【文档说明】重庆市西南大学附属中学2022-2023学年高一下学期期末考试化学试题 含解析.docx,共(19)页,1.281 MB,由小赞的店铺上传
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西南大学附属中学2022-2023学年度下期期末考试高一化学试题满分:100分,考试时间:75分钟注意事项:1.答卷前考生务必把自己的姓名,准考证号填写在答题卡上。2.回答选择题时用2B铅笔将答题卡上对应题目的答案标号涂黑
;回答非选择题时,用0.5毫米黑色墨迹签字笔将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效。3.考试结束后,将答题卡交回(试题卷自己保管好,以备评讲)。可能用到的相对原子质量:H-1C-12N-14O-16Na-23Fe-56Cu-64一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42分。在每小题给出的四
个选择中,只有一项是符合题目要求的。1.据我国古代第一部药物学专著《神农本草经》记载:“石流黄(即硫黄)能化金银铜铁锌奇物”,所得产物不.可能是A.Ag2SB.CuSC.FeSD.ZnS【答案】B【解析】【详解】S单质的氧化性比较弱,所以只能将变价金属氧
化为低价,所以将Ag、Cu、Fe、Zn氧化为+1、+1、+2、+2,转化为Ag2S、Cu2S、FeS、ZnS,所以选项A、C、D有可能;S氧化Cu应该转化为低价的Cu2S,选项是B不可能的。选B。2.下列事实能用
勒夏特列原理解释的是A.打开可乐瓶盖,有大量气泡产生B.已知工业合成氨是放热反应,反应条件选择高温C.SO2催化氧化时,使用催化剂加快化学反应速率D.22H(g)I(g)2HI(g)+,平衡后压缩容器,体系颜色加深【答案】A【解析】【详解】A.
2322HCOHOCO+,打开可乐瓶盖后,压强减小,平衡正向移动,所以有大量气泡逸出,故能用勒夏特列原理解释,选A;B.合成氨反应中,反应温度越高,反应速率越快,但是该反应为放热反应,温度高转化率会降低,而且在500℃左右催化剂活性最高,所以从
催化剂活性等综合因素考虑选择500℃左右合适,不能用勒夏特列原理解释,不选B;C.SO2催化氧化时,使用催化剂加快化学反应速率但不影响平衡,不能用勒夏特列原理解释,不选C;D.22H(g)I(g)2HI(g)+,加压后平衡不发生移动,颜色加深是因为I2的浓度增大,不能用勒夏特列原理解释,不
选D;答案选A。3.下列有关化学方程式书写正确的是A.电解法冶炼铝:322AlCl2Al3Cl+电解B.用硫酸铜溶液吸收H2S气体:22CuSCuS+−+=C.FeS与过量稀硝酸反应:332FeS4HNOFeNOS2HO+−+++=+++D
.Fe3O4和过量HI溶液反应:32342FeO8HI2FeFe4HO8I++−+=+++【答案】C【解析】【详解】A.氯化铝是共价化合物,熔融时不导电,工业上用电解熔融氧化铝的方法制取铝,A错误;B.氢硫酸是弱酸,用硫酸铜溶液吸收H2S气体:2+2CuHS
CuS2H++=+,B错误;C.FeS与过量稀硝酸反应发生氧化还原反应:332FeS4HNOFeNOS2HO+−+++=+++,C正确;D.HI是强酸,铁离子和碘离子发生氧化还原反应,则Fe3O4和过量HI溶液反应:+-2
3422FeO8H+2IFe4HOI3++=++,D错误;答案选C。4.NA代表阿伏加德罗常数的数值。下列说法正确的是A.14gN2和CO混合气体中含有的分子数为0.5NAB.标准状况下,2.24L的H2O中含有的H-O键数为0.2NAC.标准状况下,2.24LCO
2与足量Na2O2充分反应转移电子数为0.2NAD.一定条件下,2molSO2与1molO2充分反应,生成SO3分子数为2NA【答案】A【解析】【详解】A.N2和CO的摩尔质量均为28g/mol,则14gN2和CO混合气体的物质的量为0.5mol,含有的
分子数为0.5NA,故A正确;B.标准状况下,水不是气体,2.24L的H2O的物质的量远大于1mol,含有的H-O键数远大于2NA,故B错误;C.2222322NaO2CO2NaCOO+=+反应中存在22CO2e
−,则标准状况下2.24L即0.1molCO2转移0.1mol电子,转移电子数0.1NA,故C错误;D.SO2与O2充分反应生成SO3属于可逆反应,所以将2molSO2与1molO2充分反应,生成SO3分子数小于2NA,故D错误;故选:A。5.下列说法正确的是A.在常温下可以进行的反应一定是放热反
应B.相同条件下,等量的硫蒸气和硫粉分别完全燃烧,前者放出热量少C.可燃物的系数为1的燃烧反应的焓变即为该可燃物的燃烧热D.已知12NaOH(aq)HCl(aq)NaCl(aq)HO(l)Δ57.4kJmolH−+=+=−则含0.5molN
aOH的稀溶液与稀醋酸完全中和,放出的热量小于28.7kJ【答案】D【解析】【详解】A.氢氧化钡晶体和氯化铵晶体的反应是吸热反应、该反应在室温下即可发生,A错误;B.相同条件下,等量的硫蒸气能量高于硫粉,则等量的硫
蒸气和硫粉分别完全燃烧,前者放出热量多,B错误;C.燃烧热是101kPa时,1mol可燃物完全燃烧生成稳定产物时的反应热,常见元素的稳定产物:C→CO2(g)、H→H2O(l),则可燃物的系数为1的燃烧反应的焓变不一定为该
可燃物的燃烧热,C错误;D.已知NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)ΔH=-57.4kJ/mol,则含0.5molNaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和,放出的热量为28.7kJ,醋酸是弱电解质
、电离吸热,则含0.5molNaOH的稀溶液与稀醋酸完全中和,放出的热量小于28.7kJ,D正确;答案选D。6.已知:12221H(g)O(g)HO(g)Δ242kJmol2H−+==−,断开1molO=O键和1molH-O键所吸收的能量分别为49
6kJ和463kJ,则断开1molH—H键所吸收的能量为为A.436kJB.557kJC.872kJD.920kJ【答案】A【解析】【详解】设断开1molH—H键所吸收的能量为xkJ,反应热ΔH=断裂反应物化
学键吸收的能量-形成生成物化学键释放的能量=xkJ·mol-1+12×496kJ·mol-1-2×463kJ·mol-1=-242kJ·mol-1,解得x=436,故A正确;故选A。7.下列有关实验能够达到相应实验目的的是A.图甲用于中和热的测
定B.图乙用于测定H2O2溶液的分解速率C.图丙用于用CCl4溶液萃取碘水中的碘D.图丁用于蒸干NH4Cl溶液制备NH4Cl晶体【答案】C【解析】【详解】A.铜质搅拌器会加速热量散失,不能用于中和热测定,A错误;B.图乙中,长颈漏斗未进行液
封,产生的氧气会漏气,不能测定体积,不能用于反应速率测定,B错误;C.用CCl4可以萃取碘水中的碘,C正确;D.用该装置蒸干NH4Cl,会发生分解反应,产生NH3和HCl,不能得到NH4Cl固体,D错误;故选C。8.依据图示关系,下列说法错误..的是A.4
5ΔΔHHB.石墨比金刚石稳定C.14Δ112.4kJmolH−=+D.12C(,s)CO(g)2CO(g)Δ172.5kJmolH−+==+石墨【答案】C【解析】【分析】依据图示关系,反应Ⅰ11C(,s)C(,s)Δ1.9k
JmolH−==+金刚石石墨;反应Ⅱ12221CO(g)O(g)CO(g)Δ-283kJmol2H−+==;反应Ⅲ1223C(,s)O(g)CO(g)Δ-393.5kJmolH−+==石墨;反应Ⅳ241C(,s)O(g)CO(g)Δ2H+=金刚石;反应Ⅴ251C(,s)O(g)CO(g
)Δ2H+=石墨;【详解】A.按盖斯定律,反应Ⅴ=反应Ⅰ+反应Ⅳ,514ΔΔ=+ΔHHH,则45ΔΔHH,A正确;B.由反应Ⅰ11C(,s)C(,s)Δ1.9kJmolH−==+金刚石石墨知,等量的石墨能量比金刚石低,石墨比金刚石稳定,B正确;C.由盖斯定律知,反应Ⅲ=反应Ⅰ
+反应Ⅳ-反应Ⅱ,则14312ΔΔΔΔ-112.4kJm-o-lHHHH−==,C错误;D.结合选项A和选项C,()11514ΔΔ+Δ1.9-112.4kJmJ===ol-110.5kmolHHH−−+由盖斯定律,2反应Ⅴ-反应Ⅲ得目标反应:2C(,s)CO(g
)2CO(g)ΔH+=石墨,1532Δ2ΔΔΔ172.5k-Jmo-lHHHH−==+,D正确;选C。9.已知化合物A与H2O在一定条件下反应生成化合物B与HCOOH,其反应历程如图所示,其中TS表示过渡态,I表示中间体。下列说法错误..的是A.I1→I2的反应为该反应的
决速步B.该反应过程中一定存在H-O键断裂C.反应达到平衡状态后,升温使平衡逆向移动D.使用催化剂能改变反应活化能和反应热【答案】D【解析】【详解】A.多步反应历程的决速步是反应最慢的一步,即活化能最大的一步,从图中可知,I1→I2的活化能最大,故I1→I2反应为该反应的决速步,A正确
;B.已知化合物A与H2O在一定条件下反应生成化合物B与HCOOH,则该反应过程中一定存在H-O键断裂,B正确;C.该反应的起始相对能量高于最终产物的相对能量,说明该反应是放热反应,则平衡状态时,升温使反
应逆向移动,C正确;D.使用更高效的催化剂可降低反应所需的活化能,但不能降低反应热,反应热只与反应物总能量和生成物总能量差值相关,与反应过程无关,D错误;故选D。10.下列有关图像描述正确的是A.图甲表示反应A(g)3B(g)2C(g)Δ0H+,则t₀时刻为增大压强B.由图乙可知满
足反应2A(g)3B(g)2C(g)Δ0H+C.图丙表示的反应方程式为:B3C2A+D.图丁表示反应:2A(g)3B(g)3C(g)Δ0H+,y轴可表示物质B的转化率【答案】B【解析】【详解】A.反应A(g)+3B(g)2C(g)的正反应气体分子数减少,增大压强,正反应速率
增大的倍数大于逆反应速率增大的倍数,平衡向正反应方向移动,图甲中t0改变条件正反应速率增大的倍数小于逆反应速率增大的倍数,平衡向逆反应方向移动,则t0时刻为升高温度,A项错误;B.图乙选择T1、p2和T1、p1曲
线,由图可知,p2达到平衡所需时间比p1达到平衡所需时间短,说明p2反应速率快,则p2>p1,p2达到平衡时生成物C%比p1达到平衡时C%大,说明增大压强,平衡向正反应方向移动,满足条件的正反应是气体分子数减小的反应,选择T1、p2和T2
、p2曲线,由图可知,T1达到平衡所需时间比T2达到平衡所需时间短,说明T1反应速率快,则T1>T2,T2达到平衡时生成物C%比T1达到平衡时C%大,说明升高温度,平衡向逆反应方向移动,满足条件的正反应为放热反应即ΔH<0,图乙满足反应2A(g)+3B(g)2C(
g)ΔH<0,B项正确;C.图丙从起始到平衡,A的浓度随时间推移逐渐减小,B、C浓度随时间推移逐渐增多,A为反应物,B、C为生成物,转化A、B、C的物质的量浓度之比为(2.0-1.2)mol/L∶(0.4-0)mol/L∶(1.2-0)mol/L=2∶1∶3,图丙表示的反应方程
式为2AB+3C,C项错误;D.反应2A(g)+3B(g)3C(g)的正反应为吸热反应,升高温度,平衡向正反应方向移动,B的转化率增大,与图像不吻合,y轴不能表示物质B的转化率,D项错误;答案选B。11.M、R、T、W四种元素在元素周期表中所处位置如图,已知W能与氧元素形成化合物
WO2,WO2中氧的质量分数为50%,且W原子中质子数等于中子数。下列说法错误..的是A.简单气态氢化物的稳定性:M<WB.T的最高价氧化物属于两性氧化物C.简单气态氢化物的熔沸点:M>RD.MW2分子中所有原子最外层均能满足8电子稳定结构【答案】C【解析】【分析】W能与氧元素形成化合物WO
2,WO2中氧的质量分数为50%,则W的相对原子质量为32,W原子中质子数等于中子数,则W的质子数为16,W是S元素;根据T、Q、R、W四种元素在元素周期表中所处位置,可知T、Q、R分别是Al元素、C元素、N元素。【详解】A.非金属性碳小于硫,则简单气态氢化物
的稳定性:CH4<H2S,故A正确;B.Al2O3为两性氧化物,既能和酸反应,能与强碱反应生成偏铝酸盐和水,故B正确;C.甲烷分子间存在范德华力,氨气分子间存在氢键,则简单气态氢化物的熔沸点:R>M(NH3>CH4),故C错误;D.MW2即CS2分子结构与CO2类似,分子内所有
原子最外层均能满足8电子稳定结构,故D正确;故选:C。12.已知:3A(g)B(g)C(g)2D(g)x++,恒温条件下,向一个体积为2L的恒容密闭容器中通入等物质的量的A、B,经5min后反应达到平衡,测得D的物质的量为1mol,(A):(B)1:3cc=,以C表示的平均反应速率(C
)0.2mol/(Lmin)v=,下列说法错误..的是A.x=4B.以B表示的平均反应速率为(B)0.05mol/(Lmin)v=C.反应前后容器内气体压强之比为4∶5D.该温度下该反应的平衡常数2256(mol/L)3K=【答案】D【解析】【分析】假设反应
开始时加入A、B的物质的量都是amol,根据题给信息,存在三段式:(g)+B(g)(g)+(g)(mol/L)aa00(mol/L)0.750.2510.5(mol/L)a-0.75a-0.2510.53AC2Dx起始浓度转化浓度平衡
浓度。已知a-0.751=a-0.253,得a=1,则平衡时c(A)=0.25mol/L,c(B)=0.75mol/L,c(C)=1mol/L,c(C)=0.5mol/L.详解】A.根据物质转化值之比等于化学方程式中化学计量数之
比,可知x:2=1:0.5,所以x=4,A正确;B.根据物质反应转化关系可知v(B):v(C)=1:4,由于v(C)=0.2mol/(L·min),则v(B)=0.05mol/(L·min),B正确;【C.根据分析可知
反应前气体总物质的量为n(前)=4mol;反应后n(后)=5mol,反应在恒温恒容密闭容器中进行,气体的物质的量的比等于压强之比,所以反应前后容器内气体的压强之比为4:5,C正确;D.该温度下该反应的平衡常数324242310.5B0.25CD6(50.l7
4mo/L)A3Kcccc===()()()(),D错误;故合理选项是D。13.海水是一种宝贵的自然资源,下图为海水利用的部分过程。下列有关说法错误..的是A.过程①中涉及流程包括溶解、除杂、过滤、酸化、蒸发结晶等操作B.制取NaHCO3的反应是先往精盐溶液中通入NH
3,再通入过量CO2C.过程③④⑤均为氧化还原反应D.在步骤④中,SO2水溶液吸收Br2后,溶液的pH值增大【答案】D【解析】【详解】A.过程①为粗盐提纯,除掉Mg2+用NaOH溶液,除掉SO24−用BaCl2溶液,除掉Ca2+用Na2CO3溶
液,由于加入的BaC12溶液过量,过量的BaCl2溶液需要用Na2CO3溶液除掉,因此加入试剂的顺序为:NaOH溶液→BaCl2溶液→Na2CO3溶液→过滤后加盐酸调溶液为中性,并蒸发结晶,故涉及流程包括溶解、
除杂、过滤、酸化、蒸发结晶等操作,A正确;B.二氧化碳能溶于水,氨气极易溶于水,所以制取NaHCO3的反应是先往精盐溶液中通入NH3,再通入CO2,B正确;C.母液中通氯气,将溴离子氧化为溴单质,通入热空气到含低浓度溴水的混合液中,溴易挥发,利用热空气
的加热、搅拌作用吹出溴,再用二氧化硫把溴单质还原为溴离子:-+2-2224Br+SO+2HO=2Br+4H+SO,所得溶液中可以通氯气把溴离子氧化为溴单质,则过程③④⑤均为氧化还原反应,C正确;D.在步骤④中,SO2水溶液
吸收Br2的反应为:-+2-2224Br+SO+2HO=2Br+4H+SO,则反应后溶液的氢离子浓度增大、pH值减小,D不正确;答案选D。14.一定温度下,在甲、乙、丙、丁四个恒容密闭容器中投入SO2和O2,进行反应:2232SO
(g)O(g)2SO(g)Δ0H+,其起始物质的量及SO2的平衡转化率如表所示。下列判断错误..的是容器编号甲乙丙丁密闭容器体积/L2221起始物质的量n(SO2)/mol0.400.800.80040n(O2)/mol0.240.240.480.24SO2
的平衡转化率%80a1a2a3A.起始反应速率:丙=丁>乙>甲B.反应放出热量:2Q甲>Q丙C.平衡常数:甲=乙=丙=丁D.SO2的平衡转化率:α1<α3【答案】B【解析】【详解】A.温度相同、体积相同的甲、乙、丙三个容器,反应物浓度越大,反应速率越快,起始反应速率:丙>乙
>甲,丁和丙容器温度相同、压强相同、投料比例相同,起始时反应速率相同,丁=丙>乙>甲,A正确;B.甲和丙容器温度相同、体积相同,丙的投料是甲的2倍,则丙等效于甲增压1倍后平衡右移所致,故反应放出热量:Q丙>2Q甲,B错误;C.平衡常数只受温度影响,四个容器中在相同温度下建立2232
SO(g)O(g)2SO(g)Δ0H+平衡,故平衡常数:甲=乙=丙=丁,C正确;D.由乙、丙可知,二氧化硫的浓度相同,丙中氧气的浓度增大,会促进二氧化硫的转化,二氧化硫转化率12α<α,丙和丁达到的
是相同的平衡状态,所以二氧化硫转化率123α<α=α,D正确;故答案选B。二、非选择题(本题包括4个小题,共58分)15.X、Y、Z、Q、W、R六种短周期元素原子序数依次增大。化合物甲是漂白液的主要成分,由Z、Q、R三种元素组成。W与Z同主族,X可分别与Z和W
组成含有18电子的化合物。请回答下列问题:.(1)元素W在周期表中的位置为___________。(2)化合物甲中所含三种元素对应原子的半径由大到小顺序为___________(填元素符号),写出甲溶液与过量二氧化碳反应的离子方程式___________。(3)
X与Z组成18电子物质中含有的化学键类型有___________。A.离子键B.极性共价键C.非极性共价键(4)Y元素是自然界各种生物体生命活动不可缺少的重要元素,其气态氢化物乙与最高价氧化物对应水化物丙能发生化合反应,则Y元素
为___________(填元素符号),元素X和Y组成一种相对分子质量为32的化合物丁是一种常见的燃料,则化合物丁的化学式为___________。(5)化合物W2R2(沸点:138℃)可与水反应生成一种能使品红溶液褪色的气体,0.1mo
l该物质参加反应时转移0.15mol电子,其中只有一种元素化合价发生改变,该反应的化学方程式为___________。【答案】(1)第三周期第VIA族(2)①.Na>Cl>O②.-3-22CO+ClO+HOCHlO+CO=H(3)BC(4)①.N②.N2H4(5)2
2222SCl+2HO=3S+4HCl+SO【解析】【分析】六种元素为短周期元素,且原子序数依次递增。化合物甲为漂白液主要成分NaClO,由Z、Q、R三种元素组成,则Z为O,Q为Na,R为Cl;W与Z同主族,则W为S,X与Z和W组成18电子化合物,则X为H。【小问1详解】W为
S,在周期表第三周期第VIA族;【小问2详解】原子半径从左到右依次减小,从上到下依次增大,所以Na>Cl>O;【小问3详解】NaClO与过量CO2反应,由强制弱原理可知,生成次氯酸,则方程式为-3-22CO+ClO+HOCHlO+CO=H;【小问4
详解】X与Z组成的化合物为H2O2,化学键类型有非极性共价键,极性共价键,选BC;由题目信息可知,Y元素的氢化物与最高价含氧酸能发生反应,则Y为N元素;X与Y组成的相对分子质量为32的常见燃料为N2H4;【小问5详解】化合物W2R2为S2Cl2,与水反应生成SO2,且只有一种元素变价
,则为S元素变价,方程式为22222SCl+2HO=3S+4HCl+SO【点睛】常见的18电子微粒有:16.次磷酸钠(NaH2PO2)在食品工业中用作防腐剂、抗氧化剂,也是一种很好的化学镀剂。(1)NaH
2PO2中P的化合价为___________价。(2)将待镀零件浸泡在NiSO4和NaH2PO2的混合溶液中,可达到化学镀镍(在待镀零件表面形成一层金属镍)的目的,该过程中22HPO−被氧化为二元弱酸H3PO3,写出该反应的离子方程式___________。(3)次磷酸钠
的制备将黄磷(P4)和过量烧碱溶液混合加热,生成NaH2PO2和PH3(气体),PH3与NaClO溶液反应可生成次磷酸(H3PO2),实验装置如图:①装置A中盛放烧碱溶液的仪器名称为___________。②由装置A中发生化学反应可知,次磷酸(H3PO2)属于___________
元弱酸。③装置C中发生反应的化学方程式为___________。④已知相关物质的溶解度如表:25℃100℃NaCl37g39gNaH2PO2100g667g充分反应后,将A、C中溶液混合,再将混合液(含极少量NaOH)加热浓缩,有大量杂质晶体析出,然
后___________(填操作名称),得到含NaH2PO2溶液,进一步处理得到粗产品。的⑤反应结束后,向装置内通入N2的目的是___________。(4)次磷酸钠的纯度测定先取1.0g粗产品配成100mL溶液,再取25.00mL所配溶液于锥形瓶中,酸化后加入过量的130.00mL
0.100molL−碘水。充分反应后,剩余碘水恰好可消耗122324.00mL0.100molLNaSO−溶液(相关反应方程式为:222223HPOHOIHPO2H2I−−+−++=++,22232462SOISO
2I−−−+=+),则产品纯度为___________。(已知:NaH2PO2相对分子质量为88)【答案】(1)+1(2)222233HPONiHONiHPOH−++++=++(3)①.分液漏斗②.一③.3322NaClOPHHP
O2NaCl+=+④.趁热过滤⑤.将生成的PH3全部排入C中充分吸收,增大次磷酸钠产率(4)63.36%【解析】【分析】目标产物的制备:由实验装置图可知,实验前,应用氮气排除装置中的空气,防止黄磷被氧化,装置A中黄磷与氢氧化钠溶液反应生成次磷酸钠和
磷化氢,装置B为空载仪器,做安全瓶,起防倒吸的作用,装置C中磷化氢与次氯酸钠溶液共热反应制备目标产物,装置D中盛有的酸性高锰酸钾溶液用于吸收磷化氢,防止污染空气。【小问1详解】由化合价代数和为0可知,次磷酸钠中磷元素的化合价为+1价,故答案为:+
1价;【小问2详解】由题意可知,溶液中镍离子与次磷酸根离子反应生成亚磷酸、氢离子和镍,反应的离子方程式为Ni2++H2PO2−+H2O=H3PO3+Ni+H+,故答案为:Ni2++H2PO2−+H2O=H3PO3+Ni+H+;【小问3详解】①由实验装
置图可知,装置A中盛放烧碱溶液的仪器为分液漏斗;②由装置A中发生化学反应可知,次磷酸(H3PO2)属于一元弱酸;③由实验装置图可知,装置C中发生的反应为磷化氢与次氯酸钠溶液共热反应制备次磷酸,反应的化学方程式为3322NaClOPHHPO2NaCl+=+;④
由表格中的数据可知,次磷酸钠的溶解度随温度变化较大,则充分反应后,将A、B中溶液混合,将混合液采用蒸发浓缩,有大量晶体析出时,趁热过滤,滤液再冷却结晶,过滤、洗涤、干燥得到次磷酸钠,故答案为:趁热过滤;⑤反应结束后,向装置内通入N2的目的是:将生成的PH3全部排入C中充分吸收,增大次磷酸钠产率。
【小问4详解】由题给方程式可得:次磷酸钠的物质的量为0.100mol/L×0.03L—0.100mol/L×0.024L×12=0.0018mol,则1.00g粗产品的纯度为0.0018mol488g/mo
l1.00g×100%=63.36%。17.二氧化铈可用在化妆品中起到抗紫外线作用,工业上以氟碳铈矿(CeCO3F,含Fe2O3、SiO2、Al2O3等杂质)为原料制备二氧化铈、硫酸铝铵晶体()2442N
HAlSO和硫酸亚铁铵()()4422NHFeSO晶体,其工艺流程如图所示:已知:①CeO2不溶于稀硫酸,也不溶于NaOH溶液,Ce2O3易溶于强酸。②常见离子开始沉淀和完全沉淀pH表离子2Fe+3Fe+3Al+开始沉淀时的p
H7.61.53.4完全沉淀时的pH9.62.84.7回答下列问题:(1)“氧化焙烧”时,气体与矿料逆流而行进行投料,其目的是___________,此时,发生化学方程式为___________。(2)“滤渣Ⅰ”的主要成分是___
________和___________(填化学式)。虽浓盐酸价格便宜,但用于溶解“滤渣Ⅰ”的缺点是___________,若用稀硫酸和双氧水代替浓盐酸,则发生反应的离子方程式为___________。(3)“滤液Ⅰ
”中加入物质X的目的是___________。(4)“操作①”加入浓氨水调节pH后,溶液pH范围是___________。(5)“滤渣Ⅲ”在制备硫酸铝铵晶体过程中,理论上需加入稀硫酸和(NH4)2SO4的物质的量之比为__________
_。【答案】(1)①.增大反应物接触面积,加快化学反应速率②.322224CeCOF2HOO4CeO4CO4HF++++焙烧(2)①.CeO2②.SiO2③.生成Cl2污染环境④.3222222CeOHO6H2CeO4HO+
+++=++(3)将Fe3+还原为Fe2+(4)4.77.6(5)3:1【解析】【分析】氟碳铈矿“氧化焙烧”中3CeCOF转化为CeO2,加入稀硫酸,二氧化硅、CeO2成为滤渣Ⅰ,滤渣Ⅰ加入浓盐酸,二氧化硅不溶于盐酸成为滤渣Ⅱ,CeO2转化为盐酸盐得到滤液Ⅱ,加
入碳酸氢铵得到()233CeCO,焙烧得到CeO2;滤液Ⅰ含有铁离子、铝离子,在不引入新杂质的情况下,加入铁将三价铁转化为二价铁,加入氨水将铝转化为氢氧化铝沉淀得到滤渣Ⅲ,滤渣Ⅲ中加入硫酸和硫酸铵得到硫酸铝铵
晶体;滤液Ⅲ含有亚铁离子,加入硫酸铵得到硫酸亚铁铵晶体;【小问1详解】“氧化焙烧”时,气体与矿料逆流而行进行投料,其目的是:使气固反应物充分接触,加快反应速率,使反应充分进行;此时,3CeCOF和水、空气中氧气高温生成CeO2、HF、C
O2,反应中氧气中氧元素化合价由0变为-2、3CeCOF中Ce化合价由+3变为+4,根据电子守恒、质量守恒可知,反应化学方程式为322224CeCOFO2HO4CeO4HF4CO++++高温。【小问2详解】据分析,“滤渣Ⅰ”的主要成分是CeO2和SiO2。浓盐酸具有挥发性,且会和CeO2反
应氧化还原反应生成有毒的氯气,故溶解“滤渣Ⅰ”的缺点是浓盐酸反应生成氯气,同时易挥发出HCl污染环境,可用稀硫酸和双氧水代替,则发生反应的离子方程式为3222222CeOHO6H2CeO4HO++++=++。【小问3详解】据分析,“滤液Ⅰ”中加入物
质X的目的是将Fe3+还原为Fe2+。【小问4详解】为使铝离子沉淀完全而亚铁离子不沉淀,“操作①”加入浓氨水调节pH后,溶液pH范围是4.77.6。【小问5详解】“滤渣Ⅲ”为生成的氢氧化铝沉淀,加入硫酸和硫酸铵制备硫酸铝铵晶体,反应为,()()244
4442232+3HSO+NHSO=2NHS2Al(OH)OA+6HlO,则加入硫酸和硫酸铵的物质的量之比为3:1。18.CH3OH是一种重要的化工原料,广泛应用于化工生产,根据所学回答下列问题:(1)工业上制备甲醇反应
方程式为:2232CO(g)3H(g)CHOH(g)HO(g)++,某温度下,将1molCO2和3molH2充入体积不变的2L密闭容器中,发生上述反应,测得不同时刻反应前后的压强关系如下表:时间/hl23
456PP后前0.900.850.830.810.800.80①写出该反应体系中CO2的电子式___________。②用H2表示前2h的平均反应速率v(H2)=___________。③该温度下,CO2的平衡转化率为___________。④在一定条件下,下列说法能说明该可逆反应达到平衡状
态的是___________(填字母)。A.容器中气体密度不变B.容器中气体平均摩尔质量不变C.()()22CO3vHv=正逆D.形成2molC=O键同时断裂3molH-H键⑤在温度为T,压强为P的条件下,将CO2和H2按物质的
量之比1∶3通入一恒压密闭容器中发生上述反应,达到平衡时,测得CO2的平衡转化率为50%,则该反应条件下的平衡常数为pK=___________(用含P的表达式表示,其中用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。(2)CH3OH制备丙烯的反应为:3
3623CHOH(g)CH(g)3HO(g)+,速率常数k与反应温度T的关系遵循Arrhenius方程,已知Arrhenius方程为:lglg2.303aERkRAT=−+(其中k为速率常数,反应速率与其成正比;aE为活化能:118.314JmolKR
−−=,A为常数)。的①在一定条件下,测得实验数据如上图曲线a所示。则该条件下,反应的活化能aE=___________1Jmol−②若实验时改变外界条件,测得实验数据为如上图曲线b所示,则可能改变的外界条件是__
_________(填标号)A.升高温度B.增大压强C.增大()3cCHOHD.更换适宜的催化剂【答案】(1)①.②.0.225mol/(L·h)③.40%④.BD⑤.243P(2)①.71393②.D【解析】【小问1详解】
①二氧化碳为共价分子,结构式为O=C=O,CO2的电子式。②设反应进行到前2h时参加反应的二氧化碳物质的量为x,气体压强之比等于气体物质的量之比;2232COg3HgCHOHg+HOgmol1300molx3xxxmol1x33xxx+−−()()()()起始量()变化量()平衡量
()P后:P前=0.85=(4-2x):(1+3),解得:x=0.3mol,则用氢气表示前2小时反应平均速率v(H2)=30.3mohl2L2=0.225mol/(L•h);③反应达到平衡状态时,二氧化碳反应物质的量为y
;2232COg3HgCHOHg+HOgmol1300moly3yyymol1y33yyy+−−()()()()起始量()变化量()平衡量()P后:P前=0.8=(4-2y):(1+3),解得:y=0.4mol,则该温度下CO2的平衡转化率=0.4mo
l1mol×100%=40%;④A.气体质量、容积体积、气体密度均始终不变,故混合气体的密度不变不能说明已平衡,A错误;B.气体质量始终不变,气体的物质的量、混合气体的平均摩尔质量会随着反应而变,混合气体的平均相对分子质量不变说明反应已达平衡,B正确;C.()()2
2CO3vHv=正逆时,正反应和逆反应速率不相等、未平衡,C错误;D.形成2molC=O键同时断裂3molH-H键时正反应和逆反应速率相等、平衡,D正确;选BD。⑤在温度为T,压强为P的条件下,将CO2和H2按物质的量之比1∶3
通入一恒压密闭容器中发生上述反应,达到平衡时,测得CO2的平衡转化率为50%,2232COg3HgCHOHg+HOgmol1300mol0.51.50.50.5mol0.51.50.50.5+()()()()起始量()变化量()平衡量()根据分压=总压×物质的量分数可知:P(CO2)=P
×60.5mol3molP=,P(H2)=P×=21.5mol3mlPoP(CH3OH)=P×60.5mol3molP=,P(H2O)=P×60.5mol3molP=,Kp=23PP66PP243P6=()。【小问2详解】①利用图中数据,可
得出:39.23.210lg2.303aERA−=−+、33.03.410lg2.303aERA−=−+,两式联立求出Ea=71393J/mol;②改变条件时,可得出:39.23.210lg2.303aERA
−=−+、31.03.610lg2.303aERA−=−+,两式联立求出获得更多资源请扫码加入享学资源网微信公众号www.xiangxue100.com