重庆一中学年高二上期期中考试化学试题卷含答案.docx
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重庆一中学年高二上期期中考试化学试题卷含答案
高2021级高二上期期中考试化学试题卷
注意事项:
1.答题前,务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡规定的位置上。
2.答选择题时,必须使用2B铅笔将答题卡上对应题目的答案标号涂黑,如需改动,用橡皮擦擦干净后,再选涂其它答案标号。
3.答非选择题时,必须使用0.5毫米黑色签字笔,将答案书写在答题卡规定的位置上。
4.所有题目必须在答题卡上作答,在试题卷上答题无效。
可能用到相对原子质量:
H1C12N14O16Na23Ni59
Ⅰ卷(选择题)
一、选择题
1.我国科学家研发了一种室温下“可呼吸”的Na-CO2二次电池。
将NaClO4溶于有机溶剂作为电解液,钠和负载碳纳米管的镍网分别作为电极材料,电池的总反应为:
3CO2+4Na
2Na2CO3+C。
下列说法错误的是()
A.放电时,ClO4-向负极移动
B.充电时释放CO2,放电时吸收CO2
C.放电时,正极反应为:
3CO2+4e-=2CO32-+C
D.充电时,正极反应为:
Na++e-=Na
【答案】D
【解析】
【分析】
原电池中负极发生失去电子的氧化反应,正极发生得到电子的还原反应,阳离子向正极移动,阴离子向负极移动,充电可以看作是放电的逆反应,据此解答。
【详解】A.放电时是原电池,阴离子ClO4-向负极移动,A正确;
B.电池的总反应为3CO2+4Na
2Na2CO3+C,因此充电时释放CO2,放电时吸收CO2,B正确;
C.放电时是原电池,正极是二氧化碳得到电子转化为碳,反应为:
3CO2+4e−=2CO32-+C,C正确;
D.充电时是电解,正极与电源
正极相连,作阳极,发生失去电子的氧化反应,反应为2CO32-+C-4e−=3CO2,D错误。
答案选D。
【点睛】本题以我国科学家发表在化学顶级刊物上的“一种室温下可呼吸的钠、二氧化碳二次电池”为载体考查了原电池和电解池的工作原理,掌握原电池和电解池的工作原理是解答的关键,注意充电与放电关系的理解。
本题很好的弘扬了社会主义核心价值观个人层面的爱国精神,落实了立德树人的教育根本任务。
2.如图所示装置中,a、b都是惰性电极,通电一段时间后,b极附近溶液呈红色,则下列说法正确的是()
A.X是正极,Y是负极,CuSO4溶液的pH逐渐减小
B..X是正极,Y是负极,CuSO4溶液的pH保持不变
C.X是负极,Y是正极,CuSO4溶液的pH逐渐减小
D.X是负极,Y是正极,CuSO4溶液的pH保持不变
【答案】A
【解析】
【分析】
b极变红,说明b处有氢氧根离子,氢离子在b处发生反应。
【详解】A选项,b是氢离子反应说明b是阴极,则Y是负极,X是正极,电解CuSO4溶液生成铜、氧气和硫酸,因此溶液pH逐渐减小,故A正确;
B选项,b是氢离子反应说明b是阴极,则Y是负极,X是正极,电解CuSO4溶液生成铜、氧气和硫酸,因此溶液pH逐渐减小,故B错误;
C选项,b是氢离子反应说明b是阴极,则Y是负极,X是正极,故C错误;
D选项,b是氢离子反应说明b是阴极,则Y是负极,X是正极,故D错误;
综上所述,答案为A。
3.工业上用电解法处理含镍酸性废水并得到单质Ni的原理如图所示。
下列说法不正确的是()
已知:
①Ni2+在弱酸性溶液中发生水解②氧化性:
Ni2+(高浓度)>H+>Ni2+(低浓度)
A.碳棒上发生的电极反应:
4OH--4e-
O2↑+2H2O
B.电解过程中,B室中NaCl溶液的物质的量浓度将不断减小
C.为了提高Ni的产率,电解过程中需要控制废水pH
D.若将图中阳离子膜去掉,将A、B两室合并,则电解反应总方程式发生改变
【答案】B
【解析】
【详解】由图知,碳棒与电源正极相连是电解池的阳极,电极反应4OH--4e-=2H2O+O2↑,镀镍铁棒与电源负极相连是电解池的阴极,电极反应Ni2++2e-=Ni。
电解过程中为平衡A、C中的电荷,A中的Na+和C中的Cl-分别通过阳离子膜和阴离子膜移向B中,这使B中NaCl溶液的物质的量浓度不断增大。
又因Ni2+在弱酸性溶液中易发生水解;氧化性:
Ni2+(高浓度)>H+>Ni2+(低浓度),为了提高Ni的产率,电解过程中需要控制废水pH。
若将图中阳离子膜去掉,由于放电顺序Cl->OH-,则Cl-移向阳极放电:
2Cl---2e-=Cl2↑,电解反应总方程式会发生改变。
故B错误选B。
4.近期,柔性屏手机开始崭露头角。
某柔性屏手机的柔性电池以碳纳米管做电极材料,以ZnSO4溶液的有机高聚物为固态电解质,其电池总反应为:
MnO2+
Zn+(1+
)H2O+
ZnSO4
MnOOH+
ZnSO4·3Zn(OH)2·xH2O,其电池结构如图1所示,图2是有机高聚物的结构片段。
下列说法中,正确的是
A.充电时,含有锌膜的碳纳米管纤维一端连接电源正极
B.放电时,电池的正极反应为:
MnO2+e-+H+=MnOOH
C.充电时,Zn2+移向Zn膜
D.有机高聚物中的氢键是一种特殊的化学键,键能大于共价键,能使高聚物更稳定
【答案】C
【解析】
【分析】
根据电池总反应为:
MnO2+
Zn+(1+
)H2O+
ZnSO4
MnOOH+
ZnSO4·3Zn(OH)2·xH2O,放电时锌失去电子,被氧化,为负极,MnO2为正极,结合原电池和电解池原理分析解答。
【详解】A.放电时,锌为负极,充电时,含有锌膜的碳纳米管纤维一端应该连接电源负极,故A错误;
B.放电过程正极上是二氧化锰得到电子生成MnOOH,以吸收ZnSO4溶液的有机高聚物做固态电解质,电极反应中不应该出现氢离子,故B错误;
C.放电过程中锌做负极,充电过程中锌做阴极,通电时阳离子移向阴极,充电时,Zn2+移向Zn膜,故C正确;
D.氢键是一种特殊的分子间作用力,不属于化学键,故D错误;
故选C。
5.已知t℃时AgCl的Ksp=4×10-10,在t℃时,Ag2CrO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。
下列说法错误的是( )
A.在t℃时,Ag2CrO4的Ksp为1×10-11
B.在饱和溶液中加入K2CrO4(s)可使溶液由Y点到Z点
C.在t℃,Ag2CrO4(s)+2Cl-(aq)
2AgCl(s)+CrO
(aq)平衡常数K=6.25×107
D.在t℃时,以0.001mol·L-1AgNO3溶液滴定20mL0.001mol·L-1KCl和0.001mol·L-1的K2CrO4的混合溶液,CrO
先沉淀
【答案】D
【解析】
A.在t℃时,Ag2CrO4的Ksp为Ksp(Ag2CrO4)=c2(Ag+)c(CrO42-)=(1×10-3)2×10-5=1×10-11,A正确;B.在饱和溶液中加入K2CrO4(s),c(CrO42-)增大,可使溶液由Y点到Z点,故B正确;C.在t℃,Ag2CrO4(s)+2Cl-(aq)
2AgCl(s)+CrO
(aq)的平衡常数K=
×
=
=6.25×107,故C正确;D.在t℃时,开始产生AgCl沉淀时,c(Ag+)=
=4×10-7mol/L,开始产生Ag2CrO4沉淀时,[
=1×10-4mol/L,所以Cl-沉淀需要的c(Ag+)较小而先沉淀,故D错误。
故选D。
6.常温下,下列溶液中的离子浓度关系式正确的是
A.pH=2的H2C2O4(二元弱酸)溶液与pH=12的NaOH溶液任意比例混合:
c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(
)
B.pH=a的氨水溶液中,c(NH3·H2O)=10-amol/L
C.新制氯水中:
c(Cl-)>c(H+)>c(OH-)>c(ClO-)
D.pH相同的①CH3COONa,②NaHCO3,③NaClO三种溶液的c(Na+):
①>②>③
【答案】D
【解析】
【详解】A.pH=2的H2C2O4溶液与pH=12的NaOH溶液任意比例混合,溶液中存在电荷守恒,c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HC2O4-)+2c(C2O42-),故A错误;
B.一水合氨为弱电解质,pH=a的氨水溶液中,c(NH3·H2O)>10-amol/L,故B错误;
C.新制氯水中含有HCl和HClO,两种酸电离导致溶液呈酸性,其中HCl完全电离,HClO部分电离,但电离程度较小,溶液呈酸性,溶液中氢氧根离子浓度很小,所以离子浓度大小顺序是c(H+)>c(Cl-),故C错误;
D.等浓度时对应酸的酸性越弱,水解程度越大,溶液的pH越大,酸性醋酸>碳酸>HClO,则pH相同的①CH3COONa、②NaHCO3、③NaClO三种溶液,盐溶液的浓度为①>②>③,其c(Na+)为①>②>③,故D正确;
故选D。
7.下列关于甲烷的叙述正确的是
A.甲烷分子的立体结构是正四面体,所以CH2Cl2有两种不同结构
B.甲烷不能使酸性KMnO4溶液褪色
C.甲烷可以与氯气发生取代反应,因此,甲烷可以使氯水褪色
D.甲烷的球棍模型为
【答案】B
【解析】
【详解】A.甲烷为正四面体结构,所以CH2Cl2只有一种构型,故A错误;
B.甲烷的性质比较稳定,通常状况下,与酸、碱不反应,不能被酸性高锰酸钾溶液氧化,故B正确;
C.甲烷与氯气在光照条件下发生取代反应,但与氯水不反应,故C错误;
D.氢原子半径比碳小,甲烷的球棍模型为:
,故D错误;
故选B。
【点睛】本题的易错点为D,要注意球棍模型和比例模型中原子的相对大小。
8.我国某大城市今年夏季多次降下酸雨。
据环保部门测定,该城市整个夏季酸雨的pH平均为3.2。
在这种环境中的铁制品极易被腐蚀。
对此条件下铁的腐蚀的叙述不正确的是( )
A.此腐蚀过程有化学腐蚀也有电化学腐蚀
B.发生电化学腐蚀时的正极反应为2H2O+O2+4e-=4OH-
C.在化学腐蚀过程中有氢气产生
D.发生电化学腐蚀时的负极反应为Fe-2e-=Fe2+
【答案】B
【解析】
【详解】A.此腐蚀过程有化学腐蚀也有电化学腐蚀,以电化学腐蚀为主,A正确;
B.在弱酸性环境中铁发生的析氢腐蚀,故正极为2H++2e-=H2↑,B错误;
C.铁与氢离子发生置换反应生成氢气,在化学腐蚀过程中有氢气产生,C正确;
D.发生电化学腐蚀时铁是负极,负极反应为Fe-2e-=Fe2+,D正确;
答案选B。
9.某同学将AgNO3、Cu(NO3)2、NaNO3溶于水配成混合溶液,然后用石墨电极对该溶液进行电解。
下列说法不正确的是
A.电解过程中,阴极上先析出Ag,然后析出Cu,最后析出Na
B.阳极上产生的气体是O2
C.若电解时间足够长,滴入几滴酚酞试液,溶液呈无色
D.电解后,溶液中有HNO3生成
【答案】A
【解析】
【分析】
将AgNO3、Cu(NO3)2、NaNO3溶于水配成混合溶液,然后用石墨电极对该溶液进行电解,溶液中存在Ag+、Cu2+、Na+、NO3-,以及少量的H+、OH-。
根据离子的放电顺序分析判断。
【详解】A.电解过程中,阴极上是溶液中的阳离子放电,先析出Ag,然后析出Cu,再析出氢气,不能析出Na,故A错误;
B.阳极上发生氧化反应,溶液中的氢氧根离子放电,产生的气体是O2,故B正确;
C.电解AgNO3、Cu(NO3)2,会析出银和铜,同时生成硝酸和氧气,电解NaNO3溶液,就是电解水,若电解时间足够长,最终溶液显酸性,滴入几滴酚酞试液,溶液呈无色,故C正确;
D.电解AgNO3、Cu(NO3)2,会析出银和铜,同时生成硝酸和氧气,电解NaNO3溶液,就是电解水,电解后,溶液中有HNO3生成,故D正确;
故选A。
10.常温下,下列各组离子能大量共存的是
A.pH=12的溶液中:
K+、Na+、Br-、
B.无色溶液中:
H+、K+、
、
C.c(Fe3+)=0.1mol·L-1的溶液中:
K+、H+、SCN-、I-
D.由水电离出的c(OH-)=1.0×10-13mol·L-1的溶液中:
Na+、
、
、
【答案】A
【解析】
A.pH=12的溶液呈碱性,OH-、K+、Na+、Br-、
各离子之间相互不反应,能大量共存,选项A正确;B.无色溶液中不存在
离子,且H+、
、
之间能发生氧化还原反应,选项B错误;C.Fe3+与SCN-发生络合反应,且Fe3+与I-发生氧化还原反应而不能大量共存,选项C错误;D.由水电离出的c(OH-)=1.0×10-13mol·L-1的溶液可能呈酸性也可能呈碱性,但无论酸性还是碱性,
均不能大量存在,选项D错误。
答案选A。
11.下列装置能将化学能转化为电能的是
A.硅太阳能电池
B.太阳能热水器
C.燃气灶
D.锂离子电池
【答案】D
【解析】
【详解】A.硅是良好的光电材料,硅太阳能电池能将太阳能转化为电能,故A不符合题意;
B.太阳能热水器为将太阳能转化为热能的装置,故B不符合题意;
C.燃气灶为将化学能转化为热能的装置,故C不符合题意;
D.锂离子电池为原电池,是将化学能转化为电能的装置,故D符合题意;
故选D。
12.下列事实与盐类水解无关的是
A.金属焊接时可用NH4Cl溶液作除锈剂B.配制FeSO4溶液时,加入一定量Fe粉
C.长期施用铵态氮肥会使土壤酸化D.使用泡沫灭火器灭火
【答案】B
【解析】
【详解】A.NH4Cl溶液水解显酸性,能和铁锈反应从而除去铁锈,和盐类水解有关,故A不选;
B.2Fe3++Fe=3Fe2+,配制FeSO4溶液时,为了防止亚铁离子被氧化,需要加入少量铁粉,和盐类
水解无关,故B选;
C.铵盐溶液中铵根离子水解显酸性,长期施用铵态氮肥会使土壤酸化,和盐类的水解有关,故C不选;
D.泡沫灭火器中硫酸铝与碳酸氢钠相互促进水解生成二氧化碳气体,可用于灭火,与盐类的水解有关,故D不选;
故选B。
13.下列有关电解质的描述正确的是
A.纯净的强电解质在液态时,有的导电,有的不导电
B.氯化钾溶液在电流作用下电离成钾离子和氯离子
C.碳酸钡难溶于水,所以碳酸钡属于弱电解质
D.二氧化硫溶于水能部分转化成离子,故二氧化硫属于弱电解质
【答案】A
【解析】
【详解】A.纯净的强电解质在液态时,若为共价化合物,在液态时,不导电,若为离子化合物,在液态时能导电,故A正确;
B.氯化钾溶液在水分子作用下电离成钾离子和氯离子,在电流作用下发生电解,故B错误;
C.碳酸钡难溶于水,但溶于水的部分能完全电离,属于强电解质,故C错误;
D.二氧化硫溶于水生成亚硫酸,亚硫酸能部分电离成离子,而二氧化硫不能电离,故二氧化硫属于非电解质,故D错误;
故选A。
【点睛】本题的易错点为D,要注意判断电解质时,溶液中的离子必须是自身电离出来的,不能是与水反应的产物电离的。
14.网络图片“一脸辛酸”中,出现了有机物辛酸(分子式:
C8H16O2,键线式:
)。
辛酸天然品存在于肉豆蔻、柠檬草、苹果、椰子油、葡萄酒、酒花等中,稀释后呈现水果香气。
下列说法中正确的是
A.只要含碳的化合物就是有机物
B.辛酸属于烷烃
C.有机物只溶于有机溶剂,不溶于水,所以辛酸不溶于水
D.许多有机物不仅存在于生物体内,也可以人工合成
【答案】D
【解析】
【详解】A.有机物都含碳元素,但含碳元素的化合物不一定是有机物,如一氧化碳、二氧化碳和碳酸盐等,虽然含有碳元素,但属于无机物,故A错误;
B.辛酸中含有氧元素,不属于烷烃,属于烃的含氧衍生物,故B错误;
C.有的有机物能够溶于水,如乙醇、乙醛等均溶于水,也易溶于有机溶剂,故C错误;
D.许多有机物不仅存在于生物体内,也可以人工合成,如蛋白质,故D正确;
故选D。
15.甲酸(HCOOH)是一种常见
一元弱酸,在水溶液中存在如下电离平衡:
HCOOH
H++HCOO-,下列有关说法不正确的是
A.在该溶液中,c(H+)略大于c(HCOO-)
B.向该溶液中加入NaOH固体,电离平衡正向移动,pH值增大
C.将氯化氢气体通入溶液中,平衡逆向移动,c(HCOO-)增大
D.将溶液加水稀释,c(OH-)增大
【答案】C
【解析】
【详解】A.在该溶液中,存在甲酸和水
2个电离平衡,均会电离出氢离子,使得c(H+)略大于c(HCOO-),故A正确;
B.向该溶液中加入NaOH固体,c(H+)减小,电离平衡正向移动,pH值增大,故B正确;
C.将氯化氢气体通入溶液中,c(H+)增大,平衡逆向移动,c(HCOO-)减小,故C错误;
D.将溶液加水稀释,促进甲酸的电离平衡正向移动,但c(H+)和c(HCOO-)均减小,由于水的离子积常数不变,因此c(OH-)增大,故D正确;
故选C。
16.铅蓄电池的工作原理为:
研读下图,下列
判断不正确的是
A.K闭合时,d电极反应式:
B.当电路中转移0.2mol电子时,I中消耗的
为0.2mol
C.K闭合时,II中
向c电极迁移
D.K闭合一段时间后,II可单独作为原电池,d电极为正极
【答案】C
【解析】
略
II卷(共4题)
二、填空题
17.氨是最重要的化工原料之一,自20世纪初以来,工业上合成氨主要依赖Haber-Bosch技术。
探索新的合成氨的方法一直是重要课题。
(1)最新的“人工固氮”研究报道:
在常温、常压、光照条件下,N2在催化剂表面与水发生反应,直接生成氨气和氧气。
已知:
N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)
H=-akJ/mol
2H2(g)+O2(g)=2H2O
(1)
H=-bkJ/mol
写出上述固氮反应的热化学方程式:
_______________。
(2)恒温、恒容条件下,在容器中模拟Haber-Bosch法合成氨,如下图(图中所示数据为初始物理量)。
t分钟后反应达到平衡,生成的NH3为0.4mol。
①判断该容器中的反应达平衡的依据是_______(填字母)。
a.压强不随时间改变
b.气体的密度不随时间改变
c.c(N2)不随时间改变
d.单位时间内生成2molNH3的同时消耗1molN2
e.单位时间内断裂3molH-H键,同时断裂6molN-H键
②该条件下容器中反应的平衡常数K=___;平衡时,混合气体压强p平=____(用初始压强p0表示)。
(3)近期,两位希腊化学家提出了电解合成氨的新思路:
采用高质子导电性的SCY陶瓷(能传递H+)为介质,实现了高温(570℃)常压下高转化率的电解法合成氨,转化率可达到78%,装置如图:
钯电极A是电解池的_____极(填“阳”或“阴”),阴极反应式为________________________________。
(4)合成氨需要纯净的氮气和氢气,在制取原料气的过程中,常混有一些杂质,其中的某些杂质会使合成氨的催化剂“中毒”,所以必须除去。
例如,用稀氨水吸收H2S杂质:
NH3·H2O+H2S
+HS-+H2O,若将标况下22.4LH2S通入1L1mol/LNH3·H2O中进行吸收,则达到平衡时,H2S的吸收效率为_________%(结果保留两位有效数字)。
(注:
吸收效率=c(H2S)已反应/c(H2S)总)(已知常温下NH3·H2O的电离平衡常数Kb=2×10-5,H2S的电离平衡常数Ka1=5×10-8,Ka2=7.1×10-15)
【答案】
(1).2N2(g)+6H2O(l)=4NH3(g)+3O2(g)
H=(3b-2a)kJ/mol
(2).ace(3).
(或14.8)(4).
P0(5).阴(6).N2+6e-+6H+=2NH3(7).91
【解析】
【分析】
(1)根据盖斯定律分析解答;
(2)①根据可逆反应到达平衡时,正、逆速率相等,各组分的浓度、含量保持不变分析判断;②根据三段式列式计算;
(3)电解池中,阳离子移向阴极,在阴极上发生还原反应;
(4)首先计算NH3·H2O+H2S
+HS-+H2O的平衡常数,再假设反应的H2S为物质的量浓度为x,根据平衡常数列式计算。
【详解】
(1)①N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)△H=-akJ/mol,②O2(g)+2H2(g)═2H2O(l)△H=-bkJ/mol,根据盖斯定律,将①×2-②×3得到反应2N2(g)+6H2O(l)═4NH3(g)+3O2(g)△H=(3b-2a)kJ/mol,故答案为:
2N2(g)+6H2O(I)=4NH3(g)+3O2(g)△H=(3b-2a)kJ/mol;
(2)①a.该反应反应后气体物质的量减小,恒温恒容下容器内压强减小,当压强不随时间改变,说明到达平衡状态,故a正确;b.混合气体总质量不变,容器容积不变,混合气体的密度始终不变,混合气体的密度不变,不能说明到达平衡状态,故b错误;c.到达平衡时各组分浓度保持不变,c(N2)不随时间改变,说明到达化学平衡状态,故c正确;d.单位时间内生成2molNH3的同时消耗1molN2,均表示正反应速率,反应始终按该比例关系进行,不能说明到达平衡状态,故d错误;e.单位时间内断裂3molH-H键,同时断裂6molN-H键,而断裂6molN-H键会生成3molH-H键,氢气的生成速率与消耗速率相等,说明反应到达平衡,故e正确,故选:
ace;
②甲容器t分钟后反应均达到平衡,生成的NH3均为0.4mol,则:
N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)
起始量(mol):
0.4 1.2 0
变化量(mol):
0.2 0.6 0.4
平衡量(mol):
0.2 0.6 0.4
则平衡常数K=
=
=
;恒温恒容下压强之比等于气体物质的量之比,则平衡时,甲的压强P平=
P0=
P0,故答案为:
;
P0;
(3)电解池中,氢离子移向阴极,所以钯电极A是电解池的阴极,阴极发生还原反应,氮气在阴极上放电,与氢离子结合生成氨气,即N2+6e-+6H+=2NH3,阳极反应式为:
H2-2e-=2H+,故答案为:
阴;N2+6e-+6H+=2NH3;
(4)标况下22.4LH2S的物质的量=
=1mol,1L1mol/LNH3·H2O中含有1molNH3·H2O,NH3·H2O+H2S
+HS-+H2O的平衡常数K=
=
=
×
×
=Kb×Ka1×
=2×10-5×5×10-8×
=100,设反应的H2S为物质的量浓度为x,因此100=
,解得x=
mol/L,则吸收效率=
×100%=
×100%=91%,故答案为:
91。
【点睛】本题的难点为(4),要注意结合NH3·H2O和H2S的电离平衡常数计算出NH3·H2O+H2S
+HS-+H2O的平衡常数,再根据平衡常数计算。
18.高铁酸钾(K2FeO4)是一种高效净水剂,同时也是高能电池正极的优良材料。
已知:
K2FeO4易溶于水,其溶液呈紫色、微溶于浓KOH溶液,在0℃~5℃的强碱性溶液中较稳定。
某小组同学拟用以下装置制备并探究高铁酸钾的性质。
I.K2FeO4的制备,装置如图所示(夹持装置略):
(1)盛放二氧化锰的仪器名称是_______________。