衡时放出热量小于akJ,D错误;
故合理选项是A。2、D【分析】【详解】
A.20~60s内,改变量为0.044mol,则平均反应速率故A错误;
B.平衡时物质的量为0.040mol,则消耗物质的量为0.06mol,则的平衡转化率为故B错误;
C.根据B选项得到平衡时物质的量为0.040mol,物质的量为0.12mol,总的气体物质的量为0.16mol,根据已知条件,得到平衡时气体总压强为平衡时,故C错误;
D.根据C选项分析得到平衡时平衡常数80s时,再充入0.03molNO2、0.01molN2O4,此时则平衡逆向移动,故D正确。
综上所述,答案为D。3、D【分析】【详解】
A.H2A第一步完全电离,第二步部分电离,所以离子反应式应为A错误;
B.H2A第一步完全电离,第二步部分电离,所以0.001mol/L的H2A溶液中c(H+)>0.001molL;B错误;
C.由于第一步完全离,所以溶液中并不存在H2A;C错误;
D.根据题意可知H2A第一步完全电离,第二步部分电离,所以0.001mol/L的H2A溶液中c(H+)>0.001mol/L,K=1.2×10-2=则D正确;
故选D。4、A【分析】【详解】
A.该反应为放热反应,在相同条件下,1molH2(g)与1molF2(g)的总焓大于2molHF(g)的总焓;A项正确;
B.由于物质从气态变为液态放出热量,所以1molH2(g)与1molF2(g)反应生成2mol液态HF放出的热量大于270kJ;B项错误;
C.该反应的逆反应是吸热反应;C项错误;
D.反应物总焓应比生成物总焓高;D项错误;
故选A。5、B【分析】【分析】
根据题意,该装置为原电池装置,由图示可知,a极上CH3CHO转化为CO2和H+,C元素由-1价转化为+4价,化合价升高,失电子,被氧化,则a为负极,b为正极,负极电极反应为CH3CHO+3H2O-10e-=2CO2↑+10H+。
【详解】
A.根据题意,该装置要实现海水淡化,则海水中的Cl-向负极移动,Na+向正极移动,即Cl-向a极移动,Na+向b极移动;隔膜1为阴离子交换膜,隔膜2为阳离子交换膜,故A错误;
B.根据分析,a为负极,a极发生反应为CH3CHO+3H2O-10e-=2CO2↑+10H+;故B正确;
C.根据B项分析,a极发生反应为CH3CHO+3H2O-10e-=2CO2↑+10H+,每处理1molCH3CHO时,转移10mol电子,根据电荷守恒,则有10molCl-向a极移动;根据氯原子守恒,模拟海水理论上除盐10mol×58.5g/mol=585g,故C错误;
D.b为正极,溶液为酸性,则正极上氢离子得电子生成氢气,电极反应为2H++2e-=H2↑,当转移10mol电子时,正极产生5mol气体,根据负极电极反应:CH3CHO+3H2O-10e-=2CO2↑+10H+;负极可生产2mol气体,电池工作一段时间后,正;负极产生气体的物质的量之比为5∶2,故D错误;
答案选B。6、B【分析】【详解】
A.由电子流向可知,a电极为负极,b电极为正极,与b相连的X电极为阳极;A错误;
B.原电池中阳离子向正极运动,甲池中H+移动的方向从M室到N室;B正确;
C.乙池中存在铁离子;亚铁离子;在酸性较弱的环境中使用会生成铁的氢氧化物沉淀,C错误;
D.没有说明气体所处的是否为标准状况;不能计算氧气的体积,D错误;
故选B。7、B【分析】【详解】
A.桥墩钢铁与外接电源负极相连构成电解池;钢铁作阴极被保护,该保护方法是外接电源的阴极保护法,故A错误;
B.“静电除尘”可减少固体颗粒物排放;“燃煤脱硫"可减少二氧化硫排放,“汽车尾气催化净化"可减少氮氧化物排放,均能够减少空气污染物的排放,有利于提高空气质量,故B正确;
C.明矾溶于水电离产生的铝离子水解生成具有吸附性的氢氧化铝胶体可用于净水;但明矾不能杀菌消毒,故C错误;
D.二氧化硅具有良好的导光性;可用于制造光导纤维,属于无机非金属材料,故D错误;
故选B。8、B【分析】【分析】
【详解】
A.油脂在碱性条件下能够水解而溶于水;热的纯碱溶液能够促进纯碱水解,溶液碱性增强,所以纯碱可用于去除物品表面的油污,故A正确;
B.明矾水解生成具有吸附性的氢氧化铝;可除去水中的悬浮物,但不具有杀菌消毒能力,故B错误;
C.植物秸秆可以直接燃烧放热;也可以在微生物的作用下产生甲烷等可燃性气体,可作生物质燃料,故C正确;
D.氢氧化铁胶体具有吸附性;能够吸附水中悬浮物杂质颗粒,可以用于净水,故D正确;
故选B。9、B【分析】【分析】
盐类的水解实质是盐类电离产生的弱酸根离子或弱碱离子与水电离产生的氢离子或氢氧根离子结合生成弱电解质的反应;由此分析。
【详解】
A.H2O+H2O⇌H3O++OH-表示水的电离方程式;不属于水解反应,故A不符合题意;
B.+H2O⇌+OH-表示的水解反应,与水电离时生成的氢离子反应生成属于水解反应,故B符合题意;
C.NH3+H2O⇌NH3∙H2O表示的是氨气和水反应生成一水合氨;属于化合反应,不属于水解反应,故C不符合题意;
D.+OH-⇌H2O+表示的是和OH-反应生成H2O和属于复分解反应,不属于水解反应,故D不符合题意;
答案选B。二、多选题(共5题,共10分)10、AD【分析】【详解】
A.该装置制备高纯金属Cr和硫酸,左边池中Cr电极上Cr3+得电子发生还原反应,则Cr棒为阴极,连接阴极的电极a为电源的负极,则b为电源的正极;A正确;
B.左边池中Cr电极上Cr3+得电子发生还原反应,阴极反应式为Cr3++3e-=Cr,附近溶液中浓度增大,为维持溶液电中性,要通过A膜进入中间区域;石墨电极上OH-不断失去电子变为O2逸出,电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+,使附近H+浓度增大,为维持溶液电中性,H+不断通过B膜乙池;所以A膜是阴离子交换膜,B膜为阳离子交换膜,B错误;
C.阴极上Cr3+得到电子变为单质Cr,电极反应式为:Cr3++3e-=Cr;C错误;
D.根据选项B分析可知:要通过A膜进入中间区域,若有1mol离子通过A膜,由于带有2个单位负电荷,则电路中会转移2mol电子,则根据电荷守恒可知理论上阳极石墨上会产生0.5molO2;D正确;
故合理选项是AD。11、BC【分析】【分析】
【详解】
A.甲经2min达平衡时,NO2的转化率为50%,可列三段式:容器甲中的反应在前2min的平均速率v(SO2)==0.025mol·L-1·min-1;A项正确;
B.反应NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)是气体体积不变的反应;压强不影响平衡,则容器甲和丙互为等效平衡,平衡时反应物的转化率相等,由于丙中各组分浓度是甲中的2倍,则容器丙中的反应速率较大,B项错误;
C.80℃,平衡常数K==1,温度升至90℃,上述反应平衡常数为1.56>1,则正反应为吸热反应,ΔH>0;C项错误;
D.设平衡时NO的浓度为xmol/L,所以则=1,解得x=0.067mol/L,所以若起始时改充0.10mol·L-1NO2和0.20mol·L-1SO2;平衡时c(NO)与原平衡相同,D项正确;
故答案为BC。12、AB【分析】【详解】
A.据图I可知5min后各物质的浓度不再变化,反应达到平衡,该时间段内Δn(A)=0.4mol,容器体积为2L,所以反应速率为=0.04mol•L﹣1•min﹣1;故A正确;
B.5min内Δn(A)=0.4mol,Δn(B)=0.2mol,Δn(C)=0.2mol,所以该反应的化学方程式为2A(g)+B(g)C(g),据图II可知温度升高平衡常数变大,所以正反应为吸热反应,根据题意可知反应0.4molA时放出mkJ能量,则2molA完全反应时放出5mkJ能量,热化学反应方程式为2A(g)+B(g)C(g)△H=+5mkJ/mol;故B正确;
C.催化剂可以增大反应速率,但不能使平衡移动,所以加入催化剂后依然存在υ正=υ逆;故C错误;
D.平衡常数只与温度有关;温度不变平衡常数不变,故D错误;
综上所述答案为AB。13、AD【分析】【详解】
A.根据③可知石墨转化成金刚石时要吸收能量;因此该反应是吸热反应,A正确;
B.物质含有的能量越低;物质的稳定性就越强。根据③可知石墨转化成金刚石时要吸收能量,说明金刚石含有的能量比等质量的石墨高,因此石墨比金刚石更稳定,B错误;
C.根据盖斯定律,将热化学方程式②-①=③,则反应热ΔH3=ΔH2-ΔH1;C错误;
D.由于石墨转化为金刚石时要吸收能量,说明金刚石含有的能量比等质量的石墨高。则等质量的金刚石与石墨分别燃烧时放出热量金刚石多。反应放出的热量越多,则反应热就越小,故反应热ΔH1<ΔH2;D正确;
故合理选项是AD。14、BD【分析】【分析】
根据电池反应可知,放电时Ca转化为Ca2+发生氧化反应,所以钙电极为负极,充电时则发生还原反应为阴极,则放电时Li1-xFePO4/LiFePO4为正极;充电时为阳极。
【详解】
A.充电时每转移0.1mol电子,左室中就有0.05molCa2+转化为Ca,同时有0.1molLi+迁移到左室;所以左室中电解质的质量减轻0.05mol´40g/mol-0.1mol´7g/mol=1.3g,所以A错误;
B.充电时为电解池,电解池中阳离子流向阴极,Li1-xFePO4/LiFePO4为阳极,所以Li1-xFePO4/LiFePO4电极发生Li+脱嵌然后流向阴极,放电时为原电池,原电池中阳离子流向正极,所以放电时发生Li+嵌入;故B正确;
C.放电时,钙电极为负极,电极反应为Ca-2e-=Ca2+;故C错误;
D.钙活泼性很强;会和水发生反应,所以选用非水电解质来传递离子,构成闭合回路,形成原电池,故D正确。
综上所述答案为BD。三、填空题(共5题,共10分)15、略
【分析】【分析】
【详解】
略【解析】正极,1/2O2+H2O+2e-→2OH-;负极,H2+2OH-→2H2O+2e-电池在可逆情况下工作时,=-W最大,100W=100×3.6kJ/h=360kJ/h=6kJ/min由=-zEF得E=-/zF=1.22(V)16、略
【分析】【详解】
(1)A.恒温恒容下;容积不变,容器内的气体质量也不变,则无论反应是否平衡,密度都不变,故混合气体密度不变不能作为反应①达到平衡的判断依据,故A不符合题意;
B.反应①中可逆符号前后的气体化学计量数之和不相等;则容器内的压强不变时,说明容器内气体不在增加减少,反应达到最大限度,即达到平衡状态,故B符合题意;
C.根据反应①的化学计算数,2v正(H2S)=4v正(CS2)=v逆(CS2);即同一物质的正逆反应速率不相等,说明反应没有达到平衡状态,故C不符合题意;
D.CH4与H2的物质的量分数之比保持不变,说明CH4与H2的物质的量分数不在发生变化;说明体系反应达到最大限度,说明达到平衡状态,故D符合题意;
答案BD。
(2)根据平衡状态时,四种组分物质的量分数随温度的变化图所示,c、d的物质的量分数随温度升高是逐渐减小的,a、b是逐渐增大的,由于反应①是吸热反应(Q<0),根据平衡移动原理,升高温度,平衡向吸热反应方向移动,则生成物增加,反应物减少,可知a、b表示的是生成物,c、d表示的是反应物,根据反应①的化学计量数,生成物中CS2的物质的量比H2小,则a表示H2,b表示CS2,同理,c表示的是H2S,d表示的是CH4,故答案为表示CH4、CS2变化的曲线分别是d、b。
(3)M点对应温度下,起始时n(CH4)∶n(H2S)=1∶2,设起始时n(CH4)=1mol,n(H2S)=2mol,转化的CH4为xmol,则可得
M点对应温度下,平衡时,a表示的H2和d表示的CH4的物质的量分数相等,则可得关系式1-x=4x,x=0.2mol,则H2S的转化率=
(4)在反应①中,适当提高n(CH4)∶n(H2S)的比值可提高H2S转化率,当投料比[n(CH4)∶n(H2S)]分别为1∶1、1∶3、12∶1时,即n(CH4)∶n(H2S)分别为1∶1、∶1、12∶1时,n(CH4)∶n(H2S)=1∶1为三种组合中,n(CH4)∶n(H2S)的比值处于中间,则H2S转化率也处于中间,则对应的图像是B组;根据题干可知,过多的CH4会导致Al2O3催化剂失活,反应速率变慢,C组图像中H2S转化率最高,即n(CH4)∶n(H2S)比值最高,即n(CH4)∶n(H2S)=12∶1,故C组图像中平均反应速率最低的可能原因是C组中n(CH4)∶n(H2S)=12∶1,CH4比例过高使催化剂Al2O3失活;反应速率小。
(5)根据积碳量变化图所示,Co添加量越大,C的含量越高,原料气中只有CH4含有碳元素,则Co助剂可能催化原料气发生反应的化学方程式为CH4C+H2。【解析】(1)BD
(2)db
(3)20%
(4)BC组中n(CH4)∶n(H2S)=12∶1,CH4比例过高使催化剂Al2O3失活;反应速率小。
(5)CH4C+H217、略
【分析】【详解】
将n(CO2):n(H2)=1:4的混合气体充入密闭容器中发生上述反应Ⅰ、Ⅱ,在不同温度和压强时,CO2的平衡转化率如图所示。根据图示可知:反应在0.1MPa时,CO2的转化率在600℃之后,随温度升高而增大,这是由于反应Ⅰ的△H1<0,反应Ⅱ的△H2>0,600℃之后,温度升高,反应Ⅱ向右移动,二氧化碳减少的量比反应Ⅰ向左移动二氧化碳增加的量多。【解析】反应Ⅰ的△H1<0,反应Ⅱ的△H2>0,600℃之后,温度升高,反应Ⅱ向右移动,二氧化碳减少的量比反应Ⅰ向左移动二氧化碳增加的量多18、略
【分析】【详解】
(1)①SO2通入亚硒酸中生成Se,发生氧化还原反应,化学方程式为:
②由电池工作的原理图可知,Li电极为电池的负极,Se电极为电池的正极,电池放电时Li+能迁移到正极附近与Se结合生成因此正极的电极反应式为:电池在充电时,Li电极接外电源的负极,做阴极,Li+是阳离子在电解池中朝阴极迁移,因此Li+在充电时朝Li电极迁移;
③由图可知,与正极碳基体结合时会向外释放能量,如果释放的能量越大,那么结合之后越稳定,因此3中与碳基体结合能力的强弱为
(2)①Li2S电池的正极材料是碳包裹得Li2S,因此为了获得这种正极材料,就需要壳聚糖在与硫酸锂高温反应时,一方面将硫酸锂还原,另一方面提供包裹Li2S的碳源;
②该Li2S是具有碳包裹结构的Li2S,因此在考虑其固体质量变化时,一方面要考虑Li2S自身被氧化的影响,另一方面也要考虑包裹Li2S的碳在高温下被氧化的影响;所以300℃后,样品主要发生两个反应过程:反应1为Li2S被O2氧化生成Li2SO4,反应2为C被O2氧化生成CO2;前期固体残留率增加的原因是反应1为主,后期固体残留率减少的原因是反应2为主。【解析】H2SeO3+2SO2+H2O===Se+2H2SO42Li++xSe+2e-===Li2SexLiLi2Se6>Li2Se4>Li2Se提供碳源,将硫酸锂还原(作还原剂)300℃后,样品主要发生两个反应过程:反应1为Li2S被O2氧化生成Li2SO4,反应2为C被O2氧化生成CO2;前期固体残留率增加的原因是反应1为主,后期固体残留率减少的原因反应2为主19、略
【分析】【详解】
(1)该反应ΔH2<0,因为该反应为气体减少的反应,故熵减ΔS<0,但该反应能自发进行,即该反应满足ΔG=ΔH2-TΔS<0,所以ΔH2必然小于0;
(2)a.体系颜色的深浅与NO2浓度有关,颜色不变,则说明NO2浓度不变;即反应达平衡状态,a正确;
b.焓变只与反应物和生成物状态有关,与过程无关,故不能用来判断平衡状态,b错误;
c.相同条件下,反应Ⅰ速率远大于反应Ⅱ,说明反应Ⅰ的反应物容易变为活化分子,即活化能小,但ΔH指反应物和生成物能量的差值,故活化能小,ΔH不一定小;c错误;
d.再充入一定量ClNO,则体系压强增大,相对于旧平衡,新平衡逆向程度减小,ClNO转化率降低,故NO与NO2百分含量均减小;d正确;
故答案选ad;
(3)达平衡时生成ClNO的物质的量=0.008mol/(L·min)×10min×2L=0.16mol,列三段式如下:
①体系恒容,故解得P平=则平衡时Cl2压强=
②NO的平衡转化率α=影响平衡转化率的因素;即考虑影响平衡移动的因素,有温度;压强和反应物的起始浓度等;
③平衡时P(NO)=P(ClNO)=则Kp=(或240P0-1);
(4)反应Ⅱ为放热反应,故升高温度,平衡逆向移动,NO平衡转化率α降低,但速率常数k增大,故曲线的变化趋势主要从k增大和α降低谁影响程度更大角度分析,即升高温度,k增大使v逐渐提高,但α降低使v逐渐下降。当t<tm时,k增大对v的提高大于α引起的降低;t>tm后,k增大对v的提高小于α引起的降低。【解析】ΔH2<0,对于一个自发反应要满足ΔH-TΔS<0,该反应ΔS<0,要能自发必定要求ΔH2<0adp080%温度、压强和反应物的起始浓度等240p0-1升高温度,k增大使v逐渐提高,但α降低使v逐渐下降。t<tm时,k增大对v的提高大于α引起的降低;t>tm后,k增大对v的提高小于α引起的降低四、实验题(共3题,共15分)20、略
【分析】【详解】
(1)根据图象可知温度在600℃时所得固体混合物中水溶性铜(CuSO4)的含量最高,所以生产过程中应将温度控制在600℃左右。由于在高温下CuSO4易发生分解反应;所以温度升高至一定程度后,水溶性铜含量下降。
(2)下表列出了相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0mol·L-1计算)。实验中可选用的试剂和用品:稀硫酸、3%H2O2溶液;CuO、玻璃棒、精密pH试纸。
①实验时需用约3%的H2O2溶液100mL,现用市售30%(密度近似为1g•cm-3)的H2O2来配制,则需要双氧水的体积是=10mL,所以其具体配制方法是用量筒量取10mL30%H2O2溶液加入烧杯中,再加入90mL水(或加水稀释至100mL),搅拌均匀即可得到3%的H2O2溶液100mL。
②第一步:将混合物加入过量稀硫酸,搅拌、充分反应,过滤。由于滤液中含有亚铁离子,需要加入双氧水将其氧化为铁离子,如果通过调节溶液的pH将其转化为氢氧化铁沉淀而除去,则第二步:向滤液中加入稍过量3%H2O2溶液。第三步:充分反应向溶液中加入CuO;用精密pH试纸控制pH在3.2~4.7之间,过滤。从溶液中得到硫酸铜晶体需要加热浓缩;冷却结晶,即第四步:加热浓缩、冷却结晶。
第五步:过滤;洗涤;低温干燥。
(3)在酸性、有氧条件下,一种叫Thibacillusferroxidans的细菌能将黄铜矿转化成硫酸盐,在反应中Fe和S元素的化合价均升高,1molCuFeS2失去17mol电子,氧气得到4个电子,则根据电子得失守恒可知该过程反应的离子方程式为4CuFeS2+4H++17O2=4Cu2++4Fe3++8SO42-+2H2O。【解析】600℃CuSO4发生了分解反应用量筒量取10mL30%H2O2溶液加入烧杯中,再加入90mL水(或加水稀释至100mL),搅拌均匀向滤液中加入稍过量3%H2O2溶液,充分反应向溶液中加入CuO,用精密pH试纸控制pH在3.2~4.7之间加热浓缩4CuFeS2+4H++17O2=4Cu2++4Fe3++8SO42-+2H2O21、略
【分析】【分析】
本实验为由向A中加入蒸馏水、H3PO4和FeSO4·7H2O,用搅拌器搅拌溶解后,缓慢加入LiOH·H2O;继续搅拌,加入少量抗坏血酸(即维生素C),继续搅拌,快速将反应液装入反应釜中恒温加热,冷却过滤;洗涤、干燥得到磷酸亚铁锂产品,据此分析回答问题。
【详解】
(1)由图示可知;仪器A的名称是三颈烧瓶;由信息可知,在A中加入40mL蒸馏水,还有一些化学试剂,故最适宜规格为100mL,故选B;
(2)溶液中Fe2+可能被氧化成Fe3+,所以抗坏血酸可以吸收氧气,主要作用是做还原剂,防止Fe2+被氧化;能代替抗坏血酸使用的是具有还原性的离子,Na2SO3可以与O2反应生成Na2SO4;不能选B,否则固体产品中引入铁粉新杂质。故选A;
(3)若所加H3PO4、FeSO4•7H2O、LiOH•H2O恰好完全反应生成LiFePO4,则制备磷酸亚铁锂的化学方程式为
(4)Fe(OH)3和FePO4都难溶于水,但可以溶解在酸中,溶解后有Fe3+生成,用检验Fe3+的方法检验;所以方法是:取少量产品溶于适量盐酸中,向其中滴加几滴KSCN溶液,若溶液变为血红色,说明含有杂质,反之则不含,故答案为:取少量产品溶于适量盐酸中,向其中滴加几滴KSCN溶液,若溶液不会变为血红色,说明不含有杂质;
(5)制备磷酸亚铁锂的原理为H3PO4+FeSO4+LiOH=LiFePO4+H2O+H2SO4,以0.01molFeSO4反应物完全反应来计算,理论上得到0.01molLiFePO4,产率为
(6)电池工作时的总反应为:LiFePO4+CLi1-xFePO4+CLix,放电时,Li1-xFePO4在正极上得电子发生还原反应生成LiFePO4;正极反应为:
Li1-xFePO4+xLi++xe-═LiFePO4。【解析】(1)三颈烧瓶B
(2)做还原剂,防止Fe2+被氧化A
(3)
(4)取少量产品溶于适量盐酸中;向其中滴加几滴KSCN溶液,若溶液不会变为血红色,说明不含有杂质。
(5)69.6%
(6)Li1-xFePO4+xLi++xe-═LiFePO422、略
【分析】【分析】
该实验的反应原理是草酸H2C2O4能将工业废水中的转化为Cr3+;并探究各种因素,如:氢离子浓度、草酸浓度、催化剂对反应速率的影响,并判断[Al2Fe(SO4)4·24H2O]中何种物质具有催化作用;依此解答。
【详解】
(1)①②中氢离子浓度不同,是探究氢离子浓度对速率的影响;则②③是探究不同浓度时草酸对速率的影响,故a+b=40;
(2)与草酸在酸性环境下发生氧化还原反应,生成铬离子和二氧化碳,反应的离子方程式为:
(3)结合表格和图像可知,实验①和②探究氢离子浓度对速率的影响,其结果表明:c(H+)越大,反应的速率越快;根据图像可知,实验①中0~t1时间段减少c0-c1,结合物质的反应速率与化学计量数呈正比,故反应速率v(Cr3+)=mol·L-1·min-1;
(4)该课题组对铁明矾[Al2Fe(SO4)4·24H2O]中起催化作用的成分提出假设,铁明矾中的相关微粒有:Al3+、故分别对三种微粒是否起催化作用进行假设;
故答案为:Al3+起催化作用;起催化作用;
(5)设计实验验证上述假设一需采用控制变量法,控制其它反应条件与实验①相同,进行对比实验,即保证除外,其余微粒均相同;故从所给药品中可用等物质的量的K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O代替实验①中的铁明矾;若反应相同时间后,若浓度大于实验①中浓度,则可说明有催化作用;则假设一成立;
故答案为:K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O;浓度大于实验①中浓度。【解析】40c(H+)越大,反应的速率越快Al3+起催化作用起催化作用K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O浓度大于实验①中浓度五、元素或物质推断题(共2题,共20分)23、略
【分析】【分析】
(1)C、D两种气体均能使澄清石灰水变浑浊,能使澄清石灰水变浑浊的气体是二氧化碳和二氧化硫,所以C、D和二氧化碳和二氧化硫,A为短周期元素组成的黑色固体单质,所以A是C单质,加热条件下,碳和浓硫酸反应生成二氧化碳和二氧化硫、水,所以B是浓硫酸;具有刺激性气味的C气体为二氧化硫,则D是二氧化碳,二氧化硫与氯气能发生氧化还原反应,根据氯水和二氧化硫水溶液的性质差异答题;
(2)若A在水中的溶解度随温度的升高而降低是氢氧化钙,B为短周期非金属单质,D是漂白粉的成分之一,氢氧化钙和氯气反应生成氯化钙、次氯酸钙和水,所以B是氯气,C能发生水解反应,所以C是次氯酸钙,D是氯化钙;
(3)若A为五核10电子的阳离子与单核18电子的阴离子构成的无色晶体;五核10电子的阳离子是铵根离子,受热易分解,分解后生成两种极易溶于水的气体,则A是氯化铵,单核18电子的阴离子是氯离子,氯离子的检验用硝酸酸化的硝酸银溶液,如果生成白色沉淀证明含有氯离子,否则没有
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