
?玉溪一中2022-2023學(xué)年上學(xué)期高二年級期中考
化學(xué)學(xué)科試卷
總分:100分,考試時間:100分鐘
可能用到的相對原子質(zhì)量:H-1 C-12 N-14 O-16
一、單項選擇題:本題共16小題,每小題3分,共48分,在每小題給出的四個選項中,只有一個選項是正確的。
1. 化學(xué)與生產(chǎn)、生活、社會發(fā)展息息相關(guān),下列有關(guān)說法正確的是
A. 食品包裝袋內(nèi)常用生石灰、鐵粉、碳粉、硅膠作干燥劑
B. 氮的固定是指將化合態(tài)的氮轉(zhuǎn)變成游離態(tài)氮的過程
C. C919大型客機使用的碳纖維材料屬于有機高分子材料
D. 我國最新研制免費注射的新冠疫苗,其主要成分是蛋白質(zhì)
【答案】D
【解析】
【詳解】A.食品包裝袋內(nèi)常用生石灰、硅膠可作干燥劑,鐵粉作抗氧化劑,碳粉用來吸收異味氣體,A錯誤;
B.氮的固定是指將游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)變成化合態(tài)氮的過程,B錯誤;
C.大型客機使用的碳纖維材料屬于無機非金屬材料,C錯誤;
D.我國最新研制免費注射的新冠疫苗,其主要成分是蛋白質(zhì),D正確;
故選D。
2. NA表示阿伏加德羅常數(shù),下列判斷正確的是
A. 1.00 mol NaCl中含有6.02×1023個NaCl分子
B. 標(biāo)準(zhǔn)狀況下,22.4L HF含有NA個HF分子
C. 在密閉容器中加入H2和N2,充分反應(yīng)后得到1mol NH3時轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為3NA
D. 常溫常壓下,46g的NO2和N2O4混合氣體含有的原子數(shù)為6NA
【答案】C
【解析】
【詳解】A.氯化鈉是離子化合物,不存在分子,A錯誤;
B.氟化氫標(biāo)況下非氣態(tài),不能利用氣體摩爾體積進行計算,B錯誤;
C.在密閉容器中加入H2和N2,充分反應(yīng)后得到1mol NH3時轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為3NA,C正確;
D.常溫常壓下,46g的NO2和N2O4混合氣體含有的原子數(shù)為3NA,D錯誤;
故選C
3. 在水溶液中能大量共存的一組離子是
A. 、Na+、Br-、 B. 、H+、、
C. K+ 、Fe3+、、SCN- D. Na+ 、Ag+、Cl-、
【答案】A
【解析】
【詳解】A.該組離子不反應(yīng),能共存,A符合題意;
B.與H+會反應(yīng)生成硫單質(zhì)、二氧化硫和水,不能共存,B不符合題意;
C.Fe3+與SCN-會發(fā)生絡(luò)合反應(yīng),不能大量共存,C不符合題意;
D.Ag+會與Cl-發(fā)生反應(yīng)生成沉淀,兩者不能共存,D不符合題意;
故選A。
4. 下列表示對應(yīng)化學(xué)反應(yīng)的離子方程式正確的是
A. 濃鹽酸與鐵屑反應(yīng):2Fe+6H+=2Fe3++3H2↑
B. AlCl3溶液中加入過量稀氨水:Al3++4NH3·H2O=+4+2H2O
C. 氯氣溶于水:Cl2+H2O?2H++Cl-+ClO-
D 草酸鈉使酸性高錳酸鉀溶液褪色:5+2+16H+=10CO2↑+2Mn2++8H2O
【答案】D
【解析】
【詳解】A.鹽酸與鐵反應(yīng)只能生成亞鐵離子,A錯誤;
B.氫氧化鋁不會溶于過量的氨水,B錯誤;
C.次氯酸是弱酸不能拆,C錯誤;
D.草酸根有還原性能與強氧化性高錳酸鉀發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成二氧化碳:5+2+16H+=10CO2↑+2Mn2++8H2O;
故選D。
5. 在1200℃時,天然氣脫硫工藝中會發(fā)生下列反應(yīng)
①H2S(g)+O2(g)=SO2(g)+H2O(g) △H1
②2H2S(g)+SO2(g)=S2(g)+2H2O(g) △H2
③H2S(g)+O2(g)=S(g)+H2O(g) △H3
④2S(g) =S2(g) △H4
則△H4的正確表達(dá)式為( )
A. △H4=2/3(△H1+△H2-3△H3)
B. △H4=2/3(3△H3-△H1-△H2)
C. △H4=3/2(△H1+△H2-3△H3)
D. △H4=3/2(△H1-△H2-3△H3)
【答案】A
【解析】
【詳解】根據(jù)蓋斯定律,①×-③×得⑤:S(g)+O2(g)=SO2(g) △H5=(△H1-△H3);根據(jù)蓋斯定律,②×-③×得⑥:SO2(g)+S(g)=O2(g) + S2(g) △H6=(△H2-2△H3);⑤+⑥得:2S(g) =S2(g) △H4=(△H1+△H2-3△H3),答案為A。
6. 下列說法正確的是
A. 同溫同壓下,H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)在光照和點燃的條件下ΔH不同
B. 298K下,反應(yīng)CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)不能自發(fā)進行,則該反應(yīng)的ΔH>0
C. 增大反應(yīng)物的濃度使得活化分子百分?jǐn)?shù)增多,從而加快了反應(yīng)速率
D. 合成氨(ΔH0,B正確;
C.增大反應(yīng)物的濃度使得活化分子數(shù)增多,從而加快了反應(yīng)速率,但活化分子百分?jǐn)?shù)不變,C錯誤;
D.合成氨(ΔH 0
D. 若反應(yīng)的反應(yīng)物總能量低于生成物總能量,則ΔH2 < 0
【答案】C
【解析】
【詳解】A.若CO的燃燒熱為ΔH3,則③CO(g)+O2(g)=CO2(g) ΔH3,③-①,整理可得H2(g)+O2(g)=H2O(g) ΔH=ΔH3-ΔH1,由于H2O的穩(wěn)定狀態(tài)是液態(tài),因此該反應(yīng)不能表示氫氣的燃燒熱,A錯誤;
B.①-②,整理可得CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)的ΔH=ΔH2-ΔH1,B錯誤;
C. ③CO(g)+O2(g)=CO2(g) ΔH3, ④H2(g)+O2(g)=H2O(g) ΔH4,若等物質(zhì)的量的CO和H2完全燃燒生成氣態(tài)產(chǎn)物時者后放熱更多,則ΔH3>ΔH4,③-④,整理可得CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ΔH1=ΔH3-ΔH4>0,C正確;
D. 若反應(yīng)②的反應(yīng)物總能量低于生成物總能量,則該反應(yīng)是吸熱反應(yīng),ΔH2>0,D錯誤;
故選C。
8. 化學(xué)是以實驗為基礎(chǔ)的科學(xué)。下列實驗操作或做法正確且能達(dá)到目的的是
選項
操作或做法
目的
A.
向K2CrO4溶液中緩慢滴加硫酸,橙紅色變?yōu)辄S色
探究氫離子濃度對、相互轉(zhuǎn)化的影響
B.
將密閉燒瓶中的NO2降溫
探究溫度對平衡移動的影響
C.
將鹽酸與NaHCO3混合產(chǎn)生的氣體通入硅酸鈉溶液中
證明酸性:鹽酸>碳酸>硅酸
D.
加入稀硝酸溶液,過濾、洗滌、干燥
除去Cu粉中混有CuO
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【詳解】A.重鉻酸鉀溶液中存在如下平衡2(黃色)+2H+(橙紅色)+H2O,向重鉻酸鉀溶液中緩慢滴加硫酸溶液,溶液中的氫離子濃度增大,平衡生成重鉻酸根離子的方向移動,溶液黃色變?yōu)槌燃t色,現(xiàn)象錯誤,A錯誤;
B.二氧化氮自發(fā)可生成四氧化二氮,發(fā)生反應(yīng):2NO2N2O4,反應(yīng)放熱,則將密閉燒瓶中的NO2降溫,可探究溫度對平衡移動的影響,B正確;
C.鹽酸易揮發(fā),產(chǎn)生的二氧化碳中含HCl,則不能證明碳酸的酸性強于硅酸,C錯誤;
D.稀硝酸與銅粉和氧化銅均反應(yīng),不能達(dá)到除雜目的,D錯誤;
故選B。
9. 一定條件下的可逆反應(yīng)①PCl5(g)?PCl3(g)+ Cl2(g);②2HI(g)?H2(g)+I2(g);③2NO2(g)?N2O4(g),達(dá)到化學(xué)平衡時,反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率均為a%,若保持各自的溫度、體積不變,分別再加入一定量的各自的反應(yīng)物,再次達(dá)平衡后的轉(zhuǎn)化率
A. 均不變 B. ①增大②不變③增大
C. ①減?、诓蛔儮墼龃?D. ①增大②不變③減小
【答案】C
【解析】
【詳解】反應(yīng)①是一個氣體體積增大的反應(yīng),②是等體積反應(yīng),③是氣體體積縮小的反應(yīng),故加入一定量的反應(yīng)物,容器體積不變,即在增大反應(yīng)物濃度的同時增大了壓強,反應(yīng)正向進行,但同時有向氣體體積減小的方向進行的趨勢,故最終轉(zhuǎn)化率①減少,②不變,③增大。答案選C。
【點睛】關(guān)于壓強對平衡狀態(tài)的影響,需要注意:(1)由于壓強的變化對非氣態(tài)物質(zhì)的濃度基本無影響,因此,當(dāng)反應(yīng)混合物中不存在氣態(tài)物質(zhì)時,壓強的變化不能使無氣態(tài)物質(zhì)存在的化學(xué)平衡發(fā)生移動。(2)氣體減壓或增壓與溶液稀釋或濃縮的化學(xué)平衡移動規(guī)律相似。(3)對于反應(yīng)前后氣體分子數(shù)無變化的反應(yīng),壓強的變化對其平衡無影響。這是因為,在這種情況下,壓強的變化對正、逆反應(yīng)速率的影響程度是等同的,故平衡不移動。(4)同等程度地改變反應(yīng)混合物中各物質(zhì)的濃度,應(yīng)視為壓強對平衡的影響。
10. 一定溫度下,將一定質(zhì)量的冰醋酸加水稀釋過程中,溶液的導(dǎo)電能力變化如圖所示,下列說法正確的是
A. 加水稀釋的過程中所有的離子濃度均減小
B. a、b、c三點醋酸的電離程度:c < a < b
C. 若將加水改為加氨水,導(dǎo)電能力隨著氨水體積增大而增強
D. a、b、c三點溶液用1?mol/L氫氧化鈉溶液中和,消耗氫氧化鈉溶液體積:c=a=b
【答案】D
【解析】
【詳解】A.加水稀釋的過程中除了溶液中的氫氧根離子以外,所有的離子濃度均減小,A錯誤;
B.弱電解質(zhì)電離過程中,濃度越稀越易電離,則加水過程中,a、b、c三點醋酸的電離程度:a < b< c,B錯誤;
C.若將加水改為加氨水,在完全中和之前,導(dǎo)電能力隨著氨水體積增大而增強,恰好完全反應(yīng)后,氨水過量,混合溶液中的導(dǎo)電能力逐漸減小,C錯誤;
D.a(chǎn)、b、c三點n(CH3COOH)相同,用NaOH溶液中和時消耗n(NaOH)相同,故消耗V(NaOH):a=b=c,D正確;
故選D。
11. 短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序數(shù)依次增大、且總和為24。由四種元素組成的某化合物結(jié)構(gòu)如圖所示,具有良好的儲氫性能,下列有關(guān)敘述錯誤的是
A. 原子半徑由大到小的順序:W>Y>Z>X
B. 簡單氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性:Z>Y
C. Y的最高化合價氧化物的水化物為強酸
D. 該化合物中,X、Y、Z之間均為共價鍵
【答案】C
【解析】
【分析】由圖示可知,X形成單鍵,故X為H,其中Y、Z、W序數(shù)依次增大且X、Y、Z總序數(shù)為23,平均序數(shù)大于7,W形成W+,所以W為Na,Y和Z原子序數(shù)相加等于12,Z形成三個單鍵,故Z為N,Y為B,綜上分析可知X、Y、Z、W分別為H、B、N、Na。
【詳解】A.電子層數(shù)越多半徑越大,電子層數(shù)相同時最外層電子數(shù)越多半徑越大,故原子半徑:Na>B>N>H,即W>Y>Z>X,A正確;
B.同周期從左往右,非金屬性逐漸增強,氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性逐漸增強,所以穩(wěn)定性:Z>Y,B正確;
C.Y為B,B的最高化合價氧化物的水化物為硼酸,硼酸是弱酸,C錯誤;
D.由化合物的結(jié)構(gòu)示意圖可知,該化合物中H、B、N之間均以共用電子對即共價鍵結(jié)合,D正確;
故選C。
12. 將CaCO3放入密閉的真空容器中,反應(yīng):CaCO3 (s) CaO(s)+CO2(g)達(dá)到平衡。保持溫度不變,縮小容器容積,體系重新達(dá)到平衡,下列說法正確的是( )
A. 平衡常數(shù)減小 B. CaO物質(zhì)的量不變
C. CO2濃度不變 D. 平衡正向移動
【答案】C
【解析】
【詳解】A.化學(xué)平衡常數(shù)只與溫度有關(guān),溫度不變,平衡常數(shù)不變,故A錯誤;
B.溫度不變,縮小容器容積,二氧化碳的濃度增大,平衡向逆反應(yīng)方向移動,則CaO質(zhì)量增大,故B錯誤;
C.溫度不變平衡常數(shù)不變,而平衡常數(shù)K=c(CO2),所以CO2的濃度不變,故C正確;
D.縮小容器體積,壓強增大,平衡向逆反應(yīng)方向移動,故D錯誤;
故選C。
【點睛】本題的易錯點為C,要注意平衡常數(shù)K=c(CO2),而K只與溫度有關(guān)。
13. 已知反應(yīng):CH2=CHCH3(g)+Cl2(g)CH2=CHCH2Cl(g)+HCl(g)。在一定壓強下,按向密閉容器中充入氯氣與丙烯。圖甲表示平衡時,丙烯的體積分?jǐn)?shù)()與溫度(T)、的關(guān)系,圖乙表示反應(yīng)的平衡常數(shù)K與溫度T的關(guān)系。則下列說法正確的是
A. 圖甲中
B. 若在恒容絕熱裝置中進行上述反應(yīng),達(dá)到平衡時,裝置內(nèi)的氣體壓強將不變
C. 溫度T1、, Cl2的轉(zhuǎn)化率約為33.3%
D. 圖乙中,線A表示正反應(yīng)的平衡常數(shù)
【答案】C
【解析】
【詳解】A.ω增大,CH2=CHCH3轉(zhuǎn)化率增大,則φ減小,由上述分析可知:ω2>ω1,則ω1<1,故A錯誤;
B.該反應(yīng)在反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變,根據(jù)圖甲升高溫度丙烯的體積分?jǐn)?shù)增大,即升高溫度平衡逆向移動,正反應(yīng)放熱,在恒容絕熱裝置中進行題述反應(yīng),體系內(nèi)溫度升高,根據(jù)PV=nRT,達(dá)到平衡時,裝置內(nèi)的氣體壓強將增大,故B錯誤;
C.由圖乙可知,T1時平衡常數(shù)為1,設(shè)起始時CH2=CHCH3和Cl2的物質(zhì)的量分別為amol和2amol,達(dá)到平衡時轉(zhuǎn)化的Cl2的物質(zhì)的量為xmol,根據(jù)三段式進行計算:
CH2=CHCH3(g)+Cl2(g) CH2=CHCH2Cl(g)+HCl(g)
起始(mol) a 2a 0 0
轉(zhuǎn)化(mol) x x x x
平衡(mol) a-x 2a-x x x
則()2÷(×)=1,解得x=2/3a,則Cl2的轉(zhuǎn)化率2/3a÷2a×100%=33.3%,
故C正確;
D.由圖甲可知,ω一定時,溫度升高,φ增大,說明正反應(yīng)是放熱反應(yīng),故溫度升高,正反應(yīng)平衡常數(shù)減小,故圖乙中,線A表示逆反應(yīng)的平衡常數(shù),故D錯誤。
故選C。
【點睛】在做圖象題是應(yīng)注意兩個原則:1.先拐先平:例如在轉(zhuǎn)化率—時間圖象上,先出現(xiàn)拐點的曲線先達(dá)到平衡,此時逆向推理可得該變化的溫度高、濃度大、壓強高;2.定一議二:當(dāng)圖象中有三個量時,先確定一個量不變,再討論另外兩個量的關(guān)系。
14. 已知反應(yīng)2NO+O2→2NO2的速率方程可表示為v?=?k·c x(NO)·cy (O2),k為速率常數(shù)。660K時該反應(yīng)NO和O2的初始濃度c(NO)和c(O2)及反應(yīng)的初始速率v的實驗數(shù)據(jù)如下表:
c(NO)(mol·L-1)
c(O2)(mol·L-1)
v(mol·L-1·s-1)
0.10
0.10
0.030
0.10
0.20
0.060
0.20
0.20
0.240
下列說法正確的是
A. 升高溫度時,k值不變
B. 催化劑可能對k影響較大
C. k的數(shù)值為30,反應(yīng)物濃度增大時,k值增大
D. 該反應(yīng)的速率方程為v=k·c(NO)·c(O2)
【答案】B
【解析】
【詳解】A.速率常數(shù)受溫度影響,溫度升高,k值增大,A錯誤;
B.催化劑能改變反應(yīng)的活化能,改變反應(yīng)速率,對k影響較大,B正確;
C.該反應(yīng)的速率方程為v=k·c2(NO)·c(O2),代入實驗①數(shù)據(jù)可求算出k=30,反應(yīng)物的濃度不影響速率常數(shù),C錯誤;
D.由實驗1和實驗2可得:k× 0.10 x ×0.10 y=0.030,k×0.10 x ×0.20 y=0.06,兩式同側(cè)分別作比可得2y=2,解得y=1;同理,由實驗3可得:k× 0.20 x ×0.20y=0.240,實驗2和3的兩式同側(cè)分別作比可得2 x=4,解得x=2,故該反應(yīng)的速率方程為v=k·c2(NO)·c(O2),D錯誤;
故選B。
15. 大氣中氮氧化物和碳?xì)浠衔锸茏贤饩€作用可產(chǎn)生二次污染物光化學(xué)煙霧,其中某些反應(yīng)過程如圖所示。下列說法正確的是
A. 丙烯發(fā)生氧化反應(yīng)生成甲醛和乙醛 B. O2和O3互為同位素
C. 反應(yīng)I屬于復(fù)分解反應(yīng) D. 該過程中O2作催化劑
【答案】A
【解析】
【詳解】A.丙烯轉(zhuǎn)化成甲醛和乙醛,是丙烯中的雙鍵發(fā)生斷裂,此反應(yīng)屬于氧化反應(yīng),故A正確;
B.氧氣和臭氧是同素異形體,故B錯誤;
C.反應(yīng)I中NO轉(zhuǎn)化成NO2,化合價升高,即反應(yīng)I為氧化還原反應(yīng),故C錯誤;
D.有O2參與反應(yīng),但后面沒有O2的生成,因此O2不作催化劑,故D錯誤。
答案選A。
16. 光照條件下,甲烷氯化反應(yīng)是一個自由基型的取代反應(yīng)。在鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng)過程中,經(jīng)歷兩步反應(yīng):(·CH3和Cl·分別表示甲基和氯原子)
反應(yīng)1:CH4(g)+Cl·(g)→·CH3(g)+HCl(g);
反應(yīng)2:·CH3(g)+Cl2(g)→CH3Cl(g)+Cl·(g)。
各物質(zhì)的相對能量變化如圖所示。下列說法不正確的是
A. 鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng)的反應(yīng)速率由第1步反應(yīng)決定
B. 反應(yīng)1的活化能Ea=16.7 kJ·mol—1
C. 鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng)的反應(yīng)熱ΔH=—105.4 kJ·mol—1
D. 由圖可知,過渡態(tài)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性:1>2
【答案】D
【解析】
【分析】
【詳解】A.化學(xué)反應(yīng)取決于化學(xué)反應(yīng)速率慢的一步反應(yīng),由圖可知,反應(yīng)1的活化能大于反應(yīng)2的活化能,則反應(yīng)1的反應(yīng)速率小于反應(yīng)2,鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng)的反應(yīng)速率由第1步反應(yīng)決定,故A正確;
B.由圖可知,反應(yīng)1的活化能Ea=16.7 kJ·mol—1,故B正確;
C.由圖可知,鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng)的反應(yīng)物總能量高于生成物總能量,該反應(yīng)為放熱反應(yīng),反應(yīng)熱ΔH=—105.4 kJ·mol—1,故C正確;
D.由圖可知,過渡態(tài)1的能量高于由圖過渡態(tài)2,則過渡態(tài)結(jié)構(gòu)2的穩(wěn)定性強于過渡態(tài)結(jié)構(gòu)1,故D錯誤;
故選D。
二、非選擇題:本題共4大題,共52分。
17. 某化學(xué)課外小組的同學(xué)通過實驗探究溫度和濃度對反應(yīng)速率的影響。實驗原理及方案:在酸性溶液中,KIO3和Na2SO3可發(fā)生反應(yīng)生成I2,生成的I2可用淀粉溶液檢驗,根據(jù)出現(xiàn)藍(lán)色所需的時間來衡量該反應(yīng)的速率。
實驗序號
0.1 mol·L-1 KIO3酸性溶液(含淀粉)的體積/mL
0.1 mol·L-1 Na2SO3溶液的體積/mL
水的體積/mL
實驗溫度/℃
出現(xiàn)藍(lán)色的時間/s
①
5
5
V1
5
t1
②
5
5
40
25
t2
③
5
V2
35
25
t3
回答下列問題:
(1)KIO3的名稱_______,其中I元素的化合價_______;
(2)碘酸鉀和亞硫酸鈉反應(yīng)的離子方程式為_______;
(3)實驗①③中V1=_______,V2=_______;
(4)出現(xiàn)藍(lán)色的時間由大到小的順序_______;
(5)探究濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響應(yīng)該選擇實驗_______(填序號);
(6)資料顯示序號①的反應(yīng)進行至10 s時,測得Na2SO3溶液的濃度為0.005 mol·L-1,則10 s內(nèi)生成I2的平均速率v(I2)=_______。
【答案】(1) ①. 碘酸鉀 ②. +5
(2)2+5+2H+=I2+5+H2O
(3) ①. 40 ②. 10
(4)t1>t2>t3
(5)②③ (6)0.0001 mol·L-1·s-1
【解析】
【小問1詳解】
KIO3是由鉀離子和碘酸根離子構(gòu)成,名稱為碘酸鉀;其中K為+1價,O為-2價,根據(jù)化合物的化合價代數(shù)和為0可推出I的化合價為+5價;
【小問2詳解】
碘酸鉀具有氧化性,而亞硫酸鈉具有還原性,兩者發(fā)生氧化還原反應(yīng),根據(jù)氧化還原反應(yīng)的配平原則可知,反應(yīng)的方程式為:2+5+2H+=I2+5+H2O;
【小問3詳解】
從②可以看出混合溶液的總體積為50mL,故表格中:V1=40mL,V2=10mL;
【小問4詳解】
實驗①②對比可探究溫度對反應(yīng)速率的影響,溫度越高,反應(yīng)速率越快,則出現(xiàn)藍(lán)色的時間越短,故t1>t2,實驗②③對照,可探究亞硫酸鈉反應(yīng)物濃度對速率的影響,反應(yīng)物濃度越大,反應(yīng)速率越快,則t2>t3,綜上所述,可知t1>t2>t3;
【小問5詳解】
根據(jù)實驗設(shè)計可知,實驗②③對照,溫度相同,亞硫酸鈉濃度不同,則可探究濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響應(yīng)該選擇實驗;
【小問6詳解】
根據(jù)反應(yīng)原理2+5+2H+=I2+5+H2O可知,參加反應(yīng)的亞硫酸鈉的濃度與生成碘單質(zhì)濃度關(guān)系為:,若序號①的反應(yīng)進行至10 s時,測得Na2SO3溶液的濃度為0.005 mol·L-1,則反應(yīng)消耗的Na2SO3溶液的濃度為=0.005mol/L,所以生成I2的物質(zhì)的量濃度為,則10 s內(nèi)生成I2的平均速率v(I2)= =0.0001 mol·L-1·s-1。
18. 硫酸是一種重要的基本化工產(chǎn)品。
(1)接觸法制硫酸的第一步是將黃鐵礦(FeS2)和氧氣加入沸騰爐中發(fā)生如下反應(yīng):4FeS2(s)+11O2(g)= 2Fe2O3(s)+8SO2(g) ΔH < 0 ;為了提高黃鐵礦的利用率,可以采取的措施是_______,_______(任答兩點)。
(2)將SO2和O2通入接觸室,在催化劑(V2O5)的作用下發(fā)生如下反應(yīng):2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g) ΔH=-98 kJ·mol-1?;卮鹣铝袉栴}:
①釩催化劑參與反應(yīng)的能量變化如圖所示,V2O5(s)與SO2(g)反應(yīng)生成VOSO4(s)和V2O4(s)的熱化學(xué)方程式為:_______ 。
②能說明2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g)在絕熱恒容條件下已達(dá)到平衡狀態(tài)的是_______。
A.v(SO3)=2v(O2) B.容器內(nèi)壓強保持不變
C.體系溫度不再改變 D.容器內(nèi)密度保持不變
③400℃時,若向2 L體積恒定的密閉容器中充入物質(zhì)的量之比是2∶1的SO2和O2發(fā)生反應(yīng),其中O2、SO3物質(zhì)的量隨時間變化的曲線如圖所示。圖中A點v正_______(填“>”“<”或“=”)v逆;達(dá)平衡后,反應(yīng)前和反應(yīng)后的壓強比是_______;第10 min時,外界改變的條件可能是_______(填字母)。
A.加合適催化劑 B.增大O2的物質(zhì)的量 C.減小SO2的物質(zhì)的量
D.升高溫度 E.降低溫度 F.充入Ar
(3)將1mol的SO2和1molO2分別充入下面的兩個體積相同的容器中,已知甲容器有活塞可以上下移動,乙容器體積固定,在相同的溫度、壓強下開始發(fā)生反應(yīng),在反應(yīng)過程中維持體系溫度不變。達(dá)平衡時SO2的轉(zhuǎn)化率甲_______乙(填“>”“<”或“=”)。
【答案】(1) ①. 粉碎、加熱 ②. 增大氧氣的量等
(2) ①. 2V2O5(s)+2SO2(g)=2VOSO4(s)+V2O4(s) ΔH=-351 kJ·mol-1 ②. BC ③. > ④. 27∶22 ⑤. AD
(3)>
【解析】
【小問1詳解】
根據(jù)反應(yīng)物的狀態(tài)及影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素可知,對于反應(yīng):4FeS2(s)+11O2(g)= 2Fe2O3(s)+8SO2(g) ΔH < 0,可粉碎黃鐵礦,以增大固體的接觸面積,也可適當(dāng)升溫,以增大反應(yīng)速率,或增大氧氣的通入量等,故答案為:粉碎、加熱、增大氧氣的量等(答案合理即可);
【小問2詳解】
①由圖示可知,① V2O4(s)+SO3(g)V2O5(s)+SO2(g) △H2=-24kJ/mol,②V2O4(s)+2SO3(g)2VOSO4(s) △H1=-399kJ/mol,依據(jù)蓋斯定律,反應(yīng)2V2O5(s)+2SO2(g)=2VOSO4(s)+V2O4(s)可由②-①2得到,其焓變△H=-399kJ/mol-2(-24kJ/mol)= ?351 kJ·mol?1,則與反應(yīng)生成和的熱化學(xué)方程式為:2V2O5(s)+2SO2(g)=2VOSO4(s)+V2O4(s) ΔH=?351 kJ·mol?1;
②A.v(SO3)=2v(O2),不能說明正逆反應(yīng)速率是否相同,無法說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),A不選;
B.2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g)在絕熱恒容條件下進行,反應(yīng)放熱,則隨著反應(yīng)的進行,氣體的物質(zhì)的量在變化,則容器內(nèi)壓強也在變化,若壓強保持不變,則可說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),B選;
C.反應(yīng)放熱,因為在絕熱狀態(tài)下進行,所以體系溫度隨著反應(yīng)的進行為變量,則體系溫度不再改變,能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),C選;
D.容器內(nèi)密度為氣體的總質(zhì)量與氣體總體積的比,為恒量,容器內(nèi)氣體的密度始終保持不變,密度不變不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),D不選;
故選BC;
③氧氣為反應(yīng)物,三氧化硫為生成物,圖中A點之后氧氣的物質(zhì)的量繼續(xù)減小,說明此時反應(yīng)正向進行,沒有達(dá)到平衡狀態(tài),則v(正)>v(逆);
氧氣的物質(zhì)的量為0.45mol,則二氧化硫的物質(zhì)的量為0.9mol,達(dá)到平衡后,n(O2)=0.20mol,n(SO3)=0.50mol,則列出三段式如下:
恒溫恒容條件下,氣體的壓強之比等于氣體的物質(zhì)的量之比,所以達(dá)平衡后,反應(yīng)前和反應(yīng)后的壓強比是;
第10min時改變條件,SO3的物質(zhì)的量增大程度變大,生成速率增大,氧氣物質(zhì)的量減小程度更快,則正反應(yīng)速率增大,說明改變的條件是增大了反應(yīng)速率,則
A.加催化劑可以加快化學(xué)反應(yīng)速率,故A選;
B.增大O2的物質(zhì)的量,只是正反應(yīng)速率增大,故B不選;
C.減小SO2的物質(zhì)的量,正化學(xué)反應(yīng)速率減小,故C不選;
D.升高溫度可加快化學(xué)反應(yīng)速率,故D選;
E.降低溫度,化學(xué)反應(yīng)速率減小,故E不選;
F.恒容體系,充入Ar,反應(yīng)物濃度不變,反應(yīng)速率不變,故F不選;
答案選AD;
【小問3詳解】
2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g),正反應(yīng)氣體物質(zhì)的量減小,甲容器有活塞可以上下移動,乙容器體積固定,則甲容器相對于乙容器來說,可等效為恒容條件下的加壓,加壓平衡向正反應(yīng)方向移動,所以達(dá)平衡時SO2的轉(zhuǎn)化率甲>乙。
19. 某校興趣小組設(shè)計實驗探究SO2與新制Cu(OH)2懸濁液反應(yīng)的產(chǎn)物。按圖連接好裝置(夾持裝置省略),打開磁攪拌器,先往20 mL 1.0 mol·L-1的CuCl2 溶液中加入20 mL 2.0 mol·L-1的NaOH溶液,再通入一定量SO2,三頸燒瓶中生成大量白色沉淀X。
回答下列問題:
(1)以亞硫酸鈉和濃硫酸為原料制取SO2,虛框中應(yīng)選用_______(填“A”或“B”)裝置,寫出該裝置制備SO2的化學(xué)方程式_______。實驗室制備SO2一般選擇70%的濃硫酸,不選擇98.3%的濃硫酸的理由是_______。
(2)儀器a的名稱為_______,燒杯中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_______。
(3)據(jù)SO2是酸性氧化物,推測X可能為_______。取少量X加入稀硫酸進行驗證,觀察到_______,說明該推測錯誤。
(4)根據(jù)實驗驗證X為CuCl,寫出生成X的離子方程式為_____。說明SO2具有_____。
【答案】(1) ①. B ②. H2SO4(濃)+Na2SO3=Na2SO4+SO2↑+H2O ③. 制備SO2的實質(zhì)是和H+作用產(chǎn)生SO2,而濃硫酸無法提供大量的H+
(2) ①. 球形干燥管 ②. SO2+2OH-=+H2O
(3) ①. 亞硫酸鹽(亞硫酸銅) ②. 無氣體產(chǎn)生(沉淀不溶解)
(4) ①. 2Cu(OH)2+2Cl-+SO2=2CuCl↓++2H2O(或2Cu2++4OH-+2Cl-+SO2=2CuCl↓++2H2O) ②. 還原性
【解析】
【分析】亞硫酸鈉和濃硫酸為固液不加熱型,據(jù)此選擇氣體發(fā)生裝置;CuCl2溶液和NaOH溶液在三口燒瓶中生成Cu(OH)2懸濁液,給新制Cu(OH)2中通入SO2并不斷攪拌是為了加快反應(yīng)速率,三口燒瓶中生成大量白色沉淀X,據(jù)SO2是酸性氧化物,推測X可能為亞硫酸鹽。
【小問1詳解】
亞硫酸鈉是可溶性固體,選用A裝置不能控制反應(yīng)速率,不能做到“隨開隨用”;制備二氧化硫的化學(xué)方程式為:H2SO4(濃)+Na2SO3=Na2SO4+SO2↑+H2O;制備SO2的實質(zhì)是和H+作用產(chǎn)生SO2,而濃硫酸無法提供大量的H+,所以不能選用98%的濃硫酸制備二氧化硫;
【小問2詳解】
根據(jù)儀器構(gòu)造可知,儀器a為球形干燥管,用來做SO2尾氣吸收防倒吸裝置;燒杯中氫氧化鈉用來吸收多余的二氧化硫,防止污染環(huán)境,發(fā)生反應(yīng)離子方程式為:SO2+2OH-=+ H2O;
【小問3詳解】
據(jù)SO2是酸性氧化物,推測X可能為亞硫酸鹽(亞硫酸銅),取少量X加入稀硫酸進行驗證,若觀察到無氣體產(chǎn)生(沉淀不溶解),說明推測錯誤;
【小問4詳解】
SO2具有還原性,能將Cu(OH)2中的銅還原為亞銅,推測X可能為CuCl,反應(yīng)的離子方程式為:2Cu(OH)2+2Cl-+SO2=2CuCl↓++2H2O(或2Cu2++4OH-+2Cl-+SO2=2CuCl↓++2H2O)。
20. N2O和CO是常見的環(huán)境污染氣體。
(1)對于反應(yīng)N2O(g)+CO(g)CO2(g)+N2(g)來說,“Fe+”可作為此反應(yīng)的催化劑。其總反應(yīng)分兩步進行:
第一步為Fe++N2OFeO++N2;則第二步為____________________(寫化學(xué)方程式)。
已知第二步反應(yīng)幾乎不影響總反應(yīng)達(dá)到平衡所用的時間,由此推知,第一步反應(yīng)的活化能_________(填“大于”“小于”或“等于”)第二步反應(yīng)的活化能。
(2)在四個不同容積的恒容密閉容器中按圖甲充入相應(yīng)的氣體,發(fā)生反應(yīng):2N2O(g)2N2(g)+O2(g),容器I、II、III中N2O的平衡轉(zhuǎn)化率如圖乙所示:
①該反應(yīng)的△H_____0(填“>”或“0;
②容器I中,20s后反應(yīng)達(dá)到平衡,則N2O的轉(zhuǎn)化率為40%,即△n(N2O)=0.1mol×40%=0.04mol,則△n(O2)=0.02mol,v(O2)==0.0005mol·L-1·s-1;由于平衡常數(shù)只和溫度有關(guān),故B點的平衡常數(shù)和A點的平衡常數(shù)相同,A點,c(N2O)==0.03mol/L,c(N2)==0.02mol/L,c(O2)==0.01mol/L,則K===0.0044;
③溫度相同時,轉(zhuǎn)化率:I>II>III,則壓強:IIII,由于這三個容器中的體系的總質(zhì)量相同,故密度:I
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