山西省县区联考2023-2024学年高一下学期4月期中考试化学试题(有解析)
展开一、选择题(本题共14小题,每小题3分,共计42分。在每小题列出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.(3分)化学与生活、环境等密切相关。下列说法正确的是( )
A.铵态氮肥不能与草木灰混合施用,且应深施盖土
B.工业制硝酸过程中,氨气的催化氧化属于氮的固定
C.新一代国产超算系统“天河星逸”所采用芯片的主要成分是二氧化硅
D.燃煤中加入 CaO可以减少酸雨的形成,有助于“碳中和”目标的实现
2.(3分)对于可逆反应A(g)+3B(g)⇌2C(g)+2D(g),在不同条件下的化学反应速率如下,其中反应速率最快的是( )
A.v(A)=0.3ml•L﹣1•s﹣1
B.v(B)=1.8ml•L﹣1•s﹣1
C.v(D)=0.7ml•L﹣1•s﹣1
D.v(C)=1.5ml•L﹣1•min﹣1
3.(3分)某化学反应中的能量变化如图所示。下列说法正确的是( )
A.该反应一定可以设计成原电池
B.该反应不需要加热就一定可以发生
C.该图像可以表示中和反应的能量变化
D.反应中断键吸收的能量大于形成化学键放出的能量
4.(3分)在一恒温恒容的密闭容器中放入一定量的液体W,发生反应W(l)═P(g)+2Q(g)。下列可以作为该反应达到平衡状态的判断依据的是( )
A.2v正(P)=v放(Q)
B.Q的体积分数保持不变
C.气体的平均相对分子质量保持不变
D.c(P):c(Q)=1:2
5.(3分)下列对硅及其化合物的有关叙述正确的是( )
A.二氧化硅与烧碱溶液和氢氟酸均能反应,故其是两性氧化物
B.晶体硅的化学性质不活泼,常温下不与任何物质发生反应
C.硅酸钠的水溶液俗称水玻璃,可用作黏合剂和防火剂
D.氮化硅熔点高,硬度大,可导电,化学性质稳定,是优异的非金属材料
6.(3分)如图所示原电池装置中,X、Y为活泼性不同的电极,电解质溶液为稀盐酸,电子流向如图所示。下列说法错误的是( )
A.外电路中电流方向为Y电极→导线→X电极
B.X电极上发生还原反应,质量减轻
C.若两电极分别为Fe和Cu,则X为Fe,Y为Cu
D.Y电极上产生氢气,Cl﹣移向X极
7.(3分)某温度下,在恒容密闭容器中发生反应:3A(g)+bB(g)⇌cC(g)+2D(S),12s时测得c(C)=0.4ml/L,A、B浓度变化如图所示。下列说法中正确的是( )
A.b=l,c=2
B.0~2s,A的平均反应速率为0.05ml•L﹣1•s﹣1
C.图中两曲线相交时,反应达平衡状态
D.充入He增大压强,反应速率加快
8.(3分)用图所示实验装置(夹持仪器已略去)探究铜丝与过量浓硫酸的反应.下列实验不合理的是( )
A.上下移动①中铜丝可控制反应开始停止
B.若②中是澄清石灰水,先浑浊后澄清
C.③中KMnO4溶液褪色,说明SO2有还原性
D.①中铜丝换成光亮的铁丝,则因铁丝钝化而无明显现象
9.(3分)高炉炼铁中产生CO的反应为C(s)+CO2(g)2CO(g),下列有关说法错误的是( )
A.该反应为吸热反应
B.碳元素既被氧化又被还原
C.增加焦炭的质量,反应速率加快
D.反应达到平衡时,2v正(CO2)=v正(CO)
10.(3分)如图所示喷泉装置中,烧瓶中为a气体,烧杯和滴管中为b液体,打开f,不能形成喷泉的是( )
A.a是SO2,b是NaOH溶液B.a是NO,b是NaOH溶液
C.a是NH3,b是H2OD.a是HCl,b是H2O
11.(3分)NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.标准状况下,11.2LSO2含质子数为16NA
B.1mlN2与3mlH2充分反应,生成NH3分子数目为2NA
C.64gCu与足量浓硫酸反应,被还原H2SO4数目为2NA
D.1mlNH4HCO3与足量NaOH溶液充分反应,消耗OH﹣的数目为NA
12.(3分)研究表明,在101kPa和298K下。HCN(g)⇌HNC(g)异构化反应过程的能量变化如图所示。下列说法正确的是( )
A.HNC比HCN稳定
B.HCN与HNC互为同素异形体
C.升高温度,异构化速率加快
D.异构化过程中化学键无变化
13.(3分)下列描述及相应的化学方程式或离子方程式正确的是( )
A.FeS与浓硫酸反应制取H2S:FeS+H2SO4(浓)=FeSO4+H2S↑
B.Cu与浓硝酸制NO:3Cu+8H++2=3Cu2++2NO↑+4H2
C.石英砂与焦炭制粗硅:SiO2+CSi+CO2↑
D.用饱和NaHSO3溶液除去SO2中的HCl:+H+=H2O+SO2↑
14.(3分)根据下列实验操作和现象所得出的结论或解释正确的是( )
A.AB.BC.CD.D
二、非选择题(本题共4小题,共58分)
15.(15分)利用元素的化合价推测物质的性质是化学研究的重要手段。如图是硫元素的常见化合价与部分物质类别的对应关系。回答下列问题:
(1)从S元素的化合价变化角度分析,X (填“只有氧化性”“只有还原性”或“既有氧化性又有还原性”)。
(2)实验室通常用Na2SO3与Z反应制取气体Y,反应的化学方程式为 。将Y通入紫色石蕊试液中,可观察到的现象是 。
(3)若将Y与Cl2按体积比1:1通入水中,充分振荡,再将所得溶液滴入品红试液,品红溶液 (填“褪色”或“不褪色”),理由是 。
(4)工业上由S制取Z时,一般分三步:①由S生成Y;②由Y生成SO3;③由SO3生成Z,写出步骤②反应的化学方程式: ,步骤③应用 (填试剂)吸收SO3。
(5)Na2S2O3是重要的化工原料。从氧化还原反应的角度分析,下列制备1Na2S2O3的方案理论上可行的是 (填字母)。
A.Na2S+S
B.Na2SO3+S
C.SO2+Na2SO4
D.Na2SO3+Na2SO4
16.(14分)氮氧化物是主要的大气污染物之一,可用一氧化碳或活性炭还原氮氧化物,减少大气污染。回答下列问题:
(1)一定条件下,CO与NO反应生成两种无污染的气体,反应的化学方程式为2CO(g)+2NO(g)=N2(g)+2CO2(g),生成1ml N2(g),转移电子的物质的量为 ml,为提高该反应的化学反应速率,下列措施可行的是 (填字母)。
A.压缩容器体积
B.降低温度
C.使用合适催化剂
D.恒温恒容充入稀有气体
(2)两个10L的密闭容器中分别都加入活性炭(足量)和1.0ml NO,发生反应:C(s)+2NO(g)=N2(g)+CO2(g)。实验测得,两容器中在不同温度下NO和N2的物质的量变化见下表:
①T1℃时,0~5min内,反应速率v(CO2)= ml•L﹣1•min﹣1。
②T2℃时,按表中数据,反应一定达到化学平衡状态的时间段是 min~10min,此时,容器中CO2的物质的量浓度是 ml•L﹣1,NO的平衡转化率为 。
③两容器中温度关系为T1 (填“>”“<”或“=”)T2。
17.(15分)工业上常用浓氨水检验运输氯气的管道是否泄漏。某同学为验证干燥、纯净的氨气与氯气的反应,设计装置如图所示,C装置为氯气与氨气反应的装置。
回答下列问题:
(1)装置A中发生的化学反应方程式是 。
(2)仪器a的名称为 ,装置B的作用是 。
(3)装置F中浓盐酸发生反应时体现的性质是 。若要得到标准状况下112mLCl2,需MnO2的质量为 。
(4)为得到干燥、纯净的氯气,D、E分别应盛放的试剂是 、 (填序号)。
①饱和NaCl溶液
②浓NaOH溶液
③浓硫酸
④饱和NaHCO3溶液
(5)通入C装置的两根导管左边较长、右边较短,目的是 。实验过程中观察到装置C内出现浓厚的白烟并在容器内壁凝结,经检验发现另一生成物是空气的主要成分之一。写出反应的化学方程式: 。
18.(14分)电池在日常生活中使用越来越广泛。回答下列问题:
(1)燃料电池是一种高效、环境友好的供电装置,如图为氢氧燃料电池的工作原理示意图,a、b均为惰性电极。
①使用时,空气从 (填“A”或“B”)口通入。
②b极的电极反应式为 。
(2)A、B、C、D四种金属按下表中装置进行实验。
①装置甲溶液中的阴离子移向 (填“A”或“B”)极。
②装置乙中正极的电极反应式为 。
③四种金属活动性由强到弱的顺序是 。
锌电池有望代替铅蓄电池,它的构成材料是锌、空气、某种电解质溶液,发生的总反应方程式是2Zn+O2═2ZnO。则该电池的负极材料是 ;当导线中有0.4ml电子通过时,理论上消耗的O2在标准状况下的体积是 L。
参考答案与试题解析
一、选择题(本题共14小题,每小题3分,共计42分。在每小题列出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.(3分)化学与生活、环境等密切相关。下列说法正确的是( )
A.铵态氮肥不能与草木灰混合施用,且应深施盖土
B.工业制硝酸过程中,氨气的催化氧化属于氮的固定
C.新一代国产超算系统“天河星逸”所采用芯片的主要成分是二氧化硅
D.燃煤中加入 CaO可以减少酸雨的形成,有助于“碳中和”目标的实现
【解答】解:A.铵态氮肥的主要成分含有铵根离子,草木灰显碱性,二者混合使用可以发生反应生成氨气,降低肥效,铵态氮肥不稳定,受热易分解生成氨气,且应深施盖土,故A正确;
B.氨气的催化氧化是不同化合态的氮的转化,不属于氮的固定,故B错误;
C.硅为良好的半导体材料,可用作制造芯片,故C错误;
D.燃煤中加入 CaO可以减少酸雨的形成,但是不能减少二氧化碳的排放,对“碳中和”目标的实现不起作用,故D错误;
故选:A。
2.(3分)对于可逆反应A(g)+3B(g)⇌2C(g)+2D(g),在不同条件下的化学反应速率如下,其中反应速率最快的是( )
A.v(A)=0.3ml•L﹣1•s﹣1
B.v(B)=1.8ml•L﹣1•s﹣1
C.v(D)=0.7ml•L﹣1•s﹣1
D.v(C)=1.5ml•L﹣1•min﹣1
【解答】解:A.v(A)=0.3ml•L﹣1•s﹣1;
B.v(B)=1.8ml•L﹣1•s﹣1,转化为v(A)=1.8ml•L﹣1•s﹣1×=0.6ml•L﹣1•s﹣1;
C.v(D)=0.7ml•L﹣1•s﹣1,转化为v(A)=0.7ml•L﹣1•s﹣1×=0.35ml•L﹣1•s﹣1;
D.v(C)=1.5ml•L﹣1•min﹣1=0.025ml•L﹣1•s﹣1;转化为v(A)=0.025ml•L﹣1•s﹣1×=0.0125ml•L﹣1•s﹣1;
显然B中反应速率最快,
故选:B。
3.(3分)某化学反应中的能量变化如图所示。下列说法正确的是( )
A.该反应一定可以设计成原电池
B.该反应不需要加热就一定可以发生
C.该图像可以表示中和反应的能量变化
D.反应中断键吸收的能量大于形成化学键放出的能量
【解答】解:A.由图可知,该反应属于放热反应,但不一定可以设计成原电池,设计成原电池的反应必须是自发的氧化还原反应,故A错误;
B.有的放热反应也需要加热才能发生,比如:木炭的燃烧等,故B错误;
C.所有的酸碱中和反应都是放热反应,故该图像可以表示中和反应的能量变化,故C正确;
D.放热反应中,断键吸收的能量小于形成化学键放出的能量,故D错误;
故选:C。
4.(3分)在一恒温恒容的密闭容器中放入一定量的液体W,发生反应W(l)═P(g)+2Q(g)。下列可以作为该反应达到平衡状态的判断依据的是( )
A.2v正(P)=v放(Q)
B.Q的体积分数保持不变
C.气体的平均相对分子质量保持不变
D.c(P):c(Q)=1:2
【解答】解:A.2v正(P)=v逆(Q),说明Q的v正=v逆,反应达到平衡状态,故A正确;
B.因为W液体,Q的体积分数一直是,不能说明反应达平衡状态,故B错误;
C.气体的平均相对分子质量一直不变,不能说明反应达平衡状态,故C错误;
D.因为反应物W为液态,生成物的浓度比一直是c(P):c(Q)=1:2,不能作为是否达到平衡状态的判据,故D错误;
故选:A。
5.(3分)下列对硅及其化合物的有关叙述正确的是( )
A.二氧化硅与烧碱溶液和氢氟酸均能反应,故其是两性氧化物
B.晶体硅的化学性质不活泼,常温下不与任何物质发生反应
C.硅酸钠的水溶液俗称水玻璃,可用作黏合剂和防火剂
D.氮化硅熔点高,硬度大,可导电,化学性质稳定,是优异的非金属材料
【解答】解:A.二氧化硅与氢氟酸反应生成四氟化硅和水,不属于两性氧化物,故A错误;
B.晶体硅常温下能够与氢氧化钠反应,生成硅酸钠和氢气,故B错误;
C.硅酸钠的水溶液俗称水玻璃,具有粘性,不易燃烧的性质,可用作黏合剂和防火剂,故C正确;
D.氮化硅不导电,为绝缘体,故D错误;
故选:C。
6.(3分)如图所示原电池装置中,X、Y为活泼性不同的电极,电解质溶液为稀盐酸,电子流向如图所示。下列说法错误的是( )
A.外电路中电流方向为Y电极→导线→X电极
B.X电极上发生还原反应,质量减轻
C.若两电极分别为Fe和Cu,则X为Fe,Y为Cu
D.Y电极上产生氢气,Cl﹣移向X极
【解答】解:A.电流方向与电子移动方向相反,即外电路中电流方向为:Y电极→导线→X电极,故A正确;
B.X为负极,Y为正极,负极上金属X发生失电子的氧化反应生成阳离子进入溶液中,则X电极质量减轻,故B错误;
C.X为负极,Y为正极,若两电极分别为Fe和Cu,电解质溶液为稀盐酸,则Fe作负极、Cu作正极,即X为Fe,Y为Cu,故C正确;
D.X为负极,Y为正极,正极上H+得电子生成H2,Cl﹣移向负极X,故D正确;
故选:B。
7.(3分)某温度下,在恒容密闭容器中发生反应:3A(g)+bB(g)⇌cC(g)+2D(S),12s时测得c(C)=0.4ml/L,A、B浓度变化如图所示。下列说法中正确的是( )
A.b=l,c=2
B.0~2s,A的平均反应速率为0.05ml•L﹣1•s﹣1
C.图中两曲线相交时,反应达平衡状态
D.充入He增大压强,反应速率加快
【解答】解:A.由图可知,0~12min内△c(A)=0.6ml/L、△c(B)=0.2ml/L,根据反应的计量数关系可得3:b:c=△c(A):△c(B):△c(C)=0.6:0.2:0.4=3:1:2,即b=1,c=2,故A正确;
B.0~2s内A的平均反应速率v(A)===0.15ml•L﹣1•s﹣1,故B错误;
C.图中两曲线相交时c(A)=c(B),反应正向进行,没有达到平衡状态,故C错误;
D.恒温恒容密闭容器中充入He时容器内压强增大,但反应物、生成物的浓度不变,则反应速率保持不变,故D错误;
故选:A。
8.(3分)用图所示实验装置(夹持仪器已略去)探究铜丝与过量浓硫酸的反应.下列实验不合理的是( )
A.上下移动①中铜丝可控制反应开始停止
B.若②中是澄清石灰水,先浑浊后澄清
C.③中KMnO4溶液褪色,说明SO2有还原性
D.①中铜丝换成光亮的铁丝,则因铁丝钝化而无明显现象
【解答】解:A.当铜丝与浓硫酸接触时才能反应,当往上抽动铜丝时,铜丝与硫酸不接触,反应停止,故可通过上下移动①中铜丝可控制SO2的量,故A正确;
B.SO2+Ca(OH)2=CaSO3↓+H2O、CaSO3+SO2+H2O=Ca(HSO3)2,所以若②中是澄清石灰水,先浑浊后澄清,故B正确;
C.酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性,能氧化还原性物质,如果将二氧化硫通入酸性高锰酸钾溶液中,酸性高锰酸钾溶液褪色,则说明二氧化硫具有还原性,故C正确;
D.加热条件下,铁和浓硫酸反应生成硫酸铁、二氧化硫和水,所以有明显现象,故D错误;
故选:D。
9.(3分)高炉炼铁中产生CO的反应为C(s)+CO2(g)2CO(g),下列有关说法错误的是( )
A.该反应为吸热反应
B.碳元素既被氧化又被还原
C.增加焦炭的质量,反应速率加快
D.反应达到平衡时,2v正(CO2)=v正(CO)
【解答】解:A.高炉炼铁中产生CO的反应为C(s)+CO2(g)2CO(g),为吸热反应,故A正确;
B.反应中碳元素化合价0价升高到+2价,+4价降低到+2价,碳元素既被氧化又被还原,故B正确;
C.增加焦炭的质量,不影响反应速率,故C错误;
D.化学反应速率之比等于化学方程式计量数之比,反应达到平衡时,2v正(CO2)=v正(CO),故D正确;
故选:C。
10.(3分)如图所示喷泉装置中,烧瓶中为a气体,烧杯和滴管中为b液体,打开f,不能形成喷泉的是( )
A.a是SO2,b是NaOH溶液B.a是NO,b是NaOH溶液
C.a是NH3,b是H2OD.a是HCl,b是H2O
【解答】解:A.a是SO2,b是NaOH溶液,二氧化硫能溶于氢氧化钠溶液生成硫酸钠,烧瓶中压强减小,能形成喷泉,故A错误;
B.a是NO,b是NaOH溶液,NO不溶于NaOH溶液,且不反应,不能形成喷泉,故B正确;
C.a是NH3,b是H2O,氨气极易溶于水,并和水反应生成一水合氨,烧瓶中压强减小,能形成喷泉,故C错误;
D.a是HCl,b是H2O,氯化氢易溶于水,烧瓶中压强减小,能形成喷泉,故D错误;
故选:B。
11.(3分)NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.标准状况下,11.2LSO2含质子数为16NA
B.1mlN2与3mlH2充分反应,生成NH3分子数目为2NA
C.64gCu与足量浓硫酸反应,被还原H2SO4数目为2NA
D.1mlNH4HCO3与足量NaOH溶液充分反应,消耗OH﹣的数目为NA
【解答】解:A.标准状况下,11.2LSO2含质子数为:×32×NAml﹣1=16NA,故A正确;
B.合成氨为可逆反应,1mlN2与3mlH2充分反应,生成NH3分子数目小于2NA,故B错误;
C.64gCu物质的量为1ml,与足量浓硫酸反应,被还原H2SO4数目为NA,故C错误;
D.1mlNH4HCO3与足量NaOH溶液充分反应,消耗OH﹣的数目为2NA,故D错误;
故选:A。
12.(3分)研究表明,在101kPa和298K下。HCN(g)⇌HNC(g)异构化反应过程的能量变化如图所示。下列说法正确的是( )
A.HNC比HCN稳定
B.HCN与HNC互为同素异形体
C.升高温度,异构化速率加快
D.异构化过程中化学键无变化
【解答】解:A.由图可知,HCN的能量低于HNC,所以HCN更稳定,故A错误;
B.HCN与HNC分子式相同,结构不同,两者互为同分异构体,故B错误;
C.升高温度,反应速率加快,异构化速率加快,故C正确;
D.异构化过程属于化学变化,存在化学键的变化,故D错误;
故选:C。
13.(3分)下列描述及相应的化学方程式或离子方程式正确的是( )
A.FeS与浓硫酸反应制取H2S:FeS+H2SO4(浓)=FeSO4+H2S↑
B.Cu与浓硝酸制NO:3Cu+8H++2=3Cu2++2NO↑+4H2
C.石英砂与焦炭制粗硅:SiO2+CSi+CO2↑
D.用饱和NaHSO3溶液除去SO2中的HCl:+H+=H2O+SO2↑
【解答】解:A.浓硫酸与FeS混合,二者发生氧化还原反应,正确的化学方程式为:2FeS+10H2SO4(浓)═Fe2(SO4)3+10H2O+9SO2↑,故A错误;
B.铜与浓硝酸反应,离子方程式:Cu+4H++2═Cu2++2NO2↑+2H2O,故B错误;
C.在大量焦炭存在的情况下,得到的氧化产物应为CO,故工业上用焦炭与石英砂制粗硅的方程式应为SiO2+2CSi+2CO,故C错误;
D.SO2在饱和NaHSO3溶液中溶解度低,且可发生反应NaHSO3+HCl═NaCl+H2O+SO2↑,对应的离子方程式为:+H+=H2O+SO2↑,故D正确;
故选:D。
14.(3分)根据下列实验操作和现象所得出的结论或解释正确的是( )
A.AB.BC.CD.D
【解答】解:A.二氧化硫与硝酸钡发生氧化还原反应生成硫酸钡,三氧化硫与硝酸钡反应生成硫酸钡,则产生白色沉淀,不能证明SO2气体中是否混有SO3(g),故A错误;
B.氯气氧化KI生成碘,淀粉遇碘变蓝,二氧化硫与碘反应生成硫酸和HI,则蓝色褪去,可知还原性:SO2>I﹣>Cl﹣,故B正确;
C.HCl为无色气体,有色气体X可能为氯气,与氨气反应产生白烟,故C错误;
D.浓盐酸易挥发,与硅酸钠反应生成硅酸,由实验操作和现象,不能证明H2CO3的酸性比H2SiO3的酸性强,故D错误;
故选:B。
二、非选择题(本题共4小题,共58分)
15.(15分)利用元素的化合价推测物质的性质是化学研究的重要手段。如图是硫元素的常见化合价与部分物质类别的对应关系。回答下列问题:
(1)从S元素的化合价变化角度分析,X 只有还原性 (填“只有氧化性”“只有还原性”或“既有氧化性又有还原性”)。
(2)实验室通常用Na2SO3与Z反应制取气体Y,反应的化学方程式为 Na2SO3+H2SO4(浓)=Na2SO4+SO2↑+H2O 。将Y通入紫色石蕊试液中,可观察到的现象是 溶液变红色 。
(3)若将Y与Cl2按体积比1:1通入水中,充分振荡,再将所得溶液滴入品红试液,品红溶液 不褪色 (填“褪色”或“不褪色”),理由是 将SO2与Cl2按体积比1:1通入到品红溶液中发生反应为:SO2+Cl2+2H2O═H2SO4+2HCl,品红溶液不褪色 。
(4)工业上由S制取Z时,一般分三步:①由S生成Y;②由Y生成SO3;③由SO3生成Z,写出步骤②反应的化学方程式: 2SO2+O22SO3 ,步骤③应用 98.3%的浓硫酸 (填试剂)吸收SO3。
(5)Na2S2O3是重要的化工原料。从氧化还原反应的角度分析,下列制备1Na2S2O3的方案理论上可行的是 B (填字母)。
A.Na2S+S
B.Na2SO3+S
C.SO2+Na2SO4
D.Na2SO3+Na2SO4
【解答】解:(1)从S元素的化合价变化角度分析,X 为H2S,其中硫元素化合价﹣2价,只能升高,说明有还原性,
故答案为:只有还原性;
(2)价类图得到,Z为H2SO4,Y为SO2,实验室通常用Na2SO3与浓H2SO4反应制取气体SO2,反应的化学方程式为:Na2SO3+H2SO4(浓)=Na2SO4+SO2↑+H2O,将SO2通入紫色石蕊试液中,可观察到的现象是:溶液变红色,
故答案为:Na2SO3+H2SO4(浓)=Na2SO4+SO2↑+H2O;溶液变红色;
(3)若将SO2与Cl2按体积比1:1通入水中,充分振荡,再将所得溶液滴入品红试液,品红溶液:不褪色,理由是:将SO2与Cl2按体积比1:1通入到品红溶液中发生反应为:SO2+Cl2+2H2O═H2SO4+2HCl,品红溶液不褪色,
故答案为:不褪色;将SO2与Cl2按体积比1:1通入到品红溶液中发生反应为:SO2+Cl2+2H2O═H2SO4+2HCl,品红溶液不褪色;
(4)工业上由S制取Z时,一般分三步:①由S生成SO2;②由SO2生成SO3;③由SO3生成H2SO4,步骤②反应的化学方程式:2SO2+O22SO3,步骤③应用98.3%的浓硫酸吸收SO3,
故答案为:2SO2+O22SO3;98.3%的浓硫酸;
(5)Na2S2O3中S元素平均化合价为+2价,要想制取Na2S2O3,理论上可选择化合价高于+2价和低于+2价的含硫物质发生归中反应得到,
A.Na2S、S中S元素化合价分别是﹣2价、0价,均低于+2价,不符合归中反应条件,故A错误;
B.Na2SO3+S中S元素化合价分别是+4价、0价,符合归中反应条件,故B正确;
C.SO2+Na2SO4中S元素化合价分别是+4价、+6价,均高于+2价,不符合归中反应条件,故C错误;
D.Na2SO3、Na2SO4中S元素化合价分别是+4价、+6价,均高于+2价,不符合归中反应条件,故D错误;
故答案为:B。
16.(14分)氮氧化物是主要的大气污染物之一,可用一氧化碳或活性炭还原氮氧化物,减少大气污染。回答下列问题:
(1)一定条件下,CO与NO反应生成两种无污染的气体,反应的化学方程式为2CO(g)+2NO(g)=N2(g)+2CO2(g),生成1ml N2(g),转移电子的物质的量为 4 ml,为提高该反应的化学反应速率,下列措施可行的是 AC (填字母)。
A.压缩容器体积
B.降低温度
C.使用合适催化剂
D.恒温恒容充入稀有气体
(2)两个10L的密闭容器中分别都加入活性炭(足量)和1.0ml NO,发生反应:C(s)+2NO(g)=N2(g)+CO2(g)。实验测得,两容器中在不同温度下NO和N2的物质的量变化见下表:
①T1℃时,0~5min内,反应速率v(CO2)= 0.0042 ml•L﹣1•min﹣1。
②T2℃时,按表中数据,反应一定达到化学平衡状态的时间段是 9 min~10min,此时,容器中CO2的物质的量浓度是 0.033 ml•L﹣1,NO的平衡转化率为 66% 。
③两容器中温度关系为T1 < (填“>”“<”或“=”)T2。
【解答】解:(1)反应的化学方程式为2CO(g)+2NO(g)=N2(g)+2CO2(g),NO中N是+2价,氮气中N为0价,生成1ml N2(g),转移电子的物质的量为4ml;
A.压缩容器体积,反应物浓度增大,反应速率加快,故A正确;
B.降低温度,反应速率减慢,故B错误;
C.使用合适催化剂,可以降低反应所需的活化能,反应速率加快,故C正确;
D.恒温恒容充入稀有气体,反应物浓度不变,反应速率不变,故D错误;
故答案为:4;AC;
(2)①T1时,0~5min内,氮气的生成量为0.21ml,CO2的生成量为0.21ml,反应速率v(CO2)==0.0042ml•L﹣1•min﹣1,
故答案为:0.0042;
②T2时,按表中数据,9min时反应物减少,生成物增加,反应未达到平衡状态,10min时反应物和生成物的量保持不变,反应达到平衡状态,故反应一定达到化学平衡状态的时间段是9min~10min,此时,氮气的生成量为0.33ml,CO2的生成量为0.33ml,容器中CO2的物质的量浓度是=0.033ml/L,NO的变化量为(1﹣0.34)ml=0.66ml,平衡转化率为 ×100%=66%,
故答案为:9;0.033;66%;
③由表格可知,T2时反应达到平衡状态所需时间短,反应速率快,温度高,故T1<T2,
故答案为:<。
17.(15分)工业上常用浓氨水检验运输氯气的管道是否泄漏。某同学为验证干燥、纯净的氨气与氯气的反应,设计装置如图所示,C装置为氯气与氨气反应的装置。
回答下列问题:
(1)装置A中发生的化学反应方程式是 2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O 。
(2)仪器a的名称为 球形干燥管 ,装置B的作用是 除去氨气中混有的水蒸气 。
(3)装置F中浓盐酸发生反应时体现的性质是 还原性和酸性 。若要得到标准状况下112mLCl2,需MnO2的质量为 0.435g 。
(4)为得到干燥、纯净的氯气,D、E分别应盛放的试剂是 ③ 、 ① (填序号)。
①饱和NaCl溶液
②浓NaOH溶液
③浓硫酸
④饱和NaHCO3溶液
(5)通入C装置的两根导管左边较长、右边较短,目的是 使密度大的氯气与密度小的氨气较快地均匀混合 。实验过程中观察到装置C内出现浓厚的白烟并在容器内壁凝结,经检验发现另一生成物是空气的主要成分之一。写出反应的化学方程式: 3Cl2+8NH3=6NH4Cl+N2 。
【解答】解:(1)装置A用于制取氨气,NH4Cl和Ca(OH)2在加热条件下反应生成氨气,反应为2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O,
故答案为:2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O;
(2)根据仪器a的特征可知,仪器a为球形干燥管,盛装的固体物质是碱石灰,碱石灰具有吸水性,可用于除去氨气中混有的水蒸气,得到干燥、纯净的氨气,
故答案为:球形干燥管;除去氨气中混有的水蒸气;
(3)装置F中浓盐酸和二氧化锰在加热条件下反应生成Cl2,反应为MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O,Cl的化合价部分升高,表现出还原性和酸性,
n(MnO2)=n(Cl2)==0.005ml,消耗m(MnO2)=nM=0.005ml×87g/ml=0.435g,
故答案为:还原性和酸性;0.435g;
(4)浓盐酸能挥发,浓盐酸和二氧化锰在加热条件下反应制取的Cl2中混有HCl气体、可用饱和食盐水吸收除去HCl气体,再通过浓硫酸干燥得到干燥、纯净的氯气,则D、E分别应盛放的试剂是浓硫酸和饱和食盐水,
故答案为:③;①;
(5)氨气密度小于空气,氯气密度大于空气,较长导管通入氨气、较短导管通入氯气,目的是使密度大的氯气与密度小的氨气较快地均匀混合,氯气和氨气反应生成氮气、氯化铵,化学方程式为3Cl2+8NH3=6NH4Cl+N2,
故答案为:使密度大的氯气与密度小的氨气较快地均匀混合;3Cl2+8NH3=6NH4Cl+N2。
18.(14分)电池在日常生活中使用越来越广泛。回答下列问题:
(1)燃料电池是一种高效、环境友好的供电装置,如图为氢氧燃料电池的工作原理示意图,a、b均为惰性电极。
①使用时,空气从 B (填“A”或“B”)口通入。
②b极的电极反应式为 O2+4e﹣+2H2O=4OH﹣ 。
(2)A、B、C、D四种金属按下表中装置进行实验。
①装置甲溶液中的阴离子移向 A (填“A”或“B”)极。
②装置乙中正极的电极反应式为 Ag++e﹣=Ag 。
③四种金属活动性由强到弱的顺序是 D>A>B>C 。
(3)锌电池有望代替铅蓄电池,它的构成材料是锌、空气、某种电解质溶液,发生的总反应方程式是2Zn+O2═2ZnO。则该电池的负极材料是 锌 ;当导线中有0.4ml电子通过时,理论上消耗的O2在标准状况下的体积是 2.24 L。
【解答】解:(1)①氢氧燃料电池工作时,通入氢气的电极为负极、通入氧气的电极为正极,根据图中电子流向可知,a为负极、b为正极,则空气从B口通入,
故答案为:B;
②b为正极,正极上氧气得电子生成氢氧根离子,正极反应式为O2+4e﹣+2H2O=4OH﹣,
故答案为:O2+4e﹣+2H2O=4OH﹣;
(2)①装置甲中B电极上有气泡,则B为正极,A为负极,放电时阴离子移向负极,阴离子移向A电极,
故答案为:A;
②装置乙中C质量增加,Ag+发生得电子的反应生成Ag,则C为正极,B为负极,正极反应式为Ag++e﹣=Ag,
故答案为:Ag++e﹣=Ag;
③装置甲中B电极上有气泡,则B为正极,A为负极,金属活动性:A>B;装置乙中C质量增加,则C为正极,B为负极,金属活动性:B>C;装置丙中D不断溶解,则A为正极,D为负极,金属活动性:D>A,所以四种金属活动性由强到弱的顺序为D>A>B>C,
故答案为:D>A>B>C;
(3)锌、空气、某种电解质溶液组成的原电池工作时,Zn发生失电子的氧化反应、作负极,石墨作正极,正极反应为O2+4e﹣+2H2O=4OH﹣,则n(O2)=n(e﹣)=0.1ml,标准状况下的体积为0.1ml×22.4L/ml=2.24L,
故答案为:锌;2.24。选项
实验操作和现象
结论或解释
A
检验SO2气体中是否混有SO3(g):将气体通入Ba(NO3)2溶液,有白色沉淀生成
混有SO3(g)
B
淀粉﹣KI溶液中通入少量Cl2,再通入SO2,溶液先出现蓝色,后蓝色褪去
还原性:SO2>I﹣>Cl﹣
C
用蘸有浓氨水的玻璃棒靠近某有色气体X,出现白烟
该气体只能是HCl
D
用大理石和盐酸反应制取CO2气体,将气体立即通入一定浓度的Na2SiO3溶液中,出现白色沉淀
H2CO3的酸性比H2SiO3的酸性强
物质的量/ml
容器1(T1/℃)
容器2(T2/℃)
0
5min
9min
10min
12min
0
5min
9min
10min
NO
1.0
0.58
0.42
0.40
0.40
1.0
0.50
0.34
0.34
N2
0
0.21
0.29
0.30
0.30
0
0.25
0.33
0.33
装置
现象
B表面产生气泡
C质量增加
D极不断溶解
选项
实验操作和现象
结论或解释
A
检验SO2气体中是否混有SO3(g):将气体通入Ba(NO3)2溶液,有白色沉淀生成
混有SO3(g)
B
淀粉﹣KI溶液中通入少量Cl2,再通入SO2,溶液先出现蓝色,后蓝色褪去
还原性:SO2>I﹣>Cl﹣
C
用蘸有浓氨水的玻璃棒靠近某有色气体X,出现白烟
该气体只能是HCl
D
用大理石和盐酸反应制取CO2气体,将气体立即通入一定浓度的Na2SiO3溶液中,出现白色沉淀
H2CO3的酸性比H2SiO3的酸性强
物质的量/ml
容器1(T1/℃)
容器2(T2/℃)
0
5min
9min
10min
12min
0
5min
9min
10min
NO
1.0
0.58
0.42
0.40
0.40
1.0
0.50
0.34
0.34
N2
0
0.21
0.29
0.30
0.30
0
0.25
0.33
0.33
装置
现象
B表面产生气泡
C质量增加
D极不断溶解
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