2021-2022学年安徽省滁州市定远县育才学校(实验班)高二(上)期末化学试卷(含答案解析)
展开2021-2022学年安徽省滁州市定远县育才学校(实验班)高二(上)期末化学试卷
1. 化学与生产、生活密切相关。下列说法正确的是( )
A. 明矾可用于自来水的杀菌消毒
B. 将AlCl3溶液加热蒸干可制取无水AlCl3
C. 船身上装锌块避免船体受腐蚀是利用了原电池原理
D. 泡沫灭火器可用于一般的灭火,也适用于电器灭火
2. 将CO2转化为燃料甲醇是实现碳中和的途径之一、在恒温恒容密闭容器中进行反应:CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)ΔH,下列有关说法正确的是( )
A. 若升高温度,反应逆向进行,则ΔH<0
B. 正反应为熵增过程,ΔS>0
C. 若混合气体的密度不随时间变化,可说明反应达到平衡
D. 加入催化剂,可提高CO2的平衡转化率
3. 2021年10月,神舟十三号载人飞船成功发射。载人飞船中通过如下过程实现O2再生:
①CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(l)ΔH1=−252.9kJ⋅mol−1
②2H2O(1)=2H2(g)+O2(g)ΔH2=+571.6kJ⋅mol−1
下列说法错误的是( )
A. H2的燃烧热ΔH=−285.8kJ⋅mol−1
B. 反应2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)的ΔH<−571.6kJ⋅mol−1
C. 反应2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)常温下能自发进行
D. 反应CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)的ΔH=−890.3kJ⋅mol−1
4. 下列关于水的电离H2O⇌H++OH−ΔH>0的说法不正确的是( )
A. 将水加热至50℃,水的电离平衡正向移动,水依然呈中性
B. 向水中加入少量NaOH,水的电离平衡逆向移动,溶液呈碱性
C. 向水中加入少量NH4Cl,水的电离平衡正向移动,溶液呈酸性
D. 常温下,pH=2的盐酸中,水电离的c(H+)=1.0×10−2mol⋅L−1
5. 蚂蚁体内会分泌蚁酸(即甲酸,化学式为HCOOH,属于有机弱酸),会使皮肤发痒,下列说法错误的是( )
A. HCOOH属于弱电解质
B. 加热或稀释HCOOH溶液,其电离程度均增大
C. HCOOH的电离和电解都需要通电
D. 被蚂蚁叮咬后及时涂抹肥皂水,能起到止痒作用
6. 已知共价键的键能(键能是指气态分子中1mol化学键解离成气态原子所吸收的能量)与热化学方程式信息如下表:
共价键
H−H
H−O
键能/(kJ⋅mol−1)
436
a
热化学方程式
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)ΔH=−482kJ⋅mol−1
且2O(g)=O2(g)的ΔH为−498kJ⋅mol−1,则a的数值为( )
A. 463 B. 222 C. 214 D. 482
7. 下列实验及相关叙述正确的是( )
A. 滴定法用装置①测定盐酸的浓度
B. 可用装置②来合成氨并检验氨气的生成
C. 用装置③能制取无水MgCl2
D. 装置④依据单位时间内颜色变化来比较浓度对反应速率的影响
8. 在水溶液中,CrO42−呈黄色,Cr2O72−呈橙红色,重铬酸钾(K2Cr2O7)在水溶液中存在以下平衡:Cr2O72−+H2O⇌2CrO42−+2H+,下列说法正确的是( )
A. 向该溶液中加入过量浓NaOH溶液后,溶液呈橙红色
B. 该反应是氧化还原反应
C. 向该溶液中通入HCl气体,平衡向逆反应方向移动,再次达到平衡后,氢离子浓度比原溶液大
D. 向体系中加入少量水,平衡逆向移动
9. 如图是某同学设计的原电池装置,下列叙述中正确的是( )
A. 电极I上发生还原反应,作原电池的负极
B. 电极II的电极反应式为:Cu2++2e−=Cu
C. 该原电池的正极电极反应式为:Fe3++e−=Fe2+
D. 盐桥中装有含氯化钾的琼脂,其作用是传递电子
10. 25℃时,在c(H2A)+c(HA−)+c(A2−)=0.100mol⋅L−1的H2A、NaOH混合溶液中,溶液中部分微粒的物质的量分数δ随溶液pH变化的关系如图所示。下列说法不正确的是( )
A. H2A的Ka2的数量级为10−5
B. NaHA溶液呈酸性
C. pH=3时,溶液中存在c(HA−)>c(H2A)>c(A2−)
D. c(Na+)=0.100mol⋅L−1的溶液中:c(H+)+c(H2A)=c(OH−)+c(A2−)
11. 利用电解法对煤进行脱硫(主要含硫物质为FeS2)处理的原理如图所示。下列说法错误的是( )
A. a极接电源的正极
B. 电解初期,b极产生H2
C. 脱硫一段时间后混合液的pH升高
D. 混合液中发生反应:FeS2+15Mn3++8H2O=Fe3++2SO42−+15Mn2++16H+
12. 根据下列实验现象能得出相应实验结论的是( )
选项
实验现象
实验结论
A
用锌与稀硫酸反应制氯气时,滴入几滴硫酸铜溶液,反应速率加快
Cu2+具有催化作用
B
向含有酚酞的Na2CO3溶液中加入溶液M,红色褪去
溶液M一定呈酸性
C
向铁片上滴1滴含有酚酞的食盐水,一段时间后溶液边缘变红
铁发生了吸氧腐蚀
D
向Al2(SO4)3溶液中滴加Na2S溶液,有白色沉淀产生
白色沉淀是Al2S3
A. A B. B C. C D. D
13. 在甲醇质子交换膜燃料电池中,将甲醇蒸气转化为氢气的两种反应原理是:
①CH3OH(g)+H2O(g)=CO2(g)+3H2(g)ΔH=+49.0kJ⋅mol−1
②CH3OH(g)+12O2(g)=CO2(g)+2H2(g)ΔH=−192.9kJ⋅mol−1
下列说法正确的是( )
A. CH3OH(g)的标准燃烧热为−192.9kJ⋅mol−1
B. 反应①中的能量变化如图所示
C. CH3OH(g)转化成H2(g)的过程一定要吸收能量
D. 根据②可推知反应CH3OH(l)+12O2(g)=CO2(g)+2H2(g)的ΔH>−192.9kJ⋅mol−1
14. 关于化学能与电能或热能的转化,下列说法正确的是( )
A.该装置能将化学能转化为电能
B.在锌锰干电池中,电流从锌皮流出
C.锂离子电池充电时发生氧化还原反应
D.Ba(OH)2⋅8H2O与NH4Cl固体反应的能量变化如上图所示
A. A B. B C. C D. D
15. 最近,科学家报道了一种新型可充电钠电池,其工作原理如图所示,下列说法错误的是( )
A. 放电时,X极为负极
B. 充电时,Na+向Y极迁移
C. 电极材料中,单位质量金属放出的电能:Na D. 放电时,Y极反应为CaFeO3+Na++e−=CaFeO2.5+0.5Na2O
16. 在温度T1和T2时,分别将0.5molCH4和1.2molNO2充入体积为1L的密闭容器中,发生反应:CH4(g)+2NO2(g)⇌N2(g)+CO2(g)+2H2O(g),测得有关数据如表:
时间/min
0
10
20
40
50
T1
c(CH4)/mol
0.50
0.35
0.25
0.10
0.10
T2
c(CH4)/mol
0.50
0.30
0.18
a
0.15
下列说法正确的是( )
A. 温度:T1>T2
B. T1时0∼10min内NO2的平均反应速率为0.15mol⋅L−1⋅min−1
C. a=0.15,且该反应ΔH<0
D. T1时保持其他条件不变,再充入0.5molCH4和1.2molNO2,达新平衡时N2的浓度减小
17. 优化反应条件是研究化学反应的重要方向。
(1)某同学研究浓度对化学平衡的影响。他向5mL0.1mol/LK2Cr2O7溶液中加入1mL5mol/LNaOH溶液,溶液颜色变化为 ______,变化原因 ______(结合离子方程式解释)。
(2)某同学设计了如下探究实验方案:
实验
草酸溶液(0.5mol/L)
高锰酸钾溶液(0.5mol/L)
稀硫酸(0.5mol/L)
硫酸锰溶液(0.5mol/L)
温度
蒸馏水
a
10.0mL
2.0mL
3.0mL
0
25℃
1.0mL
b
10.0mL
2.0mL
3.0mL
1.0mL
25℃
0
c
8.0mL
2.0mL
3.0mL
0
25℃
Vx
d
10.0mL
2.0mL
3.0mL
0
25℃
1.0mL
回答下列问题:
①本方案中用于设计实验的离子方程式是 ______,实验中通过观察什么现象或测定什么数据来进行判断 ______。
②该实验的目的是 ______。
③实验c中的Vx=______mL;实验a和d测得反应速率分别为V1和V4,则V1______V4(填“>”“<”或“=”)。
④实验a中,c(Mn2+)与时间t的关系如图所示。AB段斜率明显大于OA段斜率,除反应可能放热外,还可能是由于 ______。
18. 三氯甲醛(CCl3CHO)可用于生产氯霉素、合霉素等,其在实验室制备的反应原理为:C2H5OH+4Cl2→CCl3CHO+5HCl,可能发生的副反应是C2H5OH+HCl→C2H5Cl+H2O。某探究小组在实验室模拟制备三氯乙醛的装置如图所示(夹持、加热装置均略去)。回答下列问题:
(1)分液漏斗左侧a管的作用是 ______。
(2)仪器b的名称是 ______,仪器c中冷凝水从 ______(填“p”或“q”)口进。
(3)若撤去装置B,对实验的影响是 ______。
(4)装置E的作用是 ______。
(5)测定产品纯度:
①称取0.40g产品,配成待测溶液,加入20.00mL0.100mol/L碘标准溶液,再加适量碱液,充分反应:CCl3CHO+OH−=CHCl3+HCOO−,HCOO−+I2=H++2I−+CO2↑;
②再加适量盐酸调节溶液的pH,并立即用0.020mol/L的Na2S2O3溶液滴定到终点,发生反应:2S2O32−+I2=S4O62−+2I−;
③重复上述操作3次,平均消耗Na2S2O3溶液20.00mL。
如滴定时所选用指示剂是淀粉溶液,则达到滴定终点时溶液颜色变化是 ______,测得产品的纯度是 ______。(写出计算过程,结果保留四位有效数字)。
19. 磺酰氯(SO2Cl2)是一种无色液体,易水解,常用于作为有机氯化剂,其制备方法为:SO2(g)+Cl2(g)⇌SO2Cl2(g)△H<0。
现利用以下装置在实验室制备磺酰氯:
已知:Ksp(AgCl)=2.0×10−10,Ksp(Ag2SO4)=1.6×10−6,Ksp(Ag2CrO4)=2.0×10−12
(1)用冰水冷却三颈瓶更有利于SO2Cl2的生成,其原因是 ______ 。
(2)向三颈瓶中所得液体中加水,出现白雾,振荡、静置得到无色溶液,请写出SO2Cl2与H2O反应的化学方程式 ______ 。
(3)在SO2Cl2溶于水所得溶液中逐滴加入AgNO3稀溶液,当SO42−沉淀完全(以浓度为1.0×10−5计)时,浑浊液中Cl−浓度为 ______ 。
(4)为了测定SO2Cl2的纯度,称取agSO2Cl2产品于锥形瓶中,加入足量蒸馏水充分反应。用cmol/LAgNO3溶液滴定反应后的溶液至终点(滴加K2CrO4溶液做指示剂,当出现棕红色Ag2CrO4沉淀时达到终点),消耗AgNO3溶液的体积为VmL,该SO2Cl2产品的纯度为 ______ 。(不必化简)
(5)Li−SO2Cl2电池是一种新型电池。该电池的电极材料分别为锂和碳,电解液是LiAlCl4−SO2Cl2,电池的总反应可表示为:2Li+SO2Cl2=2LiCl+SO2↑。写出该电池的正极反应 ______ 。若用该电池电解CuSO4溶液,装置如图所示,膜两侧的溶液均为足量CuSO4溶液,且两侧溶液质量相同,若Li−SO2Cl2电池产生了标况下33.6L气体,则电解池膜两侧的质量差为 ______ 。
答案和解析
1.【答案】C
【解析】
【分析】
本题考查了元素化合物的性质及其应用、化学与生产、生活的关系,题目难度不大,要求学生能够用化学知识解释化学现象,试题培养了学生的分析、理解能力及灵活应用基础知识的能力。
【解答】
A.明矾溶于水,电离产生的铝离子水解生成具有吸附性的氢氧化铝胶体,能够净水,不能杀菌消毒,故A错误;
B.加热过程中AlCl3水解生成氢氧化铝和HCl,升高温度促进盐酸挥发,促进氯化铝水解,所以蒸干得到的固体不是氯化铝,故B错误;
C.在船身上装锌块可以形成原电池,金属锌是负极,铁被保护,可以避免船体遭受腐蚀,是利用了原电池原理,故C正确;
D.泡沫灭火器中加入的主要是碳酸氢钠和硫酸铝溶液,两者混合时发生相互促进的水解反应,生成大量的二氧化碳气体泡沫,CO2可用于灭火,但是,喷出的CO2气体泡沫中一定含水,进而可形成电解质溶液,具有一定的导电能力,会导致触电或电器短路,因此不适用于电器灭火,故D错误。
2.【答案】A
【解析】解:A.若升高温度,反应向逆反应方向进行,说明该反应为放热反应,反应ΔH<0,故A正确;
B.由方程式可知,该反应为气体总物质的量减小的反应,反应的ΔS<0,故B错误;
C.由质量守恒定律可知,反应前后气体的质量相等,在恒温恒容密闭容器中混合气体的密度始终不变,则混合气体的密度保持始终不变,不能说明正逆反应速率相等,无法判断反应是否达到平衡,故C错误;
D.加入催化剂,降低反应的活化能,反应速率加快,但化学平衡不移动,二氧化碳的平衡转化率不变,故D错误;
故选:A。
A.升高温度,反应逆向进行,可知正反应为放热反应;
B.反应为气体总物质的量减小的反应;
C.恒温恒容密闭容器中进行反应,气体的质量、体积不变;
D.催化剂不影响化学平衡移动。
本题考查化学平衡,为高频考点,把握温度、催化剂对化学反应的影响为解答的关键,侧重分析与应用能力的考查,注意选项C为解答的易错点,题目难度不大。
3.【答案】B
【解析】解:A.2H2O(1)=2H2(g)+O2(g)ΔH2=+571.6kJ⋅mol−1,则H2(g)+12O2(g)=H2O(1)ΔH=−285.8kJ⋅mol−1,则H2的燃烧热ΔH=−285.8kJ⋅mol−1,故A正确;
B.气态水的能量高于液态水,则2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)的ΔH>−571.6kJ⋅mol−1,故B错误;
C.反应2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)ΔH<0,ΔS<0,根据ΔH−TΔS<0,反应才能自发进行,则该反应常温下能自发进行,故C正确;
D.根据盖斯定律:-①-②×2得CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)ΔH=(252.9−571.6×2)kJ/mol=−890.3kJ/mol,故D正确;
故选:B。
A.H2的燃烧热是指1mol氢气完全燃烧生成液态水放出的热量;
B.气态水的能量高于液态水;
C.ΔH−TΔS<0,反应才能自发进行;
D.根据盖斯定律:-①-②×2得CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)。
本题考查反应热与焓变,为高频考点,侧重考查学生分析能力,掌握盖斯定律、燃烧热是解题关键,此题难度中等。
4.【答案】D
【解析】
【分析】
本题考查水的电离平衡移动、影响因素分析、离子积常数的计算等知识点,题目难度不大,注意从浓度、温度、外加酸碱等物质的角度分析。
【解答】
水的电离平衡:H2O⇌H++OH−中,要使平衡发生移动,应改变溶液c(H+)或c(OH−)的浓度,水的电离是吸热过程,升高温度,平衡向电离方向移动。
A.水的电离是吸热过程,升高温度,平衡向电离方向移动,氢离子浓度和氢氧根离子浓度相同,水仍呈中性,故A正确;
B.向水中加入NaOH固体,导致c(OH−)增大,平衡逆向移动,抑制水的电离,此时溶液中c(OH−)>c(H+),溶液呈碱性,故B正确;
C.向水中加入少量NH4Cl,NH4+与OH−结合生成NH3⋅H2O,水的电离平衡正向移动,此时溶液中c(OH−)
5.【答案】C
【解析】解:A.甲酸的化学式为HCOOH,属于有机弱酸,则HCOOH在溶液中只能部分电离,属于弱电解质,故A正确;
B.甲酸的电离过程吸热,加热后电离程度增大,稀释后甲酸的浓度减小,其电离程度增大,故B正确;
C.甲酸的电解过程需要通电,但电离过程不需要通电,故C错误;
D.被蚂蚁叮咬后及时涂抹肥皂水,由于肥皂水显碱性,与甲酸发生中和反应,所以能起到止痒作用,故D正确;
故选:C。
A.HCOOH属于有机弱酸;
B.弱电解质的电离为吸热过程,稀释后电离程度增大;
C.电离过程不需要通电;
D.肥皂水显碱性,能够中和甲酸。
本题考查弱电解质的电离平衡,明确弱电解质的电离特点为解答关键,注意掌握电离平衡的影响因素,题目难度不大。
6.【答案】A
【解析】
【分析】
本题考查反应热与焓变,为高频考点,侧重分析能力和计算能力的考查,把握焓变与键能的计算关系是解题关键,注意掌握物质结构和存在的共价键,题目难度不大。
【解答】
ΔH=反应物的总键能-生成物的总键能,据此解答。
根据题意得到ΔH=−482kJ/mol=(436×2+498−4a)kJ/mol,解得a=463,
故选A。
7.【答案】C
【解析】解:A.NaOH溶液不能盛放在酸式滴定管中,应选碱式滴定管,故A错误;
B.检验氨气应选湿润的pH试纸,氨气与水反应生成一水合氨,溶液显碱性,而不能选干燥的pH试纸,故B错误;
C.在HCl气流中可抑制镁离子水解,图中装置可制取无水MgCl2,故C正确;
D.高锰酸钾溶液的浓度不同,颜色不同,应控制高锰酸钾溶液的浓度相同且不足,改变草酸的浓度,故D错误;
故选:C。
A.NaOH溶液不能盛放在酸式滴定管中;
B.检验氨气应选湿润的pH试纸;
C.在HCl气流中可抑制镁离子水解;
D.高锰酸钾溶液的浓度不同,颜色不同。
本题考查化学实验方案的评价,为高频考点,把握物质的性质、物质的制备及检验、反应速率、中和滴定、实验技能为解答的关键,侧重分析与实验能力的考查,注意实验的评价性分析,题目难度不大。
8.【答案】C
【解析】解:A.加入NaOH溶液,会中和生成的H+,促进平衡正向移动,c(CrO42−)增大,溶液显黄色,故A错误;
B.该反应前后没有元素化合价发生改变,故不属于氧化还原反应,故B错误;
C.通入HCl气体后,溶液中H+浓度增大,导致平衡逆向移动,但平衡移动不能抵消H+浓度增大的趋势,即新平衡H+浓度比旧平衡大,故C正确;
D.加水后,平衡涉及的三种离子浓度均下降,由于CrO42−与H+浓度均减小,故有效碰撞概率减小,逆反应速率减小,反应物中只有Cr2O72−浓度减小(H2O浓度默认不变),正反应有效碰撞概率减小幅度小于逆反应,即正反应速率减小幅度小于逆反应,故此时υ正>υ逆,平衡向正向移动,故D错误;
故选:C。
A.加入NaOH溶液,会中和生成的H+;
B.该反应中各元素化合价不变;
C.通入HCl导致溶液中c(H+)增大,平衡逆向移动;
D.加水稀释平衡正向移动。
本题考查化学平衡影响因素,侧重考查信息的获取和灵活应用能力,明确外界条件对平衡影响原理内涵、氧化还原反应特征是解本题关键,D为解答易错点。
9.【答案】C
【解析】解:A.电极Ⅰ铂电极上铁离子得电子发生还原反应,所以铂电极作正极,故A错误;
B.电极Ⅱ铜电极上铜失电子发生氧化反应,电极反应式为:Cu−2e−=Cu2+,故B错误;
C.该原电池负极上铜失电子,正极上铁离子得电子,所以正极电极反应式为:Fe3++e−=Fe2+,故C正确;
D.盐桥的作用是平衡正负极两池的电荷,盐桥中离子的定向移动形成电流,电子不能通过电解质溶液,故D错误;
故选C.
该原电池中,铜电极易失电子发生氧化反应而作负极,铂电极上铁离子得电子发生还原反应,则铂电极是正极,盐桥的作用是平衡正负极两池的电荷.
本题考查原电池原理,明确正负极上得失电子是解本题关键,知道盐桥的作用,注意电子不进入电解质溶液和盐桥中,为易错点,题目较简单.
10.【答案】C
【解析】解:A.电离平衡常数只与温度有关,溶液中c(A2−)=c(HA−)时溶液的pH=4.2,则H2A的Ka2=c(A2+)⋅c(H+)c(HA−)=c(H+)=10−4.2,Ka2的数量级为10−5,故A正确;
B.由图可知,HA−占主体时溶液为酸性,HA−电离程度大于水解程度,溶液中c(H+)>c(OH−),则NaHA溶液为酸性溶液,故B正确;
C.a表示HA−的物质的量分数,b表示H2A的物质的量分数,c表示A2−的物质的量分数,由图可知,pH=3时溶液中存在c(HA−)>c(A2−)>c(H2A),故C错误;
D.c(Na+)=0.100mol⋅L−1时,由信息可知n(Na)=n(A),则H2A与NaOH恰好反应生成NaHA,由质子守恒可知c(H+)+c(H2A)=c(OH−)+c(A2−),故D正确;
故选:C。
A.由图可知,溶液中c(A2−)=c(HA−)时溶液的pH=4.2,H2A的Ka2=c(A2+)⋅c(H+)c(HA−)=c(H+);
B.由图可知,HA−占主体时溶液为酸性;
C.图中随pH越大,c(HA−)先增大后减小,c(H2A)减小,c(A2−)减小,可知a表示HA−的物质的量分数,b表示H2A的物质的量分数,c表示A2−的物质的量分数;
D.c(Na+)=0.100mol⋅L−1的溶液,H2A与NaOH恰好反应生成NaHA。
本题考查酸碱混合的定性判断,为高频考点,把握图中坐标的意义、电离与水解、离子浓度的比较为解答的关键,侧重分析与应用能力的考查,注意选项D为解答的难点,题目难度不大。
11.【答案】C
【解析】解:A.由分析可知,A电极发生氧化反应,故作阳极,接电源的正极,故A正确;
B.由分析可知,阴极的电极反应式为2H++2e−=H2↑,故b极产生氢气,故B正确;
C.由分析可知,混合液中发生反应FeS2+15Mn3++8H2O=Fe3++2SO42−+15Mn2++16H+,因此溶液中的氢离子浓度增大,pH降低,故C错误;
D.由分析可知,混合液中发生反应FeS2+15Mn3++8H2O=Fe3++2SO42−+15Mn2++16H+,故D正确;
故选:C。
根据原理装置图可知,Mn2+在阳极失去电子,发生氧化反应,阳极的电极反应式为Mn2+−e−=Mn3+,H+在阴极得到电子,发生还原反应,阴极的电极反应式为2H++2e−=H2↑,混合液中发生反应FeS2+15Mn3++8H2O=Fe3++2SO42−+15Mn2++16H+,据此分析解答问题。
本题考查了电解池的工作原理的应用,明确图中电解池的阴阳极确定电源的正负极是解答的关键,注意把握电极反应,侧重于考查学生的分析能力和应用能力,题目难度中等。
12.【答案】C
【解析】解:A.Zn置换出Cu,构成原电池,可加快生成氢气的速率,与催化剂无关,故A错误;
B.M可能为氯化钡,与碳酸钠反应生成碳酸钡沉淀和NaCl,氯化钡为中性,故B错误;
C.食盐水为中性,负极上Fe失去电子,正极上氧气得到电子生成氢氧根离子,一段时间后溶液边缘变红,可知Fe发生吸氧腐蚀,故C正确;
D.Al2(SO4)3溶液中滴加Na2S溶液,相互促进水解生成氢氧化铝和硫化氢,不能生成Al2S3,故D错误;
故选:C。
A.Zn置换出Cu,构成原电池;
B.M可能为氯化钡,与碳酸钠反应生成碳酸钡沉淀和NaCl;
C.食盐水为中性,负极上Fe失去电子,正极上氧气得到电子生成氢氧根离子;
D.Al2(SO4)3溶液中滴加Na2S溶液,相互促进水解生成氢氧化铝和硫化氢。
本题考查化学实验方案的评价,为高频考点,把握物质的性质、反应与现象、盐类水解、电化学腐蚀、实验技能为解答的关键,侧重分析与实验能力的考查,注意实验的评价性分析,题目难度不大。
13.【答案】D
【解析】解:A.甲醇的燃烧热是1mol甲醇完全燃烧生成二氧化碳和液态水放出的能量,所以CH3OH(g)的标准燃烧热不是−192.9kJ⋅mol−1,故A错误;
B.反应①是吸热反应,图示为放热反应,故B错误;
C.反应②中CH3OH(g)和氧气反应生成二氧化碳和氢气的反应放热,故C错误;
D.同物质的量的液态甲醇能量小于气态甲醇,根据②可推知反应CH3OH(l)+12O2(g)=CO2(g)+2H2(g)的ΔH>−192.9kJ⋅mol−1,故D正确;
故选:D。
A.甲醇的燃烧热是1mol甲醇完全燃烧生成二氧化碳和液态水放出的能量;
B.反应①是吸热反应;
C.反应②中CH3OH(g)和氧气反应生成二氧化碳和氢气的反应放热;
D.同物质的量的液态甲醇能量小于气态甲醇。
本题考查反应热与焓变,为高频考点,把握反应中能量变化、燃烧热为解答的关键,侧重分析与应用能力的考查,题目难度不大。
14.【答案】C
【解析】解:A.图1没有形成闭合回路,不能形成原电池反应,故A错误;
B.锌锰干电池中,锌筒作负极,电子从锌筒流出,电流从碳棒流出,故B错误;
C.锂离子电池充电时,电能转化为化学能,阳极发生氧化反应,阴极发生还原反应,故C正确;
D.图中反应物总能量大于生成物总能量,为放热反应,而Ba(OH)2⋅8H2O与NH4Cl固体反应的能量变化是吸热反应,故D错误;
故选:C。
A、图中没形成闭合回路,不能形成原电池;
B、锌锰干电池中Zn为负极,碳棒为正极;
C、原电池反应是自发进行的氧化还原反应,电池充电过程是原电池的逆反应;
D、Ba(OH)2⋅8H2O与NH4Cl固体的反应是吸热反应。
本题考查化学能与电能或热能的转化,涉及原电池的构成条件、吸放热反应与物质能量的关系、原电池原理和电解池原理等知识,均为高频考点,把握原电池原理及形成条件为解题关键,注意电池充放电过程中电子、离子流向和能量变化,题目难度不大。
15.【答案】B
【解析】解:A.根据放电工作原理图可知,放电时,X极上Na失电子发生氧化反应为负极,故A正确;
B.充电时,原电池的负极X电极连接电源的负极作阴极,则Na+向X极迁移,故B错误;
C.Na和Li都失1个电子,则电极材料中,单位质量金属放出的电能:Na D.放电时,正极Y电极上发生还原反应:CaFeO3+Na++e−=CaFeO2.5+0.5Na2O,故D正确;
故选:B。
根据放电工作原理图,负极X电极上Na失电子发生氧化反应:Na−e−=Na+,正极Y电极上发生还原反应:CaFeO3+Na++e−=CaFeO2.5+0.5Na2O,充电时,原电池的负极连接电源的负极,电极反应和放电时的相反,据此回答即可。
本题考查学生原电池和电解池的工作原理知识,注意知识的归纳和梳理是关键,难度中等。
16.【答案】C
【解析】
【分析】
本题考查化学平衡的计算,为高频考点,把握表中数据、温度和压强对平衡移动的影响、速率计算为解答的关键,侧重分析与计算能力的考查,注意选项D为解答的难点,题目难度不大。
【解答】
A. 由表格数据可知,T1时甲烷在0∼10min内浓度减少0.15mol/L,T2时甲烷在0∼10min内浓度减少0.2mol/L,说明T2时反应速率快,温度高,则T1
C. T2时反应速率快,达到平衡用的时间短,因此40min时反应已经达到平衡,a=0.15,由表格数据可知,温度越高,平衡时甲烷的物质的量越多,说明温度升高,平衡逆向移动,此反应为放热反应,即ΔH<0,故C正确;
D. 体积不变,物质的量变为原来的2倍,若平衡不移动,则平衡浓度为原平衡的2倍;但压强增大平衡逆向移动,则达平衡时氮气的浓度增大,大于原平衡浓度但小于原平衡浓度的2倍,故D错误;
故选C。
17.【答案】从橙色变为黄色 溶液中存在Cr2O72−+H2O⇌2CrO42−+2H+的可逆反应,加入氢氧化钠,消耗了氢离子,平衡正向移动 2MnO4−+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O观察溶液紫红色褪去的快慢(或测定从反应开始至溶液紫红色褪去所用时间)研究反应物浓度、催化剂(或Mn2+的催化作用)、温度对化学反应速率的影响 3.0<产物中Mn2+对该反应有催化作用
【解析】解:(1)溶液中存在Cr2O72−+H2O⇌2CrO42−+2H+的可逆反应,加入氢氧化钠,消耗了氢离子,平衡正向移动,溶液从橙色变为黄色,
故答案为:从橙色变为黄色;溶液中存在Cr2O72−+H2O⇌2CrO42−+2H+的可逆反应,加入氢氧化钠,消耗了氢离子,平衡正向移动;
(2)①本实验探究高锰酸钾氧化草酸的影响因素,离子方程式是2MnO4−+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O;高锰酸钾有颜色,可以通过观察溶液紫红色褪去的快慢(或测定从反应开始至溶液紫红色褪去所用时间),
故答案为:2MnO4−+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O;观察溶液紫红色褪去的快慢(或测定从反应开始至溶液紫红色褪去所用时间);
②表格中数据可以看出草酸浓度变化,有无硫酸锰催化剂,以及温度变化等,因而实验目的是研究反应物浓度、催化剂(或Mn2+的催化作用)、温度对化学反应速率的影响,
故答案为:研究反应物浓度、催化剂(或Mn2+的催化作用)、温度对化学反应速率的影响;
③由a组数据可以看出溶液总体积为16.0mL,实验c中的Vx=3.0mL;实验①和④中温度不同,温度越高,反应速率越快,所以v1
④反应一段时间产生了硫酸锰,c(Mn2+)增大,催化效果增强,AB段斜率明显大于OA段斜率是因为产物中Mn2+对该反应有催化作用,
故答案为:产物中Mn2+对该反应有催化作用。
(1)溶液中存在Cr2O72−+H2O⇌2CrO42−+2H+的可逆反应,加入氢氧化钠,消耗了氢离子,平衡正向移动;
(2)①本实验探究高锰酸钾氧化草酸的影响因素;
②表格中数据可以看出草酸浓度变化,有无硫酸锰催化剂,以及温度变化等;
③由a组数据可以看出溶液总体积为16.0mL,实验c中的Vx=3.0mL;
④反应一段时间产生了硫酸锰,c(Mn2+)增大,催化效果增强。
本题考查了实验方案的分析判断、实验设计、化学平衡影响因素等,掌握基础是解题关键,题目难度中等。
18.【答案】平衡漏斗上方和烧瓶内气体的压强,便于液体顺利滴下 蒸馏烧瓶 p 生成的氯气中混有的HCl气体会与乙醇反应生成氯乙烷,导致三氯乙醛的纯度降低 吸收多余氯气,防止污染空气;防倒吸 蓝色变为无色 66.38%
【解析】解:(1)分液漏斗左侧a管可以平衡漏斗上方和烧瓶内气体的压强,便于液体顺利滴下,
故答案为:平衡漏斗上方和烧瓶内气体的压强,便于液体顺利滴下;
(2)根据装置图,仪器b是蒸馏烧瓶,为提高冷凝效果,冷凝管中冷凝水应该“低进高出”,仪器c中冷凝水从p口进,
故答案为:蒸馏烧瓶;p;
(3)若撤去装置B,生成的氯气中混有的HCl气体会与乙醇反应生成氯乙烷,导致三氯乙醛的纯度降低,
故答案为:;生成的氯气中混有的HCl气体会与乙醇反应生成氯乙烷,导致三氯乙醛的纯度降低;
(4)装置E中盛放氢氧化钠,氢氧化钠能吸收多余氯气,防止污染空气,其中倒置的漏斗能防倒吸,
故答案为:吸收多余氯气,防止污染空气;防倒吸;
(5)达到滴定终点时,碘单质恰好完全反应,则达到滴定终点时溶液颜色变化是蓝色变为无色;根据滴定原理,0.40g产品、20.00mL0.020mol/L的Na2S2O3溶液共消耗20.00mL0.100mol/L碘标准溶液。根据反应方程式CCl3CHO+OH−=CHCl3+HCOO−,HCOO−+I2=H++2I−+CO2↑,得关系式CCl3CHO∼I2,设0.40g产品中含xmolCCl3CHO,则CCl3CHO消耗I2的物质的量是xmol;根据2S2O32−+I2=S4O62−+2I−,Na2S2O3消耗I2的物质的量是0.02L×0.02mol/L2=2×10−4mol,所以xmol+2×10−4mol=0.02L×0.1mol/L,x=0.0018mol,产品的纯度是0.0018mol×147.5g/mol0.4g×100%=66.38%,
故答案为:蓝色变为无色;66.38%。
A装置利用二氧化锰与浓盐酸制备氯气,B装置用饱和食盐水除去HCl,C装置盛放浓硫酸干燥氯气,D中反应制备CCl3CHO,E装置盛放氢氧化钠溶液,吸收尾气中氯气、HCl,防止污染空气;
(1)根据仪器a的结构确定a的名称;根据仪器a的特点回答;
(2)冷凝管中水流方向与气流方向相反;
(3)若撤去装置B,生成的氯气中混有的HCl气体会与乙醇反应生成氯乙烷;
(4)装置E中盛放氢氧化钠,氢氧化钠能吸收多余氯气;
(5)碘遇淀粉溶液变蓝色,滴加Na2S2O3溶液会导致碘被还原,溶液的颜色会变浅,最终消失,根据消耗的Na2S2O3计算剩余I2的物质的量,进而计算与HCOO−反应的I2的物质的量,再根据关系式:CCl3CHO∼HCOO−∼I2计算。
本题考查有机物制备、物质含量程度、实验方案设计等,关键是明确反应原理与各装置作用,掌握常用物质分离提纯方法,注意对题目信息的应用,难度中等。
19.【答案】该反应放热,降温使平衡正向移动 SO2Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl5×10−10mol/LV×10−3L×cmol/L×12×135g/molag×100%SO2Cl2+2e−=2Cl−+SO2↑66g
【解析】解:(1)用冰水冷却三颈瓶更有利于SO2Cl2的生成,其原因是该反应放热,降温使平衡正向移动,
故答案为:该反应放热,降温使平衡正向移动;
(2)向三颈瓶中所得液体中加水,出现白雾,振荡、静置得到无色溶液,则SO2Cl2与H2O反应的化学方程式为SO2Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl,
故答案为:SO2Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl;
(3)当SO42−沉淀完全,银离子浓度为1.6×10−61.0×10−5mol/L=0.4mol/L,浑浊液中Cl−浓度为2.0×10−100.4mol/L=5×10−10mol/L,
故答案为:5×10−10mol/L;
(4)称取agSO2Cl2产品于锥形瓶中,加入足量蒸馏水充分反应。用cmol/LAgNO3溶液滴定反应后的溶液至终点(滴加K2CrO4溶液做指示剂,当出现棕红色Ag2CrO4沉淀时达到终点),消耗AgNO3溶液的体积为VmL,由SO2Cl2∼2HCl∼2AgNO3可知该SO2Cl2产品的纯度为V×10−3L×cmol/L×12×135g/molag×100%,
故答案为:V×10−3L×cmol/L×12×135g/molag×100%;
(5)正极上SO2Cl2中+6价的硫得电子发生还原反应,所以电极反应式为:SO2Cl2+2e−=2Cl−+SO2↑,若Li−SO2Cl2电池产生了标况下33.6L气体,生成气体为33.6L22.4L/mol=1.5mol,转移电子为3mol,左侧析出Cu为3mol2×64g/mol=96g,右侧生成氧气为3mol4×32g/mol=24g,且氢离子向左侧移动,由水的组成可知H、O元素的质量比为1:8,则向左侧移动的氢离子为3g,设硫酸铜的溶液均为mg,则电解池膜两侧的质量差为(m−24−3)−(m−96+3)=66g,
故答案为:SO2Cl2+2e−=2Cl−+SO2↑;66g。
(1)焓变为负,为放热反应;
(2)由现象可知SO2Cl2与H2O反应生成硫酸和盐酸;
(3)当SO42−沉淀完全,银离子浓度为1.6×10−61.0×10−5mol/L=0.4mol/L,结合Ksp(AgCl)计算;
(4)结合SO2Cl2∼2HCl∼2AgNO3计算;
(5)正极上SO2Cl2中+6价的硫得电子发生还原反应;若Li−SO2Cl2电池产生了标况下33.6L气体,生成气体为33.6L22.4L/mol=1.5mol,转移电子为3mol,结合2Cu2++2H2O−电解2Cu+O2↑+4H+及离子移动解答。
本题考查难溶电解质,为高频考点,把握溶解平衡移动、滴定原理、电极反应为解答的关键,侧重分析与应用能力的考查,注意(4)、(5)为解答的难点,题目难度不大。
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