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高中化学

某混合物X由Al₂O₃、Fe₂O₃、Cu、SiO₂中的一种或几种物质组成．进行如实验：下列有关说法正确的是（）

A . 步骤I中减少的3g固体一定是混合物 B . 步骤II中质量减少的物质一定是Cu C . 根据步骤I、II可以判断混合物X的成分为Al₂O₃、Fe₂O₃、Cu、SiO₂ D . 根据上述步骤II可以得出m（Fe₂O₃）：m（Cu）=1：1

甲烷水蒸气重整制取的合成气可用于熔融碳酸盐燃料电池。

（1）甲烷水蒸气重整制取合成气反应为CH₄(g)+H₂O(g) $\text{[math]}$ CO(g)+3H₂(g) ∆H＝+206 kJ/mol。
向体积为2 L密闭容器中，按n(H₂O) ∶n(CH₄) ＝1投料：

a.保持温度为T₁时，测得CH₄(g)的浓度随时间变化曲线如图1所示。

b.其他条件相同时，在不同催化剂（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ）作用下，反应相同时间后，CH₄的转化率随反应温度的变化如图2所示。

图1 图2

结合图1，写出反应达平衡的过程中的能量变化：kJ。

根据图2判断：

ⅰ. a点所处的状态不是化学平衡状态，理由是。

ⅱ. CH₄的转化率：c＞b，原因是。
（2）一定温度下，在容积均为2 L的两个密闭容器中，按如下方式加入反应物，发生反应：CO₂(g) + 3H₂(g) $\text{[math]}$ CH₃OH(g) + H₂O(g)，10 min后达到平衡。

容器

甲

乙

反应物投入量

1 mol CO₂、3 mol H₂

a mol CO₂、b mol H₂、

c mol CH₃OH(g)、c mol H₂O(g)（a、b、c均不为零）

若甲容器平衡后气体的压强为开始时的0.8倍，则反应10 min内甲容器中以CH₃OH(g)表示的化学反应速率为；要使平衡后乙容器与甲容器中相同组分的体积分数相等，且起始时维持化学反应向逆反应方向进行，则乙容器中c的取值范围为。
（3）氢气可将CO₂还原为甲烷，反应为CO₂(g) + 4H₂(g) $\text{[math]}$ CH₄(g) + 2H₂O(g)。ShyamKattel等结合实验与计算机模拟结果，研究了在Pt/SiO₂催化剂表面上CO₂与H₂的反应历程，前三步历程如图所示其中吸附在Pt/SiO₂催化剂表面用“·”标注，Ts表示过渡态。从物质吸附在催化剂表面到形成过渡态的过程会（填“放出热量”或“吸收热量”）；反应历程中最小能垒(活化能)步骤的化学方程式为。

一氧化碳甲烷化反应为 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。下图是使用某种催化剂时转化过程中的能量变化(部分物质省略)。下列说法错误的是（）

A . 步骤①只有非极性键断裂 B . 该反应的 $\text{[math]}$ C . 过渡态II能量最高，因此其对应的步骤③反应速率最慢 D . 该方法可以清除剧毒气体 $\text{[math]}$ ，从而保护环境

对于化学反应中的能量变化，表述正确的是（）

A . 断开化学键的过程会放出能量 B . 物质发生化学反应的反应热仅指反应吸收的热量 C . 物质的化学能可以在一定条件下转化为热能、电能为人类利用 D . 根据能量守恒定律，反应物的总能量一定等于生成物的总能量

分离混合物在工业生产中应用广泛．某含有金属钨（W）、WO₂、WO₃、W₂O₅的混合物，欲从该混合物中分离出WO₃和W₂O₅ ，并冶炼金属钨，其流程如图所示．

请阅读资料卡片并回答下列问题．

【资料卡片】

i．WO₃易溶于NaOH、Na₂CO₃和Na₂C₂O₄（草酸钠）溶液并形成钨酸盐（Na₂WO₄）；W₂O₅易被氧化，也能溶解在上述溶液中；金属钨和WO₂不溶于上述溶液．

ii．WO₃几乎不与无机酸反应．

iii．钨化合物在不同溶剂中的浸取率见下表（浸取是用溶剂溶解固体混合物，以分离可溶性组分及残渣的过程．若浸取率为100%，则固体中的可溶组分全部溶解在溶剂中）．

溶剂

煮沸时间（min）

W₂O₅（%）

WO₃（%）

WO₂

金属钨

①100g/L NaOH

②300g/LNa₂CO₃

③50g/L Na₂CO₃

④饱和Na₂C₂O₄

⑤饱和Na₂C₂O₄（在CO₂气氛下浸取）

120

72.3

76.4

100

4.2

＜0.5

100

未检出

（1）步骤Ⅰ和Ⅳ均要进行的操作是。
（2）步骤Ⅱ、Ⅲ反应的化学方程式分别是、。
（3） WO₃既属于金属氧化物，也属于（填“酸性”、“碱性”）氧化物，与NaOH溶液反应的离子方程式是．
（4）步骤Ⅰ是将WO₃分离出来，选用的试剂a是⑤，理由是．
（5）步骤Ⅳ可将W₂O₅分离出来，选用的试剂b是，固体E中含有的物质是，D中的溶质是．

将等物质的量的K₂SO₄、NaCl、Ba（NO₃）₂、AgNO₃混合均匀后，置于指定容器中，加入足量的水，搅拌、静置、过滤．取滤液，用铂电极电解一段时间．则两极区析出的氧化产物与还原产物的质量比约为（）

A . 35.5：108 B . 108：35.5 C . 8：1 D . 1：2

氮化铝(AlN)广泛应用于电子、陶瓷工业等领域。在一定条件下，AlN可通过如下反应制取：Al₂O₃＋N₂＋3C $\text{[math]}$ 2AlN＋3CO。下列叙述正确的是（）

A . AlN中氮的化合价为＋3 B . AlN的摩尔质量为41g C . 上述反应中，N₂是氧化剂，Al₂O₃既不是氧化剂也不是还原剂。 D . 上述反应中，每生成1molAlN需转移6mol电子

工业炼铁是在高炉中进行的，高炉炼铁的主要反应是：

①2C（焦炭）+O₂（空气）2CO②Fe₂O₃+3CO2Fe+3CO₂

该炼铁工艺中，对焦炭的实际使用量要远远高于按照化学方程式计算所需其主要原因是（　　）

A . CO过量 B . CO与铁矿石接触不充分 C . 炼铁高炉的高度不够 D . CO与Fe₂O₃的反应有一定限度

研究CO、CO₂的回收利用既可变废为宝，又可减少碳的排放。回答下列问题：

（1）二甲醚(CH₃OCH₃)被誉为“21世纪的清洁燃料”，由CO和H₂制备二甲醚的反应原理如下：
CO(g)＋2H₂(g) $\text{[math]}$ CH₃OH(g) ΔH＝－90.1 kJ·mol^－1

2CH₃OH(g) $\text{[math]}$ CH₃OCH₃(g)＋H₂O(g)ΔH＝－24.5 kJ·mol^－1

已知：CO(g)＋H₂O(g) $\text{[math]}$ CO₂(g)＋H₂(g) ΔH＝－41.0 kJ·mol^－1 ，则2CO₂(g)＋6H₂(g) $\text{[math]}$ CH₃OCH₃(g)＋3H₂O(g)的ΔH＝，有利于提高该反应中CO₂平衡转化率的条件是(填标号)。

A．高温低压 B．高温高压

C．低温低压 D．低温高压

（2） T₁ K时，将1 mol 二甲醚引入一个抽空的150 L恒容容器中，发生分解反应：CH₃OCH₃(g)CH₄(g)＋H₂(g)＋CO(g)。在不同时间测定容器内的总压，所得数据如表：

t/min	0	6.5	13.0	26.5	52.6	∞
p_总/kPa	50.0	55.0	65.0	83.2	103.8	125.0

①由表中数据计算：0～6.5 min内的平均反应速率v(CH₃OCH₃)＝，反应达平衡时，二甲醚的分解率为，该温度下平衡常数K＝。

②若升高温度，CH₃OCH₃的浓度增大，则该反应为(填“放热”或“吸热”)反应，要缩短达到平衡的时间，可采取的措施有、。

（3）在T₂ K、1.0×10⁴ kPa下，等物质的量的CO与CH₄混合气体发生反应：CO(g)＋CH₄(g) $\text{[math]}$ CH₃CHO(g)。反应速率v＝v_正－v_逆＝k_正·p(CO)·p(CH₄)－k_逆·p(CH₃CHO)，k_正、k_逆分别为正、逆反应速率常数，p为气体的分压(气体分压p＝气体总压p_总×体积分数)。用气体分压表示的平衡常数K_p＝4.5×10^－5(kPa)^－1 ，则CO的转化率为20%时 $\text{[math]}$ ＝。

根据题意解答

（1）某温度下，K_w=10^﹣¹² ．若保持温度不变，向少量水中加入g的NaOH固体，并加水稀释至1L，才能使溶液中水电离产生的H⁺、OH^﹣的浓度乘积即：c（H⁺）_水•c（OH^﹣）_水=10^﹣²⁶ ．若保持温度不变，向水中通入的HCl气体恰好使溶液中c（H⁺）/c（OH^﹣）=10¹⁰ ，则此时水电离的c（OH^﹣）=mol•L^﹣¹ ．
（2）一定温度下，现有a．盐酸，b．硫酸，c．醋酸三种酸
①当三种酸体积相同，物质的量浓度相同时，使其恰好完全中和所需NaOH的物质的量由大到小的顺序是．（用a、b、c表示）
②当三者c（H⁺）相同且体积也相同时，分别放入足量的锌，相同状况下产生气体的体积由大到小的顺序是．（用a、b、c表示）
③当c（H⁺）相同、体积相同时，同时加入形状、密度、质量完全相同的锌，若产生相同体积的H₂（相同状况），则开始时反应速率的大小关系为．（用a、b、c表示）
（3）现有两瓶pH=2的盐酸和醋酸溶液，简述如何用最简单的方法区别盐酸和醋酸．（限选试剂：石蕊试液、酚酞试液、pH试纸、蒸馏水）．采用的方法为．
（4）执信中学A学生为了测定某烧碱样品的纯度，准确称量8.2g含有少量中性易溶杂质的样品，配成500mL待测溶液．用0.200 0mol•L^﹣¹的标准盐酸进行滴定，选择甲基橙作指示剂，试根据实验回答下列问题：
①滴定过程中，眼睛应注视；滴定终点时，溶液从色变为色，．
②观察酸式滴定管液面时，开始俯视，滴定终点平视，则滴定结果（填“偏高”、“偏低”或“无影响”）；若将锥形瓶用待测液润洗，然后再加入10.00mL待测液，则滴定结果（填“偏高”、“偏低”或“无影响”）．
③根据如表数据，通过标准酸滴定，计算待测烧碱溶液的物质的量浓度是，烧碱样品的纯度是．（本小题计算结果保留4位有效数字）
滴定次数
待测溶液
体积（mL）
标准酸体积
滴定前的刻度（mL）
滴定后的
刻度（mL）
第①次
10.00
0.40
20.50
第②次
10.00
4.10
24.00
第③次
10.00
2.20
23.80

2019年为元素周期表发现150周年，故将2019年定为“国际化学元素周期表年”，新版周期表包含118种元素，表中代表元素周期表前四周期。回答下列问题：

（1）将铁的元素符号填写在上述元素周期表相应的空格中。
（2）短周期元素M、N的原子序数依次增大，原子M、N的最外层电子数均为最内层电子数的2倍。写出工业生产上用M制备N的化学方程式。
（3）下列有关性质的比较正确且能用元素周期律解释的是____(填标号)。

A . 酸性：HCl＞HClO B . 非金属性：N＞P C . 碱性：NaOH＞Al(OH)₃ D . 沸点：HF＞HCl
（4） SCl₆分子的空间结构为正八面体形(如图所示)。1molSCl₆中含有molS－Cl键。
（5）写出短周期主族元素中原子半径最大的元素与第二周期第VIA族元素形成的既有离子键又有共价键的物质的电子式，该物质与水反应时，还原剂为。

反应A(g) B(g) +C(g)在容积为1.0L的密闭容器中进行，A的初始浓度为0.050mol/L。温度T₁和T₂下A的浓度与时间关系如图所示。回答下列问题：

（1）上述反应的温度T₁ T₂，平衡常数K(T₁) K(T₂)。（填“大于”、“小于” 或“等于”）

（2）若温度T₂时，5min后反应达到平衡，A的转化率为70%，则：

①平衡时体系总的物质的量为。

②反应的平衡常数K= 。

③反应在0~5min区间的平均反应速率v(A)= 。

实验室用氯酸钾和二氧化锰制取氧气的反应方程式为：
回答下列问题：
该反应中被氧化的元素名称为 ______ ，生成1mol 时转移电子的数目是 ______ ．
从反应后的固体混合物中分离出难溶于水的的具体实验操作名称： ______ ．
分离出的可用于实验室制取，化学方程式为：浓，其离子方程式为 ______ ．
若两个反应中转移的电子的物质的量相同，则生成的和在相同状况下的体积比为 _____ ．
以上两个反应都用到，其作用分别是 ______ 、 ______ ．

右图是探究铁锈蚀条件的装置。调节L端与R端的液面

高度一致，塞紧木塞，一周后观察。下列推断错误的是

A．a管中铁钉会锈蚀，b管中铁钉不会锈蚀

B．该实验说明铁锈蚀与空气、水有关

C．L端液面高度低于R端液面高度

D．若将a管中的水改为海水能加快铁的锈蚀

2008年10月8日，美籍华裔科学家钱永健获得2008年度诺贝尔化学奖。16岁时，他凭借一个金属易受硫氰酸盐腐蚀的调查项目，荣获“美国西屋科学天才奖”。下列叙述正确的是

A．金属腐蚀就是金属失去电子被还原的过程

B．将水库中的水闸（钢板）与外加直流电源的负极相连，正极连接到一块废铁上可防止水闸被腐蚀

C．合金的熔点都高于它的成分金属，合金的耐腐蚀性也都比其成分金属强

D．铜板上的铁铆钉处在潮湿的空气中直接发生反应：Fe-3e^-= Fe³⁺，继而形成铁锈

全社会都在倡导诚信，然而总是有一部分不法商贩却在背道而驰。如有些商贩为了使银耳增白，就用硫磺（燃烧硫磺）对银耳进行熏制，用这种方法制取的洁白的银耳对人体是有害的。这些不法商贩所制取的银耳是利用了……………………………………（）。

（A）S的漂白性（B）S的还原性

（C）SO₂的漂白性（D）SO₂的还原性

下列关于一氧化氮的叙述不正确的是

A．一氧化氮是一种无色的气体

B．常温常压下，一氧化氮不能与空气中的氧气直接化合

C．含等质量氧元素的一氧化氮与一氧化碳的物质的量相等

D．一氧化氮难溶于水，能用排水法收集

．在密闭容器中进行如下反应：X₂(g)+Y₂(g)2Z(g)，已知X₂、Y₂、Z的起始浓度分别为0.1mol/L、0.3mol/L、0.2mol/L，在一定条件下，当反应达到平衡时，各物质的浓度有可能是

A．Y₂为0.4mol/L B．Z为0.3mol/L

C．Z为0.4mol/L D．X₂为0.2mol/L

设N_A为阿伏加德罗常数的值，下列说法错误的是

A. 5.6g铁片投入足量浓H₂SO₄中，转移电子数目为0.3 N_A；

B. MnO₂与浓盐酸共热，0.4 molHCl被氧化时，转移电子数目为0.4 N_A；

C. 高温下，0.3 molFe与足量水蒸气反应，转移电子数目为0.8N_A；

D. 5NH₄NO₃2HNO₃+4N₂↑+9H₂O反应中，生成28gN₂时，转移的电子数目为3.75N_A

常温下，关于pH=2的盐酸，下列说法不正确的是（）

　 A．溶液中c（H⁺）=1.0×10^-2 mol·L^-1

　 B．加水稀释100倍后，溶液的pH=4

　 C．此溶液中由水电离出的H⁺和OH^－浓度均为1.0×10^-12 mol·L^-1

　 D．加入等体积pH=12的Ba（OH）₂溶液，溶液呈碱性

滴定次数	待测溶液体积（mL）	标准酸体积
滴定次数	待测溶液体积（mL）	滴定前的刻度（mL）	滴定后的刻度（mL）
第①次	10.00	0.40	20.50
第②次	10.00	4.10	24.00
第③次	10.00	2.20	23.80

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