化学北京市西城区学年高二上学期期末考试试题解析版.docx
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化学北京市西城区学年高二上学期期末考试试题解析版.docx
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化学北京市西城区学年高二上学期期末考试试题解析版
北京市西城区2019-2020学年高二上学期期末考试试题
1.下列装置或过程能实现电能转化为化学能的是()
A.风力发电B.火力发电C.燃料电池D.电解炼铝
【答案】D
【解析】A、该过程将风能转化为电能,A不符合题意;
B、该过程将化学能转化为电能,B不符合题意;
C、该过程将化学能转化为电能,C不符合题意;
D、该过程将电能转化为化学能,D符合题意;
故选D。
2.下列物质属于弱电解质的是()
A.NaClB.NaOHC.NH3·H2OD.H2SO4
【答案】C
【解析】A、NaCl在水中或熔融状态下完全电离,是强电解质,A不符合题意;
B、NaOH在水中或熔融状态下完全电离,是强电解质,B不符合题意;
C、NH3·H2O在水中部分电离,是弱电解质,C符合题意;
D、H2SO4在水中完全电离(在熔融状态下不导电),是强电解质,D不符合题意;
故选C。
3.下列物质水溶液呈碱性的是()
A.NH4ClB.NaClC.CuSO4D.Na2CO3
【答案】D
【解析】A、NH4Cl是强酸弱碱盐,其水溶液呈酸性,A不符合题意;
B、NaCl是强酸强检验,其水溶液呈中性,B不符合题意;
C、CuSO4是强酸弱碱盐,其水溶液呈酸性,C不符合题意;
D、Na2CO3是强碱弱酸盐,其水溶液呈碱性,D符合题意;
故选D。
4.已知:
2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g)ΔH,不同条件下反应过程能量变化如图所示。
下列说法中不正确的是()
A.反应的ΔH<0
B过程b使用了催化剂
C.使用催化剂可以提高SO2的平衡转化率
D.过程b发生两步反应,第一步为吸热反应
【答案】C
【解析】A、根据图像可知,反应物的能量比生成物的能量高,则该反应是放热反应,即ΔH<0,A正确;
B、根据图像可知,过程b的活化能较低,则过程b使用了催化剂,B正确;
C、使用催化剂不能提高SO2的平衡转化率,只能加快反应速率,C错误;
D、过程b分为两步反应,第一步中,中间产物的能量比反应物的能量高,说明第一步为吸热反应,D正确;
故选C。
5.锌铜原电池装置如图所示,下列说法正确的是()
A.铜电极上发生氧化反应
B.电流从锌片流向铜片
C.盐桥中K+向负极移动
D.锌电极上发生的反应:
Zn−2e-==Zn2+
【答案】D
【解析】A、Cu电极作正极,发生还原反应,A错误;
B、Cu电极作正极,Zn电极作负极,则电流由铜片流向锌片,B错误;
C、电流在外电路中由正极流向负极,则盐桥中K+向正极移动,C错误;
D、Zn电极作负极,电极反应为Zn-2e-=Zn2+,D正确;
故选D。
6.硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应的化学方程式为:
Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O,可以通过出现浑浊的快慢来判断反应的快慢程度,下列各组实验中最先出现浑浊的是()
实验
反应温度/℃[
Na2S2O3溶液
稀H2SO4
V/mL
c/(mol·L-1)
V/mL
c/(mol·L-1)
A
25
5
0.1
10
0.1
B
25
5
0.2
5
0.2
C
35
5
0.1
10
0.1
D
35
5
0.2
5
0.2
A.AB.BC.CD.D
【答案】D
【解析】温度越高,反应物的浓度越大,则反应速率就越快,所以根据表中数据可知选项D中反应速率最快,最先出现浑浊,答案选D。
7.痛风病与关节滑液中形成的尿酸钠(NaUr)有关(NaUr增多,病情加重),其化学原理为:
HUr(aq)+Na+(aq)
NaUr(s)+H+(aq)∆H<0下列说法不正确的是()
A.寒冷季节更易诱发关节疼痛
B.大量饮水会增大痛风病发作的可能性
C.饮食中摄入过多食盐,会加重痛风病病情
D.患痛风病的人应少吃能代谢产生更多尿酸的食物
【答案】B
【解析】A、寒冷季节温度较低,有利于平衡正向移动,使得人体中NaUr含量增多,病情加重,A正确;
B、假设该反应中,c(H+)=c(NaUr)=c(Na+)=1mol/L,即K=
=1,饮水将各物质浓度稀释为0.01mol/L,则Qc=100>K,则平衡逆向移动,人体中NaUr含量会减少,降低痛风病发作的可能性,B错误;
C、饮食中摄入过多食盐,会增大Na+的浓度,使得平衡正向移动,人体中NaUr含量增多,病情加重,C正确;
D、若患痛风病的人应多吃能代谢产生更多尿酸的食物,会增大尿酸的浓度,使得平衡正向移动,人体中NaUr含量增多,病情加重,故患痛风病的人应少吃能代谢产生更多尿酸的食物,D正确;
故选B。
8.下列有关水处理的离子方程式不正确的是()
A.沉淀法:
加入Na2S处理含Hg2+废水,Hg2++S2-=HgS
B.中和法:
加入生石灰处理酸性废水,H++OH-=H2O
C.氧化法:
加入次氯酸处理氨氮废水,2NH4++3HC1O=N2↑+3H2O+5H++3C1-
D.混凝法:
加入明矾[K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O]使水中的悬浮颗粒发生凝聚,Al3++3H2O=Al(OH)3+3H+
【答案】B
【解析】A.用Na2S处理含Hg2+的废水是利用Hg2+与S2-生成沉淀HgS的原理,其离子方程式为Hg2++S2-=HgS,故A项正确;
B.生石灰为CaO,不能拆成离子形式,加入到酸性的废水中发生反应的离子方程式应该是CaO+2H+=Ca2++H2O,故B项错误;
C.次氯酸具有强氧化性,氨气具有还原性可以被次氯酸氧化2NH4++3HC1O=N2↑+3H2O+5H++3C1-,离子、电荷、原子均守恒,故C项正确;
D.明矾做混凝剂是利用Al3+水解生成的Al(OH)3胶体的吸附性使悬浮颗粒发生聚沉,其离子方程式为Al3++3H2O=Al(OH)3(胶体)+3H+,故D项正确;
答案选B。
9.NA代表阿伏加德罗常数的值。
下列说法正确的是()
A.1molH2O完全分解有2NA个共价键断裂
B.100mL1mol·L−1FeCl3溶液中所含Fe3+的数目为0.1NA
C.100mL1mol·L−1盐酸中含有的离子总数为0.1NA
D.密闭容器中2molSO2和1molO2催化反应后分子总数为2NA
【答案】A
【解析】A、1molH2O中含有2molO-H键,其完全分解时断裂2molO-H键,即断裂2NA个共价键,A正确;
B、不考虑水解时,100mL1mol·L-1FeCl3溶液中所含Fe3+的数目为0.1NA,但实际上Fe3+会水解,使得溶液中Fe3+的数目小于0.1NA,B错误;
C、盐酸中存在H+、Cl-,100mL1mol·L-1盐酸中含有的离子总数为0.2NA,C错误;
D、若2molSO2和1molO2完全反应,可生成2molSO3,即反应后分子总数为2NA,但实际上该反应是可逆反应,不能完全进行,故反应后分子总数大于2NA,D错误;
故选A。
10.为减少二氧化碳排放,我国科学家设计熔盐电解池捕获二氧化碳的装置,如图所示。
下列说法不正确的是()
A.过程①中有碳氧键断裂
B.过程②中C2O52-在a极上发生了还原反应
C.过程③中的反应可表示为:
CO2+O2-==CO32-
D.过程总反应:
CO2
C+O2
【答案】B
【解析】A、过程①的离子反应为:
2CO2+O2-=C2O52-,其中CO2的结构式为O=C=O,对比CO2和C2O52-的结构式可知,该过程有碳氧键断裂,A正确;
B、过程②中,a极的电极反应为:
2C2O52--4e-=4CO2↑+O2↑,该电极反应为氧化反应,B错误;
C、根据题中信息,可以推出过程③中的反应可表示为:
CO2+O2-=CO32-,C正确;
D、经分析,熔盐电池的总的化学方程式为CO2
C+O2,D正确;
故选B
11.利用如下实验探究铁钉在不同溶液中的吸氧腐蚀。
实验装置
实验编号
浸泡液
pH
氧气浓度随时间的变化
①
H2O
7
②
1.0mol·L-1NH4Cl
5
③
0.5mol·L-1(NH4)2SO4
5
④
1.0mol·L-1NaCl
7
⑤
0.5mol·L-1Na2SO4
7
下列说法不正确的是()
A.①与④⑤比较说明盐溶液可以加快吸氧腐蚀速率
B.②与③、④与⑤比较说明吸氧腐蚀速率可能与阴离子种类有关
C.向实验⑤溶液中加入少量(NH4)2SO4固体,吸氧腐蚀速率加快
D.向实验②溶液中加等体积的0.5mol·L-1(NH4)2SO4,吸氧腐蚀速率一定加快
【答案】D
【解析】A、①的浸泡液为水,④⑤的浸泡液为盐溶液,相同时间内,④⑤的氧气浓度减小的幅度比①要明显很多,说明盐溶液可以加快吸氧腐蚀速率,A正确;
B、②与③、④与⑤这两组实验中,仅阴离子的种类不同,但是腐蚀速率有明显的差异,故这两组实验的比较可以说明吸氧腐蚀速率可能与阴离子种类有关,B正确;
C、同浓度的情况下,(NH4)2SO4溶液的腐蚀速率大于Na2SO4的,故向实验⑤溶液中加入少量(NH4)2SO4固体,吸氧腐蚀速率加快,C正确;
D、向实验②溶液中加等体积的0.5mol·L-1(NH4)2SO4,NH4Cl、(NH4)2SO4的浓度减小至原先的一半,且NH4+浓度相同时,(NH4)2SO4溶液的腐蚀速率较小,故该操作引起的结果是吸氧腐蚀速率减慢,D错误;
故选D。
12.利用电解技术,以氯化氢为原料回收氯气的过程如图所示,下列说法不正确的是()
A.H+由阳极区向阴极区迁移
B.阳极电极反应:
2HCl+2e-==Cl2+2H+
C.阴极电极反应:
Fe3++e-==Fe2+
D.阴极区发生的反应有:
4Fe2++O2+4H+==4Fe3++2H2O
【答案】B
【解析】A、H+在电源的右侧产生,在电源的左侧被消耗,右侧为阳极,左侧为阴极,即H+由阳极区向阴极区迁移,A正确;
B、阳极发生氧化反应,是失去电子的过程,电极反应为:
2HCl-2e-=2H++Cl2,B错误;
C、阴极发生还原反应,是得到电子的过程,电极反应为:
Fe3++e-=Fe2+,C正确;
D、根据图中的循环,可以推出阴极区域会进行反应:
4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O,D正确;
故选B。
13.已知HClO和H2CO3电离平衡常数,根据提供的数据判断,下列离子方程式或化学方程式不正确的是()
HClO
K=3×10-8
H2CO3
K1=4×10-7
K2=6×10-11
A.向NaClO溶液中通入过量CO2:
CO2+NaClO+H2O==NaHCO3+HClO
B.向NaClO溶液中通入少量CO2:
CO2+2NaClO+H2O==Na2CO3+2HClO
C.向Na2CO3溶液中滴加过量氯水:
CO32-+2Cl2+H2O==2Cl-+2HClO+CO2↑
D.向NaHCO3溶液中滴加过量氯水:
HCO3-+Cl2==Cl-+HClO+CO2↑
【答案】B
【解析】A、由表中数据可知,酸性:
H2CO3>HClO>HCO3-,故向NaClO溶液中通入CO2,应得到的是NaHCO3,A正确;
B、根据表格数据可知,次氯酸的酸性比碳酸的酸性弱,比碳酸氢根离子的酸性强,则向NaClO溶液中通入CO2,应得到的是NaHCO3,而不是Na2CO3,B错误;
C、氯水中有Cl2+H2O
HCl+HClO,HCl可以和CO32-反应,使得平衡不断向右移动,最终生成HClO、CO2、Cl-,C正确;
D、氯水中有Cl2+H2O
HCl+HClO,HCl可以和HCO3-反应,使得平衡不断向右移动,最终生成HClO、CO2、Cl-,D正确;
故选B。
14.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右图所示。
下列说法不正确的是()
A.增大压强甲醇转化率增大
B.b点反应速率υ正=υ逆
C.平衡常数K(75℃)>K(85℃),反应速率υb<υd
D.生产时反应温度控制在80~85℃为宜
【答案】B
【解析】A、温度超过约83℃时,随着温度的升高,CO的转化率降低,说明该反应是可逆反应;由于该反应是气体体积减小的反应,增大压强可以使平衡正向移动,即增大甲醇的转化率,A正确;
B、题中说明该曲线是测得相同时间内CO的转化率随温度变化曲线,并非是在不同温度下的平衡转化率;b点之后,仍有一段曲线表示CO的转化率随温度升高而升高,说明b点不是平衡状态,则此时正反应速率不等于逆反应速率,B错误;
C、温度超过约83℃时,随着温度的升高,CO的转化率降低,则说明该反应是放热反应;对于放热反应而言,温度越高,平衡常数K越小,故K(75℃)>K(85℃);b点的温度比d点的低,故υb<υd,C正确;
D、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,D正确;
故选B。
15.室温下,用0.100mol·L-1NaOH溶液分别滴定20.00mL0.100mol·L-1的盐酸和醋酸,如图所示。
(1)表示滴定盐酸的曲线是________。
(填I或II)
(2)当醋酸中滴入10mLNaOH溶液时,溶液中含有的溶质有:
________;溶液中离子浓度由大到小顺序为:
________。
(3)当醋酸中滴入20mLNaOH溶液时,将所得溶液加热,溶液pH随温度变化如图所示。
下列说法正确的是________。
(填序号)
a.加热促进水的电离和醋酸钠水解
b.加热使溶液碱性减弱
c.加热使溶液中c(H+)/c(OH-)比值减小
【答案】
(1).Ⅱ
(2).CH3COONa、CH3COOH(3).c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)(4).a、c
【解析】
(1)0.100mol·L-1盐酸的pH为1,故曲线I表示滴定盐酸,曲线II表示滴定醋酸;
(2)向20mL0.100mol·L-1醋酸中加入10mL0.100mol·L-1NaOH溶液,溶液中含有0.001molCH3COOH和0.001molCH3COONa,溶液中离子浓度大小为:
c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-);
(3)当醋酸中滴入20mLNaOH溶液时,溶液中只有CH3COONa,溶液中有:
H2O
H++OH-,CH3COO-+H+
CH3COOH,将所得溶液加热,
a、从图中可知,加热使得水中H+的浓度增大,则加热能促进H2O水的电离;在CH3COONa溶液中,加热促进H2O水的电离,使得溶液中H+浓度增大,从而促进反应CH3COO-+H+
CH3COOH正向移动,即加热促进水的电离和醋酸钠水解,a正确;
b、加热后,溶液中c(OH)-增大,溶液的碱性增强,故b错误;
c、加热后,溶液中
减小,故
也减小,c正确;
故选ac。
16.工业合成氨技术反应原理为:
N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)ΔH=-92.4kJ·mol-1
(1)T℃时,在有催化剂、体积为1.0L的恒容密闭容器中充入3molH2、1molN2,10min时反应达到平衡,测得c(NH3)=1.2mol·L-1
①前10min的平均反应速率υ(H2)=________mol·L-1·min-1。
②化学平衡常数K=________。
(2)T℃时,在有催化剂的恒容密闭容器中充入N2和H2。
如图为不同投料比[n(H2)/n(N2)]时某反应物X的平衡转化率变化曲线。
①反应物X是________(填“N2”或“H2”)。
②判断依据是________。
(3)在其他条件相同时,图为分别测定不同压强、不同温度下,N2的平衡转化率。
L表示______,其中X1______X2(填“>”或“<”)。
【答案】
(1).0.18
(2).
(3).N2(4).增大H2
浓度可以提高N2的转化率,但不能提高自身转化率(5).压强(P)(6).<
【解析】
(1)①v(H2)=
v(NH3)=
×
=0.18mol·L-1·min-1;
②平衡时,c(NH3)=1.2mol·L-1,c(N2)=0.4mol·L-1,c(H2)=1.2mol·L-1,则K=
=
=
;
(2)①假设n(N2)=1mol,投料比[n(H2)/n(N2)]增大时,即n(H2)增大时,X的转化率增大,则X为N2;
②判断依据是增大H2的浓度可以提高N2的转化率,但不能提高自身转化率;
(3)该反应是放热反应,也是气体体积减小的反应,若L为温度,则随着温度升高,平衡逆向移动,N2的转化率降低而不是升高,所以L不是温度,而是压强;X代表温度,X2→X1,N2的转化率升高,说明平衡正向移动,则X2 17.我国芒硝(Na2SO4·10H2O)的储量丰富,它是重要的化工原料。 (1)制备碳酸钠。 将饱和硫酸钠溶液和饱和碳酸氢铵溶液混合,结晶得NaHCO3晶体,再经加热分解制得碳酸钠。 生成NaHCO3晶体的化学方程式是________。 已知: I.2NaOH(s)+CO2(g)==Na2CO3(s)+H2O(g)ΔH1=−127.4kJ·mol−1 II.NaOH(s)+CO2(g)==NaHCO3(s)ΔH2=−131.5kJ·mol−1 则: 2NaHCO3(s)==Na2CO3(s)+CO2(g)+H2O(g)ΔH=________kJ·mol−1。 (2)制备烧碱和硫酸。 用如图所示装置,以惰性电极进行电解,a、b均为离子交换膜。 ①Na+迁移方向是________。 ②气体1 ________;溶液2是________。 【答案】 (1).Na2SO4+2NH4HCO3=2NaHCO3↓+(NH4)2SO4 (2).+135.6(3).透过a膜进入阴极室(其他合理答案给分)(4).氢气(H2)(5).H2SO4 【解析】 (1)根据题意,可以得该反应的化学方程式为: Na2SO4+2NH4HCO3=2NaHCO3↓+(NH4)2SO4;根据盖斯定律可得,ΔH=-2ΔH2+ΔH1=-2×(-131.5kJ·mol−1)+(-127.4kJ·mol−1)=+135.6kJ·mol−1; (2)电解Na2SO4溶液,左侧为阴极,电极反应为: 2H++2e-=H2↑,右侧为阳极,电极反应为4OH--4e-=O2↑+2H2O;则溶液1为NaOH溶液,气体1为H2,溶液2为H2SO4溶液,气体2为O2;故Na+透过a膜进入阴极室。 18.探究Fe3+具有较强的氧化性,用1mol·L−1FeCl3溶液与SO2进行实验。 (1)用如图所示装置进行实验(夹持装置略去)。 实验操作 实验现象 I 将装置A加热 A中铜片上有气泡; B中有气泡,溶液很快变为红色 II B中继续通入足量气体,溶液仍呈红色。 停止通气,静置 15min后,溶液由红色变为黄色; 60min后,变为浅绿色 装置A中反应的化学方程式是________。 (2)取B中红色溶液,加入铁氰化钾,观察到________生成,B中有Fe2+生成。 B中发生了2个反应,写出反应2的离子方程式: 反应1: Fe3++6SO2 Fe(SO2)63+(红色);反应2: ________。 (3)B中溶液颜色由红色变为浅绿色的原因是________。 【答案】 (1).Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O (2).蓝色沉淀(3).2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42-+4H+(4).反应1达到平衡时,反应2仍未达到平衡,在建立平衡过程中,不断消耗反应1的反应物,使反应1逆向移动,从而使溶液最终由红色变浅绿色 【解析】 (1)A装置为SO2的发生装置,发生的化学反应为: Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O; (2)B中有Fe2+生成,则加入K3Fe(CN)6之后会生成Fe3[Fe(CN)6]2蓝色沉淀;Fe3+具有氧化性,SO2具有还原性,二者相遇还会发生氧化还原反应: 2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42-+4H+; (3)B中溶液颜色由红色变为浅绿色是因为反应1达到平衡时,反应2仍未达到平衡,在建立平衡过程中,不断消耗反应1的反应物,使反应1逆向移动,从而使溶液最终由红色变浅绿色。 19.工业烟道气中含有的二氧化硫和氮氧化物是大气主要污染物,脱硫脱氮是环境治理的热点问题。 回答下列问题: (1)利用KMnO4脱除二氧化硫的离子方程式为: □MnO4-+□SO2+□H2O=□MnO42-+□+□,__________(在“□”里填入系数,在“__”上填入微粒符号),加入CaCO3可以提高SO2去除率,原因是________。 (2)CaSO3与Na2SO4混合浆液可用于脱除NO2,反应过程为: ICaSO3(s)+SO42-(aq)=CaSO4(s)+SO32-(aq) IISO32-(aq)+2NO2(g)+H2O(l)=SO42-(aq)+2NO2-(aq)+2H+(aq) 浆液中CaSO3质量一定时,Na2SO4的质量与NO2的去除率变化趋势如图所示。 a点后NO2去除率降低的原因是________。 (3)检测烟道气中NOx含量的步骤如下: I.将VL气样通入适量酸化的H2O2溶液中,使NOx完全被氧化为NO3−; II.加水稀释至100.00mL,量取20.00mL该溶液,与V1mLc1mol·L−1FeSO4标准溶液(过量)充分混合; III.用c2mol·L−1KMnO4标准溶液滴定剩余的Fe2+,终点时消耗V2mL。 ①NO被H2O2氧化为NO3−的离子方程式为________。 ②滴定过程中主要使用的玻璃仪器有________和锥形瓶等。 ③滴定过程中发生下列反应: 3Fe2++NO3−+4H+==NO↑+3Fe3++2H2O MnO4−+5Fe2++8H+==Mn2++5Fe3++4H2O 烟气气样中NOx折合成NO2的含量为________mg·m−3。 【答案】 (1).2122SO42-4H+ (2).CaCO3与反应体系中的H+反应,降低c(H+),同时生成的Ca2+与SO42-反应生成CaSO4,降低c(SO42-)
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