四川省广安市岳池县2021-2022学年高二上学期期中考试化学试题含答案
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化 学
(试卷总分: 100分 考试时间:与物理、生物共用150分钟)
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2B铅笔把答题卡上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。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量: H-1 C-12 O-16 P-31
一、选择题(本题共7小题,每小题6分,共42分。每小题只有一个选项符合题意)
1.10月16日,搭载神舟十三号载人飞船的长征二号F遥十三运载火箭,在酒泉卫星发射中心点火升空。长征系列运载火箭使用的燃料有液氢和煤油等化学品。下列有关说法不正确的是
A.煤油和液氢都是可再生能源
B.火箭燃料燃烧时,化学能转化为热能
C.运载火箭主体结构件框所用高精尖铝合金材料具有质量轻、强度高等优点
D.液氢属于纯净物,煤油属于混合物
2. NA表示阿伏加德罗常数,下列说法不正确的是
A.25° C时,1L pH= 13的Ba(OH)2和BaCl2混合溶液中含有的OH- 数目为0.1 NA
B.1 mol碘蒸气和1 mol氢气在密闭容器中充分反应,生成的碘化氢分子数小于2 NA
C.100 mL 0.1 mol·L-1的NaOH水溶液中含有的氧原子数为0.01 NA
D.月壤中含有3He,6g 3He含有的中子数为2 NA
3.下列图示装置不能达到实验目的的是
A.验证温度对化学平衡的影响
B. 测定锌与稀硫酸的反应速率
C.验证 FeCl3溶液对H2O2分解有催化作用
D.研究浓度对反应速率的影响
4.某温度下,将等物质的量的气体A、B混合于1 L的密闭容器中,发生如下反应: A(g)+3B(g) 2C(g)+xD(g)。经2 min后测得C的浓度为0.5 mol/L,B的物质的量分数为25%,以D表示2 min内的平均反应速率v(D) = 0.25 mol/L·min),下列说法正确的是
A.2 min时,v(A) =0.125 mol/L·min
B.2 min时,B的物质的量为0.75 mol
C.x=1
D.反应前后容器内气体的压强之比为1 :2
5.反应A+B→C分两步进行:反应①A+B→X,反应②X→C。反应过程中的能量变化如图所示,下列说法正确的是
A.该反应为放热反应,ΔH=a-d
B.催化剂通过降低化学反应的焓变加快化学反应速率
C.该反应的化学反应速率的快慢主要由反应②决定
D.升高温度,a、b、c、d的数值均会发生改变
6.如图表示不同温度下水溶液中c(H+)与c(OH- )的关系,下列判断不正确的是
A.T>25
B.两条曲线上任意点均有c(H+) × c(OH- )=Kw
C.a点和d点pH=7,溶液都呈中性
D.25 °C时,将CO2通入NaOH溶液中,可由e点变成b点
7.已知: M(g) +2N (g) 3P(g) ΔH<0,向一恒温恒容的密闭容器中充入1 mol M和3 mol N发生反应,t1时达到平衡状态I,在t2时改变某一条件, t3时重新达到平衡状态II,化学反应速率随时间的变化如图所示。下列说法正确的是
A.容器内压强不变,表明反应达到平衡
B.t2时改变的条件:向容器中加入P
C.平衡时M的体积分数φ: φ(II)<φ(I)
D.平衡常数K: K(II)
8.(14分)根据所学内容,回答下列问题:
(1)在微生物作用的条件下,NH4+经过两步反应被氧化成NO3-。两步反应的能量变化示意图如下:
①第一步反应是_ (填“放热”或“吸热”)反应,判断依据是_ 。
②1 mol NH4+ (aq)全部氧化成NO3- (aq)的热化学方程式是_ 。
(2)白磷、红磷是磷的两种同素异形体,在空气中燃烧得到磷的氧化物,空气不足时生成P4O6,空气充足时生成P4O10。
①已知298 K时白磷、红磷完全燃烧的热化学方程式分别为:
P4(s,白磷)+ 5O2(g)= P4O10(s) ΔH1= - 2983.2 kJ·mol-1
P(s,红磷)+ O2(g)= P4O10(s) ΔH2= - 738.5 kJ·mol-1
则该温度下白磷转化为红磷的热化学方程式为 。相同状况下,能量较低的是
__ (填 “红磷”或“白磷”),白磷的稳定性比红磷_ (填“高”或“低”)。
②已知298 K时白磷不完全燃烧的热化学方程式为P4(s,白磷)+ 3O2(g)=P4O6(S) ΔH = - 1638 kJ·mol-1。在某密闭容器中加入12.4 g白磷和8.96 L氧气(标准状况下),控制条件使之恰好完全反应。则所得到的P4O10和P4O6的物质的量之比为_ _, 反应过程中放出的热量为 。
(3)已知H2(g)+ Br2(l)= 2HBr(g) ΔH = - 72 kJ·mol-1,蒸发1 mol Br2(l)需要吸收的能量为30 kJ,
其他相关数据如下表:
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= _。
9. ( 15分)实验室中有一未知浓度的稀盐酸,某学生测定稀盐酸的浓度并利用此盐酸进行中和热的测定实验。请完成下列填空:
( 1 )用0.5500 mol·L-1 NaOH溶液测定某未知浓度的盐酸,其操作可分解为如下几步:
A.用蒸馏水洗净滴定管;
B.用待测定的溶液润洗酸式滴定管;
C.用酸式滴定管取稀盐酸25.00 mL,注入锥形瓶中,加入酚酞;
D.另取锥形瓶,再重复操作2~3次;
E.检查滴定管是否漏水;
F.取下碱式滴定管用标准NaOH溶液润洗后,将标准液注入碱式滴定管“0”刻度以上2~3cm处,再把碱式滴定管固定好,调节液面至“0”刻度或“0”刻度以下;
G.把锥形瓶放在滴定管下面,瓶下垫一张白纸,边滴边摇动锥形瓶直至滴定终点,记下滴定管液面所在刻度。
①图中乙仪器的名称是_ 。
②滴定时正确操作的顺序是__ ____( 用字母序号填写)。
③滴定时边滴边摇动锥形瓶,眼睛应注意观察 ,滴定终点是_ 。
④滴定结果如下表所示。
滴定次数
待测液体积/mL
标准溶液的体积/mL
滴定前刻度
滴定后刻度
1
25.00
1.20
23.93
2
25.00
0.60
23.32
3
25.00
1.03
23.74
计算该盐酸的物质的量浓度为 mol·L-1。( 精确至0.0001 )
(2)利用如图所示装置测定中和热的实验步骤如下:
A.用量筒量取50 mL上述盐酸倒入小烧杯中,测出盐酸温度;
B.用另一量筒量取50 mL 0.5500 mol·L-1NaOH溶液,并用另一温度计测出其温度;
C.将NaOH溶液倒入小烧杯,设法使之混合均匀,测出混合液的最高温度。
①使硫酸与NaOH溶液混合均匀的正确操作是_____ ( 填字母序号)。
A.用温度计小心搅拌
B.揭开硬纸片用玻璃棒搅拌
C.轻轻地振荡烧杯
D.用套在温度计上的环形玻璃棒轻轻地搅动
②做了3次实验,每次取溶液各50 mL,测得反应前后温度差为3.25°C (3次平均值),已知盐酸、NaOH溶液的密度与水相同,中和后生成的溶液的比热容c=4.2×10-3 kJ/(g·°C),则该反应的中和热ΔH=___ _ (保留一位小数)。
③若用50 mL 0.55 mol·L-1的氨水( NH3·H2O)代替NaOH溶液进行上述实验,通过测得的反应热来计算中和热,测得的中和热ΔH的绝对值会_ (填“偏小”“偏大”或“不变”)。
④通过实验测定中和热的ΔH的绝对值常常小于57.3 kJ/mol,其原因可能是_ __( 填字母序号)。
A.实验装置保温、隔热效果差
B.测量HCl溶液的温度计用水洗净后才用来测NaOH溶液的温度
C.量取NaOH溶液的体积时仰视读数
10. (14分) 25 °C时,三种酸的电离平衡常数如下:
化学式
HClO
CH3COOH
H2CO3
电离平衡常数
3.0 ×10-8
1.8 × 10-5
K1=4.3 ×10-7 K2=5.6 × 10-11
回答下列问题:
(1)一般情况下,当温度升高时,Ka_ ___ (填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)用蒸馏水稀释0.10 mol·L-1的次氯酸,下列各式表示的数值随水量的增加而增大的是__ __。
(填字母序号,下同)
A. B. C. D.
(3)下列能使醋酸溶液中CH3COOH的电离程度增大,而电离平衡常数不变的是 _。
A.升高温度 B.加水稀释
C.加少量的CH3COONa固体 D.加少量氢氧化钠浓溶液
(4)依上表数据写出向NaClO溶液中通少量CO2的离子方程式: 。
(5)体积均为10 mL、pH均为2的醋酸溶液与HX溶液分别加水稀释至1000mL,稀释过程中pH随水体积的变化如图所示。则HX的电离平衡常数 _(填“大于”“等于”或“小于”,下同)醋酸的电离平衡常数;稀释后,HX溶液中水电离出的c(H+)__ _醋酸溶液中水电离出的c (H+),理由是_
。
11.(15分)我国力争于2030年前做到碳达峰,2060年前实现碳中和。CH4与CO2重整是CO2利用的研究热点之一,可利用CH4与CO2制备“合成气”(CO、H2),合成气可直接制备甲醇,发生反应: CO(g)+ 2H2(g) CH3OH(g) ΔH= -99kJ ·mol-1。
( 1 )已知:CH3OH(g) = CH3OH(1) ΔH = -29.09 kJ·mol-1, H2(g)的燃烧热ΔH =-285.8 kJ·mol-1,CO(g)的燃烧热ΔH = -283.0 kJ·mol-1。则CH3OH(l)的燃烧热ΔH =_ __ kJ·mol-1。
(2)在恒温,恒容密闭容器中,对于合成气合成甲醇的反应,下列说法中能说明该反应达到化学平衡状态的是___ _ ( 填字母序号)。
A.混合气体的密度不再变化
B.混合气体的平均相对分子质量不再变化
C.CO、H2、 CH3OH的物质的量之比为1 : 2 : 1
D.甲醇的百分含量不再变化
(3)T1°C下,在2L恒容密闭容器中充入2molCO和6molH2合成CH3OH,经5min恰好达到平衡,平衡时CH3OH的浓度是0.5 mol·L-1。0 ~ 5 min内以CO表示的平均反应速率为____ _;T1°C时,该反应的化学平衡常数K=________。( T1+100) °C时,在1 L恒容密闭容器中充入1molCO、2molH2和3molCH3OH,此时反应将_ (填“向左进行” “向右进行”“达到平衡”或“无法判断”)。
(4)在T2°C时,向体积为2 L的恒容容器中充入物质的量之和为3mol的H2和CO,发生反应:
CO(g) +2H2(g) CH3OH(g),达到平衡时CH3OH的体积分数(φ)与起始时的关系如图所示。
①当起始时 =2,反应经过5 min达到平衡,若此时CO的转化率为0.6,则0~5 min内平均反应速率v(H2)=___ _。若此时再将容器容积缩小为1 L,达新平衡时H2的转化率将_
(填“增大”“减小”或“不变”)。
②当起始时=3.5,反应达到平衡状态后, CH3OH的体积分数可能对应图中的 (填 “D”“E”或“F”)点。
岳池县2021-2022学年高二上学期期中考试
化学参考答案及解析
一、选择题(本题共7小题,每小题6分,共42分)
1 A 2 C 3 C 4 B 5 D 6 C 7D
2.C [解析] pH=13的溶液中c(OH- )= 0.1 mol·L-1,1L溶液中n(OH-) = 0.1 mol, OH-数目为0.1NA,A正确;碘蒸气与氢气发生的反应为I2(g)+ H2(g)2HI(g),反应为可逆反应,有一定的限度,所以充分反应,生成的碘化氢分子数小于2 NA,B正确; 100 mL 0.1 mol·L-1的NaOH水溶液中含有溶质氢氧化钠和溶剂水,氧原子数目为二者氧原子数目的和,C错误; 3He质量数为3,中子数=质量数-质子数=3 -2=1, 6g 3He的物质的量为2 mol,含有的中子数为2 NA,D正确。
3.C[解析]2NO2 N2O4。ΔH<0,只有温度不同,可验证温度对平衡的影响,A项正确;用注射器测定一定时间内产生气体的体积,计算化学反应速率,B项正确;温度和催化剂都不同,不能验证FeCl3对H2O2分解有催化作用,故C错误。
4.B [解析]2 min内的平均速率v(D) = 0.25 mol/(L·min),则c(D) = 0.25 ×2= 0.5 mol/L,根据“三段式”可得:
A(g)+ 3B(g) 2C(g)+xD(g)
起始浓度( mol/L) a a 0 0
Δc 0.25 0.75 0.5 0.5
2 min后的浓度( mol/L) a- 0.25 a- 0.75 0.5 0.5
反应后B的物质的量分数== 25%,则a= 1.5 mol/L;
同一时间内变化的浓度与化学计量数成正比,则x=2,则该反应是一个反应前后前后气体的分子数不变的反应,所有反应前后压强之比为1: 1,故C、D错误;同一时间段内反应速率之比等于化学计量数之比,此2 min内的平均速率v(A) = 0.125 mo/(L·min),随着反应进行,浓度逐渐减小,化学反应速率减小,2 min时,v(A)应<0.125 mol/(L·min),A错误; 2 min后容器内B的物质的量浓度为1.5-0.75=0.75 mol/L,容器体积为1L, B的物质的量为0.75 mol, B正确。
5.D [解析]根据图示可知:反应物A和B的能量总和比生成物C的高,发生反应放出热量,故该反应为放热反应,ΔH= (a+c) - (b+d),A错误;催化剂通过改变反应途径,降低反应的活化能来加快化学反应速率,但该反应的焓变不变,B错误;化学反应速率的快慢由反应速率慢的决定。反应的活化能越大,反应需消耗的能量就越高,反应就越难发生。根据上述图示可知反应①的活化能较大,故该反应速率的快慢主要由反应①决定,C错误;升高温度,物质的内能发生改变,故a、b、 c、 d的数值均会发生改变,D正确。
6.C [ 解析] d点虽然pH=7,但T °C下的Kw=10-12,此时c(H+)< c(OH-),溶液呈碱性。
7.D [解析]该反应为气体体积不变的反应,反应前后气体的物质的量不变,则压强始终不变,不能判定平衡状态,故A错误; t2时正、逆反应速率均瞬间增大,且化学平衡移动,可知改变的条件为升高温度,故B错误;升高温度时,vˊ(逆)> vˊ(正),平衡向逆反应方向移动,则正反应是放热反应,ΔH <0,则平衡时M的体积分数φ(II)> φ(I),C错误;平衡常数与温度有关,正反应是放热反应,温度升高,则平衡常数减小,K(II)
8. (14分)
(1)①放热(1分) ΔH <0 (或反应物的总能量大于生成物的总能量) ( 1分)
②NH4+(aq) + 2O2(g)= NO3-(aq) + 2H+ + H2O(1) ΔH =- 346 kJ·mol-1 (2分)
(2)①P4(s,白磷)= 4P(s,红磷) ΔH = -29.2 kJ·mol-1 (2分)红磷 (1分) 低(1分)
②1: 1 (2分) 231.06kJ (2分)
(3) 369 (2分)
[解析] (1)②第一步的热化学方程式为NH4+ (aq)+ O2(g)=NO2- (aq) +2H+ (aq) +H2O(1),ΔH = -273 kJ/mol,第二步的热化学方程式为: NO2-(aq) +0.5O2 (g)=NO3- (aq),ΔH = -73 kJ/mol,
根据盖斯定律则NH4+ (aq) +2O2(g)=2H+ (aq) +H2O (l) +NO3-(aq),ΔH =- -346 k J/mol。
(2)②设有xmol白磷生成P4O10,有y mol白磷生成P4O6,则有,解得
则所得到的P4O10与P4O6的物质的量之比为1 : 1,反应放出的热量=0.05 mol ×2983.2 kJ·mol-1 + 0.05 mol × 1638 kJ·mol-1 = 231.06 kJ。
(3 )蒸发1 mol Br2(l)需要吸收的能量为30 kJ,结合反应及表格中数据可知,436+( 200+30 )-2a=-72,
解得a=369。
9. (15分)
(1)①碱式滴定管(1分)
②E→A→F→B→C→G→D(或E→A→B→ C→F→G→D) (2分)
③锥形瓶中的颜色变化(1分)滴入最后一滴NaOH溶液,锥形瓶内溶液由无色变为浅红色,且半分钟内不褪色(2分)
④0.4998 (2分)
(2)①D(1分)
②-54.6(2分)
③偏小(2分)
④ AC(2分)
[解析] (1) ④氢氧化钠溶液滴定稀盐酸消耗标准氢氧化钠溶液的体积的平均值是[ ( 23.93-1.20)+(23.32- -0.60 )+( 23.74-1.03 )] ÷3=22.72 mL,达到滴定终点时pH=7,则n(H+)= n(OH- ),即25.00mL × c(H+) = 0.5500 mol/L × 22.72 mL,则c(H+)≈0.4998 mol/L.( 2 )②)根据反应热ΔQ = cmΔt =4.2 ×10-3 kJ/ (g·°C) × (50+50) g ×3.25 °C = 1.365J,则中和是强酸和强碱反应生成1 mol1.3651水时放出的热量,则 ≈54.6 kJ·mol-1。③若用氨水代替氢氧化钠溶液,因为NH3·H2O是弱电解质,电离过程吸热,则测定的中和热偏小。④装置保温、隔热效果差,测得的热量偏小,中和热的数值偏小,故A正确:测量HCl溶液的温度计用水洗净后才用来测NaOH溶液的温度,对测量无影响,不会产生误差,故B不正确:量取NaOH溶液的体积时仰视读数,则量取的体积偏大、溶液的质量偏大,使温度差偏小,所以测定中和热的ΔH的绝对值偏小,C正确。
10. (14分)
(1)增大(2分)
(2) BD (2分)
(3) BD (2分)
(4) ClO- +CO2+H2O= HClO+HCO3 -(2分)
(5)大于(2分)大于(2分) 稀释后,HX电离生成的c(H + )小,对水的电离抑制能力小(2分)
[解析] (2) 蒸馏水稀释0.10 mol/L的次氯酸,弱酸存在电离平衡,HClO H++ClO-, 随着水量的增加,电离平衡正向移动,虽然ClO-、H+的数目增加,但c(ClO- )减小,c(H+)减小, c(HClO) 减小更多;温度不变,Kw不变,c(OH- )增大。所以减小、增大 、减小, 增大, 故选BD。(3) 醋酸溶液中存在电离平衡,CH3COOH H++CH3COO-,升高温度,平衡右移,电离程度增大,但电离平衡常数改变,A不正确;加水稀释、加入氢氧化钠都会使平衡右移,电离程度增大,温度不变则电离平衡常数不变,BD正确;加入CH3COONa固体,则会使平衡左移,电离程度减小,C不正确。(4) 因为碳酸的第一步电离平衡常数大于次氯酸的,则酸性: H2CO3 > HClO >HCO3-,所以向NaClO溶液中通少量CO2的离子方程式为ClO- +CO2+H2O= HClO+HCO3-。(5) 稀释相同的倍数,HX的pH变化程度大,则酸性HX强,电离平衡常数大,稀释后, HX电离生成的c(H+)小,对水的电离抑制能力小,所以HX溶液中水电离出来的c(H+)大。
11.( 15分)
(1) -726.51kJ·mol-1 (2分)
(2) BD (2分)
(3) 0.1 mol/(L·min)(2分) (或0.25) (mol/L)-2(2分) 向左进行 (2分)
(4)①0.12 mol(L·min)(2分) 增大(1分)
②F(2分)
[解析](1)燃烧热是指1mol纯物质完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量CH3OH(l)+ O2(g)=H2O(l) + CO2(g)根据盖斯定律,CH3OH(l)的燃烧烧热ΔH= ( - 285.8 kJ·mol-1) ×2+ ( - 283.0 kJ·mol-1) - ( - 99 kJ·mol-1) - ( - 29.09 kJ·mol-1) = -726.51 kJ·mol-1。(3) T1°C下,在2L恒容密闭容器中充入2molCO和6mol H2发生反应“三段式”:
CO(g) + 2H2(g) CH3OH (g)
起始浓度(mol·L-1) 1 3 0
Δc 0.5 1 0.5
平衡时( mol·L-1 ) 0.5 2 0.5
5 min内以H2表示的平均速率= 0.1 mol/(L·min);此温度下的平衡常数
。CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ΔH= -99kJ · mol-1,合成气合成甲醇的反应正反应是放热反应,温度升高,化学平衡常数减小,( T+100)>100,所以在( T+100) ° C下,
K<,在1L恒容密闭容器中充入1 mol CO、2 mol H2和3 mol CH3OH,此时,平衡
向左进行。(4)①2 L恒容密闭容器中充入物质的量之和为3 mol CO和,且=2,则n(H2)=2 mol、n(CO)=1mol,达到平衡时CO的转化率为0.6,在此5min内CO的变化的物质的量为0.6mol,消耗H2的物质的量为1.2 mol,变化的浓度为0.6 mol·L -1 ,则0~5 min内 =0.12 mol/(L·min);此时将容器体积缩小,则压强增大,平衡向气体分子数减小的方向(向右)移动,H2的转化增大。②混合比例等于化学计量数之比时,平衡时生成物的含量最大,故=3.5时,达到平衡状态后,CH3OH的体积分数小于C点,F点符合题意。
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