山西省长治市上党区第一中学校2021-2022学年高二上学期9月月考化学试题含解析
展开山西省长治市上党区第一中学校2021-2022学年高二上学期9月月考化学试题
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.下列能量的转化过程中,由化学能转化为电能的是
A
B
C
D
水力发电
风力发电
铅蓄电池放电
太阳能发电
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】A.水力发电是将重力势能转化为电能,故A错误;
B.风力发电是将风能转化为电能,故B错误;
C.蓄电池放电是利用化学反应产生能量,是将化学能转化为电能,故C正确;
D. 太阳能发电是将太阳能转化为电能,故D错误;
故选C。
2.可逆反应A(aq)+B(aq)C(l)+D(aq) ΔH=-50kJ·mol-1,下列有关该反应的叙述正确的是
A.正反应活化能小于50 kJ·mol-1
B.逆反应活化能不小于50 kJ·mol-1
C.正反应活化能大于50 kJ·mol-1
D.逆反应活化能比正反应活化能小50 kJ·mol-1
【答案】B
【详解】某反应的△H=-50kJ·mol-1,则正反应的活化能-逆反应的活化能=-50kJ·mol-1,说明正反应的活化能比逆反应的活化能小50kJ·mol-1,逆反应活化能不小于50 kJ·mol-1,正反应活化能大小不能确定,只有B正确;
故选B。
3.将1 000 mL 0.1 mol·L-1BaCl2溶液与足量稀硫酸充分反应放出akJ热量;将1 000 mL 0.5 mol·L-1HCl溶液与足量CH3COONa溶液充分反应放出bkJ热量(不考虑醋酸钠水解);将500 mL 1 mol·L-1H2SO4溶液与足量(CH3COO)2Ba(可溶性强电解质)溶液反应放出的热量为
A.(5a-2b) kJ B.(2b-5a) kJ
C.(10a+4b) kJ D.(5a+2b) kJ
【答案】D
【分析】将500mL 1mol•L-1H2SO4溶液与足量(CH3COO)2Ba溶液反应,涉及的离子方程式有Ba2+(aq)+SO42-(aq)=BaSO4(s),H+(aq)+CH3COO(aq)=CH3COOH(l),将1000mL 0.1mol•L-1BaCl2溶液与足量稀硫酸反应,涉及的离子方程式为:Ba2+(aq)+SO42-(aq)=BaSO4(s),将1000mL 0.5mol•L-1HCl溶液与足量CH3COONa溶液反应,涉及的离子方程式为H+(aq)+CH3COO(aq)=CH3COOH(l),从能量守恒的角度解答。
【详解】1000mL 0.1mol•L-1BaCl2的物质的量为0.1mol,将1000mL 0.1mol•L-1BaCl2溶液与足量稀硫酸反应,涉及的离子方程式为:Ba2+(aq)+SO42-(aq)=BaSO4(s),生成0.1molBaSO4,放出akJ热量;1000mL 0.5mol•L-1HCl溶液的物质的量为0.5mol,将1000mL 0.5mol•L-1HCl溶液与足量CH3COONa溶液反应,涉及的离子方程式为H+(aq)+CH3COO-(aq)=CH3COOH(l),生成0.5molCH3COOH,放出b kJ热量;所以500mL 1mol•L-1H2SO4的物质的量为0.5mol,将500mL 1mol•L-1H2SO4溶液与足量(CH3COO)2Ba溶液反应,涉及的离子方程式有Ba2+(aq)+SO42-(aq)=BaSO4(s),H+(aq)+CH3COO-(aq)=CH3COOH(l),生成0.5molBaSO4,1molCH3COOH,溶液反应放出的热量为(5a+2b)kJ,故选D。
4.已知以下的热化学反应方程式:
①Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g)ΔH=-24.8kJ·mol-1
②Fe2O3(s)+CO(g)=Fe3O4(s)+CO2(g)ΔH=-15.73kJ·mol-1
③Fe3O4(s)+CO(g)=3FeO(s)+CO2(g)ΔH=+640.4kJ·mol-1
则28gCO气体还原足量FeO固体得到Fe固体和CO2气体时对应的ΔH约为
A.+218kJ·mol-1 B.-109kJ·mol-1 C.-218kJ·mol-1 D.+109kJ·mol-1
【答案】C
【详解】已知:①Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g)ΔH=-24.8kJ·mol-1;②Fe2O3(s)+CO(g)=Fe3O4(s)+CO2(g)ΔH=-15.73kJ·mol-1;③Fe3O4(s)+CO(g)=3FeO(s)+CO2(g)ΔH=+640.4kJ·mol-1;则根据盖斯定律可知(①×3-②×3-③×2)×即得到FeO(s)+CO(g)=Fe(s)+CO2(g)ΔH=-218kJ·mol-1,因此28gCO气体还原足量FeO固体得到Fe固体和CO2气体时对应的ΔH约为-218kJ·mol-1;
故选C。
5.某温度下,在2L的密闭容器中,加入1molX(g)和2molY(g)发生反应:X(g)+m Y(g)3Z(g),平衡时,X、Y、Z的体积分数分别为30%、60%、10%。在此平衡体系中加入1molZ(g),再次达到平衡后,X、Y、Z的体积分数不变。下列叙述不正确的是
A.m=2
B.两次平衡的平衡常数相同
C.X与Y的平衡转化率之比为1:1
D.第二次平衡时,Z的浓度为0.4 mol·L-1
【答案】D
【详解】A.某温度下,在2L的密闭容器中,加入1molX(g)和2molY(g)发生反应:X(g)+m Y(g)3Z(g),平衡时,X、Y、Z的体积分数分别为30%、60%、10%。在此平衡体系中加入1molZ(g),则可等效为两等效平衡体系合,在合并瞬间X、Y、Z的体积分数不变,但单位体积内体系分子总数增多,依据勒夏特列原理平衡应朝使单位体积内分子总数减小方向移动,但再次达到平衡后,X、Y、Z的体积分数不变,则说明m+1=3,故m=2,A项正确;
B.同一化学反应的平衡常数只与温度有关,两次平衡温度不变,故两次平衡的平衡常数相同,B项正确;
C.m=2,起始量X与Y之比为1:2,则反应过程中由方程式可知反应的X与Y之比为1:2,故X与Y的平衡转化率之比为1:1,C项正确;
D.m=2,则该反应为反应前后气体总量不变的反应,故第二次平衡时Z的物质的量为:4mol×10%=0.4mol,故Z的浓度为0.4mol÷2L=0.2mol/L,故D项错误;
本题选D。
6.已知2SO2(g) + O2(g)2SO3(g);ΔH=-197 kJ·mol-1。向同温、同体积的三个密闭容器中分别充入气体:(甲) 2 mol SO2和1 mol O2;(乙) 1 mol SO2和0.5 mol O2;(丙) 2 mol SO3。恒温、恒容下反应达平衡时,下列关系一定正确的是
A.容器内压强P:P甲=P丙> 2P乙
B.SO3的质量m:m甲=m丙> 2m乙
C.c(SO2)与c(O2)之比k:k甲=k丙> k乙
D.反应放出或吸收热量的数值Q:Q甲=Q丙> 2Q乙
【答案】B
【详解】由给的数据利用归一法可知甲和丙是等效平衡。
A项,如果平衡不移动,p甲=p丙=2p乙,但乙加入的物质的量是甲、丙的一半,恒容下相当于减压,平衡左移,压强变大,所以应该是p甲=p丙<2p乙,故A错误;
B项,根据A项分析,平衡左移,三氧化硫的量减少,所以m甲=m丙>2m乙,故B正确;
C项,加入的量均为2∶1,反应的量为2∶1,三者剩余的量也一定相等,为2∶1,c(SO2)与c(O2)之比k不变,所以k甲=k丙=k乙,故C错误;
D项,因为甲和丙是在不同的方向建立起的等效平衡,若转化率均为50%时,反应热的数值应相等,但该反应的转化率不一定是50%,所以Q甲和Q丙不一定相等,故D项错。
答案选B。
【点睛】本题的关键是甲乙容器的比较,乙容器相当于甲容器扩大体积为原来的一半,然后再进行比较。
7.可逆反应: 2 A(g) + B(g) 3 C(g) + D(g)。试根据下图判断正确的是
A.温度T1℃ 比 T2℃高
B.正反应为放热反应
C.甲图纵轴可以表示A的转化率
D.甲图纵轴可以表示混合气体平均相对分子质量
【答案】C
【详解】A项,分析图乙,温度越高,化学反应速率越快,先达到平衡状态,所以T1℃比T2℃低,故A错误;B项,升高温度,A的百分含量减小了,即升温平衡正向移动,所以该反应的正方向为吸热反应,故B错误;C项,分析甲图,增大压强,化学反应速率加快,先达到平衡状态,所以P2大于P1,加压,化学平衡逆向移动,A的转化率减小,所以甲图纵轴可以表示A的转化率,故C正确;D项,增大压强,化学平衡逆向移动,气体总分子数减小,气体总质量不变,所以混合气体平均相对分子质量增大,所以甲图纵轴不能表示混合气体平均相对分子质量,故D错误。
点睛:本题以图像的形式考查影响化学平衡和化学反应速率的因素,注意:①掌握温度、压强等影响化学反应速率和化学平衡移动的外因,并能灵活运用;②会看图像,关注曲线的特殊点,通过分析图像得出速率快慢情况及化学平衡移动情况。
8.对于在一个密闭容器中进行的反应C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g) ,下列条件的改变对反应速率几乎没有影响的是
①增加C的量; ②增加CO的量;
③将容器的体积缩小一半; ④保持体积不变,充入N2以增大压强;
⑤升高反应体系的温度; ⑥保持压强不变,充入N2以增大体积。
A.②③ B.①④ C.①⑥ D.④⑥
【答案】B
【分析】根据影响化学反应速率的外因分析判断。
【详解】①C为固体,改变其用量不影响反应速率;②增加CO量即增大CO气体浓度,化学反应速率增大;③将容器的体积缩小,容器中气体浓度增大,反应速率增大; ④体积不变时充入N2,与反应有关的气体浓度不变,反应速率不变;⑤升高反应温度,反应速率加快;⑥压强不变时充入N2,容器体积变大,与反应有关的气体浓度减小,反应速率减小。
本题选B。
9.在密闭容器中,反应X2(g)+Y2(g)⇌2XY(g);ΔH<0,达到甲平衡。在仅改变某一条件后,达到乙平衡,对此过程的分析正确的是
A.图I是加入适当催化剂的变化情况 B.图II是扩大容器体积的变化情况
C.图III是增大压强的变化情况 D.图III是升高温度的变化情况
【答案】D
【分析】根据方程式可知,反应是体积不变的、放热的可逆反应。
【详解】A.图I表示化学平衡发生了移动,而催化剂不能改变平衡状态,A错误;
B.扩大容器体积,压强降低,反应速率是降低的,B错误;
C.图III中XY的含量不同,即平衡发生了移动,而改变压强平衡不移动,C错误;
D.升高温度,反应速率加快,平衡向逆反应方向进行,XY的含量降低,符合图III,D正确;
故选D。
10.应:2A2B+C(A为红棕色气体,其余气体无色)在恒温恒容密闭容器中进行, 达到反应限度的标志是
① 单位时间内生成 n mol C 的同时,生成 2n mol A
② v正(B)=v正(A)
③ 混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态
④ 混合气体的颜色不再改变的状态
⑤ 混合气体的密度不再改变的状态
⑥ 混合气体的压强不再改变的状态
⑦ 用A与B、C表示的反应速率之比为2:2:1的状态
A.①③④⑥ B.②③⑤⑦ C.②④⑥ D.①⑤⑦
【答案】A
【分析】当反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,各物质的浓度、百分含量不变,以及由此衍生的一些量也不发生变化,解题时要注意,选择判断的物理量,随着反应的进行发生变化,当该物理量由变化到定值时,说明可逆反应到达平衡状态。
【详解】①单位时间内生成n mol C的同时生成2n mol A,说明正逆反应速率比等于系数比,一定达到平衡状态,故选①;
②v正(B)=v正(A),反应向右进行,反应速率同向,反应没有达到平衡状态,故不选②;
③反应前后气体质量不变,气体物质的量是变量,根据,混合气体的平均相对分子质量是变量,平均相对分子质量不再改变的状态,达到平衡状态,故选③;
④A为红棕色气体,混合气体的颜色不再改变的状态,说明A浓度不变,一定达到平衡状态,故选④;
⑤反应前后气体质量不变,容器体积不变,根据,密度是恒量,密度不再改变的状态,不一定平衡,故不选⑤;
⑥反应前后气体物质的量是变量,所以混合气体的压强是变量,压强不再改变的状态为平衡状态,故选⑥;
⑦用A与B、C表示的反应速率之比为2:2:1的状态,无论是否平衡,A与B、C表示的反应速率之比都是2:2:1,故不选⑦;
综上,①③④⑥符合题意,答案选A。
11.25℃时,在某物质的溶液中,由水电离出的c(H+)=1×10-a mol/L,下列说法不正确的是( )
A.a<7时,水的电离受到促进 B.a>7时,水的电离受到抑制
C.a<7时,溶液的pH一定为a D.a>7时,溶液的pH一定为14-a
【答案】D
【详解】A.如果a<7,则水电离出的c(H+)>1×10-7mol/L,则水的电离受到促进,故A正确;
B.如果a>7,则水电离出的c(H+)<1×10-7mol/L,则水的电离受到抑制,故B正确;
C.如果a<7,则促水的电离受到促进,该溶液为盐溶液,溶液的pH=a,故C正确;
D.如果a>7,则水的电离受到抑制,该溶液为酸溶液或碱溶液,则该溶液的pH值为a或14-a,故D错误;
答案选D。
【点睛】向水中加入酸或碱抑制水电离,加入含有弱根离子的盐促进水电离,根据某物质的溶液中由水电离出的c(H+)和纯水中c(H+)相对大小判断是促进水电离还是抑制水电离。
12.下列表述中,与盐类水解有关的是( )
①明矾和FeCl3可作净水剂;
②为保存FeCl3溶液,要在溶液中加少量盐酸;
③AlCl3溶液蒸干,灼烧,最后得到的主要固体产物是Al2O3;
④NH4Cl与ZnCl2溶液可作焊接中的除锈剂;
⑤实验室盛放NaOH溶液的试剂瓶应用橡皮塞,而不能用玻璃塞;
⑥用NaHCO3与Al2(SO4)3两种溶液可作泡沫灭火剂;
⑦草木灰与铵态氮肥不能混合施用。
A.①②③⑤⑥⑦ B.①②③④⑥⑦ C.①③⑤⑥⑦ D.全有关
【答案】B
【详解】①铝离子和铁离子水解生成胶体,能吸附水悬浮杂质,起到净水的作用,与水解有关;②铁离子水解显酸性,加入盐酸抑制铁离子的水解,故②有关;③蒸干氯化铝溶液促进铝离子的水解,氯化氢挥发得到水解产物氢氧化铝,Al(OH)3在灼烧的条件下,发生分解得到Al2O3,故③有关;④铵根离子、锌离子水解显酸性,可与铁锈反应,能起到除锈的作用,故④有关;⑤氢氧化钠溶液和和玻璃中的二氧化硅反应,生成硅酸钠是矿物胶粘结瓶口和瓶塞,与水解无关,故⑤无关;⑥碳酸氢根离子水解显碱性,铝离子水解显酸性,二者水解相互促进生成二氧化碳和氢氧化铝,故⑥有关;⑦草木灰是碳酸钾,水解显碱性,铵盐水解显酸性,混合水解会相互促进生成二氧化碳和氨气,减弱肥效,故⑦有关;综上与水解有关的有①②③④⑥⑦;
本题答案选B。
13.常温时将0.1 mol·L-1的CH3COOH溶液与pH=13的NaOH溶液等体积混合后(若混合后两者的体积可以相加),恰好完全反应,则下列有关所得混合液的说法正确的是
A.所得混合液中c(Na+)>c(CH3COO-)>c(H+)>c(OH-)
B.混合后溶液pH=7
C.所得混合液中存在c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=0.05 mol·L-1
D.混合后溶液中存在c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=c(Na+)+c(H+)
【答案】C
【分析】常温时将0.1 mol·L-1的CH3COOH溶液与pH=13的NaOH溶液等体积混合后二者恰好反应生成醋酸钠,结合醋酸根水解分析解答。
【详解】氢氧化钠是一元强碱,常温时将0.1 mol·L-1的CH3COOH溶液与pH=13的NaOH溶液等体积混合恰好反应生成醋酸钠。则
A、二者混合后溶质为CH3COONa,醋酸根水解溶液显碱性,c(OH-)>c(H+),离子浓度大小顺序为c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+),A错误
B、二者混合后溶质为CH3COONa,醋酸根水解溶液显碱性,pH>7,B错误;
C、二者混合后溶质为CH3COONa,根据物料守恒,反应后的溶液中c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=0.5×0.1 mol·L-1=0.05 mol·L-1,C正确;
D、由电荷守恒知c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-),c(CH3COOH)一定不等于氢氧根离子浓度,因此c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=c(Na+)+c(H+)不成立,D错误。
答案选C。
14.常温下,下列关于pH=3的CH3COOH溶液的叙述错误的是
A.溶液中水电离出的c(H+)=1.0×10-11mol•L-1
B.与等体积pH=11的NaOH溶液混合,所得溶液pH=7
C.加入少量水稀释该溶液的过程中,增大
D.加入0.1mol•L-1CH3COONa溶液使pH=7,则c(CH3COO-)=c(Na+)
【答案】B
【详解】A.pH=3的 CH3COOH溶液中c(H+)=1.0×10-3mol•L-1,醋酸抑制了水的电离,溶液中氢氧根离子来自水的电离,则由H2O电离出的c(H+)=c(OH-)=1.0×10-11mol•L-1,故A正确;
B.pH=3的 CH3COOH等体积pH=11的NaOH溶液混合,醋酸为弱酸,混合液中醋酸过量,反应后溶液呈酸性,故B错误;
C.由醋酸电离的平衡常数表达式可知,,加水稀释,氢离子浓度降低,温度不变,则平衡常数不变,则稀释过程中,,增大,故C正确;
D.滴加0.1 mol•L-1 CH3COONa溶液至pH=7时,根据电荷守恒可知c(H+)=c(OH-),溶液呈中性则,c(CH3COO-)=c(Na+),故D正确;
答案选B。
15.已知草酸是二元弱酸,0.2 mol·L-1NaHC2O4 溶液显酸性,关于 NaHC2O4 溶液中离子浓度关系的叙述不正确的是
A.c(Na+)>c()>c()>c(H2C2O4)
B.c(Na+)=c()+c()+c(H2C2O4)
C.c(Na+)+c(H+)=c()+c()+c(OH-)
D.c(H+)+c(H2C2O4)=c()+c(OH-)
【答案】C
【详解】A.草酸是二元弱酸,0.2 mol·L-1NaHC2O4 溶液显酸性,说明H2C2O4电离程度大于水解程度,但是其电离和水解程度都较小,钠离子不水解,则溶液中离子浓度大小顺序为c(Na+)>c()>c()>c(H2C2O4),故A正确;
B.溶液中存在物料守恒;c(Na+)= c(HC2O-) + c(C2O2- )+ c(H2C2O4),故B正确;
C.溶液中存在电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c()+2c()+c(OH-),故C错误;
D.溶液中存在物料守恒c(Na+)= c(HC2O-) + c(C2O2- )+ c(H2C2O4),液中存在电荷守恒c(Na+)+c(H+)=c()+2c()+c(OH-),溶液中电荷守恒减物料守恒得c(H+)+c(H2C2O4)=c()+c(OH-),故D正确;
故答案:C。
16.将0.01mol下列物质分别加入100mL蒸馏水中,恢复至室温,所得溶液中阴离子浓度的大小顺序是(溶液体积变化忽略不计)
①Na2O2 ②Na2O ③Na2CO3 ④NaCl
A.①>②>③>④ B.①>②>④>③
C.①=②>③>④ D.①=②>③=④
【答案】C
【详解】由①反应为2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑,②反应为Na2O+H2O=2NaOH溶于水,二者消耗的水的量相同,生成等物质的量的NaOH,故生成的OH-浓度相同,均约为0.2mol/L,故为①=②;③中碳酸根水解使得阴离子浓度稍大于④,而④中NaCl的浓度为0.1mol/L,
故答案为C。
【点晴】这是一道对学生守恒思想的考查题,是一道典型的“计而不算”的计算题。注意溶液中的化学反应。等物质的量的Na2O2与Na2O分别于水反应生成等物质的量的NaOH,消耗的水的量相同,生成的OH-浓度相同,均约为0.2mol/L,Na2CO3因水解,使阴离子浓度稍增大:CO32-+H2O⇌HCO3-+OH-。
17.25℃时,向0.1mol•L-1HX溶液中逐渐加入NaOH固体,恢复至原温度后与pH的关系如图所示(忽略溶液体积变化),下列有关叙述不正确的是
A.HX的Ka的数量级为10-5
B.P 点的溶液中:c(Na+)>c(X-)>c(OH-)>c(H+)
C.N 点的溶液中:c(Na+)+c(H+) = c(HX)+c(OH-)
D.M 点的溶液中:c(Na+)+c(HX) +c(H+) = 0.1 mol·L-1
【答案】D
【分析】由N点可知,pH=4.7时,=0,即c(H+)=10-4.7,=1,所以HX的平衡常数Ka=,HX是一元弱酸,据此解答。
【详解】A.HX的平衡常数Ka==100.3×10-5,故HX的Ka的数量级为10-5,A正确;
B.电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(X-)+c(OH-),P点,溶液pH=8.85,c(OH-)>c(H+),故c(Na+)>c(X-),所以c(Na+)>c(X-)>c(OH-)>c(H+),B正确;
C.电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(X-)+c(OH-),N点,=0,则=1,c(X-)=c(HX),所以c(Na+)+c(H+) = c(HX)+c(OH-),C正确;
D.电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(X-)+c(OH-),物料守恒:c(X-)+c(HX)=0.1mol/L,联立二式有:c(Na+)+c(HX) +c(H+)–c(OH-)= 0.1 mol·L-1,D错误。
答案选D。
【点睛】图像给“坐标”的题,要学会代“坐标”计算,从而将复杂问题简单化。
18.常温下,向20 mL0.010 mol·L-1的HA溶液中逐滴加入0.010 mol·L-1的NaOH溶液,溶液中c(OH-)与所加NaOH溶液的体积(V)的关系如图所示。下列说法不正确的是
A.常温下,Ka(HA)≈1.0×10-6
B.N点溶液中存在:c(Na+)+c(H+)=c(A-)+c(OH-)
C.P点后的溶液中均存在:c(Na+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+)
D.水的电离程度:M<N<P
【答案】C
【分析】y轴坐标为lgc(OH-),在M点时,溶液中c(OH-)=10-10mol/L,常温时c(H+)=10-4mol/L,则HA为一元弱酸。
【详解】A. 常温下,Ka(HA)= =≈1.0×10-6,A正确;
B. N点溶液中根据溶液呈电中性,存在:c(Na+)+c(H+)=c(A-)+c(OH-),B正确;
C. P点为NaA的溶液,则P点后的溶液为碱过量,当n(NaA)=n(NaOH)时,发生A-+H2O⇌HA+ OH-,则c(OH-)>c(A-),C错误;
D. M、N、P点的溶液分别为HA、HA和NaA的混合液、NaA,酸对水电离有抑制作用,强碱弱酸盐对水的电离有促进作用,则水的电离程度:M<N<P,D正确;
答案为C。
【点睛】盐溶液中,有弱就水解,能促进水的电离,酸碱抑制水的电离。
19.下列溶液中有关物质的量浓度关系不正确的是
A.pH=2的HA溶液与pH=12的MOH溶液任意比混合: c(H+) + c(M+) == c(OH-) + c(A-)
B.pH相等的CH3COONa、NaOH和Na2CO3三种溶液:c(NaOH)<c(Na2CO3)<c(CH3COONa)
C.物质的量浓度相等CH3COOH和CH3COONa溶液等体积混合:c(CH3COO-) +2c(OH-) = 2c(H+) + c(CH3COOH)
D.0.1 mol/L的NaHA溶液,其pH = 4:c(HA-)>c(H+)>c(H2A)>c(A2—)
【答案】D
【详解】A、根据电荷守恒可知,pH=2的HA溶液与pH=12的MOH溶液任意比混合后c(H+) + c(M+) =c(OH-) + c(A-),A正确;
B、氢氧化钠是强碱,完全电离出OH-,碳酸钠和醋酸钠水解溶液显碱性。因为碳酸的酸性弱于醋酸的酸性,因此碳酸钠的水解程度强于醋酸钠的水解程度,因此溶液的碱性强于醋酸钠溶液的碱性,所以在pH相等的CH3COONa、NaOH和Na2CO3三种溶液中c(NaOH)<c(Na2CO3)<c(CH3COONa),B正确;
C、物质的量浓度相等CH3COOH和CH3COONa溶液等体积混合后,根据电荷守恒可知c(CH3COO-)+c(OH-)=c(H+)+c(Na+)。根据物料守恒可知c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=2c(Na+),所以c(CH3COO-) +2c(OH-) = 2c(H+) + c(CH3COOH),C正确;
D、0.1mol·L-1的NaHA溶液,其pH=4,这说明HA-的电离程度强于其水解程度,因此粒子浓度大小关系:c(HA-)>c(H+)>c(A2-)>c(H2A),D不正确;
答案选D。
20.pC类似pH,是指极稀溶液中,溶质物质的量浓度的常用负对数值。如某溶液溶质的物质的量浓度为1×10-3mol·L-1,则该溶液中溶质的pC=-lg(1×10-3)=3。下列表达正确的是
A.中性溶液中,pC(H+)+pC(OH-)=14
B.pC(H+)=5的H2S溶液中,c(H+)=c(HS-)=1×10-5mol·L-1
C.pC(OH-)=a的氨水,稀释10倍后,其pC(OH-)=b,则a=b-1
D.pC(OH-)=3的NaOH溶液,稀释100倍,其pC(OH-)=5
【答案】D
【详解】A.Kw的大小受到温度的影响,温度越高Kw越大,Kw=c(H+)•c(OH-),pC(H+)+pC(OH-)=-lgC(H+)•C(OH-)=-lgKw,只有在常温下Kw=10-14,pC(H+)+pC(OH-)=14,故A错误;
B.pC(H+)=5的H2S溶液中,c(H+)=1×10-5mol·L-1,溶液中存在H2S⇌ HS-+ H+,HS-⇌S2-+ H+,无法判断c(HS-)的大小,故B错误;
C.pC(OH-)=a的氨水中存在NH3·H2ONH4++OH-,稀释促进氨水的电离,稀释10倍后,pC(OH-)=b,c(OH-)比原来的大,即b<a+1,则a>b-1,故C错误;
D.pC(OH-)=3的NaOH溶液中c(OH-)=1×10-3mol·L-1,稀释100倍,c(OH-)=1×10-5mol·L-1,其pC(OH-)=5,故D正确;
故选D。
二、填空题
21.2020年东京奥运会火炬传递的火炬样式将采用樱花形状。奥运会火炬常用的燃料为丙烷、丁烷等。
已知:丙烷的燃烧热△H1=-2220 kJ/mol;正丁烷的燃烧热△H2= -2878 kJ/mol,异丁烷的燃烧热△H3=-2869.6 kJ/mol。
(1)写出丙烷燃烧的热化学方程式_____。
(2)下列有关说法不正确的是_____(填序号)。
A.奥运火炬燃烧时的能量转化形式主要是由化学能转化为热能、光能
B.异丁烷分子中的碳氢键比正丁烷的多
C.正丁烷比异丁烷稳定
(3)已知A气体的燃烧热为300 kJ/mol,B气体的燃烧热为500 kJ/mol。现有6 mol由A和B组成的混合气体,完全燃烧放出的热量是2000 kJ,则该混合气体中气体A和气体B的物质的量之比是______。
(4)1 molH2完全燃烧生成液态水放出286 kJ热量。已知单位质量的燃料完全燃烧时所放出的热量称为该燃料的热值,则氢气的热值是______kJ/g。
【答案】 C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l) △H=-2220kJ/mol BC 5:1 143
【详解】(1)已知1mol丙烷燃烧放出的热量为2220kJ热量,常温下反应生成的水为液体,依据热化学方程式书写方法,丙烷燃烧的热化学方程式:C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l) △H=-2220kJ/mol,故本题答案为:C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l) △H=-2220kJ/mol;
(2)A.奥运火炬燃烧时发光、放热则能量转化形式主要是由化学能转化为热能、光能,故A正确;
B.异丁烷分子中的碳氢键和正丁烷的相同,故B错误;
C.依据燃烧热化学方程式的焓变分析,1mol正丁烷燃烧放热大于异丁烷燃烧放热,说明正丁烷能量高于异丁烷,能量越高越不稳定,正丁烷比异丁烷不稳定,故C错误;
故选BC;
(3)已知A气体的燃烧热为300kJ·mol-1,B气体的燃烧热为500kJ·mol-1。现有6mol由A和B组成的混合气体,完全燃烧放出的热量是2000kJ,设A和B的物质的量分别为x mol,y mol,由物质的量与热量成正比及热化学方程式可知:
x+y=6
300x+500y=2000
解得:x=5,y=1,则该混合气体中气体A和气体B的物质的量之比是5:1,故本题答案为:5:1;
(4)1mol H2的质量为2g,完全燃烧生成液态水放出286kJ热量。已知单位质量的燃料完全燃烧时所放出的热量称为该燃料的热值,则氢气的热值是286kJ/2g=143 kJ/g。故本题答案为143 。
22.已知常温下,0.1mol·L−1HA溶液pH约为3,则:
(1)HA的电离平衡常数约为_______,0.1mol·L−1HA溶液中HA的电离度约为_______。
(2)向上述HA溶液中加入等浓度的NaOH溶液,
①若两者体积相等,溶液呈_______性,原因为(离子方程式)_______,此时溶液中离子浓度由大到小的顺序为_______,若所得溶液pH=a,则c(Na+) -c(A-)=_______mol·L−1。
②若混合溶液呈中性,则加入的NaOH溶液的体积_______原HA溶液的体积。
③若两者以体积比2:1混合,溶液呈_______性,此时溶液中各分子、离子浓度由大到小的顺序为_______。
④上述①②③所得混合液中水的电离程度最大的是_______。
(3)用0.1mol·L−1NaOH标准溶液滴定未知浓度的HA溶液,应选用_______作为指示剂,滴定终点的现象为_______。
【答案】(1) 1.0×10-5 1%
(2) 碱 A-+H2O⇌HA+ OH- c(Na+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+) 10-(14-a)-10-a 小于 酸 c(A-)>c(Na+)>c(HA)>c(H+)>c(OH-) ①
(3) 酚酞 溶液由无色变为浅红色,半分钟不褪色
【解析】(1)
0.1mol·L−1HA溶液pH约为3,HA的电离平衡常数=,0.1mol·L−1HA溶液中HA的电离度== =1%;
(2)
向上述HA溶液中加入等浓度的NaOH溶液,
①若两者体积相等,得到的是NaA溶液,A-要水解,呈碱性,原因为A-+H2O⇌HA+ OH-;此时溶液中离子浓度由大到小的顺序为c(Na+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+),若所得溶液pH=a,c(H+)=10-a,室温下,c(H+)=10-a,c(OH-)==10-(14-a),根据电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(A-)+c(OH-),c(Na+)-c(A-)=c(OH-)-c(H+),则c(Na+)-c(A-)=[10-(14-a)-10-a]mol·L−1;
②等浓度的弱酸中加入强碱,若混合溶液呈中性,则加入的NaOH溶液的体积小于原HA溶液的体积;
③若两者以体积比2:1混合得到的是HA和NaA,其物质的量之比为1:1,因HA的电离平衡常数大于A-的水解平衡常数,即HA的电离程度大于A-的水解程度,溶液呈酸性,c(H+)>c(OH-),c(A-)>c(Na+),氢离子是弱酸电离出的,故c(HA)>c(H+),此时溶液中各分子、离子浓度由大到小的顺序为:c(A-)>c(Na+)>c(HA)>c(H+)>c(OH-);
④②③中酸都过量,抑制水的电离,而①中只生成了强碱弱酸盐,其促进水的电离,故①②③所得混合液中水的电离程度最大的是①;
(3)
用0.1mol·L−1NaOH标准溶液滴定未知浓度的HA溶液,应选择酚酞作为指示剂,酸遇酚酞不变色,遇碱变红,滴定终点的现象为溶液由无色变为浅红色,半分钟不褪色。
23.化学反应速率和限度是化工生产工艺中,需要特别关注的两个方面。某化工生产要合成C物质,需要在密闭容器中充入等物质的量的气体A和B,一定温度下发生反应:A(g)+xB(g)2C(g),若达到平衡后,只改变反应的一个条件,测得容器中物质的浓度、反应速率随时间变化的关系如下图所示。请回答下列问题:
(1)30 min和40 min时改变的外界条件依次是______
(2)化学方程式中的 x =______
(3)正反应为______热反应
(4)反应开始到8 min内A的平均反应速率为______
(5)35min时该反应的平衡常数为______
【答案】 降低压强,升高温度 1 放 0.08 mol • L−1 • min−1 4
【详解】(1)根据容器中物质的浓度、反应速率随时间变化的关系图,30 min时A、B、C的浓度均突变为原来的0.75倍,说明改变的条件是扩大容器体积,减小压强; 40 min时正逆反应速率突然增大,且ν(逆)> ν(正),说明平衡逆向移动,A和B的浓度逐渐增大、C的浓度逐渐减小,说明40 min时改变的条件是升高温度。
(2)30 min时减小压强,平衡不移动,说明反应前后气体系数和相等,化学方程式中的 x =1;
(3)40 min时升高温度,平衡逆向移动,说明正反应为放热反应;
(4)反应开始到8 min内A的平均反应速率为=0.08 mol • L−1 • min−1;
(5)35min时A、B的浓度均为0.75mol/L,C的浓度为1.5 mol/L,该反应的平衡常数为4。
【点睛】本题考查影响化学平衡、化学反应速率的因率,正确分析图像是解题关键,明确温度、浓度、压强等因素对反应速率和化学平衡的影响,注意反应速率、平衡常数的计算公式的应用。
三、实验题
24.现使用酸碱中和滴定法测定市售白醋的总酸量(g/100mL)
Ⅰ.实验步骤
(1)配制100mL待测白醋溶液:用______填仪器名称量取10.00mL市售白醋,在烧杯中用水稀释后转移到______填仪器容量、名称中定容,摇匀即得待测白醋溶液.
(2)用酸式滴定管取待测白醋溶液20.00mL于锥形瓶中,向其中滴加2滴_____作指示剂.
(3)读取盛装0.1000mol/LNaOH溶液的碱式滴定管的初始读数:如果液面位置如图所示,则此时的读数为______mL.
(4)滴定:当________________________________________时,停止滴定,并记录NaOH溶液的终读数,重复滴定3次。
Ⅱ.实验记录
滴定次数实验数据(mL)
1
2
3
4
V(样品)
V(NaOH)(消耗)
Ⅲ.数据处理与讨论
(5)甲同学在处理数据时计算得:平均消耗的NaOH溶液的体积:V==15.24mL指出他的计算的不合理之处:_________________________________________________。
选取正确数据,可得市售白醋____mol/L;市售白醋总酸量____g/100mL。
(6)乙同学仔细研究了该品牌白醋的标签,发现其中还含有苯甲酸钠作为食品添加剂,他想用资料法验证醋酸与苯甲酸钠不会发生离子互换反应,需查找在一定温度下的醋酸与苯甲酸的________(填标号).
A.pHB.电离度C.电离常数D.溶解度
(7)在本实验的滴定过程中,下列操作会使实验结果偏大的是______(填标号).
A.碱式滴定管在用蒸馏水洗净后,未用标准NaOH溶液润洗
B.碱式滴定管的尖嘴在滴定前有气泡,滴定后气泡消失
C.锥形瓶中加入待测白醋溶液后,再加少量水
D.锥形瓶在滴定时剧烈摇动,有少量液体溅出.
【答案】 酸式滴定管 100mL容量瓶 酚酞 0.60 溶液由无色恰好变为红色,并在半分钟内不褪色 第1次滴定误差明显大,属异常值,应舍去 0.7500 4.5 C AB
【分析】Ⅰ.(1)根据量取液体体积的精确度以及液体的性质选择仪器;溶液的定容在对应体积的容量瓶中进行;
(2)醋酸与氢氧化钠溶液恰好反应时生成醋酸钠,溶液呈碱性,可用酚酞作指示剂;
(3)根据滴定管的结构与精确度来读数;
(4)滴定终点时溶液由无色恰好变为红色,并在半分钟内不褪色;
Ⅲ.(5)根据数据的合理性求出平均消耗的NaOH溶液的体积,然后根据白醋与NaOH 溶液反应的关系式:CH3COOOH~NaOH找出样品中CH3COOOH的物质的量,得出100 mL容量瓶内CH3COOOH的物质的量,进而结合稀释前后溶质的物质的量保持不变,计算出市售白醋的溶质的物质的量,据此分析作答;
(6)根据电离常数判断酸的强弱,然后依据强酸制弱酸来分析;
(7)根据c(待测)= 分析不当操作对V(标准)的影响,以此判断浓度的误差。
【详解】I.(1)滴定管精确度为0.01 mL,醋酸具有酸性能腐蚀橡胶管,所以应选用酸式滴定管量取白醋;用酸式滴定管量取10.00 mL食用白醋,在烧杯中用水稀释后转移到100 mL容量瓶中定容,摇匀即得待测白醋溶液;
故答案为酸式滴定管;100 mL容量瓶;
(2)由于醋酸钠溶液显示碱性,可用酚酞作指示剂,则用酸式滴定管取待测白醋溶液20.00 mL于锥形瓶中,向其中滴加2滴酚酞,
故答案为酚酞;
(3)滴定管液面的读数0.60 mL;
故答案为0.60;
(4)NaOH滴定食醋的终点为:溶液由无色恰好变为红色,并在半分钟内不褪色;
故答案为溶液由无色恰好变为红色,并在半分钟内不褪色;
Ⅲ.(5)第1次滴定误差明显大,属异常值,应舍去,3次消耗NaOH溶液的体积为:15.00 mL、15.05 mL、14.95 mL,则NaOH溶液的平均体积为15.00 mL,
设20 mL待测液中含有CH3COOOH 的物质的量为x mol,根据CH3COOOH∼NaOH,则n(CH3COOOH) = n(NaOH),即x= 0.1000mol/L×0.015 L = 0.0015 mol,取样前后CH3COOOH 的物质的量浓度保持不变,则100 mL容量瓶中的CH3COOOH 的物质的量为0.0015 mol = 0.0075 mol,根据稀释前后溶质的物质的量不变可知,10 mL市售白醋的浓度为 = 0.7500 mol/L,10 mL市售白醋总酸量为0.0075 mol60 g/mol = 4.5 g/100mL,
故答案为第1次滴定误差明显大,属异常值,应舍去;0.7500;4.5;
(6)电离常数可判断对应酸的强弱程度,依据电离平衡常数与酸的强弱关系及强酸制弱酸原理,进而判断反应能否发生,其他选项不能判断酸的强弱,故C项正确,
故答案为C;
(7)A. 碱式滴定管在滴定时未用标准NaOH溶液润洗,标准液浓度降低,造成V(标准)偏大,溶液浓度偏高,故A项正确;
B. 碱式滴定管的尖嘴在滴定前有气泡,滴定后气泡消失,造成V(标准)偏大,溶液浓度偏高,故B项正确;
C. 锥形瓶中加入待测白醋溶液后,再加少量水,对V(标准)无影响,溶液浓度不变,故C项错误;
D. 锥形瓶在滴定时剧烈摇动,有少量液体溅出,待测液物质的量偏小,,造成V(标准)偏小,溶液浓度偏低,故D项错误;
答案为:AB。
四、原理综合题
25.已知NH3、NO、NO2都是有毒气体,必须经过严格处理,否则会污染空气。请回答下列问题:
(1)已知如下热化学方程式:
①N2(g)+O2 (g)=2NO(g) △H1=+akJ/mol;
②4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g) △H2=bkJ/mol
③2NO(g)+O2(g)=2NO2(g) △H3=ckJ/mol;
则4NH3(g)+7O2(g)=4NO2(g)+6H2O(g) △H=___________kJ/mol。
(2)工业合成NH3的反应,解决了世界约三分之一的人粮食问题。已知:N2+3H22NH3,且该反应的v正=k正·c(N2)·c3(H2),ν逆=k逆·c2(NH3),则反应N2+H2NH3的平衡常数K=___________(用k正和k逆表示)。
(3)已知合成氨的反应升高温度平衡常数会减小,则该反应的正反应活化能E1和逆反应活化能E2的相对大小关系为:E1___________E2。(填“>”、“<”或“=”)。
(4)从化学反应的角度分析工业合成氨气采取30MPa~50MPa高压的原因是___________。
(5)500℃时,向容积为2L的密闭容器中通入1molN2和3molH2,模拟合成氨的反应,睿器内的压强随时间的变化如下表所示:
时间/min
0
10
20
30
40
+∞
压强/MPa
20
17
15
13.2
11
11
①达到平衡时N2的转化率为___________。
②用压强表示该反应的平衡常数Kp=___________(Kp等于平衡时生成物分压幂的乘积与反应物分压幂的乘积的比值,某物质的分压等于总压x该物质的物质的量分数)。
③随着反应的进行合成氨的正反应速率与NH3的体积分数的关系如下图所示,若升高温度再次达到平衡时,可能的点为___________(从点“A、B、C、D”中选择〉
【答案】 b+2a+2c < 加快反应速率,同时使平衡正向移动,提高原料气的利用率和产品的产率 90% 48MPa-2 A
【分析】根据盖斯定律分析热化学方程式中的焓变。根据化学平衡移动原理分析反应条件的选择,根据三段式进行计算有关数据。
【详解】(1)根据盖斯定律分析,①N2(g)+O2 (g)=2NO(g) △H1=+akJ/mol;②4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g) △H2=bkJ/mol;③2NO(g)+O2(g)=2NO2(g) △H3=ckJ/mol;将方程式进行②+①×2+③×2计算,得热化学方程式为4NH3(g)+7O2(g)=4NO2(g)+6H2O(g) △H=(b+2a+2c)kJ/mol;
(2)当正逆反应速率相等时,反应到平衡,即v正=ν逆=k正·c(N2)·c3(H2) =k逆·c2(NH3) ,则反应N2+H2NH3的平衡常数K= = ;
(3)已知合成氨的反应升高温度平衡常数会减小,则说明升温平衡逆向移动,正反应为放热反应,则该反应的正反应活化能E1和逆反应活化能E2的相对大小关系为:E1
(5) 假设到平衡时氮气转化浓度为xmol/L,则有
N2+3H22NH3,
起始浓度0.5 1.5 0
改变浓度 x 3x 2x
平衡浓度 0.5-x 1.5-3x 2x
根据压强比等于物质的量比分析,有关系式:
解x=0.45mol/L;
①达到平衡时N2的转化率为0.45/0.5=90%;
②用压强表示该反应的平衡常数Kp==48MPa-2;
③合成氨的反应为放热反应,若升温,则反应速率增大,平衡逆向移动,氨气的体积分数减小,可能的点为A。
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