北京市朝阳区2020届高三上学期期中考试化学试题（Word版带解析）.doc

北京市朝阳区 2019~2020 学年度第一学期高三年级期中质 量检测化学试卷 可能用到的相对原子质量：H 1 C 12 O 16 Na 23 Cl 35.5 Fe 56 第一部分 （选择题 共 42 分） 每小题只有一个选项符合题意，每小题 3 分，共 14 道小题，共 42 分。 1.废弃的铝制易拉罐应投入的垃圾桶上贴有的垃圾分类标志是 A. 有害垃圾 B. 可回收物 C. 餐厨垃圾 D. 其他垃圾 【答案】B 【解析】 【详解】A、废弃的铝制易拉罐是可回收物，不能投入贴有有害垃圾的垃圾桶，故不选 A； B、废弃的铝制易拉罐是可回收物，应投入贴有可回收物的垃圾桶，故选 B； C、废弃的铝制易拉罐是可回收物，不能投入贴有餐厨垃圾的垃圾桶，故不选 C； D、废弃的铝制易拉罐是可回收物，不能投入贴有其他垃圾的垃圾桶，故不选 D。 2.过氧化钠可用于呼吸面罩中作为氧气的来源，可发生反应 2Na2O2 + 2H2O = O2↑+ 4NaOH、 2Na2O2 + 2CO2 = O2 + 2Na2CO3。下列表示相关微粒的化学用语正确的是 A. Na2O2 中的阴离子符号：O2- B. NaOH 的电子式： C. Na+的结构示意图： D. CO2 的结构式：O—C—O 【答案】B 【解析】 【详解】A. Na2O2 中的阴离子是过氧根离子，符号： ，故 A 错误； B. NaOH 是离子化合物，电子式是 ，故 B 正确； 2 2O −C. Na+核外有 10 个电子，Na+的结构示意图： ，故 C 错误； D. CO2 中有 2 个碳氧双键，CO2 的结构式：O=C=O，故 D 错误。 3.用 NA 代表阿伏加德罗常数的数值。下列说法正确的是 A. 1 mol OH—含有的电子数为 NA B. 将 7.1 g Cl2 通入水中，转移电子数为 0.1NA C. 标准状况下，11.2 L O2、CO2 混合气体含有的氧原子数为 NA D. 1 L 0.1 mol·L－1 NH4Cl 溶液中，含有的 NH 数为 0.1NA 【答案】C 【解析】 【详解】A. 1 个 OH—含有 10 个电子，1 mol OH—含有的电子数为 10NA，故 A 错误； B. 通入水中的氯气只有部分与水反应生成盐酸和次氯酸，将 7.1 g Cl2 通入水中，转移电子 数小于 0.1NA，故 B 错误； C. 标准状况下，11.2 L O2、CO2 混合气体的物质的量是 0.5mol，O2、CO2 每个分子都有 2 个 氧原子，所以含有的氧原子数为 NA，故 C 正确； D. NH4Cl 溶液中 NH4+发生水解反应， 1 L 0.1 mol·L－1 NH4Cl 溶液中，含有的 NH4+数小于 0.1NA，故 D 错误。 4.2019 年为国际化学元素周期表年。鉝（Lv）是 116 号主族元素，其原子核外最外层电子 数是 6。下列说法不正确的是 A Lv 位于第七周期第 VIA 族 B. Lv 在同主族元素中金属性最弱 C. Lv 的同位素原子具有相同的电子数 D. 中子数为 177 的 Lv 核素符号为 【答案】B 【解析】 【详解】A.周期数等于电子层数，主族序数等于最外层电子数，所以 Lv 位于第七周期第 VIA 族，故 A 正确； B.同主族元素从上到下金属性增强，Lv 位于第七周期，所以 Lv 在同主族元素中金属性最强， 故 B 错误； C. 同种元素的原子质子数一定相同，在原子中质子数等于电子数，所以 Lv 的同位素原子具 293 116 Lv有相同的电子数，故 C 正确； D. 质量数=质子数+中子数，中子数为 177 的 Lv 原子，质量数是 293，核素符号为 ， 故 D 正确。 选 B。 5.港珠澳大桥的设计使用寿命高达 120 年，主要的防腐方法有：①钢梁上安装铝片；②使用 高性能富锌（富含锌粉）底漆；③使用高附着性防腐涂料；④预留钢铁腐蚀量。下列分析不 合理的是 A. 钢铁发生吸氧腐蚀时的负极反应式为：Fe -3e- = Fe3+ B. 防腐过程中铝和锌均作为牺牲阳极，失去电子 C. 防腐涂料可以防水、隔离 O2，降低吸氧腐蚀速率 D. 方法①②③只能减缓钢铁腐蚀，未能完全消除 【答案】A 【解析】 【详解】A. 钢铁发生吸氧腐蚀时的负极反应式为：Fe -2e- = Fe2+，故 A 错误； B. 锌的活泼性大于铁，作原电池的负极 ，防腐过程中铝和锌均作为牺牲阳极，失去电子， 故 B 正确； C. 防腐涂料可以防水、隔离 O2，减少氧气接触，降低吸氧腐蚀速率，所以 C 正确； D. 钢铁防腐只能减缓钢铁腐蚀，未能完全消除，故 D 正确。 选 A。 6.下列反应的方程式正确的是 A. 铜片与浓硫酸共热：Cu + H2SO4 CuSO4 + H2↑ B. Na2S 溶液显碱性：S2- + 2H2O H2S↑+ 2OH- C. 用氨水吸收烟气中的二氧化硫：SO2 + 2OH- = SO32- + H2O D. 向 Na2S2O3 溶液中滴加稀硫酸：S2O32- + 2H+ = SO2↑+ S↓+ H2O 【答案】D 【解析】 【详解】A. 铜片与浓硫酸共热生成硫酸铜、二氧化硫、水，不能生产氢气，故 A 错误； B. Na2S 溶液中硫离子水解，溶液显碱性：S2- + H2O HS-+ OH-，故 B 错误； C. 用氨水吸收烟气中的二氧化硫生成亚硫酸铵，反应离子方程式是：SO2 +2NH3·H2O === SO32- 293 116 Lv Δ+2NH4++ H2O，故 C 错误； D. 向 Na2S2O3 溶液中滴加稀硫酸生成硫酸钠、二氧化硫气体、单质硫、水，反应的离子方程 式是：S2O32- + 2H+ == SO2↑+ S↓+ H2O，故 D 正确。 7.下列实验中，预期的现象不合理的是 选项 滴管 试管 预测的现象 A 浓硫酸 铝片 持续产生使品红溶液褪色的气体 B 氨水 CaO 固体 产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体 C 氯水 FeSO4 溶液 溶液变成黄色 D KI 溶液 AgCl 悬浊液 白色沉淀变黄 A. A B. B C. C D. D 【答案】A 【解析】 【详解】A、铝在冷的浓硫酸中钝化，不能持续产生二氧化硫气体，故选 A； B、氧化钙能与水反应，并且放热，所以浓氨水滴在氧化钙固体上，能放出氨气，故不选 B； C、氯水把 Fe2+氧化为 Fe3+，所以氯水滴入 FeSO4 溶液，溶液变成黄色，故不选 C； D、AgI 的溶度积小于 AgCl 的溶度积，所以 KI 溶液滴入 AgCl 悬浊液，白色 AgCl 转化为黄 色沉淀 AgI，故不选 D。 8.偏二甲肼[(CH3)2N—NH2]与 N2O4 是常用的火箭推进剂，火箭发射时常出现红棕色气体， 发生的化学反应如下： ① (CH3)2N—NH2(l) + 2N2O4(l) = 2CO2(g) + 3N2(g) + 4H2O(g) ∆H1＜0 ② N2O4(l) 2NO2(g) ∆H2 ＞0 下列说法不正确的是 A. 反应①中，N2O4 为氧化剂 B. 反应①中，生成 1mol CO2 时，转移 8 mol e- C. 由反应②推断：加压、降温是获得液态 N2O4 的条件 D. 温度升高，反应①的化学反应速率减小、反应②的化学反应速率增大【答案】D 【解析】 【详解】A. 反应①中，N2O4 中 N 元素化合价降低，所以 N2O4 为氧化剂，故 A 正确； B. 反应①中，N2O4 中 N 元素化合价由+4 降低为 0，生成 2mol CO2 时，转移 16 mol e-，故 B 正确； C. 加压、降温，N2O4(l) 2NO2(g)逆向移动，由反应②推断：加压、降温是获得液态 N2O4 的条件，故 C 正确； D. 温度升高，反应①、②的化学反应速率均增大，故 D 错误； 故选 D。 9.2019 年科学家们合成了具有半导体特性的环状 C18 分子，其合成方法的示意图如下： C24O6 C22O4 C20O2 C18 下列说法不正确的是 A. C 与 O 同属第二周期元素，原子半径 C＞O B. 非金属性 C＜O，故 C24O6 中 O 显负价 C. C22O4 分子中含有极性键和非极性键 D. C18 与 C60、金刚石互为同位素 【答案】D 【解析】 【详解】A. 同周期元素从左到右，半径依次减小，C 与 O 同属第二周期元素，原子半径 C＞ O，故 A 正确； B. 同周期元素从左到右，非金属性增强， 非金属性 C＜O，故 C24O6 中 O 显负价，故 B 正确； C. C22O4 分子中含有极性键 C=O 和非极性键 C-C、 ，故 C 正确； D. C18 与 C60、金刚石是碳元素组成的不同单质，互为同素异形体，故 D 错误。 选 D。 10.下列实验事实不能作为所得结论合理证据的是 选项 A B C D -2CO→ -2CO→ -2CO→ C C≡实验 现象 NaBr 溶液变为橙 色，NaI 溶液变为 棕黄色 Mg 条表面有 气泡产生 Na2SiO3 溶液中 出现白色沉淀 钾与水反应比钠与水反应更 剧烈 结论 氧化性： Cl2＞Br2＞I2 还原性： Mg＞Al 非金属性： C＞Si 金属性： K＞Na A. A B. B C. C D. D 【答案】B 【解析】 【详解】A、氯水滴入溴化钠溶液中，NaBr 溶液变为橙色，说明氧化性 Cl2＞Br2；溴水滴入 NaI 溶液中，NaI 溶液变为棕黄色，说明氧化性 Br2＞I2，所以氧化性： Cl2＞Br2＞I2，故选 A； B、Mg 条表面有气泡产生，说明镁是正极，不能得出还原性 Mg＞Al 的结论，故选 B； C、把二氧化碳通入硅酸钠溶液中，有白色沉淀硅酸生成，证明碳酸的酸性强于硅酸，最高 价含氧酸的酸性越强，其非金属性越强，所以非金属性 C＞Si，故不选 C； D、金属性越强，金属单质越易与水反应，钾与水反应比钠与水反应更剧烈，证明金属性 K＞ Na，故不选 D。 【点睛】本题考查实验的设计与评价，注意设计的实验的严密性；B 选项，要证明 Mg＞Al 的还原性，可把镁、铝用导线连接后伸入稀硫酸中，铝表面有气泡生成。 11.某温度下，将 pH 和体积均相同的 HCl 和 CH3COOH 溶液分别加水稀释，其 pH 随加水体 积的变化如图所示。下列叙述正确的是A. 曲线 II 代表 HCl 的稀释过程 B. 溶液中水的电离程度：b 点＞c 点 C. 从 b 点到 d 点，溶液中 保持不变 D. 该温度下，b 点 Kw 的数值比 e 点大 【答案】C 【解析】 【详解】A. 盐酸是强酸，稀释相同倍数，盐酸 pH 变化大于醋酸，曲线 II 代表 CH3COOH 的 稀释过程，故 A 错误； B. b 点 pH 小于 c 点，说明 b 点氢离子浓度大于 c，b 点对水电离抑制作用大于 c，溶液中水 的电离程度：b 点＜c 点,故 B 错误； C. Ka= ，从 b 点到 d 点，温度不变，所以溶液中 保持不变，故 C 正确； D. 温度不变，则 Kw 不变，该温度下，b 点 Kw 的数值等于 e 点，故 D 错误。 【点睛】本题考查弱电解质的电离，明确“pH 相同的一元酸中，稀释相同倍数，酸性越弱 pH 值变化越大，”是解本题的关键，弱酸稀释过程中电离平衡常数不变。 12.2019 年诺贝尔化学奖颁给了三位为锂离子电池发展作出重要贡献的科学家。磷酸铁锂锂 离子电池充电时阳极反应式为：LiFePO4 －xLi+ －xe－→ xFePO4 +(1－x)LiFePO4。放电工作 示意图如图。下列叙述不正确的是 - + 3 3 c(CH COO ) c(H ) c(CH COOH) × - + 3 3 c(CH COO ) c(H ) c(CH COOH) × - + 3 3 c(CH COO ) c(H ) c(CH COOH) ×A. 放电时，Li+通过隔膜移向正极 B. 放电时，电子由铝箔沿导线流向铜箔 C. 放电时正极反应为：FePO4+xLi+ +xe－→xLiFePO4 +(1－x)FePO4 D. 磷酸铁锂锂离子电池充放电过程通过 Li+迁移实现，C、Fe、P 元素化合价均不发生变化 【答案】D 【解析】 【详解】A.原电池中阳离子移向正极，放电时，Li 是负极，Li+通过隔膜移向正极，故 A 正 确； B. 放电时 Li+右移，铝箔是负极、铜箔是正极，电子由铝箔沿导线流向铜箔，故 B 正确； C. 根据充电时阳极反应式，可知放电时正极反应为：FePO4+xLi+ +xe－→xLiFePO4 +(1－ x)FePO4，故 C 正确； D. 磷酸铁锂锂离子电池充放电过程通过 Li+迁移实现，Li、Fe 元素化合价发生变化，故 D 错误；选 D。 【点睛】本题考查了原电池工作工作原理，熟悉原电池放、充电时各个电极发生反应是解题 关键，注意放电时正极得电子发生还原反应。 13.三氯氢硅（SiHCl3）是制备硅烷、多晶硅的重要原料，在催化剂作用下可发生反应： 2SiHCl3(g) SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)，在 50 ℃和 70 ℃ K 时 SiHCl3 的转化率随时间变化的结 果如图所示。下列叙述不正确的是 A. 该反应为吸热反应 B. 反应速率大小：va ＞vb C. 70 ℃时，平衡常数 K =0.112/0.782 D. 增大压强，可以提高 SiHCl3 的平衡转化率，缩短达平衡的时间 【答案】D 【解析】 【详解】A. 升高温度，SiHCl3 的平衡转化率增大，所以该反应为吸热反应，故 A 正确； B. a、b 两点的浓度相同，a 点的温度大于 b 点，所以反应速率大小：va ＞vb，故 B 正确； C. 70 ℃时，达到平衡时 SiHCl3 的平衡转化率为 22%， 2SiHCl3(g) SiH2Cl2(g)+SiCl4(g) n 0 0 0.22n 0.11n 0.11n 0.78n 0.11n 0.11n 平衡常数 K =(0.11n)2/(0.78n)2=0.112/0.782，故 C 正确； D. 增大压强，平衡不移动，增大压强不能提高 SiHCl3 的平衡转化率，故 D 错误。 选 D。 14.将 SO2 分别通入无氧、有氧的浓度均为 0.1 mol·L－1 的 BaCl2 溶液和 Ba(NO3)2 溶液中，探 究体系中微粒间的相互作用，实验记录如下： 实验记录 pH 变化 溶液中是 否产生沉 淀 BaCl2 溶液(无氧)中无白色沉淀、BaCl2 溶液(有氧)中有白色沉淀 Ba(NO3)2 溶液(无氧)中有白色沉淀、Ba(NO3)2 溶液(有氧)中有白色沉淀下列说法不正确的是 A. 曲线 a 所示溶液 pH 降低的原因：SO2 + H2O H2SO3 H+ + HSO3- B 曲线 c 所示溶液中发生反应：2Ba2+ + O2 + 2SO2 + 2H2O =2BaSO4↓+ 4H+ C. 与曲线 a、b、c 对比，可知曲线 d 所表示的过程中 NO3-是氧化 SO2 的主要微粒 D. 依据该实验预测 0.2 mol·L－1 的 KNO3 溶液（无氧）也可以氧化 SO2 【答案】C 【解析】 【详解】A、曲线 a 表示无氧环境下，氯化钡溶液pH 变化减小，说明二氧化硫生成了弱酸亚 硫酸，溶液 pH 降低的原因是 SO2 + H2O H2SO3 H+ + HSO3-，故 A 正确； B、曲线 c 表示有氧环境下，氯化钡溶液pH 变化较大，则说明二氧化硫被氧气氧化为强酸硫 酸，反应的方程式是 2Ba2+ + O2 + 2SO2 + 2H2O =2BaSO4↓+ 4H+，故 B 正确； C、氯化钡、硝酸钡在有氧环境下，pH 变化几乎相同，所以不能说明曲线 d 所表示的过程中 NO3-是氧化 SO2 的主要微粒，故 C 错误； D、0.1 mol·L－1 的 Ba(NO3)2 硝酸钡在无氧环境下可以氧化二氧化硫，依据该实验预测 0.2 mol·L－1 的 KNO3 溶液（无氧）也可以氧化 SO2，故 D 正确； 选 C。 【点睛】本题考查了性质实验方案的设计，明确实验目的及实验原理为解答关键，注意对比 实验，试题充分考查学生的分析、理解能力及化学实验能力。 第二部分 （非选择题 共 58 分） 15.“氮的固定”对保障人类生存具有重大意义。一种新型合成氨的原理如图所示： （1）N2 的电子式：_____。 （2）Li3N 中含有的化学键类型是_____。 （3）热稳定性：NH3_____H2O（填“＞”或“＜”）。 （4）NH3 、H2O 分子中化学键极性更强的是_____，从原子结构角度解释原因：_____。（5）写出右图所示过程的总反应方程式：_____。 【答案】 (1). (2). 离子键 (3). ＜ (4). H—O (5). N 和 O 电子层数 相同，核电荷数 N＜O，原子半径 N＞O，吸引电子能力 N＜O (6). 2N2＋6H2O 4NH3＋3O2 【解析】 【分析】 （1）氮原子通过三对共用电子对形成 N2 分子； （2）活泼金属与活泼非金属形成离子键； （3）非金属性越强，气态氢化物越稳定； （4）原子半径 N＞O，O 原子吸引电子的能力大于 N； （5）根据图示，通入氮气和水，生成氨气和氧气； 【详解】（1）氮原子通过三对共用电子对形成 N2 分子，N2 的电子式是 ； （2）活泼金属与活泼非金属之间易形成离子键，Li3N 中含有的化学键类型是离子键； （3）非金属性越强，气态氢化物越稳定，所以热稳定性：NH3＜H2O； （4）N 和 O 电子层数相同，核电荷数 N＜O，原子半径 N＞O，O 原子吸引电子的能力大于 N， 所以 NH3 、H2O 分子中化学键极性更强的是 H—O； （5）根据图示，通入氮气和水，生成氨气和氧气，所以总反应 2N2＋6H2O 4NH3＋ 3O2． 16.某实验小组对菠菜中的铁元素（主要以难溶的 FeC2O4 形式存在）进行检测。实验如下： I.水煮检验法: II 灼烧检验法: （1）CCl4 的作用为______。 （2）操作 i 中起分离作用的仪器名称为______。 （3）溶液 A 中未能检测出 Fe2+的可能原因是______。 是 一定条件 一定条件（4）取无色溶液 B，先滴加 H2O2 溶液，再滴加 KSCN 溶液，溶液呈红色。用离子方程式 表示 H2O2 的作用：______。 （5）甲同学取少量无色溶液 B，滴加酸性 KMnO4 溶液，振荡后，溶液紫色消失，因此得出 结论，溶液 B 含有 Fe2+。乙同学认为甲同学的实验方法不严谨，设计并完成如下实验：用 稀硝酸溶解菠菜灰，产生的无色气体使澄清石灰水变浑浊，得到的无色溶液中滴加 AgNO3 溶液，产生白色沉淀（Ag2C2O4）。甲同学反思自己的方法不严谨，理由是_______。 【答案】 (1). 作萃取剂，萃取有机色素，排除对 Fe2+检验的干扰 (2). 分液漏斗 (3). FeC2O4 在水中的溶解度小 ；在加热水煮过程中二价铁被氧化为三价铁 (4). 2Fe2+ + H2O2 + 2H+ = 2Fe3+ + 2H2O (5). 酸性条件下，H2C2O4 和 Cl-都可能将 MnO4-还原 【解析】 【分析】 （1）有机物易溶于 CCl4； （2）操作 i 是分离互不相容的液体； （3）铁元素主要以难溶的 FeC2O4 形式存在； （4）H2O2 把 Fe2+氧化为 Fe3+； （5）用稀硝酸溶解菠菜灰，产生的无色气体使澄清石灰水变浑浊，得到的无色溶液中滴加 AgNO3 溶液，产生白色沉淀（Ag2C2O4），说明菠菜灰含有 C2O42-。 【详解】（1）有机物易溶于 CCl4，CCl4 的作用为萃取剂，萃取有机色素，排除对 Fe2+检验 的干扰； （2）操作 i 是分离互不相容的液体，操作名称是分液，使用的仪器是分液漏斗； （3）铁元素主要以难溶的 FeC2O4 形式存在，Fe2+的浓度小，所以溶液 A 中未能检测出 Fe2+； （4）H2O2 把 Fe2+氧化为 Fe3+，反应的离子方程式是 2Fe2+ + H2O2 + 2H+ = 2Fe3+ + 2H2O； （5）用盐酸溶解菠菜灰得到的溶液 B 含有 H2C2O4 和 Cl-，酸性条件下，H2C2O4 和 Cl-都可 能将 MnO4-还原，所以滴加酸性 KMnO4 溶液，振荡后，溶液紫色消失，不能证明溶液 B 含 有 Fe2+。 17.CO2 资源化利用的方法之一是合成二甲醚（CH3OCH3）。 （1）CO2 催化加氢合成二甲醚的过程中主要发生下列反应：反应 I：CO2(g) + H2(g) CO(g) + H2O(g) ∆H= +41.2 kJ·mol-1;反应 II: 2CO2(g) + 6H2(g) CH3OCH3(g) + 3H2O(g) ∆H = - 122.5 kJ·mol-1;其中，反应 II 分以下①②两步完成，请写出反应①的热化学方程式。① _____ ②2 CH3OH(g) CH3OCH3(g) + H2O(g) ∆H = -23.5 kJ·mol-1 （2）L（L1、L2）、X 分别代表压强或温度，如图表示 L 一定时，反应 II 中二甲醚的平衡产 率随 X 变化的关系，其中 X 代表的物理量是_____。判断 L1、L2 的大小，并简述理由： _____。 （3）恒压时，在 CO2 和 H2 起始量一定的条件下，CO2 平衡转化率和平衡时 CH3OCH3 的选 择性 ）随温度变化如图。 ①t ℃ 时，起始投入 a molCO2，b mol H2，达到平衡时反应 II 消耗的 H2 的物质的量为 ______mol。 ②温度高于 300℃，CO2 平衡转化率随温度升高而增大的原因是______。 【答案】 (1). CO2(g) + 3H2 (g) CH3OH(g) + H2O(g) ∆H = - 49.5 kJ·mol-1 (2). 温 度 (3). L1>L2。反应 II 是气体化学计量数减少的反应，当温度一定时，增大压强，平衡 正向移动，二甲醚平衡产率增大，与图 1 变化趋势相同 (4). 3a×40%×76% (5). 反 应 I 的∆H＞0，反应 II 的∆H＜0 ，温度升高使 CO2 转化为 CO 的平衡转化率上升，使 CO2 转化为 CH3OCH3 的平衡转化率下降，且上升幅度超过下降幅度 【解析】 【分析】 (1)反应 II－反应②得反应①； 3 3 3 3 2 2 CH OCHCH OCH = 100%CO × ×的物质的量的选择性 反应的 的物质的量（2）根据图示随 X 增大，二甲醚的产率减小，说明平衡逆向移动； （3）①t ℃ 时，CO2 平衡转化率为 40%、CH3OCH3 的选择性位 76%； ②温度升高，CO2(g) + H2(g) CO(g) + H2O(g)平衡正向移动，2CO2(g) + 6H2(g) CH3OCH3(g) + 3H2O(g)平衡逆向移动。 【详解】(1)反应 II－反应②得反应①；根据盖斯定律 II× －②× 得 CO2(g) + 3H2 (g) CH3OH(g) + H2O(g) ∆H =(- 122.5 kJ·mol-1+23.5 kJ·mol-1)÷2= - 49.5 kJ·mol-1； （2）增大压强，2CO2(g) + 6H2(g) CH3OCH3(g) + 3H2O(g)正向移动；升高温度，2CO2(g) + 6H2(g) CH3OCH3(g) + 3H2O(g)逆向移动；根据图示随 X 增大，二甲醚的产率减小，说 明平衡逆向移动，所以 X 表示温度；反应 II 是气体化学计量数减少的反应，当温度一定时， 增大压强，平衡正向移动，二甲醚平衡产率增大，所以 L1＞L2； （3）t ℃ 时，CO2 平衡转化率为 40%、CH3OCH3 的选择性位 76%，起始投入 a mol CO2，消耗 CO2 的物质的量是 a×40%×76%，根据方程式，消耗氢气是 CO2 的 3 倍，消耗氢气的物质的 量是 3a×40%×76%； ②反应 I 的∆H＞0，反应 II 的∆H＜0 ，温度升高使 CO2 转化为 CO 的平衡转化率上升，使 CO2 转化为 CH3OCH3 的平衡转化率下降，且上升幅度超过下降幅度，所以温度高于 300℃，CO2 平衡转化率随温度升高而增大。 【点睛】本题涉及盖斯定律的应用、明确影响化学反应速率、影响化学平衡移动的因素为解 答关键，注意培养化学图象的分析能力。 18.二氧化氯（ClO2）是一种新型消毒剂，可用氯酸钠（NaClO3）为原料制备。 （1）隔膜电解法制备 ClO2 的装置示意图如下： 已知：ClO2 在酸性溶液中比较稳定，在碱性溶液中不能稳定存在。 ①产生 O2 的电极反应式：________。 ②结合反应方程式，简述 ClO2 的产生过程：_________。 1 2 1 2（2）过氧化氢还原法制备 ClO2： 研究发现 Cl-对上述反应有影响，实验记录如下： ClO2 的生成速率/(g·L-1·min-1) 相同时间加入 NaCl 的浓度 /(g·L-1) 10 min 30 min 60 min ClO2 产率/% Cl2 的量 0 0.0035 0.0124 0.0159 97.12 极微量 1.00 0.0138 00162 0.0163 98.79 极微量 ①NaCl 的主要作用是_______。 ②上述反应可能的过程如下： 反应 i： + + + 反应 ii： Cl2 + H2O2 = 2Cl- + O2↑ + 2H+ 将反应 i 填写完整_________。 ③进一步研究发现，未添加 Cl-时，体系中首先会发生反应生成 Cl-，反应为：ClO3- + 3H2O2 = Cl- + 3O2↑+3H2O（反应 iii）。分析反应 i、ii、iii 的速率大小关系并简要说明理由： _________。 （3）国家规定，饮用水中 ClO2 的残留量不得高于 0.8 mg·L-1，检测步骤如下： Ⅰ．取 1.0L 的酸性水样，加入过量的碘化钾，再用氢氧化钠溶液调至中性，使 ClO2 转化为 。加入淀粉溶液，溶液变蓝。 Ⅱ．用 0.0010 mol/LNa2S2O3 溶液滴定步骤 I 中产生的 I2。已知：步骤 II 中发生反应的离子 方程式是 ①步骤 I 中发生的氧化还原反应的离子方程式是________。 ②当步骤 II 中出现________（填现象）时，停止滴加 Na2S2O3 溶液，记录其体积为 10.00 mL。 ③上述水样中 ClO2 的残留浓度是______mg·L-1。 【答案】 (1). (2). 阴极反应： ，产生的 2 2 3 2 4 2 4 2 2 2H O +2NaClO +H SO =Na SO +2ClO +O +2H O↑ ↑ - 32 ClO + 2=2 ClO ↑ - 2ClO 2- 2- - 2 3 2 4 62S O +I =S O +2I 2 22H O 4e O 4H− +− = ↑ + 2 2ClO e ClO− −+ = 2ClO−在溶液中与 发生反应： 。 一部分逸出，一部分循环反应 (3). 催 化剂 (4). (5). 反应 i 较快， 反应 ii 与反应 i 速率相当或更快，反应 iii 较慢。因为 ClO2 产率很高并且 Cl2 的量极微量， 并且不添加 Cl- 时起始生成 ClO2 的速率很慢 (6). (7). 溶液蓝 色恰好消失，30 s 内不变为蓝色 (8). 0.675 【解析】 【分析】 (1)①氧元素化合价升高产生 O2，氧气在阳极生成； ②根据装置图， 在阴极得电子生成 ， 与溶液中 ClO3-反应生成 ； （2）①根据表格数据，可知加入 NaCl，生成 速率明显增大； ②总反应－反应 ii 可得反应 i； ③根据 ClO2 产率很高并且 Cl2 的量极微量，并且不添加 Cl- 时起始生成 ClO2 的速率很慢分 析反应 i、ii、iii 的速率大小； （3）①步骤 I 中 ClO2 与碘离子反应生成 和碘单质； ②当碘单质完全反应时，溶液蓝色消失； ③根据 、 ，可知 ClO2 与 的关系式，根据关 系式计算 ClO2 残留浓度。 【详解】(1)①水中氧元素化合价升高产生 O2，氧气在阳极生成，阳极反应式是 ； ②根据装置图，ClO2 的产生过程是：阴极发生反应 ，产生的 在溶液中 与 发生反应： 。 一部分逸出，一部分循环反 应； （2）根据表格数据，可知加入 NaCl，生成 的速率明显增大，所以 NaCl 的主要作用是 作反应的催化剂； 的 3ClO− 3 2 2 2ClO ClO 2H 2ClO H O− − ++ + = ↑ + 2ClO - - + 3 2 2 22 ClO +_2_ Cl +_4_ H =_2_ClO +_1_ Cl +_2_ H O↑ ↑ - - 2 2 22ClO +2I =2ClO +I 2ClO - 2ClO - 2ClO 2ClO 2ClO - 2ClO - - 2 2 22ClO +2I =2ClO +I 2- 2- - 2 3 2 4 62S O +I =S O +2I 2- 2 3S O 2 22H O 4e O 4H− +− = ↑ + 2 2ClO e ClO− −+ = 2ClO− 3ClO− 3 2 2 2ClO ClO 2H 2ClO H O− − ++ + = ↑ + 2ClO 2ClO②总反应的离子方程式是 ，总反应－反应 ii 可得 ； ③根据 ClO2 产率很高并且 Cl2 的量极微量，并且不添加 Cl- 时起始生成 ClO2 的速率很慢， 所以反应 i 较快，反应 ii 与反应 i 速率相当或更快，反应 iii 较慢； （3）①步骤 I 中 ClO2 与碘离子反应生成 和碘单质，反应的离子方程式是 ； ②当碘单质完全反应时，溶液蓝色消失，当步骤 II 中蓝色恰好消失，30 s 内不变为蓝色时， 达到滴定终点，停止滴加 Na2S2O3 溶液。 ③根据 、 ，可知 ClO2 与 的物质的量比是 1:1； 设水样中 ClO2 的物质的量是 nmol； ClO2――――― 1 1 nmol 0.0010 mol/L×0.01L 解得 n=1×10 -5mol； ClO2 的残留浓度是 1×10 -5mol×67.5g/mol×103÷1L=0.675 mg·L-1。 19.某实验小组研究 KI 和酸性 KMnO4 溶液的反应。 实验序号 Ⅰ Ⅱ 实验操作 实验现象 紫色褪去，溶液变为棕黄色 紫色溶液迅速变为棕褐色悬浊液，然后沉 淀消失，溶液变为棕黄色 资料：i. MnO4— 在酸性条件下最终被还原为 Mn2+。ii. 酸性条件下氧化性: KMnO4＞KIO3＞I2 。 （1）实验 1 中溶液呈棕黄色，推测生成了________。 - + 2 2 3 2 2 2H O +2ClO +2H =2ClO +O +2H O↑ ↑ - - + 3 2 2 22 ClO +2 Cl +4H =2ClO +1 Cl +2 H O↑ ↑ - 2ClO - - 2 2 22ClO +2I =2ClO +I - - 2 2 22ClO +2I =2ClO +I 2- 2- - 2 3 2 4 62S O +I =S O +2I 2- 2 3S O 2- 2 3S O（2）实验小组继续对实验 II 反应中初始阶段的产物成分进行探究： ①经检验，实验 II 初始阶段 I— 的氧化产物不是 I2，则“实验现象 a”为________。 ②黑色固体是________。 ③设计实验方案证明在“紫色清液”中存在 IO3-：________。 ④写出生成 IO3-的离子方程式：________。 （3）探究实验 II 中棕褐色沉淀消失的原因。 用离子方程式解释实验 II 中棕褐色沉淀消失的原因：________。 （4）实验反思：KI 和酸性 KMnO4 溶液反应过程中，所得产物成分与________有关（写出 两点即可）。 【答案】 (1). I2 (2). 溶液分层，下层液体无色 (3). MnO2 (4). 取少量“紫色 清液”，逐滴加入Na2SO3 溶液，振荡，溶液紫色消失变成棕黄色时，滴加淀粉溶液，溶液变 蓝说明存在 IO3- (5). 2MnO4- + I- + 2H+ = 2MnO2↓ + IO3- + H2O (6). MnO2 + 2I- + 4H+ = Mn2+ + I2 + 2H2O (7). 试剂的相对用量（滴加顺序）、溶液酸性强弱 （其他答案合理给分） 【解析】 【分析】 （1）实验 1 中碘化钾过量，MnO4— 在酸性条件下最终被还原为 Mn2+，碘水呈棕黄色； （2）①I— 的氧化产物不是 I2，则 CCl4 层呈无色。 ②二氧化锰能催化双氧水分解。 ③利用 IO3-的氧化性，证明在“紫色清液”中存在 IO3-。 ④高锰酸钾与碘化钾反应生成二氧化锰和 KIO3； （3）在酸性条件下，二氧化锰与碘化钾反应生成碘单质。 （4）根据实验现象分析。【详解】（1）实验 1 中碘化钾过量，MnO4— 在酸性条件下最终被还原为 Mn2+，碘水呈棕黄色， 所以实验 1 中溶液呈棕黄色，推测生成了 I2； （2）①I— 的氧化产物不是 I2，则 CCl4 层呈无色，“实验现象 a”为溶液分层，下层液体无 色。 ②二氧化锰能催化双氧水分解，黑色固体加入过氧化氢，立即产生气体，则黑色固体是 MnO2； ③IO3-具有氧化性，IO3-可以被 Na2SO3 还原，取少量“紫色清液”，逐滴加入 Na2SO3 溶液，振 荡，溶液紫色消失变成棕黄色时，滴加淀粉溶液，溶液变蓝说明存在 IO3-。 ④高锰酸钾与碘化钾反应生成二氧化锰和 KIO3，反应的离子方程式是 2MnO4- + I- + 2H+ = 2MnO2↓ + IO3- + H2O； （3）在酸性条件下，二氧化锰与碘化钾反应生成碘单质，反应方程式是 MnO2 + 2I- + 4H+ = Mn2+ + I2 + 2H2O。 （4）根据以上实验分析，KI 和酸性 KMnO4 溶液反应过程中，所得产物成分与试剂的相对用 量（滴加顺序）、溶液酸性强弱有关。