河南省南阳市一中届高三第九次考试理综化学试题.docx
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河南省南阳市一中届高三第九次考试理综化学试题
学校:
__________姓名:
__________班级:
__________
第I卷(选择题)
一、选择题
1.下列实验方案正确且能达到实验目的的是()
A.图Ⅰ比较碳、硅两元素非金属性的强弱
B.图Ⅱ先滴加5滴0.1mol/L的NaCl溶液,再滴加5滴0.1mol/L的KBr溶液。
比较AgBr与ACl溶解度的大小
C.图Ⅲ已知溶解度(20℃)NaHCO3:
9.6g;Na2CO3:
21.8g。
室温下,比较NaHCO3和Na2CO3溶解度的大小
D.图Ⅳ证明碳酸的酸性比硅酸强
2.发展“碳一化学”,开发利用我国丰富的煤炭资源具有重要的战略意义和经济价值。
请回答下列问题:
(1)已知:
常温下C(s)的燃烧热△H=-393.5kJ·mol-1,S(s)的燃娆热△H=-296.0kJ·mol-l,CO2(g)+C(S)=2CO(g)△H=+172.5kJ·mol-1,写出一氧化碳将二氧化硫还原为单质硫的热化学方程式:
______
(2)在763K、3.04×104kPa时,用CO和H2做原料合成甲醇(CH3OH),存在下列平衡:
CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g)。
当原料中CO和H2的比例不同时,对CO的转化率及平衡混合物中甲醇的体积分数都有影响。
①设H2和CO起始物质的量之比为m,平衡时CO的转化率为α,平衡混合物中甲醇的体积分数为y,则m、α、y三者的关系式为y=___。
②根据表中提供的数据,可得出反应物的比例对CO的平衡转化率以及平衡混合物中甲醇的体积分数影响的结论,选择最佳反应物配比m=_______(填“l”、“2”或“3”),理由是_________。
(3)如图是四种金属氧化物被一氧化碳还原,反应达到平衡时lgc(CO)/c(CO2)与温度(T)的关系曲线图:
①8000C时,其中最易被还原的金属氧化物是______(填化学式),该反应的平衡常数K=_______。
②CO2还原PbO2
反应△H___0(填“>”或“<”)。
判断依据是_________。
(4)科学家正在研究用固态物质作为火箭推进剂。
固体推进剂(硝酸钾和蔗糖的混合物)点燃后在燃烧室里燃烧,发生反应KNO3+C12H22O11→CO2↑+N2↑+H2O+K2CO3,(未配平)。
则该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比是_______。
3.砷元素广泛存在于自然界,砷与其化合物被运用在农药、除草剂、杀虫剂等。
(1)砷的常见氧化物有As2O3和As2O5,其中As2O5热稳定性差。
根据图1写出As2O5分解为As2O3的热化学方程式_________________。
(2)砷酸钠具有氧化性,298K时,在100mL烧杯中加入10mL0.1mol/LNa3AsO4溶液、20mL0.1mol/LKI溶液和20mL0.05mol/L硫酸溶液,发生下列反应:
AsO43-(无色)+2I-+2H+
AsO33-(无色)+I2(浅黄色)+H2OΔH。
测得溶液中c(I2)与时间(t)的关系如图2所示(溶液体积变化忽略不计)。
①下列情况表明上述可逆反应达到平衡状态的是_______(填字母代号)。
a.溶液颜色保持不再变化b.c(AsO33-)+c(AsO43-)不再变化
c.AsO43-的生成速率等于I2的生成速率d.
保持不再变化
②0~10min内,I−的反应速率v(I−)=_______。
③在该条件下,上述反应的平衡常数K=______。
④升高温度,溶液中AsO43-的平衡转化率减小,则该反应的ΔH______0(填“大于”“小于”或“等于”)。
(3)利用
(2)中反应可测定含As2O3和As2O5的试样中的各组分含量(所含杂质对测定无影响),过程如下:
①将试样0.2000g溶于NaOH溶液,得到含AsO33-和AsO43-的混合溶液。
②上述混合液用0.02500mol•L-1的I2溶液滴定,用____做指示剂进行滴定。
重复滴定2次,平均消耗I2溶液40.00mL。
则试样中As2O5的质量分数是______。
(4)雄黄(As4S4)在空气中加热至300℃时会生成两种氧化物,其中一种氧化物为剧毒的砒霜(As2O3),另一种氧化物为______(填化学式),可用双氧水将As2O3氧化为H3AsO4而除去,写出该反应的化学方程式_________。
4.25℃时,下列各溶液中有关微粒的物质的量浓度关系正确的是()
A.0.1mol·L-1NaHCO3溶液:
c(OH-)=c(H+)+c(HCO3-)+c(H2CO3)-c(CO32-)
B.0.1mol·L-1NaHC2O4溶液呈酸性:
c(Na+)>c(HC2O4-)>c(H2C2O4)>c(C2O42-)
C.20mL0.10mol·L-1CH3COONa溶液与10mL0.10mol·L-1HCl溶液混合得到的酸性溶液:
c(CH3COOH)+2c(H+)=c(CH3COO-)+2c(OH-)
D.向0.1mol·L-1NH4HSO4溶液中滴加NaOH溶液至恰好呈中性:
c(Na+)>c(NH4+)>c(SO42-)>c(OH-)=c(H+)
5.由环己烷可制得1,2—环己二醇,反应过程如下:
A
B
下列说法错误的是
A.①的反应条件是光照B.②的反应类型是消去反应
C.③的反应类型是取代反应D.④的反应条件是NaOH、H2O加热
6.下列各组中的反应,属于同一反应类型的是()
A.由溴丙烷水解制丙醇;由丙烯与水反应制丙醇
B.由甲苯硝化制对硝基甲苯;由甲苯氧化制苯甲酸
C.由乙酸和乙醇制乙酸乙酯;由苯甲酸乙酯水解制苯甲酸和乙醇
D.由氯代环己烷消去制环己烯;由丙烯加溴制1,2-二溴丙烷
7.研究煤的合理利用及CO2的综合应用有着重要的意义。
请回答以下问题:
Ⅰ.煤的气化
已知煤的气化过程涉及的基本化学反应有:
①C(s)+H2O(g)
CO(g)+H2(g)ΔH=+131kJ/mol
②CO(g)+3H2(g)
CH4(g)+H2O(g)ΔH=akJ/mol
查阅资料反应②中相关化学键键能数据如下表:
化学键
C≡O
H-H
H-C
H-O
E/(kJ/mol)
1072
436
414
465
(1)则反应②中a=______。
(2)煤直接甲烷化反应C(s)+2H2(g)
CH4(g)的ΔH为______kJ/mol,该反应在______(填“高温”或“低温”)下自发进行。
Ⅱ.合成低碳烯烃
在体积为1L的密闭容器中,充入1molCO2和2.5molH2,发生反应:
2CO2(g)+6H2(g)
C2H4(g)+4H2O(g)ΔH=-128kJ/mol,测得温度对催化剂催化效率和CO2平衡转化率的影响如右图所示:
(3)图中低温时,随着温度升高催化剂的催化效率提高,但CO2的平衡转化率却反而降低,其原因是______。
(4)250℃时,该反应的平衡常数K值为______。
Ⅲ.合成甲醇
在恒温2L容积不变的密闭容器中,充入1molCO2和3molH2,发生反应:
CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g),测得不同时刻反应前后容器内压强变化(p后/p前)如下表:
时间/h
1
2
3
4
5
6
p后/p前
0.90
0.85
0.82
0.81
0.80
0.80
(5)反应前1小时内的平均反应速率v(H2)为______mol/(L·h),该温度下CO2的平衡转化率为______。
Ⅳ.电解逆转化制乙醇
(6)科研人员通过反复实验发现:
CO2可以在酸性水溶液中电解生成乙醇,则生成乙醇的反应发生在______极(填“阴”或“阳”),该电极的反应式为______。
8.四种主族元素的离子aXm+、bYn+、cZn-和dRm-(a、b、c、d为元素的原子序数),它们具有相同的电子层结构,若m>n,对下列叙述的判断正确的是()
①a-b=m+n②元素的原子序数:
a>b>c>d
③元素非金属性:
Z>R④最高价氧化物对应水化物碱性:
X>Y
A.②③B.只有③C.①②③④D.①②③
9.莽草酸可用于合成药物达菲,其结构简式如图,下列关于莽草酸的说法正确的是
A.分子式为C7H6O5
B.分子中含有2种官能团
C.可发生加成和取代反应
D.在水溶液中羟基和羧基均能电离出氢离子
10.镉镍可充电电池在现代生活中有广泛应用,它的充、放电反应按下式进行:
Cd+2NiOOH+2H2O
Cd(OH)2+2Ni(OH)2,由此判断错误的是:
()
A.放电时,Cd作负极
B.放电时,NiO(OH)作负极
C.电解质溶液为碱性溶液
D.放电时,负极反应为Cd+2OH--2e-=Cd(OH)2
11.已知NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.3gCO2中含有的质子数为1.5NA
B.1L0.1mol·L-1Na2SiO3溶液中含有的SiO32-数目为0.1NA
C.0.1molH2O2分解产生O2时,转移的电子数为0.2NA
D.2.8g聚乙烯中含有的碳碳双键数目为0.1NA
12.海洋植物如海带、海藻中含有大量的碘元素,碘元素以碘离子的形式存在。
实验室里从海藻中提取碘的流程如下图:
(1)实验室灼烧海藻,需要下列仪器中的______________(填字母)。
a.试管b.烧杯c.坩埚d.泥三角e.铁三脚架f.酒精灯
(2)提取碘的过程中,可选择的有机试剂是____________(填字母)。
A.甲苯、酒精B.四氯化碳、苯C.汽油、乙酸
(3)为使海藻灰中碘离子转化为碘的有机溶液,实验室有烧杯、玻璃棒、集气瓶、酒精灯、导管、圆底烧瓶、石棉网以及必要的夹持仪器、物品,尚缺少的玻璃仪器有____、_____。
(4)小组用CCl4萃取碘水中的碘,在下图的分液漏斗中,下层液体呈______色;他们打开分液漏斗活塞,却未见液体流下,原因可能是______________________。
二、填空题
13.为探究实验室制乙烯及乙烯和溴水的加成反应:
甲同学设计了如图所示的实验装置,并进行了实验。
当温度升至170℃左右时,有大量气体产生,产生的气体通入溴水中,溴水的颜色迅速褪去。
甲同学认为达到了实验目的。
乙同学仔细观察了甲同学的整个实验过程,发现当温度升到100℃左右时,无色液体开始变色,到160℃左右时,混合液全呈黑色,在170℃超过后生成气体速度明显加快,生成的气体有刺激性气味。
由此他推出,产生的气体中应有杂质,可能影响乙烯的检出,必须除去。
据此回答下列问题:
(1)写出甲同学实验中认为达到实验目的的两个反应的化学方程式:
____________________________、___________________________。
(2)乙同学观察到的黑色物质是__________,刺激性气体是__________。
乙同学认为刺激性气体的存在就不能认为溴水褪色是乙烯的加成反应造成的。
原因是(用化学方程表示):
____________________
(3)丙同学根据甲乙同学的分析,认为还可能有CO、CO2两种气体产生。
为证明CO存在,他设计了如下过程(该过程可把实验中产生的有机产物除净):
发现最后气体经点燃是蓝色火焰,确认有一氧化碳。
①设计装置a的作用是_____________________________________________
②浓溴水的作用是_________________________________________________。
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一、选择题
1.无
2.C
解析:
(1).2CO(g)+SO2(g)=S(s)+2CO2(g)ΔH=-270kJ•mol-1
(2).a/1+m-2a(3).2(4).由表中数据可知,m越大,α越大;开始时m增大,y也随着增大,当m>2时,m增大,y减小,当m=2时,y最大(5).Cu2O(6).1×106(7).<(8).温度升高,CO还原PbO2的反应的lgc(CO)/c(CO2)变大,说明CO的转化率变低(或其他合理说法)(9).48∶5
【解析】
【详解】
(1)已知:
常温下C(s)的燃烧热△H=-393.5kJ.mol-1,即①C(s)+O2(g)=CO2(g)△H1=-393.5kJ.mol-1;
S(s)的燃娆热△H=-296.0kJ.mol-l,即②S(s)+O2(g)=SO2(g)△H2=-296.0kJ.mol-1;
③CO2(g)+C(s)=2CO(g)△H3=+172.5kJ.mol-1,
根据盖斯定律,由①-②-③得反应2CO(g)+SO2(g)=S(s)+2CO2(g)ΔH=△H1-△H2-△H3=-393.5kJ.mol-1+296.0kJ.mol-1-172.5kJ.mol-1=-270kJ•mol-1;
(2)①设开始时CO为1mol,则H2为mmol,
由:
CO+2H2
CH3OH
n始/mol:
1m0
n变/mol:
a2aa
n平/mol:
1-am-2aa
平衡时n(总)=(1+m-2a)mol
故y=
×100%;
②根据表中提供的数据,可得出反应物的比例对CO的平衡转化率以及平衡混合物中甲醇的体积分数影响的结论,选择最佳反应物配比m=2,理由是由表中数据可知,m越大,α越大;开始时m增大,y也随着增大,当m>2时,m增大,y减小,当m=2时,y最大;
(3)①800℃时,K越大,金属氧化物越易被还原,故Cu2O越易被还原,lgc(CO)/c(CO2)=-6,即lg
=-6,则K=1×106;
②CO2还原PbO2的反应△H<0,判断依据是温度升高,CO还原PbO2的反应的lgc(CO)/c(CO2)变大,说明CO的转化率减小;
(4)反应KNO3+C12H22O11→CO2↑+N2↑+H2O+K2CO3中氮元素由+5价变为0价,碳元素由0价变为+4价,根据氧化还原反应配平得反应48KNO3+5C12H22O11=36CO2↑+12N2↑+55H2O+24K2CO3,则该反应中氧化剂KNO3与还原剂C12H22O11的物质的量之比是48:
5。
3.A
解析:
(1).As2O5(s)=As2O3(s)+O2(g)△H=+295.4kJ/mol
(2).ac(3).0.003mol/(L·min)(4).4.5×106(5).小于(6).淀粉(7).50.50%(8).SO2(9).2H2O2+H2O+As2O3=2H3AsO4
【解析】
试题分析:
(1)根据图1可知,1molAs2O5分解生成1molAs2O3和1molO2吸收295.4kJ能量;
(2)①a.溶液颜色保持不再变化,说明碘单质的浓度不变;b.c(AsO33-)+c(AsO43-)为定值等于0.06mol/L;c.AsO43-的生成速率等于I2的生成速率,正逆反应速率相等;d.
为定值等于1:
1;
②根据
计算0~10min内I−的反应速率。
③利用“三段式”计算平衡常数K。
④升高温度,溶液中AsO43-的平衡转化率减小,说明平衡逆向移动。
(3)②根据淀粉遇碘变蓝色选择指示剂。
根据关系式计算试样中As2O5的质量分数。
(4)根据元素守恒As4S4在空气中加热至300℃时会生成两种氧化物,其中一种氧化物为剧毒的砒霜(As2O3),另一种氧化物为SO2,双氧水将As2O3氧化为H3AsO4,根据电子守恒化学方程式。
解析:
(1)根据图1可知,1molAs2O5分解生成1molAs2O3和1molO2吸收295.4kJ能量,As2O5分解为As2O3的热化学方程式为As2O5(s)=As2O3(s)+O2(g)△H=+295.4kJ/mol;
(2)①a.溶液颜色保持不再变化,说明碘单质的浓度不变,一定达到平衡状态,故a正确;b.c(AsO33-)+c(AsO43-)为定值等于0.06mol/L,c(AsO33-)+c(AsO43-)不再变化不一定平衡,故b错误;c.AsO43-的生成速率等于I2的生成速率,正逆反应速率相等,一定平衡,故c正确;d.
为定值等于1:
1,
保持不再变化不一定平衡,故d错误。
②根据
,
0.0015mol/(L·min),
0.003mol/(L·min)。
③
4.5×106;
④升高温度,溶液中AsO43-的平衡转化率减小,说明平衡逆向移动,正反应放热,ΔH<0。
(3)②淀粉遇碘变蓝色,指示剂为淀粉。
设As2O3的质量为xg
根据AsO43-(无色)+2I-+2H+
AsO33-(无色)+I2(浅黄色)+H2O可知,
X=0.099g
As2O5的质量分数是
50.50%
(4)根据元素守恒As4S4在空气中加热至300℃时会生成两种氧化物,其中一种氧化物为剧毒
砒霜(As2O3),另一种氧化物为SO2,双氧水将As2O3氧化为H3AsO4,根据电子守恒化学方程式为2H2O2+H2O+As2O3=2H3AsO4。
点睛:
正反应吸热,加热时平衡正向移动,平衡常数增大;正反应放热,加热时平衡逆向移动,平衡常数减小。
4.C
解析:
C
【解析】
【详解】A、碳酸氢钠溶液中存在电荷守恒和物料守恒,根据电荷守恒得c(Na+)+c(H+)=c(HCO3-)+2c(CO32-)+c(OH-),根据物料守恒得c(Na+)=c(HCO3-)+c(CO32-)+c(H2CO3),所以得c(OH-)=c(H+)+c(H2CO3)-c(CO32-),选项A错误;
B.0.1mol•L-1NaHC2O4溶液呈酸性,说明HC2O4-的电离程度大于其水解程度,则c(C2O42-)>c(H2C2O4),正确的浓度大小为:
c(Na+)>c(HC2O4-)>c(C2O42-)>c(H2C2O4),选项B错误;
C、20mL0.10mol·L-1CH3COONa溶液与10mL0.10mol·L-1HCl溶液混合得到CH3COONa与CH3COOH物质的量之比为1:
1的混合物,CH3COOH电离程度大于CH3COO-的水解程度,由电荷守恒可知:
n(CH3COO-)+n(OH-)=n(Na+)+n(H+);根据物料守恒知n(CH3COO-)+n(CH3COOH)=2×10-3mol,n(Na+)=10-3mol,n(CH3COO-)+n(OH-)=
[n(CH3COO-)+n(CH3COOH)]+n(H+),所以c(CH3COO-)+2c(OH-)=c(CH3COOH)+2c(H+),选项C正确;
D.0.1mol/LNH4HSO4溶液中滴加NaOH至溶液恰好呈中性,则NH4+水解会减少,SO42-无变化,所以离子浓度关系是:
c(Na+)>c(SO42-)>c(NH4+)>c(OH-)=c(H+),选项D错误。
答案选C。
【点睛】本题考查了离子浓度大小比较、酸碱混合的定性判断,题目难度中等,明确反应后溶质组成为解答关键,注意掌握电荷守恒、物料守恒及盐的水解原理的含义及应用方法。
5.C
解析:
C
【解析】
分析】
根据环己烷合成1,2—环己二醇的路线知:
反应①为
在光照条件下的取代反应得到
,反应②为
在氢氧化钠醇溶液共热条件下发生的消去反应得到A为
,反应③为
的加成反应,则B为
,反应④为在氢氧化钠水溶液共热,
发生水解反应得到
。
【详解】A项、根据分析得反应①为光照条件下的取代反应,A正确;
B项、根据分析得反应②为
在氢氧化钠醇溶液共热条件下发生的消去反应,B正确;
C项、根据分析得反应③为
的加成反应,C错误;
D项、根据分析得反应④为
在氢氧化钠水溶液共热,发生水解反应,D正确。
故本题选C。
6.C
解析:
C
【解析】
A项中前者为取代反应,后者为加成反应;
B项中前者为取代反应,后者为氧化反应;
C项中均为取代反应;
D项中前者为消去反应,后者为加成反应;
7.H
解析:
(1).-206
(2).-75(3).低温(4).该反应ΔH<0,温度升高,平衡向逆反应方向移动,所以CO2的平衡转化率降低(5).1(6).0.3(7).40%(8).阴(9).2CO2+12H++12e-=CH3CH2OH+3H2O
【解析】
【分析】
(1)根据反应热等于旧键断裂吸收的能量与新键形成释放的能量的差值计算;
(2)根据盖斯定律分析解答;反应若自发进行,则△G=ΔH-TΔS<0;
(3)根据温度对催化剂的催化活性和对化学平衡移动影响分析CO2转化率的变化;
(4)利用化学平衡常数定义式计算;
(5)根据在恒容密闭容器内,气体的压强比等于气体的物质的量的比,计算出H2物质的量的改变值,再根据速率的定义计算;同时利用变化关系计算出平衡时CO2改变的物质的量,利用物质的转化率为质量除以起始量,计算出该温度下CO2的平衡转化率;
(6)根据阳极发生氧化反应,阴极发生还原反应,结合溶液的酸碱性书写电极反应式。
【详解】
(1)根据反应方程式CO(g)+3H2(g)
CH4(g)+H2O(g)ΔH=akJ/mol,可知ΔH=(1072+3×436-4×414-2×465)kJ/mol=-206kJ/mol;
(2)①+②,整理可得:
C(s)+2H2(g)
CH4(g)的ΔH=+131kJ/mol-206kJ/mol=-75kJ/mol;该反应是气体体积减小的放热反应,根据体系的自由能公式△G=ΔH-TΔS,若反应自发进行,则△G=ΔH-TΔS<0,所以温度较低时△G<0,反应自发进行;
(3)由图分析可知在250℃时催化剂活性最大,在低于该温度时,升高温度,催化剂活性增强;而CO2的平衡转化率却随温度的升高反而降低,是由于该反应的正反应为放热反应,升高温度,化学平衡向吸热的逆反应方向移动,使反应物CO2转化率降低;
(4)在250℃时CO2转化率为50%,根据起始时加入的物质的物质的量及反应2CO2(g)+6H2(g)
C2H4(g)+4H2O(g)中各种物质的转化关系可知,达到平衡时各种物质的平衡浓度分别为c(CO2)=0.5mol/L;c(H2)=1.0mol/L;c(C2H4)=0.25mol/L;c(H2O)=1.0mol/L,则该温度下的化学平衡常数K=
;
(5)化学反应:
2CO2(g)+6H2(g)
C2H4(g)+4H2O(g)
n(开始)/mol1300
1h△n/molx3xxx
△n(平衡)/moly3yyy
在1h时气体的总物质的量n=(1-x)+(3-3x)+x+x=(4-2x)mol,开始时总物质的量为4mol,根据
,解得x=0.2mol,所以H2改变的物质的量为3×0.2mol=0.6mol,v(H2)=
mol/(L·h);
在平衡时气体的总物质的量n=(1-y)+(3-3y)+y+y=(4-2y)mol,开始时总物质的
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