2021-2022学年湖北省黄冈市麻城实验高级中学高二(下)月考化学试卷(2月份)
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2021-2022学年湖北省黄冈市麻城实验高级中学高二(下)月考化学试卷(2月份)
1. 某大型纪录片展示了中国探索太空,开发深海,建设世界一流高铁、桥梁、码头,5G技术连通世界等举世瞩目的成就。它们与化学有着密切联系,下列说法不正确的是( )
A. 太阳能、风能、潮汐、地热能是一次能源,而我国大力发展核电、光电、风电、水电等电能属于二次能源
B. 物质发生化学反应时一定伴随着能量变化,在常温下进行的反应也可能是吸热反应
C. 我国提出网络强国战略,光缆线路总长超过三千万公里,光缆的主要成分是硅
D. C919大型客机使用了大量先进复合材料、铝锂合金等,铝锂合金可减轻机身自重
2. 下列关于钢铁的防护方法,说法不正确的是( )
A. 外加电流的阴极保护法,石墨棒做阳极
B. 牺牲阳极的阴极保护法,镁做负极,钢铁输水管做正极
C. 化学防护法,不属于电化学防护法
D. 覆盖保护层法,不属于电化学防护法
3. 下列事实中,不能用勒夏特列原理解释的是( )
A. 保存FeCl2溶液时常常需要加入少量的Fe粉
B. 夏天打开可乐时,瓶中立刻泛起大量泡沫
C. 实验室中常用排饱和食盐水的方法收集Cl2
D. 黄色的Na2CrO4溶液中,加入硫酸后,溶液呈橙色
4. 根据反应情况不同,反应热可分为多种,例如燃烧热、中和热、溶解热等,下列关于燃烧热的说法不正确的是( )
A. 已知:S(s)+O2 (g)=SO2 (g)ΔH1=−Q1kJ⋅mol−1,S(g)+O2 (g)=SO2 (g)ΔH2=−Q2kJ⋅mol−1,则Q1
C. 500℃、30MPa下,将0.5molN2和1.5molH2置于密闭的容器中充分反应生成NH3,放出的热量为19.3kJ,其热化学方程式为N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=−QkJ⋅mol−1则Q>38.6
D. 已知中和热为−57.3kJ⋅mol−1,若将含0.5molH2SO4的稀溶液与含0.5molBa(OH)2的稀溶液混合,放出的热量等于57.3kJ
5. 工业上可通过甲醇羰基化法制取甲酸甲酯(HCOOCH3):CH3OH(g)+CO(g)⇌HCOOCH3(g),在容积固定的密闭容器中,投入等物质的量CH3OH和CO,测得相同时间内CO的转化率随温度变化如图所示,下列说法正确的是( )
A. a∼c,CO的转化率随温度的升高而增大的原因是因为该反应是吸热反应,升高温度反应正向移动
B. 平衡常数Kb
D. 反应速率υb<υd
6. 下列说法正确的是( )
A. Na2CO3溶液可用带玻璃塞的试剂瓶保存
B. 将饱和的AlCl3溶液蒸干并灼烧,可得到AlCl3固体
C. 配制FeCl3溶液时,可将FeCl3固体溶解在硫酸中,然后再加水稀释
D. 除去Cu2+中含有的Fe3+杂质,可加入CuO、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3,充分反应后,过滤
7. 常温下,下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是( )
A. 无色透明溶液中:NH4+、SO42−、Na+、MnO4−
B. c(H+)c(OH−)=1×10−12的溶液中:NO3−、Na+、AlO2−、K+
C. c(H+)=Kw的溶液中:Fe3+、Mg2+、HCO3−、SO42−
D. ・的水溶液中:Na+、NO3−、Ag+、K+
8. 某化学研究性学习小组对电解质溶液作如下归纳总结(均在常温下),正确的是( )
①常温下,pH=1的强酸溶液,加水稀释后,溶液中离子浓度均降低
②pH=2的盐酸和pH=1的盐酸,c(H+)之比为1:10
③pH相等的四种溶液:a.CH3COONa;b.NaClO;c.NaHCO3;d.NaOH。其溶液物质的量浓度由大到小顺序为d、b、c、a
④NH4HSO4溶液中滴加NaOH溶液至溶液pH=7,则c(Na+)=2c(SO42−)
⑤已知醋酸电离平衡常数为Ka;醋酸根水解常数为Kh;水的离子积为Kw;则三者关系为Ka×Kh=Kw
⑥pH值相同的醋酸和盐酸,分别用蒸馏水稀释到原来体积的m倍和n倍,稀释后两溶液的pH值仍相同,则m>n
A. ①②④ B. ④⑤⑥ C. ①②⑤ D. ②⑤⑥
9. 下列有关说法正确的是( )
A. 基态氮原子的电子排布图(轨道表示式)为:
B. 某基态原子的价电子排布可能是3d54s1
C. 第一电离能:O>N
D. 基态F原子核外有9种能量不同的电子
10. 室温下,用0.100mol⋅L−1的NaOH溶液分别滴定体积和浓度均为20.00mL0.100mol⋅L−1的盐酸和醋酸滴定曲线如图所示。下列说法错误的是( )
A. a表示的是醋酸的滴定曲线
B. 滴定b过程中,指示剂可以是酚酞
C. pH=7时,滴定盐酸消耗的V(NaOH)=20.00mL
D. V(NaOH)=10.00mL时,醋酸中c(Na+)>c(CH3COO−)>c(H+)>c(OH−)
11. 某短周期元素R的各级电离能数据(用I1、I2…表示,单位为kJ⋅mol−1,如表所示。关于元素R的判断中正确的是( )
I1
I2
I3
I4
I5
I6
578
1817
2745
11578
14831
18378
A. R元素基态原子的电子排布式为ns1
B. R的最高正价为+3价
C. R元素的颜色反应为黄色
D. R元素位于元素周期表中第族
12. 一种烷烃催化转化装置如图所示,下列说法正确的是( )
A. 该装置将电能转化为化学能
B. H+向左侧迁移
C. 负极的电极反应式为C2H6−2e−=C2H4+2H+
D. 每消耗0.1molC2H6,需要消耗标准状况下的空气2.8L(设空气中氧气的体积分数为20%)
13. 最近科学家研发了“全氢电池”,其工作原理如图所示。下列说法不正确的是( )
A. 吸附层a是负极,发生氧化反应,吸附层b是正极,发生还原反应
B. “全氢电池”的总反应为:H++OH−=H2O
C. NaClO4的作用是传导离子并参与电极反应
D. Na+在装置中从左侧向右侧移动,ClO4−从右侧向左侧移动。
14. 工业上可采用CH3OHCO+2H2的方法来制取高纯度的CO和H2。我国科研人员通过计算机模拟,研究了在钯基催化剂表面甲醇制氢的反应历程如图所示,其中吸附在钯催化剂表面上的物种用*标注。下列说法正确的是( )
已知:甲醇CH3OH脱氢反应的第一步历程,有两种可能方式:
方式Ⅰ:CH3OH*→CH3O*+H*Ea=+103.1kJ⋅mol−1
方式Ⅱ:CH3OH*→CH3*+OH*Eb=+249.3kJ⋅mol−1
A. CH3OH*→CO*+2H2的ΔH<0
B. ①②都为O−H键的断裂过程
C. 由活化能E值推测,甲醇脱氢过程主要历经的方式应为Ⅰ
D. 放热最多阶段的化学方程式为CHO*+3H*→CO*+4H*
15. A是由导热材料制成的密闭容器,B是一耐化学腐蚀且易于传热的透明气球。关闭K2,将等量且少量的NO2通过K1、K3分别充入A、B中,反应起始时,A、B的体积相同(已知:2NO2⇌N2O4ΔH<0)下列叙述正确的是( )
A. 达到平衡时A和B中NO2气体体积分数相同
B. 若在A、B中再充入与初始量相等的NO2,再次达到平衡后A中NO2转化率增大,B中NO2转化率不变
C. 若气球的体积不再改变,表明B中反应已达到平衡
D. 室温下,若设法使A、B都保持体积不变,将A套上一个绝热层,B与外界可以进行热传递,则达到平衡时B中气体的颜色较深
16. 氢元素单质及其化合物是人类赖以生活的重要能源。回答下列问题
(1)肼(N2H4)是一种液态火箭推进剂。N2H4分解的能量变化如图所示:
①正反应的活化能为______kJ⋅mol−1,气态肼分解的热化学方程式为 ______。
②该反应的ΔS______(填“>”“<”或“=”)0,该反应自发进行的条件为 ______(填“高温”“低温”或“任意温度”)。
(2)盖斯定律认为:不管化学过程是一步完成或分多步完成,整个过程的总热效应相同。试运用盖斯定律回答下列问题:
①反应A+B→C(ΔH<0)分两步进行:(i)A+B→X(ΔH>0);(ii)X→C(ΔH<0)。下列示意图中,能正确表示总反应过程中能量变化的是 ______(填字母)。
②已知:H2O(g)=H2O(l)ΔH1=−Q1kJ⋅mol−1
C2H5OH(g)=C2H5OH(1)ΔH2=−Q2kJ⋅mol−1
C2H5OH(g)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(g)ΔH3=−Q3kJ⋅mol−1
则C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)的ΔH=______kJ⋅mol−1,若将23g液态无水酒精完全燃烧,并恢复到室温,则整个过程中放出的热量为 ______。
17. 一定温度下,将气体A、B置于固定容积为4L的密闭容器中,发生反应:3A(g)+B(g)=2C(g)+D(g)ΔH<0。反应进行到10s末,达到平衡,测得A的物质的量为1.6mol,B的物质的量为0.6mol,C的物质的量为0.8mol。
(1)用C表示的前10s内正反应的平均反应速率为 ______。
(2)反应前A的物质的量浓度是 ______。
(3)10s末,生成物D的物质的量浓度为______;该温度下,上述反应的平衡常数Kc=______(用分数表示),其他条件不变,升高温度,Kc将 ______(填“增大”“减小”或“不变”,下同)。
(4)平衡后,若改变下列条件,生成D的速率将如何变化?
编号
改变的条件
生成D的速率
①
压缩容器的体积
______
②
恒压下充入He(不参与体系反应)
______
③
恒容下充入Ne(不参与体系反应)
______
18. 以二甲醚(CH3OCH3)−空气碱性燃料电池为电源进行如下实验,装置如图所示。用装置C精炼粗银。已知:二甲醚-空气碱性燃料电池的总反应为CH3OCH3+3O2+4KOH=2K2CO3+5H2O。
回答下列问题:
(1)X极的电极名称为______,b极名称为______,d极材料是 ______(填化学式)。
(2)b极附近可能的现象是 ______。
(3)d极上发生 ______(填“氧化”或“还原”)反应,其电极反应式为 ______。
(4)若装置A中消耗标准状况下22.4LO2,则理论上装置C中可得纯银的质量为 ______g。
19. 某同学在实验室利用Fe−Mg合金废料制备金属镁,其工艺流程如图。回答下列问题:
(1)工业上常将Fe−Mg合金废料粉碎后再“酸溶”,其目的是 ______。
(2)“酸溶”时,Fe发生反应的离子方程式为______;写出“氧化”时反应的离子方程式:______。
(3)“沉铁”时,应用X调节溶液的pH,X是 ______(任填一种合适试剂的化学式),当溶液的pH调节为4时,此时溶液中的c(Fe3+)=______,列式计算并判断此时是否有Mg(OH)2沉淀生成:______。{已知氧化后的溶液中c(Mg2+)=0.02mol⋅L−1,Ksp[Fe(OH)3]=2.7×10−39、Ksp[Mg(OH)2]=5.6×10−12}。
(4)制备无水MgCl2过程中需要在HCl气体氛围中进行,其原因是 ______。
答案和解析
1.【答案】C
【解析】解:A.太阳能、风能、潮汐、地热能是一次能源,而我国大力发展核电、光电、风电、水电等电能属于二次能源,故A正确;
B.物质发生化学反应时一定伴随着能量变化,在常温下进行的反应也可能是吸热反应,如氯化铵与氢氧化钡的反应,故B正确;
C.二氧化硅具有良好的光学特性,是制造光纤的主要原料,故C错误;
D.铝锂合金硬度大,密度小,适合作飞机材料,故D正确;
故选:C。
A.从自然界中直接获取的能源为一次能源,一次能源加工得到的能源为二次能源;
B.氯化铵与氢氧化钡反应常温下进行,需要吸收热量;
C.光缆的主要成分是二氧化硅;
D.铝锂合金硬度大,密度小;
本题考查物质的组成及应用,为高频考点,把握物质的组成、性质、性质与用途为解答本题的关键,侧重分析能力与运用能力的考查,注意化学与生活的联系,题目难度不大。
2.【答案】C
【解析】解:A.在电解池中,阴极被保护,阳极被腐蚀,即石墨做阳极,铁管道做阴极被保护,是外加电流的阴极保护法,故A正确;
B.镁和输水管形成原电池,镁做负极被腐蚀,输水管做正极被保护,是牺牲阳极的阴极保护法,故B正确;
C.铁管道和锌形成原电池,锌做负极被腐蚀,化学防护法属于电化学防护法,故C错误;
D.覆盖保护层法,没有涉及原电池或电解池的形成,故不属于电化学保护法,故D正确;
故选:C。
A.在电解池中,阴极被保护,阳极被腐蚀;
B.镁和输水管形成原电池,负极被腐蚀,正极被保护;
C.化学防护法属于电化学防护法;
D.覆盖保护层法,没有涉及原电池或电解池的形成。
本题考查了金属的腐蚀和防护,难度不大,应注意基础知识的掌握和积累。
3.【答案】A
【解析】解:A.加入Fe粉发生反应:Fe+2Fe3+=3Fe2+,防止Fe2+被氧化为Fe2+,与平衡移动无关,所以不能用勒夏特列原理解释,故A正确;
B.汽水瓶中存在平衡H2CO3⇌H2O+CO2,打开汽水瓶时,压强降低,平衡向生成二氧化碳方向移动,可以用勒夏特列原理解释,故B错误;
C.存在平衡:Cl2+H2O⇌H++Cl−+HClO,饱和食盐水中氯离子浓度大,抑制氯气溶解,能用勒夏特列原理解释,故C错误;
D.存在平衡:2CrO42−+2H+⇌Cr2O72−+H2O,加入硫酸后,平衡向右移动,溶液呈橙色,能用勒夏特列原理解释,故D错误;
故选:A。
勒沙特列原理是如果改变影响平衡的一个条件(如浓度、压强或温度等),平衡就向能够减弱这种改变的方向移动.勒沙特列原理适用的对象应存在可逆过程,如与可逆过程无关,则不能用勒沙特列原理解释。
本题考查了勒夏特列原理的使用条件,难度不大,注意使用勒夏特列原理的前提必须是可逆过程。
4.【答案】D
【解析】解:A.已知:S(s)+O2(g)=SO2(g)ΔH1=−Q1kJ⋅mol−1,S(g)+O2(g)=SO2(g)ΔH2=−Q2kJ⋅mol−1,等量的S(g)能量高于S(s),则Q1
C.500℃、30MPa下,将0.5molN2和1.5molH2置于密闭的容器中充分反应生成NH3(g),放热19.3kJ,则1molN2完全反应放热大于38.6kJ,所以其热化学方程式为N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=−QkJ⋅mol−1则Q>38.6,故C正确;
D.含0.5molH2SO4的稀溶液与含0.5molBa(OH)2的稀溶液混合除了生成水还有硫酸钡沉淀生成,所以放出的热量对于57.3kJ,故D错误;
故选:D。
A.等量的S(g)能量高于S(s);
B.根据△H−T△S<0反应能自发进行判断;
C.合成氨为可逆反应,热化学方程式中为完全转化时的能量变化;
D.含0.5molH2SO4的稀溶液与含0.5molBa(OH)2的稀溶液混合除了生成水还有硫酸钡沉淀生成。
本题考查热化学方程式,为高频考点,把握中和热、可逆反应中能量变化为解答的关键,侧重分析与应用能力的考查,题目难度不大。
5.【答案】D
【解析】解:A.a点至c点,反应未达到平衡状态,随着温度的升高,反应速率加快,所以CO的转化率逐渐增大,故A错误;
B.由分析可知,该反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,K值减小,则Kb>Kd,根据图可知,温度在80∼85℃的范围内,CO的转化率最高,超过该温度范围,随着温度的升高,CO的转化率降低,说明反应的最适温度在80∼85℃之间,故生产时反应温度控制在80∼85℃为宜,故B错误;
C.向该容器中充入N2,各组分浓度不变,平衡不移动,则CH3OH的转化率不变,故C错误;
D.b点的温度比d点的低,故υb<υd,故D正确;
故选:D。
由CH3OH(g)+CO(g)⇌HCOOCH3(g)的反应图象可知,CO的转化率先增大后减小,83℃左右即图象最高点时反应达到平衡状态,83℃以前反应没有达到平衡状态,83℃后升高温度,CO的转化率减小,则平衡逆向移动,说明该反应正向为放热反应,结合温度、浓度对化学反应速率和平衡移动的影响分析解答。
本题考查化学平衡移动及平衡图象分析,为高频考点,侧重考查学生的分析能力和运用能力,把握图象变化特点及化学平衡的影响因素为解答关键,注意平衡状态的判断和温度对化学反应速率的影响,题目难度不大。
6.【答案】D
【解析】解:A.二氧化硅能与碳酸钠水解生成的氢氧化钠溶液反应生成硅酸钠,硅酸钠能将瓶口和塞子黏在一起,故A错误;
B.AlCl3水解生成Al(OH)3和HCl,盐酸具有挥发性,加热促进盐酸挥发,所以最终得到的固体是Al(OH)3,灼烧得到氧化铝,故B错误;
C.浓盐酸可抑制铁离子水解,则配制FeCl3溶液时,将FeCl3固体溶解在浓盐酸中,然后再加水稀释到所需的浓度,故C错误;
D.Fe3+离子水解,溶液显酸性,除去Cu2+中含有的Fe3+杂质,加入CuO、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3,调节溶液pH,使铁离子完全沉淀,过滤除去,故D正确;
故选:D。
A.Na2CO3溶液水解呈碱性;
B.AlCl3水解生成Al(OH)3和HCl,盐酸具有挥发性;
C.硫酸可抑制铁离子水解,但会引入硫酸根离子;
D.Fe3+离子水解,溶液显酸性,加入CuO、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3,调节溶液pH,使铁离子完全沉淀,过滤除去。
本题考查了盐类水解原理的分析判断,注意影响水解平衡的理解应用,题目难度不大。
7.【答案】B
【解析】解:A.含有MnO4−的溶液呈紫色,不满足溶液无色的条件,故A错误;
B.该溶液呈碱性,NO3−、Na+、AlO2−、K+、OH−之间不反应,在碱性溶液中能够大量共存,故B正确;
C.Fe3+、HCO3−之间发生双水解反应生成氢氧化铁沉淀和二氧化碳气体,在溶液中不能大量共存,故C错误;
D.・的水溶液呈酸性或碱性,OH−、Ag+之间发生反应,在碱性溶液中不能大量共存,故D错误;
故选:B。
A.含有高锰酸根离子的溶液呈紫色;
B.该溶液呈碱性,四种离子之间不反应,都不与氢氧根离子反应;
C.该溶液呈中性,铁离子与碳酸氢根离子发生双水解反应;
D.该溶液抑制了水的电离,可能为强酸或强碱溶液,银离子与氢氧根离子反应。
本题考查离子共存的判断,为高频考点,明确题干暗含信息、常见离子的性质及离子反应发生条件为解答关键,注意掌握常见离子不能共存的情况,试题侧重考查学生的分析与应用能力,题目难度不大。
8.【答案】D
【解析】解:①常温下,pH=1的强酸溶液,加水稀释后,c(H+)减小,由于水的离子积不变,则溶液中的c(OH−)增大,故①错误;
②由pH=−lgc(H+)可知,pH=2的盐酸和pH=1的盐酸中c(H+)分别为10−2mol/L、10−1mol/L,c(H+)之比为10−2mol/L:10−1mol/L=1:10,故②正确;
③四种盐的水溶液均显碱性,同浓度时碱性强弱顺序为d>b>c>a,则pH相等的四种溶液物质的量浓度由小到大顺序为d、b、c、a,故③错误;
④NH4HSO4溶液中滴加NaOH溶液至溶液pH=7,则c(H+)=c(OH−),由电荷守恒可知:c(Na+)+c(NH4+)=2c(SO42−),故④错误;
⑤水解和电离为可逆过程,Ka=c(CH3COO−)×c(H+)c(CH3COOH),Kh=c(CH3COOH)×c(OH−)c(CH3COO−),则Ka⋅Kh=c(CH3COO−)×c(H+)c(CH3COOH)×c(CH3COOH)×c(OH−)c(CH3COO−)=c(H+)⋅c(OH−)=Kw,故⑤正确;
⑥因为醋酸是弱酸,加水后反应正向进行,醋酸电离度增加,加水后,氢离子浓度在减小的过程中有增大的趋势,而盐酸是强酸在水中完全电离,加水后,氢离子浓度只是在减小,所以要使稀释后两溶液pH值相同,就必须使m>n,故⑥正确;
故选:D。
①加水稀释,溶液中c(H+)减小,水的离子积不变,则c(OH−)增大;
②根据pH=−lgc(H+)计算;
③氢氧化钠为强碱,pH相等时其浓度最小;其它三种都是强碱弱酸盐,对应酸的酸性越强,盐的水解程度越小,溶液pH越大,pH相同时其物质的量浓度越小;
④混合液的pH=7,呈中性,结合电荷守恒分析;
⑤水解和电离为可逆过程,Ka=c(CH3COO−)×c(H+)c(CH3COOH),Kh=c(CH3COOH)×c(OH−)c(CH3COO−),据此计算Ka⋅Kh分析判断;
⑥醋酸是弱电解质,加水稀释有利于电离平衡正向移动,而盐酸是强电解质,不存在电离平衡。
本题考查电解质的电离、盐类的水解及pH的计算等知识,题目难度中等,注意根据电解质的电离特点结合电荷守恒来分析解答,试题知识点较多,充分考查了学生的分析能力及知识迁移能力。
9.【答案】B
【解析】解:A.N原子核外有7个电子,分别位于1s、2s、2p轨道,基态氮原子的电子排布图为,故A错误;
B.某基态原子的价电子排布可能是3d54s1,为Cr元素,故B正确;
C.第族、第VA族元素的第一电离能大于相邻元素,则N的第一电离能大于O,第一电离能:N>O,故C错误;
D.因为F原子核外有9个电子,其核外电子排布式为1s22s22p5,因为能级不同能量不同,所以其原子核外能量不同的电子有3种,故D错误;
故选:B。
A.违背能量最低原理;
B.3d、4s轨道电子处于半满,能量较低;
C.同周期从左到右,第一电离能增大趋势,第族、第VA族元素的第一电离能大于相邻元素;
D.氟原子核外有9个电子,结合构造原理、根据其能级不同能量不同分析。
本题考查原子结构和元素的性质、晶体的结构,为高频考点,侧重考查学生的分析能力,注意把握原子核外电子排布特点,把握元素周期律等知识是解答关键,题目难度不大。
10.【答案】D
【解析】
【分析】
本题考查了酸碱混合溶液定性判断,涉及弱电解质的电离、盐类水解、酸碱中和反应等知识点,根据弱电解质的电离特点、溶液酸碱性及盐类水解等知识点来分析解答,题目难度中等。
【解答】
A.醋酸是弱电解质,HCl是强电解质,相同浓度的醋酸和HCl溶液,醋酸的pH>盐酸,所以a是滴定醋酸的曲线,b是滴定盐酸的曲线,故A正确;
B.b曲线为滴定盐酸,滴定终点时生成NaCl,溶液呈中性,酚酞的变色范围为8∼10,可以用酚酞作指示剂,故B正确;
C.pH=7时溶液呈中性,说明n(NaOH)=n(HCl),二者浓度相同,则滴入氢氧化钠溶液体积为20.00mL,故C正确;
D.V(NaOH)=10.00mL时,醋酸溶液中的溶质为等物质的量浓度的CH3COOH、CH3COONa,醋酸电离程度大于醋酸根离子水解程度,溶液呈酸性,则c(H+)>c(OH−),再结合电荷守恒得c(Na+)
11.【答案】B
【解析】解:A.如为B,基态原子的电子排布式为1s22s22p1,若为Al,基态原子的电子排布式为[Ne]3s23p1,故A错误;
B.R元素的最外层有3个电子,所以R的最高正价为+3价,故B正确;
C.钠元素的焰色反应为黄色,R为Al或B,故C错误;
D.R元素位于元素周期表中第族,故D错误;
故选:B。
该短周期元素R的第四电离能剧增,说明该原子最外层有3个电子,处于族,可能为B、Al等元素,以此解答该题。
本题考查元素的电离能,为高频考点,把握最外层电子数与电离能的关系为解答的关键,侧重分析与应用能力的考查,注意原子结构与元素性质的应用,题目难度不大。
12.【答案】C
【解析】解:A.该装置为原电池,是将化学能转化为电能的装置,故A错误;
B.原电池的内电路中,H+向正极移动,即向右侧迁移,故B错误;
C.分析可知,负极的电极反应式为C2H6−2e−=C2H4+2H+,故C正确;
D.每消耗0.1molC2H6,转移0.2mol电子,需要消耗0.05mol氧气,则需空气0.25mol,标准状况下空气体积为0.25mol×22.4L/mol=5.6L,故D错误;
故选:C。
根据图象可知,Fe−Co合金电极上的反应:C2H6−2e−=C2H4+2H+,失去电子,发生氧化反应,做电池的负极;正极氧气得电子与氢离子反应生成水。
A.该装置为原电池;
B.原电池阳离子向正极移动;
C.负极C2H6失去电子,生成C2H4,发生氧化反应;
D.根据得失电子守恒计算。
本题考查了原电池原理应用,电极反应书写方法,电子守恒法计算反应物等知识,侧重考查学生的分析能力和计算能力,题目难度中等。
13.【答案】C
【解析】解:A.吸附层a是负极,氢气失电子发生氧化反应,吸附层b是正极,氢离子得电子发生还原反应,故A正确;
B.由电池的两极反应可知“全氢电池”的总反应为:H++OH−=H2O,故B正确;
C.NaClO4未参与电极反应,故C错误;
D.原电池工作时,阳离子Na+在装置中从左侧(负极)向右侧(正极)移动,阴离子ClO4−从右侧(正极)向左侧(负极)移动,故D正确;
故选:C。
由图可知,左侧为电子的流出极,故吸附层a是负极,电极反应式为H2−2e−+2OH−=2H2O,吸附层b是正极,电极反应式为2H++2e−=H2↑,据此作答。
本题考查原电池原理,题目难度中等,能依据图像和题目信息准确判断正负极是解题的关键。
14.【答案】D
【解析】解:A.由起始及最终状态可知,最终状态能量高,则CH3OH*→CO*+2H2(g)的△H>0,故A错误;
B.甲醇只有1个O−H键,则只有①为O−H键的断裂过程,故B错误;
C.方式I中活化能小,则甲醇脱氢过程主要历经的方式应为Ⅱ,故C错误;
D.由图可知,放热最多为112.6kJ/mol转化为−65.7kJ/mol,此时对应的反应为CHO*+3H*=CO*+4H*,故D正确;
故选:D。
A.反应物能量小于生成物能量为吸热反应,由起始及最终状态可知,最终状态能量高;
B.甲醇只有1个O−H键;
C.方式Ⅱ中活化能大;
D.由图可知,放热最多为112.6kJ/mol转化为−65.7kJ/mol。
本题考查反应热与焓变,为高频考点,把握化学键的断裂、反应中能量变化为解答的关键,侧重分析与应用能力的考查,注意图中能量变化及应用,题目难度不大。
15.【答案】BC
【解析】解:A是由导热材料制成的密闭容器,B是一耐化学腐蚀且易于传热的透明气球。说明A为恒温恒容,B为恒温恒压,反应2NO2⇌N2O4△H<0是一个气体体积减小、正反应为放热的反应,
A.反应2NO2⇌N2O4 气体体积减小,A相当于B为减小压强,平衡逆向移动,A中NO2气体体积分数大B中NO2气体体积分数,故A错误;
B.保持容器容积不变,通入一定量的NO2,等效为增大压强,增大压强平衡向正反应方向移动,NO2的转化率将增大;保持压强不变,通入一定量的NO2,平衡不移动,达到平衡时NO2的转化率不变,故B正确;
C.反应2NO2⇌N2O4 气体体积减小,气球的体积不再改变,说明各组分的量不再变化,反应达到平衡状态,故C正确;
D.该反应为放热反应,A套上一个绝热层,温度升高,平衡逆向移动,NO2的浓度增大,颜色变深,B仍为原平衡状态,NO2的浓度不变,颜色不变,故D错误;
故选:BC。
A是由导热材料制成的密闭容器,B是一耐化学腐蚀且易于传热的透明气球.说明A为恒温恒容,B为恒温恒压,2NO2⇌N2O4△H<0是一个气体体积减小、正反应为放热的反应;
A.反应2NO2⇌N2O4 气体体积减小,A相当于B为减小压强,平衡逆向移动;
B.保持容器容积不变,通入一定量的NO2,等效为增大压强,增大压强平衡向气体体积减小的方向移动;保持压强不变,通入一定量的NO2,平衡不移动;
C.反应2NO2⇌N2O4 气体体积减小,气球的体积不再改变,说明各组分的量不再变化;
D.该反应为放热反应,A套上一个绝热层,温度升高,平衡逆向移动,NO2的浓度增大,B仍为原平衡状态。
本题考查压强、温度、浓度对化学平衡的影响,难度中等,构建平衡建立的等效途径是解题的关键,注意勒夏特列原理的运用。
16.【答案】a+50.7N2H4(g)=N2(g)+2H2(g)△H=+50.7kJ/mol>高温 D−(Q3−Q2+3Q1)(0.5Q3−0.5Q2+1.5Q1)kJ
【解析】解:(1)①焓变等于正逆反应的活化能之差,则正反应的活化能为(a+50.7)kJ/mol,由图可知气态肼分解吸热为50.7kJ,则热化学方程式为N2H4(g)=N2(g)+2H2(g)△H=+50.7kJ/mol,
故答案为:a+50.7;N2H4(g)=N2(g)+2H2(g)△H=+50.7kJ/mol;
②为气体体积增加的反应,则△S>0,且△H>0,△H−T△S<0的反应可自发进行,该反应自发进行的条件为高温,
故答案为:>;高温;
(2)①由反应A+B→C(△H<0)分两步进行①A+B→X(△H>0)②X→C(△H<0)可以看出,A+B→C(△H<0)是放热反应,A和B的能量之和大于C,由①A+B→X(△H>0)可知这步反应是吸热反应,X→C(△H<0)是放热反应,故X的能量大于A+B;A+B的能量大于C;X的能量大于C,图象D符合,
故答案为:D;
②
依据盖斯定律:得到:C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)△H=−(Q3−Q2+3Q1)kJ/mol;若使23g液态无水酒精物质的量为0.5mol,完全燃烧,并恢复到室温,则整个过程中放出的热量为(0.5Q3−0.5Q2+1.5Q1 )kJ;
故答案为:−(Q3−Q2+3Q1);(0.5Q3−0.5Q2+1.5Q1 )kJ。
(1)①焓变等于正逆反应的活化能之差,由图可知气态肼分解吸热为50.7kJ;
②为气体体积增加的反应,△H−T△S<0的反应可自发进行;
(2)①当反应物的总能量大于生成物的总能量时,反应放热,当反应物的总能量小于生成物的总能量时,反应吸热,以此解答该题;
②
依据盖斯定律:得到:C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)。
本题考查了燃烧热概念,热化学方程式的计算,盖斯定律的计算应用,物质的能量分析应用和化学反应的能量变化,热化学方程式的计算和盖斯定律的计算应用是解题关键,题目难度中等。
17.【答案】0.02mol/(L⋅s)0.7mol/L0.1mol/L16343 减小 增大 减小 不变
【解析】解:(1)v=△c△t=0.8mol4L×10s=0.02mol/(L⋅s),
故答案为:0.02mol/(L⋅s);
(2)根据方程式3A(g)+B(g)⇌2C(g)+D(g)可知,生成0.8molC,消耗A的物质的量为0.8mol×32=1.2mol,达到平衡,测得A的物质的量为1.6mol,则反应前A的物质的量为1.2mol+1.6mol=2.8mol,反应前A的物质的量浓度是2.8mol4L=0.7mol/L,
故答案为:0.7mol/L;
(3)根据方程式可知,10s末,生成物D的物质的量为C的物质的量的一半,为0.4mol,则10s末,生成物D的浓度为0.4mol4L=0.1mol/L,C的物质的量浓度为0.8mol4L=0.2mol/L,根据方程式3A(g)+B(g)⇌2C(g)+D(g)可知,生成0.8molC,消耗B的物质的量为0.8mol×12=0.4mol,达到平衡,测得A的物质的量为0.6mol,
则反应前A的物质的量为0.6mol+0.4mol=1mol,反应前B的物质的量浓度是1mol4L=0.25mol/L,反应的平衡常数Kc=c(D)c2(C)c(B)c3(A)=0.1×0.220.25×0.73=16343,升高温度平衡朝着升高温度的逆反应方向移动,Kc减小,
故答案为:0.1mol/L;16343;减小;
(4)由反应3A(g)+B(g)⇌2C(g)+D(g)△H<0可知:
①压缩体积,浓度增大,平衡正向移动,反应速率增大,
故答案为:增大;
②恒压下充入Ne,体积增大,浓度减小,反应速率减小,
故答案为:减小;
④恒容下充入Ne,对参加反应的气体来说,浓度不变,则速率不变,
故答案为:不变。
(1)根据v=△c△t计算C的反应速率,
(2)根据方程式3A(g)+B(g)⇌2C(g)+D(g),计算A、D的物质的量浓度;
(3)根据外界条件对反应速率的影响分析生成D的速率的变化;
(4)浓度增大,平衡正向移动,反应速率增大,浓度减小,反应速率减小。
本题考查化学平衡的计算和反应速率的影响因素,题目难度不大,注意外界条件对化学反应速率的影响,注重基础知识的积累。
18.【答案】负极 正极 Ag 溶液显红色 还原 Ag++e−=Ag432
【解析】解:(1)根据分析可知,X极的电极名称为负极,b极名称为正极,d极材料是Ag,
故答案为:负极;正极;Ag;
(2)b极附为阴极,电极反应为:2H++2e−=H2↑,溶液中OH−浓度增大,溶液呈碱性,所以b极附近可能的现象是溶液显红色,
故答案为:溶液显红色;
(3)根据分析可知,d极上发生还原反应,其电极反应式为:Ag++e−=Ag,
故答案为:还原;Ag++e−=Ag;
(4)装置A中消耗标准状况下22.4LO2,则n(O2)=22.4L22.4L/mol=1mol,根据关系式O2∼4e−、Ag+∼e−∼Ag则理论上装置C中可得纯银的质量为4mol×108g/mol=432g,
故答案为:432。
由图可知,装置C为精炼粗银,c电极为Ag−e−=Ag+,发生氧化反应,为阳极,d电极为Ag++e−=Ag,发生还原反应,为阴极,所以X极为负极,Y极为正极,a极为阳极,b极为阴极,据此分析解答即可。
本题主要考查原电池的工作原理,掌握原电池中正负极判断以及电极反应式的书写是解决本题的关键,同时考查学生的看图能力,串联电路的原理等,难度不大。
19.【答案】增大接触面积、提高反应速率和浸取率 Fe+2H+=Fe2++H2↑2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2OMgO、Mg(OH)2等 2.7×10−9mol/Lc(Mg2+)×c2(OH−)=0.02×(1.0×10−10)2=2×10−22
【解析】解:(1)工业上常将Fe−Mg合金废料粉碎后再“酸溶”,其目的是增大接触面积、提高反应速率和浸取率,
故答案为:增大接触面积、提高反应速率和浸取率;
(2)“酸溶”时,Fe发生反应的离子方程式为Fe+2H+=Fe2++H2↑,“氧化”时反应的离子方程式2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O,
故答案为:Fe+2H+=Fe2++H2↑;2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O;
(3)“沉铁”时,应用X调节溶液的pH,X是MgO、Mg(OH)2等,当溶液的pH调节为4时,溶液中c(OH−)=Kwc(H+)=1.0×10−141.0×10−4mol/L=1.0×10−10mol/L,此时溶液中的c(Fe3+)=3Ksp[Fe(OH)3]c3(OH−)=32.7×10−3910−30mol/L=2.7×10−9mol/L,c(Mg2+)×c2(OH−)=0.02×(1.0×10−10)2=2×10−22
故答案为:抑制氯化镁水解。
Fe−Mg合金废料加盐酸溶解,加入过氧化氢氧化亚铁离子,发生反应2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O,随后加入X调节pH,沉淀三价铁离子,X应为碱性,切不影响溶液纯度,可以使用氧化镁或者氢氧化镁,过滤后获得氯化镁溶液,经蒸发浓缩,冷却结晶,过滤,洗涤,干燥获得无水氯化镁,熔融状态下点解无水氯化镁,获得金属镁,据此分析回答问题。
本题考查物质的制备实验方案设计,为高考常见题型和高频考点,侧重考查学生知识综合应用、根据实验目的及物质的性质进行分析、实验基本操作能力及实验方案设计能力,综合性较强,注意把握物质性质以及对题目信息的获取与使用,难度中等。
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