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文档简介
…………○…………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年教科新版选择性必修1化学下册阶段测试试卷含答案考试试卷考试范围:全部知识点;考试时间:120分钟学校:______姓名:______班级:______考号:______总分栏题号一二三四五六总分得分评卷人得分一、选择题(共8题,共16分)1、苯与水煤气合成甲苯的烷基化反应可简化如下:
+CO+2H2+H2O
下表分析了Pt-ZSM-5催化剂应用于苯与水煤气合成甲苯的烷基化反应的相关实验数据:。温度/℃苯平衡转。
化率,%甲苯和对二甲苯。
总选择性,%甲苯选择性,%对二甲苯选择性,%4002.1763.1457.535.614253.7984.9675.469.504505.9282.2073.788.424757.0883.9978.105.89
(注:表中各次实验均控制苯、CO、H2进气量比例为1:1:2;使用催化剂Pt-ZSM-5,反应压力3MPa)
下面说法错误的是A.表中数据分析了反应温度对苯与水煤气烷基化反应的影响B.反应温度升高,催化剂对目标产物选择性增大,副产物选择性降低C.450℃下若苯与氢气投料比为1:4,则苯的平衡转化率大于5.92%D.获取上述实验数据需保证各次实验中Pt-ZSM-5催化剂的比表面积一致2、下列水解化学方程式或水解离子方程式正确的是:A.CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-B.+H2ONH4OH+H+C.CH3COOH+NaOHCH3COONa+H2OD.NaCl+H2ONaOH+HCl3、下列关于有效碰撞理论与影响速率因素之间关系正确的是A.增大反应物浓度,可以提高活化分子百分数,从而提高反应速率B.通过压缩体积增大压强,可以提高单位体积内活化分子数,从而提高反应速率C.升高温度,可以提高活化分子的能量,会减慢反应速率D.加入催化剂可以降低活化能,活化分子百分比虽然没变,但可以加快反应速率4、向纯水中加入少量NaHSO4晶体,若温度不变,则溶液中()A.水电离出的H+大于水电离出的OH-浓度B.c(H+)·c(OH-)增大C.酸性增强D.c(H+)、c(OH-)均增大5、反应2AB3(g)A2(g)+3B2(g)(正反应为吸热反应)的平衡体系中,下列关系中正确的是()(图中AB3%为体积百分数,v为反应速率)A.B.C.D.6、我国科学家实现了二氧化碳到葡萄糖,再到淀粉的全合成。已知葡萄糖C6H12O6(s)的燃烧热=-2870kJ•mol-1,则下列关于热化学方程式6H2O(g)+6CO2(g)=C6H12O6(s)+6O2(g)0的说法正确的是A.表示108g水和264g二氧化碳反应时的反应热B.lmolC6H12O6(s)的能量高于6molH2O(1)和6molCO2(g)的总能量C.=+2870kJ•mol-1D.+2870kJ•mol-17、常温下,用0.1mol·L-1NaOH溶液滴定10mL0.1mol·L-1H2A溶液;溶液的pH与NaOH溶液的体积关系如图所示,下列说法正确的是。
A.H2A是强酸B.B点:c(H2A)>c(A2-)C.C点:c(Na+)-)+2c(A2-)D.水电离出来的c(OH-):D点>C点>B点8、如图是甲烷燃料电池的工作原理模拟示意图;下列说法不正确的是。
A.电极B为正极B.在电极A上发生氧化反应C.电极A区发生反应:D.当有通过外电路时,有通过阴离子交换膜评卷人得分二、填空题(共5题,共10分)9、(1)氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。如图为电池示意图,该电池电极表面镀一层细小的铂粉,铂吸附气体的能力强,性质稳定。其正极反应方程式为________________________,若将负极材料改为CH4,写出其负极反应方程式_________________________。
(2)以NH3代替氢气研发燃料电池是当前科研的一个热点。使用的电解质溶液是2mol•L﹣1的KOH溶液,电池总反应为:4NH3+3O2=2N2+6H2O。该电池负极的电极反应式为____________________;每消耗3.4gNH3转移的电子数目为_________。
(3)图为青铜器在潮湿环境中因发生电化学反应而被腐蚀的原理示意图。
①腐蚀过程中,负极是_______(填图中字母“a”或“b”或“c”);
②环境中的Cl-扩散到孔口,并与正极反应产物和负极反应产物作用生成多孔粉状锈Cu2(OH)3Cl,其离子方程式为______________;
③若生成4.29gCu2(OH)3Cl,则理论上耗氧体积为_______L(标况)。10、铅蓄电池的工作原理为:Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O;研读图,回答下列问题:
(1)K闭合时,装置Ⅰ是___,装置Ⅱ是___;
(2)上述过程中,装置Ⅰ中的阳离子移向___,装置Ⅱ中的阳离子移向___(用a、b;c、d回答)。
(3)上述过程中的电极反应式,a:___;c:___。
(4)若要用Ⅱ来保护铁质建筑物,应将极___(用c、d回答)连在建筑上,该方法称为___。11、IBr、ICl、BrF3等称为卤素互化物,(CN)2、(SCN)2、(OCN)2等称为拟卤素;它们的化学性质均与卤素单质相似,请回答下列问题。
(1)氯化碘(ICl)中碘元素的化合价为________;它与水反应的化学方程式为ICl+H2O=HIO+HCl,该反应的反应类型为________(填中学常见的无机反应类型)。
(2)溴化碘(IBr)具有强氧化性,能与Na2SO3溶液反应,发生反应的离子方程式为__________________。
(3)①已知某些离子的还原性强弱顺序为I->SCN->CN->Br->Cl-。现将几滴KSCN溶液滴入到含少量Fe3+的溶液中,溶液立即变红,向其中逐滴滴入酸性KMnO4溶液,观察到红色逐渐褪去,请利用平衡移动原理解释这一现象:________________________。
②下列物质中,也可以使该溶液红色褪去的是________(填字母)。
A.新制氯水B.碘水。
C.SO2D.盐酸。
(4)KCN为剧毒物质,处理含有KCN的废水常用的方法:在碱性条件下用NaClO溶液将CN-氧化为CO32-和一种单质气体,该反应的离子方程式为_____________________。
(5)已知HCN的电离常数K=6.2×10-10,H2CO3的电离常数K1=4.5×10-7,K2=4.7×10-11,则下列离子方程式能发生的是________(填字母)。
A.CN-+CO2+H2O=HCN+
B.2HCN+=2CN-+CO2↑+H2O
C.2CN-+CO2+H2O=2HCN+
D.HCN+=CN-+12、火箭推进器中装有还原剂肼(N2H4)和强氧化剂过氧化氢(H2O2);当它们混合时,即产生大量氮气和水蒸气,并放出大量热。已知0.5mol液态肼与足量过氧化氢反应,生成氮气和水蒸气,放出250.0kJ的热量。
(1)写出肼和过氧化氢的结构式:肼_______,过氧化氢_______。
(2)写出反应的热化学方程式:_______。
(3)已知H2O(l)=H2O(g)ΔH=+44kJ∙mol−1,则16g液态肼与足量液态过氧化氢反应生成氮气和液态水时,放出的热量是_______kJ。
(4)火箭升空时,由于与大气层的剧烈摩擦,产生高温。为了防止火箭温度过高,在火箭表面涂上一种特殊的涂料,该涂料的性质最可能的是_______;
A.在高温下不融化B.在高温下可分解气化。
C.在常温下就分解气化D.该涂料不可能发生分解。
(5)发射“神六”时用肼(N2H4)作为火箭发动机的燃料,NO2为氧化剂,反应生成N2和水蒸气。已知:N2(g)+2O2(g)2NO2(g)△H=+67.7kJ∙mol−1;N2H4(g)+O2(g)N2(g)+2H2O(g)△H=-534kJ∙mol−1;写出肼和NO2反应的热化学方程式_______13、2020年世界环境日的宣传主题为“关爱自然;刻不容缓”。防治大气污染;水体污染等是世界各国保护环境的最重要课题。
(1)将催化重整为可用的化学品,对改善环境意义重大。某科研团队利用三元催化剂在850℃下“超干重整”和
已知:反应Ⅰ
反应Ⅱ
则反应Ⅲ___________。
(2)NO氧化反应:分两步进行,反应Ⅰ反应Ⅱ其反应过程能量变化示意图如图。其中决定NO氧化反应速率的步骤是反应___________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
评卷人得分三、判断题(共6题,共12分)14、SO2(g)+2H2S(g)=3S(s)+2H2O(l)ΔH<0,低温下能自发进行。__________________A.正确B.错误15、25℃时,0.01mol·L-1的盐酸中,c(OH-)=1.0×10-12mol·L-1。(____________)A.正确B.错误16、在任何条件下,纯水都呈中性。(______________)A.正确B.错误17、为使实验现象更加明显,酸碱中和滴定时加入5mL甲基橙或酚酞。(_____)A.正确B.错误18、制备AlCl3、FeCl3、CuCl2均不能采用将溶液直接蒸干的方法。(_______)A.正确B.错误19、明矾能水解生成Al(OH)3胶体,可用作净水剂。(_______)A.正确B.错误评卷人得分四、有机推断题(共4题,共24分)20、碘番酸是一种口服造影剂;用于胆部X-射线检查。其合成路线如下:
已知:R1COOH+R2COOH+H2O
(1)A可发生银镜反应;A分子含有的官能团是___________。
(2)B无支链;B的名称为___________。B的一种同分异构体,其核磁共振氢谱只有一组峰,结构简式是___________。
(3)E为芳香族化合物;E→F的化学方程式是___________。
(4)G中含有乙基;G的结构简式是___________。
(5)碘番酸分子中的碘位于苯环上不相邻的碳原子上。碘番酸的相对分了质量为571;J的相对分了质量为193。碘番酸的结构简式是___________。
(6)口服造影剂中碘番酸含量可用滴定分析法测定;步骤如下。
第一步2称取amg口服造影剂,加入Zn粉、NaOH溶液,加热回流,将碘番酸中的碘完全转化为I-;冷却;洗涤、过滤,收集滤液。
第二步:调节滤液pH,用bmol·L-1AgNO3溶液滴定至终点,消耗AgNO3溶液的体积为cmL。已知口服造影剂中不含其它含碘物质。计算口服造影剂中碘番酸的质量分数___________。:21、X;Y、Z、W、Q是原子序数依次增大的短周期主族元素;X与Y位于不同周期,X与W位于同一主族;原子最外层电子数之比N(Y):N(Q)=3:4;Z的原子序数等于Y、W、Q三种元素原子的最外层电子数之和。请回答下列问题:
(1)Y元素在周期表中的位置是______________;QX4的电子式为_____________。
(2)一种名为“PowerTrekk”的新型充电器是以化合物W2Q和X2Z为原料设计的,这两种化合物相遇会反应生成W2QZ3和气体X2,利用气体X2组成原电池提供能量。
①写出W2Q和X2Z反应的化学方程式:______________。
②以稀硫酸为电解质溶液,向两极分别通入气体X2和Z2可形成原电池,其中通入气体X2的一极是_______(填“正极”或“负极”)。
③若外电路有3mol电子转移,则理论上需要W2Q的质量为_________。22、已知A;B、C、E的焰色反应均为黄色;其中B常作食品的膨化剂,A与C按任意比例混合,溶于足量的水中,得到的溶质也只含有一种,并有无色、无味的气体D放出。X为一种黑色固体单质,X也有多种同素异形体,其氧化物之一参与大气循环,为温室气体,G为冶炼铁的原料,G溶于盐酸中得到两种盐。A~H之间有如下的转化关系(部分物质未写出):
(1)写出物质的化学式:A______________;F______________。
(2)物质C的电子式为______________。
(3)写出G与稀硝酸反应的离子方程式:____________________________。
(4)已知D→G转化过程中,转移4mol电子时释放出akJ热量,写出该反应的热化学方程式:____________________________。
(5)科学家用物质X的一种同素异形体为电极,在酸性介质中用N2、H2为原料,采用电解原理制得NH3,写出电解池阴极的电极反应方程式:____________________。23、甲;乙、丙是都含有同一种元素的不同物质;转化关系如下图:
(1)若甲是CO2。
①常用于泡沫灭火器的是_______(填“乙”或“丙”;下同)。
②浓度均为0.01mol·L-1的乙溶液和丙溶液中,水的电离程度较大的是_________。
(2)若甲是Al。
①Al的原子结构示意图为__________。
②当n(Al)︰n(NaOH)︰n(H2SO4)=1︰1︰2时,丙的化学式是_________。
(3)若甲是Cl2。
①甲转化为乙的离子方程式是____________。
②已知:TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)=TiCl4(l)+2CO(g)△H=-81kJ·mol-1
2C(s)+O2(g)=2CO(g)△H=-221kJ·mol-1
写出TiO2和Cl2反应生成TiCl4和O2的热化学方程式:_________。
③常温下,将amol·L-1乙溶液和0.01mol·L-1H2SO4溶液等体积混合生成丙,溶液呈中性,则丙的电离平衡常数Ka=___________(用含a的代数式表示)。评卷人得分五、计算题(共4题,共40分)24、在容积为2L的密闭容器中进行如下反应:
A(g)+2B(g)⇌3C(g)+xD(g),开始时通入4molA和6molB,5min末时测得C的物质的量为3mol,v(D)为0.2rnol•L-1•min-1;计算:
(1)5min末A的物质的量浓度为_____mol•L-1。
(2)前5min内v(B)为______mol•L-1•min-1。
(3)化学方程式中x的值为____。
(4)此反应在四种不同情况下的反应速率分别如下所示,其中反应速率最快的是(填序号)____。
A.v(A)=0.4mol•L-1•min-1B.v(B)=0.005mol•L-1•s-1C.v(C)=0.3mol•L-1•min-1D.v(D)=0.002mol•L-1•s-125、在容积为2L的密闭容器中,充入3molN2和6molH2,5分钟时NH3的物质的量浓度为0.4mol/L,则5分钟内v(H2)=_________________;v(N2)=_______________;此时,c(H2)=________________,H2的转化率为______________。26、恒温恒容下,将2molA气体和2molB气体通入体积为2L的密闭容器中发生如下反应:2A(g)+B(g)xC(g)+2D(s),2min时反应达到平衡状态。此时剩余1.2molB,并测得C的浓度为1.2mol·L-1;计算:
(1)x的数值___
(2)此反应在该温度时的化学平衡常数为是多少___?
(3)反应前容器内的压强与平衡后容器内的压强之比__?
(4)保持温度和容积不变,向平衡体系中再充入2molA和2molB气体,达到新平衡时B的物质的量为__。27、(1)同温同压下,H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g),在光照和点燃条件下的ΔH(化学计量数相同)分别为ΔH1、ΔH2,则ΔH1___ΔH2。
(2)肼(N2H4)可作为火箭发动机的燃料。肼(N2H4)与氧化剂N2O4(l)反应生成N2和水蒸气。已知:
①N2(g)+2O2(g)=N2O4(l)ΔH1=-195kJ·mol-1
②N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)ΔH2=-534kJ·mol-1
试计算1mol肼(l)与N2O4(l)完全反应生成N2和水蒸气时放出的热量为__,写出肼(l)和N2O4(l)反应的热化学方程式:__。
(3)已知H2(g)+Br2(l)=2HBr(g)ΔH=-72kJ·mol-1,蒸发1molBr2(l)需要吸收的能量为30kJ;其他相关数据如表:
。物质。
H2(g)
Br2(g)
HBr(g)
1mol分子中的化学键断裂时需要吸收的能量(kJ)
436
200
a
则表中a=___。
(4)研究CO2的利用对促进低碳社会的构建具有重要的意义。已知拆开1molH2、1molO2和液态水中1molO—H键使之成为气态原子所需的能量分别为436kJ、495kJ和462kJ;CH3OH(g)的燃烧热为727kJ·mol-1。则CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(l)ΔH=___kJ·mol-1。评卷人得分六、结构与性质(共3题,共24分)28、铁及其化合物在生活;生产中有着重要作用。请按要求回答下列问题。
(1)基态Fe原子的简化电子排布式为____。
(2)因生产金属铁的工艺和温度等因素不同;产生的铁单质的晶体结构;密度和性质均不同。
①用____实验测定铁晶体;测得A;B两种晶胞,其晶胞结构如图:
②A、B两种晶胞中含有的铁原子个数比为____。
③在A晶胞中,每个铁原子周围与它最近且相等距离的铁原子有____个。
(3)常温下,铁不易和水反应,而当撕开暖贴(内有透气的无纺布袋,袋内装有铁粉、活性炭、无机盐、水、吸水性树脂等)的密封外包装时,即可快速均匀发热。利用所学知识解释暖贴发热的原因:___。
(4)工业盐酸因含有[FeCl4]—而呈亮黄色,在高浓度Cl—的条件下[FeCl4]—才是稳定存在的。
①[FeCl4]—的中心离子是____,配体是____;其中的化学键称为____。
②取4mL工业盐酸于试管中,逐滴滴加AgNO3饱和溶液,至过量,预计观察到的现象有____,由此可知在高浓度Cl—的条件下[FeCl4]—才是稳定存在的。29、为解决汽车尾气达标排放;催化剂及其载体的选择和改良是关键。目前我国研制的稀土催化剂具有很好的催化转化效果,催化过程图如下。
图片
(1)Zr原子序数为40,价电子排布为:4d25s2,它在周期表中的位置为___________,属于___________区。
(2)CO、NO均能够与血红蛋白(Hb)中Fe2+形成稳定的配合物使血红蛋白失去携氧能力;因而具有毒性。
已知:CO进入血液后有如下平衡:CO+HbO2O2+HbCO
①基态Fe2+中未成对电子数为___________。
②C、N、O三种元素,第一电离能由大到小的顺序为___________,简单氢化物的沸点由大到小的顺序为___________。
③在CO、NO结构中,C、N、O原子均含有孤电子对,与Fe2+配位时,配位原子均不是O原子,理由是:___________。
④高压氧舱可用于治疗CO中毒,结合平衡移动原理解释其原因:___________。
(4)为节省贵金属并降低成本;常用某些复合型物质作催化剂。一种复合型物质的晶胞结构如下图所示。
①该复合型物质的化学式为___________。
②每个Ti原子周围距离最近的O原子的个数为___________。
③已知,阿伏伽德罗常数的值为NA,该晶体的密度为ρg/cm3。其晶胞为立方体结构,则晶胞的边长为___________cm。30、VA族元素及其化合物在生产;生活中用途广泛。
(1)P4S3常用于制造火柴。试比较下列关系:原子半径P_______S(填选项序号,下同),气态氢化物的稳定性P_______S,含氧酸的酸性P_______S。
a.大于b.小于c.等于d.无法确定。
(2)As4S4俗称雄黄。As原子的核外电子排布式为:1s22s22p63s23p6_______(补充完整),该原子核外有_______个未成对电子。
(3)NH4NO3受撞击分解:2NH4NO3=2N2+O2+4H2O,其中发生还原过程元素的变化为_______;若在反应中转移5mol电子,则反应产生的气体在标准状况下体积为_______。
(4)制取氮化硼(新型陶瓷材料)的反应必须在密闭的耐高温容器中进行:B2O3(S)+2NH3(g)2BN(s)+3H2O(g)+Q(Q<0)。若反应在2L的密闭容器中进行,经5分钟反应炉内固体的质量减少60.0g,则用氨气来表示该反应在5分钟内的平均速率为_______。达到平衡后,增大反应容器体积,在平衡移动过程中,直至达新平衡,逆反应速率的变化状况为_______。
(5)白磷在氯气中燃烧可以得到PCl3和PCl5,其中气态PCl3分子属于极性分子,其空间构型为_______。PCl5水解生成两种酸,请写出发生反应的方程式_______。参考答案一、选择题(共8题,共16分)1、B【分析】【分析】
【详解】
A.由表中数据可知;表中为不同温度,苯与水煤气烷基化反应的数据,分析了反应温度对苯与水煤气烷基化反应的影响,故A正确;
B.由表中数据可知;反应温度升高,400-450℃时,催化剂对目标产物选择性增大,副产物选择性也增大,在475℃后,催化剂对目标产物选择性增大,副产物选择性降低,故B错误;
C.450℃下若苯与氢气投料比为1:4;氢气浓度增大,平衡正向移动,则苯的平衡转化率增大,故C正确;
D.各次实验中Pt-ZSM-5催化剂的比表面积一致;对反应的催化效果相同,可比较温度的影响,故D正确。
故选B。2、A【分析】【分析】
【详解】
A.弱酸根CH3COO-水解使溶液显碱性(生成OH-),同时生成对应的弱酸CH3COOH;A正确;
B.水解生成的一水合氨,化学式为NH3∙H2O,不能写成NH4OH;B不正确;
C.CH3COOH与NaOH发生酸碱中和反应,生成CH3COONa和H2O;中间应使用“=”,C不正确;
D.NaCl为强酸强碱盐,与H2O不能发生复分解反应;也就是不能生成NaOH和HCl,D不正确;
故选A。3、B【分析】【分析】
【详解】
A.增大反应物浓度;可以增大单位体积内活化分子数目,活化分子的有效碰撞几率增大,从而提高反应速率,但活化分子的百分数不变,故A错误;
B.增大压强减小容器的体积;可以增大单位体积内活化分子个数,活化分子的有效碰撞几率增大,可以加快反应速率,故B正确;
C.升高温度;可使更多的分子转化为活化分子,可以增加活化分子百分数,从而加快反应速率,故C错误;
D.催化剂可以降低反应活化能;更多分子转化为活化分子,增大了活化分子百分数,故D错误;
故选B。4、C【分析】【分析】
根据题中向纯水中加入少量NaHSO4晶体可知;本题考查水的电离,运用水电离出的氢离子浓度和氢氧根离子浓度相同,水的离子积只受温度影响分析。
【详解】
A.纯水中加入硫酸氢钠,溶液中氢离子浓度增大,氢氧根离子浓度减小,水电离出的氢离子与氢氧根离子相同,故A错误;
B.温度不变,水的离子积不变,即水中c(H+)与c(OH-)的乘积不变,故B错误;
C.加入硫酸氢钠后,溶液由中性变成酸性,溶液中的氢离子浓度增大,酸性增强,故C正确;
D.溶液中的氢离子浓度增大,氢氧根离子浓度减小,故D错误;
故选C。
【点睛】
水的离子积只受温度影响,温度升高,水的离子积常数增大,反之减小。5、B【分析】【详解】
A.随着温度的升高;正逆反应速率都增加,平衡正向移动,正反应速率大于逆反应速率,故A错误;
B.正反应为吸热反应,则温度的升高平衡正移AB3%减小;反应速率加快,达到平衡的时间缩短,故B正确;
C.正反应为压强增大的反应,则相同温度下压强增大平衡逆移AB3%增大;故C错误;
D.同理相同压强下温度越高AB3%减小;故D错误。
故答案选:B。6、D【分析】【详解】
A.根据热化学方程式可知;表示的应该是108g水蒸气和264g二氧化碳反应时的反应热,A错误;
B.应该是lmolC6H12O6(s)和6molO2(g)的能量高于6molH2O(1)和6molCO2(g)的总能量;B错误;
C.燃烧热说的是液态水;而题给的热化学方程式为水蒸气,故无法计算该反应的反应热,C错误;
D.根据葡萄糖的燃烧热,可知,如果是液态水参与反应的话,则反应热为+2870kJ•mol-1,可改反应为水蒸气,则吸收的热会少一些,即+2870kJ•mol-1;D正确;
故选D。7、D【分析】【详解】
A.根据图像可知,0.1mol/L的H2A溶液的pH大于1,说明H2A为弱酸,故A错误;
B.B点时加入了10mLNaOH溶液,反应后溶质为NaHA,此时溶液的pH小于7,说明HA-的电离程度大于其水解程度,则c(A2-)>c(H2A),故B错误;
C.C点溶液的pH=7,为中性溶液,则c(H+)=c(OH-),根据电荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(HA-)+2c(A2-)+c(OH-)可知:c(Na+)=c(HA-)+2c(A2-),故C错误;
D.B点反应后溶质为NaHA,HA-的电离程度大于其水解程度,溶液呈酸性,氢离子抑制了水的电离,而D点加入20mL氢氧化钠溶液,二者恰好反应生成Na2A,A2-水解促进了水的电离,所以水电离的c(OH-):D点>C点>B点,故D正确;
故选:D。8、D【分析】【分析】
电极A是负极,甲烷()燃料电池的反应原理是与反应生成和但该甲烷燃料电池的电解质溶液为溶液,生成的还要与反应生成所以总反应为负极反应为电极B是正极,发生还原反应,当有通过外电路时,有通过阴离子交换膜。
【详解】
A.电极B发生还原反应为正极;故A正确;
B.A是负极,在电极A上发生氧化反应;故B正确;
C.甲烷()燃料电池的反应原理是与反应生成和但该甲烷燃料电池的电解质溶液为溶液,生成的还要与反应生成电极A区发生反应:故C正确;
D.当有通过外电路时,有通过阴离子交换膜;故D错误;
故选D。二、填空题(共5题,共10分)9、略
【分析】【分析】
(1)装置图分析为原电池反应,通氢气的电极为负极,氢气失电子发生氧化,反应在碱性溶液中生成水,通入氧气的电极为原电池正极,氧气得到电子发生还原反应生成氢氧根离子,若将负极材料改为CH4;负极为燃料甲烷失电子发生氧化反应,写出方程式;
(2)电池反应为:4NH3+3O2=2N2+6H2O,该电池负极是氨气失电子生成氮气,写出方程式;根据消耗NH3的物质的量;计算转移的电子数;
(3)①根据原电池相关原理;进行分析;
②Cl-扩散到孔口,并与正极反应产物和负极反应产物作用生成多孔粉状锈Cu2(OH)3Cl,负极上生成铜离子、正极上生成氢氧根离子,所以该离子反应为氯离子、铜离子和氢氧根离子反应生成Cu2(OH)3Cl沉淀;
③计算生成Cu2(OH)3Cl沉淀的物质的量;再转化为氧气,进行相应计算。
【详解】
(1)装置图分析为原电池反应,通氢气的电极为负极,氢气失电子发生氧化,反应在碱性溶液中生成水,通入氧气的电极为原电池正极,氧气得到电子发生还原反应生成氢氧根离子,正极电极反应为:O2+2H2O+4e-=4OH-;若将负极材料改为CH4,负极为燃料甲烷失电子发生氧化反应,负极的电极反应方程式为:CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O,故答案为:O2+2H2O+4e-=4OH-;CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O;
(2)电池反应为:4NH3+3O2=2N2+6H2O,该电池负极是氨气失电子生成氮气,反应的电极反应式为2NH3+6OH--6e-=N2+6H2O;反应中2mol氨气反应电子转移6mol电子,每消耗3.4gNH3物质的量=转移的电子数为0.6NA,故答案为:2NH3+6OH--6e-=N2+6H2O;0.6NA;
(3)①根据图知;氧气得电子生成氢氧根离子;Cu失电子生成铜离子,发生吸氧腐蚀,则Cu作负极,即c是负极,故答案为:c;
②Cl-扩散到孔口,并与正极反应产物和负极反应产物作用生成多孔粉状锈Cu2(OH)3Cl,负极上生成铜离子、正极上生成氢氧根离子,所以该离子反应为氯离子、铜离子和氢氧根离子反应生成Cu2(OH)3Cl沉淀,离子方程式为2Cu2++3OH-+Cl-=Cu2(OH)3Cl↓,故答案为:2Cu2++3OH-+Cl-=Cu2(OH)3Cl↓;
③n[Cu2(OH)3Cl]=根据转移电子得n(O2)=V(O2)=故答案为:0.448L。【解析】O2+2H2O+4e-=4OH-CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O2NH3+6OH--6e-=N2+6H2O0.6NAc2Cu2++3OH-+Cl-=Cu2(OH)3Cl↓0.448L10、略
【分析】【分析】
装置Ⅰ中两个电极不同,装置Ⅰ是原电池,Pb失电子发生氧化反应,PbO2得电子发生还原反应,Pb是负极、PbO2是正极;装置Ⅱ中两个电极相同,装置Ⅱ是电解池,c与原电池负极相连,c是阴极,d与原电池正极相连,d是阳极;
【详解】
(1)K闭合时,装置Ⅰ中两个电极不同,装置Ⅰ是原电池,装置Ⅱ中两个电极相同,装置Ⅱ是电解池;(2)原电池中阳离子移向正极,装置Ⅰ是原电池,PbO2是正极,阳离子移向a,电解池中阳离子移向阴极,装置Ⅱ是电解池,c是阴极,阳离子移向c;(3)a是原电池的正极,正极PbO2得电子发生还原反应,电极反应式是PbO2+4H++SO+2e-=PbSO4+2H2O;c是电解池阴极,PbSO4得电子发还原反应,电极反应式是PbSO4+2e-=Pb+SO(4)装置Ⅱ是电解池,若要用Ⅱ来保护铁质建筑物,是外加电流的阴极保护法,应将极c连在建筑上。
【点睛】
本题考查原电池原理、电解原理,明确原电池中两个电极不同,一般活泼金属做负极,负极失电子发生氧化反应、正极得电子发生还原反应。【解析】原电池电解池acPbO2+4H++SO+2e-=PbSO4+2H2OPbSO4+2e-=Pb+SOc外加电流的阴极保护法11、略
【分析】【详解】
(1)Cl得电子能力强于I,则ICl中Cl元素显-1价、I元素显+1价;其与水反应的化学方程式为ICl+H2O=HIO+HCl;此反应中没有化合价的变化,属于复分解反应;
(2)IBr具有强氧化性,I元素显+1价,被还原成I-,被氧化成因此离子方程式为IBr++H2O=I-+Br-++2H+;
(3)①溶液立即变红,发生反应Fe3++3SCN-⇌Fe(SCN)3,加入酸性KMnO4溶液红色褪去,说明KMnO4把SCN-氧化,促使上述平衡向逆反应方向移动,最终Fe(SCN)3完全反应;溶液红色褪去;
②能使红色褪去的物质,可以具有强氧化性,如新制氯水中Cl2将SCN-氧化,也可以具有还原性,如SO2将Fe3+还原;故A;C正确;
(4)CN-中N元素显-3价,C元素显+2价,另一种单质气体为N2,因此反应的离子方程式为2CN-+5ClO-+2OH-=2+N2↑+5Cl-+H2O;
(5)根据电离常数大小,推出酸电离出氢离子的能力强弱顺序(酸性强弱)为H2CO3>HCN>根据“强酸制取弱酸”的规律知,A、D正确。【解析】+1复分解反应IBr++H2O=I-+Br-++2H+酸性高锰酸钾溶液将SCN-氧化,减小了SCN-的浓度,使反应Fe3++3SCN-⇌Fe(SCN)3的平衡不断向左移动,最终Fe(SCN)3完全反应,红色消失AC2CN-+5ClO-+2OH-=2+5Cl-+N2↑+H2OAD12、略
【分析】【详解】
(1)肼是氮氢单键,氮氮单键,其结构式为:H−O−O−H过氧化氢是氢氧单键,氧氧单键,其结构式为:H−O−O−H;故答案为:H−O−O−H。
(2)0.5mol液态肼与足量过氧化氢反应,生成氮气和水蒸气,放出250.0kJ的热量,其反应的热化学方程式:N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g)△H=-500kJ∙mol−1;故答案为:N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g)△H=-500kJ∙mol−1。
(3)已知H2O(l)=H2O(g)ΔH=+44kJ∙mol−1,其热反应方程式为N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g)△H=-676kJ∙mol−1;则16g液态肼即物质的量为0.5mol,因此16g液态肼与足量液态过氧化氢反应生成氮气和液态水时,放出的热量是676kJ∙mol−1×0.5mol=338kJ;故答案为:338。
(4)为了防止火箭温度过高;在火箭表面涂上一种特殊的涂料,该涂料的性质最有肯能是在高温下可分解汽化,因为物质汽化时能够吸收热量,从而使火箭的温度降低,故答案为:B。
(5)将第二个方程式的2倍减去第一个方程式,因此肼和NO2反应的热化学方程式2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g)△H=-1153.7kJ∙mol−1;故答案为:2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g)△H=-1153.7kJ∙mol−1。【解析】H−O−O−HN2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g)△H=-500kJ∙mol−1338B2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g)△H=-1153.7kJ∙mol−113、略
【分析】【分析】
【详解】
(1)运用盖斯定律,反应Ⅰ-2×反应Ⅱ得反应Ⅲ:得
(2)决定NO氧化反应速率主要取决于活化能大的反应,反应Ⅰ活化能小于反应Ⅱ的活化能,因此决定NO氧化反应速率的步骤是反应Ⅱ。【解析】Ⅱ三、判断题(共6题,共12分)14、A【分析】【详解】
SO2(g)+2H2S(g)=3S(s)+2H2O(l)ΔH<0,ΔS<0,在低温下能自发进行,正确。15、A【分析】【分析】
【详解】
25℃时,KW=1.0×10-14,0.01mol·L-1的盐酸中,c(H+)=1.0×10-2mol·L-1,根据KW=c(H+)×c(OH-),可知c(OH-)=1.0×10-12mol·L-1,故答案为:正确。16、A【分析】【分析】
【详解】
在任何条件下,纯水电离产生的c(H+)=c(OH-),因此纯水都呈中性,故该说法是正确的。17、B【分析】【详解】
酸碱指示剂本身就是弱酸或弱碱,加入过多会使中和滴定结果产生较大误差。18、A【分析】【详解】
氯化铝,氯化铁,氯化铜均属于强酸弱碱盐,在溶液中水解生成相应的氢氧化物和盐酸,加热促进水解、同时盐酸挥发,进一步促进水解,所以溶液若蒸干,会得到相应的氢氧化物、若继续灼烧,氢氧化物会分解生成氧化物。所以答案是:正确。19、A【分析】【详解】
明矾溶于水电离出铝离子,铝离子水解生成氢氧化铝胶体,氢氧化铝胶体具有较大表面积,较强的吸附能力,能吸附水中的悬浮物,用作净水剂;正确。四、有机推断题(共4题,共24分)20、略
【解析】(1)醛基。
(2)正丁酸,
(3)+HNO3+H2O
(4)
(5)
(6)21、略
【分析】【分析】
原子最外层电子数之比N(Y):N(Q)=3:4;因为都为主族元素,最外层电子数小于8,所以Y的最外层为3个电子,Q的最外层为4个电子,则Y为硼元素,Q为硅元素,则X为氢元素,W与氢同主族,为钠元素,Z的原子序数等于Y;W、Q三种元素原子的最外层电子数之和,为氧元素。即元素分别为氢、硼、氧、钠、硅。
【详解】
(1)根据分析,Y为硼元素,位置为第二周期第ⅢA族;QX4为四氢化硅,电子式为
(2)①根据元素分析,该反应方程式为
②以稀硫酸为电解质溶液;向两极分别通入气体氢气和氧气可形成原电池,其中通入气体氢气的一极是负极,失去电子;
③外电路有3mol电子转移时,需要消耗1.5mol氢气,则根据方程式分析,需要0.5mol硅化钠,质量为37g。【解析】第二周期第ⅢA族负极37g22、略
【分析】【详解】
(1)A、B、C、E中均有钠元素,根据B的用途可猜想出B为NaHCO3,X为C(碳),能与CO2反应生成NaHCO3的物质可能是Na2CO3或NaOH,但A、B之间能按物质的量之比为1∶1反应,则A是NaOH,E为Na2CO3,能与NaHCO3反应放出无色无味的气体,且这种物质中含有钠元素,则C只能为Na2O2,D为O2,结合题设条件可知F为Fe,G为Fe3O4。
(2)Na2O2中Na+与以离子键结合,中O原子与O原子以共价键结合,其电子式为
(3)Fe3O4中含有Fe2+和Fe3+,Fe2+被稀HNO3氧化为Fe3+,反应的离子方程式为:3Fe3O4+28H++9Fe3++NO↑+14H2O。
(4)D→G反应为3Fe+2O2Fe3O4,转移4mol电子时释放出akJ热量,则转移8mol电子放出2akJ热量,则其热化学反应方程式为:3Fe(s)+2O2(g)Fe3O4(s)ΔH=−2akJ/mol。
(5)N2在阴极上得电子发生还原反应生成NH3:N2+6H++6e−2NH3。【解析】①.NaOH②.Fe③.④.3Fe3O4+28H++9Fe3++NO↑+14H2O⑤.3Fe(s)+2O2(g)Fe3O4(s)ΔH=−2akJ/mol⑥.N2+6H++6e−2NH323、略
【分析】【分析】
【详解】
(1)二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠(碳酸氢钠),再与硫酸反应生成硫酸钠,①常用作泡沫灭火器的是NaHCO3,故为乙;②浓度相同的碳酸氢钠溶液和硫酸钠溶液中,HCO3-水解;故乙溶液中水的电离程度大;
(2)金属铝是13号元素,核外电子排布为2、8、3②n(Al)=n(NaOH)时,生成偏铝酸钠,根据方程式:2NaAlO2+4H2SO4=Na2SO4+Al2(SO4)3+4H2O可知,NaAlO2与H2SO4的物质的量之比为1:2,符合题意,故丙的化学式是Al2(SO4)3;
(3)若甲是氯气,与氢氧化钠生成氯化钠和次氯酸钠,离子方程式为:Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O;用方程式①-②,得TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(l)+O2(g)△H=-81-(-221)=+140kJ·mol-1;③根据电荷守恒可得到:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(ClO-)+2c(SO42-);其中,溶液显中性即c(H+)=c(OH-),故c(Na+)=c(ClO-)+2c(SO42-);又根据物料守恒可得到:c(Na+)=c(ClO-)+c(HClO),即c(ClO-)=c(Na+)-2c(SO42-)、c(HClO)=c(Na+)-c(ClO-)=c(Na+)-[c(Na+)-2c(SO42-)]=2c(SO42-);Ka=
=()×10-5;【解析】乙乙Al2(SO4)3Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2OTiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(l)+O2(g)△H=+140kJ·mol-1()×10-5五、计算题(共4题,共40分)24、略
【分析】【分析】
根据化学平衡的“三段式”计算,求出5min末A的物质的量浓度和前5min内v(B)的值;根据反应速率之比等于系数之比求出x值;比较反应速率快慢;化为同一种物质的速率进行比较;据此解答。
【详解】
(1)在容积为2L的密闭容器中,发生则c(A)==1.5mol/L;答案为1.5。
(2)v(B)====0.2mol·L-1·min-1;答案为0.2。
(3)根据同一反应中、同一时间段内,各物质的反应速率之比等于计量数之比;所以v(B):v(D)=0.2mol·L-1·min-1:0.2mol·L-1·min-1=2:x,x=2;答案为2。
(4)把所有速率都换算成A的反应速率;A.v(A)=0.4mol•L-1•min-1,B.由v(B)=0.005mol•L-1•s-1知,v(A)=0.005××60mol•L-1•min-1=0.15mol•L-1•min-1,C.由v(C)=0.3mol•L-1•min-1知,v(A)=0.1mol•L-1•min-1,D.由v(D)=0.002mol•L-1•s-1知,v(A)=0.002××60mol•L-1•min-1=0.06mol•L-1•min-1,则A最快;答案为A。【解析】①.1.5②.0.2③.2④.A25、略
【分析】【详解】
在容积为2L的密闭容器中,充入3molN2和6molH2,5分钟时NH3的物质的量浓度为0.4mol/L,则可列出三段式:(单位:mol)则5分钟内此时,H2的转化率为【解析】①.0.12mol·L-1·min-1②.0.04mol·L-1·min-1③.2.4mol·L-1④.20%26、略
【分析】【详解】
(1)由题意列出三段式:
由于转化物质的量之比等于化学计量数之比;0.8:2.4=1:x,解得x=3;故答案为:3;
(2)由(1)中三段式可知,K===72;故答案为:72;
(3)反应前容器内的压强与平衡后容器内的压强之比等于物质的量之比=1:1;故答案为:1:1;
(4)保持温度和容积不变,向平衡体系中再充入2molA和2molB气体,等效于恒温恒容下,将2molA气体和2molB气体通入体积为2L的密闭容器中发生反应平衡后体积缩小一半,反应2A(g)+B(g)3C(g)+2D(s)是气体体积不变的反应,体积缩小增大压强平衡不移动,则B的新平衡物质的量是原来的两倍,为2.4mol,故答案为:2.4mol。【解析】①.3②.72③.1:1④.2.4mol27、略
【分析】【详解】
(1)化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关,而与反应的途径无关,故ΔH1=ΔH2;
(2)已知:①N2(g)+2O2(g)=N2O4(l)ΔH1=-195kJ·mol-1
②N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)ΔH2=-534kJ·mol-1
根据盖斯定律将②x2-①可得:2N2H4(l)+N2O4(l)=3N2(g)+4H2O(g)ΔH=-873kJ·mol-1,则1mol肼(l)与N2O4(l)完全反应生成N2和水蒸气时放出的热量为436.5kJ;
(3)已知H2(g)+Br2(l)=2HBr(g)ΔH=-72kJ·mol-1,蒸发1molBr2(l)需要吸收的能量为30kJ,可以写出H2(g)+Br2(g)=2HBr(g)ΔH=-102kJ·mol-1,△H=反应物键能-生成物键能;则有-102=436+200-2a,a=396;
(4)设CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(l)ΔH=xkJ·mol-1①
甲醇的燃烧热热化学反应方程式为:CH3OH(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=−727kJ⋅mol−1②,根据盖斯定律①+②可得:3H2(g)+O2(g)=3H2O(l)△H=−727kJ⋅mol−1+xkJ⋅mol−1,即436kJ×3+495kJ×−462kJ×6=−727kJ+xkJ,x=5.5kJ则CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(l)ΔH=5.5kJ·mol-1。【解析】=436.5kJ2N2H4(l)+N2O4(l)=3N2(g)+4H2O(g)ΔH=-873kJ·mol-13965.5六、结构与性质(共3题,共24分)28、略
【分析】(1)
铁元素的原子序数为26,基态原子的简化电子排布式为[Ar]3d64s2,故答案为:[Ar]3d64s2;
(2)
①用X射线衍射可以测得铁晶体的晶胞结构;故答案为:X射线衍射;
②由晶胞结构可知,晶胞A中位于顶点和体心的铁原子个数为8×+1=2,晶胞B中位于顶点和面心的铁原子个数为8×+6×=4;则A;B两种晶胞中含有的铁原子个数比为1:2,故答案为:1:2;
③由晶胞结构可知;在A晶胞中,位于顶点的铁原子与位于体心的铁原子的距离最近,则每个铁原子周围与它最近且相等距离的铁原子有8个,故答案为:8;
(3)
由铁的吸氧腐蚀原理可知;解释暖贴发热的原因是暖贴无纺布袋内的铁粉和活性炭在水;无机盐的环境中与氧气接触形成了铁碳原电池,铁粉做负极,失去电子被氧化,氧气在碳粉正极得电子被还原,原电池反应加速了铁粉被氧化放热,故答案为:暖贴无纺布袋内的铁粉和活性炭在水、无机盐的环境中与氧气接触形成了铁碳原电池,铁粉做负极,失去电子被氧化,氧气在碳粉正极得电子被还原,原电池反应加速了铁粉被氧化放热;
(4)
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