湖北省新高考联考协作体2023-2024学年高一下学期期中考试(B)化学试卷(解析版)
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这是一份湖北省新高考联考协作体2023-2024学年高一下学期期中考试(B)化学试卷(解析版),共18页。试卷主要包含了 选择题的作答, 非选择题的作答, H2和在一定条件下能发生反应, 下列离子方程式书写正确的是,1ml·L-1·min-1, NA为阿伏加德罗常数的值等内容,欢迎下载使用。
注意事项:
1. 答题前,先将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号填写在试卷和答题卡上,并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2. 选择题的作答:每小题选出答案后,用 2B 铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3. 非选择题的作答:用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
可能用到的相对原子质量:H:1 N:14 O:16 S:32 Fe:56 Cu:64
一、选择题:本题共15小题,每小题3分,共45分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 日常生活中的下列做法,与调控反应速率无关的是( )
A. 燃煤发电时用煤粉代替煤块B. 在铁制门窗表面刷油漆
C. 食品包装袋中放置除氧剂D. 向可乐中加冰块
【答案】D
【解析】
【详解】A.煤粉代替煤块,增大煤与空气的接触面积,加快了煤燃烧的化学反应速率,A不符合题意。
B.在铁制门窗表面刷油漆,是为了减小铁与空气的接触面积,从而降低了铁在空气中的腐蚀速率,B不符合题意。
C.食品包装袋中放置除氧剂,降低了包装袋内氧气的浓度,从而降低了食物氧化变质的速率,C不符合题意。
D.向可乐中加冰块,只是降低了可乐的温度,使人喝了更凉爽,与化学反应速率无关,D符合题意。
故选D。
2. 生活中处处有化学。下列说法正确的是( )
A. 不锈钢中只含有金属元素,不含有非金属元素
B. 火力发电是将燃料中的化学能直接转化为电能的过程
C. 食品中添加适量SO2,可起到防腐和抗氧化等作用
D. 高纯Si单质可用来生产光导纤维,是现代信息技术的基础材料
【答案】C
【解析】
【详解】A.不锈钢中除含铁、铬、镍等金属元素外,还含有碳、硅等非金属元素,A错误。
B.火力发电过程中化学能转化为热能,热能转化为机械能,机械能转化为电能,化学能经过一系列能量转化过程间接转化为电能,B错误。
C.食品中添加适量SO2,可起到漂白、防腐和抗氧化等作用。在蜜饯、干果、食糖、果酒等食品加工中起着重要作用,但使用量必须符合国家标准,C正确。
D.生产光导纤维的是SiO2,不是Si单质,D错误。
故选C。
3. 硫化钠广泛应用于冶金、染料、皮革、电镀等工业。硫化钠的一种制备方法为 Na2SO4+2CNa2S+2CO2↑。下列说法中错误的是( )
A. 火山口附近存在游离态的硫
B. 碳元素有金刚石、石墨、C60等多种同素异形体
C. 过量H2S气体通入NaOH溶液中可生成Na2S
D. CO2的空间结构为直线形
【答案】C
【解析】
【详解】A.游离态的硫存在于火山口附近或地壳的岩层中,A正确。
B.金刚石、石墨、C60是由碳元素构成的结构不同的单质,都是碳元素的同素异形体,B正确。
C.过量H2S气体通入NaOH溶液中生成的是NaHS,少量H2S才生成Na2S,C错误。
D.CO2的三个原子在一条直线上,空间结构为直线形,D正确。
故选C。
4. H2和在一定条件下能发生反应:H2(g)+(g)2HI(g),生成2 ml HI(g)反应放出热量a kJ,已知a、b、c均大于零。下列说法正确的是( )
A. 反应物的总能量低于生成物的总能量
B. 断开1 ml H—H键和1 ml I—I键所需能量小于断开2 ml H—I键所需能量
C. 向密闭容器中加入1 ml H2和1 ml ,充分反应后放出的热量等于a kJ
D. 断开1 ml H—I键所需能量为(c+b+a) kJ
【答案】B
【解析】
【详解】A.H2与反应是放热反应,反应物的总能量高于生成物的总能量,A错误;
B.断裂旧键1 mlH—H键和1 mlI—I键需要吸收能量,形成新键2 mlH—I要放出能量,该反应为放热反应,故断开1 ml H—H键和1 ml I—I键所需能量小于形成2 ml H—I键放出的能量,形成2 mlH—I放出的能量等于断开2 ml H—I键吸收的能量,B正确;
C.H2与反应是可逆反应,1 ml H2和1 ml不可能反应完,放出的热量小于a kJ,C错误;
D.设断开1 ml H—I键所需能量为x kJ,则有2x-(c+b)=a,x=(c+b+a),D错误;
故选B。
5. 下列离子方程式书写正确的是( )
A. NaHCO3溶液与过量澄清石灰水混合: + OH+ Ca2+ = CaCO3+ H2O
B. 食醋除去少量水垢:
C. Fe粉加入过量稀硝酸中:3Fe + 8H+ + 2 = 3Fe2+ + 2NO+ 4H2O
D. 过量的SO2通入NaClO溶液中:SO2 + ClO+ H2O = + HClO
【答案】A
【解析】
【详解】A.NaHCO3溶液与过量澄清石灰水混合生成碳酸钙沉淀、氢氧化钠、水,反应的离子方程式为:HCO+ OH+ Ca2+ = CaCO3+ H2O,故A正确;
B.水垢主要成分CaCO3是难溶物,不能拆,故B错误;
C.Fe粉加入过量稀硝酸中生成硝酸铁、一氧化氮、水,反应的离子方程式为Fe + 4H+ + = Fe3+ + NO+ 2H2O,故C错误;
D.过量的SO2通入NaClO溶液中会被氧化成,而同时次氯酸根离子也被还原成Cl-,二者之间会产生如下反应:SO2+ClO-+ H2O = +2H++ Cl-, 故D错误;
选A。
6. 2L的恒温密闭容器中,充入2mlA和3mlB发生反应2A(s)+3B(g) C(g)+2D(g),经2min后B的浓度减少0.3ml·L-1.下列说法正确的是( )
A. 用A表示2min内的反应速率是0.1ml·L-1·min-1
B. 2min末容器内气体的压强比起始时压强小
C. 当C、D浓度之比不变时说明反应达平衡状态
D. 缩小容器体积,正、逆反应速率均增大
【答案】D
【解析】
【详解】A.反应物A为固体,不能用单位时间浓度的变化值表示速率,A错误;
B.A为固体,反应前后气体物质的量不变,2min末容器内气体的压强与起始时相等,B错误;
C.反应过程中C、D浓度之比一直恒定为化学计量数1:2不变,C、D浓度之比不变不能说明反应达平衡状态,C错误;
D.缩小容器的体积,反应物和生成物的浓度均增大,故正、逆反应速率均增大,D正确;
故选D。
7. NA为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是( )
A. 1 ml Cu与足量硫粉共热反应,转移的电子数为NA
B. 1 ml Na2O2与二氧化碳充分反应,转移的电子数为2NA
C. 浓硝酸受热分解生成NO2、N2O4共2.3g时,转移的电子数为0.5NA
D. 100 mL 18.0 ml/L 的浓H2SO4与足量铜加热反应,可制备SO2的分子数为0.9NA
【答案】A
【解析】
【详解】A.Cu与S在加热条件下反应生成Cu2S,1mlCu完全反应转移的电子数为NA,A正确;
B.2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2,Na2O2既是氧化剂又是还原剂,每2 mlNa2O2与CO2完全反应转移的电子数为2NA,B错误;
C.NO2、N2O4的最简式均为NO2,NO2中氮原子化合价均为+4价,转移电子=0.05ml,转移电子数为0.05NA,C错误;
D.Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O,n(H2SO4)=1.8ml,随着反应的进行,浓硫酸变为稀硫酸,反应会停止,1.8mlH2SO4不可能反应完,SO2的分子数小于0.9NA,D错误;
故选A。
8. 利用下列仪器、装置及药品不能达到实验目的的是( )
【答案】D
【解析】
【详解】A.过氧化氢浓度不同,其他条件相同,探究浓度对化学反应速率的影响,A正确;
B.装置满足原电池的形成条件,构成了原电池,实现了化学能向电能的转化,B正确;
C.SO2使紫色石蕊变红,使品红、酸性高锰酸钾褪色,后被浓氢氧化钠吸收,安全气球收集多余的尾气,C正确;
D.NH3密度比空气小,应该用向下排空气法,导管应伸入试管底部,试管口应该塞棉花而不是用塞子密封,D错误;
故选D。
9. 关于物质变化,下列说法正确的是( )
A. NO2→HNO3的变化需要加入氧化剂才能实现
B. H2SO4→SO2的变化不一定发生氧化还原反应
C. SiO2 →H2SiO3的变化能通过一步反应直接完成
D. Al→Al(OH)可以加入氢氧化钠作氧化剂实现
【答案】B
【解析】
【详解】A.3NO2+H2O=2HNO3+NO反应中NO2既是氧化剂也是还原剂,H2O既不是氧化剂也不是还原剂,A错误;
B.H2SO4+Na2SO3=Na2SO4+SO2↑+H2O此反应是非氧化还原反应,H2SO4→SO2的变化不一定发生氧化还原反应,B正确;
C.SiO2是不溶于水的酸性氧化物,SiO2→H2SiO3不能通过一步反应直接完成,C错误;
D.反应2Al+2NaOH+6H2O=2Na[Al(OH)4]+3H2↑中NaOH既不是氧化剂也不是还原剂,D错误;
故选B。
10. 硫酸是重要的化工原料,可用于生产化肥、农药等,工业上一般以硫黄或黄铁矿等为原料制备硫酸。下列说法正确的是( )
A. 黄铁矿的主要成分FeS2中含非极性共价键
B. SO2具有较强还原性,可被浓硫酸氧化
C. 64kg SO2与O2充分反应可制得SO380kg
D. 工业上选择用98.3%的浓硫酸吸收SO3,因为SO3难溶于水
【答案】A
【解析】
【分析】以黄铁矿等为原料制备硫酸原理为,,。
【详解】A.FeS2组成微粒为、,则中硫元素原子之间为非极性共价键,A正确;
B.二氧化硫有较强还原性,浓硫酸也有强氧化性,但由于S元素处于相邻价态,因此二者不反应,B错误;
C.SO2与O2的反应是一个可逆反应,SO2不能完全转化,故最后得到的SO3小于80kg,C错误;
D.三氧化硫与水剧烈反应放出大量热,如果直接溶于水中,会形成酸雾,阻碍溶解过程,且难以收集,故工业上选择用98.3%的浓硫酸吸收SO3,D错误;
答案选A。
11. 向下列溶液中逐渐通入NH3至过量,最终体系中无沉淀的是( )
A. Ca2+、Cl-、H2SO3B. Mg2+、Br -、HCO
C. Ba2+、K+、CH3COO-D. Al3+、Na+、NO
【答案】C
【解析】
【详解】A.NH3溶于水产生NH3·H2O,NH3·H2O与H2SO3反应产生,然后会产生CaSO3沉淀,A不选。
B.NH3·H2O与Mg2+反应产生Mg(OH)2沉淀,B不选。
C.通入过量的氨气没有沉淀生成,C选。
D.氨水与铝离子反应的离子方程式:Al3+ +3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3,Al(OH)3沉淀不溶于氨水,D不选。
故选C。
12. 电池极大地方便了人们的生活,如图为两种电池的示意图。下列说法错误的是( )
A. 锂—空气电池正极材料是多孔电极,氧气得到电子
B. 锂—空气电池总反应方程式为4Li + O2 + 2H2O = 4LiOH
C. 铝离子电池中电流从石墨电极经过用电器到铝电极
D. 铝离子电池负极反应式为
【答案】B
【解析】
【详解】A.电池内部阳离子向正极移动,如图锂-空气电池中,锂离子向多孔电极移动,所以多孔电极为正极,正极氧气得电子,A正确;
B.锂-空气电池中为非水电解质,不可能有水参加反应,总反应方程式为4Li+O2=2Li2O,B错误;
C.铝离子电池中两个电极分别为铝和石墨,铝为活泼电极,是负极,石墨为正极。外电路中电流由正极流向负极,即由石墨流向铝,C正确;
D.由图可知,铝离子电池负极是铝失去电子,反应式为,D正确;
故选B。
13. W、X、Y、Z为短周期主族元素,原子序数依次增大,最外层电子数之和为19,Y的最外层电子数与其K层电子数相等,WX2是形成酸雨的物质之一、下列说法错误的是( )
A. 简单离子的半径:Y>W>XB. 最简单氢化物的沸点:X>W>Z
C. W、Y可形成离子化合物D. 的含氧酸可能是强酸或弱酸
【答案】A
【解析】
【分析】W、X、Y、Z为短周期主族元素,原子序数依次增大,WX2是形成酸雨的物质之一,根据原子序数的规律,则W为N,X为O,Y的最外层电子数与其K层电子数相等,又因为Y的原子序数大于氧的,则Y电子层数为3层,最外层电子数为2,所以Y为Mg,四种元素最外层电子数之和为19,则Z的最外层电子数为6,Z为S。
【详解】A.W、X、Y 简单离子电子层结构相同,核电荷数小的半径大,简单离子半径应为:W>X>Y, A错误;
B.X、W、Z的最简单氢化物分别为H2O、NH3、H2S,水常温下为液体,氨气常温下为气体,故H2O>NH3,NH3分子间形成氢键,H2S分子间没有氢键,所以NH3>H2S,三种元素最简单氢化物的沸点为X>W>Z,B正确;
C.W、Y可形成Mg3N2,是离子化合物,C正确;
D.Z为S,硫的含氧酸可为强酸硫酸,也可是弱酸亚硫酸,D正确;
故选A。
14. 利用如图所示的装置进行下列实验,不能得出相应实验结论的是( )
【答案】D
【解析】
【详解】A.浓硫酸使蔗糖脱水变黑,体现脱水性,又因浓硫酸具有强氧化性,与碳发生氧化还原反应,生成的SO2使溴水褪色,按照装置中的实验现象能说明浓硫酸具有脱水性、氧化性, A正确;
B.70%硫酸与Na2SO3反应制取SO2,SO2可以氧化硫化钠溶液中S2-生成单质S,溶液变浑浊,B正确;
C.稀硫酸滴入碳酸钠溶液会有二氧化碳气体产生,二氧化碳通入硅酸钠溶液,溶液变浑浊生成了硅酸,根据强酸制弱酸原理,可得出酸性强弱:H2SO4>H2CO3>H2SiO3,从而判断非金属性的强弱:S>C>Si,C正确;
D.氯气与水反应产生了盐酸和次氯酸,盐酸和次氯酸具有酸性,次氯酸还有漂白性,氯气本身不具有漂白性、酸性,D错误;
故选D。
15. 二氧化碳用不同催化剂催化生成一氧化碳的历程中能量的转化如图所示(吸附在催化剂表面的用“ · ”表示),下列说法错误的是( )
A. 二氧化碳被催化剂吸附会放热
B. 经过氧化反应得到
C. 转化过程中存在极性键的断裂和形成
D. 从两种催化剂解吸为CO(g)能量变化不同
【答案】B
【解析】
【详解】A.图中第一步CO2(g)→CO2即二氧化碳被催化剂吸附,能量降低,为放热过程,A正确;
B.→中碳元素化合价降低,被还原,发生还原反应,B错误;
C.反应过程中CO2→有O-H极性键的形成。→有O-H极性键的断裂,C正确;
D.图中最后一步→CO(g)从催化剂NiPc解吸能量降低,从催化剂CPc解吸能量升高,能量变化不同,D正确;
故选B。
二、非选择题:本题共4小题,共55分。
16. 近年来,“氮排放”逐渐引起人们的重视。氮及其化合物与生产生活及环境息息相关,请回答下列问题:
(1)下列环境问题与氮的氧化物排放无关的是___________。
A. 酸雨B. 光化学烟雾
C. 臭氧层空洞D. 白色污染
(2)汽车尾气中存在NO和CO,通过在排气管处加装催化剂,可以使其转化为对环境友好的物质,请写出发生反应的化学方程式___________。
(3)硝酸是重要的化工原料,用于制化肥、农药、炸药、染料等。
①工业生产中为了盛装大量浓硝酸,可选择___________作为罐体材料。
A.Mg B.Al C.Fe D.Cu
②为避免硝酸生产尾气中的NO2污染环境,可以使用具有碱性的碳酸钠溶液吸收,发生反应的离子方程式为___________。
③硝酸与金属反应会产生氮氧化物。在含有agHNO3的稀硝酸中,加入bg铁粉充分反应, 铁全部溶解并生成NO,有gHNO3被还原,则a:b可能为___________。
A.2:1 B.3:1 C.4:1 D.8:3
(4)氮化硅(Si3N4)陶瓷材料可用于高温工程的部件、冶金工业等方面的高级耐火材料,可由石英与焦炭在高温的氮气流中制备,反应的化学方程式为___________。
(5)氮的同族元素锑(Sb)可形成比纯硫酸更强的酸——氟锑酸(HSbF6),称为超酸。为更好地理解超酸的强酸性,实验小组查阅相关资料了解到:弱酸在强酸性溶剂中表现出碱的性质,如冰醋酸与纯硫酸之间的化学反应方程式为:CH3COOH+H2SO4=[CH3C(OH)2]+[HSO4]-。以此类推,H2SO4与HSbF6之间的化学反应方程式为___________。
【答案】(1)D
(2)2NO+2CON2+2CO2
(3)①. BC ②. 或 ③. BC
(4)3SiO2+6C+2N2 Si3N4+6CO
(5)H2SO4+HSbF6=[H3SO4]+[SbF6]-
【解析】(1)A.氮氧化合物溶于水形成酸,可导致酸雨,A不选;
B.光化学烟雾碳氢化合物和氮氧化物等一次污染物在阳光(紫外光)作用下发生光化学反应生成二次污染物,B不选;
C.氮氧化物和氟氯代烃等的排放会造成大气臭氧层被破坏,C不选;
D.与氮的氧化物排放无关的是白色污染,D选;
故选D。
(2)NO与CO在催化剂和加热的作用下发生反应,生成N2和CO2,反应的化学方程式2NO+2CON2+2CO2。
(3)①常温时,Al、Fe与浓硝酸会发生钝化,选BC。
②NO2在碱性条件下发生歧化反应,部分化合价升高生成NO,部分化合价降低生成NO,故反应离子方程式为。NO容易被氧化为NO,故该反应的离子方程式也可以为。
③Fe与HNO3反应时,根据铁的用量不同,反应可分为两种极端情况。
若Fe足量,铁全部溶解,发生反应:3Fe+8HNO3(稀)=3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O
则有=3:8,解得:a:b=3:1,此为a:b的最小值。
若HNO3过量,发生反应:Fe+4HNO3(稀)=Fe(NO3)3+NO↑+2H2O
则有=1:1,解得:a:b=9:2,此为a:b的最大值。
所以a:b的取值范围为3:1≤a:b≤9:2,即a:b的比值在此范围内均合理,故选BC。
(4)反应中碳元素被氧化,氮元素被还原,所以方程式为:3SiO2+6C+2N2Si3N4+6CO。
(5)H2SO4与超强酸HSbF6反应时,H2SO4表现出碱的性质,结合氢离子,则反应的化学方程式为:H2SO4+HSbF6=[H3SO4]+[SbF6]-。
17. 硫酸是重要的化工原料。某实验小组采用下图装置模拟硫酸工业的接触室,并测定SO2催化氧化为SO3的转化率。
已知:
(1)仪器a的名称为___________。
(2)反应开始时,打开K1,关闭K2,使SO2和O2一起通过装置C进入D中发生反应,D中发生反应的化学方程式为___________。反应后的气体进入装置E,装置E的作用为___________;若将装置E换为下图所示装置,实验测得SO2的转化率会偏大,原因为___________(用化学反应方程式解释)。
(3)装置B中试剂可替换为___________(填字母)。
A. 饱和NaHCO3溶液B. 饱和NaHSO3溶液
C CaCl2溶液D. FeCl3溶液
(4)装置F中___________的现象说明气体吸收完全。
(5)反应结束后测得装置E质量增加10.0g,装置F质量增加4.8g,则该条件下SO2的转化率为___________。(保留三位有效数字,反应物转化率=×100%)
【答案】(1)分液漏斗
(2)①. 2SO2+O22SO3 ②. 冷凝收集SO3 ③. 2SO2+O2+2H2O+2BaCl2=2BaSO4↓+4HCl或2SO2+O2+2H2O==2H2SO4、H2SO4+BaCl2=BaSO4↓+2HCl
(3)AD
(4)酸性KMnO4溶液未完全褪色
(5)62.5%
【解析】装置A中使用浓硫酸和固体亚硫酸钠反应制取SO2气体,装置C中的浓硫酸可干燥气体吸收水蒸气,同时可通过观察气泡控制气体的流速,装置D的作用是催化氧化二氧化硫为三氧化硫,装置E是收集三氧化硫,装置F是吸收未反应完的二氧化硫,据此解答。
(1)仪器a的名称为分液漏斗。
(2))装置D中的反应为二氧化硫被催化氧化为三氧化硫,2SO2+O22SO3,由分析可知,装置E的作用为冷凝收集SO3,装置E改为用BaCl2溶液收集,则SO2和O2会在此装置中发生反应,并生成BaSO4,导致实验测得SO2的转化率会偏大,反应的方程式为2SO2+O2+2H2O+2BaCl2=2BaSO4↓+4HCl或2SO2+O2+2H2O==2H2SO4、H2SO4+BaCl2=BaSO4↓+2HCl。
(3)装置B中的NaOH溶液是为了吸收SO2 ,可替换为NaHCO3溶液、FeCl3溶液,二者均与SO2反应,且不产生污染气体,而CaCl2溶液、饱和NaHSO3溶液均不与二氧化硫反应;故选AD。
(4)装置F中的酸性KMnO4溶液是为了吸收SO2气体,当酸性KMnO4溶液未完全褪色时,证明气体已吸收完全;故答案为酸性KMnO4溶液未完全褪色。
(5)装置E增重的质量即为生成的SO3的质量,SO3的物质的量为=0.125ml,装置F增重的质量即为未反应完的SO2的质量,未反应的S02质量为4.8 g,物质的量为=0.075ml,则该条件下SO2的转化率×100%=62.5%。
18. 甲醇(CH3OH)是重要的化工原料,应用前景广阔。回答下列问题:
Ⅰ.某温度下,二氧化碳加氢制甲醇的总反应为CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),将8 ml CO2和8 ml H2充入2 L的恒温刚性密闭容器中,测得氢气物质的量随时间变化如图所示。
(1)下列说法能表明该反应达到平衡状态的是___ (填序号)。
A.容器内气体的压强保持不变 B.混合气体的平均相对分子质量不变
C.υ逆(CO2)=3υ正(H2) D.混合气体的密度不变
E.n(CO2):n(H2)保持不变 F.CO2的物质的量分数不变
(2)a点正反应速率_______(填“大于”、“等于”或“小于”)b点逆反应速率。
(3)前12min,用CH3OH表示的反应速率为_____。平衡时CO2 的转化率为___。(计算结果均保留两位有效数字)
Ⅱ.甲醇是优质的清洁燃料,可制作碱性甲醇燃料电池,工作原理如下图所示;
(4)电极A为燃料电池的_____(填“正”或“负”)极,该电极反应式为_____。
(5)当电路中通过2ml电子时,消耗O2的体积为_____ L(标准状况);电极B附近溶液的碱性_____(填“增强”、“减弱”或“不变”)。
【答案】(1)ABE
(2)大于
(3)①. 0.083ml/(L·min) ②. 25%或0.25
(4)①. 负 ②.
(5)①. 11.2 ②. 增强
【解析】(1)A.反应前后气体的物质的量发生变化,容器的体积不变,反应过程中压强会发生变化,只有平衡时压强不变,故压强不变说明反应达到平衡状态,A正确。
B.混合气体的平均相对分子质量在数值上等于摩尔质量(g/ml),反应前后气体的质量不变,而气体的物质的量变化,故只有平衡时气体的平均摩尔质量才不变,即混合气体的平均相对分子质量不变说明反应达到平衡状态,B正确。
C.根据速率之比等于化学计量数之比,3υ逆(CO2)=υ正(H2)才表示达到平衡状态,C错误。
D.气体的密度等于气体的质量除以容器的体积,根据质量守恒,气体的质量一直不变,而容器也恒容,故反应过程中气体的密度一直不变,故密度不变不能说明反应达到平衡状态,D错误。
E.起始n(CO2):n(H2)=1:1,反应过程中CO2和H2按1:3消耗,故两者的比例在反应过程中会变化,不变化时即达到平衡状态,E正确。
F. 依据三段式可知(单位/ml)
CO2的物质的量分数为
反应过程中CO2的物质的量分数一直恒定为50%,CO2的物质的量分数不变不能判断是否达到平衡状态,F错误。
答案选ABE;
(2)由图可知,c点达到平衡状态,正反应速率等于逆反应速率,c点之前正反应速率大于逆反应速率。
(3)依据三段式可知(单位/ml)
用CH3OH表示的反应速率为 ml/(L·min)≈0.083 ml/(L·min)。平衡时CO2的转化率为
(4)电池的负极发生氧化反应。该燃料电池甲醇被氧气氧化,发生氧化反应,电解质溶液为碱性,氧化产物为碳酸根,故电极A为负极,电极反应式为。
(5)每消耗1mlO2转移4mle-,现转移2mle-,则消耗0.5mlO2即11.2L(标况)。电极B发生的电极反应为O2+2H2O+4e-=4OH-,电极附近c(OH-)增大,故碱性增强。
19. 废旧太阳能电池CIGS具有较高的回收利用价值,其主要组成为某探究小组回收处理流程如下:
回答下列问题:
(1)硒(Se)与硫为同族相邻元素,Se在元素周期表中的位置为___________;稳定性:H2Se___________H2S(填“大于”或“小于”)。
(2)镓(Ga)和铟(In)位于元素周期表第ⅢA族,中Cu的化合价为___________。
(3)“酸浸氧化”发生的主要氧化还原反应为Cu2O+H2O2+H2SO4→CuSO4+H2O(未配平),参加反应的氧化剂与还原剂的质量比为___________。“酸浸氧化”时的温度不宜过高,可能的原因是___________。
(4)加入氨水时开始会生成蓝色沉淀,反应的离子方程式为___________。
(5)“滤渣”与SOCl2混合前需要洗涤、干燥,检验滤渣中是否洗净的操作为___________。
(6)“高温气相沉积”过程中发生的化学反应方程式为___________。
【答案】(1)①. 第四周期第ⅥA族 ②. 小于
(2)+1
(3)①. 17:72 ②. H2O2受热易分解
(4)Cu2++2NH3·H2O=Cu(OH)2↓+2NH
(5)取最后一次洗涤液少许于试管中,先用稀盐酸酸化,再滴加BaCl2溶液,若无白色沉淀,则已洗涤干净。反之,未洗涤干净
(6)GaCl3+NH3GaN+3HCl
【解析】太阳能电池CIGS在高温下焙烧生成二氧化硒,氧化镓、氧化铟和氧化亚铜,加入稀硫酸和双氧水氧化氧化亚铜,浸出液中加入氨水调节pH值,过滤,向滤渣中加入SOCl2和水,再过滤,再将滤液浓缩结晶,得到GaCl3, GaCl3和氨气高温气相沉积生成GaN。
(1)S元素位于第三周期第ⅥA族,硒(Se)与硫为同族相邻元素,Se位于第四周期第ⅥA族。非金属性Se弱于S,故简单氢化物的稳定性:H2Se小于H2S。
(2)镓(Ga)和铟(In)位于元素周期表第ⅢA族,常见化合价为+3价,硒(Se)为第ⅥA族元素,一般为-2价,根据物质中正负化合价代数和为零,则中Cu的化合价为+1价。
(3)“酸浸氧化”发生的主要氧化还原反应为Cu2O+H2O2+2H2SO4==2CuSO4+3H2O,H2O2为氧化剂,Cu2O为还原剂,氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:1,质量比为17:72;“酸浸氧化”时的温度不宜过高,可能的原因是H2O2受热易分解。
(4)加入氨水时生成蓝色沉淀的离子方程式为Cu2++2NH3·H2O=Cu(OH)2↓+2NH。
(5)检验滤渣中是否洗净,即检验洗涤液中是否有,操作为取最后一次洗涤液少许于试管中,先用稀盐酸酸化,再滴加BaCl2溶液,若无白色沉淀,则已洗涤干净。反之,未洗涤干净。
(6)“高温气相沉积”过程中发生的化学反应方程式为GaCl3+NH3GaN+3HCl。
A.探究浓度对化学反应速率的影响
B.将化学能转化为电能
C.SO2的性质实验
D.实验室制备NH3
选项
①
②
③
结论
A
浓硫酸
蔗糖
溴水
浓硫酸具有脱水性、氧化性
B
70%硫酸
Na2SO3
Na2S溶液
SO2具有氧化性
C
稀硫酸
Na2CO3
Na2SiO3溶液
非金属性的强弱:S>C>Si
D
浓盐酸
KMnO4
紫色石蕊溶液
氯气具有酸性、漂白性
SO3
SO2
熔点/℃
16.8
-72.7
沸点/℃
44.8
-10
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