2021北京顺义杨镇一中高二(上)期中化学(教师版)
展开2021北京顺义杨镇一中高二(上)期中
化 学
考试时间:90min 满分:100分
第一部分选择题(共48分)
可能用到的相对原子质量:H 1 O 16 Na 23 S 32
在下列各题的四个选项中,只有一个选项符合题意。(每小题3分,共48分)
1. 下列设备工作时,将化学能转化为热能的是( )
A. 硅太阳能电池 B. 锂离子电池
C. 太阳能集热器 D. 燃气灶
2. 在生活、生产中为增大反应速率而采取的措施合理的是
A. 燃煤发电时用煤粉代替煤块 B. 在糕点包装内放置小包除氧剂
C. 食物放在冰箱中 D. 塑料制品中添加抑制剂
3. 下列物质水溶液呈碱性的是
A. NH4Cl B. NaCl C. CuSO4 D. Na2CO3
4. 下列方法中,可以使0.10 mol/L CH3COOH溶液中CH3COOH电离程度减小的是
A. 升温 B. 加水稀释
C. 加入少量氯化钠固体 D. 加入少量醋酸钠固体
5. 常温下,与0.01mol/LNaOH溶液的pH相同的溶液是
A. 0.01mol/L盐酸 B. 0.01mol/LBa(OH)2溶液 C. pH=12的NaCN溶液 D. 0.01mol/L氨水
6. 已知:2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g) ΔH,不同条件下反应过程能量变化如图所示。
下列说法中不正确的是
A. 反应的ΔH<0
B. 过程b使用了催化剂
C. 使用催化剂不能提高活化分子百分数
D. 过程b发生两步反应,第一步为吸热反应,且反应较慢
7. 痛风病与关节滑液中形成的尿酸钠(NaUr)有关(NaUr增多,病情加重),其化学原理为:HUr(aq)+Na+(aq)NaUr(s)+H+(aq) ∆H<0。下列说法不正确的是( )
A. 寒冷季节更易诱发关节疼痛
B. 大量饮水会增大痛风病发作的可能性
C. 饮食中摄入过多食盐,会加重痛风病病情
D. 患痛风病的人应少吃能代谢产生更多尿酸的食物
8. 下列事实,不能用勒夏特列原理解释的是
A. 用饱和食盐水除去Cl2中的HCl气体
B. 用H2O2溶液制取氧气时加入少量MnO2
C. 工业合成氨采用200-500大气压的高压条件
D. 将氯化铁溶液蒸干、灼烧,得到红棕色的Fe2O3固体
9. 常温下,不能证明乙酸是弱酸的实验事实是
A. CH3COOH溶液能与Na2CO3溶液反应生成CO2
B. 0.1 mol/L CH3COONa溶液的pH大于7
C. 0.1 mol/L CH3COOH溶液的pH=3
D. 等体积等pH的盐酸和醋酸与足量锌粒反应,醋酸产生H2多
10. 常温下,下列混合溶液的pH一定小于7的
A. pH=3盐酸和pH=11的氢氧化钡溶液等体积混合
B. pH=3的盐酸和pH=11的氨水等体积混合
C. pH=3的醋酸和pH=11的氢氧化钠溶液等体积混合
D. 0.1mol/L的醋酸和0.1mol/L的氢氧化钠溶液等体积混合
11. 常温下,关于下列两种溶液的说法不正确的是
①
②
pH
12
12
溶质
NaOH
NH3·H2O
A. ①中c(Na+)等于②中c(NH)
B. 两溶液中溶质的物质的量浓度:① < ②
C. 中和等体积的两溶液所用等浓度盐酸的体积:① < ②
D. 两溶液中水电离程度:① < ②
12. 在两个密闭的锥形瓶中,0.05 g形状相同的镁条(过量)分别与2 mL 2 mol·L−1的 盐酸和醋酸反应,测得容器内压强随时间的变化曲线如下图。下列说法正确的是
A. ①代表的是盐酸与镁条反应时容器内压强随时间的变化曲线
B. 任意相同时间段内,盐酸与Mg反应的化学反应速率均快于醋酸与Mg反应的化学反应速率
C. 反应中醋酸的电离被促进,两种溶液最终产生的氢气总量基本相等
D. 1 mol·L−1 NaOH溶液完全中和上述两种酸溶液,盐酸消耗NaOH溶液的体积更大
13. 用Cl2生产某些含氯有机物时会产生副产物HCl。利用反应a可实现氯的循环利用:
反应a:4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g) ∆H=-115.6kJ/mol
已知:i.
ii.H2O(g)=H2O(l) ΔH2 =-44 kJ·mol-1
下列说法不正确的是
A. 反应a中反应物的总能量高于生成物的总能量
B. 反应a中涉及极性键、非极性键的断裂和生成
C. 4HCl(g) + O2(g) = 2Cl2(g) + 2H2O(l) ΔH3 = -159.6kJ·mol-1
D. 断开1 mol H-O 键与断开 1 mol H-Cl 键所需能量相差约为31.9 kJ
14. 工业上利用CO和H2合成二甲醚:3CO(g)+3H2(g) CH3OCH3(g)+CO2(g) ΔH<0;其它条件不变时,相同时间内CO的转化率随温度T的变化情况如图所示。下列说法不正确的是
A. 状态X时,v消耗(CO)=v生成(CO)
B. 一定压强下,升高温度,CO的平衡转化率降低
C. 相同温度时,增大压强,可以提高CO的转化率
D. 状态X时,选择合适催化剂,可以提高相同时间内CO的转化率
15. 已知:H2 (g) + CO2 (g)H2O (g) + CO (g) ΔH>0,T1温度时的平衡常数K=。T1、T2温度时,在①、②、③、④四个相同体积的恒容容器中投料,起始浓度如下表所示。下列判断不正确的是
温度
容器编号
起始浓度/mol·L−1
H2
CO2
H2O
CO
T1
①
0.1
0.1
0
0
②
0.2
0.1
0
0
③
0.1
0.2
0.1
01
T2
④
0.04
0.04
0.06
0.06
A. 容器① 5 min达到平衡,用H2表示的化学反应速率为:0.012 mol·L−1·min−1
B. H2的平衡转化率:①>②
C. 容器③中反应向逆反应方向进行
D. 容器④中反应向正反应方向进行,则T2>T1
16. 某同学通过实验研究铜盐溶液颜色的变化。下列说法不正确的是
A. 由①②可知,②中溶液呈蓝色是Cu2+与水分子作用的结果
B. 由④可知,Cu2+与Cl−可能会结合产生黄色物质
C. 由③④可知,Cl−的浓度对铜盐溶液的颜色有影响
D. 由②③④可知,CuCl2溶液一定为绿色
第二部分 非选择题(共52分)
17. 一定温度(t℃)下,向1 L密闭容器中通入H2和 I2各0.15 mol,发生如下反应:H2(g) + I2(g) 2HI(g)。一段时间后达到平衡,测得数据如下:
t/min
2
4
7
9
n(I2)/mol
0.12
0.11
0.10
0.10
请回答:
(1)2 min内,v(H2) =_______mol/(L·min)。
(2)下列能证明该反应已经达到平衡的是_______(填字母)。
A. v正(H2)= v逆 (HI)
B. 混合气体的颜色不再发生变化
C. 混合气体中各组分的物质的量不再发生变化
D. 混合气体的密度不再变化
(3)该反应的化学平衡常数表达式为_______。
(4)H2的平衡转化率是_______。
(5)该温度(t℃)下,若开始通入一定量的H2和 I2,反应达到平衡时,测得c(H2)=0.4mol/L,c(I2)=0.9mol/L,则平衡时c(HI)=_______mol/L。
18. 工业合成氨技术反应原理为:N2 (g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=—92.4 kJ·mol-1
(1)T℃ 时,在有催化剂、体积为1.0 L的恒容密闭容器中充入3 mol H2、1 mol N2,10 min时反应达到平衡,测得c(NH3)=1.2 mol·L-1。
计算:该温度下,化学平衡常数K=_______。
(2)T℃时,在有催化剂的恒容密闭容器中充入N2和H2。如图为不同投料比[]时某反应物X的平衡转化率变化曲线。
①反应物X是_______(填“N2”或“H2”)。
②判断依据是_______。
(3)在其他条件相同时,如图为分别测定不同压强、不同温度下,N2的平衡转化率。
X1_______ X2(填“>”或“<”),判断的理由是_______。
19. 电子工业中,可用FeCl3-HCl溶液作为印刷电路铜板刻蚀液。某探究小组设计如下线路处理废液和资源回收:
请回答:
(1)用FeCl3—HCl溶液刻蚀铜板时反应的离子方程式为____________________。
(2)FeCl3蚀刻液中加入盐酸的目的是______________________________。
(3)步骤①中加入H2O2溶液的目的是(用离子方程式表示)_____________________。
(4)已知:生成氢氧化物沉淀的pH如下表
Cu(OH)2
Fe(OH)2
Fe(OH)3
开始沉淀时
4.7
7.0
1.9
沉淀完全时
6.7
9.0
3.2
根据表中数据推测调节pH的范围是________________。
(5)上述流程路线中,除FeCl3溶液外,还可用于循环利用的物质是__________________。
20. 雾霾严重危害人类健康和生态环境,开发稳定高效的脱硫脱硝工艺技术是国内外研究的热点。研究表明,氮氧化物(NOx)和二氧化硫在形成雾霾时与大气中的氨有关,其转化关系如下图所示。
(1)NH4NO3溶液中的离子浓度由大到小顺序是_______。
(2)① 已知:SO2生成SO3总反应方程式是:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH=-196.6 kJ/mol
此反应可通过如下两步完成:
2NO(g)+O2 (g ) 2NO2(g) ΔH1=-113 kJ/mol
NO2(g)+SO2(g) SO3(g)+NO(g) ΔH2=_______。
② 一定温度下,向2 L恒容密闭容器中充入NO2和SO2各1 mol,5min达到平衡,此时容器中NO2和NO的浓度之比为1∶3,则NO2的平衡转化率是_______。
(3)SO2属于酸性氧化物,将其通入NaOH溶液中,得到NaHSO3溶液。
①NaHSO3溶液呈酸性,其原因是_______
② 向pH=5的NaHSO3溶液中滴加一定浓度的CaCl2溶液,溶液中出现浑浊,pH降为2,用化学平衡移动原理解释溶液pH降低的原因是_______
(4)某同学用中和滴定法测定某烧碱样品的纯度,实验步骤如下:
Ⅰ、配制待测液:称量5.0 g烧碱样品(杂质不与硫酸反应),配成1000 mL溶液;
Ⅱ、滴定:取20.00mL所配待测液,用0.05mol·L-1的H2SO4标准溶液进行滴定,达到滴定终点后,重复此操作两次;记录数据如下表:
测定序号
待测溶液体积(mL)
所耗H2SO4标准溶液的体积/mL
滴定前
滴定后
1
20.00
0.50
20.78
2
2000
1.20
21.32
3
20.00
1.30
21.50
计算烧碱样品的纯度是_______(计算结果保留三位有效数字)
下列实验操作,会使测定结果偏高的是_______。
A.酸式滴定管未润洗就装H2SO4标准溶液滴定
B.锥形瓶在蒸馏水洗净后未用待测液润洗
C.读取H2SO4标准溶液读数时,滴定前仰视,滴定到终点后俯视
D.滴定前酸式滴定管尖嘴处有气泡未排除,滴定后气泡消失
21. 84消毒液在生活中有广泛的应用,其主要成份是NaCl和NaClO。
资料: HClO的电离常数为Ka=4.7×10-8;H2CO3的电离常数为Ka1=4.3×10-7,Ka2=5.6×10-11;HClO的氧化性和杀菌消毒效果强于ClO-。
(1)84消毒液溶液呈_______(填“酸性”或“碱性”)。
(2)84消毒液和医用酒精都是重要的消毒剂。某实验小组同学围绕“84消毒液能否与医用酒精混合使用”这一问题进行了如下实验。
序号
实验操作
实验现象
Ⅰ
分别取40 mL 84消毒液和医用酒精混合均匀,并测量溶液温度变化
溶液温度由20℃升高至23℃,并产生大量气泡,略有刺激性气味,溶液颜色无明显变化
Ⅱ
分别取40 mL医用酒精和蒸馏水混合均匀,水浴加热至23℃
溶液中无明显现象
Ⅲ
分别取_______ mL 84消毒液和蒸馏水混合均匀,水浴加热至23℃
溶液中无明显现象,略有刺激性气味
①实验Ⅲ中应分别取_______mL 84消毒液和蒸馏水混合均匀。
②由实验现象推断,84消毒液和医用酒精_______(填“能”或“不能”)混合使用。
(3)84消毒液可由氯气与NaOH溶液反应制得。为了防止消毒液在存储过程中失效,通常要在84消毒液中残余一定量的NaOH,请运用平衡移动原理解释NaOH的作用:_______。
(4)待消杀物品喷洒上84消毒液后,露置于空气中10~30分钟可增强消毒效果,该过程中发生反应的离子方程式为_______。请结合电离平衡常数解释消毒效果增强的原因:_______。
22. 某校化学兴趣小组探究SO2与FeCl3溶液的反应,所用装置如图所示:
(1)该小组同学预测SO2与FeCl3溶液反应的现象为溶液由棕黄色变成浅绿色,发生反应的离子方程式为_______。
(2)按上图所示开始实验:
步骤ⅰ
配制1 mol·L-1 FeCl3溶液(未用盐酸酸化),测其pH约为1,取少量装入试管中。然后缓缓通入SO2气体。
步骤ⅱ
往5mL1mol·L-1 FeCl3溶液中通入SO2气体,溶液立即变为红棕色。微热3 min,溶液颜色变为浅绿色。
步骤ⅲ
往5mL重新配制的1mol·L-1 FeCl3溶液(用浓盐酸酸化)中通入SO2气体,溶液立即变为红棕色。几分钟后,发现溶液颜色变成浅绿色。
FeCl3溶液显酸性的原因是(用离子方程式表示)_______。
(3)当SO2通入到FeCl3溶液中,同学们观察到现象是溶液立即由棕黄色变成红棕色。将混合液放置12小时,溶液才变成浅绿色。
【查阅资料】 Fe(HSO3)2+离子为红棕色,它可以将Fe3+还原为Fe2+。生成Fe(HSO3)2+离子的反应为可逆反应。
①请用化学用语表示SO2与FeCl3溶液反应生成红棕色Fe(HSO3)2+离子过程:_______。
②写出溶液中Fe(HSO3)2+离子与Fe3+反应的离子方程式:_______。
③请应用反应速率和反应限度知识解释产生上述实验现象的原因:_______。
(4)为了探究如何缩短红棕色变为浅绿色的时间,该小组同学进行了步骤③的实验。综合上述实验探究过程,可以获得的实验结论:
I.SO2与FeCl3溶液反应生成红棕色中间产物Fe(HSO3)2+离子;
II.红棕色中间产物转变成浅绿色溶液是一个较慢的过程;
III._______。
参考答案
1. 【答案】D
【详解】A. 硅太阳能电池是把太阳能转化为电能,A错误;
B. 锂离子电池将化学能转化为电能,B错误;
C. 太阳能集热器将太阳能转化为热能,C错误;
D. 燃气灶将化学能转化为热能,D正确,
答案选D。
2. 【答案】A
【详解】A.用煤粉代替煤块可增加反应物的接触面积,加快反应速率,A正确;
B.在糕点包装内放置小包除氧剂,可吸收氧气,降低氧气浓度,减缓糕点腐败速率,B错误;
C.食物放在冰箱中,可通过降低温度减缓食物腐败速率,C错误;
D.塑料制品中添加抑制剂可减缓塑料的老化速率,D错误;
故选A。
3. 【答案】D
【详解】A、NH4Cl是强酸弱碱盐,其水溶液呈酸性,A不符合题意;
B、NaCl是强酸强检验,其水溶液呈中性,B不符合题意;
C、CuSO4是强酸弱碱盐,其水溶液呈酸性,C不符合题意;
D、Na2CO3是强碱弱酸盐,其水溶液呈碱性,D符合题意;
故选D。
【点睛】在盐溶液中有规律,强酸弱碱盐的水溶液呈酸性,强碱弱酸盐的水溶液呈碱性,强酸弱碱盐的水溶液呈酸性,弱酸弱碱盐的水溶液的酸碱性取决于酸碱的强弱,需要具体情况具体分析。
4. 【答案】D
【详解】A.醋酸的电离是吸热的,加热CH3COOH溶液,促进醋酸的电离,醋酸的电离程度增大,A错误;
B.加水稀释CH3COOH的电离平衡正向移动,促进CH3COOH的电离,B错误;
C.少量NaCl固体加入,不能影响任何微粒的浓度,因此对CH3COOH电离产生不产生任何影响,C错误;
D.加入少量CH3COONa固体,溶液中c(CH3COO-)增大,CH3COOH的电离平衡逆向移动,抑制CH3COOH的电离,CH3COOH电离程度减小,D正确;
故合理选项是D。
5. 【答案】C
【分析】氢氧化钠为强碱,常温下, 0.01mol/LNaOH溶液中氢氧根离子浓度为0.01mol/L,溶液pOH=2,则pH=12;
【详解】A.盐酸为强酸,0.01mol/L盐酸中氢离子浓度为0.01mol/L,溶液pH=2,A错误;
B.氢氧化钡为强的二元碱,0.01mol/LBa(OH)2溶液中氢氧根离子浓度为0.02mol/L,溶液pH不是12,B错误;
C.pH=12的NaCN溶液与0.01mol/LNaOH溶液的pH相同,均为12,C正确;
D.氨水为弱碱性溶液,0.01mol/L氨水中氢氧根离子浓度小于0.01mol/L,溶液pH不是12,D错误;
故选C。
6. 【答案】C
【详解】A.由图中信息可知,该反应的反应物的总能量高于生成物的总能量,故该反应为放热反应,反应的ΔH<0,A正确;
B.使用催化剂可以降低反应的活化能,由图中信息可知,过程b的活化能比过程a的活化能低,因此可以判断过程b使用了催化剂,B正确;
C.催化剂可以降低反应的活化能,提高活化分子百分数从而加快反应速率,C错误;
D.过渡态物质的总能量与反应物总能量的差值为活化能,即图中峰值越大则活化能越大,图中峰值越小则活化能越小,决定总反应速率的是慢反应,活化能越大反应越慢;由图中信息可知,过程b发生两步反应,第一步生成中间产物,中间产物的总能量高于反应物的总能量且活化能较第二步要大,因此第一步为吸热反应且反应较慢,D正确;
故选C。
7. 【答案】B
【详解】A.寒冷季节温度降低,平衡正向移动,从而增大c(NaUr),更易诱发关节疼痛,A正确;
B.大量饮水,会降低c(NaUr),从而降低痛风病发作的风险,B不正确;
C.饮食中摄入过多食盐,会使平衡正向移动,c(NaUr)增大,加重痛风病病情,C正确;
D.患痛风病的人吃能代谢产生更多尿酸的食物,会增大c(NaUr),所以应少吃,以减轻痛风病病情,D正确;
故选B。
8. 【答案】B
【详解】A.饱和食盐水中氯离子浓度大,Cl2+H2OH++Cl-+HClO平衡逆向移动,氯气溶解度减小,所以用饱和食盐水除去Cl2中的HCl气体,故不选A;
B.用H2O2溶液制取氧气时加入少量MnO2,MnO2作催化剂可加快过氧化氢分解的速率,但平衡不移动,不能用勒夏特列原理解释,故选B;
C.增大压强,平衡正向移动,工业合成氨采用200-500大气压的高压条件,有利于合成氨,能用勒夏特列原理解释,故不选C;
D.加热氯化铁溶液,平衡正向移动,将氯化铁溶液蒸干、灼烧,得到红棕色的Fe2O3固体,能用勒夏特列原理解释,故不选D;
选B。
9. 【答案】A
【详解】A.CH3COOH溶液能与Na2CO3溶液反应生成CO2,说明CH3COOH的酸性大于碳酸,但不能证明乙酸是弱酸,故选A;
B.0.1 mol/L CH3COONa溶液的pH大于7,说明CH3COO-能水解,则CH3COOH是弱酸,故不选B;
C.0.1 mol/L CH3COOH溶液的pH=3,说明醋酸部分电离,则CH3COOH是弱酸,故不选C;
D.等体积等pH的盐酸和醋酸与足量锌粒反应,醋酸产生H2多,说明醋酸的物质的量大于盐酸,则醋酸是弱酸,故不选D;
选A。
10. 【答案】C
【详解】A.盐酸为强酸溶液,Ba(OH)2为强碱,pH=3的盐酸中氢离子浓度为0.001 mol/L,pH=11的Ba(OH)2溶液中c(OH-)=0.001mol/L,两者等体积混合恰好完全反应生成强酸强碱盐,溶液呈中性,室温下pH等于7,A错误;
B.盐酸为强酸溶液,氨水为弱碱溶液,室温下pH=3的盐酸的浓度远小于pH=11的氨水的浓度, pH=3的盐酸和pH=11的氨水等体积混合,反应后氨水过量,溶液呈碱性,pH大于7,B错误;
C.醋酸为弱酸,NaOH为强碱,室温下pH=3的醋酸的浓度远大于pH=11的氢氧化钠的浓度, pH=3的醋酸和pH=11的NaOH溶液等体积混合,反应后醋酸过量,溶液呈酸性,pH小于7,C正确;
D.0.1mol/L的醋酸和0.1mol/L的氢氧化钠溶液等体积混合,两者恰好反应生成强碱弱酸盐醋酸钠,醋酸根离子水解溶液显碱性,D错误;
故选C。
11. 【答案】D
【详解】A.溶液呈电中性,两种溶液中分别有c(OH-)=c(NH4+)+c(H+)、c(OH-)=c(Na+)+c(H+),两溶液的pH相同,相同温度下氢离子、氢氧根离子浓度相同,则c(NH4+)=c(Na+)=c(OH-)- c(H+),A正确;
B.NaOH是一元强碱,完全电离,c(OH-)=c(NaOH),一水合氨是一元弱碱,存在电离平衡,所以c(NH3·H2O)>c(OH-)=c(NaOH),即①<②,B正确;
C.由于物质的量浓度c(NH3·H2O)>c(NaOH),所以当两者体积相同时,n(NH3·H2O)>n(NaOH),因此中和等体积的两溶液所用等浓度盐酸的体积:n(NH3·H2O)>n(NaOH),即①<②,C正确;
D.水的电离程度受氢氧根离子的影响,两种溶液等pH,则两溶液中水的电离程度:①= ②,D错误。
故选D。
12. 【答案】C
【详解】A. 盐酸为一元强酸,醋酸为一元弱酸,则2 mL 2 mol·L−1的 盐酸和醋酸中,盐酸中c(H+)大,与镁条反应的速率大,相同时间内产生的氢气多,容器内压强大,反应速率快,反应先结束,故②代表的是盐酸与镁条反应时容器内压强随时间的变化曲线,故A错误;
B. 可以通过曲线的斜率比较二者的反应速率,从图像可以看出,100s后,醋酸与镁的反应速率更大,此时盐酸与镁已接近反应结束,c(H+)较小,反应速率小,故B错误;
C. 由于盐酸和醋酸的浓度和体积均相同,则二者物质的量相同,故反应结束时,产生的氢气气总量基本相等,故C正确;
D. 由于盐酸和醋酸的物质的量相同,故用1 mol·L−1 NaOH溶液完全中和上述两种酸溶液时,盐酸与醋酸消耗NaOH溶液的体积相等,故D错误;
故选C。
13. 【答案】C
【详解】A.由反应a:4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g) ∆H=-115.6kJ/mol,该反应为放热反应,即反应物的总能量高于生成物的总能量,故A不选;
B.由4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g)可知,反应a中涉及极性键、非极性键的断裂和生成,故B不选;
C.根据盖斯定律可知,4HCl(g) + O2(g) = 2Cl2(g) + 2H2O(l) ΔH3 = -203.6kJ·mol-1,故选C;
D.设H-O的键能为,H-Cl的键能为,由题意有,则,故D不选。
答案选C。
14. 【答案】A
【分析】250℃之前,反应未平衡,升高温度,反应速率增大,相同时间内CO的转化率随温度T的升高而增大,250℃,反应达到平衡,250℃后,温度升高,平衡逆向移动,相同时间内CO的转化率随温度T的升高而减小,因此正反应是放热反应。
【详解】A.由分析可知,X点反应未平衡,反应表现为正向进行,因此v消耗(CO)>v生成(CO),A错误;
B.正反应为放热反应,温度升高平衡逆向移动,CO的平衡转化率降低,B正确;
C.该反应为气体分子数减小反应,因此相同温度时,增大压强,平衡正向移动,可提高CO的转化率,C正确;
D.状态X时,反应未平衡,选择合适催化剂,反应速率增大,可以提高相同时间内CO的转化率,D正确;
故选A
15. 【答案】C
【详解】A.根据表中数据,利用三段式进行解答
H2 (g) + CO2 (g)H2O (g) + CO (g) ΔH>0,T1温度时的平衡常数K==,解得x=0.06 mol·L−1,v(H2)=0.012 mol·L−1·min−1,故A正确;
B.根据表中数据可知,②比①多加了0.1 mol·L−1H2且两者温度相同,所以②的转化率比①降低了,所以H2的平衡转化率:①>②,故B正确;
C.由表中数据可知,容器③中Qc==< K=,所以平衡正向移动,故C错误;
D.容器④中Qc==,与T1时的K相等,因为H2 (g) + CO2 (g)H2O (g) + CO (g) ΔH>0容器④中反应向正反应方向进行,所以T2 >T1,故D正确;
故选C。.
16. 【答案】D
【详解】A.由①②可知,硫酸铜遇水变蓝,所以②中溶液呈蓝色是Cu2+与水分子作用的结果,故A正确;
B.由④可知,氯化钠固体表面氯离子浓度较大,固体表面为黄色,所以Cu2+与Cl−可能会结合产生黄色物质,故B正确;
C.③→④增大了氯离子浓度,所以Cl−的浓度对铜盐溶液的颜色有影响,故C正确;
D.由③溶液为蓝色可知, CuCl2溶液不一定为绿色,故D错误;
选D。
17. 【答案】(1)0.015 (2)BC
(3)K=
(4)33.3% (5)0.6
【小问1详解】
由表格数据可知,2min时,碘蒸气的物质的量为0.12 mol,由方程式可知,2 min内,氢气的反应速率v(H2) ==0.015 mol/(L·min),故答案为:0.015;
【小问2详解】
A.由化学反应速率之比等于化学计量数之比可知,v正(H2)= v逆 (HI)不能说明正逆反应速率相等,无法判断反应是否达到平衡,故错误;
B.混合气体的颜色不再发生变化说明碘蒸汽的浓度不变,正逆反应速率相等,反应已达到平衡,故正确;
C.混合气体中各组分的物质的量不再发生变化说明正逆反应速率相等,反应已达到平衡,故正确;
D.由质量守恒定律可知,反应前后气体的质量相等,在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,故错误;
故选BC;
【小问3详解】
由方程式可知,反应的化学平衡常数表达式为K= ,故答案为:K= ;
【小问4详解】
由表格数据可知,7min反应达到平衡时,碘蒸气的物质的量为0.10 mol,由方程式可知,氢气的转化率为×100%≈33.3%,故答案为:33.3%;
【小问5详解】
由表格数据可知,7min反应达到平衡时,碘蒸气的物质的量为0.10 mol,由方程式可知,平衡时碘蒸气、氢气和碘化氢的浓度为=0.10mol/L、=0.10mol/L、×2=0.10mol/L,反应的化学平衡常数K==1,由反应达到平衡时,测得c(H2)=0.4mol/L、c(I2)=0.9mol/L可知,c(HI)= =0.6mol/L,故答案为:0.6。
18. 【答案】(1)
(2) ①. N2 ②. 增大H2的浓度可以提高N2的转化率,但不能提高自身转化率
(3) ①. < ②. 合成氨反应为放热反应,在一定压强下,升高温度,平衡逆向移动,N2的平衡转化率降低
【小问1详解】
10 min时反应达到平衡,测得氨气浓度为1.2mol/L,由方程式可知,平衡时氮气、氢气的浓度为—1.2mol/L×=0.4mol/L、—1.2mol/L×=1.2mol/L,则反应的平衡常数K==,故答案为:;
【小问2详解】
投料比增大相当于增大氢气的浓度,增大氢气的浓度,平衡向正反应方向移动,新平衡时,氢气的转化率减小,氮气的转化率最大,由图可知,投料比增大,X的转化率增大,则X为氮气,故答案为:N2;增大H2的浓度可以提高N2的转化率,但不能提高自身转化率;
【小问3详解】
合成氨反应为气体体积减小的放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,氮气转化率减小,增大压强,平衡向正反应方向移动,氮气转化率增大,由图可知,L增大,氮气转化率增大,则L为压强、X为温度,由压强相同时,温度X1条件下氮气转化率大于X2可知,温度X1小于X2,故答案为:<;合成氨反应为放热反应,在一定压强下,升高温度,平衡逆向移动,N2的平衡转化率降低。
19. 【答案】 ①. Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+ ②. H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O ③. 抑制Fe3+水解 ④. 3.2≤pH<4.7 或 [3.2,4.7) ⑤. Cu2(OH)2CO3
【分析】FeCl3-HCl溶液蚀刻铜板后的废液,发生2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+,得到氯化铜、氯化亚铁和氯化铁的混合溶液,向废液中滴入过氧化氢将亚铁离子氧化成极易除去的铁离子,然后过滤得沉淀氢氧化铁和氯化铜溶液,将沉淀溶解于盐酸得到氯化铁,向滤液中加入碳酸氢钠得到碱式碳酸铜;
(1)三价铁离子具有强的氧化性,能够氧化铜单质生成铜离子,本身被还原为二价铁离子;
(2)氯化铁是强酸弱碱盐水解呈酸性,所以加盐酸防止弱离子铁离子的水解;
(3)过氧化氢是氧化剂将亚铁离子氧化成极易除去的铁离子;
(4)将铁离子完全沉淀,而铜离子不能沉淀,所以选择的pH为3.2≤pH<4.7;
(5)氯化铁溶液可以用来蚀刻铜板后的废液,碱式碳酸铜来调节溶液A的pH。
【详解】(1)FeCl3-HCl溶液蚀刻铜板后的废液,发生2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+,得到氯化铜、氯化亚铁和氯化铁的混合溶液,向废液中滴入过氧化氢将亚铁离子氧化成极易除去的铁离子,然后过滤得沉淀氢氧化铁和氯化铜溶液,将沉淀溶解于盐酸得到氯化铁,向滤液中加入碳酸氢钠得到碱式碳酸铜。
(1)氯化铁与铜反应生成氯化亚铁和氯化铜,反应的离子方程式:2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+;
(2)氯化铁是强酸弱碱盐,Fe3+水解使溶液呈酸性,所以加盐酸防止弱碱离子Fe3+的水解,促使水解平衡逆向移动;
(3)加入氧化剂H2O2可以把Fe2+氧化为Fe3+但不能引入新的杂质,氧化剂选择过氧化氢氧化亚铁离子的离子方程式为:H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O;
(4)调节溶液的pH目的是使Fe3+全部沉淀,Cu2+不沉淀,依据图表数据分析可知pH应为:3.2~4.7,或写为3.2≤pH<4.7;
(5)氯化铁溶液可以用来蚀刻铜板后的废液,碱式碳酸铜来调节溶液A的pH。所以上述流程路线中,除FeCl3溶液外,还可用于循环利用的物质是碱式碳酸铜Cu2(OH)2CO3。
【点睛】本题考查了物质制备实验设计、物质分离的实验基本操作、物质的循环利用、氧化还原反应离子方程式的书写等知识。掌握物质性质,理解各步实验操作是解题关键。
20. 【答案】(1)c(NO) > c(NH) > c(H+) > c(OH-)
(2) ①. -41.8 kJ/mol ②. 75%
(3) ①. HSO在溶液中存在电离平衡:HSO SO+ H+;水解平衡:HSO+ H2O H2SO3 + OH-;HSO的电离程度大于其水解程度,所以溶液呈酸性 ②. HSO在溶液中存在电离平衡:HSOSO+ H+,加CaCl2溶液后,Ca2+ + SO =CaSO3↓ ,c(SO)减小,使电离平衡右移,c(H+)增大 ,pH降低
(4) ①. 80.8% ②. AD
【小问1详解】
NH4NO3为强酸弱碱盐,铵根离子水解使得溶液显酸性,则c(H+) > c(OH-) ,根据电荷守恒可知c(NO) > c(NH) ,故c(NO) > c(NH) > c(H+) > c(OH-);
【小问2详解】
①已知:③2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH=-196.6 kJ/mol,①2NO(g)+O2 (g ) 2NO2(g) ΔH1=-113 kJ/mol;则③×-①×得反应② NO2(g)+SO2(g) SO3(g)+NO(g) 故ΔH2=(-196.6 kJ/mol)×-(-113 kJ/mol)×=-41.8 kJ/mol;
② 一定温度下,向2 L恒容密闭容器中充入NO2和SO2各1 mol,5min达到平衡;
此时容器中NO2和NO的浓度之比为1∶3,则,x=0.75mol,故NO2的平衡转化率是;
【小问3详解】
①NaHSO3溶液呈酸性,其原因是HSO在溶液中存在电离平衡:HSO SO+ H+ ,水解平衡:HSO+ H2O H2SO3 + OH-;HSO的电离程度大于其水解程度,所以溶液呈酸性;
② 向pH=5的NaHSO3溶液中滴加一定浓度的CaCl2溶液,溶液中出现浑浊,pH降为2,用化学平衡移动原理解释溶液pH降低的原因是:HSO在溶液中存在电离平衡:HSOSO+ H+,加CaCl2溶液后,Ca2+ + SO =CaSO3↓ ,c(SO)减小,使电离平衡右移,c(H+)增大 ,pH降低;
【小问4详解】
3次滴定消耗标准液体积分别为20.28mL、20.12mL、20.20mL,平均值为20.20mL;根据H2SO4~2NaOH,可知样品中氢氧化钠的质量为20.20×10-3L×0.05mol·L-1×2×=4.04g,则纯度为。
A.酸式滴定管未润洗就装H2SO4标准溶液滴定,导致标准液浓度偏低,用量偏大,使得测定结果偏大,A正确;
B.锥形瓶在蒸馏水洗净后未用待测液润洗,不影响溶质质量,不影响测定结果,B错误;
C.读取H2SO4标准溶液读数时,滴定前仰视,滴定到终点后俯视,导致标准液读数偏小,测定结果偏小,C错误;
D.滴定前酸式滴定管尖嘴处有气泡未排除,滴定后气泡消失,使得标准液读数偏大,测定结果偏大,D正确;
故选AD
21. 【答案】 ①. 碱性, ②. 40 ③. 不能 ④. ClO−+H2OOH−+HClO加入NaOH使c(OH-)增大,平衡逆移,使c(HClO)减小,分解速率减慢(或消毒液更稳定) ⑤. CO2+H2O+ClO-HClO+HCO ⑥. H2CO3的Ka1大于HClO的Ka,故空气中的CO2(或H2CO3)能将ClO-转化为消毒效果更强的HClO
【详解】(1)84消毒液的有效成分是NaClO,该物质是强碱弱酸盐,水解使溶液呈碱性;
(2)①采用控制变量法进行研究,因此实验III要取40 mL84消毒液和蒸馏水混合均匀,水浴加热至23℃,然后根据实验现象的不同与上面的两个实验进行对比;
②由实验现象推断,84消毒液和医用酒精混合,会发生化学反应,故不能混合使用;
(3)Cl2与NaOH发生反应:Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O,得到的84消毒液有效成分是NaClO,该盐是强碱弱酸盐,在溶液中发生水解反应:ClO−+H2OOH−+HClO,消耗水电离产生的H+,使水的电离平衡正向移动,最终达到平衡时,溶液中c(OH-)>c(H+),溶液显碱性。向其中加入NaOH使c(OH−)增大,平衡逆向移动,使c(HClO)减小,HClO分解速率减慢,因此消毒液更稳定,所以为了防止消毒液在存储过程中失效,通常要在84消毒液中残余一定量的NaOH;
(4)待消杀物品喷洒上84消毒液后,露置于空气中10~30分钟可增强消毒效果,这是由于酸性:H2CO3>HClO>,在空气中暴露,CO2能够溶解在溶液中,发生反应使ClO-转化为HClO,产生消毒能力更强的HClO而增强溶液的消毒效果。该过程中发生反应的离子方程式为:CO2+H2O+ClO-HClO+HCO。
22. 【答案】(1)SO2+ 2Fe3+ + H2O=2Fe2+ + SO42- + 2H+
(2)Fe3+ + 3H2O Fe(OH)3 + 3H+
(3) ①. H2O + SO2 H2SO3 H2SO3H++HSO 、Fe3++HSOFe(HSO3)2+ ②. Fe3++ H2O + Fe(HSO3)2+ = 2Fe2+ + SO+ 3H+ ③. SO2与FeCl3溶液反应生成红棕色Fe(HSO3)2+离子的反应速率较快,所以观察到的现象是溶液立即由棕黄色变成红棕色;Fe(HSO3)2+离子与Fe3+的反应速率较慢,但反应限度较大,将混合液放置12小时,溶液才变成浅绿色
(4)加热、提高FeCl3溶液的酸性会缩短浅绿色出现的时间
【小问1详解】
SO2与FeCl3溶液混合发生反应SO2+ 2Fe3+ + H2O=2Fe2+ + SO42- + 2H+,现象为溶液由棕黄色变成浅绿色。
【小问2详解】
FeCl3溶液显酸性的原因是Fe3+ + 3H2O Fe(OH)3 + 3H+。
【小问3详解】
①SO2与FeCl3溶液反应生成红棕色Fe(HSO3)2+离子过程是H2O + SO2 H2SO3 H2SO3H++HSO 、Fe3++HSOFe(HSO3)2+。
②Fe(HSO3)2+离子为红棕色,它可以将Fe3+还原为Fe2+,则在溶液中Fe(HSO3)2+离子与Fe3+反应的离子方程式Fe3++ H2O + Fe(HSO3)2+ = 2Fe2+ + SO+ 3H+。
③从反应速率和反应限度知识角度解释原因是SO2与FeCl3溶液反应生成红棕色Fe(HSO3)2+离子的反应速率较快,所以观察到的现象是溶液立即由棕黄色变成红棕色;Fe(HSO3)2+离子与Fe3+的反应速率较慢,但反应限度较大,将混合液放置12小时,溶液才变成浅绿色。
【小问4详解】
步骤ⅱ中采取微热3 min,步骤ⅲ中用浓盐酸酸化,则结论是加热、提高FeCl3溶液的酸性会缩短浅绿色出现的时间。
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